JP3824188B2 - バッテリ駆動の作業機械 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ体の電力を電動機に供給することにより油圧ポンプを駆動するようにしているバッテリ駆動の作業機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5は、特開平8−158403号公報に記載されている一実施例油圧ショベルを示す右側面図である。
図5に示す油圧ショベルは、下部走行体1a 上に旋回装置1b を介して上部旋回体1c を設置して本体を構成してなり、エンジン3は運転室1f の反対側(右側)の後部側方に縦向きに設置し、該エンジン3とその前方の電動機4と、該電動機4の前方の油圧ポンプ2とを同軸上に設置している。そしてこの油圧ショベルは、野外の電源のない現場における工事においてはエンジン3により油圧ポンプ2を作動させ、前記トンネル工事等の無排気ガスが要求される作業現場や、電源のある作業現場における作業は、電動機4により油圧ポンプ2を作動させて作業を行うようにしている。
なお図5において、5はラジエータ6c ,オイルクーラ6d ,エンジン3等を冷却するファン、32は上部旋回体1c の後端部に装着したカウンタウエイト、45は電動機4に電力を供給するためのケーブル、44はケーブル45巻取り用に搭載しているケーブルリールである。
【0003】
次に図6は、特開平6−320962号公報に記載されている他実施例油圧ショベルを示す左側面図である。また図7は、図6における油圧ショベルの平面図である。
図6及び図7に示す油圧ショベルの上部旋回体10では、ガスエンジンEを、座席7の下方に、横置きとして配置し、また旋回半径内でガスエンジンEよりも後方の位置に、ガスボンベ8及び作動油タンク9を配置している。この油圧ショベルでは最近の環境問題の盛り上がりから、有害排気ガスの多いディーゼルエンジンに換えて、有害ガスの発生の少ないガスエンジンEを搭載している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示す一実施例油圧ショベルでは、上部旋回体1c 上の電動機4に電力を供給するためのケーブルリール44及びケーブル45を装備しているので、そのケーブルリール44の配設が大形で、油圧ショベルがトンネル等狭隘な作業現場に入る場合に制限を受けるようになる。
またラジエータ6c ,オイルクーラ6d ,エンジン3等を冷却するためにファン5を設けているが、油圧ポンプ2を駆動させて工事を行う場合にはエンジン3の配置位置が邪魔になって電動機4の冷却が十分に行われないので、ヒートバランス上、具合が悪い。
また図6及び図7に示す他実施例油圧ショベルでは上部旋回体10の後部に比較的軽量のガスボンベ8を搭載しているので、油圧ショベルの作業時の車体バランスが不具合になる。
本発明は、油圧ショベルなど作業機械の上部旋回体にバッテリ体を搭載し、前記バッテリ体からの電力を得て駆動する電動機の動力を利用して油圧アクチュエータを駆動するようにし、電動機の冷却が十分に行われ、従来より上部旋回体にそなえられるカウンタウエイトを軽量化或いは不要にできるバッテリ駆動の作業機械を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明では、上部旋回体に運転席とその側方に隣接して前後方向に配置された電動機と、それらと隣接して後部に電力を前記電動機に供給するバッテリ体を配置すると共に、前記電動機で駆動される油圧ポンプとファンとを、当該電動機の前側に油圧ポンプを、後側にファンをそれぞれ連結し、前記電動機の後方に前記ファンに近接してオイルクーラを配置し、且つ前記油圧ポンプの近傍に作動油タンク並びにコントロールバルブを配置した。
請求項2に係る発明では、前記バッテリ体が複数個のバッテリ個体を有するとともに、前記バッテリ個体を前記上部旋回体の外装部材の内側面の形状に略沿わせた状態に配置するようにした。請求項3に係る発明では、平面視で後端が略円弧形状の上部旋回体を有する作業機械において、前記略円弧形状に略沿わせた状態に前記バッテリ個体を配置した。
【0006】
請求項1に係る発明では、上部旋回体に運転席とその側方に隣接して前後方向に配置された電動機と、それらと隣接して後部に電力を前記電動機に供給するバッテリ体を配置したので、前記バッテリ体の近傍に前記電動機が位置することから、両者間の電気配線を短くできる為、従来技術の一実施例電動式油圧ショベル(図5に示す)のようなケーブルの、電線抵抗による電力損失を抑えることができ、その結果としてバッテリ体のエネルギーを効率よくしかも長時間にわたって伝達することができる。
【0007】
また、前記電動機で駆動される油圧ポンプとファンとを、当該電動機の前側に油圧ポンプを、後側にファンをそれぞれ連結し、前記電動機の後方に前記ファンに近接してオイルクーラを配置し、且つ前記油圧ポンプの近傍に作動油タンク並びにコントロールバルブを配置したので、前記作動油タンクと油圧ポンプとコントロールバルブを連結する油圧配管を短くして配管抵抗によるエネルギーロスを削減でき、その結果としてバッテリ体のエネルギーを節約することができ、加えて、前記ファンにより電動機と前記オイルクーラをともに冷却できるので、高負荷下で連続駆動して電動機がかなり発熱した場合に、その電動機を効率的に冷却することができるとともに、温度上昇した作動油を冷却してヒートバランスを安定させることができる。
