(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いて複数のアクチュエータを駆動して建設作業に携わるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法であって、
バッテリと、このバッテリを作業現場に設けられた給電設備により充電する充電装置とを具備し、上記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電可能なバッテリ設備を前記バッテリ駆動建設機械が投入される作業現場に待機させ、
前記バッテリ設備のバッテリを前記給電設備にて充電しながら、該バッテリ設備に前記バッテリ駆動建設機械が電気的に接続される都度、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電して該バッテリ駆動建設機械の継続運転をアシストすることを特徴とするバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。
【請求項２】
前記バッテリ設備は、前記作業現場を移動可能な自走式車両に搭載されたものある請求項１に記載のバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。
【請求項３】
前記バッテリ駆動建設機械および前記バッテリ設備は、前記内蔵バッテリと前記バッテリとを電源ケーブルを介して相互に電気的接続する為の電源コネクタをそれぞれ備えたものである請求項１または２に記載のバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。
【請求項４】
前記バッテリ駆動建設機械は、前記バッテリ設備から前記内蔵バッテリへの充電路を遮断するスイッチを有し、前記内蔵バッテリの残容量不足または故障の場合には前記スイッチを遮断することにより、前記バッテリ設備から給電される電力により前記油圧ポンプを駆動可能とすることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵バッテリを駆動源として複数のアクチュエータを駆動するパワーショベルト等のバッテリ駆動建設機械を用いた建設作業を効率的に行うことのできるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーショベル（掘削機）等のバッテリ駆動建設機械は、内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いてブームシリンダやアームシリンダ等を駆動するもので、排ガスの問題がないことと相俟って市街地で用いるのに好適な低振動・低騒音機械として注目されている（例えば特許文献１,２,３を参照）。
【特許文献１】特許第３８９７８７５号公報
【特許文献２】特開平１０-１５９１３３号公報
【特許文献３】特開平１０-３３１２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの種のバッテリ駆動建設機械においては、車体に搭載可能なバッテリ（内蔵バッテリ；車載バッテリ）の電源容量に自ずと限界があり、現状ではエンジン駆動型建設機械のように長時間に亘って連続運転することが困難である。ちなみに市街地、特に住宅地等の建設現場において利用可能な商用交流電源は、照明等に利用するべく仮敷設された比較的小容量のものであることが多く、一般的に上記商用交流電源を用いて内蔵バッテリ（車載バッテリ）を急速充電することも困難である。更にはこの種の建設現場に、発電機を搭載した大容量の電源車を持ち込むことも困難であることが多い。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、建設現場の作業環境に応じてバッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを適宜充電しながら、該バッテリ駆動建設機械を最適に運転することのできるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するべく本発明は、内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いて複数のアクチュエータを駆動して建設作業に携わるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法に係り、
