JPH101979A

JPH101979A - バッテリ駆動の作業機械

Info

Publication number: JPH101979A
Application number: JP15270496A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kinukawa; 秀樹絹川; Masayuki Komiyama; 昌之小見山
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Yutani Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-06-13
Also published as: JP3686476B2

Abstract

(57)【要約】【課題】作業負荷が変動しても作業部材の作動速度が
一定になるようにする。【解決手段】バッテリ２で駆動する電動機３と、この
電動機３で作動する油圧ポンプ４と、油圧ポンプ４から
の作動油により作動する走行用の油圧モータ１２ｂと、
油圧ポンプ４から吐出される作動油の流通および遮断の
切り換えを行うことによって油圧モータ１２ｂを介して
ショベルカーを運転操作する操作レバー５１とが備えら
れ、操作レバー５１が作動位置に操作された状態で油圧
ポンプ４から吐出された作動油の圧力を検出する圧力セ
ンサ６５と、この圧力センサ６５の検出値に応じた量の
電力をバッテリ２から電動機３に供給するように制御す
る制御手段６６が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搭載されたバッテ
リからの電力によって各種の作業を行うバッテリ駆動の
作業機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば実開平４−５３８４６号公
報によって開示されているように、搭載されたバッテリ
からの電力を得て所定の土木作業等を行うバッテリ駆動
方式の作業機械が知られている。この作業機械は、バッ
テリからの電力で電動機を駆動し、この電動機の駆動で
油圧ポンプを運転し、油圧ポンプから吐出される作動油
によって油圧モータを駆動させ、この油圧モータの駆動
でショベル等の作業部材を動作させるように構成されて
いる。

【０００３】このようなバッテリ駆動方式の作業機械
は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機
関を駆動源として用いる内燃機関方式の作業機械よりも
騒音が少く、かつ、排気ガスが排出されないため、建物
が密集した市街地での作業に適している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実開平４−
５３８４６号公報によって開示され作業機械は、バッテ
リから電動機に供給される電力量が調節可能になってい
ないため、電動機には常に一定の電力が供給され、電動
機のトルクは一定になっている。従って、作業部材にか
かる負荷の変動に応じて油圧ポンプを介した電動機の回
転数が変動すことになる。つまり負荷の変動に応じて作
業部材の作動速度が変動するため、例えば作業部材で地
面を掘削しているような場合、地質の硬軟によって作業
途中で作業部材が速く動作したり、遅く動作したりする
ことになり、これによって作業のリズムが崩され、作業
能率が低下するといった不都合が生じる。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、作業負荷が変動しても作業
部材の作動速度が一定になるようにし、しかも、作動速
度の調節に起因した無駄な電力消費を抑え、これによっ
てバッテリの寿命を延ばし、長時間に亘る作業を可能に
したバッテリ駆動の作業機械を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
バッテリ駆動の作業機械は、搭載されたバッテリからの
電力を得て駆動する電動機と、この電動機によって駆動
される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作
動油により駆動するアクチュエータと、このアクチュエ
ータの駆動によって所定の作動を行う作業部材と、上記
油圧ポンプから吐出される作動油の流通および遮断の切
り換えを行うことによってアクチュエータを介して上記
作業部材を運転操作する操作レバーとを備えてなるバッ
テリ駆動の作業機械において、上記操作レバーは、上記
作業部材が作動を停止する中立位置と、作業部材が作動
する作動位置との間で操作可能に構成され、操作レバー
が作動位置に操作された状態で上記油圧ポンプから吐出
された作動油の圧力を検出する圧力センサと、この圧力
センサの検出値に応じた量の電力をバッテリから電動機
に供給するように制御する制御手段が設けられているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】このバッテリ駆動の作業機械によれば、作
業負荷の変動に応じて油圧ポンプの作動油の圧力が変動
するが、この圧力の変動が圧力センサによって検出さ
れ、この検出結果に応じた電力が制御手段による制御の
もとに電動機に供給されるため、作業部材は作業負荷に
拘らず、常に一定の作動速度で作業を行うようになる。

【０００８】従って、作業負荷に応じて作業部材の作動
速度が変化し、これによって作業のリズムが狂い、作業
能率が低下するという従来の不都合が解消され、作業能
率は向上する。

