特開 2018-126045 バッテリーロコ、及びトロリー給電システム

(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2018-126045(P2018-126045A)

(43)【公開日】2018年8月9日

(54)【発明の名称】バッテリーロコ、及びトロリー給電システム

(51)【国際特許分類】

   B60L 13/00 20060101AFI20180713BHJP

   E21F 13/00 20060101ALI20180713BHJP

   B60L 5/08 20060101ALI20180713BHJP

   B60L 5/19 20060101ALI20180713BHJP

   B60M 1/20 20060101ALI20180713BHJP

【ＦＩ】

   B60L13/00 D

   E21F13/00

   B60L5/08 B

   B60L5/19

   B60M1/20 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-19105(P2017-19105)

(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）】

5H105AA02

5H105BA02

5H105BB10

5H105CC03

5H105CC04

5H105CC12

5H105DD03

5H105EE06

5H105EE14

5H105EE16

5H125AA06

5H125AC02

5H125AC12

5H125AC22

5H125BA00

5H125BC21

5H125CA00

5H125DD02

(57)【要約】

【課題】バッテリーにかかるコストの増大を抑えるとともに、バッテリーの交換頻度を少なくすることで走行効率を向上させることができる。
【解決手段】一部区間の給電区間Ｋにトロリー線２が配されたトンネルＴ内を走行可能に設けられ、トロリー線２に集電体３１を接触させて給電する給電トロリー３と、給電トロリー３を収容可能な収容部と、給電トロリー３を、収容部に収容される収容位置と、集電体３１がトロリー線２に接触可能な給電位置Ｐ１との間で移動可能に支持する横移動装置５と、給電トロリー３で給電した電気が充電されるバッテリーと、を備えた構成のバッテリーロコを提供する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一部区間の給電区間にトロリー線が配された走行路を走行可能に設けられたバッテリーロコであって、
前記トロリー線に集電体を接触させて給電する給電トロリーと、
前記給電トロリーを収容可能な収容部と、
前記給電トロリーを、前記収容部に収容される収容位置と、前記集電体が前記トロリー線に接触可能な給電位置との間で移動可能に支持する移動機構部と、
前記給電トロリーで給電した電気が充電されるバッテリーと、
を備えていることを特徴とするバッテリーロコ。

【請求項2】

前記移動機構部は、前記給電トロリーをロコ本体の幅方向に沿う横方向に進退移動させる横移動装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーロコ。

【請求項3】

前記移動機構部は、前記給電トロリーを上下方向に進退移動させる縦移動装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーロコ。

【請求項4】

前記給電トロリーは、前記給電区間において前記集電体が前記トロリー線に対して付勢力を付与した状態で接触されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッテリーロコ。

【請求項5】

走行路の一部区間をなす給電区間に配置されたトロリー線と、
該トロリー線に集電体を接触させて給電する給電トロリーを備えたバッテリーロコと、
前記バッテリーロコの進行方向で前記給電区間よりも手前に設置された給電開始用の第１被位置検知部と、
前記進行方向で前記給電区間よりも後方に設置された給電停止用の第２被位置検知部と、
前記バッテリーロコに設けられ、前記第１被位置検知部及び前記第２被位置検知部を検出する位置検知部と、
前記位置検知部で前記第１被位置検知部が検出されたときに、前記給電トロリーを前記バッテリーロコの収容部から張り出して前記集電体を前記トロリー線に接触させるとともに、前記位置検知部で前記第２被位置検知部が検出されたときに、前記集電体が前記トロリー線から離れ、前記給電トロリーを前記収容部に引き込んで収容するように制御するトロリー制御部と、
を備えていることを特徴とするトロリー給電システム。

【請求項6】

走行路の一部区間をなす給電区間に配置されたトロリー線と、
該トロリー線に集電体を接触させて給電する給電トロリーを備えたバッテリーロコと、
前記バッテリーロコの進行方向で前記給電区間よりも手前に設置された給電開始用の第１位置検知部と、
前記進行方向で前記給電区間よりも後方に設置された給電停止用の第２位置検知部と、
前記バッテリーロコに設けられ、前記第１位置検知部及び前記第２位置検知部によって検出される被位置検知部と、
前記第１位置検知部で前記被位置検知部が検出されたときに、前記給電トロリーを前記バッテリーロコの収容部から張り出して前記集電体を前記トロリー線に接触させるとともに、前記第２位置検知部で前記被位置検知部が検出されたときに、前記集電体が前記トロリー線から離れ、前記給電トロリーを前記収容部に引き込んで収容するように制御するトロリー制御部と、
を備えていることを特徴とするトロリー給電システム。

