JP7379319B2 - 作業機 - Google Patents

作業機 Download PDF

Info

Publication number
JP7379319B2
JP7379319B2 JP2020209242A JP2020209242A JP7379319B2 JP 7379319 B2 JP7379319 B2 JP 7379319B2 JP 2020209242 A JP2020209242 A JP 2020209242A JP 2020209242 A JP2020209242 A JP 2020209242A JP 7379319 B2 JP7379319 B2 JP 7379319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
hydraulic
heating
heating device
hydraulic oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020209242A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022096243A (ja
Inventor
貴大 高木
剛 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2020209242A priority Critical patent/JP7379319B2/ja
Priority to EP21906448.2A priority patent/EP4265855A1/en
Priority to PCT/JP2021/044990 priority patent/WO2022131085A1/ja
Publication of JP2022096243A publication Critical patent/JP2022096243A/ja
Priority to US18/203,282 priority patent/US20230295896A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7379319B2 publication Critical patent/JP7379319B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Description

本発明は、例えばバックホー等の作業機に関する。
特許文献1には、作業機において、運転席を保護する保護機構(キャビン)内に温風を吹出させるためのヒータ装置と、略密閉空間に配置された油圧ポンプ及び電気モータとを備え、略密閉空間の排気孔から排出される外気でヒータ装置を暖機することで、ヒータ装置による暖房効率の向上を図る技術が開示されている。
特開2011-89369号公報
しかしながら、特許文献1の技術では、保護機構内を暖房する際に、ヒータ装置を常に駆動させる必要があるので、暖房によるバッテリの消費電力が大きいという問題がある。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、作業機の保護機構の内部の暖房を効率良く行うことを目的とする。
本発明の一態様に係る作業機は、機体と、機体に設けられた運転席を保護する保護機構と、機体に搭載された蓄電池と、蓄電池の電力により駆動される電動モータと、電動モータの動力により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから供給された作動油の油圧により駆動される作業装置と、作動油の熱により保護機構の内部の暖房を行う油熱暖房装置と、蓄電池の電力により駆動されて保護機構の内部の暖房を行う電動暖房装置と、を備える。
上記構成によれば、作業機の保護機構の内部の暖房を効率良く行うことができる。
作業機の電気ブロック図である。 作業機の油圧回路を示した図である。 作業機の暖房システムの一例の構成図である。 作業機の暖房動作の一例を示したフローチャートである。 作業機の暖房動作の一例を示したフローチャートである。 作業機の他の例の暖房システムの構成図である。 作業機の全体側面図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
先ず、作業機1の全体構成について説明する。
図6は、作業機1の全体側面図である。
作業機1は電動バックホーである。作業機1は、機体(旋回台)2と走行装置10と作業装置20等を備えている。
機体2の上には、作業者が着座する運転席4と、運転席4を前後、左右、及び上から保護する保護機構6が設けられている。保護機構6は、骨格を成すフレーム(符号省略)と、フレーム間に設けられた壁体(符号省略)とを有している。フレームは機体2に固定されている。壁体には、運転席4から周囲を目視可能な透明部分(いわゆる窓)が設けられている。保護機構6は、運転席4の周囲の空間と外部とを仕切っている。即ち、保護機構6により、運転席4を有する運転室4Rが形成されている。
保護機構6の内部(運転室4R)の運転席4の周囲には、作業機1を操作するための操作装置5が設けられている。作業者は、運転席4に着座した状態で、操作装置5を操作可能である。
なお、本実施形態においては、運転席4に着座した作業者の前側(図6の矢印A1方向)を前方、当該作業者の後側(図6の矢印A2方向)を後方として説明する。また、その前後方向に直交する水平方向を幅方向として説明する。さらに、運転席8に着座した作業者が前方A1に向いた状態で、左側を左方、作業者の右側を右方として説明する。
走行装置10は、機体2を走行させる装置であって、走行フレーム11と走行機構12とを有する。走行フレーム(トラックフレーム)11は、周囲に走行機構12を取り付け、且つ上部に機体2を支持する構造体である。
走行機構12は、例えばクローラ式の走行機構である。走行機構12は、走行フレーム11の左側と右側にそれぞれ設けられている。走行機構12は、アイドラ13と、駆動輪14と、複数の転輪15と、無端状のクローラベルト16と、走行モータML、MRとを有している。
アイドラ13は、走行フレーム11の前部に配置されている。駆動輪14は、走行フレーム11の後部に配置されている。複数の転輪15は、アイドラ13と駆動輪14との間に設けられている。クローラベルト16は、アイドラ13、駆動輪14、及び転輪15に亘って巻掛けられている。
左用走行モータMLは、走行フレーム11の左側にある走行機構12に含まれている。右用走行モータMRは、走行フレーム11の右側にある走行機構12に含まれている。これら走行モータML、MRは、油圧モータから構成されている。各走行機構12では、走行モータML、MRの動力により、駆動輪14が回転駆動して、クローラベルト16を周方向に循環回走させる。
走行装置10の前部には、ドーザ装置18が装着されている。ドーザ装置18は、ドーザシリンダC5の伸縮によって上下に揺動する。ドーザシリンダC5は、支持フレーム11に取り付けられている。ドーザシリンダC5は、油圧シリンダから構成されている。
機体2は、走行フレーム11上に旋回ベアリング3を介して、旋回軸心X回りに回転可能に支持されている。機体2の内部には、旋回モータMTが設けられている。旋回モータMTは、油圧モータ(油圧機器に含まれる油圧アクチュエータ)から構成されている。機体2は、旋回モータMTの動力により旋回軸心X回りに旋回する。
作業装置20は、機体2の前部に支持されている。作業装置20は、ブーム21と、アーム22と、バケット(作業具)23と、油圧シリンダC1~C5を有する。ブーム21の基端側は、スイングブラケット24に横軸(機体2の幅方向に延伸する軸心)廻りに回動可能に枢着されている。このため、ブーム21は上下方向(鉛直方向)に揺動可能になっている。アーム22は、ブーム21の先端側に横軸廻りに回動可能に枢着されている。このため、アーム22は、前後方向或いは上下方向に揺動可能になっている。バケット23は、アーム22の先端側にスクイ動作及びダンプ動作が可能に設けられている。
作業機1は、バケット23に代えて、或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具(油圧アタッチメント)を装着することが可能である。この他の作業具としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノーブロア等が例示できる。
