JPH0445361Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この考案は、トロリー線、トロリーダクト、ブ
ラシ、スリツプリング等の摺動給電線から給電さ
れて、電気機器に電力を供給する電源装置の改良
に関し、とくに、摺動給電線との瞬時の接触不良
による誤動作を防止できる電源装置に関する。

【従来の技術】

ブラシやトロリー線等の摺動給電線から給電さ
れる給電回路は、摺動時に起こる一時的な接触不
良によつて、瞬時停電を生ずる。また、摺動給電
線から給電される装置は、クレーンのように走行
するものが多い。走行しないものは電線を使用し
て、摺動部を介することなく給電できる。摺動給
電線に給電される制御装置は、停電時に、安全性
を高くする目的で、ブレーキを掛ける構造を多く
採用する。従つて、瞬時に停電したときには、そ
の都度ブレーキが掛かり、衝撃的に装置が減速さ
れて危険である。特に、クレーンの場合などは、
この時に荷崩れ等を起こし易い。

【考案が解決しようとする課題】

この欠点は、停電補償のバツクアツプ電池で解
消できる。ところが、電池は、摺動給電線の瞬時
の接触不良と、電源を切つたときの停電とを区別
できず、電源を切つたときから次ぎに電源を入れ
るまでの間連続して停電補償をし、この間の電気
の消耗が多く、肝心のときに役立たない。 この考案は、この欠点を除去することを目的に
開発されたもので、この考案の重要な目的は、摺
動給電線の摺動時に発生する瞬時停電を補償でき
ると共に、瞬時停電を防止する為に何ら特別の操
作を必要とせず、誰もが簡単かつ容易に、しかも
安全に使用できる摺動給電線の電源装置を提供す
るにある。 また、この考案の他の重要な目的は、電池の無
駄な消費を解消して寿命を長くでき、電池の保守
管理を簡単にできる摺動給電線の電源装置を提供
するにある。

【課題を解決する為の手段】

この考案の摺動給電線の電源装置は、前述の目
的を達成するために、下記の構成を備える。 (a) 電源装置は、給電回路１４と、スイツチング
手段３と、タイマ５と、電池４とを備えてい
る。 (b) 給電回路１４は、摺動給電線１から電力が供
給されて、出力側に接続される電気機器（図示
せず）に電力を供給する。 (c) 電池４は、スイツチング手段３を介して給電
回路１４に接続されており、スイツチング手段
３がオンの状態で、電池４は給電回路１４に電
力を供給する。 (d) スイツチング手段３は、タイマ５に接続され
てタイマ５でオンオフ制御される。 (e) タイマ５は、摺動給電線から給電回路１４に
供給される電力を検出して、スイツチング手段
３をオンオフ制御する。 (f) タイマ５は、摺動給電線１から給電回路１４
に電力が供給される状態で、スイツチング手段
３をオフ状態とする。 (g) タイマ５は、摺動給電線１から給電回路１４
に電力供給が停止された後、一定時間はスイツ
チング手段３をオン状態に切り換え、設定時間
を経過すると、スイツチング手段３をオフ状態
に切り換える。 (h) スイツチング手段３がオンの状態のときに、
電池４は給電回路１４に電力を供給する。 (i) スイツチング手段３がオフの状態で、電池４
は、給電回路１４に電力を供給しない。 タイマ５の設定時間は、好ましくは、0.1〜
２秒の範囲に設定される。 また、電池４には、好ましくは充電できる二
次電池を使用し、給電回路１４に接続されて浮
動充電されるように構成される。

