(57)【要約】  陸電からゴムタイヤガントリー（ＲＴＧ）クレーンに電力を接続するための装置は、電力中継トロリー及び、必要に応じて、ＲＴＧクレーンを含む。電力中継トロリーは高電圧ケーブルを介するかあるいは誘導電力結合を介して電力を受取り、ＲＴＧクレーンへの接続のための可撓電力ケーブルを介して低ＡＣ電圧または低ＤＣ電圧を出力する。ＲＴＧクレーンに対する制御精度要件を軽減するため、誘導装置が電力中継トロリーを選ばれた経路に沿って導く。ＲＴＧクレーンは、高電圧接続を中断することなく、選ばれた経路から別の選ばれた経路に移動することができる。電力中継トロリーは、必要に応じて、いくつかの実施形態においては誘導レールを有し、他の実施形態では誘導ワイアを有する、選ばれた経路に対する電力中継トロリーの位置を決定する。電力中継トロリーの実施形態は自力推進するかあるいはＲＴＧクレーンに牽引される。
2010531286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧電力網から移動式クレーン上の低電圧電力入力に電力を接続するための装置において、
トロリー、
前記トロリーに取り付けられた誘導装置、
前記トロリーに取り付けられた、高電圧入力及び低電力出力を有し、前記低電圧出力が前記クレーンに電力を供給するために選ばれた値を有する変圧器、及び
前記高電圧電力網から電力を受け取るように適合され、前記変圧器の前記高電圧入力に接続される、電力入力カプラ、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電力入力カプラが、電力を誘導態様で受け取るように適合されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電力入力カプラが、高電圧ケーブルに接続するように適合されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
低電圧入力を有するゴムタイヤガントリークレーンをさらに含み、前記ゴムタイヤガントリークレーンの前記低電圧入力が前記トロリーの前記低電圧出力に接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記トロリーを前記ゴムタイヤガントリークレーンに接続する可撓信号ケーブル、
前記可撓信号ケーブルによって送られる、前記トロリーの位置を表す位置信号、及び
前記ゴムタイヤガントリークレーンの位置、
をさらに有し、
前記ゴムタイヤガントリークレーンは前記位置信号に応答して前記ゴムタイヤガントリークレーンの前記位置を修正するように適合される、
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
交流（ＡＣ）入力及び直流（ＤＣ）出力を有する電力変換回路をさらに備え、前記電力変換回路は前記変圧器の前記低電圧出力と前記低電圧入力の間に直列に挿入され、前記ゴムタイヤガントリークレーンはＤＣ電流で稼働するように適合されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記トロリーに回転可能な態様で結合されたケーブルリール、
前記電力入力カプラと前記ケーブルリールの間の電気接続、及び
前記ケーブルリールと前記変圧器の前記高電圧入力の間の電気接続、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記トロリーに対する選ばれた経路、及び
前記選ばれた経路から選ばれた離隔距離をおいて配された誘導レール、
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
第１の誘導レール側面、及び
第２の誘導レール側面、
をさらに有し、
前記誘導装置が前記電力中継トロリーに取り付けられた誘導ローラーアセンブリをさらに有し、
前記誘導ローラーアセンブリが、
誘導ローラーアセンブリブラケット、
前記誘導ローラーアセンブリブラケットに取り付けられた第１の誘導ローラー車軸、
前記誘導ローラーアセンブリブラケットに取り付けられた第２の誘導ローラー車軸、
前記第１の誘導ローラー車軸に回転可能な態様で組み付けられ、前記第１の誘導レール側面に沿って転がる、第１の誘導ローラー、及び
前記第２の誘導ローラー車軸に回転可能な態様で組み付けられ、前記第２の誘導レール側面に沿って転がる、第２の誘導ローラー、
をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記トロリーに取り付けられた第１の位置センサ、
前記誘導レールからの前記トロリーの第１の距離を表す第１の位置センサ出力信号、及び
前記トロリーに取り付けられた位置コントローラ、
をさらに備え、
前記位置コントローラは前記第１の位置センサ出力信号に接続される第１の入力及び前記誘導レールからの前記第１の距離を表す第１の出力値を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記トロリーが４つの車輪をさらに備え、
前記位置コントローラが第１の制御出力を有し、
前記位置コントローラの前記第１の制御出力に接続された制御入力及びモーター制御出力を有する電気モーターコントローラ、及び
回転速度を有する電気モーター、
をさらに備え、
前記電気モーターは前記トロリーの前記車輪の内の少なくとも１つに協働態様で連結され、前記電気モーターの前記回転速度は前記電気モーターコントローラの前記モーター制御出力によって制御されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記トロリーに取り付けられた第２の位置センサ、及び
前記誘導レールからの前記トロリーの第２の距離を表す第２の位置センサ出力信号、
をさらに有し、
前記位置コントローラが前記第２の位置センサ出力信号に接続される第２の入力及び前記誘導レールからの前記第２の距離を表す第２の出力値を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記トロリーが走行方向を有し、
前記位置コントローラが第２の制御出力を有し、
前記位置コントローラの前記第２の制御出力に接続された制御入力及びモーター制御出力を有する第２の電気モーターコントローラ、及び
回転速度を有し、前記トロリーの前記車輪の内の少なくとも１つに協働態様で連結された第２の電気モーター、
をさらに備え、
前記第２の電気モーターの前記回転速度は前記第２の電気モーターコントローラの前記モーター制御出力によって制御されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記トロリーの選ばれた走行方向、及び
前記位置コントローラからの、前記トロリーの前記走行方向と前記トロリーの前記選ばれた走行方向の間の角度を表す、偏角出力信号、
をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記位置コントローラが、前記偏角出力信号の値に応答して前記トロリーの前記走行方向を変えるために、前記第１の電気モーター及び前記第２の電気モーターを制御することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
陸電をゴムタイヤガントリークレーンに接続する方法において、
陸電ケーブルを電力中継トロリー上の高電圧電力入力に接続する工程、及び
前記電力中継トロリー上の低電圧電力出力から前記ゴムタイヤガントリークレーン上の低電圧電力入力に可撓電力ケーブルを接続する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記ゴムタイヤガントリークレーンを前記可撓電力ケーブルから切り離す工程、及び
陸電接続を切り離すことなく、第２の電力中継トロリーからの第２の可撓電力ケーブルに前記ゴムタイヤガントリークレーンを接続する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記陸電ケーブルのための位置を選択する工程、
前記陸電ケーブルのための前記位置に対する前記電力中継トロリーのための経路を選択する工程、及び
前記ゴムタイヤガントリークレーンの対応する移動に応答して、前記選ばれた経路に沿って前記電力中継トロリーを移動させる工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記電力中継トロリーの位置を前記ゴムタイヤガントリークレーンに送信する工程、及び
前記電力中継トロリーの前記位置に応答して前記ゴムタイヤガントリークレーンの位置を修正する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
