KR20130036309A - 발전 전동기 및 작업 기계 - Google Patents

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가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
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Abstract

작업 기계에 탑재된 엔진의 출력축에 접속된 발전 전동기(5)는 발전 전동기(5)에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 터미널 박스(8)를 구비하고, 터미널 박스(8)는 발전 전동기(5)의 하우징 내와 연통되는 내부 공간을 가진 케이싱부(8A)를 구비하고, 터미널 박스(8)의 케이싱부(8A)는 발전 전동기(5)의 하우징에 착탈 가능하게 설치되어 있다.

Description

발전 전동기 및 작업 기계{GENERATOR MOTOR AND WORK MACHINE}
본 발명은 발전 전동기 및 작업 기계에 관계되고, 특히 작업 기계에 탑재된 엔진의 출력축에 접속된 발전 전동기의 개량에 관한 것이다.
작업 기계로서 엔진에 의해 발전 전동기와 유압 펌프를 구동함과 아울러 발전 전동기에서 발전된 전력에 의해 캡 등이 설치된 상부 선회체용 전동 모터를 구동하고, 또한 유압 펌프로부터의 압유에 의해 작업기의 유압 액츄에이터나 주행 장치의 유압 모터를 구동하는 하이브리드 건설 기계가 알려져 있다.
하이브리드 건설 기계에서는 발전 전동기와 인버터가 전력 공급 케이블을 통하여 전기적으로 접속되어 있고, 전력 공급 케이블에 대하여 발전 전동기나 인버터가 각각 커넥터를 통하여 접속되어 있다. 이러한 하이브리드 건설 기계에 있어서, 발전 전동기측의 커넥터를 수용하기 위해서 발전 전동기의 하우징에 터미널 박스를 설치한 구성이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
일본 특허공개 2010-272254호 공보
그런데, 발전 전동기의 하우징에는 발전 전동기의 스테이터 코일로부터의 도전선을 삽통하는 케이블 삽통 구멍이 형성되고, 도전선이 케이블 삽통 구멍으로부터 터미널 박스 내로 끌어넣어져 있다. 이 때문에, 발전 전동기의 조립시에는 하우징 내에 스테이터를 수용하면서 스테이터 코일의 도전선을 케이블 삽통 구멍으로부터 터미널 박스 내로 끌어넣을 필요가 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 발전 전동기는 터미널 박스가 발전 전동기의 하우징과 함께 주물에 의해 일체 형성되어 있기 때문에 하우징으로부터 터미널 박스를 분리할 수 없는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 도전선을 터미널 박스 내로 끌어넣을 때에 터미널 박스가 방해가 되어 도전선을 끌어넣는데 시간이 걸리고, 충분한 조립성을 확보할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 조립성을 향상시킬 수 있는 발전 전동기 및 상기 발전 전동기를 탑재한 작업 기계를 제공하는 것이다.
제 1 발명에 의한 발전 전동기는 작업 기계에 탑재된 엔진의 출력축에 접속된 발전 전동기로서, 상기 발전 전동기에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 터미널 박스를 구비하고, 상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기의 하우징 내와 연통하는 내부 공간을 갖는 케이싱부를 구비하고, 상기 터미널 박스의 케이싱부는 상기 발전 전동기의 하우징에 착탈 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 2 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 터미널 박스의 케이싱부는 상기 발전 전동기의 하우징보다 경량의 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 3 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 터미널 박스의 케이싱부는 내식 재료로 구성되거나, 또는 표면에 내식 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 4 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 터미널 박스의 케이싱부는 알루미늄제인 것을 특징으로 한다.
제 5 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 터미널 박스의 케이싱부는 상기 발전 전동기의 하우징에 착탈 가능하게 설치된 케이스와, 밀봉 부재를 사이에 두고 상기 케이스의 내부 공간을 막는 덮개 부재를 구비하고, 상기 케이스는 알루미늄제이고, 상기 덮개 부재는 강재의 표면에 아연 도금을 실시해서 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 6 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 발전 전동기의 내부는 냉각 매체에 의해 냉각되고, 상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기의 회전축보다 상방의 위치에서 상기 발전 전동기에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 7 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기의 상면보다 하방의 위치에서 상기 발전 전동기에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 8 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 발전 전동기의 내부와 상기 터미널 박스의 내부를 연통시키는 케이블 삽통 구멍과, 상기 케이블 삽통 구멍에 있어서의 케이블 이외의 부분을 막는 폐쇄 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 9 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 케이블 삽통 구멍과는 별도로 상기 발전 전동기의 내부와 상기 터미널 박스의 내부를 연통시키는 연통 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제 10 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 커넥터를 수용하고, 상기 터미널 박스가 상기 발전 전동기의 하우징에 설치된 상태에서 상기 커넥터가 하향으로 배치되어 상기 커넥터에 상기 전력 공급 케이블을 하방으로부터 접속 가능하게 구성한 것을 특징으로 한다.
제 11 발명에 의한 발전 전동기에서는, 상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 복수의 커넥터를 수용하고, 상기 터미널 박스가 상기 발전 전동기의 하우징에 설치된 상태에서 상기 복수의 커넥터는 상기 발전 전동기의 회전축 방향으로 병설되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 12 발명에 의한 작업 기계는, 작업기와 상기 작업기를 구동하는 유압 펌프와 제 1 발명 내지 제 9 발명 중 어느 하나에 기재된 발전 전동기를 구비하고, 상기 유압 펌프는 상기 발전 전동기에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 1 발명에 의하면, 발전 전동기에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 터미널 박스가 발전 전동기의 하우징에 착탈 가능하게 설치되어 있다. 이 때문에, 발전 전동기로부터 터미널 박스를 분리한 상태에서 발전 전동기의 하우징 내에 스테이터를 수용하면서 스테이터 코일의 도전선을 발전 전동기의 하우징으로부터 용이하게 인출할 수 있다. 그리고, 도전선을 일단 인출해 버리면 후에는 인출한 도전선을 용이하게 터미널 박스 내로 끌어넣을 수 있다. 따라서, 도전선을 터미널 박스 내로 끌어넣을 때에 터미널 박스가 방해하는 것을 방지할 수 있고, 충분한 조립성을 확보할 수 있다.
그런데, 터미널 박스의 중량이 무거우면 발전 전동기의 무게중심이 회전축으로부터 어긋나서 터미널 박스측에 위치해 버리기 때문에 주행시의 충격이나 작업기로부터의 충격에 따르는 진동을 조장하거나, 엔진이나 유압 펌프의 구동에 따르는 진동을 조장하거나 할 우려가 있다.
제 2 발명에 의하면, 터미널 박스의 케이싱부가 발전 전동기의 하우징보다 경량의 재질로 구성되어 있기 때문에 터미널 박스가 발전 전동기의 하우징과 일체 형성되어 있는 경우에 비하여 터미널 박스의 중량을 가볍게 할 수 있다. 이 때문에, 발전 전동기의 무게중심을 회전축측에 근접시킬 수 있어 진동을 억제할 수 있다.
제 3 발명에 의하면, 터미널 박스의 케이싱부가 내식 재료로 구성되거나, 또는 표면에 내식 처리가 실시되어 있기 때문에 케이싱부 내외에서의 녹의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 케이싱부의 녹에 의한 단락이나 지락의 발생을 방지할 수 있음과 아울러 케이싱부의 부식을 방지할 수 있다.
