JP5004834B2

JP5004834B2 - Work machine

Info

Publication number: JP5004834B2
Application number: JP2008063768A
Authority: JP
Inventors: 淳二津村; 篤司田中; 孝利大木; 豊渡辺
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: JP2009215855A

Description

本発明は、電動機を主動力源として作動する建設機械，産業機械等の作業機械に関するものであり、特に作業機械に設けた蓄電装置からも、また外部電源からも電力供給を可能とした作業機械に関するものである。 The present invention relates to a work machine such as a construction machine or an industrial machine that operates using an electric motor as a main power source, and in particular, a work machine that can supply power from a power storage device provided in the work machine or from an external power source. It is about.

建設機械等の作業機械は、エンジンを動力源として用いるのが一般的である。しかしながら、近年においては、作業機械の活用範囲が広がる傾向にあり、例えば作業機械としての油圧ショベルにおいては、土砂の掘削等、土木作業に用いられてきたが、産業廃棄物の処理にも用いられ、野外といった開放空間だけでなく、例えば倉庫やトンネル等といった閉鎖空間の内部で作業をするためにも使用される。閉鎖空間では、エンジンの排出ガスが充満することになり、また激しい騒音の発生といったことからも、作業環境が劣悪になる。そして、開放された空間であっても、都市部での土木工事等のように、排出ガスに関する大幅な規制が求められ、また騒音の低減に関する要求も厳格になる傾向にある。 A working machine such as a construction machine generally uses an engine as a power source. However, in recent years, the range of utilization of work machines has tended to expand. For example, hydraulic excavators as work machines have been used for civil engineering work such as excavation of earth and sand, but are also used for the treatment of industrial waste. It is used not only for open spaces such as outdoors, but also for working inside closed spaces such as warehouses and tunnels. In a closed space, the exhaust gas from the engine will be filled, and the working environment will be inferior due to the generation of severe noise. Even in an open space, there is a demand for significant regulations regarding exhaust gas, such as civil engineering works in urban areas, and there is a tendency for demands for noise reduction to be strict.

以上のことから、蓄電装置を動力源として用いた電動式作業機械が実用化されつつある。この電動式作業機械では、搭載されている蓄電装置の電力が消費されたときには、給電乃至充電が行われる。作業現場で充電を行う際には、固定式または可搬式となった外部電源から引き出された電力ケーブルを蓄電装置のコネクタに接続し、この電力ケーブルを介して蓄電装置に電力が供給される。 From the above, electric work machines using the power storage device as a power source are being put into practical use. In this electric work machine, when the power of the installed power storage device is consumed, power feeding or charging is performed. When charging at the work site, a power cable drawn from a fixed or portable external power supply is connected to the connector of the power storage device, and power is supplied to the power storage device via this power cable.

特許文献１に、このような電動式建設機械の一例が示されている。この公知の機械では、蓄電装置、即ちバッテリで油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプからの圧油を各アクチュエータに供給することによって、これらのアクチュエータを作動させ、もって作業手段を駆動し、また下部走行体による走行及び下部走行体上に設置した上部旋回体の旋回も可能にしている。しかも、バッテリ残量が所定のレベル以下になると、一部または全部のアクチュエータの作動を制限する構成としている。例えば、走行用アクチュエータだけが作動可能であり、作業手段用のアクチュエータについては作動が停止されるように制御される。 Patent Document 1 shows an example of such an electric construction machine. In this known machine, a hydraulic pump is driven by a power storage device, that is, a battery, and the hydraulic oil from this hydraulic pump is supplied to each actuator to operate these actuators, thereby driving the working means and the lower part. The traveling by the traveling body and the turning of the upper revolving body installed on the lower traveling body are also possible. In addition, the operation of a part or all of the actuators is restricted when the remaining battery level becomes a predetermined level or less. For example, only the travel actuator can be operated, and the actuator for the working means is controlled to be stopped.

ここで、バッテリは下部走行体に設置することも不可能ではないが、油圧ポンプは上部旋回体側に設けられ、また油圧アクチュエータも走行用モータを除き、他の油圧アクチュエータ等は上部旋回体側に配置されていることから、バッテリも上部旋回体側に配置するのが一般的である。しかも、バッテリは重量物であることから、例えば特許文献２に示されているように、バッテリをカウンタウエイトの代わりに用いることもでき、さらに下部走行体より上部旋回体の方がバッテリの設置スペースを確保するのが容易である等のことから、上部旋回体にバッテリを設置する方が望ましい。
特開平１１−１０７３２０号公報特開平０７−３０９４８２号公報 Here, although it is not impossible to install the battery on the lower traveling body, the hydraulic pump is provided on the upper swing body side, and the hydraulic actuator is also disposed on the upper swing body side except for the traveling motor. Therefore, the battery is generally arranged on the upper swing body side. Moreover, since the battery is heavy, for example, as shown in Patent Document 2, the battery can be used in place of the counterweight, and the upper swing body is more space for installing the battery than the lower traveling body. For example, it is preferable to install a battery in the upper swing body.
JP-A-11-107320 JP 07-309482 A

