JP7366811B2 - work equipment - Google Patents
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Description
本発明は作業機に関する。 The present invention relates to a working machine.
芝刈り機などの作業機において、作業部の駆動源にモータを用いたものが提案されている。モータが過負荷状態に至ると、作業機の故障を生じ得る。こうした場合、モータへの電力供給を遮断している(例えば特許文献1)。 BACKGROUND ART Working machines such as lawn mowers have been proposed that use a motor as a driving source for a working part. If the motor reaches an overload condition, it can cause the work equipment to malfunction. In such cases, power supply to the motor is cut off (for example, Patent Document 1).
作業部の駆動源に内燃機関を用いた作業機においては、作業者は騒音の変化によって作業部の負荷状態を認識しやすい。しかし、駆動源にモータを用いた作業機においては、負荷状態による騒音の変化が小さいため、作業者が負荷状態を認識しづらく、過負荷状態に至ると唐突にモータが停止する印象を受ける場合がある。 In a working machine that uses an internal combustion engine as a driving source for a working part, a worker can easily recognize the load state of the working part by changes in noise. However, in working equipment that uses a motor as the drive source, the change in noise depending on the load condition is small, making it difficult for workers to recognize the load condition, and giving the impression that the motor suddenly stops when an overload condition occurs. There is.
本発明の目的は、作業者がモータの負荷状態を認識し易い作業機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a working machine that allows an operator to easily recognize the load state of a motor.
本発明によれば、
モータを駆動源とした複数の作業部と、
前記複数の作業部の各モータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
いずれか一つの前記モータの負荷が第一の負荷に達した場合に、少なくともいずれか一つの前記モータの回転数を変更して、うなり音を発生させる、
ことを特徴とする作業機が提供される。
According to the invention,
Multiple working parts powered by motors,
A control means for controlling each motor of the plurality of working parts,
The control means includes:
When the load of any one of the motors reaches a first load, changing the rotation speed of at least one of the motors to generate a humming sound;
A working machine is provided.
本発明によれば、作業者がモータの負荷状態を認識し易い作業機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a working machine in which a worker can easily recognize the load state of a motor.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the following embodiments do not limit the claimed invention, and not all combinations of features described in the embodiments are essential to the invention. Two or more features among the plurality of features described in the embodiments may be arbitrarily combined. In addition, the same or similar configurations are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.
<作業機の構成>
