WO2012111282A1 - ハイブリッド建設機械 - Google Patents

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WO2012111282A1
WO2012111282A1 PCT/JP2012/000853 JP2012000853W WO2012111282A1 WO 2012111282 A1 WO2012111282 A1 WO 2012111282A1 JP 2012000853 W JP2012000853 W JP 2012000853W WO 2012111282 A1 WO2012111282 A1 WO 2012111282A1
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device case
cooling water
controller
motor
construction machine
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PCT/JP2012/000853
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Inventor
浩司 上田
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コベルコ建機株式会社
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    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid construction machine such as a hybrid excavator with an improved layout of a storage device and a controller as a hybrid device.
  • the excavator includes a crawler-type lower traveling body 1, an upper revolving body 2 provided on the lower traveling body 1 so as to be able to swivel about an axis perpendicular to the ground,
  • a work attachment 9 mounted on the front part of the upper swing body 2 with a boom foot pin 13 and a control valve 28 (see FIG. 9) for controlling the drive of the work attachment 9 are provided.
  • the work attachment 9 includes a boom 3, an arm 4, a bucket 5, and hydraulic cylinders (boom cylinder, arm cylinder, and bucket cylinder) 6, 7, and 8 that operate these.
  • the upper swing body 2 includes an upper frame 10 as a base, and a pair of left and right vertical plates 11 and 12 provided at an intermediate portion in the left and right direction of the upper frame 10. ing.
  • the vertical plates 11 and 12 are arranged at intervals in the left-right direction, and are provided over substantially the entire length of the upper frame 10 in the front-rear direction.
  • each vertical board 11 and 12 protrudes upwards so that it may become a mountain shape, as shown in FIG.
  • Boom foot pins 13 are provided in front of the vertical plates 11 and 12 so as to penetrate the vertical plates 11 and 12 horizontally in the left-right direction.
  • a base end portion of the boom 3 is pivotally attached to the vertical plates 11 and 12 by a boom foot pin 13. Thereby, the boom 3 (the whole work attachment 9) can be raised and lowered around the boom foot pin 13.
  • an engine room 15 whose upper surface is opened and closed by a maintenance bonnet 14 is provided at the rear of the upper frame 10.
  • the engine room 15 is provided with an engine 16 as a power source and devices around the engine (a radiator 17, a cooling fan 18, a hydraulic pump 19, etc.).
  • the cabin 20 is located on one of the left and right sides of the vertical plates 11 and 12 ahead of the engine room 15 (generally, on the left side, hereinafter described in this case).
  • a fuel tank 21 and a hydraulic oil tank 22 are installed side by side on the left and right sides of the vertical plates 11 and 12.
  • a worker performing maintenance ascends and descends toward the bonnet 14 (equipment in the engine room 15) in front of the fuel tank 21 (right front of the upper frame 10).
  • An elevating step 23 is provided for this purpose.
  • the ascending / descending step 23 is formed in a stepped shape that rises rearward and is hollow.
  • front / rear and “left / right” refer to directions viewed from an operator seated in the cabin 20.
  • Fig. 9 shows the block configuration of the drive system and control system when this excavator is configured as a hybrid system.
  • the hybrid excavator has a hybrid device in addition to the basic configuration of the excavator.
  • the hybrid device includes a generator motor 24 that can operate as a generator and a motor, a swing motor 25 as a swing drive source, a storage device 26 such as a secondary battery, a controller 27 that controls these, and a control. And a mechatronics controller 35 that controls the control valve 28 in cooperation with the device 27.
  • the generator motor 24 is driven by the engine 16. Specifically, as shown in FIG. 7, the generator motor 24 is connected to the engine 16 along with the hydraulic pump 19.
  • a hydraulic actuator 29 shown in FIG. 9 includes the hydraulic cylinders 6 to 8 and left and right traveling hydraulic motors (not shown).
  • the hydraulic actuator 29 is driven by the supply of pressure oil discharged from the hydraulic pump 19 through the control valve 28.
  • the control valve 28 is provided for every actuator, in FIG. 9, it is shown as an aggregate of a plurality of control valves.
  • the turning electric motor 25 is provided facing the turning bearing 30 shown in FIG. 6 (see FIG. 7), and turns the upper turning body 2 by driving a turning gear (not shown).
  • the accumulator 26 is connected to the generator motor 24 and the swing motor 25 by a plurality of power cables 31 indicated by thick lines in FIG.
  • Controller 27 executes various controls necessary for the hybrid excavator. Specifically, the controller 27 switches between the operation of the generator motor 24 as a generator and the operation of the motor, power generated by the generator motor 24, current to the generator motor 24, torque of the generator motor 24, It controls charging / discharging of the battery 26, driving / stopping of the swing motor 25, etc. according to the excess or deficiency of the generator output.
  • the controller 27 includes an inverter 33 and a hybrid controller 34 connected to the inverter 33.
  • the inverter 33 is connected to the generator motor 24 and the turning motor 25 by a signal cable 32 indicated by a broken line.
  • the battery 26 is directly connected to the hybrid controller 34.
  • the mechatronics controller 35 controls the control valve 28 in accordance with the operation of an operation lever (not shown) and in cooperation with the hybrid controller 34.
  • the capacitor 26 and the controller 27 are often arranged in the engine room 15 (for example, Patent Documents). 1 and 2).
  • the capacitors 26 and the controller 27 may be distributed and arranged at a plurality of locations on the upper frame using an empty space.
  • the condenser 26 and the controller 27 are forcibly arranged in the engine room 15, the ventilation with respect to the radiator 17 is obstructed and / or the heat of the condenser 26 and the controller 27 becomes intense.
  • the capacitors 26 and the controller 27 are arranged in a distributed manner, problems such as troublesome assembly and maintenance of the machine occur.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid construction machine having a vehicle size equivalent to that of an ordinary excavator and capable of efficiently installing a capacitor and a controller without incurring airflow obstruction.
  • the present invention is a hybrid construction machine, which is a lower traveling body, an upper frame that is turnably mounted on the lower traveling body, and an engine provided at a rear portion of the upper frame.
  • a room a pair of left and right vertical plates extending in the front-rear direction at a middle portion of the upper frame in the left-right direction, and a cabin provided at an outer position of the vertical plates in the left-right direction out of the space on the upper frame;
  • a work attachment having a base end portion attached by a boom foot pin to the front part of both the vertical plates, a generator motor operable as a generator and an electric motor, and a drive for operating the generator motor as a generator
  • An engine as a power source and a power source for operating the generator motor as a motor, and the generator motor
  • FIG. 1 It is a schematic plan view of the shovel which concerns on embodiment of this invention.
  • A) is the side view seen in the direction of arrow A of FIG. 1
  • (b) is the side view seen in the direction of arrow B of FIG.
  • the embodiment is applied to a hybrid excavator.
  • the hybrid excavator according to the embodiment includes the same configuration as the prior art shown in FIGS.
  • the hybrid excavator according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the hybrid excavator includes a crawler-type lower traveling body 1 and an upper swing provided on the lower traveling body 1 so as to be pivotable about an axis perpendicular to the ground.
  • Body 2 a work attachment 9 having a base end portion attached to the front portion of the upper swing body 2 by a boom foot pin 13, a control valve 28 (see FIG. 9) for controlling the drive of the work attachment 9, and a hybrid Equipment.
  • the work attachment 9 is attached to a boom 3 having a base end portion that is rotatably supported with respect to the upper swing body 2, and to be swingable with respect to a distal end portion of the boom 3.
  • An arm 4 having a base end portion and a bucket 5 attached so as to be swingable with respect to a tip end portion of the arm 4 are provided.
  • the work attachment 9 includes a boom cylinder 6 that moves the boom 3 up and down, an arm cylinder 7 that rotates the arm 4, and a bucket cylinder 8 that rotates the bucket 5.
  • the upper swing body 2 includes an upper frame 10 as a base that is swingably provided on the lower traveling body 1, an engine room 15 that is provided at the rear of the upper frame 10, A pair of left and right vertical plates 11 and 12 extending in the front-rear direction at an intermediate portion of the upper frame 10 in the left-right direction, a cabin 20 provided on the upper frame 10, an engine 16, equipment around the engine (a radiator 17, a cooling fan 18, A hydraulic pump 19), a fuel tank 21, and a hydraulic oil tank 22. Furthermore, as will be described in detail later, the upper swing body 2 according to the present embodiment includes a device case 36 shown in FIGS.
