JP3878585B2 - 繰り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ホースやロープ等の対象物を巻き戻し可能に繰り出すための繰り出し装置に関する。

従来、例えば、農業用等の液体散布用ホースを繰り出すための繰り出し装置として、ホースの繰り出しを、繰り出しモータにより行い、ホースの巻き取りを内燃エンジンで行うラジコン動噴が提供されている。図２は前記ラジコン動噴の繰り出し装置の構成を概念的に示す側面図である。

前記繰り出し装置１は、圃場などの作業領域において移動可能な装置本体１に、ホース３を繰り出し可能に巻装するホースドラム２と、該ホースドラム２から前記ホース３を繰り出すように駆動される繰り出しモータ４と、内燃エンジン５と、該内燃エンジン５により駆動されるエンジン発電機６と、該エンジン発電機６が発生する電力を充電するとともに、前記繰り出しモータ４に駆動電流を供給する充放電用のバッテリ７とを備えている。

なお、前記ホースドラム２は、図示しない水平軸を中心に正逆方向に回転自在に支持されている。さらに、前記繰り出しモータ４は、前記装置本体１の上方に突出するアーム部８の先端部に取り付けられて、ホース強制繰り出し用の駆動ローラ９を正方向（ホース繰り出し方向）に駆動回転するように機能する。また、前記内燃エンジン５は、前記エンジン発電機６を駆動して、これに電力を発生させる。

一方、前記バッテリ７は、前記エンジン発電機６が発生した電力を蓄電するとともに、この蓄電力を必要時に前記繰り出しモータ４へ供給するように機能する。また、前記内燃エンジン５は、図示しない回転伝達機構（例えばプーリ・ベルト機構）を介して前記ホースドラム２を駆動し、前記ホース３を動力で巻き取らせるように作用する。

図３は、前記ホース３の繰り出しおよび巻き戻しを実施する繰り出し装置の従来例の回路図である。なお、図２に示したものと同一の構成要素には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。図３において、前記エンジン発電機６は、前記バッテリ７に対し並列接続され、前記繰り出しモータ４は、前記バッテリ７に対し繰り出し用スイッチ１０を介して直列接続されている。

つぎに、前記繰り出し装置１の動作を説明する。まず、繰り出しの対象物である前記ホース３を前記ホースドラム２から動力で強制的に繰り出す場合には、前記繰り出し用スイッチ１０をオン操作する。このときは、前記内燃エンジン５と前記ホースドラム２との間に介在されたクラッチ機構（図示せず）を外して、前記ホースドラム２の回転を自由にする。

このため、前記繰り出しモータ４には、前記バッテリ７および前記エンジン発電機６から電力が供給され、前記繰り出しモータ４が前記駆動ローラ９を駆動する。このため、この駆動ローラ９は、従動ローラ９ａとの間に介在した前記ホース３を所定の作業位置へ動力によって繰り出し可能にする。

前記ホース３を前記ホースドラム２に巻き取る場合には、前記エンジン５と前記ホースドラム２との間の前記クラッチ機構（図示せず）を結合する。また、前記内燃エンジン５に連結された前記エンジン発電機６は電力を発生し続け、この電力は前記バッテリ７に充電される。

図示しないラジコンユニットの巻き取り用スイッチの操作によって、前記ホースドラム２の駆動が指令され、前記内燃エンジン５の駆動力を受けて前記ホースドラム２が回転駆動されて前記ホース３を巻き取る。したがって、このホース３の巻き取り中にも前記バッテリ７の充電が行われる。このとき、前記繰り出し用スイッチ１０はオフ状態にされており、前記繰り出しモータ４には供給されない。
特開平１１−２９２６４号公報

前記のような従来の繰り出し装置を持った、例えば、ラジコン動噴やセット動噴にあっては、動作安定化のための電動機器が増設される場合があり、この場合には、前記電動機器の消費電力分に見合った容量のエンジン発電機やバッテリが必要となり、結果的に装置および維持管理コストが高くなり、不経済となっていた。

本発明は、前記のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電動機器の増設に見合う分またはそれ以上の電力の蓄積および利用を可能とすることで、前記繰り出しモータによるホースなどの繰り出しおよび巻き取りを、前記内燃エンジンや前記エンジン発電機、バッテリの容量増しをすることなく実現できる繰り出し装置を提供することを目的とする。

