WO2016006718A1 - ハイブリッド作業車両 - Google Patents

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WO2016006718A1
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cooling
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work vehicle
electric
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隼生 吉野
貴志 杉口
晃 大和
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
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    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid work vehicle.
  • hybrid work vehicles have been proposed that travel by driving force from an engine and driving force from an electric motor.
  • the hybrid work vehicle includes a radiator for cooling an electric device such as an inverter (hereinafter referred to as an “electric device radiator”).
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing the arrangement of a conventional electric radiator and the like. As shown in FIG. 8, in a conventional hybrid work vehicle, an engine radiator 132, an oil cooler 133, and an aftercooler 134 are arranged in a horizontal row, and an electric equipment radiator 131 is arranged on the front side thereof.
  • An object of the present invention is to improve the cooling efficiency of refrigerant in an electric equipment radiator.
  • the hybrid work vehicle includes an electric motor, an electric device, a fan, a partition member, and a cooling unit.
  • the electric device is electrically connected to the electric motor.
  • the fan generates cooling air.
  • a partition member forms the ventilation path which guides cooling air.
  • the cooling unit has a first cooling device and a second cooling device.
  • the first cooling device cools a refrigerant that cools at least one of the electric motor and the electric device.
  • the second cooling device is disposed on the side of the first cooling device.
  • the cooling unit is arranged so as to block the ventilation path.
  • the conventional electric equipment radiator 131 has been arranged independently on the upstream side of the cooling air with respect to the other radiators.
  • the electric appliance radiator 131 is arranged in this way, the outside air passes through a region where the electric appliance radiator 131 is not arranged so as to avoid the electric appliance radiator 131 as indicated by an arrow A in FIG.
  • the present inventors have found that it flows downstream of 131.
  • the 1st cooling device which concerns on this invention is arrange
  • the ventilation path may not be completely blocked by the cooling unit.
  • the hybrid work vehicle further includes a third cooling device.
  • the third cooling device is disposed on the downstream side of the cooling air with respect to the first cooling device.
  • the first cooling device has a first inlet and a first outlet
  • the third cooling device has a second inlet and a second outlet.
  • the first inlet is disposed at one of the upper part and the lower part of the first cooling device and faces the upstream side of the cooling air.
  • the first outlet is disposed on the other of the upper part and the lower part of the first cooling device and faces the upstream side of the cooling air.
  • the second inlet is disposed at one of the upper part and the lower part of the third cooling device and faces the downstream side of the cooling air.
  • the second outlet is disposed on the other of the upper part and the lower part of the third cooling device and faces the downstream side of the cooling air.
  • the electric device is disposed upstream of the cooling air with respect to the cooling unit.
  • the electric device includes a battery that stores electric power generated by the electric motor, and an inverter that converts electric power from direct current to alternating current.
  • the long side of the inverter is shorter than the long side of the battery.
  • the inverter is arranged close to the first cooling device in the long side direction of the inverter. According to this configuration, it is possible to suppress the cooling air from being blocked by the inverter and to sufficiently send the outside air to the first cooling device.
  • the hybrid work vehicle further includes a hydraulic oil tank that stores hydraulic oil.
  • the third cooling device is an oil cooler that cools the hydraulic oil.
  • the third cooling device has a first surface facing the first cooling device and a second surface facing away from the first surface.
  • the hydraulic oil tank is disposed on the side facing the second surface. According to this configuration, the pipe connecting the hydraulic oil tank and the third cooling device can be efficiently installed.
  • the hybrid work vehicle further includes a control valve for controlling the flow rate of the hydraulic oil.
  • the control valve is disposed on the side facing the second surface. According to this configuration, the piping connecting the control valve and the third cooling device can be efficiently installed.
  • the cooling unit further includes a filling member disposed between the first cooling device and the second cooling device. According to this configuration, a sufficient amount of outside air can be sent by each cooling device.
  • the cooling unit further includes a fourth cooling device disposed on a side of the second cooling device.
  • the second cooling device is an engine radiator that cools the refrigerant for the engine.
  • the hybrid work vehicle includes an electric motor, an electric device, a fan, a first cooling device, and a third cooling device.
  • the electric device is electrically connected to the electric motor.
  • the fan generates cooling air.
  • the first cooling device cools at least one refrigerant of the electric motor and the electric device.
  • the third cooling device is disposed on the downstream side of the cooling air with respect to the first cooling device.
  • the first cooling device has a first inlet and a first outlet.
  • the first inlet is disposed at one of the upper part and the lower part of the first cooling device and faces the upstream side of the cooling air.
  • the first outlet is disposed on the other of the upper part and the lower part of the first cooling device and faces the upstream side of the cooling air.
  • the third cooling device has a second inlet and a second outlet.
  • the second inlet is disposed at one of the upper part and the lower part of the third cooling device and faces the downstream side of the cooling air.
  • the second outlet is disposed on the other of the upper part and the lower part of the third cooling device and faces the downstream side of the cooling air.
  • the cooling efficiency of the refrigerant in the electric equipment radiator can be improved.
  • the perspective view of a hydraulic excavator The top view which shows an engine compartment.
  • FIG. 1 is a perspective view of a hydraulic excavator 100.
  • the excavator 100 includes a vehicle main body 101 and a work implement 10.
  • the excavator 100 performs a desired work using the work machine 10.
  • the hydraulic excavator 100 is a hybrid hydraulic excavator, and includes an engine 4, a generator motor 5, a swing motor 6, and the like as will be described later (see FIG. 7).
  • energy generated when the vehicle body turns is decelerated is converted into electric energy by the turning electric motor and stored in the battery 71.