【０００９】本発明の請求項２記載のバッテリ駆動の作
業機械は、請求項１記載のバッテリ駆動の作業機械にお
いて、上記制御手段は、上記圧力センサの検出値に応じ
て電動機に供給する電力量を演算する電力供給制御部を
有し、この電力供給制御部は、バッテリと電動機との間
に介設されるスイッチ素子と、操作レバーの操作量に応
じたデューティ比で上記スイッチ素子にオン・オフさせ
るデューティ比制御手段とを備えていることを特徴とす
るものである。

【００１０】このバッテリ駆動の作業機械によれば、圧
力センサによる検出結果に基づいてデューティ比制御手
段を介して検出値に応じた電力が電動機に供給されるた
め、電動機は検出値に応じた回転速度で回転し、これに
よって作業部材は負荷の大小に拘らず常に一定の速度で
作動する。

【００１１】そして、電動機には、スイッチ素子のオン
・オフにより形成されるパルス電圧の印加によってバッ
テリからの電力が供給されるため、例えば可変抵抗器や
トランスセットを介して電力が供給される場合に比べ、
上記抵抗器等での電力消費によって電動機への電力供給
が効率的に行われなくなるという不都合が生じない。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る作業機械の
一実施形態を示す側面視の略図である。この図では、作
業機械として小型のショベルカーを示している。ショベ
ルカー１は、オペレータが搭乗して運転操作を行う搭乗
部１１と、この搭乗部１１の底部に設けられた移動用の
クローラ１２と、搭乗部１１の前部に屈折自在に設けら
れ、かつ、アクチュエータ１４の駆動によって作動する
作業部材１３とを備えて形成されている。上記クローラ
１２は、それを支持する基台１２ａの両側部（図１の紙
面に垂直な方向の両側部）に設けられ、上記搭乗部１１
はこの基台１２ａの中心部に立設された垂直軸１２ｂ回
りに回動自在に軸支されている。

【００１３】上記基台１２ａには搭乗部１１を垂直軸１
２ｂ回りに回動させる方向変更用アクチュエータ１１ａ
が設けられ、このアクチュエータ１１ａの作動によって
搭乗部１１はクローラ１２に対して水平方向の向きを変
えることができるようになっている。また、上記クロー
ラ１２は、基台１２ａに設けられた油圧モータ１２ｂに
よって周回駆動し、これによってショベルカー１は前
進、後退および進路変更し得るようになっている。

【００１４】上記作業部材１３は、搭乗部１１の前端部
の水平軸１１ｂ回りに回動自在に軸支された基端側アー
ム１３ａと、この基端側アーム１３ａの先端部に屈折自
在に連設された先端側アーム１３ｂと、この先端側アー
ム１３ｂの先端部に屈折自在に連設されたショベル１３
ｃとからなっている。また、上記アクチュエータ１４
は、基端側アーム１３ａを水平軸１１ｂ回りに回動させ
る基端アクチュエータ１４ａと、先端側アーム１３ｂを
水平軸１１ｃ回りに回動させる中間アクチュエータ１４
ｂと、ショベル１３ｃを水平軸１１ｄ回りに回動させる
先端アクチュエータ１４ｃとからなっている。

【００１５】一方、搭乗部１１内には、バッテリ２が搭
載されているとともに、このバッテリ２からの電力を得
て駆動する電動機３およびこの電動機３によって駆動さ
れる油圧ポンプ４が内装されている。そして、搭乗部１
１および基台１２ａ内には、各アクチュエータ１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１１ａおよび油圧モータ１２ｂに、油
圧ポンプ４の駆動によって生じた油圧を送る複数の循環
系路が設けられているとともに、各油圧系統の作動油の
方向の切り換えおよび作動油の停止を行う複数の切換え
弁が設けられている。

【００１６】そして、搭乗部１１の後部（図１の右方）
にはオペレータが着座してショベルカー１を運転する運
転席１５が設けられているとともに、搭乗部１１の前部
には運転席１５に対向した操作台１６が立設され、この
操作台１６に各アクチュエータ１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１１ａおよび油圧モータ１２ｂに対応した複数の操
作手段５が設けられている。これらの操作手段５を操作
することにより、対応した切換え弁を介して対象のアク
チュエータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１１ａや油圧モー
タ１２ｂへの作動油の供給または供給停止が行われ、こ
れによってアクチュエータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１
１ａや油圧モータ１２ｂが駆動したり停止したりするよ
うになっている。

