JP3533052B2 - バッテリ駆動の作業機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搭載されたバッテ
リからの電力によって各種の作業を行うバッテリ駆動の
作業機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば実開平４−５３８４６号公
報によって開示されているように、搭載されたバッテリ
からの電力を得て所定の土木作業等を行うバッテリ駆動
方式の作業機械が知られている。この作業機械は、バッ
テリからの電力で電動機を駆動し、この電動機の駆動で
油圧ポンプを運転し、油圧ポンプから吐出される作動油
によって油圧モータを駆動させ、この油圧モータの駆動
でショベル等の作業部材を動作させるように構成されて
いる。

【０００３】このようなバッテリ駆動方式の作業機械
は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機
関を駆動源として用いる内燃機関方式の作業機械よりも
騒音が少く、かつ、排気ガスが排出されないため、建物
が密集した市街地での作業に適している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のバッテリ駆動方式の作業機械は、電動機の駆動
力を油圧ポンプ、作動油、および油圧モータ介して作業
部材に伝達をするものであるため、電動機の駆動力が油
圧ポンプの駆動、送油管内での作動油の移動、および油
圧モータの駆動によって減衰し、効率的に作業部材に伝
わらず、その分バッテリの寿命が短くなるという問題点
を有していた。

【０００５】このような問題点を解消するために、電動
機を油圧ポンプや油圧モータを介することなく作業部材
に直接伝達することが考えられ、こうすることで油圧ポ
ンプや油圧モータを介さない分、エネルギー効率が改善
されるが、作業部材は、通常、往復動を頻繁に行うこと
によって所定の作業を行うようになっているため、作
動、停止が頻繁に繰り返され、一旦動いた作業部材がす
ぐに停止されることによってエネルギー効率が低下する
という問題点は解消されない。

【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、電動機への電力の供給を効
率的に行うことによってバッテリの寿命を延ばし、長時
間に亘って作業を継続し得るバッテリ駆動の作業機械を
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
基台と、この基台に旋回可能に連結された旋回体と、こ
の旋回体に揺動可能に連結された作業部材とを備えたバ
ッテリ駆動の作業機械において、上記旋回体を旋回させ
る旋回用電動機と、上記旋回用電動機に電力を供給する
バッテリと、上記旋回体を旋回作動させるための操作手
段である旋回用操作レバーとを備え、上記旋回用操作レ
バーは、上記旋回体が作動を停止する中立位置と、旋回
体が旋回作動する作動位置との間で操作可能に設けら
れ、上記操作レバーを中立位置から作動位置に切り換え
ることによりバッテリからの電力を旋回用電動機に供給
して旋回体を旋回作動させ、上記旋回体の旋回作動中に
上記旋回用操作レバーを中立位置に切り換えることによ
り上記旋回体の慣性作動で従動する旋回用電動機からの
誘起電力でバッテリを充電する駆動回路が設けられてい
ることを特徴とするものである。

【０００８】この発明によれば、旋回用操作レバーを中
立位置に設定することにより、バッテリからの電力は旋
回用電動機に供給されないため、この電動機は停止状態
になって作業部材の作動が停止される。ついで、旋回用
操作レバーを中立位置から作動位置に操作することによ
り、バッテリからの電力が旋回用電動機に供給されて電
動機は駆動し、旋回体は所定の旋回を行う。

【０００９】そして、一旦作動位置に操作した操作レバ
ーを、旋回体の旋回途中で中立位置に戻すことにより、
作業部材は慣性で旋回しているためこの慣性旋回によっ
て電動機は従動し（すなわち電動機のロータが慣性回転
し）、この電動機の従動によって生じた誘起電力がバッ
テリに供給され、これによってバッテリは充電される。

