(57)【要約】【課題】手押し式電動運搬車において、制御部に設けるヒートシンクを小型化し、ヒートシンクを容易に組み付けることができるようにする。【解決手段】手押し式電動運搬車において、駆動輪を駆動するモータを制御する制御部は、モータへ通電電流を制御するためのインバータ部と、インバータ部からバッテリへ流れる回生電流を遮断するための回生防止部と、インバータ部を構成する複数のスイッチング素子及び回生防止部を構成する逆流防止素子が実装される回路基板と、回路基板に実装された複数のスイッチング素子及び逆流防止素子から発生する熱を放熱するよう構成された各素子共通のヒートシンクとを備えている。【選択図】図１１
2018122689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリから電力供給を受けて回転するモータと、
前記モータにより回転駆動される駆動輪と、
前記駆動輪の回転中心部分を左右両側から回転可能に支持するよう構成され、該支持部分から後方側に延びて、後端部分に使用者が把持可能な左右のハンドル部を有する車体フレームと、
前記車体フレームに設けられた操作部からの指令に従い前記バッテリから前記モータへの供給電力を制御し、前記モータを駆動させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記モータへの通電電流を制御するためのインバータ部と、
前記インバータ部から前記バッテリへ流れる回生電流を遮断するための回生防止部と、
前記インバータ部を構成する複数のスイッチング素子及び前記回生防止部を構成する逆流防止素子が実装される回路基板と、
前記回路基板に実装された前記複数のスイッチング素子及び前記逆流防止素子から発生する熱を放熱するよう構成された各素子共通のヒートシンクと、
を備えている、手押し式電動運搬車。
【請求項２】
前記回生防止部を構成する前記逆流防止素子は、寄生ダイオードを有するスイッチング素子にて構成されている、請求項１に記載の手押し式電動運搬車。
【請求項３】
前記回生防止部の前記逆流防止素子を構成する前記スイッチング素子と、前記インバータ部を構成するスイッチング素子とは、前記回路基板からの高さが同じである、請求項２に記載の手押し式電動運搬車。
【請求項４】
前記回生防止部を構成する前記逆流防止素子は、前記バッテリと前記インバータ部との間の通電経路上に前記スイッチング素子を複数並列に接続することにより構成されている、請求項２又は請求項３に記載の手押し式電動運搬車。
【請求項５】
前記回生防止部を構成する前記逆流防止素子は、前記バッテリと前記インバータ部との間の通電経路上に複数直列に設けられている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の手押し式電動運搬車。
【請求項６】
前記バッテリと前記インバータ部との間の通電経路には、該通電経路を流れる電流を検出するための電流検出素子が設けられており、前記ヒートシンクは、該電流検出素子からの熱も放熱するよう構成されている、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の手押し式電動運搬車。
【請求項７】
バッテリから電力供給を受けて回転するモータと、
前記モータにより回転駆動される駆動輪と、
前記駆動輪の回転中心部分を左右両側から回転可能に支持するよう構成され、該支持部分から後方側に延びて、後端部分に使用者が把持可能な左右のハンドル部を有する車体フレームと、
前記車体フレームに設けられた操作部からの指令に従い前記バッテリから前記モータへの供給電力を制御し、前記モータを駆動させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記モータへの通電電流を制御するためのインバータ部と、
前記インバータ部から前記バッテリへ流れる回生電流を遮断するための回生防止部と、
を備え、
前記回生防止部は、前記回生電流を遮断するための逆流防止素子として、寄生ダイオードを有するスイッチング素子を備えている、手押し式電動運搬車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータにより駆動可能な車輪を備えた手押し式電動運搬車に関する。
【背景技術】
【０００２】
手押し式の運搬車として、モータにより駆動可能な車輪（駆動輪）と、バッテリからモータへの供給電力を制御してモータを駆動させる制御部と、を備えた電動運搬車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の手押し式電動運搬車においては、モータへの通電により車輪を回転させることができるので、使用者は、運搬作業を楽に行うことができ、しかも、手押しすることにより、モータの回転よりも速い速度で運搬車を移動させることもできる。
【０００５】
このように使用者が運搬車をモータの回転よりも速く移動させると、モータは発電機として機能し、モータからの発電電力がバッテリに回生されることになる。しかし、このようにモータが発電機として機能した際の発電電力は不安定であることから、バッテリ側に回生される電流にて、バッテリを適正に充電することができず、場合によってはバッテリを劣化させてしまうことが考えられる。
【０００６】
このため、手押し式電動運搬車においては、使用者が手押しすることによりモータからバッテリに回生電流が流れることのないよう、バッテリからモータへの通電経路に逆流防止素子を設ける必要がある。また、このように逆流防止素子を設けた場合、逆流防止素子にはモータの駆動時に電流が流れ、発熱することから、逆流防止素子に放熱用のヒートシンクを設ける必要がある。
【０００７】
一方、モータへの供給電力は、通常、モータへの通電電流を制御するためのインバータを用いて制御される。インバータは、所謂ブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子を備えており、モータの駆動時には、これら複数のスイッチング素子にも電流が流れ、発熱することから、これら複数のスイッチング素子にも放熱用のヒートシンクを設ける必要がある。
【０００８】
