电动动力单元以及作业机的制作方法

本发明涉及一种电动动力单元以及作业机。

背景技术：

在专利文献1中，揭示了将引擎作为驱动源使用的夯土机(platecompactor)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平7-42367号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

近年来，伴随着排放气体限制和环境限制等的高涨，在夯土机之类的建筑机械和割草机之类的作业机中，将电动动力单元作为驱动源使用的需求日益高涨。这样的电动动力单元，优选能够搭载于各式各样的作业机，且要求小型化及通用性的提升。

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能小型化及提升通用性的电动动力单元。

用于解决问题的手段

作为本发明的一个方面的电动动力单元，是搭载于搭载对象物的电动动力单元，其特征在于，前述电动动力单元具备马达和用于驱动该马达的电气部件，前述马达具有安装于前述搭载对象物的第一安装部以及供前述电气部件安装的第二安装部。

发明效果

根据本发明，可提供能小型化及提升通用性的电动动力单元。

附图说明

附图包含于说明书，而构成说明书的一部分，表示本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。

图1是显示作业机的结构例的图。

图2a是是电动动力单元的外观图(立体图)。

图2b是是电动动力单元的外观图(立体图)。

图2c是电动动力单元的外观图(从前方所见的图)。

图2d是是电动动力单元的外观图(从后方所见的图)。

图2e是电动动力单元的外观图(从侧边所见的图)。

图3是电动动力单元的分解图。

图4a是表示安装于基台的马达的图。

图4b是表示安装于基台的马达的图。

图5a是表示已卸下盖的状态的电动动力单元的图。

图5b是表示马达、电池及控制部的概略配置例的图。

图6是表示马达、电池及控制部的概略配置例(变形例)的图。

图7是表示马达、电池及控制部的概略配置例(变形例)的图。

图8是马达的剖面图。

图9是表示马达、电池及控制部的概略配置例(变形例)的图。

图10a是表示马达、电池及控制部的概略配置例(变形例)的图。

图10b是表示马达、电池及控制部的概略配置例(变形例)的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。各图是表示实施方式的构造或者结构的示意图，所图示的各构件的尺寸，并不一定反映实际的尺寸。此外，在各图中，对于相同的构成要件标示相同的附图标记，在本说明书中，对于重复的内容将省略其说明。

＜第1实施方式＞

针对本发明所涉及的实施方式的作业机1进行说明。图1是表示本实施方式的作业机1的结构例的图。本实施方式的作业机1，是具备电动动力单元10的作业机(电动作业机)，该电动动力单元具有马达11、及驱动该马达11的电气部件12。作为作业机1的例子，可列举出夯土机、夯锤(rammer)、割草机、耕耘机、除雪机等，以下以夯土机作为例子进行说明。作业机1例如具备：电动动力单元10、作业部20(作业机构)、动力传达机构30、操作把手40。

电动动力单元10，具有马达11、与驱动该马达11的电气部件12。电气部件12，可包含例如：电池121、与通过该电池121的电力而控制马达11的驱动的控制部122。控制部122，虽然在本实施方式中为pdu(动力驱动单元)，但亦可构成为包含：以cpu为代表的处理器、半导体存储器等的存储装置、以及与外部装置之间的接口等。对于电动动力单元10的具体的结构，将在稍后说明。

作业部20(作业机构)，是用于执行规定的作业的单元，为作业机1的本体部。本实施方式的作业部20，是用于执行使地面硬化的压实作业的单元，可包含：作为可供电动动力单元10搭载的对象物(搭载对象物)的基台21；以及设在基台21的下方的压实板22，。压实板22，是接触地面的平板，构成为可上下移动。

动力传达机构30，是将电动动力单元10(马达11)所产生的转动动力，转换成用于使压实板22上下移动的动力，并传达至作业部20的机构。通过以该动力传达机构30将电动动力单元10的动力传达至作业部20(压实板22)，能够进行促使压实板22上下移动，而使地面硬化的压实作业。此外，操作把手40构成为杆状，可供使用者以站立状态握持。如此一来，使用者可透过操作把手40按压作业机1，同时执行压实作业。

[电动动力单元的结构例]

接着，说明本实施形态之电动动力单元10的结构例。近年来，在作业机中，由于将具有马达11的电动动力单元10作为驱动源使用的需求高涨，为了能搭载于各式各样的作业机中，而要求电动动力单元10的小型化及通用性的提升。因此，在本实施方式的电动动力单元10中，构成为：只有马达11安装于基台21(搭载对象物)，电气部件12安装于马达11。具体地说，在马达11设有：安装于基台21(搭载对象物)的第一安装部11a以及供电气部件12安装的第二安装部11b。

