JP2020045709A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】クーリング装置のコンパクト化を図ることができるとともに冷却効率を向上させることができる建設機械を提供する。【解決手段】外壁パネル１３１に沿って設けられたクーリング装置１５０を備える。クーリング装置１５０は、第一開口部１３１ａと第二開口部１３１ｂとの間に設けられて、前後方向に空気を送風するクーリングファン１６０、及び、該クーリングファン１６０に対向に設けられて部を熱交換媒体が流通し前後方向に空気が挿通可能な熱交換部１７０を有するクーリングユニット１５１と、第一開口部１３１ａから幅方向内側に向かうに従ってクーリングユニット１５１に向かって延びる第一導風部材１８０と、第二開口部１３１ｂから幅方向内側に向かうに従ってクーリングユニット１５１に向かって延びる第二導風部材１９０と、を有する。第二導風部材１９０の前方側に設けられて作動油が貯留されたオイルタンク６５を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、建設機械に関する。

特許文献１には、建設機械の一例として電動式油圧ショベルが開示されている。電動式油圧ショベルは、従来の油圧ショベルのエンジンに代えて、バッテリに蓄えられた電力によって駆動される電動モータを備えている。
電動式油圧ショベルの上部旋回体の後部には多数のバッテリを有するバッテリユニットが設けられている。バッテリユニットは後部カバーによって覆われている。

電動式油圧ショベルの側部カバーの内側の側部領域には、クーリングユニット、インバータ、電動モータ、油圧ポンプが設けられている。クーリングユニットは、側部カバーの側面に形成された排気口に向かって送風するクーリングファンと該クーリングファンの上流側に対向する熱交換部を有している。

クーリングファンの駆動によって、側部カバーの側面及び前面の吸気孔から導入された空気やバッテリユニットを経由した空気が側部カバー内に導かれる。これら空気は、インバータ、電動モータ、油圧ポンプ及びオイルタンクを経由した後に熱交換器を通過し、側部カバーの外部に排気口を介して排出される。

国際公開第２０１１／１０２０４２号

ところで、上記特許文献１の電動式油圧ショベルでは、クーリングファンは側部カバーの側面の外側に向かって、即ち、上部旋回体の幅方向外側に向かって送風する。したがって、特に側部カバーの側面の吸気孔から導入される空気は、流通方向が大きく転向されることになる。そのため、当該空気の転向を行わせる分だけ、クーリングユニットの周囲に空気の流通経路を大きく確保する必要がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、クーリング装置のコンパクト化を図ることができるとともに冷却効率を向上させることができる建設機械を提供することを目的とする。

本発明の一の態様に係る建設機械は、水平方向に伸びるベースプレートと、前記ベースプレート上の所定空間の領域を幅方向外側から覆うとともに、第一開口部及び該第一開口部よりも前方側の第二開口部が形成された外壁パネルを有する外装カバーと、前記外装カバーにおける前記ベースプレートの幅方向内側に該外壁パネルに沿って設けられたクーリング装置と、を備え、該クーリング装置は、前記第一開口部と前記第二開口部との間に設けられて、後方側から前方側に向かって空気を送風するクーリングファン、及び、該クーリングファンに対向して内部を熱交換媒体が流通するとともに前後方向に空気が流通可能な熱交換部を有するクーリングユニットと、前記第一開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第一導風部材と、前記第二開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第二導風部材と、を有し、前記ベースプレート上における前記第二導風部材の前方側に設けられて作動油が貯留されたオイルタンクをさらに備える。

上記態様の建設機械によれば、クーリング装置のコンパクト化を図ることができるとともに冷却効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な左側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な右側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の右側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルのクーリング装置の模式的な横断面図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６を参照して詳細に説明する。
＜電動式油圧ショベル（電動式建設機械）＞
図１に示すように、電動式建設機械の一例としての電動式油圧ショベル２００は、下部走行体２１０及び上部旋回体２２０を備えている。以下では、電動式油圧ショベル２００が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を上下方向と称する。

＜下部走行体＞
下部走行体２１０は、一対の履帯２１１を有している。これら履帯２１１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで下部走行体２１０が走行する。下部走行体２１０の走行方向を前後方向、走行方向前方側（通常の前進方向、下記ブレード２１２が設けられている側）を前方、当該前方の反対側である走行方向後方を後方と称する。また、前進方向を見て右方を「右」、左方を「左」と称する。上記履帯２１１は、左右に一対が設けられている。
下部走行体２１０の前部には、下部走行体２１０の車幅方向（以下、単に幅方向と称する。）に延びる排土板としてのブレード２１２が設けられている。該ブレード２１２は、油圧シリンダによって駆動されることで高さ位置が調整可能とされている。

＜上部旋回体＞
上部旋回体２２０は、下部走行体２１０上に設けられている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５を介して下部走行体２１０に接続されている。スイングサークル２１５は、上下方向に延びる旋回軸線を中心とした円環状をなしている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５によって、下部走行体２１０に対して旋回軸線回りに旋回可能とされている。

上部旋回体２２０は、図１から図５に示すように、作業機２２１、旋回フレーム１０、門型フレーム２０、バッテリユニット３１、インバータ３６、パワーデリバリユニット３７、充電コネクタ接続部３８、電動モータ３９、油圧ポンプ５１、油圧バルブ５２及び操作パターン切替部５３、旋回モータ７０、補機バッテリ６４、オイルタンク６５、運転空間８０、プロテクタ９５、外装カバー１００、及び、クーリング装置１５０を備えている。

