JP2004169466A

JP2004169466A - 建設機械の機器配置構造

Info

Publication number: JP2004169466A
Application number: JP2002338148A
Authority: JP
Inventors: Masaya Haga; 誠哉羽賀
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】充電系の機器間の配線長さを短くでき、また充電系の機器への高圧油圧機器からの熱の影響を小さくできる建設機械の機器配置構造を提供する。
【解決手段】エンジン（２１）と該エンジン（２１）に接続された発電機・モータ（３１）を併用して油圧ポンプ（４１）を駆動し、その圧油で作業機を駆動して作業を行なう建設機械において、前記発電機・モータ（３１）と、蓄電装置（３３）と、該発電機・モータ（３１）および蓄電装置（３３）間の電力の充電及び供給を制御するインバータ（３５）とを含む充電系の機器を集中して配置する。蓄電装置（３３）とインバータ（３５）を旋回フレームの右側前部に配置し、この蓄電装置（３３）およびインバータ（３５）に近い側のエンジン（２１）端部に発電機・モータ（３１）を設ける。作動油タンク（４５）、油圧ポンプ（４１）、油圧バルブ（４３）の高圧油圧系の機器を集中して配置する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械の機器配置構造に係り、特には、エンジンと、蓄電装置より駆動電力を供給される電動機とを駆動源にして油圧ポンプを駆動し、またある時は前記電動機を発電機として用いて前記蓄電装置に電力を充電するようにした建設機械の機器配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、騒音や排気ガスなど環境上の問題からエンジンの代わりに電動機を動力源として作業機を作動させて環境保護目的に適合するように、建設機械の改良が提案されている。その一例としての油圧ショベルは、図７に示すように、機械本体７１（旋回フレーム）の後部上に、上面部に開閉自在の蓋板を設けた箱体よりなるバッテリボックス７２を搭載し、そのバッテリボックス７２の内部には直列および並列に接続された多数のバッテリ７２ｂを収納している。このバッテリボックス７２ｂは、クレーンやフォークリフトにより機械本体７１上に搭載し、バッテリ７２ｂの消耗時にはバッテリボックス７２ごと充電済みのものと交換できるように、図示しないボルトなどにより脱着可能に取り付けている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また第２の従来技術として、例えば図８，９に示す建設機械（油圧ショベル）が知られている。図８，９において、油圧ショベルは、上部旋回体７５が旋回フレーム７６、キャビン７７等を備え、旋回フレーム７６に駆動源としてのエンジン７８と、このエンジン７８によって駆動される発電機７９と、複数のバッテリ８０ａを有してなる蓄電装置８０と、旋回用電動機８１と、この旋回用電動機８１の回転力を減速して旋回機構（旋回歯車）に伝える減速機８２と、ブーム用電動機８３と、このブーム用電動機８３により回転駆動されるブーム用油圧ポンプ８４とが設置されている。また、上部旋回体７５の前部に装着された掘削アタッチメント８５において、アーム用電動機８６と、これによって駆動されるアーム用油圧ポンプ８７とがアームシリンダ８８に設けられ、またバケット用電動機８９と、これによって駆動されるバケット用油圧ポンプ９０とがバケットシリンダ９１に設けられている。
【０００４】
蓄電装置８０は、発電機７９からの余剰電力を蓄え、その蓄電力を必要に応じて電動機８３，８６，８９を駆動し、また、電動機８３，８６，８９の回生制御によって発生する電力を蓄えるものであり、例えば２４個のバッテリ８０ａを直列に接続した電圧がＤＣ２８８Ｖのものを２つ並列に接続した、合計４８個のバッテリ８０ａからなり、センターセクションＡを挟んで両側に配設されている。この図示例では、合計４８個のバッテリ８０ａを、左側デッキ部７６Ａに２６個、右側デッキ部７６Ｂに２２個として設けている（例えば特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１４４０６２号公報（第３頁の段落〔００２１〕、〔００２２〕、第１図）