通过这样的结构，由于能够将马达11与电气部件12以一体化的状态相对于基台21进行装卸，因此不需要配合设于基台21的被安装部的形状来变更电气部件12的形状等、或者在基台21上新设置用于安装电气部件12的被安装部，就能实现电动动力单元10的通用性的提升。此外，由于不需考虑电气部件12相对于基台21的安装而能够使马达11与电气部件12一体化，因此也能实现电动动力单元10的小型化。

以下，参照附图说明本实施方式的电动动力单元10的具体的结构例。在以下所表示的图中，将在与水平方向平行的面上彼此正交的方向，作为x方向及y方向，并将与垂直方向平行的方向，作为z方向。

图2a-图2e是本实施方式的电动动力单元10的外观图。图2a及图2b表示电动动力单元10的立体图，图2c表示从前方(+x方向侧)所见的电动动力单元10的图，图2d表示从后方(-x方向侧)所见的电动动力单元10的图，图2e表示从侧边(-y方向侧)所见的电动动力单元10的图。本实施方式的电动动力单元10，如图2a-图2e所示，成为以下的结构：为了防止例如来自外部的水的浸湿，电气部件12(电池121、控制部122)被盖13所覆盖，将马达11安装于设在基台21(搭载对象物)的多个(在本实施方式中为2个)被安装部21a。

在此，本实施方式的盖13，从以下所示的图3可知，是由多个盖部件13a-13e所构成。盖部件13a(壳体)，构成为覆盖电池121。盖部件13b，构成为覆盖马达11及控制部122的+x方向侧，盖部件13c，构成为覆盖马达11及控制部122的-x方向侧。盖部件13d，构成为当使盖部件13b及13c一体化时，安装于其-y方向侧。此外，盖部件13e以覆盖马达11的冷却风扇的气体吸入口的方式安装于盖部件13b。

图3为本实施方式的电动动力单元10的分解图，是表示从与图2a相同方向所见的图。电动动力单元10，如上所述，可包含马达11及电气部件12(电池121、控制部122(pdu))。在马达11上设有：安装于基台21的被安装部21a的第一安装部11a以及与供电气部件12安装的第二安装部11b。在本实施方式中，第一安装部11a，在马达11的下侧设有两处，第2安装部11b，在马达11的上侧设有两处。此外，在图2中，图示了电池121被置入盖13a(壳体)内的结构的电池单元，在以下的说明中，有时将该电池单元简称为电池121。

马达11，通过以螺丝等将设于下侧的第一安装部11a安装于基台21的被安装部21a，而直接安装(固定)于基台21。即，马达11，坚固地与基台21结合。图4a-图4b，是表示安装于基台21的马达11的图。图4a，是设于马达11的多个第一安装部11a中，从可看见-y方向侧的第一安装部11a的方向观察的立体图，图4b，是从可看见+y方向侧的第一安装部11a的方向观察的立体图。此外，为了不使通过动力传达机构30而彼此连结的马达11(轴部11c)与作业部20之间的相对位置产生变动，如图4a-图4b所示，第一安装部11a，可不借助弹性构件(例如橡胶)等的防振机构，以螺丝等直接安装于基台21的被安装部21a。

电气部件12从基台21隔离(分隔、分离)从而不与基台21连接(接触、连结)，并经由防振机构14，以螺丝安装于马达11的第二安装部11b。即，在本实施方式的电动动力单元10中，仅马达11安装于基台21，电气部件12仅安装于马达11，并未直接安装于基台21。

在此，虽然未图示，但是马达11及电气部件12(电池121、控制部122)，通过用于发送来自控制部122的控制信号、或者传送来自电池121的电力的电缆来进行连接。此外，作为电气部件12的电池121及控制部122，也是通过用于发送来自控制部122的控制信号、或者传送来自电池121的电力的电缆来进行连接。