バッテリと、このバッテリを作業現場に設けられた給電設備により充電する充電装置とを具備し、上記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電可能なバッテリ設備を前記バッテリ駆動建設機械が投入される作業現場に待機させ、
前記バッテリ設備のバッテリを前記給電設備にて充電しながら、該バッテリ設備に前記バッテリ駆動建設機械が電気的に接続される都度、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電して該バッテリ駆動建設機械の継続運転をアシストすることを特徴としている。
【０００６】
ちなみに前記バッテリ設備は、前記作業現場を移動可能な自走式車両、例えば軽四輪トラックに搭載したバッテリ車として実現することが好ましい。また前記バッテリ駆動建設機械および前記バッテリ設備には、所定の電気容量を有する電源ケーブルを介して前記内蔵バッテリと前記バッテリとを相互に電気的接続する為の電源コネクタをそれぞれ設けておくことが好ましい。
【０００７】
また好ましくは前記バッテリ駆動建設機械には、前記バッテリ設備から前記内蔵バッテリへの充電路を遮断するスイッチを設けておき、前記内蔵バッテリの残容量不足または故障の場合には前記スイッチを遮断することにより、前記バッテリ設備から給電される電力により前記油圧ポンプを駆動可能とすることで、内蔵バッテリを電気的に切り離した状態でも運転可能としておくことが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成のバッテリ駆動建設機械の施工方法によれば、バッテリとこのバッテリを作業現場に設けられた給電設備により充電する充電装置とを具備し、上記バッテリに蓄えた電気エネルギにてバッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電可能なバッテリ設備が、前記バッテリ駆動建設機械が投入される作業現場に待機させ、このバッテリ設備のバッテリを前記給電設備にて充電しておく。この結果、前記バッテリ設備に前記バッテリ駆動建設機械が電気的に接続される都度、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電することができるので、前記バッテリ駆動建設機械の継続運転を効果的にアシストすることができる。
【０００９】
即ち、住宅地等の建設現場に敷設された商用交流電源設備が照明等に利用可能な比較的小容量のものであっても、該電源設備を用いて前記バッテリ設備のバッテリを充電しながら、このバッテリ設備からバッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを短時間に急速充電することが可能となる。従って建設現場の商用交流電源設備が小容量であっても、バッテリ駆動建設機械の充電所要時間を短くして該バッテリ駆動建設機械を効率的に稼働することが可能となる。
【００１０】
また前記バッテリ設備を、前記作業現場を移動可能な自走式車両、例えば軽四輪トラックに搭載したバッテリ車として構成しておけば、作業現場の環境（状況）に応じてその移動が容易である。また前記バッテリ駆動建設機械および前記バッテリ設備に、所定の電気容量を有する電源ケーブルを介して前記内蔵バッテリと前記バッテリとを相互に電気的接続する為の電源コネクタをそれぞれ設けておけば、前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリの充電作業を簡易に行うことが可能となる。
【００１１】
更には前記バッテリ駆動建設機械に、内蔵バッテリを切り離して前記バッテリ設備から給電される電力により前記油圧ポンプを駆動する機能を設けておけば、仮に前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリが、いわゆる充電切れとなった場合や、内蔵バッテリに障害が生じた場合であっても、前記バッテリ設備から外部的に供給される電力にて前記バッテリ駆動建設機械を運転することができる。従ってバッテリ駆動建設機械が建設現場において運転不能となる（立ち往生してしまう）ような事態を効果的に回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法について説明する。
