JP2001132454A - 建設機械のエンジン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ファンベルト交換時の作業容易性を確保しつ
つ、チップクリアランスを十分に小さくしてファン効率
を向上する。 【解決手段】ラジエータ９ｃを含む熱交換器９を冷却す
る冷却風Ｐを誘起する冷却ファン１１と、エンジン８側
に支持され冷却ファン１１を内包するシュラウド後部１
０ｂと、熱交換器９側に支持され冷却風Ｐをシュラウド
後部１０ｂに導入するシュラウド前部１０ａと、それら
のシールを行う密封部材４３とを有する建設機械のエン
ジン冷却装置において、シュラウド後部１０ｂのリング
ガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａに設ける取付ボルト
４２ａを通す孔を長孔４５とすることにより、冷却ファ
ン１１とシュラウド後部１０ｂとの相対的位置関係を可
変にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械のエンジ
ン室内に設けられるエンジン冷却装置に係わり、特に、
エンジン側に支持される第１のシュラウドと熱交換器側
に支持される第２のシュラウドからなる分離構造のシュ
ラウドを備えた建設機械のエンジン冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械、例えば油圧ショベルは、ブー
ム、アーム、バケット等のフロント装置（作業フロン
ト）や上部旋回体を、油圧シリンダや油圧モータ等の油
圧アクチュエータによって動作させる。これら油圧アク
チュエータは、エンジンによって駆動される油圧ポンプ
からの吐出圧油によって作動される。上部旋回体は、カ
バーで覆われており、エンジンや油圧ポンプは、カバー
内に設けたエンジン室に配置されている。

【０００３】通常、この種の建設機械では、エンジンの
冷却を行うために、エンジン室内に設けた冷却ファンを
駆動して、カバーの一方側に設けた吸気孔から外気を導
入し冷却風を誘起する。このとき冷却ファンとしては、
エンジンのクランク軸からの駆動力で回転されるいわゆ
る軸流ファンが用いられることが多い。

【０００４】冷却風は、エンジン室内に導入された後、
ラジエータ等の各種熱交換器を通過して冷却し、熱交換
器の下流側に設けられたシュラウドで絞られて冷却ファ
ンに導入される。冷却ファンから吹き出された冷却風
は、さらにエンジン及び油圧ポンプ等を冷却した後、カ
バーの他方側に設けた排気孔から外部に排出される。な
お、これとほぼ同様のエンジン室の冷却構造が、乗用車
やトラック、農機、発電装置等の分野においても採用さ
れている。

【０００５】ここで、熱交換器は、エンジンとは別個独
立してエンジン室床面に固定されておりエンジンとは別
の振動系に属しているが、従来、シュラウドをその熱交
換器側に固定支持するのが一般的であった。そのため、
エンジン側の振動系に属する冷却ファンとの間に比較的
大きな相対変位を生じ、シュラウドのうち冷却ファンを
内包する下流側部分と冷却ファン羽根車外径との間の間
隙寸法（チップクリアランス）を比較的大きくとらざる
を得ず、この間から冷却風の逆流や漏れあるいは乱れが
生じて風量が減少しファン効率の低下や騒音の増大を招
いていた。

【０００６】そこで、このような問題を解決するため
に、例えば、実開平４−６７２６号公報に記載のよう
に、シュラウドを、エンジン側に支持され、冷却ファン
を内包する第１のシュラウド（ファンリングともいう）
と、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、熱交換
器側に支持されて冷却風を第１のシュラウドに導入する
第２のシュラウド（シュラウドカバーともいう）との分
離構造とし、かつ、第１のシュラウドと第２のシュラウ
ドとの間を、それらの間の相対変位を許容する弾性密封
部材（例えばゴムリング）で接続しシールするエンジン
冷却装置が提唱されている。これにより、冷却ファンを
内包する第１のシュラウドは冷却ファンと同様にエンジ
ン側の振動系に属することとなり、両者の相対変位が小
さくなってチップクリアランスを小さくすることができ
るので、ファン効率を向上し騒音を低減することができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術には、以下の問題が存在する。

【０００８】冷却ファンの回転軸はエンジン内に配置し
たラジエータ水循環用水ポンプの回転軸と共通に設けら
れるのが一般的である。そして、そのファン回転軸のう
ち冷却ファンとエンジンとの間の部分にプーリを固定す
るとともに、そのプーリと、エンジンのクランク軸に固
定したプーリとの間にファンベルトを掛け渡し、エンジ
ンのクランク軸からの駆動力を、クランク軸のプーリ、
ファンベルト、ファン回転軸のプーリを介しファン回転
軸に伝達することにより、冷却ファンを回転させ冷却風
を誘起するようになっている。このファンベルトは使用
と共に摩耗していくものであるため、適当な頻度で交換
（あるいはメンテナンス、以下同様）を行う必要があ
る。