为了降低在作业部20(基台21)、马达11上产生的振动传达至电气部件12，防振机构14包含将电气部件12支承为可相对于马达11摆动的支承构件140。支承构件140例如可含有：供电气部件12固定的框架141和弹性构件142。作为电气部件12的电池121及控制部122以螺丝等固定于框架141。此外，在框架141上形成有可安装于马达11的第二安装部11b的被安装部，该被安装部经由弹性构件142安装于马达11的第二安装部11b，由此电气部件12被安装于马达11。弹性构件142是框架141的被安装部被安装于马达11的第二安装部11b时，配置于框架141的被安装部与马达11的第二安装部11b之间的构件，例如可由橡胶(rubber或gum)等构成。

[电动动力单元的各结构部件的配置例]

接着，说明电动动力单元10中的马达11、电池121及控制部122的配置。图5a-图5b是表示电动动力单元10中的马达11、电池121及控制部122的配置例的图。图5a表示将图2c所示的电动动力单元的盖13卸下的状态，图5b表示马达11、电池121及控制部122的概略配置例。

如图5a-图5b所示，通过以螺丝等将马达11的第一安装部11a安装于基台21的被安装部21a，而将马达11固定(坚固地结合)于基台21。此外，在马达11上安装有用于支承电气部件12的支承构件140。具体地说，支承构件140，如上所述具有框架141和弹性构件142，框架141的被安装部，经由弹性构件142而安装于马达11的第二安装部11b。在图5a-图5b所示的例子中，支承构件140利用3处的安装部而安装于马达11，设于马达11的多个第一安装部11a中的-y方向侧的第一安装部11a也具有作为第二安装部11b的功能。

作为电气部件12的电池121，配置于马达11的上部，通过螺丝等安装于框架141而被固定。即，电池121经由支承构件140而安装于马达11的上部。另一方面，作为电气部件12的控制部122，配置于马达11的侧部，通过螺丝等安装于框架141而被固定。即，控制部122经由支承构件140而安装于马达11的侧部。此外，从马达11的冷却(空冷)的观点出发，与安装有控制部122的侧部为相反侧的马达11的侧部优选不配置任何物品地露出。

本实施方式的电动动力单元10构成为：作为电气部件12的电池121及控制部122之中，将作为较重的部件的电池121安装于马达11的上部，将作为较轻的部件的控制部122安装于马达11的侧部。通过这样的结构，在水平方向(例如y方向)上，能使电动动力单元10整体的重心靠近马达11的轴部11c(转动轴)，因此可防止作业机1于作业中电动动力单元10的摇晃，能提高作业稳定性。但是，除这样的构造以外，只要能确保作业稳定性，也可以可如图6所示，采取将电池121安装于马达11的侧部，并将控制部122安装于马达11的上部的结构。

此外，虽然在本实施方式的支承构件140中，为了将电池121及控制部122的双方固定，框架141构成为l字型，但是本发明并不局限于此。例如，亦可分别相对于电池121及控制部122各自独立地设置框架(支承构件)。例如，如图7所示，用于固定电池121的框架141a(支承构件140a)、与用于固定控制部122的框架141b(支承构件140b)，亦可设为不同的构件。在该情况下，各框架141a、141b也能经由弹性构件142而安装于马达11的第二安装部11b。图7是表示本实施方式的电动动力单元10的变形例的图。

在此，作为电气部件12的电池121及控制部122的相对于马达11(支承构件140)的被安装面的形状分别可构成为大致长方形。在该情况下，电池121只要配置为该电池的长度方向沿着为了安装该电池121而设于马达11的多个第二安装部11b的排列方向(规定方向)即可。具体地说，只要采用以下的方式配置电池121即可：电池121的长度方向，沿着为了安装该电池121而设于马达11的上部的两个第二安装部11b的排列方向(y方向)。

此外，控制部122只要配置为该控制部的长度方向沿着为了安装该控制部122而设于马达11的多个第二安装部11b的排列方向(特定方向)即可。具体地说，只要采用以下的方式配置控制部122即可：控制部122的长度方向，沿着为了安装该控制部122而设于马达11的侧部的两个第二安装部11b的排列方向(z方向)。通过这样配置电气部件12(电池121、控制部122)，能使电动动力单元10更小型化。

[电动动力单元的冷却结构]

在本实施方式的电动动力单元10中，由于马达11(例如定子线圈)发热，而如图3及图4a所示，将用于冷却马达的冷却风扇11d设于马达11的轴部11c。由此，冷却风扇11d伴随着马达11的驱动而转动，如图3的箭号r所示，可将气体(空气)从外部吸入马达11的内部，而冷却马达11(空冷)。

