JP2001227003A

JP2001227003A - 建設機械の冷却装置

Info

Publication number: JP2001227003A
Application number: JP2000040495A
Authority: JP
Inventors: Osamu Watanabe; 修渡邉
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧ポンプ、エンジン、及び補機等から発生す
る騒音が周囲環境へ漏れるのを低減しつつ、エンジン室
に必要なスペースを低減する。【解決手段】旋回体３をカバー７で覆った建設機械に設
けられ、カバー７内に設けたファン２４によってカバー
７の吸気孔２９から導入される空気流Ｐを生起し、この
空気流Ｐを用いてカバー７内に設けたエンジン１８とラ
ジエータ２５、オイルクーラ２６等の熱交換器とを冷却
した後、カバー７の排気孔３０から空気流Ｐを排出する
建設機械の冷却装置において、ファン２４の吐出側を、
排気孔３０に一体化させて設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の冷却装
置に関し、さらに詳しくは、油圧ポンプ、エンジン、及
び補機等から発生する騒音が周囲環境へ漏れるのを低減
しつつ、エンジン室に必要なスペースを低減できる建設
機械の冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械のブーム、アーム、バケット、
旋回体、及び走行体等の動作部材は、通常、液圧シリン
ダ、液圧モータ等の液圧アクチュエータ（例えば油圧ア
クチュエータ）によって駆動される。建設機械には、こ
れら油圧アクチュエータの油圧源として油圧ポンプが設
けられており、この油圧ポンプは原動機（例えばエンジ
ン）によって駆動される。

【０００３】一般に、前記油圧ポンプ及び前記エンジン
は、エンジンに接続するラジエータ等の熱交換器、消音
器（マフラ）といった補機とともに、建設機械の車体本
体（例えば旋回体）を覆うカバー内に設けたエンジン室
に配置されている。このエンジン室において、前記エン
ジン及び前記補機の動作中には、それらの冷却を行うた
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、ファンにより前記熱交換器、前記エンジン、及
び前記油圧ポンプの周囲に通過させ、前記カバーの他方
側に設けた排気孔から外部に排出している。

【０００４】このときの空気流れ（冷却風）の流れ方向
と前記熱交換器、前記エンジン、前記ファンの配置構造
については従来より種々のものが提案されている。その
中の１つとして、ファン下流側の流路圧力損失を低減す
る観点等に基づき、例えば特開平１０−２５９７２２号
公報の第５図に開示のように、車体本体をカバーで覆っ
た建設機械に設けられ、前記カバー内に設けたファンに
よって前記カバーの一方側開口部（吸気孔）から導入さ
れる空気流を生起し、この空気流を用いて前記カバー内
に設けたエンジンとラジエータ、オイルクーラ等の熱交
換器とを冷却した後、前記カバーの他方側開口部（排気
孔）から前記空気流を排出する建設機械の冷却装置にお
いて、前記ファンを、前記エンジン及び前記熱交換器よ
りも空気流の下流側に設ける構成が提唱されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、熱
交換器の下流側にファンを配置することにより熱交換器
における均一な風速分布を確保するとともに、ファンを
空気流流路の最下流側に設けることによりファン下流側
の流路圧力損失を低減し、これらによって冷却効率の向
上を図っている。

【０００６】しかしながら、上記従来技術では、以下の
ような課題が存在する。すなわち、前述した油圧ポン
プ、エンジン、補機、及びファンは動作時に騒音を発生
し、この音は前記吸気孔及び排気孔から周囲に流出す
る。そのため、上記従来技術では、ファンを空気流流路
の最下流側に設けるときに、ファン以外のもの（油圧ポ
ンプ、エンジン、補機等）から発生する音のうち排気孔
から周囲環境へ漏れる騒音がなるべく小さくなるよう
に、ファンを排気孔からある程度距離を離して配置し、
これによって油圧ポンプ、エンジン、補機等も排気孔か
ら遠く離している。ここで、近年、例えば市街地におけ
る比較的小規模な掘削現場への用途から、小型の油圧シ
ョベルのニーズが高まっており、これに応じて例えば総
重量５ｔ〜６ｔ程度の油圧ショベルが既に提唱されてい
る。このような小型の油圧ショベルは、前記カバー内の
スペースが比較的小さくなっているため、カバー内にお
いて前記エンジン室として用いることのできる空間が限
定される。ところが、上記従来技術では、前述したよう
に、ファンと排気孔との間の距離を確保する必要性があ
るため、エンジン室の省スペース化が困難であり、前記
のような小型の油圧ショベルに対してその配置構造を適
用することが困難である。

【０００７】本発明の目的は、油圧ポンプ、エンジン、
及び補機等から発生する騒音が周囲環境へ漏れるのを低
減しつつ、エンジン室に必要なスペースを低減できる建
設機械の冷却装置を提供することにある。

