JPS61501625A - 移動式積込機の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は積込機に関するものであり、具体的には例えば、航空機の貨物室内の貨 物の積み降ろしに用いられる可変高さのプラットホームを組込んだ形式の移動式 積込機に関するものである。

移動式積込機は、貨物を航空機の貨物室に積込んだり、貨物室から降ろしたりす るのに不可欠な設備である。

この種の積込機は、二つのプラットホームを用いることが多い。通常、ブリッジ と呼ぶ一つのプラットホームは、貨物層の下枠とのつなぎとなり、航空機に対す る位置が事実上一定に保たれる。第２のプラットホームは、貨物をブリッジから とるかまたは貨物をブリッジへ渡すのに上下運動を繰返す。

従来は、第２のプラットホームは、つねに、適当な機械的リンク装置を介して作 用し、プラットホームがほぼ水平な姿勢を保つのを確実にする油圧装置によって 昇降されていた。

積込機は、ディーゼルエンジンによって動かされて、騒音、大気汚染、燃料のこ ぼれ、安全上の危険。

高保守費などのあらゆる付随問題を伴うことが多い。

ディーゼルエンジンを使わないようにするために。

設計者の中には、事実上標準的な車輛を用いてモータや電池などを取付けること により電圧に切換える改造方法を追求する者がいた。しかし０通常は、油圧プラ ットホーム作動装置は、油圧ポンプを電動機によって駆動して使用し続けられて いた。このやり方に伴う主な問題は、結果として得られた積込機が特に荷物持上 げ性能に関して性能が低く、エネルギー効率が低いことである。

貨物室が到着時に荷降ろしされ０次に出発に備えて荷積みされるボーイング７１ ４７航空機の代表的な役務の場合、積込機の動力装置からの必要なエネルギーの ５５％以上が積込みプラットホームの上げ。

下げ時に必要であると計算さｎていた。残りのエネルギー需要のほぼ３０％が積 込機を航空機のところへ移動させたり、航空機のところから別離したり。

航空機の回シを駆動したりするときに使われる。

従って、持ち上げ効率が移動式積込機において最高に重要なものであるというこ とが必要条件であると考えられる。

油圧装置は、エネルギー消費に関して著しく効率が悪く、多くのエネルギーが作 動油をポンピングするのに浪費される。空港内の移動式積込機の場合には、エネ ルギーを積込みプラットホームを持ち上げるのに一旦消費して終うと、エネルギ ーは、プラットホームを下げる間にすべて全く浪費される。プラットホームは１ 通常１作動油を弁を介して流し出すことによって下げられ１作動油は６通常、あ とでプラットホームを持ち上げるときに再び使用するために作動油タンクに入れ られる。油圧作動装置のエネルギー効率は、普通は約３５％である。そのような 低エネルギー効率の結果は、そのような積込機の総合性能が比較的低いというこ とである。それらの駆動速度は低く、寿命は比較的短い。

発明の概要 プラットホームを持ち上げるために油圧応用機械の代りに機械的装置を用いるこ とによって１本発明の移動式積込機は、駆動電動機を発電機に切換えることによ って、積込みプラットホームが下げられているとき、電池を再充電できる。

本発明の一面によれば、積込機を作動する方法は。

電池で動力を供給される少なくとも１台の電動機手段によって駆動される機械的 引き上げ手段で貨物を持ち上げることと０次に回生制動によって下降を制御しな がら貨物を下げることからなシ、少なくとも１台の電動機手段は制御手段によっ て発電機手段に切換えられて１発電機手段からの電力を電池手段を少なくとも一 部分再充電するのに用いられる。

機械的引き上げ手段は、再循環ボールねじジヤツキを備えているのが好ましい。

引き上げプラットホームは、比較的普通の設計のものであってもよく。

プラットホームは、公知の鋏式装置によってほぼ水平な姿勢に保たれる。再循環 ボールねじジヤツキは。

ねじ付ナツトを介してプラットホームに接続され。

ねじを回すにつれて、ナツトとプラットホームを上昇させるようになっている。

共通の電動機によって伝動装置を介して駆動される二つの再循環ボールねじを用 いるのが好ましいことがある。

例えば、事実上空のプラットホームを持ち上げて。

完全に荷積みしたプラットホームを下げる航空機の貨物室の荷降ろしの間、電力 の正味総合増大を電池に実現できることが分った。降ろされている貨物が重けれ ば重いほど回生制動の間に発生される電力が大きいので電池の充電量が多くなる ことが分るであろう。

