JP2005306153A - 建設機械のエンジンルームの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 建設機械のエンジンルームの構造において、オルターネータの高温化を効果的に抑制できるようにする。
【解決手段】 エンジン８及びオルターネータ１０を収容する、建設機械のエンジンルームの構造であって、オルターネータ１０のケーシング１０ａ内と機外とを連通状態に接続するダクト１２がそなえられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン及びオルターネータを収容する、建設機械のエンジンルームの構造に関する。

今日、油圧ショベル，ホイールローダ等の走行式の建設機械やクレーン等の定置式の建設機械等、種々の建設機械が建設現場，港湾，工場内等の様々な分野において用いられている。
建設機械、特に油圧ショベルでは、エンジンにより油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプを駆動源として作業装置や下部走行体を作動させる。エンジンは、上部旋回体内に配置されており、トップカバー、ラジエータとエンジンとの間の防火壁、エンジンと油圧ポンプとの間の防火壁、アンダーカバーなどのエンクロージャにより囲われている。

エンジンは建設機械における主体的な騒音源であり、近年、エンジン周囲のエンクロージャにおける開口面積を極力に減少させて、騒音を抑制しようとする試みが続けられている。
ところが、このようにエンジン周囲のエンクロージャの開口面積を減少させた結果、エンジン室の通気性が低下し、エンジン室内温度が上昇して、エンジン補器部品（例えばオルターネータ）の温度が、所定性能を確実に発揮できる所定の上限温度（以下、目標温度という）を超えてしまう可能性がある。

特に、エンジンにターボチャージャが装備されているような場合、一般的にターボチャージャに隣接して設けられるオルターネータは、高温（例えば４００℃〜５００℃）のターボチャージャからの輻射熱を受けて、そのケーシング温度や内部温度（以下、これらの温度を総称してオルターネータ温度という）が、対応する目標温度よりも高温になる虞が高い。

エンジン周囲の温度上昇を抑制する技術として、例えば特許文献１に開示された技術がある。この技術では、エンジンフロントカバーと仕切部材との間の冷却空気導入流通路を流れる冷却空気により負圧を発生させ、エンジンルーム内の雰囲気流体を換気してエンジンルーム及びエンジンを冷却するようにしている。
特開２００３−３００４２１号公報

しかしながら、上記従来技術は、エンジンルーム内の雰囲気流体を換気してエンジンルームの雰囲気温度を低下させるものであるため、オルターネータのように特に高温化が懸念される特定の補器については、その補器の温度を目標温度以下に抑えられない虞がある。
また、エンジン周囲のエンクロージャの開口面積をさらに削減して騒音を一層抑制することが望まれており、上記開口面積の削減に伴うエンジン周囲温度の上昇を、既存の技術とともに相乗的に抑制できるよう、従来とは異なる技術の開発が期待されている。

本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、オルターネータの高温化を効果的に抑制できるようにした、建設機械のエンジンルームの構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の建設機械のエンジンルームの構造は、エンジン及びオルターネータを収容する、建設機械のエンジンルームの構造であって、該オルターネータのケーシング内と機外とを連通状態に接続するダクトがそなえられたことを特徴としている。
請求項２記載の本発明の建設機械のエンジンルームの構造は、請求項１記載の建設機械のエンジンルームの構造において、該オルターネータに隣接してターボチャージャが配置され、該オルターネータと該ターボチャージャとの間に遮蔽板が設置されたことを特徴としている。

本発明の建設機械のエンジンルームの構造によれば、オルターネータのケーシング内と機外とを連通状態に接続するダクトがそなえられているので、オルターネータ内のロータの回転によりオルターネータ内に外気が吸入され、この外気によってオルターネータのケーシング及び内部部品が冷却されるので、オルターネータの高温化を効果的に抑制することが可能となる。

オルターネータに隣接してターボチャージャが配置されている場合、オルターネータとターボチャージャとの間に遮蔽板を設置するのが好ましく、この遮蔽板によりターボチャージャからの輻射熱が遮蔽され、オルターネータの高温化をさらに抑制できるようになる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態の建設機械のエンジンルームについて説明するための図であり、図１はエンジンルームの構造を示す図であって上部旋回体をエンジンルーム天井面を外して示す模式的な平面図、図２はエンジンルームの構造を示す図であって建屋カバーの一部を外してエンジンルーム内部を示す模式的な斜視図、図３は建設機械の全体構成を示す模式的な側面図、図４はその変形例にかかるオルターネータ周辺の構成を示す模式的な平面図である。

なお、以下の実施形態では、本発明を建設機械として油圧ショベルに適用した例を説明するが、本発明は、油圧ショベルに限定されず、ホイールローダ，クレーンなどの種々の建設機械に適用しうるものである。
本発明の一実施形態にかかる建設機械は、図３に示すように、下部走行体１と、下部走行体１の上側に旋回可能に配設された上部旋回体２と、上部旋回体２に設けられ種々の作業を行なう作業装置３との３つの部分で構成されている。このうち上部旋回体２には、その前部にキャビン２Ａ、キャビン２Ａの後方に建屋カバー内にエンジンルーム２Ｂが、その後部にカウンタウェイト２Ｃが配置されている。

