JP2024054712A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回フレームに搭載される蓄電装置を適切に配置できる作業機械を提供する。【解決手段】ハイブリッドショベルは、旋回フレーム５０と、旋回フレーム５０に搭載された蓄電器アセンブリ７０と、旋回フレーム５０に搭載されたカウンタウェイト８０とを備えている。カウンタウェイト８０には、下面から上方へ向けて凹んだ凹部が形成されている。蓄電器アセンブリ７０の少なくとも一部は、凹部内に配置されている。【選択図】図７

Description

本開示は、作業機械に関する。

特開２０１４－１３４０５５号公報（特許文献１）には、カウンタウェイトが内部に空間を有し、この空間に蓄電装置と蓄電装置を冷却する冷却装置とを配置した、ハイブリッド式油圧ショベルが記載されている。

特開２０１４－１３４０５５号公報

旋回フレームを備える作業機械において、より多くの機器を旋回フレームに搭載できるようにするため、旋回フレーム上の限られたスペースに効率的に機器を配置することが求められている。

本開示では、旋回フレームに搭載される蓄電装置を適切に配置できる作業機械が提案される。

本開示に係る作業機械は、旋回フレームと、旋回フレームに搭載され、作業機械の動力源とする蓄電装置と、旋回フレームに搭載されたカウンタウェイトとを備えている。カウンタウェイトには、下面から上方へ向けて凹んだ凹部が形成されている。蓄電装置の少なくとも一部は凹部内に配置されている。

本開示に従った作業機械によれば、蓄電装置を旋回フレーム上に適切に配置することができる。

ハイブリッドショベルの斜視図である。 ハイブリッドショベルのシステム構成を概念的に示す概略ブロック図である。 旋回フレームの斜視図である。 旋回フレームに搭載された蓄電器アセンブリの斜視図である。 カウンタウェイトの斜視図である。 旋回フレームにカウンタウェイトを搭載した状態の斜視図である。 旋回フレームにカウンタウェイトを搭載した状態の平面図である。 旋回フレームにカウンタウェイトを搭載した状態を下方から見た斜視図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。実施形態から任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。

＜全体構成＞
実施形態においては、作業機械の一例としてハイブリッドショベル１００について説明する。図１は、実施形態に基づく作業機械の一例としてのハイブリッドショベル１００の斜視図である。

図１に示されるように、ハイブリッドショベル１００は、本体１と、油圧により作動する作業機２とを有している。本体１は、旋回体３と、走行体５とを有している。走行体５は、一対の履帯５Ｃｒと、走行モータ５Ｍとを有している。ハイブリッドショベル１００は、履帯５Ｃｒの回転により走行可能である。走行モータ５Ｍは、走行体５の駆動源として設けられている。走行モータ５Ｍは、油圧により作動する油圧モータである。走行体５は車輪（タイヤ）を有していてもよい。

旋回体３は、走行体５の上に配置され、かつ走行体５により支持されている。旋回体３は、旋回軸ＲＸを中心として走行体５に対して旋回可能である。旋回軸ＲＸは、旋回体３の旋回中心となる、上下方向に延びる仮想の直線である。旋回体３は、旋回軸ＲＸを中心として地面に対して旋回可能である。

旋回体３は、運転室４（キャブ）を有している。運転室４内には、オペレータが着座する運転席４Ｓが設けられている。オペレータ（乗員）は、運転室４に搭乗して、作業機２の操作、走行体５に対する旋回体３の旋回操作、および走行体５によるハイブリッドショベル１００の走行操作が可能である。

旋回体３は、エンジンフード９を有している。エンジンフード９は、機械室を覆っている。機械室には、図２に示されるエンジン２０、発電電動機２１、油圧ポンプ２５、後述する冷却装置９０などが配置されている。旋回体３は、機械室の後方に、カウンタウェイト８０を有している。カウンタウェイト８０は、採掘時などにおいて車体のバランスをとるために旋回体３の後部に配置された重りである。カウンタウェイト８０は、外装カバーによって覆われている。

旋回体３は、旋回フレーム５０を有している。旋回フレーム５０は、走行体５の上方に配置されており、走行体５に対して旋回自在に設けられている。作業機２、運転室４およびカウンタウェイト８０は、旋回フレーム５０に搭載されており、旋回フレーム５０の上面に配置されている。ハイブリッドショベル１００は、旋回体３を走行体５に対して相対的に旋回させるための、旋回装置を備えている。旋回装置は、旋回フレーム５０に支持された旋回電気モータ２４（図２）、スイングサークルなどを含んでいる。

作業機２は、旋回体３に搭載されている。作業機２は、ブーム６と、アーム７と、バケット８とを有している。ブーム６は、本体１（走行体５および旋回体３）に回転可能に接続されている。具体的にはブーム６の基端部は、ブームフートピン１３を支点として旋回フレーム５０に回転可能に接続されている。

アーム７は、ブーム６に回転可能に接続されている。具体的にはアーム７の基端部は、ブームトップピン１４を支点としてブーム６の先端部に回転可能に接続されている。

バケット８は、アーム７に回転可能に接続されている。具体的にはバケット８の基端部は、アームトップピン１５を支点としてアーム７の先端部に回転可能に接続されている。バケット８は、作業機２の先端に取付可能なアタッチメントの一例である。作業の種類に応じて、アタッチメントが、ブレーカ、グラップル、またはリフティングマグネットなどに付け替えられる。ハイブリッドショベル１００は、作業機２の先端に、複数種類のアタッチメントを選択的に取付可能とされている。

