JP5814577B2 - 電動式作業車両及びそのバッテリ保持構造 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリ保持構造、特に、バッテリにより駆動される電動モータを有する電動式作業車両のバッテリ保持構造及びそれを備えた作業車両に関する。

近年、ショベル等の作業車両においては、環境問題等を配慮して電動式作業車両が提案されている。例えば特許文献１に示された電動式ショベルでは、従来の油圧ショベルにおけるエンジンに代えて、バッテリにより駆動される電動モータが用いられる。そして、電動モータによって油圧ポンプが駆動され、この油圧ポンプから作業機を駆動するための油圧シリンダにコントロールバルブを介して油圧が供給されるようになっている。

以上のような電動式ショベルにおいては、現状では電動モータを駆動するために多くのバッテリを必要とする。そこで、特許文献２に示されるようなバッテリの保持構造が提案されている。この特許文献２に示されたバッテリ保持構造は、筐体と、架台と、固定手段と、を有している。ここでは、複数のバッテリが筐体に収納され、さらに複数の筐体が架台に積層される。そして、固定手段によって、架台に複数の筐体が固定されるようになっている。また、特許文献２では、旋回体の後部にバッテリ収納領域が配置されており、このバッテリ収納領域に前述のバッテリ保持構造を用いて複数のバッテリが収納されている。そして、これらの複数のバッテリやインバータが、従来の油圧ショベルにおけるカウンタウェイトに置き換えて配置されている。

特開２０１０−１２１３２８号公報 特開２００８−４４４０８号公報

特許文献２に示されるように、電動式ショベルにおいては、一般的に、複数のバッテリやインバータが従来のショベルのカウンタウェイトに置き換えて配置されている。この場合、現状では、前述のように多数のバッテリを必要とするために、バッテリの総重量がカウンタウェイトの重量を越える場合がある。ここで、ショベルにおいては、車体の重心は旋回中心付近に設定する必要がある。このため、重量バランスを考慮すると、バッテリは車体後端部の積載位置を維持しつつ極力前方に配置する必要がある。特に、旋回体が後方へ突出するのを抑えた小型ショベルでは、旋回体の後端部の旋回半径を短くするためにも、バッテリを極力前方に配置する必要がある。

ここで、特許文献２に示された電動ショベルは、比較的大型のショベルであって、電動モータや油圧ポンプは車両側方に配置することができる。このため、旋回体の旋回中心から旋回体の後端部までには広いスペースが確保でき、十分なバッテリ収納スペースが存在する。

しかし、旋回半径を小さくした小旋回型の小型ショベルでは、旋回体（旋回フレーム）上に広いスペースを確保することが困難であり、後端部にバッテリ収納領域を配置した場合、このバッテリ収納領域と旋回中心との間に、電動モータ、油圧ポンプ、油圧補器等を配置しなければならない。

以上のような小型ショベルにおいて、特許文献２のような大型ショベルに用いられるバッテリ保持構造を採用することは困難である。具体的には、特許文献２のバッテリ保持構造では、架台の４つの角部のそれぞれに側板が設けられている。この側板と前方の部材との干渉を避けるために、バッテリを前方に配置しにくい。このため特許文献２に示されたバッテリ保持構造を用いてバッテリを旋回フレームの後部に配置した場合、バッテリ収納領域が後方に突出し、後方旋回半径を小さく抑えることが困難になる。

本発明の課題は、バッテリにより駆動される電動モータを有する電動式作業車両において、バッテリを車両フレームの後端部に配置した場合でも、車両フレームの後方への突出を抑えて、車両の小型化を妨げることのないバッテリ保持構造を提供することにある。

第１発明に係る電動式作業車両のバッテリ保持構造は、バッテリにより駆動される電動モータを有する作業車両に設けられ、複数のバッテリケースと、車両フレームと、複数の支柱と、を備えている。各バッテリケースは、前後左右の側壁及び底壁を有し、複数のバッテリが横方向に並べて収納され、縦方向に積層される。車両フレームは複数のバッテリケースが後部に搭載される。複数の支柱は、下端部が車両フレームの後端部に固定されるとともに上方に延びて配置され、各バッテリケースの後壁が固定される。

この保持構造では、複数のバッテリが１つのバッテリケースに収納され、さらに複数のバッテリケースが縦方向へ積層される。そして、複数のバッテリケースのそれぞれの後壁が、車両フレームの後端部に固定された複数の支柱に固定される。

