WO2023119929A1 - 電動作業車 - Google Patents

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WO2023119929A1
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motor
inverter
coolant
radiator
refrigerant
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岡崎一人
河端真一
青木啓太
松本隆之介
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株式会社クボタ
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Definitions

  • the present invention relates to an electric working vehicle in which a traveling device is driven by a motor.
  • an electric working vehicle drives a traveling device with a motor (electric motor).
  • An electric working vehicle is equipped with a running battery, an inverter, etc. to drive a motor, and a DC/DC converter for converting the voltage of electric power supplied to various auxiliary machines.
  • the electric working vehicle includes a radiator and a cooling path for cooling the motor, inverter, DC/DC converter, and the like.
  • the cooling path is a path through which the coolant cooled by the radiator circulates to the radiator through the motor, inverter, DC/DC converter, and the like.
  • the motor in operation generates a large amount of heat, so it is cooled by the coolant.
  • a cooling path (cooling water path) is provided on the surface of the motor (motor unit), and the motor is cooled by heat exchange with a coolant (cooling water) flowing through the cooling path.
  • the three-phase current (three-phase alternating current) that drives the motor is generated by the inverter.
  • the inverter includes power transistors such as IGBTs that generate three-phase alternating current with a predetermined frequency. Since the IGBT in operation generates a large amount of heat, it is cooled by a coolant.
  • an IGBT power transistor
  • a laminated cooler through which a coolant passes.
  • inverters In addition to IGBTs, inverters also have capacitors, resistors, etc., which need to be cooled. Therefore, there is a demand for more efficient cooling of the components that make up the inverter, including the IGBTs.
  • An object of the present invention is to efficiently cool objects to be cooled, such as motors and inverter parts.
  • an electric working vehicle includes a machine body, a traveling device provided on the machine body, a motor for driving the traveling device, and an inverter for supplying power to the motor.
  • an electrical component, a DC/DC converter that converts the voltage of the electric power supplied to the electrical component, a radiator that cools a coolant, and the coolant cooled by the radiator is the motor, the inverter, and the DC a cooling path circulating around a /DC converter to the radiator, the cooling path returning from the radiator through the inverter, the motor, the DC/DC converter in this order, and back to the radiator.
  • Devices such as inverters, motors, and DC/DC converters generate heat during operation. Also, these devices may fail due to the effects of heat. Therefore, the equipment is cooled during operation.
  • the motor generates a large amount of heat during operation.
  • the inverter generates less heat than the motor, it generally has lower heat resistance than the motor and is greatly affected by heat.
  • the DC/DC converter generates a small amount of heat and is less likely to malfunction due to heat than the motor and the inverter.
  • the coolant flowing through the cooling path of the electric working vehicle cools the inverter, the motor, and the DC/DC converter in that order.
  • the inverter which has low heat resistance and should be cooled first, can be cooled first.
  • the motor since the motor generates a large amount of heat, the temperature of the coolant after it cools the motor by exchanging heat with the motor rises significantly, and the cooling performance of the coolant decreases.
  • the refrigerant cools the inverter before the motor, so the inverter is properly cooled.
  • the amount of heat generated by the inverter is smaller than that of the motor, and the amount of heat generated by the motor is large. Therefore, the motor can be appropriately cooled even with the refrigerant after cooling the inverter.
  • DC/DC converters generate less heat and require less cooling than inverters. Therefore, the coolant after cooling the motor can sufficiently cool the DC/DC converter.
  • the coolant flowing through the cooling path can efficiently and appropriately cool the inverter, motor, and DC/DC converter.
  • the radiator, the inverter, and the motor may be arranged in order from the front in the front-rear direction of the aircraft, with the forward direction of the aircraft as the front.
  • the radiator, the inverter, and the motor are arranged in the order in which the coolant cools them, so that the cooling path can be efficiently configured, and the inverter, the motor, and the DC/DC converter can be efficiently cooled. can be done.
  • the DC/DC converter may be arranged laterally on one side of the radiator in the left-right direction perpendicular to the front-rear direction.
  • a cooling path is provided from the DC/DC converter to the radiator.
  • the cooling path from the DC/DC converter to the radiator is efficiently constructed by arranging the DC/DC converter and the radiator side by side.
  • a portion of the cooling path extending from the inverter to the motor is connected to the motor on the other side of the motor in the left-right direction, and the cooling path extends from the motor to the DC/DC.
  • the part towards the converter may be connected to the motor on said one side of the motor.
  • the cooling path from the motor to the DC/DC converter is provided on the side where the DC/DC converter is arranged in the left-right direction.
  • the cooling path from the inverter to the motor and the cooling path from the motor to the DC/DC converter are distributed to the left and right sides of the motor.
  • the vehicle may further include a driving battery that stores electric power supplied to the motor via the inverter, the inverter being disposed below the driving battery, and the inverter overlapping the driving battery in a plan view. You can
  • an electric utility vehicle includes a machine body, a traveling device provided on the machine body, a motor for driving the traveling device, and a radiator for cooling a refrigerant.
  • the motor includes a motor coolant channel through which the coolant circulates around a surface area of the motor; an inflow portion that is connected to the motor coolant flow path and serves as an inlet through which the coolant flowing through the cooling path flows into the motor coolant flow path; a discharge portion serving as an outlet through which the coolant is discharged to the cooling path, wherein the inflow portion and the discharge portion are arranged above a horizontal center line passing through the vertical center of the motor when viewed from the front, In addition, they are distributed to both sides of a vertical center line passing through the center of the motor in the width direction.
  • the motor which has a main structure (main body portion) whose cross section is circular centered on the rotation axis, narrows vertically (height direction) and horizontally (width direction) when viewed from the front.
  • the inflow part and the discharge part can be separately arranged in the left and right corners of the arrangement area. Therefore, it is possible to reduce the occupied area of the entire motor including the inflow portion and the discharge portion in the height direction and the width direction of the machine body, and improve the efficiency of arranging the motor.
  • the interior angles formed by the lines may be 30° or more and 55° or less.
  • the inflow portion and the discharge portion are arranged in a region between a straight line in contact with the upper end of the motor and the horizontal center line, and are in contact with one side end of the motor in the width direction. It may be arranged in a region between a vertical line and a second vertical line in contact with the other end of the motor in the width direction.
  • the inflow section and the outflow section do not protrude from the main structure of the motor in the width direction and the height direction, and the area occupied by the entire motor including the inflow section and the outflow section in the airframe is reduced. , the motor placement efficiency can be improved.
  • the motor coolant channel is spirally provided along the peripheral side surface of the motor, and the coolant that has flowed in from the inflow portion flows toward the side of the width direction where the discharge portion is arranged.
  • it may be a route that flows toward the discharge portion after going around the peripheral side surface.
  • the length of the motor coolant flow path is the sum of the length of the circumferential side of the motor and the distance between the inflow portion and the discharge portion along the circumferential side. Therefore, the length of the motor coolant flow path can be efficiently increased, and the cooling efficiency of the motor can be improved.
  • the motor further includes a three-phase power terminal to which a three-phase current is input and a signal terminal for signals, and the three-phase power terminal is arranged below the horizontal center line when viewed from the front.
  • the signal terminals may be arranged in the vicinity of the horizontal center line when viewed from the front, and the three-phase power supply terminals and the signal terminals may be provided eccentrically in the width direction.
  • the distance between the three-phase power supply terminal and the signal terminal can be efficiently lengthened. Therefore, mutual influence of signal noise is suppressed, and the reliability of the current (signal) flowing through the three-phase power supply terminal and the signal terminal can be improved.
  • the motor may be cantilevered by the vertical plate and arranged above the bottom plate and between the pair of side plates. good.
  • the motors can be arranged efficiently.
  • a hydraulic pump for supplying hydraulic oil may be further provided, and the hydraulic pump may be arranged laterally outside of the motor and held by the vertical plate.
  • the motor and hydraulic pump can be arranged efficiently.
  • an electric working vehicle includes a machine body, a traveling device provided on the machine body, a motor for driving the traveling device, and a power supply to the motor. a radiator for cooling a coolant; and a cooling path through which the coolant cooled by the radiator circulates to the radiator around at least the inverter, wherein the inverter includes a mounting plate to form a closed space.
  • an inverter case a capacitor held by the mounting plate in the sealed space and smoothing the input direct current, and a DC current supplied from the capacitor held by the mounting plate in the sealed space a power transistor that converts the frequency of the power transistor into a three-phase alternating current, a resistor that is held by the mounting plate in the sealed space and discharges the power of the inverter, and a resistor that is provided inside the mounting plate and circulates in the inverter. and an inverter coolant channel through which the coolant for cooling the capacitor, the power transistor, and the resistor flows, the power transistor having a heat sink, and the inverter coolant channel directed toward the sealed space.
  • the heat sink penetrates through the through hole and protrudes into the inverter coolant flow path.
  • the capacitor, power transistor, and resistor mounted on the inverter are efficiently cooled by heat exchange with the refrigerant through the mounting plate of the inverter case.
  • the heat sink of the power transistor penetrates through the through hole of the mounting plate and protrudes into the inverter coolant flow path. With such a configuration, the heat sink is in direct contact with the coolant, so that the power transistor, which generates a large amount of heat, can be efficiently dissipated and cooled.
  • the inverter includes an O-ring closing a space between the outer peripheral portion of the power transistor and the inner peripheral portion of the through hole.
  • Such a configuration improves the airtightness between the power transistor and the inverter case, and suppresses the refrigerant from leaking into the inverter case through the through holes.
  • the inverter coolant channel has a protruding portion in which the mounting plate protrudes toward the power transistor in a region that overlaps with the arrangement position of the power transistor in the inverter coolant channel.
  • the inverter coolant channel narrows toward the power transistor in the projecting region of the heat sink, which is the position where the inverter coolant channel cools the power transistor.
  • the coolant flows accurately while being in contact with the heat sink, the flow velocity of the coolant increases, and the power transistor can be efficiently cooled.
  • the inverter refrigerant flow path may have a refrigerant reservoir in the refrigerant inflow region, and the cross-sectional area of the refrigerant reservoir may be larger than the cross-sectional area of the other inverter refrigerant flow paths.
  • the refrigerant that has flowed into the inverter refrigerant flow path is temporarily stored in the refrigerant reservoir, and a sufficient amount of refrigerant flows out into the inverter refrigerant flow path.
  • the inside of the inverter coolant flow path is filled with the coolant with high accuracy, and the coolant can efficiently cool the components such as the capacitor, the power transistor, and the resistor.
  • the coolant may cool the capacitor, the power transistor, and the resistor in this order.
  • capacitors have lower heat resistance than power transistors.
  • Power transistors generate more heat during operation than capacitors. Resistors are less likely to thermally fail than capacitors and power transistors, so cooling needs are less.
  • the refrigerant cools the object to be cooled by exchanging heat with the object to be cooled. Furthermore, since the power transistor generates a large amount of heat, the cooling capacity of the coolant after cooling the power transistor is lowered. From the above, it is preferable to preferentially cool the condenser. Also, the coolant preferably cools the capacitor before cooling the power transistor.
  • the inverter coolant flow path is formed so that the coolant cools the capacitor, the power transistor, and the resistor in that order, so that the capacitor, power transistor, and resistor can be cooled efficiently and in a well-balanced manner.
  • a temperature sensor for measuring the temperature of the coolant may be provided between the position for cooling the capacitor and the position for cooling the power transistor in the inverter coolant flow path.
  • the condenser As mentioned above, it is preferable to preferentially cool the condenser. Moreover, since the power transistor generates a large amount of heat, it is important to control the temperature of the coolant flowing through the power transistor in order to sufficiently cool the power transistor.
  • the temperature of the refrigerant after cooling the condenser is too high, it can be determined that the condenser may not be sufficiently cooled. can judge. Further, if the temperature of the coolant after cooling the condenser is too high, it can be determined that the condenser is not sufficiently cooled, or that there is a possibility that the power transistor cannot be sufficiently cooled.
  • the cooling efficiency of the capacitor and the power transistor is confirmed by measuring the temperature of the coolant flowing between the capacitor and the power transistor in the inverter coolant flow path, and the capacitor and the power transistor are efficiently cooled. be able to.
  • the measured temperature of the coolant is about room temperature, it can be determined that the amount of heat generated by the capacitor is small or sufficiently cooled, and that the power transistor can be cooled with high accuracy. Therefore, control can be performed to reduce or stop the circulation speed of the refrigerant. Further, if the measured temperature of the refrigerant is equal to or higher than a predetermined temperature, control can be performed to increase the circulation speed of the refrigerant, and control such as stopping the operation of the inverter can be performed as necessary. can.
  • FIG. 1 is a front view of a tractor
  • FIG. FIG. 4 is a left side view illustrating the arrangement of inverters and the like; It is a figure which shows the flow of power transmission.
