JP2000054430A - 建設機械の冷却装置及びバッテリー保護カバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気孔からの冷却空気を熱交換器へ円滑に導入
するとともにエンジンとバッテリーとの間の接続配線を
短くし、かつ建設機械の稼働効率を向上する。 【解決手段】旋回体２を覆うカバー２２内に配置した熱
交換器１５及びエンジン８を冷却ファン１４で生起する
空気流Ｐで冷却し、かつ吸気孔２７，２８，２９をカバ
ー２２の上面に設けるとともに、熱交換器１５の前面側
にエンジン８の始動用のバッテリー３３を配置した建設
機械の冷却装置において、下方にバッテリー３３を収納
するバッテリー保護カバー３４をカバー２２内に着脱可
能に設け、このバッテリー保護カバーの曲面部３４Ａの
端部を左側面カバー２２ｃLに当接させるとともに一端
側から他端側に向かって凹状に湾曲させ、吸気孔２７〜
２９から導入された空気流Ｐを熱交換器１５の前面へ導
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器の吸気側
にエンジン始動用のバッテリーを配置した建設機械の冷
却装置に係わり、さらに詳しくは、建設機械の稼働効率
を向上できる建設機械の冷却装置及びこれに用いるバッ
テリー保護カバーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械、例えば油圧ショベルの旋回体
は、通常、カバーで覆われており、旋回体の後部に載置
されるエンジン及びこのエンジンに関連する補機や、旋
回体の前部に載置される燃料タンクは、このカバー内の
閉空間に配置されている。この種の建設機械では、前記
エンジン及び前記補機の冷却を行うために、前記カバー
の一方側に設けた吸気孔から導入した空気を、冷却ファ
ンによりラジエータ、オイルクーラ等の熱交換器に通過
させた後、更に前記エンジン及び前記油圧ポンプの側方
を通過させ、前記エンジンカバーの他方側に設けた排気
孔から外部に排出している。

【０００３】前記の冷却ファンとしては、通常、軸流フ
ァンが用いられ、前記のカバー内の閉空間に回転軸が略
水平方向となるように配置されている。そのため、本来
であれば、前記の吸気孔を前記カバーの側面に設けて軸
流ファンの略水平方向上流側から空気を導入することが
円滑な空気流れという観点からは自然である。しかし、
カバー内にある前記エンジン及び補機等は動作時に騒音
を発生するため、カバーの側面に開口部を設けるとこの
音が周囲環境へ直接放射されることとなって著しい騒音
を生じ好ましくない。したがって、吸気孔はカバーの上
面に設け、この吸気孔から空気を下方に向かって導入す
るのが一般的である。この場合、吸気孔から下方に導入
された空気は略水平方向に９０°方向を変えて熱交換器
へ流入することになるため、最もアウトコース側に位置
するカバー側面近傍において冷却空気の局所的な逆流や
渦が発生し、騒音増大や風量低下を招く。これを解決す
るために、例えば特開平９−１５６４３３号公報に記載
のように、この吸気孔から下方に導入された空気流れを
熱交換器へ円滑にガイドする湾曲形状の導風板を設ける
構成が提唱されている。この従来技術ではさらに、この
導風板の下方に空いた空間を、エンジン始動用のバッテ
リーを配置するスペースとして活用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、吸
気孔から導入された空気流れをガイドする導風板を設け
ることにより冷却空気を熱交換器へ円滑に導入するとと
もに、その導風板の下方にエンジン始動用のバッテリー
を配置することにより、エンジンとバッテリーとの間の
接続配線を短くするものである。しかし、上記従来技術
では、以下の点に配慮されていない。

【０００５】すなわち、建設機械は屋外で動作するもの
であり、粉塵や種々のゴミ等が舞う過酷な条件で作業す
ることも多い。そのため、この種の建設機械の冷却装置
をある程度の期間運転すると、吸入空気中に含まれてい
る前記の粉塵やゴミ等によって熱交換器に目詰まりが生
じ、あまり空気が流入しなくなって冷却効率が低下す
る。そこで、このような場合には、一旦エンジンを停止
して熱交換器の清掃を行い、目詰まりを除去する。この
清掃作業は定期的に（例えば２〜３日に１回）行うのが
一般的である。ここで、上記の従来技術では、冷却空気
の吸気孔から熱交換器前面に至る比較的長い導風板を用
いることから、カバー側面及び熱交換器に対し多数のボ
ルトや溶接等によって固定しなければならない。そのた
め、上記の熱交換器の目詰まり清掃時に導風板をとり外
す作業及び清掃後に再び取り付ける作業が面倒となり、
作業に復帰するまでに長時間を要して建設機械の稼働効
率が低下するという問題があった。また、導風板には、
下部構造であるフレームを介して、エンジン、油圧ポン
プ、ファン等の振動が伝わるが、上記のように導風板の
長さが長いとこの振動に対する共振が生じやすくなる。
そのため、この共振を抑制するための補強材が必要とな
る場合がある。この場合には、さらに取り外し・取り付
け作業に時間がかかり稼働効率がさらに低下することと
なっていた。