【特許文献２】
特開２００１−１１８８９号公報（第３頁の段落〔００２３〕、〔００２９〕、第１図、第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、バッテリ７０ｂ，８０ａが多数個用いられており、それらのバッテリ７０ｂ、８０ａは直列および並列に配線で接続されているため、バッテリを繋ぐ配線のみでも配線が多数必要になるとともに、配線長さが長くなっている。更に、バッテリ８０ａは離れて設置されている発電機７９、電動機８１，８６，８９等に接続されるため、長い配線が必要になるとともに、配線経路が複雑になって配線作業がやり難い。
【０００７】
また、配線長さが長いため、電気抵抗による電力損失が大きく回生効率および駆動効率が低下するとともに、電気的なノイズを発生し易く他の電子機器（微弱信号の制御機器等）へのノイズの影響が大きいという問題がある。前記の第２の従来例では、複数のバッテリ８０ａが２箇所に分かれて搭載されているため、この傾向は顕著になっている。
【０００８】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、充電系の機器間の配線長さを短くでき、また充電系の機器への高圧油圧機器からの熱の影響を小さくできる建設機械の機器配置構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するために、本発明に係る建設機械の機器配置構造の第１発明は、エンジンと該エンジンに接続された発電機・モータを併用して油圧ポンプを駆動し、その圧油で作業機を駆動して作業を行なう建設機械において、前記発電機・モータと、該発電機・モータの発電電力を充電し、また発電機・モータの駆動電力を供給する蓄電装置と、該発電機・モータおよび蓄電装置間の電力の充電及び供給を制御するインバータとを含む充電系の機器を集中して配置してなる構成としている。
【００１０】
第１発明によれば、蓄電装置、インバータ、発電機・モータを含む充電系の機器を集中して配置しているため、これらの配線長さが短くなり、電力損失を小さくできるので回生効率および駆動効率を向上できるとともに、電気的なノイズの影響を小さくできる。さらに、これらの配線作業が容易にできる。
【００１１】
また第２発明は、第１発明において、前記蓄電装置とインバータを旋回フレームの右側前部に配置し、この蓄電装置およびインバータに近い側のエンジン端部に前記発電機・モータを設けてなる構成としている。
【００１２】
第２発明によると、蓄電装置およびインバータに近い側のエンジン端部に発電機・モータを設けたため、上記同様に、これらの配線長さが短くなり、回生効率および駆動効率を向上できるとともに、電気的なノイズの影響を小さくできる。さらに、運転室と反対側である旋回フレームの右側前部に、蓄電装置とインバータを配置しているため、蓄電装置およびインバータを設置する広い場所が得られるとともに、これらの装置の冷却が容易にでき、また蓄電装置の交換作業等のメンテナンス性も良い。
【００１３】
また第３発明は、第１または第２発明において、エンジンに直接または動力分配装置を介して接続した前記油圧ポンプの近傍に、作動油タンクを配置してなる構成としている。
【００１４】
第３発明によると、作動油タンクを、エンジンに直接または動力分配装置を介して接続した油圧ポンプの近傍に配置しているため、配管長さが短くなるので油圧損失を低減できるとともに、配管作業が容易にできる。
【００１５】
また第４発明は、第１、第２または第３発明において、作動油タンク、油圧ポンプ、油圧バルブの高圧油圧系の機器を集中して配置してなる構成としている。
【００１６】
