WO2017200018A1 - 発電充電式電気自動車 - Google Patents

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WO2017200018A1
WO2017200018A1 PCT/JP2017/018579 JP2017018579W WO2017200018A1 WO 2017200018 A1 WO2017200018 A1 WO 2017200018A1 JP 2017018579 W JP2017018579 W JP 2017018579W WO 2017200018 A1 WO2017200018 A1 WO 2017200018A1
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windmill
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electric vehicle
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豊 根本
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豊 根本
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    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/32—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on moving objects, e.g. vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention stores in a battery wind power generated when an automobile travels, electric power generated using the rotational force of an electric motor, etc., and drives the motor with the electric power output from the battery. It relates to automobiles.
  • Patent Document 1 realizes a wind power generator that can be installed on a moving body such as a car.
  • a wind power generator configured to receive wind from a side surface direction of a rotation shaft of a propeller, the propeller side and the rotation shaft
  • the partition wall that divides into two at the base side has a circular hole with the propeller submerged in the back wind chamber or with a diameter equal to or smaller than the outer diameter of the propeller.
  • the portion corresponds to the side of the propeller, and the other part is a propeller-type wind power generator having a structure that hits the back of the propeller.
  • Patent Document 1 The configuration as disclosed in Patent Document 1 is effective in solving the above-mentioned problems, but requires wind from the rear surface of the windmill, so it is necessary to convert the wind coming from the front toward the rear surface of the windmill. Therefore, it becomes a complicated and expensive structure, and its practical use is delayed. It is not always efficient.
  • Patent Document 2 the inventor has also proposed an electric vehicle that travels by driving a motor with a battery by generating wind power with traveling wind current and charging the battery.
  • the inventor of the present invention also proposes a configuration in which power is generated and charged using a traveling wind flow force and a traveling rotational driving force of a wheel.
  • the technical problem of the present invention is to pay attention to such a problem and generate electricity by using it as it is without changing the direction of the wind coming from the front.
  • a configuration that can be charged is realized.
  • a horizontal axis or vertical axis type wind turbine generator driven by wind power flowing from the front according to the traveling of the automobile and a shaft-tuned generator synchronized with the rotation of the motor rotate to generate electric power.
  • the battery is replenished with a charged battery mounted on the automobile, is driven by a motor driven by the output of the battery, and has a control means for controlling these, and the windmill and generator It is a power generation rechargeable electric vehicle characterized by being mounted.
  • the output of the motor has sufficient power to drive both the wheels and the shaft-tuned generator.
  • a total of two generators are mounted on the motor shaft that connects the electric motor that is the power of the electric vehicle and the wheel that operates the vehicle body. Since it is synchronized with the rotation speed of the motor, it must be mounted with a shaft-synchronized generator that can generate power by synchronizing the output of the generator with the speed at which the motor rotates and the vehicle body operates.
  • the air inlet of the windmill is disposed at a position where both the airflow coming along the upper surface of the windshield of the automobile and the airflow coming from the front enter the upper surface of the roof.
  • the air intake port for driving the windmill is provided in the center of the front surface of the automobile, or is provided uniformly distributed in the width direction to prevent the air resistance during running from shifting and the handle is taken. Or a trumpet-shaped air intake opening that takes in the wind generated during driving, or a structure in which a plurality of people sit in a single vertical row instead of a plurality of people sitting in the width direction of the automobile,
  • a closing means for preventing a counter wind against the rotation of the wind turbine among traveling wind power coming from the front for rotating the wind turbine, or a deflecting means for displacing the counter wind to the position of the tail wind.
  • the electric vehicle according to claim 6 is installed by generating wind power by rotating a windmill on the roof with natural wind power even when it is stopped, or by arranging a solar panel on the outer surface of the automobile or the ceiling of the windmill.
  • the shaft-tuned generator attached to the shaft of the electric motor which is the key to facilitating the running of the automobile, is synchronized with the rotation of the electric motor, the shaft is naturally synchronized with the operation of the automobile.
  • the generator also reliably generates power in proportion to the rotational speed of the electric motor, and is charged in the onboard storage battery.
  • the wind generated by the wind generated by the driving wind always generates electricity from the front windmill, roof windmill, etc., and the battery is charged, the anxiety that the vehicle cannot run due to running out of battery can be resolved, and stable driving Safe driving is guaranteed.
  • two generators are mounted on the motor shaft that connects the electric motor that is the power of the electric vehicle and the wheel that operates the vehicle body. Since it synchronizes with the speed of the so-called electric motor, it is equipped with a shaft-tuned generator that can generate electric power by synchronizing the output of the generator with the speed at which the motor rotates and the body operates. Therefore, rotation of the motor (0-800rpm) equal, 1kw shaft synchronous generator to produce an equal power generation output, the shaft is synchronized while the motor is rotating and the car itself continues running Since the generator continuously rotates in accordance with the speed of the automobile, it is possible to continuously generate power and to continuously charge and supply the mounted storage battery.
  • the traveling wind flow is It can be taken in effectively and reliably, and a large electric power can be obtained. Therefore, it is effective particularly when traveling at a low speed.
  • the air intake for driving the windmill is provided in the center of the front of the automobile or is evenly distributed in the width direction to prevent the air resistance from shifting and the handle is removed. Therefore, safe driving is expected.
  • the trumpet-shaped air intake opening that takes in wind generated during traveling is provided, wind during traveling can be effectively captured.
  • the closing means for preventing the head wind against the wind turbine among the traveling wind power coming from the front for rotating the wind turbine is provided as in claim 5, the head wind that prevents the wind turbine from rotating can be prevented and only the tail wind can be used.
  • a deflecting means for displacing the head wind to the position of the tail wind is provided, it can be displaced to the position of the tail wind just before the head wind arrives, the wind pressure becomes stronger and the output of the generator becomes higher.
  • wind power is generated by the windmill so that the windmill on the roof can be rotated and generated by natural wind power even when the vehicle is stopped, and the mounted storage battery or the storage battery of another vehicle is charged. Therefore, it is possible to generate and charge even when the vehicle is stopped without running wind, thus preventing the battery from running out. Also, if you charge the battery of other cars, it will be helpful and appreciated. Furthermore, if a solar panel is installed on the outer surface of the ceiling of the automobile or the windmill to generate electricity and charge the installed storage battery or the storage battery of another vehicle, it can compensate for the decrease in the remaining amount of the storage battery due to a long stoppage. Drive with heart.
  • FIGS. 2 to 3 are roof-mounted wind generators for automobiles, and FIG. 2 is a front view of the wind power generation unit. It is a side view of a wind power generation part. It is a top view of a wind power generation part. It is a top view which shows the cross-sectional shape of the blade
  • 6 to 8 are front bonnet or rear trunk built-in types, and FIG. 6 is a front view of the wind power generator. It is a side view of a wind power generator. It is a rear view of a wind power generator. 9 to 11 show a fan-like windmill, and FIG.
