| 【発明の名称】 |
電動作業機 |
| 【発明者】 |
【氏名】脇谷 勉
【住所又は居所】埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会社本田技術研究所内
【氏名】乾 勉
【住所又は居所】埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会社本田技術研究所内
【氏名】菅家 博夫
【住所又は居所】埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会社本田技術研究所内
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】電動作業機（除雪機１０）は、作業者の操作に基づいて制御出力を発生する主制御箱６１と、この主制御箱６１からの制御出力に基づいて走行用電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを個別に制御する子制御箱６２，６３と、を備え、１個の主制御箱６１と、走行用電動モータ２５Ｌ，２５Ｒに各々備えた複数の子制御箱６２，６３とで走行制御するもので、すなわち、主制御箱６１と子制御箱６２，６３とを切り離して分離し、別体構成としたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の走行用電動モータにより走行する電動作業機において、この電動作業機は、作業者の操作に基づいて制御出力を発生する主制御箱と、この主制御箱からの制御出力に基づいて前記走行用電動モータを個別に制御する子制御箱と、を備え、１個の主制御箱と、走行用電動モータに各々備えた複数の子制御箱とで走行制御することを特徴とする電動作業機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走行用電動モータを制御するための制御箱を小型にした電動作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】走行用電動モータで走行するものには、例えば、特開昭５７−７８８５５号公報「車輌操向方式」に示されたものがある。この車輌操向方式は、同公報の第４図に示す演算装置１１（符号は公報記載のものを使用した。以下同様。）、増幅器１２，１３、操向優先制御回路２０とかなり、同公報の第２図に示す電動車イス１の左右の車輪３，４を駆動用モータ５，６で独立して駆動させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報の車輌操向方式では、演算装置１１、増幅器１２，１３、操向優先制御回路２０を収納箱に納め、その納めた収納箱を電動車イス１に取付けることになるが、演算装置１１、増幅器１２，１３、操向優先制御回路２０を納めるには収納箱は大型になり、収納箱を取付けることができる位置は限られる。また、演算装置１１、増幅器１２，１３、操向優先制御回路２０を納めた収納箱内の温度は上昇しやすくなり、冷却性が低下する。さらに、駆動用モータを追加した場合、収納箱を改造する必要があり、拡張性が悪い。
【０００４】そこで、本発明の目的は、走行用電動モータの制御機器の小型化を図り、冷却性の向上を図り、制御装置の拡張性の向上を図った電動作業機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項１では、複数の走行用電動モータにより走行する電動作業機において、この電動作業機は、作業者の操作に基づいて制御出力を発生する主制御箱と、この主制御箱からの制御出力に基づいて走行用電動モータを個別に制御する子制御箱と、を備え、１個の主制御箱と、走行用電動モータに各々備えた複数の子制御箱とで走行制御することを特徴とする。
【０００６】電動作業機は、１個の主制御箱と、走行用電動モータに各々備えた複数の子制御箱とで走行制御するもので、すなわち、主制御箱と子制御箱とを切り離して分離し、別体構成としたので、主制御箱は小型化になるとともに、子制御箱は小型になる。
【０００７】また、電動作業機では、主制御箱と子制御箱とを切り離して分離し、別体構成としたので、取付け部材を介しての熱伝達が無く、且つ、冷却風の対流がよくなり、冷却性は向上する。
