WO2008015798A1

WO2008015798A1 - Véhicule hybride

Info

Publication number: WO2008015798A1
Application number: PCT/JP2007/051481
Authority: WO
Inventors: Satoru Nishimura; Hikosaburou Hiraki
Original assignee: Komatsu Ltd.
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-02-07
Also published as: US20090199553A1; KR20090024285A; EP2053167B1; JP4981050B2; JPWO2008015798A1; US8037963B2; KR101217581B1; CN102765318A; JP2012041819A; EP2053167A1; CN102864807B; CN101501278B; JP4956687B2; EP2053167A4; CN102864807A; CN101501278A

Description

明細書

ハイブリッド作業車両

技術分野

[0001] 本発明は、ハイブリッド作業車両に関し、特にハイブリッド用コンポの配設構造に特徴を有するハイブリッド作業車両に関する。

背景技術

[0002] 近年、建設機械、土木機械、農業機械、運搬車両、走向車両等の作業車両において、エンジンと発電電動機 (モータジェネレータとも称される。）を併用したハイブリッド作業車両が用いられて来ている。これらのハイブリッド作業車両では、旋回フレームの上部面の後部にぉ、て、エンジンを横向きに配設した構成が多く用いられて、る。

[0003] エンジンを横向きに配設したハイブリッド作業車両では、蓄電系の機器を旋回フレームの前方側に配設した建設機械の機器配置構造 (特許文献 1参照。）等が提案されている。また、ノッテリを旋回フレームの前方側に配設した構成は変わらないが、ノッテリに対する電力を変換するインバータをエンジンルーム内の吸気室に配設したハイブリッド式建設機械 (特許文献 2参照。 )が提案されて!ヽる。

[0004] 特許文献 1に記載された機器配置構造を、本発明の従来例 1として、図 10にはその平面図を示している。図 10に示すように、上部旋回体フレーム 50の後部には、ェンジン 56及びエンジン系の機器類 53等を収納したエンジンルーム 52が備えられている。また、上部旋回体フレーム 50の右側前部には、蓄電系の機器類 54が配設され、運転室 51の後方にあたる左側後部には、高圧の油圧系機器類 55が配設されている

[0005] 蓄電系の機器類 54は、回生時には発電機として作動させ、かつエンジン 56の駆動トルクが不足している時には電動機として作動させる発電電動機 59と、発電電動機 59 で発電した回生エネルギーを蓄電し、また発電電動機 59の駆動エネルギーを供給する蓄電装置 60と、発電電動機 59を制御するためのインバータ 61とを有している。

蓄電装置 60としては、例えば高速での充電、放電の繰り返しが可能な高容量のキャパシタゃ、リチュームイオン電池等が用いられている。

[0006] 特許文献 2に記載された冷却装置を、本発明の従来例 2として、図 11にはその平面図を示している。図 11に示すように、油圧ショベルの下部走行体上に旋回自在に配置された上部旋回体 76の下部には、上部旋回体フレームとしてのレボフレーム 77 が設けられている。レポフレーム 77上には、前部の左寄りに運転室 78を搭載し、後部には図示せぬエンジンフードとカウンタウェイト 80とによって囲まれたエンジンルーム 8 1を備えている。

[0007] エンジンルーム 81には左側から、ラジェータ 83、冷却ファン 84、エンジン 71、発電電動機 73及び油圧ポンプ 72がこの順に配置されている。ラジェータ 83に沿って延設された隔壁 82によって、ラジェータ 83より左側のエンジンルーム 81には吸気室 81aが設けられている。吸気室 81a内には、発電電動機 73を制御するためのインバータ 79が配設されている。

[0008] 上部旋回体 76の前部右側には、作動油タンク 85、燃料タンク 86及び操作弁 87が配置され、上部旋回体 76の中央部には、旋回用の電動機 75が装着されている。上部旋回体 76の前部左側には運転室 78が配設され、運転室 78の下方におけるレポフレーム 77上にはバッテリ収納室 89が設けられている。バッテリ収納室 89内には、バッテリ 74 が収納されるとともに、運転室 78を冷却するエアコンの冷風をバッテリ収納室 89内に取り込んで、ノッテリ 74を冷却できる構成となって、る。

特許文献 1 :特開 2004— 169466号公報

特許文献 2 :特開 2002— 227241号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] ハイブリッド作業車両では、発電電動機で発電した電力を貯めておくための蓄電装置や、ハイブリッド作業車両の電動部を制御する制御機器等を配設しなければならず、これらの設置場所が問題となっている。

