JP6032872B2 - 電動式作業機械への電力供給システム - Google Patents
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Description
<ショベルの構成>
図1は、実施形態1に係る中継台車を介して電気が供給される積込機械の一例であるショベルの概略図である。同図に示すショベル1は、外部から供給される電力により各部を駆動する電動式作業機械になっている。このショベル1は、上部旋回体2と下部走行体10とを有しており、この上部旋回体2と下部走行体10とは、双方を相対的に回動可能に連結するスイングサークル16により連結されている。このうち、上部旋回体2には、ブーム4、アーム5及びバケット6を含む作業装置である作業機3が取り付けられている。また、下部走行体10には、左右一対の履帯11と、電力によって駆動することにより履帯11を駆動させる左右一対の走行モータ12とを有している。ショベル1は、このように走行モータ12によって履帯11を駆動させることにより、走行可能になっている。
図2は、実施形態1に係る中継台車の概略図である。同図に示す中継台車30は、ショベル1に接続するケーブルの中継用に用いると共に、自走が可能なポール付ケーブル中継台車になっている。この中継台車30は、送電を行うケーブル70を巻き取ることによりケーブル70を保持するケーブル保持部であるケーブルドラム34を有しており、ケーブルドラム34が搭載される台車本体31に走行装置50が連結されることにより、自走可能に構成されている。
この実施形態1に係る中継台車30は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。図4は、中継台車とショベルとをケーブルで接続した状態を示す説明図であり、ショベルへの電力供給システムの概略図である。図5は、図4のA部詳細図である。ショベル1への電力供給システム20では、中継台車30を使用してショベル1に電力供給を行うが、中継台車30を使用する際には、ショベル1の運転時における電力源である外部電源80とショベル1との間に複数の中継台車30を介在させ、これらを電気的に接続した状態にする。例えば、中継台車30を2台用いる場合について説明すると、外部電源80寄りに配置する中継台車30である電源側中継台車30aのケーブルドラム34で保持するケーブル70の非支持側部72を、外部電源80に接続する。
電動式作業機械であるショベル1は、このように2台の中継台車30を介してショベル1に供給される電力によって運転をする。つまり、外部電源80からの電力は、電源側中継台車30aで保持されるケーブル70における非支持側部72から、ケーブルドラム34で保持されている部分を介して、ポール側部71に送電される。また、電源側中継台車30aでポール側部71として扱われる部分は、ショベル側中継台車30bにおいてもポール側部71として扱われ、ショベル側中継台車30bのケーブルドラム34で保持されている。このため、電源側中継台車30a側から非支持側部72によって送電された電力は、ショベル側中継台車30bのケーブルドラム34で保持されている部分のケーブル70に送電され、さらに、この電気は、ケーブル70の非支持側部72にも送電される。
2台の中継台車30は、外部電源80とショベル1とを接続するケーブル70を保持しているが、このケーブル70は、各中継台車30のケーブル支持ポール40間に掛け渡されている。その際に、ケーブル支持ポール40は、当該ケーブル支持ポール40の上端に位置するケーブル支持部45によってケーブル70を支持しているため、中継台車30が位置する地面Gから上方に離れた高い位置で、ケーブル70を支持している。このため、ケーブル70における、ケーブル支持ポール40間に掛け渡されている部分は、地面Gから上方に離れた位置で、電源側中継台車30aとショベル側中継台車30bとの間にかけて配設されている。
ショベル1は、走行モータ12を作動させることにより走行させることができるが、ショベル1と2台の中継台車30とはケーブル70により接続されている。このため、ショベル1の走行時には、ショベル側中継台車30bまたは2台の中継台車30の双方を、ショベル1と共に移動させる必要がある。中継台車30は自走可能になっているため、ショベル1の走行時には、必要に応じて中継台車30も走行させる。この場合、ショベル1の運転者等が遠隔操作装置を操作し、遠隔操作によって中継台車30を走行させる。
以上の本実施形態1に係る中継台車30は、ケーブル支持ポール40は、ケーブル70が配設される位置に対して走行路が交差するダンプトラック85等の車両の高さよりも高い位置でケーブル70を支持するため、このような車両を、ケーブル70の下方側を通すことができる。また、中継台車30は、送電を行うケーブル70を保持するケーブルドラム34を、走行装置50の走行動作によって移動させることができるようになっている。このため、ショベル1の移動時には、走行装置50に走行動作を行わせることにより、ケーブルドラム34を有する中継台車30をショベル1の移動に応じて移動させることができ、ケーブル70の張力が大きくなり過ぎることを防ぐことができる。この結果、車両の走行路とケーブル70との干渉を防ぎ、ケーブル70の損傷を防止することができる。
実施形態2に係る中継台車90は、実施形態1に係る中継台車30と略同様の構成であるが、ケーブル支持ポール95が伸縮可能に設けられている点に特徴がある。他の構成は実施形態1と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。
図6は、実施形態2に係る中継台車の概略図である。図7は、図6に示すケーブル支持ポールが縮んだ状態を示す説明図である。本実施形態2に係る中継台車90は、実施形態1に係る中継台車30と同様に、ケーブル70を保持するケーブルドラム34が搭載され、走行装置50が連結される台車本体31を有している。また、台車本体31には、ケーブル70を支持するケーブル支持ポール95が設けられているが、このケーブル支持ポール95は、実施形態1に係る中継台車30に設けられるケーブル支持ポール40とは異なり、電気、油圧または空気圧によって作動するアクチュエータ(図示省略)によって全長が伸縮自在に設けられている。例えば、ケーブル支持ポール95は、テレスコピック機構により、伸縮自在になっている。即ち、ケーブル支持ポール95は、それぞれ径が異なる円筒形の複数の部材によって構成され、相対的に径が小さい部材が、径が大きい部材の内側に入ることにより、部材同士が径方向において重なりつつ、円筒形の長さ方向に相対的に移動可能に連結される。これにより、ケーブル支持ポール95は、全長を伸縮させることが可能になっている。
