混合式挖土机的制作方法

文档序号:12581307阅读:245来源:国知局
混合式挖土机的制作方法与工艺

本申请主张基于2015年7月2日申请的日本专利申请第2015-133813号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种具备利用处理剂(尿素水溶液)来对引擎废气进行处理的废气处理装置的混合式挖土机。



背景技术:

以往,已知有具备对液压泵的驱动力源即引擎进行辅助的电动机(辅助马达)、及对上部回转体进行旋转驱动的电动机(回转马达)的混合式挖土机。

混合式挖土机在仅将引擎作为动力源的挖土机的结构的基础上,除了上述的电动机以外,还具有向电动机供给电力的蓄电装置、及利用从蓄电装置供给的电力来驱动电动机的驱动装置(例如,逆变器和转换器)等。在此,混合式挖土机通常在沿用仅将引擎作为动力源的挖土机的结构的同时,追加电动机、蓄电装置、驱动装置等的情况较多,因此,尤其在上部回转体上需要确保用于追加搭载具有比较大的体积的蓄电装置和驱动装置(以下,称作电力驱动组件)的位置。

按照该要求,例如提出有在上部回转体的右侧前部(上部回转体的前部中的与驾驶室相反的一侧)追加搭载电力驱动组件的设备(例如,参考专利文献1)。

并且,在挖土机上,作为动力源而搭载有柴油引擎的情况较多。近年来,要求柴油引擎对应高级别废气限制,因此搭载有满足了高级别废气限制的废气处理装置。

作为该废气处理装置,大多情况下使用作为处理剂而利用了尿素水溶液(液体还原剂)的尿素选择还原型的NOx处理装置。尿素水溶液(以下,简称为“尿素水”)积存于液体还原剂罐,液体还原剂罐通过液体还原剂供给管与排气管相连接。液体还原剂罐内的尿素水通过液体还原剂供给泵而供给于柴油引擎的排气管(例如,参考专利文献2)。

专利文献1:日本特开2014-84643号公报

专利文献2:日本特开2013-160005号公报

然而,在混合式挖土机上搭载有废气处理装置时,在沿用仅将引擎作为动力源的挖土机的结构的同时,除了搭载混合化所需的电力驱动组件的位置以外,在上部回转体上还需要确保追加搭载废气处理装置尤其是所附带的体积比较大的液体还原剂罐的位置。



技术实现要素:

因此,鉴于上述课题,本发明的目的在于提供一种有效地配置有储存向处理柴油引擎的废气的废气处理装置供给的处理剂的液体还原剂罐的混合式挖土机。

为了实现上述目的,在一实施方式中,混合式挖土机具有:

上部回转体;

驾驶室,设置于所述上部回转体的左侧前部;

柴油引擎,搭载于所述上部回转体的后部;

电动机,与所述柴油引擎相邻而搭载于所述上部回转体的后部,且辅助所述柴油引擎;

蓄电装置,搭载于所述上部回转体的右侧前部;

驱动装置,与所述蓄电装置相邻而搭载于所述上部回转体的右侧前部,且通过从所述蓄电装置供给的电力来驱动所述电动机;

废气处理装置,与所述柴油引擎相邻而搭载于所述上部回转体的后部,且利用处理剂来对所述柴油引擎的废气进行处理;及

储藏罐,与所述蓄电装置及所述驱动装置相邻而搭载于所述上部回转体的右侧前部,且储存所述处理剂。

发明效果

根据上述实施方式,能够提供一种有效地配置有储存向处理柴油引擎的废气的废气处理装置供给的处理剂的液体还原剂罐的混合式挖土机。

附图说明

图1是混合式挖土机的侧视图。

图2是表示混合式挖土机的驱动系统的结构的一例的图。

图3是表示混合式挖土机的蓄电系统的结构的一例的图。

图4是表示废气处理装置的结构的图。

图5是从右斜上前方观察尿素水罐的立体图。

图6是从左斜上前方观察尿素水罐的分解立体图。

图7是从左斜下前方观察尿素水罐的立体图。

图8是表示比较例所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的上部回转体的俯视图。

图9是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第1例的上部回转体的俯视图。

图10是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第1例的上部回转体的右侧视图。

图11是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第2例的上部回转体的俯视图。

图12是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第2例的上部回转体的右侧视图。

图13是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第3例的上部回转体的俯视图。

图14是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第3例的上部回转体的右侧视图。

图15是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第4例的上部回转体的俯视图。

图16是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第4例的上部回转体的右侧视图。

图17是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第5例的上部回转体的俯视图。

图18是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件及尿素水罐的配置的第5例的上部回转体的右侧视图。

图19是表示冷却系统的结构的一例的图。

图20是上部回转体的搭载有尿素水罐的部分的仰视图。

图中:1-下部行走体,1A、1B-液压马达,2-回转机构,3-上部回转体,3a-框架(回转框架),4-动臂,4p-动臂销,5-斗杆,6-铲斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10-驾驶室,11-柴油引擎,12-电动发电机(电动机),13-减速器,14-主泵,15-先导泵,16-高压液压管路,17-控制阀,18、18A、18B-逆变器(驱动装置),18M-支承部件,19-电容器(蓄电装置),19M-支承部件,21-回转用电动机,22-分解器,23-机械制动器,24-回转减速器,25-先导管路,26-操作装置,26A、26B-操纵杆,26C-踏板,27、28-液压管路,29-压力传感器,30-控制器,31-线束,31G-引导部件,32-线束,33-冷却管,33D-排泄塞,69-尿素水供给配管,100-升降压转换器(驱动装置),100M-支承部件,150-废气处理装置,160-燃料罐,170-工作油罐,180-动臂支承架,181-外侧框架,182、183-框架,190、190A、190B-冷却单元,191B-散热器,192B-水泵,200-尿素水罐(储藏罐),211-排泄塞,202-罩,203-遮盖,204-载置台,205-收纳箱。

