JP2018114799A

JP2018114799A - エンジン発電機の遠隔操作装置

Info

Publication number: JP2018114799A
Application number: JP2017005815A
Authority: JP
Inventors: 田中　克明; Katsuaki Tanaka; 克明田中
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-07-26

Abstract

【課題】エンジン発電機を見通せない場所に居ても、エンジン発電機の状態を確認することができ、安価かつ効率的に始動及び停止できるエンジン発電機の遠隔操作装置を提供する。【解決手段】エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機を外部信号で始動及び停止させる遠隔操作装置において、カメラを装着した遠隔操縦による垂直離着陸可能な飛行体１９と、該飛行体を着地させるための着地ポート２０と、該着地ポートに飛行体が着地したことを検出してエンジン制御信号を生成するスイッチ３１とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジン発電機の遠隔操作装置に関し、詳しくは、外部信号でエンジン発電機を始動及び停止させるエンジン発電機の遠隔操作装置に関する。

エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機を使った作業では、エンジン発電機の設置位置から離れた位置で、負荷である電動工具や照明灯などが使用される場合がある。このような場合に、エンジン発電機を利用して実際に作業が行われる位置から無線通信によってエンジン発電機を遠隔操作して、エンジン発電機の始動及び停止を行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、無人の設備に設置されるエンジン発電機の運転方法として、フロートスイッチで水位を検出して始動と停止とを切り換える水中ポンプを備え、エンジン発電機の運転状態を水中ポンプの運転状態に合わせて制御することも知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００２−５４４９４号公報特開２０１０−１０６７４５号公報

しかし、無線通信によってエンジン発電機を遠隔操作する場合に、エンジンを含む装置の本体側では、操作信号を受けるための受信回路に常時電源を供給した待機状態にしておく必要があった。このため、定期的にバッテリを充電する機器が必要となり、コストの増加を招いていた。

また、エンジン発電機を始動させる条件をスイッチの検出のみで判断できない場合には、作業者が遠く離れたエンジン発電機の設置場所まで赴き目視によって判断していた。特に、エンジン発電機を見通せない山間部に設置した場合には、エンジン発電機の設置場所まで移動するのに長時間を要し、作業効率を低下させていた。

そこで本発明は、作業者がエンジン発電機を見通せない場所に居ても、エンジン発電機の状態を確認することができ、安価かつ効率的に始動及び停止できるエンジン発電機の遠隔操作装置を提供する。

上記課題を解決するため、本発明のエンジン発電機の遠隔操作装置は、エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機を外部信号で始動及び停止させる遠隔操作装置において、カメラを装着した遠隔操縦による垂直離着陸可能な飛行体と、該飛行体を着地させるための着地ポートと、該着地ポートに前記飛行体が着地したことを検出してエンジン制御信号を生成するスイッチとを備えたことを特徴としている。

さらに、本発明のエンジン発電機の遠隔操作装置は、前記飛行体の下部に第１マグネットと、前記着地ポートの上部に非磁性材料からなる着地領域と、前記着地ポートの内側壁にヒンジを介して上下方向に回動可能に連結した可動板と、該可動板の上面に第２マグネットとをそれぞれ設け、前記スイッチは、前記飛行体が前記着地領域に着地したときに、前記着地領域を挟んで互いに対向する前記第１マグネットと第２マグネットとの間の吸着力又は反発力による前記可動板の回動を検出することを特徴としている。

加えて、前記可動板の上面に第３マグネットと、前記着地領域の下面に磁性材料からなる保持部材とを設け、前記可動板が上方に回動したときに、前記第３マグネットを前記保持部材に吸着させることで前記可動板を上方位置に保持することを特徴としている。

さらに、前記エンジン及び発電機を収納するケーシングの天板に前記着地ポートを設けたことを特徴としている。

本発明のエンジン発電機の遠隔操作装置によれば、作業者がエンジン発電機を見通せない場所に居ても、飛行体に装着したカメラでエンジン発電機の状態を確認することができるので、発電が必要な状態であるか否かを的確に判断できる。また、発電を開始又は終了させる場合には、飛行体を降下させて着地ポートに着地させるだけでエンジン発電機を始動又は停止できる。このため、通信端末や充電器などの機器をエンジン発電機に追加する必要がないので、回路構成を簡単にできる。

