JP2008223570A - 作業機械の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械の冷却装置に関し、簡素な構成で冷却風の流れを均一にして冷却効率を向上させることができるようにする。
【解決手段】作業機械に搭載された熱交換器３と、熱交換器３の冷却コアに冷却風を流通させて熱媒体を冷却する貫流ファン４，５とを備え、貫流ファン４，５が、円筒形状の外形をなすように複数の湾曲翼を配置され該円筒形状の軸を中心に回転可能に設けられた羽根車４ａ，５ａと、羽根車４ａ，５ａの周囲に配置されて該円筒の筒面から該冷却風を吸引する吸い込み面４Ａ，５Ａ及び該筒面から該冷却風を吐出する吐き出し面４Ｂ，５Ｂを該筒面に形成するケーシング４ｂ，５ｂとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業機械における熱媒体を冷却風で空冷する冷却装置に関する。

油圧ショベルをはじめとする作業機械には、油圧作業装置を駆動するための作動油やエンジンの冷却水といった熱媒体を冷却するための冷却装置が備えられている。一般的な油圧ショベルでは、オイルクーラやラジエータなどの熱交換器を一つのクーリングパッケージに集約して機体内部に配置し、冷却ファンを用いて機体内部へ冷却風を送り込み、クーリングパッケージを空冷している。

通常、上記のような冷却ファンとしては、大きな風量が得られやすい軸流ファンや斜流ファンが用いられている。例えば、特許文献１には、エンジンルームの内部に軸流式の冷却ファンを備えた構成が開示されている。この例では、冷却ファンの吸い込み側にクーリングパッケージを配置し、機体外部からエンジンルームへ吸引された外気を冷却風としてクーリングパッケージ内へ通過させている。なお、冷却ファンはエンジンの動力で駆動されており、エンジンクランク軸に対して機械的に接続されている。
特開２００５−１３３６６１号公報

ところで、一般的な軸流ファンによって吸い込まれる外気の流れは、軸流ファンの翼の回転面に対して均一ではないことが知られている。例えば、図８は軸流ファンの吸い込み側における冷却風の風速の分布を示すコンター図である。この図８中では、風速が遅い位置ほど濃度が高く（すなわち黒く）、風速が速い位置ほど濃度が低く（すなわち白く）表現されている。なお、図８中の破線は、軸流ファンの翼の外周端及び内周端の位置を示す参照線である。

この図８に示すように、冷却ファンの翼が回転する範囲の近傍では十分な風速が得られているが、翼の半径方向へ離れるに連れて風速が急激に低下している。このため、例えば矩形形状のクーリングパッケージに対して軸流ファンを用いた場合、矩形の端辺近傍や四隅近傍では冷却風の風速が極端に遅く、十分な冷却効率が得られないおそれがある。つまり、クーリングパッケージ上の位置に応じて熱交換作用にムラが生じてしまうという課題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で冷却風の流れを均一にして冷却効率を向上させることができるようにした、作業機械の冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の冷却装置は、作業機械に搭載された熱交換器と、該熱交換器の冷却コアに冷却風を流通させて該冷却コアの内部の熱媒体を冷却する貫流ファンとを備え、該貫流ファンが、円筒形状の外形をなすように複数の湾曲翼を配置され該円筒形状の軸を中心に回転可能に設けられた羽根車と、該羽根車の周囲に配置されて該円筒の筒面から該冷却風を吸引する吸い込み面及び該筒面から該冷却風を吐出する吐き出し面を該筒面に形成するケーシングとを有することを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明の作業機械の冷却装置は、請求項１記載の構成に加えて、該貫流ファンが、複数備えられるとともに、該複数の貫流ファンの各々が、該軸を該冷却コアに対して平行に配置されかつ該冷却コアに対する距離が同一となるように配置されて、該冷却コアの全体を覆蓋していることを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の作業機械の冷却装置は、請求項２記載の構成に加えて、該熱交換器が、該冷却風の流通方向に対して垂直方向に並んで配置された第１熱交換器及び第２熱交換器を有するとともに、該複数の貫流ファンが、該第１熱交換器の冷却コアに冷却風を流通させる第１貫流ファンと、該第２熱交換器の冷却コアに冷却風を流通させる第２貫流ファンとを有することを特徴としている。

