JP2018080554A - Shovel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド型のショベルに関する。 The present invention relates to a hybrid excavator.
油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプの駆動力源であるエンジンをアシストするアシストモータや、上部旋回体を旋回駆動する旋回モータ等を備えるハイブリッド型のショベルが知られている。 2. Description of the Related Art Hybrid excavators including an assist motor that assists an engine that is a driving force source of a hydraulic pump that supplies hydraulic oil to a hydraulic actuator, a swing motor that swings and drives an upper swing body, and the like are known.
ハイブリッド型のショベルでは、アシストモータや旋回モータ等の電動機に電力を供給する蓄電装置や電動機を駆動する駆動装置(例えば、インバータ、コンバータ等)を制御する制御装置(以下、ハイブリッドコントローラと称する)が設けられる(特許文献1参照)。 In a hybrid excavator, there is a power storage device that supplies electric power to an electric motor such as an assist motor or a turning motor, and a control device that controls a drive device (for example, an inverter, a converter, etc.) that drives the electric motor (hereinafter referred to as a hybrid controller). Provided (see Patent Document 1).
特許文献1では、ハイブリッドコントローラが蓄電装置及び駆動装置等と一体的に、上部旋回体の前部右側のフレーム上に搭載されている。
In
しかしながら、特許文献1のように、ハイブリッドコントローラが蓄電装置及び駆動装置等と共にフレーム上に搭載される場合、ハイブリッドコントローラに対して防水構造を採用したり、防水用のケース内に収容したり等の防水対策を行う必要がある。そのため、防水対策に起因するコスト上昇や占有スペース増大の懸念がある。
However, as in
そこで、上記課題に鑑み、ハイブリッドコントローラに対する特別な防水対策を不要にすることが可能なショベルを提供することを目的とする。 Then, in view of the said subject, it aims at providing the shovel which can make the special waterproof countermeasure with respect to a hybrid controller unnecessary.
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
旋回体と、
オペレータが搭乗するキャビンと、
油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記旋回体又は前記油圧ポンプを駆動する電動機と、
前記電動機を駆動する駆動装置と、
前記駆動装置を制御する第1のコントローラと、を備え、
前記第1のコントローラは、前記キャビンの内部に設けられる、
ショベルが提供される。
In order to achieve the above object, in one embodiment of the present invention,
A swivel,
A cabin on which the operator is boarded;
A hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic actuator;
An electric motor that drives the swivel body or the hydraulic pump;
A driving device for driving the electric motor;
A first controller for controlling the drive device,
The first controller is provided in the cabin.
An excavator is provided.
本実施の形態によれば、ハイブリッドコントローラに対する特別な防水対策を不要にすることが可能なショベルを提供することができる。 According to the present embodiment, it is possible to provide an excavator that can eliminate the need for special waterproofing measures for the hybrid controller.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
まず、図1、図2を参照して、本実施形態に係るショベルの基本構成について説明をする。 First, the basic configuration of the shovel according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態に係るショベルの一例を示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing an example of an excavator according to the present embodiment.
本実施形態に係るショベルは、下部走行体1と、旋回機構2を介して旋回可能に下部走行体1に搭載される上部旋回体3と、作業装置としてのブーム4、アーム5、及びバケット6と、オペレータが搭乗するキャビン10を備える。
The shovel according to the present embodiment includes a lower traveling
下部走行体1は、例えば、左右1対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ1A,1B(図2参照)で油圧駆動されることにより、自走する。
The lower traveling
上部旋回体3は、後述する旋回用電動機21(図2参照)により電気駆動されることにより、下部走行体1に対して旋回する。
The upper turning body 3 is turned with respect to the lower traveling
ブーム4は、上部旋回体3の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム4の先端には、アーム5が上下回動可能に枢着され、アーム5の先端には、バケット6が上下回動可能に枢着される。ブーム4、アーム5、及びバケット6は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。
The boom 4 is pivotally attached to the center of the front part of the upper swing body 3 so that the boom 4 can be raised and lowered. An arm 5 is pivotally attached to the tip of the boom 4 and a bucket 6 is vertically attached to the tip of the arm 5. It is pivotally attached so that it can rotate. The boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are respectively hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a
キャビン10は、上部旋回体3の前部左側に搭載される。キャビン10は、例えば、シリコンオイル等を充填する液封マウント等の制振構造を介して上部旋回体3の旋回フレーム(不図示)に搭載される。
The
図2は、本実施形態に係るショベルの駆動系を中心とする構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration centering on a drive system of the shovel according to the present embodiment.
