JP2019127751A - 旋回フレーム及び建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回フレームの強度を確保しつつ、バッテリの冷却性能を向上させる。【解決手段】水平方向に延びるベースプレート２０と、該ベースプレート２０上で、ベースプレート２０の幅方向に延びる横仕切プレート３０と、ベースプレート２０上で、横仕切プレート３０から前方に向かって幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の前部縦仕切プレート４０と、ベースプレート２０上で、横仕切プレート３０から後方に向かって、一対の前部縦仕切プレート４０の間隔よりも大きく幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の後部縦仕切プレートを有する後部強度部材と、ベースプレート２０上で、一対の前部縦仕切プレート４０の間の幅方向位置で、横仕切プレート３０から後方に延びる中央縦仕切プレートと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、旋回フレーム及び建設機械に関する。

特許文献１には、建設機械の一例として電動式ショベルが開示されている。電動式ショベルは、従来の油圧式ショベルのエンジンに代えて、バッテリによって駆動されるモータを備えている。モータを駆動するための多数のバッテリは、電動式ショベルの上部旋回体における旋回フレーム上に設けられている。

特開２０１２−２０２０６７号公報

ところで、バッテリの総数を増やすためには、これらバッテリを支持する旋回フレームに大きな負荷がかかることになる。そのため、旋回フレームの強度をより確保する必要がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、旋回フレームの強度を確保することができる旋回フレーム及び建設機械を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る旋回フレームは、水平方向に延びるベースプレートと、該ベースプレート上で、前記ベースプレートの幅方向に延びる横仕切プレートと、前記ベースプレート上で、前記横仕切プレートから前方に向かって前記幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の前部縦仕切プレートと、前記ベースプレート上で、前記横仕切プレートから後方に向かって、前記一対の前部縦仕切プレートの間隔よりも大きく前記幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の後部縦仕切プレートを有する後部強度部材と、前記ベースプレート上で、一対の前記前部縦仕切プレートの間の幅方向位置で、前記横仕切プレートから後方に延びる中央縦仕切プレートと、を備える。

本発明の一態様に係る建設機械は、水平方向に延びるベースプレートと、該ベースプレート上で、前記ベースプレートの幅方向に延びる横仕切プレートと、前記ベースプレート上で、前記横仕切プレートから前方に向かって前記幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の前部縦仕切プレートと、前記ベースプレート上で、前記横仕切プレートから後方に向かって、前記一対の前部縦仕切プレートの間隔よりも大きく前記幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の後部縦仕切プレートを有する後部強度部材と、前記ベースプレート上で、一対の前記前部縦仕切プレートの間の幅方向位置で、前記横仕切プレートから後方に延びる中央縦仕切プレートと、を備える。

上記態様の旋回フレーム及び建設機械によれば、旋回フレームの強度を確保することができる。

本発明の実施形態に係る電動式ショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式ショベルの上部旋回体から運転席及び車体カバーを取り除いた状態の平面図である。 本発明の実施形態に係る電動式ショベルの旋回フレーム及びバッテリユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動式ショベルの旋回フレームの斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動式ショベルの旋回フレームの平面図である。 本発明の実施形態に係る電動式ショベルのバッテリユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動式ショベルの吸気部における前後方向を含む縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図７を参照して詳細に説明する。
＜電動式ショベル（建設機械）＞
図１及び図２に示すように、建設機械としての電動式ショベル２００は、下部走行体２１０及び上部旋回体２２０を備えている。以下では、電動式ショベル２００が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を上下方向と称する。

下部走行体２１０は、左右一対の履帯２１１を有している。これら履帯２１１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで下部走行体２１０が走行する。以下では、下部走行体２１０の走行方向を前後方向、走行方向前方側を前方、走行方向後方を後方と称する。
下部走行体２１０の前部には、下部走行体２１０の車幅方向（以下、単に幅方向と称する。）に延びる排土板としてのブレード２１２が設けられている。該ブレード２１２は、油圧シリンダによって駆動されることで高さ位置が調整可能とされている。

上部旋回体２２０は、下部走行体２１０上に設けられている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５を介して下部走行体２１０に接続されている。スイングサークル２１５は、上下方向に延びる旋回軸線を中心とした円環状をなしている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５によって、下部走行体２１０に対して旋回軸線回りに旋回可能とされている。

上部旋回体２２０には作業機２２１が設けられている。作業機２２１は、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４を有する。作業機２２１は、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４がそれぞれ各油圧シリンダにより駆動されることで掘削等の各種作業を行う。以下では、作業機２２１が電動式ショベル２００の前方を向いている状態における上部旋回体２２０の幅方向を単に「幅方向」と称する。また、幅方向の中央に向かう方向を「幅方向内側」と称し、幅方向の中央から右側又は左側に向かう方向を「幅方向外側」と称する。

上部旋回体２２０の底部には旋回フレーム１０が設けられている。旋回フレーム１０上には、作業者の運転席２２５が設けられている。上部旋回体２２０の幅方向両側及び後方側の部分は、車体カバー２２６によって覆われている。旋回フレーム１０の後部には、バッテリユニット１００が設けられている。

図２に示すように、上部旋回体２２０の内部には、インバータ１、メインモータ２、油圧ポンプ３、油圧バルブ４、作動油タンク５、フィルタボックス６、冷却ユニット７、パワーデリバリユニット８、及び、旋回用モータ９等の機器が設けられている。

インバータ１は、バッテリユニット１００から供給される直流電力を任意の周波数の交流電力に変換して出力する。
メインモータ２は、インバータ１から出力される交流電力によって回転駆動される。
油圧ポンプ３は、メインモータ２によって駆動されることで油圧を生成する。作動油タンク５は、油圧ポンプ３に供給される作動油を貯留している。
油圧バルブ４は、油圧ポンプ３によって生成される油圧を各油圧シリンダに分配する。