外部電力源から電力を供給されるゴムタイヤガントリークレーンにおいて、
高電圧入力端子及び低電圧出力端子を有する電力中継トロリー、
前記ゴムタイヤガントリークレーン上の低電圧入力端子、及び
前記電力中継トロリー上の前記低電圧出力端子から前記ゴムタイヤガントリークレーン上の前記低電圧入力端子への可撓電力接続、
を備えることを特徴とするゴムタイヤガントリークレーン。
【請求項２１】
前記外部電力源からの前記ゴムタイヤガントリークレーンの切り離しが高電圧接続を中断させないことを特徴とする請求項２０に記載のゴムタイヤガントリークレーン。
【請求項２２】
前記電力中継トロリーが前記電力中継トロリー上の前記高電圧入力端子に接続される高電圧入力及び前記電力中継トロリー上の前記低電圧出力端子に接続される低電圧出力を有する変圧器をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載のゴムタイヤガントリークレーン。
【請求項２３】
前記電力中継トロリーのための選ばれた経路、
前記電力中継トロリーのための前記選ばれた経路に対する位置を有する誘導レール、及び
前記電力中継トロリーに取り付けられた誘導ローラーアセンブリ、
をさらに備え、
前記誘導ローラーアセンブリが、
誘導ローラーアセンブリブラケット、
前記誘導ローラーアセンブリブラケットに取り付けられた第１の誘導ローラー車軸、
前記誘導ローラーアセンブリブラケットに取り付けられた第２の誘導ローラー車軸、
前記第１の誘導ローラー車軸に回転可能な態様で組み付けられた第１の誘導ローラー、及び
前記第２の誘導ローラー車軸に回転可能な態様で組み付けられた第２の誘導ローラー、
をさらに有し、
前記第１及び第２の誘導ローラーが前記誘導レールに沿って転がり、よって、前記電力中継トロリーを前記電力中継トロリーのための前記選ばれた経路にしたがわせる、
ことを特徴とする請求項２２に記載のゴムタイヤガントリークレーン。
【請求項２４】
交流（ＡＣ）入力及び直流（ＤＣ）出力を有する電力変換回路をさらに備え、前記電力変換回路は前記変圧器の前記低電圧出力と前記低電圧入力の間に直列に挿入され、前記ゴムタイヤガントリークレーンはＤＣ電流で稼働するように適合されることを特徴とする請求項２２に記載のゴムタイヤガントリークレーン。
【請求項２５】
前記電力中継トロリーが、
前記電力中継トロリーの第１の位置を表す出力信号を有する第１の位置センサ、
前記電力中継トロリーの第２の位置を表す出力信号を有する第２の位置センサ、
回転数を有するモーター、
制御入力及び前記モーターに接続された出力を有するモーターコントローラ、
前記モーターコントローラの前記制御入力に接続された制御出力、前記第１の位置センサ出力に接続された第１の入力及び前記第２の位置センサ出力に接続された第２の入力を有する位置コントローラ、
選ばれた走行方向、及び
前記第１の位置センサの前記出力信号及び前記第２の位置センサの前記出力信号に関係付けられる測定された走行方向、
をさらに有し、
前記位置コントローラが前記測定された走行方向と前記選ばれた測定方向の間の差に応答して前記モーター回転数を変える、
ことを特徴とする請求項２２に記載のゴムタイヤガントリークレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的にガントリークレーンに電力を供給するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガントリークレーンは、貨物コンテナのような、大きく、重い荷を持ち上げて移動させるように適合されている。ガントリークレーンは１本ないしさらに多くの桁に沿って横方向に移動できるホイスト往復架に搭載されたホイストを備える。それぞれが上端で桁の末端に取り付けられた、２本ないしさらに多くの垂直支持体が地面より上方で桁を保持する。垂直支持体の下端に取り付けられた構造部材に結合された車輪及びモーターを有し、荷が取り上げられる場所から荷が下ろされる別の場所までガントリークレーンが自力で走行できる、ガントリークレーンもある。
【０００３】
貨物ヤードで用いられるような移動式ガントリークレーンは一般に、ホイスト及びホイスト往復架を支持するための一対の平行桁、少なくとも４本の支持体及び、クレーンの下隅のそれぞれの近くに、車輪を有する。列車に用いられる車輪及びレールと同様の、地面に固定された軌道レール上を転がるように適合されたフランジ付金属車輪を有するレール走行式ガントリークレーン（ＲＭＧクレーン）として知られるガントリークレーンがある。レールによりＲＭＧクレーンの迅速かつ精確な移動が可能になるが、レールの敷設または移設の費用が高い。ゴムタイヤガントリークレーン（ＲＴＧクレーン）として知られる別のタイプのガントリークレーンは金属車輪の代わりにゴムタイヤを有し、運転には固定レールによる拘束を受けない。代わりに、ＲＴＧクレーンの車輪は、走路として知られる、用意された路面上を移動する。一対の平行走路が、ＲＴＧクレーンがそれに沿って移動する車線を構成する。ＲＴＧクレーンの車輪は、例えば１つの車線から別の車線に移るため、ＲＴＧクレーンの走行方向を変えるために操縦可能であり得る。ＲＴＧクレーンは、物流のフレキシビリティが望まれる場合に、ＲＭＧクレーンより好まれることがある。
【０００４】
発電機に結合された車上ディーゼルエンジンによって電力が供給されるＲＴＧクレーンもある。発電機からの電気出力が、ＲＴＧクレーンを移動させるため並びにホイスト及びその他の装備を作動させるための電気モーターに電力を供給する。しかし、いくつかの港及び貨物ターミナルではディーゼルエンジンからの放出物が重大問題になりつつある。代案は貨物集積地区の送配電ネットワークから供給される電力でＲＴＧクレーンを運転することである。送配電ネットワークは、ネットワークが貨物船の荷積み／荷揚げ作業域の近くにある場合、陸電と称されることがある。
【０００５】
陸電により運転されるＲＴＧクレーンの一例が図１に示される。技術上既知のＲＴＧクレーンを表すＲＴＧクレーン１００は、ホイスト１０２及びゴムタイヤ１０４を備える。走路１１２に沿って移動しているＲＴＧクレーン１００が描かれている。２本の平行走路１１２がＲＴＧ車線を構成する。走路１１２は、大荷重ＲＴＧクレーンの重量を負うに十分な強度を有する強化コンクリート舗道を含むことができる。ＲＴＧクレーン１００は荷をまたぎ、荷を持ち上げ、ＲＴＧ車線に沿って荷を運ぶ。図１の例において、積み重ねられた貨物コンテナ１１４の内の１つがＲＴＧクレーン１００によって持ち上げられ、運ばれる荷の例である。図１の貨物コンテナの１つは、幅がほぼ８フィート（２.４ｍ）、高さがほぼ８フィート６インチ（２.６ｍ）、長さがほぼ２０フィート（６.１ｍ）であって、重量は２０米トン（ほぼ１８０００キログラム）以上になり得る。他の寸法及び重量を有する貨物コンテナもＲＴＧクレーンによって移動される。１個の貨物コンテナよりかなり大きな荷を持ち上げることができるＲＴＧクレーンもある。
【０００６】
ＲＴＧクレーンを運転するにはかなりの量の電力が必要になり得る。図１のＲＴＧクレーン１００は陸電に接続されたケーブルを介して電力を受け取る。伝送効率の理由のため、電力は高電圧及び比較的低電流でケーブルを介して伝送され得る。比較的低電流での電力伝送により、大電流を流すケーブルよりも直径が小さく、撓み易いケーブルの使用が可能になる。例えば、入力電力が、電圧が約２０００ボルトＡＣ（ＶＡＣ）から約６０００ＶＡＣの範囲にあるＡＣ（交流）であるＲＴＧクレーンがある。ケーブルの損傷を避け、人間及び装備が高電圧に触れないようにするため、ＲＴＧクレーン入力電力伝送ケーブルは走路近くの溝に収めることができる。人間、ケーブル及びその他の装備をさらに保護するため、フェンスまたはその他の障壁を設けることもできる。
【０００７】
高電圧ケーブルは、図１のＲＴＧクレーン１００がＲＴＧ車線に沿って走行するにつれて、クレーン上のケーブルリールに巻き取られ、ケーブルリールからほどかれる。図１において、クレーン搭載ケーブルリール１０６はＲＴＧクレーン１００の側面に取り付けられる。ＲＴＧクレーン１００がＲＴＧ車線に沿って移動するにつれて、高電圧ケーブル１０８はケーブル溝１１０から引き上げられ、クレーン搭載ケーブルリール１０６に巻き取られる。ＲＴＧクレーン１００が車線に沿って逆方向に移動するときは、高電圧ケーブル１０８はクレーン搭載ケーブルリール１０６からほどかれ、ケーブル溝１１０に戻されて収められる。クレーン搭載ケーブルリール１０６のハブにある回転電力カプラが高電圧ケーブル１０８から高電圧変圧器１１６の入力側に高電圧を接続する。高電圧変圧器１１６の出力は比較的低いＡＣ電圧、例えば約４００ＶＡＣ〜約５００ＶＡＣの範囲のＡＣ電圧である。変圧器出力電圧はＲＴＧクレーン上の電気入力に接続されて、電気モーター及びその他の装備を作動させる。
