JP2024004141A - 電動式作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトなレイアウトを容易に実現しながら、再利用のために温度差のある風を効率よく分離することができる電動式作業機械を提供する。【解決手段】電動式作業機械としての油圧ショベルは、バッテリユニットと、バッテリユニットから供給される電力によって駆動される電動モータと、バッテリユニットを通る冷媒を冷却する第１熱交換器と、電動モータによって駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油を冷却する第２熱交換器と、回転軸を有するファンと、仕切板と、を備える。第１熱交換器および第２熱交換器は、回転軸の方向から見てファンと重なって位置するとともに、回転軸と交差する一方向に互いにずれて位置する。仕切板は、上方から見て、第１熱交換器および第２熱交換器とバッテリユニットとの間に位置するとともに、上記一方向を横切って位置する。【選択図】図４

Description

本発明は、電動式作業機械に関する。

従来、電動式油圧ショベルなどの、電動モータを備えた電動式作業機械が種々提案されている。例えば特許文献１では、ラジエータ、電動モータ、インバータ等を冷却するためのファンと、オイルクーラを冷却するためのファンとを別々に有する電動式油圧ショベルが開示されている。

特開２０２１－１５５９９１号公報

特許文献１のように、熱交換器（ラジエータ、オイルクーラ）を冷却するためのファンを２つ設ける構成では、機内で２つのファンの配置スペースを確保することが必要となる。この場合、特に機器のレイアウトスペースが小さい小型の電動式作業機械において、バッテリユニットなどの他の部材の配置スペースを圧迫するおそれがあり、十分な容量のバッテリユニットを積むことが困難となる。したがって、小型の電動式作業機械においては、ファンも含めてコンパクトなレイアウトを実現することが望まれる。

また、ラジエータに送風してラジエータを冷却した後の風と、オイルクーラに送風してオイルクーラを冷却した後の風との間には、温度差が生じる。これは、油圧アクチュエータの駆動に用いられてオイルクーラに戻ってくる作動油の温度が、ラジエータを流れる冷媒の温度よりも高いことによる。このため、ラジエータを冷却した後の風と、オイルクーラを冷却した後の風とが混合されると、混合風は、ラジエータを冷却した後の風よりも温度が高くなるため、機器の空冷の再利用には適さなくなる。したがって、上記再利用のためには、温度差のある風を効率よく分離することが望まれる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、コンパクトなレイアウトを実現しながら、再利用のために温度差のある風を効率よく分離することができる電動式作業機械を提供することにある。

本発明の一側面に係る電動式作業機械は、バッテリユニットと、前記バッテリユニットから供給される電力によって駆動される電動モータと、前記バッテリユニットを通る冷媒を冷却する第１熱交換器と、前記電動モータによって駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、前記作動油を冷却する第２熱交換器と、回転軸を有するファンと、仕切板と、を備え、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は、前記回転軸の方向から見て前記ファンと重なって位置するとともに、前記回転軸と交差する一方向に互いにずれて位置し、
前記仕切板は、上方から見て、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器と前記バッテリユニットとの間に位置するとともに、前記一方向を横切って位置する。

上記の構成によれば、コンパクトなレイアウトを容易に実現しながら、再利用のために温度差のある風を効率よく分離することができる。

本発明の実施の一形態に係る電動式作業機械の一例である油圧ショベルの概略の構成を示す側面図である。 上記油圧ショベルの電気系および油圧系の構成を模式的に示すブロック図である。 上記油圧ショベルの機関室内の全体の構成を示す斜視図である。 上記機関室内の全体の構成を示す平面図である。 図４のＡ部の斜視図である。 図５から、ファンおよび筐体の図示を省略した状態でのＡ部の斜視図である。 図４のＡ部を右側から見たときの側面図である。 図６から、ラジエータおよびオイルクーラの図示を省略した状態でのＡ部の斜視図である。 上記油圧ショベルが備える風導部を上方から見たときの斜視図である。 上記風導部を下方から見たときの斜視図である。 上記風導部を水平断面で切ったときの斜視図である。 電動モータを収容した状態での上記風導部を下方から見たときの斜視図である。 上記風導部の第１流路部を、電装品を通る断面で切ったときの断面図である。 上記油圧ショベルの変形例の構成を示す斜視図である。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔１．電動式作業機械〕
図１は、本実施形態の電動式作業機械の一例である油圧ショベル（電動ショベル）１の概略の構成を示す側面図である。油圧ショベル１は、下部走行体２と、作業機３と、上部旋回体４と、を備える。

ここで、方向を以下のように定義する。上部旋回体４の運転座席４１ａに着座したオペレータ（操縦者、運転手）が正面を向く方向を前方とし、その逆方向を後方とする。したがって、下部走行体２に対して上部旋回体４が非旋回の状態（旋回角度０°）では、上部旋回体４の前後方向は、下部走行体２が前後進する方向と一致する。また、運転座席４１ａに着座したオペレータから見て左側を「左」とし、右側を「右」とする。さらに、前後方向および左右方向に垂直な重力方向を上下方向とし、重力方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。図面では、下部走行体２に対して上部旋回体４が非旋回の状態で油圧ショベル１を示す。また、図面では、必要に応じて、前方を「Ｆ」、後方を「Ｂ」、右方を「Ｒ」、左方を「Ｌ」、上方を「Ｕ」、下方を「Ｄ」の記号で示す。

下部走行体２は、左右一対のクローラ２１と、左右一対の走行モータ２２と、を備える。各走行モータ２２は、油圧モータである。左右の走行モータ２２が、左右のクローラ２１をそれぞれ駆動することにより、油圧ショベル１を前後進させることができる。下部走行体２には、整地作業を行うためのブレード２３と、ブレードシリンダ２３ａとが設けられる。ブレードシリンダ２３ａは、ブレード２３を上下方向に回動させる油圧シリンダである。

