JP2023081617A - 電動式作業機械 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動式作業機械に関する。
従来、電動モータによって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから油圧アクチュエータに作動油を供給して油圧アクチュエータを駆動する油圧ショベルが提案されている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1では、電動モータを駆動するためのバッテリを、上部旋回体の後端に位置させている。バッテリは、上部旋回体において、電動モータおよび油圧ポンプよりも上方に位置している。この配置では、重量の大きいバッテリが上方に位置するため、油圧ショベルの重心が高くなる。その結果、油圧ショベルの機体バランスを良好に保つことが困難となる。特に、バッテリとして大容量のもの(例えば複数のバッテリをユニット化したバッテリユニット)を用いる場合、機体バランスを良好に保つことが益々困難となる。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、大容量(大型)のバッテリユニットを用いる場合でも、機体バランスを良好に保つことができる電動式作業機械を提供することにある。
本発明の一側面に係る電動式作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体の上方に位置し、前記下部走行体に対して旋回可能に設けられる上部旋回体と、前記上部旋回体に配置される電動モータと、前記上部旋回体に配置され、前記電動モータを駆動するための電力を蓄えるバッテリユニットと、を備え、前記上部旋回体は、底部に旋回フレームを有し、前記バッテリユニットは、前記旋回フレーム上に配置され、前記電動モータは、前記バッテリユニットの上方に配置される。
大容量(大型)のバッテリユニットを用いる場合でも、機体バランスを良好に保つことができる。
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
〔1.電動式作業機械〕
図1は、本実施形態の電動式作業機械の一例である油圧ショベル(電動ショベル)1の概略の構成を示す側面図である。油圧ショベル1は、下部走行体2と、作業機3と、上部旋回体4と、を備える。
図1は、本実施形態の電動式作業機械の一例である油圧ショベル(電動ショベル)1の概略の構成を示す側面図である。油圧ショベル1は、下部走行体2と、作業機3と、上部旋回体4と、を備える。
ここで、方向を以下のように定義する。上部旋回体4の運転座席41aに着座したオペレータ(操縦者、運転手)が正面を向く方向を前方とし、その逆方向を後方とする。したがって、下部走行体2に対して上部旋回体4が非旋回の状態(旋回角度0°)では、上部旋回体4の前後方向は、下部走行体2が前後進する方向と一致する。また、運転座席41aに着座したオペレータから見て左側を「左」とし、右側を「右」とする。さらに、前後方向および左右方向に垂直な重力方向を上下方向とし、重力方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。図面では、下部走行体2に対して上部旋回体4が非旋回の状態で示し、必要に応じて、前方を「F」、後方を「B」、右方を「R」、左方を「L」、上方を「U」、下方を「D」の記号で示す。
下部走行体2は、左右一対のクローラ21と、左右一対の走行モータ22と、を備える。各走行モータ22は、油圧モータである。左右の走行モータ22が、左右のクローラ21をそれぞれ駆動することにより、油圧ショベル1を前後進させることができる。下部走行体2には、整地作業を行うためのブレード23と、ブレードシリンダ23aとが設けられる。ブレードシリンダ23aは、ブレード23を上下方向に回動させる油圧シリンダである。
作業機3は、ブーム31、アーム32、およびバケット33を備える。ブーム31、アーム32、およびバケット33を独立して駆動することにより、土砂等の掘削作業を行うことができる。
ブーム31は、ブームシリンダ31aによって回動される。ブームシリンダ31aは、基端部が上部旋回体4の前部に支持され、伸縮自在に可動する。アーム32は、アームシリンダ32aによって回動される。アームシリンダ32aは、基端部がブーム31の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。バケット33は、バケットシリンダ33aによって回動される。バケットシリンダ33aは、基端部がアーム32の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。ブームシリンダ31a、アームシリンダ32a、およびバケットシリンダ33aは、油圧シリンダにより構成される。