具体实施方式

以下,参考附图对用于实施发明的方式进行说明。

首先,参考图1~图3对本实施方式所涉及的混合式挖土机的基本结构进行说明。

图1是表示本实施方式所涉及的混合式挖土机的侧视图。

如图1所示,在混合式挖土机的下部行走体1上经由回转机构2而搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5,在斗杆5的前端安装有铲斗6。作为附件的动臂4、斗杆5及铲斗6分别通过作为液压驱动器的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9而被液压驱动。并且,在上部回转体3上设置有供作业人员搭乘的驾驶室10,并且搭载有后述的柴油引擎11(参考图9等)等。

另外,在本说明书中,上部回转体3的“前部”表示从上部回转体3的中央观察时安装有动臂4的一侧的部分。并且,“前方”表示从上部回转体3的中央观察时动臂4所延伸的方向。并且,“左侧”表示在上部回转体3中朝向前方(动臂4所延伸的方向)时成为左的部分。并且,“右侧”表示在上部回转体3中朝向前方(动臂4所延伸的方向)时成为右的部分。

图2是表示混合式挖土机的驱动系统的结构的框图。图中,分别将机械动力系统以双重线来表示,将高压液压管路以粗线来表示,将先导管路以虚线来表示,且将电力驱动/控制系统以细线来表示。

作为本实施方式所涉及的混合式挖土机中的主驱动部的柴油引擎11、及作为辅助驱动部的电动发电机12分别连接于减速器13的2个输入轴。在减速器13的输出轴上连接有主泵14及先导泵15。在主泵14上经由高压液压管路16连接有控制阀17。主泵14例如为可变容量式液压泵,且能够通过控制斜板的角度(偏转角)来调整活塞的行程长度,并控制吐出流量。先导泵15例如为固定容量式液压泵。

控制阀17是根据操作装置26中的操作来进行液压系统的控制的控制装置。下部行走体1用的液压马达1A(右用)及1B(左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9经由高压液压管路连接于控制阀17。

在电动发电机12上经由逆变器18A连接有包含作为蓄电装置的电容器19(参考图3)的蓄电系统120。并且,在先导泵15上经由先导管路25连接有操作装置26。操作装置26包含操纵杆26A、26B及踏板26C。操纵杆26A、26B及踏板26C经由液压管路27及液压管路28分别连接于控制阀17及压力传感器29。压力传感器29连接于控制器30。

并且,本实施方式所涉及的混合式挖土机中,回转机构2被电动化,且设置有驱动回转机构2的回转用电动机21。回转用电动机21经由逆变器18B连接于蓄电系统120。在回转用电动机21的旋转轴21A上连接有分解器22、机械制动器23及回转减速器24。

另外,在本实施方式中,逆变器18A、18B收纳于相同的筐体内。以下,将逆变器18A、18B一体化的组件作为逆变器18。

控制器30是混合式挖土机中的进行驱动控制的主控制装置。控制器30由包含CPU及ROM的运算处理装置构成,通过在CPU中执行存储于ROM的驱动控制用的程序,可实现各种驱动控制。

控制器30将从压力传感器29供给的信号转换成速度指令,并进行回转用电动机21的驱动控制。另外,从压力传感器29供给的信号是表示用于使回转机构2回转的操作装置26中的操作量的信号。

并且,控制器30进行电动发电机12的运行控制(电动(辅助)运行或发电运行的切换),并且基于对升降压转换器100(参考图3)进行驱动控制来进行电容器19(参考图3)的充放电控制。控制器30根据电容器19的充电状态、电动发电机12的运行状态(电动(辅助)运行或发电运行)、及回转用电动机21的运行状态(动力运行或再生运行),进行升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制,由此进行电容器19的充放电控制。

图3是蓄电系统120的电路图。蓄电系统120包含电容器19、升降压转换器100、DC母线110等。DC母线110控制电容器19、电动发电机12、及回转用电动机21之间的电力的接收发送。在电容器19设置有检测电容器19的电压值及电流值的电容器电压检测部112及电容器电流检测部113。通过电容器电压检测部112及电容器电流检测部113检测出的电容器电压值及电容器电流值被供给至控制器30。

升降压转换器100根据电动发电机12及回转用电动机21的运行状态,以将DC母线电压值限制在恒定范围内的方式切换升压动作和降压动作。DC母线110配设于逆变器18A、18B和升降压转换器100之间,电容器19、电动发电机12及回转用电动机21经由DC母线110进行电力的接收发送。

升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制根据由DC母线电压检测部111检测出的DC母线电压值、由电容器电压检测部112检测出的电容器电压值、及由电容器电流检测部113检测出的电容器电流值来进行。

另外,以下,有时将逆变器18(逆变器18A、18B)、升降压转换器100、及电容器19统称为“电力驱动组件”。

接着,参考图4,对从柴油引擎11排出的废气进行处理的废气处理装置150的结构进行说明。

图4是表示废气处理装置150的结构例的图。在本实施方式中,废气处理装置150对从柴油引擎11排出的废气进行净化。柴油引擎11通过引擎控制模块(以下,称作“ECM”。)60而被控制。

从柴油引擎11排出的废气通过涡轮增压器61流到排气管62中。并且,废气从排气管62流入到废气处理装置150,并通过废气处理装置150净化后排出到大气中。

另一方面,通过空气净化器63导入到吸气管64内的吸入空气通过涡轮增压器61及冷却单元190(参考图9等)中所包含的中冷器65而供给到柴油引擎11。

在排气管62中串联设置有第1废气处理部及第2废气处理部。本实施方式中的第1废气处理部为捕集废气中的颗粒状物质的柴油颗粒过滤器(DPF:Diesel Particulate Filter)66。并且,第2废气处理部是将废气中的NOx还原去除的选择还原催化剂67。另外,第1废气处理部也可为柴油氧化催化剂(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)。

选择还原催化剂67通过接受液体还原剂的供给而连续地还原废气中的NOx来去除NOx。本实施方式中,从操作性的观点来看,作为液体还原剂而使用尿素水。

另外,当然,只要为能够连续地对NOx进行还原的处理剂,则可使用除尿素水以外的其他处理剂。

在排气管62中的选择还原催化剂67的上游侧设置有用于向选择还原催化剂67供给尿素水的尿素水喷射阀68。尿素水喷射阀68经由尿素水供给配管69(以下,简称为“配管69”)连接于尿素水罐200。

