KR20240060840A

KR20240060840A - 전동 셔블

Info

Publication number: KR20240060840A
Application number: KR1020247013401A
Authority: KR
Inventors: 히토시 아라세; 하야오 요시노; 마사호 야마구치
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2024-05-08
Also published as: WO2023080053A1; JP2023069609A

Abstract

고전압부(HVP)는 전동 모터(33)와, 전동 모터(33)에 전력을 공급하는 배터리(31)를 포함하고, 유지보수 대상이 된다. 운전실(4)은, 고전압부 (HVP)보다 선회 프레임(20)의 전방 단의 가까이에서 선회 프레임(20)에 배치되어 있다. 고전압부 (HVP)의 최전단의 위치 FP는, 운전실(4)의 최후단의 위치 SP보다 선회 프레임(20)의 후방 단의 가까이에 위치하고 있다. 전환 밸브(35)는, 전후 방향 D1에 있어서 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP와 운전실(4)의 최후단의 위치 SP 사이에 위치한다.

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, 선회체(旋回體)의 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

배터리가 카운터 웨이트의 역할을 겸하기 위해 선회체의 후부에 배치된 전동 셔블이 개시되어 있다. 그러나, 대형의 전동 셔블의 경우, 배터리가 커지고, 배터리가 점유하는 공간이 큰 것으로 된다. 그러므로 배터리가 카운터 웨이트로서의 배치 영역으로부터 기계실로 비어져 나온다. 이로써, 배터리가 상대적으로 운전실(캡(cab))의 가까이에 위치하면, 운전실 내에서 조작하는 사람 또는 운전실에 타고 내리는 사람이 배터리를 포함하는 고전압부에 접촉하기 쉬워진다.

본 개시의 목적은, 운전실에 타고 내리는 사람과 고전압부를 유지관리하는 사람의 동선을 나누어 정비성을 향상시킨 전동 셔블을 제공하는 것이다.

본 개시의 전동 셔블은, 선회 프레임과, 고전압부와, 운전실과, 전환 밸브를 구비한다. 선회 프레임은, 평면에서 볼 때 서로 대향하는 전방 단(端)과 후방 단을 가진다. 고전압부는, 동력원으로서의 전동 모터와 전동 모터에 전력을 공급하는 배터리를 포함하고, 유지보수 대상으로 된다. 운전실은, 고전압부보다 전방 단의 가까이에서 선회 프레임에 배치되어 있다. 고전압부의 전방 단에 가장 가까운 제1 위치는, 운전실의 후방 단에 가장 가까운 제2 위치보다 후방 단의 가까이에 위치하고 있다. 전환 밸브는, 전방 단과 후방 단이 서로 마주 보는 전후 방향에 있어서 제1 위치와 제2 위치 사이에 위치한다.

본 개시에 의하면, 운전실에 타고 내리는 사람과 고전압부를 유지관리하는 사람의 동선을 나누어 정비성을 향상시킨 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 프레임의 구성 및 그 탑재물의 배치를 나타내는 평면도이다.
[도 3] 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 선회 프레임의 구성 및 그 탑재물의 배치를 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.

이하의 설명에 있어서, 「상」, 「하」, 「전」, 「후」, 「좌」, 「우」란, 도 1에 나타낸 운전실(4) 내의 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 방향이다. 또한 본 명세서에서의 평면에서 볼 때란, 선회축(RX)을 따라 선회 프레임(20)을 위에서 보는 시점(視點)을 의미한다.

<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.

선회체(3)는 주행체(5) 위에 배치되고, 또한 주행체(5)에 의해 지지되어 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. 그리고, 주행 모터(5M) 혹은 선회 모터는 전동 모터라도 된다. 선회축(RX)는 선회체(3)의 선회 중심이 되는 가상의 직선이다.

선회체(3)는 운전실(4)(캡)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, 컨버터, 전동 모터, 유압 펌프, 선회 모터, 전환 밸브, 작동유 탱크 등이 배치되어 있다.

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.

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 예를 들면 유압 실린더이고, 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 참조하여 설명한다.