ところで、バッテリ残量が少なくなると、バッテリを外部電源に接続して、電力の供給を受けることになる。外部電源が定置式となっている場合には、作業機械を所定の場所まで走行させて、電力ケーブルを接続することにより電力の供給が行われる。一方、外部電源が可搬式となっている場合には、作業機械を所定の位置に置かれた外部電源に接近させても、また外部電源を作業機械に近接させるように移動させても良い。いずれにしろ、作業機械に電力ケーブルが接続されている間であっても、例えば交通の妨げとならないように退避する必要があることから、作業機械の位置や姿勢を変える等、作業機械の駆動を全く禁止するのは望ましくはない。 By the way, when the remaining amount of the battery decreases, the battery is connected to an external power source to receive power. When the external power source is stationary, power is supplied by running the work machine to a predetermined location and connecting a power cable. On the other hand, when the external power supply is portable, the work machine may be moved closer to the external power supply placed at a predetermined position, or the external power supply may be moved closer to the work machine. In any case, even while the power cable is connected to the work machine, it is necessary to evacuate so as not to obstruct traffic. It is not desirable to completely prohibit

前述した従来技術では、バッテリ残量が所定のレベル以下だと、アクチュエータの作動が制限されるが、電力の供給によりバッテリ残量が設定レベル以上になると、この制限が解除されて、作業機械が制限なく自由に動けるようになる。従って、オペレータは、作業機械に電力ケーブルが接続されているにも拘らず、作業を行ってしまうことがある。従って、作業機械を走行させると、その方向によっては、電力ケーブルに大きな引っ張り力が作用してコネクタから離脱し、バッテリとの接続が遮断される可能性がある。また、作業機械の下部走行体により電力ケーブルを踏み付けて、この電力ケーブルを損傷させるおそれもあり、この場合には漏電等の事態を生じる可能性がある。また、電力ケーブルの接続位置は、バッテリを設置した上部旋回体である。従って、電力ケーブルが接続された状態で、上部旋回体の旋回動作を行うと、電力ケーブルに対する引っ張り力の作用及びそれに基づくコネクタからの離脱の可能性はさらに大きくなる。 In the above-described prior art, the operation of the actuator is restricted when the remaining battery level is below a predetermined level, but when the remaining battery level exceeds the set level due to the supply of power, this restriction is released and the work machine is You can move freely without restrictions. Therefore, the operator may perform work even though the power cable is connected to the work machine. Therefore, when the work machine is run, depending on the direction, a large pulling force may be applied to the power cable, and the power cable may be detached from the connector, thereby disconnecting the battery. Further, the power cable may be stepped on by the lower traveling body of the work machine to damage the power cable. In this case, there is a possibility of causing a situation such as electric leakage. Further, the connection position of the power cable is the upper swing body where the battery is installed. Therefore, if the upper revolving structure is swung while the power cable is connected, the action of the pulling force on the power cable and the possibility of detachment from the connector based thereon are further increased.

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、作業機械に給電している間は、この作業機械に設けられている駆動手段を禁止乃至制限するに当って、これを適正かつ有効に制御できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points. The object of the present invention is to prohibit or restrict the driving means provided in the work machine while power is supplied to the work machine. Therefore, it is possible to control this appropriately and effectively.

前述した目的を達成するために、本発明は、下部走行体に旋回手段を介して上部旋回体を設け、この上部旋回体に作業手段が装着され、これら下部走行体の走行手段，旋回手段及び作業手段のうち、旋回手段を含む複数の駆動手段を電動式駆動手段となし、この電動式駆動手段に電力を供給する蓄電装置と、外部電源からの電力ケーブルが接続されるコネクタとを前記作業機に設けて、前記外部電源から電力を前記蓄電装置に供給している間にも、前記駆動手段を作動できるようにした作業機械において、前記電力ケーブルが前記コネクタに接続されていることを検出する検出手段と、前記検出手段により前記電力ケーブルが前記コネクタに接続されていることを検出したときには、前記電動式駆動手段のうちの少なくとも１つの駆動手段の動作を禁止乃至制限する制御手段と、を備え、前記検出手段により前記電力ケーブルが前記コネクタに接続されていることを検出したときには、前記制限手段によって、前記下部走行体の走行は可能とするが、走行速度は低速または微速となるように制限することを特徴とするものである。

In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an upper swing body on a lower traveling body via a swinging means, and working means is mounted on the upper swinging body. Among the working means, a plurality of driving means including a turning means is configured as an electric driving means, and an electric storage device that supplies electric power to the electric driving means and a connector to which a power cable from an external power source is connected Detecting that the power cable is connected to the connector in a work machine that is provided in a machine and is capable of operating the drive means while supplying power from the external power source to the power storage device. And detecting means for detecting that the power cable is connected to the connector by the detecting means. And a control means for prohibiting or restricting the work, and when the power cable by the detecting means detects that it is connected to the connector, by the limiting means, but to allow the running of the lower traveling body The travel speed is limited to a low speed or a fine speed .