【００１７】図２は、本発明に係る駆動系統の一実施形
態を示す系統図である。図２においては、説明の簡素化
のために複数ある油圧系統の内、油圧モータ１２ｂに係
る系統のみを抽出して示している。図２に示すように、
駆動系統６は、油圧系統６１と、電気系統６２とを備え
て形成されている。油圧系統６１は、上記油圧ポンプ４
と、この油圧ポンプ４と同軸で共回りするパイロットポ
ンプ４１と、上記操作手段５と、方向切換え弁５５と、
上記油圧モータ１２ｂとを備えて形成されている。油圧
ポンプ４はこれから吐出される作動油によって油圧モー
タ１２ｂを回転させるためのものであり、パイロットポ
ンプ４１は吐出されたパイロットオイルによって方向切
換え弁５５に切り換え動作を行わせるためのものであ
る。

【００１８】そして、油圧ポンプ４と方向切換え弁５５
との間には、第１油圧管路６１ａが配管されているとと
もに、方向切換え弁５５を往復する第２油圧管路６１ｂ
が設けられ、この第２油圧管路６１ｂに油圧モータ１２
ｂが介設されている。油圧ポンプ４から吐出された作動
油は、方向切換え弁５５の開通状態で第１油圧管路６１
ａおよび第２油圧管路６１ｂを通って流通し、これによ
って第２油圧管路６１ｂに介設された油圧モータ１２ｂ
が所定の方向に回転し、方向切換え弁５５の閉止状態で
油圧モータ１２ｂの回転が停止されるようになってい
る。

【００１９】また、パイロットポンプ４１と操作手段５
との間には、第１パイロット管路６１ｃが配管されてい
るとともに、操作手段５を往復する第２パイロット管路
６１ｄが設けられ、この第２パイロット管路６１ｄに上
記方向切換え弁５５が介設されている。そして、パイロ
ットポンプ４１から吐出され、第１パイロット管路６１
ｃを介して操作手段５に到達したパイロットオイルの第
２パイロット管路６１ｄへの供給方向を、上記操作レバ
ー５１の操作によって設定することにより、操作レバー
５１の操作に応じて方向切換え弁５５が位置設定され、
これによって油圧モータ１２ｂが所定の方向に回転し、
また、操作レバー５１を中立位置に設定することにより
油圧モータ１２ｂの回転は停止することになる。

【００２０】上記操作手段５は、上記操作台１６（図
１）に上方に向かって突設された操作レバー５１を備え
て形成されている。この操作レバー５１は棒状を呈し、
基端部に軸受部５３が設けられ、この軸受部５３に支持
軸５３ａが嵌入されることによって操作レバー５１は支
持軸５３ａ回りに回動自在に軸支された状態になってい
る。

【００２１】この軸受部５３に左右方向に延びる横杆５
２が設けられ、この横杆５２の両側部の下部には、それ
ぞれコイルスプリングを介して一対の切換え弁５４が設
けられている。普段、操作手段５は、各コイルスプリン
グの付勢力によって直立した中立位置に位置設定されて
いる。操作手段５が中立位置にある状態では、方向切換
え弁５５は、図２に示すように、作動油遮断位置に設定
され、これによって油圧モータ１２ｂは停止状態になっ
ている。

【００２２】そして、操作レバー５１を支持軸５３ａ回
りに例えば図２における右方に倒すことにより、パイロ
ットポンプ４１からのパイロットオイルが第１パイロッ
ト管路６１ｃ、右方の切換え弁５４および第２パイロッ
ト管路６１ｄに供給され、これによって方向切換え弁５
５が右方に移動して油圧ポンプ４からの作動油が油圧モ
ータ１２ｂの左方から供給され、油圧ポンプ４は順方向
に回転する。この油圧ポンプ４の回転によってクローラ
１２（図１）が順方向に周回し、ショベルカー１は前進
する。

【００２３】逆に、図２に示す状態において、操作レバ
ー５１を左方に倒すと、パイロットポンプ４１からのパ
イロットオイルが第１パイロット管路６１ｃ、左方の切
換え弁５４および第２パイロット管路６１ｄに供給さ
れ、これによって方向切換え弁５５が左方に移動して油
圧ポンプ４からの作動油が油圧モータ１２ｂの右方から
供給され、油圧ポンプ４は逆方向に回転する。この油圧
ポンプ４の回転によってクローラ１２（図１）が逆方向
に周回し、ショベルカー１は後退する。

