(57)【要約】【課題】  並行流路を細くすることなく、パワーモジュールを効率的に冷却することができる電力変換装置を提供する。【解決手段】  流入口から入側流路に冷却媒体が流入する。第１の方向に配列され、各々が第１の方向と交差する第２の方向に冷却媒体を流す複数の並行流路が、入側流路に接続されている。並行流路の各々に、並行流路を流れた冷却媒体が流入する出側流路が接続されている。並行流路にパワーモジュールが熱的に結合する。並行流路の各々は、上流側部分と、下流側部分と、上流側部分の下流端を前記下流側部分の上流端に連結する連結部分とを含む。上流側部分と下流側部分とは、相互に第１の方向にずれて配置されている。【選択図】  図１
2013201832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口から冷却媒体が流入する入側流路と、
前記入側流路に接続され、第１の方向に配列され、各々が前記第１の方向と交差する第２の方向に冷却媒体を流す複数の並行流路と、
前記並行流路の各々に接続され、前記並行流路を流れた冷却媒体が流入する出側流路と、
前記並行流路に熱的に結合するパワーモジュールと
を有し、
前記並行流路の各々は、
上流側部分と、下流側部分と、前記上流側部分の下流端を前記下流側部分の上流端に連結する連結部分とを含み、前記上流側部分と前記下流側部分とは、相互に前記第１の方向にずれて配置されている電力変換装置。
【請求項２】
前記上流側部分と前記連結部分との接続点は、前記第１の方向及び第２の方向に平行な面内に関して、前記パワーモジュールと重なる請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記下流側部分の流路抵抗が、前記上流側部分の流路抵抗より低い請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記並行流路の各々は、少なくとも２本の前記下流側流路を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記並行流路の各々は、少なくとも２本の前記上流側流路を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記パワーモジュールは、前記第１の方向に配列した少なくとも２つのパワー素子を含み、
前記並行流路は、前記パワー素子ごとに配置されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
電動機と、
蓄電回路と、
前記蓄電回路に蓄積された電力を前記電動機に供給する電力変換装置と
を有し、
前記電力変換装置は、
流入口から冷却媒体が流入する入側流路と、
前記入側流路に接続され、第１の方向に配列され、各々が前記第１の方向と交差する第２の方向に冷却媒体を流す複数の並行流路と、
前記並行流路の各々に接続され、前記並行流路を流れた冷却媒体が流入する出側流路と、
前記並行流路に熱的に結合するパワーモジュールと
を有し、
前記並行流路の各々は、
上流側部分と、下流側部分と、前記上流側部分の下流端を前記下流側部分の上流端に連結する連結部分とを含み、前記上流側部分と前記下流側部分とは、相互に前記第１の方向にずれて配置されている作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーモジュール及び冷却機構を備えた電力変換装置及び作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド型建設機械に、電動機制御用のインバータや、昇降圧コンバータ等のパワーモジュールが搭載される。Ｕ字状に屈曲した１本の冷却流路をパワーモジュールに熱的に結合させることにより、パワーモジュールの冷却が行われる。同一方向に冷却媒体を流す複数の並行流路を用いる構造も公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２６７８１号公報
【特許文献２】特開２００７−１２７２２号公報
【特許文献３】特開２００８−２９４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｕ字状に屈曲した１本の冷却流路を用いる場合には、冷却流路の上流側と下流側とで、冷却能力に差が生じやすい。パワーモジュールのヒートスポットが、冷却流路の上流側の部分から下流側の部分に偏って取り付けられると、パワーモジュールの冷却が不十分になる場合がある。
【０００５】
複数の並行流路で効率的にパワーモジュールを冷却するために、流路の表面近傍の流速を速くすることが好ましい。この要請に応えるためには、並行流路の各々を細くすればよい。ところが、並行流路を細くすると、流路の加工が困難になる。
