JP7204401B2 - 電動式建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、電動式建設機械に関する。

特許文献１には、電動式建設機械の一例として電動式油圧ショベルが開示されている。電動式油圧ショベルは、従来の油圧ショベルのエンジンに代えて、バッテリによって駆動される電動モータを備えている。
電動式油圧ショベルの上部旋回体のベースプレート上には多数のバッテリを有するバッテリユニットが設けられている。バッテリユニットは、外装カバーの一部としての後部カバーによって覆われている。バッテリユニットの後方及び幅方向外側は、外装カバーの内側でガードパイプによって保護されている。

特開２０１２－１０２５０２号公報

ところで、バッテリユニット内には多数のバッテリが電気的に接続されることで高電圧のバッテリ回路が構成されている。そのため、外部からの衝撃に対するバッテリユニットの保護をより強化することが求められている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、バッテリユニットの保護を強化することができる電動式建設機械を提供することを目的とする。

本発明の一の態様に係る電動式建設機械は、水平方向に延びるベースプレートと、該ベースプレートの幅方向に間隔をあけて該ベースプレート上に固定された一対の柱部と、前記ベースプレートの上方で前記一対の柱部にわたって設けられた梁部と、を有する門型フレームであって、転倒時に運転席を保護する高強度の構造体である転倒時保護構造と、前記ベースプレート上における前記転倒時保護構造の後方に設けられたバッテリユニットと、前記バッテリユニットを幅方向両側及び後方側から囲うように延びる中空状のパイプから構成されて、両端が前記バッテリユニットの前記幅方向両側で前記転倒時保護構造に固定された延在部材を有するバッテリ保護構造と、を備える。

上記態様の電動式建設機械によれば、バッテリユニットの保護を強化することができる。

本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体における旋回フレーム、転倒時保護構造及びバッテリ保護構造の斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す背面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の背面図である。

以下、本発明の実施形態について図１～図５を参照して詳細に説明する。
＜電動式油圧ショベル（電動式建設機械）＞
図１に示すように、電動式建設機械の一例としての電動式油圧ショベル２００は、下部走行体２１０及び上部旋回体２２０を備えている。以下では、電動式油圧ショベル２００が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を上下方向と称する。

＜下部走行体＞
下部走行体２１０は、一対の履帯２１１を有している。これら履帯２１１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで下部走行体２１０が走行する。下部走行体２１０の走行方向を前後方向、走行方向前方側（通常の前進方向、下記ブレード２１２が設けられている側）を前方、当該前方の反対側である走行方向後方を後方と称する。また、前進方向を見て右方を「右」、左方を「左」と称する。上記履帯２１１は、左右に一対が設けられている。
下部走行体２１０の前部には、下部走行体２１０の車幅方向（以下、単に幅方向と称する。）に延びる排土板としてのブレード２１２が設けられている。該ブレード２１２は、油圧シリンダによって駆動されることで高さ位置が調整可能とされている。

＜上部旋回体＞
上部旋回体２２０は、下部走行体２１０上に設けられている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５を介して下部走行体２１０に接続されている。スイングサークル２１５は、上下方向に延びる旋回軸線を中心とした円環状をなしている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５によって、下部走行体２１０に対して旋回軸線回りに旋回可能とされている。

上部旋回体２２０は、作業機２２１、運転空間８０、旋回フレーム１０、転倒時保護構造２０、バッテリユニット３１、各種の機器、プロテクタ９５、バッテリ保護構造１４０、外装カバー１００を備えている。

＜作業機＞
作業機２２１は、図１に示すように、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４を有する。作業機２２１は、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４がそれぞれ各油圧シリンダにより駆動されることで掘削等の各種作業を行う。以下では、作業機２２１が電動式油圧ショベル２００の前方を向いている状態における上部旋回体２２０の幅方向を単に「幅方向」と称する。また、幅方向の中央に向かう方向を「幅方向内側」と称し、幅方向の中央から左側（幅方向一方側）又は右側（幅方向他方側）に向かう方向を「幅方向外側」と称する。

＜運転空間＞
運転空間８０は、オペレータが搭乗し、該オペレータによる電動式油圧ショベル２００の操縦が行われる部分である。運転空間８０は、図１に示すように、上部旋回体２２０の前部かつ上部における左寄りの部分に設けられている
運転空間８０は、床面を形成するとなるフロアパネル８１と、該フロアパネル８１の後方かつ上方に設けられた運転席８４を有している。その他、運転空間８０には、コントローラ等が収容されたコンソールボックス、各種レバー、ペダルが設けられている。運転空間８０の上方は、キャノピー９０によって覆われている。キャノピー９０の後部は、転倒時保護構造２０の上端に固定されている。

