特開 2024-20626 ガスエンジン交換装置のための両方向モータ

(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】P2024020626

(43)【公開日】2024-02-14

(54)【発明の名称】ガスエンジン交換装置のための両方向モータ

(51)【国際特許分類】

   H02P 5/74 20060101AFI20240206BHJP

   E01C 19/35 20060101ALI20240206BHJP

   E02D 3/061 20060101ALI20240206BHJP

   E01C 19/38 20060101ALI20240206BHJP

【ＦＩ】

H02P5/74

E01C19/35

E02D3/061

E01C19/38

【審査請求】有

【請求項の数】37

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023206550

(22)【出願日】2023-12-07

(62)【分割の表示】P 2022525891の分割

【原出願日】2020-11-06

(31)【優先権主張番号】62/932,715

(32)【優先日】2019-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】598073073

【氏名又は名称】ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ギャラガー、パトリック、ディー．

(72)【発明者】

【氏名】バートレット、ティモシー、ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】オーバーマン、ティモシー、アール．

(72)【発明者】

【氏名】ヒューバー、アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】スプレイグ、コナー、ピー．

(72)【発明者】

【氏名】グランツァー、エヴァン、エム．

(72)【発明者】

【氏名】コーラー、ジョン、イー．

【テーマコード（参考）】

2D043

2D052

5H572

【Ｆターム（参考）】

2D043CB04

2D052BC07

2D052BC12

5H572AA20

5H572CC04

5H572EE04

5H572HA09

5H572HB07

5H572JJ03

5H572JJ17

5H572LL22

5H572LL32

5H572MM09

(57)【要約】

【課題】従来技術の問題を解決する。
【解決手段】ガスエンジン交換装置（１０）のための両方向モータ（３６）。一実施形態は、ハウジング（１４）と、バッテリレセプタクル（５４）と、モータ（３６）と、モータ（３６）からトルクを受ける動力取出シャフト（３８）と、モータ（３６）に選択的に電力を提供するよう構成される電力スイッチングネットワーク（３１０）と、電力スイッチングネットワーク（３１０）に結合される電子プロセッサ（３０２）とを含む、ガスエンジン交換装置（１０）を提供する。電子プロセッサ（３０２）は、モータ（３６）を第１の方向に回転させ、モータ（３６）の回転方向を切り替える入力を受信するよう構成される。電子プロセッサは、また、電力スイッチングネットワーク（３１０）を制御してモータ（３６）を停止させ、電力スイッチングネットワーク（３１０）を制御してモータ（３６）を停止させた後に、第２の方向にモータ（３６）を回転させるよう構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力機器であって、
当該動力機器においてガスエンジンを交換するための第１のデバイスと、
当該動力機器において前記ガスエンジンを交換するための第２のデバイスと、
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスに結合されるコントローラと、を含み、
前記第１のデバイスは、
第１のモータと、
当該動力機器の第１のエキサイターとの直接的又は間接的な接続のために前記第１のモータからトルクを受け取る第１の動力取出シャフトと、
前記第１のモータにバッテリ動力を選択的に提供するように構成される第１の電力スイッチングネットワークと、を含み、
前記第２のデバイスは、
第２のモータと、
当該動力機器の第２のエキサイターとの直接的又は間接的な接続のために前記第２のモータからトルクを受け取る第２の動力取出シャフトと、
前記第２のモータにバッテリ動力を選択的に提供するように構成される第２の電力スイッチングネットワークと、を含み、
前記コントローラは、
第１の制御信号を前記第１のデバイスに提供して前記第１のモータを駆動させ、
第２の制御信号を前記第２のデバイスに提供して前記第２のモータを駆動させる、
ように構成される、
動力機器。

【請求項2】

前記第１のエキサイターは、前記第１のデバイスと第１の振動プレートの中間に位置付けられる、請求項１に記載の動力機器。

【請求項3】

前記第１のエキサイターは、第１の振動機構を含み、前記第１のデバイスは、前記第１のモータを駆動させて、前記第１の振動機構を駆動させて、前記第１の振動プレートを駆動させる、請求項２に記載の動力機器。

【請求項4】

前記第１のデバイスは、前記第１の動力取出シャフトを前記第１のエキサイターに結合する第１のベルトを介して前記第１のエキサイターに接続される、請求項１に記載の動力機器。

【請求項5】

前記第２のエキサイターは、前記第２のデバイスと第２の振動プレートの中間に位置付けられる、請求項１に記載の動力機器。

【請求項6】

前記第２のエキサイターは、第２の振動機構を含み、前記第２のデバイスは、前記第２のモータを駆動させて、前記第２の振動機構を駆動させて、前記第２の振動プレートを駆動させる、請求項５に記載の動力機器。

【請求項7】

前記第２のデバイスは、前記第２の動力取出シャフトを前記第２のエキサイターに結合する第２のベルトを介して前記第２のエキサイターに接続される、請求項１に記載の動力機器。

【請求項8】

当該動力機器は、ダブルエキサイターコンパクターである、請求項１に記載の動力機器。

【請求項9】

前記コントローラは、前記第１の制御信号を前記第１のデバイス内に含まれる第１の電子プロセッサに提供し、前記第２の制御信号を前記第２のデバイス内に含まれる第２の電子プロセッサに提供する、ように構成される、請求項１に記載の動力機器。

【請求項10】

前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、それぞれ、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの速度、方向、及び位相オフセットを制御する、請求項１に記載の動力機器。

【請求項11】

前記コントローラは、
当該動力機器の動作モードを決定するように更に構成され、
前記第１の制御信号を前記第１のデバイスに提供することは、前記動作モードに基づいて前記第１の制御信号を前記第１のデバイスに提供することを含み、
前記第２の制御信号を前記第２のデバイスに提供することは、前記動作モードに基づいて前記第１の制御信号を前記第２のデバイスに提供することを含む、
請求項１に記載の動力機器。

【請求項12】

前記コントローラは、前記動作モードと前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスのための制御との間のマッピングを格納するメモリを更に含む、請求項１１に記載の動力機器。

【請求項13】

前記コントローラは、当該動力機器のユーザ入力デバイスを通じて受信される１つ以上のユーザ入力に基づいて前記動作モードを決定する、請求項１１に記載の動力機器。

【請求項14】

前記コントローラは、グラフィカルユーザインターフェースを提供する外部デバイスから通信ネットワークを介して受信される１つ以上のユーザ入力に基づいて前記動作モードを決定する、請求項１１に記載の動力機器。

【請求項15】

前記動作モードは、前進締固め、後退締固め、及びニュートラル締固めからなるグループから選択される１つを含み、各動作モードは、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの特定の制御に対応する、請求項１１に記載の動力機器。

【請求項16】

前記動作モードが前進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスを制御して、前方方向において当該動力機器の締固め及び前進を行う、請求項１５に記載の動力機器。

【請求項17】

前記動作モードが前進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御して、第１の方向において回転させる、請求項１６に記載の動力機器。

【請求項18】

前記動作モードが後進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスを制御して、後方方向において当該動力機器の締固め及び前進を行う、請求項１７に記載の動力機器。

【請求項19】

前記動作モードが後進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御して、第１の方向とは反対の第２の方向において回転させる、請求項１８に記載の動力機器。

【請求項20】

前記動作モードがニュートラル締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスを制御して、静止しているままである間に締固めを行う、請求項１９に記載の動力機器。

【請求項21】

前記動作モードがニュートラル締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御して、反対方向において回転させる、請求項２０に記載の動力機器。

【請求項22】

前記コントローラは、当該動力機器の各モード変更のために前記第１の制御信号を前記第１のデバイスに提供すること及び前記第２の制御信号を前記第２のデバイスに提供することを繰り返すように更に構成される、請求項１１に記載の動力機器。

【請求項23】

前記コントローラは、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの一方に含まれる、請求項１に記載の動力機器。

【請求項24】

動力機器を作動させる方法であって、
前記動力機器に含まれるコントローラを用いて、前記動力機器の動作モードを決定することと、
前記動作モードに基づいて、前記動力機器に含まれる第１のデバイスの第１のモータを制御する第１の制御信号を提供することであって、前記第１のデバイスは、前記動力機器のガスエンジンを交換し、前記第１のモータを含み、第１の動力取出シャフトが、前記動力機器の第１のエキサイターとの直接的又は間接的な接続のために前記第１のモータからトルクを受け取る、第１の制御信号を提供することと、
前記動作モードに基づいて、前記動力機器に含まれる第２のデバイスの第２のモータを制御する第２の制御信号を提供することであって、前記第２のデバイスは、前記動力機器のガスエンジンを交換し、前記第２のモータを含み、第２の動力取出シャフトが、前記動力機器の第２のエキサイターとの直接的又は間接的な接続のために前記第２のモータからトルクを受け取る、第２の制御信号を提供することと、を含む、
方法。

【請求項25】

前記動作モードに基づいて前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を提供することは、前記動作モードと前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスのための制御との間のマッピングを格納するメモリにアクセスすることを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、それぞれ、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの速度、方向、及び位相オフセットを制御する、請求項２４に記載の方法。

【請求項27】

前記動作モードを決定することは、前記動力機器のユーザ入力デバイスを通じて受信される１つ以上のユーザ入力に基づいて前記動作モードを決定することを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項28】

前記動作モードを決定することは、グラフィカルユーザインターフェースを提供する外部デバイスから通信ネットワークを介して受信される１つ以上のユーザ入力に基づいて前記動作モードを決定することを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項29】

前記動作モードは、前進締固め、後退締固め、及びニュートラル締固めからなるグループから選択される１つを含み、各動作モードは、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの特定の制御に対応する、請求項２４に記載の方法。

【請求項30】

前記動作モードが前進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスを制御して、前方方向において前記動力機器の締固め及び前進を行う、請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

前記動作モードが前進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御して、第１の方向において回転させる、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

前記動作モードが後進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスを制御して、後方方向において前記動力機器の締固め及び前進を行う、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記動作モードが後進締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御して、第１の方向とは反対の第２の方向において回転させる、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

