CN117178095A

CN117178095A - 电动挖掘机

Info

Publication number: CN117178095A
Application number: CN202280027702.1A
Authority: CN
Inventors: 山口昌保; 末吉宽敬; 山中真先; 北川刚士; 冈本贵树; 渡部康太
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2023-12-05
Also published as: KR20230152755A; DE112022001077T5; JP2022163964A; WO2022220073A1

Abstract

回转框架(20)绕回转中心(CP)回转。电池(31)支承于回转框架(20)。电动马达(33)支承于回转框架(20)，从电池(31)被供给电力。液压泵(34)支承于回转框架(20)，且由电动马达(33)驱动，在俯视时配置于比电动马达(33)靠近回转中心(CP)的位置。

Description

电动挖掘机

技术领域

本公开涉及电动挖掘机。

背景技术

以往，电池驱动的电动挖掘机例如在日本特开平11-140906号公报(专利文献1)、日本特开2012-1933号公报(专利文献2)中公开。在专利文献1、2中公开了从回转体的后部朝向前部依次配置有电池、电动马达以及液压泵的小型的电动挖掘机。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-140906号公报

专利文献2：日本特开2012-1933号公报

发明内容

发明要解决的课题

电池为了兼具配重的作用而配置于回转体的后部。但是，在大型的电池驱动的电动挖掘机(以下，称为“电动挖掘机”)的情况下，电池所占有的空间较大。因此，电池从作为配重的配置区域向机械室伸出，难以将电动马达、液压泵等必要的组件配置于机械室。因此，若将专利文献1、2所记载的电池、电动马达以及液压泵的配置应用于大型的电动挖掘机，则液压配管变长，液压产生压损而能量效率恶化。

本公开的目的在于，提供一种能够缩短液压配管的长度的电动挖掘机。

用于解决课题的方案

本公开的电动挖掘机具备液压致动器、回转框架、电池、电动马达、以及液压泵。回转框架绕回转中心回转。电池支承于回转框架。电动马达支承于回转框架，且将电池作为电源进行驱动。液压泵支承于回转框架，且由电动马达驱动而向液压致动器供给油，在俯视时配置于比电动马达靠近回转中心的位置。

发明效果

根据本公开，能够实现可以缩短液压配管的长度的电动挖掘机。

附图说明

图1是概略地表示本公开的一实施方式中的电动挖掘机的结构的立体图。

图2是表示图1所示的电动挖掘机中的回转框架与其搭载物的结构的立体图。

图3是表示图1所示的电动挖掘机中的回转框架与其搭载物的结构的俯视图。

图4是表示在工作油箱的下方配置有液压泵的状态的侧视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。

在说明书以及附图中，对相同的构成要素或者对应的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，在附图中，为了便于说明，也有时省略或者简化结构。另外，实施方式和变形例的至少一部分也可以相互任意地组合。

在以下的说明中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是以就坐于图1所示的驾驶室4内的驾驶席4S的操作员为基准的方向。

<电动挖掘机的结构＞

首先，使用图1对本实施方式的电动挖掘机的结构进行说明。

图1是概略地表示本公开的一实施方式中的电动挖掘机的结构的立体图。如图1所示，电动挖掘机100具有主体1、以及通过液压进行工作的工作装置2。主体1具有回转体3以及行驶体5。行驶体5具有一对履带5Cr以及行驶马达5M。电动挖掘机100通过履带5Cr的旋转而能够行驶。行驶马达5M作为行驶体5的驱动源而设置。行驶马达5M是通过液压进行工作的液压马达。需要说明的是，行驶体5也可以具有车轮(轮胎)。行驶马达5M或回转马达37也可以是电动马达。

回转体3配置于行驶体5上，并由行驶体5支承。回转体3通过回转马达37(图3)而能够以回转轴RX为中心相对于行驶体5回转。回转马达37是通过液压进行工作的液压马达。回转轴RX是成为回转体3的回转中心的假想的直线。

回转体3具有驾驶室4(cab)。在驾驶室4内设置有供操作员就坐的驾驶席4S。操作员(乘员)搭乘于驾驶室4，能够进行工作装置2的操作、回转体3相对于行驶体5的回转操作、以及基于行驶体5的电动挖掘机100的行驶操作。

