(57)【要約】【課題】急傾斜地へ工事用資材等を搬送する急傾斜搬送台車用動力供給装置を小型化して装置コストを低減すると共に、軌道に沿って架設する給電導体の架設コストを低減する。【解決手段】搬送台車が自重で降下走行する際、搬送台車を走行させるモータから放電される電力を取り込んでコンバータによりＤＣ−ＤＣ変換し、出力される回生電力をバッテリーに蓄電し、バッテリーに蓄電された回生電力によりモータを単独又は補完して駆動し得る充放電装置を設けて急傾斜搬送台車用動力供給装置を構成した。又、給電導体は軌道が平坦または比較的緩い範囲にのみ架設するようにした。【選択図】　　　　　　図１
2004135405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道に沿って架設されて一次電源と接続された給電導体、一次電源と給電導体との間に設置された高周波インバータより成る電源装置と、搬送台車に搭載され、前記給電導体と近接して対向・設置されて搬送台車と共に移動し、給電導体から電力を非接触で受電する受電コイル、受電された電力を整流する整流回路、同整流回路の出力を制御してモータ側へ供給する制御装置、同制御装置からの電力を周波数変換するモータ用インバータより成る受電装置とで構成された急傾斜搬送台車用動力供給装置において、前記制御装置と接続され、搬送台車が自重で降下走行する際、前記モータから放電される電力を、前記制御装置を介して取り込んでＤＣ−ＤＣ変換するコンバータ、同コンバータから出力される回生電力を蓄電するバッテリーより成る充放電装置を設け、バッテリーに蓄電された回生電力を適宜出力し、単独または定格電力を補完して前記モータを駆動し、搬送台車を走行させることを特徴とする急傾斜搬送台車用動力供給装置。
【請求項２】
前記給電導体を軌道に沿って架設する際、軌道が平坦または比較的傾斜の緩い範囲には架設せず、急傾斜した範囲にのみ架設するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の急傾斜搬送台車用動力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山間地等の急傾斜地に敷設された軌道上を走行する搬送台車の動力供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、山間地等の急傾斜地へ工事用資材等を搬送する従来の方法の一例を示す側面図で、図５は図４における矢視Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【０００３】
従来、山間地等の急傾斜地へ工事用資材等を搬送するには、図４及び図５に示すように、急傾斜地７に脚柱９を建ててその上に軌道３を敷設し、搬送台車１をこの軌道３に沿って走行させて資材台車２を押し上げ、資材や作業員を搬送するようにしている。
【０００４】
図６は軌道３に沿って走行する図４に示す搬送台車１の正面図で、ここでは、搬送台車１の駆動方式としてピニオン・ラック方式の例を示している。図７は従来一般的に使用されているピニオン・ラック部分の側面図で、ピニオン・ラック駆動方式は、図５〜図７に示すように、軌道３に沿って走行レール５およびラック１２が等間隔に植設されたラックレール４を敷設し、搬送台車１には、ラック１２と噛み合うピニオン１１、ラックレール４と接してピニオン１１の対象位置に設置されたバックアップロール１３、ピニオン・ラック駆動装置１０、ピニオン・ラック駆動装置１０駆動用の動力源（モータ）６、走行レール５と係合するガイド車輪８などが装備されており、動力源６によりピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１を回転駆動させると、搬送台車１は、ガイド車輪８にガイドされながら軌道３に沿って急傾斜地を走行するようになっている。
【０００５】
従来、上記した動力源６としては、一般に、ガソリンまたは軽油を燃料とするエンジンや、軽油などを燃料とする発電機より得た電力で駆動されるモータなどが使用されており、燃料を燃焼した際に排ガスを発生する。ところが近年は、排ガス規制が厳しく、山間地でも特に、国立公園内の区域での使用が難しくなっており、これらの理由により、排ガス規制を受けず環境にやさしい他の動力源の開発が切望されている。
【０００６】
図８はその要望に答えて開発を検討した急傾斜搬送台車用動力供給装置の原理説明図である。図に示すように、急傾斜搬送台車用動力供給装置は軌道３に沿って給電導体１８を架設し、また、搬送台車１に受電コイル２１を取付け、一次電源（商用電源）１６から給電導体１８へ送られた電力を、受電コイル２１を介して電磁誘導方式により非接触で受電し、負荷抵抗１９即ちここではモータを駆動し、搬送台車１を走行させるようにしている。
【０００７】
図９は、図８に示す原理を採用して開発を検討した急傾斜搬送台車用動力供給装置の構成を示す説明図である。
