JP2018088759A

JP2018088759A - 施工管理装置用電源部

Info

Publication number: JP2018088759A
Application number: JP2016231023A
Authority: JP
Inventors: 英樹丹羽; Hideki Niwa
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-06-07

Abstract

【課題】外部メディアへの施工データの保存やデータサーバへの施工データの送信を確実に行うことができる構成を備えた施工管理装置用電源部を提供する。【解決手段】施工管理装置１３に作動用電源を供給する施工管理装置用電源部１１であって、バッテリ１２と施工管理装置用電源部との間に設けられた電源スイッチ１５を介して供給された作動用電源を施工管理装置の駆動電圧に変換するとともに電圧・電流の安定化を行う電圧変換及び安定化回路１６と、該電圧変換及び安定化回路と施工管理装置とを接続する電源回路１７と、前記バッテリに電圧変換及び電流制限回路１８を介してトリクル充電されるバックアップバッテリ１４と、該バックアップバッテリと施工管理装置とをリレー接点１９を介して接続するバックアップ電源回路２０とを備え、前記施工管理装置には、前記リレー接点を開閉するリレー回路が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、施工管理装置用電源部に関し、詳しくは、杭打機や地盤改良機などの各種建設機械に設けられている施工管理装置に作動用電源を供給する施工管理装置用電源部に関する。

例えば、杭打機では、杭の施工位置、杭の施工深度などの各種施工データを収集し、外部の記録メディアに保存したり、遠隔地のデータサーバに送信してサーバに保存したりする機能を有する施工管理装置が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平５−１６３７２７号公報

前記施工管理装置の電源は、通常、杭打機本体のバッテリから供給されるが、何らかの原因で施工管理装置への電源が断たれたり、電圧が低下したりすると、記録メディアに保存中の施工データが消失したり、保存したデータファイルが不完全になってパソコンなどで読み出せなくなったりする問題があった。また、施工現場によっては、無線通信網の圏外になり、データサーバへの施工データの送信ができないこともあった。また、一般的な無停電電源装置は、各種負荷に対応できるように形成されているため、大容量のバックアップバッテリを必要とし、電気回路を含めると大型化しやすく、杭打機などの建設機械での使用には適していなかった。

そこで本発明は、施工データの保存を確実に行うことができる構成を備えた施工管理装置用電源部を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の施工管理装置用電源部は、施工データを記録メディアに保存する機能や施工データをデータサーバへ送信する機能を備えた施工管理装置に作動用電源を供給する施工管理装置用電源部であって、電源となるバッテリと施工管理装置用電源部との間に設けられた電源スイッチと、電源スイッチを介して供給された作動用電源を施工管理装置の駆動電圧に変換するとともに電圧・電流の安定化を行う電圧変換及び安定化回路と、該電圧変換及び安定化回路と施工管理装置とを接続する電源回路と、前記バッテリに電圧変換及び電流制限回路を介してトリクル充電されるバックアップバッテリと、該バックアップバッテリと施工管理装置とをリレー接点を介して接続するバックアップ電源回路とを備え、前記施工管理装置には、前記リレー接点を開閉するリレー回路が設けられていることを特徴としている。

また、本発明の施工管理装置用電源部は、前記リレー回路が、前記電源回路からの電源によって充電されるコンデンサを使用したオフディレイ回路、あるいは、前記施工管理装置に付加されたタイマによって作動し、前記電源回路からの電源が断たれた後、あらかじめ前記タイマに設定された時間の間、前記リレー接点の閉状態を維持するタイマ回路であることを特徴としている。

本発明の施工管理装置用電源部によれば、電源回路から施工管理装置への電源が断たれた場合でも、瞬時に施工管理装置が作動を停止することがなく、リレー接点が開となるまでの時間を適切に設定することにより、記録メディアへの施工データの保存や、データサーバへの施工データの送信を確実に行うことができる。

本発明の施工管理装置用電源部の一形態例を示す回路図である。施工管理装置用電源部の作動例を示す図である。

図１は、本発明の施工管理装置用電源部の一形態例を示す回路図である。本形態例に示す施工管理装置用電源部１１は、例えば杭打機の施工管理装置用に設けられるもので、電源となるバッテリ１２から施工管理装置１３に作動用電源を供給するとともに、何らかの原因で電源回路に異常が発生してバッテリ１２からの電源供給が断たれたり、電圧が低下したりした場合でも、あらかじめ設定された時間内は、バックアップバッテリ１４から施工管理装置１３に作動用電源を供給できるように構成されている。

施工管理装置用電源部１１には、バッテリ１２から電源スイッチ（ＳＷ１）１５を介して供給される作動用電源を施工管理装置１３の駆動電圧に変換するとともに、電圧・電流の安定化を行う電圧変換及び安定化回路１６と、該電圧変換及び安定化回路１６と施工管理装置１３とを接続する電源回路１７と、前記バッテリ１２に電圧変換及び電流制限回路１８を介して接続されてトリクル充電される前記バックアップバッテリ１４と、該バックアップバッテリ１４と施工管理装置１３とをリレー接点１９を介して接続するバックアップ電源回路２０と、電圧変換及び安定化回路１６からの出力状態を施工管理装置１３に伝達する電源信号回路２１とを備えている。

