(57)【要約】【課題】荷台の上面のスペースを有効活用できると共に、メンテナンス作業などが容易に行える車搭載型の発電装置を提供する。【解決手段】本発明に係る車搭載型の発電装置１は、外部に供給する電力を発生する発電機２と、この発電機２を内部に格納し且つ工事用車両３の荷台４の下部に取り付けられるケース体５と、工事用車両３の走行用エンジン６の出力を発電機２に伝達する油圧系７と、を備えており、ケース体５は、荷台４に対して着脱自在に取り付けられており、油圧系７は、油圧ポンプ２０側に対して接続カップラ２７を介し着脱自在とされている。【選択図】図１
2011025722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に供給する電力を発生する発電機と、この発電機を内部に格納し且つ工事用車両の荷台の下部に取り付けられるケース体と、前記工事用車両の走行用エンジンの出力を前記発電機に伝達する油圧系と、を備えたことを特徴とする車搭載型の発電装置。
【請求項２】
前記ケース体は、前記荷台の前部であってその下部側に取り付けられており、
前記油圧系は、走行用エンジンの出力軸に連結した油圧ポンプと、発電機を駆動する油圧モータと、前記油圧ポンプと油圧モータと連結する油圧配管と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車搭載型の発電装置。
【請求項３】
前記ケース体は、前記荷台に対して着脱自在に取り付けられており、
前記油圧配管は、油圧ポンプ側に対して接続カップラを介し着脱自在とされていることを特徴とする請求項２に記載の車搭載型の発電装置。
【請求項４】
前記発電機の回転数が一定となるように、走行用エンジンの回転数をフィードバック制御する制御部が備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車搭載型の発電装置。
【請求項５】
前記制御部は、発電機の回転数が変動した場合に、予め設定した遅れ時間だけフィードバックを遅らせつつ走行用エンジンの回転数を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の車搭載型の発電装置。
【請求項６】
前記制御部は、走行用エンジンの回転数が所定の回転数を超えた際に、発電機の回転数の上昇を抑制する又は発電機の回転を停止するように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の車搭載型の発電装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された発電装置を備えた工事用車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事用車両などに搭載される発電装置及びこの発電装置を備えた工事用車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工事現場等で電力が必要な場合には、工事用車両（トラック等）の荷台上に可搬型の発電装置を搭載し、必要とされる電力を発電・供給するのが一般的であった。可搬式の発電装置としては、例えば特許文献１に開示されるものがあった。このタイプの発電装置は供給すべき電力も大きいため、その大きさは、縦・横・奥行きが１ｍ以上あることがしばしばであった。
このような大型の発電装置を工事用車両の荷台に積載した場合、荷台の上面のスペースを専有してしまうことがあり、他の荷物や工事用の部材を積載するスペースが限られるといった不都合が生じていた。
【０００３】
係る不都合を回避するために、発電装置をトラックの後部下方に配備する技術（特許文献２）が開発されている。すなわち、特許文献２は、貨物自動車の走行用エンジンのパワーテークオフに発電機用プロペラシヤフトが装着され、その発電機用プロペラシヤフトに発電機が連結され電源用として使用可能になっている電源用貨物自動車を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１４１７６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の発電装置の場合、走行用エンジンのＰＴＯ軸に発電機のシヤフトが直結されているため、修理やメンテナンス等で当該発電装置を車両より取り外すことが非常に煩雑であった。また、発電装置の取り付け場所が、トラックの後部下方であり、後輪にのみ発電装置の重量が加わって車両全体のバランスを崩す一因となっていることは否めない。さらに、車両の後部下方には、排気ガスを放出するためのダクト等が配設されているのが常であって、発電装置を配備するためのスペースを確保することがしばしば困難となる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、荷台の上面のスペースを有効活用できると共に、メンテナンス作業などが容易な車搭載型の発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る車搭載型の発電装置は、外部に供給する電力を発生する発電機と、この発電機を内部に格納し且つ工事用車両の荷台の下部に取り付けられるケース体と、前記工事用車両の走行用エンジンの出力を前記発電機に伝達する油圧系と、を備えたことを特徴とする。
