JP2000062474A - 作業車両の冷却装置 - Google Patents

作業車両の冷却装置

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JP2000062474A
JP2000062474A JP10252014A JP25201498A JP2000062474A JP 2000062474 A JP2000062474 A JP 2000062474A JP 10252014 A JP10252014 A JP 10252014A JP 25201498 A JP25201498 A JP 25201498A JP 2000062474 A JP2000062474 A JP 2000062474A
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radiators
cooling device
work vehicle
radiator
cooling
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JP10252014A
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Osahiro Konno
修博 紺野
Kazuyuki Sagara
和幸 相良
Yutaka Tanaka
豊 田中
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Komatsu Ltd
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    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/182—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers with multiple heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却効率が良好で騒音低減可能な作業車両の
冷却装置を提供する。 【解決手段】 車体の後部に設けたエンジンルーム１０
に内設したエンジン４の後方に、複数のラジエータ３
０，３０を平面視で後部に開口部を有するＶ字形状に配
設し、その開口部に冷却ファン２０を配設する。複数の
ラジエータ３０，３０の左右両側面部は、それぞれ吸気
口１４を有し、かつ開閉自在に配設されたサイドカバー
１２，１２により被覆され、上部は、上面を後部が下が
る方向に傾斜させたボンネット１１により被覆される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車体の前部に作業
機を備え、後部にエンジンを搭載した装輪式作業車両の
冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は装輪式作業車両１の側面図であ
る。車体２の前部には掘削、積込用の作業機３が設けら
れ、後部にはエンジン４及びラジエータ５０を内設した
エンジンルーム１０が配設されている。エンジンルーム
１０はボンネット１１、左右一対のサイドカバー１２，
１２及びラジエータマスク１３より構成され、サイドカ
バー１２，１２にはそれぞれ吸気口１４が設けられ、ラ
ジエータマスク１３には排気口１５が設けられている。
【０００３】図６及び図７は従来の作業車両の冷却装置
の一例を示す概略平面図である。図６においては、エン
ジン４の後方に冷却ファン２０を配置し、その後方にラ
ジエータ５０を配設しており、冷却ファン２０はエンジ
ン４により直接駆動される。また図７は、エンジン４の
後方にラジエータ５０を配設し、その後方に冷却ファン
２０を配置した構成を示しており、この場合には冷却フ
ァン２０は油圧駆動又は電気駆動のモータ２１により駆
動される。冷却風は図の矢印のようにエンジンルーム５
の左右のサイドカバー１２，１２の吸気口１４，１４か
ら吸入し、ラジエータ５０を通過してラジエータマスク
１３の排気口１５から排出される。その他の例として
は、実開平１−８３１２６号に開示されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、以下のような問題点がある。１）図６及
び図７に示した例においては、冷却風の流れは図の矢印
に示すように、エンジン４の側面を通過した後ラジエー
タ５０に流入する。したがって冷却風は予め温められる
こととなる。また、冷却風の流れもエンジン４が障害と
なってスムースな流れとはならず、冷却効率は良くな
い。そのため、ラジエータ５０の表面積は大きいものを
必要とし、かつ、風量も多く必要となり、冷却ファン２
０の回転数も大きいものとなる。近年、騒音問題が大き
