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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024036059
(43)【公開日】2024-03-15
(54)【発明の名称】電動消防ポンプ装置、及び消防車
(51)【国際特許分類】
A62C 27/00 20060101AFI20240308BHJP
【ＦＩ】
A62C27/00 501
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022140769
(22)【出願日】2022-09-05
(71)【出願人】
【識別番号】000192073
【氏名又は名称】株式会社モリタホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】横井 大輔
(72)【発明者】
【氏名】藤川 基
【テーマコード（参考）】
2E189
【Ｆターム（参考）】
2E189AA04
(57)【要約】
【課題】製造効率やメンテナンス性に優れてコンパクト化も可能であり、さらに電気自動車のみならずエンジン駆動の車両にも搭載可能な電動消防ポンプ装置、及び当該電動消防ポンプ装置を備えた消防車を提供すること。
【解決手段】電動消防ポンプ装置１０は、台座１１と、台座１１の上方を囲うケージ１２と、バッテリを電源とするモータ１５と、モータ１５により駆動され圧力水を吐出する水ポンプ１３と、モータ１５の動力を水ポンプ１３に伝達する動力伝達装置１６と、水ポンプ１３の一次側に接続した給水管２６と、水ポンプ１３の二次側に接続した吐水管２９と、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器を備え、モータ１５、水ポンプ１３、動力伝達装置１６、給水管２６及び吐水管２９が配設された台座１１に、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器が配設されたケージ１２が取り付けられた状態で車両へ架装できる。
【選択図】図１
【解決手段】電動消防ポンプ装置１０は、台座１１と、台座１１の上方を囲うケージ１２と、バッテリを電源とするモータ１５と、モータ１５により駆動され圧力水を吐出する水ポンプ１３と、モータ１５の動力を水ポンプ１３に伝達する動力伝達装置１６と、水ポンプ１３の一次側に接続した給水管２６と、水ポンプ１３の二次側に接続した吐水管２９と、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器を備え、モータ１５、水ポンプ１３、動力伝達装置１６、給水管２６及び吐水管２９が配設された台座１１に、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器が配設されたケージ１２が取り付けられた状態で車両へ架装できる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
台座と、
前記台座の上方を囲うケージと、
バッテリを電源とするモータと、
前記モータにより駆動され圧力水を吐出する水ポンプと、
前記モータの動力を前記水ポンプに伝達する動力伝達装置と、
前記水ポンプの一次側に接続した給水管と、
前記水ポンプの二次側に接続した吐水管と、
前記モータの制御又は冷却に用いる機器を備え、
前記モータ、前記水ポンプ、前記動力伝達装置、前記給水管及び前記吐水管が配設された前記台座に、前記モータの制御又は冷却に用いる前記機器が配設された前記ケージが取り付けられた状態で車両へ架装できることを特徴とする電動消防ポンプ装置。
前記台座の上方を囲うケージと、
バッテリを電源とするモータと、
前記モータにより駆動され圧力水を吐出する水ポンプと、
前記モータの動力を前記水ポンプに伝達する動力伝達装置と、
前記水ポンプの一次側に接続した給水管と、
前記水ポンプの二次側に接続した吐水管と、
前記モータの制御又は冷却に用いる機器を備え、
前記モータ、前記水ポンプ、前記動力伝達装置、前記給水管及び前記吐水管が配設された前記台座に、前記モータの制御又は冷却に用いる前記機器が配設された前記ケージが取り付けられた状態で車両へ架装できることを特徴とする電動消防ポンプ装置。
【請求項2】
前記ケージは、前記モータの制御又は冷却に用いる前記機器が配設された状態で前記台座に対して取付け及び取外しができることを特徴とする請求項１に記載の電動消防ポンプ装置。
【請求項3】
前記モータと前記水ポンプが並列に配置され、
前記動力伝達装置は、前記モータの軸が接続されるモータ歯車と、前記水ポンプの軸が接続されるポンプ歯車と、前記モータ歯車と前記ポンプ歯車とに噛み合わされた中間歯車と、前記モータ歯車、前記ポンプ歯車及び前記中間歯車が設けられたギヤケースを有することを特徴とする請求項１に記載の電動消防ポンプ装置。
前記動力伝達装置は、前記モータの軸が接続されるモータ歯車と、前記水ポンプの軸が接続されるポンプ歯車と、前記モータ歯車と前記ポンプ歯車とに噛み合わされた中間歯車と、前記モータ歯車、前記ポンプ歯車及び前記中間歯車が設けられたギヤケースを有することを特徴とする請求項１に記載の電動消防ポンプ装置。
【請求項4】
前記モータの前記軸と前記モータ歯車との接続は、前記モータの前記軸に形成された外歯と、前記モータ歯車に形成された内歯とが噛み合うスプライン接続であることを特徴とする請求項３に記載の電動消防ポンプ装置。
【請求項5】
前記モータの制御に用いる前記機器として前記モータの回転数を変化させるインバータを備え、前記モータの冷却に用いる前記機器として冷媒が循環する循環配管を有する冷却装置を備え、
前記循環配管は、前記モータに設けられている冷却路、前記インバータに設けられている冷却路、及び前記ギヤケースに設けられている冷却路に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電動消防ポンプ装置。
