JP5189040B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

従来、エンジンの駆動により発電を行い、発電された電力を蓄電装置に蓄電し、その蓄電された電力によりエンジンの駆動を補助し或いは電動モータを駆動する所謂ハイブリッド型建設機械が提案されている。このような建設機械に用いられる蓄電装置として、例えば、特許文献１に記載された蓄電装置が知られている。この蓄電装置は、複数の蓄電セルにより構成されるモジュール、モジュールを覆うカバー、モジュールに接続される配線を収容する配線ボックス、配線ボックスに収容された配線に外部配線を取り付けるための取付部材等を備えている。

特開２００８−１８７０４７号公報

しかしながら、上記特許文献１記載された蓄電装置では、セルの集合体であるモジュールはカバーにより覆われているものの、当該カバーの外部に配置される配線ボックスや取付部材において、降雨による雨水や洗車による高圧洗浄水の浸入、及び気温の変化による水分の結露についての対策は明らかにされていなかった。そのため、降雨や洗浄、及び結露等によって、蓄電装置と外部配線とを導通させた電力の入出力部において水分が滞留する場合があり、これに起因して短絡による故障や感電のおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、蓄電手段の電力の入出力部において短絡を防止できる建設機械を提供することにある。

本発明の建設機械は、エンジンと、エンジンの駆動により発電を行う発電手段と、発電手段により発電された電力を蓄電する蓄電手段と、蓄電手段からの電力により駆動する電動駆動手段とを備えた建設機械において、蓄電手段は、蓄電及び駆動において電力を入出力するための正側端子及び負側端子が各々設けられた端子台と、端子台において下方から上方に向けて挿入されて螺合状態とされることにより、正側端子に正側配線を、負側端子に負側配線を各々電気的に結合させるネジと、を備え、端子台には、正側のネジと負側のネジとの間に隔壁が形成されていることを特徴としている。

本発明の建設機械によれば、蓄電手段の電力の入出力部である端子台において、下方から上方に向けてネジが挿入されて螺合状態とされることにより、正側端子に正側配線が、負側端子に負側配線が各々電気的に結合される。このように端子と配線とを結合するためのネジが下方から上方に向けて配置されることにより、端子台において結露等により水分が生じた場合であっても、その水分は自ずと下方に落下し、ネジには付着・滞留しないため、短絡を防止できる。さらに、正側のネジと負側のネジとの間に形成された隔壁により正側端子と負側端子とが確実に離隔されるため、水分等による短絡や作業時の工具による短絡を防止できる。

また、本発明の建設機械において、蓄電手段は、端子台を覆う端子台カバーを備え、端子台カバーには、その下面にメンテナンス用の開口部が形成され、開口部を開閉可能に覆うメンテナンス用カバーが取り付けられていることが好ましい。このような構成によれば、端子台カバーの下面にメンテナンス用の開口部が形成されるため、メンテナンス用カバーを取り外すことにより開口部を通して端子と配線とを結合するネジが露出し、下方からのメンテナンスが可能とされ、容易にメンテナンスができメンテナンス性の向上が図られる。さらに、メンテナンス時以外においては、メンテナンス用カバーを装着することにより水分や粉塵の下方からの進入が防止され端子台の保護が図られる。

また、本発明の建設機械において、蓄電手段のキャパシタ又はバッテリを有する本体部と端子台カバーとの間にはパッキンが設けられていることが好ましい。このような構成によれば、蓄電手段の本体部の外側に配置される端子台を、水分や粉塵から好適に保護することができる。

また、本発明の建設機械において、端子台カバー内には、蓄電手段における電力の入出力を切断可能とするリレーが配置されていることが好ましい。このような構成によれば、キーオフ時に当該リレーにより電力の入出力が切断可能とされるため、安全性が高められると共に、端子台カバー内にリレーが配置されることによりリレーの保護が図られる。

また、本発明の建設機械において、端子台は、ヒューズを取り付けるためのヒューズ配置部を有し、ヒューズはヒューズ配置部に対して下側からネジ止めされていることが好ましい。このような構成によれば、端子台カバーの下面に形成された開口部を通じて下方からヒューズにアクセス可能となる。よって、ネジの取り付け、取り外しによりヒューズを容易に着脱できる。

さらにまた、本発明の建設機械において、端子台は車両に搭載され、蓄電手段のキャパシタ又はバッテリを有する本体部に対して車両後方側に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、車両前方から衝撃が加わる場合であっても端子台を好適に保護することができる。

