(57)【要約】【課題】  車体側の制御装置と通信可能な外部式の蓄電装置を用いることにより、蓄電装置の利便性を向上させる。【解決手段】  電動式油圧ショベル１の電源として外部式の蓄電装置２５を設け、この蓄電装置２５により車体側の制御装置１５を介して電動モータ１４に給電する。また、蓄電装置２５を、台車２６、バッテリ２７、交流変換器２８等によって構成し、蓄電装置２５用の電源ケーブル３０を、電動モータ１４に給電する給電配線３１と、バッテリ２７と制御装置１５との間で信号を伝達する信号線３２とによって構成する。これにより、蓄電装置２５には、大きな容量をもつバッテリ２７を搭載することができる。また、制御装置１５は、例えばバッテリ２７の電圧Ｖ、温度Ｔ等を検出しつつ、その検出結果に応じて電動モータ１４の出力を適切に制御することができる。【選択図】      図４
2008069516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置が設けられた自走可能な車体と、該車体に搭載され給電されることにより油圧ポンプを駆動して前記車体と作業装置とを作動させる電動モータと、該電動モータを制御する制御装置とを備えてなる電動式建設機械において、
前記車体の外部に配置され前記電動モータを駆動する動力を蓄える蓄電装置と、前記電動モータに給電を行うために該蓄電装置と制御装置との間を接続する電源ケーブルとを有し、
前記電源ケーブルは、前記電動モータに給電する給電配線と、前記制御装置と蓄電装置との間で信号を伝達する信号線とによって構成したことを特徴とする電動式建設機械。
【請求項２】
前記蓄電装置は、充電及び放電が可能なバッテリと、該バッテリから出力される直流の電力を交流に変換して前記電動モータ側に供給する交流変換器とによって構成してなる請求項１に記載の電動式建設機械。
【請求項３】
前記蓄電装置は、独自に移動可能な移動手段に取付ける構成としてなる請求項１または２に記載の電動式建設機械。
【請求項４】
前記蓄電装置には、エンジンにより駆動されて発電を行う発電機を設けてなる請求項１，２または３に記載の電動式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電動式油圧ショベル等として好適に用いられる電動式建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動式建設機械としては、例えば電動モータを動力源として油圧ポンプを駆動することにより、車体や作業装置を油圧によって作動させる構成とした電動式油圧ショベルが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４４０６０号公報
【特許文献２】特開平１０−３０２５９号公報
【０００４】
この種の従来技術による電動式油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載され、下部走行体と共に車体を構成する上部旋回体と、該上部旋回体に俯仰動可能に設けられた作業装置とによって大略構成されている。
【０００５】
そして、上部旋回体には、油圧ショベルの動力源となる電動モータと、該電動モータによって駆動され、車体と作業装置とに搭載された各種のアクチュエータに作動油（圧油）を供給する油圧ポンプと、電動モータを制御する制御装置とが設けられている。
【０００６】
ここで、特許文献１に記載された従来技術では、例えば作業現場に設置された電源設備（商用電源）等を用いて、油圧ショベルの電動モータを作動させるようにしている。また、特許文献２に記載された従来技術では、例えばバッテリ等の電源装置を油圧ショベルに搭載し、この電源装置によって電動モータを作動させる構成としている。
【０００７】
一方、他の従来技術としては、例えば電車等の車両を始動させるときに一時的に用いられる可搬式の電源装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献３】特開２００４−１８０３７１号公報
【０００９】
