作業車両
【課題】内部電源と外部電源との電源切換えを、安全かつ確実に行い得る作業車両を提供する。
【解決手段】 電気二重層キャパシタ１と、電気二重層キャパシタ１からの電力を調整する制御手段２０と、制御手段２０で調整された電力にて駆動される電動モータ２と、電動モータ２にて駆動される作業装置３０と、を備える。さらに、電気二重層キャパシタ１と制御手段２０とを結ぶ一系統の電気経路上に介設されて一対を成す電気二重層キャパシタ１側の第１コネクタプラグ１１および制御手段２０側のコネクタレセプタクル１２と、第１コネクタプラグ１１と同接続形状である第２コネクタプラグ１３が一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子３が設けられる外部電源用ケーブルｃと、を備える。
【解決手段】 電気二重層キャパシタ１と、電気二重層キャパシタ１からの電力を調整する制御手段２０と、制御手段２０で調整された電力にて駆動される電動モータ２と、電動モータ２にて駆動される作業装置３０と、を備える。さらに、電気二重層キャパシタ１と制御手段２０とを結ぶ一系統の電気経路上に介設されて一対を成す電気二重層キャパシタ１側の第１コネクタプラグ１１および制御手段２０側のコネクタレセプタクル１２と、第１コネクタプラグ１１と同接続形状である第２コネクタプラグ１３が一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子３が設けられる外部電源用ケーブルｃと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵芥車、ミキサー車、高所作業車、粉粒体運搬車、その他電動モータにて駆動される作業装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電手段と、この蓄電手段からの電力を調整する制御手段と、制御手段で調整された電力にて駆動される電動モータと、この電動モータにて駆動される作業装置と、を備えた作業車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、作業装置を駆動する電動モータと、蓄電手段から取り出す直流電流を三相交流電流に変換するインバータ回路（制御手段）と、商用三相交流を受電する外部端子と、電動モータの電源を蓄電手段と外部端子のいずれかに切換接続するコンタクタ（電磁接触器）と、を備えた塵芥車が開示されている。
【０００４】
この塵芥車では、作業現場で内燃機関の運転を停止し商用の外部電源を利用して作業装置用動力を得ることができるので、作業中に騒音および排気ガスの放出がなくなり、環境の改善に役立てることができるようになっている。
【０００５】
また、特許文献１に開示された塵芥車では、蓄電手段とインバータ回路との間の電気経路上に、ブレーカ（サービスプラグ、いわゆる遮断機能を有するもの）が介設されている。このブレーカは、保守時、および蓄電手段への充電時に開状態にしておくことにより、作業装置側と電気的に遮断された状態として予期せぬ異常動作の発生や感電を防止するようにしている。また、作業現場で外部電源を用いて作業装置を駆動するときには、まず、ブレーカを開状態にして蓄電手段との接続を切り離した後に、外部端子に外部電源を接続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のように、電動モータの電源を蓄電手段（内部電源）と外部端子（外部電源）のいずれかに切換接続するためにコンタクタを用いる従来の作業車両では、コンタクタの接点溶着が発生するおそれがあった。この接点溶着が発生した場合には、インバータ回路その他回路上の種々の装置が破損するおそれがあった。また、コンタクタを用いる従来の作業車両では、回路が複雑であることから、配線の接触不良などの事故も生じやすいと考えられ、信頼性低下の要因となっていた。また、制御手段の異常動作が起きるとその影響が他に波及して回路上の種々の装置を破損するおそれがあった。
【０００８】
また、特許文献１のような従来の作業車両では、作業現場で外部電源を用いて作業装置を駆動するときにブレーカを開状態にしていたが、このブレーカを開にする作業を忘れた場合には、感電事故が発生するおそれがあった。
【０００９】
そこで本発明は、電動モータの電源を内部電源と外部電源のいずれかに切換接続する場合に、誤動作や装置の破損が生じることなく、安全かつ確実に電源切換えを行い得る作業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明は、蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力を調整する制御手段と、前記制御手段で調整された電力にて駆動される電動モータと、前記電動モータにて駆動される作業装置と、を備える。また、前記蓄電手段と前記制御手段とを結ぶ一系統の電気経路上に介設されて一対を成す前記蓄電手段側の第１コネクタプラグおよび前記制御手段側のコネクタレセプタクルと、前記第１コネクタプラグと同接続形状である第２コネクタプラグが一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子が設けられる外部電源用ケーブルと、を備える。そして、前記蓄電手段の電力を使用する際には、前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続され、前記外部電源の電力を使用する際には、前記第２コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続されるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、蓄電手段（内部電源）と外部電源との間の電源切換部に電源切換用コネクタを使用し、手動で電源切換えを行うようにしたので、コンタクタを用いた従来の電源切換部と比較して、コンタクタの接点不良によって回路上の他の機器を破損するおそれがない。また、コンタクタを用いないので、仮に制御手段が異常な動作を起こしたとしてもその影響が電源切換部に波及することがない。従って、安全に電源切換えを行い得る作業車両とすることができる。また、電源切換部の回路を単純にできるため、故障を少なくして信頼性を向上することができる。また、回路が単純になることで従来と比較して部品コストを削減できる。
【００１２】
また、従来のようにコンタクタを用いて自動電源切換えを行うのではなく、手動で電源切換えを行う方式であり、しかも蓄電手段（内部電源）から外部電源への電源切換えの際には蓄電手段と制御手段との電気的遮断を行わなければ外部電源を接続できないという蓄電手段または外部電源の二者択一なので、確実に電源切換えを行うことができる。また、目視による電源切換えの確認が容易となる。
【００１３】
また、蓄電手段と制御手段との間の電気的な遮断を確実に行うことができるので、電源切換用コネクタを、制御手段および作業装置の保守時に開状態するブレーカ（サービスプラグ）の機能（いわゆる遮断機能）を有するようにできる。これにより、電源切換や保守のためにコンタクタとブレーカとを有していた従来の作業車両と比較して、コンタクタとブレーカとの機能を電源切換用コネクタ一つにまとめることができる。これにより、回路を単純にできるため、電源切換部の故障を少なくして信頼性を向上することができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記蓄電手段は、車体に設けられると共に車両走行駆動源を利用して発電される発電機に対して、一系統の電気経路により電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によると、発電機は、蓄電手段と一系統の電気経路により電気的に接続されるともに、蓄電手段は電源切換用コネクタと一系統の電気経路により電気的に接続されていることとなるので、第１コネクタプラグをコネクタレセプタクルから切り離す一方コネクタレセプタクルと第２コネクタプラグとを接続させた外部電源の使用中に、間違って車両走行駆動源を動かした場合にも、発電機からの電力と外部電源からの電力が同時に制御手段に流れ込むような事態にはならない。これにより、制御手段等の機器を破損するおそれがなく安全である。逆に、外部電源からの電力で作業装置を駆動させる一方、車両走行駆動源を動かして発電機からの電力を蓄電手段に充電することにより、作業装置を使用しながら蓄電手段に充電することができる。