【０００６】本発明の目的は、空気孔からの冷却空気を
熱交換器へ円滑に導入するとともにエンジンとバッテリ
ーとの間の接続配線を短くし、かつ建設機械の稼働効率
を向上できる建設機械の冷却装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、旋回体を覆うカバー内に配置したラジエ
ータ、オイルクーラ等の熱交換器及びエンジンをファン
で生起する空気流で冷却し、かつ、前記空気流を前記カ
バー内に導入する吸気孔を前記カバーの上面に設けると
ともに、前記カバー内の前記熱交換器の上流側に前記エ
ンジンの始動用のバッテリーを配置した建設機械の冷却
装置において、前記バッテリーの上部に、一端が前記カ
バー側面の少なくとも近傍に位置するとともに該一端側
から他端側に向かって凹状に湾曲し、前記吸気孔から導
入された空気流を前記熱交換器へ導くバッテリー保護カ
バーを着脱可能に設けたことを特徴とする建設機械の冷
却装置にある。本発明においては、熱交換器の上流側に
バッテリーを配置することにより、エンジンとバッテリ
ーとの間の接続配線を短くすることができる。また、バ
ッテリーの上部にバッテリー保護カバーを設けることに
より、吸気孔からカバー内に流入する雨水がバッテリー
に直接かからないようにすることができる。そして、こ
のバッテリー保護カバーの一端がカバー側面の少なくと
も近傍に位置しかつ一端側から他端側に向かって凹状に
湾曲していることにより、導風手段としての機能を付加
し、吸気孔から導入された空気流を熱交換器へ導く。こ
れにより、従来構造のように冷却空気の吸気孔から熱交
換器前面に至る比較的長い導風板を用いることなく、空
気流を熱交換器へ円滑に導くことができる。さらにこの
とき、バッテリー保護カバーが着脱可能であることによ
り、熱交換器の目詰まり清掃時にとり外す作業及び清掃
後に再び取り付ける作業が非常に簡単となる。したがっ
て、建設機械が短時間に作業に復帰することが可能とな
るので、稼働効率を向上させることができる。

【０００８】好ましくは、前記バッテリー保護カバーの
他端を前記熱交換器の少なくとも近傍に位置させる。

【０００９】また、一端側に位置する曲面部と、この曲
面部の他端側に位置しバッテリーの上部に取り付けられ
る取付部とを備え、前記一端側から前記他端側に向かっ
て凹状に湾曲していることを特徴とするバッテリー保護
カバーにある。

【００１０】好ましくは、前記取付部は、取付ボルトを
貫通させる貫通孔を備えている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を油圧ショベルに適
用した場合の実施の形態を図面を用いて説明する。ま
ず、本発明の一実施の形態を図１〜図４により説明す
る。

【００１２】図１は、本発明を適用する油圧ショベルを
示すもので、この図１において、１は走行体、２は走行
体１上に旋回可能に設けた旋回体、３は旋回体２の前方
左側に設けた運転室、４は前記旋回体２上に横置きに配
置したエンジン室、５は前記旋回体２の後部に設けたカ
ウンタウエイト、６は前記旋回体２の前部に設けられ、
ブーム６ａ、アーム６ｂ、及びバケット６ｃからなる多
関節型のフロント装置である。

【００１３】前記の走行体１は、左右に無限軌道履帯１
ａを備えている。この無限軌道履帯１ａは、それぞれ走
行用のモータ１ｂの駆動力によって駆動される。前記の
運転室３、エンジン室４、カウンタウェイト５、及び多
関節型のフロント装置６等を備えた旋回体２は、旋回体
２の中心部に設けた旋回用のモータ（図示せず）により
前記走行体１に対して旋回される。前記の多関節型のフ
ロント装置６を構成するブーム６ａ、アーム６ｂ、及び
バケット６ｃは、それらにそれぞれ設けた各シリンダ７
ａ，７ｂ，７ｃによって駆動動作される。前述したシリ
ンダ７ａ，７ｂ，７ｃ、旋回モータ、走行用のモータ１
ｂ等の駆動機器（アクチュエータ）は、運転室３内の操
作者によって操作される操作レバーの操作に応動して、
エンジン８（後述する）で駆動される油圧ポンプ１８
（後述する）からの圧油を制御する制御弁装置（図示せ
ず）からの圧油より駆動される。

