JP2001153490A - 建設機械のラジエータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建屋カバーの内部スペースを有効に活用し、
アッパタンクとリザーブタンクとの間を接続する連通管
を短縮すると共に、ラジエータ装置を構成する部品点数
を少なくできるようにする。 【解決手段】 ラジエータ装置２０は、アッパタンク２
１と、ロアタンク２２と、ラジエータコア部２３とから
構成されるが、ラジエータ装置２０を含む冷却回路内で
冷媒が熱膨張した時に冷媒が流入するリザーブタンク２
４は、アッパタンク２１と一体に設けられて上部側タン
ク２５を構成する。上部側タンク２５は所定の容積を有
するケーシングからなり、隔壁２６によりアッパタンク
２１とリザーブタンク２４とに区画形成され、またプレ
ッシャキャップ２９はリザーブタンク２４を貫通して上
方に延在させた筒部２８に装着され、さらにプレッシャ
キャップ２９の直下位置と、リザーブタンク２４の下部
との間に、細い連通管３０が接続して設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械の建屋カバー内に設けられるラジエータ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械は、その大半
の駆動手段は油圧シリンダ及び油圧モータからなる油圧
アクチュエータで構成され、これらの油圧アクチュエー
タには油圧ポンプで加圧した圧油を供給するようになっ
ているが、油圧ポンプを駆動するためにエンジンを備え
ており、このエンジンにはラジエータ装置が付設されて
いる。

【０００３】図９及び図１０に従来技術によるラジエー
タ装置の概略構成を示す。同図において、１は下部フレ
ーム１ａ，側部カバー１ｂ及び上部カバー１ｃにより仕
切られた建屋カバーであって、この建屋カバー１の内部
にはエンジン２が設置されており、このエンジン２には
ラジエータ装置３が付設されている。また、４はファン
であり、このファン４はエンジン２により直接、または
油圧モータ等の回転駆動手段により回転駆動されるもの
であって、このファン４を回転駆動することによって、
建屋カバー１の側部カバー１ｂに設けた外気取り込み部
５から外気を吸い込んで、ラジエータ装置３に冷却風を
流通させるようにしている。

【０００４】ラジエータ装置３は、図９から明らかなよ
うに、アッパタンク６，ロアタンク７及びラジエータコ
ア部８から構成される。ラジエータコア部８はフィン８
ａと、このフィン８ａを貫通するように配置した多数の
細管からなるチューブ８ｂとから構成され、アッパタン
ク６はラジエータコア部８の上部に、またロアタンク７
は下部に装着されている。そして、アッパタンク６には
エンジン２の内部を含む冷却回路からの冷媒の流入管９
が接続され、またロアタンク７には冷却された冷媒をこ
の冷却回路に供給する供給管１０が接続されている。そ
して、エンジン２を冷却することにより熱せられた冷媒
が流入管９からアッパタンク６内に流入すると、このア
ッパタンク６からラジエータコア部８のチューブ８ｂに
沿って下方に冷媒が流下する際に、ファン４の作動によ
りこのラジエータコア部８を通過する冷却風と熱交換
し、このようにして冷却された冷媒はロアタンク７に流
入した後に、供給管１０を介してエンジン２に供給され
る。

【０００５】冷媒は以上のようにして循環するが、円滑
な冷媒の流れを形成するためには、ラジエータ装置３を
含む冷却回路の内部を流れる冷媒の圧力は一定に保たれ
なければならない。このために、アッパタンク６には、
プレッシャキャップ１１が設けられており、このプレッ
シャキャップ１１によって、冷媒が流れる冷却回路の圧
力を大気圧より僅かに高い所定の圧力状態に保持させる
ようにしている。エンジン２の稼動中には、冷媒はエン
ジン２により熱せられて温度が上昇することから、冷媒
が熱膨張することになる。ここで、冷媒は、例えば水と
エチレングリコールとの混合流体等から構成されるが、
この冷媒の温度が上昇して熱膨張しても、ラジエータ装
置３を含む冷却回路の内部を流れる冷媒の圧力は一定に
保たれなければならない。従って、冷媒が熱膨張により
増加した冷媒を貯留する機構が必要となる。このため
に、リザーブタンク１２が設けられ、またリザーブタン
ク１２とアッパタンク６との間は連通管１３で接続され
ている。