作業機３は、ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３を備える。ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３を独立して駆動することにより、土砂等の掘削作業を行うことができる。

ブーム３１は、ブームシリンダ３１ａによって回動される。ブームシリンダ３１ａは、基端部が上部旋回体４の前部に支持され、伸縮自在に可動する。アーム３２は、アームシリンダ３２ａによって回動される。アームシリンダ３２ａは、基端部がブーム３１の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。バケット３３は、バケットシリンダ３３ａによって回動される。バケットシリンダ３３ａは、基端部がアーム３２の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、およびバケットシリンダ３３ａは、油圧シリンダにより構成される。

上部旋回体４は、下部走行体２の上方に位置し、下部走行体２に対して旋回ベアリング（不図示）を介して旋回可能に設けられる。上部旋回体４には、操縦部４１、旋回フレーム４２（機体フレーム）、旋回モータ４３、機関室４４等が配置される。上部旋回体４は、油圧モータである旋回モータ４３の駆動により、旋回ベアリングを介して旋回する。

上部旋回体４には、油圧ポンプ７１（図２参照）が配置される。油圧ポンプ７１は、機関室４４の内部の電動モータ６１（図２参照）によって駆動される。油圧ポンプ７１は、油圧モータ（例えば左右の走行モータ２２、旋回モータ４３）、および油圧シリンダ（例えばブレードシリンダ２３ａ、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａ）に作動油（圧油）を供給する。油圧ポンプ７１から作動油が供給されて駆動される油圧モータおよび油圧シリンダを、まとめて油圧アクチュエータ７３（図２参照）と呼ぶ。

操縦部４１には、運転座席４１ａが配置される。運転座席４１ａの周囲には、各種のレバー４１ｂが配置される。オペレータが運転座席４１ａに着座してレバー４１ｂを操作することにより、油圧アクチュエータ７３が駆動される。これにより、下部走行体２の走行、ブレード２３による整地作業、作業機３による掘削作業、上部旋回体４の旋回、等を行うことができる。

上部旋回体４には、バッテリユニット５３が配置される。すなわち、油圧ショベル１は、バッテリユニット５３を備える。バッテリユニット５３は、例えばリチウムイオンバッテリユニットで構成され、電動モータ６１を駆動するための電力を蓄える。バッテリユニット５３は、複数のバッテリをユニット化して構成されてもよいし、単一のバッテリセルで構成されてもよい。また、上部旋回体４には、不図示の給電口が設けられる。上記の給電口と、外部電源である商用電源５１とは、給電ケーブル５２を介して接続される。これにより、バッテリユニット５３を充電することができる。

上部旋回体４には、鉛バッテリ５４がさらに設けられる。鉛バッテリ５４は、低電圧（例えば１２Ｖ）の直流電圧を出力する。鉛バッテリ５４からの出力は、制御電圧として例えばシステムコントローラ６７（図２参照）、ファン９１（図５参照）の駆動部、などに供給される。

油圧ショベル１は、油圧アクチュエータ７３などの油圧機器と、電力で駆動されるアクチュエータとを併用した構成であってもよい。電力で駆動されるアクチュエータとしては、例えば、電動走行モータ、電動シリンダ、電動旋回モータがある。

〔２．電気系および油圧系の構成〕
図２は、油圧ショベル１の電気系および油圧系の構成を模式的に示すブロック図である。油圧ショベル１は、電動モータ６１と、充電器６２と、インバータ６３と、ＰＤＵ（Power Drive Unit）６４と、ジャンクションボックス６５と、ＤＣ－ＤＣコンバータ６６と、システムコントローラ６７と、を備える。システムコントローラ６７は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる電子制御ユニットで構成され、油圧ショベル１の各部の電気的な制御を行う。

電動モータ６１は、バッテリユニット５３から、ジャンクションボックス６５およびインバータ６３を介して供給される電力により駆動される。電動モータ６１は、永久磁石モータまたは誘導モータで構成される。電動モータ６１は、旋回フレーム４２上に配置される。

充電器６２（給電器とも呼ばれる）は、図１で示した商用電源５１から給電ケーブル５２を介して供給される交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ６３は、バッテリユニット５３から供給される直流電圧を、交流電圧に変換して電動モータ６１に供給する。これにより、電動モータ６１が回転する。インバータ６３から電動モータ６１への交流電圧（電流）の供給は、システムコントローラ６７から出力される回転指令に基づいて行われる。

ＰＤＵ６４は、内部のバッテリリレーを制御してバッテリユニット５３の入出力を制御するバッテリ制御ユニットである。ジャンクションボックス６５は、充電器リレー、インバータリレー、ヒューズ等を含んで構成される。上記した充電器６２から出力される電圧は、ジャンクションボックス６５およびＰＤＵ６４を介してバッテリユニット５３に供給される。また、バッテリユニット５３から出力される電圧は、ＰＤＵ６４およびジャンクションボックス６５を介してインバータ６３に供給される。

ＤＣ－ＤＣコンバータ６６は、バッテリユニット５３からジャンクションボックス６５を介して供給される高電圧（例えば３００Ｖ）の直流電圧を、低電圧（例えば１２Ｖ）に降圧する。ＤＣ－ＤＣコンバータ６６から出力される電圧は、鉛バッテリ５４からの出力と同様に、システムコントローラ６７、ファン９１の駆動部、などに供給される。

ＤＣ－ＤＣコンバータ６６およびインバータ６３はともに、バッテリユニット５３から供給される電圧を所望の電圧に変換する電装品ＥＱである。すなわち、油圧ショベル１は、バッテリユニット５３から電力が供給される電装品ＥＱを備える。

