(57)【要約】【課題】下部走行体(A)と、該下部走行体(A)に対して旋回自在に支持される上部旋回体(B)と、動力源としてのエンジン(2)と、該エンジン(2)により駆動される交流発電機(45)とを有するハイブリッドショベル(1)において、上部旋回体(B)の重量増加を抑制しつつ、後方小旋回要求と姿勢バランス要求との双方を満足させる。【解決手段】少なくともエンジン(2)及び交流発電機(45)を下部走行体(A)に配設するようにする。【選択図】図１
2008296680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体(A)と、該下部走行体(A)の上側に旋回自在に配設される上部旋回体(B)と、エンジン(2)と、該エンジン(2)により駆動される発電機(45)と、該発電機(45)から電力供給を受けて充電されるバッテリ(47)と、少なくとも該バッテリ(47)からの放電電力により駆動される電動モータ(100)とを備えたハイブリッド建設機械であって、
少なくとも上記エンジン(2)及び上記発電機(45)は、上記下部走行体(A)に配設されていることを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド建設機械において、
上記バッテリ(47)は、上記下部走行体(A)に配設されていることを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項３】
請求項１又は２記載のハイブリッド建設機械において、
上記エンジン(2)への供給用燃料を貯留するための燃料タンク(46)を備え、
上記燃料タンク(46)は、上記下部走行体(A)に配設されていることを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド建設機械において、
上記燃料タンク(46)は、上記下部走行体(A)において、上記上部旋回体(B)の旋回中心軸(Z)上に配設されていることを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハイブリッド建設機械において、
上記上部旋回体(B)は、該上部旋回体(B)に取付けられる作業機(C)を駆動するための油圧アクチュエータ(12乃至14)を有しており、
上記油圧アクチュエータ(12乃至14)に対して作動油を供給する油圧ポンプ(16,17)を備え、
上記電動モータ(100)は、上記油圧ポンプ(16,17)を駆動するための油圧ポンプ駆動用モータ(3)を含んでおり、
上記油圧ポンプ(16,17)及び上記油圧ポンプ駆動用モータ(3)は、上記上部旋回体(B)に配設されていることを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項６】
請求項５記載のハイブリッド建設機械において、
上記油圧アクチュエータ(12乃至14)に対して供給する作動油を貯留するための作動油タンク(21)を備え、
上記作動油タンク(21)は、上記上部旋回体(B)に配設されていることを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のハイブリッド建設機械において、
上記電動モータ(100)は、上記上部旋回体(B)を旋回させるための旋回用モータ(4)を含んでおり、
上記旋回用モータ(4)は、上記上部旋回体(B)に配設されていることを特徴とするハイブリッド建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと発電機と、少なくともバッテリからの電力により駆動されるモータとを組み合わせて各種作業を行うハイブリッド建設機械に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下部走行体に対してその上側に旋回自在に支持される上部旋回体を備えた建設機械に対して、エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、該発電機からの供給電力により充電されるバッテリと、該バッテリからの放電電力により駆動されるモータとを備えるようにしたハイブリッド建設機械は知られており、このハイブリッド建設機械では通常、上記エンジンや上記発電機等の機器類は上部旋回体に配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、下部走行体と上部旋回体と動力源としてのエンジンとを備えて、該エンジンにより駆動される油圧ポンプからの作動油でもって油圧アクチュエータを駆動して各種作業を行う通常の油圧建設機械は、該上部旋回体の前端部に掘削作業等を行うための作業機が取付けられていて、この作業機による作業時において該作業機を含む上部旋回体の前後の姿勢バランスを保つために、エンジン等の重量物（重量の大きい物）を上部旋回体の後部に配置したいという要求（以下、姿勢バランス要求と呼ぶ）と、上部旋回体の旋回時において乗員にとって視界を確保し難い上部旋回体後端部がその周辺の物や人と干渉するのを防止するために、該後端部の旋回半径を極力小さくしたいという要求（以下、後方小旋回要求と呼ぶ）との２つの要求を満足するように構成されている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示すようなハイブリッド建設機械においては、上記油圧建設機械と比較して発電機やモータ等の搭載機器が更に必要となるため、例えば上部旋回体における前端部の位置を該油圧建設機械と同じ位置に保ったまま、これらの搭載機器を全て上部旋回体に配置しようとすると、エンジンや発電機といった重量物（重量が大きい物）の設置スペースを更に後方に確保する必要が生じ、この結果、上記後方小旋回要求を満足させることができないという問題がある。また、上記ハイブリッド建設機械において、例えば上部旋回体における後端部の位置を上記油圧建設機械と同じ位置に保ったまま、上記搭載機器の全てを上部旋回体に配置しようとすると、該搭載機器を全体として前方に移動させる必要が生じ、この結果、上記後方小旋回要求は満たされるものの、上部旋回体の重心位置が前側、つまり掘削作業等を行うための作業機が取付けられる側に移動して、上記姿勢バランス要求を満足させることができないという問題がある。この問題に対処するために、上部旋回体の後端部に、比重が高く小スペースで大重量を確保可能なカウンタウェイトを配設することも考えられるが、この場合、上部旋回体の全体重量が該カウンタウェイト分だけ増加することとなり、この結果、上部旋回体の旋回中心軸回りのイナーシャが増大して、上部旋回体を旋回させるための旋回用モータが大型化したりその制御性が悪化したりするという問題がある。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、下部走行体と、該下部走行体に対して旋回自在に支持される上部旋回体とを有するハイブリッド建設機械において、上部旋回体の重量増加を抑制しつつ、上記後方小旋回要求と上記姿勢バランス要求との双方を満足させようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明では、少なくともエンジン(2)及び発電機(45)を下部走行体(A)に配設するようにした。
【０００７】
具体的には、第１の発明は、下部走行体(A)と、該下部走行体(A)の上側に旋回自在に配設される上部旋回体(B)と、エンジン(2)と、該エンジン(2)により駆動される発電機(45)と、該発電機(45)から電力供給を受けて充電されるバッテリ(47)と、少なくとも該バッテリ(47)からの放電電力により駆動される電動モータ(100)とを備えたハイブリッド建設機械を対象とする。
【０００８】
そして、少なくとも上記エンジン(2)及び上記発電機(45)は、上記下部走行体(A)に配設されているものとする。
【０００９】
