JP2013087447A - 建設機械のエンジン排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉ガードとテールパイプの干渉を回避しながら、エンジン排気や排気音が運転者に与える悪影響、開閉ガードを含めた機体のエンジン排気による汚損を防止でき、しかもエンジンルームの背面開口と開閉ガードの幅を十分に確保できるとともにテールパイプの長さを最小限に小さくする。
【解決手段】テールパイプ１３を、エンジンルーム６の上面開口を覆う固定ガード９を貫通してマフラーから上向きに延設する一方、背面開口を開閉する開閉ガード１０を、閉じ状態で上から見て左右方向の中間部が最も後方に位置する外膨らみの湾曲状に形成し、テールパイプ１３の先端を、開閉ガード１０の開閉軌跡と干渉しない範囲で最大限後方において、開閉ガード開き状態で同ガード１０の左右方向の一端部よりも高い位置で左斜め後向きに開口させた。
【選択図】図３

Description

本発明はショベル等の建設機械においてエンジン排気を外部に排出するエンジン排気装置に関するに関するものである。

ショベルを例にとって背景技術を説明する。

ショベルにおいては、上部旋回体の後部にエンジンガードによってエンジンルームを形成し、このエンジンルームに収容したエンジンのマフラーからテールパイプを上向きに延設し、エンジン排気をこのテールパイプの先端開口から外部に排出する構成をとっている。

このエンジン排気装置に関する公知技術として特許文献１に示されたものが公知である。

この技術においては、エンジンルームの上面を覆うエンジンガード(ボンネット)を左右一端側を支点に左右方向に回動させてエンジンルームを開閉する構成を前提として、エンジンガードにおける開閉中心軸近くに貫通穴を設け、テールパイプをこの貫通穴を介してエンジンルーム上方に導出している。

この場合、テールパイプをエンジンガードの開閉軌跡に沿う円弧状に曲げることにより、エンジンガード開閉時のエンジンガードとテールパイプの干渉を回避する構成をとっている。

一方、特許文献２には、エンジンルーム上面を覆う非開閉式の固定ガードと、上端側を支点に上下方向に９０°強の範囲で回動してエンジンルームの背面開口部を開閉する開閉ガードとによってエンジンガードを構成した技術が開示されている。

同文献には、エンジン排気装置に関する記載はないが、固定ガードに上下方向の貫通穴を設け、テールパイプをこの貫通穴を介してエンジンルーム上方に導出する構成をとることができる。

この場合、テールパイプは、エンジンルーム内のマフラーの位置、エンジン排気をできるだけ後方から排出したいという要請等から、開閉ガードの開閉支点の近くに配置される。

特許第３４７４４６２号 実開昭５９−５１６８２号

特許文献１に記載された技術によると、エンジンガードを開いた状態でテールパイプがエンジンガードの内側に位置することになるため、エンジン排気がエンジンガードの裏側に当たってこれを汚損するという弊害が生じる。

一方、特許文献２に記載された技術を前提として、テールパイプを固定ガードの貫通穴を介して外部に導出する構成をとると、開閉ガードとテールパイプの干渉が生じるおそれがある。

また、テールパイプ先端開口の向きによっては、開閉ガードを開いた状態でのエンジン運転時にエンジン排気が開閉ガードに当たるおそれもある。

これらの問題の回避策として、テールパイプの先端を、開き状態の開閉ガードから離れた前方位置で、開閉ガードから外れた方向(横向きや前向き)に開口させることが考えられる。

しかし、こうすると、エンジン排気と排気音が、エンジンルーム前方の運転者や機械側方にいる作業者に与える悪影響が大きくなるとともに、エンジン排気による機体の汚損が広がる等の弊害が生じる。

また、テールパイプを上向きに長くして先端を高い位置で後向きに開口させることも考えられるが、こうするとエンジン運転時のテールパイプの振動が大きくなって耐久性が低下するという弊害が生じる。

さらに、エンジンルームの背面開口と開閉ガードの幅を小さくして、テールパイプを開閉ガードの左右一端(テールパイプが配置される側の端)よりも左右方向の外側に配置することも考えられるが、こうするとエンジンルームの背面側からのメンテナンスに不利となる。

