JP6106832B2 - Hybrid compact hydraulic excavator - Google Patents
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Description
本発明は、例えばエンジンと発電・電動機との２種類の動力源を有し、この２種類の動力源を状況に応じて適宜に使用するようにしたハイブリッド式小型油圧ショベルに関する。 The present invention relates to a hybrid compact hydraulic excavator that has two types of power sources, for example, an engine and a generator / motor, and uses these two types of power sources as appropriate depending on the situation.
建設機械の代表例である油圧ショベルは、燃費の向上、排気ガスの清浄化等を図るために、エンジンと発電・電動機との２種類の動力源を備えることによりハイブリッド化されている。 A hydraulic excavator, which is a typical example of a construction machine, is hybridized by providing two types of power sources, that is, an engine and a power generation / motor, in order to improve fuel consumption, clean exhaust gas, and the like.
このハイブリッド式油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に油圧アクチュエータを動力源として俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。 This hybrid hydraulic excavator includes a self-propelled lower traveling body, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body via a swivel device, and a hydraulic actuator on the front side of the upper revolving body as a power source. And a working device provided so as to be able to move up and down.
一方、上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームに取付けられ前記旋回装置を回転駆動する動力源となる旋回用発電・電動機と、前記旋回フレームの後端部に取付けられ前記作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に位置して前記旋回フレームの後側に左，右方向に延在する横置き状態で搭載されたエンジンと、該エンジンによって駆動され前記油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記エンジンと該油圧ポンプとに接続されたアシスト用発電・電動機と、前記旋回フレームの左，右方向の一側の前部に設けられ、オペレータが足を乗せる足乗せ部および該足乗せ部の後部から上方に立上がって前記エンジンの上側に向け後側に延びた運転席取付部からなるフロア部材と、前記旋回フレームの左，右方向の他側に前記フロア部材との間に隙間を介在させた状態で設けられ内部に燃料または作動油を貯える貯油タンクと、前記旋回用発電・電動機および前記アシスト用発電・電動機に対して電力の給電を行うと共に、前記旋回用発電・電動機および前記アシスト用発電・電動機から電力の受電を行う蓄電装置とを備えている（例えば、特許文献１参照）。 On the other hand, the upper revolving structure is attached to the revolving frame that forms the support structure, the revolving generator / motor that is attached to the revolving frame and serves as a power source for rotationally driving the revolving device, and the rear end of the revolving frame. A counterweight that balances the weight with the working device, an engine that is positioned in front of the counterweight and that is mounted in a lateral state extending leftward and rightward on the rear side of the turning frame, and the engine A hydraulic pump that is driven to supply pressure oil to the hydraulic actuator, an assist generator / motor connected to the engine and the hydraulic pump, and a front portion on one side of the left and right directions of the swing frame. A driver's seat mounting portion which is formed by a footrest portion on which an operator puts his / her foot and a driver seat mounting portion which rises upward from the rear portion of the footrest portion and extends rearward toward the upper side of the engine. An oil storage tank that stores fuel or hydraulic oil therein, and is provided with a gap between the member and the floor member on the left and right sides of the swivel frame, and the swivel generator / motor And a power storage device that feeds electric power to the assist generator / motor and receives power from the assist generator / motor and the assist generator / motor (see, for example, Patent Document 1) ).
ところで、油圧ショベルには、運転時の総重量となる運転質量が６トン未満に設定されたミニショベルと呼ばれる小型の油圧ショベルがあり、この小型の油圧ショベルでは、上部旋回体が小型化されている。特に、小型の油圧ショベルの中でも、狭い作業現場で旋回動作できるように、上部旋回体が下部走行体の車幅寸法にほぼ収まる範囲で旋回動作できるように構成された後方超小旋回型、超小旋回型と呼ばれる油圧ショベルは、上部旋回体がより一層小型化されている。 By the way, the hydraulic excavator has a small hydraulic excavator called a mini excavator in which the operating mass as a total weight during operation is set to less than 6 tons. In this small hydraulic excavator, the upper swing body is downsized. Yes. In particular, even in small hydraulic excavators, a rear ultra-small swivel type that is configured so that the upper revolving unit can swivel within the vehicle width dimension of the lower traveling unit so that it can swivel in a narrow work site. In a hydraulic excavator called a small turning type, the upper turning body is further miniaturized.
ここで、油圧ショベルをハイブリッド化する場合、新規に専用機を開発することが望ましい。しかし、早期にハイブリッド式油圧ショベルを市場に提供するためには、既存の油圧ショベルを活用し、この油圧ショベルに、ハイブリッド化するための各種電気部品、例えば発電・電動機、蓄電装置等を搭載できるように設計変更することがハイブリッド化の近道となっている。 Here, when a hydraulic excavator is hybridized, it is desirable to newly develop a dedicated machine. However, in order to provide hybrid hydraulic excavators to the market at an early stage, existing hydraulic excavators can be used, and various electric parts for hybridization, such as power generation / motors, power storage devices, etc., can be mounted on the hydraulic excavators. Changing the design in this way is a shortcut to hybridization.
また、旋回用の発電・電動機は、旋回フレームの中央付近に配置されている。一方、フロア部材は、上部旋回体が小型化されているために、旋回フレーム上の多くの範囲を覆っている。このために、旋回用発電・電動機は、フロア部材の足乗せ部の下側に配置されることになる。この場合、旋回用発電・電動機は、減速機の上側に電動モータを取付ける構成としているから、旋回用油圧モータに比較して高さ寸法が大きくなっており、電動モータがフロア部材の足乗せ部に突出し、ペダル操作等の邪魔になる虞がある。 Further, the turning generator / motor is arranged near the center of the turning frame. On the other hand, the floor member covers many areas on the revolving frame because the upper revolving structure is downsized. For this reason, the turning generator / motor is arranged below the footrest portion of the floor member. In this case, since the electric generator / motor for turning is configured such that the electric motor is mounted on the upper side of the speed reducer, the height is larger than that of the hydraulic motor for turning, and the electric motor is mounted on the footrest of the floor member. May interfere with pedal operation and the like.
そこで、特許文献１によるものでは、減速機に対して電動モータを平行移動させ、この減速機と電動モータとの間を回転力を伝達する機構をもって連結する構成としている。これにより、電動モータは、例えば足乗せ部の下側を避け、足乗せ部よりも高く形成された運転席取付部の位置に移動させることができる。
Therefore, in
しかし、特許文献１による旋回用発電・電動機は、減速機と電動モータとの間に回転力を伝達するための機構を設けているから、部品の増大、部品の複雑化等によって組立作業性が悪くなってしまう。しかも、旋回用発電・電動機の大型化によって大きな設置スペースが必要になるから、上部旋回体を小型化する場合の妨げになるという問題がある。
However, since the turning generator / motor according to
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、旋回用発電・電動機を大型化することなく、旋回用発電・電動機をペダル操作等の邪魔にならない位置に配置できるようにしたハイブリッド式小型油圧ショベルを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to arrange the turning power generator / motor at a position that does not interfere with pedal operation or the like without increasing the size of the turning power generator / motor. An object of the present invention is to provide a hybrid compact hydraulic excavator that can be used.