第１の発明では、上部旋回体(B)に対する後方小旋回要求と姿勢バランス要求との双方を満足させることが可能となる。すなわち、本発明では、重量物であるエンジン(2)及び発電機(45)を下部走行体(A)に配設するようにしたため、上記姿勢バランス要求を満足させるためのカウンタウェイトを上部旋回体(B)の後部に新たに配設する必要があるが、該カウンタウェイトは、エンジン(2)及び発電機(45)に比べて形状自由度が高くスペース効率に優れており、このため、上部旋回体(B)の小型化を図ってその後方小旋回要求を満足させることが可能となる。従って、上部旋回体(B)の旋回時にその後端部に対する乗員の視界を良好に確保して、該上部旋回体(B)後端部がその周辺の人や物と干渉するのを確実に防止することができる。
【００１０】
また、エンジン(2)、発電機(45)、及びカウンタウェイトの全てを上部旋回体(B)に配設するようにした場合に比べて該上部旋回体(B)の重量を低減することができ、これにより、上部旋回体(B)の重量増加に起因するその旋回中心軸回りのイナーシャの増大を抑制することができる。よって、上部旋回体(B)の旋回用モータ(4)の大型化やその制御性の悪化を防止することが可能となる。
【００１１】
また、エンジン(2)及び発電機(45)を上部旋回体(B)に配設するようにした場合に比べて、該エンジン(2)及び発電機(45)を含む、下部走行体に配置される配置物全体の重量を増加させることができ、これにより、ハイブリッド建設機械の全体としての低重心化を図ってその走行安定性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、発電機(45)と該発電機(45)を駆動するエンジン(2)との双方を同じ下部走行体に配設するようにしたことで、該エンジン(2)と発電機(45)との連結構造を簡単な構成とすることができ、これにより、部品点数を削減してコスト低減を図ることが可能となる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、上記バッテリ(47)は、上記下部走行体(A)に配設されているものとする。
【００１４】
第２の発明では、上部旋回体(B)に配設されていたバッテリ(47)を下部走行体(A)に配設するようにしたことで、例えば、上部旋回体(B)に、該バッテリ(47)に比べてスペース効率に優れたカウンタウェイトを配設することによって、上部旋回体(B)の小型化を図ることができる。よって、第１の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることが可能となる。
【００１５】
また、上記バッテリ(47)を発電機(45)と同じ下部走行体に配設するようにしたことで、発電機(45)からの電力をバッテリ(47)に供給するための配線長さを短くして、その配線スペースを削減することができるとともに、コスト低減を図ることが可能となる。
【００１６】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記エンジン(2)への供給用燃料を貯留するための燃料タンク(46)を備え、上記燃料タンク(46)は、上記下部走行体(A)に配設されているものとする。
【００１７】
第３の発明では、従来、上部旋回体(B)に配設されていた燃料タンク(46)を下部走行体(A)に配設するようにしたことで、例えば、該燃料タンク(46)に比べてスペース効率に優れたカウンタウェイトを該上部旋回体(B)に配設することによって、その小型化を図ることができる。よって、第１の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることが可能となる。
【００１８】
また、上記燃料タンク(46)を、上記エンジン(2)と同じ下部走行体(A)に配設するようにしたことで、燃料タンク(46)からエンジン(2)に燃料を供給するための燃料供給配管を短くして、配管スペースを削減することができるとともに、配管部品点数を削減することによるコスト低減を図ることが可能となる。
【００１９】
第４の発明は、上記燃料タンク(46)は、上記下部走行体(A)において、上記上部旋回体(B)の旋回中心軸(Z)上に配設されているものとする。
【００２０】
第４の発明では、燃料の消費量に拘わらず、車両（建設機械）全体の前後及び左右方向の重心位置を一定位置に保つことができる。
【００２１】
すなわち、上部旋回体(B)におけるその旋回中心軸(Z)付近には通常、旋回用モータ(4)やその他の機器類が多く配設されており、このため、従来の上部旋回体(B)に燃料タンク(46)を配設する構造では、該燃料タンク(46)は上部旋回体(B)の旋回中心軸(Z)から離れた位置に配設される。そして、この旋回中心軸(Z)は通常、車両全体の重心近くに設定されるため、上記のように燃料タンク(46)を旋回中心軸(Z)つまり車両全体の重心位置から離間して配置した場合、燃料タンク(46)内に残っている燃料の量つまり燃料消費量に応じて、車両（建設機械）全体の前後及び左右方向の重心位置が変化するという問題がある。
【００２２】
これに対して、本発明では、燃料タンク(46)を、スペース的に余裕のある下部走行体(A)に配設するとともに、上記上部旋回体(B)の旋回中心軸(Z)上に位置するようにしたことで、該燃料タンク(46)を車両全体の重心位置近くに配設することができる。よって、燃料消費量に拘わらず、前後及び左右方向の車両重心位置を略一定位置に保つことができ、これによって、掘削作業時等における車両の姿勢安定性をより一層向上させることが可能となる。
【００２３】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれかの発明において、上記上部旋回体(B)は、該上部旋回体(B)に取付けられる作業機(C)を駆動するための油圧アクチュエータ(12乃至14)を有しており、上記油圧アクチュエータ(12乃至14)に対して作動油を供給する油圧ポンプ(16,17)を備え、上記電動モータ(100)は、上記油圧ポンプ(16,17)を駆動するための油圧ポンプ駆動用モータ(3)を含んでおり、上記油圧ポンプ(16,17)及び上記油圧ポンプ駆動用モータ(3)は、上記上部旋回体(B)に配設されているものとする。
【００２４】
第５の発明では、油圧ポンプ(16,17)及び油圧ポンプ駆動用モータ(3)を上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、下部走行体(A)における機器類の設置スペースを十分に確保することができ、この結果、エンジン(2)及び発電機(45)を下部走行体(A)に確実に配設することができる。よって、請求項１の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることが可能となる。
【００２５】
また、ブーム(7)やアーム(9)等を含んでいて、駆動用の油圧アクチュエータ(12乃至14)を多く必要とする作業機(C)が取付けられる上部旋回体(B)に、上記油圧ポンプ(16,17)を配設するようにしたことで、該油圧ポンプ(16,17)から油圧アクチュエータ(12乃至14)に作動油を供給するための作動油配管を短くすることができ、これによって、配管スペースを削減することができるとともに、配管部品点数を削減してコスト低減を図ることができる。
【００２６】
また、油圧ポンプ駆動用モータ(3)を上記油圧ポンプ(16,17)が設置される上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、該油圧ポンプ(16,17)と油圧ポンプ駆動用モータ(3)との連結構造を簡単な構成とすることができる。
【００２７】
第６の発明は、第５の発明において、上記油圧アクチュエータ(12乃至14)に対して供給する作動油を貯留するための作動油タンク(21)を備え、上記作動油タンク(21)は、上記上部旋回体(B)に配設されているものとする。
【００２８】
