JP2011196253A - 建設機械のエンジン吸気装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エアクリーナへの雨水の浸入等の弊害を招くことなく、装置全体の上から見た占有スペース、及びエアクリーナから合流室までの距離を縮小する。
【解決手段】二つのエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂを、互いの空気入口２４，２４が上向きとなる状態で同一水平面上に平行に並べて設置する一方、外気を吸入する吸気ダクト２１を、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの上方に重ねて配置し、この吸気ダクト２１と両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの空気入口２４，２４とを接続した。また、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂから出た濾過済み空気をエンジンに供給する合流室２２を、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと同一水平面上で直交する方向に配置し、これらを共通の取付部材２６に取付けた。
【選択図】図４

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械においてエンジンに燃焼用の空気を供給するエンジン吸気装置に関するものである。
油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。
油圧ショベルは、図７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が旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に作業アタッチメント３が装着されて構成される。
上部旋回体２は、前部左側にキャビン４を有するとともに、後部にエンジンルーム５が形成され、このエンジンルーム５にエンジン６とその関連機器が設置される。
また、エンジンルーム５の前方に第１仕切り板７を挟んで吸気室８が形成され、エンジン６に燃焼用の空気(外気)を供給するエンジン吸気装置９がこの吸気室８に設置される。
従来、このエンジン吸気装置９は、図８にも示すように、外気を濾過する複数のエアクリーナ(図では第１、第２の二つの場合を例示している。以下、実施形態を含めてこの場合で説明する)１０Ａ，１０Ｂと、この両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂから出る濾過済み空気を合流させてエンジン６に供給する合流室(合流ボックス、集合ボックス等と呼ばれる場合がある)１１とを有する。
図７，８中、１２は吸気室８とその前方の空間とを仕切る第２仕切り板、１３はエンジンルーム５及び吸気室８を形成するガード部材、１４はこのガード部材１３の側面部に設けられた吸気口である。
また、第１及び第２両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂはそれぞれ空気入口１５，１５と空気出口１６，１６とを有し、空気入口１５，１５が吸気口１４に向けて開口する一方、空気出口１６，１６がホース１７，１７を介して合流室１１に接続されている。
図８中、１８は両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂの空気入口１５，１５を含む吸気側を他の空間と隔てるための隔壁である。
以上の技術は現行技術であってとくに先行技術文献としては見当たらない。但し、複数のエアクリーナと合流室を用いる技術は特許文献１に示されている。
特開２００５−２４８７５５号公報
図７，８に示す公知技術によると、図示のように両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂの並び方向に吸気口１４を配置し、両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂを、それぞれの空気入口１５，１５がともに吸気口１４側を向く状態で同一水平面上に並設しているため、次の問題が生じていた。
(ｉ) 吸気口１４から見て奥側(図８の上側)となる第２エアクリーナ１０Ｂの空気入口１５が手前側の第１エアクリーナ１０Ａで塞がれないように、両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂを軸方向(図例の長方形では長手方向)にオフセットして設置せざるを得なかった。
このため、上から見て両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂが占める軸方向の平面スペースが大きくなっていた。
(ｉｉ) 両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂ間に隔壁１８を設けるため、エアクリーナ間の間隔を広くとらなければならず、両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂの軸方向と直角方向(左右方向)の占有スペースも大きくなっていた。
この二点により、エンジン吸気装置９全体の上から見た占有スペースが大きくなり、その分、吸気室８を大きくしなければならないため、機器配置の面、機械の小型化の面で不利となっていた。
また、両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂをオフセットさせる結果、吸気口１４に近い第１エアクリーナ１５から合流室１１までの距離が無駄に長くなり、これらを長いホース１７で接続しなければならないため、この接続作業が面倒となっていた。
