JP2011085085A

JP2011085085A - 建設機械

Info

Publication number: JP2011085085A
Application number: JP2009239203A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hirasawa; 茂平澤; Shin Matsushita; 慎松下; Tomonori Mamada; 知憲儘田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-16
Also published as: US20110088637A1; EP2311681A1; JP5234693B2; KR20110042005A; ATE556886T1; CN102039811A; EP2311681B1; US8505499B2

Abstract

【課題】ラジエータとオイルクーラとインタクーラとコンデンサと燃料クーラの冷却性能を維持しつつ、これらの熱交換器を狭いスペースに配設する。
【解決手段】ラジエータ１６とオイルクーラ１７は、冷却ファン９の前面側に冷却風の流れ方向に対して並列に配置し、インタクーラ１８とコンデンサ１９は、ラジエータ１６とオイルクーラ１７の前面側に位置して並列に配置し、燃料クーラ２１は、コンデンサ１９の前面側に配置する構成とする。従って、冷却風の流れ方向の上流側から下流側に向け、発熱量が順次大きくなるように各熱交換器１６〜１９，２１を配置することにより、冷却すべき流体の熱を効率よく放出することができる。また、燃料クーラ２１をコンデンサ１９の前面側に配置することにより、インタクーラ１８の厚さ寸法の範囲に２つの熱交換器１９，２１を収めることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に関し、特に、ラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ、空調装置のコンデンサおよび燃料クーラを備えた建設機械に関する。

一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより大略構成されている。

また、上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームの前側に設けられ、オペレータが搭乗するキャブと、前記旋回フレームの後側に搭載されたエンジンと、該エンジンによって駆動されることにより作動油を昇圧して供給する油圧ポンプと、前記エンジンによって回転することにより外気を冷却風として吸込む冷却ファンと、該冷却ファンの前面側に対面して設けられた各種の熱交換器とにより大略構成されている。

そして、各種の熱交換器としては、エンジン冷却水を冷却するラジエータと、作動油を冷却するオイルクーラと、エンジンに設けられた過給機から供給される吸気を冷却するインタクーラと、キャブに設けられた空調装置に用いる冷媒を冷却するコンデンサとが配設されている。

また、昨今では、エンジンの燃焼効率を向上して二酸化炭素の排出量を削減し、排気ガス規制を達成する必要がある。そこで、エンジンに供給する燃料の混合比を安定化するために、燃料を冷却する燃料クーラが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２２４８１２号公報

ところで、昨今の油圧ショベルは、狭い作業現場でも上部旋回体を旋回動作できるように、上部旋回体を下部走行体の車幅内にほぼ収まるようにコンパクトに形成している。このために、ラジエータとオイルクーラとインタクーラとコンデンサとを配設する冷却ファンの前面側のスペースが狭くなり、この狭いスペースに新たに燃料クーラを配設する場合、それぞれの熱交換器の冷却性能を維持するのが難しいという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、狭いスペースにラジエータとオイルクーラとインタクーラとコンデンサと燃料クーラを配設でき、それぞれの冷却性能を維持できるようにした建設機械を提供することにある。

本発明による建設機械は、支持構造体をなすフレームと、該フレーム上に設けられ調和空気を供給する空調装置を備えたキャブと、前記フレーム上に設けられ過給機を備えたエンジンと、該エンジンによって駆動されることにより作動油を昇圧して供給する油圧ポンプと、動力源からの動力を受けて回転することにより外気を冷却風として吸込む冷却ファンと、該冷却ファンによる冷却風によりエンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、前記エンジンの過給機から供給される吸気を冷却するインタクーラ、前記空調装置に用いる冷媒を冷却するコンデンサ、前記エンジンに供給する燃料を冷却する燃料クーラとを備えてなる。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ラジエータとオイルクーラは、前記冷却ファンによる冷却風の流れ方向の上流側となる前記冷却ファンの前面側に冷却風の流れ方向に対して並列に配置し、前記インタクーラとコンデンサは、前記ラジエータとオイルクーラよりも前記冷却風の流れ方向の上流側となる前記ラジエータとオイルクーラの前面側に位置して並列に配置し、前記燃料クーラは、前記コンデンサよりも前記冷却風の流れ方向の上流側となる前記コンデンサの前面側に配置する構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記燃料クーラとコンデンサは、前記インタクーラの前面を基準として当該前面よりも奥まった位置に配置する構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記インタクーラ、コンデンサおよび燃料クーラの前面側には、冷却風中の塵埃を捕らえる防塵ネットを設ける構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記エンジンの過給機と前記インタクーラの流入口との間を接続する流入側エアホースおよび前記インタクーラの流出口と前記エンジンの吸気側との間を接続する流出側エアホースを有し、該各エアホースは、予め所定の形状に曲げ成形された成形ホースを用いる構成とし、前記各エアホースは、前記ラジエータ、オイルクーラの上面よりも上側を乗り越えて前記エンジンとインタクーラとの間に配置する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、発熱量の大きなラジエータとオイルクーラは、冷却風の流れ方向の下流側となる冷却ファンの前面側に配置し、このラジエータ、オイルクーラよりも発熱量が小さなインタクーラとコンデンサは、前記ラジエータとオイルクーラの前面側に配置する。そして、これらの熱交換器のうち最も発熱量が小さな燃料クーラは、コンデンサの前面側に配置する。