図１は本発明の概要を示す図であって、１０は建設現場において土木作業を行うバッテリ駆動建設機械であり、５０は上記バッテリ駆動建設機械１０が投入される建設現場に待機させて該バッテリ駆動建設機械１０が搭載した内蔵バッテリの充電に供せられるバッテリ設備である。このバッテリ設備５０は、建設現場近傍の電柱６０から商用電源を引き込んだ商用電源設備（分電盤）６０から給電される、例えば１００Ｖの交流電源を受けて後述するバッテリを充電し、このバッテリに蓄えた電力エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械１０の内蔵バッテリを急速充電する役割を担う。また前記バッテリ駆動建設機械１０は、例えば標準バケット容量が０.１６ｍ３程度の小型のパワーショベルであって、後述するように内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いてブームシリンダやアームシリンダ等を駆動するように構成されている。
【００１３】
そして本発明においては、建設現場において前述したバッテリ設備５０のバッテリを前記商用電源設備（分電盤）６０にて充電しながら前記バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０の充電に待機させ、建設作業の休止期間に前記バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０に電気的に接続されたとき、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて該バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０の内蔵バッテリを急速充電することで、前記バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０の継続的な稼働（運転）をアシストするものとなっている。
【００１４】
図２は前記バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０の概略構成図を示している。このパワーショベルの車体１は、走行部１ａとこの走行部１ａの上に旋回可能に設けられた旋回部１ｂとを備えて構成され、上記旋回部１ｂに運転席が設けられている。この車体１における上記走行部１ａの前部にはブレード２が上下動自在に設けられており、また前記旋回部１ｂの運転席前方にはブーム３およびアーム４を介してバケット５が屈伸自在に設けられている。これらのブレード２、ブーム３、アーム４およびバケット５は、それぞれ後述する油圧シリンダにより駆動される。
【００１５】
特にこのパワーショベルは、旋回部１ｂに搭載した内蔵バッテリ６に蓄えた電力（直流電力エネルギ）を動力源とするバッテリ駆動型のものであって、従来一般的なエンジンに代えて上記内蔵バッテリ６から得られる直流電力により電動モータを介して前述した油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプにより生成された作動油にてブームシリンダやブームシリンダ等をそれぞれ駆動するように構成されている。また前記走行部１ａの走行駆動や前記旋回部１ｂの旋回についても、上記油圧ポンプにより生成された作動油を用いて行われる。
【００１６】
ちなみに前記内蔵バッテリ６は、例えば定格出力１６０ＶＤＣを得るリチウムイオン電池等の二次電池からなり、前述した旋回部１ｂの運転席の後方部に搭載されている。またこの内蔵バッテリ６は、それ自体が重量物であることから前記ブーム３に加わる重量負荷に対する重量バランス体（カウンタウェイト）としての役割も担っている。尚、上記のように旋回部１ｂに搭載された内蔵バッテリ６の上方位置には制御盤７が設けられ、この制御盤７に商用電源接続コネクタ８および外部バッテリ接続コネクタ９が設けられている。
【００１７】
さて上述した構成のパワーショベル１０の駆動を担う制御盤７は、例えば図３に示すように構築されている。前述した油圧シリンダを駆動する為の高圧の作動油を生成する油圧ポンプ１１は、例えば定格出力２２ｋＷ程度の三相駆動型の電動モータ（三相誘導電動機）１２によって駆動される。そしてこの電動モータ１２により駆動される前記油圧ポンプ１１にて生成された作動油は、コントロールバルブ（Ｃ／Ｖ）１３を介して前述した油圧シリンダに、具体的にはブームシリンダ１４やアームシリンダ１５、バケットシリンダ１６等にそれぞれ供給される。尚、コントロールバルブ（Ｃ／Ｖ）１３は、運転席における操作レバー（図示せず）の操作量に応じてその作動が制御されることは言うまでもない。