前記目的達成のために、請求項１の発明にかかる繰り出し装置は、対象物の繰り出しを繰り出しモータにより行い、巻き取りを内燃エンジンにより行う繰り出し装置であって、前記内燃エンジンの駆動により電力を発生するエンジン発電機と、該エンジン発電機が発生する電力を充電するとともに、充電した電力を前記繰り出しモータに供給して該繰り出しモータを正転駆動させるバッテリと、前記対象物の巻き取り時に、前記バッテリに対し前記繰り出しモータの極性を繋ぎ替える切り替え手段と、前記対象物の巻き取り時に前記バッテリから前記繰り出しモータへの電流の逆流を阻止し、該繰り出しモータが逆転して発生する電力をバッテリに回生充電させる逆流防止素子とを備えることを特徴とする。

前記構成により、ホース等の前記対象物の巻き取り時には前記内燃エンジンを駆動し、エンジン発電機が発生する電力をバッテリに充電しながら、前記ホースドラムを駆動して前記対象物を巻き取る。該対象物の巻き取り時には、前記繰り出しモータが、前記バッテリに対し逆極性に接続される。このため、前記ホースの巻き取りにより逆回転する前記繰り出しモータが発電機として作用して発生する電力を、前記バッテリに回生充電することができる。

また、前記ホースの巻き取り時は、前記繰り出しモータが、前記ホースの巻き取り力に対して負荷として作用し、前記繰り出しモータおよび前記ホースドラム間で前記ホースに適度のテンションを与えることができる。このため、前記ホースドラムに対する前記ホースの巻き取りが緩みなく整然と行われる。

また、前記ホースの繰り出し時には、前記繰り出しモータが、前記エンジン発電機および前記バッテリから電力の供給を受けて安定的に駆動され、前記ホースを前記ホースドラムからスムースに繰り出す。

以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図１は、本発明の繰り出し装置を示す回路図である。なお、繰り出し装置のメカニズムは、基本的に図２に示したものと同一であるので、ここでは重複する部分の説明を省略する。

図１において、繰り出し装置は、内燃エンジン５により駆動されるホースドラム２およびエンジン発電機６、エンジン発電機６が常時発生する電力、および繰り出しモータ４が逆転時に発電機として発生する回生電力をそれぞれ充電するバッテリ７を備えている。これらの回路接続は図３に示したものと同一である。

また、本発明の繰り出し装置は、前記回路に加えて、前記ホース３の巻き取り時に、前記バッテリ７に対して前記繰り出しモータ４の極性を繋ぎ替える切り替え手段１１を有する。

すなわち、前記切り替え手段１１は、前記バッテリ７側から前記繰り出しモータ４に対し正方向電流を供給するときにオンに切り替えられる二つの繰り出し用スイッチ１１ａ、１１ｂと、前記ホース３の巻き取り時に、該ホース３により逆転駆動されて前記繰り出しモータ４が発電機として作用して発生する電力を、逆流防止ダイオード１３を介して前記バッテリ７側へ回生するようにオンに切り替えられる二つの巻き取り用スイッチ１２ａ、１２ｂと、で構成されている。なお、前記二つの繰り出し用スイッチ１１ａ、１１ｂおよび前記二つの巻き取り用スイッチ１２ａ、１２ｂは、これらの一対ずつのスイッチの一方がオンのとき他方がオフとなるようにスイッチ制御回路（図示しない）によって自動的に切り替えられる。

つぎに、前記実施の形態による繰り出し装置の動作を以下に説明する。前記ホース３を前記ホースドラム２から繰り出す場合には、前記二つの繰り出し用スイッチ１１ａ、１１ｂをオン操作し、逆に、前記巻き取り用スイッチ１２ａ、１２ｂはオフ操作する。なお、これらの繰り出し用スイッチ１１ａ、１１ｂと巻き取り用スイッチ１２ａ、１２ｂは、前記のごとく、一方がオンのとき他方がオフとなるように同時に切り替えられるリレースイッチユニットを用いると好適である。

前記繰り出しモータ４は、前記エンジン発電機６および前記バッテリ７に対してそれぞれ並列接続され、これらから電力の供給を受けて正回転（ホース繰り出し）駆動されるとともに、前記バッテリ７に対しては、前記エンジン発電機６から常時充電が行われる。従って、前記繰り出しモータ４の減速出力軸によって駆動される前記ローラ９が、同一方向に回転駆動され、これに対向する従動ローラ９ａとの間に前記ホース３を挟んで所定の作業部位へ前記ホース３の動力による強制繰り出しが行われる。

また、前記ホース３を前記ホースドラム２に巻き取る場合には、前記繰り出し用スイッチ１１ａ、１１ｂをオフ操作し、前記巻き取り用スイッチ１２ａ、１２ｂをオン操作する。これにより、前記エンジン５と前記ホースドラム２との間のクラッチが結合され、前記ホースドラム２が回転して前記ホース３が巻き取られる。また、駆動中の前記エンジン５に結合された前記エンジン発電機６は電力を発生し続け、その発生電力を前記バッテリ７に供給し、これを充電する。

