JP2023013186A - 作業機 - Google Patents

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Abstract

【課題】キャビンを有する作業機において、化石燃料による内燃機関に代わりに、燃料電池による駆動を達成するとともに、燃料供給用の水素タンクを転倒等から保護し、かつ、高温化を抑制できるようにすることを目的とする。【解決手段】作業機は、車体（２）と、車体（２）を支持する走行装置（６）と、走行装置（６）を駆動する駆動装置（７）と、操縦席（４）を収容するキャビン（５）と、を備え、駆動装置（７）は、走行装置（６）の車輪（１１，１２）又は履帯を駆動する駆動モータ（２１）と、駆動モータ（２１）に電力を供給する燃料電池（２２）と、燃料電池（２２）から駆動モータ（２１）への電力供給を制御するコントローラ（２３）と、燃料電池（２２）に燃料用の水素ガスを供給する水素タンク（２５）と、を有し、水素タンク（２５）は、キャビン（５）の内部空間（Ｓ１）の上部に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、トラクタ等の農業機械又は建設機械のような作業機に関し、特に操縦席を収容するキャビンを備えた作業機に関する。
一般にキャビンを備えた従来のトラクタは、車体の前部にボンネットが設けられ、このボンネット内に、エンジン、ラジエター、燃料タンク及びバッテリー等を収納し、車体の後部にキャビンが設けられ、このキャビン内に操縦席及び操縦装置等を収容している。燃料タンクは、駆動源であるエンジンとともにボンネット内に収容されることにより、トラクタ全体及び燃料供給経路をコンパクトにしている。エンジン及びキャビンを備えたトラクタを開示した文献として特許文献１がある。
ところで、昨今の自動車業界では、地球温暖化防止による地球環境の保護の観点から、化石燃料を用いた内燃機関の代わりに、水素ガス等の気体燃料を用いることにより、二酸化炭素等の有害物を排出しない燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）が開発されている。この燃料電池自動車では、たとえば前部座席の下に燃料電池を搭載し、後部座席の後側又は下側に水素タンクを収納し、駆動輪の近くに駆動モータを配置している（特許文献２）。水素タンクとしては、圧力７０ＭＰａの高圧に耐えられるように、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber refrain Plastic）で強化された高圧水素タンクが多く用いられている。
特開２０２１－００８９９号公報 特開２０１０－２３５５０号公報
燃料電池自動車の高圧水素タンクは、炭素繊維強化樹脂の強度上の問題から８５℃以下に保つように法規制されている。また、高圧水素タンク内に水素ガスを高圧急速充填すると、高圧水素タンク内の充填水素ガス温度が急上昇することが知られている。
作業機の例として農業用のトラクタに燃料電池を搭載する場合、ボンネット内に燃料電池等の発熱部材とともに高圧水素タンクを配置することが考えられるが、一般的に農業用のトラクタでは、外気温度が高い状況下で長時間連続作業を行うことが多く、ボンネット内温度が６０℃近くになるため、連続作業後すぐに水素ガス充填を行うと、高圧水素タンク内の温度が８５℃以上になる可能性がある。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、トラクタ等の作業機において、地球温暖化防止に役立てることは勿論のこと、作業機の振動及び転倒等から水素タンクを保護し、かつ、水素タンクの高温化を抑制できる作業機を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る作業機は、車体と、前記車体を支持する走行装置と、前記走行装置を駆動する駆動装置と、操縦席を収容するキャビンと、を備えた作業機であって、前記
駆動装置は、前記走行装置を駆動する駆動モータと、前記駆動モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池から前記駆動モータへの電力供給を制御するコントローラと、前記燃料電池に燃料用の水素ガスを供給する水素タンクと、を有し、前記水素タンクは、前記キャビンの内部空間の上部に配置されている。
また、作業機は、水素ガスを検知する水素ガス検知部をさらに備え、前記水素ガス検知部は、前記キャビンの内部空間の上部に配置されている。
