JP2013165607A

JP2013165607A - Power conversion device of work vehicle

Info

Publication number: JP2013165607A
Application number: JP2012028456A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Aoki; 茂徳青木; Toshihiko Ishida; 俊彦石田; Nobuyoshi Takahashi; 信好高橋; Tomonori Takada; 知範高田; Takashi Ikimi; 高志伊君
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cool everywhere inside a casing, and thereby, to allow switching elements to be efficiently arranged in the casing to achieve miniaturization as a whole.SOLUTION: Many switching elements 25 are provided in a casing 22. A tube body 32 having two cooling fluid passages 33 and 34 contacting with these switching elements 25 and in each of which cooling fluid flows, is provided. Inlet ports 33A and 34A and outlet ports 33B and 34B of the respective cooling fluid passages 33 and 34 are provided to a front face 32B and a rear face 32C of the tube body 32. Thereafter, a connection tube 35 connecting between the first cooling fluid passage 33 and the second cooling fluid passage 34 is provided to the exterior of the casing 22. The respective cooling fluid passages 33 and 34 are connected in series by this connection tube 35. Accordingly, by arranging the connection tube 35 connecting between the respective cooling fluid passages 33 and 34 to the exterior of the casing 22, the casing 22 can be miniaturized by this amount.

Description

本発明は、例えば電動式のアクチュエータを駆動するために設けられた作業車両の電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device for a work vehicle provided to drive, for example, an electric actuator.

作業車両としての油圧ショベルは、エンジンを動力源として油圧ポンプを駆動する機械式油圧ショベルと、エンジンと電動モータを動力源として併用したハイブリッド式油圧ショベルと、電動モータを動力源として油圧ポンプを駆動する電動式油圧ショベルの３種類が知られている。 A hydraulic excavator as a work vehicle is a mechanical hydraulic excavator that drives a hydraulic pump using an engine as a power source, a hybrid hydraulic excavator that uses an engine and an electric motor as power sources, and a hydraulic pump that uses an electric motor as a power source. Three types of electric hydraulic excavators are known.

いずれの形式の油圧ショベルも、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回軸受装置を介して旋回可能に設けられた上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。 Both types of hydraulic excavators can be self-propelled lower traveling bodies, upper revolving bodies provided on the lower traveling bodies via a swivel bearing device so as to be capable of swiveling, and can be moved up and down to the front side of the upper revolving bodies It is comprised with the working device provided in.

これら各形式の油圧ショベルのうち、ハイブリッド式油圧ショベルと電動式油圧ショベルでは、電動モータを駆動したり、蓄えられた電力を使用するときに、直流と交流を変換する必要がある。そこで、ハイブリッド式油圧ショベルと電動式油圧ショベルには、インバータと呼ばれる電力変換装置が設けられている。この電力変換装置は、上部旋回体に搭載されるケーシングと、該ケーシング内に収容され、多数のスイッチング素子を組合せることにより構成されるインバータ、チョッパにより電力変換する複数組の電子回路部品とにより構成されている。 Among these types of hydraulic excavators, hybrid hydraulic excavators and electric hydraulic excavators need to convert direct current and alternating current when driving an electric motor or using stored electric power. Therefore, the hybrid hydraulic excavator and the electric hydraulic excavator are provided with a power conversion device called an inverter. This power conversion device includes a casing mounted on the upper swing body, and a plurality of sets of electronic circuit components that convert power by an inverter and a chopper that are housed in the casing and are configured by combining a large number of switching elements. It is configured.

ここで、電力変換装置は、各スイッチング素子が発熱するから、温度上昇を抑制するために冷却する必要がある。そこで、従来技術の電力変換装置には、スイッチング素子と接触状態または近接状態で冷却流体通路を設け、この冷却流体通路に水等の冷却流体を流通させることによりスイッチング素子等を冷却する構成としている。電力変換装置の冷却流体通路は、略平行に延びる２つの直線通路部と、該各直線通路部の先端部を接続する円弧状の曲線通路部とにより構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。 Here, since each switching element generates heat, the power conversion device needs to be cooled in order to suppress a temperature rise. In view of this, the power converter of the prior art has a configuration in which a cooling fluid passage is provided in contact with or close to the switching element, and the switching element is cooled by circulating a cooling fluid such as water through the cooling fluid passage. . The cooling fluid passage of the power converter is configured by two straight passage portions that extend substantially in parallel and an arcuate curved passage portion that connects the distal ends of the straight passage portions (for example, Patent Document 1, (See Patent Document 2 and Patent Document 3).

特開２００５−７３４２５号公報JP 2005-73425 A 特開２００９−３８８４２号公報JP 2009-38842 A 特開２０１０−１１００６６号公報JP 2010-110066 A

ところで、各特許文献による電力変換装置は、略平行に延びる２本の直線通路部を、円弧状の曲線通路部によって接続することにより、全体としてＵ字形状の冷却流体通路を形成している。この場合、曲線通路部は、冷却流体が効率よく流れるように円弧状に形成しているから、曲線通路部はケーシングの角隅から離れてしまい、ケーシングの角隅付近を冷却することができない。このために、曲線通路部側にはスイッチング素子を配置することができないから、ケーシング内の空間のうち曲線通路部側の一部が無駄な空間となり、ケーシングが大型化してしまう。従って、上部旋回体がコンパクトに形成されている昨今の油圧ショベルでは、大きな電力変換装置は搭載することができないという問題がある。 By the way, the power converter device by each patent document has formed the U-shaped cooling fluid channel | path as a whole by connecting the two linear channel | path parts extended substantially parallel by the circular arc-shaped curve channel | path part. In this case, since the curved passage portion is formed in an arc shape so that the cooling fluid flows efficiently, the curved passage portion is separated from the corner of the casing, and the vicinity of the corner of the casing cannot be cooled. For this reason, since the switching element cannot be disposed on the curved path portion side, a part of the space in the casing on the curved path portion side becomes a useless space, and the casing becomes large. Therefore, in a recent hydraulic excavator in which the upper swing body is formed compactly, there is a problem that a large power converter cannot be mounted.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ケーシング内を隅々まで冷却することにより、ケーシング内にスイッチング素子を効率よく配置して全体を小型化できるようにした作業車両の電力変換装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to cool the inside of the casing to every corner so that the switching elements can be efficiently arranged in the casing and the whole can be downsized. An object of the present invention is to provide a power conversion device for a work vehicle.

請求項１の発明による作業車両の電力変換装置は、電動式のアクチュエータを制御するために作業車両に搭載された作業車両の電力変換装置であって、箱体として形成されたケーシングと、前記ケーシング内に位置して設けられ多数のスイッチング素子を組合せることにより構成されるインバータまたはチョッパとして電力変換する複数組の電子回路部品と、該各組の電子回路部品と接触状態または近接状態で設けられ内部を冷却流体が流通すると共に前記ケーシングの外面の異なる位置に流入口と流出口を有する複数本の冷却流体通路と、前記複数本の冷却流体通路を直列に接続するために前記ケーシングの外部に位置して一の冷却流体通路の流出口と他の冷却流体通路の流入口とを接続する接続管とにより構成してなる。 A power conversion device for a work vehicle according to a first aspect of the present invention is a power conversion device for a work vehicle mounted on a work vehicle for controlling an electric actuator, the casing formed as a box, and the casing A plurality of sets of electronic circuit components that convert power as inverters or choppers that are provided by combining a large number of switching elements, and are provided in contact with or in close proximity to each set of electronic circuit components A plurality of cooling fluid passages having an inflow port and an outflow port at different positions on the outer surface of the casing while the cooling fluid flows therethrough, and the outside of the casing for connecting the plurality of cooling fluid passages in series. It is formed by a connecting pipe that is located and connects an outlet of one cooling fluid passage and an inlet of another cooling fluid passage.

請求項２の発明は、前記複数本の冷却流体通路の流出口と流入口とは、前記ケーシングに設けられた一の面に並んで配置し、前記接続管は、前記ケーシングの一の面に配置する構成としたことにある。 According to a second aspect of the present invention, the outlet and the inlet of the plurality of cooling fluid passages are arranged side by side on one surface provided in the casing, and the connection pipe is formed on one surface of the casing. The configuration is to be arranged.

請求項３の発明は、前記複数本の冷却流体通路は、扁平で広幅な管体として形成し、前記各組の電子回路部品は、前記広幅な管体に並べて配置し、前記管体には、冷却流体の流通方向に延びる複数枚の整流板を設ける構成としたことにある。 According to a third aspect of the present invention, the plurality of cooling fluid passages are formed as flat and wide tube bodies, and the electronic circuit components of each set are arranged side by side in the wide tube body. In other words, a plurality of rectifying plates extending in the flow direction of the cooling fluid are provided.

請求項４の発明は、前記管体は、金属材料を用いた鋳造手段によって成形する構成としたことにある。 According to a fourth aspect of the present invention, the tubular body is formed by a casting means using a metal material.

請求項１の発明によれば、ケーシングには、複数組の電子回路部品と接触状態または近接状態で、内部を冷却流体が流通する複数本の冷却流体通路を設け、この複数本の冷却流体通路の流入口と流出口を前記ケーシングの外面の異なる位置に設ける構成としている。この上で、前記ケーシングの外部には、一の冷却流体通路の流出口と他の冷却流体通路の流入口とを接続する接続管を設け、この接続管によって複数本の冷却流体通路を直列に接続する構成としている。 According to the first aspect of the present invention, the casing is provided with a plurality of cooling fluid passages through which the cooling fluid circulates while being in contact with or in close proximity to a plurality of sets of electronic circuit components, and the plurality of cooling fluid passages. The inlet and the outlet are provided at different positions on the outer surface of the casing. In addition, a connecting pipe that connects the outlet of one cooling fluid passage and the inlet of the other cooling fluid passage is provided outside the casing, and a plurality of cooling fluid passages are connected in series by this connecting pipe. It is configured to connect.

従って、一の冷却流体通路と他の冷却流体通路とを接続する接続管を、ケーシングの外部に配置したことにより、この接続管の分だけケーシングを小型化することができる。この場合、冷却効率の悪い接続部分を外部に配置したことで、ケーシング内の角隅も効率よく冷却できるから、ケーシング内の全体のスペースを利用してスイッチング素子を配設することができる。 Therefore, by arranging the connecting pipe that connects one cooling fluid passage and the other cooling fluid passage outside the casing, the casing can be reduced in size by the amount of the connecting pipe. In this case, since the corner portion in the casing can be efficiently cooled by arranging the connection portion having a low cooling efficiency outside, the switching element can be arranged using the entire space in the casing.