実施形態のハイブリッドショベル１００においては、作業機２を基準として各部の位置関係について説明する。

作業機２のブーム６は、旋回体３に対して、ブームフートピン１３を中心に回転移動する。旋回体３に対して回転するブーム６の特定の部分、たとえばブーム６の先端部が移動する軌跡は円弧状であり、その円弧を含む平面が特定される。ハイブリッドショベル１００を平面視した場合に、当該平面は直線として表される。この直線の延びる方向が、本体１の前後方向、または旋回体３の前後方向であり、以下では単に前後方向ともいう。本体１の左右方向（車幅方向）、または旋回体３の左右方向とは、平面視において前後方向と直交する方向であり、以下では単に左右方向ともいう。ブームフートピン１３は、左右方向に延びている。本体１の上下方向、または旋回体３の上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向であり、以下では単に上下方向ともいう。

前後方向において、本体１から作業機２が突き出している側が前方向であり、前方向と反対方向が後方向である。前方向を視て左右方向の右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。

前後方向とは、運転室４内の運転席４Ｓに着座したオペレータの前後方向である。左右方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの左右方向である。上下方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの上下方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータに正対する方向が前方向であり、運転席４Ｓに着座したオペレータの背後方向が後方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータが正面に正対したときの右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータの足元側が下側、頭上側が上側である。

図１および以下の図面においては、前後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸、上下方向をＺ軸で示している。

作業機２は、ブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２とをさらに有している。ブームシリンダ１０の一端は旋回体３に接続され、他端はブーム６に接続されている。ブーム６は、ブームシリンダ１０により本体１に対して駆動可能である。この駆動により、ブーム６は、ブームフートピン１３を支点として旋回体３に対して上下方向に回転可能である。

アームシリンダ１１の一端はブーム６に接続され、他端はアーム７に接続されている。アーム７は、アームシリンダ１１によりブーム６に対して駆動可能である。この駆動により、アーム７は、ブームトップピン１４を支点としてブーム６に対して上下方向または前後方向に回転可能である。

バケットシリンダ１２の一端はアーム７に接続され、他端はバケットリンク１７に接続されている。バケット８は、バケットシリンダ１２によりアーム７に対して駆動可能である。この駆動により、バケット８は、アームトップピン１５を支点としてアーム７に対して上下方向に回転可能である。

ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２の各々は、油圧シリンダであり、油圧により駆動する。

＜システム構成＞
図２は、実施形態に基づくハイブリッドショベル１００のシステム構成を概念的に示す概略ブロック図である。図２に示されるように、ハイブリッドショベル１００は、エンジン２０、発電電動機２１、インバータ２２、キャパシタ２３、旋回電気モータ２４、油圧ポンプ２５、コントロールバルブ２８、およびコントローラ３０を備えている。

エンジン２０は、作業機２の動作の駆動源である。エンジン２０は、走行体５によるハイブリッドショベル１００の走行の駆動源である。エンジン２０は、内燃機関であり、たとえばディーゼルエンジンである。エンジン２０の出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することで行われる。この調整は、エンジン２０の燃料噴射ポンプに付設されたガバナ２０Ａがコントローラ３０によって制御されることで行われる。エンジン２０の出力軸は、発電電動機２１の駆動軸に連結されている。

発電電動機２１は、エンジン２０で発生した駆動力で発電する発電機として作動する。発電電動機２１は、キャパシタ２３への蓄電補充と、旋回加速時の旋回電気モータ２４への電力供給とを行う。また、発電電動機２１は、キャパシタ２３に蓄えられた電気エネルギーで駆動される電動機（モータ）として作動する。発電電動機２１は、キャパシタ２３から放電された電気エネルギーを、作業中にエンジン２０を加速するときのアシストに活用する。発電電動機２１は、たとえば、構造が簡素で耐熱性に優れるＳＲ（Switched Reluctance）モータであってもよい。

インバータ２２は、発電電動機２１、キャパシタ２３および旋回電気モータ２４間の電流および電圧を変換し制御する。インバータ２２は、コントローラ３０から出力される制御指令値に従って、発電電動機２１、キャパシタ２３および旋回電気モータ２４を制御する。インバータ２２は、直流電源線を介して、キャパシタ２３に電気的に接続されている。

キャパシタ２３は、電力を蓄える蓄電器である。キャパシタ２３は、たとえば電気二重層キャパシタである。キャパシタ２３は、発電電動機２１が発電した電力を蓄電し、また発電電動機２１に電力を供給する。電気エネルギーを効率よく瞬時に蓄電および放電することを可能にするために、キャパシタ２３が採用されている。キャパシタ２３に替えて、またはキャパシタ２３に加えて、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池が用いられてもよい。

インバータ２２は、キャパシタ２３から放電される電力を、旋回電気モータ２４に供給する。旋回電気モータ２４は、キャパシタ２３に蓄えられた電気エネルギーで、旋回体３を駆動する。キャパシタ２３に蓄えられた電気エネルギー、および発電電動機２１で発生した電力で、旋回体３を駆動している。旋回電気モータ２４は、旋回体３の旋回が減速するときに発生するエネルギーを電気エネルギーとして回収し、キャパシタ２３に蓄電する。旋回電気モータ２４は、たとえば、ＰＭ（Permanent Magnet）モータであってもよい。

