JP6469381B2 - ハイブリッド式作業機 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル、ホイール式油圧ショベル等の作業機に関し、特に、動力源としてエンジンと電動機（電動モータ）とを併用したハイブリッド式作業機に関する。

一般に、作業機の代表例である油圧ショベルは、走行用、作業用の動力源としてエンジンを備え、このエンジンによって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出した圧油によって油圧モータ、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを作動させることにより、土砂の掘削作業等を行うものである。

一方、油圧ショベル等の作業機として、エンジンと電動機とを併用したハイブリッド式作業機が知られており、このハイブリッド式作業機は、エンジンと、エンジンによって駆動されることにより発電し、または蓄電装置からの電力によりエンジンの駆動を補助する電動機と、電動機に供給される電力を充電する蓄電装置と、電動機の動作を制御するインバータとを備えて構成されている。

ここで、ハイブリッド式作業機に搭載される蓄電装置やインバータは、適正な温度条件の元で使用する必要がある。このため、ハイブリッド式作業機には、エンジン、油圧ポンプ等を冷却するための熱交換器の他に、蓄電装置やインバータを冷却するためのラジエータを含む冷却回路が備えられている（特許文献１参照）。

特開２０１２−０４１８１９号公報

ところで、上述した従来技術によるハイブリッド式作業機においては、蓄電装置とインバータとをユニット化し、これら蓄電装置とインバータとを、単一のラジエータを備えた一系統の冷却回路を用いて一緒に冷却する構成としている。

このため、蓄電装置が適正に作動する温度範囲と、インバータが適正に作動する温度範囲とが異なる場合には、蓄電装置とインバータとを一系統の冷却回路を用いて一緒に冷却することが困難であるという問題がある。

特に、蓄電装置として用いられるリチウムイオン電池は、高温状態に晒されることにより電池が早期に劣化して耐用年数が短くなるため、冷却温度をインバータに比較して低く設定する必要がある。

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、蓄電装置を他の発熱体とは別個に単独で冷却することができるようにしたハイブリッド式作業機を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載され前側に作業装置が設けられた上部旋回体と、該上部旋回体の後側に設けられ前記作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に配置され油圧ポンプを駆動するエンジンと、該エンジンによって駆動されることにより電力を発電し、または電力が供給されることにより前記エンジンの駆動を補助する電動機と、エンジン冷却水および／または作動油を含む流体を冷却する熱交換装置と、該熱交換装置に冷却風を供給する冷却ファンと、前記熱交換装置に供給される冷却風の流れ方向に対して前記熱交換装置よりも上流側である熱交換装置上流室に配置され、電力を充電しまたは電力を放電する蓄電装置と、該蓄電装置から供給される電力により前記上部旋回体を旋回させ、または前記上部旋回体が旋回減速したときの回生電力を前記蓄電装置に充電する旋回電動モータとを備えてなるハイブリッド式作業機に適用される。

請求項１の発明の特徴は、前記熱交換装置に供給される冷却風の流れ方向の上流側である前記熱交換装置上流室には、冷媒を用いて前記蓄電装置を冷却する蓄電装置用ラジエータと、冷媒を循環させる冷却ポンプと、前記蓄電装置、前記冷却ポンプおよび前記蓄電装置用ラジエータを相互に接続する冷却管路とによって閉ループとして形成され前記蓄電装置を単独で冷却する蓄電装置用冷却システムを設け、一方、前記電動機の動作を制御するインバータを冷媒を用いて冷却するインバータ用ラジエータと、冷媒を循環させる他の冷却ポンプと、前記インバータ用ラジエータ、前記他の冷却ポンプ、前記インバータおよび前記旋回電動モータを相互に接続する他の冷却管路とにより前記蓄電装置用冷却システムとは別の閉ループとして形成され前記インバータおよび前記旋回電動モータを冷却するインバータ用冷却システムを設けたことにある。

請求項２の発明は、前記電動機の動作を制御する前記インバータである第１のインバータと、前記旋回電動モータの動作を制御する第２のインバータとによりインバータ装置を構成し、前記インバータ用冷却システムは、前記インバータ装置を冷却する構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記蓄電装置用冷却システムの前記蓄電装置用ラジエータは、前記熱交換装置上流室内で前記冷却風の流れ方向において前記熱交換装置と前記蓄電装置との間に配置する構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記蓄電装置用ラジエータは、冷却すべき冷媒が流入するアッパタンクと、冷却された冷媒が流入するロアタンクと、前記アッパタンクと前記ロアタンクとの間に設けられ冷媒の熱を冷却風中に放熱する放熱部とを有し、前記蓄電装置用ラジエータの前記放熱部の下端部は、前記蓄電装置の上面の高さ以上の高さ位置に配置する構成としたことにある。

請求項５の発明は、前記熱交換装置上流室は、前記上部旋回体の前，後方向において前記熱交換装置の前側で左，右方向に延びる前仕切部材と、前記上部旋回体の前，後方向において前記熱交換装置の後側で前記カウンタウエイトに沿って左，右方向に延びる後仕切部材とにより囲まれ、冷却風の流れ方向の上流側に形成される空間により構成したことにある。

請求項１の発明によれば、蓄電装置用ラジエータを備えた蓄電装置用冷却システムを用いて、蓄電装置を他の発熱体とは別個に単独で冷却することができる。従って、蓄電装置用冷却システムは、蓄電装置以外の発熱体を冷却する必要がないので、蓄電装置を冷却するのに最適な冷却温度を設定することができる。この結果、蓄電装置を常に適正な温度範囲内に保つことができるので、蓄電装置を円滑に作動させることができ、耐用年数も向上させることができる。しかも、蓄電装置用冷却システムを構成する蓄電装置用ラジエータ、冷却ポンプ、冷却管路を熱交換装置上流室に設けることにより、蓄電装置用冷却システム全体をコンパクトに構成することができる。

請求項２の発明によれば、電動機とは別個に旋回電動モータを備える場合でも、電動機の動作を制御する第１のインバータと、旋回電動モータの動作を制御する第２のインバータとを、インバータ用ラジエータ、他の冷却ポンプ、他の冷却管路からなるインバータ用冷却システムを用いて蓄電装置とは別個に冷却することができる。これにより、第１，第２のインバータを適正な温度範囲内に保つことができ、これらを円滑に作動させることができる。

請求項３の発明によれば、蓄電装置用ラジエータを、冷却風の流れ方向において熱交換装置と蓄電装置との間に配置することにより、熱交換装置を通過して暖められる前の冷却風を、蓄電装置用ラジエータに供給することができる。これにより、蓄電装置を効率良く冷却することができる。

請求項４の発明によれば、熱交換装置上流室に供給される冷却風は、蓄電装置によって妨げられることなく、蓄電装置用ラジエータの放熱部に供給される。この結果、熱交換装置上流室内に配置された蓄電装置用ラジエータの放熱部に対して充分な冷却風を供給することができるので、蓄電装置の冷却を促進することができる。

