JP6640035B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本発明は、コンパクトトラックローダ、スキッドステアローダ等の作業機に関する。

従来より、コンパクトトラックローダ等の作業機として、特許文献１が知られている。
特許文献１の作業機は、機体と、機体に設けられたエンジンと、エンジンの動力により駆動する油圧ポンプと、機体に設けられ且つ油圧ポンプの作動油によって作動させることができる作業装置とを備えている。近年、特許文献２に示すように、油圧ポンプを作動させる動力源としてエンジンの他に、電動機（モータ）を備えたハイブリッド式の作業機が開発されてきている。

特開２０１０−５９７３４号公報 特開２０１５−２０６１９３号公報

ハイブリッド式の作業機では、少なくとも電動機（モータ）と、電動機の電力を制御するインバータと、電力を蓄電するバッテリが備えられている。作業機は、自動車とは異なり作業を行うことから、電動機、インバータ、バッテリ等の設置を様々な観点から考慮する必要があり、新たな開発が求められてきている。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、冷却ファンによって、バッテリの冷却効率を向上させることができる作業機の提供を目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために下記の技術的手段を講じた。
作業機は、機体と、前記機体に設けられたエンジンと、前記機体に設けられた回転電機と、前記回転電機に電力を供給可能で且つ前記回転電機が発電した電力を充電可能なバッテ リと、前記バッテリの周囲に設けられた第１冷却ファンと、前記エンジンの後方に設けられた第２冷却ファンと、前記回転電機の冷却水を冷却する第１ラジエータと、前記第２冷却ファンの後方に設けられ且つ、前記エンジンの冷却水を冷却する第２ラジエータと、
を備え、 前記バッテリは、充電又は放電可能な本体と、前記本体を収容し且つ前記エンジンの周囲に設けられたケースとを有し、前記第１冷却ファンは、前記ケースの外方に設けられ、前記第１ラジエータは、前記第１冷却ファンと前記ケースとの間に設けられている。

前記第１ラジエータは、前記バッテリと前記第１冷却ファンとを支持する支持フレームに支持されている。
前記第１冷却ファンで発生させる気流の設定は、前記第２冷却ファンで発生させる気流 の向きの設定と同じである。
作業機は、前記機体に設けられたキャビンと、前記キャビンの側方で前記機体に揺動自在に設けられたブームと、を備え、前記機体は、右側に配置された右枠部と、左側に配置された左枠部と、前記右枠部と左枠部の上部を連結する上枠部とを有している。

本発明によれば、冷却ファンによって、バッテリの冷却効率を向上させることができる。

機体の斜視図である。 機器（装置）の配置を示す斜視図である。 機体の内部を右側面から見た図である。 機体の内部を後方から見た図である。 回転電機の支持を前方から見た図である。 回転電機の内部の断面図である。 水冷構造を説明する説明図である。 支持フレームを前方上方から見た図である。 支持フレームの周囲の平面図である。 バッテリ等を前方から見た斜視図である。 冷却ファン等を後方から見た斜視図である。 バッテリの内部図である。 冷却ファンを装着する前の支持フレームの背面図である。 冷却ファンを装着した支持フレームの背面図である。 作業機の全体側面図である。

以下、本発明に係る作業機の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１５は、本発明に係る作業機１の側面図を示している。図１５では、作業機の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステアローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。

作業機１は、機体２と、この機体２に装着した作業装置３と、機体２を支持する走行装置４とを備えている。尚、本発明において、作業機の運転席に着座した運転者の前側（図１５の左側）を前方、運転者の後側（図１５の右側）を後方、運転者の左側（図１５の手前側）を左方、運転者の右側（図１５の奥側）を右方として説明する。機体の前及び後に直交する方向を機体幅方向（幅方向）として説明することがある。

機体２の上部であって前部には、キャビン５が搭載されている。キャビン５の後部は、機体２のブラケット１１に支持軸１２回りに揺動自在に支持されている。キャビン５の前部は、機体２の前部に載置可能となっている。
キャビン５内には運転席１３が設けられている。運転席１３の一側（例えば、左側）には、走行装置４を操作するための走行用操作装置が配置されている。

走行装置４は、クローラ式走行装置により構成されている。走行装置４は、機体２の左の及び機体２の右に設けられている。走行装置４は、油圧駆動で作動する第１走行部２１Ｌと、第２走行部２１Ｒとを有し、第１走行部２１Ｌ及び第２走行部２１Ｒによって走行可能である。
作業装置３は、ブーム２２Ｌと、ブーム２２Ｒと、ブーム２２Ｌ、２２Ｒの先端に装着したバケット２３（作業具）とを備える。ブーム２２Ｌは、機体２の左に配置されている。ブーム２２Ｒは、機体２の右に配置されている。ブーム２２Ｌとブーム２２Ｒとは、連結体によって相互に連結されている。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒは、第１リフトリンク２４及び第２リフトリンク２５に支持されている。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの基部側と機体２の後下部との間には、複動式の圧シリンダからなるリフトシリンダ２６が設けられている。リフトシリンダ２６を同時に伸縮させることによりブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒが上下に揺動する。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの先端側には、それぞれ装着ブラケット２７が横軸回りに回動自在に枢支され、左及び右に設けられた装着ブラケット２７にバケット２３の背面側が取り付けられている。