前記動作モードがニュートラル締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスを制御して、静止しているままである間に締固めを行う、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

前記動作モードがニュートラル締固めであることに応答して、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のモータ及び前記第２のモータを制御して、反対方向において回転させる、請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

前記動力機器の各モード変更のために前記第１の制御信号を前記第１のデバイスに提供すること及び前記第２の制御信号を前記第２のデバイスに提供することを繰り返すことを更に含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項37】

前記コントローラは、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの一方に含まれる、請求項２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の参照）
本願は、２０１９年１１月８日出願の米国仮特許出願第６２／９３２，７１５号明細書の利益を主張するものであり、その内容の全てを引用して本明細書中に組み込む。

【0002】

本願は、ガスエンジン交換用モータユニットに関し、特に、動力機器と共に用いるためのガスエンジン交換用モータユニットに関する。

【背景技術】

【0003】

小型の単気筒又は多気筒ガソリンエンジンを動力機器に取り付けて、動力取出シャフトにより機器を駆動することができる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

一実施形態は、ハウジングと、ハウジングに結合され、バッテリパックを取り外し可能に受け入れるよう構成されるバッテリレセプタクルと、ハウジング内に位置するモータとを含むガスエンジン交換装置を提供する。ガスエンジン交換装置はまた、モータからトルクを受け、ハウジングの側面から突出する動力取出シャフトと、バッテリパックからモータに電力を選択的に提供するよう構成される電力スイッチングネットワークと、電力スイッチングネットワークに結合され、電力スイッチングネットワークを制御してモータを回転させるよう構成される電子プロセッサとを含む。電子プロセッサは、モータを第１の方向に回転させ、モータの回転方向を切り替える入力を受信するよう構成される。電子プロセッサはまた、モータを惰走させて停止させることと、受動制動を適用してモータを停止させることと、能動制動を適用してモータを停止させることと、第１の方向とは逆位相でモータを動的にパルス駆動することと、からなる群から選択される１つを実行することによってモータを停止させるよう電力スイッチングネットワークを制御し、電力スイッチングネットワークを制御してモータを停止させた後に、モータを第２の方向に回転させるよう構成される。

【0005】

別の実施形態は、ガスエンジン交換装置を含む屋外動力機器を提供する。ガスエンジン交換装置は、ハウジングと、ハウジングに結合され、バッテリパックを取り外し可能に受け入れるよう構成されるバッテリレセプタクルと、ハウジング内に位置するモータとを含む。ガスエンジン交換装置はまた、モータからトルクを受け、ハウジングの側面から突出する動力取出シャフトと、バッテリパックからモータに電力を選択的に提供するよう構成される電力スイッチングネットワークと、電力スイッチングネットワークに結合され、電力スイッチングネットワークを制御してモータを回転させるよう構成される電子プロセッサとを含む。屋外動力機器はまた、動力取出シャフトを第１の機器ビットに結合し、モータが第１の方向に回転している場合に第１の機器ビットを作動させ、モータが第２の方向に回転している場合に第１の機器ビットを停止させるよう構成される第１のクラッチ機構を含む。

【0006】

幾つかの構成において、屋外動力機器は、更に、動力取出シャフトを第２の機器ビットに結合し、モータが第２の方向に回転している場合に第２の機器ビットを作動させ、モータが第１の方向に回転している場合に第２の機器ビットを停止させるよう構成される第２のクラッチ機構を含む。

【0007】

幾つかの構成において、第１の機器ビットは第１の振動プレートを駆動するよう構成される第１の振動機構であり、第２の機器ビットは第２の振動プレートを駆動するよう構成される第２の振動機構である。

【0008】

幾つかの構成において、屋外動力機器はまた、地上で屋外動力機器を前進させるよう構成される車輪を含み、第１の機器ビットは振動プレートを駆動するよう構成される振動機構であり、第２の機器ビットは車輪を駆動する車軸である。

【0009】

更に別の実施形態は、ハンドルを有するフレームと、フレームによって支持される振動プレートと、振動プレートを駆動するよう構成される振動機構と、ガスエンジン交換装置とを含むコンパクターシステムを提供する。ガスエンジン交換装置は、ハウジングと、ハウジングに結合され、バッテリパックを取り外し可能に受け入れるよう構成されるバッテリレセプタクルと、ハウジング内に位置するモータとを含む。ガスエンジン交換装置はまた、バッテリパックからモータに電力を選択的に提供するよう構成される電力スイッチングネットワークと、モータからトルクを受け、ハウジングの側面から突出する動力取出シャフトとを含む。動力取出シャフトは、振動機構を駆動するよう振動機構に接続される。ガスエンジン交換装置は、更に、電力スイッチングネットワークに結合され、電力スイッチングネットワークを制御してモータを回転させるよう構成される電子プロセッサを含む。電子プロセッサは、モータを第１の方向に回転させるよう構成される。振動機構は、モータが第１の方向に回転する場合に、コンパクターシステムを移動させるために振動プレートを振動させ、前方に進めさせる。電子プロセッサは、モータを第２の方向に回転させるよう構成される。振動機構は、振動プレートを振動させるが、振動プレートを前方に進めさせない。

【0010】

更に別の実施形態は、ハンドルを有するフレームと、フレームによって支持される第１の振動プレートと、第１の振動プレートを駆動するよう構成される第１の振動機構とを含むコンパクターシステムを提供する。コンパクターシステムはまた、フレームによって支持される第２の振動プレートと、第２の振動プレートを駆動するよう構成される第２の振動機構と、ガスエンジン交換装置とを含む。ガスエンジン交換装置は、ハウジングと、ハウジングに結合され、バッテリパックを取り外し可能に受け入れるよう構成されるバッテリレセプタクルと、ハウジング内に位置するモータとを含む。ガスエンジン交換装置はまた、バッテリパックからモータに電力を選択的に提供するよう構成される電力スイッチングネットワークと、電力スイッチングネットワークに結合され、電力スイッチングネットワークを制御してモータを回転させるよう構成される電子プロセッサと、モータからトルクを受け、ハウジングの側面から突出する動力取出シャフトとを含む。動力取出シャフトは、第１の振動機構に接続されて第１のクラッチ機構を介して第１の振動機構を駆動し、第２の振動機構に接続されて第２のクラッチ機構を介して第２の振動機構を駆動する。第１のクラッチ機構は、モータが第１の方向に回転する場合に動力取出シャフトを第１の振動機構に動作可能に係合させ、第１のクラッチ機構は、モータが第２の方向に回転する場合に動力取出シャフトを第１の振動機構から動作可能に係合解除する。第２のクラッチ機構は、モータが第２の方向に回転する場合に動力取出シャフトを第２の振動機構に動作可能に係合させ、第２のクラッチ機構は、モータが第１の方向に回転する場合に動力取出シャフトを第２の振動機構から動作可能に係合解除する。

【0011】

更に別の実施形態は、ハンドルを含むフレームと、フレームによって支持される振動プレートと、振動プレートを駆動するよう構成される振動機構とを含むコンパクターシステムを提供する。コンパクターシステムはまた、地面上でコンパクターシステムを前進させるようフレームによって支持される車輪と、ガスエンジン交換装置とを含む。ガスエンジン交換装置は、ハウジングと、ハウジングに結合され、バッテリパックを取り外し可能に受け入れるよう構成されるバッテリレセプタクルと、ハウジング内に位置するモータとを含む。ガスエンジン交換装置はまた、バッテリパックからモータに電力を選択的に提供するよう構成される電力スイッチングネットワークと、電力スイッチングネットワークに結合され、電力スイッチングネットワークを制御してモータを回転させるよう構成される電子プロセッサと、モータからトルクを受け、ハウジングの側面から突出する動力取出シャフトとを含む。動力取出シャフトは、振動機構に接続されて振動機構を駆動し、クラッチ機構を介して車輪に接続される。モータが第１の方向に回転すると、クラッチ機構は動力取出シャフトを車輪に動作可能に係合させてコンパクターシステムを前方に進めさせ、モータが第２の方向に回転すると、クラッチ機構は動力取出シャフトを車輪から動作可能に係合解除する。

【0012】

更に別の実施形態は、ハンドルを含むフレームと、第１の振動プレートを駆動するよう構成される第１の振動機構と、第１のバッテリ式ガスエンジン交換装置とを備えるコンパクターシステムを提供する。第１のバッテリ式ガスエンジン交換装置は、第１のモータと、第１のモータに結合され、第１のモータの回転を制御するよう構成される第１の電子プロセッサと、第１のモータからトルクを受け、第１の振動機構を駆動するよう第１の振動機構に接続される第１の動力取出シャフトとを含む。コンパクターシステムはまた、第２の振動プレートを駆動するよう構成される第２の振動機構と、第２のバッテリ式ガスエンジン交換装置とを含む。第２のバッテリ式ガスエンジン交換装置は、第２のモータと、第２のモータに結合され、第２のモータの回転を制御するよう構成される第２の電子プロセッサと、第２のモータからトルクを受け、第２の振動機構を駆動するよう第２の振動機構に接続される第２の動力取出シャフトとを含む。コンパクターシステムは、更に、第１の電子プロセッサ及び第２の電子プロセッサに電気的に接続されるメイン電子プロセッサを含む。メイン電子プロセッサは、コンパクターシステムの動作モードを特定し、動作モードに基づいて第１の電子プロセッサに第１の制御信号を提供し、動作モードに基づいて第２の電子プロセッサに第２の制御信号を提供するよう構成される。

