JP2003246586A - ハイブリッド充電移動式クレーン及びそのバッテリの充電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディーゼルエンジンを駆動することなく、か
つ、安価にバッテリを十分に充電することができるハイ
ブリッド充電移動式クレーン及びそのバッテリの充電方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】ハイブリッド充電移動式クレーン１０は、
風力発電機５２、太陽電池パネル５４、バッテリ２４、
ＡＣ−ＤＣ電源部９８などを有し、揚重作業中は太陽電
池パネル５４を用いて常に充電を行うことができ、これ
によりディーゼルエンジン１２５を用いずにクレーンに
よる揚重作業が行える。休車時などには風力発電機５２
や深夜電源を併用してバッテリ２４に電力が充電され
る。一方、バッテリ２４の不具合などで電気モータ１０
５が使用不能の事態には、ディーゼルエンジン１２５を
予備的に用いて揚重作業を続行することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド充電移
動式クレーン及びそのバッテリの充電方法に係り、特に
移動式クレーンに搭載されたバッテリ（リチウムイオン
二次電池）に風力発電機、太陽光発電パネル、商用電源
（電力会社電源）からの充電を可能にした、いわゆるハ
イブリッド充電移動式クレーン及びそのバッテリの充電
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動式クレーンによる揚重作業
は、まず、目的地に到着した移動式クレーンをアウトリ
ガーによって安定させた後、クレーンの旋回台及びブー
ムを作業位置に向けて動作（旋回、起伏、伸張）させ、
そして、ブームの先端に吊り下げ支持された揚重フック
を昇降動作させることにより行われる。クレーンの旋回
台及びブームの駆動源としては油圧ポンプが用いられて
おり、一方、揚重フックの昇降移動による荷上げ、荷降
ろしの揚重作業は、揚重フックが取り付けられた揚重ワ
イヤーを巻胴式ウインチによって巻取り又は送り出すこ
とにより行われている。

【０００３】油圧ポンプや巻胴式ウインチの動作に必要
な電力は、移動式クレーンの走行時に用いられるディー
ゼルエンジンに直結された発電機から供給されるのが一
般的である。しかしながら、ディーゼルエンジンの排気
ガスには多くのＣＯｘやＮＯｘなどの微粒子が含まれて
いるため、ディーゼルエンジンを走行時以外に駆動する
ことは環境問題上影響が大である。また、ディーゼルエ
ンジンを駆動すれば騒音問題も発生する。

【０００４】そこで、バッテリを移動式クレーンに別途
搭載し、走行以外の動作時（アウトリガーの張り出し動
作、クレーンの動作など）に駆動源として用いられる油
圧モータを、そのバッテリの電力を用いて行う移動式ク
レーンが提案されている。この移動式クレーンによる前
記バッテリへの充電方法は、走行中に移動式クレーンの
ディーゼルエンジンに直結された発電機や、駆動輪に設
けられた発電機から自動的に行われる。また、クレーン
のブームの先端部に風力発電機を設置し、この風力発電
機によって前記バッテリを充電するようにした移動式ク
レーンも本願出願人から提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、風力発
電機のみでバッテリを充電する従来の移動式クレーンで
は、揚重作業に必要十分な電荷をバッテリに充電するこ
とができないという欠点があった。そこで、ディーゼル
エンジンに直結された発電機によって不足分を充電する
ことが考えられるが、前述のようにディーゼルエンジン
をバッテリの充電のためだけに駆動することは環境問題
上困難であった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、クレーンに風力発電手段が設けられた移動式ク
レーンにおいて、ディーゼルエンジンを駆動することな
く、かつ、安価にバッテリを十分に充電することができ
るハイブリッド充電移動式クレーン及びそのバッテリの
充電方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的を達成するために、移動式クレーンと、該移動式クレ
ーンを駆動させる駆動源に電力を供給するとともに商用
電源で充電可能なバッテリと、該移動式クレーンに取り
付けられるとともに前記バッテリを充電可能な風力発電
手段と、を備えたハイブリッド充電移動式クレーンであ
って、前記商用電源からの充電と前記風力発電手段から
の充電とを自動で切り替える切替手段を有し、該切替手
段は、前記風力発電手段の電力が所定の電力以上の場合
には、風力発電手段から前記バッテリに充電を行い、前
記所定の電力以下の場合には、前記商用電源から前記バ
ッテリに充電を行うように切り替えることを特徴とす
る。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、ハイブリ
ッド充電移動式クレーンに別途搭載されるバッテリを、
商用電源によって充電可能なバッテリとするとともに、
商用電源からの充電と風力発電手段からの充電とを自動
で切り替える切替手段を有し、この切替手段は、風力発
電手段の電力が所定の電力以上の場合には、風力発電手
段からバッテリに充電を行い、所定の電力以下の場合に
は、商用電源からバッテリに充電を行うように切り替え
る。

