特開 2024-121034 作業用車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121034

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】作業用車両

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20240830BHJP

   H01M 50/244 20210101ALI20240830BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 C

H01M50/244 Z

B60R16/04 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023027879

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】000150154

【氏名又は名称】株式会社竹内製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】大山 飛鷹

(72)【発明者】

【氏名】丸山 翔太

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA12

5H040AS06

5H040AT06

5H040AY05

5H040CC32

(57)【要約】

【課題】バッテリパックの着脱が容易化された作業用車両を提供する。
【解決手段】車体３と、走行装置１０と、油圧により作動する作業装置１２、１４と、走行装置１０もしくは作業装置１２、１４の駆動源となる電動モータと、を備える作業用車両であって、車体３は、下部に強度部材であり且つ搭載機器の支持部材である本体フレーム１８を備え、本体フレーム１８は、底板となる大板６８を有し、大板６８は、後部に平面視において後方に向かって開口するように切欠かれた形状で、バッテリパック６４を搬入・搬出する装置の支持部を当接させるための切欠き７０が設けられており、バッテリパック６４は、切欠き７０の上方に配設されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体と、走行装置と、油圧により作動する作業装置と、前記走行装置もしくは前記作業装置の駆動源となる電動モータと、を備える作業用車両であって、
前記車体は、下部に強度部材であり且つ搭載機器の支持部材である本体フレームを備え、
前記本体フレームは、底板となる大板を有し、
前記大板は、後部に平面視において後方に向かって開口するように切欠かれた形状で、バッテリパックを搬入・搬出する装置の支持部を当接させるための切欠きを有し、
前記バッテリパックは、前記切欠きの上方に配設されていること
を特徴とする作業用車両。

【請求項2】

前記切欠きは、少なくとも前記バッテリパックの重心よりも前部が露出する形状に形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の作業用車両。

【請求項3】

前記バッテリパックの上方には、仕切板が設けられており、
前記仕切板の前記バッテリパックに対向する面には、前記仕切板のもう一方の面に設けられている電装部品を固定する固定部材を覆う保護板が設けられていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業用車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧により作動する作業装置と、作業装置の駆動源となる電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリパックと、を備える作業用車両に関する。

【背景技術】

【0002】

作業用車両の例として、走行用のクローラもしくはタイヤが取付けられた下部体と、下部体の上に配設された上部体と、下部体もしくは上部体に取付けられて油圧により作動する作業装置を備える油圧ショベル、トラックローダ等が従来より知られている。

【0003】

昨今では、従来のエンジンに代えて電動モータによって駆動される作業用車両が開発されている（特許文献１：特許第７０２５２２６号公報参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第７０２５２２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記に例示される電動モータによって駆動される作業用車両は、上部体の後部にバッテリパックを搭載している。当該バッテリパックに関しては、その着脱に際し、クレーン設備や専用の吊具等を使用しなければならなかった。また、着脱を行う作業場所が限定されていた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、バッテリパックの着脱が容易化された作業用車両を提供することを目的とする。

【0007】

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0008】

車体と、走行装置と、油圧により作動する作業装置と、前記走行装置もしくは前記作業装置の駆動源となる電動モータと、を備える作業用車両であって、前記車体は、下部に強度部材であり且つ搭載機器の支持部材である本体フレームを備え、前記本体フレームは、底板となる大板を有し、前記大板は、後部に平面視において後方に向かって開口するように切欠かれた形状で、バッテリパックを搬入・搬出する装置の支持部を当接させるための切欠きを有し、前記バッテリパックは、前記切欠きの上方に配設されていることを要件とする。

【0009】

上記の構成によれば、車体後方からフォークリフト等の荷役運搬機械の支持部（フォークリフトにおいては、爪）を進入させてバッテリパックを搬入・搬出することができるため、バッテリパックの着脱に際し、クレーン設備や専用の吊具等を使用する必要がない。すなわち、バッテリパックの着脱が容易化された作業用車両を提供することができる。

【0010】

また、前記切欠きは、少なくとも前記バッテリパックの重心よりも前部が露出する形状に形成されていることが好ましい。

【0011】

また、前記バッテリパックの上方には、仕切板が設けられており、前記仕切板の前記バッテリパックに対向する面には、前記仕切板のもう一方の面に設けられている電装部品を固定する固定部材を覆う保護板が設けられていることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、バッテリパックの着脱が容易化された作業用車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る作業用車両の例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す作業用車両のバッテリパックの搭載状態を示す背面図である。