在尿素水供给配管69设置有尿素水供给泵70。在尿素水罐200和尿素水供给泵70之间设置有过滤器71。积存于尿素水罐200内的尿素水通过尿素水供给泵70供给到尿素水喷射阀68。并且,尿素水从尿素水喷射阀68喷出而在排气管62中的选择还原催化剂67的上游位置喷射到排气管62内。

从尿素水喷射阀68喷射出的尿素水供给于选择还原催化剂67。被供给的尿素水在选择还原催化剂67内被加水分解,并生成氨。所生成的氨在选择还原催化剂67内还原废气中所含的NOx。由此,从柴油引擎11排出的废气被净化。

第1NOx传感器72配设于尿素水喷射阀68的上游侧。第2NOx传感器73配设于选择还原催化剂67的下游侧。第1NOx传感器72及第2NOx传感器73检测各自的配设位置上的废气中所含的NOx的浓度。

在尿素水罐200配设有尿素水余量传感器74。尿素水余量传感器74检测尿素水罐200内的尿素水的余量。

第1NOx传感器72、第2NOx传感器73、尿素水余量传感器74、尿素水喷射阀68及尿素水供给泵70连接于废气控制器75。废气控制器75根据第1NOx传感器72及第2NOx传感器73各自检测出的NOx浓度,通过尿素水喷射阀68及尿素水供给泵70进行喷射量控制以喷射适当量的尿素水。

废气控制器75根据从尿素水余量传感器74输出的尿素水的余量来计算出尿素水的余量相对于尿素水罐200的总容积的比例。在本实施方式中,将尿素水的余量相对于尿素水罐200的总容积的比例定义为尿素水余量比。例如,尿素水余量比50%表示尿素水罐200的一半容量的尿素水残留在尿素水罐200内。

废气控制器75经由通信机构(例如,基于CAN协议的LAN等)而以能够通信的方式与进行柴油引擎11的控制的ECM60连接。并且,ECM60经由通信机构(例如,基于CAN协议的LAN等)连接于挖土机控制器76。

挖土机控制器76也可共享废气控制器75所具有的废气处理装置150的各种信息。ECM60、废气控制器75、挖土机控制器76分别包含CPU、RAM、ROM、输入输出端口、及存储装置等。

在挖土机控制器76上连接有监视器77(显示装置)。在监视器77上显示警告、运行条件等信息或数据。

另外,挖土机控制器76可为与控制器30相同的设备。

废气处理装置150具有防止尿素水罐200及尿素水供给配管69的冻结的冻结防止机构。在本实施方式中,冻结防止机构利用在配管80中通过的柴油引擎11的引擎冷却水。具体而言,刚刚使柴油引擎11冷却后的引擎冷却水维持着比较高的温度的同时通过配管80的第1部分80a并到达第2部分80b。第2部分80b是与尿素水罐200的外表面相接触的配管80的一部分。引擎冷却水在流经第2部分80b时,向尿素水罐200及其内部的尿素水供给热。之后,引擎冷却水在流经与尿素水供给配管69相邻而设置的配管80的第3部分80c时,向尿素水供给配管69及其内部的尿素水供给热。之后,释放热而成为比较低的温度的引擎冷却水通过配管80的第4部分80d并到达冷却单元190A(散热器等)。如此一来,冻结防止机构利用引擎冷却水来向尿素水罐200及尿素水供给配管69供给热,以此来防止尿素水罐200及尿素水供给配管69的冻结。

接着,参考图5~图7,对尿素水罐200的详细内容进行说明。图5~图7是表示尿素水罐200的具体结构的一例的图。图5是从右斜上前方观察尿素水罐200的立体图,图6是从左斜上前方观察卸下了填料器230的状态的尿素水罐200的分解立体图,图7是从左斜下前方观察尿素水罐200的立体图。

以下的说明中,将尿素水罐200的尿素水的补给作业时的靠近作业人员侧的面前侧(图中箭头X2方向侧)设为前方,将内侧(图中箭头X1方向侧)设为后方。并且,将与前后方向正交的图中箭头Y1所表示的方向设为左,将图中箭头Y2所表示的方向设为右。

尿素水罐200为树脂制,且具有横截面为大致矩形状且整体为大致箱形状的罐主体200a。在罐主体200a的前方上部形成有倾斜面200b。倾斜面200b以随着朝向上方而接近后方侧的方式倾斜。

并且,在倾斜面200b设置有给液口200d(参考图6)。给液口200d上能够装卸地安装有填料器230。尿素水在补给时经由填料器230从给液口200d补给到罐主体200a内。

并且,在倾斜面200b设置有液位计228。液位计228表示罐主体200a内的尿素水的液面(液面高度)。作业人员在进行尿素水的补给处理时能够一边观察液位计228一边进行尿素水的补给,从而防止尿素水的溢出。

在倾斜面200b的右方的侧部形成有凹部200c。凹部200c作为将尿素水罐200相对罐加强部件215安装卸下时的把持部(把手)而发挥作用。

并且,在尿素水罐200的底部设置有排水塞211(参考图7)。排水塞211是排出残留于尿素水罐200内的尿素水时被取下的塞子。

并且,在尿素水罐200上安装有填料器230。填料器230在补给时将尿素水引导至尿素水罐200的给液口200d。填料器230具有填料器主体230a、填料器管233及填料器盖235等。

填料器主体230a为筒状的部件,且通过金属或者其他材料(例如树脂等)形成。填料器主体230a通过焊接或者粘接等而安装于填料器托架231。具体而言,筒形状的填料器主体230a的大致中央位置被固定于填料器托架231。因此,在固定状态下,填料器主体230a的一端部从填料器托架231的外侧突出而形成外侧突出部,另一端部向内侧突出而形成内侧突出部。

