(57)【要約】【課題】車体の傾きによる冷却効率の低下を抑制することができ、耐衝撃性も高めることができる電動作業車を提供すること。【解決手段】電動式ダンプトラック１は、左右の駆動輪４Ｌ，４Ｒと、左右の駆動輪を駆動する電動モータ５Ｌ，５Ｒと、電動モータに電力を供給する電源装置１０を備える。電源装置１０は、車体２の左右に対向して配置されるヒートパイプフィン装置１１と、ヒートパイプフィン装置１１に取り付けられるインバータ回路１２を備える。ヒートパイプフィン１１０は、冷却風の流れる風洞部２２内に露出して、相手方のヒートパイプフィンと向き合っている。ヒートパイプフィン１１０は、水平面から所定の取付角度だけ上向きに取り付けられる。これにより、車体２が前後または左右に傾いた場合でも、冷却能力を維持できる。【選択図】図１
2014080118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータにより車輪を駆動することで走行する電動作業車であって、
前記電動モータに電源を供給するための電源装置を少なくとも一つ備えており、
前記電源装置は、
車体の走行方向に対する左右両側の少なくともいずれか一方に、前記走行方向に対する左右方向に沿って設けられ、基端側で吸収した熱を先端側で放出する熱伝導部材と、
前記熱伝導部材の前記基端側に、前記電源を供給するための電源回路の少なくとも一部を設ける、
電動作業車。
【請求項２】
前記車輪は、左側駆動輪と右側駆動輪を含んでおり、
前記電動モータは、前記左側駆動輪を駆動するための左側電動モータと、前記右側駆動輪を駆動するための右側電動モータを含んでおり、
前記電源装置は、前記左側電動モータに電源を供給するための左側電源装置と、前記右側電動モータに電源を供給するための右側電源装置を含んでおり、
前記左側電源装置の有する左側熱伝導部材の先端側と前記右側電源装置の有する右側熱伝導部材の先端側とが向き合うようにして、前記左側電源装置と前記右側電源装置を前記車体に対向配置する、
請求項１に記載の電動作業車。
【請求項３】
前記車体には、前記左側熱伝導部材の先端側と前記右側熱伝導部材の先端側とが向き合う空間を少なくとも含むようにして、空気の流通する風洞部を設け、
前記車体の左右両側には、前記風洞部から遮断された、左側密閉空間部および右側密閉空間部を設け、
前記左側熱伝導部材の基端側を前記左側密閉空間部に配置し、
前記右側熱伝導部材の基端側を側前右側密閉空間部に配置する、
請求項２に記載の電動作業車。
【請求項４】
前記左側熱伝導部材および前記右側熱伝導部材は、前記車体の走行方向に沿う長手方向中心軸を挟んで対向するように、前記車体に設けられている、
請求項３に記載の電動作業車。
【請求項５】
前記左側熱伝導部材および前記右側熱伝導部材は、前記車体の走行方向に沿う長手方向中心軸を挟んで対向し、かつ、それぞれの先端側が水平面に対して所定角度上向きとなるように、前記車体に設けられている、
請求項４に記載の電動作業車。
【請求項６】
前記左側熱伝導部材および前記右側熱伝導部材は、前記車体の長手方向中心軸を挟んで対向し、かつ、水平面に沿って前記車体に設けられている、
請求項４に記載の電動作業車。
【請求項７】
前記左側熱伝導部材と前記右側熱伝導部材は、それぞれ複数ずつ設けられており、
複数の前記左側熱伝導部材および複数の前記右側熱伝導部材は、重力方向に沿って多段に配置されている、
請求項１〜６のいずれかに記載の電動作業車。
【請求項８】
前記左側熱伝導部材の基端側は、前記左側電源装置の電源回路の少なくとも一部が搭載される左側ベース部に接続されており、
前記右側熱伝導部材の基端側は、前記右側電源装置の電源回路の少なくとも一部が搭載される右側ベース部に接続されており、
前記左側熱伝導部材は前記左側ベース部の平面に対して平行に取り付けられ、
前記右側熱伝導部材は前記右側ベース部の平面に対して平行に取り付けられる、
請求項１〜６のいずれかに記載の電動作業車。
【請求項９】
前記左側熱伝導部材の基端側は、前記左側電源装置の電源回路の少なくとも一部が搭載される左側ベース部に接続されており、
前記右側熱伝導部材の基端側は、前記右側電源装置の電源回路の少なくとも一部が搭載される右側ベース部に接続されており、
前記左側熱伝導部材は前記左側ベース部の平面に所定角度傾いて取り付けられ、
前記右側熱伝導部材は前記右側ベース部の平面に所定角度傾いて取り付けられる、
請求項１〜６のいずれかに記載の電動作業車。
【請求項１０】
前記左側熱伝導部材の先端側と前記右側熱伝導部材の先端側とは、前記風洞部内に位置する連通部材を介して連通している、
