(57)【要約】【課題】  走行用エンジンが作業装置の動力源である散布作業車において、走行速度が変わることにより作業装置の動力源である発電機の回転も変わっても出力電圧が変わらないように制御する制御システムにすることにより、動力伝達が高効率で錆を発生粉体又は水の散布に対応できる高信頼性の機器を採用することにある。【解決手段】走行用エンジンの出力部に取り付いているパワーテイクオフ（ＰＴＯ）から動力により永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）を駆動し、周波数及び電圧が変化する交流電気を発電する。前記変化する交流電気は、発電機制御用インバータにより定電圧直流電気に変換される。更に、前記直流電気を電源とするインバータにより制御・電源出力を行い三相モータの駆動をし、前記三相モータを動力とする作業装置から構成される散布作業車である。散布作業車には凍結防止剤散布車，散水車又は高圧散水車がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用エンジンの出力部のパワーテイクオフ（ＰＴＯ）からの動力を作業装置の動力源とする散布作業車において、前記パワーテイクオフ（ＰＴＯ）からの動力を永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）に供給し、前記動力により前記永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）が発電した交流電気を発電機制御インバータにより定電圧電気に変換出力し、前記作業装置の主要回転アクチュエータを三相モータとし、前記定電圧電気を電源とし前記三相モータと対をなし制御・駆動するインバータからなることを特徴とする散布作業車。
【請求項２】
前記散布作業車のエンジンの出力部のパワーテイクオフ（ＰＴＯ）からの動力を、プーリ及びベルトの伝達手段を介して前記永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）へ伝えることを特徴とする請求項１に記載の散布作業車。
【請求項３】
前記主要回転アクチュエータが凍結防止剤搬送コンベヤ用三相モータ及び凍結防止剤散布用三相モータとして用い、前記三相モータと対をなし制御・駆動するインバータからなる凍結防止剤散布車であることを特徴とする請求項１又は２に記載の散布作業車。
【請求項４】
前記主要回転アクチュエータが水ポンプ駆動用の三相モータであり、前記三相モータと対をなし制御・駆動するインバータからなる散水車であることを特徴とする請求項１又は２に記載の散布作業車。
【請求項５】
前記主要回転アクチュエータが高圧散水ポンプ駆動用の三相モータであり、前記三相モータと対をなし制御・駆動するインバータからなる高圧洗浄車であることを特徴とする請求項１又は２に記載の散布作業車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、車両の走行用エンジンによって駆動される永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）と発電機制御インバータによる直流に変換された電気を電源とし、三相モータを作業装置の主要回転アクチュエータであり、前記三相モータの制御・駆動するインバータで構成することにより、動力伝達効率が良く寿命の長い散布作業車の動力システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、作業車の電動化が進んでいる。それらの作業車の作業装置の動力源は、走行用エンジンを走行と共用している。例えば、特許文献１の走行機構と発電機を同じエンジンで駆動しているが発電機を安定発電するために走行用エンジンを安定回転する必要がある。【０００３】  従来、走行及び作業中に作業装置を作動させるための発電機を駆動させる作業車は、交通状況に合せ走行速度、即ち、エンジン回転を変化させなければならない。公道を走行中も作業装置を駆動する方法として油圧システムが多く用いられている。しかし、上記油圧システムに使われる油圧ポンプ及び油圧アクチュエータは、動力伝達効率が悪くその摺動部の摩耗等により更に効率を低下させた。【０００４】  例えば、非特許文献１の風力発電のように発電機の回転が変動しても出力電圧させるシステムはあるが、システムが複雑で作業車に採用するのは困難と考えられてきた。【０００５】  例えば、特許文献２では、公道を走行中に発電機を駆動する道路維持車の技術が示されている。この技術においては、車速変更、即ちエンジン回転数変更に伴う発電機の回転数変更による発電の電圧及び周波数の変化に対応の記載が無く、今までの技術課題を克服している考案であると判断できない。【０００６】  又、回転子が電磁石である交流発電機は、前記回転子の磁力が一定の場合には回転数が変化すると出力電圧が出力周波数と共に変化する。そのため、前記交流発電機は、入力回転数が変化しても電圧調整器により前記回転子のコア（巻線）への電流を変更することにより磁力を調整し出力電圧を一定にする。しかし、前記一般的同期発電機は、前記電流により前記回転子が発熱しその冷却のために外気を取り入れる必要がある。前記交流発電機の周りに散布する凍結防止剤等の粉体又は水が有れば、それらが錆を生じさせるので、作業装置の運転時に発電機にかかり、回転子の錆び付きによる故障が生じることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−０６８７２８号広報