【０００９】すなわち、本発明は、風力発電手段による
充電の不足分を商用電源によって補うようにした。商用
電源のみで充電すると消費電力が嵩んで安価にならな
い。そこで、風力発電手段で得られている電力がバッテ
リの充電に必要な所定の電力である場合にのみ、風力発
電手段から充電を行い、その所定の電力以下になった時
に商用電源から充電を行うように切り替えている。この
ように、電圧にしきい値を持たせて風力発電手段と商用
電源とを切り替えることにより、ディーゼルエンジンを
駆動することなく、かつ、安価にバッテリを十分に充電
することができる。また、切替手段は、前記所定の電力
以下となった経過時間を計時し、その経過時間が所定の
時間になった時にのみ、前記切り替え制御を行うので、
切り替え（スイッチング）が安定する。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、バッテリ
を充電可能な太陽光発電手段が設けられるとともに、こ
の太陽光発電手段には、ハイブリッド充電移動式クレー
ンのブームの旋回、起伏とは独立して作動可能に設けら
れた太陽追尾手段を有したことを特徴としている。太陽
光発電手段と風力発電手段とを併用することでバッテリ
への十分な充電が可能になり、また、太陽追尾装置によ
って太陽光発電手段が常に太陽に向くように位置制御し
たので発電効率が向上する。太陽追尾手段は、太陽光発
電手段に取り付けられるＣＣＤカメラを有し、このＣＣ
Ｄカメラで太陽像を撮像し、画像処理により、その中心
座標が常に一定の位置を保持するように太陽光発電手段
の位置を制御する。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載のハイブリッド充電移動式クレーンのバッテリ
は、クレーン作業時において、前記太陽光発電手段によ
って充電されることを特徴としている。

【００１２】風力発電手段はクレーン作業時において、
法律（労働基準法）上、その使用が規制されているた
め、クレーン作業時には太陽光発電手段からの充電を主
とする。本発明の移動式クレーンはクレーン待機中、お
よび休車時において、風力発電手段及び前記太陽光発電
手段、商用電源（深夜電気）によって充電可能で、例え
ば日中の無風状態や、夜間におけるクレーン作業によっ
てもバッテリに充電させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るハイブリッド充電移動式クレーン及びそのバッテリ
の充電方法の好ましい実施形態について説明する。

【００１４】図１は本発明に係るハイブリッド充電移動
式クレーンの全体図である。

【００１５】ハイブリッド充電移動式クレーン１０はト
ラック本体１２、クレーン１３を構成する旋回台１４、
起伏ブーム１６、揚重フック１８、風力発電部２０など
から構成されている。トラック本体１２は、図１上で破
線で示すディーゼルエンジン１２Ａを有し、このディー
ゼルエンジン１２Ａの動力によって走行する。旋回台１
４はトラック本体１２の荷台に配置され、トラック本体
１２に設けられた旋回台モータ１１６の駆動軸２３に連
結されている。したがって、旋回台モータ１１６が駆動
すると旋回台１４が所定の方向に旋回する。なお、トラ
ック本体１２には、側面から張り出し可能なアウトリガ
ー１１Ａ，１１Ａ…が設けられている。このアウトリガ
ー１１Ａにはジャッキ１１が設けられており、作業時に
は、このアウトリガー１１Ａをトラック本体１２から張
り出させ、ジャッキ１１によって地面に向けて伸張させ
てトラック本体１２を地面に保持させ、ハイブリッド充
電移動式クレーン１０の転倒防止を図る。