【図3】図３は、図１に示す作業用車両のバッテリパックの搭載状態を示す底面図である。

【図4】図４は、図１に示す作業用車両の本体フレームの斜視図である。

【図5】図５は、図４に示す本体フレームの別方向からの斜視図である。

【図6】図６は、バッテリパックが本体フレームに取付けられている状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、図２に示すVII－VII断面の断面図である。

【図8】図８は、図７に示すVIII部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る作業用車両１の例を示す概略図（左後部上方からの斜視図）である。なお、説明の便宜上、図中において矢印により上下、左右、前後の方向を示す場合がある。また、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0015】

はじめに、作業用車両１の全体構成について説明する。作業用車両１として、油圧ショベルを例に挙げて説明する。ただし、作業用車両１は、油圧ショベルに限定されるものではない。

【0016】

図１に示すように、作業用車両１は、車体として下部体２および下部体２の上に配設される上部体３を備えている（なお、下部体２と上部体３とが一体の構成であってもよい）。

【0017】

作業用車両１は、下部体２や上部体３に取付けられて油圧（所定圧力の作動油）により作動する作業装置１２、１４を備えている。下部体２は、走行を行う走行装置１０を備えている。上部体３は、前部にオペレータが乗車して走行や作業の操作を行う操作装置が設けられた運転室１６を備えている。上部体３の詳細構成については後述する。

【0018】

走行装置１０の例として、左右に一対のクローラ（無限軌道）２６を備えている。ただし、走行装置１０は、クローラ２６に限定されるものではない。他の例として、作業用車両１は、クローラ２６に代えてタイヤを備える構成としてもよい（不図示）。クローラ２６は、走行油圧モータ２８によって駆動（走行）される。

【0019】

作業装置１２の例として、排土板２４を備えている。排土板２４は、上下（前後成分を含む）に揺動可能に下部体２に取付けられている。排土板２４は、油圧シリンダ（排土板シリンダ）３２によって駆動される。ただし、作業装置１２は、上記の構成に限定されるものではない。

【0020】

作業装置１４の例として、ブーム４２、アーム４４、およびアタッチメント（本実施形態においては、バケット）４６を備えている。ただし、アタッチメント４６は、バケットに限定されるものではない。ブーム４２は、上下（前後成分を含む）に揺動可能に上部体３に取付けられている。本実施形態においては、上部体３とブーム４２との間にブームブラケット（不図示）が設けられている。ブームブラケットによって、ブーム４２は上部体３に対して左右（前後成分を含む）に揺動可能となる。なお、ブームブラケットは省略されてもよい。アーム４４は、上下（前後成分を含む）に揺動可能にブーム４２に取付けられている。アタッチメント４６は、上下（前後成分を含む）に揺動可能にアーム４４に取付けられている。ブーム４２は、油圧シリンダ（ブームシリンダ）５２によって駆動される。アーム４４は、油圧シリンダ（アームシリンダ）５４によって駆動される。アタッチメント４６は、油圧シリンダ（バケットシリンダ）５６によって駆動される。ただし、作業装置１４は、上記の構成に限定されるものではない。

【0021】

上記の走行油圧モータ２８および各油圧シリンダの駆動を行うための駆動機構は、一例として駆動源により駆動される油圧ポンプ、制御バルブ等から構成されている（いずれも不図示）。オペレータが操作装置を操作することにより制御バルブを作動させて、油圧ポンプから送出される所定圧力の作動油を走行油圧モータ２８および各油圧シリンダに供給する制御が行われる。これにより、走行装置１０による走行、および作業装置１２、１４による作業を行うことができる。駆動機構を構成する油圧ポンプは、作業装置１２、１４や走行装置１０の構成や負荷等に応じて、一個もしくは複数個が設けられる。

【0022】

本実施形態において、作業用車両１は、上記の駆動源として電動モータ（不図示）を備えている。駆動源を構成する電動モータは、上記の油圧ポンプの個数や定格出力等に応じて、一個もしくは複数個が設けられる。