従って、冷却風の流れ方向の上流側から下流側に向け、発熱量が順次大きくなるように各熱交換器を配置することができるから、それぞれの熱交換器は冷却すべき流体の熱を効率よく放出することができる。また、一般的に、コンデンサと燃料クーラは、インタクーラに比較して厚さ寸法が小さく形成されているから、燃料クーラをコンデンサの前面側に配置することにより、インタクーラの厚さ寸法の範囲に２つの熱交換器をほぼ収めることができる。

この結果、ラジエータとオイルクーラとインタクーラとコンデンサと燃料クーラをコンパクトに配置することができ、これらの熱交換器をフレーム上の狭いスペースに配設することができる。しかも、発熱量を考慮して各熱交換器を配置しているから、それぞれの熱交換器の冷却性能を維持することができる。

請求項２の発明によれば、燃料クーラとコンデンサは、インタクーラの前面よりも奥まった位置に配置しているから、ラジエータとオイルクーラとインタクーラとコンデンサを設置する場合のスペースを大きくすることなく、同じスペースに燃料クーラを追加して配置することができる。

請求項３の発明によれば、インタクーラとコンデンサと燃料クーラの前面側に防塵ネットを設けているから、冷却ファンによって外気を吸込んだときには、防塵ネットにより外気中の塵埃、虫等を捕らえることができる。これにより、１つの防塵ネットによって複数の熱交換器に塵埃等が堆積するのを抑制することができ、これらの清掃回数を削減することができる。また、最上流位置に設けた防塵ネットは、捕らえた塵埃、虫等を簡単に清掃することができる。

請求項４の発明によれば、エンジンの過給機とインタクーラの流入口との間を接続する流入側エアホースおよびインタクーラの流出口とエンジンの吸気側との間を接続する流出側エアホースには、予め所定の形状に曲げ成形された成形ホースを用いているから、これらのエアホースは、エンジン、インタクーラに対して簡単に取付け、取外しすることができ、組立作業性、メンテナンス作業性等を向上することができる。

また、各エアホースは、ラジエータ、オイルクーラの上側を乗り越えて延びるようにエンジンとインタクーラとを接続しているから、エアホースをインタクーラから取外した状態では、該エアホースを簡単に移動することができる。これにより、ラジエータ、オイルクーラは、単独で上側に引抜いて取外すことができ、これらの清掃作業、修理作業等を容易に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す正面図である。下部走行体、上部旋回体等を外装カバーを省略した状態で示す拡大平面図である。外装カバー、カウンタウエイトを省略した状態で旋回フレーム、エンジン、熱交換器ユニット、エアホース等を上部旋回体の斜め後側からみた外観斜視図である。外装カバー、カウンタウエイトを省略した状態で旋回フレーム、エンジン、熱交換器ユニット、エアホース等を上部旋回体の後側からみた図２の右側面図である。図３中の熱交換器ユニットを単体で拡大して示す外観斜視図である。図５に示す熱交換器ユニットの平面図である。ラジエータとオイルクーラとインタクーラとコンデンサと燃料クーラと防塵ネットの配置関係を図４と同様の位置からみた配置説明図である。流入側エアホースを単体で示す拡大斜視図である。流出側エアホースを単体で示す拡大斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械の代表例として、ラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ、空調装置のコンデンサおよび燃料クーラを備えた油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図９に従って詳細に説明する。

図１において、１は建設機械としてのクローラ式の油圧ショベルを示している。この油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、該上部旋回体３の前，後方向の前側に俯仰動可能に設けられ土砂の掘削作業等を行う作業装置４とにより大略構成されている。ここで、油圧ショベル１は、上部旋回体３が下部走行体２の車幅内にほぼ収まる小旋回機として構成されている。この場合の上部旋回体３は、図２に示す如く、少なくとも後側が下部走行体２の車幅内にほぼ収まるように略円形状をなし、全体として非常にコンパクトに形成されている。

５は上部旋回体３の支持構造体をなす旋回フレームである。この旋回フレーム５は、図３、図４に示す如く、旋回フレーム５の主要部を構成するため前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板５Ａと、該底板５Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左，右の縦板５Ｂと、該各縦板５Ｂの左，右に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左サイドフレーム５Ｃ，右サイドフレーム５Ｄと、前記底板５Ａ、縦板５Ｂから左，右方向に張出し、その先端部に左，右のサイドフレーム５Ｃ，５Ｄを支持する複数本の張出しビーム５Ｅと、左後側に位置して前，後方向で隣合う張出しビーム５Ｅ間に設けられた補助ビーム５Ｆとにより大略構成されている。そして、各縦板５Ｂの前側には作業装置４が俯仰動可能に取付けられ、補助ビーム５Ｆには後述の熱交換器ユニット１４が搭載されている。

