KR102504696B1

KR102504696B1 - 전동식 건설 기계

Info

Publication number: KR102504696B1
Application number: KR1020217004901A
Authority: KR
Inventors: 세이이치 기하라; 기와무 다카하시; 다케시 이시이
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 겡키 티에라
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2023-03-02
Also published as: US11542680B2; KR20210032496A; EP3940149A1; WO2020183959A1; JP7063834B2; JP2020147969A; CN112639213A; EP3940149A4; US20210254305A1

Abstract

전동식의 유압 셔블(1)은, 자주 가능한 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2)에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(3)로 이루어지고, 상부 선회체(3)는, 베이스가 되는 선회 프레임(5)과, 선회 프레임(5)의 후방측에 마련된 카운터 웨이트(13)와, 카운터 웨이트(13)의 전방측에 위치하고 선회 프레임(5)에 탑재되어 외부 전원으로부터 급전되는 동력원(9)을 포함하여 구성되어 있다. 카운터 웨이트(13)에는 케이블 삽입 관통 구멍(16)이 마련되고, 이 케이블 삽입 관통 구멍(16)에, 외부 전원과 동력원(9) 사이를 접속하는 급전 케이블(12)이 삽입 관통되어 있다.

Description

전동식 건설 기계

본 개시는, 예를 들어 전동식 유압 셔블 등의 전동 모터가 탑재된 전동식 건설 기계에 관한 것이다.

건설 기계를 대표하는 유압 셔블은, 자주 가능한 하부 주행체와, 하부 주행체 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체를 구비하고 있다. 하부 주행체와 상부 선회체에 의해 차체가 구성되어 있다. 상부 선회체의 전방측에는 작업 장치가 부앙 이동 가능하게 마련되고, 이 작업 장치에 의해 굴삭 작업 등이 행해진다. 여기서, 전동 모터에 의해 유압 펌프를 구동함으로써, 차체나 작업 장치를 작동시키는 전동식 유압 셔블이 알려져 있다.

전동식 유압 셔블에는, 동력원으로서 전동 모터 및 모터 제어 장치를 구비하고, 외부 전원으로부터 공급되는 전력에 의해 전동 모터를 구동하는 것이 있다. 또한, 동력원으로서 전동 모터, 모터 제어 장치, 배터리 및 충전기를 구비하고, 배터리로부터의 전력에 의해 전동 모터를 구동하는 것이 있다. 이 경우, 동력원으로서 전동 모터 및 모터 제어 장치를 구비한 전동식 유압 셔블은, 외부 전원과 모터 제어 장치 사이가 급전 케이블에 의해 상시 접속되어 있다. 한편, 동력원으로서 전동 모터, 모터 제어 장치, 배터리 및 충전기를 구비한 전동식 유압 셔블은, 외부 전원과 충전기 사이가 급전 케이블에 의해 상시 접속되어 있다. 이와 같이, 전동식 유압 셔블은, 차체에 탑재된 동력원과 외부 전원 사이가, 급전 케이블에 의해 상시 접속되어 있다.

여기서, 동력원과 외부 전원 사이를 급전 케이블에 의해 접속한 전동식 유압 셔블로서, 급전 케이블을 보유 지지하는 케이블 암을 구비한 것이 제안되어 있다. 이 전동식 유압 셔블은, 카운터 웨이트의 전방측에 배치된 구조물 커버에, 케이블 암의 기단부가 베어링을 개재하여 회전 가능하게 설치되어 있다. 급전 케이블은, 케이블 암에 보유 지지된 상태로 카운터 웨이트의 상방을 통과한다. 그리고, 급전 케이블은, 구조물 커버에 형성된 케이블 삽입 관통 구멍을 통해 구조물 커버 내에 삽입되어, 구조물 커버 내에 수용된 동력원에 접속되는 구성으로 되어 있다(특허문헌 1).

일본 특허 공개 제2010-65445호 공보

그러나, 특허문헌 1에 의한 전동식 유압 셔블에서는, 예를 들어 상부 선회체의 선회 동작 시에 구조물 커버가 주위의 장해물에 접촉하여 파손, 변형된 경우에는, 구조물 커버에 삽입 관통된 급전 케이블도 파손되어 버릴 우려가 있다. 또한, 굴삭 작업 시의 낙하물이나 비래물 등이 충돌함으로써 구조물 커버가 파손, 변형된 경우에는, 구조물 커버에 삽입 관통된 급전 케이블도 파손되어 버릴 우려가 있다.

또한, 급전 케이블은 전기적인 노이즈의 발생원이 된다. 이 때문에, 구조물 커버 내에 수용된 각종 전자 기기에 대하여, 급전 케이블로부터의 노이즈가 악영향을 끼치는 것을 억제하는 대책(EMC 대책)을 강구할 필요가 있다. 이에 대해, 예를 들어 급전 케이블로부터 발생하는 노이즈를 주위의 전자 기기에 대하여 차폐하기 위해, 급전 케이블에 전용의 차폐 부재를 마련할 필요가 있어, 부품 개수가 증가한다는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시 형태의 목적은, 외부 전원과 동력원 사이를 접속하는 급전 케이블을 보호할 수 있도록 한 전동식 건설 기계를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시 형태는, 자주 가능한 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체를 갖고, 상기 상부 선회체는, 베이스가 되는 선회 프레임과, 상기 선회 프레임의 후방측에 마련된 카운터 웨이트와, 상기 카운터 웨이트의 전방측에 위치하고 상기 선회 프레임에 탑재되어, 외부 전원으로부터 급전되는 동력원을 포함하여 구성된 전동식 건설 기계에 적용된다.