【特許文献２】特開２０１３−８７５８５号広報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「小容量発電システム用制御装置  資料番号  ＣＨＪＰ  Ｃ７６０２１０００Ｂ」安川電機株式会社，２０１２年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  走行用エンジンが作業装置の動力源である散布作業車において、例えば公道走行するような走行速度が変わることによりエンジン回転も変わる散布作業車の作業装置の動力源となる発電機及び発電電気を高効率に伝え、更に、各機器の信頼性高くする必要がある。【００１０】  本発明は、かかる点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、前記散布作業車の作業状態に適した発電機及び発電電気の制御システムにするために、前記散布作業車を効率が良くしかも散布材の使用に耐えられる永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）及び前記永久磁石同期発電機発電機（ＩＰＭ発電機）の出力電気を発電機制御インバータの制御システムを前記散布作業機に採用することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  更に、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、散布作業車として、凍結防止剤散布車，散水車又は高圧散水車の散布作業車に適用することにある。【００１２】  第１の発明では、走行用エンジンの出力部であるミッションに取り付いているパワーテイクオフ（ＰＴＯ）から動力を取り出し、その動力により永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）を駆動し、周波数及び電圧がエンジン回転数の変動により変化する交流電気を発電する。前記交流電気は、発電機制御用インバータにより定電圧電気に変換される。前記発電機制御用インバータは、出力である定電圧直流電気の負荷変動に対しても出力電圧を安定するように制御される。そして、作業装置の主要回転アクチュエータは、回転制御が容易な三相モータを配置する。更に、前記直流電気を電源として、前記三相モータと対をなし制御・駆動するインバータから構成される散布作業車である。【００１３】  第２の発明では、散布作業車の作業走行速度範囲となるエンジン回転数、即ち、作業装置駆動時のミッションの動力取り出し（ＰＴＯ）の出力回転数を上記永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）の適正発電回転数に合わせるために、プーリ及びベルト（望ましくは、Ｖベルト）の伝達手段を第１の発明に追加構成される。【００１４】  第３の発明では、凍結防止剤散布装置を構成するコンベヤ及び／又は散布装置のアクチュエータである三相モータからなる凍結防止剤散布車である前記散布作業車である。【００１５】  第４の発明では、走行しながら道路に散水する散水ポンプを駆動する三相モータを散水装置のアクチュエータとする散水車である前記散布作業車である。【００１６】  第５の発明では、走行しながらトンネル壁面に高圧散水し洗浄する高圧散水ポンプを駆動する三相モータを高圧水洗浄装置のアクチュエータとする高圧水洗浄車である前記散布作業車である。
【発明の効果】
【００１７】  以上説明したように、本発明によれば、錆を発生させる凍結防止剤等の粉体又は水による発電機内部の錆付き等の故障を防ぎ信頼性が高く、更に三相モータ及び前記三相モータと対をなすインバータを使用することにより制御性及び伝達効率を良くする散布作業車にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る散布作業車のエンジン・発電機配置図
【図２】本発明の実施形態に係る散布作業車の作業装置関係の電気ブロック図
【図３】本発明の実施形態に係る散布作業車にプーリ及びＶベルトの追加されたエンジン・発電機配置図
【図４】本発明の実施形態に係る凍結防止剤散布車の機器配置図
【図５】本発明の実施形態に係る散水車の機器配置図
【図６】本発明の実施形態に係る高圧水洗浄車の機器配置図
【発明を実施するための形態】
【００１９】  以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】  図１は、散布作業車１の車両用のエンジン２，永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）８の動力系の実施例の概略図である。本発明の前記散布作業車１は、前記エンジン２と、ミッション３と、走行用ユニバーサルジョイント４と、後輪５と、パワーテイクオフ（ＰＴＯ）６と、ユニバーサルジョイント７の許容交差角内に配置した前記永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）８を備える。走行は、前記エンジン２の動力を前記ミッション３、前記走行用ユニバーサルジョイント４そして前記後輪５に伝え、走行する。作業装置駆動の動力源は、前記エンジン２の動力を前記ミッション３，前記パワーテイクオフ（ＰＴＯ）６，前記ユニバーサルジョイント７そして前記永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）８に動力を伝え、発電する。
【実施例２】