【０００６】
本発明の目的は、並行流路を細くすることなく、パワーモジュールを効率的に冷却することができる電力変換装置を提供することである。本発明の他の目的は、この電力変換装置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、
流入口から冷却媒体が流入する入側流路と、
前記入側流路に接続され、第１の方向に配列され、各々が前記第１の方向と交差する第２の方向に冷却媒体を流す複数の並行流路と、
前記並行流路の各々に接続され、前記並行流路を流れた冷却媒体が流入する出側流路と、
前記並行流路に熱的に結合するパワーモジュールと
を有し、
前記並行流路の各々は、
上流側部分と、下流側部分と、前記上流側部分の下流端を前記下流側部分の上流端に連結する連結部分とを含み、前記上流側部分と前記下流側部分とは、相互に前記第１の方向にずれて配置されている電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上流側部分と下流側部分とが相互に第１の方向にずれているため、上流側部分を流れた
冷却媒体が上流側部分の下流端で流路の壁面に衝突する。これにより、並行流路を細くすることなく、パワーモジュールを効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、実施例１による電力変換装置の斜視図であり、図１Ｂは、実施例による電極変換装置に用いられているコールドプレートの平断面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ図１Ｂの一点鎖線２Ａ−２Ａ、２Ｂ−２Ｂにおける断面図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ実施例１及びその変形例による電力変換装置の断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ実施例１の変形例１及び変形例２による電力変換装置の並行流路の平面図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、それぞれ実施例１の変形例３、変形例４、及び変形例５による電力変換装置の並行流路の平面図である。
【図６】図６は、実施例１の変形例６による電力変換装置の並行流路の平面図である。
【図７】図７は、実施例２によるショベルの平面図である。
【図８】図８は、実施例２によるショベルの部分破断側面図である。
【図９】図９は、実施例２によるショベルのブロック図である。
【図１０】図１０は、実施例３によるフォークリフトの部分破断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施例１］
図１Ａに、実施例１による電力変換装置の斜視図を示す。コールドプレート１０の上に、パワーモジュール５０が搭載されている。パワーモジュール５０は、例えばパワー素子５０Ａ〜５０Ｄを含む。コールドプレート１０は、パワーモジュール５０に熱的に結合し、パワーモジュール５０を冷却する。例えば、パワー素子５０Ａ〜５０Ｃは、それぞれ埋込磁石内蔵型（ＩＰＭ）モータを駆動するためのＵ相、Ｖ相、Ｗ相用のインバータ回路である。パワー素子５０Ｄは、例えば蓄電モジュール充放電用の昇降圧コンバータである。パワー素子５０Ａ〜５０Ｄは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のパワー半導体素子、その駆動回路、及び自己保護回路等を含む。
【００１１】
図１Ｂに、コールドプレート１０の平断面図を示す。コールドプレート１０の内部に、冷却媒体を流すための流路が形成されている。以下、流路の構成について説明する。図１Ｂにおいて、右向きをｘ軸の正の向きとし、上向きをｙ軸の正の向きとするｘｙ直交座標系を定義する。
【００１２】
コールドプレート１０のｘ軸方向負側の縁に、冷却媒体の流入口１１及び排出口２１が設けられている。流入口１１から、ｘ軸の正の向きに、助走路１２、テーパ状流路１３、及び入側流路１４が、この順番に形成されている。助走路１２及び入側流路１４の幅は一定であり、入側流路１４の幅が、助走路１２の幅よりも広い。テーパ状流路１３の幅は、助走路１２から入側流路１４に向かって、徐々に広くなっている。流入口１１から助走路１２に流入した冷却媒介が、テーパ状流路１３を経由して入側流路１４に流入する。入側流路１４は、ｘ軸方向に長い平面形状を有し、ｘ軸の正の向きに冷却媒体を流す。
【００１３】