【０００８】

【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、車体本体をカバーで覆った建設機
械に設けられ、前記カバー内に設けたファンによって前
記カバーの一方側開口部から導入される空気流を生起
し、この空気流を用いて前記カバー内に設けたエンジン
とラジエータ、オイルクーラ等の熱交換器とを冷却した
後、前記カバーの他方側開口部から前記空気流を排出す
る建設機械の冷却装置において、前記ファンの吐出側
を、前記他方側開口部に一体化させて設ける。

【０００９】本発明においては、ファンの吐出側を他方
側開口部に一体化させることにより、ファンと他方側開
口部（排気孔）との間の距離を低減することができ、こ
れにより油圧ポンプ、エンジン、熱交換器を含む補機等
を他方側開口部へと寄せて配置することができるので、
ファンを排気孔からある程度距離を離して配置していた
従来構造に比べ、エンジン室の省スペース化を図ること
ができる。したがって、カバー内空間に制限のある、例
えば総重量５〜６ｔ程度の小型の油圧ショベルに対して
も適用することができる。

【００１０】また、ファンの吐出側を他方側開口部に一
体化させることで、ファンよりも一方側に位置するエン
ジンや熱交換器は、その一体化構造部（例えば、ファン
外周部を覆う筒状部材）を介して、他方側開口部とほぼ
隔絶されることになる。これにより、それらエンジン、
熱交換器を含む補機等、さらには油圧ポンプから発生す
る音のうち他方側開口部から周囲環境へ漏れる騒音を低
減することができる。

【００１１】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記熱交換器を、前記エンジンよりも前記他方側に配置
する。

【００１２】熱交換器をエンジンより一方側（空気流上
流側）に配置した場合、空気流は熱交換器にて冷却を行
い昇温した後にエンジンへ導入されることとなるため、
エンジンの電装品の熱的負荷が大きくなる懸念がある。
本発明においては、熱交換器をエンジンより他方側（空
気流下流側）に配置することにより、電装品が高温にさ
らされるのを防止できる。

【００１３】（３）上記（１）又は（２）において、ま
た好ましくは、一端側が前記ファンの外周部を略覆うと
共に他端が前記他方側開口部に至る筒状部材を有する。

【００１４】（４）上記（３）において、さらに好まし
くは、前記筒状部材のうち前記ファン外周部の領域にベ
ルマウスを設ける。

【００１５】これにより、ファン羽根車外周と筒状部材
とのチップクリアランス付近の渦等、２次流れの発生を
少なくし円滑に空気流を導くことができるので、さらに
風量を向上させることができる。

【００１６】（５）上記（３）において、また好ましく
は、前記筒状部材の前記一端側を、前記エンジンよりも
前記他方側に配置した前記熱交換器まで延設する。

【００１７】これにより、熱交換器とその下流側のファ
ンとの間の空間を画定し、熱交換器の冷却に無関係な空
気流を排除し熱交換器のみからファンへと空気流を導入
することができる。また、距離の長い筒状部材内部を通
過する間に空気流が整流され、ファンの送風効率が増加
し、冷却効率がさらに向上する効果もある。

【００１８】（６）上記（３）において、また好ましく
は、前記筒状部材の内周側に吸音材を設ける。

【００１９】これにより、エンジン、補機、油圧ポンプ
等からの騒音を他方側開口部へ伝わる前に確実に吸音で
き、さらに騒音低減を図れる。

【００２０】（７）上記（３）において、また好ましく
は、前記筒状部材の前記他端側を拡径形状とする。

【００２１】ファンとしては通常軸流ファン（プロペラ
ファン）が用いられることが多いが、その吐出側の流れ
は遠心方向成分を含み遠心方向に広がる傾向がある。本
発明においては、これに対応して筒状部材の他端側（下
流側）を拡径形状とすることにより、そのような遠心方
向に広がる流れを円滑に導き大気放出させることができ
る。

【００２２】（８）上記（７）において、さらに好まし
くは、前記他方側開口部のうち、前記ファンの径方向中
央部に対向する部分を閉塞する。

【００２３】上記（７）で説明した遠心流れの発生によ
り、ファンの直後ではファンの径方向中央部へ逆流する
流れが生じ、この逆流成分が他方側開口部からエンジン
室内に再流入しようとする。本発明においては、これに
対応して他方側開口部のうちファン径方向中央部に対向
する部分を閉塞することにより、上記逆流成分の再流入
を防止できる。また、小型の油圧ショベルの場合、構造
上、他方側開口部の前記ファン径方向中央部に対向する
部分が周囲作業者の頭部高さにほぼ相当する場合があ
り、この場合、当該部分を閉塞することにより、周囲作
業者の感じるエンジン室からの騒音レベルを低減できる
効果もある。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の建設機械の冷却装
置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。この実施
の形態は、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の形態である。

