WO2024004908A1

WO2024004908A1 - 作業車両

Info

Publication number: WO2024004908A1
Application number: PCT/JP2023/023486
Authority: WO
Inventors: 剛高木; 貴大高木; 憲一石見; 倫祥坂野; 裕喜南出; 幸大網谷; 洋祐林
Original assignee: 株式会社クボタ
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2023-06-26
Publication date: 2024-01-04

Abstract

作業車両は、燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、燃料電池スタックに供給する燃料を収容する少なくとも１つの燃料タンクと、燃料電池モジュールに接続されるモータと、燃料電池モジュール、燃料タンク、およびモータを支持する車体であって、左右の前輪および左右の後輪を回転可能に支持する車体と、筐体に収容され、前記燃料電池モジュールおよび前記モータに電気的に接続される電気回路モジュールと、を備える。電気回路モジュールは、車体の側方における、左の前輪と左の後輪とよって挟まれる左側、および、右の前輪と右の後輪とよって挟まれる右側の一方に固定されている。

Description

作業車両

　本開示は、電動モータおよび燃料電池を備える作業車両に関する。

　「人」または「物」を移動させることが主目的の自動車の分野では、走行のための駆動力（トラクション）を、内燃機関に代えて電動モータ（以下、「モータ」と称する。）によって発生させる電気自動車（ＥＶ）が普及しつつある。

　一方、脱炭素化社会を実現するため、圃場で使用されるトラクタなどの作業車両が排出する二酸化炭素（ＣＯ_２）の量を低減することも求められている。一般的な自動車とは異なり、トラクタなどの作業車両では、インプルメントと呼ばれる作業機を牽引して耕耘などの農作業をさせる必要がある。このため、作業車両の電動化を実現するには、乗用車の電動化とは異なる解決すべき課題がある。

　特許文献１は、従来のエンジン駆動式のトラクタの構造を大幅に変更しないで燃料電池（Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ：　ＦＣ）発電システムとモータとを備えるトラクタを開示している。

特開２００２－２２５５７７号公報

　燃料電池によって作業車両の発電システムを実現するには、燃料を蓄える燃料タンクだけではなく、種々の部品が必要である。しかし、作業車両は、一般的な自動車とは異なり、例えばインプルメントを牽引したり、持ち上げたり、回転させたりするための機械的構造を備えている。このため、作業車両には、従来の電気自動車における燃料電池発電システムの構成をそのまま採用することができない、という課題がある。

　本開示は、このような課題を解決することができる作業車両を提供する。

　本開示による作業車両は、例示的で非限定的な実施形態において、燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックに供給する燃料を収容する少なくとも１つの燃料タンクと、前記燃料電池モジュールに接続されるモータと、前記燃料電池モジュール、前記燃料タンク、および前記モータを支持する車体であって、左右の前輪および左右の後輪を回転可能に支持する車体と、筐体に収容され、前記燃料電池モジュールおよび前記モータに電気的に接続される電気回路モジュールと、を備える。前記電気回路モジュールは、前記車体の側方における、前記左の前輪と前記左の後輪とよって挟まれる左側、および、前記右の前輪と前記右の後輪とよって挟まれる右側の一方に固定されている。

　本開示の実施形態によれば、電気回路群(複数の電子部品)を筐体に集積するため、電子部品間の配線の長さを短縮することができる。配線の短縮は電気抵抗の低下を実現し、またノイズの混入を抑制する。また、バッテリパックのような重い部品を電気回路モジュール内に集めてキャビンの下方に配置すれば、車両重心の位置を低くすることが可能になり、走行安定性の向上に寄与する。

本開示による作業車両の基本構成例を模式的に示す平面図である。作業車両に搭載される燃料電池発電システムの基本的な構成例を示す図である。本開示による作業車両の構成部品間の電気的接続および動力伝達の例を模式的に示すブロック図である。本開示による作業車両における構成部品間の電気信号の経路（細実線）および冷却液の経路（点線）を模式的に示すブロック図である。本開示の実施形態における作業車両の構成例を模式的に示す側面図である。本開示の実施形態における作業車両における主要部の配置関係の例を模式的に示す側面図である。本開示の実施形態における作業車両における主要部の配置関係の例を模式的に示す平面図である。本開示の実施形態における燃料タンクを支持する機構を模式的に示す図である。本開示の実施形態における燃料タンクモジュールの構成例を模式的に示す図である。本開示の実施形態におけるフロントハウジングおよびタンクケース内における燃料ガスセンサの配置を模式的に示す図である。本開示の実施形態におけるフロントハウジングの内部における第１センサの配置例を模式的に示す図である。本開示の実施形態におけるラジエータ装置の配置例を模式的に示す側面図である。本開示の実施形態におけるラジエータ装置の配置例を模式的に示す平面図である。本開示の実施例（以下、本実施例）における農業トラクタの斜視図である。本実施例における農業トラクタの側面図である。本実施例における農業トラクタの平面図である。本実施例における農業トラクタの正面図である。本実施例における農業トラクタの背面図である。本実施例においてフロントハウジングが開状態にある農業トラクタの側面図である。変形例においてフロントハウジングが開状態にある農業トラクタの側面図である。回転軸が可動ハウジング部の前部に位置する形態における可動ハウジング部の可動範囲を模式的に示す側面図である。回転軸が可動ハウジング部の後部に位置する形態における可動ハウジング部の可動範囲を模式的に示す側面図である。本実施例における固定ハウジング部の斜視図である。本実施例における固定ハウジング部の側面図である。本実施例における固定ハウジング部とハンドルステーカバーとの配置関係を示す図である。本実施例におけるインバータ装置の配置を示す斜視図である。本実施例におけるインバータ装置と伝動ケースとの配置関係を示す斜視図である。本実施例におけるインバータ装置と伝動ケースとの配置関係を示す背面図である。本実施例におけるインバータ装置と伝動ケースとの配置関係を示す上面図である。本実施例における電気回路モジュールを示す側面図である。本実施例における電気回路モジュールの構成を模式的に示す図である。

　以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に関する重複する説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。以下の説明において、同一または類似の機能を有する構成要素については、同じ参照符号を付している。

　下記の実施形態は例示であり、本開示の技術は、以下の実施形態に限定されない。例えば、以下の実施形態について示される数値、形状、材料、ステップ、そのステップの順序、表示画面のレイアウトなどは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。また、技術的に矛盾が生じない限りにおいて、一の態様と他の態様とを組み合わせることが可能である。

　本開示における「作業車両」は、作業地で作業を行うために使用される車両（ビークル）を意味する。「作業地」は、例えば圃場、山林、または建設現場等の、作業が行われる任意の場所である。「圃場」は、例えば果樹園、畑、水田、穀物農場、または牧草地等の、農作業が行われる任意の場所である。作業車両は、例えばトラクタ、田植機、コンバイン、乗用管理機、もしくは乗用草刈機などの農業機械、または、建設作業車もしくは除雪車などの、農業以外の用途で使用される車両であり得る。本開示における作業車両は、その前部および後部の少なくとも一方に、作業内容に応じたインプルメント（「作業機」または「作業装置」とも呼ばれる。）を装着することができる。作業車両が作業を行いながら走行することを「作業走行」と称することがある。

　なお、「農業機械」は、農業用途で使用される機械を意味する。農業機械の例は、トラクタ、収穫機、田植機、乗用管理機、野菜移植機、草刈機、播種機、施肥機、および農業用移動ロボットを含む。トラクタのような作業車両が単独で「農業機械」として機能する場合だけでなく、作業車両に装着または牽引されるインプルメントと作業車両の全体が一つの「農業機械」として機能する場合がある。農業機械は、圃場内の地面に対して、耕耘、播種、防除、施肥、作物の植え付け、または収穫などの農作業を行う。

１．＜作業車両の基本構成＞
　本開示における作業車両の実施形態を具体的に説明する前に、本開示における作業車両の基本構成と動作の例を説明する。以下に説明する作業車両は、モータと、モータの駆動に必要な発電を行う燃料電池発電システム（以下、「ＦＣ発電システム」と称する。）を搭載している。

　図１は、本開示における作業車両１００の基本構成の例を模式的に示す平面図である。本開示において、作業車両１００がまっすぐ前に走行するときの進行方向を「前方向」、まっすぐ後ろに走行するときの進行方向を「後方向」と呼ぶことにする。地面に平行な平面内において、「前方向」に対して垂直に右へ延びる方向を「右方向」、垂直に左へ延びる方向を「左方向」と呼ぶ。図１では、「前方向」、「後方向」、「右方向」、および「左方向」を、それぞれ、「前」、「後」、「右」、および「左」の矢印によって示している。前方向および後方向の両方を総称して「前後方向」、右方向および左方向の両方を総称して「幅方向」と呼ぶ場合がある。

　図示されている例における作業車両１００は、例えば、農業機械の一例であるトラクタである。本開示の技術は、トラクタなどの作業車両に限られず、他の種類の作業車両にも適用することができる。作業車両１００は、インプルメントを装着または牽引し、インプルメントの種類に応じた農作業を行いながら圃場内を走行することができる。また、作業車両１００は、インプルメントを持ち上げた状態、または装着しない状態で、圃場内および圃場外（道路を含む）を走行することもできる。

　作業車両１００は、従来のトラクタと同様に、左右の前輪１０４Ｆおよび左右の後輪１０４Ｒを回転可能に支持する車体（車両フレーム）１０２を備えている。車体１０２は、前輪１０４Ｆが設けられるフロントフレーム１０２Ａと、後輪１０４Ｒが設けられる伝動ケース１０２Ｂとを含む。フロントフレーム１０２Ａは、伝動ケース１０２Ｂの前部に固定されている。前輪１０４Ｆおよび後輪１０４Ｒを総称して車輪１０４と称する場合がある。厳密には、車輪１０４は、ホイールであり、タイヤが装着されている。本開示において「車輪」は、原則として、「ホイールおよびタイヤ」の全体を意味する。前輪１０４Ｆおよび後輪１０４Ｒの一方、または両方は、タイヤ付き車輪ではなく無限軌道（ｔｒａｃｋ）を装着した複数の車輪（クローラ）に置き換えられてもよい。

　図１の例における作業車両１００は、フロントフレーム１０２Ａによって直接または間接的に支持される燃料電池モジュール（ＦＣモジュール）１０およびモータ７０を備えている。ＦＣモジュール１０は、燃料電池スタック（ＦＣスタック）を有しており、後述するように、燃料から電力を発生させる車載発電機として機能する。以下、「ＦＣモジュール」または「ＦＣスタック」を、単に「燃料電池」と称する場合がある。

　モータ７０は、ＦＣモジュール１０に電気的に接続される。モータ７０は、ＦＣモジュール１０で発生する電力を機械的運動（動力）に変換して、作業車両１００の走行に必要な駆動力（トラクション）を発生させることができる。モータ７０の例は、交流同期モータである。ＦＣモジュール１０のＦＣスタックは直流電流を生成するため、モータ７０が交流同期モータである場合、ＦＣスタックとモータ７０との間には、インバータ装置を含む電気回路群が設けられ、直流電流が交流電流に変換される。このような電気回路群の一部は、ＦＣモジュール１０の内部にあってもよい。また、電気回路群の他の一部は、モータ７０の駆動回路としてモータ７０に取り付けられていてもよい。

　モータ７０は、回転する出力軸７１を有している。出力軸７１のトルクは、伝動ケース１０２Ｂの内部に設けられたトランスミッション（変速装置）、および後輪差動装置（デファレンシャルギア装置）などの機械部品を介して後輪１０４Ｒに伝達される。言い換えると、動力源であるモータ７０が生み出す動力は、伝動ケース１０２Ｂ内に設けられたトランスミッションを含む動力伝達系（ドライブトレイン）７４によって後輪１０４Ｒに伝えられる。このため、「伝動ケース」を「ミッションケース」と呼んでもよい。なお、四輪駆動モードでは、モータ７０の動力の一部が前輪１０４Ｆにも伝達される。モータ７０の動力は、作業車両１００の走行だけではなく、インプルメントの駆動にも利用され得る。具体的には、伝動ケース１０２Ｂの後端にパワーテイクオフ（ＰＴＯ）軸７６が設けられており、モータ７０の出力軸７１のトルクがＰＴＯ軸７６に伝達される。作業車両１００に装着または牽引されるインプルメントは、ＰＴＯ軸７６から動力を受け取り、種々の作業に応じた動作を実行することができる。モータ７０および動力伝達系７４を総称して電動パワートレインと呼んでもよい。