【０００８】
図に示すように、動力供給装置１４は、軌道３に沿って架設されて一次電源（商用電源）１６と接続された給電導体１８、一次電源１６と給電導体１８との間に設置された高周波インバータ１７より成り、地上側に設置される電源装置１５と、給電導体１８と近接して対向・設置されて搬送台車１と共に移動する受電コイル２１、受電された電力を整流する整流回路２２、整流回路２２の出力を制御してモータ２５側へ供給する制御装置２３より成り、搬送台車１に搭載される受電装置２０とで構成され、一次電源１６から供給された電力を給電導体１８から非接触で受電コイル２１により受電し、この電力をモータ用インバータ２４を介して周波数変換してモータ２５を駆動し、搬送台車１を走行させるようにしている。
【０００９】
図１０は、搬送台車１の駆動方式として、図７に示すピニオン・ラック駆動方式を採用し、図９に示す動力供給装置１４を適用した搬送台車の正面図で、図１１は図１０に示す搬送台車の側面図である。
【００１０】
図に示すように、軌道３に沿って走行レール５およびラックレール４が敷設され、走行レール５上には、ガイド車輪８を介して搬送台車１が載置され、ラックレール４のラック１２には、動力供給装置１４によって駆動されるラック・ピニオン駆動装置１０のピニオン１１が嵌合・設置され、搬送台車１上には動力供給装置１４の受電装置２０が設置されている。そして、走行レール５に沿い、支持部材２６で支持された給電導体１８が架設されているが、この給電導体１８と近接して搬送台車１上の受電装置２０のＥ字型の受電コイル２１が対向・設置されている。
【００１１】
図１２は、図９に示す動力供給装置１４を構成する地上側の電源装置１５の具体的架設例を示す説明図である。図に示すように、複数組の所定長さの給電導体１８が、搬送台車１に載置する走行レール５が敷設された軌道３に沿って架設され、その各組に対して一組の高周波コンバータ１７が配置され、それぞれ、変換トランス２９を介して一次電源ケーブル１６ａと接続されている。
【００１２】
図９に示す動力供給装置１４を適用した搬送台車１においては、一次電源１６より一次電源ケーブル１６ａを介し、変換トランス２９、高周波インバータ１７を経て、軌道３に沿って架設された給電導体１８に対して電力が供給されると、給電導体１８に近接して対向・設置された搬送台車１上の受電コイル２１がこれを非接触で受電する。受電された電力は整流回路２２で直流変換され、ついで制御装置２３によってモータ用インバータ２４へ送られて周波数変換された後モータ２５へ送られ、これによってピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１がモータ２５により回転駆動され、搬送台車１が走行レール５に沿って走行を開始する。
【００１３】
上記給電導体１８からの受電は、搬送台車１と共に移動する受電コイル２１によって継続して行われ、こうして搬送台車１は走行を続行することができる。
【００１４】
このような、搬送台車への非接触給電の考え方についてはすでに提案されており（例えば特許文献１、特許文献２参照）、さらに、その非接触給電の受電側を分割して迂回部を乗り継いだり、切り替え部を乗り継ぐようにしたものも提案されている（特許文献３、特許文献４参照）。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−１７５２３２号公報（第２−５頁、図１、図２、部５、図６）
【特許文献２】
特開平８−３４０６０３号公報（第２−６頁、図１、図２）
【特許文献３】
特開平１０−２２５０２４号公報（第２−３頁、図１、図２）
【特許文献４】
特開平１１−１２２８４７号公報（第２−５頁、図１）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
開発を検討した搬送台車用の動力供給装置１４によると、一次電源１６から供給された電力を、軌道３に沿って架設された給電導体１８より搬送台車１上の受電コイルを介して非接触で受電し、受電した電力でピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１を回転させるモータ２５を駆動し、搬送台車１を走行させるようにしているので、従来のガソリンまたは軽油エンジンのように、排ガスを排出して環境を害することがなく、したがって排ガス規制を受けることなく、安全に急傾斜地を走行して資材等の搬送を行うことができ、また、電源装置１５を、所定長さの給電導体１８に対して一組の高周波コンバータ１７を配置し、この一組または複数組の電源装置１５を軌道に沿って連続させて架設することができるので、一次電源１６からの電力の給・受電が極力損失を抑えて効率よく行うことができる。
【００１７】
しかしながら、上記の搬送台車用の動力供給装置においては、搬送台車が急傾斜地を自重で降下走行する際に、モータから放電される電力を効率的に使用していないため、動力供給装置を小型化することができず、装置コストが高くなると言う問題があった。
