補助駆動装置、セミトレーラ、補助駆動装置の装着方法、及び、セミトレーラの運行方法
【課題】セミトレーラのトレーラに電動モータとバッテリを備えた駆動補助装置を着脱可能に取り付けて、必要時に電動モータでトレーラの車軸を駆動させることにより、牽引する側のトラクラヘッドに搭載するエンジンと多段ミッションを小型化できる補助駆動装置、セミトレーラ、補助駆動装置の装着方法、及び、セミトレーラの運行方法を提供する。
【解決手段】補助駆動装置を、電動モータとバッテリユニットを備え、セミトレーラのトレーラ側に着脱可能に取り付けられ、装着時には前記電動モータの駆動により前記トレーラの車軸を駆動するように構成し、この補助駆動装置をトレーラに必要に応じて着脱する。
【解決手段】補助駆動装置を、電動モータとバッテリユニットを備え、セミトレーラのトレーラ側に着脱可能に取り付けられ、装着時には前記電動モータの駆動により前記トレーラの車軸を駆動するように構成し、この補助駆動装置をトレーラに必要に応じて着脱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付ける補助駆動装置、この補助駆動装置を着脱可能に構成したセミトレーラ、このセミトレーラへの補助駆動装置の装着方法、及びこの補助駆動装置を着脱可能に構成したセミトレーラの運行方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物流の国際化と大量輸送の観点から海上輸送が煩雑に行われ、この海上輸送に伴い海上コンテナの輸送が行われている。このコンテナを利用した輸送は、船舶を利用した海上輸送だけではなく、鉄道等の公共大量輸送網を利用した陸上輸送をすることができるので、地球温暖化の原因となるＣＯ2の排出量の抑制に寄与できる。
【０００３】
このコンテナ輸送には、図１２に例示するようなセミトレーラ１Ｘが多く使用されている。このセミトレーラ１Ｘは、トラクタヘッド１０Ｘとトレーラ２０Ｘを連結して、貨物の荷重をトラクタヘッド１０Ｘとトレーラ２０Ｘとで分担して受け持つ構成となっている。
【０００４】
このコンテナ輸送では、他の大量輸送手段と連携した輸送を行うと共に、セミトレーラによる輸送を、限定的に、例えば、船舶からの積み下ろしからコンテナヤードまでの移動、コンテナヤードから鉄道基地までの輸送、コンテナヤードから荷主までの輸送等に限定して行うことにより、ＣＯ2の排出量の抑制への寄与をより大きくできる。また、これらの移動においては、セミトレーラの走行パターンがある程度限定されるために、セミトレーラの運行スケジュールは容易に調整できるものとなる。
【０００５】
また、このセミトレーラによる輸送では、トレーラの構造上、積載可能な荷姿が規格化された海上コンテナ、またはそれに準じるものに限定されるため、搬送先に積荷を搬送した後は、搬送先に同様のコンテナがある場合、若しくは、コンテナを積載したトレーラがある場合はそれらを牽引してコンテナヤード若しくは港湾施設に戻るが、それ以外は、コンテナを積載していない状態でトレーラを牽引して戻るか、トレーラを切り離してトラクタヘッドのみで走行する状態が発生する。
【０００６】
しかしながら、セミトレーラの運行では、輸送時のコンテナ積載状態と、輸送後の帰りの空コンテナを搭載している状態、若しくは、コンテナを搭載していない状態とでは、トレーラを牽引するトラクタヘッドの負荷が大きく異なっている。
【０００７】
それにもかかわらず、図１２に例示するような従来のセミトレーラ１Ｘでは、重量物であるコンテナを積載したトレーラ２０Ｘを牽引するために、トラクタヘッド１０Ｘに高出力で排気量が多い大型のエンジン（内燃機関）１１Ｘとこのエンジン１１Ｘの出力に見合った大型の多段ミッション（多段変速機）１２Ｘを搭載している。
【０００８】
その結果、トラクタヘッド１０Ｘのみで走行する場合、又は、コンテナを搭載していない空荷状態若しくは空のコンテナを搭載している状態のトレーラ２０Ｘを牽引して走行運転する場合においては、エンジン出力が貨物積載時の走行運転状態とは明らかに異なり、定格出力が大きなエンジン１１Ｘで、低出力の運転をすることになる。この低出力状態では、貨物積載状態での発進時に必要なギヤ段が不要となり、大型の多段ミッション１２Ｘは不要となる。
【０００９】
言い換えれば、貨物搭載のコンテナ積載時のセミトレーラ１Ｘの走行運転では、大排気量で高出力のエンジン１１Ｘと大型の多段ミッション１２Ｘが必要であるが、トラクタヘッド１０Ｘのみの走行運転、または、空荷状態や空のコンテナ積載状態のセミトレーラ１Ｘの走行運転は、小排気量エンジンと小型の多段ミッションで可能となる。
【００１０】
一方、近時、地球温暖化の原因を解消するために、港湾施設等でもＣＯ2の排出を抑制することが望まれており、かかる意味においても従来の大型のエンジンを搭載したセミトレーラの使用はなるべく控えて、小出力のエンジンと小型の多段ミッションを組み合わせた駆動装置を備えたセミトレーラを使用することが望ましい。
【００１１】
これに関連して、トレーラを牽引する電気自動車における補助駆動装置であるが、この電気自動車に連結されるトレーラにガソリンエンジンの発電システムを着脱可能に搭載し、発電システムで発生した電気を電気自動車内のモータ及び／又はバッテリに供給することにより、電気自動車をハイブリッド化すると共に、発電システムを取り外して通常のトレーラとしても使用できるようにする電気自動車のハイブリッド化用外付け発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
また、電気自動車で、大きな航続距離が必要なときに、エンジンと燃料タンクと発電機を搭載し、電気自動車のバッテリを充電するための電気自動車用トレーラを、この電気自動車に接続する電気自動車用トレーラが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１３】
一方、セミトレーラのトレーラには、トレーラを牽引している時に、トラクタヘッド側が排気ブレーキを使用した場合にトレーラの突き上げを防止するときに使用したり、また、トレーラのジャックナイフ現象を防止したりする時に使用されるトレーラブレーキが備わっている。このトレーラブレーキは、トレーラ側のトレーラのみに効くブレーキシステムである。このブレーキ機構は、基本的にはトラクタヘッド側のフットブレーキと同じで、エア駆動によるブレーキである。多くの場合、ステアリングコラムの専用レバーを操作して、このブレーキを作用させている。このブレーキエネルギーは従来技術においては熱に変換されるだけで終わっている。
【００１４】
また、図１２に例示するように、セミトレーラ１Ｘのトレーラ２０側のフレーム２１の下部には、車軸２２と車輪２４と、トレーラブレーキシステム等の構造しかなく、スペースも多く、空間が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−３４１６０５号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来技術におけるセミトレーラの問題点と、海上コンテナ等のセミトレーラを使用した運行方法の問題点を解決するために、セミトレーラのトレーラに電動モータとバッテリを備えた駆動補助装置を着脱可能に取り付けて、必要時に電動モータでトレーラの車軸を駆動させることにより、牽引する側のトラクラヘッドに搭載するエンジンと多段ミッションを小型化できる補助駆動装置、セミトレーラ、補助駆動装置の装着方法、及び、セミトレーラの運行方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するための本発明の補助駆動装置は、セミトレーラの補助駆動装置であって、電動モータとバッテリを備え、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けられ、装着時に前記電動モータの駆動により前記トレーラの車軸を駆動できるように構成する。
【００１８】
この補助駆動装置を、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けることにより、トレーラに貨物を積載して大きな駆動力が必要な時には、この補助駆動装置の電動モータでトレーラの車軸を駆動して、トラクタヘッドのエンジンの出力を補助できるので、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化を図ることができ、トラクタヘッドを軽量化できる。なお、この電動モータとバッテリを一体的に設けると、トレーラへの装着及び取り外しが容易になると共に、補助駆動装置の管理が容易となる。
【００１９】
更に、上記の補助駆動装置において、前記電動モータを前記トレーラのブレーキ時のエネルギーを回生する回生装置として使用するように構成することにより、トレーラブレーキのエネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに充電できるので、この電気エネルギーをトレーラの発進時や加速時の電動モータによる補助駆動用のエネルギーとして使用できる。従って、トレーラブレーキ力の確保と省エネルギー化を図ることができる。
【００２０】