＜旋回フレーム＞
旋回フレーム１０は、図２に示すように、ベースプレート１１、横仕切りプレート１２、前部縦仕切りプレート１３、前部補強プレート１４、ブラケット１５及び後部縦仕切りプレート１６を有している。

＜ベースプレート＞
ベースプレート１１は、水平方向に延びる板状をなす部材である。即ち、ベースプレート１１は、前後方向及び幅方向に延びている。ベースプレート１１は、一枚の鋼板によって構成されていてもよいし、複数の鋼板を組み合わせることで構成されていてもよい。ベースプレート１１の下面はスイングサークル２１５上に固定されている。これによって、旋回フレーム１０はスイングサークル２１５によって下方から支持されている。

＜横仕切りプレート＞
横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１の上面から上方に向かって突出するとともに幅方向にわたって延びる板状の部材である。横仕切りプレート１２は、幅方向を長手方向として延びている。横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１における前後方向の中央よりも前方側の部分に配置されている。横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１の幅方向両側の端部、即ち、左右両側の端部にわたって延びている。

＜前部縦仕切りプレート＞
前部縦仕切りプレート１３は、ベースプレート１１の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。前部縦仕切りプレート１３は、ベースプレート１１の上面における横仕切りプレート１２の前方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、前部縦仕切りプレート１３は、左右に間隔をあけて一対が設けられている。一対の前部縦仕切りプレート１３は、それぞれベースプレート１１の幅方向両側の端部よりも幅方向内側に配置されている。

前部縦仕切りプレート１３は、後方側の端部が横仕切りプレート１２の前方側を向く面に接続されている。即ち、前部縦仕切りプレート１３は、横仕切りプレート１２から前方に延びるように設けられている。図２に示すように、一対の前部縦仕切りプレート１３は、横仕切りプレート１２との接続箇所である後方側の端部から前方側に向かうに従って、互いに近接するように設けられている。

＜前部補強プレート＞
前部補強プレート１４は、一対の前部縦仕切りプレート１３の前部で、これら一対の前部縦仕切りプレート１３に一体に固定されている。前部補強プレート１４は、一対の前部縦仕切りプレート１３の配置に応じて、平面視にて前方に向かうに従って幅方向の間隔が小さくなる形状をなしている。

＜ブラケット＞
ブラケット１５は、一対の前部縦仕切りプレート１３及び前部補強プレート１４の前端に固定されている。ブラケット１５を介して作業機２２１がベースプレート１１に支持されている。

＜後部縦仕切りプレート＞
後部縦仕切りプレート１６は、ベースプレート１１の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。後部縦仕切りプレート１６は、ベースプレート１１の上面における横仕切りプレート１２の後方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、後部縦仕切りプレート１６は、左右に一対が設けられている。一対の後部縦仕切りプレート１６の幅方向の間隔は、一対の前部縦仕切りプレート１３の後端におけるこれら前部縦仕切りプレート１３の幅方向の間隔よりも大きい。

＜転倒時保護構造＞
図２及び図３に示すように、転倒時保護構造２０は、ベースプレート１１上に固定されている。転倒時保護構造２０は、一対の柱部２１及び梁部２２を有している。転倒時保護構造２０は門型フレームである。なお、転倒時保護構造２０は、必ずしも梁部２２を有していなくともよい。

＜柱部＞
一対の柱部２１は、ベースプレート１１上における横仕切りプレート１２よりも後方、かつ、後部縦仕切りプレート１６の幅方向外側の領域、幅方向に離間して一対が設けられている。柱部２１は上下方向に延びており、下端がベースプレート１１に固定されている。

＜梁部＞
梁部２２は、一対の柱部２１の上端にわたって幅方向に延びている。梁部２２は、ベースプレート１１の上面の上方に該上面と間隔をあけて設けられている。一対の柱部２１と梁部２２とは一体に固定されている。一対の柱部２１及び梁部２２の一体構造である転倒時保護構造２０は、前後方向から見て逆Ｕ字状をなしている。転倒時保護構造２０は、ベースプレート１１上における右寄りの位置に固定されている。
転倒時保護構造２０には、左ブラケット２５及び右ブラケット２６が固定されている。

＜左ブラケット＞
左ブラケット２５は、転倒時保護構造２０に一体に固定されている。左ブラケット２５は、上下方向及び幅方向に延びる板状をなしている。左ブラケット２５は、一対の柱部２１のうち左側の柱部２１の上部から幅方向外側に向かって張り出すように設けられている。左ブラケット２５は、左側の柱部２１の後方側を向く面に固定されている。左ブラケット２５の上端は、転倒時保護構造２０の上端と同様の高さ位置とされている。