前記循環配管は、前記モータに設けられている冷却路、前記インバータに設けられている冷却路、及び前記ギヤケースに設けられている冷却路に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電動消防ポンプ装置。
【請求項6】
前記冷却装置は、前記冷媒を冷却するラジエタと、前記ラジエタに送風するファンを有し、
前記ラジエタ及び前記ファンは、前記ケージの上部において、水平に対して斜めに設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電動消防ポンプ装置。
前記ラジエタ及び前記ファンは、前記ケージの上部において、水平に対して斜めに設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電動消防ポンプ装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電動消防ポンプ装置を備えたことを特徴とする消防車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動消防ポンプ装置、及び当該電動消防ポンプ装置を備えた消防車に関する。
【背景技術】
【0002】
現在の消防ポンプ車は、エンジン駆動の車両に搭載した水ポンプ（消防ポンプ）をＰＴＯにより動作させるものが主流である。例えば特許文献１には、過給機を設けたエンジンと、エンジンを冷却するラジエ－タと、過給機で圧縮された空気を冷却する空冷式インタークーラーと、エンジンの後方に配置されるトランスミッションとを有し、トランスミッションと荷台側の後輪車軸との間にスプリットシャフトＰＴＯを取り付け、スプリットシャフトＰＴＯに接続した水ポンプドライブシャフトによって水ポンプを駆動する消防ポンプ車が開示されている。
一方、特許文献２には、電池装置と、電池装置により駆動される電動モータと、電動モータに接続され電動モータの駆動により作動する車輌走行部と、電動モータに接続され電動モータの駆動により作動する消防用機器とを備えた電気駆動式の消防車が開示されている。
一方、特許文献２には、電池装置と、電池装置により駆動される電動モータと、電動モータに接続され電動モータの駆動により作動する車輌走行部と、電動モータに接続され電動モータの駆動により作動する消防用機器とを備えた電気駆動式の消防車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１７１９０２号公報
【特許文献2】特開２０１３－５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献２のように水ポンプを電動モータで作動させることで排気ガスや騒音を低減することができる。しかしながら特許文献２は、電動化における製造効率やメンテナンス性、及び小型化を考慮したものでは無く、また、ＰＴＯを介して走行駆動用の電動モータを水ポンプに接続するものであるため、走行駆動用の電動モータを有しない車両には適用できない。
そこで本発明は、製造効率やメンテナンス性に優れてコンパクト化も可能であり、さらに電気自動車のみならずエンジン駆動の車両にも搭載可能な電動消防ポンプ装置、及び当該電動消防ポンプ装置を備えた消防車を提供することを目的とする。
そこで本発明は、製造効率やメンテナンス性に優れてコンパクト化も可能であり、さらに電気自動車のみならずエンジン駆動の車両にも搭載可能な電動消防ポンプ装置、及び当該電動消防ポンプ装置を備えた消防車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】
【0005】
請求項１記載の本発明の電動消防ポンプ装置１０は、台座１１と、台座１１の上方を囲うケージ１２と、バッテリを電源とするモータ１５と、モータ１５により駆動され圧力水を吐出する水ポンプ１３と、モータ１５の動力を水ポンプ１３に伝達する動力伝達装置１６と、水ポンプ１３の一次側に接続した給水管２６と、水ポンプ１３の二次側に接続した吐水管２９と、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器を備え、モータ１５、水ポンプ１３、動力伝達装置１６、給水管２６及び吐水管２９が配設された台座１１に、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器が配設されたケージ１２が取り付けられた状態で車両へ架装できることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の電動消防ポンプ装置１０において、ケージ１２は、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器が配設された状態で台座１１に対して取付け及び取外しができることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の電動消防ポンプ装置１０において、モータ１５と水ポンプ１３が並列に配置され、動力伝達装置１６は、モータ１５の軸が接続されるモータ歯車１６Ｂと、水ポンプ１３の軸が接続されるポンプ歯車１６Ｃと、モータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃとに噛み合わされた中間歯車１６Ｄと、モータ歯車１６Ｂ、ポンプ歯車１６Ｃ及び中間歯車１６Ｄが設けられたギヤケース１６Ａを有することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の電動消防ポンプ装置１０において、モータ１５の軸とモータ歯車１６Ｂとの接続は、モータ１５の軸に形成された外歯と、モータ歯車１６Ｂに形成された内歯とが噛み合うスプライン接続であることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項３に記載の電動消防ポンプ装置１０において、モータ１５の制御に用いる機器としてモータ１５の回転数を変化させるインバータ１７を備え、モータ１５の冷却に用いる機器として冷媒が循環する循環配管２４Ａを有する冷却装置２４を備え、循環配管２４Ａは、モータ１５に設けられている冷却路、インバータ１７に設けられている冷却路、及びギヤケース１６Ａに設けられている冷却路に接続されていることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の電動消防ポンプ装置１０において、冷却装置２４は、冷媒を冷却するラジエタ２４Ｃと、ラジエタ２４Ｃに送風するファン２４Ｄを有し、ラジエタ２４Ｃ及びファン２４Ｄは、ケージ１２の上部において、水平に対して斜めに設けられていることを特徴とする。
