(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、
上記電動機を制御するための電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる複数の配電パネル及び制御機器類とを備え、
上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円内側に位置するように当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って上記配電パネルがそれぞれ配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられたことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭載し、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、
上記電動機を制御する電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる複数の配電パネル及び制御機器類とを備え、
上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機を制御する電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円に略沿った状態で当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿ってそれぞれ上記配電パネルが配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられたことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
上記電動機制御盤が平面から見て略直角三角形に形成され、その斜辺が上記旋回円に沿って配置されている請求項１または２記載の建設機械。
【請求項４】
上記配電パネルとして、上記略直角三角形に形成された上記電動機制御盤のケースの内壁面に沿ってＬ字形に折り曲げて配置される第１配電パネル及び第２配電パネルを備え、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられている請求項３記載の建設機械。
【請求項５】
上記ケースは、このケース内を開放するための窓枠を構成する側壁を上記旋回円側に有し、この窓枠を構成する側壁に当該窓枠を開閉する開閉扉が設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の建設機械。
【請求項６】
上記電動機制御盤の外面が、上記上部旋回体の機器カバーの外面と連絡するように形成されている請求項１〜５のいずれかに記載の建設機械。
【請求項７】
上記電動機制御盤の高さが、上記上部旋回体上の隣接する機器カバーの高さと略同一に形成されている請求項１〜６のいずれかに記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から電力の供給を受けて回転する電動機と、その電動機を制御する電動機制御盤とを備えた建設機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ガスによる環境の汚染が規制されている作業現場、例えば住宅地域やトンネル内では、建設機械の駆動源であるエンジンを電動機に取り替えたり、或いは掘削装置等の作業装置を電動機で駆動させることがある。
【０００３】
例えば図４に示すような電動駆動式地盤改良機では、ケーブル５０を通じて外部から電源が供給され作業装置５１を電動機で駆動させるように構成されており、その電動機に供給する大電力を制御するために大型の電動機制御盤５２が上部旋回体５３に搭載される。
【０００４】
この電動機制御盤５２は配電設備等で汎用されているものであり、観音開きの扉５２ａを開けるとケース内正面の配電パネルにナイフスイッチ、ヒューズ、電磁リレー、端子板、押し釦スイッチ、表示ランプ等が配置されている。
【０００５】
この電動機制御盤５２は、通常、上部旋回体５３の右側前部（運転席５４から見て）に突出した状態で設置されており、電動機制御盤５２を支持するために上部旋回体５３の旋回フレームから支持体５５を延設している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動機制御盤５２は、上部旋回体５３から前方にオーバーハングした状態で取り付けられるため、上部旋回体５３の旋回半径が大きくなるという欠点がある。さらに、キャビン５４から見て右側前方の視界が悪くなるという問題もある。
【０００７】
そこで電動機制御盤５２を上部旋回体５３の機器カバー内に組み込んでしまうことも検討されているが、この場合、旋回フレーム上に配置されている機器類のレイアウトを大幅に変更しなければならない。
【０００８】
