JP2004260969A - 作業用電動車両の冷却装置及び冷却方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、装置が大型化することなく構造簡単でなおかつ高い冷却性能を有する作業用電動車両の冷却装置を提供することを目的とする。
【解決手段】駆動モータ21L、21Rごとに第1の冷媒(冷却水)を送る配管52ごとにそれぞれの駆動モータと同期する冷却水循環用のポンプ53L、53Rを備えており、駆動用モータ21L、21Rと制御装置4は近接して配置されており、冷却用配管52は駆動用モータ21L、21Rと制御装置4を冷却する配管を直列に配置した。
【選択図】 図1
【解決手段】駆動モータ21L、21Rごとに第1の冷媒(冷却水)を送る配管52ごとにそれぞれの駆動モータと同期する冷却水循環用のポンプ53L、53Rを備えており、駆動用モータ21L、21Rと制御装置4は近接して配置されており、冷却用配管52は駆動用モータ21L、21Rと制御装置4を冷却する配管を直列に配置した。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリに蓄積された電力によってモータを駆動して動作する電動車両において、モータ及び制御装置等を冷却する作業用電動車両の冷却装置及び冷却方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、工場内で使用されるフォークリフトには、排気ガスによる作業環境の悪化を防止するために作業用電動車両が使用されている。この作業用電動車両としてのフォークリフトは、車両に駆動輪を駆動するための駆動モータ、重量物を持ち上げるための荷役モータ、これらモータを制御するための制御装置、両モータ及び制御装置に電力を供給するためのバッテリなどが搭載されている。従って、バッテリに逐電された電力によって駆動モータを駆動し、このモータによって左右の駆動輪を回転駆動することで車両を走行させることができる。また、荷役モータを駆動することで、地上に配置された重量物を持ち上げることができる。
【0003】
このような作業用電動車両において、駆動モータ、荷役モータの損失により両モータは発熱する。また、制御装置にはパワートランジスタなどの発熱部品が含まれる。
【0004】
特許第2944685号公報に記載の作業用電動車両用モータ制御装置の冷却装置では、車両のアンダーボディに制御装置の発熱品を取付け、このアンダーボディを放熱するヒートシンクとしている。また、特開2000−44195号公報に記載のバッテリ式荷役車両におけるコントローラの冷却装置では、コントローラの放熱部にタンクから油圧ポンプに至る吸込管路を抱合し、発生熱を作動流体に吸収させている。
【0005】
【特許文献1】
特許第2944685号公報
【特許文献2】
特開2000−44195号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
電動車両においては、制御装置だけでなく駆動モータ、荷役モータ等のモータも発熱するものであり、モータも自然冷却またはファンによる強制冷却にて冷却していた。しかしながら、空気冷却による駆動モータ、荷役モータ等モータ及び制御装置の冷却方法では、冷却が不十分となることがあり、冷却効率を上げるためには、各部材と接触している金属板を大きくして放熱面積を拡大したり、ファン風量を増加したりする必要があり、装置が大型化してしまう。また、駆動モータ、荷役モータ等のモータや制御装置の冷却が不十分になると、該両モータ及び制御装置を熱から守るための温度制御により該モータが停止したり、発生熱が制御装置に悪影響を及ぼしたりする可能性がある。
【0007】
本発明はこのような問題を鑑みて、装置が大型化することなく高い冷却性能を有する作業用電動車両の冷却装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、車両を駆動するための1又は2以上の駆動用モータと、前記駆動用モータを制御する制御装置と、前記駆動用モータと前記制御装置とを冷却するための第1の冷媒を密閉し循環させる冷却用配管と、前記駆動モータごとに第1の冷媒を送る配管ごとにそれぞれの駆動モータと同期する第1の冷媒循環用のポンプとを備えており、前記冷却配管は第1の冷媒に蓄えられた熱を大気に放熱するための熱交換手段に接続しており、前記冷却用配管は前記駆動用モータと前記制御装置を冷却する配管を直列に配置したことを特徴とする作業用電動車両の冷却装置を提供する。
【0009】
この構成によると、第1の冷媒にて駆動モータを冷却するときに同時に制御装置も冷却することができ、多く発熱するモータ、制御装置の冷却も十分に行うことが可能である。
【0010】
前記作業とは、重量物の運搬や荷役等の作業を例示できるが、それに限られるものではなく、乗客の運搬等電動車両にて行うことができる作業を広く示す。
【0011】
また本発明は、前記作業用電動車両は前記制御装置にて制御され所定の作業に用いられる作業用モータを備えており、前記冷却用配管は前記作業用モータに第1の冷媒が流れるように配置され、該冷却配管の該モータに流れる管路には該各モータと同期するポンプを備え、前記駆動用モータ及び前記作業用モータへの冷却配管は、該各モータの下流側は1本にまとめられ、前記制御装置を冷却するための制御装置冷却配管に流れるように配管される作業用電動車両の冷却装置を提供する。
【0012】
この構成によると、前記駆動用モータと前記作業用モータをそれぞれ別に冷却することができ、該モータどちらを冷却するときでも制御装置を冷却することができる。
【0013】
前記熱交換手段は前記作業用電動車両の車体に第1の冷媒が吸収した熱を放熱するための配管を例示することができる。
【0014】
前記熱交換手段は、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータ及び制御装置の下流側に接続されている熱交換器を例示することができる。
【0015】
前記熱交換器は第1の冷媒よりも低い沸点の第2の冷媒を封入したヒートパイプを例示することができる。また、ヒートパイプに限定されるものではなく、第1の冷媒の温度を下げるものを広く採用することができる。
【0016】
前記作業用電動車両は流体圧作動ユニットを搭載しており、前記流体圧作動ユニットは流体圧配管を前記熱交換手段と接続して前記作動流体の熱を大気に放出するものを例示することができる。
【0017】
前記ユニットの流体圧配管は前記冷却配管に配されている熱交換器を共用して作動流体を冷却するものを例示できる。
【0018】
前記作業用電動車両の熱交換手段として、カウンターウェイトに配管を取り回して熱交換を行うものを例示できる。
【0019】
前記カウンターウェイトとして冷媒タンクに第1の冷媒をためたものを例示できる。
【0020】
本発明は、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータは、モータケースに沿って、回転軸方向に第1の冷媒を流す冷却管路を複数有しており、それぞれ隣り合う前記冷却管路は第1の冷媒の流れる方向が逆向きであり、第1の冷媒が同じ方向に流れる冷却管路同士は、モータへ流れ込む部分と、モータから流れ出る部分で管路が統合されている作業用電動車両の冷却装置を提供することができる。
【0021】
前記制御装置として、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータ及び制御装置の温度が所定の温度に達するまで第1の冷媒での冷却を行わないようにするものを例示できる。
