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(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】P2025006682
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】作業車両
(51)【国際特許分類】
B60K 15/063 20060101AFI20250109BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20250109BHJP
B62D 21/00 20060101ALI20250109BHJP
B62D 21/18 20060101ALI20250109BHJP
B62D 25/06 20060101ALI20250109BHJP
B62D 25/20 20060101ALI20250109BHJP
B60K 8/00 20060101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
B60K15/063 B
B60K1/04 Z
B62D21/00 A
B62D21/18 C
B62D25/06 A
B62D25/20 A
B60K8/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023107639
(22)【出願日】2023-06-30
(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】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼木 貴大
【テーマコード（参考）】
3D038
3D203
3D235
【Ｆターム（参考）】
3D038CA14
3D038CB06
3D038CB09
3D038CC14
3D038CC20
3D038CD09
3D203AA22
3D203AA23
3D203AA26
3D203AA34
3D203BA03
3D203BA14
3D203BA16
3D203BB32
3D203CA03
3D203CA07
3D203CB29
3D203DA05
3D203DA26
3D203DB05
3D203DB07
3D203DB09
3D203DB11
3D235AA12
3D235AA14
3D235AA19
3D235BB02
3D235BB03
3D235BB10
3D235BB22
3D235BB45
3D235CC12
3D235CC13
3D235CC14
3D235CC23
3D235CC24
3D235CC29
3D235DD12
3D235DD16
3D235DD32
3D235FF05
3D235FF13
3D235FF25
3D235FF43
3D235HH02
3D235HH12
3D235HH42
3D235HH44
(57)【要約】
【課題】燃料電池モジュールを備えた作業車両において、タンクケースによって水素タンクを的確に保護する。
【解決手段】作業車両１０は、車体１１と、車体１１に搭載されたモータ３１及び燃料電池２４と、車体１１に搭載された運転席１５と、運転席１５の周囲に配置されたキャビン１６と、燃料電池２４に水素を供給する配管２２及びタンク１３と、キャビン１６の上方に配置され、タンク１３を収容するタンクケース２１１と、を備え、タンクケース２１１は、タンク１３を下方より覆う下板２２１、側方より覆う前側板２２２、後側板２２３、左側板２２４及び右側板２２５、及び上方より覆う上板２２６を含み、下板２２１に開口される第１の通気口２１５を有する。
【選択図】図１０
【解決手段】作業車両１０は、車体１１と、車体１１に搭載されたモータ３１及び燃料電池２４と、車体１１に搭載された運転席１５と、運転席１５の周囲に配置されたキャビン１６と、燃料電池２４に水素を供給する配管２２及びタンク１３と、キャビン１６の上方に配置され、タンク１３を収容するタンクケース２１１と、を備え、タンクケース２１１は、タンク１３を下方より覆う下板２２１、側方より覆う前側板２２２、後側板２２３、左側板２２４及び右側板２２５、及び上方より覆う上板２２６を含み、下板２２１に開口される第１の通気口２１５を有する。
【選択図】図１０
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体と、
前記車体に搭載される運転席、電動モータ及び燃料電池モジュールと、
前記運転席の周囲に配置されるキャビンと、
前記燃料電池モジュールに水素を供給する水素配管及び水素タンクと、
前記キャビンの上方に配置され、前記水素タンクを収容するタンクケースと、
を備え、
前記タンクケースは、
前記水素タンクを下方より覆う下板、側方より覆う側板、及び上方より覆う上板を含み、
前記下板に開口される第１の通気口を有する、作業車両。
前記車体に搭載される運転席、電動モータ及び燃料電池モジュールと、
前記運転席の周囲に配置されるキャビンと、
前記燃料電池モジュールに水素を供給する水素配管及び水素タンクと、
前記キャビンの上方に配置され、前記水素タンクを収容するタンクケースと、
を備え、
前記タンクケースは、
前記水素タンクを下方より覆う下板、側方より覆う側板、及び上方より覆う上板を含み、
前記下板に開口される第１の通気口を有する、作業車両。
【請求項2】
前記タンクケースは、
前記側板の上部に開口される第２の通気口をさらに有する、請求項１に記載の作業車両。
前記側板の上部に開口される第２の通気口をさらに有する、請求項１に記載の作業車両。
【請求項3】
水素センサをさらに備え、
前記水素センサは、前記タンクケースの内部の前記第２の通気口に隣接する位置に配置される、請求項２に記載の作業車両。
前記水素センサは、前記タンクケースの内部の前記第２の通気口に隣接する位置に配置される、請求項２に記載の作業車両。
【請求項4】
前記上板は、前記下板に対して傾斜を有して配置され、
前記上板の前記下板から最も離間した位置に隣接する前記側板の上部において前記第２の通気口が開口される、請求項２又は請求項３に記載の作業車両。
前記上板の前記下板から最も離間した位置に隣接する前記側板の上部において前記第２の通気口が開口される、請求項２又は請求項３に記載の作業車両。