従って、手押し式電動運搬車において、モータを駆動制御するための制御部には、インバータを構成する複数のスイッチング素子と回生電流を遮断する逆流防止素子にヒートシンクを設ける必要があり、制御部が大型化し、ヒートシンクの組み付けが面倒になる。
【０００９】
本開示の一局面は、手押し式電動運搬車において、制御部に設けるヒートシンクを小型化し、ヒートシンクを容易に組み付けることができるようにすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一局面の手押し式電動運搬車は、バッテリから電力供給を受けて回転するモータと、モータにより回転駆動される駆動輪と、車体フレームと、モータを駆動させる制御部と、を備える。
【００１１】
車体フレームは、駆動輪の回転中心部分を左右両側から回転可能に支持するように構成され、その支持部分から後方側に延びて、後端部分に使用者が把持可能な左右のハンドル部を備える。
【００１２】
このため、使用者は、このハンドル部を左右の手で把持することで、手押し式電動運搬車を手で押し、しかも、その進行方向を調整することができる。また、使用者は、車体フレームに設けられた操作部を操作して制御部にモータの駆動指令を入力することにより、モータを駆動させることができるため、荷物を楽に運搬することができる。
【００１３】
また、制御部は、モータへの通電電流を制御するためのインバータ部と、インバータ部からバッテリへ流れる回生電流を遮断するための回生防止部と、回路基板とを備える。回路基板には、インバータ部を構成する複数のスイッチング素子及び回生防止部を構成する逆流防止素子が実装される。
【００１４】
そして、回路基板には、回路基板に実装された複数のスイッチング素子及び逆流防止素子から発生する熱を放熱するよう構成された各素子共通のヒートシンクが設けられる。
従って、本開示の手押し式電動運搬車によれば、制御部には、上記各素子共通の１つのヒートシンクを設ければよく、インバータ部と回生防止部に対しそれぞれ１又は複数のヒートシンクを設ける必要がない。このため、制御部に設けるヒートシンクを小型化し、制御部に対しヒートシンクを容易に組み付けることができるようになる。
【００１５】
ここで、回生防止部を構成する逆流防止素子は、寄生ダイオードを有するスイッチング素子にて構成されていてもよい。このようにすれば、逆流防止素子の大きさを、インバータ部を構成する複数のスイッチング素子と略同じ大きさにすることができる。
【００１６】
この結果、スイッチング素子とは大きさが異なるダイオードにて逆流防止素子を構成したときのように、ヒートシンクの形状を複雑にする必要がなく、各素子からの熱を効率よく放熱させることが可能となる。なお、寄生ダイオードを有するスイッチング素子としては、ＦＥＴやＩＧＢＴを利用できる。
【００１７】
また、この場合、回生防止部の逆流防止素子を構成するスイッチング素子と、インバータ部を構成するスイッチング素子とは、回路基板からの高さが同じになるようにしてもよい。このようにすれば、ヒートシンクの各素子側の面を平坦にすることができ、ヒートシンクの形状をより簡単にすることができる。
【００１８】
次に、回生防止部を構成する逆流防止素子は、バッテリとインバータ部との間の通電経路上に上述したスイッチング素子を複数並列に接続することにより構成されていてもよい。このようにすれば、通電経路に流れる電流の経路を複数のスイッチング素子にて複数に分散させることができ、各スイッチング素子に流れる電流を少なくして、発熱量を抑えることができる。
【００１９】
また、回生防止部を構成する逆流防止素子は、バッテリとインバータ部との間の通電経路上に複数直列に設けられていてもよい。このようにすれば、逆流防止素子の１つが短絡故障したような場合であっても、他の逆流防止素子にて、回生電流を遮断することができるようになり、回生防止部としての機能を発揮することができる。
【００２０】
また、バッテリとインバータ部との間の通電経路に、この経路を流れる電流を検出するための電流検出素子が設けられている場合、ヒートシンクは、この電流検出素子からの熱も放熱するよう構成されていてもよい。
【００２１】
一方、本開示の他の局面の手押し式電動運搬車は、上述した運搬車と同様、バッテリと、モータと、駆動輪と、車体フレームと、制御部を備える。そして、制御部は、インバータ部と、回生防止部とを備え、回生防止部は、回生電流を遮断するための逆流防止素子として、寄生ダイオードを有するスイッチング素子を備えている。
【００２２】
このため、この手押し式電動運搬車によれば、回生防止部を、インバータ部を構成するスイッチング素子と略同じ大きさのスイッチング素子にて構成することが可能となる。従って、回生防止部及びインバータ部を共通の回路基板に実装した際に、これら各部を構成するスイッチング素子の高さを揃え、回路基板に対し、各スイッチング素子からの熱を放熱するための１又は複数のヒートシンクを組み付け易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態の手押し式電動運搬車の主要部の構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示す手押し式電動運搬車に荷台を装着した状態を表す斜視図であり、図２Ａは、パイプにて構成された荷台を装着した状態を表し、図２Ｂは、金属板をプレス成形することにより構成された荷台を装着した状態を表す。
【図３】左右のハンドル部の間に配置されたバッテリボックスを手押し式電動運搬車の上方から見た状態を表す平面図である。
【図４】右側のハンドル部に設けられた操作装置の外観を表す斜視図である。
【図５】図３に示すバッテリボックスの蓋を開けた状態を表す平面図である。
【図６】バッテリボックスの内部を図３に示す矢印Ｖ方向から見た状態を表す説明図である。
【図７】実施形態の手押し式電動運搬車の電気系全体の構成を表すブロック図である。
【図８】図７に示す回路ブロックの詳細構成を表し、図８Ａは操作装置の詳細を表すブロック図であり、図８Ｂは回生防止部を構成する逆流防止素子の詳細を表す回路図であり、図８Ｃはインバータ部を構成するスイッチング素子の詳細を表す回路図である。