＜作業機＞
作業機２２１は、図１に示すように、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４を有する。作業機２２１は、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４がそれぞれ各油圧シリンダにより駆動されることで掘削等の各種作業を行う。以下では、作業機２２１が電動式油圧ショベル２００の前方を向いている状態における上部旋回体２２０の幅方向を単に「幅方向」と称する。また、幅方向の中央に向かう方向を「幅方向内側」と称し、幅方向の中央から左側（幅方向一方側）又は右側（幅方向他方側）に向かう方向を「幅方向外側」と称する。

＜旋回フレーム＞
旋回フレーム１０は、ベースプレート１１、横仕切りプレート１２、前部縦仕切りプレート１３、前部補強プレート１４、ブラケット１５及び後部縦仕切りプレート１６を有している。

＜ベースプレート＞
図２〜図４に示すように、ベースプレート１１は、水平方向に延びる板状をなす部材である。即ち、ベースプレート１１は、前後方向及び幅方向に延びている。ベースプレート１１は、一枚の鋼板によって構成されていてもよいし、複数の鋼板を組み合わせることで構成されていてもよい。ベースプレート１１の下面はスイングサークル２１５上に固定されている。これによって、旋回フレーム１０はスイングサークル２１５によって下方から支持されている。

＜横仕切りプレート＞
横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１の上面から上方に向かって突出するとともに幅方向にわたって延びる板状の部材である。横仕切りプレート１２は、幅方向を長手方向として延びている。横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１における前後方向の中央よりも前方側の部分に配置されている。横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１の幅方向両側の端部、即ち、左右両側の端部にわたって延びている。

＜前部縦仕切りプレート＞
前部縦仕切りプレート１３は、ベースプレート１１の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。前部縦仕切りプレート１３は、ベースプレート１１の上面における横仕切りプレート１２の前方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、前部縦仕切りプレート１３は、左右に間隔をあけて一対が設けられている。一対の前部縦仕切りプレート１３は、それぞれベースプレート１１の幅方向両側の端部よりも幅方向内側に配置されている。

前部縦仕切りプレート１３は、後方側の端部が横仕切りプレート１２の前方側を向く面に接続されている。即ち、前部縦仕切りプレート１３は、横仕切りプレート１２から前方に延びるように設けられている。図２に示すように、一対の前部縦仕切りプレート１３は、横仕切りプレート１２との接続箇所である後方側の端部から前方側に向かうに従って、互いに近接するように設けられている。

＜前部補強プレート＞
前部補強プレート１４は、一対の前部縦仕切りプレート１３の前部で、これら一対の前部縦仕切りプレート１３に一体に固定されている。前部補強プレート１４は、一対の前部縦仕切りプレート１３の配置に応じて、平面視にて前方に向かうに従って幅方向の間隔が小さくなる形状をなしている。

＜ブラケット＞
ブラケット１５は、一対の前部縦仕切りプレート１３及び前部補強プレート１４の前端に固定されている。ブラケット１５は、上下方向に貫通する円筒状をなす部材である。当該円筒状の外周面に一対の前部縦仕切りプレート１３及び前部補強プレート１４の前端が一体に固定されている。ブラケット１５を介して作業機２２１がベースプレート１１に支持されている。

＜後部縦仕切りプレート＞
後部縦仕切りプレート１６は、ベースプレート１１の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。後部縦仕切りプレート１６は、ベースプレート１１の上面における横仕切りプレート１２の後方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、後部縦仕切りプレート１６は、左右に一対が設けられている。一対の後部縦仕切りプレート１６の幅方向の間隔は、一対の前部縦仕切りプレート１３の後端におけるこれら前部縦仕切りプレート１３の幅方向の間隔よりも大きい。

＜門型フレーム＞
図２〜図４に示すように、門型フレーム２０は、一対の柱部２１及び梁部２２を有している。

一対の柱部２１は、ベースプレート１１上における横仕切りプレート１２よりも後方で、幅方向に離間して一対が設けられている。柱部２１は上下方向に延びており、下端がベースプレート１１に固定されている。
梁部２２は、一対の柱部２１の上端にわたって幅方向に延びている。梁部２２は、ベースプレート１１の上面の上方に該上面と間隔をあけて設けられている。一対の柱部２１と梁部２２とは一体に固定されている。門型フレーム２０は、前後方向から見て逆Ｕ字状をなしている。

＜バッテリユニット＞
バッテリユニット３１は、電動式油圧ショベル２００の電源である。図２〜図４に示すように、バッテリユニット３１は、ベースプレート１１上における後部の中央付近に設けられている。本実施形態のバッテリユニット３１は、図３及び図４に示すように、複数（本実施形態では４つ）のバッテリモジュール３２を上下方向に積層することで組み立てられている。

各バッテリモジュール３２は、内部に複数のバッテリ本体が収容されている。バッテリ本体がバッテリユニット３１全体で電気的に接続されることで、バッテリ回路が構成されている。各バッテリモジュール３２の後部には、センサボックス３４が設けられている。センサボックス３４の内部には、各種のセンサ及びコンタクタ等が収容されている。最上部のセンサボックス３４には、当該センサボックス３４から後方に突出するようにサービスプラグ３５が設けられている。サービスプラグ３５を引き抜くことで、バッテリユニット３１のバッテリ回路が遮断される。

