特許 6554446 電気駆動式作業機械の移動用システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6554446

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】電気駆動式作業機械の移動用システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20190722BHJP

   E02F 9/24 20060101ALI20190722BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/00 C

   E02F9/24 B

   E02F9/26 A

【請求項の数】7

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-147725(P2016-147725)

(22)【出願日】2016年7月27日

(65)【公開番号】特開2018-17011(P2018-17011A)

(43)【公開日】2018年2月1日

【審査請求日】2018年7月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅原 洸太

【審査官】 神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１６００１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９０２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４４３４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／００

Ｅ０２Ｆ ９／２４

Ｅ０２Ｆ ９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行体、前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体、前記旋回体に連結した作業機、原動機である電動機、前記電動機で駆動される油圧ポンプ、及び前記油圧ポンプから吐出される圧油で駆動され前記作業機を駆動する油圧アクチュエータを備えた電気駆動式作業機械と、
発電機と、
前記発電機を支持する車両と、
前記電気駆動式作業機械と前記発電機とを接続する給電ケーブルと、
前記電気駆動式作業機械と前記車両との相対距離に応じて変化する物理量若しくは前記給電ケーブルの挙動を検出するセンサと、
前記相対距離が予め設定した上限値を超えて前記電気駆動式作業機械と前記車両とが離反したことを前記センサの信号を入力して検出することで離反警告信号を出力する離反検出装置と、
前記離反検出装置からの離反警告信号により警告動作する離反警告装置とを備えた電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、
前記離反検出装置は、
前記相対距離が前記上限値に達した際に前記センサから出力される信号に相当する第１閾値を記憶した第１記憶装置と、
前記第１記憶装置から読み出した前記第１閾値と前記センサから入力された信号とを比較する第１比較装置と、
前記第１比較装置の信号を基に前記相対距離が前記上限値を超えていると判定される場合にその旨を識別する離反識別信号を出力する離反判定装置と、
前記離反判定装置から入力された前記離反識別信号に基づいて前記離反警告信号を生成し前記離反警告装置に出力する第１出力装置を備えたことを特徴とする電気駆動式作業機械の移動用システム。

【請求項2】

請求項１の電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、
前記電気駆動式作業機械と前記車両との相対距離が予め設定した下限値を下回って前記電気駆動式作業機械と前記車両とが接近したことを前記センサの信号を入力して検出することで接近警告信号を出力する接近検出装置と、
前記接近検出装置からの接近警告信号により警告動作する接近警告装置を備えたことを特徴とする電気駆動式作業機械の移動用システム。

【請求項3】

請求項２の電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、
前記接近検出装置は、
前記相対距離が前記下限値に達した際に前記センサから出力される信号に相当する第２閾値を記憶した第２記憶装置と、
前記第２記憶装置から読み出した前記第２閾値と前記センサから入力された信号とを比較する第２比較装置と、
前記第２比較装置の信号を基に前記相対距離が前記下限値を下回っていると判定される場合にその旨を識別する接近識別信号を出力する接近判定装置と、
前記接近判定装置から入力された前記接近識別信号に基づいて前記接近警告信号を生成し前記接近警告装置に出力する第２出力装置を備えたことを特徴とする電気駆動式作業機械の移動用システム。

【請求項4】

請求項３の電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、前記センサは、前記相対距離を検出する距離センサ、前記給電ケーブルと地面との距離を検出する距離センサ、前記給電ケーブルの張力を検出する張力センサ、前記電気駆動式作業機械と前記車両とを連結するワイヤの張力を検出する張力センサのいずれかであることを特徴とする電気駆動式作業機械の移動用システム。

【請求項5】

請求項１の電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、
前記センサは、前記相対距離の増大に伴う緊張時に前記給電ケーブル若しくはこれに伴って移動する構造物が接触又は離反するように設置された少なくとも１つの近接スイッチを備えており、
前記離反判定装置は、前記近接スイッチからの入力信号の有無に応じて前記相対距離が前記上限値を超えていると判定される場合にその旨を識別する離反識別信号を出力することを特徴とする電気駆動式作業機械の移動用システム。

【請求項6】

請求項５の電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、
前記電気駆動式作業機械と前記車両との相対距離が予め設定した下限値を下回って前記電気駆動式作業機械と前記車両とが接近したことを前記近接スイッチの信号を入力して検出することで接近警告信号を出力する接近検出装置と、
前記接近検出装置からの接近警告信号により警告動作する接近警告装置を備え、
前記接近検出装置は、
前記近接スイッチからの入力信号の有無に応じて前記相対距離が前記下限値を下回っていると判定される場合にその旨を識別する接近識別信号を出力する接近判定装置と、
前記接近判定装置から入力された前記接近識別信号に基づいて前記接近警告信号を生成し前記接近警告装置に出力する第２出力装置を備えたことを特徴とする電気駆動式作業機械の移動用システム。

【請求項7】

請求項６の電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、
前記近接スイッチを支持する台車と、
前記車両又は前記電気駆動式作業機械に前記台車を連結する連結部材を備えたことを特徴とする電気駆動式作業機械の移動用システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクチュエータを駆動する圧油を吐出する油圧ポンプを電動機で駆動する電気駆動式作業機械の移動用システムに関する。特に、電気駆動式作業機械が外部電源からのケーブルの届かない場所にある、又はケーブルの届く範囲を超えて移動する場面等で、発電機を載せた車両を伴走させて発電機から電力を供給しながら電気駆動式作業機械を移動させるシステムに係る。

【背景技術】

【0002】

トンネル坑内や屋内、地下等の現場で掘削作業等を行う場合、排気ガスの出るエンジン駆動式の作業機械に代えて、アクチュエータを駆動する圧油を吐出する油圧ポンプを電動機で駆動する電気駆動式の作業機械が用いられることがある（特許文献１等参照）。エンジンのメンテナンスが不要であることに加え、近年では例えば大型発電機が稼働するような大規模な屋外の現場において、豊富な電源が利用できる等の利点から電気駆動式の作業機械が採用される場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−１０２５４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のような電気駆動式の作業機械（以下、特に断りなく「作業機械」と記載した場合には電気駆動式の作業機械を指すこととする）は、給電ケーブルを介して供給される外部電源からの電力により電動機を駆動する構成である。電動機で油圧ポンプを駆動することで、油圧アクチュエータが動作可能となる。しかし言い換えれば、電動機に電力が供給されないことには作業機械は動作することができない。そのため、外部電源が固定式である場合、給電ケーブルが届かないところでは作業機械は動作できず、給電ケーブルが届いても移動範囲は給電ケーブルの届く範囲に制限される。従って、例えば作業機械をその搬出入のために自走させてトレーラの荷台に対して積み下ろしすること、現場内で比較的長距離を自走させること等が、給電ケーブルの届く範囲に外部電源がなくて困難な場合がある。

【0005】

そこで、発電機を載せた車両を伴走させ、発電機から電力を供給しながら作業機械を移動させることが考えられる。しかし、作業機械を円滑に走行させるためには、作業機械と車両の距離を適当な範囲に保つ必要がある。作業機械と車両が離れ過ぎると給電ケーブルが過度に引っ張られ、給電ケーブルが外れて作業機械の移動作業が中断される恐れがあり、甚だしい場合には給電ケーブルが断線する可能性も否定しきれない。

【0006】

本発明の目的は、発電機を載せた車両と電気駆動式作業機械の距離を適当な状態に保ち給電ケーブルを保護することができる電気駆動式作業機械の移動用システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、走行体、前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体、前記旋回体に連結した作業機、原動機である電動機、前記電動機で駆動される油圧ポンプ、及び前記油圧ポンプから吐出される圧油で駆動され前記作業機を駆動する油圧アクチュエータを備えた電気駆動式作業機械と、発電機と、前記発電機を支持する車両と、前記電気駆動式作業機械と前記発電機とを接続する給電ケーブルと、前記電気駆動式作業機械と前記車両との相対距離に応じて変化する物理量若しくは前記給電ケーブルの挙動を検出するセンサと、前記相対距離が予め設定した上限値を超えて前記電気駆動式作業機械と前記車両とが離反したことを前記センサの信号を入力して検出することで離反警告信号を出力する離反検出装置と、前記離反検出装置からの離反警告信号により警告動作する離反警告装置とを備えた電気駆動式作業機械の移動用システムにおいて、前記離反検出装置は、前記相対距離が前記上限値に達した際に前記センサから出力される信号に相当する第１閾値を記憶した第１記憶装置と、前記第１記憶装置から読み出した前記第１閾値と前記センサから入力された信号とを比較する第１比較装置と、前記第１比較装置の信号を基に前記相対距離が前記上限値を超えていると判定される場合にその旨を識別する離反識別信号を出力する離反判定装置と、前記離反判定装置から入力された前記離反識別信号に基づいて前記離反警告信号を生成し前記離反警告装置に出力する第１出力装置を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、発電機を載せた車両と電気駆動式作業機械の距離を適当な状態に保ち給電ケーブルを保護することができ、外部電源のないところでも電気駆動式作業機械を円滑に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。