另一方面，在电动动力单元10中，除了马达11之外，由于电气部件12(电池121、控制部122)也有可能发热，因此有必要冷却电气部件12(特别是控制部122)。在该情况下，倘若将用于冷却电气部件12的机构(冷却风扇)，与设于马达11的冷却风扇11d个别地设置，在装置成本(制造成本)和小型化的点上将变得不利。因此，本实施方式的马达11可含有将来自冷却风扇11d的气体朝电气部件12侧吹出的吹出口11e。

图8是马达11的剖面图。马达如图8所示，可含有轴部11c、配置于轴部11c周围的定子线圈11g、设于轴部11c的冷却风扇11d。在马达11中，若通过对定子线圈11g通电而使轴部11c转动，冷却风扇11d将随之转动，如箭号r所示，使从外部吸入的空气接触定子线圈11g，从而能够冷却该定子线圈11g。此外，如图3及图8所示，马达11成为如下结构：将通过冷却风扇11d从外部吸入的气体的一部分从设于马达11的吹出口11e朝电气部件12侧吹出。在本实施方式中，马达11的吹出口11e可构成为：使气体朝向作为电气部件12的控制部122吹出。

如图3及图5a所示，控制部122具有由多个散热片所构成的散热器122a，并配置为散热器122a位于马达11侧。由此，从马达11的吹出口11e吹出的气体通过散热器122a的散热片之间，能高效地冷却控制部122。如图2d所示，已通过散热器122a的散热片间的气体从设在盖13(盖部件13c、13d)的-x方向侧的开口13f朝外部排出。在此，虽然在本实施方式中，马达11的吹出口11e构成为使气体朝向控制部122吹出，但本发明并不局限于此，亦可构成为使气体朝向电池121、或者朝向电池121及控制部122双方吹出。

＜第二实施方式＞

对本发明所涉及的第二实施方式进行说明。在第一实施方式中，虽然对使马达11的轴部11c(转动轴)与水平方向平行的电动动力单元10进行了说明，但亦可如图9所示，使马达11的轴部11c(转动轴)与垂直方向平行。在该情况下，在马达11也设有：安装于基台21(搭载对象物)的第一安装部11a以及供电气部件12安装的第二安装部11b。然后，通过第一安装部11a仅将马达11安装于基台21(搭载对象物)，并通过第二安装部11b将电气部件12安装于马达11。

＜第三实施方式＞

对本发明的第三实施方式进行说明。电动动力单元10，优选为以下的结构：马达11及电池121中，将较重的构件安装于基台21(搭载对象物)，将较轻的构件安装于该较重构件的上部或者侧部。通过这样的结构，能降低电动动力单元10的重心，防止作业机1于作业中电动动力单元10的摇晃，能提高作业稳定性。

对于马达11比电池121重的情况，如第一实施方式及第二实施方式所说明的那样。因此，以下对电池121比马达11重的情况下电动动力单元10的结构进行说明。此外，本实施方式的结构，除了马达11及电池121之间的配置之外，基本上延续第一实施方式的结构，因此对于与第一实施方式相同的部件和结构，省略其说明。

图10a、图10b是表示电池121比马达11重的情况下马达11、电池121及控制部122的概略配置例的图。在图10a所示的配置例中，将马达11安装于电池121的上部，将控制部122安装于电池121的侧部。另一方面，在图10b所示的配置例中，将马达11安装于电池121的侧部，将控制部122安装于电池121的上部。不论在哪一个配置例中，在基台21(搭载对象物)仅安装电池121，而马达11及控制部122安装于电池121。换言之，在本实施方式中，电池121具有：安装于基台21的安装部121a、供马达11安装的安装部121b、和供控制部122安装的安装部121c。

在此，虽然图10a、图10b所示的例子，是控制部122安装于电池121的结构，但也可以是控制部122安装于马达11，而非安装于电池121的结构。此外，虽然在图10a、图10b中未图示，但马达11及控制部122亦可经由支承构件而安装于电池121。支承构件可含有：固定马达11及控制部122的框架和由橡胶等所构成的弹性构件。

＜实施方式的总结＞

上述实施方式的电动动力单元，是搭载于搭载对象物(例如21)的电动动力单元(例如10)，具备马达(例如11)、及用于驱动该马达的电气部件(例如12)，前述马达具有安装于前述搭载对象物的第一安装部(例如11a)；以及供前述电气部件安装的第二安装部(例如11b)。根据这样的方式，由于可使马达与电气部件以一体化的状态相对于不同形状的各种搭载对象物(例如作业机本体)装卸，因此能实现电动动力单元的通用性的提升。此外，由于不需考虑电气部件相对于搭载对象物的安装而能够使马达与电气部件一体化，因此也能实现电动动力单元的小型化。

