JP2015101917A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 車体に搭載される電動機、インバータ装置、ケーブルの占有スペースを低減する。【解決手段】 旋回装置２０を構成する電動機２２の上側に、電動機用インバータ装置２６を一体的に取付け、電動機用インバータ装置２６と電動機２２との間を接続するケーブル３２を、インバータケーシング２６Ａの左側面２６Ｆと電動機ケーシング２２Ａの外周面２２Ｅとに沿って上，下方向に延びるように配置する。これにより、電動機用インバータ装置２６と、電動機２２と、ケーブル３２が占有するスペースを１か所にまとめることができ、例えば電動機２２と電動機用インバータ装置２６とを、２か所に分けて個別に配置する場合に比較して、電動機２２と電動機用インバータ装置２６とが占有するスペースを低減することができる。【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械に関し、特に搭載機器を駆動するための電動機を備えた建設機械に関する。

建設機械の代表例としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回輪を介して旋回可能に搭載された上部旋回体とにより車体が構成され、上部旋回体の前部側には、掘削作業を行う作業装置が設けられている。

ここで、下部走行体と上部旋回体との間には、上部旋回体を旋回させる旋回装置が設けられ、この旋回装置を構成する旋回モータとして電動機を用いる、いわゆるハイブリッド型の油圧ショベルが提案されている。この場合、旋回モータに用いられる電動機には、該電動機の動作を制御するインバータ装置がケーブルを介して電気的に接続され、インバータ装置には、電動モータ等を駆動するための電気エネルギを蓄えるキャパシタ等の蓄電装置がケーブルを介して電気的に接続されている。

特開２０１２−０４１８１９号公報

ところで、上述した従来技術によるハイブリッド型の油圧ショベルは、冷却ファンからの冷却風によって蓄電装置を効率良く冷却するため、蓄電装置を冷却ファンの近傍に配置すると共に、この蓄電装置の上側にインバータ装置（制御機器）を配置している。

このように、従来技術によるハイブリッド型の油圧ショベルでは、旋回モータとして用いられる電動機とインバータ装置とが、旋回フレーム上の１か所にまとめて配置されておらず、電動機とインバータ装置とは、大きな離間距離をもって別々な場所に配置されている。

このため、旋回フレーム上には、電動機を配置するためのスペースと、インバータ装置を配置するためのスペースとが別々に必要となり、これら電動機およびインバータ装置を含む各種の搭載機器を旋回フレーム上に配置する場合に、レイアウトの自由度が低下してしまうという問題がある。

一方、電動機とインバータ装置との間を接続するケーブルは、３本の電線によって構成されるために大径で重量も大きくなる。このように、電動機とインバータ装置との間で、太くて曲げにくいケーブルを取り回すことになるため、このケーブルを取り回すときの作業性が低下するだけでなく、ケーブルの取り回しに要するスペースを予め用意しておく必要があり、これら電動機、インバータ装置、ケーブルの占有スペースが増大してしまうという問題がある。

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、車体に搭載される電動機、インバータ装置およびこれらを接続するケーブルの占有スペースを低減することができるようにした建設機械を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、自走可能な車体と、該車体に取付けられた電動機ケーシング内に回転機器が収容された電動機と、該電動機とは別部材からなるインバータケーシング内に電気部品が収容され前記電動機の動作を制御するインバータ装置と、前記電動機と前記インバータ装置との間を電気的に接続するケーブルとを備えてなる建設機械に適用される。

そして、請求項１の発明の特徴は、前記インバータ装置は前記電動機の上側に一体的に取付ける構成とし、前記ケーブルは前記インバータ装置のインバータケーシングの外面と前記電動機の電動機ケーシングの外面とに沿って上，下方向に延びるように配置する構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記インバータ装置のインバータケーシングにはインバータ側接続具を設け、前記電動機の電動機ケーシングには電動機側接続具を設け、前記ケーブルは、前記インバータ側接続具と前記電動機側接続具との間を接続し、中間部位が前記電動機側接続具よりも下側位置でＵ字状に屈曲した屈曲部となる構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記インバータ装置のインバータ側接続具と前記電動機の電動機側接続具とは、前記電動機の軸中心を中心とする円周方向において互いに異なる位置に配置する構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記車体は、下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記下部走行体と前記上部旋回体との間に設けられ前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させる旋回モータを備えた旋回装置とにより構成し、前記旋回装置の旋回モータは前記電動機により構成したことにある。