＜右ブラケット＞
右ブラケット２６は、転倒時保護構造２０に一体に固定されている。右ブラケット２６は、上下方向及び幅方向に延びる板状をなしている。右ブラケット２６は、左ブラケット２５よりも前後方向視での面積が小さい。右ブラケット２６は、一対の柱部２１のうち右側の柱部２１の上部から幅方向外側に向かって張り出すように設けられている。右ブラケット２６は、右側の柱部２１の後方側を向く面に固定されている。右ブラケット２６は、上下方向に間隔をあけて一対が設けられている。

＜バッテリユニット＞
バッテリユニット３１は、電動式油圧ショベル２００の電源である。図２及び図４に示すように、バッテリユニット３１は、ベースプレート１１上における後部の中央付近に設けられている。本実施形態のバッテリユニット３１は、複数（本実施形態では４つ）のバッテリモジュール３２を上下方向に積層することで組み立てられている。

各バッテリモジュール３２は、バッテリケース３３、バッテリ（図示省略）、センサボックス３４を有している。なお、バッテリとしては本実施形態では鉛畜電池を用いるが、例えばニッケル水素、リチウムイオン、燃料電池等を用いてもよい。
バッテリケース３３は、平面視で前後方向及び幅方向に延びる矩形枠状をなしている。バッテリケース３３は、例えば鋼材等の高強度部材によって形成されている。バッテリは、バッテリケース３３の内側に水平方向に複数が配置されている。バッテリがバッテリユニット３１全体で電気的に接続されることで、バッテリ回路が構成されている。センサボックス３４は、バッテリケース３３の後面からさらに後方に突出するように設けられている。センサボックス３４は、幅方向に延びる箱状をなしている。センサボックス３４の内部には、各種のセンサ及びコンタクタ等が収容されている。最上部のセンサボックス３４には、当該センサボックス３４から後方（バッテリユニット３１の後方）に突出するようにサービスプラグ３５が設けられている。サービスプラグ３５は、バッテリ回路に接続されたバッテリ回路接続機器である。サービスプラグ３５を引き抜くことで、バッテリユニット３１のバッテリ回路が遮断される。

各バッテリモジュール３２は、平面視で各バッテリケース３３の後面及び側面を一致させるように上下に積層一体化されている。複数のバッテリモジュール３２のうち、最上部のバッテリモジュール３２を除くバッテリモジュール３２のバッテリケース３３は、互いに同一の形状をなしている。これにより、最上部を除くバッテリモジュール３２のバッテリケース３３は、平面視で後面及び側面に加えて前面も一致している。最上部のバッテリケース３３は、他のバッテリモジュール３２よりも前後方向の寸法が短い。これにより、最上部のバッテリケース３３の前面は、他のバッテリケース３３よりも後方側に後退するように配置されている。

複数のバッテリケース３３の側面によって、バッテリユニット３１の側面３１ａが形成されている。最上部を除くバッテリケース３３の前面によって、バッテリユニット３１の第一前面３１ｂが形成されている。最上部のバッテリケース３３の前面は、バッテリユニット３１の第二前面３１ｃとされている。
上から二番目のバッテリモジュール３２の上面における前方側の部分は、最上部のバッテリモジュール３２が積層されておらず上方に露出している。当該部分は、図示しないファンが設けられた第一蓋部３１ｆによって閉塞されている。第一蓋部３１ｆの上面は、バッテリユニット３１の第一上面３１ｄとされている。

最上部のバッテリモジュール３２の上面は、図示しないファンが設けられた第二蓋部３１ｇによって閉塞されている。第二蓋部３１ｇの上面は、バッテリユニット３１の第二上面３１ｅとされている。
バッテリユニット３１は、最下部のバッテリケース３３の下方から流入する空気がバッテリを冷却しながら上方に向かって流通する。そして、当該空気は、第一蓋部３１ｆ及び第二蓋部３１ｇに設けられたファンを介してバッテリユニット３１の外部に排出される。

バッテリユニット３１は、下面における左右両側の端部が、後部縦仕切りプレート１６上に固定されている。図２に示すように、バッテリユニット３１の左右一対の側面３１ａは、平面視で後部縦仕切りプレート１６に沿うように前後方向に延びている。バッテリユニット３１の第一前面３１ｂは、横仕切りプレート１２に沿って延びている。バッテリユニット３１の第一前面３１ｂは、横仕切りプレート１２の後面に幅方向にわたって当接している。バッテリユニット３１の第一上面３１ｄは、転倒時保護構造２０の梁部２２の下方に対向している。バッテリユニット３１の第二前面３１ｃは、転倒時保護構造２０の梁部２２の後方に対向している。即ち、バッテリユニット３１は、最上部のバッテリモジュール３２を除く複数のバッテリモジュール３２の前部からなるバッテリユニット３１の前部のみが、逆Ｕ字状をなす転倒時保護構造２０の内側を挿通するようにして当該転倒時保護構造２０よりも前方側に配置されている。