도 2 및 도 3의 각각은, 도 1에 나타낸 전동 셔블에서의 선회 프레임의 구성 및 그 탑재물의 배치를 나타내는 평면도 및 측면도이다. 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)(제1 데크)와, 우측 데크(DR)(제2 데크)를 가지고 있다. 센터 프레임(CF), 좌측 데크(DL) 및 우측 데크(DR)의 각각은 전후 방향 D1로 연장되어 있다. 센터 프레임(CF)은, 평면에서 볼 때 전후 방향 D1에 직교하는 좌우 방향 D2에 있어서 좌측 데크(DL) 및 우측 데크(DR) 사이에 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 방향 D2로 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.

선회 프레임(20)은, 평면에서 볼 때 전후 방향으로 대향하는 전방 단과 후방 단을 가지고 있다. 선회 프레임(20)의 전방 단은, 좌측 데크(DL)의 전단(FL), 우측 데크(DR)의 전단(FR) 및 센터 프레임(CF)의 전단(FF)에 의해 구성되어 있다. 선회 프레임(20)의 후방 단은, 좌측 데크(DL)의 후단(RL), 우측 데크(DR)의 후단(RR) 및 센터 프레임(CF)의 후단(RC)에 의해 구성되어 있다.

좌측 데크(DL)의 전단(FL) 및 우측 데크(DR)의 전단(FR)의 각각은, 센터 프레임(CF)의 전단(FF)보다 전후 방향 D1의 전방에 위치하고 있다. 센터 프레임(CF)의 후단(RC)은, 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)보다 전후 방향 D1의 후방에 위치하고 있다. 센터 프레임(CF)의 후단(RC)은 센터 프레임(CF)의 최후단으로 된다.

선회 프레임(20)에는, 운전실(4), 유지보수 대상이 되는 고전압부(HVP)(도면 중의 일점쇄선의 범위), 유압 펌프(34), 전환 밸브(35), 작동유 탱크(36) 등의 탑재물이 탑재되어 있다. 유지보수 대상이 되는 고전압부(HVP)는, 배터리(31)와, 전동 모터(33)와, 인버터와, 고전압부 온도 관리 시스템(High Voltage Thermal Management System)(37)과, 전력 공급 장치(Power Distribution Unit)(38)를 가지고 있다. 유지보수 대상이 되는 고전압부(HVP)는, 챠지 포트 및 축전 장치 온도 관리 시스템(Battery Thermal Management System)을 포함하지 않는다.

배터리(31)는 예를 들면 복수의 배터리 모듈을 포함하고 있다. 복수의 배터리 모듈의 각각은 복수의 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.

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.

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 다하기 위하여, 평면에서 볼 때 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)의 각각보다 후방에(선회 프레임(20)의 전방 단으로부터 떨어져) 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 전후 방향 D1의 후방에 위치하고 있다.

그러나, 대형의 전동 셔블(100)에 있어서는 배터리(31)도 대형화한다. 배터리(31)의 높이를 높게 하면, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터의 후방 시계성이 나빠진다. 그러므로 배터리(31)는, 카운터 웨이트의 배치 영역에 완전히 들어가지 않고, 기계실 내로 비어져 나온다. 이로써, 평면에서 볼 때 배터리(31)의 전단(31F)은, 좌측 데크(DL)의 후단(RL) 및 우측 데크(DR)의 후단(RR)의 각각보다 전방에(선회 프레임(20)의 전방 단의 가까이에) 위치하는 부분을 가지고 있다. 이와 같이 배터리(31)가 기계실 내에 비어져 나오는 것에 의해, 배터리(31) 이외의 탑재물의 배치에 제약이 생긴다.

평면에서 볼 때 배터리(31)의 좌측 단(LE)은 좌측 데크(DL)의 바로 위에 위치하고, 배터리(31)의 우측 단(RE)은 우측 데크(DR)의 바로 위에 위치하고 있다.

인버터는, 배터리(31)의 출력인 직류 전류를 주파수 등을 제어한 교류 전류로 변환한다. 인버터는 전기 배선을 통하여 전동 모터(33)에 교류 전력을 공급한다. 이로써, 인버터는 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 전원으로서, 인버터로부터 공급된 교류 전력에 의해 구동한다. 전동 모터(33)의 회전 속도는, 인버터로부터 공급되는 교류 전력의 주파수에 의해 제어된다. 전동 모터(33)의 출력축(SH)은, 유압 펌프(34)의 입력축에 기계적으로 접속되어 있다. 전동 모터(33)가 구동하는 것에 의해, 전동 모터(33)의 구동력이 유압 펌프(34)에 전달되고, 유압 펌프(34)가 구동한다. 전동 모터(33)는 전후 방향 D1에 있어서 배터리(31)에 대하여 전방에 위치하고 있다. 즉 전동 모터(33)는, 전후 방향 D1에 있어서 배터리(31)보다 선회 프레임(20)의 전방 단의 가까이에 위치하고 있다. 전동 모터(33)는 우측 데크(DR)에 지지되어 있다.

