JP2004084328A - 車両用電源装置 - Google Patents

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Tokuji Tanaka
田中 篤司
Takuichi Ban
伴 卓一
Masanobu Uenishi
上西 正修
Hiroshi Tsumura
津村 浩志
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Abstract

【課題】天井梁等の構造物と車両との間に回転可能な通電装置を介して給電ケーブルを架設することにより、耐久性や作業効率を向上させる。
【解決手段】建物10の天井梁10Aには、給電ケーブル13が巻取り,引出し可能に巻装されるリール装置16と、給電ケーブル13と電源用配線21の間を回転可能に接続する電源側通電装置17とを取付ける。また、電動式の油圧ショベル1には、給電ケーブル13と車両用配線32との間を回転可能に接続する車両側通電装置27を設け、これらの給電ケーブル13、通電装置17,27等を介して電源12から電動モータ7に給電する。これにより、油圧ショベル1が給電ケーブル13を踏みつけることがなくなり、また油圧ショベル1の移動時やリール装置16の回転時に給電ケーブル13が捩れたり、絡んだりするのを防止することができる。
【選択図】    図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建設機械、産業機械等の車両に外部の電源から給電するのに好適に用いられる車両用電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両に給電する車両用電源装置としては、例えば油圧ショベル等の電動式建設機械に用いられるものが知られており、この種の従来技術による車両用電源装置は、外部の電源から給電ケーブルを介して車両側に電力を供給するものである(例えば、実開平4−53846号公報等)。
【0003】
この場合、油圧ショベルの車両には、複数の電動モータが搭載され、これらの電動モータは、例えば車両を走行させたり、作業装置のブーム、アーム、バケット等を作動させるために油圧ポンプを駆動する構成となっている。また、車両の後部側には、外部の電源に着脱可能に接続される給電ケーブルと、この給電ケーブルが巻取り,引出し可能に巻装されたリール装置とが設けられている。
【0004】
そして、油圧ショベルを運転するときには、まず給電ケーブルをリール装置から引出し、この給電ケーブルを地上等で引回すことによって電源と接続する。これにより、各電動モータには、電源から給電ケーブルを介して電力が供給されるので、これらの電動モータを必要に応じて作動させることにより、土木作業等を行うことができるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、油圧ショベルの後部側に給電ケーブルを取付け、この給電ケーブルを地上等で引回すことによって電源と接続する構成としている。しかし、油圧ショベルによる土木作業時には、車両が移動する毎に給電ケーブルが地面を引摺られることになる。また、例えば車両の後退、転回等を行うときには、車両が作業現場の地面等に引回された給電ケーブルを踏みつけたり、引掛けることがある。
【0006】
このため、従来技術では、例えば給電ケーブルに保護カバー等を設けたとしても、重量の大きな車両が給電ケーブルを踏みつけたり、地上で引摺ることによってケーブルが損傷、断線することがある。この結果、例えば給電ケーブルの短絡等によって電動モータが故障したり、ケーブルの早期交換が必要となることがあり、耐久性を向上させるのが難しいという問題がある。
【0007】
しかも、油圧ショベルのオペレータは、土木作業中に給電ケーブルを踏みつけないように、必要以上に注意深く車両を運転しなければならず、また損傷した給電ケーブルの修理、交換等によって作業が中断することもあるため、土木作業を円滑に行うことができないという問題もある。
【0008】
特に、油圧ショベル等の建設機械においては、他の車両と比較して車両重量が大きく、給電ケーブルが車両によって踏みつけられたときに断線し易い上に、作業装置が作動するとき等にケーブルを引掛け易いため、給電ケーブルを車両や作業装置と干渉しないように引回すのが難しい。
【0009】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、給電ケーブルが車両によって踏みつけられたり、引摺られるのを防止でき、ケーブルを車両と干渉しないように円滑に引回すことができると共に、耐久性や作業効率を向上できるようにした車両用電源装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項1の発明は、外部の電源から車両に給電するため周囲の構造物と車両との間に設けられる給電ケーブルと、前記構造物に回転可能に支持され該給電ケーブルが巻取り,引出し可能に巻装されたリール装置と、前記構造物に設けられ該リール装置が回転するときに前記給電ケーブルを前記電源側に対して回転することにより前記電源から給電ケーブルに通電する電源側通電装置とからなる構成を採用している。
