(57)【要約】      （修正有）【課題】鉱山内の材料を移送および運搬するためのシステムならびに方法を提供する。【解決手段】システムに関する。システムは、第１の車両、第２の車両１５０、および第１の車両と第２の車両との間のインターフェース１２０を含む。インターフェースは、第１の車両および第２の車両が停止している場合に、第２の車両から第１の車両への機械的動力の伝達を可能にするように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の車両と、
第２の車両と、
前記第１の車両と前記第２の車両との間のインターフェース（１２０）と、を含み、前記インターフェース（１２０）は、少なくとも前記第１の車両および前記第２の車両が停止している場合に、前記第２の車両から前記第１の車両への機械的動力の伝達を可能にするように構成される、システム（１００）。
【請求項２】
前記第１の車両は、動力受取軸（１３４）を含み、
前記第２の車両は、前記インターフェース（１２０）を形成するための、前記第１の車両の前記動力受取軸（１３４）に選択的に結合されるように構成された動力伝達軸（１６４）と、電気エネルギーの供給を提供するように構成されたバッテリ（１５８）と、前記バッテリ（１５８）に電気的に接続され、前記動力伝達軸（１６４）を選択的に駆動するように構成された走行モータ（１６０）と、を含む、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記第２の車両は、第１のモードおよび第２のモードで動作可能であり、
前記第１のモードでは、前記走行モータ（１６０）は、前記第２の車両の駆動軸（１５６）を回転させて前記第２の車両の車輪（１５４）に原動力を提供し、前記第２の車両を第１の位置から第２の位置まで動かすように構成され、
前記第２のモードでは、前記走行モータ（１６０）は、前記動力伝達軸（１６４）を回転させて前記機械的動力を前記第１の車両へ伝達するように構成される、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記動力伝達軸（１６４）は、前記第２の車両の前記バッテリ（１５８）を充電するための充電装置に結合するように構成される、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記動力受取軸（１３４）は、前記第１の車両の油圧システム（１１８）または交流発電機（１３６）の少なくとも一方に動作可能に接続される、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記第１の車両は、前記交流発電機（１３６）に電気的に接続された第１の車両バッテリ（１３２）と、前記第１の車両バッテリ（１３２）に電気的に接続された第１の車両走行モータ（１２２）と、を含み、
前記第１の車両走行モータ（１２２）は、前記第１の車両の車輪（１２４）に原動力を提供するように構成される、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記第１の車両は、連続採鉱機（１１０）であり、
前記第２の車両は、バッテリ駆動式運搬車両（１５０）である、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
第１の車両をインターフェース（１２０）を介して第２の車両に連結するステップと、
少なくとも前記第１の車両および前記第２の車両が停止している場合に、前記インターフェース（１２０）を介して前記第２の車両から前記第１の車両へ機械的動力を伝達するステップと、を含む方法。
【請求項９】
前記第１の車両は、第１のエネルギー蓄積装置（１３２）と、前記第１のエネルギー蓄積装置（１３２）に電気的に接続された第１の走行モータ（１２２）と、を有する連続採鉱機（１１０）であり、前記第２の車両は、第２のエネルギー蓄積装置（１５８）と、前記第２のエネルギー蓄積装置（１５８）に電気的に接続された第２の走行モータ（１６０）と、を有する運搬車両（１５０）であり、
前記方法は、連結するステップに先立って、前記第１のエネルギー蓄積装置（１３２）からの動力により、前記連続採鉱機（１１０）を鉱山内の積込地点へ動かし、前記第２のエネルギー蓄積装置（１５８）からの動力により、前記運搬車両（１５０）を前記連続採鉱機（１１０）の後方の前記積込地点へ動かすステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の車両は、動力受取軸（１３４）を含み、
前記第２の車両は、前記インターフェース（１２０）を形成するための、前記第１の車両の前記動力受取軸（１３４）に選択的に結合されるように構成された動力伝達軸（１６４）と、電気エネルギーの供給を提供するエネルギー蓄積装置（１５８）と、前記エネルギー蓄積装置（１５８）に電気的に接続され、前記動力伝達軸（１６４）を選択的に駆動して、前記機械的動力を前記第１の車両の前記動力受取軸（１３４）へ伝達するように構成された走行モータ（１６０）と、を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
