KR20240010045A

KR20240010045A - 전동 셔블

Info

Publication number: KR20240010045A
Application number: KR1020237044153A
Authority: KR
Inventors: 마사호 야마구치; 다케시 기타가와
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2024-01-23
Also published as: WO2023007981A1; DE112022002307T5; JP2023020294A; CN117616175A

Abstract

외장 커버(9)는, 좌우 방향으로 서로 대향하는 좌측판(9L) 및 우측판(9R)과, 좌측판(9L)에 형성된 통기구(VL)와, 우측판(9R)에 형성된 통기구(VR)를 가진다. 배터리(31)는 좌측판(9L)과 우측판(9R) 사이에 배치되고, 전동 모터에 전력을 공급한다. 유압 기기 (32, 33)는 배터리(31)의 전방에 배치되어 있다. 쿨링 장치(40)는 냉각 팬(40a)을 가지고, 평면에서 볼 때 배터리(31) 및 유압 기기 (32, 33)에 끼어 있는 영역과 좌우 방향으로 대향하도록 배치되어 있다.

Description

전동 셔블

본 개시는, 전동 셔블에 관한 것이다.

소형의 전동 셔블에 있어서 배터리를 냉각시키는 기술은, 예를 들면 일본공개특허 제2012-1933호 공보(특허문헌 1)에 개시되어 있다. 특허문헌 1에 있어서는, 배터리 수납 구조체의 상면 및 측면을 덮는 덮개 시트의 상면에 덕트의 한쪽 단(端)이 연결되어 있다. 덕트의 다른 쪽 단은, 냉각 팬에 의해 강제 배기되는 기계실에 연결되어 있다. 기계실에는, 유압 펌프, 전동 모터, 오일탱크, 열교환기, 오일쿨러 등이 배치되어 있다.

일본공개특허 제2012-1933호 공보

중형 또는 대형의 전동 셔블에서는 배터리가 대형화되고, 외장 커버 내에서의 배터리의 점유 공간이 커진다. 이 때문에 유압 기기(작동유 탱크, 메인 밸브), 전동 모터 등의 컴포넌트의 배치를 재검토할 필요가 있다. 그 결과, 배터리의 가까이에 유압 기기가 배치될 가능성이 있다.

배터리가 안정적으로 기능하기 위한 허용 온도가 낮은 것에 대하여, 작동유 탱크, 메인 밸브 등의 유압 기기는 가동 중의 발열량이 많아, 주위 온도가 높아진다. 그러므로 배터리의 가까이에 유압 기기가 배치된 경우, 유압 기기로부터 배터리에 열이 전달되는 것에 의해, 배터리가 허용 온도 이상으로 가열되어, 배터리가 안정적으로 기능하지 않게 될 우려가 있다.

본 개시의 목적은, 유압 기기로부터 열이 전달되는 것에 의한 배터리의 가열을 억제 가능한 전동 셔블을 제공하는 것이다.

본 개시의 전동 셔블은, 외장 커버와, 배터리와, 유압 기기와, 쿨링 장치를 구비한다. 외장 커버는, 좌우 방향으로 서로 대향하는 제1 측판 및 제2 측판과, 제1 측판에 형성된 제1 통기구(通氣口)와, 제2 측판에 형성된 제2 통기구를 가진다. 배터리는 제1 측판과 제2 측판 사이에 배치되고, 동력원에 전력을 공급한다. 유압 기기는 배터리의 전방에 배치되어 있다. 쿨링 장치는 냉각 팬을 가지고, 평면에서 볼 때 배터리 및 유압 기기에 끼어 있는 영역과 좌우 방향으로 대향하도록 배치되어 있다.

본 개시에 의하면, 유압 기기로부터 열이 전달되는 것에 의한 배터리의 가열을 억제 가능한 전동 셔블을 실현할 수 있다.

[도 1] 본 개시의 일 실시형태에서의 전동 셔블의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
[도 2] 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 기계실 내의 상태를 나타내는 제1 사시도이다.
[도 3] 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 기계실 내의 상태를 나타내는 제2 사시도이다.
[도 4] 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 기계실 내의 상태를 나타내는 평면도이다.
[도 5] 팬의 회전축 방향이 좌우 방향에 대하여 경사진 상태를 나타내는 개략 평면도이다.
[도 6] 좌우 방향으로 통기공, 팬, 오일쿨러(또는 라디에이터), 배터리가 순서대로 배치된 상태를 나타내는 개략 평면도이다.
[도 7] 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 기계실 내의 상태의 변형예를 나타내는 평면도이다.

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 1을 이용하여 설명한다.