本発明の建設機械によれば、蓄電手段の電力の入出力部において短絡を防止できる。

本発明の一実施形態に係る建設機械の外観を示す斜視図である。 図１に示す建設機械の電気系統や油圧系統等の内部構成を示すブロック図である。 図２中の蓄電手段の内部構成を示す回路図である。 図１中の旋回体のハウス部を示す斜視図である。 ハウス部内に蓄電手段のキャパシタボックスを設置した状態を示す断面図である。 キャパシタボックスの内部構成を示す回路図である。 図４中のハウス部の右前部を示す側面図である。 キャパシタボックスを背面側から見た斜視図である。 ジャンクションボックスの端子台を示す斜視図である。 図８のＸ−Ｘ線断面図である。 端子台を底面側から見た斜視図である。 ジャンクションボックスを底面側から見た図である。 さらに他の実施形態に係る建設機械の電気系統や油圧系統等の内部構成を示すブロック図である。

以下、本発明による建設機械の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る建設機械の外観を示す斜視図である。この実施形態の建設機械は、所謂ハイブリッド型建設機械であり、その一例としてのリフティングマグネット車両を示すものである。

図１に示すように、リフティングマグネット車両１は、無限軌道を含む走行機構２と、走行機構２の上部に旋回機構３を介して回動自在に搭載された旋回体４とを備えている。旋回体４には、ブーム５と、ブーム５の先端にリンク接続されたアーム６と、アーム６の先端にリンク接続されたリフティングマグネット７とが取り付けられている。このリフティングマグネット７は、鋼材などの吊荷Ｇを磁力により吸着して捕獲するための設備である。ブーム５、アーム６及びリフティングマグネット７は、各々ブームシリンダ８、アームシリンダ９及びバケットシリンダ１０によって油圧駆動される。

また、旋回体４には、リフティングマグネット７の位置や励磁動作及び釈放動作を操作する操作者を収容するための運転室４ａや、油圧を発生するための動力源であるエンジン１１（図２参照）といった動力源等を収容したハウス部４ｂが設けられている。エンジン１１は、例えばディーゼルエンジンで構成される。

図２は、図１に示す建設機械の電気系統や油圧系統等の内部構成を示すブロック図であり、構成は所謂パラレル方式と称されるものである。なお、図２では、機械的に動力を伝達する系統を二重線で、油圧系統を太い実線で、操縦系統を破線で、電気系統を細い実線でそれぞれ示している。また、図３は、図２中の蓄電手段１２０の内部構成を示す図である。

図２に示すように、リフティングマグネット車両１は電動発電機（発電手段）１２及び変速機１３を備えており、エンジン１１及び電動発電機１２の回転軸は、共に変速機１３の入力軸に接続されることにより互いに連結されている。エンジン１１の負荷が大きいときには、電動発電機１２がこのエンジン１１を作業要素として駆動することによりエンジン１１の駆動力を補助（アシスト）し、電動発電機１２の駆動力が変速機１３の出力軸を経てメインポンプ１４に伝達される。一方、エンジン１１の負荷が小さいときには、エンジン１１の駆動力が変速機１３を経て電動発電機１２に伝達されることにより、電動発電機１２が発電を行う。

電動発電機１２は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ（Interior Permanent Magnetic）モータによって構成される。電動発電機１２の駆動と発電との切り替えは、リフティングマグネット車両１における電気系統の駆動制御を行うコントローラ３０により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。

変速機１３の出力軸にはメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されており、メインポンプ１４には高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続されている。コントロールバルブ１７は、リフティングマグネット車両１における油圧系の制御を行う装置である。このコントロールバルブ１７には、図１に示した走行機構２を駆動するための左右の油圧モータ２ａ，２ｂの他、ブームシリンダ８、アームシリンダ９及びバケットシリンダ１０が高圧油圧ラインを介して接続されており、コントロールバルブ１７は、これらに供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御する。

電動発電機１２の電気的な端子には、インバータ回路１８Ａの出力端が接続されている。インバータ回路１８Ａの入力端には、蓄電手段１２０が接続されている。蓄電手段１２０は、図３に示すように、直流母線であるＤＣバス１１０、昇降圧コンバータ１００及びキャパシタ１９を備えている。すなわち、インバータ回路１８Ａの入力端は、ＤＣバス１１０を介して昇降圧コンバータ１００の入力端に接続されている。昇降圧コンバータ１００の出力端には、キャパシタ１９が接続されている。キャパシタ１９は、ここでは、多数のセルを有する構成とされている。なお、キャパシタに代えてバッテリを用いることもできる。

図２に戻って、インバータ回路１８Ａは、コントローラ３０からの指令に基づき、電動発電機１２の運転制御を行う。すなわち、インバータ回路１８Ａが電動発電機１２を電動（アシスト）運転させる際には、必要な電力をキャパシタ１９と昇降圧コンバータ１００からＤＣバス１１０を介して電動発電機１２に供給する。また、電動発電機１２を発電運転させる際には、電動発電機１２により発電された電力をＤＣバス１１０及び昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に充電する。なお、昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧値、キャパシタ電圧値及びキャパシタ電流値に基づき、コントローラ３０によって行われる。これにより、ＤＣバス１１０を、予め定められた一定電圧値に蓄電された状態に維持することができる。