６は旋回フレーム５の左前側に搭載されたキャブである（図１、図２参照）。このキャブ６は、オペレータが搭乗するもので、内部にはオペレータが着座する運転席６Ａ、走行用の操作レバー、作業用の操作レバー、空調装置の室内機（いずれも図示せず）等が配設されている。ここで、空調装置は、キャブ６内に冷気、暖気等の調和空気を供給するもので、室外機をなす後述のコンデンサ１９を含んで構成されている。

７は旋回フレーム５の後側に設けられたエンジンで、該エンジン７は、左，右方向に延在する横置き状態に搭載されている。また、エンジン７は、取込んだ空気を各気筒（図示せず）に振り分ける吸気マニホールド７Ａと、各気筒からの排気をまとめて排出する排気マニホールド７Ｂとを備え、排気マニホールド７Ｂの流出側には吸気の流量を増大させる過給機７Ｃ（ターボチャージャ）が設けられている。

８はエンジン７の右側に設けられた油圧ポンプである。この油圧ポンプ８は、エンジン７によって駆動されることにより、後述の作動油タンク１２から供給される作動油を昇圧（加圧）して吐出するものである。また、各種アクチュエータを駆動して戻される作動油は、後述のオイルクーラ１７によって冷却された後に作動油タンク１２に戻される。

９はエンジン７の左側に設けられた冷却ファンである。この冷却ファン９は、エンジン７を動力源として回転駆動されることにより、外気を冷却風として外装カバー１３内に吸込み、後述のラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９、燃料クーラ２１に供給するものである。

ここで、冷却ファン９が発生する冷却風の流れ方向は、上部旋回体３の左，右方向の左側を上流側とし、右側の下流側に位置する冷却ファン９に向けて流れる。これにより、冷却ファン９の前面側は、冷却風の流れ方向で上流側となっている。そして、冷却ファン９の前面側には、後述の熱交換器ユニット１４が対面するように配設されている。

１０は旋回フレーム５の後端部に取付けられたカウンタウエイトである。このカウンタウエイト１０は、作業装置４との重量バランスをとるもので、円弧状をした重量物として形成されている。また、本実施の形態によるカウンタウエイト１０は、旋回動作時でも上部旋回体３の後側が下部走行体２の車幅内にほぼ収まるように、旋回中心に近い位置に配置されている。このために、熱交換器ユニット１４が配設される冷却ファン９の前面側（上部旋回体３の全体としては左側）のスペースは狭いものとなっている。

１１は油圧ポンプ８の前側に位置して旋回フレーム５の右側に搭載された燃料タンクである。この燃料タンク１１は、エンジン７に供給する燃料を貯えるもので、後述の燃料クーラ２１等を介してエンジン７に接続されている。

１２は燃料タンク１１の左隣に位置して旋回フレーム５上に搭載された作動油タンクを示している。この作動油タンク１２は、加圧されて各種アクチュエータに供給される作動油を貯えるものである。また、作動油タンク１２は、供給側が油圧ポンプ８に接続され、戻り側が後述のオイルクーラ１７等に接続されている。

１３はキャブ６の後側から右側に亘って旋回フレーム５に設けられた外装カバーを示している。この外装カバー１３は、エンジン７、油圧ポンプ８、後述の熱交換器ユニット１４等を覆うものである。また、外装カバー１３は、冷却ファン９が回転駆動されたときに、左側（上流側）に位置する左側面ドア１３Ａから外気を冷却風として流入させ、各部を冷却して暖まった冷却風を右側（下流側）に位置する右側面ドア（図示せず）から外部に流出させるものである。

次に、エンジン冷却水、作動油、吸気、冷媒、燃料を冷却風により冷却する本実施の形態による熱交換器ユニット１４について、図３ないし図９を参照しつつ説明する。

図３、図４において、１４は冷却ファン９の左側に位置して旋回フレーム５の後側に設けられた熱交換器ユニットを示している。この熱交換器ユニット１４は、温度上昇した各種の流体を冷却ファン９が発生する冷却風により冷却するものである。そして、熱交換器ユニット１４は、図５、図６に示す如く、後述の支持体１５、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９、燃料クーラ２１、防塵ネット２４等により大略構成されている。

１５は熱交換器ユニット１４の外枠をなす支持体である。この支持体１５は、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９および燃料クーラ２１を取囲んで支持する枠構造体として形成されている。また、支持体１５は、外装カバー１３と協働し、外部から流入した冷却風を冷却ファン９に向けて案内するものである。

また、支持体１５は、キャブ６の背面側に配置される前側面板１５Ａと、該前側面板１５Ａと所定の距離をもって対面しカウンタウエイト１０側に配置される後側面板１５Ｂと、前記前，後の側面板１５Ａ，１５Ｂを上側で連結する上側連結板１５Ｃと、前記前，後の側面板１５Ａ，１５Ｂを下側で連結する下側連結板１５Ｄとにより大略構成されている。そして、支持体１５は、例えば前，後の側面板１５Ａ，１５Ｂの下部が旋回フレーム５の張出しビーム５Ｅにボルト止めされ、下側連結板１５Ｄが補助ビーム５Ｆにボルト止めされている。

