JP2008008257A

JP2008008257A - 建設機械の排気構造

Info

Publication number: JP2008008257A
Application number: JP2006181583A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Sakitani; 慎太郎崎谷; Koji Yonezawa; 功治米澤
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: EP1873316A3; DE602007012797D1; CN101096924A; CN100560954C; US7690460B2; US20080041332A1; EP1873316A2; JP4175398B2; ATE500388T1; EP1873316B1

Abstract

【課題】メンテナンス性を確保し、しかもエンジンルームの上部空間が排気ダクトによって侵食されることを回避しながらダクト長を大きくとる。
【解決手段】エンジンルーム２２を形成するエンジンガード２１の上面部を、メンテナンス口２３を開閉するボンネット２４と、固定フード２５,２６とによって構成する。ボンネット２４の下面側に可動ダクト２９を、ボンネット開き時にボンネット２４と一体に移動してメンテナンス口２３を開く状態で設けるとともに、固定フード２５の下面側に固定ダクト３２を、ボンネット閉じ時に可動ダクト２９に互いの一端部で空気の流れ方向に接続される状態で設け、この可動、固定両ダクト２９,３２によって排気ダクトＤを構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において、エンジンルームの排気口からのエンジン騒音の漏出を抑えるための排気構造に関するものである。

図６に本発明の適用対象である油圧ショベル、図７にこの油圧ショベルにおけるエンジンルーム内の機器配置を示す。

この油圧ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に作業アタッチメント３が装着されるとともに、同旋回体２の後部に、エンジンガード４によって周囲が覆われたエンジンルーム５(図７参照)が設けられる。

このエンジンルーム５には、エンジン６が設置されるとともに、このエンジン６の片側にラジエータ７等の熱交換器、冷却ファン８が左右方向に並んで設置される。また、反対側に油圧ポンプ９が設置されるほか、図示しないエンジン関連機器類が適所に配置される。

エンジンガード４の上面部は、左右方向の中央部に上向きに突出する状態で設けられたボンネット１０と、このボンネット１０の左右両側に固定された固定フード１１,１２とによって構成されている。

ボンネット１０は、たとえば後側が図示しないヒンジ部材により枢支されて扉式に回動可能に取付けられ(図６参照)、このボンネット１０によって、エンジン６等をメンテナンスするためのメンテナンス口１３が開閉される。

また、エンジンガード４における左右の側壁の一方(冷却ファン８側)に吸気口１４、反対側に排気口１５がそれぞれ設けられ、冷却ファン８の回転によって外部空気が吸気口１４からエンジンルーム５に吸い込まれる。

この冷却空気は、ラジエータ７等の熱交換器及びエンジンまわりを通過して排気口１５から排出され、この空気流によって熱交換器、エンジン６等が冷却される。

このとき、空気とともにエンジン騒音(エンジン音やファン音)が排気口１５から排出され、騒音問題となる。

そこで騒音対策として、図７に示すように吸音材１６付きの排気ダクト１７を排気口１５の内側に空気流に沿って設け、この排気ダクト１７の吸音作用によってエンジン騒音を抑える技術が公知である(特許文献１参照。以下、第１の公知技術という)。

この場合、排気ダクト１７は、メンテナンスの邪魔にならないように、メンテナンス口１３を避けて固定フード１１の下方に設けられる。

また、特許文献２,３には、図８(図７と同一部分に同一符号を付している)に示すように、ボンネット１０の左右一側壁に排気口１８を設けるとともに、この排気口１８に臨んでボンネット１０の下面側に吸音材１９付きの排気ダクト２０を取付け、この排気ダクト２０をボンネット１０と一体に移動させることにより、ボンネット開き状態でメンテナンス口１３を開放する技術(以下、第２の公知技術という)が開示されている。

この場合、排気ダクト２０は、ボンネット１０の開閉の邪魔にならないようにメンテナンス口１３の口幅以下の長さ範囲に設けられる。
特開２００５−２８２３６２号公報特開２００４−３３０８５４号公報特開平９−１５６３８４号公報

しかし、上記のようにメンテナンス性の確保という観点から、第１の公知技術では排気ダクト１７がメンテナンス口１３に大きく侵入しないという制限、第２の公知技術では排気ダクト２０の長さがメンテナンス口１３の口幅以下という制限がそれぞれあるため、いずれもダクト長を大きくとることができない。このため、排気ダクト１７,２０による吸音効果が不十分となる。