【００１８】
このような電動モータ１２を前述した内蔵バッテリ６に蓄積された直流電力エネルギにより駆動すべく、その直流電力を三相２００Ｖの交流電力に変換するインバータ２１を備えている。具体的には上記インバータ２１は、３００Ｖの直流電圧を入力して三相２００Ｖの交流電力を生成するように構成されている。また前記内蔵バッテリ６の出力電圧１６０ＶＤＣは、後述する昇降圧器（電圧調整器）２２を介して３００ＶＤＣに変換された後に前記インバータ２１に給電されるようになっている。
【００１９】
また前述した商用電源接続コネクタ８からの給電ラインには、該商用電源接続コネクタ８を介して前述した商用電源設備６０から給電される商用の三相２００Ｖの交流電力を直流３００Ｖの直流電力に変換する交流・直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）２３が設けられており、この交流・直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）２３から出力される３００ＶＤＣもまた前記インバータ２１に給電されるようになっている。尚、前記交流・直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）２３は、前記商用電源接続コネクタ８を介して単相１００Ｖの交流電力が入力された場合には、この交流電力１００ＶＡＣを３００ＶＤＣに変換して出力する機能も備える。この交流・直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）２３の動作モードの切り替えは、後述するコントローラ２４によって行われる。
【００２０】
更に前記外部バッテリ接続コネクタ９からの給電ラインは、前述した昇降圧器２２に入力されている。そして前述したバッテリ設備５０から上記外部バッテリ接続コネクタ９を介して給電される、例えば直流２５０Ｖの直流電力は、前記昇降圧器２２にて直流３００Ｖに昇圧変換されて前記インバータ２１に給電され、或いは直流１６０Ｖに降圧変換されて前記内蔵バッテリ６に供給されるようになっている。この昇降圧器２２の昇圧・降圧動作モードについても、後述するコントローラ２４によって制御される。
【００２１】
ちなみに上記昇降圧器２２は、例えば図４に示すように充電回路２２ａと昇圧回路２２ｂとを備え、複数のスイッチＳ１〜Ｓ５を切り替え制御することで上記充電回路２２ａおよび昇圧回路２２ｂを選択的に作動させるように構成される。尚、充電回路２２ａは、例えば図５に示すようにスイッチ素子ＳＷを直列に介して入力直流電圧Ｖinをスイッチングし、これによって断続的に切り取った直流電力をコイルＬとコンデンサＣとからなるフィルタを介して濾波（平滑化）することで降圧した出力電圧Ｖoutを得る如く構成される。また昇圧回路２２ｂは、例えば図６に示すようにコイルＬに加わる入力直流電圧Ｖinによって該コイルＬとコンデンサＣとの間に生じる共振電流を、スイッチ素子ＳＷによって断続することで前記コイルＣに昇圧した出力電圧Ｖoutを得るように構成される。
【００２２】
ところでこのパワーショベルにおいては、基本的には前述したコントロールバルブ（Ｃ／Ｖ）１３の制御や走行系の制御を含む車体回路２５の駆動源としても、前述した内蔵バッテリ６を用いるように構成されている。これ故、前記内蔵バッテリ６の電力出力ライン（充放電端子）には該内蔵バッテリ６から出力される１６０ＶＤＣの直流電力を、車体系の駆動電圧である２４Ｖまたは１２Ｖの直流電圧に変換する直流・直流変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２６が設けられている。
【００２３】
更には前述した交流・直流変換器２３から前記インバータ２１に至る入力電源ラインには、その直流電圧３００ＶＤＣを上述した車体系の駆動電圧２４ＶＤＣ／１２ＶＤＣに変換する直流・直流変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２７が設けられている。この直流・直流変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２７は、前述した商用電源接続コネクタ８を介して商用電源から与えられる交流電力、或いは前記外部バッテリ接続コネクタ９を介して前記バッテリ設備５０から与えられる直流電力から、車体系の駆動電圧２４ＶＤＣ／１２ＶＤＣを生成する役割を担う。そしてこれらの直流・直流変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２６,２７によって生成された直流電圧（車体系電圧）２４ＶＤＣ／１２ＶＤＣは、ダイオード２６ａ,２７ａをそれぞれ介して出力されることで、互いに干渉することなく前記車体回路２５に給電されるものとなっている。