第１のモードでは、前記第２の車両の駆動軸（１５６）を回転させるように前記走行モータ（１６０）を制御して、前記第２の車両の車輪（１５４）に原動力を提供することによって、前記第２の車両を第１の位置から第２の位置まで動かすステップと、
第２のモードでは、前記動力伝達軸（１６４）を回転させて前記機械的動力を前記第１の車両へ伝達するように前記走行モータ（１６０）を制御するステップと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の車両が前記第２の車両に連結されている場合に、前記動力受取軸（１３４）の出力により前記第１の車両の油圧ポンプ（１１８）を駆動するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の車両の交流発電機（１３６）を用いて、前記動力受取軸（１３４）の前記機械的出力を電気エネルギーに変換するステップと、
前記電気エネルギーを前記第１の車両のバッテリ（１３２）に蓄積するステップと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
バッテリ（１５８）と、
前記バッテリ（１５８）に電気的に接続され、前記バッテリ（１５８）からの電気エネルギーを回転出力に変換するように構成された走行モータ（１６０）と、
前記回転出力からの機械的動力を被駆動車両へ伝達するために、前記被駆動車両の第２のインターフェース部（１２０）に選択的に結合されるように構成された第１のインターフェース部（１２０）と、を含む駆動車両。
【請求項１５】
前記第１のインターフェース部（１２０）は、前記駆動車両の前記走行モータ（１６０）によって駆動されるように構成された動力伝達軸（１６４）を含み、前記動力伝達軸（１６４）は、前記被駆動車両の前記第２のインターフェース部（１２０）の動力受取軸（１３４）に選択的に結合されるように構成される、請求項１４に記載の駆動車両。
【請求項１６】
前記第１のインターフェース部（１２０）は、前記駆動車両の前記バッテリ（１５８）に電気的に接続された第１の電気ケーブルを含み、前記第１の電気ケーブルは、前記被駆動車両の前記第２のインターフェース部（１２０）の第２の電気ケーブルに選択的に結合されるように構成される、請求項１４に記載の駆動車両。
【請求項１７】
前記駆動車両は、鉱山運搬車両（１５０）である、請求項１４に記載の駆動車両。
【請求項１８】
前記駆動車両は、第１のモードおよび第２のモードで動作可能であり、
前記第１のモードでは、前記走行モータ（１６０）は、前記駆動車両の駆動軸（１５６）を回転させて前記駆動車両の車輪（１５４）に原動力を提供し、前記駆動車両を第１の位置から第２の位置まで動かすように構成され、
前記第２のモードでは、前記走行モータ（１６０）は、前記被駆動車両に動力を供給するために、前記動力伝達軸（１６４）を回転させて機械的出力を提供するように構成される、請求項１５に記載の駆動車両。
【請求項１９】
第１の車両と、
第２の車両と、
前記第１の車両と前記第２の車両との間のインターフェース（１２０）と、を含み、前記インターフェース（１２０）は、前記第１の車両のエネルギー蓄積装置（１３２）と前記第２の車両との間の電気的接続であり、前記インターフェース（１２０）は、前記第２の車両から前記第１の車両の前記エネルギー蓄積装置（１３２）への電力の伝達を可能にするように構成される、システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般的には、材料の移送および運搬に関する。他の実施形態は、鉱山内の材料を移送および運搬するためのシステムならびに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の移動は、多くの産業、特に地下採鉱業においては挑戦的な態様である。従来の材料移動の解決策は、連続採鉱機および運搬機などの採鉱装置に動力を提供するために、ディーゼル燃料およびエンジンに依存している。しかし、地下の作業では排気が問題となる可能性があり、エンジンから廃棄された熱および作業中の炭素排出物は、換気システムにより鉱山から除去されなければならない。ディーゼル動力エンジンの利用による炭素排出量はまた、このような排出物を捕獲するために必要な後処理フィルタの提供、再生および保守により、装置コストの増大の一因となる。
【０００３】
他の材料移動の解決策は、採鉱機械および装置を駆動するために電気に依存している。例えば、連続採鉱機および運搬機は、外部源からの電気を利用して駆動することができる。具体的には、鉱山内の配電システムから採鉱機および運搬機へ電力を供給するために、電気ケーブルを引くことができる。しかし、容易に理解されるように、配電システムおよび電気ケーブルは、採掘の進展と共に設置され、前進しなければならない。この設置は、生産性を制限し、ケーブルの健全性評価および巻取り作業などの定期的な保守活動を必要とする。さらに、電気ケーブルの利用は、ケーブルをオーバードライブしてはならないので、運搬経路の柔軟性を減少させる。そのうえ、車両まで延びる電気ケーブルは、調達、設置および交換に費用がかかり、採鉱作業の全体的なコストが増大する。さらに、効率的で安全な動力伝達を提供する信頼性の高い接続を確立し維持することは、特に頻繁に動いている車両および機械では困難であり得る。
