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技術 建設機械

出願人 株式会社小松製作所
発明者 高野善之堀貴文和嶋紗友実
出願日 2018年9月20日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-176190
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-045709
状態 未査定
技術分野 建設機械の構成部品
主要キーワード 転向領域 転向角度 横仕切り 縦仕切り デリバリユニット メンテナンス作業員 水平パネル 走行方向後方
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

クーリング装置コンパクト化を図ることができるとともに冷却効率を向上させることができる建設機械を提供する。

解決手段

外壁パネル131に沿って設けられたクーリング装置150を備える。クーリング装置150は、第一開口部131aと第二開口部131bとの間に設けられて、前後方向に空気を送風するクーリングファン160、及び、該クーリングファン160に対向に設けられて部を熱交換媒体流通し前後方向に空気が挿通可能な熱交換部170を有するクーリングユニット151と、第一開口部131aから幅方向内側に向かうに従ってクーリングユニット151に向かって延びる第一導風部材180と、第二開口部131bから幅方向内側に向かうに従ってクーリングユニット151に向かって延びる第二導風部材190と、を有する。第二導風部材190の前方側に設けられて作動油貯留されたオイルタンク65を備える。

概要

背景

特許文献1には、建設機械の一例として電動式油圧ショベルが開示されている。電動式油圧ショベルは、従来の油圧ショベルエンジンに代えて、バッテリに蓄えられた電力によって駆動される電動モータを備えている。
電動式油圧ショベルの上部旋回体の後部には多数のバッテリを有するバッテリユニットが設けられている。バッテリユニットは後部カバーによって覆われている。

電動式油圧ショベルの側部カバーの内側の側部領域には、クーリングユニットインバータ、電動モータ、油圧ポンプが設けられている。クーリングユニットは、側部カバーの側面に形成された排気口に向かって送風するクーリングファンと該クーリングファンの上流側に対向する熱交換部を有している。

クーリングファンの駆動によって、側部カバーの側面及び前面の吸気孔から導入された空気やバッテリユニットを経由した空気が側部カバー内に導かれる。これら空気は、インバータ、電動モータ、油圧ポンプ及びオイルタンクを経由した後に熱交換器を通過し、側部カバーの外部に排気口を介して排出される。

概要

クーリング装置コンパクト化をることができるとともに冷却効率を向上させることができる建設機械を提供する。外壁パネル131に沿って設けられたクーリング装置150を備える。クーリング装置150は、第一開口部131aと第二開口部131bとの間に設けられて、前後方向に空気を送風するクーリングファン160、及び、該クーリングファン160に対向に設けられて部を熱交換媒体流通し前後方向に空気が挿通可能な熱交換部170を有するクーリングユニット151と、第一開口部131aから幅方向内側に向かうに従ってクーリングユニット151に向かって延びる第一導風部材180と、第二開口部131bから幅方向内側に向かうに従ってクーリングユニット151に向かって延びる第二導風部材190と、を有する。第二導風部材190の前方側に設けられて作動油貯留されたオイルタンク65を備える。

目的

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、クーリング装置のコンパクト化を図ることができるとともに冷却効率を向上させることができる建設機械を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

平方向に伸びベースプレートと、前記ベースプレート上の所定空間の領域を幅方向外側から覆うとともに、第一開口部及び該第一開口部よりも前方側の第二開口部が形成された外壁パネルを有する外装カバーと、前記外装カバーにおける前記ベースプレートの幅方向内側に前記外壁パネルに沿って設けられたクーリング装置と、を備え、該クーリング装置は、前記第一開口部と前記第二開口部との間に設けられて、後方側から前方側に向かって空気を送風するクーリングファン、及び、該クーリングファンに対向して内部を熱交換媒体流通するとともに前後方向に空気が流通可能な熱交換部を有するクーリングユニットと、前記第一開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第一導風部材と、前記第二開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第二導風部材と、を有し、前記ベースプレート上における前記第二導風部材の前方側に設けられて作動油貯留されたオイルタンクをさらに備える建設機械

請求項2

前記熱交換部は、前後方向に配列された複数の熱交換器を有し、これら熱交換器は、前記クーリングファンによって送風される空気の上流側に位置する前記熱交換器ほど、内部を流通する熱交換媒体で熱交換される前記熱交換媒体の温度が低い請求項1に記載の建設機械。

請求項3

前記複数の熱交換器は、前記熱交換媒体として冷却水が流通するラジエータと、前記熱交換媒体として冷却油が流通する第二オイルクーラと、前記熱交換媒体として作動油が流通する第一オイルクーラと、を含み、前記クーリングファンによって送風される空気の下流側に向かって、前記ラジエータ、前記第二オイルクーラ及び前記第一オイルクーラの順で配置されている請求項2に記載の建設機械。

請求項4

電源から供給される電力を変換するインバータと、該インバータが変換した電力によって駆動される電動モータと、前記電動モータによって駆動されることで前記作動油を吐出する油圧ポンプと、を備え、前記インバータ、前記電動モータ及び前記油圧ポンプは、前記ベースプレート上における前記クーリング装置とは異なる領域に設けられている請求項3に記載の建設機械。

請求項5

前記ベースプレート上における前記クーリング装置とは異なる領域に設けられた電源としてのバッテリユニットをさらに備え、該バッテリユニットは、該バッテリユニットの下方から空気を流入させて上方に流出させるバッテリファンを有する請求項1から3のいずれか一項に記載の建設機械。