【図９】図７に示す制御回路にて実行される制御処理を表すフローチャートである。
【図１０】図６に示す回路基板へのヒートシンクの組み付け状態を表す斜視図である。
【図１１】回路基板に実装されたスイッチング素子とその上に載置されるヒートシンクを表す説明図である。
【図１２】回路基板へのヒートシンクの組み付け状態を表す分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本開示の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の手押し式電動運搬車１は、駆動輪となる１つの前輪３と、従動輪となる左右の後輪５Ｌ，５Ｒを備える三輪車として構成されている。
【００２５】
なお、車輪５に対する添え字Ｌは、手押し式電動運搬車１の前方に向かって左側に配置されていることを表し、添え字Ｒは、手押し式電動運搬車１の前方に向かって右側に配置されていることを表しており、以下の説明における添え字Ｌ，Ｒも同様である。また、本実施形態では、手押し式電動運搬車１を、単に電動運搬車ともいう。
【００２６】
電動運搬車１は、これら各車輪３，５Ｌ，５Ｒを回転可能に支持する車体フレーム１０と、荷物を載せる荷台を車体フレーム１０の上に固定するための荷台フレーム２０とを備える。
【００２７】
荷台フレーム２０は、図２Ａに示すように複数のパイプを連結することで所謂パレットとして構成された荷台２０Ａや、図２Ｂに示すように鋼板をプレス成形することで所謂バケットとして構成された荷台２０Ｂ等、各種荷台を固定できるように構成されている。このため、運搬作業を行う使用者は、作業内容に応じて、使用する荷台を選択できる。
【００２８】
車体フレーム１０及び荷台フレーム２０は、金属製のパイプ材にて構成されており、前輪３を挟んでその回転面を中心に左右対称となるよう、棒状のパイプを屈曲させた形状になっている。
【００２９】
すなわち、車体フレーム１０は、電動運搬車１の前方先端部分で前輪３を囲むようにＵ字状に屈曲されている。そして、その屈曲部分の後方には、前輪３の回転中心部分を左右から挟み、前輪３の回転中心部分に組み付けられたモータ９を挟持する前輪支持部１１Ｌ，１１Ｒ（図１は左側の前輪支持部１１Ｌを示す）が設けられている。このため、前輪３は、前輪支持部１１Ｌ，１１Ｒに回転可能に固定され、モータ９への通電により回転駆動されることになる。
【００３０】
また、車体フレーム１０において、前輪支持部１１Ｌ，１１Ｒから後方は、前輪３を中心として左右に広がり、且つ、斜め上方に立ち上がるように延びた傾斜部１２Ｌ，１２Ｒとなっている。
【００３１】
そして、この傾斜部１２Ｌ，１２Ｒよりも更に後方は、略水平となって、荷台フレーム２０を載置するための載置部１３Ｌ，１３Ｒとなっている。
この左右の載置部１３Ｌ，１３Ｒの間には、荷台フレーム２０を載置すると共に、左右の後輪５Ｌ，５Ｒを支持するための後輪フレーム３０が設けられている。
【００３２】
後輪フレーム３０は、左右の後輪５Ｌ，５Ｒが回転自在に固定される後輪支持部７Ｌ，７Ｒを、それぞれ、左右方向に摺動可能に固定するためのフレーム本体３２と、フレーム本体３２に対し後輪支持部７Ｌ，７Ｒを位置決め固定するための固定部材３４Ｌ，３４Ｒを備える。このため、使用者は、後輪５Ｌ，５Ｒの間隔を任意に設定することができる。
【００３３】
また、車体フレーム１０において、後輪フレーム３０が取り付けられる載置部１３Ｌ，１３Ｒよりも更に後方は、使用者が手押し操作可能な高さ位置まで斜め上方に立ち上がった傾斜部１４Ｌ，１４Ｒとなっている。
【００３４】
そして、その傾斜部１４Ｌ，１４Ｒよりも更に後方は、略水平となって、後端側に使用者が把持するためのグリップ１５Ｌ，１５Ｒが装着されるハンドル部１６Ｌ，１６Ｒとなっている。
【００３５】
車体フレーム１０において、左側の前輪支持部１１Ｌには、前輪３に制動力を与えるブレーキ装置１７が設けられている。そして、左側のハンドル部１６Ｌには、ブレーキ装置１７を手動で動作させるためのブレーキレバー１８が設けられている。
【００３６】
また、車体フレーム１０の右側のハンドル部１６Ｒには、モータ９の駆動条件を設定したり、モータ９の駆動指令を入力したりするための操作装置９０が設けられている。
また、車体フレーム１０において、荷台フレーム２０を載置するための左右の載置部１３Ｌ，１３Ｒには、それぞれ、電動運搬車１の左右両側から前方を照射するための照明装置４０Ｌ，４０Ｒが設けられている。なお、照明装置４０Ｌ，４０Ｒは、光源としてＬＥＤを備えた所謂ＬＥＤライトである。
【００３７】
また、車体フレーム１０の傾斜部１４Ｌ，１４Ｒの間には、バッテリボックス６０を固定するための固定フレーム１９が設けられている。バッテリボックス６０は、電動運搬車１の電源となる２つのバッテリパックを収納するためのものであり、固定フレーム１９に固定されることで、左右のハンドル部１６Ｌ，１６Ｒの間に配置される。
【００３８】
次に、荷台フレーム２０は、電動運搬車１の前方側端部が、車体フレーム１０の前輪支持部１１Ｌ，１１Ｒに固定された固定部材２１Ｌ，２１Ｒ（図１には左側の固定部材２１Ｌを示す）を介して、前輪３の回転中心よりも下方の位置で、前輪３周りに回動可能に固定されている。
【００３９】
また、荷台フレーム２０は、車体フレーム１０に載置された状態で、固定部材２１Ｌ，２１Ｒへ固定される先端部分から、前輪３よりも高く、車体フレーム１０の載置部１３Ｌ，１３Ｒに載置可能な高さ位置まで略鉛直方向に立ち上がる連結部２２Ｌ，２２Ｒを備える。
【００４０】
そして、この連結部２２Ｌ，２３Ｒの上端は、車体フレーム１０の載置部１３Ｌ，１３Ｒに向けて略直角に屈曲されて、車体フレーム１０の載置部１３Ｌ，１３Ｒに載置可能な荷台固定部２３Ｌ，２３Ｒとなっている。
【００４１】
また、この荷台固定部２３Ｌ，２３Ｒは、車体フレーム１０の傾斜部１４，１４Ｒの手前で上方に真っ直ぐ立ち上げられており、その立上がり部２４Ｌ，２４Ｒの上端は、バッテリボックス６０と略同じ高さ位置で連結部２５にて連結されている。
【００４２】
また、立上がり部２４Ｌ，２４Ｒの間には、上端の連結部２５よりも下方の位置で、荷台２０Ａ，２０Ｂに載せられた荷物がバッテリボックス６０に当たるのを防止するための保護カバー２６が設けられている。
