特開 2024-95106 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024095106

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 15/03 20060101AFI20240703BHJP

   B60K 8/00 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

B60K15/03 E

B60K8/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022212145

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110003041

【氏名又は名称】安田岡本弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】坂野 倫祥

(72)【発明者】

【氏名】石見 憲一

(72)【発明者】

【氏名】高木 剛

(72)【発明者】

【氏名】南出 裕喜

(72)【発明者】

【氏名】網谷 幸大

(72)【発明者】

【氏名】高木 貴大

(72)【発明者】

【氏名】大西 哲平

(72)【発明者】

【氏名】林 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】風間 勇

(72)【発明者】

【氏名】森田 篤士

(72)【発明者】

【氏名】松井 謙史朗

【テーマコード（参考）】

3D038

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D038CA12

3D038CB06

3D038CD03

3D235AA14

3D235CC24

3D235FF23

3D235GB02

(57)【要約】

【課題】重量バランスを崩すことなく、タンクのような重量物を収容する。
【解決手段】
本発明の作業車両１は、作業装置４９を連結可能な車体２と、車体２に設けられた運転席１０を収容するキャビン３と、車体２を支持すると共に走行させる走行装置４と、走行装置４を駆動する駆動装置５と、駆動装置５を駆動させるためのガスを収容するタンク７と、を備え、タンク７は、キャビン３の下方に配備されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業装置を連結可能な車体と、
前記車体に設けられた運転席を収容するキャビンと、
前記車体を支持すると共に走行させる走行装置と、
前記走行装置を駆動する駆動装置と、
前記駆動装置を駆動させるためのガスを収容するタンクと、
を備え、
前記タンクは、前記キャビンの下方に配備されている作業車両。

【請求項2】

前記駆動装置は、前記タンクの前記ガスにより発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を蓄電するバッテリと、前記燃料電池が発電した電力によって駆動する駆動モータと、を備えている請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

前記バッテリは、前記タンクと共に前記キャビンの下方に配備されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項4】

前記燃料電池は、前記タンクと共に前記キャビンの下方に配備されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項5】

前記タンクは、前記車体の前後方向に沿って並ぶように複数配備されており、
複数の前記タンクは、前記車体の幅方向に延びる筒状に形成されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項6】

前記タンクは、前記車体の幅方向に沿って並ぶように複数配備されており、
複数の前記タンクは、前記車体の前後方向に延びる筒状に形成されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項7】

前記駆動装置は、複数の前記タンクから前記燃料電池に供給する前記ガスの流量を調整するバルブユニットを備え、
前記バルブユニットは、複数の前記タンクの側方、且つ前記キャビンの下方に配備されている請求項５又は６に記載の作業車両。

【請求項8】

前記駆動モータが発生させた駆動力を前記走行装置に伝達するミッションケースを備え、
前記タンクは、前記キャビンと前記ミッションケースの間に配備されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項9】

前記駆動モータが発生させた駆動力を前記走行装置に伝達するミッションケースを備え、
前記バッテリは、前記キャビンと前記ミッションケースの間に配備されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項10】

前記駆動モータが発生させた駆動力を前記走行装置に伝達するミッションケースを備え、
前記燃料電池は、前記キャビンと前記ミッションケースの間に配備されている請求項２に記載の作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タンクに収容されたガスを用いて駆動する作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されるように、トラクタは、車体の前部に、ボンネットを有している。ボンネットの内部には、エンジン、ラジエ－タ、燃料タンク及びバッテリ等が収容されている。

【0003】

一方、脱炭素化の実現を目指して、水素を燃料とする燃料電池車（ＦＣＶ）の開発が進んでいる。当該作業車両には、水素ガスを収容（貯留）するタンク（水素タンク）が設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－１２８４８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

燃料電池車以外の作業車両であっても、燃料を収容（貯留）するタンクが設けられる場合がある。例えば、メタンなどのガスを燃料とする作業車両には、燃料のガスを収容（貯留）するタンクが設けられる。

【0006】

タンクは、駆動装置を構成する部材のうち、比較的体積が大きく重量がある部材である。タンクのような重量物を配備する位置によっては、作業車両の重量バランスを考慮することが望ましい。

【0007】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、重量バランスを崩すことなく、タンクのような重量物を収容することができる作業車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。

【0009】

本発明の作業車両は、作業装置を連結可能な車体と、前記車体に設けられた運転席を収容するキャビンと、前記車体を支持すると共に走行させる走行装置と、前記走行装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を駆動させるためのガスを収容するタンクと、を備え、前記タンクは、前記キャビンの下方に配備されている。

【0010】

前記駆動装置は、前記タンクの前記ガスにより発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を蓄電するバッテリと、前記燃料電池が発電した電力によって駆動する駆動モータと、を備えてもよい。

【0011】

前記バッテリは、前記タンクと共に前記キャビンの下方に配備されてもよい。

【0012】

前記燃料電池は、前記タンクと共に前記キャビンの下方に配備されてもよい。

【0013】

前記タンクは、前記車体の前後方向に沿って並ぶように複数配備されており、複数の前記タンクは、前記車体の幅方向に延びる筒状に形成されてもよい。

【0014】

前記タンクは、前記車体の幅方向に沿って並ぶように複数配備されており、複数の前記タンクは、前記車体の前後方向に延びる筒状に形成されてもよい。

【0015】

前記駆動装置は、複数の前記タンクから前記燃料電池に供給する前記ガスの流量を調整するバルブユニットを備え、前記バルブユニットは、複数の前記タンクの側方、且つ前記キャビンの下方に配備されてもよい。