도 1은, 본 개시의 일 실시형태에서의 전동 셔블의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 전동 셔블(100)은, 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 belt)(5Cr)와, 주행 모터(5M)를 가지고 있다. 전동 셔블(100)은 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)를 가지고 있어도 된다.

선회체(3)는 주행체(5) 위에 배치되고, 또한 주행체(5)에 의해 지지되고 있다. 선회체(3)는 선회 모터(도시하지 않음)에 의해 선회축(RX)을 중심으로 하여 주행체(5)에 대하여 선회 가능하다. 선회 모터는 유압에 의해 작동하는 유압 모터이다. 선회축(RX)은 선회체(3)의 선회 중심이 되는 가상의 직선이다. 그리고 주행 모터(5M) 혹은 선회 모터는 전동 모터라도 된다.

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. 전동 셔블은 원격조작되는 것이라도 된다.

작업기(2)는 선회체(3)에 지지되고 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)에 회동 가능하게 접속되어 있다. 구체적으로는 붐(6)의 기단부(基端部)는, 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.

<외장 커버의 측판과 기계실 내에서의 컴포넌트의 배치>

다음으로, 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 외장 커버의 측판과 기계실 내의 컴포넌트의 배치에 대하여 도 2∼도 7를 이용하여 설명한다. 그리고 도 2 및 도 3에 있어서는, 외장 커버(9)의 일부를 파단하여 나타내고 있다.

도 2 및 도 3의 각각은, 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 기계실 내의 상태를 나타내는 사시도이다. 도 4는, 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 기계실 내의 상태를 나타내는 평면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 선회체(3)(도 1)는 선회 프레임(20)을 가지고 있다. 선회 프레임(20)은 선회축(RX)를 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 지지되고 있다.

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

도 3에 나타낸 바와 같이, 선회 프레임(20)에는, 배터리(31), 작동유 탱크(32), 전환 밸브(33)(메인 밸브), 칸막이 부재(34), 쿨링 장치(40), 오일쿨러(41), 라디에이터(42), 운전실(4)(도 1) 등의 탑재물이 지지되고 있다. 배터리(31), 작동유 탱크(32), 전환 밸브(33), 쿨링 장치(40) 등은 외장 커버(9)(도 1)에 의해 덮히는 기계실 내에 배치되어 있다.

쿨링 장치(40)는 예를 들면 4개의 냉각 팬(40a)을 가지고 있다. 상하 방향으로 2개의 냉각 팬(40a)이 배치되고, 전후 방향으로 2개의 냉각 팬(40a)이 배치되는 것에 의해, 합계 4개의 냉각 팬(40a)이 배치되어 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 인버터(도시하지 않음)를 개재하여 전동 모터(도시하지 않음)에 전력을 공급한다. 배터리(31)는 리튬 이온, 전기 이중층 커패시터, 납 축전지 등이다. 배터리(31)는 충전지(축전지)이다.

배터리(31)는 한 쌍의 센터 빔(CB) 상에 브래킷(도시하지 않음)을 개재하여 배치되어 있다. 본 실시형태의 전동 셔블(100)은 카운터 웨이트를 가지고 있지 않고, 배터리(31)가 카운터 웨이트의 역할을 다하고 있다. 그러므로 배터리(31)는 선회체(3)의 후부에 배치되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 좌측 데크(DL)의 후단 RL 및 우측 데크(DR)의 후단 RR의 각각보다 후방의 영역은, 본래 카운터 웨이트가 배치되는 영역이다. 배터리(31)는 카운터 웨이트의 역할을 다하기 위해, 평면에서 볼 때 좌측 데크(DL)의 후단 RL 및 우측 데크(DR)의 후단 RR의 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 RR의 각각보다 후방에 위치하고 있다. 본 명세서에서의 평면에서 볼 때란, 선회 프레임(20)의 바닥판(BP)에 직교하는 방향(상하 방향)에 있어서 위에서 아래를 보는 시점(視點)을 의미한다.

중형 또는 대형의 전동 셔블에 있어서는 가동시키기 위한 에너지량이 많아지므로, 배터리(31)도 대형화한다. 배터리(31)의 높이를 높게 하면, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터의 후방 시계성이 나빠진다. 이에 배터리(31)의 높이를 억제하면, 배터리(31)의 평면 점유 면적이 커진다. 그러므로 배터리(31)는, 평면에서 볼 때 카운터 웨이트의 배치 영역에 완전히 들어가지 않고, 기계실 내로 비어져 나온다. 이로써 평면에서 볼 때 배터리(31) 전단(前端)(31F)은, 좌측 데크(DL)의 후단 RL 및 우측 데크(DR)의 후단 RR의 각각보다 전방에 위치하고 있다. 이와 같이 배터리(31)가 기계실 내로 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 RR의 각각보다 전방에 위치하는 공간으로서, 외장 커버(9)에 덮힌 공간을 의미한다.