なお、対策として、両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂの空気入口１５，１５を上向きにし、かつ、吸気室８の上面に吸気口１４を設ける構成をとれば、両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂを軸方向にオフセットさせる必要がなくなる。
しかし、こうするとエアクリーナ１０Ａ，１０Ｂへの雨水の浸入という重大な弊害を招く。
そこで本発明は、エアクリーナへの雨水の浸入という弊害を招くことなく、装置全体の上から見た占有スペース、及びエアクリーナから合流室までの距離を縮小することができる建設機械のエンジン吸気装置を提供するものである。
請求項１の発明は、外気を複数のエアクリーナに通して濾過した後、合流室で合流させてエンジンに供給するように構成され、かつ、次の(Ａ)〜(Ｃ)の要件をすべて具備するものである。
(Ａ) 上記複数のエアクリーナを、互いの上記空気入口が上下方向の同じ方向を向く状態で同一水平面上に平行に並べて設置すること。
(Ｂ) 外気を吸入する吸気ダクトを、上記各エアクリーナの空気入口が向く方向である上方または下方に重ねて配置し、この吸気ダクトと各エアクリーナの空気入口とを接続すること。
(Ｃ) 上記合流室を、上記各エアクリーナの軸方向と直交する方向に設置し、各エアクリーナの空気出口とこの合流室とを接続すること。
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記各エアクリーナと合流室を共通の取付部材に取付けたものである。
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記各エアクリーナ及び合流室を、吸気ダクトが占める平面スペース内に設置したものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記各エアクリーナを、互いの軸方向の両端と、互いの空気入口及び空気出口が同じ軸方向位置に位置する状態で並設したものである。
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、上記各エアクリーナの空気出口をエアクリーナの軸方向の一端に軸方向に向けて設け、上記合流室をエアクリーナと同じ水平面上にエアクリーナの軸方向と直交して設置したものである。
本発明によると、第１に、各エアクリーナの空気入口を上向きまたは下向きに設けたことにより、各エアクリーナを、従来のように軸方向にオフセットさせる必要性がなくなる。従って、オフセット量を０(請求項４)または小さくできるため、エアクリーナが占める平面スペースを縮小することができる。
第２に、外気を吸気ダクトを介してエアクリーナに取り込む構成としたことにより、従来の、両エアクリーナの吸気側を他の空間と隔てるための隔壁が不要となる。このため、隔壁を設けるためのエアクリーナ間隔を確保する必要がなくなる。
第３に、吸気ダクトを各エアクリーナの上方または下方に重ねて配置したから、吸気ダクトとエアクリーナとで上から見た平面スペースを共用することができる。
以上の点により、吸気装置全体の上から見た占有スペースを縮小することができる。
しかも、外気を吸気ダクトを介して各エアクリーナに取り込む構成であるため、エアクリーナへの雨水の浸入という弊害を招かない。
一方、各エアクリーナを軸方向にオフセットさせる必要がなくなることにより、各エアクリーナから合流室までの距離を最小限に短くすることができる。このため、これらの接続作業が簡単となる。
請求項２の発明によると、各エアクリーナと合流室を共通の取付部材に取付けた状態、あるいはさらに吸気ダクトをもエアクリーナと接続した状態で機械に組み込む所謂サブ組みが可能となる。このため、エンジン吸気装置の組立及び機械への組み込みが容易となる。
請求項３の発明によると、各エアクリーナ及び合流室を、吸気ダクトが占める平面スペース内に設置したから、上記スペース縮小効果がより高いものとなる。
請求項４の発明によると、エアクリーナのオフセットが０となるため、スペース縮小の点で一層有利となるとともに、各エアクリーナと吸気ダクト及び合流室とを接続する際の位置調整が容易となる。
請求項５の発明によると、各エアクリーナの空気出口をエアクリーナの軸方向の一端に軸方向に向けて設け、合流室をエアクリーナと同じ水平面上にエアクリーナの軸方向と直交して設置したから、上下方向の占有スペースをも縮小することができる。
本発明の基本実施形態に係るエンジン吸気装置のエアクリーナ、吸気ダクト、合流室の配置を示す上面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 同装置の組立前の斜視図である。 同組立状態の斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るエンジン吸気装置の図２相当図である。 同斜視図である。 本発明の適用対象例である油圧ショベルと従来のエンジン吸気装置を示す一部切欠側面図である。 従来装置のエアクリーナ、合流室の配置を示す上面図である。
以下の実施形態では、油圧ショベルを適用対象としている。
この油圧ショベルの基本構成、すなわち、
(Ｉ) 下部走行体上に上部旋回体が搭載され、この上部旋回体に作業アタッチメントが取付けられて構成される点、
(ＩＩ) 上部旋回体の前部にキャビンが設置されるとともに、後部にエンジンルーム５が形成され、ここにエンジン６とその関連機器が設置される点、
(ＩＩＩ) エンジンルーム５の前方に第１仕切り板７を挟んで吸気室８が形成され、エンジン６に燃焼用の空気(外気)を供給するエンジン吸気装置１９がこの吸気室８に設置される点、
(ＩＶ) エンジンルーム５及び吸気室８はガード部材１３によって形成され、吸気室８とその前方空間とを仕切る第２仕切り板１２が設けられる点
は、図７，８に示す従来装置９と同じである。