な社会問題となり、作業車両においても騒音の低減が求
められている。騒音低減の方策の一つとして冷却ファン
２０の回転数の低減があるが、そのためには冷却効率を
向上する必要がある。冷却効率向上の一方策としてラジ
エータ５０の冷却面積の増大がある。その方法としては
ラジエータ３０の高さ、幅あるいは厚みの増加が考えら
れる。しかしながら、高さ或いは幅を増加した場合には
増加部分の風の流れは悪く、冷却ファン２０の効率が低
下する。厚みを増加した場合は通気抵抗が増し、冷却効
率が低下する。また、ラジエータ３０の高さを増加する
と図１に示すエンジンルーム１０のボンネット１１の高
さＨ２が高くなって後方視界が悪くなり、幅を増大する
と車両の幅が増大するという問題点がある。特に装輪式
作業車両であるホィールローダでは、地山掘削後にステ
アリングを切りながら後進し、つぎに排土場所へ前進す
るという作業が一般的であり、よって、上記のように後
方視界が悪くなると後進時の走行が困難となり、車両の
幅が広くなるとステアリング時や走行時に障害物に当た
り易くなる。この結果、操向性及び作業性が低下するな
どの問題点がある。また、上記の構成においては、エン
ジン４とラジエータ５０と冷却ファン２０とは近接して
おり、また冷却ファン２０が固定されているので、ラジ
エータ５０の前後面の清掃が困難であるという問題点も
ある。２）実開平１−８３１２６号に開示されたもの
は、ラジエータのコアを分割し、一方のコアを他方のコ
アに対して傾斜して配置したもので、車体の高さ、幅を
増大させずに冷却面積を増加することを可能としてい
る。しかしながら、コア部に設けられた各タンクを連通
させ、一体構成としているため、構造が複雑となり、コ
ストが高いという問題点がある。また、ラジエータ交換
時にはラジエータ全体を交換しなければならず、修理費
用も高い。
【０００５】本発明は、上記の問題点に着目し、小さな
場積において大きな冷却面積を確保して騒音低減可能で
あり、後方視界性を向上でき、清掃が容易で、かつコス
トの安い、経済的な作業車両の冷却装置を提供すること
を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用および効果】上記の
目的を達成するために、本発明に係る作業車両の冷却装
置の第１発明は、車体の前部に作業機を備え、後部にエ
ンジンを搭載した装輪式作業車両において、車体の後部
に、複数のラジエータを平面視でＶ字形状に配設した構
成としている。
【０００７】上記構成においては、複数のラジエータを
平面視でＶ字形状に配設したため、同一幅内において１
個のラジエータに比して大きな冷却面積を確保すること
が可能となり、ファンの回転数を低減して低騒音を達成
することができる。また、エンジンルームのサイドカバ
ーから吸入された空気の流れがスムースになり、冷却風
をエンジンの側面を通過することなく導入することが可
能となり、冷却効率が向上する。特に、大型車両におい
ては、小型のラジエータ２個を使用することによりコス
ト低減が可能となる。
【０００８】第２発明は、第１発明の構成に基づき、前
記複数のラジエータは、エンジンの後方に、後部に開口
部を有するＶ字形状に配設され、そのラジエータの開口
部に１個の冷却ファンを配設した構成としている。
【０００９】上記構成によれば、複数のラジエータは後
部に開口部を有するＶ字形状としたため車体側面に対し
て傾斜した形状となり、また、Ｖ字形状の開口部に１個
の冷却ファンを配置したため、車体側面から吸入した空
気の流れがスムースになり、冷却風は少ない抵抗でラジ
エータの全面を通過し、冷却効率が向上する。
【００１０】第３発明は、第２発明の構成に基づき、前
記複数のラジエータの左右両側面部は、それぞれ吸気口
を有し、かつ開閉自在に配設されたサイドカバーにより
被覆され、上部は、上面を後部が下がる方向に傾斜させ
たボンネットにより被覆された構成としている。
【００１１】上記構成によれば、ラジエータは車体側面
に対して傾斜しているため、サイドカバーを開いてラジ
エータの外面側を容易に点検や清掃を行なうことができ
る。また、ボンネットの上面を後部が下がる方向に傾斜
させたことにより、後方視界性が向上し、走行時に楽
に、かつ安全に運転できる。
【００１２】第４発明は、第２又は第３発明の構成に基
づき、前記冷却ファンは、側面視で後面を上向きに傾斜
させて配設した構成としている。
【００１３】上記構成によれば、冷却ファンを後面が上
向きになるように傾斜させたため、ボンネットの後端部
の高さを低くすることができ、後方視界を向上できる。
【００１４】第５発明は、第２、第３又は第４発明の構
成に基づき、前記冷却ファンをファン支持枠に回転自在
に取着すると共に、このファン支持枠の左右又は上下い
ずれかの一端部を、前記複数のラジエータの開口部の後