そこで本発明は、エンジンガードを固定ガードと開閉ガードによって構成し、テールパイプを、固定ガードを貫通してエンジンルーム上方に突出させる構成を前提として、開閉ガードとテールパイプの干渉を回避しながら、エンジン排気や排気音が運転者に与える悪影響、開閉ガードを含めた機体のエンジン排気による汚損を防止でき、しかもエンジンルームの背面開口と開閉ガードの幅を十分に確保できるとともに、テールパイプの長さを最小限に小さくすることができる建設機械のエンジン排気装置を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、機体の前部に運転席、後部にエンジンが収容されるエンジンルームがそれぞれ設けられ、上記エンジンルームは上面及び背面が開口し、上面開口が固定ガードによって、背面開口が開閉ガードによってそれぞれ覆われ、上記開閉ガードは、上端部に設けられた開閉中心軸まわりに上下方向に回動して上記背面開口を開閉するように構成された建設機械のエンジン排気装置において、上記開閉ガードを、閉じ状態で上から見て左右方向の中間部が最も後方に位置する湾曲状に形成し、上記エンジンのマフラーから上向きに延設されたテールパイプを、上記開閉ガードの左右一端部に臨む位置で上記固定ガードを上下方向に貫通して上記エンジンルームの上方に導出し、このテールパイプの先端を、
(Ｉ) 上記開閉ガードの開閉軌跡と干渉しない範囲で最大限後方において、
(ＩＩ) 上記開閉ガードが開いた状態で上記開閉ガードの左右一端部よりも高い位置で、
(ＩＩＩ) 後向きに
開口させたものである。

このように、テールパイプを、固定ガードを貫通してエンジンルーム上方に導出(請求項３では開閉ガードの開閉中心軸よりも前方で導出)し、その先端を、開閉ガードの開閉軌跡から外れた位置で開口させているため、テールパイプと開閉ガードの干渉のおそれがない。

この場合、テールパイプ先端を最大限後方、すなわち、運転席から遠い位置で後向きに開口させているため、エンジン排気及び排気音が運転者に届き難い。

また、テールパイプの先端を、開閉ガードを開いた状態で同ガードの左右一端部よりも高い位置で後向きに開口させているため、開閉ガードを開いた状態でのエンジン運転時に、エンジン排気が開閉ガードに当たらない。このため、開閉ガードの汚損、及び排気音の運転席側への反射を防止することができる。

しかも、開閉ガードを左右方向に外膨らみで湾曲させ、テールパイプの先端を同ガードの左右一端部、つまり、開閉ガードを開いた状態で低くなる部分に向けて開口させているため、開閉ガードを開いた状態でのエンジン運転時にエンジン排気が開閉ガードに当たらないようにするために必要なテールパイプの長さ寸法(固定ガードからの突出量)を最小限に小さくすることができる。このためエンジン運転時のテールパイプの振動を抑えて耐久性を高めることができる。

これらの効果は、とくにエンジン排気による汚損や排気音の反射が起こり易い状況、すなわち、請求項４のように上記テールパイプを、上記先端開口の少なくとも一部が上記開閉ガードの左右一端よりも左右方向の内側に位置する状態で設けた場合に顕著となる。

また、上記のようにテールパイプと開閉ガードの干渉、及びエンジン排気の開閉ガードへの当たりのおそれがないため、これらの回避策としてエンジンルームの背面開口及び開閉ガードの幅を小さくする必要がなく、良好なメンテナンス性を確保することができる。

上記構成において、上記テールパイプの先端を、上記機体の左右方向の中心線に対して外向きとなる斜め後向きに開口させるのが望ましい(請求項２)。

この構成によれば、開閉ガードを開いた状態でのエンジン運転時に、エンジン排気が、開閉ガードの左右一端部から外側に外れる方向に排出されるため、エンジン排気が開閉ガードに一層当たりにくくなる。

また、本発明においては、上記テールパイプの先端開口を、上記開閉ガードの開閉中心軸よりも後方に位置させるのが望ましい(請求項５)。

こうすれば、開閉ガードを閉じた状態でのエンジン運転時に、開閉ガードを含めた機体後端部のエンジン排気による汚損防止効果が一層高くなる。また、排気音が運転者により届き難くなる。

本発明によると、開閉ガードとテールパイプの干渉を回避しながら、エンジン排気や排気音が運転者に与える悪影響、開閉ガードを含めた機体のエンジン排気による汚損を防止でき、しかもテールパイプの長さを最小限に小さくすることができるとともに、エンジンルームの背面開口及び開閉ガードの幅を十分に確保することができる。

本発明の実施形態に係るエンジン排気装置が設けられたショベルの概略側面図である。 同ショベルの背面斜視図である。 同背面図である。 図３のＡ部の拡大図である。 同ショベルの後部の概略平面図である。 開閉ガードを開いた状態の図５相当図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。 本発明の他の実施形態を示す図５相当図である。