ｙ軸方向に長い複数の並行流路１７が、ｘ軸方向に配列している。並行流路１７は、パワー素子５０Ａ〜５０Ｄごとに配備されている。並行流路１７の上流端が、入側均等化構造物２２を介して入側流路１４に接続されている。入側流路１４内を流れる冷却媒体が、入側均等化構造物２２を経由して、並行流路１７の各々に流入する。並行流路１７の各々は、入側流路１４から流入した冷却媒体を、ｙ軸の負の向きに流す。
【００１４】
並行流路１７の各々の下流端が、出側均等化構造物２３を介して出側流路２０に接続されている。並行流路１７を流れた冷却媒体が、出側均等化構造物２３を経由して、出側流路２０に流入する。
【００１５】
出側流路２０は、ｘ軸方向に長い平面形状を有し、そのｘ軸方向負側の端部が、排出口２１となる。並行流路１７から出側流路２０に流入した冷却媒体は、ｘ軸の負の向きに流れ、排出口２１から、コールドプレート１０の外部に排出される。
【００１６】
入側均等化構造物２２は、入側緩衝室１５と、複数の入側流通孔１６とを含む。入側緩衝室１５は、ｘ軸方向に長い平面形状を有し、入側流路１４の側方に、入側流路１４と平行に配置されている。並行流路１７の上流端が、入側緩衝室１５に接続されている。すなわち、並行流路１５の上流端が、入側緩衝室１５によって相互に接続されている。
【００１７】
入側流通孔１６は、ｘ軸方向に離散的に分布し、入側流路１４と入側緩衝室１５とを接続する。入側流路１４の相対的に下流側に配置される入側流通孔１６の流路断面が、相対的に上流側に配置される入側流通孔１６の流路断面より大きい。具体的には、ｘ軸の正の側に位置する入側流通孔１６ほど、ｘ軸方向の寸法が大きくされている。
【００１８】
出側均等化構造物２３は、出側緩衝室１８と、複数の出側流通孔１９とを含む。出側均等化構造物２３の平面形状は、入側均等化構造物２２の平面形状と線対称である。入側流路１４、入側緩衝室１５、入側流通孔１６、出側流路２０、出側緩衝室１８、及び出側流通孔１９の流路断面は長方形であり、並行流路１７の流路断面は円形である。
【００１９】
並行流路１７の各々は、２本の上流側部分１７Ａ、連結部分１７Ｂ、及び３本の下流側部分１７Ｃを含む。上流側部分１７Ａの上流端が入側緩衝室１５に接続されている。下流側部分１７Ｃの下流端が出側緩衝室１８に接続されている。上流側部分１７Ａと下流側部分１７Ｃとは、ｘ方向にずれて配置されている。連結部分１７Ｂは、上流側部分１７Ａの下流端を下流側部分１７Ｃの上流端に連結する。上流側部分１７Ａと連結部分１７Ｂとのなす角度、及び連結部分１７Ｂと下流側部分１７Ｃとのなす角度は、ほぼ直角である。
【００２０】
上流側部分１０Ａと連結部分１７Ｂとの接続点は、ｘｙ面内に関してパワー素子５０Ａ〜５０Ｄのいずれかと重なる。パワーモジュール５０Ａ〜５０Ｄは、並行流路１７と熱的に結合している。並行流路１７を流れる冷却媒体によって、パワーモジュール５０Ａ〜５０Ｄを効率的に冷却することができる。
【００２１】
入側均等化構造物２２及び出側均等化構造物２３は、ｘ方向に並ぶ複数の並行流路１７を流れる冷却媒体の流量を均等化する。なお、流量の高精度な均等化が要求されない場合には、入側均等化構造物２２及び出側均等化構造物２３を省略し、並行流路１７を入側流路１４及び出側流路２０に直接接続してもよい。
【００２２】
図２Ａに、図１Ｂの一点鎖線２Ａ−２Ａにおける断面図を示す。コールドプレート１０内に、入側緩衝室１５、並行流路１７、及び出側流路２０が形成されている。コールドプレート１０の厚さは、例えば２５ｍｍである。入側緩衝室１５及び出側流路２０の高さ（厚さ方向の寸法）は、例えば１５ｍｍである。並行流路１７の各々の直径Ｄは、例えば３ｍｍである。図１Ｂに示した入側流路１４、入側流通孔１６、出側緩衝室１８、出側流通孔１９の高さは、入側緩衝室１５の高さと同一である。
【００２３】
図２Ｂに、図１Ｂの一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図を示す。コールドプレート１０内に、入側流路１４、入側緩衝室１５、並行流路１７の下流側部分１７Ｃ、出側緩衝室１８、及び出側流路２０が形成されている。入側流通孔１６、出側流通孔１９及び並行流路
１７の上流側部分１７Ａ（図１Ｂ）は、この断面図に現れていない。
【００２４】
上述のコールドプレート１０は、例えば鋳造法により作製することができる。コールドプレート１０には、例えばアルミニウムを用いることができる。
【００２５】
図３Ａに、実施例１による電力変換装置の断面図を示す。コールドプレート１０及びパワーモジュール５０の構成は、図１Ａに示した構成と同一である。コールドプレート１０及びパワーモジュール５０が、筐体３０内に収容されている。筐体３０は、底面、及び底面の外周部から立ち上がった側面を有する筐体下部３０Ａ、及び筐体下部３０Ａの開口部を塞ぐ上蓋３０Ｂを有する。コールドプレート１０は、筐体下部３０Ａの底面に固定されている。
