JP2001220771A - 建設車輌 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関を主駆動源とする建設車輌のフレー
ムに、上記内燃機関に換えて主駆動源としての電動機を
搭載して成る建設車輌を対象とし、外観の可及的なコン
パクト化を達成し得る建設車輌の提供を課題とする。本
発明に関わる建設車輌１は、電動機１１における出力軸
１１Ａの一方端１１Ａａに冷却ファン１２を設け、かつ
出力軸１１Ａの他方端１１Ａｂを油圧ポンプ１３の駆動
軸１３Ａと接続するとともに、冷却ファン１２の正面域
に作動油用オイルクーラ１５および空気調和装置用ラジ
エータ１６を設け、電動機１１における出力軸１１Ａの
中心軸線上に、作動油用オイルクーラ１５と空気調和装
置用ラジエータ１６と冷却ファン１２と油圧ポンプ１３
とを配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関を主駆動
源とする建設車輌のフレームに、上記内燃機関に換えて
主駆動源としての電動機を搭載して成る建設車輌に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パワーショベル等の各種建設車輌には、
エンジン(内燃機関)によって油圧ポンプを駆動し、該油
圧ポンプから供給される作動油で走行装置や作業装置を
駆動するものがある。

【０００３】図３(ａ)に示した建設車輌(パワーショベ
ル)Ａは、走行装置Ｈと上部旋回体Ｉとを具備し、上部
旋回体ＩにはキャビンＪ、作業装置Ｋ、および駆動部Ｄ
が設けられており、この駆動部Ｄはエンジンカバー(外
装板)Ｉｃで覆われている。

【０００４】図３(ｂ)に示す如く、駆動部Ｄは上部旋回
体ＩのフレームＩｆに搭載された主駆動源としてのエン
ジンＥを具備し、該エンジンＥにおける出力軸Ｅａの一
方端には冷却ファンＦが接続され、上記出力軸Ｅａの他
方端には油圧ポンプＰが接続されている。

【０００５】また、駆動部Ｄは上記エンジンＥによって
駆動されるオルタネータ（ＡＣジェネレータ）Ｇと空気
調和装置用コンプレッサＣとを備え、さらに冷却ファン
Ｆの正面域には、エンジンカバーＩｃとの間にエンジン
用ラジエータＲｅ、作動油用オイルクーラＯｃ、および
空気調和装置用ラジエータＲａが設置されている。

【０００６】一方、上述の如くエンジンを主駆動源とし
た建設車輌における、有害ガスの排出や騒音等の問題を
解消するべく、主駆動源を上述したエンジンから電動機
に換装して成る建設車輌が提供されている。

【０００７】図４に示す如く、エンジンＥ(図３)を電動
機Ｍに換装した建設車輌の駆動部Ｄは、上部旋回体Ｉ
(図３)のフレームＩｆに電動機Ｍが搭載され、該電動機
Ｍにおける出力軸Ｍａの一方端に冷却ファンＦが接続さ
れているとともに、上記出力軸Ｍａの他方端に油圧ポン
プＰが接続されている。

【０００８】また、上記駆動部Ｄは、空気調和装置用ラ
ジエータＲａおよび作動油用オイルクーラＯｃと、専用
の冷却ファンｆおよび該冷却ファンｆを駆動する小形モ
ータｍとを備えるとともに、空気調和装置用コンプレッ
サＣおよび該コンプレッサＣを駆動する専用の小形モー
タｍとを備え、さらに車体用電力を得るためにバッテリ
ーへの充電を行なう専用のコンバータＱを備えている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示し
た建設車輌ＡにおけるエンジンＥは、図３(ｂ)に示す如
く出力軸Ｅａを収容したクランクケースＥｃを有し、該
ケースＥｃの下部にはオイルパンＥｏが設けられ、上部
にはシリンダブロックＥｓおよびシリンダヘッドＥｈが
設けられている。

【００１０】また、図３に示した建設車輌Ａの駆動部Ｄ
では、上述したエンジンＥを効率よく冷却する等の目的
から、シリンダブロックＥｓおよびシリンダヘッドＥｈ
の近傍に冷却ファンＦを配置し、この冷却ファンＦをエ
ンジンＥの出力軸Ｅａとの間に設けたベルト伝動機構Ｖ
を介して駆動するよう構成している。

【００１１】このため、上述した如く冷却ファンＦの正
面域に設置されているエンジン用ラジエータＲｅ等と、
エンジンＥにおける出力軸Ｅａとの相対位置が、上下に
大きく食い違うこととなり、これによって駆動部Ｄが上
下方向に大形化してしまう不都合があった。

【００１２】これに対し、図４に示す如く主駆動源を電
動機に換装した建設車輌の駆動部Ｄは、その電動機Ｍの
出力軸ＭａがボディーＭｂの略中央を貫通しているた
め、出力軸Ｍａに設置された冷却ファンＦは、電動機Ｍ
と同等の高さ位置に配設されることとなる。