【００１４】図２は、本発明の冷却装置の一実施の形態
が適用されるエンジン室４の外観構造を示す拡大斜視
図、図３は本発明の冷却装置の一実施の形態が適用され
るエンジン室４の内部構造を示す図２中のIII−III矢視
による断面図で、これらの図２及び図３において、図１
と同符号のものは同一部分を示す。

【００１５】図２及び図３において、８は旋回体２の基
礎下部構造をなすメインフレーム９上に振動減衰装置１
０を介して設置されたエンジン、１１はエンジン８のク
ランク軸、１２はベルト１３を介してクランク軸１１に
連結された補助回転軸、１４は補助回転軸１２に設けた
冷却ファンで、この冷却ファン１４には通常軸流ファン
が用いられている。前述した補助回転軸１２の他方に
は、後述するラジエータにエンジン冷却水を循環させる
水ポンプ（図示せず）が連結されている。１５は前記冷
却ファン１４の前段（上流側）に配置した熱交換器で、
この熱交換器１５はエンジン８の冷却水が循環供給され
ているラジエータ、油圧ポンプ（後述）から前記アクチ
ュエータに供給された油を冷却するオイルクーラ、また
必要に応じてエンジン８への燃焼用空気を予冷するため
に設置されるインタークーラ、エアコンのコンデンサで
構成される。１６は熱交換器１５の上方を塞ぐ仕切部
材、１７は熱交換器１５の下流側に固定されたシュラウ
ド、１８は図示しない歯車機構を介しエンジン８に連結
され、エンジンの駆動力によって駆動される油圧ポン
プ、１９はエンジン８の排気ガスが導かれてその消音を
行うマフラ、２０はマフラ１９の排気ガス管、２１はエ
ンジン８の上部に固定されたマフラカバーで、このマフ
ラカバー２１は油圧ポンプ１８からエンジン８側への油
の飛散を防止するものである。

【００１６】また、２２は前述したエンジン８、冷却フ
ァン１４、熱交換器１５、油圧ポンプ１８、マフラ１９
等の機器を覆うカバーで、このカバー２２は前側のカバ
ー２２ａ、後側のカバー２２ｂ、左・右側面のカバー２
２ｃL，２２ｃR、上面のカバー２２ｄ、及び下面のカバ
ー２２ｅで構成されている。前述した上面カバー２２ｄ
は、その一方端がヒンジ２３によって開閉可能に右側面
カバー２２ｃRに取付けられ、他方端には、その開閉側
を左側面カバー２２ｃLに掛け止めるための係止具２４
が設けられている。また、左側面カバー２２ｃLは、下
方に位置する開閉部２２ｃL1と上方に位置する固定部２
２ｃL2とから構成されており、開閉部２２ｃL1は、ヒン
ジ２５を介し開閉可能に後側カバー２２ｂに取り付けら
れている。また開閉部２２ｃL1の内面には、防音用の吸
音材２６（例えばウレタン）が設けられている。前述し
た左側面カバー開閉部２２ｃL1、左側面カバー固定部２
２ｃL2、及び上面カバー２２ｄの熱交換器１５側には、
冷却ファン１４への空気流Ｐを導入する吸気孔２７，２
８，２９がそれぞれ設けられており、また右側面カバー
２２ｃR及び上面カバー２２ｄの油圧ポンプ１８側に
は、冷却ファン１４から流出する空気流Ｐを外部に排出
する排気孔３０，３１，３２がそれぞれ設けられてい
る。