上部旋回体4は、下部走行体2の上方に位置し、下部走行体2に対して旋回ベアリング(不図示)を介して旋回可能に設けられる。上部旋回体4には、操縦部41、旋回フレーム42、旋回モータ43、機関室44等が配置される。上部旋回体4は、油圧モータである旋回モータ43の駆動により、旋回ベアリングを介して旋回する。
上部旋回体4には、油圧ポンプ71(図2参照)が配置される。油圧ポンプ71は、機関室44の内部の電動モータ61(図2参照)によって駆動される。油圧ポンプ71は、油圧モータ(例えば左右の走行モータ22、旋回モータ43)、および油圧シリンダ(例えばブレードシリンダ23a、ブームシリンダ31a、アームシリンダ32a、バケットシリンダ33a)に作動油(圧油)を供給する。油圧ポンプ71から作動油が供給されて駆動される油圧モータおよび油圧シリンダを、まとめて油圧アクチュエータ73(図2参照)と呼ぶ。
操縦部41には、運転座席41aが配置される。運転座席41aの周囲には、各種のレバー41bが配置される。オペレータが運転座席41aに着座してレバー41bを操作することにより、油圧アクチュエータ73が駆動される。これにより、下部走行体2の走行、ブレード23による整地作業、作業機3による掘削作業、上部旋回体4の旋回、等を行うことができる。
上部旋回体4には、バッテリユニット53が配置される。バッテリユニット53は、例えばリチウムイオンバッテリユニットで構成され、電動モータ61を駆動するための電力を蓄える。バッテリユニット53は、複数のバッテリをユニット化して構成されてもよいし、単一のバッテリセルで構成されてもよい。また、上部旋回体4には、不図示の給電口が設けられる。上記の給電口と、外部電源である商用電源51とは、給電ケーブル52を介して接続される。これにより、バッテリユニット53を充電することができる。
上部旋回体4には、鉛バッテリ54がさらに設けられる。鉛バッテリ54は、低電圧(例えば12V)の直流電圧を出力する。鉛バッテリ54からの出力は、制御電圧として例えば後述する送風ファンF(図4参照)、システムコントローラ67(図2参照)などに供給される。
油圧ショベル1は、油圧アクチュエータ73などの油圧機器と、電力で駆動されるアクチュエータとを併用した構成であってもよい。電力で駆動されるアクチュエータとしては、例えば、電動走行モータ、電動シリンダ、電動旋回モータがある。
〔2.制御系および油圧系の構成〕
図2は、油圧ショベル1の制御系および油圧系の構成を模式的に示すブロック図である。油圧ショベル1は、電動モータ61と、充電器62と、インバータ63と、PDU(Power Drive Unit)64と、ジャンクションボックス65と、DC-DCコンバータ66と、システムコントローラ67と、を備える。システムコントローラ67は、ECU(Electronic Control Unit)とも呼ばれる電子制御ユニットで構成され、油圧ショベル1の各部の電気的な制御を行う。
図2は、油圧ショベル1の制御系および油圧系の構成を模式的に示すブロック図である。油圧ショベル1は、電動モータ61と、充電器62と、インバータ63と、PDU(Power Drive Unit)64と、ジャンクションボックス65と、DC-DCコンバータ66と、システムコントローラ67と、を備える。システムコントローラ67は、ECU(Electronic Control Unit)とも呼ばれる電子制御ユニットで構成され、油圧ショベル1の各部の電気的な制御を行う。
電動モータ61は、バッテリユニット53から、ジャンクションボックス65およびインバータ63を介して供給される電力により駆動される。電動モータ61は、永久磁石モータまたは誘導モータで構成される。
充電器62は、図1で示した商用電源51から給電ケーブル52を介して供給される交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ63は、バッテリユニット53から供給される直流電圧を、交流電圧に変換して電動モータ61に供給する。これにより、電動モータ61が回転する。インバータ63から電動モータ61への交流電圧(電流)の供給は、システムコントローラ67から出力される回転指令に基づいて行われる。