全体として、すなわち、航空機の荷積みおよび。

荷降ろしの間を考えれば１本発明のエネルギー効率は、はぼ６０％である。これ は、電池への転換、制御装置、電動機、伝動装置などに関連したすべての損失を 含んでいる。

本発明の第２の面によｎば、貨物を上げ下げする装置は、可変高さのプラットホ ームを有する架台を備え、プラットホームは、プラットホームをそれの高さに関 係なくほぼ水平な姿勢に保つ手段によって架台に接続され、さらに、プラットホ ームの架台に対する高さを変える機械的引き上げ手段と伝動手段によってプラン トホームを持ち上げる機械的引き上げ手段に接続された電動機駆動手段と、電動 機駆動手段に電力を供給するミスエネルギー蓄積手段と。

電動機駆動手段を発電機手段に切換えてプラットホームが下げられるとき、プラ ットホームを減速させることのできる制御手段と、プラットホームの下降中に発 生した電気エネルギーを電気エネルギー蓄積手段に向ける手段を備えている。

好ましくは、架台はまた。上に第２のプラットホームまたはブリッジを設け、航 空機の貨物室との荷積みまたは荷降ろしのインターフェースにしてもよい。ブリ ッジは、任意の公知の方法によって昇降でき、それは航空機の荷積み荷降ろし操 作の間はぼ一定の高に留まるので、油圧操作を用いるのが便利なことがある。

架台はまた。積込機の運転が事実上自律的であるように車輪と他の牽引手段およ びいくつかの車輪の駆動操縦手段を備えるのが好ましい。積込機が曳行機によっ て航空機のところへ牽引さｎて航空機のところから引離される受動装置の形にな っていてもよいことが分るであろう。しかし、運転が完全に自律的であることは 、運転方法として経済性および効率がよくなると一般に考えられている。架台駆 動手段はまた電動機によるものでおり、特に都合がよいと分った電動機の一型式 は、駆動輪にハブで取付けられた電動機である。操縦可能な駆動輪を用いてもよ く、これらは、積込機にすぐれた操作性を与えることが分った。

機械的引き上げ手段への伝動手段はまた。所望の高さにプラットホームを有効に 固定するフェールセーフ・ブレーキを備えているのが好ましい。このブレーキは 、電気信号によって解放さｎて、プラットホームを下げることを可能にする。停 電事故の場合には、ブレーキが自動的にかかつて、プラットホームが抑制されず に下がらないようになっている。

本発明の一特命によれば１機械的引き上げ手段は。

再循環ボール゛ねじジヤツキが果たす。プラットホームを上げるか下げるかして いるとき、プラットホームをガラテリさせるために、上記のようなジヤツキを二 つ用いるのが好ましい。そのような装置は、動作時のプラットホームの高さを非 常に精密に制御できることが分った。７０００Ｋｇまでの荷物の上げ下げの間高 さを任意の位置で確実に０．５簡よりよい精度で制御できる。

再循環ボールねじジヤツキは、ころがり要素軸受を有するために動作が非常に効 率がよい。固定プレアキを解放すると、プラットホームは下がり始めて。

重力によって加速される。下降操作時には、プラットホーム全土げるのに用いら れる電動機を制御手段によって発電機に切換えて１発生した電流を用いてプラッ トホームの下降を遅らせ、電池を少なくとも一部分再充電する。どのような技術 は１回生制動として知られており、動いている車の運動エネルギーを消散するの に電動車で用いられる公知の技術である。動いている車の場合でさえ１回生制動 の間に作られるエネルギーは、運動エネルギーのほんの１０％程度である。本発 明において回生制動を用いて。

持ち上げられたプラットホームの位置のエネルギーを有用なエネルギーに変換し 、そのエネルギーの一部分を取υ戻して、寿命を延ばし、動作の経済性をよくす るようにできる。

油圧引き上げ手段を用いるべき場合は、油圧ポンプ全発電機／電動機を駆動する 電動機に変えるのは。

このモードにおける油圧伝動装置の効率が低いので実用できないであろう。油圧 機械に基づくこのような装置を設置する費用は、電池を再充電するために発生で きるすべてのエネルギーに較べてはるかに大きすぎる。

本発明をさらに完全に理解できるようにするために次に、実施例を添付図面を参 照して例としてのみ説明する。

第１　（ａ）、　（ｂｌ、　（ｃｌおよび（ｄｉ図は、それぞれ持ち上げたブリ ッジおよびプラットホームの側面図および正面図ならびに下げたブリッジおよび プラツートホームの平面図および正面図で本発明による積込機を示し。

