JP2010127231A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械が作業を実行している間に、防塵ネットを自動的にクリーニングできるようにする。
【解決手段】熱交換器１５における外気流入側に着脱可能に装着される防塵ネット２０は、実際に熱交換器１５に装着されて稼働中のものと、待機中のものとを用意して、待機中の防塵ネット２０は建屋４のエンジン室１０の側壁１０ｂとカウンタウエイト５との間の隙間を収容空間２１として、側壁１０ｂに設けたガイド部材２３のガイド溝２３ａにストッパ部材２４に当接する位置まで挿入され、またカウンタウエイト５の端壁５ａとエンジン室１０の側壁１０ｂとには支持シート２７の表面側に多数の毛体２８を植設したブラシ２６が固着して設けられ、建設機械の稼働中に生じる振動によって、防塵ネット２０のネット本体部２０ｂの両側から擦動することにより自動的にクリーニングされる。
【選択図】図５

Description

本発明は、上部旋回体の機械室を構成する建屋内にラジエータ，オイルクーラ，インタークーラ等といった熱交換器を設けた建設機械に関するものであり、詳しくは熱交換器に付設される防塵ネットを自動的にクリーニングする機構を装着した建設機械に関するものである。

建設機械、例えば油圧ショベルは、クローラ式その他の走行手段を設けた下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体を装着する構成としたものであり、上部旋回体にはオペレータが着座して機械の操作を行う運転室が設けられ、また土砂の掘削等の作業を行う作業手段が装着されている。上部旋回体には、また機械室を構成する建屋が設置されており、さらに最後端部にはカウンタウエイトが配置されている。

ここで、下部走行体による走行、さらには旋回装置による上部旋回体の旋回については、モータで駆動されるが、モータとしては油圧モータ若しくは電動モータが用いられる。また、作業手段は、ブーム及びアームと、土砂の掘削機構としてのバケット等から構成されるが、これらは油圧シリンダにより駆動されることになり、油圧モータや油圧シリンダは油圧アクチュエータを構成する。このために、作動油タンク及び油圧ポンプと、前述した油圧アクチュエータを含む油圧回路を備えている。油圧回路は閉回路となっており、戻り油を冷却するために、オイルクーラが設けられる。また、エンジンを駆動源とするものにあっては、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータが設けられており、さらにはエンジンに過給空気を供給するターボ式のものにあっては、インタークーラも設けられる。

前述したオイルクーラ，ラジエータ及びインタークーラは熱交換器であり、これらの熱交換器は、流入側タンクと流出側タンクとの間に細管とフィンとからなる熱交換部を設けたものから構成される。そして、熱交換器における熱交換部には冷却ファンからの冷却風を通して、被冷却流体と熱交換するように構成したものである。ここで、油圧ショベルのように野外で稼働する建設機械にあっては、塵埃や虫その他の異物が冷却風に搬送されることがある。このような異物が熱交換部に付着して目詰まりを起こさないようにするために、外気流入側に防塵ネットが装着される。

防塵ネットには異物が付着するが、長い期間使用していると、異物等が累積して、ネットの本体部分に目詰まりが生じることになり、通風量が減少して冷却効率が低下することになる。このために、防塵ネットに目詰まりが発生すると、そのクリーニングを行わなければならない。この防塵ネットのクリーニングは、例えば噴射ノズルを用いて圧縮空気やスチーム等を吹き付け、またブラッシングする等により行われていたが、人手をかけるのを最小限とするために、特許文献１に記載した方式が提案されているこの特許文献１には、防塵ネットを熱交換器から取り出し、建屋カバーにおける排気部に載置して、エンジンを駆動すると共に、冷却ファンを作動させるようになし、冷却ファンから排気部を通る空気の流通路に防塵ネットを介装する構成としている。
特開２００５−１９４９２２号公報