  • FIG. 9 is a front view of the wind power generator. It is a right view of a wind power generator. It is a rear view of a wind power generator. 12 to 15 are side views showing a method of mounting the windmill on the automobile, and FIG. 12 is a type of mounting on the roof. It is a type that drives the windmill with the running wind coming into the engine room. It is a type that drives a windmill mounted in the trunk. This type is equipped with a windmill at the front edge of the roof. It is a front view which mounted the electric fan-shaped windmill in the bonnet of the motor vehicle. It is a perspective view of the windmill which has a ladle-like blade
  • FIG. 1 is a perspective view of an automobile that can generate wind power even when stopped.
  • FIG. It is a top view of the car which can generate wind power even when it is stopped.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the whole aspect of the present invention.
  • Each windmill W is rotated by the traveling wind received before the automobile travels to drive the generators g1 and g2 to charge the battery B.
  • the electric power is output, the motor M of the automobile is operated, and the automobile is driven.
  • the drive shaft generators G1 and G2 are attached to the drive shaft a of the front wheel or the rear wheel, and the generated electric power is charged to the battery B via the control device and the control device.
  • the electric power generated by the solar battery panel E and the natural wind turbine when stopped is also charged to the battery B through the control device so that it can be generated and charged even when the vehicle is stopped.
  • S is an emergency charger
  • C is a control device
  • in an inverter. Needless to say, all these devices are installed in automobiles.
  • FIG. 2 to 4 are roof-mounted types, FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is a side view, and FIG. 4 is a plan view.
  • W is a windmill, and blades 1 are provided on the circumference, and a generator G is disposed inside. Therefore, when the windmill W rotates, the generator G rotates to generate power.
  • a mounting plate 3 welded to a wind turbine or generator bearing 2 is mounted on a roof of the vehicle via a vibration-proof rubber 4. These devices are covered with a safety cover 5 and air is exhausted through the mesh on the upper surface, but there is also an exhaust port 6 at the rear, and the traveling wind is taken in from the inflow port 7 on the front surface. Rotate the windmill.
  • FIG. 5 is a plan view showing the shape of the blade 1 of the windmill, and the shape of each blade 1 is concavely curved so that it can easily rotate by capturing the incoming wind.
  • Such blades 1 are arranged radially at regular intervals. Now, assuming that the car is traveling leftward in the figure, winds come from the left to the right, and the windmill W receives both the tailwind and headwind, but the blades 1 are concavely curved. Only the upper half receives the tailwind effectively and rotates clockwise. However, since the lower half of the figure receives the head wind, rotation is suppressed. Therefore, in the present invention, only the lower half is closed by the baffle plate 13 so that the head wind cannot reach the blades 1 of the windmill W.
  • FIG. 6 to 8 are front bonnet or rear trunk built-in types, FIG. 6 is a front view, FIG. 7 is a side view, and FIG. 8 is a rear view.
  • W is a windmill, is a sirocco fan shape provided with strip-like blades 8 horizontally, and has a generator G on the side. As shown in FIG. 7, the cross-sectional shape of each blade 1... Is concavely curved so that it can easily rotate by capturing the wind.
  • the sirocco fan-like windmill W and the generator G are covered with a cover 9, and traveling wind flows from the opening on the front surface of the cover. After the windmill W is rotated, it is discharged from the rearward discharge port 6.
  • FIG. 9 to 11 show a fan-like windmill, which is mounted in the front front as shown in FIG.
  • the windmill W includes a windmill W provided with blades 1... And a generator G mounted on a horizontal axis and covered with a safety protection cover 11.
  • This safety protection cover 11 is fixed to a cover fixing plate 12 shown in FIG.
  • FIG. 12 to 15 are side views showing a method of mounting the windmill on the automobile.
  • FIG. 12 shows a type that is mounted on the roof, and the windmill W is driven by the traveling wind that arrives on the roof. After driving the windmill W, the air is exhausted onto the roof as it is.
  • FIG. 13 shows a type in which a wind turbine W mounted in a bonnet is driven by traveling wind coming into the engine room. After driving the windmill W, the air is exhausted onto the road.
  • FIG. 14 shows a case where the windmill W mounted in the trunk is driven, and the traveling wind coming on the roof and in front of the engine room is captured and guided to the windmill by the bellows. After the windmill W rotates, it is exhausted backward.
  • FIG. 12 shows a type that is mounted on the roof, and the windmill W is driven by the traveling wind that arrives on the roof. After driving the windmill W, the air is exhausted onto the roof as it is.
  • FIG. 13 shows a type in which a wind turbine W mounted in
  • 15 is a type in which a windmill W is mounted on the front end of the roof, and the front end of the roof where both the traveling wind coming along the upper surface of the windshield f of the automobile and the traveling wind coming from the front on the upper surface of the roof enter.
  • a windmill W is installed. These traveling winds can obtain large electric power because the wind force is hardly attenuated.
  • the type of wind turbine in the present invention is free, and in addition to the horizontal axis type, a configuration in which the blades 1... Having a planar shape as shown in FIG. 171 are circumferentially arranged on the outer end of the radial arm is also possible. .
  • the installation location is selected according to the windmill, but the windmill in the trunk as shown in FIG. 14 can be guided by a bellows or a duct.
  • the fan-shaped windmill can be installed in the hood as shown in FIG.
  • the electric vehicle equipped with the traveling wind power generator of the present invention can also obtain the following advantages.
  • the wind flows relatively backward as a natural phenomenon and a wind velocity is generated. Therefore, by rotating the wind turbine of the traveling wind power generator using the wind velocity flowing behind it, it is integrated with the wind turbine. Since the generator is rotated at the same time, a rotating motion of the generator is generated to generate electric power, and the electric power is charged while automatically running on a dedicated storage battery already installed in the vehicle. Is possible. Therefore, it is possible to eliminate the anxiety that the vehicle cannot run due to the battery running out, and to enjoy stable driving and safe driving. However, the battery is charged with some electric power in advance, and electric power that can travel the minimum distance is ensured.
  • the traveling wind power generator installed in the electric vehicle equipped with the traveling wind power generator of the present invention is born from the development technology of the wind turbine of the vertical axis type wind power generator, the generator, and the control system device, and is small and light. Because it can be attached and detached freely, it can be retrofitted to all electric vehicles.
  • This electric vehicle equipped with a wind power generator is a dangerous bicycle or motorcycle that runs around in the living environment of developing countries where narrow streets in the city are the basis of life, and accidents frequently occur.
  • a wind power generator In order to maintain a safe and rational living environment in the area, it is possible to design a compact size that is thin and long enough to fit the width of a bicycle or motorcycle, etc. You can regain the natural living environment of a clean alley that is free from noise and exhaust gas.