【０００８】
複数の荷積み／荷揚げ場所へのＲＴＧクレーンのアクセスを可能にするために１つより多くのＲＴＧ車線を有する貨物ターミナルもある。１つより多くのＲＴＧ車線を有するターミナルエリアの一例が図２に示される。図２において、第１の積荷場所Ａ及び第２の積荷場所Ｂでは２本の走路１１２-１からなる第１のＲＴＧ車線に沿って移動するＲＴＧクレーン１００が作業を行う。交差車線を形成する第２の対の走路１１２-２が、２本の走路１１２-３からなる第３のＲＴＧ車線が接近する、第３の積荷場所ＣへのアクセスをＲＴＧクレーン１００に提供する。ＲＴＧクレーン１００が場所ＡとＢの間を走行しているときにＲＴＧクレーンに接続されている高電圧ケーブルは第１のケーブル溝１１０-１に保持される。積荷場所Ｃを挟むＲＴＧ車線に沿ってＲＴＧクレーン１００が移動しているときにＲＴＧクレーンに接続されている高電圧ケーブルは第２のケーブル溝１１０-２に保持される。
【０００９】
図２の例において貨物を積荷場所Ａから積荷場所Ｃへ移動させるため、ＲＴＧクレーン１００は走路１１２-１上を場所Ａから交差走路１１２-２近くの位置に進むことによって交差車線機動を行う。第１のケーブル溝１１０-１からの高電圧ケーブルがＲＴＧクレーン１００から切り離され、移動式高電圧電力源１１８、例えばトラック搭載発電機がケーブルでＲＴＧクレーン１００に接続される。ＲＴＧクレーン１００は方向転換して交差車線にのり、積荷場所Ｃへの走路１１２-３からなるＲＴＧ車線近くに移動する。ＲＴＧクレーン１００は積荷場所ＣへのＲＴＧ車線上に誘導され、移動式高電圧源１１８がＲＴＧクレーンから切り離されて、第２のケーブル溝１１０-２内の高電圧ケーブルがＲＴＧクレーンに取り付けられる。最後に、ＲＴＧクレーン１００は積荷場所Ｃまで進み、そこで貨物を下ろす。
【００１０】
上述した交差車線機動においては、ＲＴＧクレーン１００が車線を変える間に陸電から移動式発電機に、次いで再び陸電に、移るから、２回の高電圧切離し作業及び２回の高電圧接続作業がある。高電圧にともなう安全危機のため、専門訓練を受けた作業者だけしか高電圧ケーブルの接続及び切離しができない貨物ターミナルもある。交差車線機動が行われるべき時及び場所に訓練を受けた作業者がいなければ、貨物作業の遅れが生じ得る。貨物作業は高電圧の接続及び切離しに必要な時間によりさらに遅れが生じ得る。
【００１１】
ＲＴＧクレーン１００は、高電圧ケーブル１０８及びクレーン搭載ケーブルリール１０６が受ける応力及び摩耗を最小限に抑えて高電圧ケーブルがケーブル溝１１０から引き出され、ケーブル溝１１０に収められるように、誘導されることが好ましい。高電圧ケーブル１０８はケーブル溝１１０の底に平らにまた真直に置かれることがさらに望ましい。例えば、選ばれた高電圧ケーブル配置を達成するために、選ばれた走行車線から約±０.４インチ（±１０ｃｍ）以上の距離は逸れないことをＲＴＧクレーン１００に要求する高電圧供給システムもある。しかし、普通のタイプの操縦システムを有するＲＴＧクレーン１００は、ＲＴＧクレーン１００が走路に沿って走行する際に、選ばれた走行車線の両側に約６インチ（１５０ｍｍ）ふらつく。さらに、ディーゼル電力ＲＴＧクレーンを操縦している間に達成される誘導精度が約±１０インチ（２５４ｍｍ）の操縦者がいることも周知である。
【００１２】
上例において、ＲＴＧクレーン１００の操縦システムによる位置誤差と操縦者能力による位置誤差の和はケーブル配置に対する位置精度仕様を上回り得る。したがって、ケーブル溝１１０に対するＲＴＧクレーン１００の正確な位置決めには特製で費用のかかる位置測定／制御装置が必要になり得る。選ばれた経路に沿ってＲＴＧクレーン１００を正確に誘導するための位置測定／制御装置は直進操縦（straight-steering）システムとして知られている。正確な直進操縦装置を装備しているＲＴＧクレーン１００に対してさえ、位置測定がなされるときの速度に制限があり、経済的な貨物作業に好ましい速度よりも遅い速度でＲＴＧクレーン１００を操縦しなければ、位置誤差が補正される速度及び精度が得られないことがあり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
日常の貨物移送作業中に高電圧ケーブルの接続／切離しを行わずにＲＴＧクレーンに電力を接続する手段が必要とされている。また、ＲＴＧクレーン直進操縦システムを必要とせずに選ばれた高電圧ケーブル配置を達成するためにＲＴＧクレーンを正確に誘導する手段が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態において、ＲＴＧクレーンは、ＲＴＧクレーンに電気的に接続され、ＲＴＧクレーンに近接して移動する、比較的小さな運搬車である、トロリーから供給される比較的低電圧で稼働するように適合される。ＲＴＧクレーンに電力を供給するためのトロリーは本明細書において電力中継トロリーとも称される。いくつかの実施形態において、電力中継トロリーは推進のため及び、必要に応じて、方向制御のための１つないしさらに多くの駆動モーターを備える。別の実施形態において、電力中継トロリーはＲＴＧクレーンに牽引される。
【００１５】
高電圧ケーブルが外部交流（ＡＣ）高電圧電源、例えば陸電電源から電力中継トロリーに搭載された降圧変圧器の入力側に電力を接続する。降圧変圧器の出力は比較的低いＡＣ電圧である。比較的低い変圧器出力ＡＣ電圧は可撓電力ケーブルを通してＲＴＧクレーン上の入力電気接点に送られ、そこで比較的低いＡＣ電圧は、ＲＴＧクレーン車上の整流器、インバータ、モーターコントローラ、モーター及びその他の装備に配電される。いくつかの実施形態において、電力中継トロリー上の電力変換回路が交流電力を直流（ＤＣ）電力に変換する。電力変換回路からのＤＣ電圧／電流は可撓電力ケーブルに接続され、次いでＲＴＧクレーンに接続される。
【００１６】
電力中継トロリー上の高電圧変圧器の入力側は通常、陸電に接続されたままである。したがって、電力中継トロリーを装備したＲＴＧクレーンは高電圧接続を中断することなく多くの機動を完了することができる。例えば、複数のＲＴＧ車線が設けられている施設に対し、必要に応じて、それぞれのＲＴＧ車線に個々に電力中継トロリーを備えることができる。交差車線機動中、ＲＴＧ車線上の第１の電力中継トロリーから比較的低電圧を伝えている可撓低電圧ケーブルがＲＴＧクレーンから切り離され、ＲＴＧクレーンが第２のＲＴＧ車線に入った後に第２の電力中継トロリーからの可撓低電圧ケーブルがＲＴＧクレーンに接続され、それぞれの電力中継トロリーへの高電圧接続は中断されない。交差車線機動の交差車線部分のための電力は比較的低電圧の可搬型電源によって供給することができる。ＲＴＧクレーンと電力中継トロリーの分離に必要なその他のＲＴＧクレーン機動にも、比較的低電圧の切り離し及び再接続しか必要ではない。
【００１７】
いくつかの実施形態において、電力中継トロリーは高電圧ケーブルの一部を保持するためのケーブルリールを備える。高電圧ケーブルは、ＲＴＧクレーン及び電力中継トロリーが一緒に走路に沿って一方向に移動する際に、ケーブルリール上に巻き取られる。高電圧ケーブルは、ＲＴＧクレーン及び電力中継トロリーが一緒に走路に沿って逆方向に移動する際に、リールからほどかれて、ケーブル溝またはその他の保護構造に戻される。別の実施形態においては、高電圧ケーブル及びケーブルリールが省略されて、高電圧ＡＣ電力は、地面の溝に配された高電圧レールシステム及び電力中継トロリーの底部または側面に配された非接触電力ピックアップによって電力中継トロリー上の変圧器の入力側に接続される。
【００１８】
電力中継トロリーへの無停電高電圧接続を維持し、ケーブル溝またはその他の高電圧ケーブル保護構造に対する電力中継トロリーの位置を正確に制御することによって、電力中継トロリーに連結されたＲＴＧクレーンに対する位置制御許容度を技術上既知のＲＴＧクレーンの制御許容度に比較して緩和することができる。したがって、ＲＴＧクレーン車上位置測定／制御装置を簡素にして、コストを下げることができる。さらに、電力中継トロリーはＲＴＧクレーンより小さく、軽量であるから、電力中継トロリーの位置はＲＴＧクレーンの位置より容易に制御される。
【００１９】
