JP3963104B2 - 建設機械 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から電力の供給を受けて回転する電動機と、その電動機を制御する電動機制御盤とを備えた建設機械に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、排気ガスによる環境の汚染が規制されている作業現場、例えば住宅地域やトンネル内では、建設機械の駆動源であるエンジンを電動機に取り替えたり、或いは掘削装置等の作業装置を電動機で駆動させることがある。
【0003】
例えば図4に示すような電動駆動式地盤改良機では、ケーブル50を通じて外部から電源が供給され作業装置51を電動機で駆動させるように構成されており、その電動機に供給する大電力を制御するために大型の電動機制御盤52が上部旋回体53に搭載される。
【0004】
この電動機制御盤52は配電設備等で汎用されているものであり、観音開きの扉52aを開けるとケース内正面の配電パネルにナイフスイッチ、ヒューズ、電磁リレー、端子板、押し釦スイッチ、表示ランプ等が配置されている。
【0005】
この電動機制御盤52は、通常、上部旋回体53の右側前部(運転席54から見て)に突出した状態で設置されており、電動機制御盤52を支持するために上部旋回体53の旋回フレームから支持体55を延設している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動機制御盤52は、上部旋回体53から前方にオーバーハングした状態で取り付けられるため、上部旋回体53の旋回半径が大きくなるという欠点がある。さらに、キャビン54から見て右側前方の視界が悪くなるという問題もある。
【0007】
そこで電動機制御盤52を上部旋回体53の機器カバー内に組み込んでしまうことも検討されているが、この場合、旋回フレーム上に配置されている機器類のレイアウトを大幅に変更しなければならない。
【0008】
本発明は以上のような電動駆動の建設機械に設置される電動機制御盤における課題を考慮してなされたものであり、電動機制御盤が設置される建設機械において上部旋回体の旋回半径を拡大させることなく、また、右側前方の視界を確保することのできる建設機械を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、上記電動機を制御するための電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる制御機器類及び複数の配電パネルとを備え、上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円内側に位置するように当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って上記配電パネルがそれぞれ配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられた建設機械である。
【0010】
従来、単一の配電パネルに電動機の制御に必要なすべての制御機器類を配置していたため電動機制御盤が大型化していたが、上記電動機制御盤のケースが複数の内壁面を有していてこれらの内壁面に沿ってそれぞれ配置される複数の配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられる本発明に従えば、電動機制御盤をコンパクト化することができ、それにより、建設機械の本来の旋回半径を増加させることなく電動機制御盤を上部旋回体に設置することができるようになる。
【0011】
また、本発明は、下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭載し、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、上記電動機を制御する電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる制御機器類及び複数の配電パネルとを備え、上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機を制御する電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円に略沿った状態で当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って上記配電パネルがそれぞれ配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられた建設機械である。
【0012】
本発明に従えば、電動機制御盤の外輪郭を旋回円に略沿わせて配置したため、建設機械本来の旋回半径をほとんど増加させずに電動機制御盤の容積を水平方向に最大限に確保することができ、メンテナンスのしやすい電動機制御盤を提供することができる。
【0013】