【００２４】上記電気系統６２は、バッテリ２と電動機
３とが直列に接続されたループ回路６３と、ループ回路
６３の直流パルスを制御する制御回路６４とを備えて形
成されている。上記制御回路６４には、第１油圧管路６
１ａ内の作動油の圧力を検出する圧力センサ６５と、こ
の圧力センサ６５の検出結果を基に所定の制御信号をル
ープ回路６３に向けて出力する制御手段６６と、ループ
回路６３に向けてパルス信号を出力するチョッパ回路６
７とが設けられている。

【００２５】上記ループ回路６３には、キースイッチ６
３ａが設けられているとともに、トランジスタ（スイッ
チ素子）６３ｂが設けられている。このトランジスタ６
３ｂのベースは、チョッパ回路（デューティ比制御手
段）６７に接続されている。上記キースイッチ６３ａ
は、ショベルカー１の運転を行うときにオンされるもの
であり、このキースイッチ６３ａがオンされると、バッ
テリ２からの電力が電動機３に供給され、これによって
電動機３が駆動する。

【００２６】上記圧力センサ６５は、操作レバー５１が
作動位置に操作された状態で、油圧ポンプ４から吐出さ
れる作動油の圧力を検出するように構成された公知のセ
ンサである。この圧力センサ６５の検出結果は電流値に
よるアナログ信号として制御手段６６に入力されるよう
にしている。

【００２７】上記制御手段６６は、ショベルカー１の運
転全般の制御を行うためのものであり、その中に上記圧
力センサ６５の検出値に応じて電動機３に供給する電力
量を制御する電力供給制御部６６ａが備えられている。
この電力供給制御部６６ａは、圧力センサ６５の検出値
に応じたデューティ比が得られるように、チョッパ回路
６７に向けて制御信号を出力するように構成されてい
る。

【００２８】図３は、電動機３の軸トルク（ｋｇｆ−
ｍ）と電動機３の回転数（ｒｐｍ）と電動機３に対する
印加電圧（Ｖ）との関係を示すグラフである。このグラ
フに示すように、印加電圧が任意のレベルに設定された
状態で、軸トルクと回転数とは互いに負の比例関係が存
在し、回転数が高くなればそれに伴って軸トルクは小さ
くなるとともに、回転数が低くなると、それに応じて軸
トルクは大きくなる。また、回転数が一定（例えば、回
転数Ｎ＝Ｎ₀）のときには、印加電圧値が大きくなる
程、軸トルクは大きくなる。

【００２９】本発明においては、このような回転数と軸
トルクと印加電圧との相互関係を利用し、予め電動機３
の一定回転数Ｎ₀（ｒｐｍ）を設定して、油圧モータ１
２ｂの負荷変動に応じた軸トルクの変動を、印加電圧を
増減させることによって抑えてＮ₀（ｒｐｍ）に制御す
るようにしている。そして、圧力センサ６５によって第
１油圧管路６１ａ内の圧力が検出される都度、制御手段
６６内において、「数１」式による演算が行われ、その
演算結果の電圧が電動機３に印加されるように電圧制御
部６６ａからチョッパ回路６７に向けて制御信号が出力
される。

【００３０】

【数１】

【００３１】但し、「数１」式において、Ｐ₀：無負荷時に電動機３から吐出される作動油の圧力Ｐ_i：第ｉ回目の圧力測定で検出された有負荷時に電動
機３から吐出される作動油の圧力Ｖ₀：無負荷時の電動機３の印加電圧Ｖ_i：第ｉ回目の圧力検出後の有負荷時の電動機３の印
加電圧Ｋ_P：比例ゲインＫ_I：積分ゲインｎ：第ｉ回目の圧力検出より何回以前の圧力検出であ
るかを示す数。

【００３２】なお、上記無負荷時は、操作レバー５１が
作動位置に操作され、これによる油圧モータ１２ｂの作
動でショベルカー１が平坦な地面を走行している時を指
し、有負荷時は、ショベルカー１がショベル１３ｃで土
を掻き分けながら走行して実作業を実行している時を指
す。