いくつかの実施形態において、ケーブル溝に対する電力中継トロリーの位置は溝近傍の舗道に取り付けられた誘導レールに電力中継トロリーをしたがわせることによって正確に維持される。電力中継トロリーの両側に取り付けられた一対の誘導ローラーアセンブリが誘導レールに追随して、電力中継トロリーとケーブル溝の間の離隔距離を制御する。いくつかの実施形態において、電力中継トロリーは誘導レールをまたぐ。あるいは、誘導ローラーアセンブリは電力中継トロリーの側面から伸び出し、電力中央トロリーは誘導レールに隣接する経路上を走行する。いくつかの実施形態において、高電圧ケーブルは、溝の代わりに、誘導レールに形成されたチャネルに収められる。車上駆動モーター及び位置コントローラを有する、いくつかの電力中継トロリー実施形態において、位置コントローラは舗道の溝内に敷かれた誘導ワイアに電力中継トロリーを自動的に追随させる。位置コントローラは電力中継トロリーに取り付けられた磁気センサまたは誘導センサから位置偏差信号を読み取って、電力中継トロリーの誘導ワイアに対する位置及び、対応する、電力中継トロリーのケーブル溝に対する位置を決定する。別の実施形態において、電力中継トロリー上のセンサが電力中継トロリーと誘導レールの間の相対離隔距離を検出し、電力中継トロリー上の位置コントローラが電力中継トロリー上の駆動モーターを制御して、離隔距離を選ばれた値に維持する。
【００２０】
ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンで駆動されるＡＣ発電機を備えるＲＴＧクレーンもある。発電機のＡＣ出力はＤＣ電圧に変換される。電力中継トロリーからのＤＣ電圧、あるいはＲＴＧクレーン上のエンジン、発電機及び整流器からのＤＣ電圧は、ＲＴＧクレーン上の他の装備に配電される。ＤＣ電圧は、例えば誘導モーターに電力を供給するため、ＲＴＧクレーン上のインバータによって変換してＡＣ電圧に戻すことができる。ＤＣ電力出力を有する電力中継トロリーは、正確な直進操縦システムを必要とせずにＲＴＧクレーンを陸電によって運転できるように、ディーゼルエンジン及びＡＣ発電機を有するＲＴＧクレーンに後から装備できる点が有利である。
【００２１】
必要に応じて、いくつかの電力中継トロリー実施形態上及びいくつかのＲＴＧクレーン実施形態上の駆動モーターと車輪の間に車輪位置エンコーダ、例えばロータリーエンコーダが装着される。電力中継ロータリー上の位置コントローラが車輪位置エンコーダの出力を読み取り、電力中継トロリーの外部基準点に対する位置を計算する。ＲＴＧクレーン上の位置コントローラは、対応する、ＲＴＧクレーンの位置を計算する。電力中継ロータリー上の位置コントローラ及びＲＴＧクレーン上の位置コントローラは、必要に応じて、位置情報を交換することができる。例えば、いくつかの実施形態において、電力中継トロリーの位置は、誘導レールによって与えられる位置基準により、ＲＴＧクレーンの位置よりも高い精度でわかる。電力中継ロータリーによりＲＴＧクレーンに与えられる位置基準はＲＴＧクレーン上の位置計算装置への制御入力としてはたらくことができ、よってＲＴＧクレーン制御システムを簡素化し、対応して、ＲＴＧクレーン制御システムのコストを下げ、動作速度を高めることができる。
【００２２】
車上駆動モーターを有する電力中継トロリーの実施形態は、必要に応じて、ゴムタイヤを有することができる。ゴムタイヤをもついくつかの実施形態は先に説明したように誘導レールまたは誘導ワイアにしたがう。ゴムタイヤをもつ別の実施形態は先に説明したように電力中継トロリーと外部構造の間の離隔距離を測定する。他の実施形態はフランジ付金属車輪を有し、電力中継トロリーは、舗道あるいは舗道の溝に取り付けられた金属軌道レールに沿ってＲＴＧクレーンに牽引される。軌道レールは走路に平行に配される。あるいは、必要に応じて、一対の軌道レールで走路を挟むことができる。
【００２３】
本節では本発明の実施形態のいくつかの特徴が要約されている。本発明の実施形態の上記及びその他の特徴、態様及び利点は、以下の説明に関し、添付図面を参照すれば、さらに良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１はゴムタイヤガントリー（ＲＴＧ）クレーンに接続された高電圧ケーブルから電力が供給されるＲＴＧクレーンの略図である。図１は技術上既知のＲＴＧクレーンを表す。
【図２】図２は図１のＲＴＧクレーンによって行われるべき交差車線機動の俯瞰図である。
【図３】図３は本発明にしたがうＲＴＧクレーンの略図である。図３のＲＴＧクレーンは高電圧ケーブルに接続された電力中継トロリーからの比較的低電圧の電力を受け取るように適合される。
【図４】図４は電力中継トロリーの一実施形態及び舗道上の誘導レールの一実施形態の側面図である。
【図５】図５は図４の電力中継トロリーの端面図であり、電力中継トロリーをＲＴＧクレーンに機械的に連結するための引張り棒及び電力中継トロリーをＲＴＧクレーンに電気的に接続するための可撓電力ケーブルをさらに示す。
【図６】図６は電力中継トロリーの下部の別の実施形態である。本部分断面図の視線方向は図４に線Ａ-Ａで示される。図６は電力中継トロリーの側面に連結された誘導ローラーアセンブリを備える誘導装置を有する電力中継トロリーの実施形態を示す。図示される実施形態は電力中継トロリーの側面近くの誘導レール及び誘導レールに形成された溝のチャネルに配された高電圧ケーブルを示す。
【図７】図７は電力中継トロリーの下部の別の実施形態である。本部分断面図の視線方向は図４に線Ａ-Ａで示される。図７は舗道に形成されたケーブル溝をまたいでいる電力中継トロリーの実施形態を示す。高電圧ケーブルはケーブル溝内に配される。
【図８】図８は電力中継トロリーの下部の別の実施形態である。本部分断面図の視線方向は図４に線Ａ-Ａで示される。図８は舗道に敷かれた金属軌道レール上を走行するフランジ付金属車輪を有する電力中継トロリーを示す。高電圧ケーブルは軌道レールの一方に隣接する溝内に示される。軌道レールは走路の両側に示される。
【図９】図９は電力中継トロリーの下部の別の実施形態である。本部分断面図の視線方向は図４に線Ａ-Ａで示される。図９は舗道の溝に敷かれたレールに取り付けられた２本の高電圧導体から高電圧入力電力を受け取るように適合された電力中継トロリーを示す。電力中継トロリーのフレーム部材に取り付けられた、高電圧導体から電力を受け取るための非接触電力カプラが示される。
【図１０】図１０は電気モーターで駆動されるゴムタイヤを有する電力中継トロリーの簡略なブロック図である。電力中継トロリーと誘導レールの間の選ばれた離隔距離が図に記されている。
【図１１】図１１は２つの位置センサ及び位置コントローラと通信する付帯センサインターフェースを有する電力中継トロリーの簡略なブロック図である。本図は第１のセンサと長く延びた誘導レールの間の第１の離隔距離及び第２のセンサとレールの間の第２の離隔距離を示す。選ばれた、誘導レールに平行な走行方向も示される。
【図１２】図１２は図１１の電力中継トロリーに対する選ばれた走行方向と実走行方向の間の偏角を示す。
【図１３】図１３は、自力推進のためのモーター及び、高電圧ケーブルをケーブル溝に正確に収めるように、誘導ワイア溝内の誘導ワイアに載る誘導信号に自動的にしたがうための誘導装置を有する、電力中継トロリーの実施形態の略図である。
【図１４】図１４は技術上既知のいずれかのＲＴＧクレーンの車上配電装置及び位置制御装置のブロック図である。
【図１５】図１５はＤＣ出力電力を供給するように適合された電力中継トロリー及び電力中継トロリーからＤＣ入力電力を受け取るように本発明にしたがって適合されたＲＴＧクレーンの実施形態を示す。
【図１６】図１６は比較的低入力電圧を有する入力電力で稼働するように本発明にしたがって適合されたＲＴＧクレーンのブロック図である。必要に応じて備えられる位置信号接点及びクレーン位置制御手段も示される。
【図１７】図１７は比較的低ＤＣ電圧を有する電力を出力するように適合された電力中継トロリー及びトロリーからＤＣ電力を受け取るように適合されたＲＴＧクレーンのブロック図である。必要に応じて備えられるＲＴＧクレーン車上ディーゼルエンジン及び付帯発電／変換装置も示される。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態は、ゴムタイヤガントリー（ＲＴＧ）クレーンに陸電から比較的低電圧で電力を供給し、よって高電圧ケーブル接続を中断せずにＲＴＧクレーンの電力源からの切離し及び別の電力源への再接続を可能にする、装置を含む。いくつかの実施形態は、実施形態が選ばれた経路を走行する際に、選ばれた場所に高電圧ケーブルを正確に配する。別の実施形態は、静置高電圧導体、例えば高電圧ケーブルまたは高電圧レールに正確にしたがい、誘導結合によって高電圧導体からエネルギーを受け取る。別の実施形態は、高電圧電流が流れているレールに正確にしたがい、レールからＲＴＧクレーンに電気エネルギーを結合する。本発明のいくつかの実施形態は新規のＲＴＧクレーンでの使用に十分に適合され、他の実施形態は既存のＲＴＧクレーンの改装に十分に適合される。いくつかの実施形態は比較的低電圧を有する電力源による運転に適合されたＲＴＧクレーンを含む。
【００２６】