  • a small electric vehicle equipped with this traveling wind power generator is installed on the front in the front of a wide-width vehicle that can accommodate multiple passengers. It is possible to develop a method of rotating the generator by applying wind velocity to the machine installed in the rear trunk via a nozzle, and in the case of a two-seater vehicle type with a narrow vehicle width, It is possible to select a plurality of types such as a method to be mounted on the ceiling, and because it is detachable, it can be used not only when traveling but also in all directions.
  • One of the further features of the small electric vehicle equipped with this traveling wind power generator is that it automatically operates on a dedicated storage battery that is installed in advance by simply operating the traveling wind power generator using the wind velocity generated when traveling. Depending on the situation, charging from ordinary power is not necessary, and it has the advantage of being able to generate and store electricity with wind power even when stopped, in addition to fuel efficiency, in line with the Paris Agreement with zero pollution, It is an ideal car.
  • Table 1 shows numerically the test results of running at different speeds for the small electric vehicle equipped with this traveling wind power generator.
  • Table 2 shows specific numerical values for the apparatus used in this test.
  • Table 3 shows specifications of drive system equipment mounted on the automobile.
  • Table 4 lists the specifications of the wind turbine for the traveling wind generator.
  • this traveling wind power generation type electric vehicle combines the rotation of the generator using the wind velocity generated when traveling with the power of the generator combined with the rotational driving force of the traveling and rotating wheels.
  • Electric vehicle that can run while the remaining amount of storage battery can maintain a certain standard value because it is possible to automatically charge the electricity born from zero fuel consumption to the dedicated storage battery installed in advance.
  • charging from ordinary power is not necessary, and there is also the advantage of not requiring any external power supply at all, the ideal car aiming for the Paris Agreement of zero fuel consumption, zero pollution, and real driving It is a wind-powered electric vehicle.
  • FIG. 18 is a side view of the present invention applied to a track.
  • the exterior of automobiles is made of 0.4mm to 0.8mm thick aluminum plate that is resistant to heat and is flexible.
  • the effects of wind pressure and micro-vibration generated during driving, and external pressure In order to cope with the impact caused by the above, the surface of the aluminum plate used in the exterior part is formed with a concave groove to increase the strength by forming irregularities at intervals.
  • the electric vehicle has an outer shape that is not a streamlined type that requires advanced technology, but is easy to process, which is a characteristic of an old vehicle as shown in FIG.
  • a travel drive type generator G is attached to the drive shaft of the front wheel Tf.
  • the rotational speed of the front wheel Tf is about 300 rpm, and the rotational speed of the rear wheel Tr is about 600 rpm.
  • a system battery and a storage battery for storing generated electric power are incorporated.
  • W is a traveling wind turbine and G is a generator.
  • FIG. 19 is a plan view applied to a front and rear two-seater automobile, in which traveling drive type generators G and G are attached to a drive shaft between a wheel driving motor M and front wheels Tf and Tf.
  • a storage battery or a control device is housed in the system box 15 as a system device.
  • the left and right front wheels Tf, Tf connected to the electric motor M, which is the heart of the electric vehicle, by a shaft are driving units, which are the driving force of the electric vehicle. Since the driving load generators G and G attached to the shaft connecting the electric motor M and the front wheels or the left and right front wheels Tf and Tf, respectively, have a large rotational load value, they are little.
  • the front wheel Tf is about 1.5 to 2.5 times larger than the rear wheel Tr in order to enable high-efficiency power generation with power consumption and support long-distance driving. Reduced load resistance.
  • FIG. 21 is a plan view showing the mounting structure of the travel drive generator G, in which the electric motor M is mounted in the middle of the shaft a for rotationally driving the left and right front wheels Tf, Tf. And it attaches to the same shaft a so that the left and right generators G and G can also be rotationally driven by this electric motor M.
  • FIG. 22 shows another embodiment, in which the shafts a and a are inserted into the bevel gears 20 and 20, and the generators G and G are rotationally driven by the bevel gears 20 and 20 via the worms 21 and 21. ,Generate electricity.
  • the gear means may use other types such as a spur gear instead of the bevel gear 20 and the worm 21.
  • power may be generated on the rear wheels Tr and Tr side, or power may be generated using all of the front wheels Tf and Tf and the rear wheels Tr and Tr, and the battery may be charged. Good.
  • FIG. 23 is a block diagram showing various power generation and charging systems in the electric vehicle according to the present invention.
  • the outputs of the traveling wind hydrodynamic generator g1 and the traveling drive generator g2 are charged to the storage battery B via the controller c1.
  • And consumed for driving the motors M and M are consumed for driving the motors M and M.
  • the generated power of the solar battery panel E and the stopped wind power generator is also consumed for driving the motors M and M after charging the storage battery B via the controller c1.
  • FIG. 24 is a perspective view of a device that can generate wind power and store it in the storage battery B even when it is stopped
  • FIG. 25 is a plan view thereof.
  • the hydraulic cylinder 22 is supported with the front wheel Tf, Tf and the rear wheel Tr, Tr being supported on the central portion of the vehicle body, and the piston 23 moves up and down.
  • a windmill W is attached to the upper end of the piston 23.
  • the planar shape is a shape in which the ladle-shaped blades 1 are attached to the outer ends of the radial arms.
  • the windmill W rotates on the roof of the car to generate power. It is also possible, regardless of the type.
  • the piston 23 When the car is stopped at a parking lot or the like, the piston 23 is extended to raise the windmill, and then the windmill W is rotated to drive the generator to generate power and charge the battery B.
  • the windmill W is rotated to drive the generator to generate power and charge the battery B.
  • the output of the traveling wind flow power generator g1 and the traveling driving force generators g2 and g2 is unstable because power is generated and charged while consuming electric power while the vehicle is running. Since wind power is generated after extending the windmill and raising the windmill, stable power generation is possible. Note that the wind turbine W in FIG. 26 can also generate wind power when stopped.
  • the wind turbine W When it is desired to generate power even with the vertically moving wind turbine W during traveling, it is stable to lower the wind turbine W with the piston 23. Further, since the hydraulic cylinder 22 stands in the interior of the automobile, the wind turbine W may be attached using a carrier firmly attached to the automobile roof. At this time, the hydraulic cylinder 22 may be attached to the carrier.
  • FIG. 26 a vertical axis type windmill W is mounted on the roof of an automobile, and a solar battery panel E provided on the roof above the windmill W is mounted, so that the sun can be stopped while driving (even during traveling).
  • a solar battery panel E provided on the roof above the windmill W is mounted, so that the sun can be stopped while driving (even during traveling).
  • the batteries E and E also generate power and charge the storage battery B.
  • power generation by the solar cell E is impossible at night or in bad weather, power is generated and charged by the windmill W in FIGS.
  • FIG. 27 is a perspective view of the shaft-tuned generator, and the front wheels Tf, Tf or the rear wheels Tr, Tr are driven by a motor M connected by a shaft a.
