JPS63300131A

JPS63300131A - 電気パワ−ショベル

Info

Publication number: JPS63300131A
Application number: JP62137025A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nosaka; 野坂　寛
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1987-05-30
Filing date: 1987-05-30
Publication date: 1988-12-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（！東上の利用分野）本発明は、従来の油圧パワーショベルの欠点を補い、か
つ省エネ駆動が可能であって、従来の鉱山用の電気ショ
ベルに比較して多用な機能を有する電気パワーショベル
に関するものである。

（従来の技術）従来、多機能性から油圧パワーショベルが建設機械の主
力を占めている。また、一方では、高パワーかつ大型重
機として大きな鉱山にて電気ショベルが使用されている
。

前者の油圧パワーショベルは、各駆動系のうら、走行系
および旋回系は、油圧モータおよび減速機を用い、また
、作業機系としてのブーム、アームおよびバケットの駆
動には、油圧シリンダを用いている。また、後者の鉱山
用電気ショベルは、超大型建設機械として使用されてい
るが、作業機系がｎ単な構造であるため、多機能性に欠
ける難点がある。

これを、具体的に説明すると、従来の油圧パワーショベ
ルは、車両内エンジンで油圧ポンプを駆動し、走行系お
よび旋回系の駆ｌｌｌ動力源として、前記油圧ポンプか
ら供給される圧油によって駆動される油圧モータと減速
機とを使用し、また、作業機系すなわちブーム、アーム
およびバケットの駆動動力源としては、前記油圧ポンプ
から供給される圧油によって作動される油圧シリンダを
それぞれ使用している。

このような油圧ショベルでは、油圧ポンプで発生した圧
油を前記各駆動系に供給するので、その油慢をＨｉ制御
するための制御バルブを油圧配管中に介在させることが
必要不可欠である。

（発明が解決しようとする問題点）このような油圧制御系では、油圧ポンプ、油圧制御バル
ブ、油圧配管および油圧モータ等において圧力損失があ
り、また油漏洩に伴う効率低下が避けがたい問題がある
。また、＾出力を望むため油圧がより高圧となり、その
ため高圧油の制御および切換の衝撃による滑かな制御が
より困難となりつつある。

一方、第５図に示されるように、強力かつ滑かな一＋ｍ
性を生かした大型の鉱山用電気ショベルにおいては、作
業機系２１の駆動が単純であり、電気モータでドラムを
駆動し、ワイヤ２２を巻き取るため、多ｖ１１能性に欠
ける難点があった。

本発明の目的は、これらの問題点に鑑み、電動であって
、かつ油圧パワーショベル特有の多機能性を有する電気
パワーショベルを提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、走行系１１、旋回系１２および作業機系とし
てブーム１３、アーム１４、バケット１５を有するパワ
ーショベルにおいて、前記各駆動系の駆動動力源を全て
電気駆動アクチュエータで構成し、さらに、作業機系の
電気駆動アクチュエータは、電動式リニアアクチュエー
タによって構成するものである。

（作用）本発明のパワーショベルは、電気駆動によって、はとん
どＵＳを発することなく、滑かに動作される。

（実施例）以下、本発明を第１図乃至第４図に示される実施例を参
照してＷｊＩＢに説明する。

第４図に示される電気パワーショベルにおいて、走行系
１１および旋回系１２は、電動モータおよび減速機によ
って構成される電気駆動アクチュエータとしての電動式
［］−タリアクチュエー夕を動力源として駆動され、作
業機系すなわちブーム１３、アーム１４およびバケット
１５は、電動モータおよびリニア作動部によって構成さ
れる電気駆動アクチュエータとしての電動式リニアアク
チュエータ１６゜１７、１８を動力源として駆動される
。

第１図に、電気パワーショベルのシステム構成を示す。

エンジン３１によって発電ｆ！ｉ３２が駆動され、この
発電機３２によって発電された電力は、パワーコントロ
ーラ３３ａ　、　３３ｂ　、　３３ｃ　、　３３ｄ　、
　３３ｅ　。

