JP2008296615A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルクーラ用冷却ファンの吐き出し風による運転室の温度上昇を抑える。
【解決手段】走行体１と、走行体１上に旋回可能に設けられた旋回体２と、旋回体２に搭載された運転室５と、旋回体２上に形成されたエンジン室４と、エンジン室４外の旋回体上に立設されたオイルクーラ２１と、オイルクーラ２１に対向して配置され、オイルクーラ２１を通過して吸い込んだ冷却風を旋回体２の上方空間に向けて吐き出す冷却ファン２２と、旋回体上の運転室５への冷却風の流れを抑制するように、冷却ファン２２から吐き出される冷却風の流れ方向を変更するダクト３０とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械にはオイルクーラやラジエータなどの熱交換機が搭載され、これら熱交換機に冷却ファンの回転によって冷却風を供給し、冷却風との熱交換によりエンジン冷却水や作動油を冷却するようにしている。例えば特許文献１記載の建設機械では、エンジン室内にオイルクーラとラジエータを互いに対向して配設し、冷却ファンの回転によりオイルクーラとラジエータに外気を供給するようにしている。

特開２００１−１４０６４７号公報

ところで、例えば車体重量が１００ｔを超えるような大型の建設機械では、十分な冷却性能を確保するために、オイルクーラ用冷却ファンとラジエータ用冷却ファンを別々に設け、各冷却ファンの回転によりオイルクーラとラジエータにそれぞれ冷却風を供給する。この場合、レイアウト上の制約からオイルクーラ用冷却ファンがエンジン室の外側、例えばエンジン室と運転室の間に配置される。

しかしながら、エンジン室と運転室の間にオイルクーラ用冷却ファンを配置すると、オイルクーラを通過した高温の空気が運転室に向かって流れ、運転室内の温度が上昇して、運転室内のオペレータの快適性が損なわれるおそれがある。

本発明による建設機械は、走行体と、走行体上に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体に搭載された運転室と、旋回体上に形成されたエンジン室と、エンジン室外の旋回体上に立設された熱交換機と、熱交換機に対向して配置され、熱交換機を通過して吸い込んだ冷却風を旋回体の上方空間に向けて吐き出す冷却ファンと、旋回体上の所定部位への冷却風の流れを抑制するように、冷却ファンから吐き出される冷却風の流れ方向を変更する風向変更手段とを備えることを特徴とする。
冷却ファンの吐き出し側に面して設けられた風向変更用の板部材と、板部材を熱交換機から支持する支持部材とにより風向変更手段を構成することもできる。
この場合、板部材を、冷却ファンの吐き出し側に面した一部の領域のみに設けることもできる。
旋回体上の左右一端部にオイルクーラを立設し、オイルクーラの左右内側にオイルクーラ用冷却ファンを配置するとともに、さらに旋回体上のオイルクーラの後方にラジエータを配置し、ラジエータの左右内側かつエンジン室内にラジエータに対向してラジエータ用冷却ファンを配置することもできる。
オイルクーラ用冷却ファンの左右側方に歩行用通路を形成し、この通路の前方かつ旋回体上の左右他端部に作動油タンクを配置するとともに、この作動油タンクの前方に運転室を配置し、さらに通路の前方かつ作動油タンクの左右側方に油の流れを制御するバルブユニットを配置することもできる。

本発明によれば、風向変更手段により、冷却ファンから吐き出される冷却風の流れ方向を変更するようにしたので、熱交換機を通過した高温の空気が旋回体上の所定部位へ流れることを抑制することができ、運転室等の温度上昇を防ぐことができる。

以下、図１〜図８を参照して本発明による建設機械の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの斜視図であり、図２〜４はそれぞれ油圧ショベルの正面図、左側面図、右側面図である。なお、以下では図１〜４に示すように油圧ショベルの前後左右方向を定義し、この定義にしたがって各部の配置を説明する。

図示の油圧ショベルは、例えば車体重量が１００ｔを超える大型の油圧ショベルであり、走行体１と、走行体１に対して旋回可能な旋回体２とを備える。旋回体２の前部には、作業装置取付用ブラケット３が設けられ、旋回体２の後端部にカウンタウエイト４が取り付けられている。図示は省略するが、作業装置は回動可能なブーム、アーム、バケット等からなり、運転室内での操作により作業装置が駆動され、掘削作業などが行われる。