第４発明によると、作動油タンク、油圧ポンプ、油圧バルブを集中して配置しているため、前記と同様に、配管長さが短くなるので油圧損失を低減できるとともに、配管作業が容易にできる。さらに、これらの高熱を発生する、高圧油圧系の機器を前記蓄電装置、インバータ、発電機・モータ等の充電系の機器と離して設置するのが容易に可能となるため、熱に弱い蓄電装置およびインバータへの熱の影響を抑制してその信頼性を向上できる。
【００１７】
また第５発明は、第１〜第４発明のいずれかにおいて、蓄電装置とインバータを、エンジンの冷却風を吸入する吸気室に配置してなる構成としている。
【００１８】
第５発明によると、蓄電装置とインバータを吸気室に配置しているため、エンジンの冷却風でこれらの充電系機器も共に、容易に冷却でき、充電系機器の信頼性を向上できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明の適用機械例として油圧ショベルを挙げて説明する。
先ず、第１実施形態の建設機械の機器配置構造について、図１と図２を用いて説明する。図１は第１実施形態に係る油圧ショベルの上部旋回体の機器配置構造の平面図、図２は油圧ショベルの機器配置構造の側面図である。
【００２０】
図１、図２において、油圧ショベル２は、下部走行体３と、下部走行体３に旋回自在に搭載された上部旋回体５と、掘削等の作業を行なう作業機７とを備えている。上部旋回体５は、旋回フレーム９と、旋回フレーム９上部の左側前部に設置された運転室１１と、旋回フレーム９後部に設けられ、エンジン２１およびエンジン系の機器類１５等を収納したエンジンルーム１３とを備えている。また、旋回フレーム９の前側略中央部には、作業機７を上下揺動自在に支持するブラケット７ａが配設されている。
【００２１】
また、旋回フレーム９の上面部には、その左右方向略中央の後部にエンジン系の機器類１５が、右側前部に充電系の機器類１７が、左側後部で、かつ運転室１１の後方に高圧油圧系の機器類１９がそれぞれ配設されている。
【００２２】
エンジン系の機器類１５は、エンジン２１と、該エンジン２１の一端側に配設された第１動力分配装置２３（以下、第１ＰＴＯ２３という）と、該エンジン２１の一端側出力軸に連結されたファン２５と、該ファン２５に隣接して設置したラジエータ２７等とを備えている。エンジン２１の回転動力によって第１ＰＴＯ２３およびファン２５を回転させ、ファン２５の回転により外気をエンジンルーム１３内に吸引してラジエータ２７等を冷却するように構成している。
【００２３】
充電系の機器類１７は、回生時には発電機として作動させ、かつエンジン２１の駆動トルクが不足している時には電動機として作動させる発電機・モータ（以下、ジェネレータ／モータ、略してＧ／Ｍと呼ぶ）３１と、回生エネルギーを蓄電し、またＧ／Ｍ３１の駆動エネルギーを供給する蓄電装置３３と、前記Ｇ／Ｍ３１を制御するためのインバータ３５とを有している。ここで蓄電装置３３は、例えば高速での充電、放電の繰り返しが可能な高容量のキャパシタや、リチウムイオン電池等からなり、本例ではキャパシタを用いており、以下キャパシタ３３と呼ぶ。また、Ｇ／Ｍ３１は前記第１ＰＴＯ２３に接続されており、キャパシタ３３とインバータ３５は旋回フレーム９の上面部に取着されている。これらのＧ／Ｍ３１、キャパシタ３３、インバータ３５等の充電系の機器類１７は旋回フレーム９の左側に集中されて配置されている。
【００２４】
そして、Ｇ／Ｍ３１とインバータ３５は第１配線３７ａにより、また、インバータ３５とキャパシタ３３は第２配線３７ｂにより、それぞれ短い配線で、かつ簡単な形状で接続されている。
【００２５】
Ｇ／Ｍ３１は、エンジン２１の動力が不足しているときにはキャパシタ３３の直流電圧をインバータにより交流電圧に変換された駆動指令を受けてモータとして機能し、また、エンジン２１の動力が余剰しているとき等には発電機として機能してその余剰動力を電気エネルギーに変換し、インバータ３５を介して所定の直流高電圧（例えばＤＣ３５０Ｖ）に変換してキャパシタ３３に充電（蓄電）している。
【００２６】
