JP5319147B2 - クレーン給電システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、クレーン給電技術に関し、特にクレーン装置に対して給電レールから電源供給を行うクレーン給電技術に関する。

コンテナターミナル内でトレーラーに対するコンテナの積み降ろしを行う門型のトランスファークレーン装置などのクレーン装置に対して電源給電を行う給電システムとして、レーンに沿って架設されたトロリー線を介して電源給電を行う方法がある（例えば、特許文献１等参照）。このようなクレーン装置では、レーンにクレーン装置以外の人や車両などの移動体が立ち入る場合、トロリー線への感電を防止する必要がある。このため、レーンに沿って架線を絶縁する構造物を設置した場合、移動体がレーンを横切って自由に移動することが不可能となる。

特に、トランスファークレーン装置の場合、コンテナターミナル内に設けられた極めて長い距離を有するレーンに沿ってトロリー線を架設し、このトロリー線を絶縁する通路などの構造物をトロリー線に沿って連続して設置する必要がある。このため、コンテナ作業員やコンテナ運搬用のトレーラーは、レーンを横切ることができず、レーンの端部まで遠回りする必要がある。
また、タイヤ式のトランスファークレーン装置の場合、直進走行精度はそれほど高くないため、トロリー線からの給電を維持するための集電構造も複雑となる。

特開２００３−１３７４９４号公報

このような給電システムにおいて、トロリー線に代えて給電レールを用いる方法が考えられる。この給電レールを地上に条設すれば人が跨いで横切ることが可能となり、地面とほぼ同じ高さに条設すれば、車両や装置が走行路を横切って自由に移動することが可能となる。また、クレーン装置などのように直進走行精度が低い走行装置であっても、給電レール上を走行して集電する台車に自由度を持たせることにより、給電を容易に維持することができる。
しかしながら、給電レールを用いた場合、給電レールと台車との接触部分については絶縁することができず、給電レール上を移動体が通過した場合に感電する可能性があるという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、地上に条設した給電レールでの感電を防止できるクレーン給電システムおよび方法を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるクレーン給電システムは、外部から供給された電源電力により動作するクレーン装置と、このクレーン装置が走行するレーンに沿って条設された給電レールと、この給電レールに対して電源電力を供給する給電部とを備え、クレーン装置に、給電レールと電気的に接触することにより給電部から供給された電源電力を集電する集電子と、給電レールと集電子とが電気的に接触する集電点を含む給電レールの一部を保護区間としてその上方から覆うことにより、当該保護区間での給電レールに対する感電を保護する感電保護部を設け、給電レールを、互いに電気的に絶縁された複数の部分レールの列から構成し、部分レールのレール長を、保護区間の端点から集電点までの保護距離以下とし、給電部で、部分レールのうち集電子と電気的に接触している部分レールに対してのみ電源電力を供給し、給電レールは、レーンのうち任意の移動体が進入する区間においてのみ、部分レールの列からなる。

この際、給電部に、部分レールから得られた電気信号に基づいて当該部分レールと集電子との電気的接触を検出する検出器と、この検出器の検出出力に基づいて対応する部分レールに対する電源電力の供給／停止を切り替える切替器とを設けてもよい。
さらに、クレーン装置で、集電子が電気的に接触している部分レールに対して電気信号を出力するようにしてもよい。

また、集電子として、感電保護部に回動自在に支持されて給電レール上を転動するとともに、当該給電レールとの物理的接触点を集電点として当該給電レールから電源電力を集電する車輪を用いてもよい。

また、集電子を保護区間の中間部に設け、感電保護部では、集電点と保護区間の端点との間に、給電レール上を転動する車輪を回動自在に支持してもよい、

また、本発明にかかるクレーン給電方法は、外部から供給された電源電力により動作するクレーン装置と、このクレーン装置が走行するレーンに沿って条設された給電レールと、この給電レールに対して電源電力を供給する給電部とを備えるクレーン給電システムで用いられるクレーン給電方法であって、クレーン装置により、集電子を介して給電レールと電気的に接触することにより給電部から供給された電源電力を集電するステップと、クレーン装置により、給電レールと集電子とが電気的に接触する集電点を含む給電レールの一部を保護区間としてその上方から覆うことにより、当該保護区間での給電レールに対する感電を保護するステップと、保護区間の端点から集電点までの保護距離以下のレール長を有し、互いに電気的に絶縁されて条設されることにより給電レールを構成する複数の部分レールのうち、集電子と電気的に接触している部分レールに対してのみ給電部から電源電力を供給するステップとを備え、給電レールは、レーンのうち任意の移動体が進入する区間においてのみ、部分レールの列からなる。