본 발명의 일 실시 형태의 특징은, 상기 카운터 웨이트에는, 상기 외부 전원과 상기 동력원 사이를 접속하는 급전 케이블이 삽입 관통되는 케이블 삽입 관통 구멍이 마련되어 있는 데 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 견고한 중량물로 이루어지는 카운터 웨이트에 케이블 삽입 관통 구멍이 마련되어 있기 때문에, 예를 들어 카운터 웨이트가 주위의 장해물에 접촉한 경우, 혹은 카운터 웨이트에 낙하물이나 비래물이 충돌한 경우에도, 케이블 삽입 관통 구멍에 삽입 관통된 급전 케이블을 보호할 수 있다. 또한, 금속 재료를 사용하여 형성된 카운터 웨이트에 케이블 삽입 관통 구멍이 마련된 경우에는, 이 케이블 삽입 관통 구멍에 의해 급전 케이블을 둘러쌈으로써, 급전 케이블로부터 발생하는 전기적인 노이즈를 주위의 전자 기기에 대하여 차폐할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 의한 전동식의 유압 셔블을 도시하는 정면도이다.
도 2는 유압 셔블을 작업 장치를 생략한 상태로 후방으로부터 본 배면도이다.
도 3은 캡, 카운터 웨이트, 급전 케이블 등을 상방으로부터 본 평면도이다.
도 4는 카운터 웨이트, 케이블 삽입 관통 구멍, 급전 케이블 등을 도 3 중의 화살표 IV-IV 방향으로부터 본 단면도이다.
도 5는 제2 실시 형태에 의한 전동식의 유압 셔블을 도시하는 정면도이다.
도 6은 캡, 카운터 웨이트, 급전 케이블, 가이드 파이프 등을 상방으로부터 본 평면도이다.
도 7은 설치 베이스, 베어링, 가이드 파이프를 도시하는 사시도이다.
도 8은 카운터 웨이트, 케이블 삽입 관통 구멍, 가이드 파이프, 급전 케이블을 도 6 중의 화살표 VIII-VIII 방향으로부터 본 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여, 전동식의 유압 셔블에 적용한 경우를 예로 들어, 첨부 도면을 따라 상세하게 설명한다. 또한, 실시 형태에서는, 유압 셔블의 주행 방향을 전, 후 방향으로 하고, 유압 셔블의 주행 방향과 직교하는 방향을 좌, 우방향으로 하여 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 형태를 도시하고 있다. 도면 중, 전동식 건설 기계의 대표예인 전동식의 유압 셔블(1)은, 전, 후방향으로 자주 가능한 크롤러식의 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2) 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(3)와, 상부 선회체(3)의 전방측에 마련된 작업 장치(4)를 포함하여 구성되어 있다. 하부 주행체(2)와 상부 선회체(3)는, 유압 셔블(1)의 차체를 구성하고 있다. 유압 셔블(1)은, 하부 주행체(2)에 의해 작업 현장을 주행하고, 상부 선회체(3)를 선회시키면서 작업 장치(4)를 부앙 이동시킴으로써, 토사의 굴삭 작업 등을 행한다.

여기서, 유압 셔블(1)에는, 후술하는 전동 모터(10)를 포함하는 동력원(9)이 탑재되어 있다. 이 유압 셔블(1)의 동력원(9)에 대하여, 외부 전원(도시하지 않음)으로부터 후술하는 급전 케이블(12)을 통해 전력이 공급됨으로써, 유압 셔블(1)이 작동하는 구성으로 되어 있다.

작업 장치(4)는, 선회 프레임(5)의 전단에 좌, 우방향으로 요동 가능하게 설치된 스윙 포스트(4A)와, 스윙 포스트(4A)에 부앙 이동 가능하게 설치된 붐(4B)과, 붐(4B)의 선단에 회동 가능하게 설치된 암(4C)과, 암(4C)의 선단에 회동 가능하게 설치된 버킷(4D)을 구비하고 있다. 이들 붐(4B), 암(4C), 버킷(4D)은, 붐 실린더(4E), 암 실린더(4F), 버킷 실린더(4G)에 의해 구동된다. 또한, 선회 프레임(5)과 스윙 포스트(4A) 사이에는, 스윙 포스트(4A)를 좌, 우방향으로 요동시키는 스윙 실린더(도시하지 않음)가 마련되어 있다.

상부 선회체(3)는, 하부 주행체(2)에 선회 가능하게 설치된 베이스가 되는 선회 프레임(5)과, 선회 프레임(5) 상에 마련된 후술하는 캡(6), 구조물 커버(7), 동력원(9), 카운터 웨이트(13)를 포함하여 구성되어 있다.