【0011】
このように構成することにより、例えば天井梁等の構造物に支持されたリール装置から地上の車両に向けて給電ケーブルを延ばし、この給電ケーブルを介して車両側に給電することができる。この場合、車両が構造物に対して移動するときには、リール装置により給電ケーブルの巻取り,引出しを行うことができ、ケーブルの弛み等をリール装置によって吸収することができる。また、電源側通電装置は、リール装置が回転したり、車両が移動したりするときに、例えば構造物に設けられた電源用の配線等に対して、給電ケーブルを接続した状態で回転させることができる。これにより、車両の移動時やリール装置の回転時に給電ケーブルが捩れたり、絡んだりするのを防止することができる。
【0012】
また、請求項2の発明では、外部の電源から車両に給電するため周囲の構造物と車両との間に設けられる給電ケーブルと、前記構造物に回転可能に支持され該給電ケーブルが巻取り,引出し可能に巻装されたリール装置と、前記車両に設けられ前記給電ケーブルを前記車両側に対して回転することにより前記給電ケーブルから車両側に通電する車両側通電装置とから構成している。
【0013】
これにより、車両が構造物に対して移動するときには、リール装置により給電ケーブルの巻取り,引出しを行うことができ、ケーブルの弛み等をリール装置によって吸収することができる。また、車両側通電装置は、例えば車両側の配線等に対して給電ケーブルを接続しつつ、リール装置の回転動作や車両の移動に応じてケーブルを回転させることができ、ケーブルの捩れ、絡み等を防止することができる。
【0014】
また、請求項3の発明では、外部の電源から車両に給電するため周囲の構造物と車両との間に設けられる給電ケーブルと、前記構造物に回転可能に支持され該給電ケーブルが巻取り,引出し可能に巻装されたリール装置と、前記構造物に設けられ該リール装置が回転するときに前記給電ケーブルの一端側を前記電源側に対して回転することにより前記電源から給電ケーブルに通電する電源側通電装置と、前記車両に設けられ前記給電ケーブルの他端側を前記車両側に対して回転することにより前記給電ケーブルから車両側に通電する車両側通電装置とから構成している。
【0015】
これにより、車両が構造物に対して移動するときには、リール装置により給電ケーブルの巻取り,引出しを行うことができ、ケーブルの弛み等をリール装置によって吸収することができる。また、車両の移動やリール装置の回転動作によって給電ケーブルが変位するときには、電源側通電装置により給電ケーブルの一端側を電源用の配線等に対して回転しつつ、車両側通電装置により給電ケーブルの他端側を車両側の配線等に対して回転させることができる。従って、これらの通電装置によって給電ケーブルが無理なく変位させることができ、ケーブルが捩れたり、絡んだりするのを防止することができる。
【0016】
また、請求項4の発明によると、電源側通電装置は、構造物に取付けられるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、前記ケーシングに設けられたケーシング側摺動子と、前記回転軸に設けられ該ケーシング側摺動子と摺動する回転軸側摺動子とにより構成し、前記リール装置は前記ケーシングの外部に位置して回転軸に取付け、前記回転軸には前記給電ケーブルをリール装置から径方向外向きに案内する電源側ケーブルガイドを設ける構成としている。
【0017】
これにより、リール装置を回転軸と一緒に回転させて給電ケーブルの巻取り,引出しを行うことができる。このとき、電源側通電装置は、例えば電源用の配線等に接続されたケーシング側摺動子と、給電ケーブルに接続された回転軸側摺動子とが摺動することにより、給電ケーブルを配線と接続した状態で回転させることができ、この回転動作によって給電ケーブルの巻取り,引出しに伴うケーブルの捩れ等を補償することができる。
【0018】
また、電源側ケーブルガイドは、給電ケーブルをリール装置から径方向外向きに案内しつつ、ケーブルと一緒に回転でき、給電ケーブルがリール装置の近傍で弛んだり、これと接触して絡んだりするのを防止することができる。
【0019】
また、請求項5の発明によると、電源側ケーブルガイドは回転軸の径方向に対して伸縮可能に形成する構成としている。これにより、電源側通電装置の下方には、ケーブルガイドの回転半径内に位置して給電ケーブルが引回されにくい領域を確保できるので、ケーブルガイドの長さを伸縮させることにより、この領域の広さをケーブルガイドの長さに応じて調整することができる。
【0020】