電動モータ６１の回転軸（出力軸）には、複数の油圧ポンプ７１が接続される。複数の油圧ポンプ７１は、可変容量型ポンプおよび固定容量型ポンプを含む。図２では、例として油圧ポンプ７１を１つのみ図示している。各油圧ポンプ７１は、作動油を収容（貯留）する作動油タンク７４と接続されている。電動モータ６１によって油圧ポンプ７１が駆動されると、作動油タンク７４内の作動油が、油圧ポンプ７１およびコントロールバルブ７２を介して油圧アクチュエータ７３に供給される。これにより、油圧アクチュエータ７３が駆動される。コントロールバルブ７２は、油圧アクチュエータ７３に供給される作動油の流れ方向および流量を制御する方向切替弁である。このように、油圧ショベル１は、電動モータ６１によって駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプ７１を備える。

〔３．機関室内の構成〕
図３は、油圧ショベル１の機関室４４内の全体の構成を示す後方斜視図である。図４は、機関室４４内の全体の構成を示す平面図である。図３に示すように、本実施形態では、旋回フレーム４２上に、４つのバッテリユニット５３が前後方向に並んで配置されている。各バッテリユニット５３は、左右方向に沿って位置する。４つのバッテリユニット５３は、旋回フレーム４２上で後方中央よりも左寄りに配置されている。

本実施形態では、後方の２つのバッテリユニット５３が、前方の２つのバッテリユニット５３に対して右側、すなわち、旋回フレーム４２の中央側にずれて位置する。さらに、後方の２つのバッテリユニット５３のうち、最後部に位置するバッテリユニット５３は、その前方に位置するバッテリユニット５３よりもさらに右側にずれて位置する。これにより、平面視で半円形に形成された旋回フレーム４２の後端縁付近の、限られた狭いスペースに、複数のバッテリユニット５３を効率よく配置している（図４参照）。なお、バッテリユニット５３の数および配置は、本実施形態の例には限定されない。

複数のバッテリユニット５３は一体的に旋回フレーム４２上に支持される。より詳しくは、複数のバッテリユニット５３は、上板８１と下板８２とで上下方向から挟まれている（図３参照）。上板８１と下板８２とは、上下方向に延びる連結部材８３により、複数の箇所で連結される。上板８１と連結部材８３との連結、および下板８２と連結部材８３との連結は、例えばボルト締結によって行われる。下板８２は、旋回フレーム４２上で支持部８４により防振支持される。なお、支持部８４の設置位置は、図３および図４で示した位置には限定されず、適宜変更可能である。

上板８１と運転座席４１ａ（図１参照）との間には、運転座席４１ａの土台となるシートマウント８５が位置する。なお、図３および図４では、便宜的に、シートマウント８５の一部のみを図示している。

旋回フレーム４２上で、バッテリユニット５３の右側には、上記した電動モータ６１（図２参照）、油圧ポンプ７１等が配置されている。以下、その詳細について説明する。

図５は、図４のＡ部の斜視図である。なお、図４のＡ部とは、ここでは、機関室４４内で最も前方に位置するバッテリユニット５３の右側に位置する部分を指す。同図に示すように、油圧ショベル１は、ファン９１を備える。ファン９１は、筐体９０に回転可能に支持されている。筐体９０は枠形状であり、左側および右側が開口している。ファン９１の回転軸ＣＡは、左右方向に沿って位置する。すなわち、ファン９１は、上方から見て、バッテリユニット５３（図４参照）に向かって延びる回転軸ＣＡを有する。ファン９１（筐体９０）の下方には、上記の油圧ポンプ７１が位置する。油圧ポンプ７１は、油圧ホースＨを介して作動油タンク７４（図２参照）と接続される。

筐体９０の左側、つまり、筐体９０とバッテリユニット５３との間には、風導部１００が配置される。なお、風導部１００の詳細については後述する。図３および図５に示すように、上述のインバータ６３およびＤＣ－ＤＣコンバータ６６などの電装品ＥＱは、風導部１００（特に後述の第１流路部１１０）に取り付けられる。

図５において、ファン９１（筐体９０）および油圧ポンプ７１の後方側には、上述の充電器６２が配置される。充電器６２は、取付ステー６２ａ等を介して旋回フレーム４２に支持される。

図６は、図５から、ファン９１および筐体９０の図示を省略した状態でのＡ部の斜視図を示す。油圧ショベル１は、ラジエータ９２と、オイルクーラ９３と、をさらに備える。ラジエータ９２は、図３等で示したバッテリユニット５３と配管を介して接続される第１熱交換器であり、バッテリユニット５３を通る冷媒を冷却する。ラジエータ９２において熱交換により冷媒を冷却し、ラジエータ９２から上記冷媒をバッテリユニット５３に供給することにより、バッテリユニット５３を冷却（水冷）することができる。上記の冷媒は、例えば冷却水である。

オイルクーラ９３は、油圧ポンプ７１および油圧アクチュエータ７３（図２参照）等を介して循環する油路と接続される第２熱交換器である。オイルクーラ９３は、油圧ポンプ７１の駆動によって上記油路を流れる作動油を熱交換により冷却する。オイルクーラ９３は、ラジエータ９２に対して左側（バッテリユニット５３側）に位置する。なお、オイルクーラ９３は、左右方向においてラジエータ９２と同じ位置にあってもよい。つまり、オイルクーラ９３は、ラジエータ９２と前後方向に並んで位置していてもよい。

図７は、図４のＡ部を右側から、すなわち、ファン９１の回転軸ＣＡの方向から見たときの側面図である。ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、ファン９１の回転軸ＣＡの方向から見て、ファン９１と重なって位置する。つまり、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、ファン９１と対向して配置される。また、図６および図７に示すように、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、回転軸ＣＡと交差する一方向（例えば前後方向）に互いにずれて位置する。なお、ラジエータ９２とオイルクーラ９３とは、上下方向にずれて位置してもよい。

ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、図５の筐体９０の内部でステー等を介して支持される。ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、ファン９１と風導部１００との間に位置する。したがって、ファン９１は、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３に対して、風導部１００とは反対側に位置する。

なお、上述の電動モータ６１は、出力軸６１ａ（図１２参照）が延びる方向（左右方向）に油圧ポンプ７１と連結された状態で、底板８６に支持される。底板８６は、防振部材８７を介して旋回フレーム４２（図３等参照）上に支持される。これにより、電動モータ６１および油圧ポンプ７１が旋回フレーム４２上に防振支持される。

図８は、図６から、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３の図示を省略した状態でのＡ部の斜視図を示す。油圧ショベル１は、風導部１００を備える。風導部１００は、第１流路部１１０と、第２流路部１２０と、を含む。ファン９１の駆動によって発生する風は、第１流路部１１０および第２流路部１２０を通る。以下、風導部１００の詳細について説明する。

図９は、風導部１００を上方から見たときの斜視図である。図１０は、風導部１００を下方から見たときの斜視図である。図１１は、図９で示した風導部１００を水平断面で切ったときの斜視図である。なお、図９以降の図面では、便宜的に、上述の電装品ＥＱの図示を省略している。

風導部１００の第１流路部１１０は、第１流路本体部１１１と、第１流路一端部側開口部１１２と、第１流路他端部側開口部１１３と、を有する。第１流路本体部１１１の内部は空洞である。ファン９１の駆動によって発生した風の一部は、第１流路本体部１１１の内部を通る。第１流路本体部１１１は、風が通る空洞を有する形状であればよく、その形状は特に限定されない。

第１流路一端部側開口部１１２は、第１流路本体部１１１において、上記風が流れる流路方向の一端部に形成された開口である。本実施形態では、第１流路一端部側開口部１１２は、半円形で形成されているが、その形状は特に限定されない。第１流路一端部側開口部１１２は、第１流路本体部１１１に対して右側に位置するラジエータ９２（図６参照）に向かって開口している。すなわち、第１流路一端部側開口部１１２は、ラジエータ９２と向かい合う位置にある。したがって、第１流路一端部側開口部１１２は、第１流路部１１０において、ラジエータ９２側の一端部に位置する第１部分開口である、とも言える。

第１流路他端部側開口部１１３は、第１流路本体部１１１において、上記風が流れる流路方向の他端部に形成された開口である。本実施形態では、第１流路他端部側開口部１１３は、図９に示すように、矩形の形状で形成されているが、その形状は特に限定されない。第１流路他端部側開口部１１３は、下方に向かって開口している。第１流路他端部側開口部１１３は、第１流路部１１０において、第１部分開口である第１流路一端部側開口部１１２とは反対側の他端部に位置する第２開口部である、とも言える。

風導部１００の第２流路部１２０は、第２流路本体部１２１と、第２流路一端部側開口部１２２と、第２流路他端部側開口部１２３と、を有する。第２流路本体部１２１の内部は空洞である。ファン９１の駆動によって発生した風の一部は、第２流路本体部１２１の内部を通る。第２流路本体部１２１は、風が通る空洞を有する形状であればよく、その形状は特に限定されない。

第２流路一端部側開口部１２２は、第２流路本体部１２１において、上記風が流れる流路方向の一端部に形成された開口である。本実施形態では、第２流路一端部側開口部１２２は、半円形で形成されているが、その形状は特に限定されない。第２流路一端部側開口部１２２は、第２流路本体部１２１に対して右側に位置するオイルクーラ９３（図６参照）に向かって開口している。すなわち、第２流路一端部側開口部１２２は、オイルクーラ９３と向かい合う位置にある。したがって、第２流路一端部側開口部１２２は、第２流路部１２０において、オイルクーラ９３側の一端部に位置する第２部分開口である、とも言える。

本実施形態では、第２流路一端部側開口部１２２は、第１流路一端部側開口部１１２と連続してつながって１つの円を形成する形状である（図９参照）。したがって、第１流路一端部側開口部１１２と、第２流路一端部側開口部１２２とを合わせて、第１開口部１００Ｐとすると、風導部１００は第１開口部１００Ｐを有する、と言える。そして、第１開口部１００Ｐは、第１流路一端部側開口部１１２を第１部分開口として有し、第２流路一端部側開口部１２２を第２部分開口として有する、と言える。なお、第１流路一端部側開口部１１２と第２流路一端部側開口部１２２とは、それぞれ閉じた形状で形成されて、互いに離間していてもよい。

第２流路他端部側開口部１２３は、第２流路本体部１２１において、上記風が流れる流路方向の他端部に形成された開口である。本実施形態では、第２流路他端部側開口部１２３は、図９に示すように、ほぼ矩形の形状で形成されているが、その形状は特に限定されない。第２流路他端部側開口部１２３は、下方に向かって開口している。第２流路他端部側開口部１２３は、第２流路部１２０において、第２部分開口である第２流路一端部側開口部１２２とは反対側の他端部に位置する第３開口部である、とも言える。

よって、風導部１００は、第１開口部１００Ｐと、第２開口部としての第１流路他端部側開口部１１３と、第３開口部としての第２流路他端部側開口部１２３と、を有する、とも言える。