好ましくは、前記ケース体は、前記荷台の前部であってその下部側に取り付けられており、前記油圧系は、走行用エンジンの出力軸に連結した油圧ポンプと、発電機を駆動する油圧モータと、前記油圧ポンプと油圧モータと連結する油圧配管と、を有するとよい。
【０００８】
さらに、前記ケース体は、前記荷台に対して着脱自在に取り付けられており、前記油圧配管は、油圧ポンプ側に対して接続カップラを介し着脱自在とされているとよい。
上述した発電機には、前記発電機の回転数が一定となるように、走行用エンジンの回転数を制御する制御部が備えられていることは好ましい。
さらに、前記制御部は、発電機の回転数が変動した場合に、予め設定した遅れ時間だけフィードバックを遅らせつつ走行用エンジンの回転数を制御するよう構成されているとよい。
【０００９】
前記制御部は、走行用エンジンの回転数が所定の回転数を超えた際に、発電機の回転数の上昇を抑制する又は発電機の回転を停止するように構成されているとよい。
本発明に係る工事用車両は、上記の特徴のいずれかを備えた発電装置を搭載したものとなっている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車搭載型の発電装置及びこの発電装置を備えた工事用車両によれば、荷台の上面のスペースを有効活用できると共に、発電装置のメンテナンス作業などが容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の発電装置が工事用車両に搭載された状態を示す側面図である。
【図２】本発明の発電装置の内部構造を示した図である。
【図３】本発明の発電装置の油圧系を示した回路図である。
【図４】本発明の発電装置の制御ブロック図である
【図５】本発明の発電装置が工事用車両に搭載された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る車搭載型の発電装置及びこの発電装置を備えた工事用車両の実施の形態を、図をもとに説明する。
図１に示すように、本発明の発電装置１は、工事用に供給する電力を発生する発電機２と、この発電機２を内部に格納し且つ工事用車両３の荷台４の下部に取り付けられるケース体５と、工事用車両３の走行用エンジン６の出力を発電機２に伝達する油圧系７とを備えている。
工事用車両３は様々なタイプのものがあるが、本実施形態では、工事用に用いられるトラックを例示する。図１に示すように、工事用車両３は、操舵可能となっている前輪１０と駆動回転可能な後輪１１とを有している。前輪１０と後輪１１とは、前後方向に延びる基台１２に取り付けられている。
【００１３】
なお、説明においては、図１の左右を前後方向と呼び、図１の紙面貫通方向を左右方向とする。これは、工事用車両３の運転席１３に着座した運転者からみた前後・左右方向と一致する。
工事用車両３の基台１２の前部であって前輪１０の左右略中央部には、走行用エンジン６が備えられている。走行用エンジン６の上方に運転席１３が設けられている。
走行用エンジン６の後方にはミッション部１４が設けられ、このミッション部１４から後輪１１に向けて駆動シャフト１５が延びている。駆動シャフト１５は基台１２の直下に配備されている。
【００１４】
ミッション部１４には、駆動シャフト１５とは別にＰＴＯ軸１８（パワーテイクオフ軸）が設けられており、このＰＴＯ軸１８に後述する油圧ポンプ２０が連結されている。
運転席１３の後側であって基台１２の上部には、荷台４が設けられている。荷台４と運転席１３との間には、工事用の部材を吊り下げるためのクレーン１６が設けられている。
工事用車両３の荷台４の下側に関しては、部品・部材が配備されることは少なく空きスペースが多く存在する。例えば、走行用エンジン６へ燃料を供給する燃料タンクは、荷台４の下側であって基台１２の右側に配備されることが多い。メンテナンスの効率を考え、バッテリー等も燃料タンク近傍に設けられることが多い。そのため、荷台４の下側且つ左側には空きスペースが多くあり、従来は工具入れ箱などが配備されていた。
【００１５】
本発明の発電装置１は、この空きスペースに取り付けられるものとなっている。つまり、図１，図５に示すように、運転席１３及びクレーン１６の後方であり且つ荷台４の下側であって車両進行方向の左側に吊り下げ状に設けられている。具体的には、基台１２より左側方向に支持部材１７が張り出し状に設けられ、この支持部材１７に発電装置１のケース体５の上面が着脱自在に取り付けられる。取り付け状態を確実なものとするために、ケース体５の側面と基台１２とがボルト等で固定される。
図２に示すように、発電装置１のケース体５は、鋼材製の上下枠、左右枠、縦横枠を溶接して組み上げられた骨枠体２１を有し、この骨枠体２１を鋼製のカバー体が外側から覆うようにして構成されている。ケース体５は前後に長い略長方形状を呈しており、内部に発電機２等が配備されるものとなっている。
【００１６】
