【手続補正書】
【提出日】平成16年3月26日(2004.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】バッテリ駆動の作業機械
【特許請求の範囲】
【請求項１】上部旋回体に、バッテリ体と、前記バッテリ体の近傍に配置された電動機と、前記電動機により駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプの近傍に配置された作動油タンクとを有し、前記作動油タンクが前記油圧ポンプの配置スペースを形成する壁面の内少なくとも一面を形成するように構成したことを特徴とするバッテリ駆動の作業機械。
【請求項２】前記油圧ポンプの上方に作動油タンクを配置したことを特徴とする請求項１記載のバッテリ駆動の作業機械。
【請求項３】前記作動油タンクを油圧ポンプと電動機との上方にわたって配置したことを特徴とする請求項２記載のバッテリ駆動の作業機械。
【請求項４】前記油圧ポンプの少なくとも複数方向を前記作動油タンクで包囲したことを特徴とする請求項１記載のバッテリ駆動の作業機械。
【請求項５】前記電動機に連結されたファンと、前記ファンの近傍に配置されたオイルクーラを有することを特徴とする請求項１記載のバッテリ駆動の作業機械。
【請求項６】前記バッテリ体の前方に前記電動機を配置し、前記電動機の前方に前記油圧ポンプを配置し、前記油圧ポンプの側方に前記コントロールバルブを配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッテリ駆動の作業機械。
【請求項７】前記バッテリ体の前方に前記油圧ポンプを配置し、前記油圧ポンプの後方に前記電動機を配置し、前記電動機の後方に前記オイルクーラを配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッテリ駆動の作業機械。
【請求項８】少なくとも前記電動機と前記油圧ポンプと前記作動油タンクとを上部旋回体の運転席の側方に配置したことを特徴とする請求項１記載のバッテリ駆動の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ体の電力を電動機に供給することにより油圧ポンプを駆動するようにしているバッテリ駆動の作業機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、特開平８−１５８４０３号公報に記載されている一実施例油圧ショベルを示す右側面図である。図１０に示す油圧ショベルは、下部走行体１a 上に旋回装置１b を介して上部旋回体１c を設置して本体を構成してなり、エンジン３は運転室１f の反対側（右側）の後部側方に縦向きに設置し、該エンジン３とその前方の電動機４と、該電動機４の前方の油圧ポンプ２とを同軸上に設置している。そしてこの油圧ショベルは、野外の電源のない現場における工事においてはエンジン３により油圧ポンプ２を作動させ、前記トンネル工事等の無排気ガスが要求される作業現場や、電源のある作業現場における作業は、電動機４により油圧ポンプ２を作動させて作業を行うようにしている。なお図１０において、５はラジエータ６c ，オイルクーラ６d ，エンジン３等を冷却するファン、３２は上部旋回体１c の後端部に装着したカウンタウエイト、４５は電動機４に電力を供給するためのケーブル、４４はケーブル４５巻取り用に搭載しているケーブルリールである。
【０００３】
次に図１１は、特開平６−３２０９６２号公報に記載されている他実施例油圧ショベルを示す左側面図である。また図１２は、図１１における油圧ショベルの平面図である。図１１及び図１２に示す油圧ショベルの上部旋回体１０では、ガスエンジンＥを、座席７の下方に、横置きとして配置し、また旋回半径内でガスエンジンＥよりも後方の位置に、ガスボンベ８及び作動油タンク９を配置している。この油圧ショベルでは最近の環境問題の盛り上がりから、有害排気ガスの多いディーゼルエンジンに換えて、有害ガスの発生の少ないガスエンジンＥを搭載している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す一実施例油圧ショベルでは、上部旋回体１c 上の電動機４に電力を供給するためのケーブルリール４４及びケーブル４５を装備しているので、そのケーブルリール４４の配設が大形で、油圧ショベルがトンネル等狭隘な作業現場に入る場合に制限を受けるようになる。