キャパシタ３３は、蓄電装置固定用ブラケット３８の上にボルト等で着脱自在に取着されており、エンジンルーム１３の後述する吸気室１３ｂを覆うカバーを開くことにより、キャパシタ３３を蓄電装置固定用ブラケット３８と共に取り付け、または取り外しすることが容易にできるようになっている。
【００２７】
高圧油圧系の機器類１９は、油圧ポンプ４１、油圧バルブ４３、作動油タンク４５等を有しており、油圧ポンプ４１は直接エンジン２１に、また油圧バルブ４３と作動油タンク４５は旋回フレーム９の上面部に取着されている。ここでの油圧バルブ４３は、各作業機アクチュエータをそれぞれ駆動するための複数のメインバルブを積み重ねて一体的に構成したものである。これらの油圧ポンプ４１、油圧バルブ４３、作動油タンク４５等の高圧油圧系の機器類１９は、旋回フレーム９の上面部の後部左側に集中して配置されている。また、高圧油圧系の機器類１９は、その熱を前記充電系の機器類１７に伝導しないように、充電系の機器類１７より離れた位置に配設している。
【００２８】
油圧ポンプ４１と油圧バルブ４３は第１配管４７ａ（各メインバルブに対応した複数の配管を総称する）により、油圧バルブ４３と作動油タンク４５は第２配管４７ｂ（各メインバルブに対応した複数の配管を総称する）により、また作動油タンク４５と油圧ポンプ４１は第３配管４７ｃにより、それぞれ短い配管で、かつ簡単な形状で接続されている。
【００２９】
油圧ポンプ４１は、エンジン２１により駆動されて回転し、作動油タンク４５の油を吸引して圧油とし、油圧バルブ４３に送給している。油圧バルブ４３は、圧油を作業機７のブーム、アーム、バケット等の各油圧シリンダ４９（図２に示す）に送給して作業機７を作動するとともに、各油圧シリンダ４９からの戻り油を作動油タンク４５に戻している。また、燃料タンク５１が、旋回フレーム９の上面部で、かつ作動油タンク４５と運転室１１の間に配設されている。
【００３０】
エンジンルーム１３は旋回フレーム９上部に設けられており、その内部には前記のエンジン系の機器類１５の他、充電系の機器類１７および高圧油圧系の機器類１９を収容している。エンジンルーム１３は、ファン２５の位置で遮蔽板１３ａによりエンジン室２２と区分されて吸気室１３ｂが形成されており、吸気室１３ｂを覆うカバーには多数の小孔またはルーバ付き孔からなる吸気孔５３があけられている。この吸気室１３ｂ内には、キャパシタ３３とインバータ３５とラジエータ２７とが収納されており、ファン２５により吸気孔５３を経て吸引された外気でキャパシタ３３とインバータ３５とラジエータ２７とを冷却している。なお、吸気室１３ｂは、その吸気孔５３部をパンチングメタルにより形成して製造を容易にすると良い。
【００３１】
つぎに、上記構成における作動および効果について説明する。油圧ショベル２は、エンジン２１が駆動されて油圧ポンプ４１を回転駆動し、作動油タンク４５の油を吸引して加圧し、その圧油が第１配管４７ａ、油圧バルブ４３を経て各油圧シリンダ４９に供給されるとともに、油圧シリンダ４９の戻り油が油圧バルブ４３、第２配管４７ｂを経て作動油タンク４５に戻される。各油圧シリンダ４９は、油圧バルブ４３の切換えによって伸縮し、作業機７を作動させて掘削や地ならし等の作業を行なう。このとき、第１配管４７ａと第２配管４７ｂが短い配管で、かつ簡単な形状で布設されているため、油圧損失が小さくなり回生効率および駆動効率を向上できるとともに、油温上昇を低く抑えることができる。また、配管作業が容易であり、製作コストを安くできる。
【００３２】
また、油圧ポンプ４１の回転速度（すなわち吐出量）および吐出圧が図示しないセンサによってそれぞれ計測されて図示しないコントローラに入力される。コントローラは、この回転速度および吐出圧に基づき駆動トルクを演算するとともにエンジン２１の出力トルクと比較し、インバータ３５に指令を出力する。そしてコントローラは、エンジン２１の出力トルクが油圧ポンプ４１の駆動トルクよりも小さいときには、キャパシタ（蓄電装置）３３の蓄電エネルギーをＧ／Ｍ３１に供給し、Ｇ／Ｍ３１をモータとして作動させてエンジン２１をアシストさせ、また、エンジン２１の出力トルクが油圧ポンプ４１の駆動トルクよりも大きいときには、Ｇ／Ｍ３１を発電機として作動させて、上記の余剰トルクで発電させたエネルギーをキャパシタ（蓄電装置）３３に蓄電するようインバータ３５に指令を出力する。
