JP6457830B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両エンジンの動力で駆動される車載発電機、および車載発電機から送られる電力によって駆動される作業機器を備えた作業車両に関する。

排水ポンプ車などの作業車両は、商用電源が確保できない場所でも電動機や照明などの電気機器を備えた作業機器を駆動できるように、車両エンジンの動力で駆動される車載発電機を備えている。このような作業車両の例としては、排水ポンプ車の他に、消防車、耕運機、トラクター、ダンプカー、散水車、高所作業車、車両運搬車、移動照明車などがある。以下、作業車両の例として、排水を行うためのポンプを搭載した排水ポンプ車について説明する。

排水ポンプ車は、自走可能な可搬型ポンプ装置である。図１１は排水ポンプ車を示す図である。図１１に示すように、排水ポンプ車は、平坦な床を有する荷台１００を備えており、荷台１００上には排水装置１０１が載置されている。排水装置１０１は複数のモータポンプ１０２および複数の排水ホース１０３などから構成される。この排水ポンプ車は車両エンジン（図示しない）の動力で駆動される車載発電機１０５を備えている。モータポンプ１０２は車載発電機１０５で発生した電力の供給を受けて駆動される。

排水ポンプ車は、車両エンジンの動力を取り出すための動力取出装置１０６を備えている。この動力取出装置１０６は、ＰＴＯ装置（パワーテイクオフ装置）とも呼ばれている。動力取出装置１０６は車両エンジンに連結されており、さらにＰＴＯシャフト１０７を介して車載発電機１０５に連結されている。図示しないＰＴＯレバーを操作すると、車両エンジンの動力は、動力取出装置１０６およびＰＴＯシャフト１０７を通じて車載発電機１０５に伝達される。

排水ポンプ車は、モータポンプ１０２の動作を制御する制御装置１０８を備えている。制御装置１０８の内部にはブレーカ（回路遮断器）１０９が配置されている。このブレーカ１０９は制御装置１０８に電気的に接続されており、さらに電力線１１２を介して車載発電機１０５に電気的に接続されている。通常、ブレーカ１０９は切り状態となっており、車載発電機１０５と制御装置１０８とは電気的に切り離されている。

上述したＰＴＯレバーを操作すると、制御装置１０８は、車載発電機１０５が正常に発電していることを確認する確認動作を実行する。車載発電機１０５が正常に発電していることを確認すると、制御装置１０８はブレーカ１０９を入れ、これによって電力は車載発電機１０５から制御装置１０８に送られる。制御装置１０８は、車載発電機１０５から供給された電力をモータポンプ１０２の駆動に適した電力に調整し、その調整された電力をモータポンプ１０２に供給する。

図１２は車両エンジンの始動からモータポンプ１０２への電力の供給までの動作シーケンスを示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、車両エンジンが始動される（ステップ１）。車両エンジンの始動後、ＰＴＯレバーを操作して車両エンジンの動力を動力取出装置１０６に伝達するＰＴＯ接続が行われる（ステップ２）。ＰＴＯ接続が正常に行われると、ＰＴＯ接続信号が制御装置１０８に送られる。制御装置１０８はこのＰＴＯ接続信号を受けてＰＴＯ接続が正常に行われたことを確認する（ステップ３）。

車両エンジンの動力は動力取出装置１０６を通じて車載発電機１０５に伝達され、車載発電機１０５は発電を開始する（ステップ４）。車載発電機１０５で発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを制御装置１０８が確認すると（ステップ５）、制御装置１０８はブレーカ１０９を入れる（ステップ６）。その結果、車載発電機１０５で発生した電力はブレーカ１０９を通じて制御装置１０８に送られ（ステップ７）、制御装置１０８はモータポンプ１０２に電力を供給してモータポンプ１０２を駆動することができる。

特開２００９−２２７１２６号公報

車載発電機１０５が現場で故障した場合や、作業車両が進入できない場所に制御装置１０８および排水装置１０１を運んで排水作業を行う場合、制御装置１０８は車載発電機１０５から切り離され、車載発電機１０５とは別の外部発動発電機（図示しない）が制御装置１０８に接続される。

