JP4058216B2 - 作業機の電力供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、作業機の電力供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力供給を受けて作業機の操作装置、安全装置、駆動手段の制御を司る制御手段に対し安定的に電力供給をするための従来の技術として、実開昭５９−２８２４７号に示される技術がある。
【０００３】
この従来の技術は、車両に従来より備えられている充電可能な第１のバッテリ（バッテリー12）に対し、第２のバッテリ（小容量バッテリー24）を、ダイオード（25）を介し並列に接続し、電力を制御手段（制御信号発生装置10）に供給している。ダイオード（25）は、第１のバッテリ（12）から第２のバッテリ（24）への電流を許容し、逆向きの電流を阻止する方向に備えられている。
【０００４】
このように構成した従来の技術の作用について説明する。動力発生手段（非常用油圧発生装置14）への電力供給を司令する司令手段（起動スイッチ駆動装置23）を操作し、電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段（14）を作動させる。動力発生手段（14）は、作動により大電流を消費するので、電圧が低下する。この電圧低下は、時として制御手段（10）の作動を不安定にする可能性がある。しかし、制御手段（10）が接続されている第２のバッテリ（24）側は、電圧が低下しない。
【０００５】
なぜなら、第１のバッテリ（12）側と第２のバッテリ（24）側との間には、ダイオード（25）を、第１のバッテリ（12）から第２のバッテリ（24）への電流を許容し、逆向きの電流を阻止する方向に備えており、第１のバッテリ（12）側の電圧が低下しても第２のバッテリ（24）側からダイオード（25）を介して電流が流れることがないからである。
【０００６】
したがって、制御手段（10）は、第２のバッテリ（24）から安定した電圧の電力供給を受け、作動が不安定になることがないのである。
【０００７】
このように、従来の技術は、第１のバッテリ（12）から電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段（14）の作動により第１のバッテリ（12）側の電圧が低下しても、第２のバッテリ（24）側の電圧は、影響を受けず、制御手段（10）を支障なく作動させることができ、高所作業車の作業機の作動ができるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の第一の課題は、電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段（14）の作動により接続された側のバッテリの電圧が低下しても、制御手段（10）が接続された側のバッテリの電圧は、影響を受けず、制御手段（10）を支障なく作動させることができるという作用、効果を、従来の技術とは別の手段でなすことである。
【０００９】
第二に、従来の技術として説明した高所作業車の電力供給装置では、制御手段（10）を支障なく作動させることができるものの、電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段（14）の作動により第１のバッテリ（12）の電圧が低下した場合に問題が発生する。
【００１０】
その問題とは、第１のバッテリ（12）の電圧が低下したことにより、車両走行用エンジンの始動に支障をきたす可能性があるということである。
【００１１】
そこで、本願発明の第二の課題は、この問題点を解消する作業機の電力供給装置を提供することである。
【００１２】
第三に、動力発生手段（14）の作動により接続された側のバッテリの電圧が低下した場合に、第二の課題を解決したうえで、充電可能にしバッテリの電圧を回復する作業機の電力供給装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、請求項１に対応する本願発明の作業機の電力供給装置は、車両に従来より備えられている充電可能な第１のバッテリと、電力供給を受けて作業機に関連する制御を司る制御手段と、電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段と、動力発生手段への電力供給を司令する司令手段と、を備えた作業機の電力供給装置であって、前記第１のバッテリに並列接続され充電可能な第２のバッテリと、第１、第２のバッテリを並列接続する回路中に開閉手段と、を設け、前記制御手段は前記第１のバッテリに、前記動力発生手段は第２のバッテリに各々接続し、前記司令手段を操作した場合には開閉手段を開になるよう関連付けたのである。