　このように、本開示による作業車両１００には、ディーゼルエンジンなどの内燃機関が搭載されておらず、ＦＣモジュール１０およびモータ７０が搭載されている。また、モータ７０の出力軸７１は、伝動ケース１０２Ｂ内のトランスミッション等の動力伝達系７４に機械的に結合されている。モータ７０は、内燃機関に比べて相対的に広い回転速度範囲において効率的にトルクを発生することができる。しかし、トランスミッションを含む動力伝達系７４を利用することにより、多段または無段の変速動作を実行して、モータ７０からのトルクおよび回転速度を更に広い範囲で調整することが容易になる。このため、作業車両１００の走行だけではなく、インプルメントを用いた多様な作業を効率的に実行することが可能になる。

　なお、作業車両１００の用途またはサイズに応じて、動力伝達系７４の一部の機能が削除されてもよい。例えば、変速機能を担うトランスミッションの一部または全部が省略されてもよい。モータ７０の個数および搭載位置も、図１に示される例に限定されない。

　作業車両１００は、ＦＣモジュール１０に供給する燃料を収容する少なくとも１つの燃料タンク５０を備えている。図１では、簡単のため、１個の燃料タンク５０が記載されている。ある実施形態では、複数の燃料タンク５０がタンクケースに収容され、燃料タンクモジュールを構成する。燃料タンク５０は、後述するように、車体１０２に固定された部材によって支持される。ＦＣモジュール１０および燃料タンク５０は配管および開閉弁などによって連結され、車載のＦＣ発電システムを形成する。ＦＣ発電システムの構成と動作については後述する。

　後述する実施形態における作業車両１００は、車体１０２によって支持される運転席を備えている。運転席は、車体１０２に支持されるキャビンによって囲まれ得る。後述する実施形態において、ＦＣモジュール１０は運転席の前方に配置され、燃料タンク５０は運転席の上方に配置される。このようなＦＣモジュール１０および燃料タンク５０は、少なくとも１つの「収容体」に収容される。「収容体」は、例えばハウジングとして機能し、ＦＣモジュール１０および燃料タンク５０を太陽光の照射および風雨から保護する役割を果たす。また、このような収容体は、ＦＣモジュール１０または燃料タンク５０から燃料ガスが漏れた場合、燃料ガスの大気中への拡がりを制御して燃料ガスの検知を容易にすることもできる。

　ＦＣモジュール１０は、例えば、「ボンネット」と呼ばれるフロントハウジングに収容され得る。フロントハウジングは、「収容体」の一部である。フロントハウジングは、車体１０２の前部（フロントフレーム１０２Ａ）によって支持される。燃料タンク５０は、前述したようにタンクケースに収容され得る。タンクケースは、車体１０２によって直接または間接的に支持される。

２．＜ＦＣ発電システム＞
　次に、図２を参照して、作業車両１００に搭載されるＦＣ発電システム１８０の基本的な構成例を説明する。

　図２に示されるＦＣ発電システム１８０は、図１の作業車両１００における車載発電システムとして機能する。ＦＣ発電システム１８０の発電によって生じた電力は、作業車両１００の走行だけではなく、作業車両１００が牽引または装着するインプルメントの動作にも用いられる。

　図示される例におけるＦＣ発電システム１８０は、ＦＣモジュール１０と、ＦＣモジュール１０に供給する燃料を収容する少なくとも１つの燃料タンク５０とを含む。また、ＦＣ発電システム１８０は、ＦＣモジュール１０を冷却するためのラジエータ装置３４を備えている。

　ＦＣモジュール１０は、主な構成部品として、燃料電池スタック（ＦＣスタック）１１と、空気（エア）コンプレッサ１２と、燃料循環ポンプ２４と、冷却液ポンプ３１と、昇圧回路４０と、制御装置４２とを備えている。これらの構成部品は、ＦＣモジュール１０の筐体内に収容され、電気的または流体的連通によって互いに接続されている。

　ＦＣスタック１１は、燃料である「アノードガス」と、酸化ガスである「カソードガス」との電気化学反応によって発電を行う。この例におけるＦＣスタック１１は、固体高分子形燃料電池である。ＦＣスタック１１は、複数の単セルが積層されたスタック構造を有している。単セルは、例えばイオン交換膜から形成された電解質膜と、電解質膜の一方の面に形成されたアノード極と、電解質膜の他方の面に形成されたカソード極と、アノード極およびカソード極を両側から挟む一対のセパレータとを備えている。単セルで生じる電圧は、例えば１ボルト以下である。このため、ＦＣスタック１１では、数百ボルトの電圧を生成するように例えば３００個以上の単セルが直列に接続されている。

　ＦＣスタック１１のアノード極には、アノードガスが供給される。アノードガスは、「燃料ガス」、または、単に「燃料」と呼ばれる。本開示の実施形態において、アノードガス（燃料）は、水素ガスである。カソード極にはカソードガスが供給される。カソードガスは、空気などの酸化ガスである。アノード極は燃料極と呼ばれ、カソード極は空気極と呼ばれる。

　アノード極では、下記の式（１）に示される電気化学反応が生じる。
　２Ｈ_２→４Ｈ^＋＋４ｅ^－　・・・式（１）

　カソード極では、下記の式（２）に示される電気化学反応が生じる。
　４Ｈ^＋＋４ｅ^－＋Ｏ_２→２Ｈ_２Ｏ　・・・式（２）

　全体として、下記の式（３）の反応が生じる。
　２Ｈ_２＋Ｏ_２→２Ｈ_２Ｏ　・・・式（３）

　上記の反応に用いられた後のアノードガスは「アノードオフガス」と称され、反応に用いられた後のカソードガスは「カソードオフガス」と称される。

　空気コンプレッサ１２は、外部から取り入れた空気をカソードガスとしてＦＣスタック１１のカソード極に供給する。空気コンプレッサ１２を含むカソードガス供給系は、カソードガス供給管１３、カソードオフガス管１４、およびバイパス管１５を有している。カソードガス供給管１３は、空気コンプレッサ１２から供給されるカソードガス（空気）をＦＣスタック１１のカソード極に流す。カソードオフガス管１４は、ＦＣスタック１１から排出されるカソードオフガスを外気へ流す。バイパス管１５は、空気コンプレッサ１２の下流におけるカソードガス供給管１３から分岐し、ＦＣスタック１１を迂回してカソードオフガス管１４に接続される。バイパス管１５には、バイパス管１５に流れるカソードガスの流量を調整する制御弁１６が設けられている。カソードガス供給管１３には、ＦＣスタック１１へのカソードガスの流入を選択的に遮断する遮断弁１７が設けられている。カソードオフガス管１４には、カソードガスの背圧を調整する調圧弁１８が設けられている。

　ＦＣモジュール１０のカソードガス供給系には、空気コンプレッサ１２の回転数を検出する回転数検出センサＳ１と、カソードガス供給管１３に流れるカソードガスの流量を検出するガス流量検出センサＳ２とが設けられている。制御弁１６、遮断弁１７、および調圧弁１８は、例えば電磁弁である。

　燃料循環ポンプ２４は、燃料タンク５０から送られてきた燃料ガス（アノードガス）をＦＣスタック１１のアノード極に供給する。燃料循環ポンプ２４を含むアノードガス供給系は、アノードガス供給管２１、アノードオフガス管２２、および循環流路２３を有する。アノードガス供給管２１は、燃料タンク５０から供給されるアノードガスをＦＣスタック１１のアノード極に流す。本開示の実施形態における燃料タンク５０は、高圧水素ガスを貯蔵する水素タンクである。

　アノードオフガス管２２は、ＦＣスタック１１から排出されるアノードオフガスを流す。アノードオフガスは、アノードオフガス管２２を通じて気液分離装置２５に導かれて水分が除去される。水分が除去されたアノードオフガスは、燃料循環ポンプ２４によって循環流路２３を通じてアノードガス供給管２１に戻される。循環流路２３を循環するアノードオフガスは、排気弁２６の開弁により、アノードオフガス管２２を通じて排出され得る。気液分離装置２５に貯留する水分は、排気弁２６の開弁により、アノードオフガス管２２を通じて排出され得る。排気弁２６は、例えば電磁弁である。図の例において、アノードオフガス管２２は、カソードオフガス管１４に接続されている。このような構成を採用することにより、電気化学反応に寄与しなかった未反応のアノードガスを含むアノードオフガスを循環させ、再びＦＣスタック１１に供給することにより、アノードガスの利用効率を向上させることが可能である。

　ＦＣスタック１１の能力を高めるには、その温度制御が重要である。水素ガスと酸素ガスとから水を生成する反応を通じて電気を生み出すとき、熱も発生するため、冷却が必要になる。図２には、ＦＣスタック１１のための冷却液ポンプ３１を含む冷却液循環系が記載されているが、後述するように、他の電装品のための冷却循環系も設けられ得る。なお、ＦＣモジュール１０が備える空気コンプレッサ１２、燃料循環ポンプ２４、および冷却液ポンプ３１は、それぞれが内蔵するモータによって動作する。これらのモータも電装品である。

　図２の冷却液ポンプ３１を含む冷却液循環系は、冷却液供給管３２と、冷却液排出管３３と、ラジエータ装置３４と、温度センサＳ３とを有する。この冷却液循環系は、ＦＣスタック１１を介して冷却液を循環させることによって、ＦＣスタック１１の温度を所定の範囲内に調整することができる。冷却液は、冷却液供給管３２を通じてＦＣスタック１１に供給される。供給された冷却液は、単セル間に形成された冷却液流路を流れ、冷却液排出管３３へと排出される。冷却液排出管３３へ排出された冷却液は、ラジエータ装置３４へと流れる。ラジエータ装置３４は流入した冷却液と外気とを熱交換させることにより冷却液の放熱を行い、温度が低下した冷却液を冷却液供給管３２へと再び供給する。

　冷却液ポンプ３１は、ＦＣスタック１１に冷却液を送り出すように、冷却液供給管３２または冷却液排出管３３に設けられる。冷却液排出管３３と冷却液供給管３２との間には、冷却液のバイパス流路が設けられ得る。その場合、冷却液排出管３３から冷却液バイパス流路が分岐する分岐点には分流弁が設けられる。分流弁は、バイパス流路に流れる冷却液の流量を調整することができる。温度センサＳ３は、冷却液排出管３３を流れる冷却液の温度を検出する。

　ＦＣスタック１１を冷却するために用いられる冷却液は、冷却液用の電動ポンプ（冷却液ポンプ）３１によって流路を循環する。ＦＣスタック１１の下流には冷却液制御バルブが設けられ得る。冷却液制御バルブは、ラジエータ装置３４に流れる冷却液とラジエータ装置３４をバイパスする冷却液の比率を調整し、冷却液の温度をより高い正確度で制御することを可能にする。更に、冷却液ポンプによる送水量を制御することにより、ＦＣスタック１１の入口および出口の冷却液温度差を所望の範囲内に収まるように制御することも可能である。ＦＣスタック１１における冷却液の温度は、ＦＣスタック１１の発電効率が高い温度、例えば７０℃程度になるよう制御され得る。

　ＦＣスタック１１を流れる冷却液は、通常の電装品を冷却するために用いられる冷却液に比べて、より高い絶縁性を有することが好ましい。ＦＣスタック１１には、例えば３００ボルトを超える高い電圧が生じるため、冷却液の電気抵抗を高めることにより、冷却液またはラジエータ装置３４などを介して電流リークが生じることを抑制できる。冷却液の使用が進むにつれて冷却液の電気抵抗が低下する場合がある。ＦＣスタック１１を流れる冷却液にイオンが溶け込むためである。このようなイオンを冷却液から除去して絶縁性を高めるため、冷却液の流路にはイオン交換器が配置されていることが望ましい。

