JP2004324438A

JP2004324438A - Cooling device for construction machine

Info

Publication number: JP2004324438A
Application number: JP2003116188A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Ikeda; 邦彦池田; Seiichiro Takeshita; 清一郎竹下; Osamu Watanabe; 修渡邉; Kazunori Nakamura; 和則中村; Yasushi Arai; 康荒井; Hiroyuki Kamata; 博之鎌田; Shigehisa Funabashi; 茂久船橋
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce noises generated by cooling air blown out from a cooling fan. <P>SOLUTION: A stay 70 of a roughly U-shape section swelling out in a outer diameter direction is attached to an engine 42. A fan ring 62 is provided around the cooling fan 45, and an engine side flange part 62b of the fan ring 62 is supported by the engine 42 via the stay 70. A fan guard 75 of roughly U-shape section is internally abutted on an inside of the stay 42, and the fan guard 75 and the fan ring 62 are fastened to the stay 70 by a bolt 73 and a nut 74. Flow speed of cooling air passing the cooling fan 45 reduces as it goes toward centrifugal direction. Since cooling air impinges on the stay 70 and the fan guard 75 at a part where flow speed is low, the noises are low. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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冷却装置に係わり、とくに軸流冷却ファンの回転によりエンジン室内に冷却風を流す建設機械の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の冷却装置では、冷却ファンの外周部とファンシュラウドとの間のチップクリアランスを小さくすることが、冷却性能を向上させる上でとくに重要である。チップクリアランスを小さくするためには、ファンシュラウドと冷却ファンの双方を同一の振動系に属するものから支持することが好ましく、従来、ファンシュラウドと冷却ファンをエンジンから支持するようにした冷却装置が知られている（特許文献１参照）。これによればステーを介してエンジンからファンシュラウドを支持する。
【０００３】
【特許文献１】
実開平４−６７２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、油圧ショベル等の建設機械では、軸流冷却ファンに吸い込まれた冷却風は、通常、冷却ファンを通過後、その主流が遠心方向に向かって吹き出される。この場合、冷却ファンの下流にステーが配置されると、冷却風の流れを乱し、騒音の原因となる。したがって、騒音の発生を最小限に抑えるためには、ステーの形状や配置を考慮する必要がある。しかし、上記公報記載のものは、とくにこの点を考慮することなく冷却ファンの近傍にステーが設けられているので、大きな騒音が発生する。
【０００５】
本発明は、騒音の発生を抑制することができる建設機械の冷却装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による建設機械の冷却装置は、エンジン室に設置されたエンジンから回転可能に支持され、エンジン室内に冷却空気を吸い込むとともに、吸い込んだ冷却空気の主流を遠心方向に吐き出してエンジン室外に排出する軸流冷却ファンと、冷却ファンの空気吸込面に面して設けられ、エンジン室に吸い込まれた冷却空気と所定の媒体とを熱交換する熱交換器と、冷却ファンを内包し、熱交換器から冷却ファンにかけて軸方向空気通路を形成するファンシュラウドと、冷却ファンから遠心方向に吐き出された冷却空気が通過するための遠心方向空気通路を横断し、エンジンからファンシュラウドを支持する支持部材と、一端がファンシュラウドのフランジ部に支持されるとともに、他端が遠心方向空気通路にかけて延在し、冷却ファンへの異物の侵入を防止するファンガードとを備え、支持部材とファンガードの少なくとも一方の断面形状を、冷却ファンの回転軸の外径方向に膨らむように断面略コ字状に形成したことを特徴とする。
また、支持部材とファンガードの少なくとも一方のうち、遠心方向空気通路を遮断する部位を、少なくともファンシュラウドの支持部よりも外径側に位置させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図５を参照して本発明による冷却装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の冷却装置を有する油圧ショベルの外観図である。油圧ショベルは、走行体１と、走行体１に旋回可能に搭載された旋回体２と、旋回体２の前部に回動可能に軸支された作業装置６とを有する。旋回体２の底部には旋回体フレーム１１が設けられ、旋回体フレーム１１上に運転室３とエンジン室４が、エンジン室４の後部にカウンタウエイト５がそれぞれ設けられている。作業装置６は、ブーム７，アーム８，バケット９を有し、これらはそれぞれブームシリンダ７Ａ，アームシリンダ８Ａ，バケットシリンダ９Ａにより回動する。