【００１６】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルと前記第２コネクタプラグは、それぞれ直流端子部と交流端子部とを有している。そして、前記蓄電手段の直流電力は、前記第１コネクタプラグの前記直流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの直流端子部から前記制御手段に送るように構成される。また、前記外部電源の交流電力は、前記第２コネクタプラグの前記交流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの交流端子部から前記制御手段に送るように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によると、同接続形状の第１コネクタプラグまたは第２コネクタプラグをコネクタレセプタクルにつなぎ変えるだけで、制御手段に設けられた直流入力ポートに直流の蓄電手段を電気接続することができる。また、制御手段に設けられた交流入力ポートに交流の外部電源を電気接続することができる。これにより、制御手段に設けられた直流入力ポートに誤って交流の外部電源を電気接続するようなことがないので、安全かつ確実に電源切換えを行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、蓄電手段（内部電源）と外部電源との間の電源切換部に電源切換用コネクタを使用し、手動で電源切換えを行うようにしたので、仮に制御手段が異常な動作を起こしたとしてもその影響が電源切換部に波及することがなく安全である。また、蓄電手段から外部電源への電源切換えの際には蓄電手段と制御手段との電気的遮断を行わなければ外部電源を接続できないという蓄電手段または外部電源の二者択一なので、確実に電源切換えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る作業車両の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る作業車両において、電源切換用コネクタの電源切換え操作を説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る作業車両において、電源切換用コネクタの電源切換え操作を説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る作業車両の操作部を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態に係る作業車両の全体構成を示す図である。本実施形態では、作業車両の一つとして、塵芥車が例示されている。図示しないが、本実施形態における塵芥車は、通常の塵芥車と同様に、運転室の後方に設けられた塵芥収容箱と、塵芥収容箱の後部に設けられた塵芥投入箱と、を備えている。
【００２２】
本実施形態に係る塵芥車は、蓄電手段としての電気二重層キャパシタ１と、電気二重層キャパシタ１からの電力を調整する制御手段２０と、制御手段２０で調整された電力にて駆動される電動モータ２と、電動モータ２にて駆動される油圧ポンプ３１と油圧ポンプ３１で発生する油圧にて駆動される油圧シリンダ３４および油圧モータ３５とを有する作業装置３０と、を備えている。
【００２３】
電気二重層キャパシタ１（いわゆるコンデンサ）は、バッテリのように化学反応を使用せず、単に電荷を蓄えるという物理現象を利用するので、寿命が非常に長く、また、大電流で充電が可能であるため、充電時間が非常に短く、比較的安価であるという特徴がある。本実施形態の電気二重層キャパシタ１は複数のユニットから成り、運転室と塵芥収容箱との間に設けられた機器収納箱５０内（図２参照）と、車体フレームの側方（図示せず）とに配設され、電気的に直列接続されている。これにより、合計で数百Ｖの電圧出力が可能となっている。
【００２４】
上記電気二重層キャパシタ１は、車体に設けられると共に車両走行駆動源としての車両エンジン４を利用して発電される発電機５に対して、一系統の電気経路ｂにより電気的に接続されている。なお、「一系統の電気経路」とは、一種類の電源から他に迂回することなく電力が供給される経路であることを示す。
【００２５】
発電機５は、車体が通常搭載する小型の発電機（ダイナモ）とは別に設置され、車両エンジン４の駆動中はそのファンベルトにより常時駆動される。なお、発電機５を必要なときにのみ駆動するようにしてもよい。
【００２６】
また、電気経路ｂ上には、ＡＶＲ４２（自動電圧制御装置）が設けられている。
ＡＶＲ４２は、後述の制御部２２から供給される起動信号に応じて動作を開始し、発電機５の交流電力を直流に変換する。また、車両エンジン４の回転数変化にかかわらず発電機５の出力電圧を目標値一定となるように調整する。
【００２７】
制御手段２０は、インバータ装置２１と制御部２２とを有している。
インバータ装置２１は、その出力により、電動モータ２の回転速度を制御するものである。より具体的には、インバータ装置２１は、ユニット状であり、機器収納箱５０内に配設されている。このインバータ装置２１は、直流入力ポート２１ａと交流入力ポート２１ｂとを有している。直流入力ポート２１ａには、直流電源からの電力が入力され、インバータ装置２１内において直流電力から電動モータ２を駆動するのに適切な周波数の交流電力に調整されて、出力される。本実施形態では、直流入力ポート２１ａに電気二重層キャパシタ１からの直流電力が入力される。
【００２８】
また、交流入力ポート２１ｂには、交流電源からの電力が入力され、インバータ装置２１内において一旦整流された後に電動モータ２を駆動するのに適切な周波数の交流電力に調整され、出力される。本実施形態では、交流入力ポート２１ｂに外部電源として商用三相交流電源からの交流電力が入力される。
【００２９】
上記インバータ装置２１により回転制御される電動モータ２には、永久磁石同期電動モータが採用されている。この永久磁石同期電動モータは、ベクトル制御駆動することにより、従来のインダクションモータに比べてサイズや質量が小さくなり、効率が極めて高いので、電気二重層キャパシタ１で蓄えた電気エネルギーを効率よく使用することができる、という特徴を有している。
【００３０】
また、電動モータ２の回転軸には、油圧ポンプ３１が連結されている。油圧ポンプ３１は、例えば可変吐出ポンプであり、電動モータ２にて例えば１５００〜１８００ｒｐｍで通常駆動されて吐出量が変更可能となっている。吐出量は、図示しない油圧機構により、負荷に応じて自動調整される。
次に、制御手段２０の制御部２２は、車体電装部品を動かすための電源である直流２４Ｖの車両用バッテリ４３からの電力により動作する。
【００３１】
制御部２２は、図示しない塵芥押込板や回転板や排出板等を動かすための上記油圧モータ３５および油圧シリンダ３４の動きを制御する。具体的には、作業装置３０に設けられて制御部２２と電気経路ｅで電気接続されている電磁弁３２の動作切換えにより、油圧モータ３５の回転制御や油圧シリンダ３４の伸縮を行う。
【００３２】
また、制御部２２には、温度センサや電圧センサ等から成るモニタ装置４１からの信号が入力されるようになっている。モニタ装置４１は、電気二重層キャパシタ１の内部のセル温度やセル電圧を監視するためのものであり、電気二重層キャパシタ１の内部もしくはその近傍に設けられる。なお、このモニタ装置４１は、電流等他の要素も監視するようにしてもよい。
【００３３】
また、制御部２２には、図１および図４に示すように、塵芥車の運転室内に設けられた操作部４４、または、塵芥投入箱に設けられた操作部からの操作信号が入力されるようになっている。例えば、運転室内の操作部４４には、積込排出スイッチや塵芥投入箱開閉スイッチ等の操作スイッチ４４ｂが設けられている。また、操作部４４には、ＰＴＯ（動力取出装置）を備えた塵芥車のＰＴＯスイッチに代わる、メインスイッチ４４ａが設けられている。電気二重層キャパシタ１からの電力にて作業装置３０を駆動する塵芥車では、ＰＴＯスイッチが設けられない一方、塵芥投入箱に設けられた操作部を操作すると車両エンジン４がかかっていなくても作業装置３０を動かせることとなる。従って、いたずら等により作業時以外で作業装置３０が動いてしまうのを防ぐため、本実施形態では、鍵のかかる運転室内にメインスイッチ４４ａを設け、メインスイッチ４４ａをＯＮにすることにより初めて作業装置３０を動かせるようになっている。
【００３４】
また、操作部４４には、電気二重層キャパシタ１の充電状態を示す複数の充電状況表示ランプ４４ｃ…が設けられている。これら充電状況表示ランプ４４ｃ…は、例えば「要充電」、「使用可能」、「満充電」等の各充電状態を示すようになっている。
【００３５】
