JP2021155991A - 電動式建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】車体に搭載された電気機器から発生する電気的なノイズを遮断する。【解決手段】電動式油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２および上部旋回体４と、上部旋回体４に設けられた作業装置６とを有し、上部旋回体４は、前側に作業装置６が取付けられた旋回フレーム７と、旋回フレーム７上に設けられた運転席９と、運転席９から左右方向の一側に離間して旋回フレーム７に設けられた電動モータ１２と、電動モータ１２に強電ケーブル１６を介して電気的に接続され、バッテリ１８から電動モータ１２に供給される駆動電圧を制御するインバータ１５と、電動モータ１２、インバータ１５を含む電気機器を覆って旋回フレーム７に設けられた右後外装カバー２１とを備えている。旋回フレーム７には、旋回フレーム７、右後外装カバー２１と共に電気機器を取囲む仕切り部材２５が設けられている。【選択図】図６

Description

本開示は、動力源として電動モータを備えた油圧ショベル等の電動式建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前側に設けられた作業装置とを備えている。近年では、地球温暖化、大気汚染を抑制する対策として、電動モータを動力源とする電動式油圧ショベルが実用化されている。この電動式油圧ショベルは、バッテリからの電力によって電動モータを駆動するものと、外部電源から供給される電力によって電動モータを駆動するものとが知られている。

電源としてバッテリを備えた電動式油圧ショベルには、バッテリからの電力によって駆動される電動モータ、電動モータにケーブルを介して電気的に接続されるインバータ等の電気機器と、電動モータによって駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプに供給される作動油を蓄えるオイルタンク等の油圧機器とが搭載されている（特許文献１参照）。

特許第５０５４８５１号公報

ここで、電動式油圧ショベルに搭載されたインバータ、インバータと電動モータとの間を接続するケーブル、電動モータ等の電気機器は、電動式油圧ショベルの作動時に電気的なノイズの発生源となる。このノイズは、電動式油圧ショベルに搭載されたコントローラ等の電子機器、あるいは電動式油圧ショベルのオペレータが周囲の作業者と通話を行うためのトランシーバ等の通信機器に対して悪影響を及ぼす可能性がある。

一方、後方小旋回型と呼ばれる小型油圧ショベルは、市街地等の狭い作業現場での旋回動作を円滑に行うため、上部旋回体を旋回させたときに、カウンタウエイトの外周面が下部走行体の左右方向の幅寸法内に収まるようになっている。従来技術による電動式油圧ショベルは、旋回フレームの後側に搭載されたバッテリがカウンタウエイトの役目を果たし、バッテリは外装カバーによって後方から覆われている。しかし、この電動式油圧ショベルは、上部旋回体の旋回中心から外装カバーの後面までの距離が大きくなり、上部旋回体の後方小旋回を実現するのが難しいという問題がある。

本発明の一実施形態の目的は、車体に搭載された電気機器から発生する電気的なノイズを遮断することができるようにした電動式建設機械を提供することにある。

本発明の一実施形態は、自走可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置とを有し、前記車体は、前側に前記作業装置が取付けられた車体フレームと、前記車体フレーム上で前記車体の左右方向の一側に設けられた運転席と、前記車体フレーム上で前記車体の左右方向の他側に前記運転席から離間して設けられ、電源からの給電により作動する電動モータと、前記電動モータにケーブルを介して電気的に接続され、前記電源から前記電動モータに供給される駆動電圧を制御するインバータと、前記電動モータ、前記インバータを含む電気機器を覆って前記車体フレームに設けられた外装カバーとを備えてなる電動式建設機械において、前記車体フレームには、前記運転席の後側に位置して前記電源を構成するバッテリと、前記電動モータの前側で前記電動モータによって駆動され前記作業装置に作動油を供給する油圧ポンプと、前記外装カバーと共に前記電気機器を取囲む仕切り部材とが設けられ、前記仕切り部材は、前記電動モータと前記油圧ポンプとの間を前後方向に仕切った状態で前記車体の左右方向に延びる横仕切り壁と、前記電気機器と前記バッテリとの間を前記車体の左右方向に仕切った状態で前記横仕切り壁から後方に延びる縦仕切り壁とにより構成され、前記電気機器は、前記車体フレームと、前記横仕切り壁と、前記縦仕切り壁と、前記外装カバーとによって囲まれる電気機器室内に収容されることを特徴としている。

本発明の一実施形態によれば、車体フレームに設けられた仕切り部材の横仕切り壁および縦仕切り壁と、車体フレームと、外装カバーとによって電気機器を取囲むことにより、電気機器から発生した電気的なノイズを遮断することができる。

実施形態による電動式油圧ショベルを示す右側面図である。 旋回フレームを単体で示す平面図である。 旋回フレームにバッテリ、電気機器、油圧機器、仕切り部材等を取付けた状態を示す平面図である。 旋回フレームに仕切り部材、電動モータ、インバータ等を取付けた状態を示す右側面図である。 旋回フレームに仕切り部材、電動モータ、電動機器冷却ファン等を取付けた状態を右前方から見た斜視図である。 旋回フレームに仕切り部材、電動モータ、電動機器冷却ファン等を取付け、仕切り部材にインバータカバー、ケーブルカバーを取付けた状態を右後方から見た斜視図である。 仕切り部材を単体で示す斜視図である。 仕切り部材の横仕切り壁、インバータ取付板、インバータ、インバータカバー、ケーブルカバー等を示す分解斜視図である。

以下、電動式建設機械の実施形態について、クローラを備えた電動式油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図８を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施形態では、油圧ショベルの走行方向を前後方向とし、油圧ショベルの走行方向と直交する方向を左右方向として説明する。

図１において、電動式建設機械の代表例である電動式油圧ショベル１は、前後方向に自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４とを備えている。電動式油圧ショベル１の車体は、下部走行体２と上部旋回体４とにより構成されている。下部走行体２の前側には、ブレード（排土板）５が上下方向に回動可能に設けられ、このブレード５を用いて排土作業等が行われる。上部旋回体４の前側には、スイング式の作業装置６が設けられ、この作業装置６を用いて土砂の掘削作業等が行われる。

