專(zhuān)利名稱(chēng)：混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和電力的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)如圖8所示地構(gòu)成為，在履帶式的下部行進(jìn)體1上繞相對(duì)于地面鉛直的縱 軸旋轉(zhuǎn)自如地搭載有上部旋轉(zhuǎn)體2，在該上部旋轉(zhuǎn)體2的前部安裝作業(yè)附屬裝置9，該作業(yè) 附屬裝置9具有動(dòng)臂3、臂4、鏟斗5、以及分別使這些動(dòng)臂3、臂4、鏟斗5動(dòng)作的動(dòng)臂壓力 缸6、臂壓力缸7、鏟斗壓力缸8。在上部旋轉(zhuǎn)體2上，在前部左側(cè)搭載駕駛室10，并且在后端部安裝配重11。在上部旋轉(zhuǎn)體2的后部設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)室12，在該發(fā)動(dòng)機(jī)室12內(nèi)設(shè)置作為動(dòng)力源的發(fā) 動(dòng)機(jī)13 (參照日本特許第3649147號(hào)公報(bào)(以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)1。))。另外在本說(shuō)明書(shū)中“前后” “左右”指由坐在駕駛室10內(nèi)的操作者看的方向性。圖9表示令該挖掘機(jī)為混合式而構(gòu)成時(shí)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的框圖構(gòu)成。在發(fā)動(dòng)機(jī)13上連接進(jìn)行發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用的發(fā)電電動(dòng)機(jī)14及液壓泵15， 這些被發(fā)動(dòng)機(jī)13驅(qū)動(dòng)。自液壓泵15的輸出油經(jīng)由控制閥(閥自身被設(shè)置在每一個(gè)促動(dòng)器上，但在此作為 多個(gè)閥的集合體表示)16而被供給至圖8所示的動(dòng)臂壓力缸6、臂壓力缸7、鏟斗壓力缸8、 以及未圖示的左、右兩行進(jìn)用液壓馬達(dá)等的液壓促動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)這些液壓促動(dòng)器。另一方面，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)14上分別經(jīng)由控制器18連接由充電電池等構(gòu)成的蓄電 裝置(動(dòng)力蓄電池)17、經(jīng)由變換器20連接作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)19?？刂破?8控制與發(fā)電電動(dòng)機(jī)14的發(fā)電機(jī)輸出的多或少對(duì)應(yīng)的蓄電裝置17的充 /放電作用等。變換器20進(jìn)行發(fā)電電動(dòng)機(jī)14的發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用的切換、以及發(fā)電電力 或作為電動(dòng)機(jī)的電流或轉(zhuǎn)矩的控制等。以往搭載在這樣的混合式挖掘機(jī)上的混合設(shè)備如日本特開(kāi)2007-107230號(hào)公報(bào) (以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)2。)所示地被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)室12等中。在此，對(duì)于混合設(shè)備中的自發(fā)熱及耐熱性較弱的蓄電裝置17，為了確保本來(lái)的性 能及壽命而必須進(jìn)行冷卻，作為其冷卻方式而采用空氣冷卻方式，該方式在成本、空間等方 面最有優(yōu)勢(shì)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2所示的現(xiàn)有技術(shù)中，將蓄電裝置17并列地配置在與其他的混合設(shè) 備、以及作為液壓設(shè)備的液壓泵15、控制閥16相同的平面上。