【図2】本発明の電気駆動式作業機械の移動システムを構成する電気駆動式作業機械の側面図である。

【図3】本発明の電気駆動式作業機械の移動システムを構成する電源車の側面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられた制御装置の機能ブロック図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられた制御装置による警告指令の手順を表すフローチャートである。

【図6】本発明の第２実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。

【図8】本発明の第３実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられたセンサの一構成例を表す模式図である。

【図9】本発明の第４実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。

【図10】本発明の第５実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。

【図11】本発明の第５実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられたセンサの一構成例を表す模式図である。

【図12】本発明の第６実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。

【図13】本発明の第６実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられたセンサの一構成例を表す模式図である。

【図14】本発明の第６実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられた制御装置の機能ブロック図である。

【図15】本発明の第６実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられた制御装置による警告指令の手順を表すフローチャートである。

【図16】本発明の第７実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。

【図17】本発明の第７実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられたセンサの一構成例を表す模式図である。

【図18】本発明の第７実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられたセンサの他の構成例を表す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

【0011】

（第１実施形態）
１．電気駆動式作業機械の移動システム
図１は本発明の第１実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。同図に示した電気駆動式作業機械の移動システムは、電気駆動式作業機械１００（以下、作業機械１００）、電源車２００、センサ２０３Ａ、制御装置２２０（図４）及び警告装置２０４（図４）を備えている。以下の説明において断り書きのない場合は作業機械１００の運転席の前方（図１中では左）を前方とする。

【0012】

２．電気駆動式作業機械
図２は作業機械１００の側面図である。同図に示した作業機械１００は、油圧ポンプを駆動する原動機としてエンジン（内燃機関）に代えて電動機を搭載し、外部電源から供給される電力で電動機を駆動する作業機械である。この作業機械１００は電動機駆動用のバッテリが備わっているものであっても良いが、本実施形態においては電動機駆動用のバッテリは備わっていないものとする。作業機械１００は、車体１１０及びこの車体１１０に取り付けた作業機（フロント作業機）１５０を備えている。車体１１０は、走行体１２０及び旋回体１３０を含む。

【0013】

２−１．走行体
走行体１２０はホイール式の走行体でも良いが本実施形態ではクローラ式の走行体であり、トラックフレーム１２１、従動輪（アイドラ）１２２、駆動輪１２３、クローラ（履帯）１２４及び走行モータ１２５を備えている。

【0014】

トラックフレーム１２１は、図示していないが上方から見てＨ型に形成されており、左右両側の前部に従動輪１２２、後部に駆動輪１２３を回転自在に支持している。左右の駆動輪１２３の軸にはそれぞれ走行モータ１２５の出力軸が連結されている。クローラ１２４は左右両側において従動輪１２２及び駆動輪１２３に掛け回されている。また、トラックフレーム１２１の上部には旋回輪１２６を介して旋回体１３０が旋回可能に設けられている。走行モータ１２５は油圧モータである。走行モータ１２５は運転室内の操作レバー装置（不図示）の操作に応じて駆動される。

【0015】

２−２．旋回体
旋回体１３０は、旋回フレーム１３１、運転室１３２、カウンタウェイト１３３、動力室１３４等を備えている。

【0016】

旋回フレーム１３１は旋回体１３０のベースフレームであり、旋回輪１２６を介してトラックフレーム１２１の上部に設けられており、旋回体１３０が旋回中心Ｃを中心にして走行体１２０に対して旋回可能である。旋回フレーム１３１には、旋回輪１２６の付近に旋回モータ（不図示）が搭載されており、旋回モータの出力軸が旋回輪１２６に設けた歯車と噛み合うことで、走行体１２０に対して旋回体１３０が旋回する。旋回モータには電動モータを用いることもできるが、本実施形態では油圧モータが用いてある。

【0017】

運転室１３２は旋回中心Ｃに対して左右方向の一方側（本実施形態では左側）にオフセットした位置に配置されている。カウンタウェイト１３３は作業機１５０との重量のバランスをとるための錘であり、旋回フレーム１３１の後端に設けられている。動力室１３４は運転室１３２とカウンタウェイト１３３の間に位置している。この動力室１３４には、電動機１３５や油圧ポンプ１３６の他、図示していないがラジエータやオイルクーラ等の熱交換器、油圧ポンプ１３６から油圧アクチュエータに供給する圧油の流れを制御するバルブユニット、作動油タンクや燃料タンク等が収容されている。電動機１３５は原動機であり、油圧ポンプ１３６は電動機１３５により駆動され、作動油タンクの作動油を吸い込んで圧油として吐出する。油圧ポンプ１３６を駆動するエンジン（内燃機関）は、作業機械１００には搭載されていない。油圧ポンプ１３６は電動機１３５の右側に位置している。

【0018】

旋回体１３０には、例えば油圧ポンプ９の前方の位置に制御盤（不図示）が配置されている。エンジン駆動式の油圧ショベルでは油圧ポンプの前方に燃料タンクが配置される場合があるが、作業機械１００では燃料タンクが省略されているため、ここに制御盤を設置することができる。この制御盤は、電源車２００その他の外部電源から受電する装置であり、特に図示していないが、外部電源を必要に応じて遮断及び投入するブレーカ、入力された電力の周波数を電気的に調整して出力可能なインバータ装置を備えている。電動機１３５の回転数に相当する周波数にインバータで調整された電力が、制御盤を介して電動機１３５に供給されるようになっている。旋回体１３０の上部には、走行体１２０との接触による給電ケーブル２０２の損傷を防止するケーブルスタンド１３７が設けられ、給電ケーブル２０２を支持している。

【0019】

２−３．作業機
作業機１５０は、作業腕１５１及び作業具であるバケット１５４を含む多関節型のフロント作業機である。作業腕１５１は、ブーム１５２、アーム１５３、ブームシリンダ１５５、アームシリンダ１５６及びアタッチメントシリンダ１５７を備えている。ブーム１５２は旋回体１３０の前部に上下方向に回動可能に連結され、アーム１５３はブーム１５２の先端に、バケット１５４はアーム１５３の先端に、それぞれ回動可能に連結されている。ブームシリンダ１５５は旋回体１３０及びブーム１５２に、アームシリンダ１５６はブーム１５２及びアーム１５３に、それぞれ両端が連結されている。アタッチメントシリンダ１５７は、基端がアーム１５３に連結される一方、先端がリンク１５８を介してアーム１５３の先端部及びバケット１５４に連結されている。ブームシリンダ１５５、アームシリンダ１５６及びアタッチメントシリンダ１５７はいずれも油圧アクチュエータであり、油圧ポンプ１３６から吐出される圧油で駆動され、伸縮動作により作業機１５０を駆動する。なお、作業腕１５１には、ブレーカやバケット、マグネット、クラムシェルバケット等の他の作業アタッチメントがバケット１５４に代えて装着されることもある。

【0020】

３．電源車
図３は電源車２００の側面図である。同図に示した電源車２００は作業機械１００に接続され、作業機械１００の電動機１３５に電力を供給する移動式電源である。この電源車２００は、発電機２０１、車両２１０及び給電ケーブル２０２（図１）を含んでいる。

【0021】

３−１．車両
車両２０１は例えばトラック等の自走式搬送車両であり、車枠２１１及び運転室２１２を備えている。車両２１１は原動機としてエンジン（内燃機関）を備えており、外部から供給される動力に頼ることなく自力走行可能である。但し、外部動力に頼らず自力走行可能である限りにおいては、例えばバッテリで駆動する電動機を原動機として備えた電動車両、又はエンジン及び電動機の双方を原動機として備えたハイブリッド車両を車両２１０に用いても良い。この車両２１０が荷台で発電機２０１を支持している。

【0022】

３−２．発電機
発電機２０１は例えば内燃機関を原動機として備えており、その原動機により駆動されて電力を生成する。この発電機２０１は車両２１０の荷台に搭載され、適宜固定されている。

【0023】

３−３．給電ケーブル
給電ケーブル２０２は、図１に示したように発電機２０１と作業機械１００とを接続する。具体的には、給電ケーブル２０２の一端は発電機２０１の出力部に接続され、他端は作業機械１００の前述した制御盤との接続部に接続される。給電ケーブル２０２の長さは、作業機械１００と電源車２００が予め設定した適当な車間距離を保って移動する限りにおいて、過度な張力が作用したり接地して引き摺られたりすることがないように調整されている。