PDU64は、内部のバッテリリレーを制御してバッテリユニット53の入出力を制御するバッテリ制御ユニットである。ジャンクションボックス65は、充電器リレー、インバータリレー、ヒューズ等を含んで構成される。上記した充電器62から出力される電圧は、ジャンクションボックス65を介してバッテリユニット53に供給される。また、バッテリユニット53から出力される電圧は、ジャンクションボックス65を介してインバータ63に供給される。
DC-DCコンバータ66は、バッテリユニット53から供給される高電圧(例えば300V)の直流電圧を低電圧(例えば12V)に降圧する。DC-DCコンバータ66から出力される電圧は、鉛バッテリ54からの出力と同様に、送風ファンF、システムコントローラ67等に供給される。
電動モータ61の回転軸(出力軸)には、複数の油圧ポンプ71が接続される。複数の油圧ポンプ71は、可変容量型ポンプおよび固定容量型ポンプを含む。図2では、例として油圧ポンプ71を1つのみ図示している。各油圧ポンプ71は、作動油を収容(貯留)する作動油タンク74と接続されている。油圧ポンプ71により、作動油タンク74内の作動油が、コントロールバルブ72を介して油圧アクチュエータ73に供給される。これにより、油圧アクチュエータ73が駆動される。コントロールバルブ72は、油圧アクチュエータ73に供給される作動油の流れ方向および流量を制御する方向切替弁である。
以上のように、本実施形態の油圧ショベル1は、上部旋回体4(図1参照)に配置される電動モータ61およびバッテリユニット53を少なくとも備える。また、油圧ショベル1は、油圧ポンプ71からの作動油の供給によって駆動される油圧アクチュエータ73を備える。
〔3.機関室内部の各部品の配置について〕
図3は、上部旋回体4の機関室44の内部の後方からの斜視図である。図4は、機関室44内の各部品の配置を示す平面図である。図5は、機関室44の内部の右側面図である。なお、これらの図面では、簡略化のため、各部品を単純な直方体形状または円柱形状で示しているが、実際の形状はこれらと異なる場合がある。また、図3および図4では、便宜的に、図5で示したシートマウント44Mの図示を省略している。シートマウント44Mは、機関室44の上壁を構成し、図1で示した運転座席41aの下地となる台座である。また、図3および図5では、便宜的に、図4で示した送風ファンFおよび熱交換器HEの図示を省略している。
図3は、上部旋回体4の機関室44の内部の後方からの斜視図である。図4は、機関室44内の各部品の配置を示す平面図である。図5は、機関室44の内部の右側面図である。なお、これらの図面では、簡略化のため、各部品を単純な直方体形状または円柱形状で示しているが、実際の形状はこれらと異なる場合がある。また、図3および図4では、便宜的に、図5で示したシートマウント44Mの図示を省略している。シートマウント44Mは、機関室44の上壁を構成し、図1で示した運転座席41aの下地となる台座である。また、図3および図5では、便宜的に、図4で示した送風ファンFおよび熱交換器HEの図示を省略している。
(3-1.電動モータの配置)
上部旋回体4は、底部に旋回フレーム42を有する。旋回フレーム42は、上部旋回体4の底板を構成する。上記したバッテリユニット53は、旋回フレーム42上に配置される。特に、バッテリユニット53は、旋回フレーム42上で後方の位置に配置される。上記した電動モータ61は、バッテリユニット53の上方に配置される。特に、電動モータ61は、機関室44の内部で、バッテリユニット53とシートマウント44Mとの間に配置される。電動モータ61は、油圧ポンプ71に動力を出力する出力軸が左右方向に沿うように、バッテリユニット53の上方に位置する。
上部旋回体4は、底部に旋回フレーム42を有する。旋回フレーム42は、上部旋回体4の底板を構成する。上記したバッテリユニット53は、旋回フレーム42上に配置される。特に、バッテリユニット53は、旋回フレーム42上で後方の位置に配置される。上記した電動モータ61は、バッテリユニット53の上方に配置される。特に、電動モータ61は、機関室44の内部で、バッテリユニット53とシートマウント44Mとの間に配置される。電動モータ61は、油圧ポンプ71に動力を出力する出力軸が左右方向に沿うように、バッテリユニット53の上方に位置する。
なお、バッテリユニット53と旋回フレーム42との間には、防振ゴム、ステー、ハウジング等を組み合わせた防振構造が存在するが、図面では上記防振構造の図示を省略している。また、電動モータ61は、バッテリユニット53の上方に、ステー、ハウジング等の支持構造によって支持され、配置される。
