(57)【要約】【課題】  冷却機構を有し、かつメンテナンス性の良好な昇圧コンバータを搭載した作業機械を提供する。【解決手段】  昇圧コンバータが、蓄電装置からの放電制御を行う。電動機が、昇圧コンバータから出力される電力によって駆動される。昇圧コンバータを収納筺体が、内部空間を第１の空間と第２の空間とに仕切る仕切り壁を含む。冷却機構が仕切り壁を冷却する。昇圧コンバータは、第１のスイッチング素子とリアクトルとを含む。第１のスイッチング素子は、第１の空間内に収容され、冷却機構によって冷却される。リアクトルは、第２の空間内に収容され、冷却機構によって冷却される。【選択図】  図５
2014027758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
前記蓄電装置からの放電制御を行う昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータから出力される電力によって駆動される電動機と、
前記昇圧コンバータを収納するとともに、内部空間を第１の空間と第２の空間とに仕切る仕切り壁を含む筺体と、
前記仕切り壁を冷却する冷却機構と
を有する作業機械であって、
前記昇圧コンバータは、
前記第１の空間内に収容され、前記冷却機構によって冷却される第１のスイッチング素子と、
前記第２の空間内に収容され、前記冷却機構によって冷却されるリアクトルと
を含む作業機械。
【請求項２】
前記冷却機構は、前記仕切り壁の内部に配置された冷却媒体用の流路を含む請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
前記冷却機構は、内部に冷却媒体用の流路が配置されたコールドプレートを含み、
前記コールドプレートは、前記仕切り壁の前記第１の空間側の表面に取り付けられており、前記コールドプレートは、前記仕切り壁を介して前記リアクトルを冷却する請求項１に記載の作業機械。
【請求項４】
前記昇圧コンバータは、前記第２の空間内に収容され、前記冷却機構によって冷却される抵抗器を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項５】
前記昇圧コンバータは、前記第２の空間内に配置され、前記冷却機構によって冷却されるリレーを含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項６】
さらに、前記昇圧コンバータの出力端子間に接続された電解コンデンサを有し、
前記電解コンデンサは、前記仕切り壁に形成された開口を貫通して前記筺体内に配置されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項７】
さらに、前記昇圧コンバータの出力端子間に接続されたフィルムコンデンサを有し、
前記フィルムコンデンサは、前記仕切り壁に実装されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項８】
さらに、前記昇圧コンバータからの出力電力を、交流電力に変換して前記電動機に供給するインバータを有し、
前記インバータは、前記第１の空間内に収納され、前記冷却機構によって冷却される第２のスイッチング素子を含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に蓄積された電力で駆動される電動機を有する作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動機構の一部を電動化したハイブリッド型作業機械や、すべての駆動機構を電動化した電動作業機械が提案されている。作業機械には、ショベル等の建設機械、構内での重量物の運搬に用いられる大型搬送車等が含まれる。ハイブリッド型作業機械や電動作業機械においては、一般に、蓄電装置に蓄積されている電力を昇圧コンバータで昇圧し、昇圧コンバータの出力電力によって電動機が駆動される。
【０００３】
昇圧コンバータは、通常、スイッチング素子及びリアクトルを含む。蓄電装置からの放電を継続すると、スイッチング素子及びリアクトルの温度が上昇する。過剰な温度上昇を避けるために、これらの素子を冷却するための冷却装置が準備される。さらに、交流電動機を駆動するためのインバータも、冷却することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昇圧コンバータに冷却装置を組み込むと、装置の構造が複雑になり、メンテナンス性の低下につながる。また、昇圧コンバータやインバータごとに冷却装置を配置すると、装置が大型化してしまう。さらに、作業機械に搭載される電力変換装置には高い剛性が要求される。