そして、上記の目的を達成するための本発明のセミトレーラは、上記の補助駆動装置を着脱可能に設けるための取付け部を前記トレーラに設けて構成する。この構成によれば、トレーラの積載状態に応じて、補助駆動装置を着脱することで、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化とを図ることができ、トラクタヘッドを軽量化できる。
【００２１】
そして、軽量化したトラクタヘッドで、運転を行うことにより、また、空荷状態や空コンテナ搭載の状態では、小型化したエンジンでセミトレーラを運行して、燃費を節約できるので、また、貨物積載状態では、補助駆動として電気エネルギーを使用できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００２２】
上記のセミトレーラにおいて、前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラのフレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着するように構成する。この構成によれば、セミトレーラ用の補助駆動装置を第１係合部と第２係合部の係合で吊り下げる構成としたので、フレームの下部に設ける取付け部の構成を著しく単純化できると共に、着脱が非常に簡単にできるようになる。
【００２３】
そして、上記の目的を達成するための本発明の補助駆動装置の装着方法は、上記の補助駆動装置を、移動用台車に乗せて、前記トレーラの前方から前記トレーラの下部に設けた取付け部に移動し、前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラの前記フレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着することを特徴とする補助駆動装置の装着方法である。この方法によれば、補助駆動装置を前方から挿入して装着するので、フレームの下部に設ける取付け部の構成を単純化できると共に、着脱が非常に簡単に出来るようになる。
【００２４】
そして、上記の目的を達成するための本発明のセミトレーラの運行方法は、積荷を積載したコンテナを搭載したトレーラを牽引する場合には、上記の補助駆動装置を前記トレーラに取り付けて、トラックヘッドのエンジンの出力に加えて前記電動モータで前記トレーラの車軸を回転させてセミトレーラを運行し、コンテナを搭載していない前記トレーラ又は空荷のコンテナを搭載した前記トレーラを牽引する場合には、前記補助駆動装置を前記トレーラから取り外して、前記トラックヘッドの前記エンジンの出力でセミトレーラを運行することを特徴とする方法である。
【００２５】
この方法によれば、トレーラの積載状態に応じて、補助駆動装置で補助駆動できるので、トレーラを牽引するための力が小さくて済む場合には、軽量化したトラクタヘッドの小型化したエンジンで、セミトラクタの運行を行うことにより燃費を節約できるので、また、トレーラを牽引するために大きな力が必要な場合には、補助駆動として電気エネルギーを使用できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る補助駆動装置、セミトレーラによれば、補助駆動装置をセミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けることにより、トレーラに貨物を積載した状態では、補助駆動装置をトレーラ側に装着して、この補助駆動装置の電動モータでトレーラの車軸を駆動して、トラクタヘッドのエンジンの駆動力を補助しながら走行できるので、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化を図ることができ、トラクタヘッドを軽量化できる。そして、この場合に補助駆動として電気エネルギーを使用するので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００２７】
また、空荷状態や空コンテナを搭載している状態では、補助駆動装置をトレーラから取り外して軽量となったトレーラを、トラクタヘッドの小型化したエンジンの出力だけで牽引してセミトレーラを走行させて燃費を節約できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００２８】
また、本発明に係る補助駆動装置の装着方法によれば、フレームの下部に設ける取付け部の構成を著しく単純化できると共に、着脱が非常に簡単にできるようになる。なお、トレーラに電動モータとバッテリを固定配置した場合には、複雑なバッテリ交換設備が必要になるが、この装着方法を採用すると、補助駆動装置を容易に取り外すことができる上に、取り外した時にバッテリを充電できるようになるので、バッテリの充電が容易にできるようになる。
【００２９】
更に、本発明に係るセミトレーラの運行方法によれば、トレーラの積載状態に応じて、また、必要に応じて、補助駆動装置で補助駆動できるので、トレーラを牽引するための力が小さくて済む場合には、軽量化したトラクタヘッドの小型化したエンジンで、セミトレーラを運行することにより、燃費を節約でき、また、トレーラを牽引するために大きな力が必要な場合には、電気エネルギーを使用して補助駆動してセミトレーラを運行できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るセミトレーラの補助駆動システムの構成を示す側面図である。
【図２】図１のセミトレーラのトレーラ側の構成を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のエアシステムを示す側面図である。
【図５】補助駆動装置をトレーラに装着する第１段階の様子を示した側面図である。
【図６】補助駆動装置をトレーラに装着する第２段階の様子を示した側面図である。
【図７】補助駆動装置をトレーラに装着する第３段階の様子を示した側面図である。
【図８】補助駆動装置を移動台車に載置した様子を示した正面図である。
【図９】補助駆動装置をトレーラに装着する第１段階の様子を示した正面図である。
【図１０】補助駆動装置をトレーラに装着する第２段階の様子を示した正面図である。
【図１１】補助駆動装置をトレーラに装着する第３段階の様子を示した正面図である。
【図１２】従来技術のセミトレーラの構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る実施の形態の補助駆動装置、セミトレーラ、補助駆動装置の装着方法、及び、セミトレーラの運行方法について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
最初に、補助駆動装置とセミトレーラの構成について説明する。図１に示すように、本発明の補助駆動装置３０を着脱可能に取り付けるセミトレーラ１は、海上コンテナ等を運搬するトレーラであり、そのトレーラの中でも、荷重をその車体であるトレーラ２０自体と、このトレーラ２０を牽引するトラクタヘッド１０の両方で分担して支持するトレーラであり、トレーラ２０側の連結器（キングピン）２０ａに、トラクタヘッド（セミトラクタ）側の連結器（カプラ）１０ａを連結して、トラクタヘッド１０によりトレーラ２０が牽引された状態で運行される。なお、トレーラ荷重の殆どがトレーラ自体に加わるトレーラはフルトレーラと呼ばれ、大型トラック等に連結する大型フルトレーラと、乗用車等に連結するキャンピングトレーラなどの軽量フルトレーラに大別されている。
【００３３】
図１〜図３に示すように、トラクタヘッド１０は、エンジン（内燃機関）１１と多段ミッション（多段変速機）１２と動力伝達軸１３と駆動輪１４と従動輪１５等を有し、運転席１６を備えて構成される。このエンジン１１は、図１２に例示するような従来技術のトラクタヘッド１０Ｘのエンジン１１Ｘよりも小排気量でより小型のものとなり、この多段ミッション１２も従来技術のトラクタヘッド１０Ｘの多段ミッション１２Ｘよりも小型のものとなる。
【００３４】
また、図２及び図３に示すように、トレーラ２０は、フレーム２１の下部に車輪部を備え、この車輪部には車軸２２に駆動輪２３又は従動輪２４が備わっている。この駆動輪２３には、制動用の通常のトレーラブレーキ（図示しない）を有すると共に、デフレンシャルギヤ２５とそこに至るプロペラシャフト２６が設置されている。また、プロペラシャフト２６の途中には駆動輪２３の上下動に追従するためのユニバーサルジョイント２６ａが設置されている。また、プロペラシャフト２６の駆動輪２３とは反対側の連結部２６ｂにはスプライン構造（例えば雌部）が設けられている。
【００３５】
また、この補助駆動装置３０は、セミトレーラ１のトラクタヘッド１０のエンジン１１の出力を必要に応じて補助するための補助駆動装置３０であり、電動モータ３１とバッテリユニット（バッテリ）３２を有して構成される。この電動モータ３１とバッテリユニット３２は、トレーラ２０のフレーム２１からの迅速な脱着作業ができるように、一体構造とすること、即ち、一体的に設けることが好ましい。また、電動モータ２１の出力やバッテリユニット３２の容量は、セミトレーラ１の裁荷状態、即ち、積載する貨物（コンテナ）の重量や、走行パターンに対応するように、幾つかの種類を用意して、運行時のセミトレーラ１の裁荷状態や走行パターンに対応させて選択できるようにすることが好ましい。
【００３６】