＜各種の機器＞
上部旋回体２２０内には、以下の各種の機器が配置されている。
インバータ３６は、図２及び図４に示すように、バッテリユニット３１の第二上面３１ｅ上に、枠状をなすキャリア３６ａ（図２で図示省略）を介して設けられている。インバータ３６は、バッテリユニット３１から供給される直流電力を交流電力に変換する。
パワーデリバリユニット３７は、図２及び図４に示すように、ベースプレート１１上のバッテリユニット３１の右側に設けられている。
パワーデリバリユニット３７は、バッテリユニット３１に充電された直流電力をインバータ３６に供給する。即ち、インバータ３６には、パワーデリバリユニット３７を介してバッテリユニット３１からの直流電力が供給される。パワーデリバリユニット３７には、コンタクタ、ＤＣ－ＤＣ変換器及び車載充電器等の各種電気機器が設けられている。

充電コネクタ接続部３８は、図２から図４に示すように、バッテリユニット３１上に設けられている。充電コネクタ接続部３８は、インバータ３６と同様、バッテリユニット３１の第二上面３１ｅ上に固定されたキャリア３６ａに固定されている。充電コネクタ接続部３８は、センサボックス３４の直上に配置されている。

電動モータ３９は、インバータ３６から供給される交流電力によって駆動される。電動モータ３９は、図２及び図４に示すように、ベースプレート１１上におけるバッテリユニット３１の左側に設けられている。電動モータ３９は、駆動軸が前後方向に沿うように設けられている。電動モータ３９は、駆動軸が前後方向に沿うように設けられている。図２に示す平面視にて、電動モータ３９の前方側の端面は、左ブラケット２５の後方側に位置している。

油圧ポンプ５１は、電動モータ３９の駆動軸の回転に伴って駆動されることで、作動油を吐出する。油圧ポンプ５１は、図２に示すように、ベースプレート１１上の電動モータ３９の前方側であって横仕切りプレート１２の前後位置付近に設けられている。
油圧バルブ５２は、図２に示すように、ベースプレート１１上の前部縦仕切りプレート１３の左側かつ横仕切りプレート１２の前方側に設けられている。油圧バルブ５２は、油圧ポンプ５１から吐出される作動油を各種油圧シリンダ等の油圧機器に分配する。

操作パターン切替部５３は油圧バルブ５２に接続されており、メンテナンス作業員によって設定変更されることで、油圧バルブ５２による作動油の分配先を変更する。これにより、運転者の各種レバー操作によって可動される油圧シリンダが変更される。操作パターン切替部５３は、図２に示すように、平面視にて油圧バルブ５２の左側（幅方向外側）に配置されている。

旋回モータ７０は、油圧バルブ５２から供給される作動油によって回転駆動される油圧駆動式のモータである。旋回モータ７０は、ベースプレート１１における一対の前部縦仕切りプレート１３の間の位置で、ベースプレート１１を貫通するように設けられている。旋回モータ７０が油圧によって駆動されることで、当該旋回モータ７０の駆動力は、図示しないスイングピニオンを介してスイングサークル２１５に伝達される。これによって、上部旋回体２２０が下部走行体に対して旋回駆動する。

クーリングユニット６１は、図２に示すように、横仕切りプレート１２の前方側、かつ、右側の前部縦仕切りプレートの右側の領域に設けられている。クーリングユニット６１は、回転駆動されるクーリングファン６２と、ラジエータやオイルクーラを含む熱交換部６３と、を有している。

補機バッテリ６４は、図２に示すように、ベースプレート１１上のクーリングユニットの下方に設けられている。補機バッテリ６４は、例えばライトや各種コントローラ等の補機に電力を供給する。補機バッテリ６４には、パワーデリバリユニット３７のＤＣ－ＤＣコンバータを介して充電が行われる。
オイルタンク６５は、図２に示すように、クーリングユニットの前方に配置されている。オイルタンク６５には、油圧モータに供給される作動油が貯留されている。

＜プロテクタ＞
プロテクタ９５は、図４及び図５に示すように、上部旋回体２２０の後部かつ下部の両角部に幅方向に間隔をあけて一対が設けられている。プロテクタ９５は、例えば鋼材等の高強度部材によって形成されている。プロテクタ９５は、ベースプレート１１の後端の両側の角部に一体に固定されており、上方に向かって延びている。プロテクタ９５は、ベースプレート１１の上記角部で、ベースプレート１１上の領域を後方及び幅方向から覆うように延びている。プロテクタ９５は、図４に示すように、後方側から見て、電動モータ３９と重なる位置に設けられている。プロテクタ９５の上下方向範囲と電動モータ３９の上下方向範囲は重なっている。プロテクタ９５は、電動モータ３９を幅方向外側に露出させる範囲に設けられている。上部旋回体２２０の旋回時に後部が衝突した場合における衝撃から該上部旋回体２２０を保護する。

