JP2011063100A

JP2011063100A - ハイブリッド建設機械のマフラー取付構造

Info

Publication number: JP2011063100A
Application number: JP2009214734A
Authority: JP
Inventors: Takao Sugano; 貴夫菅野
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-09-16
Also published as: JP5446647B2

Abstract

【課題】マフラー熱を発電電動機に対し遮断し、発電電動機の熱影響を防止する。
【解決手段】エンジン１８と発電電動機１９と油圧ポンプ２０とが直列に接続された状態でエンジンルーム内に設けられ、かつ、エンジン１８の排気系にマフラー２５が接続されたハイブリッド建設機械において、マフラー取付ブラケット２６を、発電電動機１９の軸方向両側に設けられたフランジ２２，２３に跨って、かつ、発電電動機１９を上から覆ってマフラー熱を遮断する状態で取付け、このマフラー取付ブラケット２６上にマフラー２５を取付けた。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジン動力と電力を併用するハイブリッド建設機械のマフラー取付構造に関するものである。

ハイブリッドショベルを例にとって背景技術を説明する。

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、地面に対して鉛直となる縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２の前部に作業アタッチメント３が取付けられて構成される。

上部旋回体２には、ベースとなるアッパーフレーム４の前部左側にキャビン５、後端部にカウンタウェイト６がそれぞれ設けられるとともに、後部(カウンタウェイト６の前方)にエンジンルーム７が設けられ、このエンジンルーム７に動力源としてのエンジン８が左右方向に設置されている。

なお、この明細書において、「前後」「左右」はキャビン５内に着座したオペレータから見た方向性をいう。

図７はエンジンルーム７内の機器配置を機械背面側から見た図である。

ハイブリッドショベルでは、同図に示すように、エンジン８に、発電機作用と電動機作用とを行う発電電動機９と油圧ポンプ１０が直列に接続され、この発電電動機９及び油圧ポンプ１０がエンジン８によって駆動される。１１はエンジン８に直結された冷却ファンである。

このハイブリッドショベルの全体構成は特許文献１に示されている。

発電電動機９には、軸方向の片側(エンジン８側で図７の左側)にエンジン側フランジ１２、反対側にポンプ側フランジ１３が、それぞれエンドカバーを兼ねる状態で外周側に突出して設けられ、エンジン側フランジ１２がエンジン８(詳しくはフライホイールが収容されたフライホイールハウジング１４)に、ポンプ側フランジ１３が油圧ポンプ１０にそれぞれ連結されている。

このハイブリッドショベルにおいて、従来、エンジン８の排気系に接続されたマフラー１５は、図７に示すようにエンジン８の発電電動機側の端部上方にエンジン８と直交する状態で取付けられている(特許文献２参照)。

詳しくは、フライホイールハウジング１４の外周にマフラー取付ブラケット１６が上向きに取付けられ、このマフラー取付ブラケット１６にマフラー１５が載置された状態で複数のＵボルト１７によって止め付けられている。

特開２００２−２２７２４１号公報特開２００４−２９３４９５号公報

上記のようにエンジン８の発電電動機側の端部にマフラー取付ブラケット１６を介してマフラー１５を取付ける公知構造によると、マフラー１５が発電電動機９の上方に大きく張り出し、マフラー熱が発電電動機９に何の障害もなく直接放射されるため、発電電動機９の性能や耐久性に悪影響を与えるという問題があった。