基本実施形態(図１〜図４参照)
エンジン吸気装置１９は、外気を濾過する第１及び第２両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと、この両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂに外気を導入する吸気ダクト(図１中には二点鎖線で示す)２１と、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂから出る濾過済み空気を合流させてエンジンに供給する合流室２２とを有する。
吸気ダクト２１は、一端側にダクト長さ方向に開口する吸気入口２１ａ、他端側に下向きに開口する二つの吸気出口２１ｂ，２１ｂをそれぞれ備えた扁平な四角筒状に形成され、吸気入口２１ａが、ガード部材１３に設けられた吸気口２３に向けて開口する状態で吸気室８内の上部に左右方向に水平に設けられている。
なお、吸気口２３は、図例では、図８に示す従来装置９の吸気口１４と左右反対側に設けられている。
両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂは、一端側の軸方向同じ位置に空気入口２４、他端面にエアクリーナ軸方向に突出する空気出口２５をそれぞれ有し、吸気ダクト２１の下方において、同ダクト２１と平行で、かつ、互いの両端と空気入口２４，２４及び空気出口２５，２５がエアクリーナ軸方向(左右方向)の同じ位置に位置する水平状態で平行に並設されている。
空気入口２４，２４はエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂに上向きに設けられ、この空気入口２４，２４が吸気ダクト２１の吸気出口２１ｂ，２１ｂに接続されている。
合流室２２は、一端に空気供給口２２ａを備えた直方体状の箱として形成され、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの吸気出口２５，２５側において、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと同じ水平面上に、かつ、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの軸方向と直交する方向(前後方向)に水平に設けられ、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの空気出口２５，２５がこの合流室２２に接続される一方、合流室２２の空気供給口２２ａがエンジンの吸気系に接続される。
ここで、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂ及び合流室２２は、吸気ダクト２１が占める平面スペース内に設置されている。
いいかえれば、吸気ダクト２１は、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと合流室２２とを上からすべて覆う状態でこれらに重ねて配置されている。
また、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂ及び合流室２２は、共通の取付部材２６上に取付けられている。
なお、取付部材２６は、図では簡略化のために単なる四角形の板として示しているが、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂ及び合流室２２を取付けるためのブラケットや架台を備えた、取付部材として相応の形状、構造を有する。
このエンジン吸気装置１９によると、第１に、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂを、互いの空気入口２４，２４がともに上向きとなる状態で同一水平面上に平行に並べて設置したから、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂを、従来のように軸方向にオフセットさせる必要性がなくなる。
すなわち、前記しかつ図示するように両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂを、互いの軸方向の両端と、互いの空気入口２４，２４及び空気出口２５，２５が同じ軸方向位置に位置する(オフセット無しの)状態で並設することが可能となる。
これにより、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂが占める平面スペースを縮小することができる。
第２に、外気を吸気ダクト２１を介して両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂに取り込む構成としたから、図８に示す従来装置の、両エアクリーナ１０Ａ，１０Ｂの吸気側を他の空間と隔てるための隔壁１８が不要となる。このため、隔壁１８を設けるためのエアクリーナ間隔を確保する必要がなくなる。
第３に、吸気ダクト２１をエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂ及び合流室２２の上方に重ねて配置したから、吸気ダクト２１、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂ及び合流室２２で上から見た平面スペースを共用することができる。
以上の点により、エンジン吸気装置１９全体の上から見た占有スペースを従来よりも縮小することができる。
図１，２には、吸気室８とその前方空間とを仕切る第２仕切り板１２について、図８に示す従来装置のそれを二点鎖線で、実施形態装置１９のそれを実線でそれぞれ示し、この二点鎖線と実線の第２仕切り板１２，１２間のスペースが実施形態装置１９によって縮小できるスペースとなる。