  • 4 is a plan view illustrating a schematic configuration of a cooling path
  • FIG. FIG. 4 is a front view illustrating the essential parts of the arrangement of motors
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a motor coolant flow path
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a configuration of main parts of an inverter
  • FIG. 9 is a cross-sectional left side view showing a main part of a cross section taken along IX-IX in FIG. 8; It is a bottom view which illustrates a structure of IGBT.
  • FIG. 9 is a cross-sectional left side view showing a main part of a cross section taken along line XI-XI of FIG. 8;
  • tractor An electric tractor (hereinafter simply referred to as a tractor) will be described below as an example of an electric work vehicle. As shown in FIGS. 1 and 2 , the tractor includes left and right front wheels 10 , left and right rear wheels 11 , and a cover member 12 .
  • the tractor includes a body frame 2 and a driving section 3.
  • the body frame 2 is supported by left and right front wheels 10 and left and right rear wheels 11 .
  • the cover member 12 is arranged in the front part of the fuselage.
  • the operating section 3 is provided behind the cover member 12 .
  • the cover member 12 is arranged in front of the driving section 3 .
  • the driving section 3 has a protective frame 30, a driver's seat 31, and a steering wheel 32.
  • An operator can sit on the driver's seat 31 . This allows the operator to get on the driving section 3 .
  • the steering wheel 32 By operating the steering wheel 32, the left and right front wheels 10 are steered. The operator can perform various driving operations in the driving section 3 .
  • the tractor is equipped with a running battery 4. Further, the cover member 12 is configured to be swingable around an opening/closing axis Q extending in the lateral direction of the machine body. Thereby, the cover member 12 is configured to be openable and closable. When cover member 12 is closed, driving battery 4 is covered with cover member 12 .
  • the tractor includes an inverter 14 and a motor M.
  • the running battery 4 supplies electric power to the inverter 14 .
  • Inverter 14 converts the DC power from running battery 4 into AC power (three-phase AC) and supplies it to motor M.
  • FIG. The motor M is driven by AC power supplied from the inverter 14 .
  • the tractor includes a hydrostatic continuously variable transmission 15 and a transmission 16.
  • the hydrostatic continuously variable transmission 15 has a hydraulic pump 15a and a hydraulic motor 15b.
  • the hydraulic pump 15a is driven by rotational power supplied from the motor M. Rotational power is output from the hydraulic motor 15b by driving the hydraulic pump 15a.
  • the hydrostatic continuously variable transmission 15 changes the rotational power between the hydraulic pump 15a and the hydraulic motor 15b. Further, the hydrostatic continuously variable transmission 15 is configured so that the gear ratio can be changed steplessly.
  • the rotational power output from the hydraulic motor 15b is transmitted to the transmission 16.
  • the rotational power transmitted to the transmission 16 is changed in speed by a gear transmission mechanism of the transmission 16 and distributed to the left and right front wheels 10 and the left and right rear wheels 11 .
  • the left and right front wheels 10 and the left and right rear wheels 11 are driven.
  • the tractor also has a mid PTO shaft 17 and a rear PTO shaft 18, as shown in FIGS.
  • Rotational power output from the motor M is distributed to the hydraulic pump 15a, the mid PTO shaft 17, and the rear PTO shaft 18. Thereby, the mid PTO shaft 17 and the rear PTO shaft 18 rotate.
  • a working device is connected to the mid PTO shaft 17 or the rear PTO shaft 18, the rotating power of the mid PTO shaft 17 or the rear PTO shaft 18 drives the working device.
  • a mower 19 is connected to the mid PTO shaft 17 in this embodiment.
  • the rotary power of the mid PTO shaft 17 drives the lawn mower 19 .
  • the inverter 14 converts the current supplied from the running battery 4 into a three-phase alternating current (three-phase current) of a predetermined frequency, and supplies the motor M with the three-phase alternating current (three-phase current).
  • the motor M is driven according to the frequency of the supplied three-phase alternating current.
  • the inverter 14 and the motor M generate heat during operation. Therefore, the inverter 14 and the motor M are cooled during operation in order to suppress failures due to heat.
  • the tractor cooling mechanism will be described below with reference to FIGS. 3 and 5. FIG.
  • the tractor has a DC/DC converter 21 as a device that generates heat during operation.
  • the DC/DC converter 21 supplies electric power to various auxiliary machines of the tractor.
  • the DC/DC converter 21 drops (converts) the electric power supplied from the running battery 4 to a voltage corresponding to each auxiliary machine, and supplies the electric power to each auxiliary machine.
  • a cooling mechanism for cooling the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21, which are objects to be cooled, includes a radiator 23, an electric pump 24, and a cooling path 26.
  • the radiator 23 cools the coolant that cools the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21.
  • the radiator 23 cools the coolant with the air that flows from the front of the fuselage.
  • the refrigerant cools the object to be cooled that has generated heat by exchanging heat with the object to be cooled.
  • the cooling path 26 is a path through which the coolant flows, and is a path that goes from the radiator 23 to the object to be cooled and returns to the radiator 23 .
  • the cooling path 26 is a pipe-shaped member having a hollow interior and an arbitrary cross-sectional shape, and a coolant flows through the hollow portion.
  • the electric pump 24 sucks the cooled coolant from the radiator 23 and circulates it through the cooling path 26 .
  • the coolant may be cooling water, antifreeze liquid, cooling gas, etc., as long as it can flow through the cooling path 26 and appropriately exchange heat with the object to be cooled.
  • the radiator 23 is provided in the center part in the left-right direction of the fuselage in the front part of the fuselage so as to be slightly eccentric to the left lateral side.
  • the DC/DC converter 21 is provided on the right lateral side of the radiator 23 so as to be aligned with the radiator 23 in the left-right direction. Since the radiator 23 and the DC/DC converter 21 are provided in the front part of the fuselage, it is easy for air to flow from the front of the fuselage.
  • the electric pump 24 is provided behind and below the radiator 23, near the center in the left-right direction of the fuselage.
  • the inverter 14 is provided in the vicinity of the central portion in the left-right direction of the fuselage on the rear side of the radiator 23 .
  • Inverter 14 is provided below running battery 4 and is arranged to overlap running battery 4 in a plan view.
  • the inverter 14 is provided inside the arrangement area of the running battery 4 in plan view.
  • the motor M is provided in the vicinity of the center in the left-right direction of the fuselage on the rear side of the inverter 14 .
  • the motor M is provided below the driving battery 4 and overlaps the driving battery 4 in a plan view.
  • the motor M is provided inside the arrangement area of the driving battery 4 in plan view.
  • the electric pump 24 sucks the coolant cooled by the radiator 23 from the radiator 23 through the cooling path 26A of the cooling path 26.
  • the electric pump 24 circulates the sucked coolant through the cooling path 26 , circulates the coolant in the order of the inverter 14 , the motor M, and the DC/DC converter 21 , and then circulates it to the radiator 23 .
  • the refrigerant discharged from the electric pump 24 is circulated to the inverter 14 through the cooling path 26B of the cooling path 26.
  • the cooling path 26B is provided upward through the right side of the electric pump 24 and connected to the right front portion of the inverter 14 .
  • the refrigerant that has flowed through the inverter 14 flows out from the rear left portion of the inverter 14 into the cooling path 26C of the cooling path 26 .
  • the refrigerant that has flowed out of inverter 14 is circulated to motor M through cooling path 26C.
  • the cooling path 26C is connected to an inlet 28 provided on the left side of the motor M and on the upper side.
  • the coolant that has flowed through the motor M flows out to the cooling path 26 ⁇ /b>D of the cooling path 26 from the discharge portion 29 provided on the right side and upper side of the motor M.
  • the refrigerant flowing out of the motor M is circulated to the DC/DC converter 21 through the cooling path 26D.
  • the cooling path 26 ⁇ /b>D is connected to the DC/DC converter 21 through the right side and below the inverter 14 .
  • the coolant that has flowed through the DC/DC converter 21 flows out to the cooling path 26E of the cooling path 26 provided between the DC/DC converter 21 and the radiator 23.
  • the coolant flows from the radiator 23 through the cooling path 26 by the electric pump 24 , the inverter 14 , the motor M, and the DC/DC converter 21 in this order, and is circulated to the radiator 23 .
  • the cooling path 26 is efficiently configured according to the arrangement positions of the radiator 23, the electric pump 24, the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21.
  • the inverter 14 since the inverter 14 generates a three-phase alternating current for controlling the motor M, it generally has lower heat resistance than the motor M and tends to heat up more than the DC/DC converter 21 . Therefore, the inverter 14 needs to be sufficiently cooled in order to suppress failure due to the influence of heat, and is preferably cooled preferentially compared to the motor M and the DC/DC converter 21 .
  • the motor M generally has higher heat resistance than the inverter 14, it generates a larger amount of heat than the inverter 14.
  • the DC/DC converter 21 generates less heat than the inverter 14 and the motor M, and requires less cooling. In addition, since the DC/DC converter 21 is arranged at a position where air can easily flow, it can be expected to be cooled by the air.
  • the coolant passes through the cooling path 26 and circulates from the radiator 23 to the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21 in this order, and circulates to the radiator 23.
  • the coolant flows through the inverter 14 before the motor M, which generates a large amount of heat.
  • the refrigerant cools the object to be cooled by heat exchange with the object to be cooled. Therefore, the temperature of the coolant flowing through the motor M, which generates a large amount of heat, rises compared to that after flowing through the inverter 14, and the cooling capacity of the coolant after flowing through the motor M greatly decreases.
  • the coolant After being cooled by the radiator 23, the coolant first circulates through the inverter 14, which has a high cooling priority, before the motor M. Inverter 14 can be cooled.
  • the coolant retains a sufficient cooling capacity even after flowing through the inverter 14, and can sufficiently cool the motor M.
  • the DC/DC converter 21 generates less heat than the inverter 14 and the motor M, and the cooling capacity required for the refrigerant is also small. 21 can be cooled.
  • the cooling mechanism according to the present embodiment can efficiently cool the inverter 14 , the motor M, and the DC/DC converter 21 with the refrigerant flowing through the cooling path 26 .
  • the body frame 2 includes a plate-like bottom plate 2A, a pair of left and right side plates 2B, and a vertical plate 2C.
  • the pair of side plates 2B are plate-shaped members, and are erected at both end portions of the bottom plate 2A in the left-right direction (width direction) of the machine body.
  • the vertical plate 2C is a plate-like member and is provided so as to be orthogonal to each of the bottom plate 2A and the pair of side plates 2B.
  • the motor M is arranged above the bottom plate 2A and cantilevered on the front surface of the vertical plate 2C.
  • the motor M includes a body portion 34 and a plate-shaped mounting plate 35 provided at the rear portion of the body portion 34 .
  • a mounting plate 35 of the motor M is supported on the front surface of the vertical plate 2C.
  • the motor M has a body portion 34 arranged between the pair of side plates 2B.
  • the hydraulic pump 6 is supported on the front surface of the vertical plate 2C so as to be laterally aligned with the motor M with one of the side plates 2B interposed therebetween. The hydraulic pump 6 is driven by a motor M and supplies hydraulic fluid to hydraulic equipment.
  • the motor M has a three-phase power supply terminal 37 on the front surface of the motor M to which a three-phase alternating current (three-phase current) is input. Further, the motor M has signal terminals 38 on the front surface of the motor M for inputting and outputting various signals.
  • the motor M is provided with a stator (not shown) and a rotor (not shown) inside the body portion 34 .
  • a stator is provided along the inside of the peripheral side 39 of the body portion 34 so as to surround the rotor.
  • the rotor rotates around the rotation axis P when a three-phase alternating current is input to the stator.
  • Driving force is transmitted to the hydrostatic continuously variable transmission 15 by rotating the rotor.
  • the motor M includes a spiral motor coolant flow path 40 along the peripheral side surface 39 of the body portion 34 .
  • Peripheral side 39 is double-walled, with motor coolant flow between an inner inner perimeter side 39A and an outer outer perimeter side 39B (partially omitted in FIG. 7 to illustrate the internal structure).
  • a path 40 is formed.
  • a recess is formed in the peripheral side surface 39 of the motor M, and the inner peripheral side surface 39A corresponds to the bottom surface of the recess.
  • a region surrounded by the front end surface 41 of the recess, the rear end surface 42 of the recess, the inner peripheral side surface 39A, and the outer peripheral side surface 39B serves as the motor coolant flow path 40. As shown in FIG.
  • a partition wall 44 is provided inside the motor coolant channel 40 .
  • the partition wall 44 is provided obliquely with respect to the circumferential direction of the peripheral side surface 39 from a position contacting the front end face 41 to a position contacting the rear end face 42 .
  • the length in the circumferential direction of the peripheral side surface 39 of the partition wall 44 is about 1/4 of the length in the circumferential direction (circumferential length) of the peripheral side surface 39 .
