JP2012140819A - 建設機械のエアダクト構造 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械を製作する際の大幅な原価アップを回避でき、しかもメンテナンス性も悪化させずに、エアダクトの途中に取り付けられている小径パイプの破損を防止できる信頼性の高い建設機械のエアダクト構造を得る。
【解決手段】建設機械は、該建設機械に搭載されたエンジンに空気を供給するためのエアダクトを備え、且つ前記エアダクトの途中には外部と接続される小径パイプ４８を備えている。前記エアダクトには、前記小径パイプを前記エアダクトに設置するための小径パイプ取付部３４ｃを備え、この小径パイプ取付部に前記小径パイプを設けると共に、前記小径パイプを囲むようにガイド５２を前記小径パイプ取付部に設けている。
【選択図】図７

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に搭載されたエンジンに空気を供給するためのエアダクトを備えた建設機械のエアダクト構造に関する。

エンジンに空気を供給するための従来のエンジン吸気系のエアダクトとしては、例えば特公平６−３１６６０号公報（特許文献１）に記載のものがある。この特許文献１に記載されているエアダクトは、エアダクトに屈曲柔軟性を持たせるためのベローズ部を備え、且つ二次空気導入用の小径のパイプが連結されている。
特許文献１に記載のエアダクトは自動車のエンジン吸気系に用いられているものであるが、このようなエアダクトは、油圧ショベル等の建設機械に搭載されたエンジンの吸気系にも同様に使用されている。

特公平６−３１６６０号公報

特許文献１に記載されているように、自動車のエンジン吸気系に用いられエアダクトの場合には、製造メーカでのエンジン組付け時や、顧客による車体メンテナンス時などに、前記エンジンの上面などに乗って作業するということはないが、油圧ショベルなどの建設機械においては、車体位置が高く、建設機械の生産時やそのメンテナンス時などに、エンジン上面に乗って作業することが多い。また、建設機械に搭載されたエンジンの場合、前記エアダクトの途中には空気取り出し用の小径のパイプが連結されていることが多い。前記小径パイプは、例えば、エンジンに供給される吸気を圧縮するためのターボチャージャを制御するためのエア源（大気圧）を取り出すパイプであって、エンジンに付設されたターボチャージャ制御用の電磁弁に接続されているものなどである。

このように、建設機械のエアダクトには、一般に、その途中に小径のパイプが取り付けられているが、この小径パイプが、建設機械の生産時（特にエンジン組付け時）や建設機械の車体メンテナンス時などに、エンジン上面に乗って作業する作業員などにより誤って踏み付けられてしまい、破損させてしまう恐れがある。

このため、前記小径パイプが踏み付けられないように、エンジンルーム内にカバーを設けるようにすれば、小径パイプの破損を防止することは可能であるが、新たにそのためのカバーが必要になるだけでなく、該カバーを設置するための作業も必要になり、建設機械を製作する際の組立工数が増加してしまう。このため建設機械を製作する原価が大幅にアップするという課題があった。更に、エンジンルーム内にカバーを設けると、建設機械のメンテナンスの際に、そのカバーを取り外すなどの作業が必要であり、メンテナンス性が悪化されるという課題もある。

本発明の目的は、建設機械を製作する際の大幅な原価アップを回避でき、しかもメンテナンス性も悪化させずに、エアダクトの途中に取り付けられている小径パイプの破損を防止できる信頼性の高い建設機械のエアダクト構造を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、建設機械に搭載されたエンジンに空気を供給するためのエアダクトを備え、且つ前記エアダクトの途中には外部と接続される小径パイプを備えている建設機械のエアダクト構造において、前記小径パイプを前記エアダクトに設置するための小径パイプ取付部を備え、この小径パイプ取付部に前記小径パイプを設けると共に、前記小径パイプを囲むようにガイドを前記小径パイプ取付部に設けたことを特徴とする。