なお、特許文献１には、固定フード下とボンネット下の双方にダクトを設ける技術も提案されているが、この技術では二つのダクトを別個独立してかつ上下に重ねて設けているため、エンジンルーム５の上部空間が上下二つのダクトによって大きく侵食される。このため、とくに全高寸法が制限される小型ショベルには適用困難となる。

そこで本発明は、メンテナンス性を確保しながらダクト長を十分大きくとることができ、しかもエンジンルームの上部空間が排気ダクトによって大きく侵食されるおそれがない建設機械の排気構造を提供するものである。

請求項１の発明は、エンジンルームにエンジン、熱交換器及び冷却ファンが設置され、上記冷却ファンによって外部からエンジンルームに吸い込まれた空気が、上記熱交換器及びエンジンまわりを通った後、吸音のための排気ダクトを通過して排気口から外部に排出されるように構成され、かつ、上記エンジンルームを形成するエンジンガードの上面部は、メンテナンス口を開閉するボンネットと、固定フードとによって構成される建設機械の排気構造において、上記ボンネットの下面側に可動ダクトを、ボンネット開き時にボンネットと一体に移動して上記メンテナンス口を開く状態で設けるとともに、上記固定フードの下面側に固定ダクトを、ボンネット閉じ時に上記可動ダクトに互いの一端部で上記空気の流れ方向に接続される状態で設け、この可動、固定両ダクトによって上記排気ダクトを構成したものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、ボンネットをヒンジ部材によって開閉自在に構成するとともに、このボンネットの開閉運動によって可動ダクトが固定ダクトに対して互いの一端部で分離・接続されるように構成したものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、固定ダクトの一端部における底壁と両側壁を可動ダクト側に延長させることにより、ボンネット閉じ状態で可動ダクト端部に外側から重なる可動ダクト受け部を設けたものである。

請求項４の発明は、請求項３の構成において、固定ダクトの可動ダクト受け部と、この可動ダクト受け部に重なった可動ダクト端部との間で両ダクトをシールするダクトシール材を設けたものである。

本発明によると、可動、固定両ダクトによって一連の排気ダクトを構成するため、ダクト長を大きくとることができる。

しかも、ボンネットを開く(請求項２ではヒンジ部材によって扉式に開く)と可動ダクトも一体に移動してメンテナンス口が開くため、エンジンルーム内機器のメンテナンスを支障なく行うことができる。

すなわち、メンテナンス性を確保しながら、高い吸音効果を得ることができる。

また、可動、固定両ダクトを空気の流れ方向に接続するため、これらを上下に別々に設けた場合(特許文献１)のようにエンジンルームの上部空間がダクトで大きく侵食されるおそれがない。

さらに、固定フード下に固定ダクト、ボンネット下に可動ダクトがそれぞれ位置しているため、エンジン騒音やポンプ騒音の上方への漏出をこの両ダクト(排気ダクト)によって抑制することができる。

加えて、請求項３の発明によると、ボンネットを閉じれば可動ダクトの一端部が可動ダクト受け部で受けられて両ダクトが自動的に接続されるため、接続・分離のための余分な操作が一切不要となる。

また、請求項４の発明によると、両ダクトの接続部分をダクトシール材でシールできるため、接続・分離式の排気ダクトでありながら空気(エンジン騒音)の漏れを防止して吸音効果を高めることができる。

本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。

ここでは背景技術に合わせて油圧ショベルに適用した場合を例にとっている。

第１実施形態(図１〜図３参照)
図１に示すように上部旋回体後部にエンジンガード２１によってエンジンルーム２２が形成される点、このエンジンルーム２２にエンジン６、ラジエータ７等の熱交換器、冷却ファン８、油圧ポンプ９及び図示しないエンジン関連機器類が設置される点、エンジンガード２１の上面部が、メンテナンス口２３を開閉するボンネット２４と、その左右両側の固定フード２５,２６によって構成される点は、図６〜図８に示す公知技術と同じである。

ボンネット２４は、たとえば後側のヒンジ部材(図２,３に示す)２７を支点として扉式に回動可能に取付けられ、このボンネット２４の下面側に吸音材２８付きの可動ダクト２９が取付けられている。