배터리(31)의 전방에는, 유압 기기(작동유 탱크(32), 전환 밸브(33), 유압 펌프(도시하지 않음) 등)가 배치되어 있다. 또한 배터리(31)의 전방에는, 인버터, 전동 모터 등도 배치되어 있다.

배터리(31)는 동력원으로서의 전동 모터(도시하지 않음)에 전력을 공급한다. 구체적으로는 배터리(31)는 전기 배선을 통하여 인버터에 전력을 공급한다. 인버터는 배터리(31)의 출력인 직류 전력을, 주파수 등을 제어한 교류 전력으로 변환한다. 인버터는 전기 배선을 통하여 전동 모터에 교류 전력을 공급한다. 이로써, 전동 모터는 배터리(31)를 전원으로 하여, 인버터로부터 공급된 교류 전력에 의해 구동한다.

전동 모터와 유압 펌프는 기계적으로 연결되어 있다. 전동 모터의 구동력이 유압 펌프에 전달되는 것에 의해 유압 펌프가 구동한다. 유압 펌프는 구동하는 것에 의해, 작동유 탱크(32)로부터 작동유를 퍼낸다. 유압 펌프는, 작동유 탱크(32)로부터 퍼낸 작동유를 전환 밸브(33)를 통하여 각 유압 액추에이터(주행 모터(5M), 선회 모터, 각 유압 실린더(10∼12))에 공급한다.

전환 밸브(33)는 다수의 제어 밸브, 파일럿 밸브 등의 집합체로서 구성되어 있다. 전환 밸브(33)는 유압 펌프와 유압 액추에이터 사이의 유로(油路)(유압 배관)에 배치되어 있다. 전환 밸브(33)는 작동유 탱크(32)로부터 유압 펌프에 의해 퍼내어진 작동유를, 유압 액추에이터에 급배(給排)한다. 전환 밸브(33)로부터의 작동유의 급배에 의해 각 유압 액추에이터가 작동한다.

오퍼레이터의 운전 조작에 따라 전환 밸브(33)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 모터를 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.

도 2에 나타낸 바와 같이, 외장 커버(9)는 좌측판(9L)(제1 측판)을 가지고 있다. 좌측판(9L)에는 통기구(VL)(제1 통기구)가 형성되어 있다. 통기구(VL)는 좌측판(9L)에 형성된 관통공이고, 예를 들면 네트가 장착된 직사각형의 관통공이다. 통기구(VL)는 예를 들면 펀칭 메탈과 같이, 금속 등의 소재를 펀칭 가공하는 것에 의해 형성된 복수의 관통공이라도 된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 외장 커버(9)는 우측판(9R)(제2 측판)을 가지고 있다. 우측판(9R)에는 통기구(VR)(제2 통기구)가 형성되어 있다. 통기구(VR)는 우측판(9R)에 형성된 관통공이다. 통기구(VR)는 예를 들면 펀칭 메탈과 같이, 금속 등의 소재를 펀칭 가공하는 것에 의해 형성된 복수의 관통공이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 외장 커버(9)의 좌측판(9L)과 우측판(9R)은 좌우 방향으로 서로 대향하고 있다. 또한 좌측판(9L)에 형성된 통기구(VL)와 우측판(9R)에 형성된 통기구(VR)는 좌우 방향으로 서로 대향하고 있다.

평면에서 볼 때 좌측판(9L)과 우측판(9R) 사이에는, 배터리(31)와, 유압 기기(작동유 탱크(32), 전환 밸브(33))와, 칸막이 부재(34)와, 쿨링 장치(40)와, 오일쿨러(41)와, 라디에이터(42)가 배치되어 있다. 쿨링 장치(40), 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42)의 각각은, 통기구(VL)와 통기구(VR)를 직선형으로 연결하는 영역 내에 배치되어 있다. 또한 배터리(31) 및 유압 기기(32, 33)에 끼어 있는 영역이, 통기구(VL)와 통기구(VR)를 직선형으로 연결하는 영역 내에 배치되어 있다. 또한 작동유 탱크(32) 및 전환 밸브(33)의 각각이 통기구(VL)와 통기구(VR)를 직선형으로 연결하는 영역 내에 배치되어 있어도 된다. 또한 배터리(31)의 일부가, 통기구(VL)와 통기구(VR)를 직선형으로 연결하는 영역 내에 배치되어 있어도 된다.