また、蓄電手段１２０のＤＣバス１１０には、インバータ回路２０Ｂを介して図１に示したリフティングマグネット７が接続されている。リフティングマグネット７は、金属物を磁気的に吸着させるための磁力を発生する電磁石を含んでおり、インバータ回路２０Ｂを介してＤＣバス１１０から電力が供給される。インバータ回路２０Ｂは、コントローラ３０からの指令に基づき、電磁石をオンにする際には、リフティングマグネット７へ要求された電力をＤＣバス１１０より供給する。また、電磁石をオフにする場合には、回生された電力をＤＣバス１１０に供給する。

さらに、蓄電手段１２０には、インバータ回路２０Ａが接続されている。インバータ回路２０Ａの一端には作業用電動機としての旋回用電動機（交流電動機；電動駆動手段）２１が接続されており、インバータ回路２０Ａの他端は蓄電手段１２０のＤＣバス１１０に接続されている。旋回用電動機２１は、旋回体４を旋回させる図１に示した旋回機構３の動力源である。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３及び旋回減速機２４が接続される。

旋回用電動機２１が力行運転を行う際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力が旋回減速機２４にて増幅され、旋回体４が加減速制御され回転運動を行う。また、旋回体４の慣性回転により、旋回減速機２４にて回転数が増加されて旋回用電動機２１に伝達され、回生電力を発生させる。旋回用電動機２１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号によりインバータ回路２０Ａによって交流駆動される。旋回用電動機２１としては、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータが好適である。

レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、旋回用電動機２１と機械的に連結することで回転軸２１Ａの回転角度及び回転方向を検出する。レゾルバ２２が回転軸２１Ａの回転角度を検出することにより、旋回機構３の回転角度及び回転方向が導出される。メカニカルブレーキ２３は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、コントローラ３０からの指令によって、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させる。旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転速度を減速して旋回機構３に機械的に伝達する減速機である。

なお、ＤＣバス１１０には、インバータ回路１８Ａ，２０Ａ，２０Ｂを介して、電動発電機１２、旋回用電動機２１及びリフティングマグネット７が接続されているため、電動発電機１２で発電された電力がリフティングマグネット７又は旋回用電動機２１に直接的に供給される場合もあり、リフティングマグネット７で回生された電力が電動発電機１２又は旋回用電動機２１に供給される場合もあり、さらに、旋回用電動機２１で回生された電力が電動発電機１２又はリフティングマグネット７に供給される場合もある。

パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続されている。操作装置２６は、旋回用電動機２１、走行機構２、ブーム５、アーム６及びリフティングマグネット７を操作するための操作装置であり、操作者によって操作される。操作装置２６には、油圧ライン２７を介してコントロールバルブ１７が接続され、また、油圧ライン２８を介して圧力センサ２９が接続される。操作装置２６は、パイロットライン２５を通じて供給される油圧（１次側の油圧）を操作者の操作量に応じた油圧（２次側の油圧）に変換して出力する。操作装置２６から出力される２次側の油圧は、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７に供給されると共に、圧力センサ２９によって検出される。

圧力センサ２９は、操作装置２６に対して旋回機構３を旋回させるための操作が入力されると、この操作量を油圧ライン２８内の油圧の変化として検出する。圧力センサ２９は、油圧ライン２８内の油圧を表す電気信号を出力する。この電気信号は、コントローラ３０に入力され、旋回用電動機２１の駆動制御に用いられる。

コントローラ３０は、本実施形態における制御回路を構成する。コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置によって構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。また、コントローラ３０の電源は、キャパシタ１９とは別のバッテリ（例えば２４Ｖ車載バッテリ）である。コントローラ３０は、圧力センサ２９から入力される信号のうち、旋回機構３を旋回させるための操作量を表す信号を速度指令に変換し、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。また、コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（アシスト運転及び発電運転の切り替え）、リフティングマグネット７の駆動制御（励磁と消磁の切り替え）、並びに、昇降圧コンバータ１００を駆動制御することによるキャパシタ１９の充放電制御を行う。

ここで、本実施形態における昇降圧コンバータ１００について詳細に説明する。図３に示すように、昇降圧コンバータ１００は、昇降圧型のスイッチング制御方式を備えており、リアクトル１０１、トランジスタ１００Ｂ，１００Ｃを有する。トランジスタ１００Ｂは昇圧用のスイッチング素子であり、トランジスタ１００Ｃは降圧用のスイッチング素子である。トランジスタ１００Ｂ，１００Ｃは、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）によって構成され、互いに直列に接続されている。