【作用】

この考案の摺動給電線の電源装置は、下記の動
作をする。 摺動給電線１から正常に給電回路１４に給電
されるとき、スイツチング手段３はオフとな
る。したがつて、電池４は給電回路１４に接続
されない。給電回路１４の出力側に接続される
電気機器には、摺動給電線１から給電回路１４
を介して電力が供給される。 摺動給電線１と摺動ブラシとが一時的に接触
不良を起こすと、摺動給電線１から給電回路１
４に給電されなくなる。 給電回路１４への給電が停止されると、スイ
ツチング手段３がオンになると共に、タイマ５
がカウントを開始する。タイマ５がカウントし
ている間、タイマ５によつて、スイツチング手
段３はオン状態に保持される。タイマ５は、摺
動給電線１からの給電が停止されている間はカ
ウントしている。 タイマ５がカウントしているときに、摺動給
電線１から給電回路１４への給電が復活する
と、タイマ５はカウントを中止する。タイマ５
がカウントを中止すると、スイツチング手段３
はオフになる。スイツチング手段３は、タイマ
５がカウントしているときにのみオン、タイマ
５がカウントしないときには、オフに制御され
る。 したがつて、摺動給電線１から給電回路１４
に給電されるようになると、スイツチング手段
３はオフになつて、電池４から給電回路１４へ
の給電は停止される。この状態で、電気機器
（図示せず）は、給電回路１４を介して摺動給
電線１から給電される。 タイマ５がカウントしている間、スイツチン
グ手段３はオンとなり、電池４は給電回路１４
に接続されて、給電回路１４に電力を供給す
る。したがつて、摺動給電線１から給電回路１
４に一時的に給電されなくても、電気機器には
電池４から電力が供給される。 摺動給電線１から給電が停止された状態が続
くと、タイマ５は設定時間経過後にタイムアツ
プする。タイマ５がタイムアツプすると、スイ
ツチング手段３はオフになる。スイツチング手
段３がオフになると、電池４は給電回路１４に
接続されなくなる。このため、給電回路１４に
は、電池４からも、摺動給電線１からも給電さ
れなくなる。 したがつて、摺動給電線１からの給電停止時
間が、タイマ５の設定時間よりも短いと、電池
４から給電回路１４に電力供給され、給電回路
１４に接続された電気機器は、連続的に動作す
る。しかしながら、摺動給電線１からの給電停
止時間が、タイマ５の設定時間よりも長くなる
と、電池４からも摺動給電線１からも電気機器
には給電されず、電源オフの状態とする。