請求項７記載の本発明の消防車は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電動消防ポンプ装置１０を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の電動消防ポンプ装置１０において、ケージ１２は、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器が配設された状態で台座１１に対して取付け及び取外しができることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の電動消防ポンプ装置１０において、モータ１５と水ポンプ１３が並列に配置され、動力伝達装置１６は、モータ１５の軸が接続されるモータ歯車１６Ｂと、水ポンプ１３の軸が接続されるポンプ歯車１６Ｃと、モータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃとに噛み合わされた中間歯車１６Ｄと、モータ歯車１６Ｂ、ポンプ歯車１６Ｃ及び中間歯車１６Ｄが設けられたギヤケース１６Ａを有することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の電動消防ポンプ装置１０において、モータ１５の軸とモータ歯車１６Ｂとの接続は、モータ１５の軸に形成された外歯と、モータ歯車１６Ｂに形成された内歯とが噛み合うスプライン接続であることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項３に記載の電動消防ポンプ装置１０において、モータ１５の制御に用いる機器としてモータ１５の回転数を変化させるインバータ１７を備え、モータ１５の冷却に用いる機器として冷媒が循環する循環配管２４Ａを有する冷却装置２４を備え、循環配管２４Ａは、モータ１５に設けられている冷却路、インバータ１７に設けられている冷却路、及びギヤケース１６Ａに設けられている冷却路に接続されていることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の電動消防ポンプ装置１０において、冷却装置２４は、冷媒を冷却するラジエタ２４Ｃと、ラジエタ２４Ｃに送風するファン２４Ｄを有し、ラジエタ２４Ｃ及びファン２４Ｄは、ケージ１２の上部において、水平に対して斜めに設けられていることを特徴とする。
請求項７記載の本発明の消防車は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電動消防ポンプ装置１０を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、製造効率やメンテナンス性に優れてコンパクト化も可能であり、さらに電気自動車のみならずエンジン駆動の車両にも搭載可能な電動消防ポンプ装置、及び当該電動消防ポンプ装置を備えた消防車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施例による電動消防ポンプ装置がシャシフレームに搭載された状態を示す斜視図
【図2】同電動消防ポンプ装置の斜視図
【図3】同電動消防ポンプ装置の台座に機器及び配管を配設した状態を示す斜視図
【図4】同電動消防ポンプ装置のケージを示す斜視図
【図5】同電動消防ポンプ装置のケージに機器を配設した状態を示す斜視図
【図6】同電動消防ポンプ装置の動力伝達装置の一部を示す図
【図7】同電動消防ポンプ装置を搭載した消防車のイメージ図
【図8】同バッテリ装置と電動消防ポンプ装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の第１の実施の形態による電動消防ポンプ装置は、台座と、台座の上方を囲うケージと、バッテリを電源とするモータと、モータにより駆動され圧力水を吐出する水ポンプと、モータの動力を水ポンプに伝達する動力伝達装置と、水ポンプの一次側に接続した給水管と、水ポンプの二次側に接続した吐水管と、モータの制御又は冷却に用いる機器を備え、モータ、水ポンプ、動力伝達装置、給水管及び吐水管が配設された台座に、モータの制御又は冷却に用いる機器が配設されたケージが取り付けられた状態で車両へ架装できるものである。
本実施の形態によれば、電動消防ポンプ装置はユニット化されているため、車両への取り付け工数が少なくて済む。また、モータや水ポンプ等は台座に配設し、モータの制御に用いる電装品などは台座の上方を囲うケージに配設するため、電動消防ポンプ装置の製造効率が向上すると共に、メンテナンス性を考慮して機器や配管等の間に適度なスペースを持たせつつ電動消防ポンプ装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、電動消防ポンプ装置にはモータが含まれ、水ポンプの駆動に車両の走行用モータを利用する必要がないため、走行用モータを備えない車両にも適用することができる。
本実施の形態によれば、電動消防ポンプ装置はユニット化されているため、車両への取り付け工数が少なくて済む。また、モータや水ポンプ等は台座に配設し、モータの制御に用いる電装品などは台座の上方を囲うケージに配設するため、電動消防ポンプ装置の製造効率が向上すると共に、メンテナンス性を考慮して機器や配管等の間に適度なスペースを持たせつつ電動消防ポンプ装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、電動消防ポンプ装置にはモータが含まれ、水ポンプの駆動に車両の走行用モータを利用する必要がないため、走行用モータを備えない車両にも適用することができる。
