JP2022097077A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源としての電動モータおよび電動モータに電力を供給するための装置を水等の冷却媒体によって冷却する構成に関し、コストの増大を招くことなく、効率的な冷却を行う。【解決手段】駆動源としての電動モータ１２と、電動モータ１２に外部から電力を供給するための給電器４６と、電動モータ１２および給電器４６を冷却するための冷却水を循環させる冷却流路６０と、冷却流路６０を流れる冷却水を冷却するラジエータ６１とを備え、冷却流路６０は、給電器４６が有する冷却水の流路である給電器内流路の流入側に連通する第１流路部６０ａから分岐するとともに、給電器内流路の流出側に連通する第２流路部６０ｂに合流し、冷却水を給電器４６に対して迂回させるバイパス流路部６５を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、駆動源として電動モータを備えた建設機械に関する。

従来、例えば掘削作業機等の建設機械において、駆動源として、ガソリンを燃料とするエンジンの代わりに電動モータを備えた電動式のものがある。例えば、電動式の掘削作業機として、下部走行体と、下部走行体に対して旋回可能に搭載された上部旋回体とを備え、上部旋回体に電動モータを搭載した構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、油圧ポンプを駆動する電動モータと、電動モータを制御するインバータ装置とを備え、機体に搭載されたバッテリからの電力供給により、あるいは外部の商用電源からの電力供給によって電動モータを駆動させる機能を備えた電動式油圧ショベルが開示されている。特許文献１に開示された電動式油圧ショベルは、インバータ装置の冷却水配管、並びにバッテリおよび商用電源の接続を受けるコンバータ装置の冷却水配管を含んで構成された冷却水系統を備えている。

特開２０１０－１２１３２７号公報

特許文献１には、冷却水系統に関し、コンバータ装置の冷却水配管とインバータ装置の冷却水配管は直列となるように配管接続されていることが記載されている。しかしながら、特許文献１には、冷却水系統に関して具体的な構成は開示されていない。

本発明は、駆動源としての電動モータおよび電動モータに電力を供給するための装置を水等の冷却媒体によって冷却する構成に関し、コストの増大を招くことなく、効率的な冷却を行うことができる建設機械を提供することを目的とする。

本発明に係る建設機械は、駆動源としての電動モータと、前記電動モータに外部から電力を供給するための給電器と、前記電動モータおよび前記給電器を冷却するための冷却媒体を循環させる冷却流路と、前記冷却流路を流れる前記冷却媒体を冷却するラジエータと、を備え、前記冷却流路は、前記給電器が有する前記冷却媒体の流路である給電器内流路の流入側に連通する流路部から分岐するとともに、前記給電器内流路の流出側に連通する流路部に合流し、前記冷却媒体を前記給電器に対して迂回させるバイパス流路部を有するものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記電動モータは、前記給電器に対し、前記冷却流路における前記ラジエータを起点とした前記冷却媒体の流れの下流側に設けられているものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記冷却流路は、前記バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量を調節する流量調節部を有するものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記電動モータに電力を供給するためのバッテリと、前記流量調節部による前記冷却媒体の流量の調節を制御する流量制御部と、を備え、前記流量制御部は、前記電動モータへの給電が前記バッテリのみにより行われるモードでの前記バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量であるバイパス流量が、前記電動モータへの給電が前記給電器により外部から行われるモードにおける前記バイパス流量、または前記給電器により外部からの電力を前記バッテリに蓄電するモードにおける前記バイパス流量よりも多くなるように、前記流量調節部を制御するものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記冷却流路における前記電動モータと前記給電器との間に、前記電動モータを制御するインバータ装置を備え、前記冷却流路は、前記インバータ装置が有する前記冷却媒体の流路の流入側に連通する流路部から分岐するとともに、前記電動モータが有する前記冷却媒体の流路の流出側に連通する流路部に合流し、前記冷却媒体を前記インバータ装置および前記電動モータに対して迂回させる第２バイパス流路部と、前記第２バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量を調節する第２流量調節部と、を有するものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記冷却流路に、前記電動モータに電力を供給するためのバッテリを備え、前記冷却流路は、前記バッテリが有する前記冷却媒体の流路であるバッテリ内流路の流入側に連通する流路部から分岐するとともに、前記バッテリ内流路の流出側に連通する流路部に合流し、前記冷却媒体を前記バッテリに対して迂回させるバッテリ用バイパス流路部と、前記バッテリ用バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量を調節するバッテリ用流量調節部と、を有するものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記バッテリは、前記電動モータおよび前記給電器に対し、前記冷却流路における前記ラジエータを起点とした前記冷却媒体の流れの上流側に設けられているものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記バイパス流路部の、前記給電器内流路の流出側に連通する流路部に対する合流部が、前記ラジエータの下方に位置しているものである。

本発明によれば、駆動源としての電動モータおよび電動モータに電力を供給するための装置を水冷方式によって冷却する構成に関し、コストの増大を招くことなく、効率的な冷却を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る掘削作業機の左側面図である。 本発明の一実施形態に係る掘削作業機の左前方からの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る掘削作業機が備える装置構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る掘削作業機が備える装置構成の設置態様の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る掘削作業機における給電モードについての説明図である。図５Ａはバッテリ給電モードについての説明図である。図５Ｂは外部給電モードについての説明図である。図５Ｃは蓄電モードについての説明図である。 本発明の第１実施形態に係る掘削作業機が備える冷却回路を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る掘削作業機が備える冷却回路を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る掘削作業機が備える冷却回路の変形例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る掘削作業機が備える冷却回路を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る掘削作業機が備える冷却回路を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る掘削作業機が備える冷却回路を示す図である。 本発明の第６実施形態に係る掘削作業機が備える装置構成の設置態様の一例を示す斜視図である。

本発明は、駆動源としての電動モータおよび電動モータに電力を供給するための装置を水等の冷却媒体によって冷却する構成を備えた電動式の建設機械において、冷却媒体を循環させる回路構成を工夫することにより、低コストで冷却効率の向上を図ろうとするものである。以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施の形態では、本発明に係る建設機械として、旋回作業車である掘削作業機（ショベル）を例にとって説明する。ただし、本発明に係る建設機械は、掘削作業機に限らず、例えば、ブルドーザ、クレーン作業機、コンパクトトラックローダ、スキッドステアローダ、ホイールローダ等の他の建設機械にも広く適用可能である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態に係る掘削作業機１の全体構成について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２に示すように、掘削作業機１は、自走可能な走行車体としての走行装置２と、走行装置２に取り付けられた作業部としての掘削装置３とを備える。

走行装置２は、掘削作業機１の本機をなす部分であり、左右一対のクローラ式の走行部５，５と、左右の走行部５，５を支持する基台としてのトラックフレーム６と、トラックフレーム６上に設けられた旋回フレーム７とを有する。

走行部５は、トラックフレーム６を構成する所定のフレーム部分に支持された複数のスプロケット等の回転体に履帯を巻回した構成を有する。走行部５は、その後端部に、回転体として、駆動輪である駆動スプロケット５ａを有する。トラックフレーム６は、左右の走行部５，５間の中央部に位置するセンターフレーム部６ａと、センターフレーム部６ａの左右両側に設けられたサイドフレーム部６ｂとを有する。

旋回フレーム７は、平面視略円形状に構成され、トラックフレーム６に対して、トラックフレーム６の上側に設けられた旋回支持部６ｃにより、上下方向の軸線回りに左右いずれの方向にも旋回可能に設けられている。また、旋回フレーム７は、左右の走行部５，５の左右幅内、つまり左側の走行部５の左外側縁端と右側の走行部５の右側縁端との間の幅内で旋回可能に構成されている。これにより、掘削作業機１による小旋回作業が可能となっている。

旋回フレーム７上には、平面状の床部８を有する運転部１０が設けられている。床部８は、旋回フレーム７上において前半部の左側の部分に設けられている。運転部１０の右側には、タンク部９が設けられている。運転部１０に対しては、床部８の左側が、オペレータの乗降口となっている。また、旋回フレーム７上の後部には、駆動源として、原動機である電動モータ１２が設けられている。