但是在混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械中，在既有的機(jī)械的有限的空間中追加混合設(shè)備所以設(shè) 備設(shè)置空間受到限制。因此，在采用同一平面配置的現(xiàn)有技術(shù)中，在狹小的空間中密集了包含蓄電裝置 17的多個(gè)設(shè)備。因此，在采用空氣冷卻方式時(shí)，在蓄電裝置17的周?chē)荒軌虺浞肢@得作為冷卻空氣的通路的空間。因此對(duì)于蓄電裝置17的冷卻空氣的流動(dòng)變差而冷卻效率降低，存在蓄電 裝置17的性能、壽命降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠借助空氣冷卻方式高效率地冷卻蓄電裝置的混合動(dòng)力作業(yè) 機(jī)械。本發(fā)明是一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，具有作業(yè)附屬裝置的上部旋轉(zhuǎn)體被旋轉(zhuǎn)自如地 搭載在下部行進(jìn)體上，在該上部旋轉(zhuǎn)體上，在安裝了上述作業(yè)附屬裝置的前部的一側(cè)設(shè)置 駕駛室，并且搭載有作為進(jìn)行發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用的發(fā)電電動(dòng)機(jī)的電源的蓄電裝置， 其中，上述蓄電裝置設(shè)置在上部旋轉(zhuǎn)體的上部框架上，從上述駕駛室內(nèi)的操縱者觀察時(shí)，其 位于另一側(cè)的后部，并且在安裝在上部旋轉(zhuǎn)體上的所有設(shè)備中位于最高的位置。若根據(jù)本發(fā)明，則蓄電裝置被設(shè)置在搭載在上部旋轉(zhuǎn)體上的全部的設(shè)備中的最高 位置、即周?chē)鷽](méi)有障礙物且通風(fēng)最好的位置上，所以能夠有利于與冷卻空氣的接觸而有效 地冷卻蓄電裝置。此外在周?chē)耆珱](méi)有成為維護(hù)的障礙的部件，所以包含蓄電裝置的更換的維護(hù)作 業(yè)十分容易。并且被設(shè)置在從駕駛室內(nèi)的操縱者看為另一側(cè)后部的、從作業(yè)時(shí)必需的視野離開(kāi) 的位置上，所以即便蓄電裝置位于較高位置，成為作業(yè)視野的妨礙的可能性也很低。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的混合挖掘機(jī)中的上部旋轉(zhuǎn)體的上部框架的立體圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的混合挖掘機(jī)中的上部旋轉(zhuǎn)體的上部框架的俯視圖。圖3是設(shè)置在上部框架上的架臺(tái)和裝入該架臺(tái)的蓄電裝置以及控制器的分解立 體圖。圖4是在該架臺(tái)上裝入了蓄電裝置及控制器的狀態(tài)的立體圖。圖5是圖4的V-V線(xiàn)剖視圖。圖6是圖4的后視圖。圖7是表示關(guān)于蓄電裝置的隔熱構(gòu)造的其他實(shí)施方式的局部立體圖。圖8是作為本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)象例的挖掘機(jī)的概略側(cè)視圖。圖9是令該挖掘機(jī)為混合式而構(gòu)成時(shí)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的框圖構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1 7說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在實(shí)施方式中，將圖8、9所示的混合挖掘機(jī)作為應(yīng)用對(duì)象。另外，在實(shí)施方式中，對(duì)于安裝或搭載在混合挖掘機(jī)上的部件及設(shè)備，對(duì)于與圖8、 9所示的部件相同的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。