【００２５】図１は、本発明を適用する油圧ショベルの
全体構造を示すものである。

【００２６】この図１において、油圧ショベルは、例え
ば総重量５〜６ｔ程度の小型油圧ショベルであり、左右
の無限軌道履帯１Ｌ，１Ｒを備えた走行体２と、この走
行体２の上部に旋回可能に搭載される車体本体（旋回
体）３の基礎下部構造をなしフレームカバー３ａに覆わ
れたメインフレーム３ｂ（図示せず、後述の図２参照）
と、走行体２に上下方向に回動可能に取り付けられた多
関節型のフロント装置４と、前記メインフレーム３ｂの
後端部に取り付けられたカウンタウェイト５と、前記メ
インフレーム３ｂ上に設けられた運転室６と、前記メイ
ンフレーム３ｂ上の運転室６以外の大部分を覆うカバー
７とを備えている。

【００２７】前記の走行体２は、左・右走行モータ（図
示せず）によって駆動される駆動輪（同）と、前記無限
軌道履帯１Ｌ，１Ｒを介し前記駆動輪の駆動力でそれぞ
れ回転される回転輪（アイドラ、図示せず）と、前方側
に上下動可能に設けられブレードシリンダ（同）により
上下動する排土用のブレード８とを備えている。

【００２８】前記の多関節型のフロント装置４は、公知
のいわゆるオフセットタイプのものであり、ブーム９
と、ブーム９に回動可能に結合されたアーム１０と、こ
のアーム１０に回動可能に結合されたバケット（図示せ
ず）と、ブーム９に左右に回動可能に取り付けられ、ア
ーム１０を左右に回動させるオフセットシリンダ１１と
を備えている。そして、このオフセットシリンダ１１の
伸縮運動により、ブーム９に対してアーム１０が水平方
向に平行移動（オフセット）可能となっている。また、
前記ブーム９、アーム１０、及びバケットは、それぞれ
ブームシリンダ１２、アームシリンダ（図示せず）、及
びバケットシリンダ（同）により駆動動作される。また
メインフレーム３ｂの中心近傍には、前記走行体２に対
しメインフレーム３ｂを旋回させる旋回モータ（図示せ
ず）が配置されている。

【００２９】なお、ここまでに述べてきた駆動機器、す
なわち、前述したブレードシリンダ、旋回モータ、ブー
ムシリンダ１２、アームシリンダ、バケットシリンダ、
オフセットシリンダ１１、及び左・右走行モータといっ
た油圧アクチュエータは、特に詳細な説明を行わない
が、公知の油圧駆動装置（例えば特開平７−１８９２９
８号公報や特開平１０−３１１０６６号公報に記載のも
の）により駆動される。すなわち、これら駆動機器は、
運転室６内の操作者によって操作される操作手段１３の
操作に応動し、エンジン（後述する）で駆動される油圧
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。

【００３０】一方、前記の運転室６は、図示のように前
記メインフレーム３ｂ上の左側に設けられている。この
運転室６内には前記の操作手段１３が設けられており、
この操作手段１３は、例えば、前記走行体２の左・右走
行モータをそれぞれ駆動するための左・右走行レバー
と、オフセットシリンダ１１を駆動し前記多関節型のフ
ロント装置４をオフセットさせるためのオフセットペダ
ルと、前記ブームシリンダ１２、アームシリンダ、及び
バケットシリンダを駆動して前記ブーム９、アーム１
０、及びバケットをそれぞれ動作させるための左・右作
業レバーと、前記ブレードシリンダを駆動しブレード８
を上下動させるためのブレードレバーとを備えている。
また、運転室６は、いわゆるキャノピータイプであり、
座席１４と、この座席１４の上方に設けられたルーフ１
５と、前記座席１４の内側（右側）側方に設けられた側
壁１６とを備えており、これら側壁１６は大部分が透過
性材料（例えば樹脂製の透明フィルム）で形成され、略
鉛直に配設されている。また、前記のカバー７は、その
後ろ側内部に、エンジンを備えたエンジン室１７を備え
ている。図２は、本実施の形態による冷却装置が適用さ
れる前記のエンジン室１７の詳細構造を一部断面にて示
す側面図である。また図３は、図２中Ｂ方向、図１中Ｃ
方向（すなわち油圧ショベルの右後方）から見た矢視外
観図である。なおこれら図２及び図３において、図１と
同符号のものは同一部分である。

