(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリーを充電するためのスペースを小さくし、かつ経年の使用によっても交換などを必要としないバッテリー充電装置およびそれを用いた電気自動車を提供する。【解決手段】移動走行体前方に形成された風洞入口４を有する風洞２と、風を受けて回転する羽根車５と、該羽根車の回転軸６を利用して発電する風力発電機３と、駆動モータの回転軸を利用して発電する主発電機と、風力発電機３および主発電機により充電されるバッテリーを有し、主発電機のシャフトは、駆動モータの回転軸と結合されているものである。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
移動走行体前方に形成された風洞入口を有する風洞と、
該風洞入口から流入してくる風を受けて回転する羽根車と、
該羽根車の回転軸を利用して発電する風力発電機と、
駆動モータの回転軸を利用して発電する主発電機と、
前記風力発電機および前記主発電機により充電され、前記駆動モータの電源となるバッテリーと、を有し、
前記主発電機のシャフトは、前記駆動モータの回転軸と結合されていることを特徴とするバッテリー充電装置。
【請求項２】
前記バッテリーは、複数個有し、
前記複数のバッテリーのうち、走行のために使用されて放電したバッテリーから順次充電され、
既に充電されているバッテリーのうち、充電時期が早いバッテリーから順次使用するように制御されることを特徴とする請求項１記載のバッテリー充電装置。
【請求項３】
前記羽根車は、螺旋状の羽根が形成されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリー充電装置。
【請求項４】
前記風洞入口内に前記風洞の断面積より小さい詰り防止部材が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバッテリー充電装置。
【請求項５】
前記移動走行体は、電気自動車であり、
前記駆動モータにより車軸を介し車輪を回転させる請求項１〜３のいずれかに記載のバッテリー充電装置を用いた電気自動車。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、バッテリー充電装置およびそれを用いた電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電気自動車の駆動モータを発電機として用いてバッテリーを充電するとともに、電気自動車に搭載された風力発電機を用いてバッテリーを充電する技術が提案されている。
【０００３】
この電気自動車は、電気自動車本体に永久磁石のモータ兼発電機が設けられるとともに、風力発電用ファンと風力発電機が設けられている。自動車のスピードが４０キロ以上になると、後輪のモータが発電機として働き、さらに風力発電機によってもバッテリーが充電される。これにより、従来の電気自動車では１回の充電で約１５０キロメートルの走行距離しか走行できなかったが、その走行距離を大幅に増大させることができるというものであった（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
また、電気自動車の構造として，オルタネーターが車軸・ベルト・ギア・等速ジョイント等を介して車輪に取り付けられ、車輪を回転させることによりオルタネーターがそれと連動して回転し、このオルタネーターが回転することにより、オルタネーターで発生した電気エネルギーがバッテリーに充電されるものがあった（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０３７８１９号公報
【特許文献２】特開平６−１６９５０５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２記載の技術では、オルタネーターが車軸・プーリー・ベルト・ギア・等速ジョイント等を介して車輪に取り付けられているので、バッテリーを充電するために大きなスペースが必要となる。特に、電気自動車ではオルタネーターなどの各装置が自動車の底部などの非常に限られたスペースに備えられているので、可能な限り配置スペースを小さくすることが望まれ、配置スペースを小さくすることにより、広くかつ居心地のよい座席空間を確保することができる。
【０００７】
