電動牽引車
電動牽引車は、工場・倉庫・病院・空港などで複数の台車やトレーラを連結し、低速かつ安定的に牽引するバッテリ駆動の産業用車両である。内燃機関を用いず排気がないため屋内環境に適し、騒音・振動が小さく、作業者の負担と事故リスクの低減に寄与する。歩行式・立乗式・座乗式と用途に応じた操作形態が揃い、レイアウト制約の大きい現場でも小回り性能を活かして物流のタクトを確実に合わせられるのが特長である。
用途と導入効果
電動牵引車（※表記ゆれに注意）は、部品供給の「牽引列車方式」やピッキングの巡回、ベッドやカート輸送、手荷物・機材の構内搬送などに広く用いられる。導入効果は①人力牽引の代替による作業負荷の軽減、②台車をまとめて運ぶことによる搬送回数の削減、③定速運行と停止位置標準化による工程安定化、④電動化によるエネルギー原単位の改善である。
基本構成
- 動力源：二次電池（鉛蓄電池またはリチウムイオン、BMSで充放電・温度監視）
- 駆動：ACモータ＋インバータ、減速機、駆動軸・ハブ
- 操向：前輪操向またはティラー、後輪は固定／自在キャスター構成
- 制動：回生制動＋電磁ブレーキ＋機械式駐車ブレーキ
- 連結：ピン式・ヒッチ式・フック式（高さ調整・誤連結防止機構）
- 車体：スチールフレーム、エネルギーアブソーバ付バンパ
- 制御：MCU、CAN通信、セーフティリレー、非常停止回路
牽引性能の指標と計算
電動牽引車の仕様では、定格牽引力F、最大牽引質量M、勾配性能i（%）、最高速度v、最小回転半径Rなどが主要指標である。必要牽引力は、勾配抵抗Fg、転がり抵抗Fr、加速抵抗Faの和で近似でき、F≈Fg+Fr+Fa＝W・i/100＋Crr・W＋m・a（Wは総重量、Crrは転がり抵抗係数、mは質量、aは加速度）で表せる。タイヤと床面の摩擦により発生可能な牽引力はμWが上限で、スリップを避けるにはF≦μWとする。必要軸トルクはT＝F・r/η（rはタイヤ有効半径、ηは伝達効率）で見積もる。
代表値の目安
一般的な構内用の定格牽引力は0.5〜2.0 kN程度、最大牽引質量は0.5〜6 t、最高速度は6〜12 km/hが目安である。床面が滑りやすい場合はノンマーキング・高摩擦のソリッドタイヤを選定し、屋外併用では防塵・防滴（例：IP54相当）や耐候塗装を考慮する。
動力源と充電戦略
鉛蓄電池は初期コストが低く重量がバラストにもなるが、充電時間とメンテナンス負担が課題である。リチウムイオンは高効率・高出力・機会充電の適合性に優れ、急速充電や一部自動ドッキングにも対応しやすい。オンボード充電器は取り回しが容易、オフボードは高出力化に向く。回生制動の活用とSOCウィンドウ管理により電費と寿命を両立できる。
操作形態とヒューマンファクタ
歩行式はティラー角度で速度連動し、狭所での微速操縦に適する。立乗式は頻繁な乗降を前提に作業密度を高める。座乗式は長距離巡回と牽引質量の大きい用途に向く。いずれもデッドマンスイッチ、非常停止、後進時ブザー、コーナ減速、過負荷制限などの安全機能を備える。
連結機構と台車規格
電動牽引車の生産性は連結・解放の速さに大きく依存する。ピン・ヒッチは確実性が高く、位置決め補助ローラや高さ調整で作業者の負担を軽減できる。台車側は牽引用アイの高さ・形状の統一、キャスターのヨー安定化、S字走行抑制構造を採用する。最小回転半径Rに対して車列長を設計し、内輪差や後端振れを考慮する。
安全・法規と設備条件
原則として構内専用車であり、公道走行は想定しない。労働安全衛生規則に基づく教育・表示、速度上限の設定、視認性（灯火・反射材）、接近警報を整備する。充電エリアは換気と防火区画を確保し、充電インタロックや漏電保護を実装する。床面段差や傾斜の是正はスリップ・横転防止に有効である。
レイアウトと運用設計
牽引ルートは一方通行化し、交差点は見通し確保と停止線で整流する。停止位置とドッキング治具を標準化し、ピッキングステーションのタクトと周回時間を同期させる。バッテリ交換・機会充電の動線を短縮し、歩行者・フォークリフトとの動線分離を徹底する。KPIとして車列稼働率、周回時間、エネルギー/台車、連結時間を用いる。
保守点検と信頼性
- 日常点検：タイヤ摩耗・空気圧/亀裂、ブレーキ作動、灯火・ブザー、ヒッチ緩み
- 定期点検：減速機油、駆動ベルト・カップリング、サスペンション、配線・コネクタ接触
- 電池：SOC/SOH監視、端子清掃・トルク管理、均等充電、温度異常ログのレビュー
- ソフト：速度・加減速プロファイル、回生限界、トルクリミットの再調整
自動化との関係と拡張
電動牽引車はAGV/AMRと補完関係にある。現場適応性や段取り替えの頻度が高いラインでは、作業者運転＋牽引列車が柔軟で費用対効果が高い。レーザスキャナによるエリア監視や位置マーカーによる半自動ドッキング、隊列走行支援など、段階的な自動化拡張が可能である。
選定チェックリスト
- 最大牽引質量と勾配条件（必要牽引力と摩擦限界の両立）
- 通路幅・最小回転半径・停止位置の設計余裕
- 運行サイクルと充電戦略（機会充電/急速充電/スワップ）
- 床面・タイヤ（ノンマーキング、耐摩耗、静電対策の要否）
- 屋内外、防塵・防滴、温湿度環境
- 操作形態（歩行/立乗/座乗）と人員配置・教育
- 保守体制、部品共通化、ログ取得と予防保全