技術分野

0001

本発明は、建設機械に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、建設機械の一例として電動式油圧ショベルが開示されている。電動式油圧ショベルは、従来の油圧ショベルエンジンに代えて、バッテリに蓄えられた電力によって駆動される電動モータを備えている。
電動式油圧ショベルの上部旋回体の後部には多数のバッテリを有するバッテリユニットが設けられている。バッテリユニットは後部カバーによって覆われている。

0003

電動式油圧ショベルの側部カバーの内側の側部領域には、クーリングユニットインバータ、電動モータ、油圧ポンプが設けられている。クーリングユニットは、側部カバーの側面に形成された排気口に向かって送風するクーリングファンと該クーリングファンの上流側に対向する熱交換部を有している。

0004

クーリングファンの駆動によって、側部カバーの側面及び前面の吸気孔から導入された空気やバッテリユニットを経由した空気が側部カバー内に導かれる。これら空気は、インバータ、電動モータ、油圧ポンプ及びオイルタンクを経由した後に熱交換器を通過し、側部カバーの外部に排気口を介して排出される。

先行技術

0005

国際公開第2011/102042号

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、上記特許文献1の電動式油圧ショベルでは、クーリングファンは側部カバーの側面の外側に向かって、即ち、上部旋回体の幅方向外側に向かって送風する。したがって、特に側部カバーの側面の吸気孔から導入される空気は、流通方向が大きく転向されることになる。そのため、当該空気の転向を行わせる分だけ、クーリングユニットの周囲に空気の流通経路を大きく確保する必要がある。

0007

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、クーリング装置コンパクト化を図ることができるとともに冷却効率を向上させることができる建設機械を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一の態様に係る建設機械は、水平方向に伸びベースプレートと、前記ベースプレート上の所定空間の領域を幅方向外側から覆うとともに、第一開口部及び該第一開口部よりも前方側の第二開口部が形成された外壁パネルを有する外装カバーと、前記外装カバーにおける前記ベースプレートの幅方向内側に該外壁パネルに沿って設けられたクーリング装置と、を備え、該クーリング装置は、前記第一開口部と前記第二開口部との間に設けられて、後方側から前方側に向かって空気を送風するクーリングファン、及び、該クーリングファンに対向して内部を熱交換媒体が流通するとともに前後方向に空気が流通可能な熱交換部を有するクーリングユニットと、前記第一開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第一導風部材と、前記第二開口部から前記幅方向内側に向かうに従って前記クーリングユニットに向かって延びる第二導風部材と、を有し、前記ベースプレート上における前記第二導風部材の前方側に設けられて作動油貯留されたオイルタンクをさらに備える。

発明の効果

0009

上記態様の建設機械によれば、クーリング装置のコンパクト化を図ることができるとともに冷却効率を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの側面図である。
本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な平面図である。
本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な左側面図である。
本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な右側面図である。
本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の右側面図である。
本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルのクーリング装置の模式的な横断面図である。

実施例

0011

以下、本発明の実施形態について図1図6を参照して詳細に説明する。
<電動式油圧ショベル(電動式建設機械)>
図1に示すように、電動式建設機械の一例としての電動式油圧ショベル200は、下部走行体210及び上部旋回体220を備えている。以下では、電動式油圧ショベル200が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を上下方向と称する。

0012

<下部走行体>
下部走行体210は、一対の履帯211を有している。これら履帯211が走行用油圧モータ(図示省略)によって駆動されることで下部走行体210が走行する。下部走行体210の走行方向を前後方向、走行方向前方側(通常の前進方向、下記ブレード212が設けられている側)を前方、当該前方の反対側である走行方向後方を後方と称する。また、前進方向を見て右方を「右」、左方を「左」と称する。上記履帯211は、左右に一対が設けられている。
下部走行体210の前部には、下部走行体210の車幅方向(以下、単に幅方向と称する。)に延びる排土板としてのブレード212が設けられている。該ブレード212は、油圧シリンダによって駆動されることで高さ位置が調整可能とされている。

0013

<上部旋回体>
上部旋回体220は、下部走行体210上に設けられている。上部旋回体220は、スイングサークル215を介して下部走行体210に接続されている。スイングサークル215は、上下方向に延びる旋回軸線を中心とした円環状をなしている。上部旋回体220は、スイングサークル215によって、下部走行体210に対して旋回軸線回りに旋回可能とされている。

0014

上部旋回体220は、図1から図5に示すように、作業機221、旋回フレーム10、門型フレーム20、バッテリユニット31、インバータ36、パワーデリバリユニット37、充電コネクタ接続部38、電動モータ39、油圧ポンプ51、油圧バルブ52及び操作パターン切替部53、旋回モータ70、補機バッテリ64、オイルタンク65、運転空間80、プロテクタ95、外装カバー100、及び、クーリング装置150を備えている。

0015

<作業機>
作業機221は、図1に示すように、ブーム222、アーム223及びバケット224を有する。作業機221は、ブーム222、アーム223及びバケット224がそれぞれ各油圧シリンダにより駆動されることで掘削等の各種作業を行う。以下では、作業機221が電動式油圧ショベル200の前方を向いている状態における上部旋回体220の幅方向を単に「幅方向」と称する。また、幅方向の中央に向かう方向を「幅方向内側」と称し、幅方向の中央から左側(幅方向一方側)又は右側(幅方向他方側)に向かう方向を「幅方向外側」と称する。