[0010] 新たにハイブリッド作業車両に適した設計を行えば、ハイブリッド作業車両に適したレ

ィアウト構成を得ることができる。しかし、従来の作業車両に比べてハイブリッド作業車両では、発電電動機や電動モータ、また、これらを制御する制御機器や冷却するための冷却回路等を配設しなければならず、製造コストの増大を招、て、る。

[0011] 更に、新たな設計を行うと従来の作業車両で用いていたフレーム構造等を利用することができなくなり、製造コストの低減を図ることができなくなる。

従って、製造コストの増大を軽減するためには、従来から用いられている作業車両の構成を有効利用して、従来力もの作業車両の構成とハイブリッド作業車両の構成との共通化を図ることが求められて、る。

[0012] 特許文献 1、 2に示すものは、従来からの作業車両の一部構成を利用しているものではある。しかし、蓄電装置と発電電動機とが離れて配置されているため、蓄電装置と発電電動機とを接続する配線の長さを、長く構成してお力なければならない。特に、特許文献 1における機器配置構造では、配線の長さを短く構成することを目的の一つにしているが、蓄電装置がエンジンルームとは別の室に配設されているため、配線の長さをこれ以上短く構成することはできな力つた。

配線の長さが長くなると、電力損失が大きくなつてしまう問題が生じることになるため、配線の長さをできるだけ短く構成しておくことが望まれている。

[0013] また、特許文献 1では、蓄電系の機器類 54を空冷するのに、シュラウド 57内に配設されているファンの吸引力によって引き起こされる風の流を利用しているだけである。しカゝも、ファンの配設位置から蓄電系の機器類 54の配設位置までの距離が遠ヽため、蓄電系の機器類 54に対して冷却効果を高めることは難し力つた。

[0014] 特許文献 2では、運転室 78を冷却するエアコンの冷風を用いているため、ノッテリ 7 4の冷却効率を高めることはできる力ノッテリ 74を冷却するためには、エアコンから常に冷風を吹き出させておかなければならな力つた。

[0015] 本発明では、上述したような問題点を解決し、蓄電装置と発電電動機とを接続する酉己

の長さを短く構成することができ、蓄電装置の冷却効率を高めることのできるハイプリ V

ド作業車両を提供することにある。

課題を解決するための手段 [0016] 本発明の課題は以下に記載された各発明により達成することができる。即ち、横向きに配置したエンジンを備えたハイブリッド作業車両において、本発明では、前記エンジンと前記エンジンに配された発電電動機及び主油圧ポンプとからなるパワーユニットを備え、前記パワーユニットのエンジン側又は前記主油圧ポンプ側のうち少なくとも一方の側に、前記発電電動機で発電した電力を蓄電する蓄電装置を配してなることを最も主要な特徴となして、る。

[0017] 本発明では、パワーユニットのエンジン側又はパワーユニットの主油圧ポンプ側のうち少なくとも一方の側に、発電電動機で発電した電力を蓄電する蓄電装置を配したので、発電電動機と蓄電装置とを結ぶ配線の長さを短く構成することができる。これにより、配線部での電力損失を小さくさせることができ、電力損失を小さくした状態でノ、イブリツド作業車両を作動させることができるので、ハイブリッド作業車両の作動効率を高めることができる。

[0018] ノヮ一ユニットのエンジン側に蓄電装置を配した場合には、ラジェ一タ等を冷却する冷却ファンの吸引力によって引き起こされる風の流れの近くに、蓄電装置を配することができる。これにより、風の流れを利用して蓄電装置を効率よく冷却することができる。し力も、ラジェータ等に流れ込む空気の流れを乱すことが少ない場所に蓄電装置を配設することができるので、ラジェータ等の冷却効率を低下させることがな、。ノヮ一ユニットの主油圧ポンプ側に蓄電装置を配した場合には、主油圧ポンプの下方側に広がる空間部を有効利用して蓄電装置を配することができる。また、パワーユニットのエンジン側及び主油圧ポンプ側の両方に蓄電装置を配した場合には、更に大容量とした蓄電装置を構成することができる。

[0019] また、本発明では、パワーユニットの配設構成を特定したことを主要な特徴となしている。

更に、本発明では、蓄電装置とハイブリッド作業車両の電動部を制御する制御機器とを一体ィ匕して電子ユニットとして構成し、電子ユニットの配置構成を特定したことを主要な特徴となしている。

[0020] 更にまた、本発明では、電子ユニットの冷却構成を特定したことを主要な特徴となしている。また、本発明では、電子ユニットに冷却液を供給する冷却用ポンプをエンジンルーム内に配設した構成を特定したことを主要な特徴となして、る。