電力ケーブルがコネクタに接続されている間は、たとえ給電中であろうと、また給電開始前や給電終了後であろうと、作業機械により実質的な作業を行うのは好ましくはない。ただし、様々な理由から、制限された範囲ではあるが、駆動手段のうちのある種のものは駆動できるようにすることが望ましい。ここで、電力ケーブルは上部旋回体に接続されるので、この上部旋回体を旋回動作させると、電力ケーブルが離脱するおそれが高い。また、作業機械として、例えば土砂の掘削を行う油圧ショベルにおいては、掘削作業を行う際には、必然的に旋回動作が行われる。従って、電力ケーブルがコネクタに接続されたときには、少なくとも旋回駆動を禁止するように設定する。これによって、作業を行うことができないようになし、かつ電力ケーブルのコネクタからの離脱を防止できる。 While the power cable is connected to the connector, it is not preferable to perform substantial work by the work machine, whether it is during power feeding or before power feeding is started or after power feeding is finished. However, for various reasons, it is desirable that certain types of driving means can be driven, although within a limited range. Here, since the power cable is connected to the upper swing body, when the upper swing body is swung, the power cable is likely to be detached. Further, as a work machine, for example, in a hydraulic excavator for excavating earth and sand, a turning operation is inevitably performed when excavation work is performed. Therefore, when the power cable is connected to the connector, at least the turning drive is set to be prohibited. This prevents work from being performed and prevents the power cable from being detached from the connector.

駆動手段としては、上部旋回体の旋回駆動手段以外にも、下部走行体による走行駆動手段及び作業手段を構成する各部の駆動手段がある。これらのうち、電力ケーブルがコネクタに接続されているときに、必ずしも全ての駆動が問題となる訳ではない。一方、作業現場においては、他の機械や車両が通行することから、禁止される駆動は最小限に抑制することが望ましい。作業手段については、その駆動を可能にしても、電力ケーブルと接触する可能性は殆どない。しかも、作業手段の姿勢状態によっては、他の機械や車両等の通行の障害になる場合がある。従って、作業手段の姿勢を変える等のために、制御手段においては、作業手段の動作を制限しないようにする。 In addition to the turning drive means of the upper turning body, the driving means includes a driving means for the lower running body and a driving means for each part constituting the working means. Of these, not all driving is a problem when the power cable is connected to the connector. On the other hand, since other machines and vehicles pass at the work site, it is desirable to suppress prohibited driving to a minimum. Even if the working means can be driven, there is almost no possibility of contact with the power cable. In addition, depending on the posture state of the working means, it may become an obstacle to the passage of other machines or vehicles. Therefore, in order to change the attitude of the working means, the control means does not restrict the operation of the working means.

走行駆動については、これを許しても良いが、走行方向によっては電力ケーブルを踏み付ける可能性があり、また電力ケーブルがコネクタから離脱するおそれもあるために、走行駆動については禁止乃至制限するのが望ましい。ただし、他の車両等の通行を妨害するおそれがある等の理由から、走行駆動を完全には禁止しない。従って、走行については、走行不能とすることもでき、より好ましくは走行速度が低速または微速となるように制限する。その上で、他の車両の通行を可能にする等の理由から、作業機械を移動させて緊急避難できるようにする。このために、スイッチ操作により走行可能な状態に戻せるようにすることができる。そして、最高速度の走行の制限に関しては、一定のものとしても良いが、２乃至複数段若しくは連続的に可変なものとすることも可能である。また、前述した走行手段以外についても、動作制限の対象とすることも可能であり、複数の手段の動作制限を行う場合には、スイッチ操作により一括して解除することもでき、また各手段に独立の解除スイッチを設けるようにしても良い。さらに、一部の手段については、制限と制限解除という２つの状態に切り換え可能とし、他の手段については段階的または連続的に制限を変化させるように設定することもできる。 This may be allowed for travel drive, but depending on the travel direction, the power cable may be stepped on, and the power cable may be disconnected from the connector, so travel drive is prohibited or restricted. Is desirable. However, travel drive is not completely prohibited because it may interfere with the passage of other vehicles. Therefore, the traveling can be disabled, and more preferably, the traveling speed is limited to a low speed or a very low speed. On top of that, the work machine is moved to enable emergency evacuation for reasons such as allowing other vehicles to pass. For this reason, it can return to the state which can drive | work by switch operation. Further, the restriction on the maximum speed traveling may be constant, but may be two to a plurality of stages or continuously variable. In addition to the travel means described above, it is also possible to restrict the operation, and when restricting the operation of a plurality of means, it can be released collectively by operating the switch. An independent release switch may be provided. Furthermore, some means can be switched to two states, ie, restriction and restriction release, and other means can be set to change the restriction stepwise or continuously.

蓄電装置のコネクタに電力ケーブルが接続されている状態では、建設機械の動作のうち必要な動作を禁止し、また動作制限を行う。これによって、電力ケーブル接続中に不用意に作業機械を作動させて、電力ケーブルの作業機械への接続部が外れたり、地上に置かれている電力ケーブルを踏み付けて、この電力ケーブルを損傷させたりする等という事態の発生を確実に防止できる。 In a state where the power cable is connected to the connector of the power storage device, a necessary operation among the operations of the construction machine is prohibited and the operation is restricted. This may cause the work machine to be inadvertently operated while the power cable is connected, disconnecting the power cable from the work machine, or stepping on the power cable placed on the ground to damage the power cable. It is possible to reliably prevent the occurrence of such a situation.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に作業機械の一例として油圧ショベルを示す。同図においては、油圧ショベルに電力供給を行っている状態が示されている。なお、本発明の作業機械は油圧ショベルに限定されるものではないことはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows a hydraulic excavator as an example of a work machine. In the figure, a state where electric power is supplied to the hydraulic excavator is shown. Needless to say, the work machine of the present invention is not limited to a hydraulic excavator.