【００１６】旋回台１４の一方側（図１上で右側）には
作業者が搭乗する操作室１５が設けられるとともに、旋
回台１４の他方側（図１上で左側）にはカウンターウェ
イトとして兼用される、リチウムイオン二次電池である
バッテリ２４が搭載されている。カウンターウェイトは
揚重作業時などにおいてハイブリッド充電移動式クレー
ン１０のバランスを保つものであり、一般の移動式クレ
ーンにも用いられている。本発明においては、バッテリ
２４をカウンターウェイトとして兼用させることで、カ
ウンターウェイトを別途旋回台１４に設けたものと比較
して、旋回台１４を軽量小型化できる。

【００１７】リチウムイオン二次電池は、例えば、正極
活物質として、二酸化マンガンが好ましいが、特に電解
により合成された二酸化マンガンや化学的に合成された
二酸化マンガンが好ましい。負極活物質として使用でき
る材料としては、リチウム金属、リチウム合金（リチウ
ムと合金をつくる金属であればよく、特にＡｌ、Ｍｎ、
Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｉｎが好ましい。なかでもＡｌを含
む合金）を用いることが好ましい。

【００１８】電極合剤には、導電剤や結着剤やフィラー
などを添加することができる。導電剤は、構成された電
池において、化学変化を起こさない電子導電性材料であ
れば何でもよい。これら添加量は特に限定されない。

【００１９】結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及
びゴム弾性を有するポリマーの一種またはこれらの混合
物を用いることができる。結着剤の添加量は特に限定さ
れない。

【００２０】フィラーは、構成された電池において、化
学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いるこ
とができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなど
のオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用
いられる。フィラーの添加量は特に限定されない。

【００２１】非水電解質は一般に、溶媒と、その溶媒に
溶解するリチウム塩（アニオンとリチウムカチオン）と
から構成され、プロビレンカーポネート及び／またはプ
チレンカーポネートと１、２−ジメトキシエタン及び／
あるいはジエチルカーポネートの混合液にＬｌＣＦ₃ Ｓ
Ｏ₃ 、ＬｉＣｌ０₄ 、ＬｉＢＦ₄ 及び／あるいはＬｉＰ
Ｆ₆ を含む電解質が好ましい。これら電解質を電池内に
添加する量は、特に限定されないが、正極活物資や負極
活物資の量や電池のサイズによって必要量用いることが
できる。

【００２２】溶媒の体積比率は特に限定されないが、プ
ロビレンカーポネート及び／またはプチレンカーポネー
ト対１、２−ジメトキシエタンの混合液の場合、０．４
／０．６〜０．６／０．４が好ましい。支持電解質の濃
度は、特に限定されないが、電解液１リットル当たり
０．２〜３．０モルが好ましい。

【００２３】旋回台１４の上部には起伏ブーム１６が軸
２８に軸支され、起伏シリンダ２６の伸縮動作によって
起伏ブーム１６は軸２８を支点として起伏する。起伏ブ
ーム１６は基端ブーム３０、中間ブーム３２、先端ブー
ム３４から構成されており、基端ブーム３０及び中間ブ
ーム３２の内部にはプーリ３３，３５が夫々設けられて
いる。旋回台１４にはブーム伸縮用巻胴式ウインチ３１
が設けられ、このブーム伸縮用巻胴式ウインチ３１から
巻き出されたワイヤ３６，３９が、プーリ３３，３５ま
で引き出され、プーリ３３，３５で巻き回された後、ワ
イヤ３６，３９が中間ブーム３２及び先端ブーム３４夫
々の下端部に固着されている。これにより、ブーム伸縮
用巻胴式ウインチ３１を駆動してワイヤ３６，３９を巻
き取り、または送り出すことで基端ブーム３０から中間
ブーム３２及び先端ブーム３４を伸縮させることができ
る。

【００２４】旋回台１４内部には揚重フック昇降用の巻
胴式ウインチ４５が設けられている。また、旋回台１４
の上部には櫓３７が立設され、この櫓３７の上部にプー
リ４４が軸支されている。プーリ４４は巻胴式ウインチ
４５から巻き出されたワイヤロープ４０を、先端ブーム
３４の先端に設けられたプーリ４２まで案内する。プー
リ４２まで案内されたワイヤロープ４０は、プーリ４２
によって下方に案内され、揚重フック１８の支持部材１
９に軸支されたプーリ４６に巻き掛けられて上方に案内
され、そして、ヒッチ４８を介して先端ブーム３４の先
端に固定されている。