작동유 탱크(32)는 예를 들면 우측 데크(DR)에 배치되어 있다. 작동유 탱크(32)는 배터리(31)와의 사이에 간극을 두고 배터리(31)의 전방에 배치되어 있다. 전환 밸브(33)는 센터 프레임(CF)에 배치되어 있다. 전환 밸브(33)는 배터리(31)와의 사이에 간극을 두고 배터리(31)의 전방에 배치되어 있다.

작동유 탱크(32) 및 전환 밸브(33)의 각각은, 센터 프레임(CF)에 형성된 개구부(21)보다 후방에 배치되어 있다. 개구부(21)는 예를 들면 스위블 조인트(swivel joint)(도시하지 않음)가 삽통되는 관통공이고, 선회 프레임(20)의 선회 중심이 된다. 개구부(21)는 센터 프레임(CF)의 바닥판(BP)에 형성되어 있다.

쿨링 장치(40), 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42)의 각각은 예를 들면 좌측 데크(DL)에 배치되어 있다. 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42)의 각각은 쿨링 장치(40)와 좌우 방향으로 나란히 배치되어 있다. 쿨링 장치(40)는 평면에서 볼 때, 배터리(31) 및 유압 기기(32, 33)에 끼어 있는 영역과 좌우 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 그리고 쿨링 장치(40), 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42)의 각각은 예를 들면 우측 데크(DR)에 배치되어 있어도 된다.

쿨링 장치(40)는 복수의 냉각 팬(40a)을 가지고 있다. 쿨링 장치(40)는 복수의 냉각 팬(40a)의 구동에 의해, 통기구(VL)와 통기구(VR) 사이에서 공기를 흐르게 한다. 쿨링 장치(40)는 복수의 냉각 팬(40a)의 구동에 의해, 예를 들면 도 4 중에 화살표 A1, A2로 나타낸 바와 같이, 통기구(VL)에 있어서 기계실의 외부로부터 내부에 받아들인 공기를, 배터리(31)와 유압 기기(32, 33) 사이에 통과시킨 후에, 통기구(VR)에 있어서 기계실의 내부로부터 외부로 배출한다. 이로써, 통기구(VL)에 있어서 기계실의 외부로부터 내부로 받아들여진 공기는, 배터리(31)의 전면(前面)과 유압 기기(32, 33)의 후면에 낀 공간을 통과하여, 통기구(VR)에 있어서 기계실의 내부로부터 외부로 배출된다.

또한 쿨링 장치(40)는 복수의 냉각 팬(40a)의 구동에 의해, 예를 들면 통기구(VR)에 있어서 기계실의 외부로부터 내부로 받아들인 공기를, 배터리(31)와 유압 기기(32, 33) 사이에 통과시킨 후에, 통기구(VL)에 있어서 기계실의 내부로부터 외부로 배출해도 된다. 이 경우, 공기를 기계실에 받아들인 통기구(VR)가 제1 통기구로 되고, 공기를 기계실로부터 배출하는 통기구(VL)가 제2 통기구로 된다. 또한 통기구(VR)가 형성된 우측판(9R)이 제1 측판으로 되고, 통기구(VL)가 형성된 좌측판(9L)이 제2 측판으로 된다.

칸막이 부재(34)는 예를 들면 강판으로 이루어지는 판형 부재이다. 칸막이 부재(34)는 좌우 방향으로 연장되어 있다. 칸막이 부재(34)는 배터리(31)와 유압 기기(32, 33) 사이에 배치되어 있다. 구체적으로는 칸막이 부재(34)는, 쿨링 장치(40)의 부근으로부터 배터리(31) 및 전환 밸브(33)의 사이와, 배터리(31) 및 작동유 탱크(32)의 사이를 통하여 우측판(9R)의 부근까지 연장되어 있다. 칸막이 부재(34)는, 좌측 데크(DL)로부터 센터 프레임(CF)을 횡단하여 우측 데크(DR)까지 연장되어 있다.

칸막이 부재(34)는 제1 부분(34F)과, 제2 부분(34S)과, 제3 부분(34T)을 가지고 있다. 제1 부분(34F)은, 제3 부분(34T)의 좌측 단부(端部)(한쪽 단부)에 접속되고, 그 좌측 단부로부터 좌우 방향을 따라 직선형으로 연장되어 있다. 제2 부분(34S)은, 제3 부분(34T)의 우측 단부(다른 쪽 단부)에 접속되고, 그 우측 단부로부터 좌우 방향을 따라 직선형으로 연장되어 있다. 제1 부분(34F)과 제2 부분(34S)은 평면에서 볼 때 예를 들면 서로 평행한 방향으로 연장되어 있다. 제3 부분(34T)은, 평면에서 볼 때 제1 부분(34F) 및 제2 부분(34S)의 각각에 대하여 경사지도록 직선형으로 연장되어 있다.