最上部のバッテリモジュール３２は、前後方向の寸法が他のバッテリモジュール３２よりも短い。そのため、上から二番目のバッテリモジュール３２の上面における前方側の部分は、最上部のバッテリモジュール３２が積層されておらず上方に露出している。当該部分は、第一蓋部３１ｆによって閉塞されている。最上部のバッテリモジュール３２の上面は、第二蓋部３１ｇによって閉塞されている。

図２に示すように、第一蓋部３１ｆ及び第二蓋部３１ｇのそれぞれには、幅方向に間隔をあけて一対のバッテリファン１４０（図３及び図４で図示省略）が設けられている。バッテリファン１４０は、バッテリユニット３１の内部の空気を上方に向かって送風する。これにより、バッテリユニット３１は、最下部のバッテリモジュール３２の下方から流入する空気がバッテリ本体を冷却しながら上方に向かって流通する。そして、当該空気は、第一蓋部３１ｆ及び第二蓋部３１ｇに設けられたバッテリファン１４０を介してバッテリユニット３１の外部に排出される。

バッテリユニット３１は、下面における左右両側の端部が、後部縦仕切りプレート１６上に固定されている。バッテリユニット３１は、最上部のバッテリモジュール３２を除く複数のバッテリモジュール３２の前部からなるバッテリユニット３１の前部のみが、逆Ｕ字状をなす門型フレーム２０の内側を挿通するようにして当該門型フレーム２０よりも前方側に配置されている。

＜インバータ＞
インバータ３６は、図２から図４に示すように、バッテリユニット３１の第二蓋部３１ｇ上に、枠状をなすキャリア３６ａを介して設けられている。インバータ３６は、バッテリユニット３１から供給される直流電力を交流電力に変換する。

＜パワーデリバリユニット＞
パワーデリバリユニット３７は、図２及び図４に示すように、ベースプレート１１上のバッテリユニット３１の右側に設けられている。パワーデリバリユニット３７は、バッテリユニット３１に充電された直流電力をインバータ３６に供給する。即ち、インバータ３６には、パワーデリバリユニット３７を介してバッテリユニット３１からの直流電力が供給される。パワーデリバリユニット３７には、コンタクタ、ＤＣ−ＤＣ変換器及び車載充電器等の各種電気機器が設けられている。

＜充電コネクタ接続部＞
充電コネクタ接続部３８は、図２から図４に示すように、バッテリユニット３１上に設けられている。充電コネクタ接続部３８は、インバータ３６と同様、バッテリユニット３１の第二蓋部３１ｇ上に固定されたキャリア３６ａ（図２で図示省略）に固定されている。充電コネクタ接続部３８は、センサボックス３４の直上に配置されている。充電コネクタ接続部３８は、普通充電口と急速充電口を有している。
上記パワーデリバリユニット３７によって、バッテリユニット３１、インバータ３６及び充電コネクタ接続部３８が電気的に接続されている。

＜電動モータ＞
電動モータ３９は、インバータ３６から供給される交流電力によって駆動される。図２及び図３に示すように、電動モータ３９は、バッテリユニット３１の左側に設けられている。電動モータ３９は、駆動軸が前後方向に沿うように設けられている。

＜油圧ポンプ＞
油圧ポンプ５１は、電動モータ３９の駆動軸の回転に伴って駆動されることで、作動油を吐出する。油圧ポンプ５１は、図２に示すように、ベースプレート１１上の電動モータ３９の前方側であって横仕切りプレート１２の前後位置付近に設けられている。油圧ポンプ５１は、回転軸が前後方向に沿うように配置されている。油圧ポンプ５１の後方側には、仕切り壁２４を介して電動モータ３９が設けられている。

図３に示すように、油圧ポンプ５１は図示しない支持部に支持されることでベースプレート１１の上方に間隔をあけて設けられている。油圧ポンプ５１の回転軸の軸線は、電動モータ３９の駆動軸の回転軸線と一致するように前後方向に延びている。油圧ポンプ５１の回転軸は電動モータ３９の駆動軸に接続されている。

＜油圧バルブ＞
油圧バルブ５２は、図２に示すように、ベースプレート１１上の前部縦仕切りプレート１３の左側かつ横仕切りプレート１２の前方側に設けられている。油圧バルブ５２は、油圧ポンプ５１に接続されている。油圧バルブ５２は、油圧ポンプ５１から吐出される作動油を各種油圧シリンダ等の油圧機器に分配する。

＜操作パターン切替部＞
操作パターン切替部５３は油圧バルブ５２に接続されており、メンテナンス作業員によって設定変更されることで、油圧バルブ５２による作動油の分配先を変更する。これにより、運転者の各種レバー操作によって可動される油圧シリンダが変更される。その結果、運転者による各種レバー操作の操作パターンを切り替えることができる。
操作パターン切替部５３は、図２に示すように、平面視にて油圧バルブ５２の左側（幅方向外側）に配置されている。

＜旋回モータ＞
旋回モータ７０は、油圧バルブ５２から供給される作動油によって回転駆動される油圧駆動式のモータである。旋回モータ７０は、ベースプレート１１における一対の前部縦仕切りプレート１３の間の位置で、ベースプレート１１を貫通するように設けられている。旋回モータ７０は回転軸の軸線は上下方向に一致している。旋回モータ７０が油圧によって駆動されることで、当該旋回モータ７０の駆動力は、図示しないスイングピニオンを介してスイングサークル２１５に伝達される。これによって、上部旋回体２２０が下部走行体に対して旋回駆動する。

