(57)【要約】【課題】複数の冷却ファンをそれぞれ複数の電動機によって駆動することにより建設機械の被冷却体の冷却を行う装置において、各電動機の駆動のための大型の発電機を限られたスペースに設置するのは困難である。【課題手段】冷却装置は、被冷却体（１１〜１３）を冷却するための複数の冷却ファン（４２Ａ〜４２Ｉ）と、各冷却ファン（４２Ａ〜４２Ｉ）を回転駆動する複数の電動機（４２Ａ〜４２Ｉ）と、エンジン（２０）と、エンジン（２０）が出力する動力により駆動されて各電動機に供給される電力を生成する発電ユニット（３０）と、を備える。発電ユニット（３０）は、エンジン（２０）の動力により回転駆動される入力軸（３６）と、この入力軸（３６）の軸方向に沿って並ぶように配置され、当該入力軸（３６）の回転によってそれぞれが個別に電力を生成する複数の発電機（３２Ａ〜３２Ｉ）と、を有する。【選択図】図２
2016030999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械に設けられる少なくとも一つの被冷却体を冷却するための装置であって、
それぞれが回転駆動されることにより前記被冷却体を冷却するための冷却風を形成する複数の冷却ファンと、
これらの冷却ファンをそれぞれ回転駆動する複数の電動機と、動力を生成しかつ出力するエンジンと、
このエンジンが出力する動力により駆動され、これにより、前記各電動機に供給される電力を生成する発電ユニットと、を備え、当該発電ユニットは、前記エンジンの動力により回転駆動される入力軸と、この入力軸の軸方向に沿って並ぶように配置され、当該入力軸の回転によってそれぞれが個別に電力を生成する複数の発電機と、を有する、建設機械の冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の冷却装置であって、前記エンジンがその動力を出力するための出力軸を有し、前記発電ユニットの入力軸が前記出力軸と平行となるように当該発電ユニットが配置される、建設機械の冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の建設機械の冷却装置であって、前記発電ユニットは、前記入力軸を回転可能に支持するとともに前記各発電機を一括して格納するケーシングをさらに有する、建設機械の冷却装置。
【請求項４】
請求項３記載の建設機械の冷却装置であって、前記各発電機は、固定子と回転子とを有していて当該固定子に対する当該回転子の相対回転によって電力を生成し、前記各発電機の回転子が前記入力軸の軸方向に沿って並ぶように当該入力軸の外周面上に固定され、前記各発電機の固定子が前記回転子をそれぞれ回転半径方向の外側から囲むように前記ケーシングの内側面上に固定される、建設機械の冷却装置。
【請求項５】
請求項４記載の建設機械の冷却装置であって、前記ケーシングの内部に冷却媒体の流通を許容する冷却用流路が形成されている、建設機械の冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の建設機械の冷却装置であって、前記発電ユニットは、前記複数の発電機として、前記複数の電動機にそれぞれ対応する発電機を含み、各発電機は当該発電機に対応する電動機に電力を供給することができるように個別に当該電動機に電気的に接続されている、建設機械の冷却装置。
【請求項７】
請求項６記載の建設機械の冷却装置であって、前記冷却装置は、前記複数の電動機とこれに対応する前記複数の発電機とを結ぶ給電径路をそれぞれ個別に開閉する複数の接点をさらに備える、建設機械の冷却装置。
【請求項８】
請求項７記載の建設機械の冷却装置であって、前記冷却装置は、前記少なくとも一つの被冷却体の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部が検出する温度に基づいて前記各接点の開閉の切換を行う温度制御部と、をさらに備える、建設機械の冷却装置。
【請求項９】
請求項８記載の建設機械の冷却装置であって、少なくとも一つの被冷却体について、当該被冷却体に対して複数の冷却ファンが形成する冷却風が当たるようにこれらの冷却ファンが配置され、前記温度制御部は、当該被冷却体について検出された温度に基づき、当該被冷却体に与えられた前記複数の冷却ファンのうち作動すべき冷却ファンを決定してその冷却ファンのみを作動させるように前記各接点の開閉の切換を行う、建設機械の冷却装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の建設機械の冷却装置であって、前記少なくとも一つの被冷却体として複数の被冷却体を備え、前記温度検出部は各被冷却体の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出器を含み、前記各被冷却体に対して前記複数の冷却ファンのうちの少なくとも一つが与えられ、前記温度制御部は前記各温度検出器が検出する温度に基づいて前記各接点の開閉の切換を行う、建設機械の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に設けられる冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械には、一般に、ラジエータやオイルクーラ、インタークーラといった各種の被冷却体を冷却するための送風装置が搭載される。送風装置は、エンジンに連結されたファンを含み、当該ファンは、当該エンジンにより回転駆動されることにより冷却風を形成し、これを前記冷却対象物に供給する。