さらに、特許文献２記載の技術では、オルタネーターが車軸・ベルト・プーリー・ギア・等速ジョイント等を介して車輪に取り付けられているので、経年の使用により、ベルトが弛み、そのまま使用するとベルトが取れてしまうおそれがある。また、ギアが磨り減ってギアの噛み合わせが悪くなるおそれもある。このような状態で使用続けても、バッテリーに十分充電できない。また、それらの不具合を解消するために、ベルトの交換やギアの交換などの高額な修理が必要となる。
【０００８】
本考案は上記課題を解決するためになされたもので、バッテリーを充電するためのスペースを小さくし、かつ経年の使用によっても交換などを必要としないバッテリー充電装置およびそれを用いた電気自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本考案のうち第１の態様に係るものは、  移動走行体前方に形成された風洞入口を有する風洞と、該風洞入口から流入してくる風を受けて回転する羽根車と、該羽根車の回転軸を利用して発電する風力発電機と、駆動モータの回転軸を利用して発電する主発電機と、風力発電機および主発電機により充電され、駆動モータの電源となるバッテリーと、を有し、主発電機のシャフトは、駆動モータの回転軸と結合されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本考案によれば、主発電機および風力発電機でバッテリーが充電されるので、移動走行体の走行距離を飛躍的に伸ばすことができる。また、主発電機のシャフトが、駆動モータの回転軸と結合されているので、従来のものに比べ、小型軽量化を図ることができる。さらに、経年の使用によってもベルトが弛んだりギアが磨り減ったりすることがなく、部品点数も少なくすることができる。
【００１１】
本考案のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係るバッテリー充電装置であって、バッテリーは、複数個有し、複数のバッテリーのうち、走行のために使用されて放電したバッテリーから順次充電され、既に充電されているバッテリーのうち、充電時期が早いバッテリーから順次使用するように制御されることを特徴とするものである。
【００１２】
本考案によれば、複数のバッテリーのうち、走行のために使用されて放電したバッテリーから順次充電されるので、十分充電されているバッテリーを残しながら、放電されて電気容量が少なくなったバッテリーを確実に充電することができる。また、充放電の回数を少なくすることができ、バッテリー寿命を長くすることができる。
【００１３】
本考案のうち第３の態様に係るものは、第１の態様に係るバッテリー充電装置であって、  羽根車は、螺旋状の羽根が形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本考案によれば、羽根車は螺旋状の羽根が形成されているので、風で羽根車を効率よく回転させることができ、風力発電効率をアップさせることができる。
【００１５】
本考案のうち第４の態様に係るものは、第１〜３のいずれかの態様に係るバッテリー充電装置であって、風洞入口内に風洞の断面積より小さい詰り防止部材が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
本考案によれば、風洞入口内に風洞の断面積より小さい詰り防止部材が設けられているので、風洞内に大きなゴミが進入することを防止することができ、そのゴミにより羽根車が詰まることも防止することができる。
【００１７】
本考案のうち第４の態様に係るものは、第１〜３のいずれかの態様に係るバッテリー充電装置を用いた電気自動車であって、移動走行体は、電気自動車であり、駆動モータにより車軸を介し車輪を回転させるものである。
【００１８】
本考案によれば、主発電機および風力発電機でバッテリーが充電されるので、電気自動車の走行距離を飛躍的に伸ばすことができる。また、主発電機のシャフトが、駆動モータの回転軸と結合されているので、従来のものに比べ、バッテリーを充電するためのスペースを小さくでき、十分な広さの座席空間を確保することができる。また、経年の使用によってもベルトが弛んだりギアが磨り減ったりすることがなく、部品点数を少なくすることができる。
【考案の効果】
【００１９】
本考案によれば、バッテリーを充電するためのスペースを小さくでき、また、経年の使用によってもベルトが弛んだりギアが磨り減ったりすることがなく、部品の修理や交換などの必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の一実施形態におけるバッテリー充電装置を用いた電気自動車の外観図である。