この場合、可搬式の電源装置は、予め充電しておいた電力を放出するバッテリ装置として構成されている。そして、この電源装置は、例えば電車に搭載されたバッテリ等が消耗し、鉄道設備から受電を開始するための受電機器等が始動できないときに、これを始動させる電力を一時的に供給するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した特許文献１の従来技術では、例えば作業現場に設置された電源設備等によって電動式油圧ショベルを作動させる構成としている。しかし、この場合には、例えば山奥等のように電源設備がない場所では、油圧ショベルを使用することができないから、その使用環境が限定されるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２の従来技術では、電動式油圧ショベルにバッテリ等の電源装置を搭載する構成としている。しかし、油圧ショベルの車体には、電源装置以外にも各種の機器が搭載されるから、レイアウト上の制約等によって大きな電源装置を搭載するのは難いことが多い。このため、特許文献２の従来技術では、電源装置の容量不足によって油圧ショベルの稼働時間が制限されるという問題がある。
【００１２】
一方、特許文献３の従来技術では、可搬式の電源装置を用いて電車等の車両に電力を供給する構成としている。しかし、この電源装置は、単に車両の始動時に限られた量の電力を供給する一時的な電源に過ぎないから、例えば電動式油圧ショベル等のように、電源設備がない場所で長時間使用されることもある車両に対しては、電源としての利便性が低いという問題がある。
【００１３】
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、本発明の目的は、例えば電源設備がない場所でも、大きな容量をもつ蓄電装置によって十分な稼働時間を確保できると共に、蓄電装置の取扱い等に関して利便性を向上できるようにした電動式建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために本発明は、作業装置が設けられた自走可能な車体と、該車体に搭載され給電されることにより油圧ポンプを駆動して前記車体と作業装置とを作動させる電動モータと、該電動モータを制御する制御装置とを備えてなる電動式建設機械に適用される。
【００１５】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記車体の外部に配置され前記電動モータを駆動する動力を蓄える蓄電装置と、前記電動モータに給電を行うために該蓄電装置と制御装置との間を接続する電源ケーブルとを有し、前記電源ケーブルは、前記電動モータに給電する給電配線と、前記制御装置と蓄電装置との間で信号を伝達する信号線とによって構成したことにある。
【００１６】
また、請求項２の発明によると、前記蓄電装置は、充電及び放電が可能なバッテリと、該バッテリから出力される直流の電力を交流に変換して前記電動モータ側に供給する交流変換器とによって構成している。
【００１７】
また、請求項３の発明によると、前記蓄電装置は、独自に移動可能な移動手段に取付ける構成としている。
【００１８】
さらに、請求項４の発明によると、前記蓄電装置には、エンジンにより駆動されて発電を行う発電機を設ける構成としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、電動式建設機械の運転時には、外部式の蓄電装置を車体の近傍に配置することができ、その電源ケーブルを車体側に接続することができる。これにより、蓄電装置から車体側の制御装置を介して電動モータに給電することができ、オペレータの運転操作等に応じて車体や作業装置を作動させることができる。
【００２０】
このため、例えば電源設備がない僻地等の作業現場でも、蓄電装置によって電動式建設機械を容易に使用することができ、またトンネルや建物等の内部では、電動式建設機械によって排気ガスを発生することなく、作業を円滑に行うことができる。従って、各種の作業環境に対して、電動式建設機械の適応性を高めることができる。
【００２１】
また、蓄電装置を車体の外部に配置しているので、車体をコンパクトに形成しつつ、各機器の配置スペース等を車体上に容易に確保することができる。しかも、蓄電装置には、車載構造物のように厳しい重量制限、寸法制限等がないので、例えば十分な容量をもつ大型のバッテリ等を搭載することができ、この蓄電装置によって建設機械の連続稼動時間を長く延ばすことができる。このため、建設機械の稼動中に蓄電装置の交換、再充電等を行う回数を減らすことができ、作業効率を高めることができる。
【００２２】
