(57)【要約】      （修正有）【課題】電力供給装置における発電機の供給電力の周波数及び電圧を維持しつつ、その発電機を駆動するディーゼルエンジンの燃費効率を向上した荷役装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン２１で駆動される交流発電機２２で発電された電力を電源とする電動モータにより駆動される荷役装置において、荷役装置の電力供給装置９、１５におけるディーゼルエンジン２１と交流発電機２２との間に無段変速機２３を介設し、大きな電力を消費していない時には、ディーゼルエンジン２１の回転数を下げることにより燃費効率を向上する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンで駆動される交流発電機で発電された電力を電源とする電動モータにより駆動される荷役装置において、
前記ディーゼルエンジンと前記交流発電機との間に無段変速機を介設した荷役装置。
【請求項２】
前記無段変速機が、ベルト式又はトロイダル式である請求項１に記載のコンテナ用ヤードクレーン。
【請求項３】
前記荷役装置が、ヤードクレーン又は荷役搬送車である請求項１又は２に記載の荷役装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量貨物の取扱作業を行う荷役装置に関し、詳しくはディーゼルエンジンで回転駆動される発電機からの電力により駆動される荷役装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
重量貨物を取り扱う荷役装置では、正確に位置を決めかつ起動と停止を頻繁に繰り返すことができるように、電動モータを動力源とするものがある。そのような荷役装置の代表的なものとしては、コンテナヤードにおいてコンテナの積み替え作業を行うヤードクレーンや、重量物の搬送を行う荷役搬送車などがある。電動モータは、荷役装置に搭載された電力供給装置を電源とするが、この電力供給装置は、発電機と、その発電機に機械的に直結されたディーゼルエンジンとから主に構成される（特許文献１を参照）。電動モータを安定して動作させるには、電力供給装置は規定の周波数及び電圧（例えば、６０Ｈｚ、ＡＣ４４０Ｖ）の電力を供給しなければならないが、そのためには発電機の回転子を所定の回転速度（例えば、１８００ｒｐｍ）で回転させる必要がある。従って、発電機と直結されているディーゼルエンジンは、大きな電力を消費している時でも電力をあまり消費していない時であっても、上記の回転子の所定の回転速度と同じ回転速度（例えば、１８００ｒｐｍ）で運転されることになる。
【０００３】
ところで、一般にディーゼルエンジンは、低負荷の領域では回転数を下げた方が同じ負荷状態においても燃費効率が良くなる特性を有している（特許文献１を参照）。例えば上記のヤードクレーンに用いられているドイツ社製ＢＦシリーズのディーゼルエンジンは、回転速度が１２００〜１５００ｒｐｍの範囲になると、回転速度が１８００ｒｐｍの場合に比べて同じ出力の時でも燃費効率が約１０％以上も向上する。従って、電力供給装置のディーゼルエンジンの燃費を向上するには、回転速度を下げればよいことになる（図８を参照）。
【０００４】
しかし、前述のようにディーゼルエンジンと発電機は機械的に直結されているため、ディーゼルエンジンの回転速度を下げると、発電機の回転子の回転速度も低下するので供給電源の周波数や電圧が変化してしまい、重量貨物の荷役作業に支障をきたしてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１８２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発電機の供給電力の周波数及び電圧を維持するために発電機を一定回転数で駆動すると共に、大きな電力を消費していない時には、ディーゼルエンジンの回転数を下げることにより燃費効率を向上した荷役装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、ディーゼルエンジンで駆動される交流発電機で発電された電力を電源とする電動モータにより駆動される荷役装置において、前記ディーゼルエンジンと前記交流発電機との間に無段変速機を介設したことを特徴とする荷役装置である。
【０００８】
