JP2004058796A - 建設機械 - Google Patents

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Toshio Saito
斉藤 敏夫
Mitsuo Aihara
相原 三男
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

【課題】建屋枠組体の構成を簡素化し、部品点数を削減する。
【解決手段】右サイドフレーム17上に固定されるオイルクーラ25の枠体26を、前縦枠27、後縦枠28、下横枠29、上横枠30と、前縦枠27の上端側から上方に延びた前上柱31と、後縦枠28の上端側から上方に延びた後上柱32とにより構成する。そして、前,後の上柱31,32を、建屋枠組体19の横梁21に設けた連結板34に取付けることにより、枠体26を利用して横梁21を下側から支持する構成とする。これにより、オイルクーラ25の枠体26を、建屋枠組体19を形成する枠組みの一部として兼用することができ、建屋枠組体19の強度を確保しつつ支柱20の本数を減らすことができるので、建屋枠組体19の構成を簡素化することができ、部品点数を削減することができる。
【選択図】    図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に関し、特に、建屋カバー内に熱交換装置を収容した建設機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な走行体と、この走行体上に旋回可能に搭載された旋回体とにより車体が大略構成され、旋回体の前部側には掘削作業用の作業装置が俯仰動可能に設けられている。
【0003】
そして、旋回体は、旋回装置を介して走行体上に旋回可能に設けられた旋回フレームを有し、この旋回フレーム上には、運転室を画成するキャブと、原動機および熱交換装置等を収容する建屋カバーとが設けられ、旋回フレームの後端側にはカウンタウェイトが設けられている。
【0004】
ここで、上述の建屋カバーは、通常、旋回フレームに設けられた建屋枠組体に取付けられ、この建屋枠組体は、旋回フレーム上に立設され上,下方向に延びる複数本の支柱と、各支柱に連結され水平方向に延びる複数本の横梁とにより、骨組み構造をもって構成されている。
【0005】
一方、建屋カバー内に収容される熱交換装置としては、原動機冷却水を冷却するラジエータ、油圧ショベルに搭載された油圧アクチュエータに供給される作動油を冷却するオイルクーラ、キャブ内を空調するための空調装置の凝縮器等がある。そして、この熱交換装置は、旋回フレームに立設された枠体と、枠体内に保持され加熱された流体を熱交換する熱交換器とにより構成され、熱交換器内を流れる加熱された流体(原動機冷却水、作動油、冷媒等)の熱を、冷却ファン等によって建屋カバー内に導入された冷却風中に放熱するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、大量の土砂等を掘削するために用いられる大型の油圧ショベルにおいては、旋回フレームに搭載される原動機、熱交換装置等が大型化し、これら原動機、熱交換装置等を収容する建屋カバーも大型化するため、建屋枠組体の強度を高める必要がある。
【0007】
しかし、建屋枠組体の強度を高めるために、例えば建屋枠組体を構成する支柱の本数を増やした場合には、建屋枠組体の構造が複雑化し、また、部品点数が増大して製造コストが嵩んでしまうという問題がある。
【0008】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、建屋枠組体の構成を簡素化することができ、部品点数を削減することができるようにした建設機械を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、請求項1の発明に係る建設機械は、車体を構成する車体フレームと、この車体フレーム上に設けられる建屋枠組体の枠組みの一部を兼ねて車体フレーム上に立設された枠体と、この枠体内に保持される熱交換器とにより構成してなる。
【0010】