[0021] 更に、本発明では、緩衝材を介して電子ユニット又は前記電子ユニットと前記冷却用ポンプとをアッセンプリ化したものを支持する構成を特定したことを主要な特徴となしている。

[0022] 更に、本発明では、電子ユニットを冷却するためのラジェータの配置構成を特定したことを主要な特徴となして、る。

[0023] 更にまた、本発明では、電子ユニットを冷却するためのラジェータと油圧ラインにおけるオイルクーラ等の冷却機器とによって、組み立てられたクーリングユニットの構成を特定したことを主要な特徴となして、る。

[0024] また、本発明では、パワーユニットと電子ユニットとクーリングユニットとの配置構成を特定したことを主要な特徴となして、る。

更に、本発明では、上部旋回体フレーム内での電子ユニットの配置構成を特定したことを主要な特徴となして、る。

[0025] また、本発明の課題は、以下に記載された各発明にても達成することができる。

即ち、ハイブリッド作業車両において、車両の前後方向に沿ったメインフレームに対して直交する状態で配置されたエンジンと、前記エンジンに配された前記発電電動機及び主油圧ポンプと、前記エンジンを含む油圧ライン中の冷却機器で構成されたクーリングユニットと、前記発電電動機で発電された電力を蓄電する蓄電装置と、前記ハイブリッド作業車両の電動部を制御する制御機器と、これらの蓄電装置及び制御機器を冷却するために設けられたラジェータと、前記クーリングユニット及び前記ラジエータに当てる冷風を生じさせる冷却ファンとを備え、前記冷風の上流側から、前記蓄電装置及び前記制御機器、前記ラジェータ、前記クーリングユニット、前記冷却ファン、前記エンジン、前記発電電動機、前記主油圧ポンプの順で配置されていることを特徴とする。

[0026] 更に、本発明では、クーリングユニットとエンジンとの間に配置された冷却ファンの配置構成を特定したことを主な特徴となして、る。

図面の簡単な説明 [0027] [図 1]ハイブリッド油圧ショベルの斜視図である。（実施例）

[図 2]エンジンルーム内及びエンジンルーム近傍の概略斜視図である。（実施例 1)

[図 3]上部旋回体フレーム上に載置した部材の概略平面図である。（実施例 1)

[図 4]エンジンルームの概略後ろ正面図である。（実施例 1)

[図 5]吸気室力もクーリングユニットを見た側面図である。（実施例 1)

[図 6]油圧ショベルの前方側力も後方側を望んだ斜視図である。（実施例 1)

[図 7]油圧ショベルでの冷却回路を示す図である。（実施例 1)

[図 8]エンジンルームの概略後ろ正面図である。（実施例 2)

[図 9]エンジンルームの概略後ろ正面図である。（実施例 3)

[図 10]機器配置構造の平面図である。（従来例 1)

[図 11]機器配置構造の平面図である。（従来例 2)

符号の説明

[0028] 1···油圧ショベル、 2…下部走行体、 6…上部旋回体フレーム、 6a…サイドフレーム、 6b…中間フレーム、 6c…リアフレーム、 15···エンジン、 16···発電電動機、 17···主油圧ポンプ、 18···クーリングユニット、 19···冷却ファン、 20···シュラウド、 21···風月同、 24…冷却用ヒートシンク、 25···制御機器、 26···蓄電装置、 27…冷却用ポンプ (電子ユニットの冷却用）、 30···メインフレーム、 31…制御ユニット用のラジェータ、 35···ェンジンルーム、 36···吸気室、 38···電子ユニット、 50···上部旋回体フレーム、 52···ェンジンルーム、 56· "エンジン、 57···シュラウド、 58···ラジェータ、 59···発電電動機、 60···蓄電装置、 61···インバータ、 71···エンジン、 72···油圧ポンプ、 73···発電電動機、 74···ノッテリ、 75···電動機、 76···上部旋回体、 77···レボフレーム、 79···インバータ、 81···エンジンルーム、 81a…吸気室、 83···ラジェータ、 89···ノッテリ収納室。発明を実施するための最良の形態

[0029] 本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本発明に係わるハイブリッド作業車両としては、以下において建設機械の一種である油圧ショベルの構成を例にとって説明を行うが、本発明に係わる作業車両としては、油圧ショベル以外にも他の建設機械、土木機械、農業機械、走行車両、運搬車両等のハイブリッド作業車両を用いることができるものである。 [0030] また、以下で説明する形状、配置構成以外にも本発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を本発明に係わるハイブリッド作業車両として採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなぐ多様な変更が可能である。

