建設機械
【課題】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。
【解決手段】油圧ショベル５１は、エンジン２と油圧ポンプ４との間に設けられ内部に油溜め部Ｖが形成された発電機モータ１を搭載している。油圧ショベル５１は、発電機モータ１の油溜め部Ｖに連通する接続部３３と、発電機モータ１の上方に配置された検油口３１と、を有する検油管３０を備えている。
【解決手段】油圧ショベル５１は、エンジン２と油圧ポンプ４との間に設けられ内部に油溜め部Ｖが形成された発電機モータ１を搭載している。油圧ショベル５１は、発電機モータ１の油溜め部Ｖに連通する接続部３３と、発電機モータ１の上方に配置された検油口３１と、を有する検油管３０を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
このようなハイブリッド型の建設機械に搭載された発電機モータは、エンジンの出力軸と油圧ポンプの入力軸とに接続されており、エンジンの駆動力によって発電を行う。そして、発電機モータでの発電により生じた電気エネルギーはキャパシタなどの蓄電装置に蓄えられ、建設機械が大きなエンジン出力を要する場合等に、蓄えられた電気エネルギーによって発電機モータが駆動されて、エンジンの出力を補助する。
【０００３】
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。
また、特許文献２には、エンジンと油圧ポンプとの間に組み込まれた発電機モータの構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６５５４号公報（平成１９年１月１１日公開）
【特許文献２】特開２００３−２３５２０８号公報（平成１５年８月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
すなわち、上記特許文献１に開示された発電機モータは、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に、油溜め部に連通する検油管が設けられている。そして、このような発電機モータを、上記特許文献２のようにエンジンと油圧ポンプとの間に配置した構成では、点検者が地面に居る状態で車両側面に設けられたフードから発電機モータの点検を実施できるように、発電機モータの検油管の検油口が油圧ポンプの上のフード側に設けられている。
【０００６】
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。
さらに、取付け台座等を介して油圧ポンプに検油口が設けられている場合には、油圧ポンプ着脱時に、油溜め部に貯留された油を抜き取った後で検油管を取り外す必要があり、作業性が非常に悪くなってしまう。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、を有する。
【００１０】
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。
ここで、ハイブリッド型の建設機械の車両点検時には、通常、エンジン、油圧ポンプおよび発電機モータを点検する必要がある。
【００１１】
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。
これにより、発電機モータの点検時は、エンジンの点検時と同様に、建設機械の車両上面に設けられた開閉可能なエンジンフードを開けて、検油作業を実施することが可能になる。この結果、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。
【００１２】
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。
これにより、エンジンフードを開けてエンジンの油量を点検する際に、同時に、発電機モータの油量も点検することができる。この結果、点検時における作業性を向上させることができる。
【００１３】
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。
これにより、エンジンの油量を点検する際に、同時に、発電機モータの油量も点検することができる。この結果、点検時における作業性を向上させることができる。
【００１４】
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の検油管の接続部を、エンジン側に固定された第１ハウジング側に設けている。
【００１５】
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。
この結果、発電機モータや油圧ポンプ周辺のメンテナンス作業を実施する際の作業性を従来よりも向上させることができる。
【００１６】
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。
ここでは、上述した検油管を、油溜め部に貯留された油の量を点検することに加えて、油溜め部に油を供給する給油管としても使用する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
ここでは、検油管の一部に、エンジン上にマウントされているマフラーを回避するための屈曲させた部分（屈曲部）を設けている。
【００１９】
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。
そこで、本発明では、マフラーの熱が検油管に悪影響を及ぼすことがないように、屈曲部を設けている。