0016

<旋回フレーム>
旋回フレーム10は、ベースプレート11、横仕切りプレート12、前部縦仕切りプレート13、前部補強プレート14、ブラケット15及び後部縦仕切りプレート16を有している。

0017

<ベースプレート>
図2図4に示すように、ベースプレート11は、水平方向に延びる板状をなす部材である。即ち、ベースプレート11は、前後方向及び幅方向に延びている。ベースプレート11は、一枚の鋼板によって構成されていてもよいし、複数の鋼板を組み合わせることで構成されていてもよい。ベースプレート11の下面はスイングサークル215上に固定されている。これによって、旋回フレーム10はスイングサークル215によって下方から支持されている。

0018

<横仕切りプレート>
横仕切りプレート12は、ベースプレート11の上面から上方に向かって突出するとともに幅方向にわたって延びる板状の部材である。横仕切りプレート12は、幅方向を長手方向として延びている。横仕切りプレート12は、ベースプレート11における前後方向の中央よりも前方側の部分に配置されている。横仕切りプレート12は、ベースプレート11の幅方向両側の端部、即ち、左右両側の端部にわたって延びている。

0019

<前部縦仕切りプレート>
前部縦仕切りプレート13は、ベースプレート11の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。前部縦仕切りプレート13は、ベースプレート11の上面における横仕切りプレート12の前方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、前部縦仕切りプレート13は、左右に間隔をあけて一対が設けられている。一対の前部縦仕切りプレート13は、それぞれベースプレート11の幅方向両側の端部よりも幅方向内側に配置されている。

0020

前部縦仕切りプレート13は、後方側の端部が横仕切りプレート12の前方側を向く面に接続されている。即ち、前部縦仕切りプレート13は、横仕切りプレート12から前方に延びるように設けられている。図2に示すように、一対の前部縦仕切りプレート13は、横仕切りプレート12との接続箇所である後方側の端部から前方側に向かうに従って、互いに近接するように設けられている。

0021

<前部補強プレート>
前部補強プレート14は、一対の前部縦仕切りプレート13の前部で、これら一対の前部縦仕切りプレート13に一体に固定されている。前部補強プレート14は、一対の前部縦仕切りプレート13の配置に応じて、平面視にて前方に向かうに従って幅方向の間隔が小さくなる形状をなしている。

0022

<ブラケット>
ブラケット15は、一対の前部縦仕切りプレート13及び前部補強プレート14の前端に固定されている。ブラケット15は、上下方向に貫通する円筒状をなす部材である。当該円筒状の外周面に一対の前部縦仕切りプレート13及び前部補強プレート14の前端が一体に固定されている。ブラケット15を介して作業機221がベースプレート11に支持されている。

0023

<後部縦仕切りプレート>
後部縦仕切りプレート16は、ベースプレート11の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。後部縦仕切りプレート16は、ベースプレート11の上面における横仕切りプレート12の後方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、後部縦仕切りプレート16は、左右に一対が設けられている。一対の後部縦仕切りプレート16の幅方向の間隔は、一対の前部縦仕切りプレート13の後端におけるこれら前部縦仕切りプレート13の幅方向の間隔よりも大きい。

0024

<門型フレーム>
図2図4に示すように、門型フレーム20は、一対の柱部21及び梁部22を有している。

0025

一対の柱部21は、ベースプレート11上における横仕切りプレート12よりも後方で、幅方向に離間して一対が設けられている。柱部21は上下方向に延びており、下端がベースプレート11に固定されている。
梁部22は、一対の柱部21の上端にわたって幅方向に延びている。梁部22は、ベースプレート11の上面の上方に該上面と間隔をあけて設けられている。一対の柱部21と梁部22とは一体に固定されている。門型フレーム20は、前後方向から見て逆U字状をなしている。

0026

<バッテリユニット>
バッテリユニット31は、電動式油圧ショベル200の電源である。図2図4に示すように、バッテリユニット31は、ベースプレート11上における後部の中央付近に設けられている。本実施形態のバッテリユニット31は、図3及び図4に示すように、複数(本実施形態では4つ)のバッテリモジュール32を上下方向に積層することで組み立てられている。

0027

各バッテリモジュール32は、内部に複数のバッテリ本体が収容されている。バッテリ本体がバッテリユニット31全体で電気的に接続されることで、バッテリ回路が構成されている。各バッテリモジュール32の後部には、センサボックス34が設けられている。センサボックス34の内部には、各種のセンサ及びコンタクタ等が収容されている。最上部のセンサボックス34には、当該センサボックス34から後方に突出するようにサービスプラグ35が設けられている。サービスプラグ35を引き抜くことで、バッテリユニット31のバッテリ回路が遮断される。

0028

最上部のバッテリモジュール32は、前後方向の寸法が他のバッテリモジュール32よりも短い。そのため、上から二番目のバッテリモジュール32の上面における前方側の部分は、最上部のバッテリモジュール32が積層されておらず上方に露出している。当該部分は、第一蓋部31fによって閉塞されている。最上部のバッテリモジュール32の上面は、第二蓋部31gによって閉塞されている。

0029

図2に示すように、第一蓋部31f及び第二蓋部31gのそれぞれには、幅方向に間隔をあけて一対のバッテリファン140(図3及び図4で図示省略)が設けられている。バッテリファン140は、バッテリユニット31の内部の空気を上方に向かって送風する。これにより、バッテリユニット31は、最下部のバッテリモジュール32の下方から流入する空気がバッテリ本体を冷却しながら上方に向かって流通する。そして、当該空気は、第一蓋部31f及び第二蓋部31gに設けられたバッテリファン140を介してバッテリユニット31の外部に排出される。

