特開 2018-126044 運搬車及び運搬システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-126044(P2018-126044A)

(43)【公開日】2018年8月9日

(54)【発明の名称】運搬車及び運搬システム

(51)【国際特許分類】

   B60L 13/00 20060101AFI20180713BHJP

   E21D 1/00 20060101ALI20180713BHJP

   B60M 1/20 20060101ALI20180713BHJP

   B60M 3/04 20060101ALI20180713BHJP

   B60L 5/24 20060101ALN20180713BHJP

【ＦＩ】

   B60L13/00 D

   E21D1/00 C

   B60M1/20 T

   B60M3/04 A

   B60L5/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-19104(P2017-19104)

(22)【出願日】2017年2月3日

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001317

【氏名又は名称】株式会社熊谷組

(71)【出願人】

【識別番号】303056368

【氏名又は名称】東急建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000150110

【氏名又は名称】株式会社竹中土木

(71)【出願人】

【識別番号】390036515

【氏名又は名称】株式会社鴻池組

(71)【出願人】

【識別番号】510195032

【氏名又は名称】新トモエ電機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(72)【発明者】

【氏名】吉澤 尚志

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 千亜希

(72)【発明者】

【氏名】野口 浩

(72)【発明者】

【氏名】岩戸 敦彦

(72)【発明者】

【氏名】高原 正人

(72)【発明者】

【氏名】鳥海 宏行

【テーマコード（参考）】

5H105

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H105BA02

5H105BB10

5H105CC04

5H105CC12

5H105DD04

5H105EE02

5H105EE13

5H105GG03

5H125AA06

5H125AC02

5H125AC12

5H125AC22

5H125BA00

5H125CA00

5H125CD04

5H125DD02

5H125EE61

5H125EE68

(57)【要約】

【課題】バッテリーの交換作業を低減可能な運搬車及び運搬システムを提供する。
【解決手段】電化区間および非電化区間の双方を走行する運搬車であって、架線に接触することによって電力を取り込むパンタグラフと、前記パンタグラフからの電力によって充電される蓄電池と、前記運搬車の駆動力を発生させるサーボモータと、前記電化区間ではパンタグラフを介して前記架線からの電力を前記サーボモータと前記蓄電池とに供給することで前記駆動力を発生させるとともに前記蓄電池を充電し、前記非電化区間では前記蓄電池に充電された電力を前記サーボモータに放電することで前記駆動力を発生させる制御装置と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

架線が配設された電化区間および前記架線が配設されていない非電化区間の双方を走行する運搬車であって、
前記架線からの電力によって充電される蓄電池と、
前記運搬車の駆動力を発生させるサーボモータと、
前記架線からの電力を前記サーボモータに供給することで前記駆動力を発生させ、当該電力により前記蓄電池を充電し、一方、前記非電化区間では前記蓄電池に充電された電力を前記サーボモータに放電することで前記駆動力を発生させる制御装置と、
を備える運搬車。

【請求項2】

前記架線と前記蓄電池とを、前記電化区間において電気的に接続し、前記非電化区間において接続解除するスイッチング部をさらに備える請求項１に記載の運搬車。

【請求項3】

前記架線に接触することによって電力を取り込むパンタグラフと、
前記パンタグラフを昇降させるパンタグラフ制御装置と、
をさらに備え、
前記パンタグラフ制御装置は、前記非電化区間から前記電化区間への接近が検出された場合には前記パンタグラフを上昇させ、前記パンタグラフと前記架線とを接触させる請求項２に記載の運搬車。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の運搬車と、
前記架線に交流電力を供給する電源供給部と、
を備え、
前記運搬車は、前記非電化区間から前記電化区間への接近、及び前記電化区間から前記非電化区間への接近を検出する検出部と、
をさらに備え、
前記電源供給部は、前記非電化区間から前記電化区間への接近、及び前記電化区間から前記非電化区間への接近が検出された場合には、前記架線に対する交流電力の供給を停止する運搬システム。