具体的には、トランジスタ１００Ｂのコレクタとトランジスタ１００Ｃのエミッタとが相互に接続され、トランジスタ１００Ｂのエミッタはキャパシタ１９の負側端子およびＤＣバス１１０の負側配線に接続され、トランジスタ１００ＣのコレクタはＤＣバス１１０の正側配線に接続されている。そして、リアクトル１０１は、その一端がトランジスタ１００Ｂのコレクタ及びトランジスタ１００Ｃのエミッタに接続されると共に、他端がキャパシタ１９の正側端子に接続されている。トランジスタ１００Ｂ，１００Ｃのゲートには、コントローラ３０からＰＷＭ電圧が印加される。

なお、トランジスタ１００Ｂのコレクタとエミッタとの間には、整流素子であるダイオード１００ｂが逆方向に並列接続されている。同様に、トランジスタ１００Ｃのコレクタとエミッタとの間には、ダイオード１００ｃが逆方向に並列接続されている。トランジスタ１００Ｃのコレクタとトランジスタ１００Ｂのエミッタとの間（すなわち、ＤＣバス１１０の正側配線と負側配線との間）には、ＤＣバス１１０において平滑用のコンデンサ１１０ａが接続される。コンデンサ１１０ａは、昇降圧コンバータ１００からの出力電圧、電動発電機１２からの発電電圧や旋回用電動機２１からの回生電圧を平滑化する。

このような構成を備える昇降圧コンバータ１００において、直流電力をキャパシタ１９からＤＣバス１１０へ供給する際には、コントローラ３０からの指令によってトランジスタ１００ＢのゲートにＰＷＭ電圧が印加される。そして、トランジスタ１００Ｂのオン／オフに伴ってリアクトル１０１に発生する誘導起電力がダイオード１００ｃを介して伝達され、この電力がコンデンサ１１０ａにより平滑化される。また、直流電力をＤＣバス１１０からキャパシタ１９へ供給する際には、コントローラ３０からの指令によってトランジスタ１００ＣのゲートにＰＷＭ電圧が印加されると共に、トランジスタ１００Ｃから出力される電流がリアクトル１０１により平滑化される。

続いて、旋回体４について説明する。図４は、旋回体４のハウス部４ｂを示す斜視図である。以下、ハウス部４ｂの構成の説明においては、特に断らない限り、前後左右はリフティングマグネット車両１を基準としている。図４に示すように、ハウス部４ｂは、平面視において略コの字状を成すように構成され、コの字を構成する開放部が前方を向くように配置されている。ここで、ハウス部４ｂにおいて、車両における右前部分（図４の図示左手前部分）を右前部Ｒｆ、右後ろ部分（図４の図示左奥部分）を右後部Ｒｒ、左前部分（図４の図示右手前部分）を左前部Ｌｆ、左後ろ部分（図４の図示右奥部分）を左後部Ｌｒ、及び右前部Ｒｆと左前部Ｌｆとの間の部分を中央部Ｃと呼ぶ。

このようなハウス部４ｂの左前部Ｌｆに対応して、図１に示す運転室４ａが設けられ、中央部Ｃには、図１に示すブーム５の基端が上下動可能に取り付けられる。そして、ハウス部４ｂを有する旋回体４は、中央部Ｃの下部に設けられた旋回用電動機２１（図２参照）により上下方向の軸心回りに回転し、すなわち、旋回方向Ｄに沿って左右に旋回する。右前部Ｒｆには、メンテナンス作業用のステップ３１及び手摺り３２が設けられている。

右前部Ｒｆ内には、図２に示した蓄電手段１２０、インバータ回路１８Ａ，２０Ａ，２０Ｂ、及びコントローラ３０が設置されている。右前部Ｒｆの左右面下部には各々開口部が形成されており、右面の開口部３４（図５参照）と左面の開口部３３との間には、蓄電手段１２０のキャパシタ１９が設置されている。すなわち、左右面の開口部３４，３３は、キャパシタ１９を冷却するための空気を左右方向に通す通気口として形成されている。

図５は、右前部Ｒｆの下部に設置されたキャパシタ１９等を前方から見た断面図である。図５には、ハウス部４ｂの底部を形成する骨格部材である底部フレームＢａと、底部フレームＢａの周縁（図５では左側）において立設された外周フレームＢｂと、から構成されるベースフレームＢが示されている。

図５に示すように、右前部Ｒｆにおいて、右面の開口部３４及び左面の開口部３３の内側には、ルーバー３６，３５が各々設けられている。そして、ルーバー３５，３６の間には、キャパシタ１９を含むキャパシタボックス８０が、台座１５５及び防振ゴム１５６を介して底部フレームＢａ上に設置されている。キャパシタ１９は、上段及び下段に各々多数のセル４１を並設し纏めたもので、上段のセル４１の集合体により上段モジュール４５が、下段のセル４１の集合体により下段モジュール４５が各々構成され、これらのモジュール４５，４５を、左右方向に通気可能に外枠で囲い補強したものがキャパシタボックス８０である。

