JP2023095636A - 電動作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの配置効率と冷却効率とを向上させることを目的とする。
【解決手段】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、冷媒を冷却するラジエータと、ラジエータで冷却された冷媒が少なくともモータＭをめぐってラジエータに循環する冷却経路とを備え、モータＭは、モータＭの表面領域を巡回して冷媒が流通するモータ冷媒流路と、モータ冷媒流路に接続されて冷却経路を流通する冷媒がモータ冷媒流路に流入する入り口となる流入部２８と、モータ冷媒流路に接続されてモータ冷媒流路を流通した冷媒が冷却経路に排出される出口となる排出部２９とを有し、流入部２８および排出部２９は、正面視において、モータＭの上下方向における中心Ｐを通る水平中心線ＬＣＬより上側に配置され、かつ、モータＭの幅方向における中心Ｐを通る鉛直中心線ＶＣＬに対して両側に振り分けられて配置される。
【選択図】図６

Description

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。

電動作業車は、モータにより走行装置を駆動する。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１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。

特開２０２１－１２９３３４号公報

しかしながら、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。

本発明は、モータの配置効率と冷却効率とを向上させ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、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。

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２６Ｄ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の冷却構成およびに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。

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
６ 油圧ポンプ
１０ 前車輪（走行装置）
１１ 後車輪（走行装置）
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
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 (7)

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、
   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。
2. 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１に記載の電動作業車。
3. 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１または２に記載の電動作業車。
4. 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１から３のいずれか一項に記載の電動作業車。
5. 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１から４のいずれか一項に記載の電動作業車。
6. 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１から５のいずれか一項に記載の電動作業車。
7. 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６に記載の電動作業車。
   

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