さらに、車体側の制御装置と蓄電装置とを接続する電源ケーブルは、給電配線と信号線とを備える構成としたから、給電配線を用いて蓄電装置から電動モータに給電することができると共に、信号線を用いて制御装置と蓄電装置との間で、例えば蓄電装置の充電量、温度等の各種の信号を伝達することができる。このため、例えば蓄電装置の充電量が残り少ないときや蓄電装置の温度が高いときには、制御装置は、信号線による信号に基づいて蓄電装置の作動状態を検出、監視し、この作動状態に応じた電動モータの制御を行うことができる。また、作業中に蓄電装置の充電量が残り少なくなった場合には、車体側から蓄電装置を取外して移動し、その交換、再充電等を行うことができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、蓄電装置をバッテリと交流変換器とによって構成したから、交流変換器は、バッテリから出力される直流の電力を交流に変換して制御装置に供給し、制御装置は該交流の電力を用いて電動モータを駆動することができる。また、制御装置に交流の電力を供給するから、例えば交流の電力として商用電源の２００Ｖの交流電力を供給する場合には、必要に応じてバッテリ等を介さずに既存の商用電源設備から制御装置に向けて商用電力を供給することができる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、蓄電装置は移動手段に取付けたから、例えば蓄電装置の運搬時には移動手段を用いて蓄電装置を容易に移動させることができる。また、例えばピンジョイント等を用いて蓄電装置を車体に連結した場合には、車体によって蓄電装置を牽引することもできる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、蓄電装置には発電機を設けたから、例えば蓄電装置の充電が間に合わないとき等の緊急時には、エンジンを用いて発電機を駆動し、蓄電装置の充電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態による電動式建設機械について、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
ここで、図１ないし図８は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、電動式油圧ショベルを例に挙げて述べる。
【００２８】
図中、１は後述の蓄電装置２５によって作動する電動式建設機械としての電動式油圧ショベルで、該電動式油圧ショベル１は、その車体を構成する後述の下部走行体２、上部旋回体８と、後述の作業装置１３とによって大略構成されている。
【００２９】
２は車両の下部側に配置された下部走行体で、該下部走行体２は、図１、図２に示す如く、例えば複数の鋼板、鋼材等によって略Ｈ字状に形成されたトラックフレーム３と、該トラックフレーム３に設けられた後述の履帯４、走行モータ５（図４参照）とによって大略構成されている。
【００３０】
ここで、トラックフレーム３は、図３に示す如く、その中央に位置するセンタフレーム３Ａと、該センタフレーム３Ａの左側，右側に設けられた左サイドフレーム３Ｂ，右サイドフレーム３Ｃと、センタフレーム３Ａと各サイドフレーム３Ｂ，３Ｃとを連結する例えば４本の脚部３Ｄとによって構成されている。
【００３１】
そして、サイドフレーム３Ｂ，３Ｃは、車両の前，後方向に延びる四角形の筒状体として形成され、各脚部３Ｄも同様に中空の筒状体として形成されている。また、サイドフレーム３Ｂ，３Ｃには履帯４がそれぞれ巻装され、これらの履帯４は、走行モータ５によって駆動されることにより、車両を走行させるものである。また、トラックフレーム３の前部側には、図２に示す如く、土砂均し等の作業を行う排土板６が設けられ、この排土板６は、排土板シリンダ７によって上，下方向に回動される。
【００３２】
８は下部走行体２に旋回可能に搭載された上部旋回体で、該上部旋回体８は、支持構造体として形成された旋回フレーム９と、該旋回フレーム９の後端部に設けられたカウンタウェイト１０と、該カウンタウェイト１０の前側に設けられた運転席１１と、旋回フレーム９上に設けられた後述の電動モータ１４、制御装置１５、油圧ポンプ１６、タンク１７、制御弁１８等の機器とによって大略構成されている。
【００３３】
ここで、旋回フレーム９は、図１に示す如く、トラックフレーム３のセンタフレーム３Ａ上に旋回可能に搭載されている。そして、上部旋回体８は、旋回モータ１２（図４参照）によって駆動されることにより、軸線Ｏ−Ｏを旋回中心として旋回動作を行う。
【００３４】
１３は上部旋回体８の前部側に俯仰動可能に設けられたオフセット式の作業装置で、該作業装置１３は、旋回フレーム９の前部側に上，下方向に俯仰動可能に取付けられたロアブーム１３Ａと、該ロアブーム１３Ａの先端側に左，右方向に揺動可能に取付けられたアッパブーム１３Ｂと、該アッパブーム１３Ｂの先端側に左，右方向に揺動可能に取付けられたアーム支持体１３Ｃと、該アーム支持体１３Ｃに回動可能に取付けられたアーム１３Ｄと、該アーム１３Ｄの先端側に回動可能に取付けられたバケット１３Ｅと、ロアブーム１３Ａ、アーム１３Ｄ、バケット１３Ｅを作動させるブームシリンダ１３Ｆ、アームシリンダ１３Ｇ、バケットシリンダ１３Ｈと、アッパブーム１３Ｂを揺動させるオフセットシリンダ１３Ｊとによって大略構成されている。