고전압부 온도 관리 시스템(37)은 고전압의 배선과 안전 장치를 포함하는 박스이다. 전력 공급 장치(38)는, 배터리(31)에 축적된 전력을 각 기기(예를 들면, 인버터, DC/DC 컨버터 등)에 분배하는 기능을 가지고 있다. 고전압부 온도 관리 시스템(37) 및 전력 공급 장치(38)의 각각은, 예를 들면 배터리(31)의 바로 위에 배치되어 있고, 고전압 기기이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 축전 장치 온도 관리 시스템(39)은, 배터리(31)의 온도 상승을 감시·제어하기 위한 온도 조정 장치이고, 고전압부(HVP)를 냉각한다. 축전 장치 온도 관리 시스템(39)은 예를 들면 전동 모터(33)의 바로 위에 배치되어 있다.

축전 장치 온도 관리 시스템(39)에는, 정기적인 유지보수가 필요하다. 축전 장치 온도 관리 시스템(39)이 전동 모터(33)의 바로 위에 배치되는 것에 의해, 축전 장치 온도 관리 시스템(39)이 배터리(31)의 바로 위에 배치되는 경우보다 축전 장치 온도 관리 시스템(39)의 설치 높이를 낮게 할 수 있다. 그러므로, 축전 장치 온도 관리 시스템(39)으로의 액세스가 향상되고, 유지보수가 용이해진다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 운전실(4)은, 고전압부(HVP)보다 선회 프레임(20)의 전방 단의 가까이에서 선회 프레임(20)에 탑재되어 있다. 운전실(4)은 좌측 데크(DL)의 전단부에 탑재되어 있다. 전후 방향 D1에 있어서, 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP는, 운전실(4)의 최후단의 위치 SP보다 후방에 위치하고 있다. 즉 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP는, 운전실(4)의 최후단의 위치 SP보다 선회 프레임(20)의 후방 단의 가까이에 위치하고 있다. 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP는, 예를 들면 전동 모터(33)의 출력축(SH)의 전단의 위치이다.

그리고, 전후 방향 D1은, 선회 프레임(20)의 전방 단과 후방 단이 서로 마주 보는 방향에 대응하고 있다. 또한 좌우 방향 D2는, 평면에서 볼 때 전후 방향 D1에 직교하는 방향에 대응하고 있다. 또한 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP는, 고전압부(HVP) 중 선회 프레임(20)의 전방 단에 가장 가까운 제1 위치 P1에 대응하고 있다. 또한 운전실(4)의 최후단의 위치 SP는, 운전실(4) 중 선회 프레임(20)의 후방 단에 가장 가까운 제2 위치 P2에 대응하고 있다.

유압 펌프(34)는, 구동하는 것에 의해 전환 밸브(35)(메인 밸브)를 통하여 각 유압 액추에이터(주행 모터(5M), 선회 모터, 유압 실린더(10∼12))에 작동유를 공급한다. 구체적으로는 유압 펌프(34)는, 구동하는 것에 의해 유압 배관을 통하여 작동유 탱크(36)로부터 작동유를 퍼낸다. 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. 유압 펌프(34)는 전후 방향 D1에 있어서 전동 모터(33)에 대하여 전방에 위치하고 있다. 즉 유압 펌프(34)는, 전후 방향 D1에 있어서 전동 모터(33)보다 선회 프레임(20)의 전방 단의 가까이에 위치하고 있다. 유압 펌프(34)는 우측 데크(DR)에 지지되어 있다.