【0016】

作業車両１は、前記駆動モータが発生させた駆動力を前記走行装置に伝達するミッションケースを備え、前記タンクは、前記キャビンと前記ミッションケースの間に配備されてもよい。

【0017】

作業車両１は、前記駆動モータが発生させた駆動力を前記走行装置に伝達するミッションケースを備え、前記バッテリは、前記キャビンと前記ミッションケースの間に配備されてもよい。

【0018】

作業車両１は、前記駆動モータが発生させた駆動力を前記走行装置に伝達するミッションケースを備え、前記燃料電池は、前記キャビンと前記ミッションケースの間に配備され
てもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る作業車両によれば、重量バランスを崩すことなく、タンクのような重量物を収容することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の作業車両の斜視図である。

【図2】本発明の作業車両の正面図である。

【図3】本発明の作業車両の左側面図である。

【図4】本発明の作業車両の平面図である。

【図5】本発明の作業車両に設けられる駆動装置のブロック図である。

【図6】タンクを幅方向に並べたタンクユニットを示す図である。

【図7】図６のタンクユニットの分解図である。

【図8】タンクを前後方向に並べたタンクユニットの分解図である

【図9】ミッションケースに固定されたタンクユニットを示す図であって、（ａ）はタンクを車体幅方向に複数備えるタンクユニット、（ｂ）はタンク及び燃料電池スタックを備えたタンクユニット、（ｃ）はタンク、燃料電池スタック、及びバッテリを備えるタンクユニットを示している。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係る作業車両１の好適な実施形態について説明する。

【0022】

図１は、本実施形態の作業車両１の一例であるトラクタの斜視図である。本実施形態の作業車両１は、駆動装置５を駆動させるためのガスを収容するタンク７がボンネット９に配備された車両である。このようなタンク７を備える車両としては、電極反応の燃料である水素ガスをタンク７に貯留する燃料電池車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）が挙げられる。そして、本実施形態の作業車両１も、この燃料電池車となっている。

【0023】

なお、燃料電池車の燃料には水素以外のメタンなどを燃料として用いる場合もあるため、メタンなどをタンク７に貯留する燃料電池車も、本発明の作業車両１には含まれる。また、水素、メタン、又はメタンを主成分とする天然ガス、石油ガス、バイオマスガスなどをタンク７に貯留し、タンク７に貯留されたガスを燃料として内燃式のエンジン（ディーゼルエンジンなど）を駆動させる車両も、本発明の作業車両１には含まれる。

【0024】

また、本実施形態では、作業車両１として、トラクタを例に挙げている。しかし、本発明に係る作業車両１はトラクタに限定されず、例えば、トラクタ以外の農業機械（コンバインや田植機など）、建設機械、ユーティリティビークル等であってもよい。

【0025】

以下の説明においては、図３に矢印Ａ１方向で示す方向（作業車両１の前進方向）を前方といい、矢印Ａ２で示す方向（作業車両１の後進方向）を後方といい、矢印Ａ３で示す方向を前後方向として説明する。Ａ１～Ａ３の方向は、図３以外の図面においても、適宜図示している。

【0026】

また、前後方向Ａ３に直交する方向である水平方向（左右方向）を車体幅方向Ｋ１または幅方向（図２、図４参照）として説明する。車体幅方向Ｋ１は、作業車両１の幅方向である。作業車両１の幅方向の中央部から右方、或いは、中央部から左方へ向かう方向を、車体幅方向Ｋ１の外方（幅方向外方）として説明する。つまり、幅方向外方は、作業車両１の幅方向の中心から車体幅方向Ｋ１に離れる方向である。幅方向外方とは反対の方向を、車体幅方向Ｋ１の内方（幅方向内方）として説明する。つまり、幅方向内方は、車体幅方向Ｋ１に作業車両１の幅方向の中心に近づく方向である。

【0027】

図１～図４に示すように、作業車両１は、車体２と、車体２に設けられた運転席１０を収容するキャビン３と、車体２を支持すると共に走行させる走行装置４と、走行装置４を駆動する駆動装置５と、を備えている。図５は、本実施形態の作業車両１に設けられる駆動装置５のブロック図である。なお、本発明の作業車両１に設けられる駆動装置５は、図２に示す例に限定されない。駆動装置５に内蔵される駆動モータ６などについては、設置数を適宜変更することが可能である。

【0028】

本実施形態の駆動装置５に用いられる燃料電池（燃料電池スタック８）は、燃料である
水素を酸素と電極反応させ、電気を発生させている。燃料電池に対して燃料として供給される水素は、タンク７に吸蔵あるいは貯蔵されている。駆動装置５には、電極が多層に亘って積層された燃料電池スタック８が設けられている。タンク７の水素ガスは、燃料電池スタック８に供給され、燃料電池スタック８内において電極反応が行われる。本発明の駆動装置５は、燃料電池スタック８内での電極反応により取り出された電気を用いて、駆動モータ６を駆動させる構造となっている。燃料電池スタック８での電極反応では、内燃機関の燃焼反応などで必ず排出される二酸化炭素が排出されない。それゆえ、燃料電池で発生する電力を用いて駆動する本発明の作業車両１は脱炭素化の実現に有望である。