さらに、飛行体に第１マグネットと、着地ポート内の可動板に第２マグネットとをそれぞれ設けて、飛行体の着地を検出するスイッチが、両マグネットの間の吸着力又は反発力で回動する可動板の位置を検出するように構成することにより、飛行体以外のもの、例えば、猫などの小動物が着地ポートに乗るなどしても可動板は回動しない。よって、エンジン発電機が誤作動することを防止できる。

また、可動板が上方に回動して停止すると、可動板に設けた第３マグネットが、着地領域の下面に設けた保持部材に吸着して可動板を保持するので、この状態のまま飛行体を離陸させても、スイッチによる検出状態が維持され、エンジン発電機の運転を継続できるとともに、必要に応じて、飛行体を他の用途にも使用できる。

さらに、エンジン発電機の運転を停止させる場合には、第１マグネットの磁極を反転させて装着し、飛行体を着地ポートに再び着地させるだけでスイッチの検出を解除できるので、着地ポートを始動用と停止用とに区別して設ける必要がなくなり、着地ポートの小型化が図れる。加えて、着地ポートをエンジン発電機のケーシングの天板に設けることが容易となり、着地ポートの設置場所を別途設ける必要もなくなる。

本発明の一形態例を示すエンジン発電機の遠隔操作装置の正面図である。同じく平面図である。同じく着地ポートの平面図である。図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。同じく飛行体が着地したエンジン始動状態を示す着地ポートの断面図である。同じく飛行体が離陸したエンジン始動後の状態を示す着地ポートの断面図である。同じく飛行体が着地したエンジン停止状態を示す着地ポートの断面図である。

図１乃至図７は本発明のエンジン発電機の遠隔操作装置の一形態例を示すものである。
まず、図１及び図２に示すように、エンジン発電機１１は、防音構造を有するケーシング１２の下部に設けられている架台１３の上に、発電機や、該発電機を駆動するディーゼルエンジンなどの機器（図示せず）を収容したものであって、ケーシング１２は、略直方体の箱状に形成され、側壁１２ａには、機器の保守作業を行うための両開き方式の点検扉１４が設けられている。点検扉１４には、ケーシング１２の内部に冷却用及び燃焼用の空気を取り入れるための吸気口１５が設けられている。

ケーシング１２の上部中央には、エンジン発電機１１を搬送時に吊り上げるための吊り金具１６が設けられるとともに、天板１２ｂの一端側に、ケーシング１２内の温風を外部に排出するための排気口１７が設けられている。

また、エンジン発電機１１は、無線通信によって遠隔操縦可能な飛行体１９と、該飛行体１９を離着陸させるための着地ポート２０とで構成された遠隔操作装置１８を備えている。着地ポート２０は、ケーシング１２の天板１２ｂの上面に、吊り金具１６を挟んで排気口１７と反対側に設けられている。

飛行体１９は、高機能携帯電話端末やタブレットＰＣ（Personal Computer）などの携帯端末（図示せず）との間で相互に連携して機能するものであり、安定した飛行が可能な、いわゆるドローンとして構成された機体２１の下部に、着地ポート２０に機体２１を支持させるための複数の支持脚２２が設けられている。

また、飛行体１９は、携帯端末からの指示に応じて飛行し、機体２１に内蔵されたＧＰＳ（Global Positioning System）受信機で取得した現在位置を示す情報や、カメラを通じて撮影して得た撮影映像を携帯端末に提供できるものである。さらに、飛行体１９は、充電式のバッテリを備え、作業者の事務所などにおいて簡単に充電でき、１回の充電で、例えば数時間程度の連続飛行が可能なものである。

機体２１の下部には、複数の支持脚２２の間に架け渡されたマグネット取付具２３を介して、第１マグネット２４が着脱自在に設けられている。第１マグネット２４は、円柱形状に形成されて軸線方向の中央を境に一端側がＮ極に着磁され、他端側がＳ極に着磁された永久磁石からなり、飛行体１９を着地ポート２０に着地させた状態で、第１マグネット２４の磁極面と着地ポート２０の上面との間に僅かに隙間が生じるように設けられている。

着地ポート２０は、図３及び図４に示すように、底板２５ａと天板２５ｂの外周部に沿って設けられた側板２５ｃとによって偏平な箱状に形成されたケーシング２５の天板２５ｂに、ゴムや樹脂等の非磁性材料からなる円盤形状の着地領域２６が設けられるとともに、着地領域２６の中央部に、飛行体１９が着地する際の目印となるマーキング２６ａが施されている。