제 4 발명에 의하면, 터미널 박스의 덮개 부재가 알루미늄제이기 때문에 예를 들면 터미널 박스를 철에 의해 형성했을 경우에 비하여 터미널 박스를 대폭 경량화할 수 있고, 진동의 억제에 크게 공헌할 수 있다.
제 5 발명에 의하면, 터미널 박스의 덮개 부재는 밀봉 부재를 사이에 두고 케이스의 내부 공간을 막고 있다. 여기에서, 덮개 부재에는 밀봉 부재로부터의 반력이 작용하기 때문에 덮개 부재는 이 반력에 의해 변형되지 않을 정도의 강성이 필요하게 된다. 이에 대하여, 상기 덮개 부재는 강재의 표면에 아연 도금을 실시해서 구성되어 있기 때문에 충분한 강성을 확보할 수 있음과 아울러 녹 등에 대한 내식성도 확보할 수 있다. 또한, 덮개 부재를 알루미늄제로 하는 경우에 비하여 제조 비용을 저감할 수 있다. 한편, 케이스는 알루미늄제이기 때문에 그만큼 터미널 박스를 경량화할 수 있다. 따라서, 터미널 박스의 내식성을 향상시킬 수 있음과 아울러 경량화를 도모할 수 있다.
제 6 발명에 의하면, 발전 전동기의 내부가 냉각 매체에 의해 냉각되어 있기 때문에 발전 전동기 내의 베어링이나 스테이터 코일 등을 냉각할 수 있다. 이때, 터미널 박스는 발전 전동기의 회전축보다 상방의 위치에서 상기 발전 전동기에 장착되어 있기 때문에 발전 전동기 내부의 냉각 매체가 발전 전동기 내와 터미널 박스 내의 연통 부분으로부터 터미널 박스 내로 침입하는 것을 억제할 수 있다.
제 7 발명에 의하면, 터미널 박스가 발전 전동기의 상면보다 하방의 위치에서 발전 전동기에 장착되어 있기 때문에 터미널 박스가 발전 전동기의 상방으로 돌출되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 터미널 박스가 발전 전동기의 상방에 배치된 기기나 부재 등과 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
제 8 발명에 의하면, 발전 전동기의 내부와 터미널 박스의 내부를 연통시키는 케이블 삽통 구멍이 형성되어 있기 때문에 발전 전동기의 스테이터 코일로부터의 도전선이나, 발전 전동기에 설치된 센서로부터의 신호 라인을 케이블 삽통 구멍에 삽통해서 터미널 박스 내로 끌어넣을 수 있다. 이 때문에, 이들 도전선이나 신호 라인을 발전 전동기의 외부로 끌어낼 필요가 없어 외부의 수분이나 흙먼지로부터 도전선이나 신호 라인을 보호할 수 있다. 또한, 케이블 삽통 구멍에 있어서의 케이블 이외의 부분을 막는 폐쇄 부재가 설치되어 있기 때문에 발전 전동기 내의 냉각 매체나 수분이 터미널 박스 내로 침입하는 것을 억제할 수 있다.
제 9 발명에 의하면, 케이블 삽통 구멍과는 별도로 발전 전동기의 내부와 터미널 박스의 내부를 연통시키는 냉각 매체 리턴 구멍이 형성되어 있기 때문에 발전 전동기로부터 터미널 박스 내로 침입한 냉각 매체나 수분을 발전 전동기 내로 리턴시킬 수 있다.
제 10 발명에 의하면, 발전 전동기에서는 터미널 박스가 발전 전동기에 설치된 상태에서 커넥터가 하향으로 배치되어 커넥터에 전력 공급 케이블을 하방으로부터 접속 가능하게 구성되어 있다. 이 때문에, 커넥터에 접속된 전력 공급 케이블이 터미널 박스로부터 발전 전동기를 따라 하방으로 연장된다. 따라서, 발전 전동기로부터의 전력 공급 케이블의 돌출을 억제할 수 있으므로 발전 전동기의 배치 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 커넥터가 하향으로 설치되어 있기 때문에 상방으로부터의 물방울 등의 수분이 커넥터 부분으로부터 터미널 박스 내로 침입해버리는 것을 방지할 수 있다.
제 11 발명에 의하면, 발전 전동기에서는 터미널 박스 내의 커넥터가 발전 전동기의 회전축 방향으로 병설되어 있기 때문에 터미널 박스가 커넥터의 배치에 따라 발전 전동기의 회전축에 직교하는 면내 방향으로 커져 버리는 것을 방지할 수 있고, 상기 직교면 내에서의 터미널 박스의 크기를 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 터미널 박스를 소형화할 수 있으므로 터미널 박스의 중량을 경감할 수 있어 발전 전동기의 경량화를 촉진할 수 있다. 또한, 터미널 박스의 중량의 경감에 의해 터미널 박스가 설치된 발전 전동기의 무게중심 위치를 회전축에 근접시킬 수 있으므로 발전 전동기의 진동 및 발전 전동기가 접속된 엔진의 진동을 억제할 수 있다. 또한, 터미널 박스의 소형화에 의해 터미널 박스가 발전 전동기로부터 크게 돌출되는 것을 억제할 수 있으므로 발전 전동기의 배치의 자유도를 향상시킬 수 있다.
제 12 발명에 의하면, 상기 발전 전동기를 구비함으로써 상술한 본 발명의 효과를 갖는 작업 기계를 얻을 수 있다. 또한, 작업 기계의 작업기를 구동하는 유압 펌프가 발전 전동기에 설치되어 있다. 이 경우, 유압 펌프의 구동에 따르는 진동이 발전 전동기에 전달되지만, 상술한 바와 같이 터미널 박스의 경량화에 따라 발전 전동기의 무게중심을 회전축측으로 근접시킬 수 있으므로 유압 펌프의 구동에 따르는 진동을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 하이브리드 유압 셔블을 나타내는 사시도이다.
도 2는 하이브리드 유압 셔블의 구동계의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 하이브리드 유압 셔블의 선회체 내부의 구성 및 배치를 나타내는 도면이다.
도 4는 하이브리드 유압 셔블에 탑재된 발전 전동기의 정면도이다.
도 5는 발전 전동기, 엔진, 및 유압 펌프의 측면도이다.
도 6은 발전 전동기의 펌프측 하우징의 사시도이다.
도 7은 펌프측 하우징의 부분 확대도이다.
도 8은 도 4의 Ⅷ-Ⅷ 단면도이다.
도 9는 터미널 박스 케이스의 사시도이다.
도 10은 터미널 박스에 고정된 지지 플레이트의 평면도이다.
도 11은 도 5의 XI-XI 단면도이다.
도 12는 터미널 박스를 저면부측으로부터 본 도면이다.
도 13은 도 11의 XⅢ-XⅢ 단면도이다.
도 14는 터미널 박스에 접속되는 플러그의 사시도이다.
이하, 본 발명의 일실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소는 적당하게 조합할 수 있다.
[1] 전체 구성
도 1에는 본 실시형태에 의한 작업 기계로서의 하이브리드 유압 셔블(1)이 나타내어져 있다. 이 하이브리드 유압 셔블(1)은 차량 본체(2)와 작업기(3)를 구비하고 있다.