請求項５の発明によれば、蓄電装置用ラジエータを、熱交換装置の前側に配置された前仕切部材と後側に配置された後仕切板とによって囲まれた熱交換装置上流室内に配置することにより、蓄電装置用ラジエータに対して大量の冷却風を無駄なく供給することができる。

本発明の実施の形態によるハイブリッド式作業機としての油圧ショベルを示す正面図である。 旋回フレームに搭載されたエンジン、熱交換装置、蓄電装置、第１，第２の電動機、インバータ等の配置を冷却系統と共に示す平面図である。 上部旋回体の熱交換装置上流室、熱交換装置、蓄電装置、蓄電装置用ラジエータ、インバータ用ラジエータ等を示す斜視図である。 熱交換装置、蓄電装置、蓄電装置用ラジエータ、インバータ用ラジエータ等に供給される冷却風の流れを示す図１中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。 熱交換装置、蓄電装置、蓄電装置用ラジエータ、インバータ用ラジエータ等に供給される冷却風の流れを上方からみた拡大平面図である。 熱交換装置、蓄電装置、蓄電装置用ラジエータ、インバータ用ラジエータ等を示す要部拡大の斜視図である。 熱交換装置、蓄電装置用ラジエータ、蓄電装置用冷却ポンプ、インバータ用ラジエータ、インバータ用冷却ポンプ等を示す要部拡大の斜視図である。 熱交換装置、蓄電装置、蓄電装置用ラジエータ、インバータ用ラジエータ等を示す一部破断の拡大正面図である。 油圧ショベルの油圧系統と電気系統を概略的に示すブロック図である。 蓄電装置用冷却システムとインバータ用冷却システムを示す冷却系統図である。

以下、本発明に係るハイブリッド式作業機の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図中、１はハイブリッド式作業機の代表例としてのハイブリッド式の油圧ショベルを示している。油圧ショベル１の車体は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより構成されている。上部旋回体３の前側には作業装置４が俯仰動可能に設けられ、この作業装置４を用いて土砂の掘削作業等を行うことができる。

下部走行体２は、左，右のサイドフレーム２Ａ（左側のみ図示）を有するトラックフレームと、各サイドフレーム２Ａの前，後方向（長さ方向）の一側に設けられた駆動輪２Ｂと、前，後方向の他側に設けられた遊動輪２Ｃと、駆動輪２Ｂと遊動輪２Ｃとに巻回された履帯２Ｄとにより構成されている。左，右の駆動輪２Ｂは、油圧モータからなる左，右の走行モータ２Ｅ，２Ｆ（図９参照）によって駆動され、履帯２Ｄを周回駆動させることにより油圧ショベル１を走行させるものである。

作業装置４は、後述する旋回フレーム５の前部側に俯仰動可能に取付けられたブーム４Ａと、該ブーム４Ａの先端側に回動可能に取付けられたアーム４Ｂと、該アーム４Ｂの先端側に回動可能に取付けられたバケット４Ｃ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４Ｄ、アームシリンダ４Ｅ、バケットシリンダ４Ｆとにより構成されている。

上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、該旋回フレーム５上に搭載された後述のキャブ６、カウンタウエイト７、エンジン８、油圧ポンプ９、アシスト発電モータ１２、熱交換装置１３、蓄電装置３０、旋回モータ３１、インバータ装置３４、蓄電装置用ラジエータ４２、インバータ用ラジエータ４６等を含んで構成されている。

ここで、旋回フレーム５は、図２等に示すように、厚肉な平板状に形成され前，後方向に延びた底板５Ａと、該底板５Ａ上に立設され左，右方向で対面しつつ前，後方向に延びた左縦板５Ｂ及び右縦板５Ｃと、左縦板５Ｂから左側方に張出して設けられた複数の左張出しビーム５Ｄと、右縦板５Ｃから右側方に張出して設けられた複数の右張出しビーム（図示せず）と、各左張出しビーム５Ｄの先端側に固着され前，後方向に延びた左サイドフレーム５Ｅと、各右張出しビームの先端側に固着され前，後方向に延びた右サイドフレーム５Ｆとにより大略構成されている。また、旋回フレーム５の後部左側には、左縦板５Ｂと左サイドフレーム５Ｅとの間に位置して、後述の熱交換装置１３が取付けられる熱交換装置取付板５Ｇと、後述の蓄電装置３０が取付けられる蓄電装置取付板５Ｈが設けられている（図６，図７参照）。

旋回フレーム５の前部左側には、運転室を画成するキャブ６が設けられている。キャブ６内には、オペレータが着席する運転席が設けられ、運転席の周囲には走行用の操作レバー、作業用の操作レバー（いずれも図示せず）が設けられている。一方、旋回フレーム５の後端側には、作業装置４との重量バランスをとるためのカウンタウエイト７が設けられている。

８はカウンタウエイト７の前側に位置して旋回フレーム５の後側に配設されたエンジンを示している。エンジン８は、クランク軸（図示せず）の軸線が左，右方向に延在する横置き状態で、旋回フレーム５上に搭載されている。エンジン８の右側には、後述の油圧ポンプ９とアシスト発電モータ１２とが取付けられている。一方、エンジン８の左側（油圧ポンプ９とは反対側）には吸込式の冷却ファン８Ａが取付けられている。

冷却ファン８Ａは、エンジン８によって回転駆動されることにより外気を吸込み、この外気を冷却風として後述の熱交換装置１３等に供給するものである。この場合、図４および図５に示すように、冷却ファン８Ａによる冷却風の流れ方向Ａは、エンジン８のクランク軸（図示せず）の軸線が延在する方向（左，右方向）と一致している。

９はエンジン８の右側（出力側）に取付けられた油圧ポンプを示している。この油圧ポンプ９は、エンジン８によって駆動されることにより、油圧ショベル１に搭載された左，右の走行モータ２Ｅ，２Ｆ、各シリンダ４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ、後述する旋回油圧モータ３２等の各種の油圧アクチュエータに向けて作動用の圧油を吐出するものである。油圧ポンプ９の前側には作動油タンク１０が設けられ、該作動油タンク１０は、油圧アクチュエータに供給される作動油を貯溜している。

１１はエンジン８の前側に設けられたコントロールバルブを示し、該コントロールバルブ１１は複数の方向制御弁の集合体からなっている。そして、コントロールバルブ１１は、キャブ６内に配置された操作レバー（図示せず）の操作に応じて、油圧ポンプ９から各種の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向を制御するものである。

１２は油圧ポンプ９と共にエンジン８の右側（出力側）に取付けられた第１の電動機としてのアシスト発電モータ（発電電動機）を示している。このアシスト発電モータ１２は、エンジン８によって駆動されることにより発電し、または後述する蓄電装置３０から電力が供給されることによりエンジン８の駆動を補助（アシスト）するものである。即ち、アシスト発電モータ１２は、エンジン８によって駆動されることにより発電する発電機としての機能と、後述の蓄電装置３０から供給される電力によりエンジン８の駆動を補助する電動機としての機能とを有している。