＜補機バッテリ６４＞
補機バッテリ６４は、図２に示すように、ベースプレート１１の右側前部の側部領域Ｓに設けられている。補機バッテリ６４は、横仕切りプレートの前方側かつ右側の前部縦仕切りプレートの右側に設けられている。補機バッテリ６４は、図４に示すように、ベースプレート１１上に固定されている。補機バッテリ６４は、例えばライトや各種コントローラ等の補機に電力を供給する。補機バッテリ６４には、パワーデリバリユニット３７のＤＣ−ＤＣコンバータを介して充電が行われる。

＜オイルタンク＞
オイルタンク６５は、図２に示すように、ベースプレート１１上の側部領域Ｓの前部に設けられている。オイルタンク６５は、図４に示すように、補機バッテリ６４の前部かつ上方に設けられている。オイルタンク６５は、ベースプレート１１の上方に図示しない支持部を介して設けられている。オイルタンク６５には、各油圧シリンダ及び各油圧モータに供給される作動油が貯留されている。

＜運転空間＞
運転空間８０は、オペレータが搭乗し、該オペレータによる電動式油圧ショベル２００の操縦が行われる部分である。運転空間８０は、図２に示すように、上部旋回体２２０の前部かつ上部における左寄りの部分に設けられている。

運転空間８０は、フロアパネル８１を有する。フロアパネル８１は、運転空間８０の床面を形成する。フロアパネル８１は、油圧バルブ５２、操作パターン切替部５３及び旋回モータ７０を上方から覆っている フロアパネル８１の上面における左側の部分は、上部旋回体２２０の外方に開放されている。オペレータは、当該開放されたフロアパネル８１の左側から運転空間８０に搭乗することができる。

運転空間８０は、図３及び図４に示すように、運転空間仕切りパネル８２によって、バッテリユニット３１の前部の上方かつ前方に区画されている。運転空間仕切りパネル８２は、水平パネル８２ａ及び上下パネル８２ｂを有している。

水平パネル８２ａは、バッテリユニット３１の第一蓋部３１ｆの上方に間隔をあけて前後方向及び幅方向に延びる板状をなしている。水平パネル８２ａの後端は、門型フレーム２０における梁部２２に幅方向にわたって固定されている。水平パネル８２ａの前端は、バッテリユニット３１の前部の前面よりも前方側に位置している。

上下パネル８２ｂは、上下方向及び幅方向に延びる板状をなしている、上下パネル８２ｂの上端は、水平パネル８２ａの前端に接続されている。上下パネル８２ｂの下端は、一対の前部縦仕切りプレート１３の高さ位置に位置している。上下パネル８２ｂの後方側の空間に各種コントローラが収容されていてもよい。

運転空間８０は、図１及び図２に示すように、側方仕切りパネル８３によって右側から区画されている。側方仕切りパネル８３は、前後方向かつ上下方向に延びるパネルである。
図１に示すように、運転空間８０には運転席８４が設けられている。運転席８４には、電動式油圧ショベル２００を操縦するオペレータが着座する。運転席８４は、図３及び図４に示す運転空間仕切りパネル８２における水平パネル８２ａ上に固定されている。
運転席８４の左右両側には、図示しないコンソールボックスがそれぞれ設けられている。コンソールボックス内には各種コントローラ等が収容されている。これらコンソールボックス及び運転席８４の前方には、操作レバーが設けられている。上述した操作パターン切替部５３によってこれら操作レバーによる操作パターンが切り替えられる。運転空間８０は、キャノピー９０によって上方から覆われている。キャノピー９０の後部は、門型フレーム２０に支持されている。

＜プロテクタ＞
プロテクタ９５は、図１及び図６に示すように、上部旋回体２２０の後部かつ下部の両角部に幅方向に間隔をあけて一対が設けられている。プロテクタ９５は、例えば鋼材等の高強度部材によって形成されている。プロテクタ９５は、ベースプレート１１の後端の両側の角部に一体に固定されており、上方に向かって延びている。プロテクタ９５は、上部旋回体２２０の旋回時に後部が衝突した場合における衝撃から該上部旋回体２２０を保護する。

＜外装カバー＞
外装カバー１００は、図１及び図６に示すように、上部旋回体２２０の外形を形成するカバーである。該外装カバー１００の内側に上部旋回体２２０の各種機器が収容されている。外装カバー１００は、後部カバー１１０、左カバー１２０及び右カバー１３０を有している。

＜後部カバー＞
図１及び図５に示すように後部カバー１１０は、外装カバー１００の後部を形成している。後部カバー１１０は、図２〜図４に示すように、ベースプレート１１上のバッテリユニット３１、インバータ３６、キャリア、パワーデリバリユニット３７、充電コネクタ接続部３８及び電動モータ３９を上部旋回体２２０の後方、上方及び幅方向両側から覆っている。

＜左カバー＞
図１に示すように、左カバー１２０は、外装カバー１００の左側部分を形成している。左カバー１２０は、図２に示すように、油圧ポンプ５１、油圧バルブ５２及び操作パターン切換え部５３を左側から覆っている。

＜右カバー＞
右カバーは、図５に示すように、外装カバー１００の右側部分を形成している。右カバー１３０は、外壁パネル１３１及び開閉パネル１３２を有している。

外壁パネル１３１は、図２に示すように、ベースプレート１１上で補機バッテリ６４及びオイルタンク６５が配置された側部領域Ｓを右側から覆っている。外壁パネル１３１は、前後方向及び上下方向にわたって延びている。外壁パネル１３１の後端は後部カバー１１０の前端に接続されている。側部領域Ｓは、外壁パネル１３１及び側方仕切りパネル８３によって左右から区画されている。