運転部１０は、走行装置２および掘削装置３を運転・操作するためのものである。旋回フレーム７上においては、運転部１０に対してキャノピ１３が設けられている。キャノピ１３は、原動機部の上方に立設された左右一対の後支柱部１３ａ，１３ａと、床部８の前端部に立設された左右一対の前支柱部１３ｂ，１３ｂと、前後の支柱部間に設けられたキャノピルーフ部１３ｃとを有する。キャノピルーフ部１３ｃは、運転部１０を上方から覆っている。

運転部１０においては、床部８の後側にシートマウントである運転席支持台１４が設けられており、運転席支持台１４上に運転席１５が設けられている。運転席１５の前方には、左右一対の走行レバー１６が、床部８から上方へ向けて延出した状態で設けられている。床部８上における走行レバー１６の左右両側には、作業用の複数の操作ペダル１７が配設されている。また、運転部１０において、運転席１５の周囲には、掘削装置３等の作業部を操作するための作業操作レバーや、スイッチ等の各種操作部を有する操作パネル部等が設けられている。

掘削作業機１は、トラックフレーム６およびその左右両側に支持された走行部５，５を含む構成を下部走行体２０Ａとし、下部走行体２０Ａに対して旋回可能に搭載された機体として、上部旋回体２０Ｂを備える。上部旋回体２０Ｂは、機体を構成するフレームである旋回フレーム７と、旋回フレーム７上に設けられた運転部１０とを含んで構成されている。

また、運転部１０の右側に設けられたタンク部９には、作動油を収容する作動油タンク３０が設けられている（図４参照）。作動油タンク３０は、旋回フレーム７の右側の前部に設けられている。作動油タンク３０内の作動油は、掘削装置３を構成する油圧シリンダ等、掘削作業機１が備える油圧シリンダ等に供給される。

作動油タンク３０は、右カバー部３１により覆われている。右カバー部３１は、作動油タンク３０およびその後側に設けられたラジエータ６１を覆うカバー部であり、上部旋回体２０Ｂの外装をなす外装カバー部の右側の部分を形成している。上部旋回体２０Ｂの外装カバー部は、その後側の部分を形成する後カバー部３２と、外装カバー部の左側の部分を形成する左カバー部３３と、上部旋回体２０Ｂの前下側の部分を覆う前下カバー部３４と、床部８の左端の下側に設けられた左前カバー部３５とを含む。後カバー部３２は、左右の一側がヒンジ部によって回動可能に支持されている。左カバー部３３は、運転席支持台１４の左側を覆っている。

掘削装置３は、走行装置２の前側に設けられたフロント作業装置である。旋回フレーム７の前端の左右中央部には、掘削装置３を支持する支持ブラケット１８が前方に向けて突設されている。支持ブラケット１８に、掘削装置３の基端部をなすブーム支持ブラケット１９が、上下方向を回動軸方向として回動可能に支持させている。掘削装置３は、ブーム支持ブラケット１９の右側においてブーム支持ブラケット１９と旋回フレーム７との間に設けられたスイング用油圧シリンダ（図示せず）により、旋回フレーム７に対して左右にスイングするように設けられている。

掘削装置３は、側面視でブーメラン状に屈曲した形状を有し掘削装置３の基部側の部分を構成するブーム２１と、ブーム２１の先端側に連結されたアーム２２と、アーム２２の先端部に取り付けられたバケット２３とを有する。掘削装置３は、ブーム２１を回動動作させるブームシリンダ２６と、アーム２２を回動動作させるアームシリンダ２７と、バケット２３を回動動作させる作業具シリンダ２８とを有する。これらのシリンダは、いずれも油圧シリンダである。

バケット２３は、作業用のアタッチメントとして、アーム２２の先端部に対して、アタッチメント着脱装置２９を介して着脱可能に連結されている。掘削装置３においては、作業内容に応じてバケット２３に替えてグラップルやブレーカ等の他の装置が装着される。

以上のような構成を備えた掘削作業機１においては、運転席１５に着座したオペレータにより走行レバー１６や作業操作レバー等が適宜操作されることで、所望の動作・作業が行われる。具体的には、例えば、走行レバー１６の操作により、走行装置２の前後直進走行や左右旋回走行が行われる。また、作業操作レバーの操作により、掘削装置３による掘削作業等が行われる。

本実施形態に係る掘削作業機１は、駆動源としての電動モータ１２を備えた電動式の建設機械である。図３に示すように、電動モータ１２は、油圧ポンプ４１を駆動させるポンプ駆動用モータである。電動モータ１２は、例えば三相交流モータであり、交流電力の供給を受けて駆動する。油圧ポンプ４１は、電動モータ１２により駆動させられて作動油タンク３０内の作動油を、コントロールバルブ４２を介してアクチュエータ４３に供給するためのものである。

アクチュエータ４３は、掘削作業機１が備える各種の油圧アクチュエータの総称である。アクチュエータ４３は、例えば、ブームシリンダ２６、アームシリンダ２７、作業具シリンダ２８、スイング用油圧シリンダ、旋回用の油圧シリンダ等である。

コントロールバルブ４２は、アクチュエータ４３としての各油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する。コントロールバルブ４２は、各油圧アクチュエータに対応した複数の方向切替弁を含んで構成されており、方向切替弁の動作制御等により、油圧ポンプ４１の駆動によって作動油タンク３０内から供給される圧油の量と供給先を制御する。アクチュエータ４３への圧油の供給制御により、掘削装置３の動作や上部旋回体２０Ｂの旋回動作等が行われる。

図４に示すように、電動モータ１２は、旋回フレーム７の後下部において、駆動軸の軸方向を左右方向とした横向きで設置されている。電動モータ１２の左側に、油圧ポンプ４１が設けられている。油圧ポンプ４１は、その回転軸を、カップリングを介して電動モータ１２の駆動軸に連結させており、電動モータ１２の駆動軸の回転にともなって駆動し、作動油を送り出す。コントロールバルブ４２は、上部旋回体２０Ｂにおいて旋回フレーム７上の所定の位置（例えば旋回フレーム７の前部の左側の位置）に設けられている。

また、掘削作業機１は、左右一対の走行用油圧モータ４４，４４を有する（図１、図２参照）。走行用油圧モータ４４は、コントロールバルブ４２からの圧油の供給を受けることで駆動するものであり、各走行部５において、トラックフレーム６のサイドフレーム部６ｂ等の所定の部位に取り付けられた状態で、駆動スプロケット５ａを回転駆動させるように設けられている。左右の走行用油圧モータ４４，４４がそれぞれ走行部５を駆動させることで、走行装置２の前後直進走行や左右旋回走行が行われる。

図３に示すように、掘削作業機１は、電動モータ１２に直接的にまたは間接的に電気的に接続された構成として、電動モータ１２に外部から電力を供給するための給電器４６と、電動モータ１２に電力を供給するためのバッテリであるバッテリユニット４７と、電動モータ１２を制御するインバータ装置４８とを備える。

図３に示すように、給電器４６は、外部電力供給用の電力供給線５１により、外部電源である商用電源４９に電気的に接続されている。つまり、給電器４６は、電力供給線５１により、外部電源である商用電源４９からの電力を取り込む。電力供給線５１は、ケーブル等により構成されている。また、給電器４６は、バッテリユニット４７およびインバータ装置４８のそれぞれに対して電気的に接続されている。

給電器４６は、商用電源４９から供給される交流電力（交流電圧）を直流電力（直流電圧）に変換してインバータ装置４８に出力する機能と、商用電源４９から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリユニット４７に出力する機能と、バッテリユニット４７からの直流電力をインバータ装置４８に出力させる機能とを有する。給電器４６は、モードの切換えによって発揮する機能を切り換えるように構成されている。

給電器４６は、供給された電力の電流と電圧の値を制御する。具体的には、給電器４６は、商用電源４９から供給された交流電力を直流電力に変換するとともに所定の電圧に昇圧させる整流回路と、整流回路で得られた直流電力をバッテリユニット４７に供給する際に降圧するチョッパ回路とを有する。このチョッパ回路は、バッテリユニット４７から供給された直流電力を昇圧する機能を有する。