ケーシング２５の内部には、直交する２つの側板２５ｃ，２５ｃとで構成された隅角部の一つに可動板２７を保持するための固定部材２８が設けられている。可動板２７は、長手方向に延びた平板状に形成され、基端部が固定部材２８に設けられたヒンジ２９を介して上下方向に回動可能に連結され、先端部が対向する他の隅角部に向かって延出している。また、可動板２７は、水平位置から下方に僅かに回動した位置で、底板２５ａに設けられた支持部材３０に支持されている。

天板２５ｂの下面には、飛行体１９が着地ポート２０に着地したことを検出してエンジン制御信号を生成するＯＮ−ＯＦＦスイッチとして、検出状態を維持できる、いわゆる自己保持式のスイッチ３１が設けられ、スイッチ３１を作動させる二股形状のアーム３１ａの先端に第１当接部３１ｂと第２当接部３１ｃとをそれぞれ備えている。また、スイッチ３１は、エンジンの始動及び停止を実行するエンジン制御回路（図示せず）に通信ケーブルを介して接続されている。

可動板２７の上面には、第２マグネット３２及び第３マグネット３３がそれぞれ設けられ、第２マグネットは、可動板２７が上方に回動したときに、マーキング２６ａの真下に接近するように、上面が一方の磁極、例えばＳ極となるように配置され、第３マグネット３３は、可動板２７が上方に回動したときに、天板２５ｂの下面に設けられた保持部材３４に当接（磁着）するように配置されている。保持部材３４は、磁性材料からなる薄板金属をコ字状に折り曲げて形成したものである。

また、第２マグネット３２及び第３マグネット３３は、第１マグネット２４と同様に円柱形状に形成された永久磁石からなり、第２マグネット３２は、第１マグネット２４と同等の磁力の強さを有している。また、第３マグネット３３は、保持部材３４に対する吸着力が、第１マグネット２４と第２マグネット３２との間の反発力よりも小さい磁力の強さとなるように、両マグネットよりも小型に形成されている。

次に、図５乃至図７を参照しながら、前記遠隔操作装置１８を用いてエンジン発電機１１を始動及び停止する手順を説明する。まず、飛行体１９には、あらかじめ、第１マグネット２４を、下面が第２マグネット３２の上面と逆のＮ極となるように装着しておき、遠隔操縦によって飛行体１９から携帯端末に送信されるエンジン発電機１１及びその周辺設備の撮影映像に基づき、発電が必要な状態であるか否かを判断する。そして、発電が必要な状態と判断した場合には、飛行体１９をマーキング２６ａを目印にしながら着地ポート２０の真上に移動させた後、緩やかに降下させるとともに、着地領域２６上に着地させる。この図５に示す状態を、エンジン始動状態と称する。

エンジン始動状態では、飛行体１９が着地領域２６に着地したときに、着地領域２６を挟んで互いに異極（Ｎ極とＳ極）が対向する第１マグネット２４と第２マグネット３２との間の吸着力で、第２マグネット３２が着地領域２６の下面に接近するとともに、可動板２７が上方に回動し、可動板２７の先端がスイッチ３１の第１当接部３１ｂを押し上げてアーム３１ａを略９０°上方に回動させる。このとき、スイッチ３１はアーム３１ａの回動で接点がＯＮとなり、エンジン発電機１１のエンジン制御回路に始動信号が入力され、エンジンが始動することで発電が開始される。また、可動板２７の回動に伴って、第３マグネット３３が保持部材３４に吸着することで、可動板２７が上方へ吸着した状態になる。

このように、飛行体１９を降下させて着地ポート２０に着地させるだけでエンジン発電機１１を始動できる。このため、通信端末や充電器などの機器をエンジン発電機１１に追加する必要がないので、回路構成を簡単にできる。また、飛行体１９以外のもの、例えば、猫などの小動物が着地ポート２０に乗るなどしても、可動板２７が回動しないので、エンジン発電機１１が誤作動することを防止できる。

続いて、発電が開始されたことを確認した後、飛行体１９を帰還させるために、着地ポート２０から飛行体１９を離陸させると、図６に示すように、可動板２７は、第３マグネット３３が保持部材３４に吸着したまま、略水平位置に保持される。この状態では、スイッチ３１は接点がＯＮの状態で維持されているので、エンジン発電機１１の運転を継続できるとともに、必要に応じて、飛行体１９を他の用途にも使用できる。