【００３３】「数１」式で判るように、電動機３に印加
される電圧は、油圧モータ１２ｂに実作業の負荷がかか
っていない状態で電動機３の回転数がＮ₀になるＶ₀が基
準にされ、このＶ₀にショベルカー１が実作業を行いな
がら走行したとき生じる圧力差（Ｐ_i−Ｐ₀）に比例した
値が加算されて決められるようになっている。上記「数
１」式中の「数２」式、すなわち、

【００３４】

【数２】

【００３５】は、単純に第ｉ回目の圧力検出値Ｐ_iと、
無負荷時の圧力Ｐ₀との圧力差（Ｐ_i−Ｐ₀）に比例した
値（比例定数はＫ_P）が採用されているが、「数１」式
中の「数３」式、すなわち、

【００３６】

【数３】

【００３７】は、ｎ回前の検出値（Ｐ_i-n）、（ｎ−
１）回前の検出値（Ｐ_i-n+1）、（ｎ−２）回前の検出
値（Ｐ_i-n+2）、・・・、前回の検出値（Ｐ_i-1）それぞ
れのＰ₀からの低下分の合計に積分ゲインＫ_Iを乗じた値
である。なお、積分ゲインＫ_Iは、比例ゲインＫ_Pの略ｎ
分の１の値が採用されている。

【００３８】このような「数３」式による計算値を「数
２」式による計算値に加えるようにしているのは、「数
２」式による計算値のみでは、油圧ポンプ４の吐出圧の
突発的な変動である、いわゆるハンチングにより、安定
した制御信号を得ることが困難になることがあり、その
結果安定した制御を行い得なくなることがあるが、これ
を解消するため、および過去ｎ回の圧力検出による経時
的な圧力変化の動向を察知してこれを制御に反映させて
応答性を向上させるためである。すなわち、「数３」式
は、過去ｎ回の圧力検出に係る圧力差（Ｐ_i−Ｐ₀）の移
動平均になっており、このような値を「数２」式に加え
ることによってより安定し、かつ応答性に優れた制御が
実現するのである。

【００３９】上記チョッパ回路６７は、入力された直流
の電流を一定の周期で断続して出力するものであり、本
実施形態においては、制御手段６６からの制御信号に基
づくパルス幅の電圧パルスが出力されるようになってい
る。

【００４０】すなわち、チョッパ回路６７はトランジス
タ６３ｂのベースに向けて上記デューティ比が達成され
るための信号を断続的に出力するように構成され、これ
によってトランジスタ６３ｂは所定のタイミングのオン
・オフ動作を行い、電動機３には上記デューティ比のパ
ルス電圧が印加され、平均的に電動機３に圧力センサ６
５の検出値に応じた電力（上記「数１」式により算出さ
れた電圧）が供給された状態になっている。これによっ
て電動機３は圧力センサ６５の検出値に応じた回転数で
回転し、電動機３により作動される油圧ポンプ４によっ
て第１油圧管路６１ａに吐出される作動油の流量も圧力
センサ６５の検出値に応じたものになり、その結果、油
圧モータ１２ｂの回転速度は、圧力センサ６５の検出値
に応じたものになる。従って、圧力センサ６５の検出値
に応じてショベルカー１の移動速度が所定の速度にな
る。

【００４１】図４は、電動機３に印加される電圧パルス
の例を示す波形図であり、（イ）は無負荷時に電動機３
に印加されるパルスの波形、（ロ）は無負荷時よりも略
３３％高レベルの電圧が電動機３に印加される場合のパ
ルスの波形、（ハ）は無負荷時よりも略６６％高レベル
の電圧が電動機３に印加される場合の波形をそれぞれ示
している。

【００４２】ショベルカー１が平坦な地面上を走行して
いる状態では、圧力センサ６５（図２）は、無負荷時の
作動油の圧力Ｐ₀を検出し、この検出信号が制御手段６
６に入力される。そして、制御手段６６は上記「数１」
式のＰ_iにＰ₀を代入してＶ_i＝Ｖ₀を得る。

【００４３】これを受けて電力供給制御部６６ａは、チ
ョッパ回路６７に向けてこのＶ₀を実現するためのデュ
ーティ比を出力する。例えば、バッテリ２の起電力が２
４（Ｖ）でＶ₀が６（Ｖ）であるとすると、電圧制御部
６６ａからチョッパ回路６７には０．２５（６÷２４）
が出力される。これによってチョッパ回路６７からトラ
ンジスタ６３ｂに向けてパルス幅ｄ１が周期Ｄの０．２
５になるように断続信号が出力され、これによるトラン
ジスタ６３ｂのオン・オフで電動機３には図４の（イ）
に示す波形のパルス電圧が印加される。このパルス電圧
の経時的な平均値は一点鎖線で示すように例えば６
（Ｖ）になっている。