また、前記キャビンの天井壁には、前記水素ガス検知部が水素ガスを検知した時に開放し、且つ前記キャビンの内部空間と外部とを連通させる排気扉がさらに設けられている。
また、前記キャビンには、当該キャビンの内部空間の換気を行う換気装置がさらに設けられ、前記換気装置は、少なくとも前記水素タンクが前記燃料電池に水素ガスを供給する間、前記換気を行っている。
また、作業機は、水素ガスを検知する水素ガス検知部をさらに備え、前記換気装置は、前記水素ガス検知部が水素ガスを検知した時に前記換気の出力を上昇させる。
また、作業機は、冷却風を発生させ、且つ前記キャビン内に当該冷却風を導入するエアコンユニットをさらに備え、前記キャビンには、前記エアコンユニットから導入された冷却風が前記水素タンクの外周を通過する冷却通路を設けられている。
また、作業機は、前記キャビン内に外気を導入するエアコンユニットをさらに備え、前記エアコンユニットの外気取り入れ口を前記キャビンに設け、前記外気取り入れ口から取り入れられた外気が前記水素タンクの外周を通過するガイド通路を設けている。
また、前記キャビンの天井壁は上側の第１壁と下側の第２壁とから構成された二重構造を有し、
前記ガイド通路は前記第１壁と前記第２壁との空間を用いて構成されている。
また、前記キャビンの天井壁は上側の第１壁と下側の第２壁とから構成された二重構造を有し、前記第１壁と前記第２壁との空間に前記水素タンクが配置されている。
また、作業機は、前記水素タンクを収納する収納ケースをさらに備え、前記収納ケースには、前記水素タンクを冷却する水が貯留される。
また、作業機は、前記水素タンクを収納する収納ケースをさらに備え、前記水素タンクは、前記収納ケースの内部に形成された載置面に対して振動吸収部材を介して設置されている。
また、前記水素タンクは、水素ガスが充填される内部空間を有するライナーを有し、前記ライナーの外面に炭素繊維強化樹脂層が被覆されている。
本発明に係る作業機によれば、高圧の水素タンクの配置スペースを、余裕をもって確保できるとともに、高圧の水素タンクの温度上昇を容易に抑制でき、また、作業機の振動及び転倒等から水素タンクを保護することが可能となる。
本発明の第１実施形態に係る農業用トラクタ１の概略側面図である。 図１のトラクタ１のキャビン５のＩＩ－ＩＩ線断面略図ある。 図１のキャビン５の平面図である。 図１の水素タンクの縦断面略図である。 本発明の第２実施形態に係る農業用トラクタ１Ａの概略側面図である。 本発明の第３実施形態に係る農業用トラクタ１Ｂの概略側面図である。 本発明の変形例に係る、図１の水素タンク２５の支持機構の断面図である。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付して説明は省略する。
［第１実施形態］
図１～図４は、本発明による第１実施形態に係る農業用トラクタ（作業機）１及びその部品を図示する。本実施形態では、車両進行方向（前方の矢印）をトラクタ１及びトラクタ用各部品の「前方」とし、車両進行方向の逆方向を後方とし、搭乗した操縦者から見た左右方向を、トラクタ１及びトラクタ用部品の「左右」として説明する。また、車体前後方向に直交する水平方向をトラクタ１の幅方向として説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る農業用トラクタ１の概略側面図である。図１のトラクタ１はトラクタ全体の左側面を示す。図１のトラクタ１は、前後方向に長い車体２と、該車体２の前部に設けられたボンネット３と、車体２の後部に搭載され、オペレータが着座する操縦席４を収容するキャビン５と、車体２を走行可能に支持する車輪式の走行装置６と、該走行装置６を駆動する駆動装置７と、車体２の後端に設けられた３点リンク機構９と、駆動装置７からの動力を伝達するＰＴＯ軸（動力取り出し軸）１０とを備えて構成される。
図１の走行装置６は、左右一対の後輪１１と左右一対の前輪１２とを備えており、後輪１１の上方はフェンダー１３で覆われている。ここで、走行装置６は二駆四駆切り替え型の四輪駆動方式であり、後輪１１のみの駆動による二輪駆動状態と、後輪１１及び前輪１２による四輪駆動状態との間で切り替え可能なように構成される。なお、本発明は、後輪のみが駆動する二輪駆動方式、もしくは履帯式（クローラ式）の走行装置を備えたトラクタにも適用可能である。