このように構成したことにより、熱交換器を保持する枠体を、建屋枠組体を形成する支柱等の一部として兼用することができるので、建屋枠組体の強度を確保しつつ建屋枠組体の構成を簡素化することができる。
【0011】
請求項2の発明は、建屋枠組体は、前,後方向に離間して車体フレーム上に立設され上,下方向に延びる前,後の支柱と、この各支柱間を連結し水平方向に延びる横梁とにより構成し、熱交換器を保持した枠体は、各支柱間に位置して車体フレームと横梁との間に立設する構成としたことにある。
【0012】
このように構成したことにより、建屋枠組体の横梁を、熱交換器を保持する枠体によって支えることができるので、建屋枠組体を構成する支柱の本数を増やす必要がなく、この分、建屋枠組体の部品点数を削減することができる。
【0013】
請求項3の発明は、熱交換器を保持した枠体は、前,後方向に離間して車体フレーム上に立設された前,後の縦枠と、上,下方向に離間してこの各縦枠間を連結する上,下の横枠と、各縦枠の上端側から上方に延び建屋枠組体に取付けられる前,後の上柱とにより構成したことにある。
【0014】
このように構成したことにより、枠体を構成する前,後の縦枠の上端側から延びた前,後の上柱を建屋枠組体に取付けるだけで、この枠体を利用して建屋枠組体を支持することができる。
【0015】
請求項4の発明は、前,後の上柱は、各縦枠とは別部材によって構成したことにある。このように構成したことにより、車体フレーム上に熱交換器を保持する枠体を立設したときに、建屋枠組体の横梁と枠体との間に上,下方向の隙間がある場合でも、枠体の各縦枠にこの縦枠とは別部材からなる前,後の上柱を設け、各上柱を建屋枠組体の横梁に取付けることができ、熱交換器を保持する既存の枠体を利用して建屋枠組体を支持することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図1ないし図8を参照しつつ詳細に説明する。
【0017】
図中、1は土砂等の掘削作業に用いられる大型の油圧ショベルで、この油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の走行体2と、走行体2上に旋回可能に搭載された旋回体3とにより車体が構成され、旋回体3の前部側には掘削作業用の作業装置4が俯仰動可能に設けられている。
【0018】
ここで、旋回体3は、複数の分割体に分割した状態で作業現場等に搬送できるように、例えば図2に示すように、後述の中央分割体5、左分割体9、右分割体16等により構成されている。
【0019】
5は旋回体3の中央部を構成する中央分割体で、この中央分割体5は、前,後方向に延びるセンタフレーム6を有し、センタフレーム6は、厚肉な鋼板等からなる底板6Aと、底板6A上に立設され前,後方向に延びる左,右の縦板6B,6Cとにより大略構成され、後述の各サイドフレーム10,17と共に旋回体3の旋回フレーム(車体フレーム)を構成するものである。
【0020】
そして、センタフレーム6(底板6A)の前部側には、走行体2上で旋回体3を旋回させる4個の旋回装置7が配設されている。また、センタフレーム6(各縦板6B,6C)の前端部には、作業装置4の基端側が俯仰動可能に取付けられ、センタフレーム6の後端部には、作業装置4との重量バランスをとるカウンタウエイト8が取付けられる構成となっている。
【0021】
9は中央分割体5の左側に配設される左分割体で、この左分割体9は、前,後方向に延びる長方形状の左サイドフレーム10を有し、左サイドフレーム10は、センタフレーム6の左縦板6B等に着脱可能に取付けられるものである。
【0022】
そして、左サイドフレーム10上の左端側には、作業者が歩行する通路となる床板11が前,後方向に延びて設けられている。また、左サイドフレーム10の前部側には、床板11から上方に立上がる箱状のキャブベッド12が設けられ、このキャブベッド12上には、運転室を画成するキャブ13が搭載されている。さらに、左サイドフレーム10の後部側には、前,後方向に延びる建屋カバー14が設けられ、この建屋カバー14内には、原動機15等を収容する機器収容空間が形成されている。
【0023】