また、給電器４６は、バッテリユニット４７との間で電力の出入力を行うためのバッテリ用接続端子と、インバータ装置４８に対して電力を出力するためのインバータ用接続端子とを有する。給電器４６は、インバータ用接続端子により、整流回路で得られた直流電力、およびチョッパ回路で得られた直流電力のうちのいずれか一方を選択的にインバータ装置４８に出力する。

また、給電器４６は、整流回路とインバータ用接続端子との間に設けられたリレースイッチと、バッテリ用接続端子とチョッパ回路との間に設けられたリレースイッチとを有する。給電器４６は、これらのリレースイッチおよびチョッパ回路の動作を制御する演算制御部４６ａを有する。演算制御部４６ａは、例えば運転部１０に設けられたモード切換スイッチの操作によるモード切換スイッチからの指示信号に応じて、リレースイッチおよびチョッパ回路を制御する。演算制御部４６ａは、例えばマイクロコンピュータにより構成されている。

掘削作業機１は、モード切換スイッチの操作によって切り換えられるモードとして、次の３つの給電モードを有する。すなわち、掘削作業機１は、第１モードとして、電動モータ１２への給電がバッテリユニット４７のみにより行われるモードであるバッテリ給電モードを有する（図５Ａ参照）。また、掘削作業機１は、第２モードとして、電動モータ１２への給電が給電器４６により外部の商用電源４９から行われるモードである外部給電モードを有する（図５Ｂ参照）。また、掘削作業機１は、第３モードとして、給電器４６により外部の商用電源４９からの電力をバッテリユニット４７に蓄電するモードである蓄電モードを有する（図５Ｃ参照）。

外部給電モードには、給電器４６を介した商用電源４９からの給電によるバッテリユニット４７の充電、およびバッテリユニット４７から電動モータ１２への給電の少なくともいずれかが行われる場合が含まれる。すなわち、電動モータ１２は、バッテリ給電モードでは、バッテリユニット４７からの給電によって駆動し、外部給電モードでは、商用電源４９からの給電によって駆動するとともに、場合によってはバッテリユニット４７から駆動用の電力の供給を受ける。図５Ａ，図５Ｂおよび図５Ｃにおいては、電力が供給される配線経路部を太線で示している。なお、商用電源４９またはバッテリユニット４７から供給される電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより電圧が降圧されてから電動モータ１２や後述する電動ファン６２等に供給される。

モード切換スイッチの操作によりバッテリ給電モードが選択された場合、演算制御部４６ａは、リレースイッチの開閉を適宜制御するとともに、チョッパ回路を制御することで、バッテリユニット４７からインバータ装置４８への給電を行わせる。また、外部給電モードが選択された場合、演算制御部４６ａは、リレースイッチの開閉を適宜制御し、商用電源４９から供給される交流電力を整流回路によって直流電流に変換し、インバータ装置４８へと給電する。また、蓄電モードが選択された場合、演算制御部４６ａは、リレースイッチの開閉を適宜制御するとともに、商用電源４９から供給される交流電力を整流回路によって直流電流に変換し、チョッパ回路により降圧してバッテリユニット４７へと出力することで、バッテリユニット４７を充電する。

図４に示すように、給電器４６は、旋回フレーム７において、作動油タンク３０の下方に配置され、所定の支持部材によって支持された状態で設けられている。

バッテリユニット４７は、掘削作業機１が備える電源である。バッテリユニット４７は、複数のバッテリモジュールをユニット化した構成のものである。バッテリモジュールは、鉛蓄電池、リチウムイオン電池等の二次電池からなる。バッテリユニット４７は、インバータ装置４８に直流電流を供給する。

図４において二点鎖線で示すように、バッテリユニット４７は、直方体状のバッテリ本体を有し、旋回フレーム７において、バッテリ本体を電動モータ１２の上方に位置させるように、旋回フレーム７の後部に設置されている。

インバータ装置４８は、電動モータ１２に対して出力する電力を制御することで、電動モータ１２の出力を制御する。具体的には、インバータ装置４８は、バッテリユニット４７から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータ１２に供給する。また、インバータ装置４８は、給電器４６を介して商用電源４９から供給される交流電力を所定の電圧として電動モータ１２に供給する。

具体的には、インバータ装置４８は、直流電力から交流電力を生成して電動モータ１２に供給するインバータ回路と、このインバータ回路を制御する演算制御部と、給電器４６を介して商用電源４９から供給された交流電力を直流電力に変換するとともに昇圧してインバータ回路に出力する整流回路とを有する。演算制御部は、例えばマイクロコンピュータにより構成されている。

インバータ装置４８は、外部給電モードにおいて、給電器４６を介して商用電源４９から供給された交流電力を整流回路によって直流電力に変換してインバータ回路に出力し、インバータ回路で交流電力を生成して電動モータ１２に供給する。一方、インバータ装置４８は、バッテリ給電モードにおいて、バッテリユニット４７から供給された直流電力の入力をインバータ回路で受け、インバータ回路で交流電力を生成して電動モータ１２に供給する。

図４に示すように、インバータ装置４８は、旋回フレーム７の右側の前部に設けられた作動油タンク３０の左右内側（左側）、つまり上部旋回体２０Ｂの旋回中心側に設けられている。インバータ装置４８は、略矩形厚板状の外形を有し、作動油タンク３０の左側面部３０ａに沿った状態で、左側面部３０ａに対して所定の支持部材５５により支持された状態で設けられている。

以上のような構成を備えた掘削作業機１は、各種装置機器を冷却するための冷却系統を備えている。図６に示すように、掘削作業機１は、冷却系統として、電動モータ１２および給電器４６を冷却するための冷却媒体である冷却水を循環させる冷却流路６０と、冷却流路６０に設けられ、冷却流路６０を流れる冷却水を冷却するラジエータ６１とを備える。

掘削作業機１は、冷却流路６０を流れる冷却水による冷却対象を、電動モータ１２、インバータ装置４８および給電器４６としている。すなわち、掘削作業機１においては、ラジエータ６１、電動モータ１２、インバータ装置４８および給電器４６ならびにこれらの装置機器の冷却水流路を接続する流路部により、冷却水を循環させる冷却回路が構成されている。

また、掘削作業機１の冷却系統において、電動モータ１２は、給電器４６に対し、冷却流路６０におけるラジエータ６１を起点とした冷却水の流れの下流側に設けられている。本実施形態の冷却回路では、電動モータ１２は、給電器４６との間にインバータ装置４８を介在させ、インバータ装置４８の下流側に設けられている。すなわち、掘削作業機１は、冷却系統において、冷却流路６０における電動モータ１２と給電器４６との間に、電動モータ１２を制御するインバータ装置４８を備える。

ラジエータ６１は、各種装置機器を冷却するための熱交換器であり、冷却流路６０を循環する冷却水を冷却する。ラジエータ６１には、給電器４６、インバータ装置４８および電動モータ１２の各装置機器と熱交換することで昇温した冷却水が流通する。ラジエータ６１に対しては、電動ファン６２が設けられている。ラジエータ６１においては、空気が通る連通部が形成されており、電動ファン６２からの送風により空気が連通部を通過することで、冷却水が冷却される。

図４に示すように、ラジエータ６１は、略矩形厚板状の外形を有し、旋回フレーム７の後部の右側に立設されている。ラジエータ６１は、平面視において、略円形状をなす旋回フレーム７の外形に沿うように、前後方向に対して、後側を左右内側に位置させる向きに傾斜状に設けられている。電動ファン６２は、ラジエータ６１の内側の側面部６１ａにおいて、側面部６１ａの大部分をカバーするように、ラジエータ６１と一体的に設けられている。電動ファン６２は、商用電源４９またはバッテリユニット４７から供給される電力により駆動する。

図６に示すように、冷却流路６０においては、ラジエータ６１の下流側に、冷却水ポンプであるポンプ６３が設けられている。ポンプ６３が駆動することで、冷却水が冷却流路６０を循環する。ポンプ６３は、商用電源４９またはバッテリユニット４７から供給される電力により駆動する。