제3 부분(34T)의 좌측 단부는, 제3 부분(34T)의 우측 단부보다 전방에 위치하고 있다. 제3 부분(34T)은 좌측 단부로부터 우측 단부로 향할수록 후방에 위치하도록 좌우 방향에 대하여 경사져 있다.

평면에서 볼 때 배터리(31)와 칸막이 부재(34) 사이에는 간극(공간)이 형성되어 있다. 배터리(31)의 전면과 칸막이 부재(34)의 후면의 각각은 간극에 면하고 있다. 배터리(31)의 전면과 칸막이 부재(34)의 후면은, 서로 전후 방향으로 간극을 사이에 두고 대향하고 있다.

또한 평면에서 볼 때 칸막이 부재(34)와 작동유 탱크(32) 사이 및 칸막이 부재(34)와 전환 밸브(33) 사이에는 간극이 형성되어 있다. 작동유 탱크(32)의 후면과, 전환 밸브(33)의 후면과, 칸막이 부재(34)의 전면의 각각은 간극에 면하고 있다. 작동유 탱크(32)의 후면과 칸막이 부재(34)의 전면은 서로 전후 방향으로 간극을 사이에 두고 대향하고 있다. 또한 전환 밸브(33)의 후면과 칸막이 부재(34)의 전면은 서로 전후 방향으로 간극을 사이에 두고 대향하고 있다.

쿨링 장치(40)는 화살표 A1에 나타낸 바와 같이 칸막이 부재(34)에 대한 배터리(31) 측의 영역에 공기를 보낸다. 또한 쿨링 장치(40)는 화살표 A2에 나타낸 바와 같이 칸막이 부재(34)에 대한 유압 기기(32, 33) 측의 영역에 공기를 보낸다. 화살표 A1로 나타내는 공기는, 칸막이 부재(34)의 후면과 배터리(31)의 전면 사이의 간극 내에 흐른다. 또한 화살표 A2로 나타내는 공기는, 칸막이 부재(34)의 전면과 전환 밸브(33)의 후면 사이의 간극 내와, 칸막이 부재(34)의 전면과 작동유 탱크(32)의 후면 사이의 간극 내의 각각에 흐른다.

쿨링 장치(40)는 통기구(VL)와 통기구(VR)를 직선형으로 연결하는 영역 내에 배치되어 있다. 쿨링 장치(40)에서의 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)은, 통기구(VL)와 통기구(VR)를 직선형으로 연결하는 방향(통기구(VL)로부터 통기구(VR)로 향하는 방향)으로 연장되고 있다. 회전축(AX)은 예를 들면 좌우 방향을 따라 연장되고 있다.

쿨링 장치(40)의 적어도 일부는 장해물을 사이에 끼지 않고 통기구(VR)와 대향하고 있다. 이로써, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기의 적어도 일부가 장해물에 충돌하지 않고 직선형으로 흘러 통기구(VR)에 도달하고, 통기구(VR)로부터 배출된다.

쿨링 장치(40)에서의 앞줄의 냉각 팬(40a)은, 좌우 방향에 있어서 전환 밸브(33) 및 작동유 탱크(32)의 각각과 대향하도록 배치되어 있다. 이로써, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기의 일부가 쿨링 장치(40)로부터 직선형으로 흘러 유압 기기(32, 33)에 직접 닿는다.

쿨링 장치(40)에서의 뒷줄의 냉각 팬(40a)은, 좌우 방향에 있어서 배터리(31)와 대향하도록 배치되어 있다. 이로써, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기의 일부가 쿨링 장치(40)로부터 직선형으로 흘러 배터리(31)에 직접 닿는다.

오일쿨러(41)는 예를 들면 유압 액추에이터(주행 모터(5M), 선회 모터, 각 유압 실린더(10∼12))의 작동에 사용되는 작동유를 냉각시키기 위한 장치이다. 오일쿨러(41)는 예를 들면 작동유를 통과시키는 튜브와, 튜브에 장착한 핀(fin)을 가지고 있다.

라디에이터(42)는 예를 들면 배터리(31), 전동 모터, 인버터 등의 냉각용 냉각 매체(예를 들면, 냉각수)를 냉각시키기 위한 장치이다. 라디에이터(42)는 예를 들면 냉각 매체를 통과시키는 튜브와, 튜브에 장착된 핀을 가지고 있다.