本発明によれば、集電子と電気的に接触している部分レールは、すべてカバーにより覆うことができる。このため、給電中の部分レールは、カバーから露出することがなくなり、給電中の部分レールに対する感電を抑止することが可能となる。
したがって、クレーン装置が走行するレーンに条設されている給電レールを、人、車両、装置などの任意の移動体が安全に横切って通過することができ、複雑な構成を用いることなる極めて安全な地上給電方式を提供することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの説明図である。

このクレーン給電システムは、クレーン装置６に対して地上から電源供給を行う地上給電方式に基づく給電システムであり、主に、クレーン装置６、給電レール１、および給電部２から構成されている。

給電部２は、地上あるいは地下などのクレーン装置６の外部に設置されて、クレーン装置６の電源電力２５を供給する設備装置である。
クレーン装置６は、集電子４を介して電源電力２５を集電するとともに、この電源電力２５に基づきレーンを走行して任意の位置で荷役を行う車両装置である。
給電レール１は、クレーン装置６のレーンに沿って地上Ｇに条設され、クレーン装置６の集電子４と集電点Ｐで電気的に接触することにより、電源電力２５をクレーン装置６へ給電するレールである。

本実施の形態は、クレーン装置６に、集電点Ｐを含む給電レール１の一部を保護区間Ｓとしてその上方から覆うことにより、当該保護区間Ｓでの給電レール１に対する感電を保護（防止）するカバー３（感電保護部）を設け、給電レール１を、互いに電気的に絶縁された複数の部分レール１１の列から構成し、この部分レール１１のレール長Ｌを、保護区間Ｓの端点Ｅから集電点Ｐまでの保護距離Ｗ以下の長さとし、給電部２により、部分レール１１のうち集電子４と電気的に接触している部分レール１１に対してのみ電源電力２５を供給するようにしたものである。

［クレーン供給システム］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムについて詳細に説明する。
クレーン装置６は、コンテナターミナル内でトレーラーに対するコンテナの積み降ろしを行う門型のトランスファークレーン装置などのクレーン装置である。

本実施の形態にかかるクレーン装置６には、例えばコンテナターミナルに設けられたレーンに沿って走行し、任意の位置で荷役を行うための電源電力２５を、地上に条設された給電レール１から集電する集電子４が設けられている。
また、このクレーン装置６には、給電レール１と集電子４とが電気的に接触する集電点Ｐを含む給電レール１の一部を、保護区間Ｓとしてその上方から覆うことにより、当該保護区間Ｓでの給電レール１に対する感電を保護するカバー３が設けられている。

この際、保護区間Ｓの端点と集電点Ｐとの位置関係は固定化されており、保護区間Ｓはクレーン装置６の走行に応じて給電レール１上を移動する。なお、本実施の形態では、保護区間Ｓのすべてをカバー３で形成した場合を例として説明するが、クレーン装置６のうち給電レール１を覆う車体やタイヤなどの他の部品の一部または全部を兼用して保護区間Ｓを形成してもよく、これら部品を複数組み合わせて保護区間Ｓを形成してもよい。

給電レール１は、クレーン装置６が走行するレーンに沿って条設され、クレーン装置６の集電子４と集電点Ｐで電気的に接触することにより、電源電力２５をクレーン装置６へ給電するレールである。
この給電レール１は、互いに電気的に絶縁された複数の部分レール１１の列からなり、この部分レール１１は、保護区間Ｓの端点Ｅから集電点Ｐまでの保護距離Ｗ以下のレール長Ｌを有している。

給電部２は、地下を含む地上に設置された設備装置であり、電源装置２１および切替部２２から構成されている。
電源装置２１は、発電設備で発電された電力を所定の電圧に変換してクレーン装置６の電源電力２５を供給する機能を有している。クレーン装置６の電源電力２５としては、例えば直流電源、交流電源、３相交流電源などがある。

切替部２２は、電源装置２１と個々の部分レール１１との間にそれぞれ接続された設けられた切替装置２３から構成されている。切替装置２３は、対応する部分レール１１に対するクレーン装置６の集電子４の電気的接触が検出されている期間にのみ、当該部分レール１１に対して電源電力２５を切替供給する機能を有している。
したがって、給電部２からは、給電レール１のうち、クレーン装置６の集電子４と電気的に接触している部分レール１１に対してのみ電源電力２５が供給される。

この際、前述したように、部分レール１１のレール長Ｌは、保護区間Ｓの端点Ｅから集電点Ｐまでの保護距離Ｗ以下に制限されている。このため、部分レール１１の一端が集電子４と電気的に接触して、当該部分レール１１に電源電力２５が給電された場合でも、当該部分レール１１に対する感電する可能性がある区間は、集電点Ｐからレール長Ｌ分の区間となる。
一方、クレーン装置６のカバー３により、当該集電点Ｐから保護距離Ｗの保護区間Ｓ内の給電レール１については、常に感電保護されている。したがって、給電レール１のうち、切替装置２３を介して電源電力２５が供給されている部分レール１１については、必ずカバー３により感電が保護されることになる。