この無段変速機は、ベルト式又はトロイダル式を用いることが望ましい。
【０００９】
また、荷役装置には、ヤードクレーン又は荷役搬送車がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の荷役装置によれば、ディーゼルエンジンで駆動される発電機を電源とする電動モータにより駆動される荷役装置において、ディーゼルエンジンと発電機との間に無段変速機を介設したので、発電機を駆動する規定の回転速度を維持したままディーゼルエンジンの回転速度を必要な電力が得られる範囲内でできるだけ低い回転速度まで低下させることができるため、発電機の供給電力の周波数及び電圧を維持しつつディーゼルエンジンの燃費効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態からなる荷役装置の例であるヤードクレーンの正面図である。
【図２】図１のヤードクレーンの側面図である。
【図３】本発明の実施形態からなる荷役装置の例である荷役搬送車の側面図である。
【図４】図３の荷役搬送車のＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図５】電力供給装置の構成図である。
【図６】無段変速機の構成の一例である。
【図７】無段変速機の構成の別の例である。
【図８】ディーゼルエンジンにおけるエンジン出力と燃料消費量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明の実施形態からなる荷役装置の例を示す。
【００１４】
この荷役装置は、コンテナヤードにおいてコンテナ１の積み替えを行うヤードクレーンである。このヤードクレーンは、２本の脚部２とそれらの上部に渡されたガーダ３からなる門型の形状を有しており、コンテナ１と結合するスプレッダ４を、ヘッドブロック５を介してワイヤ６により巻き上げ又は巻き下げする回転ドラム７を備えたトロリー８が、ガーダ３上に横行可能に載置されている。これらの回転ドラム７やトロリー８などは、図示しない電気モータにより駆動され、その電力は片方の脚部２に設置された電力供給装置９から供給されるようになっている。
【００１５】
図３及び図４は、本発明の実施形態からなる荷役装置の別の例を示す。
【００１６】
この荷役装置は、コンテナヤードや製造工場において重量物の搬送を行う荷役搬送車である。この荷役搬送車は、平板状の架台１１に重量物１２を積載して、複数のタイヤ１３により自在に走行するものである。タイヤ１３の一部は電動モータ１４により駆動され、その電力は車輌中央部に吊設された電力供給装置１５から供給されるようになっている。
【００１７】
これらの荷役装置の電力供給装置９、１５は、図５に示すように、ディーゼルエンジン２１、交流発電機２２、及びそれらの間に介設された無段変速機２３から基本的に構成される。この無段変速機２３は、ディーゼルエンジン２１から入力軸に伝達される回転速度（例えば、７００〜１８００ｒｐｍ）を増速して、交流発電機２２が所定の電力（例えば、周波数６０Ｈｚ、ＡＣ４４０Ｖ）を得るのに必要な回転速度（例えば、１８００ｒｐｍ）に変換するものである。
【００１８】
このように、荷役装置の電力供給装置におけるディーゼルエンジンと発電機との間に無段変速機を介設することにより、ディーゼルエンジンの回転速度を必要な電力が得られる範囲内でできるだけ低い回転速度に低下させても、発電機を規定の回転速度で運転することができるため、発電機の供給電力の周波数及び電圧を維持しつつディーゼルエンジンの燃費効率の向上を図ることができる。更に、変速時に機械的な衝撃が発生しないため、ディーゼルエンジンと発電機の損傷を防止することができる。
【００１９】
図６は、無段変速機の例を示す。
【００２０】
この無段変速機は、いわゆるベルト式と呼ばれ、入力プーリ３０、出力プーリ３１及びそれらを結ぶスチールベルト３２から主に構成される。入力プーリ３０は、ディーゼルエンジン２１に連結する入力軸３３と、入力軸３３に固定された入力固定プーリ３０ａと、入力軸３３上を軸方向に摺動して入力固定プーリ３０ａとの相対間隔が可変となるように油圧制御される入力可動プーリ３０ｂからなっている。また、同様に出力プーリ３１は、交流発電機２２に連結する出力軸３４と、出力軸３４に固定された出力固定プーリ３１ａと、出力軸３４上を軸方向に摺動して出力固定プーリ３１ａとの相対間隔が可変となるように油圧制御される出力可動プーリ３１ｂからなっている。スチールベルト３２は、入力プーリ３０と出力プーリ３１の間に巻き掛けられており、その両側面と入出力プーリ３０、３１の円錐面との間に生じる接触摩擦力により、入力プーリ３０から出力プーリ３１へ回転力を伝達する。