16は中央分割体5の右側に配設された右分割体で、この右分割体16は、前,後方向に延びる長方形状の右サイドフレーム17を有し、右サイドフレーム17は、センタフレーム6の右縦板6Cに着脱可能に取付けられるものである。
【0024】
そして、右サイドフレーム17上の前端側から右端側には、作業者が歩行する通路となる床板18がL字状に延びて設けられている。また、右サイドフレーム17上には、後述する建屋カバー23によって構成される建屋の枠組みを形成する建屋枠組体19が設けられている。
【0025】
ここで、建屋枠組体19は、図3ないし図5に示すように、右サイドフレーム17の外周縁部に前,後方向に離間して立設され上,下方向に延びた複数本の支柱20と、この各支柱20の上端部間を連結し前,後方向(水平方向)に延びた複数本の横梁21と、この各梁21間を連結し左,右方向に延びる補強材22とにより、強固な骨組み構造をもって形成されている。
【0026】
23は建屋枠組体19に取付られることにより、右サイドフレーム17上に前,後方向に延びて設けられた建屋カバーで、この建屋カバー23は、上面板23A、前面板23B、後面板23Cおよび側面板23D等によって形成され、側面板23Dには格子状の吸気口23Eが形成されている。そして、建屋カバー23内には、原動機24、後述のオイルクーラ25等を収容する機器収容空間が形成されている。
【0027】
25は右サイドフレーム17上に設けられ、原動機24と共に建屋カバー23内に収容されたオイルクーラで、このオイルクーラ25は、図3ないし図6に示すように、後述の枠体26と、熱交換器36とにより構成され、建屋カバー23の側面板23Dに近接し、この側面板23Dの吸気口23Eと対応した位置に配置されている。
【0028】
26はオイルクーラ25の外殻をなす枠体で、この枠体26は、図6に示すように、右サイドフレーム17の前部側に立設され上,下方向に延びた前縦枠27と、前縦枠27から後側に離間して右サイドフレーム17に立設され上,下方向に延びた後縦枠28と、前,後の縦枠27,28の下端部間を連結し前,後方向に延びた下横枠29と、前,後の縦枠27,28の上端部間を連結し前,後方向に延びた上横枠30とにより、全体として長方形状の枠状に形成され、建屋枠組体19を構成する支柱20と同等かそれ以上の剛性を有している。そして、枠体26内には、後述の熱交換器36が保持されると共に、後述の冷却ファン40が回転可能に収容されている(図4参照)。
【0029】
ここで、枠体26を構成する前縦枠27の下端側には、平板状の固定板27Aが溶接等によって固着され、後縦枠28の下端側には、同じく平板状の固定板28Aが溶接等によって固着されている。そして、枠体26は、各固定板27A,28Aを右サイドフレーム17にボルト締めすることにより、建屋枠組体19を構成する前,後の支柱20間に位置して右サイドフレーム17と横梁21との間に立設されている。
【0030】
また、枠体26を構成する前縦枠27の上端側には、平板状のねじ座板27Bが溶接等によって固着され、後縦枠28の上端側には、同じく平板状のねじ座板28Bが溶接等によって固着されている。そして、これら各ねじ座板27B,28Bには、前上柱31,後上柱32がボルト締めされる構成となっている。
【0031】
さらに、枠体26を構成する前上柱31は、前縦枠27とは別部材によって構成され、枠体26を構成する後上柱32は、後縦枠28とは別部材によって構成されており、次に、これら前上柱31,後上柱32について説明する。
【0032】
まず、前上柱31は、図6および図7に示すように、平板状の固定板31Aと、この固定板31A上に溶接等によって固着され上,下方向に延びた短尺な角鋼材等からなる柱状体31Bとにより構成され、柱状体31Bには上,下方向に離間して2個の雌ねじ穴31Cが形成されている。そして、前上柱31は、複数のボルト33を用いて固定板31Aを前縦枠27のねじ座板27Bに螺着することにより、前縦枠27の上端側に一体に固定されている。
【0033】
一方、後上柱32も、前上柱31と同様に、平板状の固定板32Aと、柱状体32Bとにより構成され、柱状体32Bには2個の雌ねじ穴32Cが形成されている。そして、後上柱32は、複数のボルト33を用いて固定板32Aを後縦枠28のねじ座板28Bに螺着することにより、後縦枠28の上端側に一体に固定されている。