なお、上側連結板１５Ｃは、後述するラジエータ１６、オイルクーラ１７の上側を覆うように配置されている。しかし、上側連結板１５Ｃは、各側面板１５Ａ，１５Ｂに対して着脱可能に取付けられているから、ラジエータ１６、オイルクーラ１７を上側に引抜くときには、簡単に取外すことができる。

次に、図７に示す如く、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９、燃料クーラ２１のうち、冷却ファン９による冷却風の流れ方向で最も下流側、即ち、冷却ファン９の前面側に対面して配置されるラジエータ１６とオイルクーラ１７について述べる。このラジエータ１６とオイルクーラ１７は、冷却風の流れ方向で３層構造で配置される熱交換器の最下流側に位置する３次熱交換器を構成している。

１６はカウンタウエイト１０の前側に位置して支持体１５内に設けられたラジエータである。このラジエータ１６は、外装カバー１３内を左側面ドア１３Ａから右側面ドアに向け横方向に流れる冷却風に対し直交するように、前，後方向に延びて配置されている。また、ラジエータ１６は、支持体１５の前側面板１５Ａと後側面板１５Ｂとの間の後側寄りに配置されている。これにより、ラジエータ１６は、後述するオイルクーラ１７と一緒に冷却ファン９による冷却風の流れ方向の上流側、即ち、冷却ファン９の前面側に冷却風の流れ方向に対して並列に配置されている。

一方、ラジエータ１６は、エンジン７を冷却して温度上昇したエンジン冷却水を冷却するものである。従って、ラジエータ１６は、大量のエンジン冷却水を冷却する必要があり、その発熱量は後述のインタクーラ１８、コンデンサ１９に比較して大きな値となっている。また、ラジエータ１６は、処理能力に応じて放熱面積を大きくとれるように、厚さ寸法が大きくなっている。

そして、ラジエータ１６は、上部タンク１６Ａ、下部タンク１６Ｂおよび放熱部１６Ｃにより大略構成され、各タンク１６Ａ，１６Ｂがエンジン７のウォータジャケットに接続される。また、ラジエータ１６は、上部タンク１６Ａが支持体１５の上側連結板１５Ｃにボルト止めされ、下部タンク１６Ｂが下側連結板１５Ｄにボルト止めされている。さらに、ラジエータ１６は、支持体１５に取付けているボルトを緩め、上側連結板１５Ｃを取外すことにより上側に引き抜くことができ、この状態では、付着した塵埃等の清掃作業や修理作業を行うことができる。

１７はラジエータ１６の前側（キャブ６側）に位置して冷却ファン９の前面側に設けられたオイルクーラで、該オイルクーラ１７は、ラジエータ１６と一緒に冷却風の流れ方向に対して並列に配置されている。この場合、ラジエータ１６とオイルクーラ１７は、冷却風の流れ方向と直交する面に対してほぼ同一の平面をなして配置されている。ここで、オイルクーラ１７は、温度が上昇した状態で作動油タンク１２に向けて戻される作動油を冷却するものである。従って、オイルクーラ１７は、温度上昇した多くの作動油を冷却する必要があり、その発熱量は後述のインタクーラ１８、コンデンサ１９に比較して大きな値となっている。このために、オイルクーラ１７は、ラジエータ１６とほぼ同様に、放熱面積を大きくとれるように厚さ寸法が大きくなっている。

また、オイルクーラ１７は、ラジエータ１６とほぼ同様に、上部タンク、下部タンクおよび放熱部により大略構成され、各タンクに作動油配管（いずれも図示せず）がそれぞれ接続される。一方、オイルクーラ１７は、上部タンクが支持体１５の上側連結板１５Ｃにボルト止めされ、下部タンクが下側連結板１５Ｄにボルト止めされている。これにより、オイルクーラ１７は、ラジエータ１６とほぼ同様に、上側に引き抜いて清掃作業や修理作業を行うことができる。

次に、図７に示す如く、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９、燃料クーラ２１のうち、冷却ファン９による冷却風の流れ方向でラジエータ１６、オイルクーラ１７よりも上流側となる前面側に対面して配置されるインタクーラ１８とコンデンサ１９について述べる。このインタクーラ１８とコンデンサ１９は、冷却風の流れ方向で３層構造で配置される熱交換器の中間に位置する２次熱交換器を構成している。

１８は支持体１５の左側に設けられたインタクーラである。このインタクーラ１８は、エンジン７の過給機７Ｃから流入する吸気を冷却して吸気マニホールド７Ａに向け流出するものである。従って、インタクーラ１８は、膨張した高温の吸気を冷却して収縮させる必要があり、その発熱量は後述のコンデンサ１９、燃料クーラ２１に比較して大きな値となっている。このために、インタクーラ１８は、放熱面積を大きくとれるように冷却風の流れ方向に対する厚さ寸法が大きく、例えばコンデンサ１９と燃料クーラ２１とを合わせた厚さ寸法よりも大きく形成されている。