しかも、外気を吸気ダクト２１を介して両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂに取り込む構成であるため、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂへの雨水の浸入という弊害を招かない。
さらに、実施形態のエンジン吸気装置１９によると、次の効果が得られる。
(ｉ) 上記構成により、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂから合流室２２までの距離を同一かつ最小限に短くすることができる。このため、これらの接続作業が簡単となる。
(ｉｉ) 両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと合流室２２を共通の取付部材２６に取付けた状態、あるいはさらに吸気ダクト２１をもエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと接続した図４の状態で機械に組み込む所謂サブ組みが可能となる。このため、エンジン吸気装置１９の組立及び機械への組み込みが容易となる。
(ｉｉｉ) 両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂがオフセット無しで並設されているため、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと吸気ダクト２１及び合流室２２とを接続する際の位置調整が容易となる。
(ｉｖ) 両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの空気出口２５，２５をエアクリーナ軸方向の一端に軸方向に向けて設け、合流室２２をエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと同じ水平面上にエアクリーナ軸方向と直交して設置したから、上下方向の占有スペースをも縮小することができる。
他の実施形態
(１) 図５，６に示すように、吸気ダクト２１を、基本実施形態とは逆に、両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂ及び合流室２２の下方に重ねて配置してもよい。
この場合、取付部材２６を最上位としてその下面側にエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと合流室２２を取付ければよい。
(２) 本発明によると、前記のように両エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂを軸方向にオフセットさせる必要性がなくなるが、状況によってはこれらを少しオフセットさせてもよい。
(３) 上記実施形態では、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂと合流室２２とを同一水平面上に設置したが、エアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの空気出口２５，２５を上向きまたは下向きに設け、合流室２２をエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂの上方または下方に設置してもよい。
(４) 上記実施形態では二つのエアクリーナ２０Ａ，２０Ｂを用いる場合について説明したが、本発明はエアクリーナを三つ以上用いる場合にも適用することができる。
(５) 本発明は油圧ショベルのエンジン吸気装置に限らず、これと基本的に同じ構成を備えた他の建設機械(破砕機や解体機等)のエンジン吸気装置としても適用することができる。
６ エンジン
８ 吸気室
１９ エンジン吸気装置
２０Ａ，２０Ｂ エアクリーナ
２１ 吸気ダクト
２１ａ 吸気入口
２１ｂ 吸気出口
２２ 合流室
２４ エアクリーナの空気入口
２５ 同、空気出口
２６ 取付部材

Claims (5)

  1. 外気を複数のエアクリーナに通して濾過した後、合流室で合流させてエンジンに供給するように構成され、かつ、次の(Ａ)〜(Ｃ)の要件をすべて具備することを特徴とする建設機械のエンジン吸気装置。
    (Ａ) 上記複数のエアクリーナを、互いの上記空気入口が上下方向の同じ方向を向く状態で同一水平面上に平行に並べて設置すること。
    (Ｂ) 外気を吸入する吸気ダクトを、上記各エアクリーナの空気入口が向く方向である上方または下方に重ねて配置し、この吸気ダクトと各エアクリーナの空気入口とを接続すること。
    (Ｃ) 上記合流室を、上記エアクリーナの軸方向と直交する方向に設置し、各エアクリーナの空気出口とこの合流室とを接続すること。
  2. 上記各エアクリーナと合流室を共通の取付部材に取付けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のエンジン吸気装置。
  3. 上記各エアクリーナ及び合流室を、吸気ダクトが占める平面スペース内に設置したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械のエンジン吸気装置。
  4. 上記各エアクリーナを、互いの軸方向の両端と、互いの空気入口及び空気出口が同じ軸方向位置に位置する状態で並設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン吸気装置。
  5. 上記各エアクリーナの空気出口をエアクリーナの軸方向の一端に軸方向に向けて設け、上記合流室をエアクリーナと同じ水平面上にエアクリーナの軸方向と直交して設置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン吸気装置。
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