  • the stored electric energy is used as auxiliary energy during engine acceleration through the generator motor 5.
  • the turning electric motor 6 corresponds to the electric motor of the present invention.
  • the vehicle body 101 includes a traveling body 102 and a turning body 103.
  • the traveling body 102 includes a pair of traveling devices 104 and 105.
  • the traveling device 104 has a crawler belt 106, and the traveling device 105 has a crawler belt 107.
  • the traveling devices 104 and 105 cause the excavator 100 to travel by obtaining driving force from the engine 4 and the generator motor 5 described later to drive the crawler belts 106 and 107.
  • the turning body 103 is placed on the traveling body 102 and is provided so as to be able to turn with respect to the traveling body 102.
  • the turning body 103 turns in an arbitrary direction by the turning electric motor 6.
  • the swing body 103 includes a cab 108, a fuel tank 109, a hydraulic oil tank 110, and an engine chamber 111.
  • the fuel tank 109 stores fuel for driving the engine 4.
  • the fuel tank 109 is disposed in front of the hydraulic oil tank 110.
  • the hydraulic oil tank 110 stores hydraulic oil.
  • the hydraulic oil tank 110 is arranged side by side with the fuel tank 109 in the front-rear direction. In the vehicle width direction, the fuel tank 109 and the hydraulic oil tank 110 are disposed at one end, and the cab 108 is disposed at the other end. In the present embodiment, the fuel tank 109 and the hydraulic oil tank 110 are disposed at the right end in the vehicle width direction, and the cab 108 is disposed at the left end.
  • the engine chamber 111 is disposed behind the cab 108, the fuel tank 109, and the hydraulic oil tank 110.
  • the engine chamber 111 is located at the rear part of the revolving structure 103.
  • the engine chamber 111 extends in the vehicle width direction.
  • the work machine 10 is attached to the front part of the revolving structure 103.
  • the work machine 10 is driven by hydraulic oil.
  • the work machine 10 includes a boom 11, an arm 12, a bucket 13, a boom cylinder 14, an arm cylinder 15, and a bucket cylinder 16.
  • the working machine 10 according to the present embodiment includes a pair of boom cylinders 14.
  • the base end portion of the boom 11 is rotatably connected to the swing body 103. Further, the base end portion of the arm 12 is rotatably connected to the tip end portion of the boom 11. Bucket 13 is rotatably connected to the tip of arm 12.
  • Each boom cylinder 14, arm cylinder 15 and bucket cylinder 16 are hydraulic cylinders and are driven by hydraulic oil. Each cylinder 14 to 16 is driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump (not shown). Each boom cylinder 14 operates the boom 11.
  • the arm cylinder 15 operates the arm 12.
  • the bucket cylinder 16 operates the bucket 13.
  • the work machine 10 is driven by driving these cylinders 14-16.
  • FIG. 2 is a plan view showing the inside of the engine chamber 111.
  • the cooling fan 2, the partition member 30, the cooling unit 3, the engine 4, the generator motor 5, the capacitor 71, the inverter 72, and the like are accommodated in the engine chamber 111.
  • the engine chamber 111 is partitioned by a vehicle body cover 111a, an engine hood (not shown), a partition wall (not shown), and the like.
  • the engine chamber 111 communicates with the outside through a vent hole (not shown) formed in the vehicle body cover 111a.
  • the cooling fan 2 is configured to generate cooling air.
  • the partition member 30 has an air passage 30a that guides cooling air.
  • the partition member 30 has a plate shape and defines an air passage 30a.
  • the cooling fan 2 is disposed at one end of the ventilation path 30a.
  • the cooling air generated by the cooling fan 2 flows through the ventilation path 30a.
  • the ventilation path 30a extends in the direction in which the cooling air flows.
  • the cooling fan 2 sucks outside air into the engine chamber 111 from the outside of the engine chamber 111 by rotating.
  • the cooling air generated by the cooling fan 2 is along the vehicle width direction. Further, the cooling air generated by the cooling fan 2 is rectified in the ventilation path 30a.
  • the cooling unit 3 is arranged so as to block the ventilation path 30a.
  • the cooling unit 3 is arrange
  • the cooling unit 3 closes the ventilation path 30a at the other end of the ventilation path 30a.
  • the cooling unit 3 includes a first cooling device 31, a second cooling device 32, a third cooling device 33, and a fourth cooling device 34.
  • the cooling unit 3 further includes a filling member 35 for filling the gaps between the cooling devices.
  • the filling member 35 is a sponge sheet, for example.
  • the first cooling device 31 is an electric equipment radiator that cools the refrigerant for the battery 71 and the inverter 72. Note that the refrigerant cooled by the first cooling device 31 also cools the swing motor 6. Inside the first cooling device 31, a refrigerant for cooling the inverter 72 and the battery 71 flows.
  • the 1st cooling device 31 is arrange
  • the first cooling device 31 is disposed in front of the vehicle among the cooling units 3.
  • a filling member 35 is disposed between the first cooling device 31 and the partition plate 30a.
  • FIG. 3 is a front view of the cooling unit 3 as viewed from the upstream side of the cooling air.
  • the first cooling device 31 has a first inlet 31a and a first outlet 31b.
  • the refrigerant is supplied into the first cooling device 31 through the first inlet 31a and discharged from the first cooling device 31 through the first outlet 31b.
  • the first inlet 31a and the first outlet 31b face the upstream side of the cooling air.
  • the first inlet 31 a is located at the upper end of the first cooling device 31, and the first outlet 31 b is located at the lower end of the first cooling device 31.