しかしながら、上述したように、制御装置１０８は、ＰＴＯ接続が正常に行われたことを確認し（図１２のステップ３）、かつ車載発電機１０５が発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを確認（図１２のステップ５）して初めて、ブレーカ１０９を入れることができる。外部発動発電機を使用する場合は、ＰＴＯ接続が行われないため、制御装置１０８はＰＴＯ接続が正常に行われたことを示すＰＴＯ接続信号を受け取ることができず、かつ車載発電機１０５が発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを確認することもできない。結果として、制御装置１０８はブレーカ１０９を入れることができない。このため、外部発動発電機を制御装置１０８に結線したとしても、電力を制御装置１０８に供給できず、排水作業ができないという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、車載発電機に代えて外部の発動発電機を使用した場合でも制御装置への電力の供給を可能とする作業車両を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、車両エンジンに連結された動力取出装置と、前記動力取出装置に連結された車載発電機と、前記車載発電機に接続されたブレーカと、前記車載発電機が正常に発電していることを確認する確認動作を実行した後に前記ブレーカを入りにし、前記ブレーカを通じて前記車載発電機から送られる電力を調整する制御装置と、前記制御装置から出力される電力によって駆動される作業機器と、前記制御装置の動作モードを、前記確認動作を実行した後に前記ブレーカを入りにする通常モードと、前記車載発電機とは別の外部発動発電機と前記制御装置とを電気的に接続した後で前記確認動作を実行せずに前記ブレーカを入りにする非常時モードとの間で切り替えるスイッチとを備えたことを特徴とする作業車両である。

本発明の好ましい態様は、前記スイッチは、前記制御装置に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は操作パネルを有しており、前記スイッチは前記操作パネル上に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記スイッチは防水スイッチから構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記スイッチは、前記制御装置の動作モードを、前記通常モードと、前記非常時モードと、前記ブレーカを切る遮断モードとの間で切り替えるように構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記確認動作は、前記車両エンジンの動力が前記動力取出装置に伝達されていることを確認する工程と、前記車載発電機が発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを確認する工程を含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ブレーカは、電力の供給を受けて入り状態と切り状態との間で切り替わる電動ブレーカであることを特徴とする。

本発明によれば、スイッチを操作して、制御装置の動作モードを通常モードから非常時モードに切り替えることによって、制御装置は確認動作を実行せずにブレーカを入りにすることができる。したがって、外部の発動発電機を制御装置に接続することにより、制御装置に電力を供給することができる。

一実施形態に係る排水ポンプ車を示す図である。 制御装置を示す正面図である。 前面扉が開かれた状態の制御装置を示す正面図である。 スイッチによって切り替えられる制御装置の動作モードを示す図である。 車両エンジン、動力取出装置、および車載発電機が機械的に連結され、車載発電機および制御装置が電気的に接続されている状態を示すブロック図である。 車載発電機に代えて、外部発動発電機が制御装置に接続されている状態を示すブロック図である。 操作パネル上に配置されたスイッチを示す図である。 他の実施形態に係るスイッチが配置された制御装置を示す図である。 スイッチによって切り替えられる制御装置の動作モードを示す図である。 操作パネル上に配置されたスイッチを示す図である。 排水ポンプ車を示す図である。 車両エンジンの始動からモータポンプへの電力の供給までの動作シーケンスを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図１０において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下に説明する排水ポンプ車は、車両エンジンの動力で駆動される車載発電機を備えた作業車両の一実施形態であり、本発明は排水ポンプ車に限定されない。作業車両の他の例としては、消防車、耕運機、トラクター、ダンプカー、散水車、高所作業車、車両運搬車、移動照明車などがある。

図１は一実施形態に係る排水ポンプ車を示す図である。図１に示すように、排水ポンプ車は、平坦な床を有する荷台１を備えており、荷台１上には排水装置２が載置されている。排水装置２は複数のモータポンプ３および複数の排水ホース４などから構成される。モータポンプ３は、電力の供給を受けて作動する作業機器である。排水ポンプ車は車両エンジン１１の動力で駆動される車載発電機５を備えている。モータポンプ３は車載発電機５によって発生した電力によって駆動される。本実施形態では、車載発電機５は荷台１の下部に配置されているが、荷台１の上に配置されてもよい。

