(57)【要約】【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
2019030131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１８９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の無人搬送車の側面図。
【図２】同無人搬送車の駆動ユニットを車体下側から見た斜視図。
【図３】同無人搬送車における走行モータの設置態様を示す模式図。
【図４】同無人搬送車に設けられたモータ冷却システムの模式図。
【図５】同モータ冷却システムに設けられた霧化機構の模式図。
【図６】同モータ冷却システムにおける走行モータへの水の噴掛け態様を示す模式図。
【図７】第２実施形態の無人搬送車での、走行モータの側方から見た同走行モータの表面への水の噴霧状況を模式的に示す図。
【図８】第２実施形態の無人搬送車での、走行モータの鉛直上方から見た同走行モータの表面への水の噴霧状況を模式的に示す図。
【図９】同モータ冷却システムにおける走行モータの冷却態様を示す模式図。
【図１０】第３実施形態の無人搬送車のモータ冷却システムに設けられた首振り機構の模式図。
【図１１】水噴出口から噴出す水の勢いが強いときの上記首振り機構の状態を示す模式図。
【図１２】第３実施形態の無人搬送車における燃料電池の低出力時の走行モータに対する水の噴霧状況を模式的に示す図。
【図１３】同実施形態の無人搬送車における燃料電池の高出力時の走行モータに対する水の噴霧状況を模式的に示す図。
【図１４】上記首振り機構を有したモータ冷却システムを備えた無人搬送車の他の実施形態における走行モータへの水の噴出態様を示す模式図。
【図１５】気液分離器を備えた無人搬送車の他の実施形態に設けられたモータ冷却システムの模式図。
【図１６】水の搬送をエア駆動式ウォータポンプにより行う、無人搬送車の他の実施形態におけるモータ冷却システムの模式図。
【図１７】車輪の操舵形式としてアッカーマン形式を採用する無人搬送車の、車体下側から見た模式的な平面構造を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
（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。
【００４３】
（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。
【００４４】
（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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
・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。
【００６０】
・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。
【００６１】
・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。
【００６２】
・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。
【００６３】
・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。
【００６４】
・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。
【００６５】
・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。
【００６６】
・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。
【符号の説明】
【００６７】
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。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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