  • a first supply pipe 301a is connected to the first inlet 31a, and a first discharge pipe 301b is connected to the first outlet 31b.
  • the first supply pipe 301a and the first discharge pipe 301b connect an electric device 7 (to be described later) and the first cooling device 31.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the flow of the refrigerant cooled by the first cooling device 31.
  • the refrigerant cooled by the first cooling device 31 is supplied in this order to the capacitor 71, the inverter 72, and the swing motor 6, and cools the capacitor 71, the inverter 72, and the swing motor 6.
  • the third cooling device 33 is disposed so as to face the first cooling device 31.
  • the third cooling device 33 is disposed on the downstream side of the cooling air with respect to the first cooling device 31.
  • the third cooling device 33 is, for example, an oil cooler that cools hydraulic oil.
  • FIG. 5 is a rear view of the cooling unit 3 as viewed from the downstream side of the cooling air.
  • the 3rd cooling device 33 has the 2nd inlet 33a and the 2nd outlet 33b.
  • hydraulic fluid is supplied in the 3rd cooling device 33 via the 2nd inlet 33a, and is discharged
  • the second inlet 33a and the second outlet 33b face the downstream side of the cooling air.
  • the second inlet 33 a is located at the lower end of the third cooling device 33, and the second outlet 33 b is located at the upper end of the third cooling device 33.
  • a second supply pipe 302a is connected to the second inlet 33a, and a second discharge pipe 302b is connected to the second outlet 33b.
  • the second supply pipe 302 a connects the third cooling device 33 and the control valve 112, and the second discharge pipe 302 b connects the third cooling device 33 and the hydraulic oil tank 110.
  • the second cooling device 32 is disposed on the side of the first cooling device 31.
  • the second cooling device 32 is disposed on the side of the first cooling device 31 in the orthogonal direction substantially orthogonal to the direction in which the ventilation path 30a extends.
  • the orthogonal direction extends horizontally. In the present embodiment, the orthogonal direction is parallel to the vehicle longitudinal direction.
  • the 1st cooling device 31 and the 2nd cooling device 32 are located in a line in the vehicle front-back direction.
  • the second cooling device 32 is thicker than the first cooling device 31.
  • the second cooling device 32 has a size larger than that of the first cooling device 31 in the direction in which the ventilation path 30 a extends.
  • the second cooling device 32 is disposed on an extension line of the rotation axis of the cooling fan 2.
  • the wind receiving surface of the first cooling device 31 and the wind receiving surface of the second cooling device 32 are disposed on substantially the same plane. Note that the air receiving surface of each cooling device is a surface facing the upstream side of the cooling air.
  • the 2nd cooling device 32 is an engine radiator which cools the refrigerant for engines, for example.
  • a filling member 35 is disposed between the second cooling device 32 and the first and third cooling devices 31 and 33.
  • the fourth cooling device 34 is disposed on the side of the second cooling device 32.
  • the fourth cooling device 34 is disposed on the side of the second cooling device 32 in the orthogonal direction. In the orthogonal direction, the first cooling device 31, the second cooling device 32, and the fourth cooling device 34 are arranged in this order.
  • the wind receiving surface of the fourth cooling device 31 is disposed on substantially the same plane as the wind receiving surfaces of the first and second cooling devices 31 and 32.
  • the fourth cooling device 34 is, for example, an aftercooler for cooling the compressed supercharged air.
  • a filling member 35 is disposed between the fourth cooling device 34 and the second cooling device 32.
  • a filling member 35 is also disposed between the fourth cooling device 34 and the partition plate 30a. As described above, the ventilation path 30 a is blocked by the first cooling device 31, the second cooling device 32, and the fourth cooling device 34. Further, the gap between the cooling devices is filled with the filling member 35. Note that the air passage 30a may not be completely blocked.
  • the electrical equipment 7 is arranged on the upstream side of the cooling air of the cooling unit 3.
  • the electric device 7 is cooled by the refrigerant from the first cooling device 31.
  • the electric device 7 is electrically connected to the swing motor 6.
  • FIG. 6 is a side view showing the inside of the engine chamber 111.
  • the electric device 7 includes a capacitor 71 and an inverter 72.
  • the battery 71 stores the electric power generated by the turning electric motor 6.
  • the inverter 72 converts the electric power generated by the turning electric motor 6 from direct current to alternating current.
  • the inverter 72 is arranged on the upper surface of the battery 71.
  • the battery 71 and the inverter 72 extend along the direction in which the first cooling device 31 and the second cooling device 32 are arranged.
  • the battery 71 and the inverter 72 extend in the orthogonal direction. In the present embodiment, the battery 71 and the inverter 72 extend in the front-rear direction.
  • the long side of the inverter 72 is shorter than the long side of the battery 71. In the orthogonal direction, the inverter 72 is shorter than the battery 71.
  • the inverter 72 is arranged in a direction away from the first cooling device 31 in the orthogonal direction.
  • the capacitor 71 extends from the first cooling device 31 to the fourth cooling device 34 in the orthogonal direction.
  • the inverter 72 extends from the second cooling device 32 to the fourth cooling device 34 in the orthogonal direction.
  • the inverter 72 is arranged so as not to obstruct the flow of the cooling air flowing to the first cooling device 31.
  • FIG. 7 is a plan view showing the arrangement of each member.
  • the third cooling device 33 has a first surface 331 that faces the first cooling device 31, and a second surface 332 that faces away from the first surface 331.
  • the first surface 331 faces the first side (left side) in the vehicle width direction
  • the second surface 332 faces the second side (right side) in the vehicle width direction.
