JP2005288234A - 作業機械用清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 清掃時にコンプレッサを別途用意する必要がなく、かつ、エンジンに塵埃が吸引されるのを回避しつつ使用でき、また不要時には取り外すことができる手軽な清掃装置を提供する。
【解決手段】 エンジンによって駆動する作業機械を清掃するための清掃装置３０である。羽根車とこの羽根車に連結された回転子とを有する装置本体３２を備える。装置本体３２は、羽根車が収容される動力源部４０と、回転子が収容されるエアポンプ部４２とからなる。動力源部４０は、エンジンへ外気を導入するための吸気管に取り付け可能に構成されて、この吸気管へ流れる外気によって羽根車を回転させる。エアポンプ部４２は、羽根車の回転に連動した回転子の回転によって空気を吸引して吐出する。エアポンプ部４２の吐出側に、エアポンプ部４２から吐出された空気を噴射するための噴射ノズル３６が設けられた噴射用ホース３４を接続する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンによって駆動する作業機械を清掃するための清掃装置に関するものである。

従来、油圧ショベル等の作業機械を清掃するための清掃装置として、下記特許文献１〜４に開示されているように、当該作業機械を駆動するためのエンジンの駆動力を利用したものが知られている。具体的に、特許文献１，２及び３に開示されたものでは、エンジンの吸気管に吸塵パイプを接続し、エンジンによる吸気動作を利用して塵埃が含まれる空気を吸引するようにしている。そして、この吸塵パイプで吸引した空気中の塵埃をエアクリーナ又はその手前に設けられたフィルターで除去することにより、エンジンに塵埃が吸入されないようにしながら、エンジンの吸引作用を利用して塵埃を吸引するようにしている。

一方、特許文献４に開示されたものでは、エンジンにコンプレッサを連結し、エンジンを駆動させることでコンプレッサを駆動し、このコンプレッサによって生成された圧縮空気を噴射ノズルを介して噴射させ、ラジエータやオイルクーラの清掃を行うようにしている。
実開平４−６７１３２号公報 特開平９−２５０４０６号公報 実開平４−１１２１５９号公報 特開平７−２３８８３１号公報

前記特許文献１〜３に開示されたエンジンの吸気動作を利用したものは、作業機械にコンプレッサを搭載する必要がないという利点を有している。しかしながら、このものはエンジンの吸気をそのまま用いて塵埃を吸引するものなので、その塵埃がエンジン側に吸入されてしまう虞がある。また、この塵埃をエアクリーナで捕獲できるとしてもその負荷の増大は避けられない。

一方、前記特許文献４に開示されたものでは、コンプレッサをエンジンの出力軸に直接つなぐ構成であるので、作業機械に据え付けておく必要があり、しかも、このコンプレッサをエンジンと同じ機械室内に設置する必要が生ずる。このため、清掃装置を設置しようとすると機械室内部の配置構成が複雑化するばかりでなく、そのための新たな専用の設計が必要となり、この清掃装置を搭載するには実際上制約が多い。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、清掃時にコンプレッサを別途用意する必要がなく、かつ、エンジンに塵埃が吸引されるのを回避しつつ使用でき、また不要時には作業機械から取り外すことができる手軽な作業機械用清掃装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明は、エンジンによって駆動する作業機械を清掃するための清掃装置を前提として、羽根車とこの羽根車に連結された回転子とを備える装置本体が設けられ、前記装置本体は、前記羽根車が収容される動力源部と、前記回転子が収容されるエアポンプ部とからなり、前記動力源部は、前記エンジンへ外気を導入するための吸気管に取り付け可能に構成されて、この吸気管へ流れる外気によって前記羽根車を回転させる構成とされ、前記エアポンプ部は、前記羽根車の回転に連動した回転子の回転によって空気を吸引して吐出する構成とされ、前記エアポンプ部の吐出側には、このエアポンプ部から吐出された空気を噴射するための噴射ノズルが設けられた噴射用ホースが接続されている。

この清掃装置では、装置本体の動力源部を吸気管に接続してエンジンを駆動すると、エンジンの吸気動作によって羽根車が回転する。この羽根車を回転させた外気はそのまま吸気管へと吸入されてエンジンへ導入される。一方、羽根車の回転によってエアポンプ部の回転子が回転し、エアポンプ部から空気が吐出される。この吐出空気は噴射ノズルを通して噴射されるので、噴射ノズルをラジエータやフィルター等の塵埃が溜まっているところに向けることで、この塵埃等を吹き飛ばし、ラジエータやフィルター等の清掃を行うことができる。