また、インタクーラ１８は、前側面板１５Ａと後側面板１５Ｂの左端部の上側位置に取付けられている。一方、インタクーラ１８は、ラジエータ１６とオイルクーラ１７よりも冷却風の流れ方向の上流側となるラジエータ１６とオイルクーラ１７の前面側に位置し、冷却風の流れ方向に対し後述のコンデンサ１９および燃料クーラ２１と並列に配置されている。この場合、インタクーラ１８は、ラジエータ１６とオイルクーラ１７の高さ方向の中間位置から上側の位置に配置されている。

ここで、インタクーラ１８は、前側（キャブ６側）に位置する前部タンク１８Ａと、後側（カウンタウエイト１０側）に位置する後部タンク１８Ｂと、各タンク１８Ａ，１８Ｂ間を前，後方向に延びた放熱部１８Ｃとにより大略構成されている。また、インタクーラ１８は、ラジエータ１６、オイルクーラ１７の上面、例えばこのオイルクーラ１７の上面を覆う支持体１５の上側連結板１５Ｃよりも上側に突出している。そして、前部タンク１８Ａの上部には、上側連結板１５Ｃの上方に向け流入口となる流入側のホース接続管１８Ｄが横方向に突設されている。また、後部タンク１８Ｂの上部には、上側連結板１５Ｃの上方に向け流出口となる流出側のホース接続管１８Ｅが横方向に突設されている。

さらに、インタクーラ１８は、流入側のホース接続管１８Ｄが後述の流入側エアホース２５を介してエンジン７の過給機７Ｃに接続されている。一方、流出側のホース接続管１８Ｅは、後述の流出側エアホース２６を介してエンジン７の吸気マニホールド７Ａに接続されている。

１９はインタクーラ１８の下側に並べて設けられた空調装置の一部をなすコンデンサである。このコンデンサ１９は、キャブ６内の室内機に接続され、該室内機から供給される気化した冷媒の熱を放出（冷却）して液体に戻すものである。従って、空調装置のコンデンサ１９は、冷媒を液体に戻すことができる程度の発熱量であるから、冷却風の流れ方向に対する厚さ寸法は、例えば前述したインタクーラ１８の厚さ寸法の半分以下となっている。

また、コンデンサ１９は、ブラケット２０等を介して支持体１５の前側面板１５Ａと後側面板１５Ｂの左端部の下側位置に取付けられている。一方、コンデンサ１９は、ラジエータ１６とオイルクーラ１７よりも冷却風の流れ方向の上流側となるラジエータ１６とオイルクーラ１７の前面側に配置され、冷却風の流れ方向に対しインタクーラ１８と並列に配置されている。即ち、コンデンサ１９は、ラジエータ１６とオイルクーラ１７の高さ方向の中間位置から下側の位置に配置されている。

さらに、コンデンサ１９は、図７に示す如く、インタクーラ１８の前面を基準とし、この前面よりも奥まった位置、即ち、冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。具体的に述べると、コンデンサ１９は、その後面がインタクーラ１８の後面とほぼ同一平面をなすように該インタクーラ１８の後側（ラジエータ１６、オイルクーラ１７側）に片寄せて配置されている。これにより、コンデンサ１９の前面側には、後述の燃料クーラ２１をインタクーラ１８から前側に突出させないように配置することができる。

次に、図７に示す如く、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９、燃料クーラ２１のうち、冷却ファン９による冷却風の流れ方向でコンデンサ１９よりも上流側となる前面側に対面して配置される燃料クーラ２１について述べる。この燃料クーラ２１は、冷却風の流れ方向で３層構造で配置される熱交換器の最上流側に位置する１次熱交換器を構成している。

２１はインタクーラ１８の下側に設けられた燃料クーラを示している。この燃料クーラ２１は、エンジン７の燃焼効率を向上して二酸化炭素の排出量を削減できるように、エンジン７に供給する燃料の混合比を安定化させるために、エンジン７に供給する燃料を冷却するものである。従って、燃料クーラ２１は、大量または高温の液体を冷却するものではないから、その発熱量も小さくなっている。これにより、燃料クーラ２１は、外形寸法が小さく、その厚さ寸法は、例えばインタクーラ１８の厚さ寸法の半分以下となっている。そして、燃料クーラ２１は、ブラケット２２，２３等を介して支持体１５の前側面板１５Ａと後側面板１５Ｂの左端部の下側位置に取付けられている。

ここで、燃料クーラ２１は、コンデンサ１９よりも冷却風の流れ方向の上流側となるコンデンサ１９の前面側で、かつ、インタクーラ１８の下側に配置されている。この場合、燃料クーラ２１は、コンデンサ１９と一緒に、インタクーラ１８の前面を基準とし、この前面よりも奥まった位置、即ち、冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。これにより、燃料クーラ２１は、インタクーラ１８の前面から突出させることなく配置することができ、既存の設置スペースに簡単に配置することができる。

燃料クーラ２１をこのように配置できる理由は、コンデンサ１９と燃料クーラ２１の厚さ寸法がインタクーラ１８の厚さ寸法に比較して薄くなっており、かつ、コンデンサ１９がインタクーラ１８の後面とほぼ同一平面をなすように後側に片寄せて配置したことにある。