ブラケット３の左側には運転室５が設けられ、運転室５の後方には周囲がカバーによって覆われたエンジン室６が形成されている。運転室５の後方には作動油タンク７が設置され、作動油タンク７とエンジン室６の間には左右方向にメンテナンス用の歩行通路８ａが形成されている。通路８ａの左端には通路出入口用のドア９が設けられ、右端にはオイルクーラ２１と冷却ファン２２が配置されている。

オイルクーラ２１の前方には燃料タンク１０が設置されている。燃料タンク１０と運転室５の間には、通路８ａよりも高所に、前後方向にメンテナンス用の歩行通路８ｂが形成され、通路８ａの前方および通路８ｂの下方には、作動油の流れを制御する各種バルブ（バルブ群１１）やバルブ群１１に接続された油圧配管等が配置されている。

図５は旋回体２の構成を概略的に示す平面図である。エンジン室６内には左右方向に向けてエンジン１２が配置されている。エンジン１２の右側には冷却ファン１３が配置され、エンジン１２の左側には油圧ポンプ１４が配置されている。冷却ファン１３と油圧ポンプ１４は、それぞれエンジン１２により駆動される。エンジン１２の右側方には冷却ファン１３に面してラジエータ１５が配置されている。冷却ファン１３は、吸い込み式の軸流型冷却ファンである。図４に示すように、ラジエータ１５の右側のカバー１６には空気取り込み口１６ａが開口され、冷却ファン１３の回転により空気取り込み口１６ａを介して外気が吸い込まれ、ラジエータ１５に供給可能となっている。

ラジエータ１５の前方にはオイルクーラ２１が配置され、オイルクーラ２１の右側にはオイルクーラ２１に面して冷却ファン２２が配置されている。冷却ファン２２は、吸い込み式の軸流型冷却ファンであり、油圧モータ２４（図６）により駆動される。冷却ファン２２はエンジン室６の外側に配設され、冷却ファン２２の吐き出し側（左側）は通路８ａの上方空間に面している。図４に示すようにオイルクーラ２１の右側のカバー１６には空気取り込み口１６ｂが開口され、冷却ファン２２の回転により空気取り込み口１６ｂを介して外気が吸い込まれ、オイルクーラ２１に供給可能となっている。なお、図５に示すように通路８ａの前方かつ通路８ｂの左側にはセンタージョイント１７が設けられ、バルブ群１１はセンタージョイント１７の近傍に配置されている。

このように構成された冷却装置は以下のように動作する。エンジン１２の駆動によりエンジン室６内の冷却ファン１３が回転すると、カバー１６の空気取り込み口１６ａを介し外気が吸い込まれる。吸い込まれた外気は冷却空気としてラジエータ１５を通過し、ラジエータ１５でエンジン冷却水と熱交換する。これによりエンジン冷却水が冷却され、冷却空気は加熱される。ラジエータ通過後の冷却空気は、エンジン室内を通り、エンジン室６のカバー（例えば上面のカバー）に設けられた図示しない排気口を介して外部に排出される。

一方、油圧モータ２４の駆動によりエンジン室６の前側の冷却ファン２２が回転すると、カバー１６の空気取り込み口１６ｂを介し外気が吸い込まれる。吸い込まれた外気は冷却空気としてオイルクーラ２１を通過し、オイルクーラ２１で作動油と熱交換する。これにより作動油が冷却され、冷却空気は加熱される。オイルクーラ通過後の冷却空気は、通路８ａおよびバルブ群１１の上方空間に吐き出される。

以上の構成では、ラジエータ１５に冷却風を供給する冷却ファン１３とオイルクーラ２１に冷却風を供給する冷却ファン２２が別々に設けられている。このため比較的低温の冷却空気がラジエータ１５およびオイルクーラ２１を通過するので、熱交換機の冷却性能が高く、エンジン冷却水および作動油を十分に冷却することができる。

とくに、冷却ファン２２はエンジン室６の外側に設けられているので、エンジン室６が大型化することなく、センタージョイント１７の近傍にバルブ群１１を配置するとともに、メンテナンス用の通路８ａ，８ｂを容易に形成できる。また、冷却ファン２２の吐き出し側は通路８ａおよびバルブ群１１の上方空間に面しているので、冷却ファン２２の吐き出し側の空気抵抗が小さく、作動油を効率よく冷却できる。冷却ファン２２を吸い込み式としているので、カバー１６の右側には高温の空気が吹き出されず、空気取入口１６ａから高温の空気が吸い込まれることを防止できる。作動油タンク７を運転室５の後方に配置したので、油圧ポンプ１４とタンク７およびバルブ群１１とタンク７の距離を短くすることができ、配管の接続も容易である。