  • the motor M also generates power by rotating the generators G and G connected by the shaft a.
  • FIG. 28 is a block diagram showing the entire system configuration of the power generation rechargeable electric vehicle according to the present invention.
  • FIG. 29 is a horizontal sectional view showing the basic configuration of the shaft-tuned generator according to the present invention.
  • the power generation system of the shaft-tuned generator according to the present invention provides the same operation as that of an engine brake of an automobile using ordinary fossil fuel. That is, the electric motor M as a driving source of the traveling power generation type electric vehicle is a simple system in which the wheel rotates by depressing the accelerator pedal, and the driving of the wheel is released and stopped by releasing the accelerator pedal. However, the next operation when releasing the accelerator pedal for traveling is an operation of depressing the adjacent foot brake pedal.
  • the shaft-tuned generator G is automatically shifted from the driving rotation of the electric motor M to the non-drive idling of only the wheel connected to the electric motor shaft a. , G rotates and is charged by generating electricity, so that the load of the shaft-tuned generators G and G supplements the role of the brake using the power generation load combined with the foot brake.
  • the brake switch is turned on, and the rotational drive by the electric motor M shifts to the non-movable rotation of only the wheel connected to the shaft a.
  • the gear z connected to the motor shaft a is automatically locked, and the shaft-tuned generators G and G start rotating and simultaneously generate and charge.
  • the brake switch is turned off, and normal motor drive rotation is performed so that the vehicle can run.
  • the configuration in FIG. 29 is an example, and any configuration that can switch the driving of the wheels by the motor to the rotation of the generator is effective because it can generate and replenish the power by rotating the shaft-tuned generator.
  • power is generated by using the rotational driving force of the wheels that rotate according to the running of the automobile, and the generator is rotated by the windmill driven by the wind that flows in from the front, generating electric power
  • the storage battery is charged, traveled by a motor driven by the output of the battery, and equipped with a control means for controlling them, it can travel while being wind-generated and charged by wind generated during travel.
  • the auxiliary charge to the storage battery can be performed efficiently. Therefore, it is possible to eliminate the anxiety that the vehicle cannot run due to running out of battery or the like, and enjoy stable driving and safe driving.

Abstract

【課題】搭載したバッテリーの出力でモーターを駆動し走行する電気自動車において、車輪の回転駆動力を利用して発電で前記バッテリーに充電可能とする。　【解決手段】自動車を走行させる電動機のシャフトに取付けられているシャフト同調発電機は、電動機の回転と同調されている為自動車が稼働する事により自然にシャフト同調発電機も電動機の回転速度に比例して確実に発電し搭載されている蓄電池に充電される。また、自動車が走行すれば必ず発生する走行風流によりフロント風車、ルーフ風車などで発電して、前記バッテリーに充電するので、バッテリー切れ等で車両が走行できないと言うアクシデント不安が解消でき、安定した走行と安心した運転が保障される。

Description

発電充電式電気自動車
　本発明は、自動車が走行する際に発生する風力並びに、電動機の回転力を利用して発電させた電力などをバッテリーに蓄電しておき、このバッテリーから出力した電力でモーターを駆動し走行する電気自動車に関する。
