KR20230152755A

KR20230152755A - 전동 셔블

Info

Publication number: KR20230152755A
Application number: KR1020237034255A
Authority: KR
Inventors: 마사호 야마구치; 히로타카 스에요시; 마사키 야마나카; 다케시 기타가와; 다카키 오카모토; 고타 와타나베
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2023-11-03
Also published as: CN117178095A; JP2022163964A; DE112022001077T5; WO2022220073A1

Abstract

선회 프레임(20)은 선회 중심(CP)의 주위를 선회한다. 배터리(31)는 선회 프레임(20)에 지지되어 있다. 전동 모터(33)는 선회 프레임(20)에 지지되고, 배터리(31)로부터 전력을 공급한다. 유압 펌프(34)는 선회 프레임(20)에 지지되고, 전동 모터(33)에 의해 구동하고, 평면에서 볼 때 전동 모터(33)보다 선회 중심 CP의 가까이에 배치되어 있다.

Description

전동 셔블

본 개시는, 전동 셔블에 관한 것이다.

종래, 배터리 구동의 전동 셔블은, 예를 들면 일본공개특허 평11-140906호 공보(특허문헌 1), 일본공개특허 제2012-1933호 공보(특허문헌 2)에 개시되어 있다. 특허문헌 1, 2에는, 선회체의 후부로부터 전부(前部)를 향하여 배터리, 전동 모터 및 유압 펌프가 이 순서로 배치된 소형의 전동 셔블이 개시되어 있다.

일본공개특허 평11-140906호 공보 일본공개특허 제2012-1933호 공보

배터리는, 카운터 웨이트의 역할을 겸하기 위해 선회체의 후부에 배치되어 있다. 그러나, 대형의 배터리 구동의 전동 셔블(이하, 「전동 셔블」이라고 함)의 경우, 배터리가 점유하는 공간이 큰 것으로 된다. 이 때문에 배터리가 카운터 웨이트로서의 배치 영역으로부터 기계실로 비어져 나와, 전동 모터, 유압 펌프 등의 필요한 컴포넌트를 기계실에 배치하는 것이 어려워진다. 따라서, 특허문헌 1, 2에 기재된 바와 같은 배터리, 전동 모터 및 유압 펌프의 배치를 대형의 전동 셔블에 적용하면, 유압 배관이 길어지고, 유압에 압력 손실이 생겨 에너지 효율이 악화된다.

본 개시의 목적은, 유압 배관의 길이를 짧게 할 수 있는 전동 셔블을 제공하는 것이다.

본 개시의 전동 셔블은 유압 액추에이터와, 선회 프레임과, 배터리와, 전동 모터와, 유압 펌프를 구비하고 있다. 선회 프레임은, 선회 중심의 주위를 선회한다. 배터리는 선회 프레임에 지지되어 있다. 전동 모터는 선회 프레임에 지지되고, 배터리를 전원으로서 구동한다. 유압 펌프는 선회 프레임에 지지되고, 전동 모터에 의해 구동하여 유압 액추에이터에 오일을 공급하고, 평면에서 볼 때 전동 모터보다 선회 중심의 가까이에 배치되어 있다.

본 개시에 의하면, 유압 배관의 길이를 짧게 할 수 있는 전동 셔블을 실현할 수 있다.

[도 1] 본 개시의 일 실시형태에서의 전동 셔블의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
[도 2] 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 선회 프레임과 그 탑재물 구성을 나타내는 사시도이다.
[도 3] 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 선회 프레임과 그 탑재물 구성을 나타내는 평면도이다.
[도 4] 작동유 탱크 아래에 유압 펌프가 배치된 상태를 나타내는 측면도이다.

이하, 본 개시의 실시형태에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다.

명세서 및 도면에 있어서, 동일한 구성 요소 또는 대응하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 반복하지 않는다. 또한, 도면에서는, 설명의 편의상, 구성을 생략 또는 간략화하고 있는 경우도 있다. 또한, 실시형태와 변형예 중 적어도 일부는 서로 임의로 조합되어도 된다.