油圧ポンプ２５の駆動軸は、発電電動機２１を介して、エンジン２０の出力軸に連結されている。エンジン２０で発生した駆動力により、油圧ポンプ２５が駆動する。油圧ポンプ２５は、圧油を吐出する。油圧ポンプ２５は、作業機２の駆動および走行体５の走行に用いる作動油を供給する。油圧ポンプ２５は、駆動源としてのエンジン２０に接続され、エンジン２０によって駆動される油圧機器の一例である。油圧機器はまた、図１にも示されるブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２および走行モータ５Ｍを含んでいる。

油圧ポンプ２５は、可変容量型油圧ポンプであってもよい。油圧ポンプ２５は、可変斜板を有する斜板式油圧ポンプであってもよい。可変斜板の角度は、コントローラ３０から出力される制御指令値に従って、斜板駆動部２５Ａにより無段階で連続的に制御される。斜板駆動部２５Ａは、たとえばソレノイドである。

タンク２６は、油圧ポンプ２５が利用する油を蓄えるタンクである。タンク２６内に貯留された油が、油圧ポンプ２５の駆動によってタンク２６から吸い出され、コントロールバルブ２８に供給される。圧力センサ２７は、油圧ポンプ２５の吐出する作動油の圧力（ポンプ吐出圧）を検知する。圧力センサ２７の検知したポンプ吐出圧を示す検知信号が、圧力センサ２７からコントローラ３０に入力される。

コントロールバルブ２８は、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２および走行モータ５Ｍのそれぞれの作動油の供給量を調整するそれぞれの操作弁を有している。コントローラ３０から出力される制御指令値に従って各操作弁が作動することにより、油圧アクチュエータ、すなわちブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２および走行モータ５Ｍに対する作動油の供給量が調整される。作動油は、油圧アクチュエータを作動するために、その油圧アクチュエータに供給される油である。

ハイブリッドショベル１００は、オペレータによって操作される操作装置を備えている。具体的には、操作装置は、旋回操作装置４１と、作業機操作装置４２と、走行操作装置４３とを含んでいる。旋回操作装置４１と、作業機操作装置４２と、走行操作装置４３とは、運転室４内に配置されている。

旋回操作装置４１は、旋回体３の旋回動作のために操作される。旋回操作装置４１は、たとえば操作レバーである。旋回操作検出部４１Ａは、旋回操作装置４１の操作量を検出する。旋回操作装置４１が操作レバーの場合、旋回操作検出部４１Ａは、操作レバーの中立位置からの傾きの方向および角度を検出する。旋回操作検出部４１Ａは、検出信号をコントローラ３０に出力する。検出信号に基づいてコントローラ３０がインバータ２２を制御することにより、旋回電気モータ２４が駆動して、旋回体３が旋回動作する。

作業機操作装置４２は、作業機２の動作のために操作される。作業機操作装置４２は、たとえば操作レバーである。作業機操作検出部４２Ａは、作業機操作装置４２の操作量を検出する。作業機操作装置４２が操作レバーの場合、作業機操作検出部４２Ａは、操作レバーの中立位置からの傾きの方向および角度を検出する。作業機操作検出部４２Ａは、検出信号をコントローラ３０に出力する。検出信号に基づいてコントローラ３０がコントロールバルブ２８を制御することにより、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２が適宜伸縮して、作業機２が動作する。

走行操作装置４３は、走行体５の動作のために操作される。走行操作装置４３は、たとえば操作ペダルである。走行操作検出部４３Ａは、走行操作装置４３の操作量を検出する。走行操作装置４３が操作ペダルの場合、走行操作検出部４３Ａは、操作ペダルの踏み込み量を検出する。走行操作検出部４３Ａは、検出信号をコントローラ３０に出力する。検出信号に基づいてコントローラ３０がコントロールバルブ２８を制御することにより、走行モータ５Ｍが駆動して、走行体５が走行する。

運転室４内において、運転席４Ｓの右方に右側操作レバーが配置され、運転席４Ｓの左方に左側操作レバーが配置される。右側操作レバーの前後方向への操作に応じてブーム６の下げ動作および上げ動作が行われ、右側操作レバーの左右方向への操作に応じてバケット８の掘削方向およびダンプ方向への動作が行われてもよい。左側操作レバーの左右方向への操作に応じてアーム７のダンプ方向および掘削方向への動作が行われ、左側操作レバーの前後方向への操作に応じて旋回体３の右旋回および左旋回が行なわれてもよい。

１つの操作レバーが、旋回操作装置４１としての機能と、作業機操作装置４２の一部機能とを有していてもよい。旋回操作装置４１と作業機操作装置４２とは、別々の操作装置であってもよく、一体の操作装置であってもよい。同じ一つの操作装置が、旋回体３の旋回動作のために操作され、かつ、旋回体３の旋回以外の動作のために操作されてもよい。