また、補助駆動装置３０をトレーラ２０に装着した時に、電動モータ３１の駆動によりトレーラ２０の車軸２１を駆動できるように、電動モータ３１の駆動軸３１ａの先端は、スプライン構造（例えば雄部）に形成され、トレーラ２０のプロペラシャフト２４のスプライン構造に形成された連結部２４ｂに挿入して係合できるように構成される。
【００３７】
更に、補助駆動装置３０がトレーラ２０に装着されて、駆動軸３１ａと連結部２４ｂが連結されているときに、車軸２２へ駆動力を伝達する伝達軸であるプロペラシャフト２６の回転から電気エネルギーを回収するように制御系を構成し、トレーラ２０のブレーキ時のエネルギーを回生する回生装置として使用できるようにする。
【００３８】
この補助駆動装置３０をトレーラ２０に着脱可能に取り付けられるように、補助駆動装置３０の両サイドの上側に固定部材（固定ブラケット：第２係合部）３３を備えて構成される。この固定部材３３は、トレーラ２０のフレーム２１の下部に設けられた案内部材（案内ブラケット：第１係合部）２５ａに係合して、補助駆動装置３０はトレーラ２０のフレーム２１の下に吊り下げられる。
【００３９】
また、トレーラ２０側は、補助駆動装置３０を着脱可能に設けるための取付け部材２７ａ、２７ｂ、２７ｃを配置した取付け部２７を設けて構成される。この取付け部２７は案内部材２７ａと固定ストッパ２７ｂと可動ストッパ２７ｃとで形成される。 図３に示すように、この案内部材２７ａは、補助駆動装置３０に設けられた固定部材３３を前方から挿入して嵌め込んで、補助駆動装置３０を吊り下げることができるように、Ｌ字鋼材等で形成され、フレーム２１の下部に平行に数個（図では片側３個）配列される。また、固定ストッパ２７ｂは、この補助駆動装置３０の後端が当接して、補助駆動装置３０の前後方向の位置決めをする機能を持つものであり、Ｌ字鋼材等をフレーム２１の下部に取り付けて形成され、可動ストッパ２７ｃと共に補助駆動装置３０からの脱落を防止する。
【００４０】
また、可動ストッパ２７ｃは、固定ストッパ２７ｂと反対側、即ち、トレーラ２０の前方に配置される。この可動ストッパ２７ｃは、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａの先端側に設けられ、かつ、スプリング機構を備えた軸部２８ｂの回りに回転するレバー２８ｃの先端に固定されている。
【００４１】
可動ストッパ２７ｃは、補助駆動装置３０の装着時には、エアシリンダ２８ａの伸張により下降して補助駆動装置３０の前端側を押さえ、補助駆動装置３０を固定支持する。また、可動ストッパ２７ｃは、補助駆動装置３０の取り外し時には、エアシリンダ２８ａの縮小により上昇して、補助駆動装置３０の前端側の押さえである可動ストッパ２７ｃが外れる。これにより、補助駆動装置３０がスライドして前方に移動できるようになる。
【００４２】
この補助駆動装置３０のトレーラ２０への取り付けでは、フレーム２１に設置している案内部材２７ａに、補助駆動装置３０に設置した固定部材３３をスライドして後方に移動させて嵌め込んで、フレーム２１の下に吊り下がる状態で搭載される。この状態で、補助駆動装置３０がフレーム２１の案内部材２７ａから脱落しないように、後方の固定ストッパ２７ｂと前方の可動ストッパ２７ｃで固定支持する。
【００４３】
更に、トレーラ２０をトラクタヘッド１０から取り外して、トレーラ２０単体で駐車場に置いておけるように、前部支持機構（ランディングギヤ）２９を設けている。この前部支持機構２９は、地面と接地する脚部分の上下動を行う手段として脚昇降用のエアシリンダ２９ａを有し、また、脚部について地面と接地する部分に車輪２９ｃを設けている。
【００４４】
トレーラ２０がトラクタヘッド１０から分離される時には、エアシリンダ２９ａの伸張により、支柱２９ｂとその先端に設けられた車輪２９ｃが下降して地面に当たって、トレーラ２０の前部分を車輪２９ｃで支持する。また、トレーラ２０がトラクタヘッド１０に連結される時には、エアシリンダ２９ａの縮小により、支注２９ｂと車輪２９ｃは上昇してフレーム２１内に収容される。
【００４５】
更に、トレーラ２０は、図４に示すように、エアシステム４０を備えている。このエアシステム４０は、エアタンク４１、エア制御ユニット４２、エア配管４３を有して構成される。また、エアタンク４１の入口側にエア流出防止のために逆止弁４１ａが設置されている。そして、分岐部４４において、Ａ１方向よりトラクタヘッド１０から供給されるエア（圧縮空気）を、Ａ２方向にトレーラ２０用のエアブレーキ用のエアを供給すると共に、Ａ３方向にエアタンク４１へのエアを供給して、このエアをエアタンク４１に貯蔵するように構成される。このエアタンク４１に貯蔵されたエアをエア配管４３によりエア制御ユニット４２を経由して、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａと前部支持機構２９のエアシリンダ２９ａに供給するように構成される。
【００４６】
このエアシステム４０のエア制御ユニット４２の制御により、必要に応じて、エアタンク４１のエアを、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａと前部支持機構２９のエアシリンダ２９ａに送って、これらのエアシリンダ２８ａ、２９ａの伸張と縮小を行う。
【００４７】
次に、補助駆動装置３０のセミトレーラ２０への装着方法について説明する。この装着方法では、第１段階では、図５に示すように、充電を完了したバッテリユニット３２を備えた補助駆動装置３０を移動用台車３４に載せる。第２段階では、図６に示すように、トレーラ２０の前方からフレーム２１の下部に設けた取付け部２７に移動する。第３段階では、図７に示すように、補助駆動装置３０の固定部材３３（第１係合部）を、取付け部２７の固定ストッパ２７ｂに当たるまで移動して、案内部材（第２係合部）２７ａに嵌め込ませる（係合させる）。
【００４８】
この嵌め込みに際しては、電動モータ３１の駆動軸３１ａを、トレーラ２０のプロペラシャフト２６の連結部２６ｂに挿入して、スプライン構造による連結で係合する。この駆動軸３１ａと連結部２６ｂの横方向の位置決めは、固定部材３３が案内部材２７ａによって位置決めされることにより、容易に位置決めできるので、容易にスプライン構造の雄部と雌部を係合することができる。
【００４９】
これにより、補助駆動装置３０の固定部材３３を案内部材２７ａにより支持して、補助駆動装置３０をフレーム２１の下部に吊り下げ状態で装着する。それと共に、エアシリンダ２８ａを伸張して可動ストッパ２７ｃをフレーム２１の下側よりも突出させて下降させる。これにより、補助駆動装置３０の前端側を押さえて、前方向の移動を止めて固定する。
【００５０】
そして、補助駆動装置３０が固定されたら、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを更に伸張して車輪２９ｃを下降させてトレーラ２０の前部を少し上昇させ、移動用台車３４を補助駆動装置３０から浮かす。この浮かした状態で、移動用台車３４を移動させて補助駆動装置３０から外し、トレーラ２０の前方に引き抜いて、フレーム２１の下より除去して、補助駆動装置３０のトレーラ２０への装着を終了する。
【００５１】
この装着の終了後、トラクタヘッド１０とトレーラ２０を連結し、必要な制御系の配線やエア配管やその他の配管等の接続を行う。その後、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを縮小して車輪２９ｃを収納して、セミトレーラ１の走行を可能にする。
【００５２】
次に、補助駆動装置３０のトレーラ２０からの取り外し方法について説明する。この取り外し方法は、上記の装着方法と逆に行われる。取り外し作業の前段階として、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを伸張して車輪２９ｃを下降して、トレーラ２０の前部を支持する。その後、必要な制御系の配線やエア配管やその他の配管等の接続を解除して、トラクタヘッド１０とトレーラ２０の連結を解除する。この連結の解除の後で、トラクタヘッド１０又はトレーラ２０のいずれかを移動し、取り外しの作業スペースを確保する。
【００５３】
そして、取り外しの第１段階では、図７に示すような固定支持の状態で、移動用台車３４を前方から補助駆動装置３０の下部に入れてその下に配置する。配置ができたら、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを少し縮小して車輪２９ｃを下降して、トレーラ２０の前部を少し下降する。これにより、補助駆動装置３０の固定部材３３を取付け部２５の案内部材２７ｃで支持している状態を外して、補助駆動装置３０がフレーム２１の下部に吊り下げられた状態を解除して、補助駆動装置３０を移動用台車３４に載せる。
【００５４】
その後、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａを縮小して、軸部２８ｂのスプリング機構により、若しくはエアシリンダ２８ａによる引き込みにより、可動ストッパ２７ｃを上昇させて補助駆動装置３０の前端側の押さえを外し、前方向に移動できるようにする。
【００５５】