【０００３】
この種の建設機械として、特許文献１は、前記冷却対象物としてラジエータ、オイルクーラ及びインタークーラを備えるとともに、これらにそれぞれ冷却風を供給するための第１冷却ファン、第２冷却ファン及び第３冷却ファンを備えた油圧ショベルを開示する。前記第１〜第３冷却ファンのうち、前記第１冷却ファンはエンジンにより直接駆動され、第２及び第３冷却ファンは油圧モータにより駆動される。また、当該特許文献１には、前記冷却ファンが電動モータによって駆動されてもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９８０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記複数の冷却ファンをそれぞれ電動モータによって駆動する場合、それぞれの冷却ファンをエンジンの回転数とは独立した速度で駆動することができる利点がある一方、各電動モータに必要な電力を供給するために大きな発電機が必要であり、その設置スペースの確保が難しいという課題がある。特に、油圧ショベルをはじめとする建設機械では、各種機器を搭載するためのスペースには著しい制約があり、大型の発電機をその動力源であるエンジンの近傍に無理なく配置することは困難である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、建設機械の被冷却体を冷却するための装置であって、複数の冷却ファンをそれぞれ複数の電動機によって駆動することにより前記被冷却体の冷却を行い、かつ、限られたスペースの中で前記各冷却ファンの駆動のために必要な電力を生成することが可能な冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が提供するのは、建設機械に設けられる少なくとも一つの被冷却体を冷却するための装置であって、それぞれが回転駆動されることにより前記被冷却体を冷却するための冷却風を形成する複数の冷却ファンと、これらの冷却ファンをそれぞれ回転駆動する複数の電動機と、動力を生成しかつ出力するエンジンと、このエンジンが出力する動力により駆動され、これにより、前記各電動機に供給される電力を生成する発電ユニットと、を備える。当該発電ユニットは、前記エンジンの動力により回転駆動される入力軸と、この入力軸の軸方向に沿って並ぶように配置され、当該入力軸の回転によってそれぞれが個別に電力を生成する複数の発電機と、を有する。
【０００８】
この冷却装置によれば、限られたスペース内に前記発電ユニットを配置しながら、この発電ユニットによって前記各電動機を駆動するために必要な電力を生成することができる。具体的に、当該発電ユニットは、複数の発電機を含むため、これらの発電機によって十分な電力を生成することが可能であるとともに、これらの発電機は共通の入力軸に沿って並ぶように配置され、かつ、その共通の入力軸の回転によってそれぞれが個別に電力を生成するので、同じだけの電力を生成するための１台の大型の発電機を使用する場合に比べ、発電ユニットの設置のためのスペースの自由度が増す。
【０００９】
この効果は、前記エンジンがその動力を出力するための出力軸を有する場合に、前記発電ユニットの入力軸が前記出力軸と平行となるように当該発電ユニットが配置されることで、より顕著となる。
【００１０】
前記発電ユニットは、前記入力軸を回転可能に支持するとともに前記各発電機を一括して格納するケーシングをさらに有することが好ましい。このケーシングは、各発電機の一括保護及び入力軸の支持の双方を行うことが可能である。
【００１１】
前記各発電機がそれぞれ固定子と回転子とを有し、当該固定子に対する当該回転子の相対回転によって電力を生成する場合に、前記各発電機の回転子が前記入力軸の軸方向に沿って並ぶように当該入力軸の外周面上に固定され、前記各発電機の固定子が前記回転子をそれぞれ回転半径方向の外側から囲むように前記ケーシングの内側面上に固定されることが、好ましい。この配置によれば、前記入力軸及び前記ケーシングを有効に利用して複数の発電機をコンパクトな構造で合理的に構築することができる。
【００１２】