本発明において、上記電動機制御盤は平面から見て略直角三角形に形成することができ、この場合、その斜辺を旋回円に沿って配置すれば、電動機制御盤が旋回半径から突出することを防止しつつ電動機制御盤を上部旋回体に効率良く設置することができる。また、上記配電パネルとして、上記略直角三角形に形成された上記電動機制御盤のケースの内壁面に沿ってL字形に折り曲げて配置される第1配電パネル及び第2配電パネルを備え、これらの配電パネルに上記制御機器類を分散して取り付けることができる。
【0014】
本発明において、上記ケースは、このケース内を開放するための窓枠を構成する側壁を上記旋回円側に有し、この窓枠を構成する側壁に当該窓枠を開閉する開閉扉が設けられていれば、開閉扉の開口面積を大きくとることができ、電動機制御盤のメンテナンスが容易になる。
【0015】
本発明において、上記電動機制御盤の外面を、上部旋回体の機器カバーの外面と連絡するように形成すれば、外観上の見栄えが良くなる。
【0016】
本発明において、上記電動機制御盤の高さを、上記上部旋回体上の隣接する機器カバーの高さと略同一に形成すれば、側方視界を確保することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明に係る建設機械としての油圧ショベルを示したものであり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【0019】
この油圧ショベルは既存の油圧ショベルのエンジンを電動機に置き換えて電動駆動式に転用したものであり、電動機を回転させる電源は外部の発電機(図示しない)からケーブルCを通じて供給されるようになっている。
【0020】
同図において、油圧ショベル1はクローラシュー2を装着した下部走行体3上に上部旋回体4を旋回自在に搭載している。
【0021】
この上部旋回体4の左側前部にはオペレータが搭乗するキャビン5が配置され、後部には図示しないエンジンユニット等を収納したエンジンカバー6およびカウンタウエイト7が配置され、右側には図示しない燃料タンク,作動油タンク等を収納した油圧機器カバー8が配置されている。そしてこの油圧機器カバー8の前側に本発明の特徴部分である電動機制御盤(以下制御盤と呼ぶ)9が配置されている。なお、10はキャビン5と油圧機器カバー8との間に設けられた作業アタッチメントの一部であるブームである。
【0022】
図2は上部旋回体4のベースを構成している旋回フレームを示したものであり、(a)は図1(a)に対応し、(b)は図1(b)に対応している。
【0023】
図2(a)において、旋回フレーム11上にはキャビン5を設置するためのキャビンスペース12、電動機ユニット(電動機によって駆動するポンプ、コントロールバルブ等を含む)を取り付けるための動力源スペース13、作動油タンクを取り付けるためのタンクスペース14が割り当てられている。
【0024】
15は、旋回円(図3(a)のO.C参照)に対して内側に凹んだ制御盤設置部としての制御盤設置スペースである。
【0025】
この制御盤設置スペース15は、エンジン駆動の油圧ショベルではエンジン始動用および電装品用のバッテリが取り付けられるバッテリスペースに相当するが、本実施形態のように電動駆動式に転用した油圧ショベルでは、外部の発電設備から電力の供給を受けるためバッテリが不要となる。そこで、バッテリとそのバッテリを保護している機器カバーを上部旋回体4から取り外せば、その空きスペースを利用して制御盤9を設置することができるようになる。
【0026】
なお、図2(b)に示す16は、旋回フレーム11上に形成されたブーム取付部であり、16aにはブーム10の基端部が連結され、16bにはそのブーム10を起伏させるブームシリンダのチューブ側ボスが接続される。
【0027】
次に、上部旋回体4の旋回半径内に設置するための制御盤9の構成を図3に示す。
【0028】
同図(a)は図2のA部を拡大したものであり、制御盤設置スペース15に設置される制御盤9およびその周辺の平面図を示しており、同図(b)は制御盤9の側面図を示している。
【0029】
両図において、制御盤9は天板9aおよび底板9bが略直角三角形に形成された箱状のケース9cを備えている。
【0030】
このケース9cの縦板(前後方向に配置されている)9dと横板(左右方向に配置されている)9eは直角に折り曲げられた状態で連絡しており、縦板9dと横板9eの各先端部を連絡している外輪郭としての外板(斜辺)9fは平板で構成されており、上部旋回体4の回転半径Rを超えないように旋回円O.Cに沿って斜めに形成されている。なお、図中Oは上部旋回体4の旋回中心を示している。
【0031】
もちろん、外板9fは上記した平板に限らず、油圧機器カバー8の形状に合わせて円弧状に形成すれば、油圧機器外装8と一体化され、さらに見栄えが良くなる。
【0032】
この外板9fを窓枠として開閉扉9gが設けられており、この開閉扉9gを開くと(図3(a)に二点鎖線で示す)、ケース9cの内部が開放されるようになっている。
【0033】