第２図は１本発明による積込機のプラットホーム引き上げ機構制御装置の略図を 示し。

第５図は１本発明による積込機の別の制御装置の略図を示し。

第１４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）図は０本発明による積込機におけるプラット ホームの上げ下げの聞覚動機の電流を制御する電気回路の略図全示し。

第５（ａ）および（ｂｔ図は、本発明による積込機における下降荷物の回生制動 の聞覚動機の電機子の中を流れる電流および電池へ流れる電流のグラフを示す。

次に各図面を説明するが９図面中同じ形のものは共通の参照数字をつけである。

第１（ａ）図および第１（ｂ）は、持ち上げた位置にある荷積み／荷降ろしプラ ントホーム１１およびブリッジ１２を有する積込機を示している。プラットホー ム１１は、架台１５に対して水平な姿勢に鋏式ジヤツキ装置１１１によって支持 されて保たれる。ブリッジ１２は、同様に、油圧ラム１６によって昇降される鋏 式ジヤツキ装置１５に支持される。プラットホーム１１は、再循環ボールねじジ ヤツキ１７および板＠１８によって持ち上げられ、鎖は、一端がプラットホーム １１に、他端が架台１うに固着されている。ブリッジ１２には、運転員のための 運転台１つが取付けられ、運転台の中には制御盤（図示なし〕がある。架台１３ は−ｑ個の車輪に支えられ、後方対２０は、自由に回るものであり、前方対２１ は操縦キングピン２２（図示なし）およびハブで取付けた駆動電動機２３（図示 なし）を組込んでいる。また運転室１つ内では、操縦輪２４が動力作動の油圧操 縦手段２５（図示なし）によって前輪２１に連結されている。架台１３上の戦略 点には、航空機２７（図示なし）のところで動作するとき積込機１０を安定化す る引込め可能な油圧ジヤツキ２６がある。

架台１５の前部に電池２９（図示なし）、電動機／発電機３０（図示なし）およ び関連の伝動手段３１（図示なし）などが収納されているハウジング２８が取付 けられている。ζｎらは第２．５および４図に詳細に記載されている。

プラットホーム昇降機構は、第１図を参照して説明したように二つの再循環ボー ルねじジヤツキ１７に連結されたプラットホーム１１を備えている。ねじ１７ａ はギヤボックス伝動装置４０および軸ヰ１を介して」巻直流電動機／発電機ヰ２ に接続されている。また一方の軸Ｉ１１にはブレーキ＋４３がついている。電動 機／発電機ヰ２には、電動機／発電機制御装置Ｕ１４（第４図で詳細に説明する ）およびこの場合には７２ボルト電池パツクであるエネルギー源４５が接続され ている。また制御装置１ｌ１１には機能制御器キロが接続されている。動作時に は、プラットホーム１１上の荷物４７を引き上げるために機能制御器は、電動機 駆動を選択し、電動機１４２の出力軸が回転すると再循環ボールねじジヤツキ１ ７のねじ１７ａｌ軸キ１および伝動装置１１ｏ１介して回転する。ボールねじジ ヤツキのナツト１了すは、架台１３についているハウジングの中で固定されて回 転しなりようにされてｂるので、ねじ１７ａが回転するとナツト１７ｋ）がねじ を上にのぼり、プラットホーム１１と荷物キ７ｔ−持ち上げる。プラットホーム が所望の高さに達すると、ねじ１７ａが止められ。

ブレーキキ５が自動的にかかつて、荷物１４７がプラットホームから取除かれる 。次に機能制御器ｌｉ６が発電機を選択して、プラットホーム１１を下げる準備 ができる。プラットホームを所定の下降速度に加速できるようにする（プラット ホーム上に荷物が載っていれ１ｆ、加速度は大きくなる）。所望の下降速度に達 すると０発電機４２は、プラットホームに減速力を加えて下降速度が大きくなら ないようにする。

これは、プラットホーム１１の荷物ヰ７に関係なく起る。電動機／発電機４２は 、ナラ）１７ｂ’（ｊ介して加えられる負荷によって回転するねじ１７ａによっ て駆動される。回転するねじ１７ａは伝動装置ヰ０およびヰ１を介して電動機／ 発電機ヰ２を駆動する。

プラットホーム１１が所７の低い位置に近づくと。

プラットホームにかかる減速力が電動機／発電機４２によって大きくされ、プラ ットホームは、減速されて所望の位置のα５Ｗ以内に静かに止められる。電動機 ／発電機制御装置ＵＵの動作を以下に第４図に関して説明する。