そこで本発明は、マフラー熱を発電電動機に対し遮断し、発電電動機の熱影響を防止することができるハイブリッド建設機械のマフラー取付構造を提供するものである。

請求項１の発明は、エンジンと発電電動機と油圧ポンプとが直列に接続された状態でエンジンルーム内に設けられ、かつ、上記エンジンの排気系にマフラーが接続されたハイブリッド建設機械のマフラー取付構造において、上記マフラーが取付けられるマフラー取付ブラケットが、上記発電電動機を上から覆ってマフラー熱を遮断する状態で、ブラケット支持フレームを介して上記エンジンルーム内に設けられたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記発電電動機の軸方向の片側に上記エンジンに連結されるエンジン側フランジ、反対側に上記油圧ポンプに連結されるポンプ側フランジがそれぞれ設けられ、このエンジン側及びポンプ側両フランジの上面側にそれぞれブラケット取付座が設けられて上記ブラケット支持フレームが構成され、上記マフラー取付ブラケットがこのブラケット支持フレームの両側ブラケット取付座間に跨って取付けられたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記マフラー取付ブラケットは、上記マフラー支持フレームに取付けられるベース上に、上記マフラーが取付けられるマフラー受け部が、互いの間に通気空間が形成される状態で設けられて成るものである。

請求項４の発明は、請求項３の構成において、上記マフラー取付ブラケットのベースとマフラー受け部との間に補強板が、上記通気空間の空気の流れを遮断する状態で設けられ、この補強板に通気開口が設けられたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、上記発電電動機として油冷式の発電電動機が用いられ、上記マフラー取付ブラケットに、上記発電電動機における冷却油配管が接続される部分を上記マフラーに対して遮蔽する遮蔽板が設けられたものである。

本発明によると、マフラーを取付けるためのマフラー取付ブラケットを、発電電動機を上から覆ってマフラー熱を遮断する状態でブラケット支持フレームを介してエンジンルーム内に設けたから、マフラー熱による発電電動機の性能や耐久性の低下を防止することができる。

しかも、マフラーを設置するための必須部材であるマフラー取付ブラケットを遮熱板として利用する構成であるため、専用の遮熱板をマフラーと発電電動機との間に設ける等の遮熱対策を別途とる場合と比較して、コストが安くてすむとともに組み付け性及びスペース効率の点でも有利となる。

この場合、請求項２の発明によると、発電電動機に元々設けられるエンジン側及びポンプ側両フランジの上面側にブラケット取付座を設けてブラケット支持フレームを構成するため、いいかえれば両フランジをブラケット支持フレームとして兼用する構成であるため、コスト、組み付け性、スペース効率の点で一層有利となる。

加えて、マフラー取付ブラケットを両フランジ(ブラケット取付座)に跨って取付けることにより、同ブラケットを両持ち状態で強固に安定良く取付け得ること、及びマフラー重心をこのブラケットの中間に位置させ得ることの二点により、マフラーを安定良く、かつ、エンジン振動等の振動の影響を受け難い状態で取付けることができる。

請求項３，４の発明によると、マフラー支持フレームに取付けられるベース上に、マフラーが取付けられるマフラー受け部を互いの間に通気空間が形成される状態で設けてマフラー取付ブラケットを構成したから、通気空間によってマフラー取付ブラケットからの放熱を促進し、同ブラケットの温度上昇を抑えることができる。すなわち、マフラー取付ブラケットの遮熱性能を高め、マフラー熱に対する発電電動機の保護効果を一層高めることができる。

この場合、請求項４の発明によると、ベースとマフラー受け部との間に補強板を設けることによってマフラー取付ブラケットの必要強度を確保しながら、補強板に設けた通気開口によって通気性を確保することができる。

請求項５の発明によると、油冷式の発電電動機が用いられる場合に、冷却油配管が接続される部分をマフラーに対して遮蔽する遮蔽板をマフラー取付ブラケットに設けたから、漏れた冷却油がマフラー熱で着火する等の危険事態を回避することができる。すなわち、マフラー取付ブラケットが防火カバーとしての役割をも果たす。

本発明の実施形態によるエンジンルーム７内の機器配置を機械背面側から見た図である。図１のマフラー取付部分の拡大図である。図２の矢印Ａ方向から見た側面図である。マフラー取付部分の分解斜視図である。マフラー取付部分の組立斜視図である。本発明の適用例であるハイブリッドショベルの概略側面図である。同ショベルにおけるエンジンルーム内の機器配置を機械背面側から見た図である。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態では、図６に示すハイブリッドショベルを適用対象としている。

