2. Directed Evolutionは、IDEATION INTERNATIONAL INC.の登録商標です。

3. ウィルフォート国際特許事務所

4. アイディエーション・ジャパン㈱

5. IDEATION INTERNATIONAL INC.1

6. 3. Directed Evolution®（DE）の簡単なケーススタディ Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 2

7. 自動車のパワートレインの進化 通常のガソリン自動車 ハイブリッド自動車 水素自動車（燃料電池車） 電気自動車 次世代の自動車のパワートレインはどうあるべきか？ Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 3

8. ステージ１：環境、社会、経済、人間、市場等の観点から、自動車の動力系の発展経緯を調べ、最重要課題を見出す これらの観点での一般トレンドを詳細に検討してみる。結果、次のような課題が上がった。 １．最重要課題 「燃費の改善」：自動車それ自体のみならす、地球全体としての燃費改善が重要 ２．その他の重要課題 ① 「安全性の向上」：事故があっても爆発などの危険がない ② 「運動性能の改善」：4輪全てを独立制御したい ③ 「化石燃料を使用しない」：原油はそろそろ無くなるであろう Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 4

9. ステージ２：課題に関して、技術の歴史や現状を調べ、技術開発の方向性を見出す ■ まず、最重要課題「燃費の改善」に取り組む。例えば、次のステップ①、②の順序で作業を行ってみる。 ■ ステップ① 既存のエンジン方式の燃費を調べ対比し、現状で最も有望な方式を選ぶ。 他の課題「安全性の向上」、「運動性能の改善」、「化石燃料を使用しない」なども考慮に入れる。 ■ ステップ② 最も有望なエンジン方式をベースにして、進化を検討する。 技術進化のパターン、ラインを活用して、次世代の大枠像を構想する。 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 5

10. ステージ２ ステップ① 既存エンジンの1マイル当たりエネルギー消費の検討 水素自動車 電気分解による水素製造 通常のガソリン自動車 駆動用エネルギー 内燃機関 余分の重量 0.38 kgの CO2 5.6 Mj 電動機 燃料生産と輸送 通常の車両と比べて、 630%のエネルギー使用量、 燃料電池 ハイブリッド車 水素製造 43 Mj 運転用エネルギー 石炭からの0.17kgの灰分および硫黄 余分の重量によるエネルギー使用量 O.3 CO2のkg 5.1 Mj 2.7 kgのCO2 ハイブリッド推進システム 電力生産 通常の車両と比べて89%のエネルギー使用量 燃料生産と輸送 水素自動車 炭化水素の改良による水素製造 運転用エネルギー 電動自動車 余分の重量 390%のエネルギー使用量、通常の車両に匹敵する。 電動機 電動機 通常の車両と比べて、 430%のエネルギー使用量、 26 Mj 29 Mj 燃料電池 整流器とバッテリー 炭化水素の改良 石炭からの0.1kgの灰分および硫黄 改良から0.7kgの反応性有機廃棄物 電力生産とトランスミッション 燃料生産と輸送 1.63 kgのCO2 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 6

12. 電動車は、より大きなバッテリーのために通常車やハイブリッド車より重い;その生産コストは、通常車のコストの1.5～2倍;何百億円の投資が、すべての燃料供給インフラストラクチャーの変更に必要。

13. 水素車両は、大きな貯蔵および重水素貯蔵のために通常車両やハイブリッド車より重い;その生産コストは、通常車のコストの2～3倍;何千億円の投資が、すべての燃料供給インフラストラクチャーの変更および追加の安全対策のために必要。燃費の観点で、ハイブリッド方式が最も有望と判断される。 そこで、ハイブリッド方式を進化させることを検討しよう。 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 7

14. ステージ２ ステップ① 他の課題「安全性」も考慮する 「水素車とテロリズムの危険」 燃料を補給せずに、従来の車両と同程度の平均移動距離を確保するために、水素車は、およそ3倍少ない燃料重量（それは燃料装填の直後で約15-20kgの水素である）を運ばなくてはならない。水素爆発力がダイナマイトより大きいことを考えれば、上記量の水素を運ぶ車両は、移動「爆弾」であり、どこででも爆発する危険がある。 テロリストは自殺覚悟で任務を遂行する必要がなくなる。 車両が高密度に人の住むエリアあるいは重要なオブジェクトの隣りにあるとき、狙撃銃で長距離レンジから水素タンクへ弾丸を送り込めばいい。 安全の観点で、水素エンジンは除外しよう。 やはり、ハイブリッドが最有望であろう。 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 8

15. ステージ２ ステップ② ハイブリッド車を進化させる ハイブリッド車の進化の歴史を調べる 最初の特許 Henri Pieper 1909年 内燃機関で発電機を回し、 その発電機で電動機を回し、 その電動機で車輪を回す 内燃機関と電動機の 単純カスケード Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 9