【００１３】反面、図４に示した駆動部Ｄでは、空気調
和装置用ラジエータＲａ、作動油用オイルクーラＯｃ、
冷却ファンｆおよび小形モータｍが、例えば図示してい
ないボンネットの上部に設置されており、また空気調和
装置用コンプレッサＣおよび小形モータｍが、ブラケッ
ト(図示せず)を介して上部旋回体ＩのフレームＩｆに設
置されている。

【００１４】これは、図５に明示する如く、電動機Ｍの
出力軸Ｍａと油圧ポンプＰの駆動軸Ｐａとを、相互の芯
ずれを許容し得る大形のカップリングＵで接続したこと
により、油圧ポンプＰから冷却ファンＦまでの寸法が長
くなることや、図４に示した如く、空気調和装置用ラジ
エータＲａと作動油用オイルクーラＯｃとを、専用の冷
却ファンｆで冷却する機構が大型化することにより、冷
却ファンＦとエンジンカバーＩｃとの間のスペースに、
作動油用オイルクーラＯｃ等の各種補機を設置すること
が困難となり、やむなく冷却ファンＦの正面域以外にお
ける適宜なスペースに各種補機を設置したものである。

【００１５】このように、主駆動源をエンジンから電動
機に換装した従来の建設車輌では、作動油用オイルクー
ラ等、各種補機のレイアウトに起因して、駆動部の大型
化、延いては建設車輌全体の大型化を招いてしまう不都
合があった。

【００１６】本発明は上記実状に鑑みて、主駆動源をエ
ンジンから電動機に換装して成る建設車輌の可及的なコ
ンパクト化を目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段および効果】上記目的を達
成するべく、請求項１の発明に関わる建設車輌では、電
動機における出力軸の一方端に冷却ファンを設け、かつ
出力軸の他方端を油圧ポンプの駆動軸と接続するととも
に、冷却ファンの正面域に作動油用オイルクーラおよび
空気調和装置用ラジエータを設け、電動機における出力
軸の中心軸線上に、作動油用オイルクーラと空気調和装
置用ラジエータと冷却ファンと油圧ポンプとを配置して
いる。

【００１８】上記構成によれば、主駆動源をエンジンか
ら電動機に換装したことにより、エンジンの出力軸と各
種補機との上下位置の食い違いに起因する大型化が未然
に防止されることとなる。

【００１９】さらに上記構成では、冷却ファンの正面域
に作動油用オイルクーラと空気調和装置用ラジエータと
を設けたことで、上記冷却ファンによって作動油用オイ
ルクーラと空気調和装置用ラジエータとが電動機ととも
に冷却されることとなる。

【００２０】言い換えれば、冷却ファンを電動機の冷却
と作動油用オイルクーラおよび空気調和装置用ラジエー
タの冷却とに共用したことで、上記作動油用オイルクー
ラおよび空気調和装置用ラジエータを冷却する専用の冷
却ファンおよび小形モータが不要となるため、上記作動
油用オイルクーラおよび空気調和装置用ラジエータを冷
却ファンとエンジンカバーとの間のスペースに設置する
ことができ、もって建設車輌の可及的なコンパクト化を
達成することが可能となる。

【００２１】また、請求項２の発明に関わる建設車輌
は、請求項１の発明に関わる建設車輌において、電動機
のボディーに取付部材を介して空気調和装置用コンプレ
ッサとオルタネータとを設置し、これら空気調和装置用
コンプレッサとオルタネータとを電動機により駆動する
よう構成している。

【００２２】上記構成によれば、空気調和装置用コンプ
レッサおよびオルタネータのレイアウトが、エンジンを
主駆動源とする建設車輌と近似することとなり、もって
主駆動源をエンジンから電動機に換装する際、上記空気
調和装置用コンプレッサおよびオルタネータに対する配
管や配線等の変更が軽微で済み、エンジンから電動機へ
の換装を容易に実施することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
を参照しながら詳細に説明する。図１に示す、本発明に
関わる建設車輌(パワーショベル)１は、図３に示したエ
ンジンを主駆動源とする建設車輌Ａに対して、主駆動源
をエンジンから電動機に換装して成るものである。

【００２４】図１から明らかなように、本発明に関わる
建設車輌１は、走行装置２と上部旋回体３とを具備し、
上部旋回体３にはキャビン４および作業装置５が設けら
れ、さらに上部旋回体３には駆動部１０が設けられてお
り、この駆動部１０はエンジンカバー(外装板)６によっ
て覆われている。

