JP2009092046A - Regular and reverse rotation change over mechanism of cooling fan for construction machine - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ショベル等の建設機械における冷却ファンの正逆転切換え機構の技術分野に属するものである。 The present invention belongs to the technical field of a forward / reverse switching mechanism for a cooling fan in a construction machine such as a hydraulic excavator.
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、ラジエータ、オイルクーラー、エアコンコンデンサ、アフタークーラー等の各種冷却装置が搭載されると共に、エンジンの出力軸には、これら冷却装置に冷却風を供給する冷却ファンが連結されている。ところで、建設機械は、土砂や塵介等が飛散する現場で稼動する場合が多く、このため、前記冷却装置のフィンやスクリーンは、土埃やゴミ等が付着、堆積して早期に目詰まりしやすく、度々の清掃が必要となる。しかるに、人手による清掃作業は手間がかかる許りか、複数の冷却装置が並列状態で設置されていたり冷却装置が機体の奥まった場所に設置されていたりすると、冷却装置にアクセスしづらいという問題がある。
そこで、冷却ファンの回転方向を、通常の冷却作動を行う場合とは逆方向に回転できるように構成し、該冷却ファンの逆方向の回転によって、冷却装置に付着した土埃やゴミ等を吹き飛ばすようにしたものがある。この様なものとしては、従来、エンジン回転を正逆転切換えて冷却ファンのシャフトに伝達できるように構成したもの(例えば、特許文献1参照。)や、冷却ファン駆動用の油圧モータを設け、該油圧モータを正逆制御することで冷却ファンを正逆転させる構成のもの(例えば、特許文献2参照。)が知られている。
Therefore, the rotation direction of the cooling fan is configured to be able to rotate in the direction opposite to the normal cooling operation, and the rotation of the cooling fan in the reverse direction blows away dust or dirt adhering to the cooling device. There is something that was made. Conventionally, the engine rotation can be transmitted to the cooling fan shaft by switching the engine rotation between forward and reverse (see, for example, Patent Document 1), and a hydraulic motor for driving the cooling fan is provided. There is known a configuration in which a cooling fan is rotated in forward and reverse directions by controlling the hydraulic motor in forward and reverse directions (see, for example, Patent Document 2).
ところで、前記特許文献1のものは、エンジン回転を正逆転切換えて冷却ファンに伝達するにあたり、エンジン回転をクロスベルトにより逆回転にして逆転用伝動ベルトに伝達すると共に、緩く掛け渡した正転用伝動ベルト或いは逆転用伝動ベルトの何れかにテンションローラが択一的に圧接することで、正転用伝動ベルト或いは逆転用伝動ベルトの回転を冷却ファンに伝達するように構成されている。しかるに、クロスベルトは、ベルトが捻れた状態で掛け回されることになるため、耐久性に劣るという問題がある。また、正逆転を切換える度に正転用、逆転用伝動ベルトの張力が大きく変化して、張力過大やスリップを起こしやすく、ベルトの劣化や伝動効率の低下の原因となる。
一方、特許文献2のように冷却ファン駆動用の油圧モータを設けるものは、専用の油圧モータや切換弁、油圧配管等が必要であって、コスト抑制や省スペース化が要求される小型の機種には適さないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
By the way, in Patent Document 1, when the engine rotation is switched between forward and reverse and transmitted to the cooling fan, the engine rotation is reversely rotated by the cross belt and transmitted to the reverse transmission belt, and the forward rotation transmission that is loosely passed is transmitted. The tension roller is selectively brought into pressure contact with either the belt or the reverse transmission belt, so that the rotation of the forward transmission belt or the reverse transmission belt is transmitted to the cooling fan. However, the cross belt has a problem that it is inferior in durability because the cross belt is wound around in a twisted state. In addition, each time the forward / reverse operation is switched, the tension of the forward / reverse transmission belt is greatly changed to easily cause excessive tension or slip, which causes belt deterioration and reduced transmission efficiency.