この結果、ケーシングは、冷却効果が期待できない無駄な空間を無くすことができるから、冷却性能を向上しつつ全体を小型化することができる。これにより、コンパクトに形成されている昨今の作業車両に対しても、小型化した電力変換装置を搭載することができる。 As a result, the casing can eliminate a useless space in which a cooling effect cannot be expected, so that the entire size can be reduced while improving the cooling performance. Thereby, the downsized power converter can be mounted also on the recent work vehicle formed compactly.

請求項２の発明によれば、複数本の冷却流体通路の流出口と流入口とは、ケーシングの一の面に並んで配置しているから、接続管を用いて前記流出口と流入口とを簡単に接続することができる。しかも、接続管を短く形成できるから、この点でも電力変換装置を小型化することができる。 According to the invention of claim 2, since the outlet and inlet of the plurality of cooling fluid passages are arranged side by side on one surface of the casing, the outlet and inlet using the connecting pipe Can be easily connected. Moreover, since the connecting pipe can be formed short, the power converter can be downsized in this respect as well.

請求項３の発明によれば、複数本の冷却流体通路は、扁平で広幅な管体として形成しているから、冷却流体によって広い範囲を冷却することができ、管体に並べられた各組の電子回路部品を効果的に冷却することができる。しかも、管体には、冷却流体の流通方向に延びる複数枚の整流板を設けているから、冷却流体通路の幅方向の全体で冷却流体を安定して流通させることができ、この点においても広い範囲を冷却することができる。 According to the invention of claim 3, since the plurality of cooling fluid passages are formed as flat and wide tubular bodies, a wide range can be cooled by the cooling fluid, and each set arranged in the tubular body. The electronic circuit components can be effectively cooled. In addition, since the pipe body is provided with a plurality of rectifying plates extending in the flow direction of the cooling fluid, the cooling fluid can be circulated stably in the entire width direction of the cooling fluid passage. A wide range can be cooled.

請求項４の発明によれば、冷却流体通路としての管体は、金属材料を用いた鋳造手段によって成形する構成としているから、金属材料は熱伝導率がよく、電子回路部品を効果的に冷却することができる。一方、管体を鋳造手段によって成形する場合には、冷却流体通路の部分に中子を配置して成形するが、冷却流体通路は流入口と流出口とを有しているから、２つの開口から中子を粉砕した屑を容易に取出すことができ、鋳造作業を効率よく行うことができる。 According to the invention of claim 4, since the pipe body as the cooling fluid passage is formed by a casting means using a metal material, the metal material has a good thermal conductivity and effectively cools the electronic circuit component. can do. On the other hand, when the tube body is formed by casting means, the core is disposed in the portion of the cooling fluid passage, and the cooling fluid passage has an inlet and an outlet. Therefore, the scraps obtained by pulverizing the core can be easily taken out, and the casting operation can be performed efficiently.

本発明の第１の実施の形態による電力変換装置を搭載した油圧ショベルを示す側面図である。1 is a side view showing a hydraulic excavator equipped with a power conversion device according to a first embodiment of the present invention. 旋回フレーム上にキャブ、蓄電装置、エンジン、油圧ポンプ、アシスト発電モータ、旋回用モータ、電力変換装置等を搭載した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which mounted the cab, the electrical storage apparatus, the engine, the hydraulic pump, the assist electric power generation motor, the motor for turning, the power converter device, etc. on the turning frame. 電力変換装置を拡大して示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which expands and shows a power converter device. 図３の電力変換装置を後側から示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the power converter device of FIG. 3 from the rear side. 電力変換装置を図８中の矢示V−V方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the power converter device from the arrow VV direction in FIG. 電力変換装置を図５中の矢示VI−VI方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the power converter device from the arrow VI-VI direction in FIG. 電力変換装置を図５中の矢示VII−VII方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the power converter device from the arrow VII-VII direction in FIG. 電力変換装置を図５中の矢示VIII−VIII方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the power converter device from the arrow VIII-VIII direction in FIG. 油圧機器と電気機器のシステム回路図である。It is a system circuit diagram of hydraulic equipment and electric equipment. 本発明の第２の実施の形態による電力変換装置を図８と同様位置から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the power converter device by the 2nd Embodiment of this invention from the same position as FIG. 本発明の第３の実施の形態による電力変換装置を図５と同様位置から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the power converter device by the 3rd Embodiment of this invention from the same position as FIG. 本発明の第４の実施の形態による電力変換装置を図５と同様位置から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the power converter device by the 4th Embodiment of this invention from the same position as FIG. 本発明の第５の実施の形態による電力変換装置を旋回フレーム上に搭載した状態を図２と同様位置から見た平面図である。It is the top view which looked at the state which mounted the power converter device by the 5th Embodiment of this invention on the turning frame from the same position as FIG.

以下、本発明の実施の形態に係る作業車両の電力変換装置として、ハイブリッド式油圧ショベルと電動式油圧ショベルのうち、エンジンとアシスト発電モータを併用したハイブリッド式油圧ショベルに搭載された電力変換装置を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, as a power conversion device for a work vehicle according to an embodiment of the present invention, a power conversion device mounted on a hybrid hydraulic excavator using a combination of an engine and an assist power generation motor among a hybrid hydraulic excavator and an electric hydraulic excavator. An example will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

なお、実施の形態では、アシスト発電モータで発電した電力によって旋回用モータを駆動する構成を例示するが、本発明はこれに限るものではなく、走行用モータ等の他のモータを駆動するものであってもよい。また、電動式油圧ショベルとして構成した場合、エンジンに代えて電動モータのみを用いればよいものである。 In the embodiment, a configuration in which the turning motor is driven by the electric power generated by the assist power generation motor is illustrated, but the present invention is not limited to this, and drives other motors such as a traveling motor. There may be. Further, when configured as an electric hydraulic excavator, only an electric motor may be used instead of the engine.

図１ないし図９は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１は作業車両の代表例としてのハイブリッド式油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に設けられた旋回軸受装置３と、前記下部走行体２上に該旋回軸受装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置５とにより大略構成されている。 1 to 9 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hybrid hydraulic excavator as a typical example of a work vehicle. The hydraulic excavator 1 includes a self-propelled crawler type lower traveling body 2 and a slewing bearing provided on the lower traveling body 2. An apparatus 3; an upper swing body 4 mounted on the lower traveling body 2 via the swing bearing device 3 so as to be swingable; And the work device 5 that performs the above and the like.

下部走行体２は、トラックフレーム２Ａと、該トラックフレーム２Ａの左，右両側に設けられた駆動輪２Ｂと、該駆動輪２Ｂと前，後方向の反対側に位置して前記トラックフレーム２Ａの左，右両側に設けられた遊動輪２Ｃと、前記駆動輪２Ｂと遊動輪２Ｃに巻回された履帯２Ｄ（いずれも左側のみ図示）とにより大略構成されている。左，右の駆動輪２Ｂは油圧モータからなる左，右の走行用モータ２Ｅ，２Ｆ（図９参照）によって回転駆動される。一方、トラックフレーム２Ａの中央部の上側には、筒体２Ｇが設けられ、該筒体２Ｇ上には、旋回軸受装置３が取付けられている。 The lower traveling body 2 includes a track frame 2A, drive wheels 2B provided on the left and right sides of the track frame 2A, and the front and rear sides of the drive wheel 2B. This is roughly constituted by idler wheels 2C provided on both the left and right sides, and the crawler belt 2D wound around the drive wheels 2B and idler wheels 2C (both shown only on the left side). The left and right drive wheels 2B are rotationally driven by left and right traveling motors 2E and 2F (see FIG. 9) which are hydraulic motors. On the other hand, a cylindrical body 2G is provided on the upper side of the central portion of the track frame 2A, and the slewing bearing device 3 is mounted on the cylindrical body 2G.

作業装置５は、後述する旋回フレーム６に俯仰動可能に取付けられたブーム５Ａと、該ブーム５Ａの先端部に俯仰動可能に取付けられたアーム５Ｂと、該アーム５Ｂの先端部に回動可能に取付けられたバケット５Ｃと、これらを駆動する油圧シリンダからなるブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆとにより構成されている。 The working device 5 includes a boom 5A attached to a revolving frame 6 to be described later so as to be able to move up and down, an arm 5B attached to the tip of the boom 5A so as to be able to move up and down, and rotatable to the tip of the arm 5B. And a boom cylinder 5D, an arm cylinder 5E, and a bucket cylinder 5F that are hydraulic cylinders that drive the bucket 5C.

上部旋回体４は、後述の旋回フレーム６が旋回軸受装置３を介して下部走行体２上に旋回自在に搭載され、この旋回フレーム６上には、後述のキャブ７、カウンタウエイト８、蓄電装置９、エンジン１０、油圧ポンプ１１、アシスト発電モータ１２、熱交換装置１３、旋回用モータ１４、電力変換装置２１等が設けられている。 The upper swing body 4 has a swing frame 6 (described later) mounted on the lower traveling body 2 via the swing bearing device 3 so as to be freely rotatable. On the swing frame 6, a cab 7, a counterweight 8 (described later), a power storage device are mounted. 9, an engine 10, a hydraulic pump 11, an assist power generation motor 12, a heat exchange device 13, a turning motor 14, a power conversion device 21, and the like are provided.

６は上部旋回体４の支持構造体を形成する旋回フレームである。旋回フレーム６の前側には、作業装置５のブーム５Ａのフート部が俯仰動可能に取付けられている。旋回フレーム６の中央には、下面側に位置して旋回軸受装置３が取付けられている。 A revolving frame 6 forms a support structure for the upper revolving structure 4. A foot portion of the boom 5A of the work device 5 is attached to the front side of the revolving frame 6 so as to be able to move up and down. At the center of the swivel frame 6, the swivel bearing device 3 is mounted on the lower surface side.