実施例 1

[0031] 以下、本発明に係わる実施形態によるハイブリッド作業車両として、ハイブリッド仕様の油圧ショベルを例に挙げて、図 1に従って説明する。油圧ショベル 1は、下部走行体 2の上部にスイングサークル 7を介して旋回可能な上部旋回体 3が搭載されている。上部旋回体 3は、後述する旋回電動機 22 (図 2、図 3参照）により旋回可能に配設されている。

[0032] 上部旋回体 3の底部は上部旋回体フレーム 6により構成されている。上部旋回体フレーム 6上には、エンジンルーム 35を覆う外装カバー 9、外装カバー 9と共にエンジンルーム 35を形成するカウンタウェイト 8、運転室 5、作業機 4等が搭載されている。外装カバー 9としては、後述する外装フレーム 11 (図 5参照。 )にボルト等を介して直接取り付けられる構成となって、る。

[0033] また、外装カバー 9の一部として、エンジンルーム 35を覆う部位には、エンジンフード 40が構成され、エンジンフード 40の一部にはエンジンルーム 35内を点検できるドア 4 1が開閉可能に構成されて、る。

[0034] 尚、図示例では、エンジンルーム 35を覆う部位をエンジンフード 40として構成し、外装カバー 9の構成部材とは別部材にて構成している力外装カバー 9と同一の部材でエンジンフード 40を構成することもできる。また、外装フレーム 11は、外装カバー 9を取り付けるためのフレーム (骨組み）として構成されている力後述するクーリングュ-ット 18等を支持する部材としても利用されている。

[0035] エンジンルーム 35内に外気を取り入れる吸気口 12は、ドア 41の上部におけるェンジンフード 40の部位に形成した多数の吸気孔力も構成されている。吸気口 12は、ェンジンルーム 35内に空気を取り入れるのに十分な広さとなるように構成されて、る。

[0036] また、図示せぬ排気口は、吸気口 12が形成されて、る面とは反対側のエンジンフード 40の部位又は上部旋回体フレーム 6等に形成されている。吸気口 12をエンジンフード 40に形成した例を示している力吸気口 12をドア 41に形成しておくこともできる。図 2は、外装カバー 9内において上部旋回体フレーム 6上に形成されたエンジンルーム 35内での各部材の配置構成、ハイブリッドコンポの配置構成等を示した概略斜視図である。また、図 3は、上部旋回体フレーム 6上に配設した各部材の概略平面図を示し、図 4は、エンジンルーム 35内の配置構成の概略を示す後ろ正面図を示している。

[0037] 尚、図 2において、カウンタウェイト 8、エンジンフード 40及び外装カバー 9は、それぞれ 2点鎖線の仮想線で示している。図 3においては、カウンタウェイト 8を 2点鎖線の仮想線で示すとともに、図 3、図 4ではエンジンルーム 35内に取り入れた外気の流れを矢印にて示している。また、図 2〜図 4では、配線、配管等の図示は省略している。

[0038] 図 2、図 3に示すように、エンジンルーム 35の側方のうち一方側の側方には、油圧ショベル 1の前方側に立設した仕切板 10及びオイルタンク 29の端面が立設され、他方側には、カウンタウェイト 8の壁部 8aが立設されている。仕切板 10及びオイルタンク 29 の端面によって、ハイブリッド作業車両の前方側とエンジンルームとを画成する仕切部材が構成されている。

[0039] また、エンジンルーム 35内は、エンジン隔壁としてのクーリングユニット 18によって左右の室に画成されており、図 2における向かって左側には吸気室 36が形成され、右側にはエンジン等を載置した室が形成されている。エンジン 15には発電電動機 16及び主油圧ポンプ 17が直列状態に配設されており、エンジン 15と発電電動機 16と主油圧ポンプ 17と力パワーユニットが構成されている。このように、パワーユニットは、仕切板 10及びオイルタンク 29の端面 29aとカウンタウェイト 8の壁部 8aとの間に配設されている。

[0040] クーリングユニット 18の構成については、特に、平面図を示す図 3においても詳細には図示して!/ヽな、が、エンジンを含んだ油圧ラインにおける冷却機器であるエンジンラジェータ、オイルクーラ、ァウタクーラ、燃料クーラ等を横一列に並列させた構成に

、後述する電子ユニットを冷却するためのラジェータを一体的に組み付けた構造となつている。クーリングユニット 18の前方側は、吸気室 36として構成されている。電子ュニットを冷却するためのラジェータと油圧ラインにおける冷却機器とを別体に並列させて配設させる構成とすることもできる。