【0022】
本発明の作業用電動車両は、例えば、車体と、前記車体の前下部に左右一対に装着された駆動輪と、前記左右駆動輪を個別に駆動するための駆動用モータと、前記車体の後下部に装着された左右一対の操舵輪と、前記車体の前部にマストと、前記マストに昇降自在に備えられた荷役用のフォークと、前記マストに設けられたフォークを駆動するための油圧ユニットと、前記油圧ユニットを作動させる作業用モータと、前記車体の後部にはフォークで重量物を持ち上げたときに前記車体が傾かないようにするためのカウンターウェイトと、前記駆動用モータと前記作業用モータを制御する制御装置とを備えているものを挙げることができる。また、上記以外の構成のものでも、電動駆動の作業車両を広く採用することが可能である
【0023】
本発明は、第1の冷媒を用いて前記駆動用モータ、前記作業用モータ及び前記制御装置のうち少なくとも該駆動用モータと該制御装置を同時に冷却する冷却方法を例示することができる。
【0024】
上述の第1の冷媒としては、水や油圧ユニットの作動油等、モータ及び制御装置の熱を十分に吸熱することができるものを広く採用することができる。前記第1の冷媒として水は、入手が非常に容易である。また、作動油は油圧系統に広く用いられており、冷却への流用が比較的容易である。
【0025】
また、上述の第2の冷媒としては、例えば、アルコール、アンモニア、フロン、代替フロン等の前記の第1の冷媒よりも沸点が低く、前記ヒートパイプの作動に適したものを広く採用することが可能である。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施例)
図1は本発明に係る作業用電動車両の冷却装置が適用された作業用車両の一例であるフォークリフトの概略側面図である。また、図2は図1に示す作業用電動車両の冷却装置のX−X断面を、図3は図2に示す作業用電動車両の冷却装置のY−Y断面をそれぞれ示す。
【0027】
図1に示す作業用電動車両の冷却装置が適用されたフォークリフトAは、車体1の前下部11に左右一対の駆動輪12(12L、12R)が装着されており、車体1の後下部13に左右一対の操舵輪14が装着されている。車体1の前部1fには、マスト15が備えられており、マスト15には荷役用のフォーク16が昇降自在に装着されている。車体1の上部1uには運転席17が設けられており、この運転席17の前方に操舵輪14を操作する操作ハンドル141、フォーク16の昇降操作をする操作レバー161が設けられているとともに、図示を省略したアクセルペダル、ブレーキペダル等が設けられている。そして、マスト15に設けられたフォーク16を駆動するための油圧ユニット18も備えている。また、車体1の後部1bにはフォーク16で重量物を持ち上げたときに車体1が傾かないようにするためのカウンターウェイト19が設けられている。
【0028】
車体1の内部にはマスト15に設けられたフォーク16を駆動するための油圧ユニット18の作動油の圧力を調整する作業用モータ3が備えられている。油圧ユニット18は作動油配管181及び作動油タンク182を有しており、作業用モータ3の動作にて油圧を調整できるようになっている。また、車体1の前下部11には車体1の一部を構成する駆動部本体2を有している。図2に示すように駆動部本体2は中央部に左右各駆動輪を個別に駆動する左側駆動用モータ21Lと右側駆動用モータ21Rを備えている。各駆動用モータ21L、21Rの出力軸211L、211Rは車体の側方に延出され、それぞれ、カップリング23L、23Rを介して駆動輪12L、12Rの車軸121L、121Rに連結されている。駆動用モータ21L、21Rは防水仕様である。
【0029】
フォークリフトAは、左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3の出力を制御するための制御装置4を備えている。制御装置4は駆動部本体2の近傍に設けられ水密に形成された収納室24に配置されている。
【0030】
駆動用モータ21L、21Rは、負荷が大きくなると発熱する。モータ21L、21Rは発熱すると出力軸211L、211Rのゆがみ等により動作が不安定になる。また、制御装置4にはパワートランジスタやダイオード等を有しており、制御装置4は制御動作を行うときに発熱する。制御装置4には、半導体部材等の熱に弱い部材が多く使われており、排熱処理が必要となる。そこで、モータ21L、21R及び制御装置4にて発生した熱を冷却装置5にて処理をする。
【0031】
左駆動用モータ21L及び右駆動用モータ21Rのケース212L及び212Rには、図2に示すように第1の冷媒として用いられる水、すなわち、冷却水を通しモータ21L、21Rより発生した熱を吸熱するための左側モータ冷却ジャケット213L及び右側モータ冷却ジャケット213Rをそれぞれ備えている。左側モータ冷却ジャケット213L、右側モータ冷却ジャケット213Rはそれぞれ後述する図9のようにモータ21L、21Rのケース212L及び212Rにらせん状に配置されている。また、内部に制御装置4を配置している収納室24の上部24u及び下部24dにも同様に、冷却水を通し制御装置から発生した熱を吸熱するための制御装置冷却ジャケット241u及び241dを備えている(図3参照)。
【0032】
図4に本実施例に係る作業用電動車両の冷却装置の概略ブロック図を示す。冷却装置5は、第1の冷媒として水、つまり、冷却水を使用しており冷却水タンク51と冷却水を循環するための冷却配管52と、冷却水を冷却配管52内に流すためのポンプ装置53と、冷却水と大気で熱を交換するための熱交換手段54とを備えている。冷却装置5の冷却配管52は駆動部本体2の前部で分岐しており、第1の配管521は左駆動用モータ21Lの左側モータ冷却ジャケット213Lに連結されており、第2の配管522は右駆動用モータ21Rの右側モータ冷却ジャケット213Rに連結されている。左側モータ冷却ジャケット213L及び右側モータ冷却ジャケット213Rから延びる冷却配管523は1本にまとめられて、図示は省略したが収納室24の手前で上下に分岐され制御装置冷却ジャケット241u及び241dに接続している。すなわちモータ21L、21Rを冷却した冷却水は左側モータ冷却ジャケット213L及び(又は)右側モータ冷却ジャケット213Rを流れてモータ21L、21Rを冷却した後、制御装置4を冷却する。その後、熱交換手段54に送られて冷却水がモータ21L、21R及び制御装置4から奪った熱を大気に放出する。
【0033】
またポンプ装置53は、左駆動用及び右駆動用モータ21L、21Rに冷却水を循環させるための左側ポンプ53L及び右側ポンプ53Rがそれぞれ設けられており、左側ポンプ53Lは左駆動用モータ21Lの、右側ポンプ53Rは右駆動用モータ21Rの動作に同期して、制御装置4にてポンプ53L、53Rの動作命令を出す。例えば、左駆動用モータ21Lが動作して発熱しているときは、左側ポンプ53Lを作動させて左側冷却ジャケット213Lに冷却水を送り左駆動用モータ21Lを冷却する。このとき、制御装置4は、各モータ21L、21Rの発熱量、出力トルク、電圧等の情報を各モータからの入力として受けりモータ21L、21Rの状態を判断し、左側又は右側ポンプ53L.53Rの動作命令を出す。
【0034】
左側モータ冷却ジャケット213L及び右側モータ冷却ジャケット213Rいずれに送られた冷却水も、最終的に制御装置冷却ジャケット241u、241dに送られ、制御装置4を冷却することができる(図3参照)。