図１の駆動装置７は、後輪１１の近傍に配置され、走行装置６の車輪又は履帯を駆動する交流式の駆動モータ（電動モータ）２１と、ボンネット３内に配置され、駆動モータ２１に電力を供給する燃料電池２２と、ボンネット３内に配置され、燃料電池２２から駆動モータ２１への電力供給を制御するコントローラ２３と、キャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置され、燃料電池２２に燃料用の水素ガスを供給する３本の水素タンク２５と、キャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置され、水素ガスを検知する水素ガス検知器（水素ガス検知部）５２と、キャビン５の天井壁４３に設けられ、水素ガス検知器５２が水素ガスを検知した時に開放するとともにキャビン５の内部空間Ｓ１と外部とを連通させる排気扉５３と、を備えて構成される。なお、本実施形態では、便宜上、水素タンク３本を配置した例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、１本もしくは３本以外の複数本の水素タンクを配置するように構成されてもよい。ここで、複数本の水素タンクはそれぞれ直列接続されてもよいしそれぞれ並列接続されてもよい。
駆動モータ２１の出力軸は伝動機構を介して間接的にもしくは直接的に後輪１１の車軸に連動連結されるとともに、二駆四駆切り替え機構を介して切り換え自在に前輪１２に連動連結される。また、燃料電池２２は、水素タンク２５から供給される水素ガスを外部から取り入れた空気（酸素）と反応させて発電し、その電力を駆動モータ２１に供給する。
また、コントローラ２３はインバータ機能を有し、燃料電池２２で発電される直流電気を交流電気に変換するとともに、周波数制御して駆動モータ２１の回転を制御する。さらに、ボンネット３内には、燃料電池２２から駆動モータ２１に供給される電力の余剰電気を蓄積するバッテリー２７が配置される。
３点リンク機構９は、車体２の後端下部に上下方向回動可能に支持された左右一対のロワリンク３１と、車体２の後端上部に上下方向回動自在に支持されるとともに油圧装置により駆動される左右一対のリフトアーム３２と、リフトアーム３２の後端部とロワリンク３１の中間部とを連結してリフトアーム３２の回動によりロワリンク３１を回動させる連結リンク３３と、アッパーリンク装着用のブラケット３４とを備えて構成される。左右一対のロワリンク３１の後端部とブラケット３４とに連結されたアッパーリンクにより各種作業装置を上下方向移動可能に支持する。また、ＰＴＯ軸１０にはドライブシャフトを介して各種作業装置の入力部が連結される。また、ＰＴＯ軸１０は駆動モータ２１から動力伝達されて回転する。ここで、作業装置は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置（ロールベーラ）等である。
次に、図１のキャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置される水素タンク２５、水素ガス検知器（水素ガス検知部）５２及び排気扉５３、並びにそれぞれの取り付け構造について詳細に説明する。
図１のキャビン５は、四隅から立ち上がる４本のキャビンフレーム（支柱）４１と、前面、右面及び後面を覆う透明の壁（符号なし）と、左面を覆う透明の乗降ドア４２と、天井壁４３とから構成される。ここで、操縦席４の前方にはハンドルなどを含む操縦装置４４が配置され、操縦席４の下にはキャビン５の内部空間Ｓ１の空調を行うエアコン（エアコンディショナ）ユニット４６が配置される。また、キャビン５の下方には、オペレータがキャビン５に乗り降りする際に足をかける乗降ステップ８が配置される。ここで、乗降ステップ８は、左側及び右側の各乗降ドア４２の下方に設けられている。
また、天井壁４３は、上下方向に対向する上側の第１壁４３ａと下側の第２壁４３ｂとから構成される二重構造を有し、第１壁４３ａと第２壁４３ｂとで挟まれた天井空間（ガイド通路）４５には３本の水素タンク２５が配置される。ここで、天井空間（ガイド通路）４５は第１壁４３ａと第２壁４３ｂとの空間を用いて構成される。また、３本の水素タンク２５は円筒状にそれぞれ形成され、幅方向に延びて、前後方向に等間隔にそれぞれ配置される。さらに、水素タンク２５はそれぞれゴム等の振動吸収部材４７を介して第１壁４３ａ及び第２壁４３ｂに支持される。ここで、第１壁４３ａの下面には、水素ガス検知器（水素ガス検知部）５２が設けられ、第１壁４３ａの前部にはスライド式の排気扉５３が設けられる。なお、排気扉５３は水素ガス検知器５２に連動するアクチュエータ（図示せず）が設けられ、水素ガス検知器５２が一定量以上の水素ガスを検知すると、自動的に排気扉５３が開放されて排気扉５３を介して天井空間４５内に漏洩した水素ガスが放出される。