また、装着ブラケット２７とブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの先端側中途部との間には、複動式の油圧シリンダからなるチルトシリンダ２８が介装されている。チルトシリンダ２８の伸縮によってバケット２３が揺動（スクイ・ダンプ動作）する。
バケット２３は、装着ブラケット２７に対して着脱自在とされている。バケット２３を取り外して装着ブラケット２７に各種のアタッチメント（後述する油圧アクチュエータを有する油圧駆動式の作業具）を取り付けることで、掘削以外の各種の作業（又は他の掘削作業）を行えるように構成されている。

次に、機体について説明する。
図１に示すように、機体２は、右枠部３０と、左枠部３１と、前枠部３２と、底枠部３３と、上枠部３４とを有する。
右枠部３０は、機体２の右部を構成する。左枠部３１は、機体２の左部を構成する。前枠部３２は、機体２の前部を構成し、右枠部３０と左枠部３１の前部同士を連結している。底枠部３３は、機体２の底部を構成し、右枠部３０と左枠部３１の下部同士を連結している。上枠部３４は、機体２の後部寄りの上部を構成し、右枠部３０と左枠部３１の後部
寄りの上部同士を連結している。

右枠部３０及び左枠部３１は、それぞれメインフレーム４０と、トラックフレーム４１と、モータ取付部４２と、フレーム４３とを有している。トラックフレーム４１は、メインフレーム４０の外側面の下部に取付部材４４を介して取り付けられている。モータ取付部４２は、メインフレーム４０の外側面の後部寄りの上部に設けられている。フレーム４３は、メインフレーム４０の後部に取り付けられている。

フレーム４３は、ブーム２２Ｌ、２２Ｒ等を揺動自在に支持する。フレーム４３は、内壁４３ａと、外壁４３ｂと、前壁４３ｃと、後壁４３ｄとを有している。内壁４３ａと外壁４３ｂは、機体幅方向で間隔をおいて対向して設けられている。外壁４３ｂは、内壁４３ａの機体外方に位置している。前壁４３ｃは、メインフレーム４０の機体幅方向の中途部に設けられることで、当該メインフレーム４０の機体内方だけでなく、機体外方にも突出している。前壁４３ｃの機体外方に突出する部分が、走行装置５の後部を覆うフェンダを構成している。前壁４３ｃは、内壁４３ａの前部と外壁４３ｂの前部とを連結している。後壁４３ｄは、内壁４３ａの後部と外壁４３ｂの後部とを連結している。

上枠部３４は、第１板材３４ａと、第２板材３４ｂとを有している。第１板材３４ａは、右側の内壁４３ａの上部と左側の内壁４３ａの上部とを連結する。第１板材３４ａは、開口部３５を形成する環状の縁部を有しており、キャビン３の後方に設けられている。開口部３５を形成する環状の縁部は、略長方形状である。
第２板材３４ｂは、第１板材３４ａの左側の後端及び右側の後端から後方に延びる板材である。左側の第２板材３４ｂは、左側の内壁４３ａに沿って後方に延びていて、機体外方が左側の内壁４３ａに連結している。右側の第２板材３４ｂは、右側の内壁４３ａに沿って後方に延びていて、機体外方が右側の内壁４３ａに連結している。左側の第２板材３４ｂ及び右側の第２板材３４ｂは、後方に向かうにつれて下がるように下向きに傾斜している。上枠部３４は、第３板材３４ｃを有している。第３板材３４ｃは、第１板材３４ａの前端から下方に延びる部材である。

図２、３に示すように、機体２には、ディーゼルエンジン（エンジン）５０、粒子除去装置５１、冷却ファン５２、ラジエータ５３、回転電機５４、駆動装置５５が設けられている。説明の便宜上、冷却ファン５２のことを「第２冷却ファン５２」、ラジエータ５３のことを「第２ラジエータ５３」ということがある。
粒子除去装置５３は、エンジン５０からの排気（排出ガス）中の有害物質を含む微粒子を捕捉する装置であって、例えば、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）である。粒子除去装置５３は、エンジン５０の前上部に配置されている。エンジン５０の前上部にはブラケット等の支持部材６０が設けられ、当該支持部材６０に粒子除去装置５３が横向き（長手方向が機体幅方向に向いている）に支持されている。粒子除去装置５３は微粒子を燃焼して除去可能であって、燃焼時には少なくとも内部の温度は、６００℃以上になる。第２冷却ファン５２は、エンジン５０の駆動により回転する装置である。第２冷却ファン５２は、回転することによって、当該第２冷却ファン５２の前方から後方に向けて気流を発生させ、エンジン５０を空冷することが可能である。第２ラジエータ５３は、第２冷却ファン５２の後方に設けられ、エンジン５０の冷却水を冷却する。