これにより、マフラーの熱が検油管に及ぶことを回避するとともに、マフラーの配置されていないスペースに余裕がある側へ検油管を導くことができる。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す全体斜視図。
【図２】図１の油圧ショベルに搭載されたエンジン、発電機モータおよび油圧ポンプの構成を示す斜視図。
【図３】図２に含まれる発電機モータの構成を示す断面図。
【図４】図２に含まれる発電機モータの構成を示す分解斜視図。
【図５】図２に含まれる発電機モータの斜視図。
【図６】図２に含まれる発電機モータの斜視図。
【図７】図１の油圧ショベルのエンジンフードを開けた状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
（油圧ショベル５１）
本実施形態に係るハイブリッド型の油圧ショベル５１は、図１に示すように、下部走行体５２と、旋回台５３と、作業機５４と、カウンタウェイト５５と、機器室５６と、車体部５７と、キャブ５８と、を備えている。また、油圧ショベル５１は、駆動源として、エンジン２を備えている。エンジン２の出力軸には、発電機モータ１および油圧ポンプ４が直列的に接続され、それぞれエンジン２によって駆動される。
【００２４】
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。
旋回台５３は、下部走行体５２に対して任意の方向に旋回可能である。そして、旋回台５３は、上面に作業機５４と、カウンタウェイト５５と、機器室５６と、車体部５７と、キャブ５８と、を搭載している。また、旋回台５３は、発電機モータ１あるいは蓄電器からの電力供給により駆動される旋回用電動モータによって回転する。なお、旋回電動モータは、旋回台５３の減速時に回生により発電し、発電で得られた電気エネルギーは、キャパシタに蓄電される。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
機器室５６は、図１に示すように、カウンタウェイト５５に隣接する位置に配置されており、内部にエンジン２や発電機モータ１、油圧ポンプ４等（図２参照）を収納するエンジンルーム６０を有している。そして、エンジンルーム６０は、開閉可能なエンジンフード６４によって覆われた点検用の上部開口６０ａ（図７参照）を有している。なお、エンジンルーム６０内に設置された発電機モータ１周辺の構成については、後段にて詳述する。機器室５６は、図示しない作動油タンク、エンジンルーム６０とキャブ５８との間に設けられた仕切り部材、車両の左右後部の側面に設けられた開閉カバー、カウンタウェイト５５、エンジンフード６４等によって囲まれた空間となる。また、機器室５６内には、エンジン２、発電機モータ１および油圧ポンプ４が、それぞれカウンタウェイト５５に沿って並設されている。
【００２７】
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。
キャブ５８は、油圧ショベル５１のオペレータが乗降する室内空間を有しており、作業機５４の先端部を見通せるように、旋回台５３上における作業機５４の側方となる左側前部に配置されている。
【００２８】
（発電機モータ１）
本実施形態の発電機モータ１は、図２に示すように、エンジン２、冷却ファン３、油圧ポンプ４およびマフラー５等を備えたハイブリッド型の油圧ショベル５１に搭載されている。また、発電機モータ１は、エンジン２と油圧ポンプ４との間に配置されている。さらに、発電機モータ１は、エンジン２の出力軸、油圧ポンプ４の入力軸に対して、回転軸１９（図３参照）が直接的あるいは間接的に接続されており、エンジン２の出力軸の回転駆動力によって発電を行う。発電機モータ１は、インバータを介してキャパシタに接続されている。エンジン２の回転数が増加していく（油圧ショベル５１が加速していく）場合など、発電機モータ１は、必要に応じてキャパシタに蓄えられた電気エネルギーによって電動機として使用され、エンジン２の回転をアシストする。また、エンジン２がアイドリング状態にある場合には、発電機モータ１はエンジン２の回転駆動力を受けて発電し、発電によって生じた電気エネルギーはキャパシタに蓄えられる。また、本実施形態では、エンジン２、発電機モータ１、および油圧ポンプ４が直列的に配置されており、それぞれの回転軸が一直線上に配置される。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
ステータコア２０は、円環状のヨーク部分と、周方向に沿って配置されヨーク部から径方向内側に向かって等角度間隔で突出するステータティースの部分とを含む複数の鋼板を積層して構成されている。なお、本実施形態では、３相１２極のＳＲモータを構成するため、合計３６本の突起を含むステータコア２０が用いられている。
【００３１】
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。
第１ハウジング１１は、鋳鉄製の部材であって、図３に示すように、第２ハウジング１５と接合されて、内部にステータ１０やロータ１４等を収納する収納空間を形成する。そして、この収納空間の下部には、回転軸１９や軸受け部１８の潤滑を促すとともに、ステータ１０の発熱部（コイル２３等）を冷却するための冷却油を貯留する油溜め部Ｖが形成されている。また、第１ハウジング１１の下端部には、図４に示すように、油溜め部Ｖに貯留された油の量を点検するとともに油溜め部Ｖに油を補給するための検油管（給油管と兼用）３０が接続されている。なお、この検油管３０の構成については、後段にて詳述する。