【００１０】このように旋回体の慣性旋回によって発生
する誘起電力をバッテリに回収するようにしているた
め、その分バッテリの寿命を延ばすことが可能になり、
１回の外部電力からの充電によって、より長時間の作業
を行い得るようになる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記基台を走行させる走行用電動機と、上
記走行用電動機に電力を供給するバッテリと、上記基台
を走行させるための操作手段である走行用操作レバーと
を備え、上記走行用操作レバーは、上記基台が走行を停
止する中立位置と、基台が走行する走行位置との間で操
作可能に設けられ、上記操作レバーを中立位置から走行
位置に切り換えることによりバッテリからの電力を走行
用電動機に供給して基台を走行させ、上記基台の走行中
に上記走行用操作レバーを中立位置に切り換えることに
より上記基台の慣性走行で従動する走行用電動機からの
誘起電力でバッテリを充電する駆動回路が設けられてい
ることを特徴とするものである。

【００１２】この発明によれば、請求項１記載の発明に
加え、作業機械の慣性走行による誘起電力によってもバ
ッテリが充電されるため、バッテリの寿命をさらに延ば
すことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る作業機械の
一実施形態を示す側面視の略図である。この図では、作
業機械として小型のショベルカーを示している。ショベ
ルカー１は、オペレータが搭乗して運転操作を行う搭乗
部１１と、この搭乗部１１の底部に設けられた移動用の
クローラ１２と、搭乗部１１の前部に屈折自在に設けら
れ、かつ、アクチュエータ１４の駆動によって作動する
作業部材１３とを備えて形成されている。上記クローラ
１２は、それを支持する基台１２ａの両側部（図１の紙
面に垂直な方向の両側部）に設けられ、上記搭乗部１１
はこの基台１２ａの中心部に立設された垂直軸１２ｂ回
りに回動自在に軸支されている。

【００１４】上記基台１２ａには搭乗部１１を垂直軸１
２ｂ回りに回動させて作業部材１３を旋回させる旋回用
電動機３が設けられ、この旋回用電動機３の駆動によっ
て搭乗部１１はクローラ１２に対して水平方向の向きを
変えることができるようになっている。また、上記クロ
ーラ１２は、基台１２ａに設けられた走行用電動機３ａ
によって周回駆動し、これによってショベルカー１は前
進、後退および進路変更し得るようになっている。

【００１５】上記作業部材１３は、搭乗部１１の前端部
の水平軸１１ｂ回りに回動自在に軸支された基端側アー
ム１３ａと、この基端側アーム１３ａの先端部に屈折自
在に連設された先端側アーム１３ｂと、この先端側アー
ム１３ｂの先端部に屈折自在に連設されたショベル１３
ｃとからなっている。また、上記アクチュエータ１４
は、基端側アーム１３ａを水平軸１１ｂ回りに回動させ
る基端アクチュエータ１４ａと、先端側アーム１３ｂを
水平軸１１ｃ回りに回動させる中間アクチュエータ１４
ｂと、ショベル１３ｃを水平軸１１ｄ回りに回動させる
先端アクチュエータ１４ｃとからなっている。

【００１６】一方、搭乗部１１内には、バッテリ２が搭
載されているとともに、このバッテリ２からの電力を得
て駆動する油圧ポンプ用電動機３ｂおよびこの油圧ポン
プ用電動機３ｂによって駆動される油圧ポンプ４が内装
されている。そして、搭乗部１１および基台１２ａ内に
は、各アクチュエータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに油圧ポ
ンプ４の駆動によって生じた油圧を送る複数の循環系路
が設けられているとともに、各油圧系統の作動油の方向
の切り換えおよび作動油の停止を行う複数の切換え弁が
設けられている。

【００１７】そして、搭乗部１１の後部（図１の右方）
にはオペレータが着座してショベルカー１を運転する運
転席１５が設けられているとともに、搭乗部１１の前部
には運転席１５に対向した操作台１６が立設され、この
操作台１６に旋回用電動機３、走行用電動機３ａおよび
各アクチュエータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対応した複
数の操作レバー５が設けられている。これらの操作レバ
ー５を操作することにより、旋回用電動機３の駆動で搭
乗部１１を垂直軸１２ｂ回りに正逆回動させたり、走行
用電動機３ａの駆動でクローラ１２を周回させてショベ
ルカー１を走行させたり、油圧ポンプ用電動機３ｂの駆
動で油圧ポンプ４を介してアクチュエータ１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１１ａを駆動させたりするようになってい
る。