請求項１〜６のいずれかに記載の電動作業車。
【請求項１１】
電動作業車用の電源装置を冷却するための方法であって、
前記電源装置は、左側駆動輪を駆動するための左側電動モータに電源を供給する左側電源装置と、右側駆動輪を駆動するための右側電動モータに電源を供給する右側電源装置とが含まれており、
前記左側電源装置を冷却するための左側熱伝導部材と、前記右側電源装置を冷却するための右側熱伝導部材とを、それぞれの先端側が前記車体の走行方向に沿う中心軸を挟んで対向するようにして車体に配置し、
前記左側熱伝導部材の先端側と前記右側熱伝導部材の先端側とが向き合う空間を少なくとも含む所定の風洞部に冷却風を供給する、
電動作業車用電源装置の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動作業車および電動作業車用電源装置の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、作業車両の電動化が進んでいる。特に鉱山用ダンプトラックのような作業車両は、勾配の大きな坂を高重量で移動するため、高い駆動トルクが要求される。そこで、そのような車両では、エンジン出力を直接走行駆動に使用する機械式から、エンジン出力を発電に使用し、電動機によって走行駆動する電気式への転換が進んでいる。
【０００３】
電動式の作業車両では、電動機に電源を供給するための電源装置を備える。電源装置には、例えば、エンジン出力を用いて発電機から発電された交流電圧を直流電圧に整流するためのダイオードと、この直流電圧を電動機へ供給する交流電圧に変換するインバータに用いられるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の、半導体素子が使用される。
【０００４】
これらの半導体素子が作動すると熱が発生し、その熱により半導体素子の効率が低下するため、半導体素子を冷却する必要がある。
【０００５】
ダンプトラック、建設機械などの作業車両は、広い温度範囲での安定動作が求められるため、電源装置の半導体素子を適切に冷却する必要がある。その中でも特に、鉱山用ダンプトラックなどの作業車両は、過酷な環境で使用されるため、半導体素子を含む通電部分を密閉し、水冷方式で冷却する。なお、作業車両ではないが、鉄道車両ではヒートパイプを用いて冷却することも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３３５６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２３４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ダンプトラックのような電動作業車では、積載可能量の増大および燃費向上のため、一層の軽量化が望まれている。しかし、電源装置を水冷方式で冷却する場合は、不凍液、ラジエータ、配管、ポンプなどの各種構成部品が必要となるため、冷却構造の重量が重くなり、車重の軽量化が難しい。
【０００８】
そこで、ヒートパイプフィンを用いることが考えられる。冷却対象の半導体素子が実装されたベースに、ヒートパイプの基端側が埋め込まれる。半導体素子の発熱によりヒートパイプの基端側でパイプ内の作動液が蒸発し、ヒートパイプの先端側の低温部に蒸気が移動し、冷却風で冷却されて凝縮し、作動液がパイプ内を伝わって基端側に戻る。ヒートパイプは複数の冷却フィンを備えるため、ヒートパイプフィンと呼ぶ。
【０００９】
ヒートパイプフィンは高い冷却能力を有するため、電動作業車に適しているが、作業車両は、勾配の大きい道、不整地などを走行するため、車両が傾きやすい。車両が傾くことにより、先端側で凝縮した作動液が基端側に戻りにくくなると、ヒートパイプ内での作動液の循環が阻害されるため、冷却効率が低下する。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、車体の傾きによる冷却効率の低下を抑制することができるようにした電動作業車および電動作業車用電源装置の冷却方法を提供することある。本発明の他の目的は、耐衝撃性を高めることができるようにした電動作業車および電動作業車用電源装置の冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決すべく、本発明に係る電動作業車は、電動機により車輪を駆動することで走行する電動作業車であって、電動機に電源を供給するための電源装置を少なくとも一つ備えており、電源装置は、車体の走行方向に対する左右両側の少なくともいずれか一方に、走行方向に対する左右方向に沿って設けられ、基端側で吸収した熱を先端側で放出する熱伝導部材と、熱伝導部材の基端側に、電源を供給するための電源回路の少なくとも一部を設ける。