【００３２】
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。
フライホイール１２は、第１・第２ハウジング１１，１５内におけるエンジン２の出力軸側に設けられており、カップリング１３を介してロータ１４と接続され、第１・第２ハウジング１１，１５内において回転する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
ロータヨーク１４ａは、複数の鋼板（電磁鋼板）を積層した構造体であって、図３に示すように、ホルダ１４ｂの外周面側にボルト固定されており、円環状の本体の外周面側に、周方向において等角度間隔で設けられた複数の誘導子（図示せず）を有している。ロータヨーク１４ａは、エンジン２側および油圧ポンプ４側にそれぞれ設けられたアルミ製のブレード１４ｃ，１４ｃによって挟まれるように保持されている。ブレード１４ｃ，１４ｃの外周面には、径方向外側に開口した貫通孔が形成されている。ロータ１４の回転時には、この貫通孔から径方向外側に配置されたコイル２３に対して冷却油が噴射される。なお、これらのブレード１４ｃ，１４ｃについては、ロータヨーク１４ａが、例えば、ホルダ１４ｂに形成された凹部によって保持可能な場合には設けられていなくてもよい。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
なお、この冷却水は、ラジエータにおいて冷却された後、エンジン２へと供給される。エンジン２内にて分岐された冷却水は、冷却水配管１５ｂを通過してオイルクーラ１５ｄへ供給される。オイルクーラ１５ｄの入口側からオイルクーラ１５ｄ内へ供給された冷却水は、冷却油との間で熱交換を行った後、出口側から冷却水戻り配管１５ｃを通過してエンジン２へと戻され、エンジン２内の冷却水と合流した後、再びラジエータへと戻されて空気との間で熱交換を行うことで冷却される。なお、冷却水配管１５ｂおよび冷却水戻り配管１５ｃは、ゴム製の配管である。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
（検油管３０）
本実施形態のハイブリッド型の油圧ショベル５１に搭載された発電機モータ１は、図５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のうち、エンジン２側に固定された第１ハウジング１１の下部に検油管３０が接続されている。
検油管３０は、第１・第２ハウジング１１，１５内に形成された油溜め部Ｖ内の油の量を点検するために設けられている。本実施形態では、検油管３０を、油溜め部Ｖ内に油を供給するための給油管としても用いている。これにより、検油管３０と給油管とを別々に設ける場合と比較して、部品点数を削減して発電機モータ１周辺の構成を簡素化することができる。
【００４３】
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。
検油口３１は、本体部３２および接続部３３を介して、発電機モータ１の上方に設けられている。また、検油口３１は、先端部に挿入された検油棒３１ａを抜き差しすることで、第１・第２ハウジング１１，１５内に形成された油溜め部Ｖに貯留された油が適正な量だけ貯留されているか否かを点検する。さらに、検油口３１は、発電機モータ１の上方に設けられているために、図７に示すように、ハイブリッド型の油圧ショベル５１の旋回台５３の機器室５６の上面に設けられたエンジンフード６４を開けた状態で容易にアクセス可能な位置に配置されている。これにより、エンジンフード６４を開けてエンジン２の油量をエンジン検油管２ａによってチェックする際に、同時に検油管３０に挿入された検油棒３１ａによって発電機モータ１内の油量もチェックすることができる。このため、点検時の作業性を向上させることができる。
【００４４】
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。
本体部３２は、図５に示すように、鋼管部材であって、接続部３３から検油口３１までをつないでいる。また、本体部３２は、図６に示すように、発電機モータ１の側面視において、検油口３１をエンジン２側へと導く方向に曲げた屈曲部３２ａを有している。屈曲部３２ａは、本体部３２のほぼ中央部付近に設けられており、第１ハウジング１１に設けられた支持部材１１ａを基点にして本体部３２をエンジン２側へ屈曲させている。これにより、図２に示すように、検油管３０が、発電機モータ１の直上付近に設けられたマフラー５付近に設けられることを回避することができる。この結果、検油管３０は、マフラー５の熱の影響を受けることはない。また、検油口３１をマフラー５から離間して設けることができ、油の量の点検や、油の補充等の点検作業時に、作業者がマフラー５の熱の影響を受けることがない。
【００４５】
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。
【００４６】
＜特徴＞
本実施形態の油圧ショベル５１は、図２に示すように、エンジン２と油圧ポンプ４との間に設けられ内部に油溜め部Ｖが形成された発電機モータ１を搭載しており、発電機モータ１の油溜め部Ｖに連通する接続部３３と発電機モータ１の上方に配置された検油口３１とを有する検油管３０を備えている。
これにより、図７に示すように、ハイブリッド型の油圧ショベル５１の旋回台５３の機器室５６上面においてエンジンフード６４を開けた状態で、エンジン２のメンテナンスとともに、発電機モータ１のメンテナンスも行うことができる。この結果、ハイブリッド型の油圧ショベル５１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。