0030

バッテリユニット31は、下面における左右両側の端部が、後部縦仕切りプレート16上に固定されている。バッテリユニット31は、最上部のバッテリモジュール32を除く複数のバッテリモジュール32の前部からなるバッテリユニット31の前部のみが、逆U字状をなす門型フレーム20の内側を挿通するようにして当該門型フレーム20よりも前方側に配置されている。

0031

<インバータ>
インバータ36は、図2から図4に示すように、バッテリユニット31の第二蓋部31g上に、枠状をなすキャリア36aを介して設けられている。インバータ36は、バッテリユニット31から供給される直流電力交流電力に変換する。

0032

<パワーデリバリユニット>
パワーデリバリユニット37は、図2及び図4に示すように、ベースプレート11上のバッテリユニット31の右側に設けられている。パワーデリバリユニット37は、バッテリユニット31に充電された直流電力をインバータ36に供給する。即ち、インバータ36には、パワーデリバリユニット37を介してバッテリユニット31からの直流電力が供給される。パワーデリバリユニット37には、コンタクタ、DC−DC変換器及び車載充電器等の各種電気機器が設けられている。

0033

<充電コネクタ接続部>
充電コネクタ接続部38は、図2から図4に示すように、バッテリユニット31上に設けられている。充電コネクタ接続部38は、インバータ36と同様、バッテリユニット31の第二蓋部31g上に固定されたキャリア36a(図2で図示省略)に固定されている。充電コネクタ接続部38は、センサボックス34の直上に配置されている。充電コネクタ接続部38は、普通充電口と急速充電口を有している。
上記パワーデリバリユニット37によって、バッテリユニット31、インバータ36及び充電コネクタ接続部38が電気的に接続されている。

0034

<電動モータ>
電動モータ39は、インバータ36から供給される交流電力によって駆動される。図2及び図3に示すように、電動モータ39は、バッテリユニット31の左側に設けられている。電動モータ39は、駆動軸が前後方向に沿うように設けられている。

0035

<油圧ポンプ>
油圧ポンプ51は、電動モータ39の駆動軸の回転に伴って駆動されることで、作動油を吐出する。油圧ポンプ51は、図2に示すように、ベースプレート11上の電動モータ39の前方側であって横仕切りプレート12の前後位置付近に設けられている。油圧ポンプ51は、回転軸が前後方向に沿うように配置されている。油圧ポンプ51の後方側には、仕切り壁24を介して電動モータ39が設けられている。

0036

図3に示すように、油圧ポンプ51は図示しない支持部に支持されることでベースプレート11の上方に間隔をあけて設けられている。油圧ポンプ51の回転軸の軸線は、電動モータ39の駆動軸の回転軸線と一致するように前後方向に延びている。油圧ポンプ51の回転軸は電動モータ39の駆動軸に接続されている。

0037

<油圧バルブ>
油圧バルブ52は、図2に示すように、ベースプレート11上の前部縦仕切りプレート13の左側かつ横仕切りプレート12の前方側に設けられている。油圧バルブ52は、油圧ポンプ51に接続されている。油圧バルブ52は、油圧ポンプ51から吐出される作動油を各種油圧シリンダ等の油圧機器分配する。

0038

<操作パターン切替部>
操作パターン切替部53は油圧バルブ52に接続されており、メンテナンス作業員によって設定変更されることで、油圧バルブ52による作動油の分配先を変更する。これにより、運転者の各種レバー操作によって可動される油圧シリンダが変更される。その結果、運転者による各種レバー操作の操作パターンを切り替えることができる。
操作パターン切替部53は、図2に示すように、平面視にて油圧バルブ52の左側(幅方向外側)に配置されている。

0039

<旋回モータ>
旋回モータ70は、油圧バルブ52から供給される作動油によって回転駆動される油圧駆動式のモータである。旋回モータ70は、ベースプレート11における一対の前部縦仕切りプレート13の間の位置で、ベースプレート11を貫通するように設けられている。旋回モータ70は回転軸の軸線は上下方向に一致している。旋回モータ70が油圧によって駆動されることで、当該旋回モータ70の駆動力は、図示しないスイングピニオンを介してスイングサークル215に伝達される。これによって、上部旋回体220が下部走行体に対して旋回駆動する。

0040

<補機バッテリ64>
補機バッテリ64は、図2に示すように、ベースプレート11の右側前部の側部領域Sに設けられている。補機バッテリ64は、横仕切りプレートの前方側かつ右側の前部縦仕切りプレートの右側に設けられている。補機バッテリ64は、図4に示すように、ベースプレート11上に固定されている。補機バッテリ64は、例えばライトや各種コントローラ等の補機に電力を供給する。補機バッテリ64には、パワーデリバリユニット37のDC−DCコンバータを介して充電が行われる。

0041

<オイルタンク>
オイルタンク65は、図2に示すように、ベースプレート11上の側部領域Sの前部に設けられている。オイルタンク65は、図4に示すように、補機バッテリ64の前部かつ上方に設けられている。オイルタンク65は、ベースプレート11の上方に図示しない支持部を介して設けられている。オイルタンク65には、各油圧シリンダ及び各油圧モータに供給される作動油が貯留されている。