［クレーン装置］
次に、図２および図３を参照して、本発明かかるクレーン給電システムが適用されるクレーン装置６の構成例について詳細に説明する。図２は、クレーン装置の構成を示す側面図である。図３は、クレーン装置の構成を示す正面図である。

クレーン装置６は、全体として門型の枠体からなる架台６０から構成されている。この架台６０は、上部の梁６Ａ、この梁６Ａの両端を支える脚部６Ｂ、および脚部６Ｂを支える基台６Ｃから構成されている。基台６Ｃの下部には、台車６Ｄを介してタイヤ６Ｅが設けられている。タイヤ６Ｅは、この台車６Ｄにより走行方向をレーンに沿った順方向Ｘあるいはレーンに直交する直角方向Ｙへ変更自在に支持されている。
また、脚部６Ｂに挟まれた基台６Ｃの上部には、集電子４で集電した電源電力を各部に供給する給電装置や蓄電装置、さらには集電子４とでき的に接触している部分レールに対して給電要求信号２４を出力する信号出力装置などの電気機器を収納する機器ユニット６Ｇが設けられている。

架台６０の上部の梁６Ａには、トロリー６Ｈが設けられており、このトロリー６Ｈに載置された横行電動機６Ｌを駆動することにより、トロリー６Ｈが梁６Ａのレール上を直角方向Ｙへ走行する。また、トロリー６Ｈには、コンテナ９の上部を吊持するためのスプレッダー６Ｉがケーブル６Ｊを介して吊り下げられており、このトロリー６Ｈに載置された主巻電動機６Ｍを駆動してケーブル６Ｊの巻き上げ下げを行うことにより、スプレッダー６Ｉが昇降する。この他、トロリー６Ｈには、オペレータが搭乗する指令室６Ｋやコントローラなどの電気機器が設けられている。

カバー３は、基台６Ｃの外側下部であって、２つの台車６Ｄの間に、支持部材５およびアーム５Ａを介して地上Ｇの給電レール１と対向する位置に取り付けられて、集電点Ｐを含む給電レール１の一部区間をその上方から覆うことにより当該区間での感電を保護している。このカバー３に取り付けられている集電子４は、クレーン装置６の走行時であっても給電レール１上を走行あるいは摺動することにより、常に給電レール１と電気的に接触しており、この集電子４で集電された電源装置２１からの電源電力がクレーン装置６へ入力される。

［コンテナターミナル］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかるクレーン給電システムが用いられるコンテナターミナルについて説明する。図４は、コンテナターミナルの構成例を示す平面図である。
コンテナターミナル７０は、港の埠頭７Ａに面して設けられており、埠頭７Ａに配置されたコンテナクレーン７Ｃにより、船舶７Ｂに対するコンテナ９の積み降ろしが行われる。

コンテナターミナル７０には、コンテナ９の長手方向すなわち順方向Ｘに沿って伸延する長方形のエリアからなるレーン７１が複数設けられており、レーン７１内を順方向Ｘにクレーン装置６が走行することにより、レーン７１内に載置されているコンテナ９が効率よく仕分けされる。
コンテナターミナル７０には、道路７２側にゲート７３が設けられており、トレーラー９１はこのゲート７３を通過してコンテナ９の搬入・搬出や、コンテナターミナル７０内の他の場所へのコンテナ９の運搬を行う。

レーン７１には、トレーラー９１の通路が設けられており、この通路に停車したトレーラー９１に対して、クレーン装置６によるコンテナ９の積み降ろしが行われる。
各レーン７１には、例えばそのレーン７１端部の地上または地下に、クレーン給電システムの電源装置２１が配置されており、レーン７１の側端部には順方向Ｘに沿って給電レール１が条設されている。クレーン装置６には、この給電レール１と電気的に接触する集電子４を介して、電源装置２１から電源電力が供給される。

この際、給電レール１のうち集電子と電気的に接触している部分レール１１に対してのみ電源電力が供給され、他の部分レール１１には給電されないため、感電の危険はない。また、各部分レール１１は、そのレール長Ｌが、保護区間Ｓの端点Ｅから集電子４による集電点Ｐまでの保護距離Ｗ以下の長さとなっている。このため、給電されている部分レール１１は、カバー３により完全に感電保護されて、感電の危険はない。

［給電レール］
次に、図５〜図７を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの給電レールについて詳細に説明する。図５は、給電レールの要部を示す平面図である。図６は、給電レールの要部を示す正面図である。図７は、給電レールの要部を示す断面図である。