また、請求項6の発明によると、車両側通電装置は、車両に取付けられるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、前記ケーシングに設けられたケーシング側摺動子と、前記回転軸に設けられ該ケーシング側摺動子と摺動する回転軸側摺動子とにより構成し、前記車両側通電装置の回転軸には前記給電ケーブルを前記リール装置から車両側通電装置に向けて案内する車両側ケーブルガイドを設ける構成としている。
【0021】
これにより、車両側通電装置は、例えば車両側の配線等に接続された摺動子と、給電ケーブルに接続された摺動子とが摺動することにより、ケーブルを配線と接続した状態で回転させることができ、この回転動作によって給電ケーブルの捩れ等を補償することができる。また、車両側ケーブルガイドは、給電ケーブルをリール装置から車両側通電装置に向けて案内しつつ、ケーブルと一緒に回転でき、給電ケーブルが車両側通電装置の近傍で弛んだり、これと接触して絡んだりするのを防止することができる。
【0022】
さらに、請求項7の発明によると、車両は前部側に作業装置が設けられた建設機械の車両であり、該車両の後部側には上方に向けて突出したブラケットを設け、車両側通電装置は該ブラケットの突出端側に取付ける構成としている。
【0023】
これにより、例えば作業装置が車両に対して上,下方向に俯仰動される場合でも、給電ケーブルを作業装置に対して可能な限り高い位置に保持でき、建設機械の運転時にこれらが干渉しにくい構成とすることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による車両用電源装置を、電動式の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0025】
図中、1は本実施の形態に適用される電動式の油圧ショベル、2は該油圧ショベル1の下部走行体で、該下部走行体2には、上部旋回体3が旋回可能に搭載されている。そして、上部旋回体3は、その下部側を構成する旋回フレーム4と、例えば旋回フレーム4の前部右側に配置されたキャブ5と、該キャブ5の後部側に位置して旋回フレーム4に搭載され、建屋カバー6等により覆われた電動モータ7と、旋回フレーム4の後端側に取付けられたカウンタウェイト8とを含んで構成されている。
【0026】
また、例えば旋回フレーム4の前部左側には、作業装置9が俯仰動可能に取り付けられ、該作業装置9は、ブーム9A、アーム9B、バケット9Cと、これらを作動させる各シリンダ等とにより構成されている。
【0027】
そして、油圧ショベル1の運転時には、後述の電源装置11から給電されることにより電動モータ7が作動し、この電動モータ7によって油圧ポンプ(図示せず)が駆動される。これにより、油圧ポンプは、車両に搭載された走行モータ、旋回モータ、作業装置9の各シリンダ等に圧油を供給し、車両の走行動作や上部旋回体3の旋回動作を行ったり、作業装置9を作動させるものである。
【0028】
また、本実施の形態に適用される油圧ショベル1は、例えば屋内の作業現場で土木工事、廃棄物処理等の作業を行うのに用いられる。このため、例えば作業現場となる建物10の天井梁10A等は、油圧ショベル1の上方に配置された周囲の構造物となっている。
【0029】
11は油圧ショベル1に給電を行う本実施の形態に係る電源装置で、該電源装置11は、後述の給電ケーブル13、リール装置16、電源側通電装置17、電源側ケーブルガイド24、車両側通電装置27、車両側ケーブルガイド33等を含んで構成されている。そして、油圧ショベル1は、例えば作業現場に設置された外部の電源12(図1参照)から電源装置11等を介して電動モータ7に給電される。
【0030】
13は油圧ショベル1の車両と建物10の天井梁10Aとの間に架設される給電ケーブルで、該給電ケーブル13は、図5、図9に示す如く、その一端側13Aが後述の電源側通電装置17等を介して電源用配線21と回転可能に接続され、その他端側13Bが後述の車両側通電装置27等を介して車両用配線32と回転可能に接続されている。また、給電ケーブル13は、例えば複数本の電線13C等を束ねて被覆することにより形成されている。
【0031】
14は建物10の天井梁10Aに取付けられたブラケットで、該ブラケット14は、図2ないし図4に示す如く、例えば複数の鋼材等により略箱形状の骨組み構造体として形成され、ブラケット14と天井梁10Aとの間には、複数の補強腕15が設けられている。そして、ブラケット14は、各補強腕15と協働して後述のリール装置16、電源側通電装置17、電源側ケーブルガイド24等を支持し、これらを天井梁10Aに固定しているものである。
【0032】
16はブラケット14と電源側通電装置17とを介して建物10の天井梁10Aに回転可能に支持されたリール装置で、該リール装置16は、筒状に形成されたドラム部16Aと、該ドラム部16Aの外周側から径方向外向きに突出し、軸方向に離間した一対のフランジ部16Bとによって構成されている。
【0033】