【００１８】このようにショベルカー１の駆動系統は、
旋回用電動機３および走行用電動機３ａの系統のように
バッテリ２からの電力をショベルカー１の動作に直接伝
えるものと、油圧ポンプ用電動機３ｂの系統のように、
バッテリ２からの電力を油圧ポンプ用電動機３ｂの駆動
で一旦油圧ポンプ４に伝達し、油圧ポンプ４からの作動
油の圧力でショベルカー１を動作（作業部材１３の動
作）させるものとが併用されている。そして、本発明
は、電動機３，３ａの駆動力を、油圧ポンプを介するこ
となくショベルカー１の動作に直接伝達するものであ
る。

【００１９】図２は、本発明に係る駆動回路（電気系
統）の一実施形態を示す配線図である。図２において
は、説明の簡素化のために複数ある電気系統の内、作業
部材１３を垂直軸１２ｂ回りに旋回させる旋回用電動機
３に係る系統のみを代表して示している。この図に示す
ように、電気系統６は、バッテリ２の電力を旋回用電動
機３に供給する電力供給回路７と、旋回用電動機３の駆
動を制御する制御回路８とを備えて形成されている。

【００２０】上記電力供給回路７は、バッテリ２の陽極
に接続された陽極側配線７１ａおよびバッテリ２の陰極
に接続された陰極側配線７１ｂと、これら両配線７１
ａ，７１ｂ間に並列でエミッタおよびコレクタが接続さ
れた第１並列配線７２ａおよび第２並列配線７２ｂと、
上記第１並列配線７２ａに陽極側配線７１ａから陰極側
配線７１ｂに向けて直列でエミッタおよびコレクタが順
次接続された第１トランジスタ７３ａおよび第４トラン
ジスタ７３ｄと、上記第２並列配線７２ｂに陽極側配線
７１ａから第２並列配線７２ｂに向けて直列でエミッタ
およびコレクタが順次接続された第２トランジスタ７３
ｂおよび第３トランジスタ７３ｃとを備えている。

【００２１】また、電力供給回路７は、第１ダイオード
７４ａ、第２ダイオード７４ｂ、第３ダイオード７４ｃ
および第４ダイオード７４ｄを有している。

【００２２】上記第１ダイオード７４ａは、第１トラン
ジスタ７３ａおよび第４トランジスタ７３ｄ間の第１並
列配線７２ａと、陽極側配線７１ａ間で第１トランジス
タ７３ａに並列で、かつ、カソード側を陽極側配線７１
ａに向けて設けられている。

【００２３】また、上記第２ダイオード７４ｂは、第２
トランジスタ７３ｂおよび第３トランジスタ７３ｃ間の
第２並列配線７２ｂと、陽極側配線７１ａとの間で第２
トランジスタ７３ｂに並列で、かつ、カソード側を陽極
側配線７１ａに向けて設けられている。

【００２４】また、上記第３ダイオード７４ｃは、第２
トランジスタ７３ｂおよび第３トランジスタ７３ｃ間の
第２並列配線７２ｂと、陰極側配線７１ｂとの間で第３
トランジスタ７３ｃに並列で、かつ、カソード側を第２
並列配線７２ｂに向けて設けられている。

【００２５】また、上記第４ダイオード７４ｄは、第１
トランジスタ７３ａおよび第４トランジスタ７３ｄ間の
第１並列配線７２ａと、陰極側配線７１ｂとの間に第４
トランジスタ７３ｄに並列で、かつ、カソード側を第１
並列配線７２ａに向けて設けられている。

【００２６】そして、第１トランジスタ７３ａおよび第
４トランジスタ７３ｄ間の第１並列配線７２ａと、第２
トランジスタ７３ｂおよび第３トランジスタ７３ｃ間の
第２並列配線７２ｂとの間に電動機用配線７５が架橋さ
れ、この電動機用配線７５に旋回用電動機３が介設され
ている。上記陽極側配線７１ａには、キースイッチ７０
が設けられ、このキースイッチ７０をオン・オフするこ
とにより各トランジスタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３
ｄの開閉状況に応じて旋回用電動機３にバッテリ２の電
力が供給され、旋回用電動機３が正逆駆動するようにな
っている。また、旋回用電動機３の駆動軸が、複数のギ
ア等を組み合わせて形成された変速機３１に接続され、
この変速機３１を介して搭乗部１１が垂直軸１２ｂ回り
に正逆回動し、これによって作業部材１３が正逆旋回す
るようになっている。