【0023】

また、作業用車両１は、電動モータに電力を供給する車載充電器６２を備えている。車載充電器６２から出力される電力は、バッテリパック６４、インバータ（不図示）を介して電動モータに供給される。バッテリパック６４は、供給された電力を蓄える第１蓄電池（例えば、リチウムイオン蓄電池）、電動モータや蓄電池（第１蓄電池）への電力供給の制御を行う制御部等を備えている（いずれも不図示）。バッテリパック６４には、第２蓄電池（例えば、鉛蓄電池）、各スイッチ（コントローラ）が接続されている（いずれも不図示）。

【0024】

本実施形態に係る作業用車両１における走行および作業のためのその他の機構については、公知の作業用車両（油圧ショベル）と同様であるため、詳細の説明を省略する。

【0025】

続いて、上部体３の構成について詳しく説明する。図２は、作業用車両１のバッテリパック６４の搭載状態を示す背面図である（バッテリカバー６０およびカウンタウェイト２０の図示を省略している）。図３は、作業用車両１のバッテリパック６４の搭載状態を示す底面図である（アンダーカバーの図示を省略している）。上部体３は、下部に本体フレーム１８を備えている。本体フレーム１８は、上部体３の強度部材であり且つ搭載機器の支持部材である。上部体３は、本体フレーム１８に取付けられて電動モータに電力を供給するバッテリパック６４を備えている。上部体３は、本体フレーム１８に取付けられて車体の重量バランスを調節するカウンタウェイト２０を備えている。

【0026】

図４および図５に示すように、本体フレーム１８は、所定形状に加工された板材や梁材等が溶接されて一体に形成されている。具体的に、本体フレーム１８は、大板６８、縦リブ７２、７４、横リブ７６を備えている。

【0027】

大板６８は、本体フレーム１８の底板となる板材である。大板６８は、後部に切欠き７０を備えている。切欠き７０は、平面視において後方に向かって開口するように形成されている。大板６８は、切欠き７０を遮蔽し、上部体３内部に砂塵が入り込むのを防止するアンダーカバー（不図示）を備えている。アンダーカバーは、固定部材（不図示）によって大板６８の下面に取付けられている。大板６８は、切欠き７０を挟んで離間した左右の後端部に固縛ポイント（作業用車両１の搬送時や駐車時の流転を防止するための緊縛部材（不図示）を係止させる機構）７８、７９を備えている。固縛ポイント７８、７９の上には、固縛ポイント補強部材８８、９０が固着されている。縦リブ７２、７４は、大板６８の前部を始点として、後方に向かって左右方向に間隔を空けながら切欠き７０の左縁および右縁に沿って大板６８上を前後方向に延びるように左右一対に立設されている。横リブ７６は、縦リブ７２、７４と交差し、切欠き７０の前縁に沿って大板６８上を左右方向に延びるように立設されている。

【0028】

次に、バッテリパック６４およびカウンタウェイト２０の取付け構造について説明する。

【0029】

縦リブ７２は、バッテリパック６４の取付けを行う第１取付け台座８０と、バッテリパック６４およびカウンタウェイト２０の取付けを行う第２取付け台座８２と、を備えている。縦リブ７４は、バッテリパック６４、フロアフレーム（不図示）、および作動油タンク（不図示）の取付けを行う第３取付け台座８４と、バッテリパック６４、フロアフレーム、およびカウンタウェイト２０の取付けを行う第４取付け台座８６と、を備えている。

【0030】

一例として、第１取付け台座８０は、前部が横リブ７６の後面に当接した状態で、縦リブ７２の凸部７２ａから右方に延び、さらにその端部から下方（大板６８）に向かって略直角に折れ曲がって延びる正面視略Ｌ字状のプレートである。第１取付け台座８０は、上面に一箇所の取付け孔（ネジ孔）８０ａを有している。ただし、第１取付け台座８０は、この構成に限定されるものではない。

【0031】

一例として、第２取付け台座８２は、縦リブ７２の凸部７２ｂから後方に延び、さらにその端部から縦リブ７２の後端に沿って略直角に折れ曲がって延びる側面視略Ｌ字状のプレートである。第２取付け台座８２は、固縛ポイント補強部材８８の前部に交差して大板６８に取付けられている。第２取付け台座８２は、上面に一箇所の取付け孔（ネジ孔）８２ａを有している。また、第２取付け台座８２は、カウンタウェイト２０を取付けるための第１カウンタウェイト取付け部９２を備えている。第１カウンタウェイト取付け部９２は、一箇所の取付け孔（ネジ孔）９２ａを有している。ただし、第２取付け台座８２は、この構成に限定されるものではない。