  • the hydraulic oil tank 110 is disposed on the side where the second surface 332 faces.
  • the control valve 112 is also arranged on the side where the second surface 332 faces. Note that the control valve 112 is configured to control the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic equipment.
  • the electric device 7 is disposed on the side where the first surface 331 faces.
  • the condenser 71 and the inverter 72 are arranged on the first side (left side) in the vehicle width direction with the cooling unit 3 as a reference, and the hydraulic oil tank 110 and the control valve 112 are arranged on the second side (right side) in the vehicle width direction. ing. In the vehicle width direction, the electric device 7, the cooling unit 3, the control valve 112, and the hydraulic oil tank 110 are arranged in this order.
  • the hydraulic excavator 100 can improve the cooling efficiency of the refrigerant in the first cooling device 31 as compared with the conventional hydraulic excavator.
  • the conventional electric equipment radiator 131 is arranged independently on the upstream side of the cooling air with respect to the other radiators. For this reason, as shown by the arrow A in FIG. 8, the outside air flows downstream of the electric equipment radiator 131 through a region where the electric equipment radiator 131 is not disposed so as to avoid the electric equipment radiator 131.
  • the 1st cooling device 31 is arrange
  • the outside air flows so as to pass through the cooling devices 31 to 34 of the cooling unit 3 as indicated by an arrow A in FIG. For this reason, the outside air sufficiently passes through the first cooling device 31 and the cooling efficiency of the refrigerant in the first cooling device 31 can be improved.
  • the first cooling device 31 is not arranged on the upstream side of the cooling unit 3, and is arranged in the ventilation path 30 a as a part of the cooling unit 3. For this reason, the space of the upstream of the cooling unit 3 can be ensured, and maintenance of the cooling unit 3 etc. can be made easy by extension. Moreover, since the 1st cooling device 31 is not arrange
  • the first cooling device 31 is not arranged alone but as a part of the cooling unit 3, the first cooling device 31 is supported by a support member that supports the other cooling devices 32-34. be able to. Unlike the prior art, there is no need to separately provide a support member for the first cooling device 31.
  • the cooling unit 3 includes the first to fourth cooling devices 31 to 34, but is not particularly limited thereto.
  • the cooling unit 3 may not include the fourth cooling device 34.
  • the cooling unit 3 may further include another cooling device.