【0029】

以降では、まず駆動装置５以外の作業車両１の構成について説明する。

【0030】

図１～図４に示すように、車体２の車体幅方向の両端には、走行装置４が配備されている。車体２の上部には、駆動装置５が配備されている。車体２の後部上方にはキャビン３が搭載されており、車体２の前部上方にはボンネット９が配備されている。つまり、本実施形態の車体２は、走行装置４、駆動装置５、及びキャビン３などを支持する部材である。具体的には、車体２の後部には、駆動装置５から走行装置４に動力を伝達するミッションケース２９が設けられている。車体２の前部は、金属製のフレーム材などを組み合わせて高い剛性を発揮できるように形成されている。

【0031】

図２～図４に示すように、キャビン３は、車体２の後部上方に搭載された箱体であり、内部には運転席１０が配備されている。キャビン３は、前後左右のパネルと、隣接するパネル同士の間に配備されるピラーとを有している。具体的には、キャビン３は、運転席１０の前方に配備されたフロントパネル１１と、運転席１０の左方及び右方にそれぞれ配備されたドアパネル１２Ｌ、１２Ｒと、運転席１０の後方に配備されたリアパネル１３と、を含んでいる。

【0032】

また、キャビン３は、左フロントピラー１４と、右フロントピラー１５と、左リアピラー１６と、及び右リアピラーと、を含んでいる。左フロントピラー１４は、フロントパネル１１と左方のドアパネル１２Ｌとの間に設けられている。右フロントピラー１５は、フロントパネル１１と右方のドアパネル１２Ｒとの間に設けられている。左リアピラー１６は、リアパネル１３と左方のドアパネル１２Ｌとの間に設けられている。右リアピラーは、リアパネル１３と右方のドアパネルとの間に設けられている。

【0033】

走行装置４は、路面（地面）に対して車体２を支持すると共に走行させることができる。言い換えると、走行装置４は、車体２に推進力を付与する。本実施形態の場合、走行装置４は、ゴムなどで形成された前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒ及び後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒである。後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒは、前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒよりも大径なゴムタイヤで形成されており、車体２の後部に加わる大きな荷重を支持可能となっている。本実施形態の走行装置４では、前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒ及び後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒのいずれか一方、または前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒ及び後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの双方に、駆動装置５から動力が伝達されている。なお、走行装置４には、ゴムタイヤに替えてクローラなどを用いても良い。

【0034】

次に、駆動装置５について説明する。駆動装置５は、走行装置４を駆動させる動力を発生している。本発明の場合、駆動装置５には、燃料電池で発生した電力が用いられている。具体的には、駆動装置５は、走行装置４を駆動させる動力を発生する駆動モータ６と、駆動モータ６に電力を供給する燃料電池スタック８と、燃料電池スタック８から供給される電力を貯留するバッテリ２０と、を有している。また、作業車両１には、燃料電池スタック８に燃料用の水素ガスを供給するタンク７が設けられている。

【0035】

以降、駆動装置５を構成する駆動モータ６、バッテリ２０、及びタンク７について説明する。

【0036】

図１～図４に示すように、燃料電池スタック８は、箱状に形成された電池ケーシング２１の内部に、正極及び負極の２種類の電極を備えた単セルを積層状態で複数備えている。

【0037】

具体的には、正極及び負極は、それぞれ正極材及び負極材を用いて、シート状又は膜状に形成されている。単セルには、正極及び負極が１枚ずつ含まれており、隣り合う単セルの間はセパレータにより区切られている。正極にはタンク７の水素ガスが供給され、負極
にはコンプレッサなどで圧縮された酸素ガス（酸化ガス）が供給されており、単セルごとに電池反応（発電）が行われる。燃料電池スタック８は、それぞれの単セルで発電された電力を集約することで、駆動装置５を駆動可能な電圧及び電流の電力を発生させている。

【0038】

図５に示すように、燃料電池スタック８には、電極温度調整用の冷却液が供給されており、内部に設けられた電極温度を発電効率が高くなる温度（水素燃料電池の場合であれば７０℃程度の温度）に調整可能とされている。冷却液は、燃料電池スタック８の内部と、車体２の前部に設けられたラジエ－タ（第１ラジエ－タ２２）との間を循環しており、図示しないポンプやバルブなどを用いて流量調整を行うことで、燃料電池スタック８の内部の温度を調整可能となっている。

【0039】

図３～図５に示すように、本実施形態の場合であれば、燃料電池スタック８は、車体２の前部上方に配備されたボンネット９の内部に収容されている。燃料電池スタック８には、タンク７からガス配管２３を通じて水素ガスが供給されている。ボンネット９内部における燃料電池スタック８の後方には、電極温度調整用の冷却液を冷却する第１ラジエ－タ２２が配備されている。

【0040】

なお、本実施形態の作業車両１では、ボンネット９内部における燃料電池スタック８の前方にもラジエ－タが設けられている。燃料電池スタック８の前方に位置するラジエ－タは、後方に設けられた第１ラジエ－タ２２とは別に設けられるものであり、第２ラジエ－タ２４と呼ばれている。本実施形態の場合、第２ラジエ－タ２４は、電極温度調整の用途ではなく、燃料電池スタック８以外の冷却など（例えば、キャビン３の室内を冷却する空調装置２８など）に用いられている。