排水ポンプ車は車両エンジン１１の動力を取り出すための動力取出装置６をさらに備えている。動力取出装置６も車載発電機５と同様に荷台１の下部に配置されている。この動力取出装置６は車両エンジン１１に連結されており、さらにＰＴＯシャフト７を介して車載発電機５に連結されている。図示しないＰＴＯレバーを操作すると、車両エンジン１１の動力は、動力取出装置６およびＰＴＯシャフト７を通じて車載発電機５に伝達される。動力取出装置６は、ＰＴＯ装置（パワーテイクオフ装置）とも呼ばれている。

排水ポンプ車は、モータポンプ３の動作を制御する制御装置８をさらに備えている。制御装置８は荷台１の上に配置されている。制御装置８の側壁には、排水作業に使用されるフロート１５が取り付けられている。制御装置８の内部にはブレーカ（回路遮断器）９が配置されている。このブレーカ９は制御装置８に電気的に接続されており、さらに電力線１２を介して車載発電機５に電気的に接続されている。ブレーカ９は、電力の供給を受けて入り状態と切り状態との間で切り替わる電動ブレーカである。通常、ブレーカ９は切り状態となっており、車載発電機５と制御装置８とは電気的に切り離されている。制御装置８は、荷台１から取り外しができるように構成されている。

図２は制御装置８を示す正面図である。図２に示すように、制御装置８は前面扉１０を有したボックス形状を有している。作業者は、前面扉１０を開けることによって制御装置８の内部にアクセスできる。制御装置８の内部への風雨の浸入を防止するために、通常は前面扉１０は閉じられている。前面扉１０には、取手２２ａが設けられた小扉２２が取り付けられている。

図３は前面扉１０が開かれた状態の制御装置８を示す正面図である。制御装置８は、制御装置８を操作するための操作パネル１６と、電流値および電圧値などの運転情報を表示する表示パネル１７と、電力の周波数を変化させるインバータ（図示せず）とを備えている。

小扉２２（図２参照）は操作パネル１６の全体を覆う位置に設けられている。この小扉２２を開くと、作業者は前面扉１０を開くことなく、操作パネル１６にアクセスすることができる。したがって、雨天時には、作業者は小扉２２のみを開いて、操作パネル１６上のスイッチ類を操作することができる。

上述したように、通常、ブレーカ９は切り状態となっており、車載発電機５と制御装置８とは電気的に切り離されている。制御装置８は、ブレーカ９を入れる前に、車載発電機５が正常に発電していることを確認する確認動作を実行するように構成されている。車載発電機５が正常に発電していることを確認すると、制御装置８はブレーカ９を入れ、電力は車載発電機５からブレーカ９を通じて制御装置８に送られる。制御装置８は、車載発電機５から供給された電力をモータポンプ３の駆動に適した電力に調整し、その調整された電力をモータポンプ３に供給する。

制御装置８には、制御装置８の動作モードを切り替えるスイッチ２０が配置されている。このスイッチ２０は、上述した確認動作を実行した後にブレーカ９を入りにする通常モードと、上記確認動作を実行せずにブレーカ９を入りにする非常時モードとの間で制御装置８の動作モードを切り替える切替装置である。作業員は、スイッチ２０を操作することによって、制御装置８の動作モードを通常モードと非常時モードとの間で切り替えることができる。図３に示すように、通常は、スイッチ２０は通常モードの位置にある。

図４は制御装置８の動作モードを示す図である。図４に示すように、スイッチ２０は、制御装置８の動作モードを通常モードと非常時モードとの間で切り替えるように構成されている。まず、通常モードについて説明する。通常モードでは、制御装置８は、ブレーカ９を入れる前に、車載発電機５が正常に発電していることを確認する確認動作を実行する。この確認動作は、車両エンジン１１の動力が動力取出装置６に伝達されていることを確認する第１の確認工程と、車載発電機５が発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを確認する第２の確認工程とを含んでいる。