　昇圧回路４０は、ＦＣスタック１１から発電動作によって出力される電圧を所望のレベルに上昇させることができる。昇圧回路４０の後段は、モータ駆動のためのインバータ装置を含む強電系の電気回路に接続される。なお、後述するように、昇圧回路４０の後段は、降圧回路を介して弱電系の電気回路にも並列的に接続され得る。

　制御装置４２は、ＦＣモジュール１０による発電を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。制御装置４２は、各種センサ類から出力される信号に基づいてＦＣ発電システム１８０の運転状態を検出または推定する。制御装置４２は、ＦＣ発電システム１８０の運転状態、および、上位のコンピュータまたは他のＥＣＵから出力される指令に基づいて、空気コンプレッサ１２、燃料循環ポンプ２４、冷却液ポンプ３１、および各種弁の動作を制御して、ＦＣスタック１１による発電を制御する。制御装置４２は、例えば、プロセッサ、記憶装置、および入出力インタフェースを備える。

　以下の説明においては、簡単のため、「アノードガス」を「燃料ガス」または「燃料」と称し、「アノードガス供給管」を「配管」と称する。

３．＜作業車両のシステム構成例＞
　次に図３および図４を参照しながら、作業車両１００のシステム構成の例を説明する。図３は、本開示による作業車両１００の構成部品間の電気的接続および動力伝達の例を模式的に示すブロック図である。図４は、図３の構成例よりも詳細な構成を示すブロック図である。図４には、作業車両１００における構成部品間の電気信号の経路（細実線）および冷却液の経路（点線）が模式的に示されている。

　まず、図３を参照して、構成部品の電気的接続および動力伝達の例を説明する。電気的接続は、強電系および弱電系の両方を含む。強電系の電気的接続は、例えばインバータ装置の電源電圧を提供する。弱電系の電気的接続は、例えば、比較的低い電圧で動作する電子部品の電源電圧を提供する。

　図３に示される例において、作業車両１００は、ＦＣモジュール１０、インバータ装置７２、モータ７０、動力伝達系７４、およびＰＴＯ軸７６を備えている。ＦＣモジュール１０のＦＣスタック１１で発生した電力の直流電圧は、昇圧回路４０によって昇圧された後、インバータ装置７２に供給される。インバータ装置７２は、直流電圧を例えば三相交流電圧に変換してモータ７０に与える。インバータ装置７２は、複数のパワートランジスタを含むブリッジ回路を有している。モータ７０は、回転するロータと、インバータ装置７２に電気的に接続される複数のコイルを有するステータとを有する。ロータは、例えばリダクションギア（減速機）を介して、あるいは直接に出力軸７１に結合している。モータ７０は、インバータ装置７２からの三相交流電圧の波形に応じて制御されたトルクおよび回転速度で出力軸７１を回転させる。

　モータ７０の出力軸７１のトルクは、動力伝達系７４に伝えられる。動力伝達系７４は、モータ７０を動力源として動作し、図１の車輪１０４Ｒ、１０４Ｆ、および／または、ＰＴＯ軸７６を駆動することができる。このような動力伝達系７４は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関を備える従来のトラクタにおける動力伝達系と同様の構造または類似の構造を有し得る。例えば農業トラクタなどに用いられている動力伝達系を採用することにより、ＦＣ発電システムを搭載した農業用途の作業車両１００を製造するための設計コストおよび製造コストを抑えることが可能になる。動力伝達系７４は、モータ７０からの動力をクラッチ、トランスミッション、および後輪差動装置等を介して左右の後輪１０４Ｒに伝達する走行系動力伝達機構と、モータ７０からの動力をＰＴＯ軸７６に伝達するＰＴＯ系動力伝達機構とを含む。図１の伝動ケース１０２Ｂは、クラッチおよびトランスミッション等を収納した前部ケース（ミッションケース）と、後輪差動装置等を収容した後部ケース（デファレンシャルギアケース）とに分割されていてもよい。後部ケースは、後車軸ケースとも呼ばれる。

　作業車両１００は、ＦＣモジュール１０による発電で生まれた電気エネルギを一時的に蓄える二次電池（バッテリパック）８０を備えている。バッテリパック８０の例は、リチウムイオン電池のパックを含む。バッテリパック８０は、ＦＣモジュール１０と協働して、あるいは単独で、インバータ装置７２に必要なタイミングで電力を供給することができる。バッテリパック８０としては、乗用電気自動車で利用されている種々のバッテリパックを採用することが可能である。

　作業車両１００は、モータ７０およびインバータ装置７２以外にも、電気によって動作する各種の電装品（車載電子部品）を備えている。電装品の例は、開閉弁２０などの電磁バルブ、ラジエータ装置３４の空冷ファン、冷房用コンプレッサ８５の電動ポンプ、ＦＣスタック１１を加熱または冷却する温度制御装置を含む。このような温度制御装置は、電気ヒータ８６を含む。また、これらの電装品の動作に適した電源電圧を得るためのＤＣ－ＤＣコンバータ８１、８２、蓄電池８３も、電装品に含まれ得る。更には、図示されていない様々な電子部品（ランプ、油圧系の電動モータなど）も電装品に含まれ得る。これらの電装品は、例えば、従来の農業トラクタに備え付けられていた電装品と同様の電子部品であり得る。

　図３の例において、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ８１は、ＦＣモジュール１０の昇圧回路４０から出力される電圧を、第１電圧、例えば１２ボルトに降圧する回路である。蓄電池８３は、例えば鉛蓄電池であり、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ８１から出力される電圧で電気エネルギを蓄えることができる。蓄電池８３は、例えばランプなどの各種電装品の電源として利用され得る。

　図３に示す作業車両１００は、ＦＣモジュール１０が出力する高い電圧を降圧する電圧変換回路として、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ８１だけではなく、第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２を備えている。第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２は、ＦＣモジュール１０の昇圧回路４０から出力される電圧（例えば数百ボルト）を、第１電圧よりも高い第２電圧、例えば２４ボルトに降圧する回路である。ラジエータ装置３４の空冷ファンは、例えば、第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２から出力される電圧で動作することができる。なお、ラジエータ装置３４は、図３において、単一の部品として記載されているが、一台の作業車両１００が複数のラジエータ装置３４を備えていてもよい。また、冷房用コンプレッサ８５の電動ポンプ、および電気ヒータ８６も、第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２から出力される電圧で動作することができる。

　図３に示す作業車両１００は、ＦＣ発電システムに含まれるＦＣスタック１１を冷却または加熱する温度制御装置を備えている。このような温度制御装置の動作には比較的大きな電力が必要である。第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２が出力する相対的に高い２４ボルトの電圧は、このような温度制御装置に与えられる。本実施形態における温度制御装置は、ＦＣスタック１１を冷却する冷媒の放熱を行うラジエータ装置３４を含み、第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２が出力する相対的に高い２４ボルトの電圧第２電圧は、ラジエータ装置３４に与えられる。温度制御装置は、ＦＣスタック１１を加熱するヒータ８６を含む。第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２が出力する相対的に高い電圧は、ヒータにも与えられてもよい。第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８２が出力する相対的に高い電圧は、例えば冷房用コンプレッサ８５のような空調装置にも与えられてもよい。

　なお、作業車両１００は、ＦＣモジュール１０が出力する高い電圧を、第２電圧よりも高い第３電圧に変換する第３の電圧変換回路を備えていてもよい。第３電圧は例えば４８ボルトである。作業車両１００がモータ７０とは別に他のモータを備える場合、例えば第３電圧をそのような他のモータの電源として利用してもよい。

　燃料電池発電システムを搭載する農業用作業車両では、農作業に必要な電装品以外に、燃料電池発電の動作に必要な電装品を備えるため、それぞれの電装品に適した電圧の大きさが異なり得る。本開示の実施形態によれば、適切な大きさの電圧を供給することが可能になる。

　図３の例において、複数の燃料タンク５０が１個のタンクケース５１内に収容されている。燃料タンク５０は、外部から燃料が充填される充填口（燃料充填口）５２に接続されている。この接続は、燃料ガスを流すための配管２１によって行われる。また、燃料タンク５０は、開閉弁２０が設けられた配管２１を介してＦＣモジュール１０に接続される。燃料ガスとして水素が用いられる場合、これらの配管２１は、水素脆化に対する耐性が高い材料、例えばＳＵＳ３１６Ｌなどのオーステナイト系ステンレス鋼から形成され得る。

　後述するように、タンクケース５１には、バルブスペース５３が設けられており、このバルブスペース５３の中に、減圧バルブを含む種々のバルブが配置される。バルブスペース５３に設けられた各種のバルブを介して、配管２１は燃料タンク５０とＦＣモジュール１０とを接続する。タンクケース５１とＦＣモジュール１０とを接続する配管２１には、減圧バルブによって圧力が低下した燃料ガスが流れる。燃料ガスが水素ガスである場合、燃料タンク５０には、例えば３５メガパスカル以上の高圧水素ガスが充填され得るが、減圧バルブを通過した後の水素ガスは、例えば２気圧程度またはそれ以下に減圧され得る。

　次に図４を参照する。図４には、図３の記載に加えて、作業車両１００内で通信を行う複数のＥＣＵと、ユーザインタフェース１とが記載されている。通信は、電気信号の経路（細実線）として機能するＣＡＮバス配線などを介して実行され得る。図４には、また、構成部品のサーマルマネージメントを実現するための冷却システムも記載されている。具体的には、冷却液の経路（点線）が模式的に示されている。

　なお、前述したように、第１および第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８１、８２は、それぞれ、異なる大きさの電圧を出力することができる。これらの第１および第２のＤＣ－ＤＣコンバータ８１、８２にも、それぞれの電圧変換回路を制御するＥＣＵが設けられる。これらのＥＣＵには、他のＥＣＵと同様に、第１のＤＣ－ＤＣコンバータ８１が出力する相対的に低い第１電圧が与えられる。

　図４の例において、作業車両１００は、冷却液ポンプ３１Ａ、３１Ｂによって冷却液が循環する冷却システムを備えている。これらの冷却液ポンプ３１Ａ、３１Ｂは、ＦＣモジュール１０の内部に設けられている。この例における冷却システムは、ＦＣスタック１１の冷却を担う第１のラジエータ装置３４Ａと、他の電装品の冷却を担う第２のラジエータ装置３４Ｂとを含んでいる。冷却システムは、ＦＣスタック１１と第１のラジエータ装置３４Ａとの間を冷却液が流れる流路（第１流路）を有している。また、この冷却システムは、モータ７０を含む電装品と第２のラジエータ装置３４Ｂとの間を冷却液が流れる流路（第２流路）を有している。なお、図４の例では、例えば、キャビンの暖房に利用されるヒータコア８７が設けられており、第１のラジエータ装置３４Ａを流れる冷却液は、このヒータコア８７を流れる。

　ユーザインタフェース１は、アクセルペダル（またはアクセルレバー）などの操作装置２と、操作装置２に接続されるメインＥＣＵ３とを有している。メインＥＣＵ３は、メインメータ４に接続される。メインメータ４は、作業車両１００の走行状態または動作状態を特定する各種パラメータを表示することができる。ユーザインタフェース１は、ＦＣ発電システムを制御するためのＦＣシステムＥＣＵ５を更に備えている。ＦＣシステムＥＣＵ５は、ＦＣメータ６に接続される。ＦＣメータ６は、ＦＣ発電システムの動作状態を特定する各種パラメータを表示することができる。

　バッテリパック８０のセルは、バッテリマネージメントユニット（ＢＭＵ）によって制御される。ＢＭＵは、バッテリのセルごとの電圧モニタ、過充電・過放電の監視、セルバランス制御を行う回路およびＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）を備えている。これらの回路およびＣＰＵは、バッテリコントローラ基板に搭載され得る。

