專利名稱：混合動力作業(yè)機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并用發(fā)動機動力和電力的混合動力作業(yè)機械。
背景技術(shù)：
挖掘機如圖8所示地構(gòu)成為，在履帶式的下部行進體1上繞相對于地面鉛直的縱 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具有動臂3、臂4、鏟斗5、以及分別使這些動臂3、臂4、鏟斗5動作的動臂壓力 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)動機室12，在該發(fā)動機室12內(nèi)設(shè)置作為動力源的發(fā) 動機13 (參照日本特許第3649147號公報(以下，稱為專利文獻1。))。另外在本說明書中“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表示令該挖掘機為混合式而構(gòu)成時的驅(qū)動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的框圖構(gòu)成。在發(fā)動機13上連接進行發(fā)電機作用和電動機作用的發(fā)電電動機14及液壓泵15， 這些被發(fā)動機13驅(qū)動。自液壓泵15的輸出油經(jīng)由控制閥(閥自身被設(shè)置在每一個促動器上，但在此作為 多個閥的集合體表示)16而被供給至圖8所示的動臂壓力缸6、臂壓力缸7、鏟斗壓力缸8、 以及未圖示的左、右兩行進用液壓馬達等的液壓促動器，驅(qū)動這些液壓促動器。另一方面，在發(fā)電電動機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(動力蓄電池)17、經(jīng)由變換器20連接作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)電動機19。控制器18控制與發(fā)電電動機14的發(fā)電機輸出的多或少對應(yīng)的蓄電裝置17的充 /放電作用等。變換器20進行發(fā)電電動機14的發(fā)電機作用和電動機作用的切換、以及發(fā)電電力 或作為電動機的電流或轉(zhuǎn)矩的控制等。以往搭載在這樣的混合式挖掘機上的混合設(shè)備如日本特開2007-107230號公報 (以下，稱為專利文獻2。)所示地被設(shè)置在發(fā)動機室12等中。在此，對于混合設(shè)備中的自發(fā)熱及耐熱性較弱的蓄電裝置17，為了確保本來的性 能及壽命而必須進行冷卻，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。在專利文獻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。但是在混合動力作業(yè)機械中，在既有的機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的多個設(shè)備。因此，在采用空氣冷卻方式時，在蓄電裝置17的周圍不能夠充分獲得作為冷卻空氣的通路的空間。因此對于蓄電裝置17的冷卻空氣的流動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力作業(yè) 機械。本發(fā)明是一種混合動力作業(yè)機械，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，并且搭載有作為進行發(fā)電機作用和電動機作用的發(fā)電電動機的電源的蓄電裝置， 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，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、即周圍沒有障礙物且通風(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。此外在周圍完全沒有成為維護的障礙的部件，所以包含蓄電裝置的更換的維護作 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)時必需的視野離開 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)明的實施方式的混合挖掘機中的上部旋轉(zhuǎn)體的上部框架的立體圖。圖2是本發(fā)明的實施方式的混合挖掘機中的上部旋轉(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和裝入該架臺的蓄電裝置以及控制器的分解立 體圖。圖4是在該架臺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)造的其他實施方式的局部立體圖。圖8是作為本發(fā)明的應(yīng)用對象例的挖掘機的概略側(cè)視圖。圖9是令該挖掘機為混合式而構(gòu)成時的驅(qū)動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的框圖構(gòu)成圖。
具體實施例方式參照圖1 7說明本發(fā)明的實施方式。在實施方式中，將圖8、9所示的混合挖掘機作為應(yīng)用對象。另外，在實施方式中，對于安裝或搭載在混合挖掘機上的部件及設(shè)備，對于與圖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)動機13，在發(fā)動機13上連接發(fā)電電動機14以及液壓泵15。圖2中22為發(fā)動機13的消聲器。在上部框架21的右側(cè)臺面的后部(從駕駛室10內(nèi)的操縱者看為右斜后方)安裝 架臺23，在該架臺23中裝入包含蓄電裝置17等的混合設(shè)備的多個設(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，在本實施方式中“一側(cè)”與“左側(cè)”對 應(yīng)，“另一側(cè)”與“右側(cè)”對應(yīng)。詳述該點。架臺23如圖3 圖6所示地構(gòu)成為能夠自立的組裝式的獨立的臺，前后左右共計 四根(也可以五根以上)的支柱24...利用多個梁材而被螺栓結(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 (跨過兩者15、16)的狀態(tài)下，該架臺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形成為下面開口的箱狀，控制器殼18b形成為上表面開口的 箱狀，蓄電裝置殼17b經(jīng)由防振固定件25a...