(57)【要約】  【課題】建設機械の現形状を大きくすることなく、バッテリ搭載容量の増加が可能で、且つ、安定性に優れ、又、バッテリ交換も容易なバッテリ駆動式ショベルの構造を得る。  【解決手段】作業機駆動用の油圧ポンプを駆動する電動モータ用のバッテリが収納されたバッテリユニット１９を、下部走行体１１の一対のクローラ２０，２０で挟まれた下部空間２１内を有効に利用して配置する構造にした。このようにすると、上部旋回体１３の構造を大きくすることなく大容量のバッテリの配置が可能になり、又建設機械全体の重心位置を下げて姿勢の安定化を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの電力で駆動される電動モータを備えたバッテリ駆動式建設機械に於いて、
前記バッテリが収納されたバッテリユニットを、下部走行体の一対のクローラで挟まれている下部空間内に保持しておくバッテリ取付部を設け、
前記バッテリユニットを前記バッテリ取付部を用いて前記下部空間内に収めて取り付けるようにしたことを特徴とするバッテリ駆動式ショベルのバッテリ取付構造。
【請求項２】
上記バッテリ取付部に、上記バッテリユニットの移動を着脱操作位置から上記下部空間内のセット位置まで案内する凹溝を設けた請求項１記載のバッテリ駆動式ショベルのバッテリ取付構造。
【請求項３】
バッテリの電力で駆動される電動機を備えるバッテリ駆動式建設機械に搭載するバッテリユニットに於いて、
該バッテリユニットの下部に移動用の車輪を設けたことを特徴とするバッテリ駆動式ショベルに用いるバッテリユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリ駆動式ショベルのバッテリ取付構造、及び該バッテリ駆動式ショベルに用いるバッテリユニットに関するものであり、特に、バッテリの電力を電動モータに供給し、該電動モータの駆動力で駆動されるバッテリ駆動式ショベルのバッテリ取付構造、及び該バッテリ駆動式ショベルに用いるバッテリユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、排気ガスや騒音等の作業環境を改善した建設機械が種々提案されている。その一つに、エンジンと電動モータを併用したハイブリッド式の建設機械がある。このハイブリッド式の建設機械は、エンジンの動力で駆動される作業機駆動用の油圧ポンプの他に、バッテリの電力で駆動される電動機が設けられている。そして、作業機駆動モードを切り換えると、油圧ポンプの駆動を「バッテリ駆動」、「エンジン駆動」、「エンジン駆動とバッテリによるアシスト駆動」に変更することが可能で、この駆動形式を作業内容等に応じて切り換えることにより、エンジンの負荷を軽減して排気ガスや騒音等を改善するようにしている。そのバッテリは、下部走行体上に旋回自在に配置された上部旋回体上に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
又、トンネル工事等、無排気ガスが要求される作業現場ではエンジンの使用ができないので、電動モータだけを搭載した電動式の建設機械も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２７２４１号公報。
【特許文献２】特開平１０−３１７４２９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の建設機械は、必要とするバッテリの量が多いという難点がある。そして、バッテリは特許文献１及び特許文献２記載の何れの発明も上部旋回体上に配置されている。このため、バッテリ及び周辺機器の配置密度が上がって隣同志が接近し合い、メンテナンスがしにくい等の問題があった。又、上部旋回体の重量も大きくなり、建設機械全体の重心位置も高い位置に設定された構造になっているので、安定性の面からも不利である。更に、使用するバッテリは、交換を考慮した構成になっていないのでバッテリ交換がしにくく、又、予備を用意しておき、交換をしながら作業を進めるという考慮もなされていない。
【０００５】
そこで、建設機械に於ける現在の形状を大きくすることなく、バッテリの搭載容量の増加が可能で、且つ、安定性に優れ、又、バッテリ交換も容易なバッテリ駆動式ショベルを得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、バッテリの電力で駆動される電動モータを備えたバッテリ駆動式建設機械に於いて、前記バッテリが収納されたバッテリユニットを、下部走行体の一対のクローラで挟まれている下部空間内に保持しておくバッテリ取付部を設け、前記バッテリユニットを前記バッテリ取付部を用いて前記下部空間内に収めて取り付けるようにしたバッテリ駆動式ショベルのバッテリ取付構造を提供する。
【０００７】
この構成によれば、下部走行体の一対のクローラで挟まれた下部空間を有効利用して大容量のバッテリを配置できる。又、下部走行体の下部空間内にバッテリユニットを配置することによって、建設機械全体の重心位置を下げることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記バッテリ取付部に、上記バッテリユニットの移動を着脱操作位置から上記下部空間内のセット位置まで案内する凹溝を設けたバッテリ駆動式ショベルのバッテリ取付構造を提供する。