ここで、前記エアダクトは、本体部と、この本体部の途中に設けられ柔軟性のある素材で形成されたベローズ部とを備え、前記小径パイプ取付部は前記エアダクトの本体部に設けられると共に、前記本体部との接続部となる厚肉のベース部を備え、このベース部は前記本体部に一体成形され、前記ガイドはこのベース部に一体に成形されるようにすることが好ましい。

また、前記小径パイプ取付部のベース部から立設して一体に形成され且つエアダクト内と連通された中空部を有する円筒部を備え、前記小径パイプはこの円筒部の側面に水平方向に設けられ、前記ガイドはこの小径パイプの両側に配置して設ける構成にすると良い。

ここで、前記ガイドをＬ形に形成すると共に、前記小径パイプに接続される管の着脱に必要な隙間を設けることが好ましい。
なお、前記小径パイプを、前記ベース部から立設して一体成形し、この小径パイプを円形に取り囲むように前記ガイドを設けるようにすることもできる。

本発明によれば、建設機械を製作する際の大幅な原価アップを回避でき、しかもメンテナンス性も悪化させずに、エアダクトの途中に取り付けられている小径パイプの破損を防止できる信頼性の高い建設機械のエアダクト構造を得ることができる効果がある。

本発明の実施例１に係るエアダクト構造を備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルにおける上部旋回体の構成を説明する平面図で、建屋カバーを外して示す図である。 図１、図２に示す上部旋回体の旋回フレームと、これに設置されているエンジンやエアダクトなどの配置構成を示す平面図である。 図３に示すエアダクトの全体構成を説明する斜視図である。 図４の小径パイプ部付近を拡大して示す斜視図である。 小径パイプ取付部の従来構成を拡大して示す図で、（ａ）図は小径パイプ取付部の斜視図、（ｂ）図はその平面図、（ｃ）図はその正面図である。 本発明の実施例１における小径パイプ取付部の構成を拡大して示す図で、（ａ）図は小径パイプ取付部の斜視図、（ｂ）図はその平面図、（ｃ）図はその正面図である。 本発明の実施例２における小径パイプ取付部の構成を拡大して示す図で、（ａ）図は小径パイプ取付部の斜視図、（ｂ）図はその平面図、（ｃ）図はその正面図である。

以下、本発明の建設機械のエアダクト構造の実施例について図面を用いて説明する。

図１〜図７により本発明に係る建設機械のエアダクト構造の実施例１を説明する。各図において同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。
図１は本発明の実施例１に係るエアダクト構造が備えられている建設機械の一例としての油圧ショベルを示す側面図である。

この図１に示すように、本実施例に係るエアダクト構造が備えられる建設機械は、例えば油圧ショベルであり、図１において、１は油圧ショベルの下部走行体、２は該下部走行体１上に旋回可能に搭載された車体としての上部旋回体で、該上部旋回体２は、旋回フレーム３、キャビン１２、建屋カバー１３、カウンタウエイト１４等によって構成されている。

また、前記上部旋回体２の前部には上下方向に回動可能に装着されたフロント作業機１５が備えられている。更に、前記上部旋回体１５の旋回フレーム３の前部左側位置には前記キャビン１２が配置され、後側位置には重量バランスを確保するための前記カウンタウエイト１４が配置されている。

前記旋回フレーム３の前部中央側に設けられた前記フロント作業機１５は、前記旋回フレーム３の前部中央に設けられたブラケット部５にピンを介して回動可能に結合されたブーム１６、該ブーム１６の先端側にピン結合されたアーム１７、及び該アーム１７の先端側に回動可能にピン結合されたバケット１８などにより大略構成されている。また、前記旋回フレーム３とブーム１６との間にはブームシリンダ１９が、前記ブーム１６とアーム１７との間にはアームシリンダ２０が、更に前記アーム１７とバケット１８との間にはバケットシリンダ２１がそれぞれ設けられている。前記フロント作業機１５は、これらの各シリンダ１９〜２１によって回動される構成となっている。