図1は本発明の一実施形態に係る作業機1の平面図である。作業機1は、作業者が作業機1を押しながら芝を刈り取る歩行芝刈り機である。作業機1は、本体2を備える。本体2には左右前後に配置された合計4つの車輪3が設けられており、本体2は車輪3の転動によって人力によって走行する。本体2の後部には、ハンドル4が設けられている。作業者はハンドル4を保持して作業機1を移動させる。ハンドル4には操作部5が設けられている。作業者は操作部5に対する操作によって作業部6の駆動指示を行うことができる。操作部5は作業者の操作を検知するスイッチ等のセンサを含む。
<Work equipment configuration>
FIG. 1 is a plan view of a
本実施形態の場合、作業部6は3つ設けられている。各作業部6は本体2上に搭載されたモータ7を備え、モータ7を駆動源とした作業部である。各作業部6はモータ7の出力軸に取り付けられたブレード8を有している。モータ7の出力軸は上下方向を指向し、ブレード8は本体2下において水平面上で回転して地面上の芝を刈る。3つのブレード8の回転中心(3つのモータ7の配置)は三角形の各頂点に位置しており、そのうちの一つは、車幅中心で前方に位置し、残りの二つは、車幅方向に離間して後方に位置している。
In the case of this embodiment, three working
本体2には、バッテリ9及び制御ユニット10が搭載されている。バッテリ9はモータ7等に電力を供給する電源である。制御ユニット10は作業機1を制御する電気回路である。
The
図2は作業機1の電気系のブロック図である。制御ユニット10は、CPUに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとの入出力インタフェース、モータ7のドライブ回路等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。
FIG. 2 is a block diagram of the electrical system of the
制御ユニット10は、操作部5に対する操作が検知されるとモータ7を駆動する。モータ7は本実施形態の場合、ACモータであるがDCモータであってもよい。各モータ7には、その出力軸の回転数(回転速度)を検知する回転数センサ12が個別に設けられている。回転数センサ12は例えばロータリエンコーダである。制御ユニット10は回転数センサ12の検知結果に基づいて、例えばPWM制御によって各モータ7の回転数(回転速度)を制御する。各モータ7には、また、電流センサ11が個別に設けられている。電流センサ11はモータ7に供給される電流を検知する。制御ユニット10は電流センサ11の検知結果から、各モータ7の負荷を判別する。
The
<制御例>
制御ユニット10のプロセッサが実行する処理例について説明する。制御ユニット10は、操作部5に対する操作に応じて各モータ7を駆動する。各モータ7は基本的に一定の回転数で駆動される。芝の密集地等では作業部6の駆動源であるモータ7の負荷が増大する。モータ7が過負荷状態になると制御ユニット10はモータ7の駆動を停止する。モータ7が唐突に停止しないよう、負荷が閾値に達すると本実施形態では作業者にアラートを発する。そのアラートとして、モータ7間の回転数差によるうなり音を利用する。
<Control example>
An example of processing executed by the processor of the
図3は制御ユニット10のプロセッサが実行する処理例を示すフローチャートである。制御ユニット10は操作部5に対する操作により作業者から各作業部6の駆動が指示されている間、同図の処理を実行する。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing executed by the processor of the
S1では、全モータ7を所定の回転数で駆動する。S2では各モータ7の負荷を判別する。負荷の判別は、本実施形態の場合、各モータ7の電流センサ11の検知結果に基づいて行う。S3ではS2で判別した各モータ7の負荷が閾値TH1に達したか否かを判定する。より具体的にいえば、いずれか一つのモータ7の電流値が閾値TH1以上か否かを判定する。
In S1, all
すべてのモータ7の負荷が閾値TH1未満であればS1へ戻り、全モータ7の定回転数駆動を継続する。いずれか一つのモータ7の負荷が閾値TH1以上であればS4へ進む。S4では、S2で判別した各モータ7の負荷が閾値TH2(>TH1)に達したか否かを判定する。より具体的にいえば、いずれか一つのモータ7の電流値が閾値TH2以上か否かを判定する。すべてのモータ7の負荷が閾値TH2未満であればS5へ進み、回転数変更制御を行う。いずれか一つのモータ7の負荷が閾値TH2以上であればS6へ進み、各モータ7に対する電力の供給を停止し、全モータ7の回転を停止する。
If the loads on all
S5の回転数変更制御では、少なくともいずれか一つのモータ7の回転数を変更して、うなり音を発生させる。図4(A)及び図4(B)は回転数変更制御の一例を示している。本実施形態の場合、一つのモータ7の回転数を図4(A)に例示するように変更し、残り二つのモータ7の回転数は図4(B)に例示するように維持する。回転数VはS1で制御される定速時の回転数である。
In the rotational speed change control of S5, the rotational speed of at least one of the
図4(A)の例では、モータ7の負荷の増大に応じて間欠的に回転数を変更している。より具体的には、モータ7の負荷が閾値TH1以上になると、回転数が低下される。モータ7の負荷が増大すると回転数がVに戻される。モータ7の負荷が更に増大すると再び回転数が低下される。以降、負荷の増大に応じて繰り返される。
In the example of FIG. 4(A), the rotation speed is intermittently changed in accordance with an increase in the load on the