운전실로서의 캡(6)은, 선회 프레임(5)의 전방부 좌측에 마련되어, 오퍼레이터가 탑승한다. 캡(6) 내에는, 운전석, 주행용 및 작업용의 조작 레버 장치 등(모두 도시하지 않음)이 마련되어 있다. 캡(6)은, 전방면부(6A), 후방면부(6B), 좌측면부(6C), 우측면부(6D) 및 상면부(6E)에 의해 둘러싸인 세로로 긴 상자형으로 형성되어 있다. 캡(6)의 좌측면부(6C)에는 도어(6F)가 설치되고, 오퍼레이터는, 도어(6F)를 개폐함으로써 캡(6)에 승강한다.

구조물 커버(7)는, 카운터 웨이트(13)의 전방측에 위치하여 선회 프레임(5) 상에 마련되어 있다. 구조물 커버(7)는, 좌측 커버(7A)와, 우측 커버(7B)를 포함하여 구성되어 있다. 좌측 커버(7A)는, 선회 프레임(5)의 후방부 좌측으로부터 상방으로 상승하고 카운터 웨이트(13)의 좌측 단부로부터 캡(6)의 좌측면부(6C)를 향해 연장되어 있다. 우측 커버(7B)는, 선회 프레임(5)의 후방부 우측으로부터 상방으로 상승하고 카운터 웨이트(13)의 우측 단부로부터 전방을 향해 연장되어 있다. 구조물 커버(7)와 카운터 웨이트(13)는, 선회 프레임(5) 상에 기계실(8)을 형성하고 있다. 기계실(8) 내에는, 후술하는 동력원(9), 유압 펌프(11), 컨트롤 밸브(도시하지 않음) 등의 탑재 기기가 수용되어 있다.

동력원(9)은, 카운터 웨이트(13)의 전방측에 위치하여 선회 프레임(5) 상에 탑재되고, 구조물 커버(7)와 카운터 웨이트(13)에 의해 둘러싸인 기계실(8) 내에 수용되어 있다. 동력원(9)은, 전동 모터(10)와, 전동 모터(10)의 동작을 제어하는 모터 제어 장치 등(도시하지 않음)을 포함하여 구성되어 있다. 전동 모터(10)는, 예를 들어 삼상 유도 전동기 등으로 이루어져 있다. 전동 모터(10)는, 삼상교류 전력을 공급하는 상용 전원 등의 외부 전원(도시하지 않음)으로부터 후술하는 급전 케이블(12)을 통해 전력이 공급(급전)된다. 이에 의해, 전동 모터(10)는 회전하여, 유압 펌프(11)를 구동한다. 이 경우, 전동 모터(10)의 운전 제어(급전 제어)는, 모터 제어 장치에 의해 행해진다.

유압 펌프(11)는, 전동 모터(10)의 출력축에 접속되어 있다. 유압 펌프(11)는, 전동 모터(10)에 의해 구동됨으로써, 작동유 탱크(도시하지 않음)에 축적된 작동유를 가압한다. 이에 의해, 유압 펌프(11)는, 유압 셔블(1)에 탑재된 주행용의 유압 모터, 선회용의 유압 모터(모두 도시하지 않음), 작업 장치(4)에 마련된 각종 실린더(4E, 4F, 4G) 등을 향해 압유를 토출한다.

급전 케이블(12)은, 외부 전원(도시하지 않음)과 동력원(9) 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 급전 케이블(12)은, 일단이 외부 전원에 접속되고, 타단이 동력원(9)의 모터 제어 장치에 접속되어 있다. 급전 케이블(12)의 길이 방향의 도중 부위는, 후술하는 케이블 보유 지지구(17)에 의해 보유 지지되어 있다. 급전 케이블(12)은, 케이블 보유 지지구(17)와 외부 전원 사이에 배치되는 전원측 케이블(12A)과, 케이블 보유 지지구(17)와 동력원(9) 사이에 배치된 동력원측 케이블(12B)로 크게 구별된다. 따라서, 급전 케이블(12) 중 전원측 케이블(12A)은, 유압 셔블(1)의 주행 동작, 선회 동작에 따라 변위된다. 동력원측 케이블(12B)의 일부는, 후술하는 케이블 삽입 관통 구멍(16) 내에 삽입 관통되어 있다.

카운터 웨이트(13)는, 선회 프레임(5)의 후단에 마련되어, 작업 장치(4)와의 중량 균형을 잡는 것이다. 카운터 웨이트(13)는, 전체적으로 사각형의 프레임상을 이루는 블록체로 이루어지고, 주철, 주강 등의 금속 재료를 사용한 주조에 의해 일체 형성되어 있다. 카운터 웨이트(13)는, 선회 프레임(5)의 후단으로부터 상방으로 상승하고, 전동 모터(10), 유압 펌프(11) 등의 탑재 기기를 후방측으로부터 덮고 있다.