図中において、１は油圧ショベルを示し、油圧ショベル１は、左右にクローラ式走行手段２を有する下部走行体３と、下部走行体３に旋回装置４を介して設けた上部旋回体５とから構成され、上部旋回体５にはオペレータが搭乗する運転室６及び各種の機械・器具類を収納した機械室建屋７が設けられている。また、上部旋回体５には、作業手段８が装着されており、この作業手段８は、土砂の掘削等といった作業を行うためのものであり、ブーム９，アーム１０及び交換可能なフロントアタッチメントとしてのバケット１１から構成される。 In the figure, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator. The hydraulic excavator 1 includes a lower traveling body 3 having crawler traveling means 2 on the left and right sides, and an upper revolving body 5 provided on the lower traveling body 3 via a swiveling device 4. The upper turning body 5 is provided with a cab 6 in which an operator is boarded and a machine room building 7 in which various machines and instruments are stored. Further, the upper swing body 5 is provided with a working means 8 for performing work such as excavation of earth and sand, and as a boom 9, an arm 10 and a replaceable front attachment. Of buckets 11.

左右一対からなるクローラ式走行手段２は、スプロケット１２とアイドラ１３との間に巻回して設けた履帯１４を有するものであり、スプロケット１２は後述するように、モータ２０で回転駆動される。また、旋回装置４は、上部旋回体５を旋回させるものであり、やはりモータ２１で駆動される。さらに、作業手段８には、ブームシリンダ２２，アームシリンダ２３及びバケットシリンダ２４が設けられており、これら各シリンダ２２〜２４を駆動することによりこれら各部を動作させて、土砂の掘削等の作業が実行される。 A pair of left and right crawler type traveling means 2 has a crawler belt 14 wound between a sprocket 12 and an idler 13, and the sprocket 12 is rotationally driven by a motor 20 as will be described later. The turning device 4 turns the upper turning body 5 and is also driven by the motor 21. Further, the working means 8 is provided with a boom cylinder 22, an arm cylinder 23, and a bucket cylinder 24. By operating these cylinders 22 to 24, these parts are operated to perform operations such as excavation of earth and sand. Executed.

図２に、前述した各駆動手段の動作制御回路の構成を示す。走行用のモータ２０、具体的にはクローラ式走行手段２は左右に設けられており、図２に符号２０Ｒ，２０Ｌで示したように、走行用のモータは２個設けられる。これら走行用モータ２０Ｒ，２０Ｌは電動モータである。また、旋回用のモータ２１も電動モータである。作業手段８の駆動手段であるシリンダ２２〜２４は油圧シリンダであり、これらシリンダ２２〜２４に圧油を供給するために、油圧ポンプ２５が設けられており、この油圧ポンプ２５は電動式のモータ２６で駆動される。従って、モータ２０Ｒ，２０Ｌ及び２１と、シリンダ２２〜２４は油圧ショベル１のアクチュエータである。そして、モータ２０Ｒ，２０Ｌ，２１及び２６には、それぞれインバータ３０〜３３が接続されており、これらインバータ３０〜３３に電力を供給するために、機械室建屋７には蓄電装置３４が設けられており、この蓄電装置３４と各インバータ３０〜３３との間は電気的に接続されている。なお、蓄電装置３４のみを設けているが、この蓄電装置３４と共にエンジンも設置するようにしても良い。また、モータは電動モータではなく、油圧ポンプにより駆動される油圧モータで構成することもできる。 FIG. 2 shows the configuration of the operation control circuit of each driving means described above. The traveling motor 20, specifically the crawler traveling means 2, is provided on the left and right, and two traveling motors are provided as indicated by reference numerals 20 </ b> R and 20 </ b> L in FIG. 2. These travel motors 20R and 20L are electric motors. The turning motor 21 is also an electric motor. The cylinders 22 to 24 as the driving means of the working means 8 are hydraulic cylinders, and a hydraulic pump 25 is provided to supply pressure oil to the cylinders 22 to 24. The hydraulic pump 25 is an electric motor. 26 is driven. Therefore, the motors 20R, 20L and 21 and the cylinders 22 to 24 are actuators of the hydraulic excavator 1. In addition, inverters 30 to 33 are connected to the motors 20R, 20L, 21 and 26, respectively, and a power storage device 34 is provided in the machine room building 7 in order to supply power to the inverters 30 to 33. The power storage device 34 and the inverters 30 to 33 are electrically connected. Although only the power storage device 34 is provided, the engine may be installed together with the power storage device 34. Further, the motor can be constituted by a hydraulic motor driven by a hydraulic pump instead of an electric motor.

インバータ３０〜３３は制御装置３５からの信号に基づいて制御される。そして、運転室６には左右の走行用、旋回用及びブーム操作用，アーム操作用，バケット操作用の操作レバー２７が設けられており、オペレータは運転室６内でこれら各操作レバー２７を傾動するように操作される。そして、これら各操作レバー２７の操作信号が制御装置３５に取り込まれるようになっており、インバータ３０〜３３の出力制御が行われる。 Inverters 30 to 33 are controlled based on a signal from control device 35. The cab 6 is provided with operation levers 27 for left and right traveling, turning, boom operation, arm operation, and bucket operation, and the operator tilts these operation levers 27 in the cab 6. To be operated. And the operation signal of these each operation lever 27 is taken in into the control apparatus 35, and the output control of inverter 30-33 is performed.