請求項１の発明によれば、インバータ装置を電動機の上側に一体的に取付けることにより、電動機が占有するスペースとインバータ装置が占有するスペースとを１か所にまとめることができる。従って、電動機とインバータ装置とを２か所に分けて個別に配置する場合に比較して、電動機とインバータ装置が占有するスペースを低減することができ、種々の搭載機器を車体に配置するときのレイアウトの自由度を高めることができる。

しかも、インバータ装置と電動機との間を接続するケーブルは、インバータケーシングの外面と電動機ケーシングの外面に沿って上，下方向に延びるので、インバータ装置と、電動機と、ケーブルとが占有するスペースを１か所にまとめることができる。従って、電動機とインバータ装置とを２か所に分けて配置する場合に比較して、電動機とインバータ装置との間で大径で長尺なケーブルを取り回す必要がなく、このケーブルの取り回しに要するスペースを不要とすることができる。また、ケーブルを用いて電動機とインバータ装置との間を接続するときの作業性を高めることができる。

請求項２の発明によれば、インバータ側接続具は、電動機側接続具よりも上方に配置されているので、ケーブルの長さ方向の一端をインバータ側接続具に接続し、ケーブルの長さ方向の他端を電動機側接続具に接続することにより、ケーブルをインバータケーシングの外面と電動機ケーシングの外面に沿って上，下方向に配置することができる。この場合、ケーブルの中間部位は、電動機側接続具よりも下側位置でＵ字状に屈曲した屈曲部となっている。従って、例えばケーブルに付着した雨水等の水分が、ケーブルを伝って流下したとしても、この水分はケーブルの最下部に位置する屈曲部に導かれた後、下方に落下するようになる。この結果、雨水等の水分が、ケーブルを通じて電動機側接続具へと流れるのを抑えることができ、電動機を保護することができる。

請求項３の発明によれば、ケーブルの一端をインバータ側接続具に接続した状態で、ケーブルの他端は、インバータ側接続具に対し電動機の軸中心を中心として周方向に変位した位置で電動機側接続具に接続される。従って、例えば鉛直方向（上，下方向）に並べて配置されたインバータ側接続具と電動機側接続具との間を接続する場合に比較して、ケーブルを配設するのに必要な距離を大きく確保することができる。この結果、大径で曲がりにくいケーブルを用いる場合でも、このケーブルをインバータ側接続具と電動機側接続具との間で適宜に曲げることができ、インバータ側接続具と電動機側接続具との間をケーブルを用いて容易に接続することができる。

しかも、ケーブルを電動機ケーシングの外面に巻き付けるように配置することができるので、ケーブルを、インバータケーシングおよび電動機ケーシングの外面に密接させることができる。この結果、電動機、インバータ装置、ケーブルが占めるスペースを小さく抑え、電動機およびインバータ装置の近傍に他の搭載機器を配置することができるので、種々の搭載機器を車体に配置するときのレイアウトの自由度を高めることができる。

請求項４の発明によれば、旋回装置の旋回モータを電動機によって構成したので、この電動機の上側にインバータ装置を取付けることにより、電動機、インバータ装置およびケーブルの占有スペースを１か所にまとめることができる。この結果、旋回装置の周囲に他の搭載機器を配置するスペースを確保することができる。

