JP2013163946A - Construction machine - Google Patents

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信好 高橋
Shigenori Aoki
茂徳 青木
Toshihiko Ishida
俊彦 石田
Tomonori Takada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction machine capable of discharging a power conversion device when a casing is opened by a simple configuration.SOLUTION: An inverter 18, a chopper 20, and a power conversion device 17 provided with a smoothing capacitor 21 and a discharge resistor 22 are provided between a battery 16 and an electric motor 15. A relay 23 is provided between the power conversion device 17 and the battery 16. A casing 27 accommodates the power conversion device 17 and is covered by a cover body 31. The cover body 31 is attached to the casing 27 by bolts 33 and detachably fixed thereto. A connector 36 is attached to a fixed bracket 34 provided on the cover body 31, covering the bolts. When the connector 36 is removed from the fixed bracket 34, the relay 23 enters a cutoff state.

Description

本発明は、電動モータと蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換装置を備えた建設機械に関する。   The present invention relates to a construction machine including a power conversion device that performs power conversion between an electric motor and a power storage device.

建設機械として、電動式やハイブリッド式の油圧ショベル等が知られている。このような建設機械では、例えば油圧ポンプの駆動や旋回動作、走行動作を行うための電動モータと、電動モータと蓄電装置との間で電力変換を行うインバータ、チョッパ等の電力変換装置とを備えている。また、電力変換装置をケーシング内に収容した構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Electric or hybrid hydraulic excavators are known as construction machines. Such a construction machine includes, for example, an electric motor for driving a hydraulic pump, turning operation, and traveling operation, and an electric power conversion device such as an inverter or chopper that performs electric power conversion between the electric motor and the power storage device. ing. Moreover, the structure which accommodated the power converter device in the casing is known (for example, refer patent document 1).

特開2006−136097号公報JP 2006-136097 A

ところで、インバータ等の電力変換装置は、例えば直流電力を平滑化するための平滑コンデンサを備えている。この平滑コンデンサには例えば数百V程度の高電圧が印加されるから、平滑コンデンサは高電圧によって帯電した状態になる。このため、ケーシングを開放して電力変換装置の点検や整備を行うときには、平滑コンデンサを放電させる必要がある。   By the way, power converters, such as an inverter, are provided with the smoothing capacitor for smoothing DC power, for example. Since a high voltage of about several hundred volts, for example, is applied to the smoothing capacitor, the smoothing capacitor is charged by the high voltage. For this reason, when the casing is opened and the power converter is inspected and maintained, it is necessary to discharge the smoothing capacitor.

この点を考慮して、特許文献1には、ケーシングをロックするフック部と、フック部を開放する安全プラグを設け、安全プラグによってバッテリからの給電を停止させる構成が開示されている。しかし、特許文献1の構成では、安全プラグによってフック部のロックを開放すると、バッテリからの給電を停止するものの、電力変換装置の平滑コンデンサの放電が完了する前にケーシングを開放することができるという問題がある。   In consideration of this point, Patent Document 1 discloses a configuration in which a hook portion that locks the casing and a safety plug that opens the hook portion are provided, and power supply from the battery is stopped by the safety plug. However, in the configuration of Patent Document 1, when the hook part is unlocked by the safety plug, the power supply from the battery is stopped, but the casing can be opened before the discharge of the smoothing capacitor of the power converter is completed. There's a problem.

また、平滑コンデンサを放電するためのスイッチを別途設ける構成も考えられるが、建設機械では乗用車等に比べて大きな振動が作用するため、耐振性の優れた特殊なスイッチが必要となり、製造コストが増加するという問題もある。   In addition, it is conceivable to provide a separate switch for discharging the smoothing capacitor. However, since construction machinery is subject to a greater vibration than passenger cars, special switches with excellent vibration resistance are required, which increases manufacturing costs. There is also the problem of doing.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、簡易な構成によってケーシングの開放時に電力変換装置を放電させることができる建設機械を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a construction machine capable of discharging a power converter when a casing is opened with a simple configuration.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、駆動源としての電動モータと、該電動モータに電気的に接続可能な蓄電装置と、前記電動モータと該蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換装置と、該電力変換装置と前記蓄電装置との間を接続または遮断するスイッチとを備えた建設機械において、前記電力変換装置を収容するケーシングと、該ケーシングの開口部を施蓋する蓋体と、該蓋体を前記ケーシングに取付け、取外し可能に固定するボルトと、前記蓋体または前記ケーシングに設けられた固定ブラケットと、該固定ブラケットに取付け、取外し可能となり該固定ブラケットに取付けられた状態で前記ボルトを覆うコネクタとを備え、該コネクタを前記固定ブラケットに取付けたときには前記スイッチは接続可能な状態になり、該コネクタを前記固定ブラケットから取外したときには前記スイッチは遮断状態になることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 is directed to an electric motor as a drive source, a power storage device that can be electrically connected to the electric motor, and power between the electric motor and the power storage device. In a construction machine including a power conversion device that performs conversion and a switch that connects or disconnects the power conversion device and the power storage device, a casing that houses the power conversion device and an opening of the casing are provided. A lid for covering, a bolt for attaching and detaching the lid to the casing, a fixing bracket provided on the lid or the casing, and a fixing bracket for attaching to and removing from the fixing bracket; A connector that covers the bolt in an attached state, and when the connector is attached to the fixing bracket, the switch is in a connectable state. When removed the connector from the fixed bracket is characterized in that the switch becomes off.