【請求項5】
前記タンクケースは、
２つの対面する前記側板において、前記第２の通気口をそれぞれ有する、請求項２又は請求項３に記載の作業車両。
２つの対面する前記側板において、前記第２の通気口をそれぞれ有する、請求項２又は請求項３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、作業車両に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電動モータとバッテリとを備えた作業車両が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された作業車両は、ボンネットの内部にバッテリが配置されている。特許文献１に開示された作業車両は、トラクタである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－０６０６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、水素を燃料として発電する燃料電池モジュールを用いて、電力によって電動モータを駆動して走行する作業車両が検討されている。このような作業車両は、水素を貯留する水素タンクが搭載される。従来、このような水素タンクを外部からの衝撃や温度の上昇等から的確に保護することができるタンクケースの開発が望まれている。
【0005】
本開示は、燃料電池モジュールを備えた作業車両において、タンクケースによって水素タンクを的確に保護することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の作業車両は、車体と、前記車体に搭載される運転席、電動モータ及び燃料電池モジュールと、前記運転席の周囲に配置されるキャビンと、前記燃料電池モジュールに水素を供給する水素配管及び水素タンクと、前記キャビンの上方に配置され、前記水素タンクを収容するタンクケースと、を備え、前記タンクケースは、前記水素タンクを下方より覆う下板、側方より覆う側板、及び上方より覆う上板を含み、前記下板に開口される第１の通気口を有する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、燃料電池モジュールを備えた作業車両において、タンクケースによって水素タンクを的確に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜本開示の実施形態の概要＞
以下、本開示の発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）本開示の作業車両は、車体と、前記車体に搭載される運転席、電動モータ及び燃料電池モジュールと、前記運転席の周囲に配置されるキャビンと、前記燃料電池モジュールに水素を供給する水素配管及び水素タンクと、前記キャビンの上方に配置され、前記水素タンクを収容するタンクケースと、を備え、前記タンクケースは、前記水素タンクを下方より覆う下板、側方より覆う側板、及び上方より覆う上板を含み、前記下板に開口される第１の通気口を有する。
以下、本開示の発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）本開示の作業車両は、車体と、前記車体に搭載される運転席、電動モータ及び燃料電池モジュールと、前記運転席の周囲に配置されるキャビンと、前記燃料電池モジュールに水素を供給する水素配管及び水素タンクと、前記キャビンの上方に配置され、前記水素タンクを収容するタンクケースと、を備え、前記タンクケースは、前記水素タンクを下方より覆う下板、側方より覆う側板、及び上方より覆う上板を含み、前記下板に開口される第１の通気口を有する。
【0010】
前記構成の作業車両によれば、外部からの衝撃や温度の上昇等から水素タンクを的確に保護することができる。これにより、燃料電池モジュールを備えた作業車両において、タンクケースによって水素タンクを的確に保護することができる。
【0011】
（２）前記（１）の形態に係る作業車両において、前記タンクケースは、前記側板の上部に開口される第２の通気口をさらに有すると好ましい。このような構成の作業車両によれば、タンクケースの内部の温度上昇を確実に抑制することができる。これにより、水素タンクを的確に保護することができる。水素タンクのメンテナンス性を確保しつつ、水素タンクを的確に保護することができる。
【0012】
（３）前記（２）の形態に係る作業車両は、水素センサをさらに備え、前記水素センサは、前記タンクケースの内部の前記第２の通気口に隣接する位置に配置されると好ましい。このような構成の作業車両によれば、水素センサによって、タンクケース内で生じた水素の漏えいを確実に検知することができる。これにより、水素タンクを的確に保護することができる。
【0013】
（４）前記（２）又は（３）の形態に係る作業車両において、前記上板は、前記下板に対して傾斜を有して配置され、前記上板の前記下板から最も離間した位置に隣接する前記側板の上部において前記第２の通気口が開口されると好ましい。このような構成の作業車両によれば、タンクケース内で漏洩した水素を確実にタンクケースの外部に放出させることができる。これにより、水素タンクを的確に保護することができる。
【0014】
（５）前記（２）～（４）の何れかの形態に係る作業車両において、前記タンクケースは、２つの対面する前記側板において、前記第２の通気口をそれぞれ有すると好ましい。このような構成の作業車両によれば、第１の通気口からタンクケース内に入った空気が自然対流によって第２の通気口から排気され、タンクケース内を自然に換気することができる。そして、タンクケース内で漏えいした水素をタンクケースの外部へ確実に排気することができる。これにより、水素タンクを的確に保護することができる。
【0015】
＜本開示の発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照して、本開示の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
以下、図面を参照して、本開示の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【0016】
〔作業車両の全体構成〕