フィルタボックス６は、作動油から埃、粒子等の異物を除去する。
冷却ユニット７は、作動油と外部の空気とを熱交換させることで作動油を冷却する。
パワーデリバリユニット８は、バッテリユニット１００からの直流電力を各種電気機器に配電する。
旋回用モータ９は、インバータ１から出力される交流電力によって回転駆動される。旋回用モータ９の駆動力は、図示しないスイングピニオンを介してスイングサークル２１５に伝達される。これによって、上部旋回体２２０が下部旋回体に対して旋回駆動する。
これらの機器は、図２及び図３に示す旋回フレーム１０又はバッテリユニット１００上に配置されている。

＜旋回フレーム＞
次に旋回フレーム１０について図４及び図５を参照して説明する。旋回フレーム１０は上部旋回体２２０のベースとなるフレームである。
旋回フレーム１０は、ベースプレート２０、横仕切プレート３０、一対の前部縦仕切プレート４０、前部補強プレート４２、ブラケット４１、一対の後部強度部材５０、中央縦仕切プレート７０、中央載置部７１、後部補強プレート８０、及び、シール部材９０（図５に図示）を有している。旋回フレーム１０は、これらの部材が溶接等によって組み立てられることで構成されている。

＜ベースプレート＞
ベースプレート２０は、水平方向に延びる板状をなす部材である。即ち、ベースプレート２０は、前後方向及び幅方向に向かって水平面に沿って延びている。ベースプレート２０は、一枚の鋼板によって構成されていてもよいし、複数の鋼板を組み合わせることで構成されていてもよい。ベースプレート２０の下面はスイングサークル２１５上に固定されている。これによって、旋回フレーム１０は、スイングサークル２１５によって下方から支持されている。

＜横仕切プレート＞
横仕切プレート３０は、ベースプレート２０の上面から上方に向かって突出するとともに幅方向にわたって延びる板状の部材である。横仕切プレート３０は、幅方向を長手方向として延びている。横仕切プレート３０は、ベースプレート２０における前後方向の中央よりも前方側の部分に配置されている。横仕切プレート３０は、ベースプレート２０の幅方向両側の端部、即ち、左右両側の端部にわたって延びている。

＜前部縦仕切プレート＞
前部縦仕切プレート４０は、ベースプレート２０の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。前部縦仕切プレート４０は、ベースプレート２０の上面における横仕切プレート３０の前方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、前部縦仕切プレート４０は、左右に間隔をあけて一対が設けられている。一対の前部縦仕切プレート４０は、それぞれベースプレート２０の幅方向両側の端部よりも幅方向内側に離間して配置されている。

前部縦仕切プレート４０は、後方側の端部が横仕切プレート３０の前方側を向く面に接続されている。即ち、前部縦仕切プレート４０は、横仕切プレート３０から前方に延びるように設けられている。前部縦仕切プレート４０の後端におけるベースプレート２０の上面からの高さは、横仕切プレート３０のベースプレート２０の上面からの高さと同一とされている。前部縦仕切プレート４０は、後端から前方側に向かうに従って、ベースプレート２０の上面からの高さが高くなるように形成されている。

一対の前部縦仕切プレート４０は、横仕切プレート３０との接続箇所である後方側の端部から前方側に向かうに従って、互いに近接するように設けられている。
一対の前部縦仕切プレート４０は、平面視にて前方側に向かうに従って幅方向内側に向かうように傾斜して延びている。

ベースプレート２０上における一対の前部縦仕切プレート４０の間の領域は、前部中央領域Ｒ１とされている。前部中央領域Ｒ１には、ベースプレート２０を上下方向に貫通するモータ挿通孔２１が設けられている。モータ挿通孔２１は、平面視にて円形をなしている。モータ挿通孔２１には、旋回用モータ９が上下方向に貫通するように挿入されている。

ベースプレート２０上における一対の前部縦仕切プレート４０の幅方向外側の領域は、前部側部領域Ｒ２とされている。ベースプレート２０上には、左右一対の前部側部領域Ｒ２が設けられている。本実施形態では図２に示すように、一対の前部側部領域Ｒ２のうちの一方には、油圧バルブ４が設けられており、他方には作動油タンク５及び冷却ユニット７が設けられている。

＜前部補強プレート＞
前部補強プレート４２は、一対の前部縦仕切プレート４０の前部で、これら一対の前部縦仕切プレート４０の上端に一体に固定されている。前部補強プレート４２は、一対の前部縦仕切プレート４０の配置に応じて、平面視にて前方に向かうに従って幅方向の間隔が小さくなる形状をなしている。前部補強プレート４２の後端は、ベースプレート２０のモータ挿通孔２１よりも前方に位置している。

＜ブラケット＞
ブラケット４１は、一対の前部縦仕切プレート４０及び前部補強プレート４２の前端に固定されている。ブラケット４１は、上下方向に貫通する円筒状をなす部材である。当該円筒状の外周面に一対の前部縦仕切プレート４０及び前部補強プレート４２の前端が一体に固定されている。ブラケット４１を介して作業機２２１がベースプレート２０に支持されている。

＜後部強度部材＞
後部強度部材５０は、ベースプレート２０上における横仕切プレート３０の後方側に設けられている。後部強度部材５０のベースプレート２０の上面からの高さは、横仕切プレート３０及び前部縦仕切プレート４０におけるベースプレート２０の上面からの高さよりも低い。後部強度部材５０は、後部縦仕切プレート５１及び載置部６０を有する。

＜後部縦仕切プレート＞
後部縦仕切プレート５１は、ベースプレート２０の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。後部縦仕切プレート５１は、ベースプレート２０の上面における横仕切プレート３０の後方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、後部縦仕切プレート５１は、左右に一対が設けられている。一対の後部縦仕切プレート５１の幅方向の間隔は、一対の前部縦仕切プレート４０の後端におけるこれら前部縦仕切プレート４０の幅方向の間隔よりも大きい。即ち、後部縦仕切プレート５１は、前部縦仕切プレート４０と前後方向に連続してはいない。一対の後部縦仕切プレート５１は、それぞれベースプレート２０の幅方向両側の端部よりも幅方向内側に離間して配置されている。一対の後部縦仕切プレート５１は、それぞれ対応する前部縦仕切プレート４０よりもベースプレート２０の幅方向の端部に近接して配置されている。