이하의 설명에 있어서, 「상」, 「하」, 「전」, 「후」, 「좌」, 「우」란, 도 1에 나타낸 운전실(4) 내의 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 방향이다.

<전동 셔블의 구성>

먼저 본 실시형태의 전동 셔블의 구성을 도 1를 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 개시의 일 실시형태에서의 전동 셔블의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 전동 셔블(100)는 본체(1)와, 유압에 의해 작동하는 작업기(2)를 가지고 있다. 본체(1)는 선회체(3)와, 주행체(5)를 가지고 있다. 주행체(5)는 한 쌍의 크롤러 벨트(crawler belts)(5Cr)와, 주행 모터(5M)를 가지고 있다. 전동 셔블(100)는, 크롤러 벨트(5Cr)의 회전에 의해 주행 가능하다. 주행 모터(5M)는 주행체(5)의 구동원으로서 설치되어 있다. 주행 모터(5M)는 유압에 의해 작동하는 유압 모터이다. 그리고, 주행체(5)는 차륜(타이어)을 가지고 있어도 된다. 주행 모터(5M) 혹은 선회 모터(37)는 전동 모터라도 된다.

선회체(3)는 주행체(5) 위에 배치되고, 또한 주행체(5)에 의해 지지되어 있다. 선회체(3)는 선회 모터(37)(도 3)에 의해 선회축(RX)를 중심으로 하여 주행체(5)에 대하여 선회 가능하다. 선회 모터(37)는 유압에 의해 작동하는 유압 모터이다. 선회축(RX)는 선회체(3)의 선회 중심이 되는 가상의 직선이다.

선회체(3)는 운전실(4)(캡(cab))을 가지고 있다. 운전실(4) 내에는, 오퍼레이터가 착석하는 운전석(4S)이 설치되어 있다. 오퍼레이터(탑승자)는 운전실(4)에 탑승하여, 작업기(2)의 조작, 주행체(5)에 대한 선회체(3)의 선회 조작, 및 주행체(5)에 의한 전동 셔블(100)의 주행 조작이 가능하다.

선회체(3)는 외장 커버(9)를 가지고 있다. 외장 커버(9)는 기계실을 덮고 있다. 기계실에는, 배터리, 인버터, 전동 모터, 유압 펌프, 선회 모터, 전환 밸브, 작동유 탱크 등이 배치되어 있다.

작업기(2)는 선회체(3)에 지지되어 있다. 작업기(2)는 붐(6)과, 암(7)과, 버킷(8)을 가지고 있다. 작업기(2)는 붐 실린더(10)와, 암 실린더(11)와, 버킷 실린더(12)를 더 가지고 있다.

붐(6)은 본체(1){주행체(5) 및 선회체(3)}에 회동(回動) 가능하게 접속되어 있다. 구체적으로는 붐(6)의 기단부는, 붐 풋 핀(13)을 지점(支點)으로 하여 선회체(3)에 회동 가능하게 접속되어 있다.

암(7)은 붐(6)에 회동 가능하게 접속되어 있다. 구체적으로는 암(7)의 기단부는, 붐 톱 핀(14)을 지점으로 하여 붐(6)의 선단부에 회동 가능하게 접속되어 있다. 버킷(8)은 암(7)에 회전 가능하게 접속되어 있다. 구체적으로는 버킷(8)의 기단부는, 암 톱 핀(15)을 지점으로 하여 암(7)의 선단부에 회동 가능하게 접속되어 있다.

붐 실린더(10)의 일단(一端)은 선회체(3)에 접속되고, 타단(他端)은 붐(6)에 접속되어 있다. 붐(6)은 붐 실린더(10)에 의해 본체(1)에 대하여 구동 가능하다. 이 구동에 의해, 붐(6)은 붐 풋 핀(13)을 지점으로 하여 선회체(3)에 대하여 상하 방향으로 회동 가능하다.

암 실린더(11)의 일단은 붐(6)에 접속되고, 타단은 암(7)에 접속되어 있다. 암(7)은 암 실린더(11)에 의해 붐(6)에 대하여 구동 가능하다. 이 구동에 의해, 암(7)은 붐 톱 핀(14)을 지점으로 하여 붐(6)에 대하여 상하 방향 또는 전후 방향으로 회동 가능하다.