【0009】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による電動消防ポンプ装置において、ケージは、モータの制御又は冷却に用いる機器が配設された状態で台座に対して取付け及び取外しができるものである。
本実施の形態によれば、電動消防ポンプ装置の組立時やメンテナンス時等における作業効率を向上させることができる。
本実施の形態によれば、電動消防ポンプ装置の組立時やメンテナンス時等における作業効率を向上させることができる。
【0010】
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による電動消防ポンプ装置において、モータと水ポンプが並列に配置され、動力伝達装置は、モータの軸が接続されるモータ歯車と、水ポンプの軸が接続されるポンプ歯車と、モータ歯車とポンプ歯車とに噛み合わされた中間歯車と、モータ歯車、ポンプ歯車及び中間歯車が設けられたギヤケースを有するものである。
本実施の形態によれば、モータと水ポンプを直列に配置する場合よりも、モータの長さ方向における装置寸法を短くできる。また、中間歯車を介してモータ歯車とポンプ歯車を接続することで、モータ歯車とポンプ歯車とを直接噛合わせた場合よりも両歯車の径を小さくして回転に対する負荷を軽減できる。
本実施の形態によれば、モータと水ポンプを直列に配置する場合よりも、モータの長さ方向における装置寸法を短くできる。また、中間歯車を介してモータ歯車とポンプ歯車を接続することで、モータ歯車とポンプ歯車とを直接噛合わせた場合よりも両歯車の径を小さくして回転に対する負荷を軽減できる。
【0011】
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による電動消防ポンプ装置において、モータの軸とモータ歯車との接続は、モータの軸に形成された外歯と、モータ歯車に形成された内歯とが噛み合うスプライン接続としたものである。
本実施の形態によれば、カップリングを用いて接続する場合よりも芯出し作業が容易となり、また、モータとギヤケースとの距離を小さくして電動消防ポンプ装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
本実施の形態によれば、カップリングを用いて接続する場合よりも芯出し作業が容易となり、また、モータとギヤケースとの距離を小さくして電動消防ポンプ装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
【0012】
本発明の第５の実施の形態は、第３の実施の形態による電動消防ポンプ装置において、モータの制御に用いる機器としてモータの回転数を変化させるインバータを備え、モータの冷却に用いる機器として冷媒が循環する循環配管を有する冷却装置を備え、循環配管は、モータに設けられている冷却路、インバータに設けられている冷却路、及びギヤケースに設けられている冷却路に接続されているものである。
本実施の形態によれば、モータとインバータの冷却に用いる冷媒をギヤケースの冷却にも用いることで、ギヤケースの冷却装置を別途設ける場合よりも構成を簡素化し、電動消防ポンプ装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
本実施の形態によれば、モータとインバータの冷却に用いる冷媒をギヤケースの冷却にも用いることで、ギヤケースの冷却装置を別途設ける場合よりも構成を簡素化し、電動消防ポンプ装置全体のコンパクト化に寄与することができる。
【0013】
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による電動消防ポンプ装置において、冷却装置は、冷媒を冷却するラジエタと、ラジエタに送風するファンを有し、ラジエタ及びファンは、ケージの上部において、水平に対して斜めに設けられているものである。
本実施の形態によれば、ケージの上部においてラジエタ及びファンを斜めに設けることで、熱を斜め上方に逃がしやすくなり、他の機器や配管等とのクリアランスを確保しやすくなり、また水平方向の所要設置スペースを小さくできる。
本実施の形態によれば、ケージの上部においてラジエタ及びファンを斜めに設けることで、熱を斜め上方に逃がしやすくなり、他の機器や配管等とのクリアランスを確保しやすくなり、また水平方向の所要設置スペースを小さくできる。
【0014】
本発明の第７の実施の形態による消防車は、第１から第６のいずれか一つの実施の形態による電動消防ポンプ装置を備えたものである。
本実施の形態によれば、コンパクトかつメンテナンス性に優れる電動消防ポンプ装置を備えた、電動又はエンジン駆動方式の消防車を提供できる。
本実施の形態によれば、コンパクトかつメンテナンス性に優れる電動消防ポンプ装置を備えた、電動又はエンジン駆動方式の消防車を提供できる。
【実施例0015】
以下、本発明の一実施例による電動消防ポンプ装置及び消防車について説明する。
図１は本実施例による電動消防ポンプ装置がシャシフレームに搭載された状態を示す斜視図である。図２は電動消防ポンプ装置の斜視図であり、図２（ａ）（ｂ）はパネルの前方側から見た図、図２（ｃ）、（ｄ）はパネルの後方側から見た図である。
電動消防ポンプ装置１０は、台座１１と、台座１１の上方を囲うケージ１２と、消火に用いる圧力水を吐出する水ポンプ（消防ポンプ）１３と、水ポンプ１３のケーシングや給水管２６を呼び水で満たすのに用いる真空ポンプ１４と、バッテリを電源とし水ポンプ１３及び真空ポンプ１４を駆動するＰＭモータ等のモータ１５と、モータ１５の動力を水ポンプ１３に伝達する動力伝達装置１６と、モータ１５の回転数を変化させるインバータ１７と、バッテリと電線で接続されるジャンクションボックス（ＪＢ：Junction Box）１８と、電動消防ポンプ装置１０を制御する制御装置１９と、放水圧やバッテリ残量等といった各種情報が表示されるモニタを有する表示装置２０と、圧力計２１と、連成計２２と、人により操作される制御スイッチや制御ダイヤル等を備える操作盤２３と、モータ１５、動力伝達装置１６及びインバータ１７を冷却する水冷式の冷却装置２４と、一端が水ポンプ１３の一次側に接続され他端に給水口２５が設けられた給水管２６と、一端が水ポンプ１３の二次側に接続され分岐した他端それぞれに吐水口２７及び吐水弁２８が設けられた吐水管２９と、パネル３０を備え、車両のシャシフレーム３に搭載される。