請求項2の発明では、前記電力変換装置は、直流電力を平滑化する平滑コンデンサと、該平滑コンデンサに並列接続された放電抵抗とを備え、前記ボルトの螺合深さ寸法は、前記平滑コンデンサの放電が完了するのに必要な時間に基づいて設定している。   According to a second aspect of the present invention, the power conversion device includes a smoothing capacitor that smoothes DC power and a discharge resistor connected in parallel to the smoothing capacitor, and a screwing depth dimension of the bolt is the smoothing capacitor. Is set based on the time required to complete the discharge.

請求項3の発明では、前記スイッチは、前記蓄電装置に給電線路を介して接続され前記蓄電装置からの給電によって励磁される励磁コイルと、該励磁コイルによって接続状態と遮断状態が切り換わる接点とからなるリレーによって構成され、前記コネクタには、前記給電線路を接続する接続線路を設け、前記コネクタを前記固定ブラケットに取付けたときには、前記接続線路によって給電線路が接続され、前記コネクタを前記固定ブラケットから取外したときには、該給電線路が遮断される構成としている。   According to a third aspect of the present invention, the switch includes an exciting coil that is connected to the power storage device via a power supply line and is excited by power feeding from the power storage device, and a contact that is switched between a connected state and a cut-off state by the exciting coil. The connector is provided with a connection line for connecting the power supply line, and when the connector is attached to the fixed bracket, the power supply line is connected by the connection line, and the connector is connected to the fixed bracket. When it is removed from the power supply line, the feed line is cut off.

請求項1に記載の発明によれば、コネクタによってケーシングの蓋体を固定するボルトを覆うから、ボルトを取外すときには、固定ブラケットからコネクタを取外す必要がある。このとき、コネクタを固定ブラケットから取外したときには、電力変換装置と蓄電装置との間に設けられたスイッチが遮断状態になるから、この時点で電力変換装置の放電を開始することができる。この結果、ボルトの取外しに必要な時間によって、電力変換装置の放電時間を確保することができるから、蓋体を取外してケーシングを開放するときには、電力変換装置を十分に低電圧な状態にすることができる。   According to the first aspect of the present invention, since the bolt for fixing the lid of the casing is covered by the connector, when removing the bolt, it is necessary to remove the connector from the fixing bracket. At this time, when the connector is removed from the fixed bracket, the switch provided between the power conversion device and the power storage device is cut off, so that the discharge of the power conversion device can be started at this point. As a result, the discharge time of the power conversion device can be ensured by the time required for removing the bolts. Therefore, when removing the lid and opening the casing, the power conversion device should be in a sufficiently low voltage state. Can do.

請求項2の発明によれば、電力変換装置は平滑コンデンサと放電抵抗とを備えるから、コネクタを固定ブラケットから取外したときには、放電抵抗を用いて平滑コンデンサに溜まった電荷を放電することができる。また、ボルトの螺合深さ寸法は平滑コンデンサの放電が完了するのに必要な時間に基づいて設定したから、例えば平滑コンデンサと放電抵抗とによる時定数が大きくなり放電時間が長くなるときでも、ボルトの螺合深さ寸法を長くすることができる。これにより、平滑コンデンサの放電時間を十分に確保することができる。   According to the second aspect of the invention, since the power conversion device includes the smoothing capacitor and the discharge resistor, when the connector is detached from the fixed bracket, the electric charge accumulated in the smoothing capacitor can be discharged using the discharge resistor. In addition, since the threading depth dimension of the bolt is set based on the time required to complete the discharge of the smoothing capacitor, for example, even when the time constant due to the smoothing capacitor and the discharge resistance increases and the discharge time becomes long, The threading depth of the bolt can be increased. Thereby, it is possible to ensure a sufficient discharge time of the smoothing capacitor.

請求項3の発明によれば、コネクタには給電線路を接続する接続線路を設けたから、コネクタを固定ブラケットから取外したときには、給電線路が遮断され、励磁コイルに対する給電を停止することができる。この結果、リレーの接点が遮断状態に切り換わり、電力変換装置の放電を開始することができる。   According to the invention of claim 3, since the connector is provided with the connection line for connecting the power supply line, when the connector is removed from the fixed bracket, the power supply line is cut off and the power supply to the exciting coil can be stopped. As a result, the relay contacts are switched to the cut-off state, and the power converter can be started to discharge.

本発明の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。1 is a front view showing a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. 図1中の油圧ショベルに適用する電気系の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the electric system applied to the hydraulic shovel in FIG. 図2中の電力変換装置を収容するケーシングを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the casing which accommodates the power converter device in FIG. ケーシング等を図3中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the casing etc. from the arrow IV-IV direction in FIG. コネクタ、固定ブラケット、ボルト等を図4中の矢示V−V方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the connector, the fixing bracket, the volt | bolt, etc. from the arrow VV direction in FIG.