【０００９】通常、この交換作業は、ファンベルトを切
断することなくリング状形状を維持したまま行う。すな
わち、クランク軸のプーリ及びファン回転軸のプーリか
らファンベルトを取り外し、反エンジン側に脱出させた
後、冷却ファンの羽根１枚ずつの外周部を通すようにし
てさらに反エンジン側に引き出し、すべての羽根の外周
部を通し終えたときに取り出し完了となる。新しいファ
ンベルトを装着するときはこの逆の手順となる。

【００１０】このように、ファンベルトの交換時には、
ファンベルトを冷却ファンの羽根の外周部を通過させる
必要がある。しかし、上記公知技術のように冷却ファン
の外周部に第１のシュラウドを設け、ファン効率向上の
ためそのチップクリアランスを小さくしようとすると、
上記ファンベルトの交換作業が困難となる。特に、チッ
プクリアランスの値がファンベルトの厚み未満となる場
合には、ファンベルト交換は事実上不可能となるため、
ファンベルト交換のたびに第１のシュラウドを取り外し
たり、あるいは冷却ファン自体を取り外すといった大が
かりで面倒な作業が必要となる。

【００１１】逆に、ファンベルト交換の容易性を確保し
ようとすると、チップクリアランスをファンベルトの厚
み（ファンベルトの伝達すべき動力によって決まる）以
上にしなければならないため、上記チップクリアランス
縮小によるファン効率向上・騒音低減効果が十分に得ら
れなくなる。但し、周方向の一部分の領域だけチップク
リアランスを大きくして、そこからファンベルトを通
し、あとは順次冷却ファンの羽根をそのクリアランスの
大きな位置まで回転させ、対応する部分のファンベルト
を通していく、という方法も考えられなくもない。しか
しこの場合も、その一部分のチップクリアランスの大き
な箇所の存在によってその分ファン効率は低下するし、
またファン騒音、特に冷却ファンの羽根数と回転数の積
によって周波数の決まるいわゆる羽根音（風切り音）が
増大することとなる。

【００１２】なお、以上において、古いファンベルトを
取り出すときはリング状形状を切断してしまうことも考
えられるが、この場合でも、少なくとも新しいファンベ
ルトを装着するときには、上記の問題が生じる。

【００１３】本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてな
されてものであり、その目的は、ファンベルト交換時の
作業容易性を確保しつつ、チップクリアランスを十分に
小さくしてファン効率を向上できる建設機械のエンジン
冷却装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、建設機械のエンジンが内設された
エンジン室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却
するラジエータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前
記熱交換器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、
前記エンジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する
第１のシュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に
設けられ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前
記第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前
記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変
位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材
とを有する建設機械のエンジン冷却装置において、前記
冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対的位置関係
を可変にする位置可変機構を設ける。

【００１５】本発明においては、通常の冷却動作時に
は、位置可変機構によって冷却ファンを内包する第１の
シュラウドと冷却ファンとのチップクリアランスを例え
ば周方向全周にわたって小さく設定し、ファン効率を向
上させることができる。また、ファンベルト交換時に
は、位置可変機構によって冷却ファンと第１のシュラウ
ドとを相対的に離間させ、少なくとも周方向の一部分に
おいて冷却ファンの羽根の外周部の隙間を広げることが
できるので、ファンベルトを簡単に通過させることがで
きる。したがって、ファンベルト交換作業の容易性を確
保することができる。

【００１６】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記位置可変機構は、前記第１のシュラウドの位置を移
動可能な機構である。

【００１７】（３）上記（１）において、また好ましく
は、前記位置可変機構は、前記冷却ファンの位置を移動
可能な機構である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を参照し
つつ説明する。

【００１９】本発明の第１の実施形態を図１〜図６によ
り説明する。本実施形態は、本発明を建設機械の一例と
して油圧ショベルに適用した場合の実施形態である。

【００２０】図２は、本実施形態によるエンジン冷却装
置が適用される油圧ショベルの全体外観構造を表す斜視
図であり、この油圧ショベルは、概略的に言うと、下部
走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けた上
部旋回体２と、この上部旋回体２の前方左側に設けた運
転室３と、上部旋回体２上に横置きに配置したエンジン
室４と、上部旋回体２の後部に設けたカウンタウエイト
５と、上部旋回体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６とから形成されている。