On the other hand, a device provided with a hydraulic motor for driving a cooling fan as in
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、冷却ファンのシャフトに正転用ファンプーリおよび逆転用ファンプーリを回転自在に装着する一方、エンジンの出力軸と一体回転する駆動プーリと前記正転用ファンプーリとの間に巻回されて駆動プーリの回転を正転用ファンプーリに伝達する正転用伝動ベルトと、該正転用伝動ベルトの外側に圧接して駆動プーリとは逆方向に回転するアイドラプーリと、該アイドラプーリと一体的に回転する逆転プーリと、該逆転プーリと前記逆転用ファンプーリとの間に巻回されて逆転プーリの回転を逆転用ファンプーリに伝達する逆転用伝動ベルトとを設けると共に、前記正転用ファンプーリ、逆転用ファンプーリの何れか一方の回転を冷却ファンのシャフトに伝達するクラッチを設けたことを特徴とする建設機械における冷却ファンの正逆転切換え機構である。 The present invention was created in view of the above-described circumstances to solve these problems. The invention of claim 1 includes a forward fan pulley and a reverse fan pulley on the shaft of a cooling fan. A forward transmission belt wound around a drive pulley that rotates integrally with the output shaft of the engine and the forward fan pulley and that transmits the rotation of the drive pulley to the forward fan pulley, An idler pulley that presses against the outside of the forward transmission belt and rotates in the opposite direction to the drive pulley, a reverse pulley that rotates integrally with the idler pulley, and a winding between the reverse pulley and the reverse fan pulley. A reverse rotation transmission belt that is rotated to transmit rotation of the reverse rotation pulley to the reverse rotation fan pulley, and one of the forward rotation fan pulley and the reverse rotation fan pulley. Providing the clutch for transmitting rotation to the shaft of the cooling fan is a normal and reverse rotation switching mechanism of the cooling fan in the construction machine according to claim.
請求項1の発明とすることにより、冷却ファンの回転方向を正逆切換えできることになり、而して、通常の冷却作動を行う場合とは逆方向に冷却ファンを回転させることで、冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を除去できるものでありながら、このものにおいて、冷却ファンの回転方向を正逆切換えるにあたり、正転用伝動ベルトおよび逆転用伝動ベルトの張力は全く変化しないから、正逆転切換えに伴い張力過大やスリップを起こす惧れがなく、而して、正転用、逆転用伝動ベルトが早期に劣化したり伝動効率が低下したりする等の不具合の発生を、確実に回避できる。しかも、この正逆転切換え機構は、簡単且つ安価な構造で、大きなスペースも必要とせず、コストの抑制や省スペース化に貢献できる。 With the invention of claim 1, the rotation direction of the cooling fan can be switched between forward and reverse, and thus the cooling fan is rotated in the direction opposite to that in the case of performing normal cooling operation. Although it can remove dust and dirt that has adhered and accumulated, the tension of the forward transmission belt and the reverse transmission belt does not change at all when switching the rotation direction of the cooling fan. There is no risk of excessive tension or slipping due to the switching, and therefore it is possible to reliably avoid the occurrence of problems such as early deterioration of the forward and reverse transmission belts and reduction in transmission efficiency. Moreover, this forward / reverse switching mechanism has a simple and inexpensive structure, does not require a large space, and can contribute to cost reduction and space saving.