ここでは、多くのバッテリを小さいスペースに配置することができる。そして、複数のバッテリケースのそれぞれは、車両フレームの後端部に固定された複数の支柱に固定されるので、複数のバッテリケースを、支柱を介して車両フレームに固定することができる。また、ここでは、車両フレームの後端部に固定された支柱によってバッテリケースを保持しているので、従来のバッテリ保持構造における架台が不要になる。

第２発明に係る電動式作業車両のバッテリ保持構造は、第１発明のバッテリ保持構造において、複数のバッテリケースの左右の側壁に設けられ、積層方向に隣接するバッテリケース同士の前後方向の相対移動を規制する位置決め構造をさらに備えている。

複数のバッテリケースは、前述の複数の支柱によって車両フレームに固定される。本発明では、それに加えて、バッテリの左右側壁に位置決め構造が設けられている。この位置決め構造によって、各バッテリケースが前後に移動するのが規制される。このため、複数のバッテリケースをより安定して保持することができる。

第３発明に係る電動式作業車両のバッテリ保持構造は、第２発明のバッテリ保持構造において、位置決め構造は、複数のバッテリケースのそれぞれの左右の側壁に設けられ、上下方向に隣接するバッテリケースが互いに嵌り合って互いの前後方向の移動を規制する凹凸部である。

ここでは、位置決め構造が、バッテリケースの左右側壁に形成された凹凸部で形成されているので、特別な部材を必要とせず、簡単な構成でバッテリケースの前後方向の移動を規制することができる。

第４発明に係る電動式作業車両のバッテリ保持構造は、第１から第３発明のいずれかのバッテリ保持構造において、複数のバッテリケースの左右の側壁を車両フレームに支持するための側方支持構造をさらに備えている。

ここでは、各バッテリケースの左右の側壁が車両フレームに支持されるので、バッテリケースをより安定して保持することができる。

第５発明に係る電動式作業車両のバッテリ保持構造は、第１から第４発明のいずれかのバッテリ保持構造において、複数のバッテリケースの前壁は車両フレームに支持されていない。

ここでは、バッテリケースの前方には、バッテリケースを保持するための部材が存在しないので、バッテリケースを前方に配置することができる。また、バッテリケースの前部には固定のための支柱等の部材が不要になる。したがって、バッテリケースを、従来の保持構造に比較して、より車両前方に配置することが可能になる。このため、作業車両を電動化するに際して、車両の特に後部への張り出しを抑えることができる。

第６発明に係る作業車両は、車体フレームと、車体フレームに支持された走行機構と、作業機及び作業機を駆動する作業機駆動部を有する作業機ユニットと、走行機構及び作業機ユニットを駆動するための電動モータと、複数のバッテリを含み電動モータに電力を供給する電源ユニットと、第１から第５発明のいずれかに記載のバッテリ保持構造と、を備えている。

第７発明の作業車両は、第６発明の作業車両において、ベースフレームは上下方向に延びる旋回軸の回りに旋回自在である。また、電動モータはベースフレームの後部に配置されたバッテリ保持構造と旋回軸との間に配置されている。

このような構成の作業車両では、バッテリ保持構造を有する電源ユニットの前方に広いスペースを確保することは困難である。そこで、第１から第５発明のいずれかのバッテリ支持構造を採用することによって、バッテリをより前方に配置することができる。

以上のような本発明では、バッテリをフレームの後端部に配置した場合でも、バッテリやフレームの後方への張り出しを抑えて、車両が大型化するのを避けることができる。

本発明の一実施形態によるバッテリ支持構造が採用された電動式ショベルの側面図。 電動式ショベルの上部旋回体の構造を示す外観図。 電動式ショベルのシステムブロック図。 旋回フレーム及び第１バッテリ群の外観斜視図。 バッテリ群及びバッテリ保持構造を示す外観斜視図。 図５の一部拡大図。 ガス排出構造を示す模式図。 ガス排出構造の一部を示す外観斜視図。 ガス排出構造の一部を示す外観斜視図。