【００２６】
図３Ｂに、実施例１の変形例による電力変換装置の断面図を示す。この変形例では、筐体下部３０Ａの底面内に、冷却流路が形成されている。すなわち、筐体下部３０Ａの底面がコールドプレート１０を兼ねている。このような構成にすることにより、部品点数を削減することができる。
【００２７】
上記実施例１及びその変形例においては、並行流路１７の上流側部分１７Ａを流れた冷却媒体が、その下流端において並行流路１７の壁面に衝突する。この衝突により、コールドプレート１０から冷却媒体への熱伝達効率を高めることができる。これにより、パワーモジュール５０を効率的に冷却することができる。
【００２８】
上記実施例１においては、２本の上流側部分１７Ａに対して３本の下流側部分１７Ｃが接続されている。下流側部分１７Ｃの本数が、上流側部分１７Ａの本数より多いため、下流側部分１７Ｃの流路抵抗が、上流側部分１７Ａの流路抵抗より低いこのため、並行流路１７内に冷却媒体の滞留が生じにくい。このように、上流側部分１７Ａの流路断面積と下流側部分１７Ｃの流路断面積とを等しくする場合には、下流側部分１７Ｃの本数を上流側部分１７Ａの本数より多くすることが好ましい。
【００２９】
図４Ａに、実施例１の変形例１による電力変換装置の並行流路１７の平面形状を示す。変形例１においては、並行流路１７の各々が、１本の上流側部分１７Ａ、２本の下流側部分１７Ｃ、及び上流側部分１７Ａと下流側部分１７Ｃとを連結する連結流路１７Ｂとで構成される。上流側部分１７Ａ、下流側部分１７Ｃ、及び連結流路１７Ｂの流路断面積はすべて等しい。このため、下流側部分１７Ｃの流路断面積の合計は、上流側部分１７Ａの流路断面積の合計よりも大きくなる。これにより、並行流路１７内での冷却媒体の滞留を防止することができる。
【００３０】
図４Ｂに、実施例１の変形例２による電力変換装置の並行流路１７の平面形状を示す。変形例２においては、パワー素子５０Ａ〜５０Ｄごとに、３本の上流側部分１７Ａと３本の下流側部分１７Ｃが配備されている。１本の上流側部分１７Ａが、連結部分１７Ｂにより１本の下流側部分１７Ｃに連結されている。上流側部分１７Ａは、相互に連結されていない。上流側部分１７Ａと連結部分１７Ｂとのなす角度、及び連結部分１７Ｂと下流側部分１７Ｃとのなす角度は、ほぼ直角である。実施例１及びその変形例１では、上流側部分１７Ａと連結部分１７Ｂとの接続箇所で流路が分岐していた。変形例２では、流路を分岐させることに代えて、折れ曲がり部分を設けている。この折れ曲がり部分で、冷却媒体が流路の壁面に衝突する。
【００３１】
図５Ａに、実施例１の変形例３による電力変換装置の並行流路１７の平面形状を示す。変形例３においては、並行流路１７の各々の上流側部分１７Ａと下流側部分１７Ｃとが、２本ずつ配置されている。連結部分１７Ｂが、２本の上流側部分１７Ａの下流端を、２本
の下流側部分１７Ｃの上流端に連結する。２本の下流側部分１７Ｃのうち１本は、ｘ方向に関して２本の上流側部分１７Ａの間に配置される。上流側部分１７Ａの間に配置された下流側部分１７Ｃの流路断面は、上流側部分１７Ａの流路断面よりも大きい。このため、並行流路１７内での冷却媒体の滞留を防止することができる。このように、下流側部分１７Ｃの流路断面積の合計を、上流側部分１７Ａの流路断面積の合計よりも大きくすることが好ましい。
【００３２】
図５Ｂに、実施例１の変形例４による電力変換装置の並行流路１７の平面形状を示す。変形例４においては、並行流路１７の各々は、２本の上流側部分１７Ａと１本の下流側部分１７Ｃとを含む。１本の下流側部分１７Ｃは、ｘ方向に関して、２本の上流側部分１７Ａの間に配置されている。連結部分１７Ｂが、２本の上流側部分１７Ａの下流端を、１本の下流側部分１７Ｃの上流端に連結している。
【００３３】
下流側部分１７Ｃの流路断面積は、上流側部分１７Ａの各々の流路断面積の２倍以上である。このため、並行流路１７内での冷却媒体の滞留を防止することができる。また、滞留を防止する効果を高めるために、下流側部分１７Ｃの流路断面積を、上流側部分１７Ａの流路断面積の合計より大きくすることが好ましい。
【００３４】
図５Ｃに、実施例１の変形例５による電力変換装置の並行流路１７の平面形状を示す。変形例５においては、並行流路１７の各々は、３本の上流側部分１７Ａと２本の下流側部分１７Ｃとを含む。下流側部分１７Ｃは、ｘ方向に関して、相互に隣り合う２本の上流側部分１７Ａの間に配置されている。連結部分１７Ｂが、３本の上流側部分１７Ａの下流端を、２本の下流側部分１７Ｃの上流端に連結している。下流側部分１７Ｃの流路断面積の合計は、上流側部分１７Ａの流路断面積の合計より大きい。このため、並行流路１７内での冷却媒体の滞留を防止することができる。