0042

<運転空間>
運転空間80は、オペレータ搭乗し、該オペレータによる電動式油圧ショベル200の操縦が行われる部分である。運転空間80は、図2に示すように、上部旋回体220の前部かつ上部における左寄りの部分に設けられている。

0043

運転空間80は、フロアパネル81を有する。フロアパネル81は、運転空間80の床面を形成する。フロアパネル81は、油圧バルブ52、操作パターン切替部53及び旋回モータ70を上方から覆っている フロアパネル81の上面における左側の部分は、上部旋回体220の外方に開放されている。オペレータは、当該開放されたフロアパネル81の左側から運転空間80に搭乗することができる。

0044

運転空間80は、図3及び図4に示すように、運転空間仕切りパネル82によって、バッテリユニット31の前部の上方かつ前方に区画されている。運転空間仕切りパネル82は、水平パネル82a及び上下パネル82bを有している。

0045

水平パネル82aは、バッテリユニット31の第一蓋部31fの上方に間隔をあけて前後方向及び幅方向に延びる板状をなしている。水平パネル82aの後端は、門型フレーム20における梁部22に幅方向にわたって固定されている。水平パネル82aの前端は、バッテリユニット31の前部の前面よりも前方側に位置している。

0046

上下パネル82bは、上下方向及び幅方向に延びる板状をなしている、上下パネル82bの上端は、水平パネル82aの前端に接続されている。上下パネル82bの下端は、一対の前部縦仕切りプレート13の高さ位置に位置している。上下パネル82bの後方側の空間に各種コントローラが収容されていてもよい。

0047

運転空間80は、図1及び図2に示すように、側方仕切りパネル83によって右側から区画されている。側方仕切りパネル83は、前後方向かつ上下方向に延びるパネルである。
図1に示すように、運転空間80には運転席84が設けられている。運転席84には、電動式油圧ショベル200を操縦するオペレータが着座する。運転席84は、図3及び図4に示す運転空間仕切りパネル82における水平パネル82a上に固定されている。
運転席84の左右両側には、図示しないコンソールボックスがそれぞれ設けられている。コンソールボックス内には各種コントローラ等が収容されている。これらコンソールボックス及び運転席84の前方には、操作レバーが設けられている。上述した操作パターン切替部53によってこれら操作レバーによる操作パターンが切り替えられる。運転空間80は、キャノピー90によって上方から覆われている。キャノピー90の後部は、門型フレーム20に支持されている。

0048

<プロテクタ>
プロテクタ95は、図1及び図6に示すように、上部旋回体220の後部かつ下部の両角部に幅方向に間隔をあけて一対が設けられている。プロテクタ95は、例えば鋼材等の高強度部材によって形成されている。プロテクタ95は、ベースプレート11の後端の両側の角部に一体に固定されており、上方に向かって延びている。プロテクタ95は、上部旋回体220の旋回時に後部が衝突した場合における衝撃から該上部旋回体220を保護する。

0049

<外装カバー>
外装カバー100は、図1及び図6に示すように、上部旋回体220の外形を形成するカバーである。該外装カバー100の内側に上部旋回体220の各種機器が収容されている。外装カバー100は、後部カバー110、左カバー120及び右カバー130を有している。

0050

<後部カバー>
図1及び図5に示すように後部カバー110は、外装カバー100の後部を形成している。後部カバー110は、図2図4に示すように、ベースプレート11上のバッテリユニット31、インバータ36、キャリア、パワーデリバリユニット37、充電コネクタ接続部38及び電動モータ39を上部旋回体220の後方、上方及び幅方向両側から覆っている。

0051

<左カバー>
図1に示すように、左カバー120は、外装カバー100の左側部分を形成している。左カバー120は、図2に示すように、油圧ポンプ51、油圧バルブ52及び操作パターン切換え部53を左側から覆っている。

0052

<右カバー>
右カバーは、図5に示すように、外装カバー100の右側部分を形成している。右カバー130は、外壁パネル131及び開閉パネル132を有している。

0053

外壁パネル131は、図2に示すように、ベースプレート11上で補機バッテリ64及びオイルタンク65が配置された側部領域Sを右側から覆っている。外壁パネル131は、前後方向及び上下方向にわたって延びている。外壁パネル131の後端は後部カバー110の前端に接続されている。側部領域Sは、外壁パネル131及び側方仕切りパネル83によって左右から区画されている。

0054

外壁パネル131には、図5及び図6に示すように、該外壁パネル131を幅方向に連通する第一開口部131a及び第二開口部131bが形成されている。第一開口部131aは、外壁パネル131の後部に形成されている。第二開口部131bは、第一開口部131aの前方側であって外壁パネル131の前部に形成されている。第二開口部131bの開口面積よりも第一開口部131aの開口面積の方が大きい。第一開口部131a及び第二開口部131bは、それぞれ前後方向に延びるスリットが上下方向に複数並設されることで形成されている。

0055

図5に示すように、外壁パネル131の下部には、開閉可能な扉部131cが設けられている。該扉部131cを開放することで、補機バッテリ64に外部からアクセス可能となる。

0056

開閉パネル132は、ベースプレート11上の上方及び前方から覆っている。開閉パネル132は、図5に示すように、右カバー130の前端下部で幅方向に延びる軸線回り回動可能に設けられている。開閉パネル132を回動させることで側部領域Sが開放状態となる。これによって、側部領域S内に外部からアクセス可能となる。