このように一つのモータ7の回転数を変動させると、定速で回転する残り二つのモータ7との回転数差によって、図4(C)に示すようにうなり音を発生させることができる。このうなり音はモータ7の回転数に起因するモータ7又は周辺の振動の共振によって生じる。図4(A)に示すように回転数の変更はモータ7の負荷増大に応じて間欠的に行われるため、うなり音もモータ7の負荷増大に応じて強弱が変動する。いずれか一つのモータ7の負荷が閾値TH2以上となると全モータ7が停止される。
When the rotational speed of one
作業者としては、過負荷により全モータ7が停止される前に、うなり音によって負荷が増大していることを認識することができる。モータ7間の回転数差を利用したうなり音でアラートを発することで、表示器やスピーカ等の専用デバイスが不要となる。
The operator can recognize that the load is increasing from the whirring sound before all
なお、モータ7の変更回転数は、事前の実験により特定することができる。特定の際、発生されるうなり音は1Hz~10Hz程度の周波数であれば、作業者に認識され易い。また、図4(A)のように回転数を変更する対象となるモータ7は、負荷が閾値TH1に達しているモータ7でもよいし、別のモータ7であってもよい。本実施形態のように3つのモータ7を三角形の各頂点に配置した構成においては、前方のモータ7の回転数を変更し、後方の二つのモータ7の回転数は維持してもよい。芝刈りの能力が左右で大きくずれることを防止できる。
Note that the changing rotation speed of the
<変更制御の他の例1>
S5の回転数変更制御における変更パターンは図4(A)の例に限られない。図5(A)及び図5(B)は回転数変更制御の別の例を示している。本例の場合、一つのモータ7の回転数を図5(A)に例示するように変更し、残り二つのモータ7の回転数は図5(B)に例示するように維持する。
<Other example 1 of change control>
The change pattern in the rotation speed change control in S5 is not limited to the example shown in FIG. 4(A). FIGS. 5A and 5B show another example of rotation speed change control. In this example, the rotation speed of one
図5(A)の例では、モータ7の負荷の増大に応じて連続的に回転数を変更している。より具体的には、モータ7の負荷が閾値TH1以上になると、回転数が低下される。モータ7の負荷が増大すると回転数がVに近づくように連続的に上昇される。
In the example of FIG. 5(A), the rotation speed is continuously changed according to an increase in the load on the
このように一つのモータ7の回転数を変動させると、定速で回転する残り二つのモータ7との回転数差によって、図5(C)に示すようにうなり音を発生させることができる。図5(C)の例ではうなり音の音量が変化している。うなり音の周波数を変化させることも可能である。
When the rotational speed of one
図5(A)の例では、モータ7の負荷の増大に応じて連続的に回転数が上昇するようにしたが、逆に低下するようにしてもよい。その際、モータ7の負荷が閾値TH1以上になると、回転数をVよりも上昇させた後、Vに近づくように低下させてもよい。
In the example of FIG. 5(A), the rotation speed is made to increase continuously as the load on the
<変更制御の他の例2>
図4(A)及び図5(A)の例では、三つのモータ7のうちの一つのモータ7の回転数を変更したが、二つ、或いは、全部のモータ7の回転数を変更してもよい。その際、モータ間でモータ7の回転数の変更の仕方が異なっていてもよい。図6(A)~図6(C)は三つのモータ7のうちの二つのモータ7の回転数を変化させ(図6(A)及び図6(B))、残り一つのモータ7の回転数は、Vに維持する例を示している(図6(C))。
<Other example 2 of change control>
In the examples of FIGS. 4(A) and 5(A), the rotation speed of one of the three
図6(A)の例では、図4(A)の例と同様、モータ7の負荷が閾値TH1以上になると、回転数が低下される。モータ7の負荷が増大すると回転数がVに戻される。モータ7の負荷が更に増大すると再び回転数が低下される。以降、負荷の増大に応じて繰り返される。図6(B)の例では、図6(A)と回転数の変化が逆になっている。モータ7の負荷が閾値TH1以上になると、回転数が上昇される。モータ7の負荷が増大すると回転数がVに戻される。モータ7の負荷が更に増大すると再び回転数が上昇される。以降、負荷の増大に応じて繰り返される。
In the example of FIG. 6(A), similarly to the example of FIG. 4(A), when the load on the
<他の実施形態>
上記実施形態では、三つの作業部6を備えた作業機1を例示したが、作業部6の数(モータ7の数)は二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。また、上記実施形態では作業機1として歩行芝刈機を例示したが乗用芝刈機等、他の種類の芝刈機であってもよく、また、作業部として複数のオーガを備えた除雪機、作業部として複数の清掃部を備えた路上清掃機等、他の種類の作業機であってもよい。