回転電機５４は、発電機、電動機、電動発電機（モータ・ジェネレータ）のいずれかである。この実施形態では、モータ・ジェネレータを採用している。回転電機５４は、エンジン５０の前方に設けられている。
駆動装置５５は、エンジン５０及び／又は回転電機５４によって駆動する装置で、主に作業のための動力を出力する。具体的には、駆動装置５５は、油圧装置である。油圧装置５５は、作業機に搭載された油圧機器に作動油を供給するための複数のポンプを含んでいる。油圧装置５５は、回転電機５４の前方に設けられている。油圧装置５５は、例えば、複数の油圧ポンプは、第１ポンプ５５ａと、第２ポンプ５５ｂと、第３ポンプ５５ｃと、第４ポンプ５５ｄである。

第１ポンプ５５ａは、ＨＳＴ（静油圧無段変速機）の一部を構成する油圧ポンプである。第２〜４ポンプ５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、定容量型のギヤポンプによって構成されて
いる。第２ポンプ５５ｂは、作業装置３に装備された油圧アクチュエータや作業装置３に取り付けられる油圧アタッチメントの油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプである。第３ポンプ５５ｃは、油圧アクチュエータに供給する作動油を増量するための油圧ポンプである。第４ポンプ５５ｄは、パイロット油を供給するため、及びＨＳＴの油圧回路に作動油を補充するための油圧ポンプである。

また、機体２には、バッテリ５６、電力制御装置５７が設けられている。バッテリ５６は、回転電機５４で発電した電力を充電したり、充電した電力を回転電機５４等に供給する。バッテリ５６は、エンジン５０の左側方、右側方、上方、下方、後方等のいずれかに設けられている。即ち、バッテリ５６は、エンジン５０から発生した熱を受けることができる周囲に設けられる。この実施形態では、バッテリ５６は、エンジン５０の直上に設けられている。電力制御装置５７は、直流を交流に変換するインバータ、及び、交流を直流に変換するコンバータとを含んでいる。電力制御装置タ５７は、エンジン５０の上方に設けられている。

図３〜５に示すように、エンジン５０及び回転電機５４は、複数のマウント装置６１により、機体２の底枠部３３に支持されている。マウント装置６１は、第１マウント（第１マウント装置）６１Ａと、第２マウント（第２マウント装置）６１Ｂと、第３マウント（第３マウント装置）６１Ｃとを有する。
第１マウント６１Ａは、エンジン５０の後部の下方に配置されている。また、第１マウント６１Ａは、エンジン５０の幅方向の中央部に配置されている。第１マウント６１Ａは、支持板６１ａ１と、上弾性体６１ａ２と、下弾性体６１ａ３と、支持片（スタッドボルト）６１ａ４とを有している。支持板６１ａ１は、エンジン５０の後部に固定され、後方に突出している。上弾性体６１ａ２は、弾性体で構成され、支持板６１ａ１の上側に設けられている。下弾性体６１ａ３は、弾性体で構成され、支持板６１ａ１の下側に設けられている。支持片６１ａ４は、エンジン５０の後方の底枠部３３から立設していて、上弾性体６１ａ２及び下弾性体６１ａ３が取り付けられている。これによって、第１マウント６１Ａは、エンジン５０の後部を支持している。

第２マウント６１Ｂは、回転電機５４のハウジング（モータハウジングということがある）５４ａの左に配置されている。第２マウント６１Ｂは、支持板６１ｂ１と、上弾性体６１ｂ２と、下弾性体６１ｂ３と、支持片（スタッドボルト）６１ｂ４とを有している。支持板６１ｂ１は、ハウジング５４ａの左側面に固定され、左方に突出している。上弾性体６１ｂ２は、弾性体で構成され、支持板６１ｂ１の上側に設けられている。下弾性体６１ｂ３は、弾性体で構成され、支持板６１ｂ１の下側に設けられている。支持片６１ｂ４は、ハウジング５４ａの左方の底枠部３３から立設した左ブラケット６２Ｌに支持されている。支持片６１ｂ４には、上弾性体６１ｂ２及び下弾性体６１ｂ３が取り付けられている。これによって、第２マウント６１Ｂは、ハウジング５４の一方（左側）ブーム２２Ｌ、２２Ｒを支持している。