給電レール１は、地上Ｇに形成された溝１２内に並行して条設された２条の給電レール１Ａ，１Ｂから構成されている。これら給電レール１Ａ，１Ｂは、互いに電気的に絶縁された複数の部分レール１１Ａ，１１Ｂの列から構成されている。これら部分レール１１Ａ，１１Ｂは、保護区間Ｓの端点Ｅから集電点Ｐまでの保護距離Ｗ以下のレール長Ｌを有していればよく、これら部分レールのすべてが等しいレール長Ｌである必要はない。絶縁部１３については、樹脂などの一般的な絶縁体を用いてもよく、隣接する部分レール間に設けた空間を絶縁体として用いてもよい。この２条の給電レール１Ａ，１Ｂを介して、電源装置２１から直流電源、あるいは交流電源が供給される。

クレーン装置６のカバー３は、給電レール１と対向する底部が開口した箱状の本体３Ａからなり、集電点Ｐを含む給電レール１の一部区間をその上方から覆うことにより当該区間での感電を保護する機能を有している。
本体３Ａについては、作業員の感電を防止しうる部材で構成すればよく、板状部材、さらには通気孔を有する板状部材を用いればよい。あるいは、網状部材や棒状部材の組合せを用いて、カゴ体あるいは枠体で本体３Ａを構成してもよい。

集電子４Ａ，４Ｂは、カバー３の内室に車軸４Ｘを介して回動自在に支持された車輪からなり、給電レール１Ａ，１Ｂ上を転動することにより、給電レール１Ａ，１Ｂと電気的に接触して、給電レール１Ａ，１Ｂから電源電力２５を集電する機能を有している。
これら集電子４Ａ，４Ｂは、カバー３のうち、給電レール１Ａ，１Ｂと接触する集電点Ｐと保護区間Ｓの端点Ｅとの保護距離Ｗが、給電レール１Ａ，１Ｂを構成する部分レール１１Ａ，１１Ｂのレール長Ｌより長い距離となる位置に支持されている。

アーム５Ａは、その一端が支持部材５の端部に回動自在に取り付けられており、他端が本体３Ａの上部に回動自在に取り付けられている。油圧シリンダ５Ｂは、その一端が支持部材５の側部に回動自在に取り付けられており、他端がアーム５Ａの中程に回動自在に取り付けられている。

この際、クレーン装置６の通常走行時には、油圧回路（図示せず）を制御して、例えば油圧シリンダ５Ｂのロッド側とヘッド側の作動油をリザーバータンク（図示せず）などを介して連通させることにより、アーム５Ａが支持部材５を支点として上下自在に回動する状態とする。これにより、カバー３が自重で降下して、カバー３の集電子４が地上Ｇの給電レール１と電気的に接触することになる。したがって、クレーン装置６の上下動がカバー３に伝わらなくなるため、地上Ｇの起伏やクレーン装置６の揺れが発生しても、給電レール１上を集電子４が滑らかに走行または摺動することができる。

また、メンテナンス時には、油圧回路（図示せず）を制御して、例えば油圧シリンダ５Ｂのロッド側へオイルポンプ（図示せず）から作動油を供給するとともに、ヘッド側の作動油をリザーバータンクへ戻してアーム５Ａを引き上げることにより、カバー３を地上Ｇから持ち上げればよい。

なお、通常走行時、油圧シリンダ５Ｂの内圧をある程度高めることにより、アーム５Ａを介してカバー３を地上Ｇに押圧させてもよい。この際、所定以上の押圧がカバー３に加わらないように、油圧シリンダ５Ｂのリリーフ弁により、油圧シリンダ５Ｂの内圧上限を調整すればよい。これにより、集電効率を改善することが可能となる。

［切替装置］
次に、図８を参照して、本実施の形態にかかるクレーン給電システムの切替器について詳細に説明する。図８は、切替器の構成を示すブロック図である。
給電レール１を構成する部分レール１１には、個々の部分レール１１に対する電源装置２１からの電源電力の供給を制御する切替装置２３が設けられている。
この切替装置２３には、主な機能部として、検出器２３Ａと切替器２３Ｂとが設けられている。

検出器２３Ａは、信号検出回路などの専用の回路部からなり、部分レール１１を介してクレーン装置６から出力される給電要求信号２４の有無を検出出力する機能を有している。例えば、クレーン装置６の電源部（図示せず）から集電子４を介して給電要求信号２４を常時出力しておけば、集電子４と電気的に接触した部分レール１１に対してのみ、自動的に給電要求信号２４が出力されることになる。給電要求信号２４として所定周波数の高周波信号を用いる場合、信号検出部２３Ａに当該周波数信号成分を選別するフィルタ回路を設けておけば、クレーン装置６から部分レール１１に出力された給電要求信号２４を検出できる。

切替器２３Ｂは、リレー回路などの専用の回路部からなり、検出器２３Ａからの給電要求信号２４の検出有無を示す検出出力に基づいて、対応する部分レール１１に対して電源装置２１からの電源電力２５を切替供給する機能を有している。これにより、検出器２３Ａで給電要求信号２４が検出された期間だけ、その検出出力に基づいて電源電力２５が部分レール１１へ供給され、検出器２３Ａで給電要求信号２４が検出されなくなった場合には、その検出出力に基づいて部分レール１１に対する電源電力２５の供給が停止する。

