(57)【要約】【課題】  エンジンで発電機を回してモータを駆動原とするシリーズタイプのハイブリッド式軌条運搬車でエンジンを極力止めるようにして燃料の節約を図る。【解決手段】  地上に上り勾配と下り勾配を設けて架設される軌条に対して駆動輪を駆動して走行する軌条運搬車において、運搬車にエンジン、発電機、モータ及びバッテリを一組ずつ搭載し、バッテリの電力によってモータを駆動して駆動輪を回して走行するとともに、バッテリの蓄電量が下限値を割ったときのみに発電機を回してその起電力をバッテリに蓄電し、かつ、下り勾配の走行でモータに発生する回生電流をバッテリに蓄電することを特徴とするハイブリッド式軌条運搬車。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上に上り勾配と下り勾配を設けて架設される軌条に対して駆動輪を駆動して走行する軌条運搬車において、運搬車にエンジン、発電機、モータ及びバッテリを一組ずつ搭載し、バッテリの電力によってモータを駆動して駆動輪を回して走行するとともに、バッテリの蓄電量が下限値を割ったときのみに発電機を回してその起電力をバッテリに蓄電し、かつ、下り勾配の走行でモータに発生する回生電流をバッテリに蓄電することを特徴とするハイブリッド式軌条運搬車。
【請求項２】
エンジンを常に低燃費回転数で駆動して発電機を回す請求項１のハイブリッド式軌条運搬車。
【請求項３】
バッテリの蓄電量が規定値に達すると、下限値を割るまで発電機を止める請求項１又は２のハイブリッド式軌条運搬車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリーズタイプのハイブリッド式軌条運搬車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータを併用するハイブリッド走行車は、自動車では既に実用化されているが、近頃の化石燃料高騰下では、果樹園等の傾斜地に施工される軌条運搬車に用いても意義がある。この種の軌条運搬車は、急な上り勾配と下り勾配が繰り返されることから、駆動原として内燃機関のエンジンを使用すると、大きな負荷が発生する上り勾配等にかかると、エンジンは回転数を保とうとしてそのガバナ機構が働いて多くの燃料を消費する。ハイブリッド走行車には、モータは駆動原として使用し、エンジンはこのモータに電力を供給する発電機を駆動するために用いるシリーズタイプと、エンジンとモータを共に駆動原として用い、負荷の状況等を判断しながら適宜切り換えるパラレルタイプとがあるが、シリーズタイプのものによれば、再々の急勾配においても、エンジンの回転数は上昇を来さず、平滑化されて結果的には燃費を節約できるものになる。
【０００３】
この実情の下、下記特許文献１にハイブリッド式軌条運搬車が提案されている。この先行例のものも、シリーズタイプのハイブリッド式軌条運搬車であるが、発電機で起電される電力をモータとバッテリに配電するようになっており、そのための配線や制御機器が必要になる。また、モータの電力供給先を発電機とバッテリとに切り換えるに際し、モータから供給される回生電流を検出して行うようになっており、バッテリの容量を検出してのものではない。この点で、バッテリの容量には不確実さが生じ、いざというときに容量不足であったりする。さらに、先の先行例では、運搬車の牽引車と荷台車それぞれにモータを設けて駆動系を分散させて機器の小型軽量化を図っているが、これによると、機器の数が増えるとともに、配線も複雑になって高コストなものになる。
【特許文献１】特開平１１−３５５９１１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、発電機で起電された電力は専らバッテリに蓄電するとともに、発電機の作動や停止をバッテリの容量を監視して行うことでより効率的な電力管理を行い、かつ、エンジン、発電機、モータ、バッテリをそれぞれ一組ずつ装備することで機器の簡略化を図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、地上に上り勾配と下り勾配を設けて架設される軌条に対して駆動輪を駆動して走行する軌条運搬車において、運搬車にエンジン、発電機、モータ及びバッテリを一組ずつ搭載し、バッテリの電力によってモータを駆動して駆動輪を回して走行するとともに、バッテリの蓄電量が下限値を割ったときのみに発電機を回してその起電力をバッテリに蓄電し、かつ、下り勾配の走行でモータに発生する回生電流をバッテリに蓄電することを特徴とするハイブリッド型軌条運搬車を提供したものである。
【０００６】
また、本発明は、以上の運搬車において、請求項２に記載した、エンジンを常に低燃費回転数で駆動して発電機を回す手段、請求項３に記載した、バッテリの蓄電量が規定値に達すると、下限値を割るまで発電機を止める手段を提供したものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の手段によると、エンジンは発電機を回すのみの補機的使用にとどまるから、燃料が節約できる。特に、エンジンで駆動輪を駆動するものであると、急傾斜の多い軌条運搬車の場合、急傾斜の上り勾配にかかると、ガバナ機構が働いて多大な燃料を消費することになるが、エンジンは走行のための駆動原には用いられないから、常に低燃料消費回転数で回転できることになり、トータルでは省エネになる。また、発電機で起電された電力は専らバッテリに蓄電するのみであるから、配線や制御が簡単になる。
【０００８】