第２段階では、図６に示すように、前方向に移動可能にした後、補助駆動装置３０を載置した状態で移動用台車３４を、トレーラ２０のフレーム２１の下部に設けた取付け部２７の前方に移動させる。この移動時においては、フレーム２１の下部に吊り下げられた状態が既に解除され、補助駆動装置３０は移動用台車３４に載置された状態となっているので、補助駆動装置３０は移動用台車３４で容易に移動することができる。
【００５６】
第３段階では、図５に示すように、移動用台車３４に載ったまま補助駆動装置３０がトレーラ２０の前方に移動させられ、トレーラ２０から補助駆動装置３０が取り外される。この補助駆動装置３０は必要に応じて充電エリアに移動されてバッテリユニット３２は充電される。一方、トレーラ２０は、状況に応じて、そのままトラクタヘッド１０に連結されて、空荷状態、又は、空コンテナを搭載した状態で運行されたり、充電済みの別の補助駆動装置３０を装着した後、トラクタヘッド１０に連結されて、貨物を搭載したコンテナを搭載した状態で運行されたりする。
【００５７】
次に、上記のセミトレーラの運行方法について説明する。このセミトレーラの運行方法では、貨物を積載したコンテナを搭載したトレーラ２０を牽引する場合には、異なる電動モータ２１の出力やバッテリユニット３２の容量を持つ、幾つかの種類の補助駆動装置３０の中から、運行時のセミトレーラ１の裁荷状態や走行パターンに適合する補助駆動装置３０を選択して、その補助駆動装置３０をトレーラ２０に取り付けて、トラックヘッド１０のエンジン１１の出力に加えて電動モータ２１でトレーラ２０の車軸２２と駆動輪２３を回転させてセミトレーラ１を運行する。
【００５８】
この運行では、積車状態での発進時は、トラクタヘッド１０の運転席１６でのアクセル制御により、トラクタ１０側のエンジン１１の駆動力に、トレーラ２０側に搭載された補助駆動装置３０の電動モータ３１の補助駆動力を加えて必要な出力を得てセミトレーラ１を発進させる。また、中間走行における加速時などのトラクタヘッド１０のエンジン１１の駆動力が不足する領域においては、補助駆動装置３０の電動モータ３１をバッテリユニット３２からのエネルギーで駆動して、この補助駆動力で走行アシストを行う。
【００５９】
そして、減速時のトレーラブレーキを作動させる際には、従来技術で使用していたエアブレーキを使用せずに、補助駆動装置３０の電動モータ３１を発電機として使用し、トレーラブレーキをステアリング部の専用ブレーキで作用状態としたときに、電気エネルギーに変換して回収し、回収エネルギーとしてバッテリユニット３２に充電する。なお、回生ブレーキによるブレーキ力が不足する場合には、エアブレーキも併用する。
【００６０】
また、空荷状態又は空のコンテナを搭載した状態のトレーラ２０を牽引してセミトレーラ１を運行する場合には、補助駆動装置３０をトレーラ２０から取り外して、トラックヘッド１０のエンジン１１の出力のみでセミトレーラ１を運行する。なお、この運行において減速時等のトレーラブレーキを使用する際には、従来技術で使用していた既存のエアブレーキを使用する。
【００６１】
そして、本発明に係る補助駆動装置３０、セミトレーラ１によれば、この補助駆動装置３０を、セミトレーラ１のトレーラ２０に着脱可能に取り付けることにより、トレーラ２０に貨物を積載した状態では、補助駆動装置３０をトレーラ２０側に装着して、この補助駆動装置３０の電動モータ３１によりバッテリユニット３２からのエネルギーでトレーラ２０の車軸２２を駆動して、トラクタヘッド１０のエンジン１１の駆動力を補助しながら走行できるので、トラクタヘッド１０のエンジン１１の小排気量化と小型化と、多段ミッション１２の小型化を図ることができ、トラクタヘッド１０を軽量化できる。そして、この場合に補助駆動として電気エネルギーを使用するので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６２】
また、空コンテナ搭載時やコンテナを搭載していない時には、補助駆動装置３０をトレーラ２０側から取り外して、小型化したエンジン１１の出力だけで軽量なトレーラ２０を牽引してセミトレーラ１を走行させて燃費を節約できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６３】
また、本発明に係る補助駆動装置の装着方法によれば、フレーム２１の下部に設ける取付け部２７の構成を単純化できると共に、着脱が非常に簡単にできるようになる。なお、トレーラ２０に電動モータ３１とバッテリユニット３２を固定配置した場合には、複雑なバッテリ交換設備が必要になるが、この装着方法を採用すると、補助駆動装置３０を容易に取り外すことができる上に、取り外した時にバッテリユニット（バッテリ）３２を充電できるようになるので、バッテリユニット３２への充電が容易にできるようになる。
【００６４】
更に、本発明に係るセミトレーラの運行方法によれば、トレーラ２０の積載状態に応じて、補助駆動装置３０で補助駆動できるので、トレーラ２０を牽引するための力が小さくて済む場合には、軽量化したトラクタヘッド１０の小型化したエンジン１１で、セミトレーラ１を運行することにより、燃費を節約でき、また、トレーラ２０を牽引するために大きな力が必要な場合には、補助駆動として電気エネルギーを使用してセミトレーラ１を運行できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６５】
更に、トレーラ２０側に着脱可能に取り付けたセミトレーラ１用の補助駆動装置３０の電動モータ３１で、トレーラブレーキによるエネルギー回生を行うことができるようになり、セミトレーラ１の走行時にブレーキ熱として捨てていたブレーキエネルギーを、補助駆動装置３０のバッテリユニット３２に充電することができるようになる。その結果、バッテリユニット３２に充電した電気エネルギーを、セミトレーラ１の発進時及び加速時の電動モータ３１の駆動時に使用することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る補助駆動装置、セミトレーラによれば、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化を図ることができ、トラクタヘッドを軽量化でき、また、補助駆動として電気エネルギーを使用するので、ＣＯ2の排出量を減少できる。また、補助駆動装置の装着方法によれば、フレームの下部に設ける取付け部の構成を単純化できると共に、着脱が非常に簡単にでき、バッテリへの充電が容易にできるようになる。更に、セミトレーラの運行方法によれば、燃費の節約と、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６７】
従って、海上輸送や鉄道等の公共大量輸送網を利用した陸上輸送に使用されているコンテナの輸送用に数多く使用されているセミトレーラに利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１、１Ｘ セミトレーラ
１０、１０Ｘ トラクタヘッド
１１、１１Ｘ エンジン（内燃機関）
１２、１２Ｘ 多段ミッション（多段変速機）
１４ 駆動輪
２０ トレーラ
２１ フレーム
２２ 車軸
２３ 駆動輪
２６ プロペラシャフト
２６ｂ 連結部
２７ 取付け部
２７ａ 案内部材（第１係合部）
２７ｂ 固定ストッパ
２７ｃ 可動ストッパ
２８ ストッパ移動機構
２８ａ エアシリンダ
２９ 前部支持機構
２９ａ エアシリンダ
３０ 補助駆動装置
３１ 電動モータ
３１ａ 電動軸
３２ バッテリユニット（バッテリ）
３３ 固定部材（第２係合部）
３４ 移動用台車
４０ エアシステム
４１ エアタンク
４２ エア制御ユニット
４３ エア配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付ける補助駆動装置、この補助駆動装置を着脱可能に構成したセミトレーラ、このセミトレーラへの補助駆動装置の装着方法、及びこの補助駆動装置を着脱可能に構成したセミトレーラの運行方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物流の国際化と大量輸送の観点から海上輸送が煩雑に行われ、この海上輸送に伴い海上コンテナの輸送が行われている。このコンテナを利用した輸送は、船舶を利用した海上輸送だけではなく、鉄道等の公共大量輸送網を利用した陸上輸送をすることができるので、地球温暖化の原因となるＣＯ2の排出量の抑制に寄与できる。
【０００３】
このコンテナ輸送には、図１２に例示するようなセミトレーラ１Ｘが多く使用されている。このセミトレーラ１Ｘは、トラクタヘッド１０Ｘとトレーラ２０Ｘを連結して、貨物の荷重をトラクタヘッド１０Ｘとトレーラ２０Ｘとで分担して受け持つ構成となっている。
【０００４】
このコンテナ輸送では、他の大量輸送手段と連携した輸送を行うと共に、セミトレーラによる輸送を、限定的に、例えば、船舶からの積み下ろしからコンテナヤードまでの移動、コンテナヤードから鉄道基地までの輸送、コンテナヤードから荷主までの輸送等に限定して行うことにより、ＣＯ2の排出量の抑制への寄与をより大きくできる。また、これらの移動においては、セミトレーラの走行パターンがある程度限定されるために、セミトレーラの運行スケジュールは容易に調整できるものとなる。
【０００５】