【0013】

任意の実施形態を詳細に説明する前に、実施形態は、その用途において、以下の説明に記載するか、又は以下の図面に示す構成部品の構造及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本明細書中に説明する実施形態は、様々な方法において実施又は実行することが可能である。また、本明細書中で用いる表現及び用語は説明のためのものであり、制限するものとして見なしてはならないことは、理解されたい。本明細書中での「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、又は「ｈａｖｉｎｇ」、及びそれらの変形例の使用は、それ以降に挙げる項目及びその均等物並びに追加項目を包含することを意味する。用語「取り付けられる」、「接続される」、及び「結合される」は、広義に用いられ、直接的及び間接的両方の取り付け、接続、及び結合を包含する。更に、「接続される」及び「結合される」は、物理的若しくは機械的な接続或いは結合に限定されず、直接的又は間接的に関わらず、電気的な接続若しくは結合を含むことができる。加えて、項目のリストと共に本明細書中で用いるように、「及び／又は」とは、項目が全て一緒に、サブセットで、又は代替として取られる可能性があることを意味する（例えば、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、Ａ；Ｂ；Ｃ；Ａ及びＢ；Ｂ及びＣ；Ａ及びＣ；又はＡ、Ｂ、及びＣを意味する）。

【0014】

複数のハードウェア及びソフトウェアベースの装置、並びに複数の異なる構造的構成部品が、本明細書中に説明する実施形態を実装するために利用されてもよいことに留意されたい。更に、後続の段落において説明するように、図面に示す特定の構成は、例示的な実施形態として意図しており、他の代替の構成が可能である。用語「プロセッサ」、「中央処理装置」、及び「ＣＰＵ」は、特に指定のない限り交換可能である。用語「プロセッサ」又は「中央処理装置」若しくは「ＣＰＵ」が、特定の機能を実行するユニットを識別するものとして用いられる場合、特に指定のない限り、それらの機能は、単一のプロセッサ、又は並列プロセッサ、直列プロセッサ、タンデムプロセッサ、若しくはクラウド処理／クラウドコンピューティング構成を含む任意の形態で配置される複数のプロセッサによって実行することができることを理解されたい。

【0015】

加えて、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、及び電子構成部品又はモジュールを含んでいてもよく、これらは、検討の目的のために、構成部品の大部分がハードウェアのみで実装されているかのように図示及び説明する可能性があることを理解されたい。しかし、当業者は、この詳細な説明を読むことに基づいて、少なくとも１つの実施形態において、電子ベースの態様が、マイクロプロセッサ及び／又は特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）等の１つ以上の処理ユニットによって実行可能なソフトウェア（例えば、非一時的コンピュータ読取可能媒体に格納される）において実装されてもよいことを認識するであろう。このため、複数のハードウェア及びソフトウェアベースの装置、並びに複数の異なる構造的構成部品が、実施形態を実装するために利用されてもよいことに留意されたい。

【0016】

他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明及び添付図面の考慮によって明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態によるガスエンジン交換装置の斜視図である。

【図2】図１のガスエンジン交換装置の平面図である。

【図3】図１のガスエンジン交換装置の略図である。

【図4】図１のガスエンジン交換装置のバッテリパックの斜視図である。

【図5】図４のバッテリパックの断面図である。

【図6】図１のガスエンジン交換装置のバッテリレセプタクルの断面図である。

【図7】図１のガスエンジン交換装置のモータの断面図である。

【図8】図１のガスエンジン交換装置のモータ、歯車列、及び動力取出シャフトの略図である。

【図9】図１のガスエンジン交換装置のブロック図である。

【図10】図１のガスエンジン交換装置のモータを駆動するための電力スイッチングネットワークの略図である。

【図11】Ａは、モータの前進動作中の図１０の電力スイッチングネットワークの動作を示す図である。Ｂは、モータの逆動作中の図１０の電力スイッチングネットワークの動作を示す図である。

【図12】図１のガスエンジン交換装置の両方向動作のための方法のフロー図である。

【図13】図１のガスエンジン交換装置を含むコンパクターの斜視図である。

【図14】図１３のコンパクターの平面図である。

【図15】図１のガスエンジン交換装置を含むポンプシステムの斜視図である。

【図16】図１のガスエンジン交換装置を含む屋外動力機器の略図である。

【図17】図１のガスエンジン交換装置を含む屋外動力機器の略図である。

【図18】図１の２つのガスエンジン交換装置を含むコンパクターの略図である。

【図19】図１８のコンパクターの動作のための方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１及び２に示すように、動力機器の一部と共に用いるためのガスエンジン交換装置１０は、第１の側面１８と、第１の側面１８に隣接する第２の側面２２と、第２の側面２２に対向する第３の側面２６と、第１の側面１８に対向する第４の側面２８と、第２及び第３の側面２２、２６間に延在する第５の側面３０と、第５の側面３０に対向する第６の側面３２とを有するハウジング１４を含んでいる。ガスエンジン交換装置１０はまた、第１の側面１８でハウジング１４に結合されるフランジ３４と、ハウジング１４内部に位置する電気モータ３６と、第２の側面２２から突出し、モータ３６からのトルクを受け取る動力取出シャフト３８とを含んでいる。以下で更に詳細に説明するように、幾つかの実施形態において、動力取出シャフト３８は、第１の側面１８及びフランジ３４から突出している。図３に示すように、ガスエンジン交換装置１０はまた、ハウジング１４内部に位置決めされ、モータ３６に電気的に接続される配線及びコントローラ４６を含む制御電子機器４２も含んでいる。同様のガスエンジン交換装置１０は、２０１９年８月２６日出願の米国特許出願第１６／５５１，１９７号明細書に記載及び図示されており、その内容の全てを引用して本明細書中に組み込む。

【0019】

図１～６に示すように、ガスエンジン交換装置１０はまた、ハウジング１４内のバッテリレセプタクル５４に取り外し可能に受け入れられてバッテリパック５０から制御電子機器４２を介してモータ３６に電流を伝達するバッテリパック５０も含んでいる。図４～６を参照すると、バッテリパック５０は、支持部６２と、パックハウジング５８によって支持される複数のバッテリセル６８に電気的に接続される第１の端子６６とを有するバッテリパックハウジング５８を含んでいる。支持部６２は、バッテリレセプタクル５４の相補突出部／凹部７４（図６に示す）と協働する突出部／凹部７０を有するスライドオン編成を提供する。図４～６に示す実施形態において、バッテリパック５０の突出部／凹部７０はガイドレールであり、バッテリレセプタクル５４の突出部／凹部７４はガイド凹部である。同様のバッテリパックは、２０１８年７月２日出願の米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、その内容の全てを引用して本明細書中に組み込む。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、最大約８０Ｖの公称電圧を有する。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、最大約１２０Ｖの公称電圧を有する。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、最大約６ｌｂの重量を有する。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８のそれぞれは、最大２１ｍｍの直径及び最大約７１ｍｍの長さを有する。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、最大２０個のバッテリセル６８を含む。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は直列に接続される。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、約４０Ａ～約６０Ａの間の持続動作放電電流を出力するよう動作可能である。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８のそれぞれは、約３．０Ａｈ～約５．０Ａｈの間の容量を有する。

【0020】

図６は、幾つかの実施形態によるガスエンジン交換装置１０のバッテリレセプタクル５４を示している。バッテリレセプタクル５４は、突出部／凹部７４と、第２の端子７８と、ラッチ機構８２と、電力切断スイッチ８６とを含んでいる。突出部／凹部７４は、バッテリパック５０をガスエンジン交換装置１０のバッテリレセプタクル５４に装着するようバッテリパック５０の突出部／凹部７０と協働する。バッテリパック５０がガスエンジン交換装置１０に装着されると、第２の端子７８及び第１の端子６６は電気的に接続される。ラッチ機構８２は、バッテリレセプタクル５４の表面から突出し、バッテリパック５０と係合してバッテリパック５０とバッテリレセプタクル５４との間の係合を維持するよう構成される。従って、バッテリパック５０は、バッテリパック５０がガスエンジン交換装置１０のハウジング１４によって支持可能であるように、バッテリレセプタクル５４に接続可能であり、それによって支持可能である。幾つかの実施形態において、バッテリパックレセプタクル５４は、モータ３６からバッテリパック５０に伝達される振動を抑制するために、モータ３６とバッテリパック５０との間に最大可能離間距離を生じる位置においてハウジング１４上に配置される。幾つかの実施形態において、エラストマー部材が、モータ３６からハウジング１４を介してバッテリパック５０に伝達される振動を抑制するために、バッテリパックレセプタクル５４上に配置される。

【0021】

他の実施形態（図示せず）において、ラッチ機構８２は、ラッチ機構８２がバッテリパック５０上の対応する構造と係合してバッテリパック５０とバッテリレセプタクル５４との間の係合を維持するように、様々な位置（例えば、バッテリレセプタクル５４の側壁、端壁、上端壁等）に配設されてもよい。ラッチ機構８２は、ラッチ部材９４と動作可能に係合する枢動自在なアクチュエータ又はハンドル９０を含んでいる。ラッチ部材９４は、レセプタクル５４のボア９８内に摺動自在に配設され、付勢部材１０２（例えば、ばね）によってラッチ位置に向かって付勢されて、バッテリレセプタクル５４の表面を通って、バッテリパック５０内のキャビティ内に突出する。

【0022】

ラッチ機構８２はまた、ラッチ部材９４をバッテリパック５０から引き出すハンドル９０の作動の間、バッテリパック５０をバッテリレセプタクル５４から電気的に接続／切断することを容易にする電力切断スイッチ８６（例えば、マイクロスイッチ）も含んでいる。電力切断スイッチ８６は、バッテリレセプタクル５４からバッテリパック５０を取り外す前に、ガスエンジン交換装置１０からバッテリパック５０を電気的に切断するよう作用してもよい。電力切断スイッチ８６は、ラッチ部材９４がラッチ位置（即ち、ラッチ部材９４が完全にバッテリパック５０のキャビティ内部にある場合）から中間位置に移動する場合に作動する。電力切断スイッチ８６は、コントローラ４６に電気的に接続されており、バッテリパック５０がガスエンジン交換装置１０から切断されていることを示す割込を生成してもよい。コントローラ４６が割込を受信すると、コントローラ４６は、電源切断動作を開始して、ガスエンジン交換装置１０の制御電子機器４２を安全に電源切断する。同様のラッチ機構及び切断スイッチは、米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、引用して本明細書中に組み込んでいる。