旋回操作検出部４１Ａ、作業機操作検出部４２Ａおよび走行操作検出部４３Ａは、たとえばポテンショメータなどの変位センサであってもよい。旋回操作装置４１、作業機操作装置４２および走行操作装置４３は、図２においては電気方式の操作装置として例示されるが、パイロット油圧方式の操作装置であってもよい。

入力部４５は、オペレータによって操作される。入力部４５の操作により生成された信号は、コントローラ３０に出力される。入力部４５は、操作ボタン、操作スイッチ、タッチパネルなどを有していてもよい。入力部４５に入力される情報は、たとえば、作業機２の先端に取り付けられたアタッチメントの種類を含み、また、旋回体３の旋回動作の動作モードを含む。旋回動作の動作モードには、作業効率を向上させるために高速で旋回するモードと、吊り荷の揺れを低減させるために低速で旋回するモードとが含まれる。

コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００全体の動作を制御するコントローラであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、不揮発性メモリ、タイマなどを含んで構成されている。コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００に搭載されている。コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００の外部に配置されていてもよい。コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００の作業現場に配置されてもよく、ハイブリッドショベル１００の作業現場から離れた遠隔地に配置されてもよい。ハイブリッドショベル１００と、ハイブリッドショベル１００の外部に配置されたコントローラ３０とが、ハイブリッドショベル１００の制御システムを構成してもよい。

＜旋回フレーム５０＞
図３は、旋回フレーム５０の斜視図である。旋回フレーム５０は、センタフレーム５１と、左デッキフレーム６１と、右デッキフレーム６６とを有している。

センタフレーム５１は、旋回フレーム５０における左右方向の中央に位置している。センタフレーム５１は、ベースプレート５２と、一対の縦板５３，５４とを有している。ベースプレート５２は、板状の部材である。ベースプレート５２は、前後方向に延びかつ左右方向に延びている。

縦板５３，５４は、上下方向に立てられた板により構成されている。縦板５３，５４は、前後方向に沿って配置されている。右の縦板５３は、ベースプレート５２の右側縁の近傍において、ベースプレート５２に固定されている。左の縦板５４は、ベースプレート５２の左側縁の近傍において、ベースプレート５２に固定されている。縦板５３，５４は、ベースプレート５２に対して直交して設けられている。縦板５３，５４は、車両の幅方向に間隔を空けて配置されている。縦板５３，５４は、左右方向に離れて配置されている。縦板５３，５４は、車両の左右方向に互いに距離を隔てて配置されている。縦板５３，５４は前後方向に延びている。

センタフレーム５１の前端部には、作業機２の基端部を支持するセンタブラケット５５が形成されている。縦板５３，５４には、作業機２を上下方向に作動可能にするブームフートピン１３用の孔が形成されている。作業機２は、縦板５３，５４の間に装着されている。作業機２は、上下方向に作動可能な状態で、センタブラケット５５に取り付けられている。縦板５３，５４は、センタブラケット５５から後方に離れるに従ってその上下方向の寸法が小さくなるように、傾斜している。

左デッキフレーム６１は、センタフレーム５１の左側の側方に位置している。左デッキフレーム６１は、センタフレーム５１に溶接により固定されており、センタフレーム５１と一体構造に形成されている。左デッキフレーム６１は、前後方向に延びるサイドプレート６２を有している。左デッキフレーム６１の後方に、旋回フレーム５０の構成部品が配置されていない開口６３が形成されている。左の縦板５４の後端の左側に、開口６３が形成されている。

右デッキフレーム６６は、センタフレーム５１の右側の側方に位置している。右デッキフレーム６６は、センタフレーム５１に溶接により固定されており、センタフレーム５１と一体構造に形成されている。右デッキフレーム６６は、前後方向に延びるサイドプレート６７を有している。

右の縦板５３に、エンジンマウント５６，５７が固定されている。エンジンマウント５６，５７は、縦板５３よりも右方に配置されている。エンジンマウント５６，５７は、縦板５３の右面に固定されている。エンジンマウント５６，５７は、右デッキフレーム６６上に配置されている。

左の縦板５４に、エンジンマウント５８，５９が固定されている。エンジンマウント５８，５９は、縦板５４よりも右方に配置されており、右の縦板５３と左の縦板５４との間に配置されている。エンジンマウント５８，５９は、縦板５４の右面に固定されている。エンジンマウント５８，５９は、センタフレーム５１上に配置されている。

エンジンマウント５６～５９の上面は、ベースプレート５２と平行に延びている。エンジンマウント５６～５９の上面は、ＸＹ平面と平行である。

エンジン２０（図２）は、旋回フレーム５０のうち、左右方向の中央に位置するセンタフレーム５１の、後部に搭載されている。重量の大きいエンジン２０は、センタブラケット５５に取り付けられた作業機２との重量バランスを考慮して、センタブラケット５５から離れかつカウンタウェイト８０（図１）に近い、旋回フレーム５０の後方端に配置されている。エンジン２０を収容する機械室は、旋回体３の後部に設けられている。エンジン２０は、エンジンマウント５６～５９に搭載されている。エンジン２０は、エンジンマウント５６～５９を介して、センタフレーム５１に搭載されている。