エンジン発電機１１の運転を停止させたい場合には、第１マグネット２４を、下面がＳ極となるように反転させて飛行体１９に装着し、始動時と同様の手順で飛行体１９を遠隔操縦して着地領域２６上に着地させる。この図７に示す状態を、エンジン停止状態と称する。

エンジン停止状態では、飛行体１９が着地領域２６に着地したときに、着地領域２６を挟んで互いに同極（Ｓ極とＳ極）が対向する第１マグネット２４と第２マグネット３２との間の反発力で、第２マグネット３２が着地領域２６の下面から離間するとともに、第３マグネット３３の吸着が開放されて可動板２７が下方に回動し、可動板２７の先端がスイッチ３１の第２当接部３１ｃを押し下げてアーム３１ａを略９０°下方に回動させる。このとき、スイッチ３１はアーム３１ａの回動で接点がＯＦＦとなり、エンジン発電機１１のエンジン制御回路に停止信号が入力され、エンジンが停止することで発電が終了する。また、可動板２７の下面が支持部材３０に当接することで、可動板２７のこれ以上の下方への回動が制限される。

このように、エンジン発電機１１の運転を停止させる場合には、第１マグネット２４の磁極を反転させて装着し、飛行体１９を着地ポート２０に再び着地させるだけでスイッチ３１の検出を解除できるので、着地ポート２０を始動用と停止用とに区別して設ける必要がなくなり、着地ポート２０の小型化が図れる。加えて、着地ポート２０をエンジン発電機１１のケーシング１２の天板１２ｂに設けることが容易となり、着地ポート２０の設置場所を別途設ける必要もなくなる。

なお、本発明のエンジン発電機の遠隔操作装置は、上述の実施形態に限定されない。可動板が下方に回動したときに始動させるエンジン制御回路としてもよい。また、必ずしも可動板を第３マグネットの吸着力で保持させなくてもよく、スイッチのアームに可動板の自重を預けて保持させてもよい。さらに、飛行体は、安定した飛行が可能なドローンの構成として説明したが、ローター（回転翼）を４つ備えた、いわゆるクワッドコプター以外にも、適宜の数のローターを備えたマルチコプターやヘリコプターなどの飛行体を用いることもできる。

１１…エンジン発電機、１２…ケーシング、１２ａ…側壁、１２ｂ…天板、１３…架台、１４…点検扉、１５…吸気口、１６…吊り金具、１７…排気口、１８…遠隔操作装置、１９…飛行体、２０…着地ポート、２１…機体、２２…支持脚、２３…マグネット取付具、２４…第１マグネット、２５…ケーシング、２５ａ…底板、２５ｂ…天板、２５ｃ…側板、２６…着地領域、２６ａ…マーキング、２７…可動板、２８…固定部材、２９…ヒンジ、３０…支持部材、３１…スイッチ、３１ａ…アーム、３１ｂ…第１当接部、３１ｃ…第２当接部、３２…第２マグネット、３３…第３マグネット、３４…保持部材

Claims

エンジンにより発電機を駆動して発電するエンジン発電機を外部信号で始動及び停止させる遠隔操作装置において、カメラを装着した遠隔操縦による垂直離着陸可能な飛行体と、該飛行体を着地させるための着地ポートと、該着地ポートに前記飛行体が着地したことを検出してエンジン制御信号を生成するスイッチとを備えたことを特徴とするエンジン発電機の遠隔操作装置。
前記飛行体の下部に第１マグネットと、前記着地ポートの上部に非磁性材料からなる着地領域と、前記着地ポートの内側壁にヒンジを介して上下方向に回動可能に連結した可動板と、該可動板の上面に第２マグネットとをそれぞれ設け、前記スイッチは、前記飛行体が前記着地領域に着地したときに、前記着地領域を挟んで互いに対向する前記第１マグネットと第２マグネットとの間の吸着力又は反発力による前記可動板の回動を検出することを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機の遠隔操作装置。
前記可動板の上面に第３マグネットと、前記着地領域の下面に磁性材料からなる保持部材とを設け、前記可動板が上方に回動したときに、前記第３マグネットを前記保持部材に吸着させることで前記可動板を上方位置に保持することを特徴とする請求項２記載のエンジン発電機の遠隔操作装置。
前記エンジン及び発電機を収納するケーシングの天板に前記着地ポートを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のエンジン発電機の遠隔操作装置。