【００１８】
又、上記の動力供給装置においては、急傾斜地の途中等において、平坦または比較的傾斜の緩い範囲があっても、給電導体を軌道に沿って全範囲に架設しているため、給電導体の架設コストが高くなると言う問題があった。
【００１９】
本発明は開発を検討した急傾斜搬送台車用の動力供給装置の上記問題点に鑑み、搬送台車が急傾斜地を自重で降下走行する際に、モータから放電される電力をできるだけ効率的に使用して、動力供給装置を小型化し、装置コストを低減すると共に、平坦または比較的傾斜の緩い範囲においては、給電導体を軌道に沿って架設する必要がなく、給電導体の架設コストを低減し得る急傾斜搬送台車用動力供給装置を提供するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、軌道に沿って架設されて一次電源と接続された給電導体、一次電源と給電導体との間に設置された高周波インバータより成る電源装置と、搬送台車に搭載され、前記給電導体と近接して対向・設置されて搬送台車と共に移動し、給電導体から電力を非接触で受電する受電コイル、受電された電力を整流する整流回路、同整流回路の出力を制御してモータ側へ供給する制御装置、同制御装置からの電力を周波数変換するモータ用インバータより成る受電装置とで構成された急傾斜搬送台車用動力供給装置において、前記制御装置と接続され、搬送台車が自重で降下走行する際、前記モータから放電される電力を、前記制御装置を介して取り込んでＤＣ−ＤＣ変換するコンバータ、同コンバータから出力される回生電力を蓄電するバッテリーより成る充放電装置を設け、バッテリーに蓄電された回生電力を適宜出力し、単独または定格電力を補完して前記モータを駆動し、搬送台車を走行させることを特徴とする急傾斜搬送台車用動力供給装置とした。
【００２１】
これにより、搬送台車が急傾斜地を自重で降下走行する際に、モータから放電される電力を、充放電装置のバッテリー内に蓄電し、蓄電された回生電力を適宜出力し、単独または定格電力を補完してモータを駆動し、搬送台車を走行させることができるので、動力供給装置の出力を無駄に消費することなく効率的に使用して、動力供給装置を小型化し、装置コストを低減することができる。
【００２２】
また、請求項２の発明は、前記給電導体を軌道に沿って架設する際、軌道が平坦または比較的傾斜の緩い範囲には架設せず、急傾斜した範囲にのみ架設するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の急傾斜搬送台車用動力供給装置とした。
【００２３】
これにより、地上側の給電導体を急傾斜地にのみ架設して、搬送台車は、急傾斜地では定格電力で駆動し、平坦または比較的傾斜が緩やかな所は、充放電装置に蓄電された回生電力で駆動するようにしたので、給電導体の設備コストを低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の急傾斜搬送台車用動力供給装置の一実施形態について、図１〜図３により説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る急傾斜搬送台車用動力供給装置の構成を示す説明図である。
【００２６】
図に示す本発明の一実施形態に係る急傾斜搬送台車用動力供給装置は、図９に示す開発を検討した急傾斜搬送台車用の動力供給装置に、回生電力を蓄電および放電する充放電装置を追設したものである。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態においては、動力供給装置１４は、図９に示す動力供給装置１４と同様、軌道３に沿って架設されて一次電源（商用電源）１６と接続された給電導体１８、一次電源１６と給電導体１８との間に設置された高周波インバータ１７より成り、地上側に設置される電源装置１５と、給電導体１８と近接して対向・設置されて搬送台車１と共に移動する受電コイル２１、受電された電力を整流する整流回路２２、整流回路２２の出力を制御してモータ２５側へ供給する制御装置２３より成り、搬送台車１に搭載される受電装置２０とで構成すると共に、前記制御装置２３と接続され、搬送台車１を走行させるモータ２５から放電される電力を、前記制御装置２３を介して取り込んでＤＣ−ＤＣ変換するコンバータ２６、同コンバータ２６から出力される回生電力を蓄電するバッテリー２７より成る充放電装置２８を追設・装備しており、受電装置２０からの電力およびバッテリー２７からの電力を、モータ用インバータ２４を介して周波数変換してモータ２５を駆動し、搬送台車１を走行するようにしている。
【００２８】