【0024】

４．センサ
センサ２０３Ａは、作業機械１００と電源車２００の相対距離に応じて変化する物理量を検出するセンサである。本実施形態では作業機械１００と電源車２００の相対距離そのものを検出対象の物理量としている。センサ２０３Ａには、レーザ等の光や超音波等を利用した非接触式の距離センサが用いられる。検出対象は「相対距離」であるため、作業機械１００のどの部分から車両２１０のどの部分までの距離かは限定されず、給電ケーブル２０２の緊張及び弛緩の状態の推定に寄与し得るデータが得られれば良い。本実施形態では、作業機械１００に車両２１０が伴走する際の互いの対向部の距離（車間距離）を計測する構成を例示している。センサ２０３Ａが対象物に向けて光や超音波を発信すると共に対象物で反射した反射波を受信するタイプ（発信機及び受信機を兼ねるタイプ）の距離センサであれば、作業機械１００及び電源車２００の互いの対向部の少なくとも一方に設置すれば良い。センサ２０３Ａが一対の発信専用機及び受信専用機を用いるタイプの距離センサであれば、いずれか一方を作業機械１００及び電源車２００の互いの対向部の一方に、他方を対向部の他方に設置すれば良い。

【0025】

本実施形態では作業機械１００及び電源車２００を背中合わせに配置し、作業機械１００が前進する場合に電源車２００の車両２１０が後進して伴走するシステムを例示している。従って、作業機械１００及び電源車２００の対向部には、作業機械１００の旋回体１３０の後部（本実施形態ではカウンタウェイト１３３の下部）、及び車両２１０の荷台の前部（車両単体で見れば後部）が該当する。但し、作業機械１００と電源車２００の前進方向が合うようにシステムを組む場合もあり、その場合には車両の運転席が作業機械１００に対向する。特に図示していないが、センサ２０３Ａは制御装置２２０（図４）に有線又は無線により接続されており、出力した信号Ｓは制御装置２２０に入力される。

【0026】

５．制御装置
図４は制御装置２２０の機能ブロック図である。制御装置２２０は、例えば車両２１又は作業機械１００に搭載されており、センサ２０３Ａ及び警告装置２０４と有線又は無線により接続されている。この制御装置２２０は、入力装置２２１、離反検出装置２２２Ａ及び接近検出装置２２２Ｂを備えている。

【0027】

・入力装置
入力装置２２１は、センサ２０３Ａからの信号Ｓ等を入力する装置である。センサ２０３Ａから出力される信号Ｓがアナログ信号である場合には、入力装置２２１にはアナログデジタル変換機能が備えられる。

【0028】

・離反検出装置
離反検出装置２２２Ａは、互いの相対距離Ｌが予め設定した上限値Ｌ１を超えて作業機械１００と車両２１０とが離反したことをセンサ２０３Ａから入力された信号Ｓを基に検出し、離反警告装置２０４Ａに警告指令信号である離反警告信号を出力する装置である。この離反検出装置２２２Ａは、第１記憶装置２２３Ａ、第１比較装置２２４Ａ、離反判定装置２２５Ａ及び第１出力装置２２６Ａを備えている。

【0029】

第１記憶装置２２３Ａは、相対距離Ｌが上限値Ｌ１に達した（上限値Ｌ１まで増大した）際にセンサ２０３Ａで検出される信号Ｓの値に相当する第１閾値Ｓ１を記憶した記憶部である。第１記憶装置２２３Ａには、ＲＯＭやＲＡＭ等を用いることができる。

【0030】

第１比較装置２２４Ａは、第１記憶装置２２３Ａから読み出した第１閾値Ｓ１とセンサ２０３Ａから入力された信号Ｓとを比較する機能部である。第１比較装置２２４Ａの出力信号には、信号Ｓ及び第１閾値Ｓ１の大小関係の情報が含まれる。この例では、Ｓ＞Ｓ１であるかＳ≦Ｓ１であるかが、第１比較装置２２４Ａの信号で識別される。

【0031】

離反判定装置２２５Ａは、第１比較装置２２４Ａの信号を基に相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えていると判定される場合にその旨を識別する離反識別信号を出力する機能部である。第１比較装置２２４Ａの出力信号がＳ＞Ｓ１を識別する信号であって相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えていると推定される場合に、離反判定装置２２５Ａから離反識別信号が出力される。第１比較装置２２４Ａの出力信号がＳ≦Ｓ１を識別する信号であって相対距離Ｌが上限値Ｌ１以下であると推定される場合は、離反判定装置２２５Ａからその旨の信号が出力されるようにしても良いし、何も信号が出力されないようにしても良い。

【0032】

第１出力装置２２６Ａは、離反判定装置２２５Ａから入力された離反識別信号に基づいて離反警告信号を生成し、必要に応じてアナログ信号に変換して離反警告装置２０４Ａに出力する機能部である。離反警告信号は、相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えている旨を作業者に認知させるための離反警告装置２０４Ａの所定の報知動作を指令する信号である。

【0033】

・接近検出装置
接近検出装置２２２Ｂは、互いの相対距離Ｌが予め設定した下限値Ｌ２を下回って作業機械１００と車両２１０とが接近したことをセンサ２０３Ａから入力された信号Ｓを基に検出し、接近警告装置２０４Ｂに警告指令信号である接近警告信号を出力する装置である。なお、言うまでもないが下限値Ｌ２＜上限値Ｌ１である。接近検出装置２２２Ｂは、第２記憶装置２２３Ｂ、第２比較装置２２４Ｂ、接近判定装置２２５Ｂ及び第２出力装置２２６Ｂを備えている。

【0034】

第２記憶装置２２３Ｂは、相対距離Ｌが下限値Ｌ２に達した（下限値Ｌ２まで減少した）際にセンサ２０３Ａから出力される信号Ｓの値に相当する第２閾値Ｓ２を記憶した記憶部である。第１記憶装置２２３Ａと同様、第２記憶装置２２３Ｂには、ＲＯＭやＲＡＭ等を用いることができる。

【0035】

第２比較装置２２４Ｂは、第２記憶装置２２３Ｂから読み出した第２閾値Ｓ２とセンサ２０３Ａから入力された信号Ｓとを比較する機能部である。第１比較装置２２４Ａの出力信号と同じように、第２比較装置２２４Ｂの出力信号には、信号Ｓ及び第２閾値Ｓ２の大小関係の情報が含まれる。この例では、Ｓ＜Ｓ２であるかＳ≧Ｓ１であるかが、第２比較装置２２４Ｂの信号で識別される。

【0036】

接近判定装置２２５Ｂは、第２比較装置２２４Ｂの信号を基に相対距離Ｌが下限値Ｌ２を下回っていると判定される場合にその旨を識別する接近識別信号を出力する機能部である。第２比較装置２２４Ｂの出力信号がＳ＜Ｓ２を識別する信号であって相対距離Ｌが下限値Ｌ２を下回っていると推定される場合に、接近判定装置２２５Ｂから接近識別信号が出力される。第２比較装置２２４Ｂの出力信号がＳ≧Ｓ２を識別する信号であって相対距離Ｌが下限値Ｌ２以上であると推定される場合は、接近判定装置２２５Ｂからその旨の信号が出力されるようにしても良いし、何も信号が出力されないようにしても良い。

【0037】

第２出力装置２２６Ｂは、接近判定装置２２５Ｂから入力された接近識別信号に基づいて接近警告信号を生成し、必要に応じてアナログ信号に変換して接近警告装置２０４Ｂに出力する機能部である。接近警告信号は、相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えている旨を作業者に認知させるための接近警告装置２０４Ｂの所定の報知動作を指令する信号である。

【0038】

６．警告装置
警告装置２０４は、例えば視覚や聴覚に訴える態様で作業者に報知動作をする装置であり、例えば車両２１０及び作業機械１００の少なくとも一方の警笛装置（ホーン）を利用することができる。作業機械１００や電源車２００に警告灯がある場合には、警告灯を用いることもできる。また、作業機械１００や車両２１０に備わった既設装置に限らず、別途用意した警笛装置や警告灯を作業機械１００及び車両２１０の少なくとも一方に設置して用いることとしても良い。

【0039】

図４に示したように警告装置２０４には離反警告装置２０４Ａ及び接近警告装置２０４Ｂが含まれる。

【0040】

離反警告装置２０４Ａは、離反検出装置２２２Ａから警告指令信号として入力される離反警告信号により警告動作する装置である。接近警告装置２０４Ｂは、接近検出装置２２２Ｂから警告指令信号として入力される接近警告信号により警告動作する装置である。