【０００８】
図２は、エンジン室４の構成を示す断面図である。エンジン室４はカバー４１により全体が覆われている。カバー４１には冷却空気をエンジン室４に導くための流入口４１ａ、およびエンジン室４に流入した冷却空気をエンジン室外に排出するための流出口４１ｂがそれぞれ開口され、エンジン室４を冷却空気が通過する。なお、図では流入口４１ａがカバー４１の側面に、流出口４１ｂがカバー４１の上面に開口されているが、流入口４１ａおよび流出口４１ｂは、図示しない他の箇所（例えばカバー４１の底面）にも開口されている。また、カバー４１には開閉自在なドアが設けられている。
【０００９】
エンジン４２は、防振マウント４３を介してエンジン室４下部の旋回体フレーム１１から支持され、カバー４１の上面を排気ダクト４４が貫通している。エンジン４２の空気流入口４１ａ側の端面には、回転軸４５ａを介して軸流冷却ファン４５が回転可能に支持され、ファン回転軸４５ａはプーリ４６，４７およびファンベルト４８を介してエンジンクランク軸４２ａに連結されている。これによりエンジンクランク軸４２ａの回転がファン回転軸４５ａに伝達され、冷却ファン４５が回転する。
【００１０】
冷却ファン４５の側方には、ラジエータ５１，オイルクーラ５２，インタークーラ５３が互いに略平行に配設され、これら熱交換器５１〜５３の通気面は冷却ファン４５の吸込面に面している。したがって、冷却ファン４５を回転させると、流入口４１ａからエンジン室４内に流入した冷却空気がインタークーラ５３、オイルクーラ５２、ラジエータ５１を通過し、冷却ファン４５に吸い込まれる。
ラジエータ５１の下部はブラケット４１ｃに固定され、オイルクーラ５２とインタークーラ５３は図示しないステイを介してラジエータ５１から支持されている。なお、５４はバッテリーである。
【００１１】
冷却ファン４５の外周には、ラジエータ５１から冷却ファン４５にかけて空気通路を形成するシュラウド６０が設けられている。図３は、シュラウド６０の構成を示す図２のＩＩＩ部拡大図である。冷却ファン４５の周囲には、冷却ファン４５の外周全体を覆うように略円筒状のファンリング６２が設けられ、ファンリング６２はステー７０を介してエンジン４２から支持されている。ラジエータ５１の側縁部には、ラジエータ５１を通過した冷却空気を冷却ファン４５に導くように筒状のファンカバー６１が取り付けられている。ファンカバー６１とファンリング６２の端面同士は近接し、この端面部の外周には、ファンカバー６１とファンリング６２との隙間を塞ぐように密封部材６３が設けられている。密封部材６３はゴム等の弾性材料からなり、先端の凹部６３ａをファンリング６２の凸部６２ａに引っ掛けた後、他端をファンカバー６１の溝部６１ａに沿って収容し、外側からバンド６４で固定する。これにより密閉部材６３がずれたり外れたりするのを防止できる。
【００１２】
ラジエータ５１を通過した冷却空気は、ファンカバー６１，密閉部材６３，ファンリング６２の内側を通過し、冷却ファン４５に導かれる。この場合、ファンリング６２は冷却ファン４５と同様、エンジン４２から支持される。すなわちファンリング６２と冷却ファン４５は同一の振動系に属するので、冷却ファン４５のチップクリアランスを狭く設定することができる。その結果、ファン効率が向上し、冷却装置全体の冷却効率を高めることができる。
【００１３】
ここで、ファンリング６２の支持構造について詳細に説明する。図４は、ファンリング６２の支持構造を示す斜視図である。ステー７０はエンジン４２の上面および両側面の周方向３箇所に取り付けられ、３個のステー７０を介してファンリング６２はエンジン４２から支持されている。また、ファンリング６２とエンジン４２の間には、周囲から冷却ファン４５への異物（工具や手など）の侵入を防ぐファンガード７５が設けられている。ファンガード７５は周方向上半分に設けられ、ファンガード７５の上部にステー７０が位置している。
【００１４】
図５は、ファンガード７５に対するステー７０の配置を示す斜視図である。図３，５に示すように、ステー７０は、エンジン４２にボルト７２で締結されるフランジ部７０ａと、フランジ部７０ａから外径方向に延出する延出部７０ｂと、延出部７０ｂから水平方向冷却ファン４５側に延出する延出部７０ｃと、延出部７０ｃから内径方向に延出するフランジ部７０ｄからなり、延出部７０ｂ，７０ｃおよびフランジ部７０ｄは外径方向に膨らむように断面略コ字状をなしている。フランジ部７０ｄ、およびファンリング６２のフランジ部６２ｂには、それぞれ貫通孔７０ｅ，６２ｃが開口されている。フランジ部７０ｄの熱交換器側端面にはフランジ部６２ｂが当接し、貫通孔６２ｃ，７０ｅを貫通したボルト７３およびナット７４によりファンリング６２にステー７０が締結されている。
【００１５】
ファンガード７５は、周方向上半分を覆うメッシュ状の金網部７５ａと、金網部７５ａのエンジン側周縁部から径方向内側にかけて延在するメッシュ状の金網部７５ｂと、金網部７５ａの熱交換器側周縁部から径方向内側にかけて設けられる複数（３個）のフランジ部７５ｃ，７５ｄ，７５ｅとを有する。すなわち、図３に示すように、ファンガード７５は金網部７５ａ，７５ｂとフランジ部７５ｃ〜７５ｅにより断面略コ字状をなしている。
【００１６】
ステー７０は中央のフランジ部７５ｄに位置し、ステーの延出部７０ｂ，７０ｃ，フランジ部７０ｄはファンガード７５の外表面に接している。ファンガード７５のフランジ部７５ｃ〜７５ｅにはそれぞれ貫通孔７５ｆが開口されている。
図３に示すように、中央のフランジ部７５ｄはボルト７３およびナット７４により、ステー７０を介してファンリング６２のフランジ部６２ｂに締結されている。すなわちファンガード７５の上部では、ファンガード７５とステー７０およびファンリング６２が共締めされている。なお、図示は省略するが、ファンガード７５の残りのフランジ部７５ｃ，７５ｅは、ステー７０を介さずにファンリング６２に締結されている。また、ファンガード７５の取付性を容易にするために、ナット７４は予め溶接などでファンガード７５に一体に固定されている。
