JP2966774B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリを自力で
交換できる点に特徴を有する油圧ショベル、電動ショベ
ルなどの建設機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルなどの建設機械は、必ず電
源としてのバッテリを搭載しているが、例えば、バッテ
リを電源として直流モータを作動させ、この直流モータ
により油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプで発生した
油圧により油圧シリンダおよび油圧モータを作動させる
油圧ショベルにあっては、前記バッテリが非常に大形な
ものとなる。

【０００３】このようなバッテリを電源とする建設機械
は、その弱点として連続使用時間が短いという問題を抱
えており、長時間稼働させるためには、作業の途中で何
回かバッテリの交換作業が必要となってくる。

【０００４】そのバッテリ交換にあたり、大形バッテリ
の人力による交換は不可能であるから、従来は、フォー
クリフトやクレーンを用いて消耗したバッテリを吊下げ
るようにして建設機械の機械本体から取外し、充電済の
バッテリと交換している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、バッテリ
の交換にフォークリフトやクレーンを使用すると、それ
らを常備するか、配車を待たなければならず、交換作業
に時間がかかり、このため建設機械としての作業性が悪
くなる問題がある。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、バッテリ交換作業を自力で簡便に行える建設機械
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、バッテリを搭載した機械本体に、ブーム、アーム
およびバケットを順次連結してなる作業機を装着してな
る建設機械において、機械本体に対し作業機を水平方向
へ旋回可能に取付け、この作業機に、機械本体に対し脱
着されるバッテリを吊下げるためのバッテリ脱着腕を取
付けた構成の建設機械である。

【０００８】そして、作業機の上下方向に作動する本来
の機能と旋回機能とによってバッテリ脱着腕を動かし、
このバッテリ脱着腕によりバッテリを吊下げながら機械
本体から取外したり機械本体に搭載したりして、バッテ
リを自力で交換する。

【０００９】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載の建設機械において、作業機のブームにバッテリ脱
着腕を取付けたものである。

【００１０】そして、ブームの背面や側面などに取付け
られたバッテリ脱着腕によりバッテリを吊下げながら自
力で交換する。

【００１１】請求項３に記載された発明は、請求項１お
よび２のいずれかに記載の建設機械において、バッテリ
脱着腕を、作業機から突出された使用状態と作業機に折
畳まれた格納状態とで開閉自在に軸支したものである。

【００１２】そして、バッテリ交換時はバッテリ脱着腕
を作業機から突出させるように開いて使用し、また、通
常の作業時はバッテリ脱着腕を作業機に折畳むように閉
じて格納する。

【００１３】請求項４に記載された発明は、請求項３に
記載の建設機械において、バッテリ脱着腕に対し、この
バッテリ脱着腕を開閉作動するための脱着腕アクチュエ
ータを設けたものである。

【００１４】そして、脱着腕アクチュエータによりバッ
テリ脱着腕を作業機から開いたり閉じたりする。

【００１５】請求項５に記載された発明は、請求項４に
記載の建設機械において、脱着腕アクチュエータにより
バッテリ脱着腕を上下方向に開閉作動するものである。

【００１６】そして、バッテリ脱着腕を上下方向に開閉
する脱着腕アクチュエータの動力を利用して、バッテリ
を昇降する。

【００１７】請求項６に記載された発明は、請求項４お
よび５のいずれかに記載の建設機械において、脱着腕ア
クチュエータを油圧アクチュエータとしたものである。

【００１８】そして、バッテリで作動する油圧源より発
生した油圧により油圧シリンダ、油圧モータなどの脱着
腕アクチュエータを駆動する。

【００１９】請求項７に記載された発明は、請求項４お
よび５のいずれかに記載の建設機械において、脱着腕ア
クチュエータを電動アクチュエータとしたものである。

【００２０】そして、バッテリから供給される電力によ
り電動の脱着腕アクチュエータを直接駆動する。

【００２１】請求項８に記載された発明は、請求項１乃
至７のいずれかに記載の建設機械において、機械本体に
コードリールを搭載し、このコードリールにより巻取ら
れたバッテリコードを介してバッテリより機械本体に電
力を供給するものである。

【００２２】そして、機械本体から取外されるバッテリ
または機械本体に搭載されるバッテリから、コードリー
ルに巻取られた長尺のバッテリコードを経て機械本体に
電力を供給することにより、バッテリ交換時の作業機や
脱着腕を駆動する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る種々の実施形
態を、図１乃至図６を参照しながら詳細に説明する。