前述した特許文献１によれば、防塵ネットをクリーニングする際における人手作業を極力少なくできるという点で有利ではあるが、なお問題がない訳ではない。即ち、熱交換器から防塵ネットを取り出して、建屋の排気部に装着することから、クリーニングを行っている間は作業を行うことはできない。即ち、防塵ネットをクリーニングする際は、熱交換器に防塵ネットが非装着状態となるので、熱交換器の周囲に塵埃等が飛散しないように、清浄な雰囲気状態としなければならない。従って、防塵ネットをクリーニングしている間は、エンジンを駆動しなければならず、しかも作業を行うことができないことになり、省エネルギの観点からは望ましいものとは言えない。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、建設機械が作業を実行している間に、防塵ネットをクリーニングできるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、機械室の建屋及びカウンタウエイトが設けられ、前記建屋内には少なくとも１個の熱交換器が設置され、この熱交換器の外気流入側に防塵ネットを着脱可能に装着する構成とした上部旋回体を有する建設機械であって、前記熱交換器に装着されて稼働中の防塵ネットを第１の防塵ネットとし、この第１の防塵ネットと交換して前記熱交換器に装着させるために、待機用として、第１の防塵ネットと同じ構成の防塵ネットを第２の防塵ネットを備え、前記建屋と前記カウンタウエイトとの間の隙間に、前記第２の防塵ネットを待機させるために挿入される収容空間を形成し、前記建設機械が稼働している際に、前記収容空間に待機させている前記第２の防塵ネットと接触して擦動可能なブラシを装着する構成としたことをその特徴としている。

熱交換器の外気流入側、つまり吸い込み側に第１の防塵ネットを装着して稼働中となっている間にも、収容空間に待機用として、もう１枚の第２の防塵ネットを収容させておく。従って、熱交換器に装着した第１の防塵ネットが異物の付着により目詰まりが生じたときに、収容空間内で待機させている間にクリーニングされた第２の防塵ネットと交換される。つまり、建設機械を稼働させて作業を行っている間に、待機させている第２の防塵ネットのクリーニングが自動的に行われるのである。収容空間は、機械室の建屋とカウンタウエイトとの間の隙間に形成される。防塵ネットは、通常、鋼材やアルミ合金材等のように、剛性の高い金属からなる枠体に金属メッシュからなるネット本体部を装着することにより構成される。従って、全体として薄い板状のものから構成されている。

上部旋回体において、カウンタウエイトは、メインフレーム上に独立して設置されており、機械室はカバー部材や壁面により区画形成された建屋を構成している。作業中においては、特に土砂の掘削作業を行う際には、カウンタウエイトは大きく振動することになるが、このときに建屋の壁面に衝突すると、この壁面が損傷したり、変形したりすることになる。このために、建屋とカウンタウエイトとは所定の間隔だけ離間させている。この間隔が収容空間として利用される。

収容空間に第２の防塵ネットを収容させた状態に保持するために、防塵ネット保持手段を備える構成とする。この防塵ネット保持手段は、例えばカウンタウエイトの端壁または機械室の壁面に装着され、第２の防塵ネットに設けられる枠体が挿通される左右一対からなるガイド部材と、ガイド部材の下面に、第２の防塵ネットの脱落を防止するストッパ部材とから構成することができる。

ここで、防塵ネット保持手段は、カウンタウエイトの端壁または機械室のカバー壁面のいずれか一方に装着される。ブラシは、支持シートに毛体を植設することにより構成されるものであり、防塵ネットの少なくともネット本体部を設けた部位の全領域に及ぶ広さを持ったものから構成される。カウンタウエイトの端壁面または機械室の側壁の少なくともいずれか一方、好ましくは双方に装着される。機械室においては、カウンタウエイトと対面する側に壁面を設けたものもあり、また後端部側には壁面が設けられていない場合もある。建屋側に壁面がない場合には、カウンタウエイトの端壁面に防塵ネット保持手段及びブラシを装着する。カウンタウエイトの端壁面及び建屋の壁面の双方が存在している場合には、いずれか一方に防塵ネット保持手段を装着する。ブラシは少なくともいずれか一方に設け、好ましくは両方に設ける構成とする。