【００３３】
このとき、Ｇ／Ｍ３１、インバータ３５およびキャパシタ３３を集中して配置しているので、これらを接続する第１配線３７ａ、第２配線３７ｂがそれぞれ短い配線で、かつ簡単な形状で接続されるため、エネルギー損失が小さくなり回生効率および駆動効率を高めるとともに、電気的なノイズの影響を低減することができるので、充電系の機器類１７の信頼性を向上できる。また、インバータ３５およびキャパシタ３３は高圧油圧系の機器類１９から離れた位置に配置したので、高圧油圧系の機器類１９からの熱の影響を受け難く、その温度上昇を抑制できる。
【００３４】
また、エンジン２１が駆動してファン２５を回転させ、吸気孔５３を経て外気を図示の矢印Ｙａのように吸引している。この外気でキャパシタ３３とインバータ３５を冷却することにより、キャパシタ３３とインバータ３５の温度上昇を抑制することが可能となる。ここで、蓄電装置３３のキャパシタやリチウムイオン電池などは、高電圧かつ高電流の充電電流または放電電流が頻繁に繰り返し流れるから、その温度が上昇し易く、しかも高温度になると動作が不安定になる場合があり、また寿命が短くなる。上記のようにキャパシタ３３とインバータ３５を冷却して温度上昇を抑制しているため、熱に弱いキャパシタ３３およびインバータ３５の信頼性を向上できる。また、ラジエータ２７を冷却するファン２５をキャパシタ３３およびインバータ３５の冷却用にも兼用しているので、ファンの点数を減らすことができる。
【００３５】
なお、上記例では、ラジエータ２７を冷却するファン２５をキャパシタ３３およびインバータ３５の冷却用にも兼用しているが、これに限定されず、キャパシタ３３およびインバータ３５の冷却専用のファンを備えるようにしてもよい。
【００３６】
次に、第２実施形態の建設機械の機器配置構造について、図３を用いて説明する。図３は第２実施形態である建設機械の機器配置構造の平面図である。なお、前出の実施形態と同一部品には同一符号を付して、以下での説明は省略し、以後も同様とする。
第１実施形態の建設機械の機器配置構造は、油圧ポンプ４１が直接エンジン２１に取着されている。これに対して、第２実施形態の建設機械の第１機器配置構造では、エンジン２１の第１ＰＴＯ２３側に対して反対側に第２動力分配装置５５（以下、第２ＰＴＯ５５という）が取着され、該第２ＰＴＯ５５に油圧ポンプ４１および回生モータ５７が取着されている。
【００３７】
回生モータ５７は、第２ＰＴＯ５５を介して油圧ポンプ４１に接続している。また回生モータ５７は、第４配管５９ａにより油圧バルブ４３（複数のメインバルブの一つ）に、また第５配管５９ｂにより作動油タンク４５にそれぞれ接続されている。この回生モータ５７は各油圧シリンダ４９の戻り圧を油圧バルブ４３から受けて作動し、その回生トルクを第２ＰＴＯ５５を介してエンジン２１の出力トルクに加算し、エネルギーを回収している。
【００３８】
次に、第２実施形態の作動および効果について説明する。なお、ここでは、第１実施形態と異なる構成による作動および効果について説明する。
回生モータ５７は、その回転速度（これは、戻り油の流入量に比例する）および流入圧が図示しないセンサによってそれぞれ計測されて図示しないコントローラに入力されている。コントローラは、この回転速度および流入圧に基づき回生モータ５７が回収する回生トルクを演算するとともに油圧ポンプ４１を駆動する駆動トルクと比較し、インバータ３５に指令を出力する。
【００３９】
