JP2003143716A - 電動作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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６２，６
３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６２，６
３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。 【効果】 別体構成としたので、主制御箱、子制御箱の
小型化を図ることができる。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。走行用電動モータを追加する場
合、改造せずに、子制御箱を追加することができ、制御
装置の拡張性の向上を図ることができる。

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１
６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，２５
Ｒ）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６
２，６３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６
２，６３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２
５Ｌ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６
３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０
Ｖ（ボルト）、前進の最高速が５Ｖ、中立範囲が２．３
Ｖ〜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２
５Ｌ，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，２
３Ｒ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。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る電動作業機の平面図 【図２】本発明に係る電動作業機の側面図 【図３】図１の３矢視図 【図４】本発明に係る電動作業機の背面図 【図５】本発明に係る電動作業機の制御系統図 【図６】本発明に係る方向速度レバーの説明図 【符号の説明】 １０…電動作業機（除雪機）、２５Ｌ，２５Ｒ…走行用
電動モータ（走行モータ）、６０…制御装置、６１…主
制御箱、６２，６３…子制御箱。

フロントページの続き (72)発明者 菅家 博夫 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 Ｆターム(参考） 5H115 PG04 PI16 PU01 QN02 SE10 TU11 TU12 UI27 UI34

Claims (1)

1. 【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。