第５図は、第２図に示したものと類似のプラットホーム引き上げ機構とその制御 装置を示している。

しかし、なお、電動機／発電機制御装置＋＋Ｕが積込機の道路輪２１を駆動する 別の一つ以上の電動機の動作を制御できるようにする切換装置５０が別にある。

電動機５１は、一体のハブ電動機／ギヤボックス装置であってもよいし、または 個別伝動装置５２を介して駆動してもよい。

プラットホーム１１は、積込機が動いている間は。

決して昇降されないし、プラットホーム１１を上げ下げしている間は、積込機は 決して動かないので。

共通の制御装置４１＋ｉ用いてもよいことが分るであろう。

電動機制御装置ヰ４の動作を１次に、第４　（ａＬ　（ｂｌおよび（ｃ）図なら びに第５（ａ）および（ｂｌ図を参照して説明する。プラットホーム１１を持ち 上げているとき。

電動機モードになっている電動機／発電機１１２を通る電流は、一般に第１Ｎａ １図に示される通りである。

サイリスタ６０をオンからオフへの相対周期を変えてオンまたはオフに切換えて 電動機４２の電機子６１および界磁コイル６２を通る電流を制御できる。この場 合に、電動機は、プラットホーム１１の引き上げを行うためにねじ１７ａ′に駆 動している。また電気回路には０回生制動ダイオード６３．インダクタンス６４ ．電動機ダイオード６５６スイツチ６６および電池パック４５がある。プラット ホーム引き上げモードでは、スイッチ６６は閉じている。

プラットホーム１１が下降モードにある場合は。

プラントホーム１１およびそれに載っているすべての荷物１４７の質量がナツト １７ｂ’ｉ介してねじ１７ａにトルクを加え、電動機の電機子６１を電動機モー ドと逆方向に加速する（第４　（ｂｌおよび（Ｃ１図参照）。

プラットホームの下降速度を制御するために、電機子６１につ！ｌｌあいトルク を回生制動の技術で加える。

第１Ｉ（ｂ）図において、スイッチ６６が開かれると電機子６１の上方の回路の 連続性が破れるので、電池パック１４５からの電流はない。電機子６１のコイル が界磁コイル６２によって発生された礎界を切るので電圧を発生する。サイリス タがＯＮ（第４（ｂ）図）の場合６電流が回生制御ダイオード６５．電機子６１ ゜界磁コイル６２およびインダクタンス６４を通って流れる。〕巻直流電動機の 性質のために、電流に対する抵抗が非常に小さくて、電流がこの回路ループで指 数関数的に上昇する（第５（ａ）図参照）。所定の設定値の電流、こｎは、より 太きいかより小さい度合の回生制動力を与えるように変えてもよいが、その電流 値でサイリスタ６〇七切る。第４（ｃ）図に示すようにサイリスタを○ＦＦに切 換えた場合、以下の一連の情況が関係する。電流がサイリスタ６０のスイッチン グオフの前に界磁コイル６２およびインダクタンス６１ｉの中を高い割合で流ｎ ていたので１回路内に電気的慣性が存在する。この電気的慣性はインダクタンス ６４のコイルと界磁コイル６２の中で磁気エネルギーの形をとる。サイリスタ６ ０ｉスイツチオフすると、エネルギーは電動機ダイオード６５を通って電池パッ ク＋４５の中へ消散する。サイリスタ６０がスイッチオフすると、サイリスタ６ ０の電圧が何１００ボルトもに上がって、その電圧は、電池４５の再充電を行う ために電池＋４５に電池を戻させるのに容易に十分になる。

第５（ａ）図は、サイリスタ６０がＯＮの間の電機子内の電流を示す。電流は、 サイリスタがスイッチオフするまで指数関数的に上昇し６そのとき電流が電池１ ４５に流入する。電機子内の電流が所定の設定値に落ちると、サイリスタは、再 びスイッチオンして。

このサイクルを繰返す。したがって、第５（ｂ）図にあるグラフは、電池に流入 する代表的電流特性を示している。

かくして、サイリスタ６０のパルス制御によって。

プラットホームｌｌｉ引き上げる動作を円滑にできる。重い荷物を降ろしている 場合、サイリスタ６０がオンとオフに切換る速度は、軽い荷物の場合より大きく なる。

下降プラットホームの回生制動を用いることにより、プラットホームの位置、加 速度および速度の非常に精密な制御を行うことができる。

表１で以下に与えられる数字は、２５ｏｏＫｑの重さのプラットホームに指示し た荷重をかけて上げ下びするに要する理想エネルギー消費量の計算値を本発明に よる実際の積込機について測１足したエネルギー値と比較して示している。電池 の諸条件は、７２ボルトと充電量７５％であった。