そして、上記で求めた回生モータ５７の回生トルクが油圧ポンプ４１の駆動トルクよりも大きいときには、この回生トルクで油圧ポンプ４１を駆動し、このときの余剰トルクでＧ／Ｍ３１を回転駆動し、コントローラは、Ｇ／Ｍ３１の発電したエネルギーをキャパシタ３３に蓄電するようインバータ３５に指令を出力している。反対に、回生モータ５７の回生トルクが油圧ポンプ４１の駆動トルクよりも小さいときには、この回生トルクの全てを油圧ポンプ４１の駆動に用いて回収すると共に、この回生トルクとエンジン２１の出力トルクとの両方で油圧ポンプ４１を駆動し、エンジン２１の出力トルクを応援するようにしている。
【００４０】
例えば、油圧ポンプ４１を駆動するための駆動トルクが、回生モータ５７が回収する回生トルクよりも小さい場合には、回生モータ５７により油圧ポンプ４１を駆動するとともに、余剰した回生トルクによってＧ／Ｍ３１を回転させて発電作動し、その発電電力がインバータ３５を経てキャパシタ３３に蓄電される。この場合は、油圧ショベル２では、上部旋回体５の旋回停止時または作業機７のブーム下降時等に生ずる。
【００４１】
反対に、油圧ポンプ４１を駆動するための駆動トルクが、回生モータ５７が回収する回生トルクよりも大きい場合には、この回生トルクとエンジン２１の出力トルクとにより油圧ポンプ４１を駆動し、更にエンジン２１の出力トルクが不足しているときには、キャパシタ３３の蓄電エネルギーをＧ／Ｍ３１に供給してＧ／Ｍ３１をモータとして作動させてエンジン２１を応援している。また、回生トルクとエンジン２１の出力トルクとの加算トルクが油圧ポンプ４１の駆動トルクよりも大きいときには、その余剰トルクでＧ／Ｍ３１を回転駆動し、Ｇ／Ｍ３１の発電したエネルギーをインバータ３５を介してキャパシタ３３に蓄電するようにしてもよい。このような場合は、油圧ショベル２では、上部旋回体５の始動時または作業機７のブーム上昇時等に生ずる。
【００４２】
このようにして、回生モータ５７を追加することによりエネルギーの回生効率を向上できる。このとき、油圧バルブ４３および作動油タンク４５の近傍に回生モータ５７を配置することにより、第４配管５９ａおよび第５配管５９ｂを短い配管で、かつ簡単な形状で接続することか可能になり、よって戻り抵抗つまり戻り油圧損失を小さくできるので、回生効率及び駆動効率を高めることができる。
【００４３】
次に、第３実施形態の建設機械の機器配置構造について図４を用いて説明する。図４は、第３実施形態に係る建設機械の第２機器配置構造の平面図である。
第１実施形態および第２実施形態では、車両前方を向いて左右方向に設置したエンジン２１の右側にファン２５とラジエータ２７が、また、左側に油圧ポンプ４１、油圧バルブ４３、作動油タンク４５等の高圧油圧系の機器類１９がそれぞれ配設されている。これに対して、第３実施形態では、エンジン２１の右側に高圧油圧系の機器類１９および回生モータ５７が、また、左側にファン２５とラジエータ２７がそれぞれ配設されている。
【００４４】
充電系の機器類１７は、第１実施形態と同様に、Ｇ／Ｍ３１が第１ＰＴＯ２３に取着され、またキャパシタ３３とインバータ３５が旋回フレーム９の上面部の右側前部に配設されている。また、第１ＰＴＯ２３には、油圧ポンプ４１および回生モータ５７が取着されており、その近傍には油圧バルブ４３と作動油タンク４５が配設されている。これにより、それぞれの配線３７ａ，３７ｂ、および配管４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，５９ａ，５９ｂが第１実施形態と同様に、短く簡単な形状で接続されている。
【００４５】
上記において、エンジンルーム１３は、キャパシタ３３およびインバータ３５と作動油タンク４５との間に設けた第１遮蔽板１３ｄにより仕切られて、キャパシタ３３およびインバータ３５側のカバー室６１と、作動油タンク４５側のエンジン室２２とが形成されている。さらに、カバー室６１は、第２遮蔽板１３ｅにより吸気室と排気室とに仕切られており、この吸気室に設けたファン１８によりカバー室６１の側面カバーに設けられた吸気孔６３ａから吸気された外気は、キャパシタ３３およびインバータ３５を冷却して、カバー室６１の側面カバーに設けられた排気孔６３ｂから排出されるようになっている。
【００４６】