【請求項7】

前記トロリー線は、前記バッテリーロコの往復走行のそれぞれにおいて前記給電トロリーによって給電可能に設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載のトロリー給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーロコ、及びトロリー給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シールドトンネルの施工では、セグメント、配管、軌条等の資材や土砂の搬送手段として、例えば特許文献１に示されるようなバッテリーロコが使用されている。このようなバッテリーロコでは、大型のバッテリーを搭載し、例えば坑口付近に設けられた充電スペースにおいて交換用のバッテリーを充電し、バッテリーロコに搭載されたバッテリーの充電容量が減少したときに、充電済みのバッテリーに交換している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２７６６０３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、近年のシールド工事では、トンネルが長距離化しているうえ、１日あたりの掘進距離（日進）が延び、さらにトンネル径が大径化することに伴い、バッテリーロコによる走行時間、走行距離、走行重量が増大しており、バッテリーの交換頻度が増える傾向になっている。そのため、バッテリーの大型化、予備の充電用のバッテリーの数量を増やす等の対策が講じられているが、コストが高くなるうえ、バッテリーの交換作業にかかる時間も増大し、走行効率が低下するという問題があった。

【0005】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、バッテリーにかかるコストの増大を抑えるとともに、バッテリーの交換頻度を少なくすることで走行効率を向上させることができるバッテリーロコ、及びトロリー給電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係るバッテリーロコは、一部区間の給電区間にトロリー線が配された走行路を走行可能に設けられたバッテリーロコであって、前記トロリー線に集電体を接触させて給電する給電トロリーと、前記給電トロリーを収容可能な収容部と、前記給電トロリーを、前記収容部に収容される収容位置と、前記集電体が前記トロリー線に接触可能な給電位置との間で移動可能に支持する移動機構部と、前記給電トロリーで給電した電気が充電されるバッテリーと、を備えていることを特徴としている。

【0007】

本発明では、走行路を走行中のバッテリーロコにおいて、移動機構部によって給電トロリーを給電位置に移動させ、給電トロリーの集電体をトロリー線に接触させて給電することができる。そして、バッテリーロコの走行中に給電した電気をバッテリーに充電することができるので、バッテリーロコの走行距離を延ばすことが可能となる。そのため、バッテリーの交換頻度を少なくすることができ、走行効率を向上させることができる。
また、給電トロリーが収容部に収容された収容位置に配置された状態において、給電トロリーがバッテリーロコのロコ本体から外方に張り出さない状態となるので、給電区間以外の無電区間の走行時において、給電トロリーが例えばトランス等のトンネル坑内の側壁に配置される設備に接触することを防止できる。

【0008】

また、本発明に係るバッテリーロコは、前記移動機構部は、前記給電トロリーをロコ本体の幅方向に沿う横方向に進退移動させる横移動装置を備えていることが好ましい。

【0009】

この場合には、トロリー線を、バッテリーロコが走行する走行路の側方の位置で、かつバッテリーロコに搭載される給電トロリーの集電体の高さと一致させることができる。そして、トロリー線が配される給電区間の進行方向の手前にバッテリーロコが近づいたときに、横移動装置により給電トロリーを側方に向けて張り出して給電位置とすることで、給電トロリーの集電体をトロリー線に接触させることができる。そのため、給電トロリーを給電位置に移動させる際に上下方向の位置決めが不要となり、移動機構部が簡単な構造となる。

【0010】

また、本発明に係るバッテリーロコは、前記移動機構部は、前記給電トロリーを上下方向に進退移動させる縦移動装置を備えていることが好ましい。

【0011】

本発明では、走行されるバッテリーロコの上方又は下方に架設されたトロリー線に対して、給電区間の手前で給電トロリーを収容位置から上方又は下方に向けて張り出して集電体をトロリー線に接触させることができる。この場合には、給電トロリーを給電位置に移動させる際に横方向の位置決めが不要となるので、移動機構部が簡単な構造となる。
また、走行路の側方の位置にトロリー線が配置される場合でも、バッテリーロコに搭載される給電トロリーの集電体とトロリー線との高さ方向の位置が一致していない場合には、横方向へ給電トロリーを張り出す際に、縦移動装置により給電トロリーの高さ方向に位置決めすることで集電体をトロリー線に接触させることができる。