第６の発明では、比較的容積の大きい作動油タンク(21)を上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、下部走行体(A)の機器配置スペースを十分に確保して、エンジン(2)及び発電機(45)を下部走行体(A)に確実に配設することができる。よって、請求項１の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることが可能となる。
【００２９】
また、作動油タンク(21)を上記油圧ポンプ(16,17)が設置される上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、該作動油タンク(21)及び油圧ポンプ(16,17)同士を連結する配管を短くして、配管スペースの削減及びコスト低減を図ることが可能となる。また、該作動油タンク(16,17)及び油圧ポンプ(16,17)間の配管長さが長くなることによる該油圧ポンプ(16,17)の自吸性の悪化を確実に防止することが可能となる。
【００３０】
第７の発明は、第１乃至第６のいずれかの発明において、上記電動モータ(100)は、上記上部旋回体(B)を旋回させるための旋回用モータ(4)を含んでおり、上記旋回用モータ(4)は、上記上部旋回体(B)に配設されているものとする。
【００３１】
第７の発明では、容積が比較的大きい旋回用モータ(4)を上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、下部走行体(A)の機器配置スペースを十分に確保して、エンジン(2)及び発電機(45)を下部走行体(A)に確実に配設することができる。よって、請求項１の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることが可能となる。
【００３２】
ところで、旋回用モータ(4)は、例えば乗員の操作レバーの操作により制御装置から出力される制御用の電気信号に応じてその位置制御や速度制御が行われるものであり、この制御装置は通常、上部旋回体(B)のオペレータキャビン内に設けられる。このため、上記旋回用モータ(4)をこの制御装置が設置される上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、該制御装置と旋回用モータ(4)とを接続する信号線の短縮化を図り、これによって、制御用の電気信号中に含まれるノイズを低減することができる。また、旋回用モータ(4)を下部走行体(A)に配設した場合には、上部旋回体(B)の旋回による信号線の捩れ等を防止するために、下部走行体(A)と上部旋回体(B)との間にスイベルジョイント等を設ける必要があるが、本発明によれば、このスイベルジョイントを介することなく直接、旋回用モータ(4)と制御装置とを接続することができ、このため、制御用の電気信号中に含まれるノイズをより一層確実に低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明のハイブリッド建設機械によると、少なくともエンジン(2)及び発電機(45)を下部走行体(A)に配設するようにしたことで、上部旋回体(B)の重量増加に起因するイナーシャの増大を抑制しつつ、その後方小旋回要求と姿勢バランス要求との両立を図ることが可能となる。また、車両全体（建設機械全体）の低重心化を図ることができ、これによって、作業時における姿勢バランスをより一層安定させることができるとともに、走行安定性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械としてのハイブリッドショベル(1)を示し、このハイブリッドショベル(1)は、エンジン(2)と電動モータ(100)(主電動モータ(3)及び旋回用電動モータ(4))とを備えていて、エンジン(2)は専ら発電用にのみ使用するとともに、走行時や掘削作業時等に必要な動力は全て電動モータ(100)の動力に頼る所謂シリーズ方式を採用している。
【００３６】
上記ハイブリッドショベル(1)は、走行用のクローラ(5a,5b)を有する下部走行体(A)と、下部走行体(A)の上面に旋回可能に配設され、オペレータキャビン(6)を有する上部旋回体(B)と、上部旋回体(B)に取付けられ、掘削作業等を行う掘削作業機(C)と、下部走行体(A)に取付けられ、整地作業等を行うためのブレード(15)を有する整地作業機(D)とを備えている。
【００３７】
尚、以下の説明では、特に断らない限り「前側」、「後側」、「左側」、及び「右側」は、それぞれ下部走行体(A)を基準として、前側、後側、左側、及び右側を意味する。
【００３８】
掘削作業機(C)は、基端部が上部旋回体(B)のレボルビングフレーム(図示省略)に回動可能に連結されるブーム(7)と、ブーム(7)の先端部に支持軸(8)を介して回動可能に連結されるアーム(9)と、アーム(9)の先端部に支持軸(10)を介して回動可能に連結されるバケット(11)と有している。
【００３９】
ブーム(7)の基端部寄りの部分には、一端部が上部旋回体(B)の所定部に回動可能に支持されたクレビス型のブームシリンダ(12)のロッド先端部が接続されており、ブーム(7)は、このブームシリンダ(12)を駆動させてそのロッド(12a)を伸縮させることにより、上記基端部を支点に起伏可能(回動可能)になっている。
【００４０】
また、アーム(9)におけるブーム(7)との連結部側の端部には、一端部がブーム(7)上面のブラケット部7aに回動可能に支持され且つ該ブーム(7)に沿うように配設されるアームシリンダ(13)のロッド先端部が接続されており、アーム(9)は、このアームシリンダ(13)を駆動させてそのロッド(13a)を伸縮させることにより、上記支持軸(8)を支点に回動可能になっている。
【００４１】
同様に、バケット(11)におけるアーム(9)との連結部側の端部には、一端部がアーム(9)前面のブラケット部(9a)に回動可能に支持され且つ該アーム(9)に沿うように配設されたバケットシリンダ(14)のロッド先端部が接続されており、バケット(11)は、このバケットシリンダ(14)を駆動させてそのロッド(14a)を伸縮させることにより、支持軸(10)を支点に回動可能になっている。
【００４２】
上記上部旋回体(B)は、下部走行体(A)の本体フレーム(42)(図２参照)に旋回用ベアリング(50)を介して旋回中心軸(Z)回りに回動可能に支持された上部旋回プレート(20)を有しており、上記オペレータキャビン(6)は、該上部旋回プレート(20)の左側前部に配設されている。
【００４３】
上記上部旋回プレート(20)の左側後部で且つオペレータキャビン(6)の後方には、後述の第一及び第二油圧ポンプ(16,17)等の油圧アクチュエータに供給される作動油を貯留するための作動油タンク(21)が配設されており、また、該上部旋回プレート(20)における、オペレータキャビン(6)及び作動油タンク(21)が配設されている部分を除く部分には、上記油圧ポンプ(16,17)等の機器類を収容するためのマシンキャブ(22)が配設されている。
【００４４】
上記マシンキャブ(22)内には、上記両油圧ポンプ(16,17)の他に、該各油圧ポンプ(17,18)に動力を伝達する主電動モータ(3)と、上部旋回プレート(20)を旋回駆動させるための旋回用電動モータ(4)とが収容されている。
【００４５】
主電動モータ(3)は、上部旋回プレート(20)上面における右側前部にその出力軸が前後方向に平行になるように配設されている。
【００４６】
上記第一油圧ポンプ(16)は、主電動モータ(3)の出力軸に同軸に直結された状態で、該主電動モータ(3)よりも後側に配設されている。
【００４７】
また、第二油圧ポンプ(17)は、その入力軸が第一油圧ポンプ(16)の出力軸に直結された状態で該第一油圧ポンプ(16)よりも後側に配設されている。
【００４８】