本発明によるハイブリッド式小型油圧ショベルは、自走可能なクローラ式の下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載され旋回動作時に後部が前記クローラ式の下部走行体の車幅寸法内に収まる上部旋回体と、該上部旋回体の前側に油圧アクチュエータを動力源として俯仰動可能に設けられた作業装置とからなり、前記上部旋回体は、前，後方向に延びた底板と、該底板上に左，右方向に間隔をもって前，後方向に延びて立設された左縦板，右縦板とを有し、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームに取付けられ前記旋回装置を回転駆動する動力源となる旋回用発電・電動機と、前記旋回フレームの後端部に取付けられ前記作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に位置して前記旋回フレームの後側に左，右方向に延在する横置き状態で搭載されたエンジンと、該エンジンによって駆動され前記油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記エンジンと該油圧ポンプとに接続されたアシスト用発電・電動機と、前記旋回フレームの左，右方向の一側の前部に傾転支持部材を介してチルトアップ、チルトダウン可能に支持されており、オペレータが足を乗せる足乗せ部および該足乗せ部の後部から上方に立上がって前記エンジンの上側に向け後側に延びた運転席取付部からなるフロア部材と、前記旋回フレームの左，右方向の他側に前記フロア部材との間に隙間を介在させた状態で設けられ内部に燃料または作動油を貯える貯油タンクと、前記旋回用発電・電動機および前記アシスト用発電・電動機に対して電力の給電を行うと共に、前記旋回用発電・電動機および前記アシスト用発電・電動機から電力の受電を行う蓄電装置とを備えてなる。 A hybrid small hydraulic excavator according to the present invention includes a self-propelled crawler-type lower traveling body and a swivel device mounted on the lower traveling body via a swivel device so that the rear portion is the crawler-type lower traveling body during a turning operation. And a working device provided on the front side of the upper swing body so as to be able to move up and down using a hydraulic actuator as a power source. The upper swing body extends in the front and rear directions. A swivel frame comprising a bottom plate, a left vertical plate and a right vertical plate standing on the bottom plate and extending in the left and right directions with an interval in the left and right directions, and forming a support structure; A power generator / motor for turning that is a power source for rotationally driving the turning device, a counterweight that is attached to a rear end of the turning frame and balances the weight of the working device, and a front side of the counterweight An engine mounted in a horizontally placed position on the rear side of the revolving frame and extending in the left and right directions, a hydraulic pump driven by the engine and supplying pressure oil to the hydraulic actuator, the engine and the engine The assist generator / motor connected to the hydraulic pump and the left and right front portions of the swivel frame are supported by a tilt support member so as to be able to be tilted up and tilted down. A floor member comprising a footrest portion on which a foot is placed and a driver seat mounting portion that rises upward from the rear portion of the footrest portion and extends rearwardly toward the upper side of the engine; An oil storage tank for storing fuel or hydraulic oil therein, the turning generator / motor, and the assist generator / electric generator. It performs feeding of power to the machine, comprising a power storage device that performs the receiving of power from the swing motor-generator and motor-generator for the assist.
上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記フロア部材の足乗せ部には、各種ペダル操作を行う操作範囲から外れた位置で、かつ前記フロア部材に乗り降りするときの乗降口とは反対側となる位置に前記隙間に隣接して切欠き孔が設けられており、該切欠き孔は、前記フロア部材がチルトダウンまたはチルトアップするときに、前記旋回用発電・電動機との接触を避けることができる開口として形成されており、前記旋回フレームの底板には、前記切欠き孔の下側で、かつ前記左縦板と右縦板との間に位置して前記旋回用発電・電動機を取付けるための電動機取付孔が設けられており、前記旋回用発電・電動機は、前記電動機取付孔に挿嵌された状態で前記底板に取付けられると共に、前記切欠き孔を貫通して前記フロア部材の足乗せ部の上方に延びており、前記フロア部材の足乗せ部には、前記切欠き孔から上方に突出する前記旋回用発電・電動機の上側部位を覆う電動機カバーが設けられている構成としたことにある。
In order to solve the above-mentioned problem, the feature of the configuration adopted by the invention of
請求項２の発明によると、前記電動機カバーは、前側に位置する平坦な高板部、該高板部の後端から下向きに立下がった立下がり部、および該立下がり部の下端から後側に延びた平坦な低板部とにより形成された天板と、該天板の前側、後側、左側の３辺から下向きに延びた前面部、後面部、左面部により形成され、前記フロア部材の足乗せ部に溶接手段で取付けられた周面板とにより構成されている。
According to the invention of
請求項３の発明によると、前記フロア部材は、前記隙間との間を仕切るために、前記足乗せ部と運転席取付部の側縁に沿って前，後方向に延びるように立設された壁板を有し、前記壁板には、前記切欠き孔に繋がる位置に下端部から上側に切欠いて上向き切欠き孔を設ける構成としている。
According to the invention of
請求項４の発明によると、前記エンジンの出力は、前記油圧ポンプを軽い負荷で駆動するのに必要とされる力を賄い、前記油圧ポンプの負荷が前記負荷よりも大きくなると、前記アシスト用発電・電動機の出力は、前記エンジンの出力をアシストする構成としている。
According to the invention of
請求項１の発明によれば、フロア部材の足乗せ部には、各種ペダル操作を行う操作範囲から外れた位置で、かつ前記フロア部材に乗り降りするときの乗降口とは反対側となって左，右方向の他側の隙間に隣接した位置に切欠き孔を設け、該切欠き孔は、前記フロア部材がチルトダウンまたはチルトアップするときに、旋回装置の旋回用発電・電動機との接触を避けることができる開口として形成されている。旋回フレームの底板には、前記切欠き孔の下側で、かつ左縦板と右縦板との間に位置して前記旋回用発電・電動機を取付けるための電動機取付孔が設けられ、この上で、旋回用発電・電動機は、前記電動機取付孔に挿嵌された状態で前記底板に取付けられると共に、前記切欠き孔を貫通して前記フロア部材の足乗せ部の上方に延びている。 According to the first aspect of the present invention, the footrest portion of the floor member is located at a position outside the operation range where various pedal operations are performed and on the opposite side to the entrance when getting on and off the floor member. , A notch hole is provided at a position adjacent to the gap on the other side of the right direction, and the notch hole is in contact with the turning generator / motor of the turning device when the floor member is tilted down or tilted up. It is formed as an opening that can be avoided . The bottom plate of the swivel frame is provided with a motor mounting hole for mounting the power generator / motor for swivel located below the notch hole and between the left vertical plate and the right vertical plate. The turning generator / motor is attached to the bottom plate in a state of being inserted into the motor attachment hole, and extends above the footrest portion of the floor member through the notch hole .
従って、旋回用発電・電動機は、切欠き孔を貫通して上方に延びた状態で配置されるが、この切欠き孔の位置は、各種ペダル操作を行う操作範囲から外れた位置であるから、旋回用発電・電動機は、ペダル操作の邪魔にならない位置に配置することができる。しかも、貯油タンクとの隙間に隣接した位置は、フロア部材に乗り降りするときの乗降口とは反対側となるから、旋回用発電・電動機は、フロア部材に乗り降りするときにも邪魔になることはない。 Therefore, the turning generator / motor is arranged in a state of extending upward through the notch hole, but the position of the notch hole is out of the operation range for performing various pedal operations. The turning generator / motor can be disposed at a position that does not interfere with pedal operation. Moreover, since the position adjacent to the gap with the oil storage tank is on the opposite side of the entrance when getting on and off the floor member, the turning generator / motor can be in the way when getting on and off the floor member. Absent.
この結果、ペダル操作を行う足乗せ部上の操作範囲から外れた位置に形成した切欠き孔に合わせ、旋回フレームに旋回用発電・電動機を配置するという簡単な構成で、旋回用発電・電動機をペダル操作等の邪魔にならない位置に配置することができる。これにより、旋回用発電・電動機の大型化を抑制でき、上部旋回体を小型化することができる。しかも、フロア部材の足乗せ部に設けた電動機カバーは、切欠き孔から上方に突出する旋回用発電・電動機の上側部位を覆うことができる。これにより、フロア部材上のオペレータの居住空間では、旋回用発電・電動機を覆い隠すことにより、動作音、油液等の浸入を防ぐことができ、また見栄えを良好にすることができる。 As a result, the swivel generator / motor can be installed with a simple structure in which the swivel generator / motor is arranged on the swivel frame in accordance with the notch hole formed at a position outside the operation range on the footrest where the pedal is operated. It can be placed at a position where it does not interfere with pedal operation. Thereby, the enlargement of the generator / motor for turning can be suppressed, and the upper turning body can be reduced in size. Moreover, the motor cover provided on the footrest portion of the floor member can cover the upper part of the turning generator / motor projecting upward from the notch hole. Thereby, in the living space of the operator on the floor member, it is possible to prevent intrusion of operation sound, oil liquid, etc., and to improve the appearance by covering the turning generator / motor.