【００２１】下部走行体１は、左右に無限軌道履帯１ａ
を備えている。この無限軌道履帯１ａは、それぞれ走行
用の油圧モータ１ｂの駆動力によって駆動される。

【００２２】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等を備えた上部旋
回体２は、上部旋回体２の中心部に設けた旋回用の油圧
モータ（図示せず）により下部走行体１に対して旋回さ
れる。

【００２３】多関節型のフロント装置６を形成するブー
ム６ａ、アーム６ｂ、及びバケット６ｃは、それらにそ
れぞれ設けたブームシリンダ７ａ、アームシリンダ７
ｂ、及びバケットシリンダ７ｃによって、駆動動作され
る。

【００２４】前述した油圧シリンダ７ａ，７ｂ，７ｃ、
旋回用油圧モータ、走行用の油圧モータ１ｂ等の駆動機
器（油圧アクチュエータ）は、運転室３内の操作者によ
って操作される操作レバーからの操作に応動して、エン
ジン室４内のエンジン８（図示せず、後述の図１参照）
によって駆動される油圧ポンプ（同）からの圧油を制御
する制御弁装置（図示せず）からの圧油により駆動され
る。

【００２５】図３は、本実施形態によるエンジン冷却装
置が適用されるエンジン室４の外観構造を示す拡大斜視
図であり、図１は、本実施形態によるエンジン冷却装置
が設けられるエンジン室４の詳細構造を示す図３中Ｉ−
Ｉ断面による側断面図であり、図４は、図１中Ａ部拡大
図である。なおこれら図１、図３、及び図４において、
図２と同符号のものは同一部分である。

【００２６】図１、図３、及び図４において、エンジン
室４内には、熱交換器９と、熱交換器９の下流側に固定
されたシュラウド１０と、熱交換器９を冷却する冷却風
（空気流）Ｐを誘起する冷却ファン１１と、熱交換器９
の上部及び下部を含む外周部にそれぞれ設けられたシー
ル用の仕切部材１２とが設けられている。

【００２７】エンジン室４の外郭はエンジンカバー１３
によって形成されており、このエンジンカバー１３によ
って、エンジン８、冷却ファン１１、熱交換器９、油圧
ポンプ（後述する）、マフラ（同）等の機器が覆われて
いる。またこのエンジンカバー１３は、下カバー１３ａ
と、吸込み側（左側）横カバー１３ｂと、吐出側（右
側）横カバー１３ｃと、上カバー１３ｄと、前カバー１
３ｅと、後カバー１３ｆとで形成されている。

【００２８】上カバー１３ｄは、その一方端がヒンジ１
４によって開閉可能に吐出側横カバー１３ｃに取り付け
られ、他方端には、その開閉側を吸込側横カバー１３ｂ
に掛け止めするための係止具１５が設けられている。そ
してこの上カバー１３ｄの熱交換器９側領域及び吸込側
横カバー１３ｂには、外部から冷却風Ｐを取り入れ冷却
ファン１１に導入する吸込口１６が設けられている。ま
た、上カバー１３ｄのその他の領域及び吐出側横カバー
１３ｃには、冷却ファン１１から流出する冷却風Ｐを外
部に排出する吐出口１７，１８がそれぞれ設けられてい
る。さらに、下カバー１３ａの油圧ポンプ（後述する）
側にも、吐出口１９が設けられている。

【００２９】エンジン８は、上部旋回体２下部に設けら
れ上部旋回体２の基礎下部構造をなすフレーム２０上に
振動減衰装置２１を介して設置されている。また、エン
ジン８のクランク軸８ａには、プーリ２２が固定されて
いる。さらにエンジン８のクランク軸８ａより上方には
補助回転軸２３が冷却ファン１１の軸と共通してエンジ
ン８内に臨むように設けられる。この補助回転軸２３の
エンジン８内の端部には、熱交換器９の１つであるラジ
エータ（後述する）に図示しない配管を介してエンジン
冷却水を循環させる水ポンプ２４が連結されている。

【００３０】熱交換器９は冷却ファン１１の前段（上流
側）に配置されており、詳細には、例えば冷却風Ｐの流
れ方向最上流側に位置しエンジン８の燃焼用吸入空気を
予冷するインタークーラ９ａと、このインタークーラ９
ａの下流側に隣接し前述した油圧アクチュエータ７ａ〜
ｃ等を駆動する圧油（作動油）を冷却するオイルクーラ
９ｂと、このオイルクーラ９ｂのさらに下流側で冷却風
Ｐの流れ方向最下流側に位置しエンジン８の冷却水を冷
却するラジエータ９ｃとから形成されている。なお、通
常のこの種の建設機械のエンジン冷却装置と同様、冷却
風Ｐの最上流側に配置されるインタークーラ９ａの大き
さは、その要求される冷却性能（熱交換容量）に応じ、
図１に示すようにオイルクーラ９ｂやラジエータ９ｃよ
り小さくなっており、特に鉛直上下方向（図１中上下方
向）の寸法が小さくなっている。