【００２５】先端ブーム３４の上端部には、図１、図２
に示す風力発電部２０が設けられている。この風力発電
部２０は、先端ブーム３４の上端部に取り付けられたベ
ース５０を有し、このベース５０に風力発電手段である
一対の風力発電機５２、５２が立設されている。

【００２６】ベース５０は図２の如く、先端ブーム３４
の先端に設けられた軸５６によって揺動自在に支持さ
れ、ベース５０の下方に設けられたレベルシリンダ５８
の伸縮によって、ベース５０が地面に対して略水平に支
持される。また、このベース５０は先端ブーム３４に着
脱自在に取り付けられており、クレーン作業時には、作
業に支障を来たさないように風力発電部２０ごと取り外
される。

【００２７】風力発電は、周知の如く、風を受けると交
流電力を発生する風力を利用した発電方法である。本実
施の形態の風力発電機５２は、ベース５０に立設された
支柱６０の鉛直軸廻りに回動自在に支持されている。風
力発電機５２の前部には、風車６４が水平軸廻りに回動
自在に設けられている。この風車６４には３枚の羽根６
６が角度１２０°間隔で取り付けられている。また、風
力発電機５２の後部には図示しない尾翼が設けられ、風
力発電機５２の風車６４が常に風上に向くようになって
いる。

【００２８】風車６４としてはミクロ風車、または小型
風車と一般的に呼ばれるものを用いる。このミクロ風車
は、大きさが直径３ｍ未満程度で出力１ｋＷ以下のもの
であり、主に遠隔地での無線機の電源や表示機の電源と
して数多く利用されている。また、小型風車は、大きさ
が直径３ｍ〜２０ｍ程度で出力１ｋＷ〜３０ｋＷ程度の
出力が望める。この他にも中型風車（直径２０ｍ〜４５
ｍ、出力３０〜６００ｋＷ）や大型風車（直径４５ｍ以
上、出力０．７５ＭＷ）なども挙げられる。しかし、移
動式クレーンの規模にもよるが、直径６ｍ程度のものを
２個程度設けることが望ましい。

【００２９】風力発電機５２の内部は、風車６４の回転
軸に取り付けられ、巻線が多数回巻かれた図示しないコ
イルと、これと同芯上に設けられ、コイルを覆うように
配置された図示しない永久磁石などから構成されてい
る。巻線は外部出力端子に結線され、これにより風車６
４が回転すると、巻線から三相交流電流が得られる。な
お、三相交流電流は整流器（図示せず）を経て直流電流
に変換される。

【００３０】なお、旋回速度抑性装置を風力発電機５２
の内部に設ければ、風車の回転数限界を抑えて強風時の
安全性を確保することができるほか、必要であれば回転
を停止させる機能を付加することにより、風の風速変化
に柔軟に対応することができる。

【００３１】図１において、太陽電池パネル５４は６軸
の汎用ロボット６２によって旋回台１４に支持されると
ともに、汎用ロボット６２によって太陽電池パネル５４
の向きが制御される。汎用ロボット６２より、太陽電池
パネル５４の太陽からの受光量最大位置（すなわち、太
陽電池パネル５４によって最大電流が得られる位置）に
太陽電池パネル５４を旋回／起伏させることができる。
なお、この太陽光追尾手段としては、例えば、太陽電池
パネル５４の表面にＣＣＤカメラを取り付け、このＣＣ
Ｄカメラで太陽像を撮像し、画像処理により、その中心
座標が常に一定の位置を保持するように太陽光発電手段
の位置を汎用ロボット６２によって制御してもよい。こ
の様な構成の太陽光追尾手段によれば、旋回台１４の旋
回動作に関わらず、太陽電池パネル５４は独立して作動
され、太陽に追従するように移動させることができる。

【００３２】太陽光発電は、周知の如く、光を受けると
直流電力を発生する太陽電池を利用した発電方法であ
り、実施の形態の太陽電池パネル５４としては、結晶シ
リコン太陽電池パネルが用いられる。この結晶シリコン
太陽電池パネルは、シリコンにボロン（ホウ素）を少量
添加したＰ型シリコン半導体（Ｐ層）の表面にリンを拡
散してＮ型シリコン半導体の層（Ｎ層）を形成したもの
である。これにより、Ｐ型とＮ型の境界（Ｐ−Ｎ接合
部）が形成される。