切替装置２３については、部分レール１１の近傍に配置すれば、切替装置２３と部分レール１１とを接続する配線ケーブルの長さを短縮できる。また、電源装置２１からの配線ケーブルを給電レール１に沿って配線し、この配線ケーブルを分岐して各切替装置２３へ接続し、あるいは各切替装置２３でこの配線ケーブルを中継接続することにより、電源装置２１から個々の切替装置２３へ電源電力を供給することができる。したがって、電源装置２１と各切替装置２３とを接続する配線の長さを短縮できるとともに、その配線作業負担を大幅に削減することができる。

［クレーン給電システムの動作］
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの動作について説明する。図９は、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの集電子と部分レールとの関係を示す説明図である。図１０は、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの給電動作例を示す説明図である。図１１は、本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの他の給電動作を示す説明図である。

図９には、カバー３に２つの集電子４１，４２を設けた例が記載されている。集電子４１，４２の位置、すなわち集電点Ｐは、保護区間Ｓの端点Ｅから保護距離Ｗだけ離れている。この際、部分レール１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚのレール長Ｌは、保護距離Ｗ以下となっている。以下では、２つの集電子４１，４２間の距離がレール長Ｌより短い場合を例として説明する。

カバー３が給電レール１上をＸ方向に移動して部分レール１１Ｘへ進入してきた場合、集電子４１は、時刻Ｔ１に初めて部分レール１１Ｘと電気的に接触し、時刻Ｔ３に部分レール１１Ｘから部分レール１１Ｙへ移動し、時刻Ｔ５に部分レール１１Ｙから部分レール１１Ｚへ移動し、時刻Ｔ７に部分レール１１Ｚから離れる。
同様に、集電子４２は、時刻Ｔ２に初めて部分レール１１Ｘと電気的に接触し、時刻Ｔ４に部分レール１１Ｘから部分レール１１Ｙへ移動し、時刻Ｔ６に部分レール１１Ｙから部分レール１１Ｚへ移動し、時刻Ｔ８に部分レール１１Ｚから離れる。この際、集電子４１，４２の時刻差は、集電子４１，４２の移動速度と集電子４１，４２間の距離で決定される。

一方、このような集電子４１，４２の移動に伴って、部分レール１１Ｘには、時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの期間だけ給電され、部分レール１１Ｙには、時刻Ｔ３から時刻Ｔ６までの期間だけ給電され、部分レール１１Ｚには、時刻Ｔ５から時刻Ｔ８までの期間だけ給電される。
この際、部分レール１１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚにおいて、感電の可能性があるタイミングとしては、集電子４１がこれら部分レールと最初に接触した時点、および集電子４２がそれまで接触していた部分レールから離脱する時点があげられる。

集電子４１については、時刻Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５に、それぞれ部分レール１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚと最初に接触しているが、これら部分レールのレール長Ｌは集電点Ｐから保護区間Ｓの端点Ｅまでの保護距離Ｗ以下である。このため、時刻Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５において、集電子４１が部分レールの一端に最初に接触した時点では、その部分レールの他端はすでにカバー３の下に隠れていることになる。
同様に、集電子４２については、時刻Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８に、それぞれ部分レール１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚから離脱しているが、これら部分レールのレール長Ｌは集電点Ｐから保護区間Ｓの端点Ｅまでの保護距離Ｗ以下である。このため、時刻Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８において、集電子４２が部分レールの一端から離脱した時点では、その部分レールの他端はまだカバー３の下に隠れていることになる。

したがって、部分レール１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚに対する給電開始および給電停止は、それぞれの部分レール１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚがカバー３の下に隠れている状態で行われることになる。このため、給電されている部分レールは、常にカバー３の下に隠れていることになり、給電されている部分レールによるカバー３により感電は抑止される。

図１０は、２つの集電点Ｐ間の距離は、レール長Ｌより短い場合を示しており、２つの集電点Ｐ間に部分レールが入り込まないケースとなるが、２つの集電点Ｐ間の距離が、部分レールのレール長Ｌより長い場合には、これら２つの集電点Ｐ間に部分レールが入り込む状態が存在するため、図１１のような給電動作となる。
この場合、例えば時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に、集電子４１，４２間すなわち集電点Ｐ間に部分レール１１Ｘが入り込んでおり、この期間において、部分レール１１Ｘに対する給電が一旦停止されて再開される。しかし、これら給電停止および再開は、すべてカバー３の下に隠れた状態で行われるため、感電の可能性はない。