ケース体５の内部であって、その中央部から後部にかけて横向きに発電機２が配設される。発電機２の回転軸は前方を向くものとなっている。
発電機２の回転軸は、発電機２の前部に取り付けられた油圧モータ２２により回転され、工事に必要な電力を供給可能となっている。本実施形態の発電装置１は、発電機２で発電された電力を基に、３相２００Ｖと単相１００Ｖ（共に６０Ｈｚ）を外部に供給可能となっている。
一方で、走行用エンジン６の後部に設けられたミッション部１４には、ＰＴＯ軸１８が設けられており、このＰＴＯ軸１８に油圧ポンプ２０が連結している。
【００１７】
図３に示すように、油圧ポンプ２０と油圧モータ２２とは、油圧配管（往路油圧配管２３、復路油圧配管２４）により連結されている。走行用エンジン６の回転駆動力（回転数：約１１００ｒｐｍ）は、ＰＴＯ軸１８を介して油圧ポンプ２０を回転させる。その結果、油圧ポンプ２０で加圧された圧油（高圧オイル）は、往路油圧配管２３を通り油圧モータ２２へと伝達し、油圧モータ２２を回転数が約１８００ｒｐｍで回転駆動させ、復路油圧配管２４を介して圧油タンク２５へと戻ってくるようになっている。
油圧モータ２２で発電機２を約１８００ｒｐｍ（１７５０ｒｐｍ〜１８５０ｒｐｍ）で回転させることで、周波数６０Ｈｚの交流電圧を供給可能となっている。
【００１８】
図１，図５に示すように、この往路油圧配管２３、復路油圧配管２４は、油圧ポンプ２０と発電装置１との間で、切り離し自在となっている。詳しくは、ミッション部１４の近傍に切り離しステーション２６が設けられ、このステーションにおいて、接続カップラ２７を介して油圧配管２３，２４が切り離し自在となっている。つまり、この接続カップラ２７により、油圧ポンプ２０から突出している油圧配管２３，２４と、発電装置１から延出してい油圧配管２３，２４とを切り離すことができ、発電装置１を車両３から取り外し可能としている。
【００１９】
ケース体５の前部には、ケース体５内の発電機２を冷却すると共に油圧配管２３，２４内を流れる圧油を冷却するための冷却装置２８が設けられている。本実施形態の場合、冷却装置２８は、冷却ファン２９を備えたオイルクーラであって、ケース体５の後方→ケース体５の内部→ケース体５の前方へと流れる冷却風を発生させつつ、圧油を効果的に冷却する構成となっている。
ケース体５の後部には、温度センサ３０が取り付けられており、ケース体５内の温度を計測可能となっている。
【００２０】
また、図２，図４に示すように、発電装置１のケース体５の中には、発電機２の回転数が一定となるように走行用エンジン６の回転数を制御する制御部４０が備えられている。
この制御部４０は、走行用エンジン６の回転数を示すデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換部４１と、このＤＡ変換部４１の出力を基に、走行用エンジン６のアクセル量を増減するアクセル変更部４２とを有している。
アクセル変更部４２は、発電機２の回転数を常にモニタしており、この回転数が所定範囲内（１７５０ｒｐｍ〜１８００ｒｐｍ）となるように、走行用エンジン６のアクセル量を増減する（フィードバック制御する）ものとなっている。アクセル変更部４２は、フィードバック制御を行うことができるシーケンサやマイコン、及びシーケンサやマイコンの信号を受けてアクセルボリュームを動かす駆動機構等から構成されている。
【００２１】
なお、本実施形態のアクセル変更部４２は、発電機２の回転数が変動した場合に、予め設定された「遅れ時間」を基にして、回転数変動を補償するように走行用エンジン６の回転数を制御する。例えば、電力負荷が増して、発電機２の回転数が１８００ｒｐｍから１７５０ｒｐｍへと減少したとする。このままであると、出力電力の周波数を約６０Ｈｚ一定とすることができないため、アクセル変更部４２は走行用エンジン６の回転数を上げる方向にフィードバック制御する。しかしながら、このフィードバック信号は、発電機２の回転数が１７５０ｒｐｍを下回った瞬間に発するようになっておらず、所定時間（例えば、数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ）だけ遅らせて、回転数アップのフィードバック信号を走行用エンジン６側へ送るようにしている。
【００２２】
その理由は以下の通りである。
走行用エンジン６すなわち内燃機関の動作レスポンスと、発電機２の動作レスポンスとはその時定数が異なることは明らかである。そのため、単純なフィードバック制御を行うと、制御系が不安定になりやすい。つまり、フィードバック制御により発電機２の回転数を１７５０ｒｐｍ→１８００ｒｐｍとしようとしても、１８００ｒｐｍ近傍で「応答が振動する」状況へとなりやすい。ところが、所定時間だけ遅らせたフィードバック制御を行うことで、発電機２の回転数を１７５０ｒｐｍ→１８００ｒｐｍへとスムーズに移行可能となる。
【００２３】
かかる状況は、発電機２の回転数が所定以上に増加した場合であっても同じであり、所定時間だけ遅らせたフィードバック制御を行うことは非常に好ましい。
また、制御部４０は、走行用エンジン６の回転数を常にモニタし、走行用エンジン６の回転数が所定値以上（例えば、２２００ｒｐｍ）になった場合に、発電機２の回転数の上昇を制限するリミット部４３を有している。
