特開 2024-95111 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】P2024095111

(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 8/00 20060101AFI20240703BHJP

   B60K 15/063 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

B60K8/00

B60K15/063 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022212150

(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】高木 貴大

(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】坂野 倫祥

(72)【発明者】

【氏名】林 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】網谷 幸大

(72)【発明者】

【氏名】石見 憲一

(72)【発明者】

【氏名】大西 哲平

(72)【発明者】

【氏名】森田 篤士

(72)【発明者】

【氏名】風間 勇

(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）】

3D038CA13

3D038CB06

3D038CC18

3D038CD03

3D235AA14

3D235BB24

3D235CC12

3D235CC23

3D235CC24

(57)【要約】

【課題】燃料電池及びタンクをユニット化して簡単に着脱することができる。
【解決手段】
車体２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を駆動させる電力を供給する燃料電池８と、燃料電池８で発電させるガスを収容するタンク７と、を有する燃料電池ユニット１００と、を備え、燃料電池ユニット１００は、車体２に対して着脱自在である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体と、
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電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池で発電させるガスを収容するタンクと、を有する燃料電池ユニットと、を備え、
前記燃料電池ユニットは、前記車体に対して着脱自在である作業車両。

【請求項2】

前記車体は、前記車体に設けられた運転席を収容するキャビンと、前記キャビンの前方に配備されたボンネットと、を含み、
前記ボンネットの内部及び／又は前記キャビンに、前記燃料電池ユニットを着脱自在に支持する取付部材を備えている請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池で発生した電力を外部に出力する出力コネクタを有し、
前記取付部材は、前記燃料電池ユニットを固定するブラケットと、前記駆動装置に電力を供給する電気回路に接続されており、且つ前記出力コネクタに連結されて前記燃料電池で発生した電力が入力される入力コネクタと、を有し、前記出力コネクタと前記入力コネクタとは着脱自在である請求項１に記載の作業車両。

【請求項4】

前記取付部材は、前記キャビンの上部に配備されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項5】

前記取付部材は、前記ボンネットの内部に配備されている請求項２に記載の作業車両。

【請求項6】

前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池及び／又は前記タンクを収容するケーシングを備えており、前記ケーシングと一体に前記燃料電池及び／又は前記タンクが着脱される請求項１又は２に記載の作業車両。

【請求項7】

前記燃料電池ユニットは、当該燃料電池ユニットを吊り下げ状態で支持する吊り下げ部材を備えている請求項１又は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、燃料電池で発電された電力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、ラジエータ、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）と、タンクの水素ガスを用いて発電を行う燃料電池が設けられる。

【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】

従来の技術では、タンク及び燃料電池は取り外すことができない構造である。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、燃料電池及びタンクをユニット化して簡単に着脱することが可能な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】

【0007】

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。

【0008】

本発明の作業車両は、車体と、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電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池で発電させるガスを収容するタンクと、を有する燃料電池ユニットと、を備え、前記燃料電池ユニットは、前記車体に対して着脱自在である。

【0009】

前記車体は、前記車体に設けられた運転席を収容するキャビンと、前記キャビンの前方に配備されたボンネットと、を含み、前記取付部材は、前記ボンネットの内部及び／又は前記キャビンに、前記燃料電池ユニットを着脱自在に支持している。

【0010】

前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池で発生した電力を外部に出力する出力コネクタを有し、前記取付部材は、前記燃料電池ユニットを固定するブラケットと、前記駆動装置に電力を供給する電気回路に接続されており、且つ前記出力コネクタに連結されて前記燃料電池で発生した電力が入力される入力コネクタと、を有し、前記出力コネクタと前記入力コネクタとは着脱自在である。

【0011】

前記取付部材は、前記キャビンの上部に配備されている。

【0012】

前記取付部材は、前記ボンネットの内部に配備されている。

【0013】

前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池及び／又は前記タンクを収容するケーシングを備えており、前記ケーシングと一体に前記燃料電池及び／又は前記タンクが着脱される。

【0014】

前記燃料電池ユニットは、当該燃料電池ユニットを吊り下げ状態で支持する吊り下げ部材を備えている。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る作業車両によれば、燃料電池及びタンクをユニット化して簡単に着脱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態の作業車両の斜視図である。