【0023】

図７に示すように、モータ３６は、外径９７を有するモータハウジング９６と、最大約８０ｍｍの公称外径１０２を有する固定子９８と、出力シャフト１０６を有し、固定子９８内部で回転するために支持される回転子１０２と、ファン１０８とを含んでいる。同様のモータは、米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、引用して本明細書中に組み込んでいる。幾つかの実施形態において、モータ３６はブラシレス直流モータである。幾つかの実施形態において、モータ３６は、少なくとも約２７６０Ｗの電力出力を有する。幾つかの実施形態において、モータ３６の電力出力は、動作中に２７６０Ｗ未満に低下する可能性がある。幾つかの実施形態において、ファン１０８は、モータハウジング９６の直径９７よりも大きい直径１０９を有している。幾つかの実施形態において、モータ３６は、迅速な過負荷制御のために電子クラッチ（図示せず）により停止させることができる。幾つかの実施形態において、モータ３６は、最大約４４３，６１９ｍｍ^３の体積を有する。幾つかの実施形態において、モータは、最大約４．６ｌｂの重量を有する。ハウジング１４は、空気が出口ベントを通して排出される前に、モータファン１０８が、空気を入口ベントを通して制御電子機器４２に沿って引き込んで、制御電子機器４２を冷却するように、入口ベント及び出口ベントを含んでいる。図７に示す実施形態において、モータ３６は内部回転子モータであるが、他の実施形態において、モータ３６は、最大約８０ｍｍの公称外径（即ち、回転子の公称外径）を有する外部回転子モータとすることができる。

【0024】

図８を参照すると、モータ３６は、様々な構成で動力取出シャフト３８にトルクを伝達することができる。幾つかの実施形態において、出力シャフト１０６はまた、モータ３６がいかなる中間歯車列も欠いて動力取出シャフト３８を直接駆動するような、動力取出シャフト３８でもある。例えば、モータ３６は、直接駆動式多極数モータであってもよい。図８に示すように、他の実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、モータ３６から動力取出シャフト３８にトルクを伝達する歯車列１１０を含む。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、モータ３６から動力取出シャフト３８へのトルクの伝達を中断する機械クラッチ（図示せず）を含むことができる。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６から動力取出シャフト３８にトルクを伝達する遊星トランスミッションを含んでいてもよく、出力シャフト１０６の回転軸は、動力取出シャフト３８の回転軸と同軸である。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６の回転軸が、動力取出シャフト３８の回転軸からオフセットされ、それと平行となるように、回転子の出力シャフト１０６と係合する平歯車を含んでいる。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６の回転軸が動力取出シャフト３８の回転軸に対して垂直となるように、傘歯車を含んでいる。傘歯車を利用する他の実施形態において、出力シャフト１０６の回転軸は、動力取出シャフト３８の回転軸に対して垂直、平行、又は同軸ではなく、動力取出シャフト３８はフランジ３４から突出している。

【0025】

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、オン／オフインジケータ（図示せず）を含んでいる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、空中浮遊デブリをモータ３６及び制御電子機器４２の中に入れないようにするフィルタ（図示せず）を含んでいる。幾つかの実施形態において、フィルタは、汚れフィルタセンサ（図示せず）及び自己洗浄機構（図示せず）を含んでいる。幾つかの実施形態において、モータ３６は、減速又はぬかるみにはまり込む等の抵抗に遭遇する場合に、ガスエンジン応答を模倣するであろう。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、制御電子機器４２（図１及び２）を空冷するためのヒートシンク２０２をハウジング１４内に含んでいる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は液冷式である。

【0026】

幾つかの実施形態において、回転子１０２の出力シャフト１０６は、以下で更に説明するように、前進及び後退の両方の能力を有している。幾つかの実施形態において、前進及び後退能力は、余分な歯車及び時間遅延なしに前進／後退能力を達成することができないガスエンジンと比較して、歯車列１１０の歯車をシフトすることなく制御可能である。従って、ガスエンジン交換装置１０は、高速化、軽量化、低コスト化を提供する。ガスエンジン交換装置１０は、ガスエンジンと比較して、より少ない可動部品を有し、燃焼システムを持たないため、追加の速度、重量、及びコストの利点も提供する。

【0027】

ガスエンジン交換装置１０は、長期間にわたって地面に対して任意の向き（垂直、水平、上下逆）で動作することが可能であり、１つの向き及び僅かな傾きで短時間しか動作することができない４サイクルガスエンジンに優る利点を与える。ガスエンジン交換装置１０は、ガス、オイル、又は他の流体を必要としないため、漏れ又は溢れを生じることなく、上下逆に又は任意の所与の側面で運転し、輸送し、保管することができる。

【0028】

動作時において、ガスエンジン交換装置１０を用いてガスエンジンシステムを交換することができる。具体的には、ガスエンジン交換装置１０は、フランジ３４内の複数のアパーチャによって画成される第１のボルトパターンを第２のボルトパターンと整列させることによって、第２のボルトパターンを有する動力機器の一部に取り付けることができる。幾つかの実施形態において、フランジ３４は、アダプタがフランジ３４を動力機器に結合するように、フランジ３４自体と第２のボルトパターンを有する動力機器の一部のフランジとの間に配置される１つ以上の中間取付部材又はアダプタを含んでいてもよい。これらの実施形態において、アダプタは、フランジ３４の第１のボルトパターンがアダプタの第１のボルトパターンと整列し、アダプタの第２のボルトパターンが動力機器の一部に画成される第２のボルトパターンと整列し、それによってガスエンジン交換装置１０のフランジ３４が動力機器の一部に結合されることを可能にするように、第２のボルトパターン及び第１のボルトパターンの両方を含んでいる。

【0029】

代替として、ガスエンジン交換装置１０は、動力取出シャフトと機器ビットとを動作可能に接続するベルトを設けることによって、ベルトシステムを用いて動力機器の一部に接続することができる。従って、ガスエンジン交換装置１０の動力取出シャフト３８は、機器を駆動するために用いることができる。

【0030】

動作中、ガスエンジン交換装置１０のハウジング１４は、ガスエンジン交換装置１０において燃焼がないため、内燃ユニットのハウジングよりも比較的はるかに低温である。具体的には、ガスエンジンユニットの運転時、ガスエンジンユニットのハウジングは２２０℃以上となる。対照的に、ガスエンジン交換装置１０の運転時、ハウジング１４の外面の全ては、９５℃未満である。以下の表１及び２は、ガスエンジン交換装置１０のハウジング１４上の種々のコンポーネントの温度限界を更に具体的に列挙している。

【0031】

以下の表１は、電動工具において通常用いられる種々のコンポーネントの米国保険業者安全試験所（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）（ＵＬ）の温度限界を、それらのコンポーネントが金属、プラスチック、ゴム、木材、磁器、又はガラス質から形成されているかどうかに関して列挙している。例えば、少なくとも幾つかの実施形態において、プラスチックの定格温度がガスエンジン交換装置１０によって超えられることはない。

【0032】

【表1】

【0033】

以下の表２は、バッテリパック５０のバッテリパックハウジング５８の種々のコンポーネントのＵＬ温度限界を、それらのコンポーネントが金属、プラスチック、又はゴムから形成されているかどうかに関して列挙している。例えば、少なくとも幾つかの実施形態において、プラスチックの定格温度がガスエンジン交換装置１０によって超えられることはない。

【0034】

【表2】

【0035】

図９は、例示的な一実施形態によるガスエンジン交換装置１０の簡略化したブロック図を示している。図９に示すように、ガスエンジン交換装置１０は、電子プロセッサ３０２と、メモリ３０６と、バッテリパック５０と、電力スイッチングネットワーク３１０と、モータ３６と、回転子位置センサ３１４と、電流センサ３１８と、ユーザ入力装置３２２（例えば、トリガ又は電源ボタン）と、トランシーバ３２６と、インジケータ３３０（例えば、発光ダイオード）とを含んでいる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、図９に示すものよりも少ない又は追加のコンポーネントを含む。例えば、ガスエンジン交換装置１０は、バッテリパック燃料計、作業灯、追加センサ、キルスイッチ、電力切断スイッチ８６等を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２、メモリ３０６、電力スイッチングネットワーク３１０、回転子位置センサ３１４、電流センサ３１８、ユーザ入力装置３２２（例えば、トリガ又は電源ボタン）、トランシーバ３２６、及びインジケータ３３０（例えば、発光ダイオード）のうちの１つ以上を含む図９に示すガスエンジン交換装置１０の要素は、図３に示す制御電子機器４２の少なくとも一部を形成し、電子プロセッサ３０２及びメモリ３０６は、図３に示すコントローラ４６の少なくとも一部を形成している。

【0036】

メモリ３０６は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の非一時的コンピュータ読取可能媒体、又はそれらの組み合わせを含む。電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６と通信してデータを格納し、格納されたデータを取り出すよう構成される。電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６から命令及びデータを受信し、とりわけ命令を実行するよう構成される。特に、電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６に格納された命令を実行して、本明細書中に説明する方法を実行する。

【0037】

上で説明したように、幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、異なるバッテリパック５０をガスエンジン交換装置１０に着脱して、異なる量の電力をガスエンジン交換装置１０に提供してもよいように、ガスエンジン交換装置１０のハウジングに着脱自在に取り付けられる。バッテリパック５０（例えば、公称電圧、持続動作放電電流、大きさ、セルの数、動作等）、並びにモータ３６（例えば、出力、大きさ、動作等）の更なる説明は、図１～８に関して上で提供されている。

【0038】

電力スイッチングネットワーク３１０は、電子プロセッサ３０２がモータ３６の動作を制御することを可能にする。一般に、ユーザ入力装置３２２が押下される（又は他の方法で作動される）場合、電流が、電力スイッチングネットワーク３１０を介してバッテリパック５０からモータ３６に供給される。ユーザ入力装置３２２が押下されていない（又は他の方法で作動していない）場合、電流は、バッテリパック５０からモータ３６に供給されない。幾つかの実施形態において、ユーザ入力装置３２２が押下される量は、モータ３６の所望の回転速度に関連するか、又はそれに対応している。他の実施形態において、ユーザ入力装置３２２が押下される量は、所望のトルクに関連するか、又はそれに対応している。他の実施形態において、モータ３６に対して所望の回転速度又はトルクを提供するよう電子プロセッサ３０２と通信する別個の入力装置（例えば、スライダ、ダイヤル等）がガスエンジン交換装置１０に含まれる。