오일쿨러(41)와 라디에이터(42)는 서로 전후 방향으로 배열되어 있다. 오일쿨러(41)는 라디에이터(42)의 전방에 위치하고 있다. 오일쿨러(41)는, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)이 연장되는 방향에 있어서 유압 기기(32, 33)와 대향하고, 유압 기기(32, 33)와 좌우 방향으로 나란히 배치되어 있다. 오일쿨러(41)는, 예를 들면 쿨링 장치(40)에서의 앞줄의 냉각 팬(40a)과 좌우 방향으로 대향하도록 배치되어 있다.

라디에이터(42)는, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)이 연장되는 방향에 있어서 배터리(31)와 대향하고, 배터리(31)와 좌우 방향으로 나란히 배치되어 있다. 라디에이터(42)는, 예를 들면 쿨링 장치(40)에서의 뒷줄의 냉각 팬(40a)과 좌우 방향으로 대향하도록 배치되어 있다.

칸막이 부재(34)에서의 좌측 단의 전후 방향에서의 위치는, 예를 들면 전후 방향의 2개의 냉각 팬(40a) 사이에 위치하고 있다. 이로써, 전후 방향의 뒷줄에 배치된 냉각 팬(40a)은 칸막이 부재(34)에 대한 배터리(31) 측의 영역에 공기를 보낸다. 또한 전후 방향의 앞줄에 배치된 냉각 팬(40a)은 칸막이 부재(34)에 대한 유압 기기(32, 33) 측의 영역의 각각에 공기를 보낸다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 칸막이 부재(34)의 상단(上端)은, 작동유 탱크(32)의 상면 및 전환 밸브(33)의 상단보다 상방에 위치하고 있다. 이로써, 작동유 탱크(32) 및 전환 밸브(33)로부터 분출된 오일이 배터리(31)에 걸리는 것이 효과적으로 방지된다.

쿨링 장치(40)에서의 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)은 평면에서 볼 때 좌우 방향(전후 방향에 직교하는 방향)으로 연장되고 있다. 다만 도 5에 나타낸 바와 같이, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)은 평면에서 볼 때 좌우 방향에 대하여 경사져 있어도 된다. 구체적으로는, 평면에서 볼 때, 회전축(AX)은 좌우 방향의 좌측으로부터 우측으로 향함에 따라서 전방으로부터 후방으로 위치하도록 경사져 있어도 된다. 또한 좌우 방향의 한쪽(예를 들면, 좌측)으로부터 다른 쪽(예를 들면, 우측)으로 향함에 따라서 후방으로부터 전방으로 위치하도록 경사져 있어도 된다. 회전축(AX)의 가상의 연장선은 배터리(31) 및 유압 기기(32, 33)에 끼어 있는 영역으로 연장된다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 오일쿨러(41)와 라디에이터(42)의 각각은, 쿨링 장치(40)에 대하여 좌측판(9L)의 반대측에 배치되어 있어도 된다. 즉 쿨링 장치(40)의 좌우 방향의 일방측(예를 들면, 좌측)에는 통기구(VL)가 배치되어 있고, 쿨링 장치(40)의 좌우 방향의 타방측(예를 들면, 우측)에는 오일쿨러(41)와 라디에이터(42)가 배치되어 있어도 된다.

또한 칸막이 부재(34)는, 평면에서 볼 때 도 4에 나타낸 바와 같은 경사부가 되는 제3 부분(34T)을 가지지 않고, 좌측 단부로부터 우측 단부까지의 좌우 방향의 전체에 있어서 일직선상으로 연장되어 있어도 된다.

또한 상기 실시형태에 있어서는 칸막이 부재(34)를 설치한 구성에 대하여 설명하였으나, 칸막이 부재(34)는 생략되어도 된다. 이 경우, 배터리(31)의 전면과 유압 기기(32, 33)의 각각의 후면은 간극을 사이에 두고 서로 전후 방향으로 대향한다.

또한 기계실 내에서의 컴포넌트의 배치는 도 4의 배치에 한정되지 않고, 예를 들면 도 7에 나타낸 변형예와 같은 배치라도 된다. 도 7에 나타내어지는 변형예의 배치에서는, 배터리(31)의 전방에, 전동 모터(35), 인버터(36) 및 작동유 탱크(32)가, 이 순서대로 우측 데크(DR)에 배치되어 있다. 구체적으로는 배터리(31)의 전방에 전동 모터(35)가 배치되고, 전동 모터(35)의 전방에 인버터(36)가 배치되고, 인버터(36)의 전방에 작동유 탱크(32)가 배치되어 있다. 인버터(36)의 아래쪽에는 유압 펌프(도시하지 않음)가 배치되어 있다.