端部に回動自在に取着した構成としている。
【００１５】上記構成によれば、冷却ファンを取着した
ファン支持枠の左右又は上下いずれかの一端部を、複数
のラジエータの前記開口部の後端部に回動自在に取着し
たため、ファン支持枠を回動させることにより、Ｖ字形
状に配設した複数のラジエータの内面側を容易に点検及
び清掃を行なうことができる。したがって、ラジエータ
の整備性を向上できる。
【００１６】第６発明は、第１又は第２発明の構成に基
づき、２個のラジエータが、平面視で後方に開口部を有
するＶ字形状を形成し、かつそれぞれの内側端部を近接
させて配設されると共に、前記内側端部を相互間の隙間
を塞ぐＬ形断面形状のブラケットにそれぞれボルトによ
り締着し、前記開口部近傍のそれぞれの外側端部には冷
却ファンの外周部を被覆するファンシュラウドを取着
し、２個のラジエータとファンシュラウドとで囲まれた
エリアの上下面の三角形状開口部にはそれぞれ上板及び
下板を取着した構成としている。
【００１７】上記構成によれば、Ｖ字形状に配設した２
個のラジエータの内面側（後方）の開口部エリアは、両
ラジエータの内側端部のブラケット、後方の開口部のフ
ァンシュラウド、上板及び下板により被覆されているた
め、冷却風は漏れることなくラジエータコアの全面を通
過し、効率的に冷却が行われる。また、各ラジエータは
ブラケットにボルトで締着されているため、それぞれの
ラジエータを単独で着脱可能であり、したがって保守が
必要な方のみを交換できる。この結果、修理費用の低
減、交換作業の容易化によって、メンテナンスコストを
低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る作業車両の
冷却装置の実施形態について、図１〜図９を参照して詳
述する。
【００１９】図１はエンジンルーム１０の側面断面図で
あり、図２は第１実施形態のラジエータ配置を示すエン
ジンルーム１０の平面断面図である。図１及び図２にお
いて、エンジンルーム１０はボンネット１１、左右一対
のサイドカバー１２，１２及びラジエータマスク１３か
らなっている。エンジン４の後部には隔壁１６が設けら
れており、さらに隔壁１６の後方には平面視で後方に開
口したＶ字形状に２個のラジエータ３０，３０が配設さ
れている。また、ラジエータ３０，３０の開口部にはモ
ータ２１で駆動される冷却ファン２０が配設されてい
る。このように、エンジンルーム１０はエンジン４を収
納する室Ａとラジエータ３０，３０及び冷却ファン２０
を収納する室Ｂとに分離されている。また、冷却ファン
２０はその後面を上向きに傾斜させて取着されている。
室Ｂの両側面のサイドカバー１２，１２には吸気口１
４，１４が設けられており、ラジエータマスク１３には
排気口１５が設けられている。サイドカバー１２及びラ
ジエータマスク１３は、開閉自在に設けられている。
【００２０】図３は、ラジエータ３０と冷却ファン２０
との構成を示す斜視図である。ラジエータ３０は、ラジ
エータコア３１とアッパタンク３２とロアタンク３３と
を備えている。２個のラジエータ３０，３０の平面視で
中央側の一端部は互いに近接し、他端部はほぼ９０°開
いたＶ字形状をなし、それぞれの一端部はＬ形断面形状
のブラケット３４にボルト３５により着脱自在に取着さ
れており、相互間の隙間は閉塞されている。各他端部の
開口部のラジエータコア３１，３１の間にはファンシュ
ラウド３６が設けられており、ファンシュラウド３６の
中央部に冷却ファン２０が配設されている。各ラジエー
タコア３１，３１の上部間には三角形の上板３７が取着
され、また下部間には下板３８が取着されており、冷却
風が有効に各ラジエータコア３１，３１を通過するよう
になっている。
【００２１】以下に、冷却に関する作用、効果について
説明する。図４はエンジンルーム１０の平面図である。
ボンネット１１の、隔壁１６と各ラジエータ３０，３０
の前面部とに挟まれた三角形のエリアにはそれぞれ吸気
口１４ａ，１４ａが設けられている。冷却ファン２０が
回転すると、外気は図中の矢印に示すようにサイドカバ
ー１２，１２の吸気口１４，１４及びボンネット１１の
吸気口１４ａ，１４ａから吸入され、ラジエータ３０，
３０を通過してラジエータマスク１３の排気口１５から
排出される。２個のラジエータ３０，３０はＶ字形状に
配設されているため、同一幅のエンジンルーム１０内に
配設した場合、ラジエータコア３１の表面積は図１１で
説明した従来のラジエータ５０に対して大幅に大きくす
ることができ、したがって、冷却面積は増大する。しか
も、前述のように、室Ｂはエンジン４が収納された室Ａ
と分離されているため、吸気がエンジン４によって余熱
されることはない。また、２個のラジエータ３０，３０
はＶ字形状に配設されているため、外気が各ラジエータ
３０に略垂直に当たり、表面積が広くなった分、通気抵