ここで、ドラム部16Aは、後述する電源側通電装置17の回転軸19に廻止め状態で取付けられ、その外周側には、各フランジ部16B間の巻線溝に給電ケーブル13が巻取り,引出し可能に巻装されている。そして、油圧ショベル1がリール装置16に接近するときには、後述する戻しばね23のばね力により給電ケーブル13がリール装置16に巻戻され、油圧ショベル1がリール装置16から離れるときには、給電ケーブル13が戻しばね23のばね力に抗してリール装置16から引出される。
【0034】
17はブラケット14等を用いて建物10の天井梁10Aに取付けられた電源側通電装置で、該電源側通電装置17は、図5に示す如く、後述のケーシング18、回転軸19、摺動ブラシ20、スリップリング22、戻しばね23等を含んで構成されている。
【0035】
18は電源側通電装置17の外郭を構成するケーシングで、該ケーシング18は、例えば複数の鋼板等により筒状に形成されている。そして、ケーシング18は、ブラケット14を介して建物10に取付けられている。また、ケーシング18には、後述の回転軸19が挿通され、その下側に後述のリール装置16と電源側ケーブルガイド24とが配置されている。
【0036】
19はケーシング18内に上,下方向に延びて挿通された回転軸で、該回転軸19は、例えば円柱状のロッド19Aと筒体19Bとを組付けることにより形成され、軸受19C、スラストラジアル軸受19D等を介してケーシング18に取付けられ、軸線O1−O1を中心として回転可能となっている。また、筒体19Bの下部側は、ケーシング18の外部に突出し、この突出端側には、リール装置16のドラム部16Aと、後述の電源側ケーブルガイド24とが取付けられている。
【0037】
20は上,下方向に間隔をもって配置された複数のケーシング側摺動子としての摺動ブラシで、該各摺動ブラシ20は、円筒状のブラシ取付板20Aを用いてケーシング18に固定的に取付けられている。そして、各摺動ブラシ20は、金属等の導電性材料により形成され、ケーシング18に取付けられた電源用配線21等を介して電源12と接続されている。
【0038】
22は各摺動ブラシ20に対応する位置に配置された回転軸側摺動子としての複数のスリップリングで、該各スリップリング22は、絶縁筒22A等を介して回転軸19の筒体19Bに上,下方向に間隔をもって廻止め状態で設けられている。そして、スリップリング22は、例えば略環状の金属板等により形成され、筒体19B内に引込まれた給電ケーブル13の一端側13Aで各電線13Cと接続されている。
【0039】
ここで、リール装置16が回転して給電ケーブル13が巻取りまたは引出しされるときには、電源側通電装置17の回転軸19と各スリップリング22とがリール装置16と一体となって回転する。また、後述の図10に示すように、例えば油圧ショベル1が電源側通電装置17に対して周回するように移動するときには、リール装置16、回転軸19、各スリップリング22、電源側ケーブルガイド24等が一体となって回転する。
【0040】
そして、これらの場合において、電源側通電装置17は、各スリップリング22が摺動ブラシ20とそれぞれ摺動することにより、回転軸19の軸線O1−O1を中心として給電ケーブル13の一端側13Aを電源用配線21に対して回転可能に接続し、電源用配線21から給電ケーブル13に通電する。これにより、電源側通電装置17は、天井梁10A側に対して給電ケーブル13の捩れ等が生じるのを防止するものである。
【0041】
23はケーシング18の上端側に設けられた戻しばねで、該戻しばね23は、例えば渦巻き状のぜんまいばね等により構成され、回転軸19を給電ケーブル13の巻取り方向に常時付勢している。そして、給電ケーブル13は、戻しばね23のばね力が加わることにより、通電装置17,27間で弛まないように適度な張力を与えられた状態となり、常に地面から離れた位置に保持されている。
【0042】
24は回転軸19の筒体19Bに回転可能に設けられた電源側ケーブルガイドで、該電源側ケーブルガイド24は、図2ないし図4に示す如く、筒体19Bから径方向外向きに突出した細長い箱形状の取付アーム24Aと、該取付アーム24Aの先端部内側に伸縮可能に挿嵌された伸縮アーム24Bと、該伸縮アーム24Bの先端側に互いに対向して設けられた一対のローラ支持板24Cと、該各ローラ支持板24C間に回転可能に設けられた複数のローラ24Dとを含んで構成されている。
【0043】
ここで、ケーブルガイド24は、そのローラ支持板24C等がリール装置16のフランジ部16Bよりも径方向外側に突出し、ケーブルガイド24の径方向の長さL(図2参照)は、リール装置16の外径よりも大きく形成されている。
【0044】
また、伸縮アーム24Bの基端側には、複数のねじ挿通孔24Eが長さ方向に間隔をもって形成されている。これにより、ケーブルガイド24は、伸縮アーム24Bを取付アーム24Aに対して伸長または縮小し、各ねじ挿通孔24Eのいずれかと取付アーム24Aとの間に取付ねじ25を取付けることにより、全体の長さLを可変に設定できる構成となっている。