【００２４】図１乃至図４に示された建設機械は、履帯
11を装着した走行体12に機械本体13を旋回可能に設け、
この機械本体13の上部にバッテリを収納したバッテリボ
ックス14などを搭載し、また、機械本体13の前部にフロ
ント作業機15を装着してなる油圧ショベルである。な
お、運転席および操作レバーなどは図示を省略する。

【００２５】フロント作業機15は、ブームシリンダ21に
より上下方向に回動されるブーム22と、アームシリンダ
23により上下方向に回動されるアーム24と、バケットシ
リンダ25によりバケットリンケージ26を介して上下方向
に回動されるバケット27とを順次連結したものである。

【００２６】図４に示されるように、この油圧ショベル
の駆動源はバッテリボックス14内のバッテリであり、こ
のバッテリを電源として直流モータ31を作動させ、この
直流モータ31により油圧源の油圧ポンプ32を駆動し、こ
の油圧ポンプ32で発生した油圧によりブームシリンダ2
1、アームシリンダ23、バケットシリンダ25などの油圧
シリンダを伸縮作動させ、走行モータおよび旋回モータ
などの油圧モータを回転作動させる。

【００２７】油圧ポンプ32はエンジンで駆動されること
が多いが、エンジンは騒音が大きい。これに対し、エン
ジンの替わりに使用された直流モータ31は静かであり、
市街地での使用に適する。

【００２８】さらに、図４に示されるように機械本体13
にケーブル用オートリールなどのコードリール33を搭載
し、このコードリール33により巻取られたバッテリコー
ド34を介して、バッテリより機械本体13の直流モータ31
などに電力を供給する。

【００２９】バッテリコード34の先端はクイックコネク
タ（図に現れず）によりバッテリボックス14に容易に脱
着可能とする。同様に、充電器35に設けられた充電用コ
ード36の先端もクイックコネクタ37によりバッテリボッ
クス14に容易に脱着可能とする。

【００３０】図５に示されるように、フロント作業機15
は、機械本体13に対し水平方向へ旋回可能に取付ける。
すなわち、機械本体13から突設されたスイングフレーム
41に、ほぼコ字形に形成されたスイングポスト42を嵌合
するとともに水平方向へ回動自在に軸支し、このスイン
グポスト42に前記ブームシリンダ21およびブーム22の基
端をそれぞれ枢着する。

【００３１】図６は、スイングポスト42の取付構造およ
びスイング作動機構を示し、機械本体13と一体に形成さ
れたスイングフレーム41の先端円筒部41a をコ字形スイ
ングポスト42の上下部で挟むように嵌合し、これらの嵌
合部分に垂直にスイングシャフト43を挿入し、また、ス
イングポスト42の一側面に、機械本体13内に設けられた
スイングシリンダ（油圧シリンダ）44のロッド先端44a
をスイングリンケージ45，46を介して連結する。

【００３２】図１に示されるように、このような建設機
械において、フロント作業機15のブーム22の背面に、機
械本体13に対し脱着されるバッテリボックス14を吊下げ
るためのバッテリ脱着腕51を取付ける。このバッテリ脱
着腕51は、その基端部をブーム背面から突設された軸支
部52にピン53により上下方向へ開閉自在に軸支する。

【００３３】さらに、ブーム22の背面上部のブラケット
（図に現れず）に脱着腕アクチュエータ54の基端部をピ
ン結合し、この脱着腕アクチュエータ54の先端部をバッ
テリ脱着腕51の中間部ブラケット55にピン結合し、この
脱着腕アクチュエータ54によりバッテリ脱着腕51を、ブ
ーム22から水平に突出された使用状態と、ブーム22の背
面に折畳まれた格納状態とで開閉作動する。

【００３４】この脱着腕アクチュエータ54は、油圧アク
チュエータでもよいし電動アクチュエータでもよい。

【００３５】脱着腕アクチュエータ54を油圧アクチュエ
ータとした場合は、バッテリで作動する油圧源より発生
した油圧により作動する油圧シリンダを使用する。

【００３６】脱着腕アクチュエータ54を電動アクチュエ
ータとした場合は、バッテリから供給される電力により
直接駆動される電動シリンダを使用する。この電動シリ
ンダは、シリンダ本体内に設けられた電動機によりネジ
を正転または逆転させ、このネジと螺合するロッドを軸
方向のみに動作させるものである。

【００３７】このバッテリ脱着腕51の先端部にワイヤ挿
通孔56を穿設し、この挿通孔56に通したワイヤ57を、バ
ッテリボックス14の上面に突設された少なくとも一対の
ワイヤ掛部58に接続する。