上記の構成により、本実施形態の塵芥車は、車両走行中に発電機５で発電された電力がＡＶＲ４２を介して電気二重層キャパシタ１に充電されるようになっている。また、現場でのごみ収集作業時には、充電された電気二重層キャパシタ１からの直流電力を制御手段２０のインバータ装置２１に送り、電動モータ２および油圧ポンプ３１を駆動させるようになっている。これにより、車両エンジン４を止めたまま作業を行えるようになっている。従って、作業中、ＰＴＯを使用する塵芥車と比較して騒音が低減され、排気ガスも排出されることがない。
【００３６】
ここで、本発明の特徴部分として、図１および図２に示すように、電気二重層キャパシタ１と制御手段２０とを結ぶ一系統の電気経路ａ上には、電源切換用コネクタ１０が介設されている。この電源切換用コネクタ１０は、機器収納箱５０内に納められ、電気二重層キャパシタ１側の第１コネクタプラグ１１と制御手段２０側のコネクタレセプタクル１２とを有している。第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は一対を成している。
【００３７】
第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は、ヘビーデューティ仕様であり、それぞれの接続端面は電線部分が露出しないように絶縁されている。そして、例えば第１コネクタプラグ１１の接続端面に触れたとしても電気二重層キャパシタ１からの高電圧で感電しないようになっている。
また、第１コネクタプラグ１１およびコネクタレセプタクル１２は、それぞれ、直流端子部１１ａ，１２ａと交流端子部１１ｂ，１２ｂとを有している。
【００３８】
第１コネクタプラグ１１は、上記電気経路ａのうち上流側となる、ケーブル状の上流側電気経路ａ１によって電気二重層キャパシタ１と電気的に接続されている。より詳細には、第１コネクタプラグ１１の直流端子部１１ａに、上流側電気経路ａ１の一端が接続されている。一方、第１コネクタプラグ１１の交流端子部１１ｂには、何も接続されていない。
【００３９】
また、コネクタレセプタクル１２は、上記電気経路ａのうち下流側となる、下流側電気経路ａ２によってインバータ装置２１と電気的に接続されている。より詳細には、コネクタレセプタクル１２の直流端子部１２ａに下流側電気経路ａ２の一端が接続され、インバータ装置２１の直流入力ポート２１ａに下流側電気経路ａ２の他端が接続されている。また、コネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂは、上記電気経路ａのうち下流側となる、下流側電気経路ａ３によってインバータ装置２１と電気的に接続されている。より詳細には、コネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂに下流側電気経路ａ３の一端が接続され、インバータ装置２１の交流入力ポート２１ｂに下流側電気経路ａ３の他端が接続されている。
【００４０】
これにより、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２とを相互に接続した場合、第１コネクタプラグ１１の直流端子部１１ａとコネクタレセプタクル１２の直流端子部１２ａとが電気的に接続される一方、第１コネクタプラグ１１の交流端子部１１ｂとコネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂとは電気的に接続されることがない。従って、電気二重層キャパシタ１の直流電力は、第１コネクタプラグ１１の直流端子部１１ａを通じてコネクタレセプタクル１２の直流端子部１２ａからインバータ装置２１の直流入力ポート２１ａに送られるようになっている。
【００４１】
上記第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は、通常のルート収集の場合、相互に接続状態にされている。ルート収集の場合、一つの作業現場での作業時間が少ないため、一つの作業現場において電気二重層キャパシタ１の充電量が満充電から０になってしまうことはまずない。また、電気二重層キャパシタ１の充電量が減った場合には、電気二重層キャパシタ１は次の作業現場に着くまでに発電機５にて充電される。
一方、作業装置３０を長時間連続運転する必要がある作業現場の場合には、作業途中で電気二重層キャパシタ１の充電量が０になってしまうおそれがある。つまり、作業現場によっては電気二重層キャパシタ１の蓄電容量を超えて電力を使用する場合がある。このような場合、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は切り離され、コネクタレセプタクル１２に外部電源を電気的に接続するようになっている。
【００４２】
具体的に説明すると、本実施形態の塵芥車は、第１コネクタプラグ１１と同接続形状である第２コネクタプラグ１３が一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子３が設けられる外部電源用ケーブルｃを、備えている。なお、「同接続形状」とは、２つのコネクタプラグに形状の差があったとしてもそれぞれ同じコネクタレセプタクルと接続できるようになっているという意味である。
外部電源用ケーブルｃは、全体が機器収納箱５０内に納められるようになっている。
この外部電源用ケーブルｃの一端に設けられた第２コネクタプラグ１３は、第１コネクタプラグ１１およびコネクタレセプタクル１２と合わせて上記電源切換用コネクタ１０を構成している。
【００４３】
電源切換用コネクタ１０は、電気二重層キャパシタ１の電力を使用する際には、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２とが手動接続され、外部電源の電力を使用する際には、第２コネクタプラグ１３とコネクタレセプタクル１２とが手動接続されるようになっている。
この電源切換用コネクタ１０による電源切換えは、機器収納箱５０の側壁に設けられた窓部５２から作業者が機器収納箱５０内の電源切換用コネクタ１０にアクセスすることによって行われる。
【００４４】
また、第２コネクタプラグ１３は、第１コネクタプラグ１１と同接続形状であるので、第１コネクタプラグ１１と同様、直流端子部１３ａと交流端子部１３ｂとを有している。第２コネクタプラグ１３の交流端子部１３ｂには、外部電源用ケーブルｃの一端が接続されるようになっている。第２コネクタプラグ１３の直流端子部１３ａには、何も接続されていない。従って、第２コネクタプラグ１３とコネクタレセプタクル１２とを相互に接続した場合、外部電源の交流電力は、第２コネクタプラグ１３の交流端子部１３ｂを通じてコネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂからインバータ装置２１の交流入力ポート２１ｂに送られるようになっている。
【００４５】
上述のように、本実施形態では、電気二重層キャパシタ１（内部電源）と外部電源との間の電源切換部に電源切換用コネクタ１０を使用しており、従来のようにコンタクタを用いて電源切換部を構成するものではない。従って、コンタクタの接点不良という問題は生じない。また、コンタクタを用いる従来の塵芥車と比較して電源切換部の回路が単純になっている。
次に、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る作業車両の動作を説明する。
【００４６】
まず、本実施形態の塵芥車では、作業現場までの移動中、車両エンジン４により発電機５が駆動されるので、発電機５で発電された電力がＡＶＲ４２を介して電気二重層キャパシタ１に充電される。電源切換用コネクタ１０は、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２が接続された状態にある。
【００４７】
作業現場に着くと、図１および図４に示すように、作業者はまず車両エンジン４を停止し、運転室内の操作部４４に設けられたメインスイッチ４４ａをＯＮにして、作業装置３０を駆動可能状態にする。このとき、操作部４４に設けられた充電状況表示ランプ４４ｃは、「要充電」、「使用可能」、「満充電」のいずれかについて点灯されるので、作業者は、電気二重層キャパシタ１の現在の充電状態を認識することができる。そして、充電状況表示ランプ４４ｃが「使用可能」または「満充電」であれば、作業者は、操作部４４に設けられた操作スイッチ４４ｂや塵芥投入箱に設けられた操作部を操作して、作業装置３０を駆動させ、ごみの収集作業を行う。この作業中には、車両エンジン４が停止され、電気二重層キャパシタ１からの電力のみで作業装置３０を駆動させることになるので、ＰＴＯを使用する塵芥車と比較して騒音が低減され、排気ガスも排出されることがない。