【0035】
(第2の実施例)
図5に第2の実施例に係る作業用電動車両の冷却装置の概略ブロック図を示す。作業用電動車両は冷却装置以外第1実施例で例示したフォークリフトAと同様の構成を有するものである。
図5に示す作業用電動車両の冷却装置5aは、作業用モータ3aも図示を省略した冷却ジャケットを有しており、第1の冷媒として冷却水を冷却ジャケットに流して作業用モータ3aも冷却する。それ以外は、第1実施例に示す冷却装置5と実質上同じ構成を有しており、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。
【0036】
作業用モータ3aに冷却水を送る第3の配管524aも作業用モータ3aの上流側に制御装置4にて作動命令が送られる作業用ポンプ53sが設けられており、冷却装置5同様1本の配管から第1の配管521a、第2の配管522a及び第3の配管524aに分岐している。また、冷却配管の下流側は左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3aの下流側が1つにまとめられて、制御装置4に送られている。これにより、左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3aのうち少なくともひとつが作動しているときに、その作動しているモータに冷却水を送ることができる。またそのとき、その冷却水を用いて、制御装置4を冷却することができる。作業用ポンプ53sも左側ポンプ53L及び右側ポンプ53R同様作業用モータ3aの発熱量、出力トルク、電圧等の情報をもとに制御装置4より動作命令が下される。例えば、フォークリフトAは停止しているがマスト15に備えられたフォーク16が昇降して重量物の荷役動作を行う場合作業用モータ3aを動作させて油圧ユニット18の油圧を調整してフォーク16を動かす。そのとき、作業用モータ3aから発せらる熱のみを排することが可能である。
【0037】
(第3の実施例)
図6に第3の実施例に係る作業用電動車両の冷却装置の概略ブロック図を示す。作業用電動車両は冷却装置以外第1実施例で例示したフォークリフトAと同様の構成を有するものである。
図6に示す作業用電動車両の冷却装置5bは、左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3bに冷却水を送る冷却配管52bが上流側で冷却水分岐装置55bにてひとつにまとまっており、冷却水分岐装置55bの上流側にポンプ53bが備えられている。
【0038】
制御装置4は左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3bの動作による発熱量、出力トルク、電圧等の情報をもとに、ポンプ53bの作動命令を出すと共に、冷却水分岐装置55bを切り替えて、動作し発熱しているモータに冷却水を送る。冷却水分岐装置55bは、それには限定されないが、ここでは電磁弁を組み合わせたものを採用している。例えば、フォークリフトが走行しているとき、左駆動用モータ21L及び右駆動用モータ21Rは動作しており、発熱している。その情報を制御装置4が受け取ると、制御装置4はポンプ53bを動作させ、且つ、冷却水分岐装置55bを切り替えて左駆動用モータ21L及び右駆動用モータ21Rに冷却水を送り冷却する。
【0039】
(第4の実施例)
図7に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置のさらに他の例のブロック図を示す。作業用電動車両は冷却装置以外第1実施例で例示したフォークリフトAと同様の構成を有するものである。
図7に示す作業用電動車両の冷却装置5cは熱交換手段54cに油圧ユニット18cの作動油配管181cを接続して作動油配管181c内の作動油を冷却するものである。作業用モータ3にて圧力を調整される作動油は、圧力の変動によって発熱する。油圧ユニットの場合、作動油の温度が上昇すると油圧ユニットの動作効率が低下する。そこで冷却配管52cが接続されている熱交換手段54cに油圧ユニットの作動油配管181cを接続して、熱交換手段54cを共用することで作動油を冷却する。作動油を冷却することで油圧ユニットの動作効率の低下を防止することができ、それだけ、効率のよい作業用電動車両とすることができる。
【0040】
図8(A)に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の熱交換手段の1例の概略配置図を、図8(B)に冷却装置の熱交換手段の他の例の概略配置図を、図8(C)に冷却装置の熱交換手段のさらに他の例の概略配置図を示す。
図8(A)に示す冷却手段は上述の各実施例における熱交換手段として用いることができるものである。図8(A)に示す熱交換手段は第1の冷媒として用いられる冷却水をフォークリフトDのカウンターウェイト19dに予め設けられた冷却水を循環するための熱交換管路191dを通し、冷却水が熱交換管路191dを通る間にカウンターウェイト19dと冷却水の間で熱交換を行う。このとき、カウンターウェイト19dの効果を損ねない程度に長い管路とすることが好ましい。もし、熱交換管路を長くしすぎるとカウンターウェイト19dに空洞部が多くできてしまい重量が減少してしまうし、熱交換管路を短くするとカウンターウェイト19dと冷却水の間で熱交換が行われにくく、冷却水の冷却能力が低下してしまう。カウンターウェイト19dは冷却水に対して、十分な質量及び体積を有しており冷却水からうけとった熱はカウンターウェイト19dの中を伝達して大気に放出される。
【0041】
また、図8(B)に示すフォークリフトEは第1の冷媒として用いられる冷却水をタンク19eに封入してカウンターウェイトとして用いるものを例示している。この場合、冷却水のタンク19eはカウンターウェイトを兼ねており、カウンターウェイトとして用いるためには十分な質量が必要であり、タンク19eの冷却水量は非常に多く、冷却水はタンク19eに溜まった水で熱交換を行うことができる。これにより、冷却装置の構成部材点数を減らすことができ、構造簡単に製作することができる。
【0042】
図8(C)に示すフォークリフトFの作業用電動車両の冷却装置の熱交換手段54fは、内部に冷却水よりも沸点の低い第2の冷媒を封入したヒートパイプHPを用いて冷却水が吸収した熱を大気に放出している。この方法によるモータ21L、21R及び3、制御装置4にて発生した熱を吸収した冷却水の熱を大気中に高率よく発散することが可能である。またそれだけ冷却配管の長さを抑えることができ、冷却装置全体をコンパクトにまとめることが可能である。またカウンターウェイトにて熱交換を行う場合交換された熱の一部が運転手のほうに放出されるが図8(C)に示すフォークリフトFの場合、熱交換をヒートパイプHPで行っているので運転手のほうに熱が放出されず、それだけ安全また快適に作業を行うことが可能である。第2の冷媒として、例えばアルコール、アンモニア、フロン、代替フロン等の第1の冷媒よりも沸点が低く、ヒートパイプHPに適した流体を広く採用することが可能である。
【0043】
上記例では、熱交換手段としてヒートパイプを例示したがそれに限定されるものではなく、第1の冷媒と大気との間で十分に熱交換することが可能であるものを広く採用することができる。
【0044】