建設機械を作動させると、上部旋回体が振動する。特に、土砂の掘削等の作業を行っている間は、より大きな振動が発生する。この振動により防塵ネットとブラシとが相対変位することから、ブラシによる防塵ネットの擦動が行われ、もって防塵ネットに付着している異物が掻き落されるようにしてクリーニングされる。従って、少なくともブラシは防塵ネットの冷却風の上流側に向く側の面に対向配設するのが望ましい。

いずれにしろ、ブラシにより防塵ネットのネット本体部の部位を擦動するので、植毛した個々の毛体の材質や剛性の度合及び長さは異物の掻き落しに必要なものとし、少なくとも毛先は防塵ネットの金属メッシュの部位に当接するようになっていなければならない。また、毛先が金属メッシュに入り込むようにしても良い。ブラシによる擦動は、少なくとも防塵ネットのうちの冷却風の上流側、つまり外気の流入側に向いた面に対して行うのが望ましい。

建設機械による作業を実行している間に、その間に生じる車両の振動によって防塵ネットをブラシで擦動させることにより防塵ネットが自動的にクリーニングされる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に本発明における建設機械の一例としての油圧ショベルを示す。図中において、１は油圧ショベルの上部旋回体を示すものであって、この上部旋回体１は、図示は省略するが、下部走行体に旋回装置を介して連結されている。上部旋回体１には運転室２及び作業手段３が設けられており、また後部側には各種の機器類を収容した建屋４が設けられており、最後端部にはカウンタウエイト５が設けられている。

上部旋回体１において、図１のＸ−Ｘで示した位置と、Ｙ−Ｙで示した位置との断面構造を図２及び図３に示す。図中において、１０はエンジン室、１１はバルブ室をそれぞれ示す。エンジン室１０はアンダーカバー１０ａと、このアンダーカバー１０ａ上に立設した側壁１０ｂ，１０ｃ及びエンジンカバー１０ｄとにより区画形成されており、エンジン室１０内にはエンジン１２が装着されている。なお、バルブ室１１内には、コントロールバルブ等が収容されている。

図３から明らかなように、エンジン１２には、油圧ポンプ１３が接続されており、またエンジン１２における油圧ポンプ１３の接続部とは反対側には冷却ファン１４が装着されている。冷却ファン１４は熱交換器１５内に冷却風を通すようにして、熱交換器１５内を流れる被冷却流体の冷却を行うように構成している。ここで、熱交換器１５としては、ラジエータ，オイルクーラ，インタークーラ等があり、これらの各熱交換器は冷却ファン１４に対して直列に配列されるか、または並行配列されている。

熱交換器１５への冷却風は冷却ファン１４により流通させるように構成されており、建屋４を構成する側部カバー１６にはルーバ状の外気取り入れ部１７が設けられており、この外気取り入れ部１７から取り込まれた外気が冷却風として熱交換器１５を通過するように構成されている。この冷却ファン１４の回転による冷却風をより効率的に熱交換器１５に通すために、熱交換器１５と冷却ファン１４との間にはシュラウド１８が設けられている。そして、熱交換器１５を通過した冷却風を建屋４外に放出するために、エンジンカバー１０ｄに排気部１９が形成されている。

前述したように、冷却風を外気から取り入れることから、この冷却風には塵埃や虫等の異物が搬送されることになる。従って、これらの異物が熱交換器１５に吸い込まれると、熱交換器１５に目詰まりが発生して、被冷却流体の冷却効率が低下することになる。このために、熱交換器１５に供給される冷却風の流れ方向の上流側の面に対面するようにして防塵ネット２０が着脱可能に装着されている。これによって、冷却風に搬送される異物の大半はこの防塵ネット２０に捕捉されることになり、熱交換器１５には殆ど付着することはない。一方、防塵ネット２０には多量の塵埃等の異物が付着することになるので、クリーニングする必要がある。