  • the partition wall 44 is provided along the inner peripheral side surface 39A and the outer peripheral side surface 39B, and is in contact with the inner peripheral side surface 39A and the outer peripheral side surface 39B.
  • the motor coolant channel 40 has a helical shape extending from the starting end portion 44 a of the partition wall 44 in contact with the front end surface 41 to the terminal end portion 44 b in contact with the rear end surface 42 .
  • the length of the motor coolant channel 40 is approximately the sum of the length of the peripheral side surface 39 in the circumferential direction and the length of the partition wall 44 .
  • the length of the motor coolant channel 40 can be efficiently increased on the peripheral side surface 39 of the motor M, and the motor M can be efficiently cooled.
  • the motor coolant flow path 40 has an inflow portion 28 serving as an inlet through which the coolant flowing through the cooling path 26 flows into the motor coolant flow path 40 , and an outlet through which the coolant that has flowed through the motor coolant flow path 40 is discharged to the cooling path 26 . and a discharge portion 29 that becomes
  • the inflow portion 28 extends from the motor coolant channel 40 through the outer peripheral side surface 39B and is provided in a region adjacent to the discharge portion 29 side of the starting end portion 44a of the partition wall 44 .
  • the discharge portion 29 extends from the motor coolant channel 40 through the outer peripheral side surface 39B and is provided in a region adjacent to the inflow portion 28 side of the terminal end portion 44b of the partition wall 44 .
  • the inflow portion 28 and the discharge portion 29 are provided above the horizontal center line LCL.
  • the horizontal center line LCL is an imaginary line extending in the left-right direction (width direction) of the machine body through the rotation axis P, which is the center point of the motor M (body portion 34).
  • the inflow portion 28 and the discharge portion 29 are preferably arranged above the upper end portion of the side plate 2B.
  • the inflow portion 28 and the discharge portion 29 are distributed to the left and right (width direction) with respect to the vertical center line VCL.
  • the vertical center line VCL is an imaginary line extending in the vertical direction (height direction) of the machine body passing through the rotation axis P, which is the center point of the motor M (body portion 34).
  • the inflow portion 28 is provided on the left side of the motor M and the discharge portion 29 is provided on the right side of the motor M when viewed from the front.
  • the inner angle ⁇ 1 formed by the line segment connecting the center of the inlet of the inlet portion 28 and the rotation axis P and the horizontal center line LCL is preferably 30° or more and 55° or less. Further, it is preferable that the inner angle ⁇ 2 formed by the line segment connecting the center of the outflow port of the discharge portion 29 and the rotation axis P and the horizontal center line LCL is 30° or more and 55° or less.
  • the inflow portion 28 and the discharge portion 29 can efficiently connect the motor coolant passage 40 and the cooling passage 26,
  • the section 28 and the discharge section 29 are efficiently arranged.
  • the inflow part 28 is preferably provided in a region surrounded by the horizontal center line LCL, the vertical center line VCL, and the vertical left edge line VLL (first vertical line) in a front view.
  • the vertical left edge line VLL is an imaginary line that passes through the left edge of the motor M and extends in the vertical direction (height direction) of the machine body.
  • the discharge portion 29 is preferably provided in a region surrounded by a horizontal center line LCL, a vertical center line VCL, and a vertical right edge line VRL (second vertical line) when viewed from the front.
  • the vertical right edge line VRL is an imaginary line passing through the right edge of the motor M and extending in the vertical direction (height direction) of the machine body.
  • the inflow portion 28 and the discharge portion 29 are arranged inside the upper, lower, left, and right ends of the motor M (the main body portion 34 and the mounting plate 35). Therefore, the motor M including the inflow portion 28 and the discharge portion 29 is efficiently arranged inside the airframe.
  • the three-phase power supply terminal 37 is provided below the horizontal center line LCL.
  • the signal terminal 38 is provided near the horizontal center line LCL in the vertical direction.
  • the three-phase power supply terminal 37 and the signal terminal 38, the inflow portion 28 and the discharge portion 29 are arranged apart from each other above and below the motor M. Therefore, even if the refrigerant leaks from the inflow portion 28 or the discharge portion 29, the adhesion of the refrigerant to the three-phase power terminal 37 and the signal terminal 38 is suppressed. As a result, the three-phase power terminal 37 and the signal terminal 38 are prevented from malfunctioning due to the refrigerant.
  • the three-phase power terminal 37 is arranged in the center in the left-right direction (width direction) of the fuselage, and the signal terminal 38 is located on the left or right side of the vertical center line VCL. It is preferably arranged eccentrically (in the width direction).
  • the signal terminals 38 are provided near the right end of the body portion 34 of the motor M. As shown in FIG.
  • a high-frequency, high-voltage three-phase alternating current is input to the three-phase power supply terminal 37, and the frequency and voltage must be stably input in order to control the rotation speed of the motor M. Also, various control signals and detection signals are input/output to/from the signal terminal 38 .
  • the three-phase power terminal 37 and the signal terminal 38 are restrained from being affected by noise, and the motor M can be operated with high accuracy.
  • the case portion including the motor coolant flow path 40 of the motor M is manufactured by casting. Also, the motor coolant flow path 40 is molded using a core made of sand. Therefore, the motor coolant passage 40 of the body portion 34 is provided with a discharge port 46 (see FIG. 7) for discharging core sand. A plurality of outlets 46 are provided along the motor coolant flow path 40 . The outlet 46 is finally capped.
  • FIG. 8 the configuration including the cooling configuration of the inverter 14 will be described using FIGS. 8 to 11 while referring to FIGS. 3 and 5.
  • FIG. 8 the configuration including the cooling configuration of the inverter 14 will be described using FIGS. 8 to 11 while referring to FIGS. 3 and 5.
  • FIG. 8 the configuration including the cooling configuration of the inverter 14 will be described using FIGS. 8 to 11 while referring to FIGS. 3 and 5.
  • the inverter 14 converts the direct current supplied from the running battery 4 into a three-phase alternating current (three-phase current/three-phase power supply) of a predetermined frequency, and supplies it to the motor M.
  • the inverter 14 includes an inverter case 50 and parts such as a capacitor 51, an IGBT 52 that is an example of a power transistor, and a resistor 53 provided inside the inverter case 50.
  • the capacitor 51 smoothes the DC current supplied from the running battery 4 .
  • the IGBT 52 converts the direct current smoothed by the capacitor 51 into a three-phase alternating current of a predetermined frequency, and supplies the motor M with the three-phase alternating current.
  • a resistor 53 is a power consumption resistor provided to discharge the current charged in the capacitor 51 after the inverter 14 is stopped.
  • the inverter case 50 is composed of outer plates including a mounting plate 50A, and a closed space surrounded by the outer plates is formed inside the inverter case 50 .
  • Capacitor 51, IGBT 52, and resistor 53 are supported by mounting plate 50A in a sealed space.
  • the capacitor 51, IGBT 52, and resistor 53 may generate heat during operation and may fail due to heat. Therefore, the inverter 14 includes an inverter coolant flow path 55 that cools components such as the capacitor 51, the IGBT 52, and the resistor 53 as objects to be cooled.
  • the inverter refrigerant flow path 55 is a flow path provided inside the mounting plate 50A, through which the refrigerant introduced from the cooling path 26 flows.
  • the inverter case 50 includes an inflow portion 56 and a discharge portion 57, and the refrigerant flowing through the cooling path 26 (cooling path 26B) flows from the inflow portion 56 into the inverter refrigerant flow path 55, and flows through the inverter refrigerant flow path 55. flows out from the discharge portion 57 to the cooling path 26 (cooling path 26C).
  • the inverter coolant flow path 55 is formed along the components to be cooled within the mounting plate 50A so as to cool the components of the inverter 14 .
  • inverter coolant flow path 55 is positioned below capacitor 51, IGBT 52, and resistor 53 inside mounting plate 50A. formed in
  • the inverter coolant flow path 55 is a path that passes from the inflow portion 56 through a region along the capacitor 51 , a region along the IGBT 52 , and a region along the resistor 53 .
  • capacitor 51 generates less heat than the IGBT 52, but has lower heat resistance than the IGBT 52 and the resistor 53. Therefore, capacitor 51 is a component that needs to be cooled most preferentially in inverter 14 .
  • the IGBT 52 since the IGBT 52 generates a high-voltage alternating current (three-phase alternating current), it generates more heat than the capacitor 51 and the resistor 53, but has a higher heat resistance than the capacitor 51, and the capacitor 51 fails first. likely to. Resistor 53 is also less likely to fail than capacitor 51 and IGBT 52, and thus requires less cooling.
  • the coolant cools the capacitor 51, the IGBT 52, and the resistor 53 in this order, so the capacitor 51 is preferentially cooled and efficiently cooled. If the capacitor 51 is cooled after the IGBT 52, the temperature of the coolant after cooling the IGBT 52 rises significantly, making it difficult to cool the capacitor 51 sufficiently. Conversely, even if the coolant is heated by cooling the capacitor 51, the IGBT 52 generates a large amount of heat and becomes hotter than the coolant. Allow to cool. Resistor 53 also requires less cooling than capacitor 51 and IGBT 52 .
  • the inverter coolant flow path 55 is formed so that cooling is performed in the order of the capacitor 51, the IGBT 52, and the resistor 53, so that the capacitor 51, the IGBT 52, and the resistor 53 can be efficiently cooled according to their characteristics. Allow to cool.
  • the inverter refrigerant flow path 55 extends from the inflow portion 56 along the condenser 51 toward the rear of the aircraft, makes a U-turn near the rear end of the condenser 51, and proceeds along the condenser 51 toward the front of the aircraft. Further, the inverter coolant flow path 55 makes a U-turn again forward of the IGBT 52 and extends toward the rear of the aircraft body along the IGBT 52 while widening the width of the flow path (the width in the lateral direction of the aircraft body). Then, the inverter coolant flow path 55 moves toward the rear of the airframe so as to reach the discharge portion 57 via the resistor 53 while narrowing the width of the flow path.
  • the coolant flowing through the inverter coolant channel 55 can efficiently cool the capacitor 51, the IGBT 52, and the resistor 53.
  • the IGBT 52 has a heat sink.
  • the heat sink may be a fin or the like, but may be a pin fin 52A provided in a matrix on one surface of the IGBT 52.
  • a through-hole 50B is provided in the IGBT 52 arrangement area of the mounting plate 50A.
  • the through hole 50 ⁇ /b>B penetrates from the sealed space of the inverter case 50 to the inverter refrigerant flow path 55 .
  • the IGBT 52 is supported by the mounting plate 50A such that the pin fins 52A are arranged in the through holes 50B. Then, the pin fin 52A penetrates through the through hole 50B and reaches the inverter refrigerant flow path 55. As shown in FIG.
  • the pin fins 52A are in direct contact with the refrigerant flowing through the inverter refrigerant flow path 55, so the IGBTs 52 can be efficiently cooled via the pin fins 52A.
  • the inner diameter of the inverter coolant channel 55 be narrowed at the position where the pin fins 52A of the inverter coolant channel 55 protrude.
  • the mounting plate 50A facing the pin fins 52A has a projecting portion 50C that projects toward the inside of the inverter coolant channel 55. As shown in FIG.
  • the inner diameter of the inverter refrigerant flow path 55 is narrowed. can be cooled. Further, the coolant comes into contact with the pin fins 52A with high precision, and the IGBT 52 can be cooled with high precision via the pin fins 52A.
  • the inverter 14 preferably has an O-ring 52B that blocks the space between the IGBT 52 and the mounting plate 50A in the through hole 50B.
  • the O-ring 52B is provided so as to be in close contact with the outer peripheral portion of the IGBT 52 and the inner peripheral portion of the through hole 50B.
  • the refrigerant flowing through the inverter refrigerant flow path 55 is suppressed from flowing into the sealed space of the inverter 14 via the through hole 50B.
  • various parts of the inverter 14 are prevented from malfunctioning due to the refrigerant.
  • the capacitor 51 is supported on the surface of the mounting plate 50A within the sealed space. At least the vicinity of the area along the inverter refrigerant flow path 55 on the bottom surface of the capacitor 51 is formed smooth and flush. At least the vicinity of the area where the capacitor 51 is mounted on the mounting plate 50A is formed to be smooth and flush. Therefore, at least the vicinity of the region along the inverter refrigerant flow path 55 of the capacitor 51 is in surface contact with the mounting plate 50A and is in close contact.
  • the refrigerant flowing through the inverter refrigerant flow path 55 can efficiently exchange heat with the condenser 51 via the mounting plate 50A. can cool the condenser 51 to
  • a refrigerant reservoir 55A is provided in the vicinity of the inflow portion 56 of the inverter refrigerant flow path 55 .
  • the refrigerant storage portion 55A is provided in the inverter refrigerant flow path 55 from the inflow portion 56 to the end portion of the area along the condenser 51 on the side of the inflow portion 56 .