なお、複数の熱交換器が正面視において横方向に並んだ配置であれば複数の貫流ファンも正面視において横方向に並んだ配置とし、あるいは、複数の熱交換器が正面視において縦方向に並んだ配置であれば複数の貫流ファンも正面視において縦方向に並んだ配置とすることが好ましい。つまり、複数の熱交換器の並置方向と複数の貫流ファンの並置方向とを揃えて配置することが好ましい。

また、請求項４記載の本発明の作業機械の冷却装置は、請求項３記載の構成に加えて、該第１熱交換器の冷却コアの内部の熱媒体の第１温度を検出する第１温度検出手段と、該第２熱交換器の冷却コアの内部の熱媒体の第２温度を検出する第２温度検出手段と、該第１温度検出手段で検出された該第１温度に基づいて該第１貫流ファンの回転速度を制御するとともに、該第２温度検出手段で検出された該第２温度に基づいて該第２貫流ファンの回転速度を制御する第１回転速度制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。

また、請求項５記載の本発明の作業機械の冷却装置は、請求項３又は４記載の構成に加えて、該第１熱交換器の冷却コアへ流れる冷却風の第３温度を検出する第３温度検出手段と、該第２熱交換器の冷却コアへ流れる冷却風の第４温度を検出する第４温度検出手段と、該第３温度検出手段で検出された該第３温度に基づいて該第１貫流ファンの回転速度を制御するとともに、該第４温度検出手段で検出された該第４温度に基づいて該第２貫流ファンの回転速度を制御する第２回転速度制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。

また、請求項６記載の本発明の作業機械の冷却装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の構成に加えて、該貫流ファンが、該熱交換器よりも該冷却風の下流側に配置されていることを特徴としている。
なお、該貫流ファンが、該熱交換器よりも該冷却風の上流側に配置されている構成とすることも可能である。この場合、該貫流ファンから吐き出された冷却風が該熱交換器の冷却コアを流通することになる。

また、請求項７記載の本発明の作業機械の冷却装置は、請求項１〜６の何れか１項に記載の構成に加えて、該熱交換器が、該冷却風の流通方向に対して長方形状の該冷却コアを有するとともに、該冷却コアに対向配置されて該熱交換器へ冷却風を供給する該軸流ファンをさらに備え、該貫流ファンが、該冷却コアにおける該長方形状の短辺を構成する部位に対向配置されて、該冷却コアの全体を該軸流ファンとともに覆蓋していることを特徴としている。

本発明の作業機械の冷却装置（請求項１）によれば、貫流ファンを用いることにより、熱交換器の冷却コアを流通する冷却風の流れを羽根車の軸方向に関して均一とすることができる。
また、本発明の作業機械の冷却装置（請求項２）によれば、冷却コアに平行な面内に複数の貫流ファンを配置することで、熱交換器の冷却コアを流通する冷却風の流れを冷却コアの全面にわたって均質とすることができる。また、軸流ファンを用いた場合と比較して冷却効率を向上させることができ、熱交換器を小さくすることができる。また、低回転での貫流ファンの運用が可能であり、軸流ファンを用いた場合と比較してファンの回転に伴って発生する騒音を低減させることができる。

また、本発明の作業機械の冷却装置（請求項３）によれば、複数の熱交換器のそれぞれに対応する貫流ファンを設けることで、各熱交換器が必要とする分量の冷却風を個別に供給することができる。
また、本発明の作業機械の冷却装置（請求項４）によれば、複数の熱交換器における各熱媒体の温度に応じて第１貫流ファン及び第２貫流ファンの回転速度を制御することにより、各熱媒体を正確に冷却することができる。また、必要最小限の駆動力で各熱交換器を冷却することができ、燃費を向上させることができるとともに、ファンの回転に伴って発生する騒音をより低減させることができる。

