JP5824480B2 - Electric backhoe - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリからの電力を電動モータに供給して、該電動モータにより油圧ポンプを駆動して、走行や作業機の駆動を可能とする電動バックホーにおける、バッテリの配置構成に関する。 The present invention relates to an arrangement configuration of a battery in an electric backhoe that supplies electric power from a battery to an electric motor and drives a hydraulic pump by the electric motor to enable driving and driving of a work machine.
従来、電動モータにより油圧ポンプを駆動して、該油圧ポンプから圧送される作動油により走行装置や作業機を作動させる電動バックホーにおいて、前記電動モータに電力を供給するバッテリを旋回体の後部に配置した技術は公知となっている(特許文献1参照)。また、バッテリを左右のデッキ部に配置する構成も公知となっている(特許文献2参照)。 Conventionally, in an electric backhoe in which a hydraulic pump is driven by an electric motor, and a traveling device and a work machine are operated by hydraulic oil pumped from the hydraulic pump, a battery for supplying electric power to the electric motor is disposed at the rear of the revolving structure This technique is known (see Patent Document 1). In addition, a configuration in which the battery is disposed on the left and right deck portions is also known (see Patent Document 2).
しかし、従来の電動バックホーは旋回台上に余分な空間ができないように配置されていたので、増設用や予備用のバッテリを配置するためのスペースは設けられていなかった。よって、現状の作業時間よりも長く作業をしたい場合であっても、所定の時間が経過すると、充電しなければならず、作業を中断して効率の悪い作業となっていた。 However, since the conventional electric backhoe is arranged so that there is no extra space on the swivel, there is no space for arranging an additional battery or a spare battery. Therefore, even if it is desired to work longer than the current work time, after a predetermined time has elapsed, the battery must be charged, and the work is interrupted and the work becomes inefficient.
本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、バッテリを増設できる電動バックホーを提供する。 This invention is made | formed in view of the above situations, and provides the electric backhoe which can add a battery.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
請求項1においては、油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動する電動モータと、該電動モータに電力を供給するバッテリと、運転席とを旋回台フレームに備えるバックホーにおいて、前記バッテリは、主二次電池と補助二次電池からなり、前記旋回台フレームの後部に、前記油圧ポンプと電動モータとが配置され、前記旋回台フレームの側部に、前記補助二次電池が配置され、前記主二次電池および前記補助二次電池で一つの電源を構成し、前記電源から前記電動モータに電力を供給し、前記運転席の下方であって後方の電動モータやオイルタンクにより囲まれた前記旋回台フレーム上の中央部から後部の空間を埋めるように、前記主二次電池が配置されるものである。
According to
請求項2においては、前記補助二次電池は、前記旋回台フレームに着脱可能に構成されるものである。 According to a second aspect of the present invention, the auxiliary secondary battery is configured to be detachable from the swivel frame.
請求項3においては、前記補助二次電池の後下部に、ジャンクションボックスを設け、前記補助二次電池と主二次電池と電動モータからの配線を、前記ジャンクションボックス内で接続するものである。 According to a third aspect of the present invention, a junction box is provided at a lower rear portion of the auxiliary secondary battery, and wirings from the auxiliary secondary battery, the main secondary battery, and the electric motor are connected in the junction box.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
補助二次電池を搭載する仕様と、搭載しない仕様とに容易に分けることができ、バリエーションを多くし、選択範囲を拡大できる。
また、補助二次電池だけを取り外して別に充電ができ、補助二次電池を複数備えることで交互に使用して連続作業可能となる。
It is possible to easily divide the specification with the auxiliary secondary battery into the specification without the auxiliary battery, increase the variation, and expand the selection range.
Moreover, only an auxiliary secondary battery can be removed and charged separately, and a plurality of auxiliary secondary batteries can be used alternately to enable continuous work.
