CN101922165A - 作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业机械。具备多根支柱和安装在该支柱的上端部间的顶板，构成为，将蓄电装置及控制器设置在顶板的上下两侧、而将液压泵及控制阀收容在顶板下方的液压设备空间中，并且作为对包括液压泵及控制阀的热的来自外部的热防护蓄电装置及控制器的隔热机构，设有绝热部件及隔热板。

Description

作业机械

技术领域

本发明涉及挖掘机等作业机械(working machine)、特别是搭载有许多电气设备的混合动力作业机械。

背景技术

以混合动力式的挖掘机为例说明背景技术。

该挖掘机如图7所示，在履带式的下部行进体1上绕相对于地面为铅直的纵轴旋转自如地搭载上部旋转体2、在该上部旋转体2的前部安装具备动臂3、斗杆4、铲斗5及使它们动作的动臂、斗杆、铲斗各压力缸6、7、8的作业附件9而构成。

在上部旋转体2上，在前部左侧搭载座舱10，并且在后端部上安装平衡锤11。

在上部旋转体2的后部设有发动机舱12，在该发动机舱12中设置有作为动力源的发动机13(参照专利第3649147号公报(以下称作专利文献1))。

另外，在该说明书中，“前后”“左右”是指从就座在座舱10内的操作者观察的方向性。

图8中表示该混合动力式挖掘机的驱动系统及控制系统的块结构。

在发动机13上，连接着进行发电机作用和电动机作用的发电电动机14和液压泵15，它们受发动机13驱动。

来自液压泵15的吐出油经由控制阀(阀本身是按照致动器设置的，但这里表示为多个阀的集合体)16被供给到图7所示的动臂、斗杆、铲斗各压力缸6～8、以及未图示的左、右两行进用液压马达等液压致动器中，驱动这些液压致动器。

另一方面，在发电电动机14上，分别经由控制器18连接着由二次电池等构成的作为电源的蓄电装置(动力电池)17、经由变换器20连接着作为旋转驱动源的旋转电动机19。

控制器18控制对应于发电电动机14的发电机输出的过量或不足的蓄电装置17的充电、放电作用等。

变换器20进行发电电动机14的发电机作用与电动机作用的切换、以及发电电力或作为电动机的电流或转矩的控制等。

以往，搭载在这样的混合动力式挖掘机中的混合动力设备如特开2007-107230号公报(以下称作专利文献2)所示那样设置在发动机舱12等中。

对于搭载在混合动力式挖掘机上的设备中的混合动力设备，例如如蓄电装置17那样自己发热并且对热承受力较弱的电气-电子设备(以下称作要冷却设备)，为了本来的性能及寿命确保而需要进行冷却(空冷)，并且需要对来自其他发热设备(液压泵15或控制阀16等液压设备、发动机的消声器等)的热防护。

但是，在专利文献1、2所示的公知技术中，对于这一点没有注意，只不过是将要冷却设备与其他发热设备混合配置在同一平面上，所以基本上冷却空气相对于要冷却设备的流动较差，冷却效果较低，而且容易受到来自其他发热设备的热的影响。

特别是，在混合动力式挖掘机的情况下，由于在已有的设备的有限的空间中追加混合动力设备，所以设备被密集地配置，所以上述问题变得严重，有要冷却设备的性能、寿命下降的问题。

发明内容

本发明提供一种具备能够将要冷却设备高效率地冷却并且能够在不易受其他发热设备的热影响的环境中设置的架台的作业机械。

本发明的作业机械具备安装在旋转自如地搭载在下部行进体上的上部旋转体的上框架上的架台、和多根支柱，在该支柱的上端部间安装设置需要冷却的电气设备的顶板，并且在该顶板的下方形成有收容液压设备的液压设备空间，并且设有防止设置在上述顶板上的电气设备受到来自该电气设备外部的热的影响的隔热机构。

根据本发明，在将多个设备紧凑地配置在架台周围的同时，能够将自己发热、并且对热承受力较弱的要冷却设备(在技术方案2中是蓄电装置)以从其他设备充分离开间隔而能够效率良好地冷却的状态配置到顶板上。

