有很多搭载有蓄电池的电动机械，例如，电动车、搬送车、摄象机、 便携式微机。其所用的蓄电池绝大多数采用一种电压(直流)。当对该 蓄电池充电时，多采用由所谓充电器将交流电压(工频电源)整流来进 行充电的方式。对于用户来说，充电器(电源线，笨重，因制造者而异 等)将非常繁杂，价格也会相应地提高。
此外，当使用太阳能、风力电源等电压变动的电源对该单一的蓄电 池充电时，如果不用另行设置的控制器将变动的电压值转换成恒定的电 压值，就具有损耗变大的缺点。
另外，当把可变电力提供给电机等时，需要由另行设置的控制装置 提供脉冲，由于该脉冲信号陡峭(急剧变化)，存在着发生电磁波噪音 的缺点。
本发明的一种技术方案以消除这样的缺点为目的。
而作为电动车的驱动方法除了驱动车轮中心轴的一般方法外，还有 驱动车轮外周附近的方法。
众所周知，后者由于高速、低转矩，与前者相比能做到齿轮数少(损 耗少)地驱动电机。但后者为了用滚轮无滑动地驱动轮胎自身，就要向 轮胎施加数公斤的压力，故损耗较大。也有在车轮外周设置凹凸齿轮而 驱动的方法。此时即使没有很强的压力也能被驱动，但是存在着凹凸齿 轮和凹凸驱动滚轮的齿之间碰撞而产生噪音的缺点。
本发明的第二种技术方案以消除上述缺点为目的。
本发明的第三种技术方案是关于电动轮椅车(辅助型)的。
目前在市面出售有各式各样的电动轮椅车。其大多数是将手边的柄 杆和转向盘的动向转换成电信号，并且由蓄电池向电机提供电源。这种 电动车存在着重量重、(控制与)动作一体化不足等缺点。
本发明的第三种技术方案旨在可以在不改变手动的电动轮椅车这样 的方向上克服上述的缺点。
发明的公开
本发明的第一种技术方案，备有多个蓄电池，通过由串联和并联的 开关元件结合起来的电路，能够从工频电源和太阳能电源等变动电源， 由开关动作直接对各个蓄电池进行充电；并可以通过开关动作直接产生 各种放电波形，特别是可以产生电磁波噪音很小的脉冲。
第二种技术方案的发明是关于车轮外周的驱动机构的，它提出通过 重新设置滚轮，使驱动侧和被驱动侧的凹凸齿轮产生有若干间隙，从而 能够消除碰撞噪音，并且可靠地进行驱动的机构。
第三种技术方案，利用弹簧将手动轮椅的扶手连接于车轮，并且安 装辐轮状的反射状，从而使与现有的手动时无太大变化的电动辅助轮椅 车成为可能。
图面的简单说明
图1表示充放电装置的构成例。基于这个构成在图2、图3和图4 中分别地表示工频电源的波形及充电时刻、各种蓄电池的充电量和新方 式的脉宽调制(PWM)。图5表示两组充电器的充电残存量。图6是 车轮驱动机构的例子，其左图是电机平行于车轮，而右图是电机垂直于 车轮的例子。图7是电动辅助轮椅车的人力检测机构。
为实施发明的最佳状态
图1表示本发明的以24伏为例的充放电装置的构成。
B1-B6为蓄电池(B1、B4为12伏，其他为6伏)，SW1- SW25为开关元件，C为微机，S为太阳能板或风力发电机，I1-I3 为电流检测器、V1-V3为电压检测器，T为外部(充电车等)端子， M为电机，AC为工频电源端子，Rs为限流电阻。
图2是利用工频电源充电时的工作波形图。
图3是脉宽调制方式下放电时的工作波形图。
根据这些图说明动作过程。首先，当工频电源处于正半周时接通图 1的开关SW3、8、11、16，当电源电压超过6V时开始对蓄电池B3、 B6充电(SW17处于关闭状态)。若该充电量达到另行设置的规定值， 把目前的开关全部关闭后接通SW2、8、10、16。当电源电压超过12V 时开始对蓄电池B2,3和B5、6充电。
以后，与上述类似在18伏接通SW1、7、9、15，在24伏接通 SW1、8、9、16。
之后，在24伏到48伏，先将SW18关闭，然后接通SW17，使两 组蓄电池串联连接。
以下在30伏接通SW3、16，在36伏接通SW1、14，在42伏 接通SW1、15，在48伏接通SW1、16。
在上述过程中各蓄电池的充电量的偏差较大，所以在工频电源处于 负半周时接通SW18而关闭SW17，使蓄电池组逆接续后而重复上述操 作(各蓄电池的充电量就变得比较均匀)。
图3表示各电压下的充电量的例子。
同图中Q1-Q6为各蓄电池B1-B6(图1)积蓄的充电量。由 于Q3和Q6较小，可在该充电时延长充电时间，也可在其他周期中单独 充电。
下面阐述来自太阳能板的充电过程。
图1中S为太阳能板，Vs代表其电压。
当Vs的电压高时与高电压蓄电池连接，当天阴而电压低时就与低电 压蓄电池相连接(例如：接通SW24)。即能高效率地吸收太阳能(风 力发电机的情况也相同)。
当是电动汽车等的移动物时，可把蓄电池充电车暂时接续在车前、 车旁或车后而得到行车能量和充电能量。
图1的端子T是为吸收该能量而设的。
例如，当车体内藏的3KWh蓄电池接近于0，连接上5KWh的充 电车充电时，利用剩余的2KWh行驶到达下一站。从而能够容易地实现 边行车边充电。
设Ib、Is、Im、Ij分别为蓄电池、太阳能板、电机、充电车的 电流时有
Im=Ij-Ib+Is