【請求項5】

前記電源供給部は、前記非電化区間から前記電化区間への接近が検出されてから、前記運搬車が前記電化区間に進入した場合には、前記架線に対する交流電力の供給を再開する請求項４に記載の運搬システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運搬車及び運搬システムに関する。

【背景技術】

【0002】

トンネル坑内において資材や人員などを搬送するために、バッテリーロコと呼ばれる軌条(レール)を走行する機関車が用いられている。このバッテリーロコは、バッテリーを動力源として、セグメント等の資機材を積み込んだ台車を牽引し、軌条上を坑口側から切羽側までの間を走行して運搬する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１０３０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、バッテリーロコでは、搭載されているバッテリーを動力源としているため、そのバッテリーの残量が少なくなってきた場合には、ユーザは搭載されているバッテリーを取り外し、新しいバッテリーをバッテリーロコに搭載して再走行する必要がある。このため、トンネル坑内における移動が長距離である場合には、バッテリーの交換作業に多大な時間と労力を必要とする。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、バッテリーの交換作業を低減可能な運搬車及び運搬システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、架線が配設された電化区間および前記架線が配設されていない非電化区間の双方を走行する運搬車であって、前記架線からの電力によって充電される蓄電池と、前記運搬車の駆動力を発生させるサーボモータと、前記架線からの電力を前記サーボモータに供給することで前記駆動力を発生させ、当該電力により前記蓄電池を充電し、一方、前記非電化区間では前記蓄電池に充電された電力を前記サーボモータに放電することで前記駆動力を発生させる制御装置と、を備える運搬車である。

【0007】

また、本発明の一態様は、上述の運搬車であって、前記架線と前記蓄電池とを、前記電化区間において電気的に接続し、前記非電化区間において接続解除するスイッチング部をさらに備える。

【0008】

また、本発明の一態様は、上述の運搬車であって、前記架線に接触することによって電力を取り込むパンタグラフと、前記パンタグラフを昇降させるパンタグラフ制御装置と、をさらに備え、前記パンタグラフ制御装置は、前記非電化区間から前記電化区間への接近が検出された場合には前記パンタグラフを上昇させ、前記パンタグラフと前記架線とを接触させる。

【0009】

また、本発明の一態様は、上述の運搬車と、前記架線に交流電力を供給する電源供給部と、を備え、前記運搬車は、前記非電化区間から前記電化区間への接近、及び前記電化区間から前記非電化区間への接近を検出する検出部と、をさらに備え、前記電源供給部は、前記非電化区間から前記電化区間への接近、及び前記電化区間から前記非電化区間への接近が検出された場合には、前記架線に対する交流電力の供給を停止する運搬システムである。

【0010】

また、本発明の一態様は、上述の運搬システムであって、前記電源供給部は、前記非電化区間から前記電化区間への接近が検出されてから、前記運搬車が前記電化区間に進入した場合には、前記架線に対する交流電力の供給を再開する。

【発明の効果】

【0011】

以上説明したように、本発明によれば、バッテリーの交換作業を低減可能な運搬車及び運搬システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態における運搬車を備えた運搬システム４の概略構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態における運搬車１０の概略構成の一例を示す図である。

【図3】本実施形態における制御装置１００の処理の流れを示す図である。

【図4】本実施形態における制御装置１００の処理の流れを示す図である。

【図5】本実施形態における第１の変形例の構成概略図である。

【図6】本実施形態における第２の変形例の構成概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。

【0014】

実施形態における運搬車は、トンネル坑内において資材や人員などを運搬する運搬車であって、トンネル坑内の電化区間では架線からの電力で走行するとともにその電力で蓄電池（バッテリー）を充電し、トンネル坑内の非電化区間では蓄電池に充電された電力で走行する。
以下、実施形態の運搬車を、図面を用いて説明する。