また前記油圧ショベルがエンジン３を駆動して作業を行っている場合には、そのエンジン音で油圧ポンプ２の油圧音が消されているが、エンジン３を停止して電動機４を駆動した場合には、エンジン音がなくなる代わりに油圧ポンプ音が大きな騒音として聞こえる。その油圧ポンプ音はエンジン音に比べ、高周波であるためにかなり耳障りであるので、前記油圧ポンプ音を低減する手段を講じる必要がある。またラジエータ６c ，オイルクーラ６d ，エンジン３等を冷却するためにファン５を設けているが、油圧ポンプ２を駆動させて工事を行う場合にはエンジン３の配置位置が邪魔になって電動機４の冷却が十分に行われないので、ヒートバランス上、具合が悪い。また図１１及び図１２に示す他実施例油圧ショベルでは上部旋回体１０の後部に比較的軽量のガスボンベ８を搭載しているので、油圧ショベルの作業時の車体バランスが不具合になる。本発明は、油圧ショベルなど作業機械の上部旋回体にバッテリ体を搭載し、前記バッテリ体からの電力を得て駆動する電動機の動力を利用して油圧アクチュエータを駆動するようにし、また油圧ポンプ音の低減と、電動機の冷却が十分に行われ、従来より上部旋回体にそなえられるカウンタウエイトを軽量化或いは不要にできるバッテリ駆動の作業機械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、作業機械の上部旋回体に、バッテリ体と、前記バッテリ体の近傍に配置された電動機と、前記電動機により駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプの近傍に配置された作動油タンクとを有し、前記作動油タンクが前記油圧ポンプの配置スペースを形成する壁面の内少なくとも一面を形成するように構成し、この場合、前記電動機の上方に作動油タンクを配置した。また、前記作動油タンクを油圧ポンプと電動機との上方にわたって配置した。或いはまた前記油圧ポンプの少なくとも複数方向を前記作動油タンクで包囲するようにした。また前記電動機に連結されたファンの近傍にオイルクーラを配置した。更にまた、前記バッテリ体の前方に前記電動機を配置し、前記電動機の前方に前記油圧ポンプを配置し、前記油圧ポンプの側方に前記コントロールバルブを配置した。また、前記バッテリ体の前方に前記油圧ポンプを配置し、前記油圧ポンプの後方に前記電動機を配置し、前記電動機の後方に前記オイルクーラを配置した。また、少なくとも前記電動機と前記油圧ポンプと前記作動油タンクとを上部旋回体の運転席の側方に配置した。
【０００６】
本発明では、作業機械の上部旋回体に搭載されたバッテリ体からの電力を得て駆動する電動機の動力を利用して油圧アクチュエータを駆動するようにしているが、前記バッテリ体の近傍に前記電動機を配置した。それによって従来技術の一実施例電動式油圧ショベル（図１０に示す）のようなケーブルの、電線抵抗による電力損失を抑えるとともに、できるだけ小さい容積のバッテリ体を搭載し、そのバッテリ体のエネルギーを効率よくしかも長時間にわたって伝達することができる。また作動油タンクを、前記電動機の上方側に配置した構造の上部旋回体では、雨水が電動機にかからないようにその作動油タンクを電動機の屋根代わり（覆い部材等）に設定し、電動機の防水化を安価に実施することができる。
【０００７】
或いはまた前記油圧ポンプの配置スペースを形成する壁面の内少なくとも一面を前記作動油タンクにて形成するか、または前記油圧ポンプの少なくとも複数方向を前記作動油タンクで包囲するようにした。すなわち前記作動油タンクによって油圧ポンプを囲むように配置できるので、特別なケース等で油圧ポンプを覆うことなく、油圧ポンプ作動時の耳障りな高周波の油圧ポンプ音を遮断することができる。
【０００８】
また本発明では、上部旋回体に装備する前記作動油タンクと、前記油圧ポンプと、油圧アクチュエータ制御用コントロールバルブをそれぞれ互いに近付けて配置した。それにより前記作動油タンクと油圧ポンプとコントロールバルブを連結する油圧配管を短くして配管抵抗によるエネルギーロスを削減できるとともに、バッテリ体のエネルギーを節約することができる。また前記電動機の近くに作動油冷却用のオイルクーラを配置し、前記電動機と前記オイルクーラをともに冷却するファンを配置したので、高負荷下で連続駆動して電動機がかなり発熱した場合に、その電動機を冷却することができるとともに、温度上昇した作動油を冷却してヒートバランスを安定させることができる。