上部旋回体４は、旋回フレーム７、運転席９、カウンタウエイト１１、電動モータ１２、バッテリ１８、外装カバー２０、仕切り部材２５等を含んで構成されている。ここで、電動式油圧ショベル１は、後方小旋回型の油圧ショベルとして形成され、上部旋回体４を旋回させたときに、カウンタウエイト１１の外周面１１Ａが下部走行体２の左右方向の幅寸法（車幅寸法）内に収まるようになっている。なお、後方小旋回の定義としては、作業上で問題にならない範囲で、カウンタウエイト１１の一部が下部走行体２の車幅寸法から少しはみ出す程度も含むものである。

スイング式の作業装置６は、旋回フレーム７の前側に左右方向に揺動可能に設けられたスイングポスト６Ａと、スイングポスト６Ａに回動可能に取付けられたブーム６Ｂと、ブーム６Ｂの先端に回動可能に取付けられたアーム６Ｃと、アーム６Ｃの先端に上下方向に回動可能に取付けられたバケット６Ｄとを含んで構成されている。また、作業装置６は、スイングポスト６Ａを揺動させるスイングシリンダ６Ｅと、ブーム６Ｂを回動させるブームシリンダ６Ｆと、アーム６Ｃを回動させるアームシリンダ６Ｇと、バケット６Ｄを回動させるバケットシリンダ６Ｈとを備えている。

車体フレームとしての旋回フレーム７は、上部旋回体４のベースを構成している。旋回フレーム７は、旋回装置３を介して下部走行体２上に取付けられ、旋回フレーム７の前側には、作業装置６が取付けられている。

図２に示すように、旋回フレーム７は、底板７Ａと、左縦板７Ｂおよび右縦板７Ｃと、左サイドフレーム７Ｄと、右サイドフレーム７Ｅとを含んで構成されている。底板７Ａは、厚肉な鋼板からなり、左右方向の中央部を前後方向に延びている。左縦板７Ｂおよび右縦板７Ｃは、底板７Ａ上に立設され、左右方向で対面しつつ前後方向に延びている。左サイドフレーム７Ｄは、底板７Ａおよび左縦板７Ｂから左側方に張出す左張出しビーム７Ｄ１の先端に固定され、前後方向に延びている。右サイドフレーム７Ｅは、底板７Ａおよび右縦板７Ｃから右側方に張出す右張出しビーム７Ｅ１の先端に固定され、円弧状に湾曲しつつ前後方向に延びている。

左縦板７Ｂと右縦板７Ｃとの間隔は、後側から前側に向けて小さくなり、左縦板７Ｂおよび右縦板７Ｃの前端には円筒状の支持筒体７Ｆが設けられている。支持筒体７Ｆには、作業装置６のスイングポスト６Ａが左右方向に揺動（スイング）可能に支持されている。旋回フレーム７の前後方向の中間部には、左右方向に延びる横板７Ｇが設けられている。横板７Ｇは、底板７Ａ上に立設され、左縦板７Ｂの後端と右縦板７Ｃの後端との間を連結している。

旋回フレーム７の後側には、Ｕ字型に屈曲した枠状のバッテリ取付枠７Ｈが設けられている。バッテリ取付枠７Ｈは、底板７Ａの後端側を左右方向に延びた後枠部７Ｈ１と、後枠部７Ｈ１の左端から前方に延びた左枠部７Ｈ２と、後枠部７Ｈ１の右端から前方に延びた右枠部７Ｈ３とを有し、横板７Ｇの後側に位置して底板７Ａ上に立設されている。バッテリ取付枠７Ｈには、後述のバッテリ１８が取付けられる。バッテリ取付枠７Ｈの右側には、前後に離間して複数のモータ支持部材７Ｊが設けられている。これら複数のモータ支持部材７Ｊは、電動モータ１２を支持する。

右縦板７Ｃと右張出しビーム７Ｅ１との間には、前後に離間して一対のタンク支持部材７Ｋが設けられている。一対のタンク支持部材７Ｋは、右縦板７Ｃから右サイドフレーム７Ｅに向けて右側方へと延びている。タンク支持部材７Ｋの上側には、後述のオイルタンク１７が支持され、タンク支持部材７Ｋの下側には、スイングシリンダ６Ｅが配置される。

右縦板７Ｃの後側の上端部には、鉛直方向に立上がる左前取付板７Ｌが設けられ、バッテリ取付枠７Ｈの右枠部７Ｈ３の上端部には、水平方向に張出す左後取付板７Ｍが設けられている。これら左前取付板７Ｌと左後取付板７Ｍには、後述の縦仕切り壁２７が取付けられる。また、左前取付板７Ｌの右側には、右張出しビーム７Ｅ１から鉛直方向に立上がる右取付板７Ｎが設けられている。右取付板７Ｎには、後述の横仕切り壁２６が取付けられる。

底板７Ａと右サイドフレーム７Ｅとの間には、右前アンダカバー７Ｐと右後アンダカバー７Ｑとが、右張出しビーム７Ｅ１を挟んで前後に離間して設けられている。これら右前アンダカバー７Ｐおよび右後アンダカバー７Ｑは鋼板等を用いて形成され、電動式油圧ショベル１の走行時にクローラによって跳上げられた土砂が、後述の電気機器室２３および油圧機器室２４内に入るのを防止する。

キャブ８は、旋回フレーム７の左側に配置されている。キャブ８は、オペレータが搭乗する運転室を形成している。キャブ８内には、オペレータが座る運転席９が設けられている。即ち、運転席９は、旋回フレーム７の左側（上部旋回体４の左右方向の一側）に配置され、キャブ８によって覆われている。運転席９の前側には、下部走行体の走行を制御する走行用レバーペダル（図示せず）、旋回装置３および作業装置６の動作を制御する作業用操作レバー１０等（いずれも図示せず）が設けられている。