카운터 웨이트(13)는, 기계실(8)측에 위치하는 전방면(13A)과, 기계실(8)과는 반대측에 위치하는 후방면(13B)을 갖고, 전방면(13A)과 후방면(13B) 사이의 두께가 크게 설정된 견고한 중량물로 되어 있다. 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)은, 좌, 우방향의 중앙부가 후방측으로 돌출되는 볼록 원호상의 만곡면으로 되어 있다. 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)은, 수평 방향으로 연장되는 평탄면으로 되고, 구조물 커버(7)의 좌측 커버(7A) 및 우측 커버(7B)의 상면과 동일 평면을 형성하고 있다. 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에는, 케이블 삽입 관통 구멍(16)이 형성되어 있다.

카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)에는, 사각 형상의 점검용 개구(13D)가 마련되어 있다. 점검용 개구(13D)는, 카운터 웨이트(13)의 상, 하방향 및 좌, 우방향의 중앙부에 배치되어 있다. 점검용 개구(13D)는, 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)으로부터 전방면(13A)으로 전, 후방향으로 관통하고 있다. 점검용 개구(13D)는, 구조물 커버(7)와 카운터 웨이트(13)에 의해 둘러싸인 기계실(8)에 연통되어 있다. 이에 의해, 기계실(8) 내에 수용된 전동 모터(10)를 포함하는 동력원(9) 등에 대한 점검 작업을, 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)측으로부터 점검용 개구(13D)를 통해 행할 수 있는 구성으로 되어 있다.

점검용 개구(13D)의 상측의 내주연에는, 좌, 우방향에서 대면하도록 좌, 우의 링크 설치 시트(13E)가 마련되어 있다. 이들 좌, 우의 링크 설치 시트(13E)에는, 각각 후술하는 링크 기구(15)가 설치되어 있다. 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B) 중 점검용 개구(13D)보다도 하측의 부위에는, 카운터 웨이트(13)에 대하여 추가 웨이트(도시하지 않음)를 설치하기 위한 복수의 추가 웨이트 설치 구멍(13F)이 마련되어 있다.

개폐 커버(14)는, 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)에 마련되어 있다. 개폐 커버(14)는 사각형의 판상으로 형성되어, 카운터 웨이트(13)의 점검용 개구(13D)를 개폐 가능하게 덮고 있다. 카운터 웨이트(13)의 좌, 우의 링크 설치 시트(13E)와 개폐 커버(14) 사이에는, 좌, 우의 링크 기구(15)가 마련되어 있다. 개폐 커버(14)는, 좌, 우의 링크 기구(15)에 의해 지지되어 있다. 개폐 커버(14)는, 도 1 중에 실선으로 나타낸 바와 같이 카운터 웨이트(13)의 점검용 개구(13D)를 닫은 폐쇄 위치와, 도 1 중에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 카운터 웨이트(13)의 점검용 개구(13D)를 연 개방 위치 사이에서 상, 하방향으로 이동한다.

따라서, 기계실(8) 내에 수용된 동력원(9) 등에 대한 점검 작업을 행할 때에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 개폐 커버(14)를 개방 위치로 이동시켜 카운터 웨이트(13)의 점검용 개구(13D)를 개방한다. 이에 의해, 작업자는, 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)측으로부터 점검용 개구(13D)를 통해, 동력원(9)에 액세스할 수 있다.

케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 카운터 웨이트(13)에 마련되고, 급전 케이블(12)의 동력원측 케이블(12B)이 삽입 관통되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)으로부터 전방면(13A)을 향해 비스듬히 하향으로 연장된 상태로, 상면(13C)과 전방면(13A) 사이를 연통하여 마련되고, 기계실(8)에 개구되어 있다.

여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C) 중 캡(6)의 후방(캡(6)의 후방면부(6B)의 후방측)이고, 또한 개폐 커버(14)로부터 벗어난 위치(개폐 커버(14)와의 간섭을 피한 위치), 즉 카운터 웨이트(13)의 좌단측에 배치되어 있다. 이에 의해, 케이블 삽입 관통 구멍(16) 내에 삽입 관통된 급전 케이블(12)을, 캡(6) 내에서 유압 셔블(1)을 조작하는 오퍼레이터의 시계로부터 벗어나게 할 수 있다. 또한, 개폐 커버(14)를 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 개폐할 때에, 급전 케이블(12)이 개폐 커버(14)에 간섭하는 것을 억제할 수 있다.

케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에 개구된 상측 개구단(16A)과, 카운터 웨이트(13)의 전방면(13A)에 개구된 하측 개구단(16B)을 갖고 있다. 하측 개구단(16B)의 개구 면적은, 상측 개구단(16A)의 개구 면적에 비교하여 크게 형성되어 있다. 즉, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 상측 개구단(16A)보다도 하측 개구단(16B)의 개구 면적이 커지도록, 상측 개구단(16A)으로부터 하측 개구단(16B)을 향해 개구 면적이 점차 확경하는 나팔상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 급전 케이블(12)(동력원측 케이블(12B))의 선단에, 동력원(9)과의 접속용의 커넥터(도시하지 않음)가 설치되어 있는 경우에도, 급전 케이블(12)의 선단을 기계실(8)에 대하여 원활하게 출입할 수 있는 구성으로 되어 있다.