ジャンクションボックス１８は、高電圧／低電圧電源接続口と制御線接続口を有し、インバータディスチャージ回路を内蔵している。
冷却装置２４は、ＬＬＣを冷媒（冷却水）として用いる水冷式であり、冷媒が循環する循環配管２４Ａと、冷媒の循環に用いる電動ウォータポンプ２４Ｂと、冷媒を冷却するラジエタ（冷却器）２４Ｃと、ラジエタ２４Ｃに送風するファン（送風機）２４Ｄを有する。
冷却装置２４の循環配管２４Ａは、モータ１５、インバータ１７及び動力伝達装置１６にそれぞれ設けられている冷却路に接続されている。
図１は本実施例による電動消防ポンプ装置がシャシフレームに搭載された状態を示す斜視図である。図２は電動消防ポンプ装置の斜視図であり、図２（ａ）（ｂ）はパネルの前方側から見た図、図２（ｃ）、（ｄ）はパネルの後方側から見た図である。
電動消防ポンプ装置１０は、台座１１と、台座１１の上方を囲うケージ１２と、消火に用いる圧力水を吐出する水ポンプ（消防ポンプ）１３と、水ポンプ１３のケーシングや給水管２６を呼び水で満たすのに用いる真空ポンプ１４と、バッテリを電源とし水ポンプ１３及び真空ポンプ１４を駆動するＰＭモータ等のモータ１５と、モータ１５の動力を水ポンプ１３に伝達する動力伝達装置１６と、モータ１５の回転数を変化させるインバータ１７と、バッテリと電線で接続されるジャンクションボックス（ＪＢ：Junction Box）１８と、電動消防ポンプ装置１０を制御する制御装置１９と、放水圧やバッテリ残量等といった各種情報が表示されるモニタを有する表示装置２０と、圧力計２１と、連成計２２と、人により操作される制御スイッチや制御ダイヤル等を備える操作盤２３と、モータ１５、動力伝達装置１６及びインバータ１７を冷却する水冷式の冷却装置２４と、一端が水ポンプ１３の一次側に接続され他端に給水口２５が設けられた給水管２６と、一端が水ポンプ１３の二次側に接続され分岐した他端それぞれに吐水口２７及び吐水弁２８が設けられた吐水管２９と、パネル３０を備え、車両のシャシフレーム３に搭載される。
ジャンクションボックス１８は、高電圧／低電圧電源接続口と制御線接続口を有し、インバータディスチャージ回路を内蔵している。
冷却装置２４は、ＬＬＣを冷媒（冷却水）として用いる水冷式であり、冷媒が循環する循環配管２４Ａと、冷媒の循環に用いる電動ウォータポンプ２４Ｂと、冷媒を冷却するラジエタ（冷却器）２４Ｃと、ラジエタ２４Ｃに送風するファン（送風機）２４Ｄを有する。
冷却装置２４の循環配管２４Ａは、モータ１５、インバータ１７及び動力伝達装置１６にそれぞれ設けられている冷却路に接続されている。
【0016】
図３は電動消防ポンプ装置の台座に機器及び配管を配設した状態を示す斜視図である。なお、冷却装置の循環配管については記載を省略している。
台座１１は、車両のシャシフレーム３の上に取り付けるフレーム（サブフレーム）であり、複数の板材が溶接等で組み合わされて成る。
台座１１には、水ポンプ１３、真空ポンプ１４、モータ１５、動力伝達装置１６、給水管２６及び吐水管２９等が配設される。
水ポンプ１３とモータ１５は並列に配置され、真空ポンプ１４は水ポンプ１３の上方に配置されている。また、モータ１５の上方にはジャンクションボックス１８が配置されている。水ポンプ１３及び真空ポンプ１４は、動力伝達装置１６を介してモータ１５により駆動される。動力伝達装置１６は、歯車が複数配置されたギヤケース１６Ａを有し、ギヤケース１６Ａは台座１１の一辺に沿って横向きに配置されている。給水口２５や吐水口２７は、ギヤケース１６Ａが配置されている側とは反対側に設けられている。
モータ１５と水ポンプ１３を並列に配置することで、モータ１５と水ポンプ１３を直列に配置する場合よりも、モータ１５の長さ方向における装置寸法を短くできる。
また、各吐水弁２８にはチャッキ弁を用いており、これにより、吐水管２９に一つのメインチャッキ弁を設ける場合よりも電動消防ポンプ装置１０の高さ寸法を抑制できる。また、配管構造をシンプルにして容積を小さくし、配管内エア抜き用ラインは１本としており、これにより、止水弁が１台で済むなど、配管内エア抜き用ラインが２本以上の場合と比べて電動消防ポンプ装置１０をコンパクトにできると共に、部品点数を削減してエア漏れのリスクを低減できる。
台座１１は、車両のシャシフレーム３の上に取り付けるフレーム（サブフレーム）であり、複数の板材が溶接等で組み合わされて成る。
台座１１には、水ポンプ１３、真空ポンプ１４、モータ１５、動力伝達装置１６、給水管２６及び吐水管２９等が配設される。
水ポンプ１３とモータ１５は並列に配置され、真空ポンプ１４は水ポンプ１３の上方に配置されている。また、モータ１５の上方にはジャンクションボックス１８が配置されている。水ポンプ１３及び真空ポンプ１４は、動力伝達装置１６を介してモータ１５により駆動される。動力伝達装置１６は、歯車が複数配置されたギヤケース１６Ａを有し、ギヤケース１６Ａは台座１１の一辺に沿って横向きに配置されている。給水口２５や吐水口２７は、ギヤケース１６Ａが配置されている側とは反対側に設けられている。
モータ１５と水ポンプ１３を並列に配置することで、モータ１５と水ポンプ１３を直列に配置する場合よりも、モータ１５の長さ方向における装置寸法を短くできる。
また、各吐水弁２８にはチャッキ弁を用いており、これにより、吐水管２９に一つのメインチャッキ弁を設ける場合よりも電動消防ポンプ装置１０の高さ寸法を抑制できる。また、配管構造をシンプルにして容積を小さくし、配管内エア抜き用ラインは１本としており、これにより、止水弁が１台で済むなど、配管内エア抜き用ラインが２本以上の場合と比べて電動消防ポンプ装置１０をコンパクトにできると共に、部品点数を削減してエア漏れのリスクを低減できる。