【００２７】上記制御回路８は、操作レバー５の操作角
度（操作量）を検出する操作角度センサ８１と、この操
作角度センサ８１の検出結果を基に所定の制御信号を各
トランジスタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄに向けて
出力する制御手段８２とを備えて形成されている。上記
操作角度センサ８１の検出結果は検出信号線８１ａを介
して制御回路８に入力されるようにしている。

【００２８】上記操作角度センサ８１は、操作レバー５
の直立状態を基準にして前後に倒れたときの倒れ角度を
検出するように構成された公知のセンサであり、この操
作角度センサ８１の検出結果は電流値によるアナログ信
号として検出信号線８１ａを介して制御手段８２に入力
される。

【００２９】上記制御手段８２は、操作角度センサ８１
の検出結果を基に旋回用電動機３に対する電力供給量と
電流供給方向とを演算する電力供給制御部８３と、各ト
ランジスタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄに向けてパ
ルス信号を出力するチョッパ回路８４を有している。

【００３０】上記電力供給制御部８３は、操作レバー５
の操作方向および操作量に応じた、すなわち、操作角度
センサ８１が検出した操作方向および操作角度に応じた
電流値に基づいて、オンすべきトランジスタ（第１〜第
４トランジスタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄのいず
れか）を選択するとともに、選択されたトランジスタに
ついて、所定のデューティ比が得られるように、チョッ
パ回路８４に向けて制御信号を出力するように構成され
ている。

【００３１】上記チョッパ回路８４は、入力された直流
の電流を一定の周期で断続して出力するものであり、電
力供給制御部８３からの制御信号に基づくパルス幅の電
圧パルスが出力されるようになっている。そして、チョ
ッパ回路８４と第１トランジスタ７３ａのベースとの間
には第１パルス信号線８４ａが配線され、チョッパ回路
８４と第２トランジスタ７３ｂのベースとの間には第２
パルス信号線８４ｂが配線され、チョッパ回路８４と第
３トランジスタ７３ｃのベースとの間には第３パルス信
号線８４ｃが配線され、チョッパ回路８４と第４トラン
ジスタ７３ｄのベースとの間には第４パルス信号線８４
ｄが配線され、電力供給制御部８３からのパルス信号
は、これらパルス信号線８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４
ｄを通して所定のトランジスタ７３ａ，７３ｂ，７３
ｃ，７３ｄに向けて出力されえるようにしている。

【００３２】従って、チョッパ回路８４は、電力供給制
御部８３によって選択されたトランジスタのベースに向
けて上記デューティ比が達成されるためのパルス信号を
出力するため、そのトランジスタは所定のタイミングの
オン・オフ動作を行い、旋回用電動機３には上記デュー
ティ比のパルス電圧が印加され、旋回用電動機３に操作
レバー５の操作量に応じた電力が供給される。これによ
って旋回用電動機３は操作レバー５の操作量に応じた回
転数で駆動し、旋回用電動機３の駆動により搭乗部およ
び作業部材１３は変速機３１を介して操作レバー５の操
作量に応じた速度で旋回する。

【００３３】図３は、操作レバー５の操作量と、電力供
給回路７を流れるパルス電圧との関係を例示する波形図
であり、（イ）は操作レバー５が中立位置に設定された
状態、（ロ）は操作レバー５が全操作量の３０％操作さ
れた状態、（ハ）は操作レバー５が全操作量の６０％操
作された状態、（ニ）は操作レバー５が全操作量操作さ
れた状態をそれぞれ示している。