また、このセミトレーラによる輸送では、トレーラの構造上、積載可能な荷姿が規格化された海上コンテナ、またはそれに準じるものに限定されるため、搬送先に積荷を搬送した後は、搬送先に同様のコンテナがある場合、若しくは、コンテナを積載したトレーラがある場合はそれらを牽引してコンテナヤード若しくは港湾施設に戻るが、それ以外は、コンテナを積載していない状態でトレーラを牽引して戻るか、トレーラを切り離してトラクタヘッドのみで走行する状態が発生する。
【０００６】
しかしながら、セミトレーラの運行では、輸送時のコンテナ積載状態と、輸送後の帰りの空コンテナを搭載している状態、若しくは、コンテナを搭載していない状態とでは、トレーラを牽引するトラクタヘッドの負荷が大きく異なっている。
【０００７】
それにもかかわらず、図１２に例示するような従来のセミトレーラ１Ｘでは、重量物であるコンテナを積載したトレーラ２０Ｘを牽引するために、トラクタヘッド１０Ｘに高出力で排気量が多い大型のエンジン（内燃機関）１１Ｘとこのエンジン１１Ｘの出力に見合った大型の多段ミッション（多段変速機）１２Ｘを搭載している。
【０００８】
その結果、トラクタヘッド１０Ｘのみで走行する場合、又は、コンテナを搭載していない空荷状態若しくは空のコンテナを搭載している状態のトレーラ２０Ｘを牽引して走行運転する場合においては、エンジン出力が貨物積載時の走行運転状態とは明らかに異なり、定格出力が大きなエンジン１１Ｘで、低出力の運転をすることになる。この低出力状態では、貨物積載状態での発進時に必要なギヤ段が不要となり、大型の多段ミッション１２Ｘは不要となる。
【０００９】
言い換えれば、貨物搭載のコンテナ積載時のセミトレーラ１Ｘの走行運転では、大排気量で高出力のエンジン１１Ｘと大型の多段ミッション１２Ｘが必要であるが、トラクタヘッド１０Ｘのみの走行運転、または、空荷状態や空のコンテナ積載状態のセミトレーラ１Ｘの走行運転は、小排気量エンジンと小型の多段ミッションで可能となる。
【００１０】
一方、近時、地球温暖化の原因を解消するために、港湾施設等でもＣＯ2の排出を抑制することが望まれており、かかる意味においても従来の大型のエンジンを搭載したセミトレーラの使用はなるべく控えて、小出力のエンジンと小型の多段ミッションを組み合わせた駆動装置を備えたセミトレーラを使用することが望ましい。
【００１１】
これに関連して、トレーラを牽引する電気自動車における補助駆動装置であるが、この電気自動車に連結されるトレーラにガソリンエンジンの発電システムを着脱可能に搭載し、発電システムで発生した電気を電気自動車内のモータ及び／又はバッテリに供給することにより、電気自動車をハイブリッド化すると共に、発電システムを取り外して通常のトレーラとしても使用できるようにする電気自動車のハイブリッド化用外付け発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
また、電気自動車で、大きな航続距離が必要なときに、エンジンと燃料タンクと発電機を搭載し、電気自動車のバッテリを充電するための電気自動車用トレーラを、この電気自動車に接続する電気自動車用トレーラが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１３】
一方、セミトレーラのトレーラには、トレーラを牽引している時に、トラクタヘッド側が排気ブレーキを使用した場合にトレーラの突き上げを防止するときに使用したり、また、トレーラのジャックナイフ現象を防止したりする時に使用されるトレーラブレーキが備わっている。このトレーラブレーキは、トレーラ側のトレーラのみに効くブレーキシステムである。このブレーキ機構は、基本的にはトラクタヘッド側のフットブレーキと同じで、エア駆動によるブレーキである。多くの場合、ステアリングコラムの専用レバーを操作して、このブレーキを作用させている。このブレーキエネルギーは従来技術においては熱に変換されるだけで終わっている。
【００１４】
また、図１２に例示するように、セミトレーラ１Ｘのトレーラ２０側のフレーム２１の下部には、車軸２２と車輪２４と、トレーラブレーキシステム等の構造しかなく、スペースも多く、空間が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−３４１６０５号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来技術におけるセミトレーラの問題点と、海上コンテナ等のセミトレーラを使用した運行方法の問題点を解決するために、セミトレーラのトレーラに電動モータとバッテリを備えた駆動補助装置を着脱可能に取り付けて、必要時に電動モータでトレーラの車軸を駆動させることにより、牽引する側のトラクラヘッドに搭載するエンジンと多段ミッションを小型化できる補助駆動装置、セミトレーラ、補助駆動装置の装着方法、及び、セミトレーラの運行方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するための本発明の補助駆動装置は、セミトレーラの補助駆動装置であって、電動モータとバッテリを備え、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けられ、装着時に前記電動モータの駆動により前記トレーラの車軸を駆動できるように構成する。
【００１８】
この補助駆動装置を、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けることにより、トレーラに貨物を積載して大きな駆動力が必要な時には、この補助駆動装置の電動モータでトレーラの車軸を駆動して、トラクタヘッドのエンジンの出力を補助できるので、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化を図ることができ、トラクタヘッドを軽量化できる。なお、この電動モータとバッテリを一体的に設けると、トレーラへの装着及び取り外しが容易になると共に、補助駆動装置の管理が容易となる。
【００１９】
更に、上記の補助駆動装置において、前記電動モータを前記トレーラのブレーキ時のエネルギーを回生する回生装置として使用するように構成することにより、トレーラブレーキのエネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに充電できるので、この電気エネルギーをトレーラの発進時や加速時の電動モータによる補助駆動用のエネルギーとして使用できる。従って、トレーラブレーキ力の確保と省エネルギー化を図ることができる。
【００２０】
そして、上記の目的を達成するための本発明のセミトレーラは、上記の補助駆動装置を着脱可能に設けるための取付け部を前記トレーラに設けて構成する。この構成によれば、トレーラの積載状態に応じて、補助駆動装置を着脱することで、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化とを図ることができ、トラクタヘッドを軽量化できる。
【００２１】
そして、軽量化したトラクタヘッドで、運転を行うことにより、また、空荷状態や空コンテナ搭載の状態では、小型化したエンジンでセミトレーラを運行して、燃費を節約できるので、また、貨物積載状態では、補助駆動として電気エネルギーを使用できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００２２】
上記のセミトレーラにおいて、前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラのフレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着するように構成する。この構成によれば、セミトレーラ用の補助駆動装置を第１係合部と第２係合部の係合で吊り下げる構成としたので、フレームの下部に設ける取付け部の構成を著しく単純化できると共に、着脱が非常に簡単にできるようになる。
【００２３】
そして、上記の目的を達成するための本発明の補助駆動装置の装着方法は、上記の補助駆動装置を、移動用台車に乗せて、前記トレーラの前方から前記トレーラの下部に設けた取付け部に移動し、前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラの前記フレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着することを特徴とする補助駆動装置の装着方法である。この方法によれば、補助駆動装置を前方から挿入して装着するので、フレームの下部に設ける取付け部の構成を単純化できると共に、着脱が非常に簡単に出来るようになる。
【００２４】
そして、上記の目的を達成するための本発明のセミトレーラの運行方法は、積荷を積載したコンテナを搭載したトレーラを牽引する場合には、上記の補助駆動装置を前記トレーラに取り付けて、トラックヘッドのエンジンの出力に加えて前記電動モータで前記トレーラの車軸を回転させてセミトレーラを運行し、コンテナを搭載していない前記トレーラ又は空荷のコンテナを搭載した前記トレーラを牽引する場合には、前記補助駆動装置を前記トレーラから取り外して、前記トラックヘッドの前記エンジンの出力でセミトレーラを運行することを特徴とする方法である。
【００２５】
