(57)【要約】    【課題】設置スペースが狭くてすみ、作業機の高さを高くする等の必要のない構成の回転式接続装置とその装置を用いた作業機を提供する。    【解決手段】電動式駆動装置を有する走行体上に旋回装置を介して旋回体を設置した作業機において、旋回装置内に設置される。回転式接続装置１６は、旋回体上に搭載した電源および制御装置と、走行体に備えた電動式駆動装置および電気機器との間の電力および制御信号の伝達を行なう。スリップリング２７およびブラシからなる電力伝達用接続装置２０の内側に、スリップリング２７より小径のスリップリングとブラシからなる制御信号伝達用接続装置２１を設ける。電力伝達用接続装置２０と制御信号伝達用接続装置２１の各スリップリングが同心をなすように配置する。【選択図】図３
2008066235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式駆動装置を有する走行体上に旋回装置を介して旋回体を設置した作業機における前記旋回装置に設けられ、前記旋回体上に搭載した電源および制御装置と前記走行体に備えた電動式駆動装置、電気機器との間の電力および制御信号の伝達を行なう回転式接続装置において、
スリップリングおよびブラシからなる電力伝達用接続装置の内側に、前記スリップリングより小径のスリップリングとブラシからなる制御信号伝達用接続装置を、前記電力伝達用接続装置と前記制御信号伝達用接続装置の各スリップリングが同心をなすように配置したことを特徴とする回転式接続装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転式接続装置を有することを特徴とする作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用電力モータ等の電動式駆動装置を走行体に用いた作業機において、旋回体上の電源や制御装置と、走行体に設けた電動式駆動装置およびセンサ等の電気機器との間で電力および制御信号の伝達を行なう回転式接続装置、ならびにこの回転式接続装置を備えた作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル内で掘削作業や運搬作業等を行なったり、屋内で例えば産業廃棄物の処理作業等を行なう場合、通常用いられるエンジン駆動の作業機を用いると、エンジンの排気ガスによりトンネル内あるいは屋内の空気が汚染される。このような作業環境においては、空気汚染を防止するため、エンジンの代わりにバッテリーや商用電源を用いた作業機が賞用される。また、排気ガスを排出しない電源を用いた作業機は、大気汚染の原因や地球温暖化の原因とならない点からも賞用される。
【０００３】
このような電源を用いた作業機においては、走行用モータとして電動モータが使用され、旋回体上の電源から走行用電動モータへの電力の伝達や、走行体に設けた各種センサ等と旋回体上の制御装置との制御信号の伝達を行なうため、旋回装置に回転式接続装置が設けられる。従来の回転式接続装置は、低圧（例えば５Ｖ）の直流を用いる制御信号の回転式接続装置と、制御信号より高圧（例えば２２０Ｖ）の交流を使用する電力用の回転式接続装置とが、上下に重ねて同軸に配置される（例えば特許文献１参照）。この回転式接続装置は電力伝達用接続装置と制御信号伝達用接続装置とが同容量である。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の回転式接続装置は、電力用と制御信号用の回転式接続装置が上下に配置されるので、上下に多大なスペースを必要とする。そしてこの設置スペースを確保するため、作業機の高さを高くするかあるいはこの回転式接続装置を設置する余分のスペースを旋回体上に確保する必要があるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、設置スペースが狭くてすみ、作業機の高さを高くする等の必要のない構成の回転式接続装置とその装置を用いた作業機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】
【０００７】
請求項１の回転式接続装置は、電動式駆動装置を有する走行体上に旋回装置を介して旋回体を設置した作業機における前記旋回装置に設けられ、前記旋回体上に搭載した電源および制御装置と前記走行体に備えた電動式駆動装置、電気機器との間の電力および制御信号の伝達を行なう回転式接続装置において、