버킷 실린더(12)의 일단은 암(7)에 접속되고, 타단은 버킷 링크(17)에 접속되어 있다. 버킷(8)은 버킷 실린더(12)에 의해 암(7)에 대하여 구동 가능하다. 이 구동에 의해, 버킷(8)은 암 톱 핀(15)을 지점으로 하여 암(7)에 대하여 상하 방향으로 회동 가능하다.

붐 실린더(10), 암 실린더(11) 및 버킷 실린더(12)의 각각은 유압 실린더이며, 유압에 의해 구동한다.

<선회 프레임의 구성 및 탑재물의 배치>

다음으로, 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 선회 프레임의 구성 및 선회 프레임의 탑재부의 배치에 대하여 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한다.

도 2 및 도 3의 각각은, 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 선회 프레임의 구성 및 그 탑재물의 배치를 나타내는 사시도 및 평면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 선회체(3)(도 1)는 선회 프레임(20)을 가지고 있다. 선회 프레임(20)은, 선회축(RX)을 중심으로 하여 주행체(5)(도 1)에 대하여 선회한다.

선회 프레임(20)은 센터 프레임(CF)과, 좌측 데크(DL)와, 우측 데크(DR)를 가지고 있다. 센터 프레임(CF)은 선회 프레임(20)의 좌우 방향에서의 대략 중앙에 위치하고 있다. 좌측 데크(DL)는 센터 프레임(CF)의 좌측에 배치되어 있다. 우측 데크(DR)는 센터 프레임(CF)의 우측에 배치되어 있다.

센터 프레임(CF)은 한 쌍의 센터 빔(CB)을 가지고 있다. 한 쌍의 센터 빔(CB)은 서로 좌우 방향으로 간극을 두고 대향하도록 배치되어 있다. 한 쌍의 센터 빔(CB)은 작업기(2)(도 1)를 지지하고 있다. 이로써, 센터 프레임(CF)은 작업기(2)를 지지하고 있다.

한 쌍의 센터 빔(CB)의 각각은 관통공(TH1, TH2)을 가지고 있다. 관통공(TH1)에는, 붐 풋 핀(13)(도 1)이 삽통(揷通)되고 있다. 붐 풋 핀(13)에 의해 붐(6)(도 1)이 한 쌍의 센터 빔(CB)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

관통공(TH2)에는, 붐 실린더(10)(도 1)를 지지하는 핀(도시하지 않음)이 삽통되고 있다. 이 핀에 의해 붐 실린더(10)가 센터 빔(CB)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

좌측 데크(DL)의 전단(前端)(FL) 및 우측 데크(DR)의 전단(FR)의 각각은, 센터 프레임(CF)의 전단(FF)보다 전방에 위치하고 있다. 한 쌍의 센터 빔(CB)의 각각의 후단(後端)(RC)은, 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)보다 후방에 위치하고 있다. 한 쌍의 센터 빔(CB)의 각각의 후단(RC)은 센터 프레임(CF)의 최후단이 된다.

한 쌍의 센터 빔(CB)의 후부 상면에는, 브래킷(22)이 예를 들면 용접 등에 의해 접속되어 있다. 브래킷(22)의 후단(22R)은, 한 쌍의 센터 빔(CB)의 각각의 후단(RC)보다 전방으로서, 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)보다 후방에 위치하고 있다. 브래킷(22)의 전단(22F)은, 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)보다 전방에 위치하고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 선회 프레임(20)에는, 배터리(31), 인버터(32), 전동 모터(33), 유압 펌프(34), 전환 밸브(35), 작동유 탱크(36), 선회 모터(37) 등의 탑재물이 지지되어 있다. 전동 모터(33)의 출력축은 유압 펌프(34)의 입력축에 기계적으로 접속되어 있다.

배터리(31)는 예를 들면 복수의 배터리 모듈을 포함하고, 복수의 배터리 모듈의 각각은 배터리 셀을 가지고 있다. 배터리(31)는 전원이며, 외부 전원으로부터 얻은 전기 에너지를 축적한다. 배터리(31)는 축적한 전기 에너지를 기전력으로서 인출한다. 배터리(31)는 전기 배선을 통하여 인버터(32)에 전력을 공급한다.