케이블 보유 지지구(17)는, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에 마련되어, 급전 케이블(12)의 길이 방향의 도중 부위를 보유 지지하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 케이블 보유 지지구(17)는, 평판상의 설치부(17A)와, 설치부(17A)로부터 원뿔대상으로 융기한 보유 지지부(17B)를 갖고 있다. 보유 지지부(17B)의 중심부에는 케이블 설치 구멍(17C)이 형성되어 있다. 케이블 보유 지지구(17)의 케이블 설치 구멍(17C)의 주연부에는, 고무 등의 탄성 재료로 이루어지는 원통상의 그로밋(18)이 설치되어 있다.

케이블 보유 지지구(17)는, 케이블 설치 구멍(17C) 내에 그로밋(18)을 개재하여 급전 케이블(12)의 도중 부위를 보유 지지한다. 이 상태에서, 케이블 보유 지지구(17)의 설치부(17A)가, 복수(예를 들어, 4개)의 볼트(19)를 사용하여 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에 고정된다. 이에 의해, 급전 케이블(12)의 도중 부위는, 카운터 웨이트(13)에 고정된 케이블 보유 지지구(17)에 의해 보유 지지되어 있다. 또한, 케이블 삽입 관통 구멍(16)의 상측 개구단(16A)은, 케이블 보유 지지구(17)에 의해 폐색(리딩)되어 있다.

이와 같이, 유압 셔블(1)에 탑재된 동력원(9)과 외부 전원 사이를 접속하는 급전 케이블(12)은, 견고한 중량물로 이루어지는 카운터 웨이트(13)에 마련된 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 삽입 관통되어 있다. 이에 의해, 카운터 웨이트(13)의 변형, 파손에 수반하여 급전 케이블(12)이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 삽입 관통된 급전 케이블(12)을 보호할 수 있다. 한편, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 금속 재료로 이루어지는 카운터 웨이트(13)에 마련되어 있다. 이 때문에, 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 의해 급전 케이블(12)을 둘러쌈으로써, 급전 케이블(12)로부터 발생하는 전기적인 노이즈를, 기계실(8) 내에 배치된 전자 기기에 대하여 차폐할 수 있다.

제1 실시 형태에 의한 유압 셔블(1)은, 상술한 바와 같이 구성을 갖는 것이고, 이하, 유압 셔블(1)의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 오퍼레이터가 캡(6)에 탑승하여, 전동 모터(10)를 시동시킨다. 이에 의해, 외부 전원으로부터의 전력이, 급전 케이블(12)을 통해 동력원(9)의 모터 제어 장치에 공급(급전)된다. 이에 의해, 전동 모터(10)가 회전하여, 유압 펌프(11)가 구동된다.

이 상태에서, 캡(6) 내에 배치된 주행용의 조작 레버 장치가 조작됨으로써, 유압 셔블(1)은 전진 주행 또는 후진 주행을 행한다. 또한, 작업용의 조작 레버 장치가 조작됨으로써, 유압 셔블(1)은, 상부 선회체(3)를 선회시키면서 작업 장치(4)에 의해 토사의 굴삭 작업 등을 행한다. 이때, 급전 케이블(12) 중 전원측 케이블(12A)은, 유압 셔블(1)의 주행 동작, 혹은 상부 선회체(3)의 선회 동작에 따라 변위된다.

이 경우, 동력원(9)과 외부 전원 사이를 접속하는 급전 케이블(12)은, 견고한 중량물로 이루어지는 카운터 웨이트(13)에 마련된 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 삽입 관통되어 있다. 이에 의해, 유압 셔블(1)의 작업 시에 카운터 웨이트(13)가 주위의 장해물에 접촉한 경우, 혹은 카운터 웨이트(13)에 낙하물이 충돌한 경우에도, 카운터 웨이트(13)는 쉽게 변형되는 경우가 없다. 이 때문에, 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 삽입 관통된 급전 케이블(12)을 보호할 수 있다.

한편, 급전 케이블(12)의 도중 부위는, 금속 재료로 이루어지는 카운터 웨이트(13)에 마련된 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 의해 둘러싸여 있다. 이에 의해, 급전 케이블(12)로부터 발생하는 전기적인 노이즈를, 기계실(8) 내에 배치된 전자 기기에 대하여 차폐할 수 있다. 이 결과, 급전 케이블(12)로부터의 노이즈가, 기계실(8) 내에 배치된 다양한 전자 기기에 대하여 악영향을 끼치는 것을 저감시킬 수 있다. 따라서, 급전 케이블(12)로부터 발생하는 노이즈를 차폐하기 위한 전용 차폐 부재를 마련할 필요가 없어, 부품 개수의 증가를 억제하여 비용의 저감에도 기여할 수 있다.