すなわち、リミット部４３は、走行用エンジン６の回転数を常にモニタしており、その回転数が２２００ｒｐｍとなった場合には、アクセル変更部４２に指令を出し、走行用エンジン６のアクセル量を減ずるようにする。そのため、運転席１３に備えられたアクセルを踏んで走行用エンジン６の回転数を上昇させようとしても、発電機２の回転数は常に所定範囲内となる。
【００２４】
このリミット部４３によれば、例えば、使用者が発電装置１を動作していることを忘れ、走行車両を発進させようとしたとしても、発電機２は所定の回転数（２２００ｒｐｍ）以上になることはなく、発電機２の過回転による故障を未然に防ぐことができるようになる。
なお、走行用エンジン６の回転数が所定値以上となった際に、リミット部４３は、油圧系の動作を休止する等して、発電機の回転を停止するように作動してもよい。
さらに、制御部４０は、温度センサ３０の出力をモニタし、ケース体５内の温度が所定以上（例えば、５０℃以上）になった場合には、冷却ファン２９等を備えた冷却装置２８を駆動させる温度検知部４４を有している。
【００２５】
この温度検知部４４によれば、例えば、夏季に発電装置１内の温度が上昇したとしても、設定温度に達した際には、冷却装置２８による冷却を始めることができ、発電装置１内の過剰な温度上昇を未然に防ぐことができる。
ところで、制御部４０に走行用エンジン６の回転数などの信号を送ったり、回転数増減のためのアクセル信号を送るための制御信号線４５も、前述の油圧配管２３，２４に併設されている。この制御信号線４５も切り離しステーション２６において接続カップラ２７を介して着脱自在に連結されている。
【００２６】
以上述べた構成を有する発電装置１の作動態様について述べる。
まず、工事用の電力を供給する必要がある場所へ発電装置１を備えた工事用車両３を移動させ、パーキング状態にした後、ＰＴＯ軸１８に回転駆動力を出力する。
ＰＴＯ軸１８の回転駆動力を受け油圧ポンプ２０が約１１００ｒｐｍで回転し、油圧配管を介して圧油が油圧モータ２２へと供給され、発電機２が約１８００ｒｐｍで回転し、外部に３相２００Ｖと単相１００Ｖ（共に６０Ｈｚ）を供給できるようになる。このように、走行用エンジン６の回転数を増速して発電機２の回転駆動力としているため、走行用エンジン６の燃料消費を低く抑えることができ非常に経済的である。
【００２７】
また、電力供給中に外部負荷が著しく大きくなり、電圧や周波数が所定の範囲を逸脱しそうになったとしても、制御部４０のフィードバック制御（特に、アクセル変更部４２による「遅れ時間を考慮した制御」）により、安定して電力の供給が可能となる。車両に他の駆動系統(クレーン１６、ウインチなど)が付帯し且つ同時に使用した際に、走行用エンジン６の回転数が安定しない場合であっても、制御部４０の制御により安定した発電を実現可能となっている。
さらに、制御部４０のリミット部４３により、何らかの原因により、走行用エンジン６の回転数が異常上昇したとしても発電機２が過回転することはない。温度検知部４４により発電機２自体が異常加熱することも確実に防げるようになる。
【００２８】
それにも増して、本発明の発電装置１は、荷台４の下部に配備されているため、車両の荷台４上面を１００％使用することができ、他の搭載物を最大積載量の範囲内でより多く搭載することができる。
加えて、発電装置１は、基台１２との連結に用いられているボルト等を外すと共に、油圧配管及び制御信号線４５の接続カップラ２７を取り外すことで、容易に車両から発電装置１を取り外すことが可能となっている。そのため、定期的なメンテナンスや発電装置１内の部品交換・修理を容易に行うことができる。
【００２９】
また、発電装置１は車両に着脱自在となっているため、「積載物」の扱いになる。そのため、既存の工事車両に発電装置１を後付けする際には、改造申請をすることなく車検（道路運送車両法に定められた保安基準に適合するか否かの検査）を通過可能である。
以上、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３０】
１    発電装置
２    発電機
３    工事用車両
４    荷台
５    ケース体
６    走行用エンジン
７    油圧系
１０  前輪
１１  後輪
１２  基台
１３  運転席
１４  ミッション部
１５  駆動シャフト
１６  クレーン
１７  支持部材
１８  ＰＴＯ軸
２０  油圧ポンプ
２１  骨枠体
２２  油圧モータ
２３  往路油圧配管
２４  復路油圧配管
２５  圧油タンク
２６  切り離しステーション
２７  接続カップラ
２８  冷却装置
２９  冷却ファン
３０  温度センサ
４０  制御部
４１  ＤＡ変換部
４２  アクセル変更部
４３  リミット部
４４  温度検知部
４５  制御信号線
【図１】
2011025722.tif 000003
【図２】
2011025722.tif 000004
【図３】
2011025722.tif 000005
【図４】
2011025722.tif 000006
【図５】
2011025722.tif 000007