充放電装置２８は、搬送台車１が急傾斜の軌道３を自重で降下走行する際、モータ２５から放電される電力を蓄電しておき、搬送台車１が平坦地を走行または急傾斜地を上昇する際に、蓄電した回生電力を使用し、回生電力単独で、あるいは定格電力を補完してモータ２５によりピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１を回転駆動し、搬送台車１を走行させるようにしている。
【００２９】
充放電装置２８を装備した本実施形態の動力供給装置１４を搭載した搬送台車１の場合、給電導体１８の架設方法を、効率性、経済性を配慮して、軌道３の傾斜条件に応じて適宜設定することが望ましい。
【００３０】
図２は、図１に示す動力供給装置の給電導体の架設要領を示す説明図である。
【００３１】
図２に示す架設要領は、出発地ｍから目的地ｎまでのルートに、傾斜角θ１　の傾斜部Ａと、傾斜角θ１　の傾斜部Ｃと、平坦部Ｂ、Ｄとが存在する場合で、給電導体１８を傾斜部Ａ、Ｃにのみ架設した場合を示す。
【００３２】
また図３は、図１に示す動力供給装置の給電導体の他の架設要領を示す説明図である。図３に示す架設要領は、ルートに、傾斜角θ２　の傾斜部Ｅと、この傾斜部Ｅから分岐し、三つの目的地ｎ１　，ｎ２　，ｎ３　へ通ずる平坦部Ｆ，Ｇ，Ｈが存在する場合で、給電導体１８を傾斜部Ｅにのみ架設した場合を示す。
【００３３】
充放電装置２８を設けた本実施形態の動力供給装置１４を搭載した搬送台車１を使用する場合、予め、搬送台車１が自重で急傾斜地を降下走行する際に、回生電力を充放電装置２８のバッテリー２７内に蓄電しておく、なお、最初に走行させるときは、事前に充電装置（図示しない）によってバッテリー２７は満充電しておく。
【００３４】
そして、この搬送台車１を図２に示すルートを走行させる場合、傾斜部Ａ，Ｃを走行する際は、各傾斜部Ａ，Ｃに架設された給電導体１８から受電コイル２１を介して非接触で受電した定格電力を使用し、ピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１を回転駆動して搬送台車１を走行させ、平坦部Ｂ，Ｄを走行させる際は、予め蓄電しておいた回生電力を充放電装置２８のバッテリー２７から取出し、ピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１を回転駆動して搬送台車１を走行させる。こうして資材等を無事目的地へ搬送することができる。
【００３５】
また、目的地ｎから出発地ｍへの帰途、搬送台車１が傾斜部Ａ，Ｃを降下走行する際、搬送台車１は自重によって降下走行してモータ２５から電力が放電されるので、上記のように、この電力を制御装置２３を制御して充放電装置２８のバッテリー２７内に蓄電する。
【００３６】
次に、搬送台車１を図３に示すルートを走行させる場合、傾斜部Ｅを走行する際は、傾斜部Ｅに架設された給電導体１８から受電コイル２１を介して非接触で受電した定格電力を使用し、ピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１を回転駆動して搬送台車１を走行させる。また傾斜部Ｅより分岐して、各目的地へ通ずる平坦部Ｆ，Ｇ，Ｈを走行する際は、上記と同様、予め蓄電しておいた回生電力を充放電装置２８のバッテリー２７から取出し、ピニオン・ラック駆動装置１０のピニオン１１を回転駆動して搬送台車１を走行させる。
【００３７】
また、目的地ｎから出発地ｍへの帰途、搬送台車１が傾斜部Ａ，Ｃを自重で降下走行する際、上記同様、モータ２５から放電される電力を制御装置２３を制御して充放電装置２８のバッテリー２７内に蓄電する。
【００３８】
このように、充放電装置２８を設けた本実施形態の動力供給装置１４によると、搬送台車１が急傾斜地を自重で降下走行する際にモータ２５から放電される電力を、充放電装置２８のバッテリー２７内に蓄電し、蓄電された回生電力を適宜出力し、単独または定格電力を補完して前記モータを駆動し、搬送台車１を走行させるようにしているので、動力供給装置１４の出力を無駄に消費することなく、効率的に使用することができ、したがって動力供給装置１４を小型化することができ、装置コストが低減できる。
【００３９】
また、地上側の給電導体１８を急傾斜地にのみ設置して、搬送台車１は、急傾斜地では定格電力で駆動し、平坦地または比較的傾斜が緩やかな所は、充放電装置２８に蓄電された回生電力で駆動するようにしているので、設備コストを低減することができる等の効果がある。
【００４０】
なお、本実施形態においては、搬送台車１の駆動方式として、モータにより駆動されるピニオン・ラック駆動方式の例を示したが、モータにより駆動される方式であれば、他の駆動方式を採用して搬送台車を走行させるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００４１】