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。 旋回フレーム上にエンジン、電動機、電動機用インバータ装置、ケーブル、蓄電装置等を取付けた状態を示す平面図である。 旋回フレーム上に電動機、電動機用インバータ装置、ケーブル、蓄電装置等を取付けた状態を示す斜視図である。 減速機、電動機、電動機用インバータ装置、ケーブルを拡大して示す斜視図である。 電動機、電動機側接続具、電動機用インバータ装置、インバータ側接続具、ケーブルを図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた拡大図である。 電動機、電動機側接続具、電動機用インバータ装置、インバータ側接続具、ケーブルを図５中の矢示VI−VI方向からみた平面図である。 電動機、電動機用インバータ装置、蓄電装置、発電電動機、発電電動機用インバータ装置の接続関係を示すブロック図である。

以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図１ないし図７を参照しつつ詳細に説明する。

図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回輪３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４とを備え、これら下部走行体２と上部旋回体４とにより車体が構成されている。上部旋回体４の前部側には作業装置５が俯仰動可能に設けられ、油圧ショベル１は、作業装置５によって土砂の掘削作業等を行う。

６は上部旋回体４のベースとなる旋回フレームで、該旋回フレーム６は強固な支持構造体をなしている。旋回フレーム６は、図２に示すように、厚肉な平板状に形成され前，後方向に延びた底板６Ａと、該底板６Ａ上に立設され左，右方向で対面しつつ前，後方向に延びた左縦板６Ｂ及び右縦板６Ｃと、左縦板６Ｂから左側方に張出して設けられた複数の左張出しビーム６Ｄと、右縦板６Ｃから右側方に張出して設けられた複数の右張出しビーム６Ｅと、各左張出しビーム６Ｄの先端側に固着され前，後方向に延びた左サイドフレーム６Ｆと、各右張出しビーム６Ｅの先端側に固着され前，後方向に延びた右サイドフレーム６Ｇとにより大略構成されている。また、各左張出しビーム６Ｄのうち後側（カウンタウエイト７側）に位置する２本の左張出しビーム６Ｄの間には、前，後方向に延びる支持ビーム６Ｈが配設されている。

ここで、底板６Ａの前，後方向の中間部位には、左，右の縦板６Ｂ，６Ｃ間に位置して後述の旋回装置２０が設けられている。また、左，右の縦板６Ｂ，６Ｃの前端側には、作業装置５のフート部が回動可能に取付けられ、左，右の縦板６Ｂ，６Ｃの後端側には、作業装置５との重量バランスをとるカウンタウエイト７が取付けられている。さらに、支持ビーム６Ｈには後述の熱交換器９が支持されている。

８はカウンタウエイト７の前側に位置して旋回フレーム６の後部側に配設されたエンジンを示している。エンジン８は、クランク軸（図示せず）の軸線が左，右方向に延びる横置き状態で、旋回フレーム６の左，右の縦板６Ｂ，６Ｃ上に配置されている。エンジン８の出力側には、後述の油圧ポンプ１５と発電電動機１６とが取付けられ、これら油圧ポンプ１５と発電電動機１６とは、エンジン８によって駆動されるものである。

９はエンジン８の左側に位置して旋回フレーム６の支持ビーム６Ｈ上に搭載された熱交換器で、該熱交換器９は、支持枠体１０と、支持枠体１０に支持されエンジン冷却水を冷却するラジエータ１１、および作動油を冷却するオイルクーラ１２等からなる１つのユニットとして形成されている。そして、熱交換器９は、エンジン８に取付けられた冷却ファン８Ａからの冷却風がラジエータ１１、オイルクーラ１２に供給されることにより、エンジン冷却水、作動油等を冷却するものである。

１３は旋回フレーム６の前部左側に設けられたキャブを示し、該キャブ１３は運転室を画成するものである。１４はカウンタウエイト７の前側に位置して旋回フレーム６上に設けられた建屋カバーを示し、該建屋カバー１４は、旋回フレーム６上に搭載されたエンジン８、熱交換器９、後述の油圧ポンプ１５、発電電動機１６、蓄電装置２８等を覆うものである。

１５はエンジン８の出力側に取付けられた油圧ポンプを示している。この油圧ポンプ１５は、エンジン８によって駆動されることにより、油圧ショベル１に搭載された油圧アクチュエータに向けて作動用の圧油を吐出するものである。