前記キャビン１２とカウンタウエイト１４の間には、建屋カバー１３によって構成されるエンジン室が配置されている。また、前記建屋カバー１３の側面には、外気を取り入れる開口部１３ａが形成されている。

図２は図１に示される油圧ショベルを上部から見た平面図で、建屋カバーを除去して建屋カバー内の構成もわかるようにした図である。この図２において、２２は下部走行体１に対して上部旋回体２を旋回させるための旋回装置、２３は前記キャビン１２とカウンタウエイト１４との間に設置されたエンジン、２４は前記エンジン２３に燃料を供給するための燃料タンク、２５は前記エンジン２３に取り付けられて駆動される油圧ポンプ、２６は前記油圧ポンプに供給される作動油を溜める作動油タンクである。

２７は熱交換器アッセンブリで、ラジエータ２８、オイルクーラ２９及びターボチャージャ３０で加圧されたエンジンへの吸気を冷却するためのインタークーラ３１などにより構成されている。３２は前記熱交換器アッセンブリ２７に冷却風を送るための冷却ファン、３３は前記熱交換器アッセンブリ２７と前記燃料タンク２４を接続するように旋回フレーム３の上部にボルトなどで締結された建屋フレームである。

３４は前記ターボチャージャ３０に接続されるエアダクト（吸気ダクト）、３５は前記ターボチャージャ３０と前記インタークーラ３１とを接続するインタークーラ入口配管、３６は前記インタークーラ３１とエンジンの吸気マニホルド３７を接続するインタークーラ出口配管である。

前記エンジン２３からの排気は、排気マニホルド３８から前記ターボチャージャ３０のタービン部を通過後、排気管３９を介してマフラ４０に入り、消音されて外部に排出される。なお、前記エンジン２３、燃料タンク２４、作動油タンク２６、熱交換器アッセンブリ２７などは前記旋回フレーム３にボルトなどで締結されている。

図３は図１、図２に示す上部旋回体２の旋回フレーム３と、これに設置されているエンジンやエアダクトなどの配置構成を示す平面図で、図２に示す下部走行体１、キャビン１２、カウンタウエイト１４、フロント作業機１５、旋回装置２２、燃料タンク２４、作動油タンク２６及び建屋フレーム３３などを除去して示す図である。

この図３に示すように、前記上部旋回体２のフレームを構成する旋回フレーム３は、センターフレームを構成する左右のセンタービーム４１、このセンタービーム４１から左右に張り出された複数の張出しビーム４２、該張出しビーム４２の先端側に設けられた左右のサイドフレーム４３，４４、及び左側のサイドフレーム４３側に設けられたキャビン取付枠４５などにより構成されている。前記キャビン取付枠４５には、運転室を画成するキャビン１２が取り付けられる。

前記左右のセンタービーム４１の前部側は、前記フロント作業機１５のブーム１６を回動自在にピン結合するための前記ブラケット部５となっている。また、前記センタービーム４１の後側の上部にはフランジ部４６が設けられており、このフランジ部には前記エンジン２３や前記カウンタウエイト１４などが設置される。

エンジン２３の吸気側に設けられている前記ターボチャージャ３０は、圧縮機部（加給機部）３０ａとこの圧縮機を駆動するためのタービン部３０ｂを備えている。前記タービン部３０ｂには前記エンジン２３からの排ガスが導かれてタービン部３０ｂを駆動し、それによって前記圧縮機部３０ａも回転されて前記エアダクト３４から供給される空気を圧縮する。前記圧縮機部３０ａで圧縮されることで温度の上昇した空気は、前記インタークーラ入口配管３５を介して前記インタークーラ３１に供給され、冷却された後前記インタークーラ出口配管３６を介してエンジン２３の吸気側に供給される。