【００３１】インタークーラ９ａ、オイルクーラ９ｂ、
及びラジエータ９ｃはいずれも、冷却対象である液体が
内部を流れる配管を、略枠体（あるいは２つの略平板を
両側に立設してなるガイドでもよい、以下同様）内に保
持して形成されている。すなわち、インタークーラ９ａ
は燃焼用空気が流される配管９ａＡ及びこれを保持する
枠体９ａＢを備え、オイルクーラ９ｂは作動油が流され
る配管９ｂＡ及びこれを保持する枠体９ｂＢを備え、ラ
ジエータ９ｃはエンジン冷却水が流される配管９ｃＡ及
びこれを保持する枠体９ｃＢを備えている。なおこのと
き、図１に示すように、インタークーラ枠体９ａＢ、オ
イルクーラ枠体９ｂＢ、及びラジエータ枠体９ｃＢは、
冷却風Ｐの流れ方向にほぼすきまなく密着するように配
置固定されているが、インタークーラ配管９ａＡ、オイ
ルクーラ配管９ｂＡ、及びラジエータ枠体９ｃＡは、冷
却風Ｐの流れ方向に互いに若干のすきまがあくように配
置されている。

【００３２】シュラウド１０は、冷却ファン１１の上流
側に位置し冷却ファン１１で誘起される冷却風Ｐを冷却
ファン１１の吸い込み側に導入するようになっており、
熱交換器９の下流側に固定された略箱形形状の前部（ボ
ックスシュラウド、あるいはシュラウドカバー）１０ａ
と、この前部１０ａのさらに下流側に位置し冷却ファン
１１の径方向外周側に配置される略ベルマウス形状の後
部（ファンリング）１０ｂとから形成された分離型（い
わゆる２ピース型）シュラウドである。

【００３３】すなわち、図４に詳細に示すように、前部
１０ａは熱交換器９（詳細にはラジエータ９ｃ）の冷却
風Ｐ下流側（図４中右側）に固定される一方、後部１０
ｂはエンジン８に設けられたブラケット（ステー）４１
に固定されている。

【００３４】図５は、このときのシュラウド後部１０ｂ
のブラケット４１への取付構造を示す図４中Ｂ方向から
見た矢視図である。なお、煩雑を避けるために、取付ナ
ット４２ｂ（後述）及び密封部材４３（同）の図示は省
略している。

【００３５】図５及び図４において、本実施形態の最も
大きな特徴として、シュラウド後部１０ｂは、その冷却
風下流側に設けられた危険防止用の略円環状のリングガ
ード部１０ｂ1の周方向複数箇所から、径方向に突出し
て取付ブラケット部１０ｂ1Ａが設けられている。そし
て各取付ブラケット部１０ｂ1Ａには鉛直上下方向を長
軸とする長孔４５が設けられている。一方、エンジン８
からは上記シュラウド後部１０ｂのリングガード取付ブ
ラケット部１０ｂ1Ａに対応する位置及び数の上記ブラ
ケット４１が配置されており、各ブラケット４１の先端
部近傍に形成された貫通孔４１ａに通した取付ボルト４
２ａを、さらに上記リングガード取付ブラケット部１０
ｂ1Ａの長孔４５に通した後、取付けナット４２ｂを締
結することにより、シュラウド後部１０ｂがブラケット
４１に固定されるようになっている。

【００３６】なおこのとき、上記構造でも明らかなよう
に、各取付ナット４２を緩めることによりシュラウド後
部１０ｂは、各長孔４５が許容する範囲内において、そ
のブラケット４１に対する相対位置をファン回転軸（＝
補助回転軸２３）に垂直な平面内において上下方向に移
動させ微調整可能である。そしてブラケット４１、エン
ジン８、及び冷却ファン１１は互いに位置関係は固定さ
れた構造であるため、言い換えれば、各取付ナット４２
を緩めることにより、シュラウド後部１０ｂと冷却ファ
ン１１との相対位置関係をファン回転軸に垂直な平面内
において調整可能となっている。