２４はインタクーラ１８、コンデンサ１９および燃料クーラ２１の前面側に設けられた防塵ネットである。この防塵ネット２４は、冷却ファン９によって吸込まれた冷却風中の塵埃、虫等を捕らえるもので、ブラケット２０等に着脱可能に取付けられている。また、防塵ネット２４は、図５等に示す如く、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９および燃料クーラ２１の前面を１枚で覆うことができる大きさの長方形状に形成されている。また、冷却風の流れ方向の最上流位置、即ち、外装カバー１３側に設けた防塵ネット２４は、捕らえた塵埃、虫等を簡単に清掃することができる。

そして、熱交換器ユニット１４は、発熱量の大きなラジエータ１６とオイルクーラ１７を冷却風の流れ方向の下流側となる冷却ファン９の前面側に配置し、このラジエータ１６、オイルクーラ１７よりも発熱量が小さなインタクーラ１８とコンデンサ１９を前記ラジエータ１６とオイルクーラ１７の前面側に配置する。そして、最も発熱量が小さな燃料クーラ２１は、コンデンサ１９の前面側に配置する構成としている。

これにより、冷却風の流れ方向の上流側から下流側に向け、発熱量が順次大きくなるように各熱交換器１６，１７，１８，１９，２１を配置することができるから、それぞれの熱交換器１６，１７，１８，１９，２１は冷却すべき流体の熱を効率よく放出することができる。また、インタクーラ１８に比較して厚さ寸法が小さく形成されたコンデンサ１９と燃料クーラ２１は、燃料クーラ２１をコンデンサ１９の前面側に配置することにより、インタクーラ１８の厚さ寸法の範囲に２つの熱交換器１９，２１をほぼ収めることができる。

２５はエンジン７とインタクーラ１８とを接続して設けられインタクーラ１８に向けて吸気を流入させる流入側エアホースである。この流入側エアホース２５は、図８に示す如く、上流側の垂直ホース部２５Ａと、該垂直ホース２５Ａの上部からほぼ直角に屈曲して延びた下流側の水平ホース部２５Ｂとにより略Ｌ字状に形成されている。そして、流入側エアホース２５は、図３に示すように、上流側の垂直ホース部２５Ａの端部がエンジン７の過給機７Ｃに接続され、下流側の水平ホース部２５Ｂの端部がインタクーラ１８の流入側のホース接続管１８Ｄに接続されている。これにより、流入側エアホース２５は、過給機７Ｃを通って温度上昇した吸気をインタクーラ１８に供給するものである。

ここで、流入側エアホース２５には、予め垂直ホース部２５Ａと水平ホース部２５Ｂからなる略Ｌ字状に曲げ成形された成形ホースが用いられている。この成形ホースからなる流入側エアホース２５は、例えば耐熱性、可撓性をもった樹脂材料等からなるものである。従って、流入側エアホース２５は、エンジン７の過給機７Ｃ、インタクーラ１８のホース接続管１８Ｄに対して簡単に取付け、取外しすることができる。

また、流入側エアホース２５は、オイルクーラ１７の上面よりも上側、即ち、支持体１５の上側連結板１５Ｃを乗り越えてエンジン７とインタクーラ１８との間に配置されている。しかし、流入側エアホース２５は、上方に配置したことで水平ホース部２５Ｂをインタクーラ１８の流入側のホース接続管１８Ｄから容易に取外すことができ、取外した水平ホース部２５Ｂは曲げて簡単に移動でき、オイルクーラ１７の上方から退避させることができる。

２６はエンジン７とインタクーラ１８とを接続して設けられインタクーラ１８から吸気を流出させる流出側エアホースである。この流出側エアホース２６は、図９に示す如く、上流側の水平ホース部２６Ａと、該水平ホース２６Ａの端部から下向きに屈曲して延びた中間の立下りホース部２６Ｂと、該立下りホース部２６Ｂの下端部から上向きに屈曲して延びた下流側の立上りホース部２６Ｃとにより略Ｓ字状に形成されている。そして、流出側エアホース２６は、図３、図４に示すように、上流側の水平ホース部２６Ａの端部がインタクーラ１８の流出側のホース接続管１８Ｅに接続され、下流側の立上りホース部２６Ｃの端部がエンジン７の吸気マニホールド７Ａに接続されている。これにより、流出側エアホース２６は、インタクーラ１８を通って冷却された吸気をエンジン７に供給するものである。

ここで、流出側エアホース２６には、流入側エアホース２５とほぼ同様に、予め水平ホース部２６Ａと立下りホース部２６Ｂと立上りホース部２６Ｃからなる略Ｓ字状に曲げ成形された成形ホースが用いられている。従って、流出側エアホース２６は、インタクーラ１８のホース接続管１８Ｅ、エンジン７の吸気マニホールド７Ａに対して簡単に取付け、取外しすることができる。

また、流出側エアホース２６は、ラジエータ１６の上面よりも上側、即ち、支持体１５の上側連結板１５Ｃを乗り越えてインタクーラ１８とエンジン７との間に配置されている。しかし、流出側エアホース２６は、上方に配置したことで水平ホース部２６Ａをインタクーラ１８の流出側のホース接続管１８Ｅから容易に取外すことができ、取外した水平ホース部２６Ａは曲げて簡単に移動でき、ラジエータ１６の上方から退避させることができる。