【００３５】
次に、図４を参照しつつ、電動式油圧ショベル１の駆動系統について述べると、まず１４は車両の動力源となる電動モータを示している。この電動モータ１４は、例えば三相交流によって作動するもので、後述の蓄電装置２５から制御装置１５を介して給電されることにより、油圧ポンプ１６を駆動するものである。
【００３６】
１５は電動モータ１４を制御する制御装置で、該制御装置１５は、例えば車両の運転状態やオペレータの運転操作等に応じて、蓄電装置２５から電動モータ１４への給電状態を制御することにより、電動モータ１４の出力を増減させるものである。この場合、制御装置１５の入力側には、後述の集電装置２０と車体側配線２１とを介してコネクタ２３，２４が接続され、制御装置１５の出力側には電動モータ１４が接続されている。
【００３７】
また、制御装置１５は、後述の信号線２２，３２を介して蓄電装置２５との間で信号を伝達することにより、例えばバッテリ２７の電圧Ｖ、温度Ｔ等を検出し、これらの検出結果に応じて電動モータ１４の出力を制御する。このため、制御装置１５の記憶回路には、後述の図５ないし図７に示す特性線のデータと、図８に示す制御処理のプログラムとが予め記憶されている。
【００３８】
このモータ制御において、制御装置１５は、例えば図５、図６に示す特性線を用いることにより、バッテリ電圧Ｖから充電量Ｃを算出し、さらに充電量Ｃに応じてモータ出力の充電対応制限値ＬＣを算出する。この充電対応制限値ＬＣとは、例えばバッテリ２７の充電量Ｃが減少してきたときに、その減少状態に応じて電動モータ１４の出力を抑えるための制限値である。これにより、充電量Ｃが減少したときには、電動モータ１４の消費電力を節約してバッテリ２７の稼働時間を延ばすことができる。
【００３９】
また、制御装置１５は、図７に示す特性線を用いることにより、バッテリ温度Ｔに応じてモータ出力の温度対応制限値ＬＴを算出する。この温度対応制限値ＬＴとは、例えばバッテリ２７の温度が放電等によって上昇したときに、電動モータ１４の出力を抑えるための制限値である。これにより、バッテリ２７の温度が上昇したときには、電動モータ１４への放電量（供給電力）を減らしてバッテリ２７を保護することができる。
【００４０】
そして、制御装置１５は、これらの制限値ＬＣ，ＬＴのうち小さい方の値を最終的な上限値Ｌとして選択し、電動モータ１４の出力が上限値Ｌを超えない範囲で制御する。また、油圧ショベル１のオペレータに対しては、例えば電圧Ｖの検出値に応じてバッテリ２７の充電量が残り少ないことを警報したり、温度Ｔの検出値に応じてバッテリ２７が過熱していることを警報する構成となっている。
【００４１】
１６はタンク１７と共に車両の油圧源を構成する油圧ポンプで、該油圧ポンプ１６は、電動モータ１４によって駆動されることにより、タンク１７内の作動油を圧油として吐出する。この作動油は、オペレータの運転操作等に応じて制御弁１８から各種のアクチュエータ（走行モータ５、排土板シリンダ７、旋回モータ１２、作業装置１３の各シリンダ１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈ，１３Ｊ等）に給排され、これらのアクチュエータを作動させる。
【００４２】
１９は下部走行体２と上部旋回体８との間に設けられたセンタジョイントで、該センタジョイント１９は、図１、図２に示す如く、上部旋回体８の旋回中心Ｏ（軸線Ｏ−Ｏ）上に配置され、上部旋回体８側の油圧系統と、下部走行体２側の油圧系統とを軸線Ｏ−Ｏを中心として回転可能に接続している。
【００４３】
２０は下部走行体２と上部旋回体８との間に設けられた集電装置で、該集電装置２０はセンタジョイント１９と同軸に配置され、上部旋回体８側の電気系統と、下部走行体２側の電気系統とを軸線Ｏ−Ｏを中心として回転可能に接続している。即ち、集電装置２０は、図４に示す如く、後述の車体側配線２１及び車体側信号線２２の途中にそれぞれ介在し、上部旋回体８が下部走行体２上で旋回するときに、これらの電気系統が途中で捩れるのを防止している。
【００４４】
２１は下部走行体２と上部旋回体８とにわたって設けられた例えば複数本の車体側配線で、これらの車体側配線２１は、後述する電源ケーブル３０の給電配線３１と協働して、蓄電装置２５から出力される三相交流の電力を制御装置１５に供給するものである。この場合、車体側配線２１は、一端側がコネクタ２３，２４に接続され、他端側が集電装置２０を介して制御装置１５に接続されている。
【００４５】