スイングブラケット24は、機体2内に設置されたスイングシリンダC1の伸縮によって左右に揺動する。ブーム21は、ブームシリンダC2の伸縮によって上下(前後)に揺動する。アーム22は、アームシリンダC3の伸縮によって上下(前後)に揺動する。バケット23は、バケットシリンダ(作業具シリンダ)C4の伸縮によってスクイ動作及びダンプ動作を行う。スイングシリンダC1、ブームシリンダC2、アームシリンダC3、及びバケットシリンダC4は、油圧シリンダから構成されている。
作業機1は、上述した走行モータML、MRや油圧シリンダC1~C5を有する走行装置10や作業装置20や旋回モータMTにより作業を行う。走行モータML、MRや旋回モータMTや油圧シリンダC1~C5といった油圧アクチュエータは、油圧機器に含まれる。走行装置10も作業機1に備わる作業装置である。
次に、作業機1の電気的構成について説明する。
図1は、作業機1の電気ブロック図である。
作業機1の操作装置5は、操作レバー5aと操作スイッチ5bとを有している。操作レバー5aと操作スイッチ5bは、運転席5に着座した作業者が操作可能になっている。図1では、便宜上、操作レバー5aと操作スイッチ5bをそれぞれ1つのブロックで示しているが、実際には、操作レバー5aと操作スイッチ5bはそれぞれ複数設けられている。
制御装置7は、機体2内に設けられていて、CPU7aと記憶部7bとを有している。CPU7aは、図1に示すような、作業機1に備わる各部の動作を制御する。記憶部7bはメモリ等から構成されている。CPU7aが各部の動作を制御するための情報、データ、及びプログラム等は、記憶部7bに読み書き可能に記憶されている。
スタータスイッチ8は、保護機構6の内部に設けられ、運転席5に着座した作業者が操作可能になっている。スタータスイッチ8をオン操作することで、制御装置7が作業機1に備わる各部を始動させる。また、スタータスイッチ8をオフ操作することで、制御装置7が作業機1に備わる各部を停止させる。
電動モータ9は、作業機1の駆動源であって、例えば永久磁石埋込式の三相交流同期モータから構成されている。インバータ38は、電動モータ9を駆動させるモータ駆動装置である。インバータ38は、電動モータ9及びジャンクションボックス39と接続されている。ジャンクションボックス39は、インバータ38の他に、バッテリユニット30とDC-DCコンバータ40と充電口41に接続されている。ジャンクションボックス39は、バッテリユニット30から入力された電力をインバータ38やDC-DCコンバータ40に出力する。
インバータ38は、バッテリユニット30からジャンクションボックス39を経由して入力された直流電力を三相交流電力に変換し、当該三相交流電力を電動モータ9に供給する。これにより、電動モータ9が駆動する。また、インバータ38は、電動モータ9に供給する電力の電流や電圧を任意に変更可能である。制御装置7は、インバータ38の動作を制御して、電動モータ9を駆動させたり停止させたりする。
DC/DCコンバータ40は、バッテリユニット30からジャンクションボックス39を経由して入力された直流電流の電圧を、異なる電圧に変換する電圧変換装置である。本実施形態では、DC/DCコンバータ40は、バッテリユニット30の高電圧を所定の低電圧に変換する降圧コンバータである。DC/DCコンバータ40は、電圧変換後に低圧バッテリ33へ電力を供給する。
充電口41は、外部電源に接続された充電ケーブル(図示省略)が嵌合されるコネクタなどから構成されている。ジャンクションボックス39は、外部電源から充電ケーブルを経由して充電口41より入力された電力を、バッテリユニット30に出力する。バッテリユニット30は、その充電口41より入力された電力で充電される。
バッテリユニット30は蓄電池であり、複数のバッテリパック31、32を有している。複数のバッテリパック31、32は、互いに並列に接続されている。バッテリパック31、32は、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池等の二次電池から成る。バッテリパック31、32は、内部に複数のセルを有しており、複数のセルが電気的に直列及び/又は並列に接続されている。図1では、バッテリユニット30に2つのバッテリパック31、32を設けているが、バッテリユニット30が有するバッテリパックの数は2つに限定されず、1つでもよいし又は3つ以上でもよい。
各バッテリパック31、32には、接続切換部31a、32aが設けられている。各接続切換部31a、32aは、例えばリレー又はスイッチなどから構成されていて、接続状態と遮断状態とに切り替わる。制御装置7は、接続切替部31a、32aのうち、一方の接続切替部を接続状態に切り替えて、他方の接続切替部を遮断状態に切り替えることにより、バッテリパック31、32のうち、一方のバッテリパックからジャンクションボックス39及びインバータ38を経由して電動モータ9に電力を供給し、他方のバッテリパックからの電力供給を停止する。つまり、制御装置7は、バッテリパック31、32の電力の出力と出力停止とを制御する。
また、各バッテリパック31、32には、BMU(battery management unit)31b、32bが設けられている。図1では、BMU31b、32bはバッテリパック31、32内に設けられているが、BMU31b、32bは対応するバッテリパック31、32に内蔵されていてもよいし、又はバッテリパック31、32の外側に設置されていてもよい。
各BMU31b、32bは、対応するバッテリパック31、32を監視・制御する。具体的には、BMU31b、32bは、バッテリパック31、32の内部に備わるリレーの開閉を制御して、バッテリパック31、32からの電力供給の開始及び停止を制御する。また、BMU31b、32bは、バッテリパック31、32の温度、電圧、電流、又は内部のセルの端子電圧等を検出する。
さらに、BMU31b、32bは、例えばバッテリパック31、32の内部のセルの端子電圧に基づいて、電圧測定方式によりバッテリパック31、32の残容量を検出する。なお、バッテリパック31、32の残容量の検出方法は、電圧測定方式に限定されず、クーロン・カウンタ方式、電池セル・モデリング方式、インピーダンス・トラック方式などのような他の方式であってもよい。また、バッテリパック31、32の残容量を検出する容量検出部を、BMU31b、32bとは別に設けてもよい。
低圧バッテリ33は、バッテリユニット30より低電圧の蓄電池である。低圧バッテリ33は、DC/DCコンバータ40から供給される電力により充電され、作業機1に備わるジャンクションボックス39やインバータ38やDC/DCコンバータ40以外の電装品(図示省略)に電力を供給する。容量検出装置34は、低圧バッテリ33の残容量を検出する電気回路から成る。
ラジエータ35は、電動モータ9、インバータ39、DC/DCコンバータ40、及びバッテリユニット30などの高発熱型の電気機器を冷却水(冷媒)により冷却する。ラジエータ35は、作業機1に備わる第1冷却装置である。高発熱型の電気機器とは、電気を利用する電気機器のうち、駆動することで熱を発し、然もその発熱量が作業機1に備わる他の機器より多い電気機器のことである。ラジエータ35は、ファンモータ35aと、当該ファンモータ35aの動力により回転駆動するラジエータファン(図示省略)とを有している。
冷却用ポンプ36は、ラジエータ35及び上記の高発熱型の電気機器と共に、機体2内に配設された冷却水路(図示省略)に設けられている。冷却用ポンプ36は、その冷却水路に冷却水を吐出及び循環させる。冷却用ポンプ36から吐出されて冷却水路を流れる冷却水は、上記の高発熱型の電気機器で熱交換されて、ラジエータ35に流れて行く。ラジエータ35では、ファンモータ35aの動力によりラジエータファンが回転駆動することで、冷却風が発生し、当該冷却風が冷却水路を流れて来た冷却水を冷却(除熱)する。なお、上記の高発熱型の電気機器を冷却する冷却水は、単なる水ではなく、例えば寒冷地でも凍らないような液体から構成されている。
オイルクーラ37は、前述した油圧アクチュエータML、MR、MT、C1~C5と、後述する油圧ポンプP1、P2(図2などに図示)といった油圧機器用の作動油を冷却する。オイルクーラ37は、作業機1に備わる第2冷却装置であり且つ油冷却装置である。オイルクーラ37は、ファンモータ37aと、当該ファンモータ37aの動力により回転駆動するオイルクーラファン(図示省略)とを有している。
オイルクーラ37と上記油圧機器ML、MR、MT、C1~C5、P1、P2、V等は、後述する油路50(図2等に図示)に設けられている。油圧ポンプP1、P2から吐出されて油路50を流れる作動油は、上記油圧機器ML、MR、MT、C1~C5、P1、P2、V等で温められて、オイルクーラ37に流れて行く。オイルクーラ37では、ファンモータ37aの動力によりオイルクーラファンが回転駆動することで、冷却風が発生し、当該冷却風で油路50を流れて来た作動油を冷却(除熱)する。