図１及び図２に示すように、エンジンルーム２Ｂには、キャビン２Ａの後方に、オイルクーラ４と冷却ファン５とが機体左側からこの順に配置され、これらのオイルクーラ４と冷却ファン５との後方には、ラジエータ６，冷却ファン７，エンジン８及びオイルポンプ９が機体左側からこの順に配置されている。
図示するように各冷却ファン５，７は、それぞれ、その軸流方向を機体左右方向に向けた姿勢で設置されており、建屋カバー左側壁に設けられた吸気口から外気を冷却風として吸入するようになっている。この吸入された冷却風は、矢印Ｆ₁で示すようにオイルクーラ４を通過する際に、オイルクーラ４内を流れる作動油を冷却し、矢印Ｆ₂で示すようにラジエータ６を通過する際に、ラジエータ６内を流れるエンジン冷却水を冷却するようになっている。オイルクーラ４及びラジエータ６を通過し、冷却ファン５，７から吐出された空気は、エンジンフードに設けられた排気口から機外へと排出される。

また、このエンジン８には、ターボチャージャ１０が装備されており、この高温体であるターボチャージャ１０（例えば４００℃〜５００℃）に隣接するようにしてオルターネータ１１が近接配置されている。そして、オルターネータ１１のケーシング１１ａにはパイプ状のダクト１２の一端（出口）が接続され、このダクト１２は建屋カバーの前壁W_Fを貫通し、その他端（入口）は機外であってウォークウェイ１４に開口している。また、ダクト入口には、外気から塵などの異物を除去するためのスクリーン（フィルター）１３が取り付けられている。

ウォークウェイ１４は、機体右側部に設けられたメンテナンスドア１４ａをあけることによりアクセス可能なメンテナンス用通路であって人の通れるような大きさを有する空間であることから、ダクト入口（つまり外気吸込口）の設置場所としては好適である。
なお、オルターネータ１１のケーシング１１ａには、円周面などに貫通孔１１ｂが設けられており、上記ケーシング１１ａ内に吸入された冷却風は、上記貫通孔１１ｂからケーシング外に排出される。

本発明の一実施形態としての建設機械のエンジンルームの構造は、このように、機外とオルターネータ１１のケーシング１１ａ内を連通接続するダクト１２が設けられているので、ケーシング１１ａ内のロータの回転により、矢印Ｆ₃で示すようにスクリーンにより異物を除去された外気がケーシング内に吸引され、高温（例えば４００℃〜５００℃）のターボチャージャ１０から輻射熱を受けるオルターネータ１１を効果的に冷却できるようになる。
これにより、騒音を所定レベル以下に抑制すべく排気口の開口面積が僅かなものであっても、オルターネータ温度（オルターネータ１１のケーシング温度やロータやステータなどのオルターネータ１１の内部部品の温度）を目標温度以下に維持できるようになり、オルターネータ１１の正規の性能を保障することができる。

本発明の建設機械のエンジンルームの構造は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

例えば、図１及び図２に二点鎖線で示すようにオルターネータ１１のターボチャージャ１０側に遮蔽板１５を設けても良い。これにより、ターボチャージャ１０から輻射熱を遮蔽してオルターネータ１１の高温化をさらに抑制できるようになる。遮蔽板１５には、熱輻射率の高い素材を使用したり、アルミペイントのような熱輻射率の高い塗料を塗布したりするのが好ましい。

また、図４に示すように冷却効果を向上させるべくオルターネータ１１にファン１６を取り付けてもよい。つまり、オルターネータ１１のダクト１２が接続される側と反対側を開放し、この開放部にファン１６を取り付け、このファン１６により効果的にダクト１２から空気を吸引し冷却効果を向上させるのである。このファン１６は、オルターネータ１１のロータを回転させる回転軸１１ｃに固定されており、エンジン８によりプーリー１７などを介して上記ロータと一体に回転駆動されるようになっている。

本発明の一実施形態の建設機械のエンジンルームの構造を示す図であって、上部旋回体をエンジンルーム天井面を外して示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態の建設機械のエンジンルームの構造を示す図であって、建屋カバーの一部を外して示すエンジンルーム内部の模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる建設機械の全体構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態の変形例にかかるオルターネータ周辺の構成を示す模式的な平面図である。

符号の説明

２Ｂ エンジンルーム
８ エンジン
１０ ターボチャージャ
１１ オルターネータ
１１ａ オルターネータ１１のケーシング
１２ ダクト
１５ 遮蔽版

Claims (2)

1. エンジン及びオルターネータを収容する、建設機械のエンジンルームの構造であって、
   該オルターネータのケーシング内と機外とを連通状態に接続するダクトがそなえられた
   ことを特徴とする、建設機械のエンジンルームの構造。
2. 該オルターネータに隣接してターボチャージャが配置され、該オルターネータと該ターボチャージャとの間に遮蔽板が設置された
   ことを特徴とする、請求項１記載の建設機械のエンジンルームの構造。

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