填料器主体230a的外侧突出部在外周形成螺纹。填料器盖235在填料器主体230a的外侧突出部以能够装卸的方式安装。

在填料器主体230a的内侧突出部安装有填料器管233的一端。并且,填料器管233的另一端部安装于尿素水罐200的给液口200d。

如此一来,填料器230利用填料器托架231而安装于尿素水罐200。填料器托架231为板状部件,且通过金属或者其他材料(例如树脂等)形成。

并且,在尿素水罐200上形成有上部安装部200e及下部安装部200f。上部安装部200e形成于罐主体200a的上表面部。下部安装部200f在倾斜面200b形成于给液口200d的下方。

在上部安装部200e及下部安装部200f上形成有螺纹孔200h。以各螺纹孔200h的位置与在将填料器托架231安装于尿素水罐200时填料器安装螺栓232的位置对应的方式构成。

通过将填料器安装螺栓232螺固于各安装部200e、200f的螺纹孔200h,填料器托架231被固定于尿素水罐200,由此填料器230也被安装于尿素水罐200。

尿素水的补充以填料器230安装于尿素水罐200的状态进行。补充尿素水时,将填料器盖235从填料器主体230a卸下,并从填料器主体230a的外侧端部注入尿素水。由此,尿素水经由填料器管233而补充到尿素水罐200。

如上所述构成的树脂制的尿素水罐200收纳于罐收纳容器212。该罐收纳容器212具有罐加强部件215及罐托架226。

如图5~图7所示,罐加强部件215具有侧部加强板215A、上部加强板215B、罐载置板215C等。侧部加强板215A、上部加强板215B、罐载置板215C例如通过铁等金属材料或者其他材质(强度高于尿素水罐200的材质的材料)形成。

侧部加强板215A沿上下方向(图中的Z1、Z2方向)延伸,俯视观察时具有L字形状。侧部加强板215A配置于与尿素水罐200的四个角对置的位置,并保持尿素水罐200的四角位置。

上部加强板215B连结相邻的侧部加强板215A的上部。由此,侧部加强板215A的上部通过上部加强板215B而被固定。

罐载置板215C是载置尿素水罐200的基台。并且,在罐载置板215C上固定有侧部加强板215A的下端部。

在罐载置板215C上形成有塞子用开口部215E。当尿素水罐200安装于罐加强部件215时,排水塞211插穿于塞子用开口部215E,且从罐载置板215C的下表面向下方突出。

在罐载置板215C的下表面配设有下部加强板215D。下部加强板215D设置成沿罐载置板215C的长边方向(图5中的箭头Y1、Y2方向)延伸。下部加强板215D利用固定螺栓215Db而固定于回转框架2a,由此,罐加强部件215被固定于回转框架2a。

构成罐加强部件215的各板215A~215D的接合例如能够利用焊接来进行。

罐托架226安装于在罐加强部件215安装的尿素水罐200的上部。罐托架226利用罐固定螺栓227而被固定于罐加强部件215。

具体而言,在位于前方的侧部加强板215A及上部加强板215B上通过焊接等而安装有螺栓紧固块227a。在该螺栓紧固块227a上形成有与罐固定螺栓227螺合的螺纹孔。并且,在罐托架226的前方端部设置有凸缘状部226d,在所述凸缘状部226d形成有供罐固定螺栓227插穿的插穿孔(图中未显示)。

因此,将罐固定螺栓227插穿于在凸缘状部226d形成的插穿孔并紧固于螺栓紧固块227a,由此,罐托架226被固定于罐加强部件215。如此,在罐托架226固定于罐加强部件215的状态下,尿素水罐200成为收纳于罐收纳容器212内的状态。

罐托架226具备沿水平方向延伸的上部226a、及沿尿素水罐200的倾斜面200b的倾斜面226b。在将尿素水罐200收纳于罐收纳容器212内的状态下,倾斜面226b通过从上方按压尿素水罐200的倾斜面200b而进行保持。

因此,尿素水罐200即使不特别地利用螺栓等来固定于罐加强部件215,也能够通过罐托架226而以收容于罐加强部件215内的状态被保持。如此一来,尿素水罐200通过罐收纳容器212(罐加强部件215、罐托架226)被可靠地保持并且被加强。

接着,关于本实施方式所涉及的混合式挖土机中的电力驱动组件(逆变器18、升降压转换器100、电容器19)及尿素水罐200的配置进行说明。

首先,参考图8,对比较例所涉及的混合式挖土机中的电力驱动组件及尿素水罐的配置进行说明。

图8是表示比较例所涉及的混合式挖土机中的电力驱动组件(逆变器18C、升降压转换器100C、电容器19C)及尿素水罐200C的配置的上部回转体3C的概略俯视图。

另外,除了电力驱动组件(逆变器18C、升降压转换器100C、电容器19C)、尿素水罐200C、及与它们连接的线束31C、32C、配管69C以外的构成要件与本实施方式相同,因此标注与本实施方式相同的符号。

如图8所示,在上部回转体3C的后部中央配置有柴油引擎11。柴油引擎11与位于其右侧的减速器13以能够传递动力的方式连接,并且在减速器13中的连接有柴油引擎11的一侧的相反侧(右侧),电动发电机12以能够传递动力的方式被连接。即,柴油引擎11、减速器13及电动发电机12作为整体而从上部回转体3C的后部中央横跨右侧后部而配置。

在电动发电机12及减速器13上配置有废气处理装置150。废气处理装置150和柴油引擎11(涡轮增压器61)通过排气管62而被连接。

在上部回转体3C的左侧后部(柴油引擎11的左侧)配置有冷却单元190。冷却单元190包括:冷却单元190A,包含柴油引擎11用的散热器、中冷器65;及冷却单元190B,包含电动发电机12、回转用电动机21及电力驱动组件用的散热器191B、水泵192B(参考图19)。

在上部回转体3C的左侧前部配置有驾驶室10。

在上部回转体3C的前部中央(驾驶室10的右方)配置有支承动臂4的动臂支承架180。动臂4在被夹在动臂支承架180的右侧框架180R和左侧框架180L之间的状态下,通过动臂销4p贯穿右侧框架180R、动臂4、左侧框架180L而被支承。