第３マウント６１Ｃは、回転電機５４のハウジング５４ａの右に配置されている。第３マウント６１Ｃは、支持板６１ｃ１と、上弾性体６１ｃ２と、下弾性体６１ｃ３と、支持片（スタッドボルト）６１ｃ４とを有している。支持板６１ｃ１は、ハウジング５４ａの右側面に固定され、右方に突出している。上弾性体６１ｃ２は、弾性体で構成され、支持板６１ｃ１の上側に設けられている。下弾性体６１ｃ３は、弾性体で構成され、支持板６１ｃ１の下側に設けられている。支持片６１ｃ４は、ハウジング５４ａの右方の底枠部３３から立設した右ブラケット６２Ｒに支持されている。支持片６１ｃ４には、上弾性体６１ｃ２及び下弾性体６１ｃ３が取り付けられている。これによって、第３マウント６１Ｃは、ハウジング５４の一方を支持している。

したがって、第１マウント６１Ａによりエンジン５０の後部が支持され、第２マウント６１Ｂ及び第３マウント６１Ｃによって回転電機５４が支持されることになる。即ち、エンジン５０及び回転電機５４の構造体が、第１マウント６１Ａ、第２マウント６１Ｂ及び第３マウント６１Ｃによって支持される。
さて、作業機１は、エンジン５０の動力で油圧装置５５を駆動したり、エンジン５０及
び回転電機５４の両方で油圧装置５５を駆動したり、エンジンン５０の動力で回転電機５４を作動させて発電することが可能である。即ち、作業機の動力の伝達は、パラレルハイブリッド式である。エンジン５０及び回転電機５４の動力伝達構造について説明する。

図６に示すように、エンジン５０の前部には、略円板状のフライホイール５０ａを収容するフライホイールハウジング５０ｂが設けられている。フライホイールハウジング５０ｂは、フライホイール５０ａの外周を覆う外周部５０ｂ１と、フライホイール５０ａの後部を覆い且つエンジン５０に固定された側壁５０ｂ２とを有している。側壁５０ｂ２の反対側（前部）には、ハウジング５４ａが位置し、当該ハウジング５４ａが外周部５０ｂ１に取り付けられている。フライホイール５０ａの後部には、エンジン５０のクランク軸５０ｃが連結されている。

回転電機５４は、モータ・ジェネレータであって、駆動式として、永久磁石埋込式の三相交流同期モータが採用されている。
回転電機５４は、ハウジング５４ａと、フライホイール５０ａに連結する連結部５４ｂと、連結部５４ｂに固定されたロータ５４ｃ、ロータ５４ｃに設けられた固定子５４ｄと、固定子５４ｄの外側に設けられたウォータジャケット５４ｅとを有している。

連結部５４ｂは、筒状に形成されていて後端がフライホイール５０ａに取り付けられている。連結部５４ｂの内部には、中間軸６３が設けられている。中間軸６３の後端には、カップリング６４が設けられ、カップリング６４の外側は、フライホイール５０ａに接続されている。また、中間軸６３の前端は、油圧装置５５の駆動軸５５ｅが接続されている。

したがって、エンジン５０を駆動した場合、エンジン５０のクランク軸５０ｃの回転動力は、フライホイール５０ａに伝達され、フライホイール５０ａを回転させる。図６の矢印Ｐ１に示すように、フライホイール５０ａの回転動力は、カップリング６４から中間軸６３に伝達された後、中間軸６３から油圧装置５５の駆動軸５５ｅに伝達して、当該油圧装置５５を駆動することができる。

また、図６の矢印Ｐ２に示すように、フライホイール５０ａの回転動力は、連結部５４ｂを介してロータ５４ｃに伝達される。したがって、エンジン５０の回転動力をロータ５４ｃ（連結部５４ｂ）に伝達することによって、回転電機５４を発電機として作動させることができる。一方、バッテリ５６に蓄電した電力を、固定子５４ｄに供給することによって、ロータ５４ｃを回転させることができる。図６の矢印Ｐ３に示すように、ロータ５４ｃの回転動力は、連結部５４ｂを介してフライホイール５０ａに伝達することができる。したがって、回転電機５４を電動機として作動させ、エンジン５０の補助をすることができる。

図７は、回転電機５４の冷却構造の一部を示している。図７に示すように、ウォータジャケット５４ｅは、冷却水を通すことで、回転電機５４の内部を冷却するものである。ウォータジャケット５４ｅは、円筒であって、ハウジング５４ａと、固定子５４ｄとの間に設けられている。
ウォータジャケット５４ｅは、例えば、高熱伝導率のアルミニウム合金で環状に形成されている。ウォータジャケット５４ｅの内部には、周方向及び軸方向にジクザク形状の流路５４ｅ１が形成されている。流路５４ｅ１は、ウォータジャケット５４ｅを軸方向に貫通すると共に、ウォータジャケット５４ｅに流通する部分を形成することによって構成されている。ハウジング５４ａの前面には、ウォータジャケット５４ｅの流路５４ｅ１に連通する供給部５４ｆが設けられると共に、排出部５４ｇが設けられる。供給部５４ｆ及び排出部５４ｇには、冷却水を通す管材（配管）６６が取り付けられている。したがって、管材６６内の冷却水を通し、ウォータジャケット５４ｅの流路５４ｅ１に冷却水を通過させることによって、回転電機５４を水冷することができる。なお、図７に示した回転電機５４の冷却構造は、一例であって、回転電機５４の内部を冷却する構造であれば、どのような構造であってもよい。