【００３１】図２において、エンジン室１７内には、前
記メインフレーム３ｂ上に振動減衰装置（エンジンマウ
ントともいう、図示せず）を介して設置されたエンジン
１８、このエンジン１８に連結されその駆動力によって
駆動される液圧ポンプ（例えば油圧ポンプ、以下同様）
１９、前記エンジン１８への吸入空気を清浄化するエア
クリーナ２０、このエアクリーナ２０に接続された吸気
パイプ２１、前記エンジン１８からの排気ガスが導かれ
てその消音を行うマフラ２２、このマフラ２２の吐出側
に一端が連結され他端が前記カウンタウェイト５の貫通
孔５ａ（図１参照）を貫通して外部に露出した排気ガス
管２３等の機器を収納している。また、エンジン室１７
内には、エンジン１８を冷却する冷却装置として、空気
流（冷却風、詳細は後述）を生起するためのファン（羽
根車）２４と、このファン２４の前段（上流側）に配置
した熱交換器としてのラジエータ２５及びオイルクーラ
２６と、前記ラジエータ２５を固定する仕切材２７と、
前記ファン２４の外周部を覆うように設けられた円筒シ
ュラウド２８と、前記カバー７のうち前記エンジン１８
の上流側（図２中左側）部分に設けられた吸気孔２９
と、メインフレーム３ｂのうちエンジン１８下方のオイ
ルパン１８Ａのさらに下方に形成された吸気孔４１と、
前記ファン２４から流出する空気流（冷却風）を外部に
排出するために、前記カバー７の前記吸気孔２９からエ
ンジン１８を挟み反対側（図２中右側）部分に設けられ
た排気孔３０とを備えている。

【００３２】前記のラジエータ２５は、ホース３１ａ，
３１ｂを介して前記エンジン１８の冷却水が循環供給さ
れてこれを冷却するようになっている。すなわち、前記
エンジン１８のクランク軸１８ａには、クランクプーリ
１８ｂ、ファンベルト１８ｃ、及びファンプーリ１８ｄ
を介して補助回転軸１８ｅが連結されており、この補助
回転軸１８ｅのエンジン１８内に臨む側の端部には、前
記ラジエータ２５に前記ホース３１ａ，３１ｂを介して
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。なお、クランク軸１８ａの反対側（図２
中左方側）は、図示しないカップリングを介して（ある
いは直結でも良い）上記油圧ポンプ１９に接続されてい
る。前記のオイルクーラ２６は、上流側で図示しない配
管を介し前記の各種油圧アクチュエータへ連通する一
方、下流側も図示しない配管を介し作動油タンク（図示
せず）へ連通している。これにより、前記油圧ポンプ１
９から前記アクチュエータに供給される作動油を冷却す
るようになっている。

【００３３】なお、上記ラジエータ２５及びオイルクー
ラ２６は、エンジン１８よりも空気流（冷却風）Ｐ（後
述する）の流れ方向下流側に設けられており、それらよ
りさらに下流側に前記ファン２４が設けられている。

【００３４】また、上記ラジエータ２５及びオイルクー
ラ２６は、空気流Ｐにより冷却する熱交換器の最小限の
一例であり、これのみに限られない。すなわち、その他
の熱交換器、例えば、エンジン１８の燃焼用吸入空気を
予冷するインタークーラや、あるいは必要に応じエアコ
ンのコンデンサが設けられる場合には、それらとラジエ
ータ２５とを併せて配置し、冷却風で冷却する。

【００３５】前記の仕切材２７やカバー７の内側のうち
エンジン１８、油圧ポンプ１９、マフラ２２等に対応す
る位置には、吸音材３２が設けられ（例えば貼り付けら
れ）ている。この吸音材３２は、例えば、通常この種の
吸音材としてよく用いられるウレタンフォーム系（また
はグラスウール系）の材料で構成されている。

【００３６】前記のファン２４は、通常のこの種の建設
機械の冷却装置と同様、軸流ファン（プロペラファン）
が用いられており、ファン回転軸となる電動モータ回転
軸３５ａ（後述）が略水平方向に配置されている。本実
施形態の要部は、このファン２４の取付け位置及びその
構造にある。ファン２４及びその周辺の詳細構造を表す
図２中Ａ方向から見た矢視図を図４に示す。

【００３７】この図４及び図２において、前記のメイン
フレーム３ｂ上に２本のモータ用フレーム３３ａ，３３
ｂが立設され、それらモータ用フレーム３３ａ，３３ｂ
の上部に、モータ固定台３４が設けられている。このモ
ータ固定台３４上に、熱交換器２５，２６側端部が略球
形に形成された電動モータ３５が支持部材３６を介して
取り付けられている。そしてこの電動モータ３５の回転
軸（駆動軸）３５ａに、前記ファン２４のボス部２４ａ
が締結固定されている。

【００３８】前記の円筒シュラウド２８は、空気流Ｐの
上流側（一端側）がファン２４の外周部を略覆うと共
に、下端側端部（他端）が排気孔３０に至るように延設
されている。このとき、前記電動モータ３５の外周部の
周方向４箇所に取りつけたブラケット３７ａ，３７ｂ，
３７ｃ，３７ｄに、径方向外周側に延びるアーム３８
ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの一端（径方向内側端部）
がそれぞれ固定されている。そして、それらアーム３８
ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの他端（径方向外側端部）
は、前記円筒シュラウド２８の空気流上流側端部２８ａ
の外周縁部近傍に取りつけたブラケット３９ａ，３９
ｂ，３９ｃ，３９ｄに固定されている。一方、円筒シュ
ラウド２８の空気流Ｐ下流側端部は、ブラケット４０を
介して前記排気孔３０の外縁部においてカバー７に固定
支持されている。円筒シュラウド２８は、このような取
付け構造によって内周側がファン２４の羽根車外周と所
定の空間を保持するように配置されており、この円筒シ
ュラウド２８内部の閉空間によって前記ファン２４の吐
出側が前記排気孔３０と一体化されている。上記におい
て、吸気孔２９が特許請求の範囲各項記載の一方側開口
部を構成し、排気孔３０が他方側開口部を構成し、円筒
シュラウド２８が、一端側がファンの外周部を略覆うと
共に他端が他方側開口部に至る筒状部材を構成する。