＜バッテリ保護構造＞
次にバッテリ保護構造１４０について説明する。バッテリ保護構造１４０は、バッテリユニット３１を周囲からの衝撃から保護する役割を有する。図２及び図４に示すように、バッテリ保護構造１４０は、バッテリユニット３１と間隔をあけて該バッテリユニット３１を囲うように設けられている。バッテリ保護構造１４０は、延在部材としての横棒１５０、縦棒１５４、後部支柱１６０及び固定部１６１を有する。

＜横棒＞
横棒１５０は、バッテリユニット３１を幅方向両側及び後方側から囲うように水平方向に延びる棒状の延在部材である。横棒１５０は、両端がバッテリユニット３１の幅方向両側で転倒時保護構造２０に固定されている。横棒１５０は、内部が中空状とされたパイプであってもよいし、中実構造をなしていてもよい。本実施形態では、上下方向に間隔をあけて一対の横棒１５０が設けられている。一対の横棒１５０は、平面視で互いに重なるように設けられている。一対の横棒１５０は、それぞれプロテクタ９５の上端よりも上方に位置している。各横棒１５０は、一対の側部延在部１５１、一対の角部延在部１５２及び後部延在部１５３を有する。

一対の側部延在部１５１は、幅方向に間隔をあけて配置されている。一対の側部延在部１５１は、バッテリユニット３１の幅方向両側に設けられている。一対の側部延在部１５１は、それぞれ前後方向に延びている。
側部延在部１５１は、それぞれバッテリユニット３１の左側又は右側で前後方向に沿って水平方向に延びている。左側の側部延在部１５１は、前端が転倒時保護構造２０における左ブラケット２５に一体に固定されている。右側の側部延在部１５１は、前端が転倒時保護構造２０における右ブラケット２６に一体に固定されている。これら一対の側部延在部１５１の前端は、バッテリユニット３１の両側で転倒時保護構造２０の右側の支柱又は左側の支柱に固定されていてもよい。一対の側部延在部１５１は、バッテリユニット３１の側面に対して前後方向にわたって幅方向に対向している。

一対の角部延在部１５２は、幅方向に間隔をあけて配置されている。角部延在部１５２は、左側又は右側で対応する側部延在部１５１の後端に接続されている。一対の角部延在部１５２の前端は、対応する側部延在部１５１の後端に接続されている。一対の角部延在部１５２は、対応する側部延在部１５１の後端から後方側に向かうに従って幅方向内側に向かうように水平方向に延びている。一対の角部延在部１５２の後端は、バッテリユニット３１に対して後方側に対向している。

後部延在部１５３は、一対の角部延在部１５２の後端にわたって、幅方向に沿って水平方向に延びている。後部延在部１５３は、バッテリユニット３１に対して後方側に対向している。図４に示すように、上方の横棒１５０のうち少なくとも後部延在部１５３は、バッテリユニット３１のサービスプラグ３５の上方に位置しており、本実施形態では最上部のバッテリモジュール３２の上方に位置している。

下方の横棒１５０のうち少なくとも後部延在部１５３は、バッテリユニット３１のサービスプラグ３５の下方に位置しており、本実施形態では、上から２番目のバッテリモジュール３２の高さ範囲に位置している。上下の後部延在部１５３は、図２に示すように、サービスプラグ３５に対して上下方向から見て重なっている。サービスプラグ３５は、後部延在部１５３よりも後方側に突出していない。サービスプラグ３５の後端は、後部延在部１５３の前後方向の範囲に位置している。

＜縦棒＞
縦棒１５４は、図３及び図４に示すように、一対の横棒１５０にわたって上下方向に延びている。縦棒１５４は、平面視で、一対の横棒１５０に重なっている。縦棒１５４は、上端が上方の横棒１５０に固定されており、下端が下方の横棒１５０に固定されている。本実施形態では、縦棒１５４は、上下の後部延在部１５３にわたって設けられている。縦棒１５４は、幅方向に間隔をあけて設けられている。図４に示すように、左側の縦棒１５４は、サービスプラグ３５の左側に設けられている。右側の縦棒１５４は、サービスプラグ３５の右側に位置している。これによって、サービスプラグ３５は、バッテリユニット３１の外方となる後方から見て、一対の横棒１５０及び縦棒１５４によって上下方向及び幅方向の四方から囲われている。本実施形態の縦棒１５４は、一対の横棒１５０とともにサービスプラグ３５を囲う囲い部材として機能している。

＜後部支柱＞
図３及び図４に示すように、後部支柱１６０は、ベースプレート１１上の後部で幅方向に間隔をあけて一対が設けられている。後部支柱１６０は、図３に示すように、ベースプレート１１上における後部縦仕切りプレート１６の幅方向外側の領域に固定されている。後部支柱１６０の上部は、上下一対の横棒１５０にそれぞれ接続されている。後部支柱１６０の上部は、横棒１５０における左右の角部延在部１５２にそれぞれ一体に固定されている。