風導部１００は、仕切板１３０をさらに含む。すなわち、油圧ショベル１は、仕切板１３０を備える。仕切板１３０は、第１流路部１１０の第１流路本体部１１１と、第２流路部１２０の第２流路本体部１２１とを仕切る隔壁である。つまり、第１流路本体部１１１および第２流路本体部１２１は、仕切板１３０を隔壁として共有している。図４に示すように、仕切板１３０は、上方から見て、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３と、バッテリユニット５３との間に位置する。また、仕切板１３０は、図１１に示すように、右側から左側に向かって延びた後、左斜め前方に向かって屈曲して延びている。すなわち、仕切板１３０は、ファンの回転軸ＣＡ（図４参照）と交差する一方向であって、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３が互いにずれて位置する一方向（本実施形態では前後方向）を横切って位置する。

上記した電動モータ６１（図８参照）の少なくとも一部は、第１流路部１１０の内部に配置される。図１２は、第１流路部１１０に電動モータ６１を収容した状態での風導部１００の下方からの斜視図である。本実施形態では、電動モータ６１は、第１流路部１１０の第１流路他端部側開口部１１３に位置し、第１流路他端部側開口部１１３を横切っている。したがって、電動モータ６１の一部が第１流路部１１０の内部に配置されている。なお、電動モータ６１の全体が第１流路部１１０の内部に配置されてもよい。電動モータ６１の出力軸６１ａは、第１流路本体部１１１に設けられた貫通孔１１１ａを通過して、油圧ポンプ７１（図５等参照）の入力軸と連結される。

次に、図４～図１２を参照しながら、ファン９１の駆動によって発生する風（冷却風）の流れと、本実施形態の構成による効果について説明する。

回転軸ＣＡを中心とするファン９１の回転により、油圧ショベル１の外部から機関室４４の内部に空気が吸い込まれる。なお、外部から空気が吸い込まれるファン９１の駆動形式を、ここでは「吸い込み型」とも言う。機関室４４の内部に吸い込まれた空気は、筐体９０の内部を右側から左側に向かって流れる。

より詳しくは、ファン９１によって外部から吸い込まれた風の一部は、筐体９０内でラジエータ９２を横切って流れる。つまり、上記風の一部は、筐体９０内でラジエータ９２の隙間を通って流れたり、ラジエータ９２を乗り越えるようにラジエータ９２の表面に沿って流れる。これにより、ラジエータ９２が冷却される。言い換えれば、ラジエータ９２を流れる冷媒が熱交換により冷却される。

また、ファン９１によって吸い込まれた風の残りは、筐体９０内でオイルクーラ９３を横切って流れる。つまり、上記風の残りは、筐体９０内でオイルクーラ９３の隙間を通って流れたり、オイルクーラ９３を乗り越えるようにオイルクーラ９３の表面に沿って流れる。これにより、オイルクーラ９３が冷却される。言い換えれば、オイルクーラ９３を流れる作動油が熱交換により冷却される。

ラジエータ９２を冷却した後の風（ラジエータ９２をなめた風）、およびオイルクーラ９３を冷却した後の風（オイルクーラ９３をなめた風）は、風導部１００に向かって流れる。

ここで、図９に示したように、風導部１００では、第１流路部１１０および第２流路部１２０が仕切板１３０によって区分けされている。そして、第１流路部１１０は、一端部に、ラジエータ９２（図６参照）に向かって開口する第１流路一端部側開口部１１２を有する。これにより、ラジエータ９２を冷却した後の風は、第１流路一端部側開口部１１２を介して第１流路部１１０（第１流路本体部１１１）の内部に入る。第１流路部１１０の内部を流れた風は、その後、第１流路他端部側開口部１１３を介して下方に排出される。図９の矢印Ｗ１は、第１流路部１１０において、ラジエータ９２を冷却した後の風の流れる向き（経路）を示す。

また、第２流路部１２０は、一端部に、オイルクーラ９３に向かって開口する第２流路一端部側開口部１２２を有する。これにより、オイルクーラ９３を冷却した後の風は、第２流路一端部側開口部１２２を介して第２流路部１２０（第２流路本体部１２１）の内部に入る。第２流路部１２０の内部を流れた風は、その後、第２流路他端部側開口部１２３を介して下方に排出される。図９の矢印Ｗ２は、第２流路部１２０において、オイルクーラ９３を冷却した後の風の流れる向き（経路）を示す。

ところで、オイルクーラ９３には、油圧アクチュエータ７３（図２参照）の駆動に用いられた高温（例えば９０℃程度）の作動油が循環して戻ってくる。これに対して、ラジエータ９２を流れる冷却水は、例えば４０℃程度であり、オイルクーラ９３を流れる作動油に比べて低温である。したがって、ラジエータ９２を冷却した後の風は、オイルクーラ９３を冷却した後の風に比べると、比較的低温である。このことは、第１流路部１１０を流れる風（ラジエータ９２を冷却した後の風）は比較的低温であり、第２流路部１２０を流れる風（オイルクーラ９３を冷却した後の風）は比較的高温であることを意味する。

よって、図３および図４で示したように、インバータ６３およびＤＣ－ＤＣコンバータ６６などの電装品ＥＱを、第１流路部１１０に取り付けたり、図１２で示したように、第１流路他端部側開口部１１３に電動モータ６１を配置することにより、第１流路部１１０を流れる比較的低温の風を、電装品ＥＱおよび電動モータ６１などの発熱部品の冷却（空冷）に利用することができる。また、第２流路部１２０を流れる比較的高温の風を、第２流路他端部側開口部１２３を介してそのまま（発熱部品に当てずに）外部に排出することができる。

以上のように、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、ファン９１の回転軸ＣＡの方向から見てファン９１と重なって位置するため、１つのファン９１の駆動により、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３の両方に風を当てることができる。したがって、個々の熱交換器に対応して複数のファンを設ける場合のように、複数のファンがバッテリユニットなどの他の部材の配置スペースを圧迫することがない。その結果、小型の電動式の油圧ショベル１に好適な、コンパクトなレイアウトを容易に実現することができる。