７は旋回フレーム６の左前側に設けられたキャブである。このキャブ７内には、オペレータが着座する運転席が設けられ、該運転席の周囲には、後述のコントロールバルブ１６に接続された走行用の操作レバー、作業用の操作レバー等（いずれも図示せず）が配設されている。８は作業装置５との重量バランスをとるために旋回フレーム６の後端部に取付けられたカウンタウエイトである。 Reference numeral 7 denotes a cab provided on the left front side of the revolving frame 6. A driver's seat on which an operator is seated is provided in the cab 7, and an operating lever for traveling, an operating lever for work, and the like (both shown in the figure) are connected to a control valve 16 described later around the driver's seat. (Not shown) is provided. Reference numeral 8 denotes a counterweight attached to the rear end portion of the revolving frame 6 in order to balance the weight with the work device 5.

９は旋回フレーム６上に位置して設けられた第１の実施の形態による蓄電装置で、該蓄電装置９は、例えば電気二重層のキャパシタを用いて構成され、後述のアシスト発電モータ１２等からの電荷を蓄電するものである。蓄電装置９は、後述の旋回用モータ１４と接続され、この旋回用モータ１４に対して給電するものである。蓄電装置９は、後述する熱交換装置１３を冷却するための冷却風の流れ方向で、該熱交換装置１３よりも上流側位置に配設されている。これにより、蓄電装置９は、熱交換装置１３を通過する前の冷えた冷却風によって冷却することができる。なお、蓄電装置９としては、キャパシタ以外にも、例えばリチュウムイオンバッテリを用いることもできる。 Reference numeral 9 denotes a power storage device according to the first embodiment that is provided on the revolving frame 6, and the power storage device 9 is configured by using, for example, an electric double layer capacitor, and from an assist power generation motor 12 or the like described later. Is stored. The power storage device 9 is connected to a turning motor 14 described later, and supplies power to the turning motor 14. The power storage device 9 is disposed upstream of the heat exchange device 13 in the flow direction of cooling air for cooling the heat exchange device 13 described later. Thereby, the power storage device 9 can be cooled by the cooled cooling air before passing through the heat exchange device 13. In addition to the capacitor, for example, a lithium ion battery can be used as the power storage device 9.

１０はキャブ７とカウンタウエイト８との間に位置して旋回フレーム６上に設けられたエンジン（図２参照）で、該エンジン１０の右側には、油圧ポンプ１１とアシスト発電モータ１２とが接続されている。ここで、油圧ポンプ１１は、下部走行体２の走行用モータ２Ｅ，２Ｆと作業装置５の各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを駆動するための動力源として、作動油を昇圧して吐出するものである。一方、アシスト発電モータ１２は、エンジン１０によって回転駆動させることにより発電し、またはエンジン１０に加えて油圧ポンプ１１の駆動を補助するものである。エンジン１０の左側には、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ等からなる熱交換装置１３が設けられている。 Reference numeral 10 denotes an engine (see FIG. 2) provided between the cab 7 and the counterweight 8 and provided on the revolving frame 6. A hydraulic pump 11 and an assist power generation motor 12 are connected to the right side of the engine 10. Has been. Here, the hydraulic pump 11 boosts and discharges hydraulic oil as a power source for driving the traveling motors 2E, 2F of the lower traveling body 2 and the cylinders 5D, 5E, 5F of the work device 5. is there. On the other hand, the assist power generation motor 12 generates power by being rotationally driven by the engine 10 or assists the drive of the hydraulic pump 11 in addition to the engine 10. On the left side of the engine 10, a heat exchange device 13 including a radiator that cools engine cooling water, an oil cooler that cools hydraulic oil, and the like is provided.

１４は旋回フレーム６の中央に設けられた旋回用モータである。図９に示すように、この旋回用モータ１４は、電動モータからなり、減速機構１５を介して旋回軸受装置３に噛合した歯車（図示せず）を回転駆動することにより、旋回軸受装置３を介して下部走行体２上で上部旋回体４を旋回動作することができる。一方、旋回用モータ１４は、旋回動作を減速するときに発生するエネルギを電気エネルギに変換し、蓄電装置９に蓄えることができる。 Reference numeral 14 denotes a turning motor provided at the center of the turning frame 6. As shown in FIG. 9, the turning motor 14 is an electric motor, and rotates a gear (not shown) meshed with the turning bearing device 3 via the speed reduction mechanism 15 to rotate the turning bearing device 3. Accordingly, the upper swing body 4 can be swung on the lower traveling body 2. On the other hand, the turning motor 14 can convert the energy generated when the turning operation is decelerated into electric energy and store it in the power storage device 9.

１６は旋回フレーム６上に設けられたコントロールバルブで、該コントロールバルブ１６は、下部走行体２の走行用モータ２Ｅ，２Ｆ、作業装置５の各シリンダ５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを制御する複数個の油圧制御弁により形成されている。コントロールバルブ１６は、油圧ポンプ１１から供給される圧油を作業用の操作レバーの操作に応じ、この操作に対応したアクチュエータに圧油を供給するものである。 Reference numeral 16 denotes a control valve provided on the revolving frame 6, and the control valve 16 controls a plurality of hydraulic pressures for controlling the traveling motors 2 E and 2 F of the lower traveling body 2 and the cylinders 5 D, 5 E and 5 F of the working device 5. It is formed by a control valve. The control valve 16 supplies the pressure oil supplied from the hydraulic pump 11 to the actuator corresponding to this operation according to the operation of the operation lever for work.

１７は例えば旋回フレーム６の右側に設けられた作動油タンクで、この作動油タンク１７は、油圧ポンプ１１に供給する作動油を貯えるものである。１８は作動油タンク１７の近傍に位置して旋回フレーム５上に設けられた燃料タンクで、この燃料タンク１８は、エンジン１０に供給する燃料を貯えるものである。 Reference numeral 17 denotes, for example, a hydraulic oil tank provided on the right side of the revolving frame 6. The hydraulic oil tank 17 stores hydraulic oil supplied to the hydraulic pump 11. A fuel tank 18 is provided near the hydraulic oil tank 17 and provided on the revolving frame 5. The fuel tank 18 stores fuel supplied to the engine 10.

次に、第１の実施の形態の特徴部分となる電力変換装置２１について説明する。この電力変換装置２１は、電動式の旋回用モータ１４を制御するために油圧ショベル１に搭載されたものである。 Next, the power conversion device 21 that is a characteristic part of the first embodiment will be described. The power converter 21 is mounted on the excavator 1 in order to control the electric turning motor 14.

図２において、２１は旋回フレーム６上に設けられた第１の実施の形態による電力変換装置を示している。この電力変換装置２１は、例えばキャブ７と熱交換装置１３との間に位置して旋回フレーム６上に配設されている。電力変換装置２１は、蓄電装置９とアシスト発電モータ１２と旋回用モータ１４との間で電力（直流、交流）を変換するものである。さらに、図３ないし図９に示すように、電力変換装置２１は、後述するケーシング２２、第１のインバータ２６、第２のインバータ２７、チョッパ２８、管体３２、接続管３５により構成されている。なお、各インバータ２６，２７、チョッパ２８は、それぞれ電子回路部品を構成している。 In FIG. 2, reference numeral 21 denotes the power converter according to the first embodiment provided on the turning frame 6. The power converter 21 is disposed on the revolving frame 6, for example, between the cab 7 and the heat exchange device 13. The power conversion device 21 converts power (direct current, alternating current) among the power storage device 9, the assist power generation motor 12, and the turning motor 14. Further, as shown in FIGS. 3 to 9, the power conversion device 21 includes a casing 22, a first inverter 26, a second inverter 27, a chopper 28, a pipe body 32, and a connection pipe 35 to be described later. . Note that the inverters 26 and 27 and the chopper 28 constitute electronic circuit components, respectively.

２２は電力変換装置２１の外形を形成するケーシングである。このケーシング２２は、内部に第１のインバータ２６、第２のインバータ２７、チョッパ２８等を収容するもので、直方体状の箱体として形成されている。ケーシング２２は、ケース本体２３と蓋体２４とにより構成されている。なお、電力変換装置２１は、前，後、左，右、上，下のいずれの方向にも自由に取付けることができるが、構成を明確に説明するために、冷却流体の流入、流出側を前側とし、閉塞された底部側を下側として説明するものとする。ケーシング２２は、剛性を有しつつ軽量で、さらに熱を伝え易い金属材料、例えばアルミニウムの合金材等を用いた鋳造手段によって所望の形状に形成されている。 Reference numeral 22 denotes a casing that forms the outer shape of the power converter 21. The casing 22 accommodates the first inverter 26, the second inverter 27, the chopper 28, and the like inside, and is formed as a rectangular parallelepiped box. The casing 22 includes a case main body 23 and a lid body 24. The power conversion device 21 can be freely attached in any of the front, rear, left, right, upper, and lower directions, but in order to clearly explain the configuration, the inflow and outflow sides of the cooling fluid are defined. The front side will be described, and the closed bottom side will be described as the lower side. The casing 22 is formed into a desired shape by casting means using a metal material that is rigid and lightweight, and that can easily transmit heat, such as an aluminum alloy material.

図５、図６に示すように、ケース本体２３は、上側に開口した有底状の箱体として形成されている。詳しくは、ケース本体２３は、前，後方向に長尺な長方形状の底板部を形成する後述の管体３２と、該管体３２の長さ方向の一方の端縁から上側に延びた前板部２３Ａと、該前板部２３Ａと対面するように前記管体３２の長さ方向の他方の端縁から上側に延びた後板部２３Ｂと、前記前板部２３Ａと後板部２３Ｂとの間に位置して管体３２の側端縁から上側に延びた左側板部２３Ｃ，右側板部２３Ｄとにより構成されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the case body 23 is formed as a bottomed box that opens upward. Specifically, the case body 23 includes a tube body 32 (described later) that forms a rectangular bottom plate that is long in the front and rear directions, and a front portion that extends upward from one edge in the length direction of the tube body 32. A plate portion 23A, a rear plate portion 23B extending upward from the other edge in the length direction of the tubular body 32 so as to face the front plate portion 23A, the front plate portion 23A and the rear plate portion 23B; The left side plate portion 23 C and the right side plate portion 23 D are located between and extended upward from the side edge of the tube body 32.