以下、本発明の実施の形態による建設機械として電動式の油圧ショベルを例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, an electric hydraulic excavator will be described as an example of a construction machine according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図中、1は油圧ショベルの下部走行体を示し、該下部走行体1上には上部旋回体2が旋回可能に搭載されている。また、上部旋回体2には、運転室を画成するキャブ3が設けられると共に、キャブ3の後方には後述する油圧ポンプ12、電動モータ15等を収容する建屋カバー4が設けられている。ここで、下部走行体1には走行モータが設けられると共に、上部旋回体2には旋回モータ(いずれも図示せず)が設けられている。そして、下部走行体1は走行モータによって前進、後進等の走行動作を行い、上部旋回体2は旋回モータによって旋回動作するものである。   In the figure, reference numeral 1 denotes a lower traveling body of a hydraulic excavator, and an upper revolving body 2 is mounted on the lower traveling body 1 so as to be able to swivel. Further, the upper swing body 2 is provided with a cab 3 that defines an operator cab, and a building cover 4 that houses a hydraulic pump 12, an electric motor 15, and the like to be described later is provided behind the cab 3. Here, the lower traveling body 1 is provided with a traveling motor, and the upper revolving body 2 is provided with a turning motor (both not shown). The lower traveling body 1 performs traveling operations such as forward and backward movement by a traveling motor, and the upper revolving body 2 is swung by a swing motor.

5は上部旋回体2の前部に俯仰動可能に取り付けられた作業装置(フロント)で、該作業装置5はブーム6、アーム7、バケット8等によって構成され、ブーム6、アーム7、バケット8にはブームシリンダ9、アームシリンダ10、バケットシリンダ11等の油圧シリンダが取り付けられている。そして、これらのシリンダ9〜11は、走行モータや旋回モータ等の油圧モータと共に、油圧ポンプ12から供給される圧油によって駆動するアクチュエータを構成している。   Reference numeral 5 denotes a working device (front) attached to the front portion of the upper swing body 2 so as to be able to move up and down. The working device 5 includes a boom 6, an arm 7, a bucket 8, and the like. A hydraulic cylinder such as a boom cylinder 9, an arm cylinder 10, and a bucket cylinder 11 is attached to the cylinder. And these cylinders 9-11 comprise the actuator driven with the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 12 with hydraulic motors, such as a travel motor and a turning motor.

12は油圧源としての油圧ポンプで、該油圧ポンプ12は、後述の電動モータ15等と一緒に上部旋回体2の建屋カバー4の内部に配設されている。そして、油圧ポンプ12は、図2に示すように、電動モータ15によって回転駆動し、圧油を生成する。また、油圧ポンプ12は、複数の方向切換弁からなる制御弁装置(C/V)13を介して各シリンダ9〜11等に接続され、オイルタンク14内の作動油を吸込んで高圧な圧油を生成し、この圧油を各シリンダ9〜11等に向けて供給する。   Reference numeral 12 denotes a hydraulic pump as a hydraulic source. The hydraulic pump 12 is disposed inside the building cover 4 of the upper swing body 2 together with an electric motor 15 and the like which will be described later. Then, as shown in FIG. 2, the hydraulic pump 12 is rotationally driven by the electric motor 15 to generate pressure oil. The hydraulic pump 12 is connected to the cylinders 9 to 11 and the like via a control valve device (C / V) 13 composed of a plurality of directional control valves, and sucks the hydraulic oil in the oil tank 14 to provide high pressure oil. And the pressure oil is supplied toward each of the cylinders 9 to 11 and the like.

このとき、キャブ3内でオペレータが操作レバー(図示せず)等を操作することによって、制御弁装置13が切換操作される。これにより、例えば各シリンダ9〜11に対する圧油の供給、排出が切換えられ、各シリンダ9〜11の伸縮動作が制御弁装置13を用いて制御される。   At this time, when the operator operates an operation lever (not shown) or the like in the cab 3, the control valve device 13 is switched. Thereby, for example, supply and discharge of pressure oil to each cylinder 9 to 11 are switched, and the expansion and contraction operation of each cylinder 9 to 11 is controlled using the control valve device 13.

15は駆動源としての電動モータを示している。具体的には、図2に示すように、電動モータ15は、その出力軸が油圧ポンプ12に連結され、油圧ポンプ12の駆動源として機能する。また、電動モータ15は、油圧ポンプ12の近傍に位置して上部旋回体2に設けられ、例えば三相誘導電動機、三相同期電動機等によって構成されている。そして、電動モータ15は、後述のインバータ18から供給される三相交流電力によって回転駆動し、その出力軸を通じて油圧ポンプ12を駆動する。   Reference numeral 15 denotes an electric motor as a drive source. Specifically, as shown in FIG. 2, the output shaft of the electric motor 15 is connected to the hydraulic pump 12 and functions as a drive source of the hydraulic pump 12. Further, the electric motor 15 is provided in the upper swing body 2 in the vicinity of the hydraulic pump 12, and is constituted by, for example, a three-phase induction motor, a three-phase synchronous motor, or the like. The electric motor 15 is rotationally driven by three-phase AC power supplied from an inverter 18 described later, and drives the hydraulic pump 12 through its output shaft.