ここで、熱交換器１５として、例えばラジエータ，オイルクーラ及びインタークーラの３個を設ける構成とした場合において、これらを直列に配置したときには、最上流側に位置する部位に１枚の防塵ネット２０を設けることになる。また、熱交換器を３個並列に配置しているときには、各熱交換器につきそれぞれ防塵ネットを設けることになり、３枚の防塵ネットが用いられる。

いずれにしろ、防塵ネット２０は稼働中のものと待機用のものとの２組用い、一方の組の防塵ネット２０を熱交換器に装着される第１の防塵ネットとしたときに、もうひと組の防塵ネット２０は待機中の第２の防塵ネットとする。ラジエータ，オイルクーラ及びインタークーラからなる３種類の熱交換器１５を直列に配置している場合には、同じ防塵ネット２０を２枚用いるようになし、また３種類の熱交換器１５を並列に配置した場合には、３枚の防塵ネット２０を２組用いる。

防塵ネット２０は、図４に示したように、枠体２０ａにネット本体部２０ｂを支持させて設けたものからなり、これら枠体２０ａ及びネット本体部２０ｂは共に金属製のものから構成される。そして、ネット本体部２０ｂは所定の大きさの網目を有するものである。防塵ネット２０は、その１枚若しくは１組が熱交換器１５に装着されて稼働中とし、つまり第１の防塵ネットとして用い、もう１枚またはもう１組の防塵ネットは待機用のもの、つまり第２の防塵ネットとする。この待機用の防塵ネット２０は上部旋回体１における建屋４とカウンタウエイト５との間に収容させて待機させておく。そして、防塵ネット２０の待機中に塵埃等の異物を除去するようにクリーニングされ、しかもこのクリーニングは自動的に行われる。

即ち、図５に示したように、建屋４のエンジン室１０を区画形成している壁面のうち、側壁１０ｂとカウンタウエイト５との間の隙間を収容空間２１としている。油圧ショベルが稼働すると上部旋回体１が振動する。即ち、油圧ショベルが走行したり、土砂の掘削その他の作業を行ったりしている間に生じる振動は、建屋４及びカウンタウエイト５に伝達されるが、これら振動を相互に切り離して、干渉し合うのを防止し、特に重量物であるカウンタウエイト５が側壁１０ｂに衝突して損傷させる等の事態が発生しないようにするために、その間に隙間を形成するのが一般的であり、この隙間を第２の防塵ネット２０の収容空間２１として利用している。

エンジン室１０の側壁１０ｂには、防塵ネット保持手段として、所定の間隔だけ離間させた位置に一対のブラケット２２が取り付けられており、これらのブラケット２２の相対向する面にはガイド部材２３が固定して設けられている。ガイド部材２３は、断面がＵ字状となるように曲成した長尺の金属板体からなり、上下方向に貫通するガイド溝２３ａを有する構成としている。そして、図６からも明らかなように、ガイド部材２３の下端部にはガイド溝２３ａを横断するようにしてストッパ部材２４が設けられている。これらのガイド部材２３は、側壁１０ｂの所定の位置にボルト２５により固定されている。ここで、ガイド溝２３ａには防塵ネット２０を構成する枠体２０ａが挿通されて、ガイド部材２３により左右の両端部と、ストッパ部材２４により下端部とが支持されており、規制された範囲内ではあるが、防塵ネット２０の全体が上下，前後及び左右の各方向に可動となっている。