在上部回转体3C的中央附近即上部回转体3C的回转中心附近配置有回转用电动机21。

在上部回转体3C的右侧中央部(减速器13、电动发电机12、废气处理装置150的前侧)设置有燃料罐160。储存于燃料罐160的柴油引擎11的燃料(轻油)经由燃料配管(未图示)供给到柴油引擎11。

在上部回转体3C的左侧中央部(驾驶室10的后方)配置有工作油罐170,所述工作油罐170储存混合式挖土机的液压驱动系统中所使用的工作油。

另外,关于以上参考图8而进行说明的搭载于上部回转体3C的构成要件,在后述的使用图9~图16进行说明的本实施方式所涉及的混合式挖土机中也为相同的配置,因此在本实施方式所涉及的混合式挖土机的说明中省略。

电力驱动组件(逆变器18C、升降压转换器100C及电容器19C)在燃料罐160的前方即上部回转体3C的右侧前部(动臂支承架180的右侧)配置成双层重叠。具体而言,体积较大的电容器19C配置并固定于上部回转体3C的框架上,并且逆变器18C和升降压转换器100C左右排列而配置于电容器19C上。

另外,逆变器18C和升降压转换器100C例如被配置并固定于从上部回转体3C的框架上表面升高的载置台。

逆变器18C利用经由升降压转换器100C而从电容器19C供给的电力来驱动电动发电机12及回转用电动机21。因此,逆变器18C与电动发电机12及回转用电动机21分别通过线束31C及线束32C连接。逆变器18C中的线束31C、32C的取出口即与线束31C、32C的连接器设置于后方的侧面。

从逆变器18C向后方延伸出的线束31C为避免与后方的燃料罐160发生干涉,在向左侧弯折后在燃料罐160的左方以从前向后纵切的方式布线。并且,线束31C在比燃料罐160更靠后方的位置,在向右侧弯折后,以连接于在上部回转体3C的右侧后部配置的电动发电机12的方式布线。

并且,从逆变器18C向后方延伸出的线束32C与线束31C同样地在向左侧弯折后,在燃料罐160和右侧框架180R之间以从前向后延伸的方式布线。并且,在比右侧框架180R的后端更靠后方的位置,在向左侧弯折后,以连接于在上部回转体3C的中央附近配置的回转用电动机21的方式布线。

另外,在图中,对于连接电容器19C和升降压转换器100C的线束、及连接升降压转换器100C和逆变器18C的线束省略图示。

尿素水罐200C设置于上部回转体3C的左侧中央部。具体而言,配置于工作油罐170和冷却单元190之间(工作油罐170的后方且冷却单元190的前方)。尿素水罐200C和废气处理装置150通过配管69C被连接,通过配管69C,从尿素水罐200C向废气处理装置150供给尿素水。

从尿素水罐200C延伸出的配管69C在柴油引擎11的前方以从左向右纵切的方式布线,且连接于在上部回转体3C的右侧后部配置的废气处理装置150。

如此,电力驱动组件(逆变器18C)及尿素水罐200C需要分别利用线束31C及配管69C来连接于与上部回转体3C的后部(右侧后部)相邻而配置的电动发电机12及废气处理装置150。因此,如本比较例,若将电力驱动组件和尿素水罐200分开配置,则成为线束31C及配管69C从上部回转体3C上的不同部分朝向后方(右侧后方)布线。即,导致线束31C和配管69C在上部回转体3C中的完全不同的部分布线。如此一来,有可能需要在俯视观察的状态下避开线束31C和配管69C这两者来配置其他组件,并且发生因其他组件的配置而无法将线束31C或配管69C进行布线的情况,且布局效率低。

并且,在本实施方式中,将尿素水罐200与电力驱动组件(逆变器18、升降压转换器100及电容器19)相邻而配置于上部回转体3的右侧前部。由此,能够将线束31(参考图9等)和配管69靠近而布线,因此能够提高布局效率。即,能够实现尿素水罐200的高效配置。以下,参考图9~图18,对本实施方式所涉及的混合式挖土机中的电力驱动组件和尿素水罐200的配置进行具体说明。

另外,在图9~图18中,省略了连接电容器19和升降压转换器100的线束、连接升降压转换器100和逆变器18的线束、尿素水供给泵70、过滤器71等的图示。

首先,图9、图10是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件(逆变器18、升降压转换器100及电容器19)及尿素水罐200的配置的第1例的上部回转体3的俯视图及右侧视图。

如图9、图10所示,电力驱动组件及尿素水罐200配置于上部回转体3的右侧前部(配置于右侧中央部的燃料罐160的前方)。具体而言,尿素水罐200与燃料罐160的前方相邻而配置于框架3a上,且与尿素水罐200的前方相邻而配置有电力驱动组件。

另外,尿素水罐200以包含设置动臂销4p的前后位置的方式配置,但如图10所示,比插入动臂销4p的高度更低,因此在批量生产工序的最终阶段组装动臂4时,能够将动臂销4p从右侧插入。

电力驱动组件以双层重叠的方式配置。具体而言,如图10所示,体积比较大的电容器19在上部回转体3的框架3a上经由包含减振橡胶的支承部件19M而被固定。在电容器19上设置有固定于框架3a并且从框架3a的上表面升高的载置台204。并且,逆变器18及升降压转换器100分别经由包含减振橡胶的支承部件18M及支承部件100M而左右排列地被固定于载置台204的上表面。

逆变器18利用经由升降压转换器100从电容器19供给的电力来驱动电动发电机12及回转用电动机21。因此,逆变器18与电动发电机12及回转用电动机21分别以线束31及线束32来连接。逆变器18中的线束31、32的取出口即与线束31、32的连接器设置于后方的侧面。

另外,与逆变器18、升降压转换器100及电容器19中的未图示的其他线束(连接逆变器18和升降压转换器100的线束、连接升降压转换器100和电容器19的线束)对应的连接器也设置于各自的后方的侧面。