【０００９】
この構成によれば、バッテリユニットを該バッテリユニットを着脱する着脱操作位置とバッテリユニットをセットをするセット位置とに、凹溝をガイド手段にして移動することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、バッテリの電力で駆動される電動機を備えるバッテリ駆動式建設機械に搭載するバッテリユニットに於いて、該バッテリユニットの下部に移動用の車輪を設けたバッテリ駆動式ショベルに用いるバッテリユニットを提供する。
【００１１】
この構成によれば、移動用の車輪を使用して、バッテリユニットを人力で運搬することができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明は、下部走行体の一対のクローラで挟まれた下部空間内を利用して大容量のバッテリを配置することができるので、長時間に亘るバッテリ駆動が可能になり、建設機械の作業環境を低騒音でクリーンにするのに寄与できる。又、バッテリユニットを下部走行体の下部空間内に設けることによって、上部旋回体の形状を大きくすることなく、上部旋回体内に配置される機器類・補器類等の配置スペースを確保して作業をし易くし、組立作業性並びにメンテナンス作業性の向上に寄与する。更に、建設機械全体の重心位置を下げることができるので、安定性の向上に寄与する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、凹溝をガイド手段として、バッテリユニットをセット位置と着脱操作位置にそれぞれ移動させて、セット及び着脱操作を簡単に行うことができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、予備のバッテリユニットを用意しておけば、簡単にバッテリを交換して使用することことができ、利便性の向上に寄与する。
【００１４】
請求項３記載の発明は、移動用の車輪を使用して、人力でバッテリユニットを運搬することができるので、建設機械に使用することによって、バッテリ交換時に於ける作業性の向上に寄与するバッテリユニットが得られるという効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
建設機械の現形状を大きくすることなく、バッテリ搭載容量の増加が可能で、且つ、安定性に優れ、又、バッテリ交換も容易なバッテリ駆動式ショベルの構造を得るために、作業機駆動用の油圧ポンプを駆動する電動モータ用のバッテリが収納されたバッテリユニットを、下部走行体の一対のクローラで挟まれている下部空間内に保持しておくバッテリ取付部を設け、前記バッテリユニットを前記バッテリ取付部を用いて前記下部空間内に収めて取り付ける構造にした。
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は本発明を適用した建設機械としての油圧ショベルの側面図を示す。図１に於いて、該油圧ショベル１０は、下部走行体１１上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３には、キャブ１４と建屋１８が設けられている他に、前方中央部にブーム１５が俯仰可能に取り付けられている。又、ブーム１５の先端にはアーム１６が上下回動自在に取り付けられ、更に該アーム１６の先端にバケット１７が取り付けられている。
【００１７】
図２は下部走行体１１と旋回機構１２と上部旋回体１３だけを示した背面図である。図２を加えて油圧ショベル１０の構造を更に説明すると、上部旋回体１３には、その建屋１８内に、バッテリに蓄電された電力により駆動される図示せぬ電動モータと、該電動モータの駆動力で駆動する作業機駆動用の図示せぬ油圧ポンプの他に、同じく図示せぬ各種の機器及び補器が配設されている。一方、下部走行体１１には、前記バッテリを１つ、又は、複数収納してなるバッテリユニット１９が着脱自在に取り付けられている。
【００１８】
そのバッテリユニット１９が取り付けられている下部走行体１１上の位置は、該下部走行体１１の左右に位置している一対のクローラ２０，２０で挟まれている下部空間２１内である。即ち、油圧ショベル１０を後方より見た場合は、左右のクローラ２０，２０間であり、左右の側面から見た場合はクローラ投影面積内である。尚、図１及び図２中では、その下部空間２１内に２つのバッテリユニット１９を前後に離して配置している様子を一点鎖線で示している。又、下部空間２１内には、そのバッテリユニット１９を着脱自在に取り付けるためのバッテリ取付部２２が設けられている。
【００１９】