外壁パネル１３１には、図５及び図６に示すように、該外壁パネル１３１を幅方向に連通する第一開口部１３１ａ及び第二開口部１３１ｂが形成されている。第一開口部１３１ａは、外壁パネル１３１の後部に形成されている。第二開口部１３１ｂは、第一開口部１３１ａの前方側であって外壁パネル１３１の前部に形成されている。第二開口部１３１ｂの開口面積よりも第一開口部１３１ａの開口面積の方が大きい。第一開口部１３１ａ及び第二開口部１３１ｂは、それぞれ前後方向に延びるスリットが上下方向に複数並設されることで形成されている。

図５に示すように、外壁パネル１３１の下部には、開閉可能な扉部１３１ｃが設けられている。該扉部１３１ｃを開放することで、補機バッテリ６４に外部からアクセス可能となる。

開閉パネル１３２は、ベースプレート１１上の上方及び前方から覆っている。開閉パネル１３２は、図５に示すように、右カバー１３０の前端下部で幅方向に延びる軸線回りに回動可能に設けられている。開閉パネル１３２を回動させることで側部領域Ｓが開放状態となる。これによって、側部領域Ｓ内に外部からアクセス可能となる。

＜クーリング装置＞
次に本実施形態のクーリング装置１５０について説明する。クーリング装置１５０は、電動式油圧ショベル２００の各機器を冷却する。クーリング装置１５０は、図２に示すように、ベースプレート１１上の側部領域Ｓに設けられている。クーリング装置１５０は、図４に示すように、ベースプレート１１及び補機バッテリ６４の上方に、図示しない支持部を介して設けられている。
クーリング装置１５０は、図６に示すように、クーリングユニット１５１と、第一導風部材１８０及び第二導風部材１９０と、を有する。

＜クーリングユニット＞
クーリングユニット１５１は、ベースプレート１１上の側部領域Ｓにおける第一開口部１３１ａと第二開口部１３１ｂとの間の前後方向位置に設けられている。クーリングユニット１５１は、右カバー１３０における外壁パネル１３１の内面に沿って設けられている。本実施形態では、クーリングユニット１５１の幅方向外側の面が、外壁パネル１３１の内面に接している。
クーリングユニット１５１は、クーリングファン１６０及び熱交換部１７０を有している。

＜クーリングファン＞
クーリングファン１６０は、前後方向に空気を送風する。クーリングファン１６０は、ファン本体１６１及びケーシング１６２を有している。
ファン本体１６１は、軸線回りに回転される複数の羽根を有している。ファン本体１６１は、軸線を前後方向に一致させた状態で配置されている。ファン本体１６１が図示しないファンモータによって駆動されることで前後方向に送風が行われる。本実施形態のクーリングファン１６０は、後方側から前方側に向かって送風を行う。
ケーシング１６２はファン本体１６１を外周側から囲う枠状をなしている。ケーシング１６２内にファン本体１６１が収容されている。ケーシング１６２には、内周面がファン本体１６１の外周面と対向する図示しないシュラウドが設けられている。

クーリングファン１６０は、ベースプレート１１上の側部領域Ｓ上の第二開口部１３１ｂに近接する位置に配置されている。クーリングファン１６０は、第二開口部１３１ｂの後縁に沿う前後方向位置に設けられている。クーリングファン１６０の前方側にはオイルタンク６５が間隔をあけて配置されている。クーリングファン１６０は、平面視にて前後方向を短手方向とし、幅方向を長手方向とする矩形状をなしている。

＜熱交換部＞
熱交換部１７０は、内部を流通する熱交換媒体とクーリングファン１６０が送風する空気とを熱交換させることで熱交換媒体を冷却する。
熱交換部１７０は、クーリングファン１６０の後方側に対向するように設けられている。熱交換部１７０はクーリングファン１６０の後方側に一体に設けられている。熱交換部１７０は、クーリングファン１６０に対応する幅方向及び上下方向の寸法を有している。熱交換部１７０には、前後方向に空気が流通可能な連通部が多数形成されている。クーリングファン１６０が駆動されることで送風される空気が熱交換部１７０の連通部を流通する過程で当該空気と熱交換媒体の熱交換が行われる。

熱交換部１７０は、複数の熱交換器を有している。本実施形態では、複数の熱交換器として、ラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３を有している。
＜ラジエータ＞
ラジエータ１７１には熱交換媒体として内部を冷却水が流通する。ラジエータ１７１には、インバータ３６及びパワーデリバリユニット３７が配管を介して接続されている。冷却水は、ポンプの駆動によって配管を介してラジエータ１７１、インバータ３６及びパワーデリバリユニット３７を循環することで、これらインバータ３６及びパワーデリバリユニット３７を冷却する。

＜第二オイルクーラ＞
第二オイルクーラ１７２には熱交換媒体として内部を冷却油が流通する。第二オイルクーラ１７２は、電動モータ３９と配管を介して接続されている。冷却油は、ポンプの駆動によって配管を介して第二オイルクーラ１７２及び電動モータ３９を循環する。これにより、電動モータ３９の摺動部での潤滑性の担保及び該電動モータ３９の油冷が行われる。