電動暖房装置42は、低圧バッテリ33の電力により駆動して、保護機構6の内部の暖房を行う。電動暖房装置42は、電気ヒータから構成され、電熱線42aとファンモータ42bとを有している。電熱線42aは、通電されることにより高熱を発する。ファンモータ42bは、後述するファン42f(図3等に図示)を回転駆動させる。
油熱暖房装置43は、油圧アクチュエータML、MR、MT、C1~C5を作動させるための作動油の熱により保護機構6の内部の暖房を行う。油熱暖房装置43は、ファンモータ43bを有している。ファンモータ43bは、後述するファン43f(図3等に図示)を回転駆動させる。
切替弁44は、例えば、電磁弁付き二位置切換弁から構成されている。切替弁44は油路50に設けられている(図3等に図示)。暖気用ファンモータ45は、保護機構6の内部に暖かい空気を送り込むための暖気用ファンの動力源である。
電動冷房装置46は、例えばエアコンから構成されている。電動冷房装置46は、低圧バッテリ33の電力により駆動して、保護機構6の内部の冷房を行う。
油温検出装置47は、油路50を流れる作動油の温度(油温)を検出するセンサから成る。室温検出装置48は、保護機構6の内部の温度(室温)を検出するセンサから成る。水温検出装置49は、冷却水路を流れる冷却水の温度(水温)を検出するセンサから成る。
次に、作業機1に備わる油圧回路について説明する。
図2は、作業機1に備わる油圧回路Kを示した図である。
油圧回路Kには、油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MT、コントロールバルブV、油圧ポンプP1、P2、作動油タンクT、オイルクーラ37、操作弁PV1~PV6、アンロード弁58、及び油路50等の油圧機器が設けられている。
複数設けられた油圧ポンプP1、P2のうち、一方は作動用油圧ポンプP1であり、他方はコントロール用油圧ポンプP2である。これらの油圧ポンプP1、P2は、電動モータ9の動力により駆動する。
作動用油圧ポンプP1は、作動油タンクTに貯留された作動油を吸引した後、コントロールバルブVに向かって作動油を吐出する。図2では、便宜上、作動用油圧ポンプP1を1つ図示しているが、これに限らず、各油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTに作動油を供給可能に作動用油圧ポンプP1を適宜数設ければよい。
コントロール用油圧ポンプP2は、作動油タンクTに貯留された作動油を吸引した後吐出することにより、信号用又は制御用等の油圧を出力する。即ち、コントロール用油圧ポンプP2はパイロット油を供給(吐出)する。コントロール用油圧ポンプP2も適宜数設ければよい。
コントロールバルブVは、複数の制御弁V1~V8を有している。各制御弁V1~V8は、油圧ポンプP1、P2から各油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTに出力する作動油の流量を制御(調整)する。
具体的には、スイング制御弁V1は、スイングシリンダC1に供給する作動油の流量を制御する。ブーム制御弁V2は、ブームシリンダC2に供給する作動油の流量を制御する。アーム制御弁V3は、アームシリンダC3に供給する作動油の流量を制御する。バケット制御弁V4は、バケットシリンダC4に供給する作動油の流量を制御する。ドーザ制御弁V5は、ドーザシリンダC5に供給する作動油の流量を制御する。左用走行制御弁V6は、左側の走行モータMLに供給する作動油の流量を制御する。右用走行制御弁V7は、右側の走行モータMRに供給する作動油の流量を制御する。旋回制御弁V8は、旋回モータMTに供給する作動油の流量を制御する。
操作弁PV1~PV6は、操作装置5に備わる各種の操作レバー5a(図1)の操作に応じて作動する。各操作弁PV1~PV6の作動量(操作量)に比例して、パイロット油が各制御弁V1~V8に作用することで、各制御弁V1~V8のスプールが動かされる。そして、各制御弁V1~V8のスプールの動かされた量に比例する量の作動油が、制御対象の油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTに供給される。さらに、各油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTが、各制御弁V1~V8からの作動油の供給量に応じて駆動する。
言い換えれば、操作レバー5aが操作されることで、制御弁V1~V8に作用する作動油(パイロット油)が調整されて、制御弁V1~V8が制御される。そして、制御弁V1~V8から油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTに供給される作動油の量が調整されて、油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTの駆動と停止とが制御される。
油路50は、例えばホース又は金属等の材料で形成された管から構成されている。油路50は、油圧回路Kに設けられた各部を接続し、各部に対して作動油又はパイロット油を流す流路である。油路50には、第1油路51、第2油路52、第1吸引油路54、第2吸引油路55、及び制限油路57が含まれている。
第1吸引油路54は、作動用油圧ポンプP1が作動油タンクTから吸引した作動油を流す流路である。第2吸引油路55は、コントロール用油圧ポンプP2が作動油タンクTから吸引した作動油を流す流路である。
第1油路51は、作動用油圧ポンプP1が吐出した作動油をコントロールバルブVの制御弁V1~V8に向かって流す流路である。第1油路51は、コントロールバルブV内で複数に分岐して、各制御弁V1~V8に接続されている。
第2油路52は、制御弁V1~V8を通過した作動油を作動油タンクTに向かって流す流路である。作動油タンクTは作動油を貯留する。第2油路52には、往復油路52aと排出油路52bとが含まれている。往復油路52aは、各制御弁V1~V8と制御対象の油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTとを2本1対で接続するように複数設けられている。往復油路52aは、接続された制御弁V1~V8から油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTに作動油を供給したり、油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTから制御弁V1~V8に作動油を戻したりする流路である。排出油路52bの一端側は複数に分岐して、各制御弁V1~V8に接続されている。排出油路52bの他端部は、作動油タンクTに接続されている。
第1油路51を通っていずれかの制御弁V1~V8に流れた作動油の一部は、当該制御弁V1~V8を通過して往復油路52aの一方を通り、制御対象の油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTに供給される。そして、その油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTから排出された作動油は、往復油路52aの他方を通って接続された制御弁V1~V8に戻り、当該制御弁V1~V8を通過して、排出油路52b流れる。
また、第1油路51を通っていずれかの制御弁V1~V8に流れた作動油の他部は、油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTへ供給されることなく、当該制御弁V1~V8を通過して排出油路52bに流れる。排出油路52bには、オイルクーラ37が設けられている。オイルクーラ37は、いずれかの制御弁V1~V8から排出油路52bを通って流れて来た作動油を冷却する。オイルクーラ37で冷却された作動油は、排出油路52bを通って作動油タンクTに戻る。上述したように、油路54、51、52は、作動油を作動油タンクTと油圧ポンプP1とコントロールバルブVの制御弁V1~V8と(一部の作動油は油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTも)に対して循環させるように配設されている。
制限油路57は、コントロール用油圧ポンプP2が吐出した作動油を操作弁PV1~PV6に流す流路である。制限油路57の一端部は、コントロール用油圧ポンプP2に接続され、他端側は複数に分岐して、各操作弁PV1~PV6の一次側のポート(一次ポート)に接続されている。