【００３８】図２に示されるように、フロント作業機15
のブーム22における垂直部22a の一側面に、バッテリ脱
着腕51を上下方向へ開閉自在に軸支し、同側面に取付け
られた脱着腕アクチュエータ54によりバッテリ脱着腕51
を開閉作動する。

【００３９】図３に示されるように、フロント作業機15
のブーム22における水平部22b の一側面に、バッテリ脱
着腕51を水平方向へ開閉自在に軸支し、その軸支部の背
部に取付けられた脱着腕アクチュエータ（図に現れず）
によりバッテリ脱着腕51を開閉作動する。

【００４０】次に、図１乃至図３に示された実施形態の
作用を説明する。

【００４１】脱着腕アクチュエータ54によりバッテリ脱
着腕51をブーム22から開いたり閉じたりする。すなわ
ち、バッテリ交換時はバッテリ脱着腕51をブーム22の背
面または側面から突出させるように開いて使用し、ま
た、通常の作業時はバッテリ脱着腕51をブーム22の背面
または側面に折畳むように閉じて格納する。

【００４２】バッテリ交換時は、ブーム22から突出させ
たバッテリ脱着腕51の先端部のワイヤ挿通孔56にワイヤ
57を通し、このワイヤ57をバッテリボックス14のワイヤ
掛部58に接続する。

【００４３】そして、フロント作業機15のブームシリン
ダ21によるブーム上下動機能と、スイングシリンダ44に
よるブーム旋回機能とによって、ブーム22の背面や側面
に取付けられたバッテリ脱着腕51を上下方向または旋回
方向に動かし、このバッテリ脱着腕51によりバッテリボ
ックス14を吊下げながら機械本体13から取外したり機械
本体13に搭載したりして、バッテリボックス14を自力で
交換する。

【００４４】その際に、図１および図２に示された実施
形態の場合は、バッテリ脱着腕51を上下方向に開閉する
脱着腕アクチュエータ54の動力を利用して、バッテリボ
ックス14を昇降することもできる。

【００４５】また、図３に示された実施形態の場合は、
バッテリ脱着腕51を水平方向に開閉する脱着腕アクチュ
エータ（図に現れず）の動力を利用して、バッテリボッ
クス14を水平移動することもできる。

【００４６】このバッテリ交換時に、図４に示されるよ
うに、機械本体13から取外されるバッテリボックス14ま
たは機械本体13に搭載されるバッテリボックス14から、
コードリール33に巻取られた長尺のバッテリコード34を
経て機械本体13に電力を供給することにより、バッテリ
交換時のフロント作業機15や脱着腕51を駆動する。

【００４７】以上のように、この建設機械は、簡便なバ
ッテリ交換手段を自装することにより、スペアのバッテ
リボックスを用意するだけで連続運転が可能となり、利
便性が格段と向上するものである。

【００４８】次に、図に示されていない実施形態を説明
する。

【００４９】請求項１に記載された発明は、フロント作
業機15のブーム22だけでなく、例えばアーム24にバッテ
リ脱着腕を取付けたものも含む。

【００５０】請求項１および２に記載された発明は、バ
ッテリ脱着腕51をブーム22などに固定したものも含む。
また、バッテリ脱着腕51を動かす方式は開閉に限定され
ず、例えば、ブーム22の水平部22b の側面にバッテリ脱
着腕51を摺動自在に嵌着し、バッテリ交換時はブーム22
の水平部22b から後方へ突出させ、通常作業時は、ブー
ム22の水平部22b に格納するようにしてもよい。

【００５１】請求項１乃至３に記載された発明は、バッ
テリ脱着腕51を手動で動かすものも含む。

【００５２】請求項６および７に記載された脱着腕アク
チュエータ54としての油圧アクチュエータまたは電動ア
クチュエータは、油圧モータまたは電動モータなども含
み、これらのモータをバッテリ脱着腕51の回動軸部に取
付けるとよい。

【００５３】請求項１乃至７に記載された発明は、コー
ドリール33を搭載すると便利であるが、コードリール33
を搭載しなくてもよい。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、ブ
ーム、アームおよびバケットを順次連結してなる作業機
の上下方向に作動する本来の機能と、機械本体に旋回可
能に取付けられた作業機の旋回機能とによって、バッテ
リ脱着腕を上下動させたり旋回させることができるの
で、このバッテリ脱着腕によりバッテリを吊下げながら
機械本体から取外したり機械本体に搭載したりして、バ
ッテリ交換作業を自力で簡便に行うことができ、他の作
業車を必要としないとともに、比較的短時間でバッテリ
交換を行って、建設機械の長時間稼働と作業性の向上と
を図れる。