＜第一オイルクーラ＞
第一オイルクーラ１７３には熱交換媒体として作動油が流通する。即ち、第一オイルクーラ１７３には、オイルタンク６５、油圧ポンプ５１、油圧バルブ５２を流通する作動油が配管を介して導入される。
本実施形態では、ラジエータ１７１に供給される冷却水よりも第二オイルクーラ１７２に供給される冷却油は温度が高い。第二オイルクーラ１７２に供給される冷却油よりも第一オイルクーラ１７３に供給される作動油は温度が高い。これら冷却水、冷却油及び作動油の温度は、これら熱交換媒体の冷却対象となる機器により定まる。

ラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３には、これらを前後方向に貫通するように空気が流通する。ラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３は、前後方向から見て幅方向及び上下方向に延びる矩形状をなしている。ラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３は、外周側から枠体によって囲われていてもよい。

これらラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３は、前後方向に順次積層されるように固定一体化されている。本実施形態の熱交換部１７０では、後方側から前方側に向かって、即ち、クーリングファン１６０による空気の流通方向に向かって、ラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３の順で配置されている。

＜第一導風部材＞
第一導風部材１８０は、図６に示すように、ベースプレート１１の側部領域Ｓ上の熱交換部１７０の後方側に設けられている。第一導風部材１８０は、第一開口部１３１ａから幅方向内側に向かうにしたがって、熱交換部１７０側となる前方側に向かって延びる板状をなしている。即ち、第一導風部材１８０は、幅方向内側に向かうに従って該幅方向に対して傾斜するように前方側に延びている。第一導風部材１８０における前方かつ幅方向外側を向く面は第一案内面１８１とされている。

第一導風部材１８０は、第一開口部１３１ａに対応する前後方向位置に設けられている。第一導風部材１８０の後端かつ幅方向外側の端部となる部分は、外壁パネル１３１の内面における第一開口部１３１ａの後縁に接続されている。第一導風部材１８０の前端かつ幅方向内側の端部となる部分は、熱交換部１７０の後端面（クーリングユニット１５１の入口１５２）における幅方向内側の端部に接続されている。これによって、第一導風部材１８０は、ベースプレート１１上の側部領域Ｓ内に、第一開口部１３１ａと、クーリングユニット１５１の空気の入口１５２となる後端面とを連通させる入口側流路Ｆ１を形成している。入口側流路Ｆ１は、平面視にて、第一案内面１８１を斜辺とするとともに、第一開口部１３１ａ及びクーリングユニット１５１の後端面を二辺とする例えば直角三角形状をなしている。入口側流路Ｆ１内には、発熱源となる機器は設けられていない。即ち、入口側流路Ｆ１は、第一開口部１３１ａとクーリングユニット１５１の入口１５２を、機器を介さずに直接的に接続している。

＜第二導風部材＞
第一導風部材１８０は、図６に示すように、ベースプレート１１の側部領域Ｓ上のクーリングファン１６０の後方側に設けられている。第二導風部材１９０は、第二開口部１３１ｂから幅方向内側に向かうにしたがって、クーリングファン１６０側となる後方側に向かって延びる板状をなしている。即ち、第二導風部材１９０は、幅方向内側に向かうに従って該幅方向に対して傾斜するように後方側に延びている。第二導風部材１９０における後方かつ幅方向外側を向く面は第二案内面１９１とされている。

第二導風部材１９０は、第二開口部１３１ｂに対応する前後方向位置に設けられている。第二導風部材１９０の前端かつ幅方向外側の端部となる部分は、外壁パネル１３１の内面における第二開口部１３１ｂの前縁に接続されている。第二導風部材１９０の後端かつ幅方向内側の端部となる部分は、クーリングファン１６０の前端面（クーリングユニット１５１の出口１５３）における幅方向内側の端部に接続されている。これによって、第二導風部材１９０は、ベースプレート１１上の側部領域Ｓ内に、第二開口部１３１ｂと、クーリングユニット１５１の空気の出口１５３となる前端面とを連通させる出口側流路Ｆ２を形成している。出口側流路Ｆ２は、平面視にて、第二案内面１９１を斜辺とするとともに、第二開口部１３１ｂ及びクーリングユニット１５１の前端面を二辺とする例えば直角三角形状をなしている。出口側流路Ｆ２内には、発熱源となる機器は設けられていない。即ち、出口側流路Ｆ２は、第二開口部１３１ｂとクーリングユニット１５１の出口１５３とを、機器を介さずに直接的に接続している。

入口側流路Ｆ１及び出口側流路Ｆ２を上下方向から閉塞する閉塞板が設けられていてもよい。 第二導風部材１９０の前後方向の寸法Ｄ２は、第一導風部材１８０の前後方向の寸法Ｄ１よりも短い。これにより、第二導風部材１９０によって形成される出口側流路Ｆ２の容積は、第一導風部材１８０によって形成される入口側流路Ｆ１の容積よりも小さい。第二導風部材１９０の前方側には、オイルタンク６５が配置されている。

＜作用効果＞
電動式油圧ショベル２００の稼働時には、クーリングユニット１５１の熱交換部１７０には、各種機器を冷却することで高温となった熱交換媒体が供給される。クーリングファン１６０の駆動にともなって、熱交換部１７０を貫通するように空気が後方から前方に向かって流通することで、熱交換媒体が冷却される。

即ち、クーリングファン１６０が前後方向に沿う軸線回りに駆動すると、図６に示すように、ベースプレート１１上の側部領域Ｓ内で後方から前方に向かっての空気の流れが生じる。これにより、第一導風部材１８０によって区画された入口側流路Ｆ１には、外壁パネル１３１の第一開口部１３１ａを介して空気が導入される入口側流路Ｆ１の空気は、第一導風部材１８０の第一案内面１８１の傾斜にしたがって幅方向内側かつ前方側に向かって案内される。