後部縦仕切プレート５１は、前方側の端部が横仕切プレート３０の後方側を向く面に接続されている。即ち、後部縦仕切プレート５１は、横仕切プレート３０から後方に延びるように設けられている。一対の後部縦仕切プレート５１は、平面視にて互いに平行をなすように前後方向に延びている。一対の後部縦仕切プレート５１の後端は、ベースプレート２０の後端まで延びている。

後部縦仕切プレート５１におけるベースプレート２０の上面からの高さは、横仕切プレート３０及び前部縦仕切プレート４０におけるベースプレート２０の上面からの高さよりも低い。後部縦仕切プレート５１の上端における前方側の部分である前部上端５２は、該後部縦仕切プレート５１の上端における後方側の部分である後部上端５３よりもベースプレート２０の上面からの高さが高い。前部上端５２及び後部上端５３は、段部５４を介して互いに接続されている。前部上端５２及び後部上端５３は、それぞれ水平方向に沿う平坦状をなしている。前部上端５２の前端は、横仕切プレート３０に接続されている。後部上端５３の後端は、後部縦仕切プレート５１の後端に接続されている。

ベースプレート２０の上面における一対の後部縦仕切プレート５１の間の領域は、後部中央領域Ｒ３とされている。ベースプレート２０の後部中央領域Ｒ３における後方側の部分には、該ベースプレート２０を上下方向に貫通する吸気孔２２が形成されている。吸気孔２２は、幅方向に離間して一対が形成されている。吸気孔２２は、平面視で、幅方向を長手方向とするとともに前後方向を短手方向とした矩形状をなしている。
ベースプレート２０上における一対の後部縦仕切プレート５１の幅方向外側の領域は、後部側部領域Ｒ４とされている。ベースプレート２０上には、左右一対の後部側部領域Ｒ４が設けられている。図２に示すように、一対の後部側部領域Ｒ４の一方にはメインモータ２及び油圧ポンプ３が設けられ、他方にはパワーデリバリユニット８が設けられている。

＜載置部＞
載置部６０は、平面視にて矩形状をなすブロック状の部材である。載置部６０は、ベースプレート２０上で、後部縦仕切プレート５１に接触して設けられている。即ち、載置部６０は、ベースプレート２０及び後部縦仕切プレート５１に一体に固定されている。載置部６０の上面は、水平面に沿う平坦状をなす載置面６１とされている。載置面６１は、載置部６０の形状に従って平面視で矩形状をなしている。載置面６１には、下方に向かって凹むようにボルト孔６２が形成されている。
本実施形態では、載置部６０として、側部載置部６０Ａ及び後部載置部６０Ｂが設けられている。

＜側部載置部＞
側部載置部６０Ａは、平面視にて、前後方向を長手方向とし、幅方向を短手方向とする矩形状をなしている。
側部載置部６０Ａは、後部縦仕切プレート５１の幅方向外側となる後部側部領域Ｒ４に面するように設けられている。側部載置部６０Ａは、後部縦仕切プレート５１の幅方向外側を向く面に当接している。

各後部縦仕切プレート５１には、前後方向に離間する二つの側部載置部６０Ａが接するように設けられている。これにより、本実施形態は計４つの側部載置部６０Ａが設けられている。
前方側に配置された側部載置部６０Ａは、後部縦仕切プレート５１の段部５４よりも前方側に配置されている。前方側の側部載置部６０Ａは、前端が横仕切プレート３０に当接している。前方側の側部載置部６０Ａの載置面６１は、後部縦仕切プレート５１の前部上端５２と面一とされている。即ち、前方側の側部載置部６０Ａの載置面６１におけるベースプレート２０の上面からの高さは、後部縦仕切プレート５１の前部上端５２におけるベースプレート２０の上面からの高さと同一とされている。なお、ここでの「面一」との文言は、製作誤差による多少のずれをも包含する意味として用いられており、即ち、「ほぼ面一」であればよい。以下でも同様である。前方側の側部載置部６０Ａの載置面６１と前部上端５２とは幅方向に互いに連続するように設けられている。

後方側に配置された側部載置部６０Ａは、後部縦仕切プレート５１の段部５４よりも後方側に配置されている。後方側の側部載置部６０Ａは、ベースプレート２０及び後部縦仕切プレート５１の後端よりも前方側に位置している。後方側の側部載置部６０Ａの載置面６１におけるベースプレート２０の上面からの高さは、後部縦仕切プレート５１の後部上端５３におけるベースプレート２０の上面からの高さよりも高い。後方側に配置された側部載置部６０Ａの載置面６１におけるベースプレート２０の上面からの高さは、前方側の側部載置部６０Ａの載置面６１及び後部縦仕切プレート５１の前部上端５２におけるベースプレート２０の上面からの高さと同一とされている。即ち、後方側の側部載置部６０Ａの載置面６１は、前方側の側部載置部６０Ａの載置面６１及び後部縦仕切プレート５１の前部上端５２と同一の水平面上に位置している。後方側の側部載置部６０Ａの載置面６１は、幅方向内側の端部が後部縦仕切プレート５１の後部上端５３上に張り出すように形成されていることで、後部上端５３に乗り上がっている。

＜後部載置部＞
後部載置部６０Ｂは、平面視にて、前後方向を短手方向とし、幅方向を長手方向とする矩形状をなしている。
後部載置部６０Ｂは、後部縦仕切プレート５１の幅方向内側となる後部中央領域Ｒ３に面するように設けられている。後部載置部６０Ｂは、後部縦仕切プレート５１の幅方向内側を向く面に当接している。
後部載置部６０Ｂは、各後部縦仕切プレート５１に対応するように一つが設けられている。これにより、本実施形態は計２つの後部載置部６０Ｂが設けられている。