回转体3具有外装罩9。外装罩9覆盖机械室。在机械室配置有电池、逆变器、电动马达、液压泵、回转马达、切换阀、工作油箱等。

工作装置2支承于回转体3。工作装置2具有动臂6、斗杆7、以及铲斗8。工作装置2还具有动臂缸10、斗杆缸11、以及铲斗缸12。

动臂6以能够转动的方式连接于主体1(行驶体5以及回转体3)。具体而言，动臂6的基端部以动臂基部销13为支点能够转动地连接于回转体3。

斗杆7以能够转动的方式连接于动臂6。具体而言，斗杆7的基端部以动臂顶部销14为支点能够转动地连接于动臂6的前端部。铲斗8以能够旋转的方式连接于斗杆7。具体而言，铲斗8的基端部以斗杆顶部销15为支点能够转动地连接于斗杆7的前端部。

动臂缸10的一端连接于回转体3，另一端连接于动臂6。动臂6通过动臂缸10而能够相对于主体1驱动。通过该驱动，动臂6能够以动臂基部销13为支点相对于回转体3在上下方向上转动。

斗杆缸11的一端连接于动臂6，另一端连接于斗杆7。斗杆7通过斗杆缸11而能够相对于动臂6驱动。通过该驱动，斗杆7能够以动臂顶部销14为支点相对于动臂6在上下方向或者前后方向上转动。

铲斗缸12的一端连接于斗杆7，另一端连接于铲斗连杆17。铲斗8通过铲斗缸12而能够相对于斗杆7驱动。通过该驱动，铲斗8能够以斗杆顶部销15为支点相对于斗杆7在上下方向上转动。

动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12分别是液压缸，通过液压进行驱动。

<回转框架的结构以及搭载物的配置＞

接下来，使用图2及图3，对图1所示的电动挖掘机中的回转框架的结构以及回转框架的搭载部的配置进行说明。

图2及图3分别是表示图1所示的电动挖掘机中的回转框架的构成及其搭载物的配置的立体图及俯视图。如图2所示，回转体3(图1)具有回转框架20。回转框架20以回转轴RX为中心相对于行驶体5(图1)回转。

回转框架20具有中央框架CF、左台面(deck)DL、以及右台面DR。中央框架CF位于回转框架20的左右方向上的大致中央。左台面DL配置于中央框架CF的左侧。右台面DR配置于中央框架CF的右侧。

中央框架CF具有1对中央梁CB。1对中央梁CB以彼此在左右方向上隔开间隔地对置的方式配置。1对中央梁CB支承工作装置2(图1)。由此中央框架CF支承工作装置2。

1对中央梁CB分别具有贯通孔TH1、TH2。动臂基部销13(图1)贯穿于贯通孔TH1。动臂6(图1)通过动臂基部销13以能够旋转的方式支承于1对中央梁CB。

在贯通孔TH2贯穿有支承动臂缸10(图1)的销(未图示)。通过该销将动臂缸10以能够旋转的方式支承于中央梁CB。

左台面DL的前端FL以及右台面DR的前端FR分别位于比中央框架CF的前端FF靠前方的位置。1对中央梁CB各自的后端RC位于比左台面DL的后端RL及右台面DR的后端RR靠后方的位置。1对中央梁CB各自的后端RC成为中央框架CF的最后端。

在1对中央梁CB的后部上表面通过例如焊接等连接有托架22。托架22的后端22R位于比1对中央梁CB各自的后端RC靠前方且比左台面DL的后端RL及右台面DR的后端RR靠后方的位置。托架22的前端22F位于比左台面DL的后端RL及右台面DR的后端RR靠前方的位置。

如图3所示，在回转框架20支承有电池31、逆变器32、电动马达33、液压泵34、切换阀35、工作油箱36、回转马达37等搭载物。电动马达33的输出轴与液压泵34的输入轴机械式地连接。

电池31例如包括多个电池模块，多个电池模块各自具有电池单元。电池31是电源，且蓄积从外部电源得到的电能。电池31将蓄积的电能作为电动势取出。电池31通过电气配线向逆变器32供给电力。

逆变器32将作为电池31的输出的直流电力转换为控制了频率等的交流电力。逆变器32通过电气配线向电动马达33供给交流电力。由此，逆变器32控制电动马达33的驱动。这样蓄积于电池31的电能被供给到电动马达33。

电动马达33将电池31作为电源，利用从逆变器32供给的交流电力进行驱动。电动马达33的旋转速度由从逆变器32供给的交流电力的频率控制。通过电动马达33驱动，传递电动马达33的驱动力的液压泵34驱动。