カウンタウエイト１１は、運転席９の後側に位置して旋回フレーム７の後端に設けられている。カウンタウエイト１１は、旋回フレーム７の後端から上方に立上り、作業装置６との重量バランスを保つと共に、バッテリ１８を後方から覆っている。カウンタウエイト１１の外周面１１Ａは、左右方向の中央部が後方に突出した円弧状をなしている。これにより、上部旋回体４が旋回したときに、カウンタウエイト１１の外周面１１Ａは一定の旋回半径内に収まる構成となっている。また、上部旋回体４を旋回させたときに、カウンタウエイト１１の外周面１１Ａは、下部走行体２の左，右方向の幅寸法内に収まるように設定され、電動式油圧ショベル１の後方小旋回を実現している。

電動モータ１２は、運転席９から右側（上部旋回体４の左右方向の他側）に離間して旋回フレーム７に設けられている。電動モータ１２は、旋回フレーム７に設けられた複数のモータ支持部材７Ｊに、マウント部材１３を介して支持されている。電動モータ１２は、出力軸（図示せず）が前後方向に延びた状態で旋回フレーム７に取付けられている。電動モータ１２の後側には端子箱１２Ａが設けられ、この端子箱１２Ａ内に設けられた接続端子（図示せず）には、後述の強電ケーブル１６が接続される。

電動モータ１２の前側には油圧ポンプ１４が取付けられている。電動モータ１２は、バッテリ１８から電力が供給されることにより回転し、油圧ポンプ１４を駆動する。油圧ポンプ１４は、オイルタンク１７に貯留された作動油を加圧し、作業装置６の各シリンダ６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ、６Ｈ、下部走行体２の走行モータ、旋回装置３の旋回モータ（いずれも図示せず）等の油圧アクチュエータに作動用の圧油を供給する。

インバータ１５は、電動モータ１２の上側に位置して後述の仕切り部材２５に取付けられている。インバータ１５には、強電ケーブル１６の一端が接続されるケーブル接続口１５Ａが設けられ、強電ケーブル１６の他端は、電動モータ１２の端子箱１２Ａ内に配置された接続端子（図示せず）に接続されている。インバータ１５は、強電ケーブル１６を介して電動モータ１２に電気的に接続され、バッテリ１８から電動モータ１２に供給される駆動電圧を制御することにより、電動モータ１２の作動を制御する。インバータ１５は、電動モータ１２、強電ケーブル１６等と共に電気機器を構成し、電気機器室２３内に収容されている。ここで、電動モータ１２およびインバータ１５には、それぞれ冷却水が循環するウォータジャケット（いずれも図示せず）が設けられ、このウォータジャケットには後述の冷却水ポンプ４４が接続されている。

オイルタンク１７は、油圧ポンプ１４の前側に位置して旋回フレーム７の右前側に設けられている。オイルタンク１７は、上下方向に延びる箱型の容器として形成され、旋回フレーム７のタンク支持部材７Ｋに支持されている。オイルタンク１７には、電動式油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータに供給される作動油が貯留されている。オイルタンク１７のうち後述の右前外装カバー２２と左右方向で対面する外側面１７Ａには、右前外装カバー２２から離れる方向に窪む凹窪部１７Ｂが設けられている。油圧ポンプ１４とオイルタンク１７とは、仕切り部材２５を構成する横仕切り壁２６の前側に配置されている。

バッテリ１８は、運転席９よりも後側に位置して旋回フレーム７の後端側に搭載されている。バッテリ１８は、電動式油圧ショベル１の電源を構成し、電動モータ１２に対して電力を供給（給電）する。バッテリ１８は、旋回フレーム７のバッテリ取付枠７Ｈ上に、複数（例えば４個）のマウント部材１９を介して取付けられている。

外装カバー２０は、電動モータ１２、インバータ１５を含む電気機器、および油圧ポンプ１４、オイルタンク１７を含む油圧機器を覆って旋回フレーム７に設けられている。外装カバー２０は、鋼板等を用いて形成され、キャブ８の後部とカウンタウエイト１１との間に配置された左外装カバー（図示せず）と、キャブ８の右側に配置された右後外装カバー２１および右前外装カバー２２とを有している。

右後外装カバー２１は、カウンタウエイト１１の右端から運転席９の右側までの範囲に配置されている。右後外装カバー２１は、仕切り部材２５と共に電気機器室２３を形成し、電動モータ１２、インバータ１５等の電気機器を右側方および上方から覆っている。右後外装カバー２１には、後述の電気機器冷却ファン４５による冷却風を排出するための冷却風排出口２１Ａが形成されている。

右前外装カバー２２は、右後外装カバー２１の前端から旋回フレーム７の前端までの範囲に配置されている。右前外装カバー２２は、右前下カバー２２Ａと、右前下カバー２２Ａ上に配置された右前上カバー２２Ｂとにより構成され、仕切り部材２５と共に油圧機器室２４を形成している。右前下カバー２２Ａは、油圧ポンプ１４、オイルタンク１７等を右側方および前方から覆い、右前上カバー２２Ｂは、油圧ポンプ１４、オイルタンク１７等を上方および前方から覆っている。右前下カバー２２Ａには、後述の油圧機器冷却ファン４８による冷却風を排出するための冷却風排出口２２Ｃが形成されている。

次に、本実施形態に用いられる仕切り部材２５について説明する。

仕切り部材２５は、運転席９とは左右方向の反対側となる旋回フレーム７の右側後方、即ち、右縦板７Ｃおよびバッテリ取付枠７Ｈの右側に位置して旋回フレーム７上に設けられている。仕切り部材２５は、電動モータ１２、インバータ１５を含む電気機器を、旋回フレーム７の底板７Ａおよび右後アンダカバー７Ｑ、右後外装カバー２１と共に取囲んでいる。仕切り部材２５は、鋼板等を用いて形成された横仕切り壁２６および縦仕切り壁２７を含んで構成され、旋回フレーム７から上方に立上っている。