この可動ダクト２９は、上下及び前後の周壁を備えた筒状に形成され、上面が適宜個数(図では２つ)の取付具３０によってボンネット２４に吊持されている。

これにより、可動ダクト２９がボンネット２４と一体に移動し、ボンネット開き時にエンジンルーム２２外に出てメンテナンス口２３が開放されるように構成されている。

一方、ボンネット２４の左側に隣接する固定フード２５の下面側に吸音材３１付きの固定ダクト３２が設けられ、ボンネット閉じ状態で、可動ダクト２９とこの固定ダクト３２が互いの一端部で空気の流れ方向に接続されて排気ダクトＤが構成される。

なお、固定ダクト３２は、可動ダクト２９と同様に四周壁を備えた筒状に形成し、その上面壁を固定フード２５に取付けてもよいし、下面及び前後の三壁を備えた断面Ｕ字形に形成し、固定フード２５が上面壁となる状態で固定フード２５に取付けてもよい。

この固定ダクト３２の、可動ダクト２９に接続される端部における底壁と両側壁が可動ダクト側に延長されることにより、ボンネット閉じ状態で可動ダクト端部に外側から重なる側面視Ｕ字形の可動ダクト受け部３２ａが形成されている。

この可動ダクト受け部３２ａにより、ボンネット閉じ状態で可動ダクト２９の端部が固定ダクト３２に自動的に接続される。

また、可動ダクト受け部３２ａの内面側にダクトシール材３３が設けられ、このダクトシール材３３によって両ダクト２９,３２の接続部分がシールされる。すなわち、接続部分からの空気(エンジン騒音)の漏れが防止される。

一方、左側の固定フード２５に、固定ダクト３２内に連通する排気口３４、右側の固定フード２６に外部空気を吸い込む吸気口３５が設けられている。

さらに、排気性能を高めるために、ボンネット２４にも補助排気口３６が設けられるとともに、エンジンルーム２２内の空気を最下流側で固定ダクト３２内に導入して排気口３４に導く空気誘導口３７が固定ダクト３２の底壁に設けられている。

また、ボンネット２４の周縁部下面に、両側固定フード２５,２６を含めたメンテナンス口周縁部との間のシールを行うボンネットシール材３８が設けられている。

図３はボンネット２４を開いた状態を示す。このとき、図示のように可動ダクト２９がボンネット２４と一体に移動してメンテナンス口２３が開放されるため、エンジン６等のメンテナンスをこのメンテナンス口２３から支障なく行うことができる。

また、この状態からボンネット２４を閉じると、図１,２に示すように可動ダクト２９がエンジンルーム２２内に復帰して固定ダクト３２に接続され、一連の排気ダクトＤが構成される。

そして、この排気ダクトＤにより、冷却済み空気が排気口３４に導かれるとともにエンジン騒音が吸収される。

この排気構造によると、可動、固定両ダクト２９,３２によって一連の排気ダクトＤを構成するため、ダクト長を大きくとることができる。

しかも、ボンネット２４を開くと可動ダクト２９も一体に移動してメンテナンス口２３が全開放されるため、エンジンルーム内機器のメンテナンスを支障なく行うことができる。

また、可動、固定両ダクト２９,３２を空気の流れ(左右)方向に接続するため、これらを上下に別々に設けた場合(特許文献１)のようにエンジンルーム２２の上部空間がダクトＤで大きく侵食されるおそれがない。

さらに、固定フード２５の下方に固定ダクト３２、ボンネット２４の下方に可動ダクト２９がそれぞれ位置し、かつ、これらを合わせたダクト長を大きくとれるため、エンジンルームの上方を広い範囲で覆うことができる。具体的には、排気ダクトＤがエンジン６及び油圧ポンプ９を上方から覆う状態となる。

このため、エンジン騒音やポンプ騒音の上方への漏出をこの排気ダクトＤによって効果的に抑制することができる。

加えて、ボンネット２４を閉じれば、可動ダクト２９の一端部が固定ダクト３２の可動ダクト受け部３２ａで受けられて両ダクト２９,３２が自動的に接続されるため、接続・分離のための余分な操作が一切不要となる。

また、この状態で両ダクト２９,３２の接続部分をダクトシール材３３でシールできるため、接続・分離式でありながら空気(エンジン騒音)の漏れを防止して吸音効果を高めることができる。