　現在市場で販売されている電気自動車は、本体に搭載されている蓄電池に一般電力をチャージする事から始まるが、積載されている蓄電池の許容範囲は限られている。そのため、長距離或は予期せぬ渋滞における電力不足の不安は払拭できず、安心したドライブが楽しめない。
　これに対し、特許文献１のように風力発電しながら走行する電気自動車はバッテリー限界に左右されない。特許文献１は、車などの移動体にも設置可能な風力発電装置を実現するもので、プロペラの回転軸の側面方向から風を受ける構造の風力発電装置において、前記プロペラ側とその回転軸の根元側に２分する仕切り壁は、前記プロペラを背風室の中に沈めたりプロペラの外径と同等程度か、より小径の円穴が開いており、回転軸の側面方向に到来する風圧の一部はプロペラの側面に当たり、他の一部はプロペラの背面に当たる構造のプロペラ型風力発電装置である。
特願2013-83264 特願2016-163960
　特許文献１のような構成は前記のような問題が解消され効果的だが、風車の背面からの風を必要とするので、前方から来る風を風車の背面方向に転換する必要がある。そのため、複雑高価な構造となり、実用化が遅れている。また必ずしも効率的でない。
　また、特許文献２のように、走行風流力で風力発電してバッテリーに充電し、バッテリーでモーターを駆動して走行する電気自動車も発明者が提案した。さらに、走行風流力や車輪の走行回転駆動力を併用して発電し充電する構成も本発明の発明者が提案している。しかし、駐車中など停車時は発電・充電できないのが難点であり、バッテリーの充電不足を招きかねない。
　本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、前方から入って来る風の向きを変えずにそのまま利用して発電し、しかもモーターで走行する電気自動車において、停車時も発電して充電できる構成を実現する。
　本発明の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、自動車の走行に応じて前方から流入する風力で駆動される水平軸型又は垂直軸型の風車発電機並びに、電動機の回転と同調させたシャフト同調発電機が回転する事により電力を発生させて、自動車に搭載されている充電済みのバッテリーに補充しておき、前記バッテリーの出力で駆動されるモーターで走行し、これらを制御する制御手段とを備え、かつ風車と発電機を搭載したことを特徴とする発電充電式電気自動車である。なお、当然だが、電動機の出力は、車輪とシャフト同調発電機の双方を駆動するだけのパワーを有するものとする。
　請求項２は、電気自動車の動力である電動機と車体を稼働させる車輪とを連結する電動機シャフトに左右各一台合計二台の発電機が搭載されており、この発電機は自動車の走行スピードいわゆる電動機の回転速度に同調している為、電動機が回転して車体が稼働するスピードに発電機の出力も同調して電力を発生させる事を可能としたシャフト同調発電機を搭載して走行することを特徴とする請求項１記載の発電充電式電気自動車である。
　請求項３は、自動車のフロントガラスの上面に沿って到来する空気流と屋根の上面に前方から到来する空気流の双方が入る位置に風車の空気流入口を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電充電式電気自動車である。
　請求項４は、風車を駆動する空気の取り入れ口は、前記自動車の前面中央に設け、又は幅方向に均一に分散して設け、走行時の空気抵抗が片寄るのを防ぎ、ハンドルが取られるのを防ぎ、又は走行時に発生する風を取り入れる前開きのラッパ状の空気取り入れ口を設け、又は自動車の幅方向に複数人が座るのではなく、縦方向１列に複数人が座る構造とし、細長い形状の車体としたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発電充電式電気自動車である。
　請求項５は、前記風車を回転させる前方から来る走行風力のうち、風車の回転に対する向かい風を阻止する閉鎖手段を設け又は向かい風を追い風の位置に変位させる偏向手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発電充電式電気自動車である。
　請求項６の電気自動車は、停止中でも自然の風力で屋根上の風車が回転して風力発電し、又は自動車若しくは前記風車の天井外面に太陽光パネルを配設して発電し、搭載している蓄電池又は他車の蓄電池に充電しておき、前記蓄電池の出力で駆動されるモーターで走行する構造とした請求項１から請求項６までのいずれかに記載の発電充電式電気自動車である。
　請求項１のように、自動車の走行を容易にする要である電動機のシャフトに取付けられているシャフト同調発電機は、電動機の回転と同調されている為自動車が稼働する事により自然にシャフト同調発電機も電動機の回転速度に比例して確実に発電し、搭載されている蓄電池に充電される。
　また、自動車が走行すれば必ず発生する走行風流によりフロント風車、ルーフ風車などで発電して、前記バッテリーに充電するので、バッテリー切れ等で車両が走行できないと言うアクシデント不安が解消でき、安定した走行と安心した運転が保障される。
　請求項２のように、電気自動車の動力である電動機と車体を稼働させる車輪とを連結する電動機シャフトに左右各一台合計二台の発電機が搭載されており、この発電機は自動車の走行スピードいわゆる電動機の回転速度に同調している為、電動機が回転して車体が稼働するスピードに発電機の出力も同調して電力を発生させる事を可能としたシャフト同調発電機を搭載して走行するので、電動機の回転(0～800rpm) イコール、1kw シャフト同調発電機が回転する事によりイコール発電出力と成るためは、電動機が回転して自動車自体が走行を継続している間は、シャフト同調発電機は自動車の速度に合わせて継続した回転を行うため、継続した発電を可能とすると共に搭載されている蓄電池には絶えず充電供給を可能としている。
　請求項３のように、自動車のフロントガラスの上面に沿って到来する空気流と屋根の上面に前方から到来する空気流の双方が入る位置に風車の空気流入口を配置したので、走行風流を効果的に確実に取り込むことができ、大きな電力を得ることができる。従って、特に低速で走行する場合に有効である。
　請求項４のように、風車を駆動する空気の取り入れ口を、前記自動車の前面中央に設け、又は幅方向に均一に分散して設け、走行時の空気抵抗が片寄るのを防ぎ、ハンドルが取られるのを防ぐので、安全運転が期待される。
　また、走行時に発生する風を取り入れる前開きのラッパ状の空気取り入れ口を設けたので、走行時の風を有効に取り込むことができる。また、自動車の幅方向に複数人が座るのではなく、縦方向１列に複数人が座る構造とし、細長い形状の車体としたので、安定走行が可能となり、また空気抵抗が少なく、少ないエネルギーで走行できる。
　請求項５のように、前記風車を回転させる前方から来る走行風力のうち、風車に対する向かい風を阻止する閉鎖手段を設けてあるので、風車の回転を妨げる向かい風を阻止でき、追い風のみを利用できる。また、向かい風を追い風の位置に変位させる偏向手段を設けると、向かい風の位置に到来する直前に追い風の位置に変位でき、風圧がより強くなり、発電機の出力がより高くなる。
　請求項６のように、停止中でも自然の風力で屋根の上の風車が回転して発電できるように、前記風車で風力発電して、搭載している蓄電池又は他車の蓄電池に充電しておくので、走行風が発生しない停車時でも発電して充電でき、バッテリーの電池切れを未然に防げる。また、他車の蓄電池にも充電すると、人助けとなり、感謝される。更に、自動車若しくは前記風車の天井外面に太陽光パネルを配設して発電し、搭載している蓄電池又は他車の蓄電池に充電すると、長時間の停車による蓄電池の残量低下を補充でき、安心してドライブできる。