【０００８】さらに、電動作業機では、主制御箱と子制御箱とを切り離して分離し、別体構成としたので、後で走行用電動モータを追加する場合、主制御箱を改造せずに、且つ、子制御箱を取付けるための取付け位置を改造せずに、新たに子制御箱を追加することができる。従って、制御装置の拡張性は向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従い、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１０】図１は本発明に係る電動作業機の平面図であり、電動作業機としての除雪機１０は、機体１１にエンジン１２を搭載し、機体１１の前部に作業部としてのオーガ１３及びブロア１４を装備し、機体１１の左右にクローラ１５Ｌ，１５Ｒを配置し、機体１１の後部に操作盤１６を配置した作業機であり、作業者が操作盤１６の後から連れ歩く歩行型作業機である。６０は制御装置を示す。以下、要部を詳細に説明する。なお、操作盤１６は図３で詳しく説明する。
【００１１】エンジン１２の出力の一部で、発電機１７を回し、得た電力を操作盤１６の下方に配置したバッテリ（図５の符号４３参照）に供給すると共に、後述する左右の走行用電動モータとしての走行モータに供給する。エンジン１２の出力の残部は、電磁クラッチ１８及びベルト１９を介して作業部としてのブロア１４及びオーガ１３の回転に充てる。オーガ１３は地面に積もった雪を中央に集める作用をなし、この雪を受け取ったブロア１４はシュータ２１を介して雪を機体１１の周囲の所望の位置へ投射する。２２はオーガハウジングであり、オーガ１３を囲うカバー部材である。
【００１２】左のクローラ１５Ｌは、駆動輪２３Ｌと遊動輪２４Ｌとに巻き掛けたものであり、本発明では駆動輪２３Ｌは左の走行モータ２５Ｌで正逆転させる。右のクローラ１５Ｒも、駆動輪２３Ｒと遊動輪２４Ｒとに巻き掛けたものであり、本発明では駆動輪２３Ｒは右の走行モータ２５Ｒで正逆転させる。
【００１３】従来の除雪機では１個のエンジン（ガソリンエンジン又はジーゼルエンジン）で作業部系（オーガ回転系）と走行系（クローラ駆動系）とを賄っていたが、本発明ではエンジン１２で作業部系（オーガ回転系）を駆動し、電動モータ（走行モータ２５Ｌ，２５Ｒ）で走行系（クローラ駆動系）を駆動するようにしたことを特徴とする。細かな走行速度の制御、旋回制御及び前後進切替制御は電動モータが適当であり、一方、急激な負荷変動を受ける作業部系はパワーのある内燃機関が適当であるとの考えに基づいて、そのようにした。
【００１４】制御装置６０は、主制御箱６１と、子制御箱６２，６３と、を有し、主制御箱６１と子制御箱６２，６３とを切り離して分離し、別体構成としたものである。
【００１５】図２は本発明に係る電動作業機の側面図であり、機体１１の後方に走行モータ２５Ｌを配置し、この走行モータ２５Ｌで駆動輪２３Ｌを介して駆動する左のクローラ１５Ｌを左に設け、機体１１の上方に主制御箱６１ならびに子制御箱６２，６３を取付けるとともに、操作盤１６を配置したことを示す。
【００１６】図３は図１の３矢視図であり、操作盤１６には、操作箱２７の手前の側面にメインスイッチ２８、エンジンチョーク２９、クラッチ操作ボタン３１などを備え、操作箱２７の上面に、投雪方向調節レバー３２、オーガハウジング姿勢調節レバー３３、走行系に係る方向速度レバー３４、作業部系に係るエンジンスロットルレバー３５を備え、操作箱２７の右にグリップ３６Ｒ及び右旋回操作レバー３７Ｒを備え、操作箱２７の左にグリップ３６Ｌ、左旋回操作レバー３７Ｌ及び走行準備レバー３８を備える。
【００１７】左右旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒはブレーキレバーに近似するが、後述するとおりに完全な制動効果は得られない。操作することで走行モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転を落として機体をターンさせることに使用するため、ブレーキレバーと言わずに旋回操作レバーと呼ぶことにした。
【００１８】メインスイッチ２８はメインキーを差込み、回すことでエンジンを始動することのできる周知のスイッチである。エンジンチョーク２９は引くことで混合気の濃度を高めることができる。投雪方向調節レバー３２は、シュータ（図１の符号２１）方向を変更するときに操作するレバーであり、オーガハウジング姿勢調節レバー３３はオーガハウジング（図１の符号２２）の姿勢を変更するときに操作するレバーである。その他の部材の作用は、図６で説明する。
