(57)【要約】【課題】エンジンに接続された発電機又はジェネレータ・モータの温度上昇を防止して、その能力を最大限に使用できるハイブリッド駆動の建設機械を提供することを目的とする。【解決手段】エンジン（１１）に接続してジェネレータ・モータ（１４）またはジェネレータを設けると共に、該エンジン（１１）とジェネレータ・モータ（１４）、またはエンジン（１１）とジェネレータとの間に遮蔽板（２１）を設ける。また、ジェネレータ・モータ（１４）またはジェネレータを冷却するための冷却ファン（２３）を設け、前記冷却ファン（２３）の風路として、エンジン（１１）の周囲のいずれかの場所にダクト（２４）を設けた方が好ましい。ダクト（２４）をカウンタウエイト（９）　に設けてもよい。【選択図】　　　図４
2004106619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド駆動の建設機械において、
エンジン（１１）に接続してジェネレータ・モータ（１４）またはジェネレータを設けると共に、該エンジン（１１）とジェネレータ・モータ（１４）、またはエンジン（１１）とジェネレータとの間に遮蔽板（２１）を設けた
ことを特徴とするハイブリッド駆動の建設機械。
【請求項２】
ハイブリッド駆動の建設機械において、
エンジン（１１）に接続してジェネレータ・モータ（１４）またはジェネレータを設けると共に、該ジェネレータ・モータ（１４）またはジェネレータを冷却するための冷却ファン（２３）を設けた
ことを特徴とするハイブリッド駆動の建設機械。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド駆動の建設機械において、
前記ジェネレータ・モータ（１４）またはジェネレータを冷却するための冷却ファン（２３）を設けた
ことを特徴とするハイブリッド駆動の建設機械。
【請求項４】
請求項２又は３記載のハイブリッド駆動の建設機械において、
前記冷却ファン（２３）の風路として、前記エンジン（１１）の周囲のいずれかの場所にダクト（２４）を設けた
ことを特徴とするハイブリッド駆動の建設機械。
【請求項５】
請求項４記載のハイブリッド駆動の建設機械において、
前記ダクト（２４ａ）をカウンタウエイト（９）　に設けた
ことを特徴とするハイブリッド駆動の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド駆動の建設機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド式建設機械としては、例えば、特開２００１−１１８９１号公報にて開示された建設機械が知られている。図８は、同公報に記載されたエンジンと発電機の配置を示す図である。
図８に示すように、発電機４１はエンジン４０の下方に配置され、エンジン４０の出力軸と発電機４１の入力軸とはエンジン４０の後部に設けられた増速機４２を介して連結されている。また、エンジン４０の前方にはクーリング装置用のファン４３が設けられている。これにより、ファン４３の前端部から増速機４２の後端部までの距離Ｌを小さくできるとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２００１−１１８９１号公報に記載された従来技術では、発電機４１はエンジン４０の下方に配置されているため、エンジン４０から放出される熱、およびエンジン４０の前方に設けられたクーリング装置により熱せられた空気流が発電機４１に当たり、発電機４１の温度が上昇し易いので、その出力を温度上昇度に応じて下げて使用しなければならず、発電機４１の性能を充分に発揮できない。このため、使用最大出力の余裕のある大型の発電機４１を用いると大きな設置スペースが必要となり、反対に、温度上昇度に対する許容出力をオーバーして使用すると、過負荷となるので、故障し易く、寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、エンジンに接続された発電機またはジェネレータ・モータ（発電機又はモータとして使用する回転機）の温度上昇を防止して、その能力を最大限に使用できるハイブリッド駆動の建設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および作用効果】