横仕切り壁２６は、旋回フレーム７の前後方向の中間部に配置され、右縦板７Ｃから右サイドフレーム７Ｅに向けて左右方向に延びている。これにより、横仕切り壁２６は、電動モータ１２と油圧ポンプ１４との間を前後に仕切った状態で左右方向に延びている。図５および図７に示すように、横仕切り壁２６は、Ｌ字型に屈曲し上下方向に延びる外枠体２６Ａと、外枠体２６Ａよりも小さいＬ字型の枠状に形成され、外枠体２６Ａの内側に配置された内枠体２６Ｂと、外枠体２６Ａと内枠体２６Ｂとの間を連結し鉛直方向に立上る平板状の板体２６Ｃとを含んで構成されている。

外枠体２６Ａの左側（右縦板７Ｃ側）の上部には、連結部２６Ｄが設けられている。この連結部２６Ｄは、縦仕切り壁２７に連結される。内枠体２６Ｂの下端には、取付部２６Ｅが設けられている。この取付部２６Ｅは、旋回フレーム７の右取付板７Ｎに取付けられる。横仕切り壁２６が旋回フレーム７に取付けられた状態で、内枠体２６Ｂと旋回フレーム７の右縦板７Ｃとの間には、前後方向に貫通するポンプ挿通部２６Ｆが形成されている。このポンプ挿通部２６Ｆには、電動モータ１２の前側に取付けられた油圧ポンプ１４が挿通される。板体２６Ｃの後面には、Ｕ字型に屈曲した４個のインバータ支持アーム２６Ｇが、左右方向および上下方向に適度な間隔をもって設けられている。これら４個のインバータ支持アーム２６Ｇは、板体２６Ｃから後方に突出し、後述するインバータ取付板３３を弾性部材３４を介して支持する。

縦仕切り壁２７は、横仕切り壁２６の後側に配置され、バッテリ取付枠７Ｈの右枠部７Ｈ３に沿って前後方向に延びている。これにより、縦仕切り壁２７は、電動モータ１２、インバータ１５を含む電気機器とバッテリ１８との間を左右に仕切った状態で、横仕切り壁２６から後方に延びている。縦仕切り壁２７は、ベースとなる下板２７Ａと、下板２７Ａ上に取付けられた上板２７Ｂとを有し、これら下板２７Ａと上板２７Ｂとは、鉛直方向に立上っている。

図７に示すように、下板２７Ａの上端には、前後方向に延びる水平面を有する下取付フランジ２７Ｃが設けられている。一方、上板２７Ｂには、前後方向に延びる水平面を有する上取付フランジ２７Ｄが設けられている。上板２７Ｂの後端下側には、下板２７Ａの後端に向けて前方に張出すブラケット２７Ｅが設けられている。下板２７Ａの下取付フランジ２７Ｃと上板２７Ｂの上取付フランジ２７Ｄとは、互いに当接した状態でボルト２７Ｆを用いて固定され、上板２７Ｂのブラケット２７Ｅは、ボルト２７Ｇを用いて下板２７Ａの後端に固定される。これにより、下板２７Ａと上板２７Ｂとからなる縦仕切り壁２７が形成されている。

下板２７Ａの前端には、下取付フランジ２７Ｃの下側から鉛直方向に延びる前側取付部２７Ｈが設けられている。この前側取付部２７Ｈは、旋回フレーム７の左前取付板７Ｌに取付けられる。一方、下板２７Ａの後端には、水平方向に延びる後側取付部２７Ｊが設けられている。この後側取付部２７Ｊは、旋回フレーム７の左後取付板７Ｍに取付けられる。また、上板２７Ｂの後側には、角孔状の通気口２７Ｋが形成されている。この通気口２７Ｋは、電気機器冷却ファン４５の作動時に冷却風を電気機器室２３内に流入させる。さらに、上板２７Ｂの上取付フランジ２７Ｄと通気口２７Ｋとの間には、前後方向に延びるカバー取付板２７Ｌが設けられている。カバー取付板２７Ｌには、後述のモータカバー４０が取付けられる。

次に、旋回フレーム７に対する仕切り部材２５の取付構造について説明する。

仕切り部材２５を組立てる場合には、まず、下板２７Ａ上に上板２７Ｂを固定して縦仕切り壁２７を形成する。そして、縦仕切り壁２７の前側に横仕切り壁２６を配置し、横仕切り壁２６（外枠体２６Ａ）の連結部２６Ｄをボルト２８を用いて縦仕切り壁２７（上板２７Ｂ）の上側に固定する。また、横仕切り壁２６の内枠体２６Ｂの上端と、縦仕切り壁２７の下板２７Ａに設けられた下取付フランジ２７Ｃの前端とをボルト２９を用いて固定する。これにより、横仕切り壁２６と縦仕切り壁２７とを有する仕切り部材２５が組立てられる。

そして、横仕切り壁２６（内枠体２６Ｂ）の取付部２６Ｅを、旋回フレーム７の右取付板７Ｎにボルト３０を用いて固定する（図５参照）。一方、縦仕切り壁２７（下板２７Ａ）の前側取付部２７Ｈを、旋回フレーム７の左前取付板７Ｌにボルト３１を用いて固定する（図５参照）。さらに、縦仕切り壁２７（下板２７Ａ）の後側取付部２７Ｊを、旋回フレーム７の左後取付板７Ｍにボルト３２を用いて固定する（図４参照）。このようにして、仕切り部材２５は旋回フレーム７に立設され、横仕切り壁２６の内枠体２６Ｂと旋回フレーム７の右縦板７Ｃとの間には、ポンプ挿通部２６Ｆが形成される。このポンプ挿通部２６Ｆには、電動モータ１２の前側に取付けられた油圧ポンプ１４が挿通される。

旋回フレーム７に取付けられた仕切り部材２５の横仕切り壁２６は、電動モータ１２と油圧ポンプ１４との間を前後に仕切った状態で左右方向に延びている。また、仕切り部材２５の縦仕切り壁２７は、電動モータ１２、インバータ１５等の電気機器とバッテリ１８との間を左右に仕切った状態で前後方向に延びている。これにより、横仕切り壁２６の後側には、横仕切り壁２６、縦仕切り壁２７、旋回フレーム７の底板７Ａおよび右後アンダカバー７Ｑ、右後外装カバー２１等によって囲まれた空間である電気機器室２３が形成されている。この電気機器室２３には、電動モータ１２、インバータ１５、強電ケーブル１６を含む電気機器と、後述の電気機器冷却装置４２が収容されている。