前記ホース３の巻き取りは、前記駆動ローラ９と前記従動ローラ９ａとの間に挟圧された状態の前記ホース３を、前記ホースドラム２の回転により強制的に牽引することにより行われる。このとき、この巻き取り中の前記ホース３が、これに摩擦接触している前記ローラ９を強制的に逆回転駆動することになる。

したがって、前記駆動ローラ９に連結された前記繰り出しモータ４が、前記出力軸減速比の逆数倍の高速回転数で逆回転駆動され、これが発電機として機能して電力を発生する。そして前記繰り出しモータ４が発生した前記電力は、前記巻き取り用スイッチ１２ａ、１２ｂおよび前記逆流防止ダイオード１３を介して前記バッテリ７側へ供給される。なお、前記繰り出しモータ４の発電量は、図４に示すように、前記ホース３の巻き取り速度に比例して大きいものとなる。図中、縦軸は、電圧（Ｖ）及び電流（Ａ）、横軸は、ホース等の巻き取り速度（ｍ／ｓ）を表す。

前記バッテリ７は、前記エンジン発電機６で常時充電されるとともに、前記繰り出しモータ４が発生した回生電力でも充電され、つぎの前記ホース３の繰り出し時における前記繰り出しモータ４の駆動用として、またはラジコン動噴などの動作安定のために増設される電動機器への電力供給用、外部への電力補給用などとして、利用可能になる。

また、前記ホース３の前記のような巻き取りモードでは、前記内燃エンジン５にとっては、前記のごとく発電機として作用している前記繰り出しモータ４が負荷となり、該負荷が前記ホースドラム２と前記ローラ９との間で前記ホース３に作用するテンションとなって顕れる。このため、前記ホース３は、前記ホースドラム２と前記駆動ローラ９との間で弛むことがなく、前記ホースドラム２に整然と巻き付けられる。

さらに、前記ホース３の巻き取りモードにおいて、前記エンジン発電機６側から前記繰り出しモータ４への電流の逆流を、逆流防止素子である前記逆流防止ダイオード１３により阻止できるので、前記内燃エンジン５の動力を、前記ホース３を巻き取ることに無駄なく寄与させることができる。

また、前記繰り出しモータ４は、円滑に前記ホース３が巻き取られている間は所定の発電を行えるが、前記ホース３の巻き取り時に過大な巻き取り力が必要となった場合は、前記繰り出しモータ４の逆回転数が低下することになって発電量も低下し、結果として発電が停止されるので、前記内燃エンジン５の発電負荷に消費されていた動力も前記ホース３を巻き取ることに寄与させることができる。

以上のように、本発明によれば、ホースやロープ等の対象物の繰り出し装置において、前記対象物の繰り出しを繰り出しモータで行い、巻き取りを内燃エンジンによって行い、切り替え手段によって前記対象物の巻き取り時に前記繰り出しモータをバッテリに逆接続し、該逆接続時に、前記バッテリから前記繰り出しモータへの電流の逆流を逆流防止素子によって阻止するようにしたことにより、前記対象物の巻き取り時に、前記繰り出しモータで発生させた発電電力を前記バッテリに回生させることができる。従って、前記バッテリの消耗を抑制することができる。また、ある許容量内での電力需要の増加にも対応可能とすることができ、システムの経済的な維持管理が可能である。

本発明の実施の一形態による繰り出し装置を示す回路図である。 本発明および従来の繰り出し装置を概念的に示す側面図である。 従来の繰り出し装置の回路図である。 巻き取り速度と発電量の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 繰り出し装置
２ ホースドラム
３ ホース（対象物）
４ 繰り出しモータ
５ 内燃エンジン
６ エンジン発電機
７ バッテリ
９ ローラ
１１ 切り替え手段
１３ 逆流防止素子

Claims (1)

1. 対象物（３）の繰り出しを繰り出しモータ（４）により行い、巻き取りを内燃エンジン（５）により行う繰り出し装置（１）であって、前記内燃エンジン（５）の駆動により電力を発生するエンジン発電機（６）と、該エンジン発電機（６）が発生する電力を充電するとともに、充電した電力を前記繰り出しモータ（４）に供給して該繰り出しモータ（４）を正転駆動させるバッテリ（７）と、前記対象物（３）の巻き取り時に、前記バッテリ（７）に対して前記繰り出しモータ（４）の極性を繋ぎ替える切り替え手段（１１）と、前記対象物（３）の巻き取り時に、前記バッテリ（７）から前記繰り出しモータ（４）への電流の逆流を阻止し、該繰り出しモータ（４）が逆転して発生する電力を前記バッテリ（７）に回生充電させる逆流防止素子（１３）とを備えることを特徴とする繰り出し装置。

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