  • the coolant storage part 55A has a coolant flow diameter, which is the cross-sectional area in the vertical direction of the coolant flow channel, larger than the flow diameter of the other inverter coolant flow channels 55, and is configured to store the coolant.
  • the refrigerant can be stored in the inverter refrigerant flow path 55 and a sufficient amount of refrigerant can be supplied into the inverter refrigerant flow path 55, so that the components to be cooled mounted in the inverter 14 can be efficiently cooled. be able to.
  • the inverter 14 includes a water temperature sensor 59 (temperature sensor) that measures the temperature of the refrigerant flowing through the inverter refrigerant flow path 55, for example, the temperature of the cooling water that is the refrigerant.
  • the water temperature sensor 59 is provided, for example, between the cooling area of the capacitor 51 and the cooling area of the IGBT 52 in the inverter refrigerant flow path 55 . More specifically, the water temperature sensor 59 is provided at a U-turn portion of the inverter refrigerant flow path 55 in the cooling area of the capacitor 51 or the like.
  • the condenser 51 has a high need for cooling, and after cooling the condenser 51 or when the temperature of the refrigerant during cooling reaches or exceeds a predetermined temperature, it can be determined that the condenser 51 is not sufficiently cooled. Also, if the temperature of the coolant that cools the IGBT 52 is higher than another predetermined temperature, it can be determined that the IGBT 52 cannot be sufficiently cooled. Also, the operating status of the inverter 14 can be confirmed based on the measured water temperature (refrigerant temperature).
  • the temperature of the cooling water (refrigerant) is measured by the water temperature sensor 59, and the flow speed of the refrigerant flowing through the inverter refrigerant flow path 55 and the operation of the inverter 14 can be controlled according to the water temperature. For example, when the water temperature (refrigerant temperature) measured by the water temperature sensor 59 is equal to or higher than a predetermined temperature, the electric pump 24 can be controlled to increase the flow velocity of the refrigerant, or the inverter 14 can be stopped.
  • the inverter 14 If the water temperature (refrigerant temperature) measured by the water temperature sensor 59 is about room temperature, it is determined that the inverter 14 is not operating, and at least the refrigerant flowing through the inverter 14 (inverter refrigerant flow path 55) is stopped. It can be controlled to stop. Thereby, the inverter 14 can be cooled efficiently and accurately.
  • the inverter 14 also includes a current sensor 58 that measures the current value of the three-phase alternating current generated by the IGBTs 52 .
  • the current sensor 58 is supported by the three-phase AC wiring 52C in front of the IGBT 52. As shown in FIG.
  • the IGBT 52 generates a predetermined three-phase alternating current while referring to the current value measured by the current sensor 58 .
  • the current sensor 58 may be arranged so as to have a region that overlaps the inverter coolant channel 55 in a plan view, or may be provided apart from the inverter coolant channel 55 .
  • the current sensor 58 generates less heat than the IGBT 52 and has less heat resistance than the capacitor 51 . Therefore, the current sensor 58 does not necessarily have to be provided along the inverter refrigerant flow path 55 , and is sufficiently cooled by exchanging heat with the refrigerant through the inverter case 50 .
  • the cooling path 26 is not limited to the configuration in which the refrigerant flows in the order of the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21.
  • the coolant may be circulated in any order depending on the heat resistance.
  • the cooling mechanism can be efficiently configured according to the characteristics of the object to be cooled.
  • the cooling mechanism may be configured to cool at least one of the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21.
  • the cooling path 26 may be configured so as not to pass through the DC/DC converter 21 .
  • the cooling path 26 serves as a path for directly returning the coolant flowing out of the motor M to the radiator 23 without circulating it to the DC/DC converter 21 .
  • cooling mechanism may be configured to cool other objects to be cooled in addition to at least one of the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21.
  • the cooling mechanism (cooling path 26) can be configured with a high degree of freedom, and the cooling mechanism can cool various objects to be cooled.
  • the battery and the charger may be arranged in the middle of the cooling path 26, and the battery and the charger may be cooled by a cooling mechanism.
  • the arrangement of the radiator 23, the cooling path 26, the electric pump 24, the inverter 14, the motor M, and the DC/DC converter 21 is not limited to the above configuration, and is arbitrary. By optimizing the arrangement of these according to the properties and operating conditions of the object to be cooled, the object to be cooled can be efficiently cooled.
  • the motor coolant channel 40 may be a spiral channel that circles the peripheral side surface 39 any number of times.
  • the length of the motor coolant flow path 40 which is proportional to the number of turns of the spiral, is determined by the number of turns of the partition wall 44 along the circumferential side surface 39.
  • the three-phase power supply terminal 37 and the signal terminal 38 can be arranged at arbitrary positions. Thereby, the structure of the motor M can be optimized with a high degree of freedom.
  • the inverter 14 may be equipped with other parts to be cooled in addition to the capacitor 51, the IGBT 52, the resistor 53, and the current sensor 58. Conversely, inverter 14 does not have to include capacitor 51 , IGBT 52 , resistor 53 , or current sensor 58 .
  • the components that require cooling can be efficiently cooled within the necessary range according to the required configuration of the inverter 14 .
  • the electric working vehicle can adopt any traveling device such as a crawler instead of the front wheels 10 and the rear wheels 11 .
  • the present invention is applicable not only to electric tractors, but also to electric farm vehicles such as electric combine harvesters and electric rice transplanters, and electric work vehicles that perform various types of work.
  • the present invention can be applied to electric working vehicles that perform various types of work such as agricultural work.

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Abstract

機体と、機体に設けられる走行装置と、走行装置を駆動するモータＭと、モータＭに電力を供給するインバータ１４と、電装部品と、電装部品に供給される電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、冷媒を冷却するラジエータ２３と、ラジエータ２３で冷却された冷媒がモータＭ、インバータ１４、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１をめぐってラジエータ２３に循環する冷却経路２６とを備え、冷却経路２６は、ラジエータ２３から、インバータ１４、モータＭ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の順に通ってラジエータ２３に戻る。

