电驱动车辆的制作方法

本发明涉及例如在大规模矿山等采掘现场的矿石搬运中使用且经由集电装置从供电设备的架空线接受电力来行驶的电驱动车辆。

背景技术：

以往，在从供电设备设置架空线的采掘现场通过电驱动来效率良好地使电驱动车辆行驶的情况下，需要以能够升降地设置的集电装置的集电部(集电靴、也成为滑板)不从架空线脱落的方式驾驶电驱动车辆。此外，架空线也称为无轨电车线，集电装置也称为导电弓。

作为在矿山等使用的电驱动车辆的一例的无轨电车式自卸车能够并用以下两个行驶模式来行驶：利用从架空线获得的电力来行驶的无轨电车模式；以及不从架空线获得电力而是利用作为原动机的柴油发动机来行驶的柴油机模式(非无轨电车模式)。导电弓成为能够利用设置在操作室的控制器来控制集电部的上升和下降的组装体。在无轨电车式自卸车以无轨电车模式行驶的情况下，使导电弓的集电部上升来使架空线与集电部接触，从架空线接受电力。另外，在未铺设架空线的场所，无轨电车式自卸车折叠导电弓并且将行驶模式切换为柴油机模式，通过由柴油发动机驱动的发电机产生电力来行驶。

然而，一般地，装运场或放土场等未铺设架空线的场所的路面若与铺设有架空线的路面相比，未整备成那么平坦的状态。因此，在未铺设有架空线的场所的行驶中，由于振动而折叠的导电弓受到相应的振动。即，在导电弓折叠的状态下的行驶时，由于路面的凹凸等而无轨电车式自卸车受到较大的振动，搭载在无轨电车式自卸车上的导电弓也较大地振动。

作为与这样的导电弓折叠时所受到的振动对策相关的公知技术，例如可列举专利文献1。在专利文献1中，记载了如下结构：“具备：框组，其具有摆动自如地连结于底框的下框、和摆动自如地连结于下框并支撑集电靴的上框；以及锁定机构，其将框组保持为折叠姿势。锁定机构具有：回转自如的钩部件，其具有与设于集电靴的钩座卡合的钩部；螺旋弹簧，其朝向钩部能够与钩座卡合的回转方向一方对钩部件进行施力；以及驱动器，其具有能够与钩部件抵接的按压杆部。”(参照摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－12744号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

专利文献1设想铁路车辆用导电弓，行驶路面为平坦，因此即使锁定机构的钩部件为回转自如的可动部也没有特别障碍。然而，在将专利文献1的结构原封不动地应用于无轨电车式自卸车的情况下，在非供电时以柴油机模式行驶时，若路面的凹凸较大则有锁定机构因振动而破损的可能性。因此，为了将专利文献1所记载的技术应用于无轨电车式自卸车，需要某些改善。

本发明是鉴于这样的实际状况而提出的方案，其技术上的课题是提供一种能够防止集电装置的锁定机构的破损的电驱动车辆。

用于解决课题的方案

为了解决上述技术的课题，本发明的一个方案是一种电驱动车辆，具备设置在车体的上部且从架空线接受电力的集电装置，上述电驱动车辆的特征在于，上述集电装置具备：框组，其构成为包括底框、摆动自如地连结于上述底框的下框、以及摆动自如地连结于上述下框的上框；集电部，其支撑于上述上框；以及锁定机构，其将上述框组保持为预定的姿势，上述框组能够在上述集电部上升的立起姿势与上述集电部下降的折叠姿势之间进行升降动作，上述锁定机构具备：吸附板，其由设于上述上框的磁性体构成；以及钩装置，其内置有电磁铁，利用磁力来吸引保持上述吸附板并将上述框组保持为作为上述预定姿势的上述折叠姿势。

发明的效果

根据本发明，由于在锁定机构没有可动部，因此能够防止集电装置的锁定机构的破损。此外，除此以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明将会更加清楚。

