JP2019196685A - Granule spreading device and loading vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凍結防止剤等の粉粒体を路面に散布する散布装置を搭載・固定し車両のエンジンに取り付けているオルタネータで発電した電気を車両用バッテリに充電し、前記電気を前記エンジン,車両制御及び照明等に用いると共に粉粒体散布装置の電動のアクチュエータに供する車両搭載の動力システムに関するものである。 The present invention charges a vehicle battery with electricity generated by an alternator that is mounted and fixed on a road surface and is attached to a vehicle engine, and which is equipped with a spraying device that sprays powder particles such as an antifreeze agent on the road surface. The present invention relates to a vehicle-mounted power system that is used for vehicle control, lighting, and the like, and is used for an electric actuator of a powder particle dispersion device.
従来、冬季の市町村道の凍結防止剤等を散布する粉粒体散布装置は、車両の荷台に搭載し、凍結防止剤の粉粒体を溜めるホッパ,前記粉粒体を散布する散布装置及び前記ホッパの容量が大きい場合に必要となる前記粉粒体を前記ホッパから前記散布装置に搬送する搬送装置からなっている。粉粒体散布装置のアクチュエータが電動式である場合は、車両用バッテリを電源とし、直流電動モータをアクチュエータとする。又、粉粒体散布装置の動力源及びアクチュエータの油圧式は、粉粒体散布装置に小型エンジンを取り付け前記小型エンジンにより駆動される油圧ポンプを動力源そして油圧モータをアクチュエータとする。電動式の制御は、一般に速度制御まで行わなかった。油圧式の制御は、油圧式の制御は、油圧ポンプからの吐出油量を制御するバルブにより行い、アクチュエータの速度を制御することにより、粉粒体の散布量及び散布幅を制御しているため、動力伝達効率が悪い。 Conventionally, a granular material spraying device for spraying antifreezing agents, etc. on winter municipal roads is mounted on a loading platform of a vehicle, a hopper for storing the antifreezing agent powder particles, a spraying device for spraying the powder particles, and the above It consists of a conveying device that conveys the granular material required when the capacity of the hopper is large from the hopper to the spraying device. In the case where the actuator of the powder distribution device is an electric type, a vehicle battery is used as a power source, and a DC electric motor is used as an actuator. Also, the hydraulic power source and actuator of the powder and dust distribution device have a small engine mounted on the powder and particle distribution device, a hydraulic pump driven by the small engine as a power source and a hydraulic motor as an actuator. In general, the electric control was not performed until the speed control. Hydraulic control is performed by a valve that controls the amount of oil discharged from the hydraulic pump, and the speed of the actuator is controlled to control the spraying amount and spraying width of the granular material. Power transmission efficiency is bad.
さらに、油圧式の粉粒体散布装置は、主要粉粒体である凍結防止剤散布の期間は冬季に限定され、それ以外の季節には粉粒体散布は休止しており、休止期間のエンジン及び油圧機器が油切れ錆付き等による故障を起こし、粉粒体散布装置の寿命を低下させてしまう。 In addition, the spraying device of the hydraulic type powder and granular material is limited to the winter period during which the antifreezing agent, which is the main granular material, is sprayed. In addition, the hydraulic equipment may break down due to oil rust and the like, and the service life of the powder spraying device may be reduced.
例えば、特許文献1及び特許文献2では、トラックの荷台に搭載され、車両用を電源とする直流電動モータをアクチュエータとする粉粒体散布装置が開示されている。一般的に、単層直流モータは定格トルクの3倍の能力を有しているが、粉粒体の搬送量,散布幅を定める速度制御が困難で負荷抵抗により変動するため、粉粒体の散布量,散布幅の安定制御が困難である。 For example,
解決しようとする課題は、車両の荷台に搭載し、凍結防止剤等の粉粒体の散布に用い、車両用バッテリを電源とし粉粒体の散布幅及び大容量ホッパの場合の散布量を制御し散布すると共に散布に供する電動のアクチュエータを効率良くコンパクトになる粉粒体散布装置にすることにある。 The problem to be solved is mounted on the loading platform of the vehicle, used for spraying granular materials such as antifreeze agents, etc., using the vehicle battery as a power source, and controlling the spray width of the granular material and the spraying amount in the case of a large capacity hopper Then, the electric actuator used for spraying and spraying is to make the powder particle spraying device efficient and compact.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、車両用バッテリを電源とする粉粒体散布の散布幅と散布量を散布条件に適合するように駆動・制御するための粉粒体散布装置の電源,制御機器及びアクチュエータであることを特徴とする。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to drive and adjust the spraying width and spraying amount of the powdered material using the vehicle battery as a power source to suit the spraying conditions. It is a power source, a control device, and an actuator of a powder and particle distribution device for control.