請求項２の発明によれば、フロア部材の足乗せ部に設けた電動機カバーは、前側に位置する平坦な高板部、該高板部の後端から下向きに立下がった立下がり部、および該立下がり部の下端から後側に延びた平坦な低板部とにより形成された天板と、該天板の前側、後側、左側の３辺から下向きに延びた前面部、後面部、左面部により形成され、前記フロア部材の足乗せ部に溶接手段で取付けられた周面板とにより構成することができる。
According to the invention of
請求項３の発明によれば、フロア部材には、足乗せ部および運転席取付部の側縁に沿って前，後方向に延びるように壁板が立設されている。この場合、前記壁板には、切欠き孔に繋がるように下端部から上側に切欠いて上向き切欠き孔を設けているから、足乗せ部からはみ出すような位置でも旋回用発電・電動機を配置することができ、設計の自由度を高めることができる。
According to the invention of
請求項４の説明によれば、エンジンの出力は、油圧ポンプを軽い負荷で駆動するのに必要とされる力を賄う設定としているから、エンジンには、出力が小さな小型（小排気量）のものを用いることができる。これにより、排気ガスを清浄化するための排気ガス規制に対し、エンジンの出力を規制対象外まで小さく抑えて規制による負担を軽減することができ、小型油圧ショベルを安価にハイブリッド化することができる。
According to the description of
しかも、出力が小さなエンジンは、全体的に小型に形成されているから、エンジンの周囲に機器類を配置するための空間を確保することができる上に、エンジンの小型化に伴って上部旋回体を小型化することもできる。一方、小型（小排気量）のエンジンを用いることで、燃料消費率を良好にすることができる。さらに、油圧ポンプを軽い負荷よりも大きな重い負荷で駆動するときには、エンジンの出力にアシスト用発電・電動機の出力をアシストさせることにより、この油圧ポンプを駆動することができる。 In addition, since the engine with a small output is formed in a small size as a whole, it is possible to secure a space for arranging the devices around the engine, and in addition to the downsizing of the engine, the upper swing body Can be reduced in size. On the other hand, the fuel consumption rate can be improved by using a small (small displacement) engine. Further, when the hydraulic pump is driven with a heavy load larger than a light load, the hydraulic pump can be driven by assisting the output of the engine with the output of the assisting generator / motor.
以下、本発明の実施の形態に係るハイブリッド式小型油圧ショベルとして、動力源としてエンジンと発電・電動機とを併用したハイブリッド式小型油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図１８を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a hybrid type small hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention, an example of the hybrid type small hydraulic excavator using a combination of the engine and the generator-motor as a power source, in detail with reference to FIGS. 1 to 18 explain.
図１において、１はハイブリッド式小型油圧ショベルを示している。このハイブリッド式小型油圧ショベル１（以下、ハイブリッド式油圧ショベル１という）は、例えば運転質量が６トン未満のミニショベルと呼ばれるもので、旋回動作時に上部旋回体４の後部が下部走行体２の車幅寸法内にほぼ収まる後方超小旋回型の油圧ショベルとして構成されている。 In Figure 1, 1 denotes a hybrid type small hydraulic excavator. The hybrid small hydraulic excavator 1 (hereinafter referred to as a hybrid hydraulic excavator 1) is called a mini excavator having an operating mass of less than 6 tons, for example. The hydraulic excavator is a rear ultra-small swivel excavator that is substantially within the width dimension.
ハイブリッド式油圧ショベル１は、図１、図２に示すように、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に設けられた旋回装置３と、前記下部走行体２上に該旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置５とにより構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the hybrid
下部走行体２は、トラックフレーム２Ａと、該トラックフレーム２Ａの左，右両側に設けられた駆動輪２Ｂと、該駆動輪２Ｂと前，後方向の反対側に位置して前記トラックフレーム２Ａの左，右両側に設けられた遊動輪２Ｃと、前記駆動輪２Ｂと遊動輪２Ｃ（いずれも左側のみ図示）とに亘って巻回された履帯２Ｄとを含んで構成されている。左，右の駆動輪２Ｂは、油圧モータからなる左，右の走行用モータ２Ｅ，２Ｆ（図１８参照）によって回転駆動され、これにより、下部走行体２は自走可能となっている。一方、トラックフレーム２Ａの中央部の上側には、大径で短尺な筒体２Ｇが設けられ、該筒体２Ｇ上には、旋回装置３が取付けられている。ここで、下部走行体２の走行用モータ２Ｅ，２Ｆは、例えば走行速度を低速段と高速段の２段階に切換えることができる。
The
旋回装置３は、下部走行体２に対して上部旋回体４を水平方向で旋回可能に支持するものである。旋回装置３は、下部走行体２の筒体２Ｇ上に取付けられた円環状の内輪と、該内輪の径方向の外側に同心円上に設けられた円環状の外輪と、前記内輪の外周側と前記外輪の内周側との間に転動可能に配置され前記内輪と外輪とを相対回転可能に支持する多数個の転動体（いずれも図示せず）と、動力源となる後述の旋回用発電・電動機８とを含んで構成されている。
The
作業装置５は、後述する旋回フレーム６に俯仰動可能に取付けられたブーム５Ａと、該ブーム５Ａの先端部に俯仰動可能に取付けられたアーム５Ｂと、該アーム５Ｂの先端部に回動可能に取付けられたバケット５Ｃと、これらを駆動する油圧アクチュエータとしての油圧シリンダからなるブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆとにより構成されている。
The working
上部旋回体４は、後述の旋回フレーム６が旋回装置３を介して下部走行体２上に旋回自在に搭載され、この旋回フレーム６上には、図３ないし図９に示すように、後述の旋回用発電・電動機８、カウンタウエイト９、エンジン１１、油圧ポンプ１３、アシスト用発電・電動機１４、フロア部材１５、作動油タンク２７、燃料タンク２８、蓄電装置３０、切欠き孔３８，３９、電動機カバー４０等が設けられている。
The
６は上部旋回体４の支持構造体を形成する旋回フレームである。この旋回フレーム６は、図１０、図１１に示すように、前，後方向に延びた底板６Ａと、該底板６Ａ上に左，右方向に間隔をもって前，後方向に延びて立設された左縦板６Ｂ，右縦板６Ｃと、前記底板６Ａの前端部位から左，右方向の左側に延びつつ屈曲して後方に延びた左サイドフレーム６Ｄと、前記底板６Ａの前端部位から左，右方向の右側に延びつつ屈曲して後方に延びた右サイドフレーム６Ｅと、前記各縦板６Ｂ，６Ｃの後端部に固着された状態で前記底板６Ａ上に左，右方向に延びて立設された後横板６Ｆと、該後横板６Ｆの後側に位置して前記底板６Ａ上に立設されたＣ字形状ないしＵ字形状の後縦板６Ｇと、前記各縦板６Ｂ，６Ｃの前側に設けられた支持ブラケット６Ｈとにより構成されている。この支持ブラケット６Ｈは、底板６Ａよりも前方に突出して設けられ、先端側には作業装置５が左，右方向に揺動可能に取付けられている。
A revolving
さらに、旋回フレーム６を構成する底板６Ａには、後述するフロア部材１５の切欠き孔３８に対応する位置に電動機取付孔６Ｊが設けられている。この電動機取付孔６Ｊは、後述の旋回用発電・電動機８を取付けるための円形孔として形成されている。
Further, the
ここで、電動機取付孔６Ｊが設けられている位置について述べる。電動機取付孔６Ｊは、旋回用発電・電動機８が旋回装置３の内輪の内周側に形成された内歯車に噛合するものであるから、この内輪上の近傍位置に設けられている。具体的には、フロア部材１５の切欠き孔３８は、フロア部材１５上でのオペレータのペダル操作、フロア部材１５への乗降動作の邪魔にならない位置、即ち、フロア部材１５の左，右方向の右側位置に形成されている。そこで、電動機取付孔６Ｊは、フロア部材１５の切欠き孔３８の下側に位置するように、底板６Ａの前側（支持ブラケット６Ｈの後側）に位置して左，右の縦板６Ｂ，６Ｃ間に設けられている。