이와 같은 배치에 있어서는, 칸막이 부재(34)는 적어도 배터리(31)와 전환 밸브(33) 사이에 배치되어 있으면 된다. 본 변형예에 있어서는, 칸막이 부재(34)는 쿨링 장치(40)의 부근으로부터 배터리(31) 및 전환 밸브(33) 사이 부근까지 좌우 방향으로 연장되어 있다. 본 실시형태에서는, 전동 모터(35)와 배터리(31) 사이에 케이블이 있으므로, 칸막이 부재(34)는 전환 밸브(34) 부근까지 연장되어 있지만, 도 4와 마찬가지로 우측 단부까지 연장되어 있어도 된다.

그리고 상기 이외의 도 7의 구성은 도 4의 구성과 대략 동일하므로, 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 반복하지 않는다.

<효과>

다음으로, 본 실시형태의 효과에 대하여 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 중형 또는 대형의 전동 셔블(100)에서는 배터리(31)가 대형화되고, 외장 커버(9) 내에서의 배터리(31)의 점유 공간이 커진다. 그러므로 외장 커버(9) 내에 있어서, 배터리(31)의 가까이에 유압 기기(작동유 탱크(32), 전환 밸브(33))가 배치될 가능성이 있다.

배터리(31)의 허용 온도가 60℃ 전후로 낮은 것에 대하여, 유압 기기(32, 33)의 방열 온도는 100℃ 정도로 높다. 그러므로 배터리(31)의 가까이에 유압 기기(32, 33)가 배치된 경우, 유압 기기(32, 33)로부터 배터리(31)에 열이 전달되는 것에 의해, 배터리(31)가 허용 온도 이상으로 가열되어, 안정적으로 기능하지 않게 된다.

이에 본 실시형태에 있어서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 쿨링 장치(40)는, 평면에서 볼 때 배터리(31) 및 유압 기기(32, 33)에 끼어 있는 영역과 좌우 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 이로써, 도 4의 화살표 A1, A2에 의해 나타낸 바와 같이, 쿨링 장치(40)에 의해, 통기구(VL)로부터 받아들인 공기가 배터리(31)와 유압 기기(32, 33) 사이에 통과된 후에 통기구(VR)로부터 배출된다. 이로써, 기계실 내에 있어서 통기구(VL)로부터 통기구(VR)까지 좌우 방향으로 직선형으로 공기를 흐르게 할 수 있고, 공기의 흐름에 저항이 생기기 어려워진다. 그러므로 유압 기기(32, 33)로부터 배터리(31)로의 열의 전달을 효과적으로 차단할 수 있고, 또한 유압 기기(32, 33)의 열을 효과적으로 기계실 외로 배출할 수 있다. 이들에 의해 유압 기기(32, 33)로부터 열이 전달되는 것에 의한 배터리(31)의 가열을 억제하는 것이 가능해진다.

그리고 냉각 팬(40a)의 구동에 의해, 통기구(VR)로부터 받아들인 공기가 배터리(31)와 유압 기기(32, 33) 사이에 통과된 후에 통기구(VL)로부터 배출되어도 된다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 칸막이 부재(34)가 배터리(31)와 유압 기기(32, 33) 사이에 배치되어 있다. 칸막이 부재(34)에 의해 유압 기기(32, 33)로부터 분출된 오일이 배터리(31)에 걸리는 것이 방지되어, 배터리(31) 또는 중전기기의 손상이 방지된다. 또한 칸막이 부재(34)에 의해 유압 기기(32, 33)로부터 배터리(31)로의 열의 전달을 차단할 수도 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 4의 화살표 A1, A2에 의해 나타낸 바와 같이, 쿨링 장치(40)는, 칸막이 부재(34)에 대한 배터리(31) 측의 영역과, 칸막이 부재(34)에 대한 유압 기기(32, 33) 측의 영역의 각각에 공기를 보낸다. 화살표 A2에 의해 나타낸 바와 같이, 칸막이 부재(34)에 대한 유압 기기(32, 33) 측의 영역에 공기가 보내어지는 것에 의해, 유압 기기(32, 33)로부터 칸막이 부재(34)로의 열의 전달을 억제할 수 있다. 또한 화살표 A1로 나타낸 바와 같이, 칸막이 부재(34)에 대한 배터리(31) 측의 영역에 공기가 보내어지는 것에 의해 칸막이 부재(34)로부터 배터리(31)로의 열의 전달이 억제된다. 이로써, 유압 기기(32, 33)로부터 칸막이 부재(34)를 개재하여 배터리(31)에 열이 전달되는 것이 억제된다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 쿨링 장치(40)의 적어도 일부는, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)이 연장되는 방향에 있어서 유압 기기(32, 33)와 대향한다. 이로써, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기가 직선형으로 흘러 유압 기기(32, 33)로 향한다. 그러므로 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기에 의해, 유압 기기(32, 33) 자체의 냉각이 가능해진다.