液压泵34通过驱动而通过切换阀35(主阀)向各液压致动器5M、37、10～12供给工作油。具体而言，液压泵34通过驱动而通过液压配管从工作油箱36抽出工作油。工作油箱36起到向液压泵34供给油的作用。从液压泵34排出的工作油通过液压配管向切换阀35供给。

切换阀35构成为多个控制阀、先导阀等的集合体。切换阀35配置于液压泵34与液压致动器之间的油路(液压配管)。切换阀35将由液压泵34从工作油箱36抽出的工作油向液压致动器供给排出。液压致动器例如具有液压缸(动臂缸10、斗杆缸11、铲斗缸12)、回转马达37以及行驶马达5M。通过来自切换阀35的工作油的供给排出，各液压致动器5M、37、10～12工作。

根据操作员的驾驶操作来控制切换阀35中的各阀的开闭。由此，能够根据搭乘于驾驶室4的操作员的驾驶操作，使电动挖掘机100的主体1以及工作装置2工作。具体而言，操作员能够通过使液压缸10～12工作来操作工作装置2，通过使回转马达37工作而能够操作回转体3的回转，通过使行驶马达5M工作，能够操作电动挖掘机100的行驶。

电池31通过配置于托架22上而支承于回转框架20。电池31的左右方向的尺寸W1比中央框架CF的左右方向的尺寸W2大。电池31的左右方向的尺寸W1是从电池31的右侧端RE到左侧端LE的尺寸。中央框架CF的左右方向的尺寸W2是从中央框架CF的右侧端到左侧端的尺寸。

因此，在俯视时，电池31的右侧端RE位于右台面DR的正上方，电池31的左侧端LE位于左台面DL的正上方。本说明书中的俯视是指在与回转框架20的底板BP正交的方向(上下方向)上从上向下观察的视角。

本实施方式的电动挖掘机100不具有配重，电池31起到配重的作用。因此，电池31配置于回转体3的后部。

比左台面DL的后端RL及右台面DR的后端RR分别靠后方的区域本来是配置配重的区域。电池31为了实现配重的作用，具有在俯视时位于比左台面DL的后端RL及右台面DR的后端RR分别靠后方的部分。因此，电池31的后端31R在俯视时位于比左台面DL的后端RL及右台面DR的后端RR分别靠后方的位置。

但是，在大型的电动挖掘机中，电池31也大型化。若提高电池的高度，则就坐于驾驶席4S的操作员的后方视野性变差。因此，电池31未完全收纳于配重的配置区域，向机械室内伸出。由此，在俯视时，电池31的前端31F位于比左台面DL的后端RL以及右台面DR的后端RR分别靠前方的位置。这样，电池31伸出到机械室内，从而在电池31以外的搭载物的配置上产生限制。

需要说明的是，机械室是指位于比左台面DL的后端RL及右台面DR的后端RR分别靠前方的空间，且是指被外装罩9覆盖的空间。

在本实施方式中，逆变器32、电动马达33、液压泵34以及工作油箱36分别支承于右台面DR。逆变器32、电动马达33、液压泵34以及工作油箱36分别相对于电池31配置于前侧(右台面DR的前端FR侧)。

工作油箱36、液压泵34、电动马达33以及逆变器32从右台面DR的后端RR侧朝向前端FR侧依次配置。换句话说，在电池31的前方配置有工作油箱36，在工作油箱36的前方配置液压泵34，在液压泵34的前方配置有电动马达33，在电动马达33的前方配置有逆变器32。

在俯视时，在电池31的前端31F与工作油箱36的后端之间、工作油箱36的前端与液压泵34的后端之间、以及电动马达33的前端与逆变器32的后端之间分别设置有间隙。

液压泵34的后端在前后方向上位于比贯通孔TH1的位置靠后侧(右台面DR的后端RR侧)的位置。电动马达33的后端在前后方向上位于比贯通孔TH1的位置靠前侧(右台面DR的前端FR侧)的位置。逆变器32的后端在前后方向上位于比中央框架CF的前端FF的位置靠前侧(右台面DR的前端FR侧)的位置。