在圖1、2中，21為構(gòu)成上部旋轉(zhuǎn)體2的上部框架，在該上部框架21的前部大致中 央處安裝圖8的作業(yè)附屬裝置9，并且在作為前部一側(cè)的前部左側(cè)搭載駕駛室10，在后部搭 載發(fā)動(dòng)機(jī)13，在發(fā)動(dòng)機(jī)13上連接發(fā)電電動(dòng)機(jī)14以及液壓泵15。圖2中22為發(fā)動(dòng)機(jī)13的消聲器。在上部框架21的右側(cè)臺(tái)面的后部(從駕駛室10內(nèi)的操縱者看為右斜后方)安裝 架臺(tái)23，在該架臺(tái)23中裝入包含蓄電裝置17等的混合設(shè)備的多個(gè)設(shè)備。另外，設(shè)備等的 位置關(guān)系從駕駛室10內(nèi)的操縱者看特別指定。以下，在本實(shí)施方式中“一側(cè)”與“左側(cè)”對(duì) 應(yīng)，“另一側(cè)”與“右側(cè)”對(duì)應(yīng)。詳述該點(diǎn)。架臺(tái)23如圖3 圖6所示地構(gòu)成為能夠自立的組裝式的獨(dú)立的臺(tái)，前后左右共計(jì) 四根(也可以五根以上)的支柱24...利用多個(gè)梁材而被螺栓結(jié)合，在該支柱24...的上 端間安裝了頂板25。在圖5、6所示那樣地在頂板25的下方的空間S中收納液壓泵15以及控制閥 16 (跨過(guò)兩者15、16)的狀態(tài)下，該架臺(tái)23利用各支柱24...的下端部而拆裝自如地安裝在 上部框架21上，在頂板25的上表面?zhèn)仍O(shè)置蓄電裝置17、在下面?zhèn)仍O(shè)置控制器18。即蓄電裝置17和控制器18在頂板25夾在蓄電裝置17和控制器18之間的狀態(tài) 下被配置為上下重疊，上側(cè)的蓄電裝置17被配置為在搭載在上部旋轉(zhuǎn)體2上的全部的設(shè)備 中位于最高位的狀態(tài)。蓄電裝置17以及控制器18分別由主體17a、18a和覆蓋主體的殼17b、18b構(gòu)成， 主體彼此在隔著頂板25而對(duì)置的狀態(tài)下被安裝在頂板25上。另外，蓄電裝置殼17b形成為下面開(kāi)口的箱狀，控制器殼18b形成為上表面開(kāi)口的 箱狀，蓄電裝置殼17b經(jīng)由防振固定件25a...(參照?qǐng)D5、6)被設(shè)置在頂板25上。在蓄電裝置17的殼17b上在右側(cè)面設(shè)置吸氣口 26，在控制器18的殼18b上在左 側(cè)面設(shè)置排氣口 27，并且在頂板25的兩者重疊的位置上設(shè)置使殼17b、18b彼此連通的通氣 口 28 (在單獨(dú)看蓄電裝置17時(shí)為冷卻空氣的排出口)。另外，未圖示但在吸氣口 26以及排氣口 27上設(shè)置用于防止異物侵入的金屬網(wǎng)或
過(guò)濾器o此外在蓄電裝置17的殼17b內(nèi)設(shè)置吸入風(fēng)扇29。根據(jù)該構(gòu)成，外部空氣(冷卻空氣)被吸入風(fēng)扇29吸入至蓄電裝置17(殼17b) 內(nèi)，如圖1、5中的箭頭所示那樣地通過(guò)蓄電裝置主體17a和殼17b之間而從通氣口 28進(jìn)入 至控制器18 (殼18b)內(nèi)。并且與蓄電裝置17相同地通過(guò)控制器主體18a與殼18b之間而從排氣口 27排出 至外部。另外，未圖示但通常在架臺(tái)23中的排氣口 27所開(kāi)口的一側(cè)的面(架臺(tái)23的左側(cè) 面)上在覆蓋排氣口 27的狀態(tài)下設(shè)置兼作隔熱板的罩部件，因此在該隔熱板兼罩部件上設(shè) 置將從排氣口 28排出的排氣放至外部的開(kāi)口。另一方面，若令蓄電裝置17位于最高位，則承受太陽(yáng)的直射熱，因此有可能冷卻 效果降低。于是，作為對(duì)于太陽(yáng)的熱而保護(hù)蓄電裝置主體17a的方式，如圖5所示，在殼17b 的上表面的內(nèi)側(cè)設(shè)置作為用于遮斷太陽(yáng)熱的隔熱層的隔熱材料30。此外，在頂板下面設(shè)置遮斷來(lái)自作為發(fā)熱的液壓設(shè)備的液壓泵15以及控制閥16 的熱的隔熱材料31。