【0012】

また、本発明に係るバッテリーロコは、前記給電トロリーは、前記給電区間において前記集電体が前記トロリー線に対して付勢力を付与した状態で接触されていることが好ましい。

【0013】

このような構成のバッテリーロコによれば、給電区間において、集電体をトロリー線に対して常時、付勢力によって押し付けた状態で接触させることができる。そのため、トロリー線に対して集電体が接触したり離れたりすることがなく、安定した給電が可能となる。
また、バッテリーロコが走行する軌条に起伏、施工誤差、あるいは走行によるズレが生じた場合であっても、集電体をトロリー線に対して確実に接触させることができる。

【0014】

また、本発明に係るトロリー給電システムは、走行路の一部区間をなす給電区間に配置されたトロリー線と、該トロリー線に集電体を接触させて給電する給電トロリーを備えたバッテリーロコと、前記バッテリーロコの進行方向で前記給電区間よりも手前に設置された給電開始用の第１被位置検知部と、前記進行方向で前記給電区間よりも後方に設置された給電停止用の第２被位置検知部と、前記バッテリーロコに設けられ、前記第１被位置検知部及び前記第２被位置検知部を検出する位置検知部と、前記位置検知部で前記第１被位置検知部が検出されたときに、前記給電トロリーを前記バッテリーロコの収容部から張り出して前記集電体を前記トロリー線に接触させるとともに、前記位置検知部で前記第２被位置検知部が検出されたときに、前記集電体が前記トロリー線から離れ、前記給電トロリーを前記収容部に引き込んで収容するように制御するトロリー制御部と、を備えていることを特徴としている。

【0015】

本発明のトロリー給電システムによれば、トロリー制御部において、走行路を走行中のバッテリーロコの位置検知部で第１被位置検知部を検出した信号に基づいて、給電トロリーの集電体がトロリー線に接触するまで張り出すように制御する。これにより給電区間において給電することができる。そして、位置検知部で第２被位置検知部を検出した信号に基づいて、給電トロリーがロコ本体側に引き込まれて、集電体がトロリー線から離れて給電が停止される。これにより走行中にバッテリーを充電することができ、バッテリーロコの走行距離を延ばすことが可能となる。そのため、バッテリーの交換頻度を少なくすることができ、走行効率を向上させることができる。

【0016】

また、本発明に係るトロリー給電システムは、走行路の一部区間をなす給電区間に配置されたトロリー線と、該トロリー線に集電体を接触させて給電する給電トロリーを備えたバッテリーロコと、前記バッテリーロコの進行方向で前記給電区間よりも手前に設置された給電開始用の第１位置検知部と、前記進行方向で前記給電区間よりも後方に設置された給電停止用の第２位置検知部と、前記バッテリーロコに設けられ、前記第１位置検知部及び前記第２位置検知部によって検出される被位置検知部と、前記第１位置検知部で前記被位置検知部が検出されたときに、前記給電トロリーを前記バッテリーロコの収容部から張り出して前記集電体を前記トロリー線に接触させるとともに、前記第２位置検知部で前記被位置検知部が検出されたときに、前記集電体が前記トロリー線から離れ、前記給電トロリーを前記収容部に引き込んで収容するように制御するトロリー制御部と、を備えていることを特徴としている。

【0017】

本発明のトロリー給電システムによれば、トロリー制御部において、走行路を走行中のバッテリーロコの被位置検知部を第１位置検知部で検出した信号に基づいて、給電トロリーの集電体がトロリー線に接触するまで張り出すように制御する。これにより給電区間において給電することができる。そして、被位置検知部を第２位置検知部で検出した信号に基づいて、給電トロリーがロコ本体側に引き込まれて、集電体がトロリー線から離れて給電が停止される。これにより走行中にバッテリーを充電することができ、バッテリーロコの走行距離を延ばすことが可能となる。そのため、バッテリーの交換頻度を少なくすることができ、走行効率を向上させることができる。

【0018】

また、本発明に係るトロリー給電システムは、前記トロリー線は、前記バッテリーロコの往復走行のそれぞれにおいて前記給電トロリーによって給電可能に設けられていることを特徴としてもよい。

【0019】

本発明では、バッテリーロコの往路走行時および復路走行時のそれぞれで、走行路の給電区間に設けられるトロリー線を共通で使用することができるので、設備の増加を抑えつつ給電による充電量を増やすことができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明のバッテリーロコ、及びトロリー給電システムによれば、バッテリーにかかるコストの増大を抑えるとともに、バッテリーの交換頻度を少なくすることで走行効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態によるトロリー給電システムの概略構成を示す図であって、給電区間で給電する状態の図である。