なお、このダクトシール材３３を、固定ダクト３２(可動ダクト受け部３２ａ)側ではなく可動ダクト２９側に取付けてもよい。

第２、第３実施形態(図４,５参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第１実施形態によると、図１に示すように可動、固定両ダクト２９,３２の接続部分の上面側に隙間ができるため、この隙間部分からの空気の上方への漏れが生じる。

そこで第２、第３両実施形態においては、可動ダクト２９の対固定ダクト接続側の端部における上面壁を固定ダクト側に延長させ（２９ａはこの延長部分）、第２実施形態ではその延長部分２９ａの端部をボンネット端部に接続し、第３実施形態ではボンネット閉じ状態で延長部分２９ａが固定ダクト端部の上面に重なるように構成している。

なお、第３実施形態において、図示のように固定ダクト３２を筒状に形成し、その上面壁に延長部分２９ａが重なるように構成してもよいし、固定ダクト３２を断面Ｕ字形に形成し、同ダクト３２の上面壁を兼ねる固定フード２５を可動ダクト２９側に延長させて、この延長部分に可動ダクト側の延長部分２９ａが重なるように構成してもよい。

また、ここではダクト構成を分かり易くするために図１中の吸音材２８,３１の図示を省略している。

この構成とすれば、両ダクト２９,３２の接続部分からの空気の上方への漏れを、第２実施形態ではシール材３８によって、また第３実施形態では重なり部分によってそれぞれ防止することができる。

この場合、固定ダクト３２に可動ダクト受け部３２ａを設ける点は第１実施形態と同じであり、これらと上記構成の組み合わせにより、接続部分全体の空気の漏れ防止効果を高めることができる。

なお、第３実施形態において、延長部分２９ａの先端付近にシール材を設けるなどして、重なり部分の気密性を一層高め、かつ、金属同士の接触による振動時の損傷や隙間の発生を防止するようにしてもよい。

ところで、ボンネット２４をスライド式に開閉する構成、あるいは着脱式としてもよい。

さらに本発明は油圧ショベルに限らず、油圧ショベルを母体として構成される破砕機、解体機等を含めて各種建設機械に広く適用することができる。

本発明の第１実施形態にかかる油圧ショベルの排気構造を示す概略断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。図２の状態からボンネットを開いた状態の図２相当図である。本発明の第２実施形態にかかる油圧ショベルの排気構造を示す部分断面図である。本発明の第３実施形態にかかる油圧ショベルの排気構造を示す部分断面図である。油圧ショベルの概略側面図である。従来の排気構造を示す図６ＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。従来の他の排気構造を示す概略断面図である。

符号の説明

６エンジン
７ラジエータ
８冷却ファン
２１エンジンガード
２２エンジンルーム
２３メンテナンス口
２４ボンネット
２５,２６固定フード
２８吸音材
Ｄ排気ダクト
２９可動ダクト
３０取付具
３２固定ダクト
３２ａ可動ダクト受け部
３３シール材
３４排気口
３５吸気口
２９ａ可動ダクトの重なり部

Claims

エンジンルームにエンジン、熱交換器及び冷却ファンが設置され、上記冷却ファンによって外部からエンジンルームに吸い込まれた空気が、上記熱交換器及びエンジンまわりを通った後、吸音のための排気ダクトを通過して排気口から外部に排出されるように構成され、かつ、上記エンジンルームを形成するエンジンガードの上面部は、メンテナンス口を開閉するボンネットと、固定フードとによって構成される建設機械の排気構造において、上記ボンネットの下面側に可動ダクトを、ボンネット開き時にボンネットと一体に移動して上記メンテナンス口を開く状態で設けるとともに、上記固定フードの下面側に固定ダクトを、ボンネット閉じ時に上記可動ダクトに互いの一端部で上記空気の流れ方向に接続される状態で設け、この可動、固定両ダクトによって上記排気ダクトを構成したことを特徴とする建設機械の排気構造。
ボンネットをヒンジ部材によって開閉自在に構成するとともに、このボンネットの開閉運動によって可動ダクトが固定ダクトに対して互いの一端部で分離・接続されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の排気構造。
固定ダクトの一端部における底壁と両側壁を可動ダクト側に延長させることにより、ボンネット閉じ状態で可動ダクト端部に外側から重なる可動ダクト受け部を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の排気構造。
固定ダクトの可動ダクト受け部と、この可動ダクト受け部に重なった可動ダクト端部との間で両ダクトをシールするダクトシール材を設けたことを特徴とする請求項３記載の建設機械の排気構造。