【００３７】図１、図３、及び図４に戻り、シュラウド
前部１０ａの下流側端部近傍及び後部１０ｂの上流側端
部近傍には、止め具部１０ａo，１０ｂoがそれぞれ設け
られており、それら止め具部１０ａo，１０ｂoに対して
例えばゴム等の弾性材料で形成された密封部材（シュラ
ウドラバー、ゴムリング）４３を引っかけるようにして
取付けた後、この密封部材４３の上流側端部近傍をバン
ド４４で締め、密封部材４３がずれたり外れたりするの
を防止するようになっている。このような構造により、
冷却ファン１１の動作時においてシュラウド後部１０ｂ
と冷却ファン１１の羽根１１ｂとの間のチップクリアラ
ンスｃ（図４参照）をなるべく小さくしてファン性能を
向上すると共に、熱交換器９側の振動系に属するシュラ
ウド前部１０ａとエンジン８側の振動系に属するシュラ
ウド後部１０ｂとの相対変位を許容しつつそれら前部１
０ａと後部１０ｂとの間のシールを行うようになってい
る。すなわち、冷却ファン１１と熱交換器９との間では
負圧が発生しこれが熱交換器９を通る冷却風の源となる
が、これらの間が開放空間であると負圧が減少し冷却効
果が低下するため、密封部材４３はこれを防ぐために設
けられている。

【００３８】冷却ファン１１はいわゆる軸流ファンであ
り、補助回転軸２３に取り付けられている。このとき、
補助回転軸２３には、プーリ２２に対応する位置となる
ようにプーリ２５が固定されている。そして、プーリ２
２とプーリ２５との間にはベルト２６が掛け渡されてい
る。また、冷却ファン１１は、エンジンクランク軸８ａ
からの駆動力が伝達される補助回転軸２３に固定された
ボス１１ａと、このボス１１ａまわりに固定された複数
枚の羽根１１ｂとを備えており、補助回転軸２３の回転
によって回転し、これによって図１中右方向への冷却風
Ｐ（矢印参照）を誘起するようになっている。

【００３９】仕切部材１２は、熱交換器９と上カバー１
３ｄ、下カバー１３ａ、前カバー１３ｅ、及び後カバー
１３ｆとの間をそれぞれシールするものである。

【００４０】なお、エンジン８の吐出側横カバー１３ｃ
側には前述した油圧ポンプ３３が設けられており、この
油圧ポンプ３３は図示しない連結機構（カップリング）
を介しエンジン８に連結され、エンジン８の駆動力によ
って駆動される。また、エンジン８からの排気ガスはマ
フラ３４で消音された後排気ガス管（尾管）３５を介し
てエンジン室４の外部に放出されるようになっている。
このとき、エンジン８の上部にはマフラカバー３６が固
定されており、油圧ポンプ３３からエンジン８側への油
の飛散を防止するようになっている。また、エンジン室
４内の熱交換器９より上流側（図１中左側）には、エン
ジン８の起動電流供給用のバッテリ３７が配置されてい
る。

【００４１】なお、上記において、シュラウド後部１０
ｂが、エンジン側に支持され、冷却ファンを内包する第
１のシュラウドを構成し、シュラウド前部１０ａが、第
１のシュラウドの上流側に設けられ、熱交換器側に支持
されて冷却風を第１のシュラウドに導入する第２のシュ
ラウドを構成し、密封部材４３が、第１のシュラウドと
第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間
のシールを行う弾性密封部材を構成する。また、シュラ
ウド後部１０ｂのリングガード取付ブラケット部１０ｂ
1Ａの長孔４５が、冷却ファンと第１のシュラウドとの
相対的位置関係を可変にする位置可変機構を構成し、特
に、第１のシュラウドの位置を移動可能な機構を構成す
る。

【００４２】次に、本実施形態によるエンジン冷却装置
の動作を説明する。

【００４３】通常の状態（後述するファンベルト交換時
以外の状態）においては、シュラウド後部１０ｂのリン
グガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａの長孔４５に取付
ボルト部４２ａを通し取付けナット４２ｂを締結すると
き、冷却ファン１１とシュラウド後部１０ｂとが同心円
状となるようにして固定する。図１、図４、及び図５は
この状態を示しており、この状態でチップクリアランス
は周方向どこにおいても同一値ｃとなる（図４及び図５
参照）。

【００４４】この状態で、エンジン８を駆動すると、ク
ランク軸８ａの回転がプーリ２２、ベルト２６、及びプ
ーリ２５を介して補助回転軸２３に伝達される。これに
よって、水ポンプ２４が駆動されてラジエータ９ｃの冷
却水が循環されるとともに、冷却ファン１１が駆動され
て回転する。この冷却ファン１１の回転によってカバー
１３外の空気が吸込口１６からエンジン室４内に導入さ
れ、冷却風Ｐとなって上流側から流入して熱交換器９
（インタークーラ９ａ、オイルクーラ９ｂ、及びラジエ
ータ９ｃ）を順次冷却した後、熱交換器９の下流側にあ
るシュラウド１０ａ，１０ｂの内部を通過して絞られ、
冷却ファン１１の吸い込み側（図１中左側）に導入され
る。その後、冷却ファン１１から吹き出された冷却風Ｐ
は、冷却ファン１１の下流側にあるエンジン８及び油圧
ポンプ３３等を冷却した後、吐出口１７，１８，１９か
らエンジン室４の外部に放出される。

