JP3159067U

JP3159067U - 構内運搬車

Info

Publication number: JP3159067U
Application number: JP2010000940U
Authority: JP
Inventors: 茂房稲葉; 及川　順; 順及川
Original assignee: 関東農機株式会社
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2020-02-16

Abstract

【課題】低荷台の構内運搬車において、燃料電池及び燃料タンクを低荷台下に装着可能とするとともに燃料タンクを衝突事故などからガードして高い安全性が得られる構内運搬車を提供する。【解決手段】燃料電池３で駆動モータ７を稼動させて走行する低荷台２の構内運搬車１において、低荷台２下の収納空間の高さよりも短い直径の小分けした水素ボンベ４ａ、４ｂを収納空間内の車体の左右対称位置に配設し、収納空間内の水素ボンベ４ａ、４ｂの収納位置よりも前方中央位置に燃料電池３を水素ボンベとの間に断熱空間を介して配設し、収納空間内の水素ボンベ４の近傍に燃料電池３で発生させた電気を蓄えるバッテリー５を配設し、燃料電池３及び各水素ボンベ４を燃料配送管２３で接続し、バッテリー５の電気で駆動モータ７の制御を可能とする駆動制御部を備える。【選択図】図１

Description

本考案は水素を燃料とした燃料電池から電気を得てモータ駆動により走行する構内運搬車に関する。

燃料電池を搭載した燃料電池車について、下記特許文献１には、構内運搬車に燃料電池用の燃料タンクを２本備え、該燃料タンクの燃料を用尽したら、一方の空の燃料タンクを外して、燃料を充填してストックしておいた別の燃料タンクと交換可能とすることが記載されている。この考案では搭載してある燃料タンクに直接燃料を注入することなく、燃料を簡単且つ短時間で補充することが可能となる。

また、下記特許文献２には、メタノールを燃料とした燃料電池を使用したフォークリフトについて、燃料電池又は該燃料電池で発電した電気を蓄えた鉛蓄電池の電気によって駆動モータを回転させて走行させることが記載され、また燃料電池と鉛蓄電池との間に通風通路を設けることによって高温となる燃料電池の熱の影響が鉛蓄電池に及ばないようにすることが記載されている。

特開２００５−３３９９６特開平２−１７４５０３

上記構内運搬車に燃料タンクを設置する場合その場所は、安全性や設置スペースを考慮して特許文献１中の図１の如き荷台下や、特許文献２中の図１の如き運転席の背後などに限られてしまう。
特に、運転席の背後などに設置スペースが確保できない立席で運転するターレットトラックのような構内運搬車では、低い荷台下の狭小なスペースに燃料タンクを取り付けなければならない。
長距離搬送する構内運搬車には多量の燃料を確保するための大容量の燃料タンクが必要となり、その燃料タンクの容量は長さと径とで決まり、長さが限られている場合に容量を大きくしようとすると大径にしなければならないが、大径の燃料タンクでは狭小な荷台下には納まりきらず、これに加えて、一般的に使用されている燃料電池では、構内運搬車のモータを正常に稼動させる電圧を得ようとすると、装置の容積が大き過ぎて、狭小な荷台下のスペースに燃料タンクやバッテリーなどと一緒に収納することが極めて困難であった。
このため特許文献１及び２の如き燃料電池と燃料タンクでは、低荷台の構内運搬車に取り付けることができない。
また、燃料タンクに充填する燃料は、追突事故などで損傷を受けたときに爆発する危険性があるが、上記特許文献１及び２に記載の技術ではいずれも爆発事故への安全対策が殆どなされていない。