図１は、本開示の作業車両の実施の一形態を示す斜視図である。図２から図７は、図１に示す作業車両の正面図、背面図、側面図（左側面図）、側面図（右側面図）、平面図、及び底面図である。
本実施形態の作業車両１０は、農作業に用いることが可能である車両であり、図１に示す作業車両１０は、トラクタである。作業車両は、トラクタに限定されない。例えば、本発明に係る作業車両は、トラクタ以外の農業機械、建設機械、ユーティリティビーグルビークル等であってもよい。
図１は、本開示の作業車両の実施の一形態を示す斜視図である。図２から図７は、図１に示す作業車両の正面図、背面図、側面図（左側面図）、側面図（右側面図）、平面図、及び底面図である。
本実施形態の作業車両１０は、農作業に用いることが可能である車両であり、図１に示す作業車両１０は、トラクタである。作業車両は、トラクタに限定されない。例えば、本発明に係る作業車両は、トラクタ以外の農業機械、建設機械、ユーティリティビーグルビークル等であってもよい。
【0017】
本開示の作業車両１０の方向について定義する。作業車両１０が前進する方向を前、作業車両１０が後退する方向を後ろ、前方を向いて左側を左、前方を向いて右側を右と定義する。前後方向に直交する左右方向を車幅方向と定義する。前後方向及び車幅方向（左右方向）の双方に直交する方向を上下方向と定義する。上下方向は、高さ方向とも呼ばれる。
各図において、直交三次元座標系が示されていて、前の方向を、矢印Ｘ１で示し、後ろの方向を、矢印Ｘ２で示す。左の方向を、矢印Ｙ１で示し、右の方向を、矢印Ｙ２で示す。上の方向を、矢印Ｚ１で示し、下の方向を、矢印Ｚ２で示す。
各図において、直交三次元座標系が示されていて、前の方向を、矢印Ｘ１で示し、後ろの方向を、矢印Ｘ２で示す。左の方向を、矢印Ｙ１で示し、右の方向を、矢印Ｙ２で示す。上の方向を、矢印Ｚ１で示し、下の方向を、矢印Ｚ２で示す。
【0018】
図１に示す作業車両１０は、車体１１、車体１１を走行可能に支持する走行装置１２、運転席１５、キャビン１６、燃料を貯蔵するタンク１３を有するタンクユニット２１、及び、タンク１３に貯蔵された燃料により駆動する駆動装置１４を有する。前記燃料は水素であり、タンク１３は、水素ガスを貯蔵する水素タンクである。本実施形態の作業車両１０は、燃料電池車両（ＦＣＶ；Fuel Cell Vehicle）であり、水素と酸素とを用いて燃料電池（燃料電池モジュール）２４が発生する電力を用いて走行する。
【0019】
作業車両１０は、駆動装置１４として、燃料電池２４、電池ユニット３０、及び電動のモータ３１とを有する。電池ユニット３０は、燃料電池２４が発生する電力を蓄積する電池３００を有し、蓄電した電力を、モータ３１に供給する。作業車両１０は、水素ガス用の配管（水素配管）２２、及び充填部２５（図３参照）を有する。充填部２５は、作業車両１０と別である水素ガス供給機（図示せず）の充填ノズルを接続する充填口（レセプタクル）２６を有する。水素ガスは、充填口２６から供給され、配管２２（後ろ配管２２ｒ）を通じて、タンク１３に供給される。タンク１３の水素ガスは、配管２２（前配管２２ｆ）を通じて、燃料電池２４に供給される。充填部２５、及び配管２２の具体的構成については、後に説明する。
【0020】
作業車両１０は（図１参照）、搭載フレーム１７、及び支持構造部３７を有する。搭載フレーム１７は、車体１１にタンクユニット２１（タンク１３）を搭載するためのフレームである。支持構造部３７は、電池ユニット３０を車体１１に支持させるための部品である。作業車両１０は（図７参照）、排出経路３５を有する。排出経路３５は、燃料電池２４の動作により発生した水又は水蒸気を外部に排出する。搭載フレーム１７、支持構造部３７、及び排出経路３５の具体的構成については、後に説明する。
【0021】
〔車体１１〕
車体１１は、シャーシ４１、ボンネット３４、カバー１１１、後輪１２２を上から覆うフェンダ４７を有する。
シャーシ４１は、走行装置１２、駆動装置１４、及びキャビン１６を支持する。図８は、図１に示す作業車両１０の一部を分解して示す斜視図である。シャーシ４１は、車幅方向の中央に位置し、車両前後方向に長い形状を有する。シャーシ４１は、シャーシ４１の前部を構成する前フレーム３２と、シャーシ４１の後部を構成するギアケース３３とを有する。前フレーム３２は、金属製のフレーム材などを組み合わせて構成される。ギアケース３３は、金属製の箱体を有して構成される。ギアケース３３は、前フレーム３２の後部と結合されていて、ギアケース３３と前フレーム３２とにより車体１１の骨格が形成される。
車体１１は、シャーシ４１、ボンネット３４、カバー１１１、後輪１２２を上から覆うフェンダ４７を有する。
シャーシ４１は、走行装置１２、駆動装置１４、及びキャビン１６を支持する。図８は、図１に示す作業車両１０の一部を分解して示す斜視図である。シャーシ４１は、車幅方向の中央に位置し、車両前後方向に長い形状を有する。シャーシ４１は、シャーシ４１の前部を構成する前フレーム３２と、シャーシ４１の後部を構成するギアケース３３とを有する。前フレーム３２は、金属製のフレーム材などを組み合わせて構成される。ギアケース３３は、金属製の箱体を有して構成される。ギアケース３３は、前フレーム３２の後部と結合されていて、ギアケース３３と前フレーム３２とにより車体１１の骨格が形成される。
【0022】
前フレーム３２は、モータ３１を搭載する。ギアケース３３は、内部にトランスミッション、クラッチ、デファレンシャルギヤ等の動力伝達機構３３３を有する。動力伝達機構３３３は、モータ３１の出力軸の回転を、減速又は増速し、走行装置１２（前輪１２１及び後輪１２２の一方又は双方）に出力する。
【0023】
動力伝達機構３３３は、モータ３１の動力の一部を、ＰＴＯ軸３３４（図３参照）に出力する。ＰＴＯ軸３３４は、ギアケース３３の後部に設けられている出力軸である。作業車両１０は、車体１１の後ろに別機器を連結するための連結装置４３を有する。ＰＴＯ軸３３４は、連結装置４３に連結された前記別機器にモータ３１の動力を伝達する。前記別機器は、作業装置（図示せず）であり、インプルメントとも呼ばれる。作業装置は、モータ３１の動力によって動作する。作業装置は、例えば、耕運機等である。
【0024】
