Construction machinery |
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申请号 | JP2011077601 | 申请日 | 2011-03-31 | 公开(公告)号 | JP5274610B2 | 公开(公告)日 | 2013-08-28 |
申请人 | 株式会社小松製作所; | 发明人 | 光一 渡邉; 隆生 長野; | ||||
摘要 | A construction machine includes an engine, a hydraulic pump driven by drive force of the engine, a generator motor, and a dipstick tube. The generator motor is disposed between the engine and the hydraulic pump. The generator motor has a rotary shaft connected to an input shaft of the hydraulic pump and to an output shaft of the engine and an oil pan disposed in a lower part of a holding space formed inside a housing. The dipstick tube has a connector provided at a location that communicates with the oil pan of the generator motor, and a dipstick opening disposed above the generator motor, for checking a level of oil in the oil pan. | ||||||
权利要求 | エンジンと、 前記エンジンの駆動力によって駆動される油圧ポンプと、 前記エンジンと前記油圧ポンプとの間に設けられており、前記エンジンの出力軸および前記油圧ポンプの入力軸に接続された回転軸と、ハウジング内に形成される収納空間の下部に設けられる油溜め部と、を有する発電機モータと、 前記発電機モータの前記油溜め部に貯留された油の量を点検するために前記油溜め部に連通する位置に設けられた接続部と、前記発電機モータの上方に配置された検油口と、 前記油溜め部に貯留された油の量を点検するための検油棒と、を有する検油管と、 を備えている建設機械。 前記エンジン、前記油圧ポンプおよび前記発電機モータを収納するエンジンルームの上部空間を覆う開閉可能なエンジンフードを、さらに備えており、 前記検油管の検油口は、前記エンジンフードを開けて露出する空間内に設けられている、 請求項1に記載の建設機械。 前記エンジンの油量を点検するエンジン検油管を、さらに備えており、 前記検油管の検油口は、前記エンジン検油管の検油口と同じ側に設けられている、 請求項1または2に記載の建設機械。 前記ハウジングは、前記エンジン側に固定された第1ハウジングと、前記油圧ポンプ側に固定された第2ハウジングと、によって構成されており、 前記接続部は、前記第1ハウジングに設けられている、 請求項1から3のいずれか1項に記載の建設機械。 前記検油管は、前記発電機モータに油を給油するための給油管としても使用可能である、 請求項1から4のいずれか1項に記載の建設機械。 前記検油管は、前記エンジン上にマウントされたマフラーを回避するように屈曲させた屈曲部を有している、 請求項1から5のいずれか1項に記載の建設機械。 油圧ショベルである、 請求項1から6のいずれか1項に記載の建設機械。 |
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说明书全文 | 本発明は、エンジン、油圧ポンプおよび発電機モータを搭載したハイブリッド型の建設機械に関する。 近年、エンジンと油圧ポンプとの間に発電機モータを搭載した、いわゆるハイブリット型の建設機械が開発されている。 例えば、特許文献1には、ハウジング内に冷却油を貯留する油溜め部を有しており、複数のコイル端部に均一に油を噴射させて効率よく冷却することが可能な発電機モータの構成について開示されている。 しかしながら、上記従来の建設機械では、以下に示すような問題点を有している。 しかし、このような構成では、車両のメンテナンス時等には、エンジンの点検を車体上面に設けられたエンジンフードを開けて行い、発電機モータの点検を車体側面のフードを開けて行うことになるため、メンテナンス作業時の作業性が悪くなってしまう。 