キャパシタボックス８０の右側（図５では左側）には、吸気ダクト４０が接続されると共に、吸気ダクト４０内の上流側の端部には、ルーバー３６に対向してルーバー３８が設けられている。また、キャパシタボックス８０の左側（図５では右側）端部には、上下段のセル４１，４１のそれぞれに対応して、冷却風を図示左から右へと流すためのファン４３，４３が設けられ、さらに左側（図５では右側）には、排気ダクト３９が接続されると共に、排気ダクト３９内の下流側の端部には、ルーバー３５に対向してルーバー３７が設けられている。

吸気側のルーバー３６は、図示左から右へと流れる冷却風の流れ方向に対して下方に傾斜し、これより下流の吸気ダクト４０内のルーバー３８は、ルーバー３６とは反対に上方に傾斜している。さらに、排気ダクト３９内のルーバー３７は、冷却風の流れ方向に対して下方に傾斜し、これより下流の排気側のルーバー３５は、ルーバー３７とは反対に上方に傾斜している。このようなルーバーの構成により、キャパシタボックス８０内に対する防水が図られている。

また、上記のように、キャパシタボックス８０は底部フレームＢａ上に設置されているため、その設置位置は、右面の開口部３４及び左面の開口部３３に対して低くなっている。このため、吸気ダクト４０及び排気ダクト３９は、上下非対称な形状をなしている。すなわち、吸気ダクト４０及び排気ダクト３９は、両側のルーバー３８，３７からキャパシタボックス８０に向かうにつれて、下方に広がる形状とされている。

さらに、吸気ダクト４０内には、上段モジュール４５と下段モジュール４５との間の上流側端部と、ルーバー３８の下流側端部とを連結し、吸気ダクト４０内を上下に仕切る仕切壁４４が設けられている。この仕切壁４４は、上下に並設されたルーバー３８に対して正対せずに下方にずれて配置された下段のモジュール４５に対しても、上段のモジュール４５と同量の冷却風を分配するためのものであり、上側の入口（ルーバー３８の出口）での流量より下側の入口での流量が大きくなるように、水平では無く冷却風の流れ方向に対して下方に傾斜する構成とされている。

なお、ここでは、キャパシタボックス８０、吸気ダクト４０、排気ダクト３９、開口部３４、開口部３３等は右前部Ｒｆに設置されることとしたが、左前部Ｌｆにおいて運転室４ａの下方に設置されていてもよい。

また、図４の左後部Ｌｒ内には、エンジン用ラジエタ、オイルクーラ、インタークーラ、燃料クーラ、ハイブリッドシステム用ラジエタ（ハイブリッド用ラジエタ）、運転室４ａのエアコンディショナ用熱交換器（エアコン用コンデンサ）、（いずれも図示せず）といった冷却器が設置されている。

さらに、左後部Ｌｒから右後部Ｒｒにかけて、すなわち天板を構成するエンジンフードＨの下方には、図２に示したエンジン１１、変速機１３、電動発電機１２、及びメインポンプ１４等が設置されている。エンジン１１にはファン（図示せず）が接続されており、エンジン１１の回転に伴いファンが回転することにより、左前部Ｌｆの左側面に設けられた通気口４６から左後部Ｌｒ内に向けて空気が流れ、左後部Ｌｒ内に設置された上記の各冷却器が冷却される。また、右後部Ｒｒ内には、上記の電動発電機１２及びメインポンプ１４を収容するポンプ室（図示せず）が形成されている。

中央部Ｃには、ブーム５を上下動可能に挟むようにして支持する枠体である所謂Ａフレーム４７、及びブームシリンダ８の基端が取り付けられる枠体であるブームシリンダフレーム４８が設けられている。Ａフレーム４７の後方近傍には、旋回用電動機２１（図２参照）が配置されている。

続いて、キャパシタボックス８０の電気的な構成について説明する。図６は、キャパシタボックス８０の内部構成を示す回路図である。キャパシタボックス８０は、セル４１の集合体から成る上段モジュール４５及び下段モジュール４５と、モジュール４５，４５の間に設けられた安全スイッチ５１と、モジュール４５，４５から成るキャパシタ１９で蓄電された電力を図３に示した昇降圧コンバータ１００との間で入出力するための部分であるジャンクションボックス５０と、を備えている。

