JP2013234475A - 電動式建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの運転（給電制御）を行うモータ制御装置の冷却性の向上を図ることができる電動式建設機械を提供する。
【解決手段】油圧ポンプ１１を駆動する電動モータ９は、給電ケーブル２１を介して給電される。電動モータ９の給電制御を行うモータ制御装置２３は、給電ケーブル２１の途中に設けられ電気的異常から電動モータ９を保護する安全回路２７と、給電ケーブル２１の途中に設けられ電動モータ９の始動と停止を行う始動停止回路２８と、安全回路２７から出力される信号をコントローラ３６に出力する信号出力回路２９と、キースイッチ３２からの信号等に基づいて始動停止回路２８の切換を行う始動停止制御回路３１とにより構成する。そして、安全回路２７、始動停止回路２８、信号出力回路２９、始動停止制御回路３１を収容ボックス２４に収容すると共に、該収容ボックス２４を電動モータ９の近傍で油圧ポンプ１１と熱交換器１４との間に配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば電動式油圧ショベル等の駆動源として電動モータを備えた電動式建設機械に関する。

一般に、電動式油圧ショベルを代表例とする電動式建設機械は、例えば排気ガスの問題が無いことに加えて、市街地での掘削作業等を行うときにも低振動、低騒音の建設機械として注目されている。

このような電動式建設機械は、自走可能な車体と、外部電源から給電ケーブルを介して給電されることにより回転する電動モータと、該電動モータによって駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出する圧油により駆動される油圧アクチュエータと、電動モータを挟んで油圧ポンプとは反対側に設けられ油圧アクチュエータからの戻り油の冷却を行う熱交換器と、該熱交換器に対面して配置され該熱交換器に冷却風を供給する冷却ファンと、電動モータの運転（給電制御）を行うモータ制御装置（制御盤）とにより大略構成されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、モータ制御装置は、例えば、給電ケーブルの途中に設けられ電気的異常から電動モータを保護する安全回路と、給電ケーブルの途中に安全回路と直列に設けられ電動モータの始動と停止を行う始動停止回路と、安全回路から出力される信号を外部機器に出力する信号出力回路と、外部からの信号に基づいて始動停止回路の切換を行う始動停止制御回路とを含んで構成されている。

また、モータ制御装置は、例えば、車体を構成する上部旋回体のうち、電動モータを収容する機械室よりも前側でエンジンが搭載される車両であれば燃料タンクが取付けられる部位に、不要となる燃料タンクに代えて配置されている。この場合、モータ制御装置は、例えば、安全回路、始動停止回路、信号出力回路、始動停止制御回路等の必要な回路や各種機器類を収容ボックスにまとめて収容する構成となっている。

特開２０１１−２１９９１７号公報

ところで、モータ制御装置を機械室よりも前側でエンジン搭載車両であれば燃料タンクが取付けられる部位に配置する構成の場合、機械室内で熱交換器、電動モータ、油圧ポンプ等の周囲を通過して温度上昇した冷却風がモータ制御装置の近辺で淀む虞がある。この場合、冷却風は、電動モータからの放出熱や油圧ポンプからの放出熱によって高温となっており、その冷却風によってモータ制御装置の収容ボックスが加温され、モータ制御装置の冷却性を確保しにくいという問題がある。なお、モータ制御装置の冷却性を確保すべく、遮熱板を設けることが考えられるが、この場合は、遮熱板を設ける分、コストが増大する虞がある。

また、モータ制御装置を上述した部位に配置する構成の場合、モータ制御装置と電動モータとの間の給電ケーブルの取回しが面倒になったり、給電ケーブルの配設長さが過度に長くなる虞もある。さらに、モータ制御装置が雨水等に直接晒される可能性もあり、モータ制御装置の収容ボックスの防水性の確保が面倒になる等、この面からもコストの増大に繋がる虞がある。

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、電動モータの運転（給電制御）を行うモータ制御装置の冷却性の向上を図ることができる電動式建設機械を提供することを目的としている。

本発明の電動式建設機械は、車体と、該車体に搭載されたバッテリ電源または外部電源から給電ケーブルを介して給電されることにより回転する電動モータと、該電動モータによって駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出する圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記電動モータを挟んで前記油圧ポンプとは反対側に設けられ前記油圧アクチュエータからの戻り油の冷却を行う熱交換器と、該熱交換器に対面して配置され該熱交換器に冷却風を供給する冷却ファンと、前記電動モータの運転を行うモータ制御装置とを備え、該モータ制御装置は、前記給電ケーブルの途中に設けられ電気的異常から前記電動モータを保護する安全回路と、前記給電ケーブルの途中に前記安全回路と直列に設けられ前記電動モータの始動と停止を行う始動停止回路と、前記安全回路から出力される信号を外部機器に出力する信号出力回路と、外部からの信号に基づいて前記始動停止回路の切換を行う始動停止制御回路とにより構成してなる。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記モータ制御装置は、前記電動モータの近傍で前記油圧ポンプと前記熱交換器との間に配置する構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記車体は、支軸構造体を形成し前記電動モータ、油圧ポンプおよび熱交換器が搭載される支持フレームと、前記電動モータよりも前，後方向の後側に配置され重量バランスをとるカウンタウエイトと、前記電動モータよりも前側に配置され前記車体の左，右方向に延びる隔壁と、前記カウンタウエイトと隔壁との間で前記電動モータ、油圧ポンプおよび熱交換器を収容するための機械室を画成する外装カバーとにより構成し、前記モータ制御装置は、前記機械室内に配置する構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記モータ制御装置は、前記機械室内に位置して前記隔壁または前記電動モータに取付ける構成としたことにある。

請求項４の発明は、モータ制御装置は、前記安全回路、始動停止回路、信号出力回路および始動停止制御回路を収容ボックスに収容する構成とし、該収容ボックスの外面には、放熱フィンを設ける構成としたことにある。

請求項５の発明は、前記モータ制御装置は、前記安全回路と始動停止回路とを収容する動力ボックスと、前記信号出力回路と始動停止制御回路とを収容する制御ボックスとの２つの収容ボックスを有し、前記モータ制御装置のうち少なくとも前記動力ボックスは、前記機械室内に配置する構成としたことにある。

請求項６の発明は、前記安全回路は、短絡、漏電を含む電気的異常が発生したときに前記給電ケーブルを遮断するブレーカが設けられた第１の安全回路と、前記給電ケーブルに過負荷電流が生じたときに該給電ケーブルを遮断するサーマルリレーが設けられた第２の安全回路とにより構成し、前記動力ボックスは、前記外部電源に通じる外部ケーブルが接続される接続端子と前記第１の安全回路とを収容する第１の動力ボックスと、前記第２の安全回路と前記始動停止回路とを収容する第２の動力ボックスとを有し、前記動力ボックスのうち前記第１の動力ボックスは、前記機械室外に配置する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、モータ制御装置を電動モータの近傍で油圧ポンプと熱交換器との間に配置する構成としているので、モータ制御装置の冷却を、熱交換器や電動モータを冷却するための冷却風を用いて行うことができる。この場合、モータ制御装置は、冷却風の流れ方向に関し油圧ポンプよりも上流側で熱交換器よりも下流側に配置されることにより、モータ制御装置を、電動モータからの放出熱や油圧ポンプからの放出熱によって高温となる前の冷却風によって冷却することができる。これにより、モータ制御装置の熱負荷の低減を図ることができ、冷却性を向上することができる。

しかも、電動モータとモータ制御装置とを近接させることができるため、モータ制御装置と電動モータと間の配線を短くすることもでき、配線の取回し作業を含む配線作業の容易化を図ることができる。この場合、モータ制御装置の安全回路、始動停止回路等を収容する収容ボックスに、外部電源に通じる外部ケーブルが接続される接続端子を設けることにより、該接続端子とこれを収容する端子ボックスとを収容ボックスとは別個に設ける構成に比べ、部品点数の低減によるコストの低減を図ることもできる。