冷却流路６０においては、電動モータ１２、インバータ装置４８および給電器４６が直列的に接続されている。これらの装置機器は、ラジエータ６１を起点とした冷却水の流れの方向において、上流側から下流側にかけて、給電器４６、インバータ装置４８、電動モータ１２の順に配置されている。すなわち、ラジエータ６１から出た冷却水は、給電器４６、インバータ装置４８、電動モータ１２の順で各装置機器を通過し、ラジエータ６１に戻る（矢印Ａ１参照）。

冷却流路６０は、ラジエータ６１を起点としてラジエータ６１に戻る冷却水の流路部として、ラジエータ６１と給電器４６との間の第１流路部６０ａと、給電器４６とインバータ装置４８との間の第２流路部６０ｂと、インバータ装置４８と電動モータ１２との間の第３流路部６０ｃと、電動モータ１２とラジエータ６１との間の第４流路部６０ｄとを有する。これらの流路部は、ホース等の配管部材や接続金具等により構成されている。第１流路部６０ａに、ポンプ６３が設けられている。

第１流路部６０ａは、一端側（上流側）をラジエータ６１の冷却水の流出側の接続部に連通接続させ、他端側（下流側）を給電器４６が有する冷却水の流路である給電器内流路の流入側の接続部に連通接続させている。第２流路部６０ｂは、一端側（上流側）を給電器内流路の流出側の接続部に連通接続させ、他端側（下流側）をインバータ装置４８が有する冷却水の流路であるインバータ内流路の流入側の接続部に連通接続させている。

第３流路部６０ｃは、一端側（上流側）をインバータ内流路の流出側の接続部に連通接続させ、他端側（下流側）を電動モータ１２が有する冷却水の流路であるモータ内流路の流入側の接続部に連通接続させている。第４流路部６０ｄは、一端側（上流側）をモータ内流路の流出側の接続部に連通接続させ、他端側（下流側）をラジエータ６１の冷却水の流入側の接続部に連通接続させている。

そして、冷却流路６０は、冷却水を給電器４６に対して迂回させるバイパス流路部６５を有する。バイパス流路部６５は、給電器内流路の流入側に連通する流路部である第１流路部６０ａから分岐するとともに、給電器内流路の流出側に連通する流路部である第２流路部６０ｂに合流している。

すなわち、バイパス流路部６５は、一端側（上流側）を第１流路部６０ａの所定の部位に連通接続させてその接続部を分岐部６６とし、他端側（下流側）を第２流路部６０ｂの所定の部位に連通接続させてその接続部を合流部６７としている。バイパス流路部６５は、第１流路部６０ａの分岐部６６よりも下流側の流路部分と、第２流路部６０ｂの合流部６７よりも上流側の流路部分と、これらの流路部分の間に位置する給電器内流路とを含む流路部分に対して、並列的に接続された流路部分である。

以上のような冷却系統の構成において、ポンプ６３の駆動によってラジエータ６１から流出した冷却水は、第１流路部６０ａを流れ、分岐部６６において、給電器４６に向かう流れ（矢印Ａ２参照）と、バイパス流路部６５への流れ（矢印Ａ３参照）とに分岐する。給電器４６に向かった冷却水は、給電器内流路を通過して熱交換することで給電器４６を冷却する。

バイパス流路部６５により迂回した冷却水は、給電器４６から排出された冷却水と合流部６７において合流する。合流部６７で合流した冷却水は、インバータ装置４８および電動モータ１２のそれぞれと熱交換することで各装置を冷却してからラジエータ６１に戻り、ラジエータ６１において熱交換によって冷却された後、ラジエータ６１から流出し、ポンプ６３の駆動によって圧送されて再び分岐部６６で給電器４６側とバイパス流路部６５とに分岐して流れる。

バイパス流路部６５を流れる冷却水の流量が調整されることにより、給電器４６の給電器内流路を通過する冷却水の流量が調整される。バイパス流路部６５を流れる冷却水の流量は、例えば、バイパス流路部６５を構成する配管部材の管径の大きさや長さ等により調整される。

以上のような構成を備えた本実施形態に係る掘削作業機１によれば、駆動源としての電動モータ１２および電動モータ１２に電力を供給するための装置である給電器４６およびインバータ装置４８を水冷方式によって冷却する構成に関し、コストの増大を招くことなく、効率的な冷却を行うことができる。

掘削作業機１は、冷却回路において給電器４６に対するバイパス流路部６５を備えることから、バイパス流路部６５を流れる冷却水の流量の調整により、冷却回路による給電器４６に対する冷却能力を調整することが可能となる。これにより、給電器４６を冷却するために余分な冷却水を、バイパス流路部６５によって給電器４６を迂回させて給電器４６の下流側に導くことで、ラジエータ６１によって冷却される冷却水の冷却作用を効率的に得ることができ、冷却系統の全体として効率的な装置機器の冷却を行うことができる。

給電器４６においては、給電器内流路を流れる冷却水について流量に上限が規定されている場合がある。このような場合、上限を上回る冷却水が給電器４６に供給されると、流路抵抗が大きくなり、冷却回路全体において冷却水の流れが妨げられ、十分な冷却作用が得られないことになる。そこで、バイパス流路部６５を設けて給電器４６を通過する冷却水の流量を調整することで、必要以上の冷却水が給電器４６に供給されることを抑制することができ、冷却回路全体として、各装置機器に対する冷却水の熱交換による冷却作用を効率的に得ることができる。また、バイパス流路部６５を設けるという簡易な構成であるため、製造コストを抑えることができる。

また、本実施形態の冷却系統においては、電動モータ１２が給電器４６の下流側に設けられている。このような構成によれば、バイパス流路部６５を流れる冷却水の流量の調整を行うことで、簡易な構成によって製造コストを抑えながら、給電器４６の下流側にある電動モータ１２に対する冷却回路による冷却能力を調整することが可能となる。

なお、本実施形態の冷却系統において、バイパス流路部６５の分岐部６６に三方弁を設置することができる。このような構成を採用することにより、例えば、給電器４６を冷却する必要がない場合、三方弁の操作によって給電器４６側への流路を遮断することで、第１流路部６０ａを流れる冷却水の全部をバイパス流路部６５へと流すように流路を切り換えることが可能となる。逆に、三方弁の操作によってバイパス流路部６５側への流路を遮断することで、第１流路部６０ａを流れる冷却水の全部を給電器４６側へと流すように流路を切り換えることが可能となる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について、図７および図８を用いて説明する。以下に説明する各実施形態は、掘削作業機１が備える冷却系統に関するものである。以下に説明する各実施形態の説明では、他の実施形態と共通の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態の冷却系統において、冷却流路６０は、バイパス流路部６５を通過する冷却水の流量を調節する流量調節部としての流量調整弁７１を有する。

流量調整弁７１は、バイパス流路部６５における所定の部位に設けられており、その内部に設けられた流路（管路）の断面積を変化させることで、バイパス流路部６５を流れる冷却水の流量を制限する絞り弁である。流量調整弁７１は、所定の工具等によって回転操作されるハンドル等の操作部を有し、操作部の操作によって流路の断面積を変化させる構成を有する。流量調整弁７１における流路の断面積を絞ることで、バイパス流路部６５を通過する冷却水の流量が減少し、流量調整弁７１における流路の断面積を拡げることで、バイパス流路部６５を通過する冷却水の流量が増加する。

本実施形態に係る冷却系統の構成によれば、バイパス流路部６５を構成する配管部材の管径の大きさや長さ等を変えることなく、流量調整弁７１の操作によって簡単にバイパス流路部６５を流れる冷却水の流量を調節することが可能となる。これにより、例えば給電器４６の仕様や冷却回路の回路構成等に応じて、バイパス流路部６５を流れる冷却水の流量を容易かつ適切に調整することができるので、より効率的な冷却を行うことが可能となる。