一方、横仕切り壁２６の前側には、横仕切り壁２６、旋回フレーム７の底板７Ａおよび右前アンダカバー７Ｐ、右前外装カバー２２等によって囲まれた空間である油圧機器室２４が形成されている。即ち、油圧機器室２４と電気機器室２３とは、仕切り部材２５の横仕切り壁２６によって互いに独立した２つの空間に仕切られている。油圧機器室２４には、油圧ポンプ１４、オイルタンク１７を含む油圧機器と、後述の油圧機器冷却装置４６が収容されている。

ここで、インバータ１５は、インバータ取付板３３を介して仕切り部材２５に取付けられており、この仕切り部材２５に対するインバータ１５の取付構造について、図６および図８を参照して説明する。

インバータ取付部材としてのインバータ取付板３３は、上下方向に延びる平板状の板体により形成され、仕切り部材２５の横仕切り壁２６と前後方向で間隔をもって対面している。インバータ取付板３３のうち横仕切り壁２６と対面する前面３３Ａには、インバータ１５がボルト等を用いて取付けられる。インバータ取付板３３の左端部および右端部には、インバータ取付板３３から前方に突出する取付アーム３３Ｂが、それぞれ２個ずつ（合計４個）設けられている。

これら４個の取付アーム３３Ｂは、仕切り部材２５の横仕切り壁２６に設けられた４個のインバータ支持アーム２６Ｇと上下方向で対面する。横仕切り壁２６の４個のインバータ支持アーム２６Ｇには、それぞれ弾性部材３４が取付けられ、インバータ取付板３３の４個の取付アーム３３Ｂは、それぞれボルト３５を用いて弾性部材３４に取付けられる。これにより、インバータ取付板３３は、弾性部材３４を介して横仕切り壁２６に取付けられ、インバータ１５は、インバータ取付板３３を介して仕切り部材２５に取付けられている。

ここで、インバータ１５は、仕切り部材２５の横仕切り壁２６とインバータ取付板３３との間に挟込まれた状態で仕切り部材２５に取付けられている。これにより、インバータ１５が発生する電気的なノイズが、横仕切り壁２６とインバータ取付板３３とによって遮断される構成となっている。また、インバータ１５は、ケーブル接続口１５Ａを下向きにした状態で、鉛直方向に延びるように仕切り部材２５に取付けられている。このように、インバータ１５のケーブル接続口１５Ａを下向きとすることにより、インバータ１５と、その下側に配置された電動モータ１２との間を接続する強電ケーブル１６の長さを短くすることができ、強電ケーブル１６から発生するノイズが低減される構成となっている。

インバータ取付板３３には、４本の円筒状のスペーサ３３Ｃが設けられている。４本のスペーサ３３Ｃは、上下方向および左右方向に適度な間隔をもって配置され、インバータ取付板３３から後方に突出している。これら４本のスペーサ３３Ｃは、後述のインバータカバー３６が取付けられるもので、その突出端には雌ねじ孔３３Ｄが形成されている。また、インバータ取付板３３の右端部に設けられた２個の取付アーム３３Ｂには、それぞれ裏ナット等からなる雌ねじ孔３３Ｅが形成され、後述のケーブルカバー３８が取付けられる。

インバータカバー３６は、インバータ取付板３３の４本のスペーサ３３Ｃに取付けられている。図６および図８に示すように、インバータカバー３６は、左右方向に延びる長方形の板体からなっている。インバータカバー３６は、４本のスペーサ３３Ｃに形成された雌ねじ孔３３Ｄに螺着されるボルト３７により、スペーサ３３Ｃの突出端に取付けられている。インバータカバー３６は、インバータ取付板３３と前後方向で対面し、インバータ取付板３３と共にインバータ１５を後方から覆っている。また、インバータカバー３６の右端上側には、前方に張出す張出し部３６Ａが設けられている。張出し部３６Ａは、インバータ１５の上側部位を右側方から覆っている。

ケーブルカバー３８は、インバータ取付板３３の右端部に設けられた２個の取付アーム３３Ｂに取付けられている。ケーブルカバー３８は、上下方向に延びる長方形の板体からなっている。ケーブルカバー３８は、取付アーム３３Ｂに形成された雌ねじ孔３３Ｅに螺着されるボルト３９により、インバータ取付板３３の２個の取付アーム３３Ｂに取付けられている。ケーブルカバー３８は、インバータ１５、インバータ１５のケーブル接続口１５Ａ、ケーブル接続口１５Ａに接続された強電ケーブル１６を、右側方から覆っている。

モータカバー４０は、電動モータ１２の上側に設けられている。図６に示すように、モータカバー４０は、電動モータ１２と上下方向で対面しつつ前後方向に延びる上面部４０Ａと、上面部４０Ａの右端から鉛直下方に延び、仕切り部材２５の縦仕切り壁２７と左右方向で対面する右側面部４０Ｂとを有する板体からなっている。モータカバー４０は、縦仕切り壁２７のカバー取付板２７Ｌに、ボルト４１を用いて取付けられている。モータカバー４０は、電動モータ１２の端子箱１２Ａ、端子箱１２Ａ内の端子に接続された強電ケーブル１６の他端側を、上方および右側方から覆っている。

このように、電動式油圧ショベル１の作動時にノイズの発生源となるインバータ１５、強電ケーブル１６、電動モータ１２は、インバータカバー３６、ケーブルカバー３８、モータカバー４０によって個別に覆われている。これにより、インバータ１５、強電ケーブル１６、電動モータ１２から発生する電気的なノイズが遮断される構成となっている。