このように本清掃装置は、エンジンへ吸引される外気を用いて直接塵埃を吸引するのではなく、この外気の流れを動力源として利用して羽根車を回転させ、この羽根車と連動する回転子によってエアの吐出圧を発生させるものなので、エンジンへの塵埃の吸入を回避しながら清掃を行うことができる。しかも、コンプレッサを別途用意する必要がないため、コンプレッサの無い作業現場においてもこの清掃装置を使用することができる。また、作業機械の例えばエンジン等が配設される機械室にコンプレッサを据え付けておく必要がないので、機械室内が複雑化するのを回避できるばかりでなく、機械室内の配置構成を改めて設計する必要は生じない。さらにまた、動力源部を吸気管に取り付け可能に構成しているので、ラジエータ等の清掃を行う時に本清掃装置を吸気管に接続するだけで使用できる。ただし、本発明の清掃装置は、使用の度ごとに着脱するのに限られるものではなく、吸気管に取り付けたままにしておいて使用することもできる。

ここで、前記噴射用ホースには、エアポンプ部から吐出された空気を圧縮状態で貯溜するタンクが設けられ、前記噴射ノズルが前記タンクに貯溜された圧縮空気を噴射するように構成されていれば、圧縮空気がタンクに貯溜されるため、エンジンを停止した後でも噴射ノズルから空気を噴射させることができ、さらに使い勝手のいいものにすることができる。

また、本発明は、エンジンによって駆動する作業機械を清掃するための清掃装置を前提として、羽根車とこの羽根車に連結された回転子とを備える装置本体が設けられ、
前記装置本体は、前記羽根車が収容される動力源部と、前記回転子が収容されるエアポンプ部とからなり、前記動力源部は、前記エンジンへ外気を導入するための吸気管に取り付け可能に構成されて、この吸気管へ流れる外気によって前記羽根車を回転させる構成とされ、前記エアポンプ部は、前記羽根車の回転に連動した回転子の回転によって空気を吸引して吐出する構成とされ、前記装置本体のエアポンプ部の吸引側には、清掃対象から空気を吸引するための吸引用ホースが設けられている構成にすることもできる。

この清掃装置では、装置本体を吸気管に接続してエンジンを駆動すると、エンジンの吸気動作によって動力源部の羽根車が回転する。そして、この羽根車の回転によってエアポンプ部の回転子が駆動し、エアポンプ部の吸引動作によって吸引ホースが空気を吸引する。そして、この吸引ホースをラジエータやフィルター等の塵埃が溜まっている清掃対象に向けることで、この塵埃等を含んだ空気を吸引し、ラジエータやフィルター等の清掃を行うことができる。

また、前記吸引用ホースに、吸引された空気に含まれる塵埃を除去するエアクリーナが設けられている構成とすれば、塵埃を貯溜するための手段を別途用意する手間が省け、楽に清掃作業を行うことができる。

前記エアポンプ部が、回転翼型ポンプ、スクロール型ポンプ、メカニカルブースターポンプ、揺動ピストン型ポンプ、ダイヤフラム型ポンプのうちの何れかのポンプによって構成されていれば、前記作用効果を有効に発揮させることができる。

以上説明したように、本発明に係る作業機械用清掃装置によれば、エンジンの吸気管へ取り付け可能に構成される動力源部を備え、この動力源部に吸気管への吸入外気によって回転する羽根車を配設し、この羽根車と回転子とを連結して、この回転子の回転によってエアの吐出圧及び吸入圧を発生させるようにしているので、清掃時に別途コンプレッサを用意する必要がなく、かつ、エンジンに塵埃が吸引されるのを回避しつつ使用でき、また、不要時にはこの清掃装置を取り外すことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る清掃装置を取り付ける対象となる作業機械の一例としての油圧ショベル１の主要部を示している。この油圧ショベル１の上部旋回体には、運転室用キャブ３が設けられていて、この運転室用キャブ３の後方にはエンジン５等が収納された機械室７が配設されている。この機械室７には、図示省略しているが開閉リッドが設けられており、この開閉リッドを開放することにより、エンジン５等が露出するようになっている。

機械室７の内部について説明する。エンジン５は横置きされており、その車幅方向の端部（図例では車体左側の端部）にはラジエータ９が配設されている。また、エンジン５の上方には吸気管１１及び排気管１３が配設されている。吸気管１１はエンジン５へ外気を導入するためのものであり、エアクリーナ１５が設けられている。具体的に、吸気管１１は、エンジン５のおよそ中央部から車幅方向外側、より具体的にはラジエータ９の配設されている側へ向かって延びており、その外端部に前記エアクリーナ１５が配置されている。エアクリーナ１５は車幅方向に延びる円筒状に形成されており、このエアクリーナ１５には、吸気管１１へ外気を流入するための吸気口１７が設けられている。