【００１７】
金網部７５ｂには、エンジン４２の外表面との干渉を防止するために切り欠き７５ｇが設けられている。図では切り欠き７５ｇを円弧状としたが、切り欠き７５ｇはエンジン４２の形状に応じて設けられる。
【００１８】
以上のように構成された第１の実施の形態に係わる冷却装置の動作を説明する。エンジン４２を駆動すると、クランク軸４２ａの回転がファン回転軸４５ａに伝達され、冷却ファン４５が回転する。これにより図２の矢印に示すように、流入口４１ａを介してエンジン室４内に冷却空気が導かれ、冷却空気はインタークーラ５３、オイルクーラ５２、ラジエータ５１の各放熱部を通過し、これら熱交換器５１〜５３の内部を循環する冷却媒体と熱交換した後、ファンシュラウド６０の内側の空気通路（軸方向空気通路）を介して冷却ファン４５に吸い込まれる。そして、冷却ファン４５から吐き出された冷却空気は、エンジン４２とファンリング６２の間の空気通路（遠心方向空気通路）を遠心方向外側に流れ、ファンガード７５を通過し、流出口４１ｂを介してエンジン室４の外に排出される。このとき、冷却ファン４５を通過した冷却空気は、遠心方向に流れるにしたがい、流速が遅くなる。本実施の形態では、ファンガード７５とステー７０を外径方向に膨らむように断面コ字状に設けたので、ファンガード７５とステー７０は流速の遅い場所に配置される。その結果、冷却空気がファンガード７５およびステー７０に衝突した際の冷却空気の乱れは小さい。
【００１９】
このように第１の実施の形態によれば、ファンリング６２を支持するステー７０と冷却ファン４５への異物の侵入を防ぐファンガード７５を冷却ファン４５の外径方向に膨らむように断面略コ字状に設けたので、冷却空気がステー７０とファンガード７５を通過する際の流速は遅い。これにより冷却空気の乱れが小さくなり、圧損が小さくなって冷却効率が向上するとともに、騒音を抑制することができる。また、ファンガード７５をステー７０に内接して設けるので、冷却風の圧力によりファンガード７５が外側に変形することがステー７０により拘束される。
【００２０】
−第２の実施の形態−
図６，７を参照して本発明による冷却装置の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、ステー７０に対するファンガードの配置である。すなわち第１の実施の形態では、ファンガード７５をステー７０に内接して設けたが、第２の実施の形態ではファンガード７６をステー７０に外接して設ける。
【００２１】
図６は、第２の実施の形態に係わる冷却装置のシュラウド６０の近傍を示す断面図であり、図７はファンガード７６に対するステー７０の配置を示す斜視図である。なお、図３，５と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。ファンガード７６は、第１の実施の形態と同様、金網部７６ａ，７６ｂとフランジ部７６ｃ，７６ｄ，７６ｅとを有し、断面略コ字状をなしている。また、金網部７６ａには切り欠き７６ｇが設けられ、フランジ部７６ｃ〜７６ｅには貫通孔７６ｆが開口されている。ファンガード７６はステー７０を覆うようにステー７０の外表面に接して設けられ、中央のフランジ部７６ｄはファンリング６２のフランジ部６２ｂとステー７０のフランジ部７０ｄの間に挟まれている。ステー７０の貫通孔７０ｅには雌ねじが形成され、貫通孔６２ｃ，７６ｆを貫通したボルト７３が雌ねじに螺合し、ファンガード７６とファンリング６２がステー７０に締結されている。なお、図示しない残りのフランジ部７６ｃ，７６ｅは、ナット７４を介してファンリング６２に締結されている。
【００２２】
第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、ステー７０とファンガード７６を外径方向に向けて断面略コ字状に設けたので、冷却空気の乱れが小さくなり、冷却効率を向上することができるとともに、騒音を抑制することができる。また、図６に示すようにファンリング６２のフランジ部６２ｂにファンガード７６のフランジ部７６ｄが当接するので、ファンリング６２とファンガード７６の間の隙間が図３のものよりステー７０の厚み分だけ小さくなくなり、冷却ファン４５への異物の侵入をより確実に防止することができる。
【００２３】
−第３の実施の形態−
図８，９を参照して本発明による冷却装置の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、ファンガードの形状と、ファンリング６２に対するステー７０およびファンガードの配置である。すなわち第１の実施の形態では、ファンガード７５の金網部７５ａをエンジン４２の外表面の外側に位置するようにしたが、第３の実施の形態では、金網部７７ａをエンジン４２とファンリング６２の間に位置させる。また、第１の実施の形態では、ファンリング６２のフランジ部６２ｂのエンジン側にステー７０およびファンガード７５のフランジ部７０ｄ，７５ｄを設けるようにしたが、第３の実施の形態では、フランジ部６２ｂの冷却ファン４５側にフランジ部７０ｄ，７７ｄを設ける。
【００２４】
図８は、第３の実施の形態に係わる冷却装置のシュラウド６０の近傍を示す断面図であり、図９はファンガード７７に対するステー７の配置を示す斜視図である。なお、図３，５と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。ファンガード７７は、断面略コ字状の金網部７７ａ，７７ｂ，７７ｈを有し、金網部７７ｈにフランジ部７７ｃ，７７ｄ，７７ｅが設けられ、フランジ部７７ｃ〜７７ｅには貫通孔７７ｆが開口されている。金網部７７ａは、エンジン４２とファンリング６２の間に設けられるとともに、図３，５の金網部７５ａよりも内径方向に延在し、ファン回転軸４５ａとの干渉を防ぐために金網部７７ａに切り欠き７７ｇが設けられている。ファンガード７７の金網部７７ｂおよびフランジ部７７ｄはステー７０の延出部７０ｃおよびフランジ部７０ｄに内接し、フランジ部７７ｄの内側面（エンジン側端面）はフランジ部６２ｂの熱交換器側端面に当接している。フランジ部６２ｂのエンジン側端面には予めナット７４が溶接などで固定されている。貫通孔７０ｅ，７７ｆ，６２ｃを貫通したボルト７３はナット７４に螺合し、ファンリング６２とファンガード７７がステー７０に締結される。