４７は前記エアダクト３４の吸気側に取り付けられたエアクリーナで、このエアクリーナ４７は前記熱交換器アッセンブリ２７への冷却空気の取入側に配置され、熱交換器アッセンブリ２７やエンジン２３で加熱された空気を吸気しないように構成されている。前記エアクリーナ４７で濾過された空気は前記エアダクト３４を介して、前記ターボチャージャ３０の圧縮機部３０ａ側に吸気される。前記エアクリーナ４７は旋回フレーム３上に部屋を作るための建屋フレーム３３にボルト締結されている。
前記エアダクト３４の前記ターボチャージャ３０に近い側の上部には、図３に示すように、エアダクト内を流れる空気の一部を取り出すための前述した小径パイプ４８が取り付けられている。

この小径パイプ４８は、他の配管を接続する際の作業性、メンテナンス性を考慮し、前記エアダクト３４の上部に露出して取り付けられている。このため、前述したように、建設機械の生産時や建設機械の車体メンテナンス時などに、前記小径パイプ４８が、エンジン上面に乗って作業する作業員などにより誤って踏み付けられてしまい、破損させてしまう恐れがあった。
この小径パイプ４８を備えたエアダクト３４の詳細構造を図４及び図５により説明する。図４はエアダクトの全体構成を示す斜視図、図５は図４の小径パイプ部付近を拡大して示す図である。

これらの図に示すように、エアダクト３４は、硬質素材などで構成された本体部３４ａと、ゴムなどの柔軟性のある素材で形成されたベローズ部３４ｂと、エアダクト３４内を流れる空気の一部を取り出すための前記小径パイプ４８が取り付けられる小径パイプ取付部３４ｃなどから構成されている。このエアダクト３４の空気取り入れ側３４Ａには前記エアクリーナ４７が取り付けられ、他方の空気流出側３４Ｂは前記ターボチャージャ３０の圧縮機部３０ａの吸込口に接続される。前記ベローズ部３４ｂは、エアダクト３４の途中に設けられており、エアダクト３４を変形可能としてその取付を容易にするだけでなく、建設機械のエンジン振動、走行振動等によりエアダクト３４が建屋フレーム３３から脱落しないようにする機能も果たしている。

前記本体部３４ａは例えばポリプロピレンなどの素材でブロー成形などにより製作され、前記小径パイプ取付部３４ｃも前記本体部３４ａにブロー成形などで一体成形して製作される。なお、３４ｄは本体部３４ａの途中に設けられ流量センサなどのセンサ類を取り付けるためのセンサ取付部である。

前記小径パイプ４８から取り出された空気は、本実施例では、前記ターボチャージャ３０を制御するエア源として利用されるものであって、前記ターボチャージャ３０の制御用電磁弁（図示せず）に接続されている。
なお、前記小径パイプ４８は、ターボチャージャ制御用エア源を取り出すものに限られるものではなく、例えば吸込空気量などを検出するためのセンサ用の空気を取り出すための小径パイプ、或いはエアダクト内にガスを注入するための小径パイプなどであっても良い。

エアダクト３４に取り付けられた前記小径パイプ４８は、図５に拡大して示すように、エアダクト３４の上部に設けた小径パイプ取付部３４ｃに取り付けられている。
この小径パイプ取付部３４ｃの従来の構造を図６に拡大して示す。図６において、（ａ）図は小径パイプ取付部３４ｃの斜視図、（ｂ）図はその平面図、（ｃ）図はその正面図である。このように従来のものでは小径パイプ４８が小径パイプ取付部３４ｃから水平に設けられているため、小径パイプ４８は、建設機械の生産時やメンテナンス時などに、作業員により踏み付けられたり、外力が作用して、容易に破損し易い構造となっていた。