【図2】第１実施形態の作業車両の側面図である。

【図3】第１実施形態の作業車両の平面図である。

【図4】燃料電池ユニットの内部構造を示す平面図である。

【図5】燃料電池ユニットに対する取付部材及び吊り下げ部材の配置状態を示す図である。

【図6】第１実施形態の作業車両における燃料電池ユニットの着脱手順を示した図である。

【図7】第２実施形態の作業車両の側面図である。

【図8】第２実施形態の作業車両の平面図である。

【図9】第２実施形態の作業車両における燃料電池ユニットの着脱手順を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［第１実施形態］
以下、本発明に係る作業車両１の好適な第１実施形態について説明する。

【0018】

図１は、第１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。第１実施形態の作業車両１は、燃料である水素を電極反応させて発電を行う燃料電池車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）である。作業車両１は、燃料である水素などを貯蔵するタンク７と、タンク７に貯蔵された水素ガスなどの燃料を用いて発電を行う燃料電池８が設けられている。

【0019】

なお、本発明の「貯留する」には、液化した水素ガスなどを貯留するだけでなく、金属化合物などに吸蔵するものも含まれる。

【0020】

また、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、メタンなどの燃料を用いて発電を行う燃料電池車も、本発明の作業車両１には含まれる。この場合、タンク７にはメタンなどの燃料が貯蔵され、燃料電池８ではメタンなどの燃料を用いて発電が行われる。

【0021】

また、第１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。

【0022】

以下の説明においては、図２及び図３に矢印Ａ１方向で示す方向（作業車両１の前進方向）を前方という。図２及び図３に矢印Ａ２で示す方向（作業車両１の後進方向）を後方という。図２及び図３に矢印Ａ３で示す方向を前後方向として説明する。矢印Ａ１～矢印Ａ３で示す方向は、図２及び図３などの図面において適宜図示している。

【0023】

また、前後方向（矢印Ａ３で示す方向）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又は幅方向（図３参照）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。

【0024】

図１～図３に示すように、作業車両１は、車体２と、走行装置４と、駆動装置５と、を備えている。車体２は、キャビン３とボンネット９とを含んでいる。車体２は、作業装置を連結可能となっている。キャビン３は、車体２に設けられた運転席１０を収容している。キャビン３は、車体２の後部に配備されている。車体２の前部には、ボンネット９が配備されている。走行装置４は、車体２を支持すると共に走行させるものである。駆動装置５は、走行装置４を駆動するものである。

【0025】

以降では、作業車両１を構成する車体２、キャビン３、ボンネット９、走行装置４、及び駆動装置５について説明する。

【0026】

図１～図３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の後部にはキャビン３が配備されており、車体２の前部にはボンネット９が配備されている。キャビン３及びボンネット９は、車体２の上に載せられた状態で、車体２に固定されている。つまり、第１実施形態の車体２は、走行装置４、駆動装置５、キャビン３、及びボンネット９を支持する部材である。また、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。

【0027】

図１及び図２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。

【0028】

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１２Ｒとの間に設けられている。

【0029】

ボンネット９は、車体２の前部に搭載されたカバーである。ボンネット９は、金属板などを用いて、後方と下方が開放されると共に、前方、左方、右方、及び上方が閉鎖された形状に形成されている。

【0030】

なお、作業車両１は、ボンネット９の内部に、燃料電池ユニット１００、パワーコントロールユニット１０１、駆動モータ６などを収容する収容部６２を有している。このような収容部６２をボンネット９の内部に設ければ、燃料電池８などの被収容物がボンネット９により覆われ、ボンネット９により燃料電池８などを走行風、雨、汚泥、塵埃から保護することができる。

【0031】

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。第１実施形態の場合、走行装置４は、ゴムタイヤなどで形成された左前輪１８Ｌ、右前輪１８Ｒ、左後輪１９Ｌ、及び右後輪１９Ｒである。左後輪１９Ｌ及び右後輪１９Ｒは、左前輪１８Ｌ及び右前輪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している。本発明の走行装置４では、左前輪１８Ｌ、右前輪１８Ｒ、左後輪１９Ｌ、及び右後輪１９Ｒのいずれか、又はこれらの全てに、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。

【0032】

図１～図６に示すように、本発明の駆動装置５は、車体２に配備されて、走行装置４を駆動させる動力を発生している。第１実施形態の駆動装置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８と、燃料電池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。

【0033】

以降、駆動装置５を構成する駆動モータ６、燃料電池８、バッテリ２０、及びタンク７について説明する。

【0034】

図１～図３に示すように、駆動モータ６は、例えば、永久磁石埋込式の直流又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、車体２の前後方向の中央よりやや前方に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を備えており、出力軸を回転駆動させている。出力軸の後端は、ミッションケース２９に接続されている。