【００１４】
このように構成することにより、司令手段の操作により動力発生手段が作動するとき、同操作をした場合には開閉手段を開になるよう関連付けられているので、第１、第２のバッテリを並列接続する回路は、断たれている。よって、第２のバッテリに接続した動力発生手段により第２のバッテリ側の電圧が低下しても、第１のバッテリ側の電圧は、影響を受けず、第１のバッテリに接続した制御手段を支障なく作動させることができる。
【００１５】
請求項２に対応する本願発明の作業機の電力供給装置は、請求項1記載の作業機の電力供給装置に加え、前記開閉手段より前記第２のバッテリ側に配置され電圧が所定値以下に低下したことを検出し電圧低下信号を出力する電圧低下検出手段を設け、電圧低下信号が出力された場合には前記司令手段の操作の如何に係らず開閉手段を開になるよう関連付けたのである。
【００１６】
このように構成することにより、第２のバッテリ側において電圧低下信号が出力された場合には司令手段の操作の如何に係らず開閉手段を開になるよう関連付けられているので、第１、第２のバッテリを並列接続する回路は、断たれている。よって、司令手段の操作を終了したときに、第２のバッテリに接続した動力発生手段により第２のバッテリ側の電圧が低下していても、第１のバッテリ側の電圧は、第２のバッテリ側の電圧の低下の影響を受けず、第１のバッテリに接続した制御手段や車両用電気機器を支障なく作動させることができる。
【００１７】
請求項３に対応する本願発明の作業機の電力供給装置は、車両に従来より備えられている充電可能な第１のバッテリと、第１のバッテリに充電可能に接続された充電手段と、電力供給を受けて作業機に関連する制御を司る制御手段と、電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段と、を備えた作業機の電力供給装置であって、前記第１のバッテリに並列接続され充電可能な第２のバッテリと、第１、第２のバッテリを並列接続する回路中に開閉手段と、開閉手段より第２のバッテリ側に配置され電圧が所定値以下に低下したことを検出し電圧低下信号を出力する電圧低下検出手段と、前記充電手段が充電可能な状態であることを検出し充電可能信号を出力する充電可能状態検出手段と、を設け、前記制御手段は前記第１のバッテリに、前記動力発生手段は第２のバッテリに各々接続し、電圧低下信号が出力された場合には開閉手段を開になるよう関連付けると共に、充電可能信号を検出した場合には電圧低下信号の出力の如何に係らず開閉手段を閉になるよう関連付けたのである。
【００１８】
このように構成することにより、充電可能信号を検出した場合には電圧低下信号の出力の如何に係らず開閉手段を閉になるよう関連付けられているので、第１、第２のバッテリを並列接続する回路は、接続される。よって、第２のバッテリ側の電圧が低下していても、充電可能となり、充電によって電圧の回復ができるのである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の作業機の電力供給装置について、図１〜図４に基いて説明する。
【００２０】
まず、請求項１に係る実施の形態は、図１に示されるような作業機の電力供給装置である。
【００２１】
１は、エンジン、２は、オルタネータ（充電手段）、３は、第１のバッテリ、４は、車両用電気機器、５は、Ｐ.Ｔ.Ｏ.装置、６は、主油圧ポンプである。エンジン１は、車両に従来より備えられているエンジンであって、走行用として用いられるほか、作業時にはＰ.Ｔ.Ｏ.装置５を介して主油圧ポンプ６を駆動する。主油圧ポンプ６は、作業機のアクチュエータに主に動力用の高圧油を供給する供給源である。オルタネータ２、第１のバッテリ３および車両用電気機器４も車両に従来より備えられているものであって、オルタネータ２は、エンジン１により駆動され、発電した電力を充電可能な第１のバッテリ３に充電するようになっている。車両用電気機器４は、車両用の電気式制御機器、スタータモータ等車両側で電力を消費する機器である。
【００２２】