高電圧と見なされる電圧の高さは地域要件、例えば、安全規則、労働慣行、等にしたがって、場所毎に異なり得る。したがって、本明細書において高電圧は、それより高ければ専門訓練を受けた作業者によって接続がなされ、切り離されなければならない、閾電圧に等しいかまたはさらに高い電圧を意味して用いられる。そのような閾電圧より低い電圧は本明細書において低電圧あるいは比較的低電圧と称される。
【００２７】
低電圧による運転に適合されたＲＴＧクレーンの一実施形態が図３に示される。図３の実施形態においては、電力中継トロリー２００が、本発明にしたがう低電圧電力源による運転に適合されたＲＴＧクレーン３００に機械的に連結され、電気的に接続される。電力中継トロリー２００は、必要に応じて、特定の貨物ターミナルの要件にしたがい、ＲＴＧクレーン３００の左側または右側に装着される。別の実施形態において、電力中継トロリー２００は、必要に応じて、ＲＴＧクレーン３００の前方または後方に配することができる。
【００２８】
図３の実施形態において、電力中継トロリー２００は誘導レール２０２に沿ってＲＴＧクレーン３００に牽引される。電力中継トロリー２００へのヒンジ連結を有する引張り棒２０６がＲＴＧクレーン３００上の構造部材に取り付けられた引張り棒受け２０８に嵌合する。引張り棒２０６と引張り棒受け２０８の間の滑り嵌めにより電力中継トロリー２００とＲＴＧクレーン３００の間の離隔距離が選ばれた範囲にわたって変わることが可能になる。例えば、いくつかの実施形態において、離隔距離は基準位置から約１０インチ（約２５ｃｍ）まで変わり得る。
【００２９】
ＲＴＧクレーン３００への電力接続は電力中継トロリー２００を介してなされる。高電圧ケーブルが外部電源から電力中継トロリー２００に電力を送る。高電圧ケーブルのいくらかがケーブル溝１１０内に収まり、高電圧ケーブルのいくらかが電力中継トロリー２００に取り付けられたケーブルリール２０４に集められる。ケーブルリールのハブ上の回転電気コンタクトが高電圧電力を電力中継トロリー上の配電線に、次いで電力中継トロリーに搭載された高電圧変圧器の入力側に接続する。高電圧変圧器からの低電圧出力は可撓電力ケーブル２１０に接続され、可撓電力ケーブル２１０がＲＴＧクレーン３００上の電力入力端子に接続される。
【００３０】
図１を参照し、高電圧変圧器１１６及びクレーン搭載ケーブルリール１０６がＲＴＧクレーン１００上に置かれていることに注意されたい。この構成は技術上周知であり、先に論じたように、ＲＴＧクレーンがケーブル溝の経路を正確に追随して高電圧ケーブル１０８を溝の底の選ばれた位置におくことが必要である。例えば交差車線機動を行うために、図１のＲＴＧクレーン１００をケーブル溝１１０から離れさせるには図１のＲＴＧクレーン１００への高電圧接続を中断させる必要がある。対照的に、図３の電力中継トロリー２００は、交差車線機動及びその他のＲＴＧクレーン動作を含む、通常の貨物移送作業を通して高電圧ケーブルに接続されたままであり、本発明にしたがうＲＴＧクレーン３００が電力中継トロリーから切り離される。図３のＲＴＧクレーン３００が電力中継トロリー２００から切り離されると、可撓電力ケーブル２１０を介する電力中継トロリー２００からの低電圧出力が中断される。したがって、本発明の様々な実施形態に接続されるＲＴＧクレーン３００への電力接続は高電圧作業の専門訓練を受けた作業者を使わずに行うことができる。さらに、誘導レール２０２によって定められる選ばれた経路に正確に追随することによって、電力中継トロリー２００は選ばれた位置に高電圧ケーブルを正確に配し、一方ＲＴＧクレーン３００は、かなり大きな許容位置誤差をもって、走路に沿って自由に走行する。したがって、電力中継トロリー２００から電力を受け取るＲＴＧクレーン３００には電源への接続を維持するための高精度直進操縦システムは必要ではない。
【００３１】
図３の実施形態による電力中継トロリー２００は、図４（側面図）及び図５（端面図）にさらに詳細に示される。電力中継トロリー２００に回転可能な態様で連結されたトロリー車輪２２６が舗道２２８の表面に載る。図４及び図５の実施形態において、電力中継トロリー２００は少なくとも１つのフレーム部材２１８及びフレーム部材２１８に連結された少なくとも１つの構造支持体２１６を有する。高電圧変圧器２１４がフレーム部材２１８に取り付けられ、ケーブルリール２０４が回転可能な態様で構造支持体２１６に連結される。高電圧ケーブル１０８が、ケーブルリール２０４上の回転高電圧カプラを介して、電力中継トロリー２００の車上高電圧転送ケーブル４２４に高電圧陸電を接続する。転送ケーブル４２４上の高電圧は高電圧変圧器２１４の入力に接続される。高電圧変圧器２１４は降圧変圧器であり、その出力は低電圧である。高電圧変圧器２１４からの低電圧出力は可撓電力ケーブル２１０に接続される。可撓電圧ケーブル２１０はＲＴＧクレーン上の低電圧電力入力接点への接続のために適合される。
【００３２】
図４及び図５の電力中継トロリー２００は誘導レール２０２に追随することによって選ばれた位置精度を達成する。誘導レール２０２は舗道２２８に堅固に取り付けられる。誘導レール２０２の縦側面の直線性の変動は電力中継トロリー２００の位置精度への誤差要因に寄与する。誘導装置が誘導レール２０２と電力中継トロリー２００の一部の間の選ばれた離隔を維持する。図４及び図５の実施形態において、誘導装置は電力中継トロリー２００の前端に取り付けられた第１の電力中継トロリー誘導ローラーアセンブリ２２４-１及び電力中継トロリー２００の後端に取り付けられた第２の電力中継トロリー誘導ローラーアセンブリ２２４-２を有する。誘導ローラーアセンブリ２２４は少なくとも２つの誘導ローラー２２０を有し、それぞれの誘導ローラーは誘導ローラーアセンブリに回転可能な態様で連結される。第１の誘導ローラー２２０は誘導レール２０２の第１の縦側面に接触し、第２の誘導ローラー２２０は誘導レール２０２の第２の縦側面に接触する。誘導ローラー２２０は電力中継トロリー２００を誘導レール２０２によって定められる経路に密接にしたがわせる。いくつかの実施形態において電力誘導トロリーは誘導レールをまたぎ、別の実施形態において電力中継トロリーは誘導レールの脇を走行する。図示される実施形態において、誘導ローラー２２０及び誘導レール２０２は金属、例えば鋼鉄でつくられる。誘導レールの実施形態は電力中継トロリーの所望の位置許容度よりかなり少ない量に曲りを制限するに十分な強度を有することが好ましい。
【００３３】
上述した実施形態のいくつかにおいて、高電圧ケーブルは、ケーブルを損傷から保護するため並びに人及び装備を高電圧から防護するために、ケーブル溝に収まる。図５は高電圧ケーブルの位置に対する別の選択肢を示す。図５において、高電圧ケーブル１０８の一部は先に述べたようにケーブルリール２０４に巻き取られる。高電圧ケーブル１０８は電力中継トロリー２００の開口を通過して、電力中継トロリーの下のスペースに入り、そこでケーブルの一部は誘導レール２０２の上面に形成されたチャネルに収まる。図５において一対の誘導ローラーの間に高電圧ケーブル１０８の断面及び誘導レール２０２の断面を見ることができる。
【００３４】
図６，図７，図８及び図９は、図４に線Ａ-Ａで記された部分区画線によって示される方向で見られるような、電力中継トロリーの下部の異なる実施形態を示す。図４における区画線Ａ-Ａより上部の要素は図６〜図９に示される実施形態の全てに適合可能であると見なすことができる。図６の実施形態において、高電圧ケーブルは、電力中継トロリーによってまたがれる代わりに、電力中継トロリーの脇を通る。２つの車輪２２６及びフレーム部材２１８が誘導レール２０２に対する電力中継トロリーの主要部分の位置を示す。誘導レール２０２は、電力中継トロリーが走行する際に高電圧ケーブル１０８が収められる（あるいはケーブルが引き出される）チャネルを含めて形成される。誘導ローラーアセンブリ２２４は電力中継トロリーの側面でフレーム部材２１８に連結され、誘導ローラー２２０は上述したように誘導レールの側面をなぞる。
【００３５】