４．＜実施形態＞
　次に、図５から図７を参照して、本開示による作業車両の実施形態について基本的な構成を説明する。図５は、本実施形態における作業車両２００の構成例を模式的に示す側面図である。図６Ａは、作業車両２００における主要部の配置関係の例を模式的に示す側面図であり、図６Ｂは、その平面図である。図７は、燃料タンク５０を支持する機構を模式的に示す図である。

４．１．固定フレーム
　本実施形態における作業車両２００は、ＦＣモジュール１０、燃料タンク５０、モータ７０、運転席１０７、および車体１０２を備えている。作業車両２００は、図１を参照しながら説明した作業車両１００における構成と同様の構成を備えている。

　本実施形態では、燃料タンク５０が、固定フレーム１２０によって支持されている。固定フレーム１２０は、運転席１０７を跨いで車体１０２に固定されている。本実施形態における作業車両２００では、固定フレーム１２０が備える構成および機能により、燃料タンク５０を運転席１０７の上方において安定して支持することが可能になる。その結果、車体１０２が支持するＦＣモジュール１０、モータ７０などの部品配置の自由度が高まる。また、従来のエンジン駆動式のトラクタの構造を大幅に変更する必要性も低下する。これらのことは、設計コストおよび製造コストの低下に寄与する。

　以下、固定フレーム１２０の構成例を説明する。

　本実施形態において、固定フレーム１２０は、車体１０２に固定されるパイプなどの長軸状の構造物である。固定フレーム１２０は、図６Ａに示されるように、前部１２０Ａと、中間部１２０Ｂと、後部１２０Ｃとを有している。前部１２０Ａは、湾曲した形状を有し、中間部１２０Ｂにつながっている。中間部１２０Ｂは、前後方向に直線状に延びる形状を有し、後部１２０Ｃにつながっている。後部１２０Ｃは、鉛直方向に直線状に延びる形状を有している。なお、図示される固定フレーム１２０の形状は一例にすぎず、固定フレーム１２０の形状は、この例に限定されない。

　本実施形態において、車体１０２は、前輪１０４Ｆを回転可能に支持するフロントフレーム１０２Ａと、後輪１０４Ｒを回転可能に支持する伝動ケース１０２Ｂとを有している。図６Ａに示されるように、固定フレーム１２０の一端（前端）１２８は、フロントフレーム１０２Ａに固定される。固定フレーム１２０の他端（後端）１２９は、伝動ケース１０２Ｂに固定される。これらの固定は、固定フレーム１２０の材料に応じて、溶接またはボルト接合など適切な方法によって行われ得る。固定フレーム１２０は、例えば金属、合成樹脂、炭素繊維、または、炭素繊維強化プラスチックもしくはガラス繊維強化プラスチックなどの複合材料から形成され得る。伝動ケース１０２Ｂは、後車軸ケースを含み、固定フレーム１２０の後端１２９は、後車軸ケースに固定されてもよい。なお、固定フレーム１２０が金属から形成される場合、その表面の一部または全部が合成樹脂によって被覆されていてもよい。

　固定フレーム１２０は、燃料タンク５０を支持するための十分な剛性を有していることが求められる。作業車両２００が凹凸のある地面を走行するとき、固定フレーム１２０に支持される燃料タンク５０は上下または前後左右に振動し得る。固定フレーム１２０の弾性変形により、固定フレーム１２０の一部または全部が適度に撓むため、燃料タンク５０への衝撃が緩和される。このような衝撃の緩和を行う効果を得るため、固定フレーム１２０における前部１２０Ａが湾曲した形状を有し、所定の範囲で変形を許容することが有効である。固定フレーム１２０における後部１２０Ｃの一部または全部が湾曲もしくは傾斜する形状を有していてもよい。

　固定フレーム１２０における長軸方向に垂直な断面の外形は、例えば、円または楕円であるが、これに限定されない。断面の外形は、四角形またはその他の多角形であってもよい。固定フレーム１２０が概略的に円筒または円柱の形状を有する場合、その外径は、例えば１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲にある。また、内径は、外径の０％以上９０％以下の大きさであり得る。

　図５に示されるように、作業車両２００は、車体１０２と固定フレーム１２０との間において、運転席１０７を囲むキャビン１０５を備えている。運転席１０７は、キャビン１０５の室内（「キャビン室内」と称する。）の後部に位置している。運転席１０７の前方には、例えば、前輪１０４Ｆの向きを変えるためのステアリングハンドル（ステアリングホイール）１０６が設けられている。キャビン１０５は、骨組みを構成するキャビンフレームを有する。キャビンフレームの上部には、ルーフ１０９が設けられている。本実施形態のキャビンフレームは、４柱式である。キャビン１０５は、例えば防振マウントを介して、車体１０２の伝動ケース１０２Ｂに支持されている。図４を参照しながら説明したインタフェース１は、キャビン１０５の内部に設けられる。キャビン１０５は、燃料タンク５０を直接的に支持しないため、特別に強度を高める必要はなく、従来のトラクタに使用されてきたキャビンを採用することができる。

　固定フレーム１２０の中間部１２０Ｂは、キャビン１０５のルーフ１０９に沿って前後方向に延びており、燃料タンク５０の支持部（サポート）として機能する。燃料タンク５０は、キャビン１０５のルーフ１０９の上方において、固定フレーム１２０の中間部１２０Ｂによって支持される。

　次に、図６Ｂを参照する。本実施形態において、固定フレーム１２０は、１本ではなく、作業車両２００の左側および右側に位置する２本のフレームを含む。図６Ｂの平面視において、左右の固定フレーム１２０は、作業車両２００の前後方向に平行に延びている。２本の固定フレーム１２０は、運転席１０７に着座して前方向を見るオペレータの視野の中心領域を避ける位置にある。固定フレーム１２０の本数は、１本でも良く、または３本以上でもよい。固定フレーム１２０は、運転席１０７に着座して前方向を見るオペレータの視野の中心領域を避ける位置に設けられ、かつ、燃料タンク５０をバランスよく支えることが望ましい。この観点から、固定フレーム１２０の本数は偶数であることが望ましい。

　図６Ｂに示されるように、真上から見下ろした平面視において、個々の固定フレーム１２０が運転席の直上を通過する必要はない。本開示における固定フレームが「運転席を跨いで」車体に固定されるとは、図６Ａに示されるように、側面視において、車体に固定された固定フレームの一部が、運転席１０７の上方、あるいはキャビン１０５の上方を前後方向に沿って延びていることを意味する。なお、図６Ｂの例において、２本の固定フレーム１２０は互いに平行であるが、固定フレーム１２０の間隔は、前後方向に沿って一定である必要はなく、変化してもよい。

　作業車両２００は、左側フレーム１２０と右側フレーム１２０とを連結する載置台５１Ａを備えている。燃料タンク５０は、載置台５１Ａ上に配置され得る。燃料タンク５０の個数が複数である場合、複数の燃料タンク５０は、燃料タンクモジュール内に備えられ得る。燃料タンクモジュールは、複数の燃料タンク５０を収容するタンクケース５１を備える（図５）。左右の固定フレーム１２０は、載置台５１Ａ以外の部材によって互い連結されていてもよい。

　車体１０２の後部である伝動ケース１０２Ｂの後端には、連結装置１０８が設けられている。連結装置１０８は、例えば３点支持装置（「３点リンク」または「３点ヒッチ」とも称する。）、ＰＴＯ軸、ユニバーサルジョイント、および通信ケーブルを含む。連結装置１０８によってインプルメント１９０を作業車両２００に着脱することができる。連結装置１０８は、例えば油圧装置によって３点リンクを昇降させ、インプルメント１９０の位置または姿勢を変化させることができる。また、ユニバーサルジョイントを介して作業車両２００からインプルメント１９０に動力を送ることができる。作業車両２００は、インプルメント１９０を引きながら、インプルメント１９０に所定の作業（農作業）を実行させることができる。連結装置１０８は、車体１０２の前部に設けられていてもよい。その場合、作業車両２００の前方にインプルメント１９０を接続することができる。

　次に、図７を参照して、固定フレーム１２０によって燃料タンク５０を支持する構成の例を説明する。

　図７の例において、燃料タンク５０の載置台５１Ａは、固定フレーム１２０の中間部１２０Ｂに固定されている。この固定は、例えば、パイプ取り付け金具などの連結具１２７によって実現され得る。燃料タンク５０は、例えば固定用のベルト５６によって載置台５１Ａに固定されている。載置台５１Ａには、燃料タンク５０を覆うようにカバー５１Ｂが着脱可能または開閉可能に取り付けられる。この例におけるタンクケース５１は、載置台５１Ａとカバー５１Ｂによって構成される。タンクケース５１は、ＦＣモジュール１０および燃料タンク５０を収容する少なくとも１つの収容体の一部として機能する。

　本実施形態におけるカバー５１Ｂは、上面部５１Ｔから周囲の側面部５１Ｓに繋がる曲面部５１Ｃを有している。カバー５１Ｂの高さは上面部５１Ｔで最も高く、曲面部５１Ｃの高さは、側面部５１Ｓに近づくにつれて低下する。このような形状のカバー５１Ｂを採用することにより、雨がタンクケース５１のカバー５１Ｂに溜まることを抑制し、タンクケース５１上に積もった雪を落としやすいという効果が得られる。タンクケース５１には、その内部で漏れた燃料ガスを外部に排気するための開口が設けられていてもよい。このような開口には、雨や土埃などがタンクケース５１の内部に侵入しにくいように開口を覆う蓋などの部材が設けられることが好ましい。タンクケース５１は、金属、合成樹脂、炭素繊維、または、炭素繊維強化プラスチックもしくはガラス繊維強化プラスチックなどの複合材料などから形成され得る。

　タンクケース５１の内部において、燃料タンク５０は、減圧バルブおよび電磁バルブなどのバルブ５７を介して燃料ガスを流すための配管２１に連結される。タンクケース５１の内部にある配管２１は、例えば載置台５１Ａに設けられた開口を通って、タンクケース５１の外部にある配管に２１に接続される。図７の例において、タンクケース５１の外部にある配管２１の一部は、固定フレーム１２０における中間部１２０Ｂの内部に設けられている。言い換えると、燃料タンク５０とＦＣモジュール１０とを連結する配管２１の一部は、固定フレーム１２０の内部に位置している。タンクケース５１とＦＣモジュール１０とを接続する配管２１は、減圧バルブによって減圧された燃料を通過させるように構成されている。電磁バルブなどのバルブ５７には配線ケーブルが接続される。このような配線ケーブルの一部または全部は、固定フレーム１２０の内部を通っていてもよい。

　配管２１または配線ケーブルは、固定フレーム１２０の内部ではなく、固定フレーム１２０の外側の表面に沿って配されていてもよい。ただし、固定フレーム１２０の内部に配される方が、剛性を有する固定フレーム１２０が配管２１および配線ケーブルを保護する機能を発揮するため望ましい。

　固定フレーム１２０は、キャビン１０５のルーフ１０９に対して固定される必要はない。図７に示されるように、キャビン１０５のルーフ１０９と固定フレーム１２０の中間部１２０Ｂとの間には、空隙（ギャップ）が存在していてもよい。作業車両２００が凹凸のある地面を走行しているとき、キャビン１０５の上下振動と、固定フレーム１２０に支持されるタンクケース５１の上下振動とが、振幅および振動数において一致する必要はない。図７の例では、ルーフ１０９と載置台５１Ａとの間にダンパー５４が設けられている。このようなダンパー５４により、作業車両２００が大きく上下動した場合でも、載置台５１Ａのルーフ１０９への衝突が抑制される。