【００２５】
第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、ステー７０とファンガード７７を外径方向に向けて断面略コ字状に設けたので、冷却空気の乱れが小さくなり、冷却効率を向上することができるとともに、騒音を抑制することができる。また、ファンガード７７のフランジ部７７ｃ〜７７ｅの間に金網部７７ｈを設け、ファンリング６２のフランジ部６２ｂの熱交換器側端面に金網部７７ｈ（フランジ部７７ｄ）を当接するとともに、ファンガード７７の金網部７７ａを冷却ファン４５の回転軸４５ａ近傍にかけて延在するので、冷却ファン４５への異物の侵入を確実に防止することができる。この場合、金網部７７ａはメッシュ構造であるため、冷却空気が金網部７７ａを通過する際の圧力損失は小さく、金網部７７ａを内径側に延在させても空気の乱れはさほど問題とならない。
【００２６】
なお、上記実施の形態において、ステー７０やファンガード７５の最外径はファンリング６２の最外径によって制限される。すなわち、ファンリング６２のフランジ部６２ｂに断面略コ字状の端面を当接しつつ、フランジ部６２ｂからの外径方向への突出量が最小となるように、ステー７０の延出部７０ｃやファンガード７５〜７７の金網部７５ｂ〜７７ｂの径が制限される。
【００２７】
上記実施の形態では、ステー７０とファンガード７５〜７７の双方を外径方向に膨らむように断面略コ字状に形成したが、いずれか一方のみを断面略コ字状に形成してもよい。ステー７０とファンガード７５の配置は上述したものに限らない。例えば図８の金網部７７ａを図３と同様、ステー７０に内接するように設けてもよい。ファンガード７５〜７７の中央のフランジ部７５ｄ〜７７ｄにおいてファンガード７５〜７７をファンリング６２とステー７０に共締めするようにしたが、他のフランジ部７５ｃ〜７７ｃ，７５ｅ〜７７ｅでも同様にファンガード７５を共締めするようにしてもよい。支持部材としてのステー７０をエンジン４２の上面および側面に取り付けるようにしたが、冷却ファン側端面に取り付けるようにしてもよい。すなわち、フランジ部７０ａの形状は上記実施の形態に限らない。
【００２８】
ファンリング６２，ファンカバー６１，６３によりファンシュラウド６０を構成するようにしたが、冷却ファン４５を内包し、ラジエータ５１から冷却ファン４５にかけて冷却空気の通路を形成するのであれば、ファンシュラウド６０の形状はこれに限らない。上記では、冷却ファン４５の上流にラジエータ５１、オイルクーラ５２、インタークーラ５３を設けたが、熱交換器５１〜５３の配置はこれに限らない。また、支持部材としてのステー７０とファンガードの少なくとも一方のうち、遠心方向空気通路を遮断する部位を、ファンシュラウド６０の支持部（フランジ部６２ｂ）よりも外径側に位置させるのであれば、支持部材とファンガードを断面略コ字状以外（例えば断面略Ｕ字状や断面略Ｌ字状）としてもよい。この場合も冷却空気がステー７０またはファンガードを通過する際の流速は遅くなるため、騒音を低減できる。
【００２９】
上記実施の形態の冷却装置は、油圧ショベルに適用したが、軸流冷却ファン４５とエンジン４２の間に遠心方向に冷却空気が流れ、ファンリング６２をエンジン４２から支持するのであれば、油圧ショベル以外の他の建設機械の冷却装置にも同様に適用できる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の表示装置に限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、エンジンからファンシュラウドを支持する支持部材と、冷却ファンへの異物の侵入を防止するファンガードの少なくとも一方の断面形状を、ファン回転軸の外径方向に膨らむように断面略コ字状に形成し、あるいは支持部材とファンガードの少なくとも一方のうち、遠心方向空気通路を遮断する部位をファンシュラウドの支持部よりも外径側に位置させるようにした。これにより冷却ファンから吐き出された冷却空気の乱れが小さくなり、騒音の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される油圧ショベルの外観側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる冷却装置が搭載されたエンジン室の構成を示す断面図。
【図３】第１の実施の形態に係わる冷却装置の構成を示す断面図（図２のＩＩＩ部拡大図）。
【図４】本発明の実施の形態に係わる冷却装置を構成するファンリングの支持構造を示す斜視図。
【図５】図３の要部拡大図。
【図６】第２の実施の形態に係わる冷却装置の構成を示す断面図（図２のＩＩＩ部拡大図）。
【図７】図６の要部拡大図。
【図８】第３の実施の形態に係わる冷却装置の構成を示す断面図（図２のＩＩＩ部拡大図）。
【図９】図８の要部拡大図。
【符号の説明】
４エンジン室４２エンジン
４５軸流冷却ファン５１ラジエータ
５２オイルクーラ５３インタークーラ
６０ファンシュラウド６２ファンリング
７０ステー７５〜７７ファンガード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device provided in an engine room of a construction machine, and more particularly to a cooling device of a construction machine that flows cooling air into an engine room by rotation of an axial cooling fan.