蓄電装置３４に電力供給するために、整流器３６が設けられており、この整流器３６には外部電源３７からの電力ケーブル３８に設けたプラグ３９が着脱可能とするコネクタ４０が設けられている。そして、整流器３６は電源切換器４１に電気的に接続されており、この電源切換器４１は、蓄電装置３４を各インバータ３０〜３３と接続した駆動電力供給モードと、外部電源３７から充電される充電モードとの間に切り換えを行えるようになっている。また、電源切換器４１が充電モードに切り換わったときにも、蓄電装置３４と各インバータ３０〜３３との間を導通させた状態に保持される。 In order to supply power to the power storage device 34, a rectifier 36 is provided. The rectifier 36 is provided with a connector 40 that allows a plug 39 provided on the power cable 38 from the external power source 37 to be detachable. The rectifier 36 is electrically connected to a power switch 41, and the power switch 41 is charged from the drive power supply mode in which the power storage device 34 is connected to each of the inverters 30 to 33 and the external power supply 37. It is possible to switch between charging modes. Further, even when the power switch 41 is switched to the charging mode, the power storage device 34 and the inverters 30 to 33 are held in a conductive state.

さらに、コネクタ４２には、検出手段としてのスイッチ４２が設けられており、このスイッチ４２は電力ケーブル３８のプラグ３８がコネクタ４０に接続されると、このプラグ３８に設けたピン３８ａによりスイッチ４２がＯＮするようになっている。そして、この信号は制御装置３５に取り込まれ、この検出信号に基づいて、電源切換器４１による蓄電装置３４から各インバータ３０〜３３への電力供給時における出力レベルが制限されるようになっている。なお、スイッチ４２は単にＯＮ，ＯＦＦ制御するだけでなく、出力レベルを出力レベルが最大になるまで段階的に若しくは無段階的に変化させるものであっても良い。 Further, the connector 42 is provided with a switch 42 as detection means. When the plug 38 of the power cable 38 is connected to the connector 40, the switch 42 is connected to the connector 42 by a pin 38a provided on the plug 38. It comes to turn on. And this signal is taken in into the control apparatus 35, and the output level at the time of the electric power supply from the electrical storage apparatus 34 to each inverter 30-33 by the power supply switch 41 is restrict | limited based on this detection signal. . Note that the switch 42 may not only simply control ON / OFF, but also change the output level stepwise or steplessly until the output level reaches the maximum.

以上のように構成される油圧ショベル１の各駆動手段の動作制御回路において、油圧ショベル１には蓄電装置３４が設置されている。この蓄電装置３４からの電力で下部走行体３による走行駆動、及び旋回装置４による上部旋回体５の旋回駆動がなされ、さらに作業手段８を構成するブームシリンダ２２，アームシリンダ２３及びバケットシリンダ２４が作動して、ブーム９，アーム１０及びバケット１１が駆動されて、土砂の掘削等の作業が行われる。走行用モータ２０Ｒ，２０Ｌは下部走行体３側に設けられているが、作業手段８のアクチュエータとしてのブームシリンダ２２，アームシリンダ２３及びバケットシリンダ２４及び旋回用モータ２１は上部旋回体５側に設けられており、この蓄電装置３４及びその駆動制御回路は、上部旋回体５に設置されている。 In the operation control circuit of each drive unit of the hydraulic excavator 1 configured as described above, a power storage device 34 is installed in the hydraulic excavator 1. The electric power from the power storage device 34 is used to drive the lower traveling body 3 and the upper drive body 5 to be swiveled by the swiveling device 4. Further, the boom cylinder 22, arm cylinder 23, and bucket cylinder 24 constituting the working means 8 are provided. In operation, the boom 9, the arm 10 and the bucket 11 are driven to perform operations such as excavation of earth and sand. The traveling motors 20R and 20L are provided on the lower traveling body 3 side, but the boom cylinder 22, the arm cylinder 23, the bucket cylinder 24, and the turning motor 21 as actuators of the working means 8 are provided on the upper turning body 5 side. The power storage device 34 and its drive control circuit are installed in the upper swing body 5.

作業が継続して行われると、電力が消費されて、蓄電装置３４における蓄電残量が減少することから、蓄電量がゼロになる前に充電しなければならない。ここで、蓄電装置３４の蓄電残量はバッテリチェッカを内蔵させる等により検出できる。従って、この検出信号に基づいて、充電が必要な程度にまで蓄電残量が低下すると、警報等によりオペレータに報知することができる。オペレータはこの警報に基づいて、外部電源３７に蓄電装置３４の充電作業を行う。 If the work is continuously performed, power is consumed and the remaining amount of power stored in the power storage device 34 decreases. Therefore, the battery must be charged before the amount of power stored becomes zero. Here, the remaining amount of electricity stored in the electricity storage device 34 can be detected by incorporating a battery checker or the like. Therefore, based on this detection signal, when the remaining amount of power storage is reduced to a level that requires charging, the operator can be notified by an alarm or the like. Based on this warning, the operator performs charging operation of the power storage device 34 on the external power source 37.