  • the order of the cooling devices in the orthogonal direction is not particularly limited to the order of the above embodiment.
  • the present invention is applied to a hydraulic excavator, but the present invention can also be applied to other hybrid work vehicles such as a wheel loader or a motor grader.

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Abstract

油圧ショベルは、電動機、電気機器（７）、冷却ファン（２）、仕切部材（３０）、及び冷却ユニット（３）を備えている。電気機器（７）は、電動機と電気的に接続される。冷却ファン（２）は、冷却風を発生させる。仕切部材（３０）は、冷却風を導く通風路（３０ａ）を有する。冷却ユニット（３）は、通風路（３０ａ）を塞ぐように配置される。冷却ユニット（３）は、第１及び第２冷却装置（３１，３２）を有する。第１冷却装置（３１）は、電気機器（７）用の冷媒を冷却する。第２冷却装置（３２）は、第１冷却装置（３１）の側方に配置される。

Description

ハイブリッド作業車両
　本発明は、ハイブリッド作業車両に関するものである。
　近年、エンジンからの駆動力と電動機からの駆動力とによって走行するハイブリッド作業車両が提案されている。ハイブリッド作業車両は、エンジンラジエータ、オイルクーラ、アフタクーラなどの従来の冷却装置に加えて、インバータなどの電気機器を冷却するためのラジエータ（以下、「電気機器ラジエータ」と称する）を備えている。
　図８は、従来の電気ラジエータなどの配置を示す概略平面図である。図８に示すように、従来のハイブリッド作業車両では、エンジンラジエータ１３２、オイルクーラ１３３、及びアフタクーラ１３４が横一列に配置され、その前面側に電気機器ラジエータ１３１が配置されている。
特開２０１２－４１８１９号公報
　上述したようなハイブリッド作業車両では、電気機器ラジエータにおける冷媒の冷却効率を向上させたいという要望がある。
　本発明の課題は、電気機器ラジエータにおける冷媒の冷却効率を向上させることにある。
　本発明の第１側面に係るハイブリッド作業車両は、電動機と、電気機器と、ファンと、仕切部材と、冷却ユニットと、を備えている。電気機器は、電動機と電気的に接続されている。ファンは、冷却風を生成する。仕切部材は、冷却風を導く通風路を形成する。冷却ユニットは、第１冷却装置及び第２冷却装置を有する。第１冷却装置は、電動機及び電気機器の少なくとも一方を冷却する冷媒を冷却する。第２冷却装置は、第１冷却装置の側方に配置される。冷却ユニットは、通風路を塞ぐように配置される。
　従来の電気機器ラジエータ１３１は、図８に示すように、他のラジエータに対して、冷却風の上流側に単独で配置されていた。このように電気機器ラジエータ１３１が配置されると、外気は、図８の矢印Ａのように、電気機器ラジエータ１３１を避けるように、電気機器ラジエータ１３１が配置されていない領域を通って電気機器ラジエータ１３１の下流へと流れてしまうことを本発明者らは見出した。これに対して、本発明に係る第１冷却装置は、冷却風を導く通風路を塞ぐ冷却ユニットの一部として配置されている。このため、外気は、冷却ユニットの各冷却装置を通過するように流れる。このため、第１冷却装置にも十分に外気が通過し、第１冷却装置における冷媒の冷却効率を向上させることができる。なお、通風路は冷却ユニットによって完全に封鎖されていなくてもよい。
　好ましくは、ハイブリッド作業車両は、第３冷却装置をさらに備える。第３冷却装置は、第１冷却装置に対して、冷却風の下流側に配置される。第１冷却装置は第１入口及び第１出口を有し、第３冷却装置は第２入口及び第２出口を有する。第１入口は、第１冷却装置の上部及び下部の一方に配置され且つ冷却風の上流側を向く。第１出口は、第1冷却装置の上部及び下部の他方に配置され且つ冷却風の上流側を向く。第２入口は、第３冷却装置の上部及び下部の一方に配置され且つ冷却風の下流側を向く。第２出口は、第３冷却装置の上部及び下部の他方に配置され且つ冷却風の下流側を向く。この構成によれば、第１冷却装置及び第３冷却装置に接続される配管を効率よく設置することができる。
　好ましくは、電気機器は、冷却ユニットに対して、冷却風の上流側に配置される。電気機器は、電動機によって生成される電力を蓄電する蓄電器と、電力を直流から交流に変換するインバータと、を有する。インバータの長辺は、蓄電器の長辺よりも短い。インバータは、インバータの長辺方向において第１冷却装置から離れる方向に寄せられて配置される。この構成によれば、インバータによる冷却風の妨げを抑制し、第１冷却装置へ外気を十分に送ることができる。
　好ましくは、ハイブリッド作業車両は、作動油を貯留する作動油タンクをさらに備える。第３冷却装置は、作動油を冷却するオイルクーラである。第３冷却装置は、第１冷却装置と対向する第１面と、第１面と反対を向く第２面とを有する。作動油タンクは、第２面が向く側に配置される。この構成によれば、作動油タンクと第３冷却装置とを接続する配管を効率よく設置することができる。
　好ましくは、ハイブリッド作業車両は、作動油の流量を制御する制御バルブをさらに備える。制御バルブは、第２面が向く側に配置される。この構成によれば、制御バルブと第３冷却装置とを接続する配管を効率よく設置することができる。
　好ましくは、冷却ユニットは、第１冷却装置と第２冷却装置との間に配置される充填部材をさらに有する。この構成によれば、各冷却装置により十分な量の外気を送ることができる。
　好ましくは、冷却ユニットは、第２冷却装置の側方に配置される第４冷却装置をさらに有する。
　好ましくは、第２冷却装置は、エンジン用の冷媒を冷却するエンジンラジエータである。