차량 본체(2)는 주행체(21)와, 주행체(21) 상에 선회 가능하게 설치된 선회체(22)를 구비하고 있다. 주행체(21)는 1쌍의 주행 장치(211)를 구비하고 있다. 각 주행 장치(211)는 크롤러 벨트(212)를 구비하고, 후술하는 유압 모터(213)로 크롤러 벨트(212)를 구동함으로써 하이브리드 유압 셔블(1)을 주행시킨다.
선회체(22)는 캡(23), 카운터웨이트(24), 및 엔진 룸(25)을 구비하고 있다. 카운터웨이트(24)는 작업기(3)와의 중량 밸런스용으로 설치되고, 내부에 중량물이 충전되어 있다. 엔진 룸(25)을 덮는 엔진 후드(26)에는 격자 형상의 개구부(261)가 형성되어 외부로부터의 냉각 공기가 개구부(261)를 통해서 엔진 룸(25) 내로 들어간다.
작업기(3)는 선회체(22)의 전방부 중앙 위치에 장착되어 있고, 붐(31), 암(32), 버킷(33), 붐 실린더(34), 암 실린더(35), 및 버킷 실린더(36)를 구비하고 있다. 붐(31)의 기단부는 선회체(22)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 붐(31)의 선단부는 암(32)의 기단부에 회전 가능하게 연결되어 있다. 암(32)의 선단부는 버킷(33)에 회전 가능하게 연결되어 있다.
붐 실린더(34), 암 실린더(35), 및 버킷 실린더(36)는 유압 펌프(6)로부터 토출된 작동유에 의해 구동되는 유압 실린더이다. 그리고, 붐 실린더(34)는 붐(31)을 동작시키고, 암 실린더(35)는 암(32)을 동작시킨다. 버킷 실린더(36)는 버킷(33)을 동작시킨다.
도 2에는 하이브리드 유압 셔블(1)의 구동계의 전체 구성이 나타내어져 있다.
도 2에 있어서 하이브리드 유압 셔블(1)은 구동원으로서 엔진(4)을 구비하고 있다. 엔진(4)의 출력축에는 발전 전동기(5) 및 1쌍의 유압 펌프(6, 6)가 직렬로 연결되고, 각각 엔진(4)에 의해 구동된다.
유압 펌프(6)로부터 압송된 작동유는 컨트롤 밸브(7)를 통하여 작업기(3)에 공급되고, 작업기(3)가 유압에 의해 동작한다. 또한, 주행체(21)는 크롤러에 맞물리는 스프로킷을 구동시키기 위한 유압 모터(213)를 갖고 있고, 이들 유압 모터(213)에 대하여 유압 펌프(6)로부터의 작동유가 컨트롤 밸브(7)를 통하여 공급된다.
한편, 발전 전동기(5)에는 터미널 박스(8)를 통하여 전력 공급 케이블로서의 파워 케이블(9)이 접속되어 있고, 파워 케이블(9)을 통하여 발전 전동기(5)와 인버터(10)가 접속되어 있다. 인버터(10)에는 다른 파워 케이블(9)의 일단이 접속되어 있고, 파워 케이블(9)의 타단이 선회체(22)를 구동시키기 위한 선회 전동 모터(11)에 접속되어 있다. 또한, 인버터(10)에는 축전용 커패시터(12)가 접속되어 있고, 발전 전동기(5)에서 발전된 전력은 인버터(10)를 통해서 선회 전동 모터(11)에 공급되거나, 커패시터(12)에 축전되거나 한다. 선회 전동 모터(11)는 유성 기어 기구 등을 가진 감속기(11A)를 통하여 하부 주행체의 상부에 선회 가능하게 설치된 선회체(22)를 구동한다. 또한, 선회 동작 중인 선회체(22)의 감속시에는 회생에 의해 선회 전동 모터(11)에서 발전이 행하여지고, 이 전력이 커패시터에 축전된다. 커패시터(12)에 충전된 전력은 승압기(10A)에 의해 승압됨과 아울러 선회 조작시에 커패시터(12)로부터 인버터(10)를 통해서 선회 전동 모터(11)에 공급되거나, 엔진(4)의 구동을 돕기 위해서 발전 전동기(5)에 공급되거나 한다.
도 3에는 선회체(22) 내부의 구성 및 배치가 나타내어져 있다.
도 3에 있어서, 인버터(10) 및 커패시터(12)는 선회체(22)의 차량 전방측에 설치되어 있다. 또한, 선회 전동 모터(11)는 선회체(22)의 중앙부에 설치되어 있다. 선회체(22)의 차량 후방측에는 엔진 룸(25)이 설치되고, 엔진 룸(25)의 더 후방에 카운터웨이트(24)가 설치되어 있다. 엔진 룸(25) 내에는 엔진(4), 발전 전동기(5), 및 유압 펌프(6)가 각각 카운터웨이트(24)를 따라 병설되어 있다. 또한, 엔진(4), 발전 전동기(5), 및 유압 펌프(6)는 선회체(22) 등 차량의 한정된 공간 내로의 배치가 요구되는 점이나, 동력 전달 효율의 관점으로부터 각각의 회전축이 일직선상이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 발전 전동기(5)의 하우징(51)의 외측면에는 터미널 박스(8)가 설치되어 있다. 구체적으로 터미널 박스(8)는 하우징(51)에 있어서의 카운터웨이트(24)측의 위치이고, 발전 전동기(5)의 회전축과 하우징(51)의 상면(51A) 사이의 위치에서 하우징(51)에 고정되어 있다. 이 터미널 박스(8)는 발전 전동기(5)의 하우징(51)과는 별체로 형성되고, 하우징(51)에 착탈 가능하게 장착되어 있다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 터미널 박스(8)의 상방에는 머플러(13)가 배치되어 있다. 머플러(13)는 발전 전동기(5)의 상부에 브래킷(13A)을 통하여 고정되어 있다. 이렇게, 터미널 박스(8)는 주위가 카운터웨이트(24)나 머플러(13)로 둘러싸여 있다. 이 터미널 박스(8)의 저면부(813)에는 파워 케이블(9)용 플러깅/언플러깅 개구(813A)(도 9 및 도 11 참조)가 형성되어 파워 케이블(9)의 일단측이 터미널 박스(8)에 하방으로부터 착탈 가능하게 접속될 수 있게 되어 있다. 파워 케이블(9)의 타단측은 터미널 박스(8)로부터 하방으로 연장 설치되어서 엔진(4)의 하방을 지나 인버터(10)에 접속된다.
여기에서, 선회체(22)에 있어서의 엔진(4) 하방의 바닥 부분에는 개폐식 언더커버가 설치되고, 언더커버를 열면 오퍼레이터나 정비자가 상반신을 엔진 룸(25) 내로 넣을 수 있도록 되어 있다. 이 때문에, 엔진 룸(25) 내의 기기의 정비시에는 터미널 박스(8)로의 파워 케이블(9)의 접속 또는 분리를 터미널 박스(8)의 하방측으로부터 용이하게 행할 수 있다.