【００４３】
荷台フレーム２０は、固定部材２１Ｌ，２１Ｒを介して、前輪３周りに回動可能に固定されることから、使用者は、上端の連結部２５を上方に持ち上げ、荷台固定部２３Ｌ，２３Ｒに固定された荷台を前方に傾斜させることができる。
【００４４】
このため、使用者は、必要に応じて、搬送対象物を電動運搬車１の前方に落とすことができることになるが、車体フレーム１０に対し荷台フレーム２０が固定されていないと、電動運搬車１の移動時に荷台フレーム２０が上下に変位することがある。
【００４５】
そこで、車体フレーム１０においてバッテリボックス６０が固定される固定フレーム１９には、荷台フレーム２０の左側の立上がり部２４Ｌに設けられたフック２７に係合して、荷台フレーム２０を固定するための係合部材２８が設けられている。なお、この係合部材２８には、使用者が手動で係合・解除するための操作レバーが設けられている。
【００４６】
次に、車体フレーム１０の右側のハンドル部１６Ｒに設けられたモータ駆動用の操作装置９０、及び、左右のハンドル部１６Ｌ，１６Ｒの間に配置されるバッテリボックス６０について説明する。
【００４７】
図３，図４に示すように、操作装置９０は、ハンドル部１６Ｒに装着可能なケースに駆動レバー９１や主電源スイッチ９２を組み付けることにより構成されている。
そして、主電源スイッチ９２は、使用者がハンドル部１６Ｒの上方から操作（押下）できるようにケースの上面に配置されている。
【００４８】
また、駆動レバー９１は、使用者がグリップ１５Ｒを把持した状態で指で操作し、その操作量によりモータ９の回転速度（換言すれば電動運搬車１の走行速度）を指令するための所謂トリガであり、ケースの下方から後方に向けて突出されている。
【００４９】
また、主電源スイッチ９２が配置されるケースの上面には、前進後退切替スイッチ９４、前進後退表示部９５、高速低速切替スイッチ９６、及び、高速低速表示部９７も設けられている。
【００５０】
前進後退切替スイッチ９４は、電動運搬車１の進行方向を前進・後退の何れかに設定するためのものであり、前進後退切替スイッチ９４が操作（押下）される度に、電動運搬車１の進行方向（詳しくはモータ９の回転方向）が切り替えられる。
【００５１】
また、前進後退表示部９５は、前進後退切替スイッチ９４を介して設定された電動運搬車１の進行方向を表示するためのものであり、ＬＥＤ等を用いて前進・後退を示す矢印の何れかを点灯することで進行方向を表示するように構成されている。
【００５２】
また、高速低速切替スイッチ９６は、モータ９（換言すれば電動運搬車１）の速度モードを高速又は低速に設定するためのものであり、高速低速切替スイッチ９６が操作（押下）される度に速度モードが切り替えられる。
【００５３】
なお、この速度モードは、駆動レバー９１の操作量に応じてモータ９の回転速度を設定する際の上限速度を、予め設定された高速又は低速に設定するためのものである。そして、モータ９の回転速度は、速度モードに応じた上限速度に駆動レバー９１の操作量に応じた比率を乗じることで設定される。
【００５４】
また、高速低速表示部９７は、高速低速切替スイッチ９６を介して設定された速度モード（高速又は低速）を表示するためのものであり、ＬＥＤ等を用いて速度モードを二段階に表示するように構成されている。
【００５５】
そして、本実施形態では、操作装置９０の製造を容易にするため、主電源スイッチ９２、前進後退切替スイッチ９４、前進後退表示部９５、高速低速切替スイッチ９６、及び、高速低速表示部９７は、１枚の基板に組み付けられている。
【００５６】
なお、操作装置９０の製造を容易にするには、操作装置９０のケースの上面に配置される上記各部を共通の基板に組み付けるようにすればよく、例えば、主電源スイッチ９２と２つの表示部９５、９７を一枚の基板に組み付けるようにしてもよい。また、例えば、前進後退切替スイッチ９４と２つの表示部９５、９７を一枚の基板に組み付けるようにしてもよいし、高速低速切替スイッチ９６と２つの表示部９５、９７を一枚の基板に組み付けるようにしてもよい。
【００５７】
図３，図５に示すように、バッテリボックス６０は、２つのバッテリパック７０Ａ，７０Ｂ（図５参照）を収納できるように、上面が開口したボックス本体６１と、ボックス本体６１の上面を開閉するための蓋体６２とを備える。
【００５８】
蓋体６２は、ボックス本体６１に対しヒンジを介して開閉可能に取り付けられており、ヒンジとは反対側の開放端部には、蓋体６２を閉じた状態でボックス本体６１に固定するためロック機構６３が設けられている。
【００５９】
なお、ロック機構６３は、ロック位置或いはアンロック位置に回動させることで、ロック・アンロックを切り替えることができるようになっている。
また、ボックス本体６１の上面の一部は、蓋体６２の開閉の邪魔にならないように閉塞されており、その閉塞部分には、バッテリ切替スイッチ７１及び残容量表示部７２Ａ，７２Ｂが設けられている。
【００６０】
バッテリ切替スイッチ７１は、使用者により操作位置が切り替えられることにより、電源として使用するバッテリパックをバッテリパック７０Ａ，７０Ｂの何れかに切り替えるためのものであり、バッテリパック７０Ａ，７０Ｂの収納位置の間に配置されている。このため、使用者は、バッテリ切替スイッチ７１の操作位置により、電源として使用されるバッテリパックを確認できる。
【００６１】
残容量表示部７２Ａ，７２Ｂは、バッテリパック７０Ａ、７０Ｂに蓄積されている電力量（以下、残容量という）をそれぞれ表示するためのものであり、本実施形態では３つのＬＥＤを一列に配置し、点灯するＬＥＤの個数によって残容量を表示するように構成されている。
【００６２】
この２つの各残容量表示部７２Ａ，７２Ｂは、それぞれ、異なる基板に組み付けられ、バッテリ切替スイッチ７１を挟んで、対応するバッテリパック７０Ａ，７０Ｂの収納位置近傍に配置されている。
【００６３】
また、一方の残容量表示部７２Ｂが組み付けられた基板には、残容量の表示を指令するための残容量表示スイッチ７３、及び、照明装置４０Ｌ，４０Ｒの点灯・消灯を指令するための照明用スイッチ７４も設けられている。