此外，通过隔热机构，能够对来自外部的热防护要冷却设备。

此外，本发明在上述结构中，对于下述情况是优选的：构成为，在上述顶板上设置有混合动力作业机械中的作为发电电动机的电源的蓄电装置。

在此情况下，能够确保要冷却设备(特别是蓄电装置)本来的性能、寿命。

此外，本发明在上述任一结构中，优选的是，作为上述隔热机构，在上述顶板的下表面上设置绝热部件。

在此情况下，在顶板的上表面上设置了要冷却设备的情况下，对于设置在液压设备空间中的液压设备等的来自顶板下的热能够得到绝热效果。

此外，本发明在上述任一结构中，优选的是，用于阻止收容在上述液压设备空间中的液压设备的热传递到设置在上述顶板上的电气设备的隔热板作为上述隔热机构以包围上述液压设备空间的状态安装在上述支柱间。

在此情况下，通过安装在支柱间的隔热板，能够防止来自液压设备的热向架台外周侧散出而迂回到顶板上的要冷却设备、或架台外部(例如消声器)的热侵入到液压设备空间中。

此外，由于将隔热板以包围液压设备空间的状态安装在支柱间，所以对于设置在架台周围的蓄电装置以外的电气设备也能够得到隔热效果。

此外，本发明在上述任一结构中，优选的是，在上述顶板上，设有使冷却空气在顶板上下间流通的通气口。

在此情况下，在采用将要冷却设备设置在顶板的上下两侧、将它们空冷的结构的情况下，通过在顶板上设置通气口，能够以共通的冷却构造将两设备冷却。

附图说明

图1是有关本发明的实施方式的混合动力挖掘机的上部旋转体的上框架的立体图。

图2是其俯视图。

图3是设在上框架上的架台和组装在其中的蓄电装置及控制器的分解立体图。

图4是在该架台上组装了蓄电装置及控制器的状态的立体图。

图5是图4的V-V线剖视图。

图6是图4的状态的前视图。

图7是作为本发明的应用对象例的挖掘机的概略侧视图。

图8是将该挖掘机构成为混合动力式的情况下的驱动系统及控制系统的块结构图。

具体实施方式

通过图1～图6说明本发明的实施方式。

在实施方式中，将图7、图8所示的混合动力挖掘机作为应用对象。

另外，在实施方式中，对于安装或搭载在混合动力挖掘机中的部件及设备，对于与图7、图8所示的部分相同的部分赋予相同的附图标记而表示。

在图1、图2中，21是构成上部旋转体2的上框架，在该上框架21的前部大致中央安装图7的作业附件9，并且分别在前部左侧搭载座舱10、在后部搭载发动机13，在发动机13上连接发电电动机14及液压泵15。在图2中，22是发动机13的消声器。

有关实施方式的架台23安装在上框架21的右侧甲板的后部(从座舱10内的操作者观察是右斜后方)，在该架台23上组装有包括蓄电装置17等混合动力设备的多个设备。

详细说明这一点。

架台23如图3～图6详细表示那样，构成为用多个梁材螺栓结合前后左右共计四根(也可以是五根以上)的支柱24......、并且在该支柱24......的上端间安装着顶板25的可自立的组装式的独立的台。

该架台23在如图5、图6所示那样液压泵15及控制阀16收容在顶板下方的空间(液压设备空间)S中(横跨液压泵15、控制阀16)的状态下，通过各支柱24......的下端部拆装自如地安装在上框架21上，分别在顶板25的上表面侧设置有蓄电装置17、在下表面侧设置有控制器18。

换言之，设定包括顶板25的架台整体的形状、尺寸、强度等，以便能够将蓄电装置17和控制器18设置在顶板上下。

这样，将作为自己发热、并且对热承受力较弱的要冷却设备的蓄电装置17和控制器18在相互之间夹设顶板25的状态下上下重叠配置，特别是将受热影响性能、寿命的上侧的蓄电装置17在搭载在上部旋转体2上的所有设备中位于最高位的状态下设置。