次に、バッテリ５６及び電力制御装置５７等の電気機器の支持構造について説明する。図２，３に示すように、機体２の後部に支持フレーム７０が設けられている。即ち、機体
２の上枠部３４には、支持フレーム７０が設けられている。支持フレーム７０は、バッテリ５６及び電力制御装置５７をエンジン５０の上方で支持するフレームである。
図８，９に示すように、支持フレーム７０は、上枠部３４（第１板材３４ａ）の下面に取り付けられた第１枠体７０ａと、第１枠体７０ａに吊り下げられる第２枠体７０ｂとを有している。

第１枠体７０ａは、前板７０ａ１と、後板７０ａ２と、左板７０ａ３と、右板７０ａ４とを有している。前板７０ａ１は、左側の内壁４３ａと右側の内壁４３ａとの間に配置され且つ、第１板材３４ａの前部に取り付けられている。後板７０ａ２は、左側の内壁４３ａと右側の内壁４３ａとの間に配置され且つ、第１板材３４ａの後部に取り付けられている。左板７０ａ３は、前板７０ａ１の左部と、後板７０ａ２の左部とを連結する。右板７０ａ４は、前板７０ａ１の右部と、後板７０ａ２の右部とを連結する。

第２枠体７０ｂは、第１前板７０ｂ１と、第２前板７０ｂ２と、第１後板７０ｂ３と、第２後板７０ｂ４と、第１連結板７０ｂ５と、第２連結板７０ｂ６とを有している。第１前板７０ｂ１の上端は、前板７０ａ１の一方（左部）に固定され、第２前板７０ｂ２の上端は、前板７０ａ１の他方（右部）に固定されている。第１後板７０ｂ３の上端は、後板７０ａ２の一方（左部）に固定され、第２後板７０ｂ４の上端は、後板７０ａ２の他方（右部）に固定されている。第１連結板７０ｂ５は、第１前板７０ｂ１の下端と第１後板７０ｂ３の下端とを連結する。第２連結板７０ｂ６は、第２前板７０ｂ２の下端と第２後板７０ｂ４とを連結する。したがって、第１前板７０ｂ１、第２前板７０ｂ２、第１後板７０ｂ３、第２後板７０ｂ４、第１連結板７０ｂ５及び第２連結板７０ｂ６によって、支持フレーム７０が籠型になっている。

なお、第２枠体７０ｂは、底上げ部材（第１底上部７０ｂ７及び第２底上部７０ｂ８）を有していることが望ましい。第１底上部７０ｂ７は、第１連結板７０ｂ５と、第２連結板７０ｂ６とを連結している。第２底上部７０ｂ８は、第１底上部７０ｂ７とは離れた位置で、第１連結板７０ｂ５と、第２連結板７０ｂ６とを連結している。
第２枠体７０ｂには、バッテリ５６とエンジン５０の上部とを遮蔽する遮蔽板７１が取り付けられている。遮蔽板７１は、板材で構成されていて、第２枠体７０ｂの下部に取り付けられている。この遮蔽板７１は、エンジン５０で発生した熱（輻射熱）がバッテリ５６のケース５６ａに直接熱が伝わることをある程度弱めるために設けられたものである。また、遮蔽板７１は、電力制御装置５７のケース５７ａと粒子除去装置５３との間にも設けられていて、粒子除去装置５３で発生した熱を電力制御装置５７に伝わるのを抑制する。

遮蔽板７１は、底板７１ａと、起立板７１ｂと、上板７１ｃとを有している。底板７１ａは、支持フレーム７０の底部、即ち、第２枠体７０ｂの第１連結板７０ｂ５及び第２連結板７０ｂ６に固定されている。起立板７１ｂは、底板７１ａの幅方向の端部から上方に立ち上がる板である。上板７１ｃは、起立板７１ｂに連結する板である。底板７１ａ、起立板７１ｂ及び上板７１ｃの前後の長さは、第１連結板７０ｂ５及び第２連結板７０ｂ６の前後の長さと略同じである。

電力制御装置５７は、外観が矩形状であって、籠型の支持フレーム７０に支持されている。言い換えれば、電力制御装置５７は、籠型の支持フレーム７０に収容されている。電力制御装置５７のケース５７ａが、粒子除去装置５３の直上に位置する第１連結板７０ｂ５と第２連結板７０ｂ６とに跨って載置されている。電力制御装置５７が支持フレーム７０に支持されている状態では、当該電力制御装置５７のコネクタ（接続部）５７ｂは、支持フレーム７０の前部に位置している。また、コネクタ５７ｂは、回転電機５４に向けて下向きに突出している。電力制御装置５７のコネクタ５７ｂの下方には、回転電機５４のコネクタ５４ｈが設けられていている。回転電機５４のコネクタ５４ｈに接続したケーブル５９は、コネクタ５７ｂに下方から差し込むことが可能である。したがって、コネクタ５７ｂが下向きにしているため、コネクタ５７ｂの内部に塵や埃が入ることを抑制することができる。また、電力制御装置５７のコネクタ５７ｂの下方に回転電機５４のコネクタ５４ｈを設けているため、接続長さを短くでき、配線も比較的簡単に行うことができる。