【0041】

図５に示すように、駆動モータ６の下流（電力伝達経路における下流）には、燃料電池スタック８で発生した電力を昇圧する昇圧回路２５が設けられている。これにより、燃料電池スタック８で発生した電力を昇圧回路２５が昇圧することで、駆動モータ６を起動するための電圧を確保することができる。

【0042】

昇圧回路２５は、燃料電池スタック８で発生した電力を昇圧させる回路を備えており、昇圧された電力は駆動モータ６に送られて、駆動モータ６を駆動させる。なお、作業車両１で用いられる電装品には、駆動モータ６よりもさらに低電圧で作動するものがある。このような低電圧で作動する電装品（弱電の電装品）に対しては、第１DC-DCコンバータ２６及び第２DC-DCコンバータ２７を含む降圧回路で降圧された電力が供給される。本実施形態の場合であれば、低電圧で作動する電装品には、上述したラジエ－タ（第１ラジエ－タ２２及び／又は第２ラジエ－タ２４）、バッテリ２０、及び空調装置２８が挙げられる。

【0043】

バッテリ２０は、燃料電池スタック８で発生した電気を蓄電するものである。バッテリ２０及び空調装置２８に対しては第１DC-DCコンバータ２６で降圧された電力が供給され、ラジエ－タに対しては第２DC-DCコンバータ２７で降圧された電力が供給される。

【0044】

なお、本実施形態の作業車両１では、バッテリ２０は、第１DC-DCコンバータ２６及び第２DC-DCコンバータ２７と一緒に、右の前輪タイヤ１８Ｒと、右の後輪タイヤ１９Ｒとの間に（車体２における前後方向の中央部の右方に）、ケースに収容された状態で配備されている。また、空調装置２８は、キャビン３における運転席１０の下方に配備されている。バッテリ２０及び空調装置２８の設置位置は、本実施形態の例に限られるものではない。

【0045】

駆動モータ６は、例えば、永久磁石埋込式の直流または交流の同期モータや巻線界磁型同期モータ等である。駆動モータ６は、燃料電池スタック８の後方に１基配備されている。駆動モータ６は、後方に向かって延びる出力軸６ａを備えており、出力軸６ａを回転駆動させている。出力軸６ａの後端は、ミッションケース２９に接続されている。

【0046】

ミッションケース２９には、出力軸６ａに伝達された動力を変速するトランスミッション、クラッチ、デファレンシャルギヤなどが配備されている。ミッションケース２９は、出力軸６ａから入力された動力を減速あるいは増速し、減速あるいは増速された動力を走行装置４の前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒ及び／又は後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒに出力している。例えば、走行装置４に出力される動力は、作業車両１が後輪駆動である場合は後輪タ
イヤ１９Ｌ、１９Ｒのみに伝達され、四輪駆動である場合は前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒ及び後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの両方に伝達される。

【0047】

なお、本実施形態の駆動モータ６は、車体２の上部に一箇所だけ配備されており、一基の駆動モータ６で発生した動力を前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒ及び／又は後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒに分配している。しかし、本発明の駆動装置５に内蔵される駆動モータ６の設置数などは適宜変更してもよい。

【0048】

本実施形態の作業車両１では、ミッションケース２９は、減速あるいは増速した動力を走行装置４に伝達するだけでなく、動力の一部を作業装置４９に伝達する。具体的には、作業車両１の後部（ミッションケース２９の後端）に、ＰＴＯ軸３０（パワーテイクオフ軸）を設けておき、ミッションケース２９に伝達（入力）された動力を、走行装置４だけでなくＰＴＯ軸３０にも出力する。このようにすれば、燃料電池で発生した電力を用いて、作業装置４９（インプルメント）を作動させることも可能となる。

【0049】

また、本実施形態の作業車両１の後部（ミッションケース２９の後端）には、ＰＴＯ軸３０だけでなく、連結装置（３点リンク機構）が設けられている。このような３点リンク機構を設ければ、作業車両１の後方にさまざまなインプルメント（作業装置４９）を取り付けて、姿勢変更させたり駆動させたりすることが可能になり、作業車両１に多様な作業を実施させることができる。作業装置４９は、耕運機、ロータリ、マルチャー、ハンマーナイフモア、畦塗り機、運搬機、播種機、ハロー、又は畝立て機などのインプルメントである。

【0050】

なお、上述したＰＴＯ軸３０や３点リンク機構は、必ず設置されるものではない。コンバインや田植機のような農業機械や建設機械などの作業車両１では、設置されない場合も存在し得る。また、上述した駆動モータ６とは別に、当該駆動モータ６が出力した動力によって駆動する油圧ポンプや、駆動モータ６とは別の電動モータなどを設けておき、作業装置４９（インプルメント）を油圧または電動で作動させても良い。

【0051】

タンク７は、キャビン３の下方に、タンク７が含まれたタンクユニット３１として配備されている。タンクユニット３１は、ミッションケース２９とキャビン３との間に設けられている。タンクユニット３１は、複数のタンク７を収容可能なタンクケーシング３２を備えている。本実施形態の場合であれば、タンクケーシング３２には、４本のタンク７が収容されている。タンクユニット３１の上部には、キャビン３に設けられる左フロントピラー１４、右フロントピラー１５、左リアピラー１６、及び右リアピラーの下端を弾性的に支持するブラケット４２が設けられている。また、タンクユニット３１は、タンク７の水素ガスを案内するガス配管２３が、タンク７ごとに設けられている。ガス配管２３の先端には、ガス配管２３を通じて導入された水素ガスを混合等し、所定の流量に調整した上で、燃料電池スタック８に送るバルブユニット３３が配備されている。