図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面略図であり、水素タンク２５の配置及びエアコンユニット４６の外気導入経路Ｅの構造を明確化する。
図２を参照すると、エアコンユニット４６は冷房機能、暖房機能及び送風機能を有するとともに、外気を導入するための外気導入経路Ｅが接続される。外気導入経路Ｅは、エアコンユニット４６の左面の導入口からキャビン５の左側面に沿って上方に延びるように接続された複数のダクト４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄと、最上段のダクト４８ｄの上端
に連通する天井空間４５とから構成され、水素タンク２５を収納した天井空間４５を外気のガイド通路として利用する。天井空間４５の右端部には、外部に対して下向きに開口する外気取り入れ口５１が形成される。ここで、エアコンユニット４６は、キャビン５内に外気を導入するように構成される。詳細には、エアコンユニット４６の外気取り入れ口５１をキャビン５に設け、外気取り入れ口５１から取り入れられた外気が水素タンク２５の外周を通過する天井空間（ガイド通路）４５が設けられる。すなわち、外気導入経路Ｅは、外気取り入れ口５１から天井空間（ガイド通路）４５を右から左に横断し、天井空間（ガイド通路）４５の左端部から複数のダクト４８ｄ，４８ｃ，４８ｂを通って下方に延び、最終的に最下段のダクト４８ａを経てエアコンユニット４６に到達する。
水素タンク２５の口金２５ａ近傍には水素ガス検知器５２が配置され、天井壁４３の第１壁４３ａの下面に取り付けられる。
図３は、キャビン５の平面図（上面図）であり、外気取り入れ口５１は天井壁４３の右前端部に位置し、一方、最上段のダクト４８ｄの上端は、天井壁４３の左後端部に位置する。また、スライド式の排気扉５３は、水素タンク２５の口金２５ａ近傍に位置する。
図４は水素タンク２５の縦断面図であり、水素タンク２５は、水素ガスが充填される内部空間を有するライナー６０を有し、ライナー６０の外面に炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）層６１が被覆される。ここで、ライナー６０は高圧ガスを収容し、圧力を上昇させるかもしくは冷却することにより水素ガスを収容し、圧力を下降させるかもしくは加熱することにより水素ガスを放出する。また、水素タンク２５は、高圧水素タンクである。この構成によれば、大量の水素ガスを収容することが可能となるとともに、水素タンクがより軽量化となるので、取り扱いがより容易となるとともに車両重量をより軽量化することが可能となる。
以上のように構成された、水素タンク２５が搭載されたトラクタ１の動作および作用について以下に説明する。
まず、本実施形態に係る作業機であるトラクタ１に搭載された燃料電池２２を利用した駆動装置７の基本的な動作を説明する。燃料電池２２は、高圧の水素タンク２５から供給される水素ガスを、外気から取り入れた空気（酸素）と反応させることより発電する。この時、排出される物質は水だけであり、二酸化炭素等の有害物質は排出されない。
発電された直流の電力はコントローラ２３で交流に変換されるとともに周波数制御され、駆動モータ２１に供給され、駆動モータ２１の出力軸を所望の回転速度で回転させる。
駆動モータ２１の回転動力は、伝動機構を介して間接的にもしくは直接的に後輪１１の車軸に伝達され、後輪１１を回転させ、たとえば二輪駆動状態で走行する。また、必要に応じて、前輪１２にも回転動力を伝達し、四輪駆動状態で走行する。さらに、ＰＴＯ軸１０にも伝達され、作業装置を駆動する。
次に、エアコンユニット４６を作動させた場合、天井壁４３の外気取り入れ口５１から取り入れた外気は外気導入経路Ｅを通り、エアコンユニット４６に導入される。この導入過程において、水素タンク２５を収納する天井空間４５がガイド通路として利用されるので、天井空間４５内で水素タンク２５の周囲を外気が通過することにより、水素タンク２５が積極的に冷却される。すなわち、水素タンク２５の温度上昇を抑制することが可能となる。
ここで、トラクタ１が転倒した場合には、水素タンク２５はキャビン５の天井壁４３で
保護されているので、水素タンク２５の損傷を回避することができる。
また、天井空間４５内に水素ガスが漏洩すると、水素タンク２５の口金２５ａ近傍に配置された水素ガス検知器５２が漏洩した水素ガスを検知して即座に排気扉５３を開放する。従って、排気扉５３を介して、天井空間４５内に水素ガスが漏洩すると即座に漏洩した水素ガスを排出することが可能となる。
本実施形態における効果をまとめると次の通りである。