図１０、図１１に示すように、バッテリ５６は、外観が矩形状であって、電力制御装置５７と同様に籠型の支持フレーム７０に支持されている。言い換えれば、バッテリ５６は、籠型の支持フレーム７０に収容されている。また、バッテリ５６の少なくとも一部は、電力制御装置５７の上方に設置されている。即ち、バッテリ５６において、粒子除去装置５３の上方に位置する部分は、電力制御装置５７の上方に位置している。

図１２に示すように、バッテリ５６は、本体５６ａと、本体５６ａを収容するケース５６ｂとを有している。本体５６ａは、電力の充電又は放電が可能な蓄電機であって、ニッケル水素充電池である。なお、本体５６ａは、リチウムイオン充電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。
図１０〜図１２に示すように、ケース５６ｂは、矩形状であって、底部５６ｂ１と、第１壁５６ｂ２と、第２壁５６ｂ３と、第３壁５６ｂ４、第４壁５６ｂ５、上部５６ｂ６とを有している。

第１壁５６ｂ２は、底部５６ｂ１の左端から上方に起立している（図１１等参照）。第２壁５６ｂ３は、底部５６ｂ１の右端から上方に起立している（図１０等参照）。第３壁５６ｂ４は、底部５６ｂ１の前端から上方に起立している。第４壁５６ｂ５は、底部５６ｂ１の後端から上方に起立している。上部５６ｂ６は、第２壁５６ｂ３、第３壁５６ｂ４及び第４壁５６ｂ５の上方に位置していて、第２壁５６ｂ３、第３壁５６ｂ４及び第４壁５６ｂ５を覆っている。上部５６ｂ６は、上枠部３４から上方に突出している。上部５６ｂ６には、開口部を形成する環状の縁部５８が形成されている。この縁部によって、外気をケース５６ｂ内に取り入れたり、ケース５６ｂの空気を外部に放出することが可能である。

図１３に示すように、ケース５６ｂの厚み（高さ）は、部位によって異なっている。詳しくは、ケース５６ｂにおいて、幅方向の中央部で且つ後部である中央後部位８１は、最も厚みが有り、第１底上部７０ｂ７及び第２底上部７０ｂ８に設置（載置）されている。ケース５６ｂの中央後部位８１よりも左側の左部位８２は、中央後部位８１よりも厚みは薄く、遮蔽板７１の上板７１ｃに設置（載置）されている。中央後部位８１よりも前方で且つ左部位８２よりも右側の中央前部位８３は、中央後部位８１よりも厚みは薄く、電力制御装置５７の上方（ケース５７ａの上方）に設置されている。

図３、図４、図９、図１１に示すように、バッテリ５６のケース５６ｂの周囲には、冷却ファン９０が設けられている。この実施形態では、冷却ファン９０は、ケース５６ｂの後方に設けられている。以降、説明の便宜上、冷却ファン９０のことを、「第１冷却ファン９０」という。
図１３、図１４に示すように、第１冷却ファン９０は、ケース５６ｂの中央後部位８１であって、第４壁５６ｂ５の後方に設けられている。第１冷却ファン９０は、ファン９０ａと、ファン９０ａを回転自在に支持するファン支持部９０ｂと、ファン支持部９０ｂに設けられ且つファン９０ａを回転駆動する駆動部９０ｃとを備えている。ファン９０ａは、回転することによって前方（ケース５６ｂ側）から後方に向けて気流を発生させる。駆動部９０ｃは、例えば、モータである。したがって、ファン９０ａを回転させることによって、前方から後方に向かう気流を発生させることで、バッテリ５６のケース５６ｂを外側から強制的に冷却することができる。

第１冷却ファン９０とバッテリ５６との間には、ラジエータ９１が設けられている。ラジエータ９１は、回転電機５４の内部を冷却水を冷却する。以降、説明の便宜上、ラジエータ９１のことを、「第１ラジエータ９１」という。
第１ラジエータ９１には、冷却水を供給する供給部９１ａと、冷却水を排出する排出部９１ｂが設けられている。供給部９１ａには、ハウジング５４ａの排出部５４ｇに接続された管材６６が接続されている。排出部９１ｂには、ハウジング５４ａの供給部５４ｆに接続された管材６６が接続されている。したがって、第１冷却ファン９０、管材６６、ハウジング５４ａ（ウォータジャケット５４ｅ）内を、冷却水で循環させることができ、ハウジング５４ａを冷却するための冷却水を、第１ラジエータ９１によって冷却することができる。