第1の発明の目的とするところは、車両に搭載する粉粒体散布装置のアクチュエータである散布装置に伝達効率が良く小型化でき制御が容易な三相モータにし、前記三相モータの駆動・制御を前記三相モータと対をなし効率と制御性の良いインバータで行い、前記インバータに供給する電源電圧を車両用バッテリ電圧から昇圧装置にて安定昇圧し、前記車両用バッテリの出力電圧の変動又は前記三相モータの負荷が変動しても回転が変動せず散布幅を安定して散布することにある。 The object of the first invention is to provide a three-phase motor that has good transmission efficiency, can be miniaturized and can be easily controlled in the spraying device that is an actuator of the powder particle spraying device mounted on the vehicle, and drives the three-phase motor. Control is performed by an inverter that is paired with the three-phase motor and has good efficiency and controllability, and the power supply voltage supplied to the inverter is stably boosted from the vehicle battery voltage by a booster, and the output voltage of the vehicle battery varies. Alternatively, even if the load of the three-phase motor fluctuates, the rotation does not fluctuate and the spread width is stably spread.
第2の発明では、粉粒体を前記散布装置に搬送し散布量を制御する搬送装置及び前記の搬送装置のアクチュエータである三相モータを加え、その電源を前記昇圧装置からの電気を共有したものである。前記搬送装置の前記アクチュエータも伝達効率が良く小型化でき制御が容易な前記三相モータにし、前記三相モータの駆動・制御を前記三相モータと対をなし効率と制御性の良いインバータで行い、更に前記昇圧装置により複数のアクチュエータの負荷が変動しても回転が変動せず散布量を安定して供給することにある。 In 2nd invention, the three-phase motor which is the actuator of the said conveying apparatus and the conveying apparatus which conveys a granular material to the said dispersing apparatus and controls the amount of said conveying apparatus was added, and the electric power from the said pressure | voltage riser was shared. Is. The actuator of the transfer device is also a three-phase motor that has good transmission efficiency and can be downsized and easily controlled, and the three-phase motor is driven and controlled by an inverter that is paired with the three-phase motor and has good efficiency and controllability. Furthermore, the rotation amount does not fluctuate even when the load of the plurality of actuators fluctuates by the booster device, and the spray amount is stably supplied.
第3の発明では、適正回転及びトルクを得ると共にコンパクトにする減速機入力部に前記三相モータの出力軸に取付けてなるギヤードモータにしてコンパクト且つ軽量にして前記搬送装置及び散布円盤装置取り付け易いアクチュエータにすることにある。 In the third aspect of the invention, a geared motor that is attached to the output shaft of the three-phase motor at the speed reducer input unit that obtains proper rotation and torque and is compact is made compact and lightweight, and the transport device and the scattering disk device are easy to attach. It is to make it an actuator.
第4の発明は、前記車両用バッテリ電源からの昇圧装置を昇圧型DC―DCコンバータにし前記昇圧型DC―DCコンバータからの前記三相モータを駆動する高圧直流電圧まで安定的に昇圧し、前記三相モータの負荷が変動しても安定回転できるようにする。 According to a fourth aspect of the present invention, the booster from the vehicle battery power source is a boost DC-DC converter, and the voltage is stably boosted to a high-voltage DC voltage driving the three-phase motor from the boost DC-DC converter, Enable stable rotation even when the load on the three-phase motor fluctuates.
第5の発明は、前記車両用バッテリからの電気を昇圧型DC―ACインバータにし、前記昇圧型DC―ACインバータからの前記三相モータを駆動する交流電圧まで安定的に昇圧し、前記三相モータの負荷が変動しても安定回転できるようにする。 According to a fifth aspect of the present invention, the electricity from the vehicle battery is converted into a step-up DC-AC inverter, and the voltage is stably boosted to an AC voltage for driving the three-phase motor from the step-up DC-AC inverter. Enable stable rotation even when the motor load fluctuates.