３３ｆに送られ、モのスイッチングにより電動モータ３
４ａ、　、　３４ｂ　、　３４Ｃ、３４ｄ　、　３４ｅ
　、　３４ｆが駆動される。

電動モータ３４ａは減速＠　３５ａと一体化され、電ａ
ｌｌモータ３４ｅは減速機３５ｅと一体化され、電動モ
ータ３４「は減速機３５ｆと一体化され、これらは、回
転動作の動力源として使用される。すなわち、電動モー
タ３４ａおよび減速ｔａ３５ａは、旋回系１２の電気駆
動アクチュエータとしての電動式ロークリアクチ１エー
タであり、電動モータ３４ｅおよび減速機３５ｅは、走
行系（左側）１１０の電気駆動アクチュエータとしての
電動式ロータリアクチュエータであり、電動モータ３４
ｆおよび減速様３５ｆは、走行系（右側）１１ｆの電気
駆動アクチュエータとしての電動式ロータリアクヂュエ
ークである。

また、電動モータ３４ｂはリニア作動部３５ｂと一体化
され、電動モータ３４ｃはリニア作動部３５ｃと一体化
され、電動モータ３４ｄはリニア作動部３５ｄと−・体
化され、これらは、直線運動の動力源として使用される
。電動モータ３４ｂおよびリニア作動部３５ｂは、アー
ム１４の電気駆動アクチュエータとしての電動式リニア
アクチュエータ１７を構成し、電動モータ３４Ｃおよび
リニア作動部３５ｃは、１−ム１３の電気駆動アクチュ
エータとしての電動式リニアアクチュエータ１６を構成
し、電動モータ３４ｄおよびリニア作動部３５ｄは、バ
ケット１５の電気駆動アクチュエータとしての電動式リ
ニアアクチュエータ１８を構成する。

第１図にて、入力変換器４１ａ　、　４１ｂ　、　４１
ｃ　。

４１ｄ　、　４１ｅ　、　４１ｆに供給される電力は、
発電＠３２の出力が電圧変換器４２によって所要の電圧
に変換されて得られる。−例として、１ｔＪｉの発電機
出力は数千ボルト、後者の変換電圧は数十ボルトである
。

第１図にて、ジョイスティック４３は、左右方向Ａの操
作によって旋回系１２を１ＩｌｌｌＩＩＩｌシ、前後方
向Ｂの操作によってアーム１４を制御するものである。

また、ジョイスティック４４は、左右方向Ｃの操作によ
ってブーム１３をｆ１１！ＩＸｌシ、前後方向りの操作
によってバケット１５を制御するものである。さらに、
ペダル４５は、走行系（左側）１１ｅを制御するもので
あり、またペダル４６は、走行系（右側）１１ｆを制御
するものである。

このように、この電気パワーショベルの駆動系のうち、
走行系１１と旋回系１２は、従来の油圧モータおよび減
速機に代えて、電動モータおよび減速機を用いるだけで
よいが、作業機系は、ブーム１３、アーム１４およびバ
ケット１５ともに、従来の油圧シリンダに代えて直線運
動を行わせるために、電動式リニアアクチュエータを用
いる。

そうして、従来の油圧パワーショベルと同様に、走行系
および旋回系は、それぞれ電動モータおよび減速機の組
合せにより得られる回転運動により、それぞれ機能を発
揮する。また、作業機系は、第２図または第３図に示さ
れる電動式リニアアクチュエータにより、電動モータ３
４の回転をリニア作動部３５によって直線運動に変換す
ることにより、それぞれリンクモーションでＩｆｉｌす
る。

第２図は、電動式リニアアクチュエータの第１実施例を
示し、電動モータ３４が、固定巻１１１５１と回転巻ｌ
ｌ５２とによって構成されている。この回転巻線５２に
は駆動軸５３が嵌着され、この駆動軸５３は、一対の軸
受ベアリング５４によって支持されている。