【0039】

電子プロセッサ３０２がユーザ入力装置３２２から駆動要求信号を受信することに応じて、電子プロセッサ３０２は電力スイッチングネットワーク３１０を作動させてモータ３６に電力を供給する。電力スイッチングネットワーク３１０を介して、電子プロセッサ３０２は、モータ３６に利用可能な電流の量を制御し、それによってモータ３６の速度及びトルク出力を制御する。電力スイッチングネットワーク３１０は、多数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ、又は他の種類の電気スイッチを含んでいてもよい。例えば、電力スイッチングネットワーク３１０は、電子プロセッサ３０２からパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信してモータ３６を駆動する６－ＦＥＴブリッジ（図１０参照）を含んでいてもよい。

【0040】

回転子位置センサ３１４及び電流センサ３１８は、電子プロセッサ３０２に結合され、ガスエンジン交換装置１０又はモータ３６の異なるパラメータを示す様々な制御信号を電子プロセッサ３０２に伝達する。幾つかの実施形態において、回転子位置センサ３１４は、１つのホールセンサ又は複数のホールセンサを含む。他の実施形態において、回転子位置センサ３１４は、モータ３６に取り付けられる直角位相エンコーダを含む。回転子位置センサ３１４は、モータ３６の回転子の磁石がホールセンサの面を横切って回転する場合の指標（例えば、パルス）等のモータフィードバック情報を電子プロセッサ３０２に出力する。更に他の実施形態において、回転子位置センサ３１４は、例えば、モータコイルにおいて生成される逆起電力（逆ｅｍｆ）の指標を提供する電圧又は電流センサを含む。電子プロセッサ３０２は、回転子位置センサ３１４、即ち、電圧又は電流センサから受信する逆起電力信号に基づいて、回転子位置、回転子速度、及び回転子加速度を特定してもよい。回転子位置センサ３１４は、電流センサ３１８と組み合わされて、電流及び回転子位置複合センサを形成することができる。この実施例において、複合センサは、モータ３６のアクティブ相コイルに流れる電流を提供し、また、モータ３６の１つ以上の非アクティブ相コイル内に電流を提供する。電子プロセッサ３０２は、アクティブ相コイルに流れる電流に基づいてモータに流れる電流を測定し、非アクティブ相コイル内の電流に基づいてモータ速度を測定する。

【0041】

回転子位置センサ３１４からのモータフィードバック情報に基づいて、電子プロセッサ３０２は、回転子の位置、速度、及び加速度を特定することができる。モータフィードバック情報及びユーザ入力装置３２２からの信号に応じて、電子プロセッサ３０２は、制御信号を送信して、電力スイッチングネットワーク３１０を制御し、モータ３６を駆動する。例えば、電力スイッチングネットワーク３１０のＦＥＴを選択的に有効及び無効にすることによって、バッテリパック５０から受け取る電力を、モータ３６の回転子を回転させるよう、周期的にモータ３６の固定子巻線に選択的に印加する。モータフィードバック情報は、電子プロセッサ３０２によって用いられて、電力スイッチングネットワーク３１０への制御信号の適切なタイミングを保証し、場合によっては、閉ループフィードバックを提供して、モータ３６の速度を所望のレベルになるよう制御する。例えば、モータ３６を駆動するため、回転子位置センサ３１４からのモータ位置決め情報を用いて、電子プロセッサ３０２は、回転子磁石が固定子巻線に対してどこにあるかを特定し、（ａ）所定のパターンで次の固定子巻線対（又は複数の対）を励磁して所望の回転方向に回転子磁石に対して磁力を与え、（ｂ）先に励磁された固定子巻線対（又は複数の対）を消磁して回転子の回転方向と反対にある回転子磁石への磁力の印加を防ぐ。

【0042】

電流センサ３１８は、ガスエンジン交換装置１０の動作中にモータ３６の電流レベルを監視又は検出し、検出された電流レベルを示す制御信号を電子プロセッサ３０２に提供する。電子プロセッサ３０２は、以下でより詳細に説明するように、検出された電流レベルを用いて電力スイッチングネットワーク３１０を制御してもよい。

【0043】

トランシーバ３２６は、有線又は無線通信ネットワーク３３４による電子プロセッサ３０２と外部装置（例えば、スマートフォン、タブレット、又はラップトップコンピュータ）との間の通信を可能にする。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、別個の送信及び受信コンポーネントを備えていてもよい。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、ガスエンジン交換装置１０に取り付けられる無線アダプタを備えていてもよい。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、電子プロセッサ３０２から受信する情報を搬送波無線信号に符号化し、通信ネットワーク３３４を介して外部装置３３８に符号化した無線信号を送信する無線トランシーバである。トランシーバ３２６はまた、通信ネットワーク３３４を介して外部装置３３８から受信する無線信号から情報を復号し、復号した情報を電子プロセッサ３０２に提供する。

【0044】

通信ネットワーク３３４は、ガスエンジン交換装置１０と外部装置３３８との間の有線又は無線接続を提供する。通信ネットワーク３３４は、近距離ネットワーク、例えば、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク等、又は長距離ネットワーク、例えば、インターネット、セルラーネットワーク等を備えていてもよい。

【0045】

図９に示すように、インジケータ３３０はまた、電子プロセッサ３０２に結合され、電子プロセッサ３０２から制御信号を受信して、ガスエンジン交換装置１０の異なる状態に基づいてオン及びオフにするか、又はその他の場合は情報を伝達する。インジケータ３３０は、例えば、１つ以上の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、又は表示画面を含む。インジケータ３３０は、ガスエンジン交換装置１０の状態又はそれに関連する情報を表示するよう構成されてもよい。例えば、インジケータ３３０は、ガスエンジン交換装置１０の測定された電気的特性、ガスエンジン交換装置１０の状態、ガスエンジン交換装置１０のモード等を示すよう構成される。インジケータ３３０はまた、可聴又は触覚出力を介してユーザに情報を伝達する要素を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、インジケータ３３０は、動作中に負荷によって用いられている電力量を示すエコインジケータを含む。

【0046】

ガスエンジン交換装置１０のコンポーネント間を示す接続は、図９では簡略化している。実際には、ガスエンジン交換装置のコンポーネントが電力及び制御信号のための幾つかの配線によって相互接続されるため、ガスエンジン交換装置１０の配線はより複雑である。例えば、電力スイッチングネットワーク３１０の各ＦＥＴは制御ラインによって電子プロセッサ３０２に別々に接続され、電力スイッチングネットワーク３１０の各ＦＥＴはモータ３６の端子に接続され、バッテリパック５０から電力スイッチングネットワーク３１０への電力ラインは正電線及び負／接地電線を含む、等である。加えて、電力線は、増加した電流を処理するよう大きなゲージ／直径を有することができる。更に、図示していないが、追加の制御信号及び電力ラインが、ガスエンジン交換装置１０の追加のコンポーネントを相互接続するために用いられる。

【0047】

図１０は、ガスエンジン交換装置１０のモータ３６を駆動するための電力スイッチングネットワーク３１０の一実施例を示している。電力スイッチングネットワーク３１０は、３つのハイサイドＦＥＴ Ｈ１、Ｈ２、及びＨ３と、３つのローサイドＦＥＴ Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３とを含んでおり、それぞれは第１の、即ち導通状態と、第２の、即ち非導通状態とを有している。電力スイッチングネットワーク２１０は、バッテリパック５０からモータ３６に電力を選択的に印加するために用いられる。ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチが、モータ３６を順方向及び逆方向に動作させるために制御される例示的な方法を以下に説明する。

【0048】

ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチは、（パルス幅変調）ＰＷＭ転流、中心線転流、又は他の転流方式を用いて制御されてもよい。図１１Ａは、順方向に回転するようモータ３６を制御する単純なＰＷＭ転流を示している。図１１Ａに示すように、ハイサイドＦＥＴ Ｈ１、Ｈ２、及びＨ３のそれぞれは、転流位相全体にわたって周期的に導通している。ＦＥＴ Ｈ１、Ｈ２、及びＨ３のうちの１つが導通を停止すると、次のハイサイドＦＥＴが導通を開始する。同様に、ローサイドＦＥＴ Ｌ１、Ｌ２及びＬ３のそれぞれは、転流位相全体にわたって周期的に導通している。ＦＥＴ Ｌ１、Ｌ２及びＬ３のうちの１つが導通を停止すると、次のローサイドＦＥＴが導通を開始する。しかし、ハイサイド又はローサイドＦＥＴの一方又は両方は、モータ３６の所望の速度又はモータ３６に対する負荷に基づいて、転流位相の期間のみにわたって（例えば、７５％、５０％、２５％、又は別のデューティ比を有するＰＷＭ信号により）作動してもよい。図示の実施例において、モータ３６を順方向に駆動するため、ハイサイド及びローサイドＦＥＴが所定の対で、且つ所定のシーケンスで作動する。図１１Ａに示す実施例において、Ｈ１とＬ２がまず第１に作動し、次にＨ２とＬ３が作動し、次にＨ３とＬ１が作動する。このシーケンスは、前進動作におけるモータ３６の運転時間の間継続される。図１１Ｂは、逆方向に回転するようモータ３６を制御する単純なＰＷＭ転流を示している。図１１Ｂに示す実施例において、Ｈ１とＬ３がまず第１に作動し、次にＨ３とＬ２が作動し、次にＨ２とＬ１が作動する。このシーケンスは、逆動作におけるモータ３６の運転時間の間継続される。幾つかの実施形態において、シーケンスに対する１つ以上の変形例を、所望のモータ動作に基づいて行うことができる。例えば、ハイサイド及びローサイドＦＥＴの一方又は両方は、モータの速度を制御するよう、それらの作動フェーズ中のある周波数で切り替えられてもよい。加えて、ハイサイド及びローサイドＦＥＴの作動位相は、他の作動との重複を生成するようシフトされて、異なる制御（例えば、フィールド指向制御）を達成してもよい。