ここで、外部電源３７が定置式のものである場合には、油圧ショベル１を外部電源３７が設置されている場所にまで走行させる。また、外部電源３７が可搬式のものである場合には、油圧ショベル１が位置している場所に外部電源３７を移動させることもできる。いずれにしろ、外部電源３７に接続されている電力ケーブル３８の先端に設けたプラグ３９を整流器３６のコネクタ４０に接続することによって、蓄電装置３４における充電作業が開始される。蓄電装置３４及びこの蓄電装置３４に電力供給するために設けられる整流器３６等の機器は上部旋回体５の機械室建屋７内に設けられており、図１に示したように、外部電源３７からの電力ケーブル３８のプラグ３９は上部旋回体５に設置した整流器３６のコネクタ４０に接続されることになる。 Here, when the external power source 37 is a stationary type, the excavator 1 is caused to travel to a place where the external power source 37 is installed. When the external power source 37 is portable, the external power source 37 can be moved to a place where the excavator 1 is located. In any case, by connecting the plug 39 provided at the tip of the power cable 38 connected to the external power source 37 to the connector 40 of the rectifier 36, the charging operation in the power storage device 34 is started. The power storage device 34 and devices such as a rectifier 36 provided to supply power to the power storage device 34 are provided in the machine room building 7 of the upper swing body 5, and as shown in FIG. The plug 39 of the power cable 38 is connected to the connector 40 of the rectifier 36 installed on the upper swing body 5.

充電作業を行っている間でも、蓄電装置３４からインバータ３０〜３３に電力の供給を行うことができ、従って各モータ２０Ｒ，２０Ｌ，２１及び２６を駆動することは可能である。従って、油圧ショベル１を駆動することはできるが、充電作業中を含めて電力ケーブル３８のプラグ３９を整流器３６のコネクタ４０に接続されている間は、油圧ショベル１による作業を行うのは好ましくないので、作業を行うことができないように動作制限する。ただし、油圧ショベル１が全く動かない状態にしてしまうと、不都合が生じる。即ち、外部電源３７が設置されるのは、他の油圧ショベルを含む各種の建設機械が活動し、またダンプトラック等の車両も通行する作業現場である場合が多いので、それらの通行の妨げにならないように、ある種の動作を行わせる必要がある。 Even while the charging operation is being performed, electric power can be supplied from the power storage device 34 to the inverters 30 to 33, and thus the motors 20R, 20L, 21 and 26 can be driven. Accordingly, although the excavator 1 can be driven, it is not preferable to perform the operation with the excavator 1 while the plug 39 of the power cable 38 is connected to the connector 40 of the rectifier 36 including during the charging operation. Therefore, the operation is restricted so that the work cannot be performed. However, inconvenience arises when the excavator 1 is not moved at all. That is, the external power source 37 is installed at a work site where various construction machines including other hydraulic excavators are active and vehicles such as dump trucks also pass. It is necessary to perform some kind of operation so that it does not happen.

プラグ３９がコネクタ４０に接続されると、検出手段を構成するスイッチ４２がＯＮの状態になり、この信号、つまりケーブル接続中検出信号が制御装置３５に取り込まれるので、蓄電装置３４に電力が供給されていることが検出される。また、この制御装置３５には、各操作レバー２７の操作信号が取り込まれるようになっており、インバータ３０〜３３による出力制御が行われ、下部走行体３の走行駆動、旋回装置４による上部旋回体５の旋回駆動、作業手段８の駆動がなされる。そこで、制御装置３５においては、ケーブル接続中検出信号が入力されていないときには、当然、前述した可動各部の駆動には制限を加えない。しかしながら、ケーブル接続中検出信号が制御装置３５に入力されると、可動各部のうちの一部の駆動を禁止し、また他の一部の駆動に対して制限を加える。 When the plug 39 is connected to the connector 40, the switch 42 constituting the detection means is turned on, and this signal, that is, the cable connection detection signal is taken into the control device 35, so that power is supplied to the power storage device 34. Is detected. The control device 35 receives operation signals of the operation levers 27, performs output control by the inverters 30 to 33, travels the lower traveling body 3, and turns the upper portion by the turning device 4. The body 5 is turned and the working means 8 is driven. Therefore, in the control device 35, when the detection signal during cable connection is not input, naturally, the driving of the movable parts described above is not limited. However, when the cable connection detection signal is input to the control device 35, some of the movable parts are prohibited from being driven, and other parts of the drive are restricted.

まず、油圧ショベル１における土砂の掘削作業を禁止する。ここで、土砂の掘削作業はブーム９，アーム１０及びバケット１１からなる作業手段８を駆動することにより行われるが、掘削した土砂は、ダンプトラックに積載する等、場所を移す必要がある。従って、走行も行うこともあるが、旋回動作は必須のものとなる。上部旋回体５の旋回を可能とした場合には、この上部旋回体５に接続されている電力ケーブル３８に必ず引っ張り力が作用することになり、コネクタ４０から離脱することになる。従って、ケーブル接続中は旋回動作を行わせないようにする。即ち、制御装置３５にケーブル接続中検出信号が入力されている間は、旋回操作用の操作レバー２７を操作しても、そのアクチュエータであるモータ２１に電源が供給されることはなく、従って旋回動作が行われない。 First, excavation work of earth and sand in the hydraulic excavator 1 is prohibited. Here, the earth and sand excavation work is performed by driving the working means 8 including the boom 9, the arm 10 and the bucket 11. However, the excavated earth and sand needs to be moved to another place such as being loaded on a dump truck. Accordingly, although the vehicle may travel, the turning operation is essential. When the upper swing body 5 can be turned, a pulling force is always applied to the power cable 38 connected to the upper swing body 5, and the upper swing body 5 is detached from the connector 40. Therefore, the turning operation is not performed while the cable is connected. That is, while the cable connection detection signal is being input to the control device 35, even if the operation lever 27 for turning operation is operated, power is not supplied to the motor 21, which is the actuator, and accordingly turning. No action is taken.