図３は、下部走行体１１に、バッテリ取付部２２を介して２つのバッテリユニット１９，１９を取り付けている状態を示している要部平面図で、図４はバッテリ取付部２２及びバッテリユニット１９の構成を詳細に示す斜視図、図５はバッテリユニット１９，１９の側面図である。図３乃至図５に於いて、バッテリ取付部２２は、断面が略コ字状をして、内側に凹溝２２ａを設けて成るレール状材であり、一対設けられている。この一対のバッテリ取付部２２，２２は、下部走行体１１に於けるロアフレーム２３（図３参照）の一部を構成している左右のサイドフレーム２３ａに溶接又はボルト締めで固定され、それぞれが凹溝２２ａ，２２ａの開口面を互いに内側に向け、且つ、互いに平行にして前後方向に延ばされた状態で配設されている。そして、バッテリ取付部２２，２２の凹溝２２ａ，２２ａは、バッテリユニット１９，１９を取り付ける機能だけでなく、バッテリユニット１９，１９を移動させるためのガイド手段としても機能し、又、凹溝２２ａ内の途中の位置にはストッパ用突片２７が突設されている。
【００２０】
バッテリユニット１９は、一対のバッテリ取付部２２，２２の間に配置可能で、左右の側面上方には、それぞれバッテリ取付部２２，２２の一端側から凹溝２２ａ，２２ａに係合されて、その凹溝２２ａ，２２ａ内を転動可能なローラ２４，２４が、前後に離間した状態で一対設けられている。一方、バッテリユニット１９の左右の側面下方には、前後一対の移動用車輪２５，２５が軸２６を支軸として回転可能に取り付けられている。
【００２１】
このように構成されたバッテリユニット１９は、バッテリ取付部２２から取り外されている状態で場所を移動させるとき、移動用の車輪２５を使用して地上を移動させることができる。この移動で、油圧ショベル１０に於けるバッテリ取付部２２の近くまでバッテリユニット１９を運び終えたら、その運び終えた下部空間外の位置で、そのバッテリユニット１９を、ローラ２４がバッテリ取付部２２の後端開口と対応する着脱操作位置（図３中に一点鎖線で示す位置）で持ち上げ、その持ち上げた状態でバッテリ取付部２２の凹溝２２ａ内にローラ２４を挿入係合させ、そのまま内側に向かってローラ２４，２４を押し込む。これにより、ローラ２４は凹溝２２ａ内を転動しながら移動し、又、所定のセット位置まで移動されるとストッパ用突片２７に前側のローラ２４が衝合して停止される。そして、所定のセット位置にセットされたら図示せぬ手段でロックされ、そのセット位置で固定保持される。又、必要な電気接続を施すことによってセットが完了する。反対に、取り外す場合は、ロックを外して逆の操作を行うと取り外すことができる。
【００２２】
従って、本実施例によるバッテリ駆動式ショベルのバッテリ取付構造によれば、下部走行体１１に於ける一対のクローラ２０，２０で挟まれた下部空間２１を有効に利用し、この下部空間２１内にユニット化したバッテリ、即ちバッテリユニット１９を配置するようにしているので、従来の外観形状を大きくすることなく大容量のバッテリを搭載することが可能になり、長時間に亘ってバッテリ電力で油圧ポンプを駆動することが可能になる。これにより、低騒音でクリーンな作業環境を作るのに寄与することができる。又、バッテリユニット１９を下部走行体１１の下部空間２１内に設けることによって、上部旋回体１３の形状を大きくすることなく、上部旋回体１３内に配置される機器類・補器類等の配置スペースを確保し、配置密度を減らして組立作業並びにメンテナンス作業をし易くすることができる。更に、ショベル機械全体の重心位置を下げることができるので、安定性の向上に寄与する。
【００２３】
又、更にガイド手段である凹溝２２ａにローラ２４を係合させ、該凹溝２２ａ内でローラ２４を転動させることによって、バッテリユニット１９を着脱操作位置とセット位置との間を移動させて着脱及びセットをすることができるので、交換作業が簡単に行える。従って、予備のバッテリユニット１９を複数用意しておけば、交換をして使用することができ、利便性の向上に寄与する。
【００２４】
更に、バッテリユニット１９に移動用の車輪２５を設けているので、該移動用の車輪２５を用いて人力でバッテリユニットを目的の場所まで運搬することができるので、交換時に於ける作業性を簡略化することができる。
【００２５】
尚、本実施例では、「エンジン駆動」と「バッテリ駆動」の何れの駆動も可能な場合について説明したが、「バッテリ駆動」だけの建設機械にも適用できるものである。
【００２６】
又、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用した油圧ショベルの側面図。
【図２】油圧ショベルの下部走行体と旋回機構と上部旋回体だけを示した背面図。
【図３】油圧ショベルに於ける下部走行体の要部構成を示す平面図。
【図４】油圧ショベルに於けるバッテリ取付構造の要部分解斜視図。
【図５】バッテリ取付構造に使用されるバッテリユニットの側面図。
【符号の説明】
【００２８】
１０    油圧ショベル
１１    下部走行体
１２    旋回機構
１３    上部旋回体
１５    建屋
１９    バッテリユニット
２０    クローラ
２１    下部空間
２２    バッテリ取付部
２２ａ  凹溝（ガイド手段）
２３    ロアフレーム
２４    ローラ
２５    車輪
２７    ストッパ用突片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005289181.tif 000006
【図５】
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