【0017】
図４は電動消防ポンプ装置のケージを示す斜視図、図５は電動消防ポンプ装置のケージに機器を配設した状態を示す斜視図である。なお、冷却装置の循環配管については記載を省略している。
ケージ１２は、パイプや金具などで骨組状に構成され、４本の脚１２Ａと、各脚１２Ａの上部を繋ぐように連接された梁１２Ｂを有し、脚１２Ａの下端には台座１１への固定に用いる固定プレート１２Ｃが設けられている。
ケージ１２には、インバータ１７、制御装置１９及び冷却装置２４など、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器が、台座１１とケージ１２を組み合わせたときに台座１１に配設されている機器や配管等に干渉しない位置に取り付けられる。また、ケージ１２の一面には取付枠３１を介してパネル３０が取り付けられる。
ケージ１２の梁１２Ｂは、上面視で略矩形であり、パネル３０が配置される側から略中央までは略水平で、そこから先は下方へ傾斜している。インバータ１７と制御装置１９は、梁１２Ｂのうちの略水平部分に配設され、ラジエタ２４Ｃとファン２４Ｄは傾斜部分に配設される。これにより、図１に示すように、インバータ１７やラジエタ２４Ｃ等は水ポンプ１３や吐水管２９の上方の空いたスペースに配置されることとなるため、電動消防ポンプ装置１０における無駄なスペースを低減してコンパクト化に寄与することができる。
また、ラジエタ２４Ｃ及びファン２４Ｄをケージ１２の上部において水平に対して斜めに設けることで、熱を斜め上方に逃がしやすくなり、他の機器や配管等とのクリアランスを確保しやすくなり、また水平方向の所要設置スペースを小さくできる。
また、電装品は基本的にケージ１２に取り付けることにより、ラジエタ２４Ｃ及びファン２４Ｄを制御装置１９や操作盤２３から離れた位置に設けることや、制御装置１９や操作盤２３に排熱風が直接当たらないようにファン２４Ｄの向きを設定することが容易となる。
パネル３０には、給水管２６や吐水管２９等が通される開口や、表示装置２０や圧力計２１等が位置する開口が設けられており、制御装置１９、表示装置２０、圧力計２１及び連成計２２は、パネル３０又は取付枠３１に直接又は間接的に固定される。
ケージ１２は、パイプや金具などで骨組状に構成され、４本の脚１２Ａと、各脚１２Ａの上部を繋ぐように連接された梁１２Ｂを有し、脚１２Ａの下端には台座１１への固定に用いる固定プレート１２Ｃが設けられている。
ケージ１２には、インバータ１７、制御装置１９及び冷却装置２４など、モータ１５の制御又は冷却に用いる機器が、台座１１とケージ１２を組み合わせたときに台座１１に配設されている機器や配管等に干渉しない位置に取り付けられる。また、ケージ１２の一面には取付枠３１を介してパネル３０が取り付けられる。
ケージ１２の梁１２Ｂは、上面視で略矩形であり、パネル３０が配置される側から略中央までは略水平で、そこから先は下方へ傾斜している。インバータ１７と制御装置１９は、梁１２Ｂのうちの略水平部分に配設され、ラジエタ２４Ｃとファン２４Ｄは傾斜部分に配設される。これにより、図１に示すように、インバータ１７やラジエタ２４Ｃ等は水ポンプ１３や吐水管２９の上方の空いたスペースに配置されることとなるため、電動消防ポンプ装置１０における無駄なスペースを低減してコンパクト化に寄与することができる。
また、ラジエタ２４Ｃ及びファン２４Ｄをケージ１２の上部において水平に対して斜めに設けることで、熱を斜め上方に逃がしやすくなり、他の機器や配管等とのクリアランスを確保しやすくなり、また水平方向の所要設置スペースを小さくできる。
また、電装品は基本的にケージ１２に取り付けることにより、ラジエタ２４Ｃ及びファン２４Ｄを制御装置１９や操作盤２３から離れた位置に設けることや、制御装置１９や操作盤２３に排熱風が直接当たらないようにファン２４Ｄの向きを設定することが容易となる。
パネル３０には、給水管２６や吐水管２９等が通される開口や、表示装置２０や圧力計２１等が位置する開口が設けられており、制御装置１９、表示装置２０、圧力計２１及び連成計２２は、パネル３０又は取付枠３１に直接又は間接的に固定される。
【0018】
図２に示すように、表示装置２０、圧力計２１及び連成計２２は、操作盤２３よりも上方に配置され、表示装置２０、圧力計２１及び連成計２２は、車両に搭載したときに地上からの高さが概ね１６０ｃｍ～１８０ｃｍ程度、操作盤２３及び吐水弁２８は車両に搭載したときに地上からの高さが概ね１００ｃｍ～１２０ｃｍ程度となる位置に設けられる。これにより、立位姿勢の消防隊員の目線高さ付近に表示装置２０等が位置し、腰の高さ付近に操作盤２３等が位置するため、表示装置２０等に対する視認性や、操作盤２３等に対する操作性が向上する。また、操作盤２３は、操作スイッチの数を極力減らすことで、シンプルかつ分かりやすい配置としている。
【0019】
このように電動消防ポンプ装置１０は、水ポンプ１３やモータ１５、配管等が設けられた台座１１にモータ１５等の制御又は冷却に用いる機器が複数設けられたケージ１２を取り付けた状態としてユニット化されている。これにより、電動消火ポンプ装置１０を搭載する車両まで一体的に運搬し、そのままシャシフレーム３に載せて固定できるため、車両への取り付け工数が少なくて済む。
また、モータ１５や水ポンプ１３等は台座１１に配設し、モータ１５等の制御に用いる電装品などは台座１１の上方を囲うケージ１２に配設するため、電動消防ポンプ装置１０の製造効率が向上すると共に、メンテナンス性を考慮して機器や配管等の間に適度なスペースを持たせつつ電動消防ポンプ装置１０のコンパクト化を図ることができる。
また、電動消防ポンプ装置１０にはモータ１５が含まれ、水ポンプ１３の駆動に車両の走行用モータを利用する必要がないため、走行用モータを備えない車両にも適用することができ、さらに、モータ１５の制御方法の対象を電動消防ポンプ装置１０に特化して定めることができる。
また、モータ１５は車両の走行用の駆動源としては用いないため、水ポンプ１３との接続にＰＴＯは不要である。また、走行に与える影響を基本的に考慮しなくてよいので、モータ１５の制御方法を電動消防ポンプ装置１０に特化して定めることができる。
