JP2019030131A - 無人搬送車 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータを効率的に冷却できる無人搬送車を提供する。【解決手段】無人搬送車において、発電に際して燃料電池16で生成された水を、同燃料電池16の排気により搬送して走行モータ20の表面に掛けるモータ冷却システム26を備えることで、本来は廃棄される燃料電池16の生成水及び排気を走行モータ20の冷却に有効利用できるようにした。【選択図】図4
Description
本発明は、燃料電池により発電した電力によりモータを駆動して走行する無人搬送車に関する。
港湾設備としてのコンテナターミナルにおけるコンテナ搬送用の無人搬送車として、特許文献1に記載のものが知られている。同文献に記載された無人搬送車には、車輪を駆動する走行モータが、無人搬送車の走行中にモータ表面に当たる走行風が走行モータを冷却するように、外部に露出して設置されている。
走行風による冷却は、効率があまり高くないため、走行モータの発熱量が多い場合、大掛かりなフィンや送風が必要となる。また、無人搬送車の低速走行時には、走行モータの表面に当たる走行風が弱くなり、冷却性が低下する。一方、搬送重量が大きい場合等には、低速走行時にも走行モータの負荷が大きくなり、同モータの発熱量が大きくなることがある。そのため、発熱量の増加時には、走行風だけでは十分な冷却を行えず、強制送風等で不足分を補う必要がある。このように走行風だけではモータの十分な冷却は困難であり、多くの場合、他の冷却手段を併用する必要がある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、モータを効率的に冷却することのできる無人搬送車を提供することにある。
上記課題を解決する無人搬送車は、車輪と、燃料の電気化学反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力により前記車輪を駆動するモータと、が車体に設置されたものであって、前記燃料電池において発電時に生成された水を、同燃料電池の排気により搬送して前記モータの表面に掛けるモータ冷却システムを備える。
上記のように構成された無人搬送車の車体に設置された燃料電池は、発電に伴い、水を生成するとともに、排気を排出する。同無人搬送車に設けられたモータ冷却システムは、燃料電池において生成された水を、同燃料電池の排気により搬送して、モータの表面に掛ける。そして、モータは、表面に掛けられた水への伝熱や同水の蒸発による潜熱で冷却される。このように上記無人搬送車のモータ冷却システムは、本来は廃棄されるだけの燃料電池の生成水、及び排気を用いてモータを冷却するものとなっている。
なお、モータの負荷が高まると、同モータの発熱が増加するが、このときの消費電力の増加に合せて燃料電池の発電量が増加する。そして、その結果、燃料電池での生成される水の量が増えるとともに、水を搬送する排気の量も増加することになり、モータの発熱の増加に応じて冷却能力が高まるようになる。
上記無人搬送車におけるモータ冷却システムは、排気に水を混合してモータの表面に噴霧する噴霧機構を備えることが望ましい。排気への混入により水が微粒化され、蒸発し易くなった状態でモータの表面に噴霧されるため、蒸発時の潜熱による高い冷却効果が得られる。
また、上記無人搬送車におけるモータ冷却システムは、前記モータの表面に向けて前記水を噴出す噴出口と、同噴出口の方向を変化させる首振機構と、を備えることが望ましい。こうした場合、噴出口からの水の噴出量が少なく、一度には水を噴霧できる範囲が狭くても、首振機構による噴出口の方向の変更により、噴霧範囲を動かすことで、モータの表面における広い範囲に水を噴霧できるようになる。また、状況に応じて、噴霧する位置や範囲を変化させることで、より効率的にモータを冷却できるようにもなる。
なお、上記首振機構は、前記噴出口が設けられるとともに、回動自在に支持された回動支持部と、前記回動支持部の回動に対して同回動に抗する弾性反力を発生する弾性部材と、を備えるものとして構成するとよい。こうした場合の首振機構における回動支持部は、噴出口からの水の噴出の反作用として発生するモーメントと、弾性部材の弾性反力により発生するモーメントとが釣り合う位置に回動することになる。なお、水の噴出し量が多いほど、その水の噴出しの反作用により発生するモーメントは大きくなる。そのため、上記首振機構における噴出口の方向は、同噴出口から噴出す水の勢いの強弱に応じて変化するようになる。
噴出口から噴出す水の勢いが強いとき、すなわち、多量の水がモータの表面に噴き掛けられるときには、水を噴き掛ける範囲を限定しても、噴き付けの勢いにより、モータの表面における広い範囲に水が拡散する。これに対して、噴出口から噴出す水の勢いが弱いときには、モータの表面における水の拡散範囲が限られる。そのため、上記回動支持部、弾性部材を備える首振機構は、前記噴出口から噴出す前記水の勢いが強いときには、同水の勢いが弱いときよりも、前記モータの表面において前記水が噴き掛けられる部分の面積が狭くなるように前記噴出口の方向を変更するように構成するとよい。
モータが傾斜した上面を有している場合のモータ冷却システムは、鉛直方向から見たときの同モータの上面に対しての水の噴き付け方向が、同上面の傾斜上側に向う方向となるよう構成するとよい。こうした場合、噴き付けられた水の多くがモータの上面を傾斜上側に向う方向に流れるが、傾斜の勾配により次第にその流れの勢いが削がれ、モータの上面における水の滞留時間が長くなる。そのため、少量の水でも高い冷却効果が得られるようになる。