【００２４】
さて前述したコントローラ２４は、キースイッチ２８の投入により前記車体系の直流電圧２４ＶＤＣ／１２ＶＤＣを受けて作動するものであり、例えばマイクロコンピュータによって実現される。そしてコントローラ２４は、センサ２４ａを介して前記内蔵バッテリ６の充電電圧や充放電電流を検出してその充電残容量を監視すると共に、前記商用電源接続コネクタ８に組み込んだセンサ２４ｂを用いて該商用電源接続コネクタ８を介する商用電源の給電を、更に前記外部バッテリ接続コネクタ９に組み込んだセンサ２４ｃを用いて該外部バッテリ接続コネクタ９を介する前記バッテリ設備５０からの給電を検出するように構成されている。尚、これらのセンサ２４ａ,２４ｂ,２４ｃは、例えば電圧計とカレントトランス（ＣＴ）等の電流計からなる。そしてコントローラ２４は、これらの各センサ２４ａ,２４ｂ,２４ｃを介して検出された状態情報に従って前述した交流・直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）２３および昇降圧器２２の作動を、更には前記油圧ポンプ１１の駆動条件を可変するレギュレータ２９の作動を制御するものとなっている。
【００２５】
図７はコントローラ２４の概略的な制御手順を示している。即ち、このコントローラ２４においては、先ず前記商用電源接続コネクタ８を介して前述した商用電源設備６０から商用交流電源が直接供給されている否かを判定し〈ステップＳ１〉、商用交流電源が供給されている場合には交流・直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）２３を作動させて上記商用交流電源を駆動源として前述した電動モータ１２を駆動する〈ステップＳ２〉。次いで内蔵バッテリ６に対する充電ボタン（ＳＷ）３０が投入されているか否かを判定し〈ステップＳ３〉、充電ボタン３０が投入されている場合には前記昇降圧器２２の充電回路２２ａを作動させ、前記商用交流電源を駆動源として前記内蔵バッテリ６を充電する〈ステップＳ４〉。
【００２６】
一方、商用電源の供給がない場合には、前記外部バッテリ接続コネクタ９を介して外部のバッテリ設備５０からの給電があるか否かを判定する〈ステップＳ５〉。そして外部のバッテリ設備５０からの給電がある場合には前記昇降圧器２２の昇圧回路２２ａを作動させることで、外部バッテリを駆動源として前述した電動モータ１２を駆動する〈ステップＳ６〉。この場合においても前述した充電ボタン３０が投入されているか否かを判定する〈ステップＳ７〉。そして充電ボタン３０が投入されている場合には、前記内蔵バッテリ６の充電を優先的に実行するべく、前記昇降圧器２２における昇圧回路２２ａの作動を停止させ〈ステップＳ８〉、これに代えて前記昇降圧器２２の充電回路２２ｂを作動させて内蔵バッテリ６を充電する〈ステップＳ９〉。
【００２７】
尚、商用電源が供給されず、また外部バッテリＢからの電力供給もない場合には、前記内蔵バッテリ６の充電残容量が十分であるか否かを判定する〈ステップＳ１０〉。そして内蔵バッテリ６の充電残容量が十分である場合には、前記昇降圧器２２の昇圧回路２２ａを作動させることで、内蔵バッテリ６を駆動源として前述した油圧モータ１２を駆動する〈ステップＳ１１〉。しかし内蔵バッテリ６の充電残容量が不足する場合には、パワーショベルを正常に運転することができない旨を警告すべくアラームを発する〈ステップＳ１２〉。この場合には速やかに前記内蔵バッテリ６を再充電するべく建設作業を中止し、例えば前述したバッテリ設備５０との電気的接続を行うことになる。
【００２８】
以上のような制御手順によりコントローラ２４は、商用電源接続コネクタ８および外部バッテリ接続コネクタ９への接続状態、および内蔵バッテリ６の充電状態に応じてパワーショベルの運転動作モードを選択的に設定し、その運転モードを建設作業現場の環境に応じて最適化する。具体的には前記コントローラ２４は、前述した昇降圧器２２のスイッチＳ１〜Ｓ５を図８に示すように切り替えながら充電回路２２ａと昇圧回路２２ｂの作動を制御し、同時に内蔵バッテリ６の充放電を制御して前記油圧モータ１１の駆動源を切り替える。