【0015】

図１は、本実施形態における運搬車を備えた運搬システム４の概略構成の一例を示す図である。図１は、本実施形態における運搬車が使用されるトンネル坑内の状態例を側面方向により模式的に示す図である。
図１に示すように、運搬システム４は、運搬車１０、架線５、電源供給部３５及び発磁体５０を備える。
トンネル坑内１は、例えばトンネル工事が行われている現場であり、運搬車１０が使用される場所である。

【0016】

運搬車１０は、トンネル坑内１において資材や人員などを運搬する。例えば、運搬車１０は、資材を積んだ台車２０に連結され、その台車２０を切羽側や抗口側に運搬する。
台車２０は、資材やセグメントなどの物や作業員などの人を積載する。なお、台車２０自体は動力を有しておらず、運搬車１０の走行に伴って移動する。
運搬車１０と台車２０との各車輪は、トンネル坑内１に敷設された軌条２の上に置かれる。これにより、運搬車１０と台車２０とは、トンネル坑内１において軌条２上を走行しながら移動する。

【0017】

図１に示す運搬車１０は、軌条２に沿って、切羽側に進む方向を示す前進方向と、抗口側に進む方向を示す後退方向とのいずれの方向にも移動することができる。例えば、前進方向に運搬車１０が移動（前進）するとき、運搬車１０は、連結された台車２０を牽引する。一方、後退方向に車両設備１０が移動（後退）するとき、運搬車１０は、連結された台車２０を後押しする。

【0018】

図１に示すように、トンネル坑内１を運搬車１０が走行する区間は、架線５が配設された電化区間と、架線５が配設されていない非電化区間とを備える。
運搬車１０は、電化区間を走行する際には、上部に備えられたパンタグラフ１１を架線５に接触させることで、架線５から電力を取り込む。そして、運搬車１０は、架線５から取り込んだ電力を駆動源として走行するとともに、その電力で自装置に備えられた蓄電池１５（後述する）に充電する。一方、運搬車１０は、非電化区間を走行する際には、蓄電池１５に充電した電力を駆動源として走行する。これにより、トンネル坑内１が長距離である場合においても、蓄電池１５の交換作業を低減できる。

【0019】

電源供給部３５は、架線５に交流電力を供給する。
また、軌条２の上の所定の位置には発磁体５０が設置されており、運搬車１０は、発磁体５０の磁界を検出することで、走行している区間が非電化区間と電化区間のいずれかであるかを判定することができる。すなわち、運搬車１０は、発磁体５０の磁界を検出することで、自装置が走行している位置を検出することができる。したがって、運搬車１０は、発磁体５０の磁界を検出することで、非電化区間から電化区間への接近、及び電化区間から非電化区間への接近も検出することができる。

【0020】

以下に、本実施形態における運搬車１０について、具体的に説明する。

【0021】

図２は、本実施形態における運搬車１０の概略構成の一例を示す図である。
図２に示すように、運搬車１０は、パンタグラフ１１、交流用解除器１２、整流装置１３、第１スイッチング部１４、蓄電池１５、直流用解除器１６，１７，４０、サーボドライバ１９、サーボモータ３０、制動抵抗３１、コンバータ４１、制御電源部４２、制御装置１００及び検出部２００を備える。

【0022】

パンタグラフ１１は、一端が架線５に接続され、交流電力を受電する。また、パンタグラフ１１は、他端が交流用解除器１２にそれぞれ接続されている。パンタグラフ１１により架線５から受電された電力は、交流用解除器１２を介して整流装置１３に供給される。本実施形態では、パンタグラフ１１は、架線５から３相の交流電力を受電する。ただし、本発明における運搬車１０は、３相の交流電力を受電する場合に限定されず、直流電力を受電してもよい。

【0023】

交流用解除器１２は、一端がパンタグラフ１１に接続されており、他端が整流装置１３に接続されている。交流用解除器１２は、制御装置１００からの制御信号に基づいて、パンタグラフ１１と整流装置１３との間の経路を開閉する。
例えば、交流用解除器１２は、各相に交流用解除器１２ａ〜１２ｃが設けられている。