【００４７】
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。
【００４８】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、検油管３０の接続部３３が、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に設けられた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、検油管の接続部を油圧ポンプ側の第２ハウジングに設けてもよい。
【００４９】
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。
ただし、発電機モータを分解する際等に、最終段階においても検油管を取り外す必要がないという点では、上記実施形態のように、検油管の接続部をエンジン側の第１ハウジングに設けることがより好ましい。
【００５０】
（Ｂ）
上記実施形態では、本発明をハイブリッド型の油圧ショベルに適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ホイールローダやブルドーザ、ダンプトラック等の他のハイブリッド型の建設機械に対しても、同様に本発明の適用は可能である。
【００５１】
（Ｃ）
上記実施形態では、エンジン２、発電機モータ１および油圧ポンプ４がこの順で直列的に配置されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）に対して、発電機モータが直接連結された構成であってもよい。
【００５２】
（Ｄ）
上記実施形態では、発電機モータ１として、ＳＲ（switched reluctance）モータを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ＰＭ（Permanent Magnet)モータ等、他の発電機モータを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
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）
５２ 下部走行体
５３ 旋回台
５４ 作業機
５５ カウンタウェイト
５６ 機器室
５７ 車体部
５８ キャブ
６０ エンジンルーム
６０ａ 上部開口
６１ ブーム
６１ａ 油圧シリンダ
６２ アーム
６２ａ 油圧シリンダ
６３ バケット
６３ａ 油圧シリンダ
６４ エンジンフード
Ｐ 履帯
Ｖ 油溜め部
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
このようなハイブリッド型の建設機械に搭載された発電機モータは、エンジンの出力軸と油圧ポンプの入力軸とに接続されており、エンジンの駆動力によって発電を行う。そして、発電機モータでの発電により生じた電気エネルギーはキャパシタなどの蓄電装置に蓄えられ、建設機械が大きなエンジン出力を要する場合等に、蓄えられた電気エネルギーによって発電機モータが駆動されて、エンジンの出力を補助する。
【０００３】
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。
また、特許文献２には、エンジンと油圧ポンプとの間に組み込まれた発電機モータの構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６５５４号公報（平成１９年１月１１日公開）
【特許文献２】特開２００３−２３５２０８号公報（平成１５年８月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
すなわち、上記特許文献１に開示された発電機モータは、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に、油溜め部に連通する検油管が設けられている。そして、このような発電機モータを、上記特許文献２のようにエンジンと油圧ポンプとの間に配置した構成では、点検者が地面に居る状態で車両側面に設けられたフードから発電機モータの点検を実施できるように、発電機モータの検油管の検油口が油圧ポンプの上のフード側に設けられている。
【０００６】
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。
さらに、取付け台座等を介して油圧ポンプに検油口が設けられている場合には、油圧ポンプ着脱時に、油溜め部に貯留された油を抜き取った後で検油管を取り外す必要があり、作業性が非常に悪くなってしまう。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、を有する。
【００１０】
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。
ここで、ハイブリッド型の建設機械の車両点検時には、通常、エンジン、油圧ポンプおよび発電機モータを点検する必要がある。
【００１１】
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。
これにより、発電機モータの点検時は、エンジンの点検時と同様に、建設機械の車両上面に設けられた開閉可能なエンジンフードを開けて、検油作業を実施することが可能になる。この結果、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。
【００１２】