附图说明

图1是本发明的实施方式的无轨电车式自卸车的侧视图。

图2是图1的无轨电车式自卸车的主视图。

图3是以立起姿势表示图1所示的导电弓的立体图。

图4是以折叠姿势表示图3所示的导电弓的侧视图。

图5是以锁定状态局部地放大表示图3所示的钩装置的侧视图。

图6a是局部地放大表示图5所示的钩装置的立体图，是表示其锁定状态的图。

图6b是局部地放大表示图5所示的钩装置的立体图，是表示其非锁定状态的图。

图7是表示图3所示的导电弓的上框的前端部的下表面的立体图。

图8是表示向图3所示的固定导电弓的钩装置所具备的电磁铁供给电力的电源电路及其周边结构的示意图。

具体实施方式

以下，以实施方式为例，参照附图对本发明的电驱动车辆进行详细说明。

图1是作为本发明的电驱动车辆的一个实施方式的无轨电车式自卸车的侧视图，图2是其主视图。此外，图1表示作为集电装置的导电弓立起的使用状态，图2表示导电弓折叠的收纳状态。在图1中，架空线1从供电设备架设于采掘现场的大规模矿山等的行驶路面上，无轨电车式自卸车(以下简称为自卸车)2在矿石搬运中使用。该自卸车2是采用以下两种模式来行驶的电驱动式：利用从架空线1获得的电力来行驶的无轨电车模式；以及利用由柴油发动机eng(参照图8)驱动发电机而获得电力来行驶的柴油机模式(非无轨电车模式)。

无轨电车模式和柴油机模式的切换由设置在驾驶室7内的控制器40来进行。虽然未图示，但控制器40具备cpu、rom、ram、通信i/f等，通过cpu读出并执行存储于rom的程序，来控制自卸车2的行驶等。另外，控制器40除了控制导电弓3的升降动作以外，还切换内置于后述的钩装置24的电磁铁24a－1的励磁/非励磁来控制锁定机构35的动作。

在本实施方式中，采用总是分开使用无轨电车模式和柴油机模式来行驶的结构，尤其是在爬坡时，通过以使用从架空线1获得的电力的无轨电车模式来行驶从而能够提高爬坡速度。此外，无轨电车模式和柴油机模式的变更通过操作模式切换器41(参照图8)能够实现。

另外，在自卸车2由柴油发动机驱动发电机来行驶的情况下，采用ac驱动方式，该ac驱动方式中，由变换器等控制设备控制由发电机获得的电之后，驱动成为负载装置的交流马达(感应马达)来行驶。另外，如果采用igbt(insulatedgatebipolartransistor)变换器和栅极电阻，则能够发挥更加强有力的电制动力。在自卸车2的前上部搭载有导电弓3，该导电弓3根据设置在驾驶室7的控制器40的指令来控制升降动作。

具体而言，在设于自卸车2的整体结构8的导电弓支撑体4的上部设置有导电弓搭载用的架台5，在该架台5设置有导电弓3，该导电弓3用于从架空线1集电。在导电弓3的上部设置有作为集电部的集电靴6，该集电部与架空线1接触并滑动，从架空线1集聚电力。此外，参照符号9、9′是用于驾驶员等乘入驾驶室7的踏板，参照符号10是扶手。

另外，参照图2的主视图，在自卸车2，在导电弓支撑体4上的左右分别各设有一台合计两台上述的导电弓3。左右的导电弓3的集电靴6利用具有绝缘性的导电弓连接板11而相互连结。

图3是上述的导电弓3立起后的使用状态中的外观立体图，图4是表示导电弓3折叠后的收纳状态的侧视图。参照图3以及图4，对本实施方式的导电弓3的整体结构进行说明。

在上述的导电弓支撑体4的上部的架台5安装有导电弓3的底框(基座框架)12。在该底框12的上部，经由摆动支撑轴13而摆动自如地安装有导电弓3的下框(下臂)14的基端部，该下框14构成为以支撑基端部的摆动支撑轴13为中心能够起伏。在该下框14的前端部，与摆动支撑轴13平行地设有连结轴15，在该连结轴15，摆动自如地连结有上框(上臂)16的基端部。在上框16的上端侧的前端部，经由靴支承件28等而摆动自如地支撑有集电靴6。由底框12、摆动自如地连结于该底框12的下框14、以及摆动自如地连结于该下框14并支撑集电靴6的上框16构成框组33。