【0024】

整流装置１３は、交流用解除器１２を介してパンタグラフ１１から供給された交流電力を直流電力に整流する。例えば、整流装置１３は、複数のスイッチング素子とスイッチング素子に並列に接続された転流ダイオ―ドを組み合わせた電力変換回路として構成される。このスイッチング素子は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。整流装置１３は、スイッチング素子のゲート端子が制御装置１００に接続されており、制御装置１００から出力される第１の駆動信号によりスイッチング素子の通電状態が制御される。整流装置１３は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を適用することができる。本実施形態では、整流装置１３は、交流用解除器１２を介してパンタグラフ１１から供給された三相の交流電力を直流電力に整流する。

【0025】

第１スイッチング部１４は、パンタグラフ１１と蓄電池１５との電気的接続を接続又は解除する。具体的には、第１スイッチング部１４は、第１端子１４ａが整流装置１３に接続されており、第２端子１４ｂが蓄電池１５のプラス端子に接続されている。第１スイッチング部１４は、制御装置１００から制御信号が出力されるとオン状態になり、第１端子１４ａと第２端子１４ｂとを電気的に接続される。したがって、第１端子１４ａと第２端子１４ｂとが電気的に接続されると、整流装置１３から出力される直流電力によって蓄電池１５が充電される。一方、第１端子１４ａと第２端子１４ｂとの電気的接続が解除されると、蓄電池１５は充電した電力を放電する。

【0026】

直流用解除器１６は、蓄電池１５の後段に接続されている。直流用解除器１６は、制御装置１００からの制御信号に基づいて、蓄電池１５の後段に対する電力の供給を停止する。例えば、直流用解除器１６は、直流用解除器１６ａ及び直流用解除器１６ｂを備える。直流用解除器１６ａは、一端が蓄電池１５のプラス端子に接続され、他端が直流用解除器１７に接続されている。直流用解除器１６ｂは、一端が蓄電池１５のマイナス端子に接続され、他端が直流用解除器１７に接続されている。

【0027】

直流用解除器１７は、直流用解除器１６とサーボドライバ１９との間の経路を開閉する。例えば、直流用解除器１７は、直流用解除器１７ａ及び直流用解除器１７ｂを備える。直流用解除器１７ａは、一端が直流用解除器１６ａの他端に接続され、他端が第２スイッチング部１８の第１端子１８ａに接続されている。直流用解除器１７ｂは、一端が直流用解除器１６ｂの他端に接続され、他端がサーボドライバ１９に接続されている。

【0028】

第２スイッチング部１８は、整流装置１３とサーボドライバ１９と蓄電池１５との電気的接続を接続又は解除する。例えば、第２スイッチング部１８は、第１端子１８ａが直流用解除器１７ａの他端に接続されており、第２端子１８ｂがサーボドライバ１９に接続されている。第２スイッチング部１８は、制御装置１００から制御信号が出力されると、第１端子１８ａと第２端子１８ｂとを電気的に接続する。したがって、第１端子１８ａと第２端子１８ｂとが電気的に接続されると、整流装置１３から出力される直流電力又は蓄電池１５に蓄電された直流電力がサーボドライバ１９に供給される。一方、第１端子１８ａと第２端子１８ｂとが電気的に解除されると、直流電力がサーボドライバ１９に供給されない。

【0029】

サーボドライバ１９は、第２スイッチング部１８を介して供給される直流電力から三相の交流電力を生成する。サーボドライバ１９は、複数のスイッチング素子とスイッチング素子に並列に接続された転流ダイオ―ドを組み合わせた電力変換回路として構成される。スイッチング素子は、例えばＩＧＢＴを用いることができる。

【0030】

サーボドライバ１９は、スイッチング素子のゲート端子が制御装置１００に接続されている。サーボドライバ１９は、制御装置１００から出力される第２の駆動信号によりスイッチング素子の通電状態が制御される。実施形態ではスイッチング素子の制御方式としてＰＷＭ制御を適用することができる。