進(jìn)而在架臺(tái)23的前后以及左右的各側(cè)面(支柱間)在從周?chē)鷩∫簤涸O(shè)備空間 S的狀態(tài)下安裝未圖示的隔熱板。借助該隔熱板能夠防止來(lái)自液壓設(shè)備(液壓泵15、控制閥16)的熱向架臺(tái)外周側(cè) 排出而繞入頂板25上的蓄電裝置17或輻射至繞架臺(tái)23設(shè)置的蓄電裝置17之外的電氣設(shè) 備(后述那樣地設(shè)置在架臺(tái)前方的變換器20等)，以及能夠防止包含來(lái)自消聲器22的熱的 發(fā)動(dòng)機(jī)室的熱侵入至架臺(tái)23的空間S。此外在架臺(tái)23的前面通常安裝控制蓄電池的轉(zhuǎn)換器32，并且在架臺(tái)前方經(jīng)由未 圖示的其他的架臺(tái)將變換器20設(shè)置在上部框架21上。如此地將蓄電裝置17設(shè)置在搭載在上部旋轉(zhuǎn)體2上的全部的設(shè)備中最高位置、即 周?chē)鷽](méi)有障礙物且通風(fēng)最佳的位置上，所以能夠有利于與冷卻空氣的接觸而有效地冷卻蓄 電裝置17。此外在周?chē)鷽](méi)有成為維護(hù)障礙的部件，能夠確保充分的維護(hù)空間，所以蓄電裝置 17的維護(hù)十分容易。進(jìn)而設(shè)置在從駕駛室10內(nèi)的操縱者看為右側(cè)后部的、在作業(yè)時(shí)從必要的視野離 開(kāi)的位置上，所以即使蓄電裝置17位于高位置，成為作業(yè)視野的妨礙的可能性也很低。此外根據(jù)實(shí)施方式能夠獲得以下效果。(i)借助將冷卻空氣導(dǎo)入蓄電裝置17的殼17b內(nèi)而使其直接與蓄電裝置主體17a 接觸、以及基于吸入風(fēng)扇29的強(qiáng)制吸排方式，能夠更加高效率地冷卻主體17a。(ii)借助設(shè)置在蓄電裝置殼17b的上表面的內(nèi)側(cè)的隔熱材料30(隔熱層)從太陽(yáng) 熱防護(hù)蓄電裝置主體17a，能夠提高蓄電裝置主體17a的冷卻效果。(iii)能夠利用蓄電裝置17(架臺(tái)頂板25)的下方空間及架臺(tái)支柱24而在不妨礙 蓄電裝置17的冷卻性能及維護(hù)性的狀態(tài)下緊湊地裝入其他的設(shè)備(控制器18、轉(zhuǎn)換器32、 液壓泵15、控制閥16)。從而能夠提高空間的利用效率，因此使設(shè)備布置變得容易?；蛘吣軌蚩s小設(shè)備占 有空間而縮小機(jī)械的后端旋轉(zhuǎn)半徑。(iv)利用與蓄電裝置17共通的冷卻構(gòu)造冷卻設(shè)置在架臺(tái)頂板25的下側(cè)的蓄電裝 置控制用的控制器18，所以在成本以及空間方面有優(yōu)勢(shì)。(v)將大多同時(shí)進(jìn)行檢查的蓄電裝置17和控制器18上下配置，能夠在有限的空間 內(nèi)使兩者17、18接近。因此令維護(hù)變得更加容易。(vi)能夠?qū)⑼饪?28作為連接兩者17、18的配線(xiàn)的通孔加以利用，因此令配線(xiàn)變 得容易，并且距離最短。其他實(shí)施方式(1)圖7表示有關(guān)于從太陽(yáng)熱防護(hù)蓄電裝置主體17a的隔熱層的其他實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，令蓄電裝置殼17b的上表面部為由內(nèi)板33、34構(gòu)成的雙重壁構(gòu) 造，在內(nèi)板33、34之間形成作為隔熱層的空氣層35。此外，在與該空氣層35對(duì)應(yīng)的殼周面上部設(shè)置將含于空氣層35中的熱放至殼外 部的多個(gè)釋放孔36...。若如此，能夠提高對(duì)于太陽(yáng)熱的隔熱效果而進(jìn)一步提高蓄電裝置17的冷卻效果。在該實(shí)施方式中，也可以如圖示那樣地在空氣層35的下側(cè)設(shè)置隔熱材料30，也可以不設(shè)置。此外可以在空氣層35中填充隔熱材料。(2)可以將吸入風(fēng)扇29設(shè)置在通氣口 28或控制器殼18b的排氣口 27附近?；蛘咭部梢匀〈腼L(fēng)扇29而使用壓入風(fēng)扇。此外也可以不設(shè)置這樣的風(fēng)扇而 借助自然對(duì)流吸排空氣。此時(shí)根據(jù)情況而存在如下可能性實(shí)施方式的吸氣口 26作為排氣 口、而排氣口 27作為吸氣口發(fā)揮作用。