スリップリングおよびブラシからなる電力伝達用接続装置の内側に、前記スリップリングより小径のスリップリングとブラシからなる制御信号伝達用接続装置を、前記電力伝達用接続装置と前記制御信号伝達用接続装置の各スリップリングが同心をなすように配置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の作業機は、請求項１に記載の回転式接続装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電力伝達用接続装置と制御信号用伝達用接続装置とが外側と内側に同心に配置されるので、これらのいずれか一方の接続装置の高さ以上の高さは必要とならず、高さ方向の設置スペースが大幅に削減される。また、この設置スペースが削減されるため、作業機の高さを高くする必要がなく、また、旋回体上にこの接続装置用の大きなスペースを確保する必要がなくなる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１、図２はそれぞれ本発明による作業機の一実施の形態を示す側面図および背面図であり、本実施の形態においては、作業機が油圧ショベルである場合を示す。図１、図２に示すように、この作業機は、走行体１上に旋回装置２を介して旋回体３を設置し、旋回体３上にバッテリーならびにインバータ等を含む電源装置４ａや制御装置４ｂを収容した建屋４、運転室５、カウンタウエイト６等を搭載している。７は多関節構造の作業用アームであり、８はその先端に取付けられたバケットである。電源装置４ａは電力用として例えば２２０Ｖの交流電源と、制御用として５Ｖの直流電源を含むものである。
【００１１】
前記走行体１は、センターフレーム１０ａと左右のサイドフレーム１０ｂとからなる走行体フレーム１０を備え、サイドフレーム１０ｂには、その一端に、走行用電動モータ９により減速装置１１を介して駆動される駆動スプロケット１２を取付け、サイドフレーム１０ｂの他端に従動スプロケット１３を取付け、これらのスプロケット１２、１３およびローラ１４に履帯１５を掛け回して構成される。
【００１２】
センターフレーム１０ａ上に設置される旋回装置２内には、回転式接続装置１６が設置される。この回転式接続装置１６の構造を図３の縦断面図と図４の横断面図に示す。１９は旋回装置２内に天板１９ａが固定された回転式接続装置のケース、１９ｂはその底板、２０はこのケース１９内に収容された電力伝達用接続装置、２１は制御信号伝達用接続装置である。制御信号伝達用接続装置２１は、電力伝達用接続装置２０の内側に設置され、電力伝達用接続装置２０のスリップリング２７と同心に制御信号伝達用接続装置２１のスリップリング４５（図５参照）が設置される。
【００１３】
２２は前記旋回装置２の旋回体３に取付けられて旋回体３と共に旋回する筒体であり、この筒体２２は前記天板１９ａの中央の開口部に挿入されている。２３はこの筒体２２に取付けられたケースの蓋体であり、この蓋体２３は前記ケース１９の天板１９ａに軸受２５を介して旋回可能に結合される。
【００１４】
２６は前記筒体２３の下部に固定された円形のスリップリング取付板、２７は前記電力伝達用接続装置２０を構成する複数枚のスリップリングであり、スリップリング２７は、隣接するスリップリング２７との間に絶縁用スペーサ３０を介在させて積み重ね、前記スリップリング取付板２６とリング３１との間で挟持され、複数本（図示例は６本）のねじロッド３２およびその上下端に螺合するナット３３によりスリップリング取付板２６に固定されている。３４は前記スリップリング２７にそれぞれ接続される電力ケーブルであり、この電力ケーブル３４は一端が旋回体３上に搭載される電源装置４ａに接続され、他端は前記筒体２２内に通し、かつ筒体２２の側面に設けた開口部２２ａに通して該当するスリップリング２７に接続される。
【００１５】
３５は前記スリップリング２７の外周に接触するブラシ、３６はブラシホルダ４０を取付けるために設けた複数本（図示例は４本）のねじロッドである。このねじロッド３６は上端のねじ部を前記天板１９ａに設けた孔に通して前記軸受２５の内輪２５ａに設けたねじ孔に螺合してナット３７により締結し、下端のねじ部を下リング３８に設けた孔に挿通してナット３９に螺合して締結している。ブラシホルダ４０はねじロッド３６に２本一対として回動可能に取付けられ、各ブラシホルダ４０にそれぞれブラシ３５が保持される。各ブラシホルダ４０は、図４において、不図示のばねにより、矢印Ｒ方向に付勢されてブラシ３５をスリップリング２７の外周面に押接している。
【００１６】
４１は前記ケース１９に設けたコネクタ、４２はブラシ３５を該当するコネクタ４１に接続する電力ケーブルである。各コネクタ４１は、走行用電動モータ９に不図示の電力ケーブルを介して接続される。この実施の形態においては、走行体１に設ける電動モータ９として３相モータを使用しているので、左右の走行用電動モータ９にそれぞれ３本ずつの電力ケーブルを必要とする関係上、コネクタ４１は６個設けている。走行体１に別の電動モータや電動シリンダ等の別の電動式駆動装置が設けられる場合には、付加される電動式駆動装置に対応する数のスリップリング２７やコネクタ４１等が設けられる。
【００１７】
次に制御信号伝達用接続装置２１について図３、図５により説明する。４３は前記筒体２２の下部にロッド等の連結部材４４により結合された筒体、４５は互いに絶縁されて積み重ねられたスリップリングである。４６はこのスリップリング４５を、筒体４３の下部の大径部４３ａに取付けるボルトであり、このボルト４６を下リング４７の孔から挿通し、スリップリング４５に設けた孔に挿通し、ボルト４６の上端のねじ部を筒体４３の大径部４３ａのねじ孔に螺合して締結することにより、スリップリング４５を筒体４３に固定している。