【００４４】ついで、図４の（イ）に示す状態におい
て、ショベルカー１が走行中に先端アクチュエータ１４
ｃによって土を掻き分ける等の実作業を実行すると、油
圧ポンプ４は有負荷状態になり、これによって第１油圧
管路６１ａ内の圧力が上昇する。この圧力Ｐ_iが圧力セ
ンサ６５によって検出され、制御手段６６に入力され
る。

【００４５】そして、制御手段６６で上記Ｖ_iが演算さ
れ、このＶ_iが例えば８（Ｖ）であったとすると、電圧
制御部６６ａからチョッパ回路６７に向けて、電動機３
に印加される電圧を８（Ｖ）にする旨の制御信号が出力
され、これを受けたチョッパ回路６７からトランジスタ
６３ｂに電圧パルスのパルス幅ｄ２と周期Ｄとの比が
０．３３（ｄ１／Ｄ＝０．３３）になるように電流パル
スが出力される。このときの電動機３に印加される電圧
パルスは図４の（ロ）のようになり、印加電圧の経時的
な平均値は８（Ｖ）になる。

【００４６】ついで、圧力センサ６５の検出値が増加
し、Ｖ_iとして１６（Ｖ）が要求されると、電圧パルス
のパルス幅ｄ２は、パルス電圧の周期Ｄに対して６６％
（ｄ２／Ｄ＝０．６６）に設定され、図４の（ハ）に示
すような波形の電圧パルスが電動機３に印加される。

【００４７】以上詳述したように、本発明に係るショベ
ルカー１は、駆動源として内燃機関に代えて電動機３を
用い、搭載したバッテリ２からの電力によって電動機３
を駆動し、これによってショベルカー１の走行および作
業部材１３による作業を行うようにしているため、内燃
機関を用いたものに比較し、大きな騒音が発生せず、ま
た排気ガスも排出されないため、本発明に係るショベル
カー１は市街地での土木工事に適している。

【００４８】また、操作レバー５１が作動位置に操作さ
れた状態でバッテリ２から電動機３に供給される電力量
は、油圧ポンプ４から吐出される作動油の圧力によっ
て、すなわち油圧モータ１２ｂの負荷量に応じて決めら
れるようにしているため、負荷の大小に拘らず油圧モー
タ１２ｂの回転速度を一定にすることが可能であり、作
業性が向上する。

【００４９】さらに、電力供給制御部６６ａおよびチョ
ッパ回路６７の作用によって、圧力センサ６５の検出値
に応じたデューティ比でトランジスタ６３ｂにオン・オ
フさせるようにした、いわゆるＰＷＭ制御（パルス幅変
調制御）を採用しているため、可変抵抗器等で無駄な電
力が消費されることはなく、その分バッテリ２の寿命を
延ばすことが可能になり、より長時間ショベルカー１を
運転することができるようになる。

【００５０】本発明は、以上の実施形態に限定されるも
のではなく、以下の内容をも包含するものである。

【００５１】（１）上記の実施形態においては、作業機
械としてクローラ式のショベルカー１を例に挙げて説明
したが、本発明は作業機械がクローラ式のショベルカー
であることに限定されるものではなく、ホイール式のシ
ョベルカーであってもよいし、クローラ式、ホイール式
に拘らず、その他の作業機械、例えばクレーン車、ロー
ダー車等であってもよい。

【００５２】（２）上記の実施形態においては、作業部
材１３の作動、搭乗部１１の旋回、クローラ１２の駆動
は、いずれも油圧ポンプ４の駆動による各アクチュエー
タ１１ａ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、およびクローラ１
２を駆動によって行われるようにしているが、こうする
代りに、例えばクローラ１２は、電動機３の回転力を油
圧ポンプ４を介さずに直接クローラ１２に伝達すること
によって駆動させるようにする等、油圧ポンプ４を介さ
ないで駆動させるようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のバッテリ駆動の
作業機械によれば、操作レバーが作動位置に操作された
状態で油圧ポンプから吐出された作動油の圧力を検出す
る圧力センサを設け、制御手段の制御によってこの圧力
センサの検出値に応じた量の電力をバッテリから電動機
に供給するようにしているため、作業部材は作業負荷に
拘らず、常に一定の作動速度で実作業を行うことができ
るようになり、これによって作業機械の作業性を向上さ
せることが可能になる。