Here, the position where the
７は旋回フレーム６に設けられた蓄電装置取付台を示し、該蓄電装置取付台７は、後述の蓄電装置３０を旋回フレーム６上に取付けるものである。蓄電装置取付台７は、旋回フレーム６の中央付近、具体的には、後述するフロア部材１５と燃料タンク２８との間に形成される隙間２９に配置され、右縦板６Ｃの上側位置を右サイドフレーム６Ｅの前端から後横板６Ｆまで延びる横長なボックス状の台座として形成されている。
８は旋回フレーム６に取付けられた本発明の特徴部分となる旋回用発電・電動機を示している。この旋回用発電・電動機８は、図１１に示すように、前述した旋回装置３、即ち、下部走行体２上で上部旋回体４を回転駆動する動力源となっている。旋回用発電・電動機８は、下側が旋回フレーム６の電動機取付孔６Ｊに挿嵌された状態で底板６Ａにボルト止めされ、内部に歯車減速手段（図示せず）を備えた減速機構８Ａと、該減速機構８Ａの上部に上側に延びた状態で取付けられた電動モータ８Ｂと、前記減速機構８Ａの下側に位置して前記減速機構８Ａの出力軸（図示せず）に設けられたピニオン８Ｃとにより構成されている。旋回用発電・電動機８には、例えば後側に位置して接続端子８Ｄが設けられ、この接続端子８Ｄには、後述の三相交流ケーブル３４が接続されている。
旋回用発電・電動機８は、旋回フレーム６の電動機取付孔６Ｊに挿嵌された状態で底板６Ａに取付けられることにより、後述するフロア部材１５の切欠き孔３８に対応する位置に配置されている。しかも、旋回用発電・電動機８は、底板６Ａからの高さ寸法（上，下方向寸法）が油圧式のものに比較して大きいため、図７、図８に示すように、フロア部材１５をチルトダウンさせた状態では、上部の電動モータ８Ｂが切欠き孔３８を貫通してフロア部材１５の足乗せ部１６よりも上方に延びた状態となる。
The turning generator /
しかし、旋回用発電・電動機８は、フロア部材１５の切欠き孔３８に対応する位置に配置されているから、後述する操作レバー・ペダル２２等を操作するときや、フロア部材１５に乗降するときに邪魔になることはない。
However, since the turning generator /
旋回用発電・電動機８は、後述の蓄電装置３０からの給電によってピニオン８Ｃを回転駆動することにより、旋回装置３を介して下部走行体２上で上部旋回体４を旋回動作させるものである。一方で、旋回用発電・電動機８は、旋回動作を減速するときに発生する回生エネルギを蓄電装置３０に蓄えることができる。旋回用発電・電動機８は、三相交流ケーブル３４を介して旋回用インバータ３３に電気的に接続されている。
The turning generator /
９は旋回フレーム６の後端部に取付けられたカウンタウエイトを示している。このカウンタウエイト９は、作業装置５との重量バランスをとるもので、後向きに突出した凸湾曲形状をなしている。カウンタウエイト９の上部前側には、フロア取付ブラケット９Ａが設けられ、このフロア取付ブラケット９Ａの上側には、後述するフロア部材１５の後側が取付けられる。さらに、フロア取付ブラケット９Ａの前側には、後述する電気部品取付ブラケット３２の上側部分が取付けられる。
１０はフロア取付ブラケット９Ａの右側に位置してカウンタウエイト９から前側に延びて設けられた熱交換器カバーである。この熱交換器カバー１０は、後述するエンジン１１、熱交換器１２の上側を覆う上面部１０Ａと、該上面部１０Ａの前側から下側に延びて前記エンジン１１、熱交換器１２の前側を覆う前面部１０Ｂとにより構成され、該前面部１０Ｂの下側は、例えば蓄電装置取付台７の後部に取付けられている。
A
１１はカウンタウエイト９の前側に位置して旋回フレーム６上に設けられたエンジンを示している。このエンジン１１は、旋回フレーム６の後側に位置する後縦板６Ｇ上に、左，右方向に延在する横置き状態で搭載されている。エンジン１１には、図６に示すように、排気ガスを排出するための排気管１１Ａが設けられ、該排気管１１Ａには、エンジン１１の左側に位置してマフラ１１Ｂが設けられている。このマフラ１１Ｂは、排気ガスの騒音を低減するために備えられている。これ以外にも、エンジン１１の出力が排気ガス規制の設定値を越える場合には、マフラ１１Ｂを排気ガス後処理装置に変更することで、エンジン１１から排出される排気ガス中の有害物質を除去することができる。一方、エンジン１１の右側には、ラジエータ、オイルクーラ等を含む熱交換器１２が配設されている。
ここで、エンジン１１の性能（出力）について述べる。エンジン１１の出力は、図１７に示すように、後述する油圧ポンプ１３を軽い負荷で駆動するのに必要とされる力を賄い得る大きさに設定されている。具体的には、エンジン１１の出力は、下部走行体２を低速段で走行させたときの低速走行時、または作業装置５、旋回装置３を用いて一般的な掘削作業を行ったときの通常の作業時に、油圧ポンプ１３を駆動するのに必要な値に設定されている。一方で、油圧ポンプ１３の負荷が前記軽い負荷よりも大きくなったとき、例えば、下部走行体２を高速段で走行させたときの高速走行時には、エンジン１１の出力に対しアシスト用発電・電動機１４の出力をアシストして油圧ポンプ１３を駆動する構成としている。
Here, the performance (output) of the
従って、エンジン１１は、油圧ポンプ１３を軽い負荷で駆動できる出力を有していればよいから、出力に合せて小型化（小排気量化）できる上に、このエンジン１１に関連する機器、例えばマフラ１１Ｂ（排気ガス後処理装置）、熱交換器１２等も小型化することができる。これにより、エンジン１１の周囲には、各機器を小型化したことにより、機器類を設置するための空間を設けることができる。
Accordingly, the
１３はエンジン１１の左側に設けられた油圧ポンプを示している。この油圧ポンプ１３は、入力軸がエンジン１１の出力軸と同軸に設けられ、該エンジン１１によって駆動されるものである。油圧ポンプ１３は、下部走行体２の各走行用モータ２Ｅ，２Ｆと作業装置５の各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを駆動するための動力源として、作動油を昇圧して吐出するものである。
ここで、図１６に示すように、油圧ポンプ１３を軽い負荷で駆動するのに必要とされる出力は、エンジン１１の出力により賄うことができる。一方、油圧ポンプ１３をこれよりも重い負荷で駆動するのに必要とされる出力は、エンジン１１の出力に後述するアシスト用発電・電動機１４の出力を加える（アシストさせる）ことにより賄うことができる。
Here, as shown in FIG. 16, the output required to drive the
１４はエンジン１１の左側に位置して該エンジン１１の出力軸と油圧ポンプ１３の入力軸とに接続されたアシスト用発電・電動機（図６参照）である。このアシスト用発電・電動機１４は、エンジン１１によって回転駆動することにより発電し、またはエンジン１１に加えて油圧ポンプ１３の駆動を補助するものである。アシスト用発電・電動機１４は、後述の三相交流ケーブル３４を介してアシスト用インバータ３５に電気的に接続されている。
次に、本発明の特徴部分となる切欠き孔３８が形成されるフロア部材１５の構成について説明する。
Next, the structure of the
１５は旋回フレーム６上の左，右方向の一側となる左側寄りに設けられたフロア部材を示している。このフロア部材１５は、図７ないし図９に示すように、その前端位置が後述の傾転支持部材２６を介して旋回フレーム６の前端位置に傾転可能（チルトアップ、チルトダウン可能）に支持されている。一方、フロア部材１５の後側位置は、カウンタウエイト９の上部に支持されている。フロア部材１５は、後述する足乗せ部１６、運転席取付部１７、レバー・ペダル取付部１８、壁板１９を含んで構成されている。
１６はフロア部材１５の前側の低所に位置する足乗せ部である。この足乗せ部１６は、後述する運転席２０に着座したオペレータが足を乗せるものである。足乗せ部１６は、運転席２０の前側から右端部までの広い範囲に、左，右方向に長尺な略長方形状の平坦な板体として形成された作業フロア部１６Ａと、後述するキャブボックス２５のドア２５Ａ側となる作業フロア部１６Ａの左側に１段低く形成され、オペレータがフロア部材１５に乗り降りするときに足を掛ける乗降用フロア部をなすステップ部１６Ｂとにより構成されている。
１７は後述の運転席２０を取付けるためにフロア部材１５の後側部分を構成する運転席取付部である。この運転席取付部１７は、足乗せ部１６の後部から上方に立上がってエンジン１１の上側に向け後側に延びるステップ状に形成されている。運転席取付部１７は、図１２、図１３に示すように、足乗せ部１６の後部から上方に立上がった立上がり部１７Ａと、該立上がり部１７Ａの上部から後側に延びた平坦板１７Ｂと、該平坦板１７Ｂの後部から斜め上側に向けて延びた背板１７Ｃと、該背板１７Ｃの上部から後側に延びた取付板１７Ｄとにより構成されている。前記平坦板１７Ｂ上には、運転席２０が取付けられている。
１８は足乗せ部１６の前側に設けられたレバー・ペダル取付部である（図３、図１２参照）。このレバー・ペダル取付部１８は、足乗せ部１６の前端に沿って左，右方向に延び、後述の傾転支持部材２６を介して旋回フレーム６の前部に傾転可能（チルトアップ、チルトダウン可能）に取付けられている。さらに、レバー・ペダル取付部１８には、左，右方向の中央に位置して後述する走行用の操作レバー・ペダル２２を取付けるための中央開口１８Ａと、該中央開口１８Ａの左側に位置する左開口１８Ｂと、前記中央開口１８Ａの右側に位置する右開口１８Ｃとが設けられている。この左，右の開口１８Ｂ，１８Ｃには、作業装置５を揺動したり、オプションの油圧機器（図示せず）を駆動するための後述のペダル２３，２４が取付けられている。
１９はフロア部材１５の右側に設けられた壁板である。この壁板１９は、足乗せ部１６と運転席取付部１７の側縁に沿って前，後方向に延びるように立設されている。即ち、壁板１９は、背板１７Ｃの上部から前側に向け下向きに傾斜した縦板からなり、後述の隙間２９との間を仕切っている。