【００４８】
ごみの収集作業が終わると、作業者は、運転室内の操作部４４に設けられたメインスイッチ４４ａをＯＦＦにし、車両エンジン４をかけて、次の作業現場へ向かう。次の作業現場に向かう途中において、充電量が減った電気二重層キャパシタ１は、発電機５での発電により、再び充電される。
【００４９】
なお、作業現場で収集作業を開始しようとすると充電状況表示ランプ４４ｃが「要充電」となっていた場合、作業者は、しばらく車両エンジン４を駆動させつつ、収集作業を行う。車両エンジン４の駆動力は発電機５による電気二重層キャパシタ１の充電のために用いられ、電気二重層キャパシタ１からの電力により作業装置３０が駆動されるので、車両エンジン４のエンジン回転数は、アイドリング状態を保つことができる。従って、車両エンジン４を駆動させての収集作業においても、ＰＴＯを使用した塵芥車と比較して、作業時にエンジン回転数を上昇させることが必要なく、騒音が低減される。また、蓄電手段として電気二重層キャパシタ１を採用していることにより、車両エンジン４をアイドリング状態で駆動させて満充電になるまで作業を待ったとしても、その待ち時間は数分である。
【００５０】
次に、例えばビルごみの収集作業等、作業装置３０を長時間連続運転する必要がある作業現場の場合について説明する。
【００５１】
この場合、作業者は、図２に示すように、まず、運転室と塵芥収容箱との間に設けられた機器収納箱５０の前に行き、機器収納箱５０の側面に取り付けられた扉５１を開ける（図２の矢印Ａ方向）。すると、機器収納箱５０に設けられた窓部５２と外部端子３が現れる。
【００５２】
次に、作業者は、窓部５２を利用して機器収納箱５０内に収納された電源切換用コネクタ１０にアクセスする。そして、コネクタレセプタクル１２から第１コネクタプラグ１１を切り離す。この際、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２の接続端面は絶縁されているので、作業者が手で触れても電気二重層キャパシタ１からの高電圧で感電することがなく安全である。
【００５３】
次に、作業者は、どこにも接続されることなく機器収納箱５０内に収納されていた外部電源用ケーブルｃの第２コネクタプラグ１３を掴み、コネクタレセプタクル１２と接続する（図２の矢印Ｃ方向）。
【００５４】
さらに、作業者は、別の適当な場所に収納されていた延長ケーブルｆを取り出し、延長ケーブルｆの接続端子４６を外部端子３に接続する一方（図２の矢印Ｄ方向）、延長外部端子４５を外部電源のコンセントに差し込む。これにより、電気二重層キャパシタ１（内部電源）から外部電源への電源切換え作業が完了し、外部電源からの電力を制御手段２０に供給することができるようになる（図３参照）。作業者は、外部電源からの電力にて、作業装置３０を駆動させてごみの収集作業を行うことができる。この外部電源を用いた作業中においても車両エンジン４を停止することができるので、ＰＴＯを使用する塵芥車と比較して騒音が低減され、排気ガスも排出されることがない。
【００５５】
上述したように、本実施形態では、電気二重層キャパシタ１から外部電源への電源切換えの際には電気二重層キャパシタ１と制御手段２０との電気的遮断を行わなければ外部電源を接続できないという、電気二重層キャパシタ１または外部電源の二者択一となっている。従って、確実に電源切換えを行うことができる。また、電源切換用コネクタ１０については、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２とが接続されているのか、あるいは第２コネクタプラグ１３とコネクタレセプタクル１２とが接続されているのかどうかを、作業者が目視で確認することができる。従って目視による電源切換えの確認が容易にできる。
【００５６】
次に、制御手段２０および作業装置３０のメンテナンス時について説明する。この場合、作業者は、機器収納箱５０の側面に取り付けられた扉５１を開け、電源切換用コネクタ１０のコネクタレセプタクル１２から第１コネクタプラグ１１を切り離すようにする。すると、電気二重層キャパシタ１と制御手段２０のインバータ装置２１との間の電気的な遮断を確実に行うことができる。従って、作業者は、感電のおそれなく、制御手段２０および作業装置３０のメンテナンスを行うことができる。つまり、電源切換用コネクタ１０は、ブレーカ（サービスプラグ）の機能（いわゆる遮断機能）を有しており、従来の塵芥車と異なってコンタクタとブレーカとの機能が電源切換用コネクタ１０一つにまとめられているといえる。
【００５７】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
すなわち、上記実施形態では、蓄電手段は、電気二重層キャパシタ１としたが、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリや鉛バッテリ等の二次電池であってもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、油圧ポンプ３１は可変容量ポンプとしたが、定容量ポンプとし、電動モータの回転数を変化させて吐出量を変化させる方式であってもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、発電機５が車両エンジン４によって駆動されていたが、独立エンジンで発電機を駆動するものであってもよい。また、発電機５を備えておらず、蓄電手段が外部電源にて充電されるものであってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、外部端子３は、延長ケーブルｆを介して外部電源のコンセントに接続するように構成していたが、外部端子を直接外部電源のコンセントに接続するものであってもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、電動モータ２に永久磁石同期電動モータを採用したが、その他の交流モータや直流モータを採用してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、作業装置３０は油圧ポンプ３１を有し、電動モータ２にてこの油圧ポンプ３１を駆動するように構成したが、油圧を使用しない作業装置にも本発明は適用可能である。即ち、電動モータにて作業装置の各部を直接駆動させてもよい。
【００６３】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電気二重層キャパシタ（蓄電手段）
２ 電動モータ
３ 外部端子
４ 車両エンジン（車両走行駆動源）
５ 発電機
１１ 第１コネクタプラグ
１２ コネクタレセプタクル
１３ 第２コネクタプラグ
１１ａ，１２ａ，１３ａ 直流端子部
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ 交流端子部
２０ 制御手段
３０ 作業装置
ａ 電気経路
ｃ 外部電源用ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵芥車、ミキサー車、高所作業車、粉粒体運搬車、その他電動モータにて駆動される作業装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電手段と、この蓄電手段からの電力を調整する制御手段と、制御手段で調整された電力にて駆動される電動モータと、この電動モータにて駆動される作業装置と、を備えた作業車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、作業装置を駆動する電動モータと、蓄電手段から取り出す直流電流を三相交流電流に変換するインバータ回路（制御手段）と、商用三相交流を受電する外部端子と、電動モータの電源を蓄電手段と外部端子のいずれかに切換接続するコンタクタ（電磁接触器）と、を備えた塵芥車が開示されている。
【０００４】
この塵芥車では、作業現場で内燃機関の運転を停止し商用の外部電源を利用して作業装置用動力を得ることができるので、作業中に騒音および排気ガスの放出がなくなり、環境の改善に役立てることができるようになっている。
【０００５】