また、本発明の作業機械の冷却装置（請求項５）によれば、冷却風温度に応じたファンの回転制御が可能となり、各熱交換器における熱媒体の温度を正確に制御することができる。
また、本発明の作業機械の冷却装置（請求項６）によれば、機体に形成された扉の内側に熱交換器が設けられるとともにその熱交換器の内側にファンが設けられた従来の作業機械のレイアウトに対する適用性が高い。また、羽根車に対するケーシングの形状を調整することにより、貫流ファンから吐出される冷却風の流通方向を変更することが可能であり、冷却風の流路設定が容易である。

また、本発明の作業機械の冷却装置（請求項７）によれば、長方形状の冷却コアと円形の軸流ファンを備えた冷却装置において、軸流ファンでは十分に冷却風が供給されない短辺部分に貫流ファンを設けることにより、冷却風の流れを冷却コア全面で均一な状態に近づけることができ、冷却効率を高めることができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図７は本発明の実施形態に係る作業機械の冷却装置を説明するためのものであり、図１は第一実施形態に係る本冷却装置が適用された油圧ショベルの全体構成を示す斜視図、図２は第一実施形態に係る本冷却装置の全体構成を示す斜視図、図３は第一実施形態に係る本冷却装置の模式的な縦断面及び制御構成を示すブロック図、図４は第二実施形態に係る本冷却装置の全体構成を示す斜視図、図５は第二実施形態に係る本冷却装置の模式的な縦断面及び制御構成を示すブロック図、図６は第一の変形例に係る本冷却装置の全体構成を示す斜視図、図７は第二の変形例に係る本冷却装置の模式的な縦断面及び制御構成を示すブロック図である。

［第一実施形態］
［構成］
［１．全体］
本第一実施形態に係る作業機械の冷却装置１０は、図１に示す油圧ショベル２０に適用されている。この油圧ショベル２０は、クローラ式の走行装置を装備した下部走行体１１と、下部走行体１１の上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２とを備えて構成される。上部旋回体１２における前方側には、ブームやアーム等の作業装置１３及びオペレータが搭乗するキャブ１６が設けられており、上部旋回体１２における後端部にはカウンタウェイト１５が設けられている。また、カウンタウェイト１５の直前方には、エンジンルーム１４が設けられている。

エンジンルーム１４の内部には、油圧ショベル２０の駆動源であるエンジン１８と、エンジン１８によって駆動される油圧ポンプ１９と、本発明に係る冷却装置１０とが配置されている。この冷却装置１０は、機体外部の外気を冷却風としてエンジンルーム１４内へ導入し、エンジン１８や油圧ポンプ１９等を冷却するための熱媒体を冷却するものである。なお、エンジンルーム１４を覆う機体カバーには、外気を取り込むためのスリット状の開口１７を備えた扉が設けられている。本冷却装置１０は開口１７の内側においてエンジンルーム１４の床面に固定されており、この開口１７を備えた扉を開放することで機体外部から冷却装置１０へアクセスできるようになっている。

［２．冷却装置］
本冷却装置１０は、図２に示すように、クーリングパッケージ３及びファン装置６を備えて構成されている。クーリングパッケージ３は、オイルクーラ（第１熱交換器）１及びラジエータ（第２熱交換器）２を上下方向に並設されてなる熱交換器の複合体である。本実施形態では、図２に示すように、クーリングパッケージ３の下部にラジエータ２が配置され、その上部にオイルクーラ１が配置されている。

オイルクーラ１の内部には作業装置１３や下部走行体１１の走行装置といった油圧機器を駆動するための作動油が熱媒体として流通している。また、ラジエータ２の内部には熱媒体としてのエンジン冷却水が流通している。オイルクーラ１及びラジエータ２の冷却コア（中央部）には多数の放熱フィンが形成されており、冷却風を冷却コアに流通させてこれらの熱媒体を冷却するようになっている。なお、これらの熱媒体は、図示しない流入口から各オイルクーラ１，ラジエータ２へ導入され、図示しない流出口を介して各オイルクーラ１，ラジエータ２から排出されている。