本発明の発電充電型の自立電気自動車の全容を示すブロック図である。 図２～図３は、自動車の屋根上搭載タイプの風力発電機で、図２は風力発電部の正面図である。 風力発電部の側面図である。 風力発電部の平面図である。 風車の羽根の断面形状を示す平面図である。 図６～図８は前方ボンネット又は後方トランク内臓タイプであり、図６は風力発電機の正面図である。 風力発電機の側面図である。 風力発電機の背面図である。 図９～図１１は扇風機状風車であり、図９は風力発電機の正面図である。 風力発電機の右側面図である。 風力発電機の背面図である。 図１２～図１５は、自動車への風車の搭載方式を示す側面図で、図１２は屋根上に搭載するタイプである。 エンジンルームに到来する走行風で風車を駆動するタイプである。 トランク内に搭載した風車を駆動するタイプである。 屋根上前端に風車を搭載するタイプである。 自動車のボンネット内に扇風機状の風車を搭載した正面図である。 おたまじゃくし状の羽根を有する風車の斜視図である。 本発明をトラックに応用した側面図である。 前後二人乗りの自動車に応用した平面図である。 ボンネット先端を逆Ｖ状に尖らせた正面図である。 走行駆動式発電機の取付け位置の実施例を示す平面図である。 走行駆動式発電機の別の配置例を示す平面図である。 本発明の電気自動車における各種発電充電システムブロック図である。 停止中でも風力発電できる自動車の斜視図である。 停止中でも風力発電できる自動車の平面図である。 自動車の屋根の上に風車を搭載し、この風車の屋根上に太陽光電池パネルを設けた斜視図である。 シャフト同調発電機を示す斜視図である。 本発明による発電充電式電気自動車の全システム構成を示すブロック図である。 本発明によるシャフト同調発電機の基本構成を示す水平断面図である。
　次に本発明による自立発電充電式電気自動車が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。図１は、本発明の全容を示すブロック図であり、自動車が走行する際に発生する前から受ける走行風で各風車Ｗを回転させて発電機ｇ１、ｇ２を駆動し、バッテリーＢに充電しておき、その電力を出力して、自動車のモーターＭを作動させ、自動車を走行させる。前輪又は後輪の駆動シャフトａには走行駆動式の発電機Ｇ１、Ｇ２を取付けて、発電した電力は、コントロール機器を経コントロール機器を経てバッテリーＢに充電される。停車中でも発電して充電できるように、太陽電池パネルＥや停止時の自然風力風車で発電した電力もコントロール機器を経てバッテリーＢに充電される。なお、Ｓは緊急用充電器、Ｃはコントロール機器、ｉｎはインバータである。これら機器は総て自動車に搭載しておくことは言うまでもない。
　図２～図４は、屋根上搭載タイプで、図２は正面図、図３は側面図、図４は平面図である。Ｗが風車で、羽根１…を円周上に設けてあり、内部に発電機Ｇを配設して有る。従って、風車Ｗが回転すると、発電機Ｇを回転して発電する。風車や発電機の軸受け２を溶接した取付け板３は、自動車の屋根上に耐振ゴム４を介して取付けられさる。なお、これらの機器は、安全保護カバー５を被せてあり、上面の網目を通して，空気が排出されるが、後方にも排気口６を有し、前面の流入口７から走行風を取込んで風車を回転させる。
　図５は、風車の羽根１…の形状を示す平面図であり、各羽根１…の形状は、入って来た風を捉えて回転し易いように凹湾曲形をしている。このような羽根１…が放射状に一定間隔に配置されている。いま、自動車が図の左向きに走行しているとすると、左から右向きに走行風が到来し、風車Ｗは追い風も向かい風も受けるが、羽根１…が凹湾曲形をしているため、図の上半分のみが追い風を効果的に受けて、右周りに回転する。ところが、図の下半分は向かい風を受けているので、回転が抑制されている。従って、本発明では、下半分のみ、邪魔板１３で閉鎖し、向かい風は風車Ｗの羽根１…に到来できない構造である。
　この邪魔板１３に代えて、鎖線１４で示す傾斜板を設けると、下半分に到来する向かい風を直前に上側にガイドして、追い風に変更できる。向かい風を直前に追い風に変更できるので風力が強まり、発電機で発電される電力も高まる。ただし、傾斜した偏向手段１４を取付け支持するために、自動車の一部を利用する必要がある。従って、偏向手段１４を取付け支持できることが必要となる。
　ところで、渋滞や信号待ちなどが多いと、効率的に発電できないので、いっそのこと発電は断念することもできる。あるいは、自動車が停車していても、自然の風や隣の車線を逆方向に走行している車の風圧やビル風などを利用して微量でも発電することも可能である。このように、風の向きが一定しない場合は、前記の邪魔板１３や偏向手段１４は使用できない。
　図６～図８は前方ボンネット又は後方トランク内臓タイプであり、図６は正面図、図７は側面図、図８は背面図である。Ｗは風車で、帯板状の羽根８…を水平に設けたシロッコファン状であり、側方に発電機Ｇを備えている。図７のように、各羽根１…の断面形状は、風を捉えて回転し易いように凹湾曲形をしている。シロッコファン状の風車Ｗと発電機Ｇとはカバー９で覆われており、カバー前面の開口から走行風が流入する。風車Ｗを回転させた後は、後ろ向きの排出口６から排出される。
　図９～図１１は扇風機状風車であり、図16のように、前方フロント内に搭載される。この風車Ｗは、図９のように、放射状に羽根１…を備えた風車Ｗと発電機Ｇが水平軸に取付けられ、安全保護カバー１１を被せてある。この安全保護カバー１１は、図１１に示すカバー固定板１２に固定してある。
　図１２～図１５は、自動車への風車の搭載方式を示す側面図である。図１２は屋根上に搭載するタイプで、屋根上に到来する走行風で風車Ｗを駆動する。風車Ｗの駆動後は、そのまま屋根上に排気する。図１３は、エンジンルームに到来する走行風で、ボンネット内に搭載した風車Ｗを駆動するタイプである。風車Ｗを駆動した後は路上に排気する。図１４は、トランク内に搭載した風車Ｗを駆動する場合で、屋根上とエンジンルーム正面に到来する走行風を捉えて蛇腹で風車に導く。風車Ｗの回転後は、後方に排気する。図１５は、屋根上前端に風車Ｗを搭載したタイプであり、自動車のフロントガラスｆの上面に沿って到来する走行風と屋根の上面に前方から到来する走行風の双方が入る屋根上前端に風車Ｗを搭載してある。これらの走行風は、風力が殆ど減衰してないので、大きな電力が得られる。
　本発明における風車のタイプは自由で、水平軸のタイプのほか、図１7 のような平面形状がおたまじゃくし状の羽根１…を放射状のアームの外端に円周状に配置した構成も可能である。設置場所は風車に応じて選択するが、図１４のようなトランク内の風車には蛇腹やダクトで導くこともできる。扇風機状の風車は、図１６のように、ボンネット内に設置することもできる。
　本発明の走行風流発電装置搭載電気自動車は、以下のような利点も得られる。
　自動車が前進すれば自然の現象として風は相対的に後方に流れて風流速が発生するため、その後方に流れる風流速を利用して走行風力発電装置の風車を回転させる事により、風車と一体化されている発電機を同時に回転するため、発電機の回転運動が発生して電力を生み出し、其の電力を既に車両に搭載されている車両専用の蓄電池に自動的に走行しながら充電する事を可能としている。従って、バッテリー切れ等で車両が走行できないというアクシデント不安を解消し、安定した走行と安心した運転が楽しめる。ただし、前記バッテリーには予め多少の電力を充電しておき、最低距離を走行できる電力を確保しておく。