[2] 발전 전동기의 구성
발전 전동기(5)는 3상 SR(Switched Reluctance) 모터이고, 도 5에 나타내는 바와 같이 분할식 하우징(51)을 구비하고 있다. 하우징(51)은 엔진(4)에 고정되어서 플라이휠(4A)을 수용하는 엔진측 하우징(52)과, 엔진측 하우징(52)에 고정되는 펌프측 하우징(53)을 구비하고 있다.
펌프측 하우징(53)의 유압 펌프(6)측은 원형 형상으로 개구되어 있다. 이 개구는 로터(56)를 회전 가능하게 지지하는 원판 형상의 지지 부재(54)(도 6 참조)에 의해 덮인다. 지지 부재(54)에 의해 개구를 막음으로써 로터(56)가 스테이터(55) 내에 수용되고, 이것과 동시에 로터(56)의 회전 중심에 설치된 축 부재의 일단이 엔진(4)의 출력축 또는 출력축에 연결되는 부재와 예를 들면 스플라인 결합에 의해 접속된다. 또한, 그러한 축 부재의 타단은 지지 부재(54)의 중심 구멍에 대응해서 설치되어 있고, 중심 구멍을 통하여 유압 펌프(6)의 입력축과 스플라인 결합하거나 하게 된다.
하우징(51)의 하방부에는 유류부(oil reservoir)(57)가 설치되고, 이 유류부(57)에 냉각 매체로서의 냉각유가 저장되어 있다. 유류부(57)의 냉각유는 외부의 배관을 통하여 도시하지 않은 필터, 펌프를 경유해서 오일 쿨러(57A)(도 4 및 도 6 참조)로 보내지고, 오일 쿨러(57A)로부터 펌프측 하우징(53)의 상부로 리턴된다. 펌프측 하우징(53)의 상부로부터 하우징(51) 내부로 리턴된 냉각유는 엔진(4)의 출력축, 로터(56), 및 유압 펌프(6)간의 스플라인 결합 부분이나, 로터(56)의 베어링 부분을 윤활하면서 원심력에 의해 회전축 중심측으로부터 지름 방향 외측을 향해서 흘러간다. 그리고, 냉각유는 각각 회전하는 로터(56)나 플라이휠(4A)에 의해 스플래싱(splashing)되어서 안개 형상으로 되고, 스테이터(55)에 설치된 스테이터 코일(551)을 냉각시킨다. 그 후의 냉각유는 냉각 부분으로부터 유류부(57)로 적하된다.
도 6 및 도 7에는 펌프측 하우징(53)이 나타내어져 있다.
도 6 및 도 7에 있어서, 펌프측 하우징(53)에 있어서의 터미널 박스(8)의 고정 위치에는 터미널 박스(8)를 고정하기 위한 고정부(531)가 설치되어 있다. 이 고정부(531)에는 터미널 박스(8)의 고정용 볼트 구멍(532)과, 스테이터 코일(551)로부터의 도전선(14)을 삽통시키기 위한 케이블 삽통 구멍(533)(도 7 참조)과, 케이블 삽통 구멍(533)으로부터 터미널 박스(8) 내로 침입한 오일을 발전 전동기(5) 내로 리턴시키는 연통 구멍으로서의 오일 리턴 구멍(534)이 형성되어 있다.
여기에서, 발전 전동기(5)에는 스테이터 코일(551)의 온도를 검출하는 온도센서나, 발전 전동기(5)의 로터(56)의 회전수를 검출하는 회전수 센서 등의 센서가 설치되어 있다. 이들 센서로부터의 복수의 신호 라인(15)은 스테이터 코일(551)로부터의 도전선(14)과 함께 케이블 삽통 구멍(533)으로부터 터미널 박스(8) 내로 넣어져 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 케이블 삽통 구멍(533)에는 폐쇄 부재로서의 그로밋(58)이 끼워넣어져 있다. 이 그로밋(58)은 제 1 부재(581)와 제 2 부재(582)로 분할 형성되어 있다. 제 1 부재(581) 및 제 2 부재(582)에는 각각의 끝가장자리에 플랜지부(583, 584)가 설치되어 있다. 또한, 제 2 부재(582)에 있어서의 제 1 부재(581)와의 접촉면(585)에는 도전선(14)이나 신호 라인(15)을 삽통시키기 위한 3개의 삽통홈(586)이 형성되어 있다. 그리고, 그로밋(58)은 펌프측 하우징(53)의 케이블 삽통 구멍(533)에 끼워넣어져서 케이블 삽통 구멍(533)에 있어서의 도전선(14) 및 신호 라인(15) 이외의 부분을 막은 상태에서 표면을 압박 부재(59)로 압박하고 있다. 압박 부재(59)에는 도전선(14) 및 신호 라인(15)을 삽통시키기 위한 케이블 삽통 구멍(591)과, 펌프측 하우징(53)의 오일 리턴 구멍(534)에 대응하는 위치가 잘려진 노치부(592)가 형성되어 있다. 이 상태에서, 터미널 박스(8)가 펌프측 하우징(53)의 고정부(531)에 고정되어 있다.
[3] 터미널 박스의 구성
도 8에 나타내는 바와 같이, 터미널 박스(8)는 케이싱부(8A)와, 케이싱부(8A)의 내부 공간에 수용되어 스테이터(55)로부터의 도전선(14)이 접속된 커넥터로서의 소켓(83A, 83B)과, 한쪽의 소켓(83B)을 지지하는 지지 부재로서의 지지 플레이트(84)를 구비하고, 소켓(83A, 83B)을 발전 전동기(5)의 회전축 방향으로 이단 배열로 수용하고 있다.
케이싱부(8A)는 내부 공간을 갖는 케이스(81)와, 케이스(81)의 내부 공간을 막는 덮개 부재(82)를 구비하고 있다. 케이스(81) 및 덮개 부재(82)는 각각 발전 전동기(5)의 하우징(51)과는 다른 재질의 재료로 구성되어 있다. 구체적으로는 하우징(51)이 주철로 구성되어 있는 것에 대해 케이스(81)는 내식 재료로서의 알루미늄으로 구성되어 있다. 한편, 덮개 부재(82)는 강재의 표면에 아연 도금을 실시한 것으로 구성되어 있다. 케이스(81)와 덮개 부재(82)의 간극은 밀봉 부재로서의 O링(80)에 의해 밀봉되어 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 케이스(81)는 측면으로 볼 때 대략 오각형상으로 형성되어 있다. 이 케이스(81)는 펌프측 하우징(53)에 고정되는 고정면부(811)와, 터미널 박스(8)가 펌프측 하우징(53)에 고정된 상태에서 각각 상하로 대향하는 상면부(812) 및 저면부(813)와, 고정면부(811), 상면부(812), 및 저면부(813)의 각각에 직교하는 측면부(814)와, 내부 공간을 사이에 두고 측면부(814)의 반대측에 형성된 개구부(815)를 구비하고 있다.