　なお、本実施形態では、固定フレーム１２０における後部１２０Ｃは鉛直方向に延びた状態で載置台５１Ａを支持している（図５、図６Ａ）。固定フレーム１２０の後部１２０Ｃが長軸方向に伸縮しにくい金属などの材料から形成されている場合、後部１２０Ｃは、車体１０２に対する載置台５１Ａの上下動を抑制する機能を発揮する。一方、キャビン１０５が防振マウント１０５Ｂを介して車体１０２に支持されている場合、車体１０２に対するキャビン１０５の振動は、車体１０２に対する載置台５１Ａの振動とは異なる挙動を示す可能性がある。ルーフ１０９と載置台５１Ａとの間にダンパー５４を設ける場合、ダンパー５４の減衰比を調整することにより、キャビン１０５および燃料タンク５０の連成振動を制御することが可能になる。ダンパー５４の種類、個数、および位置は、タンクケース５１の大きさおよび重量などを考慮して決定され得る。なお、ダンパー５４の代わりに、あるいはダンパー５４とともに、バネまたはゴムなどの弾性部材によってキャビン１０５と載置台５１Ａとが結合されてもよい。ダンパー５４および／または弾性部材は、載置台５１Ａではなく、固定フレーム１２０の中間部１２０Ｂを、キャビン１０５に結合するように配置されてもよい。

　なお、本実施形態とは異なり、例えば溶接またはフランジボルトなどの連結金具によって燃料タンク５０をキャビン１０５に強固に固定する場合、走行中にキャビン１０５と燃料タンク５０とが一体として運動または振動する。これに対して、本実施形態では、キャビン１０５と燃料タンク５０との間に、ある程度の運動の自由度を許容するため、キャビン１０５の振動モードと燃料タンク５０の振動モードとを分離することが可能になる。このことは、例えばキャビン室内の防音効果をもたらす。

　前述したように固定フレーム１２０の内部に配管２１の一部が設けられている場合、配管２１に接続される燃料充填口が固定フレーム１２０に設けられていてもよい。（燃料充填口５２（図３、図４）の詳細については後述する。）

４．２．燃料タンクモジュール
　次に、図８を参照して、燃料タンクモジュールの構成例を説明する。図８には、互いに直交するＸ軸およびＹ軸が参考のために示されている。

　図８の例における燃料タンクモジュール５５は、複数の燃料タンク５０と、複数の燃料タンク５０に接続されるバルブシステム５８と、複数の燃料タンク５０およびバルブシステム５８を収容するタンクケース５１と、を有する。

　バルブシステム５８は、タンクケース５１内に位置する開閉弁および減圧弁を含む。また、タンクケース５１に収容されるバルブシステム５８は、更に、逆止弁、フィルタ、安全弁、圧力センサ、放散管を含んでいてもよい。バルブシステム５８に含まれるこれらの装置は、高圧用または低圧用の配管によって接続される。

　タンクケース５１は、Ｘ軸方向（第１の方向）およびＹ軸方向（第２の方向）によって規定される平面（ＸＹ面）に沿って広がる底板を有し、複数の燃料タンク５０は底板上に載置される。本実施形態において、この底板は、載置台５１Ａが兼ねていている。なお、載置台５１Ａの形状は、平坦な板状である必要はなく、強度を高めるためのリッジやグルーブを有していてもよい。また、載置台５１Ａは、燃料タンク５０、カバー５１Ｂ、およびバルブなどの他の部品を固定するための凸部、凹部、および／または開口孔を有していてもよい。

　本実施形態における複数の燃料タンク５０のそれぞれは、Ｘ軸方向に延びる円筒形部分を有する高圧水素タンクである。円筒形部分の外径は、例えば３００ｍｍ程度であり得る。燃料タンク５０の例は、樹脂製高圧水素タンクであり、例えば、樹脂ライナ、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックを積層した多層構造体から形成され得る。

　この例において、複数の燃料タンク５０は、Ｘ軸方向における第１の長さＬ１を有する第１燃料タンク５０Ａと、Ｘ軸方向における、第１の長さＬ１よりも短い第２の長さＬ２を有する第２燃料タンク５０Ｂと、Ｘ軸方向における、第１の長さＬ１よりも短い第３の長さＬ３を有する第３燃料タンク５０Ｃを含む。なお、本開示の他の実施形態においては、第３燃料タンク５０Ｃを備えている必要はないし、更に他の燃料タンクを備えていてもよい。１つの燃料タンクモジュール５５が備える燃料タンク５０の個数は３個に限定されず、複数であればよい。また、図８の例において、第３の長さＬ３は第２の長さＬ２に等しいが、第３の長さＬ３は、第２の長さＬ２から異なっていてもよい。

　第１燃料タンク５０Ａ、第２燃料タンク５０Ｂ、および第３燃料タンク５０Ｃは、Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に配列される（並んでいる）。バルブシステム５８の少なくとも一部は、タンクケース５１内において、第２燃料タンク５０Ｂとタンクケース５１との間に形成される空間に配置されている。また、バルブシステム５８の他の少なくとも一部は、タンクケース５１内において、第３燃料タンク５０Ｃとタンクケース５１との間に形成される空間に配置されている。言い換えると、バルブシステム５８は、第２燃料タンク５０Ｂおよび第３燃料タンク５０Ｃからタンクケース５１までの空間にあるバルブスペース５３内に配置される。バルブスペース５３として必要な空間の大きさに基づいて、Ｌ１－Ｌ２、およびＬ１－Ｌ３の大きさが決定される。本実施形態では、例えば、Ｌ１＝７００ｍｍ程度の場合、Ｌ１－Ｌ２＝Ｌ１－Ｌ３＝１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下に設定される。

　このように、異なる長さを有する燃料タンク５０をタンクケース５１内に収容することにより、タンクケース５１の中に部品収容に適した空間を形成することができ、その空間をバルブスペース５３として利用することが可能になる。バルブスペース５３に例えば開閉弁および減圧弁を含む幾つかのバルブを配置することにより、燃料タンクモジュール５５の機能を高めることが可能になる。具体的には、タンクケース５１内の減圧弁の働きにより、燃料の圧力を例えば３５メガパスカルから数気圧程度に低下させてからタンクケース５１の外部に取り出すことができる。その結果、タンクケース５１とＦＣモジュール１０を接続するための配管２１としては、高圧水素ガス用の高価な配管を用いる必要が無くなる。

　次に、図８を参照しながら、このような燃料タンクモジュール５５の燃料タンク５０に燃料を充填するための構成の例を説明する。

　図８に示される例において、燃料充填装置９０は、燃料貯蔵部９１と、遮断弁９２と、レギュレータ９３と、冷却部９４と、ディスペンサーノズル９５とを備えている。燃料充填装置９０は、特定のサイトに設置されてもよいし、トラックなどの移動体に搭載されて移動式ステーションとして機能してもよい。燃料充填装置９０のディスペンサーノズル９５は、フレキシブルな燃料ホースを介して冷却部９４に接続されている。燃料充填を行う作業者は、ディスペンサーノズル９５を作業車両２００の燃料充填口５２に差し込んでから、燃料（高圧水素ガス）の充填が開始される。

　作業車両２００が備える燃料充填口５２は、燃料充填装置９０のディスペンサーノズル９５から燃料の供給を受けるレセプタクル９６を有している。レセプタクル９６は、ディスペンサーノズル９５が燃料充填口５２に差し込まれるとき、ディスペンサーノズル９５の先端に設けられた開口孔に挿入される。ディスペンサーノズル９５からレセプタクル９６に注入された燃料は、途中に逆止弁９７が設けられた配管２１を通って燃料タンクモジュール５５のタンクケース５１内に配置された燃料タンク５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに供給される。燃料タンク５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、それぞれ、電磁弁５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを介して配管２１に接続されている。

　電磁弁５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを選択的に開くことにより、燃料充填装置９０から燃料が対応する燃料タンク５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのいずれかに充填される。

４．３．燃料ガスセンサ
　本実施形態では、ＦＣモジュール１０および燃料タンク５０が、少なくとも１つの「収容体」に収容される。図９Ａは、このような収容体として機能するフロントハウジング１１０およびタンクケース５１の内部で漏れた燃料（水素）ガスの流れを模式的に示す図である。図９Ａにおいて、漏れた燃料ガスの流れが点線矢印によって模式的に表されている。このような燃料ガスの漏れは、ＦＣモジュール１０、燃料タンク５０、バルブシステム５８、および配管２１などから発生する可能性がある。なお、図９Ａの例において、燃料タンク５０とＦＣモジュール１０とをつなぐ配管２１は、固定フレーム１２０の内部を通ってフロントハウジング１１０の内部に挿入される。

　本実施形態における作業車両２００は、収容体内に設けられた少なくとも１つの燃料ガスセンサを備えている。本実施形態において、燃料ガスは水素ガスであるため、燃料ガスセンサの例は、接触燃焼式、気体熱伝導式、固体電気化学式、半導体式などの種々の方式で動作する水素ガスセンサを含み得る。燃料ガスセンサが燃料ガスの漏れを検知した場合、漏れた燃料ガスの濃度レベルに応じて、運転者への通知・警告、ＦＣ発電システムにおけるフェイルセーフ制御または動作停止などが実行され得る。

　本実施形態における収容体、すなわち、フロントハウジング１１０およびタンクケース５１は、それぞれ、その内部で漏れた水素ガスの大気中への拡がりを制御して水素ガスの検知を容易にする形状および構造を有している。具体的には、フロントハウジング１１０の上面１１０Ｕが、作業車両２００の前端側から後方向に向かって徐々にまたは段階的に高くなる形状を有している。フロントハウジング１１０の中で漏れた水素ガスは、空気よりも軽いため、フロントハウジング１１０の上面１１０Ｕに沿って後方向に流れ、キャビン１０５の前面１０５Ｆに近づく。また、フロントハウジング１１０内の配管２１、またはＦＣモジュール１０と配管２１と接続部などが漏れた燃料ガスの一部は、キャビン１０５の前面１０５Ｆに沿って上昇し得る。

　本実施形態において、フロントハウジング１１０の幅は、前輪１０４Ｆの車輪間隔よりも狭く設計されている。このことは、乗用車のボンネットが左右の前輪を覆い、ボンネットの幅が前輪の車輪間隔よりも広いこととは異なる。フロントハウジング１１０の幅を前輪１０４Ｆの車輪間隔よりも狭くすることにより、フロントハウジング１１０の容積を相対的に小さくできる。フロントハウジング１１０の容積を小さくすることにより、漏れた水素ガスが希釈化される前の段階で、燃料ガスセンサによる検出を容易に行うことが可能になる。

　前述のように、本実施形態におけるタンクケース５１の高さは上面部５１Ｔで最も高く、曲面部５１Ｃの高さは、側面部５１Ｓに近づくにつれて低下する。このため、タンクケース５１の中で漏れた水素ガスは、タンクケース５１の周辺領域よりも内側の上部に集まりやすい。

　また、本実施形態におけるタンクケース５１は、フロントハウジング１１０の後方において、フロントハウジング１１０よりも高い位置に設けられている。このため、フロントハウジング１１０とタンクケース５１とが配管２１を通すように連通している場合、フロントハウジング１１０の中で漏れた水素ガスが何らかの経路を通じてタンクケース５１の内部に侵入する場合があり得る。ＦＣ発電システムの「収容体」の中で、タンクケース５１は最も高い位置に存在する。このため、収容体が連通する空間を形成している場合、収容体の内部で漏れた水素ガスは、タンクケース５１、より具体的には、収容体の中で高さが最も高い部分であるタンクケース５１の上面部５１Ｔに近くに集まりやすい。

　図９Ａの例において、燃料ガスセンサは、フロントハウジング１１０の内部に設けられた第１センサ４５と、タンクケースの内部に設けられた第２センサ４６とを含む。第１センサ４５は、フロントハウジング１１０の内部において、相対的に高い領域、すなわち燃料のガスが集まる領域に配置されている。具体的には、第１センサ４５は、フロントハウジング１１０の内部において、キャビン１０５の前面１０５Ｆとフロントハウジング１１０の上面１１０Ｕが近接する領域に設けられている。より詳しくは、図９Ｂに示すように、第１センサ４５は、ＦＣモジュール１０の後方であって且つ、フロントハウジング１１０の側面１１０Ｌ、１１０Ｒ及び上面１１０Ｕの３方に囲まれて形成された空間に配置されている。また、第１センサ４５は、ＦＣモジュール１０の上方に位置している。

