JP2971017B2 - 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、バッテリを動力源
とする油圧ショベル、ブルドーザ、ローダなどの建設機
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、エンジ
ンを動力源とするものが一般的である。すなわち、エン
ジンにより油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプで発生
した油圧を油圧バルブによりコントロールして、作業機
の油圧シリンダなどを作動させるようにしている。

【０００３】図５は、従来の油圧ショベルの一例を示
し、オペレータスペース１の後部にエンジン、ラジエー
タなどのエンジン関連機器を配置してエンジンフード２
で覆い、オペレータスペース１の側部に油圧タンク、油
圧ポンプ、油圧バルブなどの油圧関連機器を配置してサ
イドカバー３により覆っている。

【０００４】また、オペレータスペース１では、座席４
の周囲に作業機５を操作するための操作レバー６、走行
レバー７、旋回用のスイングペダル８などの各種レバ
ー、ペダルおよびスイッチ類が配置されている。

【０００５】このように、従来の油圧ショベルは、エン
ジンを動力源としているため、エンジンから発生する騒
音、排気ガスなどの環境上の問題があり、市街地、夜
間、トンネル内などでの作業に制限を受けている。

【０００６】一方、外部から電源ケーブルにより電力の
供給を受けながら電動モータを駆動し、エンジン駆動式
の油圧ショベルと同様に機械本体（旋回台）上のオペレ
ータが車載のレバーなどを操作して稼働する電動油圧シ
ョベルもあるが、このような電動油圧ショベルは、電源
ケーブルにより電力供給を受け得る場所での作業のみに
制限を受け、また、電源ケーブルが自由な走行や旋回を
妨げている。

【０００７】そこで、本発明に係る出願人は、機械本体
上に大型のバッテリボックスを搭載し、このバッテリボ
ックス内に収納された多数のバッテリを動力源としてエ
ンジンの替わりに設けた電動モータを駆動し、この電動
モータにより油圧回路の油圧ポンプを作動する発明を提
案している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この場合、消耗したバ
ッテリを機械本体上に搭載されたままの状態で充電する
ことは時間がかかり、作業効率を低下させるので、バッ
テリが消耗した場合は、バッテリボックスを機械本体上
から取外して、予め充電済みのバッテリを収納したバッ
テリボックスと交換することが望ましい。

【０００９】従来は、このような建設機械における大型
のバッテリボックスを作業途中で交換するという技術思
想がなく、大型のバッテリボックスを容易に脱着でき確
実に固定できる手段はなかった。

【００１０】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、バッテリを動力源とする建設機械において、その
バッテリを収納する大型のバッテリボックスを容易に脱
着でき、また確実に固定できるようにすることを目的と
するものである。

【００１１】

【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、走行装置を備えた機械本体に作業機を装着してな
る建設機械において、機械本体に脱着可能に搭載されバ
ッテリを内蔵したバッテリボックスと、このバッテリボ
ックスに内蔵されたバッテリにより作動する電動モータ
と、この電動モータにより駆動される油圧ポンプを油圧
源とする油圧回路と、前記バッテリボックスを水平方向
に移動して機械本体側に係脱するバッテリボックス係脱
手段とを具備した構成の建設機械である。

【００１２】そして、バッテリボックス係脱手段により
バッテリボックスを水平方向に移動する操作により、バ
ッテリボックスを機械本体側に係合したり係合解除した
りする。

【００１３】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の建設機械において、バッテリボックス係脱手段を、
バッテリボックスを水平移動することによりバッテリボ
ックスの一側部を機械本体側に固定された係止部材の下
側に係合する係合手段と、機械本体に対しバッテリボッ
クスの他側部を押し引き操作してバッテリボックスを水
平方向に移動させるとともに押動操作時にバッテリボッ
クスの他側部を固定する押引操作手段とによって構成し
たものである。

【００１４】そして、一側の係合手段と他側の押引操作
手段とにより、バッテリボックスの両側を機械本体側に
係合固定する。

【００１５】請求項３に記載された発明は、請求項２記
載の建設機械において、押引操作手段は、機械本体側の
係止部材に対しバッテリボックスの反対側で機械本体側
に固定した押引基部材と、この押引基部材に螺合した押
込み固定用ボルトと、この押込み固定用ボルトの先端に
係着されバッテリボックスの一部を押圧固定する押圧爪
と、前記バッテリボックスから一体に突設して前記押引
基部材に設けられた上部開放溝に上側から挿入した引出
し用スタッドボルトと、この引出し用スタッドボルトと
螺合して押引基部材に係合したナットとにより形成した
ものである。