この場合、前記ケーシングの内部に冷却媒体の流通を許容する冷却用流路が形成されることが好ましい。この冷却用流路内を前記冷却媒体が流れることにより、前記ケーシングに固定された各発電機の固定子を一括して効率よく冷却することが可能である。
【００１３】
前記発電ユニットは、前記複数の発電機として、前記複数の電動機にそれぞれ対応する発電機を含み、各発電機は当該発電機に対応する電動機に電力を供給することができるように個別に当該電動機に電気的に接続されていることが、好ましい。このようにして複数の電動機に対してこれに対応する発電機がそれぞれ個別に電力を供給することは、各電動機の駆動制御を容易にする。
【００１４】
例えば、前記冷却装置は、前記複数の電動機とこれに対応する前記複数の発電機とを結ぶ給電径路をそれぞれ個別に開閉する複数の接点をさらに備えることが、好ましい。当該複数の接点の具備により、各電動機への電力供給を個別にオンオフすることが可能となり、そのオンオフによって前記複数の冷却ファンにより形成される冷却風の風量を高い自由度で制御することが可能になる。
【００１５】
具体的に、前記冷却装置は、前記少なくとも一つの被冷却体の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部が検出する温度に基づいて前記各接点の開閉の切換を行う温度制御部と、をさらに備えるのが、好ましい。当該温度制御部は、前記各接点の開閉の切換という簡単な操作で前記被冷却体の温度を制御することができる。
【００１６】
例えば、少なくとも一つの被冷却体について、当該被冷却体に対して複数の冷却ファンが形成する冷却風が当たるようにこれらの冷却ファンが配置されれば、前記温度制御部は、当該被冷却体について検出された温度に基づき、当該被冷却体に与えられた前記複数の冷却ファンのうち作動すべき冷却ファン（の個数）を決定してその冷却ファンのみを作動させるように前記各接点の開閉の切換を行うことにより、前記被冷却体に供給される冷却風の風量を調節して当該被冷却体の温度を適正に制御することができる。
【００１７】
また、前記冷却装置が前記少なくとも一つの被冷却体として複数の被冷却体を備える場合、前記温度検出部は各被冷却体の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出器を含み、前記各被冷却体に対して前記複数の冷却ファンのうちの少なくとも一つが与えられ、前記温度制御部は前記各温度検出器が検出する温度に基づいて前記各接点の開閉の切換を行うことが、好ましい。これにより、前記複数の冷却ファンを用いて前記複数の被冷却体の温度制御を個別にかつ適正に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、複数の冷却ファンをそれぞれ複数の電動機によって駆動することにより建設機械の被冷却体の冷却を行い、かつ、限られたスペースの中で前記各冷却ファンの駆動のために必要な電力を生成することが可能な冷却装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷却装置が搭載される建設機械の一例である油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】前記冷却装置を示すシステム構成図である。
【図３】前記冷却装置により冷却される複数の冷却器及びその冷却のための各冷却ファンの配置を示す正面図である。
【図４】前記冷却装置における発電ユニットを示す断面側面図である。
【図５】前記各冷却器及び各冷却ファンの配置の第１の変形例を示す正面図である。
【図６】前記各冷却器及び各冷却ファンの配置の第２の変形例を示す正面図である。
【図７】前記冷却装置のコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図８】前記コントローラの行う制御動作を示すフローチャートである。
【図９】前記コントローラの行う温度制御の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る冷却装置が搭載される建設機械の例である油圧ショベルを示す。この油圧ショベルは、下部走行体１と、その上に旋回可能に搭載される上部旋回体２と、当該上部旋回体２に装着される掘削アタッチメント３と、を備える。前記上部旋回体２はアッパーフレーム４を有し、その上にキャビン５、エンジンルーム６等が搭載される。そして、このエンジンルーム６内に、被冷却体と、これを冷却するための前記冷却装置の主要部分が収容される。
【００２２】