【0041】

なお、作業機械１００と電源車２００の「接近」と「離反」は同時には生じない反対事象である。そのため、単一の警笛装置を離反警告装置２０４Ａ及び接近警告装置２０４Ｂとして兼ねることもできるが、離反警告装置２０４Ａ及び接近警告装置２０４Ｂを別々にした構成とすることもできる。具体的には、本実施形態では共通の警笛装置を利用しているので、警笛態様を変えることで共通の警笛装置を離反警告装置２０４Ａ又は接近警告装置２０４Ｂとして機能させることができる。例えば、間欠的に警笛を発して報知動作をする場合、離反警告装置２０４Ａとして機能させるときと接近警告装置２０４Ｂとして機能させるときとで警笛間隔を変える等である。また、作業機械１００と車両２１０の双方の警笛装置を用いる場合、一方を離反警告装置２０４Ａとして、他方を接近警告装置２０４Ｂとして役割を分担することもできる。例えば先行する作業機械１００の警笛装置を離反警告装置２０４Ａとして、後続する車両２１０の警笛装置を接近警告装置２０４Ｂとして用いることができる。

【0042】

７．動作
７−１．移動作業
本実施形態に係る移動用システムが用いられる場面は、作業機械１００の搬出入時や現場内における移動時である。作業機械１００は外部電源からの電力供給を受けないと移動することができない。そのため、稼働現場の搬出入場所においてケーブルの届く範囲に外部電源がないと、トレーラ等の輸送車両に対して作業機械１００を自走機能により積み降ろしすることができない。また、例えば搬出入場所から稼働現場までの移動の際にも、ケーブルの届く範囲に外部電源がないと作業機械１００を自走機能により移動させることができない。本実施形態に係る移動用システムが用いられる場面は、こうした作業機械１００の搬出入や現場内における移動の場面である。

【0043】

作業機械１００を自走機能により移動させる場合、まず一人の作業者が車両２１０の運転室に搭乗し、車両２１０を運転して作業機械１００に対して図１のように背中合わせになるように電源車２００を移動させる。その後、給電ケーブル２０２で電源車２００と作業機械１００を接続し、発電機２０１を運転して作業機械１００への電力の供給を開始する。発電機２０１の始動と給電ケーブル２０２の接続の手順は逆でも良い。

【0044】

以上の準備を終えたら、二人の作業者がそれぞれ作業機械１００の運転室１３２と車両２１０の運転室に搭乗し、走行開始のタイミング、走行速度及び走行方向を合わせて作業機械１００及び電源車２００を移動させる。電源車２００が伴走することにより、作業機械１００は電源車２００から電力供給を受けつつ移動することができる。

【0045】

その後、作業機械１００が目的地に到着したら、給電ケーブル２０２を作業機械１００から外す。例えば作業機械１００を現場から搬出する場合には、搬送車両（不図示）の荷台に作業機械１００を固定し、輸送の準備をする。また、目的地で掘削等の作業に移行する場合には、作業機械１００から給電ケーブル２０２を外した後、現場に備え付けられた外部電源からの給電ケーブルを作業機械１００に接続し直し、現場の外部電源からの電力供給を受けて掘削等の作業ができる状態とする。

【0046】

７−２．警告動作
図５は制御装置２２０による警告指令の手順を表すフローチャートである。この図の手順は制御装置２２０に備わった記憶装置（不図示）に格納されたプログラムに従って実行され、作業機械１００と電源車２００を並走させて移動させる間、制御装置２２０は所定のサイクルタイム（例えば０．１ｓ）で同図の手順を繰り返し実行する。

【0047】

（ステップＳ１０１）
図５の手順を開始すると、まずステップＳ１０１として、制御装置２２０はセンサ２０３Ａから出力される信号Ｓを入力装置２２１により入力する。入力された信号Ｓは離反検出装置２２２Ａ及び接近検出装置２２２Ｂに出力され、必要に応じて記憶装置（不図示）に記憶される。以上のステップＳ１０１の手順を実行するのが入力装置２２１である。

【0048】

（ステップＳ１０２−Ｓ１０４）
ステップＳ１０２−Ｓ１０４の手順は、離反検出装置２２２Ａにより実行される手順である。

【0049】

・ステップＳ１０２
ステップＳ１０２に手順を移すと、制御装置２２０は、第１比較装置２２４Ａにより、現在のサイクルのステップＳ１０１で入力された信号Ｓを第１記憶装置２２３Ａから読み込んだ第１閾値Ｓ１と比較する。第１比較装置２２４Ａでは、比較の結果、信号Ｓ及び第１閾値Ｓ１の大小関係が識別可能な信号が離反判定装置２２５Ａに出力される。以上のステップＳ１０２の手順を実行するのが第１比較装置２２４Ａである。

【0050】

・ステップＳ１０３
ステップＳ１０３に手順を移すと、制御装置２２０は、離反判定装置２２５Ａにより、信号Ｓが第１閾値Ｓ１を超えているか否かを判定する。Ｓ＞Ｓ１で判定が満たされる場合、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えていると推定される。この場合、Ｓ＞Ｓ１である旨（Ｌ＞Ｌ１が推定される旨）を識別する離反識別信号が離反判定装置２２５Ａから第１出力装置２２６Ａに出力され、制御装置２２０はステップＳ１０４に手順を移す。他方、Ｓ≦Ｓ１で判定が満たされない場合、相対距離Ｌは上限値Ｌ１以下であると推定される。この場合、Ｓ≦Ｓ１である旨（Ｌ≦Ｌ１が推定される旨）を識別する識別信号が離反判定装置２２５Ａから第１出力装置２２６Ａに出力され（或いは何等の識別信号も出力されることなく）、制御装置２２０はステップＳ１０５に手順を移す。以上のステップＳ１０３の手順を実行するのが離反判定装置２２５Ａである。

【0051】

・ステップＳ１０４
ステップＳ１０４に手順を移すと、制御装置２２０は、第１出力装置２２６Ａにより、離反識別信号に基づいて離反警告信号を生成し、離反警告装置２０４Ａに出力して図５の手順を終える。これにより離反警告信号に従って離反警告装置２０４Ａが所定の警告動作をし、作業機械１００及び電源車２００を運転する作業者に作業機械１００と電源車２００が適正範囲を逸脱して離れている旨が報知され、例えば走行停止等の適切な対処が促される。以上のステップＳ１０４の手順を実行するのが第１出力装置２２６Ａである。

【0052】

（ステップＳ１０５−Ｓ１０７）
ステップＳ１０５−Ｓ１０７の手順は、接近検出装置２２２Ｂにより実行される手順である。

【0053】

・ステップＳ１０５
ステップＳ１０５に手順を移すと、制御装置２２０は、第２比較装置２２４Ｂにより、現在のサイクルのステップＳ１０１で入力された信号Ｓを第２記憶装置２２３Ｂから読み込んだ第２閾値Ｓ２と比較する。第２比較装置２２４Ｂでは、比較の結果、信号Ｓ及び第２閾値Ｓ２の大小関係が識別可能な信号が接近判定装置２２５Ｂに出力される。以上のステップＳ１０５の手順を実行するのが第２比較装置２２４Ｂである。

【0054】

・ステップＳ１０６
ステップＳ１０６に手順を移すと、制御装置２２０は、接近判定装置２２５Ｂにより、信号Ｓが第２閾値Ｓ２を下回っているか否かを判定する。Ｓ＜Ｓ２で判定が満たされる場合、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌが下限値Ｌ２を下回っていると推定される。この場合、Ｓ＜Ｓ２である旨（Ｌ＜Ｌ２が推定される旨）を識別する接近識別信号が接近判定装置２２５Ｂから第２出力装置２２６Ｂに出力され、制御装置２２０はステップＳ１０７に手順を移す。他方、Ｓ≧Ｓ２で判定が満たされない場合、相対距離Ｌは下限値Ｌ２以上であると推定される。この場合、Ｓ≧Ｓ２である旨（Ｌ≧Ｌ２が推定される旨）を識別する識別信号が接近判定装置２２５Ｂから第２出力装置２２６Ｂに出力され（或いは何等の識別信号も出力されることなく）、制御装置２２０は図５の手順を終える。このステップの判定が満たされない場合は、ステップＳ１０３の判定も満たされないので、下限値Ｌ２以上で上限値Ｌ１以下の適切な範囲に相対距離Ｌが収まっていることが推定され、特別な警報動作は実行されない。以上のステップＳ１０６の手順を実行するのが接近判定装置２２５Ｂである。

【0055】

・ステップＳ１０７
ステップＳ１０７に手順を移すと、制御装置２２０は、第２出力装置２２６Ｂにより、接近識別信号に基づいて接近警告信号を生成し、接近警告装置２０４Ｂに出力して図５の手順を終える。これにより接近警告信号に従って接近警告装置２０４Ｂが所定の警告動作をし、作業機械１００及び電源車２００を運転する作業者に作業機械１００と電源車２００が適正範囲を逸脱して接近している旨が報知され、例えば走行停止等の適切な対処が促される。以上のステップＳ１０７の手順を実行するのが第２出力装置２２６Ｂである。