【００３４】まず、図３の（イ）に示すように、操作レ
バー５が中立位置に設定された状態では、操作角度セン
サ８１（図２）は、「０」を検出し、この検出信号が制
御手段８２の電力供給制御部８３に入力される。電力供
給制御部８３は、検出信号が「０」の場合は、トランジ
スタ７３（第１〜第４トランジスタ７３ａ，７３ｂ，７
３ｃ，７３ｄの内の所定のもの）のベースにはチョッパ
回路８４からの信号の出力がないため、トランジスタ７
３はオフになり、これによって電力供給回路７には、図
３の（イ）に示すように、バッテリ２からの電力は供給
されない。従って、旋回用電動機３は駆動されず、バッ
テリ２の電力は消費されない。

【００３５】ついで、図３の（ロ）に示すように、操作
レバー５が全操作量に対して３０％操作されると、電圧
パルスのパルス幅ｄ１は、パルス電圧の周期Ｄに対して
３０％に設定された状態になる（ｄ１／Ｄ＝０．３）。
すなわち、操作角度センサ８１の検出結果に基づく電力
供給制御部８３での演算によってデューティ比が０．３
になるような制御信号がチョッパ回路８４に向けて出力
され、これによるチョッパ回路８４からのパルス信号に
よってトランジスタ７３がデューティ比を０．３にする
ようにオン・オフすることにより、旋回用電動機３に図
３の（ロ）に示すようなパルス電圧が印加される。これ
によって電力供給回路７を流れる電流の経時的な平均値
は、バッテリ２の起電力の３０％になり、旋回用電動機
３は、この電圧値に対応する回転速度で回転することに
なる。

【００３６】ついで、図３の（ハ）に示すように、操作
レバー５の操作量が全操作量に対して６０％に設定され
ると、電圧パルスのパルス幅ｄ２は、パルス電圧の周期
Ｄに対して６０％に設定された状態になっている（ｄ２
／Ｄ＝０．６）。これによって電力供給回路７を流れる
電流の経時的な平均値は、バッテリ２の起電力の６０％
になり、旋回用電動機３は、先のデューティ比が０．３
の場合よりも速い回転速度で回転することになる。

【００３７】そして、図３の（ニ）に示すように、操作
レバー５が最大限にまで操作されると、チョッパ回路８
４からトランジスタ７３に向けて信号が常時出力された
状態になり、これによってバッテリ２の起電力はすべて
旋回用電動機３に印加され、旋回用電動機３は最高回転
速度で回転することになる。

【００３８】そして、本実施形態においては、操作レバ
ー５を図２における右に操作すると、電力供給制御部８
３は、操作角度センサ８１の検出信号を基に操作レバー
５が右に操作されたことを判別し、旋回用電動機３を一
方向に回転駆動させるべく、第１パルス信号線８４ａお
よび第３パルス信号線８４ｃを介して第１トランジスタ
７３ａおよび第３トランジスタ７３ｃのベースにパルス
信号を出力するようにしている。

【００３９】上記パルス信号の出力によって第１トラン
ジスタ７３ａおよび第３トランジスタ７３ｃは断続的に
オンされ、バッテリ２からの電流は、陽極側配線７１
ａ、第１並列配線７２ａ上の第１トランジスタ７３ａ、
および第２並列配線７２ｂ上の第３トランジスタ７３ｃ
を流れ、これによって旋回用電動機３には図２における
左方から右方に向けて電流が供給され、旋回用電動機３
は変速機３１を介して一方向に回転駆動する。

【００４０】ついで、操作レバー５を図２における左に
操作すると、電力供給制御部８３は、操作角度センサ８
１の検出信号を基に操作レバー５が左に操作されたこと
を判別し、旋回用電動機３を他方向に回転駆動させるべ
く、第２パルス信号線８４ｂおよび第４パルス信号線８
４ｄを介して第２トランジスタ７３ｂおよび第４トラン
ジスタ７３ｄのベースにパルス信号を出力するようにし
ている。