【０００６】とりわけ、大型のエンジンを備えた油圧シ
ョベル等にあっては、所定の冷却能力を持たせるため
に、冷却回路には多量の冷媒を流通させる必要がある。
従って、熱膨張による冷媒量の変化も大きくなるため
に、リザーブタンク１２の容積もそれに応じて大型化す
ることになる。そして、このリザーブタンク１２は、ラ
ジエータ装置３と共に建屋カバー１の内部に設置される
が、例えば、図９に示した構成にあっては、建屋カバー
１における上部カバー１ｃにブラケット１４に支持させ
るようにして取り付けられている。このリザーブタンク
１２を設けることによって、冷媒が熱膨張すると、連通
管１３を介してリザーブタンク１２内に膨張した分の冷
媒が流れ込み、また冷媒の温度が低下すると、リザーブ
タンク１２から連通管１３を通ってアッパタンク６に冷
媒が還流するようになる。

【０００７】なお、ラジエータ装置３による熱交換をよ
り効率的に行うために、ファン４の周囲をシュラウド１
５で囲うことにより冷却風が確実にラジエータコア部８
を通るようにしている。また、ラジエータ装置３の上部
が開放されていると、一度ラジエータ装置３におけるラ
ジエータコア部８を通過して加熱された空気が吸い込み
側に還流する、所謂サーキュレーションが発生すること
になる。このサーキュレーションを防止するために、建
屋カバー１の上部カバー１ｃとラジエータ装置３におけ
るアッパタンク６の上部との間にサーキュレーション防
止壁１６を設ける構成としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、リザーブタンクとアッパタンクとの間を連通管で
接続する構成とすると、ラジエータ装置の全体構成が複
雑になる。また、建屋カバーは比較的狭い空間からな
り、しかも内部には様々な機器が配置されているので、
リザーブタンクの設置スペースが限られる。特に、建屋
カバー内という限られた空間内に様々な機器が配置され
ているので、１箇所にまとまったスペースを形成するの
は困難であり、従って大型のリザーブタンクをアッパタ
ンクに近接した位置に配置できない場合がある。また、
リザーブタンクの設置スペースが得られるにしても、そ
の位置がアッパタンクから離れていると、その間を接続
する連通管の長さが長くなると共に、他の部材を避ける
ために、連通管を途中で曲げたりする必要もあることか
ら、その引き回しが面倒になる。しかも、連通管が長尺
化し、かつ複雑に曲げられていると、その間における冷
媒の円滑な流通に支障を来すという事態が生じる不都合
もある。

【０００９】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、建屋カバーの内部ス
ペースを有効に活用し、アッパタンクとリザーブタンク
との間を接続する連通管を短縮すると共に、ラジエータ
装置を構成する部品点数を少なくできるようにすること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、建設機械の建屋カバー内に設置さ
れ、上部にエンジン冷却用の冷媒が還流するアッパタン
クが、また下部にはエンジンに冷媒を供給するためのロ
アタンクがそれぞれ設けられ、これらアッパタンクとロ
アタンクとの間に冷却風が流通するラジエータコア部を
設けたラジエータ装置であって、前記アッパタンクの上
部にリザーブタンクを連結して設け、このリザーブタン
クとアッパタンクとの間を冷媒給排管で接続する構成と
したことをその特徴とするものである。

【００１１】ここで、リザーブタンクとアッパタンクと
は別部材で構成することもできるが、アッパタンクとリ
ザーブタンクとを一体のケーシングで構成し、このケー
シングを隔壁により上下に分割して、下部側をアッパタ
ンクとし、上部側をリザーブタンクとする構成とすれ
ば、ラジエータ装置を構成する部品点数を少なくでき、
構成の簡略化が図られる。また、リザーブタンクは建屋
カバーを構成する上部カバー部に当接乃至近接した位置
に延在させるようにすると、アッパタンクの上部に設け
られるサーキュレーション防止機能をも発揮させること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。ここで、前述した従来技
術と同一または均等な部材については、それと同一の符
号を付して、その説明は省略する。

【００１３】而して、図１乃至図３において、２０はラ
ジエータ装置であって、このラジエータ装置２０は、ア
ッパタンク２１と、ロアタンク２２と、ラジエータコア
部２３とから構成され、ラジエータコア部２３はフィン
２３ａと、このフィン２３ａを貫通するように配置した
多数の細管からなるチューブ２３ｂとから構成される点
については、前述した従来技術の構成と格別の差異はな
い。