인버터(32)는 배터리(31)의 출력인 직류 전력을, 주파수 등을 제어한 교류 전력으로 변환한다. 인버터(32)는 전기 배선을 통하여 전동 모터(33)에 교류 전력을 공급한다. 이로써, 인버터(32)는 전동 모터(33)의 구동을 제어한다. 이와 같이 배터리(31)에 축적된 전기 에너지는 전동 모터(33)에 공급된다.

전동 모터(33)는 배터리(31)를 전원으로 하여, 인버터(32)로부터 공급된 교류 전력에 의해 구동한다. 전동 모터(33)의 회전 속도는, 인버터(32)로부터 공급되는 교류 전력의 주파수에 의해 제어된다. 전동 모터(33)가 구동함으로써, 전동 모터(33)의 구동력이 전달되는 유압 펌프(34)가 구동한다.

유압 펌프(34)는, 구동하는 것에 의해 전환 밸브(35)(메인 밸브)를 통하여 각 유압 액추에이터(5M, 37, 10∼12)에 작동유를 공급한다. 구체적으로는 유압 펌프(34)는, 구동하는 것에 의해 유압 배관을 통하여 작동유 탱크(36)로부터 작동유를 흡출한다. 작동유 탱크(36)는 유압 펌프(34)에 오일을 공급하는 역할을 한다. 유압 펌프(34)로부터 토출된 작동유는 유압 배관을 통하여 전환 밸브(35)에 공급된다.

전환 밸브(35)는 다수의 제어 밸브, 파일럿 밸브 등의 집합체로서 구성되어 있다. 전환 밸브(35)는, 유압 펌프(34)와 유압 액추에이터 사이의 유로(油路)(유압 배관)에 배치되어 있다. 전환 밸브(35)는, 작동유 탱크(36)로부터 유압 펌프(34)에 의해 흡출된 작동유를, 유압 액추에이터에 급배(給排)한다. 유압 액추에이터는, 예를 들면 유압 실린더(붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)), 선회 모터(37) 및 주행 모터(5M)를 가지고 있다. 전환 밸브(35)로부터의 작동유의 급배에 의해 각 유압 액추에이터(5M, 37, 10∼12)가 작동한다.

오퍼레이터의 운전 조작에 따라 전환 밸브(35)에서의 각 밸브의 개폐가 제어된다. 이로써, 운전실(4)에 탑승한 오퍼레이터의 운전 조작에 따라, 전동 셔블(100)의 본체(1) 및 작업기(2)를 작동시킬 수 있다. 구체적으로는 오퍼레이터는, 유압 실린더(10∼12)를 작동시키는 것에 의해 작업기(2)를 조작할 수 있고, 선회 모터(37)를 작동시키는 것에 의해 선회체(3)의 선회를 조작할 수 있고, 주행 모터(5M)를 작동시키는 것에 의해 전동 셔블(100)의 주행을 조작할 수 있다.

배터리(31)는 브래킷(22) 상에 배치되는 것에 의해 선회 프레임(20)에 지지되어 있다. 배터리(31)의 좌우 방향의 치수 W1은, 센터 프레임(CF)의 좌우 방향의 치수 W2보다 크다. 배터리(31)의 좌우 방향의 치수 W1은, 배터리(31)의 우측 단(RE)으로부터 좌측 단(LE)까지의 치수이다. 센터 프레임(CF)의 좌우 방향의 치수 W2는, 센터 프레임(CF)의 우측 단으로부터 좌측 단까지의 치수이다.

그러므로, 평면에서 볼 때 배터리(31)의 우측 단(RE)은 우측 데크(DR)의 바로 위에 위치하고, 배터리(31)의 좌측 단(LE)은 좌측 데크(DL)의 바로 위에 위치하고 있다. 본 명세서에서의 평면에서 볼 때란, 선회 프레임(20)의 바닥판(BP)에 직교하는 방향(상하 방향)에 있어서 위에서 아래를 보는 시점을 의미한다.