図９は、作業車両１０の左側面図であるが、ボンネット３４、カバー１１１、タンクユニット２１が有するタンクケース２１１の一部を外した状態を示す。車両前方から順に、第一ラジエータ４８、燃料電池２４、及び第二ラジエータ４９が、この順で並んで、シャーシ４１に搭載される。
図４及び図９に示すように、ボンネット３４、及びカバー１１１は、車体１１の前寄りに位置する搭載品を覆う。ボンネット３４は、燃料電池２４及び第一ラジエータ４８を、上から及び車幅方向の両側から覆う。カバー１１１は、燃料電池２４の後ろに位置する第二ラジエータ４９を、上から及び車幅方向の両側から覆う。
図４及び図９に示すように、ボンネット３４、及びカバー１１１は、車体１１の前寄りに位置する搭載品を覆う。ボンネット３４は、燃料電池２４及び第一ラジエータ４８を、上から及び車幅方向の両側から覆う。カバー１１１は、燃料電池２４の後ろに位置する第二ラジエータ４９を、上から及び車幅方向の両側から覆う。
【0025】
第一ラジエータ４８の上面４８ａは、燃料電池２４の上面２４ａよりも低い。燃料電池２４の上面２４ａは、第二ラジエータ４９の上面４９ａよりも低い。
カバー１１１の上面１１１ａは、ボンネット３４の上面３４ａよりも高いが、運転席１５に座る作業者が操舵のために操作するステアリング１５１の上端よりも低い。ボンネット３４の上面３４ａは、前に向かうにしたがって低くなる。このため、運転席１５に座る作業者にとって、視界が妨げられ難い。
カバー１１１の上面１１１ａは、ボンネット３４の上面３４ａよりも高いが、運転席１５に座る作業者が操舵のために操作するステアリング１５１の上端よりも低い。ボンネット３４の上面３４ａは、前に向かうにしたがって低くなる。このため、運転席１５に座る作業者にとって、視界が妨げられ難い。
【0026】
〔運転席１５及びキャビン１６〕
運転席１５及びキャビン１６は、シャーシ４１の上であって後ろ寄りの位置に設けられている（図１参照）。キャビン１６は、運転席１５を内部に有する。
キャビン１６は、運転席１５よりも前方に位置する前柱１６２と、運転席１５よりも後ろに位置する後ろ柱１６３と、運転席１５よりも上に位置するルーフ１６４とを有する。前柱１６２は、運転席１５の左前方及び右前方に設けられている。後ろ柱１６３は、運転席１５の左後方及び右後方に設けられている。ルーフ１６４は、前柱１６２及び後ろ柱１６３によって支持される。
運転席１５及びキャビン１６は、シャーシ４１の上であって後ろ寄りの位置に設けられている（図１参照）。キャビン１６は、運転席１５を内部に有する。
キャビン１６は、運転席１５よりも前方に位置する前柱１６２と、運転席１５よりも後ろに位置する後ろ柱１６３と、運転席１５よりも上に位置するルーフ１６４とを有する。前柱１６２は、運転席１５の左前方及び右前方に設けられている。後ろ柱１６３は、運転席１５の左後方及び右後方に設けられている。ルーフ１６４は、前柱１６２及び後ろ柱１６３によって支持される。
【0027】
キャビン１６は、運転席１５の前に位置するフロントガラス１６５を有する。フロントガラス１６５は、左右の前柱１６２の間に設けられている。キャビン１６は、車幅方向両側に、開閉可能なドア１６６を有する。ドア１６６は、前柱１６２と後ろ柱１６３との間に設けられている。
【0028】
キャビン１６の車体幅方向の一方側（左側）に、ステップ１６７が設けられている（図５参照）。ステップ１６７は、キャビン１６に乗降する作業者が足を掛ける部材である。
キャビン１６の前に、カバー１１１及びボンネット３４が設けられる。図２及び図６に示すように、カバー１１１及びボンネット３４それぞれの車幅方向の寸法は、キャビン１６の車幅方向の寸法よりも小さい。ボンネット３４の車幅方向の寸法は、カバー１１１の車幅方向の寸法よりも小さい。
キャビン１６の前に、カバー１１１及びボンネット３４が設けられる。図２及び図６に示すように、カバー１１１及びボンネット３４それぞれの車幅方向の寸法は、キャビン１６の車幅方向の寸法よりも小さい。ボンネット３４の車幅方向の寸法は、カバー１１１の車幅方向の寸法よりも小さい。
【0029】
本実施形態の作業車両１０は、キャビン１６を有するが、キャビン１６を有していなくてもよい。作業車両１０は、キャビン１６の代わりに、キャノピやロプスを有していてもよい。作業車両１０がキャビン１６を有さない場合、タンクユニット２１は、搭載フレーム１７に支持されて運転席１５の上方に位置する。
【0030】
〔走行装置１２〕
走行装置１２は、前輪１２１と後輪１２２とを有する（図６参照）。前輪１２１は、車体１１の前部の左右に設けられている。後輪１２２は、車体１１の後部の左右に設けられている。左右の後輪１２２の車幅方向の最大寸法は、左右の前輪１２１の車幅方向の最大寸法よりも大きい。左右の後輪１２２の車幅方向の最大寸法が、作業車両１０の最大車幅寸法となる。
前輪１２１及び後輪１２２のうちの一方又は双方が、モータ３１の動力によって回転する。モータ３１の動力により回転する前輪１２１及び後輪１２２のうちの一方又は双方（駆動輪）は、クローラ（無限軌道）であってもよい。
走行装置１２は、前輪１２１と後輪１２２とを有する（図６参照）。前輪１２１は、車体１１の前部の左右に設けられている。後輪１２２は、車体１１の後部の左右に設けられている。左右の後輪１２２の車幅方向の最大寸法は、左右の前輪１２１の車幅方向の最大寸法よりも大きい。左右の後輪１２２の車幅方向の最大寸法が、作業車両１０の最大車幅寸法となる。
前輪１２１及び後輪１２２のうちの一方又は双方が、モータ３１の動力によって回転する。モータ３１の動力により回転する前輪１２１及び後輪１２２のうちの一方又は双方（駆動輪）は、クローラ（無限軌道）であってもよい。
【0031】
〔駆動装置１４〕
前記のとおり、駆動装置１４は、燃料電池２４、電池ユニット３０、及びモータ３１を有して構成される。
燃料電池２４は、車体１１の前寄りにおいて、シャーシ４１の上に位置する（図９参照）。モータ３１は、燃料電池２４の後ろに位置する（図８参照）。電池ユニット３０は、車体１１の車幅方向の外側寄りに位置する（図１参照）。電池ユニット３０は、支持構造部３７によって、シャーシ４１に取り付けられる。
前記のとおり、駆動装置１４は、燃料電池２４、電池ユニット３０、及びモータ３１を有して構成される。