オイルクーラ１における流出口の近傍には、油温センサ（第１温度検出手段）７ａが設けられている。この油温センサ７ａは、オイルクーラ１の冷却コアを通過して冷却された作動油の温度（第１温度、以下単に油温ともいう）を検出するセンサである。また、ラジエータ２における流出口の近傍には、水温センサ（第２温度検出手段）７ｂが設けられている。この水温センサ７ｂは、ラジエータ２の冷却コアを通過して冷却されたエンジンの冷却水の温度（第２温度、以下単に水温ともいう）を検出するセンサである。これらの各センサ７ａ，７ｂで検出された油温及び水温は、後述するＥＣＵ８へと入力されるようになっている。

なお、クーリングパッケージ３は、エンジンルーム１４の床面に対して鉛直に立設固定されている。つまり、オイルクーラ１の冷却コア面及びラジエータ２の冷却コア面は鉛直となっている。また、図３に示すように、オイルクーラ１の冷却コアの厚みｄ₁とラジエータ２の冷却コアの厚みｄ₂とが同一寸法となるように設定されている。つまり、オイルクーラ１の冷却コア面は、ラジエータ２の冷却コア面と同一平面上に位置している。

ファン装置６は、クーリングパッケージ３に隣接配置された送風装置であり、クーリングパッケージ３に固設された枠６ａ，複数の貫流ファン４，５及びモータ装置９を備えて構成される。
図２及び図３に示すように、本実施形態では五つの貫流ファン４，５が縦に並んで各々が水平な状態で配置され、オイルクーラ１及びラジエータ２の冷却コア全体を覆蓋している。上から二つの貫流ファン（第１貫流ファン）４は、主にオイルクーラ１の冷却コアに冷却風を流通させるためのものであり、下から三つの貫流ファン（第２貫流ファン）５は、主にラジエータ２の冷却コアに冷却風を流通させるためのものである。なお、これらの貫流ファン４，５の構造は同一であるため、一方の貫流ファン４の構造を詳述する。

図３に示すように、貫流ファン４は、羽根車４ａ及びケーシング４ｂを備えて構成された一般的な横断流送風機である。羽根車４ａは、円筒形状の外形をなすように複数の湾曲翼を配置された部材である。この羽根車４ａは、円筒形状の軸を中心として枠６ａに対して回転可能に設けられている。
ケーシング４ｂは、羽根車４ａの周囲に配置され、枠６ａに固設された整圧整流部材である。羽根車４ａの回転軸に対してケーシング４ｂの配置形状を非点対称とすることにより、羽根車４ａの周囲における圧力分布に偏りを生じさせ、羽根車４ａの内部を半径方向へ貫通する風の流れを生成している。つまり、羽根車４ａの筒面から円筒内部方向へと冷却風を吸引する吸い込み面１Ａと、吸引した冷却風を筒面から円筒外部方向へと吐出する吐き出し面４Ｂとを形成するように、ケーシング４ｂの形状及び配設位置が設定されている。

また、図３に示すように、貫流ファン４は羽根車４ａの吸い込み面４Ａ側をクーリングパッケージ３に向けて取り付けられている。つまり、貫流ファン４は、クーリングパッケージ３よりも冷却風の流れの下流側に配置されており、貫流ファン４によって吸引される冷却風がクーリングパッケージ３での熱媒体の冷却に供されている。なお、図３中に冷却風の流通方向を白矢印で示す。図３中の左側が開口１７側である。

各貫流ファン４，５とクーリングパッケージ３との相対的な配置関係に着目すると、各貫流ファン４，５は、羽根車４ａ，５ａの回転軸をオイルクーラ１及びラジエータ２の冷却コア面に対して平行に（すなわち、エンジンルーム１４の床面に対して水平に）配置されている。また、各貫流ファン４，５の回転軸が、オイルクーラ１及びラジエータ２の冷却コア面に対して同一距離となるように配置されている。つまり、全ての貫流ファン４，５の回転軸は、オイルクーラ１及びラジエータ２の冷却コア面に対して平行な面内に位置している。

モータ装置９は、各貫流ファン４，５を駆動するための動力装置である。本実施形態では、それぞれの貫流ファン４，５における回転軸方向の一端部に対して個別にファンモータが設けられており、各貫流ファン４，５の回転速度を個別に制御できるようになっている。以下、貫流ファン４の駆動に係るものを第１ファンモータ９ａと呼び、貫流ファン５の駆動に係るものを第２ファンモータ９ｂと呼ぶ。