【００１６】そして、押込み固定用ボルトおよび引出し
用スタッドボルトなどの押引操作手段により、バッテリ
ボックスの摺動および係脱を行う。押込み固定用ボルト
の先端に係着された押圧爪は、バッテリボックスの押込
み操作を完了した時点でバッテリボックスに対する固定
も同時に完了する。

【００１７】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載の建設機械において、上部開放溝は、ほぼＵ形に形成
されたＵ形溝と、このＵ形溝の上部開口を上方に拡開し
て形成した挿入ガイド部とからなるものである。

【００１８】そして、Ｕ形溝の上部開口を上方に拡開し
た挿入ガイド部により、バッテリボックス装着時におけ
る引出し用スタッドボルトのＵ形溝への挿入を案内す
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態
を、図１乃至図４を参照しながら説明する。

【００２０】図１および図２は、本発明に係る電動油圧
ショベルを示し、履帯11を装着した走行装置12に旋回軸
受13により機械本体（旋回台）14を旋回可能に設ける。
走行装置12の前部にアーム15によりブレード16を取付
け、また、機械本体14の前部に作業機17を装着する。

【００２１】図１に示すように、機械本体14の上部で
は、旋回中心21上から一側部上にわたって一つのバッテ
リボックス22を配置する。このバッテリボックス22は、
上面部に開閉自在の蓋板22a を設けた箱体であり、内部
に直列および並列に接続された多数のバッテリ22b を収
納している。

【００２２】このバッテリボックス22は、クレーンやフ
ォークリフトにより機械本体14上に搭載し、バッテリ22
b の消耗時にはバッテリボックス22ごと充電済みのもの
と交換できるように、後述する手段により脱着可能に取
付ける。

【００２３】このバッテリボックス22の後部にバッテリ
22b により作動する電動モータとしての直流モータ23
と、この直流モータ23により駆動される油圧ポンプ24
と、油圧回路における油温の上昇を抑えるためのオイル
クーラ25とを配置し、これらを開閉自在のフード26によ
り覆う。

【００２４】さらに、機械本体14の他側部上に油圧タン
ク27および油圧バルブ28を配置する。この油圧バルブ28
は、前記油圧ポンプ24によって油圧タンク27より走行
系、旋回系および作業機系（以下、旋回系および作業機
系を作業系という）の多数の油圧アクチュエータ（油圧
モータ、油圧シリンダ）に供給される作動油をそれぞれ
制御する多数の油圧バルブから構成され、機械本体14の
外部から入力された指令信号により操作される。

【００２５】前記油圧ポンプ24を油圧源として、油圧タ
ンク27、油圧バルブ28および各種油圧アクチュエータに
より油圧回路を構成する。

【００２６】図２に示すように、作業機17は、ブーム用
油圧シリンダ31により上下方向に回動されるブーム32
と、アーム用油圧シリンダ33により回動されるアーム34
と、バケット用油圧シリンダ35によりバケットリンケー
ジ36を介して回動されるバケット37とを順次連結したも
のである。

【００２７】この作業機17は、機械本体14の前部にて水
平方向へ首振り可能に取付ける。すなわち、機械本体14
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に前記ブーム用油圧シリンダ
31およびブーム32の基端をそれぞれ上下方向回動自在に
軸支する。

【００２８】このスイングポスト42の一側面に、機械本
体14内に設けられた首振り用油圧シリンダ43のロッドの
先端をリンケージ44，45を介して連結し、首振り用油圧
シリンダ43の伸縮動作によりスイングポスト42を左右方
向に回動する。これにより作業機17は左右方向に首振り
運動する。

【００２９】さらに、機械本体14にコントローラ（図に
現れず）を取付ける。このコントローラは、バッテリ22
b から電力の供給を受けるとともに、オペレータから図
示されない無線操縦装置または有線操縦装置による指令
信号を受けて、直流モータ23および油圧回路における各
種油圧アクチュエータ制御用の電磁式油圧バルブを遠隔
操作する。

【００３０】また、図１および図２に示すように、前記
バッテリボックス22の左側部および右側部において、バ
ッテリボックス22を水平方向に移動して機械本体14側に
係脱するバッテリボックス係脱手段を設ける。

【００３１】このバッテリボックス係脱手段は、バッテ
リボックス22を水平移動することによりバッテリボック
ス22の一側部（図１左側部）を機械本体側の係止部材の
下側に係合する係合手段51と、機械本体14に対しバッテ
リボックス22の他側部を押し引き操作してバッテリボッ
クス22を水平方向に移動させるとともに押動操作時にバ
ッテリボックス22の同側部を固定する押引操作手段52と
により構成する。