【0052】

次に、タンクユニット３１が有するタンク７、タンクケーシング３２、ブラケット４２、ガス配管２３、及びバルブユニット３３について説明する。

【0053】

図６及び図７に示すように、タンク７は、炭素繊維やガラス繊維で強化された硬質合成樹脂などを用いて長尺な円筒状に形成されたボンベが用いられている。本実施形態の場合であれば、タンク７（ボンベ）は、いずれも前後方向に軸心を向けるように配備されており、タンクケーシング３２内に幅方向に並んで４本収容されている。

【0054】

タンク７の前端には、ネック７ａが形成されている。タンク７のネック７ａには、図示しない安全弁（電磁弁）を介してガス配管２３が連結されている。

【0055】

タンクケーシング３２は、複数本のタンク７を収容でき、ボルト等の締結部材や溶接等によりミッションケース２９に固定されている。図９に示すように、タンクケーシング３２は、ミッションケース２９の上部に固定されている。本実施形態の場合、タンクケーシング３２はミッションケース２９の上面に当接して固定されている。但し、タンクケーシング３２は、ミッションケース２９の上面との間に空間が形成された状態で固定されていてもよい。

【0056】

タンクケーシング３２は上述したタンク７より大きなサイズに形成されており、複数本のタンク７を収容する。本実施形態のタンクケーシング３２は、外部からタンク７を熱的
及び物理的に保護可能な厚みのある鋼材などを用いて、上方に向かって開口した箱状に形成されている。

【0057】

具体的には、本実施形態のタンクケーシング３２は、車体幅方向に比べて前後方向に長い長方形の板状に形成された底部３４と、底部３４の前縁に上下方向に沿って起立状に形成された前壁部３５と、底部３４の左縁に上下方向に沿って起立状に形成された左壁部３６と、底部３４の後縁に上下方向に沿って起立状に形成された後壁部３７と、底部３４の右縁に上下方向に沿って起立状に形成された右壁部３８と、を有している。タンクケーシング３２の底部３４は、ミッションケース２９の上部に対して、ボルトなどを用いて締結あるいは溶接などの手段で固定されている。なお、上述した実施形態では、タンクケーシング３２の下部がミッションケース２９の上部に固定されていたが（図９参照）、ミッションケース２９以外の構造体、例えば、車体２に直接固定されていてもよい。

【0058】

タンクケーシング３２の前壁部３５及び後壁部３７の上縁には、下方に向かって円弧状に凹む切欠部３９が形成されている。切欠部３９は、タンク７の収容本数に合わせて、前壁部３５及び後壁部３７に４箇所ずつ形成されている。切欠部３９は、凹んだ部分にネック７ａを嵌め込むようにして、切欠部３９の１箇所につきタンク７が１本収容される。切欠部３９の凹んだ部分にネック７ａを嵌め込むことで、タンクケーシング３２は、タンク７に横揺れを起こさないようにタンク７を収容されている。

【0059】

タンクケーシング３２の上部には、前ビーム材４０と後ビーム材４１とが配備されている。前ビーム材４０及び後ビーム材４１は、いずれも長尺棒状の部材であり、車体幅方向に延伸するように配備されている。前ビーム材４０は、左壁部３６の前部上端と、右壁部３８の前部上端と、を車体幅方向に連結している。また、前ビーム材４０は、タンクケーシング３２が収容するタンク７の前部の上方に位置しており、タンク７が縦揺れを起こさないよう、当該タンク７の前部を前壁部３５とともに保持している。

【0060】

後ビーム材４１は、左壁部３６の後部上端と、右壁部３８の後部上端と、を車体幅方向に連結している。また、後ビーム材４１は、タンクケーシング３２が収容するタンク７の後部の上方に位置しており、タンク７が縦揺れを起こさないよう、当該タンク７の後部を後壁部３７とともに保持している。

【0061】

なお、後ビーム材４１はタンクケーシング３２の車体幅方向に沿った幅寸法とほぼ同寸に形成されているが、前ビーム材４０はタンクケーシング３２の車体幅方向に沿った幅寸法よりも長く形成されており、前ビーム材４０の左端及び右端はタンクケーシング３２よりも幅方向外方に突出するように形成されている。タンクケーシング３２よりも幅方向外方に突出した前ビーム材４０の左端及び右端の上部には、ブラケット４２が配備されている。

【0062】

なお、本実施形態のタンクケーシング３２は箱状に形成されているが、本発明のタンクケーシング３２にはタンク７を収容可能な棚やラックなどを用いても良い。また、本実施形態のタンクケーシング３２では、前壁部３５と後壁部３７の双方に切欠部３９が形成された例を挙げたが、切欠部３９は前壁部３５及び後壁部３７のいずれか一方だけ（タンク７のネック７ａが設けられる方）に形成されていても良い。