＜固定部＞
固定部１６１は、外装カバー１００を固定する役割を有する。固定部１６１は、バッテリ保護構造１４０に幅方向に間隔をあけて左右に設けられている。本実施形態では、左右それぞれに上下方向に間隔をあけて一対の固定部１６１が設けられている。

固定部１６１は、後部支柱１６０に上下方向に間隔をあけて設けられている。固定部１６１は、後部支柱１６０から角部延在部１５２の延在方向両側に向かって突出する形状をなしている。固定部１６１における後部支柱１６０から後方かつ幅方向内側に突出する部分は、後部固定片１６２とされている。固定部１６１における後部支柱１６０から前方かつ幅方向外側に突出する部分は、前部固定片１６３及び後部固定片１６２にはそれぞれボルト固定孔が形成されている。ボルト固定孔の内周面には雌ネジが形成されている。

＜外装カバー＞
外装カバー１００は、図１に示すように、上部旋回体２２０の外形を形成するカバーである。該外装カバー１００の内側に上部旋回体２２０の各種機器が収容されている。
外装カバー１００は、左カバー１２０、右カバー１３０及び後部カバー１７０を有している。

左カバー１２０は、図１及び図２に示すように、外装カバー１００の左側部分を形成している。左カバー１２０は、図２に示すように、油圧ポンプ５１、油圧バルブ５２及び操作パターン切替部５３を左側から覆っている。
右カバー１３０は、図２に示すように、外装カバー１００の右側部分を形成している。右カバー１３０は、クーリングユニット６１、補機バッテリ６４及びオイルタンク６５を覆っている。右カバー１３０には、クーリングユニットに空気を導入するための吸気孔と、クーリングユニットを通過した空気を排出するための排気孔が形成されている。

＜後部カバー＞
図１及び図５に示すように後部カバー１７０は、外装カバー１００の後部を形成している。後部カバー１７０は、図２に示すように、ベースプレート１１上の転倒時保護構造２０の後方側の領域を、バッテリユニット３１、インバータ３６、パワーデリバリユニット３７、充電コネクタ接続部３８、電動モータ３９及びバッテリ保護構造１４０を収容するように覆っている。後部カバー１７０は、バッテリ保護構造１４０に着脱可能に固定されている。

図５に示すように、後部カバー１７０は、中央パネル１７１、一対の側部パネル１７２、上部パネル１７３及び下部パネル１７４から構成されている。

中央パネル１７１は、後部カバー１７０における後部の中央部を構成している。中央パネル１７１は、上下方向及び幅方向に延びており、後方側から見て矩形状をなしている。中央パネル１７１の下端の幅方向両側は、プロテクタ９５に接している。中央パネル１７１には、複数個所にボルト挿通孔が形成されている。ボルト挿通孔は、中央パネル１７１における上下左右の４つの角部の近傍に形成されている。当該ボルト挿通孔を外方から挿通するボルト１８０は、それぞれバッテリ保護構造１４０の固定部１６１の後部固定片１６２におけるボルト固定孔に締結されている。

一対の側部パネル１７２は、後部カバー１７０の幅方向両側の部分を構成している。側部パネル１７２は、幅方向外側からベースプレート１１上の空間を覆っている。側部パネル１７２は、後方側かつ幅方向内側の端部に上下方向に間隔をあけてボルト挿通孔が形成されている。当該ボルト挿通孔を外方から挿通するボルト１８０は、バッテリ保護構造１４０の固定部１６１の後部固定片１６２におけるボルト固定孔に締結されている。側部パネル１７２を固定するボルト１８０は、中央パネル１７１によって後方側から覆われている。これによって、中央パネル１７１を取り外した後に初めて側部パネル１７２を取り外すことができる。

上部パネル１７３は、中央パネル１７１の上部を構成している。上部パネル１７３は、中央パネル１７１の上方かつ一対の側部パネル１７２の間に設けられている。上部パネル１７３の幅方向外側の端部は、側部パネル１７２によって覆われている。そのため、側部パネル１７２を取り外した後に初めて、上部パネル１７３を取り外すことができる。
下部パネル１７４は、中央パネル１７１の下方かつ一対のプロテクタ９５の間に配置されている。下部パネル１７４は、プロテクタ９５の幅方向内側の部分から突出する固定片に対してボルト１８０を介して固定されている。

＜作用効果＞
上記構成の電動式油圧ショベル２００では、バッテリユニット３１の幅方向両側及び後方側をバッテリ保護構造１４０の横棒１５０が囲っている。そのため、例えば上部旋回体２２０の旋回中に何等かに衝突し、該上部旋回体２２０に周囲から外力が及んだ場合であっても、バッテリ保護構造１４０がバッテリユニット３１を保護する。即ち、外部からの衝撃をバッテリ保護構造１４０が受けるため、当該衝撃がバッテリユニット３１に直接的に伝達されることはない。