水素タンク２５をキャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置しているので、たとえば燃料電池のような発熱部材とともにボンネット内に収容する場合と比較すると、配置スペースをより確保しやすくなるとともに、水素タンク２５の温度上昇をより抑制することが可能となる。
キャビン５内に水素タンク２５を配置しているので、外部からの衝撃やトラクタ１の転倒などによる振動に対しても水素タンク２５を保護できる。
水素タンク２５は、ライナー６０の外面に炭素繊維強化樹脂層６１が被覆されているので、従来の高圧水素タンクと比較すると、より軽量化となる。従って、大量の水素ガスを収納することが可能となるとともに、水素タンク２５がより軽量化となるので、取り扱いがより容易となるとともに車両重量をより軽量化することが可能となる。
水素ガス検知器５２をキャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置しているので、水素ガスの漏洩があった場合でも、早期に水素ガス漏洩を検知でき、対処することが可能となる。
また、水素ガス検知器５２に連動する排気扉５３を天井壁４３（第１壁４３ａ）に設けているので、漏洩した水素ガスを検知すると自動的に、素早く排気扉５３を開放し、即座にキャビン５内から上方へ漏洩した水素ガスを排出することが可能となる。
キャビン５内の空気を調節するエアコンユニット４６を備えているので、高圧水素タンク用の冷却装置をわざわざ増設することなしに、水素タンク２５の周囲の温度を調節できる。さらに、天井壁４３の外気取り入れ口５１から取り入れる外気は、天井空間（ガイド通路４５）内の水素タンク２５の周囲を通過するので、エアコンユニット４６用の外気を効率良く水素タンク２５の冷却に利用することが可能となる。
キャビン５の天井壁４３を上側の第１壁４３ａと下側の第２壁４３ｂとから構成される二重構造を有し、第１壁４３ａと第２壁４３ｂとの間の天井空間４５をエアコンユニット４６の外気導入用のガイド通路として利用している。従って、エアコンユニット４６の外気導入用のガイド通路として増設することなしに既存の構造を流用しているので、車両のコスト低減及びコンパクト性を維持することが可能となる。
第１壁４３ａと第２壁４３ｂとの間の天井空間４５に水素タンク２５を配置しているので、外部障害物から高圧の水素タンク２５を保護する機能が向上する。
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、水素ガス検知器５２が一定量以上の水素ガスを検知すると、自動的に開放する排気扉５３を設けた。これに対して、本実施形態では、当該キャビン５の内部空間Ｓ１の換気を行う換気装置６３をさらに設けたことを特徴とする。
図５は本発明の第２実施形態に係る農業用のトラクタ１Ａの概略側面図である。図５の
トラクタ１Ａは、図１のトラクタ１と比較すると、キャビン５の右側壁の上部に換気装置６３が設けられたことが相違する。図５の換気装置６３は、少なくとも水素タンク２５が燃料電池２２に水素ガスを供給する間、キャビン５の内部空間Ｓ１の換気を行う。この構成により、キャビン５の内部空間Ｓ１の温度が高温化するのを抑制することができ、強いては、水素タンク２５が高温化するのをさらに抑制することが可能となる。
また、図５の換気装置６３は、ファン６３ａとモータ６３ｂとを備えており、モータ６３ｂは燃料電池２２から電力が供給されるとともにコントローラ２３に電気的に接続される。ここで、コントローラ２３は、水素タンク２５から燃料電池２２に水素ガスが供給されている間、モータ６３ｂを作動させて、キャビン５の内部空間Ｓ１の換気を行うように制御する。なお、モータ６３ｂは燃料電池２２から電力が供給されるように構成されたが、ボンネット３内に配置されたバッテリー２７からモータ６３ｂに電力が供給されるように構成されてもよい。また、コントローラ２３は、水素ガス検知器５２に電気的に接続され、水素ガス検知器５２が水素ガスの漏洩を検知すると、モータ６３ｂの回転数を上昇させるように制御して換気装置６３の換気の出力を上昇させる。この構成により、水素タンク２５からの水素ガスの漏洩が生じた時に、キャビン５内の漏洩した水素ガスをキャビン５の外部に排出することが可能となる。
以上のように構成された第２実施形態に係るトラクタ１Ａの動作は、第１実施形態に係るトラクタ１と同様である。