【００６４】
そして、残容量表示スイッチ７３を介して残容量の表示指令が入力されると、後述の制御回路８１によって、バッテリ切替スイッチ７１の切替状態にかかわらず、バッテリパック７０Ａ、７０Ｂの残容量が、残容量表示部７２Ａ，７２Ｂに一定時間表示される。
【００６５】
なお、バッテリボックス６０の２つのバッテリパック７０Ａ，７０Ｂの収納位置のうち、一方にだけバッテリパックが収納されている場合には、実際に収納されているバッテリパックの残容量が、その収納位置に対応した残容量表示部７２Ａ又は７２Ｂに表示される。
【００６６】
また、本実施形態では、バッテリボックス６０内にバッテリパックが一つ収納されている場合には、実際にバッテリパックが収納されている側にバッテリ切替スイッチ７１を切り替えることで、収納されたバッテリパックをモータ９の駆動に利用できる。
【００６７】
図６に示すように、バッテリボックス６０において、バッテリ切替スイッチ７１や残容量表示部７２Ａ，７２Ｂが設けられた閉塞部分の内側には、モータ９や照明装置４０Ｌ，４０Ｒを駆動するための制御回路８１が組み込まれた回路基板８０が収納されている。
【００６８】
図７に示すように、この回路基板８０には、制御回路８１に加えて、インバータ部８２、ゲート回路８３、回生防止部８４、駆動回路８５、電流検出部８６、素子温度検出部８７、電源制御部８８、及び、レギュレータ８９が設けられている。
【００６９】
ここで、インバータ部８２は、バッテリボックス６０に収納されたバッテリパック７０Ａ又は７０Ｂから電力供給を受けて、モータ９に駆動電流を流すためのものである。本実施形態では、モータ９が３相ブラシレスモータにて構成されているため、インバータ部８２は、６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなる３相フルブリッジ回路にて構成されている。
【００７０】
インバータ部８２において、３つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３は、モータ９の３つの端子と、バッテリパック７０Ａ又は７０Ｂの正極側に接続される正極側通電経路との間に、所謂ハイサイドスイッチとして設けられている。
【００７１】
また、他の３つのスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は、モータ９の３つの端子と、バッテリパック７０Ａ又は７０Ｂの負極側に接続される負極側通電経路との間に、所謂ローサイドスイッチとして設けられている。
【００７２】
図８Ｃに示すように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴを２つ並列接続することにより構成されている。このため、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、モータ９に流れる駆動電流を２つのＦＥＴに分散して流すことで、駆動電流が流れることによって発生する熱を抑えることができる。
【００７３】
なお、正極側通電経路は、バッテリ切替スイッチ７１を介して、バッテリパック７０Ａ又は７０Ｂの正極側に接続される。そして、バッテリ切替スイッチ７１からインバータ部８２に至る正極側通電経路には、キー挿入部６４及びトリガスイッチ９８が設けられている。
【００７４】
図５に示すように、キー挿入部６４は、バッテリボックス６０のボックス本体６１内に設けられており、キー６５が差し込まれることにより、キー６５の導電部分にて導通状態となって、正極側通電経路を導通させる。また、トリガスイッチ９８は、操作装置９０に設けられた駆動レバー９１（所謂トリガ）が使用者により操作されたときにオン状態となるスイッチである。
【００７５】
このため、キー挿入部６４にキー６５が差し込まれていて、駆動レバー９１が操作されているときに、バッテリパック７０Ａ又は７０Ｂからインバータ部８２（延いてはモータ９）に至る正極側通電経路が形成され、モータ９を駆動できるようになる。
【００７６】
次に、ゲート回路８３は、制御回路８１から出力された制御信号に従い、インバータ部８２内のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン／オフさせることで、モータ９の各相巻線に電流を流し、モータ９を回転させるものである。
【００７７】
また、回生防止部８４は、トリガスイッチ９８からインバータ部８２に至る正極側通電経路に設けられて、インバータ部８２からバッテリパック７０Ａ又は７０Ｂの正極側へ回生電流が流れるのを防止するためのものである。
【００７８】
回生防止部８４は、電流の逆流を防止するためのものであることから、通常、逆流防止用のダイオードが用いられるが、本実施形態では、逆流防止素子として、インバータ部８２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と同じスイッチング素子Ｑ８，Ｑ９が用いられている。
【００７９】
つまり、スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９は、それぞれ、図８Ｂに示すようにｎチャネルのＭＯＳＦＥＴを２つ並列接続することにより構成されており、このＦＥＴに設けられた寄生ダイオードを利用して、回生電流が流れるのを阻止するように設けられている。
【００８０】
このため、スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９は、正極側通電経路に対し、寄生ダイオードのアノードが正極側、カソードが負極側となって、モータ９の駆動電流が順方向に流れるように、インバータ部８２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６とは逆方向に接続されている。
【００８１】
なお、回生防止部８４において、スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９を、それぞれ、互いに並列接続された２つのＦＥＴにて構成しているのは、モータ９の駆動電流を２つのＦＥＴに分散して流し、各スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９の発熱を抑制するためである。