고정면부(811)는 터미널 박스(8)가 펌프측 하우징(53)에 고정된 상태에서 저면부(813)가 대략 수평이 되도록 저면부(813)에 대하여 경사져서 설치되어 있다. 이 고정면부(811)에는 펌프측 하우징(53)의 케이블 삽통 구멍(533)과 연통되고, 도전선(14) 및 신호 라인(15)을 삽통시키기 위한 케이블 삽통 구멍(811A)이 형성되어 있다. 이 케이블 삽통 구멍(811A)과 발전 전동기(5)의 케이블 삽통 구멍(533)에 의해 터미널 박스(8)의 내부 공간이 발전 전동기(5)의 하우징(51) 내에 직접 접속된다. 또한, 고정면부(811)에 있어서의 케이블 삽통 구멍(811A)의 주위에는 플랜지(811B)가 형성되어 있다. 플랜지(811B)에는 터미널 박스(8)를 펌프측 하우징(53)에 고정하기 위한 볼트 구멍(811C)이 형성되어 있다.
저면부(813)에는 파워 케이블(9)용 2개의 플러깅/언플러깅 개구(813A)가 소켓(83A, 83B)의 위치에 대응해서 형성되어 있다. 구체적으로, 플러깅/언플러깅 개구(813A)는 터미널 박스(8)가 펌프측 하우징(53)에 고정된 상태에서 발전 전동기(5)의 회전축 방향으로 병설되어 있다. 또한, 저면부(813)의 내면에는 상기 내면으로부터 돌출되어 형성되고, 지지 플레이트(84)의 선단이 접촉하는 볼록부(813B)가 형성되어 있다.
측면부(814)는 터미널 박스(8)가 펌프측 하우징(53)에 고정되었을 때에 엔진(4)측에 위치한다. 이 측면부(814)의 내면에는 소켓(83A)이 고정되는 소켓 고정부(814A)와, 지지 플레이트(84)가 고정되는 플레이트 고정부(814B)와, 도전선(14)의 유지 브래킷(85)(도 11 참조)이 고정되는 도전선 유지부(814C)와, 신호 라인(15)의 유지 브래킷(86)(도 11 참조)이 고정되는 신호 라인 유지부(814D)가 설치되어 있다.
소켓 고정부(814A)는 측면부(814)의 플레이트 고정부(814B)보다 저면부(813)측의 위치에 설치되고, 측면부(814)의 내면으로부터 한단 올라온 형상으로 되어 있다. 이 소켓 고정부(814A)에는 소켓(83A)을 고정하기 위한 볼트 구멍(814E)이 형성되어 있다.
플레이트 고정부(814B)는 소켓 고정부(814A)를 사이에 두고 저면부(813)의 반대측에 설치되고, 측면부(814)의 내면으로부터의 높이가 소켓 고정부(814A)의 높이보다 높은 원기둥 형상으로 형성되어 있다.
도전선 유지부(814C)는 플레이트 고정부(814B)보다 상면부(812)측의 위치이고, 플레이트 고정부(814B)보다 고정면부(811)측의 위치에 설치되며, 측면부(814)의 내면으로부터의 높이가 플레이트 고정부(814B)의 높이보다 낮은 타원기둥 형상으로 형성되어 있다.
신호 라인 유지부(814D)는 측면부(814)에 복수 설치되고, 그 일부가 도 9에 나타내어져 있다. 이들 신호 라인 유지부(814D)는 소켓 고정부(814A), 플레이트 고정부(814B), 및 도전선 유지부(814C)를 상면부(812)측으로부터 둘러싸는 위치에 배치되어 있다.
개구부(815)는 터미널 박스(8)가 펌프측 하우징(53)에 고정되었을 때에 유압 펌프(6)측으로 개구한다. 이 개구부(815)의 주위에는 O링(80)용 O링홈(816)이 형성되어 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 지지 플레이트(84)는 협폭부(841) 및 광폭부(842)를 구비하고, 협폭부(841)측의 폭치수가 광폭부(842)측의 폭치수보다 작게 형성되어 있다. 협폭부(841)에는 소켓(83B)을 고정하기 위한 볼트 구멍(841A)이 폭 방향의 양측에 형성되어 있다. 또한, 협폭부(841)의 선단에는 케이스(81)의 볼록부(813B)에 접촉하는 접촉 끝가장자리(841B)가 형성되어 있다. 한편, 광폭부(842)에는 지지 플레이트(84)를 케이스(81)의 플레이트 고정부(814B)에 고정하기 위한 볼트 구멍(842A)이 폭 방향의 양측에 형성되어 있다.
도 8 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 소켓(83A, 83B)은 금속제의 L자 형상의 브래킷(831)과, 브래킷(831)에 고정된 수지제의 리셉터클(832)을 구비하고, 브래킷(831)의 볼트 구멍에 삽통되는 볼트에 의해 케이스(81)에 고정된다. 리셉터클(832)에서는 브래킷(831)과의 고정 부분을 경계로 해서 한쪽측에는 스테이터(55)로부터의 도전선(14)이 접속된 단자(833)가 설치되고, 다른쪽측에는 파워 케이블(9)의 후술하는 플러그(90)가 감합되는 3개의 홀더(834)가 설치되어 있다. 홀더(834) 내에는 금속제이고 도전성을 가진 통 형상의 소켓 콘택트(835)가 매설되어 있다. 소켓(83A, 83B)은 이 소켓 콘택트(835)가 하향이 되도록 터미널 박스(8) 내에 배치되어 있다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 소켓(83A, 83B)에는 터미널 박스(8)와 파워 케이블(9)의 접속 상태를 검출하기 위한 인터록 스위치의 일부를 구성하는 접점단자(836)가 설치되어 있다. 접점단자(836)는 탄성을 갖는 판스프링 형상의 금속 부재로 구성되고, 브래킷(831)에 고정된 수지제 지지 부재(837)에 설치됨과 아울러 신호 라인(15A)을 통하여 인버터(10)에 전기적으로 접속되어 있다. 소켓(83A, 83B) 및 플러그(90)가 정상적으로 감합되어 있는 상태에서는 플러그(90)의 후술하는 접점도체(971)(도 14 참조)가 각 접점단자(836)의 양쪽에 기계적으로 접촉하여 접점단자(836)끼리를 전기적으로 도통시킨다. 또한, 이 상태에서는 각 접점단자(836)가 접점도체(971)에 의해 압박되어서 탄성 변형하고 있고, 그 탄발력에 의해 서로의 접촉 상태가 양호하게 유지되도록 되어 있다.
이러한 소켓(83A, 83B)을 터미널 박스(8) 내에 이단 배열로 배치할 때는 한쪽의 소켓(83A)을 케이스(81)의 소켓 고정부(814A)에 볼트 고정한 후, 플레이트 고정부(814B)에 지지 플레이트(84)를 볼트 고정한다. 그리고, 고정된 지지 플레이트(84) 상에 다른쪽의 소켓(83B)을 볼트 고정함으로써 1쌍의 소켓(83A, 83B)이 지지 플레이트(84)를 사이에 두고 이단 배열로 배치된다.
그런데, 인버터(10)의 검출 수단으로부터는 감합 상태 검출을 위한 검출 펄스가 신호 라인(15A)을 통해서 출력되고 있고, 이 검출 펄스가 접점단자(836), 접점도체(971)(도 14 참조)를 지나고, 신호 라인(15A)을 통과해서 인버터(10)로 리턴된다. 리턴된 검출 펄스가 인버터(10) 내에 설치된 펄스 파형 검출용 검출 수단에 의해 검출됨으로써 소켓(83A, 83B)과 플러그(90)가 정상적으로 감합되어 있다고 판단된다.