【００４１】上記パルス信号の出力によって第２トラン
ジスタ７３ｂおよび第４トランジスタ７３ｄは断続的に
オンされ、バッテリ２からの電流は、陽極側配線７１
ａ、第２並列配線７２ｂ上の第２トランジスタ７３ｂ、
および第１並列配線７２ａ上の第４トランジスタ７３ｄ
を流れ、これによって旋回用電動機３には図２における
右方から左方に向けて電流が供給され、旋回用電動機３
は変速機３１を介して他方向に回転駆動する。

【００４２】そして、操作レバー５が中立位置に位置設
定された状態では、それを操作角度センサ８１からの検
出信号に基づいて判別した電力供給制御部８３からの制
御信号により、チョッパ回路８４からはいずれのトラン
ジスタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄにもパルス信号
が出力されないようにしている。従って、操作レバー５
が中立位置に設定された状態では、各トランジスタ７３
ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄがオフになっているため、
旋回用電動機３にはバッテリ２からの電力が供給され
ず、慣性で回転している以外は旋回用電動機３は回転し
ない。

【００４３】従って、操作レバー５が中立位置に設定さ
れた状態で、旋回用電動機３が慣性回転しているときに
は、旋回用電動機３が発電機の役割を果たし、得られた
誘起電力が所定のダイオード７４（第１〜第４ダイオー
ド７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄの内のいずれか）を
介してバッテリ２に供給され、これによってバッテリ２
は充電されるようになっている。

【００４４】図４および図５は、本発明の作用を説明す
るための説明図であり、図４は、操作レバー５を右方に
操作した後、中立位置に戻した場合の電流経路を示し、
（イ）は操作レバーを右方に操作した電動機駆動モー
ド、（ロ）は操作レバーを中立位置に戻した電動機発電
モードをそれぞれ示している。また、図５は、操作レバ
ー５を左方に操作した後、中立位置に戻した場合の電流
経路を示し、（イ）は操作レバーを左方に操作した電動
機駆動モード、（ロ）は操作レバーを中立位置に戻した
電動機発電モードをそれぞれ示している。

【００４５】まず、操作レバー５を右方に倒した電動機
駆動モードについて図４を基に説明する。キースイッチ
７０がオンされた状態で操作レバー５を右方に倒すと、
チョッパ回路８４から第１トランジスタ７３ａおよび第
３トランジスタ７３ｃのベースに向けて操作レバー５の
操作量に応じたパルス信号が出力される。この場合、第
２トランジスタ７３ｂおよび第４トランジスタ７３ｄに
はパルス信号は出力されない。そうすると、電力供給回
路７には図４の（イ）に太い実線で示すようなバッテリ
２からの電流経路が形成されて電動機用配線７５上の旋
回用電動機３には左方から右方に向けてバッテリ２から
の電流が供給され、これによって旋回用電動機３は一方
向に回転し、作業部材１３は変速機３１を介して垂直軸
１２ｂ回りに一方向に旋回する。

【００４６】ついで、上記作業部材１３の一方向への旋
回途中で操作レバー５を中立位置に戻すと、これを判別
した電力供給制御部８３からの制御信号に基づいてチョ
ッパ回路８４からの第１トランジスタ７３ａおよび第２
トランジスタ７３ｂへのパルス信号の出力が停止され
る。しかし、作業部材１３は、慣性によって垂直軸１２
ｂ回りの一方向への旋回を継続するため、旋回用電動機
３は発電機の役割に切り換えられ、電力供給回路７に図
４の（ロ）に太い実線で示す発電モードの電流の流れが
形成される。これによってバッテリ２は充電される。

【００４７】つぎに、操作レバー５を左に操作した場合
について図５を基に説明する。操作レバー５を左方に倒
すと、チョッパ回路８４から第２トランジスタ７３ｂお
よび第４トランジスタ７３ｄのベースに向けて操作レバ
ー５の操作量に応じたパルス信号が出力される。この場
合、第１トランジスタ７３ａおよび第３トランジスタ７
３ｃにはパルス信号は出力されない。そうすると、電力
供給回路７には図５の（イ）に太い実線で示すようなバ
ッテリ２からの電流経路が形成され、これによって電動
機用配線７５上の旋回用電動機３には右方から左方に向
けてバッテリ２からの電流が供給され、これによって旋
回用電動機３は変速機３１を介して他方向に回転し、作
業部材１３は垂直軸１２ｂ回りに他方向に旋回する。