如图9所示,从逆变器18向后方延伸出的线束31为避免干涉后方的尿素水罐200,在向左侧弯折后,在尿素水罐200及燃料罐160的左方,以从前向后纵切的方式布线。并且,线束31在比燃料罐160更靠后方的位置,向右侧弯折后,以连接于在上部回转体3的右侧后部配置的电动发电机12的方式布线。

并且,从逆变器18向后方延伸出的线束32与线束31同样地向左侧弯折后,在尿素水罐200及燃料罐160与右侧框架180R之间以从前向后延伸的方式布线。并且,在比右侧框架180R的后端更靠后方的位置,向左侧弯折后,以连接于在上部回转体3的中央附近配置的回转用电动机21的方式布线。

如图9所示,从尿素水罐200延伸出的配管69与线束31同样地在尿素水罐200及燃料罐160的左方以从前向后纵切的方式布线,且连接于在上部回转体3的右侧后部配置的废气处理装置150。线束31和配管69在上部回转体3的从前向后纵切的部分以俯视观察时重叠的方式布线。由此,俯视观察时,能够减少线束31和配管69所占有的区域,因此能够高效地配置在上部回转体3上搭载的构成组件。即,能够实现尿素水罐200的有效配置。

并且,在线束31和配管69的以俯视观察时重叠的方式布线的部分,线束31和配管69例如可通过收纳于相同的波纹管等而被捆绑为一体。由此,能够使配管69高效地接收因线束31中的通电而产生的发热。即,能够使尿素水不易冻结。

另外,线束31、32在与配管69相邻而布线的部分(包含如上所述的被捆绑为一体的部分),以位于配管69的上方的方式布线。由此,即使在尿素水从配管69泄漏时,也能够使尿素水不淋到线束31、32。

并且,如图10所示,电力驱动组件及尿素水罐200以收纳于相同空间内的方式被罩202所覆盖。由此,通过电力驱动组件的发热作用,能够对尿素水罐200内的尿素水进行加热。即,能够使尿素水不易冻结。

另外,在罩202上设置有遮盖203,作业人员能够接近尿素水罐200的填料器230。

接下来,图11、图12是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件(逆变器18、升降压转换器100及电容器19)及尿素水罐200的配置的第2例的上部回转体3的俯视图及右侧视图。以下,以与第1例不同的部分为中心进行说明。

如图11、图12所示,电力驱动组件及尿素水罐200与第1例同样地配置于上部回转体3的右侧前部(在右侧中央部配置的燃料罐160的前方)。具体而言,尿素水罐200与燃料罐160的前方相邻而配置于框架3a上,且电力驱动组件与尿素水罐200的前方相邻而配置。

电力驱动组件以双层重叠的方式配置。具体而言,如图12所示,体积较大的电容器19与第1例同样地在上部回转体3的框架3a上经由包含减振橡胶的支承部件19M而被固定。在电容器19上设置有固定于框架3a并且从框架3a的上表面升高的载置台204。并且,逆变器18及升降压转换器100分别经由包含减振橡胶的支承部件18M及支承部件100M而前后排列地固定于载置台204的上表面。

逆变器18中的线束31、32的取出口即与线束31、32的连接器与第1例不同,设置于左侧面。

另外,与逆变器18、升降压转换器100及电容器19中的未图示的其他线束(连接逆变器18和升降压转换器100的线束、连接升降压转换器100和电容器19的线束)对应的连接器也同样地设置于各自的左侧面。

如图11所示,从逆变器18向左方延伸出的线束31在后侧弯折后,在尿素水罐200及燃料罐160的左方与第1例同样地以从前向后纵切的方式布线。并且,线束31在比燃料罐160更靠后方的位置,向右侧弯折后,以连接于在上部回转体3的右侧后部配置的电动发电机12的方式布线。

并且,从逆变器18向后方延伸出的线束32与线束31同样地,在向后侧弯折后,在尿素水罐200及燃料罐160与右侧框架180R之间与第1例同样地以从前向后延伸的方式布线。并且,在比右侧框架180R的后端更靠后方的位置,在向左侧弯折后,以连接于在上部回转体3的中央附近配置的回转用电动机21的方式布线。

如此,通过将电力驱动组件中的线束的连接部分(连接器)设置于左侧面,无需在电力驱动组件的后方设置将线束进行布线的空间。因此,能够进一步提高前后方向上的电力驱动组件的布局效率,并将电力驱动组件的搭载位置设置于更靠后方。由此,能够降低在混合式挖土机回转时电力驱动组件接触到障碍物的可能性,从而能够进一步提高混合式挖土机的安全性。尤其是由于驱动电动发电机12、回转用电动机21,因此需要供给电压较高、电流较大的电力,且由于与电力驱动组件连接的各线束变得较粗,因此具有不易弯曲(能够设定的弯曲R比较大)的倾向。因此,基于第2例所涉及的混合式挖土机的布局效率提高效果非常大。

接下来,图13、图14是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件(逆变器18、升降压转换器100及电容器19)及尿素水罐200的配置的第3例的上部回转体3的俯视图及右侧视图。以下,以与第1例、第2例不同的部分为中心进行说明。

如图13、图14所示,电力驱动组件及尿素水罐200配置于上部回转体3的右侧前部(在右侧中央部配置的燃料罐160的前方)。具体而言,与燃料罐160的前方相邻而配置有电力驱动组件,且与电力驱动组件的前方相邻而配置有尿素水罐200。即,电力驱动组件和尿素水罐200的前后配置与第2例相反。

并且,如图14所示,在上部回转体3的框架3a上配置的尿素水罐200的上端位置比以双层重叠的方式配置的电力驱动组件的上端位置更高。因此,覆盖电力驱动组件和尿素水罐200的罩202具有如覆盖电力驱动组件的部分的高度比覆盖尿素水罐200的部分的高度更低的台阶。