ジャンクションボックス５０は、上段モジュール４５の正側端部に対して正側キャパシタケーブル６１（図８参照）により接続されキャパシタ１９の正側の端子となる正側端子５２と、上段モジュール４５と正側端子５２との間に直列に設けられた正側リレー５３及びヒューズ５４と、下段モジュール４５の負側端部に対して負側キャパシタケーブル６２（図８参照）により接続されキャパシタ１９の負側の端子となる負側端子５５と、下段モジュール４５と負側端子５５との間に設けられた負側リレー５６と、を備えている。

安全スイッチ５１は、メンテナンスの際にキャパシタ１９の回路を手動で遮断するためのスイッチである。ジャンクションボックス５０の正側リレー５３及び負側リレー５６は、操作者によるイグニッションキーのオンオフに連動してキャパシタ１９の回路を接続・遮断することによりキャパシタ１９における電力の入出力を切断可能とするものである。ヒューズ５４は、短絡等により所定の流量以上の電流がキャパシタ１９の回路を流れた場合に当該回路を切断するものである。

図７は、ハウス部４ｂの右前部Ｒｆを示す側面図である。図７に示すように、ベースフレームＢ上には、下から上に向けて、吸気ダクト４０及び排気ダクト３９が接続されたキャパシタボックス８０、インバータ回路１８Ａ，２０Ａ，２０Ｂ，昇降圧コンバータ１００、及びコントローラ３０が搭載されている。キャパシタボックス８０は、吸気ダクト４０及び排気ダクト３９と共に前部及び上部がステップ（階段）３１に覆われることにより、また、インバータ回路１８Ａ，２０Ａ，２０Ｂ，昇降圧コンバータ１００、及びコントローラ３０は、前部及び上部がステップを構成する前面板５８及びハウス部４ｂの天板５９に覆われることにより、前方や上方からの荷重・衝撃に対して保護されている。なお、右前部Ｒｆの右側面（図示手前側）には開閉可能なサイドパネルが設けられ（図７では開の状態）、このサイドパネルには、前述したように、右前部Ｒｆの右面の開口部３４やルーバー３６（ともに図５参照）が設けられている。

また、右前部Ｒｆ最下段に配置されたキャパシタボックス８０において、安全スイッチ５１は車両前方側（図７の右側）に、ジャンクションボックス５０は車両後方側（図７の左側）に設けられている。車両のメンテナンス時において、安全スイッチ５１は、上記サイドパネルを開くことにより右方からアクセス可能とされ、またジャンクションボックス５０は、右前部Ｒｆ下面に設けられたアンダーカバー（図示せず）を取り外すことにより下方からアクセス可能とされている。

図８は、キャパシタボックス８０を背面側すなわち車両後方側から見た斜視図である。図８には、キャパシタボックス８０の右側に接続された吸気ダクト４０及びルーバー３８と、キャパシタボックス８０の左側に接続された排気ダクト３９及びルーバー３７とが、キャパシタボックス８０と共に示されている。キャパシタボックス８０の本体部８２は、図５及び図６に示した上下段のモジュール４５，４５から構成されたキャパシタ１９を中空の略直方体形状を成す外枠８１により囲ったものである。ジャンクションボックス５０は、本体部８２の車両後方側（図示手前側）に配置され、図６に示した正側端子５２，負側端子５５等といった電力の入出力部を覆うジャンクションボックスカバー（端子台カバー）６０を備えている。

図９は、図８に示したジャンクションボックスカバー６０内に収容された端子台６７等を示す斜視図である。図９に示すように、ジャンクションボックスカバー６０内には、外枠８１の背面側に固定され、正側端子５２及び負側端子５５（いずれも図６参照）が設けられた端子台６７と、端子台６７の上部に取り付けられ、正側端子５２及び負側端子５５の各々に接続された正側リレー５３及び負側リレー５６とが収容されている。外枠８１に収容された上段モジュール４５（図５、図６参照）からの正側キャパシタケーブル６１及び下段モジュール４５（図５、図６参照）からの負側キャパシタケーブル６２は、正側リレー５３及び負側リレー５６に各々接続されている。

また、端子台６７には、昇降圧コンバータ１００のリアクトル１０１（図３参照）に接続された正側ケーブル６３及びＤＣバス１１０（図３参照）の負側配線である負側ケーブル６４が挿通され、その各々は、端子台６７の内部において正側端子５２及び負側端子５５に接続されている（詳しくは後述）。さらに、この正側の接続部と負側の接続部との間には、接続部同士の短絡を防止するための上部隔壁６８が形成されている。

また、図８及び図９に示すように、正側キャパシタケーブル６１及び負側キャパシタケーブル６２のジャンクションボックスカバー６０における挿通部には、ジャンクションボックスカバー６０内への雨水や高圧洗浄水の浸入を防ぐための防水コネクタ６６が設けられている。