【0045】
そして、ケーブルガイド24は、図4に示す如く、各ローラ24Dにより給電ケーブル13を長さ方向に移動可能となるように支持しつつ、電源側通電装置17の軸線O1−O1(中心O1)の周囲で給電ケーブル13と一緒に回転する。これにより、ケーブルガイド24は、給電ケーブル13をリール装置16から径方向外向きに案内し、給電ケーブル13がリール装置16の近傍で弛んだり、これと接触して絡んだりするのを防止している。また、給電ケーブル13は、ケーブルガイド24によって長さL分だけ径方向外向きに案内され、長さLの途中位置で下向きに引回されるのを規制されている。
【0046】
一方、26は油圧ショベル1の後部側に設けられたブラケットで、該ブラケット26は、例えば複数の鋼材等により骨組み構造体として形成され、上部旋回体3の建屋カバー6、カウンタウェイト8等の上部側に取付けられている。
【0047】
また、ブラケット26は、キャブ5よりも高い位置まで上方に突出し、その突出端側には車両側通電装置27が取付けられている。これにより、ブラケット26は、給電ケーブル13を作業装置9に対して可能な限り高い位置に保持し、油圧ショベル1の運転時にこれらが干渉するのを抑制する構成となっている。
【0048】
27は油圧ショベル1の車両側にブラケット26を介して設けられた車両側通電装置で、該車両側通電装置27は、給電ケーブル13から油圧ショベル1に対して給電するもので、図9に示す如く、電源側通電装置17とほぼ同様に構成されている。
【0049】
ここで、車両側通電装置27は、ブラケット26を介して油圧ショベル1に取付けられた筒状のケーシング28と、該ケーシング28に上,下方向に延びて回転可能に設けられた筒状の回転軸29と、円筒状のブラシ取付板30Aを用いてケーシング28に固定的に設けられ、上,下方向に間隔をもって配置されたケーシング側摺動子としての複数の摺動ブラシ30と、絶縁筒31A等を用いて回転軸29に上,下方向に間隔をもって廻止め状態で設けられ、各摺動ブラシ20に対応する位置に配置された回転軸側摺動子としての複数のスリップリング31とを含んで構成されている。
【0050】
また、前記回転軸29は、例えば軸受29A、スラストラジアル軸受29B等を介してケーシング28に支持され、上,下方向に延びる軸線O2−O2を中心として回転可能となっている。また、回転軸29は、上部側がケーシング28から突出し、この突出端側には後述の車両側ケーブルガイド33が設けられている。
【0051】
また、各摺動ブラシ30は、ケーシング28に取付けられた車両用配線32等を介して電動モータ7と接続されている。一方、各スリップリング31は、回転軸29内に引込まれた給電ケーブル13の他端側13Bで各電線13Cと接続されている。
【0052】
そして、車両側通電装置27は、各摺動ブラシ30とスリップリング31とがそれぞれ摺動することにより、回転軸29の軸線O2−O2を中心として給電ケーブル13の他端側13Bを車両用配線32に対して回転可能に接続し、給電ケーブル13から車両用配線32に通電する構成となっている。これにより、車両側通電装置27は、例えば油圧ショベル1が電源側通電装置17に対して周回するように移動するときに、車両側に対して給電ケーブル13の捩れ等が生じるのを防止するものである。
【0053】
33は回転軸29の上部側に設けられた車両側ケーブルガイドで、該車両側ケーブルガイド33は、図7、図8に示す如く、回転軸29から径方向外向きに突出した細長いアーム33Aと、該アーム33Aから上向きに立設され、互いに対向して配置された一対の縦板33Bと、該各縦板33Bの上端側に設けられた略四角形のケーブル保持体33Cと、該ケーブル保持体33Cに上,下方向に貫通して形成され、給電ケーブル13が挿通されるガイド孔33Dとにより構成されている。
【0054】
ここで、車両側ケーブルガイド33は、そのケーブル保持体33C等が車両側通電装置27のケーシング28よりも径方向外側に突出している。また、ガイド孔33Dは、その上側の開口端に向けて略円錐状に拡径し、給電ケーブル13がガイド孔33Dの上側開口端の近傍で大きく折曲がるのを防止している。また、給電ケーブル13は、ケーブル保持体33Cの上部側からガイド孔33D内に引込まれ、アーム33Aの上部側に沿って径方向に延びると共に、車両側通電装置27の回転軸29内に挿通されている。
【0055】
そして、車両側ケーブルガイド33は、図8に示す如く、その突出端側に位置するケーブル保持体33Cによって給電ケーブル13を支持しつつ、車両側通電装置27の軸線O2−O2(中心O2)の周囲で給電ケーブル13と一緒に回転する。これにより、ケーブルガイド33は、給電ケーブル13をリール装置16から車両側通電装置27の回転軸29に向けて径方向に案内し、給電ケーブル13が車両側通電装置27の近傍で弛んだり、これと接触して絡んだりするのを防止している。
【0056】