電気機器冷却装置４２は、電動モータ１２、インバータ１５と共に電気機器室２３内に配置されている。電気機器冷却装置４２は、ラジエータ４３と、冷却水ポンプ４４と、電気機器冷却ファン４５とを含んで構成されている。ラジエータ４３は、縦仕切り壁２７の通気口２７Ｋに対応する位置に配置されている。即ち、ラジエータ４３は、通気口２７Ｋを覆うように配置され、通気口２７Ｋを通じて電気機器室２３内に流入する冷却風がラジエータ４３に直接的に供給されるようになっている。ラジエータ４３は、冷却水ポンプ４４によって電動モータ１２およびインバータ１５のウォータジャケット（いずれも図示せず）を循環する冷却水の熱を、電気機器室２３内に流入する冷却風中に放熱し、電動モータ１２およびインバータ１５を冷却する。

冷却水ポンプ４４は、ブラケット等（図示せず）を介して仕切り部材２５に支持され、電動モータ１２よりも上側で、かつ電気機器冷却ファン４５よりも下側に配置されている。冷却水ポンプ４４は、電動モータ１２およびインバータ１５のウォータジャケット（いずれも図示せず）に接続され、このウォータジャケットに冷却水を循環させる。電気機器冷却ファン４５は、ラジエータ４３のうち縦仕切り壁２７とは反対側の面に取付けられている。電気機器冷却ファン４５は、例えば電動ファンからなり、縦仕切り壁２７の通気口２７Ｋを通じて電気機器室２３内に冷却風を導入する。電気機器室２３内に導入された冷却風は、電気機器室２３内でラジエータ４３、電動モータ１２、インバータ１５等を冷却した後、右後外装カバー２１に設けられた冷却風排出口２１Ａを通じて上部旋回体４の外部に排出される。

ここで、電動モータ１２およびインバータ１５に設けられたウォータジャケット（図示せず）を循環する冷却水の熱は、電気機器冷却ファン４５によって電気機器室２３内に導入された冷却風がラジエータ４３を通過するときに、この冷却風中に放熱される。従って、ラジエータ４３を冷却して暖められた冷却風を、右後外装カバー２１の冷却風排出口２１Ａを通じて速やかに電気機器室２３の外部に排出するため、電気機器室２３内に冷却風の流通経路を確保する必要がある。

これに対し、図４に示すように、電動モータ１２は、旋回フレーム７のモータ支持部材７Ｊにマウント部材１３を介して取付けられ、インバータ１５は、インバータ取付板３３を介して仕切り部材２５の横仕切り壁２６に取付けられている。このように、インバータ１５が電動モータ１２よりも上側に配置され、電動モータ１２およびインバータ１５は、いずれも電気機器冷却ファン４５と対面しない場所に配置されている。これにより、ラジエータ４３を冷却した後、右後外装カバー２１の冷却風排出口２１Ａへと向かう冷却風の流れが、電動モータ１２およびインバータ１５等によって妨げられることがない。このように、電気機器室２３内に円滑な冷却風の流通経路を確保し、電気機器室２３内に暖められた冷却風が滞留するのを抑えることにより、ラジエータ４３、電動モータ１２およびインバータ１５を効率良く冷却することができる構成となっている。

油圧機器冷却装置４６は、油圧ポンプ１４、オイルタンク１７と共に油圧機器室２４内に配置されている。油圧機器冷却装置４６は、オイルクーラ４７と、油圧機器冷却ファン４８とを含んで構成されている。オイルクーラ４７は、オイルタンク１７の外側面１７Ａのうち凹窪部１７Ｂに対応する部位に隙間Ｇをもって対面し、右前外装カバー２２の右前下カバー２２Ａと左右方向で対面している（図３参照）。オイルクーラ４７は、油圧アクチュエータからオイルタンク１７に戻る戻り油（作動油）の熱を、油圧機器冷却ファン４８による冷却風中に放熱し、作動油を冷却する。

油圧機器冷却ファン４８は、オイルクーラ４７を挟んでオイルタンク１７とは反対側に取付けられ、オイルクーラ４７と右前外装カバー２２（右前下カバー２２Ａ）との間に配置されている。油圧機器冷却ファン４８は、例えば電動ファンからなり、油圧機器室２４内に冷却風を導入する。油圧機器室２４内に導入された冷却風は、オイルクーラ４７、オイルタンク１７等を冷却した後、右前外装カバー２２の右前下カバー２２Ａに設けられた冷却風排出口２２Ｃを通じて上部旋回体４の外部に排出される。

本実施形態による電動式油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、以下、その作動について説明する。

電動式油圧ショベル１を用いて掘削作業等を行う場合には、オペレータが運転席９に座り、電動モータ１２を作動させることにより、油圧ポンプ１４を駆動させる。この状態で、オペレータが走行用レバーペダル（図示せず）を操作することにより、電動式油圧ショベル１を作業現場まで走行させる。電動式油圧ショベル１が作業現場まで移動した後には、オペレータが作業用操作レバー１０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６によって土砂等の掘削作業を行うことができる。

電動式油圧ショベル１の作動時には、バッテリ１８から電動モータ１２に電力が供給され、インバータ１５は、バッテリ１８から電動モータ１２に供給される駆動電圧を制御する。これにより、電動式油圧ショベル１の作動状態に応じて電動モータ１２の動作が制御される。ここで、インバータ１５、インバータ１５と電動モータ１２との間を接続する強電ケーブル１６、電動モータ１２等の電気機器は、電動式油圧ショベル１の作動時に電気的なノイズの発生源となる。このノイズは、電動式油圧ショベル１に搭載されたコントローラ等の電子機器（図示せず）、あるいは電動式油圧ショベル１のオペレータが周囲の作業者と通話を行うための通信機器に対し、悪影響を及ぼす可能性がある。