７は、制御手段、８は、第２のバッテリ、９は、動力発生手段である。制御手段７は、電力供給を受けて作業機に関連する制御すなわち作業機の操作装置、安全装置、駆動手段の制御を司る手段であり、第２のバッテリ８は、第１のバッテリ３に並列接続された充電可能なバッテリである。そして、動力発生手段９は、第２のバッテリ８から電力供給を受けて作業機のアクチュエータに主に動力用の高圧油を供給する供給源であり、電動モータと油圧ポンプを備えている。
【００２３】
10は、司令手段、11は、開閉手段である。司令手段10は、第２のバッテリ８から動力発生手段９への電力供給を司令する手段であり、開閉スイッチ等で構成される。開閉手段11は、第１、第２のバッテリ３、８を並列接続する回路中に設けられ、司令手段10を操作した場合には開になるよう関連付けられている。たとえば、司令手段10の開閉スイッチの作動を信号とするリレー接点として構成されてよいものである。
【００２４】
通常作業においては、オペレータは、エンジン１を始動し、Ｐ.Ｔ.Ｏ.装置５を接続して主油圧ポンプ６を駆動する。主油圧ポンプ６から作業機のアクチュエータに供給される高圧油を、作業機の操作装置を操作することにより安全装置、駆動手段とあいまって（制御手段７に関連させて）、作業機を適宜作動させ、作業をする。
【００２５】
この作業の形態では、第１、第２のバッテリ３、８の充放電のバランスは、通常の車両のエンジン１の作動と変りがなく、車両用電気機器４、制御手段７の消費電力はいずれも比較的少ないものであるから、オルタネータ２の発電出力とバランスしており問題はない。
【００２６】
つぎに、低騒音作業のためエンジン１による主油圧ポンプ６の駆動をせず、または主油圧ポンプ６回りにトラブルが発生し、動力発生手段９を作動させる場合に付いて説明する。
【００２７】
司令手段10を操作すると、第２のバッテリ８から動力発生手段９への電力供給が開始されると共に、司令手段10の作動を信号として、開閉手段11は、接点が開になる。
【００２８】
電動モータと油圧ポンプを備えた動力発生手段９は、大電力を消費するため、第２のバッテリ８は、電圧低下を起こす。しかし、第１のバッテリ３は、電圧低下を起こさない。なぜなら、第１、第２のバッテリ３、８を並列接続する回路中に設けられた開閉手段11は、接点が開になっており、動力発生手段９は、第２のバッテリ８からのみ電力供給を受けているからである。よって、電圧低下を起こさない第１のバッテリ３に接続された制御手段７は、安定した電力供給を受け、安定した作動ができるのである。
【００２９】
作業機の操作装置（制御手段７の一部）が長尺ブームの先端に位置するような場合であっても、第１のバッテリ３は、電圧低下を起こしていないから、長尺ブームによる僅かな電圧低下が発生しても、問題となるような低下に陥らず、安定した作動ができるのである。
【００３０】
ここで、ダイオードを用いず開閉手段11を使用した理由について説明しておく。大電力に対応したダイオードは、コストが高く、また大きな放熱板を必要とする。コストが高いこと、また放熱板のために大きなスペースが必要なことは、車載用には不向きであるからである。
【００３１】
司令手段10の操作を解除すると、第２のバッテリ８から動力発生手段９への電力供給が停止されると共に、司令手段10の操作の解除を信号として、開閉手段11は、接点が閉になる。
【００３２】
動力発生手段９を使用する作業が終了すると、エンジン１を始動し、走行、現場移動するわけであるが、動力発生手段９を使用している間、第１のバッテリ３は、小電力を消費する制御手段７に消費されるだけで温存されているので、エンジン１を始動するには支障ないのである。
【００３３】
つぎに、請求項２に係る実施の形態は、図２に示されるような作業機の電力供給装置である。この実施の形態は、請求項１に係る実施の形態において、動力発生手段９の使用終了時に第２のバッテリ８が電圧低下を起こしたままの場合にも対処できるものである。符号１〜11は、請求項１に係る実施の形態で用いた符号と同じであるので、説明を省き、用いる。
【００３４】
16は、電圧低下検出手段であり、電圧低下検出手段16は、開閉手段11より第２のバッテリ８側に配置され電圧が所定値以下に低下したことを検出し電圧低下信号を出力する手段であり、電圧低下信号が出力された場合には司令手段10の操作の如何に係らず開閉手段11を開になるよう関連付けられている。
【００３５】
このように構成された請求項２に係る実施の形態では、以下のように作用する。
【００３６】
通常作業および動力発生手段９を使用する作業については、本願発明の請求項１に係る実施の形態と同じであるので、説明を省略し、動力発生手段９の作動を停止させる場合について説明する。
【００３７】