通常、バッテリユニット53は電動モータ61よりも重い。しかも、バッテリユニット53は、大容量になるにつれて大型化する。本実施形態のように、バッテリユニット53の上方に電動モータ61が配置されることにより、大容量の(大型の)バッテリユニット53を旋回フレーム42上に配置する場合でも、機体(油圧ショベル1、特に上部旋回体4)の重心を低く保つことができる。これにより、機体バランスを良好に保つことができる。したがって、油圧アクチュエータ73を駆動して作業を行う場合でも、油圧ショベル1の安定した姿勢で作業を良好に行うことができる。
また、油圧ショベル1は、操縦者が着座する運転座席41aを備える。運転座席41aは、図5に示すように、電動モータ61の上方に位置する。この構成では、上方から見て、運転座席41aと電動モータ61とが重なる位置関係となるため、上部旋回体4の前後方向の長さを短くすることが可能となる。その結果、上部旋回体4を小型化して、旋回半径の小さい小型の油圧ショベル1を実現することが容易となる。
(3-2.油圧ポンプの配置)
上記した油圧ポンプ71は、電動モータ61の側方に(図4等では右側に)配置されており、電動モータ61と同様に、バッテリユニット53よりも高い位置に配置される。油圧ポンプ71の入力軸は、電動モータ61の出力軸と連結される。したがって、油圧ポンプ71は、上記入力軸が左右方向に沿うように位置する。つまり、電動モータ61および油圧ポンプ71は、上部旋回体4の左右方向に並んで配置される。油圧ポンプ71も、電動モータ61と同様に、ステー、ハウジング等の支持構造によって支持される。なお、油圧ポンプ71の一部は、バッテリユニット53の上方に位置し、残りはバッテリユニット53の上方から側方(例えば右側)に突出しているが(図4参照)、この点の詳細については後述する。
上記した油圧ポンプ71は、電動モータ61の側方に(図4等では右側に)配置されており、電動モータ61と同様に、バッテリユニット53よりも高い位置に配置される。油圧ポンプ71の入力軸は、電動モータ61の出力軸と連結される。したがって、油圧ポンプ71は、上記入力軸が左右方向に沿うように位置する。つまり、電動モータ61および油圧ポンプ71は、上部旋回体4の左右方向に並んで配置される。油圧ポンプ71も、電動モータ61と同様に、ステー、ハウジング等の支持構造によって支持される。なお、油圧ポンプ71の一部は、バッテリユニット53の上方に位置し、残りはバッテリユニット53の上方から側方(例えば右側)に突出しているが(図4参照)、この点の詳細については後述する。
このように、油圧ポンプ71がバッテリユニット53よりも高い位置に配置されることにより、上部旋回体4(特に機関室44内)において、油圧ポンプ71を電動モータ61と(例えば左右方向に)並べて配置することができる。つまり、油圧ポンプ71を電動モータ61に近づけて配置することができる。これにより、上部旋回体4において油圧ポンプ71および電動モータ61のコンパクトな配置を実現して、上部旋回体4を小型化することが容易となる。その結果、旋回半径の小さい小型の油圧ショベル1を実現することが容易となる。
特に、電動モータ61および油圧ポンプ71が左右方向に並んで配置されることにより、本実施形態のように、電動モータ61をバッテリユニット53の上方に配置しつつ、油圧ポンプ71の一部をバッテリユニット53から側方にはみ出させた(オフセットさせた)レイアウトを実現することが容易となる。このレイアウトにより、油圧ポンプ71のメンテナンスの際に、油圧ホース(図示せず)を油圧ポンプ71から外した場合でも、油圧ポンプ71における油圧ホースとの接続口から作動油が垂れて、バッテリユニット53に付着する可能性を低減することができる。
以下、上記効果が得られる構成の詳細について説明する。図2で示したように、本実施形態の油圧ショベル1は、油圧ポンプ71からの作動油の供給によって駆動される油圧アクチュエータ73と、作動油を収容する作動油タンク74と、を備える。図3~図5で示すように、作動油タンク74は、機関室44内で、油圧ポンプ71よりも前方に配置される。
また、油圧ポンプ71は、吸引口71aと、吐出口71bと、を有する。吸引口71aと作動油タンク74とは、油圧ホース(図示せず)で接続される。したがって、作動油タンク74から上記油圧ホースを介して供給される作動油は、吸引口71aを通ってポンプ内部に入り込む。一方、吐出口71bは、油圧ポンプ71から油圧アクチュエータ73へ向かって作動油を吐出する。吐出口71bから吐出された作動油は、別の油圧ホース(図示せず)およびコントロールバルブ72(図2参照)を介して油圧アクチュエータ73に供給される。なお、図面では、吐出口71bを1つのみ図示しているが、吐出口71bは、コントロールバルブ72のセクションの数以上設けられていればよい。