ケース本体２３は、前板部２３Ａ、後板部２３Ｂ、左側板部２３Ｃ、右側板部２３Ｄおよび管体３２を鋳造手段を用いて一体成形することにより直方体状の容器として形成されている。なお、前板部２３Ａ、後板部２３Ｂ、左側板部２３Ｃ、右側板部２３Ｄと管体３２とを別個に設け、溶接手段等を用いて一体化する構成とすることもできる。 The case main body 23 is formed as a rectangular parallelepiped container by integrally molding the front plate portion 23A, the rear plate portion 23B, the left side plate portion 23C, the right side plate portion 23D, and the tube body 32 using casting means. Note that the front plate portion 23A, the rear plate portion 23B, the left side plate portion 23C, the right side plate portion 23D, and the tube body 32 may be separately provided and integrated using welding means or the like.

２４はケース本体２３の上側を閉塞して設けられた長方形状の蓋板で、該蓋板２４は、例えばケース本体２３と同様のアルミニウムの合金材または樹脂材料から形成されている。蓋板２４の上側には、ステップ状の突部２４Ａが左，右方向の一方側に設けられ、該突部２４Ａの側面には後述のコネクタ３１が設けられている。 Reference numeral 24 denotes a rectangular lid plate provided by closing the upper side of the case body 23. The lid plate 24 is made of, for example, an aluminum alloy material or a resin material similar to that of the case body 23. On the upper side of the cover plate 24, a step-like protrusion 24A is provided on one side in the left and right directions, and a connector 31 described later is provided on a side surface of the protrusion 24A.

２５はケーシング２２内に設けられた多数のスイッチング素子で、これらのスイッチング素子２５は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）として構成されている。スイッチング素子２５は、後述する第１のインバータ２６、第２のインバータ２７、チョッパ２８等の一部を構成するものである。 Reference numeral 25 denotes a number of switching elements provided in the casing 22, and these switching elements 25 are configured as, for example, insulated gate bipolar transistors (IGBTs). The switching element 25 constitutes a part of a first inverter 26, a second inverter 27, a chopper 28, and the like which will be described later.

ここで、各スイッチング素子２５は、動作時に熱を発生するために、温度上昇する。そこで、各スイッチング素子２５は、後述する管体３２の素子取付面３２Ａ上に取付けられ、各冷却流体通路３３，３４を流通する冷却流体によって冷却することができる。この場合、図７に示すように、スイッチング素子２５は、均等に効率よく冷却できるように、２本の冷却流体通路３３，３４に沿うように、左，右方向で２列に配設されている。このときに、各スイッチング素子２５は、後述する理由によってケーシング２２内の壁際にも配置することができる。 Here, each switching element 25 rises in temperature to generate heat during operation. Therefore, each switching element 25 is mounted on an element mounting surface 32A of the tube body 32 to be described later, and can be cooled by the cooling fluid flowing through the cooling fluid passages 33 and 34. In this case, as shown in FIG. 7, the switching elements 25 are arranged in two rows in the left and right directions along the two cooling fluid passages 33 and 34 so that the switching elements 25 can be uniformly and efficiently cooled. Yes. At this time, each switching element 25 can also be arranged near the wall in the casing 22 for the reason described later.

２６は複数のスイッチング素子２５等を組合せることにより構成された第１のインバータ（図９参照）である。この第１のインバータ２６は、例えばＩＧＢＴと呼ばれる６個のスイッチング素子２５等を組合せることにより構成され、アシスト発電モータ１２の発電時には、該アシスト発電モータ１２による交流の発電電力を直流電力に変換して蓄電装置９に供給する。一方、アシスト発電モータ１２のモータ駆動時には、第１のインバータ２６は、蓄電装置９からの直流電力を交流の駆動電力に変換してアシスト発電モータ１２に供給する。 Reference numeral 26 denotes a first inverter (see FIG. 9) configured by combining a plurality of switching elements 25 and the like. The first inverter 26 is configured by combining, for example, six switching elements 25 referred to as IGBTs and the like, and at the time of power generation by the assist power generation motor 12, AC power generated by the assist power generation motor 12 is converted into DC power. And supplied to the power storage device 9. On the other hand, when the assist power generation motor 12 is driven, the first inverter 26 converts the DC power from the power storage device 9 into AC drive power and supplies it to the assist power generation motor 12.

２７は同じく例えばＩＧＢＴと呼ばれる６個のスイッチング素子２５等を組合せることにより構成された第２のインバータである。この第２のインバータ２７は、旋回用モータ１４の回生時には、旋回用モータ１４による交流の回生電力を直流電力に変換して蓄電装置９に供給する。一方、旋回用モータ１４の旋回駆動時には、第２のインバータ２７は、蓄電装置９からの直流電力を交流の駆動電力に変換して旋回用モータ１４に供給する。 Reference numeral 27 denotes a second inverter constructed by combining, for example, six switching elements 25 called IGBTs. When the turning motor 14 is regenerated, the second inverter 27 converts AC regenerative power from the turning motor 14 into DC power and supplies it to the power storage device 9. On the other hand, during the turning drive of the turning motor 14, the second inverter 27 converts the DC power from the power storage device 9 into AC driving power and supplies it to the turning motor 14.

２８は同じく例えばＩＧＢＴと呼ばれる２個のスイッチング素子２５、リアクトル２８Ａおよびコンデンサ２８Ｂ等を組合せることにより構成されたチョッパである。蓄電装置９の充電時には、チョッパ２８は、降圧チョッパとして機能し、例えばアシスト発電モータ１２からインバータ２６を介して供給される直流電力を降圧して蓄電装置９に供給する。一方、アシスト発電モータ１２や旋回用モータ１４の駆動時には、チョッパ２８は、昇圧チョッパとして機能し、蓄電装置９から供給される直流電力を昇圧してアシスト発電モータ１２や旋回用モータ１４に供給する。また、チョッパ２８と各インバータ２６，２７との間には、直流電力を平滑化する平滑コンデンサ２９が設けられている。 Reference numeral 28 denotes a chopper configured by combining two switching elements 25 called an IGBT, a reactor 28A, a capacitor 28B, and the like. When the power storage device 9 is charged, the chopper 28 functions as a step-down chopper, for example, reduces the DC power supplied from the assist power generation motor 12 via the inverter 26 and supplies it to the power storage device 9. On the other hand, when driving the assist power generation motor 12 and the turning motor 14, the chopper 28 functions as a step-up chopper, boosts the DC power supplied from the power storage device 9, and supplies it to the assist power generation motor 12 and the turning motor 14. . In addition, a smoothing capacitor 29 that smoothes the DC power is provided between the chopper 28 and each of the inverters 26 and 27.

３０は各スイッチング素子２５の上方に位置してケーシング２２内に設けられた回路基板（図５、図６参照）である。この回路基板３０には、各種の電子部品３０Ａ〜３０Ｆが取付けられ、これらの電子部品３０Ａ〜３０Ｆは、前述した第１のインバータ２６、第２のインバータ２７、チョッパ２８の一部（制御回路）を構成するものである。回路基板３０は、ケース本体２３の前板部２３Ａに設けられたコネクタ３１Ａに適宜に接続されている。一方、主回路を構成するスイッチング素子２５等は、蓋板２４の突部２４Ａ側面に設けられた各コネクタ３１Ｂに適宜に接続されている。 Reference numeral 30 denotes a circuit board (see FIGS. 5 and 6) provided in the casing 22 so as to be positioned above each switching element 25. Various electronic components 30A to 30F are attached to the circuit board 30, and these electronic components 30A to 30F are parts of the first inverter 26, the second inverter 27, and the chopper 28 (control circuit) described above. It constitutes. The circuit board 30 is appropriately connected to a connector 31A provided on the front plate portion 23A of the case body 23. On the other hand, the switching elements 25 and the like constituting the main circuit are appropriately connected to the respective connectors 31B provided on the side surfaces of the protrusion 24A of the lid plate 24.

次に、多数のスイッチング素子２５を冷却するためにケーシング２２に設けられた第１の実施の形態による管体３２、第１の冷却流体通路３３、第２の冷却流体通路３４および接続管３５について述べる。 Next, the tube 32, the first cooling fluid passage 33, the second cooling fluid passage 34, and the connecting pipe 35 according to the first embodiment provided in the casing 22 for cooling the large number of switching elements 25. State.

即ち、３２はケーシング２２を構成するケース本体２３の底部に設けられた管体を示している。図５、図６に示すように、この管体３２は、ケーシング２２の下側を閉塞する底板部を兼ねるもので、ケース本体２３と同様の金属材料（アルミニウムの合金材）からなり、鋳造手段を用いてケース本体２３と一体成形されている。管体３２は、左，右方向に広幅に形成されることで長方形の厚肉な板状の外形を有し、その内部は左，右方向に並んだ広幅な２本の冷却流体通路３３，３４となっている。 That is, reference numeral 32 denotes a tube provided at the bottom of the case main body 23 constituting the casing 22. As shown in FIGS. 5 and 6, the tubular body 32 also serves as a bottom plate portion that closes the lower side of the casing 22, and is made of the same metal material (aluminum alloy material) as that of the case body 23, and is cast. Is integrally molded with the case main body 23. The pipe body 32 is formed in a wide left and right direction so as to have a rectangular thick plate-like outer shape, and the inside thereof has two wide cooling fluid passages 33 arranged in the left and right directions, 34.

広幅な管体３２の上面は、ケーシング２２内で各スイッチング素子２５を取付けるための平坦な素子取付面３２Ａとなっている。管体３２の前側は、ケース本体２３の前板部２３Ａと同一面をなす前面３２Ｂとなり、管体３２の後側は、ケース本体２３の後板部２３Ｂと同一面をなす後面３２Ｃとなっている。 The upper surface of the wide tube body 32 is a flat element mounting surface 32 A for mounting each switching element 25 in the casing 22. The front side of the tube body 32 is a front surface 32B that is flush with the front plate portion 23A of the case body 23, and the rear side of the tube body 32 is a rear surface 32C that is flush with the back plate portion 23B of the case body 23. Yes.