上記目的を達成するために、第１発明は、ハイブリッド駆動の建設機械において、エンジンに接続してジェネレータ・モータまたはジェネレータを設けると共に、該エンジンとジェネレータ・モータ、またはエンジンとジェネレータとの間に遮蔽板を設けた構成としている。
【０００６】
第１発明によると、エンジンの放出熱やクーリング装置により熱せられた空気流が直接ジェネレータ・モータまたはジェネレータに当たるのを遮蔽板によって防止するので、ジェネレータ・モータまたはジェネレータの温度上昇を確実に抑制できる。このため、ジェネレータ・モータまたはジェネレータをその最大許容出力まで作動させて使用できるので、その能力を充分に用いることができ、ジェネレータ・モータまたはジェネレータを小型化および長寿命化できる。
【０００７】
また第２発明は、ハイブリッド駆動の建設機械において、エンジンに接続してジェネレータ・モータまたはジェネレータを設けると共に、該ジェネレータ・モータまたはジェネレータを冷却するための冷却ファンを設けた構成としている。
【０００８】
第２発明によれば、冷却ファンによりジェネレータ・モータまたはジェネレータがエンジンとは別個に専用的に冷却されるので、ジェネレータ・モータまたはジェネレータの温度上昇を確実に抑制できる。このため、ジェネレータ・モータまたはジェネレータをその最大許容出力まで作動させて使用できるので、その能力を充分に用いることができ、ジェネレータ・モータまたはジェネレータを小型化および長寿命化できる。
【０００９】
第３発明は、第１発明において、前記ジェネレータ・モータまたはジェネレータを冷却するための冷却ファンを設けた構成としている。
【００１０】
第３発明によれば、冷却ファンによりジェネレータ・モータまたはジェネレータがエンジンとは別個に専用的に冷却されるので、第１発明の効果に加えてジェネレータ・モータまたはジェネレータの温度上昇をさらにより確実に抑制できる。また、この冷却ファンの冷却風が前記遮蔽板によりガイドされてスムーズに流れるので、効率良く冷却することができる。
【００１１】
第４発明は、第２又は第３発明において、前記冷却ファンの風路として、前記エンジンの周囲のいずれかの場所にダクトを設けた構成としている。
【００１２】
第４発明によれば、前記冷却ファンの風路のダクトを設けたため、このダクトを通じてエンジンやクーリング装置により熱されていないフレッシュエアーをジェネレータ・モータまたはジェネレータに直接吹きつけることができ、ジェネレータ・モータまたはジェネレータがさらに効率良く冷却される。このため、ジェネレータ・モータまたはジェネレータの温度上昇をさらに確実に抑制でき、ジェネレータ・モータまたはジェネレータの能力を最大限に用いることができる。
【００１３】
第５発明は、第４発明において、前記ダクトをカウンタウエイトに設けた構成としている。
【００１４】
第５発明によれば、前記冷却ファンの風路用のダクトをカウンタウエイトに設けたため、ダクト用スペースを特別に確保する必要がないので、ダクトを布設するマシンキャブ内部の省スペース化ができると共に、他の機器の配置に影響を与えることがなく、ダクトの配設が容易である。また、ダクトを布設したり、新たに製作する必要もないので、コストを安くできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について、図１〜図５により説明する。なお、以下では、本発明に係る建設機械としてハイブリッド駆動の油圧ショベルを例にとりあげて説明する。
【００１６】
先ず、油圧ショベルについて、図１，２により説明する。図１は、油圧ショベルの側面図であり、また図２は、図１のＺ視図であり、マシンキャブの上部カバーは取り除いて示してある。
図１，２に示すように、油圧ショベル３０は下部走行体１と上部旋回体２とを備え、上部旋回体２の前部には作業機３が装着されている。下部走行体１は、左右の走行モータ４，４により走行自在となっている。また上部旋回体２は、下部走行体１の上部に旋回自在に搭載され，旋回モータ５により駆動されている。上部旋回体２のレボフレーム２ａの前部左側には、運転室６、その後部に燃料タンク７および作動油タンク８が搭載され、後端部にカウンタウエイト９が搭載されている。また、レボフレーム２ａの右側には、エンジン１１、ＰＴＯ装置１２、油圧ポンプ１３、ジェネレータ・モータ１４（選択的に発電機又はモータとして作動させる回転機）、クーリング装置１５が、中央部には旋回モータ５およびメインバルブ２０等がそれぞれ配設されている。そして、これらはマシンキャブ１０の上部カバーにより覆われている。