また、モータ１５や水ポンプ１３等は台座１１に配設し、モータ１５等の制御に用いる電装品などは台座１１の上方を囲うケージ１２に配設するため、電動消防ポンプ装置１０の製造効率が向上すると共に、メンテナンス性を考慮して機器や配管等の間に適度なスペースを持たせつつ電動消防ポンプ装置１０のコンパクト化を図ることができる。
また、電動消防ポンプ装置１０にはモータ１５が含まれ、水ポンプ１３の駆動に車両の走行用モータを利用する必要がないため、走行用モータを備えない車両にも適用することができ、さらに、モータ１５の制御方法の対象を電動消防ポンプ装置１０に特化して定めることができる。
また、モータ１５は車両の走行用の駆動源としては用いないため、水ポンプ１３との接続にＰＴＯは不要である。また、走行に与える影響を基本的に考慮しなくてよいので、モータ１５の制御方法を電動消防ポンプ装置１０に特化して定めることができる。
【0020】
ケージ１２は、モータ１５等の制御や冷却に用いるインバータ１７やラジエタ２４Ｃ等が配設された状態のまま台座１１への取り付けと取り外しが可能である。これにより、電動消防ポンプ装置１０の組立時やメンテナンス時などにおける作業効率を向上させることができる。
なお、台座１１へのケージ１２の脚１２Ａの取り付けは、例えばボルト留めなど、固定と解除が可能な方式とする。
なお、台座１１へのケージ１２の脚１２Ａの取り付けは、例えばボルト留めなど、固定と解除が可能な方式とする。
【0021】
図６は電動消防ポンプ装置の動力伝達装置の一部を示す図であり、図６（ａ）はギヤケースに配置されている歯車を示す図、図６（ｂ）はギヤケースと歯車の横断面図である。
動力伝達装置１６のギヤケース１６Ａには、モータ１５の軸が接続されるモータ歯車１６Ｂと、水ポンプ１３の軸が接続されるポンプ歯車１６Ｃと、モータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃとに噛み合わされた中間歯車１６Ｄが設けられている。ギヤケース１６Ａは極力薄型とすることによりコンパクト化及び軽量化を図ることが好ましい。
中間歯車１６Ｄを介してモータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃを接続することで、モータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃとを直接噛合わせた場合よりも両歯車の径を小さくして回転に対する負荷を軽減できる。各歯車の径や歯幅は、水ポンプ１３を回転させるために必要な強度を考慮して決定する。なお、中間歯車１６Ｄは二つ以上とすることも可能である。
また、本実施例のような歯車方式ではなく、プーリー等を用いたベルト駆動方式によりモータ１５から水ポンプ１３への動力伝達を行うことも可能であるが、ベルト駆動方式の場合はモータ１５や水ポンプ１３の軸にテンションが掛かりラジアル荷重が生じることへの対策が必要になるのに対し、歯車方式の場合はそのような対策が不要である。但し、ベルト駆動方式は歯車方式に比べて静音性に優れるという利点を有する。
なお、水ポンプ１３の上方に配置されている真空ポンプ１４は、軸が水ポンプ１３の軸とベルトで接続されており、これによりモータ１５からの動力が真空ポンプ１４へも伝達される。
動力伝達装置１６のギヤケース１６Ａには、モータ１５の軸が接続されるモータ歯車１６Ｂと、水ポンプ１３の軸が接続されるポンプ歯車１６Ｃと、モータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃとに噛み合わされた中間歯車１６Ｄが設けられている。ギヤケース１６Ａは極力薄型とすることによりコンパクト化及び軽量化を図ることが好ましい。
中間歯車１６Ｄを介してモータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃを接続することで、モータ歯車１６Ｂとポンプ歯車１６Ｃとを直接噛合わせた場合よりも両歯車の径を小さくして回転に対する負荷を軽減できる。各歯車の径や歯幅は、水ポンプ１３を回転させるために必要な強度を考慮して決定する。なお、中間歯車１６Ｄは二つ以上とすることも可能である。
また、本実施例のような歯車方式ではなく、プーリー等を用いたベルト駆動方式によりモータ１５から水ポンプ１３への動力伝達を行うことも可能であるが、ベルト駆動方式の場合はモータ１５や水ポンプ１３の軸にテンションが掛かりラジアル荷重が生じることへの対策が必要になるのに対し、歯車方式の場合はそのような対策が不要である。但し、ベルト駆動方式は歯車方式に比べて静音性に優れるという利点を有する。
なお、水ポンプ１３の上方に配置されている真空ポンプ１４は、軸が水ポンプ１３の軸とベルトで接続されており、これによりモータ１５からの動力が真空ポンプ１４へも伝達される。
【0022】
モータ１５の軸とモータ歯車１６Ｂとの接続は、モータ１５の軸に形成された外歯と、モータ歯車１６Ｂに形成された内歯とが噛み合うスプライン接続としている。これにより、モータ１５の軸とモータ歯車１６Ｂとの接続は芯出し作業が不要で、カップリングを用いて連結する水ポンプ１３の軸とポンプ歯車１６Ｃとの接続についてのみ芯出し作業を行えばよいため、組み立て時間を短縮できる。また、モータ１５とギヤケース１６Ａとの距離を小さくして電動消防ポンプ装置１０のコンパクト化に寄与することができる。
また、ギヤケース１６Ａには、モータ１５のケーシングの一部を嵌め込み可能な凹部が設けられている。このインロー構造により、モータ１５の軸とモータ歯車１６Ｂとの連結を、さらに容易かつ確実に行うことができる。
また、ギヤケース１６Ａには、歯車の回転で生じる発熱による温度上昇を抑制するため、循環配管２４Ａが接続される冷却路が設けられている。モータ１５とインバータ１７の冷却に用いる冷媒をギヤケース１６Ａの冷却にも用いることで、ギヤケース１６Ａの冷却装置を別途設ける場合よりも構成を簡素化し、電動消防ポンプ装置１０のコンパクト化に寄与することができる。