抗が減少する。よって、サイドカバー１２から吸入され
た空気の流れはスムースになり、冷却効率は向上する。
この結果、冷却ファン２０の回転数を大幅に低下させる
ことができ、騒音を低減することができる。
【００２２】次に、視界性の向上について説明する。上
述のように、ラジエータコア３１の表面積を大きくでき
るため、ラジエータ３０の高さを低くすることができ
る。また、前述のように、冷却ファン２０がその後面を
上向きに傾斜させて取着されているので、図１に示すよ
うにボンネット１１の上面を後部が下がる方向に傾斜さ
せ、後端部の高さＨ１を低くすることができる。したが
って、作業車両の後方の視界性が向上する。
【００２３】次に、整備性及び経済性について説明す
る。図５は、図１のＸ矢視図である。冷却ファン２０及
びモータ２１はファン支持枠２２に取着され、ファン支
持枠２２の左右いずれかの一端部はピン２３によりラジ
エータ３０の一端部に回動自在に取着されている。した
がって、ラジエータマスク１３を開き、ファン支持枠２
２をピン２３を中心として細い２点鎖線に示すように開
くことにより、Ｖ字形状のラジエータ３０，３０の開口
部の清掃を容易に行うことができる。なお、ファン支持
枠２２の回動中心は左右いずれかの一端部に限定され
ず、例えば上下いずれかの一端部をピンにより回動自在
にラジエータ３０、上板３７又は下板３８に取着しても
よい。また、ファン支持枠２２を開いた場合、図１の細
い２点鎖線に示す位置となるが、冷却ファン２０を後面
を上向きに傾斜させているため、ファン支持枠２２を回
動させたときにカウンタウェイト５に干渉する部分を極
力少なくすることができる。これにより、カウンタウェ
イト５の切り欠き部６を小さくすることができ、カウン
タウェイト５の所定重量を確保することができる。な
お、ファン支持枠２２を開いてもカウンタウェイト５と
干渉しない場合や、その干渉量が少ない場合などには、
冷却ファン２０を傾斜させずに垂直に置くようにしても
よい。
【００２４】図２において、２個のラジエータ３０，３
０はＶ字形状に配置されているため、サイドカバー１
２，１２を開くことによりラジエータ３０，３０の外面
（前方側）を容易に清掃することができる。また、図２
に示すように、一方のラジエータ３０の前面側にはオイ
ルクーラ４０が蝶番２４により回動自在に取着されてい
る。したがって、サイドカバー１２を開き、そしてオイ
ルクーラ４０を蝶番２４を中心として細い２点鎖線に示
すように開くことにより、オイルクーラ４０の内外面、
及びラジエータ３０の外面を容易に清掃することができ
る。このように、ラジエータ３０，３０の内外面及びオ
イルクーラ４０の内外面の清掃が容易に行なえるので、
整備性が向上する。
【００２５】さらに、Ｖ字形状に配置した２個のラジエ
ータ３０，３０を採用しているので、小型のラジエータ
を使用可能であり、安価に製造することができる。ま
た、図３に示すように、ラジエータ３０，３０をブラケ
ット３４にそれぞれボルト３５により締着しているた
め、それぞれ単独で着脱可能であり、よって１個のみの
交換ができるので修理費用を低減でき、また小型で取り
扱いが楽にできるので整備性が向上する。
【００２６】つぎに、他の実施例について説明する。図
６は、冷却風の流れの方向を示す平面図である。上記の
実施形態では、冷却風の流れ方向を実線の矢印に示すよ
うにラジエータ３０側から冷却ファン２０側に向かう方
向としたが、破線の矢印に示すように冷却風を冷却フア
ン２０側からラジエータ３０側に流しても良い。
【００２７】図７は、第２実施形態のラジエータ配置を
示す平面図である。各種放熱器をハ字形に配設してお
り、図中右側から順にエンジンアフタクーラ４１、オイ
ルクーラ４０、正面および左前側にラジエータ３０，３
０、その横にエアコン用コンデンサ４２を配設したもの
である。これにより、各種放熱器を効率的に放熱させる
ことができる。なお、各放熱器の配置は図示したものに
限定されず、Ｖ字形状に配置されればよく、例えば図７
における正面位置のラジエータ３０の代わりにバッフル
のような邪魔板を置き、その左右に各種放熱器を配置し
てもよい。
【００２８】図８は、第３実施形態のラジエータ配置を
示す平面図である。Ｖ字形状に２個のラジエータ３０，
３０を配設し、一方のラジエータ３０の外面にオイルク
ーラ４０を配設し、他方のラジエータ３０の外面にエン
ジンアフタクーラ４１を配設したものである。この結
果、前記同様に、各種放熱器を効率的に放熱させること
ができる。
【００２９】図９は、第４実施形態のラジエータ配置を
示す平面図である。ラジエータ３０を１個の円弧形に形
成したものであり、同一幅で大きな冷却面積を確保でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却装置を備えたエンジンルームの側