また、本実施形態2に係る中継台車90の電子制御装置60が有する支持部材制御部100は、遠隔操作装置からの制御信号に基づいて、ケーブル支持ポール95の伸縮制御を行う。例えば、ショベル1が走行せず、中継台車90が停止している場合には、遠隔操作装置を操作する作業者は、ケーブル支持ポール95を伸ばすように遠隔操作装置に対して入力操作を行う。ケーブル支持ポール95を伸ばすための入力操作が行われた遠隔操作装置は、制御信号を送信し、支持部材制御部100は、制御受信装置65で受信した伸縮制御の信号に基づいてケーブル支持ポール95を制御することにより、ケーブル支持ポール95を伸ばした状態にする(図6参照)。これにより、ケーブル支持ポール95は、ケーブル支持部98の位置が高くなり、ケーブル支持部98で支持するケーブル70の位置も、地面Gから上方に大きく離れる。このため、ケーブル支持ポール95で支持するケーブル70の下方に、他の車両が通過する空間を確保することができる。
以上の本実施形態2に係る中継台車90は、ケーブル支持ポール95を伸縮させることにより、ケーブル70の高さを変化させて支持することが可能に設けられているため、中継台車90が停止している場合には、ケーブル支持ポール95を伸ばすことにより、ケーブル70を高い位置で支持することができる。これにより、より確実に、ケーブル70の下方を他の車両が通過することができるようにすることができる。また、ショベル1の移動に伴って中継台車90を移動させる場合には、ケーブル支持ポール95を縮めることにより、中継台車90の重心の高さを低くすることができる。これにより、中継台車90の移動時における安定性を向上させることができ、ケーブル支持ポール95を伸ばした状態における移動と比較して、高速で移動することを可能にすることができる。この結果、より確実にケーブル70の損傷を防止すると共に、中継台車90の移動時における安定性を向上させることができる。また、このように中継台車90の移動時における安定性を向上させることにより、中継台車90を、より高速で移動させることができ、中継台車90を、より適切な位置に移動させたり、移動時間を短くすることに伴って作業時間全体の短縮化を図ったりすることができる。
上述した中継台車30、90では、ケーブルドラム34は、外部からの力によって回転可能に設けられているが、ケーブルドラム34は、自ら回転可能に設けられていてもよい。例えば、ケーブルドラム34には、電力によって駆動する電気モータ(図示省略)が連結され、この電気モータを駆動させることにより、ケーブルドラム34は、円筒形の回転軸を中心として回転可能に設けられていてもよい。ケーブルドラム34は、電気モータの駆動力によって回転することにより、ケーブル70の巻き取りや送り出しを行うことができる。
2 上部旋回体
8 ポンプユニット
10 下部走行体
11、51 履帯
12、52 走行モータ
16 スイングサークル
20 電力供給システム
30、90 中継台車
31 台車本体
34 ケーブルドラム
40、95 ケーブル支持ポール
45、98 ケーブル支持部
50 走行装置
60 電子制御装置
61 移動制御部
70 ケーブル
71 ポール側部
72 非支持側部
80 外部電源
85 ダンプトラック
100 支持部材制御部
110 送電中継部
111 受電側ケーブル
112 送電側ケーブル
116 受電側ドラム
117 送電側ドラム
Claims (5)
- 外部電源と電気的に接続した状態のケーブルを保持するケーブル保持部と、
前記ケーブル保持部で保持する前記ケーブルを、前記外部電源と電気的に接続した状態で、前記ケーブルが配設される位置に交差する走行路を走行するダンプトラックの高さよりも高い位置で支持するケーブル支持ポールと、
前記ケーブル保持部と前記ケーブル支持ポールとに連結され、且つ、前記ケーブル保持部と前記ケーブル支持ポールとを移動させることができるように走行動作を行う走行装置と、
を備えるポール付ケーブル中継台車を2台、作業場に配置し、
前記ポール付ケーブル中継台車で中継される前記ケーブルによって前記外部電源から供給される電力によって駆動する電動式作業機械を備え、
2台の前記ポール付ケーブル中継台車の間に位置する前記ケーブルは、前記外部電源及び前記電動式作業機械と電気的に接続しており、前記作業場において前記電動式作業機械及び前記ダンプトラックが走行可能な状態において、双方の前記ポール付ケーブル中継台車の前記ケーブル支持ポール間の前記走行路に掛け渡され、地面との間に前記ダンプトラックが下方を通過できる空間部分を形成することを特徴とする電動式作業機械への電力供給システム。 - 前記ポール付ケーブル中継台車は、前記ケーブル支持ポールを複数備える請求項1に記載の電動式作業機械への電力供給システム。
- 前記ケーブル支持ポールは、地面からの前記ケーブルの高さを変化させて支持することが可能である請求項1または2に記載の電動式作業機械への電力供給システム。
- 前記ケーブル保持部は、前記ケーブルの巻き取りと送り出しとが可能であり、前記ケーブルの巻き取り量を調節することにより、地面からの前記ケーブルの高さの調節が可能である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動式作業機械への電力供給システム。
- 前記走行装置は、前記ケーブルによって供給された電気により前記走行動作を行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動式作業機械への電力供給システム。
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