以上の実施の形態に係るトラクタ１Ａによれば、第１実施形態に係るトラクタ１に比較すると、キャビン５内に配置されている水素タンク２５が高温化するのを抑制できるとともに、水素ガス検知器５２が水素ガスを検知した時に換気装置６３のモータ６３ｂの出力を上昇させるので、水素ガスの漏洩が生じた時に、キャビン５内の漏洩した水素ガスをキャビン５の外部に排出することが可能となる。
［第３実施形態］
図６は本発明の第３実施形態に係る農業用のトラクタ１Ｂの概略側面図である。図６のトラクタ１Ｂは、図１のトラクタ１と比較すると、図１の天井空間４５をエアコンユニット４６の外気取入れ用のガイド通路として利用するのに対して、図６のトラクタ１Ｂでは、天井空間４５をエアコンユニット４６からキャビン５内に吐出される冷却風の冷却通路として利用することが相違する。
詳細には、図６を参照すると、操縦席４の下には、冷却風を発生させ、かつ、キャビン５内に冷却風を導入するエアコンユニット４６が設けられている。ここで、キャビン５の天井空間４５は、エアコンユニット４６で発生した冷却風の一部もしくは全部を水素タンク２５の周囲を通過させる冷却通路として利用される。すなわち、キャビン５には、エアコンユニット４６の冷却風導入口６５ａから冷却風又はその一部を天井空間（冷却通路）４５に導入するダクト６５ｂが設けられる。この構成により、エアコンユニット４６から導入された冷却風が水素タンク２５の外周を通過するので、水素タンク２５の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。
以上のように構成された第３実施形態に係るトラクタ１Ｂの動作は、第１実施形態に係るトラクタ１と同様である。
以上の実施の形態に係るトラクタ１Ｂによれば、第１実施形態に係るトラクタ１に比較すると、キャビン５の冷却用のエアコンユニット４６を水素タンク２５の冷却用としても流用できるので、冷却用の設備を増設することなしに水素タンク２５を冷却することができる。従って、冷却用設備増設のためのコストを削減することができるとともに冷却効果
を向上させることが可能となる。
［その他の実施形態］
（１）図７は、水素タンク２５の支持機構の変形例を示しており、円筒型の金属製収納ケース７０を使用した例を図示している。収納ケース７０の内面（載置面）７０ａには、タンク周方向に等間隔を置いてゴム製の複数の振動吸収部材７１が設けられている。収納ケース７０内には冷却用の水Ｗが貯留されており、この収納ケース７０内に水素タンク２５を収納し、３個の振動吸収部材７１により弾性的に支持している。ここで、水素タンク２５を収納する収納ケース７０を備え、該収納ケース７０には、水素タンク７０を冷却する水が貯留される。この構成によれば、高圧の水素タンク２５を積極的に効率良く冷却でき、また、外部からの衝撃もしくは振動に対しても、水Ｗによる緩衝により、衝撃もしくは振動をより吸収することが可能となる。また、水素タンク２５は、収納ケース７０の内部に形成された載置面に対して振動吸収部材７１を介して設置されるように構成されてもよい。
ここで、収納ケース７０は開閉可能な蓋７２を有し、ロッククランプ機構７３で蓋７２を液密状態に閉じることにより、収納ケース７０内を密封状態に維持できる。収納ケース７０は、たとえば図１の天井壁４３の天井空間４５内に配置されるか、もしくは、二重構造でない天井壁（図示せず）の下面に取り付けられる。
図７の変形例によると、高圧の水素タンク２５を積極的に効率良く冷却でき、また、外部からの衝撃もしくは振動に対しても、振動吸収部材７１による吸収作用並びに水Ｗによる緩衝により、衝撃もしくは振動をより吸収することが可能となる。
（２）本発明が適用される作業機は、農業用のトラクタには限定されず、キャビンを有する大型コンバイン、もしくはキャビンを有するバックホ－等の建設機械に適用可能である。
以上説明したように、本発明の第１の態様に係る作業機１は、車体２と、車体２を支持する走行装置６と、走行装置６を駆動する駆動装置７と、操縦席４を収容するキャビン５と、を備えた作業機１であって、駆動装置７は、走行装置６を駆動する駆動モータ２１と、駆動モータ２１に電力を供給する燃料電池２２と、燃料電池２２から駆動モータ２１への電力供給を制御するコントローラ２３と、燃料電池２２に燃料用の水素ガスを供給する水素タンク２５と、を有し、水素タンク２５は、キャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置されている。
この構成によれば、水素タンク２５をキャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置しているので、たとえば燃料電池２２のような発熱部材とともにボンネット３内に収容する場合と比較すると、配置スペースをより確保しやすくなるとともに、水素タンク２５の温度上昇をより抑制することが可能となる。