上記目的を達成するために本発明の請求項1に関わる発明は、車両の荷台に搭載する粉粒体散布装置の動力源として車両用バッテリの電圧を昇圧装置により昇圧しインバータで駆動・制御することにより、三相モータを粉粒体散布装置の散布装置のアクチュエータに用いコンパクトで効率の良い制御が容易にできる利点を得られることにある。 In order to achieve the above object, the invention according to
更に、本発明の請求項2に関わる発明は、前記昇圧装置を共用し前記三相モータを車両搭載粉粒体散布装置の搬送装置のアクチュエータも前記散布装置と同様にコンパクトで効率の良く散布装置と同様にコンパクトで効率の良い制御が容易にできる利点を得られることにある。 Further, the invention according to
また、本発明の請求項3に関わる発明は、粉粒体散布装置のアクチュエータを前記三相モータの出力部に減速機を取り付けたギヤードモータにすることにより、高トルク化しコンパクトにし効率向上に寄与する。 Further, the invention according to
そして、本発明の請求項4に関わる発明は、昇圧装置を昇圧型DC−DCコンバータにすることにより、前記三相モータを駆動・制御する直流電源方式のインバータを用いる利点を得られることにある。 The invention according to claim 4 of the present invention is that an advantage of using a DC power supply type inverter for driving and controlling the three-phase motor can be obtained by using a boosting DC-DC converter as the boosting device. .
また、本発明の請求項5に関わる発明は、昇圧装置を昇圧型DC−ACインバータにすることにより、前記三相モータを駆動・制御する単相交流電源方式のインバータを用いる利点を得られることにある。 Further, the invention according to claim 5 of the present invention can obtain an advantage of using a single-phase AC power supply type inverter that drives and controls the three-phase motor by using a step-up DC-AC inverter as the step-up device. It is in.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る粉粒体散布装置及び搭載車両の実施例となる側面図である。粉粒体散布装置(散布装置付)1Aは、粉粒体を蓄積するホッパ2,散布円盤3Aを回転させその遠心力に合わせて広く散布する散布装置3から構成されている。散布装置3は、散布用三相モータ6Aと散布用減速機6Bと一体構成した散布用ギヤードモータ6に回転円盤3Aを取り付け散布用ギヤードモータ6の回転を散布円盤3Aに伝えることにより、散布円盤3Aの回転の遠心力により回転数に合わせた幅まで散布する。 FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a powder particle spraying device and a mounted vehicle according to the present invention. A granular material spraying device (with a spraying device) 1A includes a
図2は、更に、本発明に係る粉粒体散布装置及び搭載車両の実施例となる側面図である。粉粒体散布装置(散布装置及び搬送装置付)1Bは、ホッパ2及びホッパ2から散布装置3に搬送する搬送装置4から構成されている。本図記載の搬送装置4の一例としてコンベヤ方式の駆動系を記載する。搬送装置4のアクチュエータである搬送用三相モータ5Aと搬送用減速機5Bと一体構成した搬送用ギヤードモータモータ5をコンベヤ駆動軸4Aに取付け構成している。散布装置3の構成は、前項と同様である。 FIG. 2 is a side view showing an embodiment of the granular material spraying device and the mounted vehicle according to the present invention. A granular material spraying device (with a spraying device and a transport device) 1B includes a
搬送用ギヤードモータ5及び散布用ギヤードモータ6は、搬送用三相モータ5A及び散布用三相モータ6Aは、例えば、定格回転1,800min−1の三相モータを搬送装置4及び散布装置3をコンパクトで軽量化するため三相モータ能力最大の回転1,800min−1で回転させると回転が速過ぎ、粉粒体を適格に搬送・散布できなくなるので、搬送装置4及び散布装置3の最大定格回転が300min−1であれば搬送用減速機5B及び散布用減速機6Bのギヤードモータの減速比を1/6程度にすることにより、コンパクトで軽量化することになる。The transport geared motor 5 and the spray geared
図1及び図2に記載の粉粒体散布装置1A又は1Bを搭載車両7は、運転・操縦する運転席8,走行駆動動力を生じるエンジン9,エンジン9の駆動力を受け走行駆動する後輪10B,走行ステヤリングする前輪10A,エンジン9に取り付きその駆動力により直流電気を発生させるオルタネータ11,オルタネータ11からの直流電気を充電し必要機器に供給する走行用バッテリ12及び粉粒体散布装置1を乗せる荷台13の主要部からなっている。 A