이렇게 하여, 제1 실시 형태에 의한 전동식의 유압 셔블(1)은, 자주 가능한 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2)에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(3)로 이루어지고, 상부 선회체(3)는, 베이스가 되는 선회 프레임(5)과, 선회 프레임(5)의 후방측에 마련된 카운터 웨이트(13)와, 카운터 웨이트(13)의 전방측에 위치하고 선회 프레임(5)에 탑재되어 외부 전원으로부터 급전되는 동력원(9)을 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 카운터 웨이트(13)에는, 외부 전원과 동력원(9) 사이를 접속하는 급전 케이블(12)이 삽입 관통되는 케이블 삽입 관통 구멍(16)이 마련되어 있다.

이 구성에 의하면, 유압 셔블(1)의 작업 시에 카운터 웨이트(13)가 주위의 장해물에 접촉한 경우, 혹은 카운터 웨이트(13)에 낙하물이 충돌한 경우에도, 견고한 중량물인 카운터 웨이트(13)는 쉽게 변형, 파손이 발생하는 경우가 없다. 이 결과, 카운터 웨이트(13)에 마련된 케이블 삽입 관통 구멍(16)의 변형, 파손을 억제할 수 있고, 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 삽입 관통된 급전 케이블(12)을 보호할 수 있다. 또한, 급전 케이블(12)의 도중 부위는, 금속 재료로 이루어지는 카운터 웨이트(13)에 마련된 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 의해 둘러싸여 있다. 이에 의해, 급전 케이블(12)로부터 발생하는 전기적인 노이즈를, 기계실(8) 내에 배치된 전자 기기에 대하여 차폐할 수 있다. 따라서, 기계실(8) 내에 배치된 다양한 전자 기기에 대한 급전 케이블(12)로부터의 노이즈에 의한 악영향을 저감시킬 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)과 카운터 웨이트(13)의 전방면(13A) 사이를 연통하여 마련되어 있다. 이 구성에 의하면, 외부 전원으로부터의 케이블(12)을, 카운터 웨이트(13)의 전방측에 형성된 기계실(8) 내의 동력원(9)을 향해 무리없이 연장시킬 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에 개구된 상측 개구단(16A)보다도, 카운터 웨이트(13)의 전방면(13A)에 개구된 하측 개구단(16B)의 개구 면적이 커지도록 형성되어 있다. 또한, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 상측 개구단(16A)으로부터 하측 개구단(16B)을 향해, 개구 면적이 점차 확경하여 형성되어 있다.

이 구성에 의하면, 급전 케이블(12)(동력원측 케이블(12B))의 선단에, 동력원(9)과의 접속용의 커넥터가 설치되어 있는 경우에도, 급전 케이블(12)의 선단을 기계실(8)에 대하여 원활하게 출입할 수 있다. 따라서, 급전 케이블(12)과 동력원(9) 사이를, 커넥터를 통해 접속할 때의 작업성을 높일 수 있다.

제1 실시 형태에 의하면, 선회 프레임(5)에는 운전실로서의 캡(6)이 마련되고, 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)에는, 동력원(9)을 점검하기 위한 점검용 개구(13D)와, 점검용 개구(13D)를 개폐하는 개폐 커버(14)가 마련되고, 케이블 삽입 관통 구멍(16)은, 캡(6)의 후방이고, 또한 개폐 커버(14)로부터 벗어난 위치에 마련되어 있다.

이 구성에 의하면, 케이블 삽입 관통 구멍(16) 내에 삽입 관통된 급전 케이블(12)을, 캡(6) 내에서 유압 셔블(1)을 조작하는 오퍼레이터의 시계로부터 벗어나게 할 수 있다. 이 결과, 오퍼레이터의 양호한 시계를 확보할 수 있어, 유압 셔블(1)의 조작성을 높일 수 있다. 또한, 상부 선회체(3)의 기계실(8) 내에 수용된 동력원(9)에 대한 점검 작업을 행하기 위해, 개폐 커버(14)를 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 개폐할 때에, 급전 케이블(12)이 개폐 커버(14)에 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 동력원(9)에 대한 점검 작업의 작업성을 높일 수 있다.

이어서, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시 형태를 도시하고 있다. 제2 실시 형태의 특징은, 카운터 웨이트에 가이드 파이프가 회전 가능하게 설치되고, 급전 케이블은, 가이드 파이프를 통해 케이블 삽입 관통 구멍으로 안내되는 데 있다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소에 동일 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.

도면 중, 전동식의 유압 셔블(21)은, 제1 실시 형태에 의한 유압 셔블(1)과 마찬가지로, 하부 주행체(2)와, 상부 선회체(3)와, 작업 장치(4)를 포함하여 구성되어 있다. 상부 선회체(3)는, 선회 프레임(5)과, 캡(6)과, 구조물 커버(7)와, 카운터 웨이트(13)를 포함하여 구성되어 있다. 기계실(8) 내에 수용된 동력원(9)과 외부 전원(도시하지 않음) 사이는 급전 케이블(12)에 의해 접속되어 있다. 그리고, 카운터 웨이트(13)에는, 기계실(8)에 연통하여 급전 케이블(12)이 삽입 관통되는 케이블 삽입 관통 구멍(16)이 마련되어 있다. 그러나, 제2 실시 형태에 의한 유압 셔블(21)은, 후술하는 가이드 파이프(24)가 카운터 웨이트(13)에 설치되어 있는 점에서, 제1 실시 형태에 의한 유압 셔블(1)과는 다르다.