本発明は以上のような電動駆動の建設機械に設置される電動機制御盤における課題を考慮してなされたものであり、電動機制御盤が設置される建設機械において上部旋回体の旋回半径を拡大させることなく、また、右側前方の視界を確保することのできる建設機械を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、上記電動機を制御するための電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる制御機器類及び複数の配電パネルとを備え、上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円内側に位置するように当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って上記配電パネルがそれぞれ配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられた建設機械である。
【００１０】
従来、単一の配電パネルに電動機の制御に必要なすべての制御機器類を配置していたため電動機制御盤が大型化していたが、上記電動機制御盤のケースが複数の内壁面を有していてこれらの内壁面に沿ってそれぞれ配置される複数の配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられる本発明に従えば、電動機制御盤をコンパクト化することができ、それにより、建設機械の本来の旋回半径を増加させることなく電動機制御盤を上部旋回体に設置することができるようになる。
【００１１】
また、本発明は、下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭載し、この上部旋回体に、運転室と、作業装置と、外部から電力を受けて駆動する電動機とを備える建設機械において、上記電動機を制御する電動機制御盤を備え、この電動機制御盤は、複数の内壁面を有するケースと、このケース内に設けられる制御機器類及び複数の配電パネルとを備え、上記上部旋回体上における旋回中心を挟んで上記運転室と反対側の前端部に、上記電動機を制御する電動機制御盤を設置するための制御盤設置部が設けられ、この制御盤設置部に、上記電動機制御盤の外輪郭が上記上部旋回体の旋回円に略沿った状態で当該電動機制御盤が設置されるとともに、上記電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って上記配電パネルがそれぞれ配置され、これらの配電パネルに上記制御機器類が分散して取り付けられた建設機械である。
【００１２】
本発明に従えば、電動機制御盤の外輪郭を旋回円に略沿わせて配置したため、建設機械本来の旋回半径をほとんど増加させずに電動機制御盤の容積を水平方向に最大限に確保することができ、メンテナンスのしやすい電動機制御盤を提供することができる。
【００１３】
本発明において、上記電動機制御盤は平面から見て略直角三角形に形成することができ、この場合、その斜辺を旋回円に沿って配置すれば、電動機制御盤が旋回半径から突出することを防止しつつ電動機制御盤を上部旋回体に効率良く設置することができる。また、上記配電パネルとして、上記略直角三角形に形成された上記電動機制御盤のケースの内壁面に沿ってＬ字形に折り曲げて配置される第１配電パネル及び第２配電パネルを備え、これらの配電パネルに上記制御機器類を分散して取り付けることができる。
【００１４】
本発明において、上記ケースは、このケース内を開放するための窓枠を構成する側壁を上記旋回円側に有し、この窓枠を構成する側壁に当該窓枠を開閉する開閉扉が設けられていれば、開閉扉の開口面積を大きくとることができ、電動機制御盤のメンテナンスが容易になる。
【００１５】
本発明において、上記電動機制御盤の外面を、上部旋回体の機器カバーの外面と連絡するように形成すれば、外観上の見栄えが良くなる。
【００１６】
本発明において、上記電動機制御盤の高さを、上記上部旋回体上の隣接する機器カバーの高さと略同一に形成すれば、側方視界を確保することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る建設機械としての油圧ショベルを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【００１９】
この油圧ショベルは既存の油圧ショベルのエンジンを電動機に置き換えて電動駆動式に転用したものであり、電動機を回転させる電源は外部の発電機（図示しない）からケーブルＣを通じて供給されるようになっている。
【００２０】
同図において、油圧ショベル１はクローラシュー２を装着した下部走行体３上に上部旋回体４を旋回自在に搭載している。
【００２１】
この上部旋回体４の左側前部にはオペレータが搭乗するキャビン５が配置され、後部には図示しないエンジンユニット等を収納したエンジンカバー６およびカウンタウエイト７が配置され、右側には図示しない燃料タンク，作動油タンク等を収納した油圧機器カバー８が配置されている。そしてこの油圧機器カバー８の前側に本発明の特徴部分である電動機制御盤（以下制御盤と呼ぶ）９が配置されている。なお、１０はキャビン５と油圧機器カバー８との間に設けられた作業アタッチメントの一部であるブームである。
