WO2018225483A1 - 建設機械 - Google Patents
建設機械 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018225483A1 WO2018225483A1 PCT/JP2018/019347 JP2018019347W WO2018225483A1 WO 2018225483 A1 WO2018225483 A1 WO 2018225483A1 JP 2018019347 W JP2018019347 W JP 2018019347W WO 2018225483 A1 WO2018225483 A1 WO 2018225483A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- power storage
- disconnect switch
- storage device
- plate
- plate portion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
Definitions
- the present invention relates to a construction machine equipped with a power storage device that is electrically connected to an electric motor.
- a hydraulic excavator that is a typical example of a construction machine, a hybrid equipped with two types of power sources, for example, an engine and an electric motor that assists in driving the engine, in order to improve fuel consumption, suppress CO 2 emission, and the like.
- a hydraulic excavator of the type is known.
- This hybrid hydraulic excavator includes an engine, an assist generator / motor, a power storage device, and an inverter that controls the operation of the assist generator / motor (see Patent Document 1).
- the assist generator / motor generates electric power by being driven by the engine, or assists driving of the engine by being supplied with electric power from the power storage device.
- the power storage device charges the power generated by the assist power generator / motor or discharges the charged power.
- a hybrid hydraulic excavator according to the prior art is provided with a disconnect switch for energizing or shutting off between an electrical device connected to a power storage device and the power storage device.
- the disconnect switch is provided on an outer surface of the power storage device that faces the opening / closing cover.
- the operator When performing maintenance work such as repair or replacement of the power storage device or the electric device connected to the power storage device, the operator operates the disconnect switch operation lever to cut off the power supply between the power storage device and the electric device. To do. Thereby, the safety of the maintenance work can be ensured.
- disconnect switches are formed using a resin material. For this reason, when an operator drops a work tool during maintenance work and the tool collides with the disconnect switch, the disconnect switch may be damaged.
- the disconnect switch is directed to the outer surface of the power storage device. For this reason, when the electrolyte solution contained in the battery in the power storage device is vaporized and ejected from the disconnect switch unit, there is a problem that this vapor is ejected to the surrounding worker side.
- the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a construction machine capable of protecting a disconnect switch.
- the present invention provides a vehicle body frame that forms a support structure, an engine that is located on the rear side of the vehicle body frame and is provided on the vehicle body frame, and a hydraulic actuator that is driven by the engine.
- a hydraulic pump for supplying pressure oil, an assist generator / motor connected to the engine and the hydraulic pump for performing a generator action and a motor action, and sucking external air as cooling air toward the engine
- a cooling fan that supplies cooling air, a heat exchanger that is positioned on the upstream side of the cooling fan in the flow direction of the cooling air and that is provided on the vehicle body frame and cools the fluid by the cooling air, and the heat exchange Located on the upstream side of the cooling air in the flow direction of the cooling air and disposed on the vehicle body frame to charge the power generated by the assist generator / motor Or a power storage device that discharges charged power, the power storage device including a housing in which a plurality of power storage modules are housed and whose upper surface is closed, and the assist power generator / motor provided in
- a feature of the present invention is that the casing of the power storage device covers an upper portion of the power storage device in a state where a clearance is secured between the upper surface and the disconnect switch is connected to the disconnect switch connection port.
- a protective cover is provided to cover the disconnect switch in a state in which the disconnect switch is provided.
- the disconnect switch can be protected by the protective cover provided on the housing of the power storage device without hindering the flow of cooling air that cools the power storage device. Further, even when the vaporized electrolyte is ejected from the disconnect switch, surrounding workers can be protected.
- FIG. 1 is a front view showing a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. It is a top view which shows the state which mounted the engine, the assist electric power generation / motor, the hydraulic pump, the heat exchange apparatus, the electrical storage apparatus, etc. on the turning frame. It is a perspective view which shows the heat exchange apparatus, electrical storage apparatus, etc. of an upper revolving body. It is a perspective view of the principal part expansion which shows a heat exchange apparatus, an electrical storage apparatus, a protective cover, etc. It is a disassembled perspective view which shows the state which removed the upper housing
- a hybrid hydraulic excavator 1 (hereinafter referred to as a hydraulic excavator 1) is mounted on a crawler type lower traveling body 2 capable of self-running, and on the lower traveling body 2 through a swiveling device 3 so as to be capable of turning. And the upper revolving body 4.
- a working device 5 is provided on the front side of the upper swing body 4 so as to be able to move up and down. The working device 5 performs excavation work of earth and sand.
- the upper turning body 4 is provided on the lower traveling body 2 so as to be turnable.
- the upper swing body 4 includes a swing frame 6, a cab 7, a counterweight 8, a building cover 9, an engine 10, a hydraulic pump 11, an assist generator / motor 12, a cooling fan 17, a heat exchanger 18, and a power storage device 23, which will be described later. It consists of
- the revolving frame 6 as a vehicle body frame is formed as a support structure serving as a base of the upper revolving structure 4. As shown in FIG. 2, the revolving frame 6 has a bottom plate 6A made of a thick steel plate or the like extending in the front and rear directions, and is erected on the bottom plate 6A, and front and rear with a predetermined interval in the left and right directions. A left vertical plate 6B and a right vertical plate 6C extending in the direction are provided.
- the swivel frame 6 is disposed with a space on the left and right of the vertical plates 6B and 6C, and extends in the front and rear directions, the left side frame 6D and the right side frame 6E, the bottom plate 6A, and the vertical plates 6B and 6C. From the bottom plate 6A and the side frames 6D, 6E, the rear side of the bottom plate 6A, and the left and right side frames 6D, 6E that support the left and right side frames 6D, 6E. And a plurality of undercovers 6G provided between the left vertical plate 6B and the right vertical plate 6C. The under cover 6G constitutes the lower surface of the revolving frame 6 together with the bottom plate 6A.
- a cab 7 on which an operator gets on the left front side of the turning frame 6 is provided. Inside the cab 7, a driver's seat on which an operator is seated, various operation levers, an indoor unit of an air conditioner, and the like (all not shown) are arranged. On the other hand, a counterweight 8 is provided at the rear end of the revolving frame 6. The counterweight 8 is formed as a heavy object and balances the weight with the work device 5.
- the building cover 9 is provided on the revolving frame 6 between the cab 7 and the counterweight 8.
- the building cover 9 covers an engine 10, a hydraulic pump 11, an assist generator / motor 12, a heat exchanger 18, a power storage device 23, and the like, which will be described later.
- the building cover 9 is positioned horizontally on the left and right sides of the revolving frame 6 and extends between the left side plate 9A, the right side plate (not shown) extending in the front and rear directions, and the upper end of the left side plate 9A and the right side plate.
- a top plate 9B extending in the direction and an engine cover 9C covering the opening 9B1 of the top plate 9B are configured.
- the left side plate 9A of the building cover 9 is formed with an inlet 9D through which cooling air F supplied to the engine 10 described later flows.
- the engine 10 is positioned on the front side of the counterweight 8 and is disposed in a lateral state extending leftward and rightward on the rear side of the revolving frame 6.
- the engine 10 is provided with an exhaust pipe 10A for exhaust gas exhaust, and the exhaust pipe 10A is provided with an exhaust gas aftertreatment device 10B located on the right side of the engine 10.
- the exhaust gas aftertreatment device 10B removes harmful substances in the exhaust gas discharged from the engine 10.
- the hydraulic pump 11 is connected to the right end side of the engine 10.
- the hydraulic pump 11 is provided with an input shaft coaxial with the output shaft of the engine 10 and is driven by the engine 10. Thereby, the hydraulic pump 11 supplies pressure oil to each traveling motor (not shown) of the lower traveling body 2 and each hydraulic actuator of the work device 5.
- the assist generator / motor 12 is located on the right side of the engine 10 and connected to the engine 10 and the hydraulic pump 11.
- the assist generator / motor 12 is connected to the output shaft of the engine 10 and the input shaft of the hydraulic pump 11 and performs a generator action and a motor action. That is, the assist power generator / motor 12 generates electric power by being rotationally driven by the engine 10.
- the assist generator / motor 12 is a drive source that assists in driving the hydraulic pump 11 in addition to the engine 10. As shown in FIG. 12, the assist generator / motor 12 is electrically connected to an assist inverter 14 via a three-phase AC cable 13.
- the assist inverter 14 is provided between the assist generator / motor 12 and a power storage device 23 described later.
- the assist inverter 14 controls the operation of the assist power generator / motor 12 based on a control signal from a control device 53 described later.
- the turning generator / motor 15 is a drive source (power source) of the turning device 3.
- the turning generator / motor 15 is attached to a substantially central portion of the bottom plate 6A of the turning frame 6.
- the turning generator / motor 15 is driven by power feeding from a power storage device 23 described later, thereby turning the upper turning body 4 on the lower traveling body 2 via the turning device 3.
- the turning generator / motor 15 can store the regenerative energy generated when the turning operation is decelerated in the power storage device 23.
- the turning generator / motor 15 is electrically connected to the turning inverter 16 via a three-phase AC cable 13.
- the turning inverter 16 is provided between the turning generator / motor 15 and a power storage device 23 described later.
- the turning inverter 16 controls the operation of the turning generator / motor 15 based on a control signal from a control device 53 described later.
- the excavator 1 selects and drives the engine 10, the assist generator / motor 12 and the turning generator / motor 15 according to the operation thereof.
- the hydraulic pump 11 is driven by the output of the engine 10
- the assist power generator / motor 12 is driven by the power of the power storage device 23 described later to assist the engine 10.
- the output of the surplus of the engine 10 is stored in the power storage device 23 in place of the electric power by the assist power generator / motor 12.
- a turning hydraulic motor may be used in combination.
- the upper turning body may be turned only by a turning hydraulic motor.
- the cooling fan 17 is provided on the left side of the engine 10.
- the cooling fan 17 is connected to an output shaft (crankshaft) of the engine 10 and is driven to rotate using the engine 10 as a power source.
- the cooling fan 17 sucks outside air into the building cover 9 (upper revolving body 4) through the inlet 9D provided in the left side plate 9A of the building cover 9, and this outside air is used as the cooling air F for the engine 10, which will be described later. It supplies toward the heat exchanger 18.
- the heat exchanger 18 is provided on the revolving frame 6 so as to be located upstream of the cooling fan 17 in the flow direction of the cooling air F.
- the heat exchanger 18 is formed as one unit including a support frame 18A, an intercooler 18B supported by the support frame 18A, a radiator 18C, an oil cooler 18D, an air conditioner condenser 18E, a fuel cooler 18F, and the like.
- the heat exchanger 18 is detachably attached to the revolving frame 6.
- the heat exchanger 18 is provided so as to face the cooling fan 17 and cools a heated liquid (fluid) such as engine cooling water or hydraulic oil.
- the power storage device radiator 19 is located below the air conditioner condenser 18E, and is provided between the heat exchanger 18 and a power storage device 23 described later.
- the power storage device radiator 19 cools the power storage device 23 by cooling cooling water flowing in a temperature control plate 46 (described later) provided in the lower housing 25 of the power storage device 23.
- the power storage device radiator 19 and the power storage device 23 are connected by a cooling water pipe 20.
- a pump 21 (see FIG. 12) is provided in the middle of the cooling water pipe 20, and cooling water is circulated between the power storage radiator 19 and the power storage device 23 by driving the pump 21.