図9に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの一例の概略正面図を示す。また、図10(A)に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの他の例の概略正面図を、図10(B)に図10(A)に示す冷却ジャケットの概略側面図を示す。
【0045】
図9に示すモータM1の冷却ジャケット213xは、モータM1のケースにそってらせん状に第1の冷媒(それには限定されないが、ここでは冷却水)を流すものである。冷却ジャケット213xは出力軸側の入口INから冷却水を導入し、反対側の出口OUTからモータM1が発した熱を吸収した冷却水を導出する。このとき、らせん状に冷却水を通すことで、モータM1のケースのうちの多くの部分を冷却ジャケット213xで覆うことができるので、効率よくモータM1を冷却することが可能である。
【0046】
図10(A)、(B)に示すモータM2の冷却ジャケット213yは、図10(A)に示すように出力軸側sp21から軸方向に沿って反対側に伸びる第1流路J1と、反対側sp22から出力軸側に延びる第2流路J2とを備えているものである。図示を省略しているが冷却配管は1本の配管でモータM1まで連絡されており、モータM1に至って冷却配管は第1流路J1と第2流路J2に分岐する。第1流路J1及び第2流路J2はそれには限定されないがここでは図10(B)に示すようにいずれも2本ずつの流路に分かれている。さらに、第1流路J1及び第2流路J2はそれぞれ、複数の第1細管J11及び第2細管J21を有しており、それぞれ第1細管J11と第2細管J21はそれぞれ隣り合うように配置されている。また、第1の冷媒として、水、すなわち、冷却水を用いるものとする。
【0047】
図9に示す冷却ジャケット213xでモータM1を冷却する場合でかつ熱負荷が大きい場合、冷却水は冷却ジャケット213xの出口OUTではモータM1からの熱を吸収して加熱されており、出口OUT側は冷却性能が低下している。すなわち、冷却ジャケット213xの入口IN側では十分冷却されているが、出口OUT側では冷却が不十分な場合がありえる。また、軸モータ軸方向に冷却水温度分布が生じるためにモータ温度も軸方向に温度分布を持ち、熱的変形を発生する恐れがある。図10(A)、(B)に示す冷却ジャケット213yの場合、互いに隣り合う細管J11、J21が隣り合い且つ冷却水の流れる方向が反対であるので、両細管周りの温度は熱伝導によってならされ、モータM2全体で均一に冷却することができ、より冷却効率を高めることが可能で、かつ、軸方向の温度分布の少ない、すなわち、熱的変形の少ないモータを実現できる。。
【0048】
図11に本発明の冷却装置の動作タイミングの1例の概略図を示す。
モータは一定の温度範囲にあるときに最も効率が良くなるが、作業用電動車両の動作開始時より、冷却装置を動作させた場合(図11中P)所定の温度Tにあがるまで時間がかかりそれまではモータは効率悪い運転になってしまう。
そこで図11中Rに示すように、所定の温度Tに上がるまで動作を停止しておき、温度Tに上がった時点で冷却装置の動作開始するように制御する。そうすることで、図中Pでは温度Tまで上がるのに時間t2かかっているのに対し、図中Rではt1で温度Tまで上昇している。それだけ、効率のよい運転が可能である。
【0049】
上述の各実施例において、本発明の冷却装置の採用例として作業用電動車両としてフォークリフトを例示したが、それに限定されるものではなく、荷物運搬車、乗客運搬車等電動で駆動する車両に広く採用することができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明によると、装置が大型化することなく高い冷却性能を有する作業用電動車両の冷却装置を提供することができる。
【0051】
また本発明によると、構造簡単でなおかつ高い冷却性能を有する作業用電動車両の冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置が適用された作業用車両の一例としてのフォークリフトの概略側面図である。
【図2】図1に示す作業用電動車両の冷却装置のX−X断面図である。
【図3】図2に示す作業用電動車両の冷却装置のY−Y断面図である。
【図4】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の一例の概略ブロック図である。
【図5】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の他の例の概略ブロック図である。
【図6】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置のさらに他の例の概略ブロック図である。
【図7】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置のさらに他の例の概略ブロック図である。
【図8】図(A)は本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の熱交換手段の1例の概略配置図、図(B)に冷却装置の熱交換手段の他の例の概略配置図、図(C)に冷却装置の熱交換手段のさらに他の例の概略配置図である。
【図9】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの一例の概略正面図である。
【図10】図(A)は本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの他の例の概略正面図、図(B)は図(A)に示す冷却ジャケットの概略側面図である。
【図11】本発明に係る冷却装置の動作タイミングの1例の概略図である。
【符号の説明】
1 車体
12 駆動輪
14 操舵輪
141 ハンドル
15 マスト
16 フォーク
161 操作レバー
17 運転席
18 油圧ユニット
19 カウンターウェイト
2 駆動部本体
21L、21R モータ
211L、211R 出力軸
212L、212R ケース
213L、213R 冷却ジャケット
3 作業用モータ
4 制御装置
5 冷却装置
51 冷却水タンク
52 冷却配管
53 ポンプ
54 熱交換手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリに蓄積された電力によってモータを駆動して動作する電動車両において、モータ及び制御装置等を冷却する作業用電動車両の冷却装置及び冷却方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、工場内で使用されるフォークリフトには、排気ガスによる作業環境の悪化を防止するために作業用電動車両が使用されている。この作業用電動車両としてのフォークリフトは、車両に駆動輪を駆動するための駆動モータ、重量物を持ち上げるための荷役モータ、これらモータを制御するための制御装置、両モータ及び制御装置に電力を供給するためのバッテリなどが搭載されている。従って、バッテリに逐電された電力によって駆動モータを駆動し、このモータによって左右の駆動輪を回転駆動することで車両を走行させることができる。また、荷役モータを駆動することで、地上に配置された重量物を持ち上げることができる。
【0003】
このような作業用電動車両において、駆動モータ、荷役モータの損失により両モータは発熱する。また、制御装置にはパワートランジスタなどの発熱部品が含まれる。
【0004】