【００１７】
また、詳しくは後述するが、マシンキャブ１０内には、ジェネレータ・モータ１４の温度上昇を防止する装置が設置されている。
【００１８】
前記作業機３は、レボフレーム２ａの中央前部にブーム３１およびブームシリンダ３２の基端部が上下揺動自在にそれぞれ軸支され、このブーム３１に連なる図示しないア−ム、バケット、およびこれらを作動させる図示しないア−ムシリンダ、バケットシリンダを備えている。そして、油圧ショベル３０は、前記の左右の走行モータ４，４、旋回モータ５、および作業機３のブームシリンダ３２等の各アクチュエータを油圧によって駆動することにより、土砂や岩石の掘削作業を行うようになっている。
【００１９】
次に、上記油圧ショベルの駆動システムについて、図３により説明する。図３は、油圧ショベルの駆動システム図である。
図３に示すように、油圧ポンプ１３とジェネレータ・モータ１４がＰＴＯ装置１２を介してエンジン１１によって駆動されている。ジェネレータ・モータ１４は、油圧ポンプ１３の負荷が小さくてエンジン出力に余裕がある時には、ジェネレータとして作動し、コンバータ１７を介してバッテリ１８に蓄電するようになっている。逆に、エンジン出力に余裕がない時には、ジェネレータ・モータ１４はインバータ１９を介してバッテリ１８から電力の供給を受けてモータとして働き、エンジン出力を補助するようになっている。なお、油圧ポンプ１３の圧油により前記の各アクチュエータを駆動する構成については、通常の油圧ショベルと同様であるので、ここでは簡単に説明する。油圧ポンプ１３から吐出された圧油は、図示しない操作レバーの操作方向及び操作量に応じて圧油の方向及び流量が切り換えられるメインバルブ２０の各切換弁を介して、それぞれのブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６、旋回モータ１５、左右走行モータ４，４に供給される。
【００２０】
次に、ジェネレータ・モータ１４の温度上昇を防止する装置について、図４〜図５により説明する。ここに図４は、図２のＹ視図で、図５は、図４のＸ視図である。
図４〜図５に示すように、エンジン１１は図示しないブラケットによりレボフレーム２ａに設置されている。エンジン１１の後端部には、エンジン出力を取り出すＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ　Ｔａｋｅ　Ｏｆｆ）装置１２が装着されている。前記油圧ポンプ１３およびジェネレータ・モータ１４はＰＴＯ装置１２に装着されており、ＰＴＯ装置１２を介してエンジン１１により駆動されている。また、エンジン１１の前端部にはファン１６が装着され、このファン１６で外部から吸引した空気により前方に置かれたクーリング装置１５を冷却するようにしている。
【００２１】
ＰＴＯ装置１２のケースには、遮蔽板２１がボルト２２により取着されている。この遮蔽板２１は、プレート２１ａとプレート２１ｂとを有しており、プレート２１ａはエンジン１１から放出される熱、およびエンジン１１の前方に設けられたクーリング装置１５により熱せられた空気流がジェネレータ・モータ１４に直接当たるのを遮ると共に、この空気流が、マシンキャブ１０のエンジン１１上方の上部カバー部位にパンチングメダル等により構成した通気孔１０ａから外部に流れるように誘導している。また、プレート２１ｂは、ジェネレータ・モータ１４と油圧ポンプ１３との間に設けられ、該油圧ポンプ１３の放射熱を遮るようにしている。
【００２２】
更に、クーリング装置１５の前方のレボフレーム２ａ上には、冷却ファン２３が設置されている。この冷却ファン２３による冷却風を導くダクト２４が、レボフレーム２ａ上にジェネレータ・モータ１４の下方まで延設されており、その先端がジェネレータ・モータ１４に向かって開口している。ジェネレータ・モータ１４を冷却した空気流は、前記遮蔽板２１のプレート２１ａにより、エンジン１１後方上方のマシンキャブ１０の上部カバー部位にパンチングメダル等により構成された通気孔１０ｂから外部に流れるようになっている。
【００２３】