図４は、旋回フレーム５０に搭載された蓄電器アセンブリ７０の斜視図である。蓄電器アセンブリ７０は、図２に示されるキャパシタ２３などの蓄電器、または蓄電池を、少なくとも含んでいる。蓄電器アセンブリ７０は、ハイブリッドショベル１００の動力源とする蓄電装置の一例に対応する。蓄電器アセンブリ７０は、インバータ２２に代表される他の電気機器を含んでいてもよい。インバータ２２とキャパシタ２３とを一体のアセンブリにすることで、インバータ２２とキャパシタ２３とを接続する高圧配線を短くでき、コストを低減できる。

蓄電器アセンブリ７０は、左デッキフレーム６１の後方に配置されている。蓄電器アセンブリ７０は、左の縦板５４の左方に配置されている。蓄電器アセンブリ７０は、一対の縦板５３，５４の間には配置されておらず、一対の縦板５３，５４の左右方向の外側に配置されている。蓄電器アセンブリ７０は、図３に示される開口６３の上方に配置されている。蓄電器アセンブリ７０の下方の位置に、開口６３が形成されている。

蓄電器アセンブリ７０の下方に、カバー６４が配置されている。カバー６４は、旋回フレーム５０に対して着脱可能に構成されている。カバー６４が旋回フレーム５０に取り付けられている状態で、カバー６４は、開口６３を覆っている。カバー６４が開口６３を塞ぐように旋回フレーム５０に取り付けられることにより、蓄電器アセンブリ７０は、カバー６４によって下方から覆われている。カバー６４は、蓄電器アセンブリ７０の下面に対向して下面を覆うように配置されている。

蓄電器アセンブリ７０は、カバー６４とは別体の構造として旋回フレーム５０に支持されてもよい。蓄電器アセンブリ７０の下面とカバー６４とが離れていてもよい。または、蓄電器アセンブリ７０は、カバー６４の上面に搭載されて、蓄電器アセンブリ７０の下面とカバー６４とが接触または近接していてもよい。

＜カウンタウェイト８０＞
図５は、カウンタウェイト８０の斜視図である。カウンタウェイト８０は、たとえば、鋼板を組み立てて形成した箱の中に屑鉄およびコンクリートなどを入れて固めることにより形成されている。

カウンタウェイト８０は、下面８１と、上面８２と、前面８３とを有している。下面８１は、カウンタウェイト８０の表面のうち、カウンタウェイト８０が旋回フレーム５０に搭載された状態で下方を向く面である。下面８１は、前後方向に延びかつ左右方向に延びる平面である。下面８１は、ＸＹ平面と平行である。上面８２は、カウンタウェイト８０の表面のうち、カウンタウェイト８０が旋回フレーム５０に搭載された状態で上方を向く面である。前面８３は、カウンタウェイト８０の表面のうち、カウンタウェイト８０が旋回フレーム５０に搭載された状態で前方を向く面である。

カウンタウェイト８０には、下面８１から上方へ向けて窪んだ嵌合部８４，８５が形成されている。嵌合部８４，８５は、互いに左右方向に距離を隔てて形成されている。

カウンタウェイト８０にはまた、凹部８６が形成されている。カウンタウェイト８０が下面８１から前面８３に亘って凹状に切り欠かれて、前方を向く前面８３に凹部８６が形成されている。凹部８６の下側が、下面８１に開口している。凹部８６は、下面８１から上方へ向けて凹状に凹んだ形状を有している。凹部８６の前側が、前面８３に開口している。凹部８６は、前面８３から後方へ向けて凹状に凹んだ形状を有している。

凹部８６は、カウンタウェイト８０の、左右方向における左端部に形成されている。凹部８６は、嵌合部８５の左側に形成されている。凹部８６が形成されているので、カウンタウェイト８０は、その左下部分を切り欠いた形状とされている。図５に示されるカウンタウェイト８０では、嵌合部８５と凹部８６とが連通しており連続的に形成されているが、嵌合部８５と凹部８６とは左右方向に離れていてもよい。

カウンタウェイト８０は、凹部８６の天井面を構成する天井面８７と、凹部８６の右側の側壁面を構成する右側面８８とを有している。天井面８７は、図５においては下面８１と平行な平面状に形成されているが、下面８１と非平行であってもよく、非平面であってもよい。右側面８８は、図５においてはＸＺ平面と平行な平面であるが、ＸＺ平面に対して傾いていてもよく、非平面であってもよい。

カウンタウェイト８０の後面は、外装カバー９９で覆われている。外装カバー９９は、ハイブリッドショベル１００の後側の表面を構成しており、滑らかに湾曲した形状を有している。図５に示されるカウンタウェイト８０では、前面８３から後面にまで亘って凹部８６が形成されており、凹部８６の後方に外装カバー９９の前面が図示されているが、カウンタウェイト８０が凹部８６の後側の側壁面を構成する背面を有していてもよい。

＜カウンタウェイト８０に対する蓄電器アセンブリ７０の配置＞
図６は、旋回フレーム５０にカウンタウェイト８０を搭載した状態の斜視図である。カウンタウェイト８０は、一対の縦板５３，５４の後端部に搭載される。カウンタウェイト８０は、旋回フレーム５０上に載せ置かれて、旋回フレーム５０に固定される。縦板５３，５４は、カウンタウェイト８０を支持する一対の支持梁として機能する。