上記無人搬送車におけるモータ冷却システムは、モータの表面に掛けられた水を回収して貯留する貯留槽を備えるとともに、その貯留槽に貯留した水を、モータに掛ける水として再使用するように構成するとよい。こうした場合、燃料電池の生成水をモータの冷却に繰り返し使用できるため、限られた生成水を有効に利用して効果的にモータを冷却できる。
上記無人搬送車におけるモータ冷却システムは、前記燃料電池の排気が流れる通路であって、同通路における排気流れ方向下流側の端が、前記モータの表面に向けて前記排気が噴き出される噴出口となった排気通路と、前記水を貯留する貯水槽と、前記排気通路に設けられて、同排気通路を流れる排気中に前記貯水槽内の水を吸引するベンチュリ管と、を備えるものとして構成することが望ましい。こうした場合、ベンチュリ管にて排気中に吸引された貯留槽内の水が、排気と共にモータの表面に噴き付けられる。このときのモータの表面には、排気との混合により微粒化した水が噴き付けられるため、モータの表面で蒸発する水の量が増えて、蒸発時の潜熱による高い冷却効果が得られやすくなる。
さらに前記貯水槽に、前記モータの表面に掛けられた後に回収された水が送られて貯留されるようにすれば、燃料電池の生成水をモータの冷却に繰り返し使用できるため、限られた生成水を有効に利用して効果的にモータを冷却できる。
本発明の無人搬送車によれば、モータを効率的に冷却できるようになる。
(第1実施形態)
以下、無人搬送車の第1実施形態を、図1〜図6を参照して詳細に説明する。本実施形態の無人搬送車は、港湾設備としてのコンテナターミナルにおいて、船舶とコンテナヤードとの間でコンテナを搬送する。
以下、無人搬送車の第1実施形態を、図1〜図6を参照して詳細に説明する。本実施形態の無人搬送車は、港湾設備としてのコンテナターミナルにおいて、船舶とコンテナヤードとの間でコンテナを搬送する。
図1に示すように、本実施形態の無人搬送車10の車体11は、搬送するコンテナが載る荷台12を備えている。また、車体11は、下部前側及び下部後側にそれぞれ、左右一対の動輪ユニット13を、備えている。
さらに、車体11には、燃料電池システム14が設けられている。燃料電池システム14は、燃料としての水素を貯蔵する水素タンク15と、水素タンク15から供給された水素を用いて発電する燃料電池16と、を備える。なお、水素タンク15から燃料電池16への水素の供給量は、無人搬送車10の消費電力の増減に合せて燃料電池16の発電量を調整すべく制御されている。
図2に示すように、動輪ユニット13は、車体11に対して水平方向に旋回自在な旋回支持部17を備えている。旋回支持部17の下部には、車軸(図示しない)及び差動機構(図示しない)を収容する軸ケース18が連結されている。車軸の両端には、車輪19がそれぞれ取り付けられている。すなわち、無人搬送車10の各動輪ユニット13は、2本の車輪19を備えたダブルタイヤ構造となっている。また、軸ケース18には、走行モータ20が取り付けられている。走行モータ20は、燃料電池16からの電力の供給により回転力を発生する。そして、走行モータ20が発生した回転力は、差動機構を介して車軸に伝達される。
一方、動輪ユニット13における旋回支持部17の上側の部分には、操舵モータ21が設けられている。操舵モータ21は、減速機構22を介して旋回支持部17の上端に連結されている。操舵モータ21は、燃料電池16からの電力の供給により回転力を発生する。操舵モータ21が発生した回転力は、減速機構22を介して旋回支持部17に伝達される。こうして伝達された回転力により、旋回支持部17は2本の車輪19と共に車体11に対して旋回する。
このように、無人搬送車10は、車体11に設けられた4つ動輪ユニット13にそれぞれ個別の走行モータ20を備えている。また、無人搬送車10の車体11に設けられた4つ動輪ユニット13は、互いに独立して操舵可能となっている。
図3に示すように、動輪ユニット13が備える走行モータ20は、回転子(図示しない)及び固定子(図示しない)を収容したモータケース23を備える。また、走行モータ20は、モータケース23から突出した出力軸24を備えている。出力軸24は、モータケース23内の回転子に一体回転可能に連結されている。そして、動輪ユニット13において走行モータ20は、出力軸24を軸ケース18内に挿入し、モータケース23を軸ケース18に固定した状態で取り付けられている。
モータケース23の形状は、略直方体である。また、モータケース23は、軸ケース18から斜め上方に突き出す姿勢で軸ケース18に取り付けられている。そのため、モータケース23は、同モータケース23の上面25が、出力軸24が突出した側の端からその反対側の端に向うにつれて上方に向うように、水平面HOに対して傾斜した状態で無人搬送車10に設置されている。
さらに、本実施形態の無人搬送車10は、各動輪ユニット13の走行モータ20を冷却するためのモータ冷却システム26を備えている。以下、本実施形態の無人搬送車10が備えるモータ冷却システム26の詳細を説明する。
図4に示すように、無人搬送車10が備える燃料電池システム14の燃料電池16は、水素タンク15から供給された水素と、外部から取り込んだ空気中の酸素との電気化学反応により発電する。発電に際して燃料電池16では、水素と酸素との反応により水が生成される。また、燃料電池16は、発電で消費した酸素を除いた空気の残余を排気として排出する。