전환 밸브(35)는 다수의 제어 밸브, 파일럿 밸브 등의 집합체로서 구성되어 있다. 전환 밸브(35)는, 유압 펌프(34)와 각 유압 액추에이터 사이의 유로(油路)(유압 배관)에 배치되어 있다. 전환 밸브(33)는 작동유 탱크(36)로부터 유압 펌프(34)에 의해 퍼내어진 작동유를, 각 유압 액추에이터에 급배(給排)한다. 전환 밸브(35)로부터의 작동유의 급배에 의해 각 유압 액추에이터가 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 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.

전환 밸브(35)는 센터 프레임(CF)에 지지되어 있다. 전환 밸브(35)는, 전후 방향 D1에 있어서 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP와 운전실(4)의 최후단의 위치 SP 사이에 위치하는 부분을 가지고 있다. 전환 밸브(35)의 최전단의 위치 35F는, 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP에 대하여 전방에 위치하고, 또한 운전실(4)의 최후단의 위치 SP에 대하여 후방에 위치하고 있다. 또한 전환 밸브(35)의 최후단의 위치 35R은, 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP에 대하여 후방에 위치하고 있다.

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

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

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

유압 펌프(34)의 후단은, 전후 방향 D1에 있어서 운전실(4)의 최후단의 위치 SP보다 후방(우측 데크(DR)의 후단(RR)측)에 위치하고 있다. 유압 펌프(34)의 전단은, 전후 방향 D1에 있어서 운전실(4)의 최후단의 위치 SP보다 전방(우측 데크(DR)의 전단(FR)측)에 위치하고 있다.

선회 프레임(20)에는, 쿨링 장치(40), 오일쿨러(41), 라디에이터(42) 등이 지지되어 있어도 된다. 쿨링 장치(40)는 예를 들면 4개의 냉각 팬(40a)를 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.

외장 커버(9)는 좌측판(9L)을 가지고 있다. 좌측판(9L)에는 통기구(VL)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.

외장 커버(9)는 우측판(9R)을 가지고 있다. 우측판(9R)에는 통기구(VR)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.

외장 커버(9)의 좌측판(9L)과 우측판(9R)은 좌우 방향 D2로 서로 대향하고 있다. 또한 좌측판(9L)에 형성된 통기구(VL)와 우측판(9R)에 형성된 통기구(VR)는 좌우 방향 D2로 서로 대향하고 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 전환 밸브(35), 전동 모터(33), 유압 펌프(34)가, 통기구(VL)와 통기구(VR)를 직선형으로 연결하는 영역 내에 배치되어 있다.

쿨링 장치(40), 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42)의 각각은, 예를 들면 운전실(4)의 후방에 있어서 좌측 데크(DL)에 배치되어 있다. 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42)의 각각은, 쿨링 장치(40)와 좌우 방향 D2로 나란히 배치되어 있다. 쿨링 장치(40)는 평면에서 볼 때, 배터리(31)와 전환 밸브(35)에 끼어있는 영역과 좌우 방향 D2로 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)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 통기구(VL)에 있어서 기계실의 외부로부터 내부로 받아들인 공기를 배터리(31)와 전환 밸브(35) 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 전환 밸브(35)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 내부에 받아들인 공기를 배터리(31)와 전환 밸브(35) 사이에 통과시킨 후에, 통기구(VL)에 있어서 기계실의 내부로부터 외부로 배출해도 된다.

칸막이 부재(도시하지 않음)가 배터리(31)와 전환 밸브(35) 사이에 배치되어 있어도 된다. 칸막이 부재는 배터리(31)와 전환 밸브(35)를 전후 방향 D1로 칸막이한다. 칸막이 부재를 설치하는 것에 의해, 배터리(31)의 열에 의해 전환 밸브(35)가 가열되는 것이 억제된다.

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)를 향하는 방향)으로 연장되어 있다. 회전축(AX)은 예를 들면 좌우 방향 D2를 따라 연장되어 있다. 다만, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)은, 평면에서 볼 때 좌우 방향 D2에 대하여 경사져 있어도 된다.