【図２】同電気自動車に用いられる羽根車を示す図である。
【図３】風洞入口に備えられた詰り防止部材を示す図である。
【図４】同電気自動車の部分平面図である。
【図５】（ａ）  駆動モータの回転軸と主発電機のシャフトの結合方法を示す図である。（ｂ）  主発電機のシャフト端部の凹部を示す図である。
【図６】同バッテリー充電装置のブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００２１】
本考案の一実施形態について図面を参照にしながら説明する。図１は本考案の一実施形態におけるバッテリー充電装置を用いた電気自動車の外観図である。
【００２２】
図１に示すように、電気自動車１（移動走行体）には、風洞２および風力発電機３などが設けられている。
【００２３】
風洞２は、電気自動車１左右前方に２つ形成されている。風洞２には風洞入口４が設けられ、電気自動車１前方からの走行風が風洞入口４を介し風洞２に導かれる。
【００２４】
風洞２の内部には、走行風を受けて回転する羽根車５が設けられている。この羽根車５には螺旋状の羽根が形成されており（図２参照）、自動車前方から取り入れた走行風により羽根車５を効率よく回転させることができる。図２は本考案の一実施形態における電気自動車に用いられる羽根車を示す図である。
【００２５】
風力発電機３は、羽根車の回転軸６を利用して発電するものである。上述した羽根車５の端部は風洞２から突出しており、この突出した羽根車の回転軸６を風力発電機３の回転軸として利用している。
【００２６】
風洞入口４には、御碗形状をした詰り防止部材３２が備えられている（図３参照）。この詰り防止部材３２は、風洞入口４内に設けられ、風洞２の断面積より小さい形状をしている。そして、詰り防止部材３２は風洞２に支持棒３３により取り付けられている。このように、風洞入口４内に風洞２の断面積より小さい詰り防止部材３２が設けられているので、風洞２内に大きなゴミが進入することを防止することができ、そのゴミにより羽根車５が詰まることも防止することができる。ここで、図３は風洞入口に備えられた詰り防止部材を示す図である。
【００２７】
次に、図４を用いて、電気自動車１の駆動モータ７により後述するバッテリーを充電する構造について説明する。ここで、図４は本考案の一実施形態におけるバッテリー充電装置を用いた電気自動車の部分平面図である。
【００２８】
駆動モータ７は、電気自動車１の車輪１５を回転させるものである。本考案の駆動モータ７をして、三相交流モータが用いられる。
【００２９】
主発電機９は、駆動モータの回転軸８を利用して発電させるものである。この主発電機のシャフト１０は、駆動モータの回転軸８と結合されて一体化されている。ここで、駆動モータの回転軸８と主発電機のシャフト１０との結合については、駆動モータの回転軸８の端部を六角形状の凸部１１とし、主発電機のシャフト１０の端部を駆動モータの回転軸８の端部が挿入される六角形状の凹部１２としている（図５参照）。ここで、図５（ａ）は、駆動モータの回転軸と主発電機のシャフトの結合方法を示す図であり、図５（ｂ）は、主発電機のシャフト端部の凹部を示す図である。なお、駆動モータの回転軸８と主発電機のシャフト１０との結合は、カップリング（図示略）を用いてもよいし、駆動モータの回転軸８と主発電機のシャフト１０とを一体形成（図示略）させるようにしてもよい。このようにして、駆動モータ７の駆動力は、主発電機９とローラベアリング３０とユニバーサルシャフト１３とプロペラシャフト１４を介し、車輪１５に加えることができる。また、主発電機のシャフト１０は少なくとも自動車の駆動に必要な剛性で製作されている。
【００３０】
このように、主発電機のシャフト１０が、駆動モータの回転軸８と結合されているので、従来のものに比べ、小型軽量化を図ることができる。さらに、経年の使用によってもベルトが弛んだりギアが磨り減ったりすることがなく、部品点数も少なくすることができる。また、ギア（図示略）を主発電機９から見て車輪１５側に設けられているので、主発電機９は駆動モータ７の駆動力により常に発電可能となる。
【００３１】
次に、図６を用いて、バッテリー１７〜２０が充電される方法について説明する。ここで、図６は本考案の一実施形態におけるバッテリー充電装置のブロック図である。
【００３２】