【0035】

ミッションケース２９には、駆動モータの出力軸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の左前輪１８Ｌ、右前輪１８Ｒ、左後輪１９Ｌ、及び／又は右後輪１９Ｒに出力している。例えば、作業車両１が後輪駆動である場合、動力は左後輪１９Ｌ及び右後輪１９Ｒのみに伝達される。また、作業車両１が四輪駆動である場合、左前輪１８Ｌ、右前輪１８Ｒ、左後輪１９Ｌ、及び右後輪１９Ｒの全てに伝達される。

【0036】

なお、第１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で発生した動力が左前輪１８Ｌ、右前輪１８Ｒ、左後輪１９Ｌ、及び／又は右後輪１９Ｒに分配されている。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。

【0037】

第１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（図示略）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（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（インプルメント）を作動させることも可能となる。

【0038】

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、連結装置（３点リンク機構１０２）を設けてもよい。このような３点リンク機構１０２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）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。

【0039】

作業装置は、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。

【0040】

なお、上述したＰＴＯ軸や３点リンク機構１０２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（インプルメント）を油圧又は電動で作動させても良い。

【0041】

さて、本発明の作業車両１は、燃料電池ユニット１００を備えることを特徴としている。具体的には、図４に示すように、燃料電池ユニット１００は、燃料電池ユニット１００とタンク７とをユニット化して一体にしたものである。燃料電池ユニット１００は、ケーシング１０３を有している。ケーシング１０３には、燃料電池８及びタンク７が収容されている。また、ケーシング１０３には、タンク７の水素ガスを燃料電池８に送る際に、水素ガスの混合等を行うバルブユニット３３が設けられている。つまり、燃料電池ユニット１００は、タンク７に収容された水素ガスを用いて燃料電池８で発電を行うことで、単独で自律的に電気を発生させている。

【0042】

また、燃料電池ユニット１００は、車体２に対して着脱自在である。これにより、燃料電池ユニット１００は、取り換えが可能である。燃料電池ユニット１００は、作業車両１の中でも、着脱が容易な場所に配備されている。燃料電池ユニット１００の取り付け位置としては、第１実施形態に示すようなキャビン３の上部、又は第２実施形態に示すようなボンネット９の内部を挙げることができる。

【0043】

燃料電池ユニット１００を取り付ける取り付け先には、燃料電池ユニット１００を着脱自在に取り付ける取付部材１０４が設けられている。第１実施形態の場合であれば、取付部材１０４はキャビン３の上部に配備されている。また、第２実施形態の場合であれば、取付部材１０４はボンネット９の内部に配備されている。

【0044】

次に、燃料電池ユニット１００が備えるケーシング１０３、燃料電池８、タンク７、バルブユニット３３、及び取付部材１０４について説明する。

【0045】

図４に示すように、第１実施形態の燃料電池ユニット１００に設けられるケーシング１０３は、燃料電池ユニット１００の周囲（前方、後方、左方、右方、上方、下方の６方向）を覆うように配備されている。ケーシング１０３の内部は、複数のタンク７、燃料電池８、及びバルブユニット３３を収容可能なユニット収容部１０５が形成されている。ケーシング１０３には、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が用いられている。上述したケーシング１０３の内部に燃料電池８及び／又はタンク７を収容すれば、ケーシング１０３と一体に燃料電池８及び／又はタンク７の着脱が可能となる。

【0046】

燃料電池８は、駆動装置５を駆動させる電力を供給している。燃料電池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８に供給される水素は、タンク７に吸蔵されている。燃料電池８には、電極が多層に亘って積層されて収容されている。タンク７の水素ガスは、バルブユニット３３を介して燃料電池８に供給され、燃料
電池８内において電極反応が行われる。燃料電池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。

【0047】

具体的には、燃料電池８は、箱状に形成された電池ケーシングの内部に、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。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。

【0048】

燃料電池８は、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。また、燃料電池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。ケーシング１０３の内部における燃料電池８の側方には、タンク７が複数（図例では４本）配備されている。

【0049】

図４に示すように、タンク７は、燃料電池８で発電させるガスを収容している。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。第１実施形態の場合であれば、タンク７（ボンベ）は、いずれも車体幅方向に軸心を向けるように配備されており、ケーシング１０３内に前後方向に並んで４本収容されている。

【0050】

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。

【0051】

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に案内している。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。