【０００６】
本発明の目的は、高い剛性を備え、冷却機構を有し、かつメンテナンス性の良好な昇圧コンバータを搭載した作業機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によると、
蓄電装置と、
前記蓄電装置からの放電制御を行う昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータから出力される電力によって駆動される電動機と、
前記昇圧コンバータを収納するとともに、内部空間を第１の空間と第２の空間とに仕切る仕切り壁を含む筺体と、
前記仕切り壁を冷却する冷却機構と
を有する作業機械であって、
前記昇圧コンバータは、
前記第１の空間内に収容され、前記冷却機構によって冷却される第１のスイッチング素子と、
前記第２の空間内に収容され、前記冷却機構によって冷却されるリアクトルと
を含む作業機械が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
仕切り壁が、その両側の第１の空間及び第２の空間に収容された第１のスイッチング素子及びリアクトルを冷却する。筺体の一方の側のみに冷却対象部品を配置する構成に比べ
て、実装効率を高めることができる。第１の空間のみを開放することにより、相対的に故障し易い第１のスイッチング素子の修理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１による作業機械の例として示されたショベルの側面図である。
【図２】図２は、実施例１によるショベルのブロック図である。
【図３】図３は、蓄電回路の等価回路図である。
【図４】図４は、旋回電動機用のインバータの等価回路図である。
【図５】図５Ａは、電力変換装置の断面図であり、図５Ｂは、図５Ａの一点鎖線５Ｂ−５Ｂにおける平断面図である。
【図６】図６は、実施例２による作業機械に搭載される電力変換装置の断面図である。
【図７】図７は、実施例３による作業機械に搭載される電力変換装置の平断面図である。
【図８】図８Ａは、実施例４による作業機械に搭載される電力変換装置の断面図であり、図８Ｂは、図８Ａの一点鎖線８Ｂ−８Ｂにおける断面図である。
【図９】図９Ａは、実施例５による作業機械の例として示された大型搬送車（産業用トラック）の側面図であり、図９Ｂは、大型搬送車のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施例１］
図１に、実施例１による作業機械の例として、ショベルの側面図を示す。下部走行体２０に、上部旋回体２１が搭載されている。上部旋回体２１にブーム２３が連結され、ブーム２３にアーム２５が連結され、アーム２５にバケット２７が連結されている。ブームシリンダ２４の伸縮により、ブーム２３の姿勢が変化する。アームシリンダ２６の伸縮により、アーム２５の姿勢が変化する。バケットシリンダ２８の伸縮により、バケット２７の姿勢が変化する。ブームシリンダ２４、アームシリンダ２６、及びバケットシリンダ２８は、油圧駆動される。
【００１１】
上部旋回体２１に、旋回電動機２２、エンジン３０、電動発電機３１、蓄電回路４０、及び電力変換装置５０が搭載されている。エンジン３０の動力によって電動発電機３１が発電を行う。発電された電力が、蓄電回路４０に充電される。旋回電動機２２は、蓄電回路４０からの電力によって駆動され、上部旋回体２１を旋回させる。電力変換装置５０は、蓄電回路４０の充放電制御を行うための昇降圧コンバータ、旋回電動機２２を駆動するためのインバータ等を含む。電動発電機３１は、電動機としても動作し、エンジン３０のアシストを行う。旋回電動機２２は、発電機としても動作し、上部旋回体２１の旋回運動エネルギから回生電力を発生する。
【００１２】
図２に、実施例１によるショベルのブロック図を示す。図２において、機械的動力系を二重線で表し、高圧油圧ラインを太い実線で表し、電気制御系を細い実線で表し、パイロットラインを破線で表す。
【００１３】
エンジン３０の駆動軸がトルク伝達機構３２の入力軸に連結されている。エンジン３０には、電気以外の燃料によって駆動力を発生するエンジン、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。エンジン３０は、作業機械の運転中は、常時駆動されている。