在该导电弓3，设有下平衡杆17以便与下框14构成平行连杆机构，另外设有上平衡杆18以便与上框16构成平行连杆机构。下平衡杆17的基端部转动自如地安装于底框12。在设于下框14的前端部的连结轴15，转动自如地安装有平行连杆座19，下平衡杆17的前端部转动自如连结于平行连杆座19。此处由下框14、下平衡杆17、底框12、以及平行连杆座19构成平行连杆机构，即使下框14进行起伏动作，平行连杆座19也总是保持为相同的姿势。

上平衡杆18的基端部转动自如地连结于平行连杆座19，并且其前端部转动自如地连结于设置在集电靴6的靴支撑件28的托架29。此处由上框16、上平衡杆18、平行连杆座19、以及集电靴6构成平行连杆机构，即使下框14以及上框16进行起伏动作，集电靴6也总是以相同的姿势保持在水平位置。由此，无论导电弓3进行上升动作、还是进行降下动作，集电靴6总是以相同的姿势保持在水平位置，能够使集电靴6的上表面均匀地与架空线1接触。

另外，该导电弓3构成为，若使基端侧安装于底框12、并且前端侧连结于下框14的液压缸(驱动器)20伸展，则下框14立起并上升，若使液压缸20收缩，则下框14向下方倾倒。用于使上框16上升的弹簧21的一端侧(图3中为下方侧)与底框12结合。弹簧21的另一端侧(图3中为上方侧)经由弹簧支承杆16b以及弹簧支承托架16c而摆动自如地连结于腕部16a，该腕部16a设为从上框16的基端部隔着连结轴15向与集电靴6相反的一侧延伸。

根据这样的结构，若使液压缸20伸缩，则导电弓3能够在立起姿势(使用状态)与折叠姿势(收纳状态)之间位移，该立起姿势是使框组33立起并上升到集电靴6与架空线1相接的位置的姿势，该折叠姿势是使框组33折叠而集电靴6下降的姿势。另外，能够利用弹簧21的弹簧力并经由下框14及上框16而以恒定的力将集电靴6按压至架空线1，从而能够追随架空线1的振幅的高度变化而上下移动。此外，在一体地安装于腕部16a的缓冲用托架16d的缓冲卡定部16e，安装有基端侧固定于底框12的省略了图示的缓冲装置的前端侧。该缓冲装置用于抑制上框16振动。

在导电弓3折叠的状态下，支承集电靴6的靴支承件22沿集电靴6的长度方向在底框12设有两处，从而能够支承集电靴6的下表面的两侧。另外，为了支撑下框14的下表面，在底框12的前部中央附近设置有由橡胶等弹性材料构成的缓冲件23。该缓冲件23抵接于下框14中的摆动支撑轴13与连结轴15之间的中间部附近，吸收或者抑制作用于下框14的振动。即，缓冲件23用于缓冲框组33折叠时与框组33的局部的抵接引起的冲击。并且，该缓冲件23设置在底框12与下框14之间，在折叠了框组33的状态时支撑下框14并担负抑制框组33的振动的作用。

除此以外，该导电弓3具备将框组33保持为折叠姿势的锁定机构35。该锁定机构35具备：设于上框16的前端部的由磁性体构成的吸附板27(将于后文详细叙述)；以及在框组33折叠时利用磁力吸引保持吸附板27并限制上框16在铅垂方向的动作，且用于将框组33保持为折叠姿势(将上框16固定于底框12)的电磁铁锁式的钩装置24(参照图3)。