そこで、本考案は、燃料電池で駆動モータを稼動させて走行させる荷台が低いターレットトラックなどの小型の構内運搬車において、燃料電池と水素燃料を入れる燃料タンクとを一緒に低い荷台下に収納して取り付け可能とし、且つ爆発の危険がある水素燃料を充填した燃料タンクを衝突事故などからガードして高い安全性を得ることが可能となる構内運搬車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本考案の構内運搬車は、請求項１に記載の考案にあっては、燃料電池の電気で駆動モータを稼動させて走行する低荷台の構内運搬車において、前記低荷台下の収納空間の高さよりも短い直径の小分けした複数の水素ボンベを該収納空間内の車体の略左右対称位置に配設し、前記収納空間内の水素ボンベの収納位置よりも前方略中央位置に燃料電池を前記水素ボンベとの間に断熱隔壁又は断熱空間を介して配設し、前記収納空間内の水素ボンベの近傍に前記燃料電池で発生させた電気を蓄えるバッテリーを前記燃料電池との間に断熱隔壁又は断熱空間を介して配設し、前記燃料電池と前記各水素ボンベとを燃料配送管で接続し、前記燃料電池の継続稼動で得られた電気を前記バッテリーに蓄える燃料電池稼動制御部を備え、前記バッテリーの電気で運転席前に設けた操作部を介して前記駆動モータの制御を可能とする駆動制御部を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の考案にあっては、上記考案において、前記複数の水素ボンベのうち少なくとも一本を着脱交換可能なカートリッジ式としたことを特徴とする。

請求項３に記載の考案にあっては、上記各考案において、少なくとも前後方向及び側方向を含む各水素ボンベの周囲に高強度の遮蔽面を形成したことを特徴とする。

請求項４に記載の考案にあっては、上記各考案において、前記複数のバッテリーをそれぞれ車体の左右対称位置に配設したことを特徴とする。

請求項５に記載の考案にあっては、上記各考案において、前記燃料電池、水素ボンベ、バッテリー及び燃料配送管の車体への連結部分に振動及び衝撃を防止可能な緩衝材を介在させて前記燃料電池、水素ボンベ、バッテリー及び燃料配送管を車体に配着したことを特徴とする。

本考案は、燃料電池及び該燃料電池に水素燃料を供給する水素ボンベを低荷台下の収納空間に複数に水素ボンベを小分けにしたことでコンパクト化が可能となり、且つ燃料電池を駆動モータの停止時においても継続して稼動し発電させ、得られた電気をバッテリーに蓄積させることによって発電能力が小さいものであっても十分に使用可能となり、この結果薄く小型の燃料電池が使用可能となり、該燃料電池のコンパクト化と水素ボンベのコンパクト化が同時に実現したことで、従来装着できなかった小型で低荷台の構内運搬車においても燃料電池の利用が可能となる。
そして、小型の燃料電池が使用可能となったことで高価な燃料電池の大幅なコストダウウンが実現可能となる。
また、燃料電池及び該燃料電池に水素燃料を供給する水素ボンベを前記収納空間内の車体の左右対称位置に配設するとともに該燃料電池は前記収納空間内の水素ボンベの収納位置よりも前方中央位置に配設することで、車体の左右及び前後の重量バランスを崩さずに曲がり癖のない安定した走行が可能となる。
また前記水素ボンベ及びバッテリーとの間に断熱隔壁又は断熱空間を介在させることで高温となる燃料電池の熱の影響が前記水素ボンベ及びバッテリーに及ばないようすることが可能となり、バッテリーの寿命を伸ばし、且つ高い安全性を得ることが可能となる。

請求項２の考案にあっては、複数の水素ボンベのうち少なくとも一本は着脱交換可能なカートリッジ式とすることで簡単且つ短時間に用尽されて空となった水素ボンベと別の充填してある水素ボンベとの交換が可能となり、搭載水素ボンベへの燃料補充の大幅な時間短縮が可能となる。そして水素供給基地が近くになくとも安心して燃料の補充が行えるようになる。

請求項３の考案にあっては、水素ボンベの周囲に高強度の遮蔽面を設けることで、爆発の危険がある水素を充填した燃料タンクを衝突事故などからガードでき、高い安全性を得ることが可能となる。

請求項４の考案にあっては、必要容量となる電力を複数に小分けした複数のバッテリーを、それぞれ車体の左右対称位置に配設して、低荷台下の燃料電池及び水素ボンベを除く空間に収納することで、車体の左右及び前後の重量バランスを崩さずに安定した安全な走行が可能となる。