バッテリ保護構造１４０の横棒１５０の両端は転倒時保護構造２０に固定されている。即ち、横棒１５０は転倒時保護構造２０に支持された構造とされている。ここで転倒時保護構造２０は、電動式油圧ショベル２００が転倒した場合に運転席８４を後方から保護するために、旋回フレーム１０上の構造体として高強度を有するように構成されている。また、転倒時保護構造２０は、キャノピー９０を支持する構造物であるため、強度が高い。このような高強度の転倒時保護構造２０に横棒１５０が支持されていることで、横棒１５０の支持強度を向上させることができる。これにより、バッテリユニット３１をより適切に保護することができる。

ここで仮に横棒１５０を支持するための高強度の支柱を別途設けた場合、重量の大きい支柱をベースプレート１１上に追加することとなる。よって上部旋回体２２０の重量の大幅な増加や上部旋回体２２０の大型化を招く。本実施形態では、当初から備わっている転倒時保護構造２０を横棒１５０の支持構造として利用することで、重量の増加や大型化を招くことなく、横棒１５０の支持強度を向上させることができる。

バッテリ保護構造１４０の横棒１５０に伝達された衝撃は、高強度の転倒時保護構造２０によって受け止められる。そのため、他の機器や構造物等に当該衝撃が不用意に分散することを抑え、バッテリユニット３１への影響を抑えることができる。これによって、バッテリユニット３１の保護強度を向上させることができる。

サービスプラグ３５は、後方側から見て一対の横棒１５０及び一対の縦棒１５４によって囲われた構成とされている。また、サービスプラグは、一対の横棒１５０及び一対の縦棒１５４よりも後方側から見て奥に後退するように配置されている。そのため、上部旋回体２２０に外力が及んだ際にサービスプラグ３５を適切に保護することができる。即ち、縦棒１５４及び横棒１５０によって、衝突物や当該衝突物によって変形した外装カバー１００からサービスプラグ３５を保護することができる。

仮にサービスプラグ３５に衝撃が及び変形してしまった場合、必要な場合にサービスプラグ３５を引き抜くことができなくなる場合も考えられ、高電圧を扱う観点からは好ましくない。本実施形態では、そのような事態になることを回避し、高電圧に対する安全性を向上させることができる。

本実施系形態では、バッテリユニット３１の周囲のうち上方の部分はバッテリ保護構造１４０によってバッテリを保護する一方、下方の部分はプロテクタ９５によって保護している。特に、上部旋回体２２０の旋回時に外部の構造物に衝突し易い下部の角部を、強度の高いプロテクタ９５によって保護することで、バッテリユニット３１をより適切に保護することができる。

また、プロテクタ９５の前方かつ横棒１５０の下方の部分には電動モータ３９が設けられている。仮に横棒１５０がプロテクタ９５と同等の高さに位置していれば、電動モータ３９へのアクセス性が阻害され、電動モータ３９へのメンテナンスが煩雑となる。本実施系形態では、電動モータ３９の下方の角部はプロテクタ９５、電動モータ３９の上方の周囲はバッテリ保護構造１４０と区分けすることで、バッテリユニット３１を適切に保護しながら電動モータ３９への左側からのアクセス性を確保できる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態では、後部支柱１６０を２つ設けた例について説明したが、後部支柱１６０は必ずしも備えられていなくともよい。また、３つ以上が設けられていてもよい。横棒１５０は一対のみならず、一のみであってもよいし３つ以上が設けられていてもよい。縦棒１５４は必ずしも備えられていなくともよい。縦棒１５４は、一のみであってもよいし、３つ以上が設けられていてもよい。

実施形態では、縦棒１５４を囲い部材としてサービスプラグ３５を囲む構成を採用したがこれに限定されることはない。横棒１５０とともにサービスプラグ３５を囲う構成であれば、他の囲い部材であってもよい。例えば横棒１５０にＵ字状をなす囲い部材の両端が固定されており、当該囲い部材及び横棒１５０によってサービスプラグ３５を囲う構成であってもよい。

サービスプラグ３５はバッテリユニット３１の後部に設けられているのみならず、側部に設けられていてもよい。この場合、サービスプラグ３５の配置に応じて一対の縦棒１５４等の囲い部材を設けてもよい。

横棒１５０及び囲い部材によって、サービスプラグ３５を外方から見た場合に、充電コネクタ接続部３８を囲う構成であってもよい。充電コネクタ接続部３８もバッテリ回路に接続されたバッテリ回路接続機器である。当該充電コネクタ接続部３８を保護することで、高電圧のバッテリ回路に対する安全性をより担保することができる。
また、バッテリ回路に接続された他のバッテリ回路接続機器を横棒１５０及び囲い部材によって保護してもよい。