特に、本実施形態では、給電器４６の下流側にインバータ装置４８および電動モータ１２が設けられているため、バイパス流路部６５における流量調整弁７１による流量調整により、製造コストを抑えつつ、各装置構成に対する冷却能力を容易に調整することができる。これにより、冷却回路の全体としてより効率的な冷却を行うことが可能となる。

（変形例）
第２実施形態の変形例について、図８を用いて説明する。図８に示すように、この変形例では、冷却流路６０は、バイパス流路部６５を通過する冷却水の流量を調節する流量調節部として、流量制御弁７２を有する。

流量制御弁７２は、バイパス流路部６５における所定の部位に設けられており、電磁的な動作によって流路（管路）の断面積を変化させる電磁弁である。流量制御弁７２は、図示せぬ制御部からの制御信号を受けることで動作して流路の断面積を変化させる構成を有する。なお、流量制御弁７２は、電動式のものに限らず、油圧式や空気圧式のものであってもよい。

バイパス流路部６５が流量調節部として流量制御弁７２を有する構成によれば、掘削作業機１における各種装置機器の動作態様等に応じてバイパス流路部６５の流量を自動的に制御することが可能となる。これにより、掘削作業機１の動作態様等に応じて、バイパス流路部６５を流れる冷却水の流量を自動的に適切に調整することができるので、より効率的な冷却を行うことが可能となる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について、図５および図９を用いて説明する。図９に示すように、本実施形態の冷却系統において、冷却流路６０は、バイパス流路部６５を通過する冷却水の流量を調節する流量調節部としての流量制御弁８１と、流量制御弁８１による冷却水の流量の調節を制御する流量制御部８２とを有する。

流量制御弁８１は、バイパス流路部６５における所定の部位に設けられており、電磁的な動作によって流路（管路）の断面積を変化させる電磁弁である。流量制御弁８１は、流量制御部８２からの制御信号（操作信号）に応じて弁体を動作させるアクチュエータを有し、流量制御部８２からの制御信号を受けることで動作して流路の断面積を変化させる。

流量制御部８２は、上記のとおりモード切換スイッチの操作によって切り換えられる給電モードに応じてバイパス流路部６５における冷却水の流量を変化させるように、流量制御弁８１の動作を制御する。このため、流量制御部８２は、モード切換スイッチからの指示信号の入力を直接的にまたは間接的に受け、モード切換スイッチからの指示信号に基づいて流量制御弁８１を制御するように構成されている。流量制御部８２は、マイクロコンピュータ等により構成されており、あらかじめ設定されているプログラム等に基づき、給電モードに応じて流量制御弁８１を制御する。

流量制御部８２による流量制御弁８１の具体的な制御態様は次のとおりである。流量制御部８２は、電動モータ１２への給電がバッテリユニット４７のみにより行われるバッテリ給電モード（第１モード）でのバイパス流路部６５を通過する冷却水の流量であるバイパス流量が、電動モータ１２への給電が給電器４６により外部から行われる外部給電モード（第２モード）におけるバイパス流量よりも多くなるように、流量制御弁８１を制御する。また、流量制御部８２は、バッテリ給電モード（第１モード）でのバイパス流量が、給電器４６により外部からの電力をバッテリユニット４７に蓄電する蓄電モード（第３モード）におけるバイパス流量よりも多くなるように、流量制御弁８１を制御する。

図９に示すように、分岐部６６より上流側の第１流路部６０ａを流れる冷却水の単位時間当たりの流量を基本流量Ｆ０とし、分岐部６６から給電器４６側に流れる冷却水の単位時間当たりの流量を給電器側流量Ｆ１とし、分岐部６６からバイパス流路部６５に流れる冷却水の単位時間当たりの流量をバイパス流量Ｆ２とする。つまり、基本流量Ｆ０＝給電器側流量Ｆ１＋バイパス流量Ｆ２となる。また、基本流量Ｆ０は、給電モードにかかわらず一定であるとする。

流量制御部８２は、図５Ａに示すバッテリ給電モードにおけるバイパス流量Ｆ２である第１バイパス流量が、図５Ｂに示す外部給電モードにおけるバイパス流量Ｆ２である第２バイパス流量よりも大きくなるように、流量制御弁８１の動作を制御する。

また、流量制御部８２は、図５Ａに示すバッテリ給電モードにおける第１バイパス流量が、図５Ｃに示す蓄電モードにおけるバイパス流量Ｆ２である第３バイパス流量よりも大きくなるように、流量制御弁８１の動作を制御する。

特に、図５Ａに示すバッテリ給電モードでは、バイパス流量Ｆ２が、給電器側流量Ｆ１よりも多くなるように、流量制御弁８１が流量制御部８２により制御される（Ｆ１＜Ｆ２）。このことは、次のような理由に基づく。

バッテリ給電モードでは、給電器４６による商用電源４９からの給電が行われず、給電器４６は実質的に非動作状態となるため、動作状態にあるインバータ装置４８に比して、給電器４６を冷却する優先度が低くなる。このため、給電器４６を冷却するための冷却水の流量（給電器側流量Ｆ１）をバイパス流量Ｆ２よりも少なくし、インバータ装置４８を優先的に冷却する。

また、図５Ｂに示す外部給電モードでは、例えば、バイパス流量Ｆ２が、給電器側流量Ｆ１と略同じとなるように、流量制御弁８１が流量制御部８２により制御される（Ｆ１≒Ｆ２）。このことは、次のような理由に基づく。

外部給電モードでは、給電器４６による商用電源４９からの電動モータ１２への給電に加え、バッテリユニット４７からの電動モータ１２への給電や、給電器４６による商用電源４９からのバッテリユニット４７の充電が行われる場合がある。このため、給電器４６およびインバータ装置４８それぞれを冷却する必要性がある。したがって、給電器４６を冷却するための冷却水の流量（給電器側流量Ｆ１）をバイパス流量Ｆ２と同程度とし、給電器４６およびインバータ装置４８それぞれを同等に冷却する。

また、図５Ｃに示す蓄電モードでは、バイパス流量Ｆ２が、給電器側流量Ｆ１よりも少なくなるように、流量制御弁８１が流量制御部８２により制御される（Ｆ１＞Ｆ２）。このことは、次のような理由に基づく。

蓄電モードでは、バッテリユニット４７からインバータ装置４８を介した電動モータ１２への給電が行われず、インバータ装置４８は実質的に非動作状態となるため、動作状態にある給電器４６に比して、インバータ装置４８を冷却する優先度が低くなる。このため、給電器４６を冷却するための冷却水の流量（給電器側流量Ｆ１）をバイパス流量Ｆ２よりも多くし、給電器４６を優先的に冷却する。

以上のように、本実施形態に係る冷却系統においては、バッテリ給電モードにおけるバイパス流量が、外部給電モードおよび蓄電モードにおけるバイパス流量よりも多くなるように、バイパス流量を制御する流量制御弁８１が流量制御部８２によって制御される。

本実施形態に係る冷却系統の構成によれば、給電器４６が動作する状態において積極的に給電器４６に対する冷却能力を上げることができ、給電モードに応じて冷却水による冷却作用を効率的に用いることができる。これにより、簡単な構成によって製造コストを抑えつつ、冷却回路全体としてより効率的な冷却を行うことが可能となる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態について、図１０を用いて説明する。図１０に示すように、本実施形態の冷却系統において、冷却流路６０は、冷却水を給電器４６に対して迂回させるバイパス流路部６５を第１バイパス流路部とし、このバイパス流路部６５に加えて、冷却水をインバータ装置４８および電動モータ１２に対して迂回させる第２バイパス流路部９５を有する。第２バイパス流路部９５は、インバータ装置４８のインバータ内流路の流入側に連通する流路部である第２流路部６０ｂから分岐するとともに、電動モータ１２のモータ内流路の流出側に連通する流路部である第４流路部６０ｄに合流している。