尚、図中、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは細い実線でそれぞれ示される。 In the figure, the mechanical power line is indicated by a double line, the high-pressure hydraulic line is indicated by a thick solid line, the pilot line is indicated by a broken line, and the electric drive / control line is indicated by a thin solid line.
まず、本実施形態に係るショベルの油圧駆動系は、エンジン11と、減速機13と、メインポンプ14と、コントロールバルブ17を含む。また、本実施形態に係る油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ1A,1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9等を含む。
First, the excavator hydraulic drive system according to the present embodiment includes an
エンジン11は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、上部旋回体3の後部に搭載される。エンジン11は、後述するエンジンコントローラ30C(図3参照)による制御の下、予め設定される目標回転数で定回転する。エンジン11は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、減速機13を介してメインポンプ14、パイロットポンプ15を駆動する。また、エンジン11は、減速機13を介して電動発電機12を駆動し、電動発電機12に発電させる。
The
減速機13は、上部旋回体3の後部に搭載され、エンジン11及び後述する電動発電機12が接続される2つの入力軸と、メインポンプ14及びパイロットポンプ15が直列に同軸接続される1つの出力軸を有する。減速機13は、エンジン11及び電動発電機12の動力を所定の減速比でメインポンプ14及びパイロットポンプ15に伝達することができる。また、減速機13は、エンジン11の動力を所定の減速比で、電動発電機12とメインポンプ14及びパイロットポンプ15とに分配して伝達することができる。
The
メインポンプ14(油圧ポンプの一例)は、上部旋回体3の後部に搭載され、高圧油圧ライン16を通じてコントロールバルブ17に作動油を供給する。メインポンプ14は、エンジン11、或いは、エンジン11及び電動発電機12により駆動される。メインポンプ14は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、後述するショベルコントローラ30Aによる制御の下、レギュレータ(不図示)が斜板の角度(傾転角)を制御することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量(吐出圧)を制御することができる。
The main pump 14 (an example of a hydraulic pump) is mounted at the rear of the upper swing body 3 and supplies hydraulic oil to the control valve 17 through the high-pressure
コントロールバルブ17は、上部旋回体3の中央部に搭載され、オペレータによる操作装置26に対する操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、上述の如く、高圧油圧ライン16を介してメインポンプ14と接続され、メインポンプ14から供給される作動油を、油圧アクチュエータである走行油圧モータ1A(右用),1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9に供給可能に構成される。具体的には、コントロールバルブ17は、メインポンプ14から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の油圧制御弁(方向切換弁)を含むバルブユニットである。
The control valve 17 is a hydraulic control device that is mounted at the center of the upper swing body 3 and controls the hydraulic drive system in accordance with the operation of the
また、本実施形態に係る電気駆動系は、電動発電機12と、旋回用電動機21と、旋回減速機24と、電流センサ21sと、レゾルバ22と、メカニカルブレーキ23を含む。
The electric drive system according to the present embodiment includes a
尚、本実施形態に係るショベルは、電気駆動系として、エンジン11をアシストする電動発電機12と、上部旋回体3を旋回駆動する旋回用電動機21の双方を備えるが、何れか一方を備える態様であってもよい。
In addition, although the shovel which concerns on this embodiment is provided with both the
