(57)【要約】  【課題】搭載困難なスイベルジョイントを使用することなく、走行装置を電動化し、建設機械の安定性等を向上させる。  【解決手段】下部走行体１１には、複数のバッテリ２４と電動モータ２５が設置されて配線接続されている。上部旋回体１３のキャブ１４内に設置された操作レバー２１を操作すると、キャブ１４内の送信コントローラ２２から旋回機構１２に設置された受信コントローラ２３へ、操作レバー２１の操作位置に対応した無線信号が送信される。斯くして、受信コントローラ２３は、受信した無線信号に基づいて、バッテリ２４の電流を制御して電動モータ２５を回転制御させる。これによって、電動モータ２５と駆動軸が直結されたクローラ２０が駆動制御されるので、キャタビラ２６を介して油圧ショベル１０が走行制御される。【選択図】図１
2010065423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体に上部旋回体を旋回自在に搭載し、且つ、バッテリを電源として電動モータの駆動力で走行する建設機械の走行装置において、
前記下部走行体には、前記バッテリと前記電動モータが設置され、前記上部旋回体からの無線信号によって前記電動モータが駆動制御されることを特徴とする建設機械の走行装置。
【請求項２】
上記上部旋回体には送信コントローラが設置され、且つ、上記下部旋回体には受信コントローラが設置され、前記送信コントローラから前記受信コントローラへ上記無線信号が送信されことにより、該受信コントローラが上記電動モータを駆動制御することを特徴とする請求項１記載の建設機械の走行装置。
【請求項３】
上記上部旋回体の運転室には操作レバーが設置され、上記送信コントローラは、該操作レバーの操作位置に対応した無線信号を上記受信コントローラへ送信することを特徴とする請求項２記載の建設機械の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の走行装置に関するものであり、特に、バッテリを電源として電動モータの駆動力で走行する建設機械の走行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、排気ガスや騒音等の作業環境を改善した建設機械が種々提案されている。その一つに、エンジンと電動モータを併用したハイブリッド式の建設機械がある。このハイブリッド式の建設機械は、エンジンの動力で駆動される作業機駆動用の油圧ポンプの他に、バッテリの電力で駆動される電動モータが設けられている。そして、作業機駆動モードを切り換えると、油圧ポンプの駆動を「バッテリ駆動」、「エンジン駆動」、「エンジン駆動とバッテリによるアシスト駆動」に変更することが可能で、この駆動形式を作業内容等に応じて切り換えることにより、エンジンの負荷を軽減して排気ガスや騒音等を改善するようにしている。このとき、油圧ポンプの駆動力によってブーム、アーム、及びバケットの駆動と走行駆動とが行われるようになっている。このような建設機械においては、バッテリ及び電動モータは、下部走行体上に旋回自在に配置された上部旋回体上に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
又、トンネル工事等、無排気ガスが要求される作業現場では、エンジンの使用ができないので、バッテリと電動モータだけを搭載した電動式の建設機械も知られている。このような建設機械の場合も、電力配線経路の短縮化と信号線の単純化を図るために、バッテリと電動モータは上部旋回体上に設けられている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２７２４１号公報。
【特許文献２】特開平１０−３１７４２９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の如く、バッテリ及び電動モータが上部旋回体上に配置されていると、バッテリ及び電動モータと周辺機器の配置密度が高くなって隣接部品同志が接近し合い、メンテナンスが行い難いのみならず、上部旋回体の重量が大きくなって、建設機械全体の重心位置が高くなり安定性の面からも不利になる。  又、特許文献１及び特許文献２に記載の建設機械の走行装置の駆動では、図４に示すように、エンジン１、制御装置２、バッテリ３及び電動モータ４は、下部走行体５上に配置された上部旋回体６上に設けられ、且つ、エンジン１及び電動モータ４の動力によって駆動する油圧ポンプを使用すると共に、該油圧ポンプの駆動力により作動する走行用油圧モータ７を使用している。依って、更なる排ガス低減作用や燃費の向上を図るためには、走行装置を油圧モータから電動モータに変更し、走行停止時のエネルギー回生を行う必要がある。
【０００５】
また、上部旋回体６にバッテリ３や制御装置２を搭載した状態で走行装置を電動化すると、上部旋回体６下部走行体５の間を電源及び制御（信号）用のケーブル８で接続する必要があるが、上部旋回体６が旋回自在に設けられているので、上部旋回体６と下部走行体５の接合部には、上部旋回体６が回転しても電源及び制御用のケーブル８が切断されないように、スイベルジョイント９を設けて上部旋回体６と下部走行体５を接合させる必要がある。
【０００６】
更に、走行装置に用いられる電動モータには電源用ケーブル及び/又は制御用ケーブルを複数本用いて、上部旋回体と下部旋回体の間を接続する必要があり、加えて、走行装置には左右の電動モータを設置する必要があるので、更に２倍の本数のケーブルを用いて、上部旋回体と下部旋回体の間を接続させなければならない。