図１に、本発明の一実施形態によるバッテリ保持構造を備えた電動式ショベルを示している。この電動式ショベル１は、本発明が対象とする電動式作業車両の一例であり、従来のショベルにおけるエンジンに代わって、バッテリにより駆動される電動モータを備えている。なお、以下の説明における「前」、「後」は車両の前後方向における前方、後方を示している。また、「左」、「右」は、車両の前方に向かって、車両幅方向の左方、右方を示している。

［全体構成］
図１に示すように、電動式ショベル１は主に、下部走行体２と、上部旋回体３と、ショベル機構４と、キャノピ型の運転室５と、を有している。また、下部走行体２の前部には、上下方向に揺動自在にブレード６が支持されている。

下部走行体２は、トラックフレーム１０と、左右の走行機構１１と、を有している。左右の走行機構１１のそれぞれは、トラックフレーム１０の後端部に支持された駆動輪１２と、トラックフレーム１０の前端部に支持された従動輪１３と、駆動輪１２と従動輪１３との間に掛け渡された履帯１４と、を有している。駆動輪１２は走行用モータによって駆動される。

上部旋回体３は、下部走行体２の上部に、下部走行体２に対して旋回自在に支持されている。具体的には、下部走行体２側には旋回ベアリングが設けられており、上部旋回体３には旋回ベアリングに噛み合うピニオンギアが設けられている。そして、ピニオンギアが旋回用モータ（図示せず）によって駆動されることにより、上部旋回体３は下部走行体２上において任意の方向に旋回が可能である。

図２に、上部旋回体３における各機器の配置を示している。ここでは、車体カバーや運転室を取り外した状態を示している。上部旋回体３は、底部に配置された旋回フレーム（ベースフレーム）１６を有している。旋回フレーム１６は、トラックフレーム１０のほぼ中央部に旋回自在に支持されており、前述のように、旋回用モータによって旋回駆動される。この旋回フレーム１６には、電動モータ１８、電源ユニット１９、インバータ装置２０、油圧ポンプ２１、コントロールバルブ２２等が配置されている。なお、旋回フレーム１６の詳細な構造については後述する。

電源ユニット１９は、電動モータ１８に電力を供給するものであり、旋回フレーム１６の後端部に配置されている。電源ユニット１９は、複数の密閉型のバッテリ２４と、コンタクタボックス２５（図２では二点差線で示している）と、を有している。複数のバッテリ２４はバッテリ保持構造２６によって保持されている。バッテリ保持構造２６の詳細については後述する。なお、電源ユニット１９の前方には、遮熱板２８を挟んでキャノピマウント２９が配置されている。

電動モータ１８及び油圧ポンプ２１はキャノピマウント２９のさらに前方に配置されている。電動モータ１８は回転軸が左右方向に延びるように横置きで設置され、油圧ポンプ２１は電動モータ１８の左方に連結されている。また、油圧ポンプ２１は油圧配管を介してコントロールバルブ２２に接続されている。

インバータ装置２０は、キャノピマウント２９から前方に延びる１対の支持部材３２に支持されており、電動モータ１８の上方に配置されている。インバータ装置２０は、直流電力を任意の周波数の交流電力に変換するインバータ回路や、インバータ回路を制御するマイクロコンピュータ等を備えている。インバータ装置２０のへの電力の入力はコンタクタボックス２５に接続され、出力は電動モータ１８に接続されている。

コントロールバルブ２２は油圧ポンプ２１のさらに前方に配置されている。そして、このコントロールバルブ２２は、油圧ポンプ２１と、各作業機を駆動するための油圧シリンダ、旋回用モータ及び走行用モータと、の間に接続されている。

なお、旋回フレーム１６には、以上の機器の他に、ラジエータを含む冷却ユニット３３や、旋回フレーム１６上の運転室５以外の部分を覆う車体カバー３４（図１参照）等が配置されているが、詳細は省略する。

ショベル機構４は、図１に示すように、旋回フレーム１６に装着されたスイングポスト３６と、スイングポスト３６を介して旋回フレーム１６に装着されたブーム４０、アーム４１及びバケット４２と、ブーム等を駆動するための複数のシリンダ４３，４４，４５と、を有している。