請求項２の発明によれば、モータ制御装置を機械室内に配置する構成としているので、高電圧・高電流が流れるモータ制御装置や給電ケーブルを機械室内に隔離することができる。これにより、オペレータや作業員をモータ制御装置や給電ケーブルに近付きにくくすることができ、電気的安全性を向上することができる。しかも、機械室は、電動モータを収容するため、機械室内への水の浸入を防止する防水処理がされるが、このように機械室が防水処理されることにより、モータ制御装置の防水処理を省略ないし簡素化しても、モータ制御装置の防水性を確保することができる。即ち、モータ制御装置の安全回路、始動停止回路等を収容する収容ボックスの防水処理を省略ないし簡素化することができ、防水処理に用いるシール材の低減等によるコストの低減を図ることができる。

請求項３の発明によれば、モータ制御装置を機械室内で隔壁または電動モータに取付ける構成としている。この場合、モータ制御装置を隔壁に取付ける構成の場合は、該隔壁にモータ制御装置（の収容ボックス）を十分な支持強度で取付けることができる。一方、モータ制御装置を電動モータに取付ける構成の場合は、該電動モータにモータ制御装置（の収容ボックス）を十分な支持強度で取付けることができると共に、電動モータとモータ制御装置とを一つの組立体として取扱うことができる（アッセンブリ化することができる）。また、モータ制御装置（の収容ボックス）と電動モータとの間に接続ケーブルを配設する必要がなくなると共に、該接続ケーブルを接続するための接続端子とこれを収容する端子ボックス等を省略することができる。これにより、この面からも配線作業の容易化、コストの低減を図ることができる。さらに、車体に対して防振支持された電動モータであれば、これに取付けられたモータ制御装置の防振性も合せて確保することができる。

請求項４の発明によれば、モータ制御装置の安全回路、始動停止回路、信号出力回路および始動停止制御回路を収容する収容ボックスの外面に放熱フィンを設ける構成としているので、モータ制御装置の冷却性の更なる向上を図ることができる。

請求項５の発明によれば、モータ制御装置は、比較的高電圧が導通する安全回路と始動停止回路とを収容する動力ボックスと、比較的低電圧が導通する信号出力回路と始動停止制御回路とを収容する制御ボックスとに分割し、これら動力ボックスと制御ボックスとを別々の位置に配置する構成としている。このため、１つの収容ボックスに必要な回路を一まとめに収容する構成と比較して、動力ボックスと制御ボックスとをそれぞれ小型に構成することができる。この場合、例えば１つの収容ボックスに必要な回路を一まとめに収容する構成では搭載できないような小型の車体にも、それぞれが小型の動力ボックスと制御ボックスとを別々の位置に配置することにより搭載することが可能になる。これにより、モータ制御装置の搭載の自由度、レイアウト性を向上することができる。

また、動力ボックスに収容される安全回路や始動停止回路は、車格や車種、搭載される電動モータの仕様（性能、出力）等に応じて、その回路を流れる電流値等が相違するため、その電流値等に合った部品や回路を用いて構成する必要がある。このため、安全回路や始動停止回路は、搭載される電動モータの仕様に応じて部品構成、回路構成、外径寸法等が変化し、これに伴って動力ボックスの大きさも変化する可能性がある。これに対し、制御ボックスに収容される信号出力回路や始動停止制御回路は、車格や車種、搭載される電動モータの仕様等が相違しても、同じ動作を行う回路として同じものを用いることができる。これにより、信号出力回路や始動停止制御回路、制御ボックスの共通化、量産化によるモータ制御装置のコストの低減を図ることができる。

この場合、動力ボックスと制御ボックスとを何れも機械室内に配置する構成とした場合は、動力ボックスと制御ボックスの冷却性の確保、防水処理の省略ないし簡素化等を図ることができる。また、動力ボックスと制御ボックスとを近接させることができるから、動力ボックスと制御ボックスとの間の配線を短くすることができ、配線の取回し作業を含む配線作業の容易化を図ることができる。一方、動力ボックスを機械室内に配置し、制御ボックスを機械室外に配置する構成とした場合は、動力ボックスの冷却性の確保、防水処理の省略ないし簡素化等を図りつつ、制御ボックスのレイアウトの自由度を確保することができる。

請求項６の発明によれば、動力ボックスは、外部電源に通じる外部ケーブルが接続される接続端子とブレーカが設けられた第１の安全回路とを収容する第１の動力ボックスと、サーマルリレーが設けられた第２の安全回路と始動停止回路とを収容する第２の動力ボックスとに分割して配置する構成としている。この場合は、外部ケーブルを機械室外に配置された第１の動力ボックスに容易に取付けることができ、外部ケーブルの接続作業の容易化を図ることができる。

第１の実施の形態による電動式油圧ショベルを示す正面図である。 作業装置の一部を省略して電動式油圧ショベルを示す拡大平面図である。 外装カバーの一部を取外した状態で電動式油圧ショベルを示す図２と同様位置の拡大平面図である。 作業装置を省略して電動式油圧ショベルを示す図１中の矢示IV−IV方向からみた拡大断面図である。 支持フレーム、カウンタウエイト、外装カバー、隔壁、外部ケーブル、モータ制御装置、電動モータ等を示す図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた拡大断面図である。 隔壁、モータ制御装置、外部ケーブル等を示す斜視図である。 外部電源、安全回路、始動停止回路、信号出力回路、始動停止制御回路、電動モータ等を含む回路構成図である。 第２の実施の形態による電動式油圧ショベルを示す正面図である。 作業装置の一部を省略して電動式油圧ショベルを示す拡大平面図である。 外装カバーの一部を取外した状態で電動式油圧ショベルを示す図９と同様位置の拡大平面図である。 作業装置を省略して電動式油圧ショベルを示す図８中の矢示XI−XI方向からみた拡大断面図である。 支持フレーム、カウンタウエイト、外装カバー、隔壁、外部ケーブル、モータ制御装置、電動モータ等を示す図１１中の矢示XII−XII方向からみた拡大断面図である。 外部電源、安全回路、始動停止回路、信号出力回路、始動停止制御回路、電動モータ等を含む回路構成図である。 第３の実施の形態によるモータ制御装置、電動モータ、給電ケーブル等を示す図１１と同方向からみた要部拡大図である。 第４の実施の形態による電動式油圧ショベルを外装カバーの一部を取外した状態で示す図１０と同方向からみた拡大平面図である。 作業装置を省略して電動式油圧ショベルを示す図１１と同方向からみた拡大断面図である。 外部電源、安全回路、始動停止回路、信号出力回路、始動停止制御回路、電動モータ等を含む回路構成図である。 第５の実施の形態による電動式油圧ショベルを外装カバーの一部を取外した状態で示す図１５と同方向からみた拡大平面図である。 支持フレーム、カウンタウエイト、外装カバー、隔壁、外部ケーブル、第１の動力ボックス、第２の動力ボックス、電動モータ等を示す図１２と同方向からみた拡大断面図である。 外部電源、第１の安全回路、第２の安全回路、始動停止回路、信号出力回路、始動停止制御回路、電動モータ等を含む回路構成図である。

以下、本発明に係る電動式建設機械の実施の形態を、外部電源から給電される電動式の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は電動式の油圧ショベルを示し、この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、旋回輪３を介して下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前端側に設けられた作業装置５とにより大略構成されている。そして、油圧ショベル１の車体は、下部走行体２と上部旋回体４とにより構成され、上部旋回体４には動力源として後述の電動モータ９が搭載されている。

ここで、油圧ショベル１は、上部旋回体４が下部走行体２の車幅内にほぼ収まる小旋回機として構成されている。即ち、図２および図３に示すように、上部旋回体４は、少なくとも後側が下部走行体２の車幅内にほぼ収まるように略円形状をなし、全体としてコンパクトに形成されている。