嵌合部８４は、縦板５３を収容可能に設けられている。嵌合部８５は、縦板５４を収容可能に設けられている。カウンタウェイト８０が旋回フレーム５０に搭載された状態で、縦板５３は嵌合部８４の内部に嵌め込まれ、縦板５４は嵌合部８５の内部に嵌め込まれている。カウンタウェイト８０を旋回フレーム５０に搭載した状態では、嵌合部８５に収容されている縦板５４の左側に、凹部８６が存在する。

縦板５４の左方に配置されている蓄電器アセンブリ７０は、その後側の一部分が凹部８６内に配置されている。蓄電器アセンブリ７０の少なくとも一部は、凹部８６内に配置されている。

図７は、旋回フレーム５０にカウンタウェイト８０を搭載した状態の平面図である。図７には、旋回フレーム５０と、旋回フレーム５０に搭載されているカウンタウェイト８０および蓄電器アセンブリ７０とに加えて、図２に示されるエンジン２０、発電電動機２１および油圧ポンプ２５が模式的に図示されており、また冷却装置９０が模式的に図示されている。

エンジン２０は、旋回フレーム５０に搭載されている。カウンタウェイト８０は、エンジン２０の後方において、旋回フレーム５０に搭載されている。エンジン２０を収容する機械室は、旋回フレーム５０の後部に設けられている。旋回フレーム５０は、機械室の床部分を形成している。図１に示すエンジンフード９は、機械室の天井部分を形成している。カウンタウェイト８０は、機械室の後方に配置されている。カウンタウェイト８０の前面８３は、機械室の後側の壁面を形成している。

発電電動機２１および油圧ポンプ２５は、旋回フレーム５０に搭載されている。発電電動機２１は、エンジン２０の右側に配置されている。油圧ポンプ２５は、発電電動機２１の右側に配置されている。エンジン２０、発電電動機２１および油圧ポンプ２５は、左右方向にこの順で並べられて配置されている。エンジン２０、発電電動機２１および油圧ポンプ２５は、パワーユニットを構成している。

冷却装置９０は、熱交換器９１と、ファン９２とを有している。ファン９２は、エンジン２０の左隣に配置されており、熱交換器９１に対向して配置されている。ファン９２は、熱交換器９１に送風を行う送風機の一例に対応する。ファン９２の回転により、左から右へ熱交換器９１を通過して流れる空気流が発生する。ファン９２の発生する空気流は、熱交換器９１、ファン９２、エンジン２０の順に流れる。

熱交換器９１は、冷却対象流体から空気流へ放熱させることにより、冷却対象流体を冷却する。冷却対象流体は、エンジン２０の冷却水を含み、油圧ポンプ２５から油圧アクチュエータに供給される作動油を含む。熱交換器９１は、エンジン２０の冷却水を冷却するラジエータを含み、作動油を冷却するオイルクーラを含む。

蓄電器アセンブリ７０は、熱交換器９１の直後方に配置されている。蓄電器アセンブリ７０は、エンジン２０の左方に配置されている。エンジン２０と蓄電器アセンブリ７０との間に、エンジン２０と蓄電器アセンブリ７０との配置空間を隔てる壁が設置されていてもよい。

冷却ホース９３は、熱交換器９１と蓄電器アセンブリ７０とを接続している。冷却水などの冷媒が冷却ホース９３を経由して蓄電器アセンブリ７０に供給されて、蓄電器アセンブリ７０が冷却される。冷媒は、熱交換器９１と蓄電器アセンブリ７０とを循環している。蓄電器アセンブリ７０の発生する熱を受けて温度が上昇した冷媒は、熱交換器９１に戻される。熱交換器９１において冷媒が空気に放熱して、再び冷媒の温度が低下する。

平面視において、蓄電器アセンブリ７０の一部は、凹部８６外に配置されている。蓄電器アセンブリ７０は、その前側の一部分が凹部８６外に配置されている。図７に示されるように、上方からの平面視において、蓄電器アセンブリ７０の前側の一部分が視認可能である。蓄電器アセンブリ７０の後側の部分は、カウンタウェイト８０に覆われており、上方からは見えなくなっている。

図８は、旋回フレーム５０にカウンタウェイト８０を搭載した状態を下方から見た斜視図である。図８では、旋回フレーム５０からカバー６４が取り外されている。カバー６４を取り外すとともに蓄電器アセンブリ７０の旋回フレーム５０への固定を解除することで、図８中の矢印ＡＲに示されるように、蓄電器アセンブリ７０を下方へ移動させることが可能になる。蓄電器アセンブリ７０を上方から吊り支持した状態で蓄電器アセンブリ７０の固定を解除して、開口６３（図３）を経由して蓄電器アセンブリ７０を吊り降ろすことができる。

または、蓄電器アセンブリ７０をたとえば油圧リフターで下方から支持した状態で蓄電器アセンブリ７０の固定を解除して、その状態で油圧リフターを下げることによって、開口６３を経由して蓄電器アセンブリ７０を下方へ移動させてもよい。このように蓄電器アセンブリ７０を下方へ移動させる場合には、蓄電器アセンブリ７０は、平面視においてその全部が凹部８６内に配置されていても構わない。蓄電器アセンブリ７０を下方へ移動させる場合には、凹部８６は、カウンタウェイト８０の下面８１に開口していればよく、カウンタウェイト８０の前面８３に必ずしも開口していなくてもよい。