【００１９】図４は本発明に係る電動作業機の背面図であり、制御装置６０の主制御箱６１ならびに子制御箱６２，６３を示す。主制御箱６１は、作業者の操作に基づいて制御出力を発生し、複数の電動モータ（ここでは、走行モータ２５Ｌ，２５Ｒ）を制御するもので、操作入力情報処理部（例えば、前進量、後進量、旋回量）と、演算部と、表示情報出力部と、子制御箱６２，６３への走行情報出力部（例えば、前進速度指令、後進速度指令、回転方向指令）と、子制御箱６２，６３からのフィードバック情報入力部（例えば、回転センサからの信号、異常情報）と、を備え、クローズドループ制御を行う装置である。なお、主制御箱６１は、中央処理装置（ＣＰＵ）のシリアルポート数に応じて、通信路を確保する通信制御装置（マルチプレクサ）にて拡張が可能なものである。
【００２０】子制御箱６２は、主制御箱６１の走行情報出力部からの情報に基づいて、回転方向、電動モータ２５Ｌへの通電量を出力するとともに、異常検出時に主制御箱６１へ異常情報を出力する装置である。子制御箱６３は、主制御箱６１の走行情報出力部からの情報に基づいて、回転方向、電動モータ２５Ｒへの通電量を出力するとともに、異常検出時に主制御箱６１へ異常情報を出力する装置である。
【００２１】図５は本発明に係る電動作業機の制御系統図であり、制御装置６０および情報伝達経路を示す。図面の上の想像線枠で囲ったエンジン１２、電磁クラッチ１８、ブロア１４及びオーガ１３が作業部系４５であり、その他は走行系となる。４３はバッテリである。なお、制御装置６０内に破線で指令の流れを便宜上示したが、これはあくまでも参考的記載に過ぎない。
【００２２】走行系の作動を説明をする。本発明の除雪機は、普通車両のパーキングブレーキに相当するブレーキとして、左右の電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを備えており、これらの電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒは、駐車中は制御装置６０の制御により、ブレーキ状態にある。そこで、次の手順で電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒを開放する。
【００２３】メインスイッチ２８がスタートポジションにあること及び走行準備レバー３８が握られていることの２つの条件が満たされ、方向速度レバー３４を前進又は後進（図６で説明する。）に切換えると、電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒは開放（非ブレーキ）状態になる。
【００２４】図６は本発明に係る方向速度レバーの説明図であり、方向速度レバー３４は、作業者の手で、矢印■，■の如く往復させることができ、「中立範囲」より「前進」側へ倒せば車両を前進させることができ、且つ「前進」領域においては、Ｌｆが低速前進、Ｈｆが高速前進となるように、速度制御も行える。同様に、「中立範囲」より「後進」側へ倒せば車両を後進させることができ、且つ「後進」領域においては、Ｌｒが低速後進、Ｈｒが高速後進となるように、速度制御も行える。この例では、図の左端に付記した通りに、後進の最高速が０Ｖ（ボルト）、前進の最高速が５Ｖ、中立範囲が２．３Ｖ〜２．７Ｖになるようにポテンショメータでポジションに応じた電圧を発生させる。１つのレバーで前後の方向と高低速の速度制御とを設定できるので、方向速度レバー３４と名付けた。
【００２５】図５に戻って、方向速度レバー３４の位置情報をポテンショメータ４９から得た主制御箱６１は、左右の子制御箱６２，６３を介して左右の走行モータ２５Ｌ，２５Ｒを回し、走行モータ２５Ｌ，２５Ｒの回転速度を回転センサ５３Ｌ，５３Ｒで検出して、その信号に基づいて回転速度を所定値になるようにフィードバック制御を実行する。この結果、左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒが所望の方向に、所定の速度で回り、走行状態となる。
【００２６】走行中の制動は次の手順で行う。本発明の走行モータ２５Ｌ，２５Ｒには回生ブレーキ回路を付属する。これを便宜上、回生ブレーキドライバー５４Ｌ，５４Ｒと呼称する。