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 방향 D2에 있어서 전환 밸브(35), 전동 모터(33) 및 유압 펌프(34)의 각각과 대향하도록 배치되어 있다. 이로써, 쿨링 장치(40)로부터 송출된 공기의 일부가 쿨링 장치(40)로부터 직선형으로 흘러 전환 밸브(35), 전동 모터(33) 및 유압 펌프(34)의 각각에 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 각 유압 액추에이터(주행 모터(5M), 선회 모터, 각 유압 실린더(10∼12))의 작동에 사용되는 작동유를 냉각하기 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(33), 인버터 등의 냉각용 냉각 매체(예를 들면, 냉각수)를 냉각하기 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 전환 밸브(35)와 대향하고, 전환 밸브(35)와 좌우 방향 D2로 나란히 배치되어 있다. 오일쿨러(41)는 예를 들면 쿨링 장치(40)에서의 앞줄의 냉각 팬(40a)과 좌우 방향 D2로 대향하도록 배치되어 있다.

라디에이터(42)는, 냉각 팬(40a)의 회전축(AX)이 연장되는 방향에 있어서 배터리(31)와 대향하고, 배터리(31)와 좌우 방향 D2로 나란히 배치되어 있다. 라디에이터(42)는, 예를 들면 쿨링 장치(40)에서의 뒷줄의 냉각 팬(40a)과 좌우 방향 D2로 대향하도록 배치되어 있다.

오일쿨러(41)와 라디에이터(42)의 각각은 쿨링 장치(40)에 대하여 좌측판(9L)의 반대측에 배치되어 있어도 된다. 즉 쿨링 장치(40)는 통기구(VL)와 오일쿨러(41) 및 라디에이터(42) 사이에 배치되어 있어도 된다.

<효과>

다음으로, 본 실시형태의 효과에 대하여 설명한다.

본 실시형태에 있어서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 전환 밸브(35)는, 전후 방향 D1에 있어서 고전압부(HVP)의 최전단의 위치 FP와 운전실(4)의 최후단의 위치 SP 사이에 위치하고 있다. 이와 같이 고전압부(HVP)가 운전실(4)에 대하여 전후 방향 D1에 있어서 거리를 두고 떨어져 있으므로, 운전실(4) 내에서 조작하는 사람 또는 운전실(4)에 타고 내리는 사람이 고전압부(HVP)에 접촉하기 어려워진다. 유압 기기와 고전압 기기의 레이아웃을 구분하는 것에 의해, 서비스 엔지니어가 유압 기기를 정비할 때도 고전압부(HVP)에 접촉하기 어렵다. 이로써, 운전실(4)에 타고 내리는 사람과 고전압부를 유지관리하는 사람의 동선을 나누어 정비성을 향상시킨 전동 셔블을 실현할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 운전실(4)을 지지하는 좌측 데크(DL)와 전동 모터(33)를 지지하는 우측 데크(DR) 사이에, 전환 밸브(35)를 지지하는 센터 프레임(CF)이 배치되어 있다. 이와 같이 전동 모터(33)가 운전실(4)에 대하여 좌우 방향 D2에 있어서 거리를 두고 떨어져 있으므로, 운전실(4) 내에서 조작하는 사람 또는 운전실(4)에 타고 내리는 사람이 전동 모터(33)를 포함하는 고전압부(HVP)에 접촉하기 어려워진다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 유압 펌프(34)는, 전동 모터(33)보다 선회 프레임(20)의 전방 단(우측 데크(DR)의 전단(FR))의 가까이에서 우측 데크(DR)에 지지되어 있다. 이로써, 유압 펌프(34)를 전동 모터(33)의 가까이에 배치할 수 있으므로, 유압 펌프(34)와 전동 모터(33)의 회전축을 통한 접속이 용이해진다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 쿨링 장치(40)가 전후 방향 D1에 있어서 운전실(4)과 배터리(31) 사이에 배치되어 있다. 이로써, 쿨링 장치(40)에서 배터리(31)를 냉각할 수 있다. 그러므로 배터리(31)가 발하는 열에 의해 전환 밸브(35) 등의 유압 기기의 온도가 상승하는 것이 억제된다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 배터리(31)는, 선회 프레임(20)의 후방 단(좌측 데크(DL)의 후단(RL)과 우측 데크(DR)의 후단(RR))보다 후방에 위치하는 부분을 가지고 있다. 즉 배터리(31)는, 선회 프레임(20)의 후방 단보다 선회 프레임(20)의 전방 단(좌측 데크(DL)의 전단(FL)과 우측 데크(DR)의 전단(FR))으로부터 떨어져서 위치하는 부분을 가지고 있다. 이로써, 배터리(31)는 카운터 웨이트의 역할을 다한다.