　本発明の第２側面に係るハイブリッド作業車両は、電動機と、電気機器と、ファンと、第１冷却装置と、第３冷却装置とを備えている。電気機器は、電動機と電気的に接続される。ファンは、冷却風を生成する。第１冷却装置は、電動機及び電気機器の少なくとも一方の冷媒を冷却する。第３冷却装置は、第１冷却装置に対して、冷却風の下流側に配置される。第１冷却装置は、第１入口及び第１出口を有する。第１入口は、当該第１冷却装置の上部及び下部の一方に配置され且つ冷却風の上流側を向く。第１出口は、第１冷却装置の上部及び下部の他方に配置され且つ冷却風の上流側を向く。第３冷却装置は、第２入口及び第２出口を有する。第２入口は、当該第３冷却装置の上部及び下部の一方に配置され且つ冷却風の下流側を向く。第２出口は、第３冷却装置の上部及び下部の他方に配置され且つ冷却風の下流側を向く。この構成によれば、第１冷却装置及び第３冷却装置に接続される配管を効率よく設置することができる。
　本発明によれば、電気機器ラジエータにおける冷媒の冷却効率を向上させることができる。
油圧ショベルの斜視図。 エンジン室内を示す平面図。 冷却風の上流側から見た冷却ユニットの正面図。 第１冷却装置によって冷却される冷媒の流れを示すブロック図。 冷却風の下流側から見た冷却ユニットの背面図。 エンジン室内を示す側面図。 各部材の配置を示す平面図。 従来の油圧ショベルにおける電気機器ラジエータの配置を示す概略平面図。
　以下、本発明に係る作業車両の実施形態である油圧ショベル１００について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、「前」及び「後」とは車両本体１０１の前後を意味する。また、以下の説明における「右」、「左」、「上」、及び「下」とは運転席から前方を見た状態を基準とする方向を示す。「車幅方向」と「左右方向」とは同義である。
　図１は、油圧ショベル１００の斜視図である。図１に示すように、油圧ショベル１００は、車両本体１０１と作業機１０とを備えている。油圧ショベル１００は、作業機１０を用いて所望の作業を行う。また、この油圧ショベル１００は、ハイブリッド型の油圧ショベルであり、後述するようにエンジン４、発電電動機５、及び旋回電動機６などを備えている（図７参照）。油圧ショベル１００では、車体旋回の減速時に発生するエネルギーが旋回電動機によって電気エネルギーに変換されて蓄電器７１に蓄えられる。この蓄えられた電気エネルギーは、発電電動機５を通じてエンジン加速時の補助エネルギーとして用いられる。なお、旋回電動機６が、本発明の電動機に相当する。
　車両本体１０１は、走行体１０２と旋回体１０３とを有する。走行体１０２は、一対の走行装置１０４，１０５を有する。走行装置１０４は履帯１０６を有し、走行装置１０５は履帯１０７を有する。走行装置１０４，１０５は、後述するエンジン４及び発電電動機５から駆動力を得て各履帯１０６，１０７を駆動することによって、油圧ショベル１００を走行させる。
　旋回体１０３は、走行体１０２上に載置され、走行体１０２に対して旋回可能に設けられる。旋回体１０３は、旋回電動機６によって、任意の方向に旋回する。旋回体１０３は、キャブ１０８、燃料タンク１０９、作動油タンク１１０、及びエンジン室１１１を有する。
　燃料タンク１０９は、エンジン４を駆動するための燃料を貯留する。燃料タンク１０９は、作動油タンク１１０の前方に配置される。作動油タンク１１０は、作動油を貯留する。作動油タンク１１０は、燃料タンク１０９と前後方向に並んで配置されている。車幅方向において、燃料タンク１０９及び作動油タンク１１０は一方の端部に配置され、キャブ１０８は他方の端部に配置される。本実施形態では、燃料タンク１０９及び作動油タンク１１０は車幅方向の右端部に配置され、キャブ１０８は左端部に配置されている。
　エンジン室１１１は、キャブ１０８、燃料タンク１０９、及び作動油タンク１１０の後方に配置される。エンジン室１１１は、旋回体１０３の後部に位置している。エンジン室１１１は、車幅方向に延びている。
　作業機１０は、旋回体１０３の前部に取り付けられている。作業機１０は、作動油によって駆動される。作業機１０は、ブーム１１、アーム１２、バケット１３、ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５、及びバケットシリンダ１６を有する。なお、本実施形態の作業機１０は、一対のブームシリンダ１４を有する。
　ブーム１１の基端部は、旋回体１０３に回転可能に連結される。また、アーム１２の基端部はブーム１１の先端部に回転可能に連結される。バケット１３は、アーム１２の先端部に回転可能に連結される。各ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５およびバケットシリンダ１６は、油圧シリンダであり、作動油によって駆動される。各シリンダ１４～１６は、油圧ポンプ（図示省略）から吐出された作動油によって駆動される。各ブームシリンダ１４は、ブーム１１を動作させる。アームシリンダ１５は、アーム１２を動作させる。バケットシリンダ１６は、バケット１３を動作させる。これらのシリンダ１４～１６が駆動されることによって作業機１０が駆動される。
　図２は、エンジン室１１１内を示す平面図である。図２に示すように、エンジン室１１１内には、冷却ファン２、仕切部材３０、冷却ユニット３、エンジン４、発電電動機５、蓄電器７１、及びインバータ７２などが収容されている。エンジン室１１１は、車体カバー１１１ａ、エンジンフード（図示省略）、及び隔壁（図示省略）などによって区切られている。エンジン室１１１は、車体カバー１１１ａに形成された通気孔（図示省略）を介して外部と連通している。
　冷却ファン２は、冷却風を生成するように構成されている。仕切部材３０は、冷却風を導く通風路３０ａを有している。仕切部材３０は、板状であって、通風路３０ａを画定している。冷却ファン２は、この通風路３０ａの一端部に配置されている。冷却ファン２によって生成された冷却風は、この通風路３０ａ内を流れる。通風路３０ａは、冷却風が流れる方向に延びている。冷却ファン２は、回転することによってエンジン室１１１の外部から外気をエンジン室１１１内に吸い込む。この冷却ファン２によって生成される冷却風は、車幅方向に沿う。また、冷却ファン２によって生成された冷却風は、通風路３０ａ内で整流される。
　上記通風路３０ａを塞ぐように、冷却ユニット３が配置されている。冷却ユニット３は、通風路３０ａの他端部に配置されている。冷却ユニット３は、通風路３０ａの他端部において、通風路３０ａを塞いでいる。冷却ユニット３は、第１冷却装置３１、第２冷却装置３２、第３冷却装置３３、及び第４冷却装置３４を有している。また、冷却ユニット３は、各冷却装置間の隙間を埋めるための充填部材３５をさらに有している。充填部材３５は、例えばスポンジシートである。