これにより、カバー室６１内に収容されたキャパシタ３３とインバータ３５は、高温となる高圧油圧系の油圧ポンプ４１、油圧バルブ４３、作動油タンク４５から第１遮蔽板１３ｄで遮蔽され、しかも外気で冷却されるので、その温度上昇を抑制できる。なお、第１遮蔽板１３ｄに通気孔を形成し、この通気孔を経由して外気がカバー室６１からエンジン室２２へ流れ込むようにしてもよい。また、外気が自然吸気により吸気孔６３ａおよび排気孔６３ｂを経由してキャパシタ３３とインバータ３５を十分に冷却することが可能ならば、前記冷却用のファン１８を設ける必要は勿論ない。
【００４７】
また、エンジン室２２の内部には、エンジン２１、ファン２５、ラジエータ２７、高圧油圧系の機器類１９（油圧ポンプ４１、油圧バルブ４３、作動油タンク４５等）、および回生モータ５７が収容されており、ファン２５の回転より生じた冷却風によりラジエータ２７、Ｇ／Ｍ３１、高圧油圧系の機器類１９および回生モータ５７が冷却される。
他の作動、効果については、前記と同様なため詳細な説明は省略する。
【００４８】
次に、図５により、第３実施形態の他の実施例を説明する。ここでは、第３実施形態と異なる構成について説明する。図５において、エンジン２１の右側に設けた第１ＰＴＯ２３には、油圧ポンプ４１とＧ／Ｍ３１を取着し、左側に第２ＰＴＯ５５を設けて、第２ＰＴＯ５５にファン２５、ラジエータ２７、および回生モータ５７をそれぞれ取着している。また、油圧バルブ４３は、遮蔽板１３ａにより仕切られた吸気室１３ｂ内に配設されている。その他の構成は、第３実施形態と同様である。
【００４９】
本実施形態によると、キャパシタ３３、インバータ３５、Ｇ／Ｍ３１を車体右側に集中して配置したので、これら充電系の機器類１７間の配線３７ａ，３７ｂの長さが短くなり、よって配線による電力損失を小さくできると共に、電気的なノイズの影響を小さくできる。さらに、配線作業が容易にでき、製作コストを安くできる。また、キャパシタ３３およびインバータ３５を収納したカバー室６１は、高温となる高圧油圧系の油圧ポンプ４１、作動油タンク４５から第１遮蔽板１３ｄで遮蔽され、しかも外気で冷却されるので、その温度上昇が抑制され、十分に冷却できる。また、高圧油圧系の油圧ポンプ４１、油圧バルブ４３、作動油タンク４５および回生モータ５７はエンジン室２２内にまとめて配置し、互いに近傍に設置したから、それぞれの間の配管長さが短くなり、圧力損失を小さくできるので、回生効率および駆動効率を向上できる。
【００５０】
次に、第４実施形態の建設機械の機器配置構造について図６を用いて説明する。図６は第４実施形態である建設機械の機器配置構造の平面図である。
第１実施形態では、エンジン２１は、クランク軸の軸線２１ａが車両の左右方向に略平行に設置されるとともに、油圧バルブ４３がエンジン２１の左方に配置されているが、これに対して第４実施形態では、エンジン２１のクランク軸の軸線２１ａが車両左右方向を表す線Ｆｃに対して所定の角度θａだけ傾斜して設置されるとともに、油圧バルブ４３がエンジン２１の右方の吸気室１３ｂ内に配置されている。
【００５１】
充電系の機器類１７は、第１実施形態と同様に、Ｇ／Ｍ３１が第１ＰＴＯ２３に取着され、またキャパシタ３３とインバータ３５が旋回フレーム９上部の右側前部に配設されている。また、油圧バルブ４３は、キャパシタ３３とインバータ３５の後方で、かつラジエータ２７の右方の吸気室１３ｂ内に設置されている。
【００５２】
本実施形態によると、充電系のＧ／Ｍ３１、インバータ３５、キャパシタ３３は、第１実施形態と同様に、まとまった位置に集中して配設されているので、それぞれの間の配線３７ａ，３７ｂは長さが短く、かつ簡単な形状で接続されている。このため、電力損失を小さくでき、回生効率および駆動効率を向上できる。また、これらの配線３７ａ，３７ｂから出る電気的なノイズの影響を小さくすることができ、信頼性を向上できる。
【００５３】