図3は、本発明に係る粉粒体散布装置(散布装置及び搬送装置付)1B及び搭載車両7に関連する概略電気回路図である。エンジン9に取り付けているオルタネータ11により電気を発電し、前記電気は車両用バッテリ12に充電される。車両用バッテリ12に充電された電気は、アクチュエータである三相モータを駆動・制御するに必要な電圧に昇圧装置14により高圧単相電気に昇圧され,散布用インバータ15及び搬送用インバータ16に供給される。前記散布用インバータ15は、前記散布用三相モータ6Aに電気を送り込み、駆動制御する。前記搬送用インバータ16は、前記搬送用三相モータ5Aに電気を送り込み、駆動・制御する。 FIG. 3 is a schematic electric circuit diagram related to the powder particle dispersion device (with a dispersion device and a conveying device) 1B and the mounted
図4は、本発明に係る昇圧装置14の実施例である直流−直流変換フルブリッジ型昇圧型のDC―DCコンバータ14Aを使用したブロック図である。走行用電池13からの直流電気をPWM回路17により交流電気に変換し、変換された交流電気をトランス18により高圧化し、更に高圧化した高圧交流電気をダイオード整流回路19により高圧直流電気に変換し、変換した電圧が設定電圧になるように制御装置20で制御する。変換した前記直流高圧電気は、搬送用インバータ15及び散布用インバータ16により駆動制御電気に変換し搬送用三相モータ6A及び散布用三相モータ6Bを駆動する。 FIG. 4 is a block diagram using a DC-DC conversion full-bridge boost DC-
図5は、本発明に係る昇圧装置14の実施例である直流−交流変換ブリッジ型昇圧型のDC―ACインバータ14Bを使用したブロック図である。走行用電池13からの直流電気をPWM回路17により交流電気に変換し、変換された交流電気をトランス18により高圧化し、高圧化した交流電圧が設定電圧になるように制御装置20で制御する。高圧化した交流高圧電気は、搬送用インバータ15及び散布用インバータ16により駆動制御電気に変換し搬送用三相モータ6A及び散布用三相モータ6Bを駆動する。 FIG. 5 is a block diagram using a DC-AC conversion bridge type boost DC-AC inverter 14B which is an embodiment of the
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態以外の搬送装置又は/及び散布装置のアクチェータに三相モータを用いていれば良い。又、昇圧装置も直流電気を安定昇圧する電気回路構成を有すれば良い。
又、DC−DCコンバータ及びDC−ACインバータの内部回路構成は一実施形態を示すもので、他の回路構成でも同じ機能を達成すれば本技術の範囲となる。
更に、三相モータにはIPMモータ,SPMモータ,シンクロナスモータ,シンクロナスリラクタンスモータ等各種あるが、インバータと三相配線され制御・駆動されるものは本発明の技術範囲となる。(Other embodiments)
In the present invention, it is only necessary to use a three-phase motor for an actuator of a conveying device or / and a spraying device other than the above embodiment. Further, the boosting device may have an electric circuit configuration for stably boosting DC electricity.
Further, the internal circuit configurations of the DC-DC converter and the DC-AC inverter show one embodiment, and the scope of the present technology is within the scope of the present technology if the same function is achieved in other circuit configurations.
Further, there are various types of three-phase motors such as an IPM motor, an SPM motor, a synchronous motor, and a synchronous reluctance motor, and those that are controlled and driven by three-phase wiring with an inverter are within the technical scope of the present invention.
1A 粉粒体散布装置(散布装置付)
1B 粉粒体散布装置(散布装置及び搬送装置付)
2 ホッパ
3 散布装置
3A 散布円盤
4 搬送装置
4A コンベヤ駆動軸
5 搬送用ギヤードモータ
5A 搬送用三相モータ
5B 搬送用減速機
6 散布用ギヤードモータ
6A 散布用三相モータ
6B 散布用減速機
7 車両
8 運転室
9 エンジン
10A 前輪
10B 後輪
11 オルタネータ(図1及び図2は破線表示)
12 車両用バッテリ
13 荷台
14 昇圧装置
14A 昇圧型DC―DCコンバータ
14B 昇圧型DC―ACインバータ
15 散布用インバータ
16 搬送用インバータ
17 PWM回路
18 トランス
19 ダイオード整流回路
20 制御装置1A granular material sprayer (with sprayer)
1B granular material spraying device (with spraying device and transport device)
2
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