実施形態はショベルを適用対象としている。

このショベルは、図１〜図３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の前端部に作業アタッチメント(一部のみを示す)３が装着されて構成される。

上部旋回体２には、前部左側に、運転席(図示省略)が設けられたキャビン４、後端部にカウンタウェイト５がそれぞれ搭載されるとともに、キャビン４よりも後方でカウンタウェイト５の前方にエンジンルーム６が形成され、このエンジンルーム６にエンジン７と、エンジン排気装置を構成するマフラー８を含む関連機器が収容されている。

なお、この明細書において「前後」「左右」は、キャビン４内に着座したオペレータから見た方向性をいう。

エンジンルーム６は、上面開口と、カウンタウェイト５の幅方向中央部分を切り欠いて形成された背面開口とを備え、上面開口が非開閉式の固定ガード９によって、背面開口が開閉ガード１０によってそれぞれ覆われる。

開閉ガード１０は、上端部左右両側がヒンジ１１によって固定ガード９の後端部に取付けられ、このヒンジ１１の中心軸１１ａ(水平な開閉中心軸。図４，７に示す)を中心として、背面開口を覆う閉じ状態(図１実線及び図５の状態)と、水平よりも少し後上がりとなって背面開口を開く開き状態(図２〜図４、図６の状態)との間の９０°強の範囲で上下方向に回動してエンジンルーム６の背面開口を開閉する。

図１〜図３、図７中、１２は開閉ガード１０の開閉を助けるダンパーである。

ここで、開閉ガード１０は、各図に示すように、閉じ状態で上から見て左右方向の中間部が最も後方に出っ張る外膨らみの湾曲状に形成されている。

従って、開閉ガード１０を開いた状態で、中間部が最も高位、左右両端部が最も低位となる。

マフラー８は、エンジンルーム６内の左側においてエンジン上部に設けられ、このマフラー８からテールパイプ１３が上向きに延設されている。

このテールパイプ１３は、開閉ガード１０の開閉中心軸１１ａよりも前方において、開閉ガード１０の左側端部に臨む位置で固定ガード９を貫通してエンジンルーム上方に導出され、かつ、次の条件下で設置されている。

(Ｉ) 先端開口１３ａが、前後方向には、開閉ガード１０の開閉軌跡と干渉しない範囲で最大限後方に位置すること。

(ＩＩ) 先端開口１３ａが、左右方向には、先端開口１３ａの少なくとも一部(一部または全部)が、開閉ガード１０の左右一端(テールパイプ１３が臨む側の端)よりも左右方向の内側に位置すること。

(ＩＩＩ) 先端開口１３ａが、開閉ガード１０が開いた状態で開閉ガード１０の左側端部よりも高位に位置すること。

(ＩＶ) 先端開口１３ａが、機体(上部旋回体２)の左右方向の中心線Ｏに対して外向きとなる左斜め後向きで、かつ、やや上向きに開口すること。

いいかえれば、上記(Ｉ)〜(ＩＶ)の条件を満足するように、テールパイプ１３の位置、先端部の曲げ形状及び寸法が設定されている。

この構成によれば、次の効果を得ることができる。

(ｉ) テールパイプ１３の先端を、開閉ガード１０の開閉軌跡から外れた位置で開口させているため、テールパイプ１３と開閉ガード１０の干渉のおそれがない。

(ｉｉ) テールパイプ先端を開閉ガード１０の開閉中心軸１１ａよりも前方において最大限後方、すなわち、キャビン４(運転席)から遠い位置で後向きに開口させているため、エンジン排気及び排気音が運転者に届き難い。

(ｉｉｉ) テールパイプ１３の先端を、開閉ガード１０を開いた状態で同ガード１０の左側端部よりも高い位置で後向きに開口させているため、先端開口１３ａの少なくとも一部が開閉ガード１０の左右一端よりも左右方向の内側に位置しながら、開閉ガード１０を開いた状態でのエンジン運転時に、エンジン排気が開閉ガード１０に当たらない。

とくに、テールパイプ先端を左斜め後向きに開口させたこの実施形態によると、開閉ガード１０を開いた状態でのエンジン運転時に、図６中に矢印で示すようにエンジン排気が、開閉ガード１０の左側端部から外側に外れる方向に排出されるため、エンジン排気が開閉ガード１０に一層当たりにくくなる。