さらに、エンジン（発電機）の作動や停止は、バッテリの蓄電量を検出して行うものであるから、より直接的、効率的である。すなわち、回生電流の発生の有無とバッテリの蓄電量とは無関係であるから、仮にバッテリの蓄電量が少ない場合、回生電流が多く発生しているからといって発電機を止めてしまうと電力不足になるおそれもあるが、この手段によると、そのようなことがない。また、各機器は一組ずつ搭載されるのであるから、機器の構成がシンプルになってコストが安くなるし、重量も軽くなる。さらに、請求項２の手段によると、エンジンの低燃料消費回転数を持続できて消費燃料が少ないし、請求項３の手段によると、発電機の停止が頻繁に行われることになり、省エネ効果が一層高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す軌条運搬車の側面図であるが、本例の運搬車は、地上にその片側を支柱１によって支持される断面が角形をした単式の軌条２上を走行するものであり、自走機能を有する牽引車３によって荷台車４を牽引するものである。このように、軌条２は支柱１で地面上に支持されるから、その支柱１の高さを適宜調整することで、地面を整地しなくても、軌条２を滑らかに連続させることができる。そして、軌条２の下面（上面や側面でもよい）には、その中央に軌条２の幅よりも幅狭のラック５が貼着されている。
【００１０】
この場合の牽引車３には、軌条２を上下から挟む支持輪ユニット６で支持される車台７の上に前から順にエンジン８、発電機９、モータ１０及びバッテリ１１が搭載されたもので、エンジン８は伝動機構１２で発電機９を回し、発電機９で起電された電力は電線（図示省略）を通してバッテリ１１に蓄電されるようになっている。なお、これらの機器は一組ずつ装備すれば十分であるし、搭載の順序も上記のものに限らない。また、本例では、各機器を一台の牽引車３に搭載しているが、別に荷台車（図示省略）を設け、これに分散して搭載するものであってもよい。牽引車３には、この他にモータ１０と伝動機構１３で連結される減速機１４も搭載されており、減速機１４には、その出力軸に連係してラック５に噛み合うピニオンである駆動輪１５が設けられている。
【００１１】
荷台車４も同様であり、車台１６上を開放してここに人や機材或いは収穫物といった荷を積むものであり、車台１６に前後二個の支持輪ユニット１７を取り付け、この支持輪ユニット１７で車台１６を軌条２上に支持している。そして、牽引車３と荷台車４とは連結器１８で連結されており、牽引車３で荷台車４を牽引して走行する。このような軌条２は、果樹園等の傾斜地に施工されることが多いのは上述したとおりであるが、その形態は、目的地までの往行は、全体として上り勾配になっており、目的地からの復行は、全体として下り勾配になっている。加えて、上り勾配や下り勾配は何回も繰り返され、中には４５°程度の急勾配の個所があることもある。
【００１２】
図２はこれら各機器の配置図であるが、この軌条運搬車は、シリーズタイプのハイブリッド式であることから、バッテリ１１の電力でモータ１０を駆動し、その動力で減速機１４を介して駆動輪１５を駆動して走行するものである。この間、エンジン８で発電機９を回し、その起電力をバッテリ１１に補充するものである。そして、これらの各機器を制御するのがシステムコントローラ１９である。図２はこれを示しており、点線が機械的接続、実線が電気的接続（発電電流、駆動電流又は回生電流）、一点鎖線が制御信号の流れを示すものである。本発明の軌条運搬車は、省エネを第一目的としているため、エンジン８として４サイクルのガソリンエンジンを使用した場合、まず第一に、その回転数を比較的低出力であるが、もっとも燃料消費が少なくて済む２０００〜３０００ｒｐｍ、中でも２５００ｒｐｍ付近で連続運転するようにしている。
【００１３】
第二は、エンジン８を極力作動させないようにして燃料の節約を図っている。図３はこの軌条運搬車を運転する場合のフローチャートであるが、スターとすると、バッテリ１１の電力でモータ１０を駆動して走行する。そして、バッテリ１１の電力（蓄電量）を電力計（図示省略）で監視しておき、これが下限値を割ると、エンジン８を作動させて発電機９を回し、その起電力をバッテリ１１に補充するようにしている。ところで、モータ１０は、直流型、交流型に限らず、負荷側から駆動すると、滑りが生じて回生電流が発生するから、運搬車が下り坂にかかると、その惰性によって加速され、回生電流が発生する。特に、この軌条２は、急な下り勾配が繰り返されるものであるから、この回生電流も多く発生するが、これらの回生電流はバッテリ１１に回収する。
【００１４】
バッテリ１１が発電機９による蓄電或いは回生電流の回収によってその蓄電量が規定値に達すると、エンジン８を停止して発電機９を止める。このような制御を行いながら、規定の路線を走行するのであるが、バッテリ１１の蓄電量を絶えず監視し、それが規定値に達すると、こまめにエンジン８を停止させるのが本発明の特徴である。本発明は、このようにエンジン８を走行のための駆動原として用いないのであるから、常に低燃料回転数で発電機９を駆動することができ、結果的に省エネになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】軌条運搬車の側面図である。
【図２】軌条運搬車に搭載する機器の配置図である。
【図３】軌条運搬車を運転する場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００１６】
１    支柱
２    軌条
３    牽引車
４    荷台車
５    ラック
６    支持輪ユニット
７    車台
８    エンジン
９    発電機
１０  モータ
１１  バッテリ
１２  伝動機構
１３  伝動機構  
１４  減速機
１５  駆動輪
１６  車台
１７  支持輪ユニット
１８  連結器
１９  システムコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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