電動発電機12(電動機の一例)は、油圧駆動系に対するアシスト動力源であり、上部旋回体3の後部に搭載される。電動発電機12は、インバータ18Aを介してキャパシタ19を含む蓄電系120と接続され、インバータ18A(駆動装置の一例)を介してキャパシタ19や旋回用電動機21から供給される三相交流電力で力行運転し、減速機13を介してメインポンプ14及びパイロットポンプ15を駆動する。また、電動発電機12は、エンジン11により駆動されることにより発電運転を行い、発電電力をキャパシタ19や旋回用電動機21に供給することができる。電動発電機12の力行運転と発電運転との切替制御は、後述するハイブリッドコントローラ(HBコントローラ)30Bによりインバータ18Aが駆動制御されることにより実現される。
The motor generator 12 (an example of an electric motor) is an assist power source for the hydraulic drive system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3. The
旋回用電動機21(電動機の他の例)は、下部走行体1と上部旋回体3とを接続する旋回機構2に設けられ、HBコントローラ30Bによる制御の下、上部旋回体3を旋回駆動する力行運転、及び回生電力を発生させて上部旋回体3を旋回制動する回生運転を行う。旋回用電動機21は、インバータ18B(駆動装置の他の例)を介して蓄電系120に接続され、インバータ18Bを介してキャパシタ19や電動発電機12から供給される三相交流電力により駆動される。また、旋回用電動機21は、インバータ18Bを介して、回生電力をキャパシタ19や電動発電機12に供給する。これにより、回生電力で、キャパシタ19を充電したり、電動発電機12を駆動したりすることができる。旋回用電動機21の力行運転と回生運転との切替制御は、HBコントローラ30Bによりインバータ18Bが駆動制御されることにより実現される。旋回用電動機21の回転軸21Aには、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、及び旋回減速機24が接続される。
The turning electric motor 21 (another example of the electric motor) is provided in the turning mechanism 2 that connects the
旋回減速機24は、旋回用電動機21の回転軸21Aと接続され、旋回用電動機21の出力(トルク)を所定の減速比で減速させることにより、トルクを増大させて、上部旋回体3を旋回駆動する。即ち、力行運転の際、旋回用電動機21は、旋回減速機24を介して、上部旋回体3を旋回駆動する。また、旋回減速機24は、上部旋回体3の慣性回転力を増速させて旋回用電動機21に伝達し、回生電力を発生させる。即ち、回生運転の際、旋回用電動機21は、旋回減速機24を介して伝達される上部旋回体3の慣性回転力により回生発電を行い、上部旋回体3を旋回制動する。
The
電流センサ21sは、旋回用電動機21の3相(U相、V相、W相)のそれぞれの電流を検出する。電流センサ21sは、例えば、旋回用電動機21とインバータ18Bの間の電力経路に設けられる。電流センサ21sは、旋回用電動機21の3相それぞれの電流に対応する検出信号をHBコントローラ30Bに送信する。
The
レゾルバ22は、旋回用電動機21の回転位置(回転角)等を検出する。レゾルバ22は、検出した回転角に対応する検出信号をコントローラ30に送信する。
The
メカニカルブレーキ23は、HBコントローラ30Bによる制御の下、上部旋回体3(具体的には、旋回用電動機21の回転軸21A)に対して、機械的に制動力を発生させ、上部旋回体3を旋回制動すると共に、上部旋回体3の停止状態を維持させる。
Under the control of the
また、本実施形態に係るショベルの蓄電系120は、キャパシタ19と、DCバス110と、昇降圧コンバータ100を含み、例えば、電気駆動系のインバータ18A,18Bと共に、上部旋回体3の右側前部に搭載される。
The
キャパシタ19は、電動発電機12、旋回用電動機21に電力を供給すると共に、電動発電機12、旋回用電動機21の発電電力を充電する蓄電装置の一例である。
The
DCバス110は、インバータ18A,18Bと昇降圧コンバータ100との間に配設され、キャパシタ19、電動発電機12、及び旋回用電動機21の間での電力の授受を制御する。
The
昇降圧コンバータ100(駆動装置の更に他の例)は、電動発電機12、及び旋回用電動機21の運転状態に応じて、DCバス110の電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える。昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、DCバス110の電圧検出値、キャパシタ19の電圧検出値、及びキャパシタ19の電流検出値に基づき、HBコントローラ30Bにより実現される。
The step-up / down converter 100 (another example of the driving device) performs a step-up operation so that the voltage value of the
また、本実施形態に係るショベルの操作系は、パイロットポンプ15、操作装置26、圧力センサ29等を含む。