１６は油圧ポンプ１５と共にエンジン８の出力側に取付けられた発電電動機を示している。ここで、図７に示すように、発電電動機１６は、ケーブル１７を介して発電電動機用インバータ装置１８に電気的に接続されている。一方、発電電動機用インバータ装置１８は、ケーブル１９を介して後述の蓄電装置２８および電動機用インバータ装置２６に電気的に接続されている。

そして、発電電動機１６は、エンジン８によって駆動されることにより発電し、発電した電力を後述する電動機２２または蓄電装置２８に供給するものである。一方、発電電動機１６は、蓄電装置２８からの電力によって駆動されることにより、エンジン８よる油圧ポンプ１５の駆動を補助（アシスト）するものである。

ここで、発電電動機用インバータ装置１８は、例えばトランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等からなる複数のスイッチング素子を用いて構成されている。そして、発電電動機用インバータ装置１８は、スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、発電電動機１６の発電時には、発電電動機１６からの交流電力を直流電力に変換して電動機２２または蓄電装置２８に供給する。一方、発電電動機１６によって油圧ポンプ１５の駆動をアシストするときには、発電電動機用インバータ装置１８は、蓄電装置２８の直流電力から三相交流電力を生成し、この三相交流電力を発電電動機１６に供給する。

次に、２０は本実施の形態に用いられる電動式旋回装置を示している。この電動式旋回装置２０は、旋回フレーム６の底板６Ａ上に配置され、下部走行体２に対して上部旋回体４を旋回させるものである。ここで、図３および図４に示すように、電動式旋回装置２０は、後述の減速機２１と、旋回用の電動機２２と、電動機用インバータ装置２６と、ケーブル３２とを含んで構成されている。

２１は旋回フレーム６を構成する左，右の縦板６Ｂ，６Ｃ間に位置して底板６Ａの中央部に立設された減速機を示し、該減速機２１は、電動機２２の回転を減速して旋回輪３に出力するものである。ここで、減速機２１は、段付き円筒状の減速機ケーシング２１Ａと、該減速機ケーシング２１Ａ内に配置された遊星歯車減速機構（図示せず）と、減速機ケーシング２１Ａから下方に突出し下端部が旋回輪３の内歯車（図示せず）に噛合するピニオンとなった出力軸２１Ｂとを含んで構成されている。

減速機ケーシング２１Ａの下端には環状のフランジ２１Ｃが設けられ、このフランジ２１Ｃを旋回フレーム６の底板６Ａにボルト締めすることにより、減速機２１が底板６Ａ上に立設されている。

２２は旋回用の電動機を示し、該電動機２２は、旋回装置２０の動力源を構成するもので、減速機２１の上端に取付けられている。ここで、電動機２２は、略円筒状をなす電動機ケーシング２２Ａと、該電動機ケーシング２２Ａの上端側を施蓋する蓋体２２Ｂと、電動機ケーシング２２Ａ内に収容されたロータ等の回転機器（図示せず）と、電動機ケーシング２２Ａから下方に突出し、ロータの回転を出力する出力軸２２Ｃとを含んで構成されている。

電動機ケーシング２２Ａの下端には環状のフランジ２２Ｄが設けられ、このフランジ２２Ｄは、減速機２１を構成する減速機ケーシング２１Ａの上端部に、複数のボルト２３を用いて取付けられる。これにより、電動機２２の出力軸２２Ｃが、減速機ケーシング２１Ａ内の遊星歯車減速機構の太陽歯車（図示せず）に結合された状態で、電動機２２が減速機２１の上端に取付けられている。