- the inverter radiator 22 is located below the fuel cooler 18F and is provided between the heat exchanger 18 and the power storage device 23.
- the inverter radiator 22 is connected to the assist inverter 14, the turning inverter 16, and the turning generator / motor 15 through an inverter cooling pipe (not shown).
- a pump (not shown) is provided in the middle of the inverter cooling pipe, and cooling water is driven by this pump to cause the inverter radiator 22, the assist inverter 14, the turning inverter 16, and the turning generator / motor. It is circulating between 15.
- the power storage device 23 is disposed on the revolving frame 6 so as to be located upstream of the heat exchanger 18 in the flow direction of the cooling air F. That is, the power storage device 23 is located between the left side plate 9 ⁇ / b> A of the building cover 9 and the heat exchanger 18.
- the power storage device 23 charges power generated by the assist power generator / motor 12 and the turning power generator / motor 15 or discharges the charged power.
- the power storage device 23 includes a casing 24, an assist high-power connector 33, a turning high-power connector 35, a disconnect switch connection port 36, a control connector 39, a power storage module 40, a battery control unit 52, and the like. Yes.
- the housing 24 constitutes an outer shell of the power storage device 23.
- a storage module 40 which will be described later, is accommodated in the housing 24, and the housing 24 is closed by an outer surface 24A.
- the casing 24 is firmly formed of a metal material such as an iron material or an aluminum material.
- the casing 24 is formed in two upper and lower stages by a lower casing 25 positioned on the under cover 6G of the revolving frame 6 and an upper casing 26 positioned on the upper side of the lower casing 25. Has been.
- the lower housing 25 has a plurality of power storage modules 40 accommodated therein and an upper end opened.
- the lower casing 25 has a rectangular lower plate 25A, a front plate 25B, a rear plate 25C, a left side plate 25D, a right side plate 25E, and a flange portion 25F that are open at the top and rear. It is formed in a box shape that is long in the direction.
- the front plate 25B is erected upward from the front end side of the lower plate 25A
- the rear plate 25C is erected upward from the rear end side of the lower plate 25A so as to face the front plate 25B.
- the left side plate 25D and the right side plate 25E close the left and right sides of the lower housing 25.
- the flange portion 25F protrudes outward from the upper ends of the front plate 25B, the rear plate 25C, the left side plate 25D, and the right side plate 25E.
- the lower plate 25A, the front plate 25B, the rear plate 25C, the left side plate 25D, and the right side plate 25E constitute an outer surface 24A of the housing 24.
- the internal space of the lower housing 25 is defined in two stages, upper and lower, by an intermediate plate (not shown) that divides the upper and lower directions.
- the upper chamber of the lower housing 25 is a battery chamber A in which a power storage module 40 described later is disposed.
- the lower chamber of the lower housing 25 is a temperature adjustment chamber (not shown) in which a temperature adjustment plate 46 for adjusting the temperature of the power storage module 40 and the like is disposed.
- the flange portion 25F is formed with screw holes 25F1 at four corners. This screw hole 25 ⁇ / b> F ⁇ b> 1 is for attaching an upper housing 26 described later to the lower housing 25.
- the upper housing 26 is provided so as to cover the opening of the lower housing 25.
- the upper housing 26 includes a closing plate portion 27 that covers the opening of the lower housing 25, and rises upward from the closing plate portion 27, which will be described later, an assist high-power connector 33, a turning high-power connector 35,
- the peripheral wall plate part 28 provided with the control connector 39 and the disconnect switch connection port 36 and the lid part 29 covering the upper end of the peripheral wall plate part 28 are formed.
- the closing plate portion 27, the peripheral wall plate portion 28, and the lid portion 29 constitute an outer surface 24 ⁇ / b> A of the housing 24.
- bolt insertion holes 27A are formed at positions corresponding to the respective screw holes 25F1 of the flange portion 25F of the lower housing 25.
- the upper casing 26 is configured by fastening the bolt 30 from the bolt insertion hole 27A to the screw hole 25F1 in a state where the closing plate portion 27 is in contact (placed) with the upper surface side of the flange portion 25F of the lower casing 25. It is assembled to the lower housing 25. Thereby, the battery chamber A of the lower housing 25 is sealed by the closing plate portion 27.
- a battery control unit 52 that controls input / output of electric power of the power storage module 40, which will be described later, a junction box (not shown) to which various wires are connected, and the like are disposed. It is a control room (not shown).
- the control chamber is sealed by fastening the lid portion 29 to the upper end side of the peripheral wall plate portion 28 using bolts 31. That is, the lid portion 29 constitutes the upper surface 24B of the housing 24.
- the lid 29 is provided with, for example, five screw seats 29A that are spaced apart from each other, and a protective cover 55 described later is attached to each screw seat 29A.
- the peripheral wall plate portion 28 is formed by a front plate 28A, a rear plate 28B, a left side plate 28C, and a right side plate 28D.
- the front plate 28A is erected from the front to the upper side of the central portion of the closing plate portion 27, and the rear plate 28B is erected from the rear end side of the closing plate portion 27 to the upper side. , Facing in the backward direction.
- the left side plate 28C and the right side plate 28D close the left and right directions of the upper housing 26.
- the right side plate 28D constitutes the inner side surface facing the heat exchanger 18 located inside the revolving frame 6, and the left side plate 28C is located outside the revolving frame 6 and placed on the right side plate 28D (inner side surface). ).
- the front plate 28A is provided with an assist high-power connector 33 and a turning high-power connector 35 side by side in the left and right directions.
- the assist high power cable 33 is connected to the assist high power cable 33, and the assist motor high power cable 32 is connected to the assist power generator / motor 12 via the assist inverter 14.
- a high-power cable 34 for the turning motor is connected to the turning high-power connector 35, and the high-power cable 34 for the turning motor is connected to the turning generator / motor 15 via the turning inverter 16.
- the left side plate 28C is formed in a stepped shape by a left front side plate 28C1, a left extension plate 28C2, and a left rear side plate 28C3.
- the left front plate 28C1 extends rearward from the left end of the front plate 28A
- the left extension plate 28C2 extends from the rear end of the left front plate 28C1 to the right side
- the left rear plate 28C3 is the right end of the left extension plate 28C2.
- the left rear plate 28C3 of the left side plate 28C constituting the outer surface of the peripheral wall plate portion 28 is provided with a disconnect switch connection port 36 for connecting a disconnect switch 37 described later.
- the disconnect switch 37 is detachably attached to the disconnect switch connection port 36 of the upper casing 26.
- the disconnect switch 37 is arranged in the middle of a connection line 42 to be described later, and disconnects the connection line 42 by being removed from the disconnect switch connection port 36 (see FIG. 12).
- the disconnect switch 37 energizes or shuts off between the power storage device 23 and the turning generator / motor 15 and the assist generator / motor 12.
- the disconnect switch 37 has an operation lever 37A, and the operator can remove the disconnect switch 37 from the disconnect switch connection port 36 by operating the operation lever 37A. As a result, the power storage device 23 and the turning generator / motor 15 and the assist generator / motor 12 are disconnected from each other, and the safety of the maintenance work can be ensured.
- the right side plate 28D of the peripheral wall plate portion 28 is formed in a stepped shape by a right front side plate 28D1, a right extension plate 28D2, and a right rear side plate 28D3.
- the right front plate 28D1 extends rearward from the right end of the front plate 28A
- the right extension plate 28D2 extends from the rear end of the right front plate 28D1 toward the left side
- the right rear plate 28D3 is the left end of the right extension plate 28D2.
- the right extension plate 28D2 is provided with a control connector 39.
- the control connector 39 is connected with a control cable 38 connected to a control device 53 described later.
- the plurality of power storage modules 40 are arranged on the intermediate plate in the battery chamber A in the lower housing 25. These power storage modules 40 are configured as, for example, lithium ion batteries and are electrically connected in series (see FIG. 12). The power storage module 40 may be replaced with another battery such as a nickel metal hydride battery instead of the lithium ion battery.
- each power storage module 40 is provided with a cell controller 40A (c / c). These cell controllers 40 ⁇ / b> A are connected to a battery control unit 52, which will be described later, through signal lines 41, and output the state of each cell (not shown) of each power storage module 40 to the battery control unit 52.
- a connection line 42 that connects the power storage modules 40 in series is provided with a fuse 43 that protects each power storage module 40 from overcurrent, an EV relay 44, and a disconnect switch 37.
- the EV relay 44 is connected to a control device 53 to be described later by a signal line 45, and cuts off the connection line 42 (open state) by a control signal from the control device 53, thereby cutting off the power of the power storage device 23. Even if the connection line 42 cannot be electrically disconnected by the EV relay 44 for some reason, the disconnect switch 37 provided in the middle of the connection line 42 is removed from the disconnect switch connection port 36 by manual operation. Thus, the connection line 42 can be electrically disconnected.
- the temperature control plate 46 is located below the power storage module 40 and is disposed in the temperature control chamber of the lower housing 25.
- the temperature control plate 46 is for adjusting the temperature of the power storage device 23.
- the temperature control plate 46 is provided with a cooling pipe 46 ⁇ / b> A for cooling the power storage device 23 and a heat retention pipe 46 ⁇ / b> B for keeping the power storage device 23 warm.
- the cooling pipe 46 ⁇ / b> A is connected to the cooling water pipe 20 through a cooling water inlet 47 and a cooling water outlet 48 provided on the rear plate 25 ⁇ / b> C of the lower housing 25.
- the pump 21 provided in the cooling water pipe 20 is driven by a control signal from a battery manager 53A of the control device 53 described later. Thereby, the cooling water cooled by the power storage device radiator 19 flows through the cooling conduit 46A of the temperature control plate 46, so that the power storage device 23 whose temperature has increased can be cooled.
- the heat insulation pipe line 46B is connected to the engine cooling water pipe line 51 through an engine cooling water inlet 49 and an engine cooling water outlet 50 provided in the rear plate 25C of the lower housing 25.
- the engine cooling water conduit 51 is connected to a water jacket (not shown) of the engine 10 and the radiator 18C. In this case, the engine cooling water pipe 51 is provided with a valve 51A.
- the valve 51A normally closes the engine cooling water pipe 51 and is opened by a control signal from the battery manager 53A of the control device 53.
- the valve 51 ⁇ / b> A is opened, the engine cooling water kept warm by the water jacket of the engine 10 flows through the heat retaining conduit 46 ⁇ / b> B of the temperature control plate 46. Thereby, the power storage device 23 whose temperature has decreased can be kept warm.
- the battery control unit 52 (BCU) is disposed in the upper casing 26.
- the battery control unit 52 detects the state of each cell based on a detection signal from the cell controller 40A of the power storage module 40.
- the battery control unit 52 is connected to a control device 53 described later via a control cable 38.
- the control device 53 is a hybrid control unit (HCU).
- the control device 53 controls charging and discharging between the assist generator / motor 12 and the turning generator / motor 15 and the power storage device 23 using the assist inverter 14 and the turning inverter 16. As shown in FIG. 12, the control device 53 is connected with a control cable 38 connected to the assist inverter 14, the turning inverter 16, and the power storage device 23.
- the control device 53 controls charging or discharging by the power storage device 23 by outputting a control signal to the battery control unit 52 of the power storage device 23. Further, the control device 53 controls the operations of the assist power generator / motor 12 and the swing power generator / motor 15 by outputting control signals to the assist inverter 14 and the swing power generator / motor 15.