Description

電動作業車
　本発明は、モータにより走行装置が駆動される電動作業車に関する。
　特許文献１に示すように、電動作業車（電動作業機）は、モータ（電動モータ）により走行装置を駆動する。電動作業車は、モータを駆動するために、走行用バッテリ、インバータ等を備え、さらに、各種補機に供給される電力の電圧を変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備える。
　また、電動作業車は、モータ、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を冷却するためにラジエータと冷却経路とを備える。冷却経路は、ラジエータで冷却された冷媒が、モータ、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等をめぐってラジエータに循環される経路である。
　特に、動作中のモータは発熱量が大きいため、冷媒により冷却される。
　例えば、特許文献２に示すように、モータ（モータユニット）の表面に冷却経路（冷却水路）が設けられ、冷却経路内を流れる冷媒（冷却水）との熱交換によってモータが冷却される。
　また、モータを駆動する三相電流（三相交流）はインバータで生成される。インバータは、所定の周波数の三相交流を生成するＩＧＢＴ等のパワートランジスタを備える。動作中のＩＧＢＴは発熱量が大きいため、冷媒により冷却される。
　例えば、特許文献３に示すように、ＩＧＢＴ（パワートランジスタ）は、冷媒が通過する積層冷却器により冷却される。
特開２０２１－８０７０９号公報 特開２０２１－１２９３３４号公報 特開２０１６－１５２６３７号公報
　しかしながら、モータ、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の冷却対象をより効率的に冷却し、冷却対象の性能を安定化させることが求められている。
　また、モータをより効率良く配置すること、または、モータをより効率的に冷却することが求められている。
　また、インバータはＩＧＢＴの他にも、コンデンサや抵抗等を備え、これらの冷却を行う必要がある。そのため、ＩＧＢＴを含め、インバータを構成する部品をより効率的に冷却することが求められている。
　本発明は、モータやインバータの部品等の冷却対象を効率的に冷却することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る電動作業車は、機体と、前記機体に設けられる走行装置と、前記走行装置を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するインバータと、電装部品と、前記電装部品に供給される電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、冷媒を冷却するラジエータと、前記ラジエータで冷却された前記冷媒が前記モータ、前記インバータ、および前記ＤＣ／ＤＣコンバータをめぐって前記ラジエータに循環する冷却経路とを備え、前記冷却経路は、前記ラジエータから、前記インバータ、前記モータ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの順に通って前記ラジエータに戻る。
　インバータ、モータ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ等の機器は、動作中に発熱する。また、これらの機器は、熱の影響により故障することがある。そのため、機器は動作中に冷却される。
　ここで、モータは動作中の発熱量が大きい。また、インバータはモータに比べて発熱量が小さいものの、モータに比べて一般に耐熱性が低く、熱により受ける影響が大きい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、発熱量が小さく、モータおよびインバータに比べて熱による故障のおそれが小さい。
　これに伴い、上記電動作業車の冷却経路を流通する冷媒は、インバータ、モータ、ＤＣ／ＤＣコンバータの順で冷却を行う。
　そのため、耐熱性が低く、優先的に冷却すべきインバータを最初に冷却することができる。
　また、モータは発熱量が大きいため、モータと熱交換してモータを冷却した後の冷媒の温度上昇は大きく、冷媒の冷却性能は低下する。冷媒はモータの前にインバータを冷却するため、インバータは適切に冷却される。なお、インバータの発熱量はモータに比べて小さく、モータの発熱量は大きいため、インバータを冷却した後の冷媒でも、適切にモータを冷却することができる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータは発熱量が小さく、冷却の必要性がインバータに比べて小さい。そのため、モータを冷却した後の冷媒は、十分にＤＣ／ＤＣコンバータを冷却することができる。
　以上により、上記冷却経路を流通する冷媒は、効率的かつ適切にインバータ、モータ、ＤＣ／ＤＣコンバータを冷却することができる。
　また、前記機体の前進方向を前方として、前から順に、前記ラジエータ、前記インバータ、および前記モータが前記機体の前後方向に並んでも良い。
　このような構成により、冷媒が冷却する順にラジエータ、インバータ、モータがこの順で並ぶため、冷却経路を効率的に構成することができ、効率的にインバータ、モータ、ＤＣ／ＤＣコンバータを冷却することができる。
　また、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、前記ラジエータの、前記前後方向に直行する左右方向の一方側の横側方に配置されても良い。
　冷却経路はＤＣ／ＤＣコンバータからラジエータに亘って設けられる。上記のように、ＤＣ／ＤＣコンバータとラジエータとが左右に横並びに設けられることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータからラジエータに至る冷却経路が効率的に構成される。
　また、前記冷却経路のうちの前記インバータから前記モータに向かう部分が、前記モータの前記左右方向の一方側に対する他方側で前記モータに接続され、前記冷却経路のうちの前記モータから前記ＤＣ／ＤＣコンバータに向かう部分が、前記モータの前記一方側で前記モータに接続されても良い。
　このような構成により、モータからＤＣ／ＤＣコンバータに至る冷却経路が、左右方向において、ＤＣ／ＤＣコンバータが配置される側に設けられる。また、インバータからモータに至る冷却経路と、モータからＤＣ／ＤＣコンバータに至る冷却経路とが、モータの左右両側に振り分けられて配置される。
　そのため、インバータからモータに至る冷却経路と、モータからＤＣ／ＤＣコンバータに至る冷却経路とが効率的に構成される。
　また、前記インバータを介して前記モータに供給される電力を蓄電する走行用バッテリをさらに備え、前記インバータは前記走行用バッテリの下方に配置され、平面視において、前記インバータが前記走行用バッテリと重複しても良い。
　このような構成により、インバータと走行用バッテリとが効率的に配置される。
　さらに、上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る電動作業車は、機体と、前記機体に設けられる走行装置と、前記走行装置を駆動するモータと、冷媒を冷却するラジエータと、前記ラジエータで冷却された前記冷媒が少なくとも前記モータをめぐって前記ラジエータに循環する冷却経路とを備え、前記モータは、前記モータの表面領域を巡回して前記冷媒が流通するモータ冷媒流路と、前記モータ冷媒流路に接続されて前記冷却経路を流通する前記冷媒が前記モータ冷媒流路に流入する入り口となる流入部と、前記モータ冷媒流路に接続されて前記モータ冷媒流路を流通した前記冷媒が前記冷却経路に排出される出口となる排出部とを有し、前記流入部および前記排出部は、正面視において、前記モータの上下方向における中心を通る水平中心線より上側に配置され、かつ、前記モータの幅方向における中心を通る鉛直中心線に対して両側に振り分けられて配置される。
　このような構成により、断面が回転軸を中心とする円形となる主要構造（本体部分）を備えるモータの、上下方向（高さ方向）および左右方向（幅方向）に狭くなる正面視でモータの配置領域の角部に、左右に分けて流入部と排出部とを配置することができる。そのため、機体の高さ方向および幅方向における、流入部と排出部とを含むモータ全体の占有領域を縮小し、モータの配置効率を向上させることができる。
　また、正面視において、前記モータの回転軸芯と前記流入部とを結ぶ線分と前記水平中心線とが成す内角、および、前記回転軸芯と前記排出部とを結ぶ線分と前記水平中心線とが成す内角は、それぞれ３０°以上５５°以下であっても良い。
　このような構成により、流入部と排出部とがモータ全体の幅または高さに与える影響を最小限にとどめることができ、機体における流入部と排出部とを含むモータ全体の占有領域を縮小し、モータの配置効率を向上させることができる。
　また、前記流入部および前記排出部は、前記モータの上端部と接する直線と前記水平中心線との間の領域に配置され、かつ、前記モータの前記幅方向における一方側端部と接する第一鉛直線および前記モータの前記幅方向における他方側端部と接する第二鉛直線の間の領域に配置されても良い。
　このような構成により、流入部と排出部とが幅方向および高さ方向において、モータの主要構造から突出することがなく、機体における流入部と排出部とを含むモータ全体の占有領域を縮小し、モータの配置効率を向上させることができる。
　また、前記モータ冷媒流路は、前記モータの周側面に沿って螺旋状に設けられ、前記流入部から流入した前記冷媒が前記幅方向のうちの前記排出部が配置された側に向かって流通し、前記周側面を一周した後に前記排出部に向かって流通する経路であっても良い。
　このような構成により、モータ冷媒流路は、モータの周側面の長さに、周側面に沿った流入部と排出部との距離を加えた長さとなる。そのため、モータ冷媒流路の長さを効率的に長くし、モータの冷却効率を向上させることができる。
　また、前記モータは、三相電流が入力される三相電源端子と、信号用の信号端子とをさらに備え、前記三相電源端子は、正面視で、前記水平中心線より下側に配置され、前記信号端子は、正面視で、前記水平中心線の近傍に配置され、前記三相電源端子と前記信号端子とは、前記幅方向に偏心して設けられても良い。
　このような構成により、流入部および排出部と、三相電源端子および信号端子との距離を効率的に長くすることができる。そのため、万が一流入部および排出部から冷媒が漏れ出たとしても、冷媒が三相電源端子および信号端子に影響を及ぼすことが抑制される。
　また、三相電源端子と信号端子との距離を効率的に長くすることができる。そのため、互いの信号ノイズが影響し合うことが抑制され、三相電源端子および信号端子を流れる電流（信号）の信頼性を向上させることができる。
　また、底板、鉛直板、および一対の側板を有する機体フレームをさらに備え、前記モータは、前記鉛直板に片持ち支持され、前記底板の上側で、かつ、一対の前記側板の間に配置されても良い。
　このような構成により、モータを効率的に配置することができる。
　また、作動油を供給する油圧ポンプをさらに備え、前記油圧ポンプは、前記モータの横外側に配置され、前記鉛直板に保持されても良い。
　このような構成により、モータと油圧ポンプとを効率的に配置することができる。
　さらに、上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る電動作業車は、機体と、前記機体に設けられる走行装置と、前記走行装置を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するインバータと、冷媒を冷却するラジエータと、前記ラジエータで冷却された前記冷媒が少なくとも前記インバータをめぐって前記ラジエータに循環する冷却経路とを備え、前記インバータは、搭載板を含み、密閉空間が形成されるインバータケースと、前記密閉空間内において前記搭載板に保持され、入力された直流電流を平滑化するコンデンサと、前記密閉空間内において前記搭載板に保持され、前記コンデンサから供給される直流電流を所定の周波数の三相交流に変換するパワートランジスタと、前記密閉空間内において前記搭載板に保持され、前記インバータの電力を放電する抵抗と、前記搭載板の内部に設けられ、前記インバータ内を巡回して、前記コンデンサ、前記パワートランジスタ、および前記抵抗を冷却する前記冷媒が流通されるインバータ冷媒流路とを有し、前記パワートランジスタはヒートシンクを有し、前記インバータ冷媒流路は前記密閉空間に向けて貫通する貫通孔を有し、前記ヒートシンクは前記貫通孔を貫通して前記インバータ冷媒流路内に突出する。
　このような構成により、インバータに搭載される、コンデンサ、パワートランジスタ、および抵抗は、インバータケースの搭載板を介して冷媒との間で熱交換が行われることにより、効率的に冷却される。
　また、パワートランジスタのヒートシンクが、搭載板の貫通孔を貫通してインバータ冷媒流路に突出する。このような構成により、ヒートシンクが直接冷媒と接触するため、発熱量の大きなパワートランジスタを効率的に放熱させ、冷却することができる。
　また、前記インバータは、前記パワートランジスタの外周部と前記貫通孔の内周部との間を塞ぐオーリングを備えることが好ましい。
　このような構成により、パワートランジスタとインバータケースとの間の密閉性が向上し、貫通孔を通って冷媒がインバータケース内に漏れ出すことが抑制される。
　また、前記インバータ冷媒流路は、前記インバータ冷媒流路内の前記パワートランジスタの配置位置と重なる領域において、前記パワートランジスタに向かって前記搭載板が突出する突出部を備えることが好ましい。
　このような構成により、インバータ冷媒流路のパワートランジスタを冷却する位置であるヒートシンクの突出領域において、インバータ冷媒流路がパワートランジスタに向けて狭くなる。その結果、冷媒が精度良くヒートシンクに接しながら流通し、かつ、冷媒の流速が早くなり、効率的にパワートランジスタを冷却することができる。
　また、前記インバータ冷媒流路は、前記冷媒の流入領域に冷媒貯留部を有し、前記冷媒貯留部の断面積は、他の前記インバータ冷媒流路の断面積より大きくても良い。
　このような構成により、インバータ冷媒流路に流入した冷媒は、冷媒貯留部に一旦貯留され、十分な量の冷媒がインバータ冷媒流路内に流出される。その結果、インバータ冷媒流路内が精度良く冷媒で満たされ、冷媒によって効率的に、コンデンサ、パワートランジスタ、抵抗等の部品を冷却することができる。
　また、前記冷媒は、前記コンデンサ、前記パワートランジスタ、前記抵抗の順で冷却を行っても良い。
　一般的に、コンデンサは耐熱性がパワートランジスタに比べて小さい。パワートランジスタは動作中の発熱量がコンデンサに比べて大きい。抵抗はコンデンサやパワートランジスタに比べて熱により故障する可能性が低いため、冷却の必要性は小さい。また、冷媒は冷却対象と熱交換することにより、冷却対象を冷却する。さらに、パワートランジスタは発熱量が大きいため、パワートランジスタを冷却した後の冷媒は冷却能力が低下する。以上により、コンデンサを優先的に冷却することが好ましい。また、冷媒は、パワートランジスタを冷却する前にコンデンサを冷却することが好ましい。
　そのため、冷媒が、コンデンサ、パワートランジスタ、抵抗の順に冷却するように、インバータ冷媒流路が形成されることにより、効率的かつバランス良く、コンデンサ、パワートランジスタ、および抵抗を冷却することができる。
　また、前記インバータ冷媒流路の、前記コンデンサを冷却する位置と前記パワートランジスタを冷却する位置との間に、前記冷媒の温度を測定する温度センサを備えても良い。
　上述のように、コンデンサを優先的に冷却することが好ましい。また、パワートランジスタは発熱量が大きいため、十分にパワートランジスタを冷却するためにはパワートランジスタに流通する冷媒の温度管理が重要となる。