【００２９】
即ち、商用電源接続コネクタ８を介して給電される商用電源を用いて油圧ポンプ１１を駆動する場合には、昇降圧器２２のスイッチＳ１〜Ｓ５の全てをオフとして内蔵バッテリ６を切り離してパワーショベルを運転する。しかし内蔵バッテリ６を充電する必要がある場合にはスイッチＳ１,Ｓ３をオンとし、前記交流電源から交流・直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）２３を介して得られた直流電力を充電回路２２ａに与えることで、この充電回路２２ａの出力にて内蔵バッテリ６を充電する。
【００３０】
また内蔵バッテリ６を用いて油圧ポンプ１１を駆動する場合にはスイッチＳ４をオンとし、内蔵バッテリ６から得られる直流電圧を昇圧回路２２ｂを介して昇圧してインバータ２１に加える。更に外部バッテリ接続コネクタ９に接続されたバッテリ設備５０から供給される直流電力にて内蔵バッテリ６を充電する場合には、ステッチＳ３,Ｓ５をそれぞれオンとして充電回路２２ａを介する内蔵バッテリ６の充電路を形成すれば良い。また外部のバッテリ設備５０を用いて油圧モータ１１を駆動する場合にはステッチＳ２,Ｓ５をそれぞれオンとし、昇圧回路２２ｂを介して外部バッテリＢから供給される直流電圧を昇圧してインバータ２１に加えるようにすれば良い。そして内蔵バッテリ６が故障しているような場合には、スイッチＳ３,Ｓ４をオフとし、これによって内蔵バッテリ６を車体回路２５のコントローラ２４等から切り離すようにすれば良い。
【００３１】
上述した如く構成されたパワーショベルによれば、車体１に搭載した内蔵バッテリ６を駆動源として油圧ポンプ１１を作動させるバッテリ駆動型の建設機械であるといえども、前記商用電源接続コネクタ８に接続された商用電源から給電される商用交流電源を用いて前記電動モータ１２を、ひいては油圧ポンプ１１を駆動し、また前記外部バッテリ接続コネクタ９に接続されたバッテリ設備５０により前記電動モータ１２を駆動するように構成されているので、内蔵バッテリ６の充電残容量が不足する場合や該内蔵バッテリ６が故障した場合であっても、前記商用電源接続コネクタ８または外部バッテリ接続コネクタ９を介して外部から電力供給することで該パワーショベル（建設機械）を運転することができる。従って内蔵バッテリ６の不具合に起因して該パワーショベル（建設機械）が建設現場にて立ち往生するような不具合を効果的に回避することができる。
【００３２】
また内蔵バッテリ６の充電残容量が低下している場合には、商用電源接続コネクタ８に接続された商用電源設備６０から給電される商用交流電源を用いて、或いは前記外部バッテリ接続コネクタ９に接続されたバッテリ設備５０から給電される直流電力を用いて前記内蔵バッテリ６を容易に充電することができるので、該内蔵バッテリ６の充電不足を容易に解消することができる。更には交流・直流変換器２３を用いて商用交流電源を直流電力に変換して電動モータ１２を駆動し、また内蔵バッテリ６や外部バッテリＢから供給される直流電力を電圧変換して前記電動モータ１２を駆動するように構成しているので、例えば電動モータ１２の駆動に要する電圧を高く設定しておくことで電力変換損失を低く抑えながら該電動モータ１２を効率的に駆動することができる等の効果が奏せられる。
【００３３】
一方、前述したバッテリ設備５０は、図９に示すように、例えば１８個の自動車用の鉛蓄電池（６４Ａｈ）を備えて構築された１３.８ｋＷｈ程度の容量を有するバッテリ５１と、このバッテリ５１を充電する充電装置５２等を備えて構成される。具体的にはバッテリ設備５０は、充電装置５２において商用交流電源から生成した直流電力をスイッチＳＷ１を介して前記大容量のバッテリ５１に給電するように構成されている。またバッテリ５１に蓄えられた直流電力は、その放電路に介挿されたスイッチＳＷ２から電流ブレーカ５９を直列に介して前記バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０に給電されるようになっている。
【００３４】