回転巻Ｉ！５２と駆動軸５３とはキー５５によって一体
に結合されている。

さらに、リニア作動部３５は、前記駆動軸５３の端部に
軸継手５６によってボールネジ６１が一体に接続され、
このボールネジ６１にボールナツト６２が螺合されてい
る。このポールナツト６２の外径部には突起６３が一体
に形成され、本体６４の内周面に形成された軸方向の１
ｌｌ１６５にこの突起Ｇ３が嵌合されて回転止めされて
いる。前記ポールナツト６２には摺動管６６が一体に結
合され、このＩＦ！動管６６と本体６４との間にはシー
ル６７が設けられている。

そうして、このように構成したので、固定巻線５１に通
電を開始すると、回転巻線５２が回転し、ボールネジ６
１が回転し、その結果、ポールナツト６２が軸方向の満
６５に沿って軸方向移動し、摺動管６６が本体６４から
伸張して、従来の油圧シリンダと同様の動作をする。

第３図は電動式リニアアクチュエータの第２実浦例を示
し、電動モータ３４を外装した場合を示している。この
電動モータ３４の回転出力は、駆動−！＄１７２から被
動歯車７３を経て前記駆動軸５３に伝えられる。リニア
作動ｉ’１１３５は、構造的にも作用的にも第２図に示
されるものと同様であるから、対応部分に同一符号を付
して、その説明を省略する。

（発明の効果）本発明によれば、パワーショベルにおける走行系、旋回
系および作業機系の全ての駆動動力源を電気駆動アクチ
ユエータで構成したから、電気ｔＩＩＩＩＩｌによって
、従来の油圧ＩＩＩＩＩＩでは不可能であった高度な制
御性が得られ、清かな起動、停止υｊ御が得られ、運転
が６易であるとともに、好適な操作が可能である。また
、油圧Ｉ１ｍにおける油圧の圧力損失および効率低下が
本発明の電気イ制御ではなく、低燃費が実現できる。さ
らに、電気ｔｉ制御であるから、油圧制菌では解決でき
なかった騒音抑刺が実現できる。特に、都市部では外部
電力の供給が可能となり、低１１１音化の特徴を発揮で
きる。

そして、この電気Ｉ１ｍは、油圧＠御と比較してメイン
テナンスが容易であり、そのため大幅な信頼性向上が図
れる。しかも、作業機系の電気駆動アクチュエータとし
て電動式リニアアクチュエータを用いることにより、作
業機系の既設のリンクモーシ］ン機構をそのまま利用で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気パワーショベルのシステム構成図
、第２図はその１１１Ｊ式リニアアクヂュ工−タの一例
を示す断面図、第３図はその電動式リニアアクチュエー
タの他の例を示す断面図、第４図は電気パワーショベル
の外観図、第５図は従来の電気シジベルの外観図である
。１１・・走行系、１２φ・旋回系、１３．１４．１５・
・作業機系としてのブーム、アームおよびバケット、１
６．１７．１８・・電気駆動アクチュエータとしての１
１動式リニアアクチュエータ、３４ａ〜３４ｆ　・・電
気駆動アクチュエータの電動モータ。米土且

Claims

【特許請求の範囲】

（１）走行系、旋回系および作業機系としてブーム、ア
ーム、バケットを有するパワーショベルにおいて、前記
各駆動系の駆動動力源を全て電気駆動アクチュエータで
構成し、作業機系の電気駆動アクチュエータは、電動式
リニアアクチュエータによって構成することを特徴とす
る電気パワーショベル。
（２）電気駆動アクチュエータは、エンジンで駆動され
る発電機から供給される電力または外部電力で作動され
る電動モータ等により駆動されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の電気パワーショベル。
（３）走行系および旋回系は、電動モータおよび減速機
からなる電動式ロータリアクチュエータを用いて回転動
作され、作業機系のブーム、アームおよびバケットは、
直線動作される電動式リニアアクチュエータによって作
動されることを特徴とする特許請求の範囲第１項および
第２項のいずれかに記載の電気パワーショベル。