図２は、前記被冷却体と、前記冷却装置の主要な構成要素と、を示す。この実施の形態は複数の被冷却体、すなわち、第１冷却器１１、第２冷却器１２及び第３冷却器１３を含む。前記冷却装置は、冷却のための動力源であるエンジン２０と、このエンジン２０により駆動されて電力を生成する発電ユニット３０と、この発電ユニット３０が生成する電力の供給を受けて前記各冷却器１１〜１３を冷却するための冷却風を形成する送風部４０と、前記発電ユニット３０と前記送風部４０との間に介在するスイッチユニット５０と、蓄電を行うバッテリー６０と、前記送風部４０を用いて前記各冷却器１１〜１３の温度制御を行うコントローラ７０と、を備える。
【００２３】
前記第１〜第３冷却器１１〜１３は、その内部を流れる流体と当該第１〜第３冷却器１１〜１３に供給される前記冷却風との熱交換により当該流体を冷却する冷却用熱交換器であり、従って、当該冷却風による冷却対象すなわち本発明に係る「被冷却体」に相当する。前記第１冷却器１１は、例えば、油圧回路に用いられる作動油を冷却するオイルクーラであり、第２冷却器１２は、例えば、前記エンジン２０を冷却するためのエンジン冷却水を冷却するラジエータであり、第３冷却器１３は、例えば、過給機による断熱圧縮により昇温したエンジン吸入空気を冷却するためのインタークーラである。
【００２４】
前記第１冷却器１１、第２冷却器１２及び第３冷却器１３には、それぞれ、当該冷却器内を流れる流体である被冷却流体の温度を検出する第１温度センサ１４，第２温度センサ１５及び第３温度センサ１６が設けられている。前記被冷却流体の温度は、例えばオイルクーラでは作動油の温度、ラジエータではエンジン冷却水の温度、インタークーラでは断熱圧縮されたエンジン吸入空気の温度、である。
【００２５】
図３に示すように、この実施の形態に係る第１〜第３冷却器１１〜１３は、エンジンルーム６内において横一列に並べられている。ただし、本発明に係る「少なくとも一つの被冷却体」の具体的な個数及び配置は限定されない。また、本発明に係る「被冷却体」は前記第１〜第３冷却器１１〜１３のような冷却用の熱交換器に限定されるものではなく、冷却風の供給により冷却されることが可能なものはいずれも当該「被冷却体」に該当することが可能である。
【００２６】
前記エンジン２０は、冷却装置全体の動力源であるとともに、この実施の形態では油圧ショベルの主要なアクチュエータを駆動するための動力源であり、燃料の供給を受けて必要な動力を生成する。具体的に、当該エンジン２０は、当該動力の出力部として回転するエンジン出力軸２２を有する。
【００２７】
前記発電ユニット３０は、複数の発電機、具体的にこの実施の形態では９つの発電機３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ及び３２Ｉを含む。これらの発電機３２Ａ〜３２Ｉは、前記エンジン２０から供給される動力により駆動され、これにより、それぞれ個別に電力を生成する。
【００２８】
図４は、この実施の形態に係る発電ユニット３０の詳細を示す。この発電ユニット３０は、前記各発電機３２Ａ〜３２Ｉの他、ケーシング３５と、入力軸３６と、を備える。
【００２９】
前記ケーシング３５は、前記各発電機３２Ａ〜３２Ｉを一括して格納するとともに、前記入力軸３６を回転可能に支持する。図４に例示されるケーシング３５は、円筒状の周壁３５ａと、その軸方向の両端に連結される一対の端壁３５ｂ，３５ｃと、を有し、前記入力軸３６が前記周壁３５ａの中心軸に沿って前記両端壁３５ｂ，３５ｃを貫通する状態で、各端壁３５ｂ，３５ｃがそれぞれ軸受３７を介して前記入力軸３６の前後の端部を回転可能に支持する。このケーシング３５は、前記エンジンルーム６内の適当な部位、例えば上部旋回体２を構成する適当なフレームまたは固定板に固定される。図４に示す例では、前記端壁３５ｃの外周部がフランジ部を構成し、このフランジ部がボルト３８によって前記適当な部位に締結される。
【００３０】
前記入力軸３６は、前記エンジン２０が生成する動力を取り込んで各発電機３２Ａ〜３２Ｉに伝達する。換言すれば、この入力軸３６の回転によって前記各発電機３２Ａ〜３２Ｉが発電を行う。発電ユニット３０は、図２に示されるようにこの入力軸３６が前記エンジン入力軸２２と平行となる姿勢でエンジンルーム６内に配置されるのが、好ましく、これにより、エンジンルーム６内のさらなる省スペース化が可能になる。
【００３１】
前記入力軸３６は、前記エンジン出力軸２２に動力伝達機構２４を介して連結される。この動力伝達機構２４は、前記エンジン出力軸２２の回転動力を前記入力軸３６に伝達して当該入力軸３６を回転させる。この動力伝達機構２４は、図２に示す例では、前記エンジン出力軸２２及び前記入力軸３６にそれぞれ固定されるプーリ２５，２６と、これらのプーリ２５，２６に掛渡される動力伝達ベルト２８と、を含むが、その他の巻き掛け伝動機構や歯車機構など、動力伝達機構２４には周知の伝動機構が適用されることが可能である。
【００３２】
前記各発電機３２Ａ〜３２Ｉは、前記入力軸３６の軸方向に並んだ状態で配置され、その共通の入力軸３６と前記ケーシング３５との間に構築される。具体的に、各発電機３２Ａ〜３２Ｉは、それぞれ、前記ケーシング３５に固定されるステータ（固定子）３３と、前記入力軸３６に固定されてこれと一体に回転するロータ（回転子）３４と、を有する。