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。
これにより、エンジンフードを開けてエンジンの油量を点検する際に、同時に、発電機モータの油量も点検することができる。この結果、点検時における作業性を向上させることができる。
【００１３】
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。
これにより、エンジンの油量を点検する際に、同時に、発電機モータの油量も点検することができる。この結果、点検時における作業性を向上させることができる。
【００１４】
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の検油管の接続部を、エンジン側に固定された第１ハウジング側に設けている。
【００１５】
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。
この結果、発電機モータや油圧ポンプ周辺のメンテナンス作業を実施する際の作業性を従来よりも向上させることができる。
【００１６】
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。
ここでは、上述した検油管を、油溜め部に貯留された油の量を点検することに加えて、油溜め部に油を供給する給油管としても使用する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
ここでは、検油管の一部に、エンジン上にマウントされているマフラーを回避するための屈曲させた部分（屈曲部）を設けている。
【００１９】
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。
そこで、本発明では、マフラーの熱が検油管に悪影響を及ぼすことがないように、屈曲部を設けている。
これにより、マフラーの熱が検油管に及ぶことを回避するとともに、マフラーの配置されていないスペースに余裕がある側へ検油管を導くことができる。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す全体斜視図。
【図２】図１の油圧ショベルに搭載されたエンジン、発電機モータおよび油圧ポンプの構成を示す斜視図。
【図３】図２に含まれる発電機モータの構成を示す断面図。
【図４】図２に含まれる発電機モータの構成を示す分解斜視図。
【図５】図２に含まれる発電機モータの斜視図。
【図６】図２に含まれる発電機モータの斜視図。
【図７】図１の油圧ショベルのエンジンフードを開けた状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
（油圧ショベル５１）
本実施形態に係るハイブリッド型の油圧ショベル５１は、図１に示すように、下部走行体５２と、旋回台５３と、作業機５４と、カウンタウェイト５５と、機器室５６と、車体部５７と、キャブ５８と、を備えている。また、油圧ショベル５１は、駆動源として、エンジン２を備えている。エンジン２の出力軸には、発電機モータ１および油圧ポンプ４が直列的に接続され、それぞれエンジン２によって駆動される。
【００２４】
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。
旋回台５３は、下部走行体５２に対して任意の方向に旋回可能である。そして、旋回台５３は、上面に作業機５４と、カウンタウェイト５５と、機器室５６と、車体部５７と、キャブ５８と、を搭載している。また、旋回台５３は、発電機モータ１あるいは蓄電器からの電力供給により駆動される旋回用電動モータによって回転する。なお、旋回電動モータは、旋回台５３の減速時に回生により発電し、発電で得られた電気エネルギーは、キャパシタに蓄電される。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
機器室５６は、図１に示すように、カウンタウェイト５５に隣接する位置に配置されており、内部にエンジン２や発電機モータ１、油圧ポンプ４等（図２参照）を収納するエンジンルーム６０を有している。そして、エンジンルーム６０は、開閉可能なエンジンフード６４によって覆われた点検用の上部開口６０ａ（図７参照）を有している。なお、エンジンルーム６０内に設置された発電機モータ１周辺の構成については、後段にて詳述する。機器室５６は、図示しない作動油タンク、エンジンルーム６０とキャブ５８との間に設けられた仕切り部材、車両の左右後部の側面に設けられた開閉カバー、カウンタウェイト５５、エンジンフード６４等によって囲まれた空間となる。また、機器室５６内には、エンジン２、発電機モータ１および油圧ポンプ４が、それぞれカウンタウェイト５５に沿って並設されている。
【００２７】
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。
キャブ５８は、油圧ショベル５１のオペレータが乗降する室内空間を有しており、作業機５４の先端部を見通せるように、旋回台５３上における作業機５４の側方となる左側前部に配置されている。
【００２８】
（発電機モータ１）