【0063】

ブラケット４２は、キャビン３の下端を車体２に支持する部材である。具体的には、ブラケット４２は、キャビン３の左右に設けられたフロントピラー１４、１５及びリアピラー１６、１７の下端を支持する。ブラケット４２は、フロントピラー１４、１５及びリアピラー１６、１７の下端と嵌合するブラケット本体４３と、ブラケット本体４３に対してフロントピラー１４、１５及びリアピラー１６、１７の下端を弾性的に支持するマウント部材４４と、を有している。

【0064】

ブラケット本体４３は、金属板を折り曲げるなどして、前方または後方から見た場合に略Ｕ字状になるように形成されている。具体的には、ブラケット本体４３は、上方に向かって起立するように突出すると共に左右方向に距離をあけて配備された左突片４５及び右突片４６と、左突片４５の下端及び右突片４６の下端を車体幅方向に連結する連結片４７と、を有している（図６及び図７参照）。左突片４５及び右突片４６を上方に向かって起立状に形成することで、フロントピラー１４、１５及びリアピラー１６、１７の下端が左
右方向に移動することが抑制され、キャビン３をブラケット４２で強固に固定することが可能となる。

【0065】

マウント部材４４は、ゴムなどの弾性材料を用いて板状に形成された部材であり、ブラケット本体４３の連結片４７に配備されている。マウント部材４４は、フロントピラー１４、１５及びリアピラー１６、１７の下端に接触することで、フロントピラー１４、１５及びリアピラー１６、１７の下端を弾性的に支持している。

【0066】

図６に示すように、ガス配管２３は、複数のタンク７のそれぞれに配備されており、それぞれのタンク７の水素ガスをバルブユニット３３に案内する。ガス配管２３には、水素ガスの透過を防止可能な合成樹脂と、可撓性を備えた金属ワイヤなどを組み合わせた複合材料のホースなどが用いられる。

【0067】

バルブユニット３３は、ガス配管２３を通じてそれぞれのタンク７から送られてきた水素ガスを集め、適宜混合している。バルブユニット３３は、水素ガスの圧力及び流量を調整可能な電磁弁などを備えており、燃料電池スタック８で発電するのに適した圧力及び流量に水素ガスを調整して、燃料電池スタック８に水素ガスを送っている。

【0068】

バルブユニット３３は、複数のタンク７の側方、且つキャビン３の下方に配備されるのが好ましい。バルブユニット３３を複数のタンク７の側方に設置することで、タンク７とバルブユニット３３の高さがほぼ等しくなり、バルブユニット３３は、タンク７との上下方向に高さの差がない分だけ、タンク７から近い距離に設置することが可能となる。その結果、ガス配管２３の長さを短くすることが可能となる。

【0069】

また、バルブユニット３３の設置位置をキャビン３の下方に設定すれば、キャビン３と車体２との間に形成されるスペースを利用してガス配管２３を配設できるので、他の部材と物理的に干渉することなくガス配管２３を配設でき、装置レイアウトの設計自由度が大きくなる。なお、バルブユニット３３をタンクユニット３１（タンクケーシング３２）に設けてもよい。

【0070】

さて、図１～図３に示すように、本実施形態において、タンク７（タンクユニット３１）は、キャビン３の下方に配置されている。タンク７（タンクユニット３１）は、上述した作業車両１の駆動装置５を構成する部材のうち、比較的重量が大きな重量物である。従って、このような重量物をキャビン３の下方、即ち作業車両１の下部に配置することで、作業車両１全体の重心を低くするができる。作業車両１の下部に配置することが好ましい。

【0071】

さらに、図３に示すように、タンク７（タンクユニット３１）は、ミッションケース２９の上部に配置されている。言い換えると、ミッションケース２９の上方の空間、具体的にはミッションケース２９とキャビン３との上下方向に設けられる空間が、タンクユニット３１を収容する収容部４８となっている。

【0072】

つまり、本発明の作業車両１では、タンクユニット３１はミッションケース２９の上部に配備され、このタンクユニット３１の上部にキャビン３が配備されている。ミッションケース２９もタンクユニット３１と同様に、比較的重量が大きい。つまり、比較的重量が大きい重量物（タンクユニット３１）及びミッションケース２９をキャビン３の下方に集約することで、作業車両１の重心をより効果的に低くすることができる。

【0073】

図２及び図３に１点鎖線で示されるように、収容部４８は、前後方向に長い直方体形状の空間である。収容部４８は、車体幅方向の中央部に位置している。

【0074】

収容部４８の車体幅方向の一方（左方）には、左後輪タイヤ１９Ｌが位置し、他方（右方）には、右後輪タイヤ１９Ｒが位置している。これにより、タンクユニット３１の両側部の少なくとも一部を後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒで車体幅方向外側から遮蔽（遮断）している。つまり、後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒがタンクユニット３１を防護する壁部を構成する。これにより、タンクユニット３１の両側部が外部と接触することにより損傷することを回避できる。

【0075】

収容部４８の車体幅方向の長さＬ１は、左後輪タイヤ１９Ｌから右後輪タイヤ１９Ｒまでの長さＬ２以下である。つまり、タンクユニット３１は、正面視において、左後輪タイヤ１９Ｌと右後輪タイヤ１９Ｒとの間に配置される。本実施形態において、左後輪タイヤ
１９Ｌの右端よりも左前輪タイヤ１８Ｌの右端の方が、左方に位置し、右後輪タイヤ１９Ｒの右端よりも右前輪タイヤ１８Ｒの左端の方が、右方に位置しているため、タンクユニット３１は、正面視において、左前輪タイヤ１８Ｌと右前輪タイヤ１８Ｒとの間に配置される。これにより、タンクユニット３１が前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒの接地面及び後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの接地面を結ぶ範囲に位置するため、重量バランスを向上させることができる。