バッテリー充電装置１６は、風洞２と羽根車５と風力発電機３と主発電機９とバッテリー１７〜２０とを有している。
【００３３】
バッテリー１７〜２０は、インバータ３１を介し駆動モータ７に接続されている。このようにして、駆動モータ７は、バッテリー１７〜２０から供給された電力により作動させることができる。
【００３４】
主発電機９により発生された電力は、整流器２１および制御装置２２を介し、バッテリー１７〜２０に充電される。本実施形態では、バッテリー１７〜２０は４個備えられており、制御装置２２により、その４個のバッテリー１７〜２０のうち、走行のために使用されて放電したバッテリーから順次充電され、既に充電されているバッテリーのうち、充電時期が早いバッテリーから順次使用するように制御される。すなわち、すべてのバッテリー１７〜２０が充電されている状態から、まずバッテリー１７が使用され、そしてバッテリー１７が放電すればバッテリー１８が使用され、順次バッテリー１７→バッテリー１８→バッテリー１９→バッテリー２０→バッテリー１７の順番でバッテリーが使用される。また、バッテリー１７が放電されれば、バッテリー１７が充電される。そして、バッテリー１７〜２０の充電も順次バッテリー１７→バッテリー１８→バッテリー１９→バッテリー２０→バッテリー１７の順番で行われる。ここで、バッテリー１７〜２０のそれぞれの電気容量は、バッテリー容量計（図示略）により計測され、バッテリーが満充電されると制御装置２２を介し、その充電されたバッテリーの充電が停止される。また、使用されるバッテリー１７〜２０および充電されるバッテリー１７〜２０の切り替えは制御装置２２内の切替手段（図示略）により行われる。なお、本実施形態では、バッテリーを４個設けて説明したが、これに限らず、５個でも６個でも１０個でもよく、複数個のバッテリーを備えていればよい。
【００３５】
このように制御することにより、十分充電されているバッテリーを残しながら、放電されて電気容量が少なくなったバッテリーを確実に充電することができるとともに、充放電の回数を少なくすることができ、バッテリー寿命を長くすることができる。
【００３６】
また、風力発電機３により発生された電力は、整流器２３および制御装置２２を介し、バッテリー１７〜２０に充電される。これにより、バッテリー１７〜２０は、主発電機９により発生された電力および風力発電機３により発生された電力により充電されることになる。
【００３７】
このように、主発電機９および風力発電機３のそれぞれにより発生した電力でバッテリー１７〜２０が充電されるので、電気自動車１の走行距離を飛躍的に伸ばすことができる。
【００３８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本考案の範囲は上記した説明ではなくて実用新案登録請求の範囲によって示され、実用新案登録請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３９】
次に、本考案の変形例について説明する。
（１）  本実施形態では、駆動モータの回転軸８の端部を六角形状の凸部１１とし、主発電機のシャフト１０の端部を駆動モータの回転軸８の端部が挿入される六角形状の凹部１２をして説明したが、これに限らず、主発電機のシャフト１０の端部を六角形状の凸部１１とし、駆動モータの回転軸８を主発電機のシャフト１０の端部が挿入される六角形状の凹部１２としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１    電気自動車
２    風洞
３    風力発電機
４    風洞入口
５    羽根車
６    羽根車の回転軸
７    駆動モータ
８    駆動モータの回転軸
９    主発電機
１０  主発電機のシャフト
１１  凸部
１２  凹部
１３  ユニバーサルシャフト
１４  プロペラシャフト
１５  車輪
１６  バッテリー充電装置
１７  バッテリー
１８  バッテリー
１９  バッテリー
２０  バッテリー
２１  整流器
２２  制御装置
２３  整流器
３０  ローラベアリング
３１  インバータ
３２  詰り防止部材
３３  支持棒
【図１】
0003156075.tif 000003
【図２】
0003156075.tif 000004
【図３】
0003156075.tif 000005
【図４】
0003156075.tif 000006
【図５】
0003156075.tif 000007
【図６】
0003156075.tif 000008