そして、熱交換部１７０の前端面に案内された空気は、該熱交換部１７０内を前方に向かって流通する際に熱交換媒体と熱交換をすることで該熱交換媒体を冷却する。冷却された熱交換媒体は、各機器に再度供給される。熱交換部１７０を通過することで加熱された空気はクーリングファン１６０によってさらに前方側に圧送される。これにより、空気は、第二導風部材１９０によって区画された出口側流路Ｆ２に導入される。出口側流路Ｆ２の空気は、第二導風部材１９０の第二案内面１９１の傾斜にしたがって前方側かつ幅方向外側に向かって流通する。そして、当該空気は、第二開口部１３１ｂを介して外壁パネル１３１の外部に排出される。

ここで例えばクーリングユニット１５１の前方及び後方のいずれか一方に、空気の流通方向を反転させるような転向領域を形成する場合、空気の圧損を抑えつつ円滑な流通を図るためには、大容積の転向領域を確保する必要がある。そのため、冷却効率の確保と省スペース化の両立を図ることが困難となる。

これに対して本実施形態のクーリング装置１５０では、前後方向に空気が流通するクーリングユニット１５１に対して、それぞれ外壁パネル１３１から幅方向内側かつ前後方向に傾斜して延びる第一導風部材１８０及び第二導風部材１９０を介して空気の導入及び排出が行われる。これにより、外装カバー１００内の側部領域Ｓでの空気の転向領域は、クーリングユニット１５１の上流側及び下流側の二つの部分（入口側流路Ｆ１及び出口側流路Ｆ２）に分散される。そのため、入口側流路Ｆ１及び出口側流路Ｆ２のそれぞれで転向角度を抑えることができるため、これら入口側流路Ｆ１及び出口側流路Ｆ２の容積を不用意に大きく確保する必要はない。また、空気の転向角度が抑えられることで、空気を円滑に流通させることができ、熱交換効率の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態のクーリング装置１５０では、第一導風部材１８０及び第二導風部材１９０によって形成される入口側流路Ｆ１及び出口側流路Ｆ２は、平面視で三角形状をなしている。そのため、これら入口側流路Ｆ１及び出口側流路Ｆ２では、流路断面積を確保しながら容積を抑えることができる。よって、円滑な空気の流通を確保しながら、コンパクトな構成を実現することができる。

本実施形態では、クーリングファン１６０は後方側から前方側に向かって空気を送風する。これにより、後方側に形成された第一開口部１３１ａから空気が流入し、前方側に形成された第二開口部１３１ｂから空気が流出する構成とされている。
ここで、電動式油圧ショベル２００では、上部旋回体２２０の前部に作業機２２１が設けられているため、該上部旋回体２２０の前方側の領域は塵や埃が舞い易く、空気の清浄度が低い。
本実施形態では、比較的空気の清浄度が高い後方側の第一開口部１３１ａから空気が流入する構成のため、クーリングユニット１５１への塵や埃の侵入を抑えることができる。そのため、クーリングユニット１５１への塵や埃の付着を抑えることができ、冷却効率を維持することができる。そのため、メンテナンス頻度を抑えることができる。

第二導風部材１９０は、クーリングユニット１５１の出口１５３とオイルタンク６５との間に設けられている。仮に第二導風部材１９０が設けられていない場合、クーリングユニット１５１から流出する空気はそのまま前方側に向かう結果、オイルタンク６５に衝突する。オイルタンク６５に衝突して舞い上がった空気は、運転空間８０との仕切りとなる側方仕切りパネル８３の隙間等を介して運転空間８０に侵入する。この場合、運転席８４のオペレータやコンソールボックスに収容されたコントローラ等の機器が高温に曝されることになり好ましくない。
本実施形態では、第二導風部材１９０が、オイルタンク６５とクーリングユニット１５１との間の遮蔽板としても機能するため、上記不都合を解消することができる。

本実施形態の熱交換部１７０は、後方から前方に向かって順次配置されたラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３を有している。これによって、冷却水、冷却油及び作動油を一括して効率良く冷却することができる。
また、一般に、冷却水、冷却油及び作動油の順序で温度が高くなる。本実施形態では、空気の上流側となる後方側に熱交換媒体の温度が低い熱交換器が配置された構成のため、ラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３それぞれの熱交換媒体を適切に冷却することができる。

さらに、本実施形態では、インバータ３６、パワーデリバリユニット３７、電動モータ３９、油圧ポンプ５１、油圧バルブ５２等の機器は、ベースプレート１１上のクーリング装置１５０とは異なる領域に配置されている。そのため、クーリング装置１５０の空気の流通経路には、これら機器は配置されていない。よって、他の機器によって加熱された空気がクーリングユニット１５１に導入されることはなく、クーリングユニット１５１の冷却性能を担保することができる。

また、本実施形態では、バッテリユニット３１は、該バッテリユニット３１に設けられたバッテリファン１４０によってクーリング装置１５０とは個別に冷却が行われる。そのため、バッテリユニット３１内でバッテリ本体を冷却した空気がクーリングユニット１５１に導入されることもない。よって、上記同様、クーリングユニット１５１には他の機器によって加熱されていない空気のみを導入することができ、クーリングユニット１５１の冷却性能を担保することができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態では、熱交換部１７０がラジエータ１７１、第二オイルクーラ１７２及び第一オイルクーラ１７３の３つの熱交換器で構成されている旨説明した。しかしながらこれに限定されることはなく、熱交換部１７０は、一の熱交換器のみから構成されていてもよいし、２又は４以上の熱交換器から構成されていてもよい。また、冷却水、冷却油及び作動油以外の熱交換媒体を冷却する熱交換器を設けてもよい。