このように、油圧ポンプ71は、作動油タンク74から供給される作動油が通る吸引口71aと、油圧アクチュエータ73へ向かう作動油が通る吐出口71bと、を有する。そして、図4および図5に示すように、吸引口71aおよび吐出口71bは、バッテリユニット53と左右方向にずれて位置する。つまり、上方から見て、吸引口71aおよび吐出口71bは、バッテリユニット53の右側面よりも右方向に位置しており、バッテリユニット53と重なって位置しない。
一般に、電気部品に作動油が付着すると、電気部品が動作不良を起こす可能性がある。上記した吸引口71aおよび吐出口71bとバッテリユニット53との位置関係によれば、油圧ポンプ71をメンテナンスすべく、油圧ポンプ71から油圧ホースを外したときに、油圧ポンプ71の吸引口71aまたは吐出口71bから作動油が垂れたとしても、その作動油がバッテリユニット53に付着することを低減できる。これにより、バッテリユニット53が作動油によって汚れる事態を低減できるだけでなく、作動油の付着に起因するバッテリユニット53の動作不良を低減することもできる。
(3-3.電装品の配置)
上記した充電器62、インバータ63、PDU64、ジャンクションボックス65、およびDC-DCコンバータ66を、まとめて電装品ECと呼ぶこととする。上部旋回体4(特に機関室44)において、電装品ECは、電動モータ61と同様に、バッテリユニット53の上方に位置する。本実施形態では、バッテリユニット53の上方で、かつ、電動モータ61の左後方に、ジャンクションボックス65が位置する。また、バッテリユニット53の上方で、かつ、電動モータ61の左側に、PDU64が位置する。さらに、バッテリユニット53の上方で、かつ、電動モータ61よりも後方に、充電器62、インバータ63、およびDC-DCコンバータ66が、下からこの順で積み上げられた状態で位置する。
上記した充電器62、インバータ63、PDU64、ジャンクションボックス65、およびDC-DCコンバータ66を、まとめて電装品ECと呼ぶこととする。上部旋回体4(特に機関室44)において、電装品ECは、電動モータ61と同様に、バッテリユニット53の上方に位置する。本実施形態では、バッテリユニット53の上方で、かつ、電動モータ61の左後方に、ジャンクションボックス65が位置する。また、バッテリユニット53の上方で、かつ、電動モータ61の左側に、PDU64が位置する。さらに、バッテリユニット53の上方で、かつ、電動モータ61よりも後方に、充電器62、インバータ63、およびDC-DCコンバータ66が、下からこの順で積み上げられた状態で位置する。
なお、これらの各電装品ECの位置関係はあくまでも一例であり、この位置関係に限定されるわけではない。また、充電器62、インバータ63、およびDC-DCコンバータ66の上下方向の位置関係も、図3等で示した位置関係には限定されず、上下方向において互いに配置位置を置換することも可能である。各電装品ECは、バッテリユニット53上で、ステー、ハウジングなどの支持構造によって支持される。
このように、油圧ショベル1は、上部旋回体4(特に機関室44)において、バッテリユニット53の上方で、電動モータ61と、前後方向および左右方向の少なくともいずれかの方向にずれて位置する電装品ECをさらに備える。
電装品ECの上記配置では、バッテリユニット53の上方で、電動モータ61の配置空間以外の残りの空間を、電装品ECの配置空間として有効利用することができる。これにより、上部旋回体4をコンパクトに構成して、旋回半径の小さい小型の油圧ショベル1を実現することが容易となる。また、電装品ECをバッテリユニット53上に支持構造を介して配置したとしても、上述したバッテリユニット53に対する防振対策(防振構造)のみで、その上方に位置する電装品ECの防振対策も兼ねることができる。したがって、電装品ECごとに別途の防振対策を施さなくても済み、電装品ECの支持構造を簡素化することが可能となる。
特に、図3~図5に示すように、電装品ECは、電動モータ61の後方に位置する第1電装品EC1を含む。すなわち、バッテリユニット53の上方において、電動モータ61は、第1電装品EC1の前方に位置する。上記の例では、第1電装品EC1は、充電器62、インバータ63、およびDC-DCコンバータ66を含む。なお、第1電装品EC1は、充電器62、インバータ63、およびDC-DCコンバータ66のうち、いずれか1つ、またはいずれか2つであってもよい。