The shovel operating system according to the present embodiment includes a
パイロットポンプ15は、上部旋回体3の後部に搭載され、パイロットライン25を介して操作装置26にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ15は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、エンジン11、或いはエンジン11及び電動発電機12により駆動される。
The
操作装置26は、レバー26A,26Bと、ペダル26Cを含む。操作装置26は、キャビン10の操縦席付近に設けられ、オペレータが各動作要素(下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、バケット6等)の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置26は、各動作要素を駆動する各油圧アクチュエータ(走行油圧モータ1A,1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9等)や電動アクチュエータ(旋回用電動機21等)の操作を行うための操作入力手段である。操作装置26(レバー26A,26B、及びペダル26C)は、油圧ライン27を介して、コントロールバルブ17にそれぞれ接続される。これにより、コントロールバルブ17には、操作装置26における下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の操作状態に応じたパイロット信号(パイロット圧)が入力される。そのため、コントロールバルブ17は、操作装置26における操作状態に応じて、各油圧アクチュエータを駆動することができる。また、操作装置26は、油圧ライン28を介して圧力センサ29に接続される。
The operating
圧力センサ29は、上述の如く、油圧ライン28を介して操作装置26と接続され、操作装置26の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置26における各動作要素の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。圧力センサ29は、ショベルコントローラ30Aに接続され、操作装置26における下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の操作状態に応じた圧力信号(圧力検出値)がショベルコントローラ30Aに入力される。
As described above, the
また、本実施形態に係るショベルの制御系は、ショベルコントローラ30A、HBコントローラ30B等を含む。
The shovel control system according to the present embodiment includes a
ショベルコントローラ30A(第2のコントローラの一例)は、HBコントローラ30Bを含む各種コントローラ(制御装置)と連携し、ショベルの駆動制御を行う。例えば、ショベルコントローラ30Aは、HBコントローラ30Bを中心とする各種コントローラとの双方向通信に基づき、ショベル全体(ショベルに搭載される各種機器)の動作を統合的に制御してよい(全体制御)。また、例えば、ショベルコントローラ30Aは、HBコントローラ30Bを中心とする各種コントローラとの双方向通信に基づき、全体制御に関する情報(各種センサの検出値、各種コントローラの制御信号等)を統合的に取得してもよい。また、例えば、ショベルコントローラ30Aは、統合的に取得した情報に基づき、エンジン11の燃料タンク(不図示)内の燃料残量、選択還元型の排気ガス処理装置(不図示)に利用される処理剤(尿素水)の貯蔵タンク内の尿素水残量、エンジン11の水温及び油温、作業装置の姿勢(ブーム4、アーム5、バケット6の上部旋回体3に対する位置、角度)等を演算する機能を有してよい。また、例えば、ショベルコントローラ30Aは、上述の各種演算結果に基づき、ショベルの走行状態、旋回状態、掘削状態等を判定する機能を有してもよい。また、例えば、ショベルコントローラ30Aは、HBコントローラ30Bを中心とする各種コントローラや直接接続される各種機器から故障や異常の発生に関する情報(異常発生を表す信号や異常の有無を判定するための検出値、制御信号等)を統合して、異常処理判定を行う機能を有してもよい。また、例えば、ショベルコントローラ30Aは、操作装置26に対する操作状態(操作量、操作方向)に関する情報(圧力センサ29の検出値)に基づき、作業装置(ブーム4、アーム5、バケット6)や上部旋回体3を駆動させる駆動指令を生成してよい。
The
具体的には、ショベルコントローラ30Aは、上述の統合的に取得した各種情報、各種演算結果、各種判定結果、及び駆動指令等をHBコントローラ30Bに送信してよい。より具体的には、ショベルコントローラ30Aは、圧力センサ29から入力される検出値を含む駆動指令をHBコントローラ30Bに送信することにより、操作装置26に対するオペレータの操作状態に応じた電動発電機12及び旋回用電動機21の動作を実現してよい。また、ショベルコントローラ30Aは、HBコントローラ30Bから電気駆動系の各種情報(例えば、電動発電機12、インバータ18A,18B、キャパシタ19、旋回用電動機21の電流検出値、電圧検出値、異常に関する情報等)を受信してよい。
Specifically, the