  • the upper surface of the engine room 15 can be opened and closed by a maintenance bonnet 14 as shown in FIG.
  • the vertical plates 11 and 12 are arranged with a space in the left-right direction and are provided over substantially the entire length of the upper frame 10 in the front-rear direction.
  • the front part of each vertical board 11 and 12 protrudes upwards so that it may become a mountain shape, as shown in FIG.
  • Boom foot pins 13 are provided in front of the vertical plates 11 and 12 so as to penetrate the vertical plates 11 and 12 horizontally in the left-right direction.
  • the base end portion of the boom 3 is pivotally attached to the vertical plates 11 and 12 by a boom foot pin 13. Thereby, the boom 3 (the whole work attachment 9) can be raised and lowered around the boom foot pin 13.
  • the cabin 20 is provided at the outer side position (left side position in the present embodiment) of the vertical plates 11 and 12 in the left-right direction in the space on the upper frame 10.
  • the cabin 20 is provided in front of the engine room 15.
  • the engine 16, the radiator 17, the cooling fan 18 and the hydraulic pump 19 are provided in the engine room 15.
  • the fuel tank 21 and the hydraulic oil tank 22 are arranged side by side on the right side of each of the vertical plates 11 and 12. Specifically, the fuel tank 21 is disposed in front of the hydraulic oil tank 22 and behind a device case 36 to be described later.
  • the hybrid device includes a generator motor 24 that can operate as a generator and a motor, a swing motor 25 that rotates the upper swing body 2, a battery 26 such as a secondary battery, a generator motor 24, a swing A controller 27 that controls the operation of the electric motor 25 and the battery 26 and a mechatronic controller 35 that controls the control valve 28 in cooperation with the controller 27 are provided.
  • the generator motor 24 can operate as a generator using the engine 16 as a drive source. Specifically, as shown in FIG. 1, the generator motor 24 is connected to the engine 16 along with the hydraulic pump 19.
  • the turning motor 25 turns the upper frame 10 (upper turning body 2) using the battery 26 as a power source. Specifically, the turning electric motor 25 is provided facing the turning bearing 30 shown in FIG. 2, and turns the upper turning body 2 by driving a turning gear (not shown).
  • the capacitor 26 constitutes a power source for operating the generator motor 24 as an electric motor, and is charged by the operation of the generator motor 24 as a generator.
  • the battery 26 is connected to the generator motor 24 and the swing motor 25 by a plurality of power cables 31 indicated by thick lines in FIG.
  • Controller 27 executes various controls necessary for the hybrid excavator. Specifically, the controller 27 switches between the operation of the generator motor 24 as a generator and the operation of the motor, power generated by the generator motor 24, current to the generator motor 24, torque of the generator motor 24, It controls charging / discharging of the battery 26, driving / stopping of the swing motor 25, etc. according to the excess or deficiency of the generator output.
  • the controller 27 includes an inverter 33 that controls the operation of the generator motor 24 and the swing motor 25, and a hybrid controller 34 that outputs a control command (such as a charge / discharge command of the capacitor 26) to the inverter 33 and the capacitor 26.
  • a control command such as a charge / discharge command of the capacitor 26
  • the inverter 33 is connected to the generator motor 24 and the swing motor 25 by a signal cable 32 indicated by a broken line in FIG.
  • the hybrid controller 34 is electrically connected to the battery 26 and the inverter 33.
  • the mechatronics controller 35 controls the control valve 28 in accordance with the operation of an operation lever (not shown) and in cooperation with the hybrid controller 34.
  • the hydraulic actuator 29 shown in FIG. 9 includes the hydraulic cylinders 6 to 8 and left and right traveling hydraulic motors (not shown).
  • the hydraulic actuator 29 is driven by the supply of pressure oil discharged from the hydraulic pump 19 through the control valve 28.
  • the control valve 28 is provided for every actuator, in FIG. 9, it is shown as an aggregate of a plurality of control valves.
  • the device case 36 centrally stores the battery 26 and the controller 27 (the inverter 33 and the hybrid controller 34).
  • the device case 36 is provided on the opposite side (right side in the present embodiment) of the cabin 20 across the vertical plates 11 and 12 in the space on the upper frame 10 and on the front portion of the upper frame 10. Yes. Specifically, the device case 36 is provided in front of the fuel tank 21.
  • the equipment case 36 constitutes an elevating step formed in a staircase that rises backward so that a worker performing maintenance can move up and down toward the hood 14 (equipment in the engine room 15).
  • the device case 36 is formed of a panel material as shown in FIGS.
  • the device case 36 is a box having three steps.
  • the device case 36 includes a lowermost first step surface 36a, a second step surface 36b arranged one step above and to the left of the first step surface 36a, and the second step surface 36b. And an uppermost third step surface 36c disposed one step above the step surface 36b.
  • 36d is the first right side surface facing right between the first step surface 36a and the second step surface 36b
  • 36e is between the first step surface 36a and the second step surface 36b.
  • the first front side surface 36f facing forward indicates the second front side surface facing forward between the second step surface 36b and the third step surface 36c, respectively.
  • step surfaces 36a, 36b, and 36c are omitted in order to avoid complication of the drawing.
  • the device case 36 stores the capacitor 26, the inverter 33, and the hybrid controller 34 that are stacked in a staircase shape corresponding to the device case 36 so that the capacitor 26 is the lowest layer.
  • the battery 26, the inverter 33, and the hybrid controller 34 are arranged in the device case 36 in a state of being stacked in a staircase shape corresponding to the device case 36.
  • the battery 26 is the largest and heaviest among the battery 26, the inverter 33 and the hybrid controller 34. As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the battery 26 is installed at almost the entire area in the device case 36 at the lower part in the device case 36. Specifically, the battery 26 occupies almost the entire area of the device case 36 in a plan view in a range below the first step surface 36a.
  • the hybrid controller 34 is arranged on the front left side of the upper surface of the battery 26. Specifically, the hybrid controller 34 is provided in a range below the second step surface 36b, to the left of the first right side surface 36d, and before the first front side surface 36e.
  • the inverter 33 is arranged at the rear part of the hybrid controller 34 on the battery 26. Specifically, the inverter 33 is provided in a range behind the first front side surface 36e. Further, the inverter 33 is substantially L-shaped in a side view having an upper surface disposed below the second step surface 36b and the third step surface 36c and a front surface disposed behind the second front side surface 36f. Is formed.
  • inverter 33 and the hybrid controller 34 are illustrated in a box shape with a clear outline in order to facilitate understanding of the shape.
  • the actual inverter 33 and hybrid controller 34 are each an assembly of parts without a clear outline.
  • the conventional lifting step 23 for maintenance shown in FIGS. 7 and 8 occupies a relatively large space and is not effectively used. Specifically, the conventional elevating step 23 has been used for storing tools.
  • the inventors of the present application have focused on this point, and have come up with an invention in which the power storage device 26 and the controller 27 of the hybrid device are centrally stored in one stepped device case 36.
  • the battery 26 and the controller 27 can be efficiently installed with a vehicle grade equivalent to that of a normal excavator, that is, without sacrificing the installation space and maintenance space of other devices.
  • the present embodiment unlike the case where the power storage device 26 and the controller 27 are arranged in the engine room 15, it is possible to avoid the adverse effect that the ventilation to the radiator 17 is inhibited and / or that the heat generation of the device itself becomes intense. it can. Furthermore, in the present embodiment, since the storage battery 26 and the controller 27 are centrally arranged in the lifting step (device case 36) that is easily accessible from the outside, maintenance of these is facilitated.
  • an opening for maintenance can be provided on the right side or top surface of the device case 36. Further, a door for opening and closing the maintenance opening may be provided in the device case 36.
  • the battery 26 and the controller 27 are centrally stored in one device case 36. Therefore, the capacitor 26 and the controller 27 can be easily connected at the shortest distance, and the capacitor 26 and the controller 27 can be connected using a hidden wiring that is not exposed to the outside.
  • the dustproof process and the waterproof process for the battery 26 and the controller 27 can be collectively performed on one device case 36. Therefore, each of the above processes can be performed easily and at low cost.
  • the boom foot pin 13 can be inserted / removed only from the side opposite to the cabin 20, that is, from the right side.
  • the device case 36 is located on the right side of the boom foot pin 13. For this reason, the device case 36 may interfere with the insertion and removal of the boom foot pin 13.
  • the device case 36 has a shape in which a pin insertion / removal space in which the boom foot pin 13 can be inserted / removed in the axial direction is secured on the right side of both the vertical plates 11, 12. Have.