[0041] また、クーリングユニット 18の後方には、シュラウド 20内に配設した 2点鎖線で示す冷却ファン 19が配設され、同シユラウド 20には風胴 21が連接している。冷却ファン 19 で吸引した冷風は、風胴 21によって整流として流れるように調整され、風胴 21の下流側に配したパワーユニット等に対して集中的に供給することができる。

尚、発電電動機 16及び主油圧ポンプ 17を、エンジン 15に対して直列状に配設する代わりに、ベルト駆動手段等を介して別置きあるいは並列に配設しておくこともできる

[0042] 風胴 21から出力された冷風は、エンジン 15、発電電動機 16及び主油圧ポンプ 17のノヮ一ユニット等を冷却した後、図示せぬ図 2の右側に配設した外装カバー 9の排気口又は、エンジン 15、発電電動機 16及び主油圧ポンプ 17等の下部に形成した排気ロカ外部に排出されることになる。

[0043] 図 3、図 4及び吸気室 36からクーリングユニット 18を見た図 5の側面図に示すように、吸気室 36内における外装フレーム 11側に偏位した部位には、発電電動機 16で発電した電力を蓄電する蓄電装置 26、ノ、イブリツド用の制御機器 25が配設されている。蓄電装置 26は、発電電動機 16で発電した電力を蓄電するとともに、エンジン 15の駆動トルクが低下して、エンジン 15をアシストする必要がある場合には、駆動モータへ電力を供給する。

[0044] 制御機器 25としては、発電電動機 16で発電した電力を交流電流から直流電流に変換し、蓄電装置 26で蓄電された直流電流を交流電流に変換するインバータ、ハイブリツド用の電気機器を制御するドライバ一等の制御用の機器力も構成されている。尚、図 5においても、配線、管路等の図示は省略している。

[0045] また、蓄電装置 26としては、小型化された高容量の蓄電器を用いることができ、例えば、高速での充電、放電の繰り返しが可能な小型で高容量のキャパシタ、リチュームイオン電池、リチュームポリマー電池等を用いることができる。

蓄電装置 26は、高温状態で作動させないようにして、蓄電装置 26としての効率の低下及び寿命の低下を防止するため、冷却用ヒートシンク 24の板状部分に載置され、この冷却用ヒートシンク 24に供給される冷却液によって効率的に冷却される。また、制御機器 25を発熱力も防止するため、制御機器 25を構成する筐体内には、冷却用ヒートシンク 24から出た冷却液を通過させる図示しない冷却用流路が設けられている。尚、蓄電装置 26及び制御機器 25は電子ユニット 38としてユニットィ匕されて、る。

[0046] 冷却用ヒートシンク 24は全体が板状であってもよいが、図 4、図 5に点線で示すように、冷却用ヒートシンク 24の周縁の高さ位置を、上部旋回体フレーム 6のサイドフレーム 6aにおける上面高さと略等しい位置までであれば、上方に延設させてもよい。このような場合では、蓄電装置 26は冷却用ヒートシンク 24内に収納した形で配されることになるが、冷却用ヒートシンク 24の周縁を必要以上に延設させないことで、蓄電装置 2 6の上部に配設した制御機器 25を上部旋回体フレーム 6の上面高さ位置力も突出させることができる。これにより、制御機器 25は、冷却用ヒートシンク 24の周縁によって遮られることなく吸気室 36内に導入した外気によっても冷却することができ、し力も、蓄電装置 26をより小型化することにより、電子ユニット 38をクーリングユニット 18の前面側に配置したとしても、クーリングユニット 18に供給される外気の流れを乱すことがない。

[0047] 図 2〜図 5で示すように、冷却用ヒートシンク 24および電子ユニット 38は、上部旋回体フレーム 6のサイドフレーム 6aの内側で、かつ前記上部旋回体フレーム 6の角部におけるアンダーカバー 13 (図 6参照）の上部に配置されている。図 6は、油圧ショベル 1の前方側力後方側を望んだ斜視図であって、上部旋回体フレーム 6にカウンタウエイト 8を取り付けた状態を示しており、パワーユニット、クーリングユニット、蓄電装置等は省略して示している。図 6に示すように、アンダーカバー 13は上部旋回体フレーム 6の一部を構成するサイドフレーム 6aに取り付けられており、サイドフレーム 6aの内側で上部旋回体フレーム 6の底面部側に配設されている。即ち、上部旋回体フレーム 6を構成するメインフレーム 30、サイドフレーム 6a、中間フレーム 6b、リアフレーム 6c ( V、ずれも図 6参照）内に電子ユニット 38が配置されて!、るのである。