16は電動モータ15に電気的に接続可能な蓄電装置としてのバッテリを示している。該バッテリ16は、上部旋回体2の後側に設けられ、例えばリチウムイオン電池等の二次電池によって構成されている。また、バッテリ16は、それ自体が重量物であるため、作業装置5に加わる重量負荷に対するカウンタウエイトとしても機能する。そして、バッテリ16は、後述する電力変換装置17のインバータ18およびチョッパ20を介して電動モータ15に電気的に接続可能となっている。   Reference numeral 16 denotes a battery as a power storage device that can be electrically connected to the electric motor 15. The battery 16 is provided on the rear side of the upper swing body 2 and is constituted by a secondary battery such as a lithium ion battery. Further, since the battery 16 itself is a heavy object, the battery 16 also functions as a counterweight for the heavy load applied to the work device 5. The battery 16 can be electrically connected to the electric motor 15 via an inverter 18 and a chopper 20 of the power converter 17 described later.

17は電動モータ15とバッテリ16との間で電力変換を行う電力変換装置を示している。該電力変換装置17は、建屋カバー4内に配設されている。具体的には、電力変換装置17は、交流電力と直流電力との間の電力変換や直流電圧を降圧または昇圧する電力変換を行う。そして、電力変換装置17は、後述するインバータ18、チョッパ20、平滑コンデンサ21等によって構成されている。   Reference numeral 17 denotes a power converter that performs power conversion between the electric motor 15 and the battery 16. The power converter 17 is disposed in the building cover 4. Specifically, the power conversion device 17 performs power conversion between AC power and DC power and power conversion that reduces or boosts a DC voltage. And the power converter device 17 is comprised by the inverter 18, the chopper 20, the smoothing capacitor 21, etc. which are mentioned later.

18は電動モータ15に電気的に接続されたインバータを示している。該インバータ18は、例えばトランジスタ、サイリスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等からなる複数(例えば6個)のスイッチング素子Sを用いて構成されている。ここで、インバータ18は、制御部18Aを用いてスイッチング素子Sのオン/オフを制御することによって、例えば直流電力から三相交流電力を生成する。そして、インバータ18は、三相交流電力を電動モータ15に供給し、電動モータ15を駆動する。また、インバータ18は、プラス側とマイナス側で一対の直流母線19A,19Bを介してチョッパ20に電気的に接続されている。   Reference numeral 18 denotes an inverter electrically connected to the electric motor 15. The inverter 18 is configured by using a plurality of (for example, six) switching elements S composed of, for example, a transistor, a thyristor, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), or the like. Here, the inverter 18 generates three-phase AC power from DC power, for example, by controlling on / off of the switching element S using the control unit 18A. The inverter 18 supplies three-phase AC power to the electric motor 15 and drives the electric motor 15. The inverter 18 is electrically connected to the chopper 20 via a pair of DC buses 19A and 19B on the plus side and the minus side.

20はバッテリ16とインバータ18との間に電気的に接続されたチョッパを示している。該チョッパ20は、バッテリ16の出力側とインバータ18の入力側とに電気的に接続されている。このチョッパ20は、例えばIGBT等からなる複数(例えば2個)のスイッチ素子SとリアクトルLとを備えている。そして、チョッパ20は、制御部20Aによってスイッチ素子Sのオン/オフが制御される。これにより、バッテリ16を用いて電動モータ15を駆動するときには、チョッパ20は、昇圧回路(昇圧チョッパ)として機能し、バッテリ16から出力される直流電圧を昇圧してインバータ18に供給する。   Reference numeral 20 denotes a chopper electrically connected between the battery 16 and the inverter 18. The chopper 20 is electrically connected to the output side of the battery 16 and the input side of the inverter 18. The chopper 20 includes a plurality of (for example, two) switch elements S and a reactor L made of, for example, IGBT. In the chopper 20, the on / off state of the switch element S is controlled by the control unit 20 </ b> A. Thus, when driving the electric motor 15 using the battery 16, the chopper 20 functions as a booster circuit (boost chopper), boosts the DC voltage output from the battery 16, and supplies the boosted voltage to the inverter 18.

なお、直流母線19A,19Bには、例えば整流回路等を介して商用電源等の外部電源(いずれも図示せず)が接続される。このため、外部電源を用いてバッテリ16を充電するときには、チョッパ20は、降圧回路(降圧チョッパ)として機能し、直流母線19A,19B間の直流電圧を降圧してバッテリ16に供給する。   The DC buses 19A and 19B are connected to an external power source (not shown) such as a commercial power source via a rectifier circuit or the like, for example. For this reason, when charging the battery 16 using an external power source, the chopper 20 functions as a step-down circuit (step-down chopper), and steps down the DC voltage between the DC buses 19A and 19B and supplies it to the battery 16.

21はインバータ18とチョッパ20との間に位置して直流母線19A,19B間に接続された平滑コンデンサで、該平滑コンデンサ21は、直流母線19A,19B間に供給される直流電力を平滑化する。また、平滑コンデンサ21には、放電抵抗22が並列接続されている。ここで、平滑コンデンサ21と放電抵抗22の時定数は、例えば数十秒程度に設定されている。このため、バッテリ16からの給電によって電動モータ15が駆動するときには、放電抵抗22による放電は殆ど生じることがない。一方、例えばリレー23によってチョッパ20とバッテリ16との間を遮断し、直流母線19A,19B間に対する電力供給がなくなると、平滑コンデンサ21に溜まった電荷は、放電抵抗22を通じて放電される。   A smoothing capacitor 21 is located between the inverter 18 and the chopper 20 and connected between the DC buses 19A and 19B. The smoothing capacitor 21 smoothes the DC power supplied between the DC buses 19A and 19B. . Further, a discharge resistor 22 is connected in parallel to the smoothing capacitor 21. Here, the time constant of the smoothing capacitor 21 and the discharge resistor 22 is set to about several tens of seconds, for example. For this reason, when the electric motor 15 is driven by the power supply from the battery 16, the discharge by the discharge resistor 22 hardly occurs. On the other hand, for example, when the chopper 20 and the battery 16 are disconnected by the relay 23 and the power supply between the DC buses 19A and 19B is lost, the electric charge accumulated in the smoothing capacitor 21 is discharged through the discharge resistor 22.