【００３３】
各ステータ３３は、複数のステータコア３３ａと、各ステータコア３３ａの周囲に形成される複数の励磁コイル３３ｂと、を有し、前記各ステータコア３３ａは前記ケーシング３５の周壁３５ａの内周面上でその周方向に並ぶ複数の位置にそれぞれ配設される。励磁コイル３３ｂは、前記ステータコア３３ａの周囲に巻回されるコイル線からなり、前記ステータ３３に対する前記ロータ３４の相対回転に伴って当該励磁コイル３３ｂに電流が流れる。換言すれば、前記各ステータ３３は、対応するロータ３４を回転半径方向の外側から囲むように配置され、当該ロータ３４は、当該ロータ３４の当該ステータ３３に対する相対回転によって当該ステータ３３に起電力を与える構造を有している。具体的に、この実施の形態に係る各ロータ３４は複数の永久磁石３４ａを含み、これらの永久磁石３４ａは前記入力軸３６と一体に回転するように当該入力軸３６の外周面上において周方向に並ぶ複数の位置にそれぞれ固定される。
【００３４】
この発電ユニット３０の構造、特に、エンジン２０により駆動される共通の入力軸３６の周囲に複数の発電機３２Ａ〜３２Ｉが軸方向に並びながら構築される構造は、小さいスペースに多数の発電機３２Ａ〜３２Ｉを収めて大きな電力の生成を可能にしながらこれらを一括して駆動することを可能にする。
【００３５】
また、前記ケーシング３５は、前記入力軸３６の支持と前記各発電機３２Ａ〜３２Ｉの一括保護という重要な役割を担うのに加え、当該ケーシング３５に冷却媒体の流通を許容する冷却用流路を設けることによって前記各発電機３２Ａ〜３２Ｉの一括した冷却を行うことも可能にする。具体的に、図４に示す例では、複数の水冷配管３９が前記ケーシング３５の周壁３５ａを軸方向に貫通するように配設されている。この水冷配管３９内を冷却水が流れることにより、前記ケーシング３５に固定される各ステータコア３３ａ及びその周囲に配置される励磁コイル３３ｂの効率の良い冷却が行われる。
【００３６】
前記送風部４０は、本発明に係る「複数の冷却ファン」及びこれらの冷却ファンをそれぞれ個別に駆動する「複数の電動機」を含む。具体的に、この実施の形態に係る送風部４０は、９個の電動ファン４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ，４２Ｇ，４２Ｈ及び４２Ｉを含み、それぞれが電動機４４及び冷却ファン４６を含む。前記電動ファン４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ，４２Ｇ，４２Ｈ及び４２Ｉは、それぞれ、前記発電機３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ及び３２Ｉに対応しており、その対応する発電機からの電力の供給を受けて作動することにより、冷却風を形成する。
【００３７】
前記各電動ファン４２Ａ〜４２Ｉに含まれる電動機４４は、モータ出力軸４５を有し、前記発電機３２Ａ〜３２Ｉのうちの対応する発電機から供給される電力によって前記モータ出力軸４５を回転させる。前記各冷却ファン４６は、前記モータ出力軸４５と一体に回転するように当該モータ出力軸４５に固定されるとともに、その回転によって前記冷却風を形成する形状を有する。具体的に、前記各冷却ファン４６は、その回転軸の周囲に配置された複数枚の羽根を含み、当該羽根は前記回転軸に平行な方向に流れる冷却風を形成する形状を有する。
【００３８】
このように、前記各電動ファン４２Ａ〜４２Ｉは冷却ファン４６とその回転駆動のための電動機４４とが一体化されたものであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明では、複数の冷却ファンとこれを駆動するための複数の電動機とが個別に配置され、対応する冷却ファンと電動機との間に駆動伝達機構が介設されてもよい。
【００３９】
前記複数の電動ファン４２Ａ〜４２Ｉは、前記第１〜第３冷却器１１〜１３に対し、そのうちの任意の冷却器すなわち被冷却体に少なくとも一つの電動ファンが与えられるという条件を満たすように当該第１〜第３冷却器１１〜１３に割り当てられる。この実施の形態では、計９個の電動ファン４２Ａ〜４２Ｉのうち、３個の電動ファン４２Ａ，４２Ｂ及び４２Ｃが第１冷却器１１に割り当てられ、３個の電動ファン４２Ｄ，４２Ｅ及び４２Ｆが第２冷却器１２に割り当てられ、３個の電動ファン４２Ｇ，４２Ｈ及び４２Ｉが第３冷却器１３に割り当てられている。具体的には、前記３個の電動ファン４２Ａ〜４２Ｃが形成する冷却風がいずれも前記第１冷却器１１に当たり、前記３個の電動ファン４２Ｄ〜４２Ｆが形成する冷却風がいずれも前記第２冷却器１２に当たり、前記３個の電動ファン４２Ｇ〜４２Ｉが形成する冷却風がいずれも前記第３冷却器１３に当たるように、当該電動ファン４２Ａ〜４２Ｉの配設位置が設定されている。