[0048] 冷却用ヒートシンク 24を弹性的に支持するため、冷却用ヒートシンク 24は緩衝材 42 を介してアンダーカバー 13上に支持固定されている。冷却用ヒートシンク 24を弹性的に支持することにより、冷却用ヒートシンク 24に一体に設けられた電子ユニット 38が油圧ショベル 1から受ける振動の影響を少なくすることができる。 [0049] 冷却用ヒートシンク 24には、吸気室 36内に配設した冷却用ポンプ 27から吐出した冷却液を供給することができる。冷却用ポンプ 27と電子ユニット 38とをアッセンプリ化しておくことも、電子ユニット 38とは別体の別置き構成としておくことができる。

[0050] 図 7は、冷却回路を示す図である。冷却用ポンプ 27から冷却用ヒートシンク 24に供給された冷却液により先ず、蓄電装置 26が冷却される。次いで冷却液は、制御機器 2 5の筐体に設けられた流路を通過して当該制御機器 25を冷却した後、上部旋回体 3 ( 図 1参照）を下部走行体 2 (図 1参照）に対して旋回駆動する旋回電動機 22内の冷却油を冷却することになる。旋回電動機 22は、蓄電装置 26からの電力によって駆動される。

[0051] 旋回電動機 22内の冷却油を冷却した冷却液は、油圧ラインにおける冷却機器であるエンジンラジェータ 18a、オイルクーラ 18b、ァウタクーラ 18c、燃料クーラ 18d等の前面側に配設したラジェータ 31によって冷やされることになる。ラジェータ 31で冷やされた冷却液は、直接冷却用ポンプ 27によって吸引されて、上述した冷却回路内を循環することになる。ラジェータ 31で冷やされた冷却液を図示せぬタンクに排出し、同タンク内の冷却液を冷却用ポンプ 27で吸弓 Iする冷却回路を構成することもできる。また、油圧ラインにおける冷却機器の一部であるラジェータを、前記冷却回路におけるラジエータ 31として兼用させることもできる。

[0052] ここで、旋回電動機 22を冷却するための冷却油は、エンジン 15によって PTO装置を介して駆動される油圧ポンプ 90にて供給され、循環するように構成されている。一方、別の油圧ポンプ 91がエンジン 15で同様に駆動される。この油圧ポンプ 91は、発電電動機 16を冷却するための冷却油を供給、循環するように構成されている。この際、発電電動機 16にはオイルクーラ 16aが設けられており、このオイルクーラ 16aにて冷却油がエンジン 15からのエンジン冷却液によって冷却されるようになっている。図 7では、不凍水溶液等の冷却液の回路を実線で示し、冷却油の回路を点線で示した。

[0053] 図 3に示すように、上部旋回体フレーム 6の前方側右側部には、燃料タンク 28、オイルタンク 29及び油圧ショベル 1の車体用に用いるバッテリボックス '操作弁 37等が配設されている。また、上部旋回体フレーム 6の左側部には、エアクリーナ 34等が配設されている。カウンタウェイト 8の中央部は、上部旋回体フレーム 6から後方側に延設したメインフレーム 30に嵌合して載置固定されるとともに、カウンタウェイト 8の両端縁部側は上部旋回体フレーム 6や外装フレーム 11等に支持固定される。

[0054] このように本発明によって、クーリングユニット 18及び電子式機器制御用のラジェ一タ 31を一ヶ所に集中的に配設することができるので、吸気口 12力導入した空気をシユラウド 20内に配設した冷却ファン 19によって引き起こされる空気の流れを効率的に禾 IJ用することができる。しかも、吸気室 36の周囲をクーリングユニット 18、仕切板 10、ォィルタンク 29の端面 29a、外装カバー 9の一部であるエンジンフード 40及びドア 41及びカウンタウェイト 8の壁部 8aによって取囲んでおくことができるので、吸気室 36内に取り込んだ外気を有効に利用して、クーリングユニット 18及びラジェータ 31の冷却効率を高めることができる。

[0055] また、シュラウド 20に連接した風胴 21によって、クーリングユニット 18及びラジェータ 31を冷却した後の空気を整流にして、エンジン 15、発電電動機 16、主油圧ポンプ 17 等を冷却することができる。このため、整流となった冷風を、エンジン 15、発電電動機 16、主油圧ポンプ 17等の表面に沿って満遍なく流すことができる。

[0056] 尚、エンジン 15、発電電動機 16、主油圧ポンプ 17等の冷却は、風胴 21からの冷風以外にも、従来力も行われているように、クーリングユニット 18によって冷却される冷却液、オイル等によって冷却されている。

[0057] 蓄電装置 26及び制御機器 25をユニット化した電子ユニット 38は、吸気室 36内の側部に配設しておくことができ、し力も、吸気室 36に取り入れた空気の流れは、電子ュニット 38によって邪魔されることなぐクーリングユニット 18及びラジェータ 31に供給することがでさる。