【0049】

図１２は、モータ３６の両方向動作のための例示的な方法４００のフロー図である。方法４００は、モータ３６を第１の方向に回転させることを含んでいる（ブロック４０５において）。動力機器の所望の機能に応じて、モータ３６を順方向又は逆方向に回転させてもよい。例えば、電子プロセッサ３０２は、図１１Ａに示すようなＰＷＭ制御信号を提供して、モータを順方向（例えば、第１の方向）に回転させる。電子プロセッサ３０２は、ＰＷＭ信号のデューティサイクルを調整して、動作速度を調整してもよい。

【0050】

方法４００はまた、モータ３６の回転方向を切り替える入力を受信することも含む（ブロック４１０において）。ユーザは、ユーザ入力装置３２２を介して入力を提供してもよい。例えば、ユーザ入力装置３２２は、ユーザによって作動される正転／逆転スイッチ、又はユーザが動作モードを選択することを可能にするモード選択スイッチであってもよい。ユーザ入力装置３２２は、電子プロセッサ３０２に制御信号を提供して、ユーザ入力装置３２２の作動に基づいてモータ３６の回転方向を切り替える。幾つかの実施形態において、入力は、ガスエンジン交換装置１０又はガスエンジン交換装置１０に結合される動力機器の１つ以上のセンサから受信してもよい。幾つかの実施形態において、入力は、例えば、通信ネットワーク３３４を介してスマートフォンから受信してもよい。

【0051】

方法４００は、更に、電力スイッチングネットワーク３１０を制御してモータ３６を停止させることを含んでいる（ブロック４１５において）。電子プロセッサ３０２は、モータ３６を停止させるために幾つかの技法を用いてもよい。一実施例において、電子プロセッサ３０２は、全てのハイサイド及びローサイドＦＥＴをオフにして、モータ３６が惰走して停止することを可能にしている。ＦＥＴがオフになるとモータ３６に電流が供給されなくなるため、モータ３６に作用する摩擦又は負荷によってモータ３６は停止する。他の実施例において、受動的又は能動的制動がモータ３６を停止させるために用いられてもよい。受動制動中、電子プロセッサ３０２は、ハイサイドＦＥＴ及びローサイドＦＥＴに制御信号を提供して、モータを制動負荷（例えば、１つ以上の固定子コイルと接地との間に結合される制動コイル又は制動抵抗器）に接続し、モータ３６内のエネルギーを迅速に消散させ、モータ３６を制動してもよい。能動的制動中、電子プロセッサ３０２は、ハイサイドＦＥＴをオフにし、ローサイドＦＥＴをオンにするよう制御して、モータコイルを接地に短絡させ、コイル内の残りのエネルギーを接地に消散させてもよい。他の実施例において、電子プロセッサ３０２は、ハイサイドＦＥＴ及びローサイドＦＥＴに制御信号を提供して、回生制動を実行し、モータ３６内のエネルギーを電力スイッチングネットワーク３１０を介してバッテリパック５０に戻してもよい。更に別の実施例において、動的パルシングがモータ３６を制動するために用いられてもよい。電子プロセッサ３０２は、制御信号をハイサイドＦＥＴ及びローサイドＦＥＴに提供して、モータ３６の回転子に電気制動力を提供してもよい。電子プロセッサ３０２は、回転子位置センサ３１４を監視して、回転子がちょうど位相を通過する場合に位相（即ち、対応する対のハイサイド及びローサイドＦＥＴ）を作動させてもよい。例えば、回転子位置センサ３１４は、回転子がちょうどＦＥＴ Ｈ１及びＬ２に対応する位相を過ぎて回転したことを示す。これに応じて、電子プロセッサ３０２は、ＦＥＴ Ｈ１及びＬ２を作動させて、固定子コイルを通る電流を駆動し、回転子の回転方向と反対の方向に回転子に制動力を提供して回転を停止させる磁界を生成してもよい。電子プロセッサ３０２は、図１１Ａと同様のシーケンスではあるが、結合された固定子コイルによって生成される結果として生じる磁場が回転を停止させる制動力を提供し続けるように、回転子位置センサ３１４からの回転子位置情報に基づくタイミングで、ＦＥＴ対を作動させ続けてもよい。

【0052】

方法４００はまた、電力スイッチングネットワーク３１０を制御してモータを停止させた後に第２の方向にモータ３６を回転させることも含んでいる（ブロック４２０において）。例えば、電子プロセッサ３０２は、図１１Ｂに示すようなＰＷＭ制御信号を提供して、モータを逆方向（例えば、第２の方向）に回転させる。電子プロセッサ３０２は、ＰＷＭ信号のデューティサイクルを調整して、動作速度を調整してもよい。方法４００は、回転方向の変化が所望される時はいつでも繰り返す。

【0053】

図１３は、ガスエンジン交換装置１０が振動機構５８８を駆動して振動プレート５８４を駆動することができるような、ガスエンジン交換装置１０を支持するフレーム５８０と、振動プレート５８４と、ガスエンジン交換装置１０及び振動プレート５８４の中間にある振動機構５８８とを含むコンパクター５７６を示している。フレーム５８０はハンドル５９２を含み、また、それを通して水又は他の液体を締め固める表面又は振動プレート５８４に適用することができる弁６００を有する水タンク５９６を支持する。幾つかの実施形態において、コンパクター５７６は、締固め作業内及びその周囲に線又は境界を吹き付け、画設するための塗料噴霧器６０４を含む。

【0054】

動作中、オペレータは、ハンドル５９２を把持し、ガスエンジン交換装置１０を作動させて、振動プレート５８４を駆動して、大部分が非粘着性である粒状混合材料を含む土壌又はアスファルトを締め固めることができる。動作中、オペレータは、幾つかの用途において、水により、締め固められる粒子がペーストを生じ、互いに接合することを可能にし、より高密度の又はより緊密な仕上げ表面を形成するように、弁６００を制御して、水タンク５９６からの水が締め固められた表面に適用されることを可能にしてもよい。更に、水タンク５９６からの水は、動作中にアスファルト又は他の材料が振動プレート５８４に付着することを防止する。

【0055】

コンパクター５７６は、駐車場及び高速道路又は橋の建設において用いることができる。特に、コンパクター５７６は、構造物、縁石、及び橋台に隣接する建設領域において用いることができる。コンパクター５７６は、路盤及び舗装材の締固めのための景観整備にも用いることができる。ガスエンジン交換装置１０を含むコンパクター５７６は、内燃機関による従来のコンパクターに勝る利点を有し、その幾つかを以下に説明する。例えば、ガスエンジン交換装置１０のモータ３６は、順方向又は逆方向に回転することができ、オペレータが振動機構５８８の方向性バイアスをシフトすることを可能にする。従って、振動機構５８８は、オペレータが振動機構５８８の方向性バイアスをどのようにシフトさせたかに応じて、それ自体が前方又は後方に移動又は「歩く」よう構成される。

【0056】

図１４は、ガスエンジン交換装置１０が振動機構７１２を駆動して振動プレート７０８を駆動することができるような、ガスエンジン交換装置１０を支持するフレーム７０４と、振動プレート７０８と、ガスエンジン交換装置１０及び振動プレート７０８の中間にある振動機構７１２とを含むコンパクター７００の別の実施例を示している。フレーム７０４は、ユーザがコンパクター７００を保持し、移動させるためのハンドル７１６を含んでいる。ガスエンジン交換装置１０は、ベルト７２０を用いて振動機構７１２に接続されている。ベルト７２０は、動力取出シャフト３８が回転すると、ベルト７２０が動力取出シャフト３８と共に回転して、振動機構７１２を励振させるように、振動機構７１２に動力取出シャフト３８を結合する。振動機構７１２は、ひいては、振動プレート７０８を振動させる。

【0057】

一般的に、ガスエンジンプレートコンパクターは、１つの動作モードのみを含んでいる。特に、ガスエンジンはモータを一方向にのみ回転させてもよく、これはプレートコンパクターの機能を制限する。これに対して、コンパクター７００は、正逆両方向に回転することができるモータ３６を含むガスエンジン交換装置１０を含んでいる。従って、コンパクター７００は、モータの回転方向に基づいて異なる機能を実行するよう適合される。電子プロセッサ３０２がモータ３６を第１の方向に回転させると（例えば、ブロック４０５におけるように）、振動機構７１２は、振動プレート７０８を駆動して、コンパクター７００の前進方向への締固め及び移動の両方を提供してもよい。振動機構７１２は、例えば、非対称回転質量体である。質量体が軸を中心に回転するにつれて、質量体は軸に不均一な力を加え、これが、次いで、振動プレート７０８に伝達される。振動機構７１２は、振動プレート７０８の前方、例えば、振動プレート７０８の質量中心の前方に位置して、振動プレート７０８の前進移動を可能にしてもよい。回転中、振動機構の質量は、第１に、振動プレート７０８の前面を持ち上げる上方移動において、振動プレート７０８に回転力を伝達する。質量体は、次いで、振動プレート７０８を前方に駆動する前進移動の力を伝達する。即ち、質量体が第１の方向に回転すると、振動プレート７０８は質量体の上方移動中に持ち上げられ、振動プレート７０８は質量体の前進移動中に前方に移動する。振動機構７１２の位相又は振動は、上で説明したような締固め及び移動の二重機能を提供するよう制御されてもよい。位相は、遅い歩行ペースでコンパクター７００を前方に前進させるよう制御されてもよい。従って、ユーザは、締固めも提供しながら、作業エリアを容易にナビゲートするようコンパクター７００を操作してもよい。かかる操作は、ユーザの身体的ストレスを軽減する。