【0032】

一例として、第３取付け台座８４は、縦リブ７４の凸部７４ａから左前方に延びて横リブ７６を跨ぎ、さらにその端部から下方（大板６８）に向かって略直角に折れ曲がって延びる正面視略Ｌ字状のプレートである。第３取付け台座８４は、上面に、バッテリパック６４を取付ける一箇所の取付け孔（ネジ孔）８４ａと、フロアフレームおよび作動油タンクを取付ける三箇所の取付け孔（ネジ孔）８４ｂ、８４ｃ、８４ｄと、を有している。ただし、第３取付け台座８４は、この構成に限定されるものではない。

【0033】

一例として、第４取付け台座８６は、縦リブ７４の凸部７４ｂに取付けられている上プレート８６Ａと、上プレート８６Ａを下から支持する平面視略Ｌ字状の下プレート８６Ｂと、を備えている。第４取付け台座８６は、固縛ポイント補強部材９０の前部に交差して大板６８に取付けられている。第４取付け台座８６（上プレート８６Ａ）は、上面に、バッテリパック６４を取付ける一箇所の取付け孔（ネジ孔）８６ａと、フロアフレームを取付ける二箇所の取付け孔（ネジ孔）８６ｂ、８６ｃを有している。また、第４取付け台座８６は、カウンタウェイト２０を取付けるための第２カウンタウェイト取付け部９４を備えている。第２カウンタウェイト取付け部９４は、一箇所の取付け孔（ネジ孔）９４ａを有している。ただし、第４取付け台座８６は、この構成に限定されるものではない。

【0034】

バッテリパック６４は、左右両側面から突出するブラケット６４Ａを備えている。バッテリパック６４は、当該ブラケット６４Ａが上記した取付け台座８０（取付け孔８０ａ）、８２（取付け孔８２ａ）、８４（取付け孔８４ａ）、８６（取付け孔８６ａ）に対して防振用のゴムマウント１００と固定部材１０２とによって固定されることにより、縦リブ７２、７４（本体フレーム１８）に取付けられている。図６は、第２取付け台座８２にバッテリパック６４が固定されている状態を示している。取付け台座８０、８２、８４、８６は、溶接によって縦リブ７２、７４に強固に固定されているため、大型で重量のあるバッテリパック６４を支持することができる。

【0035】

本体フレーム１８に取付けられたバッテリパック６４は、切欠き７０の上方に位置している。これにより、車体後方からフォークリフト等の荷役運搬装置の支持部（フォークリフトにおいては、爪）を進入させてバッテリパック６４を搬入・搬出することができるため、クレーン設備や専用の吊具等を使用する必要がない。すなわち、バッテリパック６４の着脱の容易化を図ることができる。また、バッテリパック６４は、大板６８に対して浮いた状態で縦リブ７２、７４に支持されているため、走行中や作業中の振動をゴムマウント１００が吸収し、バッテリパック６４へ伝わる振動を抑制することができる。

【0036】

また、図３に示すように、切欠き７０は、底面視において少なくともバッテリパック６４における重心よりも前部となる位置が露出するように形成されている。これにより、フォークリフトによるバッテリパック６４の持上げ動作が可能となる。

【0037】

カウンタウェイト２０は、上記したカウンタウェイト取付け部９２（取付け孔９２ａ）、９４（取付け孔９４ａ）に対して固定部材（一例として、ボルト）１０４によって固定されることにより、縦リブ７２、７４（本体フレーム１８）に取付けられている。また、カウンタウェイト２０は、大板６８に設けられた第３カウンタウェイト取付け部９６（取付け孔９６ａ）と、第４カウンタウェイト取付け部９８（取付け孔９８ａ）と、に対して固定部材１０４によって固定されることにより、大板６８（本体フレーム１８）に取付けられている。

【0038】

なお、カウンタウェイト２０は、カウンタウェイト取付け部９２、９４、９６の三箇所に対しては、上方から固定部材１０４が貫入されて固定されている。カウンタウェイト２０は、カウンタウェイト取付け部９８の一箇所に対しては、下方から固定部材１０４が貫入されて固定されている。従来の作業用車両においては、カウンタウェイトは、上方から複数箇所（例えば、二箇所）が固定され、下方から複数箇所（例えば、二箇所）が固定されている。これに対して、本実施形態のように、下方からの固定を一箇所に限定することで、下方の取付け部にアクセスする手間を省略することができる。