尚、バッテリ設備５０は、上記スイッチＳＷ１を導通（オン）させると共にスイッチＳＷ２を遮断し（オフ）することで前記充電装置５２によりバッテリ５１を充電し、また前記スイッチＳＷ１を遮断し（オフ）すると共にスイッチＳＷ２を導通（オン）することで前記バッテリ５１に蓄えた電力にて前記バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０の内蔵バッテリ６を急速充電する。更には前記スイッチＳＷ１,ＳＷ２を共に導通（オン）させることで、バッテリ５１を充電しながら前記バッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０に対してその駆動電力を供給する。
【００３５】
特にこのバッテリ設備５０は、図１に示したように作業現場を移動可能な自走式車両、例えば軽四輪トラックに搭載したバッテリ車として実現されている。そして前記充電装置５２は、商用電源設備６０から給電される２００Ｖ・３０Ａの交流電力または１００Ｖ・１５Ａの交流電力を用いて、その電源設備容量の範囲において前記バッテリ５１を充電し、該バッテリ５１の出力として２５０Ｖの直流電力を得るものとなっている。
【００３６】
ちなみに前記充電装置５２は、例えば図１０に示すようにその交流入力段に過大電流の突入防止回路５３を備え、商用交流電力を上記突入防止回路５３から整流器５４を介して直流変換して取り込むように構成される。そして前記整流器５４から出力されてコイル５５に加えられる入力直流電圧をスイッチ素子５６にて断続制御することで前記コイル５５に共振電流を生起し、この共振電流をダイオード５７を介して取り出すことで前記入力直流電圧を昇圧した直流電圧を得るように構成される。このようにして昇圧した直流電圧にて前記バッテリ５１が充電される。
【００３７】
尚、上記スイッチ素子５６は、コイル５５に加わる入力直流電圧とその入力電流、またダイオード５７を介して取り出される出力直流電圧とその出力電流とに応じて、力率改善回路（ＰＦＣ回路）機能を備えた充電制御回路５８によりオン・オフ制御される。このようなＰＦＣ回路機能を備えて構成される充電装置５２により、前記バッテリ５１は前述した商用電源設備６０の給電状況に応じた電力容量の直流電圧を生成して前記バッテリ５１を充電することになる。
【００３８】
また前記バッテリ５１の出力段には前述したように電流ブレーカ５９が設けられており、前記バッテリ５１からの出力電流値が制限されるようになっている。この電流ブレーカ５９によって該バッテリ設備５０の出力端子の短絡等によるバッテリ５１の破損事故等が防止され、前述したパワーショベル１０への安定した直流電力供給が実現される。そしてこのバッテリ５１から出力される２５０Ｖの直流電圧により、前述したパワーショベル１０の定格出力が１６０ＶＤＣの内蔵バッテリ６の充電が、効率的に高速度で行われるものとなっている。
【００３９】
即ち、バッテリ設備５０は、前記商用電源設備６０により充電されて前記パワーショベル１０の内蔵バッテリ６の充電電圧１６０ＶＤＣよりも高い直流電圧２５０ＶＤＣを出力し得るように構成されており、これによって前記内蔵バッテリ６を高速充電し得るようになっている。尚、バッテリ設備５０のバッテリ５１と、前記パワーショベル１０の内蔵バッテリ６とは、専用の充電ケーブルを介して相互に電気的に接続される。この充電ケーブルを用いて前記パワーショベル１０とバッテリ設備５０とを必要に応じて接続するべく、前述したようにパワーショベル１０には外部バッテリ接続コネクタ９が設けられ、またバッテリ設備５０にも同様なコネクタ（図示せず）が設けられる。
【００４０】
かくして上述した如く構成されたバッテリ設備（バッテリ車）５０を、前述したパワーショベル（バッテリ駆動建設機械）１０が投入される建設現場に待機させておく本発明に係る施工方法によれば、例えばバッテリ設備５０を用いてパワーショベル１０を十分に充電すれば、前記バッテリ設備５０からパワーショベル１０を切り離すことで、該パワーショベル１０を建設現場で自由に運転しながら土木作業等に供することができる。そしてパワーショベル１０が作業している時間には、該パワーショベル１０から切り離された前記バッテリ設備５０のバッテリ５１を、前述した商用電源設備６０を利用して再充電することができる。しかも商用電源設備６０の電源容量に応じてバッテリ５１を無理なく充電することができる。
【００４１】
その上で前記パワーショベル１０における内蔵バッテリ６の充電残容量が低下してきたときには、該パワーショベル１０をバッテリ設備５０に接続することで、該バッテリ設備５０に蓄積された直流電力にて前記パワーショベル１０の内蔵バッテリを短時間に急速充電することができる。従ってパワーショベル１０の内蔵バッテリ６の充電に多くの時間を費やすことなく、該パワーショベル１０をほぼ継続的に建設作業に従事させることが可能となる。