　そのため、コンデンサを冷却した後の冷媒の温度が高くなりすぎているとコンデンサが十分に冷却できていない可能性があると判断でき、冷媒の温度が十分に低いとコンデンサが十分に冷えていると判断することができる。また、コンデンサを冷却した後の冷媒の温度が高すぎると、コンデンサが十分に冷却されていないと判断したり、パワートランジスタを十分に冷却できないおそれがあると判断したりすることができる。
　以上のように、インバータ冷媒流路において、コンデンサとパワートランジスタとの間を流れる冷媒の温度を測定することにより、コンデンサおよびパワートランジスタの冷却効率を確認し、コンデンサおよびパワートランジスタを効率的に冷却することができる。
　例えば、測定された冷媒の温度が室温程度であれば、コンデンサの発熱量が小さいか十分に冷却されていると判断され、パワートランジスタを精度良く冷却できると判断できる。そのため、冷媒の流通速度を小さくしたり、停止させたりする制御を行うことができる。また、測定された冷媒の温度が所定の温度以上であれば、冷媒の流通速度を大きくするような制御を行うことができ、必要に応じてインバータの動作を停止させる等の制御を行うことができる。
トラクタの左側面図である。 トラクタの正面図である。 インバータ等の配置を例示する左側面図である。 動力伝達の流れを示す図である。 冷却経路の概略構成を例示する平面図である。 モータの配置構成の要部を例示する正面図である。 モータ冷媒流路の概略構成を例示する斜視図である。 インバータの要部構成を例示する平面図である。 図８のIX－IXにおける断面の要部を示す断面左側面図である。 ＩＧＢＴの構成を例示する底面図である。 図８のXI－XIにおける断面の要部を示す断面左側面図である。
　本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。なお、以下の説明においては、特に断りがない限り、図中の、矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」、矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」、矢印Ｌの方向を「左」、矢印Ｒの方向を「右」とする。
　〔トラクタの全体構成〕
　以下では、電動作業車の一例として、電動トラクタ（以下、単にトラクタと称す）について説明する。図１および図２に示すように、トラクタは、左右の前車輪１０、左右の後車輪１１、カバー部材１２を備える。
　また、トラクタは、機体フレーム２および運転部３を備える。機体フレーム２は、左右の前車輪１０および左右の後車輪１１に支持される。
　カバー部材１２は、機体前部に配置される。そして、運転部３は、カバー部材１２の後方に設けられる。言い換えれば、カバー部材１２は、運転部３の前方に配置される。
　運転部３は、保護フレーム３０、運転座席３１、ステアリングホイール３２を有する。オペレータは、運転座席３１に着座可能である。これにより、オペレータは、運転部３に搭乗可能である。ステアリングホイール３２の操作によって、左右の前車輪１０は操向操作される。オペレータは、運転部３において、各種の運転操作を行うことができる。
　トラクタは、走行用バッテリ４を備える。また、カバー部材１２は、機体左右方向に沿う開閉軸芯Ｑ周りに揺動可能に構成される。これにより、カバー部材１２は、開閉可能に構成される。カバー部材１２が閉状態であるとき、走行用バッテリ４は、カバー部材１２に覆われる。
　図２および図３に示すように、トラクタは、インバータ１４およびモータＭを備える。走行用バッテリ４は、インバータ１４へ電力を供給する。インバータ１４は、走行用バッテリ４からの直流電力を交流電力（三相交流）に変換してモータＭへ供給する。そして、モータＭは、インバータ１４から供給される交流電力により駆動する。
　図３および図４に示すように、トラクタは、静油圧式無段変速機１５およびトランスミッション１６を備える。図４に示すように、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａおよび油圧モータ１５ｂを有する。
　油圧ポンプ１５ａは、モータＭから供給される回転動力により駆動する。油圧ポンプ１５ａが駆動することにより、油圧モータ１５ｂから回転動力が出力される。なお、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａと油圧モータ１５ｂとの間で回転動力が変速する。また、静油圧式無段変速機１５は、変速比を無段階に変更可能に構成される。
　油圧モータ１５ｂから出力された回転動力は、トランスミッション１６に伝達される。トランスミッション１６に伝達された回転動力は、トランスミッション１６の有するギヤ式変速機構によって変速され、左右の前車輪１０および左右の後車輪１１へ分配される。これにより、左右の前車輪１０および左右の後車輪１１が駆動する。
　また、図３および図４に示すように、トラクタは、ミッドＰＴＯ軸１７およびリヤＰＴＯ軸１８を備える。モータＭから出力された回転動力は、油圧ポンプ１５ａ、ミッドＰＴＯ軸１７、リヤＰＴＯ軸１８へ分配される。これにより、ミッドＰＴＯ軸１７およびリヤＰＴＯ軸１８が回転する。
　ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８に作業装置が接続されていれば、ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８の回転動力により、作業装置が駆動することとなる。例えば、図３に示すように、本実施形態では、ミッドＰＴＯ軸１７に草刈装置１９が接続される。ミッドＰＴＯ軸１７の回転動力により、草刈装置１９が駆動する。
〔冷却機構〕
　上述のように、インバータ１４は、走行用バッテリ４から供給される電流を、所定の周波数の三相交流（三相電流）に変換してモータＭに供給する。モータＭは、供給された三相交流の周波数に応じて駆動される。
　インバータ１４およびモータＭは、動作中に発熱する。そのため、インバータ１４およびモータＭは、熱による故障を抑制するために、動作中に冷却される。以下、図３および図５を用いて、トラクタの冷却機構について説明する。
　ここで、インバータ１４およびモータＭ以外にも、トラクタは、動作中に発熱する機器としてＤＣ／ＤＣコンバータ２１を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、トラクタが備える各種補機に電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、走行用バッテリ４から供給される電力を、各補機に対応する電圧に降下させて（変換して）、各補機に供給する。
　冷却対象である、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１を冷却する冷却機構は、ラジエータ２３と、電動ポンプ２４と、冷却経路２６とを備える。
　ラジエータ２３は、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１を冷却する冷媒を冷却する。ラジエータ２３は機体の前方から流通する空気により、冷媒を冷却する。冷媒は冷却対象と熱交換することにより、発熱した冷却対象を冷却する。
　冷却経路２６は冷媒が流通する経路であり、ラジエータ２３から冷却対象をめぐり、ラジエータ２３に戻る経路である。冷却経路２６は、内部が中空で、断面形状は任意のパイプ状の部材であり、中空部分を冷媒が流通する。
　電動ポンプ２４は、冷却された冷媒をラジエータ２３から吸引し、冷却経路２６を流通させる。なお、冷媒は、冷却水や不凍液、冷却ガス等、冷却経路２６内を流通可能で、冷却対象と適切に熱交換できるものであれば良い。
　具体的には、ラジエータ２３は、機体の前部の機体の左右方向中央部にやや左横側方に偏心して設けられる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、ラジエータ２３の右横側方にラジエータ２３と左右方向に並んで設けられる。ラジエータ２３およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、機体の前部に設けられるため、機体の前方から空気が流通しやすい。
　電動ポンプ２４は、ラジエータ２３より後側かつ下側の、機体の左右方向の中央部近傍に設けられる。
　インバータ１４は、ラジエータ２３より後側の機体の左右方向の中央部近傍に設けられる。また、インバータ１４は、走行用バッテリ４の下方に設けられ、平面視で、走行用バッテリ４と重複して配置される。例えば、インバータ１４は、平面視で、走行用バッテリ４の配置領域の内側に設けられる。
　モータＭは、インバータ１４より後側の機体の左右方向の中央部近傍に設けられる。また、モータＭは、走行用バッテリ４の下方に設けられ、平面視で、走行用バッテリ４と重複して配置される。例えば、モータＭは、平面視で、走行用バッテリ４の配置領域の内側に設けられる。
　電動ポンプ２４は、ラジエータ２３で冷却された冷媒を、冷却経路２６の冷却経路２６Ａを介してラジエータ２３から吸い出す。電動ポンプ２４は、吸い出した冷媒を冷却経路２６に流通させ、インバータ１４、モータＭ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の順に巡回させた後、ラジエータ２３まで循環させる。
　電動ポンプ２４から流出された冷媒は、冷却経路２６の冷却経路２６Ｂを通ってインバータ１４に流通される。例えば、冷却経路２６Ｂは、電動ポンプ２４より右側を通って上向きに設けられ、インバータ１４の前部の右よりの部分に接続される。
　インバータ１４を流通した冷媒は、インバータ１４の後部の左より部分から冷却経路２６の冷却経路２６Ｃに流出する。インバータ１４から流出した冷媒は、冷却経路２６Ｃを通ってモータＭに流通される。例えば、冷却経路２６Ｃは、モータＭの左側部分でかつ上側部分に設けられた流入部２８に接続される。
　モータＭを流通した冷媒は、モータＭの右側部分でかつ上側部分に設けられた排出部２９から冷却経路２６の冷却経路２６Ｄに流出する。モータＭから流出した冷媒は、冷却経路２６Ｄを通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流通される。例えば、冷却経路２６Ｄは、インバータ１４より右側かつ下側を通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２１に接続される。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を流通した冷媒は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１とラジエータ２３との間に設けられた冷却経路２６の冷却経路２６Ｅに流出する。これにより、冷媒は電動ポンプ２４により冷却経路２６を通って、ラジエータ２３から、インバータ１４、モータＭ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の順に流通し、ラジエータ２３に循環される。
　以上のような構成により、冷却経路２６は、ラジエータ２３、電動ポンプ２４、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１の配置位置に応じて、効率的に構成される。
　ここで、インバータ１４は、モータＭを制御する三相交流を生成するため、モータＭに比べて一般に耐熱性が低く、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に比べて高熱になりやすい。そのため、インバータ１４は、熱の影響による故障を抑制するために、十分に冷却される必要があり、モータＭやＤＣ／ＤＣコンバータ２１に比べて優先的に冷却されることが好ましい。
　また、モータＭは、インバータ１４に比べて一般に耐熱性が高いものの、発熱量がインバータ１４に比べて大きい。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、インバータ１４およびモータＭに比べて発熱量が小さく、冷却される必要性も小さい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は空気が流通しやすい位置に配置されるため、空気により冷却されることも期待できる。
　そして、上述のように、冷媒は冷却経路２６を通って、ラジエータ２３から、インバータ１４、モータＭ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の順に流通してラジエータ２３に循環する。
　このように、発熱量が大きいモータＭの前に、冷媒はインバータ１４を流通する。ここで、冷媒は冷却対象との熱交換により、冷却対象を冷却する。そのため、発熱量が大きいモータＭを流通した冷媒の温度は、インバータ１４を流通した後に比べて昇温し、モータＭを流通した後の冷媒の冷却能力は大きく低下する。冷媒は、ラジエータ２３で冷却された後の最初に、モータＭの前に、冷却の優先度の高いインバータ１４を流通するため、十分に冷却能力が高い状態でインバータ１４に流通し、効果的にインバータ１４を冷却することができる。
　なお、インバータ１４の発熱量はモータＭに比べて小さいため、インバータ１４を流通した後であっても、冷媒は十分な冷却能力を保持しており、十分にモータＭを冷却することができる。
　また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、インバータ１４およびモータＭに比べて発熱量が小さく、冷媒に要求される冷却能力も小さいため、モータＭを流通した後の冷媒でも、必要十分にＤＣ／ＤＣコンバータ２１を冷却することができる。
　以上により、本実施形態に係る冷却機構は、冷却経路２６を流通する冷媒により、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１を効率的に冷却することができる。
〔モータ〕
　次に、図３，図５を参照しながら、図６および図７を用いて、モータＭの冷却構成および配置構成について説明する。
　図６に示すように、機体フレーム２は、板状の底板２Ａと、左右一対の側板２Ｂと、鉛直板２Ｃとを備える。一対の側板２Ｂは板状の部材であり、底板２Ａの機体左右方向（幅方向）の両端部分にそれぞれ立設される。鉛直板２Ｃは板状の部材であり、底板２Ａおよび一対の側板２Ｂのそれぞれと直交するように設けられる。
　モータＭは、底板２Ａの上方に配置され、鉛直板２Ｃの機体前方の面に片持ち支持される。モータＭは、本体部分３４と、本体部分３４の後部に設けられる板状の取付板３５とを備える。モータＭは、取付板３５が鉛直板２Ｃの機体前方の面に支持される。また、モータＭは、本体部分３４が一対の側板２Ｂの間に配置される。なお、鉛直板２Ｃの機体前方の面には油圧ポンプ６が、一方の側板２Ｂを挟んでモータＭと左右横並びに支持される。油圧ポンプ６は、モータＭにより駆動され、作動油を油圧機器に供給する。
　モータＭは、モータＭの前面に、三相交流（三相電流）が入力される三相電源端子３７を備える。また、モータＭは、モータＭの前面に、各種の信号が入出力される信号端子３８を備える。
　図６、図７に示すように、モータＭは、本体部分３４の内部に、ステータ（図示せず）と回転子（図示せず）とが設けられる。ステータは本体部分３４の周側面３９の内側に沿って、回転子を囲むように設けられる。モータＭは、ステータに三相交流が入力されることにより、回転子が回転軸芯Ｐを中心に回転する。回転子が回転することにより、駆動力が静油圧式無段変速機１５に伝達される。
　図７に示すように、モータＭは、本体部分３４の周側面３９に、周側面３９に沿った螺旋状のモータ冷媒流路４０を備える。周側面３９は二重構造であり、内側の内側周側面３９Ａと外側の外側周側面３９Ｂ（図７では内部構造を図示するために、部分的に省略されている）との間にモータ冷媒流路４０が形成される。
　モータＭの周側面３９には凹部が形成され、内側周側面３９Ａは凹部の底面に相当する。凹部の前端面４１と、凹部の後端面４２と、内側周側面３９Ａと、外側周側面３９Ｂとで囲まれた領域がモータ冷媒流路４０となる。