なお、本実施の形態では、図９に示したように、２つの集電子４１，４２を用いた場合を例として説明したが、３つ以上の集電子を用いることにより、集電効率やカバー３の安定性を向上させることができる。この場合、部分レールのレール長Ｌは、集電子のうち保護区間Ｓの端点Ｅに最も近い集電子の集電点Ｐと端点Ｅとの保護距離Ｗ以下とすればよい。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、クレーン装置に、給電レールと電気的に接触することにより給電部から供給された電源電力を集電する集電子と、当該集電点Ｐを含む給電レールの一部を保護区間Ｓとしてその上方から覆うことにより、当該保護区間Ｓでの給電レールに対する感電を保護するカバー（感電保護部）を設け、給電レールを、互いに電気的に絶縁された複数の部分レールの列から構成し、この部分レールのレール長Ｌを、保護区間Ｓの端点Ｅから集電点Ｐまでの保護距離Ｗ以下の長さとし、給電部により、部分レールのうち集電子と電気的に接触している部分レールに対してのみ電源電力２５を供給するようにしたので、集電子と電気的に接触している部分レールは、すべてカバーにより覆うことができる。

このため、給電中の部分レールは、カバーから露出することがなくなり、給電中の部分レールに対する感電を抑止することが可能となる。
したがって、クレーン装置が走行するレーンに条設されている給電レールを、人、車両、装置などの任意の移動体が安全に横切って通過することができ、複雑な構成を用いることなる極めて安全な地上給電方式を提供することが可能となる。

また、本実施の形態では、給電部を、部分レールから得られた電気信号に基づいて当該部分レールと集電子との電気的接触を検出する検出器と、この検出器の検出出力に基づいて対応する部分レールに対して電源電力を切替供給する切替器とから構成したので、簡素な構成で、任意の部分レールに対して電源電力を切替供給することが可能となる。
さらに、クレーン装置から、集電子が電気的に接触している部分レールに対して電気信号を出力するようにしたので、極めて容易にかつ正確に部分レールと集電子との電気的接触を検出することができる。

また、本実施の形態では、給電レールをその全長にわたり部分レールの列で構成する場合を例として説明したが、クレーン装置のレーンのうち任意の移動体が進入する区間においてのみ、部分レールの列から給電レールを構成してもよい。これにより、部分レールや切替器の数を抑えることができ、クレーン給電システムの設備規模および設備コストを削減することが可能となる。

また、本実施の形態では、集電子として、クレーン装置のカバーに回動自在に支持されて給電レール上を転動するとともに、当該給電レールとの物理的接触点を集電点として当該給電レールから電源電力を集電する車輪を用いるようにしたので、給電レールからの電源電力を集電する機能と給電レール上方にカバーを支持する機能との両方を実現することが可能となり、クレーン装置、さらにはクレーン給電システムの構成を簡素化することができる。

［第２の実施の形態］
次に、図１２を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１２は、本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン給電システムの集電子と部分レールとの関係を示す説明図である。
第１の実施の形態では、カバー３に設けた集電子４でカバー３を給電レール１上に支持する車輪を兼用した場合について説明した。本実施の形態では、集電子４と車輪とを別個に設けた場合を例として説明する。

本実施の形態では、図１２に示すように、保護区間Ｓの両端点Ｅの中央に集電子４３が設けられており、この集電子４３と両端点Ｅとの間に、それぞれクレーン装置６とは絶縁された車輪４４が２つ設けられている。これら車輪４４は、前述した図７の集電子４Ａ，４Ｂと同様、給電レール１Ａ，１Ｂ上を転動する車輪からなり、本体３Ａの内室に車軸を介して回動自在に支持されている。車輪４４の絶縁構造としては、絶縁性の車軸や軸受けを用いるなど、一般的な公知の技術を用いればよい。

一方、集電子４３は、前述した図７の集電子４Ａ，４Ｂと同様に車輪を用いてもよいが、カバー３の自重は車輪４４で支えられるため、集電子４３でカバー３の自重を支える必要はない。このため、給電レール１と摺動するよう押圧される摺動子を用いてもよい。
集電子４３の位置、すなわち集電点Ｐは、カバー３の両端点Ｅからそれぞれ保護距離Ｗだけ離れている。この際、部分レール１１Ｘ，１１Ｙのレール長Ｌは、保護距離Ｗ以下となっている。
なお、本実施の形態におけるクレーン給電システムの他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図１３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン給電システムの給電動作について説明する。図１３は、本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン給電システムの給電動作例を示す説明図である。

カバー３が給電レール１上をＸ方向に移動して部分レール１１Ｘへ進入してきた場合、集電子４３は、時刻Ｔ１に初めて部分レール１１Ｘと電気的に接触し、時刻Ｔ２に部分レール１１Ｘから部分レール１１Ｙへ移動し、時刻Ｔ３に部分レール１１Ｙから部分レール１１Ｚへ移動し、時刻Ｔ７に部分レールＹから離れる。
このような集電子４３の移動に伴って、部分レール１１Ｘには、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間だけ給電され、部分レール１１Ｙには、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間だけ給電される。