制限油路57には、アンロード弁58が設けられている。アンロード弁58は、作動用油圧ポンプP1から油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTに対する作動油の供給を遮断することにより、油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTの駆動、即ち作業装置20の駆動を禁止又は制限する。
詳しくは、アンロード弁58は、操作レバー5aに含まれるアンロードレバー(図示省略)を操作することにより、供給位置と遮断位置とに切り換えられる。アンロード弁58が供給位置に切り替わることで、コントロール用油圧ポンプP2から制限油路57に吐出された作動油が操作弁PV1~PV6に供給されて、制御弁V1~V8の操作が可能になる。またこれにより、油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MT及び作業装置20の操作も可能となる。操作弁PV1~PV6から排出された作動油は、別の排出油路(図示省略)を通って作動油タンクTに戻る。
対して、アンロード弁58が遮断位置に切り替わることで、コントロール用油圧ポンプP2から制限油路57に吐出された作動油が作動油タンクTに排出されて、操作弁PV1~PV6に供給されなくなり(供給停止)、制御弁V1~V8の操作が禁止又は制限される。またこれにより、油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MT及び作業装置20の操作も禁止又は制限される。
次に、作業機1に備わる暖房システムについて説明する。
図3は、作業機1に備わる暖房システムH1の一例の構成図である。
暖房システムH1は、保護機構6の内部の暖房を行うためのシステムである。暖房システムH1では、油熱暖房装置43は、作動油を流す第3油路53に設けられている。第3油路53は、図2に示した油路50に含まれている。図3に示すように、第3油路53は、コントロールバルブVのいずれかの制御弁V1~V8(図2)を通過した作動油を流す第2油路52の排出油路52bから分岐している。そして、第3油路59は、保護機構6の内部(運転室4R)を通って、排出油路52bに合流している。また、第3油路59は、オイルクーラ37よりもコントロールバルブV側(制御弁V1~V8側)で排出油路52bに接続されている。
油熱暖房装置43は、熱交換部43aと第1ファン43fとを有している。熱交換部43aは、例えば高熱伝導性を有する金属などの材料で形成されている。熱交換部43aは、作動油を流すチューブと、当該チューブの周囲に設けられた複数のフィンとを有している(詳細図示省略)。この熱交換部43aのチューブの一端部から他端部へと作動油が流れることで、当該作動油とチューブやフィンの周囲にある空気との間で熱交換が行われる。これにより、第3油路53から熱交換部43a内へ流れて来た作動油が冷却され、熱交換部43aの周囲の空気が暖められる。
第1ファン43fは、ファンモータ43b(図1)の動力により回転駆動することで、熱交換部43aの各フィンの周囲の空気を、保護機構6の内部(運転室4R)に向かって送風する。つまり、熱交換部43aで作動油と熱交換されて暖められた空気が、第1ファン43fにより保護機構80の内部に送り込まれて、保護機構80の内部の暖房が行われる。制御装置7は、ファンモータ43bの駆動を制御することにより、第1ファン43fを回転駆動したり停止したりする。
なお、図3では、油熱暖房装置43は保護機構6の内部に設けられているが、油熱暖房装置43は保護機構6の外部に設けられていてもよい。
排出油路52bからの第3油路53の分岐点には、切替弁44が設けられている。切替弁44は、排出油路52bを流れる作動油を、第3油路53に対して流通させる第1位置と、第3油路53に対して遮断する第2位置とに切り替わり可能である。
制御装置7は、ジャンクションボックス39を制御して、バッテリユニット30の電力をインバータ38に供給する。そして、制御装置7は、インバータ38を制御して、電動モータ9を駆動し、電動モータ9の動力により油圧ポンプP1、P2を駆動する。
油圧ポンプP1から吐出された作動油は、第1油路51を通って、油圧機器に含まれるコントロールバルブVに向かって流れて行く。そして、コントロールバルブVのいずれかの制御弁V1~V8を通過した作動油は、第2油路52を通って、油圧機器に含まれる油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTのいずれかを経由し又は油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MTを経由せず、切替弁44を経由して、オイルクーラ37に流れて行く。
その際、制御装置7は、例えば切替弁44に備わる電磁弁のソレノイドを励磁することで、切替弁44を第1位置に切り替えて、作動油を第3油路53に対して流通させる。またそれと共に、制御装置7は、ファンモータ43b用のモータ駆動回路によりファンモータ43bの駆動を制御して、第1ファン43fを回転駆動させる。これにより、少なくとも油圧ポンプP1とコントロールバルブVの制御弁V1~V8(場合によっては油圧アクチュエータML、MR、MT、C1~C5も)で温められた作動油が第3油路53を流れて、油熱暖房装置43の熱交換部43a内を通り、当該作動油と周囲の空気との間で熱交換が行われる。そして、暖められた空気が保護機構80の内部(運転室4R)に送られて、保護機構80の内部の暖房が行われる。
それに対して、制御装置7は、例えば切替弁44に備わる電磁弁のソレノイドを消磁することで、切替弁44を第2位置に切り替えて、作動油を第3油路53に対して遮断する。またそれと共に、制御装置7は、ファンモータ43bの駆動を制御して、第1ファン43fを停止させる。これにより、作動油が第3油路53を流れることなく、第2油路52を通ってオイルクーラ37に流れて行き、油熱暖房装置43による保護機構80の内部の暖房が停止される。つまり、制御装置7は、上記のように油熱暖房装置43による保護機構80の内部の暖房動作と当該動作の停止とを制御する。
第1油路51における第3油路53との合流点と油圧機器ML、MR、MT、C1~C5、Vとの間には、油温検出装置47が設けられている。
第2油路52の排出油路52bにおける第3油路59との分岐点より、油圧機器ML、MR、MT、C1~C5、V側には、油温検出装置47が設けられている。油温検出装置47は、排出油路52bを流れる作動油の油温を検出して、当該検出結果を制御装置7に出力する。他の例として、排出油路52bにおける、第3油路59との合流点とオイルクーラ37の間や、オイルクーラ37と作動油タンクTの間や、第1油路51や作動油タンクT内等に、油温検出装置47を設けて、当該油路を流れる作動油の油温を検出してもよい。
制御装置7は、ジャンクションボックス39とDC-DCコンバータ40とを制御して、バッテリユニット30の電力により低圧バッテリ33を充電する。また、制御装置7は、低圧バッテリ33の電力により駆動する。容量検出装置34は、低圧バッテリ33の残容量を検出して、制御装置7に出力する。
電動暖房装置42は、電熱線42aと第2ファン42fとを有している。電熱線42aは、低圧バッテリ33から通電されることにより、高熱を発して、周囲の空気を暖める。第2ファン42fは、ファンモータ42b(図1)の動力により回転駆動することで、電熱線42aにより暖められた周囲の空気を、保護機構6の内部に向かって送風する。これにより、電動暖房装置42によっても保護機構80の内部の暖房が行われる。
制御装置7は、低圧バッテリ33の電力をファンモータ42b用のモータ駆動回路(図示省略)を介して、ファンモータ42bに供給又は供給停止する。またそれによって、制御装置7は、ファンモータ42bの駆動を制御し、第2ファン42fを回転駆動させたり停止させたりする。さらに、制御装置7は、例えば低圧バッテリ33の電力を電熱線42aに供給する給電線(図示省略)に設けられたスイッチ(図示省略)をオン又はオフすることで、電熱線42aに対して電力を通電又は遮断し、電熱線42aを発熱させたり発熱停止させたりする。つまり、制御装置7は、上記のように電動暖房装置42による保護機構6の内部の暖房動作と当該動作の停止とを制御する。
なお、電動暖房装置42の構成は上述した構成に限らず、電力により駆動されて保護機構6内の暖房を行えるものであればよい。また、図3では、電動暖房装置42は保護機構6の外部に保護機構6と近接した状態で設けられているが、電動暖房装置42は保護機構6の内部に設けられてもよいし、又は保護機構6の外部に保護機構6から離間して設けられてもよい。