　本発明の走行風流発電装置搭載電気自動車に搭載されている走行風流発電装置は、垂直軸型風力発電機の風車及び、発電機並びに、制御システム機器の開発技術から誕生していると共に、小型軽量で、着脱も自由にできるため、全ての電気自動車に後付けでの搭載も可能である。
　本走行風流発電装置搭載電気自動車の更なる特徴の一つとして、身体障碍者の幅広い生活環境の変化や自立向上に寄与する事を目的として開発されているため、車椅子のまま又は、車椅子を使用しなくても問題の無い方でも簡単に運転操作ができる車両を開発する事により、蓄電池の許容範囲を気にせず、行動範囲や時間の制約も気にすることも無くなるため、送迎又は、簡単な宅配業務等の自立した運転ビジネスも健常者並みまでとはいかなくても可能と成るため、前向きで活発な希望有る生活環境を得る事ができる大きな特徴をも兼ね備えている。
　本走行風流発電装置搭載電気自動車は、市街地の狭い路地が生活の基盤と成っている発展途上国等の生活環境事情の中で縦横無尽に走り回り度々事故も起きている危険な自転車又は、自動二輪車等に代わり、地域の安全且つ合理的な生活環境を維持する事を目的として自転車又は、自動二輪車等の横幅サイズに合わせた細長で前後二人乗りのコンパクトサイズにデザインする事も可能なため、騒音と排気ガスで苦しみから解放されたクリーンな路地裏通りの自然生活環境を取り戻す事ができる。
　本走行風流発電装置搭載小型電気自動車は、複数人の乗車も可能な車幅の広い車両にはフロント内前方に搭載するタイプと、本機前方フロント上部又は、天井に風流速取入口を取付け送風ノズルを介して後方トランク内に搭載した本機に風流速を当てる事により発電機を回転させる方式の開発が可能であると共に、車幅の狭い前後二人乗りの車両タイプの場合は、車両の天井に搭載する方式等々複数のタイプを選択する事も可能であり、しかも着脱式である為走行時だけではなく、あらゆる方面での使用も可能である。
　本走行風流発電装置搭載小型電気自動車の更なる特徴の一つは、走行する時に発生する風流速を利用して走行風流発電装置を稼働させるだけで、あらかじめ搭載されている専用の蓄電池に自動的に充電されるため、状況によっては一般の電力からの充電も必用は無く、また停車中でも風力で発電して蓄電できるという利点も秘めていて、燃費は勿論、公害ゼロのパリ協定に沿った、理想の自動車である。
[規則26に基づく補充 27.07.2017]　
　表１に本走行風流発電装置搭載小型電気自動車につき、速度を変えて走行させた試験結果を数値で示す。
Figure WO-DOC-TABLE-1
　また、この試験に使用した装置につき具体的数値を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表３は、前記自動車に搭載した駆動システム機器仕様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表４に、走行風流式発電機用の風車の仕様を掲載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　次に、本走行風流発電式電気自動車は、走行する時に発生する風流速を利用した発電機の回転と、走行して回転する車輪の回転駆動力を併用した発電機の電力を融合させる事により、燃費ゼロから生まれた電力を、あらかじめ搭載されている専用の蓄電池に自動的に充電する事を可能としているため、蓄電池残量が一定基準値を維持できている間は走行が可能な電気自動車であると共に、状況によっては一般の電力からの充電も必用は無く、外部電源を全く必要としないという利点も秘めた、燃費は無し、公害ゼロ、のパリ協定を目指した理想の車が本走行風力発電式電気自動車である。
　図１８は本発明をトラックに応用した側面図である。自動車の外装部は熱にも強く柔軟性の有る０．４～０．８mm厚のアルミニウム板を使用して外装部の軽量化を図ると共に、走行時に発生する風圧及び微振動等による影響並びに外圧による衝撃に対処すべく、外装部で使用されているアルミニウム板の表面は、間隔をおいて凹凸加工する事により凹溝を一定に形成して強度を強くしてある。更なる適正価格を追求するために、本電気自動車の外形を、高度な技術を必要とする流線型では無く、図２６のような古車の特徴である加工のしやすい角形を採用している。
　前輪Ｔｆの駆動シャフトには走行駆動式の発電機Ｇを取付けある。なお、前輪Ｔｆの回転数は３００ｒｐｍ程度、後輪Ｔｒの回転数は６００ｒｐｍ程度である。搭載箱体１５内には、システム機器や発電した電力を蓄える蓄電池を内蔵してある。Ｗは走行風流風車、Ｇは発電機である。
　図１９は、前後二人乗りの自動車に応用した平面図であり、車輪駆動用のモーターＭと前輪Ｔｆ、Ｔｆ間の駆動シャフトに走行駆動式の発電機Ｇ、Ｇを取付けてある。システム箱体１５内には、前記のように、システム機器として例えば蓄電池や制御機器などを収納してある。
　本電気自動車の心臓部である電動機Ｍにシャフトで接続された左右の前輪Ｔｆ、Ｔｆは駆動部であり、本電気自動車の推進力となっている。前記電動機Ｍと前輪間を連結しているシャフト又は、左右の前輪Ｔｆ、Ｔｆに其々一台ずつ取付けられている走行駆動式発電機Ｇ、Ｇが導き出す回転負荷数値は大きいため、少しでも少ない消費電力で高効率な発電を可能とし、長距離運転にも対応できる様にするため、前輪Ｔｆは後輪Ｔｒよりも約１．５～２．５倍の大きさとした事により、低速時に起こる負荷抵抗を低減させた。また、図示のように、自動車の幅方向に複数人が座るのでなく、縦方向１列に複数人が座る構造とし、細長い形状の車体としたので、運転がし易く、狭い道路でも縦横無尽に運転できる。またスピードも出しやすい。
　図２０のように、自動車において、大きな空気抵抗を受けるボンネットＢ先端１６を逆Ｖ状に尖らすと、空気抵抗を低減できる。そして、この際の風力の最も強い位置例えばボンネットＢの後端に窓穴１８、１８を開けて、ボンネットＢ内に設けた風車の各羽根の外端１９、１９を突出させると、風車が高速回転し発電機を回転駆動できる。
　図２１は、走行駆動式発電機Ｇの取付け構造を示す平面図であり、左右の前輪Ｔｆ、Ｔｆを回転駆動するシャフトａの真ん中に電動機Ｍを取付けてある。そして、この電動機Ｍで左右の発電機Ｇ、Ｇも回転駆動できるように、同じシャフトａに取付けてある。
　図２２は、別の実施例であり、前記シャフトａ、ａを傘歯車２０、２０に挿通し、前記傘歯車２０、２０でウォーム２１、２１を経由して発電機Ｇ、Ｇを回転駆動し、発電する。なお、歯車手段は、傘歯車２０やウォーム２１に代えて平歯車等、他の種類を用いてもよい。
　なお、図２１、図２２で、後輪Ｔｒ、Ｔｒ側で発電してもよく、又は前輪Ｔｆ、Ｔｆと後輪Ｔｒ、Ｔｒ側の総てを利用して発電し、バッテリーに充電してもよい。
　図２３は、本発明の電気自動車における各種発電充電システムを示すブロック図で、走行風流力式発電機ｇ１、走行駆動式発電機ｇ２の出力は、それぞれコントローラーｃ１を経て蓄電池Ｂに充電してから、モーターＭ、Ｍの駆動に消費される。なお、太陽電池パネルＥや停止風力発電機の発電電力も、コントローラーｃ１を経て蓄電池Ｂに充電してから、モーターＭ、Ｍの駆動に消費される。
　図２４は、停止中でも風力発電して蓄電池Ｂに蓄電できる装置の斜視図、図２５は、その平面図である。前輪Ｔｆ、Ｔｆと後輪Ｔｒ、Ｔｒ上に支持された車体の中央部位に油圧シリン２２が立った状態で支持されており、ピストン２３が上下動する。このピストン２３の上端に風車Ｗが取付けられる。図示例では、平面形状がお玉杓子状の羽根１…を放射状のアームの外端に取付けた形状をしているが、図２６のように、車の屋根上で風車Ｗが回転して発電する構成も可能で、種類の如何を問わない。