スイングポスト３６は旋回フレーム１６の先端にピンを介して垂直軸回りに回動自在に支持されている。ブーム４０は、基端部がスイングポスト３６に水平軸回りに回動可能に連結されている。そして、ブーム４０のほぼ中間部とスイングポスト３６との間にブーム用油圧シリンダ４３が接続されている。アーム４１は、基端部がブーム４０の先端部に水平軸回りに回動自在に連結され、ブーム４０のほぼ中間部とアーム４１の基端部との間にアーム用油圧シリンダ４４が接続されている。バケット４２はアーム４１の先端部に水平軸回りに回動自在に連結され、アーム４１の基端部とバケット４２との間にバケット用油圧シリンダ４５が接続されている。

運転室５は、図１に示すように、運転者が着座する座席４８と、座席４８の左右に設けられたコンソールボックス（図示せず）と、を備えている。また、座席４８の左右後方には、下端部がキャノピマウント２９に支持された左右の支柱４９が設けられている。この左右の支柱４９によってキャノピ５０が支持されている。さらに、座席４８の前方には、走行機構１１やショベル機構４等の操作を行うための操作レバー５１等が設けられている。

［システムブロック］
本実施形態の電動式ショベル１は、前述のように、バッテリ２４によって電動モータ１８が駆動され、この電動モータ１８によって、ショベル機構４や走行機構１１を作動させるための油圧ポンプ２１が駆動される。図３に、本電動式ショベル１のシステムブロックを示す。なお、この図３では、主な構成のみを示している。

バッテリ２４はコンタクタボックス２５に接続され、このコンタクタボックス２５の出力がインバータ装置２０及びＤＣ／ＤＣコンバータ５４に接続されている。コンタクタボックス２５には、電磁接触器（コンタクタ）、ヒューズ、電圧及び電流を検出するセンサ等が設けられている。インバータ装置２０は電動モータ１８に接続され、電動モータ１８の出力が油圧ポンプ２１に接続されている。油圧ポンプ２１からの油圧は、コントロールバルブ２２を介してショベル機構の各油圧シリンダ４３〜４５や旋回用モータ及び走行用モータ５５に供給される。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４で適切な電圧に変換された直流電圧は、運転室５に設けられたモニタ５６や車体制御部５７の駆動電圧として供給される。車体制御部５７は、インバータ装置２０、バッテリ２４、及び急速充電器６１に接続されている。なお、このショベル１には、電動モータ駆動用のバッテリ２４以外に、従来のショベルにおいて設けられている補機用ドライバッテリ５８も設けられている。

また、この電動式ショベル１は充電用コネクタ６０を有しており、この充電用コネクタ６０を介して、外部の急速充電器６１によってバッテリ２４を充電することが可能である。急速充電器６１は充電用コネクタ６０を介してコンタクタボックス２５に接続される。車体制御部５７は、バッテリ２４の充電電圧を監視しており、バッテリ２４が過充電にならないように急速充電器６１の作動を制御している。

［旋回フレーム］
図４に示すように、旋回フレーム１６は、前後方向に延びて形成されたベースプレート６２と、それぞれベースプレート６２上に固定された機器設置用区画プレート６３及びバッテリ収納用区画プレート６４と、を有している。

ベースプレート６２の前端部には、複数の支持プレート６５を介して作業機支持用のブラケット６６が固定されている。複数の支持プレート６５は、それぞれ下端がベースプレート６２に固定された左支持プレート６５ａ及び右支持プレート６５ｂと、左右の支持プレート６５ａ，６５ｂの上面に固定され平面視でほぼ三角形状の上支持プレート６５ｃと、を有している。ブラケット６６は、上下方向に貫通孔６６ａを有する円筒状に形成されており、この貫通孔６６ａに挿入されたピン（図示せず）を介してスイングポスト３６が支持されている。なお、左右の支持プレート６５ａ，６５ｂ及び上支持プレート６５ｃは、ベースプレート６２よりも厚いプレートで形成されている。

機器設置用区画プレート６３は、左右方向に間隔を開けて配置された左右の縦仕切プレート６８ａ，６８ｂと、１つの横仕切プレート６９と、を有している。左縦仕切プレート６８ａは、左支持プレート６５ａとバッテリ収納用区画プレート６４との間に配置されている。また、右縦仕切プレート６８ｂは、右支持プレート６５ｂとバッテリ収納用区画プレート６４との間に配置されている。そして、これらの左右の縦仕切プレート６８ａ，６８ｂはベースプレート６２よりも厚いプレートで形成されている。横仕切プレート６９は、左右の縦仕切プレート６８ａ，６８ｂの前後方向のほぼ中央部に配置されており、旋回フレーム１６の左端部から右端部にわたって配置されている。なお、横仕切プレート６９には、各機器を接続する配管等を通すための切欠き６９ａや貫通孔６９ｂが形成されている。