本実施の形態による車両用電源装置11は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【0057】
まず、油圧ショベル1の運転時には、電源12から電源用配線21、電源側通電装置17、給電ケーブル13、車両側通電装置27、車両用配線32等を介して電動モータ7に給電される。これにより、油圧ポンプから車両の各部位に圧油が供給され、オペレータは、油圧ショベル1を走行、旋回させたり、作業装置9を作動させて土木作業を行うことができる。
【0058】
そして、例えば油圧ショベル1が電源側通電装置17の中心O1に対して径方向に移動するときには、リール装置16が電源側通電装置17の回転軸19、スリップリング22等と一緒に中心O1の周囲で回転し、このとき電源側ケーブルガイド24は回転せずに、一定の位置で給電ケーブル13を保持する。この結果、リール装置16により給電ケーブル13の巻取りまたは引出しが行われ、ケーブル13を地面から離れた位置でケーブルガイド24,33間に弛みなく架設することができる。
【0059】
また、例えば油圧ショベル1が電源側通電装置17の中心O1に対して周回するように移動するときには、図10に示す如く、給電ケーブル13が中心O1の周囲で回転し、このとき天井梁10A側では、リール装置16、電源側通電装置17の回転軸19、スリップリング22、電源側ケーブルガイド24等が給電ケーブル13と一緒に回転する。
【0060】
このとき、油圧ショベル1側では、車両側通電装置27の回転軸29、スリップリング31、車両側ケーブルガイド33等が給電ケーブル13と一緒に中心O2の周囲で回転する。これにより、通電装置17,27の回転動作によって給電ケーブル13の回転を吸収でき、ケーブルガイド24,33によって給電ケーブル13の両端側をほぼ直線状に延びた状態に保持することができる。
【0061】
かくして、本実施の形態によれば、建物10の天井梁10Aには、リール装置16と電源側通電装置17とを設け、油圧ショベル1には、車両側通電装置27を設ける構成としたので、油圧ショベル1が移動するときには、戻しばね23のばね力等により給電ケーブル13をリール装置16に対して円滑に巻取りまたは引出すことができ、その弛み等をリール装置16によって吸収できると共に、給電ケーブル13の回転や捩れ等を通電装置17,27によって安定的に補償することができる。
【0062】
従って、給電ケーブル13を地面から離れた位置で油圧ショベル1と天井梁10Aとの間に無理なく引回すことができる。そして、油圧ショベル1のように重量の大きな車両によって給電ケーブル13が踏みつけられたり、給電ケーブル13が引摺られるのを確実に防止でき、給電ケーブル13を保護して耐久性を高めることができる。また、オペレータは、給電ケーブル13を過度に気にすることなく油圧ショベル1を運転でき、作業効率を向上させることができる。
【0063】
また、電源側通電装置17には車両側ケーブルガイド24を設けたので、このケーブルガイド24により給電ケーブル13をリール装置16から径方向に離れた位置まで円滑に案内でき、リール装置16の近傍で給電ケーブル13が弛んだり、絡んだりすることがなくなり、その引回しを安定的に行うことができる。
【0064】
この場合、リール装置16と車両側ケーブルガイド24とは、電源側通電装置17の回転軸19に取付けたので、これらを回転可能に支持する構造を回転軸19を用いて共通化でき、支持構造を簡略化することができる。
【0065】
また、車両側ケーブルガイド24を、取付アーム24Aと伸縮アーム24Bとによって伸縮可能に形成したので、電源側通電装置17の下方に位置して給電ケーブル13が引回されにくい領域の広さをケーブルガイド24の長さLに応じて調整することができる。これにより、例えば油圧ショベル1によって電源側通電装置17の下方で土木作業等を行う場合でも、作業装置9の俯仰動作等に対して給電ケーブル13が邪魔になるのを防止でき、ケーブル13が引回されにくい領域の広さを作業内容等に応じて適切に設定することができる。
【0066】
また、車両側通電装置27の回転軸29には、車両側ケーブルガイド33を設けたので、油圧ショベル1の近傍においても、給電ケーブル13を弛んだり、絡んだりさせることなく、ケーブルガイド33により円滑に引回すことができる。
【0067】
さらに、油圧ショベル1の上部旋回体3には、車両側通電装置27を可能な限り高い位置に保持するブラケット26を設けたので、例えば作業装置9を上,下方向に大きく俯仰動させる場合でも、作業装置9と給電ケーブル13とが干渉するのを防止でき、作業効率をより高めることができる。
【0068】
なお、前記実施の形態では、建物10の天井梁10Aに電源側通電装置17を設け、油圧ショベル1の車両側に車両側通電装置27を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば電源側通電装置17を廃止し、天井梁10Aから垂下した給電ケーブル13の他端側13Bを車両側通電装置27に接続する構成としてもよい。この場合、リール装置16は、ブラケット等を用いて天井梁10Aに直接取付ける構成とすればよい。