(3)可以分別設(shè)置蓄電裝置17和控制器18的冷卻構(gòu)造而采用分別獨(dú)立冷卻的構(gòu) 成。此時(shí)蓄電裝置17的排氣口被設(shè)置在蓄電裝置殼17b (側(cè)面等)上。(4)在上述實(shí)施方式中，在架臺(tái)頂板25的下側(cè)設(shè)置控制器18，但也可以在其他位 置、在從蓄電裝置17離開(kāi)的位置上設(shè)置控制器18。(5)在上述實(shí)施方式中在相對(duì)于上部框架21獨(dú)立組裝的架臺(tái)23的頂板25上設(shè)置 蓄電裝置17，但也可以經(jīng)由撐架而將棚狀的支承板固定在上部框架21的右側(cè)后部而將蓄 電裝置17設(shè)置在該支承板上(在全部的設(shè)備中為最高位)。雖然參照附圖和優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但顯然可以在不脫離本發(fā)明 的權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用或者替換。
權(quán)利要求
一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，具有下部行進(jìn)體；上部旋轉(zhuǎn)體，被旋轉(zhuǎn)自如地搭載在上述下部行進(jìn)體上；作業(yè)附屬裝置，配置在上述上部旋轉(zhuǎn)體上；駕駛室，設(shè)置在安裝了上述作業(yè)附屬裝置的上述上部旋轉(zhuǎn)體的前部的一側(cè)；蓄電裝置，搭載在上述上部旋轉(zhuǎn)體上，成為進(jìn)行發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用的發(fā)電電動(dòng)機(jī)的電源，該蓄電裝置設(shè)置在上部旋轉(zhuǎn)體的上部框架上，從上述駕駛室內(nèi)的操縱者觀察時(shí)，其位于另一側(cè)的后部，并且在安裝在上部旋轉(zhuǎn)體上的所有設(shè)備中位于最高的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，其特征為，通過(guò)將蓄電裝置主體收納在蓄 電裝置殼內(nèi)而構(gòu)成蓄電裝置，將冷卻空氣導(dǎo)入上述殼內(nèi)而使其直接與上述蓄電裝置主體接 觸，在冷卻后向殼外排出。
3.如權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，其特征為，在上述蓄電裝置的殼的上表面 的內(nèi)側(cè)設(shè)置阻隔太陽(yáng)熱以保護(hù)蓄電裝置主體的隔熱層。
4.如權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，其特征為，作為上述隔熱層，上述殼的上表 面構(gòu)成為由外、內(nèi)板構(gòu)成的雙重壁構(gòu)造而形成空氣層，并且在殼周面上設(shè)置用于將該空氣 層的熱釋放至殼外部的釋放孔。
5.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，其特征為，具有多根支柱和架設(shè)在該支柱 間的上端部間的頂板的架臺(tái)被組裝入上述上部框架，在該架臺(tái)的頂板上設(shè)置上述蓄電裝 置。
全文摘要
一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，在旋轉(zhuǎn)體的上部框架中的從駕駛室內(nèi)的操縱者看為某一方側(cè)的后部處，裝入具有多根支柱和頂板的架臺(tái)，在該架臺(tái)的頂板上設(shè)置蓄電裝置，從而將蓄電裝置配置為在搭載在上部旋轉(zhuǎn)體上的全部的設(shè)備中為最高位。蓄電裝置由主體和殼構(gòu)成，構(gòu)成為將冷卻空氣吸入殼內(nèi)而進(jìn)行冷卻。
文檔編號(hào)B60K6/28GK101949160SQ20101018920
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者下村啟介, 勝原進(jìn)治, 西村耕一 申請(qǐng)人:神鋼建設(shè)機(jī)械株式會(huì)社