［３．ＥＣＵ］
本冷却装置１０には、ファンモータ９ａ，９ｂの回転速度を制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット，第１回転速度制御手段）８が併設されている。図３に示すように、ＥＣＵ８は、第１回転速度制御部８ａと第２回転速度制御部８ｂとを備えて構成される。第１回転速度制御部８ａは、油温センサ７ａで検出された油温に基づいて第１ファンモータ９ａの回転速度を制御するものである。例えば、油温を予め設定された所定の油温範囲に維持するように第１ファンモータ９ａの回転速度を増減制御する。また同様に、第２回転速度制御部８ｂは、水温センサ７ｂで検出された水温に基づいて第２ファンモータ９ｂの回転速度を制御するものである。例えば、水温を予め設定された所定の水温範囲に維持するように第２ファンモータ９ｂの回転速度を増減制御する。

［作用，効果］
［１．配置による作用，効果］
以上のような構成により、本作業機械の冷却装置１０は以下のような作用・効果を奏する。
まず、クーリングユニット３への冷却風の導入に係るファンとして、貫流ファン４，５を用いることにより、貫流ファン４，５の回転軸方向に関して冷却風の流れ（風量，風速及び風圧等）を均一にすることができる。これにより、例えばクーリングユニット３の右側端部と左側端部とで熱交換作用にムラが生じるようなことがない。

また、この貫流ファン４，５をクーリングユニット３の冷却コア面に対して平行に並列配置することで、クーリングユニット３の縦方向に関しても冷却風の流れを略均一とすることができる。つまり、オイルクーラ１及びラジエータ２の冷却コアの全面にわたって均質に冷却風を流通させることができる。
また、軸流ファンを用いた従来の冷却装置と比較すると、クーリングユニット３の端辺近傍や四隅にも十分に冷却風を通すことができ、冷却効率を向上させることができる。これにより、オイルクーラ１及びラジエータ２のサイズを小さくすることができ、あるいは冷却風の流通方向の厚みを薄くすることができる。また、低回転での貫流ファン４，５の運用が可能であり、ファンの回転に伴って発生する騒音を低減させることができる。

また、軸流ファン用のファンシュラウドが不要であり、エンジン１８のシャフトに直結する必要もない。このため、レイアウトの自由度が高まり、冷却装置１０を任意の位置へ取り付けることができる。なお、貫流ファン４，５によって生じる風は、静圧の低い層流となる特性があるため、軸流ファンと比較して容易に多量の風量を得ることができるという利点もある。

また、貫流ファン４，５がクーリングパッケージ３よりも冷却風の下流側に配置されているため、ファン装置６から吐き出される冷却風の配向を制御しやすい。例えば、ファン装置６よりもさらに下流側に排気ダクトを設けてエンジンルーム１４の外側へ冷却風を誘導する構成とすれば、排気に係る圧力損失を低減させることが容易である。
なお、本第一実施形態では、本冷却装置１０が開口１７の内側に固定されており、ファン装置６よりもクーリングパッケージ３がエンジンルーム１４の外側に位置しているため、クーリングパッケージ３の清掃も容易である。

［２．制御による作用，効果］
オイルクーラ１の冷却に係る第１貫流ファン４と、ラジエータ２の冷却に係る第２貫流ファン５とを備えたことにより、各オイルクーラ１及びラジエータ２が必要とする分量の冷却風を個別に供給することができる。特に、本第一実施形態では、油温及び水温を検出する各センサ７ａ，７ｂを備えたことにより、油温及び水温をそれぞれ容易に把握することができる。

また、これらの油温及び水温に基づき、ＥＣＵ８を用いて各貫流ファン４，５の回転速度を制御することにより、各熱媒体を正確に冷却することができる。また、必要最小限の駆動力で各オイルクーラ１及びラジエータ２を冷却することができ、燃費を向上させることができ、ファンの回転に伴って発生する騒音をより低減させることができる。