２２は下部走行体２と上部旋回体８とにわたって設けられた車体側信号線で、該車体側信号線２２は、電源ケーブル３０の信号線３２と協働して、制御装置１５と蓄電装置２５との間に信号を伝達するものであり、車体側配線２１とほぼ同様に、集電装置２０を介して制御装置１５とコネクタ２３，２４との間に接続されている。
【００４６】
２３は例えば下部走行体２の側面部に設けられた側面コネクタで、該側面コネクタ２３は、蓄電装置２５の給電コネクタ３３が取付け，取外し可能に接続される車体側のコネクタであり、図３に示す如く、例えばトラックフレーム３の左サイドフレーム３Ｂの側面部に配置されている。また、トラックフレーム３の後部側には、作業環境等に応じて側面コネクタ２３と使い分けるための後部側コネクタ２４が設けられ、この後部側コネクタ２４は、制御装置１５に対して側面コネクタ２３と並列に接続されている。
【００４７】
次に、２５は油圧ショベル１の外部に配置される外部式の蓄電装置を示し、該蓄電装置２５は、例えば作業現場等において油圧ショベル１の周囲に移動可能に配置され、電動モータ１４を駆動する動力を蓄え、電動モータ１４の電源となるものである。そして、蓄電装置２５は、図４に示す如く、電源ケーブル３０、給電コネクタ３３等によって車体側のコネクタ２３，２４の何れかに着脱可能に接続され、この状態で制御装置１５を介して電動モータ１４に給電を行う。
【００４８】
また、蓄電装置２５は、図１に示す如く、例えば車輪２６Ａが取付けられた独自に移動可能な移動手段としての台車２６上に搭載されている。そして、蓄電装置２５は、台車２６上に搭載され、充電及び放電が可能となったバッテリ２７と、台車２６上に搭載され、該バッテリ２７から出力される直流の電力を例えば商用電源と同様な２００Ｖの三相交流に変換して電動モータ１４側に供給する交流変換器２８とによって大略構成されている。
【００４９】
ここで、蓄電装置２５は、油圧ショベル１と別体の電源装置として構成されているので、バッテリ２７は、油圧ショベル１を十分に長い時間にわたって稼動させることができるように、十分な充電容量をもつ大型のバッテリ部品が用いられている。
【００５０】
また、このバッテリ２７は台車２６に搭載されているので、蓄電装置２５の交換、再充電等を行うときには、その移動を容易に行うことができる。さらに、バッテリ２７には、その電圧Ｖ、温度Ｔ等を検出して制御装置１５に検出信号を出力する検出回路２９が設けられている。
【００５１】
３０は蓄電装置２５の出力側に設けられた電源ケーブルで、該電源ケーブル３０は、図４に示す如く、例えば複数本の配線等を束ねて形成され、蓄電装置２５と油圧ショベル１の制御装置１５とを接続するものである。ここで、電源ケーブル３０は、例えば電動モータ１４（制御装置１５）に三相交流を供給する複数本の給電配線３１と、制御装置１５と蓄電装置２５との間で各種の信号を伝達する信号線３２とによって構成されている。
【００５２】
この場合、信号線３２は、例えば制御装置１５と検出回路２９との間に接続され、バッテリ２７の電圧Ｖ、温度Ｔ等に応じた検出信号が検出回路２９から出力されるときに、これらの検出信号を制御装置１５に入力するものである。また、電源ケーブル３０の先端側には、車体側のコネクタ２３，２４の何れかに取付け、取外し可能に接続される給電コネクタ３３が設けられている。この給電コネクタ３３は、車体側配線２１と給電配線３１との間、及び車体側信号線２２と信号線３２との間をそれぞれ接続するものである。
【００５３】
本実施の形態による電動式油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、電動式油圧ショベル１を用いた掘削作業について説明する。
【００５４】
まず、油圧ショベル１を使用するときには、蓄電装置２５を車体の近傍に移動し、その給電コネクタ３３を、例えば車体側のコネクタ２３，２４のうち使い易い方のコネクタに接続する。そして、蓄電装置２５を作動させると、蓄電装置２５から電動モータ１４に給電が可能な状態となる。
【００５５】
この状態で、車両の始動操作を行うと、バッテリ２７から出力される直流が交流変換器２８によって交流に変換されることにより、蓄電装置２５から三相交流が出力され、この交流電力が制御装置１５を介して電動モータ１４に供給されることにより、電動モータ１４が始動する。そして、電動モータ１４によって油圧ポンプ１６が駆動され、油圧ポンプ１６から制御弁１８に向けて作動油が吐出されると、この作動油は、オペレータの運転操作等に応じて制御弁１８から各種のアクチュエータに給排される。このため、オペレータは、車体を走行させたり、上部旋回体８を旋回させることができ、また作業装置１３を作動させることによって土砂等の掘削作業を行うことができる。
