特開 2021-93797 可搬式エンジン発電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-93797(P2021-93797A)

(43)【公開日】2021年6月17日

(54)【発明の名称】可搬式エンジン発電機

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/04 20060101AFI20210521BHJP

   F02B 63/04 20060101ALI20210521BHJP

【ＦＩ】

   H02P9/04 J

   F02B63/04 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2019-221841(P2019-221841)

(22)【出願日】2019年12月9日

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(72)【発明者】

【氏名】東 知世洋

【テーマコード（参考）】

5H590

【Ｆターム（参考）】

5H590AA08

5H590CA07

5H590CA24

5H590CC24

5H590CE04

5H590EA05

5H590FC25

5H590FC26

5H590HA02

5H590HA09

5H590HA18

5H590JA02

5H590KK01

(57)【要約】

【課題】多様な使用環境において利便性と安全性とを両立させることが可能な可搬式エンジン発電機を提供する。
【解決手段】可搬式エンジン発電機に備わる操作盤１５には、運転状態を表示するモニタ１７ａと、複数の押しボタンスイッチ２２とを一体的に備えた一体型操作装置１７が設けられ、複数の押しボタンスイッチは、モニタの表示を切り替え可能な表示切替スイッチ２２ａの他に、運転操作を行うための複数の運転操作スイッチを有し、一体型操作装置が接続される制御回路には、無線のロック作動信号を受信して運転操作スイッチの入力を規制したロック状態にする運転操作規制手段（コントローラ）を備えている。また、前記複数の押しボタンスイッチは、ロック作動信号の受信を可能又は不可能にする設定スイッチが含まれている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持架台の上部に設けられたケーシング内に、発電機と該発電機を駆動するエンジンとを収容し、前記ケーシングの一側部に操作盤を備えた可搬式エンジン発電機において、
前記操作盤には、前記可搬式エンジン発電機の運転状態を表示するモニタと、複数の押しボタンスイッチとを一体的に備えた一体型操作装置が設けられ、
前記複数の押しボタンスイッチは、前記モニタの表示を切り替え可能な表示切替スイッチの他に、運転操作を行うための複数の運転操作スイッチを有し、
前記一体型操作装置が接続される制御回路には、管理者が発した無線のロック作動信号を受信して前記運転操作スイッチの入力を規制したロック状態にする運転操作規制手段を備えていることを特徴とする可搬式エンジン発電機。

【請求項2】

前記複数の押しボタンスイッチは、前記ロック作動信号の受信を可能又は不可能にする設定スイッチが含まれることを特徴とする請求項１記載の可搬式エンジン発電機。

【請求項3】

前記複数の運転操作スイッチは、負荷の投入と遮断とを切り替え可能な投入・遮断スイッチが含まれ、前記操作盤には、前記モニタに表示された前記運転状態を目視し得る位置でハンドルの操作が可能な遮断器が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の可搬式エンジン発電機。

【請求項4】

前記操作盤には、前記モニタに表示された前記運転状態を目視し得る位置で押しボタンの操作が可能な非常停止スイッチが設けられ、前記制御回路は、前記非常停止スイッチの押し込み操作を受けて、前記ロック状態を解除する発電機停止手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の可搬式エンジン発電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可搬式エンジン発電機に関し、詳しくは、工事現場などに搬入して運転され、負荷に電力を供給可能な可搬式エンジン発電機に関する。

【背景技術】

【0002】

機器の状態を表示するモニタと操作ボタンとを一体的に備えた一体型操作装置の技術は、当該機器に対する操作の容易化が図れ、その上、高度な制御も可能であるため、可搬式エンジン発電機の操作装置として近年利用されるようになってきている。このような可搬式エンジン発電機には、管理者が携帯する遠隔操作器（リモコン）との間で無線通信を行うものが知られており、高次の排ガス規制によってエンジン制御が高度化する状況においても、安全かつ容易に取り扱うことが可能になっている（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２０１５−１４２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年の可搬式エンジン発電機は、従来の工事現場用に加えて、災害復旧現場、各種イベント会場などで動力、照明などの負荷に電力を供給するための移動電源として広く使用されている。このような、汎用性の高い可搬式エンジン発電機においては、不特定多数の人が通る使用場所での安全確保が重要な課題である。特に、一体型操作装置を備えたものでは、特徴部分であるモニタが注目されやすく、操作ボタンに容易に触れられることから、管理者以外の者による不用意な操作をなくす必要がある。