【0008】
請求項2に係る発明では、前記バッテリ体は複数個のバッテリ個体を有し、前記バッテリ個体を前記上部旋回体の外装部材の内側面の形状に略沿わせた状態に配置するようにしているので、上部旋回体の後面カバー板部材の内面側の形状に合わせて並べることにより、上部旋回体内部のスペース活用を有効に行うことができる。
【0009】
請求項3に係る発明では、平面視で後端が略円弧形状の上部旋回体を有する作業機械においては、前記略円弧形状に略沿わせた状態に前記バッテリ個体を配置するようにしたので、後面カバー板部材後端とバッテリ体後端との距離が短くできる為、上部旋回体内部のスペース活用をより有効に行うことができる。
【0010】
更に請求項2、3の発明では、前記バッテリ体はその重量が比較的大きいので、上部旋回体の後部に配置することによりカウンタウエイトの代替とすることができることから、従来より上部旋回体の後部に装着されているカウンタウエイトを軽量化或いは不要とし、その占有スペースを他に活用することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施例作業機械11a (全体図は図示していないがベースマシンは油圧ショベルである)の上部旋回体12a を示す切開平面図である。
図において、13は上部旋回体12a の後面部に装着した後面カバー板部材、14は運転席、15は油圧用の作動油タンク、16は作動油タンク15の下方側に配置した電動機、17は電動機16によって駆動される油圧ポンプ、18は電動機16によって駆動される送風用のファン、19は作動油冷却用のオイルクーラ、20は作業機械に装備している複数個の油圧アクチュエータ(図示していない)を制御するコントロールバルブ、21は電動機16に電力を供給する駆動用のバッテリ体(詳くは鉛式バッテリ体)、22はバッテリ体21を形式している分割型の複数個のバッテリ個体である。
図2は、図1のAより見た切開側面図である。
図3は、図2のB−Bより見たファン18を示す図である。
図4は、図1におけるバッテリ体21のバッテリ個体22を並べ変えた状態を示す切開要部平面図である。
【0012】
次に、本発明の実施例を図1〜図4に基づいて述べる。
作業機械11a の上部旋回体12a に、バッテリ体21と、前記バッテリ体21の近傍に配置された電動機16と、前記電動機16の前側にこの電動機により駆動される油圧ポンプ17と、前記油圧ポンプ17の近傍に作動油タンク15とが配置され、また前記電動機16の後側に連結されたファン18と、前記ファン19の近傍にオイルクーラ19が配置されている。
前記バッテリ体21は前記上部旋回体12a の後部に搭載されており、その前方で運転席の側方に隣接して前記電動機16が配置され、前記電動機16の前側に前記油圧ポンプ17が連結配置され、前記油圧ポンプ17の近傍で側方に前記コントロールバルブ20が配置され、また前記電動機16の上方に作動油タンク15が配置されている。尚、前記バッテリ体21は複数個のバッテリ個体22を有している。
また、上部旋回体12a の後端部には、平面視で後端が略円弧形状の後面カバー板部材13が取付けられており、前記複数個のバッテリ個体22が、前記後面カバー板部材13の内面側の形状に合わせて配置されている。
【0013】
次に、本発明の実施例に係る作業機械11a の作用について述べる。
本実施例では前記バッテリ体21の近傍に電動機16を配置したので、両者間の電気配線を短くできる為、電線抵抗による電力損失を抑えることができる。その結果、バッテリ体21のエネルギーを効率よくしかも長時間にわたって伝達することができる。
また作動油タンク15を前記電動機16の上方に配置したので、雨水が電動機16にかからないようにその作動油タンク15を電動機16の屋根代わり(覆い部材等)に設定し、電動機16の防水化を安価に実施することができる。
そして前記油圧ポンプ17の配置スペースを形成する壁面の内、上面を前記作動油タンク15の底面にて形成される状態にしたので、油圧ポンプ17作動時の耳障りな高周波の油圧ポンプ音を遮断することができる。
【0014】
また本実施例では、前記作動油タンク15と、前記油圧ポンプ17と、前記コントロールバルブ20を、それぞれ互いに近付けて配置した。
それにより前記作動油タンク15と油圧ポンプ17とコントロールバルブ20を連結する油圧配管(図示していない)を短くして配管抵抗によるエネルギーロスを削減できるとともに、バッテリ21のエネルギーを節約することができる。
また前記電動機16の後側にファン18を連結し、このファン18に近接して作動油冷却用のオイルクーラ19を配置したので、前記電動機16と前記オイルクーラ19をともに冷却できる為、高負荷下で連続駆動して電動機16がかなり発熱した場合に、その電動機16を冷却することができるとともに、温度上昇した作動油を冷却してヒートバランスを安定させることができる。
【0015】