在俯视时，工作油箱36配置于液压泵34与电池31之间。在俯视时，液压泵34配置于比电动马达33靠近电池31的位置。

切换阀35以及回转马达37分别支承于中央框架CF。切换阀35以及回转马达37分别配置于在俯视时被1对中央梁CB夹着的区域。

切换阀35以及回转马达37分别相对于电池31配置于前侧(中央框架CF的前端FF侧)。

切换阀35以及回转马达37从中央框架CF的后端RC侧朝向前端FF侧依次配置。换句话说，在电池31的前方配置有切换阀35，在切换阀35的前方配置有回转马达37。切换阀35配置于电池31与回转马达37之间，且配置于比回转马达37靠近电池31的位置。

在回转马达37的前方配置有开口部21。开口部21是设置于回转框架20的底板BP的贯通孔。在开口部21例如贯穿有回转接头(未图示)。开口部21在俯视时具有大致圆形状。需要说明的是，为了固定回转接头的主体，有时设置有从开口部21的圆形的周缘部向内周侧突出的突起部。回转轴RX通过俯视时的开口部21的大致圆形状的中心。因此，俯视时的开口部21的大致圆形状的中心CP成为回转体3相对于行驶体5的回转中心(旋转中心)。换句话说，回转框架20绕回转中心CP回转。

液压泵34在俯视时配置于比电动马达33靠近回转中心CP(回转轴RX)的位置。具体而言，在俯视时，回转中心CP与液压泵34之间的最短距离L1比回转中心CP与电动马达33之间的最短距离L2小。

液压泵34配置于比电动马达33靠近切换阀35的位置。具体而言，在俯视时，切换阀35与液压泵34之间的最短距离L3比切换阀35与电动马达33之间的最短距离L4小。

在左台面DL的前部支承有驾驶室4(图1)。需要说明的是，也可以逆变器32、电动马达33、液压泵34以及工作油箱36分别支承于左台面DL，驾驶室4配置于右台面DR。

另外，在上述实施方式中，对液压泵与工作油箱在前后方向上排列的结构进行了说明，但液压泵和工作油箱也可以相互上下排列。

图4是表示在工作油箱的下方配置有液压泵的状态的侧视图(A)以及俯视图(B)。如图4的(A)、(B)所示，工作油箱36配置于液压泵34的正上方。因此，在图4的(B)所示的俯视时，液压泵34的整体与工作油箱36重叠。另外，与图3的配置不同，在工作油箱36配置于右台面DR的前方的情况下，也可以位于电动马达33的正上方。在该情况下，电动马达33的一部分或整体与工作油箱36重叠。

如图4的(A)所示，在该配置中，工作油箱36的下表面LS2位于液压泵34的上方。因此，将工作油箱36与液压泵34连接的油配管OL在比液压泵34高的位置与工作油箱36的下表面LS2连接。油配管OL在液压泵34的后方从与工作油箱36的连接部向下方延伸后，通过液压泵34的下表面LS1与回转框架20的底板BP之间，与液压泵34的下表面LS1连接。

<效果＞

接下来，对本实施方式的效果进行说明。

如图3所示，从切换阀35向行驶马达5M(图1)的工作油的供给通过插入于回转框架20的开口部21的回转接头来进行。另外，回转马达37为了使回转马达37的旋转轴与回转齿轮啮合而配置在回转中心CP的附近。而且工作装置2在回转中心CP的附近支承于回转框架20。

因此，通过将切换阀35配置于回转中心CP的附近，能够缩短从切换阀35向行驶马达5M、回转马达37以及液压缸10～12各自的液压配管的长度。因此，通过将液压泵34配置于回转中心CP的附近，也能够缩短从液压泵34到切换阀35的液压配管的长度。

在本实施方式中，如图3所示，在俯视时，液压泵34配置于比电动马达33靠近回转中心CP的位置。因此，如上述那样，能够缩短从液压泵34通过切换阀35到各液压致动器5M、37、10～12的液压配管的长度。因此，能够抑制在液压中产生的压损，能够得到良好的能量效率。

另外，根据本实施方式，如图3所示，液压泵34配置于比电动马达33靠近切换阀35的位置。由此，能够缩短从液压泵34到切换阀35的液压配管的长度。因此，能够进一步抑制在从液压泵34到切换阀35的液压中产生的压损，能够得到良好的能量效率。

另外，根据本实施方式，如图3所示，电动马达33及液压泵34支承于右台面DR及左台面DL中的任一方。由此，即使在电池31大型化的情况下，也能够将电动马达33以及液压泵34配置于回转框架20。