【００１４】然るに、リザーブタンク２４は、アッパタ
ンク２１と一体に設けられ、これらアッパタンク２１と
リザーブタンク２４とで上部側タンク２５が形成され
る。図４に上部側タンク２５の全体構成を示し、また図
５，図６及び図７には、それぞれ図４のＡ−Ａ位置、Ｂ
−Ｂ位置及びＣ−Ｃ位置の断面を示す。上部側タンク２
５は、概略コ字状に曲折させたタンク本体部２５ａの左
右両端に端板２５ｂ，２５ｂを溶接等の手段で固着して
設けることによって、所定の容積を有するケーシングが
形成される。また、タンク本体部２５ａの下端部（及び
端板２５ｂの下端部）は外向きに曲成されて、ラジエー
タコア部２３に固着される接合部２５ｃを構成してい
る。

【００１５】上部側タンク２５は、下部側がアッパタン
ク２１で、上部側はリザーブタンク２４となっている。
従って、これらアッパタンク２１とリザーブタンク２４
との間を区画形成するための隔壁２６が設けられてい
る。この隔壁２６は、長手方向における両端部の高さは
低いが、中間部分は高くなっている。そして、このアッ
パタンク２１における中間部分に流入管２７が接続され
ている。また、この流入管２７の接続位置の上部には溢
出用の筒部２８が設けられており、この筒部２８の上端
部にはプレッシャキャップ２９が設置されている。この
プレッシャキャップ２９は、アッパタンク２１を含め
て、冷媒が流通する回路全体に所定の設定圧を与えるた
めのものである。また、筒部２８におけるプレッシャキ
ャップ２９の直下位置と、リザーブタンク２４の下部と
の間には、細い連通管３０が接続して設けられている。
さらに、リザーブタンク２４の上面には、このリザーブ
タンク２４内の液面が上下した時に、その内圧が変動す
るのを防止し、実質的に内部を大気圧状態に保つための
大気連通管３１が接続されている。なお、図中におい
て、３２はリザーブタンク２４内に冷媒を注入するため
の注入通路であり、この注入通路３２の先端には、冷媒
を補給する時以外はキャップ３３により施蓋されてい
る。そして、リザーブタンク内に冷媒を大量に注入する
際には、この注入通路３２から注入する。また、３４は
タンク本体部２５ａの側面に取り付けたリザーブタンク
２４の液面を表示するインジケータである。さらに、３
５はロアタンク２２に接続した流出管である。

【００１６】而して、アッパタンク２１とリザーブタン
ク２４とを比較すると、アッパタンク２１には、エンジ
ン２からの冷媒の流入管２７が接続され、また冷却回路
全体の圧力を決定するプレッシャキャップ２９を設け、
さらに冷媒の注入通路３２が設けられるものの、両者は
冷媒を貯留する容器である点で共通する。そこで、これ
らアッパタンク２１とリザーブタンク２４とを一体のケ
ーシングからなる上部側タンク２５で形成する構成とし
た。そして、アッパタンク２１は下部側を、リザーブタ
ンク２４は上部側を構成する。これによって、ラジエー
タ装置２０を構成する部品点数を少なくすることができ
る。

【００１７】アッパタンク２１は下部側に位置している
ので、このアッパタンク２１は直接ラジエータコア部２
３に接続されることになる。また、アッパタンク２１は
リザーブタンク２４の下部に位置しているにも拘らず、
このアッパタンク２１には筒部２８を連結して設け、こ
の筒部２８をリザーブタンク２４を貫通させるようにし
てリザーブタンク２４の上方位置にまで延在させ、この
筒部２８の先端にプレッシャキャップ２９を取り付ける
構成としているので、このプレッシャキャップ２９にそ
の本来の機能を発揮させることができる。

【００１８】しかも、アッパタンク２１とリザーブタン
ク２４との間を連通させる連通管３０は、筒体２８にお
けるリザーブタンク２４の上部位置からこのリザーブタ
ンク２４の下部位置、つまり隔壁２６より僅かに高い位
置との間に掛け渡されているので、この連通管３０の長
さ寸法を最小限のものとすることができる。従って、冷
媒の温度が上昇して、アッパタンク２１内の圧力が上昇
すると、直ちに余分な冷媒がリザーブタンク２４内に流
入し、また冷媒の温度が下降した時には、リザーブタン
ク２４側からアッパタンク２１内に冷媒が流入する。こ
れによって、冷媒の温度変化に起因する冷媒の体積変化
があっても、冷却回路内は常に所定の設定圧を維持させ
ることができる。その結果、回路内における冷媒の流通
が円滑に行われることになる。