HBコントローラ30B(第1のコントローラの一例)は、ショベルコントローラ30Aから送信される各種情報(例えば、操作装置26に対する操作状態に対応する圧力センサ29の検出値を含む駆動指令等)に基づき、電気駆動系の駆動制御を行う。例えば、HBコントローラ30Bは、圧力センサ29により検出される、操作装置26の操作状態に対応する検出値に基づき、インバータ18Aを駆動し、電動発電機12の運転状態(力行運転及び発電運転)の切替制御を行う。また、例えば、HBコントローラ30Bは、圧力センサ29により検出される、操作装置26の操作状態に対応する検出値に基づき、インバータ18Bを駆動し、旋回用電動機21の運転状態(力行運転及び回生運転)の切替制御を行う。この際、HBコントローラ30Bは、例えば、電流センサ21s及びレゾルバ22の検出値に基づき、旋回用電動機21の速度制御及びトルク制御を行う。また、例えば、HBコントローラ30Bは、圧力センサ29により検出される、操作装置26の操作状態に対応する検出値に基づき、昇降圧コンバータ100を駆動し、キャパシタ19の充電状態と放電状態との切替制御を行う。また、HBコントローラ30Bは、電気駆動系の各種情報を、ショベルの全体制御を司るショベルコントローラ30Aに送信してもよい。
The
ショベルコントローラ30AとHBコントローラ30Bとは、例えば、ハードウェアとして同じ、即ち、同一の形状および同一の体格を有し、内部のソフトウェア処理の相違によりそれぞれの機能が実現されてよい。これにより、部品の共通化を図り、コスト抑制を図ることができる。
For example, the
また、ショベルの制御系には、その他、エンジン11(燃料噴射量等)を制御するエンジンコントローラ30C、排気ガス処理装置を制御する排気ガスコントローラ30D、エンジン11のタービン(過給圧)を制御するタービンコントローラ30E(何れも図3参照)が含まれる。以下、ショベルコントローラ30A、HBコントローラ30B、エンジンコントローラ30C、排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30Eを包括的に各種コントローラ30A〜30Eと称する場合がある。
In addition, the control system of the excavator controls an
尚、各種コントローラ30A〜30Eは、例えば、CPU、ROM、RAM、I/O等を含むマイクロコンピュータで構成され、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することにより各種機能が実現される。また、各種コントローラは、例えば、CAN(Controller Area Network)規格等に基づく通信ネットワークで相互に通信可能に接続される。即ち、各種コントローラ30A〜30Eは、それぞれ、各種制御指令を生成(演算)する等の処理を行うCPUと、生成した各種制御指令を出力する通信部(例えば、CANトランシーバ、CANコントローラ等)を備えてもよい。
The
次に、図3〜図5を参照して、HBコントローラ30Bの配置構造について説明をする。
Next, the arrangement structure of the
図3〜図5は、HBコントローラ30Bの配置構造を示す図である。具体的には、図3〜図5は、それぞれ、HBコントローラ30Bの配置構造を含むキャビン10の内部構成の一例を示す側面図、正面図、及び平面図である。
3 to 5 are diagrams showing an arrangement structure of the
図3〜図5に示すように、キャビン10の内部には、操縦席40、エアコンユニット42、ショベルコントローラ30A、HBコントローラ30B、エンジンコントローラ30C、排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30E等が搭載される。
As shown in FIGS. 3 to 5, a
操縦席40には、周辺に配置される操作装置26(レバー26A,26B、及びペダル26C)を操作するためにオペレータが着座する。
An operator is seated on the
操縦席40は、図3に示すように、前後方向におけるキャビン10の内部空間の大部分を占有する。そのため、エアコンユニット42、各種コントローラ30A〜30E等は、操縦席40と、キャビン10の後部の隔壁である後部パネル10RPとの間の前後方向の空間に配置される。
As shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように、キャビン10内部における操縦席40の後方上部には、オペレータの携行品(手荷物)等を置くラゲッジスペース50が設けられる。そのため、エアコンユニット42、各種コントローラ30A〜30Eは、ラゲッジスペース50と、キャビン10のフロアパネル10FLとの間の上下方向の空間に配置される。
Further, as shown in FIG. 3, a
また、図3に示すように、エアコンユニット42、各種コントローラ30A〜30E等を含む、操縦席40と後部パネル10RPとの間の前後空間に配置される各種部品は、後部カバー48(上部カバー48A、下部カバー48B)で、前方及び上方が覆われている。
Further, as shown in FIG. 3, various parts arranged in the front and rear space between the