また、作業機１は、水素ガスを検知する水素ガス検知部５２をさらに備え、水素ガス検知部５２は、キャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置されている。
この構成によれば、水素ガス検知部５２をキャビン５の内部空間Ｓ１の上部に配置しているので、水素ガスの漏洩があった場合でも、早期に水素ガス漏洩を検知でき、対処することが可能となる。
また、キャビン５の天井壁４３には、水素ガス検知部５２が水素ガスを検知した時に開放し、且つキャビン５の内部空間Ｓ１と外部とを連通させる排気扉５３がさらに設けられ
ている。
この構成によれば、水素ガス検知部５２に連動する排気扉５３を天井壁４３に設けているので、漏洩した水素ガスを検知すると自動的に、素早く排気扉５３を開放し、即座にキャビン５内から上方へ漏洩した水素ガスを排出することが可能となる。
また、キャビン５には、当該キャビン５の内部空間Ｓ１の換気を行う換気装置６３がさらに設けられ、換気装置６３は、少なくとも水素タンク２５が燃料電池２２に水素ガスを供給する間、換気を行っている。
この構成によれば、少なくとも水素タンク２５が燃料電池２２に水素ガスを供給する間、キャビン５の内部空間Ｓ１の換気を行うので、キャビン５の内部空間Ｓ１の温度が高温化するのを抑制することができ、強いては、水素タンク２５が高温化を抑制することが可能となる。
また、作業機１は、水素ガスを検知する水素ガス検知部５２をさらに備え、換気装置６３は、水素ガス検知部５２が水素ガスを検知した時に換気の出力を上昇させる。
この構成によれば、水素タンク２５からの水素ガスの漏洩が生じた時に、キャビン５内の漏洩した水素ガスをキャビン５の外部に排出することが可能となる。
また、作業機１は、冷却風を発生させ、且つキャビン５内に当該冷却風を導入するエアコンユニット４６をさらに備え、キャビン５には、エアコンユニット４６から導入された冷却風が水素タンク２５の外周を通過する冷却通路を設けられている。
この構成によれば、エアコンユニット４６から導入された冷却風が水素タンク２５の外周を通過するので、水素タンク２５の温度上昇をさらに抑制することが可能となる。
また、作業機１は、キャビン５内に外気を導入するエアコンユニット４６をさらに備え、エアコンユニット４６の外気取り入れ口５１をキャビン５に設け、外気取り入れ口５１から取り入れられた外気が水素タンク２５の外周を通過するガイド通路４５を設けている。
この構成によれば、キャビン５内の空気を調節するエアコンユニット４６を備えているので、高圧水素タンク２５用の冷却装置をわざわざ増設することなしに、水素タンク２５の周囲の温度を調節できる。さらに、天井壁４３の外気取り入れ口５１から取り入れる外気は、天井空間（ガイド通路４５）内の水素タンク２５の周囲を通過するので、エアコンユニット４６用の外気を効率良く水素タンク２５の冷却に利用することが可能となる。
また、キャビン５の天井壁４３は上側の第１壁４３ａと下側の第２壁４３ｂとから構成された二重構造を有し、ガイド通路４５は第１壁４３ａと第２壁４３ｂとの空間を用いて構成されている。
この構成によれば、キャビン５の天井壁４３を上側の第１壁４３ａと下側の第２壁４３ｂとから構成される二重構造を有し、第１壁４３ａと第２壁４３ｂとの間の天井空間をエアコンユニット４６の外気導入用のガイド通路４５として利用している。従って、エアコンユニット４６の外気導入用のガイド通路４５として増設することなしに既存の構造を流用しているので、車両のコスト低減及びコンパクト性を維持することが可能となる。
また、キャビン５の天井壁４３は上側の第１壁４３ａと下側の第２壁４３ｂとから構成
された二重構造を有し、第１壁４３ａと第２壁４３ｂとの空間に水素タンク２５が配置されている。
この構成によれば、第１壁４３ａと第２壁４３ｂとの間の天井空間に水素タンク２５を配置しているので、外部障害物から高圧の水素タンク２５を保護する機能が向上する。
また、作業機１は、水素タンク２５を収納する収納ケース７０をさらに備え、収納ケース７０には、水素タンク２５を冷却する水が貯留される。
この構成によれば、高圧の水素タンク２５を積極的に効率良く冷却でき、また、外部からの衝撃もしくは振動に対しても、水による緩衝により、衝撃もしくは振動をより吸収することが可能となる。
また、作業機１は、水素タンク２５を収納する収納ケース７０をさらに備え、水素タンク２５は、収納ケース７０の内部に形成された載置面に対して振動吸収部材７１を介して設置されている。