図１０は、図８のＸ−Ｘ線断面図である。図１０には、負側端子５５と負側ケーブル６４との結合状態が示されている。ここで、端子台６７に設けられた負側端子としてのバスバー５５には、端子結合ネジ７４が挿通可能な挿通部５５ａが形成されている。また、端子台６７の挿通部５５ａに対応する部分にも、端子結合ネジ７４が挿通可能な挿通部が形成されている。負側ケーブル６４の先端に設けられたケーブル端子７３は、端子結合ネジ７４が挿通可能な挿通部を有する丸型の端子とされている。そして、ケーブル端子７３の挿通部を端子台６７の挿通部に重ねた状態にて、下方から上方に向けて端子結合ネジ７４が挿入され、バスバー５５の挿通部５５ａを通した雄ネジ部をバスバー５５上に予め設けられた雌ネジ部５７に螺合することにより、バスバー５５と負側ケーブル６４とが電気的に結合される。

図１１は、端子台６７を底面側から見た斜視図、図１２は、ジャンクションボックス５０を底面側から見た図である。図１１に示すように、正側ケーブル６３においても、上述した負側ケーブル６４の結合と同様に、端子結合ネジ７２が下方から上方に向けて挿入され、雌ネジ部と螺合することにより、正側端子５２である正側のバスバー（図示せず）と正側ケーブル６３とが電気的に結合される。

また、端子台６７には、正側の端子結合ネジ７２と負側の端子結合ネジ７４とを離隔すべく、ケーブル端子７１，７３を左右両側から各々囲むよう下方に向かって突出する正側隔壁７８と負側隔壁７９とが形成されている。

端子台６７の下部には、正側隔壁７８の右側方においてヒューズ配置部７５が設けられており、ヒューズ配置部７５の下側にはヒューズ５４が取り付けられている。このヒューズ５４は、２本のヒューズ取付ネジ７７が下方から上方に向けて挿入され、上記端子結合ネジ７２，７４の場合と同様に、下側からネジ止めされることによりヒューズ配置部７５に対して取り付けられている。

図１０に戻って、ジャンクションボックス５０内の防水を図るため、ジャンクションボックスカバー６０と本体部８２の外枠８１との間には、ジャンクションボックスカバー６０の外枠８１に対する接合面の全周囲においてパッキン７６が設けられている。また、負側ケーブル６４のジャンクションボックスカバー６０に挿通される部分にも、その周囲に防水用のＯリング７０が設けられている。これと同様に、正側ケーブル６３のジャンクションボックスカバー６０に挿通される部分にも、Ｏリング（図示せず）が設けられている。

さらに、図１０及び図１２に示すように、ジャンクションボックスカバー６０の下面には、端子結合ネジ７２，７４に対応する下方位置に、メンテナンス用の開口部８４，８４が形成されており、開口部８４，８４を下方から開閉可能に覆うメンテナンス用カバー８５が取り付けられている。ジャンクションボックスカバー６０とメンテナンス用カバー８５との間には、防水のためのパッキン８６が設けられている。

図１２に示すように、ジャンクションボックスカバー６０の下面には、開口部８４，８４の右側方においてヒューズ５４に対応する下方位置に開口部８８が形成されており、開口部８８を下方から開閉可能に覆うメンテナンス用カバー８９が取り付けられている。ジャンクションボックスカバー６０とメンテナンス用カバー８９との間には、防水のためのパッキン（図示せず）が設けられている。

以上説明した本実施形態のリフティングマグネット車両１によれば、蓄電手段１２０のキャパシタ１９における電力の入出力部である端子台６７において、下方から上方に向けて端子結合ネジ７２，７４が挿入されて螺合状態とされることにより、正側端子５２に正側ケーブル６３が、負側端子５５に負側ケーブル６４が各々電気的に結合される。このように端子と配線とを結合するための端子結合ネジ７２，７４が下方から上方に向けて配置されることにより、端子台６７において結露等により水分が生じた場合であっても、その水分は自ずと下方に落下し、端子結合ネジ７２，７４には付着・滞留しないため、短絡を防止できる。

また、リフティングマグネット車両１によれば、ジャンクションボックスカバー６０の下面にメンテナンス用の開口部８４，８４が形成されるため、メンテナンス用カバー８５を取り外すことにより開口部８４，８４を通して端子と配線とを結合する端子結合ネジ７２，７４が露出し、下方からのメンテナンスが可能とされ、容易にメンテナンスができメンテナンス性の向上が図られる。さらに、メンテナンス時以外においては、メンテナンス用カバー８５を装着することにより水分や粉塵の下方からの進入が防止され端子台の保護が図られる。

また、本体部８２の外枠８１とジャンクションボックスカバー６０との間にはパッキン７６が設けられているため、本体部８２の外側に配置される端子台６７を、水分や粉塵から好適に保護することができる。