以上のような各プレートにより、旋回フレーム１６上において、各機器を設置するための領域が形成されている。具体的には、領域Ａには電動モータ１８や油圧ポンプ２１が配置され、領域Ｂにはラジエータ等を含む冷却ユニット３３が配置される。また、領域Ｃにはコントロールバルブ２２等の油圧機器が配置され、領域Ｄには旋回フレーム１６を旋回させるためのピニオンギア等の機構が配置される。

バッテリ収納用区画プレート６４は、旋回フレーム１６の後端部に配置されており、内部に複数のバッテリを収納するための領域Ｅを形成している。このバッテリ収納用区画プレート６４は、上方が開放されたバッテリ収納領域Ｅを形成するために、前プレート７２及び後プレート７３と、左側プレート７４及び右側プレート７５とを有している。また、左右の縦仕切プレート６８ａ，６８ｂはバッテリ収納領域Ｅ内まで延び、このバッテリ収納領域Ｅ内に延びた左右の縦仕切プレート６８ａ，６８ｂは前プレート７２と後プレート７３を連結している。

後プレート７３は旋回フレーム１６の後端縁に沿って配置され、前プレート７２は後プレート７３の前方に後プレート７３と間隔を開けて配置されている。また、前プレート７２及び後プレート７３は、旋回フレーム１６の後端部において、左端部から右端部にまで延びて配置されている。左側プレート７４及び右側プレート７５はそれぞれ旋回フレーム１６の左右の端縁に沿って配置されている。

ここでは、各区画を形成するための複数のプレート６３，６４が、旋回フレーム１６の強度を補強するリブとして機能している。このため、特別な部材等を設けることなく、旋回フレーム１６の強度を増加させることができる。特に、左右の縦仕切プレート６８ａ，６８ｂは、左右の支持プレート６５ａ，６５ｂとバッテリ収納用区画プレート６４との間に連続して形成されているので、旋回フレーム１６の強度をより増加させることができる。また、バッテリ収納領域Ｅにおいて２つの仕切プレート６８ａ，６８ｂによって、旋回フレーム１６の後部の強度がより補強されている。

［バッテリ保持構造］
電源ユニット１９を構成する複数のバッテリ２４は、旋回フレーム１６の後端部に設けられたバッテリ収納領域Ｅに配置されている。複数のバッテリ２４は、図２に示すように、左右方向に並べて配置されるとともに、縦方向に積層されている。この実施形態では、複数のバッテリ２４は４段に積層されており、以下の説明では、図４及び図５に示す最下段の複数のバッテリを第１バッテリ群Ｂ１、図５に示す第２段目、第３段目、第４段目の複数のバッテリをそれぞれ第２バッテリ群Ｂ２、第３バッテリ群Ｂ３、第４バッテリ群Ｂ４と記す。

まず、第１バッテリ群Ｂ１は、図４に示すように、旋回フレーム１６上において、バッテリ収納用区画プレート６４によって囲まれたバッテリ収納領域Ｅに載置されている。また、第２、第３、第４のバッテリ群Ｂ２〜Ｂ４は、図５に示すように、それぞれ第２、第３、第４のバッテリケース８２，８３，８４に収納されている。

各バッテリケース８２〜８４は、前後左右の側壁及び底壁を有し、上方が開放された箱状に形成されている。そして、各バッテリケース８２〜８４は２本の同形状の支柱８５によって旋回フレーム１６の後端部に固定されている。

図６に、支柱８５と各バッテリケース８２〜８４との固定部を拡大して示している。この図６に示すように、旋回フレーム１６の後端部には、後方に突出して２つのマウント部１６ａが設けられている。このマウント部１６ａは、バッテリ収納用区画プレート６４の後プレート７３の後面において、左右の縦仕切プレート６８ａ，６８ｂに対応する位置に形成されている。各支柱８５は、下端に形成されたフレーム固定部８６と、フレーム固定部８６から上方に延びるケース固定部８７と、を有している。フレーム固定部８６はボルトによって旋回フレーム１６のマウント部１６ａに固定される。また、ケース固定部８７の後面には、上下に延びるリブ８７ａが形成され、強度が補強されている。