[0002]
[Prior art]
In this type of cooling device, it is particularly important to reduce the chip clearance between the outer periphery of the cooling fan and the fan shroud in order to improve the cooling performance. In order to reduce the chip clearance, it is preferable to support both the fan shroud and the cooling fan from those belonging to the same vibration system. Conventionally, a cooling device that supports the fan shroud and the cooling fan from the engine is known. (See Patent Document 1). According to this, the fan shroud is supported from the engine via the stay.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-6726 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a construction machine such as a hydraulic shovel, cooling air sucked into an axial cooling fan usually passes through the cooling fan, and then its main flow is blown out in a centrifugal direction. In this case, if the stay is arranged downstream of the cooling fan, the flow of the cooling air is disturbed, which causes noise. Therefore, in order to minimize the generation of noise, it is necessary to consider the shape and arrangement of the stay. However, in the above-mentioned publication, since a stay is provided in the vicinity of the cooling fan without considering this point, a large noise is generated.
[0005]
The present invention provides a cooling device for a construction machine that can suppress generation of noise.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A cooling device for a construction machine according to the present invention is rotatably supported by an engine installed in an engine room, sucks cooling air into the engine room, discharges the main flow of the sucked cooling air in a centrifugal direction, and discharges the cooling air outside the engine room. An axial cooling fan, a heat exchanger provided facing the air suction surface of the cooling fan, and exchanging heat between the cooling air sucked into the engine room and a predetermined medium, and a heat exchanger including the cooling fan. A fan shroud that forms an axial air passage from the cooling fan to the cooling fan, and a support member that supports the fan shroud from the engine, traversing the centrifugal air passage through which the cooling air discharged in the centrifugal direction from the cooling fan passes, One end is supported by the flange portion of the fan shroud, and the other end extends through the air passage in the centrifugal direction. And a fan guard for preventing intrusion of the cooling fan, wherein at least one of the cross-sectional shapes of the support member and the fan guard is formed to have a substantially U-shaped cross-section so as to expand in the radial direction of the rotation axis of the cooling fan. .
In addition, a portion of at least one of the support member and the fan guard that blocks the centrifugal air passage is positioned at least on the outer diameter side of the support portion of the fan shroud.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
-1st Embodiment-
Hereinafter, a first embodiment of a cooling device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an external view of a hydraulic shovel having the cooling device of the present invention. The hydraulic excavator includes a traveling body 1, a revolving body 2 rotatably mounted on the traveling body 1, and a working device 6 rotatably supported at the front of the revolving body 2. A revolving body frame 11 is provided at the bottom of the revolving body 2, and a cab 3 and an engine room 4 are provided on the revolving body frame 11, and a counterweight 5 is provided at a rear portion of the engine room 4. The working device 6 has a boom 7, an arm 8, and a bucket 9, which are rotated by a boom cylinder 7A, an arm cylinder 8A, and a bucket cylinder 9A, respectively.
[0008]
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the engine compartment 4. The engine room 4 is entirely covered by a cover 41. The cover 41 has an opening 41a for guiding the cooling air to the engine room 4 and an opening 41b for discharging the cooling air flowing into the engine room 4 to the outside of the engine room. pass. In the figure, the inflow port 41a is opened on the side surface of the cover 41, and the outflow port 41b is opened on the upper surface of the cover 41. It is also open. The cover 41 is provided with an openable / closable door.
[0009]
The engine 42 is supported by the revolving frame 11 below the engine room 4 via a vibration-proof mount 43, and an exhaust duct 44 penetrates the upper surface of the cover 41. An axial cooling fan 45 is rotatably supported on an end face of the engine 42 on the air inlet 41a side via a rotating shaft 45a. The fan rotating shaft 45a is connected to an engine crankshaft via pulleys 46 and 47 and a fan belt 48. 42a. Thus, the rotation of the engine crankshaft 42a is transmitted to the fan rotation shaft 45a, and the cooling fan 45 rotates.
[0010]
A radiator 51, an oil cooler 52, and an intercooler 53 are disposed substantially parallel to each other on the side of the cooling fan 45, and the ventilation surfaces of the heat exchangers 51 to 53 face the suction surface of the cooling fan 45. . Therefore, when the cooling fan 45 is rotated, the cooling air flowing into the engine room 4 from the inflow port 41a passes through the intercooler 53, the oil cooler 52, and the radiator 51, and is sucked into the cooling fan 45.
The lower part of the radiator 51 is fixed to a bracket 41c, and the oil cooler 52 and the intercooler 53 are supported by the radiator 51 via a stay (not shown). In addition, 54 is a battery.
[0011]
A shroud 60 that forms an air passage from the radiator 51 to the cooling fan 45 is provided on the outer periphery of the cooling fan 45. FIG. 3 is an enlarged view of a part III of FIG. A substantially cylindrical fan ring 62 is provided around the cooling fan 45 so as to cover the entire outer periphery of the cooling fan 45, and the fan ring 62 is supported by the engine 42 via a stay 70. A cylindrical fan cover 61 is attached to a side edge of the radiator 51 so as to guide cooling air passing through the radiator 51 to the cooling fan 45. End surfaces of the fan cover 61 and the fan ring 62 are close to each other, and a sealing member 63 is provided on the outer periphery of the end surface so as to close a gap between the fan cover 61 and the fan ring 62. The sealing member 63 is made of an elastic material such as rubber. After the concave portion 63a at the tip is hooked on the convex portion 62a of the fan ring 62, the other end is accommodated along the groove 61a of the fan cover 61, and is fixed with the band 64 from the outside. I do. This can prevent the sealing member 63 from shifting or coming off.
[0012]
The cooling air that has passed through the radiator 51 passes through the inside of the fan cover 61, the sealing member 63, and the fan ring 62, and is guided to the cooling fan 45. In this case, the fan ring 62 is supported by the engine 42 similarly to the cooling fan 45. That is, since the fan ring 62 and the cooling fan 45 belong to the same vibration system, the chip clearance of the cooling fan 45 can be set narrow. As a result, the fan efficiency is improved, and the cooling efficiency of the entire cooling device can be increased.