[0058] し力も、ユニットィ匕した蓄電装置 26及び制御機器 25の電子ユニット 38では、蓄電装置 26を冷却用ヒートシンク 24に配設しておくことができるので、発熱量の大きな蓄電装置 26から先に、冷却液によって冷却することができる。このため、蓄電装置 26及び制御機器 25の電子ユニット 38に対する冷却効率を高めることができる。

[0059] 更に、蓄電装置 26及び制御機器 25をユニットィ匕して電子ユニット 38とすることで、電子ユニット 38を上部旋回体フレーム 6上に配設する組立性を大幅に向上させることができる。し力も、電子ユニット 38を発電電動機 16に近づけて構成することができるので、配線の長さを短く構成でき、配線における電力損失を小さくすることができる。

[0060] また、電子ユニット 38及び旋回電動機 22に冷却用の冷却液を供給する冷却用ボンプ 27を冷却用の空気が通り抜ける吸気室 36内に配設しているので、冷却用ポンプ 27 に対する空冷を行うこともできる。

実施例 2

[0061] 図 8は、本願発明に係わる他の実施形態の概略を示すエンジンルームの後ろ正面図である。実施例 1では、電子ユニット 38を吸気室 36内に配設した構成に特徴を有していたが、実施例 2では、電子ユニット 38をパワーユニットの主油圧ポンプ 17側に配設した構成に特徴を有している。他の構成は実施例 1における構成と同様の構成とすることができる。このため、実施例 1と同様の構成については、実施例 1において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。

[0062] 図 8に示すように、電子ユニット 38を内部に配設した冷却用ヒートシンク 24は、主油圧ポンプ 17の下方側の空間部において上部旋回体フレーム 6のサイドフレーム 6aの内側に設けたアンダーカバー 13 (図 6参照）上に配置されている。即ち、本実施例でも、上部旋回体フレーム 6を構成するメインフレーム 30、サイドフレーム 6a、中間フレーム（図示略）、リアフレーム 6c内に電子ユニット 38が配置されているのである。

[0063] 冷却用ヒートシンク 24の上面高さ位置は、図 8における点線で示すように上部旋回体フレーム 6のサイドフレーム 6aにおける上面高さと略等しい位置にあり、蓄電装置 26 は冷却用ヒートシンク 24内に上方力没した形で配されている。蓄電装置 26を小型化することによって、蓄電装置 26の上部に配設した制御機器 25は、上部旋回体フレーム 6の上面高さ位置力多少突出した配置位置であって、主油圧ポンプ 17に当接しない位置に配設することができる。

[0064] また、冷却用ヒートシンク 24を弹性的に支持するため、冷却用ヒートシンク 24は緩衝材 42を介してアンダーカバー 13上に支持固定されている。冷却用ヒートシンク 24には、電子ユニット 38とアッセンプリ化した図示せぬ冷却用ポンプ力の冷却液を供給することができる。冷却用ポンプは、電子ユニット 38とは別体の別置きタイプとして構成としておくことちでさる。

[0065] この構成によって、電子ユニット 38は、発電電動機 16の近傍に配設することができるので、発電電動機 16と電子ユニット 38とを接続する配線の長さを短くすることができ、配線部での電力損失を小さくすることができる。

[0066] 実施例 1と実施例 2とを合わせた構成を採用して、吸気室 36と主油圧ポンプ 17の下方側とにそれぞれ蓄電装置を配設した構成にすれば、蓄電装置 26としては大容量の蓄電装置として構成しておくことができる。

実施例 3

[0067] 図 9は、本願発明に係わる他の実施形態の概略を示すエンジンルームの後ろ正面図である。この実施例 3において、エンジン 15で駆動される冷却ファン 19は、その一部 (本実施例では約 1Z3程度）がエンジン 15側に露出した状態で風胴 21内に配置されている。このような構成により、冷風を効率的に吸い込むことができ、各冷却部分での冷却効率を向上させることができる。

[0068] このようにして、本発明では、吸気室 36内に蓄電装置 26、制御機器 25、冷却用ボンプ 27及び制御機器用のラジェータ 31を配設した構成、上部旋回体の旋回モータとして旋回電動機 22を設けた構成以外は、既存の油圧ショベルの構成を共通化して利用することができる。これにより、ハイブリッド仕様の油圧ショベルを、製造価格の上昇を小さく抑えて製造することが可能となる。

産業上の利用可能性

[0069] 本願発明は、本願発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本願発明の技術思想を適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] エンジンを横向きに配置したハイブリッド作業車両において、