【００１８】
５０は前記スリップリング４５にそれぞれ接続される信号線であり、この信号線５０は一端が旋回体３上に搭載される前記制御装置４ｂに接続され、他端は前記筒体４３に設けた開口部４３ｂ内に通して該当するスリップリング４５に接続される。
【００１９】
４９は天板５４と底板５５と共に制御信号伝達用接続装置２１のケースを構成する円筒体、５１は前記スリップリング４５の外周に接触するブラシ、５２はブラシホルダ、５３はブラシホルダ５２を取付けるために設けた複数本のボルトである。天板５４はその中心の円筒部５４ａを前記筒体４３の大径部４３ａに相対的に回動可能に嵌合する。前記ボルト５３は上方より前記天板５４に設けた孔に通し、前記ブラシホルダ５２に設けた孔にブラシホルダ５２が回動可能となるように挿通し、底板５５の孔に通してナット５６により締結し、下端のねじ部を底板１９ｂに設けた孔に挿通し、そのねじ部に螺合する上下のナット５７、５８により底板１９ｂを挟持し、ナット５７、５８のボルト５３に対する螺合位置を調整することにより、ブラシ５１の高さ方向の位置を調整可能としている。各ブラシホルダ５２には前述の電力伝達用接続装置２０と同様に、不図示のばねにより、ブラシ５１をスリップリング４５の外周面に押接している。５９はブラシ５１を走行体１上の電気機器に接続する信号線である。
【００２０】
この制御信号伝達用接続装置２１により制御信号が伝達される走行体１上の電気機器は、例えば電動モータ９の回転速度センサおよび温度センサ、電動モータ９の軸受部の内外部にそれぞれ設けられた温度センサ、ブレーキ制御装置、ブレーキ投入確認用のセンサ等である。温度センサは検出温度が基準レベルを超えると電動モータ９を停止させて電動モータ９を保護するために設けられる。なお、他のセンサ等の電気機器が付加されればその数に応じてスリップリング４５の数や信号線５０、５９の数も付加される。
【００２１】
このように、本実施の形態においては、電力伝達用接続装置２０と制御信号用伝達用接続装置２１とを、そのスリップリング２７、４５が同心をなすように、外側と内側に同心に配置したので、これらのいずれか一方の接続装置（本実施の形態では電力伝達用接続装置２０）の高さ以上の高さは必要とならず、従来の回転式接続装置よりも高さ方向の設置スペースが大幅に削減される。また、この設置スペースが削減されるため、作業機の高さを高くする必要がなく、また、旋回体３上にこの接続装置用の大きなスペースを確保する必要がなくなる。
【００２２】
本発明は、走行体１に電動式駆動装置が設けられ、かつ旋回体３を有する作業機であれば、油圧ショベル以外の各種建設機械のほか、農業、林業、園芸業、産廃処理業等、各種産業の作業機に適用することができる。また、制御信号伝達用接続装置２１により信号線５０、５９を介して伝達される信号は、前記ブレーキの制御等にも示されるように、比較的低電流ですむ駆動装置を含むものであってよい。また、旋回体３に搭載する電源装置４ａは、バッテリー搭載型ではなく、商用電源を用いたものや、バッテリーと商用電源とを併用したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による作業機の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の作業機を作業用フロントを省略して示す背面図である。
【図３】本実施の形態の回転式接続装置の縦断面図である。
【図４】本実施の形態の回転式接続装置の横断面図である。
【図５】本実施の形態の制御信号伝達用接続装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：走行体、２：旋回装置、３：旋回体、４ａ：電源装置、４ｂ：制御装置、５：運転室、６：カウンタウエイト、７：作業用アーム、８：バケット、９：走行用電動モータ、１０：走行体フレーム、１０ａ：センターフレーム、１０ｂ：サイドフレーム、１１：減速装置、１２：駆動スプロケット、１３：従動スプロケット、１４：ローラ、１５：履帯、１６：回転式接続装置、１９：ケース、１９ａ：天板、１９ｂ：底板、２０：電力伝達用接続装置、２１：制御信号伝達用接続装置、２２：筒体、２３：蓋体、２５：軸受、２６：スリップリング取付板、２７：スリップリング、３０：スペーサ、３１：リング、３２：ねじロッド、３３：ナット、３４：電力ケーブル、３５：ブラシ、３６：ねじロッド、３７：ナット、３８：下リング、３９：ナット、４０：ブラシホルダ、４１：コネクタ、４２：電力ケーブル、４３：筒体、４５：スリップリング、４６：ボルト、４７：下リング、４９：ケース、５０：信号線、５２：ブラシホルダ、５３：ボルト、５４：天板、５５：底板、５６〜５８：ナット、５９：信号線
【図１】
2008066235.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008066235.tif 000006
【図５】
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