下部走行体２には走行モータが設けられると共に、上部旋回体４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２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４は旋回モータによって旋回動作するものである。

作業装置５は、ブーム５Ａ、アーム５Ｂ、バケット（作業具）５Ｃ等によって構成され、ブーム５Ａ、アーム５Ｂ、バケット５Ｃにはブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ（作業具シリンダ）５Ｆ等の油圧シリンダが取付けられている。そして、これらのシリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆは、走行モータや旋回モータ等の油圧モータと共に、後述の油圧ポンプ１１から吐出する圧油により駆動される油圧アクチュエータを構成している。

６は上部旋回体４の支持構造体を形成する支持フレームとしての旋回フレームで、該旋回フレーム６には、後述のキャブ７、カウンタウエイト８、電動モータ９、油圧ポンプ１１、熱交換器１４、オルタネータ１９、車載バッテリ２０等が搭載されている。ここで、図３および図４に示すように、旋回フレーム６は、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板６Ａと、該底板６Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びる左縦板６Ｂ、右縦板６Ｃと、該各縦板６Ｂ，６Ｃの外側に間隔をもって配置され、前，後方向に延びる左サイドフレーム６Ｄ，右サイドフレーム６Ｅと、底板６Ａ、各縦板６Ｂ，６Ｃから左，右方向に張出し、その先端部に左，右のサイドフレーム６Ｄ，６Ｅを支持する複数本の張出しビーム６Ｆとにより構成されている。

左縦板６Ｂの後部側には、後述のオルタネータ１９を搭載するオルタネータ載置部６Ｇが設けられている。左サイドフレーム６Ｄの後部側には、後述の車載バッテリ２０を搭載するバッテリ載置部６Ｈが設けられている。左縦板６Ｂの後部側と左サイドフレーム６Ｄの後部側との間には、後述の熱交換器１４を搭載する熱交換器載置部６Ｊが設けられている。

７は旋回フレーム６の左前側に搭載されたキャブで、該キャブ７は、オペレータが搭乗する運転室を内部に画成している。キャブ７の内部には、運転席、走行レバー・ペダル、操作レバー、後述のキースイッチ３２、非常停止スイッチ３３、モニタ装置３７（図７参照）等が配設されている。

８は旋回フレーム６の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト８は、後述する電動モータ９よりも車体（上部旋回体４）の前，後方向の後側に配置され、作業装置５との重量バランスをとるものである。カウンタウエイト８の後面側は、図２および図３に示すように円弧状をなして形成され、上部旋回体４の旋回半径を小さく収める構成となっている。カウンタウエイト８の上面には、後述するケーブルスタンド２２が取付けられている。

９はカウンタウエイト８の前側に位置して旋回フレーム６上に搭載された電動モータを示している。この電動モータ９は、例えば三相誘導電動機からなり、後述する油圧ポンプ１１の駆動源を構成している。また、電動モータ９は、旋回フレーム６上に防振ゴム、防振マウント等の防振部材９Ａを介して防振支持されている。

電動モータ９は、例えば４００Ｖの三相交流電力を供給する商用電源等の外部電源１０（図７参照）から後述の給電ケーブル２１を介して給電されることにより回転し、油圧ポンプ１１を駆動するものである。電動モータ９の運転制御（給電制御）は、後述するモータ制御装置２３により行われる。

１１は電動モータ９の左，右方向の一側となる右側に位置して旋回フレーム６上に搭載された油圧ポンプを示している。この油圧ポンプ１１は、例えば可変容量型油圧ポンプからなり、旋回フレーム６の前部右側に配設された作動油タンク１２と共に油圧源を構成している。ここで、油圧ポンプ１１は、電動モータ９の右側にカップリング等の動力伝達装置１３を介して取付けられ、この動力伝達装置１３により電動モータ９の回転出力が伝達される。

油圧ポンプ１１は、電動モータ９によって駆動されることにより、作動油タンク１２から吸込んだ作動油を、高圧な圧油として吐出するものである。油圧ポンプ１１から吐出した圧油は、油圧ショベル１に搭載された走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ等の各種の油圧アクチュエータに供給される。

１４は電動モータ９を挟んで油圧ポンプ１１とは反対側となる左側に設けられた熱交換器を示している。この熱交換器１４は、後述の冷却ファン１５に対面するように旋回フレーム６の熱交換器載置部６Ｊに搭載されている。熱交換器１４は、温度上昇した各種の流体を冷却風Ｆ（図４参照）により冷却するもので、例えば、油圧アクチュエータ（走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ等）からの戻り油の冷却を行うオイルクーラ、キャブ７内の室内機（図示せず）から供給される冷媒の冷却を行うコンデンサ等を含んで構成されている。

１５は電動モータ９の左，右方向の他側となる左側（熱交換器１４と同じ側）で熱交換器１４に対面して配置された冷却ファンを示している。この冷却ファン１５は、電動モータ９を動力源として回転駆動されることにより、外気を冷却風Ｆとして導入し、当該冷却風Ｆを、熱交換器１４、電動モータ９、後述するモータ制御装置２３（の収容ボックス２４）等に向けて供給するものである。

１６は電動モータ９よりも前側に配置され旋回フレーム６に取付けられた隔壁を示している。この隔壁１６は、車体（上部旋回体４）の左，右方向に延び、カウンタウエイト８、後述の外装カバー１７と共に、電動モータ９等を収容する機械室１８を画成するものである。隔壁１６には、後述するモータ制御装置２３（の収容ボックス２４）が取付けられている。

１７はキャブ７の後側から側方にわたって旋回フレーム６に設けられた外装カバーを示している。この外装カバー１７は、カウンタウエイト８と隔壁１６との間で電動モータ９、油圧ポンプ１１、熱交換器１４等を収容するための機械室１８を画成するものである。ここで、外装カバー１７は、電動モータ９の上側を覆う開閉カバー１７Ａ、空気の吸入口１７Ｂ1が設けられた左側面カバー１７Ｂ、空気の排出口１７Ｃ1が設けられた右側面カバー１７Ｃ、電動モータ９の下側を覆うアンダーカバー１７Ｄ等により構成されている。開閉カバー１７Ａの前部側で後述するモータ制御装置２３（の収容ボックス２４）と対応する部位には、後述する給電ケーブル２１の外部ケーブル２１Ａを機械室１８内に引き込むためのケーブル挿通孔１７Ａ1（図２参照）が設けられている。

図４に示すように、電動モータ９の回転に伴って冷却ファン１５が回転駆動されると、冷却風Ｆの流れ方向の上流側となる左側面カバー１７Ｂから外気が冷却風Ｆとして機械室１８内に流入する。そして、機械室１８内に流入した冷却風Ｆは、機械室１８内の熱交換器１４、電動モータ９、後述するモータ制御装置２３（の収容ボックス２４）等を冷却し、下流側の右側面カバー１７Ｃから外部に流出する。この場合、冷却風Ｆは、機械室１８を画成する外装カバー１７、隔壁１６、カウンタウエイト８によって、機械室１８内を左側から右側に向けて導かれるため、機械室１８内の熱交換器１４、電動モータ９、モータ制御装置２３等を効率よく冷却することができる。

１９は電動モータ９によって駆動されることにより発電を行うオルタネータで、該オルタネータ１９は、発電した電気を後述する車載バッテリ２０へ供給するものである。ここで、オルタネータ１９は、旋回フレーム６のオルタネータ載置部６Ｇに搭載されている。オルタネータ１９は、電動モータ９の回転が無端ベルト１９Ａを介して伝達されることにより回転駆動され、これにより、発電が行われる。