上述した構成では、オイルクーラ２１を通過して昇温した空気が通路８ａおよびバルブ群１１の上方空間に吹き出される。このため、図５に矢印で示すように冷却ファン２２から吐き出された高温空気の一部が作動油タンク７と運転室５に向けて流れる。その結果、運転室内が温度上昇し、高温の作業環境の下で作業を行っている場合、運転室内のオペレータの快適性が著しく損なわれる。また、冷却ファン２２を通過して加熱された高温空気が作動油タンク７に向けて流れると、作動油の温度上昇を招くおそれもある。そこで、本実施の形態では、以下に述べるように冷却ファン２２の吐き出し側にダクト３０を設け、冷却ファン２２からの空気の吐き出し方向を変更する。

図６は、冷却ファン２２を左斜め前方から見た斜視図である。オイルクーラ２１の左側面にはブラケット２５が取り付けられている。ブラケット２５は、冷却ファン２２に面して上下方向に延在する平板２６と、平板２６の上端部および下端部に略直角に設けられた上板２７および下板２８とを一体にしてなり、上板２７および下板２８は冷却ファン２２の上方および下方にて、それぞれボルトによってオイルクーラ２１の左側面に固定されている。平板２６の中央には油圧モータ２４が取り付けられ、油圧モータ２４の出力軸に冷却ファン２２の回転軸が連結されて、冷却ファン２２が回転可能に支持されている。なお、平板２６には、冷却ファン２２から吐き出された空気が通過するように通風孔２６ａが開口されている。

冷却ファン２２の左側（空気吐き出し側）には、オイルクーラ２１の高さ方向中央（油圧モータ２４の位置）よりも上方かつブラケット２５の前側にダクト３０が設けられている。ダクト３０は左右一対の支持プレート３１，３２と支持プレート３１，３２の間に架設された複数（図では４枚）の風向変更板３３とを有する。支持プレート３１は、オイルクーラ２１の左面の前端部にボルトで固定され、支持プレート３２は平板２６の前側面にボルトで固定されている。支持プレート３１には、通風孔３１ａが開口されている。

図７は、風向変更板３３の形状を示す図６のVII-VII線断面図である。風向変更板３３は、それぞれ右側から左側にかけて、すなわち冷却空気の流れ方向にかけて上方に折り曲げられている。これにより冷却ファン２２から吐き出された空気の一部は、風向変更板３３に沿って斜め上方に流れ、高温の吹出風が運転室５や作動油タンク７に向けて流れることを抑制できる。

本実施の形態では、冷却ファン２２の左側（空気吐き出し側）の一部の領域のみにダクト３０を設けているが、この理由を説明する。図８は冷却ファン２２を左側方から見た図である。図５，８に示すように、本実施の形態では冷却ファン２２の左側には、前後方向に向けて略水平に通路８ｂが形成され、通路８ｂの高さは油圧モータ２４の取付部の高さとほぼ等しい。また、通路８ｂの左側のバルブ類１１の上端部は、その後方の通路８ａよりも上方に突出しており、冷却ファン２２と運転室５および作動油タンク７との間には、通路８ｂとバルブ類１１が吹出風の障害物となって存在している。

このため、冷却ファン２２の中央よりも下側の領域から吹き出される空気は、運転室５に流れないので、冷却ファン２２の中央よりも上側の領域のみにダクト３０を設けている。また、運転室５は冷却ファン２２よりも前側に配置され、ブラケット２５の中央よりも後側の領域から吹き出された空気は運転室５に流れないので、ブラケット２５の中央よりも前側の領域のみにダクト３０を設けている。これにより冷却風の通気抵抗を最小限に抑えることができ、運転室５の温度上昇を効率よく抑えることができる。

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）冷却ファン２２の吐き出し側にダクト３０を設けたので、オイルクーラ２１を通過した高温の空気が運転室側に向けて流れるのを防ぐことができる。その結果、運転室５の温度上昇を抑制し、オペレータの快適性が高まる。
（２）風向変更板３３と支持プレート３１，３２とによりダクト３０を構成したので、既存の冷却ファン２２にもダクト３０を容易に取付可能である。
（３）冷却ファン２２の吐き出し側の一部の領域のみ、つまり運転室側に冷却空気が流れるような領域のみにダクト３０を設けるようにしたので、吹出風の圧力損失が小さく、効率的に運転室５の温度上昇を抑えることができる。
（４）オイルクーラ２１とラジエータ１５を前後方向に隣接して配置するとともに、オイルクーラ用の冷却ファン２２とラジエータ用の冷却ファン１３をそれぞれ吸い込み式冷却ファンとしたので、オイルクーラ２１とラジエータ１５に低温の外気を供給することができ、エンジン冷却水と作動油を効率よく冷却できる。
（５）オイルクーラ２１の前方、つまり旋回体２の右端部に燃料タンク１０を配置するとともに、運転室５の後方、つまり旋回体２の左端部に作動油タンク７を配置し、さらに通路８ａの前方かつ作動油タンク７の右方にバルブ群１１を配置するので、作動油タンク７と油圧ポンプ１４、バルブ群１１との距離を短くすることができ、配管の接続が容易である。