まず、電動バックホーの概略構成について、図1を用いて説明する。なお、図1における矢印A方向を前方として説明する。バックホー(パワーショベル)1は、走行装置2上に旋回体3が旋回自在に設けられ、該旋回体3の前部に作業機4が取り付けられている。
First, a schematic configuration of the electric backhoe will be described with reference to FIG. In addition, the arrow A direction in FIG. 1 is demonstrated as the front. In the backhoe (power shovel) 1, a revolving
走行装置2は下部フレームとなるトラックフレーム21に支持されており、トラックフレーム21の左右両側に配置した前後方向に長い支持フレーム部の前側に駆動輪22、後側に従動輪23を配置し、駆動輪22と従動輪23に履帯24を巻回している。左右の駆動輪22・22は、それぞれ図示しない油圧モータにより駆動される。前記トラックフレーム21の中央上に旋回体3を構成する旋回台フレーム31が旋回軸受を介して旋回可能に支持されている。
The traveling
前記旋回台フレーム31の前部に作業機4が装着される。作業機4は、ブームブラケット11、ブーム12、ブームシリンダ13、アーム14、アームシリンダ15、バケット16、バケットシリンダ17等を備える。ブームブラケット11は旋回台フレーム31の前部左右中央から前方に突設して形成された突出部31aに左右回動自在に支持され、スイングシリンダ18(図2参照)により左右回動可能とされている。ブームブラケット11の上部にブーム12の後下部が前後回動可能に支持され、ブームブラケット11の前部にブームシリンダ13の基部が支持される。
The working machine 4 is mounted on the front portion of the
ブーム12は、側面視「く」字状に形成され、後下部がブームブラケット11に前後回動可能に支持され、中途部の下部にブームシリンダ13のシリンダロッド先端が支持され、ブームシリンダ13を伸縮させることでブーム12を前後回動可能としている。ブーム12の先端にはアーム14の基部とアームシリンダ15の先端が枢支され、アームシリンダ15の基部はブーム12の中途部の上部に支持されている。アームシリンダ15を伸縮させることでアーム14を前後回動可能としている。アーム14の先端にバケット16が支持され、該バケット16とアーム14の基部側との間にバケットシリンダ17が介装され、バケットシリンダ17を伸縮させることでバケット16を前後回動可能としている。
The
旋回体3は、走行装置2上で旋回可能に支持され、旋回台フレーム31の前部に作業機4を装着し、旋回台フレーム31上に操縦部30やバッテリ50や油圧装置や油圧制御部等が配置されている。
The
操縦部30は、図3、図4に示すように、旋回台フレーム31の上面から所定空間あけてステップ32が設けられ、前記旋回台フレーム31とステップ32との間の空間にコントロールバルブ等の油圧制御装置が配置される。ステップ32の後部上に運転席33が配置され、運転席33の左右両側に作業機4の操作レバー34L・34Rが配置される。運転席33の前方のステップ32上には走行レバー35やアクセルペダル等が配置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
運転席33の前部と後部の左右よりキャノピーフレーム36が立設され、キャノピーフレーム36の上部にキャノピールーフ37を設けて、運転席33の上方を覆う構成としている。運転席33の右下方の旋回台フレーム31上には旋回モータ48が配置され、後述するバッテリ50から電力が供給されて駆動可能としている。
A
図4、図5に示すように、前記旋回台フレーム31の後部上には、電動モータ41、油圧ポンプ42、充電器43、オイルタンク44、オイルクーラ45、水クーラ46、ジャンクションボックス47等が配置されている。更に、旋回台フレーム31上に後述する主二次電池51と補助二次電池52からなるバッテリ50が配置される。
As shown in FIGS. 4 and 5, an
電動モータ41は旋回台フレーム31の後左右中央部上に載置される。電動モータ41は図示しない駆動回路(インバータ)を介してバッテリ50と接続され、バッテリ50から電力が供給されて駆動される。
The
油圧ポンプ42は電動モータ41の側方(左方)に配置されて、電動モータ41の出力軸と連結されて駆動される。油圧ポンプ42が駆動されることにより圧油が得られ、コントロールバルブが切り換えられることで、作動油が走行油圧モータや作業機4の油圧シリンダに圧送され駆動可能としている。
The
充電器43は電動モータ41の下側方(右下方)に配置されて、外部電源(商用電源やエンジン発電機等)から電力を供給し、所定の電圧に変圧するとともに直流に変換して、バッテリ50を充電できるようにしている。さらに、充電器43は保護回路を備えて過充電を防止している。
The