特許第2944685号公報に記載の作業用電動車両用モータ制御装置の冷却装置では、車両のアンダーボディに制御装置の発熱品を取付け、このアンダーボディを放熱するヒートシンクとしている。また、特開2000−44195号公報に記載のバッテリ式荷役車両におけるコントローラの冷却装置では、コントローラの放熱部にタンクから油圧ポンプに至る吸込管路を抱合し、発生熱を作動流体に吸収させている。
【0005】
【特許文献1】
特許第2944685号公報
【特許文献2】
特開2000−44195号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
電動車両においては、制御装置だけでなく駆動モータ、荷役モータ等のモータも発熱するものであり、モータも自然冷却またはファンによる強制冷却にて冷却していた。しかしながら、空気冷却による駆動モータ、荷役モータ等モータ及び制御装置の冷却方法では、冷却が不十分となることがあり、冷却効率を上げるためには、各部材と接触している金属板を大きくして放熱面積を拡大したり、ファン風量を増加したりする必要があり、装置が大型化してしまう。また、駆動モータ、荷役モータ等のモータや制御装置の冷却が不十分になると、該両モータ及び制御装置を熱から守るための温度制御により該モータが停止したり、発生熱が制御装置に悪影響を及ぼしたりする可能性がある。
【0007】
本発明はこのような問題を鑑みて、装置が大型化することなく高い冷却性能を有する作業用電動車両の冷却装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、車両を駆動するための1又は2以上の駆動用モータと、前記駆動用モータを制御する制御装置と、前記駆動用モータと前記制御装置とを冷却するための第1の冷媒を密閉し循環させる冷却用配管と、前記駆動モータごとに第1の冷媒を送る配管ごとにそれぞれの駆動モータと同期する第1の冷媒循環用のポンプとを備えており、前記冷却配管は第1の冷媒に蓄えられた熱を大気に放熱するための熱交換手段に接続しており、前記冷却用配管は前記駆動用モータと前記制御装置を冷却する配管を直列に配置したことを特徴とする作業用電動車両の冷却装置を提供する。
【0009】
この構成によると、第1の冷媒にて駆動モータを冷却するときに同時に制御装置も冷却することができ、多く発熱するモータ、制御装置の冷却も十分に行うことが可能である。
【0010】
前記作業とは、重量物の運搬や荷役等の作業を例示できるが、それに限られるものではなく、乗客の運搬等電動車両にて行うことができる作業を広く示す。
【0011】
また本発明は、前記作業用電動車両は前記制御装置にて制御され所定の作業に用いられる作業用モータを備えており、前記冷却用配管は前記作業用モータに第1の冷媒が流れるように配置され、該冷却配管の該モータに流れる管路には該各モータと同期するポンプを備え、前記駆動用モータ及び前記作業用モータへの冷却配管は、該各モータの下流側は1本にまとめられ、前記制御装置を冷却するための制御装置冷却配管に流れるように配管される作業用電動車両の冷却装置を提供する。
【0012】
この構成によると、前記駆動用モータと前記作業用モータをそれぞれ別に冷却することができ、該モータどちらを冷却するときでも制御装置を冷却することができる。
【0013】
前記熱交換手段は前記作業用電動車両の車体に第1の冷媒が吸収した熱を放熱するための配管を例示することができる。
【0014】
前記熱交換手段は、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータ及び制御装置の下流側に接続されている熱交換器を例示することができる。
【0015】
前記熱交換器は第1の冷媒よりも低い沸点の第2の冷媒を封入したヒートパイプを例示することができる。また、ヒートパイプに限定されるものではなく、第1の冷媒の温度を下げるものを広く採用することができる。
【0016】
前記作業用電動車両は流体圧作動ユニットを搭載しており、前記流体圧作動ユニットは流体圧配管を前記熱交換手段と接続して前記作動流体の熱を大気に放出するものを例示することができる。
【0017】
前記ユニットの流体圧配管は前記冷却配管に配されている熱交換器を共用して作動流体を冷却するものを例示できる。
【0018】
前記作業用電動車両の熱交換手段として、カウンターウェイトに配管を取り回して熱交換を行うものを例示できる。
【0019】
前記カウンターウェイトとして冷媒タンクに第1の冷媒をためたものを例示できる。
【0020】
本発明は、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータは、モータケースに沿って、回転軸方向に第1の冷媒を流す冷却管路を複数有しており、それぞれ隣り合う前記冷却管路は第1の冷媒の流れる方向が逆向きであり、第1の冷媒が同じ方向に流れる冷却管路同士は、モータへ流れ込む部分と、モータから流れ出る部分で管路が統合されている作業用電動車両の冷却装置を提供することができる。
【0021】
前記制御装置として、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータ及び制御装置の温度が所定の温度に達するまで第1の冷媒での冷却を行わないようにするものを例示できる。
【0022】
本発明の作業用電動車両は、例えば、車体と、前記車体の前下部に左右一対に装着された駆動輪と、前記左右駆動輪を個別に駆動するための駆動用モータと、前記車体の後下部に装着された左右一対の操舵輪と、前記車体の前部にマストと、前記マストに昇降自在に備えられた荷役用のフォークと、前記マストに設けられたフォークを駆動するための油圧ユニットと、前記油圧ユニットを作動させる作業用モータと、前記車体の後部にはフォークで重量物を持ち上げたときに前記車体が傾かないようにするためのカウンターウェイトと、前記駆動用モータと前記作業用モータを制御する制御装置とを備えているものを挙げることができる。また、上記以外の構成のものでも、電動駆動の作業車両を広く採用することが可能である
【0023】
本発明は、第1の冷媒を用いて前記駆動用モータ、前記作業用モータ及び前記制御装置のうち少なくとも該駆動用モータと該制御装置を同時に冷却する冷却方法を例示することができる。
【0024】
上述の第1の冷媒としては、水や油圧ユニットの作動油等、モータ及び制御装置の熱を十分に吸熱することができるものを広く採用することができる。前記第1の冷媒として水は、入手が非常に容易である。また、作動油は油圧系統に広く用いられており、冷却への流用が比較的容易である。
【0025】
また、上述の第2の冷媒としては、例えば、アルコール、アンモニア、フロン、代替フロン等の前記の第1の冷媒よりも沸点が低く、前記ヒートパイプの作動に適したものを広く採用することが可能である。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施例)
図1は本発明に係る作業用電動車両の冷却装置が適用された作業用車両の一例であるフォークリフトの概略側面図である。また、図2は図1に示す作業用電動車両の冷却装置のX−X断面を、図3は図2に示す作業用電動車両の冷却装置のY−Y断面をそれぞれ示す。
【0027】
図1に示す作業用電動車両の冷却装置が適用されたフォークリフトAは、車体1の前下部11に左右一対の駆動輪12(12L、12R)が装着されており、車体1の後下部13に左右一対の操舵輪14が装着されている。車体1の前部1fには、マスト15が備えられており、マスト15には荷役用のフォーク16が昇降自在に装着されている。車体1の上部1uには運転席17が設けられており、この運転席17の前方に操舵輪14を操作する操作ハンドル141、フォーク16の昇降操作をする操作レバー161が設けられているとともに、図示を省略したアクセルペダル、ブレーキペダル等が設けられている。そして、マスト15に設けられたフォーク16を駆動するための油圧ユニット18も備えている。また、車体1の後部1bにはフォーク16で重量物を持ち上げたときに車体1が傾かないようにするためのカウンターウェイト19が設けられている。