0057

<クーリング装置>
次に本実施形態のクーリング装置150について説明する。クーリング装置150は、電動式油圧ショベル200の各機器を冷却する。クーリング装置150は、図2に示すように、ベースプレート11上の側部領域Sに設けられている。クーリング装置150は、図4に示すように、ベースプレート11及び補機バッテリ64の上方に、図示しない支持部を介して設けられている。
クーリング装置150は、図6に示すように、クーリングユニット151と、第一導風部材180及び第二導風部材190と、を有する。

0058

<クーリングユニット>
クーリングユニット151は、ベースプレート11上の側部領域Sにおける第一開口部131aと第二開口部131bとの間の前後方向位置に設けられている。クーリングユニット151は、右カバー130における外壁パネル131の内面に沿って設けられている。本実施形態では、クーリングユニット151の幅方向外側の面が、外壁パネル131の内面に接している。
クーリングユニット151は、クーリングファン160及び熱交換部170を有している。

0059

<クーリングファン>
クーリングファン160は、前後方向に空気を送風する。クーリングファン160は、ファン本体161及びケーシング162を有している。
ファン本体161は、軸線回りに回転される複数の羽根を有している。ファン本体161は、軸線を前後方向に一致させた状態で配置されている。ファン本体161が図示しないファンモータによって駆動されることで前後方向に送風が行われる。本実施形態のクーリングファン160は、後方側から前方側に向かって送風を行う。
ケーシング162はファン本体161を外周側から囲う枠状をなしている。ケーシング162内にファン本体161が収容されている。ケーシング162には、内周面がファン本体161の外周面と対向する図示しないシュラウドが設けられている。

0060

クーリングファン160は、ベースプレート11上の側部領域S上の第二開口部131bに近接する位置に配置されている。クーリングファン160は、第二開口部131bの後縁に沿う前後方向位置に設けられている。クーリングファン160の前方側にはオイルタンク65が間隔をあけて配置されている。クーリングファン160は、平面視にて前後方向を短手方向とし、幅方向を長手方向とする矩形状をなしている。

0061

<熱交換部>
熱交換部170は、内部を流通する熱交換媒体とクーリングファン160が送風する空気とを熱交換させることで熱交換媒体を冷却する。
熱交換部170は、クーリングファン160の後方側に対向するように設けられている。熱交換部170はクーリングファン160の後方側に一体に設けられている。熱交換部170は、クーリングファン160に対応する幅方向及び上下方向の寸法を有している。熱交換部170には、前後方向に空気が流通可能な連通部が多数形成されている。クーリングファン160が駆動されることで送風される空気が熱交換部170の連通部を流通する過程で当該空気と熱交換媒体の熱交換が行われる。

0062

熱交換部170は、複数の熱交換器を有している。本実施形態では、複数の熱交換器として、ラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173を有している。
<ラジエータ>
ラジエータ171には熱交換媒体として内部を冷却水が流通する。ラジエータ171には、インバータ36及びパワーデリバリユニット37が配管を介して接続されている。冷却水は、ポンプの駆動によって配管を介してラジエータ171、インバータ36及びパワーデリバリユニット37を循環することで、これらインバータ36及びパワーデリバリユニット37を冷却する。

0063

<第二オイルクーラ>
第二オイルクーラ172には熱交換媒体として内部を冷却油が流通する。第二オイルクーラ172は、電動モータ39と配管を介して接続されている。冷却油は、ポンプの駆動によって配管を介して第二オイルクーラ172及び電動モータ39を循環する。これにより、電動モータ39の摺動部での潤滑性担保及び該電動モータ39の油冷が行われる。

0064

<第一オイルクーラ>
第一オイルクーラ173には熱交換媒体として作動油が流通する。即ち、第一オイルクーラ173には、オイルタンク65、油圧ポンプ51、油圧バルブ52を流通する作動油が配管を介して導入される。
本実施形態では、ラジエータ171に供給される冷却水よりも第二オイルクーラ172に供給される冷却油は温度が高い。第二オイルクーラ172に供給される冷却油よりも第一オイルクーラ173に供給される作動油は温度が高い。これら冷却水、冷却油及び作動油の温度は、これら熱交換媒体の冷却対象となる機器により定まる。

0065

ラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173には、これらを前後方向に貫通するように空気が流通する。ラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173は、前後方向から見て幅方向及び上下方向に延びる矩形状をなしている。ラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173は、外周側から枠体によって囲われていてもよい。

0066

これらラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173は、前後方向に順次積層されるように固定一体化されている。本実施形態の熱交換部170では、後方側から前方側に向かって、即ち、クーリングファン160による空気の流通方向に向かって、ラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173の順で配置されている。

0067

<第一導風部材>
第一導風部材180は、図6に示すように、ベースプレート11の側部領域S上の熱交換部170の後方側に設けられている。第一導風部材180は、第一開口部131aから幅方向内側に向かうにしたがって、熱交換部170側となる前方側に向かって延びる板状をなしている。即ち、第一導風部材180は、幅方向内側に向かうに従って該幅方向に対して傾斜するように前方側に延びている。第一導風部材180における前方かつ幅方向外側を向く面は第一案内面181とされている。