【００３９】次に、上述した本発明の一実施の形態の動
作を説明する。油圧ショベルによる作業を開始するため
にエンジン１８を駆動すると、その駆動力が油圧ポンプ
１９へ伝達されて圧油を前記制御弁装置を介し前記駆動
機器へと吐出する。

【００４０】またこのとき、図示しないバッテリからの
電流が電動モータ３５に供給されてファン２４が回転す
る。このファン２４の回転により、カバー７外の空気が
吸気孔２９からエンジン室１７内に導入され、空気流Ｐ
となって油圧ポンプ１９、エンジン１８、及びマフラ２
２等を冷却した後、さらに下流側のオイルクーラ２６及
びラジエータ２５を冷却し、ファン２４に流入する。一
方このとき、メインフレーム３ｂの前記吸気孔４１から
も空気流Ｐが流入し、図２に示すように、エンジン１８
の下方及び前記オイルパン１８Ａの周囲を流れ、オイル
パン１８Ａを冷却しつつファン２４側へと流れ、前記の
吸気孔２９からの空気流Ｐに合流し、ファン２４に流入
する。その後、ファン２４から吹き出された空気流Ｐ
は、排気孔３０からエンジン室１７の外部に放出され
る。なおこのとき、エンジン１８からの排気ガスは、エ
ンジン１８の排気マニホールド（図示せず）及びこれに
接続される排気管４２を介しマフラ２２に流入する。マ
フラ２２に流入した排気ガスはマフラ２２で消音された
後、排気ガス管２３から大気中に放出される。

【００４１】以上のように構成した本発明の一実施の形
態の効果を以下に説明する。

【００４２】（１）エンジン室の省スペース化本実施の形態においては、ファン２４の吐出側を排気孔
３０に一体化させることにより、ファン２４と排気孔３
０との間の距離（水平方向距離、図２中左右方向距離）
を低減することができる。これにより、油圧ポンプ１
９、エンジン１８、エンジン１８の補機（マフラ２２、
熱交換器２５，２６など）等を排気孔３０側へと寄せて
配置することができる。したがって、ファンを排気孔か
らある程度距離を離して配置していた従来構造（例えば
前述の特開平１０−２５９７２２号公報の第５図の構造
等）に比べ、エンジン室１７の省スペース化を図ること
ができる。したがって、カバー内空間に制限のある、例
えば総重量５〜６ｔ程度の小型の油圧ショベルに対して
も適用することができる。

【００４３】（２）騒音の漏れの低減上記（１）のように油圧ポンプ１９、エンジン１８、エ
ンジン１８の補機（マフラ２２、熱交換器２５，２６な
ど）等を排気孔３０側へと寄せて配置した場合、それら
から発生する音のうち排気孔３０を介し周囲へ漏れる騒
音の増大を招く可能性があるが、本実施の形態において
は、これに応じて、円筒シュラウド２８によってファン
２４の吐出側を排気孔３０に一体化させる。これによ
り、ファン２４よりも空気流Ｐの上流側に位置する油圧
ポンプ１９、エンジン１８、エンジン１８の補機（マフ
ラ２２、熱交換器２５，２６）等は、その一体化構造部
である円筒シュラウド２８を介し排気孔３０とほぼ隔絶
されることになる。したがって、それら油圧ポンプ１
９、エンジン１８、エンジン１８の補機等から発生する
音のうち排気孔３０から周囲環境へ漏れる騒音を低減す
ることができる。

【００４４】（３）通風抵抗の低減前述の特開平１０−２５９７２２号公報の第５図等、フ
ァンを排気孔からある程度距離を離して配置していた従
来構造では、ファン下流側の排気孔がそれ自体通風抵抗
（流通抵抗）となり圧力損失の低減が困難となる。具体
的には、ファンから吹き出された空気流は一旦エンジン
室内部に出た後、排気孔を通って大気に吐出されるた
め、ファンの下流側での圧力損失として、ファンまわり
のシュラウドからエンジン空間内部へと出たときに生ず
る膨張に伴う圧力損失と、その後排気孔を通過する前に
生じる絞りによる圧力損失と、最後に排気孔から大気に
吐出される時に生じる膨張による圧力損失との３つが生
じる。また、特開平１０−２５９７２２の第５図には、
プロペラファンから水平方向に空気流れが排気孔へ向か
うように図示されているが、先にも触れたように実際に
はプロペラファンから吹き出す流れは遠心方向成分を含
み、比較的広範囲に流れるため、その意味でもカバー自
体が抵抗体として寄与することとなる。