【００３５】
図６に、実施例１の変形例６による電力変換装置の並行流路１７の平面形状を示す。実施例１、及びその変形例１〜変形例５では、並行流路７の上流側部分１７Ａと連結部分１７Ｂとのなす角度がほぼ直角であった。変形例６では、上流側部分１７Ａと連結部分１７Ｂとのなす角度が９０°より大きい。すなわち、連結部分１７Ｂは、ｘ方向に対して斜めの方向に伸びる。変形例６においても、上流側部分１７Ａと連結部分１７Ｂとの接続箇所で、冷却媒体が流路の壁面に衝突するため、コールドプレート１０（図１Ｂ）から冷却媒体への熱伝達効率を高めることができる。
【００３６】
上述のように、実施例１及びその変形例においては、並行流路１７の各々の上流側部分１７Ａ及び下流側部分１７Ｃの一方は、少なくとも２本配備されている。並行流路１７の各々の上流側部分１７Ａ及び下流側部分１７Ｃの一方を、少なくとも２本配備することにより、パワー素子５０Ａ〜５０Ｄを効率的に冷却することができる。
【００３７】
［実施例２］
図７に、実施例２による作業機械の例としてショベルの平面図を示す。下部走行体７１に、旋回軸受け７３を介して、上部旋回体７０が取り付けられている。上部旋回体７０に、エンジン７４、メインポンプ７５、旋回用電動モータ（電動機）７６、油タンク７７、冷却ファン７８、座席７９、蓄電モジュール８０、電動発電機８３、電動発電機用インバータ９０、旋回用インバータ９１、及び蓄電器用昇降圧コンバータ９２が搭載されている。エンジン７４は、燃料の燃焼により動力を発生する。エンジン７４、メインポンプ７５、及び電動発電機８３が、トルク伝達機構８１を介して相互にトルクの送受を行う。メインポンプ７５は、ブーム８２等の油圧シリンダに圧油を供給する。
【００３８】
電動発電機８３は、エンジン７４の動力によって駆動され、発電を行う（発電運転）。
発電された電力は、蓄電モジュール８０に供給され、蓄電モジュール８０が充電される。また、電動発電機８３は、蓄電モジュール８０からの電力によって駆動され、エンジン７４をアシストするための動力を発生する（アシスト運転）。油タンク７７は、油圧回路の油を貯蔵する。冷却ファン７８は、油圧回路の油温の上昇を抑制する。操作者は、座席７９に着座して、ハイブリッド型ショベルを操作する。
【００３９】
図８に、実施例２によるショベルの部分破断側面図を示す。下部走行体７１に、旋回軸受け７３を介して上部旋回体７０が搭載されている。上部旋回体７０は、旋回フレーム７０Ａ、カバー７０Ｂ、及びキャビン７０Ｃを含む。旋回フレーム７０Ａは、キャビン７０Ｃ、及び種々の部品の支持構造体として機能する。カバー７０Ｂは、支持構造体７０Ａに搭載された種々の部品、例えば蓄電モジュール８０、電動発電機用インバータ９０、旋回用インバータ９１、蓄電器用昇降圧コンバータ９２等を覆う。キャビン７０Ｃ内に座席７９（図７）が収容されている。
【００４０】
旋回用電動モータ７６（図７）が、その駆動対象である旋回フレーム７０Ａを、下部走行体７１に対して、時計回り、または反時計周りに旋回させる。上部旋回体７０に、ブーム８２が取り付けられている。ブーム８２は、油圧駆動されるブームシリンダ１０７により、上部旋回体７０に対して上下方向に揺動する。ブーム８２の先端に、アーム８５が取り付けられている。アーム８５は、油圧駆動されるアームシリンダ１０８により、ブーム８２に対して前後方向に揺動する。アーム８５の先端にバケット８６が取り付けられている。バケット８６は、油圧駆動されるバケットシリンダ１０９により、アーム８５に対して揺動する。
【００４１】
図９に、実施例２によるショベルのブロック図を示す。図９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、パイロットラインを破線で表す。
【００４２】
エンジン７４の駆動軸がトルク伝達機構８１の入力軸に連結されている。エンジン７４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７４は、作業機械の運転中は、常時駆動されている。
【００４３】
電動発電機８３の駆動軸が、トルク伝達機構８１の他の入力軸に連結されている。電動発電機８３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８３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（ＩＰＭ）モータが用いられる。
【００４４】