【００２５】図２に示す如く、上記駆動部１０は主駆動
源としての電動機１１を具備しており、この電動機１１
は図３の建設車輌ＡにおいてエンジンＥが搭載されてい
た上部旋回体３のフレーム３Ｆに搭載されている。

【００２６】また、上記電動機１１の出力軸１１Ａは、
ボディー１１Ｂの前後（図中の左方および右方）から突
出しており、上記出力軸１１Ａの一方端１１Ａａおよび
他方端１１Ａｂには、それぞれ後述する冷却ファン１２
および油圧ポンプ１３が接続されている。

【００２７】また、上記電動機１１は、ボディー１１Ｂ
の外周面に多数の空冷フィン１１ｆを備え、かつ底部に
脚取付フランジ１１Ｆが設けられており、該脚取付フラ
ンジ１１Ｆを介して、上部旋回体３のフレーム３Ｆに固
定設置されている。

【００２８】電動機１１における出力軸１１Ａの一方端
１１Ａａに取り付けられた冷却ファン１２は、回転に伴
ってボディー１１Ｂへ冷却空気を送風するものであり、
上記冷却ファン１２の外周域には、冷却空気を効率良く
空冷フィン１１ｆに案内するためのガイドダクト１２Ｄ
が設置されている。

【００２９】一方、電動機１１における出力軸１１Ａの
他方端１１Ａｂに接続された油圧ポンプ１３は、電動機
１１により駆動されて走行装置２や作業装置５に作動油
を供給するものであり、出力軸１１Ａの他方端１１Ａｂ
と、油圧ポンプ１３の駆動軸１３Ａとは、簡易カップリ
ング１４Ｃを介して互いに接続されている。

【００３０】ここで、上述した電動機１１と油圧ポンプ
１３とは、電動機１１における印ろう付きの結合フラン
ジ１１Ｃと、油圧ポンプ１３における印ろう付きの結合
フランジ１３Ｃとが、スペーサ１４Ｓを介して互いに印
ろう結合されている。

【００３１】このため、小形の簡易カップリング１４Ｃ
を採用しつつも、電動機１１と油圧ポンプ１３との芯ず
れを未然に防止することができ、また小形の簡易カップ
リング１４Ｃを採用したことにより、電動機１１を挟ん
だ冷却ファン１２から油圧ポンプ１３までの軸方向の寸
法が可及的に小さなものとなっている。

【００３２】一方、上述した冷却ファン１２の正面域
(図２中の左方域)には、作動油用オイルクーラ１５が設
置されている。さらに、上記作動油用オイルクーラ１５
の正面域(図２中の左方域)には、空気調和装置用ラジエ
ータ１６が設置されており、該空気調和装置用ラジエー
タ１６は、エンジンカバー６に設けられた空気取入口６
ｏに臨んでいる。

【００３３】すなわち、エンジンカバー６と冷却ファン
１２との間のスペースには、作動油用オイルクーラ１５
と空気調和装置用ラジエータ１６とが設置されており、
これら作動油用オイルクーラ１５と空気調和装置用ラジ
エータ１６とは、冷却ファン１２によってエンジンカバ
ー６の空気取入口６ｏから流れ込んだ冷却空気で冷却さ
れる。

【００３４】また、上述した如く電動機１１における出
力軸１１Ａの一方端１１Ａａと他方端１１Ａｂとに、そ
れぞれ冷却ファン１２と油圧ポンプ１３とを接続すると
ともに、冷却ファン１２の正面域に作動油用オイルクー
ラ１５と空気調和装置用ラジエータ１６とを設置したこ
とにより、電動機１１おける出力軸１１Ａの中心軸線ｏ
−ｏ上に、空気調和装置用ラジエータ１６、作動油用オ
イルクーラ１５、冷却ファン１２および油圧ポンプ１３
が配設されることとなる。

【００３５】一方、電動機１１のボディー１１Ｂには、
オルタネータ（ＡＣジェネレータ）１７と空気調和装置
用コンプレッサ１８とが、それぞれステー(取付部材)１
９を介して取り付けられており、これらオルタネータ１
７および空気調和装置用コンプレッサ１８は、それぞれ
出力軸１１Ａとの間に設けたベルト伝動機構１７Ｖ，１
８Ｖを介して駆動される。

【００３６】上述した構成の建設車輌１によれば、主駆
動源をエンジンから電動機１１に換装したことにより、
エンジンの出力軸と各種補機との上下位置の食い違いに
起因する大型化が未然に防止されることとなる。