【0058】

電子プロセッサ３０２がモータ３６を第２の方向に回転させると（例えば、ブロック４２０におけるように）、振動機構７１２は、振動プレート７０８を駆動して、コンパクター７００を逆方向へ移動させることなく締固めのみを提供してもよい。振動機構７１２の質量体が第２の方向に回転すると、質量体は、上で説明したように、質量体の上方移動中に、振動プレート７０８の前面を持ち上げる。加えて、質量体はまた、質量体の後方移動を振動プレート７０８に伝達してもよい。しかし、振動プレート７０８の後部は持ち上がらないため、地面と振動プレート７０８との間の摩擦は、コンパクター７００の後方への移動を阻止する。振動機構７１２の位相又は振動は、上で説明したような締固めの機能のみを提供するよう制御されてもよい。従って、ユーザは、追加の締固めが所望される領域、例えば、狭い空間においてコンパクター７００を操作してもよい。これにより、ユーザは、前進方向に操作する場合にコンパクター７００がさもなければ前進することを抑制する必要がある場合に、追加の締固めが所望される場所でコンパクター７００を留まらせることができる。一般的なガスエンジンプレートコンパクターは、振動機構７１２を逆方向に駆動するよう複雑な機械クラッチ及びリンク機構を必要とする。例えば、ガスエンジンプレートコンパクターは、上で説明したような逆動作を達成するために２つの振動機構を用いてもよい。対照的に、コンパクター７００は、単一の振動機構７１２のみにより、複雑な機械クラッチを必要とすることなく、逆動作を提供する。

【0059】

図１５は、ガスエンジン交換装置１０を支持するフレーム５２４とポンプ５２８とを含むポンプシステム５２０を示し、ガスエンジン交換装置１０はポンプ５２８を駆動するよう動作可能である。図示のポンプ５２８は、材料をポンプ５２８の入口５３６からポンプ５２８の出口５４０に移動させるよう軸を中心として回動自在な、ポンプ５２８のハウジング５３２内部に位置決めされるインペラを有する遠心ポンプである。具体的には、ポンプ５２８は、デブリがポンプ５２８内に捕捉され、ポンプシステム５２０の性能を低下させることなく、入口５３６から出口５４０までポンプ５２８を通過するよう液体（例えば、水）とデブリ（例えば、泥、小石、リース、砂、スラッジ等の固体材料）との混合物を提供することに十分なクリアランス（例えば、８ミリメートル）をポンプ５２８のインペラとハウジング５３２との間に含む「トラッシュポンプ」である。

【0060】

一般的に、ガスエンジンポンプは、１つの動作モードのみを含んでいる。特に、ガスエンジンはモータを一方向にのみ回転させてもよく、これはポンプの機能を制限する。これに対して、ポンプシステム５２０は、正逆両方向に回転することができるモータ３６を含むガスエンジン交換装置１０を含んでいる。従って、ポンプシステム５２０は、モータの回転方向に基づいて異なる機能を実行するよう適合される。電子プロセッサ３０２がモータ３６を第１の方向に回転させると（例えば、ブロック４０５におけるように）、ポンプ５２８は、材料をポンプ５２８の入口５３６からポンプ５２８の出口５４０に移動させるようインペラを順方向に駆動してもよい。電子プロセッサ３０２がモータ３６を第２の方向に回転させると（例えば、ブロック４２０におけるように）、ポンプ５２８は、デブリがポンプ５２８内部に詰まっている場合に（前進ギヤ及び後進ギヤを含むトランスミッションを利用することなく）詰まりを取り除くか、又はポンプ５２８をきれいにするようインペラを駆動してもよい。幾つかの実施形態において、モータ３６は、ポンプ５２８内の詰まりを取り除くよう、第１の方向よりも遅い速度で第２の方向に回転するよう電子プロセッサ３０２によって制御されてもよい。例えば、電子プロセッサ３０２は、第２の方向よりも高速で第１の方向にモータ３６を回転させるよう、第２の方向に駆動する場合のデューティ比よりも第１の方向に駆動する場合のデューティ比が高いＰＷＭ信号を電力スイッチングネットワーク３１０のＦＥＴに提供してもよい。

【0061】

図１６は、ガスエンジン交換装置１０と、第１の機器ビット７５４と、第２の機器ビット７５８とを含む屋外動力機器７５０の一実施例を示す。第１の機器ビット７５４は、第１のクラッチ機構７６２を用いてガスエンジン交換装置１０の動力取出シャフト３８に結合されている。図示の実施例において、第１のクラッチ機構７６２は、動力取出シャフト３８に取り付けられる第１のワンウェイクラッチ７６６を含んでいる。第１のベルト７７０は、第１のワンウェイクラッチ７６６を第１の機器ビット７５４に結合する。第１のワンウェイクラッチ７６６は、例えば、動力取出シャフト３８が第１の方向に回転している場合に回転運動を第１のベルト７７０に伝達するが、動力取出シャフト３８が第２の反対方向に回転している場合に回転運動を第１のベルト７７０に伝達しないスプラグ軸受等である。従って、第１のクラッチ機構７６２は、モータ３６が第１の方向に回転している場合に第１の機器ビット７５４を作動させ、モータ３６が第２の方向に回転している場合に第１の機器ビット７５４を停止させる。第１のワンウェイクラッチ７６６及び第１のベルト７７０は、第１のクラッチ機構７６２の一実施例である。幾つかの実装において、異なる機械部品が、回転子が第１の方向に回転している場合にのみ第１の機器ビット７５４を作動させる第１のクラッチ機構７６２を実装するために用いられてもよい。

【0062】

第２の機器ビット７５８は、第２のクラッチ機構７７８を用いてガスエンジン交換装置１０の動力取出シャフト３８に結合されている。図示の実施例において、第２のクラッチ機構７７８は、動力取出シャフト３８に取り付けられる第２のワンウェイクラッチ７８２を含んでいる。第２のベルト７８６は、第２のワンウェイクラッチ７８２を第２の機器ビット７５８に結合する。第２のワンウェイクラッチ７８２は、例えば、動力取出シャフト３８が第２の方向に回転している場合に回転運動を第２のベルト７８６に伝達するが、動力取出シャフト３８が第１の方向に回転している場合に回転運動を第２のベルト７８６に伝達しないスプラグ軸受等である。従って、第２のクラッチ機構７７８は、モータ３６が第２の方向に回転している場合に第２の機器ビット７５８を作動させ、モータ３６が第１の方向に回転している場合に第２の機器ビット７５８を停止させる。第２のワンウェイクラッチ７８２及び第２のベルト７８６は、第２のクラッチ機構７７８の一実施例である。幾つかの実装において、異なる機械部品が、回転子が第２の方向に回転している場合にのみ第２の機器ビット７５８を作動させる第２のクラッチ機構７７８を実装するために用いられてもよい。

【0063】

屋外動力機器７５０は、例えば、ダブルエキサイタープレートコンパクターである。この実施例において、第１の機器ビット７５４は第１の振動プレートを駆動するよう構成される第１の振動機構であり、第２の機器ビット７５８は第２の振動プレートを駆動するよう構成される第２の振動機構である。モータ３６が第１の方向に回転すると、動力は、第１のクラッチ機構７６２を介して第１の振動機構に伝達される。第１の振動機構は、それによって第１の振動プレートを駆動し、プレートコンパクターを、例えば、前方に進める。モータ３６が第２の方向に回転すると、動力は、第２のクラッチ機構７７８を介して第２の振動機構に伝達される。第２の振動機構は、それによって第２の振動プレートを駆動し、プレートコンパクターを、例えば、逆方向に進める。

【0064】

図１７は、別の例示的な屋外動力機器７５０（例えば、車輪付きプレートコンパクター）を示している。図示の実施例において、屋外動力機器７５０は、地上で屋外動力機器７５０を前進させる車輪７９０を含んでいる。この実施例において、第１の機器ビット７５４は振動プレートを駆動するよう構成される振動機構であり、第２の機器ビット７５８は車輪７９０に結合される車軸７９４を駆動するよう構成されている。モータ３６が第１の方向に回転すると、動力は、第１のクラッチ機構７６２を介して振動機構に伝達される。振動機構は、これによって、振動プレートを駆動する。モータ３６が第２の方向に回転すると、動力は、第２のクラッチ機構７７８を介して車輪７９０に伝達される。車輪７９０は、屋外動力機器７５０を駆動するために用いることができる。

【0065】

図１８は、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂとしてラベル付けされる２つのガスエンジン交換装置１０を支持するフレーム８０４を含む例示的なダブルエキサイターコンパクター８００を示している。フレームは、更に、第１のガスエンジン交換装置１０Ａが第１の振動機構８１２を駆動して第１の振動プレート８０８を駆動することができるように、第１の振動プレート８０８と、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第１の振動プレート８０８の中間にある第１の振動機構８１２（例えば、第１のエキサイター）とを支持する。第１のガスエンジン交換装置１０Ａは、第１のベルト８１６を用いて第１の振動機構８１２に接続されている。第１のベルト８１６は、動力取出シャフト３８Ａが回転すると、第１のベルト８１６が動力取出シャフト３８Ａと共に回転して、第１の振動機構８１２を励振させるように、第１の振動機構８１２に第１のガスエンジン交換装置１０Ａの動力取出シャフト３８Ａを結合する。第１の振動機構８１２は、ひいては、第１の振動プレート８０８を振動させる。

【0066】

ダブルエキサイターコンパクター８００はまた、第２のガスエンジン交換装置１０Ｂが第２の振動機構８２４を駆動して第２の振動プレート８２０を駆動することができるように、第２のガスエンジン交換装置１０Ｂと、第２の振動プレート８２０と、第２のガスエンジン交換装置１０Ｂ及び第２の振動プレート８２０の中間にある第２の振動機構８２４（例えば、第２のエキサイター）とを含んでいる。第２のガスエンジン交換装置１０Ｂは、第２のベルト８２８を用いて第２の振動機構８２４に接続されている。第２のベルト８２８は、第２の動力取出シャフト３８Ｂが回転すると、第２のベルト８２８が第２の動力取出シャフト３８Ｂと共に回転して、第２の振動機構８２４を励振させるように、第２の振動機構８２４に第２の動力取出シャフト３８Ｂを結合する。第２の振動機構８２４は、ひいては、第２の振動プレート８２０を振動させる。