１３はエンジン８の左側に位置して旋回フレーム５上に搭載された熱交換装置を示している。この熱交換装置１３は、図６ないし図８に示すように、旋回フレーム５上に取付けられる支持枠体１４と、該支持枠体１４に組付けられたインタクーラ１５、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、エアコンコンデンサ１８、燃料クーラ１９等からなる１つのユニットとして構成されている。

ここで、支持枠体１４は、熱交換装置１３の前側（キャブ６側）に配置され、左サイドフレーム５Ｅに向けて左，右方向に延びると共に上，下方向に延びる前仕切部材としての前仕切板１４Ａと、カウンタウエイト７の左前面部に沿って熱交換装置１３の後側に配置され、左サイドフレーム５Ｅに向けて左，右方向に延びると共に上，下方向に延びる後仕切部材としての後仕切板１４Ｂと、前，後の仕切板１４Ａ，１４Ｂの上部を連結するように前，後方向に延び、インタクーラ１５、ラジエータ１６、オイルクーラ１７の上部を覆う長箱状の連結部材１４Ｃとを含んで構成されている。支持枠体１４の前仕切板１４Ａと後仕切板１４Ｂとの間には、熱交換装置１３よりも冷却風の流れ方向Ａの上流側に位置して後述の熱交換装置上流室２８が形成されている。

支持枠体１４には、ターボ過給機（図示せず）によって圧縮された空気を冷却するインタクーラ１５と、エンジン冷却水を冷却するラジエータ１６と、作動油を冷却するオイルクーラ１７と、空気調和装置（エアコン）用の冷媒を冷却するエアコンコンデンサ１８と、燃料を冷却する燃料クーラ１９とが組付けられている。熱交換装置１３は、冷却ファン８Ａによって熱交換装置上流室２８内に吸込まれた外気（冷却風）が、エアコンコンデンサ１８、燃料クーラ１９、インタクーラ１５、ラジエータ１６、オイルクーラ１７に供給されることにより、圧縮空気、エンジン冷却水、作動油、エアコン用の冷媒、燃料を冷却するものである。

この場合、図５等に示すように、インタクーラ１５、ラジエータ１６、オイルクーラ１７は、冷却ファン８Ａによって熱交換装置上流室２８内に供給される冷却風の流れ方向Ａに対し、並列に配置されている。また、エアコンコンデンサ１８は、冷却風の流れ方向Ａにおいてラジエータ１６よりも上流側に配置され、燃料クーラ１９は、冷却風の流れ方向Ａにおいてオイルクーラ１７よりも上流側に配置されている。

一方、図７に示すように、支持枠体１４を構成する前仕切板１４Ａと後仕切板１４Ｂとの間には、エアコンコンデンサ１８および燃料クーラ１９の下側を通って前，後方向に延びる台座部材２０が固定されている。台座部材２０の上面側には、後述の蓄電装置用ラジエータ４２およびインバータ用ラジエータ４６が取付けられ、台座部材２０の下面側には、後述の蓄電装置用冷却ポンプ４３およびインバータ用冷却ポンプ４７が配置されている。

２１はカウンタウエイト７の前側に位置して旋回フレーム５上に設けられた建屋カバーを示し、該建屋カバー２１は、エンジン８、油圧ポンプ９、アシスト発電モータ１２、熱交換装置１３等を覆うものである。ここで、建屋カバー２１の上側は、上面板２２とエンジンカバー２２Ａとによって構成され、建屋カバー２１の左側は、後述する左前側ドア２４と左後側ドア２５とによって構成され、建屋カバー２１の右側は、右側ドア２６によって構成されている。

２３は熱交換装置１３を構成する支持枠体１４の前仕切板１４Ａとキャブ６との間に設けられた前仕切カバーを示している。この前仕切カバー２３は、支持枠体１４の前仕切板１４Ａと前，後方向で間隔をもって対面し、後述するユーティリティ室２９の前側を仕切るものである。

２４は前仕切カバー２３に開，閉可能に取付けられた左前側ドアを示し、該左前側ドア２４は、ヒンジ部材を介して前仕切カバー２３に回動可能に支持されている。左前側ドア２４は、前仕切カバー２３の位置を中心として前，後方向に回動することにより、後述のユーティリティ室２９を開，閉するものである。

２５は左前側ドア２４の後側に設けられた左後側ドアで、該左後側ドア２５は、熱交換装置１３の支持枠体１４を構成する後仕切板１４Ｂに、ヒンジ部材を介して回動可能に支持されている。そして、左後側ドア２５は、後仕切板１４Ｂの位置を中心として前，後方向に回動することにより、後述の熱交換装置上流室２８を開，閉するものである。

２７は建屋カバー２１内に形成されたエンジン室で、該エンジン室２７は、建屋カバー２１を構成する上面板２２、エンジンカバー２２Ａ、右側ドア２６と、熱交換装置１３と、カウンタウエイト７と、作動油タンク１０とによって画成されている。このエンジン室２７内には、エンジン８、油圧ポンプ９、アシスト発電モータ１２等が収容されている。

２８は熱交換装置１３を挟んでエンジン室２７とは反対側に形成された熱交換装置上流室を示している。この熱交換装置上流室２８は、熱交換装置１３の前側（キャブ６側）に配置された支持枠体１４の前仕切板１４Ａと、カウンタウエイト７の左前面部に沿って熱交換装置１３の後側に配置された支持枠体１４の後仕切板１４Ｂとの間で、熱交換装置１３よりも冷却風の流れ方向Ａの上流側に形成された空間からなっている。熱交換装置上流室２８は左後側ドア２５によって開，閉され、その内部には、後述する蓄電装置３０、蓄電装置用ラジエータ４２、インバータ用ラジエータ４６等が配置されている。

２９は熱交換装置上流室２８の前側に形成されたユーティリティ室で、該ユーティリティ室２９は、建屋カバー２１を構成する上面板２２および左前側ドア２４と、前仕切カバー２３と、前仕切板１４Ａとによって画成されている。そして、ユーティリティ室２９内には、後述するインバータ装置３４が配置されている。

３０は電力を充電しまたは放電する蓄電装置を示し、該蓄電装置３０は、熱交換装置１３に供給される冷却風の流れ方向Ａにおいて熱交換装置１３よりも上流側に配置されている。蓄電装置３０は、例えばリチウムイオン電池を用いて構成され、旋回フレーム５の蓄電装置取付板５Ｈ上に取付けられている。この蓄電装置３０は、アシスト発電モータ１２が発電した電力、上部旋回体３の旋回減速動作（回生動作）によって後述する旋回電動モータ３３が発電した回生電力を充電（蓄電）し、または充電された電力をアシスト発電モータ１２、旋回電動モータ３３に放電（給電）するものである。なお、蓄電装置３０は、バッテリ以外にも、例えば電気二重層のキャパシタを用いて構成してもよいものである。