【００５６】
また、油圧ショベル１の運転中には、制御装置１５により信号線２２，３２等を介してバッテリ２７の作動状態が検出、監視され、その作動状態等に応じて後述の如く電動モータ１４の出力が制御される。一方、作業中に蓄電装置２５の充電量が残り少なくなった場合には、給電コネクタ３３を車体側から取外して蓄電装置２５を移動し、その交換、再充電等を行うことができる。
【００５７】
次に、図８を参照しつつ、制御装置１５による電動モータ１４の制御処理について説明する。
【００５８】
まず、ステップ１では、バッテリ２７側の検出回路２９から出力される検出信号を信号線２２，３２等を介して読込むことにより、バッテリ電圧Ｖを検出する。そして、ステップ２では、例えば図５に示す特性線のデータを用いることにより、電圧Ｖの検出値に応じてバッテリ２７の充電量Ｃを算出する。また、ステップ３では、例えば図６に示す特性線のデータを用いることにより、バッテリ２７の充電量Ｃに応じてモータ出力の充電対応制限値ＬＣを算出する。
【００５９】
次に、ステップ４では、バッテリ２７側の検出回路２９から出力される検出信号を読込むことにより、バッテリ温度Ｔを検出する。そして、ステップ５では、例えば図７に示す特性線のデータを用いることにより、温度Ｔの検出値に応じてモータ出力の温度対応制限値ＬＴを算出する。
【００６０】
次に、ステップ６では、温度対応制限値ＬＴが充電対応制限値ＬＣよりも大きいか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ７でモータ出力の最終的な上限値Ｌを充電対応制限値ＬＣと等しい値に設定する。また、ステップ６で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ８で上限値Ｌを温度対応制限値ＬＴと等しい値に設定する。
【００６１】
そして、ステップ９では、電動モータ１４の出力が上限値Ｌ以下となるように、その出力状態を制御して終了する。また、油圧ショベル１の運転中には、ステップ１〜９の処理を繰返し実行することにより、モータ出力を常に上限値Ｌ以下に保持する。
【００６２】
かくして、本実施の形態によれば、電動式油圧ショベル１の運転時には、外部式の蓄電装置２５を車体の近傍に配置することができ、その電源ケーブル３０を車体側のコネクタ２３，２４に接続することができる。これにより、蓄電装置２５から車体側の制御装置１５を介して電動モータ１４に給電することができ、オペレータの運転操作等に応じて車体や作業装置１３を作動させることができる。
【００６３】
このため、例えば電源設備がない僻地等の作業現場でも、蓄電装置２５によって電動式油圧ショベル１を容易に使用することができ、またトンネルや建物等の内部では、電動式油圧ショベル１によって排気ガスを発生することなく、作業を円滑に行うことができる。従って、各種の作業環境に対して、電動式油圧ショベル１の適応性を高めることができる。
【００６４】
また、蓄電装置２５を車体の外部に配置しているので、車体をコンパクトに形成しつつ、各機器の配置スペース等を車体上に容易に確保することができる。しかも、蓄電装置２５には、車載構造物のように厳しい重量制限、寸法制限等がないので、例えば十分な容量をもつ大型のバッテリ２７等を搭載することができ、この蓄電装置２５によって油圧ショベル１の連続稼動時間を長く延ばすことができる。このため、油圧ショベル１の稼動中に蓄電装置２５の交換、再充電等を行う回数を減らすことができ、作業効率を高めることができる。
【００６５】
さらに、車体側の制御装置１５と蓄電装置２５とを接続する電源ケーブル３０は、給電配線３１と信号線３２とを備える構成としたから、給電配線３１を用いて蓄電装置２５から電動モータ１４に給電することができると共に、信号線３２を用いて制御装置１５と蓄電装置２５との間で、例えばバッテリ２７の電圧Ｖ、温度Ｔ等の検出信号を伝達することができる。このため、例えば蓄電装置２５の充電量が残り少ないときや蓄電装置２５の温度が高いときには、制御装置１５は、信号線３２による信号に基づいて蓄電装置２５の作動状態を検出、監視し、この作動状態に応じた電動モータ１４の制御を行うことができる。また、作業中に蓄電装置２５の充電量が残り少なくなった場合には、給電コネクタ３３を車体側から取外して蓄電装置２５を移動し、その交換、再充電等を行うことができる。
【００６６】
一方、蓄電装置２５はバッテリ２７と交流変換器２８とを備える構成としたから、交流変換器２８は、バッテリ２７から出力される直流の電力を交流に変換して制御装置１５に供給し、制御装置１５は該交流の電力を用いて電動モータ１４を駆動することができる。また、制御装置１５に交流の電力を供給するから、例えば交流の電力として商用電源の２００Ｖの交流電力を供給する場合には、必要に応じてバッテリ２７等を介さずに既存の商用電源設備から制御装置１５に向けて商用電力を供給することができる。