- control device 53 is provided with a battery manager 53A (BM).
- the battery manager 53A is connected to a pump 21 provided in the cooling water pipeline 20 and a valve 51A provided in the engine cooling water pipeline 51 via signal lines 54, respectively. Then, the battery manager 53A controls the driving of the pump 21 and the opening / closing of the valve 51A by outputting control signals to the pump 21 and the valve 51A.
- the protective cover 55 is provided on the lid portion 29 of the upper housing 26 that constitutes the upper surface 24 ⁇ / b> B of the power storage device 23.
- the protective cover 55 extends forward and rearward on the upper housing 26.
- the protective cover 55 covers the assist high-power connector 33, the turning high-power connector 35, and the control connector 39 provided in the upper casing 26, and covers the disconnect switch 37 connected to the disconnect switch connection port 36. It is. Therefore, the assist high-power connector 33, the turning high-power connector 35, the control connector 39, and the disconnect switch 37 cannot be touched unless the protective cover 55 is removed from the upper housing 26.
- the protective cover 55 has a top plate portion 55A, a left plate portion 55B, a right plate portion 55C, and a rear plate portion 55D.
- the top plate 55A covers the lid 29 of the upper housing 26, the assist high-power connector 33, the turning high-power connector 35, and the control connector 39 from above.
- the left side plate portion 55B extends downward from the left end, which is the edge including the disconnect switch connection port 36, of the top surface plate portion 55A, along the peripheral wall plate portion 28 (left side plate 28C) of the upper housing 26.
- the switch 37 is covered from the left side.
- the right side plate portion 55C extends downward from the right end of the top plate portion 55A, and the rear plate portion 55D extends along the peripheral wall plate portion 28 (rear plate 28B) of the upper housing 26 from the rear end of the top plate portion 55A. It extends downward.
- the rear plate portion 55D has a wide plate portion 55D1 and a narrow plate portion 55D2.
- the wide plate portion 55D1 has a height dimension equal to that of the left side plate portion 55B, and faces the left extension plate 28C2 of the upper housing 26 (the peripheral wall plate portion 28) in the front and rear directions.
- the narrow plate portion 55D2 has a height dimension substantially equal to that of the right plate portion 55C, and faces the rear plate 28B of the upper housing 26 (peripheral wall plate portion 28) in the front and rear directions.
- a plurality of bolt insertion holes 55E are formed in the top plate portion 55A of the protective cover 55, and each bolt insertion hole 55E corresponds to each screw seat 29A provided in the lid portion 29 of the upper housing 26, respectively.
- the protective cover 55 is attached to the lid portion 29 by fastening bolts 56 inserted into the respective bolt insertion holes 55E to the screw seats 29A.
- the protective cover 55 covers the disconnect switch 37 together with the assist high-power connector 33, the turning high-power connector 35, and the control connector 39. Thereby, for example, even if an operator drops a tool during maintenance work, the protective cover 55 can prevent the tool from colliding with the lid portion 29 (upper surface 24B) of the housing 24 and the disconnect switch 37. .
- the left side plate portion 55B of the protective cover 55 covers the front surface of the disconnect switch 37 and is located between the operator and the operator. Therefore, even when the electrolytic solution sealed in the power storage module 40 in the power storage device 23 is vaporized and released from the disconnect switch 37, this vapor can be released in the side surface direction. Thereby, it can prevent with the protective cover 55 that vapor
- the left side plate portion 55B extends from the left side plate 28C of the upper housing 26 (the peripheral wall plate portion 28) to the assisting high voltage connector 33 and the turning high voltage connector 35. As a result, even when the vaporized electrolyte is discharged from the assisting high voltage connector 33 and the turning high voltage connector 35, the protective cover 55 can prevent the vapor from spreading to the surrounding workers.
- an upper gap 57 corresponding to the height dimension H of each screw seat 29A is formed between the lid portion 29 and the top surface plate portion 55A of the protective cover 55. It is formed (see FIG. 11).
- a predetermined lateral gap 58 is formed between the left front plate 28C1 of the peripheral wall plate portion 28 and the left plate portion 55B of the protective cover 55, and the rear plate 28B of the peripheral wall plate portion 28 and the rear plate of the protective cover 55 are formed.
- a predetermined rear gap 59 is formed between the portion 55D (see FIG. 10).
- the protective cover 55 is attached to the lid 29 in a state where the upper gap 57 is secured between the protective cover 55 and the lid 29 of the housing 24 (upper housing 26).
- the shield 60 is provided on the inner side surface of the protective cover 55 corresponding to the disconnect switch 37 (the surface facing the upper housing 26), and shields the disconnect switch 37 from the outside air.
- the shield 60 includes an upper shielding plate 61, a lower left shielding plate 62, an upper left shielding plate 63, and a rear shielding plate 64.
- the upper shielding plate 61 is attached to the corner on the left rear side of the top plate 55A and extends in the front and rear directions.
- the lower left shielding plate 62 is attached to the rear end of the left side plate portion 55B with an upper and lower spacing between the upper shielding plate 61 and extends in the front and rear directions.
- the upper left shielding plate 63 is attached to the left side plate portion 55 ⁇ / b> B, and connects the front end side of the lower left shielding plate 62 and the front end of the upper shielding plate 61.
- the rear shielding plate 64 is attached to the wide plate portion 55D1 of the rear plate portion 55D, and connects the rear end of the upper shielding plate 61 and the rear end of the lower left shielding plate 62.
- the upper shielding plate 61, the lower left shielding plate 62, the upper left shielding plate 63, and the rear shielding plate 64 are formed in a flat plate shape using an elastic material such as urethane sponge, and the inner surface of the protective cover 55 using an adhesive or the like. It is fixed to.
- the upper shielding plate 61 is formed in a rectangular plate shape having an area that can cover the entire disconnect switch 37 from above.
- the thickness (thickness dimension) of the upper shielding plate 61 is set equal to or slightly larger than the upper gap 57 (height dimension H of the screw seat 29A) between the lid portion 29 and the top surface plate portion 55A of the protective cover 55. Has been. Thereby, the range corresponding to the disconnect switch 37 in the upper gap 57 is closed by the upper shielding plate 61.
- the lower left shielding plate 62 is formed in a rectangular shape extending in the front and rear directions with a length dimension larger than that of the left rear side plate 28C3 of the peripheral wall plate portion 28.
- the upper left shielding plate 63 is formed in a rectangular shape that extends upward and downward with a length dimension that reaches the top surface plate portion 55 ⁇ / b> A of the protective cover 55 from the upper end edge of the lower left shielding plate 62.
- the plate thickness of the lower left shielding plate 62 and the upper left shielding plate 63 is set to be equal to or slightly larger than the side gap 58 between the left front plate 28C1 of the peripheral wall plate portion 28 and the left plate portion 55B of the protective cover 55.
- the range corresponding to the disconnect switch 37 in the side gap 58 is closed by the lower left shielding plate 62 and the upper left shielding plate 63.
- the lower left shielding plate 62 attached to the left side plate portion 55B of the protective cover 55
- the lower end 62A of the lower left shielding plate 62 protrudes below the lower end edge of the left side plate portion 55B (see FIG. 8).
- the protective cover 55 attached to the lid portion 29 the lower end 62 A of the lower left shielding plate 62 is in close contact with the closing plate portion 27 of the housing 24, and between the lower end 62 A of the lower left shielding plate 62 and the closing plate portion 27. It is possible to suppress the occurrence of a gap in the surface.
- the rear shielding plate 64 is formed in a rectangular shape extending upward and downward from the lower surface of the upper shielding plate 61 toward the lower end of the wide plate portion 55D1 of the protective cover 55 (rear plate portion 55D).
- the thickness of the rear shielding plate 64 is set to be equal to or slightly larger than the rear gap 59 between the rear plate 28B of the peripheral wall plate portion 28 and the rear plate portion 55D of the protective cover 55.
- the range corresponding to the disconnect switch 37 in the rear gap 59 is closed by the rear shielding plate 64.
- the lower end 64A of the rear shielding plate 64 protrudes below the lower end edge of the wide plate portion 55D1.
- the lower end 64 A of the rear shielding plate 64 is in close contact with the closing plate portion 27 of the housing 24, and between the lower end 64 A of the rear shielding plate 64 and the closing plate portion 27. It is possible to suppress the occurrence of a gap in the surface.
- an upper gap 57 is formed between the lid portion 29 and the top plate portion 55A of the protective cover 55. Further, a lateral gap 58 is formed between the left front plate 28C1 of the peripheral wall plate portion 28 and the left plate portion 55B of the protective cover 55, and the rear plate 28B of the peripheral wall plate portion 28 and the rear plate portion 55D of the protective cover 55. A rear gap 59 is formed between the two.
- the range corresponding to the disconnect switch 37 among the upper gap 57, the side gap 58, and the rear gap 59 is blocked by the upper shielding plate 61, the lower left shielding plate 62, the upper left shielding plate 63, and the rear shielding plate 64, respectively. ing.
- the shield 60 can prevent the vapor from flowing along the protective cover 55 toward the surrounding worker.
- the hydraulic excavator 1 has the above-described configuration.
- the hydraulic excavator 1 is self-propelled to the work site by the lower traveling body 2, and the upper revolving body 4 is swung by the swiveling device 3 while working. Sediment excavation work is performed using the device 5.
- the assist power generator / motor 12 is rotationally driven by the engine 10 to generate electric energy, and this electric energy is stored in the power storage device 23 via the assist inverter 14.
- the turning generator / motor 15 generates electrical energy (regenerative energy) when decelerating the turning operation, and this electric energy is stored in the power storage device 23 via the turning inverter 16.
- the electrical energy stored in the power storage device 23 is supplied to the turning generator / motor 15 and the assist generator / motor 12 and used as auxiliary power when the turning device 3 and the engine 10 are driven.
- the cooling fan 17 is rotated by the engine 10, and outside air is sucked into the building cover 9 through the inlet 9 ⁇ / b> D provided in the left side plate 9 ⁇ / b> A of the building cover 9.
- the outside air is supplied as cooling air F to the heat exchanger 18, the power storage device radiator 19, the inverter radiator 22, and the like.
- the heat exchanger 18 cools heated liquids (fluids) such as engine cooling water and hydraulic oil.
- the power storage device radiator 19 cools the power storage device 23 by cooling the cooling water flowing in the temperature control plate 46.
- the inverter radiator cools cooling water flowing in an inverter cooling pipe (not shown) connected to the assist inverter 14, the turning inverter 16, and the turning generator / motor 15. As a result, the assist inverter 14, the turning inverter 16, and the turning generator / motor 15 are cooled.
- the power storage device 23 is disposed upstream of the heat exchanger 18 in the flow direction of the cooling air F. For this reason, when the cooling air F is supplied toward the heat exchanger 18, the outside air that is part of the cooling air F is formed between the upper housing 26 of the power storage device 23 and the protective cover 55. It begins to flow into the gap. Specifically, as indicated by the arrows in FIG. 11, the outside air flows into the upper gap 57 between the lid portion 29 of the upper housing 26 and the top plate portion 55 ⁇ / b> A of the protective cover 55. Cooling can be promoted.
- the excavator 1 has an upper shielding plate 61 and a lower left shielding plate 62 between the disconnect switch 37 connected to the disconnect switch connection port 36 of the upper housing 26 and the protective cover 55.