ここで、各バッテリケース８２〜８４と支柱８５との固定部についてはいずれも同じであるので、ここでは、第２バッテリケース８２と支柱８５との関係について説明する。図６に示すように、第２バッテリケース８２の後壁８２ａには、複数のナット取付台８２ｂが固定されている。そして、支柱８５のケース固定部８７には、第２バッテリケース８２のナット取付台８２ｂに対応する位置に貫通孔が形成されており、この貫通孔を貫通するボルト８８が第２バッテリケース８２のナット取付台８２ｂに形成されたナット部にねじ込まれて固定されている。

以上のように、２本の支柱８５が旋回フレーム１６の後端部に固定され、この２本の支柱８５に第２〜第４バッテリケース８２〜８４が固定されている。このようにして、第２〜第４バッテリケース８２〜８４が旋回フレーム１６に固定されている。

また、各バッテリケース８２〜８４の左右の側壁には、位置決め構造９１及び側方支持構造９２が設けられている。位置決め構造９１はバッテリケース８２〜８４が前後方向に相対的にずれるのを規制するための構造である。また、側方支持構造９２はバッテリケース８２〜８４の左右側壁を旋回フレーム１６に対して固定するための構造である。

位置決め構造９１は、各バッテリケース８２〜８４の側壁に形成された凹凸部によって構成されている。具体的には、まず、第２及び第３バッテリケース８２，８３の側壁上面には、前後方向の中央部に側面視で台形状の凸部８２ｃ，８３ｃが形成されている。また、第３及び第４バッテリケース８３，８４の側壁下面には、それぞれ第２及び第３バッテリケース８２，８３の凸部８２ｃ，８３ｃが嵌り込む凹部８３ｄ，８４ｄが形成されている。これらの互いに嵌り込む凹凸部によって、第２〜第４バッテリケース８２〜８４は、前後方向の移動が規制されて位置決めされている。

側方支持構造９２は、各バッテリケース８２〜８４の側壁に形成された連結ブラケットによって構成されている。具体的には、各バッテリケース８２〜８４のそれぞれにおいて、側壁の前後両端でかつ上下両端部に４つの連結ブラケット８２ｅ〜８４ｅが形成されている。そして、第２バッテリケース８２の下端部の連結ブラケット８２ｅは、旋回フレーム１６に形成された連結ブラケット１６ｂにボルトにより固定されている。また、第２バッテリケース８２の上端部の連結ブラケット８２ｅが第３バッテリケースの下端部の連結ブラケット８３ｅに、さらに第３バッテリケース８３の上端部の連結ブラケット８３ｅが第４バッテリケース８４の下端部の連結ブラケット８４ｅに、それぞれボルトにより連結されている。

このように、各バッテリケース８２〜８４同士を連結ブラケット８２ｅ〜８４ｅによって連結し、かつ第２バッテリケースの連結ブラケット８２ｅを旋回フレーム１６に固定することによって、すべてのバッテリケース８２〜８４の側壁が旋回フレーム１６に固定されることになる。

［配線保護］
複数のバッテリ２４は、それらの端子同士が電気配線（以下、単に配線と記す）によって接続されている。そして、図５に示すように、積層された各段のバッテリ群Ｂ１〜Ｂ４のうちの、右端部のバッテリは配線Ｗ１によって上下に隣接するバッテリの端子同士が接続され、左端部のバッテリの端子は配線Ｗ２によって各バッテリケース８２〜８４よりコンタクタボックス２５に接続されている。また、各段のバッテリ群Ｂ１〜Ｂ４において、左右方向のほぼ中央部のバッテリの端子は、それぞれ配線Ｗ３によってコンタクタボックス２５に接続されている。そして、これらの各配線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、それぞれバッテリケース８２〜８４の後壁に形成された開口を介して、各バッテリケースの後方に引き出されている。

以上のように、各段のバッテリ群Ｂ１〜Ｂ４において、左右両端部及び中央部には、バッテリケース８２〜８４の外側後方に複数の配線が露出することになる。そこで、本実施形態では、これらの配線を保護するための３つのガード部材９４が設けられている。