燃料電池２４は、車体１１の前寄りにおいて、シャーシ４１の上に位置する（図９参照）。モータ３１は、燃料電池２４の後ろに位置する（図８参照）。電池ユニット３０は、車体１１の車幅方向の外側寄りに位置する（図１参照）。電池ユニット３０は、支持構造部３７によって、シャーシ４１に取り付けられる。
【0032】
燃料電池２４は、水素ガスにより発電し、モータ３１を回転させるための電力を得る。燃料電池２４は（図９参照）、略矩形箱状の電池ケーシング２４１と、電池ケーシング２４１の内部に設けられている燃料電池スタック２４２とを有する。燃料電池スタック２４２は、複数の電池セルを有する。電池セルは、正極の電極と負極の電極とを有する。複数の単セルが積層状態にある。電池セルそれぞれで発電した電力は、集約され、電池ユニット３０に出力される。
【0033】
モータ３１は、回転するロータと、複数のコイルを有するステータとを有する。モータ３１の出力軸は、ギアケース３３内の動力伝達機構３３３に連結される（図８参照）。モータ３１は、燃料電池２４の後ろで、かつ、第二ラジエータ４９の下に位置する。
【0034】
〔タンクユニット２１〕
タンクユニット２１は（図９照）、タンク１３と、タンク１３を収容するタンクケース２１１とを有する。タンク１３は、略円筒状の高圧容器である。タンク１３は、炭素繊維又はガラス繊維により強化された繊維強化樹脂等によって構成される。本実施形態の場合、３つのタンク１３が、その円筒部の軸方向を車幅方向に平行として、タンクケース２１１に固定されている。タンク１３の数は、３つに限定されない。
タンクユニット２１は（図９照）、タンク１３と、タンク１３を収容するタンクケース２１１とを有する。タンク１３は、略円筒状の高圧容器である。タンク１３は、炭素繊維又はガラス繊維により強化された繊維強化樹脂等によって構成される。本実施形態の場合、３つのタンク１３が、その円筒部の軸方向を車幅方向に平行として、タンクケース２１１に固定されている。タンク１３の数は、３つに限定されない。
【0035】
タンクケース２１１は、単数又は複数のタンク１３を収容可能な箱体である。タンクケース２１１は、収容するタンク１３の全体を覆う箱形状を有する。タンクケース２１１は、開閉扉２１３（図１参照）を車幅方向の一方又は両方に有し、車幅方向で開口する。タンクケース２１１は、ルーフ１６４の上方において、ルーフ１６４と上下方向に間隔をあけて設置される。タンクケース２１１は、搭載フレーム１７が有する上フレーム部１７１に固定される。タンクケース２１１は、アルミ又は鋼等の金属製であり、外部からの熱的及び物理的な影響に対して、タンク１３を保護する。
【0036】
タンク１３は、キャビン１６（運転席１５）の上方に配置される。このため、車体１１における、燃料電池２４、充填部２５、モータ３１、電池ユニット３０の配置の自由度が高い。従来の内燃機関による作業車両を、本実施形態のような燃料電池２４及びモータ３１を有する作業車両１０に改造する場合、各機器の配置構成を大幅に変更する必要がない。
【0037】
タンク１３は、バルブユニット２１２（図９参照）を介して後ろ配管２２ｒ及び前配管２２ｆに連結される。後ろ配管２２ｒは（図３参照）、水素ガスの充填口２６とバルブユニット２１２とを繋ぐガス導入管路であり、充填口２６に導入される水素ガスをタンク１３へ導く。前配管２２ｆは（図２参照）、燃料電池２４とバルブユニット２１２とを繋ぐガス導出管路であり、タンク１３内に貯蔵された水素ガスを燃料電池２４へ導く。タンク１３は、車両外部から充填口２６に導入される水素ガスを貯蔵し、燃料電池２４に供給する。バルブユニット２１２は、開閉弁や減圧弁等を有しており、タンク１３に貯蔵された水素ガスを所定の流量に調整し、前配管２２ｆを通じて燃料電池２４に導出する。
【0038】
〔搭載フレーム１７〕
搭載フレーム１７は（図１参照）、車体１１にタンク１３を搭載するためのフレーム構造体である。本実施形態の搭載フレーム１７は、タンク１３を支持する上フレーム部１７１と、上フレーム部１７１を支持するためのフレームとして、第一前フレーム部１７２、第二前フレーム部１７５、及び後ろフレーム部１７３を有する。上フレーム部１７１に、タンクケース２１１が取り付けられている。つまり、上フレーム部１７１は、タンクケース２１１を介してタンク１３を支持する。搭載フレーム１７の具体的構成については、後に説明する。
搭載フレーム１７は（図１参照）、車体１１にタンク１３を搭載するためのフレーム構造体である。本実施形態の搭載フレーム１７は、タンク１３を支持する上フレーム部１７１と、上フレーム部１７１を支持するためのフレームとして、第一前フレーム部１７２、第二前フレーム部１７５、及び後ろフレーム部１７３を有する。上フレーム部１７１に、タンクケース２１１が取り付けられている。つまり、上フレーム部１７１は、タンクケース２１１を介してタンク１３を支持する。搭載フレーム１７の具体的構成については、後に説明する。
【0039】
後ろフレーム部１７３に、充填部２５が設けられている（図３参照）。充填部２５は、タンク１３に水素ガスを充填する際に、車両外部に設置された水素ガス供給機（図示せず）のガス充填ノズルを接続するガス充填口２６を有する。
【0040】
〔ラジエータ〕
作業車両１０は（図４及び図５参照）、燃料電池２４、モータ３１、昇圧回路８０、インバータ８１、及びＤＣ／ＤＣコンバータ８２，８３等を冷却液により冷却させる冷却システムを有する。前記冷却システムの一部として、作業車両１０は、第一ラジエータ４８と、第二ラジエータ４９とを有する。図９に示すように、第一ラジエータ４８は、燃料電池２４の前に位置し、第二ラジエータ４９は、燃料電池２４の後ろに位置する。
作業車両１０は（図４及び図５参照）、燃料電池２４、モータ３１、昇圧回路８０、インバータ８１、及びＤＣ／ＤＣコンバータ８２，８３等を冷却液により冷却させる冷却システムを有する。前記冷却システムの一部として、作業車両１０は、第一ラジエータ４８と、第二ラジエータ４９とを有する。図９に示すように、第一ラジエータ４８は、燃料電池２４の前に位置し、第二ラジエータ４９は、燃料電池２４の後ろに位置する。
【0041】
第一ラジエータ４８は、燃料電池２４以外の機器を冷却するためのラジエータである。第二ラジエータ４９は、燃料電池２４を冷却するためのラジエータである。