本実施形態の発電機モータ１は、図２に示すように、エンジン２、冷却ファン３、油圧ポンプ４およびマフラー５等を備えたハイブリッド型の油圧ショベル５１に搭載されている。また、発電機モータ１は、エンジン２と油圧ポンプ４との間に配置されている。さらに、発電機モータ１は、エンジン２の出力軸、油圧ポンプ４の入力軸に対して、回転軸１９（図３参照）が直接的あるいは間接的に接続されており、エンジン２の出力軸の回転駆動力によって発電を行う。発電機モータ１は、インバータを介してキャパシタに接続されている。エンジン２の回転数が増加していく（油圧ショベル５１が加速していく）場合など、発電機モータ１は、必要に応じてキャパシタに蓄えられた電気エネルギーによって電動機として使用され、エンジン２の回転をアシストする。また、エンジン２がアイドリング状態にある場合には、発電機モータ１はエンジン２の回転駆動力を受けて発電し、発電によって生じた電気エネルギーはキャパシタに蓄えられる。また、本実施形態では、エンジン２、発電機モータ１、および油圧ポンプ４が直列的に配置されており、それぞれの回転軸が一直線上に配置される。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
ステータコア２０は、円環状のヨーク部分と、周方向に沿って配置されヨーク部から径方向内側に向かって等角度間隔で突出するステータティースの部分とを含む複数の鋼板を積層して構成されている。なお、本実施形態では、３相１２極のＳＲモータを構成するため、合計３６本の突起を含むステータコア２０が用いられている。
【００３１】
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。
第１ハウジング１１は、鋳鉄製の部材であって、図３に示すように、第２ハウジング１５と接合されて、内部にステータ１０やロータ１４等を収納する収納空間を形成する。そして、この収納空間の下部には、回転軸１９や軸受け部１８の潤滑を促すとともに、ステータ１０の発熱部（コイル２３等）を冷却するための冷却油を貯留する油溜め部Ｖが形成されている。また、第１ハウジング１１の下端部には、図４に示すように、油溜め部Ｖに貯留された油の量を点検するとともに油溜め部Ｖに油を補給するための検油管（給油管と兼用）３０が接続されている。なお、この検油管３０の構成については、後段にて詳述する。
【００３２】
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。
フライホイール１２は、第１・第２ハウジング１１，１５内におけるエンジン２の出力軸側に設けられており、カップリング１３を介してロータ１４と接続され、第１・第２ハウジング１１，１５内において回転する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
ロータヨーク１４ａは、複数の鋼板（電磁鋼板）を積層した構造体であって、図３に示すように、ホルダ１４ｂの外周面側にボルト固定されており、円環状の本体の外周面側に、周方向において等角度間隔で設けられた複数の誘導子（図示せず）を有している。ロータヨーク１４ａは、エンジン２側および油圧ポンプ４側にそれぞれ設けられたアルミ製のブレード１４ｃ，１４ｃによって挟まれるように保持されている。ブレード１４ｃ，１４ｃの外周面には、径方向外側に開口した貫通孔が形成されている。ロータ１４の回転時には、この貫通孔から径方向外側に配置されたコイル２３に対して冷却油が噴射される。なお、これらのブレード１４ｃ，１４ｃについては、ロータヨーク１４ａが、例えば、ホルダ１４ｂに形成された凹部によって保持可能な場合には設けられていなくてもよい。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
なお、この冷却水は、ラジエータにおいて冷却された後、エンジン２へと供給される。エンジン２内にて分岐された冷却水は、冷却水配管１５ｂを通過してオイルクーラ１５ｄへ供給される。オイルクーラ１５ｄの入口側からオイルクーラ１５ｄ内へ供給された冷却水は、冷却油との間で熱交換を行った後、出口側から冷却水戻り配管１５ｃを通過してエンジン２へと戻され、エンジン２内の冷却水と合流した後、再びラジエータへと戻されて空気との間で熱交換を行うことで冷却される。なお、冷却水配管１５ｂおよび冷却水戻り配管１５ｃは、ゴム製の配管である。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
（検油管３０）
本実施形態のハイブリッド型の油圧ショベル５１に搭載された発電機モータ１は、図５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のうち、エンジン２側に固定された第１ハウジング１１の下部に検油管３０が接続されている。
検油管３０は、第１・第２ハウジング１１，１５内に形成された油溜め部Ｖ内の油の量を点検するために設けられている。本実施形態では、検油管３０を、油溜め部Ｖ内に油を供給するための給油管としても用いている。これにより、検油管３０と給油管とを別々に設ける場合と比較して、部品点数を削減して発電機モータ１周辺の構成を簡素化することができる。
【００４３】
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。
検油口３１は、本体部３２および接続部３３を介して、発電機モータ１の上方に設けられている。また、検油口３１は、先端部に挿入された検油棒３１ａを抜き差しすることで、第１・第２ハウジング１１，１５内に形成された油溜め部Ｖに貯留された油が適正な量だけ貯留されているか否かを点検する。さらに、検油口３１は、発電機モータ１の上方に設けられているために、図７に示すように、ハイブリッド型の油圧ショベル５１の旋回台５３の機器室５６の上面に設けられたエンジンフード６４を開けた状態で容易にアクセス可能な位置に配置されている。これにより、エンジンフード６４を開けてエンジン２の油量をエンジン検油管２ａによってチェックする際に、同時に検油管３０に挿入された検油棒３１ａによって発電機モータ１内の油量もチェックすることができる。このため、点検時の作業性を向上させることができる。