[0013]
Here, the support structure of the fan ring 62 will be described in detail. FIG. 4 is a perspective view showing a support structure of the fan ring 62. The stays 70 are attached at three circumferential positions on the upper surface and both side surfaces of the engine 42, and the fan ring 62 is supported from the engine 42 via three stays 70. Further, a fan guard 75 is provided between the fan ring 62 and the engine 42 to prevent foreign substances (tools, hands, etc.) from entering the cooling fan 45 from the surroundings. The fan guard 75 is provided in the upper half in the circumferential direction, and the stay 70 is located above the fan guard 75.
[0014]
FIG. 5 is a perspective view showing the arrangement of the stay 70 with respect to the fan guard 75. As shown in FIGS. 3 and 5, the stay 70 includes a flange portion 70 a that is fastened to the engine 42 with a bolt 72, an extension portion 70 b that extends from the flange portion 70 a in an outer radial direction, and a horizontal portion that extends from the extension portion 70 b. An extension 70c extending toward the directional cooling fan 45 side, and a flange 70d extending in the inner diameter direction from the extension 70c, the extensions 70b, 70c and the flange 70d bulging in the outer diameter direction. It has a substantially U-shaped cross section. Through holes 70e and 62c are opened in the flange 70d and the flange 62b of the fan ring 62, respectively. The flange portion 62b is in contact with the end surface of the flange portion 70d on the heat exchanger side, and the stay 70 is fastened to the fan ring 62 by bolts 73 and nuts 74 penetrating through holes 62c and 70e.
[0015]
The fan guard 75 includes a mesh-shaped wire mesh portion 75a that covers the upper half in the circumferential direction, a mesh-shaped wire mesh portion 75b that extends radially inward from the engine side peripheral edge of the wire mesh portion 75a, and a heat exchanger of the wire mesh portion 75a. It has a plurality (three) of flange portions 75c, 75d, and 75e provided from the side peripheral portion to the radial inside. That is, as shown in FIG. 3, the fan guard 75 has a substantially U-shaped cross section by the wire netting portions 75a and 75b and the flange portions 75c to 75e.
[0016]
The stay 70 is located at the center flange portion 75d, and the stay extension portions 70b, 70c and the flange portion 70d are in contact with the outer surface of the fan guard 75. Each of the flange portions 75c to 75e of the fan guard 75 has a through hole 75f.
As shown in FIG. 3, the central flange portion 75d is fastened to the flange portion 62b of the fan ring 62 via a stay 70 by a bolt 73 and a nut 74. That is, at the upper part of the fan guard 75, the fan guard 75, the stay 70, and the fan ring 62 are fastened together. Although not shown, the remaining flange portions 75c and 75e of the fan guard 75 are fastened to the fan ring 62 without going through the stay 70. Further, in order to facilitate attachment of the fan guard 75, the nut 74 is fixed to the fan guard 75 in advance by welding or the like.
[0017]
The wire mesh 75b is provided with a notch 75g for preventing interference with the outer surface of the engine 42. Although the notch 75g is arc-shaped in the figure, the notch 75g is provided according to the shape of the engine 42.
[0018]
The operation of the cooling device according to the first embodiment configured as described above will be described. When the engine 42 is driven, the rotation of the crankshaft 42a is transmitted to the fan rotation shaft 45a, and the cooling fan 45 rotates. Thereby, as shown by the arrow in FIG. 2, the cooling air is guided into the engine room 4 through the inflow port 41a, and the cooling air passes through the heat radiating portions of the intercooler 53, the oil cooler 52, and the radiator 51. After exchanging heat with the cooling medium circulating inside the heat exchangers 51 to 53, the heat is sucked into the cooling fan 45 via an air passage (axial air passage) inside the fan shroud 60. The cooling air discharged from the cooling fan 45 flows in the air passage (centrifugal air passage) between the engine 42 and the fan ring 62 outward in the centrifugal direction, passes through the fan guard 75, and passes through the outlet 41b. It is discharged out of the engine room 4. At this time, the cooling air that has passed through the cooling fan 45 has a slower flow velocity as it flows in the centrifugal direction. In this embodiment, since the fan guard 75 and the stay 70 are provided in a U-shaped cross section so as to expand in the outer diameter direction, the fan guard 75 and the stay 70 are arranged in a place where the flow velocity is slow. As a result, the disturbance of the cooling air when the cooling air collides with the fan guard 75 and the stay 70 is small.
[0019]
As described above, according to the first embodiment, the stay 70 that supports the fan ring 62 and the fan guard 75 that prevents entry of foreign matter into the cooling fan 45 have substantially a cross-section that expands in the radial direction of the cooling fan 45. Since the cooling air passes through the stay 70 and the fan guard 75, the flow velocity is low. Thereby, the turbulence of the cooling air is reduced, the pressure loss is reduced, the cooling efficiency is improved, and noise can be suppressed. Further, since the fan guard 75 is provided in contact with the stay 70, the stay 70 prevents the fan guard 75 from deforming outward due to the pressure of the cooling air.
[0020]
-2nd Embodiment-
A second embodiment of the cooling device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The second embodiment differs from the first embodiment in the arrangement of the fan guard with respect to the stay 70. That is, in the first embodiment, the fan guard 75 is provided in contact with the stay 70, but in the second embodiment, the fan guard 76 is provided in contact with the stay 70.