【0005】

そこで本発明は、多様な使用環境において利便性と安全性とを両立させることが可能な可搬式エンジン発電機を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の可搬式エンジン発電機は、支持架台の上部に設けられたケーシング内に、発電機と該発電機を駆動するエンジンとを収容し、前記ケーシングの一側部に操作盤を備えた可搬式エンジン発電機において、前記操作盤には、前記可搬式エンジン発電機の運転状態を表示するモニタと、複数の押しボタンスイッチとを一体的に備えた一体型操作装置が設けられ、前記複数の押しボタンスイッチは、前記モニタの表示を切り替え可能な表示切替スイッチの他に、運転操作を行うための複数の運転操作スイッチを有し、前記一体型操作装置が接続される制御回路には、管理者が発した無線のロック作動信号を受信して前記運転操作スイッチの入力を規制したロック状態にする運転操作規制手段を備えていることを特徴としている。

【0007】

また、前記複数の押しボタンスイッチは、前記ロック作動信号の受信を可能又は不可能にする設定スイッチが含まれることを特徴としている。さらに、前記複数の運転操作スイッチは、負荷の投入と遮断とを切り替え可能な投入・遮断スイッチが含まれ、前記操作盤には、前記モニタに表示された前記運転状態を目視し得る位置でハンドルの操作が可能な遮断器が設けられていることを特徴としている。

【0008】

また、前記操作盤には、前記モニタに表示された前記運転状態を目視し得る位置で押しボタンの操作が可能な非常停止スイッチが設けられ、前記制御回路は、前記非常停止スイッチの押し込み操作を受けて、前記ロック状態を解除する発電機停止手段を備えていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、操作が容易なユーザインターフェースとして一体型操作装置を備えた可搬式エンジン発電機の制御回路に、ロック作動信号を受信して運転操作スイッチの入力を規制する運転操作規制手段を備えているので、使用場所で操作盤が露出した状態に置かれても、始動や停止などの運転操作をロック状態にすることが可能となり、管理者以外の者による不用意な操作をなくすことができる。さらには、無線信号で運転操作の規制を行うので、押しボタンスイッチに触れただけではロック状態が解除されず、安全を十分に確保することができる。一方、ロック状態であっても、表示切替スイッチについては操作が可能であるため、使い勝手を損なわずに安心して取り扱える。すなわち、多様な使用環境において利便性と安全性とを両立させることが可能な可搬式エンジン発電機が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一形態例を示す可搬式エンジン発電機の斜視図である。

【図2】同じく要部斜視図である。

【図3】一体型操作装置の操作パネルを示す図である。

【図4】同じくモニタに表示した運転状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１乃至図４は、本発明の可搬式エンジン発電機の一形態例を示すもので、可搬式エンジン発電機１１は、図１に示すように、支持架台１２の上部に防音構造を有する箱形のケーシング１３を設け、該ケーシング１３内に、図示しないエンジンや、該エンジンによって駆動される発電機、燃料タンク、ラジエータなどの各種機器が収容されている。

