(57)【要約】【課題】本発明は、複数の電動機と該電動機にそれぞれ直結された複数の油圧ポンプを備え、建設機械の作用（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）によるバッテリの負荷が、可能な限り均等に分担できるよう構成したバッテリ駆動式建設機械を提供するものである。【解決手段】走行装置とクレーン等の作業機を搭載した回転作業台を備えた自走式杭打ち機等の建設機械であって、作業に必要な機能（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）を司るすべての機器装置それぞれが、回転作業台の最後部にカウンタウエイトを兼ねて搭載された充電器を備えたバッテリで駆動される各機器装置用の電動機を介し、前記電動機に直結される各機器装置用の各油圧ポンプからの油圧によって制御可能に構成されてなることを特徴とするバッテリ駆動式建設機械。【選択図】  図２
2015040117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行装置とクレーン等の作業機を搭載した回転作業台を備えた自走式杭打ち機等の建設機械であって、作業に必要な機能（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）を司るすべての機器装置それぞれが、回転作業台の最後部にカウンタウエイトを兼ねて搭載された充電器を備えたバッテリで駆動される各機器装置用の電動機を介し、前記電動機に直結される各機器装置用の各油圧ポンプからの油圧によって制御可能に構成されてなることを特徴とするバッテリ駆動式建設機械。
【請求項２】
前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせが４系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにの作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ駆動式建設機械。
【請求項３】
前記電動機と油圧ポンプの組み合わせによる機能分担が、杭打ち機にあっては、第１系統では回転作業台の回転、第２系統が左側走行装置、メインウインチ、サブウインチ、及びオーガーモータの駆動、第３系統が右側走行装置、ブームの起伏、伸縮とオーガーモータの駆動、第４系統がアキュムレータの駆動とされてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリ駆動式建設機械。
【請求項４】
前記油圧ポンプに油圧を供給する油圧タンクが、運転台の後部に設けられてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリ駆動式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを動力源とする複数の電動機と各電動機に直結した油圧ポンプとによって駆動される杭打ち機等の建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリを動力源とする電動機によって駆動される油圧ポンプで駆動される建設機械の発明としては、特許文献１（特開平９−１４４０６２号公報）に
「走行装置を備えた機械本体に作業機を装着してなる建設機械において、機械本体に脱着可能に搭載されバッテリを内蔵したバッテリボックスと、このバッテリボックスに内蔵されたバッテリにより作動する電動モータと、この電動モータにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプによって油圧タンクより供給される作動油にて作動される油圧アクチュエータと、機械本体上に設けられたオペレータ着座用の座席と、この座席上および機械本体外部の一方に位置するオペレータにて遠隔操作されて電気的に入力された指令信号により操作され油圧アクチュエータに供給される作動油を制御する油圧バルブとを具備した建設機械」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４４０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の建設機械にあっては、バッテリによって作動される電動モータと、この電動モータにより駆動される油圧ポンプとは各１台であり、この油圧ポンプの作動油を走行系、旋回系及び作業機系の多数のアクチュエータに多数の油圧バルブを介して供給され制御されている。したがってこの作動油の制御のため各アクチュエーターに電磁式の比例減圧弁、方向切替弁、油圧バブルを必要とし、また同時に作動するアクチュエータの数や機能によって、必要とする動力が異なるため、動力源であるバッテリの負荷の変動が大きくなるおそれがある。
本発明は上記特許文献１の発明の問題点に鑑みてなされたもので、複数の電動機と該電動機にそれぞれ直結された複数の油圧ポンプを備え、建設機械の作用（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように分担できるように構成したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記課題を下記の手段より解決した。
（１）走行装置とクレーン等の作業機を搭載した回転作業台を備えた自走式杭打ち機等の建設機械であって、作業に必要な機能（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）を司るすべての機器装置それぞれが、回転作業台の最後部にカウンタウエイトを兼ねて搭載された充電器を備えたバッテリで駆動される各機器装置用の電動機を介し、前記電動機に直結される各機器装置用の各油圧ポンプからの油圧によって制御可能に構成されてなることを特徴とするバッテリ駆動式建設機械。
（２）前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせが４系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにの作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ駆動式建設機械。