蓄电装置17及控制器18分别由主体17a、18a和覆盖它的壳体17b、18b构成，在主体彼此夹着顶板25对置的状态下安装在顶板25上。

蓄电装置壳体17b形成为下表面开口的箱状，控制器壳体18b形成为上表面开口的箱状，蓄电装置壳体17b经由防振固定件(mount)25a......(参照图5、图6)设置在顶板25上。

在蓄电装置17的壳体17b上，在右侧面上设有吸气口26，在控制器18的壳体18b上，在左侧面上设有排气口27，并且在顶板25上的两者重叠的位置上，设有使壳体17b、18b彼此连通的通气口28。

在图中，将吸气口26及排气口27表示为单纯的开口，但实际上在它们上设有用来防止异物的侵入的金属网或过滤器(图示省略)。

此外，在蓄电装置17的壳体17b内设有吸入风扇29。

根据该结构，通过吸入风扇29将外界气体(冷却空气)吸入到蓄电装置17(壳体17b)内，如图1、图5中的箭头所示那样通过蓄电装置主体17a与壳体17b之间，从通气口28进入到控制器18(壳体18b)内。

并且，与蓄电装置17同样，通过控制器主体18a与壳体18b之间从排气口27排出到外部。

另外，在架台23的前面上安装控制通常电池的转换器30，并且在架台前方将变换器20经由其他架台31设置在上框架21上。

另一方面，在架台23上，设有相对于来自外部的热将设置在顶板25上的要冷却设备(蓄电装置17及控制器18)、特别是对热承受力较弱的蓄电装置17保护的隔热机构。

即，第1，如图5所示，在架台23的壳体17b的上表面内侧，设有用来从太阳热保护蓄电装置17的绝热部件32，并且在顶板下表面上，设有将来自收容在液压设备空间S中的液压泵15及控制阀16的热隔断的绝热部件33。

另外，作为将蓄电装置主体17a从太阳热防护的机构，也可以将壳体17b的上表面部做成由外、内板构成的双层壁构造而在中间形成空气层，并且在壳体周面上设置将闷在该空气层中的热向外部散逸的多个散逸孔。在此情况下，绝热部件32也可以不设置，也可以设置在空气层的下侧而做成双层绝热构造。

第2，在架台23的前后及左右的各侧面(支柱间)，以从周围包围液压设备空间S的状态安装有隔热板34～37。

通过该隔热板34～37，分别防止来自液压设备(液压泵15、控制阀16)的热散出到架台外周侧而迂回到顶板25上的蓄电装置17、或对设置在架台23周围的蓄电装置17以外的电气设备(设置在架台前方的变换器20等)放射、以及包括来自消声器22的热的发动机舱的热侵入到架台23的液压设备空间S中。

隔热板34～37也可以是钢板等单纯的金属板，也可以在金属板上粘贴绝热部件或隔热部件而构成。

另外，左侧隔热板36由于以覆盖控制器壳体18b的设有排气口27的左侧面的状态设置，所以在该隔热板36上设置用于将从排气口27出来的已冷却空气向外部散逸的开口38(参照图3)。

这样，在将多个设备紧凑地配置在架台23周围的同时，能够将作为自己发热并且对热承受力较弱的要冷却设备的蓄电装置17及控制器18在从其他设备充分离开间隔而能够效率良好地冷却的状态下配置到比其他设备通风好的顶板25上。

特别是，通过将受热影响性能、寿命的蓄电装置17设置在通风最好的顶板上表面上，能够将蓄电装置17效率良好地冷却。

此外，通过绝热部件32、33及隔热板34～37，能够相对于太阳热、及来自设置在液压设备空间S中的液压设备(液压泵15及控制阀16)、位于架台左侧后部的消声器22这种外部的热防护蓄电装置17。

即，通过冷却效率良好、以及能够得到防热效果，能够良好地保持蓄电装置17的设置环境。

此外，由于隔热板34～37以包围液压设备空间S的状态安装在支柱间，所以不仅是蓄电装置17，也能够将设置在架台周围的其他电气设备(在实施方式中是变换器20)对来自液压设备的热防止。