【0034】
ここで、図5および図7に示すように、枠体26の上方に位置する横梁21の下面には、前上柱31の柱状体31B、および後上柱32の柱状体32Bに対面する平板状の2枚の連結板34が溶接等によって固着されている。そして、これら各連結板34のうち前上柱31の各雌ねじ穴31Cに対応する部位、後上柱32の各雌ねじ穴32Cに対応する部位には、上,下方向に延びる長穴状の2個のボルト挿通穴34Aが形成されている。
【0035】
そして、各連結板34のボルト挿通穴34Aに挿通したボルト35を、各上柱31,32の雌ねじ穴31C,32Cに螺着することにより、枠体26を構成する前,後の上柱31,32が、連結板34を介して横梁21に取付けられる構成となっている。
【0036】
この場合、連結板34の各ボルト挿通穴34Aは、上,下方向に延びる長穴状に形成されているので、例えば右サイドフレーム17上にオイルクーラ25の枠体26を固定したときに、枠体26の前,後の上柱31,32と梁21との間の上,下方向の寸法が誤差を生じたとしても、この寸法誤差をボルト挿通穴34Aによって吸収することができ、前,後の上柱31,32と梁21とを確実に連結することができる。
【0037】
これにより、図3ないし図5に示すように、オイルクーラ25の枠体26を利用して、建屋枠組体19の横梁21を下側から支持することができ、建屋枠組体19の強度を確保しつつ支柱20の本数を減らし、この建屋枠組体19の構成を簡素化できる構成となっている。
【0038】
36は枠体26内に保持された熱交換器で、この熱交換器36は、作動油が流通する流通管および多数の放熱フィンからなる放熱部37と、放熱部37の上側に配置され、この放熱部37の流通管に連通したアッパタンク38と、放熱部37の下側に配置され、この放熱部37の流通管に連通したロアタンク39とにより構成されている。
【0039】
ここで、アッパタンク38は、油圧ショベル1に設けられた油圧アクチュエータからの戻り配管(図示せず)に接続され、ロアタンク39は、配管を介して作動油タンク(いずれも図示せず)に接続されている。そして、熱交換器36は、油圧アクチュエータから作動油タンクへと還流する作動油の熱を放熱部37で熱交換し、この熱を冷却ファン40から供給される冷却風中に放出することにより、加熱された作動油を冷却するものである。
【0040】
40は熱交換器36と共に枠体26内に収容された吸込み式の冷却ファンで、この冷却ファン40は、例えば油圧モータからなるファンモータ41によって回転駆動されることにより、建屋カバー23の吸気口23Eを通じて外気(冷却風)を吸込み、この冷却風を熱交換器36に供給するものである。また、枠体26には冷却ファン40を保護する籠状のファンガード42が取付けられている。
【0041】
本実施の形態による油圧ショベル1は上述の如き構成を有するもので、この油圧ショベル1は、例えば走行体2によって掘削現場まで自走した後、旋回体3を旋回させつつ作業装置4を用いて土砂等の掘削作業を行う。
【0042】
そして、この油圧ショベル1の作動時には、ファンモータ41によって冷却ファン40が回転駆動されることにより、吸気口23Eを通じて建屋カバー23内に冷却風が吸込まれ、この冷却風はオイルクーラ25の熱交換器36に供給される。これにより、熱交換器36は、油圧アクチュエータから作動油タンクへと還流する作動油の熱を放熱部37で熱交換し、この熱を冷却風中に放出することにより、加熱された作動油を冷却する。
【0043】
ここで、オイルクーラ25の枠体26は、図3ないし図5に示すように、建屋枠組体19を構成する前,後の支柱20間に位置して右サイドフレーム17と横梁21との間に立設されている。これにより、オイルクーラ25は、上述の如く加熱された作動油を冷却する本来の役目に加え、枠体26によって建屋枠組体19の横梁21を下側から支持する役目を果たしている。
【0044】
かくして、本実施の形態によれば、オイルクーラ25の枠体26を、建屋枠組体19を形成する枠組みの一部として兼用することができるので、建屋枠組体19の強度を確保しつつ支柱20の本数を減らすことができ、この建屋枠組体19の構成を簡素化することができる。従って、建屋枠組体19の部品点数を削減することができ、製造コストの低減に寄与することができる。