また、旋回用電動モータ(4)は、上部旋回プレート(20)の前後方向中央部で且つ車幅方向中央部にその出力軸を下方に向けた状態で取付固定されている。尚、旋回用電動モータ(4)の出力軸は、下部走行体(A)における本体フレーム(42)(図２参照)に固定されたリングギヤ(52)に噛合するピニオンギヤ(図示省略)と連結されている。
【００４９】
また、図１中、(36)は作動油タンク(21)に戻る戻り油(作動油)を冷却するオイルクーラであって、マシンキャブ(22)内における車幅方向略中央の後端部に配設されている。また、(39a,39b,39c)は、後述するように、ブーム(7)及びアーム(9)及びバケット(11)のそれぞれの自重による回動動作を利用した回生発電用の回生用油圧モータであって、オイルクーラ(36)の右側に配設されている。(35)は、第一及び第二油圧ポンプ(17,18)から上記各シリンダー(12,13,14)や走行用油圧モータ(19a,19b)に供給される作動油の流路を切換えて制御するマルチコントロールバルブであって、運転シート(25)(図３参照)の下側に配設されている。(37)は、上記マルチコントロールバルブ(35)に作用させるパイロット圧を発生させるギヤポンプ(以下の説明では、パイロットポンプ(37)と呼ぶ)であって、上記第一油圧ポンプ(16)に隣接して配設されている。また、(23)は、上部旋回体(B)及び下部走行体(A)間に跨って配設される油圧配管や電気配線等の捩れを防止するための所謂スイベルジョイントであって、該スイベルジョイント(23）を介して、作動油タンク(21)から、下部走行体(A)に配設される後述の走行用油圧モータ(19a,19b)等の油圧アクチュエータに作動油が供給され、また、該スイベルジョイント(23)を介して、下部走行体(A)に配設される後述のバッテリ(47)から上部旋回体(B)内の電動モータ(旋回用電動モータ(4)及び主電動モータ(3))に電力が供給される。
【００５０】
また、図示しないが、上部旋回体(B)の後端部にはカウンタウェイトが取付けられている。このカウンタウェイトの重さや配置位置は、作業機(C)を含む上部旋回体(B)の重心が上記旋回中心軸(Z)上に位置するように設定される。このカウンタウェイトは本実施形態においてはスチール製の中実材からなっていて、エンジン(2)、交流発電機(45)、バッテリ(47)、及び燃料タンク(46)に比べてその密度(単位体積当たりの重量）が高くなっている。
【００５１】
また、上記下部走行体(A)は、図２に示すように、左側走行体(40)と、右側走行体(41)と、該左側走行体(40)及び右側走行体(41)とを連結する本体フレーム(42)とを備えている。
【００５２】
左側走行体(40)は、前後方向に延びる左トラックフレーム(40a)と、該左トラックフレーム(40a)の後端部に取付固定された左側走行用油圧モータ(19a)と、左側走行用油圧モータ(19a)の出力軸に回転一体に連結されたスプロケット(44a)と、左トラックフレーム(40a)の前端部に回動可能に支持されたアイドラ(43a)と、スプロケット(44a)及びアイドラ(43a)の両方に掛け回されて、該スプロケット(44a)を介して左側走行用油圧モータ(19a)から伝達される動力により駆動されるベルト状の左側クローラ(5a)（図１参照）とで構成されている。
【００５３】
右側走行体(41)は、左側走行体(40)と同様の構成とされていて、前後方向に延びる右トラックフレーム(41a)と、右側走行用油圧モータ(19b)と、スプロケット(44b)と、右側クローラ(5b)（図１参照）とで構成されている。
【００５４】
左トラックフレーム(40a)及び右トラックフレーム(41a)は、本体フレーム(42)の車幅方向両端部をそれぞれ各トラックフレーム(40a,40b)に溶接して互いに連結されている。
【００５５】
本体フレーム(42)の前端部には、ブレード(15)を駆動するためのブレードシリンダ(18)の一端部が回動可能に接続され、ブレード(15)の後側面には、該ブレードシリンダ(18)のロッド先端部が接続されている。そして、上記整地作業機(D)は、ブレード(15)とブレードシリンダ(18)とで構成されている。
【００５６】
本体フレーム(42)の前後方向中央部で且つ車幅方向中央部には、上下方向に延びる略円筒状のベアリング支持部(53)(図示省略)が設けられており、該ベアリング支持部(53)の上面には旋回用ベアリング(50)が取付けられている。旋回用ベアリング(50)には、上部旋回プレート(20)が回転一体に固定されており、該旋回用ベアリング(50)の径方向内側には、ベアリング支持部(53)に固定されて径方向内側に歯面を有するリングギヤ(52)が配設されている。そして、上記旋回用電動モータ(4)を駆動させることで、該旋回用電動モータ(4)に連結された上記ピニオンギヤ(図示省略)がリングギヤ(52)に噛合しながら回転することで上部旋回プレート(20)が旋回中心軸(Z)回りに旋回可能になっている。尚、本実施形態においては、旋回用電動モータ(4)の出力軸と、上記ピニオンギヤとは図示しない減速ギヤを介して連結されており、旋回用電動モータ(4)の回転方向が上部旋回プレート(20)の回転方向に一致するようになっている。
【００５７】
本体フレーム(42)における、ベアリング支持部(53)の径方向外側には、エンジン(2)と、該エンジン(2)の出力軸に直結されて駆動される交流発電機(45)と、バッテリ(47)と、キャパシタ(48)とが取付固定されており、ベアリング支持部(53)の径方向内側には該エンジン(2)に供給する燃料(本実施形態においては軽油)を貯留しておくための燃料タンク(46)が取付固定されている。
【００５８】
エンジン(2)は、本体フレーム(42)の後部右側にその出力軸が左側を向くように配設され、交流発電機(45)は、その入力軸をエンジン(2)の出力軸に直結して該エンジン(2)の左側に隣接するように配設されている。また、バッテリ(47)及びキャパシタ(48)は、本体フレーム(42)の前部右側に配設されている。また、上記燃料タンク(46)は、略円筒状に形成されていて、その重心が上記旋回中心軸(Z)上に位置するよう、ベアリング支持部(53)の径方向内側に配設されている。より詳細には、燃料タンク(46)内の燃料貯留空間の中心（重心）が旋回中心軸(Z)上に位置している。
【００５９】
また、本実施形態においては、上記燃料タンク(46)は、上記上部旋回プレート(20)よりも下側に配設されている。すなわち、燃料タンク(46)は、本体フレーム(42)とベアリング支持部(53)と上部旋回プレート(20)とで囲まれた空間内に配設されている。
【００６０】
尚、下部走行体(A)は、上記上部旋回体(B)（作業機(C)を含む）と同様に、その重心が上記旋回中心軸(Z)上に位置するように構成されており、このため、ハイブリッドショベル(1)全体の重心も旋回中心軸(Z)上に位置している。
【００６１】
図３に示すように、上記上部旋回体(B)のオペレータキャビン(6)内には、オペレータが着座する運転シート(25)が配設されている。
【００６２】
上記運転シート(25)の後側には、後述の統合コントローラ(200)が収容された制御ボックス(75)が配設されている。
【００６３】
また、上記運転シート(25)の右側には、操作ボックス(31)の上面から上方に向かって延びて、バケット(11)の回動及びブーム(7)の回動を操作可能な右側操作レバー(26)が配設されており、上記運転シート(25)の左側には、操作ボックス(31)の上面から一旦、後方に向かって延びた後に屈曲して上方に向かって延びて、アーム(9)の起伏(回動)及び上部旋回体(B)の旋回を操作可能な左側操作レバー(27)が配設されている(図４参照)。
【００６４】
また、上記運転シート(25)の前側には、床面(上部旋回プレート(20)の上面(20a)に配設された操作ボックス(32)から上側に向かって延びて、左側クローラ(5a)を操作可能な左側クローラ操作レバー(28)と、右側クローラ(5b)を操作可能な右側クローラ操作レバー(29)とが左右に並ぶように配設されている。
【００６５】