0068

第一導風部材180は、第一開口部131aに対応する前後方向位置に設けられている。第一導風部材180の後端かつ幅方向外側の端部となる部分は、外壁パネル131の内面における第一開口部131aの後縁に接続されている。第一導風部材180の前端かつ幅方向内側の端部となる部分は、熱交換部170の後端面(クーリングユニット151の入口152)における幅方向内側の端部に接続されている。これによって、第一導風部材180は、ベースプレート11上の側部領域S内に、第一開口部131aと、クーリングユニット151の空気の入口152となる後端面とを連通させる入口側流路F1を形成している。入口側流路F1は、平面視にて、第一案内面181を斜辺とするとともに、第一開口部131a及びクーリングユニット151の後端面を二辺とする例えば直角三角形状をなしている。入口側流路F1内には、発熱源となる機器は設けられていない。即ち、入口側流路F1は、第一開口部131aとクーリングユニット151の入口152を、機器を介さずに直接的に接続している。

0069

<第二導風部材>
第一導風部材180は、図6に示すように、ベースプレート11の側部領域S上のクーリングファン160の後方側に設けられている。第二導風部材190は、第二開口部131bから幅方向内側に向かうにしたがって、クーリングファン160側となる後方側に向かって延びる板状をなしている。即ち、第二導風部材190は、幅方向内側に向かうに従って該幅方向に対して傾斜するように後方側に延びている。第二導風部材190における後方かつ幅方向外側を向く面は第二案内面191とされている。

0070

第二導風部材190は、第二開口部131bに対応する前後方向位置に設けられている。第二導風部材190の前端かつ幅方向外側の端部となる部分は、外壁パネル131の内面における第二開口部131bの前縁に接続されている。第二導風部材190の後端かつ幅方向内側の端部となる部分は、クーリングファン160の前端面(クーリングユニット151の出口153)における幅方向内側の端部に接続されている。これによって、第二導風部材190は、ベースプレート11上の側部領域S内に、第二開口部131bと、クーリングユニット151の空気の出口153となる前端面とを連通させる出口側流路F2を形成している。出口側流路F2は、平面視にて、第二案内面191を斜辺とするとともに、第二開口部131b及びクーリングユニット151の前端面を二辺とする例えば直角三角形状をなしている。出口側流路F2内には、発熱源となる機器は設けられていない。即ち、出口側流路F2は、第二開口部131bとクーリングユニット151の出口153とを、機器を介さずに直接的に接続している。

0071

入口側流路F1及び出口側流路F2を上下方向から閉塞する閉塞板が設けられていてもよい。 第二導風部材190の前後方向の寸法D2は、第一導風部材180の前後方向の寸法D1よりも短い。これにより、第二導風部材190によって形成される出口側流路F2の容積は、第一導風部材180によって形成される入口側流路F1の容積よりも小さい。第二導風部材190の前方側には、オイルタンク65が配置されている。

0072

作用効果
電動式油圧ショベル200の稼働時には、クーリングユニット151の熱交換部170には、各種機器を冷却することで高温となった熱交換媒体が供給される。クーリングファン160の駆動にともなって、熱交換部170を貫通するように空気が後方から前方に向かって流通することで、熱交換媒体が冷却される。

0073

即ち、クーリングファン160が前後方向に沿う軸線回りに駆動すると、図6に示すように、ベースプレート11上の側部領域S内で後方から前方に向かっての空気の流れが生じる。これにより、第一導風部材180によって区画された入口側流路F1には、外壁パネル131の第一開口部131aを介して空気が導入される入口側流路F1の空気は、第一導風部材180の第一案内面181の傾斜にしたがって幅方向内側かつ前方側に向かって案内される。

0074

そして、熱交換部170の前端面に案内された空気は、該熱交換部170内を前方に向かって流通する際に熱交換媒体と熱交換をすることで該熱交換媒体を冷却する。冷却された熱交換媒体は、各機器に再度供給される。熱交換部170を通過することで加熱された空気はクーリングファン160によってさらに前方側に圧送される。これにより、空気は、第二導風部材190によって区画された出口側流路F2に導入される。出口側流路F2の空気は、第二導風部材190の第二案内面191の傾斜にしたがって前方側かつ幅方向外側に向かって流通する。そして、当該空気は、第二開口部131bを介して外壁パネル131の外部に排出される。

0075

ここで例えばクーリングユニット151の前方及び後方のいずれか一方に、空気の流通方向を反転させるような転向領域を形成する場合、空気の圧損を抑えつつ円滑な流通を図るためには、大容積の転向領域を確保する必要がある。そのため、冷却効率の確保と省スペース化両立を図ることが困難となる。

0076

これに対して本実施形態のクーリング装置150では、前後方向に空気が流通するクーリングユニット151に対して、それぞれ外壁パネル131から幅方向内側かつ前後方向に傾斜して延びる第一導風部材180及び第二導風部材190を介して空気の導入及び排出が行われる。これにより、外装カバー100内の側部領域Sでの空気の転向領域は、クーリングユニット151の上流側及び下流側の二つの部分(入口側流路F1及び出口側流路F2)に分散される。そのため、入口側流路F1及び出口側流路F2のそれぞれで転向角度を抑えることができるため、これら入口側流路F1及び出口側流路F2の容積を不用意に大きく確保する必要はない。また、空気の転向角度が抑えられることで、空気を円滑に流通させることができ、熱交換効率の向上を図ることができる。

0077

さらに、本実施形態のクーリング装置150では、第一導風部材180及び第二導風部材190によって形成される入口側流路F1及び出口側流路F2は、平面視で三角形状をなしている。そのため、これら入口側流路F1及び出口側流路F2では、流路断面積を確保しながら容積を抑えることができる。よって、円滑な空気の流通を確保しながら、コンパクトな構成を実現することができる。