［第二実施形態］
図４及び図５を用いて、本発明の第二実施形態に係る作業機械の冷却装置３０を説明する。なお、第一実施形態と同一の構成要素については、図４，図５中に同一の符号を付して説明を省略する。

［構成］
図４に示すように、本冷却装置３０は、クーリングパッケージ３及びファン装置３６を備えて構成されている。ファン装置３６は、クーリングパッケージ３に固設された枠３６ａ，二つの貫流ファン３４，３５，軸流ファン３１及びモータ装置３９を備えて構成される。第一実施形態と同様に、クーリングパッケージ３は、オイルクーラ１及びラジエータ２を上下方向に並設された構成となっており、オイルクーラ１及びラジエータ２の内部にはそれぞれ油温センサ７ａ，水温センサ７ｂが取り付けられている。

図４に示すように、軸流ファン３１は、クーリングパッケージ３におけるファン装置３６が固設される面の略中央に配置されている。一方、貫流ファン３４，３５は、軸流ファン３１の上下それぞれに水平に配置されている。
つまり、冷却風の流通方向に対してクーリングパッケージ３（オイルクーラ１及びラジエータ２）の冷却コアの形状が正方形状ではなく長方形状となっており、長方形の短辺をなす部位に貫流ファン３４，３５が対向配置され、それらの間に軸流ファン３１が配されている。なお、貫流ファン３４，３５の内部構成は、第一実施形態における貫流ファン４，５と同一である。

モータ装置３９は、貫流ファン３４，３５を駆動するための装置であり、貫流ファン３４，３５における回転軸方向の一端部に個別に固設された第１ファンモータ３９ａ及び第２ファンモータ３９ｂを備えて構成されている。これらの各ファンモータ３９ａ，３９ｂは、各貫流ファン３４，３５の回転速度を個別に制御できるようになっている。
軸流ファン３１は、図５に示すように、回転翼３１ａ及びシュラウド３１ｂを備えて構成されている。回転翼３１ａは、その回転軸をクーリングパッケージ３に対して垂直に配向されており、クーリングパッケージ３側から吸い込んだ冷却風を図５中の右方向へ吐き出すようになっている。なお、シュラウド３１ｂは、回転翼３１ａの回転面外周から上下の貫流ファン３４，３５間の全体を覆うように延設されている。

なお、本第二実施形態にかかる冷却装置３０のＥＣＵ８は、油温センサ７ａで検出された油温に応じて第１ファンモータ３９ａの回転速度を制御するとともに、水温センサ７ｂで検出された水温に応じて第２ファンモータ３９ｂの回転速度を制御する。

［作用・効果］
このような構成により、軸流ファン３１だけでは冷却風が通りにくいクーリングパッケージ３の短辺部位へ、冷却風を供給することができる。
つまり、一般にクーリングパッケージ３の形状が長方形状である場合には、その短辺方向の長さを軸流ファン３１の直径の目安として、軸流ファン３１のサイズが設定されることが多く、短辺近傍における冷却風の風速が十分でない場合がある。しかしながら、このような冷却風の風速が足りない部分に貫流ファン３４，３５を設置することにより、クーリングパッケージ３の全面にわたって均質な冷却風が流れるようになり、熱交換作用のムラをなくすことができる。

また特に、クーリングパッケージ３のファン装置６として軸流ファンのみを用いている従来の油圧ショベルに対して、貫流ファン３４，３５を追加装備することによって、容易に本発明の構成とすることができ、従来技術への適用性が高いという利点もある。
また、第一実施形態と同様に、オイルクーラ１の内部の油温及びラジエータ２の内部の水温に基づき、ＥＣＵ８を用いて各貫流ファン３４，３５の回転速度を制御することにより、各熱媒体を正確に冷却することができる。

［その他の変形例］
以上、本発明の第一，第二実施形態について説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の第一，第二実施形態では、各々の貫流ファン４，５，３４，３５が水平に配置されているが、これらを垂直に配置することも考えられる。すなわち、図６に示すように、複数の貫流ファン４′，５′をクーリングパッケージ３に対して平行かつエンジンルーム１４の床面に対して鉛直に、横方向に並べて配置する。特に、クーリングパッケージ３のオイルクーラ１及びラジエータ２が左右方向に並設されている場合には、主にオイルクーラ１へ冷却風を流通させるための第１貫流ファン４′と、主にラジエータ２へ冷却風を流通させるための第２貫流ファン５′とを設ける。このような構成においても、クーリングユニット３の全面にわたって均質に冷却風を流通させることができ、冷却効率を向上させることができる。