また、ジャンクションボックスカバー６０内には、キャパシタ１９における電力の入出力を切断可能とする正側リレー５３及び負側リレー５６が配置されているため、イグニッションキーのキーオフ時に当該リレー５３，５６により電力の入出力が切断可能とされ、安全性が高められると共に、ジャンクションボックスカバー６０内にリレー５３，５６が配置されることによりリレー５３，５６の保護が図られる。

また、端子台６７には、正側の端子結合ネジ７２と負側の端子結合ネジ７４との間に正側隔壁７８及び負側隔壁７９が形成されているため、隔壁７８，７９により正側端子５２と負側端子５５とが確実に離隔され、水分等による短絡や作業時の工具による短絡を防止できる。

また、端子台６７は、ヒューズ５４を取り付けるためのヒューズ配置部７５を有し、ヒューズ５４はヒューズ配置部７５に対して下側からネジ止めされているため、ジャンクションボックスカバー６０の下面に形成された開口部８８を通じて下方からヒューズ５４にアクセス可能となり、ネジの取り付け、取り外しによりヒューズを容易に着脱できる。

さらにまた、端子台６７はキャパシタ１９を有する本体部８２に対して車両後方側に配置されているため、車両前方から衝撃が加わる場合であっても端子台６７を好適に保護することができる。

図１３は、さらに他の実施形態に係る建設機械の電気系統や油圧系統等の内部構成を示すブロック図である。

図１３に示す構成は、所謂シリーズ方式と称されるもので、図２に示すパラレル方式の構成において、変速機１３とメインポンプ１４とを連結する構成に代えて、ポンプ用電動機１４０及びインバータ１８Ｄを別途設け、エンジン１１の全ての動力を一旦電気エネルギに変換して、各種の駆動要素を駆動するものである。

具体的には、インバータ１８Ｄは、蓄電手段１２０のＤＣバス１１０（図３参照）と電気的に接続されると共に、コントローラ３０により制御される。また、インバータ１８Ｄの出力端は、ポンプ用電動機１４０に接続されており、ポンプ用電動機１４０は、インバータ１８Ｄにより駆動制御される。また、ポンプ用電動機１４０においてメインポンプ１４により発電された電力は、回生エネルギとしてインバータ１８Ｄを経て蓄電手段１２０に供給される。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、特に好適であるとして、リフティングマグネットタイプのハイブリッド型建設機械に対する適用を述べているが、ショベルやホイルローダ、クレーン等の他の建設機械に対しても適用可能である。

１…リフティングマグネット車両（建設機械）、１１…エンジン、１２…電動発電機（発電手段）、１９…キャパシタ、２１…旋回用電動機（電動駆動手段）、５２…正側端子、５３…正側リレー、５４…ヒューズ、５５…負側端子、５６…負側リレー、６０…ジャンクションボックスカバー（端子台カバー）、６３…正側ケーブル（正側配線）、６４…負側ケーブル（負側配線）、６７…端子台、７２，７４…端子結合ネジ（ネジ）、７５…ヒューズ配置部、７６…パッキン、７７…ヒューズ取付ネジ、７８…正側隔壁（隔壁）、７９…負側隔壁（隔壁）、８２…本体部、８４，８８…開口部、８５，８９…メンテナンス用カバー、１２０…蓄電手段。

Claims (6)

1. エンジンと、前記エンジンの駆動により発電を行う発電手段と、前記発電手段により発電された電力を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力により駆動する電動駆動手段とを備えた建設機械において、
   前記蓄電手段は、蓄電及び駆動において電力を入出力するための正側端子及び負側端子が各々設けられた端子台と、
   前記端子台において下方から上方に向けて挿入されて螺合状態とされることにより、前記正側端子に正側配線を、前記負側端子に負側配線を各々電気的に結合させるネジと、を備え、
   前記端子台には、正側のネジと負側のネジとの間に隔壁が形成されていることを特徴とする建設機械。
2. 前記蓄電手段は、前記端子台を覆う端子台カバーを備え、
   前記端子台カバーには、その下面にメンテナンス用の開口部が形成され、前記開口部を開閉可能に覆うメンテナンス用カバーが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の建設機械。
3. 前記蓄電手段のキャパシタ又はバッテリを有する本体部と前記端子台カバーとの間にはパッキンが設けられていることを特徴とする請求項２記載の建設機械。
4. 前記端子台カバー内には、前記蓄電手段における電力の入出力を切断可能とするリレーが配置されていることを特徴とする請求項２又は３記載の建設機械。
5. 前記端子台は、ヒューズを取り付けるためのヒューズ配置部を有し、前記ヒューズは前記ヒューズ配置部に対して下側からネジ止めされていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の建設機械。
6. 前記端子台は車両に搭載され、前記蓄電手段のキャパシタ又はバッテリを有する本体部に対して車両後方側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の建設機械。

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