オイルタンク44は作動油を貯留するもので、油圧ポンプ42の左側で、旋回台フレーム31の後左側部に配置される。オイルクーラ45は油圧モータや油圧シリンダ等の油圧アクチュエータからの戻り油を冷却し、オイルタンク44へ戻すもので、旋回台フレーム31の後右側部に配置される。水クーラ46は電動モータ41や充電器43やインバータ等の電装品を冷却するもので、オイルクーラ45の側部(前側)に並べて配置される。オイルクーラ45及び水クーラ46は冷却ファンにより冷却可能としている。
The
ジャンクションボックス47は、電装品とバッテリ50とを中継する端子や配線等を収納するためのボックスであり、オイルクーラ45と水クーラ46の前部に配置される。
The
旋回モータ48は走行装置2に対して旋回体3を左右旋回駆動するものであり、旋回台フレーム31の右前部に配置される。旋回モータ48は電動モータで構成されるが、油圧モータで構成することも可能である。
The turning
バッテリ50は主二次電池51と補助二次電池52からなり、鉛蓄電池、リチュウムイオン電池等の二次電池からなる。バッテリ50から電力を供給することにより、前記電動モータや制御装置やランプ等の電気機器を作動することを可能としている。
The
図6に示すように、主二次電池51は複数の直方体状の電池パック51a・51a・・・が旋回台フレーム31の中央部上から後部上に配置される。主二次電池51は運転席33下方であって、ステップ32と電動モータ41やオイルタンク44やオイルクーラ45により囲まれた空間を埋めるように配置される。詳しくは、主二次電池51は8個の電池パック51a・51a・・・を並列接続して、後部左右中央に上下二段の電池パック51a・51a、その前の左右に上下二段の電池パック51a・51a、更に左側の電池パック51a・51aの前に上下二段の電池パック51a・51aを配置し、最前の電池パック51a・51aの右側に旋回モータ48を配置している。こうして、無駄な空間ができないようにし、低い位置で作業機4に対してバランスが取れるように配置して重心も低くなるようにしている。
As shown in FIG. 6, in the main
補助二次電池52は、複数の直方体状の電池パック52a・52a・・・が操縦部30の右側方の旋回台フレーム31上に配置される。補助二次電池52は、16個の電池パック52a・52a・・・が前後方向に並べて、かつ、上下方向に積み重ねて配置される。電池パック52aは前記主二次電池51の電池パック51aの約半分の大きさ、半分の容量としている。具体的には、電池パック52aを上下方向4段、前後方向6列であって、後部は上段のみとして、その下側にオイルクーラ45やジャンクションボックス47を配置するための空間が形成されている。
In the auxiliary
補助二次電池52は着脱可能に構成されている。補助二次電池52は、ユニットとして一体的に着脱可能に構成している。ただし、電池パック52a・52a・・・を棚に載置するようにして、個々に着脱可能としてもよい。また、補助二次電池52を側方へ容易に摺動して取り出せるようにレールを設けてもよい。なお、補助二次電池52はカバーにより覆われ、着脱する際には側部カバー54を外す、または、回動して開ける。
The auxiliary
また、補助二次電池52が旋回台フレーム31上に取り付けられた状態では、補助二次電池52の前部は旋回台フレーム31の前部と略同じ位置とし、後部はオイルクーラ45の上方位置まで配置される。補助二次電池52の上面は操縦部30の操作レバー34L・34Rの握り部とほぼ同じ高さとして、側方視界を確保できる高さとしている。
When the auxiliary
本実施形態では主二次電池51と補助二次電池52の容量は略同じとしているが、一方を大きく他方を小さくすることもできる。補助二次電池52は必要なときに増設できるようにしている。つまり、小型のバックホー1による掘削作業は、一日中連続作業することはほとんどなく、掘り起こし作業と敷設作業等、掘り起し作業と別作業が断続または交互に行われ、主二次電池51のみで一日の作業を終えることができる場合が多い。ところが、溝掘りや埋戻しを連続して作業することもあり、主二次電池51だけでは容量が足りないこともある。このような場合、補助二次電池52をオプションで取り付けられるようにしているのである。
In this embodiment, the capacities of the main
また、補助二次電池52を取り外したスペースに図示しないエンジン発電機を搭載して作業することができる。エンジン発電機の電気出力はジャンクションボックス47を介してインバータや主二次電池51と接続される。このような構成とすることで、発電しながら電動モータ41を駆動することが可能となり、余剰電力は主二次電池51に蓄電することとなり、シリーズハイブリッド運転ができるのである。そしてこの場合、主二次電池51のみで作業する状態と、発電しながら作業を行う状態に切り換える切換手段が設けられ、燃料消費を低減できるようにしている。こうして様式の変更が容易にできるようにしている。
Further, it is possible to work by mounting an engine generator (not shown) in the space from which the auxiliary