次に、第１実施形態の作用、効果について、図１〜図５を参照して説明する。エンジン１１とジェネレータ・モータ１４との間に設けた遮蔽板２１は、プレート２１ａとプレート２１ｂとから成り、このプレート２１ａは、エンジン１１から放出される熱、およびエンジン１１とクーリング装置１５とにより熱せられた空気流がジェネレータ・モータ１４に直接当たるのを遮ると共に、マシンキャブ１０の通気孔１０ａから外部に流れるように誘導している。また、プレート２１ｂは、油圧ポンプ１３の放射熱がジェネレータ・モータ１４に直接当たるのを遮るようにしている。これらにより、ジェネレータ・モータ１４の温度上昇を抑制できる。
【００２４】
更に、クーリング装置１５の前方に冷却ファン２３を設置したので、冷却ファン２３はより温度の低いフレッシュエアーを取り込むことができる。そして、この冷却風を導くダクト２４をジェネレータ・モータ１４の下方まで延設したので、エンジン１１やクーリング装置１５により熱されていない冷却風をジェネレータ・モータ１４に直接吹きつけることができる。しかも、ジェネレータ・モータ１４により温まった空気をプレート２１ａによりマシンキャブ１０の通気孔１０ｂから外部に流れるように誘導しているので、ジェネレータ・モータ１４を更に良く冷却することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、図３に示したハイブリッド駆動のジェネレータ・モータに温度上昇防止装置を適用したが、本発明はこれに限らず、エンジンの近傍に配設され、エンジンにより駆動されるジェネレータ（発電機）に前記温度上昇防止装置が適用できることは勿論である。
【００２６】
次に、第２実施形態を説明する。図６及び図７は、それぞれ第２実施形態に係る機器配置図、及びダクトの説明図である。尚、図６，７において図１，２に示した構成要素と同一のものには同一符号を付し、説明を省く。
図６において、エンジン１１は、カウンタウエイト９の前方で、かつ上部旋回体２の中央後部寄りに、その出力軸方向を車両左右方向に向けて横置きに配設されている。エンジン１１の軸心方向前方にファン１６とクーリング装置１５とが配設してあり、その外気流入方向上流側の近傍には、冷却ファン２３が配設されている。また、エンジンの軸心方向後端部には、ＰＴＯ装置１２を介して油圧ポンプ１３及びジェネレータ・モータ１４が装着されている。さらに、上部旋回体２の中央右側には燃料タンク７及び作動油タンク８が配設され、その前方にはメインバルブ２０が配設されている。
【００２７】
前記ジェネレータ・モータ１４の周囲には遮蔽板２１が設けられ、ＰＴＯ装置１２のケースに取り付けられている。この遮蔽板２１は、エンジン１１とジェネレータ・モータ１４との間に設けたプレート２１ａと、油圧ポンプ１３とジェネレータ・モータ１４との間に設けたプレート２１ｂとを有している。プレート２１ａは、図４で示したのと同様に、ジェネレータ・モータ１４の上方を覆うと共に、その後端部にはマシンキャブ１０の上部カバーに形成した通気孔１０ａへ向かって傾斜した傾斜部２１ｃを有している。
【００２８】
図７に詳細に示すように、カウンタウエイト９のエンジン１１に面した前面部には、前記冷却ファン２３とジェネレータ・モータ１４との間を連通させる溝２４ａが形成されており、この溝２４ａに沿って該溝２４ａの端面部を除いた開口部を覆うようにプレート２５が取り付けられている。この溝２４ａとプレート２５とによって、冷却ファン２３の冷却風をジェネレータ・モータ１４に導くダクトを構成している。
【００２９】
第２実施形態によると、エンジン１１からの放射熱、およびエンジン１１とクーリング装置１５とにより熱せられた空気流がジェネレータ・モータ１４に直接当たるのが遮蔽板２１のプレート２１ａにより遮られる。このとき、エンジン１１とクーリング装置１５とにより熱せられた空気流は、プレート２１ａの傾斜部２１ｃに沿って上方へスムーズに導かれ、上部カバーの通気孔１０ａから外部に排出される。また、油圧ポンプ１３の放射熱がジェネレータ・モータ１４に直接当たるのが、プレート２１ｂにより遮られる。これらにより、ジェネレータ・モータ１４の温度上昇を確実に抑制できる。
【００３０】
また、冷却ファン２３からの冷却風を、カウンタウエイト９の溝２４ａによるダクトを介して、ジェネレータ・モータ１４の側方まで導くので、エンジン１１やクーリング装置１５により熱されていない冷却風で専用的にジェネレータ・モータ１４を冷却することができる。さらに、ジェネレータ・モータ１４により暖まった空気は、プレート２１ａ，２１ｂに沿って導かれ、ジェネレータ・モータ１４の後方上方の上部カバー部位に形成された通気孔１０ｂ（図４参照）から外部に排出される。このため、ジェネレータ・モータ１４を更に良く冷却できる。