본 실시형태의 전동 셔블(100)는 카운터 웨이트를 가지고 있지 않고, 배터리(31)가 카운터 웨이트의 역할을 하고 있다. 이 때문에 배터리(31)는 선회체(3)의 후부에 배치되어 있다.

좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)의 각각보다 후방의 영역은, 본래 카운터 웨이트가 배치되는 영역이다. 배터리(31)는 카운터 웨이트의 역할을 하기 위하여, 평면에서 볼 때 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)의 각각보다 후방에 위치하는 부분을 가지고 있다. 그러므로, 배터리(31)의 후단(31R)은 평면에서 볼 때 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)의 각각보다 후방에 위치하고 있다.

그러나, 대형의 전동 셔블에 있어서는 배터리(31)도 대형화한다. 배터리의 높이를 높게 하면, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터의 후방 시계성(視界性)이 나빠진다. 그러므로 배터리(31)는 카운터 웨이트의 배치 영역에 완전히 들어가지 않고, 기계실 내에 비어져 나온다. 이로써 평면에서 볼 때 배터리(31) 전단(31F)은, 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)의 각각보다 전방에 위치하고 있다. 이와 같이 배터리(31)가 기계실 내에 비어져 나오는 것에 의해, 배터리(31) 이외의 탑재물의 배치에 제약이 생긴다.

그리고 기계실이란, 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)의 각각보다 전방에 위치하는 공간으로서, 외장 커버(9)에 덮힌 공간을 의미한다.

본 실시형태에 있어서는, 우측 데크(DR)에, 인버터(32), 전동 모터(33), 유압 펌프(34) 및 작동유 탱크(36)의 각각이 지지되어 있다. 인버터(32), 전동 모터(33), 유압 펌프(34) 및 작동유 탱크(36)의 각각은, 배터리(31)에 대하여 전방측(우측 데크(DR)의 전단(FR) 측)에 배치되어 있다.

작동유 탱크(36), 유압 펌프(34), 전동 모터(33) 및 인버터(32)는, 우측 데크(DR)의 후단(RR) 측으로부터 전단(FR) 측을 향하여, 이 순서로 배치되어 있다. 즉 배터리(31)의 전방에 작동유 탱크(36)가 배치되고, 작동유 탱크(36)의 전방에 유압 펌프(34)가 배치되고, 유압 펌프(34)의 전방에 전동 모터(33)가 배치되고, 전동 모터(33)의 전방에 인버터(32)가 배치되어 있다.

평면에서 볼 때, 배터리(31)의 전단(31F)과 작동유 탱크(36)의 후단 사이, 작동유 탱크(36)의 전단과 유압 펌프(34)의 후단 사이, 및 전동 모터(33)의 전단과 인버터(32)의 후단 사이의 각각에는 간극이 형성되어 있다.

유압 펌프(34)의 후단은, 전후 방향에 있어서 관통공(TH1)의 위치보다 후방측(우측 데크(DR)의 후단(RR) 측)에 위치하고 있다. 전동 모터(33)의 후단은, 전후 방향에 있어서 관통공(TH1)의 위치보다 전방측(우측 데크(DR)의 전단(FR) 측)에 위치하고 있다. 인버터(32)의 후단은, 전후 방향에 있어서 센터 프레임(CF)의 전단(FF)의 위치보다 전방측(우측 데크(DR) 전단(FR) 측)에 위치하고 있다.

평면에서 볼 때 작동유 탱크(36)는 유압 펌프(34)와 배터리(31) 사이에 배치되어 있다. 평면에서 볼 때 유압 펌프(34)는, 전동 모터(33)보다 배터리(31)의 가까이에 배치되어 있다.

센터 프레임(CF)에는, 전환 밸브(35) 및 선회 모터(37)의 각각이 지지되어 있다. 전환 밸브(35) 및 선회 모터(37)의 각각은, 평면에서 볼 때 한 쌍의 센터 빔(CB)에 끼인 영역에 배치되어 있다.

전환 밸브(35) 및 선회 모터(37)의 각각은, 배터리(31)에 대하여 전방측(센터 프레임(CF)의 전단(FF) 측)에 배치되어 있다.