燃料電池16には、排気通路27が接続されている。燃料電池16は、発電時に生成された水が混合した状態の排気を排気通路27に排出する。なお、図示しないが、排気通路27は途中で4つに分岐されている。そして4つに分岐した排気通路27は、4つの動輪ユニット13に向けてそれぞれ延伸されている。
各動輪ユニット13において、排気通路27における排気流れ方向下流側の端部には、ベンチュリ管28が取り付けられている。ベンチュリ管28は、動輪ユニット13における走行モータ20の上方の部分に固定されている。そして、排気通路27を通って燃料電池16から送られた水混じりの排気が、ベンチュリ管28から走行モータ20のモータケース23の上面25に向けて噴出される。
一方、動輪ユニット13における走行モータ20の下方の部分には、モータケース23の表面から滴下した水を回収して貯留する貯水槽29が設置されている。貯水槽29は、傾斜した底面29Aを有している。
貯水槽29は、回収水通路30を介してベンチュリ管28に接続されている。貯水槽29に対して回収水通路30は、同貯水槽29における底面29Aが最も低くなった箇所の近傍の部分に接続されている。
図5に示すように、ベンチュリ管28は、途中に管路断面積が絞られた絞り部31を備えている。ベンチュリ管28の一方の端は、排気通路27に接続されており、もう一方の端は外部に開放されている。こうしたベンチュリ管28の外部に開放された側の端は、走行モータ20のモータケース23の上面25に向けて水と排気とを噴出す噴出口32となっている。
一方、ベンチュリ管28に対して回収水通路30は、同ベンチュリ管28の絞り部31の部分に接続されている。排気通路27から流入してベンチュリ管28を通過する水混じりの排気の流速は、管路断面積が絞られた絞り部31において増加する。そして、その流速の増加に伴う圧力低下により発生した負圧により、貯水槽29内の水が回収水通路30を通じてベンチュリ管28内に吸引される。ベンチュリ管28内に吸引された貯水槽29内の水は、排気との混合により微粒化されて、噴出口32から噴霧される。こうしたベンチュリ管28は、排気に水を混合して走行モータ20の表面に噴霧する噴霧機構としての機能を兼ね備える。
なお、動輪ユニット13におけるベンチュリ管28の設置位置や同ベンチュリ管28の噴出口32の向きは、モータケース23の上面25の全体ではなく、同上面25における傾斜上側の部分にのみに水を噴霧するように設定されている。すなわち、本実施形態の無人搬送車10においてモータ冷却システム26は、走行モータ20のモータケース23の上面25の一部に水を噴霧するものとなっており、その上面25における水が噴霧される部分は、同上面25において水が噴霧されない部分よりも、同上面25の傾斜上側に位置している。
(作用効果)
続いて、以上のように構成された本実施形態の無人搬送車10の作用を説明する。
発電に際して燃料電池16で生成された水は、同燃料電池16の排気と共に、排気通路27を通って、各動輪ユニット13に設置されたベンチュリ管28に送られる。そして、ベンチュリ管28に送られた水混じりの排気は、同ベンチュリ管28の噴出口32から、走行モータ20のモータケース23の上面25に向って噴出される。
続いて、以上のように構成された本実施形態の無人搬送車10の作用を説明する。
発電に際して燃料電池16で生成された水は、同燃料電池16の排気と共に、排気通路27を通って、各動輪ユニット13に設置されたベンチュリ管28に送られる。そして、ベンチュリ管28に送られた水混じりの排気は、同ベンチュリ管28の噴出口32から、走行モータ20のモータケース23の上面25に向って噴出される。
噴出口32から排気と共に噴出された水は、霧状に微粒化した状態で走行モータ20のモータケース23の上面25に噴霧される。そして、この噴霧により、走行モータ20の上面(モータケース23の上面25)に水が噴き掛けられている。このときの水の噴霧は、モータケース23の上面25における傾斜上側の部分に限定して行われるが、噴霧した水の一部は、傾斜に沿って同上面25における傾斜下側の部分に流れる。そのため、噴霧した水は、モータケース23の上面25の全体に行き渡るようになる。こうした水がモータケース23の表面から熱を奪うことで、走行モータ20が冷却される。ちなみに、モータケース23の表面では一部の水が蒸発し、その潜熱により、高い冷却効果が得られる。
モータケース23の上面25への噴霧後、蒸発に至らなかった水は、モータケース23の表面を伝い落ちて、貯水槽29に滴下する。こうして回収した水は、ベンチュリ管28内で発生する負圧により同ベンチュリ管28内に吸引され、燃料電池16から送られた水混じりの排気と共に、再び走行モータ20のモータケース23の上面25に噴霧される。このように水の回収、及び再使用が行われるため、走行モータ20に噴霧する水の量を、燃料電池16での水の生成量よりも多くすることができる。なお、このときの貯水槽29からベンチュリ管28に吸引された水は、同ベンチュリ管28での排気との混合により霧状に微粒化された状態で走行モータ20のモータケース23の上面25に噴霧される。