【０００４】
以上の観点から、鉱山内の材料の移送および運搬に利用される採鉱機械および装置に電力を供給するためのシステムおよび方法が必要とされている。特に、連続採鉱機および運搬車両に電力を供給するためのシステムおよび方法が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８５８３３０３号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一実施形態は、システムに関する。システムは、第１の車両、第２の車両、および第１の車両と第２の車両との間のインターフェースを含む。インターフェースは、少なくとも第１の車両および第２の車両が停止している場合に、第２の車両から第１の車両への機械的動力の伝達を可能にするように構成される。
【０００７】
別の実施形態によれば、方法が提供される。本方法は、インターフェースを介して第１の車両を第２の車両に連結するステップと、少なくとも第１の車両および第２の車両が停止している場合に、インターフェースを介して第２の車両から第１の車両へ機械的動力を伝達するステップと、を含む。
【０００８】
別の実施形態によれば、駆動車両は、バッテリ、バッテリに電気的に接続された走行モータ、および第１のインターフェース部を含む。走行モータは、バッテリからの電気エネルギーを回転出力に変換するように構成される。第１のインターフェース部は、回転出力からの機械的動力を被駆動車両へ伝達するために、被駆動車両の第２のインターフェース部に選択的に結合されるように構成される。
【０００９】
別の実施形態では、システムは、第１の車両、第２の車両、および第１の車両と第２の車両との間のインターフェースを含む。インターフェースは、第１の車両のエネルギー蓄積装置と第２の車両との間の電気的接続であり、第２の車両から第１の車両のエネルギー蓄積装置への電力の伝達を可能にするように構成される。
【００１０】
以下の添付の図面を参照しつつ、非限定的な実施形態についての以下の説明を読むことで、本発明がより良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による、材料の移送および運搬のためのシステムの概略図である。
【図２】図１のシステムの別の概略図であり、システムの第１の車両および第２の車両の内部構成要素を示す。
【図３】図２の第１の車両の側面図である。
【図４】図２の第２の車両の側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、図２の第２の車両の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態を例示するために、以下で詳細に参照を行うが、それの実施例を添付の図面に示す。可能な限り、図面全体を通して、同じ符号は同一の部分または類似の部分を指す。本発明の例示的な実施形態は、採鉱機械および装置、特に連続積込機および運搬機に関して説明されるが、本発明の実施形態はまた、広く自動車や機械と共に使用するために適用することができる。
【００１３】
本明細書では、「電気的接触」、「電気的通信」、「電気的結合」は、電流が一方から他方へ流れるように、参照される要素が直接的または間接的に接続されることを意味する。接続は、直接的な導電性接続（すなわち、介在する容量性、誘導性または能動素子がない）、誘導性結合、容量性接続、および／または他の任意の適切な電気的接続を含むことができる。介在する構成要素が存在してもよい。本明細書では、「選択的に結合」は、１つの動作モードでは別の構成要素に結合され、また別の動作モードでは他の構成要素との結合を解除することができることを意味する。
【００１４】
本発明の複数の実施形態は、システムに関する。システムは、第１の車両、第２の車両、および第１の車両と第２の車両との間のインターフェースを含む。インターフェースは、第２の車両から第１の車両への動力の伝達を可能にするように構成される。例えば、インターフェースは、少なくとも第１の車両および第２の車両が停止している場合に、第２の車両から第１の車両への機械的動力の伝達を可能にするように構成することができる。すなわち、第１の車両と第２の車両の少なくとも１つの動作モードでは、第２の車両は、第１の車両も第２の車両も場所から場所へ移動していない場合に、第１の車両に機械的動力を伝達するように構成される。
【００１５】