- a shielding body 60 including an upper left shielding plate 63 and a rear shielding plate 64 is provided.
- the shield 60 shields the disconnect switch 37 from the outside air. Specifically, the range corresponding to the disconnect switch 37 in the upper gap 57 is closed by the upper shielding plate 61. The range corresponding to the disconnect switch 37 in the side gap 58 is closed by the lower left shielding plate 62 and the upper left shielding plate 63, and the range corresponding to the disconnect switch 37 in the rear gap 59 is the rear shielding plate. 64 is occluded.
- the outside air flowing into the upper gap 57, the side gap 58, and the rear gap 59 can be shielded by the upper shielding plate 61, the lower left shielding plate 62, the upper left shielding plate 63, and the rear shielding plate 64. It is possible to suppress the switch 37 from being exposed to the outside air. As a result, dust and the like mixed in the outside air can be prevented from adhering and accumulating on the disconnect switch 37 and the operation lever 37A, and the operability of the operation lever 37A can be maintained well.
- control device 53 outputs a control signal for power interruption (disconnection) to the EV relay 44 of the power storage device 23.
- EV relay 44 switches connection line 42 in power storage device 23 to the open state, so that the power in power storage device 23 is cut off.
- a defect such as welding occurs in the EV relay 44, it is difficult to cut off the electric power in the power storage device 23 by the control device 53.
- disconnect switch 37 that can be attached to and detached from the disconnect switch connection port 36 is connected to the power storage device 23.
- the disconnect switch 37 is provided on a connection line 42 connecting the power storage modules 40 in series. Therefore, by disconnecting the disconnect switch 37 from the disconnect switch connection port 36 by manual operation, the electrical connection state of the connection line 42 is cut and the power storage device 23 can be powered off.
- the cover 29 of the upper casing 26 of the power storage device 23 is provided with a protective cover 55 that covers the disconnect switch 37 together with the assist high-power connector 33, the turning high-power connector 35, and the control connector 39. .
- the protective cover 55 can prevent the tool from colliding with the disconnect switch 37 and the lid portion 29 (upper surface 24B) of the housing 24. The disconnect switch 37 and the casing 24 can be protected.
- a shield 60 that shields the disconnect switch 37 from the outside air is provided between the protective cover 55 and the disconnect switch 37. Thereby, it can suppress that the dust mixed in external air accumulates on the disconnect switch 37 and the operation lever 37A. As a result, the operator can easily remove the disconnect switch 37 by operating the operation lever 37A smoothly, so that the workability of the maintenance work for the power storage device 23 and the like can be improved.
- the excavator 1 is connected to the engine 10 and the hydraulic pump 11 to supply the engine 10 with the assist generator / motor 12 that performs the generator action and the motor action, and external air as the cooling air F.
- a power storage device 23 that is disposed on the turning frame 6 and that is charged on the power generated by the assist power generator / motor 12 or discharges the charged power.
- the power storage device 23 includes a housing 24 in which a plurality of power storage modules 40 are accommodated, and a disconnect switch connection port 36 to which a disconnect switch 37 is connected. Protects the disconnect switch 37 with the disconnect switch 37 connected to the disconnect switch connection port 36 while covering the upper part of the power storage device 23 with the upper gap 57 secured to the upper surface 24B.
- a cover 55 is provided.
- the protective cover 55 can prevent the tool from colliding with the disconnect switch 37 or the lid portion 29 of the housing 24. 37 and the casing 24 can be protected. Further, when the electrolytic solution sealed in the power storage module 40 in the power storage device 23 is vaporized, the vapor is discharged from the disconnect switch 37, the assisting high voltage connector 33, and the turning high voltage connector 35. However, the protective cover 55 prevents the vapor from being released to the surrounding workers, thereby protecting the workers.
- a shield 60 that shields the disconnect switch 37 from the outside air is provided between the disconnect switch 37 and the protective cover 55.
- the shield 60 prevents the vapor from flowing in the direction of the surrounding worker along the protective cover 55, Can be protected.
- the housing 24 of the power storage device 23 includes a lower housing 25 in which a plurality of power storage modules 40 are housed and an upper end is opened, and an upper housing 26 provided to cover the opening of the lower housing 25.
- the upper housing 26 covers a closing plate portion 27 that covers the opening of the lower housing 25, a peripheral wall plate portion 28 that rises upward from the closing plate portion 27, and an upper end of the peripheral wall plate portion 28.
- the disconnect switch connection port 36 is provided on the outer surface of the peripheral wall plate portion 28, and the protective cover 55 includes a top plate portion 55 A that covers the cover portion 29 of the upper housing 26, and a top plate.
- the left side plate portion 55 ⁇ / b> B that extends downward along the outer side surface of the peripheral wall plate portion 28 from the edge including the disconnect switch connection port 36 in the portion 55 ⁇ / b> A is formed. Therefore, the lid 29 (upper surface 24B) and the disconnect switch 37 of the housing 24 can be covered with the top plate 55A and the left plate 55B of the protective cover 55. Thereby, the protective cover 55 can protect the housing 24 and the disconnect switch 37.
- the power storage device 23 is formed in two upper and lower stages of the lower housing 25 and the upper housing 26 has been described as an example.
- the present invention is not limited to this.
- the power storage device may be formed in a one-stage box shape, or may be formed in a three-stage or more box shape.