一方、排気管１３はエンジン５から排出されたガスを外部へ排気するためのものであり、マフラ１９が設けられている。この排気管１３は、エンジン５のおよそ中央部から車幅方向外側、より具体的にはラジエータ９の配設されている側と反対側へ向かって延びており、その外端部に前記マフラ１９が配置されている。

この油圧ショベル１のエンジン５の吸気管１１に取り付けて使用する清掃装置３０（図２参照）について説明する。この清掃装置３０は、清掃時に吸気管１１の吸気口１７に取り付け、エンジン５を駆動させて作動させるものである。

清掃装置３０は、図２に示すように装置本体３２と、この装置本体３２に接続される噴射用ホース３４と、この噴射用ホース３４の先端に取り付けられた噴射ノズル３６とを備えている。

装置本体３２は、図３にも示すように、駆動力を得るための動力源部４０と、この動力源部４０の駆動力を利用して外気を送出するためのエアポンプ部４２とからなり、これら動力源部４０及びエアポンプ部４２は一体的に形成されている。

動力源部４０は、タービン室４５と、このタービン室４５に取り付けられる管状の１次側空気取入部４７と、タービン室４５からの外気を排出するための管状の１次側空気排出部４９とを備えている。

タービン室４５には羽根車５１が収容されており、このタービン室４５は、１次側空気取入部４７を通して羽根車５１の軸方向に導入された外気を周回方向の流れに偏向して１次側空気排出部４９へ導くように構成されている。具体的に説明すると、タービン室４５は、羽根車５１が回転自在に配設されている内周室４５ａと、この内周室４５ａの周囲に形成されている外周室４５ｂとからなる。内周室４５ａはおよそ円錐台形に形成されていて、小径側の端部から軸方向に外気が流入する。羽根車５１は、周方向に等間隔をおいて配置される多数のタービンブレードを備えている。これら各タービンブレードは、内周室４５ａの形状に対応した略三角形状に形成されるものであり、軸方向の空気の流れを周方向に偏向するように湾曲されている。

外周室４５ｂは、内周室４５ａの大径側の端部に連通されていて、内周室４５ａから流入してきた外気が周方向に流れるようになっている。

１次側空気取入部４７は、円筒状のもので、内周室４５ａの小径側の端部から軸方向に延びるように配置された状態で内周室４５ａの外壁に固定されている。そして、この１次側空気取入部４７は、一端が外気を取り入れ可能に開放される一方、内周室４５ａと連通している。

１次側空気排出部４９は、一端が外周室４５ｂに連通するようにタービン室４５の外壁に一体的に形成されている。この１次側空気排出部４９の他端は、前記吸気管１１の吸気口１７に取り付け可能に構成されている。換言すれば、この１次側空気排出部４９は吸気管１１の吸気口１７に着脱可能となっている。

エアポンプ部４２は、いわゆる回転翼型のポンプとして構成されるものであり、ブラケット５３によって動力源部４０に固定されている。エアポンプ部４２は、ポンプ部本体５５と、このポンプ部本体５５に設けられた２次側空気取入部５７及び２次側空気排出部５９とを備えている。

ポンプ部本体５５は、図４に示すように、ケーシング６１と、このケーシング６１内に収容された回転子６３とを備えている。ケーシング６１は有底円筒状に形成されていて、このケーシング６１内はポンプ室となっている。

回転子６３は、前記羽根車５１の回転軸６５に連結されていて、羽根車５１と一緒に回転するようになっている。回転子６３には、径方向に摺動可能に配設された多数のベーン６７が周方向に等間隔に設けられている。これらの各ベーン６７は径方向外側に付勢されていて、その外端部がケーシング６１の内周面に摺接している。そして、回転子６３の回転に連動して、ケーシング６１と回転子６３とベーン６７とによって画成された円弧状の部屋がケーシング６１内を周方向に移動し、これにより空気が圧送される。

前記２次側空気取入部５７は、外端部が外気を取り入れ可能に開放される一方、内端部がポンプ室に連通するようにケーシング６１に設けられている。

２次側空気排出部５９は、内端部がポンプ室に連通するようにケーシング６１に設けられる一方、外端部に前記噴射用ホース３４が接続されている。

噴射用ホース３４にはタンク６９が設けられている。タンク６９は、エアポンプ部４２から噴射用ホース３４を通して送出されてきた空気を圧縮状態で貯溜するためのものである。