【００２１】
このベルト式無段変速機の作用を以下に説明する。なお、ここでは交流発電機２２を駆動する所定の回転速度が１８００ｒｐｍ、ディーゼルエンジン２１の燃費効率が最大となる回転速度が７００〜１８００ｒｐｍである場合を例にとる。
【００２２】
ディーゼルエンジン２１の回転速度である７００〜１８００ｒｐｍと同じ回転速度で入力軸３３が回転すると、油圧制御により入力可動プーリ３０ｂを摺動させて入力固定プーリ３０ａとの間隔を狭めてスチールベルト３２の接触半径を大きくすると共に、出力可動プーリ３１ｂを摺動させて出力固定プーリ３１ａとの間隔を拡げて接触半径を小さくする。このようにして入力プーリ３０と出力プーリ３１のギヤ比（半径比）を０．３８〜１．００とすることにより、交流発電機２２に接続する出力軸３４の回転速度を１８００ｒｐｍとすることができる。交流発電機２２は規定の回転速度である１８００ｒｐｍで駆動されるため、ヤードクレーンの電気モータを駆動するのに必要な周波数６０Ｈｚ、ＡＣ４４０Ｖの電力を供給することができる。
【００２３】
図７は、無段変速機の別の例を示す。
【００２４】
この無段変速機は、いわゆるトロイダル式と呼ばれ、入力ディスク４０、出力ディスク４１及びそれらの間に挟まれた２台のパワーローラ４２から主に構成される。このような構成において、２台のパワーローラ４２の入力ディスク４０と出力ディスク４１に対する傾きを変化させることにより、入力ディスク４０と出力ディスク４１の相対回転速度を変えつつ、パワーローラ４２を介したトラクション伝動により、入力軸４３から出力軸４４へ回転動力を伝達するようになっている。
【００２５】
この実施形態の作用を以下に説明する。なお、上記と同様に、交流発電機２２を駆動する所定の回転速度が１８００ｒｐｍ、ディーゼルエンジン２１の回転速度が７００〜１８００ｒｐｍである場合を例にとる。
【００２６】
ディーゼルエンジン２１の回転速度である７００〜１８００ｒｐｍと同じ回転速度で入力軸４３が回転すると、パワーローラ４２を図５のように入力ディスク４０側に傾けて、パワーローラ４２と入力ディスク４０及び出力ディスク４１との接触位置を変化させる。これにより入力ディスク４０と出力ディスク４１の有効径比が変わるので、入力ディスク４０と出力ディスク４１のギヤ比（有効径比）を０．３８〜１．００とすることにより、交流発電機２２に接続する出力軸４４の回転速度を１８００ｒｐｍとすることができる。それにより交流発電機２２は規定の回転速度である１８００ｒｐｍで駆動されるため、ヤードクレーンの電動モータを駆動するのに必要な周波数６０Ｈｚ、ＡＣ４４０Ｖの電力を供給することができる。更に、変速時に機械的な衝撃が発生しないため、ディーゼルエンジンと発電機の損傷を防止することができる。
【００２７】
また、トロイダル式の無段変速機はベルト式よりも小型化できるため、ヤードクレーンの電力供給装置を小型化して省スペース化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  コンテナ
２  脚部
３  ガーダ
４  スプレッダ
５  ヘッドブロック
６  ワイヤ
７  回転ドラム
８  トロリー
９  （ヤードクレーンの）電力供給装置
１１  架台
１２  重量物
１３  タイヤ
１４  電動モータ
１５  （荷役搬送車の）電力供給装置
２１  ディーゼルエンジン
２２  交流発電機
２３  無段変速機
３０  入力プーリ
３０ａ  入力固定プーリ
３０ｂ  入力可動プーリ
３１  出力プーリ
３１ａ  出力固定プーリ
３１ｂ  出力可動プーリ
３２  スチールベルト
３３  入力軸
３４  出力軸
４０  入力ディスク
４１  出力ディスク
４２  パワーローラ
４３  入力軸
４４  出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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