【図2】図１に示すサーボロコの側面図である。

【図3】サーボロコを上方から見た平面図である。

【図4】サーボロコの進行方向の後方から見た正面図である。

【図5】図３に示すＡ−Ａ線矢視図であって、移動機構部によって張り出した状態の給電トロリーの正面図である。

【図6】図５に示すＢ−Ｂ線矢視図であって、移動機構部によって張り出した状態の給電トロリーを上方から見た平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態によるバッテリーロコ、及びトロリー給電システムについて、図面に基づいて説明する。

【0023】

図１に示すように、本実施の形態のトロリー給電システムは、例えばシールドトンネル工事などのトンネルＴ（走行路）の一部区間にトロリー線２が配された給電区間Ｋが設けられ、サーボロコ１（バッテリーロコ）に備えた集電体３１をトロリー線２に接触させることにより、サーボロコ１に電気を給電するシステムである。なお、図１は、走行中における各動作位置（後述する符号Ｓ１〜Ｓ９の位置）の全てを示している。
ここで、サーボロコ１の進行方向Ｘにおいて、トンネルＴの坑口から切羽に向かう方向を切羽方向Ｘ１といい、その反対方向（すなわち切羽からトンネルＴの坑口に向かう方向）を坑口方向Ｘ２という。また、サーボロコ１の幅方向に沿う方向を横方向Ｚという。

【0024】

図１乃至図４に示すように、トロリー給電システムは、トロリー線２と、集電体３１を有する給電トロリー３をロコ本体１０に備えたサーボロコ１と、進行方向Ｘで給電区間Ｋよりも手前に設置された給電開始用の第１反射板４１（第１被位置検知部）と、進行方向Ｘで給電区間Ｋよりも後方に設置された給電停止用の第２反射板４２（第２被位置検知部）と、サーボロコ１に設けられ第１反射板４１及び第２反射板４２の反射光を検出する光電センサー４（位置検知部）と、光電センサー４で検出した情報に基づいて給電トロリー３を制御するトロリー制御部４３と、を備えている。

【0025】

トロリー線２は、図４に示すように、トンネルＴの側壁部分の下部から立設された複数の支柱２１に支持され、進行方向Ｘに沿って延在されている。支柱２１は、給電区間Ｋにおいて、進行方向Ｘに沿って所定間隔をあけて多数設けられている。
トロリー線２は、上下に二段で設けられ横方向Ｚに延びた腕材２２のそれぞれに横方向Ｚに間隔をあけて二本の電線が吊り下げられた状態で計４本が架設されている。トロリー線２の上下方向Ｙ、及び横方向Ｚの位置は、それぞれサーボロコ１の軌条２３の位置を基準にして所定の距離となるように設定されている。

【0026】

反射板４１、４２は、図１に示すように、進行方向Ｘで給電区間Ｋの前後にそれぞれ所定距離だけ離れ、かつ軌条２３の近傍でサーボロコ１に設けられている光電センサー４で検出可能な位置に配置されている。つまり、反射板４１、４２は、走行するサーボロコ１の光電センサー４の下方で対向する位置となるように例えば不図示の枕木の上面に固定されている。
ここで、給電区間Ｋから坑口側に所定距離だけ離れた位置までの区間を給電トロリー３の張り出し区間Ｄ１とし、給電区間Ｋから切羽側に所定距離だけ離れた位置までの区間を給電トロリー３の引き込み区間Ｄ２とする。

【0027】

張り出し区間Ｄ１は、サーボロコ１が切羽方向Ｘ１に走行している状態で、光電センサー４で第１反射板４１による反射光を検出したときに、給電トロリー３がロコ本体１０の側方に張り出し、給電トロリー３の集電体３１がトロリー線２に接触可能な位置となる適宜な区間とされる。
引き込み区間Ｄ２は、サーボロコ１が坑口方向Ｘ２に走行している状態で、光電センサー４で第２反射板４２による反射光を検出したときに、給電トロリー３がロコ本体１０の側方に張り出し、給電トロリー３の集電体３１がトロリー線２に接触可能な位置となる適宜な区間とされる。

【0028】

図２乃至図４に示すように、サーボロコ１は、ロコ本体１０と、バッテリー１１と、集電体３１を有してトロリー線２からバッテリー１１に給電するため給電トロリー３と、給電トロリー３を収容可能な収容部５Ａと、給電トロリー３の集電体３１を、図５及び図６に示すように、トロリー線２に接触可能な給電位置Ｐ１と収容部５Ａに収容される収容位置Ｐ２との間で移動可能に支持する横移動装置５（移動機構部）と、を備えている。