司令手段10の操作中には、第２のバッテリ８から動力発生手段９への電力供給がされると共に、司令手段10の作動を信号として、開閉手段11は、接点が開になっている。そして、司令手段10を操作し続ける限りにおいては、請求項１に係る実施の形態と同じである。
【００３８】
しかし、操作中の司令手段10の操作を解除したとき、電圧低下信号の出力如何によって、請求項１に係る実施の形態と異なってくるのである。請求項２に係る実施の形態では、操作中の司令手段10の操作を停止したとき、電圧低下検出手段16から電圧低下信号が出力されていない場合、開閉手段11を閉に戻し、電圧低下信号が出力された場合、開閉手段11を開のままにするのである。
【００３９】
つまり、動力発生手段９の作動が終了したとき、第２のバッテリ８が電圧低下を起こしていない、あるいは電圧低下を起こしていても所定値以下に電圧が低下していなければ、第２のバッテリ８は、第１のバッテリ３と並列接続される。しかし、動力発生手段９の作動が終了したとき、第２のバッテリ８が電圧低下を起こし所定値以下の電圧であれば、第２のバッテリ８は、第１のバッテリ３と並列接続されないのである。
【００４０】
よって、動力発生手段９の作動が長時間に及ぶ等した結果第２のバッテリ８の電圧低下が著しくとも、第１のバッテリ３は、第２のバッテリ８の影響を受けないのである。そこで、第１のバッテリ３は、常に所定以上の電圧が確保されており、動力発生手段９を使用する作業の終了後、エンジン１を確実に始動できるのである。エンジン１を始動した後には、主油圧ポンプ６を用いた作業をするなり、車両を走行させ次の作業現場に移動させることが可能である。
【００４１】
さらに、請求項３に係る実施の形態は、図３に示されるような作業機の電力供給装置である。この実施の形態は、請求項２に係る実施の形態に加えて、電圧低下を起こしたときに、第２のバッテリ８の電圧を、回復できるものである。符号１〜11、16は、請求項１および２に係る実施の形態で用いた符号と同じであるので、説明を省き、用いる。
【００４２】
21は、充電可能状態検出手段であり、充電可能状態検出手段21は、オルタネータ２（充電手段）が充電可能な状態であることを検出し充電可能信号を出力する手段であり、充電可能信号が出力された場合には電圧低下信号の出力の如何に係らず開閉手段11を閉になるよう関連付けられている。
【００４３】
このように構成された請求項３に係る実施の形態では、以下のように作用する。
【００４４】
通常作業および動力発生手段９を使用する作業については、本願発明の請求項１および２に係る実施の形態と同じであり、司令手段10の操作の停止時には、請求項２に係る実施の形態と同じであるので、説明を省略し、動力発生手段９の作動を停止させた以後の場合に付いて説明する。
【００４５】
請求項２に係る実施の形態では、操作中の司令手段10の操作を停止したとき、電圧低下検出手段16から電圧低下信号が出力されていない場合、開閉手段11を閉に戻し、電圧低下信号が出力された場合、開閉手段11を開のままにしている。
【００４６】
そこで、第１のバッテリ３は、第２のバッテリ８の影響を受けず、常に所定値以上の電圧が確保されており、動力発生手段９を使用する作業の終了後、エンジン１を確実に始動できるのである。
【００４７】
エンジン１が始動すれば、エンジン１により駆動されるオルタネータ２は、発電した電力を第１のバッテリ３に充電する。この発電した電力から、充電可能状態検出手段21は、オルタネータ２が充電可能な状態であることを検出し充電可能信号を出力する。充電可能信号は、電圧低下信号の出力の如何に係らず開閉手段11を閉になるよう関連付けられているので、オルタネータ２の発電した電力は、開閉手段11を経過して第２のバッテリ８を充電し、第２のバッテリ８の電圧が回復するのである。
【００４８】
電圧低下信号の出力の如何に係らず開閉手段11を閉になるようにした関連付けを、図３では、開閉手段11に至る電圧低下信号を接断手段22によって遮断するようにしたが、開閉手段11の接点を並列な接点とした開閉手段23（図４中に図示）のようにしてもよい。
【００４９】