【0052】

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８に水素ガスを送っている。

【0053】

本発明の取付部材１０４は、作業車両１中の所望位置に燃料電池ユニット１００を取り付ける部材である。第１実施形態の場合であれば、取付部材１０４は、キャビン３に設けられている。

【0054】

具体的には、第１実施形態の取付部材１０４はキャビン３の上部に複数のブラケット１０７を有している。ブラケット１０７は、燃料電池ユニット１００を固定するための金具であり、第１実施形態ではＬ字状に曲げられた金属ステーが用いられている。

【0055】

Ｌ字状に曲げられたブラケット１０７の一方には、第１締結具１０８を挿通する第１挿通孔１０９が形成されている。また、Ｌ字状に曲げられたブラケット１０７のもう一方には、第２締結具１１０を挿通する第２挿通孔１１１が形成されている。第１締結具１０８は、第１挿通孔１０９を挿通してケーシング１０３の側面にブラケット１０７を固定している。第２締結具１１０は、第２挿通孔１１１を挿通してキャビン３の上部（上面）にブラケット１０７を固定している。このようなブラケット１０７（取付部材１０４）を用いれば、燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部（上面）に確実かつ堅固に取り付けることができる。また、第１締結具１０８又は第２締結具１１０の少なくとも一方を緩めれば、燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部（上面）から取り外すことが可能となる。それゆえ、上述したブラケット１０７（取付部材１０４）を用いれば、燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部（上面）に着脱自在とすることができる。

【0056】

図５に示すように、燃料電池ユニット１００は、当該燃料電池ユニット１００を吊り下げ状態で支持する吊り下げ部材１１２を備えている。第１実施形態の場合であれば、吊り下げ部材１１２には、ケーシング１０３の上面の四隅に取り付けられたアイボルトが用いられている。このような吊り下げ部材１１２を用いれば、燃料電池ユニット１００がクレ
ーン等を用いて自在に昇降可能となる。その結果、ブラケット１０７（取付部材１０４）を取り外した燃料電池ユニット１００を搬出、又は新たな燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部に搬入することが容易となる。

【0057】

燃料電池ユニット１００は、出力コネクタ１０６を有している。出力コネクタ１０６は燃料電池８で発生した電力を外部に出力する配線部材である。出力コネクタ１０６には、入力コネクタ１１３が着脱自在である。出力コネクタ１０６に入力コネクタ１１３を接続することで、電気の導通が可能となる。入力コネクタ１１３から延びる配線は、車体２側に固定されていて、駆動装置５に電力を供給する電気回路（パワーコントロールユニット１０１）に接続されており、駆動装置５に燃料電池８で発生した電力を入力している。上述した出力コネクタ１０６及び入力コネクタ１１３には、「電源ハーネス」又は「電源取り出しハーネス」を用いることができる。

【0058】

なお、出力コネクタ１０６及び入力コネクタ１１３は、防水性を備えた場所に配備されているのが好ましい。第１実施形態の場合であれば、燃料電池ユニット１００のケーシング１０３の側面に、配線収納ボックス１１５を設けている。配線収納ボックス１１５に出力コネクタ１０６及び入力コネクタ１１３を収容することで、出力コネクタ１０６及び入力コネクタ１１３の防水性を高めることが可能となる。

【0059】

上述した駆動装置５に電力を供給する電気回路には、第１実施形態の場合、パワーコントロールユニット１０１が用いられる。第１実施形態のパワーコントロールユニット１０１は、ボンネット９の内部に配備されている。パワーコントロールユニット１０１は、燃料電池８で発生した電力を、駆動装置５、バッテリ２０、又は他の電装品を動作させるに適した電圧に調整している。パワーコントロールユニット１０１には、インバータやパワートランジスタを組み合わせることで、昇圧回路や降圧回路が設けられている。

【0060】

例えば、パワーコントロールユニット１０１に設けられる昇圧回路は、燃料電池８で発生した電力を昇圧することで、駆動モータ６を起動するための電圧を確保している。また、降圧回路は、駆動モータ６よりもさらに低電圧で作動する電装品（弱電の電装品）を動作させるため、昇圧後の電力を降圧させている。降圧回路には、２つのDC-DCコンバータが設けられている。また、低電圧で作動する電装品としては、第１ラジエータ２２、第２ラジエータ２４、バッテリ２０などが挙げられる。

【0061】

バッテリ２０は、燃料電池８で発生した電気をパワーコントロールユニット１０１経由で蓄電するものである。第１実施形態の作業車両１では、バッテリ２０は、運転席１０の下方に配備されている。バッテリ２０を運転席１０の下方に配備すれば、重量のあるバッテリ２０が車両の中でも下方に位置するようになり、作業車両１の重心が低くなり、走行性能を安定化することが可能となる。