【００１４】
電動発電機３１の駆動軸が、トルク伝達機構３２の他の入力軸に連結されている。電動発電機３１は、電動（アシスト）運転と、発電運転との双方の運転動作を行うことができる。電動発電機３１には、例えば磁石がロータ内部に埋め込まれた内部磁石埋込型（ＩＰ
Ｍ）モータが用いられる。
【００１５】
トルク伝達機構３２は、２つの入力軸と１つの出力軸とを有する。この出力軸には、メインポンプ７５の駆動軸が連結されている。
【００１６】
エンジン３０に加わる負荷が大きい場合には、電動発電機３１がアシスト運転を行い、電動発電機３１の駆動力がトルク伝達機構３２を介してメインポンプ７５に伝達される。これにより、エンジン３０に加わる負荷が軽減される。一方、エンジン３０に加わる負荷が小さい場合には、エンジン３０の駆動力がトルク伝達機構３２を介して電動発電機３１に伝達されることにより、電動発電機３１が発電運転される。
【００１７】
メインポンプ７５は、高圧油圧ライン７６を介して、コントロールバルブ７７に油圧を供給する。コントロールバルブ７７は、運転者からの指令により、油圧モータ２９Ａ、２９Ｂ、ブームシリンダ２４、アームシリンダ２６、及びバケットシリンダ２８に油圧を分配する。油圧モータ２９Ａ及び２９Ｂは、それぞれ図１に示した下部走行体２０に備えられた左右の２本のクローラを駆動する。
【００１８】
三相交流配線６０が、インバータ５１と電動発電機３１とを接続する。直流配線（バスライン）６１が、インバータ５１と蓄電回路４０とを接続する。三相交流配線６２が、旋回電動機２２とインバータ５２とを接続する。直流配線（バスライン）６３が、インバータ５２と蓄電回路４０とを接続する。インバータ５１、５２、及び蓄電回路４０は、制御装置９０により制御される。
【００１９】
インバータ５１は、制御装置９０からの指令に基づき、電動発電機３１の運転制御を行う。電動発電機３１のアシスト運転と発電運転との切り替えが、インバータ５１により行われる。
【００２０】
電動発電機３１がアシスト運転されている期間は、必要な電力が、蓄電回路４０からインバータ５１を通して電動発電機３１に供給される。電動発電機３１が発電運転されている期間は、電動発電機３１によって発電された電力が、インバータ５１を通して蓄電回路４０に供給される。
【００２１】
旋回電動機２２は、インバータ５２によって交流駆動され、力行動作及び回生動作の双方の運転を行うことができる。旋回電動機２２には、例えばＩＰＭモータが用いられる。旋回電動機２２の力行動作中は、蓄電回路４０からインバータ５２を介して旋回電動機２２に電力が供給される。旋回電動機２２が、減速機８０を介して、上部旋回体２１（図１）を旋回させる。回生運転時には、上部旋回体２１の回転運動が、減速機８０を介して旋回電動機２２に伝達されることにより、旋回電動機２２が回生電力を発生する。発生した回生電力は、インバータ５２を介して蓄電回路４０に供給される。これにより、蓄電回路４０内の蓄電装置が充電される。
【００２２】
レゾルバ８１が、旋回電動機２２の回転軸の回転方向の位置を検出する。レゾルバ８１の検出結果が、制御装置９０に入力される。旋回電動機２２の運転前と運転後における回転軸の回転方向の位置を検出することにより、旋回角度及び旋回方向が導出される。
【００２３】
メカニカルブレーキ８２が、旋回電動機２２の回転軸に連結されており、機械的な制動力を発生する。メカニカルブレーキ８２の制動状態と解除状態とは、制御装置９０からの制御を受け、電磁的スイッチにより切り替えられる。
【００２４】
パイロットポンプ７８が、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生する。発生したパイ
ロット圧は、パイロットライン７９を介して操作装置８３に供給される。操作装置８３は、レバーやペダルを含み、運転者によって操作される。操作装置８３は、パイロットライン７９から供給される１次側の油圧を、運転者の操作に応じて、２次側の油圧に変換する。２次側の油圧は、油圧ライン８４を介してコントロールバルブ７７に伝達されると共に、他の油圧ライン８５を介して圧力センサ８６に伝達される。
【００２５】
圧力センサ８６で検出された圧力の検出結果が、制御装置９０に入力される。これにより、制御装置９０は、下部走行体２０、旋回電動機２２、ブーム２３、アーム２５、及びバケット２７（図１）の操作の状況を検知することができる。
【００２６】