【０００７】
従って、上部旋回体と下部旋回体の接合部に設けたスイベルジョイントは、かなり多くの本数のケーブルに対応できるように構成する必要があり、その結果、スイベルジョイント自体が大型化して搭載困難になると共に、高コスト化を招くと云う問題がある。
【０００８】
そこで、搭載困難な大型のスイベルジョイントを使用することなく、走行装置を電動化する為に解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、下部走行体に上部旋回体を旋回自在に搭載し、且つ、バッテリを電源として電動モータの駆動力で走行する建設機械の走行装置において、下部走行体には、バッテリと電動モータが設置され、上部旋回体からの無線信号によって電動モータが駆動制御される建設機械の走行装置を提供するものである。
【００１０】
この構成によれば、上部旋回体からの無線信号によって下部走行体側の電動モータが駆動制御されるので、上部旋回体と下部走行体側ケーブルの接合部に設けるケーブルの本数は従来に比べて少なくなる。
【００１１】
また、重量部品であるバッテリと電動モータが下部走行体に設置される。依って、建設機械全体の重心位置が低くなるために、走行操作時の安定性が向上する。さらに、上部旋回体からの無線信号によって電動モータを駆動制御することで、建設機械を走行／停止させることができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記上部旋回体には送信コントローラが設置され、且つ、上記下部旋回体には受信コントローラが設置され、前記送信コントローラから前記受信コントローラへ上記無線信号が送信されことにより、該受信コントローラが上記電動モータを駆動制御する建設機械の走行装置を提供するものである。
【００１３】
この構成によれば、上部旋回体から下部旋回体へ無線信号を送信することによって電動モータを駆動制御することができるので、上部旋回体と下部旋回体との間に配線材を設ける必要がなくなる。従って、電気的な信頼性を一段と向上させることができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、上部旋回体の運転室には操作レバーが設置され、送信コントローラは、操作レバーの操作位置に対応した無線信号を受信コントローラへ送信する建設機械の走行装置を提供するものである。
【００１５】
この構成によれば、上部旋回体の運転室に設置された操作レバーを操作することにより、その操作レバーの操作位置に対応した無線信号によって電動モータを駆動制御して建設機械を走行／停止させることができるので、運転室での操作性が一段と向上する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、上部旋回体からの無線信号によって下部走行体側の電動モータを駆動制御することにより、上部旋回体と下部走行体側ケーブルの接合部に設けるケーブルの本数を従来に比べて大幅に少なくできるので、搭載困難な大型のスイベルジョイントを使用する必要がなく、簡単な構成で走行装置を用意に電動化することができる。
【００１７】
又、バッテリ及び電動モータが下部走行体に設置されるので、重心位置が低くなって走行操作時の安定性が向上すると共に、上部旋回体からの無線信号によって建設機械を走行／停止させることができるので操作性が一段と向上する。
【００１８】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、上部旋回体と下部走行体との間に配線材を設ける必要がなくなるので電気的な信頼性が向上する。
【００１９】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、運転室に設置された操作レバーを操作すれば、任意に建設機械を走行／停止させることができるので運転室での操作性がよくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、搭載困難なスイベルジョイントを使用することなく走行装置を電動化し、建設機械の安定性等を向上させるという目的を達成するために、下部走行体に上部旋回体を旋回自在に搭載し、且つ、バッテリを電源として電動モータの駆動力で走行する建設機械の走行装置において、下部走行体には、バッテリと電動モータが設置され、上部旋回体からの無線信号によって電動モータが駆動制御される建設機械の走行装置を提供することによって実現した。
【００２１】
以下、本発明に係る建設機械の走行装置について、油圧ショベルを例に挙げて好適な実施例を説明する。尚、本発明に係る建設機械は、エンジンと電動モータを併用したハイブリッド式の建設機械でもよいし、バッテリを電源とした電動モータによる電気式のハイブリッド式の建設機械でもよい。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明を適用した建設機械としての油圧ショベルの側面図を示す。図１において、該油圧ショベル１０は、下部走行体１１上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３には、キャブ（運転室）１４と建屋１８が設けられている他に、前方中央部にブーム１５が俯仰可能に取り付けられている。又、ブーム１５の先端にはアーム１６が上下回動自在に取り付けられ、更に該アーム１６の先端にはバケット１７が取り付けられている。