即可通过测量各时刻的电流而管理蓄电池的充电量。
此外边行车边充电时，虽然可通过接触、非接触护栏或路面而补充 能量，但此时应得到有关公共设施的同意。
下面说明放电过程。
由图1开关的接通方式，可进行各种各样的放电。
例如，若只想输出12伏电压，只要交替地关开SW10、16和SW9、 14，通常利用于便携式电子器械。
除直流外，若与充电时相同地进行开关可产生交流电压，可被利用 为无停电装置(但是要使蓄电池的数量增多)。
在这里，关于经常使用于电机驱动的频率调制和脉宽度调制 (PWM-当然虽然这样的放电也可能-)，提出一种新方式的PWM。
图5示出了其波形。从6伏到24伏的输出波形与充电时的开关动作 下的波形一致(仅开关方向为逆)。
不同的是到下一个开关为止的时间是一定的且短。
同图中在5KHz(T为一周期=200微秒)的例中，每隔4微秒进 行开关则16微秒后变为24伏。
X代表输出多大的输出的指令值。此值越大，维持24伏电压的时间 越长(最大约为200微秒)。若X小就逐渐地降到24、18、12、6、 0伏。(即使X=0，也产生相当面积的脉冲。若希望使之为比此还小 的面积，则采用通常的PWM来产生)。称此为阶梯状PWM方式。
由于电压变化采用4个阶梯，可使高频噪声(电磁波噪声)减少至 1/4，又可避免其他机器的误动作和感应损失。此方法也适用于频率调制 的场合。
另外，众所周知NiCd蓄电池等有记忆效果。根据图4阐述避开它 的方法。
B7是左(组)蓄电池，B8是右(组)蓄电池，L表示充电水平的 10％，斜线表示已被充电。
最初，左右蓄电池都被充满电。
到L水平之前，左右同时同量放电。到达L点之后，只让右蓄电池 放电到空，然后开始左蓄电池的放电(同时向用户报警，通知需充电， 并在内部存储标志=“右”)。再充满电之后，到L水平前的放电过程 与前述方法相同。此后，只是将没设置标志的蓄电池(此次为左)放电 到零，并使标志=“左”。
如此一旦放电就使蓄电池交替地使用干净，即能消除记忆效果，又 能不浪费残存充电量而将其利用(在下次使用)。
这方法同样适用于左右只存在一个蓄电池的场合。以上的充放电的 信息处理也可在图1的微机C中进行。
下面叙述电动车辆的驱动机构。
图6表示根据本方案的车轮驱动部分的两个例子。
以往的驱动方法之一是在车轮外周附上凹凸部分，并由附有凹凸滚 轮的电机驱动的方法(同图中的左)，其缺点是转动时发出声音。这是 因为，当作为车轮振动的对策使电机摇头，并使其压迫车轮外周而驱动 时，彼此的凹凸部分相互碰撞而产生的。
为消除这种声音将凹凸部分做成螺旋状齿形，使之经常接触也可以 (但价格高)。
在图6中，说明即使是直线状齿形也不产生噪音的方案。
1是以支点2为中心摇头的电机。电机1的前端附有齿轮3和滚轮 4，用弹簧6紧紧地压迫对方车轮5。
滚轮4的直径被设计得使齿轮之间保持若干间隙。即使车轮5经时 效变化而引起振动，齿轮之间除了驱动力动作部分以外，都保持着一定 的间隙(齿轮的齿之间不产生碰撞声音)。
在图6中，虽然滚轮4和齿轮3分离，但也可一体化。
此图中，左例由于电机1安装得平行于车轮5，所以在希望使电动 自行车和折叠电动椅的横宽变窄时是有效的。
图6的右例若应用于电动自行车、手推车、小船等幅度宽的装置是 方便的。
图6例的另一个优点是，因最终齿轮的直径较大，从而不需要变换 转矩的齿轮，这样损失非常小。
此外，齿轮材料(因转矩小)也可使用树脂那样的轻型材料。这样 全车体将变轻。
图7作为一个具体的应用例子，展示了将大众化的手动轮椅车进行 了电动辅助化时的力传感器的机构的例子。
使安装有辐轮状反射板8的扶手7用弹簧结合到安装有辐轮状透射 板9的车轮5。
由发光器10发出的光线通过透射板9，经反射板8反射，再由受光 器11接收。
施力于扶手7，则反射板8和透射板9将偏离而产生亮的时间与暗 的时间之差。
将上述的差转变为电信号，再成比例地转化成电机驱动力，便可产 生与施加力成比例的辅助力。就变成所谓的电动辅助轮椅车。
产业上的利用可能性
根据上述方案，由于电能可以简单而有效地被利用，所以可利用于 一般的搭载蓄电池的电气机构。
特别是由于使轻量简单的车轮驱动机构成为可能，从而实现了轻而 便宜的电动车和搬送车等。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1．(补正后)一种充放电装置，其特征在于：在蓄电池电动机械中， 由串联连接的多个蓄电池，由该各个蓄电池并联连接到共同线上的开关 元件和处理装置所组成；由该共同线上的AC电压直接充电，或在该共 同线上进行脉冲序列(或阶跃脉冲序列)电压的放电。
2．(补正后)一种车轮驱动装置，在蓄电池电动车中，由带有与车 轮平行地切消的凹凸部分的车轮、设置于电机轴上的驱动齿轮、于该电 机轴上另行配置的滚轮所构成。
3．(补正后)一种电动辅助轮椅车，其特征在于：分别在扶手轮的 中心部设置有辐轮状的反射板、在与该扶手轮用弹簧连接的车轮中心部 分设置有辐轮状的透射板。