面断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のラジエータ配置の冷却
装置を備えたエンジンルームの平面断面図である。
【図３】本発明のラジエータと冷却ファンとの構成を示
す斜視図である。
【図４】本発明の冷却装置を備えたエンジンルームの平
面図である。
【図５】図１のＸ矢視図である。
【図６】冷却装置の冷却風の流れの説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態のラジエータ配置を示す
平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態のラジエータ配置を示す
平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態のラジエータ配置を示す
平面図である。
【図１０】装輪式作業車両の側面図である。
【図１１】従来の冷却装置の第１例を示すエンジンルー
ムの平面構成図である。
【図１２】従来の冷却装置の第２例を示すエンジンルー
ムの平面構成図である。
【符号の説明】
４ エンジン １０ エンジンルーム １１ ボンネット １２ サイドカバー １３ ラジエータマスク １４，１４ａ 吸気口 １５ 排気口 １６ 隔壁 ２０ 冷却ファン ２２ ファン支持枠 ３０ ラジエータ ３１ ラジエータコア ３４ ブラケット ３６ ファンシュラウド ３７ 上板 ３８ 下板 ４０ オイルクーラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 豊 埼玉県川越市南台１丁目９番地 株式会社 小松製作所建機第二開発センタ内 Ｆターム(参考） 3D038 AA09 AA10 AB06 AC12 AC15 AC19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体の前部に作業機(3) を備え、後部に
    エンジン(4) を搭載した装輪式作業車両(1) において、 車体の後部に、複数のラジエータ(30,30) を平面視でＶ
    字形状に配設してなることを特徴とする作業車両の冷却
    装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の作業車両の冷却装置にお
    いて、 前記複数のラジエータ(30,30) は、エンジン(4) の後方
    に、後部に開口部を有するＶ字形状に配設され、そのラ
    ジエータ(30,30) の開口部に１個の冷却ファン(20)を配
    設したことを特徴とする作業車両の冷却装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の作業車両の冷却装置にお
    いて、 前記複数のラジエータ(30,30) の左右両側面部は、それ
    ぞれ吸気口(14)を有し、かつ開閉自在に配設されたサイ
    ドカバー(12,12) により被覆され、上部は、上面を後部
    が下がる方向に傾斜させたボンネット(11)により被覆さ
    れたことを特徴とする作業車両の冷却装置。
  4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の作業車両の冷却装
    置において、 前記冷却ファン(20)は、側面視で後面を上向きに傾斜さ
    せて配設したことを特徴とする作業車両の冷却装置。
  5. 【請求項５】 請求項２、３又は４記載の作業車両の冷
    却装置において、 前記冷却ファン(20)をファン支持枠(22)に回転自在に取
    着すると共に、 このファン支持枠(22)の左右又は上下いずれかの一端部
    を、前記複数のラジエータ(30)の開口部の後端部に回動
    自在に取着したことを特徴とする作業車両の冷却装置。
  6. 【請求項６】 請求項１又は２記載の作業車両の冷却装
    置において、 ２個のラジエータ(30,30) が、平面視で後方に開口部を
    有するＶ字形状を形成し、かつそれぞれの内側端部を近
    接させて配設されると共に、 前記内側端部を相互間の隙間を塞ぐＬ形断面形状のブラ
    ケット(34)にそれぞれボルト(35)により締着し、前記開
    口部近傍のそれぞれの外側端部には冷却ファン(20)の外
    周部を被覆するファンシュラウド(36)を取着し、２個の
    ラジエータ(30,30) とファンシュラウド(36)とで囲まれ
    たエリアの上下面の三角形状開口部にはそれぞれ上板(3
    7)及び下板(38)を取着したことを特徴とする作業車両の
    冷却装置。
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