【0028】
車体1の内部にはマスト15に設けられたフォーク16を駆動するための油圧ユニット18の作動油の圧力を調整する作業用モータ3が備えられている。油圧ユニット18は作動油配管181及び作動油タンク182を有しており、作業用モータ3の動作にて油圧を調整できるようになっている。また、車体1の前下部11には車体1の一部を構成する駆動部本体2を有している。図2に示すように駆動部本体2は中央部に左右各駆動輪を個別に駆動する左側駆動用モータ21Lと右側駆動用モータ21Rを備えている。各駆動用モータ21L、21Rの出力軸211L、211Rは車体の側方に延出され、それぞれ、カップリング23L、23Rを介して駆動輪12L、12Rの車軸121L、121Rに連結されている。駆動用モータ21L、21Rは防水仕様である。
【0029】
フォークリフトAは、左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3の出力を制御するための制御装置4を備えている。制御装置4は駆動部本体2の近傍に設けられ水密に形成された収納室24に配置されている。
【0030】
駆動用モータ21L、21Rは、負荷が大きくなると発熱する。モータ21L、21Rは発熱すると出力軸211L、211Rのゆがみ等により動作が不安定になる。また、制御装置4にはパワートランジスタやダイオード等を有しており、制御装置4は制御動作を行うときに発熱する。制御装置4には、半導体部材等の熱に弱い部材が多く使われており、排熱処理が必要となる。そこで、モータ21L、21R及び制御装置4にて発生した熱を冷却装置5にて処理をする。
【0031】
左駆動用モータ21L及び右駆動用モータ21Rのケース212L及び212Rには、図2に示すように第1の冷媒として用いられる水、すなわち、冷却水を通しモータ21L、21Rより発生した熱を吸熱するための左側モータ冷却ジャケット213L及び右側モータ冷却ジャケット213Rをそれぞれ備えている。左側モータ冷却ジャケット213L、右側モータ冷却ジャケット213Rはそれぞれ後述する図9のようにモータ21L、21Rのケース212L及び212Rにらせん状に配置されている。また、内部に制御装置4を配置している収納室24の上部24u及び下部24dにも同様に、冷却水を通し制御装置から発生した熱を吸熱するための制御装置冷却ジャケット241u及び241dを備えている(図3参照)。
【0032】
図4に本実施例に係る作業用電動車両の冷却装置の概略ブロック図を示す。冷却装置5は、第1の冷媒として水、つまり、冷却水を使用しており冷却水タンク51と冷却水を循環するための冷却配管52と、冷却水を冷却配管52内に流すためのポンプ装置53と、冷却水と大気で熱を交換するための熱交換手段54とを備えている。冷却装置5の冷却配管52は駆動部本体2の前部で分岐しており、第1の配管521は左駆動用モータ21Lの左側モータ冷却ジャケット213Lに連結されており、第2の配管522は右駆動用モータ21Rの右側モータ冷却ジャケット213Rに連結されている。左側モータ冷却ジャケット213L及び右側モータ冷却ジャケット213Rから延びる冷却配管523は1本にまとめられて、図示は省略したが収納室24の手前で上下に分岐され制御装置冷却ジャケット241u及び241dに接続している。すなわちモータ21L、21Rを冷却した冷却水は左側モータ冷却ジャケット213L及び(又は)右側モータ冷却ジャケット213Rを流れてモータ21L、21Rを冷却した後、制御装置4を冷却する。その後、熱交換手段54に送られて冷却水がモータ21L、21R及び制御装置4から奪った熱を大気に放出する。
【0033】
またポンプ装置53は、左駆動用及び右駆動用モータ21L、21Rに冷却水を循環させるための左側ポンプ53L及び右側ポンプ53Rがそれぞれ設けられており、左側ポンプ53Lは左駆動用モータ21Lの、右側ポンプ53Rは右駆動用モータ21Rの動作に同期して、制御装置4にてポンプ53L、53Rの動作命令を出す。例えば、左駆動用モータ21Lが動作して発熱しているときは、左側ポンプ53Lを作動させて左側冷却ジャケット213Lに冷却水を送り左駆動用モータ21Lを冷却する。このとき、制御装置4は、各モータ21L、21Rの発熱量、出力トルク、電圧等の情報を各モータからの入力として受けりモータ21L、21Rの状態を判断し、左側又は右側ポンプ53L.53Rの動作命令を出す。
【0034】
左側モータ冷却ジャケット213L及び右側モータ冷却ジャケット213Rいずれに送られた冷却水も、最終的に制御装置冷却ジャケット241u、241dに送られ、制御装置4を冷却することができる(図3参照)。
【0035】
(第2の実施例)
図5に第2の実施例に係る作業用電動車両の冷却装置の概略ブロック図を示す。作業用電動車両は冷却装置以外第1実施例で例示したフォークリフトAと同様の構成を有するものである。
図5に示す作業用電動車両の冷却装置5aは、作業用モータ3aも図示を省略した冷却ジャケットを有しており、第1の冷媒として冷却水を冷却ジャケットに流して作業用モータ3aも冷却する。それ以外は、第1実施例に示す冷却装置5と実質上同じ構成を有しており、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。
【0036】
作業用モータ3aに冷却水を送る第3の配管524aも作業用モータ3aの上流側に制御装置4にて作動命令が送られる作業用ポンプ53sが設けられており、冷却装置5同様1本の配管から第1の配管521a、第2の配管522a及び第3の配管524aに分岐している。また、冷却配管の下流側は左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3aの下流側が1つにまとめられて、制御装置4に送られている。これにより、左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3aのうち少なくともひとつが作動しているときに、その作動しているモータに冷却水を送ることができる。またそのとき、その冷却水を用いて、制御装置4を冷却することができる。作業用ポンプ53sも左側ポンプ53L及び右側ポンプ53R同様作業用モータ3aの発熱量、出力トルク、電圧等の情報をもとに制御装置4より動作命令が下される。例えば、フォークリフトAは停止しているがマスト15に備えられたフォーク16が昇降して重量物の荷役動作を行う場合作業用モータ3aを動作させて油圧ユニット18の油圧を調整してフォーク16を動かす。そのとき、作業用モータ3aから発せらる熱のみを排することが可能である。
【0037】
(第3の実施例)
図6に第3の実施例に係る作業用電動車両の冷却装置の概略ブロック図を示す。作業用電動車両は冷却装置以外第1実施例で例示したフォークリフトAと同様の構成を有するものである。
図6に示す作業用電動車両の冷却装置5bは、左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3bに冷却水を送る冷却配管52bが上流側で冷却水分岐装置55bにてひとつにまとまっており、冷却水分岐装置55bの上流側にポンプ53bが備えられている。