【００４４】
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。
本体部３２は、図５に示すように、鋼管部材であって、接続部３３から検油口３１までをつないでいる。また、本体部３２は、図６に示すように、発電機モータ１の側面視において、検油口３１をエンジン２側へと導く方向に曲げた屈曲部３２ａを有している。屈曲部３２ａは、本体部３２のほぼ中央部付近に設けられており、第１ハウジング１１に設けられた支持部材１１ａを基点にして本体部３２をエンジン２側へ屈曲させている。これにより、図２に示すように、検油管３０が、発電機モータ１の直上付近に設けられたマフラー５付近に設けられることを回避することができる。この結果、検油管３０は、マフラー５の熱の影響を受けることはない。また、検油口３１をマフラー５から離間して設けることができ、油の量の点検や、油の補充等の点検作業時に、作業者がマフラー５の熱の影響を受けることがない。
【００４５】
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。
【００４６】
＜特徴＞
本実施形態の油圧ショベル５１は、図２に示すように、エンジン２と油圧ポンプ４との間に設けられ内部に油溜め部Ｖが形成された発電機モータ１を搭載しており、発電機モータ１の油溜め部Ｖに連通する接続部３３と発電機モータ１の上方に配置された検油口３１とを有する検油管３０を備えている。
これにより、図７に示すように、ハイブリッド型の油圧ショベル５１の旋回台５３の機器室５６上面においてエンジンフード６４を開けた状態で、エンジン２のメンテナンスとともに、発電機モータ１のメンテナンスも行うことができる。この結果、ハイブリッド型の油圧ショベル５１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。
【００４７】
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。
【００４８】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、検油管３０の接続部３３が、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に設けられた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、検油管の接続部を油圧ポンプ側の第２ハウジングに設けてもよい。
【００４９】
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。
ただし、発電機モータを分解する際等に、最終段階においても検油管を取り外す必要がないという点では、上記実施形態のように、検油管の接続部をエンジン側の第１ハウジングに設けることがより好ましい。
【００５０】
（Ｂ）
上記実施形態では、本発明をハイブリッド型の油圧ショベルに適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ホイールローダやブルドーザ、ダンプトラック等の他のハイブリッド型の建設機械に対しても、同様に本発明の適用は可能である。
【００５１】
（Ｃ）
上記実施形態では、エンジン２、発電機モータ１および油圧ポンプ４がこの順で直列的に配置されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）に対して、発電機モータが直接連結された構成であってもよい。
【００５２】
（Ｄ）
上記実施形態では、発電機モータ１として、ＳＲ（switched reluctance）モータを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ＰＭ（Permanent Magnet)モータ等、他の発電機モータを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
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）
５２ 下部走行体
５３ 旋回台
５４ 作業機
５５ カウンタウェイト
５６ 機器室
５７ 車体部
５８ キャブ
６０ エンジンルーム
６０ａ 上部開口
６１ ブーム
６１ａ 油圧シリンダ
６２ アーム
６２ａ 油圧シリンダ
６３ バケット
６３ａ 油圧シリンダ
６４ エンジンフード
Ｐ 履帯
Ｖ 油溜め部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、を有する検油管と、
を備えている建設機械。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項１】
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、を有する検油管と、
を備えている建設機械。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１１４７０（Ｐ２０１２−２１１４７０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７６０１（Ｐ２０１１−７７６０１）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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