在包括该台阶部分在内的罩202的覆盖电力驱动组件的部分上,例如配置有收纳自动给脂装置等的收纳箱205,所述自动给脂装置包含润滑脂用桶罐、电动泵及润滑脂枪。

另外,收纳箱205的安装作业在插入动臂销4p的批量生产工序之后实施。

如此,在上部回转体3的右侧前部,通过在电力驱动组件的前方配置尿素水罐200,能够进一步降低在混合式挖土机回转时电力驱动组件接触到障碍物的可能性,能够进一步提高混合式挖土机的安全性。

并且,储存有液体的燃料罐160及尿素水罐200分开而配置,因此与在相邻的位置配置时相比,能够提高相对于混合式挖土机的回转G的耐性。

接下来,图15、图16是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件(逆变器18、升降压转换器100及电容器19)及尿素水罐200的配置的第4例的上部回转体3的俯视图及右侧视图。以下,以与第1例~第3例不同的部分为中心进行说明。

如图15、图16所示,电力驱动组件及尿素水罐200配置于上部回转体3的右侧前部(在右侧中央部配置的燃料罐160的前方)。具体而言,电力驱动组件中的电容器19与燃料罐160的前方相邻而配置并固定在框架3a上。在电容器19上设置有固定于框架3a并且从框架3a的上表面升高的载置台204。并且,电力驱动组件中的逆变器18及升降压转换器100、以及尿素水罐200前后排列而被固定在载置台204的上表面,以此来配置于电容器19上。在载置台204上,与燃料罐160的前方相邻而配置有电力驱动组件(逆变器18及升降压转换器100),与该电力驱动组件的前方相邻而配置有尿素水罐200。

并且,如图16所示,尿素水罐200的上端位置比插入动臂销4p的位置更高,但尿素水罐200的前后位置与设置动臂销4p的前后位置偏离。因此,即使在将尿素水罐200配置于电容器19上时,也能够在批量生产工序的最终阶段组装动臂4时,从右侧插入动臂销4p。

如此,即使在电力驱动组件的一部分的体积较大时(电容器19的尺寸较大时),通过在该电力驱动组件上配置尿素水罐200,也能够实现尿素水罐200的有效配置。并且,在该电力驱动组件上,通过以尿素水罐200在前且剩下的电力驱动组件(逆变器18及升降压转换器100)在后的关系进行配置,能够避免对于插入动臂销4p的影响。

并且,如图15、图16所示,与电容器19的前端位置相比,尿素水罐200的前端位置位于前方。由此,即使在电力驱动组件的一部分(电容器19)上配置尿素水罐200时,也能够降低在混合式挖土机回转时电力驱动组件接触障碍物的可能性,且能够提高混合式挖土机的安全性。

并且,在本实施方式中,尿素水罐200除了从后方的侧面以外,还能够从下表面接受电力驱动组件(电容器19)的热,因此能够进一步提高使尿素水罐200内的尿素水不易冻结的效果。

另外,如图16所示,在载置台204上配置的尿素水罐200的上端位置与第3例同样地高于电力驱动组件(逆变器18及升降压转换器100)的上端位置。因此,覆盖电力驱动组件和尿素水罐200的罩202具有如覆盖电力驱动组件(逆变器18及升降压转换器100)的部分的高度比覆盖尿素水罐200的部分的高度更低的台阶。在包含该台阶部分在内的覆盖罩202的电力驱动组件的部分上,与第3例同样地配置有收纳箱205。

接着,图17、图18是表示本实施方式所涉及的电力驱动组件(逆变器18、升降压转换器100、及电容器19)及尿素水罐200的配置的第5例的上部回转体3的俯视图及右侧视图。以下,以与第1例~第4例不同的部分为中心进行说明。

如图17、图18所示,电力驱动组件及尿素水罐200与第1例同样地配置于上部回转体3的右侧前部(配置于右侧中央部的燃料罐160的前方)。具体而言,尿素水罐200与燃料罐160的前方相邻而配置于框架3a上,电力驱动组件与尿素水罐200的前方相邻而配置。

并且,电力驱动组件的配置与第1例相同。具体而言,如图18所示,电力驱动组件配置成双层重叠。体积比较大的电容器19在上部回转体3的框架3a上经由包含减振橡胶的支承部件19M而被固定。在电容器19上设置有固定于框架3a并且从框架3a的上表面升高的载置台204。并且,逆变器18及升降压转换器100分别经由包含减振橡胶的支承部件18M及支承部件100M而左右排列地被固定于载置台204的上表面。

逆变器18中的线束31、32的取出口即与线束31、32的连接器与第1例同样地设置于后方的侧面(后端面)。

如图17、图18所示,逆变器18的后端面作为一个整体与尿素水罐200在前后方向上对置,因此,从逆变器18的后端面向后方延伸出的线束31迂回尿素水罐200,并朝向上部回转体3的后部延伸设置。具体而言,如图17所示,从逆变器18的后端部向后方延伸出的线束31为了避免与尿素水罐200发生干涉,与第1例不同地在向右侧弯折后,以从前向后通过尿素水罐200的右方的方式布线。并且,线束31在通过尿素水罐200的右方的部分处,在尿素水罐200与将上部回转体3的右端部前后纵切的外侧框架181(框架3a的构成要件)之间的左右位置布线。本例中,如图17(及后述的图20)所示,在尿素水罐200与外侧框架181之间设有能够使线束31通过的左右方向的空间。并且,如图18所示,尿素水罐200的右侧面上设置有引导线束31的布线路径的2个引导部件31G。线束31在通过尿素水罐200的右方的部分处,通过被引导部件31G保持,在后侧低的路径布线。并且,线束31在通过尿素水罐200的右方的部分,从前向后逐渐靠近上部回转体3(框架3a)的中央侧,并且通过尿素水罐200与外侧框架181之间,以埋设在尿素水罐200的下方的方式布线。并且,线束31以通过尿素水罐200及燃料罐160的下方的方式延伸设置于上部回转体3的后方,且与电动发电机12连接。

另外,本实施方式的尿素水罐200如上所述包括罐主体200a及收纳(固定)罐主体200a的罐收纳容器212(罐加强部件215及罐托架226),引导部件31G例如固定在罐收纳容器213。