【００５５】請求項２に記載された発明によれば、作業
機のなかで最もバッテリ側に位置するブームにバッテリ
脱着腕を取付けたから、このバッテリ脱着腕の全長を比
較的短くすることができ、ブームの上下方向作動および
旋回によりバッテリ脱着腕の操作も容易に行える。

【００５６】請求項３に記載された発明によれば、通常
の作業時はバッテリ脱着腕を作業機に折畳むように閉じ
て、バッテリ脱着腕が作業の障害とならないように格納
できるとともに、バッテリ交換時はバッテリ脱着腕を作
業機から十分に開いて、バッテリの上方に突出させるこ
とができる。

【００５７】請求項４に記載された発明によれば、脱着
腕アクチュエータを作動させることによりバッテリ脱着
腕の取出および格納を簡単に行える。

【００５８】請求項５に記載された発明によれば、バッ
テリ脱着腕を上下方向に開閉する脱着腕アクチュエータ
の動力を利用して、前記バッテリ脱着腕の取出および格
納とともにバッテリを昇降することもできる。

【００５９】請求項６に記載された発明によれば、脱着
腕アクチュエータを油圧アクチュエータとすることによ
り、このアクチュエータを油圧により強力に駆動でき
る。

【００６０】請求項７に記載された発明によれば、脱着
腕アクチュエータを電動アクチュエータとすることによ
り、バッテリから供給される電力により電動の脱着腕ア
クチュエータをエネルギ効率良く駆動できる。

【００６１】請求項８に記載された発明によれば、機械
本体のコードリールに巻取られたバッテリコードを介し
て、機械本体とバッテリとの間に十分な距離を確保でき
るから、脱着されるバッテリ自身よりバッテリコードを
経て機械本体に電力を供給して、バッテリ交換時の作業
機やバッテリ脱着腕を駆動できるとともに、コードリー
ルによりバッテリコードを整然と収納でき、バッテリコ
ードの取扱を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建設機械の第１実施形態を示す斜
視図である。

【図２】本発明に係る建設機械の第２実施形態を示す斜
視図である。

【図３】本発明に係る建設機械の第３実施形態を示す斜
視図である。

【図４】前記第１実施形態におけるバッテリ取外状態を
示す斜視図である。

【図５】本発明に係る建設機械の作業機旋回状態を示す
斜視図である。

【図６】同上作業機の旋回を可能とする機構を示す正面
図である。

【符号の説明】 13 機械本体 14 バッテリボックス 15 作業機 22 ブーム 24 アーム 27 バケット 33 コードリール 34 バッテリコード 51 バッテリ脱着腕 54 脱着腕アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02F 9/00 E02F 3/36

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリを搭載した機械本体に、ブー
   ム、アームおよびバケットを順次連結してなる作業機を
   装着してなる建設機械において、 機械本体に対し作業機を水平方向へ旋回可能に取付け、
   この作業機に、機械本体に対し脱着されるバッテリを吊
   下げるためのバッテリ脱着腕を取付けたことを特徴とす
   る建設機械。
2. 【請求項２】 作業機のブームにバッテリ脱着腕を取付
   けたことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 【請求項３】 バッテリ脱着腕を、作業機から突出され
   た使用状態と作業機に折畳まれた格納状態とで開閉自在
   に軸支したことを特徴とする請求項１および２のいずれ
   かに記載の建設機械。
4. 【請求項４】 バッテリ脱着腕に対し、このバッテリ脱
   着腕を開閉作動するための脱着腕アクチュエータを設け
   たことを特徴とする請求項３に記載の建設機械。
5. 【請求項５】 脱着腕アクチュエータによりバッテリ脱
   着腕を上下方向に開閉作動することを特徴とする請求項
   ４に記載の建設機械。
6. 【請求項６】 脱着腕アクチュエータを油圧アクチュエ
   ータとしたことを特徴とする請求項４および５のいずれ
   かに記載の建設機械。
7. 【請求項７】 脱着腕アクチュエータを電動アクチュエ
   ータとしたことを特徴とする請求項４および５のいずれ
   かに記載の建設機械。
8. 【請求項８】 機械本体にコードリールを搭載し、この
   コードリールにより巻取られたバッテリコードを介して
   バッテリより機械本体に電力を供給することを特徴とす
   る請求項１乃至７のいずれかに記載の建設機械。