作業手段８の姿勢が不安定な状態となっていることがあり、油圧ショベル１全体若しくは作業手段８が作業現場に往来する他の車両等と接触するおそれがある場合も、緊急回避動作として、油圧ショベル１を動かす必要がある。下部走行体３による走行と、作業手段８の動作を許容すれば、緊急回避動作を実行することができるものであり、上部旋回体５の旋回動作はこの緊急回避動作に必須のものではない。従って、ケーブル接続中検出信号が出力されていても、操作レバー２７の操作によりモータ２０Ｒ，２０Ｌ及び油圧ポンプ２５を駆動するモータ２６に電源が供給され、下部走行体３のクローラ式走行手段２による走行駆動と、作業手段８の駆動は可能とする。 When the posture of the working means 8 may be in an unstable state, and there is a possibility that the entire hydraulic excavator 1 or the working means 8 may come into contact with other vehicles that come and go to the work site, It is necessary to move the excavator 1. If the traveling by the lower traveling body 3 and the operation of the working means 8 are allowed, the emergency avoiding operation can be executed, and the turning operation of the upper revolving body 5 is not essential for the emergency avoiding operation. Therefore, even if the cable connection detection signal is output, power is supplied to the motors 26 driving the motors 20R and 20L and the hydraulic pump 25 by operating the operation lever 27, and the crawler type traveling means 2 of the lower traveling body 3 is used. Driving and driving of the working means 8 are possible.

ただし、下部走行体３による走行は、その方向によっては履帯１４で電力ケーブル３８を踏み付けて損傷させる可能性があり、また走行する距離によっては電力ケーブル３８がコネクタ４０から離脱するおそれもある。従って、下部走行体３による走行には制限を設ける。この制限は一応駆動を禁止しておき、特別の操作を行うことによって、制限を解除するようにしても良いが、緊急回避動作という性質上、油圧ショベル１全体を僅かに移動させれば良いのであり、動き量も少なくて良いことから、走行は低速乃至微速であっても、さほど大きな支障を来たすものではない。従って、下部走行体３による走行は、速度を低下させるようにした上で、つまり速度制限を行った上でその駆動を可能とする。 However, the traveling by the lower traveling body 3 may cause the power cable 38 to be stepped on and damaged by the crawler belt 14 depending on the direction, and the power cable 38 may be detached from the connector 40 depending on the traveling distance. Accordingly, there is a restriction on traveling by the lower traveling body 3. This restriction may be temporarily prohibited, and the restriction may be released by performing a special operation. However, because of the nature of the emergency avoidance operation, the entire excavator 1 may be moved slightly. In addition, since the amount of movement may be small, even if the traveling is low speed to very low speed, it does not cause much trouble. Therefore, the traveling by the lower traveling body 3 can be driven after the speed is reduced, that is, after the speed is limited.

そして、オペレータがケーブル接続中であることを自覚しておれば、走行方向及び走行距離を限定するように操作することになる。従って、運転室６内に切換スイッチ２８を設けて、この切換スイッチ２８をＯＮの状態となるように操作したときには、前述した速度制限を解除して、通常の速度で走行できるようにする。これにより迅速な緊急回避動作が可能となる。しかも、切換スイッチ２８を操作したということは、オペレータがケーブル接続中であることを認識しているのであるから、慎重な走行駆動を行うようになり、電力ケーブル３８を離脱させたり、履帯１４で踏み付けたりすることはない。 Then, if the operator is aware that the cable is being connected, the operation is performed so as to limit the traveling direction and the traveling distance. Therefore, when the changeover switch 28 is provided in the cab 6 and the changeover switch 28 is operated to be in the ON state, the speed limit described above is canceled so that the vehicle can run at a normal speed. This enables a quick emergency avoidance operation. In addition, the fact that the switch 28 has been operated means that the operator recognizes that the cable is being connected, so that the vehicle is carefully driven, and the power cable 38 is disconnected or the crawler belt 14 is used. There is no trampling.