　また、第２センサ４６は、タンクケース５１の内部において、バルブシステム５８よりも高い位置、好ましくはタンクケース５１の上面部５１Ｔの下側に設けられている。第２センサ４６は、第１センサ４５よりも高い位置に設けられており、作業車両２００において、最も高い位置に設けられた燃料ガスセンサとして機能する。

４．４．ラジエータ装置
　次に、図１０および図１１を参照して、本実施形態におけるラジエータ装置の構成を説明する。図１０および図１１は、それぞれ、本実施形態におけるラジエータ装置の配置例を模式的に示す側面図および平面図である。

　本実施形態における作業車両２００は、前述したように、図４に示される冷却液ポンプ３１Ａ、３１Ｂによって冷却液が循環する冷却システムを備えている。そして、作業車両２００は、図１０および図１１に示されるように、ＦＣモジュール１０の一方の側（後方）に配置される第１のラジエータ装置３４Ａと、ＦＣモジュール１０の他方の側（前方）に配置される第２のラジエータ装置３４Ｂとを含む。

　第１のラジエータ装置３４Ａは、ＦＣモジュール１０に含まれるＦＣスタック１１（図４参照）を冷却するための流路（第１流路）に接続されている。一方、第２のラジエータ装置３４Ｂは、モータ７０を含む電装品を冷却するための流路（第２流路）に接続されている。このように、本実施形態の作業車両２００における冷却システムは、ＦＣスタック１１の冷却を担う第１のラジエータ装置３４Ａと、他の電装品の冷却を担う第２のラジエータ装置３４Ｂとを含んでいる。ＦＣスタック１１を冷却するための能力は、他の電装品を冷却するための能力を高めることが望ましい。ラジエータ装置の冷却能力を高めるには、ラジエータ装置の前面の面積を拡大し、熱交換機のコア部分が空気と接触する面積（コアサイズ）を増加させることが求められる。このため、本実施形態において、第１のラジエータ装置３４Ａの前面面積を第２のラジエータ装置３４Ｂの前面面積よりも大きくしている。具体的には、図１１に示されるように、第１のラジエータ装置３４Ａの幅Ｗ１は、第２のラジエータ装置３４Ｂの幅Ｗ２よりも大きい。また、本実施形態では、第２のラジエータ装置３４Ｂの幅Ｗ２をＦＣモジュール１０の幅Ｗ０よりも小さくし、第１のラジエータ装置３４Ａの幅Ｗ１をＦＣモジュール１０の幅Ｗ０よりも大きくしている。

　ＦＣモジュール１０の後部に第１のラジエータ装置３４Ａを配置することにより、以下の効果を達成することを可能にする。

　まず、フロントハウジング１１０における前方部分の高さおよび幅を、後方部分における高さおよび幅よりも小さくすることが可能になる。具体的には、本実施形態におけるフロントハウジング１１０は、後方側に位置する第１部分１１０Ｔ１と、前方側に位置する第２部分１１０Ｔ２とを有しており、第２部分１１０Ｔ２の高さおよび幅が、第１部分１１０Ｔ１の高さおよび幅よりも小さい。これとは反対に、ＦＣモジュール１０の前方にサイズの大きな第１のラジエータ装置３４Ａを配置したり、あるいは、第１および第２のラジエータ装置３４Ａ、３４Ｂの両方をＦＣモジュール１０の前方に配置したりする場合は、フロントハウジング１１０の第２部分１１０Ｔ２の幅を拡大することが必要になる。しかし、フロントハウジング１１０の幅を左右の前輪間隔よりも大きくして、フロントハウジング１１０で前輪１０４Ｆを覆ってしまうと、運転席１０７に着座するオペレータが前方を見たとき、フロントハウジング１１０が邪魔になって前輪１０４Ｆの位置および向きを視認しにくくなり、例えば農道や畝に沿った正確な操舵が困難になる。

　これに対して、本実施形態によれば、フロントハウジング１１０の第２部分１１０Ｔ２の幅を拡大する必要がないため、運転席に着座するオペレータが前方を見たとき、拡大したフロントハウジング１１０によって視野が狭められる問題がない。

　第１のラジエータ装置３４Ａは、フロントハウジング１１０の第１部分１１０Ｔ１を必要な範囲で拡大することにより、十分な大きさの幅Ｗ１および高さＴ１を持つことができる。ここで、２つのラジエータ装置３４Ａ、３４Ｂの間にある高さの差異Ｔ１－Ｔ２は、例えば１０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲にあり、幅の差異Ｗ１－Ｗ２は、例えば２０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲にある。

　また、ＦＣモジュール１０を挟んで反対側に２つのラジエータ装置３４Ａ、３４Ｂを配置することにより、２つのラジエータ装置３４Ａ、３４Ｂが互いに熱的に干渉する問題も解決される。

　フロントハウジング１１０は、第１のラジエータ装置３４Ａおよび／または第２のラジエータ装置３４Ｂにあたる空気流を導入する少なくとも１つの開口部を有していることが望ましい。このような開口部の一部は、フロントハウジング１１０における第１部分１１０Ｔ１と第２部分１１０Ｔ２との間に形成した隙間によって実現され得る。このような隙間は、フロントハウジング１１０の第１部分１１０Ｔ１の前端における少なくとも一部の高さおよび幅を、第２部分１１０Ｔ２の後端における高さおよび幅よりも大きくすることによって形成され得る。

　ＦＣモジュール１０は、空気流を前方から後方に案内する側面および上面を有する筐体によって囲まれていることが好ましい。このような構成を採用することにより、ＦＣモジュール１０の後部に配置された第１のラジエータ装置３４Ａにも十分な流量で空気流をあて、第１のラジエータ装置３４Ａにおける熱交換の効率を高めることが可能になる。

　本実施形態では、図１０に示されるように、第１のラジエータ装置３４Ａは、支持部３４Ｃを介してフロントフレーム１０２Ａに固定されており、第１のラジエータ装置３４Ａの上端（高さＴ１）が、第２のラジエータ装置３４Ｂの上端（高さＴ２）よりも高い位置にある。具体的には、第１のラジエータ装置３４Ａの上端（高さＴ１）は、ＦＣモジュール１０の高さＴ０よりも高く、第２のラジエータ装置３４Ｂの上端（高さＴ２）は、ＦＣモジュール１０の高さＴ０よりも低い。このような構成を採用することにより、走行する作業車両２００のフロントハウジング１１０内に導かれた空気がフロントハウジング１１０内で後方向にスムーズに流れることが可能になり、第２のラジエータ装置３４Ｂだけではなく第１のラジエータ装置３４Ａによる冷却液の熱交換も適切に実行され得る。

　なお、支持部３４Ｃにより、第１のラジエータ装置３４Ａの下端が持ち上げられる。支持部３４Ｃを利用することにより、第１のラジエータ装置３４Ａをモータ７０（図５）の上方に配置することが可能になる。

　なお、フロントハウジング１１０には、適宜、必要な個数の開口部または隙間が設けられる。このような開口部または隙間を空気の出入口として空気流が形成され得る。

５．＜実施例＞
５．１．ボンネット開閉
　以下、図１２から図１６、および、必要に応じて図１から図１１を参照しながら、本開示の作業車両の実施例である農業トラクタを説明する。図１２、図１３、図１４、図１５、および図１６は、それぞれ、本開示の実施例における農業トラクタの斜視図、側面図、上面図、正面図、および背面図である。

　本実施例に係る農業トラクタの基本的な構成は、前述した実施形態に係る作業車両の構成と同じである。以下、実施形態と実施例との間において異なる部分を説明する。なお、図面において、実施形態と実施例との間で対応する構成要素には、同一の参照符号を付している。

　本実施例における農業トラクタ３００は、図１３に示されるように、運転席１０７を跨いで車体１０２に固定され、且つ、燃料タンク５０を有する燃料タンクモジュール５５を支持する固定フレーム１２０と、燃料電池モジュール１０を覆うフロントハウジング１１０とを備える。フロントハウジング１１０は、開閉可能である。具体的には、このフロントハウジング部１１１は、車体１０２に固定されている固定ハウジング部１１１と、車体１０２または固定ハウジング部１１１によって開閉可能に支持される可動ハウジング部１１２とを有している。フロントハウジング１１０の具体的な構成例については後述する。

　本実施例でも、固定フレーム１２０は、左側フレームと右側フレームとを含む。各固定フレーム１２０の一端は、前輪１０４Ｆの車軸（フロントアクスル）１０４ＦＸよりも前にある接続位置１２８において、フロントフレーム１０２Ａに固定されている。図１４に示されるように、上方から見下ろした平面視（上面視）において、フロントハウジング１１０は、左側フレームと右側フレームとの間に位置し、かつ、接続位置１２８よりも前に突出している。

　本実施例の農業トラクタ３００は、左側フレームと右側フレームとを連結する連結バー１１４を備えている。本実施例における連結バー１１４は、高さが異なる位置に設けられた複数のバー１１４Ａ、１１４Ｂを含む。図１４の平面視に示されるように、連結バー１１４Ａ、１１４Ｂは、固定フレーム１２０の接続位置１２８よりも前の位置で左右のフレーム１２０に接続されている。連結バー１１４は、左右の固定フレーム１２０の一方または両方に外力が加わった場合でも左右の固定フレーム１２０の間隔を一定に維持しようとする剛性または機械的強度を有している。連結バー１１４は、好適には金属から形成される。連結バー１１４は、固定フレーム１２０の全体的な構造物としての強度を高めることに寄与する。

　農業トラクタ３００は、図１２に示されるように、キャビン１０５に取り付けられた左右のバックミラー１０５Ｍおよびウィンカー・車幅灯１０５Ｌを有している。図１２には、鉛蓄電池８３と、キャビン１０５への乗降のためのステップ８４が記載されている。フロントハウジング１１０の正面部には、ヘッドランプ１３０および作業灯１３２が設けられている。また、ルーフ１０９には、複数の作業灯が設けられており、障害物検知のためのレーザセンサなどの各種センサ装置も設けられ得る。これらの一般的な農業トラクタが備える装置および部品の位置は、図示される例に限定されない。

　図１５および図１６に示されるように、本実施例の農業トラクタ３００では、キャビン１０５の上方に燃料タンクモジュール５５が位置しており、この燃料タンクモジュール５５を支持する左右の固定フレーム１２０がキャビン１０５を跨いでいる。また、図１６に示されるように、固定フレーム１２０のうち、キャビン１０５の後方に位置する部分は、左右のリアフェンダ１１６の間を上下方向に延びている。各固定フレーム１２０の後端は、後車軸ケース（リアアクスル）１０４ＲＣに固定されている。

　以下、可動ハウジング部１１２の構成例を説明する。図１７は、本実施例において、フロントハウジング１１０が開状態にある農業トラクタ３００の側面図である。フロントハウジング１１０、具体的には可動ハウジング部１１２は、前輪１０４Ｆの車軸（フロントアクスル１０４ＦＸ：　図１２参照）よりも前に位置する回転軸の周りに回転するように構成されている。回転軸の位置は、ヒンジなどの回転支持装置によって規定される。図１７の例において、可動ハウジング部１１２の正面下端部とフロントフレーム１０２Ａとが回転支持装置によって連結される。このような回転軸の位置は、この例に限定されない。図１８に示されるように、前輪１０４Ｆの車軸位置よりも後ろにある回転軸の周りに可動ハウジング部１１２が回転するように構成されていてもよい。図１８の例では、ヒンジなどの回転支持部材が固定ハウジング部１１１上に設けられている。

　本実施例において、可動ハウジング部１１２は、燃料電池モジュール１０を収容するように構成されている。これに対して、固定ハウジング部１１１は、燃料電池発電システムに含まれる装置、具体的には、燃料電池のための冷却液の放熱を行うラジエータ装置３４Ａを収容している。