- the shielding body 60 is configured by combining the upper shielding plate 61, the lower left shielding plate 62, the upper left shielding plate 63, and the rear shielding plate 64 which are different members is illustrated.
- the present invention is not limited to this, and a shield made of a single member may be formed using means such as molding.
- the cab-type hydraulic excavator 1 is described as an example of the construction machine.
- the present invention is not limited to this, and may be applied to a canopy-type hydraulic excavator, for example.
- the hybrid hydraulic excavator 1 provided with the crawler type lower traveling body 2 is described as an example of the construction machine.
- the present invention is not limited to this, and can be widely applied to various hybrid construction machines and electric construction machines such as a self-propelled wheel hydraulic excavator and a mobile crane.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
旋回フレーム(6)には、アシスト発電・電動機(12)と、冷却風(F)をエンジン(10)に供給する冷却ファン(17)と、冷却ファン(17)よりも冷却風(F)の流れ方向の上流側に位置して旋回フレーム(6)上に設けられた熱交換器(18)と、熱交換器(18)よりも冷却風(F)の流れ方向の上流側に位置して旋回フレーム(6)上に配設された蓄電装置(23)とが設けられている。蓄電装置(23)は、複数の蓄電モジュール(40)が収容された筐体(24)と、ディスコネクトスイッチ(37)が接続されるディスコネクトスイッチ接続口(36)とを有し、筐体(24)には、上面(24B)との間に上方隙間(57)を確保した状態で蓄電装置(23)の上部を覆うと共に、ディスコネクトスイッチ接続口(36)に接続されたディスコネクトスイッチ(37)を覆う保護カバー(55)が設けられている。
Description
本発明は、電動機と電気的に接続される蓄電装置を搭載した建設機械に関する。
建設機械の代表例である油圧ショベルとして、例えば燃費の向上、CO2の排出量抑制等を図るために、エンジンと、該エンジンの駆動をアシストする電動機との2種類の動力源を備えたハイブリッド式の油圧ショベルが知られている。
このハイブリッド式の油圧ショベルは、エンジンと、アシスト発電・電動機と、蓄電装置と、アシスト発電・電動機の動作を制御するインバータとを含んで構成されている(特許文献1参照)。アシスト発電・電動機は、エンジンによって駆動されることにより電力を発電し、または蓄電装置から電力が供給されることによりエンジンの駆動を補助する。蓄電装置は、アシスト発電・電動機による発電電力を充電し、または充電された電力を放電する。
従来技術によるハイブリッド式の油圧ショベルには、蓄電装置に接続された電気機器と蓄電装置との間を通電しまたは遮断するためのディスコネクトスイッチが設けられている。このディスコネクトスイッチは、例えば蓄電装置のうち開閉カバーと対面する外側面に設けられている。これにより、オペレータ、サービスマン等の作業者は、メンテナンス作業時に開閉カバーを解放したときに、ディスコネクトスイッチを容易に操作できるようになっている。
そして、蓄電装置や蓄電装置に接続された電動機器に対する修理、交換等のメンテナンス作業を行うときには、作業者はディスコネクトスイッチの操作レバーを操作して蓄電装置と電動機器との間の通電を遮断する。これにより、メンテナンス作業の安全性を確保することができる。
ここで、ディスコネクトスイッチは、その大部分が樹脂材料を用いて形成されている。このため、作業者がメンテナンス作業時に作業用の工具を落し、この工具がディスコネクトスイッチに衝突した場合には、ディスコネクトスイッチが破損してしまうことがある。
一方、蓄電装置は、熱交換器に供給される冷却風を利用して冷却されるため、蓄電装置の外側面に配置されたディスコネクトスイッチには、冷却風に含まれる塵挨が堆積し易い。このため、メンテナンス作業時にディスコネクトスイッチに堆積した塵挨を清掃するための余分な手間が掛かる。また、清掃によって除去しきれなかった塵挨により、ディスコネクトスイッチの操作レバーの操作性が低下してしまうという問題がある。
また、ディスコネクトスイッチは、蓄電装置の外側面に向けられている。このため、蓄電装置内の電池に含まれた電解液が蒸気化してディスコネクトスイッチ部から噴出した場合、この蒸気が周囲の作業者側に噴出するという問題がある。
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は、ディスコネクトスイッチを保護することができるようにした建設機械を提供することを目的としている。
上述した課題を解決するため本発明は、支持構造体を形成する車体フレームと、前記車体フレームの後部側に位置して前記車体フレーム上に設けられたエンジンと、前記エンジンによって駆動され油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記エンジンと前記油圧ポンプとに連結され発電機作用と電動機作用とを行うアシスト発電・電動機と、外部の空気を冷却風として吸込みつつ、前記エンジンに向けて該冷却風を供給する冷却ファンと、前記冷却ファンよりも前記冷却風の流れ方向の上流側に位置して前記車体フレーム上に設けられ前記冷却風によって流体を冷却する熱交換器と、前記熱交換器よりも前記冷却風の流れ方向の上流側に位置して前記車体フレーム上に配設され前記アシスト発電・電動機による発電電力を充電し、または充電された電力を放電する蓄電装置とが備えられ、前記蓄電装置は、内部に複数の蓄電モジュールが収容され上面が閉塞された筐体と、前記筐体に設けられ前記アシスト発電・電動機に対して通電しまたは遮断するディスコネクトスイッチが接続されるディスコネクトスイッチ接続口とを有してなる建設機械に適用される。
本発明の特徴は、前記蓄電装置の前記筐体には、前記上面との間に隙間を確保した状態で前記蓄電装置の上部を覆うと共に、前記ディスコネクトスイッチ接続口に前記ディスコネクトスイッチが接続されている状態で前記ディスコネクトスイッチを覆う保護カバーが設けられていることにある。
本発明によれば、蓄電装置の筐体に設けられた保護カバーによって、蓄電装置上を冷却する冷却風の流れを阻害することなく、ディスコネクトスイッチを保護することができる。また、蒸気化した電解液がディスコネクトスイッチから噴出した場合でも周囲の作業者を保護することができる。
以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を、エンジンとアシスト発電・電動機とを併用したハイブリッド式油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1において、ハイブリッド式油圧ショベル1(以下、油圧ショベル1という)は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回装置3を介して旋回可能に搭載された上部旋回体4とにより構成されている。そして、上部旋回体4の前部側には作業装置5が俯仰動可能に設けられ、この作業装置5によって土砂の掘削作業等を行うものである。
上部旋回体4は、下部走行体2上に旋回可能に設けられている。上部旋回体4は、後述の旋回フレーム6、キャブ7、カウンタウエイト8、建屋カバー9、エンジン10、油圧ポンプ11、アシスト発電・電動機12、冷却ファン17、熱交換器18、蓄電装置23を含んで構成されている。
車体フレームとしての旋回フレーム6は、上部旋回体4のベースとなる支持構造体として形成されている。図2に示すように、旋回フレーム6は、前,後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板6Aと、該底板6A上に立設され、左,右方向に所定の間隔をもって前,後方向に延びた左縦板6B,右縦板6Cとを備えている。また、旋回フレーム6は、各縦板6B,6Cの左,右に間隔をもって配置され、前,後方向に延びた左サイドフレーム6D,右サイドフレーム6Eと、底板6Aおよび各縦板6B,6Cから左,右方向に張出し、その先端部に左,右のサイドフレーム6D,6Eを支持する複数本の張出しビーム6Fと、底板6Aと各サイドフレーム6D,6Eとの間、底板6Aの後側で左縦板6Bと右縦板6Cとの間に設けられた複数枚のアンダカバー6Gとを含んで構成されている。このアンダカバー6Gは、底板6Aと共に旋回フレーム6の下面を構成している。
旋回フレーム6の左前側には、オペレータが搭乗するキャブ7が設けられている。このキャブ7の内部には、オペレータが着座する運転席、各種操作レバー、空調装置の室内機等(いずれも図示せず)が配設されている。一方、旋回フレーム6の後端部には、カウンタウエイト8が設けられている。カウンタウエイト8は、重量物として形成され、作業装置5との重量バランスをとるものである。
建屋カバー9は、キャブ7とカウンタウエイト8との間に位置して旋回フレーム6上に設けられている。この建屋カバー9は、後述のエンジン10、油圧ポンプ11、アシスト発電・電動機12、熱交換器18、蓄電装置23等を覆うものである。建屋カバー9は、旋回フレーム6の左,右両側に位置して前,後方向に延びた左側面板9A,右側面板(図示せず)と、左側面板9Aと右側面板との上端部間を水平方向に延びた上面板9Bと、上面板9Bの開口部9B1を覆うエンジンカバー9Cとを含んで構成されている。建屋カバー9の左側面板9Aには、後述のエンジン10に向けて供給する冷却風Fを流入させる流入口9Dが形成されている。
エンジン10は、カウンタウエイト8の前側に位置して旋回フレーム6の後部側に左,右方向に延びる横置き状態で配設されている。エンジン10には、排気ガスを排出するための排気管10Aが設けられ、排気管10Aには、エンジン10の右側に位置して排気ガス後処理装置10Bが設けられている。この排気ガス後処理装置10Bは、エンジン10から排出される排気ガス中の有害物質を除去するものである。
油圧ポンプ11は、エンジン10の右端側に接続されている。この油圧ポンプ11は、入力軸がエンジン10の出力軸と同軸に設けられ、エンジン10によって駆動される。これにより、油圧ポンプ11は、下部走行体2の各走行用モータ(図示せず)および作業装置5の各油圧アクチュエータに圧油を供給する。
アシスト発電・電動機12は、エンジン10の右側に位置してエンジン10と油圧ポンプ11とに連結されている。このアシスト発電・電動機12は、エンジン10の出力軸と油圧ポンプ11の入力軸とに接続され、発電機作用と電動機作用とを行うものである。即ち、アシスト発電・電動機12は、エンジン10によって回転駆動することにより発電する。また、アシスト発電・電動機12は、エンジン10に加えて油圧ポンプ11の駆動を補助する駆動源である。図12に示すように、アシスト発電・電動機12は、三相交流ケーブル13を介してアシスト用インバータ14に電気的に接続されている。
アシスト用インバータ14は、アシスト発電・電動機12と後述の蓄電装置23との間に位置して設けられている。このアシスト用インバータ14は、後述の制御装置53からの制御信号に基づき、アシスト発電・電動機12の動作を制御するものである。
旋回用発電・電動機15は、旋回装置3の駆動源(動力源)となっている。この旋回用発電・電動機15は、旋回フレーム6の底板6Aのほぼ中央部に取付けられている。旋回用発電・電動機15は、後述の蓄電装置23からの給電によって駆動することにより、旋回装置3を介して下部走行体2上で上部旋回体4を旋回動作させるものである。一方で、旋回用発電・電動機15は、旋回動作を減速するときに発生する回生エネルギを蓄電装置23に蓄えることができる。図12に示すように、旋回用発電・電動機15は、三相交流ケーブル13を介して旋回用インバータ16に電気的に接続されている。
旋回用インバータ16は、旋回用発電・電動機15と後述の蓄電装置23との間に位置して設けられている。この旋回用インバータ16は、後述の制御装置53からの制御信号に基づき、旋回用発電・電動機15の動作を制御するものである。
ここで、油圧ショベル1は、その動作に応じてエンジン10やアシスト発電・電動機12および旋回用発電・電動機15を選択して駆動する。例えば、掘削時等の重負荷状態では、エンジン10の出力で油圧ポンプ11を駆動すると共に、後述の蓄電装置23の電力でアシスト発電・電動機12を駆動してエンジン10をアシストする。一方、例えば軽負荷状態では、エンジン10の余剰分の出力をアシスト発電・電動機12により電力に代えて、蓄電装置23に蓄電する。なお、旋回用発電・電動機15に加えて旋回油圧モータを併用してもよい。また、旋回用発電・電動機15に代えて旋回油圧モータのみで上部旋回体を旋回動作させてもよい。
冷却ファン17は、エンジン10の左側に設けられている。この冷却ファン17は、エンジン10の出力軸(クランク軸)に連結され、エンジン10を動力源として回転駆動される。これにより、冷却ファン17は、建屋カバー9の左側面板9Aに設けられた流入口9Dを通じて建屋カバー9(上部旋回体4)内に外気を吸込み、この外気を冷却風Fとしてエンジン10、後述の熱交換器18に向けて供給するものである。
熱交換器18は、冷却ファン17よりも冷却風Fの流れ方向の上流側に位置して旋回フレーム6上に設けられている。この熱交換器18は、支持枠体18Aおよび該支持枠体18Aに支持されたインタクーラ18B、ラジエータ18C、オイルクーラ18D、エアコンコンデンサ18E、燃料クーラ18F等からなる1つのユニットとして形成されている。熱交換器18は、旋回フレーム6に着脱可能に取付けられている。熱交換器18は、冷却ファン17に対面して設けられ、エンジン冷却水、作動油等の加熱された液体(流体)を冷却するものである。