【００１７】さらに、左側面カバー開閉部２２ｃL1及び
固定部２２ｃL2で覆われる空間の熱交換器１５上流側位
置には、エンジン８を始動するためのバッテリー３３が
並列に２個設置され、これによってエンジン８とバッテ
リ３３ーとの間の接続配線（図示せず）の短長化が図ら
れている。これらバッテリー３３の上方にはバッテリー
保護カバー３４が設けられており、バッテリー３３を下
方に収納してそれらに吸気孔２７，２８，２９から流入
した雨水等が直接かからないようにしている。このバッ
テリー保護カバー３４は、一端（図３中左側端）側に位
置する曲面部３４Ａと、この曲面部３４Ａの他端（図３
中右側端）側に位置しバッテリー３３の上部に取り付け
られる取付部３４Ｂとを備え、一端側から他端側に向か
って凹状に湾曲しており、吸気孔２７，２８，２９から
導入された空気流Ｐを熱交換器１５の前面（図３中左
面）へ導くようになっている。また曲面部３４Ａの端部
は、吸音材２６を介し左側面カバー開閉部２２ｃL1の内
面に当接している。このとき、図４に取り付け構造の詳
細を示すように、下面カバー２２ｅ上の２つのバッテリ
ー３３間の位置に２つのプレート３５が立設固定されて
おり、これら２つのプレート３５の貫通孔３５ａに一端
がＵ字形に曲がった２本の取付ボルト３６が通されてい
る。この取付ボルト３６の上端部にはネジ部分３６ａが
形成されており、バッテリー保護カバー３４は、２箇所
の貫通孔３４ａに取付ボルト３６のネジ部分３６ａを通
した後、蝶ネジ３７を締め付けることにより、取付部３
４Ｂがバッテリー３３の上部取手３３ａに押し付けられ
装着される。なお、バッテリー保護カバー３４は、漏電
防止の観点から、金属に絶縁塗料を塗装したものとする
か、あるいは材質自体を絶縁性材料、例えばプラスチッ
ク等とするのが好ましい。

【００１８】なお、上記構成において、左側面カバー固
定部２２ｃL2及び左側面カバー開閉部２２ｃL1の上部に
設けた吸気孔２７，２８と、上面カバー２２ｄに設けた
吸気孔２９とが、カバーの上面に設けた吸気孔を構成す
る。

【００１９】次に、前述した本発明の騒音低減装置の一
実施の形態の動作を説明する。エンジン８を駆動する
と、クランク軸１１の回転がベルト１３を介して補助回
転軸１２に伝達され、補助回転軸１２が回転する。この
補助回転軸１２の回転により、冷却ファン１４が回転す
る。この冷却ファン１４の回転により、吸気孔２７，２
８，２９からカバー２２外の空気が吸入されて空気流Ｐ
が生起される。このとき、バッテリー保護カバー３４の
曲面部３４Ａの端部が左側面カバー開閉部２２ｃL1に当
接しかつ一端側から他端側に向かって凹状に滑らかに湾
曲していることにより、バッテリー保護カバー３４に導
風手段としての機能を付加し、空気流Ｐを熱交換器１５
の前面へ弧を描くように円滑に導くことができる。これ
により、従来構造のように冷却空気の吸気孔から熱交換
器前面に至る長い導風板を用いる必要がなくなる。熱交
換器１５を通過した空気流Ｐは、冷却ファン１４に流入
した後に冷却ファン１４の下流側に流出し、エンジン８
及び油圧ポンプ１８等を冷却して、排気孔３０，３１，
３２より外部に放出される。

【００２０】ここで、この冷却装置をある程度の期間運
転すると、吸入空気中に含まれている粉塵やゴミ等によ
って熱交換器１５に目詰まりが生じ、あまり空気流Ｐが
流入しなくなって冷却効率が低下する。このような場合
には、一旦エンジン８を停止した後、外部からヒンジ２
５を支点として左側面カバー開口部２２ｃL1を回動さ
せ、手前側に開く（図２中矢印を参照）。これにより、
曲面部３４Ａの端部を手前側としてバッテリー保護カバ
ー３４が露出することとなるので、蝶ネジ３７を緩める
ことで容易にバッテリー保護カバー３４を取り外しエン
ジン室４外へ取り出すことができる。その後、例えばバ
キューム用のホースをエンジン室４内に差し込んで熱交
換器１５に詰まったゴミ等を吸引し、目詰まりを除去す
る。その後は、上記と逆の手順でバッテリー保護カバー
３４を取り付け、エンジン８を再び駆動して作業を再開
する。

【００２１】以上説明したように、上記本発明の一実施
の形態によれば、従来構造のように長い導風板を用いる
ことなく、バッテリー保護カバー３４によって空気流Ｐ
を熱交換器１５の前面へ円滑に導くことができる。そし
てこのとき、バッテリー保護カバー３４は、取付ボルト
ネジ部３６ａに螺合する蝶ネジ３７の締結・緩解によっ
て容易に着脱可能であるため、熱交換器１５の目詰まり
清掃時にとり外す作業及び清掃後に再び取り付ける作業
が非常に簡単となる。したがって、建設機械が短時間に
作業に復帰することが可能となるので、稼働効率を向上
させることができる。また、バッテリー保護カバー３４
は、従来の長い導風板に比べ軽量かつ安価であるため、
製造コストを低減できる。また、冷却ファン１４の回転
数やカバー２２の密閉度等に応じて、冷却ファン１４で
生起される空気流Ｐの流速・向き等の態様は微妙に変化
するため、その空気流Ｐの態様に最適なバッテリー保護
カバー３４の曲面部３４Ａの形状も異なる。本実施の形
態では、バッテリー保護カバー３４が上記のように容易
に着脱可能であることから、あらかじめ湾曲部分の形状
が異なる複数種類のバッテリー保護カバー３４を用意し
ておき、そのときの作業条件における空気流Ｐの態様に
応じて最適なものを適宜選択し、調整することが可能と
なる。