【００４０】
これらの電動ファン４２Ａ〜４２Ｉは、例えばそれぞれの電動機４４が共通のフレームに固定されることにより、単一のユニットとして一括支持されることが、可能である。ただし、本発明はこのように複数の冷却ファン及び電動機が単一の「送風部」としてユニット化されるものに限られない。
【００４１】
本発明において、複数の冷却ファンが各被冷却体に割り当てられる個数も特に限定されない。当該個数は、各被冷却体の冷却に求められる冷却風の風量等に基づいて自由に設定されることが可能である。図５は、第１冷却器１１に比して第２冷却器１２に多くの風量が求められ、逆に第３冷却器１３に少ない風量が求められる場合に好適な配置の例であり、図３に示す例と同じく計９個の電動ファン４２Ａ〜４２Ｉのうち、図５に示す例では第２冷却器１２に４個の電動ファン４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ及び４２Ｉが割り当てられ、逆に第３冷却器１３には２個の電動ファン４２Ｇ，４２Ｈのみが割り当てられている。
【００４２】
また、「被冷却体に少なくとも一つの冷却ファンが与えられる」という条件は、一つの被冷却体に対して丸１個の電動ファンが与えられるものに限らず、少なくとも一つの電動ファンの一部のみが与えられるものも含む意である。例えば、それぞれの被冷却体の冷却に求められる風量に応じて対応する冷却ファンの有効面積が設定されてもよい。図６は、第２冷却器１２に比して第１冷却器１１に多くの風量が求められ、逆に第３冷却器１３に少ない風量が求められる場合に好適な配置の例であり、これらの冷却のために計３個の電動ファン４２Ｊ，４２Ｋ及び４２Ｌが具備されるとともに、電動ファン４２Ｋが第１及び第２冷却器１１，１２にまたがるように配置され、電動ファン４２Ｌが第２及び第３冷却器１２，１３にまたがるように配置されている。この配置では、第１冷却器１１に電動ファン約１．５個分の有効面積が与えられ、第２冷却器１２に電動ファン約１個分の有効面積が与えられ、第３冷却器１３に電動ファン約０．５個分の有効面積が与えられている。
【００４３】
また、本発明に係る複数の冷却ファンのサイズや送風能力は全て同一でなくてもよい。
例えば、複数の被冷却体に対してそれぞれ同数の冷却ファンが割り当てられるとともに、当該被冷却体の冷却に求められる風量に応じて各冷却ファンのサイズや送風能力に差が与えられてもよい。
【００４４】
また、本発明は単一の被冷却体のみを冷却する場合であっても、当該被冷却体を冷却するために複数の冷却ファンを要する場合に有効に適用され得るものである。
【００４５】
図２に示される前記スイッチユニット５０は、前記発電ユニット３０と前記送風部４０との間に介在し、当該発電ユニット３０に含まれる各発電機３２Ａ〜３２Ｉからこれに対応する電動ファン４２Ａ〜４２Ｉに電力を供給するための給電経路を個別に開閉すなわち導通／遮断する。具体的に、この実施の形態では、前記発電機３２Ａ〜３２Ｉと、前記電動ファン４２Ａ〜４２Ｉの各電動機４４と、が複数の給電線５４を介して個別に接続される一方、前記スイッチユニット５０は、９個の接点５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ，５２Ｅ，５２Ｆ，５２Ｇ，５２Ｈ及び５２Ｉを含み、これらの接点は、前記発電機３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈ及び３２Ｉと前記電動ファン４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ，４２Ｇ，４２Ｈ及び４２Ｉの各電動機４４とをそれぞれ接続する９本の給電線５４の途中にそれぞれ介在する。前記各接点５２Ａ〜５２Ｉは、この実施の形態では、単一のスイッチユニット５０に含まれて集約化されているが、それぞれ互いに独立して開閉することが可能である。
【００４６】
前記バッテリー６０は、前記発電ユニット３０により生成される動力の余剰分を取り込んでこれを蓄える、すなわち蓄電する、とともに、前記スイッチユニット５０やその他の電気的負荷に対して必要に応じて電力を供給する。このバッテリー６０は、本発明に係る冷却装置に必須の要素ではない。
【００４７】
前記コントローラ７０は、前記第１〜第３温度センサ１４〜１６が検出する第１〜第３冷却器１１〜１３に係る温度に基づいて、当該第１〜第３冷却器１１〜１３に供給される冷却風の風量を調節し、これにより当該温度の制御を行う。具体的に、当該コントローラ７０は、前記第１〜第３温度センサ１４〜１６が検出する温度に応じて前記スイッチユニット５０にオンオフ指令信号を入力することにより、それぞれの電動ファン４２Ａ〜４２Ｉにおける電動機４４の作動のオンオフ操作を行う。
【００４８】