또한 배터리(31)는, 선회 프레임(20)의 후방 단보다 전방에 위치하는 부분을 가지고 있다. 즉 배터리(31)는, 선회 프레임(20)의 후방 단보다 선회 프레임(20)의 전방 단의 가까이에 위치하는 부분을 가지고 있다. 이로써, 전동 셔블(100)의 기계실에 들어갈 정도로 배터리(31)를 대형화하는 것이 가능해진다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 작동유 탱크(36)는, 전동 모터(33)보다 선회 프레임(20)의 전방 단(우측 데크(DR)의 전단(FR))의 가까이에 배치되어 있다. 이로써, 평면에서 볼 때 고전압부(HVP)의 배치 영역과 작동유 탱크(36)의 배치 영역을 전후 방향 D1로 구분할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 축전 장치 온도 관리 시스템(39)은 전동 모터(33)의 바로 위에 배치되어 있다. 이로써, 축전 장치 온도 관리 시스템(39)이 배터리(31)의 바로 위에 배치되는 경우보다 축전 장치 온도 관리 시스템(39)의 설치 높이를 낮게 할 수 있으므로, 축전 장치 온도 관리 시스템(39)의 유지보수가 용이해진다.

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, 31: 배터리, 31F, FF, FL, FR: 전단, 31R, RC, RL, RR: 후단, 33: 전동 모터, 34: 유압 펌프, 35: 전환 밸브, 36: 작동유 탱크, 37: 고전압부 온도 관리 시스템, 38: 전력 공급 장치, 39: 축전 장치 온도 관리 시스템, 100: 전동 셔블, BP: 바닥판, CB: 센터 빔, CF: 센터 프레임, D1: 전후 방향, D2: 좌우 방향, DL: 좌측 데크, DR: 우측 데크, HVP: 고전압부, LE: 좌측 단, P1: 제1 위치, P2: 제2 위치, RE: 우측 단, RX: 선회축, SH: 출력축, TH1, TH2: 관통공.

Claims

평면에서 볼 때 서로 대향하는 전방 단(端)과 후방 단을 가지는 선회 프레임;
동력원으로서의 전동 모터와 상기 전동 모터에 전력을 공급하는 배터리를 포함하고, 유지보수 대상이 되는 고전압부; 및
상기 고전압부보다 상기 전방 단의 가까이에서 상기 선회 프레임에 배치된 운전실;
을 구비하고,
상기 고전압부의 상기 전방 단에 가장 가까운 제1 위치는, 상기 운전실의 상기 후방 단에 가장 가까운 제2 위치보다 상기 후방 단의 가까이에 위치하고, 또한,
상기 전방 단과 상기 후방 단이 서로 마주 보는 전후 방향에 있어서 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에 위치하는 전환 밸브를 구비하는,
전동 셔블.
제1항에 있어서,
상기 선회 프레임은,
상기 운전실을 지지하는 제1 데크와,
상기 전동 모터를 지지하는 제2 데크와,
평면에서 볼 때 상기 전후 방향에 직교하는 좌우 방향에 있어서 상기 제1 데크 및 상기 제2 데크 사이에 위치하고, 상기 전환 밸브를 지지하는 센터 프레임을 가지는, 전동 셔블.
제2항에 있어서,
상기 전동 모터에 의해 구동되는 유압 펌프를 더 구비하고,
상기 유압 펌프는, 상기 전동 모터보다 상기 전방 단의 가까이에서 상기 제2 데크에 지지되어 있는, 전동 셔블.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전후 방향에 있어서 상기 운전실과 상기 배터리 사이에 배치된 쿨링 장치를 더 구비하는, 전동 셔블.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리는, 상기 선회 프레임의 상기 후방 단보다 상기 전방 단으로부터 떨어져 위치하는 부분과, 상기 선회 프레임의 상기 후방 단보다 상기 전방 단의 가까이에 위치하는 부분을 가지는, 전동 셔블.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전동 모터보다 상기 전방 단의 가까이에 배치된 작동유 탱크를 더 구비하는, 전동 셔블.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고전압부를 냉각하는 온도 조정 장치를 더 구비하고,
상기 온도 조정 장치는, 상기 전동 모터의 바로 위에 배치되어 있는, 전동 셔블.