【0076】

また、収容部４８の車体幅方向の長さＬ１は、キャビン３の車体幅方向の長さＬ３以下である。つまり、タンクユニット３１は、正面視においてキャビン３の車体幅方向の一方の端部（左端）と、他方の端部（右端）との間に配置される。

【0077】

また、収容部４８の前端は、ボンネット９の後部に位置し、前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒの車軸と後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの車軸との間に位置している。収容部４８の後端は、後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの車軸よりも後方に位置している。つまり、タンクユニット３１は、側方視において、前端が前輪タイヤ１８Ｌ、１８Ｒの車軸と後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの車軸との間に位置し、後端が後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの車軸よりも後方に位置している。これにより、作業車両１の重心をより効果的に低くするとともに、後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒのトラクションを増加することができる。

【0078】

さらに、収容部４８の上端は、後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの上端よりも下方に位置しており、タンクユニット３１は、後輪タイヤ１９Ｌ、１９Ｒの上端よりも下方に配置される。

【0079】

次に、上述した収容部４８に対して、タンクユニット３１を配備するには、次のような配置例が考えられる。

【0080】

１つ目の配置例は、図６及び図７に示すようなものである。

【0081】

図６及び図７に示す配置例では、タンク７は、車体２の幅方向に沿って並ぶように複数配備される。図例の場合であれば、タンク７は、車体２の幅方向に沿って４本配備されている。これら４本（複数）のタンク７は、車体２の前後方向に延びる筒状（図例では円筒状）に形成されている。このような配置であれば、車体２とキャビン３との間の収容部４８に、複数のタンク７を幅方向に並べて集中的に配備できる。その結果、少なくともタンク７を含む重量物をミッションケース２９の上方（キャビン３の下方）の限られたスペースに配備できるので、作業車両１の重量バランスが低下することを抑制できる。

【0082】

２つ目の配置例は、図８に示すようなものである。

【0083】

図８に示すように、タンク７は、車体２の前後方向に沿って並ぶように複数配備される。図例の場合、タンク７は、車体２の前後方向に沿って６本配備されている。これら６本（複数）のタンク７は、前記車体２の幅方向に延びる筒状（図例では円筒状）に形成されている。このような配置でも、車体２とキャビン３との間のスペースに、複数のタンク７を前後方向に並べて集中的に配備できる。その結果、少なくともタンク７を含む重量物をミッションケース２９の上方（キャビン３の下方）の限られたスペースに配備できるので、図６及び図７の場合と同様に作業車両１の重量バランスが低下することを抑制できる。

【0084】

なお、図８に示すように、複数のタンク７を車体２の前後方向に沿って並ぶように収容する場合は、幅方向に長いビーム材を前後に２本用いるのに替えて、後端の一部がタンクケーシング３２の左壁部３６及び右壁部３８に沿うように後方に延設された（櫛歯状の）前ビーム材４０を用いても良い。

【0085】

また、タンク７（水素ボンベ）の形状、寸法、収容本数、及び材質は、図例に限られたものではない。収容部４８や作業車両１のサイズ、仕様などに合わせて、言い換えればキャビン３と車体２との間に形成されるスペースに合わせて適宜変更することができる。

【0086】

上述した重量物には、タンク７に加えて、バッテリ２０及び／又は燃料電池スタック８が含まれてもよい。重量物としては、タンク７が最も重量が大きいものの、バッテリ２０や燃料電池スタック８はタンク７の次に重量が大きい。また、燃料の消費が進むと、バッテリ２０や燃料電池スタック８の重量と、タンク７の重量との差が小さくなるため、バッテリ２０及び／又は燃料電池スタック８もタンク７の近傍に配備されるのが好ましい。

【0087】

例えば、バッテリ２０や燃料電池スタック８をタンク７の近傍に配備したタンクユニッ
ト３１（駆動装置５）の例としては、図９（ａ）～図９（ｃ）に示すようなものが考えられる。

【0088】

図９（ａ）に示すタンクユニット３１（駆動装置５）では、タンク７のみを含む重量物をキャビン３の下方の限られたスペースに配備している。このような重量物の配置は、車体２とキャビン３との間のスペースに複数のタンク７を水平方向に並べて集中的に配備できるので、作業車両１の重量バランスが低下することを抑制できる。

【0089】

図９（ｂ）に示すタンクユニット３１（駆動装置５）では、キャビン３の下方のスペースに、タンク７を前後方向に３本、上下方向に２段に重ねて、合計で６本収容している。また、タンク７の後方には、燃料電池スタック８が設けられている。つまり、図９（ｂ）に示す作業車両１の重量物は、タンク７に加えて、燃料電池スタック８を含んでいる。