また、仕切板１３０により、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３とバッテリユニット５３との間の空間が、一方向（例えば前後方向）の一方側と他方側とに分離される。これにより、温度差のある風を仕切板１３０によって効率よく分離して、それぞれの空間に導くことが可能となる。したがって、本実施形態のように、上記一方向の一方側に第１流路部１１０を配置し、第１流路部１１０に電装品ＥＱを取り付けたり、第１流路他端部側開口部１１３に電動モータ６１を配置することにより、仕切板１３０によって分離された温度差のある風のうちの一方（つまり、ラジエータ９２を冷却した後の比較的低温の風）を電装品ＥＱ等の発熱部品に当てて、発熱部品を冷却することができる。つまり、温度差のある風のうちの一方を、発熱部品の冷却に再利用することができる。

以上のことをまとめると、本実施形態の構成によれば、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３の冷却用のファンとして、１つのファン９１を用いることにより、コンパクトなレイアウトを実現することができる。また、仕切板１３０により、発熱部品の冷却に再利用するために、温度差のある風を効率よく分離することができる。

油圧ショベル１が、仕切板１３０によって流路が分離される第１流路部１１０および第２流路部１２０を備える構成において、ラジエータ９２を冷却した後の風、およびオイルクーラ９３を冷却した後の風を、第１流路部１１０および第２流路部１２０にそれぞれ効率よく送り込む観点では、第１流路部１１０および第２流路部１２０は、以下のように位置することが望ましい。すなわち、図４示すように、第１流路部１１０は、上方から見て、前記仕切板によって分離される上記一方向の一方側（例えば前後方向の後方側）で、ラジエータ９２とバッテリユニット５３との間に位置することが望ましい。また、第２流路部１２０は、上方から見て、仕切板１３０によって分離される上記一方向の他方側（例えば前後方向の前方側）で、オイルクーラ９３とバッテリユニット５３との間に位置することが望ましい。

また、風導部１００をコンパクトに構成して、上述した本実施形態の効果を得る観点では、第１流路部１１０、第２流路部１２０、および仕切板１３０を一体化することが望ましい。このような観点では、仕切板１３０を保持する風導部１００を油圧ショベル１が備え、その風導部１００が、第１流路部１１０および第２流路部１２０を有することが望ましい。

ラジエータ９２を冷却した後の風と、オイルクーラ９３を冷却した後の風とを、風導部１００の内部に導き、これらの温度差のある風を別々の流路で機外に排出する点では、風導部１００は、上述した第１開口部１００Ｐと、第２開口部としての第１流路他端部側開口部１１３と、第３開口部としての第２流路他端部側開口部１２３と、を有することが望ましい。そして、第１開口部１００Ｐは、第１流路部１１０においてラジエータ９２側の一端部に位置する第１部分開口としての第１流路一端部側開口部１１２と、第２流路部１２０においてオイルクーラ９３側の一端部に位置する第２部分開口としての第２流路他端部側開口部１２３と、を有することが望ましい。

図１３は、風導部１００の第１流路部１１０を、電装品ＥＱを通る断面で切ったときの断面図である。なお、図１３では、電装品ＥＱとして、ＤＣ－ＤＣコンバータ６６を示している。上記の電動モータ６１は、バッテリユニット５３に対してファン９１側に位置している。ファン９１とバッテリユニット５３との間の空間であって、電動モータ６１の上方の狭い空間を、電装品ＥＱの配置空間として有効利用する観点では、電装品ＥＱは、電動モータ６１よりも上方に位置することが望ましい。

また、第１流路部１１０を流れる風、つまり、ラジエータ９２を冷却した後の比較的低温の風を、電装品ＥＱに当てて、電装品ＥＱを確実に冷却する観点では、電装品ＥＱは、第１流路部１１０に保持される（取り付けられる）ことが望ましい。

ここで、電装品ＥＱとしてのＤＣ－ＤＣコンバータ６６は、放熱部６６Ｆを有する。放熱部６６Ｆは、例えばフィンで構成される。放熱部６６Ｆに低温の風（ラジエータ９２を冷却した後の風）を当てて、電装品ＥＱの冷却効率を高める観点では、放熱部６６Ｆは、第１流路部１１０の内部に位置することが望ましい。つまり、放熱部６６Ｆが第１流路部１１０の内部に位置するように、電装品ＥＱを第１流路部１１０に取り付ける（埋め込む）ことが望ましい。

なお、放熱部が第１流路部１１０の内部に位置する構成は、電装品ＥＱとしてのインバータ６３にも適用可能である。つまり、図４に示すように、インバータ６３が放熱部６３Ｆを有する構成では、冷却効率向上の観点から、放熱部６３Ｆが第１流路部１１０の内部に位置するように、インバータ６３を第１流路部１１０に取り付ける（埋め込む）ことが望ましい。

ラジエータ９２を冷却した後の比較的低温の風を、電動モータ６１の冷却（空冷）に確実に有効利用する観点では、図１２および図１３で示したように、電動モータ６１の少なくとも一部は、第１流路部１１０の内部に配置されることが望ましい。また、電動モータ６１を冷却した風を速やかに排出する観点では、電動モータ６１は、第２開口部としての第１流路他端部側開口部１１３に位置することが望ましい。なお、電動モータ６１は、第１流路他端部側開口部１１３よりも下方に位置していてもよい。