実施形態では、バッテリ保護構造１４０の横棒１５０が転倒時保護構造２０に支持された例について説明したが、横棒１５０が転倒時保護構造２０に支持されていなくともよい。この場合、後部支柱１６０に加えて他の支柱によって横棒１５０を支持してもよい。
実施形態では転倒時保護構造２０にキャノピー９０が支持された例について説明したが、運転空間を形成するキャブが転倒時保護構造に固定されていてもよい。
実施形態では、延在部材として横棒１５０を採用した例について説明した。しかしながら延在部材は棒状のものに限られず、バッテリユニット３１を幅方向両側及び後方側から囲うように延びているのであれば他の形態であってもよい。

実施形態では、電動式建設機械の例として、電動式油圧ショベル２００について説明したがこれに限定されることはない。バッテリによって駆動される他の電動式建設機械に本発明を適用してもよい。

１０…旋回フレーム、１１…ベースプレート、１２…横仕切りプレート、１３…前部縦仕切りプレート、１４…前部補強プレート、１５…ブラケット、１６…後部縦仕切りプレート１６、２０…転倒時保護構造（門型フレーム）、２１…柱部、２２…梁部、２５…左ブラケット、２６…右ブラケット、３１…バッテリユニット、３１ａ…側面、３１ｂ…第一前面、３１ｃ…第二前面、３１ｄ…第一上面、３１ｄ…第一上面、３１ｅ…第二上面、３１ｆ…第一蓋部、３１ｇ…第二蓋部、３２…バッテリモジュール、３４…センサボックス、３５…サービスプラグ（バッテリ回路接続機器）、３６…インバータ、３６ａ…キャリア、３７…パワーデリバリユニット、３８…充電コネクタ接続部、３９…電動モータ、５１…油圧ポンプ、５２…油圧バルブ、５３…操作パターン切替部、６１…クーリングユニット、６２…クーリングファン、６３…熱交換部、６４…補機バッテリ、６５…オイルタンク、７０…旋回モータ、８０…運転空間、８１…フロアパネル、８４…運転席、９０…キャノピー、９５…プロテクタ、１００…外装カバー、１２０…左カバー、１３０…右カバー、１４０…バッテリ保護構造、１５０…横棒（延在部材）、１５１…側部延在部、１５２…角部延在部、１５３…後部延在部、１５４…縦棒（囲い部材）、１６０…後部支柱、１６１…固定部、１６２…後部固定片、１６３…前部固定片、１７０…後部カバー、１７１…中央パネル、１７２…側部パネル、１７３…上部パネル、１７４…下部パネル、１８０…ボルト、２００…電動式油圧ショベル、２１０…下部走行体、２１１…履帯、２１２…ブレード、２１５…スイングサークル、２２０…上部旋回体、２２１…作業機、２２２…ブーム、２２３…アーム、２２４…バケット

Claims (4)

1. 水平方向に延びるベースプレートと、
   該ベースプレートの幅方向に間隔をあけて該ベースプレート上に固定された一対の柱部と、前記ベースプレートの上方で前記一対の柱部にわたって設けられた梁部と、を有する門型フレームであって、転倒時に運転席を保護する高強度の構造体である転倒時保護構造と、
   前記ベースプレート上における前記転倒時保護構造の後方に設けられたバッテリユニットと、
   前記バッテリユニットを幅方向両側及び後方側から囲うように延びる中空状のパイプから構成されて、両端が前記バッテリユニットの前記幅方向両側で前記転倒時保護構造に固定された延在部材を有するバッテリ保護構造と、
   を備える電動式建設機械。
2. 前記バッテリユニットは、該バッテリユニットのバッテリ回路に電気的に接続されて該バッテリユニットの外方に露出するバッテリ回路接続機器を有し、
   前記バッテリ保護構造は、
   前記延在部材に固定されて、前記外方から見た際に前記延在部材とともに前記バッテリ回路接続機器を囲う囲い部材をさらに有し、
   前記バッテリ回路接続機器が、前記延在部材及び前記囲い部材よりもバッテリユニット側に後退して配置されている請求項１に記載の電動式建設機械。
3. 前記ベースプレート上で前記バッテリユニット及び前記バッテリ保護構造を覆う外装カバーをさらに備え、
   該外装カバーは、前記バッテリ保護構造に対して着脱可能に固定されている請求項１又は２に記載の電動式建設機械。
4. 前記ベースプレートの後端の幅方向両側に、上端が前記延在部材よりも下方に位置する一対のプロテクタをさらに備え、
   前記ベースプレート上における前記バッテリユニットの幅方向外側に、前記延在部材よりも下方に位置して前記バッテリユニットからの電力によって駆動される電動モータをさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の電動式建設機械。

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