【００２２】
図２は上部旋回体４のベースを構成している旋回フレームを示したものであり、（ａ）は図１（ａ）に対応し、（ｂ）は図１（ｂ）に対応している。
【００２３】
図２（ａ）において、旋回フレーム１１上にはキャビン５を設置するためのキャビンスペース１２、電動機ユニット（電動機によって駆動するポンプ、コントロールバルブ等を含む）を取り付けるための動力源スペース１３、作動油タンクを取り付けるためのタンクスペース１４が割り当てられている。
【００２４】
１５は、旋回円（図３（ａ）のＯ．Ｃ参照）に対して内側に凹んだ制御盤設置部としての制御盤設置スペースである。
【００２５】
この制御盤設置スペース１５は、エンジン駆動の油圧ショベルではエンジン始動用および電装品用のバッテリが取り付けられるバッテリスペースに相当するが、本実施形態のように電動駆動式に転用した油圧ショベルでは、外部の発電設備から電力の供給を受けるためバッテリが不要となる。そこで、バッテリとそのバッテリを保護している機器カバーを上部旋回体４から取り外せば、その空きスペースを利用して制御盤９を設置することができるようになる。
【００２６】
なお、図２（ｂ）に示す１６は、旋回フレーム１１上に形成されたブーム取付部であり、１６ａにはブーム１０の基端部が連結され、１６ｂにはそのブーム１０を起伏させるブームシリンダのチューブ側ボスが接続される。
【００２７】
次に、上部旋回体４の旋回半径内に設置するための制御盤９の構成を図３に示す。
【００２８】
同図（ａ）は図２のＡ部を拡大したものであり、制御盤設置スペース１５に設置される制御盤９およびその周辺の平面図を示しており、同図（ｂ）は制御盤９の側面図を示している。
【００２９】
両図において、制御盤９は天板９ａおよび底板９ｂが略直角三角形に形成された箱状のケース９ｃを備えている。
【００３０】
このケース９ｃの縦板（前後方向に配置されている）９ｄと横板（左右方向に配置されている）９ｅは直角に折り曲げられた状態で連絡しており、縦板９ｄと横板９ｅの各先端部を連絡している外輪郭としての外板（斜辺）９ｆは平板で構成されており、上部旋回体４の回転半径Ｒを超えないように旋回円Ｏ．Ｃに沿って斜めに形成されている。なお、図中Ｏは上部旋回体４の旋回中心を示している。
【００３１】
もちろん、外板９ｆは上記した平板に限らず、油圧機器カバー８の形状に合わせて円弧状に形成すれば、油圧機器外装８と一体化され、さらに見栄えが良くなる。
【００３２】
この外板９ｆを窓枠として開閉扉９ｇが設けられており、この開閉扉９ｇを開くと（図３（ａ）に二点鎖線で示す）、ケース９ｃの内部が開放されるようになっている。
【００３３】
上記縦板９ｄおよび横板９ｅの内部には、配電パネルとしての第１配電パネル１７及び第２配電パネル１８がＬ字形に折り曲げて配置されており、各配電パネル１７，１８には電動機を制御するために必要な制御機器類、具体的には外部発電設備からのケーブルが接続されるナイフスイッチ１９及びヒューズ（図示しない）、このヒューズの出力側に並列に接続される電動機正転用電磁接触器２０及び逆転用電磁接触器２１、各電磁接触器２０，２１の出力側と電動機とを接続するための配線、電動機の正転、逆転、停止を指令するための押し釦スイッチ２２、この押し釦スイッチ２２と上記各電磁接触器とを接続する端子板２３等が分散して配置されている。
【００３４】
例えば、第１配電パネル１７には、ナイフスイッチ１９と正転用電磁接触器２０が、第２配電パネル１８には、逆転用電磁接触器２１と押し釦スイッチ２２と端子板２３がそれぞれ分散して配置される。
【００３５】
このように、制御機器類を２つの配電パネル１７，１８に分散配置することにより、前後方向長さＬ（図３（ａ）参照）を従来の単板配電パネルに比べ、ほぼ１／２まで短くすることが可能になり、旋回半径Ｒを超えないサイズの制御盤９を構成することが可能になる。さらに、制御盤９の高さはこの制御盤９に隣接する機器カバーの高さと略同一に形成されており、運転室から見て右側方の視界が確保できるようになっている。
【００３６】
また、制御盤９の開閉扉９ｇを開くと、第１配電パネル１７および第２パネル１８が開放され、メンテナンスを簡便に行なうことができる。なお、制御盤９は旋回フレーム１１上に支持されている。詳しくは、旋回フレーム１１上に制御盤固定用のねじ部２５が３箇所形成されており、これらのねじ部２５に制御盤９の底板９ｂに形成されている長孔９ｈを対応させ、ボルトで固定している。
【００３７】
また、上記したように制御盤９のケース９ｃを平面から見て略直角三角形の箱体に形成すると、能力の異なる油圧ショベルにこの制御盤９を設置する場合であっても、斜辺としての外板９ｆを、適用しようとする機種の旋回円に沿わせて配置すればよく、自由度が大きいという利点がある。
【００３８】
なお、上記実施形態ではＬ字形に配置された第１および第２配電パネル１７，１８に電気機器を分散配置したが、これに限らず、第１，第２配電パネル１７，１８に第３配電パネルを加え、平面から見てコ字状となるように配置することもできる。
【００３９】