【0039】

ところで、図７および図８に示すように、作業用車両１は、バッテリパック６４の上方に仕切板１０６を備えている。仕切板１０６の上面には、電装部品（本実施形態においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ等）６６が配設されている。電装部品６６は、複数の固定部材（一例として、ボルトおよびナット）１０８によって仕切板１０６に固定されており、仕切板１０６の下面（すなわち、バッテリパック６４に対向する面）には、固定部材１０８が突出している状態である。仕切板１０６の下面には、これらの突出した固定部材１０８を覆う二個の保護板１１０が前後に離間して配設されている。一例として、保護板１１０は、左右方向に延びるプレートであり、側面視において下方に突出する突出部１１０ａを有している。突出部１１０ａの断面形状は、上底が下底よりも長く、上方に広がった台形状である。保護板１１０は、突出部１１０ａに固定部材１０８を収容するようにして仕切板１０６の下面に配設されている。これにより、バッテリパック６４をフォークリフトにより搬入・搬出する際、バッテリパック６４を持上げ過ぎた場合に、バッテリパック６４の上面が保護板１１０（突出部１１０ａの下底）に当接する。したがって、バッテリパック６４を固定部材１０８に接触させて損傷するおそれがない。ただし、保護板１１０の構成および配設位置は、これらに限定されるものではない。なお、保護板１１０は、仕切板１０６の補強部材を兼用している。

【0040】

ここで、作業用車両１からバッテリパック６４取外す動作を説明する。先ず、右サイドカバー５８に対して左右（前後成分を含む）に回動可能に蝶着されているバッテリカバー６０を開口する。次に、カウンタウェイト２０を本体フレーム１８（カウンタウェイト取付け部９２、９４、９６、９８）に固定している複数の固定部材１０４を取外し、カウンタウェイト２０を取外す。また、アンダーカバーを本体フレーム１８（大板６８）に固定している複数の固定部材を取外し、アンダーカバーを取外す。なお、カウンタウェイト２０およびアンダーカバーを取外す先後は問わない。次に、バッテリパック６４に装着されている電装コネクタを取外す。次に、バッテリパック６４を本体フレーム１８（取付け台座８０、８２、８４、８６）に固定している複数のゴムマウント１００および複数の固定部材１０２を取外す。次に、車体後部から上部体３および下部体２の間にフォークリフトの爪を進入させ、切欠き７０の下方に位置させる。その状態で爪を上昇させることで、バッテリパック６４の下面に爪が当接し、さらに爪を上昇させることで、バッテリパック６４がフォークリフトによって持上げられた状態となる。その状態のまま、フォークリフトを車体から後方へ移動させることで、作業用車両１からバッテリパック６４を取外すことができる。なお、作業用車両１にバッテリパック６４を取付ける際は、これらの動作を逆の順序で行えばよい。

【0041】

このように、本実施形態における作業用車両１は、カウンタウェイト２０、アンダーカバー、およびバッテリパック６４を本体フレーム１８に固定する固定部材を取外し（取付け）、バッテリパック６４をフォークリフトで搬出（搬入）するだけでバッテリパック６４を着脱することができる。

【0042】

以上説明した通り、本発明によれば、バッテリパックの着脱が容易化された作業用車両を提供することができる。

【0043】

作業用車両１として、フォークリフトによってバッテリパック６４の着脱（搬入・搬出）が可能な作業用車両を例に上げたが、従来どおりクレーン設備や専用の吊具を使用してバッテリパックを着脱することも当然可能である。

【0044】

本発明は、上記の例（油圧ショベル）に限定されるものではない。本発明は、その他の作業用車両（例えば、トラックローダ、キャリア等）に対して同様に適用できる。

【符号の説明】

【0045】

１ 作業用車両
２ 下部体
３ 上部体
１０ 走行装置
１２、１４ 作業装置
１８ 本体フレーム
２０ カウンタウェイト
６４ バッテリパック
６８ 大板
７０ 切欠き
７２、７４ 縦リブ
７６ 横リブ
８０、８２、８４、８６ 取付け台座
９２、９４、９６、９８ カウンタウェイト取付け部
１０６ 仕切板
１１０ 保護板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】