【００１２】
電動機は、左側駆動輪を駆動するための左側電動機と、右側駆動輪を駆動するための右側電動機を含んでおり、電源装置は、左側電動機に電源を供給するための左側電源装置と、右側電動機に電源を供給するための右側電源装置を含んでおり、左側電源装置の有する左側熱伝導部材の先端側と右側電源装置の有する右側熱伝導部材の先端側とが向き合うようにして、左側電源装置と右側電源装置を車体に対向配置してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、走行方向に対する左右方向に沿って、電源回路の少なくとも一部を冷却するための熱伝導部材を設けるため、車体が前後または左右に傾いた場合でも、熱伝導部材の冷却効率が低下するのを抑制できる。
【００１４】
本発明によれば、左側熱伝導部材と右側熱伝導部材とに分けて、左右両側に配置された電源装置を冷却するため、１つの熱伝導部材として形成する場合よりも、左右の熱伝導部材の長さを短くできる。従って、悪路走行時の衝撃に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例に係り、電動作業車としてのダンプトラックを後方から見た説明図である。
【図２】風洞部とヒートパイプフィンの関係を示す説明図である。
【図３】ダンプトラックの車体の傾きに応じてヒートパイプフィンの配置が傾くことを示す説明図である。
【図４】ダンプトラックが傾斜している状態を示す説明図である。
【図５】第２実施例に係り、ダンプトラックを後方から見た説明図である。
【図６】第３実施例に係り、ダンプトラックを後方から見た説明図である。
【図７】ヒートパイプフィンの構成を示す説明図である。
【図８】第４実施例に係り、ダンプトラックを後方から見た説明図である。
【図９】第５実施例に係り、ダンプトラックを後方から見た説明図である。
【図１０】第６実施例に係り、ダンプトラックを後方から見た説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、以下に詳述するように、車体の傾きに対する適応力が高く、冷却能力を適切に維持することのできる電源装置を備えた電動作業車を提案する。また、本実施形態では、悪路走行で生じる衝撃にも強い電源装置を備えた電動作業車を提案する。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図３を用いて、第１実施例を説明する。図１は、本実施例に係る「電動作業車」としてのダンプトラック１を後方から見た説明図である。
【００１８】
ダンプトラック１は、運転室（不図示）などを備える車体２と、車体２の下側に設けられるフレーム３と、フレーム３の前後左右に設けられる前輪および後輪と、前輪または／および後輪を駆動する電動モータと、後述する電源装置１０を備える。
【００１９】
本実施例では、後輪駆動式のダンプトラック１を例に挙げるが、前輪駆動式であってもよいし、全ての車輪が駆動する方式であってもよい。車体フレーム３の後側には、左右両側に位置して駆動輪４Ｌ，４Ｒが設けられている。駆動輪４Ｌ，４Ｒは、それぞれの電動モータ５Ｌ，５Ｒによって駆動される。特に区別しない場合、駆動輪４、電動モータ５と呼ぶことがある。ダンプトラック１は、駆動輪４を電動モータ５で駆動することで、地面Ｒを走行する。
【００２０】
電源装置１０は、「電源回路」としてのインバータ回路１２と、各インバータ回路１２を冷却する「熱伝導部材」としてのヒートパイプフィン装置１１と、インバータ回路１２と電動モータ５とを電気的に接続するための電気配線１３とを備える。
【００２１】
図１では、インバータ回路１２から電動モータ５までの電気回路を示す。本実施例では、三相交流モータを用いる場合を説明するため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相ごとに、インバータ回路１２と、ヒートパイプフィン装置１１と、電気配線１３が設けられる。これに代えて、直流電動モータ、単相交流モータ等の他の形式の電動モータを用いてもよい。
【００２２】
本実施例では、インバータ回路２にIGBTを使用する場合を述べる。これに代えて、SiCのMOS FET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）またはGTO（Gate Turn Off Thyristor）等を使用してもよい。高耐圧および大電流に対応可能な素子であれば適用可能である。