エアコンユニット42は、オペレータによる設定操作に応じて、キャビン10内部の温度等を調整する空調装置である。エアコンユニット42は、図3、図4に示すように、操縦席40と後部パネル10RPとの間のフロアパネル10FL上に配置される。エアコンユニット42は、比較的大きな筐体を有し、図3、図4に示すように、操縦席40と後部パネル10RPとの間のフロアパネル10FLの大部分を占有する。また、エアコンユニット42は、図4に示すように、上面の左端部及び右端部のそれぞれに空調ダクト42DL,42DRが接続される。
The
空調ダクト42DL,42DRは、それぞれ、エアコンユニット42の上面の左端部及び右端部から上方に延出し、上部カバー48Aの左右の端部に設けられる吹出口に接続される。これにより、エアコンユニット42により温度が調整された空気が、吹出口からキャビン10内部に送出され、オペレータにとっての快適な温度環境を実現できる。
Each of the air conditioning ducts 42DL and 42DR extends upward from the left end portion and the right end portion of the upper surface of the
各種コントローラ30A〜30Eは、図4に示すように、エアコンユニット42の上方、且つ、左右方向の左端部及び右端部に設けられる空調ダクト40DL,40DRの間に配置される。各種コントローラ30A〜30Eは、それぞれ、ブラケット等を介して、板状部材32に取り付けられる。また、キャビン10の右側の隔壁である右側パネル10SR、及び左側の隔壁である左側パネル10SLのキャビン10内部側には、それぞれ、構造部材10A,10Bが設けられ、板状部材32は、構造部材10A,10Bの上面にボルト等により取り付けられる。また、図3に示すように、板状部材32の後部には、後部パネル10RPに沿う鉛直面が設けられ、後部パネル10RPに対して前方からボルト等により取り付けられる。これにより、各種コントローラ30A〜30Eは、板状部材32を介して、キャビン10に固定される。
As shown in FIG. 4, the various controllers 30 </ b> A to 30 </ b> E are arranged above the
各種コントローラ30A〜30Eは、図4に示すように、左右に2列で並べられ、且つ、上下に複数段で重ねて配置される。具体的には、右側に、下からHBコントローラ30B、ショベルコントローラ30A、エンジンコントローラ30Cが3段重ねで配置され、左側に、下から排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30Eが2段重ねで配置される。各種コントローラ30A〜30Eのうち、右側の上から2段のエンジンコントローラ30C、ショベルコントローラ30A、及び左側の排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30Eは、板状部材32が上から取り付けられる構造部材10A,10Bの上面よりも上方に配置される。一方、右側の最下段のHBコントローラ30Bは、構造部材10A,10Bの上面よりも下方に設けられる。即ち、板状部材32には、取付面である構造部材10A,10Bの上面よりも下方に凹む凹部を有し、HBコントローラ30Bは、該凹部に収容される態様で、板状部材32に取り付けられる。凹部は、HBコントローラ30Bの配置及び形状に合わせて、キャビン10の内部に取り付けられた板状部材32の前後方向の略中央、且つ、左右方向の中央より右寄りの位置に設けられる。電気駆動系を有さない油圧ショベル(即ち、電動発電機12が省略され、旋回用電動機21の代わりに、油圧モータで上部旋回体3が旋回駆動されるショベル)では、HBコントローラ30Bは、設けられない。従って、HBコントローラ30Bを板状部材32の取付面である構造部材10A,10Bの上面よりも下方の空間を利用して配置することにより、HBコントローラ30Bを取り外すだけで、油圧ショベルの構成を実現することができる。即ち、本実施形態のハイブリッド型のショベルと油圧ショベルとの間で、ショベルコントローラ30A、エンジンコントローラ30C、排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30Eの配置の共通化を図り、板状部材32の共通化を図ることもできる。
As shown in FIG. 4, the various controllers 30 </ b> A to 30 </ b> E are arranged in two rows on the left and right, and are arranged in a plurality of layers on the top and bottom. Specifically, the
また、HBコントローラ30Bの上には、ショベルコントローラ30Aが重ねて設けられる。上述の如く、HBコントローラ30Bは、ショベルコントローラ30Aから送信される各種情報に基づき、電気駆動系の制御を行うと共に、ショベルコントローラ30Aに電気駆動系に関する情報を統合させるために送信する。そのため、HBコントローラ30Bに隣接してショベルコントローラ30Aを配置することにより、ショベルコントローラ30AとHBコントローラ30Bとの間の双方向通信の際、ノイズ等の影響を抑制することができ、電気駆動系の制御や電気駆動系に関する情報の統合等をより適切に行うことができる。更に、ショベルコントローラ30Aは、図4に示すように、下方のHBコントローラ30B、上方のエンジンコントローラ30C,左方の排気ガスコントローラ30D上、及び左斜め上方のタービンコントローラ30Eの全てに包囲される態様で配置される。即ち、各種コントローラ30A〜30Eの中で、ショベルコントローラ30Aは、他のコントローラと比較的近い位置になるように配置される。そのため、ショベルコントローラ30Aは、他のコントローラとの間の双方向通信の際、ノイズ等の影響を抑制することができ、ショベルの全体制御や各種情報の統合等をより適切に行うことができる。