室温検出装置48は、保護機構6の内部の室温を検出して、制御装置7に出力する。制御装置7は、油温検出装置47、容量検出装置34、又は室温検出装置48の検出結果に基づいて、油熱暖房装置43と電動暖房装置42の暖房動作と当該動作の停止とを制御する。
次に、作業機1の暖房システムH1による暖房動作を説明する。
図4A及び図4Bは、作業機1の暖房動作の一例を示したフローチャートである。図4A及び図4Bに示す各処理は、制御装置7の記憶部7bに予め記憶されたソフトウェアプログラムに基づいて、CPU7aにより実行される。
例えば制御装置7は、作業者によりスタータスイッチ8(図1)がオン操作されたことを検出した(図4AのS1:YES)後、操作スイッチ5b(図1)で所定の操作が行われることにより、保護機構6の内部(運転室4R)を暖房する暖房指示が有ったことを検出する(S2:YES)。この場合、制御装置7は油熱暖房装置43をオン(駆動)する(S5)。即ち、制御装置7は、切替弁44(図3)を第1位置に切り替えて、作動油を第3油路53に通して油熱暖房装置43へ流し込み、油熱暖房装置43により保護機構6の内部の暖房を行う。
また、制御装置7は、暖房指示を検出しなければ(S2:NO)、室温検出装置48により保護機構6の内部の室温Taを検出する(S3)。そして、室温Taが所定の閾値T1未満であれば(S4:YES)、制御装置7は油熱暖房装置43をオンする(S5)。即ち、この場合も、油熱暖房装置43により保護機構6の内部の暖房が行われる。なお、上記閾値T1は、例えば一般的に運転室4Rに居る作業者が寒気を感じる温度、或いは作業者が任意に設定した温度に予め設定されて、記憶部7bに記憶されている。
対して、保護機構6の内部の室温Taが閾値T1以上であれば(S4:NO)、制御装置7は、再び暖房指示の有無を確認したり(S2)、室温Taを確認したりする(S3、S4)。
油熱暖房装置43をオンした場合(S5)、制御装置7は、油温検出装置47(図3)により作動油の油温Toを検出する(S6)。このとき、油温Toが所定の閾値T3以上であれば(S7:NO)、油熱暖房装置43に流した作動油の温度が高いので、電動暖房装置42を駆動させなくても油熱暖房装置43だけで保護機構6の内部を暖房することが十分可能である。この場合、制御装置7は、保護機構6の内部の暖房を停止する暖房停止指示の有無を確認する(S12)。
なお、上記閾値T3は、例えば作業装置20(図6)や走行装置10の作動中に、油圧回路Kを所定回数以上循環した後の作動油の温度と同程度に予め設定されて、記憶部7bに記憶されている。また、上記閾値T3は、保護機構6の内部の室温Taや、これと比較する閾値T1や後述の閾値T2より高い温度に設定されている。
例えば、操作スイッチ5bで所定の操作が行われなかったため、制御装置7は、暖房停止指示が無いことを検出し(S12:NO)、さらにスタータスイッチ8のオフ操作が無いことを検出する(S14:NO)。この場合、制御装置7は、再び油温検出装置47により油温Toを検出して(S6)、以降の処理を実行する。また、油熱暖房装置43は、保護機構6の内部の暖房を継続して行う。
油温検出装置47により検出した油温Toが閾値T3未満であった場合(S7:YES)、油熱暖房装置43に流した作動油の温度が低いので、油熱暖房装置43だけでは保護機構6の内部を暖房することが不十分である。この場合、制御装置7は、容量検出装置34により低圧バッテリ33の残容量Qを検出する(S8)。
低圧バッテリ33の残容量Qが所定の閾値Q1以上であれば(S9:YES)、制御装置7は電動暖房装置42をオン(駆動)する(S10)。即ち、制御装置7は、電動暖房装置42の電熱線42aとファンモータ42bと第2ファン42fを駆動して、電動暖房装置42により保護機構6の内部の暖房を行う。上記閾値Q1は、例えば作業機1に備わる各種電装品を所定時間駆動するのに必要な最低限度の低圧バッテリ33の電気容量より、若干高い値に予め設定されて、記憶部7bに記憶されている。
一方、低圧バッテリ33の残容量Qが閾値Q1未満であれば(S9:NO)、電動暖房装置42はオンされない。この場合、制御装置7は暖房停止指示の有無を確認する(S12)。このとき、制御装置7は、暖房停止指示が無いことを検出し(S12:NO)、さらにスタータスイッチ8のオフ操作が無いことを検出すると(S14:NO)、再び油温検出装置47により油温Toを検出して(S6)、以降の処理を実行する。
電動暖房装置42をオンした場合(S10)、制御装置7は油温検出装置47により油温Toを検出する(S11)。このとき、油温Toがまだ閾値T3未満であれば(図4BのS15:NO)、制御装置7は暖房停止指示の有無を確認する(S26)。
それに対して、油温Toが閾値T3以上であれば(S15:YES)、制御装置7は、室温検出装置48により保護機構6の内部の室温Taを検出する(S16)。このとき、室温Taが所定の閾値T2未満であれば(S17:NO)、制御装置7は、容量検出装置34により低圧バッテリ33の残容量Qを検出する(S18)。なお、上記閾値T2は、例えば一般的に運転室4Rに居る作業者が寒気を感じない温度で且つ閾値T1より高い温度に予め設定されて、記憶部7bに記憶されている。
低圧バッテリ33の残容量Qが閾値Q1以上であれば(S19:NO)、制御装置7は暖房停止指示の有無を確認する(S26)。このとき、制御装置7は、暖房停止指示が無いことを検出し(S26:NO)、さらにスタータスイッチ8のオフ操作が無いことを検出すると(S27:NO)、再び室温検出装置48により室温Taを検出し(S16)、以降の処理を実行する。
それに対して、低圧バッテリ33の残容量Qが閾値Q1未満であれば(S19:YES)、制御装置7は電動暖房装置42をオフ(駆動停止)する(S20)。即ち、制御装置7は、電動暖房装置42の電熱線42aとファンモータ42bと第2ファン42fの駆動を停止して、電動暖房装置42による保護機構6の内部の暖房を停止する。また、室温Taが閾値T2以上になった場合も(S17:YES)、制御装置7は電動暖房装置42をオフする(S20)。
電動暖房装置42をオフした場合(S20)、制御装置7は、室温検出装置48により室温Taを検出する(S21)。このとき、室温Taが閾値T1以上であれば(S22:YES)、制御装置7は暖房停止指示の有無を確認する(S23)。
一方、室温Taが閾値T1未満に低下すると(S22:NO)、制御装置7は、再び容量検出装置34により低圧バッテリ33の残容量Qを検出する(図4AのS8)。そして、低圧バッテリ33の残容量Qが所定の閾値Q1以上であれば(S9:YES)、制御装置7は、再び電動暖房装置42をオンし(S10)、以降の処理を実行する。
油熱暖房装置43又は電動暖房装置42による保護機構6の内部の暖房中に、操作スイッチ5bで所定の操作が行われたことにより、制御装置7は、暖房停止指示が有ったことを検出する(図4AのS12:YES、図4BのS23:YES、又はS26:YES)。すると、制御装置7は油熱暖房装置43及び電動暖房装置42をオフする(図4AのS13、図4BのS24)。
図4Aの処理S13及び図4Bの処理S24では、制御装置7は、油熱暖房装置43により保護機構6の内部を暖房中であったため、切替弁44を第2位置に切り替えて、油熱暖房装置43への作動油の流れを遮断し、当該油熱暖房装置43の暖房動作を停止する。また、図4Bの処理S24では、制御装置7は、電動暖房装置42により保護機構6の内部を暖房中であった場合には、電熱線42aとファンモータ42bと第2ファン42fの駆動を停止して、当該電動暖房装置42の暖房動作を停止する。
図4Bの処理S24の後、スタータスイッチ8がオフ操作されなければ(S25:NO)、制御装置7は、再び暖房指示の有無を確認したり(図4AのS2)、保護機構6の内部の温度Taを確認したり(S3、S4)する。
図4Aの処理S13又は図4Bの処理S24の後、スタータスイッチ8がオフ操作されると(図4AのS14:YES、又は図4BのS25:YES)、暖房動作が終了する。
また、図4Bの処理S23又は処理S26で、暖房停止指示が無くても(S23:NO又はS26:NO)、スタータスイッチ8がオフ操作されると(S28:YES、又はS27:YES)、制御装置7は暖房装置43、42をオフする(S29)。これにより、暖房動作が終了する。
処理S29では、前述した図4Aの処理S13及び図4Bの処理S24と同様に、制御装置7は、油熱暖房装置43又は電動暖房装置42を停止して、それらによる暖房動作も停止する。