通常モードでの動作シーケンスは次の通りである。まず、車両エンジン１１が始動される（ステップ１）。車両エンジン１１の始動後、図示しないＰＴＯレバーを操作して車両エンジン１１の動力を動力取出装置６に伝達するＰＴＯ接続が行われる（ステップ２）。ＰＴＯ接続が正常に行われると、ＰＴＯ接続信号が車両本体から制御装置８に送られる。このＰＴＯ接続信号は、車両エンジン１１の動力が動力取出装置６に伝達されていることを示す信号である。制御装置８はこのＰＴＯ接続信号を受けてＰＴＯ接続が正常に行われたことを確認する（ステップ３、第１の確認工程）。

車両エンジン１１の動力が動力取出装置６を通じて車載発電機５に伝達されると、車載発電機５は発電を開始する（ステップ４）。制御装置８は、車載発電機５が発生した電力の電圧を所定のしきい値と比較し、電力の電圧がしきい値以上であることを制御装置８が確認すると（ステップ５、第２の確認工程）、制御装置８はブレーカ９を入れる（ステップ６）。その結果、車載発電機５で発生した電力はブレーカ９を通じて制御装置８に送られ（ステップ７）、制御装置８はモータポンプ３に電力を供給してモータポンプ３を駆動することができる。

非常時モードでは、上述したステップ１からステップ５までが実行されなくても、制御装置８は強制的にブレーカ９を入れる。すなわち、制御装置８は、車両エンジン１１の動力が動力取出装置６に伝達されていることを確認する第１の確認工程（図４のステップ３）と、車載発電機５が発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを確認する第２の確認工程（図４のステップ５）を実行せずに、ブレーカ９を入りにする。

図５は、車両エンジン１１、動力取出装置６、および車載発電機５が機械的に連結され、車載発電機５および制御装置８は電力線１２を介して電気的に接続されている状態を示すブロック図である。車載発電機５から延びる電力線１２はブレーカ９に接続されている。図５に示す状態では、スイッチ２０は通常モードの位置にある。したがって、制御装置８は、車両エンジン１１の動力が動力取出装置６に伝達されていることを確認する第１の確認工程（図４のステップ３）と、車載発電機５が発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを確認する第２の確認工程（図４のステップ５）を実行した後に、ブレーカ９を入れる。車両エンジン１１の動力は、動力取出装置６を通じて車載発電機５に伝達され、車載発電機５を駆動する。車載発電機５によって発電された電力は、電力線１２およびブレーカ９を通じて制御装置８に送られる。制御装置８は電力を所望の周波数を持つ電力に変換し、その電力を出力する。

車載発電機５が現場で故障した場合や、作業車両が進入できない場所に制御装置８および排水装置２を運んで排水作業を行う場合は、図６に示すように、制御装置８と車載発電機５との電気的接続が切り離され、車載発電機５とは別の外部発動発電機２１が制御装置８に接続される。より具体的には、車載発電機５から延びる電力線１２をブレーカ９から切り離し、外部発動発電機２１から延びる電力線１３をブレーカ９に接続する。電力線１２，１３は、ブレーカ９に直接接続されてもよいし、コネクターを介して接続されてもよい。

外部発動発電機２１と制御装置８とを電気的に接続した後、スイッチ２０を操作して制御装置８の動作モードを通常モードから非常時モードに切り替えて、ブレーカ９を入りにする（図４のステップ６参照）。非常時モードでは、制御装置８は、搭載発電機５が正常に発電していることを確認する確認動作（図４のステップ３，５）を実行することなく、ブレーカ９を入れる。したがって、外部発動発電機２１はブレーカ９を通じて制御装置８に電力を供給することができ、制御装置８は、モータポンプ３に電力を供給してモータポンプ３を駆動することができる。

スイッチ２０は防水スイッチから構成されている。図３に示すように、スイッチ２０は制御装置８内に配置されている。より具体的には、スイッチ２０は前面扉１０の内側に配置されている。したがって、スイッチ２０を操作するためには、作業員は前面扉１０を開く必要がある。しかしながら、雨が降っているときに前面扉１０を開くと、制御装置８の内部に雨が浸入し、制御装置８が故障するおそれがある。

そこで、図７に示すように、スイッチ２０を操作パネル１６上に配置してもよい。図７に示すスイッチ２０は防水スイッチから構成されている。図７は、小扉２２が開かれた状態を示している。作業員は小扉２２を開くことによって、前面扉１０を開くこと無く操作パネル１６にアクセスし、操作パネル１６上のスイッチ２０を操作することができる。