また、ここでは、オルタネータ２が充電可能な状態であることを、発電した電力から検出するものとして説明したが、エンジン１の回転を検出するものであっても、その他の検出によってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上の如く構成し作用する本願発明の作業機の電力供給装置は、第１の実施の形態によれば、司令手段の操作により動力発生手段が作動するとき、同操作をした場合には開閉手段を開になるよう関連付けられているので、第１、第２のバッテリを並列接続する回路は、断たれている。よって、第２のバッテリに接続した動力発生手段により第２のバッテリ側の電圧が低下しても、第１のバッテリ側の電圧は、影響を受けず、第１のバッテリに接続した制御手段を支障なく作動させることができるという効果を持つ。
【００５１】
また、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態に加え、開閉手段より第２のバッテリ側に配置され電圧が所定値以下に低下したことを検出し電圧低下信号を出力する電圧低下検出手段を設け、電圧低下信号が出力された場合には司令手段の操作の如何に係らず開閉手段を開になるよう関連付けられている。よって、司令手段の操作を終了したときに、第２のバッテリに接続した動力発生手段により第２のバッテリ側の電圧が低下していても、第１のバッテリ側の電圧は、第２のバッテリ側の電圧の低下の影響を受けず、第１のバッテリに接続した制御手段や車両側の電気機器を支障なく作動させることができるという効果を持つ。
【００５２】
さらに、第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態に加え、充電可能信号を検出した場合には電圧低下信号の出力の如何に係らず開閉手段を閉になるよう関連付けられているので、第１、第２のバッテリを並列接続する回路は、接続される。よって、第２のバッテリ側の電圧が低下していても、充電可能となり、充電によって電圧の回復ができるという効果を持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の請求項１に係る実施の形態を示す説明図である。
【図２】本願発明の請求項２に係る実施の形態を示す説明図である。
【図３】本願発明の請求項３に係る実施の形態を示す説明図である。
【図４】本願発明の請求項３に係る実施の形態を示す他の例の説明図である。
【符号の説明】
３ 第１のバッテリ
７ 制御手段
８ 第２のバッテリ
９ 動力発生手段
10 司令手段
11 開閉手段
16 電圧低下検出手段
21 充電可能状態検出手段

Claims (3)

1. 車両に従来より備えられている充電可能な第１のバッテリと、電力供給を受けて作業機に関連する制御を司る制御手段と、電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段と、動力発生手段への電力供給を司令する司令手段と、を備えた作業機の電力供給装置であって、
   前記第１のバッテリに並列接続され充電可能な第２のバッテリと、第１、第２のバッテリを並列接続する回路中に開閉手段と、を設け、前記制御手段は前記第１のバッテリに、前記動力発生手段は第２のバッテリに各々接続し、前記司令手段を操作した場合には開閉手段を開になるよう関連付けた、
   ことを特徴とする作業機の電力供給装置。
2. 前記開閉手段より前記第２のバッテリ側に配置され電圧が所定値以下に低下したことを検出し電圧低下信号を出力する電圧低下検出手段を設け、電圧低下信号が出力された場合には前記司令手段の操作の如何に係らず開閉手段を開になるよう関連付けた、
   ことを特徴とする請求項1記載の作業機の電力供給装置。
3. 車両に従来より備えられている充電可能な第１のバッテリと、第１のバッテリに充電可能に接続された充電手段と、電力供給を受けて作業機に関連する制御を司る制御手段と、電力供給を受けて作業機用の動力を発生する動力発生手段と、を備えた作業機の電力供給装置であって、
   前記第１のバッテリに並列接続され充電可能な第２のバッテリと、第１、第２のバッテリを並列接続する回路中に開閉手段と、開閉手段より第２のバッテリ側に配置され電圧が所定値以下に低下したことを検出し電圧低下信号を出力する電圧低下検出手段と、前記充電手段が充電可能な状態であることを検出し充電可能信号を出力する充電可能状態検出手段と、を設け、前記制御手段は前記第１のバッテリに、前記動力発生手段は第２のバッテリに各々接続し、電圧低下信号が出力された場合には開閉手段を開になるよう関連付けると共に、充電可能信号を検出した場合には電圧低下信号の出力の如何に係らず開閉手段を閉になるよう関連付けた、
   ことを特徴とする作業機の電力供給装置。

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