図７は、前記コントローラ７０の主要な機能構成を示し、図８はその制御動作を示す。このコントローラ７０は、前記各検出温度Ｔ１〜Ｔ３の取り込みを行うとともに（図８のステップＳ０）、当該検出温度Ｔ１〜Ｔ３に基づく制御を行うための構成要素として、図７に示される第１温度判定部７１、第２温度判定部７２、第３温度判定部７３及び駆動ファン判定部７４を有する。
【００４９】
前記第１温度判定部７１は、前記第１温度センサ１４により検出される第１検出温度Ｔ１すなわち前記第１冷却器１１における被冷却流体の温度が、次のどの温度領域に属するのかを判定する（図８のステップＳ１）。
【００５０】
低温領域：検出された温度が予め与えられた設定温度ＴＬ（例えば４０°Ｃ）未満の領域
第１中間領域：検出された温度が前記設定温度ＴＬ以上で予め与えられた設定温度ＴＭ（例えば６０°Ｃ）未満の領域
第２中間領域：検出された温度が前記設定温度ＴＭ以上で予め与えられた設定温度ＴＨ（例えば７０°Ｃ）未満の領域
高温領域：検出された温度が前記設定温度ＴＨ以上の領域
同様に、前記第２温度判定部７２は、前記第２温度センサ１５により検出される第２検出温度Ｔ２すなわち前記第２冷却器１２における被冷却流体の温度が、前記の温度領域のうちのどれに属するのかを判定し（図８のステップＳ２）、前記第３温度判定部７３は、前記第３温度センサ１６により検出される第３検出温度Ｔ３すなわち前記第３冷却器１３における被冷却流体の温度が、前記の温度領域のうちのどれに属するのかを判定する（図８のステップＳ３）。
【００５１】
前記各設定温度ＴＬ，ＴＭ及びＴＨは相対的なものであり、その具体的な値は被冷却体の仕様に応じて自由に設定されることが可能である。また、当該設定温度の数も自由に設定可能であり、２個以下の設定温度（すなわち３以下の温度領域）が設定されてもよいし、４個以上の設定温度（すなわち５以上の温度領域）が設定されてもよい。
【００５２】
また、この実施の形態では第１〜第３冷却器１１〜１３についての第１〜第３検出温度Ｔ１〜Ｔ３のそれぞれに対して共通の設定温度ＴＬ，ＴＭ及びＴＨが与えられているが、被冷却体に応じて異なる設定温度が与えられてもよい。
【００５３】
前記駆動ファン判定部７４は、前記第１〜第３温度判定部７１〜７３の判定結果、すなわち、第１〜第３検出温度Ｔ１〜Ｔ３がそれぞれどの温度領域に属するかの判定の結果に基づき、前記電動ファン４２Ａ〜４２Ｉのうち駆動すべき電動ファンを選定する。換言すれば、各電動ファン４２Ａ〜４２Ｉにおける電動機４４のオンオフの判断を個別に行う。具体的に、駆動ファン判定部７４は、判定された温度領域と駆動すべき電動ファンとの対応関係について予め与えられた次の表に示す内容を記憶し、その記憶した内容に基づいて駆動すべき電動ファンの選定を行う（図８のステップＳ４）。つまり、それぞれの電動ファン４２Ａ〜４２Ｉに含まれる電動機４４について、当該電動機４４を作動させるべきか否かの判定を行う。
【００５４】
【表１】
2016030999.tif 000003
【００５５】
すなわち、駆動ファン判定部７４は、第１〜第３冷却器１１〜１３のそれぞれについて、その検出温度が高いほど、当該冷却器に割り当てられた電動ファンのうち作動させる電動ファンの個数を増やすように、具体的には、各冷却器１１〜１３に割り当てられる３個の電動ファンのうち中間段の電動ファン、下段の電動ファン及び上段の電動ファンの順に駆動すべき電動ファンを増やすように、当該電動ファンの選定を行う。すなわち、それぞれの電動機４４についてこれに電力を供給すべきか否かの判定、換言すれば、各電動機４４に係る接点５２Ａ〜５２Ｉの開閉の判定、を個別に行う。
【００５６】
このコントローラ７０が行う制御動作の具体例を以下に示す。図９は、第１〜第３検出温度Ｔ１〜Ｔ３の時間経過の例を示すグラフであって、当該第１〜第３検出温度Ｔ１〜Ｔ３の変化に伴うコントローラ７０の制御動作の例を示すためのグラフである。この例において、第１検出温度Ｔ１はオイルクーラの作動油温度、第２検出温度Ｔ２はラジエータのエンジン冷却水温度、第３検出温度Ｔ３はインタークーラのエンジン吸気温度であり、設定温度ＴＬは４０°Ｃ、設定温度ＴＭは６０°Ｃ、設定温度ＴＨは７０°Ｃである。
【００５７】
図９に示される各時刻ｔ１〜ｔ１３において、コントローラ７０は次の動作を行う。
【００５８】
時刻ｔ０：検出温度Ｔ１〜Ｔ３がいずれも４０°Ｃ以下→全ての電動ファン４２Ａ〜４２Ｉを停止させる。
【００５９】
時刻ｔ１：第３検出温度（インタークーラ温度）Ｔ３が４０°Ｃまで上昇→インタークーラについて中間段の電動ファン４２Ｈを作動させる。
【００６０】
時刻ｔ２：第１検出温度（オイルクーラ温度）Ｔ１が４０°Ｃまで上昇→オイルクーラについて中間段の電動ファン４２Ｂを作動させる。
【００６１】