【００１９】アッパタンク２１とリザーブタンク２４と
を上下方向に重ね合わせた形となっているので、上部側
タンク２５はアッパタンク単体で構成したものより高さ
寸法が高くなる。ここで、ラジエータ装置２０は、エン
ジン２に加えて、エンジン２に連結して設けられる油圧
ポンプ等（図示せず）と共に建屋カバー１の内部に配置
されている。そして、建屋カバー１の上部カバー１ｃの
高さ位置は、ラジエータ装置２０ではなく、建屋カバー
１内の全ての機器類のうち、最も高い位置に配置されて
いるものに依存して決定される。このために、図１０に
示した従来技術の構成では、ラジエータ装置３を構成す
るアッパタンク６の上部に大きな隙間が形成され、この
ためにサーキュレーション防止壁１５を設けて、ラジエ
ータコア部８を通過した空気がその吸い込み側に還流す
るのを防止している。しかしながら、本発明において、
アッパタンク２１の上部に、このアッパタンク２１と一
体的に設けたリザーブタンク２４が配置されているの
で、図７に示したように、上部側タンク２５は建屋カバ
ー１における上部カバー１ｃの内面に近接した位置にま
で延在され、その間の隙間を最小限に抑制できる。その
結果、上部側タンク２５自体がラジエータ装置２０の設
置位置におけるサーキュレーション防止機能を発揮させ
ることができ、必ずしもサーキュレーション防止壁を設
置しなくても良くなる。なお、図７においては、上部カ
バー１ｃの内面にサーキュレーション防止壁３６を設け
る構成としているが、このサーキュレーション防止壁３
６の寸法は著しく短縮できるようになる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、建
屋カバーの内部スペースを有効に活用し、アッパタンク
とリザーブタンクとの間を接続する連通管を短縮すると
共に、ラジエータ装置を構成する部品点数を少なくでき
る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すラジエータ装置の
正面図である。

【図２】図１の背面図である。

【図３】図１の左側面図である。

【図４】上部側タンクの正面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】図１のラジエータ装置を装着した建屋カバーの
内部構成図である。

【図９】従来技術によるラジエータ装置の正面図であ
る。

【図１０】図９のラジエータ装置を装着した建屋カバー
の内部構成図である。

【符号の説明】

１ 建屋カバー １ｃ 上部カバー ２ エンジン ４ ファン ５ 外気取り入れ口 ２０ ラジエータ装置 ２１ アッパタンク ２２ ロアタンク ２３ ラジエータコア部 ２４ リザーブタンク ２５ 上部側タンク ２５ａ タンク本体部 ２５ｂ 端板 ２５ｃ 接合部 ２６ 隔壁 ２７ 流入管 ２８ 筒部 ２９ プレッシャキャップ ３０ 連通管 ３６ サーキュレーション防止壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械の建屋カバー内に設置され、上
   部にエンジン冷却用の冷媒が還流するアッパタンクが、
   また下部にはエンジンに冷媒を供給するためのロアタン
   クがそれぞれ設けられ、これらアッパタンクとロアタン
   クとの間に冷却風が流通するラジエータコア部を設けた
   ラジエータ装置において、前記アッパタンクの上部にリ
   ザーブタンクを連結して設け、このリザーブタンクとア
   ッパタンクとの間を冷媒給排管で接続する構成としたこ
   とを特徴とする建設機械のラジエータ装置。
2. 【請求項２】 前記アッパタンクとリザーブタンクと
   は、一体のケーシングで構成し、このケーシングを隔壁
   により上下に分割して、下部側をアッパタンクとし、上
   部側をリザーブタンクとする構成としたことを特徴とす
   る請求項１記載の建設機械のラジエータ装置。
3. 【請求項３】 前記リザーブタンクは前記建屋カバーを
   構成する上部カバー部に当接乃至近接した位置に延在さ
   せることによって、前記アッパタンクの上部に設けられ
   るサーキュレーション防止機能を発揮させる構成とした
   ことを特徴とする請求項１記載の建設機械のラジエータ
   装置。