また、第１実施形態と同様に、キャパシタ３３とインバータ３５がファン２５により吸気孔５３を経て吸入された外気で冷却されている。更に、本第４実施形態では、このファン２５により吸入した外気で同時に油圧バルブ４３が冷却されている。これにより、油圧バルブ４３は温度の上昇が抑制され、隣接されて配設されているキャパシタ３３とインバータ３５への影響を低く抑制することができる。なお、このとき、熱遮蔽板で油圧バルブ４３とキャパシタ３３およびインバータ３５との間を仕切る構造にすると、油圧バルブ４３の熱を遮蔽して、キャパシタ３３およびインバータ３５の温度上昇をさらに低減できる。
他の作動、効果については、前記と同様なため詳細な説明は省略する。
【００５４】
なお、これまでの実施形態では、油圧ショベルに適用した例で示したが、本発明は他の排土板付油圧ショベル、ブルドーザ、ホイールローダ、あるいはショベルドーザ等の各種建設機械にも適用することができる。また、ファンは吸引式、押出式のいずれでも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る建設機械の機器配置構造の平面図である。
【図２】建設機械の機器配置構造の側面図である。
【図３】第２実施形態に係る建設機械の機器配置構造の平面図である。
【図４】第３実施形態に係る建設機械の機器配置構造の平面図である。
【図５】第３実施形態の他実施形態に係る建設機械の機器配置構造の平面図である。
【図６】第４実施形態に係る建設機械の機器配置構造の平面図である。
【図７】第１の従来技術に係る建設機械の機器配置構造の平面図である。
【図８】第２の従来技術に係る建設機械の機器配置構造の側面図である。
【図９】第２の従来技術に係る建設機械の機器配置構造の平面図である。
【符号の説明】
２…油圧ショベル、３…下部走行体、５…上部旋回体、７…作業機、９…旋回フレーム、１１…運転室、１３…エンジンルーム、１３ａ…遮蔽板、１３ｂ…吸気室、１３ｄ…遮蔽板、１５…エンジン系の機器類、１７…充電系の機器類、１９…高圧油圧系の機器類、２１…エンジン、２３…第１動力分配装置（第１ＰＴＯ）、２５…ファン、２７…ラジエータ、３１…発電機・モータ（Ｇ／Ｍ）、３３…キャパシタ、３５…インバータ、３７ａ，３７ｂ…配線、３８…蓄電装置固定用ブラケット、４１…油圧ポンプ、４３…油圧バルブ、４５…作動油タンク、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，５９ａ，５９ｂ…配管、４９…油圧シリンダ、５１…燃料タンク、５５…第２動力分配装置（第２ＰＴＯ）、５７…回生モータ、６１…カバー室。

Claims

エンジン（２１）と該エンジン（２１）に接続された発電機・モータ（３１）を併用して油圧ポンプ（４１）を駆動し、その圧油で作業機を駆動して作業を行なう建設機械において、
前記発電機・モータ（３１）と、該発電機・モータ（３１）の発電電力を充電し、また発電機・モータ（３１）の駆動電力を供給する蓄電装置（３３）と、該発電機・モータ（３１）および蓄電装置（３３）間の電力の充電及び供給を制御するインバータ（３５）とを含む充電系の機器を集中して配置してなる
ことを特徴とする建設機械の機器配置構造。
前記蓄電装置（３３）とインバータ（３５）を旋回フレームの右側前部に配置し、この蓄電装置（３３）およびインバータ（３５）に近い側のエンジン（２１）端部に前記発電機・モータ（３１）を設けてなる
ことを特徴とする請求項１記載の建設機械の機器配置構造。
エンジン（２１）に直接または動力分配装置を介して接続した前記油圧ポンプ（４１）の近傍に、作動油タンク（４５）を配置してなる
ことを特徴する請求項１または２記載の建設機械の機器配置構造。
作動油タンク（４５）、油圧ポンプ（４１）、油圧バルブ（４３）の高圧油圧系の機器を集中して配置してなる
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の建設機械の機器配置構造。
蓄電装置（３３）とインバータ（３５）を、エンジン（２１）の冷却風を吸入する吸気室（１３ｂ）に配置してなる
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の建設機械の機器配置構造。