Further, an
尚、各種コントローラ30A〜30Eの左右2列の配置関係は逆であってもよい。即ち、左側に、下からHBコントローラ30B、ショベルコントローラ30A、エンジンコントローラ30Cが3段重ねで配置され、右側に、下から排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30Eが2段重ねで配置されてもよい。この場合、板状部材32の凹部が形成される位置は、HBコントローラ30Bが配置される位置に合わせて変更される。具体的には、凹部は、HBコントローラ30Bの配置及び形状に合わせて、キャビン10の内部に取り付けられた板状部材32の前後方向の略中央、且つ、左右方向の中央よりも左寄りの位置に設けられる。即ち、HBコントローラ30Bが収容される凹部は、板状部材32のキャビン10の構造部材10A,10Bへの取付部分以外であれば、板状部材32における任意の位置に形成されうる。例えば、凹部は、HBコントローラ30Bの配置及び外形に合わせて、キャビン10の内部に取り付けられた板状部材32の前後方向の中央より前より或いは後よりに設けられてもよい。また、各種コントローラ30A〜30EのうちのHBコントローラ30B以外、即ち、ショベルコントローラ30A、エンジンコントローラ30C、排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30Eは、相互に位置が入れ替えられてもよい。この場合も、上述の如く、HBコントローラ30Bの上に、ショベルコントローラ30Aが重ねて配置される態様が好ましい。
It should be noted that the arrangement relationship between the left and right columns of the
また、図4、図5に示すように、左側に配置されるショベルコントローラ30A、HBコントローラ30B、エンジンコントローラ30Cと、右側に配置される排気ガスコントローラ30D,タービンコントローラ30Eとの間には、配線44,46が設けられる。配線44,46は、各種コントローラ30A〜30Eの受電用又は通信用に設けられ、前後方向に配策される。各種コントローラ30A〜30Eは、それぞれ、外部からの受電又は外部との通信を行う配線(配線44,46からの分岐配線)を接続するコネクタ31A〜31Eを、左右方向における配線44,46が設けられる側の一方の側面に備える。即ち、右側に配置されるショベルコントローラ30A、HBコントローラ30B、エンジンコントローラ30Cは、それぞれ、左側の側面にコネクタ31A〜31Cを備え、配線44,46からの分岐配線に接続される。また、左側に配置される排気ガスコントローラ30D、タービンコントローラ30Eは、それぞれ、右側の側面にコネクタ31D,31Eを備え、配線44,46からの分岐配線に接続される。これにより、各種コントローラ30A〜30Eの外部からの受電或いは外部との通信のための配線を、各種コントローラ30A〜30Eの間に配策される配線44,46に集約することができる。
Also, as shown in FIGS. 4 and 5, there is no wiring between the
尚、各種コントローラ30A〜30Eには、比較的高電圧のキャパシタ19とは異なる別の電源(例えば、比較的低圧のバッテリ)から電力が供給される。
The various controllers 30 </ b> A to 30 </ b> E are supplied with power from another power source (for example, a relatively low voltage battery) different from the relatively
このように、HBコントローラ30Bをキャビン10の内部に配置することにより、例えば、インバータ18A,18B、蓄電系120の部品と一体的に、上部旋回体3に搭載される場合のように、HBコントローラ30Bに対して特別な防水対策を講じる必要がなくなる。そのため、HBコントローラ30Bのコスト上昇や占有スペースの抑制を図ることができる。また、上述の如く、キャビン10は、制振構造を介して上部旋回体3に搭載されるため、HBコントローラ30Bに対して特別な耐振対策を講じる必要もなくなる。そのため、HBコントローラ30Bとして、例えば、キャビン10の内部に配置される、特別な防水対策及び耐振対策が施されないショベルコントローラ30A等と同一のハードウェアを用いることができる。また、HBコントローラ30Bを板状部材32の取付面である構造部材10A,10Bの上面よりも下方の凹部に収容することにより、HBコントローラ30Bを取り外すだけで、油圧ショベルの構成を実現することができる。また、各種コントローラ30A〜30Eを複数段に重ねて配置し、左右方向の同じ側の一方の側面にコネクタ31A〜31Eを設けることにより、各種コントローラ30A〜30Eの受電用或いは通信用の配線44,46を集約し、取り回しを容易にすることができる。
As described above, by arranging the
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various Can be modified or changed.