<Other embodiments>
In the above embodiment, the working
<実施形態のまとめ>
1.上記実施形態の作業機(1)は、
モータ(7)を駆動源とした複数の作業部(6)と、
前記複数の作業部(6)の各モータ(7)を制御する制御手段(10)と、を備え、
前記制御手段(10)は、
いずれか一つの前記モータの負荷が第一の負荷(TH1)に達した場合に、少なくともいずれか一つの前記モータの回転数を変更して、うなり音を発生させる(S5)。
この実施形態によれば、作業者がモータの負荷状態を認識し易い作業機を提供することができる。うなり音を発生させることで、専用の表示器やスピーカが不要である。
<Summary of embodiments>
1. The work machine (1) of the above embodiment is
A plurality of working parts (6) using a motor (7) as a driving source,
A control means (10) for controlling each motor (7) of the plurality of working parts (6),
The control means (10) includes:
When the load of any one of the motors reaches the first load (TH1), the rotational speed of at least one of the motors is changed to generate a humming sound (S5).
According to this embodiment, it is possible to provide a working machine in which the operator can easily recognize the load state of the motor. Generating a humming sound eliminates the need for a dedicated display or speaker.
2.上記実施形態では、
前記制御手段は、いずれか一つの前記モータの負荷が前記第一の負荷(TH1)よりも大きい第二の負荷(TH2)に達した場合、前記各モータに対する電力の供給を停止する(S6)。
この実施形態によれば、モータが過負荷状態に至ったらその停止を行うとともに、その手前で負荷が増大していることをうなり音で作業者に知らせることができる。
2. In the above embodiment,
The control means stops supplying power to each of the motors when the load of any one of the motors reaches a second load (TH2) that is larger than the first load (TH1) (S6). .
According to this embodiment, when the motor reaches an overload state, it can be stopped, and the operator can be informed by a humming sound that the load is increasing before the motor reaches an overload state.
3.上記実施形態の作業機(1)は、
前記各モータ(7)に供給される電流を検知するセンサ(11)を備え、
前記制御手段(10)は、前記センサの検知結果に基づいて、前記モータの負荷を判別する。
この実施形態によれば、センサによって負荷を判別することができる。
3. The work machine (1) of the above embodiment is
comprising a sensor (11) that detects the current supplied to each motor (7),
The control means (10) determines the load of the motor based on the detection result of the sensor.
According to this embodiment, the load can be determined by the sensor.
4.上記実施形態では、
前記制御手段(10)は、
いずれか一つの前記モータ(7)の負荷が前記第一の負荷(TH1)に達するまでは、前記各モータを同じ回転数に制御する(S1)。
この実施形態によれば、通常時は各作業部を同条件で駆動させてうなり音が実質的に無い状態とし、モータの負荷上昇によるうなり音の発生を作業者に認識させやすくすることができる。
4. In the above embodiment,
The control means (10) includes:
Each motor is controlled to the same rotation speed until the load on any one of the motors (7) reaches the first load (TH1) (S1).
According to this embodiment, each working part is normally driven under the same conditions so that there is virtually no whining noise, making it easier for the worker to recognize the occurrence of whining noise due to an increase in motor load. .