【００２７】左旋回操作レバー３７Ｌの握りの程度をポテンショメータ３９Ｌで検出し、この検出信号に応じて主制御箱６１は左の走行モータ２５Ｌの速度を下げる。右旋回操作レバー３７Ｒの握りの程度をポテンショメータ３９Ｒで検出し、この検出信号に応じて主制御箱６１は右の走行モータ２５Ｒの速度を下げる。すなわち、左旋回操作レバー３７Ｌを握ることで左旋回させることができ、右旋回操作レバー３７Ｒを握ることで右旋回させることができる。
【００２８】そして、次の何れかにより走行を停止することができる。方向速度レバー３４を中立位置に戻す。走行準備レバー３８を離す。メインスイッチ２８をオフ位置に戻す。走行準備レバー３８を離すかメインスイッチ２８をオフ位置に戻したときには、直ちに電磁ブレーキ５１Ｌ，５１Ｒがブレーキ状態となり、緊急停止が掛る。
【００２９】以上に述べた電動作業機の作用を次に説明する。図４に示すように、電動作業機（除雪機１０）は、作業者の操作に基づいて制御出力を発生する主制御箱６１と、この主制御箱６１からの制御出力に基づいて走行用電動モータ２５Ｌ，２５Ｒを個別に制御する子制御箱６２，６３と、を備え、１個の主制御箱６１と、走行用電動モータ２５Ｌ，２５Ｒに各々備えた複数の子制御箱６２，６３とで走行制御するもので、すなわち、主制御箱６１と子制御箱６２，６３とを切り離して分離し、別体構成としたので、主制御箱６１の小型化を図ることができるとともに、子制御箱６２，６３の小型化を図ることができる。
【００３０】また、電動作業機（除雪機１０）では、主制御箱６１と子制御箱６２，６３とを切り離して分離し、別体構成としたので、取付け部材を介しての熱伝達が無く、且つ、冷却風の対流がよくなり、冷却性の向上を図ることができる。
【００３１】さらに、電動作業機（除雪機１０）では、主制御箱６１と子制御箱６２，６３とを切り離して分離し、別体構成としたので、後で走行用電動モータを追加する場合、主制御箱６１を改造せずに、且つ、子制御箱を取付けるための取付け位置を改造せずに、新たに子制御箱を追加することができる。従って、制御装置の拡張性の向上を図ることができる。
【００３２】尚、本発明の実施の形態に示した主制御箱６１、子制御箱６２，６３の取付け位置は任意であり、作業内容や環境など電動作業機の仕様によって設定する。電動モータは、走行用の電動モータに限定するものではない。
【００３３】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮する。請求項１では、電動作業機は、作業者の操作に基づいて制御出力を発生する主制御箱と、この主制御箱からの制御出力に基づいて前記走行用電動モータを個別に制御する子制御箱と、を備え、１個の主制御箱と、走行用電動モータに各々備えた複数の子制御箱とで走行制御するもので、すなわち、主制御箱と子制御箱とを切り離して分離し、別体構成としたので、主制御箱の小型化を図ることができるとともに、子制御箱の小型化を図ることができる。
【００３４】また、電動作業機では、主制御箱と子制御箱とを切り離して分離し、別体構成としたので、取付け部材を介しての熱伝達が無く、且つ、冷却風の対流がよくなり、冷却性の向上を図ることができる。
【００３５】さらに、電動作業機では、主制御箱と子制御箱とを切り離して分離し、別体構成としたので、後で走行用電動モータを追加する場合、主制御箱を改造せずに、且つ、子制御箱を取付けるための取付け位置を改造せずに、新たに子制御箱を追加することができる。従って、制御装置の拡張性の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【住所又は居所】東京都港区南青山二丁目１番１号
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| 【出願日】 |
平成１３年１０月３０日（２００１．１０．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７３５６
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１４３７１６（Ｐ２００３−１４３７１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年５月１６日（２００３．５．１６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３３２０１０（Ｐ２００１−３３２０１０） |
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