【０００９】
また本発明における前記バッテリ体は複数個のバッテリ個体を有し、平面視で後端が略円弧形状の上部旋回体を有する作業機械においては、前記略円弧形状に略沿わせた状態に前記バッテリ個体を配置した。前記バッテリ体はいわゆる鉛式のバッテリ体でその重量が比較的大きいので、上部旋回体の後部に配置することによりカウンタウエイトの代替のはたらきをすることができる。したがって、従来より上部旋回体の後部に装着されているカウンタウエイトを不要とし、その占有スペースを他に活用することができる。また複数個に分割されている前記バッテリ個体を前記上部旋回体の外装部材の内側面の形状に略沿わせた状態に配置するようにしているので、これを例えば上部旋回体の後面カバー板部材の内面側の形状に合わせて並べることにより、上部旋回体内部のスペース活用をより有効に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例作業機械１１a （全体図は図示していないがベースマシンは油圧ショベルである）の上部旋回体１２a を示す切開平面図である。図において、１３は上部旋回体１２a の後面部に装着した後面カバー板部材、１４は運転席、１５は油圧用の作動油タンク、１６は作動油タンク１５の下方側に配置した電動機、１７は電動機１６によって駆動される油圧ポンプ、１９は作動油冷却用のオイルクーラ、１８は電動回転式又は油圧回転式の送風用のファン、２０は作業機械に装備している複数個の油圧アクチュエータ（図示していない）を制御するコントロールバルブ、２１は電動機１６に電力を供給する駆動用のバッテリ体（詳しくは鉛式バッテリ体）、２２はバッテリ体２１を形式している分割型の複数個のバッテリ個体である。図２は、図１のＡより見た切開側面図である。図３は、図２のＢ−Ｂより見たファン１８を示す図である。図４は、図１におけるバッテリ体２１のバッテリ個体２２を並べ変えた状態を示す切開要部平面図である。
【００１１】
次に、本発明の第１実施例作業機械１１a の構成を図１〜図４について述べる。第１実施例作業機械１１a では上部旋回体１２a に、バッテリ体２１と、前記バッテリ体２１の近傍に配置された電動機１６と、前記電動機１６により駆動される油圧ポンプ１７と、前記油圧ポンプ１７の近傍に配置された作動油タンク１５とを有するようにし、また前記電動機１６に連結されたファン１８と、前記ファン１８の近傍に配置されたオイルクーラ１９を有するようにした。その場合、上部旋回体１２a の後部に搭載した前記バッテリ体２１の前方に前記電動機１６を配置し、前記電動機１６の前方に前記油圧ポンプ１７を配置し、前記油圧ポンプ１７の近傍で側方に前記コントロールバルブ２０を配置し、また前記電動機１６の上方に作動油タンク１５を配置した。また本発明において前記バッテリ体２１は複数個のバッテリ個体２２を有している。そして本実施例の上部旋回体１２a の後端部には、平面視で後端が略円弧形状の後面カバー板部材１３が取付けられている。それで複数個のバッテリ個体２２を、前記後面カバー板部材１３の内面側の形状に合わせて配置するようにした。
【００１２】
次に、本発明の第１実施例作業機械１１a の作用について述べる。本実施例では前記バッテリ体２１の近傍に電動機１６を配置したので、電線抵抗による電力損失を抑えるとともに、できるだけ小さい容積のバッテリ体２１を搭載し、そのバッテリ体２１のエネルギーを効率よくしかも長時間にわたって伝達することができる。また作動油タンク１５を前記電動機１６の上方に配置したので、雨水が電動機１６にかからないようにその作動油タンク１５を電動機１６の屋根代わり（覆い部材等）に設定し、電動機１６の防水化を安価に実施することができる。そして前記油圧ポンプ１７の配置スペースを形成する壁面の内、上面を前記作動油タンク１５の底面にて形成される状態にしたので、油圧ポンプ１７作動時の耳障りな高周波の油圧ポンプ音を遮断することができる。
【００１３】