後部載置部６０Ｂは、後方側の側部載置部６０Ａよりもさらに後方に設けられている。本実施形態では、後部載置部６０Ｂは、ベースプレート２０及び後部縦仕切プレート５１の後端に対応する位置に設けられている。左右一対の後部載置部６０Ｂは、幅方向に離間して配置されている。一対の後部載置部６０Ｂは、それぞれベースプレート２０の一対の吸気孔２２の後方側で、該吸気孔２２の幅方向に沿うように延びている。一対の後部載置部６０Ｂのうち、左側の後部載置部６０Ｂの幅方向の寸法は、右側の後部載置部６０Ｂの幅方向の寸法よりも短い。

後部載置部６０Ｂの載置面６１におけるベースプレート２０の上面からの高さは、後部縦仕切プレート５１の後部上端５３におけるベースプレート２０の上面からの高さよりも高い。後部載置部６０Ｂの載置面６１におけるベースプレート２０の上面からの高さは、各側部載置部６０Ａの載置面６１及び後部縦仕切プレート５１の前部上端５２におけるベースプレート２０の上面からの高さと同一とされている。即ち、後部載置部６０Ｂの載置面６１は、側部載置部６０Ａの載置面６１及び後部縦仕切プレート５１の前部上端５２と同一の水平面上に位置している。後部載置部６０Ｂの載置面６１は、幅方向外側の端部が後部縦仕切プレート５１の後部上端５３上に張り出すことで後部上端５３上に乗り上がっている。

＜中央縦仕切プレート＞
中央縦仕切プレート７０は、ベースプレート２０の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。中央縦仕切プレート７０は、一対の後部縦仕切プレート５１の間の後部中央領域Ｒ３に左右の後部縦仕切プレート５１と幅方向に離間して設けられている。中央縦仕切プレート７０は、一対の後部縦仕切プレート５１の間の中央に設けられている。中央縦仕切プレート７０の幅方向の位置は、一対の前部縦仕切プレート４０の間の位置とされている。即ち、中央縦仕切プレート７０は、前部縦仕切プレート４０と前後方向に連続してはいない。中央縦仕切プレート７０は、前方側の端部が横仕切プレート３０の後方側を向く面に接続されている。即ち、中央縦仕切プレート７０は、横仕切プレート３０から後方に延びるように設けられている。中央縦仕切プレート７０は、一対の後部縦仕切プレート５１と平行をなすように前後方向に延びている。中央縦仕切プレート７０の後端は、ベースプレート２０の後端及び後部縦仕切プレート５１の後端よりも前方側に位置している。中央縦仕切プレート７０におけるベースプレート２０の上面からの高さは、後部縦仕切プレート５１におけるベースプレート２０の上面からの高さよりも高い。即ち、中央縦仕切プレート７０の後部は、後端に向かうに従ってベースプレート２０の上面からの高さが徐々に小さくなるように形成されている。

＜中央載置部＞
中央載置部７１は、平面視にて矩形状をなすブロック状の部材である。中央載置部７１は、ベースプレート２０上の後部中央領域Ｒ３に、中央縦仕切プレート７０の後端に接触して設けられている。即ち、中央載置部７１は、ベースプレート２０及び中央縦仕切プレート７０に一体に固定されている。中央載置部７１の上面は、水平面に沿う平坦状をなす中央載置面７２とされている。中央載置部７１の中央載置面７２には、中央載置部７１の形状に従って平面視で矩形状をなしている。中央載置部７１には、上下方向に貫通するようにボルト孔７３が形成されている。中央載置部７１は、ベースプレート２０に形成された一対の吸気孔２２の間で、後部載置部６０Ｂよりも前方側に配置されている。

＜後部補強プレート＞
後部補強プレート８０は、水平方向に延びる板状をなす部材である。後部補強プレート８０は、ベースプレート２０よりも厚さが大きく形成されていてもよい。後部補強プレート８０は、ベースプレート２０上における後部中央領域Ｒ３に、該ベースプレート２０に重ねられるように設けられている。後部補強プレート８０は、横仕切プレート３０及び後部縦仕切プレート５１に接触して設けられている。

本実施形態では、後部補強プレート８０は、中央縦仕切プレート７０によって幅方向に分断されるように二つが設けられている。
各後部補強プレート８０は、前端が横仕切プレート３０に幅方向にわたって当接している。各後部補強プレート８０は、幅方向の両端が、後部縦仕切プレート５１及び中央縦仕切プレート７０に当接している。

各後部補強プレート８０の後端８１は、平面視にて複数の辺によって構成されている。即ち後部補強プレート８０の後端８１は、詳しくは図５に示すように、傾斜辺８２、円弧辺８３及び突出辺８４によって構成されている。
傾斜辺８２は、幅方向外側の端部が後部縦仕切プレート５１に接続されている。傾斜辺８２は、後部縦仕切プレート５１から幅方向内側に向かうに従って前方側に向かって延びるように直線状に傾斜している。

円弧辺８３は、傾斜辺８２の幅方向内側の端部に接続されている。円弧辺８３は、平面視にて、スイングサークル２１５の外縁に沿って円弧状に延びている。即ち、円弧辺８３は、環状をなすスイングサークル２１５の中心と同一の中心を有する円弧である。円弧辺８３は、スイングサークル２１５と同一の半径、又は、該スイングサークル２１５よりも大きい半径を有している。
突出辺８４は、円弧辺８３の幅方向内側の端部からさらに後方側に向かって突出するように形成された辺であって、中央縦仕切プレート７０に接続されている。
＜シール部材＞
シール部材９０は、図５に示すように、ベースプレート２０上における後部中央領域Ｒ３を周囲から囲うように設けられた部材である。シール部材９０は、スポンジ、ゴム等の弾性材料から形成されている。本実施形態では、シール部材９０として、側部シール９１、後部シール９２及び前部シール９３が設けられている。