２０は電気エネルギを貯える車載バッテリで、該車載バッテリ２０は、旋回フレーム６のバッテリ載置部６Ｈに搭載されている。車載バッテリ２０は、電気エネルギを貯え、後述するモータ制御装置２３、コントローラ３６、モニタ装置３７、油圧ショベル１に搭載される各種の照明具、電磁弁、電子部品等の各種電気機器（図示せず）の電源となるものである。車載バッテリ２０は、例えば２４Ｖの直流電力を、モータ制御装置２３等を含む各種電気機器に供給するもので、例えば１２Ｖの直流バッテリを２個直列に接続することにより構成されている。

２１は外部電源１０と電動モータ９との間を後述するモータ制御装置２３を介して電気的に接続する給電ケーブルを示している。給電ケーブル２１は、外部電源１０とモータ制御装置２３の収容ボックス２４との間に配設される外部ケーブル２１Ａ、収容ボックス２４と後述するモータ端子ボックス３４との間に配設されるモータ接続ケーブル２１Ｂ等を含んで構成されている。ここで、外部ケーブル２１Ａは、後述するケーブルスタンド２２に支持され、外装カバー１７（開閉カバー１７Ａ）のケーブル挿通孔１７Ａ1を通じて収容ボックス２４の接続端子２６（図７参照）に接続されている。

２２はカウンタウエイト８に取付けられたケーブルスタンドで、該ケーブルスタンド２２は、給電ケーブル２１の外部ケーブル２１Ａを支持するものである。ここで、ケーブルスタンド２２は、上，下方向に延びカウンタウエイト８に固定された支柱２２Ａと、該支柱２２Ａを揺動中心とする水平方向（左，右方向）の揺動を可能に支柱２２Ａに設けられた支持横棒２２Ｂとにより大略構成されている。そして、支柱２２Ａの上端部と支持横棒２２Ｂの先端部には、それぞれ外部ケーブル２１Ａの途中部位を把持する把持部材２２Ｃが設けられている。図２中に仮想線（二点鎖線）で示すように、ケーブルスタンド２２は、油圧ショベル１の動きに応じて支持横棒２２Ｂが支柱２２Ａを中心に揺動することにより、給電ケーブル２１に過剰な力が加わることを抑制しつつ、外部ケーブル２１Ａが油圧ショベル１に巻き込まれることを防止するものである。

次に、電動モータ９の運転を行うモータ制御装置２３について説明する。

即ち、２３は電動モータ９への給電を制御するための制御盤となるモータ制御装置で、該モータ制御装置２３は、後述する収容ボックス２４、安全回路２７、始動停止回路２８、信号出力回路２９、始動停止制御回路３１等により構成されている。ここで、モータ制御装置２３は、必要な回路、電気部品、電気機器等を１つの収容ボックス２４にまとめて収容する構成としている。具体的には、モータ制御装置２３は、外部電源１０から給電ケーブル２１を介して比較的高電圧（例えば４００Ｖの三相交流電力）が導通する安全回路２７および始動停止回路２８と、車載バッテリ２０から比較的低電圧（例えば２４Ｖの直流電力）が導通する信号出力回路２９および始動停止制御回路３１を、収容ボックス２４内にまとめて配置する構成としている。

ここで、収容ボックス２４は、機械室１８内の電動モータ９の近傍で油圧ポンプ１１と熱交換器１４との間、即ち、冷却風Ｆの流れ方向に関し油圧ポンプ１１よりも上流側で熱交換器１４よりも下流側に配置されている。この場合、収容ボックス２４は、機械室１８内に位置して隔壁１６に取付けられている。

図６に示すように、収容ボックス２４は、略直方体状の中空箱体として形成されたもので、有底で四角筒状の本体部２４Ａと、該本体部２４Ａの開口を塞ぐ四角板状の蓋体２４Ｂとにより構成されている。この場合、機械室１８の防水が確保されていれば、本体部２４Ａと蓋体２４Ｂとの防水処理を省略ないし簡素化することができる。

収容ボックス２４は、棚状のブラケット２５を介して隔壁１６に取付けられている。収容ボックス２４には、外部電源１０に通じる外部ケーブル２１Ａが接続される接続端子（接続コネクタ）２６（図７参照）が設けられている。これにより、外部ケーブル２１Ａは、接続端子２６を介して、収容ボックス２４内に収容された安全回路２７、始動停止回路２８と電気的に接続されている。

２７は収容ボックス２４に収容された安全回路を示している。この安全回路２７は、給電ケーブル２１の途中に設けられ、短絡、漏電、過負荷による電流上昇等の電気的異常から電動モータ９を保護するものである。このために、安全回路２７には、短絡、漏電を含む電気的異常が発生したときに給電ケーブル２１を遮断するブレーカ２７Ａ、給電ケーブル２１に過負荷電流が生じたときに該給電ケーブル２１を遮断するサーマルリレー２７Ｂ等が設けられている。なお、安全回路２７は、電気的異常、即ち、過負荷状態、不足電圧状態、過電圧状態、地絡、短絡等から電動モータ９およびモータ制御装置２３を保護するもので、ブレーカ２７Ａ、サーマルリレー２７Ｂに限定されず、各種の保護機器、保護回路を用いることができる。

２８は収容ボックス２４に収容された始動停止回路を示している。この始動停止回路２８は、給電ケーブル２１の途中に安全回路２７と直列に設けられ、電動モータ９の始動と停止を行うものである。このために、始動停止回路２８は、スターデルタ回路２８Ａを用いて構成されている。ここで、スターデルタ回路２８Ａは、電動モータ９の始動時に、電動モータ９内のコイル（図示せず）との結線をスター結線から一定時間経過後にデルタ結線に切換えるもので、この切換えを行うための電磁開閉器（図示せず）を含んで構成されている。

即ち、電動モータ９は、始動直後で回転数が所定の回転数に到達する前、即ち、供給電力の周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）に応じた回転数に到達する前は、インピーダンスが低く大電流が流れる。そこで、スターデルタ回路２８Ａは、上記回転数に到達する前はインピーダンスが高く電流を制御できるスター結線とし、上記回転数に到達後は、インピーダンスが低く電流を稼げるデルタ結線に切換えを行うものである。なお、始動停止回路２８は、少なくとも電動モータ９の始動と停止とを行うもので、スターデルタ回路２８Ａに限定されず、例えば、リアクトル回路、インバータ回路等を用いることができる。

２９は収容ボックス２４に収容された信号出力回路を示している。この信号出力回路２９は、安全回路２７と接続され、該安全回路２７から出力される信号を外部機器、具体的には、後述するコントローラ３６に出力するものである。このために、信号出力回路２９の入力側は、収容ボックス２４内で安全回路２７と接続され、信号出力回路２９の出力側は、収容ボックス２４からコントローラ３６等との間に配設された接続ケーブル３０を介してコントローラ３６と接続されている。

信号出力回路２９は、安全回路２７が電気的な異常により作動した場合、例えば電動モータ９の過負荷による電流上昇によりサーマルリレー２７Ｂの遮断が行われた場合等に、その旨の信号が入力信号として入力される。信号出力回路２９は、その入力信号をコントローラ３６への出力信号に変換し、その信号をコントローラ３６へ出力する。コントローラ３６は、必要に応じて、後述するモニタ装置３７に注意表示、警報表示、警報音等を発する旨の信号を出力する。また、コントローラ３６は、必要に応じて、メモリ３６Ａに安全回路２７が作動した旨の情報を機器不調情報として記憶し、その履歴を管理するものである。

３１は収容ボックス２４に収容された始動停止制御回路を示している。この始動停止制御回路３１は、始動停止回路２８と接続され、外部からの信号、具体的には、油圧ショベル１の始動時にオペレータによってＯＮされるキースイッチ３２からの信号、非常時にオペレータによってＯＮされる非常停止スイッチ３３からの信号、後述するコントローラ３６からの信号等に基づいて、始動停止回路２８の切換制御（スターデルタ回路２８Ａの電磁開閉器の開閉制御）を行うものである。

