JP2001011890A - 建設機械の動力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧損を抑制してエネルギロスを低減させつつ
作業アタッチメント等の作業装置を安定動作させること
ができる建設機械の動力装置を提供する。 【解決手段】 複数のアクチュエータそれぞれに油圧ポ
ンプ及び電動機が設けられ、電動機で油圧ポンプを回転
し、アクチュエータに圧油を供給する構成の建設機械に
おいて、複数の油圧ポンプ20,22,24、電動機19,21,23、
作動油タンク25を相近接して集合させるとともに、集合
された油圧ポンプ、電動機、作動油タンクを、油圧ポン
プ20,22,24からアクチュエータ3b,3d,3fに至る油圧管路
長が短くなるような旋回フレーム10上の部位に配置した
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はショベル等の建設機
械に関し、より詳しくは、電動機で油圧ポンプを回転さ
せ、油圧ポンプから吐出される圧油でアクチュエータを
駆動する建設機械の動力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、動力源にエンジンと電源装置（発
電機及びバッテリの一方または双方）を使用する所謂ハ
イブリッド式建設機械においては、アクチュエータに圧
油を供給する油圧ポンプを電動機で回転させるものがあ
る。この種の建設機械では、電動機の回転速度と回転方
向を制御することにより油圧ポンプから吐出される圧油
の流量及び方向を制御し、例えば掘削アタッチメントの
作動速度と作動方向を制御することができるようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の建設機
械では、電動機、及びその電動機によって回転する油圧
ポンプを１組とし、アクチュエータとしてのブーム、ア
ーム、バケット用の各シリンダに対応して複数組の電動
機・油圧ポンプが旋回フレーム上に配設される。そして
上記各油圧ポンプの吸込み口は旋回フレーム上に敷設さ
れた油圧配管を介して作動油タンクに接続され、各油圧
ポンプの吐出し口は同じく旋回フレーム上に敷設され掘
削アタッチメントに向かう油圧配管を介してブーム、ア
ーム、バケット用の各シリンダに接続されている。

【０００４】従って、作動油タンクから油圧ポンプに圧
油を供給する油圧配管内で圧損が発生し、さらに油圧ポ
ンプからアクチュエータに圧油を供給する油圧配管内で
も圧損が発生する。そのため、エネルギ効率が低いとい
う問題がある。

【０００５】そこで、ブームやアーム上に電動機及び減
速機を取り付け、電動機の回転力を減速機を介して直接
ブーム、アーム、バケットに伝達し、エネルギ効率を改
善する方法も検討されているが、この構成では、ブーム
やアームの重量が増加し、掘削アタッチメントの動作が
不安定になるという問題が発生する。

【０００６】本発明は以上のような従来の建設機械にお
ける課題を考慮してなされたものであり、圧油供給路に
おける圧損を抑制してエネルギロスを低減させつつ、掘
削アタッチメント等の作業装置を安定に動作させること
ができる建設機械の動力装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、複
数のアクチュエータそれぞれに油圧ポンプ及び電動機が
設けられ、電動機で油圧ポンプを回転し、アクチュエー
タに圧油を供給する構成の建設機械において、複数の油
圧ポンプ、電動機、作動油タンクを相近接して集合させ
るとともに、集合された油圧ポンプ、電動機及び作動油
タンクを、油圧ポンプから複数のアクチュエータに至る
管路長の合計が最も短くなるような旋回フレーム上の部
位に配置した建設機械の動力装置である。

【０００８】請求項２の本発明は、複数の油圧ポンプ及
び電動機が作動油タンク上に取り付られている建設機械
の動力装置である。

【０００９】請求項３の本発明は、複数のアクチュエー
タが、作業アタッチメントを作動させるブーム，アー
ム，バケットシリンダであり、集合された油圧ポンプ、
電動機及び作動油タンクが、旋回フレームにおけるブー
ム取付部近傍に配置されている建設機械の動力装置であ
る。

【００１０】請求項１の本発明に従えば、電動機で油圧
ポンプを回転させると、油圧ポンプに近接配置されてい
る作動油タンクから最短距離で作動油が吸い込まれ、油
圧ポンプから吐出される圧油は、最短距離でアクチュエ
ータに送られる。従って、アクチュエータに圧油を供給
するにあたり油圧配管の圧損を低減させることができ
る。