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。 第１図に示す摺動給電線の電源装置は、摺動給
電線１から摺動子７を介して電力が供給される給
電回路１４と、この給電回路１４の出力側に、ス
イツチング手段３を介して接続されている電池４
と、スイツチング手段３をオン、オフ制御するタ
イマ５とを備える。 第１図の給電回路１４は、直流変換回路２と安
定化回路６とを備える。直流変換回路２は、摺動
子７から供給された交流を、トランスでもつて所
定の電圧に変更した後、ダイオードで整流し、コ
ンデンサーで平滑な直流に変換する直流変換回路
２と、出力電圧の変動を防止する安定回路６とで
構成されている。 電池４は、安定化回路６の出力電圧に等しい電
圧のものが使用される。さらに、電池４には好ま
しくは、充電可能な二次電池が使用される。二次
電池は、電流制限用の抵抗Ｒを介して浮動充電さ
れる。 スイツチング手段３は、タイマ５によつてオ
ン、オフ制御される。スイツチング手段３がオン
になると、電池４を給電回路１４の出力側に電池
４を接続し、電池４から給電回路１４に電力を供
給する。スイツチング手段３は、摺動子７の接触
不良によつて、給電回路１４の出力側の電圧が所
定値以下に降下したとき、速やかにオン状態に切
り変わり、給電回路１４の出力側の電圧を一定値
に保持する。従つて、スイツチング手段３には、
オフ状態からオン状態への切換時間の早いスイツ
チング素子、例えば半導体スイツチング素子やリ
ードリレー等が使用される。 タイマ５は、摺動給電線１と摺動子７とが接触
不良を起こして、給電回路１４の出力側電圧が所
定値以下になつたときからカウントを開始する。
これと同時に、タイマ５はスイツチング手段３を
オン状態とし、所定時間経過後にタイムアツプし
てスイツチング手段３をオフ状態に切り換える。 タイマ５の設定時間は、給電回路１４の出力側
電圧を常に一定電圧に保持するように、摺動子７
の接触不良が起こる最大時間より多少長く設定さ
れる。実際の使用状態に於て、摺動子７の接触不
良によつて起こる瞬時停電時間は相当に短く、タ
イマ５の設定時間は、通常0.2〜２秒、好ましく
は、0.5〜1.5秒程度に設定される。 ところで、第１図に示すように、タイマ５が直
流変換回路２の出力電圧を検出する方式では、タ
イマ５の電圧検出点Ａと、電池４の接続点Ｂとの
間に、安定化回路６、あるいはダイオード等、電
池から供給された電圧がタイマ５に入力されない
逆流防止素子を接続する。 これは、摺動給電線１の接触不良で直流変換回
路２の出力電圧が降下し、スイツチング手段３が
オン状態となつて、給電回路１４の出力電圧が電
池４によつて上昇されたとき、タイマ５がスイツ
チング手段３をオフ状態としない為である。 ただ、タイマ５は、給電回路１４の出力側でな
く、給電回路１４の入力電圧を検出し、入力電圧
が降下したときに、カウントを開始する回路とす
ることもできる。 第２図に、タイマ５とスイツチング手段３の回
路図を示す。この図に示すタイマ５は、２個直列
接続のトランジスタ８，９と、各トランジスタ
８，９のベース電流を制御する抵抗１０，１１
と、コンデンサＣとを備える。２個のトランジス
タ８，９は、スイツチング手段３であるダーリン
トン接続のパワートランジスタをオン、オフ制御
する。 この回路の動作は、直流変換回路２の出力側に
所定の電圧が現れているときに、スイツチング手
段３であるパワートランジスタがオフとなる。即
ち、この状態にあつては、下のトランジスタ８は
ダイオードＤとベース抵抗１０を介してベース電
流が流されてオンとなるが、上のトランジスタ９
は、電池４と直流変換回路２の出力電圧がほぼ等
しく、エミツタとベースとが同電位に保たれてベ
ース電流が流れずにオフ状態となり、パワートラ
ンジスタは、オフ状態を保持する。 パワートランジスタは、２個両方のトランジス
タ８，９がオン状態となつて、ベースが２個のト
ランジスタでアースに接続されるとき、電池４の
プラス側に接続されたエミツタとベースとの間に
電流を生じ、ベース電流が流されてオン状態とな
る。 ２個いずれかまたは両方のトランジスタ８，９
がオフ状態となると、パワートランジスタのベー
スはベース抵抗１２を通つてアースに接続されず
オフ状態を保持する。 直流変換回路２の出力電圧が一定値以下に降下
し、あるいはこれが零になると、上下２段のトラ
ンジスタ８，９はその直後にオン状態となつて、
パワートランジスタ３はオン状態となる。この状
態で、上のトランジスタ９は、エミツタを、パワ
ートランジスタ３のベース抵抗１２と、抵抗を介
して電池４のプラス側に接続されてほぼ電池４の
プラス電位に保持されるが、ベース側は、電源電
圧に対応して降下するので、ベースとエミツタと
に電位差が生じ、ベース電流が流れてオン状態と
なる。 このとき、下のトランジスタ８は、ベース側の
タイミング用コンデンサＣに貯えられた電荷によ
つて一定時間ベース電流が流されてオン状態を保
持する。 タイミング用コンデンサＣが放電して、しだい
に電圧が降下すると、下のトランジスタ８のベー
ス電流が流れなくなつてオフ状態となり、これが
パワートランジスタ３をオフ状態に切り換える。 即ち、下のトランジスタ８がオン状態を保持す
る時間だけ、パワートランジスタ３がオン状態と
なつて、電池４カラ給電回路１４に電力を供給す
る。 下のトランジスタ８がオン状態を保持する時
間、即ち、タイマ５の設定時間は、タイミング用
コンデンサＣの静電容量と、これと並列に接続さ
れた抵抗１３と、下のトランジスタ８のベース電
流とによつて決定される。この時間は、コンデン
サＣを大きくすると長くなり、ベース電流を多く
して、抵抗１３を小さくすると短くなる。 上下のトランジスタ８，９がオン状態のとき
に、直流変換回路２の出力電圧が上昇すると、上
のトランジスタ９のベースとエミツタとの電位差
が零となつて、オフ状態となり、パワートランジ
スタ３をオフ状態に切り換える。 即ち、この回路のタイマ５は、直流変換回路２
の出力電圧が降下すると、カウントを開始する
が、タイマ５の設定時間内に直流変換回路２の出
力電圧が上昇すると、タイマ５はパワートランジ
スタ３をオフ状態に切り換える。 但し、図示しないが、タイマ５には、電源電圧
が一旦降下した後、上昇しても、設定時間内で
は、スイツチング手段３をオフ状態に切り換えな
いものも使用できるのは言うまでもない。