図4A及び図4Bに示した複数の処理は、1つ又は複数のソフトウェアプログラムに基づいて実行されるようにしてもよい。また、例えば、電動暖房装置42のオン・オフ制御と、油熱暖房装置43のオン・オフ制御とを、別々のソフトウェアプログラムに基づいて実行してもよい。また、例えば油温Toに基づく電動暖房装置42又は油熱暖房装置43のオン・オフ制御と、室温Taに基づく電動暖房装置42又は油熱暖房装置43のオン・オフ制御とを、別々のソフトウェアプログラムに基づいて実行してもよい。さらに、例えば電気回路やシーケンス回路等のハードウェアにより、図4A及び図4Bに示した各処理を実行してもよい。
また、図4Aでは、暖房指示が有ったとき(S2:YES)又は保護機構6の内部の室温Taが閾値T1未満(S4:YES)のときに、油熱暖房装置43をオンしている(S5)が、上記いずれかのときにおいて、作動油の温度Toが閾値T3以上であることを確認してから、油熱暖房装置43をオンするようにしてもよい。この場合、作動油の温度Toが閾値T3未満の間は、油熱暖房装置43により保護機構6の内部の暖房が行われないが、電動暖房装置42をオンすることで、電動暖房装置42により保護機構6の内部の暖房を行うことができる。
また、上述した実施形態では、制御装置7が油温Toに応じて電動暖房装置42をオン・オフ制御したが、これに限らず、油温Toに応じて段階的に或いは連続的に電動暖房装置42の出力(暖房の強度)を変化させるようにしてもよい。具体的には、例えば、油温Toが高くなるほど、電動暖房装置42の出力が小さく(暖房強度が弱く)なるように、電動暖房装置42の出力を段階的又は連続的に制御し、油温Toが所定温度以上になったときに、電動暖房装置42による暖房を停止するようにしてもよい。
また、図3に示した暖房システムH1では、第2油路52に対して分岐及び合流する第3油路53に油熱暖房装置43を設けているが、例えば図5に示すように、第1油路51に対して分岐及び合流する第3油路59に油熱暖房装置43を設けてもよい。
図5は、作業機1に備わる他の例の暖房システムH2の構成図である。
暖房システムH2は、保護機構6の内部の暖房を行うためのシステムである。暖房システムH2では、油熱暖房装置43は、作動油を流す第3油路59に設けられている。第3油路59は、図2に示した作業機1の油路50に含まれている。図5に示すように、第3油路59は、油圧ポンプP1が吐出した作動油を油圧機器に含まれるコントロールバルブVに向かって流す第1油路51から分岐し、保護機構6の内部を通って第1油路51に合流している。
第1油路51からの第3油路53の分岐点には、切替弁44が設けられている。油圧ポンプP1から吐出された作動油は、第1油路51を通り、切替弁44を経由して、少なくともコントロールバルブVのいずれかの制御弁V1~V8に流れて行く。
その際、制御装置7は、例えば切替弁44に備わる電磁弁のソレノイドを励磁することで、切替弁44を第1位置に切り替えて、作動油を第3油路59に対して流通させる。またそれと共に、制御装置7は、ファンモータ43b(図1)により第1ファン43fを回転駆動させる。これにより、油圧ポンプP1等で温められた作動油が第3油路59を流れて、油熱暖房装置43の熱交換部43a内を通り、当該作動油と周囲の空気との間で熱交換が行われる。そして、暖められた空気が保護機構80の内部(運転室4R)に送られて、保護機構80の内部の暖房が行われる。なお、油路54、51、52を1回以上循環した作動油は、油圧ポンプP1だけでなく、コントロールバルブVの制御弁V1~V8や油圧アクチュエータML、MR、MT、C1~C5でも温められている。
上記に対して、制御装置7は、例えば切替弁44に備わる電磁弁のソレノイドを消磁することで、切替弁44を第2位置に切り替えて、作動油を第3油路59に対して遮断する。またそれと共に、制御装置7は、油熱暖房装置43に備わるファンモータ43bにより第1ファン43fを停止させる。これにより、作動油が第3油路59を流れることなく、第1油路51を通って、油圧機器ML、MR、MT、C1~C5、Vのうち、少なくともコントロールバルブVのいずれかの制御弁V1~V8に流れて行く。そして、油熱暖房装置43による保護機構80の内部の暖房が停止される。つまり、制御装置7は、上記のように油熱暖房装置43による保護機構80の内部の暖房動作と当該動作の停止とを制御する。
第1油路51における第3油路53との合流点と油圧機器ML、MR、MT、C1~C5、Vとの間には、油温検出装置47が設けられている。油温検出装置47は、第1油路51を流れる作動油の油温を検出して、当該検出結果を制御装置7に出力する。
暖房システムH2では、制御装置7は、ジャンクションボックス39とDC-DCコンバータ40とを制御して、バッテリユニット30の電力により、電動暖房装置42を駆動する。即ち、電動暖房装置42の電熱線42aとファンモータ42b(図1)は、バッテリユニット30からジャンクションボックス39とDC-DCコンバータ40を経由して供給される電力により駆動される。油熱暖房装置43のファンモータ43b、切替弁44、油熱検出装置47、又は室温検出装置48は、電動暖房装置42と同様に、バッテリユニット30の電力により駆動してもよいし、又は低圧バッテリ33の電力により駆動してもよい。
制御装置7は、バッテリユニット30の電力をジャンクションボックス39とDC-DCコンバータ40を経由して電熱線42aに供給する給電線(図示省略)に設けられたスイッチ(図示省略)をオン又はオフすることで、電熱線42aに対して電力を通電又は遮断し、電熱線42aを発熱させたり発熱停止させたりする。つまり、制御装置7は、上記のように電動暖房装置42による保護機構6の内部の暖房動作と当該動作の停止とを制御する。
また、制御装置7は、油温検出装置47が検出した作動油の油温、室温検出装置48が検出した保護機構6の内部の室温、又はBMU31b、32bが検出したバッテリユニット30のバッテリパック31、32(図1)の残容量に基づいて、油熱暖房装置43と電動暖房装置42の暖房動作と当該動作の停止とを制御する。
上述した暖房システムH2においても、図4A及び図4Bに示したのと同様の処理を実行することができる。その場合、図4Aの処理S8及び図4Bの処理S18に代えて、バッテリユニット30のBMU31b、32bにより給電中のバッテリパック31、32の残容量を検出する処理を実行すればよい。また、図4Aの処理S9及び図4Bの処理S19に代えて、給電中のバッテリパック31、32の残容量と所定の閾値とを比較する処理を実行すればよい。
本実施形態の作業機1は、以下の効果を奏する。
本実施形態の作業機1は、機体2と、機体2に設けられた運転席4を保護する保護機構6と、機体2に搭載された蓄電池30、33と、蓄電池30の電力により駆動される電動モータ9と、電動モータ9の動力により駆動される油圧ポンプP1、P2と、油圧ポンプP1、P2から供給された作動油の油圧により駆動される作業装置10、20と、作動油の熱により保護機構6の内部の暖房を行う油熱暖房装置43と、蓄電池33、30の電力により駆動されて保護機構6の内部の暖房を行う電動暖房装置42と、を備えている。
上記構成によれば、作業機1は、作動油の熱により保護機構6の内部の暖房を行う油熱暖房装置43と、蓄電池30、33の電力により駆動されて保護機構6の内部の暖房を行う電動暖房装置42とをそれぞれ備えている。このため、例えば、作動油の温度に応じて電動暖房装置42の動作を制御する等して保護機構6の内部の暖房を効率よく行うことができ、蓄電池30、33の電力消費を低減することもできる。また、蓄電池30、33の消費電力を低減できる結果、作業機1の作業装置20などの各部の稼働時間を長く確保することが可能となる。
また、作業機1は、油熱暖房装置43及び電動暖房装置42の動作を制御する制御装置7を備えている。この構成によれば、油熱暖房装置43より速暖性が高い電動暖房装置42と、電動暖房装置42より消費電力が少ない油熱暖房装置43とを、必要に応じて使い分けて、保護機構6の内部を十分に暖め且つ蓄電池30、33の消費電力を低減することができる。
また、作業機1は、作動油の温度Toを検出する油温検出装置47を備え、制御装置7は、油温検出装置47の検出結果に基づいて、油熱暖房装置43及び電動暖房装置42の動作を制御する。この構成によれば、作動油の温度Toに応じて、油熱暖房装置43及び電動暖房装置42を駆動して、保護機構6の内部を暖め且つ蓄電池30、33の消費電力を低減することができる。