【００４５】これに対して、本実施の形態では、ファン
２４の吐出側を排気孔３０に一体化させることにより、
ファン２４の下流側に抵抗体はなく、また生じうる圧力
損失は円筒シュラウド２８から排気孔３０を介し大気に
吹き出された時に生ずる圧力損失のみとなる。したがっ
て、上記従来構造よりも通風抵抗が減少するので、同一
回転数の条件では風量を向上できる。また同一風量の条
件では、ファン回転数を低下させることができるので、
ファン２４からの騒音発生を低減できる。（４）その他例えば、エンジン→ファン→熱交換器の順に空気流を通
過させるいわゆる押出冷却方式では、ファン（プロペラ
ファン）から吹き出した空気流のうちの遠心方向成分
が、熱交換器コアの中央部分での二次流れ（逆流等）を
誘起するため、熱交換器の放熱面積が有効に活用できな
くなり冷却効率の向上が困難になる可能性がある。これ
に対し、本実施の形態においては、熱交換器２５，２６
の空気流Ｐ下流側にファン２４が配置されることによ
り、熱交換器２５，２６において均一な風速分布を得る
ことができ、熱交換器→冷却ファン→エンジンの順に通
過するいわゆる吸込み冷却方式と同等の冷却効率を確保
できる。

【００４６】また例えば、熱交換器２５，２６をエンジ
ン１８より空気流Ｐの上流側に配置した場合、空気流Ｐ
は熱交換器２５，２５にて冷却を行い昇温した後にエン
ジン１８へ導入されることとなるため、エンジン１８に
通常付設される電装品（図示せず）の熱的負荷が大きく
なる懸念がある。これに対し、本実施の形態において
は、熱交換器２５，２６をエンジン１８より空気流Ｐ下
流側に配置することにより、電装品が高温にさらされる
のを防止できる。

【００４７】但し、本発明の基本的な効果である上記
（１）（２）（３）の効果を得る限りにおいては、必ず
しも熱交換器２５，２６をエンジン１８より空気流Ｐ下
流側に配置する必要はなく、熱交換器２５，２６をエン
ジン１８より空気流Ｐ上流側に配置しても良い。要は、
ファン２４を最も下流側に配置すると共にその吐出側
（吹き出し側）を排気孔３０と一体化させて設ければ足
りる。

【００４８】また、本発明は、上記一実施の形態の態様
に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱
しない範囲で、種々の変形が可能である。以下、それら
変形例を順次説明する。

【００４９】角筒シュラウドを用いる構造すなわち、上記本発明の一実施の形態の円筒シュラウド
２８の代わりに、図５、図５中Ｄ方向からの矢視図であ
る図６、図５中Ｅ方向からの外観矢視図である図７に示
すように、略角筒形状の角筒シュラウド（箱形シュラウ
ド）２８Ａを設けるとともに、排気孔３０の代わりにそ
の角形シュラウド２８Ａに対応した形状の排気孔３０Ａ
を設けた構造である。

【００５０】図５〜図７において、前記のメインフレー
ム３ｂ上に４本の枠体用フレーム４３が立設され、それ
ら枠体用フレーム４３の上部に、電動モータ３５を取り
つけた枠体４４が載置固定されている。この枠体４４
は、４つのフレーム部材４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４
ｄによって形成されている。

【００５１】前記の角筒シュラウド２８Ａは、空気流Ｐ
の上流側端部（一端）がファン２４の外周部を略覆うと
共に、下端側端部（他端）が排気孔３０Ａに至るように
延設されている。このとき、前記電動モータ３５の外周
部の周方向４箇所に取りつけたブラケット４５ａ，４５
ｂ，４５ｃ，４５ｄに、径方向外周側に延びるアーム４
６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄの一端（径方向内側端
部）がそれぞれ固定されている。そして、それらアーム
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄの他端（径方向外側端
部）は、前記角筒シュラウド２８Ａの空気流上流側端部
２８Ａａの外周縁部近傍に取りつけたブラケット４７
ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄに固定されている。一方、
円筒シュラウド２８の空気流Ｐ下流側端部は、ブラケッ
ト（図示せず）を介して前記排気孔３０Ａの外縁部にお
いてカバー７に固定支持されている。なお、枠体４４下
部の両脇には、支持構造の強度補強・安定性確保等の観
点から、側部フレーム部材４８ａ，４８ｂが取付けられ
ている。

【００５２】角筒シュラウド２８Ａは、このような取付
け構造によって内周側がファン２４の羽根車外周と所定
の空間を保持するように配置されており、この角筒シュ
ラウド２８Ａ内部の閉空間によって前記ファン２４の吐
出側が前記排気孔３０Ａと一体化されている。なお、略
円形形状となるファン２４羽根車外周と略正方形となる
角筒シュラウド２８Ａとの隙間を埋め適正なチップクリ
アランスを確保するために、角筒シュラウド２８Ａのう
ちファン２４外周部の領域に仕切板４９が設けられてい
る。上記において、特許請求の範囲各項記載の排気孔３
０Ａが他方側開口部を構成し、角筒シュラウド２８Ａ
が、一端側がファンの外周部を略覆うと共に他端が他方
側開口部に至る筒状部材を構成する。