（３）前記電動機と油圧ポンプの組み合わせによる機能分担が、杭打ち機にあっては、第１系統では回転作業台の回転、第２系統が左側走行装置、メインウインチ、サブウインチ、及びオーガーモータの駆動、第３系統が右側走行装置、ブームの起伏、伸縮とオーガーモータの駆動、第４系統がアキュムレータの駆動とされてなることを特徴とする（１）又は（２）に記載のバッテリ駆動式建設機械。
（４）前記油圧ポンプに油圧を供給する油圧タンクが、運転台の後部に設けられてなることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のバッテリ駆動式建設機械。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のバッテリ駆動式建設機械によって下記に効果が発揮される。
〈１〉走行装置とクレーン等の作業機を搭載した回転作業台を備えた自走式杭打ち機等の建設機械であって、作業に必要な機能（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）を司るすべての機器装置それぞれが、回転作業台の最後部にカウンタウエイトを兼ねて搭載された充電器を備えたバッテリで駆動される各機器装置用の電動機を介し、前記電動機に直結される各機器装置用の各油圧ポンプからの油圧によって制御可能に構成されているので、そのときの作業必要な機能、例えば建設機械の走行や回転、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏のみ司る機器装置を駆動する電動機にのみバッテリからの電力を供給すればよく、消費電力の軽減が図れるとともに、小型電動機の使用が可能になる。
〈２〉前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせが４系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにの作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御されるのでバッテリの電力消費が抑えられ、長時間のバッテリ駆動が可能になる。
〈３〉前記油圧ポンプに油圧を供給する油圧タンクが、運転台の後部に設けられているので、油圧タンクを回転台後部にカウンタウエイトと兼用して配置した建設機器に比べてアクチュエータへの給油ホースの短縮が図れる。
上記の効果に加えて、下記の効果が期待できる。
・排出ガスを出さないため，ＣＯ２削減効果が期待できる。
・経由等の直接燃料補給をしなくてよい。
・出力エネルギーの分散、集中、合流が容易にできる。
・コンパクトに纏めることができる。
・低騒音である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のバッテリ駆動式建設機械である杭打ち機の概念図
【図２】図１に示すバッテリ駆動式杭打ち機の機器装置の構成を示す系統図
【図３】図１に示すバッテリ駆動式杭打ち機の機器装置配置例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のバッテリ駆動式建設機械を実施するための形態を、杭打ち機を実施例として図１〜３に基づいて説明する。
図１は本発明のバッテリ駆動式建設機械である杭打ち機の概念図、図２は図１に示すバッテリ駆動式杭打ち機の機器装置の構成を示す系統図、図３は図１に示すバッテリ駆動式杭打ち機の機器装置配置例を示す平面図である。
【０００９】
本発明のバッテリ駆動式杭打ち機は、図１に示すように、走行装置Ａとクレーン等の作業機を搭載した回転作業台Ｂを備え、作業に必要な機能（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）を司るすべての機器装置それぞれが、回転作業台Ｂの最後部にカウンタウエイトを兼ねて搭載された充電器１を備えたバッテリ２で駆動される各機器装置用の電動機と、前記電動機に直結される各機器装置用の各油圧ポンプとの組み合わせ装置３、４、５、６からの油圧によって制御可能に構成されている。
本発明の建設機械としての杭打ち機の構成系統図を図２に、バッテリ駆動式杭打ち機の機器装置の配置例の平面図を図３に示した。図３における記号は、図２に記載した記号に基づくものである。
【００１０】
本発明で用いられるバッテリとしては、充電により再生できる二次電池が好ましく、ニッケルカドミウム電池、リシウムイオン電池、鉛蓄電池等が挙げられるが、横ゆれ移動の激しいカウンタウエイト兼用させるため、硫酸等の液体が充填されていないものが好ましい。また、充電器としては電気自動車等に使用される急速充電器が好ましい。
本発明のバッテリ駆動式建設機械は、前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせ機構が複数系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにの作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御される。
図２に示したバッテリ駆動式杭打ち機にあっては、前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプの組み合わせ機構が４系統設けられており、それぞれ第１系統３は回転作業台の旋回する旋回モーター８とクーラー９の駆動を、第２系統は左側走行装置、メインウインチ、サブウインチ、及びオーガーモーターの駆動を、第３系統は右側走行装置、ブームの起伏、伸縮とオーガーモータの駆動を、第４系統はパイロット圧の制御とアキュムレータの駆動を分担するよう構成されている。
この分担は一実施例であって、これに限られるものでなく、それぞれの作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように配慮されればよい。
また、油圧ポンプを介して各機器装置に供給される作動油の作動油タンク１８は運転台Ｃの後部に設けて、給油ホースの短縮を図ることが好ましい。
【符号の説明】
【００１１】
１：受電機
２：バッテリ
３：第１系統の電動機と油圧ポンプの組み合わせ機構
４：第２系統の電動機と油圧ポンプの組み合わせ機構
５：第３系統の電動機と油圧ポンプの組み合わせ機構
６：第４系統の電動機と油圧ポンプの組み合わせ機構
７：集積バルブ
８：旋回モーター
９：クーラー
１０：走行モーター
１１：メインウインチ
１２：サブウインチ
１３：オーガーモータ
１４：ブーム起伏機構