【0012】

ケーシング１３は、出力制御盤１４が配置された前面（図１において手前左側）と、操作盤１５が配置された右側面（図１において手前右側）と、これらに対向する後面及び左側面（図示せず）の各面をなす４枚の側壁と、各側壁の上部を覆う天井板１３ａとによって矩形箱状に形成されている。天井板１３ａには、ケーシング１３の前面に沿う方向を長手方向として、その中間位置に凹部１３ｂが設けられており、該凹部１３ｂの中央には、可搬式エンジン発電機１１の重心位置に対応した吊り金具１３ｃが設けられている。また、ケーシング１３の前面や後面には、機器の保守作業を行うための複数の点検扉１３ｄが設けられている。さらに、ケーシング１３の右側面には、前記操作盤１５の位置に対応した操作扉１６が設けられており、操作盤１５を遮蔽する閉じ状態と、操作可能に開放する開き状態（図１）とに開閉可能になっている。

【0013】

出力制御盤１４は、ケーシング１３の前面下部に設置され、機内側に向かって陥没した端子収容空間１４ａを有して形成されている。この端子収容空間１４ａには、図示は省略するが、例えば、三相４線式交流の高電圧を出力するための接続端子や、単相交流の低電圧を出力するための接続端子及びコンセントが各組毎に横並びに設けられている。これにより、負荷に対応した高電圧あるいは低電圧の出力が得られる。

【0014】

操作盤１５は、図２に示すように、ケーシング１３の右側面上部に設置され、発電機及びエンジンを制御したり、状態を監視したりするための一体型操作装置１７や、単相用及び三相用の遮断器１８，１９、緊急時の非常停止スイッチ２０、電源用のキースイッチ（図示せず）などを備えている。これらの機器は、ケーシング１３内に設けられた制御回路にそれぞれ接続され、地上から操作可能な高さ位置に集約配置されている。具体的には、一体型操作装置１７に備わるモニタ１７ａの表示を目視し得る位置で、各遮断器１８，１９及び非常停止スイッチ２０の操作がそれぞれ可能になっている。ここで、目視し得る位置で操作が可能な状態とは、少なくとも一体型操作装置１７と遮断器１８，１９と非常停止スイッチ２０とが、上下あるいは左右方向に並んで配置された状態を意味する。また、モニタ１７ａの表示は、操作扉１６を閉じた状態において、矩形状の透明窓部１６ａから目視することができる。

【0015】

遮断器１８，１９及び非常停止スイッチ２０は、それぞれ周知の構造であって、前記一体型操作装置１７とは独立して入力操作が可能になっている。遮断器１８，１９は、大きさの異なる大小のハンドル１８ａ，１９ａを上下位置にそれぞれ切替操作することで接点を開閉し、発電機と負荷とを接続又は遮断するものである。一方、非常停止スイッチ２０は、円形の押しボタン２０ａを押し込み操作して接点を強制的に開き、この状態で保持（ロック）することが可能となっている。非常停止スイッチ２０を復帰（リセット）させるには、例えば、押しボタン２０ａを引き戻す方式や、捻回する方式がある。

【0016】

また、非常停止スイッチ２０は、操作盤１５に設けられた他のスイッチ類から、大きさや色の点で、視覚的に区別しやすい状態で設けられている。具体的には、非常停止スイッチ２０の押しボタン２０ａは、他のスイッチ類よりも大きく、手のひらで叩いて操作することができる程度の大きさに形成されている。また、押しボタン２０ａは、他のスイッチ類とは異なる色であって、外部から目立ちやすい赤色としている。

【0017】

一体型操作装置１７は、図３に示すように、制御基板を収容した外殻の操作パネル（表面）１７ｂに、可搬式エンジン発電機１１の運転状態を表示するモニタ１７ａと、複数の押しボタンスイッチ２２とを一体的に備えている。操作パネル１７ｂには、モニタ１７ａ及び押しボタンスイッチ２２の外形に対応した大きさの取付孔が設けられ、該取付孔にモニタ１７ａ及び押しボタンスイッチ２２をそれぞれ嵌め込むことにより、表面に突起物がない滑らかな状態となる。手の指で押しボタンスイッチ２２を押圧操作すると、内蔵するアクチュエータが押圧され、接点が閉じて制御基板に操作信号が出力される。