他の実施形態は方法に関する。本方法は、インターフェースを介して第１の車両を第２の車両に連結するステップと、インターフェースを介して第２の車両から第１の車両へ動力を伝達するステップと、を含む。例えば、本方法は、少なくとも第１の車両および第２の車両が停止している場合に、インターフェースを介して第２の車両から第１の車両へ機械的動力を伝達するステップを含むことができる。
【００１６】
さらに他の実施形態は、駆動車両に関する。駆動車両は、バッテリ、バッテリに電気的に接続された走行モータ、および第１のインターフェース部を含む。走行モータは、バッテリからの電気エネルギーを回転出力に変換するように構成される。第１のインターフェース部は、被駆動車両を駆動するために、被駆動車両の第２のインターフェース部に選択的に結合されるように構成される。例えば、第１のインターフェース部は、回転出力からの機械的動力を被駆動車両へ伝達するために、第２のインターフェース部に選択的に結合されるように構成することができる。
【００１７】
いずれかの実施形態において、インターフェースは、駆動車両を積込地点または他の作業位置に配置する方法と共に使用することができるが、ワークタスクを実行するために駆動車両から機械的動力または他の動力を受け取る。このように、被駆動車両および駆動車両が作業位置に移動し、駆動車両の第１のインターフェース部が被駆動車両の第２のインターフェース部に結合され、ワークタスクを実行するために駆動車両から被駆動車両へ機械的動力または他の動力が伝達される。例えば、一実施形態では、システムは積込機（駆動車両）および１つもしくは複数の運搬機（それぞれ本明細書で説明するように構成された駆動車両）を含む。運搬機のうちの１つが材料の積荷を受け取るために積込機に到着するたびに、運搬機は、積込機に連結され、積込作業のために積込機に機械的または別の動力を提供する。これによって積込機の搭載される動力要求を低減させ、例えば、積込機は、ある場所から別の場所に移動するのに十分な車載電力（例えばバッテリ電力）を有することができるが、積込作業に十分な車載電力を必要としない。
【００１８】
図１を参照すると、材料の移送および運搬のためのシステム１００が示されている。そこに示されているように、システム１００は、連続採鉱機１１０などの第１の被駆動車両または他の被駆動作業機械と、インターフェース１２０を介して第１の作業機械に機械的および／または電気的に接続された、運搬機１５０などの第２のバッテリ駆動式駆動車両または他の作業機械と、を含む。本明細書では、「作業機械」は、タスクを実行するための電力または機械的動力などのパワーを利用するように構成された機械を意味しており、非動力および動力機械を含むことができる。一実施形態では、上述したように、第１および第２の作業機械は、第１および第２の車両である。一実施形態では、車両の各々は、少なくとも１つの動作モードでは、自己推進可能であってもよい（例えば、他の車両の支援なしにある場所から別の場所に車両を移動させるために、各車両はそれぞれの車載エンジン、バッテリ、ならびに／または車載走行モータおよび／もしくは機械的な動力伝達装置を駆動する他のエネルギー源を含む）。また本明細書で使用する、「駆動作業機械」または「駆動車両」とは、別の機械に動力を提供または伝達するように構成された機械（例えば、車両）を意味する。これに関連して、本明細書では、「被駆動作業機械」または「被駆動車両」とは、タスクを実行するために駆動機械（例えば、駆動車両）から動力を受け取るように構成された機械（例えば、車両）を意味する。
【００１９】
図２および図３を参照すると、連続採鉱機１１０は、オペレータの制御下で鉱山の露出面を切削するように構成された切削ヘッド（図示せず）と、材料１１４が切削ヘッドによって鉱山から切削された後に、それを受け取るように構成されたスクープ１１２と、材料を鉱山から取り除くために、スクープ１１２から運搬機１５０などの運搬車両へ材料を移送するように構成されたコンベヤ１１６と、を含むことができる。油圧ポンプ１１８は、切削ヘッドを昇降させるように選択的に動作することができる油圧アセンブリのための動力の機械的な供給源を提供する。
【００２０】
連続採鉱機１１０はまた、車載制御部１２８の指示の下で採鉱機１１０を推進するために、駆動軸１２６を介して採鉱機１１０の車輪１２４に結合された走行モータ１２２を含むことができる。制御部１２８に電気的に接続されたオペレータ制御パネルまたはインターフェース１３０は、オペレータが鉱山の露出面から安全距離から採鉱機１１０の動作を手動または遠隔で制御するための手段を提供する。一実施形態では、採鉱機１１０はまた、バッテリ１３２などのエネルギー蓄積装置を含み、それは走行モータ１２２に接続されている。走行モータ１２２は、以下に詳細に説明するように、バッテリ１３２から電気エネルギーを受け取り、その電気エネルギーを機械的出力に変換して駆動軸１２６を、さらに車輪１２４を回転させ、採鉱機１１０を鉱山内の１つの場所から別の場所に選択的に移動させるように構成される。
【００２１】