これに対し、本実施形態では、横仕切り壁２６と縦仕切り壁２７とを有する仕切り部材２５が旋回フレーム７に設けられ、電動モータ１２、インバータ１５、強電ケーブル１６を含む電気機器は、旋回フレーム７の底板７Ａおよび右後アンダカバー７Ｑ、仕切り部材２５、右後外装カバー２１によって取り囲まれた電気機器室２３内に収容されている。これにより、電動モータ１２、インバータ１５、強電ケーブル１６が電気的なノイズを発生したとしても、このノイズを旋回フレーム７、仕切り部材２５、右後外装カバー２１によって遮断することができる。この結果、ノイズが電気機器室２３の外部に漏洩するのを抑えることができ、電動式油圧ショベル１に搭載された電子機器に対し、ノイズによる悪影響が及ぶのを防止することができる。

しかも、インバータ１５は、仕切り部材２５の横仕切り壁２６と前後方向で間隔をもって対面するインバータ取付板３３に取付けられている。即ち、インバータ１５は、インバータ取付板３３と横仕切り壁２６との間に挟込まれた状態で、インバータ取付板３３を介して仕切り部材２５に取付けられている。これにより、インバータ１５が発生する電気的なノイズを、横仕切り壁２６とインバータ取付板３３とによって遮断することができ、電気機器室２３の外部へのノイズの漏洩を低減することができる。

さらに、インバータ１５、強電ケーブル１６、電動モータ１２は、電気機器室２３内において、インバータカバー３６、ケーブルカバー３８、モータカバー４０によって個別に覆われている。これにより、インバータ１５、強電ケーブル１６、電動モータ１２から発生する電気的なノイズを、上記各カバー３６，３８，４０によってさらに遮断することができる、この結果、電気機器室２３の外部へのノイズの漏洩を、一層低減することができる。

しかも、インバータ１５は、ケーブル接続口１５Ａを下向きにした状態で、鉛直方向に延びるように仕切り部材２５に取付けられている。これにより、インバータ１５と電動モータ１２との間を接続する強電ケーブル１６の長さを短くすることができる。この結果、強電ケーブル１６から発生するノイズを低減することができる。また、雨水等が、ケーブル接続口１５Ａに接続された強電ケーブル１６を伝ってインバータ１５内に浸入するのを抑えることができ、インバータ１５の耐久性を高めることができる。

また、電動モータ１２は、旋回フレーム７のモータ支持部材７Ｊにマウント部材１３を介して取付けられ、インバータ１５は、インバータ取付板３３を介して仕切り部材２５の横仕切り壁２６に取付けられている。このように、インバータ１５を電動モータ１２よりも上側に配置することにより、電動モータ１２およびインバータ１５を、いずれも電気機器冷却ファン４５と対面しない場所に配置することができる。これにより、ラジエータ４３を冷却して暖められた冷却風が、右後外装カバー２１の冷却風排出口２１Ａを通じて上部旋回体４の外部に排出されるときに、この冷却風の流れが、電動モータ１２およびインバータ１５等によって妨げられることがない。この結果、ラジエータ４３を冷却した後の円滑な冷却風の流通経路を電気機器室２３内に確保し、電気機器室２３内に暖められた冷却風が滞留するのを抑えることにより、ラジエータ４３、電動モータ１２およびインバータ１５を効率良く冷却することができる。

さらに、インバータ１５が、鉛直方向に延びる状態で仕切り部材２５に取付けられることにより、例えばインバータ１５を水平方向（前後方向または左右方向）に延びる状態で電気機器室２３内に配置する場合に比較して、インバータ１５の設置スペースを小さくすることができる。この結果、電気機器室２３が後方に張出すのを抑えることができ、カウンタウエイト１１の外周面１１Ａを、上部旋回体４が後方小旋回を実現できる旋回半径内に収めることができる。

一方、仕切り部材２５は、左右方向において運転席９とは反対側となる旋回フレーム７の右側の後方に配置されている。これにより、旋回フレーム７の底板７Ａおよび右後アンダカバー７Ｑ、右後外装カバー２１、仕切り部材２５によって囲まれた電気機器室２３を、運転席９に対して可及的に離間させることができる。この結果、例えば電動式油圧ショベル１のオペレータが周囲の作業者と通信機器を用いて通信を行う場合に、この通信機器に対し、電動モータ１２等の電気機器から発生した電気的なノイズによる悪影響が及ぶのを防止することができる。

かくして、本実施形態による電動式油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２および上部旋回体４と、上部旋回体４に設けられた作業装置６とを有し、上部旋回体４は、前側に作業装置６が取付けられた旋回フレーム７と、旋回フレーム７上で上部旋回体４の左右方向の一側（左側）に設けられた運転席９と、運転席９から上部旋回体４の左右方向の他側（右側）に離間して旋回フレーム７に設けられ、バッテリ１８からの給電により作動する電動モータ１２と、電動モータ１２に強電ケーブル１６を介して電気的に接続され、バッテリ１８から電動モータ１２に供給される駆動電圧を制御するインバータ１５と、電動モータ１２、インバータ１５を含む電気機器を覆って旋回フレーム７に設けられた右後外装カバー２１とを備えている。そして、旋回フレーム７には、運転席９の後側に位置して電源を構成するバッテリ１８と、電動モータ１２の前側で電動モータ１２によって駆動され作業装置６に作動油を供給する油圧ポンプ１４と、右後外装カバー２１と共に電気機器を取囲む仕切り部材２５とが設けられ、仕切り部材２５は、電動モータ１２と油圧ポンプ１４との間を前後方向に仕切った状態で上部旋回体４の左右方向に延びる横仕切り壁２６と、電気機器とバッテリ１８との間を上部旋回体４の左右方向に仕切った状態で横仕切り壁２６から後方に延びる縦仕切り壁２７とにより構成され、電気機器は、旋回フレーム７と、横仕切り壁２６と、縦仕切り壁２７と、右後外装カバー２１とによって囲まれる電気機器室２３内に収容されている。

この構成によれば、電動モータ１２、インバータ１５、強電ケーブル１６が電気的なノイズを発生したとしても、このノイズを旋回フレーム７、仕切り部材２５、右後外装カバー２１によって遮断することができる。この結果、ノイズが電気機器室２３の外部に漏洩するのを抑えることができ、電動式油圧ショベル１に搭載された電子機器に対し、ノイズによる悪影響が及ぶのを防止することができる。