【0018】

押しボタンスイッチ２２は、モニタ１７ａの表示を切り替え可能な表示切替スイッチ２２ａの他に、運転操作を行うための複数の運転操作スイッチとして、例えば、負荷の投入と遮断とを切り替え可能な投入・遮断スイッチ２２ｂ，２２ｃ及びエンジンの始動・停止スイッチ２２ｄ，２２ｅ、さらには、これらの運転操作について、無線操作装置（リモコンキー）から行う遠隔操作モードと、操作パネル１７ｂから行う手動操作モードとを選択的に切り替え可能な設定スイッチである遠隔・手動設定スイッチ２２ｆ，２２ｇを有している。

【0019】

表示切替スイッチ２２ａは、上下左右の４つの領域での押圧操作により、それぞれスイッチをオン／オフ可能な多方向操作ボタンとして機能する。スイッチ操作を行うと、図４（Ａ）乃至（Ｅ）の５つのモード（表示態様）に示すように、発電機の状態として、例えば、出力中の電圧や周波数などが、エンジンの状態として、例えば、冷却水温度や燃料残量などがそれぞれ択一的にモニタ１７ａに表示される。これにより、操作者は、モードの表示を適宜切り替えながら必要な確認や運転操作が行える。

【0020】

ここで、可搬式エンジン発電機１１は、移動電源として様々な用途に使用されることから、不特定多数の人が通る使用場所での安全確保が重要である。特に、一体型操作装置１７を備えたものでは、特徴部分であるモニタ１７ａが注目されやすく、押しボタンスイッチ２２に容易に触れられることから、管理者以外の者による不用意な操作をなくす必要がある。そこで、一体型操作装置１７が接続される制御回路には、管理者が発した無線操作装置からの信号を受信可能な受信機と、該受信機で受信したロック作動信号に基づいて、運転操作スイッチ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ及び設定スイッチ２２ｆ，２２ｇの入力をそれぞれ規制したロック状態にする運転操作規制手段とを備えている。これに加えて、無線通信が行えない不測の状況下では、少しでも早くロック状態から脱する必要性もあることから、制御回路には、前記非常停止スイッチ２０の押し込み操作を受けて、前記ロック状態を解除する発電機停止手段を備えている。

【0021】

運転操作規制手段及び発電機停止手段は、データ処理や判定などの各種演算処理を行うコントローラ（ＣＰＵ）に対応している。また、ロック作動信号の受信は、手動設定スイッチ２２ｇにて手動操作モードを選択した状態では不可能であるが、遠隔設定スイッチ２２ｆにて遠隔操作モードを選択した状態では可能となる。

【0022】

可搬式エンジン発電機１１の運転中にロック作動信号を受信すると、コントローラでは、運転操作スイッチ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ及び設定スイッチ２２ｆ，２２ｇの入力を無効にする。すなわち、押しボタンスイッチ２２のうちの表示切替スイッチ２２ａを除く他のスイッチからの入力を無効にする。一方、可搬式エンジン発電機１１の運転中に非常停止スイッチ２０を押し込み操作すると、制御信号はアンロック作動信号となってコントローラに送信される。コントローラでは、必要な判定処理を行った上で、エンジン制御部（ＥＣＵ）に対してエンジン停止信号を送信するとともに、無効にされた運転操作スイッチの入力を有効にする。エンジンを停止した状態では、非常停止スイッチ２０を復帰させるなどの必要な操作を行った後、始動スイッチ２２ｄの操作によってエンジンを再始動することが可能になる。

【0023】

このように形成された可搬式エンジン発電機１１を使用する場合、機材センターや倉庫などのストック施設において、トラックなどの運搬車の荷台に搭載され、電線や各種機材と共にあるいは別々に現場に配送される。このとき、点検扉１３ｄや操作扉１６などの開閉部は閉じ状態で施錠されている。現場に到着すると、吊り金具１３ｃを使用して吊り上げられ、所定の場所に設置される。