또한 쿨링 장치(40)와 유압 기기(32, 33)가 회전축(AX) 방향으로 대향하는 영역에 있어서, 쿨링 장치(40)와 유압 기기(32, 33) 사이에 장해물이 없어도 된다. 이 경우, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기가 유압 기기(32, 33)에 직접 닿기 때문에, 유압 기기(32, 33)를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 쿨링 장치(40)의 적어도 일부는, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)이 연장되는 방향에 있어서 배터리(31)와 대향한다. 이로써, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 비교적 저온(MAX 65℃ 이하)의 공기가 직선형으로 흘러 배터리(31)로 향한다. 그러므로 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기에 의해, 배터리(31) 자체의 냉각이 가능해진다.

또한 쿨링 장치(40)와 배터리(31)가 회전축(AX) 방향으로 대향하는 영역에 있어서, 쿨링 장치(40)와 배터리(31) 사이에는 장해물이 없어도 된다. 이 경우, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기가 배터리(31)에 직접 닿기 때문에, 배터리(31)를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 오일쿨러(41)는, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)이 연장되는 방향에 있어서 유압 기기(32, 33)와 대향하고, 또한 유압 기기(32, 33)와 좌우 방향으로 나란히 배치되어 있다. 라디에이터(42)는, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)이 연장되는 방향에 있어서 배터리(31)와 대향하고, 또한 배터리(31)와 좌우 방향으로 나란히 배치되어 있다. 이로써, 쿨링 장치(40)에 의해 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42)의 각각도 냉각하는 것이 가능해진다.

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, 9L: 좌측판, 9R: 우측판, 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, 31: 배터리, 31F: 전단, 31R, RL, RR: 후단, 32: 작동유 탱크, 33: 전환 밸브, 34: 칸막이 부재, 34T: 제3 부분, 34F: 제1 부분, 34S: 제2 부분, 35: 전동 모터, 36: 인버터, 40: 쿨링 장치, 40a: 냉각 팬, 41: 오일쿨러, 42: 라디에이터, 100: 전동 셔블, AX: 회전축, BP: 바닥판, CB: 센터 빔, CF: 센터 프레임, DL: 좌측 데크, DR: 우측 데크, RX: 선회축, TH1, TH2: 관통공, VL, VR: 통기구.

Claims

좌우 방향으로 대향하는 제1 측판 및 제2 측판과, 상기 제1 측판에 형성된 제1 통기구(通氣口)와, 상기 제2 측판에 형성된 제2 통기구를 가지는 외장 커버;
상기 제1 측판과 상기 제2 측판 사이에 배치되고, 동력원에 전력을 공급하는 배터리;
상기 배터리의 전방에 배치된 유압 기기; 및
냉각 팬을 가지고, 평면에서 볼 때 상기 배터리 및 상기 유압 기기에 끼어 있는 영역과 상기 좌우 방향으로 대향하도록 배치된 쿨링 장치;
를 구비하는 전동 셔블.
제1항에 있어서,
상기 쿨링 장치는, 상기 냉각 팬의 구동에 의해 상기 제1 통기구로부터 받아들인 공기가 상기 배터리와 상기 유압 기기 사이를 통과하여 상기 제2 통기구로부터 배출되는, 전동 셔블.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 배터리와 상기 유압 기기 사이에 배치된 칸막이 부재를 더 구비하는, 전동 셔블.
제3항에 있어서,
상기 쿨링 장치는, 상기 칸막이 부재에 대한 상기 배터리측의 영역과, 상기 칸막이 부재에 대한 상기 유압 기기측의 영역의 각각에 공기를 보내도록 배치되어 있는, 전동 셔블.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 쿨링 장치의 적어도 일부는, 상기 냉각 팬의 회전축이 연장되는 방향에 있어서 상기 유압 기기와 대향하는, 전동 셔블.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 쿨링 장치의 적어도 일부는, 상기 냉각 팬의 회전축이 연장되는 방향에 있어서 상기 배터리와 대향하는, 전동 셔블.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 팬의 회전축이 연장되어 있는 방향에 있어서 상기 유압 기기와 대향하는 오일쿨러와,
상기 냉각 팬의 상기 회전축이 연장되어 있는 상기 방향에 있어서 상기 배터리와 대향하는 라디에이터를 더 구비하는, 전동 셔블.