　モータ冷媒流路４０の内部には隔壁４４が設けられる。隔壁４４は、前端面４１に接する位置から、周側面３９の周方向に対して斜めに、後端面４２に接する位置まで設けられる。隔壁４４の周側面３９の周方向での長さは、周側面３９の周方向の長さ（円周の長さ）の約１／４である。隔壁４４は、内側周側面３９Ａと外側周側面３９Ｂとに沿って設けられ、内側周側面３９Ａと外側周側面３９Ｂとに接する。これにより、モータ冷媒流路４０は、隔壁４４の、前端面４１と接する始端部４４ａから後端面４２と接する終端部４４ｂに至る螺旋状の形状となる。そして、モータ冷媒流路４０の長さは、周側面３９の周方向の長さにおよそ隔壁４４の長さを加えた長さとなる。
　このような構成により、モータ冷媒流路４０の長さは、モータＭの周側面３９において、効率的に長くすることができ、モータＭを効率的に冷却することができる。
　モータ冷媒流路４０は、冷却経路２６を流通する冷媒がモータ冷媒流路４０に入流する入り口となる流入部２８と、モータ冷媒流路４０を流通した冷媒が冷却経路２６に排出される出口となる排出部２９とを備える。
　流入部２８はモータ冷媒流路４０から外側周側面３９Ｂを貫通し、隔壁４４の始端部４４ａの排出部２９側に隣接する領域に設けられる。排出部２９はモータ冷媒流路４０から外側周側面３９Ｂを貫通し、隔壁４４の終端部４４ｂの流入部２８側に隣接する領域に設けられる。これにより、冷媒は、流入部２８から流入してモータ冷媒流路４０内を周側面３９に沿って螺旋状に流通し、排出部２９から冷却経路２６に排出される。
　図６に示すように、正面視において、流入部２８および排出部２９は、水平中心線ＬＣＬより上側に設けられる。水平中心線ＬＣＬは、モータＭ（本体部分３４）の中心点である回転軸芯Ｐを通り機体の左右方向（幅方向）に伸びる仮想線である。さらに、流入部２８および排出部２９は側板２Ｂの上端部より上側に配置されることが好ましい。また、流入部２８および排出部２９は、鉛直中心線ＶＣＬに対して左右（幅方向）に振り分けて設けられる。鉛直中心線ＶＣＬは、モータＭ（本体部分３４）の中心点である回転軸芯Ｐを通り機体の上下方向（高さ方向）に伸びる仮想線である。例えば、正面視において、流入部２８はモータＭの左側領域に設けられ、排出部２９はモータＭの右側領域に設けられる。
　特に、流入部２８の流入口の中心と回転軸芯Ｐとを結ぶ線分、および、水平中心線ＬＣＬが成す内角θ１が３０°以上５５°以下であることが好ましい。また、排出部２９の流出口の中心と回転軸芯Ｐとを結ぶ線分、および、水平中心線ＬＣＬが成す内角θ２が３０°以上５５°以下であることが好ましい。
　このように流入部２８および排出部２９が配置されることにより、流入部２８および排出部２９がモータ冷媒流路４０と冷却経路２６とを効率的に接続することができると共に、モータＭにおける流入部２８および排出部２９が効率的に配置される。
　さらに、流入部２８は、正面視において、水平中心線ＬＣＬと、鉛直中心線ＶＣＬと、鉛直左端線ＶＬＬ（第一鉛直線）とに囲まれた領域に設けられることが好ましい。鉛直左端線ＶＬＬは、モータＭの左端部を通り、機体の上下方向（高さ方向）に伸びる仮想線である。同様に、排出部２９は、正面視において、水平中心線ＬＣＬと、鉛直中心線ＶＣＬと、鉛直右端線ＶＲＬ（第二鉛直線）とに囲まれた領域に設けられることが好ましい。鉛直右端線ＶＲＬは、モータＭの右端部を通り、機体の上下方向（高さ方向）に伸びる仮想線である。
　これにより、正面視において、流入部２８および排出部２９は、モータＭ（本体部分３４および取付板３５）の上下左右の端部より内側に配置される。そのため、流入部２８および排出部２９を含めたモータＭが、機体の内部において効率的に配置される。
　また、正面視において、三相電源端子３７は水平中心線ＬＣＬより下側に設けられる。同様に、信号端子３８は、上下方向において、水平中心線ＬＣＬの近傍に設けられる。
　これにより、三相電源端子３７および信号端子３８と、流入部２８および排出部２９とは、モータＭの上下に離れて配置される。そのため、たとえ、流入部２８または排出部２９から冷媒が漏れ出したとしても、冷媒が三相電源端子３７および信号端子３８に付着することが抑制される。その結果、冷媒により三相電源端子３７および信号端子３８に不具合が生じることが抑制される。
　さらに、三相電源端子３７は機体の左右方向（幅方向）の中央部に配置され、信号端子３８は鉛直中心線ＶＣＬより左側または右側、つまり、三相電源端子３７に対して機体の左右方向（幅方向）に偏心されて配置されることが好ましい。例えば、信号端子３８は、モータＭの本体部分３４の右側端部の近傍に設けられる。
　三相電源端子３７には、高周波で高電圧の三相交流が入力され、モータＭの回転数を制御するために周波数および電圧が安定して入力される必要がある。また、信号端子３８にも、各種の制御信号や検知信号が入出力される。
　そのため、三相電源端子３７および信号端子３８が機体の上下方向（高さ方向）および機体の左右方向（幅方向）に離れた位置に配置されることにより、三相電源端子３７および信号端子３８は互いにノイズの影響を受けることが抑制され、モータＭを精度良く動作させることができる。
　また、モータＭのモータ冷媒流路４０を含むケース部分は鋳造により製造される。また、モータ冷媒流路４０は砂でできた中子を用いて成型される。そのため、本体部分３４のモータ冷媒流路４０には、中子の砂を排出するための排出口４６（図７参照）が設けられる。排出口４６はモータ冷媒流路４０に沿って複数設けられる。排出口４６は、最終的に蓋が形成される。
〔インバータ〕
　次に、図３，図５を参照しながら、図８～図１１を用いて、インバータ１４の冷却構成を含む構成について説明する。
　インバータ１４は、走行用バッテリ４から供給された直流電流を所定の周波数の三相交流（三相電流・三相電源）に変換してモータＭに供給する。
　図８に示すように、インバータ１４は、インバータケース５０と、インバータケース５０の内部に設けられる、コンデンサ５１、パワートランジスタの一例であるＩＧＢＴ５２、抵抗５３等の部品を備える。
　コンデンサ５１は、走行用バッテリ４から供給された直流電流を平滑化する。ＩＧＢＴ５２は、コンデンサ５１で平滑化された直流電流を所定の周波数の三相交流に変換して、モータＭに供給する。抵抗５３は、インバータ１４の停止後にコンデンサ５１にチャージされた電流をディスチャージするために設けられた電力消費用の抵抗である。
　インバータケース５０は、搭載板５０Ａを含む外板で構成され、インバータケース５０の内部に外板で囲まれた密閉空間が形成される。コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、および抵抗５３は、密閉空間内において、搭載板５０Ａに支持される。
　コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、および抵抗５３は、動作中に発熱し、熱により故障する場合がある。そのため、インバータ１４は、冷却対象としてコンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、および抵抗５３等の部品を冷却するインバータ冷媒流路５５を備える。
　インバータ冷媒流路５５は、搭載板５０Ａの内部に設けられ、冷却経路２６から導入される冷媒が流通する流路である。インバータケース５０は流入部５６と排出部５７とを備え、冷却経路２６（冷却経路２６Ｂ）を流通する冷媒は流入部５６からインバータ冷媒流路５５に流入し、インバータ冷媒流路５５を流通した冷媒は排出部５７から冷却経路２６（冷却経路２６Ｃ）に流出する。
　インバータ冷媒流路５５は、インバータ１４の部品を冷却するように、搭載板５０Ａ内を冷却対象である部品に沿って形成される。図８の例では、コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、および抵抗５３は搭載板５０Ａの上面に保持されるため、インバータ冷媒流路５５は、搭載板５０Ａの内部の、コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、および抵抗５３の下方に形成される。
　例えば、インバータ冷媒流路５５は、流入部５６から、コンデンサ５１に沿った領域、ＩＧＢＴ５２に沿った領域、抵抗５３に沿った領域を通る経路である。
　一般的に、コンデンサ５１は、ＩＧＢＴ５２に比べて発熱量が小さいものの、耐熱性がＩＧＢＴ５２および抵抗５３より低い。そのため、コンデンサ５１はインバータ１４において最も優先的に冷却される必要のある部品である。
　同様に、ＩＧＢＴ５２は、高圧の交流電流（三相交流）を生成するため、コンデンサ５１および抵抗５３に比べて発熱量が大きいが、コンデンサ５１に比べて耐熱温度が高く、コンデンサ５１が先に故障する可能性が高い。また、抵抗５３は、コンデンサ５１およびＩＧＢＴ５２よりも故障する可能性が低いため、冷却する必要性は小さい。
　上述のように、冷媒は、コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、抵抗５３の順で冷却を行うため、コンデンサ５１が優先的に冷却され、コンデンサ５１は効率良く冷却される。ＩＧＢＴ５２の後にコンデンサ５１が冷却されると、ＩＧＢＴ５２を冷却した後の冷媒は大きく昇温するため、コンデンサ５１を十分に冷却することが困難である。逆に、コンデンサ５１を冷却して昇温した冷媒であっても、ＩＧＢＴ５２は発熱量が大きく、冷媒以上に高温となり、また、ＩＧＢＴ５２はコンデンサ５１に比べて熱耐性が強いため、十分にＩＧＢＴ５２を冷却することができる。また、抵抗５３は、コンデンサ５１およびＩＧＢＴ５２に比べて冷却の必要性が小さい。
　以上のことから、コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、抵抗５３の順で冷却が行われるようにインバータ冷媒流路５５が形成されることにより、コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、および抵抗５３を、特性に応じて効率的に冷却することができる。
　例えば、インバータ冷媒流路５５は、流入部５６からコンデンサ５１に沿って機体の後方に向かい、コンデンサ５１の後端部近傍でＵターンし、コンデンサ５１に沿って機体の前方に向かう。さらに、インバータ冷媒流路５５は、ＩＧＢＴ５２より前側で再びＵターンし、流路の幅（機体の左右方向における幅）を広げながら、ＩＧＢＴ５２に沿って機体の後方に向かう。そして、インバータ冷媒流路５５は、流路の幅を狭めながら、抵抗５３を介して排出部５７に至るように、機体の後方に向かう。
　このような構成により、インバータ冷媒流路５５を流通する冷媒は、コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、および抵抗５３を、効率的に冷却することができる。
＜ＩＧＢＴの冷却構造＞
　図９に示すように、ＩＧＢＴ５２はヒートシンクを備える。ヒートシンクは、フィン等でも良いが、ＩＧＢＴ５２の１つの表面にマトリクス状に設けられるピンフィン５２Ａであっても良い。
　搭載板５０ＡのＩＧＢＴ５２の配置領域には貫通孔５０Ｂが設けられる。貫通孔５０Ｂは、インバータケース５０の密閉空間からインバータ冷媒流路５５に貫通する。ＩＧＢＴ５２は、ピンフィン５２Ａが貫通孔５０Ｂ内に配置されるように、搭載板５０Ａに支持される。そして、ピンフィン５２Ａは、貫通孔５０Ｂを突き抜けてインバータ冷媒流路５５に至る。
　これにより、ピンフィン５２Ａがインバータ冷媒流路５５を流通する冷媒に直接接するため、ピンフィン５２Ａを介してＩＧＢＴ５２を効率的に冷却することができる。
　さらに、インバータ冷媒流路５５のピンフィン５２Ａが突出する位置において、インバータ冷媒流路５５の内径が狭くなることが好ましい。例えば、インバータ冷媒流路５５のピンフィン５２Ａが突出する位置において、ピンフィン５２Ａと向かい合う位置の搭載板５０Ａがインバータ冷媒流路５５の内部に向けて突出する突出部５０Ｃを備える。
　インバータ冷媒流路５５のピンフィン５２Ａが突出する位置において、インバータ冷媒流路５５の内径が狭くなることにより、この部分を流通する冷媒の流速が上がり、冷媒は、効率的にピンフィン５２Ａを介してＩＧＢＴ５２を冷却することができる。また、冷媒がピンフィン５２Ａに精度良く接するようになり、精度良くピンフィン５２Ａを介してＩＧＢＴ５２を冷却することができる。
　図９および図１０に示すように、インバータ１４は、貫通孔５０Ｂにおいて、ＩＧＢＴ５２と搭載板５０Ａとの間を塞ぐオーリング５２Ｂを備えることが好ましい。例えば、オーリング５２Ｂは、ＩＧＢＴ５２の外周部と、貫通孔５０Ｂの内周部とに密着するように設けられる。
　これにより、インバータ冷媒流路５５を流通する冷媒が、貫通孔５０Ｂを介して、インバータ１４の密閉空間内に流入することが抑制される。その結果、インバータ１４の各種部品が冷媒により動作不良を生じることが抑制される。
＜コンデンサの冷却構造＞
　図１１に示すように、コンデンサ５１は密閉空間内において、搭載板５０Ａの表面上に支持される。コンデンサ５１の底面の少なくともインバータ冷媒流路５５に沿う領域近傍は、平滑で面一に形成される。搭載板５０Ａの少なくともコンデンサ５１を搭載する領域近傍は、平滑で面一に形成される。そのため、コンデンサ５１の少なくともインバータ冷媒流路５５に沿う領域近傍は、搭載板５０Ａと面接触して密着する。
　コンデンサ５１と搭載板５０Ａとが面接触して密着することにより、インバータ冷媒流路５５を流通する冷媒は、搭載板５０Ａを介して効率的にコンデンサ５１と熱交換を行うことができ、効率的にコンデンサ５１を冷却することができる。
　また、インバータ冷媒流路５５の流入部５６の近傍には、冷媒貯留部５５Ａが設けられる。例えば、冷媒貯留部５５Ａは、インバータ冷媒流路５５のうちの、流入部５６からコンデンサ５１に沿う領域の流入部５６側端部領域に亘って設けられる。
　冷媒貯留部５５Ａは、冷媒流路の鉛直方向の断面積である冷媒の流通径が、他のインバータ冷媒流路５５の流通径より大きく、冷媒を貯留できる構成である。これにより、インバータ冷媒流路５５に冷媒を貯留し、インバータ冷媒流路５５内に十分な冷媒を供給することができるため、インバータ１４に搭載される冷却対象となる部品を、効率的に冷却することができる。
＜その他の構造＞
　図８に示すように、インバータ１４は、インバータ冷媒流路５５を流通する冷媒の温度、例えば冷媒である冷却水の水温を測定する水温センサ５９（温度センサ）を備える。水温センサ５９は、例えば、インバータ冷媒流路５５のうちのコンデンサ５１の冷却領域とＩＧＢＴ５２の冷却領域との間に設けられる。より具体的には、水温センサ５９は、コンデンサ５１の冷却領域におけるインバータ冷媒流路５５のＵターン部分等に設けられる。
　コンデンサ５１は冷却の必要性が高く、コンデンサ５１を冷却した後、あるいは冷却中の冷媒の温度が所定の温度以上になると、コンデンサ５１が十分に冷却されていないと判断することができる。また、ＩＧＢＴ５２を冷却する冷媒が別の所定の温度以上であると、ＩＧＢＴ５２を十分に冷却することができないと判断することができる。また、測定された水温（冷媒の温度）によって、インバータ１４の動作状況を確認することもできる。
　そのため、水温センサ５９により冷却水（冷媒）の温度が測定され、水温に応じて、インバータ冷媒流路５５を流通する冷媒の流速や、インバータ１４の動作を制御することができる。例えば、水温センサ５９で測定された水温（冷媒の温度）が所定の温度以上である場合、冷媒の流速を高めるように電動ポンプ２４を制御したり、インバータ１４を停止させたりすることができる。また、水温センサ５９で測定された水温（冷媒の温度）が室温程度あれば、インバータ１４が動作していないと判断して、少なくともインバータ１４（インバータ冷媒流路５５）を流通する冷媒の流通を停止するように制御することができる。これにより、インバータ１４を、効率的かつ精度良く冷却することができる。
　また、インバータ１４は、ＩＧＢＴ５２が生成する三相交流の電流値を測定する電流センサ５８を備える。電流センサ５８は、ＩＧＢＴ５２の前方の三相交流配線５２Ｃに支持される。ＩＧＢＴ５２は、電流センサ５８で測定された電流値を参照しながら、所定の三相交流を生成する。