具体的には、車体側面のフード側から見て、油圧ポンプは、発電機モータ側の面に、発電機モータのフランジを覆う円形部材の口径を有している。 一方、油圧ポンプのフード側は、油圧ポンプ本体分の断面積を有している。 このため、油圧ポンプは、フード側に近付くに従って断面積が徐々に小さくなる。 このような条件下において検油管を配置した場合には、検油管は、油圧ポンプの形状に沿って設けられるため、フード側に近づくにつれて油圧ポンプの回転軸に近づくように斜めに配置される。 このような状態で、クレーン等を用いて油圧ポンプを取り外す際に、検油口だけ取り外して油圧ポンプを取り外そうとすると、発電機モータ側のフランジを覆っている油圧ポンプの円形部材が検油口と干渉し、検油管が破損するおそれがある。 よって、油圧ポンプ着脱時に、油溜め部に貯留された油をドレイン経由で抜き取った後で検油管を取り外す必要があり、非常に面倒であった。 本発明の課題は、エンジンと油圧ポンプとの間に発電機モータを搭載した建設機械において、メンテナンス時の作業性を向上させることが可能な建設機械を提供することにある。 第1の発明に係る建設機械は、エンジンと、油圧ポンプと、発電機モータと、検油管と、を備えている。 油圧ポンプは、エンジンの駆動力によって駆動される。 発電機モータは、エンジンと油圧ポンプとの間に設けられており、エンジンの出力軸および油圧ポンプの入力軸に接続された回転軸と、ハウジング内に形成される収納空間の下部に設けられる油溜め部と、を有する。 検油管は、発電機モータの油溜め部に貯留された油の量を点検するために油溜め部に連通する位置に設けられた接続部と、発電機モータの上方に配置された検油口と、 油溜め部に貯留された油の量を点検するための検油棒と、を有する。 ここでは、エンジンと油圧ポンプとの間に配置された発電機モータを搭載した、いわゆるハイブリッド型の建設機械において、発電機モータのハウジング内に設けられた油溜め部に貯留された油の量を点検するための検油管の検油口を、発電機モータの上方に設けている。 本発明の建設機械では、発電機モータについても、エンジン等の他の点検対象物と同様に、エンジンフードを開けて車両上面から点検できるように、検油口を発電機モータの上方に設けている。 第2の発明に係る建設機械は、第1の発明に係る建設機械であって、エンジン、油圧ポンプおよび発電機モータを収納するエンジンルームの上部空間を覆う開閉可能なエンジンフードをさらに備えている。 検油管の検油口は、エンジンフードを開けて露出する空間内に設けられている。 第3の発明に係る建設機械は、第1または第2の発明に係る建設機械であって、エンジンの油量を点検するエンジン検油管をさらに備えている。 検油管の検油口は、エンジン検油管の検油口と同じ側に設けられている。 第4の発明に係る建設機械は、第1から第3の発明のいずれか1つに係る建設機械であって、ハウジングは、エンジン側に固定された第1ハウジングと、油圧ポンプ側に固定された第2ハウジングと、によって構成されている。 接続部は、第1ハウジングに設けられている。 これにより、メンテナンス作業等において、油圧ポンプを取り外す必要が生じた場合でも、油圧ポンプ側に固定された検油管を取り外すために油溜め部に貯留された油を抜き取る等の面倒な作業を行う必要がない。 さらに、発電機モータの分解作業を実施する際に、油圧ポンプを取り外した後で油圧ポンプ側の第2ハウジングを取り外す場合でも、検油管を取り外す必要はない。 第5の発明に係る建設機械は、第1から第4の発明のいずれか1つに係る建設機械であって、検油管は、発電機モータに油を給油するための給油管としても使用可能である。 これにより、例えば、検油管を用いて油溜め部に貯留された油の量を点検した際に油の量が規定量よりも少ないことが分かった場合には、この検油管を介して、油溜め部に油を補給することができる。 この結果、発電機モータに検油管と給油管とを別々に設けている従来の構成と比較して、部品点数を削減して構成を簡素化し、エンジンルーム内のスペースを有効に活用することができる。 第6の発明に係る建設機械は、第1から第5の発明のいずれか1つに係る建設機械であって、検油管は、エンジン上にマウントされたマフラーを回避するように屈曲させた屈曲部を有している。 ここで、発電機モータは、エンジンに隣接して配置されているため、発電機モータの真上にはエンジンに搭載された発熱量の大きいマフラーが配置されていることがある。 第7の発明に係る建設機械は、第1から第6の発明のいずれか1つに係る建設機械であって、油圧ショベルである。 本発明に係る建設機械によれば、ハイブリッド型の建設機械のメンテナンス作業における作業性を従来よりも向上させることができる。 