A
ここで、フロア部材１５に搭乗したオペレータが足乗せ部１６上で操作（作業）を行うときに必要となる範囲、即ち、各種ペダル操作を行うための操作範囲について述べる。運転席２０に着座したオペレータは、左，右の操作ペダル２３，２４を操作するために両足を開くから、左，右方向の操作範囲として各操作ペダル２３，２４に足を掛けることができる左，右方向寸法（幅寸法）が必要なる。具体的には、レバー・ペダル取付部１８に設けられた左開口１８Ｂと右開口１８Ｃとの間の範囲が、ペダル操作を行うときの操作範囲の左，右方向寸法となる。一方、操作範囲の前，後方向寸法は、足乗せ部１６の前，後方向寸法と同等となっている。これらのことから、足乗せ部１６上でペダル操作をするために必要な操作範囲は、作業フロア部１６Ａとほぼ同じ範囲となっている。
Here, a range required when an operator who has boarded the
２０はフロア部材１５を構成する運転席取付部１７の平坦板１７Ｂ上に設けられた運転席で、該運転席２０は、オペレータが着座するものである。運転席２０の左，右両側には、作業装置５等を操作するための作業用の操作レバー２１が配設されている。
２２は運転席２０の前方となるレバー・ペダル取付部１８の中央開口１８Ａに設けられた走行用の操作レバー・ペダルである。この走行用の操作レバー・ペダル２２は、下部走行体２を走行させるときに手動操作または足踏み操作によって操作されるものである。
２３は操作レバー・ペダル２２の左側に位置してレバー・ペダル取付部１８の左開口１８Ｂに設けられた予備用操作ペダルで、該予備用操作ペダル２３は、追加して設けられる油圧機器、例えばブレーカ、グラップル等（いずれも図示せず）を駆動するときに操作するものである。一方、２４は操作レバー・ペダル２２の右側に位置してレバー・ペダル取付部１８の右開口１８Ｃに設けられたスイング用操作ペダルで、該操作ペダル２４は、作業装置５を左，右方向に揺動操作（スイング操作）するものである。
２５はフロア部材１５上に設けられたキャブボックスで、該キャブボックス２５は、上，下方向に長尺な有蓋のボックス体として形成されている。このキャブボックス２５の左側面には、前側寄りに位置してドア２５Ａが開閉可能に設けられている。このドア２５Ａを開くことにより、フロア部材１５に乗り降りすることができる。なお、キャブボックス２５に代え、支柱上にルーフ部が設けられたキャノピを適用することもできる。
ここで、フロア部材１５、運転席２０、作業用の操作レバー２１、走行用の操作レバー・ペダル２２、キャブボックス２５等は、旋回フレーム６上に搭載された１つのユニットとして構成されている。このキャブユニットは、図７に示すように、フロア部材１５のレバー・ペダル取付部１８が旋回フレーム６の前端部に対し、左，右方向に延びる軸線を回動軸線とするヒンジ構造をもった左，右の傾転支持部材２６を介して取付けられている。これにより、キャブユニットは、前側の傾転支持部材２６を支点として後側が上，下方向に傾転可能となっている。
Here, the
２７は貯油タンクとしての作動油タンクで（図４参照）、該作動油タンク２７は、旋回フレーム６の左，右方向の他側となる右側、具体的には、熱交換器１２の前側に位置して右サイドフレーム６Ｅの近傍に設けられている。この作動油タンク２７は、油圧ポンプ１３に供給する作動油を貯えるものである。
27 is a hydraulic oil tank as an oil storage tank (see FIG. 4). The
２８は作動油タンク２７の左前側の近傍に位置して旋回フレーム６上に設けられた貯油タンクとしての燃料タンクである。この燃料タンク２８は、エンジン１１に供給する燃料を貯えるものである。
ここで、貯油タンクを構成する作動油タンク２７、燃料タンク２８、具体的には、燃料タンク２８は、旋回フレーム６の右縦板６Ｃよりも右側に配置することにより、フロア部材１５（キャブボックス２５）との間に隙間２９を介在させた状態で設けられている。この燃料タンク２８とフロア部材１５との間の隙間２９には、蓄電装置取付台７上に位置して後述の蓄電装置３０が配置されている。
Here, the
３０は旋回フレーム６上に設けられた蓄電装置で、該蓄電装置３０は、燃料タンク２８とフロア部材１５（キャブボックス２５）との隙間２９に位置して蓄電装置取付台７上に配設されている。蓄電装置３０は、旋回用発電・電動機８およびアシスト用発電・電動機１４に対して電力の給電を行うと共に、旋回用発電・電動機８およびアシスト用発電・電動機１４から電力の受電（蓄電）を行うもので、例えばリチウムイオンバッテリを用いて構成されている。
なお、蓄電装置３０としては、リチウムイオンバッテリ以外にも、例えば電気二重層のキャパシタを用いることもできる。蓄電装置３０にキャパシタを用いる場合には、蓄電装置３０の出力端子にチョッパを接続して設け、該チョッパによって蓄電装置３０の出力端子電圧を一定に保持するのが好ましい。
In addition to the lithium ion battery, for example, an electric double layer capacitor can be used as the
蓄電装置３０は、燃料タンク２８とキャブボックス２５との間の狭い空間に収まるように、左，右方向に扁平で上，下方向に延びた縦長な直方体状に形成されている。蓄電装置３０は、図１８に示すように、給電用のケーブル３７を介して後述のディスコネクトスイッチ３１、各インバータ３３，３５と電気的に接続されている。
The
３１は蓄電装置３０の前部上側に設けられたディスコネクトスイッチである。このディスコネクトスイッチ３１は、例えば、蓄電装置３０の正側の出力端子に接続して設けられ、操作用のボタン３１Ａを有している（図３参照）。そして、ディスコネクトスイッチ３１は、常時は蓄電装置３０と各インバータ３３，３５との間を接続し、ボタン３１Ａが操作されることによって蓄電装置３０と各インバータ３３，３５との間を遮断するものである。
３２はエンジン１１の前側に位置して旋回フレーム６に設けられた電気部品取付ブラケットである。この電気部品取付ブラケット３２は、図７に示すように、フロア部材１５の運転席取付部１７に沿うようにステップ状に形成され、該運転席取付部１７内に配置されている。そして、電気部品取付ブラケット３２は、上側部分がカウンタウエイト９のフロア取付ブラケット９Ａに取付けられ、下側部分が旋回フレーム６の後横板６Ｆの上部に取付けられている。
An electrical
３３は旋回用発電・電動機８を制御するために該発電・電動機８に電気的に接続された旋回用インバータである。この旋回用インバータ３３は、蓄電装置３０側となる電気部品取付ブラケット３２の右側位置に取付けられている。これにより、旋回用インバータ３３は、旋回用発電・電動機８後側近傍に配置され、該旋回用発電・電動機８に三相交流ケーブル３４を用いて接続されている。旋回用インバータ３３は、複数のスイッチング素子（図示せず）等を組合せることにより構成されている。
旋回用インバータ３３は、旋回用発電・電動機８の回生時には、旋回用発電・電動機８による交流の回生電力を直流電力に変換して蓄電装置３０に供給する。一方、旋回用発電・電動機８の旋回駆動時には、蓄電装置３０からの直流電力を交流の駆動電力に変換して旋回用発電・電動機８に供給する。
The turning
ここで、三相交流ケーブル３４は、図１１に示すように、旋回用発電・電動機８の後側に設けられた接続端子８Ｄに接続され、この接続端子８Ｄから立下りつつ、旋回用インバータ３３に向けて後側に延びている。
Here, as shown in FIG. 11, the three-
３５はアシスト用発電・電動機１４を制御するために該発電・電動機１４に電気的に接続されたアシスト用インバータである。このアシスト用インバータ３５は、旋回用インバータ３３の左側（蓄電装置３０と離れる側）に並べて電気部品取付ブラケット３２に取付けられている。これにより、アシスト用インバータ３５は、エンジン１１の左側に配置されたアシスト用発電・電動機１４に近い位置に配置されている。
An assist
このアシスト用インバータ３５は、旋回用インバータ３３と同様に、複数のスイッチング素子（図示せず）等を組合せることにより構成されている。アシスト用インバータ３５は、アシスト用発電・電動機１４の発電時には、該アシスト用発電・電動機１４による交流の発電電力を直流電力に変換して蓄電装置３０に供給する。一方、アシスト用発電・電動機１４の駆動時には、アシスト用インバータ３５は、蓄電装置３０からの直流電力を交流の駆動電力に変換してアシスト用発電・電動機１４に供給する。
The assist
アシスト用インバータ３５は、前述した旋回用インバータ３３、旋回用発電・電動機８間と同様に、アシスト用発電・電動機１４に三相交流ケーブル３４を用いて接続されている。
The assist
３６は各インバータ３３，３５の左側に位置して電気部品取付ブラケット３２に取付けられたコンタクタボックスで、コンタクタボックス３６は、旋回用インバータ３３およびアシスト用インバータ３５と蓄電装置３０との間に電気的に配置されている。このコンタクタボックス３６は、例えば、１個のメイン電圧伝達用コンタクタ、各インバータ３３，３５に対応して２個のインバータ用コンタクタ、充電用リレー等（いずれも図示せず）を内蔵している。各インバータ用コンタクタのうち、一方のインバータ用コンタクタは、旋回用インバータ３３と蓄電装置３０との間の接続と遮断を行うものである。他方のインバータ用コンタクタは、アシスト用インバータ３５と蓄電装置３０との間の接続と遮断を行うものである。これらのコンタクタは、例えばイグニッションキー（図示せず）、ディスコネクトスイッチ３１のボタン３１Ａの操作に応じて、接続状態と遮断状態とが切換わる。
A