【0056】

なお、離反警告装置２２２ＡによるステップＳ１０２−Ｓ１０４の手順と接近警告装置２２２ＢによるステップＳ１０５−Ｓ１０７の手順は、どちらが先に実行されるようにしても良いし、並行して実行されるようにしても良い。

【0057】

８．効果
８−１．給電ケーブルの緊張抑制
本実施形態によれば、上記のように上限値Ｌ１を超えて作業機械１００と電源車２００が離れていると推定される場合、その旨を作業機械１００及び電源車２００を運転する双方の作業者に離反警告装置２０４Ａによって知らせることができる。これにより作業機械１００及び電源車２００の位置関係の確認、走行停止、車間距離の調整等の適切な操作を作業者に促すことができる。従って、給電ケーブル２０２に過度な張力が作用することを抑制することができ、給電ケーブル２０２の抜けや損傷の発生を抑制することができる。このように、本実施形態によれば作業機械１００と電源車２００との距離を適当な状態（範囲）に保ち給電ケーブル２０２を保護することができる。よって、搬送車両に対する積み降ろしや現場内の移動等の際、電源車２００から作業機械１００にトラブルなく電力を供給することができ、現場の固定電源に接続できないような場所でも作業機械１００を円滑に移動走行させることができる。

【0058】

８−２．給電ケーブルの弛緩抑制
本実施形態においては、下限値Ｌ２を下回って作業機械１００と電源車２００が接近していると推定される場合には、その旨を作業機械１００及び電源車２００を運転する双方の作業者に接近警告装置２０４Ｂによって知らせることができる。離反を知らせる場合と同様、作業機械１００及び電源車２００の位置関係の確認、走行停止、車間距離の調整等の適切な操作を作業者に促すことができる。給電ケーブル２０２の長さの余裕の取り方によっては、給電ケーブル２０２が過度に弛緩すると、給電ケーブル２０２が接地して地面に引き摺られたり車両２１０等に踏まれたりしないとも限らない。本実施形態によれば、このような事態の発生を抑制することができ、これによっても給電ケーブル２０２を保護することができる。

【0059】

８−３．他の効果
警告装置２０４は作業者に対する報知ができれば機能的には足りるので、車両２１０や作業機械１００の警笛装置を利用することができる。車両２１０も発電機２０１を積載して走行できるものであれば、通常のトラックを利用することができる。発電機２０１も作業機械１００を１台動作させられるだけの発電容量が確保できるものであればば良い。このように多くの構成要素に既設装置を利用しつつセンサ２０３Ａや制御装置２２０を組み合わせることによって、電源車２００を構成することができる。作業機械１００の搬出入や現場内移動等の限定的な用途に用いられる電源車２００にあって、大掛かりな専用品を過度に必要としないことも、労力やコストその他の面でメリットである。

【0060】

（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。同図において第１実施形態と同一又は対応する部分には図１と同符号を付して説明を省略する。

【0061】

本実施形態が第１実施形態と相違する点は、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌに応じて変化する物理量として検出する対象が、車間距離そのものではなく給電ケーブル２０２と地面との距離である点である。本実施形態ではセンサ２０３Ａに代えて、給電ケーブル２０２と地面との距離を検出する距離センサであるセンサ２０３Ｂが設けられている。

【0062】

本実施形態で用いるセンサ２０３Ｂは、センサ２０３Ａと同様、例えば光や超音波を利用した非接触式の距離センサ、特に対象物に向けて光や超音波を発信すると共に対象物で反射した反射波を受信するタイプの距離センサを用いることができる。センサ２０３Ｂの取り付け対象は給電ケーブル２０２であり、最も地面に近付き得る部位を選んで光等を下向き（地面に向けて）発信する姿勢で給電ケーブル２０２に固定する。給電ケーブル２０２の最も地面に近付き得る部位としては、作業機械１００と車両２１０の車間の中央部、給電ケーブル２０２の長さ方向の中央部等が例示できる。また、図６のように作業機械１００及び電源車２００に給電ケーブル２０２を接続してみて、実際に地面に最も近付く部位にセンサ２０３Ｂを取り付けることもできる。このようにセンサ２０３Ｂを設置することで、給電ケーブル２０３と地面との距離を検出することができる。その他の主要なハード構成の要素及び要素同士の関係は第１実施形態と同様である。

【0063】

本実施形態の場合、相対距離Ｌが大きくなれば給電ケーブル２０２が緊張するので、センサ２０３Ｂで検出される距離の値（信号Ｓ）が大きくなる。反対に、センサ２０３Ｂで検出される距離の値（信号Ｓ）は相対距離Ｌの減少に伴って小さくなる。検出対象とする物理量は異なるが、相対距離Ｌの増減と信号Ｓの増減の対応関係は第１実施形態と同じであるため、制御装置２２０の構成も制御手順（フローチャート）も第１実施形態と同様とすることができる。但し、検出する物理量が異なるので、第１記憶装置２２３Ａに記憶させておく第１閾値Ｓ１、及び第２記憶装置２２３Ｂに記憶させておく第２閾値Ｓ２を調整する必要がある。具体的には、相対距離Ｌが上限値Ｌ１になった際にセンサ２０３Ｂから出力される信号Ｓに相当する値を第１閾値Ｓ１に、下限値Ｌ２になった際にセンサ２０３Ｂから出力される信号Ｓに相当する値を第２閾値Ｓ２に設定すれば良い。

【0064】

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0065】

（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。同図において第１実施形態と同一又は対応する部分には図１と同符号を付して説明を省略する。

【0066】

本実施形態が第１及び第２実施形態と相違する点は、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌに応じて変化する物理量として検出する対象が、給電ケーブル２０２の張力である点である。本実施形態ではセンサ２０３Ａに代えて、給電ケーブル２０２の張力を検出する張力センサであるセンサ２０３Ｃが設けられている。

【0067】

図８はセンサ２０３Ｃの一構成例を表す模式図である。同図に示したセンサ２０３Ｃは、ケーシング２３１、ガイドローラ２３２及び荷重計２３３（例えばロードセル）を備えており、給電ケーブル２０２に取り付けられている。ケーシング２３１は例えば筒状の部材、或いは対面する２枚の板材等である。このケーシング２３１の内側には２つのガイドローラ２３２が回転自在に支持されている。２つのガイドローラ２３２の回転軸は平行である。図示していないがガイドローラ２３２の外周面には周方向に延びる溝が形成されており、この溝に給電ケーブル２０２が掛かるようになっている。本実施形態では２つのガイドローラ２３２の大きさ及び形状は同一であるものとする。

【0068】

荷重計２３３は、ケーシング２３１の内側において２つのガイドローラ２３２の間に位置し、かつ２つのガイドローラ２３２との間に給電ケーブル２０２を挟み込むようにして、ケーシング２３１に取り付けられている。給電ケーブル２０２の張り具合によって給電ケーブル２０２から荷重計２３３に掛かる荷重が変化する構成である。ガイドローラ２３２に対する荷重計２３３の位置は、上記相対距離Ｌが設定した適正値である場合の荷重計２３３の信号を基準として、給電ケーブル２０２の張力変化によって荷重計２３３の信号に増大代と減少代の双方が確保されるように調整されている。その他の主要なハード構成の要素及び要素同士の関係は第１実施形態と同様である。

【0069】

本実施形態の場合、相対距離Ｌが大きくなれば給電ケーブル２０２が緊張するので、センサ２０３Ｃで検出される張力の値（信号Ｓ）が大きくなる。反対に、センサ２０３Ｃで検出される張力（信号Ｓ）の値は相対距離Ｌの減少に伴って小さくなる。検出対象とする物理量は異なるが、本実施形態においても相対距離Ｌの増減と信号Ｓの増減の対応関係は第１実施形態と同じであるため、制御装置２２０の構成も制御手順（フローチャート）も第１実施形態と同様とすることができる。但し、検出する物理量が異なるので、第１記憶装置２２３Ａに記憶させておく第１閾値Ｓ１、及び第２記憶装置２２３Ｂに記憶させておく第２閾値Ｓ２を調整する必要がある。具体的には、相対距離Ｌが上限値Ｌ１になった際にセンサ２０３Ｃから出力される信号Ｓに相当する値を第１閾値Ｓ１に、下限値Ｌ２になった際にセンサ２０３Ｃから出力される信号Ｓに相当する値を第２閾値Ｓ２に設定すれば良い。

【0070】

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、給電ケーブル２０２に掛かる張力を直接検出することができるので、特に作業機械１００と電源車２００が離れた際の警告の妥当性が向上する。

【0071】

（第４実施形態）
図９は本発明の第４実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。同図において第１実施形態と同一又は対応する部分には図１と同符号を付して説明を省略する。

【0072】

本実施形態が第１−第３実施形態と相違する点は、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌに応じて変化する物理量として検出する対象が、作業機械１００と車両２１０とを連結するワイヤ２３４の張力である点である。本実施形態ではセンサ２０３Ａに代えて、ワイヤ２３４の張力を検出する張力センサであるセンサ２０３Ｄが設けられている。