ここで、図５，図６に示すように、蓄電装置３０は、内部に複数のバッテリモジュールが収容された直方体状のケーシング３０Ａと、該ケーシング３０Ａよりも小型の箱体からなりケーシング３０Ａ上に取付けられた接続箱（ジャンクションボックス）３０Ｂとを含んで構成されている。ケーシング３０Ａには、冷却水が流通するウォータジャケット（図示せず）が形成されている。

接続箱３０Ｂは、後述する第１，第２のインバータ３５，３７から延びるケーブル３６，３８と蓄電装置３０の端子との間を接続するもので、その内部には、後述する制御装置３９からの信号が供給されることにより蓄電装置３０の充電、放電を制御する制御部３０Ｃ等の電気回路（図示せず）が収容されている。

ここで、接続箱３０Ｂは、上面３０Ｂ１、前側面３０Ｂ２、後側面３０Ｂ３、左側面３０Ｂ４、右側面３０Ｂ５によって囲まれ、後側面３０Ｂ３の左，右方向の中間部には、後方に向けて張出す張出し部３０Ｂ６が設けられている。接続箱３０Ｂの前側面３０Ｂ２には、第１のインバータ３５との間を接続する後述のケーブル３６が接続される第１のケーブル接続口３０Ｄと、第２のインバータ３７との間を接続する後述のケーブル３８が接続される第２のケーブル接続口３０Ｅとが、左，右方向に並んで設けられている。一方、接続箱３０Ｂの後側面３０Ｂ３には、蓄電装置３０の制御部３０Ｃと制御装置３９との間を接続する後述の信号線４０Ａが接続される信号線接続口３０Ｆが設けられている。

この場合、接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１は蓄電装置３０の上端位置であり、接続箱３０Ｂの前側面３０Ｂ２に設けられた第１，第２のケーブル接続口３０Ｄ，３０Ｅと、接続箱３０Ｂの後側面３０Ｂ３に設けられた信号線接続口３０Ｆとは、接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１よりも低い位置に配置されている。これにより、第１，第２のケーブル接続口３０Ｄ，３０Ｅ及びこれらに接続されるケーブル３６，３８、信号線接続口３０Ｆ及びこれに接続される信号線４０Ａが、接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１から上方に突出するのを抑えることができる構成となっている。

３１は旋回フレーム５の中央部に設けられた旋回モータを示し、該旋回モータ３１は、下部走行体２に対して上部旋回体３を旋回させるものである。ここで、図９に示すように、旋回モータ３１は、油圧ポンプ９から吐出する圧油によって駆動される旋回油圧モータ３２と、該旋回油圧モータ３２に付設された後述の旋回電動モータ３３とにより構成されている。

３３は第２の電動機としての旋回電動モータを示し、該旋回電動モータ３３は、旋回油圧モータ３２と協働して下部走行体２上で上部旋回体３を旋回させるものである。旋回電動モータ３３の外殻をなすケーシングには、冷却水が流通するウォータジャケット（いずれも図示せず）が形成されている。ここで、旋回電動モータ３３は、蓄電装置３０に充電された電力が供給されることにより駆動され、上部旋回体３を旋回させる。また、旋回電動モータ３３は、上部旋回体３が旋回減速したときの回生動作によって回生電力を発電し、この回生電力を蓄電装置３０に充電する。

即ち、旋回電動モータ３３は、後述のケーブル３８を介して蓄電装置３０から電力が供給されることにより上部旋回体３を旋回させる電動機としての機能と、上部旋回体３の旋回減速時に上部旋回体３の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能とを有している。旋回電動モータ３３が発電した回生電力は、ケーブル３８を介して蓄電装置３０に供給され、蓄電装置３０の充電が行われる。

次に、ハイブリッド式の油圧ショベル１の電動システムについて説明する。

図９に示すように、油圧ショベル１の電動システムは、前述したアシスト発電モータ１２、蓄電装置３０、旋回電動モータ３３、後述するインバータ装置３４、制御装置３９等を含んで構成されている。

３４はユーティリティ室２９内に設けられたインバータ装置を示し、該インバータ装置３４は、熱交換装置上流室２８内に設けられた蓄電装置３０よりも前側に配置されている。このインバータ装置３４は、後述する第１のインバータ３５と第２のインバータ３７とを備えた１つのユニットとして構成されている。

３５は第１のインバータを示し、該第１のインバータ３５はアシスト発電モータ１２の動作を制御するものである。第１のインバータ３５は、外殻をなすケーシング内に収容されたトランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等からなる複数のスイッチング素子により構成され、各スイッチング素子のオン／オフが制御部３５Ａによって制御されるものである。また、第１のインバータ３５のケーシングには、冷却水が流通するウォータジャケット（図示せず）が形成されている。

ここで、第１のインバータ３５と蓄電装置３０とは、正極側（プラス側）と負極側（マイナス側）で一対のケーブル（直流母線）３６を通じて相互に接続されている。アシスト発電モータ１２の発電時には、第１のインバータ３５は、アシスト発電モータ１２による発電電力を直流電力に変換し、ケーブル３６を通じて蓄電装置３０に供給する。一方、アシスト発電モータ１２を電動機として駆動するときには、第１のインバータ３５は、ケーブル３６を介して蓄電装置３０から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、アシスト発電モータ１２に供給する。

３７は第２のインバータを示し、該第２のインバータ３７は旋回電動モータ３３の動作を制御するものである。第２のインバータ３７は、第１のインバータ３５と同様に、外殻をなすケーシング内に収容された複数のスイッチング素子により構成され、各スイッチング素子のオン／オフが制御部３７Ａによって制御されるものである。また、第２のインバータ３７のケーシングには、冷却水が流通するウォータジャケット（図示せず）が形成されている。

ここで、第２のインバータ３７と蓄電装置３０とは、正極側（プラス側）と負極側（マイナス側）で一対のケーブル（直流母線）３８を通じて相互に接続されている。旋回電動モータ３３が上部旋回体３を旋回駆動するときには、第２のインバータ３７は、ケーブル３８を介して供給される直流電力を三相交流電力に変換し、旋回電動モータ３３に供給する。一方、上部旋回体３の旋回減速時に旋回電動モータ３３が回生動作によって回生電力を発電したときには、第２のインバータ３７は、旋回電動モータ３３による回生電力を直流電力に変換し、ケーブル３８を介して蓄電装置３０に供給する。