前記エンジンと前記エンジンに配された発電電動機及び主油圧ポンプと力なるパヮーユニットを備え、

前記パワーユニットのエンジン側又は前記主油圧ポンプ側のうち少なくとも一方の側に、前記発電電動機で発電した電力を蓄電する蓄電装置を配してなることを特徴とするハイブリッド作業車両。

[2] 前記パワーユニットが、前記ハイブリッド作業車両の前方側とエンジンルームとを画成する仕切部材と、前記エンジンルーム側に面するカウンタウェイトの壁部との間に配設されてなることを特徴とする請求項 1記載のハイブリッド作業車両。

[3] 前記蓄電装置と前記ハイブリッド作業車両の電動部を制御する制御機器とが、一体化された電子ユニットとして構成され、

前記電子ユニットが、前記パワーユニットのエンジン側又は前記パワーユニットの主油圧ポンプ側のうち少なくとも一方の側における側方部位に配設されてなることを特徴とする請求項 1又は 2記載のハイブリッド作業車両。

[4] 前記電子ユニットは液冷構造を有し、前記液冷構造が、前記蓄電装置から前記制御機器の順に冷却液で冷却する構成となっていることを特徴とする請求項 3記載のノヽイブリッド作業車両。

[5] 前記電子ユニットに冷却液を供給する冷却用ポンプが設けられ、前記冷却構造では、前記冷却用ポンプから吐出された冷却液は、前記蓄電装置に設けられた冷却用ヒートシンクを通り、次いで前記制御機器を通った後、下部走行体に対して上部旋回体を旋回駆動する旋回電動機を通ってラジェータに戻り、前記ラジェータで冷却された後に前記冷却用ポンプで吸引されて循環することを特徴とする請求項 4記載のノヽイブリッド作業車両。

[6] 前記電子ユニットに冷却液を供給する冷却用ポンプが、前記エンジンルーム内に配設されてなることを特徴とする請求項 4記載のハイブリッド作業車両。

[7] 前記電子ユニット又は前記電子ユニットと前記冷却用ポンプとをアッセンプリ化したものが、緩衝材を介して支持されてなることを特徴とする請求項 6記載のハイブリッド作業車両。

[8] 前記電子ユニットを冷却する冷却液はラジェータを通して循環し、前記ラジェータは、前記エンジンを含む油圧ライン用の冷却機器で構成されたクーリングユニットに対し、冷風の流れの上流側に配置されていることを特徴とする請求項 6に記載のハイブリツド作業車両。

[9] 前記ラジェータは、前記電子ユニットと前記クーリングユニットとの間に配置されていることを特徴とする請求項 8記載のハイブリッド作業車両。

[10] 前記電子ユニットには、前記電子ユニットを冷却するためのラジェータが接続されており、前記ラジェータと油圧ラインにおけるオイルクーラ等の冷却機器とが、クーリングユニットとして一体構造に組み立てられてなることを特徴とする請求項 3記載のハイブリツド作業車両。

[11] 前記パワーユニットと前記電子ユニットと前記クーリングユニットとが、横一列に配置されてなることを特徴とする請求項 10記載のハイブリッド車両。

[12] 前記電子ユニットは、上部旋回体フレームを構成するメインフレーム、サイドフレーム、中間フレーム、およびリアフレームで囲まれた領域内に配置されてなることを特徴とする請求項 1又は 2記載のハイブリッド作業車両。

[13] ノ、イブリツド作業車両において、

車両の前後方向に沿ったメインフレームに対して直交する状態で配置されたェンジンと、前記エンジンに配された前記発電電動機及び主油圧ポンプと、前記エンジンを含む油圧ライン中の冷却機器で構成されたクーリングユニットと、前記発電電動機で発電された電力を蓄電する蓄電装置と、前記ハイブリッド作業車両の電動部を制御する制御機器と、これらの蓄電装置及び制御機器を冷却するために設けられたラジエータと、前記クーリングユニット及び前記ラジェータに当てる冷風を生じさせる冷去 Pファンとを備え、

前記冷風の上流側から、前記蓄電装置及び前記制御機器、前記ラジェータ、前記クーリングユニット、前記冷却ファン、前記エンジン、前記発電電動機、前記主油圧ポンプの順で配置されていることを特徴とするハイブリッド作業車両。

[14] 前記クーリングユニットと前記エンジンとの間には、前記冷風の上流側から順にシュラウド、風胴が配置され

前記冷却ファンは、その一部が前記エンジン側に露出した状態で前記風胴内に配置されていることを特徴とする請求項 10記載のハイブリッド車両。