図２および図３にさらに示すように、連続採鉱機１１０は、以下に説明するように、対応する運搬車両の動力伝達軸１６４と動作可能に結合するように構成される動力受取軸１３４を含む。一実施形態では、動力受取軸１３４は、油圧ポンプ１１８およびバッテリ１３２に電気的に結合された車載交流発電機／発電機１３６を駆動するように構成される。交流発電機／発電機１３６は、動力受取軸１３４によって受け取った機械的エネルギーを、バッテリ１３２に蓄積するための電気エネルギーに変換するように構成される。
【００２２】
ここで図２、図４および図５を参照すると、運搬機１５０は、床部１５２と、床部１５２を支持するフレーム（図示せず）と、駆動軸１５６に接続された複数の車輪１５４と、を含む。運搬機１５０はまた、走行モータ１６０と、走行モータ１６０に電気的に接続された、１つまたは複数のバッテリ１５８などの少なくとも１つのエネルギー蓄積装置と、を含む。走行モータ１６０は、バッテリ１５８から蓄積された電気エネルギーを受け取り、駆動軸１５６を回転させて車輪１５４を駆動して運搬機１５０を推進するために、その電気エネルギーを機械エネルギーに変換するように構成される。図２に最もよく示すように、運搬機１５０は、走行モータ１６０からの動力を車輪１５４へ伝達することを選択的に可能にするように構成されたクラッチ１６２を含むことができる。
【００２３】
一実施形態では、運搬機１５０は、連続採鉱機１１０の動力受取軸１３４に動作可能に結合するように構成された動力伝達軸１６４を含む。クラッチ１６２に加えて、アクチュエータ１６６およびギヤボックス１６８は、車載制御部１７０の制御の下で、駆動軸１５６および／または動力伝達軸１６４を選択的に駆動するために利用される。具体的には、図２に示すように、制御部１７０は、バッテリ１５８、クラッチ１６２、走行モータ１６０、およびアクチュエータ１６６に電気的に接続される。このようにして、制御部１７０は、以下で詳細に説明するように、走行モータ１６０からの機械的出力を選択的に制御し、駆動軸１５６を回転させて運搬機１５０を場所から場所へ推進するように、あるいは動力伝達軸１６４を回転させて連続採鉱機１１０の動作を駆動するように機能する。
【００２４】
上記に関連して、運搬機１５０は、その一方の側から突出する動力伝達軸１６４を有するバッテリ駆動式車両であってもよい。バッテリ１５８は、蓄積された電気エネルギーを走行モータ１６０に供給するように構成される。第１の動作モードでは、走行モータ１６０は、駆動軸１５６を回転させ、運搬機１５０の車輪１５４に動力を提供して、運搬機１５０をある場所から別の場所、例えば連続採鉱機１１０に隣接する積込み位置とチッピング地点との間などに移動させる、第２の動作モードでは、運搬車両は停止したままであり、走行モータ１６０は、動力伝達軸１６４だけを回転させて、別の機械もしくは装置、例えば連続採鉱機１１０などに動力を供給するために利用することができる機械的出力を提供する。
【００２５】
特に、連続採鉱機１１０の動力受取軸１３４は運搬機１５０の動力伝達軸１６４に選択的に結合することができ、動力伝達軸１６４の機械的出力が動力受取軸１３４へ伝達されるようになっている。上述したように、動力伝達軸１６４（第１のインターフェース部）および動力受取軸１３４（第２のインターフェース部）がインターフェース１２０を形成するように結合された場合に、第２の動作モードにおける走行モータ１６０の動作は、連続採鉱機１１０に動力を伝達する。一実施形態では、上述したように、運搬機１５０は（インターフェース１２０を介して）、採鉱機１１０の油圧ポンプ１１８に機械的入力を提供し、それによって、採掘作業に使用される採鉱機１１０の切削ヘッドおよびその他の機械装置を制御するのに使用される油圧システムに動力を供給する。さらに、運搬機１５０は採鉱機１１０の交流発電機／発電機１３６に機械的入力を提供し、そこで機械的エネルギーは、蓄積のためにバッテリ１３２に供給される電気エネルギーに変換される。一実施形態では、バッテリ１３２は、走行モータ１２２に電気エネルギーを提供するように制御部１２８によって制御することができ、走行モータ１２２は、必要に応じて、車輪１２４に動力を提供して連続採鉱機１１０を鉱山内の場所から場所へ移動させる。
【００２６】
上記に関連して、本発明のシステム１００を用いる鉱山内の材料の移送および運搬のための方法が提供される。一実施形態では、連続採鉱機１１０は、車載バッテリ１３２からの電力を利用して、鉱山内の積込地点まで走行する。運搬機１５０は、それ自体の車載バッテリ１５８を利用して、連続採鉱機１１０の後方の積込地点まで走行する。運搬機１５０の動力伝達軸１６４は、連続採鉱機の動力受取軸１３４に連結され、そのようにしてインターフェース１２０が確立される。両方の車両が停止している（すなわち、ある場所から別の場所に移動していない）場合には、インターフェース１２０は運搬機１５０からの動力を採鉱機１１０へ伝達することができ、そのようにして、運搬機１５０からの動力は、鉱山内のシームから材料１１４を除去するように採鉱機１１０（ならびにそれの切削ヘッド、スクープおよびコンベヤ）を動作させることができる。材料１１４は、鉱山の壁から切り出されると、採鉱機１１０のスクープ１１２に与えられ、それからコンベヤ１１６に、そして最終的には運搬機１５０の床部１５２に移送される。床部１５２が一杯になると、運搬機１５０は採鉱機１１０から切り離され、インターフェース１２０を切断して、材料１１４を荷下ろしするためにバッテリ１５８からの電力でチッピング地点まで走行する。一実施形態では、運搬機１５０は、いつ床部が一杯になるかを判定する一体型の重量検知システムを有することができる。床部が一杯になると、運搬機１５０の制御部１７０は、採鉱機１１０と運搬機１５０との間の接続を遮断することにより、および／または動作を停止するために採鉱機１１０の制御部１２８に信号を送信することにより、採鉱機１１０の動作を自動的に停止することができる。