【００４５】このとき、冷却ファン１１を内包するシュ
ラウド後部１０ｂを冷却ファン１１と同じエンジン８側
の振動系に配置していることから、非分離型（一体型）
のシュラウドのように冷却ファンを内包する部分もエン
ジン８とは別の振動系に属する場合に比べて、シュラウ
ドと冷却ファンとの相対変位が少なくなる。これによ
り、チップクリアランスｃを予め小さく設定することが
できるので、ファン効率を向上することができる。

【００４６】以上のようにして冷却ファン１１によるエ
ンジン室４内の冷却を行うが、弾性部材で形成されるフ
ァンベルト２６は使用と共に経年摩耗していくものであ
るため、適当な頻度で交換（あるいはメンテナンス、以
下同様）を行う。すなわち、まず取付ボルト４２ａに締
結されている取付ナット４２ｂをゆるめた後、冷却ファ
ン１１とシュラウド後部１０ｂとの同心円状配列を崩
し、例えば図５中矢印に示すようにシュラウド後部１０
ｂを上方又は下方（この例では上方）にずらし、その状
態で再び取付ボルト４２ａに取付ナット４２ｂを軽く締
結し、仮止めを行う（図５中破線の位置）。このように
することで、冷却ファン１１上方のチップクリアランス
ｃ′を、上記通常状態でのチップクリアランスｃの最大
２倍の値とすることができる。逆に言えば、通常状態で
のチップクリアランスｃを、交換時のチップクリアラン
スｃ′の最小１／２とすることができ、ｃ′はファンベ
ルト２６の厚み分があれば足りることから、通常状態で
のチップクリアランスｃをファンベルト２６の厚み分の
１／２まで縮小することが可能となる。なお、この状態
では、チップクリアランスの値は周方向位置によって異
なり、この例では冷却ファン１１下方において最も小さ
く（ほぼ０）となる。

【００４７】そして、上記のようにして比較的大きなチ
ップクリアランスｃ′を確保した後、エンジン８のクラ
ンク軸８ａのプーリ２２及び補助回転軸２３のプーリ２
５からファンベルト２６を取り外し、反エンジン８側
（図１中左側）に脱出させた後、まずファンベルト２６
の一番上側の部分を、上記チップクリアランスｃ′の部
分を通して反エンジン８側に取り出す。その後、順次冷
却ファン１１を回転させて各羽根１１ｂを最上方まで回
転させ（これによってその羽根１１ｂの上方には図５に
示す大きなクリアランスｃ′が確保される）、対応する
部分のファンベルト２６を通し反エンジン８側に取り出
していく。このようにして、すべての羽根１１ｂの外周
部を通し終えたときにファンベルト２６の取り出し完了
となる。その後、この逆の手順で新しいファンベルト２
６を装着する。ファンベルト２６を取り付けた後、再び
取付ナット４２ｂを緩めシュラウド後部１０ｂを前述の
通常位置に戻して取付ナット４２ｂを締め固定すれば、
ファンベルト２６の交換作業は終了する。

【００４８】以上のようにして、厚みがｃ′以下のファ
ンベルト２６であれば、通常時のチップクリアランスｃ
より厚みが大きくても、冷却ファン１１もしくはシュラ
ウド後部１０ｂを取り外すことなく、容易に交換を行う
ことができる。

【００４９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ファンベルト２６交換時にはクリアランスをｃ′と
して作業容易性を確保でき、かつ通常動作時にもチップ
クリアランスｃを十分に小さくして冷却ファン１１のフ
ァン効率を向上することができる。またこのファン効率
向上により、エンジン８の燃費を改善でき、さらにラジ
エータ９ｃ等の熱交換器９を小型化できることによるコ
ストダウンの効果もある。

【００５０】なお、上記実施形態においては、長孔４５
を上下方向を長軸とするような形状とし、ファンベルト
２６の交換時にシュラウド後部１０ｂを上方向又は下方
向にスライドさせたが、これに限られない。その異なる
長孔形状の変形例を図６に示す。

【００５１】図６に示す変形例は、ファンベルト２６交
換時において、周方向に複数箇所設けたリングガード取
付ブラケット部１０ｂ1Ａのうち所定の１箇所を支点と
し、シュラウド後部１０ｂを略周方向に所定角度だけ回
転可能（図６中矢印参照）となるように、上記１箇所以
外のリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａの長孔４
５Ａの形状、大きさ、長軸の向き等を設定したものであ
る。ファンベルト２６の交換時には、シュラウド後部１
０ｂを回転しつつスライドさせることにより、冷却ファ
ン１１の最上部付近に比較的大きなチップクリアランス
ｃ″を確保することができる。この場合も、上記第１の
実施形態と同様の効果を得る。