運転シート(25)と左側クローラ操作レバー(28)との間には、床面(20a)におけるシート後端部に対応する箇所に配設された操作ボックス(33)から前方斜め上方に向かって延びて、ブレード(15)を操作可能なブレード操作レバー(30)が設けられている。
【００６６】
上記左側操作レバー(27)は、その基端部を支点にして、所定の中立位置に対して前後左右の４方向に傾動可能になっている。尚、以下の説明では、「前方向」、「後方向」、「左方向」、及び「右方向」はそれぞれ、運転シート(25)に着座した乗員に対しての前方向、後方向、左方向、及び右方向を意味する。従って、例えば上部旋回体(B)が中立状態（図１の状態つまり掘削作業機(C)が前側に位置している状態）にあるときにおいては、「前方向」、「後方向」、「左方向」、及び「右方向」はそれぞれ、操作レバー(27)の中立位置から前側、後側、左側、及び右側に向かう方向を意味する。
【００６７】
そして、該左側操作レバー(27)を含むアーム/旋回操作装置(95)は、該レバー(27)を中立位置に対して左方向に傾動させたときには、上部旋回体(B)(図１参照)を車両平面視で反時計回り方向に旋回させ、右方向に傾動操作したときには、上部旋回体(B)を時計回り方向に旋回させ、また、レバー(27)を前方向に傾動操作したときには、アーム(9)を伸ばし、後方向に傾動操作したときには、アーム(9)を引くように構成されている。
【００６８】
具体的には、アーム/旋回操作装置(95)は、図５及び図６に示すように、左側操作レバー(27)の他に、該レバー(27)の中立位置に対する前方向及び後方向のそれぞれの傾動量に応じたパイロット圧をブームシリンダ制御用の方向切換弁(150)(図７参照)のパイロットポート(Pa1,Pa2)に供給する２つのパイロット弁(170,171)と、該レバー(27)の中立位置に対する右方向及び左方向のそれぞれの傾動量に応じた電気信号を発生させる２つのポテンショメータ(112,113)とを有している。
【００６９】
図７に、上記アーム/旋回操作装置(95)を含むハイブリッドショベル(1)の油圧回路及び電気回路の構成図を示す。
【００７０】
(96)は右側操作レバー(26)を含むバケット/ブーム操作装置、(97)は左側クローラ操作レバー(28)を含む左クローラ操作装置、(98)は右側クローラ操作レバー(29)を含む右クローラ操作装置、(99)はブレード操作レバー(30)を含むブレード操作装置である。これら各操作装置(96乃至99)の基本的な構成は、上記アーム/旋回操作装置(95)における油圧系操作部の構成と同様である。
【００７１】
(150)乃至(155)は、スプリングセンタ形式の4ポート3位置のパイロット操作式方向切換弁であって、ブームシリンダ(12)、右側走行用油圧モータ(19b)、バケットシリンダ(14)、アームシリンダ(13)、左側走行用油圧モータ(19a)、及びブレードシリンダ(18)のそれぞれと、油圧ポンプ(16,17)とを接続する主管路(180)に配設されている。具体的には、方向切換弁(150乃至152)のポンプポートは第一油圧ポンプ(16)に接続され、方向切換弁(153乃至155)のポンプポートは第二油圧ポンプ(17)に接続されている。そして、該方向切換弁(150乃至155)が上記マルチコントロールバルブ(35)を構成している。上記第一油圧ポンプ(16)及び第二油圧ポンプ(17)は、互いに直列に接続されて主電動モータ(3)に接続されている。
【００７２】
また、上記各方向切換弁(150乃至155)のアクチュエータポートはそれぞれ、ブームシリンダ(12)、右側走行用油圧モータ(19b)、バケットシリンダ(14)、アームシリンダ(13)、左側走行用油圧モータ(19a)、及びブレードシリンダ(18)に接続されており、パイロットポート(Pa1乃至Pa12)は、各操作装置(95乃至99)のパイロット弁(170乃至181)のパイロット空間(89)(図５参照。図では、操作装置(95)のパイロット空間(89)のみを示す)に接続されている。
【００７３】
また、上記各方向切換弁(150乃至155)のタンクポートは作動油タンク(21)に接続されている。ここで、方向切換弁(150,151,153)のタンクポートと作動油タンク(21)との間にはそれぞれ、回生用油圧モータ(39a,39b,39c)が接続されている。
【００７４】
各回生用油圧モータ(39a,39b,39c)の出力軸はそれぞれ、回生交流発電機(38a,38b,38c)の入力軸に直結されており、各回生交流発電機(38a,38b,38c)はＡＣ-ＤＣコンバータ(60)に接続されている。該ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)には、回生交流発電機(38a,38b,38c)の他に交流発電機(45)が接続されている。
【００７５】
ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)は、回生交流発電機(38a,38b,38c)及び交流発電機(45)にて発電された交流電力を直流電力に変換するためのものであって、ＤＣ-ＡＣコンバータ(61)に直列に接続されている。尚、回生交流発電機(38a,38b,38c)及び交流発電機(45)における発電制御は、後述の統合コントローラ(200)におけるＣＰＵ(201)からの指令を受けて作動するジェネレータコントローラ(202)により行われる。
【００７６】
ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)とＤＣ-ＡＣコンバータ(61)との間の接続ライン(62)には、バッテリ(47)及びキャパシタ(48)が電力パス(49)を介して接続されている。
【００７７】
ＤＣ-ＡＣコンバータ(61)は、主電動モータ(3)及び旋回用電動モータ(4)の双方に接続されていて、ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)及びバッテリ(47)及びキャパシタ(48)の少なくとも一つから供給される直流電力を交流電力に変換して上記主電動モータ(3)及び旋回用電動モータ(4)の少なくとも一方に供給する。尚、ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)及びＤＣ-ＡＣコンバータ(61)は、後述の統合コントローラ(200)におけるＣＰＵ(201)からの指令を受けて作動するモータコントローラ(204)やバッテリコントローラ(203)により必要に応じて制御され、またバッテリ(47)及びキャパシタ(48)の充放電動作は、同じく統合コントローラ(200)からの指令を受けて作動するバッテリコントローラ(203)により制御される。
【００７８】
図８に示すように、統合コントローラ(200)はＣＰＵ(201)を有しており、該ＣＰＵ(201)には、第一ポテンショメータ(112)、第二ポテンショメータ(113)、ポンプ吐出圧検出手段(130)、及び油圧アクチュエータ背圧検出手段(131)から各信号が入力されるようになっている。
【００７９】
尚、ポンプ吐出圧検出手段(130)は、各油圧ポンプ(16,17)の吐出口付近に接続される圧力センサ(120,121)(図７参照)からなるものであって、該各ポンプ(16,17)の吐出圧を検出するとともにその検出信号を出力可能に構成されている。
【００８０】
また、油圧アクチュエータ背圧検出手段(131)は、各方向切換弁(150乃至154)のタンクポートに接続されたドレイン管路に配設される圧力センサ(122乃至126)からなるものであって、ブームシリンダ(12)、アームシリンダ(13)、バケットシリンダ(14)、左側走行用油圧モータ(19a)、右側走行用油圧モータ(19b)、及びブレードシリンダ(18)の背圧を検出するとともにその検出信号を出力可能に構成されている。
【００８１】