【0069】
また、本発明では、例えば車両側通電装置27を廃止し、リール装置16から垂下した給電ケーブル13の他端側13Bを油圧ショベル1の車両用配線32等に直接的に続する構成としてもよい。
【0070】
さらに、実施の形態では、車両用電源装置11を油圧ショベル1に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイルローダ、クレーン、ロードローラ等の建設機械、または産業機械、農業機械等を含めて各種の車両に適用する構成としてもよい。
【0071】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項1の発明によれば、周囲の構造物と車両との間に給電ケーブルを設け、この給電ケーブルをリール装置に巻装すると共に、電源側通電装置を介して電源側に対し回転する構成としたので、車両が移動するときには、給電ケーブルをリール装置に対して円滑に巻取りまたは引出すことができ、その弛み等をリール装置によって吸収することができる。また、車両の移動時やリール装置の回転時には、給電ケーブルの変位を電源側通電装置によって安定的に補償でき、ケーブルが捩れたり、絡んだりするのを確実に防止することができる。従って、給電ケーブルを地面から離れた位置で無理なく引回すことができ、車両によって給電ケーブルが踏みつけられたり、ケーブルが引摺られるのを確実に防止できると共に、給電ケーブルを保護して耐久性を高めることができる。また、給電ケーブルを過度に気にすることなく車両を運転できるようになり、作業効率を向上させることができる。
【0072】
また、請求項2の発明によれば、周囲の構造物と車両との間に設けた給電ケーブルをリール装置に巻装し、この給電ケーブルを車両側通電装置を介して車両側に対し回転する構成としたので、車両が移動するときには、給電ケーブルの弛み等をリール装置によって吸収することができる。また、車両の移動時には、給電ケーブルの変位を車両側通電装置によって安定的に補償でき、ケーブルが捩れたり、絡んだりするのを確実に防止することができる。従って、給電ケーブルを地面から離れた位置で無理なく引回すことができ、耐久性や作業効率を向上させることができる。
【0073】
また、請求項3の発明によれば、周囲の構造物と車両との間に設けた給電ケーブルをリール装置に巻装し、この給電ケーブルを電源側通電装置を介して電源側に対し回転すると共に、車両側通電装置を介して車両側に対し回転する構成としたので、車両が移動するときには、給電ケーブルをリール装置に対して円滑に巻取りまたは引出すことができ、その弛み等をリール装置によって吸収することができる。また、車両の移動時やリール装置の回転時には、給電ケーブルの変位を電源側通電装置と車両側通電装置とによって安定的に補償でき、ケーブルが捩れたり、絡んだりするのを確実に防止することができる。従って、給電ケーブルを地面から離れた位置で無理なく引回すことができ、耐久性や作業効率を向上させることができる。
【0074】
また、請求項4の発明によれば、電源側通電装置の回転軸には、リール装置と電源側ケーブルガイドとを設ける構成としたので、このケーブルガイドにより給電ケーブルをリール装置から径方向外向きに案内でき、リール装置の近傍で給電ケーブルの引回しを安定的に行うことができる。また、リール装置と電源側ケーブルガイドとを回転可能に支持する構造を電源側通電装置の回転軸を用いて共通化でき、これらの支持構造を簡略化することができる。
【0075】
また、請求項5の発明によれば、電源側ケーブルガイドは、回転軸の径方向に対して伸縮可能に形成する構成としたので、例えば車両を用いた作業内容等に応じて電源側ケーブルガイドの長さを予め調整しておくことにより、電源側通電装置の下方においては、給電ケーブルが引回されにくい領域の広さをケーブルガイドの長さに応じて適切に設定でき、作業効率を高めることができる。
【0076】
また、請求項6の発明によれば、車両側通電装置の回転軸には、車両側ケーブルガイドを設ける構成としたので、このケーブルガイドにより給電ケーブルをリール装置から車両側通電装置に向けて円滑に案内でき、車両側通電装置の近傍で給電ケーブルを無理なく引回すことができる。
【0077】
さらに、請求項7の発明によれば、建設機械の車両に上方に突出するブラケットを設け、このブラケットの突出端側に車両側通電装置を取付ける構成としたので、例えば作業装置が車両に対して上,下方向に俯仰動される場合でも、給電ケーブルを作業装置に対して可能な限り高い位置に保持することができる。これにより、建設機械の運転時に給電ケーブルと作業装置とが干渉しにくい構成とすることができ、建設機械による作業効率をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による車両用電源装置が適用される電動式の油圧ショベルを示す正面図である。