なお、上記の第一実施形態に記載された制御構成をこれに適用することも考えられる。すなわち、オイルクーラ１内の油温及びラジエータ２内の水温に基づき、第１貫流ファン４′に付設された第１ファンモータ９ａ′の回転速度及び第２貫流ファン５′に付設された第２ファンモータ９ｂ′の回転速度を制御する構成とすれば、各熱媒体を正確に冷却することができ、燃費の向上や騒音の低減が図れる。

また、上述の第一，第二実施形態では、ファン装置６，３６がクーリングパッケージ３よりも冷却風の下流側に配置されているが、ファン装置６，３６を冷却風の上流側へ配置することも考えられる。
例えば、図７に示すように、貫流ファン４，５の吐き出し面４Ｂ，５Ｂ側をクーリングパッケージ３に向けた状態として、第一実施形態の構成におけるクーリングパッケージ３とファン装置６との配設位置を反転させる。つまり、貫流ファン４，５から吐出される冷却風がクーリングパッケージ３での熱媒体の冷却に供されることになる。このような構成においても、上述の第一，第二実施形態と同様の効果を奏するものとなる。なお、クーリングパッケージ３よりも冷却風の上流側にファン装置６を設ける構成は、例えば冷却風を機外からダクトを利用して吸い込むような冷却構造を備えた油圧ショベルに対して好適である。

また、上述の第一実施形態及び第二実施形態における第１回転速度制御部８ａ及び第２回転速度制御部８ｂの具体的な制御内容に関しては、公知のさまざまな制御手法を適用する、あるいは置き換えることが可能である。例えば、オイルクーラ１の内部において作動油の流入口の近傍及び流出口の近傍の二カ所に油温センサを設け、各油温センサで検出された油温の差に基づいて第１ファンモータ９ａの回転速度を制御する。つまり、オイルクーラ１で実質的に冷却された温度の幅（すなわち、オイルクーラ１の冷却能力に対応するもの）を把握することができ、より正確な回転速度制御が期待できる。

あるいは、熱媒体の温度ではなく、冷却風の温度に応じた回転速度制御とする（あるいは併用する）ことも考えられる。例えば、オイルクーラ１の冷却コアに流れる冷却風の温度（第３温度）を検出する第１気温センサ（第３温度検出手段）と、ラジエータ２の冷却コアに流れる冷却風の温度（第４温度）を検出する第２気温センサ（第４温度検出手段）とをクーリングパッケージ３に設ける。さらに、ＥＣＵ８において、これらのセンサで検出された各冷却風の温度に応じて第１ファンモータ９ａ及び第２ファンモータ９ｂの回転速度を制御する構成とする。これにより、外気温が高温である場合には、各貫流ファン４，５の回転数を上昇させて、熱交換作用を高めることができる。

なお、本発明に係る冷却装置は、油圧ショベルだけでなくクレーン等の履帯式建設機械やホイールローダ等、様々な建設機械の冷却装置として適用することが可能である。
また、上述の第一，第二実施形態では、貫流ファン４，５，３４，３５の回転速度がＥＣＵ８によって制御されているが、クーリングパッケージ３における熱交換作用が十分であれば、一定の速度で回転させてもよい。つまり、油温センサ７ａ，水温センサ７ｂ及びＥＣＵ８は必須の構成要素ではない。

第一実施形態に係る本冷却装置が適用された油圧ショベルの全体構成を示す斜視図である。 第一実施形態に係る本冷却装置の全体構成を示す斜視図である。 第一実施形態に係る本冷却装置の模式的な縦断面及び制御構成を示すブロック図である。 第二実施形態に係る本冷却装置の全体構成を示す斜視図である。 第二実施形態に係る本冷却装置の模式的な縦断面及び制御構成を示すブロック図である。 第一の変形例に係る本冷却装置の全体構成を示す斜視図である。 第二の変形例に係る本冷却装置の模式的な縦断面及び制御構成を示す模式図である。 従来技術に係る軸流ファンの吸い込み側における冷却風の風速の分布を示すコンター図であり、風速が遅い位置ほど濃度が高く（すなわち黒く）、風速が速い位置ほど濃度が低く（すなわち白く）示したものである。