そして、ＣＰＵ(201)は、入力された各信号を基に、ジェネレータコントローラ(202)、バッテリコントローラ(203)、モータコントローラ(204)、及びエンジンコントローラ(205)に対して必要な制御信号を出力することで、主電動モータ(3)の駆動制御と、旋回用電動モータ(4)の駆動制御とを実行する。ここで、主電動モータ(3)の駆動制御は、上記第一及び第二油圧ポンプ(16,17)の作動負荷が比較的低い場合、つまりモータ(3)の要求電力が比較的低い場合において該要求電力をバッテリ(47)からの供給電力で賄う低負荷運転制御と、該モータ要求電力が比較的高い場合において該要求電力をバッテリ(47)及び交流発電機(45)の双方からの供給電力で賄う高負荷運転制御と、その中間の要求電力を交流発電機(45)からの供給電力で賄う中間負荷運転制御との切換えにより実行される。
【００８２】
上記ジェネレータコントローラ(202)は、ＣＰＵ(201)からの制御信号に基づいて、交流発電機(45)及び回生交流発電機(38a,38b,38c)に負荷する目標負荷トルクを制御することにより、該各発電機(45,38a,38b,38c)の発電電力を制御する。
【００８３】
上記バッテリコントローラ(203)は、ＣＰＵ(201)からの制御信号に基づいて、バッテリ(47)及びキャパシタ(48)の充放電動作及びその充放電電力を制御する。具体的には、バッテリコントローラ(203)は、バッテリ(47)の充電を行う際には、ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)に対して必要な制御信号を出力することで、交流発電機(45)及び回生交流発電機(38a,38b,38c)にて発電された交流電力を、該ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)により所定電圧の直流電力に変換するとともに上記電力パス(49)を介してバッテリ(47)へと供給する。
【００８４】
モータコントローラ(204)は、ＣＰＵ(201)からの制御信号に基づいて、上記ＡＣ-ＤＣコンバータ(60)及びＤＣ-ＡＣコンバータ(61)の電力変換を制御することで、バッテリ(47)及び交流発電機(45)からの供給電力を所定周波数の交流電力に変換し、これによって主電動モータ(3)及び旋回用電動モータ(4)の回転数及びトルクを制御する。  
【００８５】
エンジンコントローラ(205)は、ＣＰＵ(201)からの制御信号に基づいて、エンジン(2)の図示しない燃料噴射弁やスロットル弁を駆動制御して、該エンジン(2)を所定の回転数及びトルクで駆動させる。
【００８６】
そして、ＣＰＵ(201)は、第一ポテンショメータ(112)の出力電圧及び第二ポテンショメータ(113)の出力電圧を基に、第一ポテンショメータ(112)の入力軸(112a)の下側への移動を検出したときには、左側操作レバー(27)が右側に傾動したものと判定して、旋回用電動モータ(4)を車両平面視で右回り(時計回り)に旋回させるべくモータコントローラ(204)に対して必要な制御信号を出力する。
【００８７】
ここで、モータコントローラ(204)は、該入力軸(112a)の移動量が大きければ大きい程、つまり第一ポテンショメータ(112)から出力される電圧が高い程、旋回用電動モータ(4)を高速で回転させる。
【００８８】
また、ＣＰＵ(201)は、第二ポテンショメータ(113)の入力軸(113a)の下側への移動を検出したときには、左側操作レバー(27)が左側に傾動したもの判定して、旋回用電動モータ(4)を車両平面視で左回り(反時計回り)に旋回させるべくモータコントローラ(204)に対して必要な制御信号を出力する。
【００８９】
ここで、モータコントローラ(204)は、該入力軸(113a)の移動量が大きければ大きい程、つまり第二ポテンショメータ(113)から出力される電圧が高い程、旋回用電動モータ(4)を高速で回転させる。
【００９０】
尚、ＣＰＵ(201)は、モータコントローラ(204)に対して制御信号を出力すると同時に、必要電力をバッテリ(47)から放電させるべく、バッテリコントローラ(203)に対して制御信号を出力する。
【００９１】
また、ＣＰＵ(201)は、ポンプ吐出圧検出手段(130)及び油圧アクチュエータ背圧検出手段(131)からの圧力信号を基に、各シリンダー(12乃至15,18)及び走行用油圧モータ(19a,19b)に加わる負荷を算出するとともに、第一油圧ポンプ(16)及び第二油圧ポンプ(17)の必要動力を算出する。そして、ＣＰＵ(201)は、該両油圧ポンプ(16,17)をこの必要動力で駆動するために要求される主電動モータ(3)への目標供給電力を算出する。
【００９２】
そして、ＣＰＵ(201)は、算出した負荷が第一設定値よりも小さいと判定したとき、つまり負荷が比較的小さいと判定したときには低負荷運転制御を実行して、バッテリ(47)(又はキャパシタ(48))から上記目標供給電力に相当する電力を放電させるべくバッテリコントローラ(203)に対して制御信号を出力する。
【００９３】
また、ＣＰＵ(201)は、算出負荷が第一設定値以上であって第二設定値(>第一設定値)よりも小さいと判定したとき、つまり負荷が中程度であると判定したときには中負荷運転制御を実行して、エンジンコントローラ(205)に対して必要な制御信号を出力することで、上記目標供給電力に相当する電力を交流発電機(45)にて発電させるべくエンジン(2)を駆動させる。そして、ＣＰＵ(201)は、モータコントローラ(204)に対して必要な制御信号を出力することで、該交流発電機(45)にて発電された交流電力をＡＣ-ＤＣコンバータ(60)にて一旦直流電力に変換した後に、ＤＣ-ＡＣコンバータ(61)にて所定周波数の交流電力に変換して主電動モータ(3)に供給して該モータ(3)を所定回転数で駆動させる。
【００９４】
また、ＣＰＵ(201)は、算出負荷が第二設定値以上と判定したときには、高負荷運転制御を実行して、エンジンコントローラ(205)に対して必要な制御信号を出力することで、交流発電機(45)にてその最大発電電力を出力させるべくエンジン(2)を駆動させるとともに、バッテリコントローラ(203)に対して必要な制御信号を出力することで、バッテリ(47)(又は、キャパシタ48)から、上記目標供給電力と最大発電電力との差分の電力を放電させる。更に、ＣＰＵ(201)は、モータコントローラ(204)に対して必要な制御信号を出力することで、該放電された直流電力を、ＤＣ-ＡＣコンバータ(61)を介して所定周波数の交流電力に変換して主電動モータ(3)に供給するとともに、交流発電機(45)にて発電された交流電力をＡＣ-ＤＣコンバータ(60)及びＤＣ-ＡＣコンバータ(61)を介して主電動モータ(3)に供給する。
【００９５】
尚、ＣＰＵ(201)は、エンジンコントローラ(205)に対して制御信号を出力すると同時に、交流発電機(45)に必要な負荷を作用させるべくジェネレータコントローラ(202)に対して制御信号を出力する。
【００９６】
更に、ＣＰＵ(201)は、図示しないバッテリ電流/電圧検出センサにより検出される電流値と電圧値との積によりバッテリ(47)の蓄電量を算出可能になっていて、該算出された蓄電量が所定蓄電量以下であると判定し、且つブーム(7)、アーム(9)、及びバケット(11)が自重により回動していると判定したときには、該自重による回動を利用した回生発電を実行する。
【００９７】
具体的には、ＣＰＵ(201)は、圧力センサ(122)により検出されたブームシリンダ(12)の背圧が、圧力センサ(120)により検出された第一油圧ポンプ(16)の吐出圧よりも高いときには、ブーム(7)が自重により下側に回動しているものと判定するとともに、ジェネレータコントローラ(202)に対して必要な制御信号を出力することで、回生交流発電機(38a)に対して所定の負荷を作用させて回生発電を実行させる。また、ＣＰＵ(201)は、回生交流発電機(38a)にて回生発電を実行させると同時に、バッテリコントローラ(203)に対して必要な制御信号を出力することで、該回生発電により得られた交流電力をＡＣ-ＤＣコンバータ(60)を介して直流電力に変換してバッテリ(47)に供給して充電させる。尚、ＣＰＵ(201)は、バッテリ(47)の蓄電量が満タン状態にあると判定したときには、該変換された直流電力をキャパシタ(48)に供給する。