図７の実施形態において、高電圧ケーブルの一部は舗道２２８に形成されたケーブル溝１１０内に敷かれる。電力中継トロリーはケーブル溝１１０をまたぐ。ケーブル溝１１０と誘導レールの間の離隔距離は、電力中継トロリーが誘導レールに沿って移動するにつれて高電圧ケーブル１０８が溝内に敷かれるように、選ばれる。少なくとも２つの誘導ローラーアセンブリ２２４が電力中継トロリーを誘導レール２０２によって定められる経路に正確にしたがわせる。図６の実施形態は、図７におけるように、高電圧ケーブルを溝内に置くように適合させることもできる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、電力中継トロリーは、列車軌道と同様の、一対の平行金属レール上を走行する。図８に示される実施形態においては、一対の軌道レール２３２が舗道２２８に形成された溝内に配される。軌道レール２３２は走路１１２の両側にある。あるいは、軌道レール２３２はいずれも、図９に示されるように、走路１１２の同じ側に配することができる。軌道レール２３２上を転がるように適合されたフランジ付車輪２３０が回転可能な態様でフレーム部材２１８に結合される。図８の実施形態において、電力中継トロリーはＲＴＧクレーンの後方で引かれる（あるいは前方で押される）。図８の舗道溝の１つは軌道レール２３２を保持し、さらに、高電圧ケーブル１０８が中に収められるケーブル溝としてはたらく。高電圧ケーブル１０８は、必要に応じて、独立溝に収めることができる。図６及び図７の実施形態は、図８におけるように、走路を挟むように適合させることもできる。軌道レール上を転がるフランジ付車輪を有する電力中継トロリーは、必要に応じて誘導レールにより、図６及び図７におけるように、高電圧ケーブル配置に適合させることもできる。
【００３７】
高電圧は、高電圧ケーブルとは別の手段により、電力中継トロリーに接続することができる。図９において、２本の高電圧導体９０２が舗道２２８に形成された溝内に配される。高電圧導体９０２は、電力中継トロリーへの誘導結合の効率のため及びＲＴＧクレーンへの電力供給のために選ばれた、電圧、電流及び周波数を有する高電圧ＡＣ電力源に接続される。電力中継トロリー上のフレーム部材２１８に取り付けられた非接触電力カプラ９００が、電力中継トロリーが軌道レール２３２に沿って移動するにしたがい、高電圧導体９０２に沿って、高電圧導体の脇を移動する。電力は高電圧導体９０２から電力カプラ９００に誘導態様で結合され、電力カプラ９００から電力中継トロリー上の高電圧変圧器の入力に接続される。誘導電力カプラを装備する電力中継トロリーにはケーブルリールあるいは外部高電圧電力源に接続するための長い高電圧ケーブルが必要ではない。しかし、非接触電力カプラ９００は高電圧導体９０２に接触せずに導体に近接してしたがわなければならず、したがってこの実施形態では正確な位置制御を実施するために軌道レール２３２上でフランジ付車輪が用いられる。
【００３８】
大きなＲＴＧクレーンがＲＴＧ車線に沿って貨物を運びながら移動する際に電力中継トロリーを牽引することはそのようなＲＴＧクレーンの十分に能力範囲内である。いくつかの実施形態において、ＲＴＧクレーンは通常の牽引具を用いてＲＴＧクレーンの前方または後方で電力中継トロリーを押すかまたは引く。別の実施形態において、電力中継トロリーは、図３に示されるように、ＲＴＧクレーンの脇で推し進められる。ＲＴＧクレーンの脇で電力中継トロリーを牽引するための引張り棒配置が図５の電力中継トロリーの端面図に示される。電力中継トロリー２００の一部分へのヒンジアタッチメントを有し、電力中継トロリーの別の部分に連結されたヒンジリンク仕掛けで支持される、引張り棒２０６が引出し位置で図５に示される。図示される実施形態の引張り棒２０６は垂直位置に回転させて、他の装備の邪魔にならないようにするか、あるいは電力中継トロリーが使用されていないときに人が引張り棒にぶつかることを防止することができる。ＲＴＧクレーン上の引張り棒受けは引張り棒２０６に力をかけて、ＲＴＧクレーンの移動に対応して前方または後方に電力中継トロリーを移動させるように適合される。ＲＴＧクレーン上の引張り棒受けは電力中継トロリーとＲＴＧクレーンの間の離隔距離の変化を可能にするようにも適合される。離隔距離は、ある程度は電力中継トロリーとＲＴＧクレーンの間の誘導精度の差の結果として変化する。
【００３９】
いくつかの実施形態において、電力中継トロリーはＲＴＧクレーンによって牽引されず、代わりに、選ばれた経路に沿って電力中継トロリーを前方または後方に推進するための１つないしさらに多くの電力中継トロリー車輪に結合された駆動モーターを装備する。駆動モーターを有する電力中継トロリーの簡略なブロック図が図１０に示される。図１０の実施形態は、４つのゴムタイヤ４０８を有し、そのうちの少なくとも１つが電気駆動モーター４０６に結合されている、電力中継トロリー２００を含む。位置コントローラ４０４が駆動モーター４０６と信号を交換して、電力中継トロリー２００の走行方向及び走行速度を制御する。位置コントローラ４０４には、例えば、プログラマブルロジックコントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、または選ばれたパラメータの値を選ばれた限界範囲内に自動的に制御するためのその他いずれかの好ましいハードウエア及び、必要に応じて、ソフトウエアを含めることができる。いくつかの実施形態において、電力中継トロリーは、位置コントローラ４０４が電力中継トロリー２００の走行方向を変えることができるように、位置コントローラ４０４の制御の下にある１つより多くの駆動モーター４０６を有する。あるいは、位置コントローラ４０４は１つないしさらに多くの駆動車輪に結合された操縦アクチュエータと制御信号を交換して、走行方向を変える。
【００４０】
図１０において電力中継トロリー２００に回転可能な態様で取り付けられたケーブルリール２０４は高電圧ケーブル１０８の一部分を保持する。高電圧ケーブル１０８の別の部分は誘導レール４１０内に形成されたチャネル内に収まる。高電圧転送ケーブル４２４がケーブルリール２０４から高電圧変圧器１１６の高電圧入力に高電圧を接続する。高電圧変圧器１１６の出力は可撓電力ケーブル２１０上の低電圧である。可撓電力ケーブル２１０はＲＴＧクレーン上の電力入力端子に接続される。
【００４１】
図１０に示される誘導レール４１０は図５の誘導レール２０２に比較して延伸された高さを有する。延伸誘導レール４１０は図５の誘導レール２０２に比較して高電圧ケーブル１０８のさらに高い保護及び隔離を提供することができる。延伸誘導レール４１０の側面は１つないしさらに多くの位置センサに対する位置基準として用いることもできる。図１０に示されるように、位置センサ４００はセンサ４００と延伸誘導レール４１０の間の離隔距離「Ｌ」を測定する。位置センサは、例えば、音響距離測定センサ、光学距離測定センサ、ホール効果センサ、接触測定のためのプローブを有する圧力センサ、またはその他のタイプのセンサとすることができる。センサ出力信号は、位置コントローラ４０４の入力に接続される出力を有する、センサインターフェースモジュール４０２に接続される。センサインターフェースモジュール４０２からの出力信号は、例えば、選ばれた距離「Ｌ」の値からの偏差に比例する位置誤差信号とすることができる。あるいは、出力信号は距離「Ｌ」を表す値とすることができる。位置コントローラ４０４は、センサインターフェースモジュール４０２の出力信号の値を決定し、その値に応じて、１つないしさらに多くの駆動モーター４０６に、あるいは操縦アクチュエータに、制御信号を発して、電力中継トロリー２００の走行方向を変えることができる。
【００４２】
いくつかの実施形態は、必要に応じて、電力中継トロリーの位置に関するさらなる情報を提供するための第２の位置センサを有する。例えば、図１１の電力中継トロリー実施形態は、第１のセンサインターフェースモジュール４０２に接続される出力を有する第１の位置センサ４００及び第２のセンサインターフェースモジュール４２２に接続される出力を有する第２の位置センサ４２０を備える。第１の位置センサ４００は電力中継トロリー２００の前端の近くに配され、第２の位置センサ４２０は電力中継トロリー２００の後端の近くに配される。位置センサは、必要に応じて、電力中継トロリー２００のどこか他の場所に配することができる。第１の位置センサインターフェースモジュール４０２は、センサ４００と延伸誘導レール４１０の間の離隔距離Ｌ１の値に対応する値を有する、出力信号を有する。第２の位置センサインターフェースモジュール４２２は、センサ４２０と延伸誘導レール４１０の間の離隔距離Ｌ２の値に対応する値を有する、出力信号を有する。第１及び第２のセンサインターフェースモジュールの出力は位置コントローラ４０４の入力に接続される。位置コントローラ４０４は、距離Ｌ１及びＬ２に対応する値を計算し、電力中継トロリー２００の経路と電力中継トロリー２００の選ばれた経路の間の誤差量を決定する。電力中継トロリー２００の選ばれた経路は図１１及び図１２にＤ１と記された矢印によって示される。図１１及び図１２の実施形態において、選ばれた経路Ｄ１は延伸誘導レール４１０に平行である。
【００４３】