複数の電装品ECのうち、第1電装品EC1以外の電装品を、第2電装品EC2とも称する。上記の例では、第2電装品EC2は、PDU64およびジャンクションボックス65である。なお、PDU64およびジャンクションボックス65の少なくとも一方を、第1電装品EC1のいずれかと置換して、第1電装品EC1として用いることも可能である。第1電装品EC1よりも前方に電動モータ61が位置することにより、以下の効果を得ることができる。
例えば、電動モータ61が第1電装品EC1よりも後方に位置する構成では、左右方向に並んで位置する電動モータ61および油圧ポンプ71が上部旋回体4の後部(円形部分)からはみ出ないようにするため、上部旋回体4を旋回半径の大きい形状で形成せざるを得なくなる。
これに対して、本実施形態のように、電動モータ61が第1電装品EC1よりも前方に位置する構成では、旋回テーブル42の中央付近で、電動モータ61および油圧ポンプ71を左右方向に並べて配置するスペースを確保することができる。このため、上部旋回体4を旋回半径の大きい形状で形成しなくても済む。つまり、電動モータ61および油圧ポンプ71を左右方向に並べて配置する構成であっても、上部旋回体4の大型化を回避することができる。
また、電動モータ61と左右方向に並ぶ油圧ポンプ71についても、第1電装品EC1よりも前方に位置する。このため、図4に示すように、機関室44内で作動油タンク74と油圧ポンプ71との距離を短くすることができる。したがって、作動油タンク74と油圧ポンプ71とを連結する油圧ホースの配策もしやすくなる。
(3-4.送風ファン、熱交換器、開口部の配置)
図4に示すように、機関室44の右後方には、送風ファンFが配置される。送風ファンFは、機関室44の内部と外部との間で空気を流通させる。送風ファンFは、機関室44の側部のカバーとなるボンネット44aよりも内側に配置される。送風ファンFは、例えば機関室44の内部の空気を外部に排出する排気ファンで構成されるが、機関室44の外部の空気を内部に取り込む吸気ファンであってもよい。つまり、送風ファンFは、排気式であってもよいし、吸気式であってもよい。
図4に示すように、機関室44の右後方には、送風ファンFが配置される。送風ファンFは、機関室44の内部と外部との間で空気を流通させる。送風ファンFは、機関室44の側部のカバーとなるボンネット44aよりも内側に配置される。送風ファンFは、例えば機関室44の内部の空気を外部に排出する排気ファンで構成されるが、機関室44の外部の空気を内部に取り込む吸気ファンであってもよい。つまり、送風ファンFは、排気式であってもよいし、吸気式であってもよい。
また、旋回フレーム42上で、送風ファンFと対向する位置には、熱交換器HEが配置される。熱交換器HEは、冷却媒体の熱交換を行うラジエータ、および作動油の熱交換を行うオイルクーラーを含んで構成される。送風ファンFの駆動によって生じる風を熱交換器HEに当てることにより、冷却媒体および作動油が熱交換されて冷却される。本実施形態では、冷却媒体は、バッテリユニット53および電動モータ61に供給される。すなわち、バッテリユニット53および電動モータ61は、水冷タイプである。また、充電器62、インバータ63、PDU64、DC-DCコンバータ66は、空冷タイプである。なお、電動モータ61は、空冷タイプであってもよい。
また、機関室44の左側部のボンネット44aには、開口部44Pが形成されている。開口部44Pの形成位置は特に限定されないが、左右方向において、バッテリユニット53に対して送風ファンFと反対側の位置であれば、どこに形成されてもよい。
このように、上部旋回体4は、機関室44と、送風ファンFと、開口部44Pと、を有する。機関室44は、旋回フレーム42を有し、バッテリユニット53、電動モータ61、油圧ポンプ71、および第1電装品EC1を収容する。送風ファンFは、機関室44の左右方向の一方側(図4では右側)の側部に位置し、機関室44の内部と外部との間で空気を流通させる。開口部44Pは、機関室44の左右方向の他方側(図4の例では左側)の側部に位置する。
この構成では、送風ファンFを駆動したときに、機関室44内で、バッテリユニット53の上方、かつ、電動モータ61の後方において、左右方向の一方側から他方側に向けて空気を流すことができる。例えば機関室44の左側方から開口部44Pを介して機関室44の内部に空気を吸い込んで電動モータ61の後方に導き、送風ファンFによって上記空気を機関室44の右側方に排出することができる。そして、第1電装品EC1が電動モータ61の後方に位置する構成では、上記空気の流路に第1電装品EC1を位置させることができる。これにより、第1電装品EC1に上記空気を当てて、第1電装品EC1を効率よく冷却することが可能となる。