３９は蓄電装置３０、アシスト発電モータ１２、旋回電動モータ３３等の動作を制御する制御装置を示している。制御装置３９は、信号線４０Ａを介して蓄電装置３０の制御部３０Ｃに接続されると共に、信号線４０Ｂを介して第１のインバータ３５の制御部３５Ａに接続され、信号線４０Ｃを介して第２のインバータ３７の制御部３７Ａに接続されている。制御装置３９は、蓄電装置３０の制御部３０Ｃに対して制御信号を出力することにより、蓄電装置３０による充電または放電を制御し、第１，第２のインバータ３５，３７の制御部３５Ａ，３７Ａに対して制御信号を出力することにより、アシスト発電モータ１２，旋回電動モータ３３の動作を制御する。

次に、油圧ショベル１に搭載された蓄電装置３０、インバータ装置３４等を冷却する冷却システムについて説明する。

４１は蓄電装置用冷却システムを示し、該蓄電装置用冷却システム４１は、インバータ装置３４とは別個に蓄電装置３０を単独で冷却するものである。蓄電装置用冷却システム４１は、冷媒としての冷却水を用いて蓄電装置３０を冷却する蓄電装置用ラジエータ４２と、冷却水を循環させる蓄電装置用冷却ポンプ４３と、蓄電装置用ラジエータ４２と蓄電装置用冷却ポンプ４３との間を接続する蓄電装置用冷却管路４４とにより、蓄電装置３０のウォータジャケットに接続される閉ループを形成している（図１０参照）。蓄電装置用冷却システム４１を構成する蓄電装置用ラジエータ４２、蓄電装置用冷却ポンプ４３、蓄電装置用冷却管路４４は、冷却風の流れ方向Ａにおいて熱交換装置１３の上流側に位置する熱交換装置上流室２８内に設けられている。

ここで、図６ないし図８に示すように、蓄電装置用ラジエータ４２は、熱交換装置１３の支持枠体１４に設けられた台座部材２０上に取付けられ、熱交換装置１３を構成するエアコンコンデンサ１８よりも下側に位置して、熱交換装置１３と蓄電装置３０との間に配設されている。この蓄電装置用ラジエータ４２は、蓄電装置３０のケーシング３０Ａに設けられたウォータジャケットを流れる冷却水を冷却することにより、蓄電装置３０を冷却するものである。

蓄電装置用ラジエータ４２は、台座部材２０上を前，後方向に延びる箱形状をなし、蓄電装置３０によって加熱された冷却水が流入するアッパタンク４２Ａと、冷却された冷却水が流入するロアタンク４２Ｂと、アッパタンク４２Ａとロアタンク４２Ｂとの間に設けられた放熱部（コア）４２Ｃとにより大略構成されている。

放熱部４２Ｃは、上端側がアッパタンク４２Ａに開口すると共に下端側がロアタンク４２Ｂに開口する複数本の細管と、これら各細管に接続された放熱フィンとにより構成され、アッパタンク４２Ａに流入した冷却水が各細管を通じてロアタンク４２Ｂに流入する間に、冷却風に晒される放熱フィンを介して冷却水の熱を放熱するものである。

従って、蓄電装置３０によって加熱された冷却水は、蓄電装置用冷却ポンプ４３により循環されており、蓄電装置用ラジエータ４２のアッパタンク４２Ａに流入した後、放熱部４２Ｃを通過する間に、冷却ファン８Ａによって熱交換装置上流室２８内に供給される冷却風によって冷却される。そして、放熱部４２Ｃにより放熱された冷却水は、蓄電装置用ラジエータ４２のロアタンク４２Ｂから蓄電装置用冷却管路４４を通じて蓄電装置３０のウォータジャケットに供給され、蓄電装置３０を冷却する。

この場合、蓄電装置用ラジエータ４２を構成する放熱部４２Ｃの下端部４２Ｄは、蓄電装置３０の上端部となる接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１と略同一平面内に配置されている。即ち、放熱部４２Ｃの下端部４２Ｄは、接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１の高さ以上の高さ位置に配置されている。これにより、エンジン８の冷却ファン８Ａによって熱交換装置上流室２８内に冷却風が流入したときに、この冷却風の流れ方向Ａにおいて、接続箱３０Ｂの上側部分が放熱部４２Ｃと重なり合うのを抑え、放熱部４２Ｃの全面に亘ってほぼ均等に冷却風を供給することができる構成となっている。

４５はインバータ用冷却システムを示し、該インバータ用冷却システム４５は、蓄電装置３０とは別個に、インバータ装置３４を構成する第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３を冷却するものである。インバータ用冷却システム４５は、冷媒としての冷却水を用いて第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３を冷却するインバータ用ラジエータ４６と、冷却水を循環させる他の冷却ポンプとしてのインバータ用冷却ポンプ４７と、インバータ用ラジエータ４６、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３を相互に接続する他の冷却管路としてのインバータ用冷却管路４８とにより、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３のウォータジャケットに接続される閉ループを形成している（図１０参照）。インバータ用冷却システム４５を構成するインバータ用ラジエータ４６は、冷却風の流れ方向において熱交換装置１３の上流側に位置する熱交換装置上流室２８内に、蓄電装置用ラジエータ４２に隣接して設けられている。

ここで、インバータ用ラジエータ４６は、熱交換装置１３の支持枠体１４に設けられた台座部材２０上に、蓄電装置用ラジエータ４２の前側（前仕切板１４Ａ側）に隣接して取付けられ、熱交換装置１３を構成する燃料クーラ１９よりも下側に位置して、熱交換装置１３と蓄電装置３０との間に配設されている。このインバータ用ラジエータ４６は、第１，第２のインバータ３５，３７のウォータジャケット、旋回電動モータ３３のウォータジャケットを流れる冷却水を冷却することにより、これら第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３を冷却するものである。

インバータ用ラジエータ４６は、台座部材２０上を前，後方向に延びる箱形状をなし、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３によって加熱された冷却水が流入するアッパタンク４６Ａと、冷却された冷却水が流入するロアタンク４６Ｂと、アッパタンク４６Ａとロアタンク４６Ｂとの間に設けられた放熱部（コア）４６Ｃとにより大略構成されている。

放熱部４６Ｃは、上端側がアッパタンク４６Ａに開口すると共に下端側がロアタンク４６Ｂに開口する複数本の細管と、これら各細管に接続された放熱フィンとにより構成され、アッパタンク４６Ａに流入した冷却水が各細管を通じてロアタンク４６Ｂに流入する間に、冷却風に晒される放熱フィンを介して冷却水の熱を放熱するものである。

従って、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３によって加熱された冷却水は、インバータ用冷却ポンプ４７により循環されており、インバータ用ラジエータ４６のアッパタンク４６Ａに流入した後、放熱部４６Ｃを通過する間に、冷却ファン８Ａによって熱交換装置上流室２８内に供給される冷却風によって冷却される。そして、放熱部４６Ｃにより放熱された冷却水は、インバータ用ラジエータ４６のロアタンク４６Ｂからインバータ用冷却管路４８を通じて第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３のウォータジャケットに供給され、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３を冷却する。