２４は電動機２２の上側に設けられた取付座を示し、該取付座２４は、後述する電動機用インバータ装置２６が取付けられるものである。ここで、取付座２４は、矩形状の鋼板材を略Ｃ字状に折曲げることにより形成され、電動機２２の蓋体２２Ｂに当接すると共に蓋体２２Ｂから上方に立上がる一対の脚部２４Ａと、各脚部２４Ａの上端を連結する上面部２４Ｂとを有している。取付座２４の各脚部２４Ａは、複数のボルト２５を用いて電動機２２の蓋体２２Ｂに取付けられ、取付座２４の上面部２４Ｂは、蓋体２２Ｂとの間に一定の間隔を保持する。そして、取付座２４の上面部２４Ｂには、後述する電動機用インバータ装置２６が取付けられる構成となっている。

２６は取付座２４を介して電動機２２の上側に一体的に取付けられた電動機用インバータ装置を示している。この電動機用インバータ装置２６は、後述のケーブル３２を用いて電動機２２に電気的に接続されている。

電動機用インバータ装置２６は、電動機２２の電動機ケーシング２２Ａとは別部材からなるインバータケーシング２６Ａと、該インバータケーシング２６Ａ内に収容されたトランジスタ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子からなる電気部品（図示せず）とにより構成されている。そして、電動機用インバータ装置２６は、スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、蓄電装置２８の直流電力から三相交流電力を生成し、この三相交流電力を電動機２２に供給することにより、電動機２２を駆動するものである。

ここで、インバータケーシング２６Ａは、上面２６Ｂ、下面２６Ｃ、前面２６Ｄ、後面２６Ｅ、左側面２６Ｆ、右側面２６Ｇによって囲まれた直方体の箱状に形成されている。そして、インバータケーシング２６Ａの下面２６Ｃを取付座２４の上面部２４Ｂに当接させた状態で、インバータケーシング２６Ａは、複数のボルト・ナット２７を用いて取付座２４に着脱可能に取付けられている。これにより、電動機用インバータ装置２６は、取付座２４を介して電動機２２の上側に一体的に取付けられ、電動機２２が占有するスペースと電動機用インバータ装置２６が占有するスペースとを１か所にまとめることができる構成となっている。

２８は発電電動機１６によって発電された電力を蓄電する蓄電装置を示し、該蓄電装置２８は、例えばキャパシタによって構成されている。蓄電装置２８は、図２に示すように、熱交換器９の左側に並んで旋回フレーム６上に配置されている。ここで、蓄電装置２８は、ケーブル１９を介して発電電動機用インバータ装置１８に電気的に接続されると共に、ケーブル２９を介して電動機用インバータ装置２６に電気的に接続されている（図７参照）。この場合、ケーブル２９は、旋回フレーム６の左縦板６Ｂを跨いで左，右方向に延び、ケーブル２９の一端側２９Ａは、蓄電装置２８の前面２８Ａから蓄電装置２８に接続され、ケーブル２９の他端側２９Ｂは、インバータケーシング２６Ａの後面２６Ｅから発電電動機用インバータ装置１８に接続されている。

ここで、蓄電装置２８は、発電電動機１６が発電を行うときには、発電電動機１６から供給される電力を充電し、発電電動機１６が油圧ポンプ１５の駆動をアシストするときには、発電電動機１６に向けて駆動電力を供給する。一方、蓄電装置２８は、電動機２２が旋回装置２０を駆動するときには、電動機２２に向けて駆動電力を供給し、上部旋回体４の慣性回転によって電動機２２が回生動作を行うときには、電動機２２から供給される回生電力を充電する。このように、蓄電装置２８は、発電電動機１６によって発電された電力を蓄電することに加え、上部旋回体４の慣性回転時に旋回装置２０の電動機２２が発生した回生電力を蓄電する構成となっている。なお、蓄電装置２８は、リチウムイオン電池等の充電池によって構成してもよい。

３０は電動機用インバータ装置２６のインバータケーシング２６Ａに設けられたインバータ側接続具を示している。このインバータ側接続具３０は、端子台、コネクタ等により構成され、インバータケーシング２６Ａの左側面２６Ｆに取付けられている。そして、インバータ側接続具３０は、電動機用インバータ装置２６と後述するケーブル３２の一端３２Ａとの間を接続するものである。