＜作用および効果＞
上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。

図５に示されるように、カウンタウェイト８０には、下面８１から上方へ向けて凹んだ凹部８６が形成されている。図６，７に示されるように、蓄電器アセンブリ７０は、旋回フレーム５０に搭載されている。蓄電器アセンブリ７０の一部は、凹部８６内に配置されている。

カウンタウェイト８０に下側が開口した凹部８６を形成することで、カウンタウェイト８０の内部に、機器を配置可能な空間が形成される。この凹部８６内に蓄電器アセンブリ７０を配置することで、旋回フレーム５０上の、蓄電器アセンブリ７０の配置に必要なスペースが低減される。旋回フレーム５０に搭載される蓄電器アセンブリ７０を適切に配置することで、旋回フレーム５０上の限られたスペースに効率的に機器を配置することができ、より多くの機器を旋回フレーム５０に搭載することが可能になる。

蓄電器アセンブリ７０を凹部８６内に配置することにより、蓄電器アセンブリ７０を、旋回フレーム５０の後端により近く配置できる。ハイブリッドショベル１００の旋回体３においては、前部に作業機２が配置されるので、後部にカウンタウェイト８０を置いて前後方向の重量バランスを取るようにしている。重量物である蓄電器アセンブリ７０は、カウンタウェイト８０内に配置されている。蓄電器アセンブリ７０は、旋回フレーム５０の旋回軸ＲＸよりも後方に置かれる。このように配置された蓄電器アセンブリ７０は、前後方向の重量バランスを取る役割を果たせる。これにより、カウンタウェイト８０の重量を低減することが可能になる。

カウンタウェイト８０と蓄電器アセンブリ７０とを別々の構造にすることで、カウンタウェイト８０と蓄電器アセンブリ７０とを、別々に旋回フレーム５０に取り付けまたは旋回フレーム５０から取り外すことが可能になる。ハイブリッドショベル１００の輸送時に、カウンタウェイト８０を吊り上げて旋回フレーム５０から取り外すときの、取り扱いが容易になる。カウンタウェイト８０を取り外した状態で、蓄電器アセンブリ７０を旋回フレーム５０に搭載したままにでき、蓄電器アセンブリ７０に配線を接続した状態に保つことができるので、取扱性がより向上する。

図３，４に示されるように、旋回フレーム５０の、蓄電器アセンブリ７０の下方の位置に、開口６３が形成されている。カバー６４は、旋回フレーム５０に対して着脱可能であって、旋回フレーム５０に取り付けられた状態で開口６３を覆う。カバー６４を旋回フレーム５０から取り外すことによって、蓄電器アセンブリ７０を、開口６３を経由させて下方に移動させることが可能になる。これにより、蓄電器アセンブリ７０の交換が容易になる。カウンタウェイト８０を旋回フレーム５０に搭載したままで蓄電器アセンブリ７０を交換することが可能になり、作業性を向上することができる。

図７に示されるように、平面視において蓄電器アセンブリ７０の一部が凹部８６外に配置されている。これにより、蓄電器アセンブリ７０を上方から吊ることが可能になる。蓄電器アセンブリ７０を吊り支持した状態でカバー６４を取り外し、開口６３を経由させて蓄電器アセンブリ７０を下方へ吊り降ろすことが可能になる。したがって、蓄電器アセンブリ７０の交換時の作業性をさらに向上できる。

図４に示されるように、蓄電器アセンブリ７０は、一対の縦板５３，５４の左右方向の外側に配置されている。ハイブリッドショベル１００では、一対の縦板５３，５４によってエンジン２０が支持され、縦板５３，５４の間にエンジン２０が配置される。加えて、カウンタウェイト８０も、一対の縦板５３，５４によって支持される。蓄電器アセンブリ７０を縦板５３，５４の左右方向の外側に配置することで、蓄電器アセンブリ７０の配置スペースを確保することができる。また、蓄電器アセンブリ７０がサイドプレート６２の近くに配置されるので、旋回体３の側方の外装カバーの後部の一部を取り外すことで、容易に蓄電器アセンブリ７０にアクセスすることが可能になる。

図７に示されるように、蓄電器アセンブリ７０は、エンジン２０の左方に配置されている。蓄電器アセンブリ７０は、ファン９２の左方に配置されている。左右方向において、蓄電器アセンブリ７０とエンジン２０との間に、ファン９２が介在している。蓄電器アセンブリ７０は、ファン９２の発生する空気流の方向において、ファン９２よりも上流側に配置されている。このような配置にすることで、エンジン２０の発生する熱が蓄電器アセンブリ７０に伝達されることが抑制される。したがって蓄電器アセンブリ７０の雰囲気温度が高くなることが抑制される。

図７に示されるように、ハイブリッドショベル１００は、熱交換器９１と、熱交換器９１に送風するファン９２と、熱交換器９１と蓄電器アセンブリ７０とを接続する冷却ホース９３とをさらに備えている。蓄電器アセンブリ７０に、冷媒を冷却ホース９３を経由させて供給することができ、蓄電器アセンブリ７０を内部から効率的に冷却できる。蓄電器アセンブリ７０を空冷式としないことで、凹部８６内の蓄電器アセンブリ７０に冷却風を供給しなくてもよく、蓄電器アセンブリ７０の配置の自由度を向上できる。