側部シール９１は、後部縦仕切プレート５１における後部上端５３上に設けられている。側部シール９１は、後部上端５３に沿うように、かつ、後部上端５３に張り出した載置面６１を避けるように前後方向に延びている。
後部シール９２は、ベースプレート２０上の後部中央領域Ｒ３における左右一対の後部載置部６０Ｂにわたって幅方向に延びている。
前部シール９３は、ベースプレート２０上の後部中央領域Ｒ３の前端に幅方向に延びている。本実施形態では、後部補強プレート８０上に設けられている。前部シール９３は、横仕切プレート３０の後方側を向く面に幅方向にわたって接触している。本実施形態では、中央縦仕切プレート７０によって幅方向に分断されるようにして一対の前部シール９３が設けられている。

＜バッテリユニット＞
次にバッテリユニット１００について図３及び図６を参照して説明する。
図３及び図６に示すように、バッテリユニット１００は、複数のバッテリケース１１０、これらバッテリケース１１０のそれぞれに収容されたバッテリ１５５（図６に図示）、及び、バッテリユニット１００の上部に配置された蓋部１３５（図３図示）を有している。

＜バッテリケース＞
バッテリケース１１０は、平面視で矩形状をなす枠状をなすバッテリケース本体１２０を有している。これによりバッテリケース１１０の内側は、上下方向に連通している。バッテリケース１１０の内側には、該バッテリケース１１０の内側の空間を幅方向に２つに区画する区画プレート１１１が設けられている。該区画プレート１１１は、前後方向に延びる板状をなしている。本実施形態では、バッテリケース１１０の内側には、幅方向に間隔をあけて二つの区画プレート１１１が設けられている。これら区画プレート１１１によって、バッテリケース１１０には、幅方向に離間してそれぞれ一対の収容空間が形成されている。

これらバッテリケース１１０は、上下方向に複数（本実施形態では４つ）が積層されている。各バッテリケース１１０のバッテリボックス本体１２０における幅方向外側を向く面である一対の側面１２３、及び、各バッテリケース本体１２０における後方側を向く面である背面１２２は、それぞれ互いに同一の鉛直面上に面一に配置されている。

複数のバッテリケース１１０のうち最上部に位置するバッテリケース１１０Ａは、前後方向の寸法が他のバッテリケース１１０よりも小さく形成されている。これにより、最上部のバッテリケース１１０Ａを除く複数のバッテリケース本体１２０は、前方を向く前面１２１Ｂが互いに同一の鉛直面上に面一に配置される一方、最上部のバッテリケース１１０Ａにおけるバッテリケース本体１２０の前方を向く前面１２１Ａは、他のバッテリケース１１０の前面１２１Ｂよりも後方側に後退して配置されている。最上部のバッテリケース１１０Ａの収容空間は、他のバッテリケース１１０の収容空間よりも容積が小さい。

複数のバッテリケース１１０のうち最下部に位置するバッテリケース１１０Ｂのバッテリケース本体１２０には、スリット１３０が形成されている。スリット１３０は、バッテリケース本体１２０の前面１２１Ｂ及び底部に開口している。スリット１３０はバッテリケース本体１２０の前面１２１Ｂから後方に向かって前後方向に平行に延びている。スリット１３０は、バッテリケース本体１２０の幅方向の中央に形成されている。

最下部のバッテリケース１１０Ｂのバッテリケース本体１２０には、被固定部１４０が設けられている。該被固定部１４０は、当該バッテリケース本体１２０の外面から該外面の外方に向かって突出するように設けられている。被固定部１４０は、最下部のバッテリケース本体１２０の外面となる側面１２３及び背面１２２（図２に図示）に設けられている。被固定部１４０は、バッテリケース本体１２０の外面の下部から水平方向に突出する板状をなす板部１４１と、該板部１４１を外面に支持する一対のリブ１４３とを有している。板部１４１の下面は、バッテリケース本体１２０の底部と面一とされている。板部１４１には該板部１４１を上下に貫通する貫通孔１４２が設けられている。一対のリブ１４３は、外面に沿う水平方向に間隔をあけて、該外面と板部１４１の上面とに一体に固定されている。

バッテリケース１１０Ｂの複数の被固定部１４０は、旋回フレーム１０の載置面６１と対応するように設けられている。これによって、図２及び図３に示すように、各被固定部１４０は、各載置面６１に載置されている。即ち、各被固定部１４０の板部１４１の下面が、載置面６１上に当接している。この状態で、被固定部１４０は、ボルト１５０等の固定部材によって、載置面６１に固定されている。即ち、被固定部１４０の板部１４１の貫通孔１４２を挿通したボルト１５０の軸部が、載置面６１のボルト孔６２に締結されている。
最下部のバッテリケース１１０Ｂの底部の一部は、旋回フレーム１０の中央載置面７２上に載置された状態でボルト等の固定部材によって固定されている。最下部のバッテリケース１１０Ｂのスリット１３０内には、旋回フレーム１０の中央縦仕切プレート７０が挿入されている。

各バッテリケース本体１２０の一対の側面１２３同士の間隔は、一対の後部縦仕切プレート５１の幅方向外側を向く面同士の間隔と同一とされている。これによって、バッテリケース１１０の側面１２３をなす壁部の下面の一部は、後部縦仕切プレート５１の前部上端５２に対して前後方向にわたって当接している。
シール部材９０としての側部シール９１、後部シール９２及び前部シール９３は、それぞれ最下部のバッテリケース１１０に密着する。これによって、最下部のバッテリケース１１０の底部とベースプレート２０の上面との間には、周囲から隔離された空間が形成されている。

＜バッテリ＞
バッテリ１５５は、インバータ１やパワーデリバリユニット８に直流電力を供給する。バッテリ１５５は、各バッテリケース１１０の収容空間となるバッテリケース本体１２０の内側に複数が設けられている。バッテリケース本体１２０の内面には各バッテリ１５５を支持するための凸部（図示省略）が設けられている。各バッテリケース１１０の左右の収容空間内には前後方向に複数のバッテリ１５５が配列されるように収容されている。最上部のバッテリケース１１０は容積が他のバッテリケース１１０よりも小さいため、他のバッテリケース１１０に比べて収容されるバッテリ１５５の数が小さい。本実施形態では、最上部のバッテリケース１１０には８個のバッテリ１５５が収容され、該最上部以外のバッテリケース１１０には１４個のバッテリ１５５が収容されている。これにより、バッテリユニット１００全体で、計５０個のバッテリ１５５を収容している。
バッテリケース１１０はバッテリ１５５を収容した状態でも、上下に連通状態とされている。これにより、バッテリ１５５の周囲の空気は、バッテリケース１１０内外を上下に流通可能とされている。