本発明の一実施形態に係るハイブリッド型の油圧ショベル(建設機械)51について、図1〜図7を用いて説明すれば以下の通りである。 下部走行体52は、進行方向における左右両端部分に巻き掛けられた履帯Pを回転させることで、油圧ショベル51を前進・後進させる。 また、下部走行体52は、旋回台53を上面に搭載している。 作業機54は、ブーム61と、ブーム61の先端に取り付けられたアーム62と、アーム62の先端に取り付けられたバケット63とを含むように構成されている。 そして、作業機54は、図示しない油圧回路に含まれる各油圧シリンダ61a,62a,63a等によって、ブーム61やアーム62、バケット63等を上下に移動させながら、土木工事の現場において土砂や砂礫等の掘削作業を行う。 カウンタウェイト55は、例えば、鋼板を組み立てて形成した箱の中に屑鉄やコンクリート等を入れて固めたものであって、採掘時等において車体のバランスをとるために旋回台53の後方に設けられている。 車体部57は、作業機54の後方に配置されており、図示しない燃料タンク、作動油タンクおよび操作弁等を収容する。 (発電機モータ1) 発電機モータ1は、3相12極のSR(switched reluctance)モータであって、下部に油溜め部Vを有している。 また、発電機モータ1は、図3および図4に示すように、ステータ10と、第1ハウジング11と、フライホイール12と、カップリング13と、ロータ14と、第2ハウジング15と、フランジ(フランジ部)16と、回転軸19と、を備えている。 ステータ10は、図3に示すように、発電機モータ1の外郭を構成する第1・第2ハウジング11,15内に形成される収納空間内に設けられている。 そして、ステータ10は、円環状のステータコア20やインシュレータ21、コイル23等によって構成されている。 複数の突起には、それぞれにインシュレータ21が装着された後、コイル23が巻回される。 ここで、第1・第2ハウジング11,15内の油溜め部Vに貯留される冷却油は、循環用のポンプ(図示せず)によって循環しており、第2ハウジング15の下部に設けられた冷却装置(例えば、オイルクーラ15d(図4参照))を経由して冷却された後、再び第1・第2ハウジング11,15内の空間へと戻される。 カップリング13は、図4に示すように、略円環状の部材であって、フライホイール12に対してボルト固定される。 また、カップリング13は、図3に示すように、内径側に形成されたスプラインが回転軸19の外径側に形成された外歯スプライン19aと噛み合っている。 これにより、フライホイール12およびカップリング13は、回転軸19を中心にしてロータ14とともに回転する。 ロータ14は、図3に示すように、回転軸19を中心に回転する回転側の部材であって、第1・第2ハウジング11,15内の収納空間における円環状のステータ10の内周側の空間に挿入される。 また、ロータ14は、外周面にロータヨーク14aが取り付けられるホルダ14bを有している。 ホルダ14bは、図3に示すように、中央孔部に回転軸19が挿入された状態で回転軸19の外周部分にボルト固定されている。 また、ホルダ14bは、略円筒形状を有する鋼製の部材であって、内側の円筒部と外側の円筒部とを組み合わせた構造となっており、その内側の円筒部の外周面と外側の円筒部の内周面との間に軸受け部18が、外側の円筒部の外周面にロータヨーク14aがそれぞれ取り付けられている。 回転軸19は、ロータ14の回転中心となる円筒状の部材であって軸方向における一方の端部から他方の端部まで貫通する貫通孔を有しており、エンジン2側の端部に、カップリング13の内歯と嵌合する外歯スプライン19a、油圧ポンプ4側の端部に、油圧ポンプ4側の入力軸と嵌合する内歯スプライン19bが、それぞれ形成されている。 また、回転軸19は、軸方向における油圧ポンプ4側の半分が、フランジ16の内側の円筒部の内周面側に挿入された状態で固定される。 第2ハウジング15は、鋳鉄製の部材であって、図3に示すように、発電機モータ1における油圧ポンプ4側に設けられており、第1ハウジング11とともに、フライホイール12、カップリング13、ロータ14、ステータ10および回転軸19を収納するための収納空間を形成する。 また、第2ハウジング15は、冷却油を冷やすためのオイルクーラ15dを有している。 オイルクーラ15dの出口には、冷却油を第1・第2ハウジング11,15内の上部まで送り込むための冷却油配管15aが接続されている。 また、第2ハウジング15の下部には、エンジン2側から冷却水を導く冷却水配管15bが接続されている。 さらに、第2ハウジング15の肩部分には、図4に示すように、インシュレータ21を介してステータコア20の突起に巻回されたコイル23の配線等が接続される電気ボックス17が取り付けられる。 