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図において、1は油圧ショベル等の建設機械に設けられる冷却ファンであって、該冷却ファン1が吸い込む冷却風によって、図示しないラジエータやオイルクーラー、エアコンコンデンサ、アフタークーラー等の冷却装置が冷却されるように構成されているが、該冷却ファン1のシャフト2は、エンジンカバー3に回転自在に支持されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, reference numeral 1 denotes a cooling fan provided in a construction machine such as a hydraulic excavator, and a cooling device such as a radiator, an oil cooler, an air conditioner condenser, and an after cooler (not shown) is cooled by the cooling air sucked by the cooling fan 1. However, the
さらに、前記冷却ファン1のシャフト2には、正転用ファンプーリ4および逆転用ファンプーリ5が、それぞれベアリング4a、5aを介して回転自在に装着されていると共に、これら正転用ファンプーリ4と逆転用ファンプーリ5との間には、電磁クラッチ6が配設されている。
Further, a forward
前記電磁クラッチ6は、シャフト2の外周面部に刻設されたスプライン溝2aに軸方向移動自在に嵌合されていて、シャフト2と一体的に回転すると共に、ソレノイド6aに印加された電流の向きによって、正転用ファンプーリ4側に移動して該正転用ファンプーリ4と一体回転する正転側位置と、逆転用ファンプーリ5側に移動して該逆転用ファンプーリ5と一体回転する逆転側位置とに変位できるように構成されている。而して、電磁クラッチ6が正転側位置に位置している状態では、正転用ファンプーリ4の回転が電磁クラッチ6を介してシャフト2に伝達される一方、電磁クラッチ6が逆転側位置に位置している状態では、逆転用ファンプーリ5の回転が電磁クラッチ6を介してシャフト2に伝達されるようになっている。
The
一方、7はエンジンの出力軸8に取付けられて該出力軸8と一体回転する駆動プーリ(クランクプーリ)であって、該駆動プーリ7と前記正転用ファンプーリ4との間には、正転用伝動ベルト9が巻回されている。而して、該正転用伝動ベルト9を介して、出力軸8と一体回転する駆動プーリ7の回転が正転用ファンプーリ4に伝達されるようになっている。そして、該正転用ファンプーリ4の回転は、前記正転側位置の電磁クラッチ6を介して冷却ファン1のシャフト2に伝達され、これにより冷却ファン1は正回転して冷却風を吸い込み、前記ラジエータやオイルクーラー等の冷却装置を冷却するように構成されている。
尚、図中、10はオルタネータ11の駆動軸11aに取付けられて該駆動軸11aと一体回転するオルタネータ用プーリであって、該オルタネータ用プーリ10にも前記正転用伝動ベルト9が巻回されており、而して、エンジンの出力軸8の回転が、駆動プーリ7、正転用伝動ベルト9、オルタネータ用プーリ10を介してオルタネータ11の駆動軸11aにも伝達されるようになっている。
On the other hand, 7 is a drive pulley (crank pulley) that is attached to the
In the figure,
また、12は前記正転用伝動ベルト9の外側に圧接して駆動プーリ7とは逆方向に回転するアンドラプーリであって、該アンドラプーリ12を軸承する支軸13は、エンジンカバー3に回転自在に支持されていると共に、該支軸13には、アイドラプーリ12と一体的に回転する逆転プーリ14が取付けられている。
さらに、前記逆転プーリ14と逆転用ファンプーリ5との間には、逆転用伝動ベルト15が巻回されている。而して、該逆転用伝動ベルト15を介して、逆転プーリ14の回転、つまり駆動プーリ7とは逆方向の回転が逆転用ファンプーリ5に伝達されるようになっている。そして、該逆転用ファンプーリ5の回転は、前記逆転側位置の電磁クラッチ6を介して冷却ファン1のシャフト2に伝達され、これにより冷却ファン1は逆回転して、前記ラジエータ、オイルクーラー等の冷却装置のフィンやスクリーンに付着、堆積した土埃やゴミ等を吹き飛ばすように構成されている。
Further, a
叙述の如く構成された本形態において、冷却ファン1のシャフト2には、正転用ファンプーリ4および逆転用ファンプーリ5が回転自在に装着されると共に、正転用ファンプーリ4には、エンジンの出力軸8と一体回転する駆動プーリ7の回転が正転用伝動ベルト9を介して伝達される一方、逆転用ファンプーリ5には、正転用伝動ベルト9の外側に圧接して駆動プーリ7とは逆方向に回転するアイドラプーリ12の回転が、該アイドラプーリ12と一体的に回転する逆転プーリ14および逆転用伝動ベルト15を介して伝達されることになる。而して、正転用ファンプーリ4と逆転用ファンプーリ5とは逆方向に回転することになるが、該正転用ファンプーリ4、逆転用ファンプーリ5の何れか一方の回転が、正転側位置、逆転側位置の電磁クラッチ6を介して冷却ファン1のシャフト2に伝達され、そして、正転用ファンプーリ4の回転が伝達された場合には、冷却ファン1が正回転してラジエータ、オイルクーラー等の冷却装置を冷却する通常の冷却作動を行う一方、逆転用ファンプーリ5の回転が伝達された場合には、冷却ファン1が逆回転して冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を吹き飛ばすことになる。
In the present embodiment configured as described, the forward
この結果、冷却ファン1を、通常の冷却作動を行う場合とは逆回転させることで、冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を除去できることになって、人手による度々の清掃作業を行わなくても冷却装置の目詰まりを防止できるものであるが、このものにおいて、冷却ファン1の回転方向を正逆切換えるにあたり、移動するのは電磁クラッチ6だけであって正転用伝動ベルト9および逆転用伝動ベルト15の張力は全く変化しないから、正逆転切換えに伴い張力過大やスリップを起こす惧れがなく、而して、正転用、逆転用伝動ベルト9、15が早期に劣化したり伝動効率が低下したりする不具合の発生を、確実に防止できる。