【００３３】太陽光が照射されると、太陽光に含まれる
エネルギー粒子である光子が太陽電池パネル５４内の半
導体の電子にエネルギーを与えて活性状態をつくり、電
子が原子間力を振り切って自由に動き始める。この電子
の動きによって、電子が飛び出していく電極がマイナス
極、反対側がプラス極となり、これら双方に配線をつな
ぐと電子が流れ、電流が発生する。太陽光が照射され続
ける限り、太陽光のエネルギーは電気エネルギーに変換
され続け、安定した電力を得ることができる。

【００３４】図３は、本発明に係るハイブリッド充電移
動式クレーンの充電回路部の構成を示すブロック図であ
り、太陽電池パネル５４、風力発電機５２、ＡＣ−ＤＣ
電源部９８、バッテリ２４、コントローラ１００、ポン
プ１０３などで構成される。

【００３５】太陽電池パネル５４からの送電線には電力
容量センサ１１０が設けられており、太陽電池パネル５
４から供給される電力量が電力容量センサ１１０にて検
出される。また、太陽電池パネル５４にて発電された電
力は、切り替えユニット９６を介してバッテリ２４に充
電される。

【００３６】風力発電機５２からの送電線には、電力容
量センサ１０８及びブレーカ９０が設けられている。電
力容量センサ１０８によって風力発電機５２から供給さ
れる電力量が検出されるとともに、ブレーカ９０が設け
られることで強風時における風力発電機５２からの過電
流の通電が防止される。また、風力発電機５２にて発電
された電力も、切り替えユニット９６を介してバッテリ
２４に充電される。

【００３７】ＡＣ−ＤＣ電源部９８からは外部電源に接
続可能で、１００Ｖ〜２００Ｖ程度の商用電源による電
力供給を受けることができ、切り替えユニット９６を介
してバッテリ２４に充電される。なお、このＡＣ／ＤＣ
電源部９８は主にクレーン待機中や休車時などにおける
非揚重作業時に通電される。これについては後述する。

【００３８】バッテリ２４としては、例えばＧＯ式リチ
ウムイオン二次電池が用いられる。このＧＯ式リチウム
イオン二次電池は充電可能であり、一般的な充電池と比
較して小型軽量であり、回収再生も容易である。また、
メモリー効果や自然放電が非常に少なく、充電回数も１
０００回以上可能であることから、高いエネルギー密
度、高電圧、高出力、優れたリサイクル寿命を有してい
る。

【００３９】コントローラ１００はロボット制御部１０
４、風力−ＡＣ電源制御部１０２、及び補助発電制御部
１０６から構成されている。

【００４０】ロボット制御部１０４には、電力容量セン
サ１１０から太陽電池パネル５４の電力量が検出情報と
して入力される。電力容量センサ１１０の電力量が低下
した場合には、ロボット制御部１０４から汎用ロボット
６２に太陽電池パネル５４の旋回信号を出力し、太陽電
池パネル５４の集光面の角度を変化させる。この際、太
陽電池パネル５４に設けられたＣＣＤカメラ５５によっ
て太陽像を撮像し、画像処理によって太陽像の中心座標
を所定位置に移動させる。この所定位置と太陽電池パネ
ル５４の集光面とは互いに機構的同期がなされており、
太陽像の中心座標を所定位置に移動させることで、太陽
電池パネル５４の集光面を太陽に向けて角度変化させる
ことが可能である。これによって、地球の自転によって
変化する太陽の位置に、太陽電池パネル５４の集光面を
追随させることが可能であり、太陽電池パネル５４から
の電力量が常に最大となるように、太陽電池パネル５４
を位置制御することができる。なお、ＣＣＤカメラ５５
によって太陽像を常に撮像するように構成し、電力容量
センサ１１０を設けることなく太陽電池パネル５４の集
光面を太陽に向けて常に追随させる構成を採用してもよ
い。

【００４１】風力−ＡＣ電源制御部１０２には、電力容
量センサ１０８から風力発電機５２の電力量が検出情報
として入力される。電力容量センサ１０８からの電力量
が所定の電力量以下となった経過時間を計時し、その経
過時間が所定の時間になった時にのみ、切り替えユニッ
ト９６を切り替えてＡＣ／ＤＣ電源９８から電力を得て
バッテリ２４に充電させる。電力容量センサ１０８から
の電力量が所定の電力量以上となった場合も経過時間が
計時され、所定時間の経過後に、再度切り替えユニット
９６を切り替えて、風力発電機５２からの電力をバッテ
リ２４に充電させる。