＜蓋部＞
蓋部１３５は、バッテリケース１１０の上部を閉塞する部材であって、本実施形態では、図３に示すように、前部蓋部１３６及び後部蓋部１３７を有している。
前部蓋部１３６は、上から２段目のバッテリケース１１０を上方から閉塞している。後部蓋部１３７は、最上部のバッテリケース１１０を上方から閉塞している。前部蓋部１３６及び後部蓋部１３７には、下方の空気を上方に送風するファン１３８が幅方向に間隔をあけてそれぞれ一対が設けられている。
図２に示すように、後部蓋部１３７上には、フィルタボックス６及びインバータ１が設けられている。

＜吸気部＞
旋回フレーム１０のベースプレート２０上における吸気孔２２の上方には、詳しくは図７に示すように、吸気部１６０が設けられている。吸気部１６０は、吸気カバー１６１と案内板１６２を有する。
吸気カバー１６１は、ベースプレート２０の上面に設けられている。吸気カバー１６１は、吸気孔２２を幅方向両側、後方側及び上方側から覆いながら前方側（水平方向一方側）に開口している。吸気カバー１６１は、吸気孔２２の形状に応じて、平面視で前後方向を短手方向、幅方向を長手方向とした矩形状をなしている。

案内板１６２は、吸気カバー１６１の内側に前後方向に間隔をあけて複数が設けられている。案内板１６２は幅方向の両側が吸気カバー１６１の外面に固定されている。案内板１６２は、それぞれ上方に向かうに従って後方側（水平方向他方側）に延びるように傾斜している。複数の案内板１６２の下端は、ベースプレート２０の下面と同一の高さ位置、又は当該下面よりも上方に位置している。複数の案内板１６２の上端は、ベースプレート２０の上面よりも上方の高さ位置に配置されており、吸気カバー１６１の内面の上部よりも下方に位置している。これにより、案内板１６２の上端は、吸気カバー１６１の内面の上部から下方に間隔をあけて配置されている。各案内板１６２の上端及び下端の高さは同一とされている。複数の案内板１６２のうち最前部の案内板１６２の下端は、ベースプレート２０に幅方向にわたって接触している。

＜作用効果＞
上記構成の電動式ショベル２００の旋回フレーム１０には、上部旋回体２２０の旋回時や作業機２２１による掘削作業時に旋回フレーム１０を捩じらせるような荷重が付与される。バッテリユニット１００の重量が大きい場合には、当該荷重は特に顕著となる。
これに対して、旋回フレーム１０のベースプレート２０上に、横仕切プレート３０、前部縦仕切プレート４０、後部縦仕切プレート５１及び中央縦仕切プレート７０が設けられているため、上記捩じれの荷重に対する強度を確保することができる。

即ち、本実施形態では、上部旋回体２２０の旋回時にベースプレート２０に付与される荷重を、横仕切プレート３０、前部縦仕切プレート４０、後部縦仕切プレート５１及び中央縦仕切プレート７０で分散して受けることができる。これにより、旋回フレーム１０全体としての捩じれ変形を抑制できる。

前部縦仕切プレート４０は、後部縦仕切プレート５１や中央縦仕切プレート７０とは前後方向に連続しておらず、互いに幅方向に離間している。そのため、前部縦仕切プレート４０にベースプレート２０から伝達された荷重は、直接的に後部縦仕切プレート５１や中央縦仕切プレート７０に伝達されず、横仕切プレート３０を介して伝達される。反対に、後部縦仕切プレート５１や中央縦仕切プレート７０にベースプレート２０から伝達された荷重は、横仕切プレート３０を介して前部縦仕切プレート４０に伝達される。そのため、ベースプレートの全体で荷重をより分散させることができ、強度の向上を図ることができる。

特に、ベースプレート２０の前部には作業機２２１が設けられているため、大きな荷重を受けることになる。本実施形態では、当該前部の荷重を受ける一対の前部縦仕切プレート４０のそれぞれが、横仕切プレート３０を介して、後部縦仕切プレート５１と中央縦仕切プレート７０とに挟まれている。そのため、各前部縦仕切プレート４０に付与される荷重は、前部縦仕切プレート４０を挟む後部縦仕切プレート５１及び中央縦仕切プレート７０に分散して伝達される。これにより、旋回フレーム１０全体としての耐久性を向上させることができる。

また、ベースプレート２０の体幹となる中央側に配置された中央縦仕切プレート７０の高さが後部縦仕切プレート５１よりも高いため、旋回フレーム１０の強度をより向上させることができる。

本実施形態では、バッテリユニット１００のバッテリケース１１０が、左右一対の後部強度部材５０にわたって配置された状態でこれら一対の後部強度部材５０に一体に固定されている。特に本実施形態では、バッテリケース１１０は各後部強度部材５０の載置面６１上に載置された状態で固定されている。これによって、ベースプレート２０に対し後部強度部材５０のみならずバッテリケース１１０が一体に幅方向にわたった状態で固定一体化されるため、当該バッテリケース１１０自体をベースプレート２０の強度向上に寄与させることができる。即ち、バッテリケース１１０が強度部材として機能することで、旋回フレーム１０の強度をより高めることができる。

また、バッテリユニット１００がベースプレート２０に直接的に載置されているのではなく、ベースプレート２０上の後部強度部材５０上に載置されているため、バッテリユニット１００の底部とベースプレート２０の上面との間には空間が形成される。当該空間が形成されることによって、バッテリユニット１００の下方に空気を導くことができる。これによって、バッテリユニット１００を下方から効率的に冷却することができる。また、例えばベースプレート２０が浸水した場合であっても、上記空間の存在によって、バッテリユニット１００に当該浸水が及ぶことを抑制することができる。