上記縦板9dおよび横板9eの内部には、配電パネルとしての第1配電パネル17及び第2配電パネル18がL字形に折り曲げて配置されており、各配電パネル17,18には電動機を制御するために必要な制御機器類、具体的には外部発電設備からのケーブルが接続されるナイフスイッチ19及びヒューズ(図示しない)、このヒューズの出力側に並列に接続される電動機正転用電磁接触器20及び逆転用電磁接触器21、各電磁接触器20,21の出力側と電動機とを接続するための配線、電動機の正転、逆転、停止を指令するための押し釦スイッチ22、この押し釦スイッチ22と上記各電磁接触器とを接続する端子板23等が分散して配置されている。
【0034】
例えば、第1配電パネル17には、ナイフスイッチ19と正転用電磁接触器20が、第2配電パネル18には、逆転用電磁接触器21と押し釦スイッチ22と端子板23がそれぞれ分散して配置される。
【0035】
このように、制御機器類を2つの配電パネル17,18に分散配置することにより、前後方向長さL(図3(a)参照)を従来の単板配電パネルに比べ、ほぼ1/2まで短くすることが可能になり、旋回半径Rを超えないサイズの制御盤9を構成することが可能になる。さらに、制御盤9の高さはこの制御盤9に隣接する機器カバーの高さと略同一に形成されており、運転室から見て右側方の視界が確保できるようになっている。
【0036】
また、制御盤9の開閉扉9gを開くと、第1配電パネル17および第2パネル18が開放され、メンテナンスを簡便に行なうことができる。なお、制御盤9は旋回フレーム11上に支持されている。詳しくは、旋回フレーム11上に制御盤固定用のねじ部25が3箇所形成されており、これらのねじ部25に制御盤9の底板9bに形成されている長孔9hを対応させ、ボルトで固定している。
【0037】
また、上記したように制御盤9のケース9cを平面から見て略直角三角形の箱体に形成すると、能力の異なる油圧ショベルにこの制御盤9を設置する場合であっても、斜辺としての外板9fを、適用しようとする機種の旋回円に沿わせて配置すればよく、自由度が大きいという利点がある。
【0038】
なお、上記実施形態ではL字形に配置された第1および第2配電パネル17,18に電気機器を分散配置したが、これに限らず、第1,第2配電パネル17,18に第3配電パネルを加え、平面から見てコ字状となるように配置することもできる。
【0039】
また、制御盤9の天板9a内壁および底板9b内壁についても制御機器取付用の配電パネルを配置することができる。このように構成すれば、制御盤9をさらにコンパクト化することが可能になるため、上部旋回体上に空きスペースの極めて少ない小旋回タイプの油圧ショベルや1ton未満のいわゆるミニショベルにも本発明を適用することができるようになる。
【0040】
また、本発明は上記実施形態に示したように旋回円の内側に電動機制御盤9を設置することが最も好ましいが、電動機制御盤9の外輪郭が旋回円に略沿うものであれば、その外輪郭が旋回円から僅かに外側に逸脱する場合であっても本発明の目的を達成することができる。
【0041】
また、上記実施形態ではエンジンを電動機に置き換えた油圧ショベルを例にとり説明したが、エンジン駆動の油圧ショベルであって作業装置(例えば地盤改良機の掘削ドリル)を電動機で駆動させる建設機械についても本発明を適用することができる。
【0042】
また、上記実施形態では既存の油圧ショベルを電動駆動式に転用する場合の構成を示したが、もちろん、元々電動駆動する油圧ショベルに本実施形態の電動機制御盤を搭載することもできる。
【0043】
また、本発明は、上記した油圧ショベルに限らずクレーンのベースマシンを電動駆動式に転用する場合にも適用することができる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項1の本発明によれば、外部から電力を受けて駆動する電動機を備えた建設機械において、上部旋回体上における旋回中心を挟んで運転室と反対側の前端部に、電動機を制御する電動機制御盤を設置するための制御盤設置部を設け、電動機制御盤をその外輪郭が上部旋回体の旋回円に沿ってまたは旋回円内側に位置するように制御盤設置部に設置するとともに、電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って複数の配電パネルをそれぞ配置し、これらの配電パネルに制御機器類を分散して取り付けたため、従来は単一の配電パネルに電動機の制御に必要なすべての制御機器類を配置することにより電動機制御盤が大型化していたが、その電動機制御盤をコンパクト化することができる。それにより、建設機械の本来の旋回半径を増加させることなく電動機制御盤を上部旋回体に設置することができるようになる。
【0045】
請求項2の本発明によれば、上記電動機を備えた建設機械において、電動機制御盤の外輪郭を旋回円に略沿わせて配置したため、建設機械本来の旋回半径をほとんど増加させずに電動機制御盤の容積を水平方向に最大限に確保することができ、メンテナンスのしやすい電動機制御盤を提供することができる。
【0046】
請求項3の本発明によれば、上記電動機制御盤を平面から見て略直角三角形に形成し、その斜辺を旋回円に沿って配置したため、電動機制御盤が旋回半径から突出することを防止しつつ電動機制御盤を上部旋回体に効率良く設置することができる。