여기에서, 예를 들면 소켓(83B)이 상면부(812)측으로 들어가 고정되어 있거나, 플러깅/언플러깅 개구(813A)의 축 방향에 대하여 비스듬하게 고정되어 있거나 한 경우, 소켓(83B)의 접점단자(836)와 플러그(90)의 접점도체(971) 사이, 및 소켓 콘택트(835)와 플러그(90)의 후술하는 핀 콘택트(95) 사이에서 접촉 불량이 발생할 우려가 있다. 이 경우, 접점도체(971)가 각 접점단자(836)에 적절하게 접촉하지 않기 때문에 인버터(10)로 검출 펄스가 리턴되지 않아 검출 수단에서 검출되지 않는다. 이 때문에, 소켓(83A, 83B)과 플러그(90)의 감합이 불완전하거나, 또는 완전히 빠져 있다고 판단되어 하이브리드 유압 셔블(1)을 정지시키거나 하는 페일 세이프상의 처리가 행하여져 버리게 된다. 따라서, 이러한 오검출을 방지하기 위해서 터미널 박스(8) 내에서의 소켓(83A, 83B)의 위치 결정, 특히 지지 플레이트(84)를 통하여 케이스(81)에 고정되는 소켓(83B)의 위치 결정이 중요하게 된다.
이 때문에, 지지 플레이트(84) 상의 소켓(83B)은 케이스(81) 내에서의 지지 플레이트(84)의 위치 결정을 행한 후에 지지 플레이트(84)에 고정된다. 구체적으로, 지지 플레이트(84)는 도 13에 나타내는 바와 같이 측면부(814)의 플레이트 고정부(814B)에 고정됨과 아울러 접촉 끝가장자리(841B)가 저면부(813)에 형성된 볼록부(813B)에 파워 케이블(9)의 착탈 방향을 따라 접촉함으로써 도면의 상하 방향 및 지면 직교 방향의 위치 결정이 이루어진다. 즉, 케이스(81)의 소켓 고정부(814A)에 형성된 볼트 구멍(814E)과, 지지 플레이트(84)의 접촉 끝가장자리(841B)측에 형성된 볼트 구멍(841A)은 각각 플러깅/언플러깅 개구(813A)로부터의 거리가 동일해지도록 위치하게 되고, 이들 볼트 구멍(814E, 841A)에 고정된 소켓의 위치가 일치하게 된다. 이렇게 터미널 박스(8) 내에서 위치 결정된 지지 플레이트(84)에 소켓(83B)이 고정됨으로써 터미널 박스(8) 내에서의 소켓(83B)의 위치 결정이 정확하게 행하여진다.
[4] 파워 케이블의 플러그의 구성
도 14에 나타내는 바와 같이, 플러그(90)는 파워 케이블(9)의 3개의 케이블이 삽통되는 도전성을 갖는 플러그 하우징(91)과, 플러그 하우징(91)의 전방면측(케이블 삽입측과는 반대측)의 개구 부분을 덮는 금속제의 플레이트(92)를 구비하고 있다.
플러그 하우징(91)은 플러그(90)를 터미널 박스(8)의 소켓(83A, 83B)에 감합시켰을 때에 터미널 박스(8)의 케이스(81) 외면에 접촉하는 접촉부(911)와, 이 접촉부(911)로부터 돌출되어 형성되고 터미널 박스(8)의 플러깅/언플러깅 개구(813A)에 삽입되는 볼록부(912)를 구비하고 있다.
접촉부(911)에는 볼록부(912)의 주위를 둘러싸도록 시일 링(93)이 설치되고, 플러그(90)가 터미널 박스(8)의 소켓(83A, 83B)에 감합되었을 때는 접촉부(911)와 터미널 박스(8)의 케이스(81)의 외면 사이가 시일 링(93)에 의해 밀봉된다.
플러그 하우징(91) 내에는 케이블마다 설치된 홀더(94)가 배치되고, 홀더(94)에 케이블이 삽입된다. 홀더(94) 내에 삽입되는 케이블의 선단에는 도전성을 갖는 핀 콘택트(95)가 장착되고, 홀더(94)에 형성된 둥근 구멍으로부터 돌출되어 있다.
플레이트(92)는 복수의 스크류(921)에 의해 플러그 하우징(91)에 고정된다. 플레이트(92)는 그 표리 양면, 둘레의 끝면, 스크류(921)용 삽통 구멍의 내주면, 및 홀더(94) 삽통용 개구 구멍의 내면 전역이 절연 코팅으로 덮여 있다. 절연 코팅으로서는 내열성, 내마모성, 발수성을 고려하여 예를 들면 불소계의 도료가 사용된다. 이 절연 코팅에 의해 플레이트(92)는 전기적으로 접지된 플러그 하우징(91)에 대하여 절연되게 된다.
플레이트(92)의 표면에는 유리-에폭시의 복합 재료로 형성된 절연 플레이트(96)를 통하여 도전 터미널(97)이 고정되어 있다. 절연 플레이트(96) 및 도전 터미널(97)의 플레이트(92)에의 고정은 상기 스크류(921)에 의해 행하여진다. 도전 터미널(97)의 재질은 도전성을 갖고 있으면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니지만 본 실시형태에서는 황동이다.
도전 터미널(97)에는 소켓(83A, 83B)으로의 감합 방향을 향해서 폴딩된 사각편 형상의 접점도체(971)가 일체로 설치되어 있다. 이 접점도체(971)는 상술한 바와 같이, 소켓(83A, 83B)에 플러그(90)가 감합되었을 경우에 소켓(83A, 83B)의 각 접점단자(836)에 접촉하는 부분이다.
도전 터미널(97)은 접점도체(971)에서의 접점단자(836)와의 접촉 영역을 제외하고 플레이트(92)와 마찬가지로 절연 코팅되어 있다. 따라서, 플레이트(92)와 도전 터미널(97)은 그 사이의 절연 플레이트(96)에 의해 절연되어 있을 뿐만 아니라, 각각이 절연 코팅되어 있음으로써도 확실하게 절연되고, 나아가서는 도전 터미널(97)과 플러그 하우징(91) 사이가 확실하게 절연된다.
이러한 플러그(90)에 있어서, 플러그 하우징(91)의 접촉부(911)에는 플러그(90)를 터미널 박스(8)에 고정하기 위한 볼트 구멍(913)이 형성되어 있다. 플러그(90)는 이 볼트 구멍(913)에 삽통된 볼트(914)에 의해 터미널 박스(8)의 케이스(81)에 고정된다. 이때, 볼트(914)의 나사부에는 고무나 수지 등으로 구성된 링 형상의 볼트 빠짐 방지 부재(915)가 끼워넣어지고, 이 볼트 빠짐 방지 부재(915)에 의해 플러그(90)로부터의 볼트(914)가 빠지는 것이 방지된다.