[0021]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the vicinity of a shroud 60 of the cooling device according to the second embodiment, and FIG. 7 is a perspective view showing an arrangement of a stay 70 with respect to a fan guard 76. The same reference numerals are given to the same portions as in FIGS. 3 and 5, and the differences will be mainly described below. As in the first embodiment, the fan guard 76 has wire mesh portions 76a and 76b and flange portions 76c, 76d and 76e and has a substantially U-shaped cross section. The wire netting portion 76a is provided with a notch 76g, and the flange portions 76c to 76e are provided with through holes 76f. The fan guard 76 is provided in contact with the outer surface of the stay 70 so as to cover the stay 70, and the central flange 76 d is sandwiched between the flange 62 b of the fan ring 62 and the flange 70 d of the stay 70. A female screw is formed in the through hole 70e of the stay 70, a bolt 73 that has passed through the through holes 62c and 76f is screwed into the female screw, and the fan guard 76 and the fan ring 62 are fastened to the stay 70. The remaining flanges 76c and 76e (not shown) are fastened to the fan ring 62 via a nut 74.
[0022]
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the stay 70 and the fan guard 76 are provided in a substantially U-shaped cross section toward the outer diameter direction, so that the turbulence of the cooling air is reduced and the cooling is performed. Efficiency can be improved and noise can be suppressed. Also, as shown in FIG. 6, since the flange portion 76d of the fan guard 76 abuts on the flange portion 62b of the fan ring 62, the gap between the fan ring 62 and the fan guard 76 is larger than that of FIG. However, it is possible to prevent foreign matter from entering the cooling fan 45 more reliably.
[0023]
-Third embodiment-
A third embodiment of the cooling device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The third embodiment differs from the first embodiment in the shape of the fan guard and the arrangement of the stay 70 and the fan guard with respect to the fan ring 62. That is, in the first embodiment, the wire mesh portion 75a of the fan guard 75 is located outside the outer surface of the engine 42. However, in the third embodiment, the wire mesh portion 77a is connected to the engine 42 and the fan ring 62. Position between Further, in the first embodiment, the stay 70 and the flange portions 70d, 75d of the fan guard 75 are provided on the engine side of the flange portion 62b of the fan ring 62. However, in the third embodiment, the flange portion is provided. Flanges 70d and 77d are provided on the cooling fan 45 side of 62b.
[0024]
FIG. 8 is a sectional view showing the vicinity of a shroud 60 of the cooling device according to the third embodiment, and FIG. 9 is a perspective view showing an arrangement of the stay 7 with respect to the fan guard 77. The same reference numerals are given to the same portions as in FIGS. 3 and 5, and the differences will be mainly described below. The fan guard 77 has wire mesh portions 77a, 77b, and 77h having a substantially U-shaped cross section. The wire mesh portion 77h is provided with flange portions 77c, 77d, and 77e, and the flange portions 77c to 77e have through holes 77f. ing. The wire netting 77a is provided between the engine 42 and the fan ring 62, and extends in the inner diameter direction more than the wire netting 75a in FIGS. 3 and 5, and is cut into the wire netting 77a to prevent interference with the fan rotation shaft 45a. A notch 77g is provided. The wire netting portion 77b and the flange portion 77d of the fan guard 77 are inscribed in the extension portion 70c and the flange portion 70d of the stay 70, and the inner surface (engine side end surface) of the flange portion 77d is in contact with the heat exchanger side end surface of the flange portion 62b. In contact. A nut 74 is fixed to the engine-side end surface of the flange portion 62b in advance by welding or the like. Bolts 73 penetrating through holes 70e, 77f, 62c are screwed into nuts 74, and fan ring 62 and fan guard 77 are fastened to stay 70.
[0025]
Also in the third embodiment, as in the first embodiment, the stay 70 and the fan guard 77 are provided in a substantially U-shaped cross section toward the outer diameter direction, so that the turbulence of the cooling air is reduced and the cooling is performed. Efficiency can be improved and noise can be suppressed. Further, a wire netting portion 77h is provided between the flange portions 77c to 77e of the fan guard 77, and the wire netting portion 77h (flange portion 77d) is brought into contact with the end face of the flange portion 62b of the fan ring 62 on the heat exchanger side. Since the wire netting 77a extends to the vicinity of the rotation shaft 45a of the cooling fan 45, it is possible to reliably prevent foreign matter from entering the cooling fan 45. In this case, since the wire netting portion 77a has a mesh structure, the pressure loss when the cooling air passes through the wire netting portion 77a is small, and even if the wire netting portion 77a is extended to the inner diameter side, the turbulence of the air does not matter much.
[0026]
In the above embodiment, the outermost diameter of the stay 70 and the fan guard 75 is limited by the outermost diameter of the fan ring 62. That is, while the end face having a substantially U-shaped cross section is in contact with the flange portion 62b of the fan ring 62, the extension portion 70c of the stay 70 and the fan are so arranged that the amount of protrusion from the flange portion 62b in the radial direction is minimized. The diameter of the wire mesh portions 75b to 77b of the guards 75 to 77 is limited.
[0027]
In the above embodiment, both the stay 70 and the fan guards 75 to 77 are formed in a substantially U-shaped cross section so as to expand in the outer diameter direction, but only one of them may be formed in a substantially U-shaped cross section. . The arrangement of the stay 70 and the fan guard 75 is not limited to the above. For example, the wire netting portion 77a of FIG. 8 may be provided so as to be inscribed in the stay 70 similarly to FIG. Although the fan guards 75 to 77 are fastened to the fan ring 62 and the stay 70 at the center flange portions 75d to 77d of the fan guards 75 to 77, the other flange portions 75c to 77c and 75e to 77e are similarly fan-mounted. The guard 75 may be fastened together. Although the stay 70 as the support member is mounted on the upper surface and the side surface of the engine 42, it may be mounted on the cooling fan side end surface. That is, the shape of the flange portion 70a is not limited to the above embodiment.