また、第１流路部１１０に配置される電装品ＥＱの冷却効率を高めるためには、ラジエータ９２を冷却した後の比較的低温の風が、オイルクーラ９３を冷却した後の比較的高温の風と、仕切板１３０の上流側で混ざらないようにして、第１流路部１１０に導かれる風（ラジエータ９２を冷却した後の風）の温度を低温で維持することが望ましい。この観点では、図４等で示したように、ファン９１は、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３に対して、仕切板１３０とは反対側に位置することが望ましい。そして、ファン９１は、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３に向かって送風することが望ましい。この構成では、ファン９１からの送風によってラジエータ９２およびオイルクーラ９３をそれぞれ冷却した後の風が、仕切板１３０によって分離される２つの空間（第１流路部１１０および第２流路部１２０の内部）にほぼダイレクトに導かれることになる。つまり、両方の風が仕切板１３０の上流側で混ざることが低減された状態で、上記２つの空間にそれぞれ導かれる。

図１４は、吸い込み型の変形例の構成を示す斜視図である。なお、図１４では、便宜的に、風導部１００の第１流路部１１０の図示を省略している。同図に示すように、ファン９１は、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３に対して仕切板１３０側に位置してもよい。このようなファン９１の配置であっても、ファン９１の駆動により、左右方向において右側から（ファン９１に対してラジエータ９２およびオイルクーラ９３側から）機外の空気を吸い込み、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３を冷却することができる点に変わりはない。また、ラジエータ９２を冷却した風と、オイルクーラ９３を冷却した風とを仕切板１３０側に導き、仕切板１３０によって分離される一方の空間に導かれる風（例えばラジエータ９２の冷却に用いた風）を電装品ＥＱに当てて、電装品ＥＱを冷却することができる点に変わりはない。

ただし、この構成では、ファン９１の駆動により、外部から空気を吸い込んでラジエータ９２を冷却した風と、オイルクーラ９３を冷却した風とが、ファン９１を横切って、仕切板１３０に向かって流れる。ファン９１は回転しているため、ラジエータ９２を冷却した風とオイルクーラ９３を冷却した風とは、ファン９１を横切った後に（仕切板１３０の手前で）混ざるおそれがある。この点では、図４等で示したように、ファン９１は、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３に対して仕切板１３０とは反対側（バッテリユニット５３とは反対側）に位置することが望ましい。

回転軸ＣＡと交わる一方向（例えば前後方向）におけるラジエータ９２とオイルクーラ９３とのトータルの幅を狭くして、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３をコンパクトに配置する点では、図７等で示したように、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、（回転軸ＣＡ方向から見て）一部が重なって位置することが望ましい。

また、１つのファン９１の駆動により、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３を確実に同時に冷却する観点では、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３は、回転軸ＣＡの方向から見て、ファン９１と重なって位置する、つまり、ファン９１と対向して配置されることが望ましい。

本実施形態では、上述した仕切板１３０のファン９１側の端部１３０Ａ（図４、図１１参照）の前後方向の位置は、特に限定されない。ただし、本実施形態のように、ラジエータ９２とオイルクーラ９３とが回転軸ＣＡ方向において重なって位置する構成において、ラジエータ９２を冷却した後の風と、オイルクーラ９３を冷却した後の風とを分離する効率を上げる観点では、仕切板１３０におけるファン９１側の端部１３０Ａは、回転軸ＣＡの方向において、ラジエータ９２およびオイルクーラ９３の重複領域ＲＶ（図４参照）と対向して位置することが望ましい。なお、ラジエータ９２とオイルクーラ９３とが回転軸ＣＡの方向において重ならない配置（前後方向に並ぶ配置）では、端部１３０Ａは、ラジエータ９２とオイルクーラ９３との境界と対向して位置すればよい。

なお、本実施形態では、風導部１００を吸い込み型の構成に適用した例について説明したが、風導部１００を吐き出し型の構成に適用することも可能である。吐き出し型とは、ファン９１の駆動によって機関室４４の内部の空気が外部に吐き出されるファン９１の駆動形式を言う。ただし、吐き出し型では、ラジエータ９２とオイルクーラ９３との配置を吸い込み型とは逆にするか、電装品ＥＱおよび電動モータ６１などの発熱部品を配置する流路部を、吸い込み型とは逆にすることが必要となる。いずれにしても、吐き出し型では、発熱部品は、第２流路部１２０に配置されればよい。

〔４．補足〕
以上では、電動式作業機械として、建設機械である油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、電動式作業機械は油圧ショベル１に限定されず、ホイルローダなどの他の建設機械であってもよい。また、電動式作業機械は、コンバイン、トラクタ等の農業機械であってもよい。

〔５．付記〕
本実施形態で説明した油圧ショベル１は、以下の付記に示す電動式作業機械と表現することもできる。

付記（１）の電動式作業機械は、
バッテリユニットと、
前記バッテリユニットから供給される電力によって駆動される電動モータと、
前記バッテリユニットを通る冷媒を冷却する第１熱交換器と、
前記電動モータによって駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記作動油を冷却する第２熱交換器と、
回転軸を有するファンと、
仕切板と、を備え、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は、前記回転軸の方向から見て前記ファンと重なって位置するとともに、前記回転軸と交差する一方向に互いにずれて位置し、
前記仕切板は、上方から見て、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器と前記バッテリユニットとの間に位置するとともに、前記一方向を横切って位置する。

付記（２）の電動式作業機械は、付記（１）に記載の電動式作業機械において、
前記仕切板によって流路が分離される第１流路部および第２流路部をさらに備え、
前記第１流路部は、上方から見て、前記仕切板によって分離される前記一方向の一方側で、前記第１熱交換器と前記バッテリユニットとの間に位置し、
前記第２流路部は、上方から見て、前記仕切板によって分離される前記一方向の他方側で、前記第２熱交換器と前記バッテリユニットとの間に位置する。

付記（３）の電動式作業機械は、付記（２）に記載の電動式作業機械において、
前記仕切板を保持する風導部をさらに備え、
前記風導部が、前記第１流路部および前記第２流路部を有する。