【００４２】
具体的には内蔵バッテリ６をフル充電した状態で略３〜４時間の連続運転が可能なパワーショベル１０の場合には、前記バッテリ装置５０として上記内蔵バッテリ６を１５〜３０分程度で急速充電可能な電力仕様のものとして構築しておけば良い。このような構成であれば、例えば１日の土木作業において午前中パワーショベル１０を連続的に使用し、昼休み時間を利用してパワーショベル１０を再充電した後、該パワーショベル１０を午後の土木作業を再び使用することができる。この際、必要に応じて１０時や１５時等の一時休憩時間を利用して内蔵バッテリ６を再充電することも勿論可能である。
【００４３】
そしてバッテリ設備５０においては、パワーショベル１０が接続されていない時間を利用してそのバッテリ５１を充電し、これによって前記パワーショベル１０の内蔵バッテリ６の充電に待機させておくだけで良いので、商用電源設備６０の電源容量が小さい場合であっても十分にその役割を発揮させることができる。従ってパワーショベル１０が投入された建設現場にバッテリ設備（バッテリ車）５０を準備しておくだけで、現場作業を効率的に進めることが可能となる。
【００４４】
また前述したようにバッテリ設備５０を自走型車両（バッテリ車）に搭載したものとしておけば、パワーショベル１０による作業位置にバッテリ設備５０を容易に移動させることが可能となるので、例えばパワーショベル１０がバッテリ切れによって走行できなくなった場合にも、これに効果的に対処することが可能となる。特にこの種のバッテリ駆動建設機械（パワーショベル）１０は、大型建設機械が入り込むことが困難な市街地で用いられることが多いので、前述したように軽四輪トラックにバッテリ設備５０を搭載することによってその利便性が高まると言える。
【００４５】
更には建設作業を行わない夜間等を利用してバッテリ設備５０を充電しておくようにすれば、作業現場における商用電源設備６０の電源容量が小さい場合でも、例えばパワーショベル１０を２〜３回程度充電可能な電力量を蓄えることが可能となるので、その利便性を十分に高めることが可能となる。また本発明に係る施工方法によれば、例えば電源ケーブルを引きづりながらパワーショベル１０を運転することもないので、パワーショベル１０の作業行動を妨げることがない等の効果も奏せられる。
【００４６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば前述した直流電圧の電圧値についてはバッテリや電動モータの仕様等に応じて設定すれば良いものである。またここでは小型のパワーショベルを例に説明したが、その他のバッテリ駆動型建設機械にも同様に適用することができることは言うまでもない。更には１台のバッテリ設備５０だけでパワーショベル１０の稼働をアシストすることが困難な場合には、複数台のバッテリ設備５０を準備し、これらのバッテリ設備５０を巡回的に用いてパワーショベル１０を充電することも勿論可能である。その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る施工方法の概念を示す図。
【図２】本発明で用いられるバッテリ駆動建設機械の一実施形態であるパワーショベルの概略的な外観構成を示す図。
【図３】図１に示すパワーショベルの電源系ブロック構成図。
【図４】図３に示す電源系における昇降圧器の構成例を示す図。
【図５】充電回路の構成例を示す図。
【図６】昇圧回路の構成例を示す図。
【図７】電源の切り替え制御手順の例を示す図。
【図８】動作モードの切り替え例を示す図。
【図９】本発明で用いられるバッテリ設備の構成例を示す図。
【図１０】図９に示すバッテリ設備における充電装置に構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
６  内蔵バッテリ
８  商用電源接続コネクタ
９  外部バッテリ接続コネクタ
１０  パワーショベル（バッテリ駆動建設機械）
１２  電動モータ
２１  インバータ
２２  昇降圧器（電圧調整器）
２３  交流・直流変換器
５０  バッテリ設備
５１  バッテリ
５２  充電装置
【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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