表　１ 上昇７０００　０．６７　Ｌ３７　ヰ９上昇ヰＣ１００ｏ、１４６ｏ、９５　１ １ｇ上昇２０００　α５２　０．６５　４９上昇　０　０．１８　αヰＯヰ５ 下降　〇　−α１ｇ　−０，１２６６ 下降２０００　−０．５２　−０．２０　６２下降キ０００　−αキロ　−０， ５０６５下降７０００　−０．６７　−０．Ｌ１２　６２すべての場合に、持ち 上がったプラットホームの利用可能な位置のエネルギーの６０％がプラットホー ムの下降中に取戻されることが分る。

下の表２は、指示されたスケジュールに対するボーイング７キ７航空機について の代表的役務に消費された総合エネルギーを示す。数字は１本発明による積込機 と代表的油圧プラットホーム積込機と１００％効率と仮定した理想的パワー池費 との間で比較されている。

表　２ 役務　ＩＪＯ１０Ｌヰｏ　５　ＬＬＩｏ　３合　計　ＩＩ＋、　９０７／ベア時 　２ａｇ４７’／ペア時　４７．１４０アンへ１８×２トンのコンテナ対の １ｌＯＯメートル推進 ５×ブリツジリフト ０、１時間運搬 αう時間夜間照明 表２から明らかなことは１本発明の積込機の認合効率が主に、下降プラットホー ムの回生制動の使用と油圧伝動装置を用いないで電動機による車輪の直接牽引駆 動の使用とで達成されるすぐれた効率によるということである。

本発明を航空機の積込機に関して説明したが、同じ原理が動力に電気を用いかつ 重い荷物の下降を制御しなければならないほとんどすべての揚貨機に等しく適用 できる。例えば、倉庫で作動するフォークリフト・トランクなどの機械は１本発 明の方法と装置を使用できる。

鎖式ジヤツキに等価な他の機械的装置もまた１本発明の範囲からそれることなく 使用できる。

同様に、揚貨プラットホームの前部に置かれた二つの再循環ボールねじジヤツキ を用いて本発明を説明したが、単一の中心に置いた装置が小さな機械についての ある適用に等しく適していることがある。

ＦＫ；、２゜ −ミー−＾−””””−ＰＣＴ／ＧＢ　８５１００１２１ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　＝ 、（Ｅ　ｎ１ＴＥＲＮＡτＸＯＮＭ、　５ＥｋＲＣＨＲＥＩ’ＯＲＴ　ＬＪＮｒ ｏｔ：　ｍｏｒｅ　ｄａｔａｉｌｓ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｉｓ　ａｎｎｅｘ　！

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．積込機を作動する方法において、電池手段から動力を与えられる少なくとも １台の電動機手段によつて駆動される機械的引き上げ手段によつて荷物を持ち上 げる工程と、下降が回生制動によつて制御される荷物を降ろす工程とを含み、前 記少なくとも一つの電動機手段は制御手段によつて発電機手段に切換えられ、前 記発電機手段からの電力を前記篭池手段を少なくとも一部分再充電するのに用い るようにした方法。
2. ２．荷物を上げるかもしくは下げるかまたはその両方を行う装置にかいて、可変 高さのプラツトホームを有する架台を備え、プラツトホームは、プラツトホーム をそれの高さに関係なくほぼ水平な姿勢に保つ手段によつて架台に接続され、さ らにプラツトホームの架台に対する高さを変える機械的引き上げ手段と、伝動手 段によつてプラツトホームを持ち上げる機械的引き上げ手段に接続された竜動機 駆動手段と、電動機駆動手段に電力を供給する電気エネルギー蓄積手段と、電動 機駆動手段を発電機手段に切換えてプラツトホームが下げられるときプラツトホ ームの下降中に発生した電気エネルギーを電気エネルギー蓄積手段に向ける手段 を備えてなる装置。
3. ３．前記架台が車輪、少なくともいくつかの車輪に対する操縦駆動手段をさらに 備えた請求の範囲第２項に記載の装置。
4. ４．前記架台がさらにブリツジを備えた請求の範囲第３項に記載の装置。
5. ５．前記機械的引き上げ手段が再循環ボールねじジヤツキを備えている請求の範 囲第４項に記載の装置。
6. ６．２台の再循環ポールねじジヤツキを用いて単一の電動機によつて駆動する請 求の範囲第５項に記載の装置。