図７に示されるように、蓄電器アセンブリ７０は、熱交換器９１の直後方に配置されている。このような配置にすることで、冷却ホース９３の長さを短くすることができ、蓄電器アセンブリ７０の冷却構造をコンパクトな構造にすることができる。

上記の実施形態では、蓄電器アセンブリ７０が左の縦板５４の左方に配置されている例について説明した。この例に限られず、蓄電器アセンブリ７０は、右の縦板５３の右方に配置されていてもよい。蓄電器アセンブリ７０は、左の縦板５４の左方と、右の縦板５３の右方と、の両方に配置されていてもよい。蓄電器アセンブリ７０は、一対の縦板５３，５４の左右方向の両外側に分割されて配置されていてもよい。

上記の実施形態では、作業機械の一例として、油圧機器の駆動源としてエンジン２０を備えるとともに旋回体３を旋回電気モータ２４で駆動させるハイブリッドショベル１００について説明した。ショベルは、エンジン（内燃機関）を備えなくてもよい。ショベルは、旋回体３の旋回、走行体５による走行、および作業機２の動作の駆動源がいずれも電動機であり、当該電動機は蓄電器に蓄えられた電気エネルギーにより駆動される、電動ショベルであってもよい。

作業機械は、ショベルに限られない。旋回フレームを備え、旋回フレームにカウンタウェイトが搭載される作業機械であれば、実施形態の思想を適用可能である。たとえば作業機械は、クレーンであってもよい。

＜付記＞
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

（付記１）
作業機械であって、
旋回フレームと、
前記旋回フレームに搭載され、前記作業機械の動力源とする蓄電装置と、
前記旋回フレームに搭載されたカウンタウェイトとを備え、
前記カウンタウェイトには、下面から上方へ向けて凹んだ凹部が形成されており、
前記蓄電装置の少なくとも一部は前記凹部内に配置されている、作業機械。

（付記２）
前記旋回フレームの、前記蓄電装置の下方の位置に、開口が形成されており、
前記旋回フレームに対して着脱可能であって、前記旋回フレームに取り付けられた状態で前記開口を覆う、カバーをさらに備える、付記１に記載の作業機械。

（付記３）
平面視において前記蓄電装置の一部は前記凹部外に配置されている、付記１または付記２に記載の作業機械。

（付記４）
前記旋回フレームは、左右方向に離れて配置された一対の縦板を有し、
前記蓄電装置は、前記一対の縦板の前記左右方向の外側に配置されている、付記１から付記３のいずれか１つに記載の作業機械。

（付記５）
熱交換器と、
前記熱交換器に送風する送風機と、
前記熱交換器と前記蓄電装置とを接続する冷却ホースとをさらに備える、付記１から付記４のいずれか１つに記載の作業機械。

（付記６）
前記蓄電装置は、前記熱交換器の直後方に配置されている、付記５に記載の作業機械。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 本体、２ 作業機、３ 旋回体、４ 運転室、５ 走行体、９ エンジンフード、２０ エンジン、２１ 発電電動機、２２ インバータ、２３ キャパシタ、２４ 旋回電気モータ、２５ 油圧ポンプ、２８ コントロールバルブ、３０ コントローラ、５０ 旋回フレーム、５１ センタフレーム、５２ ベースプレート、５３，５４ 縦板、５５ センタブラケット、５６～５９ エンジンマウント、６１ 左デッキフレーム、６２，６７ サイドプレート、６３ 開口、６４ カバー、６６ 右デッキフレーム、７０ 蓄電器アセンブリ、８０ カウンタウェイト、８１ 下面、８２ 上面、８３ 前面、８４，８５ 嵌合部、８６ 凹部、８７ 天井面、８８ 右側面、９０ 冷却装置、９１ 熱交換器、９２ ファン、９３ 冷却ホース、９９ 外装カバー、１００ ハイブリッドショベル。

Claims (6)

1. 作業機械であって、
   旋回フレームと、
   前記旋回フレームに搭載され、前記作業機械の動力源とする蓄電装置と、
   前記旋回フレームに搭載されたカウンタウェイトとを備え、
   前記カウンタウェイトには、下面から上方へ向けて凹んだ凹部が形成されており、
   前記蓄電装置の少なくとも一部は前記凹部内に配置されている、作業機械。
2. 前記旋回フレームの、前記蓄電装置の下方の位置に、開口が形成されており、
   前記旋回フレームに対して着脱可能であって、前記旋回フレームに取り付けられた状態で前記開口を覆う、カバーをさらに備える、請求項１に記載の作業機械。
3. 平面視において前記蓄電装置の一部は前記凹部外に配置されている、請求項１または請求項２に記載の作業機械。
4. 前記旋回フレームは、左右方向に離れて配置された一対の縦板を有し、
   前記蓄電装置は、前記一対の縦板の前記左右方向の外側に配置されている、請求項１または請求項２に記載の作業機械。
5. 熱交換器と、
   前記熱交換器に送風する送風機と、
   前記熱交換器と前記蓄電装置とを接続する冷却ホースとをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の作業機械。
6. 前記蓄電装置は、前記熱交換器の直後方に配置されている、請求項５に記載の作業機械。
   

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