除此以外，根据实施方式，能够得到以下的效果。

(i)由于将蓄电装置17设置在搭载于上部旋转体2上的所有设备中最高位置、即周围没有障碍物而通风最好的位置上，换言之由于构成架台23且安装在上框架21上以使蓄电装置17成为最高位，所以能够使与蓄电装置17的冷却空气的接触变得更活跃，进一步提高冷却效率。

此外，根据该配置，由于在周围没有成为维护的障碍的部分，能够确保足够的维护空间，所以蓄电装置17的维护变得容易。

(ii)通过将冷却空气导入到蓄电装置17的壳体17b内而使其与蓄电装置主体17a直接接触、以及是通过吸入风扇29的强制吸排方式，能够将蓄电装置17更效率良好地冷却。

(iii)能够利用架台顶板25的下表面及液压设备空间S、架台支柱24......，将其他设备(控制器18、转换器32、液压泵15、控制阀16)以不妨碍蓄电装置17的冷却性能及维护性的状态紧凑地组装。

由此，能够提高空间的利用效率，所以设备布置变得容易。或者，能够缩小设备占用空间而缩小机械的后端旋转半径。

(iv)由于将蓄电装置17和控制器18配置在架台顶板25的上下，并且在顶板25上设置通气口28，将两者17、18用共通的冷却构造冷却，所以在成本及空间的方面变得有利。

(v)通过将同时检修的情况较多的蓄电装置17和控制器18上下配置，能够在有限的空间内使两者17、18接近。因此，维护变得更容易。

(vi)由于将通气口28作为将两者17、18连接的配线的通孔使用，所以配线变得容易，并且最短距离就足够。

其他实施方式

(1)也可以将吸入风扇29设置在通气口28或控制器壳体18b的排气口27附近。

或者，也可以代替吸入风扇29而使用压入风扇。此外，也可以不设置这样的风扇而通过自然对流来吸排空气。在此情况下，根据状况，有可能实施方式的吸气口26作为排气口、排气口27作为吸气口发挥功能。

(2)也可以采用分别设置蓄电装置17和控制器18的冷却构造、分别独立地冷却的结构。

在此情况下，蓄电装置17的排气口例如只要设置在蓄电装置壳体17b(侧面等)上就可以。

(3)在上述实施方式中，分别在架台顶板25的上侧设置蓄电装置17、在下侧设置控制器18，但也可以相反，在顶板上侧设置控制器18、在顶板下侧设置控制器18。或者，也可以将其他要冷却设备设置在顶板25的上下两侧或一侧。

(4)本发明由于包括蓄电装置17的要冷却设备较多等，所以特别适合于混合动力作业机械，但在具备要冷却设备的液压挖掘机等液压作业机械中也能够使用。

尽管通过参考附图中的优选的实施方式描述了本发明，但需要注意的是在不脱离由权利要求书陈述的本发明的范围的情况下可以进行等价变更和替代。

Claims (5)

1.一种作业机械，其特征在于，具有：

下部行进体；

上部旋转体，旋转自如地搭载在上述下部行进体上；

作业机械的架台，安装在上述上部旋转体的上框架上；

该作业机械的架台具有：

多根支柱；

顶板，安装在上述支柱的上端部间，设置需要冷却的电气设备，在该顶板的下方形成有收容液压设备的液压设备空间；

隔热机构，防止设置在上述顶板上的上述电气设备受到来自该电气设备外部的热的影响。

2.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

是并用发动机动力和电力的混合动力作业机械；

构成为，在上述顶板上设置有该混合动力作业机械中的作为发电电动机的电源的蓄电装置。

3.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，构成为，作为上述隔热机构，在上述顶板的下表面上设置绝热部件。

4.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，构成为，用于阻止收容在上述液压设备空间中的液压设备的热传递到设置在上述顶板上的电气设备的隔热板作为上述隔热机构以包围上述液压设备空间的状态安装在上述支柱间。

5.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，在上述顶板上，设有使冷却空气在顶板上下间流通的通气口。

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