この方法によれば、トレーラの積載状態に応じて、補助駆動装置で補助駆動できるので、トレーラを牽引するための力が小さくて済む場合には、軽量化したトラクタヘッドの小型化したエンジンで、セミトラクタの運行を行うことにより燃費を節約できるので、また、トレーラを牽引するために大きな力が必要な場合には、補助駆動として電気エネルギーを使用できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る補助駆動装置、セミトレーラによれば、補助駆動装置をセミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けることにより、トレーラに貨物を積載した状態では、補助駆動装置をトレーラ側に装着して、この補助駆動装置の電動モータでトレーラの車軸を駆動して、トラクタヘッドのエンジンの駆動力を補助しながら走行できるので、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化を図ることができ、トラクタヘッドを軽量化できる。そして、この場合に補助駆動として電気エネルギーを使用するので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００２７】
また、空荷状態や空コンテナを搭載している状態では、補助駆動装置をトレーラから取り外して軽量となったトレーラを、トラクタヘッドの小型化したエンジンの出力だけで牽引してセミトレーラを走行させて燃費を節約できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００２８】
また、本発明に係る補助駆動装置の装着方法によれば、フレームの下部に設ける取付け部の構成を著しく単純化できると共に、着脱が非常に簡単にできるようになる。なお、トレーラに電動モータとバッテリを固定配置した場合には、複雑なバッテリ交換設備が必要になるが、この装着方法を採用すると、補助駆動装置を容易に取り外すことができる上に、取り外した時にバッテリを充電できるようになるので、バッテリの充電が容易にできるようになる。
【００２９】
更に、本発明に係るセミトレーラの運行方法によれば、トレーラの積載状態に応じて、また、必要に応じて、補助駆動装置で補助駆動できるので、トレーラを牽引するための力が小さくて済む場合には、軽量化したトラクタヘッドの小型化したエンジンで、セミトレーラを運行することにより、燃費を節約でき、また、トレーラを牽引するために大きな力が必要な場合には、電気エネルギーを使用して補助駆動してセミトレーラを運行できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るセミトレーラの補助駆動システムの構成を示す側面図である。
【図２】図１のセミトレーラのトレーラ側の構成を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のエアシステムを示す側面図である。
【図５】補助駆動装置をトレーラに装着する第１段階の様子を示した側面図である。
【図６】補助駆動装置をトレーラに装着する第２段階の様子を示した側面図である。
【図７】補助駆動装置をトレーラに装着する第３段階の様子を示した側面図である。
【図８】補助駆動装置を移動台車に載置した様子を示した正面図である。
【図９】補助駆動装置をトレーラに装着する第１段階の様子を示した正面図である。
【図１０】補助駆動装置をトレーラに装着する第２段階の様子を示した正面図である。
【図１１】補助駆動装置をトレーラに装着する第３段階の様子を示した正面図である。
【図１２】従来技術のセミトレーラの構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る実施の形態の補助駆動装置、セミトレーラ、補助駆動装置の装着方法、及び、セミトレーラの運行方法について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
最初に、補助駆動装置とセミトレーラの構成について説明する。図１に示すように、本発明の補助駆動装置３０を着脱可能に取り付けるセミトレーラ１は、海上コンテナ等を運搬するトレーラであり、そのトレーラの中でも、荷重をその車体であるトレーラ２０自体と、このトレーラ２０を牽引するトラクタヘッド１０の両方で分担して支持するトレーラであり、トレーラ２０側の連結器（キングピン）２０ａに、トラクタヘッド（セミトラクタ）側の連結器（カプラ）１０ａを連結して、トラクタヘッド１０によりトレーラ２０が牽引された状態で運行される。なお、トレーラ荷重の殆どがトレーラ自体に加わるトレーラはフルトレーラと呼ばれ、大型トラック等に連結する大型フルトレーラと、乗用車等に連結するキャンピングトレーラなどの軽量フルトレーラに大別されている。
【００３３】
図１〜図３に示すように、トラクタヘッド１０は、エンジン（内燃機関）１１と多段ミッション（多段変速機）１２と動力伝達軸１３と駆動輪１４と従動輪１５等を有し、運転席１６を備えて構成される。このエンジン１１は、図１２に例示するような従来技術のトラクタヘッド１０Ｘのエンジン１１Ｘよりも小排気量でより小型のものとなり、この多段ミッション１２も従来技術のトラクタヘッド１０Ｘの多段ミッション１２Ｘよりも小型のものとなる。
【００３４】
また、図２及び図３に示すように、トレーラ２０は、フレーム２１の下部に車輪部を備え、この車輪部には車軸２２に駆動輪２３又は従動輪２４が備わっている。この駆動輪２３には、制動用の通常のトレーラブレーキ（図示しない）を有すると共に、デフレンシャルギヤ２５とそこに至るプロペラシャフト２６が設置されている。また、プロペラシャフト２６の途中には駆動輪２３の上下動に追従するためのユニバーサルジョイント２６ａが設置されている。また、プロペラシャフト２６の駆動輪２３とは反対側の連結部２６ｂにはスプライン構造（例えば雌部）が設けられている。
【００３５】
また、この補助駆動装置３０は、セミトレーラ１のトラクタヘッド１０のエンジン１１の出力を必要に応じて補助するための補助駆動装置３０であり、電動モータ３１とバッテリユニット（バッテリ）３２を有して構成される。この電動モータ３１とバッテリユニット３２は、トレーラ２０のフレーム２１からの迅速な脱着作業ができるように、一体構造とすること、即ち、一体的に設けることが好ましい。また、電動モータ２１の出力やバッテリユニット３２の容量は、セミトレーラ１の裁荷状態、即ち、積載する貨物（コンテナ）の重量や、走行パターンに対応するように、幾つかの種類を用意して、運行時のセミトレーラ１の裁荷状態や走行パターンに対応させて選択できるようにすることが好ましい。
【００３６】
また、補助駆動装置３０をトレーラ２０に装着した時に、電動モータ３１の駆動によりトレーラ２０の車軸２１を駆動できるように、電動モータ３１の駆動軸３１ａの先端は、スプライン構造（例えば雄部）に形成され、トレーラ２０のプロペラシャフト２４のスプライン構造に形成された連結部２４ｂに挿入して係合できるように構成される。
【００３７】
更に、補助駆動装置３０がトレーラ２０に装着されて、駆動軸３１ａと連結部２４ｂが連結されているときに、車軸２２へ駆動力を伝達する伝達軸であるプロペラシャフト２６の回転から電気エネルギーを回収するように制御系を構成し、トレーラ２０のブレーキ時のエネルギーを回生する回生装置として使用できるようにする。
【００３８】
この補助駆動装置３０をトレーラ２０に着脱可能に取り付けられるように、補助駆動装置３０の両サイドの上側に固定部材（固定ブラケット：第２係合部）３３を備えて構成される。この固定部材３３は、トレーラ２０のフレーム２１の下部に設けられた案内部材（案内ブラケット：第１係合部）２５ａに係合して、補助駆動装置３０はトレーラ２０のフレーム２１の下に吊り下げられる。
【００３９】
また、トレーラ２０側は、補助駆動装置３０を着脱可能に設けるための取付け部材２７ａ、２７ｂ、２７ｃを配置した取付け部２７を設けて構成される。この取付け部２７は案内部材２７ａと固定ストッパ２７ｂと可動ストッパ２７ｃとで形成される。 図３に示すように、この案内部材２７ａは、補助駆動装置３０に設けられた固定部材３３を前方から挿入して嵌め込んで、補助駆動装置３０を吊り下げることができるように、Ｌ字鋼材等で形成され、フレーム２１の下部に平行に数個（図では片側３個）配列される。また、固定ストッパ２７ｂは、この補助駆動装置３０の後端が当接して、補助駆動装置３０の前後方向の位置決めをする機能を持つものであり、Ｌ字鋼材等をフレーム２１の下部に取り付けて形成され、可動ストッパ２７ｃと共に補助駆動装置３０からの脱落を防止する。
【００４０】
また、可動ストッパ２７ｃは、固定ストッパ２７ｂと反対側、即ち、トレーラ２０の前方に配置される。この可動ストッパ２７ｃは、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａの先端側に設けられ、かつ、スプリング機構を備えた軸部２８ｂの回りに回転するレバー２８ｃの先端に固定されている。
【００４１】
可動ストッパ２７ｃは、補助駆動装置３０の装着時には、エアシリンダ２８ａの伸張により下降して補助駆動装置３０の前端側を押さえ、補助駆動装置３０を固定支持する。また、可動ストッパ２７ｃは、補助駆動装置３０の取り外し時には、エアシリンダ２８ａの縮小により上昇して、補助駆動装置３０の前端側の押さえである可動ストッパ２７ｃが外れる。これにより、補助駆動装置３０がスライドして前方に移動できるようになる。
【００４２】