後部強度部材５０は前部縦仕切プレート４０よりもベースプレート２０の上面からの高さが小さくされている。これによって、当該後部強度部材５０上に配置されたバッテリユニット１００の高さを小さくすることができる。バッテリユニット１００は、重量物としてのカウンタウェイトを兼ねているため、運転席２２５の後方側に配置されている。バッテリユニット１００の高さを抑えることで、運転席２２５からの後方側の視界性を確保することができる。

なお、後部強度部材５０の高さが低くなることで、後部強度部材５０単体では、前部縦仕切プレート４０に比べて強度向上の寄与が低くなる。しかしながら、本実施形態では、当該後部強度部材５０上に載置されて固定されたバッテリユニット１００自体が強度部材として寄与するため、横仕切プレート３０より後方での強度を大きく確保することができる。
したがって、バッテリユニット１００の冷却性能、運転席２２５からの後方側の視界を確保しながら、旋回フレーム１０の強度向上を図ることができる。

本実施形態では後部強度部材５０が、後部縦仕切プレート５１及び該後部縦仕切プレート５１に隣接してベースプレート２０上に設けられた載置部６０とから構成されている。そのため、後部縦仕切プレート５１によってベースプレート２０の横仕切プレート３０よりも後方側の部分の強度をある程度確保した上で、後部縦仕切プレート５１に載置部６０を介してバッテリケース１１０を一体に接続することができる。バッテリケース１１０の寄与によって、後部縦仕切プレート５１の剛性をより高めることができるため、旋回フレーム１０の強度を大きく確保することができる。

本実施形態では、載置部６０として側部載置部６０Ａ及び後部載置部６０Ｂが設けられている。これによって、バッテリユニット１００を該バッテリユニット１００の側部及び後部で固定することができる。したがって、バッテリユニット１００におけるバッテリケース１１０と後部縦仕切プレート５１との一体性をより確保することができ、旋回フレーム１０の強度をより一層確保することができる。

側部載置部６０Ａ及び後部載置部６０Ｂには、枠状をなすバッテリケース本体１２０の外面から外方に突出する被固定部１４０が載置されて固定される。そのため、バッテリユニット１００を載置部６０上に載置した状態で、バッテリユニット１００と載置部６０との固定作業を行うことができる。したがって、バッテリユニット１００を固定する際における作業の煩雑さを回避することができる。

ベースプレート２０には吸気孔２２が形成されているため、当該吸気孔２２を介して、ベースプレート２０の上面とバッテリユニット１００の底部との間の空間に適切に空気を供給することができる。当該空間に供給された空気は、枠状をなすバッテリケース本体１２０の内側を上方に向かって通過する過程でバッテリ１５５を冷却する。
本実施形態では、バッテリケース１１０の上部にファン１３８を有する蓋部１３５を有しているため、バッテリケース１１０を保護しつつ、当該ファン１３８を介して下方から上方に向かって円滑に空気を流通させることができる。

吸気孔２２からベースプレート２０上の空間に入り込む空気は、吸気部１６０を通過する。吸気部１６０には、上方に向かうに従って、空気の掃出し口となる開口部とは反対側に向かって傾斜する案内板１６２が設けられている。これによって、吸気孔２２を介して走行時や洗車時に内部への侵入してくる水分は、吸気カバー１６１とは開口方向とは逆側に案内されるため、上記空間内に水分が入り込んでしまうことを抑制することができる。

また、ベースプレート２０の上面とバッテリユニット１００の底部との空間は、シール部材９０によって周囲から囲われている。即ち、当該空間と周囲との隙間がシール部材９０によって閉塞されている。これによって、吸気孔２２から当該空間内に入り込んだ空気を外部に漏らすことなく、バッテリユニット１００内に導入することができる。
さらに、バッテリユニット１００の幅方向外側に配置されたメインモータ２、油圧ポンプ３、パワーデリバリユニット８等の機器からの発熱の影響を受けた空気が上記空間内に入り込むことを抑制できる。これによって、バッテリユニット１００の冷却性能を向上させることができる。

バッテリユニット１００を旋回フレーム１０上に取り付ける際には、上部旋回体２２０から車体カバー２２６を外した状態で、クレーン等で吊り上げたバッテリケース１１０を後方から前方に向かって移動させて載置させればよい。この際、中央縦仕切プレート７０がバッテリケース１１０のスリット１３０に挿入されることで、当該中央縦仕切プレート７０がガイドとして機能する。したがって、バッテリユニット１００を所望の配置箇所まで円滑に移動させることができる。

当該中央縦仕切プレート７０に一体に設けられた中央載置部７１にバッテリケース１１０が載置された状態で固定されているため、上記同様、ベースプレート２０の中央側の部分でも当該バッテリケース１１０を強度部材として機能させることができる。

ベースプレート２０における横仕切プレート３０の後方側には後部補強プレート８０が設けられているため、ベースプレート２０の後部の強度をより確保することができる。後部補強プレート８０の後端８１は、ベースプレート２０の下面に当接するスイングサークル２１５の外縁に沿う円弧状の円弧辺８３を有しているため、スイングサークル２１５からベースプレート２０に伝わる反力を後部補強プレート８０で受けることができる。これによって、ベースプレート２０の変形をより適切に抑えることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態では、後部強度部材５０が後部縦仕切プレート５１及び載置部６０から構成される例について説明したが、これに限定されることはない。例えば後部強度部材が、一体成形された部材であってもよい。この場合も当該後部強度部材の一部に載置面が形成されていることで、バッテリケース１１０を一体的に固定することができ、強度向上を図ることができる。

ベースプレート２０は複数の板材を接合して形成してもよい。この場合、より強度が必要な箇所の板厚を厚くする一方、強度が足りる箇所については軽量化の観点から板厚を薄くしてもよい。例えば、中央縦仕切プレート７０及び中央載置部７１の配置箇所の板厚を他の箇所よりも大きくしてもよい。