【0090】

図９（ｃ）に示すタンクユニット３１（駆動装置５）では、図９（ｂ）の場合と同様に、キャビン３の下方のスペースに、タンク７を合計で６本収容している。図９（ｃ）に示すタンクユニット３１が図９（ｂ）と異なるのは、タンク７の後方に、燃料電池スタック８とバッテリ２０とが設けられている点である。つまり、図９（ｃ）に示す作業車両１の重量物は、タンク７に加えて、燃料電池スタック８とバッテリ２０とを含んでいる。

【0091】

図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示す重量物の配置は、作業車両１自体が大きく、車体２とキャビン３との間のスペースに余裕がある場合などに用いることができる。このような重量物の配置でも、車体２とキャビン３との間のスペースに複数のタンク７を水平方向に並べて集中的に配備できるので、作業車両１の重量バランスが低下することを抑制できる。

【0092】

本発明の作業車両１は、作業装置４９を連結可能な車体２と、車体２に設けられた運転席１０を収容するキャビン３と、車体２を支持すると共に走行させる走行装置４と、走行装置４を駆動する駆動装置５と、駆動装置５を駆動させるためのガスを収容するタンク７と、を備え、タンク７は、キャビン３の下方に配備されている。キャビン３の下方には駆動モータ６やミッションケース２９が配備され、作業車両１の重心が存在している可能性が高い。それゆえ、キャビン３の下方に、タンク７を配備すれば、重量のあるタンク７を作業車両１の重心に近い場所に設けることが可能となり、タンク７を車内に設ける場合でも作業車両１の重量バランスの低下を抑制することができる。

【0093】

駆動装置５は、タンク７のガスにより発電する燃料電池（燃料電池スタック）８と、燃料電池８が発電した電力を蓄電するバッテリ２０と、燃料電池８が発電した電力によって駆動する駆動モータ６と、を備えているとよい。

【0094】

重量のあるタンク７をキャビン３の下方に設けて、重量バランスの低下を抑制する構成は、タンク７のガスにより発電する燃料電池８と、燃料電池８が発電した電力を蓄電するバッテリ２０と、燃料電池８が発電した電力によって駆動する駆動モータ６と、を備えた駆動装置５を有する燃料電池車に好適に用いることができる。燃料電池車では水素を充填した重量のある水素タンクが使用されるため、重量バランスの低下を抑制する構成は、燃料電池式の作業車両１（燃料電池車）に効果的である。

【0095】

本発明の作業車両１では、バッテリ２０は、タンク７と共にキャビン３の下方に配備されている。

【0096】

また、本発明の作業車両１では、燃料電池８は、タンク７と共にキャビン３の下方に配備されている。

【0097】

このような作業車両１であれば、タンク７に加えて、重量があるバッテリ２０や燃料電池８を作業車両１の重心に近い場所に設けることが可能となり、作業車両１の重量バランスの低下をより確実に抑制することができる。

【0098】

本発明の作業車両１は、タンク７は、車体２の前後方向に沿って並ぶように複数配備されており、複数のタンク７は、車体２の幅方向に延びる筒状に形成されている。

【0099】

また、本発明の作業車両１は、タンク７は、車体２の幅方向に沿って並ぶように複数配備されており、複数のタンク７は、車体２の前後方向に延びる筒状に形成されている。

【0100】

このような作業車両１であれば、複数のタンク７を作業車両１の重心に近い場所に集中して効率的に配備することが可能となり、作業車両１の重量バランスをより良好にすることができる。

【0101】

本発明の作業車両１は、駆動装置５は、複数の前記タンク７から燃料電池８に供給するガスの流量を調整するバルブユニット３３を備え、バルブユニット３３は、複数のタンク７の側方、且つキャビン３の下方に配備されている。

【0102】

このような作業車両１であれば、タンク７とバルブユニット３３との高さがほぼ等しくなり、上下方向に高さの差がない分だけタンク７から近い距離にバルブユニット３３を設置することが可能となり、ガス配管２３の長さを短くすることが可能となる。また、バルブユニット３３の設置位置をキャビン３の下方に設定すれば、キャビン３と車体２との間に形成されるスペースを利用してガス配管２３を配設できるので、他の部材と物理的に干渉することなくガス配管２３を配設でき、装置レイアウトの設計自由度が大きくなる。

【0103】

本発明の作業車両１は、駆動モータ６が発生させた駆動力を前記走行装置４に伝達するミッションケース２９を備え、タンク７は、キャビン３とミッションケース２９の間に配備されている。

【0104】

また、本発明の作業車両１は、駆動モータ６が発生させた駆動力を前記走行装置４に伝達するミッションケース２９を備え、バッテリ２０は、キャビン３とミッションケース２９の間に配備されている。

【0105】

さらに、本発明の作業車両１は、駆動モータ６が発生させた駆動力を前記走行装置４に伝達するミッションケース２９を備え、燃料電池８は、キャビン３とミッションケース２９の間に配備されている。

【0106】

このような作業車両１であれば、駆動装置５の中でも最も重量があるミッションケース２９の上部に、タンク７、バッテリ２０、燃料電池８などが配備されるので、作業車両１の重量バランスを良好にすることができる。

【0107】

以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0108】

１ 作業車両
２ 車体
３ キャビン
４ 走行装置
５ 駆動装置
６ 駆動モータ
６ａ 駆動モータの出力軸
７ タンク
８ 燃料電池スタック（燃料電池）
１０ 運転席
２０ バッテリ
２９ ミッションケース
３３ バルブユニット
４８ 収容部
４９ 作業装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】