【0031】

サーボドライバ１９は、スイッチング素子が高速でオン（通電状態）／オフ（非通電状態）を繰り返すことで、直流から三相交流を発生させる。サーボドライバ１９は、発生させた三相交流電力をサーボモータ３０に供給する。

【0032】

サーボモータ３０は、サーボドライバ１９から、例えば三相交流電力が供給されることで回転駆動する。すなわち、サーボモータ３０は、サーボドライバ１９から交流電力が供給されることで運搬車１０の駆動力を発生させる。また、サーボモータ３０を非常時に停止させるためには、第２スイッチング部１８をオフ状態とすることでサーボドライバ１９の動作を停止させる。そして、慣性で回転するサーボモータ３０の給電線に発生する電力を制動抵抗３１で短絡して熱エネルギーとして消費させ、エネルギー吸収させて制動をかける。

【0033】

直流用解除器４０は、直流用解除器１６とコンバータ４１との間の経路を開閉する。例えば、直流用解除器４０は、直流用解除器４０ａ及び直流用解除器４０ｂを備える。直流用解除器４０ａは、一端が直流用解除器１６ａの他端に接続され、他端がコンバータ４１に接続されている。直流用解除器４０ｂは、一端が直流用解除器１６ｂの他端に接続され、他端がコンバータ４１に接続されている。

【0034】

コンバータ４１は、直流用解除器４０に接続されており、直流用解除器４０を介して整流装置１３から出力される直流電力又は蓄電池１５に蓄電された直流電力を所定の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータである。コンバータ４１は、変換した直流電力を制御電源部４２に出力する。制御電源部４２は、コンバータ４１から出力される直流電力を、制御電源として、主に制御装置１００に供給する。

【0035】

検出部２００は、発磁体５０の磁界を検出すると、その磁界を検出したことを示す検出信号を制御装置１００に出力する。ただし、検出部２００は、運搬車１０の走行位置を検出できるものであればよい。

【0036】

制御装置１００は、電化区間では第１スイッチング部１４をオン状態に制御する。したがって、制御装置１００は、パンタグラフ１１を介して架線５から取得した電力をサーボモータ３０と蓄電池１５とに供給することで、サーボモータ３０の駆動力を発生させるとともに蓄電池１５を充電する。一方、制御装置１００は、非電化区間では第１スイッチング部１４をオフ状態に制御する。したがって、制御装置１００は、蓄電池１５に充電された電力をサーボドライバ１９を介してサーボモータ３０に放電することで、サーボモータ３０の駆動力を発生させる。

【0037】

以下に、本実施形態における制御装置１００について、具体的に説明する。
制御装置１００は、駆動制御部１１０、区間判定部１２０及び開閉器制御部１３０を備える。

【0038】

駆動制御部１１０は、整流装置１３に第１の駆動信号を出力することにより、パンタグラフ１１から供給された交流電力を直流電力に整流する。また、駆動制御部１１０は、サーボドライバ１９に第２の駆動信号を出力することにより、運搬車１０が走行する地面の傾斜に係わらず、運搬車１０の走行速度を一定に制御する。

【0039】

区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が電化区間及び非電化区間のいずれかなのかを判定する。区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が電化区間であると判定した場合には、その判定結果を示す電化区間信号を開閉器制御部１３０に出力する。一方、区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が非電化区間であると判定した場合には、その判定結果を示す非電化区間信号を開閉器制御部１３０に出力する。

【0040】

開閉器制御部１３０は、交流用解除器１２及び直流用解除器１６，１７，４０開閉を制御する。通常状態において、開閉器制御部１３０は、交流用解除器１２を閉状態とすることで、パンタグラフ１１により架線５から受電された電力を整流装置１３に供給される。ただし、開閉器制御部１３０は、整流装置１３に入力される交流電力に異常（過電流や過電圧）が検出された場合には、交流用解除器１２を開状態にすることで、整流装置１３に対する交流電力の供給を停止する。