전환 밸브(35) 및 선회 모터(37)는, 센터 프레임(CF)의 후단(RC) 측으로부터 전단(FF) 측을 향하여, 이 순서로 배치되어 있다. 즉 배터리(31)의 전방에 전환 밸브(35)가 배치되고, 전환 밸브(35)의 전방에 선회 모터(37)가 배치되어 있다. 전환 밸브(35)는 배터리(31)와 선회 모터(37) 사이에 배치되고, 선회 모터(37)보다 배터리(31)의 가까이에 배치되어 있다.

선회 모터(37)의 전방에는, 개구부(21)가 배치되어 있다. 개구부(21)는 선회 프레임(20)의 바닥판(BP)에 형성된 관통공이다. 개구부(21)에는, 예를 들면 스위블 조인트(swivel joint)(도시하지 않음)가 삽통되고 있다. 개구부(21)는 평면에서 볼 때 대략 원형상을 가지고 있다. 그리고, 스위블 조인트의 바디를 고정시키기 위하여, 개구부(21)의 원형의 주위 에지부로부터 내주측에 돌출하는 돌기부가 설치되어 있는 경우가 있다. 평면에서 볼 때의 개구부(21)의 대략 원형상의 중심에는 선회축(RX)이 통과한다. 그러므로, 평면에서 볼 때의 개구부(21)의 대략 원형상의 중심 CP가 선회체(3)의 주행체(5)에 대한 선회 중심(회전 중심)이 된다. 즉, 선회 프레임(20)은 선회 중심 CP의 주위를 선회한다.

유압 펌프(34)는, 평면에서 볼 때 전동 모터(33)보다 선회 중심 CP(선회축(RX))의 가까이에 배치되어 있다. 구체적으로는 평면에서 볼 때, 선회 중심 CP와 유압 펌프(34) 사이의 최단 거리 L1이, 선회 중심 CP와 전동 모터(33) 사이의 최단 거리 L2보다 작다.

유압 펌프(34)는 전동 모터(33)보다 전환 밸브(35)의 가까이에 배치되어 있다. 구체적으로는 평면에서 볼 때, 전환 밸브(35)와 유압 펌프(34) 사이의 최단 거리 L3이, 전환 밸브(35)와 전동 모터(33) 사이의 최단 거리 L4보다 작다.

좌측 데크(DL)의 전부에는, 운전실(4)(도 1)이 지지되어 있다. 그리고, 좌측 데크(DL)에 인버터(32), 전동 모터(33), 유압 펌프(34) 및 작동유 탱크(36)의 각각 이 지지되고, 우측 데크(DR)에 운전실(4)이 배치되어도 된다.

또한 상기 실시형태에 있어서는, 유압 펌프와 작동유 탱크가 전후 방향으로 늘어선 구성에 대하여 설명하였으나, 유압 펌프와 작동유 탱크는 서로 상하로 늘어서 있어도 된다.

도 4는, 작동유 탱크 아래에 유압 펌프가 배치된 상태를 나타내는 측면도(A) 및 평면도(B)이다. 도 4의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 작동유 탱크(36)는 유압 펌프(34)의 바로 위에 배치되어 있다. 그러므로 도 4의 (B)에 나타내어지는 평면에서 볼 때, 유압 펌프(34)의 전체는 작동유 탱크(36)와 중첩되어 있다. 또한 도 3의 배치와 상이하게, 작동유 탱크(36)가 우측 데크(DR)의 전방에 배치되는 경우에는, 전동 모터(33)의 바로 위에 위치하고 있어도 된다. 이 경우, 전동 모터(33)의 일부 또는 전체가 작동유 탱크(36)와 중첩된다.

도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 이 배치에 있어서는, 작동유 탱크(36)의 하면(LS2)은 유압 펌프(34) 위에 위치하고 있다. 그러므로 작동유 탱크(36)와 유압 펌프(34)를 접속하는 오일 배관(OL)은, 유압 펌프(34)보다 높은 위치에서 작동유 탱크(36)의 하면(LS2)에 접속되어 있다. 오일 배관(OL)은, 유압 펌프(34)의 후방에 있어서 작동유 탱크(36)와의 접속부로부터 아래쪽으로 연장된 후에, 유압 펌프(34)의 하면(LS1)과 선회 프레임(20)의 바닥판(BP) 사이를 통하여, 유압 펌프(34)의 하면(LS1)에 접속되어 있다.