また、こうしたモータ冷却システム26では、発電に際して燃料電池16で生成された水を、同燃料電池16の排気により搬送して走行モータ20を冷却している。このように、このモータ冷却システム26は、本来は廃棄されるだけの燃料電池16の生成水及び排気を、走行モータ20の冷却に有効利用するものとなっている。
なお、負荷の増加により走行モータ20の発熱量が多くなるときには、電力消費量の増加に応じて燃料電池16の発電量も多くなる。そのため、このときには、燃料電池16での水の生成量、排気の排出量も増加することになり、より多くの水を走行モータ20に噴霧できるようになる。すなわち、走行モータ20に噴霧可能な水の量が、同走行モータ20の発熱量の増減に合せて自律的に増減するようになる。
以上説明した本実施形態の無人搬送車10によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態の無人搬送車10が備えるモータ冷却システム26では、燃料電池16で生成された水を同燃料電池16の排気により搬送して、走行モータ20を冷却している。そのため、本来は廃棄されるだけの燃料電池16の生成水、及び排気を有効利用して効率的に走行モータ20を冷却することができる。
(1)本実施形態の無人搬送車10が備えるモータ冷却システム26では、燃料電池16で生成された水を同燃料電池16の排気により搬送して、走行モータ20を冷却している。そのため、本来は廃棄されるだけの燃料電池16の生成水、及び排気を有効利用して効率的に走行モータ20を冷却することができる。
(2)走行モータ20に噴霧した水を回収して再使用しているため、燃料電池16の水の生成量よりも多い量の水を走行モータ20に噴霧することができる。
(3)ベンチュリ管28において、回収した水を排気と混合して微粒化した状態で走行モータ20に噴霧しているため、蒸発時の潜熱による高い冷却効果が得られる。
(3)ベンチュリ管28において、回収した水を排気と混合して微粒化した状態で走行モータ20に噴霧しているため、蒸発時の潜熱による高い冷却効果が得られる。
(4)モータケース23の上面25の全体に水を噴霧する場合、広い範囲に水を噴霧する必要があり、上面25に掛からずに散逸する水の量が多くなる。これに対して、本実施形態では、水を噴霧する範囲を、上面25の一部に限定するとともに、上面25において水を噴霧する部分を、水を噴霧しない部分よりも傾斜上側に位置するようにしている。これにより、噴霧範囲の限定により散逸する水の量を減らすとともに、上面25の傾斜に沿った水の流下により、水を直接噴霧していない部分にも水を行き渡らせることができる。
(第2実施形態)
次に、無人搬送車の第2実施形態を、図7〜図9を併せ参照して説明する。なお本実施形態及び後述の各実施形態にあって、上述実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施形態は、第1実施形態の無人搬送車10における、走行モータ20のモータケース23の上面25に対する水の噴霧位置、及び噴霧方向を変更したものであり、それ以外の構成は、第1実施形態と同様となっている。
次に、無人搬送車の第2実施形態を、図7〜図9を併せ参照して説明する。なお本実施形態及び後述の各実施形態にあって、上述実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施形態は、第1実施形態の無人搬送車10における、走行モータ20のモータケース23の上面25に対する水の噴霧位置、及び噴霧方向を変更したものであり、それ以外の構成は、第1実施形態と同様となっている。
図7に示すように、本実施形態の無人搬送車10のモータ冷却システム26では、ベンチュリ管28は、鉛直方向においてモータケース23の上面25よりも上方、且つ水平方向においてモータケース23の上面25の傾斜下側の端よりも更に傾斜下側の位置に設置されている。また、本実施形態では、噴出口32から噴霧した水がモータケース23の上面25における傾斜下側の部分に掛かるようにベンチュリ管28が設置されている。
図8に示すように、このように設置したベンチュリ管28の噴出口32からは、モータケース23の上面25に対して、鉛直上方から見たときに同上面25の傾斜上側に向って水が噴霧される。
図9に示すように、モータケース23の上面25における傾斜下側の部分に噴霧された水は、噴霧の勢いにより、上面25の傾斜上側に向って流れる。そして、これにより、上面25の全体に水が行き渡るようになる。なお、このときの上面25における水の流れは、傾斜の勾配に逆らう方向に向うため、次第にその勢いは削がれる。そのため、モータケース23の上面25における水の滞留時間が長くなり、その分、噴霧した水がより多くの熱をモータケース23から奪うようになる。さらに、滞留時間が長くなれば、モータケース23の上面25において蒸発する水の量も増えるため、蒸発時の潜熱によりモータケース23から奪われる熱の量も増える。したがって、本実施形態によれば、水の噴霧量が少なくても、高い冷却効果を得ることができる。
(第3実施形態)
次に、無人搬送車の第3実施形態を、図10〜図13を併せ参照して説明する。なお、本実施形態は、第2実施形態の無人搬送車におけるベンチュリ管28の替わりに下記の首振機構50を設けたもので、それ以外の構成は第2実施形態のもの同様となっている。
次に、無人搬送車の第3実施形態を、図10〜図13を併せ参照して説明する。なお、本実施形態は、第2実施形態の無人搬送車におけるベンチュリ管28の替わりに下記の首振機構50を設けたもので、それ以外の構成は第2実施形態のもの同様となっている。
図10に示すように、首振機構50は、動輪ユニット13の軸ケース18に設けられた回動軸51に回動自在に支持された回動支持部52を備える。回動支持部52には、同回動支持部52を貫通する孔であるベンチュリ部53が設けられている。ベンチュリ部53の途中には、断面積が絞られた絞り部55が設けられている。ベンチュリ部53の一方の端は、排気通路27に接続されており、もう一方の端は外部に開放されている。こうしたベンチュリ部53の外部に開放された側の端は、走行モータ20のモータケース23の上面25に向けて水を噴出す噴出口54となっている。
更に、回動支持部52は、一方の端が絞り部55に繋がり、他方の端が回動支持部52の外側に開口した孔である接続路56が設けられている。そして、回動支持部52の外側に開口した側の接続路56の端には、回収水通路30が接続されている。なお、排気通路27及び回収水通路30における回動支持部52との接続部分は、ゴムなどの可とう性の高い材料で形成されている。
一方、首振機構50は、回動支持部52と軸ケース18との間に挟まれた状態で設置された弾性部材57を備える。回動支持部52に対して弾性部材57は、回動軸51から離間した部分にて当接している。こうした弾性部材57は、回動軸51回りの回動支持部52の回動に対して同回動に抗する弾性反力を発生する弾性部材として機能する。なお、本実施形態では、弾性部材57としてコイルばねを採用しているが、板ばね等、伸縮に応じて弾性反力を発生する部材であれば、弾性部材57としての採用が可能である。
こうした首振機構50の回動支持部52に設けられたベンチュリ部53は、ベンチュリ管28と同様に機能する。すなわち、燃料電池16から排気通路27を通じてベンチュリ部53に流入した水混じりの排気は、ベンチュリ部53を通過した後、噴出口54からモータケース23の上面25に向けて噴出される。このときのベンチュリ部53の内部に、絞り部55により発生する負圧により、回収水通路30及び接続路56を介して貯水槽29内の水がベンチュリ部53を流れる排気中に吸引される。こうした首振機構50におけるベンチュリ部53は、排気に水を混合して走行モータ20の表面に噴霧する噴霧機構としての機能を兼ね備える。
図11に示すように、こうした首振機構50の回動支持部52は、噴出口54からの排気及び水の噴出しに対する反作用として、同図における時計回り方向のモーメントを受ける。このモーメントの大きさは、噴出口54から噴出す排気及び水の勢いが強いほど、大きくなる。こうしたモーメントを受けて回動支持部52が回動すると、弾性部材57が圧縮されて、その回動に抗する弾性反力を発生する。そして、回動支持部52は、その弾性反力により発生する回動方向と逆方向のモーメントを併せ受ける。そのため、回動支持部52は、噴出口54からの排気及び水の噴出しの反作用により発生するモーメントと、弾性部材57の弾性反力により発生するモーメントとが釣り合う位置に回動することになる。このように、首振機構50は、噴出口54から噴出する排気及び水の勢いの強弱に応じて、モータケース23の上面25に対する噴出口54からの排気及び水の噴出方向を変化させるものとなっている。なお、こうした首振機構50による噴霧方向の変更は、外部動力を用いずに、噴霧の強弱のみで行われるものとなっている。
モータケース23の上面25の全体に強い勢いで水を噴霧すると、噴霧した水がその勢いで直ぐに上面25から流れ落ちてしまうため、噴霧した水の量に対して得られる冷却効果は限られたものとなる。このときにも、上面25における傾斜下側の部分に限定して水を噴霧すれば、噴霧した水が、上面25の傾斜の勾配に抗する方向に流れ、同上面25により長い時間滞留するようになる。そのため、このときには、上面25の全体に水を噴霧するよりも、同上面25における傾斜下側の部分に限定して水を噴霧した方が、高い冷却効果が得られる。
一方、噴霧の勢いが弱いときには、上面25における傾斜下側の部分に限定して水を噴霧しても、上面25の傾斜を上り切る前に水の勢いが削がれてしまうため、上面25の全体に水を行き渡らせることができなくなる。そのため、このときには、上面25の傾斜下側の部分にのみ水を噴霧するよりも、同上面25の全体に水を噴霧した方が高い冷却効果が得られる。
そこで、本実施形態では、首振機構50を次のように構成することで、噴霧の勢いの強弱に依らず、走行モータ20を的確に冷却可能としている。すなわち、本実施形態では、噴出口54からの排気及び水の噴出の勢いが弱いときには、図12に示すように、噴出口54からの排気及び水の噴出方向が、モータケース23の上面25の全体に水を噴霧する方向となるように首振機構50を構成している。これに対して、噴出口54からの排気及び水の噴出の勢いが強いときには、図13に示すように、噴出口54からの排気及び水の噴出方向が、モータケース23の上面25における傾斜下側の部分に限定して水を噴霧する方向となるように、首振機構50を構成している。
なお、上記のような首振機構50は、次のように構成することもできる。すなわち、図14に示すように、噴出口54からの水の噴出方向が、噴霧の勢いが強いときにはモータケース23の上面25における傾斜上側の部分に限定して水を噴霧する方向となるように首振機構50を構成する。また、噴霧の勢いが弱いときには、同図に一点鎖線で示すように、モータケース23の上面25の全体に水を噴霧する方向となるように首振機構50を構成する。噴霧の勢いは、燃料電池16の発電量が多く、排気の排出量が多いときほど強くなり、そのときには燃料電池16での水の生成量も多くなる。よって、噴霧の勢いが強いときには、モータケース23の上面25に噴霧される水の量が多く、上面25の傾斜上側の部分に限定して水を噴霧しても、そこから流れ落ちることで上面25の全体に水が行き渡る。このとき、上面25の全体に掛かるように広い範囲に水を噴霧すると、上面25を逸れて散逸する水の量が多くなるため、上面25の傾斜上側の部分に限定して水を噴霧した方が高い冷却効果が得られる。これに対して噴霧の勢いが弱いときには、上面25に噴霧される水の量が少なく、上面25の傾斜上側の部分に限定して水を噴霧すると、流れ落ちる途中で殆どの水が蒸発してしまい、上面25の全体に水が行き渡らなくなる。そのため、このときには、上面25の全体に水を噴霧した方が、高い冷却効果が得られる。よって、上記のように首振機構50を構成した場合にも、噴霧の勢いの強弱に依らず、走行モータ20を的確に冷却可能となる。
上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第3実施形態における首振機構50は、走行モータ20に対する噴霧の方向を、噴霧の勢いの強弱により、変更するように構成されていたが、電動モータなどの外部動力で首振機構50を駆動するようにしてもよい。こうした場合、一度に水を噴霧できる範囲が狭くても、首振機構50により周期的に噴霧の方向を変化させることで、走行モータ20の表面全体に水を噴霧することが可能となる。
・第3実施形態における首振機構50は、走行モータ20に対する噴霧の方向を、噴霧の勢いの強弱により、変更するように構成されていたが、電動モータなどの外部動力で首振機構50を駆動するようにしてもよい。こうした場合、一度に水を噴霧できる範囲が狭くても、首振機構50により周期的に噴霧の方向を変化させることで、走行モータ20の表面全体に水を噴霧することが可能となる。
・上記実施形態では、発電時に生成された水は、排気に混じった状態で燃料電池16から排出されており、燃料電池16の生成水を排気に混じった状態のまま噴きかけることで、走行モータ20の表面に噴霧していた。図15に示すように、排気と水とを分離する気液分離器60を備え、排気と水とを別々に排出する燃料電池61を備える無人搬送車では、例えば次のようにモータ冷却システムを構成することができる。すなわち、燃料電池61の気液分離器60から排出された水は、排水通路62を通じて水タンク63に送られ、同気液分離器60から排出された排気は、先端にベンチュリ管65が設けられた排気通路64に送られる。水タンク63内の水は、ベンチュリ管65内で発生する負圧により同ベンチュリ管65を流れる排気中に吸引され、排気と共に走行モータ20の表面に噴霧される。こうした場合にも、燃料電池61の生成水を同燃料電池61の排気により搬送して走行モータ20の表面に掛けており、燃料電池61の生成水、排気を有効利用して効率的に走行モータ20を冷却することができる。さらに、こうした場合にも、走行モータ20の下方に水を回収するための受け皿66を設置し、受け皿66に回収した水は水タンク63に送るようにすれば、走行モータ20の表面に噴霧した水の再使用が可能となる。
・上記実施形態では、排気の流れに乗せたり、排気流によりベンチュリ管内で発生する負圧により吸引したりすることで、走行モータ20の表面に噴霧する水を排気により搬送していた。それ以外の方法で排気による水の搬送を行うようにしてもよい。例えば、図16に示す無人搬送車のモータ冷却システムでは、走行モータ20の表面に噴霧する水を、エア駆動式ウォータポンプ70により搬送している。すなわち、同図に示すモータ冷却システムでは、燃料電池61の気液分離器60で排気から分離した水を水タンク63に送るとともに、水を分離した排気をエア駆動式ウォータポンプ70に送っている。エア駆動式ウォータポンプ70は、送られた排気により駆動して、水タンク63内の水を搬送して走行モータ20の表面に噴き付ける。こうした場合にも、燃料電池61の生成水、排気を有効利用して効率的に走行モータ20を冷却することができる。さらに、こうした場合にも、走行モータ20の下方に水を回収するための受け皿66を設置し、受け皿66に回収した水は水タンク63に送るようにすれば、走行モータ20の表面に噴霧した水の再使用が可能である。
・走行モータ20の表面に噴霧した水を回収し、同噴霧に再使用していたが、走行モータ20の冷却に必要な水の噴霧量よりも燃料電池での水の生成量が多ければ、水の回収、再使用は行わないようにしてもよい。
・上記実施形態では、少量の水でも高い冷却効果が得られるように、霧状に微粒化した水を走行モータ20の表面に噴き掛ける(噴霧する)ようにしていたが、粒化の粗い水を走行モータ20の表面に掛けるようにしてもよい。
・上記実施形態は、走行モータ20に対して上方から水を掛けるようにしていたが、走行モータ20の下方や側方などから走行モータ20の表面に水を掛けるようにしてもよい。
・上記実施形態では、走行モータ20は、上面25が傾斜した状態で無人搬送車10に設置されていたが、上面25が水平となった状態で走行モータ20を設置してもよい。
・上記実施形態では、略直方体の外形を有した走行モータ20を例示したが、冷却対象となるモータの外形は円柱形などのそれ以外の形状であってもよい。
・上記実施形態では、略直方体の外形を有した走行モータ20を例示したが、冷却対象となるモータの外形は円柱形などのそれ以外の形状であってもよい。
・上記実施形態の無人搬送車に設けられたモータ冷却システムは、走行モータ20を冷却していたが、操舵モータ21の冷却に同モータ冷却システムを用いるようにしてもよい。
・上記実施形態における無人搬送車10は、車輪の操舵形式として4輪独立操舵形式を採用するものとなっていたが、それ以外の車輪の操舵形式を採用するものであってもよい。例えば、図17に示すような、車輪の操舵形式としてアッカーマン方式を採用する無人搬送車100の走行用モータ101、102を冷却するシステムとしても、上記実施形態のモータ冷却システムを採用することができる。なお、同無人搬送車100には、ディファレンシャル103を介して左右の前輪104に連結された前輪側の走行用モータ101と、ディファレンシャル105を介して左右の後輪106に連結された走行用モータ102との2つの走行用モータが設置されている。また、同無人搬送車100には、前輪104及び後輪106にそれぞれアッカーマン機構107、108が設けられており、前輪104及び後輪106の独立操舵が可能となっている。
10、100…無人搬送車、11…車体、12…荷台、13…動輪ユニット、14…燃料電池システム、15…水素タンク、16…燃料電池、17…旋回支持部、18…軸ケース、19…車輪、20,101,102…走行モータ、21…操舵モータ、22…減速機構、23…モータケース、24…出力軸、25…上面、26…モータ冷却システム、27…排気通路、28…ベンチュリ管、29…貯水槽、30…回収水通路、31…絞り部、32…噴出口、50…首振機構、51…回動軸、52…回動支持部、53…ベンチュリ部、54…噴出口、55…絞り部、56…接続路、57…弾性部材、103,105…ディファレンシャル、104…前輪、106…後輪。
Claims (10)
- 車輪と、燃料の電気化学反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力により前記車輪を駆動するモータと、が車体に設置された無人搬送車において、
発電に際して前記燃料電池で生成された水を、同燃料電池の排気により搬送して前記モータの表面に掛けるモータ冷却システムを備える
ことを特徴とする無人搬送車。 - 前記モータ冷却システムは、前記排気に前記水を混合して前記モータの表面に噴霧する噴霧機構を備える
請求項1に記載の無人搬送車。 - 前記モータ冷却システムは、
前記モータの表面に向けて前記水を噴出す噴出口と、
前記噴出口の方向を変化させる首振機構と、
を備える請求項1又は2に記載の無人搬送車。 - 前記首振機構は、
前記噴出口が設けられるとともに、回動可能に軸支された回動支持部と、
前記回動支持部の回動に対して同回動に抗する弾性反力を発生する弾性部材と、
を備える請求項3に記載の無人搬送車。 - 前記首振機構は、前記噴出口から噴出す前記水の勢いが強いときには、同勢いが弱いときよりも、前記モータの表面において前記水が噴き付けられる部分の面積が狭くなる方向に前記噴出口が向くように前記回動支持部を回動させる
請求項4に記載の無人搬送車。 - 前記モータは、傾斜した上面を有し、
前記モータ冷却システムは、前記モータの上面の一部に前記水を噴霧するものであって、且つ前記モータの上面における前記水が噴霧される部分は、同モータの上面において前記水が噴霧されない部分よりも、同モータの上面の傾斜上側に位置している
請求項1又は2に記載の無人搬送車。 - 前記モータは、傾斜した上面を有し、
前記モータ冷却システムは、前記モータの上面に対して、前記無人搬送車を鉛直上方から見たときに同上面の傾斜上方に向う方向に前記水を噴き付ける
請求項1又は2に記載の無人搬送車。 - 前記モータ冷却システムは、前記モータの表面に掛けられた水を回収して貯留する貯水槽を備えるとともに、同貯水槽に貯留した水を、前記モータの表面に掛ける水として再使用する
請求項1〜7のいずれか1項に記載の無人搬送車。 - 前記モータ冷却システムは、
前記燃料電池の排気が流れる通路であって、同通路における排気流れ方向下流側の端が、前記モータの表面に向けて前記排気が噴き出される噴出口となった排気通路と、
前記水を貯留する貯水槽と、
前記排気通路に設けられて、同排気通路を流れる排気中に前記貯水槽内の水を吸引するベンチュリ管と、
を備える請求項1〜7のいずれか1項に記載の無人搬送車。 - 前記貯水槽には、前記モータの表面に掛けられた後に回収された水が送られる
請求項9に記載の無人搬送車。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111751734A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-09 | 湖北德普电气股份有限公司 | 一种氢燃料电池水平衡测试设备和方法 |
JP2021012820A (ja) * | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社豊田自動織機 | 無人搬送車用燃料電池システム |
JP2021012821A (ja) * | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社豊田自動織機 | 無人搬送システム及び無人搬送車 |
JP2021177449A (ja) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | 尚士 柴山 | 燃料電池車 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06109379A (ja) * | 1992-03-31 | 1994-04-19 | Tokyo Metropolis | 冷却塔 |
JP2004328914A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池搭載車両の電子部品冷却装置 |
JP2004335177A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 燃料電池搭載車 |
JP2008263734A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Murata Mach Ltd | 搬送システム、容器、搬送車、及び運用方法 |
JP2010218803A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Toyota Industries Corp | 燃料電池システム |
JP2012038688A (ja) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2012196014A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Toyota Motor Corp | 冷却システム、冷却システムを備える車両 |
JP2013121237A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Denso Corp | 電気自動車の電力機器冷却装置 |
-
2017
- 2017-07-31 JP JP2017147818A patent/JP2019030131A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06109379A (ja) * | 1992-03-31 | 1994-04-19 | Tokyo Metropolis | 冷却塔 |
JP2004328914A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池搭載車両の電子部品冷却装置 |
JP2004335177A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 燃料電池搭載車 |
JP2008263734A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Murata Mach Ltd | 搬送システム、容器、搬送車、及び運用方法 |
JP2010218803A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Toyota Industries Corp | 燃料電池システム |
JP2012038688A (ja) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2012196014A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Toyota Motor Corp | 冷却システム、冷却システムを備える車両 |
JP2013121237A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Denso Corp | 電気自動車の電力機器冷却装置 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021012820A (ja) * | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社豊田自動織機 | 無人搬送車用燃料電池システム |
JP2021012821A (ja) * | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社豊田自動織機 | 無人搬送システム及び無人搬送車 |
JP7151040B2 (ja) | 2019-07-08 | 2022-10-12 | 株式会社豊田自動織機 | 無人搬送システム及び無人搬送車 |
JP2021177449A (ja) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | 尚士 柴山 | 燃料電池車 |
WO2021225012A1 (ja) * | 2020-05-07 | 2021-11-11 | Shibayama Takashi | 燃料電池車 |
CN111751734A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-09 | 湖北德普电气股份有限公司 | 一种氢燃料电池水平衡测试设备和方法 |
CN111751734B (zh) * | 2020-06-18 | 2022-10-21 | 湖北德普电气股份有限公司 | 一种氢燃料电池水平衡测试设备和方法 |
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