【００３２】図３（Ａ）および図４に示すように、前記
バッテリボックス22の一側部における係合手段51は、機
械本体側に固定した逆Ｌ形断面の長尺係止部材55と、バ
ッテリボックス22の一側部（図１左側部）から突設した
一対の凸部56からなり、このバッテリボックス側の凸部
56を機械本体側の係止部材55の凹部57a に挿入して係合
する。

【００３３】また、前記押引操作手段52は、機械本体14
側の係止部材55に対しバッテリボックス22の反対側で機
械本体14側に押引基部材61を固定し、この押引基部材61
に一対のナット部62を一体化し、これらの各ナット部62
にそれぞれ押込み固定用ボルト63を螺合し、これらの各
押込み固定用ボルト63の先端部にそれぞれ逆Ｌ形断面の
押圧爪64を係着する。一方、これらの各押圧爪64と対向
するバッテリボックス22の下部より一対の凸部65を一体
に突設し、これらの各凸部65の先端から上側にわたって
各押圧爪64の凹部66をそれぞれ係脱自在とする。

【００３４】さらに、前記バッテリボックス22から引出
し用スタッドボルト71を一体に突設する。この引出し用
スタッドボルト71は、前記押引基部材61の中央部に形成
された上部開放溝72に上側から挿入し、このスタッドボ
ルト71に螺合したナット73を、押引基部材61の外側に係
合する。

【００３５】図３（Ｂ）に示すように、押引基部材61の
上側より引出し用スタッドボルト71を挿入するための上
部開放溝72は、ほぼＵ形に形成されたＵ形溝72a と、こ
のＵ形溝72a の上部開口を上方に拡開して形成した挿入
ガイド部72b とからなる。

【００３６】次に、この一実施形態の作用を説明する。

【００３７】オペレータは、図示されない無線操縦装置
または有線操縦装置によりコントローラに走行用または
作業用の操作信号を指令入力する。

【００３８】コントローラは、この操作信号を受けてバ
ッテリボックス22内のバッテリ22bを電源とする直流モ
ータ23を始動し、この直流モータ23に直結された油圧源
の油圧ポンプ24を駆動開始するとともに、走行系または
作業系（旋回系および作業機系）の各種油圧アクチュエ
ータを制御する電磁操作式油圧バルブを電気的に作動
し、油圧ポンプ24から吐出された作動油を制御して該当
する油圧アクチュエータを指令通りに作動する。

【００３９】そして、バッテリ22b が消耗した場合は、
次のようにして、バッテリボックス22を機械本体14から
取外して、充電済みのバッテリ22b を内蔵したバッテリ
ボックスと交換する。

【００４０】このバッテリボックス22の交換では、一側
の係合手段51と、他側の押引操作手段52とからなるバッ
テリボックス係脱手段により、バッテリボックス22を水
平方向に移動する操作により、バッテリボックス22を機
械本体14側に係合固定したり、その固定を解除したりす
る。

【００４１】例えば、バッテリボックス22を機械本体14
から取外すときは、押込み固定用ボルト63を緩める方向
に回して押圧爪64を凸部65から外して十分に離し、次に
ナット73を締める方向に回して引出し用スタッドボルト
71を引出し、一体のバッテリボックス22を引出し方向に
摺動し、バッテリボックス22の凸部56を係止部材55の凹
部57から引出すことにより、バッテリボックス22の上昇
を妨げるものがなくなるので、このバッテリボックス22
をフォークリフトやクレーンなどで吊上げるようにして
機械本体14から取外す。

【００４２】一方、充電済みのバッテリボックス22を機
械本体14上に装着するときは、一側の係止部材55と他側
の押圧爪64との間にバッテリボックス22を降ろし、一対
の押込み固定用ボルト63をねじ込んで、一対の押圧爪64
を対向する凸部65上に係合し、そのまま各押圧爪64を前
進させて各凸部65を押圧し、バッテリボックス22を摺動
させて、反対側に突出した凸部56を係止部材55の凹部57
に挿入する。

【００４３】押込み固定用ボルト63の先端に係着された
押圧爪64は、バッテリボックス22の押込み操作を完了し
た時点でバッテリボックス22の凸部65に対する固定も同
時に完了する。