上部旋回体５に設けた作業手段８は、これを動作させたとしても、電力ケーブル３８と接触するおそれは殆どない。図１から明らかなように、作業手段８は上部旋回体５から大きく突出している。図１の姿勢状態では、作業手段８は上方に向けて折り畳んだ状態となっているが、油圧ショベル１が停止する際に、必ずしもこの姿勢状態とする訳ではなく、様々な姿勢とする可能性がある。従って、緊急回避動作を行うに当って、作業手段８のブーム９，アーム１０，バケット１１を動かして、他の車両等と接触しないように姿勢を変更する必要がある。また、緊急回避動作を行うために、下部走行体３による走行駆動を行ったときに、他の物体との衝突を避け、また姿勢のバランスを取るために、この作業手段８の駆動には制限を設けない。そして、既に説明したように、旋回を禁止しておけば、作業手段８を動作させたとしても、土砂の掘削等といった作業を行うことはできない。従って、ケーブル接続中に作業を実行してしまうという事態が生じることはない。 Even if the working means 8 provided in the upper swing body 5 is operated, there is almost no possibility of contacting with the power cable 38. As is clear from FIG. 1, the working means 8 protrudes greatly from the upper swing body 5. In the posture state of FIG. 1, the working means 8 is folded upward. However, when the excavator 1 stops, it is not necessarily in this posture state, and may have various postures. There is. Therefore, when performing the emergency avoidance operation, it is necessary to move the boom 9, the arm 10, and the bucket 11 of the working means 8 to change the posture so as not to come into contact with other vehicles or the like. In addition, in order to perform an emergency avoidance operation, when the traveling drive by the lower traveling body 3 is performed, in order to avoid collision with other objects and to balance the posture, the driving of the working means 8 is limited. Is not provided. And as already explained, if turning is prohibited, work such as excavation of earth and sand cannot be performed even if the working means 8 is operated. Therefore, a situation where the work is performed while the cable is connected does not occur.

従って、制御装置３５においては、図３に示したフローチャートに基づいた制御がなされる。即ち、スタータキーが入ると、常時外部電源３７の電力ケーブル３８に設けたプラグ３９がコネクタ４０に接続されたか否かの判断がなされ（ステップ１）、プラグ３９が接続されていない場合には、駆動各部は制限なく、通常動作がなされる（ステップ２）。これに対して、プラグ３９が接続されていることが検出されると、つまりケーブル接続中検出信号が出力されると、切換スイッチ２８がＯＮされているか否かが判定される（ステップ３）。この判定の結果、切換スイッチ２８がＯＮの状態になっていない場合には、旋回動作が禁止され、また走行動作は速度制限を受ける（ステップ４）。一方、切換スイッチ２８がＯＮされていることが検出されると、旋回動作だけが禁止されて、走行動作は制限のない可動状態となる（ステップ５）。なお、ステップ４では旋回と走行とを禁止し、ステップ５では旋回は禁止で、走行は速度を制限するように設定することもできる。 Therefore, the control device 35 performs control based on the flowchart shown in FIG. That is, when the starter key is turned on, it is always determined whether or not the plug 39 provided on the power cable 38 of the external power source 37 is connected to the connector 40 (step 1). If the plug 39 is not connected, Each drive unit is normally operated without limitation (step 2). On the other hand, when it is detected that the plug 39 is connected, that is, when a cable connection detection signal is output, it is determined whether or not the changeover switch 28 is turned on (step 3). If the result of this determination is that the changeover switch 28 is not in the ON state, the turning operation is prohibited and the traveling operation is speed limited (step 4). On the other hand, when it is detected that the changeover switch 28 is turned on, only the turning operation is prohibited, and the traveling operation becomes an unrestricted movable state (step 5). In step 4, turning and running are prohibited, turning is prohibited in step 5, and traveling can be set to limit the speed.

作業機械の一例として油圧ショベルを示すものであり、油圧ショベルに電力供給を行っている状態の外観図である。FIG. 1 shows a hydraulic excavator as an example of a work machine, and is an external view of a state where electric power is supplied to the hydraulic excavator. 油圧ショベルの駆動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive device of a hydraulic shovel. 制御装置の制御手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control procedure of a control apparatus.

Explanation of symbols

１油圧ショベル
２クローラ式走行手段
８作業手段
２０Ｒ，２０Ｌ，２１，２６電動モータ
２７操作レバー
２８切換スイッチ
３０〜３３インバータ
３４蓄電装置
３５制御装置
３６整流器
３７外部電源
３８電力ケーブル
３９プラグ
４０コネクタ
４１電源切換部
４２スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 2 Crawler type traveling means 8 Working means 20R, 20L, 21, 26 Electric motor 27 Operation lever 28 Changeover switch 30-33 Inverter 34 Power storage device 35 Control device 36 Rectifier 37 External power supply 38 Power cable 39 Plug 40 Connector 41 Power supply Switch 42 switch

Claims

An upper swing body is provided on the lower traveling body via a swinging means, and working means is attached to the upper swing body, and a plurality of drive means including the swinging means among the traveling means, the swinging means, and the working means of the lower traveling body. And a power storage device for supplying electric power to the electric drive means, and a connector to which a power cable from an external power source is connected to the work machine, and the electric power is stored from the external power source. In a working machine that is capable of operating the drive means while supplying to the apparatus,
Detecting means for detecting that the power cable is connected to the connector;
Control means for prohibiting or limiting the operation of at least one of the electric drive means when the detection means detects that the power cable is connected to the connector ;
When the detecting means detects that the power cable is connected to the connector, the restriction means enables the lower traveling body to travel, but restricts the traveling speed to a low speed or a fine speed. A working machine characterized by that .

The work machine according to claim 1, wherein the restriction of the traveling means by the restriction means is configured to be released by a switch after the restriction is performed.

2. The work machine according to claim 1, wherein the control unit prohibits driving of the turning unit when the detection unit detects that the power cable is connected to the connector. 3. .

The work machine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the work means can be driven even when power is supplied from the external power source by the control means.