【0038】
制御装置4は左駆動用モータ21L、右駆動用モータ21R及び作業用モータ3bの動作による発熱量、出力トルク、電圧等の情報をもとに、ポンプ53bの作動命令を出すと共に、冷却水分岐装置55bを切り替えて、動作し発熱しているモータに冷却水を送る。冷却水分岐装置55bは、それには限定されないが、ここでは電磁弁を組み合わせたものを採用している。例えば、フォークリフトが走行しているとき、左駆動用モータ21L及び右駆動用モータ21Rは動作しており、発熱している。その情報を制御装置4が受け取ると、制御装置4はポンプ53bを動作させ、且つ、冷却水分岐装置55bを切り替えて左駆動用モータ21L及び右駆動用モータ21Rに冷却水を送り冷却する。
【0039】
(第4の実施例)
図7に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置のさらに他の例のブロック図を示す。作業用電動車両は冷却装置以外第1実施例で例示したフォークリフトAと同様の構成を有するものである。
図7に示す作業用電動車両の冷却装置5cは熱交換手段54cに油圧ユニット18cの作動油配管181cを接続して作動油配管181c内の作動油を冷却するものである。作業用モータ3にて圧力を調整される作動油は、圧力の変動によって発熱する。油圧ユニットの場合、作動油の温度が上昇すると油圧ユニットの動作効率が低下する。そこで冷却配管52cが接続されている熱交換手段54cに油圧ユニットの作動油配管181cを接続して、熱交換手段54cを共用することで作動油を冷却する。作動油を冷却することで油圧ユニットの動作効率の低下を防止することができ、それだけ、効率のよい作業用電動車両とすることができる。
【0040】
図8(A)に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の熱交換手段の1例の概略配置図を、図8(B)に冷却装置の熱交換手段の他の例の概略配置図を、図8(C)に冷却装置の熱交換手段のさらに他の例の概略配置図を示す。
図8(A)に示す冷却手段は上述の各実施例における熱交換手段として用いることができるものである。図8(A)に示す熱交換手段は第1の冷媒として用いられる冷却水をフォークリフトDのカウンターウェイト19dに予め設けられた冷却水を循環するための熱交換管路191dを通し、冷却水が熱交換管路191dを通る間にカウンターウェイト19dと冷却水の間で熱交換を行う。このとき、カウンターウェイト19dの効果を損ねない程度に長い管路とすることが好ましい。もし、熱交換管路を長くしすぎるとカウンターウェイト19dに空洞部が多くできてしまい重量が減少してしまうし、熱交換管路を短くするとカウンターウェイト19dと冷却水の間で熱交換が行われにくく、冷却水の冷却能力が低下してしまう。カウンターウェイト19dは冷却水に対して、十分な質量及び体積を有しており冷却水からうけとった熱はカウンターウェイト19dの中を伝達して大気に放出される。
【0041】
また、図8(B)に示すフォークリフトEは第1の冷媒として用いられる冷却水をタンク19eに封入してカウンターウェイトとして用いるものを例示している。この場合、冷却水のタンク19eはカウンターウェイトを兼ねており、カウンターウェイトとして用いるためには十分な質量が必要であり、タンク19eの冷却水量は非常に多く、冷却水はタンク19eに溜まった水で熱交換を行うことができる。これにより、冷却装置の構成部材点数を減らすことができ、構造簡単に製作することができる。
【0042】
図8(C)に示すフォークリフトFの作業用電動車両の冷却装置の熱交換手段54fは、内部に冷却水よりも沸点の低い第2の冷媒を封入したヒートパイプHPを用いて冷却水が吸収した熱を大気に放出している。この方法によるモータ21L、21R及び3、制御装置4にて発生した熱を吸収した冷却水の熱を大気中に高率よく発散することが可能である。またそれだけ冷却配管の長さを抑えることができ、冷却装置全体をコンパクトにまとめることが可能である。またカウンターウェイトにて熱交換を行う場合交換された熱の一部が運転手のほうに放出されるが図8(C)に示すフォークリフトFの場合、熱交換をヒートパイプHPで行っているので運転手のほうに熱が放出されず、それだけ安全また快適に作業を行うことが可能である。第2の冷媒として、例えばアルコール、アンモニア、フロン、代替フロン等の第1の冷媒よりも沸点が低く、ヒートパイプHPに適した流体を広く採用することが可能である。
【0043】
上記例では、熱交換手段としてヒートパイプを例示したがそれに限定されるものではなく、第1の冷媒と大気との間で十分に熱交換することが可能であるものを広く採用することができる。
【0044】
図9に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの一例の概略正面図を示す。また、図10(A)に本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの他の例の概略正面図を、図10(B)に図10(A)に示す冷却ジャケットの概略側面図を示す。
【0045】
図9に示すモータM1の冷却ジャケット213xは、モータM1のケースにそってらせん状に第1の冷媒(それには限定されないが、ここでは冷却水)を流すものである。冷却ジャケット213xは出力軸側の入口INから冷却水を導入し、反対側の出口OUTからモータM1が発した熱を吸収した冷却水を導出する。このとき、らせん状に冷却水を通すことで、モータM1のケースのうちの多くの部分を冷却ジャケット213xで覆うことができるので、効率よくモータM1を冷却することが可能である。
【0046】
図10(A)、(B)に示すモータM2の冷却ジャケット213yは、図10(A)に示すように出力軸側sp21から軸方向に沿って反対側に伸びる第1流路J1と、反対側sp22から出力軸側に延びる第2流路J2とを備えているものである。図示を省略しているが冷却配管は1本の配管でモータM1まで連絡されており、モータM1に至って冷却配管は第1流路J1と第2流路J2に分岐する。第1流路J1及び第2流路J2はそれには限定されないがここでは図10(B)に示すようにいずれも2本ずつの流路に分かれている。さらに、第1流路J1及び第2流路J2はそれぞれ、複数の第1細管J11及び第2細管J21を有しており、それぞれ第1細管J11と第2細管J21はそれぞれ隣り合うように配置されている。また、第1の冷媒として、水、すなわち、冷却水を用いるものとする。
【0047】
図9に示す冷却ジャケット213xでモータM1を冷却する場合でかつ熱負荷が大きい場合、冷却水は冷却ジャケット213xの出口OUTではモータM1からの熱を吸収して加熱されており、出口OUT側は冷却性能が低下している。すなわち、冷却ジャケット213xの入口IN側では十分冷却されているが、出口OUT側では冷却が不十分な場合がありえる。また、軸モータ軸方向に冷却水温度分布が生じるためにモータ温度も軸方向に温度分布を持ち、熱的変形を発生する恐れがある。図10(A)、(B)に示す冷却ジャケット213yの場合、互いに隣り合う細管J11、J21が隣り合い且つ冷却水の流れる方向が反対であるので、両細管周りの温度は熱伝導によってならされ、モータM2全体で均一に冷却することができ、より冷却効率を高めることが可能で、かつ、軸方向の温度分布の少ない、すなわち、熱的変形の少ないモータを実現できる。。
【0048】
図11に本発明の冷却装置の動作タイミングの1例の概略図を示す。