そこで、本実施例では、前記小径パイプ取付部の構成を図７に示すようにしたものである。図７において（ａ）図は小径パイプ取付部３４ｃの斜視図、（ｂ）図はその平面図、（ｃ）図はその正面図である。これらの図において、５０はエアダクトの本体部３４ａとの接続部となるベース部で、このベース部５０はエアダクト３４の本体部３４ａに、該本体部よりも厚肉に一体成形されている。５１はエアダクト３４内と連通する中空部５１ａを有すると共に、前記ベース部５０から上方（エアダクトの径方向外側）に向かって立設された円筒部で、この円筒部５１の側面に前記小径パイプ４８が水平（エアダクトと平行）に設けられている。

５２は前記小径パイプ４８の両側に設けられたガイドで、このガイド５２は前記ベース部５０に一体成形されている。また、このガイド５２の高さは前記小径パイプ４８の上部の高さと略同一か若干高めに、前記ガイド５２の前縁部は小径パイプの先端位置付近まで、更に前記ガイド５２の後縁は前記小径パイプの基端側付近まで設けるようにすると良い。なお、前記小径パイプ４８にはゴムホースなどの管が接続されるため、その接続作業を容易に行えるように、小径パイプ４８と前記ガイド５２との間には接続作業に必要な隙間を設けている。また、前記ガイド５２をＬ形に形成することで強度向上を図っている。

このようにガイド５２を設けることにより、仮に作業員が、メンテンナンス時などに小径パイプ取付部３４ｃを踏み付けたとしても、小径パイプ４８はガイド５２と円筒部５１で囲まれた空間に配置されているので、該小径パイプ４８に外力は作用し難くなり、小径パイプが破損するのを防止できる。

前記小径パイプ部３４ｃはエアダクト３４の本体部３４ａに、例えばポリプロピレンなどの樹脂材を使用して、ブロー成形により一体に形成できる。この小径パイプ部３４ｃに設けられる前記小径パイプ４８やガイド５２も、前記小径パイプ部３４ｃのブロー成形時に、同時に一体成形することができる。なお、これら小径パイプ部３４ａ、小径パイプ４８及びガイド５２の成形は、インジェクション成形などによっても成形可能であり、或いはエアダクトの本体部３４ａとは別々に製作して接着などの手段で取り付けるようにしても良い。

本発明の建設機械のエアダクト構造の実施例２を図８により説明する。この実施例２では上記実施例１に対して小径パイプ取付部３４ｃの部分のみ異なり、他の構成は実施例１と同様であるので、小径パイプ取付部３４ｃ以外の部分の説明は省略する。また、図７において（ａ）図は小径パイプ取付部３４ｃの斜視図、（ｂ）図はその平面図、（ｃ）図はその正面図である。

この実施例は小径パイプ４８が上方（エアダクトの径方向外側）に向かって設けられている場合の例で、小径パイプは必ずしも水平方向に設けられるものだけとは限らず、この例に示すように上方に向かって設けられる場合もある。この場合には実施例１で示したような円筒部５１を設けなくても良いので、エアダクト３４に一体に接続、或いは一体成形された円板状のベース部５０から、前記小径パイプ４８は上方に向かって立設するように一体成形されている。また、この小径パイプ４８を円形に取り囲むようにガイド５２が設けられている。

前記ガイド５２の一部は図８の（ａ）図に示すように、一部が開口されており、またガイド５１と小径パイプ４８との間には、該小径パイプ４８とゴムホースなどとの接続作業が容易に行えるように、作業に必要な隙間を設けている。また、前記ガイド５２の高さは小径パイプ４８とほぼ同一の高さに設けられている。
このように構成すれば、前記小径パイプ４８はガイド５２によって包囲されるように設けられるので、小径パイプ４８に外力は作用し難くなり、メンテナンス時などに作業員が小径パイプを踏み付けて破損させるなどの恐れを回避できる。
なお、この実施例においても、小径パイプ取付部３４ｃは、実施例１と同様に、ブロー成形などによって設けることができる。

以上説明したように、本発明の各実施例によれば、エアダクトに設けられた小径パイプ取付部に、小径パイプを囲むようにガイドを設けているので、建設機械の生産時（特にエンジン組付け時）や建設機械の車体メンテナンス時などに、エンジン上面に乗って作業する作業員などにより小径パイプが踏み付けられて、破損させてしまうことを防止できる。