また、特許文献１に開示された塵芥車では、蓄電手段とインバータ回路との間の電気経路上に、ブレーカ（サービスプラグ、いわゆる遮断機能を有するもの）が介設されている。このブレーカは、保守時、および蓄電手段への充電時に開状態にしておくことにより、作業装置側と電気的に遮断された状態として予期せぬ異常動作の発生や感電を防止するようにしている。また、作業現場で外部電源を用いて作業装置を駆動するときには、まず、ブレーカを開状態にして蓄電手段との接続を切り離した後に、外部端子に外部電源を接続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のように、電動モータの電源を蓄電手段（内部電源）と外部端子（外部電源）のいずれかに切換接続するためにコンタクタを用いる従来の作業車両では、コンタクタの接点溶着が発生するおそれがあった。この接点溶着が発生した場合には、インバータ回路その他回路上の種々の装置が破損するおそれがあった。また、コンタクタを用いる従来の作業車両では、回路が複雑であることから、配線の接触不良などの事故も生じやすいと考えられ、信頼性低下の要因となっていた。また、制御手段の異常動作が起きるとその影響が他に波及して回路上の種々の装置を破損するおそれがあった。
【０００８】
また、特許文献１のような従来の作業車両では、作業現場で外部電源を用いて作業装置を駆動するときにブレーカを開状態にしていたが、このブレーカを開にする作業を忘れた場合には、感電事故が発生するおそれがあった。
【０００９】
そこで本発明は、電動モータの電源を内部電源と外部電源のいずれかに切換接続する場合に、誤動作や装置の破損が生じることなく、安全かつ確実に電源切換えを行い得る作業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明は、蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力を調整する制御手段と、前記制御手段で調整された電力にて駆動される電動モータと、前記電動モータにて駆動される作業装置と、を備える。また、前記蓄電手段と前記制御手段とを結ぶ一系統の電気経路上に介設されて一対を成す前記蓄電手段側の第１コネクタプラグおよび前記制御手段側のコネクタレセプタクルと、前記第１コネクタプラグと同接続形状である第２コネクタプラグが一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子が設けられる外部電源用ケーブルと、を備える。そして、前記蓄電手段の電力を使用する際には、前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続され、前記外部電源の電力を使用する際には、前記第２コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続されるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、蓄電手段（内部電源）と外部電源との間の電源切換部に電源切換用コネクタを使用し、手動で電源切換えを行うようにしたので、コンタクタを用いた従来の電源切換部と比較して、コンタクタの接点不良によって回路上の他の機器を破損するおそれがない。また、コンタクタを用いないので、仮に制御手段が異常な動作を起こしたとしてもその影響が電源切換部に波及することがない。従って、安全に電源切換えを行い得る作業車両とすることができる。また、電源切換部の回路を単純にできるため、故障を少なくして信頼性を向上することができる。また、回路が単純になることで従来と比較して部品コストを削減できる。
【００１２】
また、従来のようにコンタクタを用いて自動電源切換えを行うのではなく、手動で電源切換えを行う方式であり、しかも蓄電手段（内部電源）から外部電源への電源切換えの際には蓄電手段と制御手段との電気的遮断を行わなければ外部電源を接続できないという蓄電手段または外部電源の二者択一なので、確実に電源切換えを行うことができる。また、目視による電源切換えの確認が容易となる。
【００１３】
また、蓄電手段と制御手段との間の電気的な遮断を確実に行うことができるので、電源切換用コネクタを、制御手段および作業装置の保守時に開状態するブレーカ（サービスプラグ）の機能（いわゆる遮断機能）を有するようにできる。これにより、電源切換や保守のためにコンタクタとブレーカとを有していた従来の作業車両と比較して、コンタクタとブレーカとの機能を電源切換用コネクタ一つにまとめることができる。これにより、回路を単純にできるため、電源切換部の故障を少なくして信頼性を向上することができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記蓄電手段は、車体に設けられると共に車両走行駆動源を利用して発電される発電機に対して、一系統の電気経路により電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によると、発電機は、蓄電手段と一系統の電気経路により電気的に接続されるともに、蓄電手段は電源切換用コネクタと一系統の電気経路により電気的に接続されていることとなるので、第１コネクタプラグをコネクタレセプタクルから切り離す一方コネクタレセプタクルと第２コネクタプラグとを接続させた外部電源の使用中に、間違って車両走行駆動源を動かした場合にも、発電機からの電力と外部電源からの電力が同時に制御手段に流れ込むような事態にはならない。これにより、制御手段等の機器を破損するおそれがなく安全である。逆に、外部電源からの電力で作業装置を駆動させる一方、車両走行駆動源を動かして発電機からの電力を蓄電手段に充電することにより、作業装置を使用しながら蓄電手段に充電することができる。
【００１６】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルと前記第２コネクタプラグは、それぞれ直流端子部と交流端子部とを有している。そして、前記蓄電手段の直流電力は、前記第１コネクタプラグの前記直流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの直流端子部から前記制御手段に送るように構成される。また、前記外部電源の交流電力は、前記第２コネクタプラグの前記交流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの交流端子部から前記制御手段に送るように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によると、同接続形状の第１コネクタプラグまたは第２コネクタプラグをコネクタレセプタクルにつなぎ変えるだけで、制御手段に設けられた直流入力ポートに直流の蓄電手段を電気接続することができる。また、制御手段に設けられた交流入力ポートに交流の外部電源を電気接続することができる。これにより、制御手段に設けられた直流入力ポートに誤って交流の外部電源を電気接続するようなことがないので、安全かつ確実に電源切換えを行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、蓄電手段（内部電源）と外部電源との間の電源切換部に電源切換用コネクタを使用し、手動で電源切換えを行うようにしたので、仮に制御手段が異常な動作を起こしたとしてもその影響が電源切換部に波及することがなく安全である。また、蓄電手段から外部電源への電源切換えの際には蓄電手段と制御手段との電気的遮断を行わなければ外部電源を接続できないという蓄電手段または外部電源の二者択一なので、確実に電源切換えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る作業車両の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る作業車両において、電源切換用コネクタの電源切換え操作を説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る作業車両において、電源切換用コネクタの電源切換え操作を説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る作業車両の操作部を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態に係る作業車両の全体構成を示す図である。本実施形態では、作業車両の一つとして、塵芥車が例示されている。図示しないが、本実施形態における塵芥車は、通常の塵芥車と同様に、運転室の後方に設けられた塵芥収容箱と、塵芥収容箱の後部に設けられた塵芥投入箱と、を備えている。
【００２２】
本実施形態に係る塵芥車は、蓄電手段としての電気二重層キャパシタ１と、電気二重層キャパシタ１からの電力を調整する制御手段２０と、制御手段２０で調整された電力にて駆動される電動モータ２と、電動モータ２にて駆動される油圧ポンプ３１と油圧ポンプ３１で発生する油圧にて駆動される油圧シリンダ３４および油圧モータ３５とを有する作業装置３０と、を備えている。