【００５４】本発明の請求項２記載のバッテリ駆動の作
業機械によれば、制御手段には圧力センサの検出値に応
じて電動機に供給する電力量を演算する電力供給制御部
が設けられ、この電力供給制御部は、バッテリと電動機
との間に介設されるスイッチ素子と、操作レバーの操作
量に応じたデューティ比で上記スイッチ素子にオン・オ
フさせるデューティ比制御手段に制御信号を出力するよ
うにしてあるため、圧力センサによる検出結果に基づい
てデューティ比制御手段を介して検出値に応じた電力が
電動機に供給され、電動機は検出値に応じた回転速度で
回転し、これによって作業部材は負荷の大小に拘らず常
に一定の速度で作動するようにすることができる。

【００５５】そして、電動機には、スイッチ素子のオン
・オフにより形成されるパルス電圧の印加によってバッ
テリからの電力が供給されるため、例えば可変抵抗器や
トランスセットを介して電力が供給される場合に比べ、
上記抵抗器等での電力消費によって電動機への電力供給
が効率的に行われなくなるという不都合が生じなくな
り、その分バッテリの寿命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作業機械の一実施形態を示す側面
視の略図である。

【図２】本発明に係る駆動系統の一実施形態を示す系統
図である。

【図３】電動機の軸トルク（ｋｇｆ−ｍ）と電動機の回
転数（ｒｐｍ）と電動機に対する印加電圧（Ｖ）との関
係を示すグラフである。

【図４】電動機に印加される電圧パルスの例を示す波形
図であり、（イ）は無負荷時に電動機に印加されるパル
スの波形、（ロ）は無負荷時よりも略３３％高レベルの
電圧が電動機に印加される場合のパルスの波形、（ハ）
は無負荷時よりも略６６％高レベルの電圧が電動機に印
加される場合の波形をそれぞれ示している。

【符号の説明】

１ショベルカー１１搭乗部１１ａ方向変更用アクチュエータ１１ｂ水平軸１１ｃ水平軸１２クローラ１２ａ基台１２ｂ油圧モータ１３作業部材１３ａ基端側アーム１３ｂ先端側アーム１３ｃショベル１４アクチュエータ１４ａ基端アクチュエータ１４ｂ中間アクチュエータ１４ｃ先端アクチュエータ２バッテリ３電動機４油圧ポンプ４１パイロットポンプ５操作手段５１操作レバー５２横杆５３軸受部５３ａ支持軸５４切換え弁６駆動系統６１油圧系統６１ａ第１油圧管路６１ｂ第２油圧管路６１ｃ第１パイロット管路６１ｄ第２パイロット管路６２電気系統６３ループ回路６３ａキースイッチ６３ｂトランジスタ６４制御回路６５圧力センサ６６制御手段６６ａ電力供給制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搭載されたバッテリからの電力を得て駆
動する電動機と、この電動機によって駆動される油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油により駆
動するアクチュエータと、このアクチュエータの駆動に
よって所定の作動を行う作業部材と、上記油圧ポンプか
ら吐出される作動油の流通および遮断の切り換えを行う
ことによってアクチュエータを介して上記作業部材を運
転操作する操作レバーとを備えてなるバッテリ駆動の作
業機械において、上記操作レバーは、上記作業部材が作
動を停止する中立位置と、作業部材が作動する作動位置
との間で操作可能に構成され、操作レバーが作動位置に
操作された状態で上記油圧ポンプから吐出された作動油
の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出
値に応じた量の電力をバッテリから電動機に供給するよ
うに制御する制御手段が設けられていることを特徴とす
るバッテリ駆動の作業機械。
【請求項２】上記制御手段は、上記圧力センサの検出
値に応じて電動機に供給する電力量を演算する電力供給
制御部を有し、この電力供給制御部は、バッテリと電動
機との間に介設されるスイッチ素子と、操作レバーの操
作量に応じたデューティ比で上記スイッチ素子にオン・
オフさせるデューティ比制御手段とを備えていることを
特徴とする請求項１記載のバッテリ駆動の作業機械。