【図2】
図1中の電源側通電装置等を拡大して示す正面図である。
【図3】図2に示される電源側通電装置を左側からみた左側面図である。
【図4】図2に示される電源側通電装置を下側からみた底面図である。
【図5】図2中の矢示V−V方向からみた電源側通電装置の拡大断面図である。
【図6】図1中の油圧ショベル、車両側通電装置等を左側からみた左側面図である。
【図7】図1中の車両側通電装置等を拡大して示す正面図である。
【図8】図7中の車両側通電装置を上側からみた平面図である。
【図9】図8中の矢示IX−IX方向からみた車両側通電装置の拡大断面図である。
【図10】油圧ショベルが移動するときに電源側ケーブルガイドと車両側ケーブルガイドとが回動する状態を示す平面図である。
【符号の説明】
1 油圧ショベル
2 下部走行体(車両)
3 上部旋回体(車両)
7 電動モータ
9 作業装置
10 建物
10A 天井梁(構造物)
11 車両用電源装置
12 電源
13 給電ケーブル
13A 一端側
13B 他端側
13C 電線
14,26 ブラケット
16 リール装置
16A ドラム部
16B フランジ部
17 電源側通電装置
18,28 ケーシング
19,29 回転軸
19C,19D,29A,29B 軸受
20,30 摺動ブラシ(ケーシング側摺動子)
20A,30A ブラシ取付板
21 電源用配線
22,31 スリップリング(回転軸側摺動子)
22A,31A 絶縁筒
23 戻しばね
24 電源側ケーブルガイド
24A 取付アーム
24B 伸縮アーム
24C ローラ支持板
24D ローラ
24E ねじ挿通孔
27 車両側通電装置
32 車両用配線
33 車両側ケーブルガイド

Claims (7)

  1. 外部の電源から車両に給電するため周囲の構造物と前記車両との間に設けられる給電ケーブルと、
    前記構造物に回転可能に支持され該給電ケーブルが巻取り,引出し可能に巻装されたリール装置と、
    前記構造物に設けられ該リール装置が回転するときに前記給電ケーブルを前記電源側に対して回転することにより前記電源から給電ケーブルに通電する電源側通電装置とから構成してなる車両用電源装置。
  2. 外部の電源から車両に給電するため周囲の構造物と前記車両との間に設けられる給電ケーブルと、
    前記構造物に回転可能に支持され該給電ケーブルが巻取り,引出し可能に巻装されたリール装置と、
    前記車両に設けられ前記給電ケーブルを前記車両側に対して回転することにより前記給電ケーブルから車両側に通電する車両側通電装置とから構成してなる車両用電源装置。
  3. 外部の電源から車両に給電するため周囲の構造物と前記車両との間に設けられる給電ケーブルと、
    前記構造物に回転可能に支持され該給電ケーブルが巻取り,引出し可能に巻装されたリール装置と、
    前記構造物に設けられ該リール装置が回転するときに前記給電ケーブルの一端側を前記電源側に対して回転することにより前記電源から給電ケーブルに通電する電源側通電装置と、
    前記車両に設けられ前記給電ケーブルの他端側を前記車両側に対して回転することにより前記給電ケーブルから車両側に通電する車両側通電装置とから構成してなる車両用電源装置。
  4. 前記電源側通電装置は、前記構造物に取付けられるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、前記ケーシングに設けられたケーシング側摺動子と、前記回転軸に設けられ該ケーシング側摺動子と摺動する回転軸側摺動子とにより構成し、前記リール装置は前記ケーシングの外部に位置して前記回転軸に取付け、前記回転軸には前記給電ケーブルをリール装置から径方向外向きに案内する電源側ケーブルガイドを設けてなる請求項1または3に記載の車両用電源装置。
  5. 前記電源側ケーブルガイドは前記回転軸の径方向に対して伸縮可能に形成してなる請求項4に記載の車両用電源装置。
  6. 前記車両側通電装置は、前記車両に取付けられるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられた回転軸と、前記ケーシングに設けられたケーシング側摺動子と、前記回転軸に設けられ該ケーシング側摺動子と摺動する回転軸側摺動子とにより構成し、前記車両側通電装置の回転軸には前記給電ケーブルを前記リール装置から車両側通電装置に向けて案内する車両側ケーブルガイドを設けてなる請求項2または3に記載の車両用電源装置。
  7. 前記車両は前部側に作業装置が設けられた建設機械の車両であり、該車両の後部側には上方に向けて突出したブラケットを設け、前記車両側通電装置は該ブラケットの突出端側に取付ける構成としてなる請求項2,3または6に記載の車両用電源装置。
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