【0024】

可搬式エンジン発電機１１を設置した後は、操作扉１６を解錠して開き状態にするとともに、負荷との間で電線の接続を行う。例えば、三相４線式交流の高電圧（４００Ｖ）を出力するためには、出力制御盤１４において４個一組の接続端子に４本の電線をそれぞれ接続するとともに、必要なアース接地が行われる。負荷に電線を接続した状態で、操作盤１５のキースイッチを回動操作して一体型操作装置１７を起動すると、モニタ１７ａに初期画面が表示される。ここで、初期状態（デフォルト状態）においては手動操作モードが設定される。

【0025】

表示切替スイッチ２２ａの選択操作によって高電圧出力に対応したモードとし、始動スイッチ２２ｄを操作すると、制御信号がコントローラに送信される。コントローラでは、必要な判定処理を行った上で、エンジン制御部に対してエンジン始動信号を送信する。これにより、クランキング回路が作動状態となってエンジンが始動するとともに、発電機が高電圧での発電状態となる。こうして、可搬式エンジン発電機１１の運転が開始され、投入スイッチ２２ｂを操作することによって、例えば、電気器具や電動機に対して電力供給が行われる。

【0026】

ところで、運転中の可搬式エンジン発電機１１から一時的に離れる場合、管理者以外の者による不用意な操作をなくす必要がある。以下では、可搬式エンジン発電機１１のロック機能（いたずら防止機能）について、その設定及び解除方法を説明する。まず、操作パネル１７ｂの遠隔設定スイッチ２２ｆを操作して、手動操作モードから遠隔操作モードへ変更し、ロック作動信号の受信を可能な状態にする。

【0027】

続いて、手元の無線操作装置によってスイッチ操作を行うと、可搬式エンジン発電機１１のコントローラでは、無線操作装置からのロック作動信号を受けて、運転操作スイッチ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ及び設定スイッチ２２ｆ，２２ｇの入力をそれぞれ規制したロック状態にする。これにより、操作パネル１７ｂから行う運転操作が不能となり、意図しない第三者による運転操作が防止される。

【0028】

ここで、管理者不在の状況、つまりロック機能が働いている状況において、現場の作業者が可搬式エンジン発電機１１の動作に何らかの異常を感じた場合、あるいは、モニタ１７ａの表示から、その異常にいち早く気づいた場合などの非常時には、操作盤１５の非常停止スイッチ２０を操作することで、コントローラによるエンジン停止制御が即時に実行され、さらには、ロック状態を解除して運転操作スイッチ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ及び設定スイッチ２２ｆ，２２ｇによる入力が可能な状態、すなわち、運転操作が可能な状態に復帰する。この場合、必要な措置を講じて安全確保を図った上で、始動スイッチ２２ｄの操作によってエンジンの再始動が行える。

【0029】

このように、操作が容易なユーザインターフェースとして一体型操作装置１７を備えた可搬式エンジン発電機１１の制御回路に、ロック作動信号を受信して運転操作スイッチの入力を規制する運転操作規制手段（コントローラ）を備えているので、使用場所で操作盤１５が露出した状態に置かれても、始動や停止などの運転操作をロック状態にすることが可能となり、管理者以外の者による不用意な操作をなくすことができる。さらには、無線信号で運転操作の規制を行うので、押しボタンスイッチ２２に触れただけではロック状態が解除されず、安全を十分に確保することができる。一方、ロック状態であっても、表示切替スイッチ２２ａについては操作が可能であるため、使い勝手を損なわずに安心して取り扱える。すなわち、多様な使用環境において利便性と安全性とを両立させることが可能な可搬式エンジン発電機１１が実現される。