具体的には、例えばキースイッチ３２からのＯＮ信号が始動停止制御回路３１に入力されると、電動モータ９をスターデルタ方式で始動すべく、始動停止制御回路３１からスターデルタ回路２８Ａの電磁開閉器に、スター結線、デルタ結線を実現するための開閉信号が出力される。一方、例えばキースイッチ３２からのＯＦＦ信号や非常停止スイッチ３３からのＯＮ信号が始動停止制御回路３１に入力されると、電動モータ９を停止すべく、始動停止制御回路３１からスターデルタ回路２８Ａの電磁開閉器に、電動モータ９への給電を断つ旨の開信号が出力される。

このために、始動停止制御回路３１の入力側は、収容ボックス２４内で始動停止回路２８と接続されると共に、接続ケーブル３０を介してキースイッチ３２、非常停止スイッチ３３、コントローラ３６等と接続されている。また、始動停止制御回路３１の出力側は、収容ボックス２４内で始動停止回路２８と接続されると共に、接続ケーブル３０を介してコントローラ３６と接続されている。

３４は電動モータ９に取付けられたモータ端子ボックスを示している。このモータ端子ボックス３４内には、接続端子（接続コネクタ）３５（図７参照）が設けられている。この接続端子３５には、収容ボックス２４と電動モータ９との間に配設されるモータ接続ケーブル２１Ｂが接続されている。これにより、隔壁１６に取付けられた収容ボックス２４内の安全回路２７、始動停止回路２８と電動モータ９とが、電気的に接続されている。

３６はマイクロコンピュータ等からなるコントローラ（コントロールユニット）で、該コントローラ３６は、例えばキャブ７内に配置され、収容ボックス２４の信号出力回路２９等と接続ケーブル３０を介して接続されている。即ち、コントローラ３６は、その入力側が信号出力回路２９、始動停止制御回路３１に接続され、その出力側は始動停止制御回路３１、後述するモニタ装置３７に接続されている。コントローラ３６は、安全回路２７が作動したときに、その作動した旨の信号が信号出力回路２９を介して入力されると、後述のモニタ装置３７に警報表示や警報音等の警報を発する旨の信号を出力する。また、コントローラ３６は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるメモリ３６Ａを有し、このメモリ３６Ａ内には、例えば信号出力回路２９からの安全回路２７が作動した旨の情報（信号）が機器不調情報として記憶される。

３７はキャブ７内で運転席の近傍に設けられたモニタ装置で、該モニタ装置３７は、コントローラ３６に接続され、コントローラ３６からの信号等に基づいて、オペレータに対して運転情報、注意情報、警報情報等を報知するものである。このために、モニタ装置３７は、運転情報、注意情報等を表示するモニタ３７Ａと、警報音等を発するスピーカ３７Ｂ等を含んで構成されている。

本実施の形態による電動式の油圧ショベル１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。

オペレータがキャブ７に搭乗し、キースイッチ３２をＯＮすると、外部電源１０からの電力によって電動モータ９が回転する。具体的には、キースイッチ３２がＯＮされると、始動停止制御回路３１からの信号に基づいて始動停止回路２８が切換わり、スターデルタ方式で電動モータ９が始動される。そして、電動モータ９は、供給電力の周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）に応じた回転数で回転し、この電動モータ９の回転により油圧ポンプ１１が駆動される。

この状態で、キャブ７の運転席に着席したオペレータが走行レバー・ペダルを操作することにより、下部走行体２を自走させて油圧ショベル１を移動させることができる。また、オペレータが操作レバーを操作することにより、上部旋回体４を旋回させつつ作業装置５によって土砂等の掘削作業を行うことができる。

また、運転中に、例えば過負荷電流等の電気的異常により安全回路２７が作動すると、安全回路２７からその旨の信号が、信号出力回路２９を介してコントローラ３６に入力される。コントローラ３６は、モニタ装置３７に、安全回路２７が作動した旨の注意表示、警報表示、警報音等を発する旨の信号を出力する。これにより、オペレータに対して安全回路２７が作動した旨の機器不調情報を報知することができる。

ところで、前述した従来構造のように、モータ制御装置を機械室よりも前側でエンジンが搭載される車両であれば燃料タンクが取付けられる部位に配置する構成とした場合は、電動モータおよび油圧ポンプの周囲を通過して温度上昇した冷却風によってモータ制御装置が加温され、冷却性を確保しにくくなる虞がある。これに対し、本実施の形態によれば、モータ制御装置２３（の安全回路２７、始動停止回路２８等を収容する収容ボックス２４）を電動モータ９の近傍で油圧ポンプ１１と熱交換器１４との間に配置する構成としている。このため、モータ制御装置２３の冷却を、熱交換器１４や電動モータ９を冷却するための冷却風Ｆを用いて行うことができる。

この場合、モータ制御装置２３は、冷却風Ｆの流れ方向に関し油圧ポンプ１１よりも上流側で熱交換器１４よりも下流側に配置されているので、モータ制御装置２３を、電動モータ９からの放出熱や油圧ポンプ１１からの放出熱によって高温となる前の冷却風Ｆによって冷却することができる。これにより、モータ制御装置２３の熱負荷を低減することができ、冷却性を向上することができる。

しかも、電動モータ９とモータ制御装置２３とを近接させることができるため、モータ制御装置２３と電動モータ９と間の配線を短くすることもでき、配線の取回し作業を含む配線作業の容易化を図ることができる。さらに、モータ制御装置２３の安全回路２７、始動停止回路２８等を収容する収容ボックス２４に、外部電源１０に通じる外部ケーブル２１Ａが接続される接続端子２６を設けているため、該接続端子２６とこれを収容する端子ボックスとを収容ボックス２４とは別個に設ける構成に比べ、部品点数の低減によるコストの低減を図ることができる。

本実施の形態によれば、モータ制御装置２３を機械室１８内に配置する構成としているので、高電圧・高電流が流れるモータ制御装置２３や給電ケーブル２１を機械室１８内に隔離することができる。これにより、オペレータや作業員をモータ制御装置２３や給電ケーブル２１に近付きにくくすることができ、電気的安全性を向上することができる。

しかも、機械室１８は、電動モータ９を収容するため、機械室１８内への水の浸入を防止する防水処理がされるが、このように機械室１８が防水処理されることにより、モータ制御装置２３の収容ボックス２４の防水処理を省略ないし簡素化しても、モータ制御装置２３の防水性を確保することができる。これにより、防水処理に用いるシール材の低減等によるコストの低減を図ることができる。

本実施の形態によれば、モータ制御装置２３の収容ボックス２４を機械室１８内で隔壁１６に取付ける構成としているので、モータ制御装置２３を隔壁１６に十分な支持強度で取付けることができる。

次に、図８ないし図１３は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、モータ制御装置を電動モータに取付ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、４１は電動モータを示し、該電動モータ４１は、旋回フレーム６上に防振ゴム、防振マウント等の防振部材４１Ａを介して防振支持されている。ここで、電動モータ４１の上部側には、後述するモータ制御装置４４の収容ボックス４５が取付けられる取付台４１Ｂが設けられている。

４２は外装カバーを示し、該外装カバー４２は、ケーブル挿通孔４２Ａ1が設けられた開閉カバー４２Ａ、空気の吸入口４２Ｂ1が設けられた左側面カバー４２Ｂ、空気の排出口４２Ｃ1が設けられた右側面カバー４２Ｃ、電動モータ４１の下側を覆うアンダーカバー４２Ｄ等により構成されている。ここで、開閉カバー４２Ａのケーブル挿通孔４２Ａ1は、開閉カバー４２Ａの後部側、即ち、カウンタウエイト８寄りでキャブ７から可及的遠くなる部位に設けられている。換言すれば、本実施の形態では、エンジンが搭載される油圧ショベルであれば、エンジンの排気ガスを排出するための排気尾管が挿通される尾管挿通孔を、ケーブル挿通孔４２Ａ1として用いている。