【００４４】前記バッテリボックス22を降ろす際、引出
し用スタッドボルト71を押引基部材61の上部開放溝72に
嵌入するが、そのための位置合せは、Ｕ形溝72a の上部
開口を上方に拡開した挿入ガイド部72b により引出し用
スタッドボルト71を案内してＵ形溝72a へ落し込むよう
にする。

【００４５】なお、本発明は、油圧ショベルに限定され
るものではなく、ブルドーザ、ローダなどの他の建設機
械にも適用できるものである。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、バ
ッテリボックスを水平方向に移動して機械本体側に係脱
するバッテリボックス係脱手段を設けたので、バッテリ
ボックスを水平移動する簡単な操作により、バッテリボ
ックスを機械本体側に容易に係合および係合解除でき、
バッテリボックスの交換を容易に行ない、作業効率の向
上を図れる。

【００４７】請求項２に記載された発明によれば、バッ
テリボックス係脱手段としてのバッテリボックス一側の
係合手段と他側の押引操作手段とにより、バッテリボッ
クスの両側を機械本体側に確実に係合固定できる。

【００４８】請求項３に記載された発明によれば、バッ
テリボックスから突設された引出し用スタッドボルトを
前記押引基部材の上部開放溝に上側から挿入するととも
に、このスタッドボルトに螺合したナットを押引基部材
に係合したから、ナットを回してバッテリボックスの引
出しを容易に行なえ、また、押引基部材に螺合された押
込み固定用ボルトにて進退される押圧爪により、バッテ
リボックスの押込み操作を完了した時点でバッテリボッ
クスを確実に押圧固定できるから、バッテリボックスの
移動および係脱を容易かつ確実に行える。

【００４９】請求項４に記載された発明によれば、上部
開放溝として、Ｕ形溝の上部開口を上方に拡開して挿入
ガイド部を形成したから、この挿入ガイド部により、バ
ッテリボックス装着時のＵ形溝に対する引出し用スタッ
ドボルトの挿入を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建設機械の一実施形態を示す平面
図である。

【図２】同上建設機械の斜視図である。

【図３】（Ａ）は同上建設機械におけるバッテリボック
スの平面図、（Ｂ）はその上部開放溝の正面図である。

【図４】同上バッテリボックスの側面図である。

【図５】従来の建設機械を示す平面図である。

【符号の説明】

12 走行装置 14 機械本体 17 作業機 22 バッテリボックス 22b バッテリ 23 電動モータとしての直流モータ 24 油圧ポンプ 51，52 バッテリボックス係脱手段としての係合手段
および押引操作手段 55 機械本体側の係止部材 61 押引基部材 63 押込み固定用ボルト 64 押圧爪 71 引出し用スタッドボルト 72 上部開放溝 72a Ｕ形溝 72b 挿入ガイド部 73 ナット

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行装置を備えた機械本体に作業機を装
   着してなる建設機械において、 機械本体に脱着可能に搭載されバッテリを内蔵したバッ
   テリボックスと、 このバッテリボックスに内蔵されたバッテリにより作動
   する電動モータと、 この電動モータにより駆動される油圧ポンプを油圧源と
   する油圧回路と、 前記バッテリボックスを水平方向に移動して機械本体側
   に係脱するバッテリボックス係脱手段とを具備したこと
   を特徴とする建設機械。
2. 【請求項２】 バッテリボックス係脱手段は、バッテリ
   ボックスを水平移動することによりバッテリボックスの
   一側部を機械本体側に固定された係止部材の下側に係合
   する係合手段と、機械本体に対しバッテリボックスの他
   側部を押し引き操作してバッテリボックスを水平方向に
   移動させるとともに押動操作時にバッテリボックスの他
   側部を固定する押引操作手段とにより構成したことを特
   徴とする請求項１記載の建設機械。
3. 【請求項３】 押引操作手段は、 機械本体側の係止部材に対しバッテリボックスの反対側
   で機械本体側に固定した押引基部材と、 この押引基部材に螺合した押込み固定用ボルトと、 この押込み固定用ボルトの先端に係着されバッテリボッ
   クスの一部を押圧固定する押圧爪と、 前記バッテリボックスから一体に突設して前記押引基部
   材に設けられた上部開放溝に上側から挿入した引出し用
   スタッドボルトと、 この引出し用スタッドボルトと螺合して押引基部材に係
   合したナットとにより形成したことを特徴とする請求項
   ２記載の建設機械。
4. 【請求項４】 上部開放溝は、ほぼＵ形に形成されたＵ
   形溝と、このＵ形溝の上部開口を上方に拡開して形成し
   た挿入ガイド部とからなることを特徴とする請求項３記
   載の建設機械。