【0045】
また、支柱20の本数を減らすことにより、建屋枠組体19が設けられた右分割体16全体の重量を軽減することができる。このため、例えば旋回体3を作業現場に搬送するため、中央分割体5に対して右分割体16を取付け、取外すときの作業性を高めることができる。
【0046】
また、枠体26を構成する前,後の上柱31,32を、前,後の縦枠27,28とは別部材によって構成したので、例えば右サイドフレーム17上に枠体26を立設したときに、建屋枠組体19の横梁21と枠体26との間に上,下方向の隙間があったとしても、枠体26の前縦枠27に適宜な上,下方向寸法を有する前上柱31を取付け、枠体26の後縦枠28に適宜な上,下方向寸法を有する後上柱32を取付けることにより、枠体26を利用して建屋枠組体19を支持することができる。
【0047】
さらに、本実施の形態によれば、オイルクーラ25の枠体26を利用して梁21を下側から支持するため、オイルクーラ25を、建屋カバー23の側面板23Dに接近させて配置している。これにより、オイルクーラ25を側面板23Dに接近させた分、建屋カバー23内におけるオイルクーラ25の周囲の空間を大きくすることができ、例えば建屋カバー23内でオイルクーラ25の点検作業等を行うときの作業スペースを大きく確保することができる。
【0048】
なお、上述した実施の形態では、オイルクーラ25の枠体26を構成する前,後の縦枠27,28に、これとは別部材からなる前,後の上柱31,32を設けた場合を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば前縦枠と同一部材からなる前上柱と、後縦枠と同一部材からなる後上柱とを有する枠体を用いてもよい。
【0049】
即ち、図8に示す変形例のように、オイルクーラ25の枠体51を、前縦枠52と、後縦枠53と、下横枠54と、上横枠55とによって囲まれた枠状に構成し、前縦枠52の上端側に上横枠55から上方に延びる延長部52Aを設け、後縦枠53の上端側に上横枠55から上方に延びる延長部53Aを設けることにより、延長部52Aを前縦枠52と同一部材からなる前上柱として用い、延長部53Aを後縦枠53と同一部材からなる後上柱として用いる構成としてもよい。
【0050】
また、上述した実施の形態では、右サイドフレーム17上に1基のオイルクーラ25を配置し、このオイルクーラ25の枠体26を利用して建屋枠組体19の横梁21を支持した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば右サイドフレーム17上に2基以上のオイルクーラを前,後方向に並べて配置し、これら各オイルクーラの枠体を利用して建屋枠組体19の横梁21を支持する構成としてもよい。
【0051】
また、上述した実施の形態では、熱交換装置としてオイルクーラ25を用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば原動機の冷却水を冷却するラジエータを熱交換装置として用いてもよく、さらに、オイルクーラとラジエータとが一体化された熱交換装置を用いてもよい。
【0052】
また、上述した実施の形態では、旋回体3が分割可能となった大型の油圧ショベル1を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、例えば非分割型の旋回体を有する油圧ショベルにも適用することができる。
【0053】
さらに、上述した実施の形態では、建設機械として油圧ショベルを例に挙げたが、本発明はこれに限らず、例えば油圧クレーン、ホイールローダ、ブルドーザ等の熱交換装置を備えた他の建設機械にも広く適用することができるものである。
【0054】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項1の発明によれば、熱交換器を保持する枠体を、建屋枠組体の枠組みの一部を兼ねて車体フレーム上に立設する構成としたので、枠体を建屋枠組体の一部として利用することができる。これにより、建屋枠組体の強度を確保しつつこの建屋枠組体の構成を簡素化することができ、建屋枠組体の製造コストを低減することができる。