【0029】

ロコ本体１０は、軌条２３を転動する車輪１２と、軌条２３のレール間に配置された不図示のラックに噛合するピニオン１３と、を有している。さらにロコ本体１０には、切羽方向Ｘ１の後方から前方に向けて操作室１４、前記バッテリー１１、給電トロリー３を側方に向けて張り出すための横移動装置５、カウンターウェイト１５がその順で配置されている。その他、車輪１２やピニオン１３を駆動させるための不図示のサボモータ等については、周知のサーボロコと同様の構成となるため、本願発明では説明を省略する。

【0030】

バッテリー１１は、ロコ本体１０における進行方向Ｘで後方寄りの位置で交換可能に装備されており、給電トロリー３に電気的に接続され、集電体３１をトロリー線２に接触させることで給電された電気が充電されるようになっている。
カウンターウェイト１５は、バッテリー１１との重量をバランスさせるためのものであり、ロコ本体１０における進行方向Ｘで前方寄りの位置に配置されている。

【0031】

給電トロリー３は、横移動装置５の駆動によって、ロコ本体１０から横方向Ｚで外側に向けて張り出し可能に進退移動され、給電区間Ｋにおいて集電体３１がトロリー線２に対して下方から接触するように張り出される。
図５及び図６に示すように、給電トロリー３は、トロリー線２に対して下方から接触する集電体３１と、集電体３１をロコ本体１０から支持する保持部３２と、を備え、４本のトロリー線２のそれぞれに前後一対で２台ずつ設けられ、横移動装置５の後述する支持架台５２に支持されている。

【0032】

横移動装置５は、ロコ本体１０の横方向Ｚにレール延長方向に向けて配置される一対のスライドレール５１、５１と、これら一対のスライドレール５１、５１に案内されて横方向Ｚに移動され複数の給電トロリー３を支持する支持架台５２と、支持架台５２をスライドレール５１に沿って摺動させるための伸縮ジャッキ５３と、を備えている。

【0033】

支持架台５２は、一対のスライドレール５１、５１のそれぞれに摺動自在に係合されたスライドベース５４と、各スライドベース５４から立設された支柱５５と、各支柱５５から横方向Ｚでトンネル坑壁側に向けて張り出した上下一対の支持材５６と、一対の支柱５５、５５同士を連結する連結材５７と、を備えて構成されている。各支持材５６には、２つの給電トロリー３が支持されている。
伸縮ジャッキ５３は、油圧ポンプによって駆動する油圧ジャッキが用いられ、一端５３ａがロコ本体１０に固定され、他端の伸縮端５３ｂが支持架台５２の連結材５７に固定されている。これにより、伸縮ジャッキ５３を伸縮駆動させることで、支持架台５２が一対のスライドレール５１、５１に沿って横方向Ｚに移動することになる。なお、伸縮ジャッキ５３の伸縮動作は、後述するトロリー制御部４３によって制御される。
そして、伸縮ジャッキ５３の収縮状態において、支持架台５２及び給電トロリー３がロコ本体１０よりも横方向Ｚの外側に張り出さない位置（収容位置Ｐ２）で収納された状態となり、この状態で配置される部分が収容部５Ａとなる。

【0034】

ここで、集電体３１は、上向きの付勢力が付与されるように構成されている。具体的には、給電トロリー３と支持材５６との間にばね材（図示省略）が介在された構成や、給電トロリー３自体にばね材（図示省略）が組み込まれた構成等により、集電体３１に上向きに付勢された構成とすることができる。これにより、集電体３１が給電区間Ｋにおいてトロリー線２に対して付勢力を付与した状態で接触することが可能となっている。

【0035】

また、図３及び図４に示すように、ロコ本体１０に設けられる光電センサー４は、ロコ本体１０の後方下面において複数（ここでは４つ）配置されている。これら４つの光電センサー４のうち横方向Ｚの片側に位置する２つは、サーボロコ１が切羽方向Ｘ１に走行したときに第１反射板４１及び第２反射板４２の光を検出するように設けられ、他方の片側に位置する２つは、サーボロコ１が坑口方向Ｘ２に走行したときに反射板の光を検出するように設けられている。