この構成によれば、振動吸収部材７１による吸収作用により、衝撃もしくは振動をより吸収することが可能となる。
また、水素タンク２５は、水素ガスが充填される内部空間Ｓ１を有するライナーを有し、ライナーの外面に炭素繊維強化樹脂層６１が被覆されている。
この構成によれば、大量の水素ガスを収納することが可能となるとともに、水素タンク２５がより軽量化となるので、取り扱いがより容易となるとともに車両重量をより軽量化することが可能となる。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ トラクタ
２ 車体
３ ボンネット
４ 操縦席
５ キャビン
６ 走行装置
１１ 後輪
１２ 前輪
２１ 駆動モータ
２２ 燃料電池
２３ コントローラ
２５ 水素タンク
４１ キャビンフレーム
４３ 天井壁
４３ａ 第１壁
４３ｂ 第２壁
４４ 操縦装置
４５ 天井空間（ガイド通路、又は冷却通路として利用）
４６ エアコン（エアコンディショナ）ユニット
５１ 外気取り入れ口
５２ 水素ガス検知器（水素ガス検知部）
５３ 排気扉
６３ 換気装置
７０ 収納ケース
７１ 振動吸収部材
Ｅ 外気導入経路

Claims (12)

  1. 車体と、前記車体を支持する走行装置と、前記走行装置を駆動する駆動装置と、操縦席を収容するキャビンと、を備えた作業機であって、
    前記駆動装置は、前記走行装置を駆動する駆動モータと、前記駆動モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池から前記駆動モータへの電力供給を制御するコントローラと、前記燃料電池に燃料用の水素ガスを供給する水素タンクと、を有し、
    前記水素タンクは、前記キャビンの内部空間の上部に配置された、作業機。
  2. 水素ガスを検知する水素ガス検知部をさらに備え、
    前記水素ガス検知部は、前記キャビンの内部空間の上部に配置された、請求項１に記載の作業機。
  3. 前記キャビンの天井壁には、前記水素ガス検知部が水素ガスを検知した時に開放し、且つ前記キャビンの内部空間と外部とを連通させる排気扉がさらに設けられた、請求項２に記載の作業機。
  4. 前記キャビンには、当該キャビンの内部空間の換気を行う換気装置がさらに設けられ、
    前記換気装置は、少なくとも前記水素タンクが前記燃料電池に水素ガスを供給する間、前記換気を行う請求項１～３のうちのいずれか１つに記載の作業機。
  5. 水素ガスを検知する水素ガス検知部をさらに備え、
    前記換気装置は、前記水素ガス検知部が水素ガスを検知した時に前記換気の出力を上昇させる請求項４に記載の作業機。
  6. 冷却風を発生させ、且つ前記キャビン内に当該冷却風を導入するエアコンユニットをさらに備え、
    前記キャビンには、前記エアコンユニットから導入された冷却風が前記水素タンクの外周を通過する冷却通路を設けられている、請求項１～５のうちのいずれか１つに記載の作業機。
  7. 前記キャビン内に外気を導入するエアコンユニットをさらに備え、
    前記エアコンユニットの外気取り入れ口を前記キャビンに設け、前記外気取り入れ口から取り入れられた外気が前記水素タンクの外周を通過するガイド通路を設けた、請求項１～６のうちのいずれか１つに記載の作業機。
  8. 前記キャビンの天井壁は上側の第１壁と下側の第２壁とから構成された二重構造を有し、
    前記ガイド通路は前記第１壁と前記第２壁との空間を用いて構成された、請求項７に記載の作業機。
  9. 前記キャビンの天井壁は上側の第１壁と下側の第２壁とから構成された二重構造を有し、
    前記第１壁と前記第２壁との空間に前記水素タンクが配置された、請求項１～８のうちのいずれか１つに記載の作業機。
  10. 前記水素タンクを収納する収納ケースをさらに備え、
    前記収納ケースには、前記水素タンクを冷却する水が貯留される、請求項１～９のうちのいずれか１つに記載の作業機。
  11. 前記水素タンクを収納する収納ケースをさらに備え、
    前記水素タンクは、前記収納ケースの内部に形成された載置面に対して振動吸収部材を介して設置される、請求項１～１０のうちのいずれか１つに記載の作業機。
  12. 前記水素タンクは、水素ガスが充填される内部空間を有するライナーを有し、
    前記ライナーの外面に炭素繊維強化樹脂層が被覆される、請求項１～１１のうちのいずれか１つに記載の作業機。
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