３３は管体３２の内部空間として形成された一の冷却流体通路としての第１の冷却流体通路で、該第１の冷却流体通路３３は、水、油、ガス等の冷却流体を流通させるものである。図６、図８に示すように、第１の冷却流体通路３３は、左，右方向に広幅な扁平通路として形成され、管体３２の右側寄りに位置して長さ方向に直線状に延びている。第１の冷却流体通路３３の上流側は、管体３２の前面３２Ｂから前方に突出する円筒状の流入口３３Ａとなっている。一方、第１の冷却流体通路３３の下流側は、管体３２の後面３２Ｃから後方に突出する円筒状の流出口３３Ｂとなっている。流入口３３Ａは冷却流体の供給源に配管、ホース等（いずれも図示せず）を介して接続されている。 Reference numeral 33 denotes a first cooling fluid passage as one cooling fluid passage formed as an internal space of the tube body 32. The first cooling fluid passage 33 allows a cooling fluid such as water, oil, gas, etc. to flow therethrough. It is. As shown in FIGS. 6 and 8, the first cooling fluid passage 33 is formed as a flat passage that is wide in the left and right directions, and is located on the right side of the tube body 32 and extends linearly in the length direction. ing. The upstream side of the first cooling fluid passage 33 is a cylindrical inlet 33 A that protrudes forward from the front surface 32 B of the tube body 32. On the other hand, the downstream side of the first cooling fluid passage 33 is a cylindrical outlet 33 B that protrudes rearward from the rear surface 32 C of the tube body 32. The inflow port 33A is connected to a cooling fluid supply source via a pipe, a hose or the like (none of which is shown).

第１の冷却流体通路３３内には、冷却流体の流通方向、即ち前，後方向に延びる複数枚の整流板３３Ｃが左，右方向に所定の間隔をもって立設されている。該各整流板３３Ｃは、冷却流体と管体３２との伝熱面積を増大させて冷却効果を高めると共に、第１の冷却流体通路３３内で冷却流体を広範囲に亘って整然と流通させるものである。 In the first cooling fluid passage 33, a plurality of rectifying plates 33C extending in the flow direction of the cooling fluid, that is, in the front and rear directions, are erected at predetermined intervals in the left and right directions. Each rectifying plate 33 C increases the heat transfer area between the cooling fluid and the tube body 32 to enhance the cooling effect, and distributes the cooling fluid in an orderly manner over a wide range in the first cooling fluid passage 33. .

３４は第１の冷却流体通路３３と並ぶように管体３２の内部空間として形成された他の冷却流体通路としての第２の冷却流体通路である。第２の冷却流体通路３４は、第１の冷却流体通路３３とほぼ同様に、左，右方向に広幅な扁平通路として形成され、左側寄りに位置して長さ方向に直線状に延びている。第２の冷却流体通路３４の上流側は、管体３２の後面３２Ｃから突出して流入口３４Ａとなっている。一方、第２の冷却流体通路３４の下流側は、管体３２の前面３２Ｂから突出して流出口３４Ｂとなっている。この流出口３４Ｂは配管、ホース等を介して冷却流体のタンク（いずれも図示せず）に接続されている。第２の冷却流体通路３４内には、第１の冷却流体通路３３の整流板３３Ｃと同様に形成された複数枚の整流板３４Ｃが設けられている。 Reference numeral 34 denotes a second cooling fluid passage as another cooling fluid passage formed as an internal space of the pipe body 32 so as to be aligned with the first cooling fluid passage 33. The second cooling fluid passage 34 is formed as a flat passage that is wide in the left and right directions, and is located on the left side and extends linearly in the length direction in substantially the same manner as the first cooling fluid passage 33. . The upstream side of the second cooling fluid passage 34 protrudes from the rear surface 32C of the tube body 32 to form an inlet 34A. On the other hand, the downstream side of the second cooling fluid passage 34 protrudes from the front surface 32B of the tubular body 32 to form an outlet 34B. The outlet 34B is connected to a cooling fluid tank (both not shown) via pipes, hoses and the like. In the second cooling fluid passage 34, a plurality of rectifying plates 34C formed similarly to the rectifying plate 33C of the first cooling fluid passage 33 are provided.

ここで、管体３２および各冷却流体通路３３，３４は、金属材料を用いた鋳造手段によって成形されている。詳しく述べると、ケース本体２３と管体３２の外形を持った外型を用意し、この外型内に各冷却流体通路３３，３４と同じ形状を持った中子（いずれも図示せず）を配置する。この状態で、外型と中子との間に溶融した金属材料を注ぎ込み、冷却後に外型と中子を取外すことにより、管体３２、各冷却流体通路３３，３４をケース本体２３と一体成形することができる。 Here, the pipe body 32 and the cooling fluid passages 33 and 34 are formed by a casting means using a metal material. More specifically, an outer mold having the outer shapes of the case main body 23 and the tube body 32 is prepared, and a core (both not shown) having the same shape as the cooling fluid passages 33 and 34 is provided in the outer mold. Deploy. In this state, a molten metal material is poured between the outer mold and the core, and after cooling, the outer mold and the core are removed, whereby the tube body 32 and the cooling fluid passages 33 and 34 are integrally formed with the case body 23. can do.

この鋳造作業では、各冷却流体通路３３，３４を中空にするために中子を粉砕し、その中子の粉砕屑を各冷却流体通路３３，３４から排出している。第１の実施の形態による各冷却流体通路３３，３４は、流入口３３Ａ，３４Ａ、流出口３３Ｂ，３４Ｂとなって両方の端部が開口しているから、それぞれ２箇所の開口から中子の粉砕屑を効率よく排出することができる。 In this casting operation, the core is pulverized to make the cooling fluid passages 33 and 34 hollow, and the crushed waste of the core is discharged from the cooling fluid passages 33 and 34. The cooling fluid passages 33 and 34 according to the first embodiment are inflow ports 33A and 34A and outflow ports 33B and 34B, and both ends are open. Grinding waste can be discharged efficiently.

管体３２の素子取付面３２Ａに各スイッチング素子２５を直接的に取付けた状態では、各冷却流体通路３３，３４が各スイッチング素子２５と接触状態で設けられている。従って、各スイッチング素子２５が発生する熱は、管体３２を介して各冷却流体通路３３，３４を流通する冷却流体に放出することができ、各スイッチング素子２５を効果的に冷却することができる。 In a state where each switching element 25 is directly attached to the element attachment surface 32 A of the tube body 32, each cooling fluid passage 33, 34 is provided in contact with each switching element 25. Therefore, the heat generated by each switching element 25 can be released to the cooling fluid flowing through each cooling fluid passage 33, 34 via the tube 32, and each switching element 25 can be effectively cooled. .

しかも、従来技術ではケーシング内に円弧状の接続部分を設けたことで冷却効果が及ばない部分があったが、各冷却流体通路３３，３４は、管体３２の前面３２Ｂから後面３２Ｃに亘って直線状に配置することにより、ケーシング２２内の隅々まで冷却することができる。 Moreover, in the prior art, there is a portion where the cooling effect is not achieved by providing the arc-shaped connection portion in the casing, but each cooling fluid passage 33, 34 extends from the front surface 32B of the tubular body 32 to the rear surface 32C. By arranging in a straight line, it is possible to cool every corner in the casing 22.

３５はケース本体２３の外部となる管体３２の後面３２Ｃに位置して設けられた接続管を示している。図８に示すように、この接続管３５は、冷却流体が連続して流れるように、第１の冷却流体通路３３と第２の冷却流体通路３４とを直列に接続するものである。接続管３５は、樹脂材料、金属材料またはこれらの複合材からなり、両端部の接続口３５Ａが同一方向を向くように屈曲した略コ字状の配管として形成されている。これにより、接続管３５は、一方の接続口３５Ａを第１の冷却流体通路３３の流出口３３Ｂに接続し、他方の接続口３５Ａを第２の冷却流体通路３４の流入口３４Ａに接続することができる。 Reference numeral 35 denotes a connecting pipe provided on the rear surface 32 C of the pipe body 32 which is the outside of the case body 23. As shown in FIG. 8, the connection pipe 35 connects the first cooling fluid passage 33 and the second cooling fluid passage 34 in series so that the cooling fluid flows continuously. The connection pipe 35 is made of a resin material, a metal material, or a composite material thereof, and is formed as a substantially U-shaped pipe that is bent so that the connection ports 35A at both ends face in the same direction. Thus, the connection pipe 35 connects one connection port 35A to the outlet port 33B of the first cooling fluid passage 33 and connects the other connection port 35A to the inlet port 34A of the second cooling fluid passage 34. Can do.

このように構成された電力変換装置２１では、第１の冷却流体通路３３、接続管３５、第２の冷却流体通路３４で冷却流体を流通させることにより、管体３２の素子取付面３２Ａ上の多数個のスイッチング素子２５を冷却することができる。 In the power conversion device 21 configured as described above, the cooling fluid is circulated through the first cooling fluid passage 33, the connection pipe 35, and the second cooling fluid passage 34, so that the element 32 on the element mounting surface 32 A of the tubular body 32 is provided. A large number of switching elements 25 can be cooled.

さらに、第１の冷却流体通路３３と第２の冷却流体通路３４とを接続する接続管３５を、ケーシング２２の外部に配置したことにより、このケーシング２２を小型化することができる。この場合、ケーシング２２には、長さ方向の全長に亘って第１の冷却流体通路３３と第２の冷却流体通路３４とを配置できるから、管体３２の素子取付面３２Ａ上で冷却可能な範囲をケーシング２２内の隅々まで広げることができる。従って、スイッチング素子２５はケーシング２２内の壁際にも配置することができるから、ケーシング２２を小型化した状態でも、冷却性能を低下させることなく、規定数のスイッチング素子２５を収容することができる。 Furthermore, the connecting pipe 35 that connects the first cooling fluid passage 33 and the second cooling fluid passage 34 is disposed outside the casing 22, whereby the casing 22 can be reduced in size. In this case, since the first cooling fluid passage 33 and the second cooling fluid passage 34 can be disposed in the casing 22 over the entire length in the length direction, the casing 22 can be cooled on the element mounting surface 32A. The range can be expanded to every corner in the casing 22. Therefore, since the switching element 25 can be disposed near the wall in the casing 22, even when the casing 22 is downsized, a specified number of switching elements 25 can be accommodated without reducing the cooling performance.

第１の実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、この油圧ショベル１の動作について説明する。 The hydraulic excavator 1 according to the first embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the hydraulic excavator 1 will be described.