側壁１０ｂとカウンタウエイト５の端壁５ａとには、ガイド部材２３，２３間の相対向する面にブラシ２６，２６が固着して設けられている。このブラシ２６は、支持シート２７の表面側に向けて多数の毛体２８を植設することにより構成され、その裏面側には接着剤が塗布されている。そして、支持シート２７の接着面がカウンタウエイト５の端壁５ａ及びエンジン室１０の側壁１０ｂに固着されている。ブラシ２６は、防塵ネット２０のネット本体部２０ｂに対して両側から擦動することによって、付着している塵埃等の異物を掻き落すようにして除去される。ブラシ２６を構成する毛体２８により防塵ネット２０を擦動させるようになし、もって防塵ネット２０を損傷させることなく、この防塵ネット２０のネット本体部２０ｂに付着している異物等が除去される。ブラシ２６を構成する毛体２８は、防塵ネット２０を損傷させることなく、それに付着している異物等を最も効率的に掻き落すために、その材質及び剛性の度合が選択され，かつ所定の太さ及び長さを有するものとなし、また植毛密度も適宜設定される。

以上のことから、カウンタウエイト５の端壁５ａと、エンジン室１０の側壁１０ｂとに固着したブラシ２６において、それぞれから突出する毛体２８の先端は相互にほぼ当接するか、それより僅かに長いものとなっている。これによって、防塵ネット２０が収容空間２１におけるブラシ２６間に差し込まれると、ブラシ２６の毛体２８の先端部が、この防塵ネット２０におけるネット本体部２０ｂと当接することになる。毛体２８はネット本体部２０ｂに対して、ある程度の押し付け力が作用させるために、毛体２８の先端における僅かな部分がネット本体部２０ｂの網目に進入させるのが望ましい。ただし、毛体２８の網目への進入長さをあまり長くすると、防塵ネット２０と、その両側に設けたブラシ２６との間の相対移動が円滑に行われず、ブラシ２６によるネット本体部２０ｂに対する擦動動作に支障を来すので、ネット本体部２０ｂの効率的なクリーニングという観点からは望ましくない。

油圧ショベルを駆動して、土砂の掘削等という所要の作業を行う際には、常に冷却ファン１４を作動させて、熱交換器１５の内部を流れる被冷却流体が冷却する。このときに、冷却ファン１４により形成される冷却風の流れに塵埃等の異物が搬送されるが、熱交換器１５における冷却風の流入側には防塵ネット２０が装着されているので、冷却風に搬送される異物はこの防塵ネット２０、特にそのネット本体部２０ｂに捕捉されることになり、熱交換器１５そのものは清浄な状態に保たれる。従って、被冷却流体を効率的に冷却することができる。ただし、長期間の間には、防塵ネット２０に多量の異物が付着して、ネット本体部２０ｂが目詰まりを起こすことになり、通風量が減少する。

このときには、熱交換器１５に装着した防塵ネット２０と収容空間２１に待機させている待機中の防塵ネット２０とを交換する。即ち、ガイド部材２３により保持されているものの、格別固定されていない待機用としての第２の防塵ネット２０が取り出されて、第１の防塵ネットとして熱交換器１５に装着され、第１の防塵ネットとして熱交換器１５に装着されて、異物が付着してクリーニングが要求される防護ネット２０と交換する。これによって、直ちに作業を継続しても、熱交換器１５による冷却機能が十分発揮される。

即ち、第１の防塵ネットとして装着されていた熱交換器１５から取り外された防塵ネット２０は待機用のものとして、第２の防塵ネットとして収容空間２１に収容させる。ここで、防塵ネット２０はブラケット２２に設けたガイド部材２３のガイド溝２３ａに挿通させることによって、このガイド部材２３の下端部に設けたストッパ部材２４上に当接する。これによって、防塵ネット２０は安定した状態に保持されるが、規制された範囲内で前後、左右及び上下への可動状態に保持されている。