카운터 웨이트(13)의 상면(13C) 중 케이블 삽입 관통 구멍(16)의 상측 개구단(16A)이 형성된 부위에는, 설치 베이스(22)가 고정되어 있다. 설치 베이스(22)는 사각형의 평판상으로 형성되어 있다. 설치 베이스(22)의 중심부에는, 상, 하방향으로 관통하는 파이프 삽입 관통 구멍(22A)이 형성되어 있다. 설치 베이스(22)는, 그 상면에 후술하는 베어링(23)이 설치된 상태로, 복수의 볼트(19)를 사용하여 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에 고정되어 있다.

베어링(23)은, 설치 베이스(22)를 개재하여 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에 설치되고, 가이드 파이프(24)를 카운터 웨이트(13)에 대하여 회전 가능하게 지지하고 있다. 베어링(23)은, 외륜(23A)과, 내륜(23B)과, 복수의 전동체(23C)에 의해 구성되어 있다. 외륜(23A)은, 설치 베이스(22)의 상면에 용접 등의 수단을 사용하여 고정되어 있다. 내륜(23B)은, 외륜(23A)의 내주측에 배치되어 있다. 복수의 전동체(23C)는, 외륜(23A)에 대하여 내륜(23B)을 회전 가능하게 보유 지지하고 있다. 베어링(23)의 내륜(23B) 내에는, 가이드 파이프(24)의 직선부(24A)가 삽입 끼움되어 있다.

가이드 파이프(24)는, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에 베어링(23)을 개재하여 회전 가능하게 설치되어 있다. 가이드 파이프(24)는, 급전 케이블(12)을 카운터 웨이트(13)의 케이블 삽입 관통 구멍(16)으로 안내한다. 여기서, 가이드 파이프(24)는, 연직 방향으로 연장되는 직선부(24A)와, 직선부(24A)의 상단으로부터 하향으로 굴곡되는 굴곡부(24B)를 갖는 J자상의 금속 파이프에 의해 형성되어 있다. 가이드 파이프(24)의 내주측은, 케이블 삽입 관통 구멍(16)에 연통하는 중공부(24C)로 되어 있다.

가이드 파이프(24)의 직선부(24A)의 하단은, 베어링(23)의 내륜(23B)에 삽입 끼움되어 고정되어 있다. 가이드 파이프(24)의 하측 개구단(24D)은, 설치 베이스(22)의 파이프 삽입 관통 구멍(22A)을 통해 케이블 삽입 관통 구멍(16) 내에 개구되어 있다. 가이드 파이프(24)의 직선부(24A)는, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)으로부터 연직 상향으로 상승하고 있다. 가이드 파이프(24)의 굴곡부(24B)는, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)으로부터 역J자상으로 굴곡되어 있다. 굴곡부(24B)의 상측 개구단(24E)은 하향으로 개구되어, 빗물 등이 가이드 파이프(24)를 통해 기계실(8) 내에 침입하는 것을 방지하고 있다.

가이드 파이프(24)의 중공부(24C) 내에는 급전 케이블(12)이 삽입 관통되어 있다. 급전 케이블(12)의 도중 부위는, 가이드 파이프(24)의 굴곡부(24B)에 의해 보유 지지되어 있다. 이에 의해, 급전 케이블(12)은, 전원측 케이블(12A)과, 동력원측 케이블(12B)로 크게 구별된다. 전원측 케이블(12A)은, 가이드 파이프(24)와 외부 전원 사이에 배치되어 있다. 동력원측 케이블(12B)은, 가이드 파이프(24)와 기계실(8)의 동력원(9) 사이에 배치되어 있다.

급전 케이블(12)의 전원측 케이블(12A)은, 베어링(23)에 의해 지지된 가이드 파이프(24)와 함께 카운터 웨이트(13)에 대하여 회전한다. 따라서, 전원측 케이블(12A)은, 유압 셔블(1)의 주행 동작, 상부 선회체(3)의 선회 동작에 따라 원활하게 변위할 수 있다. 또한, 전원측 케이블(12A) 중 카운터 웨이트(13)에 가까운 부위는, 가이드 파이프(24)의 굴곡부(24B)에 의해 보유 지지되어 있다. 이 때문에, 전원측 케이블(12A)이 느슨해진 경우에도, 카운터 웨이트(13) 등에 접촉하는 것을 억제할 수 있는 구성으로 되어 있다.

제2 실시 형태에 의한 유압 셔블(21)은, 상술한 바와 같이 가이드 파이프(24)를 갖는 것이고, 이 유압 셔블(21)에 있어서도, 제1 실시 형태에 의한 유압 셔블(1)과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

그런데, 제2 실시 형태에 의한 유압 셔블(21)은, 카운터 웨이트(13)의 상면(13C)에, 베어링(23)을 개재하여 가이드 파이프(24)가 회전 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 급전 케이블(12)은, 가이드 파이프(24)의 중공부(24C)를 통해 카운터 웨이트(13)의 케이블 삽입 관통 구멍(16)으로 안내된다.