【００４８】ついで、上記作業部材１３の他方向への旋
回途中で操作レバー５を中立位置に戻すと、これを判別
した電力供給制御部８３からの制御信号に基づいてチョ
ッパ回路８４からの第２トランジスタ７３ｂおよび第２
トランジスタ７３ｂへのパルス信号の出力が停止され
る。しかし、作業部材１３は、慣性によって垂直軸１２
ｂ回りの他方向への旋回を継続するため、旋回用電動機
３は発電機の役割に切り換えられ、電力供給回路７に図
５の（ロ）に太い実線で示す発電モードの電流の流れが
形成される。これによってバッテリ２は充電される。

【００４９】本発明は、以上詳述したように、バッテリ
駆動のショベルカー１において、旋回用電動機３への電
力供給回路７に所定の配置で複数のトランジスタ７３
ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄおよびダイオード７４ａ，
７４ｂ，７４ｃ，７４ｄを設けるとともに、各トランジ
スタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄに向けて出力する
パルス信号を操作レバー５の操作方向および操作量に応
じて制御する制御手段８２を設け、操作レバー５の作動
位置への操作による旋回用電動機３の駆動によって作業
部材１３を旋回させるとともに、作業部材１３の旋回途
中で操作レバー５を中立位置に戻すことにより、慣性で
旋回を継続している作業部材１３に旋回用電動機３を共
回りさせ、この旋回用電動機３のロータの慣性回転によ
る誘起電力をバッテリ２に蓄電するように構成したた
め、操作レバー５を適正に操作して作業部材１３を可能
な限り慣性旋回させることにより、この慣性旋回による
旋回用電動機３のロータの慣性回転で発電された誘起電
力がバッテリ２に蓄電され、これによってバッテリ２の
寿命を延長させることが可能になり、より長時間ショベ
ルカー１を運転することができるようになる。

【００５０】本発明は、以上の実施形態に限定されるも
のではなく、以下の内容をも包含するものである。 （１）上記の実施形態においては、作業機械としてクロ
ーラ式のショベルカー１を例に挙げて説明したが、本発
明は作業機械がクローラ式のショベルカーであることに
限定されるものではなく、ホイール式のショベルカーで
あってもよいし、クローラ式、ホイール式に拘らず、そ
の他の作業機械、例えばクレーン車、ローダー車等であ
ってもよい。 （２）上記の実施形態においては、作業部材１３の基端
側アーム１３ａ、先端側アーム１３ｂおよびショベル１
３ｃの作動は、ポンプ４の駆動による各アクチュエータ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃの作動によって行われるように
しているが、こうする代りに、作業部材１３の基端側ア
ーム１３ａ、先端側アーム１３ｂおよびショベル１３ｃ
の作動も油圧ポンプ４を介さずに電動機３の駆動を直接
伝達することで行うようにしてもよい。 （３）上記の実施形態においては、電力供給回路７にス
イッチ素子としてのトランジスタ７３ａ，７３ｂ，７３
ｃ，７３ｄを設けているが、本発明は、電力供給回路７
にスイッチ素子を設けることに限定されるものではな
く、通常のリレースイッチを設け、このリレースイッチ
を開閉することによって旋回用電動機３のロータの慣性
回転による誘起電力を回収するようにしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、旋回用操
作レバーを中立位置から作動位置に切り換えることによ
ってバッテリからの電力が電動機に供給される一方、旋
回用操作レバーを作動位置から中立位置に切り換えるこ
とにより作業部材の慣性作動で慣性回転する電動機から
の誘起電力がバッテリに供給されるため、その分バッテ
リの寿命を延ばすことが可能になり、１回の外部電力か
らのバッテリの充電によって、より長時間の作業を行う
ことができる。従って、外部電力による充電操作のため
に作業を中断する頻度が減少し、その分作業効率を向上
させることができる。