この補助駆動装置３０のトレーラ２０への取り付けでは、フレーム２１に設置している案内部材２７ａに、補助駆動装置３０に設置した固定部材３３をスライドして後方に移動させて嵌め込んで、フレーム２１の下に吊り下がる状態で搭載される。この状態で、補助駆動装置３０がフレーム２１の案内部材２７ａから脱落しないように、後方の固定ストッパ２７ｂと前方の可動ストッパ２７ｃで固定支持する。
【００４３】
更に、トレーラ２０をトラクタヘッド１０から取り外して、トレーラ２０単体で駐車場に置いておけるように、前部支持機構（ランディングギヤ）２９を設けている。この前部支持機構２９は、地面と接地する脚部分の上下動を行う手段として脚昇降用のエアシリンダ２９ａを有し、また、脚部について地面と接地する部分に車輪２９ｃを設けている。
【００４４】
トレーラ２０がトラクタヘッド１０から分離される時には、エアシリンダ２９ａの伸張により、支柱２９ｂとその先端に設けられた車輪２９ｃが下降して地面に当たって、トレーラ２０の前部分を車輪２９ｃで支持する。また、トレーラ２０がトラクタヘッド１０に連結される時には、エアシリンダ２９ａの縮小により、支注２９ｂと車輪２９ｃは上昇してフレーム２１内に収容される。
【００４５】
更に、トレーラ２０は、図４に示すように、エアシステム４０を備えている。このエアシステム４０は、エアタンク４１、エア制御ユニット４２、エア配管４３を有して構成される。また、エアタンク４１の入口側にエア流出防止のために逆止弁４１ａが設置されている。そして、分岐部４４において、Ａ１方向よりトラクタヘッド１０から供給されるエア（圧縮空気）を、Ａ２方向にトレーラ２０用のエアブレーキ用のエアを供給すると共に、Ａ３方向にエアタンク４１へのエアを供給して、このエアをエアタンク４１に貯蔵するように構成される。このエアタンク４１に貯蔵されたエアをエア配管４３によりエア制御ユニット４２を経由して、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａと前部支持機構２９のエアシリンダ２９ａに供給するように構成される。
【００４６】
このエアシステム４０のエア制御ユニット４２の制御により、必要に応じて、エアタンク４１のエアを、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａと前部支持機構２９のエアシリンダ２９ａに送って、これらのエアシリンダ２８ａ、２９ａの伸張と縮小を行う。
【００４７】
次に、補助駆動装置３０のセミトレーラ２０への装着方法について説明する。この装着方法では、第１段階では、図５に示すように、充電を完了したバッテリユニット３２を備えた補助駆動装置３０を移動用台車３４に載せる。第２段階では、図６に示すように、トレーラ２０の前方からフレーム２１の下部に設けた取付け部２７に移動する。第３段階では、図７に示すように、補助駆動装置３０の固定部材３３（第１係合部）を、取付け部２７の固定ストッパ２７ｂに当たるまで移動して、案内部材（第２係合部）２７ａに嵌め込ませる（係合させる）。
【００４８】
この嵌め込みに際しては、電動モータ３１の駆動軸３１ａを、トレーラ２０のプロペラシャフト２６の連結部２６ｂに挿入して、スプライン構造による連結で係合する。この駆動軸３１ａと連結部２６ｂの横方向の位置決めは、固定部材３３が案内部材２７ａによって位置決めされることにより、容易に位置決めできるので、容易にスプライン構造の雄部と雌部を係合することができる。
【００４９】
これにより、補助駆動装置３０の固定部材３３を案内部材２７ａにより支持して、補助駆動装置３０をフレーム２１の下部に吊り下げ状態で装着する。それと共に、エアシリンダ２８ａを伸張して可動ストッパ２７ｃをフレーム２１の下側よりも突出させて下降させる。これにより、補助駆動装置３０の前端側を押さえて、前方向の移動を止めて固定する。
【００５０】
そして、補助駆動装置３０が固定されたら、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを更に伸張して車輪２９ｃを下降させてトレーラ２０の前部を少し上昇させ、移動用台車３４を補助駆動装置３０から浮かす。この浮かした状態で、移動用台車３４を移動させて補助駆動装置３０から外し、トレーラ２０の前方に引き抜いて、フレーム２１の下より除去して、補助駆動装置３０のトレーラ２０への装着を終了する。
【００５１】
この装着の終了後、トラクタヘッド１０とトレーラ２０を連結し、必要な制御系の配線やエア配管やその他の配管等の接続を行う。その後、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを縮小して車輪２９ｃを収納して、セミトレーラ１の走行を可能にする。
【００５２】
次に、補助駆動装置３０のトレーラ２０からの取り外し方法について説明する。この取り外し方法は、上記の装着方法と逆に行われる。取り外し作業の前段階として、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを伸張して車輪２９ｃを下降して、トレーラ２０の前部を支持する。その後、必要な制御系の配線やエア配管やその他の配管等の接続を解除して、トラクタヘッド１０とトレーラ２０の連結を解除する。この連結の解除の後で、トラクタヘッド１０又はトレーラ２０のいずれかを移動し、取り外しの作業スペースを確保する。
【００５３】
そして、取り外しの第１段階では、図７に示すような固定支持の状態で、移動用台車３４を前方から補助駆動装置３０の下部に入れてその下に配置する。配置ができたら、前部支持機構２９の脚昇降用のエアシリンダ２９ａを少し縮小して車輪２９ｃを下降して、トレーラ２０の前部を少し下降する。これにより、補助駆動装置３０の固定部材３３を取付け部２５の案内部材２７ｃで支持している状態を外して、補助駆動装置３０がフレーム２１の下部に吊り下げられた状態を解除して、補助駆動装置３０を移動用台車３４に載せる。
【００５４】
その後、ストッパ移動機構２８のエアシリンダ２８ａを縮小して、軸部２８ｂのスプリング機構により、若しくはエアシリンダ２８ａによる引き込みにより、可動ストッパ２７ｃを上昇させて補助駆動装置３０の前端側の押さえを外し、前方向に移動できるようにする。
【００５５】
第２段階では、図６に示すように、前方向に移動可能にした後、補助駆動装置３０を載置した状態で移動用台車３４を、トレーラ２０のフレーム２１の下部に設けた取付け部２７の前方に移動させる。この移動時においては、フレーム２１の下部に吊り下げられた状態が既に解除され、補助駆動装置３０は移動用台車３４に載置された状態となっているので、補助駆動装置３０は移動用台車３４で容易に移動することができる。
【００５６】
第３段階では、図５に示すように、移動用台車３４に載ったまま補助駆動装置３０がトレーラ２０の前方に移動させられ、トレーラ２０から補助駆動装置３０が取り外される。この補助駆動装置３０は必要に応じて充電エリアに移動されてバッテリユニット３２は充電される。一方、トレーラ２０は、状況に応じて、そのままトラクタヘッド１０に連結されて、空荷状態、又は、空コンテナを搭載した状態で運行されたり、充電済みの別の補助駆動装置３０を装着した後、トラクタヘッド１０に連結されて、貨物を搭載したコンテナを搭載した状態で運行されたりする。
【００５７】
次に、上記のセミトレーラの運行方法について説明する。このセミトレーラの運行方法では、貨物を積載したコンテナを搭載したトレーラ２０を牽引する場合には、異なる電動モータ２１の出力やバッテリユニット３２の容量を持つ、幾つかの種類の補助駆動装置３０の中から、運行時のセミトレーラ１の裁荷状態や走行パターンに適合する補助駆動装置３０を選択して、その補助駆動装置３０をトレーラ２０に取り付けて、トラックヘッド１０のエンジン１１の出力に加えて電動モータ２１でトレーラ２０の車軸２２と駆動輪２３を回転させてセミトレーラ１を運行する。
【００５８】
この運行では、積車状態での発進時は、トラクタヘッド１０の運転席１６でのアクセル制御により、トラクタ１０側のエンジン１１の駆動力に、トレーラ２０側に搭載された補助駆動装置３０の電動モータ３１の補助駆動力を加えて必要な出力を得てセミトレーラ１を発進させる。また、中間走行における加速時などのトラクタヘッド１０のエンジン１１の駆動力が不足する領域においては、補助駆動装置３０の電動モータ３１をバッテリユニット３２からのエネルギーで駆動して、この補助駆動力で走行アシストを行う。
【００５９】
そして、減速時のトレーラブレーキを作動させる際には、従来技術で使用していたエアブレーキを使用せずに、補助駆動装置３０の電動モータ３１を発電機として使用し、トレーラブレーキをステアリング部の専用ブレーキで作用状態としたときに、電気エネルギーに変換して回収し、回収エネルギーとしてバッテリユニット３２に充電する。なお、回生ブレーキによるブレーキ力が不足する場合には、エアブレーキも併用する。
【００６０】
また、空荷状態又は空のコンテナを搭載した状態のトレーラ２０を牽引してセミトレーラ１を運行する場合には、補助駆動装置３０をトレーラ２０から取り外して、トラックヘッド１０のエンジン１１の出力のみでセミトレーラ１を運行する。なお、この運行において減速時等のトレーラブレーキを使用する際には、従来技術で使用していた既存のエアブレーキを使用する。
【００６１】