<효과>

다음으로, 본 실시형태의 효과에 대하여 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 전환 밸브(35)로부터 주행 모터(5M)(도 1)로의 작동유의 공급은, 선회 프레임(20)의 개구부(21)에 삽입된 스위블 조인트를 통하여 행해진다. 또한, 선회 모터(37)는, 선회 모터(37)의 회전축을 선회 기어에 맞물리게 하기 위해 선회 중심 CP의 가까이에 배치되어 있다. 또한, 작업기(2)는 선회 중심 CP의 부근에서 선회 프레임(20)에 지지되어 있다.

그러므로 전환 밸브(35)를 선회 중심 CP의 가까이에 배치함으로써, 전환 밸브(35)로부터 주행 모터(5M), 선회 모터(37) 및 유압 실린더(10∼12)의 각각으로의유압 배관의 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 유압 펌프(34)를 선회 중심 CP의 가까이에 배치함으로써, 유압 펌프(34)로부터 전환 밸브(35)까지의 유압 배관의 길이도 짧게 할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 평면에서 볼 때 유압 펌프(34)는, 전동 모터(33)보다 선회 중심 CP의 가까이에 배치되어 있다. 그러므로, 전술한 바와 같이, 유압 펌프(34)로부터 전환 밸브(35)를 통하여 각 유압 액추에이터(5M, 37, 10∼12)까지의 유압 배관의 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 유압에 생기는 압력 손실을 억제할 수 있고, 양호한 에너지 효율을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 유압 펌프(34)는 전동 모터(33)보다 전환 밸브(35)의 가까이에 배치되어 있다. 이로써, 유압 펌프(34)로부터 전환 밸브(35)까지의 유압 배관의 길이를 짧게 할 수 있다. 그러므로, 유압 펌프(34)로부터 전환 밸브(35)까지의 유압에 생기는 압력 손실을 더욱 억제할 수 있고, 더욱 양호한 에너지 효율을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 전동 모터(33) 및 유압 펌프(34)는, 우측 데크(DR) 및 좌측 데크(DL) 중 어느 한쪽에 지지되어 있다. 이로써, 배터리(31)가 대형화한 경우에서도, 전동 모터(33) 및 유압 펌프(34)를 선회 프레임(20)에 배치할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 배터리(31)는, 우측 데크(DR)의 후단(RR) 및 좌측 데크(DL)의 후단(RL)의 전후 방향에서의 위치보다 후방에 위치하는 부분을 가지고 있다. 이로써, 배터리(31)를 카운터 웨이트로서 기능하게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 평면에서 볼 때 전환 밸브(35)는 한 쌍의 센터 빔(CB)에 끼인 영역에 배치되어 있다. 이로써, 전환 밸브(35)로부터 각 유압 액추에이터(5M, 37, 10∼12)까지 연장되는 유압 배관의 길이를 짧게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 평면에서 볼 때 유압 펌프(34)와 배터리(31) 사이에 작동유 탱크(36)가 배치되어 있다. 이로써, 유압 펌프(34)와 작동유 탱크(36)를 접속하는 오일 배관의 길이를 짧게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 4에 나타낸 바와 같이, 유압 펌프(34)는 작동유 탱크(36) 아래에 배치되어 있다. 이로써, 유압 펌프(34)에 의한 오일 흡입성이 양호해진다. 또한, 유압 펌프(34)와 작동유 탱크(36)를 상하로 배열함으로써, 유압 펌프(34)와 작동유 탱크(36)를 전후 방향으로 컴팩트하게 배치할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 도 3에 나타낸 바와 같이, 인버터(32)는 전동 모터(33)의 전방에 배치되어 있다. 이로써, 인버터(32)와 전동 모터(33)를 접속하는 전기 배선의 길이를 짧게 할 수 있다.