また、制御装置7は、作動油の温度Toが所定の閾値T3未満である場合に、電動暖房装置42による暖房を実行し、且つ油熱暖房装置43による暖房を停止又は実行し、作動油の温度Toが閾値T3以上である場合に、電動暖房装置42による暖房を停止し、且つ油熱暖房装置43による暖房を実行する。この構成によれば、作動油の温度Toの温度が低いときは、少なくとも電動暖房装置42により保護機構6の内部の暖房を行って、保護機構6の内部を十分に暖めることができる。また、作動油の温度Toの温度が高いときは、油熱暖房装置43により保護機構6の内部の暖房を行い、電動暖房装置42を停止させることで、保護機構6の内部を十分に暖め且つ蓄電池30、33の消費電力を低減することができる。
また、作業機1は、蓄電池33、30の残容量Qを検出する容量検出装置34、31b、32bを備え、制御装置7は、容量検出装置34、31b、32bの検出結果に基づいて、電動暖房装置42の動作を制御する。この構成によれば、例えば、蓄電池30、33の残容量Qが少ない場合には、電動暖房装置42による暖房を行わないようにすることで、作業機1の稼働可能時間を延ばすことができる。また、蓄電池30、33の残容量Qが多い場合には、電動暖房装置42により暖房を行うことで、保護機構6の内部を十分に暖めることができる。
また、作業機1は、作動油の温度Toを検出する油温検出装置47と、蓄電池33、30の残容量Qを検出する容量検出装置34、31b、32bと、を備え、制御装置7は、作動油の温度Toが所定の閾値T3未満であり、且つ蓄電池33、30の残容量Qが所定の閾値Q1以上である場合に、電動暖房装置42による暖房を実行し、且つ油熱暖房装置43による暖房を停止又は実行し、作動油の温度Toが閾値T3未満であり、且つ蓄電池33、30の残容量Qが閾値Q1未満である場合に、電動暖房装置42による暖房を停止し、且つ油熱暖房装置43による暖房を停止又は実行し、作動油の温度Toが閾値T3以上である場合に、電動暖房装置42による暖房を停止し、且つ油熱暖房装置43による暖房を実行する。この構成によれば、作動油の温度Toが低くて、蓄電池33、30の残容量Qが多いときは、電動暖房装置42により保護機構6の内部の暖房を行うことができる。また、作動油の温度Toが低くても、蓄電池33、30の残容量Qが少ない場合には、電動暖房装置42を停止させて、蓄電池30、33の電力が消耗するのを抑制することができる。
また、作業機1は、作動油を貯留する作動油タンクTと、油圧ポンプP1から作業装置10、20が有する油圧アクチュエータC1~C5、ML、MRへの作動油の流量を制御する制御弁V1~V7と、油圧ポンプP1、P2が作動油タンクTから吸引した後吐出した作動油を制御弁V1~V7に向かって流す第1油路51と、制御弁V1~V7を通過した作動油を作動油タンクTに向かって流す第2油路52と、第1油路51と第2油路52のうち一方の油路から分岐して、保護機構6の内部を通って当該一方の油路に合流する第3油路53、59と、を備え、油熱暖房装置43は、第3油路53、59を流れる作動油と周囲にある空気との熱交換を行う熱交換部43aと、熱交換部43aの周囲の空気を保護機構6の内部に向かって送風する第1ファン43fと、を有する。この構成によれば、油熱暖房装置43は、油圧ポンプP1、或いは油圧ポンプP1とコントロールバルブVの制御弁V1~V7や油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR等の油圧機器とを経由することで温められた作動油の熱により、保護機構6の内部を効率良く暖めることができる。
また、作業機1は、第3油路53、59に対して作動油を流通させる第1位置と作動油を遮断する第2位置とに切り替え可能な切替弁44を備え、制御装置7は、切替弁44を第1位置又は第2位置に切り替えることにより、油熱暖房装置43による暖房の実行と停止とを切り替える。この構成によれば、油熱暖房装置43による保護機構6の内部の暖房動作と当該動作の停止とを自動で容易に切り替えることができる。
また、作業機1は、第2油路52に設けられ且つ第2油路52を流れる作動油を冷却する油冷却装置37を備え、第3油路59は、油冷却装置37よりも制御弁V1~V8側で第2油路52に接続されている。この構成によれば、第3油路59に設けた油熱暖房装置43は、油圧ポンプP1やコントロールバルブVの制御弁V1~V8や油圧アクチュエータC1~C5、ML、MR、MT等の油圧機器で温められた作動油であって、油冷却装置37により冷却される前の作動油の高い熱で効率良く保護機構6の内部の暖房を行うことができる。
さらに、電動暖房装置42は、通電されることにより熱を発する電熱線42aと、電熱線42aの周囲の空気を保護機構6の内部に向かって送風する第2ファン42fと、を有する。この構成によれば、電熱線42aにより暖められた周囲の空気を第2ファン42fにより保護機構6の内部に送り込んで、保護機構6の内部の暖房をより効率良く行うことができる。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
上述した実施形態では、本発明をバックホー等の作業機1に適用する場合の例について説明したが、本発明の適用対象はこれに限らず、例えば、ホイールローダ、コンパクトトラックローダ、スキッドステアローダ等の他の建設機械に適用してもよく、トラクター、コンバイン、田植機、芝刈機等の農業機械に適用してもよい。また、本発明は、電動作業機に限らず、電動モータ以外のエンジンなどの駆動源を搭載した作業機にも適用可能である。
1 作業機
2 機体
4 運転席
6 保護機構
7 制御装置
9 電動モータ
10 走行装置(作業装置)
20 作業装置
30 バッテリユニット(蓄電池)
31b BMU(容量検出装置)
32b BMU(容量検出装置)
33 低圧バッテリ(蓄電池)
34 容量検出装置
37 オイルクーラ(油冷却装置)
42 電動暖房装置
42a 電熱線
42f 第2ファン
43 油熱暖房装置
43a 熱交換部
43f 第1ファン
44 切替弁
47 油温検出装置
51 第1油路
52 第2油路
53 第3油路
59 第3油路
C1~C5、ML、MR 油圧アクチュエータ
P1、P2 油圧ポンプ
Q 残容量
Q1 閾値(第2閾値)
T 作動油タンク
T3 閾値(第1閾値)
To 作動油の温度
V1~V7 制御弁

Claims (10)

  1. 機体と、
    前記機体に設けられた運転席を保護する保護機構と、
    前記機体に搭載された蓄電池と、
    前記蓄電池の電力により駆動される電動モータと、
    前記電動モータの動力により駆動される油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプから供給された作動油の油圧により駆動される作業装置と、
    前記作動油の熱により前記保護機構の内部の暖房を行う油熱暖房装置と、
    前記蓄電池の電力により駆動されて前記保護機構の内部の暖房を行う電動暖房装置と、を備えた作業機。
  2. 前記油熱暖房装置及び前記電動暖房装置の動作を制御する制御装置を備えた請求項1に記載の作業機。
  3. 前記作動油の温度を検出する油温検出装置を備え、
    前記制御装置は、前記油温検出装置の検出結果に基づいて、前記油熱暖房装置及び前記電動暖房装置の動作を制御する請求項2に記載の作業機。
  4. 前記制御装置は、
    前記作動油の温度が所定の第1閾値未満である場合に、前記電動暖房装置による暖房を実行し、且つ前記油熱暖房装置による暖房を停止又は実行し、
    前記作動油の温度が前記第1閾値以上である場合に、前記電動暖房装置による暖房を停止し、且つ前記油熱暖房装置による暖房を実行する請求項3に記載の作業機。
  5. 前記蓄電池の残容量を検出する容量検出装置を備え、
    前記制御装置は、前記容量検出装置の検出結果に基づいて、前記電動暖房装置の動作を制御する請求項2~4のいずれか1項に記載の作業機。
  6. 前記作動油の温度を検出する油温検出装置と、
    前記蓄電池の残容量を検出する容量検出装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記作動油の温度が所定の第1閾値未満であり、且つ前記蓄電池の残容量が所定の第2閾値以上である場合に、前記電動暖房装置による暖房を実行し、且つ前記油熱暖房装置による暖房を停止又は実行し、
    前記作動油の温度が所定の第1閾値未満であり、且つ前記蓄電池の残容量が前記第2閾値未満である場合に、前記電動暖房装置による暖房を停止し、且つ前記油熱暖房装置による暖房を停止又は実行し、
    前記作動油の温度が所定の第1閾値以上である場合に、前記電動暖房装置による暖房を停止し、且つ前記油熱暖房装置による暖房を実行する請求項2に記載の作業機。
  7. 前記作動油を貯留する作動油タンクと、