【0073】

本実施形態では作業機械１００と電源車２００との対向部同士をワイヤ２３４で連結している。ワイヤ２３４は、伸びきった状態でも給電ケーブル２０２に過度な張力が掛からない程度の長さに調整されている。このワイヤ２３４に設置するセンサ２０３Ｄには、図８に示したセンサ２０３Ｃと同様のものを用いることができる。その他の主要なハード構成の要素及び要素同士の関係は第１実施形態と同様である。

【0074】

本実施形態の場合、相対距離Ｌが大きくなればワイヤ２３４が緊張するので、センサ２０３Ｄで検出される張力の値（信号Ｓ）が大きくなる。反対に、センサ２０３Ｄで検出される張力の値（信号Ｓ）は相対距離Ｌの減少に伴って小さくなる。検出対象とする物理量は異なるが、相対距離Ｌの増減と信号Ｓの増減の対応関係は第１実施形態と同じであるため、制御装置２２０の構成も制御手順（フローチャート）も第１実施形態と同様とすることができる。但し、検出する物理量が異なるので、第１記憶装置２２３Ａに記憶させておく第１閾値Ｓ１、及び第２記憶装置２２３Ｂに記憶させておく第２閾値Ｓ２を調整する必要がある。具体的には、相対距離Ｌが上限値Ｌ１になった際にセンサ２０３Ｄから出力される信号Ｓに相当する値を第１閾値Ｓ１に、下限値Ｌ２になった際にセンサ２０３Ｄから出力される信号Ｓに相当する値を第２閾値Ｓ２に設定すれば良い。

【0075】

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、作業機械１００と電源車２００が離れた際、給電ケーブル２０２より先に掛かるワイヤ２３４の張力を検出して離反警告動作が実行されるので、給電ケーブル２０２に過度な張力が掛かることをより効果的に抑制することができる。

【0076】

（第５実施形態）
図１０は本発明の第５実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。同図において第１実施形態と同一又は対応する部分には図１と同符号を付して説明を省略する。

【0077】

本実施形態は、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌに応じて変化する物理量として検出する対象が、給電ケーブル２０２の張力である点で第３実施形態と共通する。第３実施形態とは検出機構が相違する。本実施形態ではセンサ２０３Ａに代えて、給電ケーブル２０２の張力を検出する張力センサであるセンサ２０３Ｅが設けられている。

【0078】

図１１はセンサ２０３Ｅの一構成例を表す模式図である。同図に示したセンサ２０３Ｅは、ベース２４１、ポスト２４２、アーム２４３、ホルダー２４４、スプリング２４５及び荷重計２４６（例えばロードセル）を備えている。ベース２４１はセンサ２０３Ｅの基礎構造体であり、発電機２０１に対する給電ケーブル２０２の接続部よりも作業機械１００に近い位置で車両２１０の荷台上に固定されている。アーム２４３は水平に延びる回転軸を介して、ベース２４１上に立つポスト２４２に対して回動可能に連結されている。アーム２４２の先端にはホルダー２４４が取り付けられている。ホルダー２４４は例えば筒状の部材であり、これに給電ケーブル２０２が通される。荷重計２４６はアーム２４３及びベース２４１の間に介在するようにベース２４１に固定されている。スプリング２４５はアーム２４３及びベース２４１の間に介在し、アーム２４３及びベース２４１を連結している。本実施形態では、アーム２４３及びホルダー２４４の重量がスプリング２４３に掛かっており、かつアーム２４３が荷重計２４６で支持されているときの長さを、スプリング２４５の自然長と定義する。ホルダー２４４は、スプリング２４５が自然長であって上記相対距離Ｌが設定した適正値である場合に、給電ケーブル２０２がその内周面に触れない（又は設定値以上の荷重が掛からない）ように高さが調整されている。また、スプリング２４５が自然長で相対距離Ｌが適正値である場合に、荷重計２４６に対して測定範囲の中間値の荷重が掛かるように各要素の位置等が調整してある。給電ケーブル２０２の張り具合によって荷重計２４６に掛かる荷重が増減する構成である。その他の主要なハード構成の要素及び要素同士の関係は第１実施形態と同様である。

【0079】

本実施形態の場合、相対距離Ｌが大きくなれば給電ケーブル２０２が緊張してホルダー２４４に上向きの力が掛かる。アーム２４３にスプリング２４５が連結されているので一定以下の荷重はスプリング２４５で支持されるが、ホルダー２４４を持ち上げる力がばね力を上回ると、ホルダー２４４が持ち上がってセンサ２０３Ｅで検出される張力の値（信号Ｓ）が小さくなる。反対に、相対距離Ｌが小さくなれば給電ケーブル２０２が弛緩してホルダー２４４に下向きの力が掛かる。これが一定以下の荷重であればスプリング２４５で支持されるが、ホルダー２４４を押し下げる力がばね力を上回ると、ホルダー２４４が押し下げられてセンサ２０３Ｅで検出される張力の値（信号Ｓ）が大きくなる。本実施形態においては、相対距離Ｌの増減と信号Ｓの増減の対応関係が第１実施形態と逆になる。従って、先の図５においてステップＳ１０３の判定内容を“Ｓ＜Ｓ１？”，ステップＳ１０６の判定内容を“Ｓ＞Ｓ２？”と変更した上で、第１実施形態の制御装置２２０及びその制御手順（フローチャート）を本実施形態にも適用することができる。但し、第１記憶装置２２３Ａに記憶させておく第１閾値Ｓ１、及び第２記憶装置２２３Ｂに記憶させておく第２閾値Ｓ２については調整する必要がある。相対距離Ｌが上限値Ｌ１になった際にセンサ２０３Ｅから出力される信号Ｓに相当する値を第１閾値Ｓ１に、下限値Ｌ２になった際にセンサ２０３Ｅから出力される信号Ｓに相当する値を第２閾値Ｓ２（＞Ｓ１）に設定すれば良い。

【0080】

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、給電ケーブル２０２に掛かる張力を直接検出することができるので、特に作業機械１００と電源車２００が離れた際の警告の妥当性が向上する。

【0081】

（第６実施形態）
図１２は本発明の第６実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。同図において第１実施形態と同一又は対応する部分には図１と同符号を付して説明を省略する。

【0082】

本実施形態が第１−第５実施形態と相違する点は、検出した物理量から相対距離Ｌを推定する代わりに、相対距離Ｌに応じて挙動する給電ケーブル２０２が近接スイッチに触れるか否かで相対距離Ｌと上限値Ｌ１及び下限値Ｌ２との大小関係を判定することにある。本実施形態では、センサ２０３Ａに代えてセンサ２０３Ｆが設けられている。

【0083】

図１３はセンサ２０３Ｆの一構成例を表す模式図である。同図に示したセンサ２０３Ｆは、ベース２５１、ポスト２５２、ホルダー２５３及び近接スイッチ２０３Ｆａ，２０３Ｆｂを備えている。ベース２５１はセンサ２０３Ｆの基礎構造体であり、発電機２０１に対する給電ケーブル２０２の接続部よりも作業機械１００に近い位置で車両２１０の荷台上に固定されている。このベース２５１上にはポスト２５２を介してホルダー２５３が支持されている。ホルダー２５３は例えば筒状の部材であり、これに給電ケーブル２０２が通される。近接スイッチ２０３Ｆａ，２０３Ｆｂは給電ケーブル２０２の挙動を検出するセンサであって、それぞれホルダー２５３の内部空間の天井面及び床面に固定され、ホルダー２５３に通された給電ケーブル２０２を挟んで上下に対向している。上記相対距離Ｌが設定した適正値である場合に、給電ケーブル２０２が近接スイッチ２０３Ｆａ，２０３Ｆｂの中間部に位置するようにホルダー２５３の高さが調整されている。この状態では、近接スイッチ２０３Ｆａ，２０３Ｆｂは双方とも給電ケーブル２０２から離れている。上側の近接スイッチ２０３Ｆａは、相対距離Ｌの増大に伴う緊張時に給電ケーブル２０２が接触するように設置されている。下側の近接スイッチ２０３Ｆｂは、相対距離Ｌの減少に伴う弛緩時に給電ケーブル２０２が接触するように設置されたている。その他の主要なハード構成の要素及び要素同士の関係は第１実施形態と同様である。

【0084】

図１４は本実施形態の電気駆動式作業機械の移動用システムに備えられた制御装置２２０’の機能ブロック図である。同図において第１実施形態と同一又は対応する部分には図４と同符号を付して説明を省略する。制御装置２２０’は、制御装置２２０と同様、例えば車両２１又は作業機械１００に搭載されており、センサ２０３Ｆ（近接スイッチ２０３Ｆａ，２０３Ｆｂ）及び警告装置２０４と有線又は無線により接続されている。この制御装置２２０’は、離反検出装置２２２Ａ’及び接近検出装置２２２Ｂ’を備えている。制御装置２２０に備わっていた入力装置２２１は、この例では省略されている。