また、制御盤９の天板９ａ内壁および底板９ｂ内壁についても制御機器取付用の配電パネルを配置することができる。このように構成すれば、制御盤９をさらにコンパクト化することが可能になるため、上部旋回体上に空きスペースの極めて少ない小旋回タイプの油圧ショベルや１ton未満のいわゆるミニショベルにも本発明を適用することができるようになる。
【００４０】
また、本発明は上記実施形態に示したように旋回円の内側に電動機制御盤９を設置することが最も好ましいが、電動機制御盤９の外輪郭が旋回円に略沿うものであれば、その外輪郭が旋回円から僅かに外側に逸脱する場合であっても本発明の目的を達成することができる。
【００４１】
また、上記実施形態ではエンジンを電動機に置き換えた油圧ショベルを例にとり説明したが、エンジン駆動の油圧ショベルであって作業装置（例えば地盤改良機の掘削ドリル）を電動機で駆動させる建設機械についても本発明を適用することができる。
【００４２】
また、上記実施形態では既存の油圧ショベルを電動駆動式に転用する場合の構成を示したが、もちろん、元々電動駆動する油圧ショベルに本実施形態の電動機制御盤を搭載することもできる。
【００４３】
また、本発明は、上記した油圧ショベルに限らずクレーンのベースマシンを電動駆動式に転用する場合にも適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明によれば、外部から電力を受けて駆動する電動機を備えた建設機械において、上部旋回体上における旋回中心を挟んで運転室と反対側の前端部に、電動機を制御する電動機制御盤を設置するための制御盤設置部を設け、電動機制御盤をその外輪郭が上部旋回体の旋回円に沿ってまたは旋回円内側に位置するように制御盤設置部に設置するとともに、電動機制御盤のケースにおける複数の内壁面に沿って複数の配電パネルをそれぞ配置し、これらの配電パネルに制御機器類を分散して取り付けたため、従来は単一の配電パネルに電動機の制御に必要なすべての制御機器類を配置することにより電動機制御盤が大型化していたが、その電動機制御盤をコンパクト化することができる。それにより、建設機械の本来の旋回半径を増加させることなく電動機制御盤を上部旋回体に設置することができるようになる。
【００４５】
請求項２の本発明によれば、上記電動機を備えた建設機械において、電動機制御盤の外輪郭を旋回円に略沿わせて配置したため、建設機械本来の旋回半径をほとんど増加させずに電動機制御盤の容積を水平方向に最大限に確保することができ、メンテナンスのしやすい電動機制御盤を提供することができる。
【００４６】
請求項３の本発明によれば、上記電動機制御盤を平面から見て略直角三角形に形成し、その斜辺を旋回円に沿って配置したため、電動機制御盤が旋回半径から突出することを防止しつつ電動機制御盤を上部旋回体に効率良く設置することができる。
【００４７】
請求項４の本発明によれば、上記配電パネルとして、略直角三角形に形成された電動機制御盤のケースの内壁面に沿ってＬ字形に折り曲げて配置される第１配電パネル及び第２配電パネルを備え、これらの配電パネルに上記制御機器類を分散して取り付けるようにしたため、操作性を損なわずに電動機制御盤のコンパクト化が可能になる。
【００４８】
請求項５の本発明によれば、旋回円側の側壁であって窓枠を構成する側壁に当該窓枠を開閉する開閉扉を設けたため、開閉扉の開口面積を大きくとることができ、電動機制御盤のメンテナンスが容易になる。
【００４９】
請求項６の本発明によれば、上記電動機制御盤の外面を、上部旋回体の機器カバーの外面と連絡するように形成したため、外観上の見栄えが良くなる。
【００５０】
請求項７の本発明によれば、上記電動機制御盤の高さを、上記上部旋回体上の隣接する機器カバーの高さと略同一に形成したため、側方視界を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本発明に係る建設機械の平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２】  （ａ）は図１の上部旋回体の旋回フレームを示す平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３】  （ａ）は図２のＡ部拡大図、（ｂ）は制御盤の側面図である。
【図４】  従来の電動機を備えた建設機械の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  油圧ショベル
３  下部走行体
４  上部旋回体
５  キャビン
６  エンジンカバー
８  油圧機器カバー
９  制御盤
９ｃ  ケース
９ｆ  外板
９ｇ  開閉扉
１０  ブーム
１１  旋回フレーム
１５  制御盤設置スペース
１７  第１配電パネル
１８  第２配電パネル
１９  ナイフスイッチ
２０  電動機正転用電磁接触器
２１  逆転用電磁接触機
２２  押し釦スイッチ
２３  端子板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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