蓄電装置用ラジエータ19は、エアコンコンデンサ18Eよりも下側に位置して、熱交換器18と後述の蓄電装置23との間に設けられている。この蓄電装置用ラジエータ19は、蓄電装置23の下側筐体25内に設けられた後述の温調プレート46内を流れる冷却水を冷却することにより、蓄電装置23を冷却するものである。具体的には、蓄電装置用ラジエータ19と蓄電装置23との間は、冷却水管路20により接続されている。冷却水管路20の途中部位には、ポンプ21(図12参照)が設けられ、このポンプ21の駆動により冷却水が蓄電装置用ラジエータ19と蓄電装置23との間を循環している。
インバータ用ラジエータ22は、燃料クーラ18Fよりも下側に位置して、熱交換器18と蓄電装置23との間に設けられている。このインバータ用ラジエータ22は、インバータ用冷却管路(図示せず)を介してアシスト用インバータ14、旋回用インバータ16、および旋回用発電・電動機15に接続されている。インバータ用冷却管路の途中部位には、ポンプ(図示せず)が設けられ、このポンプの駆動により冷却水がインバータ用ラジエータ22、アシスト用インバータ14、旋回用インバータ16、および旋回用発電・電動機15の間を循環している。
次に、電力を蓄える蓄電装置23について説明する。
蓄電装置23は、熱交換器18よりも冷却風Fの流れ方向の上流側に位置して旋回フレーム6上に配設されている。即ち、蓄電装置23は、建屋カバー9の左側面板9Aと熱交換器18との間に位置している。この蓄電装置23は、アシスト発電・電動機12および旋回用発電・電動機15による発電電力を充電し、または充電された電力を放電するものである。そして、蓄電装置23は、筐体24、アシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35、ディスコネクトスイッチ接続口36、制御用コネクタ39、蓄電モジュール40、バッテリコントロールユニット52等を含んで構成されている。
筐体24は、蓄電装置23の外殻を構成している。筐体24の内部には後述の蓄電モジュール40が収容され、筐体24は外側面24Aによって閉塞されている。筐体24は、例えば鉄材、アルミニウム材等の金属材料により強固に形成されている。そして、筐体24は、旋回フレーム6のアンダカバー6G上に位置する下側筐体25と、下側筐体25の上側に位置する上側筐体26とにより、上,下2段状に形成されている。
図5に示すように、下側筐体25は、内部に複数の蓄電モジュール40が収容され上端が開口している。下側筐体25は、底部を構成する矩形状の下板25Aと、前板25Bと、後板25Cと、左側板25D,右側板25Eと、フランジ部25Fとにより上方が開口した前,後方向に長いボックス状に形成されている。前板25Bは、下板25Aの前端側から上方に向けて立設され、後板25Cは、前板25Bと対面し下板25Aの後端側から上方に向けて立設されている。左側板25D,右側板25Eは、下側筐体25の左,右方向の両側を閉塞している。フランジ部25Fは、前板25B、後板25C、左側板25D、右側板25Eの上端から外側に向けて突出している。これら下板25A、前板25B、後板25C、左側板25D、右側板25Eは、筐体24の外側面24Aを構成している。
下側筐体25の内部空間は、上,下方向を区画する中間板(図示せず)により上,下2段に画成されている。下側筐体25の上側の室は、後述の蓄電モジュール40が配設される電池室Aとなっている。下側筐体25の下側の室は、蓄電モジュール40等の温度を調整するための温調プレート46が配設される温調室(図示せず)となっている。フランジ部25Fには、4隅にねじ孔25F1が形成されている。このねじ孔25F1は、後述の上側筐体26を下側筐体25に取付けるためのものである。
上側筐体26は、下側筐体25の開口を覆って設けられている。図5に示すように、上側筐体26は、下側筐体25の開口を覆う閉塞板部27と、閉塞板部27から上方に立上り後述のアシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35、制御用コネクタ39、およびディスコネクトスイッチ接続口36が設けられた周壁板部28と、周壁板部28の上端を覆う蓋部29とにより形成されている。閉塞板部27、周壁板部28、および蓋部29は、筐体24の外側面24Aを構成している。
閉塞板部27には、下側筐体25のフランジ部25Fの各ねじ孔25F1に対応する位置にボルト挿通孔27Aがそれぞれ形成されている。上側筐体26は、閉塞板部27を下側筐体25のフランジ部25Fの上面側に当接(載置)した状態で、ボルト30をボルト挿通孔27Aからねじ孔25F1に締結することにより下側筐体25に組付けられる。これにより、下側筐体25の電池室Aは、閉塞板部27により密閉されている。
そして、上側筐体26の内部空間は、後述する蓄電モジュール40の電力の入出力を制御するバッテリコントロールユニット52と、各種の配線が接続されるジャンクションボックス(図示せず)等が配設される制御室(図示せず)となっている。この制御室は、ボルト31を用いて蓋部29を周壁板部28の上端側に締結することにより密閉されている。即ち、蓋部29は筐体24の上面24Bを構成している。この蓋部29には、例えばそれぞれ離間した5箇所にねじ座29Aが設けられ、これら各ねじ座29Aには、後述の保護カバー55が取付けられる構成となっている。
周壁板部28は、前板28Aと、後板28Bと、左側板28C,右側板28Dとにより形成されている。前板28Aは、閉塞板部27の中央部よりも前方から上方に向けて立設され、後板28Bは、閉塞板部27の後端側から上方に向けて立設され前板28Aと前,後方向で対面している。左側板28C,右側板28Dは、上側筐体26の左,右方向を閉塞している。この場合、右側板28Dは、旋回フレーム6の内側に位置して熱交換器18と対面する内側面を構成し、左側板28Cは、旋回フレーム6の外側に位置して右側板28D(内側面)と対面する外側面を構成している。
前板28Aには、アシスト用強電コネクタ33と、旋回用強電コネクタ35とが左,右方向に並んで設けられている。アシスト用強電コネクタ33にはアシスト電動機用強電ケーブル32が接続され、アシスト電動機用強電ケーブル32は、アシスト用インバータ14を介してアシスト発電・電動機12に接続されている。旋回用強電コネクタ35には旋回電動機用強電ケーブル34が接続され、旋回電動機用強電ケーブル34は、旋回用インバータ16を介して旋回用発電・電動機15に接続されている。
左側板28Cは、左前側板28C1と、左延出板28C2と、左後側板28C3とにより段付状に形成されている。左前側板28C1は、前板28Aの左端から後方に向けて延び、左延出板28C2は、左前側板28C1の後端から右側に向けて延び、左後側板28C3は、左延出板28C2の右端から後板28Bの左端に向けて延びている。そして、周壁板部28の外側面を構成する左側板28Cの左後側板28C3には、後述のディスコネクトスイッチ37を接続するためのディスコネクトスイッチ接続口36が設けられている。
ディスコネクトスイッチ37は、上側筐体26のディスコネクトスイッチ接続口36に着脱可能に取付けられている。ディスコネクトスイッチ37は、後述する接続線42の途中に配置され、ディスコネクトスイッチ接続口36から取外されることにより接続線42を切断するものである(図12参照)。このように、ディスコネクトスイッチ37は、蓄電装置23と旋回用発電・電動機15およびアシスト発電・電動機12との間を通電し、または遮断するものである。ディスコネクトスイッチ37は操作レバー37Aを有し、この操作レバー37Aを作業者が操作することにより、ディスコネクトスイッチ37をディスコネクトスイッチ接続口36から取外すことができる。これにより、蓄電装置23と旋回用発電・電動機15およびアシスト発電・電動機12との間が遮断され、メンテナンス作業の安全性を確保することができる。
周壁板部28の右側板28Dは、右前側板28D1と、右延出板28D2と、右後側板28D3とにより段付状に形成されている。右前側板28D1は、前板28Aの右端から後方に向けて延び、右延出板28D2は、右前側板28D1の後端から左側に向けて延び、右後側板28D3は、右延出板28D2の左端から後板28Bの右端に向けて延びている。そして、右延出板28D2には、制御用コネクタ39が設けられ、制御用コネクタ39には、後述の制御装置53に接続された制御用ケーブル38が接続されている。
複数個の蓄電モジュール40は、下側筐体25内の電池室A内で中間板上に配設されている。これら蓄電モジュール40は、例えばリチウムイオン電池として構成され、電気的に直列状態に接続されている(図12参照)。なお、蓄電モジュール40をリチウムイオン電池に代えて他の電池、例えばニッケル水素電池等としてもよい。
図12に示すように、各蓄電モジュール40には、それぞれセルコントローラ40A(c/c)が設けられている。これらセルコントローラ40Aは、後述のバッテリコントロールユニット52に信号線41で接続され、各蓄電モジュール40の各セル(図示せず)の状態をバッテリコントロールユニット52に出力している。また、各蓄電モジュール40を直列に接続している接続線42には、各蓄電モジュール40への過電流を保護するヒューズ43、EVリレー44、およびディスコネクトスイッチ37が設けられている。EVリレー44は、後述の制御装置53に信号線45により接続され、制御装置53からの制御信号により、接続線42を切断(開状態)することで蓄電装置23の電力を遮断する。なお、何らかの理由によってEVリレー44による接続線42の電気的な切断ができなくなった場合でも、接続線42の途中に設けられたディスコネクトスイッチ37を手動操作によってディスコネクトスイッチ接続口36から取外すことにより、接続線42を電気的に切断することができる。
温調プレート46は、蓄電モジュール40よりも下側に位置して、下側筐体25の温調室に配設されている。この温調プレート46は、蓄電装置23の温度を調整するためのものである。そして、温調プレート46には、蓄電装置23を冷却するための冷却管路46Aと、蓄電装置23を保温するための保温管路46Bとが配設されている。
冷却管路46Aは、下側筐体25の後板25Cに設けられた冷却水流入口47と冷却水流出口48とを介して冷却水管路20に接続されている。そして、冷却水管路20に設けられたポンプ21は、後述する制御装置53のバッテリマネージャ53Aからの制御信号により駆動される。これにより、蓄電装置用ラジエータ19で冷却された冷却水が、温調プレート46の冷却管路46Aに流通するので、温度上昇した蓄電装置23を冷却させることができる。
また、保温管路46Bは、下側筐体25の後板25Cに設けられたエンジン冷却水流入口49とエンジン冷却水流出口50とを介してエンジン冷却水管路51に接続されている。エンジン冷却水管路51は、エンジン10のウォータジャケット(図示せず)およびラジエータ18Cに接続されている。この場合、エンジン冷却水管路51には、バルブ51Aが設けられている。
このバルブ51Aは、常時はエンジン冷却水管路51を閉弁しており、制御装置53のバッテリマネージャ53Aからの制御信号により開弁される。そして、バルブ51Aが開弁されると、エンジン10のウォータジャケットで保温されたエンジン冷却水が温調プレート46の保温管路46Bに流通する。これにより、温度低下した蓄電装置23を保温することができる。
バッテリコントロールユニット52(BCU)は、上側筐体26内に配設されている。このバッテリコントロールユニット52は、蓄電モジュール40のセルコントローラ40Aからの検出信号により各セルの状態を検出している。そして、バッテリコントロールユニット52は、制御用ケーブル38を介して後述の制御装置53に接続されている。
制御装置53は、ハイブリッドコントロールユニット(HCU)である。制御装置53は、アシスト発電・電動機12および旋回用発電・電動機15と蓄電装置23との間で、アシスト用インバータ14および旋回用インバータ16を用いて充電と放電の制御を行う。図12に示すように、制御装置53には、アシスト用インバータ14および旋回用インバータ16と蓄電装置23にそれぞれ接続された制御用ケーブル38が接続される。
制御装置53は、蓄電装置23のバッテリコントロールユニット52に対して制御信号を出力することにより、蓄電装置23による充電または放電を制御する。また、制御装置53は、アシスト用インバータ14および旋回用発電・電動機15に対して制御信号を出力することにより、アシスト発電・電動機12および旋回用発電・電動機15の動作を制御する。
さらに、制御装置53には、バッテリマネージャ53A(BM)が設けられている。このバッテリマネージャ53Aは、冷却水管路20に設けられたポンプ21とエンジン冷却水管路51に設けられたバルブ51Aとにそれぞれ信号線54を介して接続されている。そして、バッテリマネージャ53Aは、ポンプ21およびバルブ51Aに対して制御信号を出力することにより、ポンプ21の駆動およびバルブ51Aの開閉を制御する。
次に、蓄電装置23の筐体24に設けられた保護カバー55について説明する。
保護カバー55は、蓄電装置23の上面24Bを構成する上側筐体26の蓋部29に設けられている。保護カバー55は、上側筐体26上を前,後方向に延びている。保護カバー55は、上側筐体26に設けられたアシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35、制御用コネクタ39を覆うと共に、ディスコネクトスイッチ接続口36に接続されたディスコネクトスイッチ37を覆うものである。従って、アシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35、制御用コネクタ39、ディスコネクトスイッチ37は、上側筐体26から保護カバー55を取外さない限り手を触れることができないようになっている。
ここで、保護カバー55は、天面板部55Aと、左側板部55Bと、右側板部55Cと、後板部55Dとを有している。天面板部55Aは、上側筐体26の蓋部29と、アシスト用強電コネクタ33と、旋回用強電コネクタ35と、制御用コネクタ39とを上方から覆っている。左側板部55Bは、天面板部55Aのうちディスコネクトスイッチ接続口36を含む端縁である左端から上側筐体26の周壁板部28(左側板28C)に沿って下側に延び、ディスコネクトスイッチ37を左側方から覆っている。右側板部55Cは、天面板部55Aの右端から下方に向けて延び、後板部55Dは、天面板部55Aの後端から上側筐体26の周壁板部28(後板28B)に沿って下側に延びている。また、後板部55Dは、広幅板部55D1と、狭幅板部55D2とを有している。広幅板部55D1は、左側板部55Bと等しい高さ寸法を有し、上側筐体26(周壁板部28)の左延出板28C2と前,後方向で対面している。狭幅板部55D2は、右側板部55Cとほぼ等しい高さ寸法を有し、上側筐体26(周壁板部28)の後板28Bと前,後方向で対面している。