16. ステージ２ ステップ②：ハイブリッド車を進化させる ハイブリッド車の進化の歴史を調べる 今日のハイブリッド車 機械的な接続 トランスミッション 燃料槽 マイクロプロセッサー 内燃機関 電気的な接続 ホイール インバータ モータ/交流発電機 バッテリー 内燃機関と電動機が、その長所と短所を補い合い相乗効果が出せるよう、より一層インタラクティブに統合されている。しかし、まだ進化の途中にすぎない。 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 10

17. ステージ２ ステップ②：ハイブリッド車を進化させる 一体システム 進化の歴史を、関連性の高い技術進化ラインにあてはめ、将来像を考える 要素調整の進化ライン システム統合の進化ライン システムA システムB A B 単独システム 可能なシステム･コンポーネント A B + 接続しているシステム 今までの進化 部分的にマッチしたシステム A B 1つのデバイス中の2つのシステム 今日のハイブリッド車 低度にマッチしたシステム 部分的に統合したシステム A B 今日のハイブリッド車はこの段階にあると思料される 高度にマッチしたシステム B 高度に統合したシステム 将来の進化 AB 完全に統合したシステム Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. エンジンと電動機の統合・マッチの度合いをさらに高められないか？ 11

18. ステージ２ ステップ②：ハイブリッド車を進化させる 進化の歴史を、関連性の高い技術進化ラインにあてはめ、将来像を考える 技術進化の一般シナリオ 技術や状況の変化により、かつての敗者が統合し勝者になることがある システム進化の開始 2+3+4 最初の成功 1 3 1 4 2 1 2 システム特性 4 時間 時間 時間 3 システム1が勝者 他のシステムは敗者 システム1が敗退しシステム2、3、4が統合されて勝利する 異システムは最初に競争する かつて敗者であった技術要素を取り入れることで進化できないか？ Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 12

19. ステージ２ ステップ②：ハイブリッド車を進化させる かつて敗者となった要素を取り入れることを検討してみる 燃料の比較 アルコールC2H5(OH) ガソリン 熱パワー100% 熱パワー69% 敗者 ガソリンに代えてアルコールを燃料として使って、より良い効果が出せないか？ アルコールの熱効率を上げる又は生産量を上げる技術があるはず。 化石燃料は枯渇する可能性が高いから、ガソリンから脱出すべき。 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 13

20. ステージ２ ステップ② ハイブリッド車を進化させる 1961年のクライスラーTurboFlite 敗者 かつて敗者となった要素を取り入れる ことを検討してみる 内燃機関 対 タービンエンジン 効率 rpm rpm 内燃機関に代えてタービン・エンジンを使って、より良い効果が出せないか？ Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 14

21. ステージ２ ステップ②：ハイブリッド車を進化させる かつて敗者となった要素を取り入れることを検討してみる 新技術「ブレードレス･タービン」の採用 内燃機関より頑丈で、廉価で、修理容易である。 燃焼温度の低いエタノール燃料で、高温の問題が解決。 ハイブリッド・エンジンへの適用で、効率低下の問題を解決。 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 15

23. モータ/交流発電機は制動時にバッテリを充電する。しかし、ロシアのトラックБелАЗ –549は電気式パワートレインを備える。電気式パワートレインを採用した理由があるはずだ。 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 16

24. ステージ２ ステップ②：ハイブリッド車を進化させる かつて敗者となった要素を取り入れることを検討してみる 日本のインホイール・モーター インホイール・モータを使った電気式パワートレインの採用で、4輪駆動制御の自由度増加など様々な利点が期待 Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 17

25. ホイールの内部のモータ/交流発電機 アルコールを備えた燃料槽 バッテリ マイクロプロセッサー ホイール 電気接続 タービンエンジン 交流発電機 ステージ２ ステップ②：ハイブリッド車を進化させる ハイブリッド・エンジンベースにした基本コンセプトを組み上げる 次世代ハイブリッド車 エタノールと水の混合 C2H5(OH)+H2O タービンエンジン 電気パワートレイン 今日のハイブリッド車より燃費や制御性で有効であり、それほど高価でない! Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 18

26. ステージ３：基本コンセプトについて、より詳細な機能モデルを作成し、不具合や問題を予測し、それを解消するようアイデアを考え、より洗練された実現性の高いコンセプトに練り上げる。 システムの機能モデルを描き、問題を予測し解決し、構成要素を進化させ、より完成度の高いシステム・コンセプトを作り上げる Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 19

27. ステージ４：同様な方法で、他のコンセプトも網羅的に考え出し洗練させる。 ステージ５：出来上がった様々なコンセプトを実現可能性や相互関連性で整理し、どれをどの順序で開発及び特許化するのかのロードマップを作製する Willfort International Patent Firm Ideation Japan Inc. Ideation International Inc. 20