另外，根据本实施方式，如图3所示，电池31具有位于比右台面DR的后端RR以及左台面DL的后端RL的前后方向上的位置靠后方的部分。由此，能够使电池31作为配重发挥功能。

另外，根据本实施方式，如图3所示，在俯视时，切换阀35配置于被1对中央梁CB夹着的区域。由此，能够缩短从切换阀35延伸至各液压致动器5M、37、10～12的液压配管的长度。

另外，根据本实施方式，如图3所示，在俯视时，在液压泵34与电池31之间配置有工作油箱36。由此，能够缩短连接液压泵34与工作油箱36的油配管的长度。

另外，根据本实施方式，如图4所示，液压泵34配置于工作油箱36的下方。由此，利用液压泵34的油吸入性变得良好。另外，通过将液压泵34和工作油箱36上下排列，能够将液压泵34和工作油箱36在前后方向上紧凑地配置。

另外，根据本实施方式，如图3所示，逆变器32配置于电动马达33的前方。由此，能够缩短连接逆变器32与电动马达33的电气配线的长度。

需要说明的是，在电动挖掘机100被远程操作而不需要操作员搭乘的情况下，也可以省略驾驶室4。

应当理解，此次公开的实施方式的所有方面均是例示性的而非限制的。本发明的范围不由上述的说明而由技术方案表示，且旨在包含与技术方案均等的意思及范围内的所有变更。

附图标记说明：

1主体；2工作装置；3回转体；4驾驶室；4S驾驶席；5行驶体；5Cr履带；5M行驶马达；6动臂；7斗杆；8铲斗；9外装罩；10动臂缸；11斗杆缸；12铲斗缸；1 3动臂基部销；14动臂顶部销；15斗杆顶部销；17铲斗连杆；20回转框架；21开口部；22托架；22F、31F、FF、FL、FR前端；22R、31R、RC、RL、RR后端；31电池；32逆变器；33电动马达；34液压泵；35切换阀；36工作油箱；37回转马达；100电动挖掘机；BP底板；CB中央梁；CF中央框架；CP回转中心；DL左台面；DR右台面；LE左侧端；LS1、LS2下表面；OL油配管；RE右侧端；RX回转轴(回转中心)；TH1、TH2贯通孔。

Claims

1.一种电动挖掘机，其中，

所述电动挖掘机具备：

液压致动器；

回转框架，其绕回转中心回转；

电池，其支承于所述回转框架；

电动马达，其支承于所述回转框架，且将所述电池作为电源进行驱动；以及

液压泵，其支承于所述回转框架，且由所述电动马达驱动而向所述液压致动器供给油，在俯视时配置于比所述电动马达靠近所述回转中心的位置。

2.根据权利要求1所述的电动挖掘机，其中，

所述电动挖掘机还具备切换阀，该切换阀配置于所述液压泵与所述液压致动器之间的油路，

所述液压泵配置于比所述电动马达靠近所述切换阀的位置。

3.根据权利要求2所述的电动挖掘机，其中，

蓄积于所述电池的电能被供给至所述电动马达，

通过所述电能的供给来驱动所述电动马达，

通过所述电动马达的驱动，将来自所述液压泵的油经由所述切换阀向所述液压致动器供给。

4.根据权利要求2所述的电动挖掘机，其中，

所述电动挖掘机还具备工作装置，

所述回转框架具有支承所述工作装置的中央框架以及配置在所述中央框架的左右任一方的台面，

所述电动马达以及所述液压泵支承于所述台面。

5.根据权利要求4所述的电动挖掘机，其中，

所述电池配置为具有位于比所述台面的后端位置靠后方的部分。

6.根据权利要求4或5所述的电动挖掘机，其中，

所述中央框架具有支承所述工作装置的1对中央梁，在俯视时，所述切换阀配置于被所述1对中央梁夹着的区域。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动挖掘机，其中，

所述电动挖掘机还具备向所述液压泵供给油的工作油箱，

在俯视时，在所述液压泵与所述电池之间配置有所述工作油箱。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电动挖掘机，其中，

所述电动挖掘机还具备向所述液压泵供给油的工作油箱，

所述液压泵配置于所述工作油箱的下方。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动挖掘机，其中，

所述电动挖掘机还具备控制所述电动马达的驱动的逆变器，

所述逆变器配置于所述电动马达的前方。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的电动挖掘机，其中，所述电动挖掘机还具备工作装置，

所述液压致动器是使所述工作装置驱动的液压缸。