【0055】
また、請求項2の発明によれば、建屋枠組体を、車体フレーム上に立設され上,下方向に延びる前,後の支柱と、この各支柱間を連結し水平方向に延びる横梁とにより構成し、熱交換器を保持する枠体を、各支柱間に位置して車体フレームと横梁との間に立設する構成としている。これにより、建屋枠組体の横梁を、熱交換器を保持する枠体によって支えることができるので、建屋枠組体を構成する支柱の本数を増やす必要がなく、この分、建屋枠組体の部品点数を削減することができ、建屋枠組体全体の重量を低減することができる。
【0056】
また、請求項3の発明によれば、熱交換器を保持する枠体を、車体フレーム上に立設された前,後の縦枠と、この各縦枠間を連結する上,下の横枠と、各縦枠の上端側から上方に延びる前,後の上柱とにより構成したので、枠体を構成する前,後の縦枠の上端側から延びた前,後の上柱を、建屋枠組体に取付けることにより、この枠体を利用して建屋枠組体を支持することができる。
【0057】
さらに、請求項4の発明によれば、枠体を構成する前,後の上柱を、各縦枠とは別部材によって構成したので、例えば車体フレーム上に枠体を立設したときに、建屋枠組体の横梁と枠体との間に上,下方向の隙間があったとしても、枠体の各縦枠に前,後の上柱を設け、この各上柱を建屋枠組体の横梁に取付けることにより、枠体を利用して建屋枠組体を支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す正面図である。
【図2】旋回体を構成する中央分割体、左分割体、右分割体、カウンタウェイトを分解した状態で示す分解平面図である。
【図3】図1中の右サイドフレーム、建屋枠組体、建屋カバー、オイルクーラ等を拡大して示す一部破断の正面図である。
【図4】右サイドフレーム、建屋枠組体、建屋カバー、オイルクーラ等を図3中の矢示IV−IV方向からみた拡大断面図である。
【図5】右サイドフレーム、建屋枠組体、オイルクーラ等をファンモータを省略した状態で建屋カバーの内側からみた斜視図である。
【図6】枠体と熱交換器とを分解した状態でオイルクーラを単体で示す分解斜視図である。
【図7】オイルクーラの前上柱を建屋枠組体の横梁に取付ける状態を示す要部拡大の斜視図である。
【図8】オイルクーラを構成する枠体の変形例を示す図6と同様の分解斜視図である。
【符号の説明】
3 旋回体(車体)
6 センタフレーム(車体フレーム)
10 左サイドフレーム(車体フレーム)
17 右サイドフレーム(車体フレーム)
19 建屋枠組体
20 支柱
21 横梁
23 建屋カバー
25 オイルクーラ
26,51 枠体
27,52 前縦枠
28,53 後縦枠
29,54 下横枠
30,55 上横枠
31 前上柱
32 後上柱
36 熱交換器
52A 延長部(前上柱)
53A 延長部(後上柱)

Claims (4)

  1. 車体を構成する車体フレームと、この車体フレーム上に設けられる建屋枠組体の枠組みの一部を兼ねて前記車体フレーム上に立設された枠体と、この枠体内に保持される熱交換器とにより構成してなる建設機械。
  2. 前記建屋枠組体は、前,後方向に離間して前記車体フレーム上に立設され上,下方向に延びる前,後の支柱と、この各支柱間を連結し水平方向に延びる横梁とにより構成し、
    前記熱交換器を保持した前記枠体は、前記各支柱間に位置して前記車体フレームと前記横梁との間に立設する構成としてなる請求項1に記載の建設機械。
  3. 前記熱交換器を保持した前記枠体は、前,後方向に離間して前記車体フレーム上に立設された前,後の縦枠と、上,下方向に離間してこの各縦枠間を連結する上,下の横枠と、前記各縦枠の上端側から上方に延び前記建屋枠組体に取付けられる前,後の上柱とにより構成してなる請求項1または2に記載の建設機械。
  4. 前記前,後の上柱は、前記各縦枠とは別部材によって構成してなる請求項3に記載の建設機械。
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