　駐車場などで自動車の停止中にピストン２３を伸長させて風車を上昇させてから、風車Ｗを回転させ、発電機を回転駆動すると、発電が行われ電池Ｂ充電される。このように停止中発電時は、ピストン２３を伸ばして風車を高くしてから発電するので、常に風力が十分な状態で効率良く発電できる。走行風流力式発電機ｇ１や走行駆動力式発電機ｇ２、ｇ２の出力は、電力を自動車の走行に消費しながら発電・充電するため、不安定となるが、停止中の発電は、ピストン２３を伸ばして風車を高くしてから風力発電するので安定的に発電できる。なお、図２６の風車Ｗでも、停止時の風力発電が可能である。
　風力が強すぎると、自動車が揺れたりするので、ピストン２３を引っ込めて風車を下げるのが安全である。続けて発電したい場合は、前記油圧シリンダー２２と連結固定された逆向き（下向き）の油圧シリンダーのピストンを下向きに伸ばし、下端に取付けた基盤を地面に押し付けると、車体が揺動するのを防げる。
　なお、延長充電ケーブルさえ有れば、駐車状態の他の自動車の蓄電池にも充電してあげると、喜ばれる。
　走行中に上下動風車Ｗでも発電したい場合は、ピストン２３で風車Ｗを下降させるのが安定的である。また、自動車の室内に前記油圧シリンダー２２が立っていると邪魔になるので、自動車の屋根に強固に取付けたキャリヤを利用して前記風車Ｗを取付けてもよい。このとき、前記キャリヤに前記油圧シリンダー２２を取付けてもよい。
　図２６は、自動車の屋根の上に垂直軸型の風車Ｗを搭載し、この風車Ｗの上の屋根上に設けた太陽光電池パネルＥを搭載して、停車中（走行時も可能）に太陽電池Ｅ、Ｅでも発電して、蓄電池Ｂに充電する例である。ただし、夜間や悪天候の場合は太陽電池Ｅによる発電が不可能なため、図２４～図２６の風車Ｗで発電して充電する。
　図２７は、シャフト同調発電機の斜視図であり、前輪Ｔｆ、Ｔｆ又は後輪Ｔｒ、Ｔｒは、シャフトａで連結されたモーターＭで駆動される。モーターＭは、シャフトａで連結された発電機Ｇ、Ｇも回転させて発電する。
図２８は、本発明による発電充電式電気自動車の全システム構成を示すブロック図である。
　最後に、本発明によるシャフト同調発電機の基本構成を図２９に水平断面図で示す。この図のように、本発明によるシャフト同調発電機の発電システムは、通常の化石燃料を使用した自動車のエンジンブレーキと同様の作用を提供している事にある。すなわち、本走行発電式電気自動車の駆動源となる電動機Ｍは、アクセルペダルを踏む事により車輪が回転して走行し、アクセルペダルを離す事により車輪の駆動が解除されて停止する、単純なシステムであるが、走行するためのアクセルペダルを離した際の次の動作は、隣にあるフットブレーキペダル踏み込む操作となる。その際に、アクセルペダルからブレーキペダルに操作が移行した段階で、電動機Ｍの駆動回転から自動的に電動機シャフトａと連結している車輪のみの無駆動空転に移る事により、シャフト同調発電機Ｇ、Ｇが回転し、発電して充電が行われるため、シャフト同調発電機Ｇ、Ｇの負荷により、フットブレーキと併合した発電負荷を利用したブレーキの役目も補っている。
　次に、ブレーキペダルの操作と同時にブレーキスイッチがオンとなり、電動機Ｍによる回転駆動から、シャフトａと連結されている車輪のみの無可動回転に移行する。その際、電動機シャフトａに連結されているギャｚが自動的にロックされ、シャフト同調発電機Ｇ、Ｇが回転すると同時に発電と充電を開始する。また、再びアクセルペダルが操作される時点で、ブレーキスイッチはオフとなり、通常の電動機駆動回転となり、走行可能となる。図２９の構成は一例であって、モーターによる車輪の駆動を発電機の回転に切り換え得る構成であれば、シャフト同調発電機の回転による発電・補充ができるので有効である。
　以上のように、自動車の走行に応じて回転する車輪の回転駆動力を利用して発電すると共に前方から流入した風力で駆動される風車で発電機を回転して電力を発生し、搭載している蓄電池に充電しておき、前記バッテリーの出力で駆動されるモーターで走行し、これらを制御する制御手段も備えて、走行時に発生する風で風力発電し充電しながら走行できる。また、停止中は、太陽電池で発電したり自然風で風力発電できるので、蓄電池への補充電を効率良く行なえる。従って、バッテリー切れ等で車両が走行できないと言うアクシデント不安を解消でき、安定した走行と安心したドライブが楽しめる。
Ｗ　風車
Ｇ　発電機
Ｂ　バッテリー（蓄電池）
Ｍ　モーター（電動機）
Ｓ　充電器
Ｃ　制御装置
１　羽根
５　安全保護カバー
６　排気口
７　流入口
８　羽根
９　カバー
ｆ　フロントガラス
13　邪魔板
14　偏向手段
16　先端
Ｂ　ボンネット
17　ボンネット後端
18　窓穴
19　羽根の外端
Ｔｆ、Ｔｆ　前輪
Ｔｒ、Ｔｒ　後輪
ａ　シャフト
Ｇ、Ｇ　発電機
２０　傘歯車
２１　ウォーム
ｇ１　走行風流力式発電機
ｇ２　走行駆動式発電機
ｇ３　停止時風力式発電機
ｃ１　コントローラー
２２　油圧シリンダー
２３　ピストン
Ｅ　太陽電池パネル

Claims (6)

  1. 　自動車の走行に応じて前方から流入する風力で駆動される水平軸型又は垂直軸型の風車発電機並びに、電動機の回転と同調させたシャフト同調発電機が回転する事により電力を発生させて、自動車に搭載されている充電済みのバッテリーに補充しておき、前記バッテリーの出力で駆動されるモーターで走行し、これらを制御する制御手段とを備え、かつ風車と発電機を搭載したことを特徴とする発電充電式電気自動車。
  2. 　電気自動車の動力である電動機と車体を稼働させる車輪とを連結する電動機シャフトに左右各一台合計二台の発電機が搭載されており、この発電機は自動車の走行スピードいわゆる電動機の回転速度に同調している為、電動機が回転して車体が稼働するスピードに発電機の出力も同調して電力を発生させる事を可能としたシャフト同調発電機を搭載して走行することを特徴とする請求項１記載の発電充電式電気自動車。
  3. 　自動車のフロントガラスの上面に沿って到来する空気流と屋根の上面に前方から到来する空気流の双方が入る位置に風車の空気流入口を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電充電式電気自動車。
  4. 　風車を駆動する空気の取り入れ口は、前記自動車の前面中央に設け、又は幅方向に均一に分散して設け、走行時の空気抵抗が片寄るのを防ぎ、ハンドルが取られるのを防ぎ、又は走行時に発生する風を取り入れる前開きのラッパ状の空気取り入れ口を設け、又は自動車の幅方向に複数人が座るのではなく、縦方向１列に複数人が座る構造とし、細長い形状の車体としたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発電充電式電気自動車。
  5. 　前記風車を回転させる前方から来る走行風力のうち、風車の回転に対する向かい風を阻止する閉鎖手段を設け又は向かい風を追い風の位置に変位させる偏向手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発電充電式電気自動車。
  6. 　停止中でも自然の風力で屋根上の風車が回転して発電できるように、前記風車を上昇させる手段を設けて風力発電し、又は自動車の少なくとも屋根上に設けた太陽光発電パネル若しくは自動車の天井上面に設けた風車の回転で発電し、搭載している蓄電池又は他車の蓄電池に充電しておき、前記蓄電池の出力で駆動されるモーターで走行する構造とした請求項１から請求項５までのいずれかに記載の発電充電式電気自動車。


     
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