実施形態では、インバータ１５は、電動モータ１２よりも上側に位置し、かつ強電ケーブル１６が接続されるケーブル接続口１５Ａを下向きにした状態で仕切り部材２５に取付けられている。この構成によれば、インバータ１５と、その下側に配置された電動モータ１２との間を接続する強電ケーブル１６の長さを短くすることができ、強電ケーブル１６から発生するノイズを低減することができる。また、雨水等が、ケーブル接続口１５Ａに接続された強電ケーブル１６を伝ってインバータ１５内に浸入するのを抑えることができ、インバータ１５の耐久性を高めることができる。さらに、インバータ１５が、鉛直方向に延びる状態で仕切り部材２５に取付けられることにより、例えばインバータ１５を水平方向（前後方向または左右方向）に延びる状態で電気機器室２３内に配置する場合に比較して、電気機器室２３が後方に張出すのを抑えることができる。この結果、カウンタウエイト１１の外周面１１Ａを、上部旋回体４が後方小旋回を実現できる旋回半径内に収めることができる。

実施形態では、仕切り部材２５には、仕切り部材２５と間隔をもって対面するインバータ取付板３３が取付けられ、インバータ１５は、仕切り部材２５とインバータ取付板３３との間に挟込まれた状態で、インバータ取付板３３を介して仕切り部材２５に取付けられている。この構成によれば、インバータ１５が発生する電気的なノイズを、仕切り部材２５とインバータ取付板３３とによってさらに遮断することができる。

実施形態では、運転席９は、旋回フレーム７の左側に配置され、仕切り部材２５は、運転席９とは上部旋回体４の左右方向の反対側となる旋回フレーム７の右側後方に配置され、旋回フレーム７の底板７Ａおよび右後アンダカバー７Ｑ、右後外装カバー２１と共に電気機器を取囲む構成としている。この構成によれば、電気機器を運転席９に対して可及的に離間させることができる。この結果、例えば電動式油圧ショベル１のオペレータが周囲の作業者と通信機器を用いて通信を行う場合に、この通信機器に対し、電気機器から発生した電気的なノイズによる悪影響が及ぶのを防止することができる。

なお、実施形態では、電動モータ１２の電源としてバッテリ１８を用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば外部電源から供給される電力によって電動モータ１２を駆動する構成としてもよい。

また、実施形態では、車体フレームとして旋回フレーム７を備えた電動式油圧ショベル１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、旋回動作を行わない車体フレームを備える構成としてもよい。

また、実施形態では、旋回フレーム７の左側（上部旋回体４の左右方向の一側）に運転席９が設けられ、旋回フレーム７の右側（上部旋回体４の左右方向の他側）に電動モータ１２が設けられる構成を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば旋回フレーム７の右側に運転席が設けられ、旋回フレーム７の左側に電動モータが設けられる構成としてもよい。

また、実施形態では、内部に運転席９を収容するキャブ８を備えた電動式油圧ショベル１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば運転席を上方から覆うキャノピを備える構成としてもよい。

さらに、実施形態では、クローラ式の下部走行体２を備えた電動式油圧ショベル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下部走行体を備えた電動式油圧ショベル等の他の電動式建設機械にも適用することができる。

１ 電動式油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
６ 作業装置
７ 旋回フレーム（車体フレーム）
９ 運転席
１２ 電動モータ（電機機器）
１５ インバータ（電機機器）
１５Ａ ケーブル接続口
１６ 強電ケーブル（ケーブル）
１８ バッテリ（電源）
２０ 外装カバー
２３ 電気機器室
２５ 仕切り部材
２６ 横仕切り壁
２７ 縦仕切り壁
３３ インバータ取付板（インバータ取付部材）

Claims (4)

1. 自走可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置とを有し、
   前記車体は、前側に前記作業装置が取付けられた車体フレームと、
   前記車体フレーム上で前記車体の左右方向の一側に設けられた運転席と、
   前記車体フレーム上で前記車体の左右方向の他側に前記運転席から離間して設けられ、電源からの給電により作動する電動モータと、
   前記電動モータにケーブルを介して電気的に接続され、前記電源から前記電動モータに供給される駆動電圧を制御するインバータと、
   前記電動モータ、前記インバータを含む電気機器を覆って前記車体フレームに設けられた外装カバーとを備えてなる電動式建設機械において、
   前記車体フレームには、前記運転席の後側に位置して前記電源を構成するバッテリと、前記電動モータの前側で前記電動モータによって駆動され前記作業装置に作動油を供給する油圧ポンプと、前記外装カバーと共に前記電気機器を取囲む仕切り部材とが設けられ、
   前記仕切り部材は、前記電動モータと前記油圧ポンプとの間を前後方向に仕切った状態で前記車体の左右方向に延びる横仕切り壁と、前記電気機器と前記バッテリとの間を前記車体の左右方向に仕切った状態で前記横仕切り壁から後方に延びる縦仕切り壁とにより構成され、
   前記電気機器は、前記車体フレームと、前記横仕切り壁と、前記縦仕切り壁と、前記外装カバーとによって囲まれる電気機器室内に収容されることを特徴とする電動式建設機械。
2. 前記インバータは、前記電動モータよりも上側に配置され、かつ前記ケーブルが接続されるケーブル接続口を下向きにした状態で前記仕切り部材に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動式建設機械。
3. 前記仕切り部材には、前記仕切り部材と間隔をもって対面するインバータ取付部材が取付けられ、
   前記インバータは、前記仕切り部材と前記インバータ取付部材との間に挟込まれた状態で前記インバータ取付部材を介して前記仕切り部材に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の電動式建設機械。
4. 前記運転席は、前記車体フレームの左側に配置され、
   前記仕切り部材は、前記運転席とは前記車体の左右方向の反対側となる前記車体フレームの右側後方に配置され、前記車体フレーム、前記外装カバーと共に前記電気機器を取囲む構成としたことを特徴とする請求項１に記載の電動式建設機械。

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