【００２３】
電気二重層キャパシタ１（いわゆるコンデンサ）は、バッテリのように化学反応を使用せず、単に電荷を蓄えるという物理現象を利用するので、寿命が非常に長く、また、大電流で充電が可能であるため、充電時間が非常に短く、比較的安価であるという特徴がある。本実施形態の電気二重層キャパシタ１は複数のユニットから成り、運転室と塵芥収容箱との間に設けられた機器収納箱５０内（図２参照）と、車体フレームの側方（図示せず）とに配設され、電気的に直列接続されている。これにより、合計で数百Ｖの電圧出力が可能となっている。
【００２４】
上記電気二重層キャパシタ１は、車体に設けられると共に車両走行駆動源としての車両エンジン４を利用して発電される発電機５に対して、一系統の電気経路ｂにより電気的に接続されている。なお、「一系統の電気経路」とは、一種類の電源から他に迂回することなく電力が供給される経路であることを示す。
【００２５】
発電機５は、車体が通常搭載する小型の発電機（ダイナモ）とは別に設置され、車両エンジン４の駆動中はそのファンベルトにより常時駆動される。なお、発電機５を必要なときにのみ駆動するようにしてもよい。
【００２６】
また、電気経路ｂ上には、ＡＶＲ４２（自動電圧制御装置）が設けられている。
ＡＶＲ４２は、後述の制御部２２から供給される起動信号に応じて動作を開始し、発電機５の交流電力を直流に変換する。また、車両エンジン４の回転数変化にかかわらず発電機５の出力電圧を目標値一定となるように調整する。
【００２７】
制御手段２０は、インバータ装置２１と制御部２２とを有している。
インバータ装置２１は、その出力により、電動モータ２の回転速度を制御するものである。より具体的には、インバータ装置２１は、ユニット状であり、機器収納箱５０内に配設されている。このインバータ装置２１は、直流入力ポート２１ａと交流入力ポート２１ｂとを有している。直流入力ポート２１ａには、直流電源からの電力が入力され、インバータ装置２１内において直流電力から電動モータ２を駆動するのに適切な周波数の交流電力に調整されて、出力される。本実施形態では、直流入力ポート２１ａに電気二重層キャパシタ１からの直流電力が入力される。
【００２８】
また、交流入力ポート２１ｂには、交流電源からの電力が入力され、インバータ装置２１内において一旦整流された後に電動モータ２を駆動するのに適切な周波数の交流電力に調整され、出力される。本実施形態では、交流入力ポート２１ｂに外部電源として商用三相交流電源からの交流電力が入力される。
【００２９】
上記インバータ装置２１により回転制御される電動モータ２には、永久磁石同期電動モータが採用されている。この永久磁石同期電動モータは、ベクトル制御駆動することにより、従来のインダクションモータに比べてサイズや質量が小さくなり、効率が極めて高いので、電気二重層キャパシタ１で蓄えた電気エネルギーを効率よく使用することができる、という特徴を有している。
【００３０】
また、電動モータ２の回転軸には、油圧ポンプ３１が連結されている。油圧ポンプ３１は、例えば可変吐出ポンプであり、電動モータ２にて例えば１５００〜１８００ｒｐｍで通常駆動されて吐出量が変更可能となっている。吐出量は、図示しない油圧機構により、負荷に応じて自動調整される。
次に、制御手段２０の制御部２２は、車体電装部品を動かすための電源である直流２４Ｖの車両用バッテリ４３からの電力により動作する。
【００３１】
制御部２２は、図示しない塵芥押込板や回転板や排出板等を動かすための上記油圧モータ３５および油圧シリンダ３４の動きを制御する。具体的には、作業装置３０に設けられて制御部２２と電気経路ｅで電気接続されている電磁弁３２の動作切換えにより、油圧モータ３５の回転制御や油圧シリンダ３４の伸縮を行う。
【００３２】
また、制御部２２には、温度センサや電圧センサ等から成るモニタ装置４１からの信号が入力されるようになっている。モニタ装置４１は、電気二重層キャパシタ１の内部のセル温度やセル電圧を監視するためのものであり、電気二重層キャパシタ１の内部もしくはその近傍に設けられる。なお、このモニタ装置４１は、電流等他の要素も監視するようにしてもよい。
【００３３】
また、制御部２２には、図１および図４に示すように、塵芥車の運転室内に設けられた操作部４４、または、塵芥投入箱に設けられた操作部からの操作信号が入力されるようになっている。例えば、運転室内の操作部４４には、積込排出スイッチや塵芥投入箱開閉スイッチ等の操作スイッチ４４ｂが設けられている。また、操作部４４には、ＰＴＯ（動力取出装置）を備えた塵芥車のＰＴＯスイッチに代わる、メインスイッチ４４ａが設けられている。電気二重層キャパシタ１からの電力にて作業装置３０を駆動する塵芥車では、ＰＴＯスイッチが設けられない一方、塵芥投入箱に設けられた操作部を操作すると車両エンジン４がかかっていなくても作業装置３０を動かせることとなる。従って、いたずら等により作業時以外で作業装置３０が動いてしまうのを防ぐため、本実施形態では、鍵のかかる運転室内にメインスイッチ４４ａを設け、メインスイッチ４４ａをＯＮにすることにより初めて作業装置３０を動かせるようになっている。
【００３４】
また、操作部４４には、電気二重層キャパシタ１の充電状態を示す複数の充電状況表示ランプ４４ｃ…が設けられている。これら充電状況表示ランプ４４ｃ…は、例えば「要充電」、「使用可能」、「満充電」等の各充電状態を示すようになっている。
【００３５】
上記の構成により、本実施形態の塵芥車は、車両走行中に発電機５で発電された電力がＡＶＲ４２を介して電気二重層キャパシタ１に充電されるようになっている。また、現場でのごみ収集作業時には、充電された電気二重層キャパシタ１からの直流電力を制御手段２０のインバータ装置２１に送り、電動モータ２および油圧ポンプ３１を駆動させるようになっている。これにより、車両エンジン４を止めたまま作業を行えるようになっている。従って、作業中、ＰＴＯを使用する塵芥車と比較して騒音が低減され、排気ガスも排出されることがない。
【００３６】
ここで、本発明の特徴部分として、図１および図２に示すように、電気二重層キャパシタ１と制御手段２０とを結ぶ一系統の電気経路ａ上には、電源切換用コネクタ１０が介設されている。この電源切換用コネクタ１０は、機器収納箱５０内に納められ、電気二重層キャパシタ１側の第１コネクタプラグ１１と制御手段２０側のコネクタレセプタクル１２とを有している。第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は一対を成している。
【００３７】
第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は、ヘビーデューティ仕様であり、それぞれの接続端面は電線部分が露出しないように絶縁されている。そして、例えば第１コネクタプラグ１１の接続端面に触れたとしても電気二重層キャパシタ１からの高電圧で感電しないようになっている。
また、第１コネクタプラグ１１およびコネクタレセプタクル１２は、それぞれ、直流端子部１１ａ，１２ａと交流端子部１１ｂ，１２ｂとを有している。
【００３８】
第１コネクタプラグ１１は、上記電気経路ａのうち上流側となる、ケーブル状の上流側電気経路ａ１によって電気二重層キャパシタ１と電気的に接続されている。より詳細には、第１コネクタプラグ１１の直流端子部１１ａに、上流側電気経路ａ１の一端が接続されている。一方、第１コネクタプラグ１１の交流端子部１１ｂには、何も接続されていない。
【００３９】
また、コネクタレセプタクル１２は、上記電気経路ａのうち下流側となる、下流側電気経路ａ２によってインバータ装置２１と電気的に接続されている。より詳細には、コネクタレセプタクル１２の直流端子部１２ａに下流側電気経路ａ２の一端が接続され、インバータ装置２１の直流入力ポート２１ａに下流側電気経路ａ２の他端が接続されている。また、コネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂは、上記電気経路ａのうち下流側となる、下流側電気経路ａ３によってインバータ装置２１と電気的に接続されている。より詳細には、コネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂに下流側電気経路ａ３の一端が接続され、インバータ装置２１の交流入力ポート２１ｂに下流側電気経路ａ３の他端が接続されている。
【００４０】