【0036】

トロリー制御部４３は、ロコ本体１０であればいずれの位置でもかまわないが、本実施の形態では図３に示すように横移動装置５の近傍に設けられ、４つの光電センサー４に接続され、検出した反射板４１、４２の反射光の信号が受信されようになっている。そして、トロリー制御部４３では、光電センサー４で第１反射板４１を検出したときに、給電トロリー３が収容部５Ａから張り出して集電体３１がトロリー線２に接触し、光電センサー４で第２反射板４２を検出したときに、集電体３１がトロリー線２から離間し、給電トロリー３が収容部５Ａに収容されるように制御する。

【0037】

次に、トロリー給電システムを用いて走行中のサーボロコ１によって給電区間Ｋで給電し、給電した電気をサーボロコ１に搭載されるバッテリー１１に充電する方法について説明する。ここでは、坑口側から切羽側に向かう切羽方向Ｘ１に走行する場合について説明する。
図１に示すように、給電区間Ｋの手前（坑口側）の適宜な位置（第１走行位置Ｓ１）において、サーボロコ１の光電センサー４が第１反射板４１を通過することで、光電センサー４で第１反射板４１による反射光を検出する。そして、トロリー制御部４３においてその検出信号を受信し、横移動装置５に駆動信号が送信されて横移動装置５の駆動を制御する。具体的には、図５及び図６に示すように、トロリー制御部４３によって、横移動装置５の伸縮ジャッキ５３を伸張させることで、この伸縮ジャッキ５３の伸縮端５３ｂに取り付けられた支持架台５２がスライドレール５１に案内されて横方向Ｚの外側（トンネル坑壁側）に向けて移動し、給電位置Ｐ１の給電トロリー３は収容部５Ａから張り出される。ここで、図１に示す第２走行位置Ｓ２は、給電トロリー３が張り出している途中の状態を示している。
そして、給電区間Ｋの直前の第３走行位置Ｓ３において、給電トロリー３の張り出しが完了した給電位置Ｐ１となる。

【0038】

さらに、給電トロリー３を張り出した状態のままサーボロコ１が切羽方向Ｘ１に走行すると、張り出した給電トロリー３の集電体３１が給電区間Ｋに架設されたトロリー線２に下方から接触して給電され、バッテリー１１の充電が開始される（第４走行位置Ｓ４）。そして、給電区間Ｋにおいては、サーボロコ１が集電体３１をトロリー線２に接触させながら走行する。ここで、第５走行位置Ｓ５は、充電中の状態（すなわち、集電体３１がトロリー線２に接触して給電した状態）を示している。また、第６走行位置Ｓ６は、充電停止の位置であって、集電体３１がトロリー線２から離れて非接触状態になる直前の位置を示している。

【0039】

次に、集電体３１がトロリー線２から離れた後、給電トロリー３がロコ本体１０側に引き込まれる格納開始位置（第７走行位置Ｓ７）となる。つまり、サーボロコ１に設けられる光電センサー４によって給電区間Ｋよりも切羽側の軌条２３に配置される第２反射板４２による反射光を検出すると、トロリー制御部４３においてその検出信号を受信し、横移動装置５に駆動信号が送信されて横移動装置５を制御する。具体的には、図５及び図６に示すように、トロリー制御部４３によって、横移動装置５の伸縮ジャッキ５３を収縮させることで、支持架台５２がスライドレール５１に案内されて横方向Ｚの内側に向けて移動し、給電トロリー３がロコ本体１０の収容部５Ａに向かって引き込みが開始される。図１に示す第８走行位置Ｓ８は、給電トロリー３の引き込み中の状態を示している。
そして、第９走行位置Ｓ９において、給電トロリー３の引き込みが完了し、ロコ本体１０の収容部５Ａに給電トロリー３が収容される。

【0040】

なお、サーボロコ１が坑口側から切羽側に向かう切羽方向Ｘ１に走行する場合を説明したが、切羽側から坑口側に向かう坑口方向Ｘ２の場合にも上記と同じ給電区間Ｋのトロリー線２に集電体３１を接触させて給電することができる。つまり、坑口方向Ｘ２への走行の場合でも、復路用の第１反射板４１が給電区間Ｋの手前（切羽側）に配置されているので、この第１反射板４１の反射光を光電センサー４で検出したときに、給電トロリー３を張り出して集電体３１をトロリー線２に接触させて給電することができる。