5.上記実施形態では、
前記制御手段(10)は、
いずれか一つの前記モータの負荷が前記第一の負荷に達した後、前記モータの負荷の増大に応じて、少なくともいずれか一つの前記モータの回転数を間欠的に変更する。
この実施形態によれば、負荷の増大にともなってうなり音の発生が間欠的になり、うなり音の発生を作業者に認識させやすくすることができる。
5. In the above embodiment,
The control means (10) includes:
After the load on any one of the motors reaches the first load, the rotation speed of at least one of the motors is intermittently changed in accordance with the increase in the load on the motor.
According to this embodiment, the generation of the humming noise becomes intermittent as the load increases, and it is possible to make it easier for the operator to recognize the generation of the humming noise.
6.上記実施形態では、
前記制御手段(10)は、
いずれか一つの前記モータの負荷が前記第一の負荷に達した後、前記モータの負荷の増大に応じて、少なくともいずれか一つの前記モータの回転数を連続的に変更する。
この実施形態によれば、負荷の増大にともなってうなり音の音量又は周波数が変化し、うなり音の発生を作業者に認識させやすくすることができる。
6. In the above embodiment,
The control means (10) includes:
After the load on any one of the motors reaches the first load, the rotation speed of at least one of the motors is continuously changed in accordance with the increase in the load on the motor.
According to this embodiment, the volume or frequency of the whining sound changes as the load increases, making it easier for the operator to recognize the occurrence of the whining sound.
以上、発明の実施形態について説明したが、発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the invention have been described above, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the invention.
1 作業機、6 作業部、7 モータ、10 制御ユニット 1 Working machine, 6 Working part, 7 Motor, 10 Control unit
Claims (6)
前記複数の作業部の各モータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
いずれか一つの前記モータの負荷が第一の負荷に達した場合に、少なくともいずれか一つの前記モータの回転数を変更して、うなり音を発生させる、
ことを特徴とする作業機。 Multiple working parts powered by motors,
A control means for controlling each motor of the plurality of working parts,
The control means includes:
When the load of any one of the motors reaches a first load, changing the rotation speed of at least one of the motors to generate a humming sound;
A work machine characterized by:
前記制御手段は、いずれか一つの前記モータの負荷が前記第一の負荷よりも大きい第二の負荷に達した場合、前記各モータに対する電力の供給を停止する、
ことを特徴とする作業機。 The working machine according to claim 1,
The control means stops supplying power to each of the motors when the load of any one of the motors reaches a second load that is larger than the first load.
A work machine characterized by:
前記各モータに供給される電流を検知するセンサを備え、
前記制御手段は、前記センサの検知結果に基づいて、前記モータの負荷を判別する、
ことを特徴とする作業機。 The working machine according to claim 1 or claim 2,
comprising a sensor that detects the current supplied to each of the motors,
The control means determines the load of the motor based on the detection result of the sensor.
A work machine characterized by:
前記制御手段は、
いずれか一つの前記モータの負荷が前記第一の負荷に達するまでは、前記各モータを同じ回転数に制御する、
ことを特徴とする作業機。 The working machine according to any one of claims 1 to 3,
The control means includes:
controlling each of the motors to the same rotation speed until the load of any one of the motors reaches the first load;
A work machine characterized by:
前記制御手段は、
いずれか一つの前記モータの負荷が前記第一の負荷に達した後、前記モータの負荷の増大に応じて、少なくともいずれか一つの前記モータの回転数を間欠的に変更する、
ことを特徴とする作業機。 The working machine according to any one of claims 1 to 4,
The control means includes:
After the load on any one of the motors reaches the first load, the rotation speed of at least one of the motors is intermittently changed in accordance with the increase in the load on the motor.
A work machine characterized by:
前記制御手段は、
いずれか一つの前記モータの負荷が前記第一の負荷に達した後、前記モータの負荷の増大に応じて、少なくともいずれか一つの前記モータの回転数を連続的に変更する、
ことを特徴とする作業機。 The working machine according to any one of claims 1 to 4,
The control means includes:
After the load on any one of the motors reaches the first load, the rotation speed of at least one of the motors is continuously changed according to the increase in the load on the motor.
A work machine characterized by:
Priority Applications (2)
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