이에 의해, 급전 케이블(12)의 전원측 케이블(12A)은, 가이드 파이프(24)와 함께 카운터 웨이트(13)에 대하여 회전할 수 있다. 전원측 케이블(12A)은, 유압 셔블(1)의 주행 동작, 상부 선회체(3)의 선회 동작에 따라 원활하게 변위할 수 있다. 또한, 전원측 케이블(12A) 중 카운터 웨이트(13)에 가까운 부위는, 가이드 파이프(24)의 굴곡부(24B)에 의해 지지된다. 따라서, 전원측 케이블(12A)이 느슨해진 경우에도, 카운터 웨이트(13) 등에 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 급전 케이블(12)의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 실시 형태에서는, 급전 케이블(12)을 통해 외부 전원에 접속되는 동력원(9)이, 전동 모터(10)와, 전동 모터(10)의 동작을 제어하는 모터 제어 장치를 포함하여 구성된 경우를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 전동 모터와, 전동 모터에 공급되는 전력을 축적하는 배터리와, 배터리를 충전하는 충전기를 포함하는 동력원을 구성하고, 이 동력원의 충전기에 급전 케이블(12)을 접속하는 구성으로 해도 된다.

또한, 실시 형태에서는, 카운터 웨이트(13)의 후방면(13B)에, 점검용 개구(13D)를 여는 개방 위치와 점검용 개구(13D)를 닫는 폐쇄 위치 사이에서 상, 하방향으로 개폐하는 개폐 커버(14)를 설치한 경우를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 좌, 우방향의 일단측이 힌지 기구를 개재하여 카운터 웨이트에 설치되고, 이 힌지 기구를 중심으로 하여 좌, 우방향으로 개폐되는 개폐 커버를 마련하는 구성으로 해도 된다.

1, 21: 유압 셔블(건설 기계)
2: 하부 주행체
3: 상부 선회체
5: 선회 프레임
6: 캡(운전실)
9: 동력원
12: 급전 케이블
13: 카운터 웨이트
13B: 후방면
13D: 점검용 개구
14: 개폐 커버
16: 케이블 삽입 관통 구멍
24: 가이드 파이프
24C: 중공부

Claims

자주 가능한 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체를 갖고,
상기 상부 선회체는, 베이스가 되는 선회 프레임과, 상기 선회 프레임의 전방부 좌측에 마련된 운전실과, 상기 선회 프레임의 후방측에 마련된 카운터 웨이트와, 상기 카운터 웨이트의 전방측에 위치하고 상기 선회 프레임에 탑재되어, 외부 전원으로부터 급전되는 동력원을 포함하여 구성된 전동식 건설 기계에 있어서,
상기 카운터 웨이트는, 금속 재료를 사용하여 형성되어 있고,
상기 카운터 웨이트의 상면에는, 상기 외부 전원과 상기 동력원 사이를 접속하는 급전 케이블이 삽입 관통되는 케이블 삽입 관통 구멍이 마련되고,
상기 케이블 삽입 관통 구멍은, 상기 카운터 웨이트의 상면과 상기 카운터 웨이트의 전방면 사이를 연통하여 마련되고,
상기 케이블 삽입 관통 구멍의 상기 카운터 웨이트의 전방면측은, 상기 동력원이 수용되어 있는 기계실에 개구되어 있고,
상기 카운터 웨이트의 후방면에는, 상기 기계실에 수용된 상기 동력원을 점검하기 위한 점검용 개구와, 상기 점검용 개구를 개폐하는 개폐 커버가 마련되고,
상기 점검용 개구는, 카운터 웨이트의 후방면으로부터 상기 카운터 웨이트의 전방면으로 관통하고, 상기 기계실에 연통되어 형성되고,
상기 케이블 삽입 관통 구멍은, 상기 점검용 개구와 별도로 마련되고, 상기 카운터 웨이트의 상면 중 상기 운전실의 후방이고, 또한 상기 개폐 커버로부터 벗어난 상기 카운터 웨이트의 좌측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 건설 기계.
삭제
제1항에 있어서, 상기 케이블 삽입 관통 구멍은, 상기 카운터 웨이트의 상기 상면에 개구된 상측 개구단보다도 상기 카운터 웨이트의 상기 전방면에 개구된 하측 개구단의 개구 면적이 커지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 건설 기계.
제3항에 있어서, 상기 케이블 삽입 관통 구멍은, 상기 상측 개구단으로부터 상기 하측 개구단을 향해, 개구 면적이 점차 확경하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 건설 기계.
삭제
제1항에 있어서, 상기 카운터 웨이트에는, 상기 케이블 삽입 관통 구멍에 연통하는 중공부를 가진 가이드 파이프가 상기 카운터 웨이트에 대하여 회전 가능하게 설치되고,
상기 급전 케이블은, 상기 가이드 파이프를 통해 상기 케이블 삽입 관통 구멍으로 안내되는 것을 특징으로 하는 전동식 건설 기계.