これにより、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２とを相互に接続した場合、第１コネクタプラグ１１の直流端子部１１ａとコネクタレセプタクル１２の直流端子部１２ａとが電気的に接続される一方、第１コネクタプラグ１１の交流端子部１１ｂとコネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂとは電気的に接続されることがない。従って、電気二重層キャパシタ１の直流電力は、第１コネクタプラグ１１の直流端子部１１ａを通じてコネクタレセプタクル１２の直流端子部１２ａからインバータ装置２１の直流入力ポート２１ａに送られるようになっている。
【００４１】
上記第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は、通常のルート収集の場合、相互に接続状態にされている。ルート収集の場合、一つの作業現場での作業時間が少ないため、一つの作業現場において電気二重層キャパシタ１の充電量が満充電から０になってしまうことはまずない。また、電気二重層キャパシタ１の充電量が減った場合には、電気二重層キャパシタ１は次の作業現場に着くまでに発電機５にて充電される。
一方、作業装置３０を長時間連続運転する必要がある作業現場の場合には、作業途中で電気二重層キャパシタ１の充電量が０になってしまうおそれがある。つまり、作業現場によっては電気二重層キャパシタ１の蓄電容量を超えて電力を使用する場合がある。このような場合、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２は切り離され、コネクタレセプタクル１２に外部電源を電気的に接続するようになっている。
【００４２】
具体的に説明すると、本実施形態の塵芥車は、第１コネクタプラグ１１と同接続形状である第２コネクタプラグ１３が一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子３が設けられる外部電源用ケーブルｃを、備えている。なお、「同接続形状」とは、２つのコネクタプラグに形状の差があったとしてもそれぞれ同じコネクタレセプタクルと接続できるようになっているという意味である。
外部電源用ケーブルｃは、全体が機器収納箱５０内に納められるようになっている。
この外部電源用ケーブルｃの一端に設けられた第２コネクタプラグ１３は、第１コネクタプラグ１１およびコネクタレセプタクル１２と合わせて上記電源切換用コネクタ１０を構成している。
【００４３】
電源切換用コネクタ１０は、電気二重層キャパシタ１の電力を使用する際には、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２とが手動接続され、外部電源の電力を使用する際には、第２コネクタプラグ１３とコネクタレセプタクル１２とが手動接続されるようになっている。
この電源切換用コネクタ１０による電源切換えは、機器収納箱５０の側壁に設けられた窓部５２から作業者が機器収納箱５０内の電源切換用コネクタ１０にアクセスすることによって行われる。
【００４４】
また、第２コネクタプラグ１３は、第１コネクタプラグ１１と同接続形状であるので、第１コネクタプラグ１１と同様、直流端子部１３ａと交流端子部１３ｂとを有している。第２コネクタプラグ１３の交流端子部１３ｂには、外部電源用ケーブルｃの一端が接続されるようになっている。第２コネクタプラグ１３の直流端子部１３ａには、何も接続されていない。従って、第２コネクタプラグ１３とコネクタレセプタクル１２とを相互に接続した場合、外部電源の交流電力は、第２コネクタプラグ１３の交流端子部１３ｂを通じてコネクタレセプタクル１２の交流端子部１２ｂからインバータ装置２１の交流入力ポート２１ｂに送られるようになっている。
【００４５】
上述のように、本実施形態では、電気二重層キャパシタ１（内部電源）と外部電源との間の電源切換部に電源切換用コネクタ１０を使用しており、従来のようにコンタクタを用いて電源切換部を構成するものではない。従って、コンタクタの接点不良という問題は生じない。また、コンタクタを用いる従来の塵芥車と比較して電源切換部の回路が単純になっている。
次に、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る作業車両の動作を説明する。
【００４６】
まず、本実施形態の塵芥車では、作業現場までの移動中、車両エンジン４により発電機５が駆動されるので、発電機５で発電された電力がＡＶＲ４２を介して電気二重層キャパシタ１に充電される。電源切換用コネクタ１０は、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２が接続された状態にある。
【００４７】
作業現場に着くと、図１および図４に示すように、作業者はまず車両エンジン４を停止し、運転室内の操作部４４に設けられたメインスイッチ４４ａをＯＮにして、作業装置３０を駆動可能状態にする。このとき、操作部４４に設けられた充電状況表示ランプ４４ｃは、「要充電」、「使用可能」、「満充電」のいずれかについて点灯されるので、作業者は、電気二重層キャパシタ１の現在の充電状態を認識することができる。そして、充電状況表示ランプ４４ｃが「使用可能」または「満充電」であれば、作業者は、操作部４４に設けられた操作スイッチ４４ｂや塵芥投入箱に設けられた操作部を操作して、作業装置３０を駆動させ、ごみの収集作業を行う。この作業中には、車両エンジン４が停止され、電気二重層キャパシタ１からの電力のみで作業装置３０を駆動させることになるので、ＰＴＯを使用する塵芥車と比較して騒音が低減され、排気ガスも排出されることがない。
【００４８】
ごみの収集作業が終わると、作業者は、運転室内の操作部４４に設けられたメインスイッチ４４ａをＯＦＦにし、車両エンジン４をかけて、次の作業現場へ向かう。次の作業現場に向かう途中において、充電量が減った電気二重層キャパシタ１は、発電機５での発電により、再び充電される。
【００４９】
なお、作業現場で収集作業を開始しようとすると充電状況表示ランプ４４ｃが「要充電」となっていた場合、作業者は、しばらく車両エンジン４を駆動させつつ、収集作業を行う。車両エンジン４の駆動力は発電機５による電気二重層キャパシタ１の充電のために用いられ、電気二重層キャパシタ１からの電力により作業装置３０が駆動されるので、車両エンジン４のエンジン回転数は、アイドリング状態を保つことができる。従って、車両エンジン４を駆動させての収集作業においても、ＰＴＯを使用した塵芥車と比較して、作業時にエンジン回転数を上昇させることが必要なく、騒音が低減される。また、蓄電手段として電気二重層キャパシタ１を採用していることにより、車両エンジン４をアイドリング状態で駆動させて満充電になるまで作業を待ったとしても、その待ち時間は数分である。
【００５０】
次に、例えばビルごみの収集作業等、作業装置３０を長時間連続運転する必要がある作業現場の場合について説明する。
【００５１】
この場合、作業者は、図２に示すように、まず、運転室と塵芥収容箱との間に設けられた機器収納箱５０の前に行き、機器収納箱５０の側面に取り付けられた扉５１を開ける（図２の矢印Ａ方向）。すると、機器収納箱５０に設けられた窓部５２と外部端子３が現れる。
【００５２】
次に、作業者は、窓部５２を利用して機器収納箱５０内に収納された電源切換用コネクタ１０にアクセスする。そして、コネクタレセプタクル１２から第１コネクタプラグ１１を切り離す。この際、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２の接続端面は絶縁されているので、作業者が手で触れても電気二重層キャパシタ１からの高電圧で感電することがなく安全である。
【００５３】
次に、作業者は、どこにも接続されることなく機器収納箱５０内に収納されていた外部電源用ケーブルｃの第２コネクタプラグ１３を掴み、コネクタレセプタクル１２と接続する（図２の矢印Ｃ方向）。
【００５４】
さらに、作業者は、別の適当な場所に収納されていた延長ケーブルｆを取り出し、延長ケーブルｆの接続端子４６を外部端子３に接続する一方（図２の矢印Ｄ方向）、延長外部端子４５を外部電源のコンセントに差し込む。これにより、電気二重層キャパシタ１（内部電源）から外部電源への電源切換え作業が完了し、外部電源からの電力を制御手段２０に供給することができるようになる（図３参照）。作業者は、外部電源からの電力にて、作業装置３０を駆動させてごみの収集作業を行うことができる。この外部電源を用いた作業中においても車両エンジン４を停止することができるので、ＰＴＯを使用する塵芥車と比較して騒音が低減され、排気ガスも排出されることがない。
【００５５】