図３に、蓄電回路４０の等価回路図を示す。蓄電回路４０は、蓄電装置４５、昇降圧コンバータ４１、及び平滑コンデンサ４６を含む。昇降圧コンバータ４１の入力端子に蓄電装置４５が接続され、出力端子にバスライン４７が接続されている。バスライン４７の間に平滑コンデンサ４６が挿入されている。昇降圧コンバータ４１は、蓄電装置４５の充放電の制御を行う。蓄電装置４５には、例えば電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池等が用いられる。
【００２７】
昇降圧コンバータ４１の出力端子の間に、昇圧用のスイッチング素子４２Ａと降圧用のスイッチング素子４２Ｂとの直列回路が接続されている。スイッチング素子４２Ａ、４２Ｂには、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられる。昇圧用ＩＧＢＴ４２Ａのエミッタが接地側のバスライン４７に接続され、降圧用ＩＧＢＴ４２Ｂのコレクタが、高圧側のバスライン４７に接続されている。昇圧用ＩＧＢＴ４２Ａと降圧用ＩＧＢＴ４２Ｂの相互接続点が、リアクトル４４を介して、蓄電装置４５の高圧側の端子に接続されている。蓄電装置４５の低圧側の端子は、接地側のバスライン４７に接続されている。リレー４８と抵抗器４９との並列回路が、リアクトル４４に直列に接続されている。リレー４８のオンオフ制御は、制御装置９０により行われる。通常動作中は、リレー４８はオン状態にされている。
【００２８】
昇圧用ＩＧＢＴ４２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ４２Ｂに、それぞれダイオード４３Ａ、４３Ｂが、エミッタからコレクタに向かう向きが順方向になる向きで並列接続されている。
【００２９】
高圧側及び接地側のバスライン４７の間に、平滑コンデンサ４６が接続されている。制御装置９０が、昇圧用ＩＧＢＴ４２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ４２Ｂのゲート電極に、制御用のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を印加する。
【００３０】
以下、昇圧動作（放電動作）について説明する。昇圧用ＩＧＢＴ４２Ａのゲート電極にＰＷＭ電圧を印加する。昇圧用ＩＧＢＴ４２Ａのオフ時に、リアクトル４４に発生する誘導起電力によって、蓄電装置４５の端子間電圧が昇圧され、ダイオード４３Ｂを経由してバスライン４７に放電電流が流れ込む。これにより、バスライン４７が昇圧される。
【００３１】
次に、降圧動作（充電動作）について説明する。降圧用ＩＧＢＴ４２Ｂのゲート電極に、ＰＷＭ電圧を印加する。降圧用ＩＧＢＴ４２Ｂのオフ時に、リアクトル４４に発生する誘導起電力により、ダイオード４３Ａを経由して、蓄電装置４５が充電される。
【００３２】
昇降圧コンバータ４１の出力端子の電圧が、蓄電装置４５の端子間電圧よりも低いとき、リレー４８がオフにされる。このとき、抵抗器４９、リアクトル４４、ダイオード４３Ｂを介して、蓄電装置４５が放電され、平滑コンデンサ４６が充電される。抵抗器４９は、過大な放電電流が流れることを防止する。
【００３３】
蓄電装置４５に一次電池が用いられ、蓄電装置４５の放電制御のみを行う場合には、降
圧用ＩＧＢＴ４２Ｂは不要である。さらに、昇圧用ＩＧＢＴ４２Ａに並列に接続されたダイオード４３Ａも不要である。
【００３４】
図４に、旋回電動機２２用のインバータ５２（図２）の等価回路図を示す。電動発電機３１用のインバータ５１も、旋回電動機２２用のインバータ５２と同様の構成を有する。
【００３５】
バスライン４７の間に、Ｕ相用スイッチング素子５３Ｕ、Ｖ相用スイッチング素子５３Ｖ、及びＷ相用スイッチング素子５３Ｗが並列に挿入されている。これらスイッチング素子の各々は、直列接続された２つのＩＧＢＴ、及びＩＧＢＴの各々に並列に挿入されたダイオードを含む。２つのＩＧＢＴの相互接続点が、それぞれ旋回電動機２２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の端子に接続される。各ＩＧＢＴのゲート電極には、制御装置９０からパルス幅変調（ＰＷＭ）された制御信号が印加される。
【００３６】