すなわち、第２バイパス流路部９５は、一端側（上流側）を第２流路部６０ｂの所定の部位に連通接続させてその接続部を分岐部９６とし、他端側（下流側）を第４流路部６０ｄの所定の部位に連通接続させてその接続部を合流部９７としている。第２流路部６０ｂにおいて、分岐部９６は、バイパス流路部６５についての合流部６７よりも下流側に設けられている。第２バイパス流路部９５は、第２流路部６０ｂの分岐部９６よりも下流側の流路部分と、第４流路部６０ｄの合流部９７よりも上流側の流路部分と、これらの流路部分の間に位置するインバータ内流路およびモータ内流路とを含む流路部分に対して、並列的に接続された流路部分である。

このように、本実施形態の冷却系統は、バイパス流路部６５についての分岐部６６および合流部６７をそれぞれ第１分岐部および第１合流部とした場合、第２バイパス流路部９５の上流側の分岐部９６を第２分岐部として有し、第２バイパス流路部９５の下流側の合流部９７を第２合流部として有する。

以上のような冷却系統の構成において、第２流路部６０ｂを流れる冷却水は、分岐部９６において、インバータ装置４８に向かう流れ（矢印Ｂ１参照）と、第２バイパス流路部９５への流れ（矢印Ｂ２参照）とに分岐する。インバータ装置４８に向かった冷却水は、インバータ内流路を通過して熱交換することでインバータ装置４８を冷却した後、第３流路部６０ｃからモータ内流路を通過して熱交換することで電動モータ１２を冷却する。

第２バイパス流路部９５により迂回した冷却水は、電動モータ１２から排出された冷却水と合流部９７において合流する。合流部９７で合流した冷却水は、ラジエータ６１に戻り、ラジエータ６１において熱交換によって冷却された後、ラジエータ６１から流出し、ポンプ６３の駆動によって圧送されて分岐部６６で給電器４６側とバイパス流路部６５とに分岐して流れ、合流部６７において合流した後、再び分岐部９６でインバータ装置４８側と第２バイパス流路部９５とに分岐して流れる。

また、本実施形態の冷却系統において、冷却流路６０は、第２バイパス流路部９５を通過する冷却水の流量を調節する第２流量制御弁９９を有する。第２流量制御弁９９は、バイパス流路部６５に設けられた流量制御弁７２を第１流量調節部とした場合の第２流量調節部となる。

第２流量制御弁９９は、第２バイパス流路部９５における所定の部位に設けられており、電磁的な動作によって流路（管路）の断面積を変化させる電磁弁である。第２流量制御弁９９は、図示せぬ制御部からの制御信号を受けることで動作して流路の断面積を変化させる構成を有する。なお、第２流量制御弁９９は、電動式のものに限らず、油圧式や空気圧式のものであってもよい。また、第２バイパス流路部９５を流れる冷却水の流量は、例えば、第２バイパス流路部９５を構成する配管部材の管径の大きさや長さ等によっても調整される。

本実施形態に係る冷却系統の構成によれば、掘削作業機１は、冷却回路においてインバータ装置４８および電動モータ１２に対する第２バイパス流路部９５を備えることから、第２バイパス流路部９５を流れる冷却水の流量の調整により、冷却回路によるインバータ装置４８および電動モータ１２に対する冷却能力を調整することが可能となる。これにより、インバータ装置４８および電動モータ１２を冷却するために余分な冷却水を、第２バイパス流路部９５によってインバータ装置４８および電動モータ１２を迂回させて電動モータ１２の下流側に導くことで、ラジエータ６１によって冷却される冷却水の冷却作用を効率的に得ることができ、冷却系統の全体として効率的な装置機器の冷却を行うことができる。

インバータ装置４８および電動モータ１２の各装置においては、インバータ内流路およびモータ内流路を流れる冷却水について流量に上限が規定されている場合がある。このような場合、上限を上回る冷却水がインバータ装置４８または電動モータ１２に供給されると、流路抵抗が大きくなり、冷却回路全体において冷却水の流れが妨げられ、十分な冷却作用が得られないことになる。そこで、第２バイパス流路部９５を設けてインバータ装置４８および電動モータ１２を通過する冷却水の流量を調整することで、必要以上の冷却水がインバータ装置４８および電動モータ１２に供給されることを抑制することができ、冷却回路全体として、各装置機器に対する冷却水の熱交換による冷却作用を効率的に得ることができる。また、第２バイパス流路部９５を設けるという簡易な構成であるため、製造コストを抑えることができる。

また、本実施形態では、第２バイパス流路部９５に第２流量制御弁９９を有する。このような構成によれば、第２バイパス流路部９５を構成する配管部材の管径の大きさや長さ等を変えることなく、第２流量制御弁９９によって簡単に第２バイパス流路部９５を流れる冷却水の流量を調節することが可能となる。これにより、例えばインバータ装置４８および電動モータ１２の仕様や冷却回路の回路構成等に応じて、第２バイパス流路部９５を流れる冷却水の流量を容易かつ適切に調整することができるので、より効率的な冷却を行うことが可能となる。

特に、第２流量調節部として第２流量制御弁９９を備えた構成によれば、掘削作業機１における各種装置機器の動作態様等に応じて第２バイパス流路部９５の流量を自動的に制御することが可能となる。これにより、掘削作業機１の動作態様等に応じて、第２バイパス流路部９５を流れる冷却水の流量を自動的に適切に調整することができるので、より効率的な冷却を行うことが可能となる。なお、第２流量調節部としては、所定の工具等によって回転操作されるハンドル等の操作部を有し、操作部の操作によって流路の断面積を変化させる構成を有する絞り弁等が設けられてもよい。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態について、図１１を用いて説明する。図１１に示すように、本実施形態の冷却系統においては、冷却流路６０に、電動モータ１２に電力を供給するためのバッテリユニット４７が備えられている。バッテリユニット４７は、電動モータ１２、インバータ装置４８および前記給電器４６に対し、冷却流路６０におけるラジエータ６１を起点とした冷却水の流れの上流側に設けられている。

すなわち、本実施形態では、ラジエータ６１と給電器４６との間の第１流路部６０ａが、ラジエータ６１とバッテリユニット４７との間の第１上流側流路部６０ａ１と、バッテリユニット４７と給電器４６との間の第１下流側流路部６０ａ２とを有する。

第１上流側流路部６０ａ１は、一端側（上流側）をラジエータ６１の冷却水の流出側の接続部に連通接続させ、他端側（下流側）をバッテリユニット４７が有する冷却水の流路であるバッテリ内流路の流入側の接続部に連通接続させている。第１下流側流路部６０ａ２は、一端側（上流側）をバッテリ内流路の流出側の接続部に連通接続させ、他端側（下流側）を給電器４６の給電器内流路の流入側の接続部に連通接続させている。

そして、冷却流路６０は、バイパス流路部６５および第２バイパス流路部９５に加えて、冷却水をバッテリユニット４７に対して迂回させるバッテリ用バイパス流路部である第３バイパス流路部１０５を有する。第３バイパス流路部１０５は、バッテリユニット４７のバッテリ内流路の流入側に連通する流路部である第１上流側流路部６０ａ１から分岐するとともに、バッテリ内流路の流出側に連通する流路部である第１下流側流路部６０ａ２に合流している。

すなわち、第３バイパス流路部１０５は、一端側（上流側）を第１上流側流路部６０ａ１の所定の部位に連通接続させてその接続部を分岐部１０６とし、他端側（下流側）を第１下流側流路部６０ａ２の所定の部位に連通接続させてその接続部を合流部１０７としている。第１下流側流路部６０ａ２において、合流部１０７は、バイパス流路部６５についての分岐部６６よりも上流側に設けられている。第３バイパス流路部１０５は、第１上流側流路部６０ａ１の分岐部１０６よりも下流側の流路部分と、第１下流側流路部６０ａ２の合流部１０７よりも上流側の流路部分と、これらの流路部分の間に位置するバッテリ内流路とを含む流路部分に対して、並列的に接続された流路部分である。

このように、本実施形態の冷却系統は、バイパス流路部６５についての分岐部６６および合流部６７をそれぞれ第１分岐部および第１合流部とし、第２バイパス流路部９５についての分岐部９６および合流部９７をそれぞれ第２分岐部および第２合流部とした場合、第３バイパス流路部１０５の上流側の分岐部１０６を第３分岐部として有し、第３バイパス流路部１０５の下流側の合流部１０７を第３合流部として有する。