【００３１】
さらに、カウンタウエイト９に上記冷却風用のダクトを形成したため、ダクト用のスペースを別途確保する必要がないので、他の機器の配置に影響を与えることがなく、ダクトの配置が容易となる。また、ダクトを新たに製作し、または布設する必要がないので、製作コストを安くできる。
なお、ここではカウンタウエイトの表面に溝を形成してダクトとして用いた例を示したが、これに限定されず、カウンタウエイト内にパイプ状の孔を形成してダクトとして用いても構わないことは勿論である
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）エンジンに接続してジェネレータ・モータまたはジェネレータを設けると共に、エンジンと前記ジェネレータ・モータ、またはエンジンと前記ジェネレータとの間に遮蔽板を設けたため、エンジンの放出熱やクーリング装置により熱せられた空気流が直接ジェネレータ・モータまたはジェネレータに当たらないので、その温度上昇を抑制できる。従って、ジェネレータ・モータまたはジェネレータの出力をその許容最大まで高めて使用できるので、ジェネレータ・モータやジェネレータの小型化や、故障発生の低減、寿命の長期化が達成できる。
【００３３】
（２）前記ジェネレータ・モータまたはジェネレータのための冷却ファンを設け、この冷却ファンによりジェネレータ・モータまたはジェネレータが専用的に冷却されるので、ジェネレータ・モータまたはジェネレータの温度上昇が確実に抑制される。これにより、ジェネレータ・モータやジェネレータのさらなる小型化や、故障発生の低減、寿命の長期化が達成できる。
（３）前記冷却ファンの風路として、エンジン周囲のいずれかの場所にダクトを設けたため、このダクトを通じてエンジンやクーリング装置により熱されていないフレッシュエアーをジェネレータ・モータまたはジェネレータに吹きつけることができ、ジェネレータ・モータ、ジェネレータがさらに良く冷却される。これにより、ジェネレータ・モータまたはジェネレータの温度上昇をより小さくすることができる。
【００３４】
（４）前記ダクトをカウンタウエイトに設けることにより、ダクトの設置スペースを特別に確保する必要がないので、マシンキャブ全体の小型化ができると共に、他の機器の配置に影響を与えることがなく、ダクトの配設が容易である。また、ダクトを新たに製作、布設する必要がないので、製作コストが安くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表す油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１のＺ視図である。
【図３】本発明に係る駆動システムの構成例である。
【図４】図２のＹ視図である。
【図５】図４のＸ視図である。
【図６】第２実施形態に係る機器配置図である。
【図７】第２実施形態に係るダクトの説明図である。
【図８】従来のハイブリッド式建設機械のエンジンと発電機の配置図である。
【符号の説明】
１…下部走行体、２…上部旋回体、２ａ…レボフレーム、３…作業機、４…左右走行モータ、５…旋回モータ、６…運転室、７…燃料タンク、８…作動油タンク、９…カウンタウエイト、１０…マシンキャブ、１０ａ，１０ｂ…通気孔、１１…エンジン、１２…ＰＴＯ装置、１３…油圧ポンプ、１４…ジェネレータ・モータ、１５…クーリング装置、１６…ファン、１７…コンバータ、１８…バッテリ、１９…インバータ、２０…メインバルブ、２１…遮蔽板、２１ａ，２１ｂ…プレート、２２…ボルト、２３…冷却ファン、２４…ダクト、２４ａ…溝、２５…プレート、３０…油圧ショベル、３１…ブーム、３２…ブームシリンダ、３４…アームシリンダ、３６…バケットシリンダ。
【図１】
2004106619.tif 000003
【図２】
2004106619.tif 000004
【図３】
2004106619.tif 000005
【図４】
2004106619.tif 000006
【図５】
2004106619.tif 000007
【図６】
2004106619.tif 000008
【図７】
2004106619.tif 000009
【図８】
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