４３は外部電源１０と電動モータ４１との間を電気的に接続する給電ケーブルを示し、該給電ケーブル４３は、外部電源１０と後述するモータ制御装置４４の収容ボックス４５との間に配設される外部ケーブル４３Ａ等を含んで構成されている。ここで、本実施の形態では、モータ制御装置４４の収容ボックス４５を電動モータ４１に取付ける構成としたことに伴って、上述した第１の実施の形態で設けられていたモータ接続ケーブル２１Ｂ、モータ端子ボックス３４、接続端子３５（図５および図７参照）を省略することができる。これにより、配線の短縮化、省略可、部品点数の低減、配線作業の容易化による、コストの低減を図ることができる。

４４は電動モータ４１への給電を制御するモータ制御装置で、該モータ制御装置４４は、安全回路２７、始動停止回路２８、信号出力回路２９および始動停止制御回路３１を収容ボックス４５内にまとめて配置する構成としている。そして、収容ボックス４５は、機械室１８内の電動モータ９の近傍で油圧ポンプ１１と熱交換器１４との間、即ち、冷却風Ｆの流れ方向に関し油圧ポンプ１１よりも上流側で熱交換器１４よりも下流側に配置されている。

この場合、収容ボックス４５は、機械室１８内に位置して電動モータ４１の上部に取付けられている。即ち、収容ボックス４５は、電動モータ４１の取付台４１Ｂにブラケット（図示省略）を介して取付けられている。この場合、収容ボックス４５とコントローラ３６等との間には、接続ケーブル４６が配設されている。

本実施の形態は、上述の如きモータ制御装置４４を用いて電動モータ４１の運転制御（給電制御）を行うもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

特に、本実施の形態の場合は、モータ制御装置４４の収容ボックス４５を機械室１８内の電動モータ４１に取付ける構成としているので、該電動モータ４１にモータ制御装置４４を十分な支持強度で取付けることができる。この場合に、電動モータ４１とモータ制御装置４４とを一つの組立体として取扱うことができ（アッセンブリ化することができ）、組立性の向上を図ることができる。

また、モータ制御装置４４の収容ボックス４５と電動モータ４１との間に接続ケーブル（第１の実施の形態のモータ接続ケーブル２１Ｂ）を配設する必要がなくなると共に、該接続ケーブルを接続するための接続端子（第１の実施の形態の接続端子３５）とこれを収容する端子ボックス（第１の実施の形態のモータ端子ボックス３４）等を省略することができる。これにより、この面からも配線作業の容易化、コストの低減を図ることができる。

さらに、電動モータ４１は、旋回フレーム６に防振部材４１Ａを介して防振支持されているため、これに取付けられたモータ制御装置４４も合せて防振性を確保することができる。

次に、図１４は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、モータ制御装置の収容ボックスの外面に放熱フィンを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１および第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、５１はモータ制御装置で、該モータ制御装置５１は、安全回路２７、始動停止回路２８、信号出力回路２９および始動停止制御回路３１を収容ボックス５２内にまとめて配置する構成としている。そして、収容ボックス５２は、上述した第２の実施の形態の収容ボックス４５と同様に、機械室１８内に位置して電動モータ４１の上部に取付けられている。また、収容ボックス５２の外面には、収容ボックス５２の外面の表面積を増大させるための薄板状の放熱フィン５２Ａを設けている。この場合、放熱フィン５２Ａは、直方体状の収容ボックス５２の上面と下面を除く残りの４側面（前面、後面、左面、右面）に、冷却風Ｆの流れ方向と平行に複数（図示の例では５枚）設けられている。

本実施の形態は、上述の如きモータ制御装置５１を用いて電動モータ４１の運転制御（給電制御）を行うもので、その基本的作用については、上述した第１および第２の実施の形態によるものと格別差異はない。

特に、本実施の形態の場合は、モータ制御装置５１の収容ボックス５２の外面に放熱フィン５２Ａを設ける構成としているので、モータ制御装置５１の冷却性の更なる向上を図ることができる。

次に、図１５ないし図１７は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、モータ制御装置を動力ボックスと制御ボックスとの２つの収容ボックスを有する構成とすると共に、動力ボックスを機械室の電動モータに取付け、制御ボックスを機械室外に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１ないし第３の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、６１は電動モータを示し、該電動モータ６１は、旋回フレーム６上に防振ゴム、防振マウント等の防振部材６１Ａを介して防振支持されている。ここで、電動モータ６１の上部側には、後述するモータ制御装置６２の動力ボックス６３が取付けられる取付台６１Ｂが設けられている。

６２は電動モータ６１への給電を制御するモータ制御装置で、該モータ制御装置６２は、安全回路２７、始動停止回路２８、信号出力回路２９および始動停止制御回路３１を収容する収容ボックスとして、動力ボックス６３と制御ボックス６４との２つの収容ボックスを有する構成としている。具体的には、モータ制御装置６２は、外部電源１０から給電ケーブル４３を介して比較的高電圧（例えば４００Ｖの三相交流電力）が導通する安全回路２７と始動停止回路２８とを収容する動力ボックス６３と、車載バッテリ２０から比較的低電圧（例えば２４Ｖの直流電力）が導通する信号出力回路２９と始動停止制御回路３１とを収容する制御ボックス６４とに分割して配置する構成としている。

動力ボックス６３と制御ボックス６４は、何れも、上述した第１ないし第３の実施の形態の収容ボックス２４，４５，５２よりもそれぞれが小型で略直方体状の中空箱体として形成されている。ここで、動力ボックス６３には、外部電源１０に通じる外部ケーブル４３Ａが接続される接続端子２６が設けられると共に、安全回路２７と始動停止回路２８とが収容されている。

そして、動力ボックス６３と制御ボックス６４とのうち少なくとも動力ボックス６３は、機械室１８内に位置して電動モータ６１の上部に取付けられている。即ち、動力ボックス６３は、電動モータ６１の取付台６１Ｂにブラケット（図示省略）を介して取付けられている。これにより、比較的高電圧が導通する安全回路２７および始動停止回路２８を収容する動力ボックス６３は、油圧ポンプ１１と熱交換器１４との間、即ち、冷却風Ｆの流れ方向に関し油圧ポンプ１１よりも上流側で熱交換器１４よりも下流側に配置されている。

一方、制御ボックス６４には、信号出力回路２９と始動停止制御回路３１とが収容されている。そして、制御ボックス６４は、機械室１８外、より具体的には、旋回フレーム６上で機械室１８（隔壁１６）よりも前側、かつ、作動油タンク１２より右側、換言すれば、エンジンが搭載される油圧ショベルであれば燃料タンクが取付けられる部位に配置している。この場合、動力ボックス６３と制御ボックス６４との間には、接続ケーブル６５が配設され、制御ボックス６４とコントローラ３６等との間には、別の接続ケーブル６６が配設されている。

なお、図示は省略するが、制御ボックス６４は、作動油タンク１２の右側に代えて、例えばキャブ７内に配置する構成としてもよい。また、動力ボックス６３と制御ボックス６４との両方を、機械室１８内の電動モータ６１に取付ける構成としてもよい。また、動力ボックス６３と制御ボックス６４との両方を、機械室１８内の隔壁１６に取付ける構成としてもよい。

本実施の形態は、上述の如きモータ制御装置６２を用いて電動モータ６１の運転制御（給電制御）を行うもので、その基本的作用については、上述した第１ないし第３の実施の形態によるものと格別差異はない。

特に、本実施の形態の場合は、モータ制御装置６２は、比較的高電圧が導通する安全回路２７と始動停止回路２８とを収容する動力ボックス６３と、比較的低電圧が導通する信号出力回路２９と始動停止制御回路３１とを収容する制御ボックス６４とに分割し、これら動力ボックス６３と制御ボックス６４とを別々の位置に配置する構成としている。このため、１つの収容ボックスに必要な回路を一まとめに収容する構成と比較して、動力ボックス６３と制御ボックス６４とをそれぞれ小型に構成することができる。この場合、例えば１つの収容ボックスに必要な回路を一まとめに収容する構成では搭載できないような小型の車体にも、それぞれが小型の動力ボックス６３と制御ボックス６４とを別々の位置に配置することにより搭載することが可能になる。これにより、モータ制御装置６２の搭載の自由度、レイアウト性を向上することができる。