【００９８】
更に、ＣＰＵ(201)は、バッテリ(47)の蓄電量が所定蓄電量以下であると判定した場合には、交流発電機(45)で発電するようにエンジンコントローラ(205）とジェネレータコントローラ(202)に対して制御信号を出力する。そして、この発電電力と主電動モータ(3)及び旋回用電動モータ(4)を停止する際に発生する回生電力とをバッテリ(47)又はキャパシタ(48)に供給して充電させるべくバッテリコントローラ(203)に対して必要な制御信号を出力する。
【００９９】
以上のような構成のハイブリッドショベル(1)の動作について図７を参照しながら説明する。
【０１００】
先ず、左側操作レバー(27)を中立位置に対して右方向に傾動させたときには、第一ポテンショメータ(112)の入力軸(112a)が下側に移動して、その変位量が電気信号に変換されて統合コントローラ(200)に出力される。そして、入力軸(112a)の下側への移動を検出した統合コントローラ(200)からの指令を受けたモータコントローラ(204)により旋回用電動モータ(4)が車両平面視で時計回り(右回り)に回転駆動され、この結果、上部旋回体(B)も同様に車両平面視で時計回り(右回り)に回転駆動される。この回転速度は、上記したように、第一ポテンショメータ(112)から出力される電圧が高い程、つまり左側操作レバー(27)の右方向への傾動力が大きい程速くなる。
【０１０１】
同様にして、左側操作レバー(27)を中立位置に対して左方向に傾動させたときには、第二ポテンショメータ(113)の入力軸(113a)が下側に移動して、その変位量が電気信号に変換されて統合コントローラ(200)に出力される。そして、統合コントローラ(200)からの指令により、旋回用電動モータ(4)が車両平面視で反時計回り(左回り)に、上記左側操作レバー(27)の傾動量に応じた速度で回転駆動される。この結果、上部旋回体(B)は、車両平面視で反時計回り(左回り)に、該レバー(26)の傾動量に応じた速度で旋回駆動される。
【０１０２】
従って、乗員は、例えば左側操作レバー(27)を右方向に大きく傾動させることで、上部旋回体(B)を車両平面視で時計回り(右回り)に高速で旋回させることができるとともに、該傾動量を小さくすることで、上部旋回体(B)を車両平面視で時計回り方向に低速で旋回させることができる。
【０１０３】
また、左側操作レバー(27)を中立位置に対して前方向に傾動させたときには、パイロットポンプ(37)からパイロット管路(160a)に配設されたパイロット弁(170)を通って方向切換弁(150)のパイロットポート(Pa2)にパイロット作動油が流れて、該レバー(27)の傾動量に応じたパイロット圧が該パイロットポート(Pa2)に作用する。
【０１０４】
この結果、アームシリンダ(13)の伸長側のポート(Pc2)に、第一油圧ポンプ(16)から作動油が供給され、引込み側のポート(Pc1)から作動油が排出されて作動油タンク(21)に環流される。これにより、アームシリンダ(13)のロッドが伸長してアーム(9)は前方に延びるように支持軸(8)回りに車両左側面視で時計回りに回動する。ここで、左側操作レバー(27)の傾動速度が大きい程、パイロットポート(Pa2)に作用するパイロット圧も高く、従って、該アーム(9)の回動速度も高くなる。
【０１０５】
一方、左側操作レバー(27)を中立位置に対して後方向に傾動させたときには、パイロットポンプ(37)からパイロット管路(160b)の途中に配設されたパイロット弁(171)を通って方向切換弁(150)のパイロットポート(Pa1)にパイロット作動油が流れて、該レバー(27)の傾動量に応じたパイロット圧がパイロットポート(Pa1)に作用する。
【０１０６】
この結果、アームシリンダ(13)の引込み側のポート(Pc1)を介して、第一油圧ポンプ(16)から該アームシリンダ(13)内に作動油が供給され、アームシリンダ(13)の伸長側のポート(Pc2)から作動油が排出されて作動油タンク(21)に環流される。これにより、アームシリンダ(13)のロッド(13a)が引込まれてアーム(13)は後方に引き寄せられる。ここで、左側操作レバー(27)の前方向への傾動量が大きい程、パイロットポート(Pa1)に作用するパイロット圧も高く、従って、該アーム(13)の動作速度も速くなる。
【０１０７】
同様にして、右側操作レバー(26)を中立位置に対して後方向に傾動させたときには、ブームシリンダ(12)のロッド(12a)が伸長してブーム(7)が起立方向に回動する。
【０１０８】
また、右側操作レバー(26)を中立位置に対して左方向に傾動させたときには、バケットシリンダ(14)のロッド(14a)が引込まれて、バケット(11)が支持軸(10)回りに車両側面視で時計回り方向に回動する。
【０１０９】
右側クローラ操作レバー(29)を中立位置に対して前方向に傾動させたときには、右側走行用油圧モータ(19b)が車両左側面視で反時計回り方向に回動し、この結果、右側クローラ(5b)(図１参照)がハイブリッドショベル(1)を前進させる方向に回動する。
【０１１０】
また、右側クローラ操作レバー(29)を中立位置に対して後方向に傾動させたときには、右側走行用油圧モータ(19b)が車両左側側面視で時計回り方向に回動し、この結果、右側クローラ(5b)がハイブリッドショベル(1)を後退させる方向に回動する。
【０１１１】
同様に、左側クローラ操作レバー(28)を中立位置に対して前方向に傾動させたときには、左側走行用油圧モータ(19a)が車両側面視で反時計回り方向に回動し、この結果、左側クローラ(5a)(図１参照)がハイブリッドショベル(1)を前進させる方向に回動する。
【０１１２】
また左側クローラ操作レバー(28)を中立位置に対して後方向に傾動させたときには、左側走行用油圧モータ(19a)が車両側面視で時計回りに方向に回動して、この結果、左側クローラ(5a)がハイブリッドショベル(1)を後退させる方向に回動する。
【０１１３】
ブレード操作レバー(30)を中立位置に対して上方向に傾動させたときには、ブレード(15)が前進し、下方向に傾動させたときには、ブレード(15)が後退する。
【０１１４】
以上の如く上記実施形態では、上記エンジン(2)、上記交流発電機(45)、バッテリ(47)、及び燃料タンク(46)は、下部走行体(A)に配設されており、該エンジン(2)、交流発電機(45)、バッテリ(47)、及び燃料タンク(46)の代わりに高密度でスペース効率に優れたカウンタウェイトが上部旋回体(B)に配設されている。
【０１１５】
これにより、作業機(C)を含む上部旋回体(B)の小型化を図って、その後端部の旋回半径を小さくすることができる。この結果、上部旋回体(B)の旋回時にその後端部に対する乗員の視界を良好に確保して、該上部旋回体(B)後端部がその周辺の人や物と干渉するのを確実に防止することができる。
【０１１６】
また、ハイブリッドショベル(1)全体としての低重心化を図り、これによって、その走行安定性の向上を図ることが可能となる。
【０１１７】
また、交流発電機(45)の入力軸をエンジン(2)の出力軸に直結するという簡単な構造で、エンジン(2)による交流発電機(45)の駆動が可能となる
また、上記バッテリ(47)を上記スイベルジョイント(23)を介さずに交流発電機(45)と接続することができる。このため、交流発電機(45)からの電力をバッテリ(47)に供給するための配線の取り回しを簡素化してコスト低減を図ることが可能となる。
【０１１８】
また、上記実施形態では、ハイブリッドショベル(1)の重心位置は、旋回中心軸(Z)上に位置しており、上記カウンタウェイトは、作業機(C)を含む上部旋回体(B)の重心位置が旋回中心軸(Z)上に位置するように配設されている。