図１は図７同様、エンジンルーム内の機器配置を機械背面側から見た図である。

同図に示すように、エンジンルーム内にエンジン１８が設けられ、このエンジン１８に、発電電動機１９と油圧ポンプ２０が直列に接続され、この発電電動機１９及び油圧ポンプ２０がエンジン１８によって駆動される。２１はエンジン１８に直結された冷却ファンである。

以上の構成は図７に示す公知技術と同じである。

発電電動機１９には、軸方向の両側にエンジンカバーを兼ねるエンジン側及びポンプ側両フランジ２２，２３が設けられ、エンジン側フランジ２２がエンジン１８(フライホイールハウジング２４)に、ポンプ側フランジ２３が油圧ポンプ１０にそれぞれ連結されている。

マフラー２５は、発電電動機１９の上方において発電電動機１９と直交する姿勢でマフラー取付ブラケット２６上に載置され、複数(図例では二つ)のＵボルト２７によって取付けられている。

このマフラー取付構造を図２〜図５によって詳述する。

両側フランジ２２，２３の上面部が上向きに延出されてブラケット取付座２２ａ，２３ａが形成されている。

一方、マフラー取付ブラケット２６は、側面から見てＵ字形に形成されたベース２８上に、円筒状のマフラー２５の外周に沿う円弧状に形成されたマフラー受け部２９が、互いの間に通気空間３０が形成される状態で取付けられて成り、ベース２８が両側ブラケット取付座２２ａ，２３ａの上面に複数本のボルト３１…によって取付けられている。

すなわち、マフラー取付ブラケット２６は、ブラケット取付座２２ａ，２３ａ付きの両側フランジ２２，２３をブラケット支持フレームとして、発電電動機１９を上から覆ってマフラー熱を遮断する状態で両側フランジ２２，２３に跨って取付けられている。

この構成により、発電電動機１９をマフラー熱から防護し、その性能や耐久性の低下を防止することができる。

しかも、マフラー２５を設置するための必須部材であるマフラー取付ブラケット２６を遮熱板として利用する構成であるため、専用の遮熱板をマフラー２５と発電電動機１９との間に設ける等の遮熱対策を別途とる場合と比較して、コストが安くてすむとともに組み付け性及びスペース効率の点でも有利となる。

この場合、発電電動機１９に元々設けられるエンジン側及びポンプ側両フランジ２２，２３の上面側にブラケット取付座２２ａ，２３ａを設けてブラケット支持フレームを構成するため、いいかえれば両フランジ２２，２３をブラケット支持フレームとして兼用する構成であるため、コスト、組み付け性、スペース効率の点で一層有利となる。

加えて、マフラー取付ブラケット２６を両フランジ２２，２３(ブラケット取付座２２ａ，２３ａ)に跨って取付けることにより、
(ｉ) 同ブラケット２６を両持ち状態で強固に安定良く取付け得ること、
(ｉｉ) マフラー重心をこのブラケット２６の中間(ほぼ中央)に位置させ得ること
の二点により、マフラー２５を安定良く、かつ、エンジン振動等の振動の影響を受け難い状態で取付けることができる。

さらに、マフラー取付ブラケット２６のベース２８とマフラー受け部２９との間に通気空間３０を形成しているため、この通気空間３０によってマフラー取付ブラケット２６からの放熱を促進し、同ブラケット２６の温度上昇を抑えることができる。すなわち、マフラー取付ブラケット２６の遮熱性能を高め、マフラー熱に対する発電電動機１９の保護効果を一層高めることができる。

なお、マフラー取付ブラケット２６は金属板のみで形成してもよいし、遮熱効果を高めるために、たとえば遮熱材料をブラケット底面に貼り付ける等の遮熱処理を施してもよい。

一方、実施形態において、マフラー取付ブラケット２６のベース２８とマフラー受け部２９との間に補強板３２，３３が、通気空間３０の空気の流れを遮断する状態で設けられるとともに、この補強板３２，３３に通気開口３４，３５が設けられている。