図５Ａに、電力変換装置５０の断面図を示す。昇降圧コンバータ４１（図３）、インバータ５１、５２（図２）等が、筺体６５内に収容されている。筺体６５は、側壁６６、仕切り壁６７、第１の蓋６８、及び第２の蓋６９を含む。側壁６６の平断面は、例えば長方形であり、その上下は開放されている。側壁６６の上下の開放部が、それぞれ第１の蓋６８及び第２の蓋６９で塞がれている。側壁６６の高さ方向のほぼ中央に、仕切り壁６７が設けられている。仕切り壁６７は、側壁６６の高さ方向と直交し、筺体６５の内部空間を２つの空間に仕切る。仕切り壁６７で仕切られた２つの空間のうち、第１の蓋６８側の空間を「第１の空間」９１といい、第２の蓋６９側の空間を「第２の空間」９２ということとする。
【００３７】
仕切り壁６７の内部に、流路（冷却機構）９４が形成されている。流路９４を流れる冷却媒体が仕切り壁６７を冷却する。
【００３８】
第１の空間９１内に、昇降圧コンバータ４１（図３）のスイッチング素子４２Ａ、４２Ｂ、インバータ５２（図４）のＵ相用スイッチング素子５３Ｕ、Ｖ相用スイッチング素子５３Ｖ、及びＷ相スイッチング素子５３Ｗが収容されている。具体的には、スイッチング素子４２Ａ、４２Ｂ、５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗは、仕切り壁６７の、第１の空間９１側の表面に搭載されている。このため、スイッチング素子４２Ａ、４２Ｂ、５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗは、流路９４を流れる冷却媒体によって冷却される。
【００３９】
第２の空間９２内に、昇降圧コンバータ４１（図３）のリアクトル４４、リレー４８、及び抵抗器４９が収容されている。具体的には、リアクトル４４、リレー４８、及び抵抗器４９は、仕切り壁６７の、第２の空間９２側の表面に搭載されている。このため、リアクトル４４、リレー４８、及び抵抗器４９は、流路９４を流れる冷却媒体によって冷却される。
【００４０】
仕切り壁６７に、開口９５、９６が形成されている。平滑コンデンサ４６が、開口９６を貫通するように、筺体６５内に収容されている。平滑コンデンサ４６として、電解コンデンサが用いられる。電解コンデンサの外形は、一般的に、スイッチング素子４２Ａ、４２Ｂ、５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、リアクトル４４等に比べて大きい。このため、平滑コンデンサ４６を第１の空間９１または第２の空間９２の一方にのみ収容する場合には、平滑コンデンサ４６を収容する方の空間を大きくしなければならない。仕切り壁６７に形成された開口９６を貫通するように平滑コンデンサ４６を配置することにより、筺体６５の寸法の増大を回避することができる。さらに、筐体６５内の空間を第１の空間９１と第２の空間９２とに仕切る仕切り壁６７を設けることで、電力変換装置５０の全体の剛性を高めることができる。
【００４１】
平滑コンデンサ４６は、受皿９７を介して仕切り壁６７に支持される。受皿９７は、開口９６を第２の空間９２側から塞ぐように、仕切り壁６７に取り付けられている。受皿９７の深さを調節することにより、平滑コンデンサ４６と第１の蓋６８との間に、配線等のための十分な空間を確保することができる。平滑コンデンサ４６は、流路９４を流れる冷却媒体により、受皿９７を介して冷却される。
【００４２】
コネクタ９８が側壁６６に取り付けられている。スイッチング素子４２Ａ、４２Ｂ、リアクトル４４、リレー４８、抵抗器４９、コネクタ９８が、相互に配線９９で接続されている。一部の配線９９は、開口９５を通って、第１の空間９１内の部品と第２の空間９２内の部品とを接続している。
【００４３】
図５Ｂに、図５Ａの一点鎖線５Ｂ−５Ｂにおける平断面図を示す。仕切り壁６７に、スイッチング素子４２Ａ、４２Ｂ、５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗが実装されている。さらに、インバータ５１（図２）を構成するスイッチング素子５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗも、仕切り壁６７の、第１の空間９１（図５Ａ）側の表面に実装されている。開口９６内に、平滑コンデンサ４６が配置されている。側壁６６に、複数のコネクタ９８が取り付けられている。
【００４４】