時刻ｔ３：第２検出温度（ラジエータ温度）Ｔ２が４０°Ｃまで上昇すると同時に第３検出温度Ｔ３が６０°Ｃまで上昇→ラジエータについて中間段の電動ファン４２Ｅを作動させるとともに、インタークーラについて下段の電動ファン４２Ｉを作動させる（インタークーラについて２個の電動ファン４２Ｈ，４２Ｉが作動）。
【００６２】
時刻ｔ４：第１検出温度Ｔ１が６０°Ｃまで上昇→オイルクーラについて下段の電動ファン４２Ｃを作動させる（オイルクーラについて２個の電動ファン４２Ｂ，４２Ｃが作動）。
【００６３】
時刻ｔ５：第３検出温度Ｔ３が７０°Ｃまで上昇→インタークーラについて上段の電動ファン４２Ｇを作動させる（インタークーラについて３個の電動ファン４２Ｇ〜４２Ｉが作動）。
【００６４】
時刻ｔ６：第２検出温度が６０°Ｃまで上昇→ラジエータについて下段の電動ファン４２Ｆを作動させる（ラジエータについて２個の電動ファン４２Ｅ，４２Ｆが作動）。
【００６５】
時刻ｔ７：第１検出温度Ｔ１が７０°Ｃまで上昇→オイルクーラについて上段の電動ファン４２Ａを作動させる（オイルクーラについて３個の電動ファン４２Ａ〜４２Ｃが作動）。
【００６６】
時刻ｔ８：第２検出温度Ｔ２が７０°Ｃまで上昇→ラジエータについて上段の電動ファン４２Ｄを作動させる（ラジエータについて３個の電動ファン４２Ｄ〜４２Ｆが作動）。
【００６７】
時刻ｔ９：第１〜第３検出温度Ｔ１〜Ｔ３がいずれも７０°Ｃまで降下→上段の電動ファン４２Ａ，４２Ｄ及び４２Ｇを停止させる。
【００６８】
時刻ｔ１０：第３検出温度Ｔ３が６０°Ｃまで降下→インタークーラについて下段の電動ファン４２Ｉを停止させる。
【００６９】
時刻ｔ１１：第１検出温度Ｔ１が６０°Ｃまで降下すると同時に第３検出温度Ｔ３が４０°Ｃまで降下→オイルクーラについて下段の電動ファン４２Ｃを停止させるとともにインタークーラについて中間段の電動ファン４２Ｈを停止させる。
【００７０】
時刻ｔ１２：第２検出温度Ｔ２が６０°Ｃまで降下すると同時に第１検出温度Ｔ１が４０°Ｃまで降下→ラジエータについて下段の電動ファン４２Ｆを停止させるとともにオイルクーラについて中間段の電動ファン４２Ｂを停止させる。
【００７１】
時刻ｔ１３：第２検出温度Ｔ２が４０°Ｃまで降下→ラジエータについて中間段の電動ファン４２Ｅを停止させる。
【００７２】
この制御の例では、電動ファンの駆動開始（駆動すべき電動ファンの増加）を判断するための設定温度と、電動ファンの駆動停止（駆動すべき電動ファンの減少）を判断するための設定温度と、が同じであるが、制御の安定化のために両者間にヒステリシスが与えられてもよい。
【００７３】
以上説明した実施の形態では、発電ユニット３０に含まれる複数の発電機３２Ａ〜３２Ｉと各電動ファン４２Ａ〜４２Ｉを構成する複数の電動機４４とが一対一で対応しており、その対応する発電機と電動機との間にそれぞれ接点５２Ａ〜５２Ｉが介在しているので、コントローラ７０は、当該接点５２Ａ〜５２Ｉの開閉の切換を行うだけで、各冷却器１１〜１３に対する冷却風の風量を適正に調節することができ、これにより当該冷却１１〜１３の温度制御を行うことが可能である。
【００７４】
しかし、本発明に係る冷却装置はこの実施の形態に限定されない。例えば、本発明において、複数の発電機の個数と複数の電動機の個数とは異なっていてもよい。この場合、当該複数の発電機と当該複数の電動機との間にインバータ等を含む制御装置が介在し、前記複数の発電機により生成された電力の前記複数の電動機に対する供給を制御してもよい。あるいは複数の発電機と複数の電動機とが一対一対応している場合でも、その対応する発電機と電動機との間に前記インバータ等が介在してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
６      エンジンルーム
１１    第１冷却器（被冷却体）
１２    第２冷却器（被冷却体）
１３    第３冷却器（被冷却体）
１４    第１温度センサ（温度検出器）
１５    第２温度センサ（温度検出器）
１６    第３温度センサ（温度検出器）
２０    エンジン
２２    エンジン出力軸
３０    発電ユニット
３２Ａ〜３２Ｉ  発電機
３３    ステータ（固定子）
３４    ロータ（回転子）
３５    ケーシング
３６    入力軸
３７    軸受
３９    水冷配管（冷却用流路）
４０    送風部
４２Ａ〜４２Ｉ  電動ファン
４４    電動機
４６    冷却ファン
５０    スイッチユニット
５２Ａ〜５２Ｉ  接点
５４    給電線
７０    コントローラ（温度制御部）
７１    第１温度判定部
７２    第２温度判定部
７３    第３温度判定部
７４    駆動ファン判定部
【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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