なお、図３に示すように、管材６６の中途部には、冷却水を強制的に循環させるためのポンプ６７が設けられている。また、管材６６の中途部を電力制御装置５７に接続して、電力制御装置５７の内部も水冷してもよい。
第１冷却ファン９０は、第１ラジエータ９１に支持され、第１ラジエータ９１は支持フレーム７０に支持されている。即ち、第１冷却ファン９０は、第１ラジエータ９１を介して支持フレーム７０に支持されている。

支持フレーム７０は、第１ラジエータ９１を支持する第３枠体７０ｃを有している。第３枠体７０ｃは、ブラケット７０ｃ１と、第１縦材７０ｃ２と、第２縦材７０ｃ３と、連結材７０ｃ４と、支持板７０ｃ５とを有している。
ブラケット７０ｃ１は、第１枠体７０ａの後板７０ａ２に取り付けられている。第１縦材７０ｃ２及び第２縦材７０ｃ３は縦（上下）に延びる部材であって、第１縦材７０ｃ２の上端は、ブラケット７０ｃ１の左に固定され、第２縦材７０ｃ３の上端は、ブラケット７０ｃ１の右に固定されている。連結材７０ｃ４は、第１縦材７０ｃ２の中途部と第２縦材７０ｃ３の中途部とを連結している。支持板７０ｃ５は、幅方向に延びていて、左部に第１縦材７０ｃ２の下端が固定され、右部に第２縦材７０ｃ３の下端が固定されている。

第１ラジエータ９１の上部は、接続金具９２を介してブラケット７０ｃ１に支持され、第１ラジエータ９１の下部は接続金具９３を介して支持板７０ｃ５に支持されている。第１ラジエータ９１の後面に、接続金具を介してファン支持部９０ｂが接続されている。
したがって、第１冷却ファン９０は、バッテリ５６のケース５６ｂを冷却するだけでなく、第１ラジエータ９１を介して回転電機５４の冷却水を冷却することが可能である。

なお、支持フレーム７０には、第１ラジエータ９１の付近で管材６６を支持するブラケット９４が設けられている。ブラケット９４には、管材６６内の冷却水の温度を測定する測定装置９５が固定され、当該測定装置９５及び管材６６がブラケット９４により支持されている。
次に、第２冷却ファン５２及び第１冷却ファン９０による気流の流れについて説明する。図３に示すように、第２冷却ファン５２を作動させると、機体２の前部から機体２の後部に向けて、気流Ａが発生する。即ち、油圧装置５５、回転電機５４、エンジン５０、第２ラジエータ５３を通過する気流Ａを発生させることができる。これにより、回転電機５４、エンジン５０、第２ラジエータ５３を気流Ａによって空冷することが可能である。上述したように、例えば、作業機１の駆動はパラレルハイブリッド式を採用していることから、回転電機５４では、数百アンペアの電流が発生するため発熱しやすい。そのため、回転電機５４の冷却構造は、水冷式を採用している。この実施形態では、第２冷却ファン５２によって回転電機５４を空冷しているため、即ち、空冷と水冷との両者を採用しているため、水冷の構造を簡素化することができる。なお、回転電機５４の冷却について説明するために、パラレルハイブリッド式を例にあげたが、作業機１の駆動は、パラレルハイブリッド式に限定されない。つまり、機体２の前部から後部にかけて流れる気流Ａを発生させる構造にすることにより、回転電機５４の冷却を、空冷と水冷との両方で行うことができるものであれば、水冷の構造を簡素化することができる。

また、第１冷却ファン９０を作動させると、機体２の中央部から後部に向けて、気流Ｂが発生する。即ち、バッテリ５６のケース５６ｂ、第１ラジエータ９１を通過する気流Ｂを発生させることができる。これにより、バッテリ５６のケース５６ｂの冷却と、第１ラジエータ９１内の冷却水の冷却とを行うことができる。ここで、気流Ｂの流れは、上述した気流Ａの流れと同じである。即ち、第１冷却ファン９０による気流の発生させる向きと、第２冷却ファン５２による気流の発生させる向きとを同じにしているので、機体２内の冷却を向上させることができる。

以上によれば、エンジン５０の周囲にバッテリ５６を設けているため、エンジン５０から発生した熱（輻射熱）によって、バッテリ５６の雰囲気温度をバッテリ５６が効率よく動く温度域まで上昇させることができる。即ち、バッテリ５６の雰囲気温度を適温まで上昇させるためのヒータ等を備えなくても、エンジン５０によって温度を上昇させることができる。特に、寒冷地等で作業機を駆動させる場合は、バッテリ５６の雰囲気温度が低く
、十分にバッテリ５６を作動させるために時間が掛かることがあるが、これにより、作動適正温度までの時間を短縮することができる。また、エンジン５０の周囲のうち、当該エンジン５０の上方にバッテリ５６を設けることにより、温度の上昇を早めることができると共に、バッテリ５６を作業時における粉塵等がバッテリ５６に付着することを抑制することができる。