【００６７】
さらに、蓄電装置２５は台車２６に取付ける構成としたから、例えば蓄電装置２５の運搬時には台車２６を用いて蓄電装置２５を容易に移動させることができる。また、例えばピンジョイント等を用いて蓄電装置２５を車体に連結した場合には、車体によって蓄電装置２５を牽引することもできる。
【００６８】
次に、図９は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、蓄電装置に発電機を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６９】
４１は第１の実施の形態の蓄電装置に代えて本実施の形態で用いられる蓄電装置を示し、該蓄電装置４１は、第１の実施の形態とほぼ同様の台車（図示せず）、バッテリ２７、交流変換器２８を備えている。
【００７０】
しかし、蓄電装置４１には、燃料によって作動するエンジン４２と、該エンジン４２により駆動されて発電を行う発電機４３と、該発電機４３で発電される交流の電力を直流に変換する直流変換器４４とが設けられている。そして、直流変換器４４から出力される直流の電力は、バッテリ２７に充電される構成となっている。
【００７１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、エンジン４２によって駆動される発電機４３を蓄電装置４１に設ける構成としたので、例えば蓄電装置４１の充電が間に合わないとき等の緊急時には、エンジン４２を用いて発電機４３を駆動し、バッテリ２７の充電を行うことができる。
【００７２】
なお、前記各実施の形態では、制御装置１５により信号線２２，３２を介してバッテリ２７の電圧Ｖ、温度Ｔを検出する構成とした。しかし、本発明はこれらの物理量に限らず、例えばバッテリ２７の作動状態に関した他の物理量を検出し、その検出結果を信号線によって制御装置に読込む構成としてもよい。
【００７３】
また、実施の形態では、バッテリ２７側の検出回路２９等から信号線２２，３２を介して車体側の制御装置１５に検出信号を出力する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば車体側の制御装置１５から信号線２２，３２を介して蓄電装置２５側の回路に制御信号等を出力する構成としてもよい。
【００７４】
また、実施の形態では、電動式建設機械として電動式油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば電動式の油圧クレーン等からなる他の電動式建設機械にも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態による電動式油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】電動式油圧ショベルを作業装置を取外した状態で示す平面図である。
【図３】図２中のトラックフレーム等を一部破断して示す平面図である。
【図４】電動式油圧ショベルの全体構成を示す回路図である。
【図５】バッテリの電圧と充電量との関係を示す特性線図である。
【図６】バッテリの充電量と電動モータの出力制御に用いる充電対応制限値との関係を示す特性線図である。
【図７】バッテリの温度と電動モータの出力制御に用いる温度対応制限値との関係を示す特性線図である。
【図８】電動モータの制御処理を示す流れ図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による電動式油圧ショベルの全体構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  電動式油圧ショベル（電動式建設機械）
２  下部走行体（車体）
８  上部旋回体（車体）
１３  作業装置
１４  電動モータ
１５  制御装置
１６  油圧ポンプ
２１  車体側配線
２２  車体側信号線
２３，２４  車体側のコネクタ
２５，４１  蓄電装置
２６  台車（移動手段）
２７  バッテリ
２８  交流変換器
３０  電源ケーブル
３１  給電配線
３２  信号線
３３  給電コネクタ
４２  エンジン
４３  発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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