第一ラジエータ４８は、循環ポンプを有する第一冷却流路（図示せず）を介して、モータ３１、昇圧回路８０、インバータ８１、及びＤＣ／ＤＣコンバータ８２，８３の冷却を要する電装品（発熱部品）に接続される。第一ラジエータ４８は、前記第一冷却流路を通じて供給される冷却液を、外部空気との熱交換により冷却する。
第二ラジエータ４９は、循環ポンプを有する第二冷却流路（図示せず）を介して、燃料電池２４に接続される。第二ラジエータ４９は、前記第二冷却流路を通じて供給される冷却液を、外部空気との熱交換により冷却する。
第一ラジエータ４８は、循環ポンプを有する第一冷却流路（図示せず）を介して、モータ３１、昇圧回路８０、インバータ８１、及びＤＣ／ＤＣコンバータ８２，８３の冷却を要する電装品（発熱部品）に接続される。第一ラジエータ４８は、前記第一冷却流路を通じて供給される冷却液を、外部空気との熱交換により冷却する。
第二ラジエータ４９は、循環ポンプを有する第二冷却流路（図示せず）を介して、燃料電池２４に接続される。第二ラジエータ４９は、前記第二冷却流路を通じて供給される冷却液を、外部空気との熱交換により冷却する。
【0042】
第一ラジエータ４８は、第一ファン４８１を有する。第二ラジエータ４９は、第二ファン４９１を有する。第一ファン４８１及び第二ファン４９１は、回転することによって、第一ラジエータ４８及び第二ラジエータ４９に空気を通過させ、冷却液との熱交換を促進する。
【0043】
〔電池ユニット３０〕
電池ユニット３０は、モータ３１に供給する電力を蓄積する。電池ユニット３０は（図９参照）、電池（バッテリパック）３００と、電池３００を収容する筐体３０７とを有する。電池３００は、燃料電池２４が発生する電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータ３１等の電機品に出力する。電池３００は、複数の電池セルにより構成される。電池３００は、リチウムイオン電池又は鉛蓄電池等の充放電型の二次電池である。
電池ユニット３０は、モータ３１に供給する電力を蓄積する。電池ユニット３０は（図９参照）、電池（バッテリパック）３００と、電池３００を収容する筐体３０７とを有する。電池３００は、燃料電池２４が発生する電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータ３１等の電機品に出力する。電池３００は、複数の電池セルにより構成される。電池３００は、リチウムイオン電池又は鉛蓄電池等の充放電型の二次電池である。
【0044】
〔電気系統〕
作業車両１０は、ジャンクションボックス７５を有する。ジャンクションボックス７５は、電池ユニット３０から出力される電力の中継接続、及び分配を行うための電機接続箱である。
燃料電池２４は、昇圧回路を介してインバータ８１（図５参照）に接続される。電池ユニット３０は、ジャンクションボックス７５を通じて、インバータ８１に接続される。インバータ８１は、モータ３１と電気的に接続される。インバータ８１は、昇圧回路から出力される直流電力を三相交流電力に変換してモータ３１に出力する。
作業車両１０は、ジャンクションボックス７５を有する。ジャンクションボックス７５は、電池ユニット３０から出力される電力の中継接続、及び分配を行うための電機接続箱である。
燃料電池２４は、昇圧回路を介してインバータ８１（図５参照）に接続される。電池ユニット３０は、ジャンクションボックス７５を通じて、インバータ８１に接続される。インバータ８１は、モータ３１と電気的に接続される。インバータ８１は、昇圧回路から出力される直流電力を三相交流電力に変換してモータ３１に出力する。
【0045】
作業車両１０は、モータ３１よりも低電圧で作動する弱電の電装品を有する。その弱電の電装品に対して、ジャンクションボックス７５を通じて、降圧回路により降圧された電力が供給される。本実施形態の作業車両１０は、上記弱電の電装品として、電池ユニット３０、ラジエータ４８，４９、及び空調装置７４である。作業車両１０は、前記降圧回路として、第一ＤＣ／ＤＣコンバータ８２、及び第二ＤＣ／ＤＣコンバータ８３を有する。
【0046】
［タンクケースについて］
図１０は、タンクケースを示す斜視模式図である。図１１は、作業車両におけるタンクケースの設置状況の説明図である。図１２は、タンク及びタンクケースの断面模式図である。図１０及び図１１に示すように、本開示の作業車両１０は、タンクケース２１１を備える。タンクケース２１１は、略直方体状の箱体であり、下板２２１、前側板２２２、後側板２２３、左側板２２４、右側板２２５、及び、上板２２６を有する。上板２２６は、前上板２２６ａ及び後上板２２６ｂを含んでいる。前上板２２６ａは、前方側（Ｘ１側）に向かって先下がりとなる傾斜を有する。後上板２２６ｂは、後方側（Ｘ２側）に向かって先下がりとなる傾斜を有する。タンクケース２１１は、前上板２２６ａと後上板２２６ｂとの接続位置２２６ｃにおいて、高さが最も高くなっている。このため、タンクケース２１１は、内部で水素の漏えいがあった場合、その水素は自然と接続位置２２６ｃの下部に集められる。
図１０は、タンクケースを示す斜視模式図である。図１１は、作業車両におけるタンクケースの設置状況の説明図である。図１２は、タンク及びタンクケースの断面模式図である。図１０及び図１１に示すように、本開示の作業車両１０は、タンクケース２１１を備える。タンクケース２１１は、略直方体状の箱体であり、下板２２１、前側板２２２、後側板２２３、左側板２２４、右側板２２５、及び、上板２２６を有する。上板２２６は、前上板２２６ａ及び後上板２２６ｂを含んでいる。前上板２２６ａは、前方側（Ｘ１側）に向かって先下がりとなる傾斜を有する。後上板２２６ｂは、後方側（Ｘ２側）に向かって先下がりとなる傾斜を有する。タンクケース２１１は、前上板２２６ａと後上板２２６ｂとの接続位置２２６ｃにおいて、高さが最も高くなっている。このため、タンクケース２１１は、内部で水素の漏えいがあった場合、その水素は自然と接続位置２２６ｃの下部に集められる。
【0047】
図１０～図１２に示すように、タンクケース２１１は、下板２２１において、第１の通気口２１５が形成されている。第１の通気口２１５は、下向きに開口されているため、タンクケース２１１に雨がかかった場合であっても、第１の通気口２１５からタンクケース２１１内に雨が浸入する可能性が低い。第１の通気口２１５は、虫等の侵入を抑制するカバー２３５が設けられる。本開示のタンクケース２１１は、下板２２１の前端部に第１の通気口２１５が形成されているが、第１の通気口２１５の形成位置はこれに限定されず、例えば、下板２２１の後端部であってもよく、下板２２１の前端部と後端部の両方に形成されていてもよい。