また、動力ボックス６３に収容される安全回路２７や始動停止回路２８は、車格や車種、搭載される電動モータ６１の仕様（性能、出力）等に応じて、その回路を流れる電流値等が相違するため、その電流値等に合った部品や回路を用いて構成する必要がある。このため、安全回路２７や始動停止回路２８は、搭載される電動モータ６１の仕様に応じて部品構成、回路構成、外径寸法等が変化し、これに伴って動力ボックス６３の大きさも変化する可能性がある。これに対し、制御ボックス６４に収容される信号出力回路２９や始動停止制御回路３１は、車格や車種、搭載される電動モータ６１の仕様等が相違しても、同じ動作を行う回路として同じものを用いることができる。これにより、信号出力回路２９や始動停止制御回路３１、制御ボックス６４の共通化、量産化によるモータ制御装置６２のコストの低減を図ることができる。

しかも、動力ボックス６３を機械室１８内の電動モータ６１に取付ける構成としているので、上述した第１ないし第３の実施の形態の収容ボックス２４，４５，５２と同様に、比較的高電圧が導通する安全回路２７および始動停止回路２８を収容する動力ボックス６３の冷却性の確保、防水処理の省略ないし簡素化、アッセンブリ化、防振性の確保等を図ることができる。これと共に、制御ボックス６４を機械室１８外に配置する構成としているので、制御ボックス６４のレイアウトの自由度を確保することができる。

なお、図示は省略するが、動力ボックス６３と制御ボックス６４との両方を、機械室１８内の電動モータ６１または隔壁１６に取付ける構成とした場合には、動力ボックス６３と制御ボックス６４の冷却性の確保、防水処理の省略ないし簡素化、アッセンブリ化、防振性の確保等を図ることができる。また、動力ボックス６３と制御ボックス６４とを近接させることができるから、動力ボックス６３と制御ボックス６４との間の配線を短くすることができ、配線の取回し作業を含む配線作業の容易化を図ることができる。

次に、図１８ないし図２０は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、モータ制御装置を動力ボックスと制御ボックスとを有する構成とすると共に、さらに、動力ボックスを、接続端子と第１の安全回路とを収容する第１の動力ボックスと、第２の安全回路と始動停止回路とを収容する第２の動力ボックスとを有する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１ないし第４の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、７１は電動モータを示し、該電動モータ７１は、旋回フレーム６上に防振ゴム、防振マウント等の防振部材７１Ａを介して防振支持されている。ここで、電動モータ７１の上部側には、後述する第２の動力ボックス７６が取付けられる取付台７１Ｂが設けられている。

７２は外部電源１０と電動モータ７１との間を電気的に接続する給電ケーブルを示し、該給電ケーブル７２は、外部電源１０と後述する第１の動力ボックス７５との間に配設される外部ケーブル７２Ａ、第１の動力ボックス７５と第２の動力ボックス７６との間に配設される動力ボックス接続ケーブル７２Ｂ等を含んで構成されている。

７３はカウンタウエイト８に取付けられたケーブルスタンドで、該ケーブルスタンド７３は、給電ケーブル７２の外部ケーブル７２Ａを支持すると共に、後述の第１の動力ボックス７５が取付けられるものである。ここで、ケーブルスタンド７３は、支柱７３Ａと、該支柱７３Ａを中心として揺動する支持横棒７３Ｂとにより大略構成されている。支柱７３Ａの上端部と支持横棒７３Ｂの先端部には、それぞれ外部ケーブル７２Ａの途中部位を把持する把持部材７３Ｃが設けられている。そして、支柱７３Ａには、支持横棒７３Ｂよりも下側に位置して後述する第１の動力ボックス７５がボックス取付部７３Ｄを介して取付けられている。

７４は電動モータ７１への給電を制御するモータ制御装置で、該モータ制御装置７４は、第１の動力ボックス７５、第２の動力ボックス７６、制御ボックス７７を有する構成としている。そして、第１の動力ボックス７５は、機械室１８外、具体的には、ケーブルスタンド７３の支柱７３Ａに取付けられている。一方、第２の動力ボックス７６は、機械室１８内、具体的には、機械室１８内に位置して電動モータ７１の上部（取付台７１Ｂ）にブラケット（図示せず）等を介して取付けられている。これにより、第２の動力ボックス７６は、油圧ポンプ１１と熱交換器１４との間、即ち、冷却風Ｆの流れ方向に関し油圧ポンプ１１よりも上流側で熱交換器１４よりも下流側に配置されている。

この場合、第１の動力ボックス７５には、外部電源１０に通じる外部ケーブル７２Ａが接続される接続端子７８と、後述する第１の安全回路８２とが収容されている。一方、第２の動力ボックス７６には、後述する第２の安全回路８３と、上述した第１ないし第４の実施の形態と同様の始動停止回路２８とが収容されている。

また、制御ボックス７７は、上述した第４の実施の形態の制御ボックス６４と同様に、機械室１８外、より具体的には、旋回フレーム６上で機械室１８（隔壁１６）よりも前側、かつ、作動油タンク１２より右側、換言すれば、エンジンが搭載される油圧ショベルであれば燃料タンクが取付けられる部位に配置している。

この場合、第１の動力ボックス７５と制御ボックス７７との間には、第１の接続ケーブル７９（図２０中にのみに図示）が配設されている。第２の動力ボックス７６と制御ボックス７７との間には、第２の接続ケーブル８０が配設されている。制御ボックス７７とコントローラ３６等との間には、第３の接続ケーブル８１が配設されている。

８２は第１の動力ボックス７５に収容された第１の安全回路を示している。この第１の安全回路８２は、給電ケーブル７２の途中に設けられ、後述する第２の安全回路８３と共に電気的異常から電動モータ７１を保護する安全回路を構成するものである。このために、第１の安全回路８２には、短絡、漏電を含む電気的異常が発生したときに給電ケーブル７２を遮断するブレーカ８２Ａ等が設けられている。

８３は第２の動力ボックス７６に収容された第２の安全回路を示している。この第２の安全回路８３も、給電ケーブル７２の途中に設けられ、第１の安全回路８２と共に電気的異常から電動モータ７１を保護する安全回路を構成するものである。このために、第２の安全回路８３には、給電ケーブル７２に過負荷電流が生じたときに該給電ケーブル７２を遮断するサーマルリレー８３Ａ等が設けられている。

本実施の形態は、上述の如きモータ制御装置７４を用いて電動モータ７１の運転制御（給電制御）を行うもので、その基本的作用については、上述した第１ないし第４の実施の形態によるものと格別差異はない。

特に、本実施の形態の場合は、第１の動力ボックス７５と第２の動力ボックス７６とを有する構成としている。即ち、動力ボックス７５，７６は、外部電源１０に通じる外部ケーブル７２Ａが接続される接続端子７８とブレーカ８２Ａが設けられた第１の安全回路８２とを収容する第１の動力ボックス７５と、サーマルリレー８３Ａが設けられた第２の安全回路８３と始動停止回路２８とを収容する第２の動力ボックス７６とに分割して車体（上部旋回体４）に配置する構成としている。この場合、外部ケーブル７２Ａを機械室１８外のケーブルスタンド７３に配置された第１の動力ボックス７５に容易に取付けることができ、外部ケーブル７２Ａの接続作業の容易化を図ることができる。