23は電力変換装置17とバッテリ16との間を接続または遮断するスイッチとしてのバッテリ用のリレーを示している。該リレー23は、チョッパ20とバッテリ16との間に設けられ、接点24A,24Bと励磁コイルMCとを備えている。励磁コイルMCは、給電線路25を介してバッテリ16に接続され、バッテリ16からの給電によって励磁される。また、接点24A,24Bは、バッテリ16のプラス側の端子とマイナス側の端子にそれぞれ対応し、励磁コイルMCによって接続状態(オン)と遮断状態(オフ)が切り換わる。   Reference numeral 23 denotes a battery relay as a switch for connecting or disconnecting the power converter 17 and the battery 16. The relay 23 is provided between the chopper 20 and the battery 16 and includes contacts 24A and 24B and an excitation coil MC. The excitation coil MC is connected to the battery 16 via the power supply line 25 and is excited by power supply from the battery 16. The contacts 24A and 24B correspond to the positive side terminal and the negative side terminal of the battery 16, respectively, and the connection state (ON) and the cutoff state (OFF) are switched by the exciting coil MC.

また、給電線路25の途中には例えばトランジスタ等のスイッチング素子からなる駆動回路26が設けられ、駆動回路26は励磁コイルMCに直列接続されている。駆動回路26は、例えばイグニションキー(図示せず)のオン/オフに応じて、そのオン/オフが切り換わる。このため、イグニションキーがオンのときには、励磁コイルMCが励磁状態となり、接点24A,24Bは接続状態になる。一方、イグニションキーがオフのときには、励磁コイルMCが非励磁状態となり、接点24A,24Bは遮断状態になる。このように、リレー23は、チョッパ20とバッテリ16との間を接続または遮断する。   Further, a drive circuit 26 made of a switching element such as a transistor is provided in the middle of the feed line 25, and the drive circuit 26 is connected in series to the exciting coil MC. The drive circuit 26 is switched on / off in response to, for example, an ignition key (not shown) being turned on / off. For this reason, when the ignition key is on, the exciting coil MC is in an excited state, and the contacts 24A and 24B are in a connected state. On the other hand, when the ignition key is off, the exciting coil MC is in a non-excited state, and the contacts 24A and 24B are in a cut-off state. In this way, the relay 23 connects or disconnects between the chopper 20 and the battery 16.

27は電力変換装置17を収容するケーシングを示している。図3および図4に示すように、ケーシング27は、例えば上部が開口した箱状に形成され、底部側と開口部側との2つの収容空間28,29を備えている。ここで、底部側の収容空間28には、例えばインバータ18、チョッパ20、平滑コンデンサ21等が配設され、開口部側の収容空間29には、例えば制御部18A,20Aが配設されている。また、ケーシング27には、制御部18A,20Aと外部の制御回路(図示せず)との間を接続するための制御用コネクタ30が設けられている。   Reference numeral 27 denotes a casing for housing the power converter 17. As shown in FIGS. 3 and 4, the casing 27 is formed, for example, in a box shape having an open top, and includes two receiving spaces 28 and 29 on the bottom side and the opening side. Here, for example, the inverter 18, the chopper 20, the smoothing capacitor 21, and the like are disposed in the accommodation space 28 on the bottom side, and the control units 18 </ b> A and 20 </ b> A are disposed in the accommodation space 29 on the opening side. . Further, the casing 27 is provided with a control connector 30 for connecting between the control units 18A and 20A and an external control circuit (not shown).

31はケーシング27の開口部27Aを施蓋する蓋体を示している。蓋体31には、電動モータ15やバッテリ16に接続するための複数の電力用コネクタ32が設けられている。蓋体31の外縁部は、複数本のボルト33によって、ケーシング27にねじ止め固定されている。即ち、ボルト33は、蓋体31をケーシング27に取付け、取外し可能に固定している。このため、全てのボルト33を取外したときに、ケーシング27から蓋体31を取外すことができる。   Reference numeral 31 denotes a lid that covers the opening 27 </ b> A of the casing 27. The lid 31 is provided with a plurality of power connectors 32 for connection to the electric motor 15 and the battery 16. The outer edge portion of the lid body 31 is fixed to the casing 27 with screws by a plurality of bolts 33. That is, the bolt 33 attaches the lid body 31 to the casing 27 and fixes it so that it can be removed. For this reason, the lid body 31 can be removed from the casing 27 when all the bolts 33 are removed.

34は蓋体31に設けられた固定ブラケットを示している。図3ないし図5に示すように、固定ブラケット34は、蓋体31の外縁部側に位置して、例えばL字状のステー35を用いて蓋体31の上部に取付けられている。また、固定ブラケット34の内部には、給電線路25に接続された一対の端子34A,34Bが設けられている。   Reference numeral 34 denotes a fixed bracket provided on the lid 31. As shown in FIGS. 3 to 5, the fixing bracket 34 is located on the outer edge side of the lid 31 and is attached to the upper portion of the lid 31 using, for example, an L-shaped stay 35. A pair of terminals 34 </ b> A and 34 </ b> B connected to the feeder line 25 are provided inside the fixed bracket 34.