このため、開閉ガード１０の汚損、及び排気音の運転席側への反射を防止することができる。

(ｉｖ) 開閉ガード１０を左右方向に外膨らみで湾曲させ、テールパイプ先端を同ガード１０の左側端部、つまり、開閉ガード１０を開いた状態で低くなる部分に向けて開口させているため、先端開口１３ａの少なくとも一部が開閉ガード１０の左右一端よりも左右方向の内側に位置するという条件下で、開閉ガード１０を開いた状態でのエンジン運転時にエンジン排気が開閉ガード１０に当たらないようにするために必要なテールパイプの長さ寸法(固定ガードからの突出量Ｌ。図７参照)を最小限に小さくすることができる。

このため、エンジン運転時のテールパイプ１３の振動を抑えて耐久性を高めることができる。

(ｖ) 上記のようにテールパイプ１３と開閉ガード１０の干渉、及びエンジン排気の開閉ガード１０への当たりのおそれがないため、これらの回避策としてエンジンルーム６の背面開口及び開閉ガード１０の幅を小さくする必要がなく、良好なメンテナンス性を確保することができる。

他の実施形態
(１) 図８に示すように、テールパイプ１３が開閉ガード１０と干渉しないという条件下で、テールパイプ１３の先端開口１３ａを、開閉ガード１０の開閉中心軸１１ａよりも後方に位置させてもよい。

つまり、テールパイプ１３の先端曲げ部を、図７の状態からそのまま図の左側斜め上向きに延長させてもよい。

こうすれば、開閉ガード１０を閉じた状態でのエンジン運転時に、開閉ガード１０を含めた上部旋回体後端部のエンジン排気による汚損防止効果が一層高くなる。また、排気音が運転者により届き難くなる。

(２) 上記実施形態では、テールパイプ先端を左斜め後向きで、かつ、やや上向きに開口させたが、エンジン排気が開き状態の開閉ガード１０に全く当たらない、あるいは殆ど当たらないという条件下で、左斜め後向きに水平に、または後向きで水平もしくはやや上向きに開口させてもよい。

(３) 上記実施形態では、エンジン７の左側にマフラー８及びテールパイプ１３が配置されるショベルを適用対象としたが、本発明はエンジン７の右側にマフラー８及びテールパイプ１３が配置されるショベルに対しても、またショベル以外であってショベルと同様の機器配置をとる建設機械にも上記同様に実施することができる。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体(機体)
Ｏ 機体左右方向の中心線
４ 運転席が設けられたキャビン
５ エンジンルームを形成するカウンタウェイト
６ エンジンルーム
７ エンジン
８ マフラー
９ 固定ガード
１０ 開閉ガード
１１ ヒンジ
１１ａ ヒンジ中心軸(開閉中心となる水平軸)
１３ テールパイプ
１３ａ 先端開口

Claims (5)

1. 機体の前部に運転席、後部にエンジンが収容されるエンジンルームがそれぞれ設けられ、上記エンジンルームは上面及び背面が開口し、上面開口が固定ガードによって、背面開口が開閉ガードによってそれぞれ覆われ、上記開閉ガードは、上端部に設けられた開閉中心軸まわりに上下方向に回動して上記背面開口を開閉するように構成された建設機械のエンジン排気装置において、上記開閉ガードを、閉じ状態で上から見て左右方向の中間部が最も後方に位置する湾曲状に形成し、上記エンジンのマフラーから上向きに延設されたテールパイプを、上記開閉ガードの左右一端部に臨む位置で上記固定ガードを上下方向に貫通して上記エンジンルームの上方に導出し、このテールパイプの先端を、
   (Ｉ) 上記開閉ガードの開閉軌跡と干渉しない範囲で最大限後方において、
   (ＩＩ) 上記開閉ガードが開いた状態で上記開閉ガードの左右一端部よりも高い位置で、
   (ＩＩＩ) 後向きに
   開口させたことを特徴とする建設機械のエンジン排気装置。
2. 上記テールパイプの先端を、上記機体の左右方向の中心線に対して外向きとなる斜め後向きに開口させ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排気装置。
3. 上記テールパイプを、上記開閉ガードの開閉中心軸よりも前方位置で上記固定ガードを貫通して上方に突出する状態で設け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排気装置。
4. 上記テールパイプを、上記先端開口の少なくとも一部が上記開閉ガードの左右一端よりも左右方向の内側に位置する状態で設け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排気装置。
5. 上記テールパイプを、上記先端開口が上記開閉ガードの開閉中心軸よりも後方に位置する状態で設け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排気装置。

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