【００２１】  図２は、散布作業車の車両上の動力系にプーリ及びベルトを加えた実施例（本図においては、Ｖベルトを記載）の概略図である。前記エンジン２から前記パワーテイクオフ（ＰＴＯ）６までは同じであるが、前記ユニバーサルジョイント７を前記パワーテイクオフ（ＰＴＯ）６の大凡延長上に配置し前記ユニバーサルジョイント７の他端にプーリＡ１２Ａを配置し、Ｖベルト１３を経由し動力を永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）８の入力軸に取付けたプーリＢ１２Ｂに動力を伝達する。この前記プーリＡ１２Ａと前記プーリＢ１２Ｂにプーリ径の比及び配置により、作業を行うエンジン２の回転数を前記永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）８の適正回転範囲に設定すると共に適正な配置にできる。（他の符号は図１と同じ。）
【実施例３】
【００２２】  図３は、本発明に係る散布作業車としての凍結防止剤散布車１Ａの実施例を示す図である。ホッパ１４に蓄積した凍結防止剤１５（上面を破線で表示）の時間当たりの散布量は、コンベヤ用三相モータ１７の回転数により制御されるコンベヤ１６の速度により決められる。前記コンベヤ用三相モータ１７の回転数は、前記コンベヤ用三相モータ１７と対をなすコンベヤ用インバータ１０Ａにより制御される。又、前記凍結防止剤の散布幅は、散布装置用三相モータ１９により制御される散布装置１８の回転数により決められる。前記散布装置用三相モータ１９と対をなす散布装置用三相モータ１９の回転数は、散布用インバータ１０Ｂにより制御される。（他の符号は図２と同じ。）【００２３】  図４は、本発明の実施形態に係る散布作業車１の一例である図４記載の凍結防止剤散布車１Ａの作業装置に関連する電気ブロック図である。永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）８は、その回転数の変動により周波数及び電圧が変動する。発電機制御インバータ９は、周波数及び周波数が変動する交流電気を定電圧直流に変換する。変換された定電圧直流電気は、直流電源に適応する凍結防止剤散布装置用インバータケース１１Ａ内の散布用インバータ１０Ｂ及びコンベヤ用インバータ１０Ａによりそれぞれ対をなす散布用三相モータ１７及びコンベヤ用三相モータ１９に適応する制御回転数及び負荷に合う三相電気を出力し散布装置１８及びコンベヤ１９を駆動する。
【実施例４】
【００２４】  図５は、本発明に係る散布作業車としての散水車１Ｂの実施例を示す図である。水タンク２０内の水を水ポンプ用三相モータ２２により駆動された水ポンプ２１により、水ポンプ用三相モータ２２の回転数に比例した散水量を散水スプレー２３から散水する。散水用三相モータ１９の回転数は、インバータ１０により制御される。（他の符号は図２と同じ。）
【実施例５】
【００２５】  図６は、本発明に係る散布作業車としての高圧洗浄車１Ｃの一例を示す図である。水タンク２０内の水を高圧水ポンプ用三相モータ２５により駆動された高圧水ポンプ２４により、高圧水ポンプ用三相モータ２５の回転数に比例した洗浄水量を洗浄水スプレー２６からトンネル壁面に散布・洗浄する。高圧水ポンプ用三相モータ２５の回転数は、インバータ１０により制御される。（他の符号は図２と同じ。）【００２６】  本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や改善を行うことができることは言うまでもない。【００２７】（その他の実施形態）
交流モータを制御・駆動するインバータが交流電気を電源とするインバータを用いる場合、前記インバータと発電機制御インバータ９の間にＤＣ−ＡＣインバータを取り付けることになるが、本発明の複雑にしたもので、本発明の技術範囲となる。
更に、三相モータにはＩＰＭモータ，ＳＰＭモータ，シンクロナスモータ，シンクロナスリラクタンスモータ等各種あるが、インバータと三相配線され制御・駆動されるものは本発明の技術範囲となる。
又、実施例として発電機制御インバータから出力する定電圧電気には交流又は直流などあり、三相モータを制御・駆動するインバータに適合するように構成されたものは、本発明の技術範囲となる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】本発明は、作用車として、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００２９】１  電動作業車
１Ａ  凍結防止剤散布車
１Ｂ  散水車
１Ｃ  高圧洗浄車
２  エンジン
３  ミッション
４  走行用ユニバーサルジョイント
５  後輪
６  パワーテイクオフ（ＰＴＯ）
７  ユニバーサルジョイント
８  永久磁石同期発電機（ＩＰＭ発電機）
９  発電機制御インバータ
１０  インバータ（図面に記載なし。）
１０Ａ  コンベヤ用インバータ
１０Ｂ  散布用インバータ
１１Ａ  凍結防止剤散布装置用インバータ
１１Ｂ  散水用インバータ
１１Ｃ  高圧水用インバータ
１２Ａ  プーリＡ
１２Ｂ  プーリＢ
１３  Ｖベルト
１４  ホッパ
１５  凍結防止剤
１６  コンベヤ
１７  コンベヤ用三相モータ
１８  散布装置
１９  散布装置用三相モータ
２０  水タンク
２１  水ポンプ
２２  水ポンプ用三相モータ
２３  散水スプレー
２４  高圧水ポンプ
２５  高圧水ポンプ用三相モータ
２６  洗浄スプレー
【図１】
2019196686.tif 000003
【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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