３１は電動機２２の電動機ケーシング２２Ａに設けられた電動機側接続具を示している。この電動機側接続具３１は、端子台、コネクタ等により構成され、電動機ケーシング２２Ａの外周面２２Ｅに取付けられている。そして、電動機側接続具３１は、電動機２２と後述するケーブル３２の他端３２Ｂとの間を接続するものである。

ここで、図４ないし図６に示すように、インバータ側接続具３０と電動機側接続具３１とは、上，下方向で重り合わない位置に配置されている。即ち、電動機２２の軸中心をＡ−Ａとすると、インバータ側接続具３０と電動機側接続具３１とは、電動機２２の軸中心Ａ−Ａを中心とする円周方向において互いに異なる位置に配置され、例えば電動機２２の軸中心Ａ−Ａを中心として角度αだけ離間している。

３２は電動機２２と電動機用インバータ装置２６との間を電気的に接続するケーブルを示している。このケーブル３２は、電動機２２と電動機用インバータ装置２６との間で三相交流が流れるもので、電動機用インバータ装置２６と蓄電装置２８との間を接続するケーブル２９に比較して大径に形成されている。

ここで、ケーブル３２の長さ方向の一端（上端）３２Ａは、電動機用インバータ装置２６のインバータケーシング２６Ａに設けられたインバータ側接続具３０に接続され、ケーブル３２の長さ方向の他端３２Ｂは、電動機２２の電動機ケーシング２２Ａに設けられた電動機側接続具３１に接続されている。これにより、ケーブル３２は、インバータケーシング２６Ａの左側面２６Ｆ（外面）と、電動機ケーシング２２Ａの外周面２２Ｅとに沿って上，下方向に延びるように配置されている。

このように、ケーブル３２が、インバータケーシング２６Ａの左側面２６Ｆと電動機ケーシング２２Ａの外周面２２Ｅとに沿って上，下方向に延びることにより、電動機２２と、電動機用インバータ装置２６と、ケーブル３２とが占有するスペースを１か所にまとめることができる構成となっている。

一方、図５に示すように、ケーブル３２の長さ方向の中間部位は、電動機側接続具３１よりも下側位置でＵ字状に屈曲した屈曲部３２Ｃとなり、この屈曲部３２Ｃはケーブル３２の最下部に配置されている。従って、ケーブル３２の一端３２Ａと屈曲部３２Ｃとの間は、インバータ側接続具３０から鉛直下向きに延び、ケーブル３２の他端３２Ｂと屈曲部３２Ｃとの間は、電動機側接続具３１から斜め下向きに延びている。この場合、ケーブル３２の他端３２Ｂの上，下方向に対する傾斜角度βは、例えば４５°程度に設定されている。

これにより、例えばケーブル３２に付着した雨水等の水分が、ケーブル３２を伝って流下したとしても、この水分を、ケーブル３２の最下部に位置する屈曲部３２Ｃに導き、下方に落下させることができる構成となっている。

さらに、インバータケーシング２６Ａに設けられたインバータ側接続具３０と、電動機ケーシング２２Ａに設けられた電動機側接続具３１とは、電動機２２の軸中心Ａ−Ａを中心として角度αだけ離間した位置に配置されている。従って、ケーブル３２の一端３２Ａをインバータ側接続具３０に接続した状態で、ケーブル３２の他端３２Ｂは、インバータ側接続具３０に対し電動機２２の軸中心Ａ−Ａを中心として周方向に変位した位置で電動機側接続具３１に接続される。

このため、例えば鉛直方向（上，下方向）に並べて配置されたインバータ側接続具と電動機側接続具との間を接続する場合に比較して、ケーブル３２を配設するのに必要な距離を大きく確保することができる。従って、大径で曲がりにくいケーブル３２を、インバータ側接続具３０と電動機側接続具３１との間で適宜に曲げることができる。また、ケーブル３２を、電動機ケーシング２２Ａの外周面２２Ｅに巻き付けるように配置することができるので、ケーブル３２を、インバータケーシング２６Ａおよび電動機ケーシング２２Ａの外面に密接させることができる構成となっている。