なお、上述した各実施の形態では、油圧ショベル１の外部にある商用電源等の外部電源１０から給電ケーブル２１，４３，７２を介して電動モータ９，４１，６１，７１に給電する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、リチウムイオンバッテリ等の大容量のバッテリ電源（蓄電池）を車体に搭載し、該車体に搭載されたバッテリ電源から給電ケーブルを介して電動モータに給電する構成としてもよい。この場合には、例えば直流バッテリ電圧を交流電圧に変化して電動モータに給電するために、電動モータの始動と停止を行う始動停止回路としてインバータ回路を用いることができる。

上述した第４および第５の実施の形態では、制御ボックス６４，７７を旋回フレーム６上で機械室１８（隔壁１６）よりも前側、かつ、作動油タンク１２より右側（エンジンが搭載される油圧ショベルであれば燃料タンクが取付けられる部位）に配置する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、制御ボックスを、オペレータが搭乗するキャブ内やキャブの近傍、車体の前側に設けられるユーティリティー室等、機械室外の他の部位に配置してもよい。

また、制御ボックスは、動力ボックスと共に、電動モータの近傍で油圧ポンプと熱交換器との間、即ち、冷却風の流れ方向に関し油圧ポンプよりも上流側で熱交換器よりも下流側に配置することもできる。即ち、制御ボックスと動力ボックスとを何れも、機械室内に位置して隔壁または電動モータに取付ける構成としてもよい。

上述した各実施の形態では、電気的異常から電動モータ９，４１，６１，７１等の保護を行う安全回路２７，８２，８３として、ブレーカ２７Ａ，８２Ａとサーマルリレー２７Ｂ，８３Ａを用いる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、安全回路として、例えば、過負荷状態、不足電圧状態、過電圧状態、地絡、短絡等の電気的異常から電動モータおよびモータ制御装置を保護することができる各種の保護機器、保護回路を用いることができる。

上述した各実施の形態では、電動モータ９，４１，６１，７１の始動と停止を行う始動停止回路２８として、スターデルタ回路２８Ａを用いる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、始動停止回路として、例えば、リアクトル回路、インバータ回路等、少なくとも電動モータの始動と停止とを行うことができる各種の機器、回路を用いることができる。

上述した第３の実施の形態では、安全回路２７、始動停止回路２８、信号出力回路２９および始動停止制御回路３１を収容した収容ボックス５２の外面に放熱フィン５２Ａを設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、動力ボックスと制御ボックスとを有する構成で、動力ボックスの外面（と必要に応じて制御ボックスの外面と）に放熱フィンを設ける構成としてもよい。また、第１の動力ボックスと第２の動力ボックスとを有する構成で、第２の動力ボックスの外面（と必要に応じて第１の動力ボックスの外面と）に放熱フィンを設ける構成としてもよい。

上述した各実施の形態では、上部旋回体４のカウンタウエイト８に取付けたケーブル支持部材としてのケーブルスタンド２２，７３を介して給電ケーブル２１，４３，７２を上部旋回体４内に引込む構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、下部走行体にケーブルスタンド、ケーブルリール等のケーブル支持部材を取付けると共に、下部走行体と上部旋回体との間にスリップリングを設け、下部走行体側からケーブル支持部材、スリップリングを介して給電ケーブルを上部旋回体内に引込む構成としてもよい。

このような下部走行体側から給電ケーブルを引込む構成とした場合は、上述した第５の実施の形態のように、モータ制御装置の動力ボックスを第１の動力ボックスと第２の動力ボックスとを有する構成とし、第１の動力ボックスを下部走行体側に配置し、第２の動力ボックスを上部旋回体側に配置する構成とすることができる。この構成によれば、外部ケーブルを機械室外に配置された第１の動力ボックスに容易に取付けることができ、外部ケーブルの接続作業の容易化を図ることができる。

上述した各実施の形態では、電動式建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例示している。しかし、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他の建設機械にも広く適用することができる。さらに、フォークリフト、リフトトラック等の産業機械やトラクタ等の農業機械を含む各種の作業を行う作業機械に適用することができる。

１ 油圧ショベル（電動式建設機械）
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
５Ｄ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５Ｅ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５Ｆ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
６ 旋回フレーム（支持フレーム）
８ カウンタウエイト
９，４１，６１，７１ 電動モータ
１０ 外部電源
１１ 油圧ポンプ
１６ 隔壁
１７ 外装カバー
１８ 機械室
２１，４３，７２ 給電ケーブル
２１Ａ，４３Ａ，７２Ａ 外部ケーブル
２３，４４，５１，６２，７４ モータ制御装置
２４，４５，５２ 収容ボックス
２７，８２，８３ 安全回路
２７Ａ，８２Ａ ブレーカ
２７Ｂ，８３Ａ サーマルリレー
２８ 始動停止回路
２９ 信号出力回路
３１ 始動停止制御回路
５２Ａ 放熱フィン
６３，７５，７６ 動力ボックス
６４，７７ 制御ボックス

Claims (6)

1. 車体と、該車体に搭載されたバッテリ電源または外部電源から給電ケーブルを介して給電されることにより回転する電動モータと、該電動モータによって駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出する圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記電動モータを挟んで前記油圧ポンプとは反対側に設けられ前記油圧アクチュエータからの戻り油の冷却を行う熱交換器と、該熱交換器に対面して配置され該熱交換器に冷却風を供給する冷却ファンと、前記電動モータの運転を行うモータ制御装置とを備え、
   該モータ制御装置は、前記給電ケーブルの途中に設けられ電気的異常から前記電動モータを保護する安全回路と、前記給電ケーブルの途中に前記安全回路と直列に設けられ前記電動モータの始動と停止を行う始動停止回路と、前記安全回路から出力される信号を外部機器に出力する信号出力回路と、外部からの信号に基づいて前記始動停止回路の切換を行う始動停止制御回路とにより構成してなる電動式建設機械において、
   前記モータ制御装置は、前記電動モータの近傍で前記油圧ポンプと前記熱交換器との間に配置する構成としたことを特徴とする電動式建設機械。
2. 前記車体は、支軸構造体を形成し前記電動モータ、油圧ポンプおよび熱交換器が搭載される支持フレームと、前記電動モータよりも前，後方向の後側に配置され重量バランスをとるカウンタウエイトと、前記電動モータよりも前側に配置され前記車体の左，右方向に延びる隔壁と、前記カウンタウエイトと隔壁との間で前記電動モータ、油圧ポンプおよび熱交換器を収容するための機械室を画成する外装カバーとにより構成し、
   前記モータ制御装置は、前記機械室内に配置する構成としてなる請求項１に記載の電動式建設機械。
3. 前記モータ制御装置は、前記機械室内に位置して前記隔壁または前記電動モータに取付ける構成としてなる請求項２に記載の電動式建設機械。
4. モータ制御装置は、前記安全回路、始動停止回路、信号出力回路および始動停止制御回路を収容ボックスに収容する構成とし、
   該収容ボックスの外面には、放熱フィンを設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載の電動式建設機械。
5. 前記モータ制御装置は、前記安全回路と始動停止回路とを収容する動力ボックスと、前記信号出力回路と始動停止制御回路とを収容する制御ボックスとの２つの収容ボックスを有し、
   前記モータ制御装置のうち少なくとも前記動力ボックスは、前記機械室内に配置する構成としてなる請求項２に記載の電動式建設機械。
6. 前記安全回路は、短絡、漏電を含む電気的異常が発生したときに前記給電ケーブルを遮断するブレーカが設けられた第１の安全回路と、前記給電ケーブルに過負荷電流が生じたときに該給電ケーブルを遮断するサーマルリレーが設けられた第２の安全回路とにより構成し、
   前記動力ボックスは、前記外部電源に通じる外部ケーブルが接続される接続端子と前記第１の安全回路とを収容する第１の動力ボックスと、前記第２の安全回路と前記始動停止回路とを収容する第２の動力ボックスとを有し、
   前記動力ボックスのうち前記第１の動力ボックスは、前記機械室外に配置する構成としてなる請求項５に記載の電動式建設機械。

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