油圧ショベルが稼働すると、上部旋回体１が振動することになり、この振動は建屋４及びカウンタウエイト５にも伝達されて、それぞれに設けたブラシ２６が振動することになる。しかも、ブラシ２６は防塵ネット２０のネット本体部２０ｂと当接しており、また毛体２８の毛先の部分がネット本体部２０ｂの網目に入り込んでいる、そして、防塵ネット２０はガイド部材２３に支持されて、建屋４の側壁１０ｂとも、カウンタウエイト５とも異なる動きをすることになる。従って、ブラシ２６は防塵ネット２０に対して擦動動作が行われて、熱交換器１５への装着時に大量の塵埃等が付着していても、作業者が格別の作業を行うことなく、防塵ネット２０が自動的にクリーニングされる。しかも、カウンタウエイト５の端壁５ａとエンジン室１０の側壁１０ｂとの間は、上部旋回体１に設けたセンターフレームを除いて、上下に貫通しているので、ブラシ２６により防塵ネット２０から除去された塵埃等の異物は、そのまま落下することになり、建屋４の内部にこれらの異物が飛散するようなことはない。つまり、建屋４の内部が清浄な状態に保持される。

ところで、油圧ショベルは、通常、野外で稼働するものであるから、例えば雨天時等において、防塵ネット２０が濡れると、ネット本体部２０ｂに付着していた塵埃等がこびりついて、ブラシ２６の擦動動作だけでは掻き落すことができないことになる。しかしながら、図２に示したように、エンジンカバー１０ｄの端部はカウンタウエイト５の上面まで延在されて、収容空間２１の上部を覆っている。従って、防塵ネット２０及びこの防塵ネット２０に対して擦動するブラシ２６に対して直接雨水に接触することはない。ただし、油圧ショベルが稼働している間は、防塵ネット２０やブラシ２６に雨水等が付着することはある。しかしながら、油圧ショベルの稼働中はエンジン１２が駆動されているので、図２に矢印で示したように、建屋４の内部から建屋４とカウンタウエイト５との間の隙間に熱風が回り込むようになる。その結果、防塵ネット２０が多少濡れたとしても、直ちに乾燥することになり、汚損物がこびりつくということはない。

建設機械の一例としての油圧ショベルの上部旋回体の構成説明図である。 図１のＸ−Ｘ位置での断面図である。 図１のＹ−Ｙ位置での断面図である。 防塵ネットの正面図である。 建屋とカウンタウエイトとの間に防塵ネット２０を装着した状態を示す平面図である。 図５のＺ−Ｚ位置での断面図である。

符号の説明

１ 上部旋回体 ４ 建屋
５ カウンタウエイト ５ａ 端壁
１０ エンジン室 １０ｂ，１０ｃ 側壁
１０ｄ エンジンカバー １２ エンジン
１４ 冷却ファン １５ 熱交換器
２０ 防塵ネット ２０ａ 枠体
２０ｂ ネット本体部 ２１ 収容空間
２２ ブラケット ２３ ガイド部材
２３ａ ガイド溝 ２４ ストッパ部材
２６ ブラシ ２７ 支持プレート
２８ 毛体

Claims (3)

1. 機械室の建屋及びカウンタウエイトが設けられ、前記建屋内には少なくとも１個の熱交換器が設置され、この熱交換器の外気流入側に防塵ネットを着脱可能に装着する構成とした上部旋回体を有する建設機械において、
   前記熱交換器に装着されて稼働中の防塵ネットを第１の防塵ネットとし、この第１の防塵ネットと交換して前記熱交換器に装着させるために、待機用として、第１の防塵ネットと同じ構成の防塵ネットを第２の防塵ネットを備え、
   前記建屋と前記カウンタウエイトとの間の隙間に、前記第２の防塵ネットを待機させるために挿入される収容空間を形成し、
   前記建設機械が稼働している際に、前記収容空間に待機させている前記第２の防塵ネットと接触して擦動可能なブラシを装着する
   構成としたことを特徴とする建設機械。
2. 前記カウンタウエイトの端壁または前記建屋の側壁には、前記第２の防塵ネットの枠体が挿通されるガイド部材と、このガイド部材の下面に設けられ、前記第２の防塵ネットの脱落を防止するストッパ部材とからなる防塵ネット保持手段を設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
3. 前記ブラシは、前記カウンタウエイトの端壁または前記建屋の側壁のうちの少なくともいずれか一方に設ける構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の建設機械。

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