    前記油圧ポンプから前記作業装置が有する油圧アクチュエータへの前記作動油の流量を制御する制御弁と、
    前記油圧ポンプが前記作動油タンクから吸引した後吐出した前記作動油を前記制御弁に向かって流す第1油路と、
    前記制御弁を通過した前記作動油を前記作動油タンクに向かって流す第2油路と、
    前記第1油路と前記第2油路のうち一方の油路から分岐して、前記保護機構の内部を通って前記一方の油路に合流する第3油路と、を備え、
    前記油熱暖房装置は、
    前記第3油路を流れる前記作動油と周囲にある空気との熱交換を行う熱交換部と、
    前記熱交換部の周囲の空気を前記保護機構の内部に向かって送風する第1ファンと、を有する請求項~6のいずれか1項に記載の作業機。
  8. 前記第3油路に対して前記作動油を流通させる第1位置と前記作動油を遮断する第2位置とに切り替え可能な切替弁を備え、
    前記制御装置は、前記切替弁を前記第1位置又は前記第2位置に切り替えることにより、前記油熱暖房装置による暖房の実行と停止とを切り替える請求項7に記載の作業機。
  9. 前記第2油路に設けられ且つ前記第2油路を流れる前記作動油を冷却する油冷却装置を備え、
    前記第3油路は、前記油冷却装置よりも前記制御弁側で前記第2油路に接続されている請求項7又は8に記載の作業機。
  10. 前記電動暖房装置は、
    通電されることにより熱を発する電熱線と、
    前記電熱線の周囲の空気を前記保護機構の内部に向かって送風する第2ファンと、を有する請求項1~9のいずれか1項に記載の作業機。
JP2020209242A 2020-12-17 2020-12-17 作業機 Active JP7379319B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020209242A JP7379319B2 (ja) 2020-12-17 2020-12-17 作業機
EP21906448.2A EP4265855A1 (en) 2020-12-17 2021-12-07 Work machine
PCT/JP2021/044990 WO2022131085A1 (ja) 2020-12-17 2021-12-07 作業機
US18/203,282 US20230295896A1 (en) 2020-12-17 2023-05-30 Working machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020209242A JP7379319B2 (ja) 2020-12-17 2020-12-17 作業機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022096243A JP2022096243A (ja) 2022-06-29
JP7379319B2 true JP7379319B2 (ja) 2023-11-14

Family

ID=82163828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020209242A Active JP7379319B2 (ja) 2020-12-17 2020-12-17 作業機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7379319B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7315296B1 (ja) 2022-11-07 2023-07-26 キャタピラー エス エー アール エル 作業機械およびその温度管理システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011020640A (ja) 2009-07-17 2011-02-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd 電動式ショベルの作動油回路
JP2013002160A (ja) 2011-06-17 2013-01-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd 電動式建設機械
JP2013035402A (ja) 2011-08-08 2013-02-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の暖房装置
JP2013082260A (ja) 2011-10-06 2013-05-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械用暖房装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11291750A (ja) * 1998-04-10 1999-10-26 Calsonic Corp 産業用機械の空気調和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011020640A (ja) 2009-07-17 2011-02-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd 電動式ショベルの作動油回路
JP2013002160A (ja) 2011-06-17 2013-01-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd 電動式建設機械
JP2013035402A (ja) 2011-08-08 2013-02-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の暖房装置
JP2013082260A (ja) 2011-10-06 2013-05-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械用暖房装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022096243A (ja) 2022-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101876154B1 (ko) 하이브리드식 작업기
KR101860657B1 (ko) 하이브리드식 작업기
JP7191810B2 (ja) 作業機
WO2019208370A1 (ja) 電動式作業機械
JP6820051B2 (ja) モータ冷却装置
EP1199410B1 (en) Construction machine
JP7379319B2 (ja) 作業機
JP5165250B2 (ja) 建設機械の冷却装置
JP7434140B2 (ja) 電動作業機
WO2022131085A1 (ja) 作業機
JP7379318B2 (ja) 作業機
WO2022130936A1 (ja) 電動作業機
WO2023189344A1 (ja) 電動作業機
US20240083265A1 (en) Electric working machine and charging system for electric working machine
JP2020153115A (ja) ショベル
US20230417022A1 (en) Electric work machine
WO2022130955A1 (ja) 建設機械
JP2024004141A (ja) 電動式作業機械
US20230417019A1 (en) Electric work machine
WO2023189343A1 (ja) 電動作業機
EP4190626A1 (en) Electric working machine
KR20240055637A (ko) 전동식 작업 기계
JP2024004139A (ja) 電動式作業機械
JP2023062508A (ja) 電動式作業機械
KR20240081337A (ko) 전동식 작업 기계

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221229

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231101

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7379319

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150