【0067】

ダブルエキサイターコンパクター８００は、更に、第１のガスエンジン交換装置１０Ａの第１の電子プロセッサ３０２Ａに制御信号を提供するよう第１のガスエンジン交換装置１０Ａに結合され、第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの第２の電子プロセッサ３０２Ｂに制御信号を提供するよう第２のガスエンジン交換装置１０Ｂに結合されるメインコントローラ８３２を含む。メインコントローラ８３２は、電子プロセッサ３０２と同様に実装されてもよく、ダブルエキサイターコンパクター８００の選択した動作モード又は所望の動作に基づいて、第１の電子プロセッサ３０２Ａ及び第２の電子プロセッサ３０２Ｂに制御信号を提供する。

【0068】

図１９は、ダブルエキサイターコンパクター８００の動作のための例示的な方法８５０のフロー図である。方法８５０は、メインコントローラ８３２を用いて、コンパクター８００の動作モードを特定すること（ブロック８５５において）を含んでいる。メインコントローラ８３２は、コンパクター８００のユーザ入力装置（例えば、モードセレクタスライダ、ダイヤル、若しくは押しボタン）を介して、又は外部装置３３８上のグラフィカルユーザインターフェースを介して受信される入力に基づいて提供される外部装置３３８からの通信ネットワークを介して、ユーザ入力を受信してもよい。ユーザ入力は、コンパクター８００の動作モードを示す。コンパクター８００の動作モードは、例えば、前進締固め、後退締固め、ニュートラル締固めを含む。各モードは、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの特定の制御に対応してもよい。動作モードと第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂのための制御との間のマッピングは、メインコントローラ８３２のメモリ内に格納されてもよい。

【0069】

方法８５０はまた、メインコントローラ８３２を用いて、動作モードに基づいて第１の電子プロセッサ３０２Ａに第１の制御信号を提供すること（ブロック８６０において）と、メインコントローラ８３２を用いて、動作モードに基づいて第２の電子プロセッサ３０２Ｂに第２の制御信号を提供すること（ブロック８６５において）とを含む。上で検討したように、メインコントローラ８３２は、動作モードに基づいて第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂのための特定の制御を特定し、対応する制御信号を第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂに提供してもよい。例えば、ユーザが前進締固めを選択する場合、メインコントローラ８３２は、第１の制御信号及び第２の制御信号を提供して、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの速度、方向、及び位相オフセットを制御してもよい。第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの速度、方向、及び／又は位相オフセットを制御することによって、振動プレート８０８、８２０は、締固めを提供し、前方に進むよう制御されてもよい。一実施例において、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂのモータ３６を第１の方向に回転させるよう制御することによって、前進締固めを達成してもよい。

【0070】

別の実施例において、ユーザが後退締固めを選択する場合、メインコントローラ８３２は、第１の制御信号及び第２の制御信号を提供して、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの速度、方向、及び位相オフセットを制御してもよい。第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの速度、方向、及び／又は位相オフセットを制御することによって、振動プレート８０８、８２０は、締固めを提供し、後方に進むよう制御されてもよい。一実施例において、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂのモータ３６を第２の方向に回転させるよう制御することによって、後退締固めを達成してもよい。

【0071】

更に別の実施例において、ユーザがニュートラル締固めを選択する場合、メインコントローラ８３２は、第１の制御信号及び第２の制御信号を提供して、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの速度、方向、及び／又は位相オフセットを制御してもよい。第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂの速度、方向、及び／又は位相オフセットを制御することによって、振動プレート８０８、８２０は、静止したままで締固めを提供するよう制御されてもよい。一実施例において、第１のガスエンジン交換装置１０Ａ及び第２のガスエンジン交換装置１０Ｂのモータ３６を反対方向に回転させるよう制御することによって、ニュートラル締固めを達成してもよい。即ち、第１のガスエンジン交換装置１０Ａのモータ３６を順方向に回転させるよう制御し、第２のガスエンジン交換装置１０Ｂのモータ３６を逆方向に回転させるよう制御する、又はそれらの逆である。

【0072】

方法８５０は、コンパクター８００のモード選択又はモード変更毎に繰り返される。当業者は、メインコントローラ８３２が、本明細書中に明示的に説明されていない幾つかの他のモードにおいてダブルエキサイターコンパクター８００を動作させるために用いられてもよいことを正しく認識する。加えて、幾つかの実施形態において、メインコントローラ８３２の機能は、第１又は第２のガスエンジン交換装置１０Ａ、１０Ｂの電子プロセッサのうちの１つに組み込まれ、メインコントローラ８３２は、ダブルエキサイターコンパクター８００内に含まれていない。

【0073】

ガスエンジン交換装置１０によって駆動される、上で説明した幾つかの屋外動力機器は、内燃機関によって駆動される従来の機器に勝る多くの利点を含み、その幾つかを以下に説明する。

【0074】

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、新しい機器と嵌合することができ、メモリ３０６は、新しい機器との動作のためにガスエンジン交換装置１０を最適化するよう再プログラムすることができる。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、ガスエンジン交換装置１０がどの種類の新しい機器と嵌合しているかを自動的に認識し、それに応じてガスエンジン交換装置１０の動作を管理する。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、新しい機器との無線周波数識別（ＲＦＩＤ）通信を介して、ガスエンジン交換装置１０がどの機器と嵌合しているかを自動的に検出することができる。

【0075】

幾つかの実施形態において、メモリ３０６は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ又はＷｉ－Ｆｉ通信プロトコルのどちらか一方を介して再プログラム可能である。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、同じ機器の異なる使用のための制御モードを有する。制御モードは、プリセット又はユーザプログラム可能であってもよく、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ又はＷｉ－Ｆｉを介して遠隔でプログラムされてもよい。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、ガスエンジン交換装置１０が機器に対して一方向制御を行うことができるように、又はオペレータがスマートフォンアプリケーションを用いてガスエンジン交換装置１０に対して一方向制御を行うことができるように、マスター／スレーブ機器間通信及び連携を利用する。

【0076】

幾つかの実施形態において、オペレータ又は相手先商標製造会社（ＯＥＭ）は、例えば、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）のようなインターフェースを介して電子プロセッサ３０２を通じてガスエンジン交換装置１０の速度を制御する限定されたアクセスを許可される。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、歯車列１１０内の単一の歯車セットにより、ガソリンエンジンよりも広範囲の速度選択が可能である。例えば、制御電子機器４２は、２，０００ＲＰＭ未満でモータ３６を駆動するよう構成され、これは、ガソリンエンジンが可能ないかなる速度よりも低く、これにより、関連する機器が、バッテリパック５０の全放電にわたってガソリンエンジンよりも大きな全実行時間を有することが可能になる。加えて、制御電子機器４２は、３，６００ＲＰＭを超えてモータを駆動するよう構成され、これは、ガソリンエンジンが可能ないかなる速度よりも高く、より多くのトルクを出力する能力を有する。モータ３６のより広い速度範囲は、ガソリンエンジンよりも高い効率及び能力を提供する。幾つかの実施形態において、オペレータは、速度に加えてモータ３６によって引き出される電流を制御するアクセスを有することができる。

【0077】

幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、データを記録し、報告するよう構成される。例えば、電子プロセッサ３０２は、ガスエンジン交換装置１０の状態を監視し、読み取るための有線又は無線診断を提供するよう構成される。例えば、電子プロセッサ３０２は、例えばレンタルシナリオにおいて、ガスエンジン交換装置１０の実行時間を監視し、記録することができる。幾つかの実施形態において、モータ３６及び電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０を充電するために回生制動を用いる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、照明又は付属品のためのＤＣ出力を含む。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、電圧、電流、動き、速度、及び／又は熱電対を介してガスエンジン交換装置１０の異常又は動作不良を検出することができる。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、ガスエンジン交換装置１０の意図しない使用又は停止を検出することができる。ガスエンジン交換装置１０によって駆動される機器が意図した特性で動作していない場合、又は正しく若しくは安全に用いられていない場合、電子プロセッサ３０２は、異常を検出し、ガスエンジン交換装置１０を停止させることができる。例えば、ガスエンジン交換装置１０は、ガスエンジン交換装置１０及び機器が意図した向きにあるかどうかを感知する１つ以上の加速度計を含むことができる。また、ガスエンジン交換装置１０が意図した向きにない（即ち、機器が転倒した）と電子プロセッサ３０２が特定した場合、電子プロセッサ３０２は、ガスエンジン交換装置１０を停止させることができる。

【0078】

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、加速度計、ジャイロスコープ、ＧＰＳユニット、又はリアルタイムクロック等の、動力機器の一部と共に用いるためのユーザ選択センサと電気的に接続するアクセス可能なセンサポート（図示せず）を含み、オペレータが、電子プロセッサ３０２によって感知及び検出される変数をカスタマイズすることを可能にする。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、視覚的、聴覚的、又は触覚的通知を介して、バッテリが消耗している場合等のバッテリパック５０の状態をオペレータに示すことができる。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、ウインチ等の補助装置を駆動するよう、モータ３６とは別個の補助モータを動作させることができる。補助モータは、ガスエンジン交換装置１０の内部又は外部にあってもよい。

【0079】

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、タッチディスプレイ又はノブ及びボタンの組み合わせ等のカスタマイズ可能なユーザインターフェース上のデジタル制御を含むことができる。対照的に、アナログガソリンエンジンは、かかるデジタル制御を含んでいない。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０のためのユーザインターフェースは、モジュール式、有線式、又は無線式とすることができ、ガスエンジン交換装置１０に取り付け可能であるか、又は手持ち式とすることができる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、バッテリパック５０の充電及び温度等のガスエンジン交換装置１０のある特定の特性のための状態インジケータを含む、遠隔制御により制御することができる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、遠隔のプログラム可能な装置により状態表示を提供することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【外国語明細書】