【0041】

通常状態において、開閉器制御部１３０は、直流用解除器１６を閉状態とすることで、整流装置１３から出力される直流電力又は蓄電池１５に蓄電された直流電力を、サーボモータ３０を駆動するモータ駆動系統（サーボドライバ１９及びサーボモータ３０）と、制御電源を生成する電源系統（コンバータ４１及び制御電源部４２）とに供給する。ただし、開閉器制御部１３０は、モータ駆動系統及び電源系統に供給する直流電力に異常が検出された場合には、直流用解除器１６を開状態にすることで、モータ駆動系統及び電源系統に対する直流電力の供給を停止する。

【0042】

通常状態において、開閉器制御部１３０は、直流用解除器１７を閉状態とすることで、整流装置１３から出力される直流電力又は蓄電池１５に蓄電された直流電力を、モータ駆動系統に供給する。ただし、開閉器制御部１３０は、モータ駆動系統に供給する直流電力に異常が検出された場合には、直流用解除器１７を開状態にすることで、モータ駆動系統に対する直流電力の供給を停止する。同様に、開閉器制御部１３０は、通常状態において、直流用解除器４０を閉状態とすることで、整流装置１３から出力される直流電力又は蓄電池１５に蓄電された直流電力を、電源系統とに供給する。ただし、開閉器制御部１３０は、電源系統に供給する直流電力に異常が検出された場合には、直流用解除器４０を開状態にすることで、電源系統に対する直流電力の供給を停止する。

【0043】

また、開閉器制御部１３０は、第１スイッチング部１４及び第２スイッチング部１８のン状態又はオフ状態を制御する。
開閉器制御部１３０は、区間判定部１２０から電化区間信号を取得すると、第１スイッチング部１４をオン状態に制御することで、モータ駆動系統及び電源系統に対して整流装置１３から出力される直流電力を供給するとともに、その直流電力で蓄電池１５を充電させる。また、開閉器制御部１３０は、区間判定部１２０から非電化区間信号を取得すると、第１スイッチング部１４をオフ状態に制御することで、モータ駆動系統及び電源系統に対して蓄電池１５に充電された直流電力を供給する。

【0044】

開閉器制御部１３０は、第２スイッチング部１８をオン状態に制御することで、サーボドライバ１９に直流電力を供給し、サーボモータ３０を駆動する。これにより、運搬車１０を一定の速度で走行させることができる。また、開閉器制御部１３０は、第２スイッチング部１８をオフ状態に制御することで、サーボドライバ１９に対する直流電力の供給を停止し、サーボモータ３０の駆動を停止する。これにより、運搬車１０の走行が停止される。

【0045】

以下に、本実施形態における制御装置１００の処理の流れを説明する。図３は、本実施形態における制御装置１００の処理の流れを示す図である。なお、初期条件として、運搬車１０が電化区間にある場合について、説明する。
開閉器制御部１３０は、第１スイッチング部１４をオン状態に制御する。そして、開閉器制御部１３０は、第２スイッチング部１８をオン状態に制御することで、整流装置１３から出力される直流電力をサーボドライバ１９に供給し、サーボモータ３０の駆動を開始する（ステップＳ１０１）。これにより、運搬車１０は、電化区間を走行する。

【0046】

また、運搬車１０が電化区間を走行している間、蓄電池１５は、整流装置１３から出力される直流電力により充電される（ステップＳ１０２）。
区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が電化区間及び非電化区間のいずれかなのかを判定する（ステップＳ１０３）。区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が電化区間であると判定した場合には、その判定結果を示す電化区間信号を開閉器制御部１３０に出力する。一方、区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が非電化区間であると判定した場合には、その判定結果を示す非電化区間信号を開閉器制御部１３０に出力する。