【００８２】
このため、回生防止部８４において、スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９を構成するＦＥＴは３個以上にして、３個以上のＦＥＴに駆動電流を分散して流すことで、スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９の発熱を抑えるようにしてもよい。
【００８３】
また、回生防止部８４において、スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９は正極側通電経路に対し直列に設けられるが、これは、一方のスイッチング素子が短絡故障しても、他方のスイッチング素子にて回生電流が流れるのを阻止できるようにするためである。
【００８４】
次に、駆動回路８５は、トリガスイッチ９８がオン状態であるときに、回生防止部８４とインバータ部８２との間の正極側通電経路に設けられたスイッチング素子Ｑ７をオン状態にするためのものである。
【００８５】
つまり、トリガスイッチ９８がオフ状態であるときには、スイッチング素子Ｑ７もオフ状態にすることで、正極側通電経路をより確実に遮断できるようにするのである。なお、スイッチング素子Ｑ７は、インバータ部８２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と同様、発熱を抑えるために２つのＭＯＳＦＥＴにて構成されている。
【００８６】
また、電流検出部８６は、インバータ部８２からバッテリパック７０Ａ，７０Ｂの負極側に至る負極側通電経路に設けられて、モータ９に流れた駆動電流を検出するためのものであり、電流検出素子としてシャント抵抗を備えている。
【００８７】
また、素子温度検出部８７は、インバータ部８２の温度（詳しくはインバータ部８２を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の温度）を検出するためのものであり、サーミスタ等の温度検出素子にて構成されている。
【００８８】
そして、電流検出部８６及び素子温度検出部８７からの検出信号は、制御回路８１に入力される。
なお、モータ９には、モータ９の回転位置（角度）を検出するための回転位置検出部７８や、モータ９の温度を検出するためのモータ温度検出部７９が設けられており、これら各検出部７８，７９からの検出信号も、制御回路８１に入力される。
【００８９】
次に、電源制御部８８は、ダイオードＤＡ，ＤＢを介して、バッテリパック７０Ａ，７０Ｂの正極側から直接バッテリ電力を取り込み、レギュレータ８９に供給するためのものである。
【００９０】
なお、電源制御部８８にダイオードＤＡ，ＤＢを介して直接バッテリパック７０Ａ，７０Ｂを接続するのは、キー挿入部６４からキー６５が抜かれることによりモータ９への通電経路が遮断されていても、レギュレータ８９に電力供給できるようにするためである。
【００９１】
また、ダイオードＤＡ，ＤＢは、それぞれ、逆流防止用のダイオードである２つの半導体素子を、バッテリ７０Ａ，７０Ｂの正極側をアノード、電源制御部８８側をカソードとして、直列接続することにより構成されている。
【００９２】
これは、ダイオードＤＡ（又はＤＢ）を構成する２つの半導体素子の内、一方の半導体素子が短絡故障しても、その短絡故障した半導体素子を介して、バッテリパック７０Ｂ（又は７０Ａ）からバッテリパック７０Ａ（又は７０Ｂ）へと充電電流が流れるのを防止するためである。
【００９３】
そして、電源制御部８８は、制御回路８１からの指令に従い、レギュレータ８９へのバッテリ電力の供給を遮断する。また、電源制御部８８は、バッテリボックス６０に設けられた残容量表示スイッチ７３、照明用スイッチ７４、及び、操作装置９０に設けられた主電源スイッチ９２の何れかが操作されて、これら各スイッチから信号が入力されると、レギュレータ８９へのバッテリ電力の供給を開始する。
【００９４】
レギュレータ８９は、電源制御部８８から供給されるバッテリ電力にて、制御回路８１やその周辺回路を動作させるための電源電圧（直流定電圧）Ｖｃｃを生成し、これら各回路に供給するためのものである。
【００９５】
このため、制御回路８１は、動作時に、電源制御部８８に指令を出力することで、レギュレータ８９からの電源供給を停止させて、自身の動作を停止することができる。また、使用者は、制御回路８１が動作を停止しているときに、主電源スイッチ９２、残容量表示スイッチ７３、照明用スイッチ７４等を操作することで、制御回路８１を起動し、各種制御を実施させることができる。
【００９６】
制御回路８１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心とするＭＣＵ（Micro Control Unit）にて構成されており、ゲート回路８３を介してモータ９に流れる駆動電流を制御し、モータ９の回転速度や回転方向を制御する。
【００９７】
また、制御回路８１は、照明装置４０Ｌ，４０Ｒの点灯・消灯、残容量表示部７２Ａ，７２Ｂへの残容量表示、操作装置９０に設けられた前進後退表示部９５及び高速低速表示部９７への進行方向及び設定速度の表示、等も行う。
【００９８】
このため制御回路８１には、回転位置検出部７８、モータ温度検出部７９、ゲート回路８３、電流検出部８６、素子温度検出部８７、及び、電源制御部８８に加えて、照明装置４０Ｌ，４０Ｒや、バッテリボックス６０及び操作装置９０に設けられた表示部やスイッチ類も接続される。
【００９９】
具体的には、制御回路８１には、バッテリボックス６０に設けられた残容量表示部７２Ａ、７２Ｂ、残容量表示スイッチ７３、及び、照明用スイッチ７４が接続されており、バッテリ切替スイッチ７１から、選択したバッテリパックを表す信号も入力される。
【０１００】
また、制御回路８１には、図８Ａに示すように、操作装置９０に設けられた主電源スイッチ９２、前進後退切替スイッチ９４、前進後退表示部９５、高速低速切替スイッチ９６、高速低速表示部９７、及び、トリガスイッチ９８も接続される。
【０１０１】