【００４２】バッテリ２４にて充電された電力によっ
て、電気モータ１０５が駆動される。電気モータ１０５
によってポンプ１０３が駆動される。

【００４３】ポンプ１０３は揚重モータ４７、起伏シリ
ンダ２６、ブーム伸縮用巻胴式ウィンチ３１、旋回台モ
ータ１１６、ジャッキ１１と油圧配管を通じて連通さ
れ、ポンプ１０３の駆動に伴って夫々、油圧駆動させる
ことができる。すなわち、ポンプ１０３にて揚重モータ
４７が駆動されると、巻胴式ウインチ４５が駆動され、
揺動ワイヤー４０が巻取り又は送り出されて揚重フック
１８が昇降される（図１参照）。また、ポンプ１０３に
てブーム伸縮用巻胴式ウィンチ３１が駆動されると、ワ
イヤ３６，３９が巻取り又は送り出されてブーム１６が
伸縮される。同様に、起伏シリンダ２６が駆動されて起
伏ブーム１６が起伏され、旋回台モータ１１６が駆動さ
れて旋回台１４が旋回される。また、ジャッキ１１が駆
動されると、アウトリガー１１Ａを伸縮させることがで
きる。

【００４４】これら揚重モータ４７、起伏シリンダ２
６、ブーム伸縮用巻胴式ウィンチ３１、ジャッキ１１は
操作室１５に設けられた図示しないブーム操作盤によっ
て駆動制御が可能で、これにより作業者がブーム操作盤
を操作して、クレーン１３による揚重作業を行うことが
できる。

【００４５】ここで、コントローラ１００の補助発電制
御部１０６には、バッテリ２４の充電容量が検出情報と
して入力される。バッテリ２４の充電容量が所定量以下
（揚重作業が後々困難となることが想定される容量以
下）に低下した場合には、補助発電制御部１０６からデ
ィーゼルエンジン１２５の始動信号を出力させ、ディー
ゼルエンジン１２５を始動させる。ディーゼルエンジン
１２５が始動されると、ディーゼルエンジン１２５に直
結された発電機１７によってバッテリ２４に充電させる
ことができる。ここで、バッテリ２４の故障などでバッ
テリ２４への充電が行えない場合の予備的措置として、
ディーゼルエンジン１２５とポンプ１０３とはトルクコ
ンバータ１２０を介して連結されており、ディーゼルエ
ンジン１２５にてポンプ１０３を直接駆動させることも
可能である。

【００４６】次に、前記の如く構成されたハイブリッド
充電移動式クレーン１０及びその充電方法の作用を説明
する。

【００４７】作業待機時や帰庫した際などの休車時にお
いて、揚重作業を実施しないときには風力発電部２０が
先端ブーム３４に取り付けられ、バッテリ２４への充電
は風力発電機５２及び太陽電池パネル５４の双方が用い
られる。

【００４８】風力発電機５２で発電された電力は電力容
量センサ１０８、ブレーカ９０、切り替えユニット９６
を介してバッテリ２４に充電される。風力発電部２０は
高所に設けられており、風速３ｍ／ｓ程度の自然風によ
って風力発電機５２で発電させることができる。強風状
態においてはブレーカ９０によって風力発電機５２から
の過電流の通電を遮断し、バッテリ２４へ過電流が流れ
ることを防止している。

【００４９】太陽電池パネル５４によって発電された電
力は電力容量センサ１１０、切り替えユニット９６を介
してバッテリ２４に充電される。コントローラ１００の
ロボット制御部１０４によって太陽電池パネル５４から
供給される電力量が常に最大となるように、太陽自動追
尾装置によって太陽電池パネル５４が位置制御されるた
め、バッテリ２４に効率よく充電させることができる。

【００５０】なお、夜間などで太陽発電が望めず、無風
状態が継続して風力発電機５２による発電が困難な場合
には、コントローラ１００の風力／ＡＣ電源制御部１０
２によって、切り替えユニット９６の回路が切り替えら
れる。これにより、ＡＣ−ＤＣ電源部９８を介して商用
電源からのバッテリ２４への充電が可能となる。また、
風力／ＡＣ電源制御部１０２によって、所定の電力以下
となった経過時間を計時し、その経過時間が所定の時間
になった時にのみ、切り替えユニット９６による切り替
えを行うので、切り替え（スイッチング）が安定し、切
り替えユニット９６の切り替え過多による故障を低減で
きる。特に、夜間などでは深夜電力を用いて充電させる
ことができるので、昼間と比較して電力使用量が安く経
済的である。