并且,如图17、图18所示,逆变器18的后端面连接有冷却管33,所述冷却管33使冷却逆变器18、升降压转换器100、电容器19等的冷却水循环。以下,利用图19对使冷却水循环的冷却系统进行说明。

图19是表示使逆变器18、升降压转换器100、电容器19等的冷却水循環的冷却系统的结构的一例的图。

如图19所示,冷却系统包括散热器191B、水泵192B、电容器19、逆变器18、升降压转换器100及其他冷却对象。

另外,作为其他冷却对象,例如可包括电动发电机12、回转用电动机21、减速机13等。并且,图19所示的冷却回路为一例,可采用任意的连接方法。

水泵192B吸入通过散热器191B冷却的冷却水并吐出。从水泵192B吐出的冷却水在以分别与电容器19、逆变器18、升降压转换器100、其他冷却对象相邻的方式配置的冷却管中循环,并返回到散热器191B。由此,冷却电容器19、逆变器18、升降压转换器100等。

如图17、图18所示,逆变器18的后端面如上所述作为一个整体与尿素水罐200在前后方向上对置,因此,从逆变器18的后端面向后方延伸出的冷却管33迂回尿素水罐200,并朝向上部回转体3的后部延伸设置。具体而言,如图18所示,从逆变器18的后端面向后方延伸出的冷却管33为了避免与尿素水罐200发生干涉,在向下弯折后,以从前向后通过尿素水罐200及燃料罐160的下方的方式布线。

以下,参考图20,对布线于尿素水罐200及燃料罐160的下方的冷却管33的部分进行说明。

图20是上部回转体3的配置有尿素水罐200的部分的仰视图。

另外,图中为能够观察尿素水罐200的下表面的状态,但通常将覆盖尿素水罐200的下表面的罩安装在框架3a。

如图20所示,框架3a包括与外侧框架181连结且在左右方向上延伸的框架182、183。框架182、183在前后方向上具有规定的间隔而设置,通过从框架3a卸下上述罩,能够通过框架182与框架183之间的前后方向的空间观察尿素水罐200。

尿素水罐200(具体而言,为罐主体200a)的下表面设有排出内部的尿素水的排出口(未图示),并且设有堵塞该排出口的排泄塞211。由此,通过从框架3a卸下上述罩,能够观察排泄塞211,作业人员能够容易地从上部回转体3的下方接近排泄塞211,并进行尿素水罐200的维护工作。

并且,尿素水罐200的前端位置与框架182的后端位置之间设有一定程度的空间,从逆变器18的后端面延伸出的冷却管33向下弯折之后,通过该空间(间隙)而埋设于尿素水罐200的下方。通过尿素水罐200的下方的部分的冷却管33设有排出冷却管33内的冷却水的排出口(未图示),并且设有堵塞该排出口的排泄塞33D。由此,通过从框架3a卸下上述罩,能够观察排泄塞33D,作业人员能够容易地从上部回转体3的下方接近排泄塞211,并进行冷却系统的维护。并且,通过从框架3a卸下上述罩,能够同时观察尿素水罐200的排泄塞211与冷却管33的排泄塞33D。因此,能够同时进行尿素水罐200及冷却系统这两者的维护,能够实现维护工作的高效化。

并且,从逆变器18的后端延伸出的线束31如上所述,通过外侧框架181与尿素水罐200(的右侧面)之间的空间(间隙)而埋设于尿素水罐200的下方。

并且,埋设于尿素水罐200的下方的线束31及冷却管33贯穿设置于框架183的贯穿孔(未图示)而延伸设置于上部回转体3的后部。

储藏罐(尿素水罐)在蓄电装置及驱动装置的后方配置于燃料罐的前方。根据该结构,储藏罐配置于与储藏罐相比高度相对较低的蓄电装置和驱动装置的后方且与储藏罐相比高度相对较高的燃料罐的前方,因此能够容易构成在右前方构成的升降用脚踏的布局。

驱动装置的后端部连接有向电动机供给电力的线束及使驱动装置的冷却水循环的冷却管。线束与冷却管中的至少一个迂回(绕开)尿素水罐并朝向上部回转体的后部(例如,配置有辅助马达的位置)延伸设置。即使尿素水罐配置于燃料罐的前方、驱动装置的后方,也能够将线束和冷却管延伸设置于上部回转体的后方。

冷却管也可以以通过尿素水罐的下方的方式迂回。根据该结构,能够防止压迫由于追加尿素水罐导致的动臂支承架与燃料罐之间的区域的空间。活用了尿素水罐的下方的空间。驱动装置配置于蓄电装置的上方。因此,连接于驱动装置的线束和冷却管与尿素水罐对置。即使是这种结构,也能够主动地迂回(绕开)尿素水罐的下侧和上侧。

储藏罐的第1排出口与冷却管的第2排出口配置于相同的位置,被1个罩所覆盖。通过卸下该1个罩,能够同时观察任一个排出口。并且,被分别不同的罩所覆盖时,需要记住与维护对象相对应地需卸下的罩,但与维护对象无关而确定了需卸下的罩,因此,维护比较容易。

驱动装置的线束通过设置于尿素水罐与外侧框架之间的线束通过用的空间,不消耗动臂支承架与燃料罐之间的区域。线束被引导至燃料罐的下侧。此时,以通过设置于尿素水罐的引导部件而后面逐渐变低的方式被引导。线束从比蓄电装置更靠上方的位置被引导至燃料罐的下方,但根据这种结构,即使线束较硬,也能够逐渐引导至下方,不会给线束造成负担。

线束通过尿素水罐的一侧而被引导至燃料罐的下方之后,以一定程度接近回转框架的中央侧的方式被引导。迂回(绕开)尿素水罐之后,尽可能配设于中央侧,以进行能够避免从回转框架的一侧施加的干扰的对应。

以上,对用于实施本发明的方式进行了详述,但本发明并不限定于该特定的实施方式,在权利要求书中所记载的本发明的主旨的范围内,能够进行各种变形、变更。

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