前記リレー接点１９は、施工管理装置１３に設けられたオフディレイ回路からの制御信号２２によって接点の開閉が行われる。オフディレイ回路は、周知のように、前記電源回路１７から施工管理装置１３に供給された作動用電源の一部によって充電されるコンデンサを備えており、電源回路１７からの電源が断たれた後、コンデンサが放電するまでの間、前記リレー接点１９を閉状態に維持するものであって、コンデンサの容量を適切に選択することにより、電源回路１７からの電源が断たれてからリレー接点１９が開状態になるまでの遅延時間、すなわちバックアップ時間を適宜に設定することができる。

図２は、前記施工管理装置用電源部１１の作動例を示すもので、施工管理装置１３の作動中に、エンジンの始動動作などによってバッテリ１２の電圧が一時的に低下したときの各部の電圧変化やＯＮ／ＯＦＦ状態を示している。

まず、電圧変換及び電流制限回路１８には、バッテリ１２から配線Ａを通して電圧Ｖ１、例えば直流２４Ｖが常時供給されており、電圧変換及び電流制限回路１８にてバックアップバッテリ１４を充電可能な電圧Ｖ２、例えば直流５Ｖに変換されるとともに、所定のトリクル充電用電流に制限された充電用電力が、配線Ｂを通してバックアップバッテリ１４に供給され、電源スイッチ（ＳＷ１）１５のＯＮ／ＯＦＦに関係なく、バックアップバッテリ１４が連続してトリクル充電されており、通常は、バックアップバッテリ１４が満充電に近い状態になっている。

電源スイッチ（ＳＷ１）１５がＯＦＦになっている待機状態では、バッテリ１２は電圧Ｖ１を出力しているが、電源スイッチ（ＳＷ１）１５より下流側の各部の電圧はゼロであり、リレー接点１９は開状態になっている。そして、電源スイッチ（ＳＷ１）１５をＯＮにすると、バッテリ１２の電圧Ｖ１と同じ電圧Ｖ１が配線Ｃを通って電圧変換及び安定化回路１６に供給され、電圧変換及び安定化回路１６にて施工管理装置１３の駆動電圧Ｖ２、例えば直流５Ｖに変換され、電源回路１７である配線Ｄ、配線Ｅを通って施工管理装置１３に供給される。

施工管理装置１３は、所定の起動時間Ｔ１が経過した時点で通常の作動状態になり、電源信号回路２１からの電源信号によってオフディレイ回路が作動を開始し、オフディレイ回路からの制御信号２２によってリレー接点１９が閉状態になり、バックアップ電源回路２０の配線Ｆに電圧Ｖ２が印加される。起動時間Ｔ１が経過した後は、各配線に所定の電圧が加わった作動状態になる。

この作動状態で、例えばエンジンの始動などによってバッテリ１２の電圧が一時的に大きく低下すると、バッテリ１２の電圧低下に伴って電圧変換及び安定化回路１６の前後の配線Ｃ，Ｄの電圧も、施工管理装置１３を作動させるのに必要な電圧以下に低下する。このとき、オフディレイ回路に設定した遅延時間Ｔ２に対して電圧低下時間が短い場合は、制御信号２２によってリレー接点１９が閉状態を維持しているので、施工管理装置１３には、バックアップバッテリ１４からリレー接点１９を通り、バックアップ電源回路２０を構成する配線Ｆ及び電源回路１７とバックアップ電源回路２０とを兼用する配線Ｅを通って電圧Ｖ２が供給される。したがって、施工管理装置１３は、バッテリ１２の電圧低下時間が、遅延時間Ｔ２以内の場合には、バックアップバッテリ１４からの電源供給によって通常の作動状態を維持することができる。

電源スイッチ（ＳＷ１）１５をＯＦＦにした場合、配線Ｃ，Ｄ及び電源信号回路２１の電圧はゼロになるが、遅延時間Ｔ２が経過するまでは、制御信号２２でリレー接点１９が閉状態を維持しているので、リレー接点１９，配線Ｆ，Ｅを介して電圧Ｖ２のバックアップ電源がバックアップバッテリ１４から施工管理装置１３に供給される。

したがって、電源スイッチ（ＳＷ１）１５をＯＦＦにして施工管理装置１３への通常の電源供給が終了しても、遅延時間Ｔ２が経過するまでは、バックアップバッテリ１４からのバックアップ電源が継続して施工管理装置１３に供給されているので、施工管理装置１３における記録メディアへの施工データの保存や、データサーバへの施工データの送信を確実に行うことができる。また、何らかの理由でバッテリ１２からの電源供給が断たれた場合や、配線Ｃ，Ｄに不具合が発生した場合も、前記同様に、バックアップ電源が継続して施工管理装置１３に供給される。