また、本実施例によれば、小径パイプの破損防止のために、エンジンルーム内にカバーを設ける必要もなくなるから、そのカバーを設置するための作業が不要となり、建設機械製作時の組立工数増加を回避できるから製作原価の低減を図ることができる。更に、建設機械のメンテナンスの際に、前記カバーを取り外す作業もなくなるから、メンテナンス性も向上できる。

従って、本実施例によれば、建設機械を製作する際の大幅な原価アップを回避でき、しかもメンテナンス性も悪化させずに、エアダクトの途中に取り付けられている小径パイプの破損を防止できる信頼性の高い建設機械のエアダクト構造を得ることができる。

１：下部走行体、２：上部旋回体、３：旋回フレーム、５：ブラケット部、
１２：キャビン、１３：建屋カバー、１４：カウンタウエイト、
１５：フロント作業機、１６：ブーム、１７：アーム、：１８：バケット、
１９：ブームシリンダ、２０：アームシリンダ、２１：バケットシリンダ、
２２：旋回装置、２３：エンジン、２４：燃料タンク、２５：油圧ポンプ、
２６：作動油タンク、
２７：熱交換器アッセンブリ（２８:ラジエータ、２９:オイルクーラ、３１:インタークーラ）、３０：ターボチャージャ（３０ａ:圧縮機部、３０ｂ:タービン部）、
３３：建屋フレーム、
３４：エアダクト（３４ａ:本体部、３４ｂ:ベローズ部、３４ｃ:小径パイプ取付部）、
３５：インタークーラ入口配管、３６：インタークーラ出口配管、
３７：吸気マニホルド、３８：排気マニホルド、３９：排気管、４０：マフラ、
４１：センタービーム、４３：左サイドフレーム、４４：右サイドフレーム、
４５：キャビン取付枠、４７：エアクリーナ、
４８：小径パイプ、５０：ベース部、５１：円筒部、５２：ガイド。

Claims (5)

1. 建設機械に搭載されたエンジンに空気を供給するためのエアダクトを備え、且つ前記エアダクトの途中には外部と接続される小径パイプを備えている建設機械のエアダクト構造において、
   前記小径パイプを前記エアダクトに設置するための小径パイプ取付部を備え、この小径パイプ取付部に前記小径パイプを設けると共に、前記小径パイプを囲むようにガイドを前記小径パイプ取付部に設けた
   ことを特徴とする建設機械のエアダクト構造。
2. 請求項１に記載の建設機械のエアダクト構造おいて、前記エアダクトは、本体部と、この本体部の途中に設けられ柔軟性のある素材で形成されたベローズ部とを備え、前記小径パイプ取付部は前記エアダクトの本体部に設けられると共に、前記本体部との接続部となる厚肉のベース部を備え、このベース部は前記本体部に一体成形され、前記ガイドはこのベース部に一体に成形されていることを特徴とする建設機械のエアダクト構造。
3. 請求項２に記載の建設機械のエアダクト構造おいて、前記小径パイプ取付部のベース部から立設して一体に形成され且つエアダクト内と連通された中空部を有する円筒部を備え、前記小径パイプはこの円筒部の側面に水平方向に設けられ、前記ガイドはこの小径パイプの両側に配置して設けられていることを特徴とする建設機械のエアダクト構造。
4. 請求項３に記載の建設機械のエアダクト構造おいて、前記ガイドはＬ形に形成されると共に、前記小径パイプに接続される管の着脱に必要な隙間が設けられていることを特徴とする建設機械のエアダクト構造。
5. 請求項２に記載の建設機械のエアダクト構造おいて、前記小径パイプは前記ベース部から立設して一体成形され、この小径パイプを円形に取り囲むように前記ガイドが設けられていることを特徴とする建設機械のエアダクト構造。

Images