図８は他の実施形態に係るスイッチ２０が配置された制御装置８を示す図である。図９はスイッチ２０によって切り替えられる制御装置８の動作モードを示す図である。図８および図９に示すように、スイッチ２０は、制御装置８の動作モードを、通常モードと、非常時モードと、ブレーカ９を切る遮断モードとの間で切り替えるように構成されている。スイッチ２０が遮断モードの位置に操作されると、ブレーカ９は強制的に切られる。

過電流に起因してブレーカ９が落ちる（トリップする）と、ブレーカ９のレバー（図示しない）は入りと切りとの間の中間位置で止まる。このようなトリップが一旦起こると、ブレーカ９を切らなければブレーカ９を復旧させることはできない。しかしながら、ブレーカ９のレバーは重く、かつ、壊れやすいため、直接、作業員がブレーカ９のレバーを操作することは望ましくない。

本実施形態では、スイッチ２０を操作して遮断モードに切り替えることによって制御装置８がブレーカ９を切ることができるため、作業員はブレーカ９のレバーを直接操作する必要がない。したがって、ブレーカ９のレバーの誤操作に起因する事故やレバーの破損を防止することができる。

ブレーカ９を誤って操作しないために、ブレーカ９は制御装置８の内部に配置されている。図８に示す実施形態では、ブレーカ９がトリップしたときは、前面扉１０を開けてスイッチ２０を操作する必要がある。しかしながら、雨が降っているときに前面扉１０を開くと、制御装置８の内部に雨が浸入し、制御装置８が故障するおそれがある。

そこで、図１０に示す実施形態では、通常モードと非常時モードと遮断モードとの間で切り替え可能なスイッチ２０は操作パネル１６上に配置されている。このような配置により、作業員は、小扉２２を開いてスイッチ２０を操作することができる。操作パネル１６上にスイッチ２０を配置する場合、スイッチ２０を防水スイッチから構成することが好ましい。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１，１００ 荷台
２，１０１ 排水装置
３，１０２ モータポンプ（作業機器）
４，１０３ 排水ホース
５，１０５ 車載発電機
６，１０６ 動力取出装置（ＰＴＯ装置）
７，１０７ ＰＴＯシャフト
８，１０８ 制御装置
９，１０９ ブレーカ（回路遮断器）
１０ 前面扉
１１ 車両エンジン
１２，１３，１１２ 電力線
１５ フロート
１６ 操作パネル
１７ 表示パネル
２０ スイッチ
２１ 外部発動発電機
２２ 小扉
２２ａ 取手

Claims (7)

1. 車両エンジンに連結された動力取出装置と、
   前記動力取出装置に連結された車載発電機と、
   前記車載発電機に接続されたブレーカと、
   前記車載発電機が正常に発電していることを確認する確認動作を実行した後に前記ブレーカを入りにし、前記ブレーカを通じて前記車載発電機から送られる電力を調整する制御装置と、
   前記制御装置から出力される電力によって駆動される作業機器と、
   前記制御装置の動作モードを、前記確認動作を実行した後に前記ブレーカを入りにする通常モードと、前記車載発電機とは別の外部発動発電機と前記制御装置とを電気的に接続した後で前記確認動作を実行せずに前記ブレーカを入りにする非常時モードとの間で切り替えるスイッチとを備えたことを特徴とする作業車両。
2. 前記スイッチは、前記制御装置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御装置は操作パネルを有しており、
   前記スイッチは前記操作パネル上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
4. 前記スイッチは防水スイッチから構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の作業車両。
5. 前記スイッチは、前記制御装置の動作モードを、前記通常モードと、前記非常時モードと、前記ブレーカを切る遮断モードとの間で切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の作業車両。
6. 前記確認動作は、前記車両エンジンの動力が前記動力取出装置に伝達されていることを確認する工程と、前記車載発電機が発生した電力の電圧が所定のしきい値以上であることを確認する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の作業車両。
7. 前記ブレーカは、電力の供給を受けて入り状態と切り状態との間で切り替わる電動ブレーカであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の作業車両。

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