[0028]
Although the fan shroud 60 is constituted by the fan ring 62 and the fan covers 61 and 63, if the cooling fan 45 is included and a cooling air passage is formed from the radiator 51 to the cooling fan 45, the fan shroud 60 The shape is not limited to this. In the above description, the radiator 51, the oil cooler 52, and the intercooler 53 are provided upstream of the cooling fan 45, but the arrangement of the heat exchangers 51 to 53 is not limited to this. Also, if at least one of the stay 70 as a support member and the fan guard, the portion that blocks the centrifugal air passage is located on the outer diameter side of the support portion (flange portion 62b) of the fan shroud 60. The support member and the fan guard may have a shape other than a substantially U-shaped cross section (for example, a substantially U-shaped cross section or a substantially L-shaped cross section). Also in this case, the flow velocity of the cooling air passing through the stay 70 or the fan guard becomes slow, so that noise can be reduced.
[0029]
The cooling device of the above embodiment is applied to a hydraulic shovel. However, if cooling air flows in the centrifugal direction between the axial cooling fan 45 and the engine 42 to support the fan ring 62 from the engine 42, the hydraulic shovel The present invention can be similarly applied to cooling devices of other construction machines other than the above. That is, the present invention is not limited to the display device of the embodiment as long as the features and functions of the present invention can be realized.
[0030]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the cross-sectional shape of at least one of the support member for supporting the fan shroud from the engine and the fan guard for preventing foreign matter from entering the cooling fan is changed to the outer diameter of the fan rotation shaft. It is formed to have a substantially U-shaped cross section so as to swell in the direction, or at least one of the support member and the fan guard, the portion that blocks the centrifugal air passage is located on the outer diameter side than the support portion of the fan shroud. did. Thereby, the turbulence of the cooling air discharged from the cooling fan is reduced, and generation of noise can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external side view of a hydraulic shovel to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an engine room in which the cooling device according to the embodiment of the present invention is mounted.
FIG. 3 is a cross-sectional view (an enlarged view of a part III in FIG. 2) illustrating a configuration of the cooling device according to the first embodiment;
FIG. 4 is a perspective view showing a support structure of a fan ring constituting the cooling device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;
FIG. 6 is a cross-sectional view (an enlarged view of a part III in FIG. 2) illustrating a configuration of a cooling device according to a second embodiment.
FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view (an enlarged view of a part III in FIG. 2) illustrating a configuration of a cooling device according to a third embodiment.
FIG. 9 is an enlarged view of a main part of FIG. 8;
[Explanation of symbols]
4 Engine Room 42 Engine 45 Axial Cooling Fan 51 Radiator 52 Oil Cooler 53 Intercooler 60 Fan Shroud 62 Fan Ring 70 Stay 75 to 77 Fan Guard

Claims

An axial cooling fan rotatably supported by an engine installed in the engine room, sucking cooling air into the engine room, discharging a main flow of the sucked cooling air in a centrifugal direction, and discharging the cooling air outside the engine room;
A heat exchanger that is provided facing the air suction surface of the cooling fan and that exchanges heat between the cooling air sucked into the engine room and a predetermined medium;
A fan shroud including the cooling fan and forming an axial air passage from the heat exchanger to the cooling fan;
A support member that traverses a centrifugal air passage for passing cooling air discharged in a centrifugal direction from the cooling fan and supports the fan shroud from the engine.
One end is supported by the flange portion of the fan shroud, and the other end extends over the centrifugal air passage, and includes a fan guard for preventing foreign matter from entering the cooling fan,
A cooling device for a construction machine, wherein at least one of the cross section of the support member and the fan guard is formed to have a substantially U-shaped cross section so as to expand in an outer radial direction of a rotation shaft of the cooling fan.

The cooling device for a construction machine according to claim 1,
A construction machine, wherein both the support member and the fan guard are formed in a substantially U-shaped cross section so as to expand in an outer radial direction, and the fan guard is provided in contact with the support member. Cooling device.

The cooling device for a construction machine according to claim 1,
A construction machine wherein the cross-sectional shapes of both the support member and the fan guard are formed to have a substantially U-shaped cross section so as to expand in an outer radial direction, and the fan guard is provided so as to circumscribe the support member. Cooling device.

The cooling device for a construction machine according to claim 2,
A cooling device for a construction machine, wherein one end of the fan guard is mounted on a heat exchanger side mounting surface of a flange portion of the fan shroud.

An axial cooling fan rotatably supported by an engine installed in the engine room, sucking cooling air into the engine room, discharging a main flow of the sucked cooling air in a centrifugal direction, and discharging the cooling air outside the engine room;
A heat exchanger that is provided facing the air suction surface of the cooling fan and that exchanges heat between the cooling air sucked into the engine room and a predetermined medium;
A fan shroud including the cooling fan and forming an axial air passage from the heat exchanger to the cooling fan;
A support member that traverses a centrifugal air passage for passing cooling air discharged in a centrifugal direction from the cooling fan and supports the fan shroud from the engine.
One end is supported by the flange portion of the fan shroud, and the other end extends over the centrifugal air passage, and includes a fan guard for preventing foreign matter from entering the cooling fan,
A cooling device for a construction machine, wherein a portion of at least one of the support member and the fan guard that blocks the centrifugal air passage is positioned at least on an outer diameter side of a support portion of the fan shroud.