ここで、旋回用インバータ３３、アシスト用インバータ３５およびコンタクタボックス３６は、電気部品取付ブラケット３２に左，右方向に並べて配置されている。この場合、旋回用インバータ３３が平面視で蓄電装置３０に最も接近した位置に配置され、アシスト用インバータ３５が旋回用インバータ３３の左側に並べて配置され、コンタクタボックス３６が各インバータ３３，３５よりも蓄電装置３０から離間した左側位置に配置されている。
Here, the turning
このように、旋回用インバータ３３、アシスト用インバータ３５およびコンタクタボックス３６を所望の順番で配置することにより、旋回用インバータ３３と旋回用発電・電動機８とを近い位置に配置でき、アシスト用インバータ３５とアシスト用発電・電動機１４とを近い位置に配置できる。これにより、インバータ３３，３５と発電・電動機８，１４とを接続する三相交流ケーブル３４を短く形成することができる。しかも、蓄電装置３０、各インバータ３３，３５、コンタクタボックス３６間を接続する給電用のケーブル３７も短く形成でき、配線作業も容易に行うことができる。
Thus, by arranging the turning
次に、本発明の特徴部分を構成する切欠き孔３８の構成および機能について詳しく説明する。
Next, the structure and function of the
３８はフロア部材１５の足乗せ部１６に設けられた切欠き孔を示している。この切欠き孔３８は、旋回用発電・電動機８と足乗せ部１６とが干渉しないように設けられた逃し孔を構成している。ここで、切欠き孔３８が形成されている位置について詳述する。まず、切欠き孔３８は、走行用の操作レバー・ペダル２２、予備用操作ペダル２３、スイング用操作ペダル２４の操作を行う操作範囲を避けた位置、具体的には、操作範囲に相当する足乗せ部１６の作業フロア部１６Ａを避けた位置に配置されている。この場合、作業フロア部１６Ａの左側（キャブボックス２５のドア２５Ａ側）は、オペレータの乗降口となっているから、切欠き孔３８は、作業フロア部１６Ａの右側、即ち、フロア部材１５と燃料タンク２８との隙間２９に隣接した位置に配置されている。
切欠き孔３８は、図８に示すようにフロア部材１５がチルトダウンした状態、または図９に示すようにフロア部材１５をチルトアップさせる場合でも、旋回用発電・電動機８、三相交流ケーブル３４等を確実に避けることができるように、十分な大きさをもった略長方形状の開口として形成されている。詳しくは、切欠き孔３８は、作業フロア部１６Ａの右側部位を前，後方向に亘るほぼ全部と、レバー・ペダル取付部１８の後側の一部とに形成されている。切欠き孔３８は、レバー・ペダル取付部１８側となる前側部位が、前側に向けて幅寸法が小さくなる台形部３８Ａとなっている。これにより、レバー・ペダル取付部１８の右開口１８Ｃを避けつつ切欠き孔３８を大きく形成することができる。
The cut-
３９はフロア部材１５の壁板１９に設けられた上向き切欠き孔である。この上向き切欠き孔３９は、切欠き孔３８に繋がる壁板１９に下端部から上側に切欠いて形成されている。これにより、上向き切欠き孔３９は、フロア部材１５の足乗せ部１６から右側にはみ出すような位置に旋回用発電・電動機８が配置された場合でも、旋回用発電・電動機８を避けることができる。上向き切欠き孔３９は、旋回用発電・電動機８が配置される前側部分が高く、後側部分が低くなるようにステップ状に形成されている。
４０はフロア部材１５の足乗せ部１６に取付けられた電動機カバーを示している。この電動機カバー４０は、切欠き孔３８から上方に突出する旋回用発電・電動機８の上側部位を覆うものである。電動機カバー４０は、図１５に示すように、天板４１と周面板４２とにより構成されている。天板４１は、上向き切欠き孔３９のステップ形状に合わせ、前側に位置する平坦な高板部４１Ａと、該高板部４１Ａの後端から下向きに立下がった立下がり部４１Ｂと、該立下がり部４１Ｂの下端から後側に延びた平坦な低板部４１Ｃとにより形成されている。
一方、電動機カバー４０の周面板４２は、天板４１の右側を除く、前側、後側、左側の３辺から下向きに延びた前面部４２Ａ、後面部４２Ｂ、左面部４２Ｃにより形成されている。周面板４２の前面部４２Ａは、切欠き孔３８の台形部３８Ａに嵌まるものであるから、台形部３８Ａに倣って前側に突出した台形状に形成されている。これにより、電動機カバー４０の左前側部分を面取り形状とすることができ、スイング用操作ペダル２４に掛けた足を効率よく避けることができる。
On the other hand, the
このように構成された電動機カバー４０は、図１４に示すように、周面板４２の下側部分を足乗せ部１６に形成した切欠き孔３８に挿入し、天板４１の右縁を上向き切欠き孔３９に合うように壁板１９に当接させる。この状態で、電動機カバー４０は、周面板４２と足乗せ部１６、レバー・ペダル取付部１８との間、天板４１と壁板１９との間に溶接手段を施すことにより、フロア部材１５に取付けられている。電動機カバー４０は、切欠き孔３８，３９を覆って閉塞することにより、旋回用発電・電動機８の動作音、油液等の浸入を防ぐことができ、また見栄えを良好にすることができる。
As shown in FIG. 14, the
ここで、電動機カバー４０は、フロア部材１５が傾転動作（チルトアップ、チルトダウン）することを考慮し、傾転動作時に旋回用発電・電動機８に干渉し易い後側で、該旋回用発電・電動機８との間隔が大きくなるように形成されている。即ち、電動機カバー４０の周面板４２の前面部４２Ａと旋回用発電・電動機８との前側間隔よりも、電動機カバー４０の天板４１の立下がり部４１Ｂと旋回用発電・電動機８との後側間隔の方が大きく、例えば、後側間隔を前側間隔の１．５〜４倍程度に設定している。これにより、フロア部材１５を傾転動作させた場合でも、旋回用発電・電動機８と電動機カバー４０との接触を確実に防止することができる。
Here, in consideration of the fact that the
なお、４３はフロア部材１５の右側に位置して設けられた外装カバーで、該外装カバー４３は、熱交換器１２、作動油タンク２７、燃料タンク２８等を覆うものである。外装カバー４３は、図２、図３に示すように、後側に位置して熱交換器１２の上側を覆う後カバー４３Ａと、該後カバー４３Ａの前側に開閉可能に設けられ、作動油タンク２７、燃料タンク２８を覆う右前カバー４３Ｂと、燃料タンク２８の左面から上面を覆うようにキャブボックス２５の側面に対面して設けられた仕切カバー４３Ｃとにより構成されている。
In addition, 43 is an exterior cover provided on the right side of the
４４は旋回フレーム６上に設けられたコントロールバルブである（図１８参照）。このコントロールバルブ４４は、下部走行体２の走行用モータ２Ｅ，２Ｆ、作業装置５の各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを制御する複数個の油圧制御弁により形成されている。コントロールバルブ４４は、油圧ポンプ１３から供給される圧油を作業用の操作レバー２１の操作に応じ、この操作に対応した油圧アクチュエータに圧油を供給するものである。
44 is a control valve provided on the turning frame 6 (see FIG. 18). The
本実施の形態によるハイブリッド式油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、この油圧ショベル１の動作について説明する。
The
まず、オペレータは、フロア部材１５上に搭乗して運転席２０に着座する。この状態で走行用の操作レバー・ペダル２２を操作することにより、コントロールバルブ４４から下部走行体２の走行用モータ２Ｅ，２Ｆに圧油を供給し、左，右の駆動輪２Ｂを駆動してハイブリッド式油圧ショベル１を前進または後退させることができる。
First, the operator gets on the
一方、運転席２０に着座したオペレータは、作業用の操作レバー２１とスイング用操作ペダル２４を操作することにより、旋回装置３（旋回用発電・電動機８）によって上部旋回体４を旋回させたり、作業装置５を俯仰動させたりして土砂の掘削作業等を行うことができる。
On the other hand, the operator seated in the driver's
ここで、エンジン１１とアシスト用発電・電動機１４とによって油圧ポンプ１３を駆動する場合について、図１６、図１７を用いて説明する。４５はエンジン１１の定格出力である定格出力特性線を示し、４６は油圧ポンプ１３の特性線（Ｐ−Ｑ線図）を示している。この特性線４６は、エンジン１１を定格出力（エンジン１１の定格出力特性線４５）内において駆動したときの油圧ポンプ１３のＰ−Ｑ特性である。４７はエンジン１１の定格出力にアシスト用発電・電動機１４の出力をアシストさせたときの合計出力特性線である。
Here, the case where the
下部走行体２を低速で走行させる場合（低速走行時領域４８）、または旋回装置３、作業装置５を用いて通常の作業を行う場合（通常作業時領域４９）には、油圧ポンプ１３を軽い負荷で駆動すればよい。従って、これらの低速走行時領域４８、通常作業時領域４９を使用する場合には、エンジン１１の定格出力だけで油圧ポンプ１３を駆動するのに必要な力を賄うことができる。
When the
一方、下部走行体２を高速で走行させる場合（高速走行時領域５０）には、油圧ポンプ１３の負荷は、前記軽い負荷よりも大きくなるから、エンジン１１だけでは、油圧ポンプ１３の大きな負荷圧がエンジン１１に作用してエンジンストールを起こす虞がある。このように、高速走行時領域５０を使用する場合、蓄電装置３０からアシスト用発電・電動機１４に給電し、該アシスト用発電・電動機１４を駆動してエンジン１１をアシストする必要がある。即ち、この場合の出力は、エンジン１１の定格出力特性線４５にアシスト用発電・電動機１４の出力を加算した合計出力特性線４７として示される。これにより、油圧ポンプ１３を重い負荷に抗して駆動することができる。なお、油圧ポンプ１３の負荷が大きくなる場合として、高速走行時領域５０を例示したが、作業用のアタッチメントを追加して油圧アクチュエータが増えたり、油圧アクチュエータが大型化して重負荷となった場合を含むものである。