【００２３】
本実施例では、インバータ回路２は、ヒートパイプフィン装置１１に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上下アームのIGBTを各２個ずつ実装した構造を想定している。これに代えて、１個のヒートパイプフィン装置１１に対して全IGBT素子を実装しても良いし、あるいは、１個のヒートパイプフィン装置１１に対してIGBT素子を１個だけ実装しても良い。所定の機能が得られるならば、ヒートパイプフィン装置１１とインバータ回路２の素子の数の対応は、図１に示すものに限定しない。
【００２４】
なお、図示は省略するが、ダンプトラック１の電気回路には、例えば、エンジン出力により発電する発電機からの発電電力を直流に整流するためのダイオード素子、回生ブレーキで得た回生電力を直流コンデンサに蓄積する場合に直流電圧の上昇を抑制するためのチョッパ回路なども備えることができる。これらの回路素子もヒートパイプフィン装置１１によって冷却してもよいし、発熱量の少ない場合は通常の空冷フィンを使用して冷却してもよい。
【００２５】
さらに、本実施例では、インバータ回路２の直流コンデンサにはフィルムコンデンサを複数個使用することを想定しているが、これに限定しない。フィルムコンデンサに代えて、電解コンデンサ等の他の回路素子を用いてもよい。
【００２６】
ヒートパイプフィン装置１１は、後述のように複数のヒートパイプフィン１１０を含んで構成される冷却構造体である。本実施例では、左右の電動モータ５Ｌ，５Ｒに対応して、車体２の左右両側にヒートパイプフィン装置１１とインバータ回路１２および電気配線１３をそれぞれ３組ずつ設けている。さらに、本実施例では、インバータ回路１２およびヒートパイプフィン装置１１の組立体を重力方向（図中Ｚ軸方向）に重ねて多段に配置している。詳しくは、下から順番に、最下段のインバータ回路１２Ｌおよびヒートパイプフィン装置１１の組立体と、中段のインバータ回路１２Ｍおよびヒートパイプフィン装置１１の組立体と、最上段のインバータ回路１２Ｕおよびヒートパイプフィン装置１１の組立体とが、重力方向に沿って配置されている。特に区別しない場合、インバータ回路１２Ｌ，１２Ｍ，１２Ｕをインバータ回路１２と呼ぶことがある。
【００２７】
車体２には、その左右両側に密閉空間部２０Ｌ，２０Ｒが設けられている。例えば、車体２の中央部には、走行時に外気が流通する風洞部２２が設けられている。風洞部２２から隔壁部２１によって遮断されることで、密閉空間部２０Ｌ，２０Ｒが形成される。特に区別しない場合、密閉空間部２０と呼ぶことがある。密閉空間部２０には、後述のようにインバータ回路１２などが収容される。密閉空間部２０は、その内部のインバータ回路１２を外部の塵埃または水分などから保護すべく、シール部材などを用いて略密閉状態に形成される。
【００２８】
車体２には、風洞部２２に外気を冷却風として送り込むためのブロア（図示せず）を設けることができる。
【００２９】
図２を用いて、風洞部２２とヒートパイプフィン装置１１の関係を説明する。図２は、ダンプトラック１の上側から電源装置１０を見下ろした場合の説明図である。左右のヒートパイプフィン装置１１は、走行方向に沿った軸線（図中Ｘ方向の軸線）を挟むようにして、車体２の左右両側に対向して配置されている。
【００３０】
各ヒートパイプフィン装置１１は、ベース部１１２と、ベース部１１２の取付面に平行に接続された複数のヒートパイプフィン１１０と、を備える。複数のヒートパイプフィン１１０を連結するようにして、複数のフィン１１１が設けられている。
【００３１】
ベース部１１２は、例えば薄い平板状に形成されており、６面のうち最も広い面積を有する２面のうち少なくともいずれか一方は、取付面１１２Ａとなっている。取付面１１２Ａには、インバータ回路１２が一つまたは複数取り付けられる。
【００３２】
ベース部１１２の内部には、インバータ回路１２を作動液で冷却するための冷却通路（不図示）が形成されている。ベース部１１２の取付面１１２Ａに直交する４面のうち、風洞部２２に対向する面には、複数のヒートパイプフィン１１０が風洞部２２内に延びるようにして設けられている。
【００３３】
ヒートパイプフィン１１０の基端側１１０Ｂはベース部１１２に接続されており、ヒートパイプフィン１１０の先端側１１０Ａは走行方向に沿った軸線に向けて風洞部２２内に延びている。ベース部１１２と風洞部２２とは隔壁部２１によって遮断される。従って、密閉空間部２０に風洞部２２内の塵埃、水分などは侵入できない。
【００３４】