【0030】

また、複数の押しボタンスイッチ２２が、ロック作動信号の受信を可能又は不可能にする設定スイッチである遠隔・手動設定スイッチ２２ｆ，２２ｇを含むので、運転操作についてロック機能を働かせたいという操作者の意図が確実に反映される。さらに、運転操作スイッチが、負荷の投入と遮断とを切り替え可能な投入・遮断スイッチ２２ｂ，２２ｃを含み、操作盤１５に対して、モニタ１７ａに表示した運転状態を目視し得る位置でハンドル１８ａ，１９ａの操作が可能な遮断器１８，１９を設けているので、ロック状態にあっても、遮断器１８，１９からのハンドル操作が独立して許容されることから、この種の可搬式エンジン発電機の取り扱いに精通しているベテランユーザにとって操作感が保たれ、必要時に自己の判断で遮断器１８，１９を操作することができる。

【0031】

また、操作盤１５に対して、モニタ１７ａに表示された運転状態を目視し得る位置で押しボタン２０ａの操作が可能な非常停止スイッチ２０を設け、制御回路に非常停止スイッチ２０の押し込み操作を受けて、ロック状態を解除する発電機停止手段（コントローラ）を備えているので、無線通信が行えない不測の状況下であっても、ロック状態から素早く脱することができる。

【0032】

とりわけ、モニタ１７ａの表示を目視で確認しながら遮断器１８，１９及び非常停止スイッチ２０の操作が可能であるため、可搬式エンジン発電機１１として操作性に優れたユーザインターフェースが得られるだけでなく、機器類の機能的な配置と相俟って、デザイン性も良好なものとなる。この点、操作パネル１７ｂの各スイッチと各遮断器１８，１９と非常停止スイッチ２０とは、相互に近接して配置されるものの、外観において形状や色に顕著な差異があることから、利用者には、状況に応じた適切な操作が容易に行えるという効果が期待できる。一方、第三者には、遮断器の入切操作など例外的な操作をしようとする契機にならないことから、危険につながる行為の抑止効果が期待できる。

【0033】

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、一体型操作装置は、操作を行うための入力部を本体に備えたものであればよく、押しボタンスイッチで構成する他、モニタに表示される文字や絵などの操作キーを操作可能なタッチパネル式で構成してもよい。また、遮断器や非常停止スイッチなどの配置は、モニタの表示を目視し得る位置で操作可能であればよく、操作性を損なわない範囲で適宜に変更することができる。

【0034】

さらに、無線操作装置には、ロック状態の作動及び解除を行う機能を有していればリモコンキーの他、スマートフォンやタブレットＰＣなどのモバイル端末を採用することができる。加えて、ロック状態においては、一体型操作装置のモニタにその旨を表示させてもよい。この場合、ロック状態であることが注意喚起されるので、実際には故障ではないのに故障であると誤解するおそれがなくなる。したがって、可搬式エンジン発電機の安全で安心な使用環境を提供することが可能となる。

【0035】

また、一体型操作装置は、可搬式エンジン発電機の使用経験が浅いユーザにとっては有用な支援となるが、ベテランユーザにとっては不要な場合もある。この場合、例えば、従来からの操作手段として用いられているキースイッチを設け、該キースイッチを回動操作してエンジンの始動、運転、停止を行うことができる。これにより、幅広い層の利用者からはもとよりのこと、可搬式エンジン発電機を扱う事業者からも高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになる。

【符号の説明】

【0036】

１１…可搬式エンジン発電機、１２…支持架台、１３…ケーシング、１３ａ…天井板、１３ｂ…凹部、１３ｃ…吊り金具、１３ｄ…点検扉、１４…出力制御盤、１４ａ…端子収容空間、１５…操作盤、１６…操作扉、１６ａ…透明窓部、１７…一体型操作装置、１７ａ…モニタ、１７ｂ…操作パネル、１８…遮断器、１８ａ…ハンドル、１９…遮断器、１９ａ…ハンドル、２０…非常停止スイッチ、２０ａ…押しボタン、２２…押しボタンスイッチ、２２ａ…表示切替スイッチ、２２ｂ…投入スイッチ、２２ｃ…遮断スイッチ、２２ｄ…始動スイッチ、２２ｅ…停止スイッチ、２２ｆ…遠隔設定スイッチ、２２ｇ…手動設定スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】