[5] 실시형태의 작용 및 효과
이상과 같은 구성의 하이브리드 유압 셔블(1)에서는 대형이고 또한 대용량의 발전 전동기(5)가 사용되기 때문에, 예를 들면 승용차의 경우와 비교하여 스테이터(55)의 중량이 매우 무거워진다. 그러나, 터미널 박스(8)의 케이스(81)가 발전 전동기(5)의 펌프측 하우징(53)에 착탈 가능하게 설치되어 있기 때문에 펌프측 하우징(53)으로부터 터미널 박스(8)를 분리한 상태에서 발전 전동기(5)의 펌프측 하우징(53) 내에 스테이터(55)를 수용하면서 스테이터 코일(551)의 도전선(14)을 케이블 삽통 구멍(533)으로부터 용이하게 인출할 수 있다. 그리고, 도전선을 일단 인출해 버리면 후에는 인출한 도전선을 용이하게 터미널 박스 내로 끌어넣을 수 있으므로 충분한 조립성을 확보할 수 있다.
또한, 터미널 박스(8)가 발전 전동기(5)의 하우징(51)보다 경량의 재질로 구성되어 있기 때문에 발전 전동기(5)의 무게중심을 회전축측에 근접시킬 수 있어 발전 전동기(5) 및 발전 전동기(5)에 직결된 엔진(4)의 진동을 억제할 수 있다.
또한, 터미널 박스(8)에서는 복수의 소켓(83A, 83B)이 발전 전동기(5)의 회전축 방향으로 병설되어 있기 때문에 발전 전동기(5)의 회전축에 직교하는 면내에서의 터미널 박스(8)의 크기를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 터미널 박스(8)가 발전 전동기(5)로부터 크게 돌출되어 버리는 것을 방지할 수 있어 터미널 박스(8)의 배치 자유도를 확보할 수 있다.
그런데, 예를 들면 엔진 후드(26)의 개구부(261)나 발전 전동기(5)의 하우징(51) 내로부터 터미널 박스(8) 내로 수분을 포함한 공기나 물방울이 들어가면 소켓(83A, 83B)의 단자(833)나 소켓 콘택트(835), 파워 케이블(9)의 플러그(90)에 있어서의 핀 콘택트(95) 등에 물방울이 부착되어 발전 전동기(5)와 인버터(10) 사이의 전력 공급 라인이 단락 또는 지락될 가능성이 있다. 또한, 수분이 소켓(83A, 83B)의 접점단자(836)나 플러그(90)의 접점도체(971)에 부착되면 신호 라인(15A)이 단락 또는 지락되어 오검출할 가능성이 있다. 또한, 케이스(81)나 덮개 부재(82)에 수분이 부착되면 이것들에 녹이 발생하고, 녹에 의한 단락이나 지락이 발생할 가능성이 있다.
이에 대하여, 터미널 박스(8)에서는 파워 케이블(9)용 플러깅/언플러깅 개구(813A)가 터미널 박스(8)의 저면부(813)에 형성되어 있기 때문에, 예를 들면 엔진 후드(26)의 개구부(261)로부터 물이나 흙먼지가 엔진 룸(25) 내로 들어간 경우라도 상방으로부터 떨어지는 물방울이 터미널 박스(8)로 들어가려고 하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전력 공급 라인이나 신호 라인(15, 15A)이 단락 또는 지락되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 터미널 박스(8)의 케이스(81)가 알루미늄으로 구성됨과 아울러 덮개 부재(82)의 표면에 아연 도금이 실시되어 있기 때문에 터미널 박스(8)에서의 녹의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 녹에 의한 단락이나 지락의 발생을 방지할 수 있음과 아울러 케이스의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 터미널 박스(8)는 케이스(81)가 발전 전동기(5)의 외면에 설치된 상태에서 소켓(83A, 83B)이 하향으로 배치되어 터미널 박스(8)의 하방으로부터 파워 케이블(9)의 일단을 플러깅/언플러깅 개구(813A)에 끼워 소켓(83A, 83B)에 접속시킬 수 있게 구성되어 있다. 이 때문에, 터미널 박스(8)에 접속된 파워 케이블(9)이 터미널 박스(8)로부터 발전 전동기(5)를 따라 하방으로 연장되고, 터미널 박스(8)의 상방이나 측방으로 돌출되지 않는다. 따라서, 예를 들면 머플러(13)나 카운터웨이트(24)가 터미널 박스(8)의 근방에 배치되어 있는 경우라도 파워 케이블(9)이 머플러(13)나 카운터웨이트(24)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파워 케이블(9)은 터미널 박스(8)를 사이에 두고 머플러(13)의 반대측에 위치하게 되기 때문에 파워 케이블(9)이 머플러(13)의 열의 영향을 받기 어려워져 열에 의한 파워 케이블(9)의 열화를 방지할 수 있다.
또한 도 11에 나타내는 바와 같이, 터미널 박스(8)의 내부 공간은 케이스(81)의 케이블 삽통 구멍(811A)과 펌프측 하우징(53)의 케이블 삽통 구멍(533)에 의해 하우징(51) 내와 연통되어 있다. 이 때문에, 하우징(51) 내부에서 스플래싱되어 안개 형상으로 된 냉각유가 터미널 박스(8) 내로 들어가지 않도록 펌프측 하우징(53)의 케이블 삽통 구멍(533)이 그로밋(58)에 의해 막혀 있다. 이때, 그로밋(58)의 플랜지부(583, 584)는 케이블 삽통 구멍(533)의 가장자리에 록킹되기 때문에 그로밋(58)이 펌프측 하우징(53)의 케이블 삽통 구멍(533) 내로 빠지는 것이 방지된다.
이 그로밋(58)에 의해 하우징(51) 내는 터미널 박스(8)측으로 냉각유나 수분이 새지 않도록 밀폐되어 있지만, 안개 형상으로 된 일부 냉각유나 수분이 케이블 삽통 구멍(533, 811A)으로부터 터미널 박스(8)로 침입하는 경우가 있다. 이 때문에, 펌프측 하우징(53)에 터미널 박스(8) 내로 침입한 오일이나 수분을 발전 전동기(5) 내로 리턴시키는 오일 리턴 구멍(534)을 형성하고 있다.
또한, 터미널 박스(8)의 저면부(813)의 내면은 발전 전동기(5)의 펌프측 하우징(53)측을 향해서 수평 방향에 대하여 소정 각도(α)만큼 하방으로 경사져 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 터미널 박스(8) 내로 들어가서 저면부(813)에 모인 냉각유가 저면부(813)를 펌프측 하우징(53)을 향해서 흐르고, 화살표 A로 나타내는 바와 같이 터미널 박스(8)의 오일 리턴 구멍도 겸하는 케이블 삽통 구멍(811A) 및 펌프측 하우징(53)의 오일 리턴 구멍(534)을 통과하여 하우징(51) 내로 돌아오게 된다. 따라서, 터미널 박스(8) 내로 침입한 오일을 체류시키지 않고 하우징(51) 내로 리턴시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 터미널 박스(8)의 케이스(81)는 알루미늄으로 구성되고, 덮개 부재(82)는 강재의 표면에 아연 도금을 실시한 것으로 구성되어 있었지만, 터미널 박스(8)의 케이싱부(8A)의 재질로서는 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 터미널 박스(8)의 케이싱부(8A)가 발전 전동기(5)의 하우징(51)에 착탈 가능하게 설치되어 있으면 되고, 예를 들면 케이스(81)나 덮개 부재(82)를 수지로 구성하거나, 덮개 부재(82)를 포함해 케이싱부(8A) 전체를 알루미늄으로 구성해도 된다.