ヒートパイプフィン１１０の内部には作動液が流通するための通路（図示せず）が形成されており、その通路はベース部１１２内の冷却通路に連通している。ベース部１１２の冷却通路内の作動液は、インバータ回路１２から熱を奪って気化する。その気体は、ベース部１１２の冷却通路からヒートパイプフィン１１０の通路を流れて、ヒートパイプフィン１１０の先端側１１０Ａに向けて移動する。
【００３５】
作動液が蒸発して生成された気体は、ヒートパイプフィン１１０の通路を流れながら、風洞部２２を流れる冷却風Ａ１によって冷却される。ヒートパイプフィン１１０の先端側１１０Ａにおいて、気体は凝縮して液体に戻り、ヒートパイプフィン１１０の通路を介してベース部１１２内の冷却通路に戻る。風洞部２２に流入した冷却風Ａ１は、ヒートパイプフィン装置１１から熱を奪い、冷却風Ａ２となって車体２の後方から流出する。
【００３６】
図３，図４を参照して、ヒートパイプフィン１１０の取付角度および車体傾斜時の様子を説明する。図３の上側には、ダンプトラック１が略水平な地面Ｒを走行したり、略水平な地面Ｒ上で作業したり、略水平な地面Ｒ上で停車したりすることがある。
【００３７】
左側のヒートパイプフィン装置１１Ｌと右側のヒートパイプフィン装置１１Ｒは、上述の通り、走行方向の軸線を挟むようにして対向して配置されており、水平面（ＸＹ平面）に対して所定角度θ１だけ上向きに取り付けられている。
【００３８】
図３の下側および図４に示すように、ダンプトラック１は、傾斜した地面Ｒを走行したり、傾斜した地面Ｒ上で作業したり、傾斜した地面Ｒ上で停車したりする。例えば鉱山用の大型ダンプトラック、ホイールローダなどの作業車両は、悪路を走行したり、不整地で作業をしたりすることが多い。
【００３９】
車体２が水平面に対して角度θ２だけ左側に傾斜すると、図３の下側に示すように、左側のヒートパイプフィン装置１１Ｌの水平面に対する角度は、θ１から（θ１＋θ２）に増加する。これに対し、右側のヒートパイプフィン装置１１Ｒの水平面に対する角度は、θ１から（θ１−θ２）に減少する。
【００４０】
地面Ｒの傾斜角度θ２が、ヒートパイプフィン装置１１の取付角度θ１と等しくなった場合、右側のヒートパイプフィン装置１１Ｒは、ほぼ水平状態となる。つまり、ヒートパイプフィン装置１１の水平面に対する取付角度θ１と等しい角度θ２まで車体２が傾いたとしても、ヒートパイプフィン装置１１内で作動液を循環させることができ、冷却性能を維持することができる。
【００４１】
車体２が角度θ１以上傾いた場合、ヒートパイプフィン１１０の先端側１１０Ａは基端側１１０Ｂよりも下側に位置することなる。このため、先端側１１０Ａで凝縮した作動液が基端側１１０Ｂに戻ることが難しくなり、冷却性能が低下するおそれがある。
【００４２】
本実施例では、上述の通り、左右のヒートパイプフィン装置１１Ｌ，１１Ｒを取付角度θ１だけ水平面から上向きに配置するため、各ヒートパイプフィン装置１１Ｌ，１１Ｒを水平に配置する場合に比べてより近づけることができる。従って、ヒートパイプフィン装置１１Ｌ，１１Ｒを所定の取付角度θ１で取り付けることで、車両２の傾きに対応することができ、さらに、冷却構造体の寸法を小さくできる。
【００４３】
図３，図４に示すように、車体２が左に傾いた場合、左側駆動輪４Ｌを駆動するための左側電動モータ５Ｌのトルクが上昇するため、左側電動モータ５Ｌに電力を供給するためのインバータ回路１２に要求される電流量も増加する。従って、左側電動モータ５Ｌに対応するインバータ回路１２の発熱量が増加する。これとは逆に、右側電動モータ５Ｒのトルクは減少するため、右側電動モータ５Ｒに電力を供給するインバータ回路１２に要求される電流量は減少する。従って、右側電動モータ５Ｒに対応するインバータ回路１２の発熱量は減少する。
【００４４】
図３の下側で説明した通り、車体２が左側に角度θ２傾くと、左側電動モータ５Ｌに対応するインバータ回路１２を冷却するためのヒートパイプフィン装置１１Ｌの、水平面に対する角度は（θ１＋θ２）に増加する。ヒートパイプフィン装置１１Ｌの水平面に対する角度が大きくなることで、ヒートパイプフィン装置１１Ｌ内の熱循環速度が上昇し、ヒートパイプフィン装置１１Ｌの熱抵抗が低下する。従って、ヒートパイプフィン装置１１Ｌの冷却性能が向上し、発熱量の増大するインバータ回路１２を効果的に冷却して、温度上昇を抑制することができる。
【００４５】