36は固定ブラケット34に取付け、取外し可能となり、固定ブラケット34に取付けられた状態でボルト33を覆うコネクタを示している。具体的には、コネクタ36は、固定ブラケット34に取付けた状態で、例えば1本のボルト33を上側から覆う。このため、コネクタ36を固定ブラケット34に取付けた状態では、ボルト33を抜き取ることができず、蓋体31を取外すことができない。また、コネクタ36の内部には、例えば導電性金属等からなる接続線路36Aが設けられている。コネクタ36を固定ブラケット34に取付けたときには、端子34A,34B間は接続線路36Aによって電気的に接続され、励磁コイルMCに対する給電が可能な状態になる。このため、コネクタ36を固定ブラケット34に取付けたときには、リレー23は接続可能な状態になる。   Reference numeral 36 denotes a connector that can be attached to and detached from the fixing bracket 34 and covers the bolt 33 in a state of being attached to the fixing bracket 34. Specifically, the connector 36 is attached to the fixed bracket 34 and covers, for example, one bolt 33 from above. For this reason, in the state where the connector 36 is attached to the fixed bracket 34, the bolt 33 cannot be removed and the lid 31 cannot be removed. In addition, a connection line 36 </ b> A made of, for example, a conductive metal is provided inside the connector 36. When the connector 36 is attached to the fixed bracket 34, the terminals 34A and 34B are electrically connected by the connection line 36A, and power can be supplied to the exciting coil MC. For this reason, when the connector 36 is attached to the fixed bracket 34, the relay 23 is in a connectable state.

一方、コネクタ36を固定ブラケット34から取外したときには、端子34A,34B間は電気的に遮断され、励磁コイルMCに対する給電が停止された状態になる。このため、コネクタ36を固定ブラケット34から取外したときには、リレー23は遮断状態になり、平滑コンデンサ21の電荷は放電抵抗22を通じて放電される。   On the other hand, when the connector 36 is removed from the fixed bracket 34, the terminals 34A and 34B are electrically disconnected, and the power supply to the exciting coil MC is stopped. For this reason, when the connector 36 is removed from the fixed bracket 34, the relay 23 is cut off, and the electric charge of the smoothing capacitor 21 is discharged through the discharge resistor 22.

なお、コネクタ36によって覆われたボルト33は、その螺合深さ寸法Dが平滑コンデンサ21の放電が完了するのに必要な時間に基づいて設定されている。即ち、平滑コンデンサ21および放電抵抗22の時定数が大きいときには、螺合深さ寸法Dは長くなり、時定数が小さいときには、螺合深さ寸法Dは短くなる。   The bolt 33 covered by the connector 36 has a screwing depth dimension D set based on the time required for the discharge of the smoothing capacitor 21 to be completed. That is, when the time constant of the smoothing capacitor 21 and the discharge resistor 22 is large, the screwing depth dimension D is long, and when the time constant is small, the screwing depth dimension D is short.

また、コネクタ36は、固定ブラケット34に係止するためのフック(図示せず)を備えると共に、フックの係止状態を解除するための操作部37がコネクタ36の幅方向両側に設けられている。なお、コネクタ36の紛失を防止するために、例えばコネクタ36と固定ブラケット34との間をロープ等で連結してもよい。   In addition, the connector 36 includes a hook (not shown) for locking to the fixed bracket 34, and operation portions 37 for releasing the hook locking state are provided on both sides in the width direction of the connector 36. . In order to prevent the connector 36 from being lost, for example, the connector 36 and the fixed bracket 34 may be connected by a rope or the like.

本実施の形態による油圧ショベルは上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。   The hydraulic excavator according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.

リレー23を接続状態にした上で、電力変換装置17のインバータ18およびチョッパ20が動作すると、バッテリ16から電動モータ15に電力が供給される。これにより、電動モータ15は油圧ポンプ12を駆動し、油圧ポンプ12は圧油を生成する。この結果、この圧油を各シリンダ9〜11等に供給することによって、下部走行体1による走行動作、上部旋回体2の旋回動作、作業装置5による掘削作業等を行うことができる。   When the inverter 18 and the chopper 20 of the power converter 17 are operated with the relay 23 in the connected state, electric power is supplied from the battery 16 to the electric motor 15. Thereby, the electric motor 15 drives the hydraulic pump 12, and the hydraulic pump 12 generates pressure oil. As a result, by supplying this pressure oil to each of the cylinders 9 to 11 and the like, a traveling operation by the lower traveling body 1, a turning operation by the upper revolving body 2, an excavation work by the work device 5, and the like can be performed.

また、電力変換装置17の点検や整備を行うときには、作業者はコネクタ36を固定部ラケット34から取外す。これにより、励磁コイルMCの給電線路25が遮断されるから、励磁コイルMCが非励磁状態になり、リレー23の接点24A,24Bは遮断状態になる。これにより、平滑コンデンサ21に溜まった電荷は、放電抵抗22によって放電される。   Further, when the power converter 17 is inspected or maintained, the operator removes the connector 36 from the fixed portion racket 34. As a result, the feeding line 25 of the exciting coil MC is cut off, so that the exciting coil MC is in a non-excited state, and the contacts 24A and 24B of the relay 23 are cut off. Thereby, the electric charge accumulated in the smoothing capacitor 21 is discharged by the discharge resistor 22.