【0085】

離反検出装置２２２Ａ’は、離反検出装置２２２Ａと同じく、相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えて離反したことをセンサ２０３Ｆから入力された信号を基に検出し、離反警告装置２０４Ａに警告指令信号である離反警告信号を出力する装置である。この離反検出装置２２２Ａ’は、離反判定装置２２５Ａ’及び第１出力装置２２６Ａを備えている。離反判定装置２２５Ａ’は、第１実施形態の離反検出装置２２２Ａに備わっていた離反判定装置２２５Ａに代わる構成要素である。また、離反検出装置２２２Ａに備わっていた第１記憶装置２２３Ａ及び第１比較装置２２４Ａは、この例では省略されている。

【0086】

離反判定装置２２５Ａ’は、センサ２０３Ｆからの入力信号の有無に応じて相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えていると判定される場合にその旨を識別する離反識別信号を出力する装置である。本実施形態では、上側の近接スイッチ２０３Ｆａからの信号Ｓａが入力された場合に、相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えていると離反判定装置２２５Ａ’で判定され、離反識別信号が出力される。近接スイッチ２０３Ｆａからの信号Ｓａが入力されず相対距離Ｌが上限値Ｌ１以下であると推定される場合は、離反判定装置２２５Ａ’からその旨の信号が出力されるようにしても良いし、何も信号が出力されないようにしても良い。離反判定装置２２５Ａ’の出力に対する第１出力装置２２６Ａの処理内容は第１実施形態と同様である。

【0087】

接近検出装置２２２Ｂ’は、接近検出装置２２２Ｂと同じく、相対距離Ｌが下限値Ｌ２を下回って接近したことをセンサ２０３Ｆから入力された信号を基に検出し、接近警告装置２０４Ｂに警告指令信号である接近警告信号を出力する装置である。この接近検出装置２２２Ｂ’は、接近判定装置２２５Ｂ’及び第２出力装置２２６Ｂを備えている。接近判定装置２２５Ｂ’は、第１実施形態の接近検出装置２２２Ｂに備わっていた接近判定装置２２５Ｂに代わる構成要素である。また、接近検出装置２２２Ｂに備わっていた第２記憶装置２２３Ｂ及び第２比較装置２２４Ｂは、この例では省略されている。

【0088】

接近判定装置２２５Ｂ’は、センサ２０３Ｆからの入力信号の有無に応じて相対距離Ｌが下限値Ｌ２を超えていると判定される場合にその旨を識別する接近識別信号を出力する装置である。本実施形態では、下側の近接スイッチ２０３Ｆｂからの信号Ｓｂが入力された場合に、相対距離Ｌが下限値Ｌ２を下回っていると接近判定装置２２５Ｂ’で判定され、接近識別信号が出力される。近接スイッチ２０３Ｆｂからの信号Ｓｂが入力されず相対距離Ｌが下限値Ｌ２以上であると推定される場合は、接近判定装置２２５Ｂ’からその旨の信号が出力されるようにしても良いし、何も信号が出力されないようにしても良い。接近判定装置２２５Ｂ’の出力に対する第２出力装置２２６Ｂの処理内容は第１実施形態と同様である。

【0089】

図１５は制御装置２２０’による警告指令の手順を表すフローチャートである。この図の手順は制御装置２２０’に備わった記憶装置（不図示）に格納されたプログラムに従って実行され、作業機械１００と電源車２００を並走させて移動させる間、制御装置２２０は所定のサイクルタイム（例えば０．１ｓ）で同図の手順を繰り返し実行する。

【0090】

（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）
ステップＳ２０１，Ｓ２０２の手順は、離反検出装置２２２Ａ’により実行される手順である。

【0091】

・ステップＳ２０１
図１５の手順を開始すると、制御装置２２０’は、離反判定装置２２５Ａ’により、上側の近接スイッチ２０３Ｆａからの信号Ｓａが入力されているか否かを判定する。信号Ｓａが入力されていて判定が満たされる場合、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えていると推定される。この場合、Ｌ＞Ｌ１が推定される旨を識別する離反識別信号が離反判定装置２２５Ａ’から第１出力装置２２６Ａに出力され、制御装置２２０’はステップＳ２０２に手順を移す。他方、信号Ｓａが入力されておらず判定が満たされない場合、相対距離Ｌは上限値Ｌ１以下であると推定される。この場合、Ｌ≦Ｌ１が推定される旨を識別する識別信号が離反判定装置２２５Ａ’から第１出力装置２２６Ａに出力され（或いは何等の識別信号も出力されることなく）、制御装置２２０’はステップＳ２０３に手順を移す。以上のステップＳ２０１の手順を実行するのが離反判定装置２２５Ａ’である。

【0092】

・ステップＳ２０２
ステップＳ２０２に手順を移すと、制御装置２２０’は、第１出力装置２２６Ａにより、離反識別信号に基づいて離反警告信号を生成し、離反警告装置２０４Ａに出力して図１５の手順を終える。ステップＳ２０２の手順は図５のステップＳ１０４の手順と同様である。

【0093】

（ステップＳ２０３，Ｓ２０４）
ステップＳ２０３，Ｓ２０４の手順は、接近検出装置２２２Ｂ’により実行される手順である。

【0094】

・ステップＳ２０３
ステップＳ２０３に手順を移すと、制御装置２２０’は、接近判定装置２２５Ｂにより、下側の近接スイッチ２０３Ｆｂからの信号Ｓｂが入力されているか否かを判定する。信号Ｓａが入力されていて判定が満たされる場合、作業機械１００と電源車２００の相対距離Ｌが下限値Ｌ２を下回っていると推定される。この場合、Ｌ＜Ｌ２が推定される旨を識別する接近識別信号が接近判定装置２２５Ｂ’から第２出力装置２２６Ｂに出力され、制御装置２２０’はステップＳ２０４に手順を移す。他方、信号Ｓｂが入力されておらず判定が満たされない場合、相対距離Ｌは下限値Ｌ２以上であると推定される。この場合、Ｌ≧Ｌ２が推定される旨を識別する識別信号が接近判定装置２２５Ｂ’から第２出力装置２２６Ｂに出力され（或いは何等の識別信号も出力されることなく）、制御装置２２０’は図１５の手順を終える。このステップの判定が満たされない場合は、ステップＳ２０１の判定も満たされないので、下限値Ｌ２以上で上限値Ｌ１以下の適切な範囲に相対距離Ｌが収まっていることが推定され、特別な警報動作は実行されない。以上のステップＳ２０３の手順を実行するのが接近判定装置２２５Ｂ’である。

【0095】

・ステップＳ２０４
ステップＳ２０４に手順を移すと、制御装置２２０’は、第２出力装置２２６Ｂにより、接近識別信号に基づいて接近警告信号を生成し、接近警告装置２０４Ｂに出力して図１５の手順を終える。ステップＳ２０４の手順は図５のステップＳ１０７の手順と同様である。

【0096】

なお、離反警告装置２２２Ａ’によるステップＳ２０１，Ｓ２０２の手順と接近警告装置２２２Ｂ’によるステップＳ２０３，Ｓ２０４の手順は、どちらが先に実行されるようにしても良いし、並行して実行されるようにしても良い。

【0097】

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0098】

なお、可撓性によって相対距離Ｌの割に給電ケーブル２０２の弛みが大きく、下側の近接スイッチ２０３Ｆｂに対して給電ケーブル２０２が必要以上に接触する場合が考えられる。この場合には、ホルダー２５３やベース２５１等の静止構造物に対して給電ケーブル２０２を適当なばね力のばねで支持し、相対距離Ｌが下限値Ｌ２に対して余裕があるのに必要以上に接近警告動作が実行されることを抑制することができる。

【0099】

（第７実施形態）
図１６は本発明の第７実施形態に係る電気駆動式作業機械の移動システムの全体構成を表す側面図である。同図において第１実施形態と同一又は対応する部分には図１と同符号を付して説明を省略する。

【0100】

本実施形態は、給電ケーブル２０２が近接スイッチに触れるか否かで相対距離Ｌと上限値Ｌ１及び下限値Ｌ２との大小関係を判定する点で第６実施形態と共通する。第６実施形態とは検出機構が相違する。本実施形態ではセンサ２０３Ａに代えて、給電ケーブル２０２の張力を検出する張力センサであるセンサ２０３Ｇが設けられている。