この場合、インバータ用ラジエータ４６を構成する放熱部４６Ｃの下端部４６Ｄは、蓄電装置３０の上端部となる接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１と略同一平面内に配置されている。即ち、放熱部４６Ｃの下端部４６Ｄは、接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１の高さ以上の高さ位置に配置されている。これにより、熱交換装置上流室２８内に冷却風が流入したときに、この冷却風の流れ方向Ａにおいて、接続箱３０Ｂの上側部分が放熱部４６Ｃと重なり合うのを抑え、放熱部４６Ｃの全面に亘ってほぼ均等に冷却風を供給することができる構成となっている。

このように、蓄電装置用ラジエータ４２とインバータ用ラジエータ４６とを別々に設けることにより、蓄電装置３０と第１，第２のインバータ３５，３７とを個別に冷却することができ、蓄電装置用ラジエータ４２によって蓄電装置３０を適正な温度範囲に保つと共に、インバータ用ラジエータ４６によって第１，第２のインバータ３５，３７を適正な温度範囲に保つことができる構成となっている。

しかも、熱交換装置１３とは別個の蓄電装置用ラジエータ４２を備えた蓄電装置用冷却システム４１を用いて、蓄電装置３０を単独で冷却する構成としている。これにより、蓄電装置用冷却システム４１は、蓄電装置３０以外の発熱体を冷却する必要がないので、蓄電装置３０を冷却するのに最適な冷却温度を設定することができる構成となっている。

また、図５に示すように、蓄電装置用ラジエータ４２とインバータ用ラジエータ４６とは、熱交換装置上流室２８に流入する冷却風の流れ方向Ａにおいて熱交換装置１３よりも上流側で、かつ冷却風の流れ方向Ａに対して並列に配置されている。これにより、熱交換装置１３を通過して暖められる前の冷却風を、蓄電装置用ラジエータ４２とインバータ用ラジエータ４６とに対して均等に供給することができる構成となっている。

さらに、図１０に示すように、インバータ装置３４は、熱交換装置上流室２８内に配置された蓄電装置３０よりも前側に位置してユーティリティ室２９内に配置し、インバータ用ラジエータ４６は、熱交換装置上流室２８内においてインバータ装置３４と近い前側（前仕切板１４Ａ側）に配置し、蓄電装置用ラジエータ４２は、熱交換装置上流室２８内においてインバータ用ラジエータ４６の後側（後仕切板１４Ｂ側）に配置する構成としている。

これにより、インバータ装置３４と蓄電装置３０との前，後方向の配置関係と、インバータ用ラジエータ４６と蓄電装置用ラジエータ４２との前，後方向の配置関係とを一致させることができる。この結果、蓄電装置用冷却システム４１の蓄電装置用冷却管路４４と、インバータ用冷却システム４５のインバータ用冷却管路４８とを、互いに重なり合うことなく整然と配置することができる構成となっている。

本実施の形態によるハイブリッド式の油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

キャブ６に搭乗したオペレータがエンジン８を作動させると、エンジン８によって油圧ポンプ９とアシスト発電モータ１２が駆動される。これにより、油圧ポンプ９から吐出した圧油は、キャブ６内に設けられた操作レバー（図示せず）の操作に応じて、左，右の走行モータ２Ｅ，２Ｆ、旋回油圧モータ３２、作業装置４のブームシリンダ４Ｄ，アームシリンダ４Ｅ，バケットシリンダ４Ｆに向けて吐出する。これにより、油圧ショベル１は、下部走行体２による走行動作、上部旋回体３の旋回動作、作業装置４による掘削作業等を行う。

油圧ショベル１の作動時には、エンジン８によって冷却ファン８Ａが駆動されることにより、熱交換装置上流室２８内に外気が吸込まれる。熱交換装置上流室２８内に吸込まれた外気は、冷却風となって、蓄電装置３０、蓄電装置用ラジエータ４２、インバータ用ラジエータ４６、熱交換装置１３等に供給された後、エンジン室２７を介して外部に排出される。

ここで、油圧ショベル１の作動時にエンジン８の出力トルクが油圧ポンプ９の駆動トルクよりも大きいときには、余剰トルクによってアシスト発電モータ１２が発電機として駆動される。これにより、アシスト発電モータ１２は交流電力を発生し、この交流電力は第１のインバータ３５により直流電力に変換され、蓄電装置３０に蓄えられる。一方、エンジン８の出力トルクが油圧ポンプ９の駆動トルクよりも小さいときには、アシスト発電モータ１２は、蓄電装置３０からの電力によって電動機として駆動され、エンジン８による油圧ポンプ９の駆動を補助（アシスト）する。

旋回電動モータ３３は、蓄電装置３０に充電された電力が供給されることにより駆動され、旋回油圧モータ３２と協働して下部走行体２上で上部旋回体３を旋回させる。また、旋回電動モータ３３は、上部旋回体３が旋回減速したときの回生動作によって交流電力（回生電力）を発電し、この交流電力は第２のインバータ３７により直流電力に変換され、蓄電装置３０に蓄えられる。

このように、油圧ショベル１の作動時には、アシスト発電モータ１２、旋回電動モータ３３等が駆動されるので、アシスト発電モータ１２を制御する第１のインバータ３５、旋回電動モータ３３を制御する第２のインバータ３７が発熱して温度上昇する。また、蓄電装置３０は、油圧ショベル１の運転状況に応じて充電と放電を行うことにより発熱して温度上昇する。

これに対し、本実施の形態では、温度上昇した蓄電装置３０を冷却する蓄電装置用冷却システム４１と、蓄電装置３０とは別個に第１，第２のインバータ３５，３７（インバータ装置３４）を冷却するインバータ用冷却システム４５とを備えており、以下、その動作について説明する。

まず、蓄電装置用冷却システム４１の動作について説明する。蓄電装置用冷却システム４１は、図１０に示すように、蓄電装置用ラジエータ４２と、蓄電装置用冷却ポンプ４３と、蓄電装置用冷却管路４４とにより、蓄電装置３０のウォータジャケットに接続される閉ループを形成している。従って、蓄電装置用冷却ポンプ４３が作動すると、蓄電装置３０のウォータジャケット内の冷却水（冷媒）は、蓄電装置用ラジエータ４２のアッパタンク４２Ａに流入する。アッパタンク４２Ａに流入した冷却水は、放熱部４２Ｃを通過してロアタンク４２Ｂに流入する。

このとき、エンジン８によって冷却ファン８Ａが駆動されることにより、熱交換装置上流室２８内に外気（冷却風）が供給され、この冷却風が、蓄電装置用ラジエータ４２の放熱部４２Ｃを通過するときに、冷却水の熱が放熱される。このため、蓄電装置用ラジエータ４２のロアタンク４２Ｂには放熱された冷却水が流入し、放熱された冷却水は、ロアタンク４２Ｂから蓄電装置用冷却管路４４を通じて蓄電装置３０（ケーシング３０Ａ）のウォータジャケットに供給される。