これに対し、右側電動モータ５Ｒに対応するインバータ回路１２を冷却するためのヒートパイプフィン装置１１Ｒは、水平面に対する角度が（θ１−θ２）と小さくなる。従って、ヒートパイプフィン装置１１Ｒ内の熱循環速度が低下し、ヒートパイプフィン装置１１Ｒの熱抵抗が増加する。しかし、右側電動モータ５Ｒに対応するインバータ回路１２に要求される負荷（電流値）は小さいため、インバータ回路１２の発熱量も小さい。ヒートパイプフィン装置１１Ｒの冷却性能が低下しても、そのヒートパイプフィン装置１１Ｒの担当するインバータ回路１２の発熱量が減少しているため、不都合は生じない。
【００４６】
従って、本実施例によれば、悪路走行または不整地での作業などで車体２が傾斜しやすいダンプトラック１において、車体傾斜時の左右のインバータ回路１２の温度差に応じた冷却能力をヒートパイプフィン装置１１で実現できる。このため、左右の電動モータ５に対応するインバータ回路１２間の温度差を小さくできる。
【００４７】
さらに、本実施例では、左右のヒートパイプフィン装置１１を車体２の走行方向に沿う軸線Ｘを挟んで対向するように、車体２の左右両側に配置する。従って、ダンプトラック１が急な山道を下る場合であっても、ヒートパイプフィン装置１１の冷却能力を維持することができる。
【００４８】
ここで、もしもヒートパイプフィン装置を車体の前後方向（走行方向）に沿って配置した場合を検討する。ヒートパイプフィン装置の基端側は前後方向の後側に位置し、ヒートパイプフィン装置の先端側は前後方向の前側に位置する。ダンプトラック１が山道を登る場合、ヒートパイプフィン装置の先端側が持ち上がり、ヒートパイプフィン装置の基端側が沈むため、ヒートパイプフィン装置の冷却能力は上昇する。
【００４９】
これに対し、ダンプトラック１が山道を下る場合、ヒートパイプフィン装置の先端側は沈みこみ、ヒートパイプフィン装置の基端側は持ち上がる。従って、ヒートパイプフィン装置の冷却能力は低下する。
【００５０】
本実施例では、車体２の走行方向に略直交するようにして、左右のヒートパイプフィン装置１１を対向して配置するため、車体２の走行方向の勾配に対する影響を抑制することができる。
【００５１】
さらに、本実施例では、複数のヒートパイプフィン装置１１を重力方向に多段で配置している。従って、風洞部２２内を流れる冷却風Ａ１を各ヒートパイプフィン装置１１に効率的に当てて、ヒートパイプフィン装置１１を空冷することができる。これに対し、ヒートパイプフィン装置１１を走行方向に沿って前後に並べた場合は、下流側のヒートパイプフィン装置１１に冷たい空気を効率的に当てることができず、下流側のヒートパイプフィン装置１１の冷却性能が低下する。本実施例では、冷却風の流れに対して垂直となるように、複数のヒートパイプフィン装置１１を重力方向に多段に配置するため、各ヒートパイプフィン装置１１を等しく空冷することができ、インバータ回路１２の温度差を低減することができる。
【００５２】
さらに、本実施例では、複数のヒートパイプフィン装置１１を重力方向に多段で配置するため、各ヒートパイプフィン装置１１を取付ステーなどで連結すれば、機械的な剛性を高めることができる。従って、ダンプトラック１が悪路を走行して、上下方向の強い振動または衝撃が車体２に加わった場合でも、ヒートパイプフィン装置１１は、その振動または衝撃に耐えることができる。これにより、ヒートパイプフィン装置１１の耐衝撃性と信頼性を高めることができる。
【００５３】
さらに、本実施例では、車体２の中央に風洞部２２を設け、風洞部２２を挟むようにして左右に形成した密閉空間部２０にインバータ回路１２を配置する。これにより、インバータ回路１２を隣り合わせに配置する場合に比べて、インバータ回路１２間の距離を長くできる。従って、インバータ回路１２間の配線インピーダンスを大きくして、インバータ回路１２間を流れる電流（横流）を抑制することができる。
【実施例２】
【００５４】
図５を参照して第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例は、第１実施例の変形例に該当するため、第１実施例との相違を中心に説明する。本実施例では、電源装置１０Ａの有するヒートパイプフィン装置１１Ａを、水平面と平行に配置する。
【００５５】
図５は、ダンプトラック１を後方から見た、インバータ回路１２から電動モータ５までの電気的構成を示す説明図である。車体２の左右に対向して配置されるヒートパイプフィン装置１１Ａは、図２および図３で述べたと同様に構成されているが、その取付角度が異なる。ヒートパイプフィン装置１１Ａの各ヒートパイプフィン１１０は、水平面と平行になるように構成されている。
【００５６】