【０１１９】
これにより、作業機(C)による作業時における該上部旋回体(B)（作業機(C)を含む）の前後及び左右方向の姿勢バランスを安定化することが可能となる。
【０１２０】
また、上記実施形態では、燃料タンク(46)内の燃料貯留空間の中心（重心）が旋回中心軸(Z)を通るようになっており、また、ハイブリッドショベル(1)全体の重心位置は、上記旋回中心軸(Z)を通るように設定されている。
【０１２１】
これにより、燃料タンク(46)内の燃料の残量に拘わらず、つまり燃料消費量に拘わらずハイブリッドショベル(1)全体の前後及び左右方向の重心位置を一定位置に保つことができる。従って、作業機(C)による作業時の姿勢バランスをより一層安定化させることが可能となる。
【０１２２】
また、上記実施形態では、第一及び第二油圧ポンプ(16,17)並びに主電動モータ(3)は、上記上部旋回体(B)に配設されている。
【０１２３】
これにより、主電動モータ(3)の出力軸に第一油圧ポンプ(16)の入力軸を同軸に直結し、且つ第一油圧ポンプ(16)の出力軸を第二油圧ポンプ(17)の入力軸に直結するという簡単な接続構造で、該第一及び第二油圧ポンプ(16,17)を主電動モータ(3)により駆動することができる。
【０１２４】
また、上記のような簡単な接続構造を実現する上でも、互いに隣接して配設することが望ましい上記第一及び第二油圧ポンプ(16,17)並びに主電動モータ(3)を上部旋回体(B)にまとめて配設するようにしたことで、下部走行体(A)の機器配置スペースを十分に確保することができる。この結果、エンジン(2)、交流発電機(45)、バッテリ(47)、及び燃料タンク(46)を下部走行体(A)に確実に配設することが可能となる。
【０１２５】
また、上記実施形態では、作動油タンク(21)は、上記上部旋回体(B)に配設されている。
【０１２６】
このように、容積が比較的大きい作動油タンク(21)を上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、下部走行体(A)の機器配置スペースを十分に確保することができる。また、作動油タンク(21)を下部走行体(A)に配設するようにした場合に比べて、作動油タンク(21)及び油圧ポンプ(16,17)同士を連結する配管を短くして、配管スペースの削減及びコスト低減を図ることが可能となる。また、該配管長さが長くなることによる両油圧ポンプ(16,17)の自吸性の悪化を確実に防止することが可能となる。
【０１２７】
また、上記実施形態では、ブームシリンダ(12)、アームシリンダ(13)、及びバケットシリンダ(14)等の油圧アクチュエータを多く含む作業機(C)は上部旋回体(B)に取付けられており、各シリンダ(12乃至14)に供給される作動油の流れを制御するマルチコントロールバルブ(35)も該作業機(C)と同じ上部旋回体(B)に配設されている。
【０１２８】
これにより、マルチコントロールバルブ(35)と該各シリンダ(12乃至14)とを接続するために必要となる配管スペースを削減することができる。
【０１２９】
また、上記実施形態では、上記旋回用電動モータ(4)は、上記上部旋回体(B)に配設されている。
【０１３０】
このように、容積が比較的大きい旋回用電動モータ(4)を上部旋回体(B)に配設するようにしたことで、下部走行体(A)の機器配置スペースを十分に確保することができる。
【０１３１】
また、上記実施形態では、左側操作レバー(27)の操作に応じて旋回用電動モータ(4)に制御用電気信号を出力する統合コントローラ(200)（ＣＰＵ(201)）は、上部旋回体(B)に配設されている。
【０１３２】
これにより、統合コントローラ(200)から旋回用電動モータ(4)に制御用電気信号を出力するための信号線の短縮化を図ることができる。よって、該電気信号中に含まれるノイズを低減することができる。また、上記スイベルジョイント(23)を介さずに旋回用電動モータ(4)とＣＰＵ(201)とを接続することができ、このため、上記制御用電気信号に含まれるノイズをより一層確実に低減することが可能となる。
【０１３３】
(他の実施形態)
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、上記ハイブリッドショベルは、シリーズ方式を採用しているが、これに限ったものではなく、例えばパラレル方式を採用するようにしてもよいし、シリーズ・パラレル方式を採用するようにしてもよい。
【０１３４】
また、上記実施形態では、燃料タンク(46)は、上記上部旋回プレート(20)よりも下側に配設されているが、これに限ったものではなく、上部旋回プレート(20)の上記旋回中心軸(Z)回りに貫通孔を形成して、該貫通孔から燃料タンク(46)の上部が該上部旋回プレート(20)よりも上側に突出するようにしてもよい。こうすることで、燃料タンク(46)を上部旋回プレート(20)上に配設するようにした場合に比べて、該燃料タンク(46)の高さ方向の寸法を大きくとることができるため、そのタンク容量（燃料貯留空間）を増加させることができる。
【０１３５】
また、上記実施形態では、上記バッテリ(47)及び上記燃料タンク(46)は下部走行体(A)に配設されているが、これに限ったものではなく、上部旋回体(B)に配設するようにしてもよい。
【０１３６】
また、上記実施形態では、上記第一及び第二油圧ポンプ(16,17)及び上記主電動モータ(3)は上部旋回体(B)に配設されているが、これに限ったものではなく、下部走行体(A)に配設するようにしてもよい。
【０１３７】
更にまた、上記実施形態では、上記作動油タンク(21)は上部旋回体(B)に配設されているが、これに限ったものではなく、下部走行体(A)に配設するようにしてもよい。
【０１３８】
また、上記実施形態では、上記マルチコントロールバルブ(35)は上部旋回体(B)に配設されているが、これに限ったものではなく、下部走行体(A)に配設するようにしてもよい。
【０１３９】
また、上記実施形態では、上記旋回用電動モータ(4)は上部旋回体(B)に配設されているが、これに限ったものではなく、下部走行体(A)に配設するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は、下部走行体と、該下部走行体の上側に旋回自在に配設される上部旋回体とを備えて、エンジンとモータとの組合せにより各種作業を行うハイブリッド建設機械に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械としてのハイブリッドショベルを示す、前方斜め左側の上方から見た斜視図である。
【図２】ハイブリッドショベルの下部走行体の構成を示す、平面図である。
【図３】図１のIII-III線断面図である。
【図４】ハイブリッドショベルの操作レバーを示す、前方斜め左側から見た斜視図である。
【図５】図４におけるV-V線断面図である。
【図６】図４におけるVI-VI線断面図である。
【図７】ハイブリッドショベルの油圧回路及び電気回路の構成を示す図である。
【図８】ハイブリッドショベルの制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４２】
Ａ      下部走行体
Ｂ      上部旋回体
Ｃ      作業機（上部旋回体）
１      ハイブリッドショベル(ハイブリッド建設機械）
２      エンジン
３      主電動モータ（油圧ポンプ駆動用モータ）
４      旋回用電動モータ（旋回用モータ）
２１    作動油タンク
３５    マルチコントロールバルブ
４５    交流発電機（発電機）
４６    燃料タンク
４７    バッテリ
１００  電動モータ
【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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