【００２３】
また、上部旋回体１３のキャブ１４の内部には、運転操作のしやすい位置に操作レバー２１が設置され、さらに、該操作レバー２１の操作位置に対応した信号を無線で外部へ送信する送信コントローラ２２が設置されている。尚、操作レバー２１から送信される信号は有線で送信コントローラ２２へ送信される。さらに、旋回機構１２には、前記送信コントローラ２２からの信号を無線で受信する受信コントローラ（制御装置）２３が設置されている。
【００２４】
また、下部走行体１１の内部には、複数個のバッテリ２４が搭載され、且つ後輪両側のクローラ２０を個別に回転駆動させるための電動モータ２５が、後輪両側のクローラ２０にそれぞれ配設されている。尚、複数個のバッテリ２４は所望の電圧になるように直列又は並列に接続されて電動モータ２５に配線されている。従って、受信コントローラ２３からの制御指令信号によって電動モータ２５が回転駆動すると、電動モータ２５と回転軸が連結されたクローラ２０を回転させてキャタビラ２６を回して油圧ショベル１０を走行させることができる。
【００２５】
図２は、下部走行体１１と旋回機構１２と上部旋回体１３だけを示した背面図である。図１では説明できない部分の構造について、図２の背面図を用いて更に説明すると、上部旋回体１３には、その建屋１８内には、特に図示されていないが、作業機駆動用の油圧ポンプ、各種の機器、及び補器等が配設されている。一方、下部走行体１１の左右両側のクローラ２０に挟まれた中央部分には、複数個のバッテリ２４が油圧ショベル１０の前後方向に沿って着脱自在に取り付けられている。すなわち、複数個のバッテリ２４は、バッテリケース２４ａに一括収納されて、左右両側のクローラ２０を連結するロアフレーム２７にボルトなどによって取り付けられている。  
【００２６】
また、左右両側のクローラ２０にはそれぞれ電動モータ２５が取り付けられ、対応するクローラ２０を回転させるように構成されている。尚、それぞれ電動モータ２５又は受信コントローラ２３と複数個のバッテリ２４は、ケーブル２９によって配線されている（図３参照）。
【００２７】
このような油圧ショベル１０の構成において、キャブ１４内のオペレータが操作レバー２１を操作すると、操作レバー２１の操作位置に対応した信号が有線で送信コントローラ２２へ送信される。これによって、送信コントローラ２２は、所望の制御指令信号を生成し、該制御指令信号を旋回機構１２に設置された受信コントローラ２３へ無線で送信する。
【００２８】
これによって、受信コントローラ２３は、受信した制御指令信号に基づいて電動モータ２５へ制御信号を有線で送信するので、電動モータ２５は、制御信号に応じた回転駆動を行う。従って、オペレータが操作レバー２１を操作すると、無線信号によって電動モータ２５を回転制御してクローラ２０を回転／停止させることができるので、キャタビラ２６を介して油圧ショベル１０を走行／停止させることができる。
【００２９】
このようにして、上部旋回体１３の操作機構（操作レバー２１及び送信コントローラ２２）と下部走行体１１の走行駆動機構（受信コントローラ２３、バッテリ２４、及び電動モータ２５など）を電気的に分離させたため、上部旋回体１３と下部走行体１１の連結部である旋回機構１２の部分に、搭載困難なスイベルジョイントや電気的接続ターミナルを設ける必要がなくなるので、電気的な信頼性が一段と向上する。
【００３０】
さらに、バッテリ２４や電動モータ２５などの重量部品が下部走行体１１に配置されるため、建設機械全体の重心位置が低くなって走行時の安定性が向上する。また、バッテリ２４や電動モータ２５が上部旋回体１３の建屋１８に密集することがなくなるので、各種要素のメンテナンス性が一段と向上する。
【００３１】
以上の如く、本発明によると、上部旋回体からの無線信号によって下部走行体側の電動モータを駆動制御する。従って、上部旋回体と下部走行体側ケーブルの接合部に設けるケーブルの本数を従来に比べて大幅に少なくできる。斯くして、搭載困難な大型のスイベルジョイントを使用する必要がなく、簡単な構成で走行装置を用意に電動化することができる。
【００３２】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３３】
例えば、建設機械の走行装置とは異なるエンジン動力で駆動される作業機駆動用の油圧ポンプなどは、上部旋回体１３側に設置されていても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に適用される建設機械の一例としての油圧ショベルの側面図。
【図２】図１に示す油圧ショベルの下部走行体と旋回機構と上部旋回体だけを示した背面図。
【図３】本発明に係る油圧ショベルの走行装置の構成例を説明する解説図。
【図４】従来例に係る油圧ショベルの走行装置の構成例を説明する解説図。
【符号の説明】
【００３５】
１０  油圧ショベル
１１  下部走行体
１２  旋回機構  
１３  上部旋回体
１４  キャブ
１５  ブーム
１６  アーム
１７  バケット
１８  建屋
２０  クローラ
２１  操作レバー
２２  送信コントローラ
２３  受信コントローラ
２４  バッテリ
２４ａ  バッテリケース
２５  電動モータ
２６  キャタビラ
２７  ロアフレーム
【図１】
2010065423.tif 000003
【図２】
2010065423.tif 000004
【図３】
2010065423.tif 000005
【図４】
2010065423.tif 000006