まず、オペレータは、キャブ７に搭乗して運転席に着座する。この状態で走行用の操作レバー（いずれも図示せず）を操作することにより、コントロールバルブ１６から下部走行体２の走行用モータ２Ｅ，２Ｆに圧油を供給し、左，右の駆動輪２Ｂを駆動して油圧ショベル１を前進または後退させることができる。また、運転席に着座したオペレータは、作業用の操作レバー（図示せず）を操作することにより、旋回軸受装置３によって上部旋回体４を旋回させたり、作業装置５を俯仰動させたりして土砂の掘削作業等を行うことができる。 First, the operator gets on the cab 7 and sits on the driver's seat. In this state, by operating a traveling operation lever (both not shown), pressure oil is supplied from the control valve 16 to the traveling motors 2E and 2F of the lower traveling body 2, and the left and right drive wheels 2B are supplied. To drive the hydraulic excavator 1 forward or backward. The operator seated in the driver's seat operates the operation lever (not shown) for operation to turn the upper swing body 4 by the swing bearing device 3 or to move the working device 5 up and down. Sediment excavation work can be performed.

ここで、油圧ショベル１の運転時には、アシスト発電モータ１２、旋回用モータ１４等が駆動されるから、これらを制御している第１のインバータ２６、第２のインバータ２７、チョッパ２８の一部をなすスイッチング素子２５が発熱して温度上昇する。そこで、電力変換装置２１は、第１の冷却流体通路３３、接続管３５、第２の冷却流体通路３４の順で冷却流体を流通させることにより、管体３２に設けた多数個のスイッチング素子２５を冷却することができる。 Here, when the hydraulic excavator 1 is operated, the assist power generation motor 12, the turning motor 14, and the like are driven. Therefore, the first inverter 26, the second inverter 27, and a part of the chopper 28 that control them are replaced. The switching element 25 formed generates heat and the temperature rises. Therefore, the power conversion device 21 distributes the cooling fluid in the order of the first cooling fluid passage 33, the connection pipe 35, and the second cooling fluid passage 34, so that a large number of switching elements 25 provided in the tube body 32 are provided. Can be cooled.

かくして、第１の実施の形態によれば、電力変換装置２１のケーシング２２には、多数個のスイッチング素子２５を設け、この多数個のスイッチング素子２５と接触し冷却流体が流通する２本の冷却流体通路３３，３４を備えた管体３２を設ける。前記各冷却流体通路３３，３４の流入口３３Ａ，３４Ａと流出口３３Ｂ，３４Ｂをケーシング２２の外面の異なる位置、即ち、管体３２の前面３２Ｂと後面３２Ｃとに設ける。この上で、ケーシング２２の外部には、第１の冷却流体通路３３の流出口３３Ｂと第２の冷却流体通路３４の流入口３４Ａとを接続する接続管３５を設け、この接続管３５によって各冷却流体通路３３，３４を直列に接続する構成としている。 Thus, according to the first embodiment, the casing 22 of the power conversion device 21 is provided with a large number of switching elements 25, and the two cooling elements in contact with the large number of switching elements 25 and through which the cooling fluid flows. A tube body 32 having fluid passages 33 and 34 is provided. The inlets 33A and 34A and the outlets 33B and 34B of the cooling fluid passages 33 and 34 are provided at different positions on the outer surface of the casing 22, that is, the front surface 32B and the rear surface 32C of the tube body 32. In addition, on the outside of the casing 22, a connection pipe 35 that connects the outlet 33 B of the first cooling fluid passage 33 and the inlet 34 A of the second cooling fluid passage 34 is provided. The cooling fluid passages 33 and 34 are connected in series.

従って、第１の冷却流体通路３３と第２の冷却流体通路３４とを接続する接続管３５を、ケーシング２２の外部に配置したことにより、この接続管３５の分だけケーシング２２を小型化することができる。この場合、従来技術で述べた冷却効率の悪い通路の接続部分を外部に配置したことで、ケーシング２２内は角隅まで効率よく冷却できるから、ケーシング２２内の全体のスペースを利用してスイッチング素子２５を配設することができる。 Accordingly, the connecting pipe 35 connecting the first cooling fluid passage 33 and the second cooling fluid passage 34 is arranged outside the casing 22, thereby reducing the size of the casing 22 by the amount of the connecting pipe 35. Can do. In this case, since the inside of the casing 22 can be efficiently cooled to the corners by arranging the connecting portion of the passage with poor cooling efficiency described in the prior art, the switching element is utilized by utilizing the entire space in the casing 22. 25 can be provided.

この結果、電力変換装置２１は、冷却効果が期待できない無駄な空間を無くすことができるから、冷却性能を向上しつつケーシング２２を小型化することができる。これにより、コンパクトに形成されている昨今の油圧ショベル１に対しても、小型化した電力変換装置２１を搭載することができる。 As a result, the power conversion device 21 can eliminate a useless space in which a cooling effect cannot be expected, so that the casing 22 can be downsized while improving the cooling performance. Thereby, the power converter 21 reduced in size can be mounted also on the recent hydraulic excavator 1 formed compact.

また、第１の冷却流体通路３３の流出口３３Ｂと第２の冷却流体通路３４の流入口３４Ａとは、ケーシング２２の一の面となる管体３２の後面３２Ｃに並んで配置している。従って、近くに配置された流出口３３Ｂと流入口３４Ａに対し、接続管３５を簡単に接続することができる。しかも、接続管３５を短く形成でき、この点でも全体を小型化することができる。 Further, the outlet 33 B of the first cooling fluid passage 33 and the inlet 34 A of the second cooling fluid passage 34 are arranged side by side on the rear surface 32 C of the tubular body 32 that is one surface of the casing 22. Therefore, the connecting pipe 35 can be easily connected to the outlet 33B and the inlet 34A arranged in the vicinity. In addition, the connecting pipe 35 can be formed short, and the overall size can also be reduced in this respect.

各冷却流体通路３３，３４は、扁平で広幅な管体３２として形成しているから、冷却流体によって広い範囲を冷却することができ、管体３２の素子取付面３２Ａに並べられた各スイッチング素子２５を効果的に冷却することができる。しかも、各冷却流体通路３３，３４には、冷却流体の流通方向に延びる複数枚の整流板３３Ｃ，３４Ｃを設けているから、冷却流体通路３３，３４の幅方向の全体で冷却流体を整然と流通させることができ、この点においても広い範囲を安定的に冷却することができる。 Since each cooling fluid passage 33, 34 is formed as a flat and wide tube body 32, a wide range can be cooled by the cooling fluid, and each switching element arranged on the element mounting surface 32A of the tube body 32. 25 can be effectively cooled. Moreover, since the cooling fluid passages 33 and 34 are provided with a plurality of rectifying plates 33C and 34C extending in the cooling fluid circulation direction, the cooling fluid is regularly distributed in the entire width direction of the cooling fluid passages 33 and 34. In this respect, a wide range can be stably cooled.

各冷却流体通路３３，３４を備えた管体３２は、金属材料を用いた鋳造手段によって成形する構成としている。この場合、金属材料は熱伝導率がよいから、各冷却流体通路３３，３４を流通する冷却流体によって各スイッチング素子２５を効果的に冷却することができる。一方、管体３２を鋳造手段によって成形する場合には、各冷却流体通路３３，３４の部分に中子を配置して成形するが、各冷却流体通路３３，３４は流入口３３Ａ，３４Ａと流出口３３Ｂ，３４Ｂとを有しているから、２つの開口から粉砕した中子の屑を容易に取出すことができ、鋳造作業を効率よく行うことができる。 The pipe body 32 including the cooling fluid passages 33 and 34 is formed by a casting means using a metal material. In this case, since the metal material has good thermal conductivity, each switching element 25 can be effectively cooled by the cooling fluid flowing through each cooling fluid passage 33, 34. On the other hand, when the pipe body 32 is formed by casting means, a core is disposed in the portions of the cooling fluid passages 33 and 34. The cooling fluid passages 33 and 34 are connected to the inlets 33A and 34A. Since the outlets 33B and 34B are provided, the crushed core scraps can be easily taken out from the two openings, and the casting operation can be performed efficiently.

次に、図１０は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、管体に冷却流体通路を３本設け、この３本の冷却流体通路を２本の接続管によって直列に接続する構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that three cooling fluid passages are provided in the tube body, and the three cooling fluid passages are connected in series by two connection pipes. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図１０において、４１は第２の実施の形態による管体で、該管体４１は、第１の実施の形態による管体３２とほぼ同様に、金属材料を用いた鋳造作業によって左，右方向に広幅に形成され、その内部は左，右方向に並んだ広幅な３本の冷却流体通路４２，４３，４４となっている。管体４１の上面は、各スイッチング素子２５を取付けるための素子取付面（図示せず）となり、管体４１の前側は前面４１Ａとなり、後側は後面４１Ｂとなっている。 In FIG. 10, 41 is a pipe body according to the second embodiment, and the pipe body 41 is left and right by casting work using a metal material in substantially the same manner as the pipe body 32 according to the first embodiment. The cooling fluid passages 42, 43, and 44 are formed in a wide width, and the inside thereof is wide and arranged in the left and right directions. The upper surface of the tube body 41 is an element mounting surface (not shown) for mounting each switching element 25, the front side of the tube body 41 is a front surface 41A, and the rear side is a rear surface 41B.

４２は管体４１の内部空間として形成された第１の冷却流体通路で、該第１の冷却流体通路４２は、左，右方向に広幅な扁平通路として形成され、管体４１の右側寄りに位置して長さ方向に直線状に延びている。第１の冷却流体通路４２の上流側は、管体４１の前面４１Ａで流入口４２Ａとなり、下流側は、管体４１の後面４１Ｂで流出口４２Ｂとなっている。第１の冷却流体通路４２内には、複数枚の整流板４２Ｃが立設されている。 Reference numeral 42 denotes a first cooling fluid passage formed as an internal space of the tube body 41. The first cooling fluid passage 42 is formed as a flat passage that is wide in the left and right directions, and is located closer to the right side of the tube body 41. It is located and extends linearly in the length direction. The upstream side of the first cooling fluid passage 42 is an inflow port 42A on the front surface 41A of the tube body 41, and the downstream side is an outflow port 42B on the rear surface 41B of the tube body 41. In the first cooling fluid passage 42, a plurality of rectifying plates 42C are erected.