符号の説明

１ オイルクーラ（第１熱交換器）
２ ラジエータ（第２熱交換器）
３ クーリングパッケージ（熱交換器）
４ 第１貫流ファン
５ 第２貫流ファン
４ａ，５ａ 羽根車
４ｂ，５ｂ ケーシング
４Ａ，５Ａ 吸い込み面
４Ｂ，５Ｂ 吐き出し面
６ ファン装置
７ａ 油温センサ（第１温度検出手段）
７ｂ 水温センサ（第２温度検出手段）
８ ＥＣＵ（電子制御ユニット，第１回転速度制御手段）
８ａ 第１回転速度制御部
８ｂ 第２回転速度制御部
９ ファンモータ
９ａ 第１ファンモータ
９ｂ 第２ファンモータ
１０ 冷却装置

Claims (7)

1. 作業機械に搭載された熱交換器と、
   該熱交換器の冷却コアに冷却風を流通させて該冷却コアの内部の熱媒体を冷却する貫流ファンとを備え、
   該貫流ファンが、円筒形状の外形をなすように複数の湾曲翼を配置され該円筒形状の軸を中心に回転可能に設けられた羽根車と、該羽根車の周囲に配置されて該円筒の筒面から該冷却風を吸引する吸い込み面及び該筒面から該冷却風を吐出する吐き出し面を該筒面に形成するケーシングとを有する
   ことを特徴とする、作業機械の冷却装置。
2. 該貫流ファンが、複数備えられるとともに、
   該複数の貫流ファンの各々が、該軸を該冷却コアに対して平行に配置されかつ該冷却コアに対する距離が同一となるように配置されて、該冷却コアの全体を覆蓋している
   ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の冷却装置。
3. 該熱交換器が、該冷却風の流通方向に対して垂直方向に並んで配置された第１熱交換器及び第２熱交換器を有するとともに、
   該複数の貫流ファンが、該第１熱交換器の冷却コアに冷却風を流通させる第１貫流ファンと、該第２熱交換器の冷却コアに冷却風を流通させる第２貫流ファンとを有する
   ことを特徴とする、請求項２記載の作業機械の冷却装置。
4. 該第１熱交換器の冷却コアの内部の熱媒体の第１温度を検出する第１温度検出手段と、
   該第２熱交換器の冷却コアの内部の熱媒体の第２温度を検出する第２温度検出手段と、
   該第１温度検出手段で検出された該第１温度に基づいて該第１貫流ファンの回転速度を制御するとともに、該第２温度検出手段で検出された該第２温度に基づいて該第２貫流ファンの回転速度を制御する第１回転速度制御手段とをさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項３記載の作業機械の冷却装置。
5. 該第１熱交換器の冷却コアへ流れる冷却風の第３温度を検出する第３温度検出手段と、
   該第２熱交換器の冷却コアへ流れる冷却風の第４温度を検出する第４温度検出手段と、
   該第３温度検出手段で検出された該第３温度に基づいて該第１貫流ファンの回転速度を制御するとともに、該第４温度検出手段で検出された該第４温度に基づいて該第２貫流ファンの回転速度を制御する第２回転速度制御手段とをさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項３又は４記載の作業機械の冷却装置。
6. 該貫流ファンが、該熱交換器よりも該冷却風の下流側に配置されている
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の作業機械の冷却装置。
7. 該熱交換器が、該冷却風の流通方向に対して長方形状の該冷却コアを有するとともに、
   該冷却コアに対向配置されて該熱交換器へ冷却風を供給する該軸流ファンをさらに備え、
   該貫流ファンが、該冷却コアにおける該長方形状の短辺をなす部位に対向配置されて、該冷却コアの全体を該軸流ファンとともに覆蓋している
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の作業機械の冷却装置。

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