【００５３】本変形例では、以下のような効果が得られ
る。

【００５４】油圧ショベルの稼働時には、車体本体であ
る旋回体３が振動するためメインフレーム３ｂが振動す
る。このとき、ファン２４及びシュラウド２８Ａは共に
最終的にはその荷重をメインフレーム３ｂに支持される
が、前述した本発明の一実施の形態では図２及び図４に
示すようにそれらの荷重は２本のモータ用フレーム３３
ａ，３３ｂを介した２点支持であったのに対し、本変形
例では、図５及び図６に示すように４本の枠体用フレー
ム４３を介した４点支持となる。またこれに加え、図２
と図５とを比較すれば分かるように、本変形例は枠体４
４の下部を支持するので、上記本発明の一実施の形態よ
りも支持位置が低くなる。

【００５５】これらにより、本変形例によれば、前述の
振動による変位量が小さく安定性が向上するので、ファ
ン２４とシュラウド２８Ａとのチップクリアランスを小
さくすることができ、これによってさらに風量を増加さ
せることができる。また、角筒シュラウド２８Ａは上記
本発明の一実施の形態の円筒シュラウド２８よりも安価
に製作でき、コストダウンを図れるという効果もある。

【００５６】電動モータ・ファンを逆向きに取り付け
る構造すなわち、図８に示すように、ファン２４の向きは同一
としたまま電動モータ３５、枠体４４、及びファン２４
の組立体を図５と逆向きに配置することで電動モータ３
５をファン２４の下流側に位置させるものである。この
場合、図５〜図７に示した構造の場合に対し電動モータ
３５を逆回転させることにより、図５〜図７に示した構
造の場合と同様の空気流Ｐを流すことができ、同様の効
果を得る。

【００５７】ベルマウスを設ける構造すなわち、図５〜図７に示す前記仕切板４９の代わり
に、図９に示すように、角筒シュラウド２８Ａ内にベル
マウス５０を設けるものである。この場合、ベルマウス
５０を用いることで、ファン２４外周部のチップクリア
ランス付近の渦などの２次流れを少なくでき、円滑に空
気流Ｐを送ることができるので、さらに風量増加および
騒音低減の効果が得られる。

【００５８】シュラウドを上流側に延ばした構造すなわち、図１０に示すように、図９に示した上記の
構造において角筒シュラウド２８Ａを上流側に延ばして
その上流側端部２８Ａａをラジエータ２５に取り付けた
ものである。またこのとき併せて、角筒シュラウド２８
Ａの内周側に吸音材５１を設けている。

【００５９】この場合、ラジエータ２５とその下流側の
ファン２４との間の空間を仕切って画定することで、熱
交換器２５，２６の冷却に無関係な空気流を排除し熱交
換器２５，２６のみからファン２４へと空気流Ｐを導入
することができる。また、距離の長い角筒シュラウド２
８Ａ内部を通過する間に空気流Ｐが整流され、ファン２
４の送風効率が増加し、冷却効率がさらに向上する。さ
らに、角筒シュラウド２８Ａ内に吸音材５１を設けたの
で、エンジン１８、エンジン１８の補機（熱交換器２
５，２６、マフラ２２等）、油圧ポンプ１９等からの騒
音を排気孔３０Ａへ伝わる前に確実に吸音でき、さらに
騒音低減を図れる効果もある。

【００６０】シュラウド終端部を拡径形状とした構造すなわち、図１１に示すように、まず上記の変形例
（図８）のように電動モータ３５、枠体４４、及びファ
ン２４の組立体を図５と逆向きに配置し、さらに角筒シ
ュラウド２８Ａの下流側末端部（終端部）２８Ａ0を拡
径形状とするものである。このとき併せて、排気孔３０
Ａのうちファン２４の径方向中央部に対向する部分を閉
塞した略円環形状の排気孔３０Ａ0としている。この場
合、以下のような効果がある。既に述べたように、ファ
ン２４のような軸流ファン（プロペラファン）では、そ
の吐出側の流れは遠心方向成分を含み遠心方向に広がる
傾向がある。本変形例においては、これに対応して角筒
シュラウド２８Ａの下流側を拡径形状とすることによ
り、そのような遠心方向に広がる流れを円滑に導き大気
放出させることができる。

【００６１】但しこのとき、上記遠心流れの発生によ
り、ファン２４の直後ではファン２４の径方向中央部へ
逆流しようとする流れが生じその流れが排気孔３０Ａ0
からエンジン室１７内に再流入しようとする可能性があ
る（図１１中想像線で示す逆流Ｐ0）。本変形例におい
ては、これに対応してファン径方向中央部に対向する部
分を閉塞した略円環形状の排気孔３０Ａ0とすることに
より、上記逆流成分の再流入を防止できる。