実施形態では、建設機械の例として、エンジンを搭載せずにモータによって油圧ポンプ３を駆動する電動式ショベル２００について説明したがこれに限定されることはない。例えば、エンジンを搭載する従来型の油圧式ショベルや、作業機２２１等の駆動も全て電動で行うショベル、さらにはケーブルを介して外部から電力が供給される電動ショベルに本発明を適用してもよい。また、他の建設機械に本発明を適用してもよい。

１…インバータ、２…メインモータ、３…油圧ポンプ、４…油圧バルブ、５…作動油タンク、６…フィルタボックス、７…冷却ユニット、８…パワーデリバリユニット、９…旋回用モータ、１０…旋回フレーム、２０…ベースプレート、２１…モータ挿通孔、２２…吸気孔、３０…横仕切プレート、４０…前部縦仕切プレート、４１…ブラケット、４２…前部補強プレート、５０…後部強度部材、５１…後部縦仕切プレート、５２…前部上端、５３…後部上端、５４…段部、６０…載置部、６０Ａ…側部載置部、６０Ｂ…後部載置部、６１…載置面、６２…ボルト孔、７０… 中央縦仕切プレート、７１…中央載置部、７２…中央載置面、７３…ボルト孔、８０…後部補強プレート、８１…後端、８２…傾斜辺、８３…円弧辺、８４…突出辺、９０…シール部材、９１…側部シール、９２…後部シール、９３…前部シール、１００…バッテリユニット、１１０…バッテリケース、１１０Ａ…バッテリケース、１１０Ｂ…バッテリケース、１１１…区画プレート、１２０…バッテリケース本体、１２１Ａ…前面、１２１Ｂ…前面、１２２…背面、１２３…側面、１３０…スリット、１３５…蓋部、１３６…前部蓋部、１３７…後部蓋部、１３８…ファン、１４０…被固定部、１４１…板部、１４２…貫通孔、１４３…リブ、１５０…ボルト、１５５…バッテリ、１６０…吸気部、１６１…吸気カバー１６１、１６２…案内板、２００…電動式ショベル、２１０…下部走行体、２１１…履帯、２１２…ブレード、２１５…スイングサークル、２２０…上部旋回体、２２１…作業機、２２２…ブーム、２２３…アーム、２２４…バケット、２２５…運転席、２２６…車体カバー、Ｒ１…前部中央領域、Ｒ２…前部側部領域、Ｒ３…後部中央領域、Ｒ４…後部側部領域

Claims (11)

1. 水平方向に延びるベースプレートと、
   該ベースプレート上で、前記ベースプレートの幅方向に延びる横仕切プレートと、
   前記ベースプレート上で、前記横仕切プレートから前方に向かって前記幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の前部縦仕切プレートと、
   前記ベースプレート上で、前記横仕切プレートから後方に向かって、前記一対の前部縦仕切プレートの間隔よりも大きく前記幅方向に間隔をあけて延びる左右一対の後部縦仕切プレートを有する後部強度部材と、
   前記ベースプレート上で、一対の前記前部縦仕切プレートの間の幅方向位置で、前記横仕切プレートから後方に延びる中央縦仕切プレートと、
   を備える旋回フレーム。
2. 前記後部縦仕切プレートは、前記ベースプレートからの高さが前記前部縦仕切プレートよりも低く、
   前記中央縦仕切プレートは、前記ベースプレートからの高さが前記後部縦仕切プレートよりも高い請求項１に記載の旋回フレーム。
3. 請求項１又は２に記載の旋回フレームと、
   左右一対の前記後部強度部材にわたって設けられてこれら後部強度部材に一体に固定されたバッテリケース、及び、該バッテリケースに収容された複数のバッテリを有するバッテリユニットと、
   を有する上部旋回体と、
   該上部旋回体を旋回可能に支持する下部走行体と、
   を備える建設機械。
4. 前記後部強度部材は、
   前記ベースプレートの上面に前記後部縦仕切プレートと一体に設けられて、水平面に沿う平坦状をなす載置面を有する載置部をさらに有し、
   前記バッテリケースは、前記載置面に載置された状態で該載置面に固定されている請求項３に記載の建設機械。
5. 前記バッテリケースは、
   前記バッテリを周囲から囲うように収容する枠状をなすバッテリケース本体と、
   該バッテリケース本体の外面から該バッテリケース本体の外方に向かって突出するとともに、前記載置面に載置された状態で該載置面に固定された被固定部と、
   を有する請求項４に記載の建設機械。
6. 前記ベースプレートに、該ベースプレートの上面と前記バッテリユニットの底部との間の空間に開口するように上下に貫通する吸気孔が形成されており、
   前記バッテリケースの内側における前記バッテリを収容する収容空間が、前記空間に連通している請求項３から５のいずれか一項に記載の建設機械。
7. 前記ベースプレートの上面に設けられて前記吸気孔を上方から覆うとともに水平方向一方側に開口する吸気カバー、及び、該吸気カバー内に設けられて上方に向かうに従って水平方向他方側に向かって傾斜して延びる案内板を有する吸気部をさらに備える請求項６に記載の建設機械。
8. 前記空間を周囲から囲うシール部材をさらに備える請求項６又は７に記載の建設機械。
9. 前記バッテリケースが、該バッテリケースの前面及び底部に開口して前面から後方に延びるとともに前記中央縦仕切プレートを収容するスリットを有する請求項３から８のいずれか一項に記載の建設機械。
10. 前記ベースプレート上における前記中央縦仕切プレートの後方側に、該中央縦仕切プレートと一体に設けられた中央載置部をさらに備え、
    前記バッテリケースは、該中央載置部の上面に載置されて固定されている請求項９に記載の建設機械。
11. 前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回可能に支持するスイングサークルをさらに備え、
    前記上部旋回体は、前記ベースプレートに上における前記横仕切プレートと前記後部強度部材との間で、これら横仕切プレート及び後部強度部材に接続された後部補強プレートをさらに有し、
    該後部補強プレートは、平面視にて前記スイングサークルの外縁に沿って円弧状に延びる円弧辺を有する請求項３から１０のいずれか一項に記載の建設機械。

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