图5是表示以锁定状态局部地放大导电弓3所具备的钩装置24的侧视图。

图6a、图6b是局部地放大表示钩装置24的立体图，图6a是表示钩装置24的锁定状态的图，图6b是表示钩装置24的非锁定状态的图。此外，在图6b中，省略了上框16等的图示。图7是表示导电弓3的上框16的前端部的下表面的立体图。

参照图7，在设置于上框16的前端部的固定部件26，安装有由磁性体构成的吸附板(触发板)27。固定部件26例如由截面呈u字状的金属板构成。如图6a、图6b等所示，钩装置24具备：内置有电磁铁24a－1的钩部24a；以及使固定部件26落座并在铅垂方向上牢固地承接固定部件26的钩座24b。此外，此处的牢固是指，在折叠了导电弓3的状态下自卸车2以柴油机模式行驶时，固定部件26相对于猛烈的振动或摇晃也不会晃动的程度的意思。因此，钩座24b由具有牢固地承接固定部件26所需要的强度的树脂制材料构成，但其材质不受限制。另外，钩装置24具备：用于安装钩部24a以及钩座24b的托架24c；以及用于将托架24c安装于底框12的设置台25。

钩座24b具有与截面呈大致u字状的固定部件26的形状对应的形状，成为框组33折叠时固定部件26正好嵌入钩座24b的构造。即，固定部件26与钩座24b成为凹凸嵌合的构造。另外，在钩座24b的与固定部件26抵接的抵接面24b－1粘贴有作为弹性材料的橡胶板30。橡胶板30具有固定部件26相对于钩座24b的防止偏移、防止冲击、以及防止破损的功能。

以上所说明的本实施方式的导电弓3根据来自控制器40的导电弓下降指令而使内置于钩装置24的电磁铁24a－1励磁，并根据导电弓上升指令使电磁铁24a－1成为非励磁。即，电磁铁24a－1与导电弓3的升降动作连动而成为励磁/非励磁。导电弓3的上升指令/下降指令例如通过驾驶室7内的未图示的操作按钮的操作来输出。

并且，若输出导电弓下降指令，则导电弓3逐渐折叠，安装于导电弓3的上框16的前端的吸附板27被电磁铁24a－1磁力吸引而使上框16由钩装置24牢固地固定于底框12。由此，即使相对于上框16猛烈的振动或摇晃也不会在上下方向上晃动，框组33总是保持为折叠姿势。

而且，由于固定部件26与钩座24b为凹凸嵌合，因此还能够抑制框组33沿水平方向(自卸车2的前后方向)的振动。这样，根据本实施方式，即使在自卸车2以柴油机模式在具有凹凸的粗糙的路面上行驶那样的情况下，也能够可靠地防止导电弓3因猛烈的振动或者较大地摇晃而破损或变形。而且，锁定机构35采用电磁铁24a－1，不存在钩等的可动部。因此，锁定机构35破损的可能性也极低。也就是，根据本实施方式，能够实现锁定机构35的长寿命化。

另外，在电磁铁锁式的钩装置24中，能够由控制器40同时执行导电弓3的升降动作的指令和钩部24a的开钩及闭钩的指令(励磁/非励磁的指令)，因此还具有相对于锁定机构35的上锁/开锁的响应性良好、而且不需要复杂的控制的优点。

(变形例)

在本实施方式中，如图6a以及图6b所示，还能够设置用于检测导电弓3是否结束下降而处于收纳的状态(即框组33为折叠姿势)的接近开关(姿势检测器)31。该接近开关31例如安装于钩装置24的钩部24a的附近，成为根据固定部件26的吸附板27接近或离开的位置来进行开/关的结构。并且，在由近接开关31检测到框组33的折叠姿势的情况下，控制器40控制为使内置于钩部24a的电磁铁24a－1励磁。这样，能够在框组33折叠的时机使电磁铁24a－1励磁，因此能够防止铁屑等异物附着于电磁铁24a－1，从而能够了良好地维持固定部件26与钩座24b的凹凸嵌合状态。