【0062】

次に、第１実施形態の燃料電池ユニット１００を着脱する方法（燃料電池ユニット１００の着脱方法）について説明する。

【0063】

図６に示すように、燃料電池ユニット１００を、キャビン３の上部から取り外す場合は、まずケーシング１０３の上面の四隅に取り付けられたアイボルトに、スリングベルト１１４を取り付けておく。次に、燃料電池ユニット１００のケーシング１０３の側面に設けられた配線収納ボックス１１５を開け、入力コネクタ１１３を出力コネクタ１０６から外す。

【0064】

図６の上部に示すように、ケーシング１０３の側面に取り付けられた第１締結具１０８を取り外す。第１挿通孔１０９か第１締結具１０８を取り外すと、第１締結具１０８により固定されていたブラケット１０７を、ケーシング１０３から取り外すことが可能となる。

【0065】

図６の下部に示すように、アイボルトを介して燃料電池ユニット１００に固定されたスリングベルト１１４を、クレーンで上昇させる。そうすると、燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部から取り外すことが可能となる。

【0066】

燃料電池ユニット１００を、キャビン３の上部に取り付ける場合は、上述した手順と逆の手順で操作を行う。そうすると、燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部に取り付けることが可能となる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の作業車両１について説明する。

【0067】

図７及び図８に示すように、第２実施形態の作業車両１は、第１実施形態と同様な燃料電池ユニット１００を備えている。第２実施形態の作業車両１に設けられる燃料電池ユニット１００の構成は、第１実施形態と同じである。第２実施形態の燃料電池ユニット１００が第１実施形態と異なっているのは、燃料電池ユニット１００の取り付け位置と、取り付け部分の構造である。

【0068】

具体的には、第１実施形態の燃料電池ユニット１００がキャビン３の上部に取り付けられていたのに対し、第２実施形態の燃料電池ユニット１００がボンネット９の内部に取り付けられている。

【0069】

第２実施形態の作業車両１に設けられるボンネット９には、第１実施形態と同様に、パワーコントロールユニット１０１が配備されている。パワーコントロールユニット１０１は、駆動モータ６の前方に配備されている。パワーコントロールユニット１０１の上部には、燃料電池ユニット１００を支持する支持架台１１６が配備されている。

【0070】

支持架台１１６は、燃料電池ユニット１００をボンネット９内で支持するために設けられている。支持架台１１６は、車体２に対して固定されており、燃料電池ユニット１００の重量を支持できるようになっている。支持架台１１６の上面には、取付部材１０４が設けられている。取付部材１０４は複数のブラケット１０７を有している。ブラケット１０７は、燃料電池ユニット１００を固定するための金具であり、第１実施形態と同様なＬ字状に曲げられた金属ステーが用いられている。ブラケット１０７には、第１締結具１０８を挿通するための第１挿通孔１０９と、第２締結具１１０を挿通するための第２挿通孔１１１が形成されている。第１締結具１０８及び第２締結具１１０を各挿通孔に挿通させることで、支持架台１１６の上部（上面）にブラケット１０７を介し燃料電池ユニット１００が固定される。

【0071】

次に、第２実施形態の燃料電池ユニット１００を着脱する方法（燃料電池ユニット１００の着脱方法）について説明する。

【0072】

図９に示すように、燃料電池ユニット１００を、支持架台１１６の上部（ボンネット９の内部）から取り外す場合は、まずボンネット９を開放させる。図例の場合であれば、ボンネット９は前端を揺動中心として、後端を跳ね上げ方向に揺動させることができる。なお、ボンネット９を開放させる方法は、車両ごとに異なるので、他の方法でボンネット９を開放させても問題はない。

【0073】

ボンネット９が開放されたら、ケーシング１０３の上面の四隅に取り付けられたアイボルトに、スリングベルト１１４を取り付ける。次に、燃料電池ユニット１００のケーシング１０３の側面に設けられた配線収納ボックス１１５を開け、入力コネクタ１１３を出力コネクタ１０６から外す。

【0074】

図６の下部に示すように、ケーシング１０３の側面に取り付けられた第１締結具１０８を取り外す。第１挿通孔１０９か第１締結具１０８を取り外すと、第１締結具１０８により固定されていたブラケット１０７を、ケーシング１０３から取り外すことが可能となる。