保護カバー55の天面板部55Aには複数のボルト挿通孔55Eが形成され、各ボルト挿通孔55Eは、上側筐体26の蓋部29に設けられた各ねじ座29Aにそれぞれ対応している。保護カバー55は、各ボルト挿通孔55Eに挿通したボルト56をねじ座29Aに締結することにより蓋部29に取付けられている。保護カバー55は、アシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35、制御用コネクタ39と共に、ディスコネクトスイッチ37を覆っている。これにより、例えばメンテナンス作業時に作業者が工具を落としたとしても、この工具が筐体24の蓋部29(上面24B)やディスコネクトスイッチ37に衝突するのを保護カバー55によって防止することができる。
保護カバー55の左側板部55Bは、ディスコネクトスイッチ37の前面を覆っており、作業者との間に位置する。従って、蓄電装置23内の蓄電モジュール40に密封された電解液が蒸気化し、ディスコネクトスイッチ37から放出された場合にも、この蒸気を側面方向に逃すことができる。これにより、蒸気が周囲の作業者に直接的に放出されるのを保護カバー55によって防止できる。さらに、左側板部55Bは、上側筐体26(周壁板部28)の左側板28Cからアシスト用強電コネクタ33及び旋回用強電コネクタ35まで延びている。これにより、蒸気化した電解液がアシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35から放出された場合にも、この蒸気が周囲の作業者側に広がるのを保護カバー55によって防止することができる。
ここで、保護カバー55を蓋部29に取付けた状態で、蓋部29と保護カバー55の天面板部55Aとの間には、各ねじ座29Aの高さ寸法Hに対応する上方隙間57が形成されている(図11参照)。また、周壁板部28の左前側板28C1と保護カバー55の左側板部55Bとの間には、所定の側方隙間58が形成され、周壁板部28の後板28Bと保護カバー55の後板部55Dとの間には、所定の後方隙間59が形成されている(図10参照)。このように、保護カバー55は、筐体24(上側筐体26)の蓋部29との間に上方隙間57を確保した状態で蓋部29に取付けられている。これにより、冷却ファン17によって熱交換器18に向けて冷却風Fが供給されると、この冷却風Fの一部である外気は図11中の矢印で示す如く上方隙間57内を流れることができ、蓄電装置23の冷却に寄与することができる。
次に、ディスコネクトスイッチ37と保護カバー55との間に設けられた遮蔽体60について説明する。
遮蔽体60は、保護カバー55のうちディスコネクトスイッチ37に対応する部位の内側面(上側筐体26と対面する面)に設けられ、ディスコネクトスイッチ37を外気に対して遮蔽するものである。図7および図8に示すように、遮蔽体60は、上遮蔽板61と、左下遮蔽板62と、左上遮蔽板63と、後遮蔽板64とにより構成されている。上遮蔽板61は、天面板部55Aの左後側の角部に取付けられ前,後方向に延びている。左下遮蔽板62は、上遮蔽板61との間に上,下方向の間隔をもって左側板部55Bの後端に取付けられ、前,後方向に延びている。左上遮蔽板63は、左側板部55Bに取付けられ、左下遮蔽板62の前端側と上遮蔽板61の前端との間を繋いでいる。後遮蔽板64は、後板部55Dの広幅板部55D1に取付けられ、上遮蔽板61の後端と左下遮蔽板62の後端との間を繋いでいる。これら上遮蔽板61、左下遮蔽板62、左上遮蔽板63、後遮蔽板64は、例えばウレタンスポンジ等の弾性材料を用いて平板状に形成され、接着剤等を用いて保護カバー55の内側面に固着されている。
ここで、上遮蔽板61は、ディスコネクトスイッチ37全体を上方から覆うことができるだけの面積を有する長方形の板状に形成されている。上遮蔽板61の板厚(厚さ寸法)は、蓋部29と保護カバー55の天面板部55Aとの間の上方隙間57(ねじ座29Aの高さ寸法H)と等しいか僅かに大きく設定されている。これにより、上方隙間57のうちディスコネクトスイッチ37に対応する範囲は、上遮蔽板61によって閉塞されている。
左下遮蔽板62は、周壁板部28の左後側板28C3よりも大きな長さ寸法をもって前,後方向に延びる長方形状に形成されている。左上遮蔽板63は、左下遮蔽板62の上端縁から保護カバー55の天面板部55Aに達する長さ寸法をもって上,下方向に延びる長方形状に形成されている。左下遮蔽板62および左上遮蔽板63の板厚は、周壁板部28の左前側板28C1と保護カバー55の左側板部55Bとの間の側方隙間58と等しいか僅かに大きく設定されている。これにより、側方隙間58のうちディスコネクトスイッチ37に対応する範囲は、左下遮蔽板62および左上遮蔽板63によって閉塞されている。ここで、左下遮蔽板62を保護カバー55の左側板部55Bに取付けた状態で、左下遮蔽板62の下端62Aは、左側板部55Bの下端縁よりも下側に突出している(図8参照)。従って、保護カバー55を蓋部29に取付けた状態で、左下遮蔽板62の下端62Aが筐体24の閉塞板部27に密着し、左下遮蔽板62の下端62Aと閉塞板部27との間に隙間が生じるのを抑えることができる。
後遮蔽板64は、上遮蔽板61の下面から保護カバー55(後板部55D)の広幅板部55D1の下端に向けて上,下方向に延びる長方形状に形成されている。後遮蔽板64の板厚は、周壁板部28の後板28Bと保護カバー55の後板部55Dとの間の後方隙間59と等しいか僅かに大きく設定されている。これにより、後方隙間59のうちディスコネクトスイッチ37に対応する範囲は後遮蔽板64によって閉塞されている。ここで、後遮蔽板64を保護カバー55(後板部55D)の広幅板部55D1に取付けた状態で、後遮蔽板64の下端64Aは、広幅板部55D1の下端縁よりも下側に突出している(図8参照)。従って、保護カバー55を蓋部29に取付けた状態で、後遮蔽板64の下端64Aが筐体24の閉塞板部27に密着し、後遮蔽板64の下端64Aと閉塞板部27との間に隙間が生じるのを抑えることができる。
ディスコネクトスイッチ37等を覆う保護カバー55を上側筐体26の蓋部29に取付けたときには、蓋部29と保護カバー55の天面板部55Aとの間には、上方隙間57が形成される。また、周壁板部28の左前側板28C1と保護カバー55の左側板部55Bとの間には、側方隙間58が形成され、周壁板部28の後板28Bと保護カバー55の後板部55Dとの間には、後方隙間59が形成される。しかし、これら上方隙間57、側方隙間58、後方隙間59のうちディスコネクトスイッチ37に対応する範囲は、上遮蔽板61、左下遮蔽板62及び左上遮蔽板63、後遮蔽板64によってそれぞれ閉塞されている。
これにより、冷却ファン17によって熱交換器18に向けて冷却風Fが供給されたときに、この冷却風Fの一部である外気が上方隙間57、側方隙間58、後方隙間59内に流れ込んだとしても、この外気を上遮蔽板61、左下遮蔽板62、左上遮蔽板63、後遮蔽板64によって遮蔽することができる。従って、ディスコネクトスイッチ37が外気に晒されるのを抑え、外気に混入した塵挨等がディスコネクトスイッチ37に付着、堆積するのを抑えることができる。また、蓄電モジュール40に密封された電解液が蒸気化して噴出した場合でも、この蒸気が保護カバー55に沿って周囲の作業者の方向に廻り込むのを遮蔽体60によって防止することができる。
本実施の形態による油圧ショベル1は上述の如き構成を有するもので、この油圧ショベル1は、下部走行体2によって作業現場まで自走し、旋回装置3によって上部旋回体4を旋回させつつ、作業装置5を用いて土砂の掘削作業を行う。
この場合、アシスト発電・電動機12は、エンジン10により回転駆動されて電気エネルギを発生し、この電気エネルギは、アシスト用インバータ14を介して蓄電装置23に蓄えられる。また、旋回用発電・電動機15は、旋回動作を減速するときに電気エネルギ(回生エネルギ)を発生し、この電気エネルギは、旋回用インバータ16を介して蓄電装置23に蓄えられる。そして、蓄電装置23に蓄えられた電気エネルギは、旋回用発電・電動機15やアシスト発電・電動機12に供給され、旋回装置3やエンジン10を駆動するときの補助動力として用いられる。
油圧ショベル1の作動時には、エンジン10によって冷却ファン17が回転し、建屋カバー9の左側面板9Aに設けられた流入口9Dを通じて建屋カバー9内に外気が吸込まれる。この外気は、冷却風Fとなって熱交換器18、蓄電装置用ラジエータ19、インバータ用ラジエータ22等に供給される。これにより、熱交換器18は、エンジン冷却水、作動油等の加熱された液体(流体)を冷却する。蓄電装置用ラジエータ19は、温調プレート46内を流れる冷却水を冷却することにより、蓄電装置23を冷却する。インバータ用ラジエータは、アシスト用インバータ14、旋回用インバータ16、旋回用発電・電動機15に接続されたインバータ用冷却管路(図示せず)内を流れる冷却水を冷却する。これにより、アシスト用インバータ14、旋回用インバータ16、旋回用発電・電動機15が冷却される。
ここで、蓄電装置23は、熱交換器18よりも冷却風Fの流れ方向の上流側に配置されている。このため、熱交換器18に向けて冷却風Fが供給されるときには、この冷却風Fの一部である外気が、蓄電装置23の上側筐体26と保護カバー55との間に形成された隙間に流れ込むようになる。具体的には、図11中の矢印で示す如く、上側筐体26の蓋部29と保護カバー55の天面板部55Aとの間の上方隙間57内に外気が流れ込むことにより、蓄電装置23の冷却を促進することができる。これと同様に、上側筐体26の周壁板部28の左前側板28C1と保護カバー55の左側板部55Bとの間に形成された側方隙間58、上側筐体26の周壁板部28の後板28Bと保護カバー55の後板部55Dとの間に形成された後方隙間59内に外気が流れ込むことにより、蓄電装置23の冷却を促進することができる。
この場合、本実施の形態による油圧ショベル1は、上側筐体26のディスコネクトスイッチ接続口36に接続されたディスコネクトスイッチ37と保護カバー55との間に、上遮蔽板61、左下遮蔽板62、左上遮蔽板63、後遮蔽板64からなる遮蔽体60が設けられている。この遮蔽体60は、ディスコネクトスイッチ37を外気に対して遮蔽している。具体的には、上方隙間57のうちディスコネクトスイッチ37に対応する範囲は、上遮蔽板61によって閉塞されている。また、側方隙間58のうちディスコネクトスイッチ37に対応する範囲は、左下遮蔽板62と左上遮蔽板63とによって閉塞され、後方隙間59のうちディスコネクトスイッチ37に対応する範囲は、後遮蔽板64によって閉塞されている。
これにより、上方隙間57、側方隙間58、後方隙間59内に流入した外気を、上遮蔽板61、左下遮蔽板62、左上遮蔽板63、後遮蔽板64によって遮蔽することができ、ディスコネクトスイッチ37が外気に晒されるのを抑えることができる。この結果、外気に混入した塵挨等が、ディスコネクトスイッチ37や操作レバー37Aに付着、堆積するのを抑え、操作レバー37Aの操作性を良好に維持することができる。
次に、蓄電装置23や蓄電装置23に接続された電動機器をメンテナンスする場合のメンテナンス作業について説明する。
まず、制御装置53は、蓄電装置23のEVリレー44に対して電力遮断(切断)の制御信号を出力する。これにより、EVリレー44は、蓄電装置23内の接続線42を開状態に切替えるので蓄電装置23内の電力が遮断される。しかし、EVリレー44に溶着等の不具合が生じていた場合には、制御装置53によって蓄電装置23内の電力を遮断するのが難しい。
そこで、蓄電装置23には、ディスコネクトスイッチ接続口36に着脱可能なディスコネクトスイッチ37が接続されている。このディスコネクトスイッチ37は、蓄電モジュール40を直列に接続している接続線42に設けられている。従って、ディスコネクトスイッチ37を手動操作によってディスコネクトスイッチ接続口36から取外すことにより、接続線42の電気的な接続状態が切られて蓄電装置23の電力遮断を行うことができる。
この場合、蓄電装置23の上側筐体26の蓋部29には、アシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35、制御用コネクタ39と共に、ディスコネクトスイッチ37を覆う保護カバー55が設けられている。これにより、例えばメンテナンス作業時に作業者が工具を落としたとしても、この工具がディスコネクトスイッチ37や筐体24の蓋部29(上面24B)に衝突するのを保護カバー55によって防止することができ、ディスコネクトスイッチ37や筐体24を保護することができる。
一方、ディスコネクトスイッチ37をディスコネクトスイッチ接続口36から取外す場合には、保護カバー55を蓋部29に取付けているボルト56を抜取り、保護カバー55を蓋部29から取外す。これにより、アシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35、制御用コネクタ39、ディスコネクトスイッチ37を露出させることができる。この状態で、ディスコネクトスイッチ37の操作レバー37Aを操作し、ディスコネクトスイッチ37をディスコネクトスイッチ接続口36から取外すことにより、蓄電装置23の電力を遮断することができる。
このように、ディスコネクトスイッチ37によって蓄電装置23の電力が遮断された状態で、蓄電装置23や蓄電装置23に接続されたアシスト発電・電動機12、旋回用発電・電動機15等の電動機器に対するメンテナンス作業を行うことができる。この場合、保護カバー55とディスコネクトスイッチ37との間には、ディスコネクトスイッチ37を外気に対して遮蔽する遮蔽体60が設けられている。これにより、外気に混入した塵挨が、ディスコネクトスイッチ37や操作レバー37Aに堆積するのを抑えることができる。この結果、作業者は、操作レバー37Aを円滑に操作してディスコネクトスイッチ37を容易に取外すことができるので、蓄電装置23等に対するメンテナンス作業の作業性を高めることができる。