モータは一定の温度範囲にあるときに最も効率が良くなるが、作業用電動車両の動作開始時より、冷却装置を動作させた場合(図11中P)所定の温度Tにあがるまで時間がかかりそれまではモータは効率悪い運転になってしまう。
そこで図11中Rに示すように、所定の温度Tに上がるまで動作を停止しておき、温度Tに上がった時点で冷却装置の動作開始するように制御する。そうすることで、図中Pでは温度Tまで上がるのに時間t2かかっているのに対し、図中Rではt1で温度Tまで上昇している。それだけ、効率のよい運転が可能である。
【0049】
上述の各実施例において、本発明の冷却装置の採用例として作業用電動車両としてフォークリフトを例示したが、それに限定されるものではなく、荷物運搬車、乗客運搬車等電動で駆動する車両に広く採用することができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明によると、装置が大型化することなく高い冷却性能を有する作業用電動車両の冷却装置を提供することができる。
【0051】
また本発明によると、構造簡単でなおかつ高い冷却性能を有する作業用電動車両の冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置が適用された作業用車両の一例としてのフォークリフトの概略側面図である。
【図2】図1に示す作業用電動車両の冷却装置のX−X断面図である。
【図3】図2に示す作業用電動車両の冷却装置のY−Y断面図である。
【図4】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の一例の概略ブロック図である。
【図5】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の他の例の概略ブロック図である。
【図6】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置のさらに他の例の概略ブロック図である。
【図7】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置のさらに他の例の概略ブロック図である。
【図8】図(A)は本発明に係る作業用電動車両の冷却装置の熱交換手段の1例の概略配置図、図(B)に冷却装置の熱交換手段の他の例の概略配置図、図(C)に冷却装置の熱交換手段のさらに他の例の概略配置図である。
【図9】本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの一例の概略正面図である。
【図10】図(A)は本発明に係る作業用電動車両の冷却装置に用いるモータの冷却ジャケットの他の例の概略正面図、図(B)は図(A)に示す冷却ジャケットの概略側面図である。
【図11】本発明に係る冷却装置の動作タイミングの1例の概略図である。
【符号の説明】
1 車体
12 駆動輪
14 操舵輪
141 ハンドル
15 マスト
16 フォーク
161 操作レバー
17 運転席
18 油圧ユニット
19 カウンターウェイト
2 駆動部本体
21L、21R モータ
211L、211R 出力軸
212L、212R ケース
213L、213R 冷却ジャケット
3 作業用モータ
4 制御装置
5 冷却装置
51 冷却水タンク
52 冷却配管
53 ポンプ
54 熱交換手段
Claims (13)
- 車両を駆動するための駆動用モータと、
前記駆動用モータを制御する制御装置と、
前記駆動用モータと前記制御装置とを冷却するための第1の冷媒を密閉し循環させる冷却用配管と、
前記駆動モータごとに第1の冷媒を送る配管ごとにそれぞれの駆動モータと同期する冷媒循環用のポンプとを備えており、
前記冷却配管は第1の冷媒に蓄えられた熱を大気に放熱するための熱交換手段に接続しており、
前記冷却用配管は前記駆動用モータと前記制御装置を冷却する配管を直列に配置したことを特徴とする作業用電動車両の冷却装置。 - 前記作業用電動車両は前記制御装置にて制御され所定の作業に用いられる作業用モータを備えており、
前記冷却用配管は前記作業用モータに第1の冷媒が流れるように配置され、該冷却配管の該モータに流れる管路には該各モータと同期するポンプを備え、
前記駆動用モータ及び前記作業用モータへの冷却配管は、該各モータの下流側は1本にまとめられ、前記制御装置を冷却するための制御装置冷却配管に流れるように配管される請求項1記載の作業用電動車両の冷却装置。 - 前記熱交換手段は前記作業用電動車両の車体に熱を放熱するための配管である請求項1又は請求項2記載の作業用電動車両の冷却装置。
- 前記熱交換手段は、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータ及び制御装置の下流側に接続されている熱交換器である請求項1、2又は3いずれかに記載の作業用電動車両の冷却装置。
- 前記熱交換器は前記第1の冷媒よりも低い沸点の第2の冷媒を封入したヒートパイプである請求項4記載の作業用電動車両の冷却装置。
- 前記作業用電動車両は流体圧作動ユニットを搭載しており、
前記ユニットの流体圧配管を前記熱交換手段内部に配管を通すことで作動流体の熱を大気に放出する請求項1から5いずれかに記載の作業用電動車両の冷却装置。 - 前記ユニットの流体圧配管は前記冷却配管に配されている熱交換器を共用することで作動流体を冷却する作業用電動車両の冷却装置。
- 前記作業用電動車両の熱交換手段はカウンターウェイトに配管を取り回して熱交換を行うものである請求項3又は請求項6記載の作業用電動車両の冷却装置。
- 前記カウンターウェイトは冷媒タンクに第1の冷媒をためたものである請求項8記載の作業用電動車両の冷却装置。
- 前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータは、モータケースに沿って、回転軸方向に第1の冷媒を流す冷却管路を複数有しており、
それぞれ隣り合う前記冷却管路は第1の冷媒の流れる方向が逆向きであり、
冷媒が同じ方向に流れる冷却管路同士は、モータへ流れ込む部分と、モータから流れ出る部分で管路が統合されている請求項1から請求項9いずれかに記載の作業用電動車両の冷却装置。 - 前記制御装置は、前記駆動用モータ及び(又は)前記作業用モータ及び制御装置の温度が所定の温度に達するまで第1の冷媒での冷却を行わないようにする請求項1から請求項10いずれかに記載の作業用電動車両の冷却装置。
- 前記作業用電動車両は、車体と、前記車体の前下部に左右一対に装着された駆動輪と、前記左右駆動輪を個別に駆動するための駆動用モータと、前記車体の後下部に装着された左右一対の操舵輪と、前記車体の前部にマストと、前記マストに昇降自在に備えられた荷役用のフォークと、前記マストに設けられたフォークを駆動するための油圧ユニットと、前記油圧ユニットを作動させる作業用モータと、前記車体の後部にはフォークで重量物を持ち上げたときに前記車体が傾かないようにするためのカウンターウェイトと、前記駆動用モータと前記作業用モータを制御する制御装置とを備えている請求項1から請求項11いずれかに記載の作業用電動車両の冷却装置。
- 請求項1から請求項12のいずれかに記載の冷却装置を用いて、前記駆動用モータ、前記作業用モータ及び前記制御装置のうち少なくとも該駆動用モータと該制御装置を前記第1の冷媒にて同時に冷却する作業用電動車両の冷却方法。
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