トルク伝達機構８１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。
【００４５】
エンジン７４に加わる負荷が大きい場合には、電動発電機８３がアシスト運転を行い、電動発電機８３の駆動力がトルク伝達機構８１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７４に加わる負荷が軽減される。一方、エンジン７４に加わる負荷が小さい場合には、エンジン７４の駆動力がトルク伝達機構８１を介して電動発電機８３に伝達されることにより、電動発電機８３が発電運転される。電動発電機８３をアシスト運転するときには、インバータ９０から電動発電機８３に三相交流電力が供給される。電動発電機８３が発電運転されているときには、電動発電機８３からインバータ９０に三相交流電力が供給される。インバータ９０は、制御装置１３０により制御される。
【００４６】
制御装置１３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１３０Ａ及び内部メモリ１３０Ｂを含む。ＣＰＵ１３０Ａは、内部メモリ１３０Ｂに格納されている駆動制御用プログラムを実行する。制御装置１３０は、表示装置１３５に、各種装置の劣化状態等を表示することにより
、運転者の注意を喚起する。
【００４７】
メインポンプ７５は、高圧油圧ライン１１６を介して、コントロールバルブ１１７に油圧を供給する。コントロールバルブ１１７は、運転者からの指令により、油圧モータ１０１Ａ、１０１Ｂ、ブームシリンダ１０７、アームシリンダ１０８、及びバケットシリンダ１０９に油圧を分配する。油圧モータ１０１Ａ及び１０１Ｂは、それぞれ図８に示した下部走行体７１に備えられた左右の２本のクローラを駆動する。
【００４８】
電動発電機８３の電気系統の入出力端子が、インバータ９０を介して蓄電回路１９０に接続されている。蓄電回路１９０は、蓄電モジュール８０（図７、図８）及び蓄電器用昇降圧コンバータ９２（図８）を含む。インバータ９０は、制御装置１３０からの指令に基づき、電動発電機８３から供給された三相交流電力を直流電力に変換して、蓄電回路１９０に供給する。または、蓄電回路１９０から供給された直流電力を三相交流電力に変換して、電動発電機８３に供給する。蓄電回路１９０には、さらに、旋回用インバータ９１を介して旋回モータ７６が接続されている。蓄電回路１９０及び旋回用インバータ９１は、制御装置１３０により制御される。
【００４９】
旋回モータ７６は、旋回用インバータ９１により交流駆動され、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。旋回モータ７６には、例えばＩＰＭモータが用いられる。ＩＰＭモータは、回生時に大きな誘導起電力を発生する。力行動作時には、インバータ９１が、蓄電回路１９０から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、旋回モータ７６に供給する。回生動作時には、インバータ９１が、旋回モータ７６から供給される三相交流電力を直流電力に変換して、蓄電回路１９０に供給する。
【００５０】
旋回モータ７６の力行動作中は、旋回モータ７６が、減速機１２４を介して、上部旋回体７０を旋回させる。この際、減速機１２４は、回転速度を遅くする。これにより、旋回モータ７６で発生した回転力が増大する。また、回生運転時には、上部旋回体７０の回転運動が、減速機１２４を介して旋回モータ７６に伝達されることにより、旋回モータ７６が回生電力を発生する。この際、減速機１２４は、力行運転の時とは逆に、回転速度を速める。これにより、旋回モータ７６の回転数を上昇させることができる。
【００５１】
レゾルバ１２２が、旋回モータ７６の回転軸の回転方向の位置を検出する。検出結果は、制御装置１３０に入力される。旋回モータ７６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。
【００５２】
メカニカルブレーキ１２３が、旋回モータ７６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１２３の制動状態と解除状態とは、制御装置１３０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。
【００５３】
パイロットポンプ１１５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１２５を介して操作装置１２６に供給される。操作装置１２６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１２６は、パイロットライン１２５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１２７を介してコントロールバルブ１１７に伝達されると共に、他の油圧ライン１２８を介して圧力センサ１２９に伝達される。