【００６２】さらに、特に小型の油圧ショベルの場合、
構造上、排気孔のファン径方向中央部に対向する部分
（＝図１１では電動モータ３５に対応する部分でもあ
る）が周囲作業者の頭部高さにほぼ相当する場合があ
り、この場合、当該部分を閉塞した形状の排気孔３０Ａ
0とすることにより、周囲作業者の感じるエンジン室１
７からの騒音レベルを低減できる効果もある。

【００６３】なお、以上の説明では、本発明を油圧ショ
ベルに適用した場合を例にとって説明したが、クローラ
クレーン、ブルドーザ等の他の建設機械に適用すること
もできることは言うまでもなく、その場合も、同様の効
果を得る。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、ファンの吐出側を他方
側開口部に一体化させるので、ファンと他方側開口部と
の間の距離を低減でき、従来構造に比べエンジン室の省
スペース化を図ることができる。このとき、ファンの吐
出側を他方側開口部に一体化させることで、ファンより
も一方側に位置するエンジンや熱交換器は、その一体化
構造部を介して、他方側開口部とほぼ隔絶されるので、
それらエンジン、熱交換器を含む補機等、さらには油圧
ポンプから発生する音のうち他方側開口部から周囲環境
へ漏れる騒音を低減することができる。

【００６５】さらに、ファンを排気孔からある程度距離
を離して配置していた従来構造では、ファン下流側の排
気孔がそれ自体通風抵抗となり圧力損失が増加していた
が、ファンの吐出側を他方側開口部に一体化させること
により、そのような通風抵抗を低減でき、同一回転数で
風量を向上できるという効果もある。また同一風量の条
件では回転数を低下させることができ、騒音の低減を図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する油圧ショベルの全体構造を示
す外観図である。

【図２】本発明の一実施の形態による冷却装置が適用さ
れるエンジン室の詳細構造を一部断面にて示す側面図で
ある。

【図３】図２中Ｂ方向、図１中Ｃ方向から見た矢視外観
図である。

【図４】図２中Ａ方向から見た矢視図である。

【図５】角筒シュラウドを用いた変形例を示す図であ
る。

【図６】図５中Ｄ方向からの矢視図である。

【図７】図５中Ｅ方向からの外観矢視図である。

【図８】電動モータ・ファンを逆向きに取り付けた変形
例を示す図である。

【図９】図５に示した角筒シュラウド内にベルマウスを
設けた変形例を示す図である。

【図１０】図５に示した角筒シュラウドを上流側に延ば
した変形例を示す図である。

【図１１】シュラウド終端部を拡径形状とした変形例を
示す図である。

【符号の説明】

３旋回体（車体本体）７カバー１８エンジン２４ファン２５ラジエータ（熱交換器）２６オイルクーラ（熱交換器）２８円筒シュラウド（筒状部材）２８Ａ角筒シュラウド（筒状部材）２８Ａ0 下流側末端部２９吸気孔（一方側開口部）３０，３０Ａ排気孔（他方側開口部）５０ベルマウス５１吸音材Ｐ空気流

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｐ 5/06 ５１１Ｆ０１Ｐ 5/06 ５１１Ｈ 11/10 11/10 ＣＫ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体本体をカバーで覆った建設機械に設け
られ、前記カバー内に設けたファンによって前記カバー
の一方側開口部から導入される空気流を生起し、この空
気流を用いて前記カバー内に設けたエンジンとラジエー
タ、オイルクーラ等の熱交換器とを冷却した後、前記カ
バーの他方側開口部から前記空気流を排出する建設機械
の冷却装置において、前記ファンの吐出側を、前記他方側開口部に一体化させ
て設けたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項２】請求項１記載の建設機械の冷却装置におい
て、前記熱交換器を、前記エンジンよりも前記他方側に
配置したことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の建設機械の冷却装置
において、一端側が前記ファンの外周部を略覆うと共に
他端が前記他方側開口部に至る筒状部材を有することを
特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項４】請求項３記載の建設機械の冷却装置におい
て、前記筒状部材のうち前記ファン外周部の領域にベル
マウスを設けたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項５】請求項３記載の建設機械の冷却装置におい
て、前記筒状部材の前記一端側を、前記エンジンよりも
前記他方側に配置した前記熱交換器まで延設したことを
特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項６】請求項３記載の建設機械の冷却装置におい
て、前記筒状部材の内周側に吸音材を設けたことを特徴
とする建設機械の冷却装置。
【請求項７】請求項３記載の建設機械の冷却装置におい
て、前記筒状部材の前記他端側を拡径形状としたことを
特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項８】請求項７記載の建設機械の冷却装置におい
て、前記他方側開口部のうち、前記ファンの径方向中央
部に対向する部分を閉塞したことを特徴とする建設機械
の冷却装置。