１５：ブーム伸縮機構
１６：パイロット圧
１７：アキュムレータ
１８：作動用タンク
Ａ：走行装置
Ｂ：回転台
Ｃ：運転台
【図１】
2015040117.tif 000003
【図２】
2015040117.tif 000004
【図３】
2015040117.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月4日(2013.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせが４系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにその作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ駆動式建設機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明者らは上記課題を下記の手段より解決した。
（１）走行装置とクレーン等の作業機を搭載した回転作業台を備えた自走式杭打ち機等の建設機械であって、作業に必要な機能（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）を司るすべての機器装置それぞれが、回転作業台の最後部にカウンタウエイトを兼ねて搭載された充電器を備えたバッテリで駆動される各機器装置用の電動機を介し、前記電動機に直結される各機器装置用の各油圧ポンプからの油圧によって制御可能に構成されてなることを特徴とするバッテリ駆動式建設機械。
（２）前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせが４系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにその作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ駆動式建設機械。
（３）前記電動機と油圧ポンプの組み合わせによる機能分担が、杭打ち機にあっては、第１系統では回転作業台の回転、第２系統が左側走行装置、メインウインチ、サブウインチ、及びオーガーモータの駆動、第３系統が右側走行装置、ブームの起伏、伸縮とオーガーモータの駆動、第４系統がアキュムレータの駆動とされてなることを特徴とする（１）又は（２）に記載のバッテリ駆動式建設機械。
（４）前記油圧ポンプに油圧を供給する油圧タンクが、運転台の後部に設けられてなることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のバッテリ駆動式建設機械。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明のバッテリ駆動式建設機械によって下記に効果が発揮される。
〈１〉走行装置とクレーン等の作業機を搭載した回転作業台を備えた自走式杭打ち機等の建設機械であって、作業に必要な機能（建設機械の走行、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏等）を司るすべての機器装置それぞれが、回転作業台の最後部にカウンタウエイトを兼ねて搭載された充電器を備えたバッテリで駆動される各機器装置用の電動機を介し、前記電動機に直結される各機器装置用の各油圧ポンプからの油圧によって制御可能に構成されているので、そのときの作業必要な機能、例えば建設機械の走行や回転、作業台の旋回、ブームの伸縮・起伏のみ司る機器装置を駆動する電動機にのみバッテリからの電力を供給すればよく、消費電力の軽減が図れるとともに、小型電動機の使用が可能になる。
〈２〉前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせが４系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにその作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御されるのでバッテリの電力消費が抑えられ、長時間のバッテリ駆動が可能になる。
〈３〉前記油圧ポンプに油圧を供給する油圧タンクが、運転台の後部に設けられているので、油圧タンクを回転台後部にカウンタウエイトと兼用して配置した建設機器に比べてアクチュエータへの給油ホースの短縮が図れる。
上記の効果に加えて、下記の効果が期待できる。
・排出ガスを出さないため，ＣＯ２削減効果が期待できる。
・軽油等の直接燃料補給をしなくてよい。
・出力エネルギーの分散、集中、合流が容易にできる。
・コンパクトに纏めることができる。
・低騒音である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明で用いられるバッテリとしては、充電により再生できる二次電池が好ましく、ニッケルカドミウム電池、リシウムイオン電池、鉛蓄電池等が挙げられるが、横ゆれ移動の激しいカウンタウエイト兼用させるため、硫酸等の液体が充填されていないものが好ましい。また、充電器としては電気自動車等に使用される急速充電器が好ましい。
本発明のバッテリ駆動式建設機械は、前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプとの組み合わせ機構が複数系統備えられ、そのそれぞれが作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように必要な機能を分担するよう構成され、かつ、そのときにその作業に必要な電動機にのみにバッテリからの電力が供給されるよう制御される。
図２に示したバッテリ駆動式杭打ち機にあっては、前記電動機と電動機に直結された油圧ポンプの組み合わせ機構が４系統設けられており、それぞれ第１系統３は回転作業台の旋回する旋回モーター８とクーラー９の駆動を、第２系統は左側走行装置、メインウインチ、サブウインチ、及びオーガーモーターの駆動を、第３系統は右側走行装置、ブームの起伏、伸縮とオーガーモータの駆動を、第４系統はパイロット圧の制御とアキュムレータの駆動を分担するよう構成されている。
この分担は一実施例であって、これに限られるものでなく、それぞれの作業によるバッテリの負荷が、可能な限り均等になるように配慮されればよい。
また、油圧ポンプを介して各機器装置に供給される作動油の作動油タンク１８は運転台Ｃの後部に設けて、給油ホースの短縮を図ることが好ましい。