【００５２】また、以上においては、シュラウド後部１
０ａのリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａに設け
る取付ボルト４２ａ貫通用の孔を長孔４５，４５Ａとす
ることで、シュラウド後部１０ａの取り付け位置を可変
としたが、これに限られず、ブラケット４１の取付ボル
ト４２ａ貫通用の孔４１ａを長孔とすることでシュラウ
ド後部１０ａの取り付け位置を可変としてもよく、この
場合も同様の効果を得る。

【００５３】本発明の第２の実施形態を図７及び図８を
用いて説明する。第１の実施形態と共通の部分には同一
の符号を付し、適宜説明を省略する。

【００５４】図７は、本実施形態によるエンジン冷却装
置が設けられるエンジン室の要部構造を示す側断面図で
あり、第１の実施形態における図１の要部拡大図に相当
する。図７において、この実施形態では、補助回転軸２
３Ａの少なくとも反エンジン８側が中空構造となってお
り、その中に、冷却ファン１１のボス１１ａに固定され
たファン回転軸１１ｃが軸方向に摺動可能に挿入配置さ
れている。このとき、Ｃ−Ｃ断面図に示すように、例え
ばファン回転軸１１ｃの上部に形成した溝１１ｃＡにま
わり止め用のキー４６が固定されている。このキー４６
の上半分は補助回転軸２３Ａの内周側上部に形成された
溝２３Ａａに係合しており、これによってファン回転軸
１１ｃの回転を拘束しつつ、軸方向への移動をガイドす
るようになっている。以上のような構造により、冷却フ
ァン１１は、後述する図８に示すように軸方向に進退可
能となっており、言い換えれば、シュラウド後部１０ｂ
と冷却ファン１１との相対位置関係をファン回転軸方向
において調整可能となっている。

【００５５】なお、本実施形態においては、上記第１の
実施形態のように各取付ブラケット部１０ｂ1Ａの取付
ボルト４２ａを通すための貫通孔を長孔４５とする必要
はなく、通常の円形の貫通孔（取付ボルト４２ａの外径
より若干大きな内径）で足りる。

【００５６】上記において、補助回転軸２３Ａ、ファン
回転軸１１ｃ、及びキー４６が、冷却ファンと第１のシ
ュラウドとの相対的位置関係を可変にする位置可変機構
を構成し、特に、冷却ファンの位置を移動可能な機構を
構成する。

【００５７】次に、本実施形態によるエンジン冷却装置
の動作を説明する。

【００５８】通常の状態（ファンベルト交換時以外の状
態）においては、冷却ファン１１は図７に示す状態にあ
り、冷却ファン１１とシュラウド後部１０ｂとのファン
回転軸方向（水平方向）の相対的位置関係は、各熱交換
器９ａ〜ｃを含めたエンジン冷却装置全体の圧力損失、
および必要な冷却風量、ファン騒音等の点を総合的に判
断し、最適な位置に設定されている。

【００５９】この状態におけるエンジン冷却動作及びそ
の作用は、上記第１の実施形態と同様であり、冷却ファ
ン１１の回転によって誘起された冷却風Ｐは、熱交換器
９を順次冷却した後、シュラウド１０を介し冷却ファン
１１の吸い込み側に導入された後冷却ファン１１から吹
き出され、エンジン８及び油圧ポンプ３３等を冷却し、
吐出口１７，１８，１９からエンジン室４の外部に放出
される。そして、冷却ファン１１を内包するシュラウド
後部１０ｂを冷却ファン１１と同じエンジン８側の振動
系に配置していることから、チップクリアランスｃを小
さく設定することができ、ファン効率を向上することが
できる。

【００６０】一方、ファンベルト交換時（言うまでもな
く冷却ファン１１は停止している）には、図８に示すよ
うに、冷却ファン１１のファン回転軸１１ｃを反エンジ
ン８側にスライドさせる（矢印参照）。このようにする
ことで、冷却ファン１１まわりのチップクリアランスｃ
A（周方向全周で同一値）を、上記通常状態でのチップ
クリアランスｃに比べて大きく拡大することができる。
逆に言えば、通常状態でのチップクリアランスｃの値
を、ファンベルト２６交換時のことを考慮することな
く、冷却動作時にシュラウド後部１０ｂと冷却ファン１
１との干渉が生じない限りにおいて最小限の値にするこ
とができる。