４３は第１の冷却流体通路４２の左側に並ぶように管体４１の中央部に形成された第２の冷却流体通路である。この第２の冷却流体通路４３は、第１の冷却流体通路４２と同様に、左，右方向に広幅な扁平通路として直線状に延びている。第２の冷却流体通路４３の上流側は、管体４１の後面４１Ｂで流入口４３Ａとなり、下流側は、管体４１の前面４１Ａで流出口４３Ｂとなっている。第２の冷却流体通路４３内には、複数枚の整流板４３Ｃが立設されている。 Reference numeral 43 denotes a second cooling fluid passage formed in the central portion of the tube body 41 so as to be arranged on the left side of the first cooling fluid passage 42. Similar to the first cooling fluid passage 42, the second cooling fluid passage 43 extends linearly as a flat passage that is wide in the left and right directions. The upstream side of the second cooling fluid passage 43 is an inflow port 43A on the rear surface 41B of the tube body 41, and the downstream side is an outflow port 43B on the front surface 41A of the tube body 41. In the second cooling fluid passage 43, a plurality of rectifying plates 43C are erected.

さらに、４４は第２の冷却流体通路４２の左側に並ぶように管体４１に形成された第３の冷却流体通路である。この第３の冷却流体通路４４は、第１，第２の冷却流体通路４２，４３と同様に、左，右方向に広幅な扁平通路として直線状に延びている。第３の冷却流体通路４４の上流側は、管体４１の前面４１Ａで流入口４４Ａとなり、下流側は、管体４１の後面４１Ｂで流出口４４Ｂとなっている。第３の冷却流体通路４４内には、複数枚の整流板４４Ｃが立設されている。 Further, 44 is a third cooling fluid passage formed in the pipe body 41 so as to be arranged on the left side of the second cooling fluid passage 42. Similar to the first and second cooling fluid passages 42 and 43, the third cooling fluid passage 44 extends linearly as a flat passage that is wide in the left and right directions. The upstream side of the third cooling fluid passage 44 is an inflow port 44A on the front surface 41A of the tube body 41, and the downstream side is an outflow port 44B on the rear surface 41B of the tube body 41. In the third cooling fluid passage 44, a plurality of rectifying plates 44C are erected.

４５はケース本体２３の外部となる管体４１の後面４１Ｂに位置して設けられた第１の接続管を示している。この第１の接続管４５は、第１の実施の形態による接続管３５とほぼ同様に、樹脂材料、金属材料等を用いて略コ字状の配管として形成されている。第１の接続管４５は、第１の冷却流体通路４２の流出口４２Ｂと第２の冷却流体通路４３の流入口４３Ａとを接続することにより、第１の冷却流体通路４２と第２の冷却流体通路４３とを直列に配置している。 Reference numeral 45 denotes a first connection pipe provided on the rear surface 41 B of the pipe body 41 which is the outside of the case body 23. The first connection pipe 45 is formed as a substantially U-shaped pipe using a resin material, a metal material, or the like, in substantially the same manner as the connection pipe 35 according to the first embodiment. The first connection pipe 45 connects the first cooling fluid passage 42 and the second cooling fluid by connecting the outlet 42B of the first cooling fluid passage 42 and the inlet 43A of the second cooling fluid passage 43. The fluid passage 43 is arranged in series.

４６は管体４１の前面４１Ａに位置して設けられた第２の接続管で、該第２の接続管４６は、第１の接続管４５と同様に、樹脂材料、金属材料等を用いて略コ字状の配管として形成されている。第２の接続管４６は、第２の冷却流体通路４３の流出口４３Ｂと第３の冷却流体通路４４の流入口４４Ａとを接続することにより、第２の冷却流体通路４３と第３の冷却流体通路４４とを直列に配置している。 46 is a second connection pipe provided on the front surface 41A of the tube body 41. The second connection pipe 46 is made of a resin material, a metal material, or the like, like the first connection pipe 45. It is formed as a substantially U-shaped pipe. The second connection pipe 46 connects the second cooling fluid passage 43 and the third cooling fluid by connecting the outlet 43B of the second cooling fluid passage 43 and the inlet 44A of the third cooling fluid passage 44. The fluid passage 44 is arranged in series.

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、管体４１に３本の冷却流体通路４２，４３，４４を設け、この３本の冷却流体通路４２，４３，４４を２本の接続管４５，４６によって直列に接続する構成としている。従って、管体４１の大部分を冷却流体通路４２，４３，４４とすることができるから、第１の冷却流体通路４２、第１の接続管４５、第２の冷却流体通路４３、第２の接続管４６、第３の冷却流体通路４４で冷却流体を流通させることにより、管体４１上の多数個のスイッチング素子２５を効果的に冷却することができる。 Thus, also in the second embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, according to the second embodiment, the pipe body 41 is provided with three cooling fluid passages 42, 43, 44, and the three cooling fluid passages 42, 43, 44 are connected to the two connecting pipes 45, 46 is connected in series. Therefore, most of the tube body 41 can be used as the cooling fluid passages 42, 43, and 44. Therefore, the first cooling fluid passage 42, the first connection pipe 45, the second cooling fluid passage 43, and the second cooling fluid passage 42 are provided. By allowing the cooling fluid to flow through the connection pipe 46 and the third cooling fluid passage 44, the multiple switching elements 25 on the pipe body 41 can be effectively cooled.

次に、図１１は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、ケーシングと管体とを別体に設け、該管体に設けた冷却流体通路を外部の接続管で接続する構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the casing and the pipe are provided separately, and the cooling fluid passage provided in the pipe is connected by an external connection pipe. Note that in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図１１において、５１は第３の実施の形態によるケーシング、５２は該ケーシング５１のケース本体を示している。このケース本体５２は、前板部５２Ａ、後板部５２Ｂ、左側板部５２Ｃ、右側板部（図示せず）および底板部５２Ｄによって有底状の箱体として形成されている。 In FIG. 11, 51 indicates a casing according to the third embodiment, and 52 indicates a case main body of the casing 51. The case body 52 is formed as a bottomed box by a front plate portion 52A, a rear plate portion 52B, a left plate portion 52C, a right plate portion (not shown), and a bottom plate portion 52D.

５３はケース本体５２内の底部側に設けられた第３の実施の形態による管体を示している。この管体５３は、第１の実施の形態による管体３２とほぼ同様に、金属材料を用いた鋳造手段によって左，右方向に広幅で長方形の厚肉な板状の外形を有している。しかし、第３の実施の形態による管体５３は、ケース本体５２と別体に設けられ、該ケース本体５２内の底部側に取付けられている点で、第１の実施の形態による管体３２と相違している。管体５３の内部は、左，右方向に並んだ広幅な２本の冷却流体通路５４（１本のみ図示）となっている。管体５３の上面は、各スイッチング素子２５を取付けるための素子取付面５３Ａとなっている。 Reference numeral 53 denotes a tubular body according to the third embodiment provided on the bottom side in the case main body 52. The tubular body 53 has a thick, plate-like outer shape that is wide and rectangular in the left and right directions by a casting means using a metal material in substantially the same manner as the tubular body 32 according to the first embodiment. . However, the tubular body 53 according to the third embodiment is provided separately from the case main body 52 and attached to the bottom side in the case main body 52, so that the tubular body 32 according to the first embodiment is provided. Is different. The inside of the pipe body 53 has two wide cooling fluid passages 54 (only one is shown) arranged in the left and right directions. The upper surface of the tube body 53 is an element mounting surface 53A for mounting each switching element 25.

５４は管体５３の内部空間として形成された第１の冷却流体通路で、該第１の冷却流体通路５４は、左，右方向に広幅な扁平通路として直線状に延びている。第１の冷却流体通路５４の上流側は、ケース本体５２の前板部５２Ａから突出した流入口５４Ａとなり、下流側は、ケース本体５２の後板部５２Ｂから突出した流出口５４Ｂとなっている。第１の冷却流体通路５４内には、複数枚の整流板５４Ｃが立設されている。 Reference numeral 54 denotes a first cooling fluid passage formed as an internal space of the tube body 53. The first cooling fluid passage 54 extends linearly as a flat passage that is wide in the left and right directions. The upstream side of the first cooling fluid passage 54 is an inflow port 54A protruding from the front plate portion 52A of the case main body 52, and the downstream side is an outflow port 54B protruding from the rear plate portion 52B of the case main body 52. . A plurality of rectifying plates 54C are erected in the first cooling fluid passage 54.

５５はケース本体５２の後板部５２Ｂの外側に位置して設けられた接続管で、該接続管５５は、第１の実施の形態による接続管３５とほぼ同様に、第１の冷却流体通路５４の流出口５４Ｂと該第１の冷却流体通路５４と並んで設けられた第２の冷却流体通路の流入口（図示せず）とを接続するものである。 55 is a connection pipe provided outside the rear plate portion 52B of the case main body 52. The connection pipe 55 is substantially the same as the connection pipe 35 according to the first embodiment in the first cooling fluid passage. The outlet 54B of 54 and the inlet (not shown) of the 2nd cooling fluid channel provided along with the 1st cooling fluid channel 54 are connected.

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、ケーシング５１と管体５３とを別体に設け、該管体５３に設けた各冷却流体通路５４を外部の接続管５５で接続する構成としている。従って、ケーシング５１と管体５３とは、それぞれ簡単な鋳型によって鋳造することができ、ここの部品の製造コストを低減することができる。 Thus, also in the third embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, according to the third embodiment, the casing 51 and the pipe body 53 are provided separately, and each cooling fluid passage 54 provided in the pipe body 53 is connected by an external connection pipe 55. Therefore, the casing 51 and the pipe body 53 can be cast by simple molds, respectively, and the manufacturing cost of the parts here can be reduced.