側部領域Ｓをベースプレート１１上の左側に配置してもよい。この場合、クーリング装置１５０は左カバー１２０に沿って設けられ、当該運転席８４に空気の吸排を行うための一対の開口部が形成される。

実施形態では、電動式建設機械の例として、電動式油圧ショベル２００について説明したがこれに限定されることはない。例えば作業機２２１等の駆動も全て電動で行う電動式ショベル、さらにはケーブルを介して外部から電力が供給される電動式油圧ショベルに本発明を適用してもよい。また、エンジンを備えた油圧ショベル等の他の建設機械に本発明を適用してもよい。

１０…旋回フレーム、１１…ベースプレート、１２…横仕切りプレート、１３…前部縦仕切りプレート、１４…前部補強プレート、１５…ブラケット、１６…後部縦仕切りプレート、２０…門型フレーム、２１…柱部、２２…梁部、３１…バッテリユニット、３１ｆ…第一蓋部、３１ｇ…第二蓋部、３２…バッテリモジュール、３４…センサボックス、３５…サービスプラグ、３６…インバータ、３６ａ…キャリア、３７…パワーデリバリユニット、３８…充電コネクタ接続部、３９…電動モータ、５１…油圧ポンプ、５２…油圧バルブ、５３…操作パターン切替部、６４…補機バッテリ、６５…オイルタンク、７０…旋回モータ、８０…運転空間、８１…フロアパネル、８２…運転空間仕切りパネル、８２ａ…水平パネル、８２ｂ…上下パネル、８３…側方仕切りパネル、８４…運転席、９０…キャノピー、９５…プロテクタ、１００…外装カバー、１１０…後部カバー、１２０…左カバー、１３０…右カバー、１３１…外壁パネル、１３１ａ…第一開口部、１３１ｂ…第二開口部、１３１ｃ…扉部、１３２…開閉パネル、１４０…バッテリファン、１５０…クーリング装置、１５１…クーリングユニット、１５２…入口、１５３…出口、１６０…クーリングファン、１６１…ファン本体、１６２…ケーシング、１７０…熱交換部、１７１…ラジエータ、１７２…第二オイルクーラ、１７３…第一オイルクーラ、１８０…第一導風部材、１８１…第一案内面、１９０…第二導風部材、１９１…第二案内面、２００…電動式油圧ショベル、２１０…下部走行体、２１１…履帯、２１２…ブレード、２１５…スイングサークル、２２０…上部旋回体、２２１…作業機、２２２…ブーム、２２３…アーム、２２４…バケット、Ｓ…側部領域、Ｆ１…入口側流路、Ｆ２…出口側流路

Claims (5)

1. 水平方向に伸びるベースプレートと、
   前記ベースプレート上の所定空間の領域を幅方向外側から覆うとともに、第一開口部及び該第一開口部よりも前方側の第二開口部が形成された外壁パネルを有する外装カバーと、
   前記外装カバーにおける前記ベースプレートの幅方向内側に前記外壁パネルに沿って設けられたクーリング装置と、を備え、
   該クーリング装置は、
   前記第一開口部と前記第二開口部との間に設けられて、後方側から前方側に向かって空気を送風するクーリングファン、及び、該クーリングファンに対向して内部を熱交換媒体が流通するとともに前後方向に空気が流通可能な熱交換部を有するクーリングユニットと、
   前記第一開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第一導風部材と、
   前記第二開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第二導風部材と、
   を有し、
   前記ベースプレート上における前記第二導風部材の前方側に設けられて作動油が貯留されたオイルタンクをさらに備える建設機械。
2. 前記熱交換部は、
   前後方向に配列された複数の熱交換器を有し、
   これら熱交換器は、前記クーリングファンによって送風される空気の上流側に位置する前記熱交換器ほど、内部を流通する熱交換媒体で熱交換される前記熱交換媒体の温度が低い請求項１に記載の建設機械。
3. 前記複数の熱交換器は、
   前記熱交換媒体として冷却水が流通するラジエータと、
   前記熱交換媒体として冷却油が流通する第二オイルクーラと、
   前記熱交換媒体として作動油が流通する第一オイルクーラと、
   を含み、
   前記クーリングファンによって送風される空気の下流側に向かって、前記ラジエータ、前記第二オイルクーラ及び前記第一オイルクーラの順で配置されている請求項２に記載の建設機械。
4. 電源から供給される電力を変換するインバータと、
   該インバータが変換した電力によって駆動される電動モータと、
   前記電動モータによって駆動されることで前記作動油を吐出する油圧ポンプと、
   を備え、
   前記インバータ、前記電動モータ及び前記油圧ポンプは、前記ベースプレート上における前記クーリング装置とは異なる領域に設けられている請求項３に記載の建設機械。
5. 前記ベースプレート上における前記クーリング装置とは異なる領域に設けられた電源としてのバッテリユニットをさらに備え、
   該バッテリユニットは、該バッテリユニットの下方から空気を流入させて上方に流出させるバッテリファンを有する請求項１から３のいずれか一項に記載の建設機械。

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