【0041】

次に、上述したサーボロコ１、及びトロリー給電システムの作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の形態では、図１に示すように、トンネルＴ内を所定速度で走行中のサーボロコ１において、横移動装置５によって給電トロリー３を給電位置Ｐ１に移動させ、給電トロリー３の集電体３１をトロリー線２に接触させて給電することができる。つまり、本実施の形態では、トロリー制御部４３において、トンネルＴ内で走行中のサーボロコ１に設けられる光電センサー４によって第１反射板４１の反射光を検出した信号に基づいて、給電トロリー３の集電体３１がトロリー線２に接触するまで横方向Ｚに張り出すように制御する。これにより給電区間Ｋにおいて給電することができる。そして、光電センサー４で第２反射板４２の反射光を検出した信号に基づいて、給電トロリー３がロコ本体１０側に引き込まれて、集電体３１がトロリー線２から離れて給電が停止される。
そして、サーボロコ１の走行中に給電した電気をバッテリー１１に充電することができるので、サーボロコ１の走行距離を延ばすことが可能となる。そのため、バッテリー１１の交換頻度を少なくすることができ、走行効率を向上させることができる。

【0042】

また、図５及び図６に示すように、給電トロリー３が収容部５Ａに収容された収容位置Ｐ２に配置された状態において、給電トロリー３がサーボロコ１のロコ本体１０から外方に張り出さない状態となるので、給電区間Ｋ以外の無電区間の走行時において、給電トロリー３が例えばトランス等のトンネル坑内の側壁に配置される設備に接触することを防止できる。

【0043】

本実施の形態では、図１に示すように、トロリー線２をサーボロコ１が走行するトンネルＴの側方の位置で、かつサーボロコ１に搭載される給電トロリー３の集電体３１の高さと一致させることができる。そして、トロリー線２が配される給電区間Ｋの進行方向Ｘの手前にサーボロコ１が近づいたときに、横移動装置５により給電トロリー３を側方に向けて張り出して給電位置Ｐ１とすることで、給電トロリー３の集電体３１をトロリー線２に接触させることができる。そのため、給電トロリー３を給電位置Ｐ１に移動させる際に上下方向Ｙの位置決めが不要となり、横移動装置５が簡単な構造となる。

【0044】

また、本実施の形態では、図４に示すように、給電区間Ｋにおいて、集電体３１をトロリー線２に対して常時、付勢力によって押し付けた状態で接触させることができる。そのため、トロリー線２に対して集電体３１が接触したり離れたりすることがなく、安定した給電が可能となる。
また、サーボロコ１が走行する軌条２３に起伏、施工誤差、あるいは走行によるズレが生じた場合であっても、集電体３１をトロリー線２に対して確実に接触させることができる。

【0045】

さらに、本実施の形態のトロリー給電システムでは、サーボロコ１の往路走行時および復路走行時のそれぞれで、トンネルＴの給電区間Ｋに設けられるトロリー線２を共通で使用することができるので、設備の増加を抑えつつ給電による充電量を増やすことができる。

【0046】

上述のように本実施の形態によるバッテリーロコ、及びトロリー給電システムでは、バッテリー１１にかかるコストの増大を抑えるとともに、バッテリー１１の交換頻度を少なくすることで走行効率を向上させることができる。

【0047】

以上、本発明によるバッテリーロコ、及びトロリー給電システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態ではサーボロコ１をバッテリーロコとして適用しているが、サーボ制御によらないノッチ式のバッテリーロコに適用してもよい。要は、交換可能なバッテリーを搭載したバッテリーロコであればよいのである。

【0048】

また、本実施の形態では、給電区間Ｋが設けられる走行路としてシールド工法により施工中のトンネルＴを対象としているが、トンネルＴであることに制限されず、地上部に給電区間Ｋを設けた走行路であってもかまわない。

【0049】

さらに、進行方向Ｘから見たトロリー線２の断面位置は、本実施の形態のようにサーボロコ１（バッテリーロコ）の側方であることに限定されることはなく、走行されるバッテリーロコの上方、又は下方にトロリー線が架設されていてもよい。なお、トロリー線が上方、又は下方に配置される場合には、後述する縦移動装置によって給電トロリー３を移動させることができる。
そして、トロリー線２が架設される進行方向Ｘの位置（給電区間Ｋ）は、任意に設定することができ、またバッテリーロコの走行区間のうち１箇所のみに給電区間Ｋを設けることに制限されず、複数箇所に給電区間Ｋを設けるようにしてもよい。

【0050】

また、移動機構部は、上述した実施の形態のような横移動装置５に限定されることはない。要は、給電トロリー３を張り出した状態において、その給電トロリー３の荷重を少なくとも集電体３１の高さ方向の位置が変動しないように支持できる支持構造を有していれば他の構成であってもかまわない。