【００５１】揚重作業を行う際には風力発電部２０が取
り外され、太陽電池パネル５４によって常に発電させ
る。

【００５２】揚重作業時においてはバッテリ２４によっ
て電気モータ１０５が駆動され、これによりディーゼル
エンジン１２５を駆動させることなくポンプ１０３が駆
動できる。この後、操作室１５に設けられたブーム操作
盤を作業者が操作して揚重作業が行われる。すなわち、
ジャッキ１１を張り出させてアウトリガー１１Ａを伸張
させ、トラック本体１２を地面に対して保持させる。さ
らに、旋回台１４及び起伏ブーム１６をトラック本体１
２に対して旋回、起伏、伸縮動作させ、揚重フック１８
による荷揚げ、荷卸しなどの揚重作業が行われる。揚重
モータ４７、起伏シリンダ２６、ブーム伸縮用巻胴式ウ
ィンチ３１、旋回台モータ１１６もバッテリ２４を用い
て駆動されるため、ディーゼルエンジン１２５を用いず
に揚重作業を行うことができる。

【００５３】ここで、一日当たりの日射量／時間の一般
的な変化を図４のグラフ（気象庁観測データより抜粋）
に示す。この日射量／時間の変化グラフは、縦軸に日射
量、横軸に一日の時刻が示されている。一点鎖線は北海
道地方、二点鎖線は九州南部地方の年平均の日射量を示
している。同グラフによれば、通常、建設現場などで揚
重作業を行う時間を午前８時から午後５時までとした場
合、太陽電池パネル５４によって十分に電力が得られる
ことが分かる。

【００５４】前述した太陽電池パネル５４による発電に
よってバッテリ２４には常に電力が充電され、これによ
りバッテリ２４から電気モータ１０５への電力の供給が
可能である。なお、前述したＧＯ式リチウムイオン二次
電池をバッテリ２４に用いれば、逐電容量はクレーン連
続稼動の約２０時間程度が可能となる。

【００５５】ところで、夜間などで太陽発電が行えず、
無風状態が継続し、さらに前述した商用電源からの電力
供給が困難な場合も想定できる。この場合は、補助発電
制御部１０６によってディーゼルエンジン１２５を始動
させ、発電機１７からバッテリ２４に充電させることが
可能であり、補助発電のバックアップ手段が設けられて
いる。また、バッテリ２４の不具合が発生し、バッテリ
２４から電力供給が行えない場合も想定できる。この場
合はディーゼルエンジン１２５からトルクコンバータ１
２０を用いて直接ポンプ１０３を駆動させ、揚重作業を
続行することができる。

【００５６】本発明のハイブリッド充電移動式クレーン
を用いれば、風力発電機５２や太陽電池パネル５４を用
いてバッテリ２４に充電を行うことが可能である。ま
た、ディーゼルエンジンを発電に用いないので、環境に
与える影響も抑えることができる。これにより、自然エ
ネルギーを利用した充電が可能であり、エネルギー不足
を背景とした昨今の市場ニーズに対して十分な効果を得
ることができる。また、安価な深夜電力用いて充電する
こともでき、経済的である。

【００５７】なお、本発明のハイブリッド充電移動式ク
レーンは、実施の形態のハイブリッド充電移動式クレー
ン１０に限定されるものではない。例えば、バッテリ２
４への充電手段を風力発電機５２や太陽電池パネル５４
によって行ったが、これに限ることなく、ハイブリッド
充電移動式クレーン１０の走行時、車輪から充電させる
充電手段を新たに設けてもよい。また、クレーンによる
揚重作業時に生じる負荷を用いてバッテリへの充電を行
ってもよい。これによって、バッテリ２４への充電効率
を上げることが可能である。