特に、第1電装品EC1は、充電器62と、DC-DCコンバータ66と、インバータ63とのうち、少なくともいずれかを含む。この場合、充電器62、DC-DCコンバータ66、およびインバータ63の少なくともいずれかを、送風ファンFの駆動によって確実に冷却することができる。
以上では、電動式作業機械として、建設機械である油圧ショベル1を例に挙げて説明したが、電動式作業機械は油圧ショベル1に限定されず、ホイルローダなどの他の建設機械であってもよい。また、電動式作業機械は、コンバイン、トラクタ等の農業機械であってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。
本発明は、例えば建設機械、農業機械などの作業機械に利用可能である。
1 油圧ショベル(電動式作業機械)
2 下部走行体
4 上部旋回体
41a 運転座席
42 旋回フレーム
44 機関室
44P 開口部
53 バッテリユニット
61 電動モータ
62 充電器
63 インバータ
66 DC-DCコンバータ
71 油圧ポンプ
71a 吸引口
71b 吐出口
73 油圧アクチュエータ
74 作動油タンク
F 送風ファン
EC 電装品
EC1 第1電装品
2 下部走行体
4 上部旋回体
41a 運転座席
42 旋回フレーム
44 機関室
44P 開口部
53 バッテリユニット
61 電動モータ
62 充電器
63 インバータ
66 DC-DCコンバータ
71 油圧ポンプ
71a 吸引口
71b 吐出口
73 油圧アクチュエータ
74 作動油タンク
F 送風ファン
EC 電装品
EC1 第1電装品
Claims (9)
- 下部走行体と、
前記下部走行体の上方に位置し、前記下部走行体に対して旋回可能に設けられる上部旋回体と、
前記上部旋回体に配置される電動モータと、
前記上部旋回体に配置され、前記電動モータを駆動するための電力を蓄えるバッテリユニットと、を備え、
前記上部旋回体は、底部に旋回フレームを有し、
前記バッテリユニットは、前記旋回フレーム上に配置され、
前記電動モータは、前記バッテリユニットの上方に配置される、電動式作業機械。 - 前記上部旋回体に配置され、前記電動モータによって駆動される油圧ポンプをさらに備え、
前記油圧ポンプは、前記バッテリユニットよりも高い位置に配置される、請求項1に記載の電動式作業機械。 - 前記電動モータおよび前記油圧ポンプは、前記上部旋回体の左右方向に並んで配置される、請求項2に記載の電動式作業機械。
- 前記油圧ポンプからの作動油の供給によって駆動される油圧アクチュエータと、
前記作動油を収容する作動油タンクと、をさらに備え、
前記油圧ポンプは、
前記作動油タンクから供給される前記作動油が通る吸引口と、
前記油圧アクチュエータへ向かう前記作動油が通る吐出口と、を有し、
前記吸引口および前記吐出口は、前記バッテリユニットと左右方向にずれて位置する、請求項3に記載の電動式作業機械。 - 前記上部旋回体において、前記バッテリユニットの上方で、前記電動モータと、前後方向および左右方向の少なくともいずれかの方向にずれて位置する電装品をさらに備える、請求項3または4に記載の電動式作業機械。
- 前記電装品は、前記電動モータの後方に位置する第1電装品を含む、請求項5に記載の電動式作業機械。
- 前記上部旋回体は、
前記旋回フレームを有し、前記バッテリユニット、前記電動モータ、前記油圧ポンプ、および前記第1電装品を収容する機関室と、
前記機関室の左右方向の一方側の側部に位置し、前記機関室の内部と外部との間で空気を流通させる送風ファンと、
前記機関室の左右方向の他方側の側部に位置する開口部と、を有する、請求項6に記載の電動式作業機械。 - 前記第1電装品は、
商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する充電器と、
前記充電器から出力される前記直流電圧、または前記バッテリユニットから供給される直流電圧を降圧するDC-DCコンバータと、
前記バッテリユニットから供給される直流電圧を交流電圧に変換して、前記電動モータに供給するインバータとのうち、少なくともいずれかを含む、請求項7に記載の電動式作業機械。 - 操縦者が着座する運転座席をさらに備え、
前記運転座席は、前記電動モータの上方に位置する、請求項1から8のいずれかに記載の電動式作業機械。
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