As a result, by rotating the cooling fan 1 in the reverse direction to the normal cooling operation, it is possible to remove dirt and dust adhering to and accumulating on the cooling device, thereby eliminating frequent manual cleaning work. However, in this case, when the rotation direction of the cooling fan 1 is switched between forward and reverse, only the
しかも、この正逆転切換え機構は、簡単且つ安価な構造で、大きなスペースも必要とせず、また、駆動プーリ9やオルタネータ用プーリ10等、一般的に油圧ショベル1に設けられる機器部材の配置、取付けを変更する必要もないから、コストの抑制や省スペース化に大きく貢献できる。
In addition, this forward / reverse switching mechanism has a simple and inexpensive structure, does not require a large space, and the arrangement and attachment of equipment members generally provided on the hydraulic excavator 1, such as the
さらにこのものでは、冷却ファン1の逆転時の回転速度を、正転時の回転速度とは独立して変化させることも簡単にできる。
つまり、冷却ファン1を逆転させて冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を吹き飛ばす場合には、風速、つまり冷却ファン1の逆回転の回転速度が大きいほど有効であるが、該冷却ファン1の逆転時の回転速度は、エンジンの出力軸8の回転速度に対し、駆動プーリ7とアイドラプーリ12とのプーリ比、或いは逆転プーリ14と逆転用ファンプーリ5とのプーリ比を変えることで、簡単に増速させることができる。一方、冷却ファン1の正転時の回転速度は、エンジンの出力軸8の回転速度に対し、駆動プーリ7と正転用ファンプーリ4とのプーリ比により決まる。
そこで、前記各プーリ比を適宜設定することで、通常の冷却作動を行なう場合には、冷却ファン1の正転時の回転速度を冷却作動に適した速度にする一方、冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を除去する場合には、冷却ファン1の逆転時の回転速度を正転時の回転速度よりも増速させることで、除去作業を更に効率よく行なうこともできる。
Furthermore, this can easily change the rotation speed of the cooling fan 1 during reverse rotation independently of the rotation speed during forward rotation.
That is, when the cooling fan 1 is reversely rotated to blow off dust, dirt, and the like that adheres to and accumulates on the cooling device, the higher the wind speed, that is, the reverse rotation speed of the cooling fan 1, is more effective. The rotational speed at the time of reverse rotation is changed by changing the pulley ratio between the
Therefore, by appropriately setting each pulley ratio, when performing a normal cooling operation, the rotation speed of the cooling fan 1 during normal rotation is set to a speed suitable for the cooling operation, while adhering to and accumulating on the cooling device. When removing the dirt, dust, and the like, the removal operation can be performed more efficiently by increasing the rotational speed of the cooling fan 1 when the cooling fan 1 is reversely rotated than the rotational speed when the cooling fan 1 is rotating forward.
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、アイドラプーリ10を配するにあたり、上記実施の形態では駆動プーリ7とオルタネータ用プーリ10との間に配したが、駆動プーリ7と正転用ファンプーリ4との間、或いは正転用ファンプーリ4とオルタネータ用プーリ10との間に配しても良い。また、本発明は、油圧ショベルに限定されることなく、例えばホイ−ルロ−ダ等の各種建設機械に実施できることは勿論である。
Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, when the
1 冷却ファン
2 シャフト
4 正転用ファンプーリ
5 逆転用ファンプーリ
6 電磁クラッチ
7 駆動プーリ
8 エンジンの出力軸
9 正転用伝動ベルト
12 アイドラプーリ
14 逆転プーリ
15 逆転用伝動ベルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP2007266048A JP2009092046A (en) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | Regular and reverse rotation change over mechanism of cooling fan for construction machine |
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