また、ギヤケース１６Ａには、モータ１５のケーシングの一部を嵌め込み可能な凹部が設けられている。このインロー構造により、モータ１５の軸とモータ歯車１６Ｂとの連結を、さらに容易かつ確実に行うことができる。
また、ギヤケース１６Ａには、歯車の回転で生じる発熱による温度上昇を抑制するため、循環配管２４Ａが接続される冷却路が設けられている。モータ１５とインバータ１７の冷却に用いる冷媒をギヤケース１６Ａの冷却にも用いることで、ギヤケース１６Ａの冷却装置を別途設ける場合よりも構成を簡素化し、電動消防ポンプ装置１０のコンパクト化に寄与することができる。
【0023】
図７は電動消防ポンプ装置を搭載した消防車のイメージ図である。なお、図７では電動消防ポンプ装置とバッテリ装置以外の架装品等については記載を省略している。
消防車は、車両前部に位置し運転席を有するキャビン１と、キャビン１よりも後方に位置する荷台２と、走行用のディーゼルエンジン等とを備えた車両をベースとし、電動消防ポンプ装置１０及びバッテリ装置４０が荷台２のシャシフレーム３に架装されている。
電動消防ポンプ装置１０は、パネル３０が設けられている側を外方へ向けて車両に設置される。電動消防ポンプ装置１０は荷台２の後端に配置されており、消火ホースが車両後方側から接続される。バッテリ装置４０は電動消防ポンプ装置１０よりも前方に配置されており、電力ケーブルを介して電動消防ポンプ装置１０へ電力を供給する。バッテリ装置４０を設けることで、エンジン駆動等の車両に対しても電動消防ポンプ装置１０を架装することが可能となり、コンパクトかつメンテナンス性に優れる電動消防ポンプ装置１０を備えた消防車を提供できる。
バッテリ装置４０は一つのユニットとしてまとめられており、このままシャシフレーム３に載せて固定することができるため、車体への取り付け工数が少なくて済む。
消防車は、車両前部に位置し運転席を有するキャビン１と、キャビン１よりも後方に位置する荷台２と、走行用のディーゼルエンジン等とを備えた車両をベースとし、電動消防ポンプ装置１０及びバッテリ装置４０が荷台２のシャシフレーム３に架装されている。
電動消防ポンプ装置１０は、パネル３０が設けられている側を外方へ向けて車両に設置される。電動消防ポンプ装置１０は荷台２の後端に配置されており、消火ホースが車両後方側から接続される。バッテリ装置４０は電動消防ポンプ装置１０よりも前方に配置されており、電力ケーブルを介して電動消防ポンプ装置１０へ電力を供給する。バッテリ装置４０を設けることで、エンジン駆動等の車両に対しても電動消防ポンプ装置１０を架装することが可能となり、コンパクトかつメンテナンス性に優れる電動消防ポンプ装置１０を備えた消防車を提供できる。
バッテリ装置４０は一つのユニットとしてまとめられており、このままシャシフレーム３に載せて固定することができるため、車体への取り付け工数が少なくて済む。
【0024】
図８はバッテリ装置と電動消防ポンプ装置のブロック図である。
電動消防ポンプ装置１０へ給電するバッテリ装置４０は、複数の高電圧バッテリパックからなる水冷式の高電圧バッテリ４１と、バッテリ制御ユニット（ＢＣＵ：Battery Control Unit）４２と、バッテリ温調システム（ＢＴＭＳ：Battery Thermal Management System）４３と、高電圧を低電圧に変換するＤＣＤＣコンバータ４４と、高電圧用ジャンクションボックス（ＨＶＪＢ：High Voltage Junction Box）４５と、低電圧用ジャンクションボックス（ＬＶＪＢ：Low Voltage Junction Box）４６と、制御用の低電圧バッテリ４７と、高電圧バッテリ４１の普通充電用（ＡＣ入力－ＤＣ出力）の充電器４８と、高電圧バッテリ４１の高速充電用（ＤＣ入力－ＤＣ出力）の高速充電口４９と、バッテリ装置４０を制御するバッテリ制御装置５０を備える。
電動消防ポンプ装置１０へ給電するバッテリ装置４０は、複数の高電圧バッテリパックからなる水冷式の高電圧バッテリ４１と、バッテリ制御ユニット（ＢＣＵ：Battery Control Unit）４２と、バッテリ温調システム（ＢＴＭＳ：Battery Thermal Management System）４３と、高電圧を低電圧に変換するＤＣＤＣコンバータ４４と、高電圧用ジャンクションボックス（ＨＶＪＢ：High Voltage Junction Box）４５と、低電圧用ジャンクションボックス（ＬＶＪＢ：Low Voltage Junction Box）４６と、制御用の低電圧バッテリ４７と、高電圧バッテリ４１の普通充電用（ＡＣ入力－ＤＣ出力）の充電器４８と、高電圧バッテリ４１の高速充電用（ＤＣ入力－ＤＣ出力）の高速充電口４９と、バッテリ装置４０を制御するバッテリ制御装置５０を備える。
【0025】
なお、電力取り出しが可能なバッテリ駆動の電気自動車（ＥＶトラック等）をベース車両とした場合は、バッテリ装置４０の搭載は不要で、車両の走行に用いる車両駆動用バッテリから電動消防ポンプ装置１０へ給電すればよい。この場合、電動消防ポンプ装置１０のジャンクションボックス１８には、車両駆動用バッテリからの電線を接続する。
これにより、コンパクトかつメンテナンス性に優れる電動消防ポンプ装置１０を備えた電動消防車とすることができる。
これにより、コンパクトかつメンテナンス性に優れる電動消防ポンプ装置１０を備えた電動消防車とすることができる。
【符号の説明】
【0026】
１０ 電動消防ポンプ装置
１１ 台座
１２ ケージ
１３ 水ポンプ
１５ モータ
１６ 動力伝達装置
１６Ａ ギヤケース
１６Ｂ モータ歯車
１６Ｃ ポンプ歯車
１６Ｄ 中間歯車
１７ インバータ
２４ 冷却装置
２４Ａ 循環配管
２４Ｃ ラジエタ
２４Ｄ ファン
２６ 給水管
２９ 吐水管
１１ 台座
１２ ケージ
１３ 水ポンプ
１５ モータ
１６ 動力伝達装置
１６Ａ ギヤケース
１６Ｂ モータ歯車
１６Ｃ ポンプ歯車
１６Ｄ 中間歯車
１７ インバータ
２４ 冷却装置
２４Ａ 循環配管
２４Ｃ ラジエタ
２４Ｄ ファン
２６ 給水管
２９ 吐水管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