また、遮断板７１を設けているため、バッテリ５６の雰囲気温度を上昇させる構成でありながら、エンジン５０の輻射熱が直接、バッテリ５６にあたってしまうことを抑制して適度な温度にすることができる。また、バッテリ５６の少なくとも一部、即ち、粒子除去装置５３の上方に対応する位置には、電力制御装置５７の上方に設けられているため、粒子除去装置５３が作動した場合の輻射熱は、直接、バッテリ５６に伝わらないため、バッテリ５６の寿命を向上させることができる。また、バッテリ５６の周囲に第１冷却ファン９０を設けているため、バッテリ５６の温度が上昇しすぎることも防止することができる。 第１冷却ファン９０は、エンジン５０の周囲にバッテリ５６を設けない場合にも適用可能であり、エンジン５０とは離れた場所において、バッテリ５６の温度が上昇した場合には、適正な温度域までバッテリ５６の温度を下げることができる。特に、第１冷却ファン５６は、ケース５６ｂの外方に設けているため、簡単な構成で、バッテリ５６（ケース５６ａ）を適度に冷却することができる。また、第１ラジエータ９１を、第１冷却ファン９０とバッテリ５７との間に設けているため、回転電機５４の冷却水を冷却する機構を別途設けなくてもよく、バッテリ５７及び冷却水の冷却を兼用することができる。

作業機１にエンジン５０、回転電機５４及び電力制御装置５７を備えたハイブリッド式の作業機において、回転電機５４よりも耐環境性の低い電力制御装置５７を回転電機５４の上方に設けている。そのため、電力制御装置５７に対して特別に耐環境性を高める措置を行わなくても、作業時の粉塵等が電力制御装置５７にかかることを簡単に抑制することができる。

また、電力制御装置５７は、回転電機５４に接続されたケーブルが接続可能なコネクタ（接続部）５７ｂを下向きにしているため（下方に位置する回転電機５４）、コネクタ５６ｂ内に粉塵等か侵入することを抑制することができる。

通常、エンジン５０を支持する場合は、フライホイールハウジング５０ｂをマウント装置で支持することが一般的である。しかしながら、エンジン５０、回転電機５４及び駆動装置５５が一連に並べられて、駆動装置５５は、エンジン５０及び／又は回転電機５４からの動力により駆動する装置である場合、駆動装置５５は、片持ち状態になることが多く、フライホイールハウジング５０ｂで支持した場合には、当該支持箇所から駆動装置５５の先端までの距離が長くなる。上述したように、フライホイールハウジング５０ｂをマウント装置で支持するのではなく、モータハウジング５４ｂにマウント装置で支持して、エンジン５０及び回転電機５４を支持している。そのため、エンジン５０及び回転電機５４を一体として強固に支持できるだけでなく、マウント装置における支持位置から駆動装置５５の先端までの距離を短くすることができるため、支持構造による動力伝達の低下を抑制することができる。

以上本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 作業機
２ 機体
５０ エンジン
５２ 第２冷却ファン
５３ 第２ラジエータ
５４ 回転電機
５６ バッテリ
７０ 支持フレーム
９０ 第１冷却ファン
９１ 第１ラジエータ

Claims (4)

1. 機体と、
   前記機体に設けられたエンジンと、
   前記機体に設けられた回転電機と、
   前記回転電機に電力を供給可能で且つ前記回転電機が発電した電力を充電可能なバッテ リと、
   前記バッテリの周囲に設けられた第１冷却ファンと、
   前記エンジンの後方に設けられた第２冷却ファンと、
   前記回転電機の冷却水を冷却する第１ラジエータと、
   前記第２冷却ファンの後方に設けられ且つ、前記エンジンの冷却水を冷却する第２ラジエータと、
   を備え、
   前記バッテリは、充電又は放電可能な本体と、前記本体を収容し且つ前記エンジンの周囲に設けられたケースとを有し、
   前記第１冷却ファンは、前記ケースの外方に設けられ、
   前記第１ラジエータは、前記第１冷却ファンと前記ケースとの間に設けられている作業機。
2. 前記第１ラジエータは、前記バッテリと前記第１冷却ファンとを支持する支持フレームに支持されている請求項１に記載の作業機。
3. 前記第１冷却ファンで発生させる気流の設定は、前記第２冷却ファンで発生させる気流 の向きの設定と同じである請求項１又は２に記載の作業機。
4. 前記機体に設けられたキャビンと、
   前記キャビンの側方で前記機体に揺動自在に設けられたブームと、
   を備え、
   前記機体は、右側に配置された右枠部と、左側に配置された左枠部と、前記右枠部と左枠部の上部を連結する上枠部とを有している請求項１〜３のいずれかに記載の作業機。

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