此外，前述电气部件以从前述搭载对象物隔离的方式安装于前述马达的前述第二安装部。根据这样的方式，由于不需考虑电气部件相对于搭载对象物的安装而能够使马达与电气部件以一体化的状态相对于搭载对象物装卸，因此能提升电动动力单元的通用性。

此外，前述电气部件不直接安装于前述搭载对象物。根据这样的方式，由于不需考虑电气部件相对于搭载对象物的安装而能够使马达与电气部件以一体化的状态相对于搭载对象物装卸，因此能提升电动动力单元的通用性。

此外，前述电气部件经由防振机构(例如14)而安装于前述马达的前述第二安装部。根据这样的方式，能降低马达、搭载对象物(例如作业机本体)的振动的影响及于电气部件。

此外，前述防振机构包含：相对于前述马达可摆动地支承前述电气部件的支承构件(例如140)。根据这样的方式，能降低从马达、搭载对象物(例如作业机本体)传达至电气部件的振动。

此外，前述支承构件包含：供前述电气部件固定的框架(例如141)；以及配置于该框架与前述第二安装部之间的弹性构件(例如142)。根据这样的方式，能以单纯的结构，降低从马达、搭载对象物(例如作业机本体)传达至电气部件的振动。

此外，前述支承构件仅设于供前述电气部件配置的前述马达的面。通过这样的方式，不会妨碍马达的散热，并且能实现电动动力单元的轻量化。

此外，前述电气部件包含电池(例如121)及控制前述马达的控制部(例如122)，前述支承构件相对于前述电池及前述控制部各自独立地设置。通过这样的方式，能更高效地降低从马达、搭载对象物(例如作业机本体)分别传达至电池及控制部的振动。

此外，前述电气部件包含电池(例如121)和控制前述马达的控制部(例如122)，前述电池安装于前述马达的上部，前述控制部安装于前述马达的侧部。通过这样的方式，在水平方向中，能使电动动力单元整体的重心靠近马达的轴部(转动轴)，可防止驱动期间电动动力单元的摇晃。此外，可根据电池及控制部的形状，使电动动力单元更小型化。

此外，前述电气部件包含电池(例如121)和控制前述马达的控制部(例如122)，前述电池安装于前述马达的侧部，前述控制部安装于前述马达的上部。通过这样的方式，能根据电池及控制部的形状，使电动动力单元更小型化。

此外，前述马达具有沿着规定方向排列的多个前述第二安装部，前述电气部件配置为该电气部件的长度方向沿着前述规定方向。通过这样的方式，能根据电池及控制部的形状，使电动动力单元更小型化。

此外，前述马达包含：为了冷却前述马达而设在轴部(例如11c)的冷却风扇(例如11d)；以及使来自前述冷却风扇的气体朝前述电气部件侧吹出的吹出口(例如11e)。通过这样的方式，不必额外设置冷却电气部件的机构，而能通过设于马达的冷却风扇，高效地冷却电气部件。

上述实施方式的电动动力单元(例如10)，具备马达(例如11)及电池(例如121)，将前述马达及前述电池之中较轻的构件安装在其中较重的构件的上部或者侧部。通过这样的方式，能使电动动力单元整体的重心下降，可防止驱动期间电动动力单元的摇晃)。

此外，前述电动动力单元还包含控制前述马达的控制部(例如122)，在前述较轻的构件被安装于前述较重的构件的上部的情况下，前述控制部被安装于前述较重的构件的侧部，在前述较轻的构件被安装于前述较重的构件的侧部的情况下，前述控制部被安装于前述较重的构件的上部。根据这样的方式，能使控制部相对于马达及电池一体化，并且能实现电动动力单元的小型化。

本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的精神及范围的范围内，能有各式各样的变更及变形。因此，为了公开本发明的范围，而提供以下的权利要求书。

附图标记说明

1：作业机

10：电动动力单元

11：马达

11a：第一安装部

11b：第二安装部

12：电气部件

121：电池

122：控制部

13：盖

14：防振机构

140：支承构件

141：框架

142：弹性构件

20：作业部

21：基台(搭载对象物)

21a：被安装部