【００６１】比較的大きなチップクリアランスｃAを確
保した後は、プーリ２２及びプーリ２５からファンベル
ト２６を取り外し、反エンジン８側に脱出させた後、フ
ァンベルト２６を上記チップクリアランスｃAの部分を
通して反エンジン８側に取り出す。但しこのとき、冷却
ファン１１まわりの周方向全周においてチップクリアラ
ンスｃAは確保されているので、第１の実施形態のよう
に順次冷却ファン１１を回転させてファンベルト２６を
順次取り出していく作業は必要ない。取り出し完了後、
逆の手順で新しいファンベルト２６を装着する。ファン
ベルト２６を取り付けた後、冷却ファン１１のファン回
転軸１１ｃをエンジン８側にスライドさせて前述の通常
位置（図７に示す位置）に戻せば、ファンベルト２６の
交換作業は終了する。

【００６２】以上説明したように、本実施形態によって
も、ファンベルト２６交換時にはクリアランスをｃAと
して作業容易性を確保でき、かつ通常動作時にもチップ
クリアランスｃを十分に小さくして冷却ファン１１のフ
ァン効率を向上することができる。

【００６３】なお、上記第１及び第２の実施形態におい
ては、熱交換器９として、インタークーラ９ａ、オイル
クーラ９ｂ、及びラジエータ９ｃを配置したエンジン冷
却装置に本発明を適用した場合を例にとって説明した
が、これに限られるものではなく、熱交換器としてイン
タークーラ及びラジエータのみを配置した場合に対して
も適用できることは言うまでもない。また、熱交換器は
これら３種類に限られるものでもなく、例えば必要に応
じ運転室３に設けるエアコン用のコンデンサを併せて配
置し、冷却風Ｐで冷却してもよい。

【００６４】また、以上は、本発明を油圧ショベルのエ
ンジン室に適用した場合を例にとって説明したが、これ
に限られず、クレーン、自走式破砕機、ホイールローダ
等、他の建設機械のエンジン室に適用してもよい。これ
らの場合も、同様の効果を得られることは言うまでもな
い。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、ファンベルト交換時に
は、位置可変機構によって冷却ファンと第１のシュラウ
ドとを相対的に離間させ、ファンベルトを簡単に通過さ
せることができる。したがって、ファンベルト交換時の
作業容易性を確保しつつ、通常冷却動作時におけるチッ
プクリアランスを十分に小さくしてファン効率を向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるエンジン冷却装
置が設けられるエンジン室の詳細構造を示す側断面図で
ある。

【図２】図１に示したエンジン冷却装置が適用される油
圧ショベルの全体外観構造を表す斜視図である。

【図３】図１に示したエンジン冷却装置が適用されるエ
ンジン室の外観構造を示す拡大斜視図である。

【図４】図１中Ａ部拡大図である。

【図５】図４中Ｂ方向から見た矢視図である。

【図６】リングガード取付ブラケット部の長孔の形状が
異なる変形例を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施形態によるエンジン冷却装
置が設けられるエンジン室の要部構造を示す拡大側断面
図である。

【図８】図７に示したエンジン冷却装置において、ファ
ンベルト交換時に冷却ファンをスライドさせた状態を示
す図である。

【符号の説明】

４ エンジン室 ８ エンジン ９ 熱交換器 ９ｃ ラジエータ １０ａ シュラウド前部（第２のシュラウド） １０ｂ シュラウド後部（第１のシュラウド） １１ 冷却ファン １１ｃ ファン回転軸（位置可変機構） ２３Ａ 補助回転軸（位置可変機構） ４３ 密封部材（弾性密封部材） ４５ 長孔（位置可変機構） ４６ キー（位置可変機構） Ｐ 冷却風

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 和則 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 竹下 清一郎 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D015 CA02 3D038 AA10 AB09 AC02 AC11 AC14 AC15 AC23

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建設機械のエンジンが内設されたエンジン
   室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却するラジ
   エータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前記熱交換
   器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、前記エン
   ジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する第１のシ
   ュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に設けら
   れ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前記第１
   のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前記第１
   のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変位を許
   容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材とを有
   する建設機械のエンジン冷却装置において、 前記冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対的位置
   関係を可変にする位置可変機構を設けたことを特徴とす
   る建設機械のエンジン冷却装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械のエンジン冷却装
   置において、前記位置可変機構は、前記第１のシュラウ
   ドの位置を移動可能な機構であることを特徴とする建設
   機械のエンジン冷却装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の建設機械のエンジン冷却装
   置において、前記位置可変機構は、前記冷却ファンの位
   置を移動可能な機構であることを特徴とする建設機械の
   エンジン冷却装置。