上述したように、本実施形態では、電気二重層キャパシタ１から外部電源への電源切換えの際には電気二重層キャパシタ１と制御手段２０との電気的遮断を行わなければ外部電源を接続できないという、電気二重層キャパシタ１または外部電源の二者択一となっている。従って、確実に電源切換えを行うことができる。また、電源切換用コネクタ１０については、第１コネクタプラグ１１とコネクタレセプタクル１２とが接続されているのか、あるいは第２コネクタプラグ１３とコネクタレセプタクル１２とが接続されているのかどうかを、作業者が目視で確認することができる。従って目視による電源切換えの確認が容易にできる。
【００５６】
次に、制御手段２０および作業装置３０のメンテナンス時について説明する。この場合、作業者は、機器収納箱５０の側面に取り付けられた扉５１を開け、電源切換用コネクタ１０のコネクタレセプタクル１２から第１コネクタプラグ１１を切り離すようにする。すると、電気二重層キャパシタ１と制御手段２０のインバータ装置２１との間の電気的な遮断を確実に行うことができる。従って、作業者は、感電のおそれなく、制御手段２０および作業装置３０のメンテナンスを行うことができる。つまり、電源切換用コネクタ１０は、ブレーカ（サービスプラグ）の機能（いわゆる遮断機能）を有しており、従来の塵芥車と異なってコンタクタとブレーカとの機能が電源切換用コネクタ１０一つにまとめられているといえる。
【００５７】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
すなわち、上記実施形態では、蓄電手段は、電気二重層キャパシタ１としたが、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリや鉛バッテリ等の二次電池であってもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、油圧ポンプ３１は可変容量ポンプとしたが、定容量ポンプとし、電動モータの回転数を変化させて吐出量を変化させる方式であってもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、発電機５が車両エンジン４によって駆動されていたが、独立エンジンで発電機を駆動するものであってもよい。また、発電機５を備えておらず、蓄電手段が外部電源にて充電されるものであってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、外部端子３は、延長ケーブルｆを介して外部電源のコンセントに接続するように構成していたが、外部端子を直接外部電源のコンセントに接続するものであってもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、電動モータ２に永久磁石同期電動モータを採用したが、その他の交流モータや直流モータを採用してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、作業装置３０は油圧ポンプ３１を有し、電動モータ２にてこの油圧ポンプ３１を駆動するように構成したが、油圧を使用しない作業装置にも本発明は適用可能である。即ち、電動モータにて作業装置の各部を直接駆動させてもよい。
【００６３】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電気二重層キャパシタ（蓄電手段）
２ 電動モータ
３ 外部端子
４ 車両エンジン（車両走行駆動源）
５ 発電機
１１ 第１コネクタプラグ
１２ コネクタレセプタクル
１３ 第２コネクタプラグ
１１ａ，１２ａ，１３ａ 直流端子部
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ 交流端子部
２０ 制御手段
３０ 作業装置
ａ 電気経路
ｃ 外部電源用ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力を調整する制御手段と、前記制御手段で調整された電力にて駆動される電動モータと、前記電動モータにて駆動される作業装置と、を備え、
さらに、前記蓄電手段と前記制御手段とを結ぶ一系統の電気経路上に介設されて一対を成す前記蓄電手段側の第１コネクタプラグおよび前記制御手段側のコネクタレセプタクルと、前記第１コネクタプラグと同接続形状である第２コネクタプラグが一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子が設けられる外部電源用ケーブルと、を備え、
前記蓄電手段の電力を使用する際には、前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続され、前記外部電源の電力を使用する際には、前記第２コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続されるように構成されていることを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記蓄電手段は、車体に設けられると共に車両走行駆動源を利用して発電される発電機に対して、一系統の電気経路により電気的に接続されている請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルと前記第２コネクタプラグは、それぞれ直流端子部と交流端子部とを有しており、
前記蓄電手段の直流電力は、前記第１コネクタプラグの前記直流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの直流端子部から前記制御手段に送るように構成され、
前記外部電源の交流電力は、前記第２コネクタプラグの前記交流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの交流端子部から前記制御手段に送るように構成されている請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項１】
蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力を調整する制御手段と、前記制御手段で調整された電力にて駆動される電動モータと、前記電動モータにて駆動される作業装置と、を備え、
さらに、前記蓄電手段と前記制御手段とを結ぶ一系統の電気経路上に介設されて一対を成す前記蓄電手段側の第１コネクタプラグおよび前記制御手段側のコネクタレセプタクルと、前記第１コネクタプラグと同接続形状である第２コネクタプラグが一端に設けられ、かつ、他端に外部電源に電気的に接続される外部端子が設けられる外部電源用ケーブルと、を備え、
前記蓄電手段の電力を使用する際には、前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続され、前記外部電源の電力を使用する際には、前記第２コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルとが手動接続されるように構成されていることを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記蓄電手段は、車体に設けられると共に車両走行駆動源を利用して発電される発電機に対して、一系統の電気経路により電気的に接続されている請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記第１コネクタプラグと前記コネクタレセプタクルと前記第２コネクタプラグは、それぞれ直流端子部と交流端子部とを有しており、
前記蓄電手段の直流電力は、前記第１コネクタプラグの前記直流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの直流端子部から前記制御手段に送るように構成され、
前記外部電源の交流電力は、前記第２コネクタプラグの前記交流端子部を通じて前記コネクタレセプタクルの交流端子部から前記制御手段に送るように構成されている請求項１または２に記載の作業車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１５１９６５（Ｐ２０１１−１５１９６５Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２７９（Ｐ２０１０−１１２７９）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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