本実施例では、例えば図４に示すようにダンプトラック１が左側に傾いた場合に、トルクが上昇しない側の電動モータ５Ｒに対応するヒートパイプフィン装置１１Ａにおいて、先端側１１０Ａが水平面よりも下側に位置する。従って、右側のヒートパイプフィン装置１１Ａでは、作動液の循環量が低下し、熱抵抗が上昇する。これにより、右側電動モータ５Ｒに対応するインバータ回路１２の温度低下を小さくできる。
【００５７】
第１実施例の場合、図４において、右側電動モータ５Ｒに対応するヒートパイプフィン装置１１の冷却性能が低下しない。従って、負荷（電流）が小さくなり、発熱量が減少しているにもかかわらず、右側電動モータ５Ｒに対応するインバータ回路１２は、効率的に冷却される。ダンプトラック１が同じ方向に傾いたまま長時間走行したり、作業したりした場合、右側電動モータ５Ｒに対応するインバータ回路１２の温度が下がりすぎる場合も考えられる。そのような場合、本実施例の構成を採用すれば、左右のインバータ回路１２の温度差を小さくできる。
【実施例３】
【００５８】
図６，図７を参照して第３実施例を説明する。本実施例では、電源装置１０Ｂのヒートパイプフィン装置１１Ｂは、ヒートパイプフィン１１０をベース部１１２の素子取付面に対して垂直に取り付けている。本実施例では「所定角度」として９０度を例に挙げるが、これに代えて例えば１〜８９度、または、３０〜６０度の範囲でヒートパイプフィンをベース部の素子取付面に取り付けてもよい。
【００５９】
図６は、前記各実施例と同様に、電動式のダンプトラック１を後方から見た場合の、インバータ回路１２から電動モータ５までの電気的構成を示す説明図である。第１実施例で述べたと同様に、ヒートパイプフィン装置１１Ｂは、車体２の左右両側に対向して位置し、ヒートパイプフィン１１０は水平面から所定の取付角度θ１だけ上向きに取り付けられている。
【００６０】
図７は、左右いずれか一つのヒートパイプフィン装置１１Ｂを、ダンプトラック１の上から見下ろした場合の平面図である。ベース部１１２の６面のうち最も面積の広い２面は、その一方が素子を取り付けるための素子取付面１１２Ａになっており、その他方が各ヒートパイプフィン１１０を垂直に取り付けるためのヒートパイプフィン取付面１１２Ｂになっている。さらに、本実施例では、素子取付面１１２Ａに取り付けられる各半導体素子１４のそれぞれについて、複数本のヒートパイプフィン１１０を配置している。つまり、ヒートパイプフィン装置１１Ｂの有する複数のヒートパイプフィン１１０は、各半導体素子１４ごとにグループ化されており、それぞれ対応する半導体素子１４の冷却を受け持つようになっている。
【００６１】
本実施例では、ベース部１１２にヒートパイプフィン１１０を垂直に取り付けるため、図２に示す構成に比べて、電源装置１０Ｂの横方向のサイズを小さくできる。特に、ヒートパイプフィン１１０の先端側１１０Ａからベース部１１２の素子取付面１１２Ａまでの長さ寸法を、図２に示す構成よりも短くできるため、ヒートパイプフィン装置１１Ｂの機械的強度を高めることができる。これにより、悪路または不整地で使用されるダンプトラック１に搭載された場合でも、冷却性能と信頼を維持することができる。
【実施例４】
【００６２】
図８を用いて第３実施例を説明する。本実施例では、左右の密閉空間部２０（装置収容室と呼んでもよい）内に、インバータ回路１２以外の他の回路を配置し、それら他の回路を冷却する場合を説明する。
【００６３】
図８は、電動式ダンプトラック１を後方から見た、電気的構成を示す。電源装置１０Ｃは、ヒートパイプフィン１１Ｂ、インバータ回路１２、左側電動モータ５Ｌ、右側電動モータ５Ｒ、コンバータおよびチョッパ回路１５、盤内冷却装置１６を備える。
【００６４】
コンバータ回路は、エンジン出力で駆動する発電機が発電した電力を、交流から直流に変換する機能を有する。コンバータ回路およびチョッパ回路１５は、ダイオードを使用することを想定しているが、ダイオードと同様の機能を奏する素子であればIGBT等の他の素子を用いてもよい。
【００６５】
チョッパ回路は、左側電動モータ５Ｌおよび右側電動モータ５Ｒでの回生ブレーキ時に、直流電圧を一定以下に抑えるためにクランプする機能を有する。ブレーキ時に回生された電力は、図外のグリッド抵抗などで消費される。チョッパ回路は、ダイオードとIGBTを使用することを想定しているが、他の素子を用いてもよい。
【００６６】
盤内冷却装置１６は、密閉された空間部２０内（盤内）の温度を低下させる機能を有しており、ヒートパイプフィンと、このヒートパイプフィンに盤内の空気を送風するためのファンとを備える。盤内冷却装置１６は、空調機などとは異なり、密閉空間部２０内において冷却に伴う結露を引き起こさない。
【００６７】