【0051】

つまり、本実施の形態では、給電トロリー３を駆動する移動機構部として横方向Ｚへの進退移動のみを可能とする横移動装置５を備えた構成としているが、移動機構部の構成はこれに限定されることはない。例えば、トロリー線２の位置が、走行されるバッテリーロコの上方又は下方に架設されている場合には、横移動装置５に代えて給電トロリー３を上下方向Ｙに進退移動可能とする縦移動装置を設けることができる。
このような縦移動装置を設けることで、トロリー線２に対して、給電区間の手前で給電トロリー３を収容位置Ｐ２から上方又は下方に向けて張り出して集電体３１をトロリー線２に接触させることができる。この場合には、給電トロリー３を給電位置Ｐ１に移動させる際に横方向Ｚの位置決めが不要となるので、移動機構部が簡単な構造となる。
さらに、本実施の形態の横移動装置５に縦移動装置を組み合わせて、縦横方向に給電トロリー３を移動させて集電体３１を位置決めすることが可能な移動機構部としてもよい。この場合には、トンネルＴの側方の位置にトロリー線２が配置される場合でも、バッテリーロコに搭載される給電トロリー３の集電体３１とトロリー線２との高さ方向の位置が一致していない場合には、横方向Ｚへ給電トロリー３を張り出す際に、縦移動装置により給電トロリー３の高さ方向に位置決めすることで集電体３１をトロリー線２に接触させることができる。

【0052】

また、本実施の形態では、ばね材によって集電体３１が上向きに付勢してトロリー線２に押し付ける構成としているが、このように集電体３１を付勢する構成を省略することも可能である。
さらに、本実施の形態では、横移動装置５の伸縮ジャッキ５３として、油圧ジャッキを用いているが、例えばスクリュージャッキなどの他の機構であってもよい。

【0053】

また、本実施の形態では、位置検知部と被位置検知部とが光を検出するものを対象とした光電センサー４と反射板４１、４２としているが、他の構成とすることもできる。例えば、位置検知部として磁気センサーを使用し、被位置検知部として磁石板を採用してもよいし、ビーコン等の位置検知システムを採用してもよい。

【0054】

さらにまた、本実施の形態のトロリー給電システムでは、サーボロコ１（バッテリーロコ）に位置検知部である光電センサー４を設け、軌条２３に設けられている反射板４１、４２で反射された光を検出する構成となっているが、軌条側に位置検知部を配置し、バッテリーロコ側に被位置検知部を設ける構成としてもよい。
すなわち、この場合のトロリー給電システムとしては、バッテリーロコの進行方向で給電区間よりも手前に設置された給電開始用の第１位置検知部と、進行方向で給電区間よりも後方に設置された給電停止用の第２位置検知部と、バッテリーロコに設けられ、第１位置検知部及び第２位置検知部によって検出される被位置検知部と、第１位置検知部で被位置検知部が検出されたときに、給電トロリー３を収容部５Ａから張り出して集電体３１をトロリー線２に接触させるとともに、第２位置検知部で被位置検知部が検出されたときに、集電体３１が前記トロリー線から離れ、給電トロリー３を収容部５Ａに引き込んで収容するように制御するトロリー制御部４３と、を備えた構成となる。

【0055】

また、本実施の形態では、トロリー制御部４３がサーボロコ１（バッテリーロコ）に設けられているが、サーボロコ１に設けずに給電区間Ｋ近傍のトンネルＴ側に設けられていてもよい。この場合、例えばトンネルＴ側のトロリー制御部４３とサーボロコ１の移動機構部との間で無線により制御信号が送受信されればよい。

【0056】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0057】

１ サーボロコ（バッテリーロコ）
２ トロリー線
３ 給電トロリー
４ 光電センサー（位置検知部）
５ 横移動装置（移動機構部）
５Ａ 収容部
１０ ロコ本体
１１ バッテリー
３１ 集電体
４１、４２ 反射板（被位置検知部）
４３ トロリー制御部
５１ スライドレール
５２ 支持架台
５３ 伸縮ジャッキ
Ｄ１ 張り出し区間
Ｄ２ 引き込み区間
Ｋ 給電区間
Ｐ１ 給電位置
Ｐ２ 収容位置
Ｔ トンネル（走行路）
Ｘ 進行方向
Ｘ１ 切羽方向
Ｘ２ 坑口方向
Ｙ 上下方向
Ｚ 横方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】