　本実施例において重要な点は、フロントハウジング１１０（具体的には可動ハウジング部１１２）の位置または向きが閉状態から開状態に変化するときに、固定フレーム１２０がフロントハウジング１１０に干渉しない形状を有していることにある。言い換えれば、キャビン１０５よりも前方の固定フレーム１２０において、当該固定フレーム１２０の一方側と他方側との距離（間隔）Ｗ１１が、可動ハウジング部１１２の最大幅Ｗ１２よりも大きく設定されている。

　図１９および図２０を参照して、本実施例における連結バー１１４の位置および形状を説明する。図１９は、回転軸ＡＲが可動ハウジング部１１２の前部に位置する形態における可動ハウジング部１１２の可動範囲を模式的に示す側面図である。これに対して、図２０は、回転軸ＡＲが可動ハウジング部１１２の後部に位置する形態における可動ハウジング部１１２の可動範囲を模式的に示す側面図である。図１９および図２０において、実線で示される可動ハウジング部１１２は「閉状態」にあり、点線で示される可動ハウジング部１１２は「開状態」にある。それぞれの図において、紙面に垂直な回転軸ＡＲの位置が黒点によって示されている。また、可動ハウジング部１１２が「閉状態」から「開状態」に変化するときの可動ハウジング部１１２の回転動作が実線の矢印によって模式的に示されている。

　左右の固定フレーム１２０を連結する連結バー１１４は、可動ハウジング部１１２の可動範囲の外側に配置されている。図１９の例において、連結バー１１４（連結バー１１４Ａ、１１４Ｂ）は、フロントハウジング１１０が「開状態」にあるとき、可動ハウジング部１１２よりも前に位置し、それによって可動ハウジング部１１２に干渉しない形状を有している。

　本実施例における連結バー１１４は、図１４の平面視において、前方向に凸状に突出する形状を有している。このため、可動ハウジング部１１２の上面の中央部で最も高くなる曲面の形状を有している場合、連結バー１１４は、「開状態」にある可動ハウジング部１１２を適切に受け入れる空間を効率的に形成することができる。

　図１４、図１９および図２０に示されるように、相対的に高い位置にある連結バー１１４Ａは、相対的に低い位置にある連結バー１１４Ｂよりも前方により突出している。これにより、図１９に示される構成例において、可動ハウジング部１１２の可動範囲を規定する角度（可動角）を大きくすることが可能になる。また、図２０に示される構成例では、回転軸ＡＲの位置が高いため、可動ハウジング部１１２の可動範囲の最前点も相対的に高い位置に上昇するが、そのような可動範囲から上側の連結バー１１４Ａを適切に隔離することが可能になる。

　本実施例における２本の連結バー１１４Ａ、１１４Ｂは、フロントハウジング１１０の正面が例えば走行中に何らか障害物に接近したとき、その障害物にフロントハウジング１１０が衝突することを抑制し、フロントハウジング１１０を保護する機能も発揮する。なお、第３の連結バーを図１９および図２０に示される可動ハウジング部１１２の可動範囲以外に位置に設けてもよい。

　本実施例では、可動ハウジング部１１２の後方に固定ハウジング部１１１が位置しているため、車体１０２の前後方向における固定ハウジング部１１１の長さの分だけ、可動ハウジング部１１２は前に位置している。本実施例における２本の連結バー１１４Ａ、１１４Ｂは、例えば、既存の農業トラクタにおけるフロントフレームおよびフロントハウジングの長さを変えずに本実施例におけるフロントフレーム１０２Ａおよび可動ハウジング部１１２として採用する場合、フロントフレーム１０２Ａの先端位置に対する可動ハウジング部１１２の先端の位置は、固定ハウジング部１１１の上記の長さだけ、前進する。したがって、そのような場合、連結バー１１４が可動ハウジング部１１２に干渉しないようするためには、上記の構成を採用することが特に望ましい。また、固定フレーム１２０と連結バー１１４Ａ、１１４Ｂとを接続固定する位置も、相対的に前方向にすることが好ましい。本実例における固定フレーム１２０は、例えば図１９および図２０に示されるように、前方向に突出するように湾曲しているが、このことは、連結バー１１４を可動ハウジング部１１２に干渉しない位置に設けることを容易にする利点を持つ。

　次に、図２１から図２３を参照しながら、本実施例における固定ハウジング部１１１の構成例を説明する。図２１および図２２は、それぞれ、本実施例における固定ハウジング部１１１の斜視図および側面図である。図２３は、固定ハウジング部１１１とハンドルステーカバー１０６Ｘとの配置関係を示す図である。なお、図２３では、ステアリングハンドル（ステアリングホイール）は省略されている。

　固定ハウジング部１１１は、可動ハウジング部１１２が収容できない大きさを有する部品（この例ではラジエータ装置３４Ａ）を収容している。固定ハウジング部１１１の内部における最大の幅は、可動ハウジング部１１２の内部における最大の幅よりも大きいことが好ましい。固定ハウジング部１１１は、可動ハウジング部１１２の後ろに配置されている。固定ハウジング部１１１内にラジエータ装置３４Ａを収容する場合、ラジエータ装置３４Ａのための空冷ファンを固定ハウジング部１１１内に収容してもよい。そのような空冷ファンは、ラジエータ装置３４Ａの背面または前面に対向するように配置され得る。

　本実施例における固定ハウジング部１１１は、上面部１１１Ａ、一対の側面部１１１Ｂ、１１１Ｃ、および、正面壁１１１Ｅを有している。正面壁１１１Ｅは、可動ハウジング部１１２の側に位置し、閉状態にある可動ハウジング部１１２の内部に連通する開口部１１１Ｄを有している。この開口部１１１Ｄを介して、固定ハウジング部１１１内に配置された部品と、可動ハウジング部１１２内に配置された部品とが配管、冷却液流路、電気ケーブルなどによって接続され得る。正面壁１１１Ｅは、閉状態にある可動ハウジング部１１２の後端部に対向する。このため、固定ハウジング部１１１の開口部１１１Ｄは、閉状態にある可動ハウジング部１１２によって塞がれる。しかし、閉状態にある可動ハウジング部１１２と固定ハウジング部１１１との間には隙間が存在していてもよい。そのような隙間は空気の流通を可能にする。

　図２２に示されるように、運転席１０７の前には、ステアリングハンドル１０６が設けられたハンドルステーカバー１０６Ｘが位置している。固定ハウジング部１１１は、このハンドルステーカバー１０６Ｘの前に位置している。図２２には、車体１０２の前後方向における固定ハウジング部１１１の長さ「Ｌ」が示されている。このような長さＬを有する固定ハウジング部１１１が、可動ハウジング部１１２とキャビン１０５との間に位置している。前述したように、この長さＬだけ、可動ハウジング部１１２の先端が前方にシフトするといえる。

　図２３に示されるように、キャビン１０５内の運転席に着座するオペレータから前方を見た場合、ハンドルステーカバー１０６Ｘの向こう側に固定ハウジング部１１１が配置されている。キャビン１０５は、運転席を取り囲む四方の面にガラス１０５Ｗを有している。キャビン１０５の中と固定ハウジング部１１１との間には、ガラス１０５Ｗが位置している。固定ハウジング部１１１の幅は、ハンドルステーカバー１０６Ｘの幅よりも広いが、固定ハウジング部１１１の高さはハンドルステーカバー１０６Ｘの高さよりも低い。ハンドルステーカバー１０６Ｘには、車両速度を含む各種情報を表示するためのディスプレイ１０６Ｄが設けられている。農業トラクタ３００の前方とディスプレイ１０６Ｄとを交互に視認しているオペレータにとって固定ハウジング部１１１が前方視認の邪魔にならないように、固定ハウジング部１１１の高さはハンドルステーカバー１０６Ｘの高さよりも大きくならないように設計され得る。

　このように本実施例では、フロントハウジング１１０の全体が開閉するのではなく、フロントハウジング１１０の一部が固定ハウジング部１１１として機能する。そして、残りの部分が可動ハウジング部１１２として機能する。このため、フロントハウジング１１０が大型化した場合に生じ得る開閉動作の困難が低減され、オペレータによるメインテナンスなどの作業が容易になる。特に、典型的な大きさのフロントハウジングに収容できない大きさの部品がある場合、開閉するフロントハウジングの全体を大きくするのではなく、そのような大きさの部品を固定ハウジング部内に収容すれば、開閉する部分（可動ハウジング部）のサイズを大型化しないで済む利点がある。このような利点は、燃料電池発電システムを搭載する作業車両で有効であるが、他の駆動システムを備える農業トラクタにおいても有効である。言い換えると、いわゆるボンネットを複数に分割し、その一部分を開閉動作可能にすることの効果は、内燃機関またはバッテリ駆動型モータを搭載する農業トラクタにも有効である。

５．２．　インバータ装置配置
　図２４は、本実施例におけるインバータ装置７２の配置を示す斜視図である。図２４では、フロントハウジング（ボンネット）１１０およびラジエータ装置３４Ａの記載が省略されている。図２５は、インバータ装置７２と伝動ケース１０２Ｂとの配置関係を示す斜視図である。図２６および図２７は、それぞれ、インバータ装置７２と伝動ケース１０２Ｂとの配置関係を示す背面図および上面図である。

　図２４には、通常であれば、フロントハウジング１１０に収容されている種々の部品によって視認することが難しいモータ７０が記載されている。また、図２４には、キャビン１０５内のハンドルステーカバー１０６Ｘの前面部と、ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングパイプ１０６Ｚの下端部が示されている。

　モータ７０は、フロントフレーム１０２Ａによって支持されている。フロントフレーム１０２Ａの後端部１０２Ｃは、伝動ケース１０２Ｂの前端部１０３Ｃに例えば溶接によって固定されている。フロントフレーム１０２Ａにおける後端部１０２Ｃの高さ方向のサイズは、フロントフレーム１０２Ａの他の部分に比べて拡大しており、伝動ケース１０２Ｂの前端部１０３Ｃに対する接続強度の向上が図られている。なお、図２４において、前述した固定ハウジング部１１１（図２４において不図示）は、モータ７０の上方にあり、かつ、ハンドルステーカバー１０６Ｘの前に位置している。

　モータ７０には、インバータ装置７２からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の交流電流が供給される。図示される例では、モータ固定部材１０３Ａに設けられた三相端子１０３Ｂを介して、モータ７０内のステータコイルとインバータ装置７２からの配線とが接続されている。モータ７０にはロータの回転を検出するセンサが設けられている。センサは不図示のモータ制御回路に接続される。モータ７０の出力（パワー）は、作業車両の大きさ、重量、用途などによって必要な大きさに決定され得る。

　モータ７０の出力軸は、伝動ケース１０２Ｂに収容されているトラスミッションなどの変速装置の主軸に接続される。伝動ケース１０２Ｂの内部の構成は、例えば公知の農業トラクタにおける変速装置の構成と同様であり得る。このような変速装置の例は、国際公開公報第２０２２／０３８８６０号に開示されているので、その内容の全体をここに援用する。

　本実施例では、インバータ装置７２が伝動ケース１０２Ｂの側方に配置されており、キャビン１０５の下方に位置している。より具体的には、インバータ装置７２を支持する支持部材７５が伝動ケース１０２Ｂに固定されている。支持部材７５は、伝動ケース１０２Ｂの下部に接続された第１部分７５Ａと、図２７の平面視において伝動ケース１０２Ｂに並行して延びる第２部分７５Ｂとを含む。インバータ装置７２は、第２部分７５Ｂ上に設けられている。このような支持部材７５を利用することにより、キャビン１０５の下方に形成される空きスペースを有効に利用してインバータ装置７２を配置することが可能になる。