以上のような冷却系統の構成において、ポンプ６３の駆動によってラジエータ６１から送り出され第１上流側流路部６０ａ１を流れる冷却水は、分岐部１０６において、バッテリユニット４７に向かう流れ（矢印Ｃ１参照）と、第３バイパス流路部１０５への流れ（矢印Ｃ２参照）とに分岐する。バッテリユニット４７に向かった冷却水は、バッテリ内流路を通過して熱交換することでバッテリユニット４７を冷却する。

第３バイパス流路部１０５により迂回した冷却水は、バッテリユニット４７から排出された冷却水と合流部１０７において合流する。合流部１０７で合流した冷却水は、分岐部６６において、給電器４６に向かう流れと、バイパス流路部６５への流れとに分岐する。

また、本実施形態の冷却系統において、冷却流路６０は、第３バイパス流路部１０５を通過する冷却水の流量を調節するバッテリ用流量調節部としての第３流量制御弁１０９を有する。第３流量制御弁１０９は、バイパス流路部６５に設けられた流量制御弁７２を第１流量調節部とし、第２バイパス流路部９５に設けられた第２流量制御弁９９を第２流量調節部とした場合の第３流量調節部となる。

第３流量制御弁１０９は、第３バイパス流路部１０５における所定の部位に設けられており、電磁的な動作によって流路（管路）の断面積を変化させる電磁弁である。第３流量制御弁１０９は、図示せぬ制御部からの制御信号を受けることで動作して流路の断面積を変化させる構成を有する。なお、第３流量制御弁１０９は、電動式のものに限らず、油圧式や空気圧式のものであってもよい。また、第３バイパス流路部１０５を流れる冷却水の流量は、例えば、第３バイパス流路部１０５を構成する配管部材の管径の大きさや長さ等によっても調整される。

本実施形態に係る冷却系統の構成によれば、掘削作業機１は、冷却回路における冷却対象にバッテリユニット４７を含み、冷却回路においてバッテリユニット４７に対する第３バイパス流路部１０５を備えることから、第３バイパス流路部１０５を流れる冷却水の流量の調整により、冷却回路によるバッテリユニット４７に対する冷却能力を調整することが可能となる。これにより、バッテリユニット４７を冷却するために余分な冷却水を、第３バイパス流路部１０５によってバッテリユニット４７を迂回させてバッテリユニット４７の下流側に導くことで、ラジエータ６１によって冷却される冷却水の冷却作用を効率的に得ることができ、冷却系統の全体として効率的な装置機器の冷却を行うことができる。

バッテリユニット４７においては、バッテリ内流路を流れる冷却水について流量に上限が規定されている場合がある。このような場合、上限を上回る冷却水がバッテリユニット４７に供給されると、流路抵抗が大きくなり、冷却回路全体において冷却水の流れが妨げられ、十分な冷却作用が得られないことになる。そこで、第３バイパス流路部１０５を設けてバッテリユニット４７の放電・蓄電状態等の動作状態に応じてバッテリユニット４７を通過する冷却水の流量を調整することで、必要以上の冷却水がバッテリユニット４７に供給されることを抑制することができ、冷却回路全体として、各装置機器に対する冷却水の熱交換による冷却作用を効率的に得ることができる。また、第３バイパス流路部１０５を設けるという簡易な構成であるため、製造コストを抑えることができる。

また、本実施形態では、第３バイパス流路部１０５に第３流量制御弁１０９を有する。このような構成によれば、第３バイパス流路部１０５を構成する配管部材の管径の大きさや長さ等を変えることなく、第３流量制御弁１０９によって簡単に第３バイパス流路部１０５を流れる冷却水の流量を調節することが可能となる。これにより、例えばバッテリユニット４７の仕様や冷却回路の回路構成等に応じて、第３バイパス流路部１０５を流れる冷却水の流量を容易かつ適切に調整することができるので、より効率的な冷却を行うことが可能となる。

特に、第３流量調節部として第３流量制御弁１０９を備えた構成によれば、掘削作業機１における各種装置機器の動作態様等に応じて第３バイパス流路部１０５の流量を自動的に制御することが可能となる。これにより、掘削作業機１の動作態様等に応じて、第３バイパス流路部１０５を流れる冷却水の流量を自動的に適切に調整することができるので、より効率的な冷却を行うことが可能となる。なお、第３流量調節部としては、所定の工具等によって回転操作されるハンドル等の操作部を有し、操作部の操作によって流路の断面積を変化させる構成を有する絞り弁等が設けられてもよい。

また、本実施形態の冷却系統においては、バッテリユニット４７が電動モータ１２、インバータ装置４８および給電器４６に対して上流側に設けられている。特に、本実施形態では、バッテリユニット４７は、ラジエータ６１を起点とした冷却水の流れにおける最上流側に設けられている。このような構成によれば、冷却系統において比較的高い冷却作用が得られる場所にバッテリユニット４７を配置することができ、第３バイパス流路部１０５を流れる冷却水の流量の調整を行うことで、簡易な構成によって製造コストを抑えながら、バッテリユニット４７に対する冷却回路による冷却能力を調整することが可能となる。

また、本実施形態に係る冷却系統において、バイパス流路部６５の流量制御弁７２、第２バイパス流路部９５の第２流量制御弁９９、および第３バイパス流路部１０５の第３流量制御弁１０９の各制御弁を制御する制御部として、モード切換スイッチからの指示信号の入力を直接的にまたは間接的に受け、モード切換スイッチからの指示信号に基づいて各制御弁を制御するように構成された流量制御部を採用することができる。このような構成によれば、給電モードに応じて各流量制御弁を制御することが可能となる。

具体的には、例えば、バッテリ給電モードの場合（図５Ａ参照）、給電器４６に比して、主に動作するバッテリユニット４７およびインバータ装置４８を優先的に冷却することが好ましい。このため、バッテリ給電モードでは、給電器４６に対するバイパス流路部６５においては、流量制御弁７２によりバイパス流量が増やされる。一方で、バッテリユニット４７に対する第３バイパス流路部１０５の第３流量制御弁１０９によりバイパス流量が絞られ、インバータ装置４８に対する第２バイパス流路部９５の第２流量制御弁９９によりバイパス流量が絞られる。

また、外部給電モードの場合（図５Ｂ参照）、バッテリユニット４７に比して、主に動作する給電器４６およびインバータ装置４８を優先的に冷却することが好ましい。このため、外部給電モードでは、バッテリユニット４７に対する第３バイパス流路部１０５においては、第３流量制御弁１０９によりバイパス流量が増やされる。一方で、給電器４６に対するバイパス流路部６５の流量制御弁７２によりバイパス流量が絞られ、インバータ装置４８に対する第２バイパス流路部９５の第２流量制御弁９９によりバイパス流量が絞られる。

また、蓄電モードの場合（図５Ｃ参照）、インバータ装置４８に比して、蓄電時に主に動作するバッテリユニット４７および給電器４６を優先的に冷却することが好ましい。このため、蓄電モードでは、バッテリユニット４７に対する第３バイパス流路部１０５の第３流量制御弁１０９によりバイパス流量が絞られ、給電器４６に対するバイパス流路部６５の流量制御弁７２によりバイパス流量が絞られる。一方で、インバータ装置４８に対する第２バイパス流路部９５においては、第２流量制御弁９９によりバイパス流量が増やされる。

このように、本実施形態の冷却系統によれば、給電モードに応じて各流量制御弁を制御することが可能となる。これにより、各給電モードにおける各装置機器の動作状態に応じた最適な冷却態様を簡易で安価な構成により実現することができる。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態について、図１２を用いて説明する。本実施形態は、掘削作業機１が備える冷却系統におけるバイパス流路部６５についての合流部６７の配置に関する。

図１２に示すように、本実施形態においては、バイパス流路部６５の、給電器４６の給電器内流路の流出側に連通する流路部である第２流路部６０ｂに対する合流部６７が、ラジエータ６１の下方に位置している。