【００１１】請求項２の本発明に従えば、作動油タンク
上に油圧ポンプ及び電動機が取り付けられているため、
集合された作動油タンク、油圧ポンプ、電動機をコンパ
クトに構成することができる。

【００１２】請求項３の本発明に従えば、集合された作
動油タンク、油圧ポンプ、電動機を旋回フレームにおけ
るブーム取付部近傍に配置したため、油圧ポンプとブー
ム、アーム、バケット用各シリンダとを接続する油圧管
路が最短距離で構成され、圧損を低減することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した一実施形態に
基づいて本発明を詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の動力装置を油圧ショベルに
適用した場合の構成を示したものである。同図におい
て、１は下部走行体、２は下部走行体上に旋回自在に搭
載された上部旋回体、３はその上部旋回体の前部に装着
された掘削アタッチメントである。この掘削アタッチメ
ント３は、ブーム３ａ及びブームシリンダ３ｂと、アー
ム３ｃ及びアームシリンダ３ｄと、バケット３ｅ及びバ
ケットシリンダ３ｆとを備えている。なお、上記ブー
ム、アーム、バケットシリンダ３ｂ，３ｄ，３ｆは複数
のアクチュエータを構成する。

【００１５】下部走行体１は左右のクローラフレーム
４，５（手前側のみ図示する）とクローラ６，７を有
し、両側クローラ６，７に配置された左右の走行用電動
機８，９の駆動により油圧ショベルを走行させる。

【００１６】一方、上部旋回体２の旋回フレーム１０上
には動力源としてのエンジン１１と、そのエンジン１１
によって駆動される電源装置としての発電機１２及びそ
の発電機１２によって発生した電力を蓄えるバッテリ１
３が設置される。なお、１４は上部旋回体を旋回させる
ための旋回用電動機であり、１５は減速機であり、１７
はキャビンである。

【００１７】また、１８は本発明の特徴部分である動力
装置であり、上記掘削アタッチメント３の各油圧シリン
ダ３ｂ，３ｄ，３ｆに対し制御された圧油を供給するよ
うになっている。

【００１８】図２は、旋回フレーム１０上に配置される
動力装置１８の構成を示したものである。同図におい
て、旋回フレーム１０の左側前部１０ａにはキャビン１
７が配置され、後部１０ｂにはエンジン１１、図示しな
いラジエータからなる冷却装置等が配置される。

【００１９】１０ｃは掘削アタッチメント３のブーム３
ａを回動自在に支持するブーム取付部であり、そのブー
ム取付部１０ｃの右側で旋回フレーム１０の前部１０ｄ
に動力装置１８が配置されている。

【００２０】この動力装置１８は、ブーム用電動機１９
及びそのブーム用電動機１９によって回転する油圧ポン
プ２０と、アーム用電動機２１及びそのアーム用電動機
２１によって回転する油圧ポンプ２２と、バケット用電
動機２３及びそのバケット用電動機２３によって回転す
る油圧ポンプ２４とを有し、各電動機１９，２１，２３
は、それらの出力軸が平行になる状態で作動油タンク２
５上に相近接して並べて配置されている。なお、作動油
タンク２５は機能面においては従来と同じであるが、高
さを低く抑えるために横置きされている。そして、その
作動油タンク２５の上面スペースを利用して電動機、油
圧ポンプが取り付けられている。

【００２１】図３は上記動力装置１８を拡大して示した
ものであり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図であ
る。

【００２２】両図において、作動油タンク２５は長方形
箱体からなりその作動油タンク２５の上面２５ａ略中央
部に、作動油タンク２５の長辺に沿って帯板状のブラケ
ット２６及び２７が平行して突設されている。ブラケッ
ト２６の外面には、ブーム用電動機１９、アーム用電動
機２１、バケット用電動機２３の各出力軸を貫通させた
状態で各電動機１９，２１，２３がそれぞれナット２８
を用いて取り付けられている。一方、ブラケット２７の
外面には、ブーム用油圧ポンプ２０、アーム用油圧ポン
プ２２、バケット用油圧ポンプ２４の各入力軸を貫通さ
せた状態で各ポンプ２０，２２，２４がそれぞれナット
２９を用いて取り付けられている。