前記噴射ノズル３６は、レバーを握ることにより、タンク６９内の圧縮空気を噴射用ホース３４を通して噴射させる。

続いて、本実施形態に係る清掃装置３０の動作について説明する。この清掃装置３０の装置本体３２をエンジン５の吸気管１１における吸気口１７に取り付け、油圧ショベル１のエンジン５を駆動すると、吸気管１１の吸引作用により、１次側空気取入部４７を通して外気がタービン室４５の内周室４５ａへ導入される。この外気は、羽根車５１のタービンブレードに沿って流れた後、内周室４５ａから外周室４５ｂへと吸引される。これにより、羽根車５１が回転する。外周室４５ｂへと吸引された外気は、１次側空気排出部４９を通してそのままエンジン５の吸気管１１へと吸入される。

羽根車５１の回転に伴い、エアポンプ部４２の回転子６３が回転する。これにより、外気が２次側空気取入部５７を通してポンプ部本体５５内へと吸入され、この外気は、回転子６３の回転とともにポンプ室内を移動した後、２次側空気取入部５７を通して装置本体３２から送出される。この外気は、噴射用ホース３４を通してタンク６９に貯溜される。そして、外気が順次貯溜されることでタンク６９内の外気は圧縮状態となり、この状態で噴射ノズル３６のレバーを握ると、圧縮空気が噴射ノズル３６から噴出される。そして、噴射ノズル３６を所望のところに向けることにより、塵埃を吹き飛ばすことができる。

このように本実施形態に係る清掃装置３０は、エンジン５へ吸引される外気を用いて直接塵埃を吸引するのではなく、この外気の流れを動力源として利用して羽根車５１を回転させ、この羽根車５１と連動する回転子６３によってエアの吐出圧を発生させるものなので、エンジン５への塵埃の吸入を回避しながら清掃を行うことができる。しかも、コンプレッサを別途用意する必要がないために、コンプレッサの無い作業現場においてもこの清掃装置３０を使用することができる。また、油圧ショベル１の例えばエンジン５等が配設される機械室７にコンプレッサを据え付けておく必要がないので、機械室７内が複雑化するのを回避できるばかりでなく、機械室７内の配置構成を改めて設計する必要は生じない。さらにまた、ラジエータ９等の清掃を行う時に本清掃装置３０を吸気管１１の吸気口１７に接続するだけで使用できる。換言すると、この吸気口１７は吸気管１１の先端部に設けられているので、簡単に清掃装置３０を取り付けることが可能である。したがって、清掃時に別途コンプレッサを用意する必要がなく、かつ、エンジン５に塵埃が吸引されるのを回避しつつ使用でき、また、不要時にはこの清掃装置３０を取り外すことができる。

なお、本実施形態に係る清掃装置３０は、使用の度ごとに着脱するのに限られるものではなく、吸気管１１に取り付けたままにしておいて使用することもできる。

また、本実施形態では、エアポンプ部４２から吐出された空気を圧縮状態で貯溜するタンク６９を設けているので、エンジン５を停止した後でも噴射ノズル３６から空気を噴射させることができ、さらに使い勝手のいいものにすることができる。

次に、前記実施形態と異なる他の構成態様について説明する。この他の構成態様は、塵埃が含まれる空気を吸引するように構成された清掃装置３０である。すなわち、この清掃装置３０では、エアポンプ部４２の２次側空気取入部５７に吸引用ホース７１（図５参照）を接続する一方、２次側空気排出部５９には何も接続せず大気開放させる構成とする。その他の構成は前記実施形態と同じなので、ここではその同じ構成の部分の説明は省略する。

吸引用ホース７１は、図５に仮想線で示すように第１吸引ホース７３と第２吸引ホース７４とからなり、この吸引用ホース７１には空気中の塵埃等を除去するためのエアクリーナ７６が設けられる。第１吸引ホース７３は、所望の清掃対象から塵埃等が含まれた空気を吸引するためのものであり、上流端がノズル形状に構成される一方、下流端には前記エアクリーナ７６が接続されている。第２吸引ホース７４は、エアクリーナ７６で塵埃等が除去された空気をエアポンプ部４２に導くためのものであり、上流端にエアクリーナ７６が接続される一方、下流端がエアポンプ部４２に接続されている。

エアクリーナ７６は、第１吸引ホース７３が接続される流入路７８と、第２吸引ホース７４が接続される流出路８０と、これら通路７８，８０に繋がるフィルター部８２とを備えるものである。フィルター部８２は、流入路７８を通してエアクリーナ７６内に吸入された空気から塵埃を分離するためのものである。