本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、ラジエータ１６、オイルクーラ１７の清掃作業、修理作業等を行う場合の作業について説明する。

まず、ラジエータ１６、オイルクーラ１７を単体で取外す場合には、上側に引き抜いて取外す構成となっているから、上側に位置する支持体１５の上側連結板１５Ｃと流入側エアホース２５と流出側エアホース２６が邪魔になる。

そこで、インタクーラ１８の流入側のホース接続管１８Ｄから流入側エアホース２５の水平ホース部２５Ｂを取外し、流出側のホース接続管１８Ｅから流出側エアホース２６の水平ホース部２６Ａを取外す。このときに、各エアホース２５は、接続部分が障害物のない上側位置に配置しているから容易に取外すことができ、取外した水平ホース部２５Ｂ，２６Ａは曲げて簡単に移動でき、支持体１５の上側連結板１５Ｃの上方から退避させることができる。

そして、各エアホース２５の水平ホース部２５Ｂ，２６Ａを支持体１５の上側連結板１５Ｃの上方から退避させたら、上側連結板１５Ｃを取外すことにより、ラジエータ１６、オイルクーラ１７を単体で上側に引き抜くことができる。これにより、ラジエータ１６、オイルクーラ１７の清掃作業、修理作業等を行うことができる。

一方、ラジエータ１６、オイルクーラ１７の清掃作業、修理作業等が終了したら、該ラジエータ１６、オイルクーラ１７を支持体１５に上側から差し入れ、上側連結板１５Ｃを取付ける。この後に、流入側エアホース２５の水平ホース部２５Ｂをインタクーラ１８の流入側のホース接続管１８Ｄに接続し、流出側エアホース２６の水平ホース部２６Ａを流出側のホース接続管１８Ｅに接続する。このときに、予め所定の形状に成形された可撓性の成形ホースからなる各エアホース２５，２６は、無理に曲げることなく、インタクーラ１８のホース接続管１８Ｄ，１８Ｅに簡単に接続することができる。

次に、油圧ショベル１の動作について説明する。まず、オペレータは、キャブ６に搭乗して運転席６Ａに着座する。この状態で走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体２を駆動して油圧ショベル１を前進または後退させることができる。また、運転席６Ａに着座したオペレータは、作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置４を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

そして、油圧ショベル１を稼動しているときには、エンジン７の冷却ファン９により外気を冷却風として外装カバー１３内に吸込み、この冷却風をラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９、燃料クーラ２１に供給することにより、それぞれの冷却すべき流体を冷却することができる。

このときに、ラジエータ１６、オイルクーラ１７、インタクーラ１８、コンデンサ１９、燃料クーラ２１は、発熱量の小さい方から、１次熱交換器となる燃料クーラ２１、２次熱交換器となるインタクーラ１８、コンデンサ１９、３次熱交換器となるラジエータ１６、オイルクーラ１７の順で冷却風の流れ方向に重なるように配置しているから、各熱交換器によって流体を効率よく冷却することができる。

かくして、本実施の形態によれば、発熱量の大きなラジエータ１６とオイルクーラ１７は、冷却ファン９による冷却風の流れ方向の上流側となる該冷却ファン９の前面側に冷却風の流れ方向に対して並列に配置し、このラジエータ１６、オイルクーラ１７よりも発熱量が小さなインタクーラ１８とコンデンサ１９は、ラジエータ１６とオイルクーラ１７よりも冷却風の流れ方向の上流側となる該ラジエータ１６とオイルクーラ１７の前面側に位置して並列に配置する。そして、最も発熱量が小さな燃料クーラ２１は、コンデンサ１９よりも冷却風の流れ方向の上流側となる該コンデンサ１９の前面側に配置する構成としている。

従って、冷却風の流れ方向の上流側から下流側に向け、発熱量が順次大きくなるように各熱交換器１６〜１９，２１を配置することができるから、それぞれの熱交換器１６〜１９，２１は冷却すべき流体の熱を効率よく放出することができる。また、一般的に、コンデンサ１９と燃料クーラ２１は、インタクーラ１８に比較して厚さ寸法が小さく形成されているから、燃料クーラ２１をコンデンサ１９の前面側に配置することにより、インタクーラ１８の厚さ寸法の範囲に２つの熱交換器１９，２１をほぼ収めることができる。

この結果、ラジエータ１６とオイルクーラ１７とインタクーラ１８とコンデンサ１９と燃料クーラ２１をコンパクトに配置することができ、これらの熱交換器１６〜１９，２１を旋回フレーム５上の狭いスペースに配設することができる。しかも、発熱量を考慮して各熱交換器１６〜１９，２１を配置しているから、それぞれの熱交換器１６〜１９，２１の冷却性能を維持することができる。

また、燃料クーラ２１とコンデンサ１９は、インタクーラ１８の前面を基準とし、この前面よりも奥まった位置、即ち、冷却風の流れ方向の下流側に配置しているから、燃料クーラ２１がインタクーラ１８の前面から突出しないように配置することができる。これにより、ラジエータ１６とオイルクーラ１７とインタクーラ１８とコンデンサ１９を設置する場合のスペースを大きくすることなく、同じスペースに燃料クーラ２１を追加して配置することができる。