図１２に示されるように、必要に応じて、位置コントローラ４０４は距離Ｌ１及びＬ２から偏角Ａ１に対する値を計算することができる。偏角Ａ１は図１２にＤ２と記された矢印で示される電力中継トロリー２００の走行方向と延伸誘導レール４１０の間の角度に対応する。角度Ａ１はさらに、電力中継トロリー走行方向Ｄ２と延伸誘導レール４１０に平行な選ばれた走行方向に対する選ばれた電力中継トロリー走行方向Ｄ１の間の角度に対応する。離隔距離Ｌ１，Ｌ２及び偏角Ａ１を決定するために２つの位置センサが装備された電力中継トロリー２００は、位置センサを１つしか有していない電力中継トロリーよりも高い精度で選ばれた経路にしたがうことができる。図１１及び図１２の電力中継トロリー２００は、位置センサが１つしか装備されていない電力中継トロリーより高い精度で高電圧ケーブルをケーブル溝に収めることもできる。偏角Ａ１を計算できる能力はさらに、電力中継トロリー２００の運転における誤差状態、例えば、系統誘導誤差、駆動車輪牽引力の部分喪失、風または異物の衝撃のような外部原因による進路妨害、凹凸のある舗道面及びその他の誤差、の検出において利点を有することができる。誤差状態を検出すると、必要に応じて、位置コントローラ４０４は電力中継トロリーまたはＲＴＧクレーンの動きを停止するかまたは別の処置をとるための命令を発することができる。
【００４４】
電力中継トロリーの位置を制御する別の手段は、舗道に形成された溝内に配された誘導ワイアから発せられる誘導信号にしたがうように電力中継トロリーを適合させることである。誘導ワイアにしたがうための装備が施された電力中継トロリーの一例が図１３に示される。図１３の実施形態は、全てが既述した他の実施形態における要素に対応する、ケーブルリール２０４，高電圧ケーブル１０８，可撓電力ケーブル２１０，駆動モーター４０６及び位置コントローラ４０４を備える。高電圧ケーブル１０８の一部分は図１１に示されるようにケーブル溝１１０内に、あるいは図５または図１０におけるように誘導レールの実施形態内に、収めることができる。誘導ワイア４１４は舗道２２８の誘導ワイア溝４１２内に収められる。誘導ワイア４１４は電力中継トロリー２００がしたがうべき経路を定める。誘導信号センサ４１６が誘導ワイア４１４から発せられる信号を検出する。誘導信号センサ４１６からの出力信号は誘導センサインターフェースモジュール４１８に入力される。誘導センサインターフェースモジュール４１８からの好ましい出力は、誘導信号センサ４１６と誘導ワイア４１４の間の離隔距離に反比例する強度を有する位置信号である。位置コントローラ４０４は位置信号の強度を決定し、位置信号の強度を、選ばれた経路に密接してしたがっている電力中継トロリーに対応する、最大値に維持するように電力中継トロリー２００の走行方向を変えるための制御信号を発する。
【００４５】
図１に示されるような、高電圧ケーブルによって外部高電圧源に接続された車上高電圧変換器を有するＲＴＧクレーンは技術上既知であると先に述べた。図１のＲＴＧクレーンにおける簡略化した電力接続を示すブロック図が図１４に示される。図１４において、ＡＣ電圧を有する高電圧電力源は、高電圧ケーブル、ケーブルリール及び、ケーブルリールからＲＴＧクレーン上の配電システムへの、回転電力カプラを有する、電力接続装置への入力端子ＨＶ入力に接続される。電力接続装置からの出力は変圧器Ｔ１の高電圧入力に接続される。技術上既知のＲＴＧクレーン１００について先に説明したように、高電圧接続はＲＴＧクレーン１００に直接になされ、電力接続装置及び高電圧変圧器Ｔ１はＲＴＧクレーン１００の一部である。変圧器Ｔ１からの低電圧ＡＣ出力は第１のモーター駆動装置／コントローラＭＣ１の入力及び第２のモーター駆動装置／コントローラＭＣ２の入力に接続される。
【００４６】
モーター駆動装置／コントローラは、本明細書において、入力電圧／電流を、電気モーターに電力を供給し、モーターの回転速度及び回転方向を自動的に制御するに適する形態に変換するために用いられるアナログ回路とデジタル回路の組合せとして定義される。例えば、モーター駆動装置／コントローラは、必要に応じて、整流器、インバータ、あるいはその他の電力制御コンポーネントまたは電力変換コンポーネントを有することができる。当業者であれば、モーター駆動装置／コントローラを含む様々な要素の物理的配置及び機能分担が特定の電力中継トロリー及びＲＴＧクレーンの構成の要件にしたがって変わることを認めるであろう。
【００４７】
技術上既知のＲＴＧクレーン１００についての図１４を続けて参照すれば、モーター駆動装置／コントローラＭＣ１の出力はＲＴＧクレーン１００上のホイストを駆動するモーターＭ１の入力に接続される。別のモーター駆動装置／コントローラＭＣ２の出力は駆動車輪Ｗ１に結合された駆動シャフトを有するモーターＭ２の入力に接続される。モーターＭ２の駆動シャフトに連結されたエンコーダＥ１は駆動車輪Ｗ１の回転位置を表す出力信号を有し、この出力信号から駆動車輪Ｗ１で走行した距離を計算することができる。エンコーダＥ１からの車輪位置信号出力は位置コントローラＵ１への入力である。位置センサインターフェース回路Ｘ１は端子Ｖｒに、例えば差分全地球測位システム（ＤＧＰＳ）受信器または別の高精度位置検出装置から、位置基準信号を受け取る。位置センサＸ１からの位置情報は位置コントローラＵ１の入力に接続される。位置コントローラＵ１はエンコーダＥ１及び位置センサＸ１からの情報を用いて、ケーブル溝の位置のような、選ばれた位置に対するＲＴＧクレーンの所在地点を正確に確立し、次いで、選ばれた経路上をＲＴＧクレーンに移動させるための操縦補正コマンドを発する。
【００４８】
電力中継トロリーから低電圧ＡＣ電力がＲＴＧクレーンに供給される本発明の一実施形態、例えば図４の実施形態、についての電力接続を示すブロック図が図１５に示される。図１５において、電力中継トロリーに搭載される装備は電力中継トロリー２００と記された枠内に集められ、ＲＴＧクレーンに搭載される装備はＲＴＧクレーン３００と記された枠内に集められている。高電圧ＡＣ電力源、例えば陸電が電力中継トロリー２００上の電圧入力端子ＨＶ入力に接続され、次いで、ケーブルリール上の高電圧ケーブルまたは非接触高電圧電力カプラのような電力接続装置に接続される。電力接続装置からの出力は高電圧降圧変圧器Ｔ１上の高電圧入力に接続される。変圧器Ｔ１からの低電圧ＡＣ出力は電力中継トロリー２００上の出力端子Ｖ出力に接続され、可撓電力ケーブル２１０によってＲＴＧクレーン３００上の電力入力端子Ｖ入力に送られる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、電力中継トロリー２００はＲＴＧクレーンとは独立な推進のための車上駆動モーターを有する。駆動モーターのための電力接続及び制御接続が図１５の電力中継トロリー２００枠内に示される。電力中継トロリー２００上の変圧器Ｔ１からの低電圧ＡＣ出力がモーター駆動装置／コントローラＭＣ３に接続される。モーター駆動装置／コントローラＭＣ３からの電力出力及び制御出力は駆動モーターＭ３上の対応する入力に接続される。駆動モーターＭ３からの駆動シャフトが駆動車輪Ｗ２を回転させる。駆動モーターＭ３のシャフトに結合された車輪位置エンコーダＥ２が駆動車輪の回転位置に対応する出力信号を生成し、この出力信号から駆動車輪Ｗ２が走行した距離を計算することができる。位置コントローラＵ２がエンコーダＥ２からの位置データを用いて電力中継トロリー２００についての位置を決定する。先に説明したように、必要に応じて位置コントローラＵ２は別のセンサからの信号を用いて電力中継トロリー２００の位置に関する別途の計算を行うことができる。いくつかの実施形態において、位置コントローラＵ２はその位置を用いて、電力中継トロリー２００の走行方向を変え、電力中継トロリー２００を選ばれた経路にしたがわせることを決定する。別の実施形態において、位置コントローラＵ２はその位置を電力中継トロリー２００上のデータ端子Ｖｐ上に送る。位置コントローラＵ２からの出力は駆動車輪Ｗ２の閉ループ制御を確立するための制御入力としてモーター駆動装置／コントローラＭＣ３に接続される。
【００５０】
可撓信号ケーブル１５０２が位置データ、あるいは位置データを表す信号を、電力中継トロリー２００上のデータ端子ＶｐからＲＴＧクレーン３００上の対応するデータ端子Ｖｐに、次いでＲＴＧクレーン３００上の位置コントローラＵ１に接続する。いくつかの実施形態において、電力中継トロリー２００からの位置データはＲＴＧクレーン３００の位置制御における入力因子である。いくつかの実施形態において、電力中継トロリー２００とＲＴＧクレーン３００の間の位置データの交換は双方向性である。位置データのそのような双方向交換は、電力中継トロリー２００またはＲＴＧクレーン３００の移動または位置における誤差の検出、例えば障害物との衝突の検出に対して有利であり得る。
【００５１】