また本実施例では、複数個のバッテリ個体22で形成されたバッテリ体21を上部旋回体11a の後部に配置した。
図1に示すようにバッテリ体21の平面視形状は長方形で、後面カバー板部材13後端部と、バッテリ体21後端位置との距離は寸法L1 である。
前記バッテリ体21はいわゆる鉛式のバッテリ体でその重量が比較的大きいので、上部旋回体11a の後部に配置することによりカウンタウエイトの代替とすることができる。
したがって、従来より上部旋回体の後部に装着されているカウンタウエイトを不要とし、その占有スペースを他に活用することができる。
また図4に示すように、バッテリ体21’を後面カバー板部材13の内面側の形状に合わせて配置することもできる。
図4に示すバッテリ体21’の平面視形状は多角形で、後面カバー板部材13後端部と、バッテリ体21’後端位置との距離は寸法L2 となり、その寸法L2 は図1に示す寸法L1 より小寸である。
すなわち図4に示すバッテリ体21’のように前記後面カバー板部材13の内面側の形状に合わせて並べることにより、上部旋回体12a内部のスペース活用をより有効に行うことができる。
【0016】
【発明の効果】
本発明では、作業機械の上部旋回体に搭載されたバッテリ体からの電力を得て駆動する電動機の動力を利用して油圧アクチュエータを駆動するようにしているが、前記バッテリ体の近傍に前記電動機を配置したので、電気配線を短くできることから電線抵抗による電力損失を抑えるとともに、そのバッテリ体のエネルギーを効率よくしかも長時間にわたって伝達することができる。
また上部旋回体に装備する前記作動油タンクと、前記油圧ポンプと、油圧アクチュエータ制御用コントロールバルブをそれぞれ互いに近付けて配置したので、連結用の油圧配管を短くして配管抵抗によるエネルギーロスを削減できるとともに、バッテリ体のエネルギーを節約することができる。
また前記電動機16の後側にファン18を連結し、このファン18に近接して作動油冷却用のオイルクーラ19を配置したので、前記電動機16と前記オイルクーラ19をともに冷却できる為、 高負荷下で連続駆動して電動機がかなり発熱した場合に、その電動機を冷却することができるとともに、温度上昇した作動油を冷却してヒートバランスを安定させることができる。
【0017】
また本発明における前記バッテリ体は複数個のバッテリ個体を有し、前記バッテリ個体を前記上部旋回体の外装部材の内側面の形状に略沿わせた状態に配置するようにしているので、これを例えば上部旋回体の後面カバー板部材の内面側の形状に合わせて並べることにより、上部旋回体内部のスペース活用を有効に行うことができる。更に、平面視で後端が略円弧形状の上部旋回体を有する作業機械においては、前記略円弧形状に略沿わせた状態に前記バッテリ個体を配置するようにしたので、後面カバー板部材後端とバッテリ体後端との距離が短くできるので、上部旋回体内部のスペース活用をより有効に行うことができる。
前記バッテリ体はその重量が比較的大きいので、上部旋回体の後部に配置することによりカウンタウエイトの代替とすることができる。
したがって、従来より上部旋回体の後部に装着されているカウンタウエイトを軽量化或いは不要とし、その占有スペースを他に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る作業機械の上部旋回体を示す切開平面図である。
【図2】 図1のAより見た切開側面図である。
【図3】 図2のB−Bより見たファンを示す図である。
【図4】 図1におけるバッテリのセルを並べ変えた状態を示す切開要部平面図である。
【図5】 従来技術の一実施例油圧ショベルを示す右側面図である。
【図6】 従来技術の他実施例油圧ショベルを示す左側面図である。
【符号の説明】
1c ,10,12a ,12b ,12c 上部旋回体
2,17 油圧ポンプ
3,E エンジン
4,16 電動機
5,18 ファン
6d ,19 オイルクーラ
9,15, 作動油タンク
11a ,11b ,11c 作業機械
13 後面カバー板部材
20 コントロールバルブ
21,21’ バッテリ体
22 バッテリ個体

Claims (3)

  1. 上部旋回体に運転席とその側方に隣接して前後方向に配置された電動機と、それらと隣接して後部に電力を前記電動機に供給するバッテリ体を配置すると共に、前記電動機で駆動される油圧ポンプとファンとを、当該電動機の前側に油圧ポンプを、後側にファンをそれぞれ連結し、前記電動機の後方に前記ファンに近接してオイルクーラを配置し、且つ前記油圧ポンプの近傍に作動油タンク並びにコントロールバルブを配置したことを特徴とするバッテリ駆動の作業機械。
  2. 前記バッテリ体は複数個のバッテリ個体を有するとともに、前記バッテリ個体を前記上部旋回体の外装部材の内側面の形状に略沿わせた状態に配置したこと特徴とする請求項1記載のバッテリ駆動の作業機械。
  3. 平面視で後端が略円弧形状の上部旋回体を有する作業機械において、前記略円弧形状に略沿わせた状態に前記バッテリ個体を配置したことを特徴とする請求項1記載のバッテリ駆動の作業機械。
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