油溜めVに貯留された冷却油は、図示しない配管を経由して図示しないフィルタ、循環用のポンプ(例えば、電動ポンプ等)を経由し、第2ハウジング15の下部に設けられたオイルクーラ15dの入口に供給される。 オイルクーラ15dの出口に接続された冷却油配管15aは、図4に示すように、油溜め部Vから吸い上げた冷却油を、第1・第2ハウジング11,15内に形成された空間の上部に供給するために、2ハウジング15の上部に接続されている。 冷却水配管15bは、図2に示すように、エンジン2に接続されており、発電機モータ1の下部に設けられたオイルクーラ15dにおける冷却媒体となる冷却水を、エンジン2からオイルクーラ15dに供給する。 フランジ16は、図3に示すように、回転軸19と同軸状に配置される円盤状の部材であって、冷却油配管15aを介して第2ハウジング15の上部に送られた冷却油を所望の部分へ誘導する冷却油通路16aが内部に形成されている。 フランジ16は、複数のボルトによって第2ハウジング15の油圧ポンプ4側に固定されている。 フランジ16は、略円盤状の面から軸方向に突出する略円筒状の軸受け支持部16eを有している。 軸受け支持部16eは、略円筒状の外周面側において、軸受け部18を支持している。 冷却油通路16aは、第1・第2ハウジング11,15内の上部空間から流れてくる冷却油を、ロータ14や回転軸19と固定側の部材とが接触する軸受け部18やスプライン(係合部)等へ供給する。 これにより、軸受け部18やスプライン(係合部)等には、常時、十分な量の潤滑油(冷却油)が供給される。 また、このように冷却油通路16aを通じて移動する油は、ロータ14等の回転側部材の回転時に生じる遠心力によって径方向外側へと移動し、油圧ポンプ4側のコイル23に供給され、コイル23を冷却するための冷却油としても機能する。 なお、この油は、回転軸19内部の貫通孔を通ってエンジン2側のスプライン部の潤滑、冷却を行う。 その後、この油は、ロータ14等の回転側部材の回転時に生じる遠心力によって径方向外側に移動し、エンジン2側に設けられたコイル23の冷却に使用される。 (検油管30) また、検油管30は、図5および図6に示すように、検油口31、本体部32、接続部33を有している。 検油管30は、エンジンフード64を開けた際に露出するエンジンルーム60の上部開口60a側に導かれている。 なお、エンジン検油管2aと発電機モータ1の検油口31とは、例えば、車両の前後、左右等に分かれて設置されることなく、本実施形態のように同じ側に設けられていることが好ましい。 これにより、エンジン2の油量と発電機モータ1の油量とを点検する際の作業性を向上させることができる。 接続部33は、発電機モータ1のエンジン2側に固定された第1ハウジング11の下部に取り付けられており、発電機モータ1内に形成された油溜め部Vに連通している。 これにより、発電機モータを分解する際等に、最終段階においても第1ハウジング15はエンジン2側に固定されたまま残されるため、検油管30を取り外す必要がない。 <特徴> さらに、取付け台座等を介して油圧ポンプ側に検油口が設けられた従来の構成と比較して、油圧ポンプ4を取り外す際に、油圧ポンプ4における断面積が大きい側(発電機モータ1側)の部分が検油管30の一部に接触して破損する等の問題が発生することを回避することができる。 [他の実施形態] この場合でも、エンジンや発電機モータ等のメンテナンス時に、旋回台の機器室の上面においてエンジンフードを開けた状態で、エンジンおよび発電機モータのメンテナンスを一緒に行うことができ、作業性を向上させることができるという、上記と同様の効果を得ることができる。 (B) (C) (D) 本発明の建設機械は、メンテナンス作業における作業性を従来よりも向上させることができるという効果を奏することから、エンジンと油圧ポンプとの間に発電機モータを搭載したハイブリッド型の建設機械に対して広く適用可能である。 1 発電機モータ 2 エンジン 2a エンジン検油管 3 冷却ファン 4 油圧ポンプ 5 マフラー10 ステータ11 第1ハウジング11a 支持部材12 フライホイール13 カップリング14 ロータ14a ロータヨーク14b ホルダ14c ブレード15 第2ハウジング15a 冷却油配管15b 冷却水配管15c 冷却水戻り配管15d オイルクーラ16 フランジ16a 冷却油通路16e 軸受け支持部17 電気ボックス18 軸受け部19 回転軸19a 外歯スプライン19b 内歯スプライン20 ステータコア21 インシュレータ23 コイル30 検油管31 検油口31a 検油棒32 本体部32a 屈曲部33 接続部51 油圧ショベル(建設機械) |