３つのガード部材９４はすべて同じ形状である。各ガード部材９４は、上方及び下方が開放された断面コ字状の部材であり、左右の側壁と後壁とを有している。そして、このガード部材９４の内部に配線が収納されている。各ガード部材９４は、左右側壁の下部及び上部に、横方向に突出する固定部９４ａ，９４ｂを有している。そして、下部の固定部９４ａがボルトにより第２バッテリケース８２の後壁に固定され、上部の固定部９４ｂがボルトにより第４バッテリケース８４の後壁に固定されている。

なお、各バッテリケース８２〜８４の前壁には、それぞれのバッテリケース８２〜８４を旋回フレーム１６に固定したり、あるいはバッテリケース同士を固定したりするための部材や機構は設けられていない。このため、バッテリケース８２〜８４を遮熱板２８に接近させて配置でき、電源ユニット１９全体を前方に配置することができる。言い換えれば、旋回フレーム１６の後部が後方へ飛び出すのを抑えることができる。

［バッテリのガス排出構造］
電源ユニット１９を構成する密閉型の複数のバッテリ２４は、鉛シールドバッテリであり、充電時や稼働中において大電流が流れ、温度が上昇すると、ガスを発生する。発生したガスはバッテリ内部でバッテリ液に戻される処理がなされるが、内部でガスを処理仕切れない場合がある。そこで、バッテリ内部の圧力が所定圧以上になった場合に、内部のガスをバッテリ外部に排出するためのガス排出構造が設けられている。また、さらに温度が上昇すると、バッテリ液が放出されるようになっており、この構造は緊急時においても作動するものである。

図７にガス排出構造の模式図を示す。また、図８にガス排出構造の一部を示す。これらの図に示すように、各バッテリ２４の上面には、バッテリ２４の並べられた両方向、すなわち左方向及び右方向のそれぞれに突出する１対の排出口２４ａ，２４ａが設けられている。バッテリ内部で発生し、処理しきれなかったガスは、バッテリ内部に設けられた内圧制御弁（図示せず）を介して１対の排出口２４ａ，２４ａから排出される。また、隣り合うバッテリの排出口２４ａ同士が、連絡ホース９６によって接続されている。さらに、各段におけるバッテリ群Ｂ１〜Ｂ４のうちの両端に配置されたバッテリのそれぞれの外側の排出口２４ａにはドレインホース９７が接続されている。ドレインホース９７は、一端がバッテリ２４の排出口２４ａに接続され、他端は、図１０に示すように、各バッテリケース８２〜８４の左右の側壁に形成されたホース用開口８４ｆを通して車体の外部に引き出されている。そして、このドレインホース９７からは、各連絡ホース９６を通じて排出されてきたガスが外部に排出される。

［動作］
電源ユニット１９のバッテリ２４からの直流電力は、インバータ装置２０によって任意の周波数の交流電力に変換される。電動モータ１８は、インバータ装置２０から供給される交流電力によって駆動され、さらにこの電動モータ１８によって油圧ポンプ２１が駆動される。そして、油圧ポンプ２１からの油圧は、コントロールバルブ２２を介して各油圧シリンダ４３〜４５や旋回用モータ及び走行用モータ５５に供給される。

運転操作や作業操作については、従来のエンジンを備えた油圧ショベルと同様である。すなわち、オペレータが各操作レバーを操作することにより、油圧ポンプ２１から供給される油圧が操作に応じてコントロールバルブ２２で制御される。これにより、操作に応じた速度で走行機構１１が駆動され、また操作に応じた作業が実行される。

また、バッテリ２４に対して充電を行う場合は、充電用コネクタ６０に急速充電器６１が接続される。急速充電器６１から供給された直流電力は、コンタクタボックス２５を介してバッテリ２４に供給される。これによりバッテリ２４が充電される。充電中のバッテリ２４からはガスが発生する。発生したガスは内部で処理されるが、充電状態によっては内部で処理しきれない場合が生じる。この場合は、バッテリ内部に設けられた内圧制御弁が作用し、ガスがバッテリ外部に排出される。各バッテリ２４から排出されたガスあるいはバッテリ液は、連絡ホース９６を介して各バッテリ群Ｂ１〜Ｂ４の両端部に導かれ、両側のドレインホース９７を介して車体外部に排出される。