On the other hand, when the
ここで、旋回装置３の動力源として旋回用発電・電動機８を用いた場合には、この旋回用発電・電動機８の高さ寸法（上，下方向寸法）が油圧式のものに比較して大きくなるために、フロア部材１５をチルトダウンさせた状態では、上部の電動モータ８Ｂがフロア部材１５の足乗せ部１６に干渉してしまう。
Here, when the turning generator /
然るに、本実施の形態によれば、フロア部材１５の足乗せ部１６には、走行用の操作レバー・ペダル２２、予備用操作ペダル２３、スイング用操作ペダル２４の操作を行う操作範囲から外れた位置で、かつ左，右方向の右側の隙間２９に隣接した位置に切欠き孔３８を設ける構成とする。この上で、旋回装置３の旋回用発電・電動機８は、切欠き孔３８に対応する位置に、この切欠き孔３８を貫通して上方に延びる状態で旋回フレーム６に設ける構成としている。
However, according to the present embodiment, the
従って、旋回用発電・電動機８は、切欠き孔３８を貫通して上方に延びた状態で配置される。しかし、この切欠き孔３８の位置は、各種ペダル操作を行う操作範囲から外れた位置であるから、旋回用発電・電動機８は、ペダル操作の邪魔にならない位置に配置することができる。しかも、燃料タンク２８との隙間２９に隣接した位置は、フロア部材１５に乗り降りするときの乗降口とは反対側となるから、旋回用発電・電動機８は、フロア部材１５に乗り降りするときにも邪魔になることはない。
Therefore, the turning generator /
この結果、ペダル操作を行う足乗せ部１６上の操作範囲から外れた位置に形成した切欠き孔３８に合わせ、旋回フレーム６の底板６Ａに旋回用発電・電動機８を配置するという簡単な構成で、旋回用発電・電動機８をペダル操作等の邪魔にならない位置に配置することができる。これにより、旋回用発電・電動機８の大型化を抑制でき、上部旋回体４を小型化することができる。
As a result, the generator /
また、フロア部材１５の足乗せ部１６には、切欠き孔３８から上方に突出する旋回用発電・電動機８の上側部位（電動モータ８Ｂ等）を覆う電動機カバー４０を設ける構成としている。これにより、電動機カバー４０は、フロア部材１５上のオペレータの居住空間において旋回用発電・電動機８を覆い隠すことがきるから、旋回用発電・電動機８の動作音、油液等の浸入を防ぐことができ、また見栄えを良好にすることができる。
Further, the
一方、フロア部材１５の隙間２９側（右側）を前，後方向に延びた壁板１９には、切欠き孔３８に繋がるように下端部から上側に切欠いて上向き切欠き孔３９を設ける構成としている。従って、例えば、足乗せ部１６から隙間２９側にはみ出すような位置でも旋回用発電・電動機８を配置できるから、この場合の設計の自由度を高めることができる。
On the other hand, the
さらに、エンジン１１は、その出力を、油圧ポンプ１３を軽い負荷で駆動するのに必要とされる力を賄う値に設定している。即ち、低速走行時領域４８、通常作業時領域４９では、エンジン１１の出力（定格出力特性線４５）だけで油圧ポンプ１３を駆動することができる。従って、エンジン１１には、出力が小さな小型（小排気量）のものを用いることができる。これにより、エンジン１１から排出される排気ガスを清浄化するための排気ガス規制に対し、エンジン１１の出力を規制対象外まで小さく抑えて、規制による負担を軽減することができる。この結果、既存の油圧ショベルを安価にハイブリッド化することができる。しかも、出力が小さなエンジン１１は、全体的に小型になるから、エンジン１１の周囲には、機器類を配置するための空間を確保することができ、エンジン１１の小型化に伴って上部旋回体４を小型化することもできる。
Furthermore, the
さらにまた、低速走行時領域４８または通常作業時領域４９（軽負荷時）では、エンジン１１の出力だけで油圧ポンプ１３を駆動することができる。一方、高速走行時領域５０（重負荷時）では、エンジン１１の出力だけでは油圧ポンプ１３を駆動することができないから、エンジン１１の出力（定格出力特性線４５）にアシスト用発電・電動機１４の出力をアシストさせて出力を大きく（合計出力特性線４７）することにより、負荷圧が大きな油圧ポンプ１３を駆動することができる。
Furthermore, the
なお、実施の形態では、フロア部材１５の足乗せ部１６とレバー・ペダル取付部１８とに亘って略長方形状の切欠き孔３８を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、切欠き孔をフロア部材１５の足乗せ部１６だけに設ける構成としてもよい。また、切欠き孔を円形、長円形、五角形等の他の形状としてもよい。
In the embodiment, the case where the substantially
実施の形態では、蓄電装置３０をフロア部材１５と燃料タンク２８との間の隙間２９に位置して旋回フレーム６上に配置した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、蓄電装置をフロア部材の下側等、他の場所に配置する構成としてもよい。
In the embodiment, the case where the
１ ハイブリッド式小型油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 旋回装置
４ 上部旋回体
５ 作業装置
５Ａ ブーム
５Ｂ アーム
５Ｃ バケット
５Ｄ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５Ｅ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５Ｆ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
６ 旋回フレーム
６Ｊ 電動機取付孔
８ 旋回用発電・電動機
９ カウンタウエイト
１１ エンジン
１３ 油圧ポンプ
１４ アシスト用発電・電動機
１５ フロア部材
１６ 足乗せ部
１７ 運転席取付部
１８ レバー・ペダル取付部
１９ 壁板
２０ 運転席
２２ 走行用の操作レバー・ペダル
２３ 予備用操作ペダル
２４ スイング用操作ペダル
２７ 作動油タンク（貯油タンク）
２８ 燃料タンク（貯油タンク）
２９ 隙間
３０ 蓄電装置
３８ 切欠き孔
３９ 上向き切欠き孔
４０ 電動機カバー
４５ エンジンの定格出力特性線
４６ 油圧ポンプの特性線（Ｐ−Ｑ線図）
４７ 合計出力特性線
４８ 低速走行時領域
４９ 通常作業時領域
５０ 高速走行時領域
1 hybrid compact
5E Arm cylinder (hydraulic actuator)
5F Bucket cylinder (hydraulic actuator)
6
28 Fuel tank
29
47 Total output
Claims (4)
前記上部旋回体は、
前，後方向に延びた底板と、該底板上に左，右方向に間隔をもって前，後方向に延びて立設された左縦板，右縦板とを有し、支持構造体をなす旋回フレームと、
該旋回フレームに取付けられ前記旋回装置を回転駆動する動力源となる旋回用発電・電動機と、
前記旋回フレームの後端部に取付けられ前記作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトと、
該カウンタウエイトの前側に位置して前記旋回フレームの後側に左，右方向に延在する横置き状態で搭載されたエンジンと、
該エンジンによって駆動され前記油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
前記エンジンと該油圧ポンプとに接続されたアシスト用発電・電動機と、
前記旋回フレームの左，右方向の一側の前部に傾転支持部材を介してチルトアップ、チルトダウン可能に支持されており、オペレータが足を乗せる足乗せ部および該足乗せ部の後部から上方に立上がって前記エンジンの上側に向け後側に延びた運転席取付部からなるフロア部材と、
前記旋回フレームの左，右方向の他側に前記フロア部材との間に隙間を介在させた状態で設けられ内部に燃料または作動油を貯える貯油タンクと、
前記旋回用発電・電動機および前記アシスト用発電・電動機に対して電力の給電を行うと共に、前記旋回用発電・電動機および前記アシスト用発電・電動機から電力の受電を行う蓄電装置とを備えてなるハイブリッド式小型油圧ショベルにおいて、
前記フロア部材の足乗せ部には、各種ペダル操作を行う操作範囲から外れた位置で、かつ前記フロア部材に乗り降りするときの乗降口とは反対側となる位置に前記隙間に隣接して切欠き孔が設けられており、
該切欠き孔は、前記フロア部材がチルトダウンまたはチルトアップするときに、前記旋回用発電・電動機との接触を避けることができる開口として形成されており、
前記旋回フレームの底板には、前記切欠き孔の下側で、かつ前記左縦板と右縦板との間に位置して前記旋回用発電・電動機を取付けるための電動機取付孔が設けられており、
前記旋回用発電・電動機は、前記電動機取付孔に挿嵌された状態で前記底板に取付けられると共に、前記切欠き孔を貫通して前記フロア部材の足乗せ部の上方に延びており、
前記フロア部材の足乗せ部には、前記切欠き孔から上方に突出する前記旋回用発電・電動機の上側部位を覆う電動機カバーが設けられていることを特徴とするハイブリッド式小型油圧ショベル。 A self-propelled crawler-type lower traveling body, and an upper revolving body that is mounted on the lower traveling body via a turning device so as to be capable of turning, and whose rear portion is within the vehicle width of the crawler-type lower traveling body during the turning operation. And a working device provided on the front side of the upper swing body so as to be able to move up and down using a hydraulic actuator as a power source,