또한, 터미널 박스(8)의 케이싱부(8A)가 발전 전동기(5)의 하우징(51)에 착탈 가능하게 되어 있다면 케이싱부(8A)를 하우징(51)과 동일한 재료로 구성해도 좋다. 예로서, 터미널 박스(8)의 케이싱부(8A)와 발전 전동기(5)의 하우징(51)을 각각 알루미늄 주물에 의해 별체로 형성하고, 케이싱부(8A)를 하우징(51)에 착탈 가능하게 장착하는 것이 고려된다. 이 경우, 발전 전동기(5)의 하우징(51)이 알루미늄으로 구성되기 때문에 발전 전동기(5)의 방열성을 보다 높일 수 있다.
또한, 터미널 박스(8)의 케이싱부(8A)는 내식 재료 또는 표면에 내식 처리가 실시된 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 예를 들면 케이스(81)나 덮개 부재(82)를 티타늄을 이용하여 구성해도 좋다.
상기 실시형태에서는 터미널 박스(8)의 케이블 삽통 구멍(811A)이 오일 리턴 구멍을 겸하고 있었지만 케이스(81)에도 케이블 삽통 구멍(811A)과는 별도로 오일 리턴 구멍을 형성하고, 이 오일 리턴 구멍과 펌프측 하우징(53)의 오일 리턴 구멍(534)에 의해 터미널 박스(8) 내로 들어간 냉각유를 하우징(51) 내로 리턴시키도록 구성해도 좋다.
상기 실시형태에서는 터미널 박스(8)의 케이스(81)가 발전 전동기(5)의 외면에 설치된 상태에서 소켓(83A, 83B)은 발전 전동기(5)의 회전축 방향으로 병설되어 있었지만, 소켓(83A, 83B)의 병설 방향으로서는 이것에 한정되지 않는다. 소켓(83A, 83B)은 발전 전동기(5)의 회전축에 직교하는 직교면과 교차하는 방향으로 병설되어 있으면 되고, 예를 들면 상기 직교면에 비스듬하게 교차하는 방향으로 소켓(83A, 83B)을 병설해도 좋다.
상기 실시형태에서는 소켓(83B)을 지지하는 지지 부재로서 지지 플레이트(84)를 사용했지만, 지지 부재의 형상으로서는 이것에 한정되지 않는다. 이 지지 부재는 소켓(83B)을 지지함과 아울러 소켓(83B)의 위치 결정이 가능하면 되고, 지지 부재에 판 형상 이외의 형상의 부재를 사용해도 된다.
상기 실시형태에서는 발전 전동기(5)의 케이블 삽통 구멍(533)에 그로밋(58)이 끼워넣어져 있었지만, 예를 들면 터미널 박스(8)의 케이블 삽통 구멍(811A)에 그로밋(58)을 끼워넣도록 하거나, 케이블 삽통 구멍(533) 및 케이블 삽통 구멍(811A)의 각각에 그로밋(58)을 끼워넣도록 해도 된다. 또한, 그로밋(58)은 필수는 아니고, 그로밋(58)을 설치하지 않는 구성으로 해도 된다.
상기 실시형태에서는 머플러(13)가 발전 전동기(5)에 고정되어 있었지만, 머플러(13)의 배치로서는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 선회체(22)에 설치해도 된다.
상기 실시형태에서는 엔진(4) 및 발전 전동기(5)는 각각의 회전축이 스플라인 결합 등에 의해 결합되어 있었지만, 서로의 출력축의 접속 방법으로서는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 엔진(4)의 출력축을 소위 PTO(Power Take Off)를 통해 발전 전동기(5)에 접속시켜도 된다.
상기 실시형태에서는 발전 전동기(5)에 SR 모터가 사용되어 있었지만, 발전 전동기(5)로서는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 PM(Permanent Magnet) 모터 등의 다른 발전 전동기에 본 발명을 적용해도 좋다.
상기 실시형태에서는 본 발명을 하이브리드 유압 셔블(1)에 적용한 경우를 설명했지만, 휠로더, 불도저, 덤프트럭 등의 다른 작업 기계에 적용해도 좋다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명은 하이브리드 유압 셔블 이외의 토목 기계, 농업 기계, 주행 차량, 운반 차량 등의 작업 기계에도 이용할 수 있다.
1 : 하이브리드 유압 셔블(작업 기계) 3 : 작업기
4 : 엔진 5 : 발전 전동기
6 : 유압 펌프 8 : 터미널 박스
8A : 케이싱부 9 : 파워 케이블(전력 공급 케이블)
51 : 하우징 58 : 그로밋(폐쇄 부재)
81 : 케이스 82 : 덮개 부재
83A, 83B : 소켓(커넥터) 533 : 케이블 삽통 구멍
534 : 오일 리턴 구멍(연통 구멍)

Claims (12)

  1. 작업 기계에 탑재된 엔진의 출력축에 접속된 발전 전동기로서:
    상기 발전 전동기에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 터미널 박스를 구비하고,
    상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기의 하우징 내와 연통하는 내부 공간을 가진 케이싱부를 구비하고,
    상기 터미널 박스의 케이싱부는 상기 발전 전동기의 하우징에 착탈 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터미널 박스의 케이싱부는 상기 발전 전동기의 하우징보다 경량의 재질 로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 터미널 박스의 케이싱부는 내식 재료로 구성되거나, 또는 표면에 내식 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터미널 박스의 케이싱부는 알루미늄제인 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터미널 박스의 케이싱부는,
    상기 발전 전동기의 하우징에 착탈 가능하게 설치된 케이스와,
    밀봉 부재를 사이에 두고 상기 케이스의 내부 공간을 막는 덮개 부재를 구비하고,
    상기 케이스는 알루미늄제이고,
    상기 덮개 부재는 강재의 표면에 아연 도금을 실시해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전 전동기의 내부는 냉각 매체에 의해 냉각되고,
    상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기의 회전축보다 상방의 위치에서 상기 발전 전동기에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기의 상면보다 하방의 위치에서 상기 발전 전동기에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전 전동기의 내부와 상기 터미널 박스의 내부를 연통시키는 케이블 삽통 구멍과,
    상기 케이블 삽통 구멍에 있어서의 케이블 이외의 부분을 막는 폐쇄 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 케이블 삽통 구멍과는 별도로 상기 발전 전동기의 내부와 상기 터미널 박스의 내부를 연통시키는 연통 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 커넥터를 수용하고,
    상기 터미널 박스가 상기 발전 전동기의 하우징에 설치된 상태에서 상기 커넥터가 하향으로 배치되어 상기 커넥터에 상기 전력 공급 케이블을 하방으로부터 접속 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터미널 박스는 상기 발전 전동기에 외부의 전력 공급 케이블을 접속시키기 위한 복수의 커넥터를 수용하고,
    상기 터미널 박스가 상기 발전 전동기의 하우징에 설치된 상태에서 상기 복수의 커넥터는 상기 발전 전동기의 회전축 방향으로 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 발전 전동기.
  12. 작업기와,
    상기 작업기를 구동하는 유압 펌프와,
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 발전 전동기를 구비하고;
    상기 유압 펌프는 상기 발전 전동기에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 작업 기계.

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