仕切り壁６７内に、冷却媒体用の流路９４が形成されている。流路９４は、開口９５と開口９６との間を蛇行しながら、全体として、開口９５から開口９６に向かう方向と直交する方向に進んでいる。流路９４の両端は、側壁６６のうち、コネクタ９８が取り付けられている面と同一の面の外側の表面に開口している。流路９４は、平面視において、スイッチング素子５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、４２Ａ、４２Ｂと重なっている。これにより、スイッチング素子等を効率的に冷却することができる。コネクタ９８と、流路９４の両端の開口部とが、側壁６６の同一の面に配置されているため、両者が異なる面に背馳されている構成と比べて、電力変換装置５０の設置の自由度が高まる。また、電力変換装置５０の保守点検、修理等を容易に行うことができる。
【００４５】
筺体６５の外壁の内部に流路９４を配置した構成では、外壁の外側の表面を、スイッチング素子等の冷却に利用することができない。実施例１では、筺体６５の内部空間に配置した仕切り壁６７内に流路９４を配置しているため、仕切り壁６７の両面をスイッチング素子等の冷却に利用することができる。このため、冷却対象部品の実装密度を高めることができる。言い換えると、電力変換装置５０の小型化を図ることができる。
【００４６】
スイッチング素子４２Ａ、４２Ｂ、５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ等の半導体素子を第１の空間９１内に収容し、リアクトル４４、抵抗器４９等の受動素子を第２の空間９２に収容している。半導体素子は、受動素子に比べて故障し易い。相対的に故障し易い部品を第１の空間９１にまとめて収容しているため、半導体素子の故障時には、第１の蓋６８を取り外すことによって、修理を行うことが可能になる。保守者が、第２の蓋６９よりも第１の蓋６８にアクセスし易い姿勢で、電力変換装置５０を作業機械に搭載することが好ましい。これにより、保守点検作業や修理を容易に行うことができる。
【００４７】
［実施例２］
図６に、実施例２による作業機械に搭載される電力変換装置の断面図を示す。以下、図５Ａに示した実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例１では、平滑コンデンサ４６に電解コンデンサが用いられていたが、実施例２では、フィルムコンデンサが用いられる。フィルムコンデンサは、電解コンデンサに比べて、その外形が小さい。従って、平滑コンデンサ４６を第１の空間９１または第２の空間９２内に収納することが可能である。
【００４８】
実施例２では、仕切り壁６７に開口９６（図５Ａ）が形成されていない。平滑コンデン
サ４６は、仕切り壁６７に実装されている。流路９４を流れる冷却媒体によって平滑コンデンサ４６を効率的に冷却することができる。平滑コンデンサ４６として、並列接続された複数のフィルムコンデンサを用いる場合には、フィルムコンデンサを第１の空間９１及び第２の空間９２の両方に収容してもよい。
【００４９】
［実施例３］
図７に、実施例３による作業機械に搭載される電力変換装置の平断面図を示す。以下、図５Ｂに示した実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例３では、冷却媒体用の流路９４が、開口９５と開口９６との間を蛇行しながら、全体として、開口９５から開口９６に向かう方向に進んでいる。
【００５０】
流路９４の両端は、図７において下側の側壁６６の外側の表面に開口している。コネクタ９８も、下側の側壁６６、すなわち流路９４の両端が開口している側壁と同一の側壁６６に取り付けられている。実施例３においても、流路９４は、平面視において、スイッチング素子５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、４２Ａ、４２Ｂと重なる。このため、これらの部品を効率的に冷却することができる。コネクタ９８と、流路９４の両端の開口部とが、側壁６６の同一の面に配置されているため、両者が異なる面に背馳されている構成と比べて、電力変換装置５０の設置の自由度が高まる。また、電力変換装置５０の保守点検、修理等を容易に行うことができる。実施例１と実施例３とを比較すると、流路９４の両端の開口部及びコネクタ９８が配置された側面６６の方位が、平面視において９０°異なっている。実施例１と実施例３とのいずれの構成を採用するかは、電力変換装置５０を搭載する姿勢、環境等によって選択すればよい。
【００５１】
［実施例４］