그리고, 전동 셔블(100)이 원격조작되어 오퍼레이터가 탑승할 필요가 없는 경우에는, 운전실(4)은 생략되어도 된다.

이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타내어지고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1: 본체, 2: 작업기, 3: 선회체, 4: 운전실, 4S: 운전석, 5: 주행체, 5Cr: 크롤러 벨트, 5M: 주행 모터, 6: 붐, 7: 암, 8: 버킷, 9: 외장 커버, 10: 붐 실린더, 11: 암 실린더, 12: 버킷 실린더, 13: 붐 풋 핀, 14: 붐 톱 핀, 15: 암 톱 핀, 17: 버킷 링크, 20: 선회 프레임, 21: 개구부, 22: 브래킷, 22F, 31F, FF, FL, FR: 전단, 22R, 31R, RC, RL, RR: 후단, 31: 배터리, 32: 인버터, 33: 전동 모터, 34: 유압 펌프, 35: 전환 밸브, 36: 작동유 탱크, 37: 선회 모터, 100: 전동 셔블, BP: 바닥판, CB: 센터 빔, CF: 센터 프레임, CP: 선회 중심, DL: 좌측 데크, DR: 우측 데크, LE: 좌측 단, LS1, LS2: 하면, OL: 오일 배관, RE: 우측 단, RX: 선회축(선회 중심), TH1, TH2: 관통공.

Claims

유압 액추에이터;
선회 중심의 주위를 선회하는 선회 프레임;
상기 선회 프레임에 지지된 배터리;
상기 선회 프레임에 지지되고, 상기 배터리를 전원으로서 구동하는 전동 모터; 및
상기 선회 프레임에 지지되고, 상기 전동 모터에 의해 구동하여 상기 유압 액추에이터에 오일을 공급하고, 평면에서 볼 때 상기 전동 모터보다 상기 선회 중심의 가까이에 배치된 유압 펌프;
를 구비하는 전동 셔블.
제1항에 있어서,
상기 유압 펌프와 상기 유압 액추에이터 사이의 유로(油路)에 배치된 전환 밸브를 더 구비하고,
상기 유압 펌프는, 상기 전동 모터보다 상기 전환 밸브의 가까이에 배치되어 있는, 전동 셔블.
제2항에 있어서,
상기 배터리에 축적된 전기 에너지가 상기 전동 모터에 공급되고,
상기 전기 에너지의 공급에 의해 상기 전동 모터가 구동되고,
상기 전동 모터의 구동에 의해, 상기 유압 펌프로부터의 오일을 상기 전환 밸브를 통하여 상기 유압 액추에이터에 공급하는, 전동 셔블.
제2항에 있어서,
작업기를 더 구비하고,
상기 선회 프레임은, 상기 작업기를 지지하는 센터 프레임과, 상기 센터 프레임의 좌우 어느 한쪽에 배치된 데크를 가지고,
상기 전동 모터 및 상기 유압 펌프는, 상기 데크에 지지되어 있는, 전동 셔블.
제4항에 있어서,
상기 배터리는, 상기 데크의 후단(後端) 위치보다 후방에 위치하는 부분을 가지도록 배치되어 있는, 전동 셔블.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 센터 프레임은, 상기 작업기를 지지하는 한 쌍의 센터 빔을 가지고,
평면에서 볼 때, 상기 전환 밸브는, 상기 한 쌍의 센터 빔에 끼인 영역에 배치되어 있는, 전동 셔블.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압 펌프에 오일을 공급하는 작동유 탱크를 더 구비하고,
평면에서 볼 때 상기 유압 펌프와 상기 배터리 사이에 상기 작동유 탱크가 배치되어 있는, 전동 셔블.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압 펌프에 오일을 공급하는 작동유 탱크를 더 구비하고,
상기 유압 펌프는 상기 작동유 탱크 아래에 배치되어 있는, 전동 셔블.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전동 모터의 구동을 제어하는 인버터를 더 구비하고,
상기 인버터는, 상기 전동 모터의 전방에 배치되어 있는, 전동 셔블.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
작업기를 더 구비하고,
상기 유압 액추에이터는, 상기 작업기를 구동시키는 유압 실린더인, 전동 셔블.