【００５４】
圧力センサ１２９で検出された圧力の検出結果が、制御装置１３０に入力される。これにより、制御装置１３０は、下部走行体７１、旋回モータ７６、ブーム８２、アーム８５、及びバケット８６の操作の状況を検知することができる。
【００５５】
電動発電機用インバータ９０、旋回用インバータ９１（図７〜図９）、及び蓄電器用昇降圧コンバータ９２（図８）には、実施例１、またはその変形例のいずれかによる電力変換装置が用いられる。例えば、電動発電機用インバータ９０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相用のパワー素子が、それぞれ図１Ａに示したパワー素子５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに対応する。パワー素子５０Ｄは、例えば予備である。
【００５６】
実施例２による作業機械は、実施例１、またはその変形例のいずれかによる電力変換装置を用いているため、電動発電機用インバータ９０、旋回用インバータ９１、及び蓄電器用昇降圧コンバータ９２内のパワー素子を、効率的に冷却することができる。
【００５７】
［実施例３］
図１０に、実施例３による作業機械の例として荷役作業車両（フォークリフト）の部分破断側面図を示す。実施例３による荷役作業車両は、フォーク２１１、車輪２１２、インストルメントパネル２１３、ハンドル２１４、レバー２１５、及び座席２１６を含む。車台に、走行モータ用インバータ２２０及び蓄電器用昇降圧コンバータ２２１が搭載されている。走行モータ用インバータ２２０及び蓄電器用昇降圧コンバータ２２１には、実施例１、またはその変形例のいずれかの電力変換装置が用いられる。走行モータ用インバータ２２０は、走行用モータに電力を供給する。蓄電器用昇降圧コンバータ２２１は、蓄電器の充放電を行う。
【００５８】
実施例３による作業機械は、実施例１、またはその変形例による電力変換装置を用いているため、走行モータ用インバータ２２０及び蓄電器用昇降圧コンバータ２２１内のパワー素子を効率的に冷却することができる。
【００５９】
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】
【００６０】
１０  コールドプレート
１１  流入口
１２  助走路
１３  テーパ状流路
１４  入側流路
１５  入側緩衝室
１６  入側流通孔
１７  並行流路
１７Ａ  上流側部分
１７Ｂ  連結部分
１７Ｃ  下流側部分
１８  出側緩衝室
１９  出側流通孔
２０  出側流路
２１  流出口
２２  入側均等化構造物
２３  出側均等化構造物
３０  筐体
３０Ａ  筐体下部
３０Ｂ  上蓋
５０  パワーモジュール
５０Ａ〜５０Ｄ  パワー素子
７０  上部旋回体
７０Ａ  旋回フレーム
７０Ｂ  カバー
７０Ｃ  キャビン
７１  下部走行体
７３  旋回軸受け
７４  エンジン
７５  メインポンプ
７６  旋回モータ
７７  油圧タンク
７８  冷却ファン
７９  座席
８０  蓄電モジュール
８１  トルク伝達機構
８２  ブーム
８３  電動発電機
８５  アーム
８６  バケット
９０  電動発電機用インバータ
９１  旋回用インバータ
９２  蓄電器用昇降圧コンバータ
１０１Ａ、１０１Ｂ  油圧モータ
１０７  ブームシリンダ
１０８  アームシリンダ
１０９  バケットシリンダ
１１５  パイロットポンプ
１１６  高圧油圧ライン
１１７  コントロールバルブ
１２２  レゾルバ
１２３  メカニカルブレーキ
１２４  減速機
１２５  パイロットライン
１２６  操作装置
１２７、１２８  油圧ライン
１２９  圧力センサ
１３０  制御装置
１３０Ａ  ＣＰＵ
１３０Ｂ  内部メモリ
１３５  表示装置
１９０  蓄電回路
２１１  フォーク
２１２  車輪
２１３  インストルメントパネル
２１４  ハンドル
２１５  レバー
２１６  座席
２２０  走行モータ用インバータ
２２１  蓄電器用昇降圧コンバータ
【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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【図１０】
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