(參照圖5、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 (在單獨看蓄電裝置17時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蓄電裝置主體17a和殼17b之間而從通氣口 28進入 至控制器18 (殼18b)內(nèi)。并且與蓄電裝置17相同地通過控制器主體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23中的排氣口 27所開口的一側(cè)的面(架臺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口。另一方面，若令蓄電裝置17位于最高位，則承受太陽的直射熱，因此有可能冷卻 效果降低。于是，作為對于太陽的熱而保護蓄電裝置主體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熱的隔熱層的隔熱材料30。此外，在頂板下面設(shè)置遮斷來自作為發(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。
進而在架臺23的前后以及左右的各側(cè)面(支柱間)在從周圍圍住液壓設(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自液壓設(shè)備(液壓泵15、控制閥16)的熱向架臺外周側(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)置在架臺前方的變換器20等)，以及能夠防止包含來自消聲器22的熱的 發(fā)動機室的熱侵入至架臺23的空間S。此外在架臺23的前面通常安裝控制蓄電池的轉(zhuǎn)換器32，并且在架臺前方經(jīng)由未 圖示的其他的架臺將變換器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 周圍沒有障礙物且通風(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。此外在周圍沒有成為維護障礙的部件，能夠確保充分的維護空間，所以蓄電裝置 17的維護十分容易。進而設(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)時從必要的視野離 開的位置上，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 熱防護蓄電裝置主體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(架臺頂板25)的下方空間及架臺支柱24而在不妨礙 蓄電裝置17的冷卻性能及維護性的狀態(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。(v)將大多同時進行檢查的蓄電裝置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。因此令維護變得更加容易。(vi)能夠?qū)⑼饪?28作為連接兩者17、18的配線的通孔加以利用，因此令配線變 得容易，并且距離最短。其他實施方式(1)圖7表示有關(guān)于從太陽熱防護蓄電裝置主體17a的隔熱層的其他實施方式。在該實施方式中，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 部的多個釋放孔36...。若如此，能夠提高對于太陽熱的隔熱效果而進一步提高蓄電裝置17的冷卻效果。在該實施方式中，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 借助自然對流吸排空氣。此時根據(jù)情況而存在如下可能性實施方式的吸氣口 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)造而采用分別獨立冷卻的構(gòu) 成。此時蓄電裝置17的排氣口被設(shè)置在蓄電裝置殼17b (側(cè)面等)上。(4)在上述實施方式中，在架臺頂板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離開的位置上設(shè)置控制器18。(5)在上述實施方式中在相對于上部框架21獨立組裝的架臺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)選實施方式對本發(fā)明進行了描述，但顯然可以在不脫離本發(fā)明 的權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行應(yīng)用或者替換。
權(quán)利要求
一種混合動力作業(yè)機械，具有下部行進體；上部旋轉(zhuǎn)體，被旋轉(zhuǎn)自如地搭載在上述下部行進體上；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，成為進行發(fā)電機作用和電動機作用的發(fā)電電動機的電源，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，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所述的混合動力作業(yè)機械，其特征為，通過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所述的混合動力作業(yè)機械，其特征為，在上述蓄電裝置的殼的上表面 的內(nèi)側(cè)設(shè)置阻隔太陽熱以保護蓄電裝置主體的隔熱層。
4.如權(quán)利要求3所述的混合動力作業(yè)機械，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所述的混合動力作業(yè)機械，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被組裝入上述上部框架，在該架臺的頂板上設(shè)置上述蓄電裝 置。
全文摘要
一種混合動力作業(yè)機械，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，在該架臺的頂板上設(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)而進行冷卻。
文檔編號B60K6/28GK101949160SQ20101018920
公開日2011年1月19日 申請日期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, 勝原進治, 西村耕一 申請人:神鋼建設(shè)機械株式會社