【考案の効果】

摺動給電線から給電回路に給電される状態にあ
つては、給電回路の出力側に所定電圧の出力が現
れ、給電回路から電気機器に電力が供給される。
摺動給電線が走行、摺動途中に接触不良を起こ
し、給電回路に一時的に給電されない状態になる
と、スイツチング手段がオン状態となつて電池か
ら給電回路に電力が供給される。これと同時にタ
イマがカウントを開始し、一定時間後に、タイマ
によつてスイツチング手段はオフ状態に切り換え
られる。タイマの設定時間は、摺動走行時に起こ
る瞬時停電の時間よりも長く、例えば、0.2〜２
秒程度に設定されている。このため、摺動給電線
の接触不良に起因する瞬時の給電停止に対して
は、スイツチング手段がオフ状態となる前に、給
電回路に摺動給電線から給電される。従つて、摺
動給電線の接触不良による瞬時の停電は電池で補
償され、接触、不良にもかかわらず給電回路の出
力には、連続して一定電圧の出力が得られる。 電源スイツチを切り、あるいは、本当の停電の
ときには、タイマの設定時間を経過した後、例え
ば数秒後にスイツチング手段がオフ状態に切り換
えられて、電池の消耗は防止される。 従つて、この考案の摺動給電線の電源装置は、
摺動給電線の摺動時に起こる接触不良による瞬時
停電を防止でき、これによつて起こる危険な動作
を防止できて安全性を向上できる。 また、この考案の電源装置は、タイマで制御さ
れるスイツチング手段によつて電池の接続を切り
換えて自動的に瞬時の停電を補償するので、何ら
特別の操作を必要とせず、誰もが簡単かつ容易
に、しかも便利に使用できる。 さらにまた、この考案の電源装置は、極めて短
時間に発生する瞬時の停電を電池で補償するの
で、電池の使用時間を著しく短くして無駄な消耗
を防止でき、電池の保守、管理を簡単にして、こ
れに小容量のものを使用して長い期間使用できる
特長もある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案の実施例を示す
摺動給電線の電源装置のブロツク線図および回路
図である。 １……摺動給電線、２……直流変換回路、３…
…スイツチング手段、４……電池、５……タイ
マ、６……安定化回路、７……摺動子、８，９…
…トランジスタ、１０，１１，１２……ベース抵
抗、１３……抵抗、１４……給電回路、Ｃ……コ
ンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 下記のａないしｉの全ての構成を有する摺動
   給電線の電源装置。 (a) 電源装置は、給電回路１４と、スイツチン
   グ手段３と、タイマ５と、電池４とを備えて
   いる。 (b) 給電回路１４は、摺動給電線１から電力が
   供給されて、出力側に接続される電気機器に
   電力を供給する。 (c) 電池４は、スイツチング手段３を介して給
   電回路１４に接続されており、スイツチング
   手段３がオンの状態で、電池４は給電回路１
   ４に電力を供給する。 (d) スイツチング手段３は、タイマ５に接続さ
   れてタイマ５でオンオフ制御される。 (e) タイマ５は、摺動給電線１から給電回路１
   ４に供給される電力を検出して、スイツチン
   グ手段３をオンオフ制御する。 (f) タイマ５は、摺動給電線１から給電回路１
   ４に電力が供給される状態で、スイツチング
   手段３をオフ状態とする。 (g) タイマ５は、摺動給電線１から給電回路１
   ４に電力供給が停止された後、一定時間はス
   イツチング手段３をオン状態に切り換え、設
   定時間を経過すると、スイツチング手段３を
   オフ状態に切り換える。 (h) スイツチング手段３がオンの状態のとき
   に、電池４は給電回路１４に電力を供給す
   る。 (i) スイツチング手段３がオフの状態で、電池
   ４は、給電回路１４に電力を供給しない。 (2) タイマ５の設定時間が0.1〜２秒である実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の摺動給電線の
   電源装置。 (3) 電池４が二次電池で、給電回路１４に接続さ
   れて浮動充電される実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の摺動給電線の電源装置。