【００５２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明に加え、作業機械の慣性走行による誘起電力に
よってもバッテリが充電されるため、バッテリの寿命を
さらに延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作業機械の一実施形態を示す側面
視の略図である。

【図２】本発明に係る駆動回路（電気系統）の一実施形
態を示す配線図である。

【図３】（イ）〜（ニ）は、操作レバーの操作量と、電
力供給回路を流れるパルス電圧との関係を例示する波形
図である。

【図４】操作レバーを右方に操作した後、中立位置に戻
した場合の電流経路を示し、（イ）は電動機駆動モー
ド、（ロ）は電動機発電モードをそれぞれ示している。

【図５】操作レバーを左方に操作した後、中立位置に戻
した場合の電流経路を示し、（イ）は電動機駆動モー
ド、（ロ）は電動機発電モードをそれぞれ示している。

【符号の説明】

１ ショベルカー １１ 搭乗部 １１ａ 方向変更用アクチュエータ １１ｂ 水平軸 １１ｃ 水平軸 １２ クローラ １２ａ 基台 １３ 作業部材 １３ａ 基端側アーム １３ｂ 先端側アーム １３ｃ ショベル １４ アクチュエータ １４ａ 基端アクチュエ
ータ １４ｂ 中間アクチュエータ １４ｃ 先端アクチュエ
ータ ２ バッテリ ３ 旋回用電動機 ３１ 変速機 ４ 油圧ポンプ ５ 操作レバー ６ 電気系統（駆動回
路） ７ 電力供給回路 ７１ａ 陽極側配線 ７１ｂ 陰極側配線 ７２ａ 第１並列配線 ７２ｂ 第２並列配線 ７３ａ〜７３ｄ 第１〜
第４トランジスタ ７４ａ〜７４ｂ 第１〜第４ダイオード ７５ 電動機用配線 ８ 制御回路 ８１ 操作角度センサ ８２ 制御手段 ８３ 電力供給制御部 ８４ａ〜８４ｄ 第１〜
第４パルス信号線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 絹川 秀樹 広島市安佐南区祇園３丁目12番４号 油 谷重工株式会社内 (72)発明者 小見山 昌之 広島市安佐南区祇園３丁目12番４号 油 谷重工株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−65809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−300130（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−53846（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−147602（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−146305（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−138761（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/00 E02F 9/20 B60L 7/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、この基台に旋回可能に連結され
   た旋回体と、この旋回体に揺動可能に連結された作業部
   材とを備えたバッテリ駆動の作業機械において、 上記旋回体を旋回させる旋回用電動機と、 上記旋回用電動機に電力を供給するバッテリと、 上記旋回体を旋回作動させるための操作手段である旋回
   用操作レバーとを備え、 上記旋回用操作レバーは、上記旋回体が作動を停止する
   中立位置と、旋回体が旋回作動する作動位置との間で操
   作可能に設けられ、 上記操作レバーを中立位置から作動位置に切り換えるこ
   とによりバッテリからの電力を旋回用電動機に供給して
   旋回体を旋回作動させ、 上記旋回体の旋回作動中に上記旋回用操作レバーを中立
   位置に切り換えることにより上記旋回体の慣性作動で従
   動する旋回用電動機からの誘起電力でバッテリを充電す
   る駆動回路が設けられている ことを特徴とするバッテリ
   駆動の作業機械。
2. 【請求項２】 請求項１記載のバッテリ駆動の作業機械
   において、 上記基台を走行させる走行用電動機と、 上記走行用電動機に電力を供給するバッテリと、 上記基台を走行させるための操作手段である走行用操作
   レバーとを備え、 上記走行用操作レバーは、上記基台が走行を停止する中
   立位置と、基台が走行する走行位置との間で操作可能に
   設けられ、 上記操作レバーを中立位置から走行位置に切り換えるこ
   とによりバッテリからの電力を走行用電動機に供給して
   基台を走行させ、 上記基台の走行中に上記走行用操作レバーを中立位置に
   切り換えることにより上記基台の慣性走行で従動する走
   行用電動機からの誘起電力でバッテリを充電する駆動回
   路 が設けられていることを特徴とするバッテリ駆動の作
   業機械。