また本実施例では、前記作動油タンク１５と、前記油圧ポンプ１７と、前記コントロールバルブ２０を、それぞれ互いに近付けて配置した。それにより前記作動油タンク１５と油圧ポンプ１７とコントロールバルブ２０を連結する油圧配管（図示していない）を短くして配管抵抗によるエネルギーロスを削減できるとともに、バッテリ２１のエネルギーを節約することができる。また前記電動機１６の近くに作動油冷却用のオイルクーラ１９を配置し、前記電動機１６と前記オイルクーラ１９をともに冷却するファン１８を配置したので、高負荷下で連続駆動して電動機１６がかなり発熱した場合に、その電動機１６を冷却することができるとともに、温度上昇した作動油を冷却してヒートバランスを安定させることができる。
【００１４】
また本実施例では、複数個のバッテリ個体２２で形成されたバッテリ体２１を上部旋回体１１a の後部に配置した。図１に示すようにバッテリ体２１の平面視形状は長方形で、後面カバー板部材１３後端部と、バッテリ体２１後端位置との距離は寸法Ｌ1 である。前記バッテリ体２１はいわゆる鉛式のバッテリ体でその重量が比較的大きいので、上部旋回体１１a の後部に配置することによりカウンタウエイトの代替のはたらきをすることができる。したがって、従来より上部旋回体の後部に装着されているカウンタウエイトを不要とし、その占有スペースを他に活用することができる。また図４に示すように、バッテリ体２１’を後面カバー板部材１３の内面側の形状に合わせて配置することもできる。図４に示すバッテリ体２１’の平面視形状は多角形で、後面カバー板部材１３後端部と、バッテリ体２１’後端位置との距離は寸法Ｌ2 となり、その寸法Ｌ2 は図１に示す寸法Ｌ1 より小寸である。すなわち図４に示すバッテリ２１’のように前記後面カバー板部材１３の内面側の形状に合わせて並べることにより、上部旋回体１２a内部のスペース活用をより有効に行うことができる。
【００１５】
次に図５は、本発明の第２実施例作業機械１１b （全体図は図示していない）の上部旋回体１２b を示す切開平面図である。図において、図１〜図３に示す第１実施例作業機械１１a の場合と同一の構成要素を使用しているものに対しては同符号を付す。なおこの第２実施例作業機械１１b の場合でも、前記第１実施例作業機械１１a の場合と同様にオイルクーラ１９，ファン１８，コントロールバルブ２０を配設しているが、その図示を省略している。図５において、１２b は作業機械１１b の上部旋回体、２３は作動油タンクである。図６は、図５のＣより見た切開側面図である。図７は、図６のＤ−Ｄより見た作動油タンク２３の断面を示す図である。なお図６及び図７において、２４は作動油タンク２３の下面部に貼着した遮音用パネルである。次に、本第２実施例作業機械１１b が前記第１実施例作業機械１１a と異なる点の構成を図５〜図７について述べる。第２実施例作業機械１１b では、作動油タンク２３の下部に、油圧ポンプ１７の配置スペースの上面側，左右側面側，及び前面側を囲むように凹み部２５を形成し、その凹み部２５の内側に前記油圧ポンプ１７を位置せしめることにより、前記作動油タンク２３を油圧ポンプ音遮断用の遮音壁に設定した。
【００１６】
次に、本第２実施例作業機械１１b が前記第１実施例作業機械１１a と異なる点の作用について述べる。第２実施例作業機械１１b では、作動油タンク２３の下部に形成した凹み部２５によって油圧ポンプ１７の配置スペースの上面側，左右側面側，及び前面側を包囲し、油圧ポンプ１７の下方部に対しては作動油タンク２３下面部に遮音用パネル２４が貼着されている。したがって特別なケース等（図示していない）で油圧ポンプ１７を覆うことなく、油圧ポンプ１７作動時の耳障りな高周波の油圧ポンプ音を遮断することができる。
【００１７】
次に図８は、本発明の第３実施例作業機械１１c （全体図は図示していない）の上部旋回体１２c を示す切開要部平面図である。図において、図５〜図７に示す第２実施例作業機械１１b の場合と同一の構成要素を使用しているものに対しては同符号を付す。２６は作動油タンク、２７は作動油タンク２６の下面部の部分から後面部及び左側面部の部分にかけてスペースを設けるように形成された凹み部、２８は作動油タンク２６の左側面に密接して設けられた壁板である。図９は、図８のＦ−Ｆより見た作動油タンク２６の断面を示す図である。図において、２４’は作動油タンク２６の下面部に貼着した遮音用パネルである。