0078

本実施形態では、クーリングファン160は後方側から前方側に向かって空気を送風する。これにより、後方側に形成された第一開口部131aから空気が流入し、前方側に形成された第二開口部131bから空気が流出する構成とされている。
ここで、電動式油圧ショベル200では、上部旋回体220の前部に作業機221が設けられているため、該上部旋回体220の前方側の領域は塵や埃が舞い易く、空気の清浄度が低い。
本実施形態では、比較的空気の清浄度が高い後方側の第一開口部131aから空気が流入する構成のため、クーリングユニット151への塵や埃の侵入を抑えることができる。そのため、クーリングユニット151への塵や埃の付着を抑えることができ、冷却効率を維持することができる。そのため、メンテナンス頻度を抑えることができる。

0079

第二導風部材190は、クーリングユニット151の出口153とオイルタンク65との間に設けられている。仮に第二導風部材190が設けられていない場合、クーリングユニット151から流出する空気はそのまま前方側に向かう結果、オイルタンク65に衝突する。オイルタンク65に衝突して舞い上がった空気は、運転空間80との仕切りとなる側方仕切りパネル83の隙間等を介して運転空間80に侵入する。この場合、運転席84のオペレータやコンソールボックスに収容されたコントローラ等の機器が高温に曝されることになり好ましくない。
本実施形態では、第二導風部材190が、オイルタンク65とクーリングユニット151との間の遮蔽板としても機能するため、上記不都合を解消することができる。

0080

本実施形態の熱交換部170は、後方から前方に向かって順次配置されたラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173を有している。これによって、冷却水、冷却油及び作動油を一括して効率良く冷却することができる。
また、一般に、冷却水、冷却油及び作動油の順序で温度が高くなる。本実施形態では、空気の上流側となる後方側に熱交換媒体の温度が低い熱交換器が配置された構成のため、ラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173それぞれの熱交換媒体を適切に冷却することができる。

0081

さらに、本実施形態では、インバータ36、パワーデリバリユニット37、電動モータ39、油圧ポンプ51、油圧バルブ52等の機器は、ベースプレート11上のクーリング装置150とは異なる領域に配置されている。そのため、クーリング装置150の空気の流通経路には、これら機器は配置されていない。よって、他の機器によって加熱された空気がクーリングユニット151に導入されることはなく、クーリングユニット151の冷却性能を担保することができる。

0082

また、本実施形態では、バッテリユニット31は、該バッテリユニット31に設けられたバッテリファン140によってクーリング装置150とは個別に冷却が行われる。そのため、バッテリユニット31内でバッテリ本体を冷却した空気がクーリングユニット151に導入されることもない。よって、上記同様、クーリングユニット151には他の機器によって加熱されていない空気のみを導入することができ、クーリングユニット151の冷却性能を担保することができる。

0083

<その他の実施形態>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

0084

実施形態では、熱交換部170がラジエータ171、第二オイルクーラ172及び第一オイルクーラ173の3つの熱交換器で構成されている旨説明した。しかしながらこれに限定されることはなく、熱交換部170は、一の熱交換器のみから構成されていてもよいし、2又は4以上の熱交換器から構成されていてもよい。また、冷却水、冷却油及び作動油以外の熱交換媒体を冷却する熱交換器を設けてもよい。

0085

側部領域Sをベースプレート11上の左側に配置してもよい。この場合、クーリング装置150は左カバー120に沿って設けられ、当該運転席84に空気の吸排を行うための一対の開口部が形成される。

0086

実施形態では、電動式建設機械の例として、電動式油圧ショベル200について説明したがこれに限定されることはない。例えば作業機221等の駆動も全て電動で行う電動式ショベル、さらにはケーブルを介して外部から電力が供給される電動式油圧ショベルに本発明を適用してもよい。また、エンジンを備えた油圧ショベル等の他の建設機械に本発明を適用してもよい。

0087

10…旋回フレーム、11…ベースプレート、12…横仕切りプレート、13…前部縦仕切りプレート、14…前部補強プレート、15…ブラケット、16…後部縦仕切りプレート、20…門型フレーム、21…柱部、22…梁部、31…バッテリユニット、31f…第一蓋部、31g…第二蓋部、32…バッテリモジュール、34…センサボックス、35…サービスプラグ、36…インバータ、36a…キャリア、37…パワーデリバリユニット、38…充電コネクタ接続部、39…電動モータ、51…油圧ポンプ、52…油圧バルブ、53…操作パターン切替部、64…補機バッテリ、65…オイルタンク、70…旋回モータ、80…運転空間、81…フロアパネル、82…運転空間仕切りパネル、82a…水平パネル、82b…上下パネル、83…側方仕切りパネル、84…運転席、90…キャノピー、95…プロテクタ、100…外装カバー、110…後部カバー、120…左カバー、130…右カバー、131…外壁パネル、131a…第一開口部、131b…第二開口部、131c…扉部、132…開閉パネル、140…バッテリファン、150…クーリング装置、151…クーリングユニット、152…入口、153…出口、160…クーリングファン、161…ファン本体、162…ケーシング、170…熱交換部、171…ラジエータ、172…第二オイルクーラ、173…第一オイルクーラ、180…第一導風部材、181…第一案内面、190…第二導風部材、191…第二案内面、200…電動式油圧ショベル、210…下部走行体、211…履帯、212…ブレード、215…スイングサークル、220…上部旋回体、221…作業機、222…ブーム、223…アーム、224…バケット、S…側部領域、F1…入口側流路、F2…出口側流路

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