請求項５の考案にあっては、燃料電池、水素ボンベ及びバッテリーの各装置部分の周囲に振動及び衝撃を防止可能な緩衝材を配着したことで、使用された各部品の金属疲労を緩和し寿命を長く保つことが可能となる。

本考案の構内運搬車の平面図である。本考案の構内運搬車の側面図である。本考案の構内運搬車の正面図である。本考案の構内運搬車の背面図である。

本考案の燃料電池を利用した構内運搬車、即ち図１及び図２に示す燃料電池３を搭載した低荷台２のターレットトラック式などの構内運搬車１に関するものであるが、以下図のターレットトラック式の構内運搬車に基づいて本考案の実施形態を説明する。

一般に従来のターレットトラック式の構内運搬車は、車体前部に外観が金属製（鉄製等）の円筒形をした操縦駆動部と一体に上部に固定されて真円形のハンドルが装着され、荷台下部に搭載したバッテリーの電気で駆動モータを回転させて前記駆動部下に設けた前輪を回転させ走行可能となっている。

本考案でも基本的には上記従来のターレットトラック式の構内運搬車と同じ構造とした部分をそのまま使用することが可能である。
即ち、本考案では図３に示すように、車体前部に金属製で円筒形の操縦駆動部２６と一体に上部に固定された円形のハンドル１２が装着され、前記操縦駆動部２６の中に搭載した駆動モータ７を回転させて前記操縦駆動部２６下に設けた前輪１４を回転させ走行可能とする。
前記前輪１４の回転は、図３に示すように、前記駆動モータ７の回転をチェーンなどの駆動伝達手段１５を介して前輪１４の前輪駆動軸１６を回転する仕組みであり、前記駆動モータ７は前記低荷台２の下に配設されたバッテリー５に蓄えた電気で回転させて該構内運搬車１を走行させる。

運転は、図１及び図２に示すように、前記ハンドル１２後部の空間に設けた運転席１３に運転者が立ったままで前記円形ハンドル１２を手で握って前記操縦駆動部２６の回転操作を行い、自由に方向を変えて運転する。
該運転席１３の背後には、仕切り版１９が設けられ、その仕切り版１９の後方には荷物の上げ下ろしが容易となるように低くした低荷台２が設けれ、さらにその低荷台２を構成する荷台板１０の下には後輪１１が装着される。
そして、荷物は前記低荷台２に載せられて、工場内や魚市場、野菜市場などの構内を搬送される。

そして本考案の前記構内運搬車１には、図２及び図４に示すように、前記低荷台２下に地面から一定の高さＨの狭い間隔で底板２５を設けて収納空間を形成し、この収納空間内に前記燃料電池３、前記各水素ボンベ４及び前記バッテリー５を収納して前記底板２５上に固定する。
このように該底板２５上の狭い収納スペース内に設置するため、該燃料電池３は上下薄型の小型の燃料電池３が使用され、該燃料電池３と該燃料電池３に水素燃料を供給する水素ボンベ４とが両者間に金属製の断熱隔壁又は断熱空間を介して固定される。
例えば、前記断熱隔壁は前記断熱空間を囲って中に通風路を形成するとともに該通風路に繋がる開口部を側壁面に開設すれば、高温となる燃料電池の熱を該開口部から外部に排出し、高熱を発する該燃料電池３の熱の影響が前記水素ボンベ４へ直接及ぶのが防止可能となる。

この収納空間内の中間には後輪１１及びそれに付属した車軸等が装着されるので、その部分は極めて狭い空間となる。
このような狭い空間に該燃料電池３及び水素ボンベ４ａ、４ｂを収納するが、該水素ボンベ４ａ、４ｂは上記狭い空間に収めるために前記収納空間内の高さＨよりも短い直径となるように全体で水素燃料の所要量を満足させる容量となるように小分けして得られた複数本（図１では２本使用）の水素ボンベ４ａ、４ｂを使用する。
そして、構内運搬車１の安定走行のために、複数の水素ボンベ４ａ、４ｂは該収納空間内の車体の左右対称位置に配設して車体の重量バランスを整え、また、前記燃料電池３は前記収納空間内の水素ボンベ４ａ、４ｂの収納位置よりも前方中央位置に配設して車体の重量バランスを整える。

さらに、前記収納空間内の水素ボンベ４の近傍には、前記燃料電池３で発生させた電気を蓄えるバッテリー５を前記燃料電池３との間に断熱隔壁又は断熱空間を介して配設する。
前記断熱隔壁又は断熱空間は、前記水素ボンベ４との間の断熱隔壁又は断熱空間と同様とし、高温となる燃料電池の熱の影響が前記バッテリー５へ直接及ぶのを防止するものである。
そして、前記燃料電池３と前記各水素ボンベ４とは配管分岐器２２を介して燃料配送管２１で接続する。
また、図１に示すように、前記燃料電池３、前記バッテリー５及び前記駆動モータ７を運転席１３前の真円形ハンドル１２内に設けた操作部２４を介して電気配線６で接続する。

本考案では前記燃料電池３で発生させた電気をそのまま直接使用することはぜずに、バッテリー５に蓄えてから使用するための駆動制御部を前記操作部２４内などに設けて、該駆動制御部での制御により前記バッテリーでの前記駆動モータ７による走行を可能とする。
そして、構内運搬車１は荷物の積み下ろしなど間欠運転の発生が頻繁な公設市場などの作業形態では、狭い前記収納空間内に納まる発電量の小さな前記燃料電池３を使用可能とするため、走行中や停止中には関係なく常に一定の発電及びバッテリー５への充電を継続して行うことが可能なものを使用する。
このとき前記燃料電池３で発生させた電気を蓄えるバッテリー５は所要電圧を長時間にわたって保持可能な容量となるように小分けして複数配設することで、薄くて小型の小さな発電能力の燃料電池３が使用可能となる。
なお、前記燃料電池３については、例えばＰＥＦＣ（固体高分子形燃料電池）など既存の技術を使用することが可能である。

また、前記水素ボンベ４ａ、４ｂは、全体で水素燃料の所要量を満足させる容量となるように複数本使用（図１では２本使用）するが、それらの水素ボンベ４ａ、４ｂのうち少なくとも一本は着脱交換可能なカートリッジ式４ａとすることができ、このようにカートリッジ式とすることで簡単且つ短時間の水素燃料の補充が可能となる。
また、水素充填したカートリッジ式４ａを予め用意しておけば、水素充填施設のない場所でも安心して走行することが可能となる。
図１は、水素ボンベ４ａ、４ｂを２本使用する例であり、この場合、水素ボンベ４ａ、４ｂの両方又は片方を着脱交換可能なカートリッジ式４ａとすることができる。
このようにカートリッジ式とすることで簡単且つ短時間の水素燃料の補充が可能となり、構内運搬車をほぼノンストップで使用可能となる。
なお、水素充填施設が近くにある場合には、前記水素ボンベ４ａ、４ｂの全てを固定式としても良い。

また、前記水素ボンベ４ａ、４ｂの前後方向及び側方向を含む周囲には高強度の金属製の遮蔽面８を設けて、水素ボンベ４の各個別又は全水素ボンベ４を包囲する。
この強固な遮蔽面８によって、水素ボンベ４が周囲から隔絶され、爆発の危険がある水素を充填した燃料ボンベ４を衝突事故などからガードすることが可能となり、高い安全性が得られる。
この金属は、厚手の鉄やステンレス製など板材で強度が高く、厚手のものを使用すると良い。
囲い部分は、基本的には水素ボンベ４を中心とし、その前後及び側方の四方を面的に囲うものであるが、その水素ボンベ４の囲い方は各個別であっても良く又は全水素ボンベ４を一括してその周囲を囲うものでも良い。
また、前記遮蔽面８での囲いに中には、前記バッテリー５も一緒に収納しても良い。

前記水素ボンベ４ａ、４ｂの上下方向の遮蔽については、前記荷台板１０とその下の底板２４も高強度の厚手の金属製板で形成し、前記水素ボンベ４ａ、４ｂの前後、側方及び上下の周囲の遮蔽面と合わせて全体を強固な面に形成して安全性を高めることが可能となる。

さらに前記バッテリー５も、必要容量となる複数に小分けして、低荷台２下の燃料電池３及び水素ボンベ４を除く空間に配置する。
図１では、４個に分けたバッテリー５を使用している例を示しているが、必要な容量を得るためにはさらに多くの数を搭載することも可能である。
また、バッテリー５を小型にするには、鉛蓄電池よりもリチウム水素電池やリチウムイオン電池の方が使用に適している。
なお、減速時に走行中の運動エネルギーでモータを回転させて発電する回生ブレーキを設けることで、その得られた電気をバッテリーやコンデンサーに蓄電して、その電気をモータ駆動用などに利用をすることも可能である。
そしてそれらのバッテリー５は、図１に示すように、前記燃料電池３、前記水素ボンベ４とともに全て車体の左右対称位置に配置すると重量バランスが整えられて安定走行に役立つこととなる。

また、前記燃料電池３、前記水素ボンベ４、前記バッテリー５、前記配管分岐器及び燃料配送管の車体への各固定部分に振動及び衝撃を防止可能なゴム板等の緩衝材９を配着しても良い。
構内運搬車１は地面や道路にある凹凸に影響を受けて振動が激しく、その振動によって前記水素ボンベ４、前記バッテリー５、前記配管分岐部及び燃料配管などの構成部品の疲労が激しく発生し、故障や事故を誘発する危険性が高いので振動及び衝撃を緩衝させる緩衝材９の配着は事故や故障の防止にとって有効である。

本考案の燃料電池を利用した構内運搬車は低荷台のターレットトラック式など各種構内運搬車に適用可能のほか、同様な低荷台の車両についても利用することが可能である。

１構内運搬車
２低荷台
３燃料電池
４水素ボンベ
５バッテリー
６電気配線
７駆動モータ
８高強度遮蔽面
９緩衝材
１０荷台板
１１後輪
１２ターレットハンドル
１３運転席
１４前輪
１５駆動伝達手段
１６前輪駆動軸
１７燃料注入管
１８燃料注入口
１９荷台切り板
２０ボンベバルブ
２１燃料配送管
２２配管分岐器
２３燃料配送管
２４操作部
２５底板
２６操縦駆動部

Claims

燃料電池の電気で駆動モータを稼動させて走行する低荷台の構内運搬車において、
前記低荷台下の収納空間の高さよりも短い直径の小分けした複数の水素ボンベを該収納空間内の車体の略左右対称位置に配設し、
前記収納空間内の水素ボンベの収納位置よりも前方略中央位置に燃料電池を前記水素ボンベとの間に断熱隔壁又は断熱空間を介して配設し、
前記収納空間内の水素ボンベの近傍に前記燃料電池で発生させた電気を蓄えるバッテリーを前記燃料電池との間に断熱隔壁又は断熱空間を介して配設し、
前記燃料電池と前記各水素ボンベとを燃料配送管で接続し、
前記燃料電池の継続稼動で得られた電気を前記バッテリーに蓄える燃料電池稼動制御部を備え、
前記バッテリーの電気で運転席前に設けた操作部を介して前記駆動モータの制御を可能とする駆動制御部を備えたことを特徴とする構内運搬車。
複数の水素ボンベのうち少なくとも一本を着脱交換可能なカートリッジ式としたことを特徴とする請求項１に記載の構内運搬車。
少なくとも前後方向及び側方向を含む各水素ボンベの周囲に高強度の遮蔽面を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の構内運搬車。
複数のバッテリーをそれぞれ車体の左右対称位置に配設したことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれかに記載の構内運搬車。
燃料電池、水素ボンベ、バッテリー及び燃料配送管の車体への連結部分に振動及び衝撃を防止可能な緩衝材を介在させて前記燃料電池、水素ボンベ、バッテリー及び燃料配送管を車体に配着したことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれかに記載の構内運搬車。