The upper swing body is
A swivel having a bottom plate extending in the front and rear directions, and a left vertical plate and a right vertical plate standing on the bottom plate and extending in the front and rear directions with a spacing in the left and right directions. Frame,
A turning generator / motor that is attached to the turning frame and serves as a power source for rotationally driving the turning device;
A counterweight attached to the rear end of the swivel frame to balance the weight with the working device;
An engine mounted on the front side of the counterweight and mounted horizontally in a left and right direction on the rear side of the revolving frame;
A hydraulic pump driven by the engine to supply pressure oil to the hydraulic actuator;
An assisting generator / motor connected to the engine and the hydraulic pump;
A tilt support member is supported on a front portion on one side of the left and right sides of the swivel frame so that the tilt frame can be tilted up and down, and an operator can place a foot on the footrest portion and a rear portion of the footrest portion. A floor member comprising a driver seat mounting portion that rises upward and extends rearward toward the upper side of the engine;
An oil storage tank that is provided in a state where a gap is interposed between the swivel frame and the floor member on the other side in the left and right directions;
A hybrid comprising: a power storage device that feeds electric power to the turning generator / motor and the assist generator / motor and receives electric power from the turning generator / motor and the assist generator / motor. Type small hydraulic excavator ,
In the footrest portion of the floor member, a notch adjacent to the gap is located at a position that is out of the operation range for performing various pedal operations and on the opposite side of the entrance when getting on and off the floor member. holes are provided,
The notch hole is formed as an opening that can avoid contact with the turning generator / motor when the floor member is tilted down or tilted up,
The bottom plate of the swivel frame is provided with a motor mounting hole for mounting the power generator / motor for swivel located below the notch hole and between the left vertical plate and the right vertical plate. And
Before Ki旋 times for motor-generator, along with the attached to the bottom plate while being fitted into the motor mounting hole extends above the footrest section of the floor member through said notched hole,
The hybrid small hydraulic excavator , wherein a foot cover of the floor member is provided with an electric motor cover that covers an upper portion of the turning generator / motor projecting upward from the cutout hole .
前側に位置する平坦な高板部、該高板部の後端から下向きに立下がった立下がり部、および該立下がり部の下端から後側に延びた平坦な低板部により形成された天板と、
該天板の前側、後側、左側の３辺から下向きに延びた前面部、後面部、左面部により形成され、前記フロア部材の足乗せ部に溶接手段で取付けられた周面板とにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式小型油圧ショベル。 The motor cover is
A ceiling formed by a flat high plate portion located on the front side, a falling portion falling downward from the rear end of the high plate portion, and a flat low plate portion extending rearward from the lower end of the falling portion The board,
The top plate is formed of a front plate, a rear plate, and a left plate that extend downward from the three sides of the front, rear, and left sides, and a peripheral plate that is attached to the footrest of the floor member by welding means. hybrid compact hydraulic excavator according it has to claim 1 you characterized.
前記壁板には、前記切欠き孔に繋がる位置に下端部から上側に切欠いて上向き切欠き孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式小型油圧ショベル。 The floor member in order to partition between the gap, before along the side edges of the driver's seat mounting portion and the footrest section, has a wall plate erected so as to extend in the rear direction,
Wherein the wallboard, hybrid compact hydraulic excavator according to claim 1 you, characterized in that the upward notched hole provided from the lower end portion in notched upward at the position leading to the notched hole.
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