また、図７に示すように、バッテリボックス６０には、バッテリパック７０Ａ、７０Ｂからの出力電圧（つまりバッテリ電圧）をそれぞれ検出するための電圧検出部６６Ａ，６６Ｂや、異常時等に報知音を発生するためのブザー６８が設けられている。また、バッテリパック７０Ａ，７０Ｂには、バッテリに加えて、バッテリ状態を通知するためのバッテリ通信部６９Ａ、６９Ｂが内蔵されている。
【０１０２】
また、ブレーキレバー１８には、ブレーキレバー１８が操作されているとき（換言すればブレーキ装置１７が作動しているとき）にオン状態となるブレーキスイッチ７６が設けられている。また、図８Ａに示すように、操作装置９０には、駆動レバー９１の操作量（トリガ引き量）を検出するトリガ引き量検出部９９も設けられている。
【０１０３】
そして、制御回路８１には、これら各部、つまり、電圧検出部６６Ａ，６６Ｂ、ブザー６８、バッテリ通信部６９Ａ、６９Ｂ、ブレーキスイッチ７６、トリガ引き量検出部９９、も接続される。
【０１０４】
次に、制御回路８１は、レギュレータ８９から電源供給を受けて起動すると、図９に示す手順で制御処理を実行する。
すなわち、制御回路８１は、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、上記のように接続された各種スイッチ及び各種検出部からの信号を取り込み、確認する。
【０１０５】
そして、続くＳ１２０では、Ｓ１１０で取り込んだ入力信号に基づき、バッテリパック７０Ａ，７０Ｂの異常、回路基板８０に組み付けられたインバータ部８２等のコントローラ（制御部）の異常、モータ９の異常、等の各種異常状態を確認する。
【０１０６】
なお、Ｓ１２０では、Ｓ１１０にてバッテリ通信部６９Ａ，６９Ｂから取得したバッテリパック７０Ａ，７０Ｂのバッテリ状態に基づき、バッテリパック７０Ａ、７０Ｂがそれぞれ放電可能であるか否かを判断する。
【０１０７】
次に、Ｓ１３０では、Ｓ１２０にて異常が検出されていないことを条件として、モータ９を駆動制御する。なお、この駆動制御は、高速低速切替スイッチ９６を介して設定された速度モード、前進後退切替スイッチ９４を介して設定された進行方向、トリガ引き量検出部９９にて検出された駆動レバー９１の操作量（引き量）に応じて、モータ９の回転方向及び回転速度を設定することにより実施される。
【０１０８】
また、Ｓ１３０では、モータ９の駆動中にＳ１１０にて前進後退切替スイッチ９４からの信号が検出された際には、モータ９の回転速度が予め設定された閾値以下であるときに、進行方向の切り替え指令を受け付け、モータ９の回転方向を切り替える。
【０１０９】
つまり、モータ９の回転速度が閾値を越えているときには、前進後退切替スイッチ９４が操作されても、前進・後退の切り替えを禁止することで、電動運搬車１が所定速度以上で走行しているときに急減速されて進行方向が切り替えられるのを防止する。
【０１１０】
また、Ｓ１３０では、モータ９の駆動中にブレーキレバー１８が操作されてブレーキスイッチ７６がオン状態になると、駆動レバー９１が引き操作されていても、モータ９への通電を停止して、モータ９の駆動を停止する。
【０１１１】
この結果、使用者がブレーキレバー１８を操作して、ブレーキ装置１７により電動運搬車１を停止させようとしているときに、モータ９が駆動されて、電動運搬車１を停止できなくなるのを防止できる。
【０１１２】
なお、モータ９の駆動中にブレーキスイッチ７６が操作された際には、例えば、インバータ部８２のハイサイドスイッチＱ１〜Ｑ３をオフ状態、ローサイドスイッチＱ４〜Ｑ６をオン状態、とすることで、モータ９に制動トルクを発生させるようにしてもよい。
【０１１３】
また、Ｓ１３０では、モータ９の駆動中にバッテリ切替スイッチ７１が操作されて、電源となるバッテリパックが切り替えられた際には、一旦、モータ９への通電を遮断してモータ９をフリーラン状態とする。
【０１１４】
そして、Ｓ１２０での確認結果に基づき、電源として選択されたバッテリパックのバッテリ電圧は正常で、且つ、バッテリパックは放電可能であるか否かを判断する。また、バッテリ電圧は正常で、放電可能であれば、モータ９の駆動を継続（フリーラン状態から再駆動）し、そうでなければ、切り替えられたバッテリパックは電源として利用できないので、モータ９の駆動を停止し、続くＳ１４０にてエラー表示させるために、その旨を記憶する。
【０１１５】
なお、このエラー表示は、電源として利用できないバッテリパックに対応する残容量表示部７２Ａ又は７２Ｂを、所定の点灯パターンで点灯若しくは点滅させることにより実施する。
【０１１６】
次に、Ｓ１４０では、Ｓ１１０にて取り込んだ各種スイッチからの信号に基づき、残容量表示部７２Ａ，７２Ｂへの残容量表示、前進後退表示部９５への進行方向表示、高速低速表示部９７への速度モード表示、照明装置４０Ｌ，４０Ｒの点灯、等を行う出力制御を実施する。
【０１１７】
なお、Ｓ１４０では、上述したバッテリパックのエラー表示を実施すると共に、使用中のバッテリパック７０Ａ又は７０Ｂの残容量が低下した際には、ブザー６８を鳴らすことで、その旨を報知する。
【０１１８】
また、Ｓ１４０では、Ｓ１３０のモータ制御によってモータ９が後退方向に駆動されているとき（つまり電動運搬車１の後進時）には、残容量低下時とは異なる報知音でブザー６８を鳴らすことで、その旨を報知する。
【０１１９】
次に、Ｓ１５０では、モータ９や照明装置４０Ｌ，４０Ｒの駆動を停止していて、Ｓ１１０にて各種スイッチからの信号入力が所定時間以上確認されないときに、電源制御部８８に指令を出力して、レギュレータ８９からの電源供給を停止させる、電源制御を実施する。
【０１２０】
つまり、Ｓ１５０では、モータ９や照明装置４０Ｌ，４０Ｒを駆動しているときや、前回スイッチ操作されてから所定時間が経過するまでの間は、制御回路８１は動作している必要があるので、Ｓ１１０に移行し、そうでなければ、制御回路８１自身の動作を停止させる。この結果、バッテリ切替スイッチ７１を介して電源として選択されているバッテリパック７０Ａ又は７８Ｂからの放電が停止されて、残容量が低下するのを防止できる。
【０１２１】