　電流センサ５８は、平面視で、インバータ冷媒流路５５と重なる領域を持つように配置されても良いが、インバータ冷媒流路５５と離間して設けられても良い。電流センサ５８は、発熱量がＩＧＢＴ５２比べて小さく、耐熱性がコンデンサ５１に比べて小さい。そのため、電流センサ５８は、必ずしもインバータ冷媒流路５５に沿って設ける必要がなく、インバータケース５０を介して冷媒と熱交換することにより、十分に冷却される。
〔別実施形態〕
（１）インバータ１４の熱耐性は必ずしも低い場合ばかりではない。同様に、モータＭの発熱量は必ずしも高いものばかりではない。そのため、上記実施形態において、冷却経路２６は、インバータ１４、モータＭ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の順に冷媒を流通させる構成に限らず、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１の発熱量や熱耐性に応じて、任意の順に冷媒を流通させても良い。
　これにより、冷却対象の特性に応じて、効率的に冷却機構を構成することができる。
（２）上記各実施形態において、冷却機構（冷却経路２６）は、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１のうちの少なくとも１つを冷却する構成であっても良い。例えば、冷却経路２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を通らない構成であっても良い。この場合、冷却経路２６は、モータＭから流出した冷媒を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流通させずに、直接ラジエータ２３に戻す経路となる。
　逆に、冷却機構（冷却経路２６）は、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１のうちの少なくとも１つ以外に、他の冷却対象を含めて冷却する構成であっても良い。
　以上により、冷却機構（冷却経路２６）を自由度高く構成し、冷却機構は、種々の冷却対象を冷却することができる。例えば、バッテリや充電器が冷却経路２６の途中に配置され、バッテリや充電器が冷却機構により冷却される構成とすることができる。
（３）上記各実施形態において、ラジエータ２３、冷却経路２６、電動ポンプ２４、インバータ１４、モータＭ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２１の配置は、上記構成に限らず任意である。冷却対象の特性や動作状況に応じて、これらの配置を最適化することにより、効率的に冷却対象を冷却することができる。
（４）上記各実施形態において、モータ冷媒流路４０は周側面３９を任意の回数周回する螺旋状の流路であっても良い。螺旋の周回数に比例するモータ冷媒流路４０の長さは、隔壁４４が周側面３９に沿って周側面３９を周回する回数で決まる。
　これにより、モータＭの特性に応じて、適切な長さのモータ冷媒流路４０を容易に構成することができ、モータＭを効率的に冷却することができる。
（５）上記各実施形態において、三相電源端子３７および信号端子３８の配置位置は任意である。これにより、モータＭの構造を自由度高く最適化させることができる。
（６）上記各実施形態において、インバータ１４には、コンデンサ５１、ＩＧＢＴ５２、抵抗５３、および電流センサ５８以外にも、冷却対象として他の部品が搭載されても良い。逆に、インバータ１４には、コンデンサ５１は、ＩＧＢＴ５２、抵抗５３、および電流センサ５８のいずれかが搭載されなくても良い。
　これにより、インバータ１４の必要構成に応じて、冷却が必要な部品に対して、必要な範囲で効率的に冷却することができる。
（７）上記各実施形態において、電動作業車は、前車輪１０および後車輪１１に代わり、クローラ等の任意の走行装置を採用することができる。
（８）上記各実施形態において、本発明は、電動トラクタに限らず、電動コンバインや電動田植機をはじめとする電動農作業車、各種の作業を行う電動作業車等に適用することができる。
　本発明は、農作業等の各種の作業を行う電動作業車に適用することができる。
　　２　　機体フレーム
　２Ａ　　底板
　２Ｂ　　側板
　２Ｃ　　鉛直板
　　４　　走行用バッテリ
　　６　　油圧ポンプ
　１０　　前車輪（走行装置）
　１１　　後車輪（走行装置）
　１４　　インバータ
　２１　　ＤＣ／ＤＣコンバータ
　２３　　ラジエータ
　２６　　冷却経路
　２８　　流入部
　２９　　排出部
　３７　　三相電源端子
　３８　　信号端子
　４０　　モータ冷媒流路
　５０　　インバータケース
５０Ａ　　搭載板
５０Ｂ　　貫通孔
５０Ｃ　　突出部
　５１　　コンデンサ
　５２　　ＩＧＢＴ（パワートランジスタ）
５２Ａ　　ピンフィン（ヒートシンク）
５２Ｂ　　オーリング
　５３　　抵抗
　５５　　インバータ冷媒流路
５５Ａ　　冷媒貯留部
　５９　　水温センサ（温度センサ）
ＬＣＬ　　水平中心線
ＬＴＬ　　水平上端線
　　Ｍ　　モータ
　　Ｐ　　回転軸芯
ＶＣＬ　　鉛直中心線
ＶＬＬ　　鉛直左端線（第一鉛直線）
ＶＲＬ　　鉛直右端線（第二鉛直線）
　θ１　　内角
　θ２　　内角

Claims (18)

  1. 　機体と、
    　前記機体に設けられる走行装置と、
    　前記走行装置を駆動するモータと、
    　前記モータに電力を供給するインバータと、
    　電装部品と、
    　前記電装部品に供給される電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
    　冷媒を冷却するラジエータと、
    　前記ラジエータで冷却された前記冷媒が前記モータ、前記インバータ、および前記ＤＣ／ＤＣコンバータをめぐって前記ラジエータに循環する冷却経路とを備え、
    　前記冷却経路は、前記ラジエータから、前記インバータ、前記モータ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの順に通って前記ラジエータに戻る電動作業車。
  2. 　前記機体の前進方向を前方として、前から順に、前記ラジエータ、前記インバータ、および前記モータが前記機体の前後方向に並ぶ請求項１に記載の電動作業車。
  3. 　前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、前記ラジエータの、前記前後方向に直行する左右方向の一方側の横側方に配置される請求項２に記載の電動作業車。
  4. 　前記冷却経路のうちの前記インバータから前記モータに向かう部分が、前記モータの前記左右方向の一方側に対する他方側で前記モータに接続され、
    　前記冷却経路のうちの前記モータから前記ＤＣ／ＤＣコンバータに向かう部分が、前記モータの前記一方側で前記モータに接続される請求項３に記載の電動作業車。
  5. 　前記インバータを介して前記モータに供給される電力を蓄電する走行用バッテリをさらに備え、
    　前記インバータは前記走行用バッテリの下方に配置され、
    　平面視において、前記インバータが前記走行用バッテリと重複する請求項２から４のいずれか一項に記載の電動作業車。
  6. 　機体と、
    　前記機体に設けられる走行装置と、
    　前記走行装置を駆動するモータと、
    　冷媒を冷却するラジエータと、
    　前記ラジエータで冷却された前記冷媒が少なくとも前記モータをめぐって前記ラジエータに循環する冷却経路とを備え、
    　前記モータは、
    　前記モータの表面領域を巡回して前記冷媒が流通するモータ冷媒流路と、
    　前記モータ冷媒流路に接続されて前記冷却経路を流通する前記冷媒が前記モータ冷媒流路に流入する入り口となる流入部と、
    　前記モータ冷媒流路に接続されて前記モータ冷媒流路を流通した前記冷媒が前記冷却経路に排出される出口となる排出部とを有し、
    　前記流入部および前記排出部は、正面視において、前記モータの上下方向における中心を通る水平中心線より上側に配置され、かつ、前記モータの幅方向における中心を通る鉛直中心線に対して両側に振り分けられて配置される電動作業車。
  7. 　正面視において、前記モータの回転軸芯と前記流入部とを結ぶ線分と前記水平中心線とが成す内角、および、前記回転軸芯と前記排出部とを結ぶ線分と前記水平中心線とが成す内角は、それぞれ３０°以上５５°以下である請求項６に記載の電動作業車。
  8. 　前記流入部および前記排出部は、前記モータの上端部と接する直線と前記水平中心線との間の領域に配置され、かつ、前記モータの前記幅方向における一方側端部と接する第一鉛直線および前記モータの前記幅方向における他方側端部と接する第二鉛直線の間の領域に配置される請求項６または７に記載の電動作業車。
  9. 　前記モータ冷媒流路は、前記モータの周側面に沿って螺旋状に設けられ、前記流入部から流入した前記冷媒が前記幅方向のうちの前記排出部が配置された側に向かって流通し、前記周側面を一周した後に前記排出部に向かって流通する経路である請求項６から８のいずれか一項に記載の電動作業車。
  10. 　前記モータは、三相電流が入力される三相電源端子と、信号用の信号端子とをさらに備え、
    　前記三相電源端子は、正面視で、前記水平中心線より下側に配置され、
    　前記信号端子は、正面視で、前記水平中心線の近傍に配置され、
    　前記三相電源端子と前記信号端子とは、前記幅方向に偏心して設けられる請求項６から９のいずれか一項に記載の電動作業車。
  11. 　底板、鉛直板、および一対の側板を有する機体フレームをさらに備え、
    　前記モータは、前記鉛直板に片持ち支持され、前記底板の上側で、かつ、一対の前記側板の間に配置される請求項６から１０のいずれか一項に記載の電動作業車。
  12. 　作動油を供給する油圧ポンプをさらに備え、
    　前記油圧ポンプは、前記モータの横外側に配置され、前記鉛直板に保持される請求項１１に記載の電動作業車。
  13. 　機体と、
    　前記機体に設けられる走行装置と、
    　前記走行装置を駆動するモータと、
    　前記モータに電力を供給するインバータと、
    　冷媒を冷却するラジエータと、
    　前記ラジエータで冷却された前記冷媒が少なくとも前記インバータをめぐって前記ラジエータに循環する冷却経路とを備え、
    　前記インバータは、
    　搭載板を含み、密閉空間が形成されるインバータケースと、
    　前記密閉空間内において前記搭載板に保持され、入力された直流電流を平滑化するコンデンサと、
    　前記密閉空間内において前記搭載板に保持され、前記コンデンサから供給される直流電流を所定の周波数の三相交流に変換するパワートランジスタと、
    　前記密閉空間内において前記搭載板に保持され、前記インバータの電力を放電する抵抗と、
    　前記搭載板の内部に設けられ、前記インバータ内を巡回して、前記コンデンサ、前記パワートランジスタ、および前記抵抗を冷却する前記冷媒が流通されるインバータ冷媒流路とを有し、
    　前記パワートランジスタはヒートシンクを有し、
    　前記インバータ冷媒流路は前記密閉空間に向けて貫通する貫通孔を有し、
    　前記ヒートシンクは前記貫通孔を貫通して前記インバータ冷媒流路内に突出する電動作業車。
  14. 　前記インバータは、前記パワートランジスタの外周部と前記貫通孔の内周部との間を塞ぐオーリングを備える請求項１３に記載の電動作業車。
  15. 　前記インバータ冷媒流路は、前記インバータ冷媒流路内の前記パワートランジスタの配置位置と重なる領域において、前記パワートランジスタに向かって前記搭載板が突出する突出部を備える請求項１３または１４に記載の電動作業車。
  16. 　前記インバータ冷媒流路は、前記冷媒の流入領域に冷媒貯留部を有し、前記冷媒貯留部の断面積は、他の前記インバータ冷媒流路の断面積より大きい請求項１３から１５のいずれか一項に記載の電動作業車。
  17. 　前記冷媒は、前記コンデンサ、前記パワートランジスタ、前記抵抗の順で冷却を行う請求項１３から１６のいずれか一項に記載の電動作業車。
  18. 　前記インバータ冷媒流路の、前記コンデンサを冷却する位置と前記パワートランジスタを冷却する位置との間に、前記冷媒の温度を測定する温度センサを備える請求項１７に記載の電動作業車。
     
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009106073A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Aisin Aw Co Ltd インバータ装置
JP2010110066A (ja) * 2008-10-29 2010-05-13 Hitachi Automotive Systems Ltd 電力変換装置
JP2013158161A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Fuji Electric Co Ltd 回転電機
JP2016152637A (ja) 2015-02-16 2016-08-22 トヨタ自動車株式会社 電力変換器
JP2021000956A (ja) * 2019-06-24 2021-01-07 株式会社クボタ 電動作業車
JP2021080709A (ja) 2019-11-18 2021-05-27 株式会社クボタ 旋回作業機
JP2021099086A (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社クボタ 作業機
JP2021104768A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 株式会社クボタ 電動作業車
JP2021129334A (ja) 2020-02-10 2021-09-02 株式会社Subaru モータハウジングおよびモータユニット
JP2021151060A (ja) * 2020-03-18 2021-09-27 東芝産業機器システム株式会社 回転電機の冷却構造、回転電機

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009106073A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Aisin Aw Co Ltd インバータ装置
JP2010110066A (ja) * 2008-10-29 2010-05-13 Hitachi Automotive Systems Ltd 電力変換装置
JP2013158161A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Fuji Electric Co Ltd 回転電機
JP2016152637A (ja) 2015-02-16 2016-08-22 トヨタ自動車株式会社 電力変換器
JP2021000956A (ja) * 2019-06-24 2021-01-07 株式会社クボタ 電動作業車
JP2021080709A (ja) 2019-11-18 2021-05-27 株式会社クボタ 旋回作業機
JP2021099086A (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社クボタ 作業機
JP2021104768A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 株式会社クボタ 電動作業車
JP2021129334A (ja) 2020-02-10 2021-09-02 株式会社Subaru モータハウジングおよびモータユニット
JP2021151060A (ja) * 2020-03-18 2021-09-27 東芝産業機器システム株式会社 回転電機の冷却構造、回転電機

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