付記（４）の電動式作業機械は、付記（３）に記載の電動式作業機械において、
前記風導部は、第１開口部と、第２開口部と、第３開口部と、を有し、
前記第１開口部は、第１部分開口および第２部分開口を有し、
前記第１部分開口は、前記第１流路部において、前記第１熱交換器側の一端部に位置し、
前記第２部分開口は、前記第２流路部において、前記第２熱交換器側の一端部に位置し、
前記第２開口部は、前記第１流路部において、前記第１部分開口とは反対側の他端部に位置し、
前記第３開口部は、前記第２流路部において、前記第２部分開口とは反対側の他端部に位置する。

付記（５）の電動式作業機械は、付記（４）に記載の電動式作業機械において、
前記バッテリユニットから前記電力が供給される電装品をさらに備え、
前記電装品は、前記第１流路部に保持される。

付記（６）の電動式作業機械は、付記（４）または（５）に記載の電動式作業機械において、
前記電動モータの少なくとも一部は、前記第１流路部の内部に位置する、請求項４または５に記載の電動式作業機械。

付記（７）の電動式作業機械は、付記（６）に記載の電動式作業機械において、
前記電動モータは、前記第１流路部の前記第２開口部に位置する。

付記（８）の電動式作業機械は、付記（１）から（７）のいずれかに記載の電動式作業機械において、
前記ファンは、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器に対して、前記仕切板とは反対側に位置する、請求項１から７のいずれかに記載の電動式作業機械。

付記（９）の電動式作業機械は、付記（８）に記載の電動式作業機械において、
前記ファンは、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器に向かって送風する。

付記（１０）の電動式作業機械は、付記（１）から（９）のいずれかに記載の電動式作業機械において、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は、一部が重なって位置する。

付記（１１）の電動式作業機械は、付記（１０）に記載の電動式作業機械において、
前記仕切板における前記ファン側の端部は、前記回転軸の方向において、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の重複領域と対向して位置する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。

本発明は、例えば建設機械、農業機械などの作業機械に利用可能である。

１ 油圧ショベル（電動式作業機械）
５３ バッテリユニット
６１ 電動モータ
６３ インバータ（電装品）
６６ ＤＣ－ＤＣコンバータ（電装品）
７１ 油圧ポンプ
９１ ファン
９２ ラジエータ（第１熱交換器）
９３ オイルクーラ（第２熱交換器）
１００ 風導部
１００Ｐ 第１開口部
１１０ 第１流路部
１１２ 第１流路一端部側開口部（第１部分開口）
１１３ 第１流路他端部側開口部（第２開口部）
１２０ 第２流路部
１２２ 第２流路一端部側開口部（第２部分開口）
１２３ 第２流路他端部側開口部（第３開口部）
１３０ 仕切板
１３０Ａ 端部
ＣＡ 回転軸
ＥＱ 電装品
ＲＶ 重複領域

Claims (11)

1. バッテリユニットと、
   前記バッテリユニットから供給される電力によって駆動される電動モータと、
   前記バッテリユニットを通る冷媒を冷却する第１熱交換器と、
   前記電動モータによって駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、
   前記作動油を冷却する第２熱交換器と、
   回転軸を有するファンと、
   仕切板と、を備え、
   前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は、前記回転軸の方向から見て前記ファンと重なって位置するとともに、前記回転軸と交差する一方向に互いにずれて位置し、
   前記仕切板は、上方から見て、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器と前記バッテリユニットとの間に位置するとともに、前記一方向を横切って位置する、電動式作業機械。
2. 前記仕切板によって流路が分離される第１流路部および第２流路部をさらに備え、
   前記第１流路部は、上方から見て、前記仕切板によって分離される前記一方向の一方側で、前記第１熱交換器と前記バッテリユニットとの間に位置し、
   前記第２流路部は、上方から見て、前記仕切板によって分離される前記一方向の他方側で、前記第２熱交換器と前記バッテリユニットとの間に位置する、請求項１に記載の電動式作業機械。
3. 前記仕切板を保持する風導部をさらに備え、
   前記風導部が、前記第１流路部および前記第２流路部を有する、請求項２に記載の電動式作業機械。
4. 前記風導部は、第１開口部と、第２開口部と、第３開口部と、を有し、
   前記第１開口部は、第１部分開口および第２部分開口を有し、
   前記第１部分開口は、前記第１流路部において、前記第１熱交換器側の一端部に位置し、
   前記第２部分開口は、前記第２流路部において、前記第２熱交換器側の一端部に位置し、
   前記第２開口部は、前記第１流路部において、前記第１部分開口とは反対側の他端部に位置し、
   前記第３開口部は、前記第２流路部において、前記第２部分開口とは反対側の他端部に位置する、請求項３に記載の電動式作業機械。
5. 前記バッテリユニットから前記電力が供給される電装品をさらに備え、
   前記電装品は、前記第１流路部に保持される、請求項４に記載の電動式作業機械。
6. 前記電動モータの少なくとも一部は、前記第１流路部の内部に位置する、請求項４に記載の電動式作業機械。
7. 前記電動モータは、前記第１流路部の前記第２開口部に位置する、請求項６に記載の電動式作業機械。
8. 前記ファンは、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器に対して、前記仕切板とは反対側に位置する、請求項１に記載の電動式作業機械。
9. 前記ファンは、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器に向かって送風する、請求項８に記載の電動式作業機械。
10. 前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は、一部が重なって位置する、請求項１から９のいずれかに記載の電動式作業機械。
11. 前記仕切板における前記ファン側の端部は、前記回転軸の方向において、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の重複領域と対向して位置する、請求項１０に記載の電動式作業機械。