本実施例は、密閉空間部２０内を冷却するための構成を開示しており、上述した各実施例と結合することができる。本実施例では、密閉空間部２０の温度を低下させることができるため、インバータ回路１２およびその他の回路１５などを効果的に冷却できる。
【実施例５】
【００６８】
図９を用いて第５実施例を説明する。本実施例の電源装置１０Ｄでは、左右のヒートパイプフィン装置１１Ｃを風洞部２２内で連結する。図９は、電動式のダンプトラック１を後方から見た電気的構成を示す説明図である。
【００６９】
車体２の左右両側には、ヒートパイプフィン装置１１Ｃが対向して配置される。各ヒートパイプフィン１１０は、水平面から所定角度だけ上向に取り付けられる。風洞部２２内で互いに対向するヒートパイプフィン１１０同士は、その先端側１１０Ａが連結部１１３を介して連結されている。つまり、左側のヒートパイプフィン１１０内の通路と右側のヒートパイプフィン１１０内の通路とは、連結部１１３内の通路（不図示）を介して連結されている。
【００７０】
本実施例では、左右のヒートパイプフィン装置１１Ｃを連結部１１３で連結するため、図２に示すようにダンプトラック１が傾いた場合に、左右のインバータ回路１２の温度差をより一層小さくすることができる。
【実施例６】
【００７１】
図１０を用いて第６実施例を説明する。本実施例は、第４実施例の変形例に該当し、本実施例の電源装置１０Ｅは、風洞部２２に冷却風を送り込むためのブロアなどの補機に電力を供給するためのインバータ回路１７を備える。
【００７２】
図１０は、電動式ダンプトラック１を後方から見た電気的構成の説明図である。補機用駆動インバータ回路１７は、風洞部２２の上側に位置して、車体２に形成された密閉空間部２０Ｃ内に設けられている。補機駆動用インバータ回路１７はヒートシンクを備えており、ヒートシンクは風洞部２２内に露出している。
【００７３】
補機用駆動インバータ回路１７は、三相交流回路であっても良いし、単相交流回路や直流回路であってもよい。
【００７４】
補機用駆動インバータ回路１７は、大電力を変換するインバータ回路１２等よりも遥かに小さな電力を変換する。従って、インバータ回路１７の冷却に、ヒートパイプフィン装置を用いるほどのことはない。そこで、本実施例では、ヒートシンクてインバータ回路１７を空冷する。
【００７５】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、本発明は、以下のように、電源装置として把握することができる。
「表現１．電動作業車の電動モータに電力を供給する電源装置であって、
車体の走行方向に対する左右両側の少なくともいずれか一方に、前記走行方向に対する左右方向に沿って設けられ、基端側で吸収した熱を先端側で放出する熱伝導部材と、
前記熱伝導部材の前記基端側に、前記電源を供給するための電源回路の少なくとも一部を設ける、
電動作業車の電源装置。
表現２．電源作業車の車輪は、左側駆動輪と右側駆動輪を含んでおり、
前記電動モータは、前記左側駆動輪を駆動するための左側電動モータと、前記右側駆動輪を駆動するための右側電動モータを含んでおり、
前記電源装置は、前記左側電動モータに電源を供給するための左側電源装置と、前記右側電動モータに電源を供給するための右側電源装置を含んでおり、
前記左側電源装置の有する左側熱伝導部材の先端側と前記右側電源装置の有する右側熱伝導部材の先端側とが向き合うようにして、前記左側電源装置と前記右側電源装置を前記車体に対向配置する、
表現１に記載の電動作業車の電源装置。」
【００７６】
前記各実施例では、ダンプトラックなどの電動作業車を例にあげて説明したが、これに限らず、山道、悪路、不整地で使用される電動式車両であれば、自家用車、バス、トラックなどの他の車両にも適用できる。従って、本発明の説明における「電動作業車」という表現は、「電動車両」などの他の表現に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１：ダンプトラック、２：車体、３：フレーム、４Ｌ，４Ｒ：駆動輪、５Ｌ，５Ｒ：電動モータ、１０，１０Ａ〜１０Ｅ：電源装置、１１，１１Ｌ，１１Ｒ，１１Ａ〜１１Ｃ：ヒートパイプフィン装置、１２，１２Ｕ，１２Ｍ，１２Ｌ：インバータ回路、１３：電気配線、２０Ｌ，２０Ｒ：密閉空間部、２２：風洞部、１１０：ヒートパイプフィン、１１０Ａ：先端側、１１０Ｂ：基端側、１１２：ベース部、Ｒ：地面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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