かくして、本実施の形態による油圧ショベル1は、エンジン10と油圧ポンプ11とに連結され発電機作用と電動機作用とを行うアシスト発電・電動機12と、外部の空気を冷却風Fとしてエンジン10に供給する冷却ファン17と、冷却ファン17よりも冷却風Fの流れ方向の上流側に位置して旋回フレーム6上に設けられた熱交換器18と、熱交換器18よりも冷却風Fの流れ方向の上流側に位置して旋回フレーム6上に配設され、アシスト発電・電動機12による発電電力を充電し、または充電された電力を放電する蓄電装置23とを備えている。そして、蓄電装置23は、内部に複数の蓄電モジュール40が収容された筐体24と、ディスコネクトスイッチ37が接続されるディスコネクトスイッチ接続口36とを有し、蓄電装置23の筐体24には、上面24Bとの間に上方隙間57を確保した状態で蓄電装置23の上部を覆うと共に、ディスコネクトスイッチ接続口36にディスコネクトスイッチ37が接続されている状態でディスコネクトスイッチ37を覆う保護カバー55が設けられている。
これにより、例えばメンテナンス作業時に作業者が工具を落としたとしても、この工具がディスコネクトスイッチ37や筐体24の蓋部29に衝突するのを保護カバー55によって防止することができ、ディスコネクトスイッチ37や筐体24を保護することができる。また、蓄電装置23内の蓄電モジュール40に密封された電解液が蒸気化した場合には、この蒸気がディスコネクトスイッチ37、アシスト用強電コネクタ33、旋回用強電コネクタ35から放出される。しかし、この蒸気が周囲の作業者側に放出されるのを保護カバー55によって防止し、作業者を保護することができる。
また、ディスコネクトスイッチ37と保護カバー55との間には、ディスコネクトスイッチ37を外気に対して遮蔽する遮蔽体60が設けられている。これにより、外気に混入した塵挨がディスコネクトスイッチ37や操作レバー37Aに堆積するのを、遮蔽体60によって抑え、操作レバー37Aの操作性を良好に維持することができる。この結果、作業者は、操作レバー37Aを円滑に操作してディスコネクトスイッチ37を取外すことができるので、蓄電装置23等に対するメンテナンス作業の作業性を高めることができる。しかも、蓄電モジュール40に密封された電解液が蒸気化して噴出した場合でも、この蒸気が保護カバー55に沿って周囲の作業者の方向に廻り込むのを遮蔽体60によって防止し、作業者を保護することができる。
さらに、蓄電装置23の筐体24は、内部に複数の蓄電モジュール40が収容され上端が開口した下側筐体25と、下側筐体25の開口を覆って設けられた上側筐体26とにより構成され、上側筐体26は、下側筐体25の開口を覆う閉塞板部27と、閉塞板部27から上方に向けて立上る周壁板部28と、周壁板部28の上端を覆う蓋部29とにより形成され、ディスコネクトスイッチ接続口36は、周壁板部28の外側面に設けられ、保護カバー55は、上側筐体26の蓋部29を覆う天面板部55Aと、天面板部55Aのうちディスコネクトスイッチ接続口36を含む端縁から周壁板部28の外側面に沿って下側に延びる左側板部55Bとを含んで形成されている。従って、保護カバー55の天面板部55A及び左側板部55Bによって筐体24の蓋部29(上面24B)及びディスコネクトスイッチ37を覆うことができる。これにより、保護カバー55は、筐体24やディスコネクトスイッチ37を保護することができる。
なお、実施の形態では、蓄電装置23を下側筐体25と上側筐体26との上,下2段状に形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば蓄電装置を1段のボックス状に形成してもよく、また3段以上のボックス状に形成してもよい。
また、実施の形態では、遮蔽体60を、互いに別部材からなる上遮蔽板61、左下遮蔽板62、左上遮蔽板63、後遮蔽板64を組合せて構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば成形等の手段を用いて単一部材からなる遮蔽体を形成してもよい。
また、上述した実施の形態では、建設機械として、キャブ式の油圧ショベル1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばキャノピ式の油圧ショベルに適用してもよい。
さらに、上述した実施の形態では、建設機械として、クローラ式の下部走行体2を備えたハイブリッド式油圧ショベル1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば自走可能なホイール式油圧ショベル、移動式クレーン等の各種のハイブリッド式建設機械および電動式建設機械に広く適用することができる。
1 油圧ショベル(建設機械)
6 旋回フレーム(車体フレーム)
10 エンジン
11 油圧ポンプ
12 アシスト発電・電動機
17 冷却ファン
18 熱交換器
23 蓄電装置
24 筐体
24B 上面
25 下側筐体
26 上側筐体
27 閉塞板部
28 周壁板部
28C 左側板(外側面)
28D 右側板(内側面)
29 蓋部
36 ディスコネクトスイッチ接続口
37 ディスコネクトスイッチ
40 蓄電モジュール
55 保護カバー
55A 天面板部
55B 左側板部(側板部)
60 遮蔽体
6 旋回フレーム(車体フレーム)
10 エンジン
11 油圧ポンプ
12 アシスト発電・電動機
17 冷却ファン
18 熱交換器
23 蓄電装置
24 筐体
24B 上面
25 下側筐体
26 上側筐体
27 閉塞板部
28 周壁板部
28C 左側板(外側面)
28D 右側板(内側面)
29 蓋部
36 ディスコネクトスイッチ接続口
37 ディスコネクトスイッチ
40 蓄電モジュール
55 保護カバー
55A 天面板部
55B 左側板部(側板部)
60 遮蔽体
Claims (3)
- 支持構造体を形成する車体フレームと、
前記車体フレームの後部側に位置して前記車体フレーム上に設けられたエンジンと、
前記エンジンによって駆動され油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
前記エンジンと前記油圧ポンプとに連結され発電機作用と電動機作用とを行うアシスト発電・電動機と、
外部の空気を冷却風として吸込みつつ、前記エンジンに向けて該冷却風を供給する冷却ファンと、
前記冷却ファンよりも前記冷却風の流れ方向の上流側に位置して前記車体フレーム上に設けられ前記冷却風によって流体を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器よりも前記冷却風の流れ方向の上流側に位置して前記車体フレーム上に配設され前記アシスト発電・電動機による発電電力を充電し、または充電された電力を放電する蓄電装置とが備えられ、
前記蓄電装置は、内部に複数の蓄電モジュールが収容され上面が閉塞された筐体と、前記筐体に設けられ前記アシスト発電・電動機に対して通電しまたは遮断するディスコネクトスイッチが接続されるディスコネクトスイッチ接続口とを有してなる建設機械において、
前記蓄電装置の前記筐体には、前記上面との間に隙間を確保した状態で前記蓄電装置の上部を覆うと共に、前記ディスコネクトスイッチ接続口に前記ディスコネクトスイッチが接続されている状態で前記ディスコネクトスイッチを覆う保護カバーが設けられていることを特徴とする建設機械。 - 前記ディスコネクトスイッチと前記保護カバーとの間には、前記ディスコネクトスイッチを外気に対して遮蔽する遮蔽体が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の建設機械。
- 前記蓄電装置の前記筐体は、内部に複数の前記蓄電モジュールが収容され上端が開口した下側筐体と、前記下側筐体の前記開口を覆って設けられた上側筐体とにより構成され、
前記上側筐体は、前記下側筐体の前記開口を覆う閉塞板部と、前記閉塞板部から上方に向けて立上る周壁板部と、前記周壁板部の上端を覆う蓋部とにより形成され、
前記上側筐体の前記周壁板部は、前記車体フレームの内側に位置して前記熱交換器と対面する内側面と、前記車体フレームの外側に位置して前記内側面と対面する外側面とを含んで形成され、
前記ディスコネクトスイッチ接続口は、前記周壁板部の前記外側面に設けられ、
前記保護カバーは、前記上側筐体の前記蓋部を覆う天面板部と、前記天面板部のうち前記ディスコネクトスイッチ接続口を含む端縁から前記周壁板部の前記外側面に沿って下側に延びる側板部とを含んで形成されたことを特徴とする請求項1に記載の建設機械。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-114252 | 2017-06-09 | ||
JP2017114252A JP2018204402A (ja) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | 建設機械 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018225483A1 true WO2018225483A1 (ja) | 2018-12-13 |
Family
ID=64566609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/019347 WO2018225483A1 (ja) | 2017-06-09 | 2018-05-18 | 建設機械 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018204402A (ja) |
WO (1) | WO2018225483A1 (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004152524A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Komatsu Ltd | バッテリ保護カバー |
JP2006082682A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械のバッテリ保護装置 |
JP2010270554A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | ハイブリッド作業機械 |
JP2012241326A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械 |
WO2016017233A1 (ja) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業機 |
JP2016030924A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業機 |
JP2016169482A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
JP2017071246A (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 住友建機株式会社 | ショベル |
-
2017
- 2017-06-09 JP JP2017114252A patent/JP2018204402A/ja active Pending
-
2018
- 2018-05-18 WO PCT/JP2018/019347 patent/WO2018225483A1/ja active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004152524A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Komatsu Ltd | バッテリ保護カバー |
JP2006082682A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械のバッテリ保護装置 |
JP2010270554A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | ハイブリッド作業機械 |
JP2012241326A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械 |
WO2016017233A1 (ja) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業機 |
JP2016030924A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業機 |
JP2016169482A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
JP2017071246A (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 住友建機株式会社 | ショベル |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018204402A (ja) | 2018-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6132273B2 (ja) | ハイブリッド式作業機 | |
US9103092B2 (en) | Hybrid construction machine | |
KR101832651B1 (ko) | 하이브리드식 작업기 | |
US9611624B2 (en) | Construction machine | |
JP6469381B2 (ja) | ハイブリッド式作業機 | |
CN111212949B (zh) | 电动式建筑机械 | |
US20100294577A1 (en) | Hybrid working machine | |
CN111201349B (zh) | 建筑机械 | |
JP6340326B2 (ja) | 建設機械 | |
WO2018225483A1 (ja) | 建設機械 | |
US20230417014A1 (en) | Construction Equipment | |
JP6606118B2 (ja) | 建設機械 | |
JP5957475B2 (ja) | ハイブリッド式建設機械 | |
JP2014020101A (ja) | 建設機械 | |
JP2023124943A (ja) | 作業機械 | |
WO2017175527A1 (ja) | ハイブリッド式作業機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18814236 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18814236 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |