CN103081046A - 蓄电装置及具备其的工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓄电装置及具备其的工程机械，该蓄电装置具有：作为多个蓄电用单元的电容器元件、收纳有电容器元件的壳体（122），在壳体（122）上设置有能够目视确认设置于内部的作为状态显示装置的LED（137、138）的确认窗（40），确认窗（40）具有：贯穿壳体（122）的通孔（41）、从壳体（122）的内侧封闭通孔（41）且具有透过性的树脂板（43）、安装在树脂板（43）与壳体（122）内表面的通孔（41）的周围之间的密封部件（42）。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容器等蓄电装置及具备其的工程机械，特别是涉及一种搭载在混合动力工程机械上的蓄电装置的改良。
背景技术
作为作业机械，公知一种混合动力工程机械，其利用发动机驱动发电电动机和液压泵，并且利用由发电电动机发出的电力，驱动设置在驾驶室等上的上部旋转体用的电动马达，另外，利用来自液压泵的压油驱动作业装置的液压促动器和行驶装置的液压马达。由发电电动机发出的电力充入作为蓄电装置的电容器中，并从电容器经由变换器输出至电动马达。
在上述混合动力工程机械中，在进行各种维护的情况下，从保护方面来说，除了需要将电容器的电压下降至规定水平以外，还需要关闭设置在来自电容器的输出部分的接触器（断开），为了不将充入电容器中的电力输出，需要细心注意。
因此，在构成电容器的壳体的外表面设置有用于确认电容器的充电量及接触器的状态的确认窗，通过确认经该确认窗目视确认的LED(light emittingdiode：发光二极管)的亮灯状态，能够掌握接触器的状态及电容器的充电状态。作为这样的确认窗，不仅公知有混合动力工程机械用的确认窗（透过窗部），还公知有设置在电源组的上壳上的确认窗（透过窗部）（例如，参照专利文献1）。
在专利文献1中记载了，除了为了确认设置在箱体内部的蓄电池液残量计而设置确认窗以外，还为了确认蓄电池比重计等蓄电池的各种状态而设置该确认窗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：（日本）特开2004－114775号公告
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在专利文献1中，并未公开确认窗的具体结构，因此不能容易地将这样的确认窗应用在要求高防水性能的工程机械的电容器上。即，在用于工程机械的电容器中，由于视觉确认性的关系，在构成电容器的壳体本身的外表面设置确认窗，将具有从确认窗被目视确认的LED的电路基板配置在电容器的内部。因此，例如在壳体的上表面设置确认窗的情况下，由于电路基板位于确认窗的正下方，所以从确认窗浸入的水滴直接滴下到电路基板上，容易产生不良情况。
而且，在电路基板的下方配置有很多电容器元件，若滴下的水滴处于电容器元件的电极与壳体之间，则在电容器内部产生电气性的故障，存在给电动马达的驱动控制带来麻烦的情况。
另外，以往，将透明的树脂制盖部搭扣配合式（スナップフィット式）（爪钩挂型（爪引っ掛けタイプ））地安装在通孔上，在壳体的表面与和其相对的盖部的凸缘部分之间安装有O形环，或者在插入通孔的盖部的筒状部分周围嵌入O形环，从而密封盖部与通孔内周面之间，但是，盖部的爪钩挂并不足够防水，防水性不足。
本发明的目的在于，提供一种蓄电装置及具备其的工程机械，其能够确认状态并且能够提高防水性能。
用于解决技术问题的技术手段
第一发明的蓄电装置，其特征在于，具有：多个蓄电用单元；收纳有所述蓄电用单元的壳体；在所述壳体上设置有能够目视确认设置于内部的状态显示装置的确认窗，所述确认窗具有：贯穿所述壳体的通孔；从所述壳体的内侧封闭所述通孔且具有透过性的板；安装在所述板与所述壳体内表面的所述通孔的周围之间的密封部件。
第二发明的蓄电装置，其特征在于，所述具有透过性的板是树脂板，在所述树脂板与所述状态显示装置相对的面上贴有金属板，所述树脂板和所述金属板利用同一螺钉固定在所述壳体上。
第三发明的蓄电装置，其特征在于，在所述通孔螺入具有透过性的螺栓。
第四发明的蓄电装置，其特征在于，在所述壳体设置有从表面鼓出的鼓出部，在所述鼓出部设置有具有规定宽度和规定深度的切开状的凹部，在所述凹部设置有所述通孔，并且所述螺栓的头部位于低于所述鼓出部的上部的位置。
第五发明的工程机械，其特征在于，搭载有如上所说明的蓄电装置。
根据第一、第五发明，因为从壳体的内部利用具有透过性的板封闭用于目视确认状态显示装置的通孔，并且利用密封部件密封该板与通孔周围的壳体内面之间，所以不需要将板本身设置在壳体的外部，从而不会故意从外部拆下板，或者撞到工具等而损伤，能够切实地确保蓄电装置的防水性。
根据第二发明，因为在树脂板上贴有强度优良的金属板，并且通过该金属板来螺钉固定树脂板，所以不会使螺钉的头部或金属垫圈等直接与树脂板抵接，从而能够防止因螺钉的紧固操作而造成其头部或金属垫圈等陷入树脂板的情况。因此，很难在螺钉的紧固状态产生误差，通过均匀地按压整个密封部件，能够使防水性更良好。另外，因为能够缓解向树脂板施加的应力，所以能够抑制树脂板的破损。
根据第三发明，因为利用具有透过性的螺栓封闭通孔，所以能够进一步提高防水性。另外，此时，如果利用粘接剂将螺栓固定在通孔中，能够防止拔出螺栓之类的误操作等。
根据第四发明，因为鼓出部保留凹部的两侧，螺栓的头部位于低于该鼓出部的上部的位置，所以即使在维护人员误将工具等落到确认窗上的情况下，也利用鼓出部保护螺栓，并且能够防止工具撞到螺栓而使螺栓受到损伤。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的混合动力液压挖掘机的立体图。
图2是表示混合动力液压挖掘机的驱动系统的整体结构的图。
图3是表示混合动力液压挖掘机的旋转体的内部结构的图。
图4是表示搭载在混合动力液压挖掘机上的变换器及电容器的立体图。
图5是表示构成电气控制单元的电容器及保险丝盒的分解立体图。
图6是表示电容器单元的概念的立体图。
图7是电容器的确认窗部分的剖视图。
图8是图7的VIII-VIII线的向视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明一个实施方式进行说明。
图1表示作为本实施方式的作业机械的混合动力液压挖掘机1。该混合动力液压挖掘机1具备：车辆本体2、作业装置3。
车辆本体2具有：行驶体21、能够旋转地设置在行驶体21上的旋转体22。行驶体21具有一对行驶装置211。各行驶装置211具有履带212，利用后述的液压马达213驱动履带212，从而使混合动力液压挖掘机1行驶。
旋转体22具有：驾驶室23、配重24及发动机室25。配重24被设置为用于平衡旋转体22与作业装置3的重量，并且在内部填充有重量物。在覆盖发动机室25的发动机罩26上设置有格子状的开口部261，使来自外部的冷却空气通过开口部261进入发动机室25内。
作业装置3安装在旋转体22的前部中央位置，并且具有：大臂31、小臂32、铲斗33、大臂缸体34、小臂缸体35及铲斗缸体36。大臂31的基端部能够转动地与旋转体22连结。另外，大臂31的前端部能够转动地与小臂32的基端部连结。小臂32的前端部能够转动地与铲斗33连结。
大臂缸体34、小臂缸体35及铲斗缸体36是利用从液压泵6排出的工作油而被驱动的液压缸。大臂缸体34使大臂31动作，小臂缸体35使小臂32工作。铲斗缸体36使铲斗33动作。
图2表示混合动力液压挖掘机1的驱动系统的整体结构。
在图2中，混合动力液压挖掘机1具备作为驱动源的发动机4。发电电动机5及一对液压泵6、6与发动机4的输出轴串联连结，并且分别被发动机4驱动。
从液压泵6被压送的工作油经由控制阀7供给至作业装置3，作业装置3利用液压进行动作。另外，行驶体21具有用于驱动与履带啮合的链轮的液压马达213，来自液压泵6的工作油经由控制阀7向这样的液压马达213供给。
另一方面，电力线缆9经由接线盒8与发电电动机5连接。由发电电动机5发出的电力经由电力线缆9传送到变换器10。另一条电力线缆9的一端与变换器10连接，该电力线缆9的另一端与用于驱动旋转体22的旋转电动马达11连接。由此，由发电电动机5发出的电力通过变换器10向旋转电动马达11供给。另外，发电电动机5根据需要可以用作电动机，以此辅助发动机4。
另外，作为蓄电装置的电容器12与变换器10连接，由发电电动机5发出的电力通过变换器10储存在电容器12中。充入电容器12的电力被升压器10Ａ升压，并且在旋转操作时，从电容器12通过变换器10向旋转电动马达11供给。旋转电动马达11经由具有行星齿轮机构等的减速器11Ａ，驱动旋转自如地设置在行驶体21上部的旋转体22。另外，电容器12的电力根据需要向发电电动机5供给，使发电电动机5作为电动机动作。
图3表示旋转体22的内部结构。
在图3中，变换器10及电容器12设置在旋转体22的车辆前方侧。另外，旋转电动马达11设置在旋转体22的中央部。在旋转体22的车辆后方侧设置有发动机室25，在发动机室25的更后方设置有配重24。在发动机室25内，发动机4、发电电动机5及液压泵6分别沿配重24并列设置。
其中，具体地说，如图4所示，变换器10及电容器12收纳在设置于旋转体22的车辆前方右侧的箱状的收纳部13内。收纳部13的上表面部分成为向上方自如开闭的开闭盖130。将这样的开闭盖130作为台阶，与位于其前方的台阶221一起，被操作员通向发动机室25侧时所利用。
在此，变换器10搭载在设置于电容器12上部的多个凸起部121上。在电容器12上，除了变换器10以外，还安装有保险丝盒14。保险丝盒14内部的正线及负线经由连接器15和电力线缆16，与一体设置于变换器10的接线盒17内的各线缆连接。
在进行车辆维护时，通过打开收纳部13的开闭盖130并确认电容器12的状态来进行车辆维护。因此，在电容器12上设置有用于确认其状态的确认窗40。在后面对该确认窗40进行详细说明。
图5表示电容器12及保险丝盒14的内部结构。
在图5中，电容器12是利用铝制的壳体122覆盖多个（在本实施方式中有12个）电容器单元123的结构。
壳体122由有底箱状的箱体124、覆盖箱体124上部的盖体125构成，盖体125的周围利用来自上方的未图示的多个螺栓固定在箱体124的周围。
在箱体124的四个角部设置有设置部126，该设置部126经由橡胶固定件等设置在收纳部13内。在箱体124的侧面设置有吊环螺栓127，该吊环螺栓127用于进行利用起重机吊起整个电容器12的作业。在箱体124的内部设置有用于使各电容器单元123串联连接的接线板128。
在箱体124的底部分形成有，在内部流通冷却水的冷却水路129（图6），从而冷却各电容器单元123的电容器元件50。在本实施方式中，电容器单元123具有作为蓄电用单元的12个电容器元件50。冷却水路129通过冷却水流入用管及流出用管与外部的冷却水循环用的冷却水泵连接。
在盖体125上，除了上述凸起部121以外，还设置有用于固定保险丝盒14的固定部131。固定部131设置在从盖体125的上表面高出一段的位置。因此，在盖体125的背侧，对应于固定部131的顶板部分成为高出一段的空间。电路基板132利用来自下方的螺钉固定在固定部131的背侧部分。
多个信号线缆133与电路基板132连接，通过固定部131的背侧空间，从而在不与电容器单元123接触的状态下配线至保险丝盒14。
电路基板132具有：判定电容器12的充电电压状态及后述的接触器135的开闭状态的状态判定装置、显示由状态判定装置做出的判定结果的状态显示装置。在本实施方式中，状态显示装置由多个（在本实施方式中为2个）LED137、138构成。
在保险丝盒14中，在电容器12与变换器10的连接电线上设置有分别与电容器12和变换器10电连接的接触器135。信号线缆133的一部分与接触器135连接，电路基板132经由该一部分的信号线缆133与接触器135连接。因此，例如，在接触器135处于打开（闭合）状态时，安装在电路基板132上的一个LED（例如，LED137（参照图7））亮灯。
在保险丝盒14内，另外，来自电容器12的接线板128的线缆与其他的信号线缆133连接，电容器电压经由该其他的信号线缆133输入电路基板132。因此，在电容器12的充电电压处于例如50Ｖ以上的情况下，安装在电路基板132上的另一个LED138亮灯。在确认上述LED137、138一起灭灯的情况下，开始混合动力液压挖掘机1的维护。另外，LED137、138设置在与上述确认窗40相对的位置。
而且，信号线缆133与保险丝盒14的连接器134连接。连接器134与控制混合动力液压挖掘机1的主要部分的未图示的控制器连接。
图6表示电容器单元123的一部分。
在图5、图6中，电容器单元123具有：配置成两列的共12个电容器元件50；保持电容器元件50的上部侧的树脂制上部保持部件51；在配置成两列的电容器元件50之间沿列方向连续地安装的铝制散热器52；配置在散热器52的两侧的树脂制下部保持部件53、53；配置在上部保持部件51上的平衡电路基板54。
上部保持部件51将12个电容器元件50的上部括在一起而进行保持，相对于此，下部保持部件53在其与散热器52之间夹持电容器元件50，并利用螺栓55固定在散热器52上。散热器52利用铅直的长螺栓56固定在箱体124的底面上。
在电容器元件50的上部形成有正电极501，使电容器元件50的外周部分成为负电极502。邻接的一个电容器元件50的正电极501与另一个电容器元件50的负电极502通过导通部件57电连接。也就是说，在导通部件57形成有：与一个电容器元件50的正电极501接触的舌片部571；保持另一个电容器元件50的负电极502的保持部572。
虽然未图示，但是电极经由其他的导通部件从接近接线板128的电容器元件50引出。在向接线板128引出的电极之间，利用直线状的导通部件连接，从而将邻接的电容器单元123之间的电容器元件50彼此导通。
电容器元件50的负电极502通过使必要部分被涂层等绝缘而与散热器52接触。虽然电容器元件50内的因损耗产生的热量传递至散热器52，但是由于散热器52与箱体124的底面接触，所以由于利用在冷却水路129流动的冷却水进行冷却，因此，利用散热器52进行热交换，而不向外部放热。由此，将电容器12维持在规定温度。
在平衡电路基板54形成有用于抑制12个电容器元件50的充电、放电的误差的电路。在各个导通部件57，除了所述舌片部571及保持部572以外，还一体形成有销状部分（未图示），该销状部分从下方穿过平衡电路基板54的通孔，从而与电路导通。
存在电容器元件50的下端面也成为负电极502的一部分的情况，在这样的下端面与箱体124的底面之间形成有间隙S。但是，由于确认窗40等的防水不充分，在水滴浸入这样的间隙S时，经由该水滴将负电极502与箱体124导通，由此成为不良情况的原因。另外，也考虑到从确认窗40浸入的水滴向电路基板132上滴下，在该情况下，产生不良的可能性也很高。
对于混合动力液压挖掘机1而言，重要的是，要防止特别是电容器12和变换器10等混合动力机械类的不良于未然，要求其解决办法。因此，在本实施方式中，采用以往没有的防水性能优良的确认窗40，以下，对其确认窗40进行详细说明。
图7、图8表示确认窗40。
在图7、图8中，确认窗40在电容器12的盖体125上具有一对贯穿固定部131的表里的通孔41。在固定部131的表面设置有更向上方鼓出一段的鼓出部139，在鼓出部139上设置有作为凹部的切开状的切削部142（也参照图5），该切削部142是通过以稍稍留下从固定部131的表面高出一段的台阶部141的方式实施切削加工而具有规定宽度和规定深度的凹部，在该切削部142的平坦的底面143（台阶部141的上表面）设置有通孔41。切削部142沿通孔41的并列方向形成得很长。另外，通孔41与电路基板132上的LED137、138。
另一方面，在固定部131的背面侧设置有与鼓出部139对应的最高位置的第一顶板部144，在第一顶板部144设置有平坦的安装面145。在安装面145，以整个包围两个通孔41的外侧的方式还设置有圆环状的密封槽146。在密封槽146嵌入O形环等密封部件42，在该状态下，在安装面145贴有俯视下呈四边形的透明树脂板43，该透明树脂板43利用来自下方的四个角的螺钉44被安装。此外，电路基板132安装在与固定部131对应形成的低一段的第二顶板部147的安装面148上。
由此，在盖体125的内表面与树脂板43之间安装有密封部件42，基本上利用该密封部件42进行密封，从而防止水滴等从通孔41浸入电容器12内。由于树脂板43是透明的，通过从上方观察通孔41，能够确认LED137、138的亮灯状态，并且能够判断电容器12的状态。另外，因为树脂板43螺钉固定在电容器12内，所以不能故意从外部拆下螺钉44和树脂板43。
而且，在树脂板43的下表面，即，在与LED137、138相对的面上贴有在俯视下大致相同外径尺寸的金属板45。螺钉44也贯穿该金属板45，将金属板45固定在树脂板43上。
在此，如果不使用金属板45，而将螺钉44的头部经由金属垫圈等拧入树脂板43，则由于降低树脂板43的强度，导致损伤树脂板43，或者使金属垫圈陷入树脂板43的表面。其结果是，4个螺钉44的紧固转矩不一样，存在未均匀地按压密封部件42而损害密封性的可能性。
因此，在本实施方式中，使相对于螺钉44的紧固而未变形的金属板45具有充分的抵接面积，从而缓解向树脂板43施加的应力，并且防止金属垫圈陷入树脂板43中，能够以适当的紧固转矩均匀地紧固螺钉44。另外，在金属板45设置有与LED137、138对应的圆孔开口46，以此能够目视确认LED137、138。
除此以外，在本实施方式中，在通孔41内螺入透明的树脂螺栓47。树脂螺栓47的外螺纹部分与通孔41的内螺纹部分通过透明或者半透明的粘接剂固定，以此不能容易地拔出树脂螺栓47。由于利用这样的树脂螺栓47填充通孔41，所以能够更加提高因水、泥、土等浸入通孔41而造成的目视确认性下降。由于树脂螺栓47是透明的，所以除了能够确认LED137、138的亮灯状态以外，能够利用树脂螺栓47的头部471使光扩散，并通过整个头部471使亮灯放大，从而提高从斜向看的目视确认性。
树脂螺栓47的头部471收纳在切削部142的狭窄的宽度内，且位于比两侧的鼓出部139的上部低的位置。因此，在维护人员利用确认窗40进行确认的过程中，即使将工具等向确认窗40落下，也由于工具撞到鼓出部139而能够很难撞到头部471，并且能够防止树脂螺栓47的损伤。
而且，因为切削部142的底面143保留位于高于固定部131的位置的台阶部141地被设置为平坦状，所以落在切削部142的底面143上的水滴等能够从其两侧流落到固定部131上，防止水滴等留在底面143上，从而能够进一步提高防水性能。
这样的鼓出部139与螺钉44的螺钉孔对应地设置。由此，能够将螺钉孔形成得更长，能够更难拧松螺钉44，从而有效地良好地维持防水性能。
另外，在设置有以上说明的确认窗40的盖体125上，对于确认窗40用树脂螺栓47而言，从盖体125的表面侧螺入地进行组装，但是也能够从盖体125的内侧组装整个其他的密封部件42、树脂板43、金属板45、螺钉44、电路基板132，使组装性良好。
需要说明的是，本发明不限于上述实施方式，能够达到本发明目的的范围内的变形、改良等都包含在本发明中。
在所述实施方式中，将确认窗40设置在电容器12的盖体125上，但是根据收纳部13的结构，也可以设置在箱体124的侧面，可以根据其实施方式适当地决定设置确认窗的位置。
在所述实施方式中，与各LED137、138对应地设置有一对通孔41，但是也可以设置更大直径的一个通孔，只要能够从该通孔目视确认多个LED即可。
在所述实施方式中，采用鼓出部139上的切削部142、金属板45、树脂螺栓47，但是即使在不采用这样的部分、部件等的情况也包含在本发明中。总之，如所述实施方式所述，只要是从壳体122的内侧经由密封部件42利用透明的树脂板43封闭目视确认用的通孔41的方案都包含在本发明中。
在所述实施方式中，对鼓出部139实施切削加工而设置切削部142，但是设置于鼓出部139的凹部不限于通过切削加工而形成的结构，例如，也可以是通过铸模（鋳抜き）等形成凹部。
在所述实施方式中，使用LED137、138作为状态显示装置，但是并不限于此，也可以由小型液晶显示部等构成。
在所述实施方式中，作为具有透过性的板和螺栓，采用透明的树脂板43和树脂螺栓47，但是作为上述板和螺栓，具有透过性即可，不限于透明的。
在所述实施方式中，利用电容器对本发明的蓄电装置进行说明，但是，作为蓄电装置，也可以是锂离子蓄电池、镍氢蓄电池等。
工业上的利用可能性
本发明能够应用于混合动力液压挖掘机以外的混合动力工程机械或者电动式的工程机械。
附图标记说明
1…作为工程机械的混合动力液压挖掘机、12…作为蓄电装置的电容器、40…确认窗、41…通孔、42…密封部件、43…作为板的树脂板、44…螺钉、45…金属板、47…作为螺栓的树脂螺栓、50…作为蓄电用单元的电容器元件、122…壳体、137、138…作为状态显示装置的LED、139…鼓出部、142…作为凹部的切削部、147…头部。
Claims (5)
1.一种蓄电装置，其特征在于，具有：
多个蓄电用单元；
收纳有所述蓄电用单元的壳体；
在所述壳体上设置有能够目视确认设置于内部的状态显示装置的确认窗，
所述确认窗具有：
贯穿所述壳体的通孔；
从所述壳体的内侧封闭所述通孔且具有透过性的板；
安装在所述板与所述壳体内表面的所述通孔的周围之间的密封部件。
2.如权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，
所述具有透过性的板是树脂板，
在所述树脂板与所述状态显示装置相对的面上贴有金属板，
所述树脂板和所述金属板利用同一螺钉固定在所述壳体上。
3.如权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，
在所述通孔螺入具有透过性的螺栓。
4.如权利要求3所述的蓄电装置，其特征在于，
在所述壳体设置有从表面鼓出的鼓出部，
在所述鼓出部设置有具有规定宽度和规定深度的切开状的凹部，
在所述凹部设置有所述通孔，
并且所述螺栓的头部位于低于所述鼓出部的上部的位置。
5.一种工程机械，其特征在于，
搭载有权利要求1至4中任一项所述的蓄电装置。
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