なお、上記実施の形態では、板部材としての風向変更板３３と支持部材としての支持プレート３１，３２によりダクト３０を構成し、冷却ファン２１の吐き出し側にダクト３０を設けて吐き出し風の向きを変更するようにしたが、風向変更手段の構成はこれに限らない。冷却ファン２１の吐き出し側の一部の領域にダクト３０を設けるようにしたが、吐き出し側の全領域にダクト３０を設けることもできる。

上記実施の形態では、ダクト３０により運転室５への冷却風の流れを抑制するようにしたが、旋回体上の他の部位への冷却風の流れを抑制するように風向変更手段を構成してもよい。冷却ファン２１の左側方に通路８ａを形成するとともに、通路８ａの前方に作動油タンク７と運転室５を配置しが、旋回体上の各部品の配置は上述したものに限らない。冷却空気の吐き出し方向に、運転室５や作動油タンク７以外に高温となることが好ましくない他の部品を配置した場合、他の部品への冷却空気の吐き出しを抑制するように風向変更手段を構成すればよい。

上記実施の形態では、オイルクーラ用の冷却ファン２１の吐き出し方向をダクト３０により変更したが、他の熱交換機の吐き出し方向も同様に変更することができる。以上では、油圧ショベルに適用する例について説明したが、本発明は他の建設機械にも同様に適用することができる。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カウンタウエイトの取付装置に限定されない。

本実施の形態に係る油圧ショベルの斜視図。 本実施の形態に係る油圧ショベルの正面図。 本実施の形態に係る油圧ショベルの左側面図。 本実施の形態に係る油圧ショベルの右側面図。 旋回体の構成を概略的に示す平面図。 旋回体に搭載されたオイルクーラ用冷却ファンの斜視図。 図６のVII-VII線断面図。 冷却ファンを左側方から見た図。

符号の説明

１ 走行体
２ 旋回体
４ エンジン室
５ 運転室
７ 作動油タンク
８ａ，８ｂ 通路
１０ 燃料タンク
１３ 冷却ファン
１５ ラジエータ
２１ オイルクーラ
２２ 冷却ファン
３０ ダクト
３１，３２ 支持プレート
３３ 風向変更板

Claims (5)

1. 走行体と、
   前記走行体上に旋回可能に設けられた旋回体と、
   前記旋回体に搭載された運転室と、
   前記旋回体上に形成されたエンジン室と、
   前記エンジン室外の前記旋回体上に立設された熱交換機と、
   前記熱交換機に対向して配置され、前記熱交換機を通過して吸い込んだ冷却風を前記旋回体の上方空間に向けて吐き出す冷却ファンと、
   前記旋回体上の所定部位への冷却風の流れを抑制するように、前記冷却ファンから吐き出される冷却風の流れ方向を変更する風向変更手段とを備えることを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記風向変更手段は、
   前記冷却ファンの吐き出し側に面して設けられた風向変更用の板部材と、
   前記板部材を前記熱交換機から支持する支持部材とを有することを特徴とする建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記板部材は、前記冷却ファンの吐き出し側に面した一部の領域のみに設けられることを特徴とする建設機械。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械において、
   前記熱交換機は、前記旋回体上の左右一端部に立設されたオイルクーラであり、前記冷却ファンは、このオイルクーラの左右内側に配置されたオイルクーラ用冷却ファンであって、
   さらに前記旋回体上の前記オイルクーラの後方にはラジエータが配置され、前記ラジエータの左右内側かつ前記エンジン室内には前記ラジエータに対向してラジエータ用冷却ファンが配置されていることを特徴とする建設機械。
5. 請求項４に記載の建設機械において、
   前記オイルクーラ用冷却ファンの左右側方には歩行用通路が形成され、この通路の前方かつ前記旋回体上の左右他端部に作動油タンクが配置されるとともに、この作動油タンクの前方に前記運転室が配置され、
   さらに前記通路の前方かつ前記作動油タンクの左右側方には、油の流れを制御するバルブユニットが配置されていることを特徴とする建設機械。

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