　第１冷却装置３１は、蓄電器７１及びインバータ７２用の冷媒を冷却する電気機器ラジエータである。なお、この第１冷却装置３１によって冷却された冷媒は、旋回電動機６も冷却する。第１冷却装置３１の内部には、インバータ７２及び蓄電器７１を冷却するための冷媒が流れている。第１冷却装置３１は、通風路３０ａが延びる方向と直交する直交方向において、端部に配置されている。第１冷却装置３１は、冷却ユニット３の中で最も車両前方に配置されている。第１冷却装置３１と仕切り板３０ａとの間には充填部材３５が配置されている。
　図３は、冷却風の上流側から見た冷却ユニット３の正面図である。図３に示すように、第１冷却装置３１は、第１入口３１ａと第１出口３１ｂとを有している。冷媒は、第１入口３１ａを介して第１冷却装置３１内に供給され、第１出口３１ｂを介して第１冷却装置３１から排出される。第１入口３１ａ及び第１出口３１ｂは、冷却風の上流側を向いている。第１入口３１ａは第１冷却装置３１の上端部に位置しており、第１出口３１ｂは第１冷却装置３１の下端部に位置している。この第１入口３１ａには第１供給管３０１ａが接続されており、第１出口３１ｂには第１排出管３０１ｂが接続されている。第１供給管３０１ａ及び第１排出管３０１ｂは、後述する電気機器７と第１冷却装置３１とを接続している。
　図４は、第１冷却装置３１によって冷却される冷媒の流れを示すブロック図である。図４に示すように、第１冷却装置３１によって冷却された冷媒は、蓄電器７１、インバータ７２、旋回電動機６にこの順で供給され、蓄電器７１、インバータ７２、及び旋回電動機６を冷却する。
　図２に示すように、第３冷却装置３３は、第１冷却装置３１と対向するように配置されている。第３冷却装置３３は、第１冷却装置３１に対して、冷却風の下流側に配置されている。第３冷却装置３３は、例えば、作動油を冷却するオイルクーラである。
　図５は、冷却風の下流側から見た冷却ユニット３の背面図である。図５に示すように、第３冷却装置３３は、第２入口３３ａと第２出口３３ｂとを有している。第３冷却装置３３がオイルクーラの場合、作動油は、第２入口３３ａを介して第３冷却装置３３内に供給され、第２出口３３ｂを介して第３冷却装置３３から排出される。第２入口３３ａ及び第２出口３３ｂは、冷却風の下流側を向いている。第２入口３３ａは第３冷却装置３３の下端部に位置しており、第２出口３３ｂは第３冷却装置３３の上端部に位置している。この第２入口３３ａには第２供給管３０２ａが接続されており、第２出口３３ｂには第２排出管３０２ｂが接続されている。第２供給管３０２ａは、第３冷却装置３３と制御バルブ１１２とを接続しており、第２排出管３０２ｂは第３冷却装置３３と作動油タンク１１０とを接続している。
　図２に示すように、第２冷却装置３２は、第１冷却装置３１の側方に配置される。第２冷却装置３２は、通風路３０ａが延びる方向と実質的に直交する直交方向において、第１冷却装置３１の側方に配置されている。なお、直交方向は、水平に延びている。本実施形態では、直交方向は、車両前後方向と平行である。車両前後方向において、第１冷却装置３１と第２冷却装置３２とが並んでいる。第２冷却装置３２は、第１冷却装置３１よりも厚い。通風路３０ａが延びる方向において、第２冷却装置３２は、第１冷却装置３１よりも大きいサイズを有する。第２冷却装置３２は、冷却ファン２の回転軸の延長線上に配置されている。第１冷却装置３１の受風面と、第２冷却装置３２の受風面とは実質的に同一の平面上に配置される。なお、各冷却装置の受風面は、冷却風の上流側を向いている面である。第２冷却装置３２は、例えば、エンジン用の冷媒を冷却するエンジンラジエータである。第２冷却装置３２と第１及び第３冷却装置３１，３３との間には、充填部材３５が配置されている。
　第４冷却装置３４は、第２冷却装置３２の側方に配置されている。第４冷却装置３４は、直交方向において、第２冷却装置３２の側方に配置されている。直交方向において、第１冷却装置３１、第２冷却装置３２、第４冷却装置３４の順に並んでいる。第４冷却装置３１の受風面は、第１及び第２冷却装置３１、３２の受風面と実質的に同一の平面上に配置されている。第４冷却装置３４は、例えば、圧縮された過給空気を冷却するためのアフタクーラである。第４冷却装置３４と第２冷却装置３２との間には、充填部材３５が配置されている。また、第４冷却装置３４と仕切り板３０ａとの間にも充填部材３５が配置されている。以上のように、通風路３０ａは、第１冷却装置３１、第２冷却装置３２、及び第４冷却装置３４によって塞がれている。また、各冷却装置の間の隙間を充填部材３５によって埋めている。なお、通風路３０ａは完全に塞がれていなくてもよい。
　この冷却ユニット３の冷却風の上流側に、電気機器７が配置されている。電気機器７は、第１冷却装置３１からの冷媒によって冷却される。電気機器７は、旋回電動機６に電気的に接続されている。図６は、エンジン室１１１内を示す側面図である。図６に示すように、電気機器７は、蓄電器７１及びインバータ７２を有している。蓄電器７１は、旋回電動機６によって生成される電力を蓄電する。また、インバータ７２は、旋回電動機６によって生成された電力を直流から交流に変換する。インバータ７２は、蓄電器７１の上面に配置されている。
　蓄電器７１及びインバータ７２は、第１冷却装置３１と第２冷却装置３２とが並ぶ並び方向に沿って延びている。蓄電器７１及びインバータ７２は、直交方向に延びている。本実施形態では、蓄電器７１及びインバータ７２は、前後方向に延びている。
　インバータ７２の長辺は、蓄電器７１の長辺よりも短い。直交方向において、インバータ７２は、蓄電器７１よりも短い。そして、インバータ７２は、直交方向において、第１冷却装置３１から離れる方向に寄せられて配置されている。蓄電器７１は、直交方向において、第１冷却装置３１から第４冷却装置３４まで延びている。そして、インバータ７２は、直交方向において、第２冷却装置３２から第４冷却装置３４まで延びている。第１冷却装置３１へ流れる冷却風の流れを妨害しないようにインバータ７２は配置されている。
　図７は、各部材の配置を示す平面図である。図７に示すように、第３冷却装置３３は、第１冷却装置３１と対向する第１面３３１と、第１面３３１と反対を向く第２面３３２とを有している。第１面３３１は、車幅方向の第１側（左側）を向いており、第２面３３２は、車幅方向の第２側（右側）を向いている。