1A,1B 走行油圧モータ(油圧アクチュエータ)
7 ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)
8 アームシリンダ(油圧アクチュエータ)
9 バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)
10 キャビン
10A,10B 構造部材
11 エンジン
12 電動発電機(電動機)
14 メインポンプ(油圧ポンプ)
18A,18B インバータ(駆動装置)
21 旋回用電動機(電動機)
30A ショベルコントローラ(第2のコントローラ)
30B ハイブリッドコントローラ(第1のコントローラ)
31A コネクタ(第1の配線接続部)
31B コネクタ(第2の配線接続部)
32 板状部材
100 昇降圧コンバータ(駆動装置)
1A, 1B Traveling hydraulic motor (hydraulic actuator)
7 Boom cylinder (hydraulic actuator)
8 Arm cylinder (hydraulic actuator)
9 Bucket cylinder (hydraulic actuator)
DESCRIPTION OF
14 Main pump (hydraulic pump)
18A, 18B Inverter (Driver)
21 Electric motor for turning (motor)
30A excavator controller (second controller)
30B Hybrid controller (first controller)
31A connector (first wiring connection)
31B connector (second wiring connection part)
32 Plate-
Claims (5)
オペレータが搭乗するキャビンと、
油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記旋回体又は前記油圧ポンプを駆動する電動機と、
前記電動機を駆動する駆動装置と、
前記駆動装置を制御する第1のコントローラと、を備え、
前記第1のコントローラは、前記キャビンの内部に設けられる、
ショベル。 A swivel,
A cabin on which the operator is boarded;
A hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic actuator;
An electric motor that drives the swivel body or the hydraulic pump;
A driving device for driving the electric motor;
A first controller for controlling the drive device,
The first controller is provided in the cabin.
Excavator.
請求項1に記載のショベル。 The cabin is mounted on the swivel body via a vibration isolation structure.
The excavator according to claim 1.
前記板状部材は、前記構造部材の上面より下方に凹んだ凹部を有し、
前記第1のコントローラは、前記凹部に収容される態様で、前記板状部材に取り付けられる、
請求項1又は2に記載のショベル。 A plate-like member attached from above to the structural member inside the cabin;
The plate-like member has a recess recessed downward from the upper surface of the structural member,
The first controller is attached to the plate-like member in a mode of being accommodated in the recess.
The shovel according to claim 1 or 2.
前記第1のコントローラと前記第2のコントローラは、前記キャビン内で上下に重ねて配置される、
請求項1乃至3の何れか一項に記載のショベル。 In cooperation with the first controller, further comprising a second controller for controlling the excavator drive according to the operation of the operator,
The first controller and the second controller are arranged one above the other in the cabin,
The excavator according to any one of claims 1 to 3.
前記第2のコントローラは、外部から受電又は外部との通信を行うための配線を接続する第2の配線接続部を含み、
前記第1の配線接続部及び前記第2の配線接続部は、それぞれ、前記第1のコントローラ及び前記第2のコントローラの左右何れか一方の同じ側の側面に設けられる、
請求項4に記載のショベル。 The first controller includes a first wiring connection unit for connecting a wiring for receiving power from outside or communicating with the outside,
The second controller includes a second wiring connection unit for connecting a wiring for receiving power from the outside or communicating with the outside,
The first wiring connection portion and the second wiring connection portion are provided on the same side surface of either the left or right of the first controller and the second controller, respectively.
The excavator according to claim 4.
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