【0075】

図９の下部に示すように、アイボルトを介して燃料電池ユニット１００に固定されたスリングベルト１１４を、クレーンで上昇させる。そうすると、燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部から取り外すことが可能となる。

【0076】

燃料電池ユニット１００を、キャビン３の上部に取り付ける場合は、上述した手順と逆の手順で操作を行う。そうすると、燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部に取り付けることが可能となる。

【0077】

本発明の作業車両１は、車体２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を駆動させる電力を供給する燃料電池８と、燃料電池８で発電させるガスを収容するタンク７と、を有する燃料電池ユニット１００と、を備え、燃料電池ユニット１００は、車体２に対して着脱自在である。

【0078】

これによれば、燃料電池８とタンク７とを同時に車体２から取り外すことができ、燃料
電池８及びタンク７のメンテナンスを簡単にすることができる。例えば、燃料電池ユニット１００を取り外した状態で、タンク７に関する部品を交換したり、燃料電池８の部品を交換した後、部品が交換された燃料電池８とタンク７とを車体２に装着することで、部品の交換などを簡単に行うことができる。

【0079】

車体２は、車体２に設けられた運転席１０を収容するキャビン３と、キャビン３の前方に配備されたボンネット９と、を含み、ボンネット９の内部及び／又は前記キャビン３に、燃料電池ユニット１００を着脱自在に支持する取付部材１０４を備えている。

【0080】

このように、燃料電池ユニット１００を取付部材１０４を介して着脱自在に配備することによって、タンク７と燃料電池８とを備えた燃料電池ユニット１００を取り外して、両者を簡単にメンテナンスすることができる。例えば、燃料電池ユニット１００を取り外した状態で、タンク７に関する部品を交換したり、燃料電池８の部品を交換した後、部品が交換された燃料電池ユニット１００を取付部材１０４に取り付けることで、簡単に、燃料電池ユニット１００を車体２に装着することができる。

【0081】

燃料電池ユニット１００は、燃料電池８で発生した電力を外部に出力する出力コネクタ１０６を有し、取付部材１０４は、燃料電池ユニット１００を固定するブラケット１０７と、駆動装置５に電力を供給する電気回路に接続されており、且つ出力コネクタ１０６に連結されて燃料電池８で発生した電力が入力される入力コネクタ１１３と、を有し、出力コネクタ１０６と入力コネクタ１１３とは着脱自在である。

【0082】

このように互いに出力コネクタ１０６と入力コネクタ１１３とが着脱自在であるため、出力コネクタ１０６から入力コネクタ１１３を取り外した後に、簡単に燃料電池ユニット１００を車体２に取り外すことができ、燃料電池ユニット１００を車体２に装着後は、出力コネクタ１０６に入力コネクタ１１３を接続することによって、簡単に燃料電池ユニット１００を装着することができる。

【0083】

本発明の作業車両では、取付部材１０４は、キャビン３の上部に配備されているか、ボンネット９の内部に配備されている。

【0084】

取付部材１０４をキャビン３の上部や、ボンネット９の内部に設ければ、燃料電池ユニット１００を運転席１０から離れた位置に取り付けることができ、オペレータを熱などから保護することが可能となる。

【0085】

燃料電池ユニット１００は、燃料電池８及び／又はタンク７を収容するケーシング１０３を備えており、ケーシング１０３と一体に燃料電池８及び／又はタンク７が着脱される。

【0086】

燃料電池８やタンク７をケーシング１０３内に収容すれば、これらの部材をケーシング１０３と一緒に一度に着脱できる。

【0087】

燃料電池ユニット１００は、当該燃料電池ユニット１００を吊り下げ状態で支持する吊り下げ部材１１２を備えている。

【0088】

このような吊り下げ部材１１２を設ければ、クレーンなどを用いて燃料電池ユニット１００を容易に搬出入することができる。

【0089】

上述した実施形態では、燃料電池８とタンク７とを一体化した燃料電池ユニット１００をキャビン３の上部又はボンネット９の内部に着脱自在とする例を説明したが、燃料電池ユニット１００は、実施形態以外に示した場所にも着脱自在であってもよく、実施形態に限定されない。

【0090】

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】

【0091】

１ 作業車両
２ 車体
３ キャビン
４ 走行装置
５ 駆動装置
７ タンク
８ 燃料電池
９ ボンネット
１０ 運転席
１００ 燃料電池ユニット
１０３ ケーシング
１０４ 取付部材
１０６ 出力コネクタ
１０７ ブラケット
１１２ 吊り下げ部材
１１３ 入力コネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】