  • the device case 36 has a front and upper side so that the boom foot pin 13 can be seen from a viewpoint (viewpoint in FIG. 2) from the opposite side of the vertical plates 11 and 12 across the device case 36.
  • a notch 36g to be opened is formed.
  • the cutout portion 36g is defined by the second step surface 36b and the second front side surface 36f. That is, the upward surface that defines the notch 36g constitutes a scaffold (second step surface 36b). Therefore, in this embodiment, the boom foot pin 13 can be inserted / removed through the notch 36g.
  • the upward second step surface 36b defining the notch 36g is used as a scaffold, a pin insertion / removal space can be formed while maintaining the size of the device case 36.
  • the generator motor 24 is disposed on the right side of the rear portion of the upper frame 10. Moreover, the turning electric motor 25 is arrange
  • the power cable 31 is wired as shown in FIGS. Specifically, the power cable 31 is a path that passes through a gap-shaped space S (referenced in FIG. 1) formed between the left side surface of the device case 36 and the right side surface of the right vertical plate 12. Wired. The power cable 31 is connected to a power cable (not shown) in the device case 36.
  • the generator motor 24 is disposed behind the device case 36. Therefore, the power cable 31 that connects the storage battery 26 and the generator motor 24 is guided to the generator motor 24 through the space S between the right side surface of the right vertical plate 12 and the left side surface of the device case 36.
  • a dead space called the space S between the right vertical plate 12 and the device case 36 is used as the wiring path of the power cable 31. Therefore, it is unnecessary or minimal to modify or process the upper frame 10 for newly securing a wiring path.
  • the right vertical plate 12 and the device case 36 can be used as a guide for the power cable 31.
  • the power cable 31 can be easily wired while being concealed from the outside.
  • the power cable 31 when the power cable 31 is guided from the device case 36 to the generator motor 24 disposed behind the device case 36, the power cable 31 is guided to a device (for example, the turning motor 25) disposed on the side of the device case 36. Compared with, the power cable 31 can be guided in a longer range by the right vertical plate 12.
  • connection position of the power cable 31 is set on the left side surface of the device case 36 at a position above the upper end of the right vertical plate 12 (a little below the third step surface 36c). . That is, the device case 36 has a connection portion 40 (shown only in FIG. 2) to which the power cable 31 can be connected above the upper end of the right vertical plate 12.
  • the power cable 31 can be connected to the device case 36 in a state where the right vertical plate 12 does not get in the way. Therefore, the wiring of the power cable 31 is further facilitated.
  • the battery 26 and the controller 27 generate heat. Therefore, in this embodiment, the battery 26 and the controller 27 in the device case 36 are cooled by a water cooling method.
  • the engine room 15 is provided with a cooling water pump and a radiator for hybrid equipment (both not shown).
  • the cooling water discharged from the cooling water pump is introduced into the equipment case 36 through the cooling water inlet pipe.
  • the cooled cooling water is returned from the device case 36 to the cooling water pump via the radiator via the cooling water outlet pipe.
  • the device case 36 includes a cooling water inlet 37 for introducing the cooling water into the device case 36, and a cooling water inlet for deriving the cooling water from the device case 36. And a cooling water outlet 38.
  • the cooling water inlet 37 and the cooling water outlet 38 are provided on the left side surface of the device case 36 facing the right vertical plate 12 at a position away from the right vertical plate 12 when viewed from the side. Further, the cooling water inlet 37 and the cooling water outlet 38 are arranged separately in the front part and the rear part of the device case 36, and the cooling water outlet 38 is arranged higher than the cooling water inlet 37. Specifically, the cooling water inlet 37 is provided at the front portion of the left side surface of the device case 36. The cooling water outlet 38 is provided at the rear part of the left side surface of the device case 36.
  • cooling water inlet 37 and the cooling water outlet 38 are arranged separately in the front and rear. Therefore, both pipes can be easily connected to the cooling water inlet and the cooling water outlet without interfering with each other. Further, since the cooling water outlet 38 is disposed higher than the cooling water inlet 37, air can be easily removed from the cooling water passage.
  • the cooling water piping may be laid out in a route passing through the gap between the right vertical plate 12 and the device case 36 as in the case of the power cable 31 or may be through another route.
  • the battery 26, the inverter 33, and the hybrid controller 34 are stored in the device case 36, but the present invention is not limited to this.
  • the excavator having a general layout in which the cabin 20 is arranged on the left side of the front part is applied, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to an excavator in which the cabin 20 is disposed on the front right side.
  • the device case 36 that also serves as a lifting step is arranged on the left side of the front part.
  • the present invention is not limited to the excavator, and can be applied to other hybrid construction machines such as a dismantling machine and a crusher configured with the excavator as a base.
  • the present invention is a hybrid construction machine, which is a hybrid construction machine, and includes a lower traveling body, an upper frame that is turnably mounted on the lower traveling body, and an engine room provided at a rear portion of the upper frame.
  • a pair of left and right vertical plates extending in the front-rear direction at a middle portion in the left-right direction of the upper frame, and a cabin provided at an outer position of the vertical plates in the left-right direction out of the space on the upper frame,
  • a work attachment having a base end part attached to the front part of both vertical plates by a boom foot pin, a generator and a generator motor operable as a motor, and a drive source for operating the generator motor as a generator And a power source for operating the generator motor as a motor, and the generator
  • a storage battery that is charged by the operation of a power generator as a generator, a swing motor that swings and drives the upper frame with the power supply as a power source, a controller that controls the operation of the generator motor, the swing motor, and the storage
  • a staircase-like device case in which the condenser and the controller are stored in a concentrated manner constitutes a lifting step for maintenance installed on the opposite side of the cabin at the front portion of the upper frame. For this reason, it is possible to efficiently arrange the electric storage device and the controller with a vehicle grade equivalent to that of a normal excavator.
  • the storage battery and the controller are centrally stored in one device case. Therefore, the capacitor and the controller can be easily connected at the shortest distance, and the capacitor and the controller can be connected using a hidden wiring that is not exposed to the outside.
  • the controller includes an inverter that controls the operation of the generator motor and the swing motor, and a hybrid controller that outputs a control command to the inverter and the capacitor. It is preferable to store the capacitor, the inverter, and the hybrid controller that are stacked in a step shape corresponding to the device case so that the capacitor is the lowest layer.
  • the capacitor, inverter, and hybrid controller are stacked in a stepped manner corresponding to the device case. Therefore, the space for providing the raising / lowering step (the space allowed for the device case) can be utilized to the maximum extent. Moreover, in the said aspect, the heaviest and largest capacitor
  • the device case has a shape in which a pin insertion / removal space in which the boom foot pin can be inserted / removed in the axial direction is secured on the opposite side to the cabin with the vertical plates sandwiched in the left / right direction. It is preferable.
  • the device case has a shape that secures a pin insertion / removal space in which the boom foot pin can be inserted and removed in the axial direction.
  • the boom foot pin can be easily inserted and removed, and the boom can be easily attached and detached.
  • the equipment case in order to secure the pin insertion / removal space, has a front and a foot so that the boom foot pin can be seen from a point of view opposite to the vertical plates with the equipment case interposed therebetween. It is preferable that a notch portion opened upward is formed, and the upward surface defining the notch portion constitutes a scaffold for raising and lowering.
  • the device case is formed with a notch that is opened forward and upward so that the boom foot pin can be seen from the side view. Therefore, the boom foot pin can be inserted and removed through the notch.
  • the upward surface that defines the notch can be used as a scaffold, the pin insertion / removal space can be formed while maintaining the size of the device case.
  • the hybrid construction machine further includes a power cable that connects the generator motor and the swing motor to the capacitor, and the power cable is close to the device case and a side closer to the device case of the vertical plates. It is preferable that the wiring is routed through a space between the side vertical plates.
  • a dead space between the near-side vertical plate and the device case is used as a wiring path of the power cable that connects the generator motor and the swing motor to the storage battery. For this reason, it is unnecessary or minimal to modify or process the upper frame for securing a new wiring path.
  • the near side vertical plate and the device case can be used as a guide for the power cable. Thereby, a power cable can be easily wired in the state concealed from the outside.
  • the hybrid construction machine further includes a power cable that connects the generator motor and the storage battery, the generator motor is disposed behind the device case, and the power cable includes the device case and the both vertical plates. Among them, it is preferable that the motor is led to the generator motor through a space between the adjacent vertical plate on the side close to the device case.