［特徴］
（１）複数のバッテリケース８２〜８４は、旋回フレーム１６の後端部に固定された２つの支柱８５に固定される。また、各バッテリケース８２〜８４は、位置決め構造９１によって前後方向の移動が互いに規制されて位置決めされ、また側方支持構造９２によって側壁が旋回フレーム１６に固定されている。このため、バッテリケース８２〜８４の前部には固定のための支柱等の部材が不要になる。したがって、バッテリケース８２〜８４を含む電源ユニット１９を、従来に比較して、より車両前方に配置することが可能になる。このため、旋回フレーム１６が後方に張り出すのを抑えることができ、電動式ショベルの後方の旋回半径を小さくすることができる。

（２）バッテリケース８２〜８４の位置決め構造９１を、各バッテリケース８２〜８４の側壁に形成された凹凸部で形成しているので、簡単な構造で、複数のバッテリケースの前後方向の位置決めを行うことができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）側方支持構造として、下端が旋回フレーム１６に固定されるとともに、上端が第４バッテリケースにまで延びた固定フレームを設け、各バッテリケースをこの固定フレームに固定するようにしてもよい。

（ｂ）旋回フレーム１６の後端部に固定された支柱の個数、形状については、前記実施形態に限定されない。

１ 電動式ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ ショベル機構
１０ トラックフレーム
１１ 走行機構
１６ 旋回フレーム
１８ 電動モータ
１９ 電源ユニット
２４ バッテリ
２６ バッテリ保持構造
Ｂ１〜Ｂ４ 第１〜第４バッテリ群
８２〜８４ 第２〜第４バッテリケース
８２ｃ，８３ｃ 凸部
８２ｅ〜８４ｅ 連結ブラケット
８３ｄ，８４ｄ 凹部
８５ 支柱
９１ 位置決め構造
９２ 側方支持構造

Claims (8)

1. バッテリにより駆動される電動モータを有する電動式作業車両のバッテリ保持構造であって、
   それぞれ、前後左右の側壁及び底壁を有し、複数のバッテリが横方向に並べて収納され、縦方向に積層される複数のバッテリケースと、
   前記複数のバッテリケースが後部に搭載され、前後方向に延伸する縦仕切プレートを含むベースフレームと、
   前記ベースフレームの後端部の縦仕切りプレートに対応する位置に設置されるマウント部と、
   下端部が前記マウント部に固定されるとともに上方に延びて配置され、前記各バッテリケースの後壁が固定される複数の支柱と、
   を備えた電動式作業車両のバッテリ保持構造。
2. 前記複数のバッテリケースの左右の側壁に設けられ、積層方向に隣接するバッテリケース同士の前後方向の相対移動を規制する位置決め構造をさらに備えた、請求項１に記載の電動式作業車両のバッテリ保持構造。
3. 前記位置決め構造は、複数のバッテリケースのそれぞれの左右の側壁に設けられ、上下方向に隣接するバッテリケースが互いに嵌り合って互いの前後方向の移動を規制する凹凸部である、請求項２に記載の電動式作業車両のバッテリ保持構造。
4. 前記複数のバッテリケースの左右の側壁を車両フレームに支持するための側方支持構造をさらに備えた、請求項１から３のいずれかに記載の電動式作業車両のバッテリ保持構造。
5. 前記複数のバッテリケースの前壁は前記ベースフレームに支持されていない、請求項１から４のいずれかに記載の電動式作業車両のバッテリ保持構造。
6. 前記縦仕切プレートは前記ベースプレート側方より左右方向に距離をおいて設置されており、
   前記バッテリケースは、前記ベースプレーツの後端部に左右の幅を揃えて積層されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の電動式作業車両。
7. 車体フレームと、
   前記車体フレームに支持された走行機構と、
   作業機及び前記作業機を駆動する作業機駆動部を有する作業機ユニットと、
   前記走行機構及び前記作業機ユニットを駆動するための電動モータと、
   複数のバッテリを含み、前記電動モータに電力を供給する電源ユニットと、
   請求項１から６のいずれかに記載のバッテリ保持構造と、
   を備えた電動式作業車両。
8. 前記ベースフレームは上下方向に延びる旋回軸の回りに旋回自在であり、
   前記電動モータは前記ベースフレームの後部に配置されたバッテリ保持構造と前記旋回軸との間に配置されている、
   請求項７に記載の電動式作業車両。

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