主二次電池51の側方(右側)で補助二次電池52の後下方にジャンクションボックス47が配置されている。ジャンクションボックス47は右側方を開放する箱状に構成し、側部カバー54を開けることにより側方よりジャンクションボックス47内の端子と配線の着脱等ができるようにしている。主二次電池51と補助二次電池52の両者に近い位置にジャンクションボックス47が配置され配線が短くなるようにし、主二次電池51及び補助二次電池52の出力端子からはジャンクションボックス47を経由して、図示しないインバータを介して電動モータ41と旋回モータ48とに接続されている。こうして、組み立てやメンテナンス時の配線の着脱が容易にできるようにしている。
A
以上のように、油圧ポンプ42と、該油圧ポンプ42を駆動する電動モータ41と、該電動モータ41に電力を供給するバッテリ50とを旋回台フレーム31上に備えるバックホー1において、前記バッテリ50は主二次電池51と補助二次電池52からなり、旋回台フレーム31上の後部に、油圧ポンプ42と電動モータ41と主二次電池51が配置され、旋回台フレーム31の側部上に補助二次電池52が配置されるので、補助二次電池52を空いたスペースに配置できスペースを有効利用できる。また、補助二次電池52により電池容量を増大でき、作業時間を長くできる。
As described above, in the
前記補助二次電池52は旋回台フレーム31に着脱可能に構成されるので、補助二次電池52を搭載する仕様と搭載しない仕様として、ユーザーの要望に応じて選択する範囲を拡大できる。また、補助二次電池52だけを取り外して別に充電ができ、補助二次電池52を複数備えることで交互に使用して更に長く連続作業が可能となる。また、補助二次電池52を外してエンジン発電機を搭載することでシリーズハイブリッド運転ができる。従って、屋内作業と屋外作業が混在するような現場などでは、必要に応じて主二次電池51のみで作業する状態と、発電しながら作業を行う状態に切り換えることができる。このシリーズハイブリッド運転の状態では、蓄電池容量を最小限に抑えることができるので、バッテリ50にかかるコストも抑えることができる。また、主二次電池51で主に作業をし、主二次電池51の容量が低下するとエンジン発電機からの電力に切り換えて充電しながら作業を行い、燃料消費を低減して作業をすることも可能となる。
Since the auxiliary
前記補助二次電池52の後下部にジャンクションボックス47を設け、補助二次電池52と主二次電池51と、電動モータ41からの配線をジャンクションボックス47内で接続するので、接続作業や組立が容易にでき、メンテナンスも容易にできる。
A
1 バックホー
31 旋回台フレーム
41 電動モータ
42 油圧ポンプ
47 ジャンクションボックス
48 旋回モータ
50 バッテリ
51 主二次電池
52 補助二次電池
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記バッテリは、主二次電池と補助二次電池からなり、
前記旋回台フレームの後部に、前記油圧ポンプと電動モータとが配置され、
前記旋回台フレームの側部に、前記補助二次電池が配置され、
前記主二次電池および前記補助二次電池で一つの電源を構成し、
前記電源から前記電動モータに電力を供給し、
前記運転席の下方であって後方の電動モータやオイルタンクにより囲まれた前記旋回台フレーム上の中央部から後部の空間を埋めるように、前記主二次電池が配置される
ことを特徴とする電動バックホー。 In a backhoe including a hydraulic pump, an electric motor that drives the hydraulic pump, a battery that supplies power to the electric motor, and a driver's seat in the swivel frame,
The battery is composed of a main secondary battery and an auxiliary secondary battery,
The hydraulic pump and the electric motor are arranged at the rear of the swivel frame,
On the side of the rotation table frame, the auxiliary secondary batteries are disposed,
The main secondary battery and the auxiliary secondary battery constitute one power source,
Supplying power from the power source to the electric motor;
The main secondary battery is disposed so as to fill a space from the center to the rear of the swivel base frame below the driver's seat and surrounded by an electric motor or oil tank behind the driver's seat. Electric backhoe.
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