この際、部分レール１１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚにおいて、感電の可能性があるタイミングとしては、集電子４３がこれら部分レールと最初に接触した時点、およびそれまで接触していた部分レールから離脱する時点があげられる。
集電子４３は、時刻Ｔ１，Ｔ２に、それぞれ部分レール１１Ｘ，１１Ｙと最初に接触しているが、これら部分レールのレール長Ｌはカバー３の集電点Ｐから端点Ｅまでの保護距離Ｗ以下である。このため、時刻Ｔ１，Ｔ２において、集電子４３が部分レールの一端に最初に接触した時点では、その部分レールの他端はすでにカバー３の下に隠れていることになる。

一方、集電子４３は、時刻Ｔ２，Ｔ３に、それぞれ部分レール１１Ｘ，１１Ｙから離脱しているが、これら部分レールのレール長Ｌはカバー３の集電点Ｐから端点Ｅまでの保護距離Ｗ以下である。このため、時刻Ｔ２，Ｔ３において、集電子４３が部分レールの一端から離脱した時点では、その部分レールの他端はまだカバー３の下に隠れていることになる。
したがって、部分レール１１Ｘ，１１Ｙに対する給電開始および給電停止は、それぞれの部分レール１１Ｘ，１１Ｙがカバー３の下に隠れている状態で行われることになる。このため、給電されている部分レールは、常にカバー３の下に隠れていることになり、給電されている部分レールによるカバー３により感電は抑止される。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、クレーン装置の集電子は、保護区間Ｓの中間部に集電点Ｐを有し、クレーン装置のカバーで、集電点Ｐと保護区間Ｓの端点Ｅとの間に、給電レール上を転動する車輪を回動自在に支持するようにしたので、集電点をカバーの中央付近に配置した場合でも、カバーを給電レール上方に安定して支持することができる。
このため、部分レールのレール長を保護区間Ｓの１／２に近づけることができ、部分レールおよび部分レールごとに設けられた切替器の数を最小限に抑えることができ、クレーン給電システムの設備規模および設備コストを削減することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上の各実施の形態では、給電レール１として２条のレールを用いる場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電源電力として３相交流電源を用いる場合には、前述した図５や図７において、給電レールを３条並行に条設すればよい。
また、給電レール１は、地上の接地電位と電気的に絶縁されていることを前提として説明したが、いずれか１条を地上の接地電位と電気的に接続してもよい。これにより、電源装置２１と部分レール１１の間を接続する一部あるいはすべての区間において、配線ケーブルの本数を削減することが可能となる。

また、各実施の形態では、図３あるいは図７に示したように、給電レール１を構成する複数のレールが、クレーン装置６の一方のタイヤ６Ｅの外側に並行して条設されている場合を例として説明したが、クレーン装置６に対する給電レール１の条設位置については、これに限定されるものではない。例えば、クレーン装置６のタイヤ６Ｅの内側に並行して給電レール１を構成する複数のレールを条設してもよく、タイヤ６Ｅの外側と内側に分離して複数のレールを並行して条設してもよい。さらには、クレーン装置６の架台６０を支持する左右両側のタイヤ６Ｅの外側あるいは内側に分離して給電レール１を構成する複数のレールを条設してもよい。

また、各実施の形態では、図３あるいは図７に示したように、給電レール１を、電源電力２５の給電用レールとして用いるとともに、クレーン装置６のカバー３を走行させるための走行レールとして用いる場合を例として説明したが、これら目的に応じたレールを別個に並列して設けてもよい。
また、各実施の形態では、図３あるいは図７に示したように、地上Ｇに設けた溝１２内に給電レール１を条設した場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、レーンに立ち入る移動体が人のみの場合、あるいは多少の突起を乗り越えて移動できる車両や装置がレーンに立ち入る場合には、地上Ｇの地面にそのまま給電レール１を条設してもよい。