【００２７】
一実施形態では、運搬機１５０および採鉱機１１０の両方が、車両間の通信リンクを確立するための無線通信装置または他の通信手段を装備することができる。この通信リンクは、運搬機１５０のオペレータが採鉱機１１０の動作を制御できるように、および／またはその逆ができるように構成される。例えば、通信リンクは、運搬機１５０のオペレータが運搬機１５０から採鉱機１１０の動作を制御することを可能にする。
【００２８】
一実施形態では、運搬機１５０のバッテリ１５８は、電気的な電力伝送または機械的な動力伝達を利用して再充電することができる。一実施形態では、運搬機１５０は採鉱機１１０への電力伝送と同じ方法で再充電することができる。一実施形態では、運搬機１５０は、鉱山設備内に配置されたバッテリ充電システムを利用して再充電することができる。一実施形態では、運搬機１５０は、運搬サイクルごとに再充電することができる。他の実施形態では、運搬機１５０は、運搬機１５０をバッテリ充電システム／ステーションに直接接続するのではなく、充電のために交換されてもよいが、着脱可能なバッテリを有してもよい。
【００２９】
一実施形態では、インターフェース１２０は、スイベルスプライン結合とすることができる。上記のシステムおよび方法は、動力が機械的接続を介して運搬機１５０から採鉱機１１０に伝達されることを開示しているが、動力が電気的接続を介して運搬機１５０から採鉱機１１０に伝達されることも考えられる。特に、動力伝達軸１６４および動力受取軸１３４の代わりに、インターフェース１２０を形成するために、運搬機１５０および採鉱機１１０に選択的に相互内で接続するように構成された電気ケーブルを備えることができ、そのようにして電力を機械間で伝送することができる。
【００３０】
特に、本発明は、これまで運搬車両と積込車両との間の機械的接続を提供して、その作業サイクルのすべてまたは一部にわたって車両の一方の動作を維持するために一方の車両から他方の車両へ動力を伝達することができるシステムとして説明したが、本発明はこの点に限定されるものではない。特に、車両間の結合は、機械的結合に加えて、またはその代わりに、伝導性、磁気的、電気的、および／または油圧式であってもよいと考えられる。
【００３１】
さらに、本発明の実施形態は、単一の運搬車両および単一の積込車両に関連して説明してきたが、本発明は、運搬車両の車列と積込車両の車列に等しく適用可能である。例えば、本発明の１つまたは複数の運搬車両は、鉱山内に配置された積込車両の車列とインターフェースして、鉱山全体にわたって採鉱作業を行うように構成することができる。
【００３２】
容易に理解されるように、バッテリ駆動式車両および採鉱機械、特に、他の機械に動力を供給することができるバッテリ駆動式機械を設けることにより、鉱山内で拡張的な電力配電システムを設置して維持する必要性、および各採鉱装置に専用の電気ケーブルを引く必要性を実質的に低減または除去することができる。実際、鉱山用の電力配電網は、鉱山への電力接続を運搬経路に沿って清浄でアクセス可能な環境に配置することができる高出力バッテリ充電器に集中させることによって、簡素化することができる。一実施形態では、充電器の位置は、複数の運搬経路で共有することができ、充電設備の利用を増大させることができる。その結果、鉱山坑道内の電力配電および表面電気ケーブルを低減または除去することができる。
【００３３】
本発明のシステムの別の技術的利点は、充電および連続採鉱機１１０への動力伝達の速さ、簡単さ、およびコストを向上させる機械的な動力伝達を使用することである。
【００３４】
上記に加えて、本発明のシステムは、鉱山設備内の安全性を向上させる。高電圧システムは、ＬＯＴＯ（ロックアウト−タグアウト）手順に厳しい注意が必要であり、技術者および作業者に要求される訓練の量が増大する可能性がある。したがって、容易に理解されるように、連続採鉱機用の低電圧（２４／４８Ｖ）の材料取扱推進システムを使用することが望ましい場合がある。これは運搬機だけに対して高電圧を分離し、ハングアップ除去採鉱機保守のための坑道アクセスを容易にする。運搬機を運搬経路外の作業領域まで容易に走行させることができ、そこでは専用設備および訓練された人員が制御され十分に照明された環境で保守を実行することができる。
【００３５】