次に、本第３実施例作業機械１１c が前記第２実施例作業機械１１b と異なる点の構成を図８及び図９について述べる。第３実施例作業機械１１c では、作動油タンク２６の下面部の部分から後面部及び左側面部の部分にかけてスペースを設けるように凹み部２７を形成し、かつ前記作動油タンク２６の左側面に前記凹み部２７の左側開放部を覆うための壁板２８を設けるとともに、油圧ポンプ１７の下方部に対しては作動油タンク２６下面部に遮音用パネル２４’を貼着している。したがって前記凹み部２７，壁板２８，及び遮音用パネル２４’によって油圧ポンプ１７の配置スペースの上面側，左右側面側，前面側，及び下面側が包囲されるので、第２実施例作業機械１１b の場合の作用と同じように、油圧ポンプ１７作動時の耳障りな高周波の油圧ポンプ音を遮断することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明では、作業機械の上部旋回体に搭載されたバッテリ体からの電力を得て駆動する電動機の動力を利用して油圧アクチュエータを駆動するようにしているが、前記バッテリ体の近傍に前記電動機を配置したので、電線抵抗による電力損失を抑えるとともに、できるだけ小さい容積のバッテリ体を搭載し、そのバッテリ体のエネルギーを効率よくしかも長時間にわたって伝達することができる。また作動油タンクを、前記電動機の上方側に配置した構造の上部旋回体では、雨水が電動機にかからないようにその作動油タンクを電動機の屋根代わり（覆い部材等）に設定し、電動機の防水化を安価に実施することができる。或いはまた前記作動油タンクによって油圧ポンプを囲むように配置できるので、特別なケース等で油圧ポンプを覆うことなく、油圧ポンプ作動時の耳障りな高周波の油圧ポンプ音を遮断することができる。
【００２０】
また上部旋回体に装備する前記作動油タンクと、前記油圧ポンプと、油圧アクチュエータ制御用コントロールバルブをそれぞれ互いに近付けて配置したので、連結用の油圧配管を短くして配管抵抗によるエネルギーロスを削減できるとともに、バッテリ体のエネルギーを節約することができる。また前記電動機の近くに作動油冷却用のオイルクーラを配置し、前記電動機と前記オイルクーラをともに冷却するファンを配置したので、高負荷下で連続駆動して電動機がかなり発熱した場合に、その電動機を冷却することができるとともに、温度上昇した作動油を冷却してヒートバランスを安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例作業機械の上部旋回体を示す切開平面図である。
【図２】図１のＡより見た切開側面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂより見たファンを示す図である。
【図４】図１におけるバッテリのセルを並べ変えた状態を示す切開要部平面図である。
【図５】本発明の第２実施例作業機械の上部旋回体を示す切開平面図である。
【図６】図５のＣより見た切開側面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄより見た作動油タンクの断面を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例作業機械の上部旋回体を示す切開要部平面図である。
【図９】図８のＦ−Ｆより見た作動油タンクの断面を示す図である。
【図１０】従来技術の一実施例油圧ショベルを示す右側面図である。
【図１１】従来技術の他実施例油圧ショベルを示す左側面図である。
【図１２】図１１における油圧ショベルの平面図である。
【符号の説明】
１c ，１０，１２a ，１２b ，１２c 上部旋回体
２，１７ 油圧ポンプ
３，Ｅ エンジン
４，１６ 電動機
５，１８ ファン
６d ，１９ オイルクーラ
９，１５，２３，２６ 作動油タンク
１１a ，１１b ，１１c 作業機械
１３ 後面カバー板部材
２０ コントロールバルブ
２１，２１’ バッテリ体
２２ バッテリ個体


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
1998266272.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
1998266272.tif 000002