本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き旋回装置２０を備えるもので、この油圧ショベル１は、下部走行体２によって作業現場まで自走し、旋回装置２０によって上部旋回体４を旋回させつつ、作業装置５を用いて土砂の掘削作業を行う。

ここで、上部旋回体４の旋回動作を行うときには、電動機用インバータ装置２６が、蓄電装置２８の直流電力から三相交流電力を生成し、この三相交流電力をケーブル３２を通じて電動機２２に供給する。これにより、電動機２２の出力軸２２Ｃが回転し、この出力軸２２Ｃの回転が減速機２１によって減速される。そして、減速機２１によって減速された高トルクの回転が、出力軸２１Ｂのピニオンから旋回輪３の内歯車（図示せず）に伝達されることにより、下部走行体２に対して上部旋回体４を旋回させることができる。

一方、上部旋回体４が慣性回転を行うときには、電動機２２が回生電力を発生し、この回生電力がケーブル３２を通じて電動機用インバータ装置２６に供給される。そして、電動機２２からの回生電力は、電動機用インバータ装置２６によって直流電力に変換された後、蓄電装置２８に蓄電することができる。

ここで、本実施の形態によれば、旋回装置２０を構成する電動機２２の上側に、電動機用インバータ装置２６を一体的に取付ける構成としている。これにより、旋回フレーム６上において、電動機２２が占有するスペースと電動機用インバータ装置２６が占有するスペースとを１か所にまとめることができる。

従って、例えば電動機２２と電動機用インバータ装置２６とを、旋回フレーム６上の２か所に分けて個別に配置する場合に比較して、電動機２２と電動機用インバータ装置２６とが占有するスペースを低減することができる。この結果、旋回フレーム６上に種々の搭載機器を配置するときのレイアウトの自由度を高めることができる。

しかも、電動機用インバータ装置２６と電動機２２との間を接続するケーブル３２は、インバータケーシング２６Ａの左側面２６Ｆと電動機ケーシング２２Ａの外周面２２Ｅとに沿って上，下方向に延びるように配置されている。これにより、電動機用インバータ装置２６と、電動機２２と、ケーブル３２が占有するスペースを１か所にまとめることができる。

従って、例えば電動機２２と電動機用インバータ装置２６とを２か所に分けて配置する場合に比較して、電動機２２と電動機用インバータ装置２６との間で大径で長尺なケーブルを取り回す必要がなく、このケーブルの取り回しに要するスペースを不要とすることができる。また、ケーブル３２を可及的に短縮することができるので、ケーブル３２を用いて電動機２２と電動機用インバータ装置２６との間を接続するときの作業性を高めることができる。

また、ケーブル３２の長さ方向の一端３２Ａは、インバータケーシング２６Ａに設けられたインバータ側接続具３０に接続され、ケーブル３２の長さ方向の他端３２Ｂは、電動機ケーシング２２Ａに設けられた電動機側接続具３１に接続され、ケーブル３２の長さ方向の中間部位は、電動機側接続具３１よりも下側位置でＵ字状に屈曲した屈曲部３２Ｃとなっている。これにより、屈曲部３２Ｃはケーブル３２の最下部に配置され、ケーブル３２の一端３２Ａと屈曲部３２Ｃとの間は、インバータ側接続具３０から鉛直下向きに延び、ケーブル３２の他端３２Ｂと屈曲部３２Ｃとの間は、電動機側接続具３１から斜め下向きに延びる構成となっている。

従って、例えばケーブル３２に付着した雨水等の水分が、ケーブル３２を伝って流下したとしても、この水分を、ケーブル３２の最下部に位置する屈曲部３２Ｃに導き、下方に落下させることができる。この結果、雨水等の水分が、ケーブル３２を通じて電動機側接続具３１へと流れ、さらに、電動機側接続具３１から電動機ケーシング２２Ａ内に浸入するのを抑えることができるので、電動機２２を保護することができる。