  • the power cable is guided from the device case to the generator motor disposed behind the device case using the near side vertical plate extending in the front-rear direction as a guide.
  • a power cable can be guided in a longer range with a near side vertical board.
  • the device case has a connection portion to which the power cable can be connected above the upper end of the proximity side vertical plate.
  • the power cable can be connected to the device case in a state where the near side vertical plate does not get in the way. Therefore, the wiring of the power cable is further facilitated.
  • the equipment case includes a cooling water inlet for introducing cooling water for cooling the electric storage device and the controller in the equipment case, and a cooling water outlet for deriving the cooling water.
  • the cooling water inlet and the cooling water outlet are located on the side of the device case facing the proximity side vertical plate on the side close to the device case among the vertical plates, and the proximity side vertical when viewed from the side. It is preferable to be provided at a position off the plate.
  • the battery and the controller Since the battery and the controller generate heat, they are usually cooled by a water cooling method to maintain performance.
  • the cooling water inlet and the cooling water outlet are provided on the side surface of the equipment case facing the near side vertical plate at a position away from the near side vertical plate when viewed from the side.
  • the cooling water inlet and the cooling water outlet are arranged separately in a front part and a rear part of the equipment case, and the cooling water outlet is arranged higher than the cooling water inlet. It is preferable.
  • both the pipes can be easily connected to the cooling water inlet and the cooling water outlet without interfering with each other. Furthermore, since the cooling water outlet is arranged higher than the cooling water inlet, air can be easily removed from the cooling water passage.

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Abstract

　通常ショベルと同等の車格で、通風の阻害を招かずに効率良く、蓄電器及び制御器を設置する。ハイブリッド建設機械は、蓄電器２６及び制御器２７をその内部に格納する機器ケース３６を備え、機器ケース３６は、アッパーフレーム１０上のスペースのうち、両縦板１１、１２を挟んでキャビン２０の反対側で、かつ、アッパーフレーム１０の前部に設けられているとともに、昇降可能となるように後ろ上がりの階段状に形成された昇降ステップを構成する。

Description

ハイブリッド建設機械
　本発明は、ハイブリッド機器としての蓄電器及び制御器のレイアウトを改良したハイブリッドショベル等のハイブリッド建設機械に関するものである。
　以下、ショベルを例にとって背景技術を説明する。
　ショベルは、図６に示すように、クローラ式の下部走行体１と、地面に対して鉛直な軸回りに旋回可能となるように下部走行体１上に設けられた上部旋回体２と、この上部旋回体２の前部にブームフットピン１３により装着された作業アタッチメント９と、作業アタッチメント９の駆動を制御する制御弁２８（図９参照）とを備えている。作業アタッチメント９は、ブーム３と、アーム４と、バケット５と、これらを作動させる油圧シリンダ（ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダ）６、７、８とを備えている。
　上部旋回体２は、図６及び図７に示すように、基台としてのアッパーフレーム１０と、このアッパーフレーム１０の左右方向の中間部に設けられた左右一対の縦板１１、１２とを備えている。各縦板１１、１２は、左右方向に間隔を置いて配置されているとともに、アッパーフレーム１０の前後方向のほぼ全長に亘って設けられている。
　各縦板１１、１２の前部は、図８に示すように、山形となるように上に突出する。各縦板１１、１２の前部には、各縦板１１、１２を左右方向に水平に貫通するようにブームフットピン１３が設けられている。ブーム３の基端部は、ブームフットピン１３によって各縦板１１、１２に対して回動可能に取付けられている。これにより、ブーム３（作業アタッチメント９の全体）は、ブームフットピン１３を中心として起伏可能である。
　また、アッパーフレーム１０の後部には、図７に示すように、メンテナンス用のボンネット１４によって上面が開閉されるエンジンルーム１５が設けられている。このエンジンルーム１５には、動力源としてのエンジン１６と、エンジン回りの機器類（ラジエータ１７、冷却ファン１８、油圧ポンプ１９等）が設置されている。
　一方、アッパーフレーム１０上のスペースのうち、エンジンルーム１５よりも前方の両縦板１１、１２の左右一方の側（一般的には、左側、以下、この場合で説明する）には、キャビン２０が設置されているとともに、両縦板１１、１２の左右他方の側には、燃料タンク２１及び作動油タンク２２が前後に並んで設置されている。さらに、アッパーフレーム１０上のスペースのうち、燃料タンク２１の前方（アッパーフレーム１０の右側前部）には、メンテナンスを行なう作業員がボンネット１４（エンジンルーム１５内の機器類）に向けて昇降するための昇降ステップ２３が設けられている。昇降ステップ２３は、後上がりの階段状で、かつ、中空状に形成されている。
　なお、この明細書において「前後」「左右」は、キャビン２０内に着座したオペレータから見た方向性をいう。
　また、図７及び図８は、作業アタッチメント９を取外して示す。
　このショベルをハイブリッド方式として構成した場合の駆動系及び制御系のブロック構成を図９に示す。
　ハイブリッドショベルは、上記ショベルの基本構成に加えて、ハイブリッド機器を有する。具体的に、ハイブリッド機器は、発電機及び電動機として作動可能な発電電動機２４と、旋回駆動源としての旋回電動機２５と、二次電池等の蓄電器２６と、これらを制御する制御器２７と、制御器２７と連携して制御弁２８を制御するメカトロコントローラ３５とを備えている。
　発電電動機２４は、エンジン１６によって駆動される。具体的に、発電電動機２４は、図７に示すように、油圧ポンプ１９と並んでエンジン１６に接続されている。
　図９に示す油圧アクチュエータ２９は、上記油圧シリンダ６～８及び図示しない左右の走行用油圧モータを含む。この油圧アクチュエータ２９は、制御弁２８を介して油圧ポンプ１９から吐出された圧油が供給されることにより駆動される。なお、制御弁２８は、アクチュエータごとに設けられているが、図９では複数の制御弁の集合体として示されている。
　旋回電動機２５は、図６に示す旋回軸受３０に臨んで設けられ（図７参照）、図示しない旋回歯車を駆動することにより上部旋回体２を旋回させる。
　蓄電器２６は、図９において太線で示す複数の電力ケーブル３１によって発電電動機２４及び旋回電動機２５にそれぞれ接続されている。
　制御器２７は、ハイブリッドショベルにおいて必要な各種制御を実行する。具体的に、制御器２７は、発電電動機２４の発電機としての作動と電動機としての作動との切換え、発電電動機２４による発電電力、発電電動機２４に対する電流、発電電動機２４のトルク、発電電動機２４の発電機出力の過不足に応じた蓄電器２６の充放電、旋回電動機２５の駆動／停止等、を制御する。
　また、制御器２７は、インバータ３３と、インバータ３３に接続されたハイブリッドコントローラ３４とを含む。インバータ３３は、破線で示す信号ケーブル３２により発電電動機２４及び旋回電動機２５にそれぞれ接続されている。
　蓄電器２６は、直接ハイブリッドコントローラ３４に接続されている。
　メカトロコントローラ３５は、図示しない操作レバーの操作等に応じて、かつ、ハイブリッドコントローラ３４と連携して制御弁２８を制御する。
　このハイブリッドショベルでは、油圧ポンプ１９の必要動力が大きい場合に、蓄電器２６の蓄電力により発電電動機２４が電動機として作動することによりエンジンの出力が補われる。一方、油圧ポンプ１９の必要動力が小さい場合は、発電電動機２４により発電された電力を蓄電器２６に蓄電する。これにより、ハイブリッド方式本来の省エネルギー運転が行われる。
　従来、このようなハイブリッド式ショベルに搭載されるハイブリッド機器のうち、蓄電器２６及び制御器２７（インバータ３３、ハイブリッドコントローラ３４）は、多くの場合、エンジンルーム１５に配置されている（例えば、特許文献１、２参照）。あるいは、蓄電器２６及び制御器２７は、空きスペースを利用してアッパーフレームの複数個所に分散して配置される場合もある。
　しかし、元々、ショベルに対する小型化の要請が強いことから、ショベルのスペースには余裕がない。そのため、通常ショベルと同等の車格で、ショベルの基本構成要素に加えてハイブリッド機器を設置することは、集中配置及び分散配置にかかわらず、きわめて困難であった。
　また、エンジンルーム１５に無理やり蓄電器２６及び制御器２７を集中配置すると、ラジエータ１７に対する通風を阻害する、及び／又は、蓄電器２６及び制御器２７の発熱が激しくなる。一方、蓄電器２６及び制御器２７を分散配置すると機械の組立やメンテナンスが面倒になる等の弊害が生じる。
特開２００７－１０７２３０号公報 国際公開第２００８／０１５７９８号
　本発明の目的は、通常ショベルと同等の車格で、通風の阻害を招かずに効率良く、蓄電器及び制御器を設置することができるハイブリッド建設機械を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明は、ハイブリッド建設機械であって、下部走行体と、上記下部走行体上に旋回可能に搭載されたアッパーフレームと、上記アッパーフレームの後部に設けられたエンジンルームと、上記アッパーフレームの左右方向の中間部で前後方向に延びる左右一対の縦板と、上記アッパーフレーム上のスペースのうち、左右方向における上記両縦板の外側位置に設けられたキャビンと、上記両縦板の前部に対し、ブームフットピンによって取り付けられた基端部を有する作業アタッチメントと、発電機及び電動機として作動可能な発電電動機と、上記発電電動機を発電機として作動させるための駆動源としてのエンジンと、上記発電電動機を電動機として作動させるための電源を構成するとともに、上記発電電動機の発電機としての作動によって充電される蓄電器と、上記蓄電器を電源として上記アッパーフレームを旋回駆動する旋回電動機と、上記発電電動機、上記旋回電動機、及び上記蓄電器の動作を制御する制御器と、上記蓄電器及び上記制御器をその内部に格納する機器ケースと、を備え、上記機器ケースは、上記アッパーフレーム上のスペースのうち、上記両縦板を挟んで上記キャビンの反対側で、かつ、上記アッパーフレームの前部に設けられているとともに、昇降可能となるように後ろ上がりの階段状に形成された昇降ステップを構成する、ハイブリッド建設機械を提供する。
　本発明によれば、通常ショベルと同等の車格で、通風を阻害を招かずに効率良く、蓄電器及び制御器を設置することができる
本発明の実施形態に係るショベルの概略平面図である。 （ａ）は、図１の矢印Ａの方向に見た側面図、（ｂ）は、図１の矢印Ｂの方向に見た側面図である。 実施形態に係るショベルの概略斜視図である。 実施形態に係るショベルに設置される昇降ステップの組立斜視図である。 図４に示す昇降ステップの分解斜視図である。 背景技術を説明するためのショベルの概略側面図である。 従来のショベルの概略平面図である。 従来のショベルの概略斜視図である。 ハイブリッドショベルのシステム構成を示すブロック図である。
　以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
　実施形態は、ハイブリッドショベルを適用対象としている。
　実施形態に係るハイブリッドショベルは、図６～図９に示す従来技術と同一構成を含む。以下、図１～図９を参照して、実施形態に係るハイブリッドショベルを説明する。
　具体的に、ハイブリッドショベルは、図６に示すように、クローラ式の下部走行体１と、地面に対して鉛直な軸回りに旋回可能となるように下部走行体１上に設けられた上部旋回体２と、この上部旋回体２の前部にブームフットピン１３により取り付けられた基端部を有する作業アタッチメント９と、作業アタッチメント９の駆動を制御する制御弁２８（図９参照）と、ハイブリッド機器とを備えている。
　作業アタッチメント９は、図６に示すように、上部旋回体２に対して回動可能に支持された基端部を有するブーム３と、ブーム３の先端部に対して揺動可能に取り付けられた基端部を有するアーム４と、アーム４の先端部に対して揺動可能に取り付けられたバケット５とを備えている。また、作業アタッチメント９は、ブーム３を起伏動作させるブームシリンダ６と、アーム４を回動させるアームシリンダ７と、バケット５を回動させるバケットシリンダ８とを備えている。
　上部旋回体２は、図６及び図７に示すように、下部走行体１に旋回可能に設けられた基台としてのアッパーフレーム１０と、アッパーフレーム１０の後部に設けられたエンジンルーム１５と、アッパーフレーム１０の左右方向の中間部で前後方向に延びる左右一対の縦板１１、１２と、アッパーフレーム１０上に設けられたキャビン２０、エンジン１６、エンジン回りの機器（ラジエータ１７、冷却ファン１８、油圧ポンプ１９等）、燃料タンク２１及び作動油タンク２２とを備えている。さらに、本実施形態に係る上部旋回体２は、詳しくは後述するが、図１～図５に示す機器ケース３６を備えている。
　エンジンルーム１５は、図１に示すように、メンテナンス用のボンネット１４によって上面が開閉可能である。
　各縦板１１、１２は、左右方向に間隔を空けて配置されているとともに、アッパーフレーム１０の前後方向のほぼ全長に亘って設けられている。各縦板１１、１２の前部は、図２に示すように、山形となるように上に突出する。各縦板１１、１２の前部には、各縦板１１、１２を左右方向に水平に貫通するようにブームフットピン１３が設けられている。ブーム３の基端部は、ブームフットピン１３によって各縦板１１、１２に対して回動可能に取り付けられている。これにより、ブーム３（作業アタッチメント９の全体）は、ブームフットピン１３を中心として起伏可能である。
　キャビン２０は、図１に示すように、アッパーフレーム１０上のスペースのうち、両縦板１１、１２の左右方向の外側位置（本実施形態では左側位置）に設けられている。また、キャビン２０は、エンジンルーム１５よりも前に設けられている。
　エンジン１６、ラジエータ１７、冷却ファン１８及び油圧ポンプ１９は、エンジンルーム１５内に設けられている。
　燃料タンク２１及び作動油タンク２２は、各縦板１１、１２の右側で前後に並んで配置されている。具体的に、燃料タンク２１は、作動油タンク２２の前で、かつ、後述する機器ケース３６の後ろに配置されている。
　ハイブリッド機器は、図９に示すように、発電機及び電動機として作動可能な発電電動機２４と、上部旋回体２を旋回させる旋回電動機２５と、二次電池等の蓄電器２６と、発電電動機２４、旋回電動機２５及び蓄電器２６の動作を制御する制御器２７と、制御器２７と連携して制御弁２８を制御するメカトロコントローラ３５とを備えている。
　発電電動機２４は、エンジン１６を駆動源として発電機として作動可能である。具体的に、発電電動機２４は、図１に示すように、油圧ポンプ１９と並んでエンジン１６に接続されている。
　旋回電動機２５は、蓄電器２６を電源としてアッパーフレーム１０（上部旋回体２）を旋回駆動する。具体的に、旋回電動機２５は、図２に示す旋回軸受３０に臨んで設けられ、図示しない旋回歯車を駆動することにより上部旋回体２を旋回させる。
　蓄電器２６は、発電電動機２４を電動機として作動させるための電源を構成するとともに、発電電動機２４の発電機としての作動によって充電される。具体的に、蓄電器２６は、図９において太線で示す複数の電力ケーブル３１によって発電電動機２４及び旋回電動機２５にそれぞれ接続されている。
　制御器２７は、ハイブリッドショベルにおいて必要な各種制御を実行する。具体的に、制御器２７は、発電電動機２４の発電機としての作動と電動機としての作動との切り替え、発電電動機２４による発電電力、発電電動機２４に対する電流、発電電動機２４のトルク、発電電動機２４の発電機出力の過不足に応じた蓄電器２６の充放電、旋回電動機２５の駆動／停止等、を制御する。
　また、制御器２７は、発電電動機２４及び旋回電動機２５の作動を制御するインバータ３３と、インバータ３３及び蓄電器２６に対して制御指令（蓄電器２６の充放電指令等）を出力するハイブリッドコントローラ３４とを備えている。インバータ３３は、図９に破線で示す信号ケーブル３２により発電電動機２４及び旋回電動機２５にそれぞれ接続されている。ハイブリッドコントローラ３４は、蓄電器２６及びインバータ３３に対して電気的に接続されている。
　メカトロコントローラ３５は、図示しない操作レバーの操作等に応じて、かつ、ハイブリッドコントローラ３４と連携して制御弁２８を制御する。
　なお、図９に示す油圧アクチュエータ２９は、上記油圧シリンダ６～８及び図示しない左右の走行用油圧モータを含む。この油圧アクチュエータ２９は、制御弁２８を介して油圧ポンプ１９から吐出された圧油が供給されることにより駆動される。なお、制御弁２８は、アクチュエータごとに設けられているが、図９では複数の制御弁の集合体として示されている。
　以下、図１～図５を参照して、機器ケース３６について説明する。
　機器ケース３６は、蓄電器２６と、制御器２７（インバータ３３及びハイブリッドコントローラ３４）とを集中格納する。この機器ケース３６は、アッパーフレーム１０上のスペースのうち、両縦板１１、１２を挟んでキャビン２０の反対側（本実施形態では右側）で、かつ、アッパーフレーム１０の前部に設けられている。具体的に、機器ケース３６は、燃料タンク２１の前方に設けられている。
　また、機器ケース３６は、メンテナンスを行なう作業員がボンネット１４（エンジンルーム１５内の機器類）に向けて昇降可能となるように後ろ上がりの階段状に形成された昇降ステップを構成する。具体的に、機器ケース３６は、図２～図５に示すように、パネル材によって形成されている。
　より詳しく説明すると、機器ケース３６は、３つの段差を有する箱体である。具体的に、機器ケース３６は、最下段の第１段ステップ面３６ａと、この第１段ステップ面３６ａの後方及び左側で１段上に配置された第２段ステップ面３６ｂと、この第２段ステップ面３６ｂの後方で１段上に配置された最上段の第３段ステップ面３６ｃとを備えている。なお、３６ｄは、第１段ステップ面３６ａと第２段ステップ面３６ｂとの間で右に向く第１右側面、３６ｅは、第１段ステップ面３６ａと第２段ステップ面３６ｂとの間で前に向く第１前側面、３６ｆは、第２段ステップ面３６ｂと第３段ステップ面３６ｃとの間で前に向く第２前側面、をそれぞれ指示する。
　なお、図１では、図面の複雑化を避けるために各ステップ面３６ａ、３６ｂ、３６ｃの符号を省略している。
　機器ケース３６は、蓄電器２６が最下層となるように機器ケース３６に対応する階段状に積層された蓄電器２６、インバータ３３及びハイブリッドコントローラ３４を格納する。換言すると、蓄電器２６、インバータ３３及びハイブリッドコントローラ３４は、機器ケース３６に対応する階段状に積層された状態で機器ケース３６内に配置されている。
　蓄電器２６は、蓄電器２６、インバータ３３及びハイブリッドコントローラ３４の中で最も大きくて重い。この蓄電器２６は、図１、図４及び図５に示すように、機器ケース３６内の下部で機器ケース３６内のほぼ全域に亘って設置されている。具体的に、蓄電器２６は、第１段ステップ面３６ａよりも下の範囲で、平面視において機器ケース３６内のほぼ全域を占める。
　ハイブリッドコントローラ３４は、蓄電器２６の上面の前部左側に配置されている。具体的に、ハイブリッドコントローラ３４は、第２段ステップ面３６ｂよりも下で、第１右側面３６ｄよりも左で、第１前側面３６ｅよりも前の範囲に設けられている。
　インバータ３３は、蓄電器２６上のハイブリッドコントローラ３４の後部に配置されている。具体的に、インバータ３３は、第１前側面３６ｅよりも後ろの範囲に設けられている。また、インバータ３３は、第２段ステップ面３６ｂ及び第３段ステップ面３６ｃの下に配置される上面と、第２前側面３６ｆの後ろに配置される前面とを有する側面視で略Ｌ字形に形成されている。
　なお、各図において、インバータ３３及びハイブリッドコントローラ３４は、その形状の理解を助けるために、輪郭の明らかな箱状に図示されている。実際のインバータ３３及びハイブリッドコントローラ３４は、それぞれ明確な輪郭のない部品の集合体である。
　ここで、図７及び図８に示す従来のメンテナンス用の昇降ステップ２３は、比較的大きなスペースを占めながら、有効利用されていない。具体的に、従来の昇降ステップ２３は、工具類を収納するために使用されていた。
　そこで、本願発明者等は、この点に着目し、ハイブリッド機器のうち蓄電器２６及び制御器２７を階段状の１つの機器ケース３６に集中格納する発明に想到した。これにより、通常ショベルと同等の車格で蓄電器２６及び制御器２７を効率良く、すなわち、他の機器類の設置スペースやメンテナンススペースを犠牲にすることなく、簡単に設置することができる。
　しかも、本実施形態では、蓄電器２６及び制御器２７をエンジンルーム１５に配置した場合と異なり、ラジエータ１７に対する通風の阻害、及び／又は、機器自身の発熱が激しくなる、という弊害を回避することができる。さらに、本実施形態では、外部からアクセスし易い昇降ステップ（機器ケース３６）内に蓄電器２６及び制御器２７を集中配置するため、これらのメンテナンスも容易となる。
　このメンテナンスの容易性を確保するために、機器ケース３６の右側面や上面にメンテナンス用の開口を設けることもできる。さらに、メンテナンス用の開口を開閉するための扉を機器ケース３６に設けてもよい。
　また、蓄電器２６及び制御器２７が１つの機器ケース３６内に集中格納されている。そのため、蓄電器２６と制御器２７との間を最短距離で容易に接続することができるとともに、外部に露出しない隠蔽配線を用いて蓄電器２６と制御器２７とを接続することができる。
　加えて、蓄電器２６及び制御器２７に対する防塵処理及び防水処理を１つの機器ケース３６に対して一括して行なうことができる。したがって、上記各処理を容易かつ低コストで行うことができる。
　ところで、上部旋回体２の組立後にブーム３を取付ける場合、あるいは、出荷後にメンテナンス等のためにブーム３を取外す場合、ブームフットピン１３の左側にはキャビン２０が存在する。そのため、ブームフットピン１３の挿脱は、キャビン２０と反対側、つまり、右側からしか行えない。
　本実施形態では、ブームフットピン１３の右側には、機器ケース３６が位置する。そのため、機器ケース３６がブームフットピン１３の抜き差しの邪魔になるおそれが生じる。
　そこで、本実施形態に係る機器ケース３６は、図２に示すように、ブームフットピン１３をその軸方向に抜き差し可能なピン挿脱空間が両縦板１１、１２の右側に確保される形状を有する。
　具体的に、上記機器ケース３６を挟んで両縦板１１、１２と反対側からの視点（図２の視点）においてブームフットピン１３が見えるように、上記機器ケース３６には、前方及び上方に開放される切欠部３６ｇが形成されている。具体的に、切欠部３６ｇは、上記第２段ステップ面３６ｂと第２前側面３６ｆとによって規定される。つまり、上記切欠部３６ｇを規定する上向きの面が足場（第２段ステップ面３６ｂ）を構成する。したがって、本実施形態では、切欠部３６ｇを介してブームフットピン１３を挿脱することができる。しかも、切欠部３６ｇを規定する上向きの第２段ステップ面３６ｂを足場として利用するため、機器ケース３６の大きさを維持したままピン挿脱空間を形成することができる。
　また、本実施形態によれば、ブームフットピン１３の挿脱時に、例えば、機器ケース３６及びその内部の機器を分解する等の厄介な作業が不要となる。これにより、ブームフットピン挿脱作業、ひいてはブーム３の着脱作業が容易となる。
　本実施形態において、発電電動機２４は、アッパーフレーム１０の後部右側に配置されている。また、旋回電動機２５は、平面視で両縦板１１、１２の間に配置されている。これら発電電動機２４及び旋回電動機２５と機器ケース３６内の蓄電器２６とは、図９に示す複数の電力ケーブル３１によって接続されている。
　この実施形態において、電力ケーブル３１は、図１及び図２に示すように配線されている。具体的に、電力ケーブル３１は、機器ケース３６の左側面と右縦板１２の右側面との間に形成された隙間状の空間Ｓ（図１に符号を付している）を通る経路で配線されている。また、電力ケーブル３１は、機器ケース３６内の電力ケーブル（図示省略）と接続されている。
　特に、本実施形態では、発電電動機２４が機器ケース３６の後方に配置されている。そのため、蓄電器２６と発電電動機２４とを接続する電力ケーブル３１は、右縦板１２の右側面と機器ケース３６の左側面との間の空間Ｓを通り、発電電動機２４まで導かれている。
　このように、電力ケーブル３１の配線経路として、右縦板１２と機器ケース３６との間の空間Ｓというデッドスペースが利用される。そのため、配線経路を新たに確保するためのアッパーフレーム１０の改造や加工が不要ないしは最小限ですむ。
　さらに、右縦板１２及び機器ケース３６を電力ケーブル３１のガイドとして利用することができる。これにより、外部から隠蔽した状態で電力ケーブル３１を容易に配線することができる。
　特に、機器ケース３６からその後方に配置された発電電動機２４へ電力ケーブル３１を導く場合には、機器ケース３６の側方に配置された機器（例えば、旋回電動機２５）に電力ケーブル３１を導く場合と比較して、右縦板１２によって電力ケーブル３１をより長い範囲でガイドすることができる。
　また、電力ケーブル３１の接続位置は、図２に示すように、右縦板１２の上端よりも上方位置（第３段ステップ面３６ｃの少し下方）で機器ケース３６の左側面に設定されている。つまり、機器ケース３６は、右縦板１２の上端よりも上で電力ケーブル３１を接続可能な接続部４０（図２にのみ示す）を有する。
　そのため、右縦板１２が邪魔にならない状態で電力ケーブル３１を機器ケース３６に接続することができる。したがって、電力ケーブル３１の配線がさらに容易となる。
　また、蓄電器２６及び制御器２７は、発熱する。そのため、本実施形態においては、機器ケース３６内の蓄電器２６及び制御器２７は、水冷方式によって冷却される。
　具体的に、エンジンルーム１５内には、冷却水ポンプ及びハイブリッド機器用ラジエータ（いずれも図示省略）が設けられている。冷却水ポンプから出た冷却水は、冷却水入口配管を介して機器ケース３６内に導入される。冷却後の冷却水は、冷却水出口配管を介して機器ケース３６からラジエータを経由して冷却水ポンプに戻される。
　このような冷却を実現するため、機器ケース３６は、図２に示すように、機器ケース３６内に冷却水を導入するための冷却水入口３７と、冷却水を機器ケース３６から導出するための冷却水出口３８とを備えている。
　ここで、冷却水入口３７及び冷却水出口３８は、右縦板１２に向く機器ケース３６の左側面において、側方から見て右縦板１２から外れた位置に設けられている。また、冷却水入口３７及び冷却水出口３８は、機器ケース３６の前部と後部とに分けて配置され、冷却水出口３８は、冷却水入口３７よりも高位に配置されている。具体的に、冷却水入口３７は、機器ケース３６の左側面の前部に設けられている。また、冷却水出口３８は、機器ケース３６の左側面の後部に設けられている。
　このようにレイアウトすれば、冷却水入口３７及び冷却水出口３８に対する入口配管及び出口配管の配管作業、及び冷却水入口３７及び冷却水出口３８のメンテナンス作業を、右縦板１２に邪魔されずに容易に行なうことができる。
　また、冷却水入口３７及び冷却水出口３８が前後に分けて配置されている。そのため、入口配管及び出口配管が互いに干渉することなく、両配管を冷却水入口及び冷却水出口に対して簡単に接続することができる。さらに、冷却水出口３８が冷却水入口３７よりも高位に配置されていることにより、冷却水通路からのエア抜きが行ない易くなる。
　なお、冷却水配管は、電力ケーブル３１と同様に右縦板１２と機器ケース３６との間の隙間を通る経路でレイアウトしてもよいし、他のルートを通してもよい。
　ところで、実施形態では、蓄電器２６とインバータ３３とハイブリッドコントローラ３４とを機器ケース３６に格納しているが、これに限定されない。例えば、図９に示すメカトロコントローラ３５も機器ケース３６に格納してもよい。
　また、上記実施形態では、キャビン２０が前部左側に配置される一般的なレイアウトをとるショベルを適用対象としたが、これに限定されない。例えば、本発明は、キャビン２０が前部右側に配置されるショベルにも適用することができる。
　この場合、昇降ステップを兼ねる機器ケース３６は、前部左側に配置される。
　さらに、本発明は、ショベルに限らず、例えばショベルを母体として構成される解体機や破砕機等、他のハイブリッド建設機械にも適用することができる。
　なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
　本発明は、ハイブリッド建設機械であって、ハイブリッド建設機械であって、下部走行体と、上記下部走行体上に旋回可能に搭載されたアッパーフレームと、上記アッパーフレームの後部に設けられたエンジンルームと、上記アッパーフレームの左右方向の中間部で前後方向に延びる左右一対の縦板と、上記アッパーフレーム上のスペースのうち、左右方向における上記両縦板の外側位置に設けられたキャビンと、上記両縦板の前部に対し、ブームフットピンによって取り付けられた基端部を有する作業アタッチメントと、発電機及び電動機として作動可能な発電電動機と、上記発電電動機を発電機として作動させるための駆動源としてのエンジンと、上記発電電動機を電動機として作動させるための電源を構成するとともに、上記発電電動機の発電機としての作動によって充電される蓄電器と、上記蓄電器を電源として上記アッパーフレームを旋回駆動する旋回電動機と、上記発電電動機、上記旋回電動機、及び上記蓄電器の動作を制御する制御器と、上記蓄電器及び上記制御器をその内部に格納する機器ケースと、を備え、上記機器ケースは、上記アッパーフレーム上のスペースのうち、上記両縦板を挟んで上記キャビンの反対側で、かつ、上記アッパーフレームの前部に設けられているとともに、昇降可能となるように後ろ上がりの階段状に形成された昇降ステップを構成する、ハイブリッド建設機械を提供する。
　本願発明者等は、昇降ステップが比較的大きなスペースを占めながら有効利用されていない（工具類の収納程度にしか利用されていない）点に着目し、本発明に想到した。具体的に、本発明では、蓄電器及び制御器を集中して格納した階段状の機器ケースがアッパーフレームの前部でキャビンと反対側に設置されたメンテナンス用の昇降ステップを構成する。そのため、通常ショベルと同等の車格で蓄電器及び制御器を効率良く配置することができる。
　しかも、蓄電器及び制御器をエンジンルームに配置した場合と異なり、ラジエータに対する通風が阻害される、及び／又は、蓄電器及び制御器自体の発熱が激しくなる、という弊害を回避することができる。さらに、蓄電器と制御器とを集中格納することにより、蓄電器及び制御器の組み付けが容易となり、かつ、蓄電器及び制御器に対して外部からアクセスし易いためメンテナンスも容易となる。
　また、本発明では、蓄電器及び制御器が１つの機器ケース内に集中格納される。そのため、蓄電器と制御器との間を最短距離で容易に接続することができるとともに、外部に露出しない隠蔽配線を用いて蓄電器と制御器とを接続することができる。
　加えて、蓄電器及び制御器に対する防塵処理及び防水処理を１つの機器ケースに対して一括して行なうことができる。したがって、上記各処理を容易かつ低コストで行うことができる。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記制御器は、上記発電電動機及び上記旋回電動機の作動を制御するインバータと、上記インバータ及び上記蓄電器に対して制御指令を出力するハイブリッドコントローラとを備え、上記機器ケースは、上記蓄電器が最下層となるように上記機器ケースに対応する階段状に積層された上記蓄電器、上記インバータ、及び上記ハイブリッドコントローラを格納することが好ましい。
　この態様では、蓄電器、インバータ、及びハイブリッドコントローラが機器ケースに対応して階段状に積層されている。そのため、昇降ステップを設けるためのスペース（機器ケースに許容されるスペース）を最大限に利用することができる。また、上記態様では、蓄電器、インバータ及びハイブリッドコントローラのうち最も重くて大きい蓄電器が最下層に配置されている。これにより、機器ケース内のスペースを有効に活用することができるとともに、重心が低くなり機器ケースが安定する。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記機器ケースは、上記ブームフットピンをその軸方向に抜き差し可能なピン挿脱空間が左右方向において上記両縦板を挟んで上記キャビンと反対側に確保される形状を有することが好ましい。
　上部旋回体の組立後にブームを取付ける場合、あるいは、建設機械の出荷後にメンテナンスのためにブームを取外す場合、左右方向においてブームフットピンの片側にはキャビンが存在する。そのため、ブームフットピンの抜き差しは、キャビンと反対側、つまり、昇降ステップ側からしか行うことができない。
　ここで、前記態様では、機器ケースがブームフットピンをその軸方向に抜き差し可能なピン挿脱空間が確保される形状を有する。これにより、例えば、ブームフットピンの挿脱時に機器ケース及びその内部の機器を分解する等の厄介な作業が不要となる。したがって、ブームフットピンの挿脱作業、ひいてはブームの着脱作業が容易となる。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記機器ケースには、上記ピン挿脱空間を確保するために、上記機器ケースを挟んで上記両縦板と反対側からの視点において上記ブームフットピンが見えるように前方及び上方に開放される切欠部が形成され、上記切欠部を規定する上向きの面は、昇降のための足場を構成することが好ましい。
　この態様では、側方からの視点においてブームフットピンが見えるように前方及び上方に開放される切欠部が機器ケースに形成されている。したがって、切欠部を介してブームフットピンを挿脱することができる。しかも、この態様では、上記切欠部を規定する上向きの面を足場として利用することができるため、機器ケースの大きさを維持したままピン挿脱空間を形成することができる。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記発電電動機及び上記旋回電動機と上記蓄電器とを接続する電力ケーブルをさらに備え、上記電力ケーブルは、上記機器ケースと、上記両縦板のうち上記機器ケースに近い側の近接側縦板との間の空間を通る経路で配線されていることが好ましい。
　この態様では、発電電動機及び旋回電動機と蓄電器とを接続する電力ケーブルの配線経路として、近接側縦板と機器ケースとの間のデッドスペースを利用する。そのため、配線経路を新たに確保するためのアッパーフレームの改造や加工が不要ないしは最小限で済む。さらに、近接側縦板及び機器ケースを電力ケーブルのガイドとして利用することができる。これにより、外部から隠蔽した状態で電力ケーブルを容易に配線することができる。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記発電電動機と上記蓄電器とを接続する電力ケーブルをさらに備え、上記発電電動機は、上記機器ケースの後方に配置され、上記電力ケーブルは、上記機器ケースと、上記両縦板のうち上記機器ケースに近い側の近接側縦板との間の空間を通り、上記発電電動機まで導かれていることが好ましい。
　この態様では、上記態様と同様に、配線経路を新たに確保するためのアッパーフレームの改造や加工が不要ないしは最小限で済む。さらに、この態様では、前後方向に延びる近接側縦板をガイドとして、機器ケースから当該機器ケースの後方に配置された発電電動機へ電力ケーブルを導く。これにより、機器ケースの側方に配置された機器に電力ケーブルを導く場合と比較して、近接側縦板によって電力ケーブルをより長い範囲でガイドすることができる。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記機器ケースは、上記近接側縦板の上端よりも上で上記電力ケーブルを接続可能な接続部を有することが好ましい。
　この態様によれば、近接側縦板が邪魔にならない状態で電力ケーブルを機器ケースに接続することができる。したがって、電力ケーブルの配線がさらに容易となる。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記機器ケースは、上記機器ケース内の上記蓄電器及び上記制御器を冷却するための冷却水を導入するための冷却水入口と、上記冷却水を導出するための冷却水出口とを備え、上記冷却水入口及び上記冷却水出口は、上記両縦板のうち上記機器ケースに近い側の近接側縦板に向く上記機器ケースの側面において、側方から見て上記近接側縦板から外れた位置に設けられていることが好ましい。
　蓄電器及び制御器は発熱するため、通常、性能維持のために水冷方式によって冷却される。
　ここで、上記態様では、冷却水入口及び冷却水出口が近接側縦板に向く機器ケースの側面において、側方から見て近接側縦板から外れた位置に設けられている。これにより、冷却水入口及び冷却水出口に対する入口配管及び出口配管の配管作業、及び冷却水入口及び冷却水出口のメンテナンス作業を、近接側縦板に邪魔されずに容易に行うことができる。
　上記ハイブリッド建設機械において、上記冷却水入口及び上記冷却水出口は、上記機器ケースの前部と後部とに分けて配置され、上記冷却水出口は、上記冷却水入口よりも高位に配置されていることが好ましい。
　この態様では、入口配管及び出口配管が互いに干渉することなく、両配管を冷却水入口及び冷却水出口に対して簡単に接続することができる。さらに、冷却水出口が冷却水入口よりも高位に配置されていることにより、冷却水通路からのエア抜きが行ない易くなる。
　本発明によれば、通常ショベルと同等の車格で、通風を阻害を招かずに効率良く、蓄電器及び制御器を設置することができる。
　Ｓ　　空間
　１　　下部走行体
　９　　作業アタッチメント
　１０　　アッパーフレーム
　１１、１２　　縦板
　１３　　ブームフットピン
　１５　　エンジンルーム
　１６　　エンジン
　２０　　キャビン
　２４　　発電電動機
　２５　　旋回電動機
　２６　　蓄電器
　２７　　制御器
　３１　　電力ケーブル
　３３　　インバータ
　３４　　ハイブリッドコントローラ
　３６　　機器ケース
　３６ｂ　　第２段ステップ面（切欠部を規定する上向きの面）
　３６ｇ　　切欠部
　３７　　冷却水入口
　３８　　冷却水出口
　４０　　接続部

Claims (9)

  1. 　ハイブリッド建設機械であって、
    　下部走行体と、
    　上記下部走行体上に旋回可能に搭載されたアッパーフレームと、
    　上記アッパーフレームの後部に設けられたエンジンルームと、
    　上記アッパーフレームの左右方向の中間部で前後方向に延びる左右一対の縦板と、
    　上記アッパーフレーム上のスペースのうち、左右方向における上記両縦板の外側位置に設けられたキャビンと、
    　上記両縦板の前部に対し、ブームフットピンによって取り付けられた基端部を有する作業アタッチメントと、
    　発電機及び電動機として作動可能な発電電動機と、
    　上記発電電動機を発電機として作動させるための駆動源としてのエンジンと、
    　上記発電電動機を電動機として作動させるための電源を構成するとともに、上記発電電動機の発電機としての作動によって充電される蓄電器と、
    　上記蓄電器を電源として上記アッパーフレームを旋回駆動する旋回電動機と、
    　上記発電電動機、上記旋回電動機、及び上記蓄電器の動作を制御する制御器と、
    　上記蓄電器及び上記制御器をその内部に格納する機器ケースと、を備え、
    　上記機器ケースは、上記アッパーフレーム上のスペースのうち、上記両縦板を挟んで上記キャビンの反対側で、かつ、上記アッパーフレームの前部に設けられているとともに、昇降可能となるように後ろ上がりの階段状に形成された昇降ステップを構成する、ハイブリッド建設機械。
  2. 　上記制御器は、上記発電電動機及び上記旋回電動機の作動を制御するインバータと、上記インバータ及び上記蓄電器に対して制御指令を出力するハイブリッドコントローラとを備え、
    　上記機器ケースは、上記蓄電器が最下層となるように上記機器ケースに対応する階段状に積層された上記蓄電器、上記インバータ、及び上記ハイブリッドコントローラを格納する、請求項１に記載のハイブリッド建設機械。
  3. 　上記機器ケースは、上記ブームフットピンをその軸方向に抜き差し可能なピン挿脱空間が左右方向において上記両縦板を挟んで上記キャビンと反対側に確保される形状を有する、請求項１又は２に記載のハイブリッド建設機械。
  4. 　上記機器ケースには、上記ピン挿脱空間を確保するために、上記機器ケースを挟んで上記両縦板と反対側からの視点において上記ブームフットピンが見えるように前方及び上方に開放される切欠部が形成され、
    　上記切欠部を規定する上向きの面は、昇降のための足場を構成する、請求項３に記載のハイブリッド建設機械。
  5. 　上記発電電動機及び上記旋回電動機と上記蓄電器とを接続する電力ケーブルをさらに備え、
    　上記電力ケーブルは、上記機器ケースと、上記両縦板のうち上記機器ケースに近い側の近接側縦板との間の空間を通る経路で配線されている、請求項１～４の何れか１項に記載のハイブリッド建設機械。
  6. 　上記発電電動機と上記蓄電器とを接続する電力ケーブルをさらに備え、
    　上記発電電動機は、上記機器ケースの後方に配置され、
    　上記電力ケーブルは、上記機器ケースと、上記両縦板のうち上記機器ケースに近い側の近接側縦板との間の空間を通り、上記発電電動機まで導かれている、請求項１～４の何れか１項に記載のハイブリッド建設機械。
  7. 　上記機器ケースは、上記近接側縦板の上端よりも上で上記電力ケーブルを接続可能な接続部を有する、請求項５又は６に記載のハイブリッド建設機械。
  8. 　上記機器ケースは、上記機器ケース内の上記蓄電器及び上記制御器を冷却するための冷却水を導入するための冷却水入口と、上記冷却水を導出するための冷却水出口とを備え、
    　上記冷却水入口及び上記冷却水出口は、上記両縦板のうち上記機器ケースに近い側の近接側縦板に向く上記機器ケースの側面において、側方から見て上記近接側縦板から外れた位置に設けられている、請求項１～７の何れか１項に記載のハイブリッド建設機械。
  9. 　上記冷却水入口及び上記冷却水出口は、上記機器ケースの前部と後部とに分けて配置され、
    　上記冷却水出口は、上記冷却水入口よりも高位に配置されている、請求項８に記載のハイブリッド建設機械。
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