この構成により、マフラー取付ブラケット２６の必要強度を確保しながら、両補強板３２，３３に設けた通気開口３４，３５によって通気性を確保することができる。

一方、発電電動機１９として、本体周囲に冷却油を流して冷却する油冷式のものが用いられ、図示しない冷却油配管が、この実施形態では同電動機１９の背面側に接続される。

そこで、万が一、この冷却油配管の接続部分からの冷却油の漏れが発生しても、マフラー熱によって着火することのないように、マフラー取付ブラケット２６のベース２８の背面側に、上記冷却油配管の接続部分をマフラー２５に対して遮蔽する遮蔽板３６が庇状に突設されている。

すなわち、マフラー取付ブラケット２６は、本来のマフラー取付機能に加えて、発電電動機１９をマフラー熱から防護する遮熱板としての役割と、防火カバーとしての役割を果たすように構成されている。

他の実施形態
(１) 上記実施形態では、発電電動機１９の両側フランジ２２，２３を利用してブラケット支持フレームを構成したが、このブラケット支持フレームを別個独立したフレームとしてエンジンルーム内に取付け、これにマフラー取付ブラケット２６を、発電電動機１９を上から覆ってマフラー熱を遮断する状態で設けてもよい。

(２) 本発明はハイブリッドショベルに限らず、ショベルを転用して構成される破砕機や解体機等の他のハイブリッド建設機械に広く適用することができる。

１８エンジン
１９発電電動機
２０油圧ポンプ
２２ブラケット支持フレームを兼ねるエンジン側フランジ
２３同、ポンプ側フランジ
２２ａ，２３ａフランジのブラケット取付座
２４フライホイールハウジング
２５マフラー
２６マフラー取付ブラケット
２７ボルト
２８マフラー取付ブラケットのベース
２９同マフラー受け部
３０通気空間
３１ブラケット取付用のボルト
３２，３３マフラー取付ブラケットの補強板
３４，３５通気開口
３６遮蔽板

Claims

エンジンと発電電動機と油圧ポンプとが直列に接続された状態でエンジンルーム内に設けられ、かつ、上記エンジンの排気系にマフラーが接続されたハイブリッド建設機械のマフラー取付構造において、上記マフラーが取付けられるマフラー取付ブラケットが、上記発電電動機を上から覆ってマフラー熱を遮断する状態で、ブラケット支持フレームを介して上記エンジンルーム内に設けられたことを特徴とするハイブリッド建設機械のマフラー取付構造。
上記発電電動機の軸方向の片側に上記エンジンに連結されるエンジン側フランジ、反対側に上記油圧ポンプに連結されるポンプ側フランジがそれぞれ設けられ、このエンジン側及びポンプ側両フランジの上面側にそれぞれブラケット取付座が設けられて上記ブラケット支持フレームが構成され、上記マフラー取付ブラケットがこのブラケット支持フレームの両側ブラケット取付座に跨って取付けられたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド建設機械のマフラー取付構造。
上記マフラー取付ブラケットは、上記マフラー支持フレームに取付けられるベース上に、上記マフラーが取付けられるマフラー受け部が、互いの間に通気空間が形成される状態で設けられて成ることを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド建設機械のマフラー取付構造。
上記マフラー取付ブラケットのベースとマフラー受け部との間に補強板が、上記通気空間の空気の流れを遮断する状態で設けられ、この補強板に通気開口が設けられたことを特徴とする請求項３記載のハイブリッド建設機械のマフラー取付構造。
上記発電電動機として油冷式の発電電動機が用いられ、上記マフラー取付ブラケットに、上記発電電動機における冷却油配管が接続される部分を上記マフラーに対して遮蔽する遮蔽板が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド建設機械のマフラー取付構造。