この構成では、エンジン５を駆動して吸気管１１の吸引作用によって羽根車５１及び回転子６３が回転すると、エアポンプ部４２による吸引作用によって第１吸引ホース７３から空気を吸引する。この第１吸引ホース７３を所望の清掃対象に向ければその清掃を行うことができる。この第１吸引ホース７３を通して吸引された空気は、エアクリーナ７６において塵埃等が分離され、きれいな空気となってエアポンプ部４２に導入される。そして、この空気は、２次側空気排出部５９を通して排出される。

この構成でも前記構成と同様に、清掃時に別途コンプレッサを用意する必要がなく、かつ、エンジン５に塵埃が吸引されるのを回避しつつ使用でき、また、不要時にはこの清掃装置３０を取り外すことができる。さらにこの構成では、塵埃を除去するエアクリーナ７６が設けられているので、塵埃を貯溜するための手段を別途用意する手間が省け、楽に清掃作業を行うことができる。

なお、前記各構成では、エアポンプ部４２をいずれも回転翼型のポンプに構成したが、これに限られるものではなく、エアポンプ部４２は、例えばスクロール型ポンプ、メカニカルブースターポンプ、揺動ピストン型ポンプ、ダイヤフラム型ポンプ等さまざまなポンプに構成することができる。スクロール型ポンプは、渦巻状の一対のスクロールを備え、これらを噛み合わせながら回転させることで、空気を圧送するものである。メカニカルブースターポンプは、互いに逆向きに回転する一対のまゆ形ロータを備え、このロータを噛み合わせながら回転させることで空気を圧送するものである。揺動ピストン型ポンプは、回転軸を回転させることでピストンを揺動させ、これによって空気を圧送するものである。ダイヤフラム型ポンプは、薄板からなるダイヤフラムを振動させて空気を圧送させるようにしたものである。

本発明の実施形態に係る清掃装置を取り付ける油圧ショベルの要部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る清掃装置の全体構成を示す斜視図である。 前記清掃装置の装置本体を示す断面図である。 前記装置本体のポンプ部本体を示す断面図である。 別の実施形態に係る清掃装置に設けられるエアクリーナの全体構成を示す断面図である。

符号の説明

５ エンジン
１１ 吸気管
３２ 装置本体
３４ 噴射用ホース
３６ 噴射ノズル
４０ 動力源部
４２ エアポンプ部
５１ 羽根車
６３ 回転子
６９ タンク
７１ 吸引用ホース
７６ エアクリーナ

Claims (5)

1. エンジンによって駆動される作業機械を清掃するための清掃装置であって、
   羽根車とこの羽根車に連結された回転子とを備える装置本体が設けられ、
   前記装置本体は、前記羽根車が収容される動力源部と、前記回転子が収容されるエアポンプ部とからなり、
   前記動力源部は、前記エンジンへ外気を導入するための吸気管に取り付け可能に構成されて、この吸気管へ流れる外気によって前記羽根車を回転させる構成とされ、
   前記エアポンプ部は、前記羽根車の回転に連動した回転子の回転によって空気を吸引して吐出する構成とされ、
   前記エアポンプ部の吐出側には、このエアポンプ部から吐出された空気を噴射するための噴射ノズルが設けられた噴射用ホースが接続されていることを特徴とする作業機械用清掃装置。
2. 前記噴射用ホースには、エアポンプ部から吐出された空気を圧縮状態で貯溜するタンクが設けられ、
   前記噴射ノズルは、前記タンクに貯溜された圧縮空気を噴射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業機械用清掃装置。
3. エンジンによって駆動する作業機械を清掃するための清掃装置であって、
   羽根車とこの羽根車に連結された回転子とを備える装置本体が設けられ、
   前記装置本体は、前記羽根車が収容される動力源部と、前記回転子が収容されるエアポンプ部とからなり、
   前記動力源部は、前記エンジンへ外気を導入するための吸気管に取り付け可能に構成されて、この吸気管へ流れる外気によって前記羽根車を回転させる構成とされ、
   前記エアポンプ部は、前記羽根車の回転に連動した回転子の回転によって空気を吸引して吐出する構成とされ、
   前記装置本体のエアポンプ部の吸引側には、清掃対象から空気を吸引するための吸引用ホースが設けられていることを特徴とする作業機械用清掃装置。
4. 前記吸引用ホースには、吸引された空気に含まれる塵埃を除去するエアクリーナが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の作業機械用清掃装置。
5. 前記エアポンプ部は、回転翼型ポンプ、スクロール型ポンプ、メカニカルブースターポンプ、揺動ピストン型ポンプ、ダイヤフラム型ポンプのうちの何れかのポンプによって構成されている請求項１から４の何れか１項に記載の作業機械用清掃装置。

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