そのうえ、電力のみで走行する運搬車両および連続採鉱機を設けることにより、ディーゼル燃料を利用する従来の車両を段階的に廃止することができる。したがって、ディーゼル排出物の除去は、換気のためのエネルギー要件を減少させ、ディーゼル粒子状物質の汚染を取り除く。
【００３６】
本発明の一実施形態は、システムに関する。システムは、第１の車両、第２の車両、および第１の車両と第２の車両との間のインターフェースを含む。インターフェースは、第２の車両から第１の車両への動力の伝達を可能にするように構成される。
【００３７】
一実施形態では、インターフェースは、第１の車両のエネルギー蓄積装置と第２の車両との電気的な接続であり、動力は電力である。
【００３８】
別の実施形態では、インターフェースは、少なくとも第１の車両および第２の車両が停止している場合に、第２の車両から第１の車両への機械的動力の伝達を可能にするように構成される。
【００３９】
例えば、一実施形態では、第１の車両は動力受取軸を含み、第２の車両は、インターフェースを形成するために第１の車両の動力受取軸に選択的に結合されるように構成された動力伝達軸と、電気エネルギーの供給を提供するバッテリと、バッテリに電気的に接続され、動力伝達軸を選択的に駆動するように構成された走行モータと、を含む。
【００４０】
一実施形態では、動力受取軸は、第１の車両の油圧システムおよび／または交流発電機の少なくとも一方に動作可能に接続される。
【００４１】
一実施形態では、第１の車両は、交流発電機に電気的に接続された第１の車両のバッテリと、第１の車両のバッテリと電気的に接続された第１の車両の走行モータと、を含み、第１の車両の走行モータは、第１の車両の車輪に原動力を提供するように構成される。
【００４２】
一実施形態では、第２の車両は、第１のモードおよび第２のモードで動作可能である。第１のモードでは、走行モータは、第２の車両の駆動軸を回転させて第２の車両の車輪に原動力を提供し、第２の車両を第１の位置から第２の位置まで動かす。第２のモードでは、走行モータは、動力伝達軸を回転させて機械的出力を第１の車両へ提供する。
【００４３】
一実施形態では、動力伝達軸は、第２の車両のバッテリを充電するための充電装置に結合するように構成される。
【００４４】
一実施形態では、第１の車両は連続採鉱機であり、第２の車両はバッテリ駆動式運搬車両である。
【００４５】
別の実施形態によれば、方法が提供される。本方法は、インターフェースを介して第１の車両を第２の車両に連結するステップと、インターフェースを介して第２の車両から第１の車両へ動力を伝達するステップと、を含む。
【００４６】
一実施形態では、第１の車両は、第１のエネルギー蓄積装置と、第１のエネルギー蓄積装置に電気的に接続された第１の走行モータと、を有する連続採鉱機であり、第２の車両は、第２のエネルギー蓄積装置と、第２のエネルギー蓄積装置に電気的に接続された第２の走行モータと、を有する運搬車両である。本方法は、連結するステップに先立って、第１のエネルギー蓄積装置からの動力により、連続採鉱機を鉱山内の積込地点へ動かし、第２のエネルギー蓄積装置からの動力により、運搬車両を連続採鉱機の後方の積込地点へ動かすステップを含むことができる。
【００４７】
一実施形態では、インターフェースは、第１の車両のエネルギー蓄積装置と第２の車両との電気的な接続であり、動力は電力である。
【００４８】
別の実施形態では、インターフェースは、少なくとも第１の車両および第２の車両が停止している場合に、第２の車両が第１の車両に機械的動力を伝達するように構成された機械的インターフェースである。
【００４９】
例えば、一実施形態では、第１の車両は動力受取軸を含み、第２の車両は、インターフェースを形成するために第１の車両の動力受取軸に選択的に結合されるように構成された動力伝達軸と、電気エネルギーの供給を提供するエネルギー蓄積装置と、エネルギー蓄積装置に電気的に接続され、動力伝達軸を選択的に駆動して、動力を第１の車両の動力受取軸へ伝達するように構成された走行モータと、を含む。
【００５０】
一実施形態では、本方法は、第１のモードでは、第２の車両の駆動軸を回転させるように走行モータを制御して、第２の車両の車輪に原動力を提供することによって、第２の車両を第１の位置から第２の位置まで動かすステップと、第２のモードでは、第１の車両に動力を供給するために、動力伝達軸を回転させて機械的出力を提供するように走行モータを制御するステップと、を含むことができる。
【００５１】
一実施形態では、本方法は、第１の車両が第２の車両に連結されている場合に、動力受取軸の出力により第１の車両の油圧ポンプを駆動するステップを含むことができる。
【００５２】
一実施形態では、本方法は、第１の車両の交流発電機を用いて動力受取軸の機械的出力を電気エネルギーに変換するステップと、電気エネルギーを第１の車両のバッテリに蓄積するステップと、を含むことができる。
【００５３】
さらに別の実施形態によれば、駆動車両が提供される。駆動車両は、バッテリと、バッテリに電気的に接続された走行モータと、被駆動車両に動力を供給するために被駆動車両の第２のインターフェース部に選択的に結合されるように構成された第１のインターフェース部と、を含む。走行モータは、バッテリからの電気エネルギーを回転出力に変換するように構成される。