此外，也能够代替近接开关31而采用限位开关等具有机械式的接点的传感器或光电传感器等光学式传感器。电磁铁24a－1的励磁所使用的电力也可以从电池等接受供给、或者从发电机接受供给。

图8是表示向固定上述的导电弓3的钩装置24所具备的的电磁铁24a－1供给电力的电源电路以及周边结构的示意图。该电源电路具备向驱动车轮的驱动用马达m供给电力的主发电机g1、和向冷却风扇44等辅助设备(电气部件)类供给电力的副发电机g2，来作为ac驱动式的自卸车2所使用的发电机。由柴油发动机eng驱动的主发电机g1一般发出并输出三相交流电力。发出的电力由整流器43变换成直流电力。由变换器45、46将该直流电力变换成可变频率的交流电力并供给驱动用马达m。驱动用马达m由变换器45、46驱动，从而使车轮经由减速齿轮而旋转。此外，在整流器43与变换器45、46之间连结有断路器47以及再生用电阻器48。

以下，对该电源电路中的与模式切换对应的电力供给动作进行说明。ac驱动式的自卸车2的来自架空线1的电力与一般的电车不同，以双线式向驱动用马达m(负载装置)供给电力。模式切换器41由将来自架空线1的受电电力与电源电路的内部电路连结的开闭器41a以及其它控制电路构成。通过基于控制器40的指令来切换操作该模式切换器41，来根据来自架空线1的电力(无轨电车电力)和基于主发电机g1的电力(发电机电力)选择电力供给源。

此外，虽然未图示，但控制器40由硬件和软件构成，该硬件包括进行各种运算的cpu、存储用于执行cpu的运算的程序的rom、hdd等存储装置、成为cpu执行程序时的作业区域的ram、以及作为与其它设备收发数据时的接口的通信接口，该软件存储于存储装置并由cpu执行。

虽然也有自卸车2的操作员对控制器40进行模式切换指令的情况，但也能够由摄像机识别架空线1、或者控制器40基于位置信息来进行判断。面向驱动用马达m的变换器45、46通过由模式切换器41选择的无轨电车电力或者发电机电力的任一个都能够接受电力供给。

与此相对，副发电机g2向包括电磁铁24a－1、冷却风扇44的辅助设备类供给电力。通过整流器42向电磁铁24a－1供给直流电力。还通过其它的变换器49向驱动冷却风扇44的冷却风扇马达mf供给交流电力。不仅在柴油机模式下，即使在无轨电车模式下，柴油发动机eng也通过控制器40设定为空转转速来驱动副发电机g2，与模式如何无关地向辅助设备类供给电力。另外，控制器40基于电力供给模式来选择电磁铁24a－1的励磁/非励磁。

在此，如果用于使电磁铁24a－1励磁的电力供给源的切换不与模式切换连动，则能够在柴油机模式下为励磁、在无轨电车模式下为非励磁。由此，能够与模式的切换连动地获得与导电弓3的固定所需的状况相应的励磁状态。其结果，能够使在柴油机模式下为励磁、在无轨电车模式下为非励磁这样的动作与模式切换连动，因此没有个别地操作电磁铁24a－1的励磁动作的麻烦。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离其技术的主旨的范围内能够进行各种变形，权利要求书所记载的技术思想所包含的技术的全部事项为本发明的对象。上述实施方式是表示最佳的例子的方式，但只要是本领域人员便能够根据公开的内容实现各种各样的方案，这些都包含在添附的权利要求书所记载的技术的范围内。

符号的说明

1—架空线，2—自卸车，3—导电弓，6—集电靴(集电部)，12—底框，14—下框，16—上框，23—缓冲件，24—钩装置，24a—钩部，24a－1—电磁铁，24b—钩座部，24b－1—抵接面，26—固定部件，27—吸附板，30—橡胶板(弹性材料)，31—限位开关(姿势检测器)，33—框组，35—锁定装置，40—控制器，41—模式切换器，41a—开闭器，m—驱动用马达(负载装置)。