【0047】

開閉器制御部１３０は、区間判定部１２０から非電化区間信号を取得すると、第１スイッチング部１４をオフ状態に制御する（ステップＳ１０４）。すなわち、開閉器制御部１３０は、運搬車１０が電化区間から非電化区間に進入した場合に、パンタグラフ１１から電力が供給されないため、第１スイッチング部１４をオフ状態に制御してモータ駆動系統及び電源系統に対して蓄電池１５に充電された直流電力を供給する（ステップＳ１０５）。これにより、蓄電池１５から放電された直流電力がサーボドライバ１９に供給され、サーボモータ３０の駆動が継続される（ステップＳ１０６）。これにより、運搬車１０は、非電化区間を走行する。

【0048】

次に、運搬車１０が非電化区間を走行している場合を初期条件として、本実施形態における制御装置１００の処理の流れを説明する。図４は、運搬車１０が非電化区間を走行している場合を初期条件として、本実施形態における制御装置１００の処理の流れを示す図である。

【0049】

開閉器制御部１３０は、第１スイッチング部１４をオフ状態に制御してモータ駆動系統及び電源系統に対して蓄電池１５に充電された直流電力を供給することでサーボモータ３０が駆動される（ステップＳ２０１）。これにより、運搬車１０は、非電化区間を走行することができる。

【0050】

区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が電化区間及び非電化区間のいずれかなのかを判定する（ステップＳ２０２）。区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号に基づいて、運搬車１０が走行する区間が電化区間であると判定した場合には、その判定結果を示す電化区間信号を開閉器制御部１３０に出力する（ステップＳ２０２）。

【0051】

開閉器制御部１３０は、区間判定部１２０から電化区間信号を取得すると、第１スイッチング部１４をオン状態に制御する（ステップＳ２０３）。すなわち、運搬車１０は、非電化区間から電化区間に進入した場合に、パンタグラフ１１から電力が供給される。そのため、開閉器制御部１３０は、第１スイッチング部１４をオン状態に制御してモータ駆動系統及び電源系統に対して、整流装置１３から出力される直流電力を供給する。これにより、サーボモータ３０の駆動が継続される（ステップＳ２０４）。また、運搬車１０が電化区間を走行している間、蓄電池１５は、整流装置１３から出力される直流電力により充電される（ステップＳ２０５）。

【0052】

上述したように、本実施形態における運搬車１０は、電化区間では架線５からの電力をサーボモータ３０と蓄電池１５とに供給することで運搬車１０の駆動力を発生させるとともに蓄電池１５を充電し、非電化区間では蓄電池１５に充電された電力をサーボモータ３０に放電することで運搬車１０の駆動力を発生させる。これにより、運搬車１０は、蓄電池１５の交換作業を低減できる。したがって、長距離トンネル施工における資機材搬送においても、蓄電池１５の交換作業が低減できるため、作業を大幅に削減できる。

【0053】

（第１の変形例）
次に、本実施形態における運搬システム４の第１の変形例について説明する。第１の変形例の運搬システム４Ａは、電源供給部３５及び運搬車１０Ａが無線又は有線で通信する。そして、電源供給部３５は、パンタグラフ１１が架線５に接触又は離間する際に、架線５に対する交流電力の供給を停止する。これにより、第１の変形例の運搬システム４Ａは、パンタグラフ１１が架線５に接触又は離間する際に発生するスパークを抑制することができる。
図５は、本実施形態における運搬システム４Ａにおける運搬車１０Ａの構成概略図である。運搬システム４Ａは、運搬車１０Ａ、架線５、電源供給部３５及び発磁体５０を備える。
図５に示すように、運搬車１０Ａは、パンタグラフ１１、交流用解除器１２、整流装置１３、第１スイッチング部１４、蓄電池１５、直流用解除器１６，１７，４０、サーボドライバ１９、サーボモータ３０、制動抵抗３１、コンバータ４１、制御電源部４２、制御装置１００Ａ及び検出部２００を備える。