　作動油タンク１１０は、第２面３３２が向く側に配置されている。また、制御バルブ１１２も、第２面３３２が向く側に配置されている。なお、制御バルブ１１２は、油圧機器へ供給される作動油の流量を制御するように構成されている。電気機器７は、第１面３３１が向く側に配置されている。冷却ユニット３を基準にして、車幅方向の第１側（左側）に蓄電器７１及びインバータ７２が配置され、車幅方向の第２側（右側）に作動油タンク１１０及び制御バルブ１１２が配置されている。車幅方向において、電気機器７、冷却ユニット３、制御バルブ１１２、作動油タンク１１０の順に配置されている。
　以上のように、上述した本実施形態における油圧ショベル１００は、従来の油圧ショベルに比べて、第１冷却装置３１における冷媒の冷却効率を向上させることができる。図８に示すように、従来の電気機器ラジエータ１３１は、他のラジエータに対して、冷却風の上流側に単独で配置されている。このため、外気は、図８の矢印Ａのように、電気機器ラジエータ１３１を避けるように、電気機器ラジエータ１３１が配置されていない領域を通って電気機器ラジエータ１３１の下流へと流れてしまう。これに対して、第１冷却装置３１は、図２に示すように、通風路３０ａを塞ぐ冷却ユニット３の一部として配置されている。このため、外気は、図２の矢印Ａのように、冷却ユニット３の各冷却装置３１～３４を通過するように流れる。このため、第１冷却装置３１にも十分に外気が通過し、第１冷却装置３１における冷媒の冷却効率を向上させることができる。
　また、第１冷却装置３１は、冷却ユニット３の上流側に配置されておらず、冷却ユニット３の一部として通風路３０ａに配置されている。このため、冷却ユニット３の上流側のスペースを確保することができ、ひいては冷却ユニット３などのメンテナンスを容易にすることができる。また、冷却ユニット３の上流側に第１冷却装置３１が配置されていないため、冷却ユニット３を従来の冷却ユニットよりも冷却風の上流側に配置することができる。この結果、冷却ユニット３と冷却ファン２との距離を長くすることができ、ひいては、通風路３０ａにおける整流効果を向上させることができる。また、第１冷却装置３１が単独で配置されるのではなく、冷却ユニット３の一部として配置されるため、他の冷却装置３２～３４を支持する支持部材によって第１冷却装置３１を支持することができる。従来のように、第１冷却装置３１用の支持部材を別途設ける必要が無い。
　［変形例］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　例えば、上記実施形態では、冷却ユニット３は、第１から第４冷却装置３１～３４を有しているが、特にこれに限定されない。例えば、冷却ユニット３は、第４冷却装置３４を有していなくてもよい。また、冷却ユニット３は、さらに他の冷却装置を有していてもよい。
　また、直交方向における各冷却装置の順番は特に上記実施形態の順番に限定されない。
　上記実施形態では、本発明を油圧ショベルに適用しているが、本発明は、ホイールローダ、又はモータグレーダなどの他のハイブリッド作業車両にも適用することができる。
　２　　冷却ファン
　３　　冷却ユニット
　３０　　仕切部材
　３０ａ　　通風路
　３１　　第１冷却装置
　３２　　第２冷却装置
　３３　　第３冷却装置
　６　　旋回電動機

Claims (8)

  1. 　電動機と、
    　前記電動機と電気的に接続される電気機器と、
    　冷却風を生成するファンと、
    　前記冷却風を導く通風路を形成する仕切部材と、
    　前記電動機及び前記電気機器の少なくとも一方を冷却する冷媒を冷却する第１冷却装置、及び前記第１冷却装置の側方に配置される第２冷却装置、を有し、前記通風路を塞ぐように配置される冷却ユニットと、
    を備える、
    ハイブリッド作業車両。
  2. 　前記第１冷却装置に対して、前記冷却風の下流側に配置される第３冷却装置をさらに備え、
    　前記第１冷却装置は、当該第１冷却装置の上部及び下部の一方に配置され且つ前記冷却風の上流側を向く第１入口と、当該第1冷却装置の上部及び下部の他方に配置され且つ前記冷却風の上流側を向く第１出口と、を有し、
    　前記第３冷却装置は、当該第３冷却装置の上部及び下部の一方に配置され且つ前記冷却風の下流側を向く第２入口と、当該第３冷却装置の上部及び下部の他方に配置され且つ前記冷却風の下流側を向く第２出口と、を有する、
    請求項１に記載のハイブリッド作業車両。
  3. 　前記電気機器は、前記冷却ユニットに対して、前記冷却風の上流側に配置され、
    　前記電気機器は、前記電動機によって生成される電力を蓄電する蓄電器と、前記蓄電器の上面に配置され前記電力を直流から交流に変換するインバータと、を有し、
    　前記インバータの長辺は、前記蓄電器の長辺よりも短く、
    　前記インバータは、前記インバータの長辺方向において前記第１冷却装置から離れる方向に寄せられて配置される、
    　請求項１又は２に記載の作業車両。
  4. 　作動油を貯留する作動油タンクをさらに備え、
    　前記第３冷却装置は、前記作動油を冷却するオイルクーラであり、
    　前記第３冷却装置は、前記第１冷却装置と対向する第１面と、前記第１面と反対を向く第２面とを有し、
    　前記作動油タンクは、前記第２面が向く側に配置される、
    請求項１から３のいずれかに記載のハイブリッド作業車両。
  5. 　前記第２面が向く側に配置され、前記作動油の流量を制御する制御バルブをさらに備える、
    請求項４に記載のハイブリッド作業車両。
  6. 　前記冷却ユニットは、前記第１冷却装置と前記第２冷却装置との間に配置される充填部材をさらに有する、
    請求項１から５のいずれかに記載のハイブリッド作業車両。
  7. 　前記冷却ユニットは、前記第２冷却装置の側方に配置される第４冷却装置をさらに有する、
    請求項１から６のいずれかに記載のハイブリッド作業車両。
  8. 　前記第２冷却装置は、前記エンジン用の冷媒を冷却するエンジンラジエータである、
    請求項１から７のいずれかに記載のハイブリッド作業車両。 
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