【0048】
タンクケース２１１において、前上板２２６ａにかかった雨は、自然と前方に流れ落ち、後上板２２６ｂにかかった雨は、自然と後方に流れ落ちる。このため、タンクケース２１１は、上板２２６の上に雨が溜まりにくい。なお、本開示の作業車両１０は、タンクケース２１１の上板２２６の傾斜が前後方向について設けられているが、上板２２６の傾斜方向は左右方向であってもよい。
【0049】
タンクケース２１１は、左側板２２４及び右側板２２５の上部において、第２の通気口２１６が形成されている。左側板２２４及び右側板２２５は、接続位置２２６ｃと接する位置において、高さ方向の寸法が最も大きくなっている。
【0050】
タンクケース２１１は、タンクケース２１１内に収容されたタンク１３を基準とした場合、タンク１３の下方に下板２２１が配置され、前方に前板２２２が配置され、後方に後板２２３が配置され、左側方に左側板２２４が配置され、右側方に右側板２２５が配置され、上方に上板２２６が配置される。
【0051】
タンクケース２１１において、第１の通気口２１５は、タンクケース２１１内に収容されたタンク１３よりさらに下方の位置で、下板２２１に開口される。なお、本実施形態のタンクケース２１１において、第１の通気口２１５は、最も前側に配置されたタンク１３よりさらに前側において、左側板２２４寄りと、右側板２２５寄りの合計２箇所に形成されている。
【0052】
タンクケース２１１において、第２の通気口２１６は、タンクケース２１１内に収容されたタンク１３よりさらに高い位置で、左側板２２４及び右側板２２５に開口されている。第２の通気口２１６は、左側板２２４及び右側板２２５の上部における接続位置２２６ｃに隣接する位置に開口されている。第２の通気口２１６は、虫等の侵入を抑制する網付きのカバー２３６が設けられる。なお、タンクケース２１１は、下板２２１の前側において、前配管２２ｆ、及び、燃料電池２４につながる配線を通すための複数の貫通孔２１４をさらに備える。タンクケース２１１は、後側板２２３の右側下部において、後ろ配管２２ｒを通すための貫通孔２１９をさらに備える。
【0053】
このような構成のタンクケース２１１において、空気は、第１の通気口２１５から流入され、タンク１３に触れたあと自然対流によってタンクケース２１１内を上昇し、最終的に第２の通気口２１６から外部へ流出される。このような空気の流れは、タンクケース２１１内を換気するとともに、タンク１３の温度上昇の抑制に寄与する。
【0054】
仮にタンクケース２１１の内部で水素の漏えいがあった場合、接続位置２２６ｃの下部に自然と集められた水素は、前記換気の流れに沿って、効率よく外部に排気される。このため、タンクケース２１１は、仮にその内部で水素の漏えいがあった場合であっても、内部に滞留する水素の量を少なく抑えることができる。換言すると、タンクケース２１１は、第１の通気口２１５から第２の通気口２１６へ自然と流れる空気によって、タンクケース２１１内で漏えいした水素を速やかにタンクケース２１１の外部へ排出することができる。
【0055】
本開示の作業車両１０は、タンクケース２１１の内部で発生した水素の漏えいを検知する水素センサ２３０をさらに備える。水素センサ２３０は、タンクケース２１１の内部の第２の通気口２１６に隣接する位置に設けられている。水素センサ２３０は、タンクケース２１１の内部の第２の通気口２１６より下方に設けられると好ましい。タンクケース２１１内で水素の漏えいが生じた場合、漏えいした水素は、タンクケース２１１内を上昇し、接続位置２２６ｃの下部に自然と集められ、その後第２の通気口２１６からタンクケース２１１の外部へ流出する。第２の通気口２１６より下方となる位置で、かつ、第２の通気口２１６と隣接する位置に配置された水素センサ２３０は、第２の通気口２１６から外部へ流出する直前の水素を確実に検知することができる。このため、本開示の作業車両１０は、タンクケース２１１の内部で水素の漏えいがあった場合、水素センサ２３０によって、漏えいした水素を確実に検出することができる。なお、本実施形態では、第２の通気口２１６に隣接する下方に水素センサ２３０を設けた場合を例示しているが、第２の通気口２１６に対する水素センサ２３０の配置はこれに限定されず、第２の通気口２１６に隣接する側方であってもよく、第２の通気口２１６に隣接する上方であってもよい。本実施形態で示すように、タンクケース２１１が２つの第２の通気口２１６を備える場合、それぞれの第２の通気口２１６に対応させて、２つの水素センサ２３０を配置すると好ましい。なお、本開示の作業車両１０は、タンクケース２１１の左右両側に第２の通気口２１６が設けられているが、本開示の作業車両１０における第２の通気口２１６は、１つであってもよい。
【0056】
［開閉扉］
図１０～図１３に示すように、タンクケース２１１は、左側板２２４の一部及び右側板２２５の一部が、開閉扉２１３により構成される。左側の開閉扉２１３は、複数のヒンジ２１７を介して、左側板２２４によって開閉可能に支持される。右側の開閉扉２１３は、複数のヒンジ２１７を介して、右側板２２５によって開閉可能に支持される。なお、タンクケース２１１は、左側板２２４及び右側板２２５の全体が、開閉扉２１３により構成されてもよい。また、タンクケース２１１は、前側板２２２の一部及び後側板２２３の一部が、開閉扉２１３により構成されてもよい。なお、本実施形態において、開閉扉２１３の開き勝手は、上下方向であるが、開閉扉２１３の開き勝手は、左右方向であってもよい。
図１０～図１３に示すように、タンクケース２１１は、左側板２２４の一部及び右側板２２５の一部が、開閉扉２１３により構成される。左側の開閉扉２１３は、複数のヒンジ２１７を介して、左側板２２４によって開閉可能に支持される。右側の開閉扉２１３は、複数のヒンジ２１７を介して、右側板２２５によって開閉可能に支持される。なお、タンクケース２１１は、左側板２２４及び右側板２２５の全体が、開閉扉２１３により構成されてもよい。また、タンクケース２１１は、前側板２２２の一部及び後側板２２３の一部が、開閉扉２１３により構成されてもよい。なお、本実施形態において、開閉扉２１３の開き勝手は、上下方向であるが、開閉扉２１３の開き勝手は、左右方向であってもよい。