上記のように、本実施形態の電動運搬車１においては、回路基板８０に実装された制御回路８１及びその周辺回路（インバータ部８２，ゲート回路８３，回生防止部８４等）にて構成される制御部によりモータ９が駆動される。
【０１２２】
そして、モータ９の駆動時には、インバータ部８２を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、通電経路遮断用のスイッチング素子Ｑ７、回生防止部８４を構成するスイッチング素子Ｑ８、Ｑ９、及び、電流検出部８６（詳しくはシャント抵抗）に駆動電流が流れる。このため、これら各部は、モータ９の駆動電流が流れることによって発熱し、高温になる。
【０１２３】
そこで、本実施形態では、図６，図１０に示すように、回路基板８０を、その外周端縁を囲むように構成された中空の枠体５２に配置し、樹脂にてポッティングすることで固定している。また、回路基板８０の基板面には、上記各部からの熱を放熱するヒートシンク５４が設けられている。そして、回路基板８０は、枠体５２を介して、バッテリボックス６０内に収納される。
【０１２４】
図１１に示すように、回路基板８０において、上述したスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ９及び電流検出部８６は、モータ９の駆動電流が流れる方向に沿って順に配置されており、ヒートシンク５４は、これらの配置領域に対応した大きさの放熱板５４Ａを備える。
【０１２５】
そして、図１０，図１１に示すように、この放熱板５４Ａの回路基板８０との反対側には、複数のフィン５５が立設されている。
また、図１１，図１２に示すように、ヒートシンク５４は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ９及び電流検出部８６の配置領域に、絶縁性の放熱シート５６を挟んで載置され、放熱シート５６の外周部分で、回路基板８０に固定される。
【０１２６】
なお、この固定は、ねじ５８を用いて行われ、ねじ５８による固定部分には、ヒートシンク５４の回路基板８０との対向面の高さを、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ９や放熱シート５６が設けられる配置領域の高さと一致させるために、スペーサ５７が設けられる。
【０１２７】
このように、本実施形態においては、回路基板８０に対し、インバータ部８２や回生防止部８４等を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ９、及び、その駆動電流を検出する電流検出部８６を近接して配置し、その配置領域に各素子共通のヒートシンク５４を一つ設けている。
【０１２８】
このため、回路基板８０に複数のヒートシンクを設ける場合に比べて、ヒートシンク５４の配置領域を小さくして、回路基板８０を小型化することができる。また、回路基板８０へのヒートシンク５４の組み付けも容易に行うことができ、製造時の作業性を向上できる。
【０１２９】
また、本実施形態では、回生防止部８４を、インバータ部８２を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と同じスイッチング素子Ｑ８，Ｑ９（詳しくはＦＥＴ）を用いて構成しているので、これら各部の回路基板８０からの高さを揃えることができる。
【０１３０】
このため、インバータ部８２及び回生防止部８４を構成する素子の高さに合わせて、ヒートシンク５４の回路基板８０との対向面に凹凸を設ける必要がなく、ヒートシンク５４を偏平な放熱板５４Ａを使って、簡単に構成することができる。
【０１３１】
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示の手押し式電動運搬車は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、回生防止部８４は、２つのスイッチング素子Ｑ８，Ｑ９を直接接続することにより構成するものとして説明したが、スイッチング素子Ｑ８一つで構成してもよい。また、回生防止部８４は、電流の逆流を防止できればよいことから、逆流防止用のダイオードで構成してもよい。
【０１３２】
また、スイッチング素子Ｑ８，Ｑ９は、それぞれ、寄生ダイオードを有するＦＥＴを並列接続することで構成するものとして説明したが、モータ９の駆動電流を一方向に流すことができれば、一つのＦＥＴで構成してもよい。なお、これは、他のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ７も同様である。
【０１３３】
また上記実施形態の手押し式電動運搬車の構成及び動作は一例であり、本開示は、モータにより駆動される車輪を備えた手押し式電動運搬車であれば、上記実施形態と同様に適用することができる。
【０１３４】
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【０１３５】
１…手押し式電動運搬車、３…前輪（駆動輪）、５Ｌ，５Ｒ…後輪、９…モータ、１０…車体フレーム、１５Ｌ，１５Ｒ…グリップ、１６Ｌ，１６Ｒ…ハンドル部、１７…ブレーキ装置、１８…ブレーキレバー、１９…固定フレーム、２０…荷台フレーム、２０Ａ，２０Ｂ…荷台、３０…後輪フレーム、４０Ｌ，４０Ｒ…照明装置、５４…ヒートシンク、５４Ａ…放熱板、５５…フィン、５６…放熱シート、５７…スペーサ、５８…ねじ、６０…バッテリボックス、７０Ａ，７０Ｂ…バッテリパック、８０…回路基板、８１…制御回路、８２…インバータ部、８３…ゲート回路、８４…回生防止部、８６…電流検出部、８８…電源制御部、８９…レギュレータ、９０…操作装置、９１…駆動レバー、９８…トリガスイッチ、９９…トリガ引き量検出部、Ｑ１〜Ｑ９…スイッチング素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018122689.tif 000011
【図１０】
2018122689.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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