【００５８】また、太陽電池パネル５４を旋回台１４に
設けたが、これに付加して、旋回台１４の天面に太陽電
池パネルを敷設してもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上、詳説したように本発明に係るハイ
ブリッド充電移動式クレーン及びそのバッテリの充電方
法によれば、ハイブリッド充電移動式クレーンに別途搭
載されるバッテリを、商用電源によって充電可能なバッ
テリとするとともに、商用電源からの充電と風力発電手
段からの充電とを自動で切り替える切替手段を有し、こ
の切替手段は、風力発電手段の電力が所定の電力以上の
場合には、風力発電手段からバッテリに充電を行い、所
定の電力以下の場合には、商用電源からバッテリに充電
を行うように切り替えるので、ディーゼルエンジンを駆
動することなく、かつ、安価にバッテリを十分に充電す
ることができる。

【００６０】また、バッテリを充電可能な太陽光発電手
段が設けられるとともに、この太陽光発電手段には、ハ
イブリッド充電移動式クレーンのブームの旋回、起伏と
は独立して作動可能に設けられた太陽追尾手段を有した
ので、太陽光発電手段と風力発電手段とを併用すること
でバッテリへの十分な充電が可能になり、また、太陽追
尾装置によって太陽光発電手段が常に太陽に向くように
位置制御したので発電効率が向上する。

【００６１】また、ハイブリッド充電移動式クレーンの
バッテリは、クレーン作業時において、前記太陽光発電
手段によって充電されるので、クレーン作業中には使用
できない風力発電による充電を補うことができる。ま
た、クレーン待機中、および休車時において、風力発電
手段及び前記太陽光発電手段、商用電源（深夜電気）に
よって充電可能なので、例えば日中の無風状態や、夜間
におけるクレーン作業によってもバッテリに充電させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のハイブリッド充電移動式ク
レーンを示す全体図

【図２】図１に示したハイブリッド充電移動式クレーン
の風力発電部の詳細を示す拡大図

【図３】図１に示したハイブリッド充電移動式クレーン
の充電回路部のブロック図

【図４】一日の時間経過に対する日射量変化を示す図

【符号の説明】

１０…ハイブリッド充電移動式クレーン、１２…トラッ
ク本体、１４…旋回台、１６…起伏ブーム、１８…揚重
フック、２４…バッテリ、５２…風力発電機（風力発電
手段）、５４…太陽電池パネル（太陽光発電手段）、９
６…切り替えユニット（切替手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０３Ｄ 9/02 Ｆ０３Ｄ 9/02 Ｂ Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｑ Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０３Ａ Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０３ ３０３Ｂ 7/35 Ｋ 7/35 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｑ (72)発明者 藤崎 高弘 鹿児島県鹿児島市谷山中央２丁目452番地 有限会社藤崎重機工業内 (72)発明者 米元 忠博 鹿児島県鹿児島市岡之原町607番地１ Ｆターム(参考） 3F205 AA05 KA10 3H078 AA02 AA12 AA26 AA31 AA34 BB11 CC01 CC22 CC32 5F051 AA02 BA05 DA03 JA10 JA17 KA05 5G003 AA01 AA06 AA07 BA01 CA01 CA11 5H030 AA06 AS08 BB01 BB07 BB10 FF41

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動式クレーンと、該移動式クレーンを
   駆動させる駆動源に電力を供給するとともに商用電源で
   充電可能なバッテリと、該移動式クレーンに取り付けら
   れるとともに前記バッテリを充電可能な風力発電手段
   と、を備えたハイブリッド充電移動式クレーンであっ
   て、 前記商用電源からの充電と前記風力発電手段からの充電
   とを自動で切り替える切替手段を有し、 該切替手段は、前記風力発電手段の電力が所定の電力以
   上の場合には、風力発電手段から前記バッテリに充電を
   行い、前記所定の電力以下の場合には、前記商用電源か
   ら前記バッテリに充電を行うように切り替えることを特
   徴とするハイブリッド充電移動式クレーン。
2. 【請求項２】 前記ハイブリッド充電移動式クレーンに
   は、前記バッテリを充電可能な太陽光発電手段が設けら
   れるとともに、該太陽光発電手段には、前記移動式クレ
   ーンのブームの旋回、起伏とは独立して作動可能に設け
   られた太陽追尾手段を有したことを特徴とする請求項１
   に記載のハイブリッド充電移動式クレーン。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のハイブリッド充電移動
   式クレーンのバッテリは、クレーン作業時において、前
   記太陽光発電手段によって充電されることを特徴とする
   ハイブリッド充電移動式クレーンのバッテリの充電方
   法。