次に、図１２は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、管体と電子回路部品との間に回路基板を設けることにより、電子回路部品と近接状態で管体を設ける構成としたことにある。なお、第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 12 shows a fourth embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that the tube body is provided in the proximity of the electronic circuit component by providing a circuit board between the tube body and the electronic circuit component. Note that in the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図１２において、６１は管体３２の素子取付面３２Ａ上に設けられた回路基板を示している。この回路基板６１の上面には、各スイッチング素子２５が取付けられている。これにより、管体３２と各スイッチング素子２５とは、回路基板６１を介して近接状態で配置されている。回路基板６１は、熱伝導性の良好な材料を用いて形成されている。さらに、回路基板６１は、管体３２と別個に設けることにより、多数のスイッチング素子２５を別の場所で予め取付けることができる。 In FIG. 12, reference numeral 61 denotes a circuit board provided on the element mounting surface 32A of the tube body 32. Each switching element 25 is attached to the upper surface of the circuit board 61. Thereby, the tubular body 32 and each switching element 25 are arranged in a close proximity via the circuit board 61. The circuit board 61 is formed using a material having good thermal conductivity. Furthermore, by providing the circuit board 61 separately from the tube body 32, a large number of switching elements 25 can be attached in advance at different locations.

かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態によれば、回路基板６１は、良好な熱伝導性を有しているから、各スイッチング素子２５が発生した熱を管体３２の各冷却流体通路３３，３４に伝えることができる。しかも、管体３２と別個に設けた回路基板６１には、作業がし易い別の場所で予め各スイッチング素子２５を取付けることができるから、各スイッチング素子２５を管体３２上に取付けるときの作業性を向上することができる。 Thus, also in the fourth embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, according to the fourth embodiment, since the circuit board 61 has good thermal conductivity, the heat generated by the switching elements 25 is transferred to the cooling fluid passages 33 and 34 of the tubular body 32. I can tell you. In addition, since each switching element 25 can be attached in advance to a circuit board 61 provided separately from the pipe body 32 at a place where the work is easy to perform, work for attaching each switching element 25 onto the pipe body 32 is possible. Can be improved.

次に、図１３は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、電力変換装置を熱交換装置よりも冷却風の流れ方向の上流側に配設する構成としたことにある。なお、第５の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the power conversion device is arranged upstream of the heat exchange device in the flow direction of the cooling air. Note that in the fifth embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図１３において、７１は第５の実施の形態による電力変換装置で、該電力変換装置７１は、熱交換装置１３よりも冷却風の流れ方向の上流側に位置して旋回フレーム６上に配設されている。これにより、外部から吸込まれた冷却風は、電力変換装置７１の周囲を通って熱交換装置１３へと流通する。 In FIG. 13, reference numeral 71 denotes a power conversion device according to the fifth embodiment, and the power conversion device 71 is disposed on the swivel frame 6 and is located upstream of the heat exchange device 13 in the flow direction of the cooling air. Has been. Thereby, the cooling air sucked from the outside flows through the periphery of the power conversion device 71 to the heat exchange device 13.

かくして、このように構成された第５の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施の形態によれば、電力変換装置７１を熱交換装置１３よりも冷却風の流れ方向の上流側に配置しているから、外部から吸込まれた冷えた冷却風を電力変換装置７１に供給でき、該電力変換装置７１内の電子回路部品を外部から冷却することができる。 Thus, also in the fifth embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same function and effect as those of the first embodiment described above. In particular, according to the fifth embodiment, the power conversion device 71 is disposed upstream of the heat exchange device 13 in the flow direction of the cooling air, so that the cooling air sucked from the outside is converted into power. The electronic circuit components in the power conversion device 71 can be cooled from the outside.

なお、第１の実施の形態では、管体３２に２本の冷却流体通路３３，３４を設け、第２の実施の形態では、管体４１に３本の冷却流体通路４２，４３，４４を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば管体に４本以上の冷却流体通路を設ける構成としてもよい。この場合、４本以上の冷却流体通路を全て直列に接続してもよく、また、２本以上の冷却流体通路を直列に接続したものを１組とし、これを管体に並列状態で複数組設ける構成としてもよい。これらの構成は、第３以降の実施の形態にも同様に適用することができるものである。 In the first embodiment, the pipe body 32 is provided with two cooling fluid passages 33, 34, and in the second embodiment, the pipe body 41 is provided with three cooling fluid passages 42, 43, 44. The case where it is provided has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the pipe body may be provided with four or more cooling fluid passages. In this case, all four or more cooling fluid passages may be connected in series, or two or more cooling fluid passages are connected in series to form one set, and a plurality of sets in parallel with the pipe body. It is good also as a structure to provide. These configurations can be similarly applied to the third and subsequent embodiments.

また、第１の実施の形態では、スイッチング素子２５を用いた電子回路部品として、インバータ２６，２７とチョッパ２８とを設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、インバータまたはチョッパのいずれかを設ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。 In the first embodiment, the case where the inverters 26 and 27 and the chopper 28 are provided as electronic circuit components using the switching element 25 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and either an inverter or a chopper may be provided. This configuration can be similarly applied to other embodiments.

一方、第１の実施の形態では、蓄電装置９として、電気二重層のキャパシタを用いた場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、蓄電装置９として、例えばリチュウムイオンバッテリ等を用いる構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。 On the other hand, in the first embodiment, the case where an electric double layer capacitor is used as the power storage device 9 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the power storage device 9 may be configured to use, for example, a lithium ion battery. This configuration can be similarly applied to other embodiments.

また、第１の実施の形態では、インバータ２６，２７をそれぞれ６個のスイッチング素子２５を用いて構成し、チョッパ２８を２個のスイッチング素子２５を用いて構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、インバータ２６，２７は、例えば１２個、１８個等（６個倍数）のスイッチング素子２５を用いて構成してもよい。同様に、チョッパ２８は、例えば４個、６個等（２個倍数）のスイッチング素子２５を用いて構成してもよい。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。 In the first embodiment, the inverters 26 and 27 are each configured by using six switching elements 25, and the chopper 28 is configured by using two switching elements 25. However, the present invention is not limited to this, and the inverters 26 and 27 may be configured using, for example, 12 or 18 (multiple of 6) switching elements 25. Similarly, the chopper 28 may be configured using, for example, four, six, etc. (multiple of two) switching elements 25. These configurations can be similarly applied to other embodiments.

また、第１の実施の形態では、アシスト発電モータ１２で発電した電力によって上部旋回体４の旋回用モータ１４を駆動する構成を例示した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、アシスト発電モータ１２で発電した電力によって下部走行体２の走行用モータ２Ｅ，２Ｆ等の他のモータを駆動する構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。 Further, in the first embodiment, the configuration in which the turning motor 14 of the upper turning body 4 is driven by the electric power generated by the assist power generation motor 12 is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and other motors such as the traveling motors 2E and 2F of the lower traveling body 2 may be driven by the electric power generated by the assist power generation motor 12. This configuration can be similarly applied to other embodiments.

さらに、各実施の形態では、作業車両の電力変換装置として、クローラ式の下部走行体２を備えたハイブリッド式油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の下部走行体を備えたハイブリッド式油圧ショベルに適用してもよい。この他にも、電動モータによって油圧ポンプを駆動する電動式油圧ショベルに適用することもできる。さらに、作業車両の電力変換装置として、ホイールローダ、リフトトラック、フォークリフト等の電力変換装置にも広く適用することができる。 Furthermore, in each embodiment, the hybrid hydraulic excavator 1 provided with the crawler type lower traveling body 2 was described as an example of the power conversion device for the work vehicle. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a hybrid hydraulic excavator including a wheel type lower traveling body. In addition, the present invention can be applied to an electric excavator that drives a hydraulic pump by an electric motor. Furthermore, the present invention can be widely applied to power conversion devices such as wheel loaders, lift trucks, and forklifts as power conversion devices for work vehicles.

１油圧ショベル（作業車両）
４上部旋回体
６旋回フレーム
１０エンジン
１１油圧ポンプ
１２アシスト発電モータ
１４旋回用モータ
２１，７１電力変換装置
２２，５１ケーシング
２３，５２ケース本体
２５スイッチング素子
２６第１のインバータ（電子回路部品）
２７第２のインバータ（電子回路部品）
２８チョッパ（電子回路部品）
３２，４１，５３管体
３２Ａ，５３Ａ素子取付面
３３，４２，５４第１の冷却流体通路
３３Ａ，３４Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ，５４Ａ流入口
３３Ｂ，３４Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ，５４Ｂ流出口
３３Ｃ，３４Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃ，４４Ｃ，５４Ｃ整流板
３４，４３第２の冷却流体通路
３５，５５接続管
４４第３の冷却流体通路
４５第１の接続管
４６第２の接続管 1 Hydraulic excavator (work vehicle)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Upper revolving body 6 Turning frame 10 Engine 11 Hydraulic pump 12 Assist power generation motor 14 Turning motor 21, 71 Power converter 22, 51 Casing 23, 52 Case body 25 Switching element 26 First inverter (electronic circuit component)
27 Second inverter (electronic circuit component)
28 Chopper (electronic circuit components)
32, 41, 53 Tubing 32A, 53A Element mounting surface 33, 42, 54 First cooling fluid passage 33A, 34A, 42A, 43A, 44A, 54A Inlet 33B, 34B, 42B, 43B, 44B, 54B Outlet 33C, 34C, 42C, 43C, 44C, 54C Rectifier plate 34, 43 Second cooling fluid passage 35, 55 Connection pipe 44 Third cooling fluid passage 45 First connection pipe 46 Second connection pipe

Claims

A power conversion device for a work vehicle mounted on a work vehicle to control an electric actuator,
A casing formed as a box,
A plurality of sets of electronic circuit components that perform power conversion as an inverter or chopper provided by combining a large number of switching elements provided in the casing; and
A plurality of cooling fluid passages provided in contact with or in close proximity to each set of electronic circuit components and having a cooling fluid flowing therethrough and having an inlet and an outlet at different positions on the outer surface of the casing;
In order to connect the plurality of cooling fluid passages in series, a connection pipe that is located outside the casing and connects an outlet of one cooling fluid passage and an inlet of another cooling fluid passage is formed. A power conversion device for a work vehicle.

The outlet and inlet of the plurality of cooling fluid passages are arranged side by side on one surface provided in the casing,
The power conversion device for a work vehicle according to claim 1, wherein the connection pipe is arranged on one surface of the casing.

The plurality of cooling fluid passages are formed as flat and wide tubular bodies,
Each set of electronic circuit components is arranged side by side on the wide tube,
The power conversion device for a work vehicle according to claim 1 or 2, wherein the tubular body is provided with a plurality of rectifying plates extending in a flow direction of the cooling fluid.

The power conversion device for a work vehicle according to claim 3, wherein the tubular body is configured to be formed by casting means using a metal material.