　本実施例において、インバータ装置７２は、伝動ケース１０２Ｂの前端部１０３Ｃに近接して配置されるモータ７０から近い位置にある。このため、インバータ装置７２とモータ７０とを接続する配線の長さを短くすることが可能になる。また、インバータ装置７２には、複数のパワートランジスタなどの半導体スイッチング素子が含まれるため、動作時に発熱して高温になりやすい。本実施例のように、インバータ装置７２がフロントハウジング１１０に収容されず、キャビン１０５の下方に配置されることにより、インバータ装置７２の放熱を促進することも可能になる。

　本実施例における支持部材７５の第２部分７５Ｂには、インバータ装置７２とは別の部品(例えばコンデンサなどの電子部品)７３が搭載されていてもよい。また、支持部材７５は、更に、インバータ装置７２以外の電装品を支持する第３部分７５Ｃを有している。第３部分７５Ｃは、第２部分７５Ｂの前端が鉛直方向上方に垂直に折り曲げられて延びる拡張部７５Ｂ２に固定されている。図２７の平面視において、支持部材７５の第３部分７５Ｃは、第２部分７５Ｂの前に位置している。第３部分７５Ｃ上には蓄電池８３が配置されている。

　なお、図２４から明らかなように、真上から見下ろした平面視において、蓄電池８３の上面の少なくとも一部は、キャビン１０５に重ならない位置にあり露出している。また、蓄電池８３を載せる第３部分７５Ｃは、図２６から明らかなように、第２部分７５Ｂよりも高い位置にある。このような構成を採用することにより、オペレータによる蓄電池８３へのアクセスが容易になる。本実施例によれば、蓄電池８３のための液交換その他のメインテナンスに必要な作業をオペレータが行うことが容易になるため、作業の効率が上昇する。

　第３部分７５Ｃには、蓄電池８３の代わりに、あるいは蓄電池８３とともに、他の部品が載せられていてもよい。第２部分７５Ｂと第３部分７５Ｃとの高低差は、第３部分７５Ｃに載せられる部品に対してオペレータが作業を行うことが容易になるように決定され得る。

５．３．電気回路モジュール
　次に、図２８および図２９を参照して本実施例における農業トラクタが備える電気回路モジュールの構成例を説明する。図２８は、本実施例における電気回路モジュール７７を示す側面図であり、図２９は、電気回路モジュール７７の構成を模式的に示す図である。

　本実施例における農業トラクタ３００は、筐体７７Ａに収容された電気回路モジュール７７を備えており、この電気回路モジュール７７は、車体１０２の側方に配置されている。言い換えれば、車体１０２の一方側に電気回路モジュール７７が配置され、車体１０２の他方側にインバータ装置７２が配置されている。より詳細には、本実施例における電気回路モジュール７７は、ＦＣモジュール１０およびモータ７０に電気的に接続される回路群を含み、前輪１０２Ｆと後輪１０２Ｒとよって挟まれる車体１０２の右側に固定されている（図１４参照）。具体的には、伝動ケース１０２Ｂに固定された支持部材７９によって電気回路モジュール７７の筐体７７Ａが支持されている。支持部材７９は、前述したインバータ装置７２のための支持部材７５と同様に、伝動ケース１０２Ｂの下端に固定されていてもよい。また、支持部材７５と支持部材７９とは、同一の金属部材から一体的に形成されていてもよい。

　電気回路モジュール７７は、例えば、筐体７７Ａ内に配置された複数のバッテリパック８０、バッテリマネジメントユニット８８、ＥＣＵまたは電圧変換回路などの種々の電気回路８９を含み得る。電気回路８９は、インバータ装置７２の一部として機能する回路を含んでいてもよい。

　図２８の側面視において、電気回路モジュール７７の筐体７７Ａは、キャビン１０５に重ならない形状を有している。本実施例における筐体７７Ａは、概略的に大きさが異なる２個の直方体が連結した「Ｌ字」型の形状を有している。筐体７７Ａは、キャビン１０５の乗車口における下端７８Ａよりも高い部分（相対的に小さな、概略的に直方体形状を有する部分）をキャビン１０５と前輪１０４Ｆとの間に有している。

　筐体７７Ａ内のバッテリパック８０の上端７８Ｂは、キャビン１０５の乗車口における下端７８Ａよりも低い位置にある。バッテリパック８０の全体は、他の電気回路部品に比べて相対的に重いため、これにより、車両の低重心化に寄与する。一方、電気回路８９の一部の上端７８Ｃは、キャビン１０５の乗車口における下端７８Ａよりも高い位置にある。これは、農業トラクタに備わる空きスペースの効率的な利用に寄与する。また、電気回路モジュール７７の筐体７７Ａの下端７８Ｄは、前輪１０４Ｆの車軸（フロントアクスル）１０４ＦＸより低い位置にある。これにより、筐体７７Ａの容積を拡大できる。また、支持部材７９は、筐体７７Ａを保護する機能を発揮できるように、頑丈な部材から形成されることが好ましい。

　このように、本実施例における電気回路モジュール７７は、農業トラクタ３００が有する空きスペースを有効に利用して配置されている。従来の内燃機関を駆動源とする農業トラクタであれば液体燃料タンクなどが配置されていたスペースが、ＦＣ発電システムを搭載する農業トラクタでは不要になる。そのため、燃料タンクのあった空きスペースに電気回路モジュール７７を配置することにより、車両長および車両幅を増加させることなく、必要な電気回路を効率的に収容することが実現する。

　なお、電気回路モジュール７７内の電装部品を冷却するため、本実施例では、図４を参照しながら説明した冷却液の流路が電気回路モジュール７７の筐体７７Ａ内にも設けられている。

　本実施例によれば、回路群（複数の電子部品）を特定の領域内に集積することができるため、これらの電子部品を接続するための配線の長さを短縮することができる。配線の短縮は電気抵抗の低下を実現し、またノイズの混入を抑制する。また、バッテリパックのような重い電装品をキャビン１０５の下方に配置することにより、車両重心の位置を低くすることが可能になり、走行安定の向上に寄与する。

　以上のように、本開示は、以下の項目に記載の作業車両を含む。

［項目１］
　燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、
　前記燃料電池スタックに供給する燃料を収容する少なくとも１つの燃料タンクと、
　前記燃料電池モジュールに接続されるモータと、
　前記燃料電池モジュール、前記燃料タンク、および前記モータを支持する車体であって、左右の前輪および左右の後輪を回転可能に支持する車体と、
　筐体に収容され、前記燃料電池モジュールおよび前記モータに電気的に接続される電気回路モジュールと、
を備え、
　前記電気回路モジュールは、前記車体の側方における、前記左の前輪と前記左の後輪とよって挟まれる左側、および、前記右の前輪と前記右の後輪とよって挟まれる右側の一方に固定されている、作業車両。

［項目２］
　前記車体の側方における、前記左の前輪と前記左の後輪とよって挟まれる左側、および、前記右の前輪と前記右の後輪とよって挟まれる右側の他方に固定された他の電気回路モジュールを更に備えている、項目１に記載の作業車両。

［項目３］
　前記電気回路モジュールは、前記筐体内に配置されたバッテリパックおよび電気回路を含む、項目１に記載の作業車両。

［項目４］
　前記車体に支持される運転席と、前記運転席を囲むキャビンと、を備え、
　側面視において、前記電気回路モジュールの前記筐体は、前記キャビンに重ならない形状を有している、項目３に記載の作業車両。

［項目５］
　前記筐体は、前記キャビンの乗車口における下端よりも高い部分を前記キャビンと前記前輪との間に有している、項目４に記載の作業車両。

［項目６］
　前記バッテリパックの上端は、前記キャビンの前記乗車口における前記下端よりも低い位置にある、項目４または５に記載の作業車両。

［項目７］
　前記電気回路の一部の上端は、前記キャビンの前記乗車口における前記下端よりも高い位置にある、項目６に記載の作業車両。

［項目８］
　前記電気回路は電圧変換回路およびインバータ装置を含む、項目３から７のいずれか１項に記載の作業車両。

［項目９］
　冷却液が循環する冷却システムを備え、
　前記燃料電池モジュールは、前記冷却液を循環させる冷却液ポンプを有しており、
　前記冷却システムは、前記電気回路モジュールと前記冷却液ポンプとの間を前記冷却液が流れる流路を有している、項目１から８のいずれか１項に記載の作業車両。

［項目１０］
　前記筐体の下端は、前記前輪の車軸よりも低い位置にある、項目１から９のいずれか１項に記載の作業車両。

［項目１１］
　前記作業車両は農業機械である、項目１から１０のいずれか１項に記載の作業車両。

［項目１２］
　前記モータによって駆動されるパワーテイクオフ軸を備える、項目１から１１のいずれか１項に記載の作業車両。

　本開示の技術は、例えば、農業トラクタ、乗用管理機、野菜移植機などの作業車両に適用することができる。

　１０・・・燃料電池モジュール、１１・・・ＦＣスタック、４０・・・昇圧回路、３４・・・ラジエータ装置、４０・・・昇圧回路、５０・・・燃料タンク、５１・・・タンクケース、７０・・・モータ、７１・・・出力軸、７２・・・インバータ装置、７４・・・動力伝達系、７６・・・パワーテイクオフ（ＰＴＯ）軸、８０・・・バッテリパック、８１・・・第１のＤＣ－ＤＣコンバータ、８２・・・第２のＤＣ－ＤＣコンバータ、８３・・・蓄電池、８５・・・冷房用コンプレッサ、８６・・・ヒータ、１００・・・作業車両、１０２・・・車体、１０２Ａ・・・フロントフレーム、１０２Ｂ・・・伝動ケース、１０４・・・車輪、１０４Ｆ・・・前輪、１０４Ｒ・・・後輪、１０７・・・運転席、１２０・・・固定フレーム

Claims

　燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、
　前記燃料電池スタックに供給する燃料を収容する少なくとも１つの燃料タンクと、
　前記燃料電池モジュールに接続されるモータと、
　前記燃料電池モジュール、前記燃料タンク、および前記モータを支持する車体であって、左右の前輪および左右の後輪を回転可能に支持する車体と、
　筐体に収容され、前記燃料電池モジュールおよび前記モータに電気的に接続される電気回路モジュールと、
を備え、
　前記電気回路モジュールは、前記車体の側方における、前記左の前輪と前記左の後輪とよって挟まれる左側、および、前記右の前輪と前記右の後輪とよって挟まれる右側の一方に固定されている、作業車両。
　前記車体の側方における、前記左の前輪と前記左の後輪とよって挟まれる左側、および、前記右の前輪と前記右の後輪とよって挟まれる右側の他方に固定された他の電気回路モジュールを更に備えている、請求項１に記載の作業車両。
　前記電気回路モジュールは、前記筐体内に配置されたバッテリパックおよび電気回路を含む、請求項１に記載の作業車両。
　前記車体に支持される運転席と、前記運転席を囲むキャビンと、を備え、
　側面視において、前記電気回路モジュールの前記筐体は、前記キャビンに重ならない形状を有している、請求項３に記載の作業車両。
　前記筐体は、前記キャビンの乗車口における下端よりも高い部分を前記キャビンと前記前輪との間に有している、請求項４に記載の作業車両。
　前記バッテリパックの上端は、前記キャビンの前記乗車口における前記下端よりも低い位置にある、請求項５に記載の作業車両。
　前記電気回路の一部の上端は、前記キャビンの前記乗車口における前記下端よりも高い位置にある、請求項６に記載の作業車両。
　前記電気回路は電圧変換回路およびインバータ装置を含む、請求項３から７のいずれか１項に記載の作業車両。
　冷却液が循環する冷却システムを備え、
　前記燃料電池モジュールは、前記冷却液を循環させる冷却液ポンプを有しており、
　前記冷却システムは、前記電気回路モジュールと前記冷却液ポンプとの間を前記冷却液が流れる流路を有している、請求項１から７のいずれか１項に記載の作業車両。
　前記筐体の下端は、前記前輪の車軸よりも低い位置にある、請求項１から７のいずれか１項に記載の作業車両。
　前記作業車両は農業機械である、請求項１から７のいずれか１項に記載の作業車両。
　前記モータによって駆動されるパワーテイクオフ軸を備える、請求項１１に記載の作業車両。