図１２に示すように、合流部６７は、給電器４６とインバータ装置４８とを繋ぐ第２流路部６０ｂにおいて、合流部６７より上流側の流路部である第２上流側流路部６０ｂ１からの冷却水の流れ（矢印Ｔ１参照）と、バイパス流路部６５からの冷却水の流れ（矢印Ｔ２参照）が合流する部分である。合流部６７で合流した冷却水は、第２流路部６０ｂの合流部６７よりも下流側の流路部である第２下流側流路部６０ｂ２によりインバータ装置４８へと導かれる（矢印Ｔ３参照）。

合流部６７は、旋回フレーム７において、旋回フレーム７の後部の右側に立設されたラジエータ６１に対し、平面視でラジエータ６１に隠れるように、ラジエータ６１の下方の位置に配置されている。ラジエータ６１の下方の位置は、旋回フレーム７の後部に配置された電動モータ１２の右方の位置となる。また、合流部６７は、上下方向については、電動モータ１２の上下方向の寸法の範囲内に位置している。このような合流部６７の配置に応じて、第２流路部６０ｂおよびバイパス流路部６５のそれぞれをなす配管部材が配されている。

本実施形態に係る冷却系統の構成によれば、旋回フレーム７におけるラジエータ６１の下方のスペースを有効に活用することができる。特に、本実施形態の掘削作業機１のように比較的小型のミニショベルにおいては、旋回フレーム７における装置構成のレイアウトが大きく制限されるため、本実施形態に係る合流部６７の配置を用いることで、限られたスペースで効率的に冷却系統をなす配管部材を配設することが可能となる。

また、バイパス流路部６５の合流部６７をラジエータ６１の下方に配置することにより、上部旋回体２０Ｂの後カバー部３２を開くことで合流部６７へのアクセスを容易に行うことができる。これにより、バイパス流路部６５のメンテナンス性を向上することができる。

また、本実施形態に係る掘削作業機１は、バッテリユニット４７に関し、空冷方式での冷却が行われるように構成されている。具体的には、図４に示すように、バッテリユニット４７は、旋回フレーム７の後部において、電動モータ１２の上方に搭載されている。そして、バッテリユニット４７の右方に、電動ファン６２が位置しており、その右側にラジエータ６１が設置されている。つまり、バッテリユニット４７に対して、電動ファン６２が設けられた内側の側面部６１ａを向けるように、ラジエータ６１が設けられている。

このような構成によれば、電動ファン６２によって上部旋回体２０Ｂの外装カバー部内に取り込まれる空気の流れにおいて、電動ファン６２の上流側に、バッテリユニット４７が配置されることになる。すなわち、上部旋回体２０Ｂの外装カバー部内に取り込まれた空気により、先にバッテリユニット４７が冷却され、その後、ラジエータ６１が冷却されることになる。したがって、新鮮な空気によってバッテリユニット４７を冷却することができる。

このように、バッテリユニット４７については、冷却流路６０による水冷方式による冷却と、上部旋回体２０Ｂの外装カバー部内に取り込まれる空気による空冷方式による冷却との両方によって冷却が行われる。これによりバッテリユニット４７を効果的に冷却することが可能となり、冷却系統における冷却作用を向上させることができる。

上述した実施形態の説明は本発明の一例であり、本発明に係る建設機械は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本開示に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。また、上述した各実施形態の構成および変形例の構成は適宜組み合せることができる。

上述した各実施形態における冷却系統においては、冷却対象として上述した構成以外の構成が含まれていてもよい。また、ラジエータ６１を起点とした冷却水の流れにおける各構成の配置の順番については、各構成の冷却容量の大小にかかわらず適宜の順番が採用される。例えば、第１実施形態に係る冷却系統（図６参照）において、冷却対象としてバッテリユニット４７が含まれてもよい。この場合において、例えば、バッテリユニット４７の冷却容量が給電器４６の冷却容量より小さいときでも、バッテリユニット４７が給電器４６の下流側に配置されてもよい。

１ 掘削作業機（建設機械）
２ 走行装置
７ 旋回フレーム
１２ 電動モータ
２０Ａ 下部走行体
２０Ｂ 上部旋回体
４６ 給電器
４７ バッテリユニット（バッテリ）
４８ インバータ装置
４９ 商用電源
６０ 冷却流路
６０ａ 第１流路部
６０ａ１ 第１上流側流路部
６０ａ２ 第１下流側流路部
６０ｂ 第２流路部
６０ｄ 第４流路部
６１ ラジエータ
６２ 電動ファン
６５ バイパス流路部
６６ 分岐部
６７ 合流部
７１ 流量調整弁（流量調節部）
７２ 流量制御弁（流量調節部）
８１ 流量制御弁（流量調節部）
８２ 流量制御部
９５ 第２バイパス流路部
９９ 第２流量制御弁（第２流量調節部）
１０５ 第３バイパス流路部（バッテリ用バイパス流路部）
１０９ 第３流量制御弁（バッテリ用流量調節部）

Claims (8)

1. 駆動源としての電動モータと、
   前記電動モータに外部から電力を供給するための給電器と、
   前記電動モータおよび前記給電器を冷却するための冷却媒体を循環させる冷却流路と、
   前記冷却流路を流れる前記冷却媒体を冷却するラジエータと、を備え、
   前記冷却流路は、
   前記給電器が有する前記冷却媒体の流路である給電器内流路の流入側に連通する流路部から分岐するとともに、前記給電器内流路の流出側に連通する流路部に合流し、前記冷却媒体を前記給電器に対して迂回させるバイパス流路部を有する
   建設機械。
2. 前記電動モータは、前記給電器に対し、前記冷却流路における前記ラジエータを起点とした前記冷却媒体の流れの下流側に設けられている
   請求項１に記載の建設機械。
3. 前記冷却流路は、前記バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量を調節する流量調節部を有する
   請求項１または請求項２に記載の建設機械。
4. 前記電動モータに電力を供給するためのバッテリと、
   前記流量調節部による前記冷却媒体の流量の調節を制御する流量制御部と、を備え、
   前記流量制御部は、
   前記電動モータへの給電が前記バッテリのみにより行われるモードでの前記バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量であるバイパス流量が、前記電動モータへの給電が前記給電器により外部から行われるモードにおける前記バイパス流量、または前記給電器により外部からの電力を前記バッテリに蓄電するモードにおける前記バイパス流量よりも多くなるように、前記流量調節部を制御する
   請求項３に記載の建設機械。
5. 前記冷却流路における前記電動モータと前記給電器との間に、前記電動モータを制御するインバータ装置を備え、
   前記冷却流路は、
   前記インバータ装置が有する前記冷却媒体の流路の流入側に連通する流路部から分岐するとともに、前記電動モータが有する前記冷却媒体の流路の流出側に連通する流路部に合流し、前記冷却媒体を前記インバータ装置および前記電動モータに対して迂回させる第２バイパス流路部と、
   前記第２バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量を調節する第２流量調節部と、を有する
   請求項３または請求項４に記載の建設機械。
6. 前記冷却流路に、前記電動モータに電力を供給するためのバッテリを備え、
   前記冷却流路は、
   前記バッテリが有する前記冷却媒体の流路であるバッテリ内流路の流入側に連通する流路部から分岐するとともに、前記バッテリ内流路の流出側に連通する流路部に合流し、前記冷却媒体を前記バッテリに対して迂回させるバッテリ用バイパス流路部と、
   前記バッテリ用バイパス流路部を通過する前記冷却媒体の流量を調節するバッテリ用流量調節部と、を有する
   請求項１～５のいずれか１項に記載の建設機械。
7. 前記バッテリは、前記電動モータおよび前記給電器に対し、前記冷却流路における前記ラジエータを起点とした前記冷却媒体の流れの上流側に設けられている
   請求項６に記載の建設機械。
8. 前記バイパス流路部の、前記給電器内流路の流出側に連通する流路部に対する合流部が、前記ラジエータの下方に位置している
   請求項１～４のいずれか１項に記載の建設機械。

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