施工管理装置１３が記録メディアへの施工データの保存機能のみを有している場合、バックアップ電源の継続時間、すなわち遅延時間Ｔ２は、施工データを記録メディアに保存するのに必要な時間を考慮して設定すればよい。通常、施工データの保存に要する時間は、数十秒乃至数分程度、長くても５分未満であるから、遅延時間Ｔ２は５分程度に設定すればよい。一方、バックアップバッテリ１４は、施工管理装置１３の仕様によって異なるが、一般的な直流５Ｖ、数百ｍＡで作動する施工管理装置１３に対しては、放電電流が数百ｍＡの単３〜単４サイズのニッケル水素電池を４本直列にして使用することにより、遅延時間Ｔ２を十分に満足できる容量を確保することができる。

また、施工管理装置１３がデータサーバへの施工データの送信機能を有している場合は、無線通信網の圏外での作業を終了してから圏内への移動に要する時間と、それまでに蓄積した施工データをデータサーバに送信するのに必要な時間とを考慮して設定する。このときのバックアップバッテリ１４の容量は、施工管理装置１３におけるデータ転送部の消費電力と、データ送信の再試行を繰り返す周期及び最長時間などの仕様によって異なるが、例えば、データ転送部の定格電流が５００ｍＡ、データ送信の再試行周期が３０分毎に１分間、最長試行期間を５日間とすれば、必要となる蓄電容量は２０００ｍＡｈとなるので、単１サイズのニッケル水素電池の蓄電容量で十分に賄うことができる。このように形成することにより、収集した各種施工データを確実に記録メディアに保存したり、サーバに送信したりすることができる。

したがって、比較的低い定格電圧及び定格電流で作動する施工管理装置１３を所定時間だけ作動させることができればよいため、最大でも、単１サイズのニッケル水素電池を４本直列に配置するのに必要な大きさに、小型の電気回路を付加するだけで施工管理装置用電源部１１を形成することができるので、通常の施工管理装置１３に容易に組み合わせることができる。

なお、施工管理装置は、施工データを記録メディアに保存する機能と施工データをデータサーバに送信する機能とは、いずれか一方のみを備えていてもよく、両機能を同時に備えていてもよい。

さらに、リレー接点をあらかじめ設定された時間の間だけ閉状態に維持するためのリレー回路は、コンデンサを使用した一般的なオフディレイ回路を利用することによって十分な遅延時間を確保することができるが、施工管理装置にタイマ機能が備えられている場合は、このタイマ機能を利用してリレー接点を開状態にするタイマ回路を利用することにより、必要な遅延時間を容易に調整することができる。

また、記録メディアへの未保存の施工データの有無、データサーバへの未送信の施工データの有無を判定する機能を付加することにより、未保存の施工データや未送信の施工データがないことを確認してからリレー接点を開状態に変換するように形成することもできる。

１１…施工管理装置用電源部、１２…バッテリ、１３…施工管理装置、１４…バックアップバッテリ、１５…電源スイッチ（ＳＷ１）、１６…電圧変換及び安定化回路、１７…電源回路、１８…電圧変換及び電流制限回路、１９…リレー接点、２０…バックアップ電源回路、２１…電源信号回路、２２…制御信号

Claims

施工データを記録メディアに保存する機能を備えた施工管理装置に作動用電源を供給する施工管理装置用電源部であって、電源となるバッテリと施工管理装置用電源部との間に設けられた電源スイッチと、電源スイッチを介して供給された作動用電源を施工管理装置の駆動電圧に変換するとともに電圧・電流の安定化を行う電圧変換及び安定化回路と、該電圧変換及び安定化回路と施工管理装置とを接続する電源回路と、前記バッテリに電圧変換及び電流制限回路を介してトリクル充電されるバックアップバッテリと、該バックアップバッテリと施工管理装置とをリレー接点を介して接続するバックアップ電源回路とを備え、前記施工管理装置には、前記リレー接点を開閉するリレー回路が設けられていることを特徴とする施工管理装置用電源部。
施工データをデータサーバに送信する機能を備えた施工管理装置に作動用電源を供給する施工管理装置用電源部であって、電源となるバッテリと施工管理装置用電源部との間に設けられた電源スイッチと、電源スイッチを介して供給された作動用電源を施工管理装置の駆動電圧に変換するとともに電圧・電流の安定化を行う電圧変換及び安定化回路と、該電圧変換及び安定化回路と施工管理装置とを接続する電源回路と、前記バッテリに電圧変換及び電流制限回路を介してトリクル充電されるバックアップバッテリと、該バックアップバッテリと施工管理装置とをリレー接点を介して接続するバックアップ電源回路とを備え、前記施工管理装置には、前記リレー接点を開閉するリレー回路が設けられていることを特徴とする施工管理装置用電源部。
前記リレー回路は、前記電源回路からの電源によって充電されるコンデンサを使用したオフディレイ回路であることを特徴とする請求項１又は２記載の施工管理装置用電源部。
前記リレー回路は、前記施工管理装置が備えたタイマによって作動し、前記電源回路からの電源が断たれた後、あらかじめ前記タイマに設定された時間の間、前記リレー接点の閉状態を維持するタイマ回路であることを特徴とする請求項１又は２記載の施工管理装置用電源部。