さらに、インバータケーシング２６Ａに設けられたインバータ側接続具３０と、電動機ケーシング２２Ａに設けられた電動機側接続具３１とを、電動機２２の軸中心Ａ−Ａを中心として角度αだけ離間した位置に配置する構成としている。これにより、ケーブル３２の一端３２Ａをインバータ側接続具３０に接続した状態で、ケーブル３２の他端３２Ｂを、インバータ側接続具３０に対し電動機２２の軸中心Ａ−Ａを中心として周方向に変位した位置で電動機側接続具３１に接続することができる。

従って、例えば鉛直方向（上，下方向）に並べて配置されたインバータ側接続具と電動機側接続具との間を接続する場合に比較して、ケーブル３２を配設するのに必要な距離を大きく確保することができる。この結果、大径で曲がりにくいケーブル３２を、インバータ側接続具３０と電動機側接続具３１との間で適宜に曲げることができる。しかも、ケーブル３２を、電動機ケーシング２２Ａの外周面２２Ｅに巻き付けるように配置することができるので、ケーブル３２を、インバータケーシング２６Ａおよび電動機ケーシング２２Ａの外面に密接させることができる。この結果、電動機２２、電動機用インバータ装置２６、ケーブル３２が占めるスペースを小さく抑え、電動機２２および電動機用インバータ装置２６の近傍に他の搭載機器を配置することができるので、種々の搭載機器を旋回フレーム６上に配置するときのレイアウトの自由度を高めることができる。

なお、上述した実施の形態では、旋回装置２０の旋回モータとして電動機２２を用い、この電動機２２の上側に電動機用インバータ装置２６を一体的に取付けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば発電電動機１６の上側に発電電動機用インバータ装置１８を取付ける構成としてもよい。

また、例えばホイール式の下部走行体を備えたホイール式建設機械の走行モータとして用いられる電動機の上側に、電動機用インバータ装置を取付ける構成としてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、建設機械として油圧ショベル１を例示したが、本発明はこれに限らず、例えば油圧クレーン、ホイール式油圧ショベル、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。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
２０ 旋回装置
２２ 電動機
２２Ａ 電動機ケーシング
２２Ｅ 外周面
２６ 電動機用インバータ装置
２６Ａ インバータケーシング
２６Ｆ 左側面（外面）
３０ インバータ側接続具
３１ 電動機側接続具
３２ ケーブル
３２Ｃ 屈曲部

Claims (4)

1. 自走可能な車体と、該車体に取付けられた電動機ケーシング内に回転機器が収容された電動機と、該電動機とは別部材からなるインバータケーシング内に電気部品が収容され前記電動機の動作を制御するインバータ装置と、前記電動機と前記インバータ装置との間を電気的に接続するケーブルとを備えてなる建設機械において、
   前記インバータ装置は前記電動機の上側に一体的に取付ける構成とし、
   前記ケーブルは前記インバータ装置のインバータケーシングの外面と前記電動機の電動機ケーシングの外面とに沿って上，下方向に延びるように配置する構成としたことを特徴とする建設機械。
2. 前記インバータ装置のインバータケーシングにはインバータ側接続具を設け、前記電動機の電動機ケーシングには電動機側接続具を設け、
   前記ケーブルは、前記インバータ側接続具と前記電動機側接続具との間を接続し、中間部位が前記電動機側接続具よりも下側位置でＵ字状に屈曲した屈曲部となる構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
3. 前記インバータ装置のインバータ側接続具と前記電動機の電動機側接続具とは、前記電動機の軸中心を中心とする円周方向において互いに異なる位置に配置する構成としてなる請求項１または２に記載の建設機械。
4. 前記車体は、下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記下部走行体と前記上部旋回体との間に設けられ前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させる旋回モータを備えた旋回装置とにより構成し、
   前記旋回装置の旋回モータは前記電動機により構成してなる請求項１，２または３に記載の建設機械。

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