また、各実施の形態では、切替装置２３が部分レール１１ごとに配置されている場合について説明したが、複数の切替装置２３の機能を１つの切替装置に集約してもよい。すなわち１つの切替装置内に、個々の部分レール１１から得られた電気信号に基づいて当該部分レールと集電子との電気的接触を検出する検出器と、この検出器の検出出力に基づいて対応する部分レールに対して電源電力を切替供給する切替器とを設け、この切替装置と各部分レールとを配線ケーブルで放射状に接続すればよい。これにより、切替装置の数を削減でき、クレーン給電システムの設備規模および設備コストを削減することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの説明図である。 クレーン装置の構成を示す側面図である。 クレーン装置の構成を示す正面図である。 コンテナターミナルの構成例を示す平面図である。 給電レールの要部を示す平面図である。 給電レールの要部を示す正面図である。 給電レールの要部を示す断面図である。 切替器の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの集電子と部分レールとの関係を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの給電動作例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるクレーン給電システムの他の給電動作を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン給電システムの集電子と部分レールとの関係を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるクレーン給電システムの給電動作例を示す説明図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ…給電レール、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚ…部分レール、１２…溝、１３…絶縁部、２…給電部、２１…電源装置、２２…切替部、２３…切替装置、２４…給電要求信号、２５…電源電力、３…カバー（感電保護部）、４，４Ａ，４Ｂ，４１，４２，４３…集電子、４４…車輪、４Ｘ…車軸、５…支持部材、５Ａ…アーム、５Ｂ…油圧シリンダ、６…クレーン装置、６０…架台、６Ａ…梁、６Ｂ…脚部、６Ｃ…基台、６Ｄ…台車、６Ｅ…タイヤ、６Ｇ…機器ユニット、６Ｈ…トロリー、６Ｉ…スプレッダー、６Ｊ…ケーブル、６Ｋ…指令室、７０…コンテナターミナル、７１…レーン、７２…道路、７３…ゲート、７Ａ…埠頭、７Ｂ…船舶、７Ｃ…コンテナクレーン、９…コンテナ、９１…トレーラー、Ｇ…地上、Ｐ…集電点、Ｅ…端点（保護区間）、Ｓ…保護区間、Ｌ…レール長（部分レール）、Ｗ…保護距離。

Claims (6)

1. 外部から供給された電源電力により動作するクレーン装置と、
   このクレーン装置が走行するレーンに沿って条設された給電レールと、
   この給電レールに対して電源電力を供給する給電部と
   を備え、
   前記クレーン装置は、前記給電レールと電気的に接触することにより前記給電部から供給された電源電力を集電する集電子と、前記給電レールと前記集電子とが電気的に接触する集電点を含む前記給電レールの一部を保護区間としてその上方から覆うことにより、当該保護区間での前記給電レールに対する感電を保護する感電保護部を有し、
   前記給電レールは、互いに電気的に絶縁された複数の部分レールの列からなり、
   前記部分レールは、前記保護区間の端点から前記集電点までの保護距離以下のレール長を有し、
   前記給電部は、前記部分レールのうち前記集電子と電気的に接触している部分レールに対してのみ電源電力を供給し、
   前記給電レールは、前記レーンのうち任意の移動体が進入する区間においてのみ、前記部分レールの列からなる
   ことを特徴とするクレーン給電システム。
2. 請求項１に記載のクレーン給電システムにおいて、
   前記給電部は、前記部分レールから得られた電気信号に基づいて当該部分レールと前記集電子との電気的接触を検出する検出器と、この検出器の検出出力に基づいて対応する部分レールに対する電源電力の供給／停止を切り替える切替器とを有する
   ことを特徴とするクレーン給電システム。
3. 請求項２に記載のクレーン給電システムにおいて、
   前記クレーン装置は、前記集電子が電気的に接触している部分レールに対して前記電気信号を出力する
   ことを特徴とするクレーン給電システム。
4. 請求項１に記載のクレーン給電システムにおいて、
   前記集電子は、前記感電保護部に回動自在に支持されて前記給電レール上を転動するとともに、当該給電レールとの物理的接触点を集電点として当該給電レールから電源電力を集電する車輪からなる
   ことを特徴とするクレーン給電システム。
5. 請求項１に記載のクレーン給電システムにおいて、
   前記集電子は、前記保護区間の中間部に集電点を有し、
   前記感電保護部は、前記集電点と前記保護区間の端点との間に、前記給電レール上を転動する車輪を回動自在に支持する
   ことを特徴とするクレーン給電システム。
6. 外部から供給された電源電力により動作するクレーン装置と、このクレーン装置が走行するレーンに沿って条設された給電レールと、この給電レールに対して電源電力を供給する給電部とを備えるクレーン給電システムで用いられるクレーン給電方法であって、
   前記クレーン装置により、集電子を介して前記給電レールと電気的に接触することにより前記給電部から供給された電源電力を集電するステップと、
   前記クレーン装置により、前記給電レールと前記集電子とが電気的に接触する集電点を含む前記給電レールの一部を保護区間としてその上方から覆うことにより、当該保護区間での前記給電レールに対する感電を保護するステップと、
   前記保護区間の端点から前記集電点までの保護距離以下のレール長を有し、互いに電気的に絶縁されて条設されることにより前記給電レールを構成する複数の部分レールのうち、前記集電子と電気的に接触している部分レールに対してのみ前記給電部から電源電力を供給するステップとを備え、
   前記給電レールは、前記レーンのうち任意の移動体が進入する区間においてのみ、前記部分レールの列からなる
   ことを特徴とするクレーン給電方法。

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