図８Ａに、実施例４による作業機械に搭載される電力変換装置の断面図を示す。図８Ｂに、図８Ａの一点鎖線８Ｂ−８Ｂにおける断面図を示す。以下、図５Ａに示した実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例１では、仕切り壁６７の内部に冷却媒体用の流路９４が形成されていたが、実施例４では、仕切り壁６７の、第１の空間９１側の面にコールドプレート７０が接触している。コールドプレート７０の内部に、流路９４が形成されている。流路９４は、配管７１を介して、コネクタ９８が取り付けられている側面６６の外側の表面まで引き出されている。
【００５２】
スイッチング素子５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、４２Ａ、４２Ｂは、コールドプレート７０に搭載されている。第２の空間９２内に収容されたリアクトル４４、リレー４８、抵抗器４９は、仕切り壁６７を介して、コールドプレート７０によって冷却される。仕切り壁６７は、リアクトル４４等で発生した熱を、コールドプレート７０まで伝達させる。コールドプレート７０を第１の空間９１内に配置することにより、相対的に発熱量の多いスイッチング素子５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、４２Ａ、４２Ｂを、効率的に冷却することができる。
【００５３】
［実施例５］
図９Ａに、実施例５による作業機械の例として、大型搬送車（産業用トラック）の側面図を示す。大型搬送車は、工場の構内等での重量物の運搬に使用される。大型搬送車は、車輪１００、荷台１０１、及び運転室１０２を含む。車体内に、電力変換装置５０が搭載されている。
【００５４】
図９Ｂに、大型搬送車のブロック図を示す。エンジン１０５によって発電機１０６が駆動される。発電機１０６で発電された電力が、インバータ１０７を経由して、蓄電回路４０に供給される。蓄電回路４０の構成は、図３に示した実施例１による作業機械に用いられる蓄電回路４０と同一である。
【００５５】
蓄電回路４０に、インバータ１１０を介して右モータ１１１が接続され、インバータ１１２を介して左モータ１１３が接続されている。蓄電回路４０からの放電電力により、右モータ１１１及び左モータ１１３が駆動される。右モータ１１１及び左モータ１１３は、それぞれ右側及び左側の車輪１００を駆動する。
【００５６】
実施例１によるショベルに搭載された電力変換装置５０、及び実施例５による大型搬送車に搭載された電力変換装置５０は、その他のハイブリッド型作業機械、または電動作業機械に適用することが可能である。
【００５７】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００５８】
２０  下部走行体
２１  上部旋回体
２２  旋回電動機
２３  ブーム
２４  ブームシリンダ
２５  アーム
２６  アームシリンダ
２７  バケット
２８  バケットシリンダ
２９Ａ、２９Ｂ  油圧モータ
３０  エンジン
３１  電動発電機
３２  トルク伝達機構
４０  蓄電回路
４１  昇降圧コンバータ
４２Ａ、４２Ｂ  スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
４３Ａ、４３Ｂ  ダイオード
４４  リアクトル
４５  蓄電装置
４６  平滑コンデンサ
４７  バスライン
４８  リレー
４９  抵抗器
５０  電力変換装置
５１、５２  インバータ
５３Ｕ、５３Ｖ、５３Ｗ、５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ  スイッチング素子
６０、６２  三相交流配線
６１、６３  直流配線
６５  筺体
６６  側壁
６７  仕切り壁
６８  第１の蓋
６９  第２の蓋
７０  コールドプレート
７１  配管
７５  メインポンプ
７６  高圧油圧ライン
７７  コントロールバルブ
７８  パイロットポンプ
７９  パイロットライン
８０  減速機
８１  レゾルバ
８２  メカニカルブレーキ
８３  操作装置
８４、８５  油圧ライン
８６  圧力センサ
９０  制御装置
９１  第１の空間
９２  第２の空間
９４  流路（冷却機構）
９５、９６  開口
９７  受皿
９８  コネクタ
９９  配線
１００  車輪
１０１  荷台
１０２  運転室
１０５  エンジン
１０６  発電機
１０７  インバータ
１１０、１１２  インバータ
１１１  右モータ
１１３  左モータ
【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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