【0047】
請求項4の本発明によれば、上記配電パネルとして、略直角三角形に形成された電動機制御盤のケースの内壁面に沿ってL字形に折り曲げて配置される第1配電パネル及び第2配電パネルを備え、これらの配電パネルに上記制御機器類を分散して取り付けるようにしたため、操作性を損なわずに電動機制御盤のコンパクト化が可能になる。
【0048】
請求項5の本発明によれば、旋回円側の側壁であって窓枠を構成する側壁に当該窓枠を開閉する開閉扉を設けたため、開閉扉の開口面積を大きくとることができ、電動機制御盤のメンテナンスが容易になる。
【0049】
請求項6の本発明によれば、上記電動機制御盤の外面を、上部旋回体の機器カバーの外面と連絡するように形成したため、外観上の見栄えが良くなる。
【0050】
請求項7の本発明によれば、上記電動機制御盤の高さを、上記上部旋回体上の隣接する機器カバーの高さと略同一に形成したため、側方視界を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は本発明に係る建設機械の平面図、(b)はその側面図である。
【図2】 (a)は図1の上部旋回体の旋回フレームを示す平面図、(b)はその側面図である。
【図3】 (a)は図2のA部拡大図、(b)は制御盤の側面図である。
【図4】 従来の電動機を備えた建設機械の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 油圧ショベル
3 下部走行体
4 上部旋回体
5 キャビン
6 エンジンカバー
8 油圧機器カバー
9 制御盤
9c ケース
9f 外板
9g 開閉扉
10 ブーム
11 旋回フレーム
15 制御盤設置スペース
17 第1配電パネル
18 第2配電パネル
19 ナイフスイッチ
20 電動機正転用電磁接触器
21 逆転用電磁接触機
22 押し釦スイッチ
23 端子板
Claims (7)
- 下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、
上記電動機を制御するための電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる複数の配電パネル及び制御機器類とを備え、
上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円内側に位置するように当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って上記配電パネルがそれぞれ配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられたことを特徴とする建設機械。 - 下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭載し、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、
上記電動機を制御する電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる複数の配電パネル及び制御機器類とを備え、
上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機を制御する電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円に略沿った状態で当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿ってそれぞれ上記配電パネルが配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられたことを特徴とする建設機械。 - 上記電動機制御盤が平面から見て略直角三角形に形成され、その斜辺が上記旋回円に沿って配置されている請求項1または2記載の建設機械。
- 上記配電パネルとして、上記略直角三角形に形成された上記電動機制御盤のケースの内壁面に沿ってL字形に折り曲げて配置される第1配電パネル及び第2配電パネルを備え、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられている請求項3記載の建設機械。
- 上記ケースは、このケース内を開放するための窓枠を構成する側壁を上記旋回円側に有し、この窓枠を構成する側壁に当該窓枠を開閉する開閉扉が設けられている請求項1〜4のいずれかに記載の建設機械。
- 上記電動機制御盤の外面が、上記上部旋回体の機器カバーの外面と連絡するように形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の建設機械。
- 上記電動機制御盤の高さが、上記上部旋回体上の隣接する機器カバーの高さと略同一に形成されている請求項1〜6のいずれかに記載の建設機械。
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