【0101】

図１７はセンサ２０３Ｇの一構成例を表す模式図である。同図に示したセンサ２０３Ｇは、近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３Ｇｂとこれを支持する台車２６０を備えている。台車２６０は、キャスタ２６１、ボディ２６２及びホルダー２６３を備えている。ボディ２６２は連結部材２６４（図１６）で車両２１０に連結されており、作業機械１００と車両２１０の車間に位置している。連結部材２６４は例えば高剛性の棒状の鋼材等である。ボディ２６２は作業機械１００に連結しても良い。また、連結部材２６４にワイヤやチェーン等の可撓性の部材を用いることもできるが、この場合には作業機械１００及び車両２１０の双方にボディ２６２を連結することが望ましい。ボディ２６２の下部にはキャスタ２６１が取り付けられており、センサ２０３Ｇは車両２１０又は作業機械１００に伴って任意の水平方向に移動可能な構成となっている。

【0102】

ホルダー２６３の下部には、上下に延びるポスト２６５が取り付けられている。ポスト２６５はボディ２６２の上面を貫通しており、ボディ２６２に対してスプリング２６６を介して弾性的に支持されている。ホルダー２６３は筒状の部材であり、内部に給電ケーブル２０２が通されている。ホルダー２６３にはトリガー２６７が、ポスト２６５にはトリガー２６８が取り付けられている。つまり、ホルダー２６３、ポスト２６５及びトリガー２６７，２６８は、給電ケーブル２０２に伴って移動する構造物である。このとき、上記相対距離Ｌが設定した適正値である場合に、給電ケーブル２０２がホルダー２６３の内周面に触れない（又は設定値超える荷重が内周面に掛からない）ようにホルダー２６３の高さが調整されている。

【0103】

近接スイッチ２０３Ｇａは支持部材２６９を介して、近接スイッチ２０３Ｇｂは支持部材２７０を介してボディ２６２に支持されている。近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３Ｇｂは、相対距離Ｌが適正値である（ホルダー２６３が押し上げ及び押し下げられていない）状態で、近接スイッチ２０３Ｇａがトリガー２６７に触れ、近接スイッチ２０３Ｇｂがトリガー２６８から離れるように配置されている。この状態から給電ケーブル２０２が緊張してホルダー２６３が押し上げられると、近接スイッチ２０３Ｇａが切り状態になる（近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３ＧｂともＯＦＦになる）。反対に給電ケーブル２０２が弛緩してホルダー２６３が押し下げられると、近接スイッチ２０３Ｇｂが入り状態になる（近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３ＧｂともＯＮになる）。

【0104】

なお、本実施形態では、車両２１０等の警笛装置の代わりに、ボディ２６２の上部に設けた警告灯装置を警告装置２０４に用いている。この警告装置２０４は例えば３色の警告灯を備えており、一例としては通常時は平常色（例えば緑色）で警告灯を点灯させ、警告時は警告色（赤色等）で警告灯を点灯又は点滅させる警告動作をするように構成されている。点灯又は点滅、又は点灯色のパターンを変えて離反警告動作と接近警告動作とが区別できるようにすることが望ましい。また、本実施形態では第６実施形態の制御装置２２０’（図１４）が適用されるが、制御装置２２０’をボディ２６２の内部に収納する構成としても良い。その他の主要なハード構成の要素及び要素同士の関係は第１実施形態と同様である。

【0105】

本実施形態の場合、相対距離Ｌが大きくなれば給電ケーブル２０２が緊張してホルダー２６３に上向きの力が掛かる。ホルダー２６３はスプリング２６６で弾性支持されているので一定以下の荷重はスプリング２６６で支持されるが、ホルダー２６３を持ち上げる力がばね力を上回ると、ホルダー２６３が持ち上がって近接スイッチ２０３Ｇａの信号ＳａがＯＦＦになる。反対に、相対距離Ｌが小さくなれば給電ケーブル２０２が弛緩してホルダー２６３に下向きの力が掛かる。これが一定以下の荷重であればスプリング２６６で支持されるが、ホルダー２６３を押し下げる力がばね力を上回ると、ホルダー２６３が押し下げられて近接スイッチ２０３Ｇｂの信号ＳｂがＯＮになる。従って、先の図１５においてステップＳ２０１の判定内容を“信号ＳａはＯＦＦ？”と変更した上で、第６実施形態の制御装置２２０’及びその制御手順（フローチャート）を本実施形態にも適用することができる。

【0106】

本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0107】

図１８はセンサ２０３Ｇの他の構成例を表す模式図である。同図において図１７と同一又は対応する部分には同符号を付して説明を省略する。近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３Ｇｂの配置は、Ｌ＜Ｌ２，Ｌ２≦Ｌ≦Ｌ１，Ｌ＞Ｌ１の３つの状態が入り切りの組み合わせで識別できさえすれば適宜変更可能である。例えば図１７の例では近接スイッチ２０３Ｇａをボディ２６２の上部に設け、近接スイッチ２０３Ｇｂのみをボディ２６２の内部に収容したが、図１８のように近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３Ｇｂの双方をボディ２６２の内部に配置する構成とすることもできる。近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３Ｇｂを共にボディ２６２の内部に配置することは、近接スイッチ２０３Ｇａ，２０３Ｇｂの塵埃からの保護にも寄与する。図１８の構成例でも、Ｌ＞Ｌ１のときにのみ近接スイッチ２０３Ｇａが切り状態となり、Ｌ＜Ｌ２のときにのみ近接スイッチ２０３Ｇｂが入り状態となるように構成できる。また、Ｌ＜Ｌ２，Ｌ２≦Ｌ≦Ｌ１，Ｌ＞Ｌ１の状態と入り切りの組み合わせの対応関係も適宜変更可能であり、例えば近接スイッチ２０３ＧａはＬ＞Ｌ１のときにのみ入り状態になるようにトリガー２６７と共に配置変更可能である。また、近接スイッチ２０３ＧｂはＬ＜Ｌ２のときにのみ切り状態となるようにトリガー２６８と共に配置変更可能である。

【0108】

（その他）
以上の実施形態では、相対距離Ｌが上限値Ｌ１を超えた場合、下限値Ｌ２を下回った場合にのみ警告動作をするように構成した場合を例に挙げて説明したが、警告動作を段階的なものとすることもできる。例えば上限値Ｌ１よりも小さい中間的な制限値を追加して設定し、これに対応するセンサ出力についての閾値として中間値Ｓ１’を設定すれば、信号Ｓが第１閾値Ｓ１に到達する前に中間値Ｓ１’を超えたところで注意を促す報知動作を行うようにすることもできる。下限値Ｌ２側についても同様の概念で中間値を設定し、第２閾値Ｓ２を下回る前に中間値を下回った時点で報知動作を行うようにすることができる。

【0109】

また、以上においては作業機械１００と電源車２００が接近し過ぎないように接近警告動作をする例を説明したが、給電ケーブル２０２に過度な引っ張り荷重が掛からないように注意喚起するという本質的効果を得る上では、離反警告動作が実行されれば良い。接近警告の機能を省略する場合には、これに関連する構成要素や手順を省略することができる。

【符号の説明】

【0110】

１００…電気駆動式作業機械、１２０…走行体、１２５…走行モータ（油圧アクチュエータ）、１３０…旋回体、１３５…電動機、１３６…油圧ポンプ、１５０…作業機、１５５…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１５６…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１５７…アタッチメントシリンダ（油圧アクチュエータ）、２００…電源車、２０１…発電機、２０２…給電ケーブル、２０３Ａ，２０３Ｂ…センサ（距離センサ）、２０３Ｃ−２０３Ｅ…センサ（張力センサ）、２０３Ｆ，２０３Ｇ…センサ、２０３Ｆａ，２０３Ｆｂ，２０３Ｇａ，２０３Ｇｂ…近接スイッチ（センサ）、２０４Ａ…離反警告装置、２０４Ｂ…接近警告装置、２１０…車両、Ｌ…電気駆動式作業機械と車両との相対距離、２２２Ａ，２２２Ａ’…離反検出装置、２２２Ｂ，２２２Ｂ’…接近検出装置、２２３Ａ…第１記憶装置、２２３Ｂ…第２記憶装置、２２４Ａ…第１比較装置、２２４Ｂ…第２比較装置、２２５Ａ，２２５Ａ’…離反判定装置、２２５Ｂ，２２５Ｂ’…接近判定装置、２２６Ａ…第１出力装置、２２６Ｂ…第２出力装置、２３４…ワイヤ、２６０…台車、２６３…ホルダー（給電ケーブルに伴って移動する構造物）、２６４…連結部材、２６５…ポスト（給電ケーブルに伴って移動する構造物）、２６７，２６８…トリガー（給電ケーブルに伴って移動する構造物）、Ｌ１…相対距離の上限値、Ｌ２…相対距離の下限値、Ｓ…センサから出力される信号、Ｓ１…第１閾値、Ｓ２…第２閾値、Ｓａ，Ｓｂ…近接スイッチからの入力信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】