【００２３】３０〜３２は各電動機１９，２１，２３の
出力軸と油圧ポンプ２０，２２，２４の入力軸とを連結
するためのカップリングである。

【００２４】バケット用電動機２３及びバケット用油圧
ポンプ２４を代表して圧油の流れを説明すると、バケッ
トシリンダ３ｆからの戻り油は図示しないオイルクーラ
を通過して冷却された後、油圧配管３３を介して作動油
タンク２５に戻り、図示しないフィルタで濾過される。
作動油タンク２５から導出される圧油は、油圧配管３４
を介してバケット用油圧ポンプ２４に吸い込まれ、バケ
ット用油圧ポンプ２４から吐出された圧油は油圧配管３
５を介してバケットシリンダ３ｆに送られる。

【００２５】このように、ブーム、アーム、バケット用
各電動機１９，２１，２３及びそれらの電動機により回
転する各油圧ポンプ２０，２２，２４を作動油タンク２
５上に集合配置した構成によれば、作動油タンク２５の
吐出口と各油圧ポンプ２０，２２，２４の吸込み口とを
最短距離で接続することができる。

【００２６】また、この動力装置１８はブーム取付部１
０ｃ近傍に配置されているため、油圧ポンプ２０，２
２，２４からブーム、アーム、バケット用各シリンダ３
ｂ，３ｄ，３ｆに至る油圧管路長を最も短くすることが
できる。従って、各油圧ポンプ２０，２２，２４から送
り出される圧油についても最短距離で掘削アタッチメン
ト３の各油圧シリンダに供給することができる。

【００２７】なお、本発明に係る建設機械の動力装置は
上記油圧ショベルに限らず、クレーン等の建設機械にも
適用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１の本発明によれば、油圧ポンプ近傍に近接配置
されている作動油タンクから作動油が吸い込まれ、ま
た、油圧ポンプから吐出される圧油は、最短距離でアク
チュエータに送られるように構成されているため、各ア
クチュエータに圧油を供給する油圧配管での圧損を低減
させることができる。

【００２９】請求項２の本発明によれば、作動油タンク
上に油圧ポンプ及び電動機が配置されているため、動力
装置をコンパクトに構成することができる。また、旋回
フレーム上で油圧配管を引き回す必要がないため、油圧
管路の設計が簡単になる。

【００３０】請求項３の本発明によれば、集合された油
圧ポンプ、電動機、作動油タンクを、ブーム取付部近傍
に配置したため、油圧ポンプからアクチュエータに通じ
る油圧管路の管路長を最短距離にすることができ、圧損
を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動力装置が搭載される油圧ショベルの
全体構成を示す側面図である。

【図２】本発明に係る動力装置の配置を示す斜視図であ
る。

【図３】（ａ）は動力装置を拡大して示す平面図、
（ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１０ 旋回プレート １０ａ 左側前部 １０ｂ 後部 １０ｄ 右側前部 １８ 動力装置 １９ ブーム用電動機 ２０ ブーム用油圧ポンプ ２１ アーム用電動機 ２２ アーム用油圧ポンプ ２３ バケット用電動機 ２４ バケット用油圧ポンプ ２５ 作動油タンク

フロントページの続き (72)発明者 絹川 秀樹 広島市安佐南区祇園３丁目12番４号 油谷 重工株式会社内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB02 AB03 AB04 BA05 CA02 CA10 2D015 CA00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアクチュエータそれぞれに油圧ポ
   ンプ及び電動機が設けられ、前記電動機で前記油圧ポン
   プを回転し、前記アクチュエータに圧油を供給する構成
   の建設機械において、 複数の前記油圧ポンプ、前記電動機、作動油タンクを相
   近接して集合させるとともに、集合された前記油圧ポン
   プ、電動機及び作動油タンクを、前記油圧ポンプから前
   記複数のアクチュエータに至る管路長の合計が最も短く
   なるような旋回フレーム上の部位に配置したことを特徴
   とする建設機械の動力装置。
2. 【請求項２】 複数の前記油圧ポンプ及び前記電動機が
   前記作動油タンク上に取り付られている請求項１記載の
   建設機械の動力装置。
3. 【請求項３】 複数の前記アクチュエータが、作業アタ
   ッチメントを作動させるブーム，アーム，バケットシリ
   ンダであり、集合された前記油圧ポンプ、電動機及び作
   動油タンクが、前記旋回フレームにおけるブーム取付部
   近傍に配置されている請求項１または２に記載の建設機
   械の動力装置。