【００３７】さらに、冷却ファン１２の正面域に作動油
用オイルクーラ１５と空気調和装置用ラジエータ１６と
を設け、上記冷却ファン１２を電動機１１の冷却と作動
油用オイルクーラ１５および空気調和装置用ラジエータ
１６の冷却とに共用したことで、上記作動油用オイルク
ーラ１５と空気調和装置用ラジエータ１６とを冷却する
専用の冷却ファンや小形モータが不要となるため、上述
の如く電動機１１と油圧ポンプ１３とを簡易カップリン
グ１４Ｃで接続したことにより冷却ファン１２から油圧
ポンプ１３までの寸法が小さく成ることと併せて、上記
作動油用オイルクーラ１５および空気調和装置用ラジエ
ータ１６を冷却ファン１１とエンジンカバー６との間の
スペースに設置することが可能となり、もって建設車輌
１の可及的なコンパクト化を達成することができる。

【００３８】また、上記構成によれば、作動油用オイル
クーラ１５と空気調和装置用ラジエータ１６とを、エン
ジンカバー６と冷却ファン１１との間のスペースに設置
したことで、作動油用オイルクーラ等の補機が図４に示
した従来の構成の如くボンネット上に設置されることは
なく、もって各種補機が風雨に晒されることがなく、ま
た建設車輌１の美観を損ねることもない。

【００３９】また、上記構成によれば、オルタネータ１
７および空気調和装置用コンプレッサ１８を、ステー１
９を介して電動機１１のボディー１１Ｂに設置したこと
で、上記オルタネータ１７と空気調和装置用コンプレッ
サ１８とのレイアウトが、エンジンを主駆動源とする建
設車輌と近似するものとなる。

【００４０】このため、主駆動源をエンジンから電動機
１１へ換装する際に、オルタネータ１７と空気調和装置
用コンプレッサ１８とに対する配管や配線等の変更が軽
微で済み、もってエンジンから電動機１１への換装を容
易に実施することが可能となる。

【００４１】さらに、オルタネータ１７および空気調和
装置用コンプレッサ１８を、ステー１９を介して電動機
１１のボディー１１Ｂに設置したこと、言い換えれば上
記オルタネータ１７等を、電動機１１におけるボディー
１１Ｂの外周上に取り付けるものではないため、上記電
動機１１の冷却を不用意に妨げることがない。

【００４２】また、上述した構成では、空気調和装置用
コンプレッサ１８を電動機１１により駆動しているの
で、従来の構成における専用の小型モータ(図４中の符
合ｍ)が不要となるばかりでなく、従来の構成において
空気調和装置用コンプレッサと小形モータとを設置する
ためのブラケットも不要となり、もって建設車輌の構成
が簡素なものとなる。

【００４３】さらに、上述した構成によれば、オルタネ
ータ１７を具備していることより、従来の構成における
専用のコンバータ(図４中の符合Ｑ)が不要となり、これ
によって建設車輌の構成が簡素なものとなる。

【００４４】なお、上述した実施例においては、本発明
をパワーショベルに適用した例を示したが、トラクタシ
ョベルやブルドーザ等、上記パワーショベル以外の各種
建設車輌においても、本発明を有効に適用し得ることは
言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関わる建設車輌を示す概念的
な全体側面図。

【図２】図１に示した建設車輌における電動機等のレイ
アウトを示す概念図。

【図３】(ａ)は従来の建設車輌を示す概念的な全体側面
図、(ｂ)は従来の建設車輌におけるエンジン等のレイア
ウトを示す概念図。

【図４】主駆動源を電動機に換装した従来の建設車輌に
おける電動機等のレイアウトを示す概念図。

【図５】図４に示した従来の建設車輌における電動機等
のレイアウトを示す要部断面側面図。

【符号の説明】

１…建設車輌、 ３Ｆ…フレーム、 １１…電動機、 １１Ａ…出力軸、 １１Ａａ…一方端、 １１Ａｂ…他方端、 １２…冷却ファン、 １３…油圧ポンプ、 １３Ａ…駆動軸、 １５…作動油用オイルクーラ、 １６…空気調和装置用ラジエータ、 １７…オルタネータ、 １８…空気調和装置用コンプレッサ、 １９…ステー(取付部材)。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関を主駆動源とする建設車輌の
   フレームに、前記内燃機関に換えて主駆動源としての電
   動機を搭載して成る建設車輌であって、 前記電動機における出力軸の一方端に冷却ファンを設
   け、かつ前記出力軸の他方端を油圧ポンプの駆動軸と接
   続するとともに、前記冷却ファンの正面域に作動油用オ
   イルクーラおよび空気調和装置用ラジエータを設け、前
   記電動機における出力軸の中心軸線上に、前記作動油用
   オイルクーラと空気調和装置用ラジエータと冷却ファン
   と油圧ポンプとを配置して成ることを特徴とする建設車
   輌。
2. 【請求項２】 前記電動機のボディーに、取付部材を
   介して空気調和装置用コンプレッサおよびオルタネータ
   を設置するとともに、前記空気調和装置用コンプレッサ
   およびオルタネータを、前記電動機により駆動するよう
   構成したことを特徴とする請求項１記載の建設車輌。