【００２２】なお、上記の本発明の一実施の形態におい
ては、バッテリー保護カバー３４の曲面部３４Ａの端部
を吸音材３６を介し左側面カバー開閉部２２ｃL1に当接
させていたが、これに限られず、左側面カバー開閉部２
２ｃL1との間に若干の隙間を設け、空気流Ｐの一部をバ
ッテリー３３へと導き大部分を熱交換器１５へと導くよ
うにしてもよい。この場合も、同様の効果を得る。すな
わち、バッテリー保護カバー３４の曲面部３４Ａの端部
は、左側面カバー開閉部２２ｃL1の少なくとも近傍に位
置すれば足りる。また、上記の本発明の一実施の形態に
おいては、バッテリー保護カバー３４の取付部３４Ｂの
端部の位置は熱交換器１５の前面から若干離れていた。
この場合、バッテリー３３と熱交換器１５との間に形成
される狭い空間３８に、空気流Ｐに随伴する渦が発生す
る可能性がある。そこで、これを防止するために、図５
に示すように、バッテリー保護カバー３４の後縁側を延
長し、取付部３４Ｂの端部の位置を熱交換器１５前面の
近傍としてもよい。さらに熱交換器１５の前面に当接さ
せることも考えられる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、バッテリー保護カバー
に導風手段としての機能を付加することにより、従来構
造のように長い導風板を用いることなく空気流を熱交換
器へ円滑に導くことができる。また、バッテリー保護カ
バーが着脱可能であることにより、熱交換器の目詰まり
清掃時にとり外す作業及び清掃後に再び取り付ける作業
が非常に簡単となる。したがって、建設機械が短時間に
作業に復帰することが可能となるので、稼働効率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する油圧ショベルを示す外観斜視
図である。

【図２】本発明の冷却装置の一実施の形態が適用される
エンジン室の外観構造を示す拡大斜視図である。

【図３】本発明の冷却装置の一実施の形態が適用される
エンジン室の内部構造を示す図２中のIII−III矢視によ
る断面図である。

【図４】本発明の冷却装置の一実施の形態に備えられる
バッテリー保護カバーの取り付け構造を表す斜視図であ
る。

【図５】図３に示す実施の形態におけるバッテリー保護
カバー形状についての変形例を示す図である。

【符号の説明】

２…旋回体、８…エンジン、１４…冷却ファン（ファ
ン）、１５…熱交換器、２２…カバー、２２ｃL1…左側
面カバー（カバー側面）、２７，２８，２９…吸気孔、
３３…バッテリー、３４…バッテリー保護カバー、３４
Ａ…曲面部、３４ａ…貫通孔、３４Ｂ…取付部、Ｐ…空
気流。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回体を覆うカバー内に配置したラジエー
   タ、オイルクーラ等の熱交換器及びエンジンをファンで
   生起する空気流で冷却し、かつ、前記空気流を前記カバ
   ー内に導入する吸気孔を前記カバーの上面に設けるとと
   もに、前記カバー内の前記熱交換器の上流側に前記エン
   ジンの始動用のバッテリーを配置した建設機械の冷却装
   置において、 前記バッテリーの上部に、一端が前記カバー側面の少な
   くとも近傍に位置するとともに該一端側から他端側に向
   かって凹状に湾曲し、前記吸気孔から導入された空気流
   を前記熱交換器へ導くバッテリー保護カバーを着脱可能
   に設けたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の冷却装置におい
   て、前記バッテリー保護カバーの他端を前記熱交換器の
   少なくとも近傍に位置させたことを特徴とする建設機械
   の冷却装置。
3. 【請求項３】一端側に位置する曲面部と、この曲面部の
   他端側に位置しバッテリーの上部に取り付けられる取付
   部とを備え、前記一端側から前記他端側に向かって凹状
   に湾曲していることを特徴とするバッテリー保護カバ
   ー。
4. 【請求項４】請求項３記載のバッテリー保護カバーにお
   いて、前記取付部は、取付ボルトを貫通させる貫通孔を
   備えていることを特徴とするバッテリー保護カバー。