又、動力供給装置の給電導体の架設要領は、図２又は図３に示す要領に限定されるものではなく、現場の状況に応じて適宜対処することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に係る急傾斜搬送台車用動力供給装置は、軌道に沿って架設されて一次電源と接続された給電導体、一次電源と給電導体との間に設置された高周波インバータより成る電源装置と、搬送台車に搭載され、前記給電導体と近接して対向・設置されて搬送台車と共に移動し、給電導体から電力を非接触で受電する受電コイル、受電された電力を整流する整流回路、同整流回路の出力を制御してモータ側へ供給する制御装置、同制御装置からの電力を周波数変換するモータ用インバータより成る受電装置とで構成された急傾斜搬送台車用動力供給装置において、前記制御装置と接続され、搬送台車が自重で降下走行する際、前記モータから放電される電力を、前記制御装置を介して取り込んでＤＣ−ＤＣ変換するコンバータ、同コンバータから出力される回生電力を蓄電するバッテリーより成る充放電装置を設け、バッテリーに蓄電された回生電力を適宜出力し、単独または定格電力を補完して前記モータを駆動し、搬送台車を走行させることを特徴として構成されているので、搬送台車が急傾斜地を自重で降下走行する際に、モータから放電される電力を、充放電装置のバッテリー内に蓄電し、蓄電された回生電力を適宜出力し、単独または定格電力を補完してモータを駆動し、搬送台車を走行させることができるので、動力供給装置の出力を無駄に消費することなく効率的に使用して、動力供給装置を小型化し、装置コストを低減することができる。
【００４３】
また、請求項２に係る急傾斜搬送台車用動力供給装置は、前記給電導体を軌道に沿って架設する際、軌道が平坦または比較的傾斜の緩い範囲には架設せず、急傾斜した範囲にのみ架設するようにしたことを特徴として構成されているので、地上側の給電導体を急傾斜地にのみ架設して、搬送台車は、急傾斜地では定格電力で駆動し、平坦または比較的傾斜が緩やかな所は、充放電装置に蓄電された回生電力で駆動するようにしたので、給電導体の設備コストを低減することができる。
【００４４】
本願発明は以上のような効果を有し、山間地等の傾斜地へ工事用資材等を搬送する上で、実用上きわめて有効な急傾斜搬送台車用動力供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る急傾斜搬送台車用動力供給装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す動力供給装置の給電導体の架設要領を示す説明図である。
【図３】図１に示す動力供給装置の給電導体の他の架設要領を示す説明図である。
【図４】山間地等の急傾斜地へ工事用資材等を搬送する従来の方法の一例を示す側面図である。
【図５】図４における矢視Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図６】軌道に沿って走行する図４に示す搬送台車の正面図である。
【図７】従来一般的に使用されているピニオン・ラック部分の側面図である。
【図８】開発を検討した急傾斜搬送台車用動力供給装置の原理説明図である。
【図９】図８に示す原理を採用して開発を検討した急傾斜搬送台車用動力供給装置の構成を示す説明図である。
【図１０】ピニオン・ラック駆動方式を採用し、図９に示す動力供給装置を適用した搬送台車の正面図である。
【図１１】図１０に示す搬送台車の側面図である。
【図１２】図９に示す動力供給装置を構成する地上側の電源装置の具体的架設例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　搬送台車
２　　　資材台車
３　　　軌道
４　　　ラックレール
５　　　走行レール
６　　　動力源
７　　　急傾斜地
８　　　ガイド車輪
９　　　脚柱
１０　　ピニオン・ラック駆動装置
１１　　ピニオン
１２　　ラック
１３　　バックアップロール
１４　　動力供給装置
１５　　電源装置
１６　　一次電源
１６ａ　一次電源ケーブル
１７　　高周波インバータ
１８　　給電導体
１９　　負荷抵抗
２０　　受電装置
２１　　受電コイル
２２　　整流回路
２３　　制御装置
２４　　モータ用インバータ
２５　　モータ
２６　　ＤＣ−ＤＣコンバータ
２７　　バッテリー
２８　　充放電装置
２９　　変換トランス
【図１】
2004135405.tif 000003
【図２】
2004135405.tif 000004
【図３】
2004135405.tif 000005
【図４】
2004135405.tif 000006
【図５】
2004135405.tif 000007
【図６】
2004135405.tif 000008
【図７】
2004135405.tif 000009
【図８】
2004135405.tif 000010
【図９】
2004135405.tif 000011
【図１０】
2004135405.tif 000012
【図１１】
2004135405.tif 000013
【図１２】
2004135405.tif 000014