【0057】
開閉扉２１３は、複数の固定金具２１８によって、左側板２２４及び右側板２２５に対してワンタッチで固定される（閉じた状態に保持される）とともに、ワンタッチで開けることができる。なお、本実施形態の開閉扉２１３は、ヒンジ２１７及び固定金具２１８を備えていて、容易に開閉することができる。なお、本開示の作業車両１０において、開閉扉２１３は、ヒンジ２１７及び固定金具２１８を用いずに、左側板２２４及び右側板２２５に対してボルト止めされていてもよい。この場合、ボルトを締結することで、開閉扉２１３を閉めることができ、ボルトを外すことで、開閉扉２１３を開けることができる。
【0058】
図１３に示すように、タンクケース２１１は、右側板２２５の一部である開閉扉２１３を開けると、ユーザーの眼前にバルブユニット２１２が現れる。このため、本開示の作業車両１０は、右側の開閉扉２１３を開けることによって、バルブユニット２１２回りの保守点検を容易に行うことができる。さらに、タンクケース２１１は、左側板２２４の一部である開閉扉２１３を開けることができる。このため、本開示の作業車両１０は、左右の開閉扉２１３を両方開けることによって、タンク１３の全体確認、及び、タンク１３の周囲に設けた配管２２（前配管２２ｆ及び後ろ配管２２ｒ）の保守点検を容易に行うことができる。
【0059】
〔本実施形態の作用及び効果について〕
（１）上記実施形態の作業車両１０は、車体１１と、車体１１に搭載された運転席１５、モータ３１及び燃料電池２４と、運転席１５の周囲に配置されたキャビン１６と、燃料電池２４に水素を供給する配管２２及びタンク１３と、キャビン１６の上方に配置され、タンク１３を収容するタンクケース２１１と、を備える。作業車両１０において、タンクケース２１１は、タンク１３を下方より覆う下板２２１と、側方より覆う前側板２２２、後側板２２３、左側板２２４及び右側板２２５、及び上方より覆う上板２２６を含んでいる。タンクケース２１１は、下板２２１に開口される第１の通気口２１５を有している。
（１）上記実施形態の作業車両１０は、車体１１と、車体１１に搭載された運転席１５、モータ３１及び燃料電池２４と、運転席１５の周囲に配置されたキャビン１６と、燃料電池２４に水素を供給する配管２２及びタンク１３と、キャビン１６の上方に配置され、タンク１３を収容するタンクケース２１１と、を備える。作業車両１０において、タンクケース２１１は、タンク１３を下方より覆う下板２２１と、側方より覆う前側板２２２、後側板２２３、左側板２２４及び右側板２２５、及び上方より覆う上板２２６を含んでいる。タンクケース２１１は、下板２２１に開口される第１の通気口２１５を有している。
【0060】
本実施形態の作業車両１０によれば、外部からの衝撃や温度の上昇等からタンク１３を的確に保護することができる。これにより、燃料電池２４を備えた作業車両１０において、タンクケース２１１によってタンク１３を的確に保護することができる。
【0061】
（２）上記実施形態の作業車両１０において、タンクケース２１１は、側板２２４，２２５の上部に開口される第２の通気口２１６をさらに有する。このような構成の作業車両１０によれば、タンクケース２１１の内部の温度上昇を確実に抑制することができる。これにより、タンク１３を的確に保護することができる。タンク１３のメンテナンス性を確保しつつ、タンク１３を的確に保護することができる。
【0062】
（３）上記実施形態の作業車両１０は、水素センサ２３０をさらに備え、水素センサ２３０が、タンクケース２１１の内部の第２の通気口２１６に隣接する位置に配置される。このような構成の作業車両１０によれば、水素センサ２３０によって、タンクケース２１１内で生じた水素の漏えいを確実に検知することができる。これにより、タンク１３を的確に保護することができる。
【0063】
（４）上記実施形態の作業車両１０において、上板２２６（前上板２２６ａ及び後上板２２６ｂ）が下板２２１に対して傾斜を有して配置されている。作業車両１０において、上板２２６の下板２２１から最も離間した接続位置２２６ｃに隣接する各側板２２４，２２５の上部において第２の通気口２１６が開口されている。このような構成の作業車両１０によれば、タンクケース２１１内で漏えいした水素を確実にタンクケース２１１の外部に放出させることができる。これにより、タンク１３を的確に保護することができる。
【0064】
（５）上記実施形態の作業車両１０において、タンクケース２１１は、２つの対面する左側板２２４及び右側板２２５において、第２の通気口２１６をそれぞれ有している。このような構成の作業車両１０によれば、第１の通気口２１５からタンクケース２１１内に入った空気が自然対流によって第２の通気口２１６から排気され、タンクケース２１１内を自然に換気することができる。そして、タンクケース２１１内で漏えいした水素をタンクケース２１１の外部へ確実に排気することができる。これにより、タンク１３を的確に保護することができる。
【0065】
前記実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、前記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更を含む。
【符号の説明】
【0066】
１０ 作業車両
１１ 車体
１３ タンク（水素タンク）
１５ 運転席
１６ キャビン
２２ 配管（水素配管）
２４ 燃料電池（燃料電池モジュール）
３１ モータ（電動モータ）
２１１ タンクケース
２１５ 第１の通気口
２１６ 第２の通気口
２２１ 下板
２２２ 前側板（側板）
２２３ 後側板（側板）
２２４ 左側板（側板）
２２５ 右側板（側板）
２２６ 上板
２３０ 水素センサ
１１ 車体
１３ タンク（水素タンク）
１５ 運転席
１６ キャビン
２２ 配管（水素配管）
２４ 燃料電池（燃料電池モジュール）
３１ モータ（電動モータ）
２１１ タンクケース
２１５ 第１の通気口
２１６ 第２の通気口
２２１ 下板
２２２ 前側板（側板）
２２３ 後側板（側板）
２２４ 左側板（側板）
２２５ 右側板（側板）
２２６ 上板
２３０ 水素センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】