【００５４】
一実施形態では、第１のインターフェース部は、回転出力からの機械的動力を被駆動車両へ伝達するために、被駆動車両の第２のインターフェース部に選択的に結合されるように構成される。例えば、一実施形態では、第１のインターフェース部は、駆動車両の走行モータによって駆動される動力伝達軸であり、第２のインターフェース部は、被駆動車両の動力受取軸である。
【００５５】
一実施形態では、第１のインターフェース部は、駆動車両のバッテリに電気的に接続された第１の電気ケーブルであり、第２のインターフェース部は、被駆動車両の第２の電気ケーブルである。
【００５６】
一実施形態では、駆動車両は鉱山運搬車両である。
【００５７】
一実施形態では、駆動車両は、第１のモードおよび第２のモードで動作可能である。第１のモードでは、走行モータは、駆動車両の駆動軸を回転させて駆動車両の車輪に原動力を提供し、駆動車両を第１の位置から第２の位置まで動かす。第２のモードでは、走行モータは、被駆動車両に動力を供給するために、動力伝達軸を回転させて機械的出力を提供する。
【００５８】
上記の説明は例示するものであって、限定することを意図したものではないことを理解すべきである。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて用いることができる。さらに、本発明の範囲を逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の教示に適応させるために、多くの修正を行うことができる。本明細書に記載した材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを規定するためのものであるが、それらは決して限定的なものではなく、例示的な実施形態である。多くの他の実施形態は、上記の説明を検討することにより当業者には明らかであろう。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれ「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語の平易な英語に相当するものとして用いられる。さらに、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「上部」、「下部」、「底部」、「最上部」などの用語は、単にラベルとして用いており、それらの対象物に対して数の要件または位置の要件を課すものではない。
【００５９】
この明細書は、本発明のいくつかの実施形態を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、当業者が本発明の実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。
【００６０】
本明細書において、単数で述べられた要素またはステップは、これらの複数を除外すると明示的に述べない限り、これらの要素またはステップの複数を除外しないものとして理解すべきである。さらにまた、本発明の「一実施形態」に対する参照は、記載した特徴も組み込んだ付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。さらに、そうではないと明示的に述べられない限り、特定の特性を有する１つまたは複数の要素を「備える」、「含む」、または「有する」実施形態は、その特性をもたない付加的なこのような要素を含んでもよい。
【００６１】
本明細書に含まれる本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態において特定の変更を行うことができるので、以上の説明または添付の図面に示されるすべての主題は、本明細書で本発明の概念を例示する例にすぎないと解釈すべきであって、本発明を限定するものと解釈すべきではないことが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１００  システム
１１０  連続採鉱機
１１２  スクープ
１１４  材料
１１６  コンベヤ
１１８  油圧ポンプ
１２０  インターフェース
１２２  走行モータ
１２４  車輪
１２６  駆動軸
１２８  車載制御部
１３０  インターフェース
１３２  バッテリ
１３４  動力受取軸
１３６  車載交流発電機／発電機
１５０  運搬機
１５２  床部
１５４  車輪
１５６  駆動軸
１５８  バッテリ
１６０  走行モータ
１６２  クラッチ
１６４  動力伝達軸
１６６  アクチュエータ
１６８  ギヤボックス
１７０  車載制御部
【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】
2016117476.tif 000007
【外国語明細書】
2016117476000001.pdf