このようにして、蓄電装置３０によって温度上昇した冷却水は、蓄電装置用冷却ポンプ４３によって蓄電装置３０のウォータジャケットと蓄電装置用ラジエータ４２との間を循環する間に、熱交換装置上流室２８内に供給される冷却風によって冷却される。この結果、蓄電装置用冷却システム４１によって、蓄電装置３０を常に適正な温度範囲に保つことができる。

次に、インバータ用冷却システム４５の動作について説明する。インバータ用冷却システム４５は、インバータ用ラジエータ４６と、インバータ用冷却ポンプ４７と、インバータ用冷却管路４８とにより、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３のウォータジャケットに接続される閉ループを形成している。従って、インバータ用冷却ポンプ４７が作動すると、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３のウォータジャケット内の冷却水（冷媒）は、インバータ用ラジエータ４６のアッパタンク４６Ａに流入する。アッパタンク４６Ａに流入した冷却水は、放熱部４６Ｃを通過してロアタンク４６Ｂに流入する。

このとき、熱交換装置上流室２８内に外気（冷却風）が供給されるので、この冷却風が、インバータ用ラジエータ４６の放熱部４６Ｃを通過するときに、冷却水の熱が放熱される。このため、インバータ用ラジエータ４６のロアタンク４６Ｂには放熱された冷却水が流入し、放熱された冷却水は、ロアタンク４６Ｂからインバータ用冷却管路４８を通じて第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３のウォータジャケットに供給される。

このようにして、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３によって温度上昇した冷却水は、インバータ用冷却ポンプ４７によって第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３のウォータジャケットとインバータ用ラジエータ４６との間を循環する間に、熱交換装置上流室２８内に供給される冷却風によって冷却される。この結果、インバータ用冷却システム４５によって、第１，第２のインバータ３５，３７および旋回電動モータ３３を常に適正な温度範囲に保つことができる。

この場合、本実施の形態による油圧ショベル１は、蓄電装置用ラジエータ４２と、蓄電装置用冷却ポンプ４３と、蓄電装置用冷却管路４４とにより、蓄電装置３０のウォータジャケットに接続される閉ループを形成する蓄電装置用冷却システム４１を構成し、この蓄電装置用冷却システム４１を、冷却風の流れ方向Ａにおいて熱交換装置１３の上流側となる熱交換装置上流室２８内に配置している。

これにより、蓄電装置用冷却システム４１は、インバータ装置３４等の他の発熱体とは別個に蓄電装置３０を単独で冷却することができるため、蓄電装置３０を冷却するのに最適な冷却温度を設定することができる。この結果、蓄電装置用冷却システム４１により、蓄電装置３０を常に適正な温度範囲内に保つことができるので、蓄電装置３０を常に円滑に作動させることができ、蓄電装置３０の耐用年数も向上させることができる。

しかも、蓄電装置用ラジエータ４２、蓄電装置用冷却ポンプ４３、蓄電装置用冷却管路４４を熱交換装置上流室２８内に設けることにより、蓄電装置用冷却システム４１全体をコンパクトに構成することができ、例えば蓄電装置用冷却システム４１に対するメンテナンス時の作業性を高めることができる。

一方、インバータ用冷却システム４５のインバータ用ラジエータ４６を用いて、インバータ装置３４を蓄電装置３０とは別に冷却することができる。従って、インバータ用冷却システム４５は、インバータ装置３４および旋回電動モータ３３を冷却するのに最適な冷却温度を設定することができ、これらを効率良く冷却することができる。この結果、インバータ装置３４を適正な温度範囲内に保つことができ、インバータ装置３４の第１，第２のインバータ３５，３７を常に円滑に作動させることができる。

しかも、蓄電装置用ラジエータ４２とインバータ用ラジエータ４６とは、冷却風の流れ方向Ａにおいて熱交換装置１３よりも上流側で、かつ冷却風の流れ方向Ａに対して並列に配置されている。これにより、熱交換装置１３を通過して暖められる前の冷却風を、蓄電装置用ラジエータ４２とインバータ用ラジエータ４６とに対して均等に供給することができる。この結果、蓄電装置３０とインバータ装置３４の第１，第２のインバータ３５，３７とを効率良く冷却することができる。

本実施の形態による油圧ショベル１は、熱交換装置１３に供給される冷却風の流れ方向Ａに対し熱交換装置１３よりも上流側となる熱交換装置上流室２８内に蓄電装置３０を配置し、この蓄電装置３０よりも上部旋回体３の前，後方向の前側（キャブ６側）にインバータ装置３４を配置している。このため、本実施の形態では、例えば従来技術のように蓄電装置とインバータ装置とを熱交換装置よりも上流側で上，下に重ねて配置する場合に比較して、蓄電装置３０とインバータ装置３４とが冷却風の妨げになるのを抑え、熱交換装置１３に対して充分な冷却風を供給することができる。

しかも、熱交換装置上流室２８内においては、蓄電装置用ラジエータ４２をインバータ用ラジエータ４６の後側に配置したので、インバータ装置３４と蓄電装置３０との前，後方向の配置関係と、インバータ用ラジエータ４６と蓄電装置用ラジエータ４２との前，後方向の配置関係とを一致させることができる。これにより、蓄電装置用冷却システム４１を構成する蓄電装置用冷却管路４４と、インバータ用冷却システム４５を構成するインバータ用冷却管路４８とを、互いに重なり合うことなく整然と配置することができる。この結果、例えば蓄電装置用冷却システム４１、インバータ用冷却システム４５に対するメンテナンス作業を行うときの作業性を高めることができる。

本実施の形態による油圧ショベル１は、熱交換装置１３の前側に配置された前仕切板１４Ａと、熱交換装置１３の後側に配置された後仕切板１４Ｂとの間で、熱交換装置１３よりも冷却風の流れ方向Ａの上流側に形成された空間からなる熱交換装置上流室２８を設け、この熱交換装置上流室２８内に、蓄電装置用ラジエータ４２とインバータ用ラジエータ４６とを配置している。これにより、蓄電装置用ラジエータ４２とインバータ用ラジエータ４６とに対し、冷却ファン８Ａによる大量の冷却風を無駄なく供給することができ、蓄電装置３０、第１，第２のインバータ３５，３７の冷却を促進することができる。

本実施の形態による油圧ショベル１は、蓄電装置３０のケーシング３０Ａ上面側に、上面３０Ｂ１、前側面３０Ｂ２、後側面３０Ｂ３、左側面３０Ｂ４、右側面３０Ｂ５によって囲まれた接続箱３０Ｂを設け、この接続箱３０Ｂの前側面３０Ｂ２に第１，第２のケーブル接続口３０Ｄ，３０Ｅを設け、接続箱３０Ｂの後側面３０Ｂ３に信号線接続口３０Ｆを設ける構成としている。これにより、第１，第２のケーブル接続口３０Ｄ，３０Ｅ及びこれらに接続されるケーブル３６，３８、信号線接続口３０Ｆ及びこれに接続される信号線４０Ａが、接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１から上方に突出するのを抑え、熱交換装置上流室２８に供給される冷却風の妨げになるのを抑えることができる。この結果、蓄電装置用ラジエータ４２およびインバータ用ラジエータ４６に対して充分な冷却風を供給することができる。