そして、本発明に係る補助駆動装置３０、セミトレーラ１によれば、この補助駆動装置３０を、セミトレーラ１のトレーラ２０に着脱可能に取り付けることにより、トレーラ２０に貨物を積載した状態では、補助駆動装置３０をトレーラ２０側に装着して、この補助駆動装置３０の電動モータ３１によりバッテリユニット３２からのエネルギーでトレーラ２０の車軸２２を駆動して、トラクタヘッド１０のエンジン１１の駆動力を補助しながら走行できるので、トラクタヘッド１０のエンジン１１の小排気量化と小型化と、多段ミッション１２の小型化を図ることができ、トラクタヘッド１０を軽量化できる。そして、この場合に補助駆動として電気エネルギーを使用するので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６２】
また、空コンテナ搭載時やコンテナを搭載していない時には、補助駆動装置３０をトレーラ２０側から取り外して、小型化したエンジン１１の出力だけで軽量なトレーラ２０を牽引してセミトレーラ１を走行させて燃費を節約できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６３】
また、本発明に係る補助駆動装置の装着方法によれば、フレーム２１の下部に設ける取付け部２７の構成を単純化できると共に、着脱が非常に簡単にできるようになる。なお、トレーラ２０に電動モータ３１とバッテリユニット３２を固定配置した場合には、複雑なバッテリ交換設備が必要になるが、この装着方法を採用すると、補助駆動装置３０を容易に取り外すことができる上に、取り外した時にバッテリユニット（バッテリ）３２を充電できるようになるので、バッテリユニット３２への充電が容易にできるようになる。
【００６４】
更に、本発明に係るセミトレーラの運行方法によれば、トレーラ２０の積載状態に応じて、補助駆動装置３０で補助駆動できるので、トレーラ２０を牽引するための力が小さくて済む場合には、軽量化したトラクタヘッド１０の小型化したエンジン１１で、セミトレーラ１を運行することにより、燃費を節約でき、また、トレーラ２０を牽引するために大きな力が必要な場合には、補助駆動として電気エネルギーを使用してセミトレーラ１を運行できるので、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６５】
更に、トレーラ２０側に着脱可能に取り付けたセミトレーラ１用の補助駆動装置３０の電動モータ３１で、トレーラブレーキによるエネルギー回生を行うことができるようになり、セミトレーラ１の走行時にブレーキ熱として捨てていたブレーキエネルギーを、補助駆動装置３０のバッテリユニット３２に充電することができるようになる。その結果、バッテリユニット３２に充電した電気エネルギーを、セミトレーラ１の発進時及び加速時の電動モータ３１の駆動時に使用することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る補助駆動装置、セミトレーラによれば、トラクタヘッドのエンジンの小排気量化と小型化と、多段ミッションの小型化を図ることができ、トラクタヘッドを軽量化でき、また、補助駆動として電気エネルギーを使用するので、ＣＯ2の排出量を減少できる。また、補助駆動装置の装着方法によれば、フレームの下部に設ける取付け部の構成を単純化できると共に、着脱が非常に簡単にでき、バッテリへの充電が容易にできるようになる。更に、セミトレーラの運行方法によれば、燃費の節約と、ＣＯ2の排出量を減少できる。
【００６７】
従って、海上輸送や鉄道等の公共大量輸送網を利用した陸上輸送に使用されているコンテナの輸送用に数多く使用されているセミトレーラに利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１、１Ｘ セミトレーラ
１０、１０Ｘ トラクタヘッド
１１、１１Ｘ エンジン（内燃機関）
１２、１２Ｘ 多段ミッション（多段変速機）
１４ 駆動輪
２０ トレーラ
２１ フレーム
２２ 車軸
２３ 駆動輪
２６ プロペラシャフト
２６ｂ 連結部
２７ 取付け部
２７ａ 案内部材（第１係合部）
２７ｂ 固定ストッパ
２７ｃ 可動ストッパ
２８ ストッパ移動機構
２８ａ エアシリンダ
２９ 前部支持機構
２９ａ エアシリンダ
３０ 補助駆動装置
３１ 電動モータ
３１ａ 電動軸
３２ バッテリユニット（バッテリ）
３３ 固定部材（第２係合部）
３４ 移動用台車
４０ エアシステム
４１ エアタンク
４２ エア制御ユニット
４３ エア配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セミトレーラの補助駆動装置であって、電動モータとバッテリを備え、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けられ、装着時に前記電動モータの駆動により前記トレーラの車軸を駆動できるように構成したことを特徴とする補助駆動装置。
【請求項２】
前記電動モータを前記トレーラのブレーキ時のエネルギーを回生する回生装置として使用することを特徴とする請求項１に記載の補助駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の補助駆動装置を着脱可能に設けるための取付け部を前記トレーラに設けたことを特徴とするセミトレーラ。
【請求項４】
前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラのフレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着することを特徴とする請求項３記載のセミトレーラ。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の補助駆動装置を、移動用台車に乗せて、前記トレーラの前方から前記トレーラの下部に設けた取付け部に移動し、前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラの前記フレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着することを特徴とする補助駆動装置のセミトレーラへの装着方法。
【請求項６】
積荷を積載したコンテナを搭載したトレーラを牽引する場合には、請求項１又は２に記載の補助駆動装置を前記トレーラに取り付けて、トラックヘッドのエンジンの出力に加えて前記電動モータで前記トレーラの車軸を回転させてセミトレーラを運行し、コンテナを搭載していない前記トレーラ又は空荷のコンテナを搭載した前記トレーラを牽引する場合には、前記補助駆動装置を前記トレーラから取り外して、前記トラックヘッドの前記エンジンの出力でセミトレーラを運行することを特徴とするセミトレーラの運行方法。
【請求項１】
セミトレーラの補助駆動装置であって、電動モータとバッテリを備え、セミトレーラのトレーラに着脱可能に取り付けられ、装着時に前記電動モータの駆動により前記トレーラの車軸を駆動できるように構成したことを特徴とする補助駆動装置。
【請求項２】
前記電動モータを前記トレーラのブレーキ時のエネルギーを回生する回生装置として使用することを特徴とする請求項１に記載の補助駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の補助駆動装置を着脱可能に設けるための取付け部を前記トレーラに設けたことを特徴とするセミトレーラ。
【請求項４】
前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラのフレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着することを特徴とする請求項３記載のセミトレーラ。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の補助駆動装置を、移動用台車に乗せて、前記トレーラの前方から前記トレーラの下部に設けた取付け部に移動し、前記補助駆動装置の第１係合部を、前記トレーラの前方から前記トレーラの前記フレームの下部に設けた前記取付け部の第２係合部に係合させて、前記補助駆動装置を前記フレームの下部に装着することを特徴とする補助駆動装置のセミトレーラへの装着方法。
【請求項６】
積荷を積載したコンテナを搭載したトレーラを牽引する場合には、請求項１又は２に記載の補助駆動装置を前記トレーラに取り付けて、トラックヘッドのエンジンの出力に加えて前記電動モータで前記トレーラの車軸を回転させてセミトレーラを運行し、コンテナを搭載していない前記トレーラ又は空荷のコンテナを搭載した前記トレーラを牽引する場合には、前記補助駆動装置を前記トレーラから取り外して、前記トラックヘッドの前記エンジンの出力でセミトレーラを運行することを特徴とするセミトレーラの運行方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１２６２５０（Ｐ２０１２−１２６２５０Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９２０８（Ｐ２０１０−２７９２０８）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
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