図１５を続けて参照すれば、電力中継トロリー２００上の出力端子Ｖ出力からの低電圧ＡＣ出力電力は、可撓電力ケーブル２１０により、ＲＴＧクレーン３００上の電圧入力端子Ｖ入力に接続される。例えば交差車線機動を行うために、電力中継トロリー２００とＲＴＧクレーン３００を互いに切り離すことが望ましくなった場合には、低電圧ケーブル（可撓電力ケーブル２１０及び可撓信号ケーブル１５０２）だけが切り離されて、再接続される。電力中継トロリー２００上のＨＶ入力に存在する高電圧は、通常のＲＴＧクレーン貨物移送作業中、電力中継トロリーに接続されたままである。
【００５２】
図１５に示されるように、ＲＴＧクレーン３００の電圧入力端子Ｖ入力上の低電圧ＡＣ電力は、ＲＴＧクレーン３００上のホイストを稼働させるために用いられる第１のモーターＭ１に接続される出力を有する第１のモーター駆動装置／コントローラＭＣ１の入力に接続される。低電圧ＡＣ電力は、ＲＴＧクレーン３００を推進するために駆動車輪Ｗ１を回転させる第２のモーターＭ２に接続される出力を有する第２のモーター駆動装置／コントローラＭＣ２にも接続される。第２のモーターＭ２の駆動シャフトに連結されたエンコーダＥ１は駆動車輪Ｗ１の回転位置を表す出力信号を有し、この出力信号から車輪Ｗ１で走行した距離を計算することができる。エンコーダＥ１からの車輪位置信号出力は位置コントローラＵ１への入力である。第２の位置センサインターフェース回路Ｘ１が、例えば差分全地球測位システム（ＤＧＰＳ）受信器または別の高精度位置検出装置からの位置基準信号端子Ｖｒに受け取る。第２の位置センサＸ１からの位置情報はまた位置コントローラＵ１に入力として与えられる。位置コントローラＵ１はエンコーダＥ１及び位置センサＸ１からの情報を用いて、選ばれた位置、例えば選ばれた経路上の基準位置、に対するＲＴＧクレーン３００の所在地点を正確に確立する。位置コントローラＵ１の出力は、ＲＴＧクレーン３００の駆動車輪Ｗ１の閉ループ制御を確立するために、モーター駆動装置／コントローラＭＣ２への入力に接続される。
【００５３】
ＤＣモーターで駆動される車上ＡＣ発電機を有するＲＴＧクレーンもある。モーター−発電機対により、一方のシステム（この場合はＲＴＧクレーン）上の電圧網を他方のシステム（例えば電力中継トロリー）上の電圧網から分離することができる。ＤＣモーター及び、電力中継トロリーからの低電圧ＡＣ入力による作動に適合された、ＡＣ発電機を備えるＲＴＧクレーンの一例が図１６に示される。図１６において低電圧ＡＣ電力はＲＴＧクレーン３００上の電力入力端子Ｖ入力に接続される。低電圧ＡＣ電力は電力中継トロリー、例えば図１５の電力中継トロリー、からの出力である。図１６のＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ２は電力入力端子Ｖ入力に接続された入力を有する。ＡＣ-ＤＣコンバータはＡＣ入力電力をＤＣ出力電力に変換するための電力変換回路である。ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するための回路は技術上周知であり、そのような回路には、例えば、整流器、インバータ及びその他の電気回路を含めることができる。当業者であれば、本発明での使用に適合させることができるＡＣ-ＤＣコンバータには多くの別の実施形態があることを理解するであろう。ＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ２からのＤＣ出力電力はＤＣモーターＤＭ１の入力に接続される。ＤＣモーターＤＭ１はＡＣ発電機ＡＣＧ１を駆動し、ＡＣ発電機ＡＣＧ１の出力はＲＴＧクレーン上の他の装備によって用いられるＡＣ電力である。
【００５４】
図１６において、ＡＣ発電機ＡＣＧ１からのＡＣ電力は第１のモーター駆動装置／コントローラＭＣ１の入力に接続される。ＡＣ発電機ＡＣＧ１からのＡＣ電力はさらに第２のモーター駆動装置／コントローラＭＣ２の入力に接続される。ＲＴＧクレーン３００について図１６に示されるモーター駆動装置／コントローラ及びその他のコンポーネントは図１３における対応するコンポーネントについて先に説明したような接続及び機能を有する。
【００５５】
別の実施形態において、電力中継トロリーは車上ディーゼルエンジン及びＡＣ発電機が装備されているＲＴＧクレーンにＤＣ電力を出力するように適合される。電力中継トロリーとＲＴＧクレーンの間のＤＣ電力接続は、例えば、先にはディーゼルエンジンだけで電力が供給されていたＲＴＧクレーンに後付けで電力を供給するために有用であり得る。あるいは、ディーゼルエンジン及びＡＣ発電機を備える新しいＲＴＧクレーンを、ＲＴＧクレーンが外部高電圧入力電力源を必要とせずに交差車線機動を行うことができるように、ＤＣ電力出力を有する電力中継トロリーから作動させるために構成することができる。
【００５６】
ＤＣ電力を出力するように適合された電力中継トロリー及び、ディーゼルエンジンを備え、さらにＤＣ入力電力によって作動するように適合されたＲＴＧクレーンが図１７に示される。図１７において、電力中継トロリー２００上の変圧器Ｔ１のＡＣ出力はＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ６の出力に接続され、ＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ６はＤＣ電力信号を含む出力を有する。ＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ６からの出力は電力中継トロリー２００上のＤＣ電力出力端子ＶＤＣ出力に接続される。図１７の電力中継トロリー２００を構成するその他のコンポーネント及び接続の説明は、図１５の電力中継トロリー２００上の対応するコンポーネント及び接続についての説明と同様である。
【００５７】
図１７において、電力中継トロリー２００からのＤＣ出力電力は、ＤＣ出力電力端子ＶＤＣ出力からＲＴＧクレーン３００上の対応するＤＣ入力電力端子ＶＤＣ入力に接続される。一実施形態の、ＤＣ電圧／電流の伝送に適合された可撓電力ケーブル２１０が、電力中継トロリー２００上のＶＤＣ出力端子からＲＴＧクレーン３００上の端子ＶＤＣ入力までを接続する。ＲＴＧクレーン３００はさらにＡＣ発電機を駆動するディーゼルエンジンを備える。ＡＣ発電機からのＡＣ電力出力はＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ４の入力に接続され、ＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ４はＤＣ電力出力を有する。ＡＣ-ＤＣコンバータＣＲ４のＤＣ電力出力は対応するＤＣ入力出力端子ＶＤＣ入力に接続され、よって電力中継トロリー２００またはＲＴＧクレーンの車上ディーゼルエンジンによって供給される電力によるＲＴＧクレーン３００の運転が可能になる。図１７のＲＴＧクレーン３００の第１のモーター駆動装置／コントローラＭＣ１及び第２のモーター駆動装置／コントローラＭＣ２はＤＣ入力電力を受け入れるように適合される。ＲＴＧ３００について示される残りのコンポーネント及び接続の説明は、図１５のＲＴＧクレーン３００上の対応するコンポーネント及び接続についての説明と同様である。
【００５８】
本開示は、以下の特許請求の範囲で特許請求される主題の範囲、本質または精神の限定としてではなく、説明としてとられるべきである。当業者には、本開示を熟読した後に、本明細書に説明される要素に対する機能的及び／または構造的に等価な代用要素の使用、本明細書に説明される接続態様に対する機能的に等価な接続態様の使用、または本明細書に説明される工程に対する機能的に等価な工程の使用を含む、数多くの改変及び変形が明らかになるであろう。そのような本質的ではない変形は本明細書で考えられる本発明の範囲内にあると見なされるべきである。さらに、特定の手段または工程に対して複数の例が与えられ、そのような与えられた例の間のまたは外への外挿が本開示に照らして明白であれば、本開示は少なくともそのような外挿を開示しており、したがってそのような外挿を包含すると見なされるべきである。
【００５９】
本明細書で別途明白に言及されていない限り、通常の用語はそれぞれが提示される文脈の範囲内で対応する通常の意味を有し、通常の術語はそれぞれ対応する通例の意味を有する。
【符号の説明】
【００６０】
１０８    高電圧ケーブル
２００    電力中継トロリー
２０２    誘導レール
２０４    ケーブルリール
２１０    可撓電力ケーブル
２１４    高電圧変圧器
２１６    構造支持体
２１８    フレーム部材
２２０    誘導ローラー
２２４    誘導ローラーアセンブリ
２２６    トロリー車輪
２２８    舗道
３００    ゴムタイヤガントリー（ＲＴＧ）クレーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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