本実施の形態による油圧ショベル１は、蓄電装置用ラジエータ４２の放熱部４２Ｃの下端部４２Ｄ、およびインバータ用ラジエータ４６の放熱部４６Ｃの下端部４６Ｄを、蓄電装置３０の上端部となる接続箱３０Ｂの上面３０Ｂ１の高さ以上の高さ位置に配置する構成としている。

これにより、冷却ファン８Ａにより熱交換装置上流室２８内に供給された冷却風は、蓄電装置３０のケーシング３０Ａや接続箱３０Ｂに妨げられることなく、蓄電装置用ラジエータ４２の放熱部４２Ｃ、およびインバータ用ラジエータ４６の放熱部４６Ｃに供給される。この結果、インバータ用ラジエータ４６によってインバータ装置３４を効率良く冷却できると共に、蓄電装置用ラジエータ４２によって蓄電装置３０を効率良く冷却することができる。

なお、上述した実施の形態では、インバータ装置３４として第１のインバータ３５と第２のインバータ３７との２個のインバータによってインバータ装置３４を構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば単一のインバータによってインバータ装置を構成してもよく、あるいは３個以上のインバータによってインバータ装置を構成してもよい。

上述した実施の形態では、インバータ用冷却システム４５が、インバータ装置３４と一緒に旋回電動モータ３３を冷却する場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、インバータ装置３４とは別に旋回電動モータ３３を冷却する他の冷却システムを備える構成としてもよい。

上述した実施の形態では、ハイブリッド式作業機として、履帯２Ｄを備えたクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば車輪を備えたホイール式油圧ショベル、ホイールローダ、フォークリフト、ダンプトラック等の種々の作業機に広く適用することができる。

２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
４ 作業装置
７ カウンタウエイト
８ エンジン
８Ａ 冷却ファン
９ 油圧ポンプ
１２ アシスト発電モータ（第１の電動機）
１３ 熱交換装置
１４Ａ 前仕切板
１４Ｂ 後仕切板
２８ 熱交換装置上流室
３０ 蓄電装置
３０Ｂ 接続箱
３０Ｂ１ 上面
３０Ｂ２ 前側面（側面）
３０Ｂ３ 後側面（側面）
３０Ｄ 第１のケーブル接続口
３０Ｅ 第２のケーブル接続口
３０Ｆ 信号線接続口
３３ 旋回電動モータ（第２の電動機）
３４ インバータ装置
３５ 第１のインバータ
３７ 第２のインバータ
３８ ケーブル
３９ 制御装置
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 信号線
４１ 蓄電装置用冷却システム
４２ 蓄電装置用ラジエータ
４２Ａ，４６Ａ アッパタンク
４２Ｂ，４６Ｂ ロアタンク
４２Ｃ，４６Ｃ 放熱部
４２Ｄ，４６Ｄ 下端部
４３ 蓄電装置用冷却ポンプ
４４ 蓄電装置用冷却管路
４５ インバータ用冷却システム
４６ インバータ用ラジエータ
４７ インバータ用冷却ポンプ（他の冷却ポンプ）
４８ インバータ用冷却管路（他の冷却管路）

Claims (5)

1. 自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載され前側に作業装置が設けられた上部旋回体と、該上部旋回体の後側に設けられ前記作業装置との重量バランスをとるカウンタウエイトと、該カウンタウエイトの前側に配置され油圧ポンプを駆動するエンジンと、該エンジンによって駆動されることにより電力を発電し、または電力が供給されることにより前記エンジンの駆動を補助する電動機と、エンジン冷却水および／または作動油を含む流体を冷却する熱交換装置と、該熱交換装置に冷却風を供給する冷却ファンと、前記熱交換装置に供給される冷却風の流れ方向に対して前記熱交換装置よりも上流側である熱交換装置上流室に配置され、電力を充電しまたは電力を放電する蓄電装置と、該蓄電装置から供給される電力により前記上部旋回体を旋回させ、または前記上部旋回体が旋回減速したときの回生電力を前記蓄電装置に充電する旋回電動モータとを備えてなるハイブリッド式作業機において、
   前記熱交換装置に供給される冷却風の流れ方向の上流側である前記熱交換装置上流室には、冷媒を用いて前記蓄電装置を冷却する蓄電装置用ラジエータと、冷媒を循環させる冷却ポンプと、前記蓄電装置、前記冷却ポンプおよび前記蓄電装置用ラジエータを相互に接続する冷却管路とによって閉ループとして形成され前記蓄電装置を単独で冷却する蓄電装置用冷却システムを設け、
   一方、前記電動機の動作を制御するインバータを冷媒を用いて冷却するインバータ用ラジエータと、冷媒を循環させる他の冷却ポンプと、前記インバータ用ラジエータ、前記他の冷却ポンプ、前記インバータおよび前記旋回電動モータを相互に接続する他の冷却管路とにより前記蓄電装置用冷却システムとは別の閉ループとして形成され前記インバータおよび前記旋回電動モータを冷却するインバータ用冷却システムを設けたことを特徴とするハイブリッド式作業機。
2. 前記電動機の動作を制御する前記インバータである第１のインバータと、前記旋回電動モータの動作を制御する第２のインバータとによりインバータ装置を構成し、
   前記インバータ用冷却システムは、前記インバータ装置を冷却する構成としてなる請求項１に記載のハイブリッド式作業機。
3. 前記蓄電装置用冷却システムの前記蓄電装置用ラジエータは、前記熱交換装置上流室内で前記冷却風の流れ方向において前記熱交換装置と前記蓄電装置との間に配置する構成としてなる請求項１または２に記載のハイブリッド式作業機。
4. 前記蓄電装置用ラジエータは、冷却すべき冷媒が流入するアッパタンクと、冷却された冷媒が流入するロアタンクと、前記アッパタンクと前記ロアタンクとの間に設けられ冷媒の熱を冷却風中に放熱する放熱部とを有し、
   前記蓄電装置用ラジエータの前記放熱部の下端部は、前記蓄電装置の上面の高さ以上の高さ位置に配置する構成としてなる請求項１，２または３に記載のハイブリッド式作業機。
5. 前記熱交換装置上流室は、前記上部旋回体の前，後方向において前記熱交換装置の前側で左，右方向に延びる前仕切部材と、前記上部旋回体の前，後方向において前記熱交換装置の後側で前記カウンタウエイトに沿って左，右方向に延びる後仕切部材とにより囲まれ、冷却風の流れ方向の上流側に形成される空間により構成してなる請求項１，２，３または４に記載のハイブリッド式作業機。

Images