一方、インタクーラ１８とコンデンサ１９と燃料クーラ２１の前面側には、防塵ネット２４を設けているから、冷却ファン９によって外気を吸込んだときには、防塵ネット２４により外気中の塵埃、虫等を捕らえることができる。これにより、１つの防塵ネット２４によって複数の熱交換器１６〜１９，２１に塵埃等が堆積するのを抑制することができ、これらの清掃回数を削減することができる。また、最上流位置に設けた防塵ネット２４は、外部から容易に手が届くから、捕らえた塵埃、虫等を簡単に清掃することができる。

さらに、エンジン７の過給機７Ｃとインタクーラ１８の流入側のホース接続管１８Ｄとの間を接続する流入側エアホース２５およびインタクーラ１８の流出側のホース接続管１８Ｅとエンジン７の吸気マニホールド７Ａとの間を接続する流出側エアホース２６には、予め所定の形状に曲げ成形された成形ホースを用いているから、これらのエアホース２５，２６は、エンジン７、インタクーラ１８に対して簡単に取付け、取外しすることができ、組立作業性、メンテナンス作業性等を向上することができる。

また、各エアホース２５，２６は、ラジエータ１６、オイルクーラ１７の上側を乗り越えて延びるようにエンジン７とインタクーラ１８とを接続しているから、エアホース２５，２６は、インタクーラ１８から容易に取外すことができる。また、可撓性の各エアホース２５，２６は、簡単に移動することができるから、ラジエータ１６、オイルクーラ１７は、単独で上側に引抜いて取外すことができ、これらの清掃作業、修理作業等を容易に行うことができる。

なお、実施の形態では、エンジン７を動力源として冷却ファン９を回転駆動した場合を例示した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、エンジン７と別の動力源を用いて冷却ファン９を駆動してもよい。具体的には、エンジン７と別個に電動モータ、油圧モータ等を搭載し、この電動モータ、油圧モータ等を駆動源として冷却ファン９を回転駆動する構成としてもよい。

また、実施の形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。さらに、例えば油圧クレーン、ホイールローダ、トラクタ等の他の建設機械にも広く適用できるものである。

１油圧ショベル（建設機械）
３上部旋回体
５旋回フレーム（フレーム）
６キャブ
７エンジン
７Ａ吸気マニホールド（吸気側）
７Ｂ排気マニホールド
７Ｃ過給機
８油圧ポンプ
９冷却ファン
１４熱交換器ユニット
１５支持体
１６ラジエータ（３次熱交換器）
１７オイルクーラ（３次熱交換器）
１８インタクーラ（２次熱交換器）
１８Ｄ流入側のホース接続管（流入口）
１８Ｅ流出側のホース接続管（流出口）
１９コンデンサ（２次熱交換器）
２１燃料クーラ（１次熱交換器）
２４防塵ネット
２５流入側エアホース（成形ホース）
２６流出側エアホース（成形ホース）

Claims

支持構造体をなすフレームと、該フレーム上に設けられ調和空気を供給する空調装置を備えたキャブと、前記フレーム上に設けられ過給機を備えたエンジンと、該エンジンによって駆動されることにより作動油を昇圧して供給する油圧ポンプと、動力源からの動力を受けて回転することにより外気を冷却風として吸込む冷却ファンと、該冷却ファンによる冷却風によりエンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、前記エンジンの過給機から供給される吸気を冷却するインタクーラ、前記空調装置に用いる冷媒を冷却するコンデンサ、前記エンジンに供給する燃料を冷却する燃料クーラとを備えてなる建設機械において、
前記ラジエータとオイルクーラは、前記冷却ファンによる冷却風の流れ方向の上流側となる前記冷却ファンの前面側に冷却風の流れ方向に対して並列に配置し、
前記インタクーラとコンデンサは、前記ラジエータとオイルクーラよりも前記冷却風の流れ方向の上流側となる前記ラジエータとオイルクーラの前面側に位置して並列に配置し、
前記燃料クーラは、前記コンデンサよりも前記冷却風の流れ方向の上流側となる前記コンデンサの前面側に配置する構成としたことを特徴とする建設機械。
前記燃料クーラとコンデンサは、前記インタクーラの前面を基準として当該前面よりも奥まった位置に配置する構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
前記インタクーラ、コンデンサおよび燃料クーラの前面側には、冷却風中の塵埃を捕らえる防塵ネットを設ける構成としてなる請求項１または２に記載の建設機械。
前記エンジンの過給機と前記インタクーラの流入口との間を接続する流入側エアホースおよび前記インタクーラの流出口と前記エンジンの吸気側との間を接続する流出側エアホースを有し、該各エアホースは、予め所定の形状に曲げ成形された成形ホースを用いる構成とし、
前記各エアホースは、前記ラジエータ、オイルクーラの上面よりも上側を乗り越えて前記エンジンとインタクーラとの間に配置する構成としてなる請求項１，２または３に記載の建設機械。