【0054】

制御装置１００Ａは、駆動制御部１１０、区間判定部１２０、開閉器制御部１３０及び通信部１４０を備える。
通信部１４０は、区間判定部１２０において、運搬車１０が非電化区間から電化区間に接近していることを検出された場合には、運搬車１０が非電化区間から電化区間に接近していることを示す第１接近信号を電源供給部３５に有線又は無線で送信する。例えば、区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号を取得した場合には、運搬車１０が非電化区間から電化区間に接近していると判定し、第１接近信号を通信部１４０に出力する。

【0055】

電源供給部３５は、通信部１４０から第１接近信号を取得した場合には、架線５に対する交流電力の供給を停止する。これにより、パンタグラフ１１が架線５に接触する際に発生するスパークを抑制することができる。そして、電源供給部３５は、パンタグラフ１１が架線５に接触された場合には、架線５に交流電力を供給する。なお、電源供給部３５は、通信部１４０との通信によりパンタグラフ１１が架線５に接触されたことを検出してもよい。

【0056】

また、通信部１４０は、区間判定部１２０において、運搬車１０が電化区間から非電化区間に接近していることが検出された場合には、運搬車１０が電化区間から非電化区間に接近していることを示す第２接近信号を電源供給部３５に有線又は無線で送信する。例えば、区間判定部１２０は、検出部２００から出力される検出信号を取得してから所定の時間が経過した場合には、運搬車１０が非電化区間から電化区間に接近していると判定し、第２接近信号を通信部１４０に出力する。

【0057】

電源供給部３５は、通信部１４０から第２接近信号を取得した場合には、架線５に対する交流電力の供給を停止する。これにより、パンタグラフ１１が架線５から離間する際に発生するスパークを抑制することができる。

【0058】

（第２の変形例）
次に、本実施形態における運搬車１０の第２の変形例について説明する。図６は、本実施形態における運搬車１０の第２の変形例を示す構成概略図である。
第２の変形例の運搬車１０Ｂは、パンタグラフ１１を昇降させるパンタグラフ制御装置３００をさらに備える。運搬システム４Ｂは、運搬車１０Ｂ、架線５、電源供給部３５及び発磁体５０を備える。
図６に示すように、運搬車１０Ｂは、パンタグラフ１１、交流用解除器１２、整流装置１３、第１スイッチング部１４、蓄電池１５、直流用解除器１６，１７，４０、サーボドライバ１９、サーボモータ３０、制動抵抗３１、コンバータ４１、制御電源部４２、制御装置１００Ａ、検出部２００及びパンタグラフ制御装置３００を備える。

【0059】

パンタグラフ制御装置３００は、区間判定部１２０において、運搬車１０が非電化区間から電化区間に接近していることが検出された場合には、パンタグラフ１１を上昇させる。これにより、運搬車１０が電化区間に進入した場合には、パンタグラフ１１と架線５とを接触させることができる。また、パンタグラフ制御装置３００は、区間判定部１２０において、運搬車１０が電化区間から非電化区間に進入したことが検出された場合には、パンタグラフ１１を下降させる。これにより、運搬車１０の走行時の空気抵抗を低減させる。

【0060】

なお、上述の実施形態において、運搬車１０は、検出部２００からの検出信号に基づいて、運搬車１０が電化区間と非電化区間のいずれかを走行しているか判定したが、これに限定されない。例えば、運搬車１０は、パンタグラフ１１に印加される電圧値を測定することで、運搬車１０が電化区間と非電化区間のいずれかを走行しているか判定してもよい。また、上述の実施形態において、運搬車１０は、検出部２００からの検出信号に基づいて、運搬車１０が非電化区間から電化区間に接近していること、及び運搬車１０が電化区間から非電化区間に接近していることを検出したが、これに限定されない。

【0061】

運搬車１０各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、運搬車１０の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。

【0062】

上述した実施形態における制御装置１００をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0063】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0064】

４ 運搬システム
５ 架線
１０ 運搬車
１１ パンタグラフ
１２ 交流用解除器
１３ 整流装置
１４ 第１スイッチング部
１５ 蓄電池
１９ サーボドライバ
３５ 電源供給部
１００ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】