次に、作業者はボルト33を全て取外す。このとき、ボルト33を取外している間に平滑コンデンサ21の放電が進むため、ボルト33を全て取外したときには、平滑コンデンサ21は十分に低電圧な状態になる。これにより、作業者は、蓋体31をケーシング27から取外して、電力変換装置17の点検や整備を行うことができる。   Next, the operator removes all the bolts 33. At this time, since the discharge of the smoothing capacitor 21 proceeds while the bolt 33 is removed, the smoothing capacitor 21 is in a sufficiently low voltage state when all the bolts 33 are removed. As a result, the operator can remove the lid 31 from the casing 27 and inspect and maintain the power conversion device 17.

かくして、本実施の形態によれば、コネクタ36によってケーシング27の蓋体31を固定するボルト33を覆うから、ボルト33を取外すときには、固定ブラケット34からコネクタ36を取外す必要がある。このとき、コネクタ36を固定ブラケット34から取外したときには、電力変換装置17とバッテリ16との間に設けられたリレー23が遮断状態になるから、この時点で電力変換装置17の放電を開始することができる。この結果、ボルト33の取外しに必要な時間によって、電力変換装置17の放電時間を確保することができるから、蓋体31を取外してケーシング27を開放するときには、電力変換装置17を十分に低電圧な状態にすることができる。   Thus, according to the present embodiment, the connector 36 covers the bolt 33 that fixes the lid 31 of the casing 27, and therefore, when removing the bolt 33, it is necessary to remove the connector 36 from the fixing bracket 34. At this time, when the connector 36 is removed from the fixed bracket 34, the relay 23 provided between the power conversion device 17 and the battery 16 is in a cut-off state, so that the discharge of the power conversion device 17 is started at this point. Can do. As a result, the discharge time of the power conversion device 17 can be ensured by the time required to remove the bolts 33. Therefore, when the cover 31 is removed and the casing 27 is opened, the power conversion device 17 is sufficiently low in voltage. It can be in a state.

また、電力変換装置16は平滑コンデンサ21と放電抵抗22とを備えるから、コネクタ36を固定ブラケット34から取外したときには、放電抵抗22を用いて平滑コンデンサ21に溜まった電荷を放電することができる。また、ボルト33の螺合深さ寸法は平滑コンデンサ21の放電が完了するのに必要な時間に基づいて設定したから、例えば平滑コンデンサ21と放電抵抗22とによる時定数が大きくなり放電時間が長くなるときでも、ボルト33の螺合深さ寸法Dを長くすることができる。これにより、平滑コンデンサ21の放電時間を十分に確保することができる。   Further, since the power conversion device 16 includes the smoothing capacitor 21 and the discharge resistor 22, when the connector 36 is detached from the fixed bracket 34, the electric charge accumulated in the smoothing capacitor 21 can be discharged using the discharge resistor 22. In addition, since the threading depth of the bolt 33 is set based on the time required to complete the discharge of the smoothing capacitor 21, for example, the time constant due to the smoothing capacitor 21 and the discharge resistor 22 becomes large and the discharge time is long. Even if it becomes, the screwing depth dimension D of the volt | bolt 33 can be lengthened. Thereby, the discharge time of the smoothing capacitor 21 can be sufficiently secured.

さらに、コネクタ36には給電線路25を接続する接続線路36Aを設けたから、コネクタ36を固定ブラケット34から取外したときには、給電線路25が遮断され、励磁コイルMCに対する給電を停止することができる。この結果、リレー23の接点24A,24Bが遮断状態に切り換わり、電力変換装置17の放電を開始することができる。   Further, since the connector 36 is provided with a connection line 36A for connecting the power supply line 25, when the connector 36 is detached from the fixed bracket 34, the power supply line 25 is cut off and power supply to the exciting coil MC can be stopped. As a result, the contacts 24A and 24B of the relay 23 are switched to the cut-off state, and the electric power converter 17 can start discharging.

なお、前記実施の形態では、コネクタ36は、1本のボルト33を覆うものとしたが、複数本のボルト33を覆ってもよい。コネクタによって覆うボルトの本数を増加させることによって、さらに長い放電時間を確保することができる。   In the above embodiment, the connector 36 covers one bolt 33, but may cover a plurality of bolts 33. A longer discharge time can be secured by increasing the number of bolts covered by the connector.

また、前記実施の形態では、固定ブラケット34は、蓋体31に設けるものとした。しかし、コネクタがボルトを覆えばよいため、固定ブラケットはケーシングに設ける構成としてもよい。   In the embodiment, the fixing bracket 34 is provided on the lid 31. However, since the connector only needs to cover the bolt, the fixing bracket may be provided on the casing.

また、前記実施の形態では、前記蓄電装置にはバッテリ16を用いる構成としたが、キャパシタ等のように電力を蓄える他の装置でもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the battery 16 was used for the said electrical storage apparatus, the other apparatus which stores electric power like a capacitor etc. may be sufficient.

また、前記実施の形態では、電動モータ15によって油圧ポンプ12を駆動する電動式の油圧ショベルを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばエンジンに加えて、発電や駆動に用いる電動モータを備えたハイブリッド式の建設機械に適用してもよく、電動モータは油圧ポンプの駆動に限らず、例えば旋回モータや走行モータ等に使用してもよい。   In the above embodiment, the electric hydraulic excavator that drives the hydraulic pump 12 by the electric motor 15 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a hybrid construction machine including an electric motor used for power generation and driving in addition to an engine. The electric motor is not limited to driving a hydraulic pump, for example, You may use for a turning motor, a traveling motor, etc.

また、前記実施の形態では、建設機械として装軌式の油圧ショベルを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の油圧ショベル、ホイールローダ等のように、他の電動式やハイブリッド式の建設機械にも広く適用することができる。   In the above embodiment, a tracked hydraulic excavator has been described as an example of the construction machine. However, the present invention is not limited to this, and for example, other types such as a wheeled hydraulic excavator and a wheel loader can be used. It can be widely applied to electric and hybrid construction machines.

15 電動モータ
16 バッテリ(蓄電装置)
17 電力変換装置
18 インバータ
20 チョッパ
21 平滑コンデンサ
22 放電抵抗
23 リレー(スイッチ)
24A,24B 接点
25 給電線路
27 ケーシング
27A 開口部
31 蓋体
33 ボルト
34 固定ブラケット
36 コネクタ
36A 接続線路
S スイッチング素子
MC 励磁コイル
15 Electric motor 16 Battery (power storage device)
17 Power Converter 18 Inverter 20 Chopper 21 Smoothing Capacitor 22 Discharge Resistance 23 Relay (Switch)
24A, 24B Contact 25 Feed line 27 Casing 27A Opening 31 Lid 33 Bolt 34 Fixed bracket 36 Connector 36A Connection line S Switching element MC Excitation coil

Claims (3)

駆動源としての電動モータと、該電動モータに電気的に接続可能な蓄電装置と、前記電動モータと該蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換装置と、該電力変換装置と前記蓄電装置との間を接続または遮断するスイッチとを備えた建設機械において、
前記電力変換装置を収容するケーシングと、該ケーシングの開口部を施蓋する蓋体と、該蓋体を前記ケーシングに取付け、取外し可能に固定するボルトと、前記蓋体または前記ケーシングに設けられた固定ブラケットと、該固定ブラケットに取付け、取外し可能となり該固定ブラケットに取付けられた状態で前記ボルトを覆うコネクタとを備え、
該コネクタを前記固定ブラケットに取付けたときには前記スイッチは接続可能な状態になり、該コネクタを前記固定ブラケットから取外したときには前記スイッチは遮断状態になることを特徴とする建設機械。
An electric motor as a drive source, a power storage device that can be electrically connected to the electric motor, a power conversion device that performs power conversion between the electric motor and the power storage device, the power conversion device, and the power storage device Construction machine with a switch for connecting or disconnecting between
A casing for housing the power conversion device, a lid for covering the opening of the casing, a bolt for attaching the lid to the casing and detachably fixing the lid, or the lid or the casing. A fixing bracket, and a connector that is attached to and can be removed from the fixing bracket and covers the bolt in a state of being attached to the fixing bracket;
The construction machine is characterized in that when the connector is attached to the fixed bracket, the switch is in a connectable state, and when the connector is removed from the fixed bracket, the switch is in a cut-off state.
前記電力変換装置は、直流電力を平滑化する平滑コンデンサと、該平滑コンデンサに並列接続された放電抵抗とを備え、
前記ボルトの螺合深さ寸法は、前記平滑コンデンサの放電が完了するのに必要な時間に基づいて設定してなる請求項1に記載の建設機械。
The power converter includes a smoothing capacitor that smoothes DC power, and a discharge resistor connected in parallel to the smoothing capacitor,
The construction machine according to claim 1, wherein a screwing depth dimension of the bolt is set based on a time required for completing discharge of the smoothing capacitor.
前記スイッチは、前記蓄電装置に給電線路を介して接続され前記蓄電装置からの給電によって励磁される励磁コイルと、該励磁コイルによって接続状態と遮断状態が切り換わる接点とからなるリレーによって構成され、
前記コネクタには、前記給電線路を接続する接続線路を設け、
前記コネクタを前記固定ブラケットに取付けたときには、前記接続線路によって給電線路が接続され、前記コネクタを前記固定ブラケットから取外したときには、該給電線路が遮断される構成としてなる請求項1または2に記載の建設機械。
The switch is configured by a relay including an excitation coil that is connected to the power storage device via a power supply line and is excited by power feeding from the power storage device, and a contact that is switched between a connection state and a cutoff state by the excitation coil.
The connector is provided with a connection line for connecting the feed line,
The power supply line is connected by the connection line when the connector is attached to the fixed bracket, and the power supply line is blocked when the connector is removed from the fixed bracket. Construction machinery.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015221979A (en) * 2014-05-23 2015-12-10 Kyb株式会社 Electric storage device, hybrid construction machine with the same, and control method of the same
CN111194371A (en) * 2018-09-14 2020-05-22 株式会社小松制作所 Electric construction machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015221979A (en) * 2014-05-23 2015-12-10 Kyb株式会社 Electric storage device, hybrid construction machine with the same, and control method of the same
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