JP2013253374A - 建設機械の吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】減音及び整流効果を発揮するダクト構成をとりながら、構造が簡単でコストも安くてすみ、しかも簡単に内部清掃できるようにする。
【解決手段】上部旋回体２１の右側に設けられた機器室２７の側面を覆うガードパネル２９の一部に、内側及び外側両パネル３０，３１から成る二重パネル部分３２を設ける。外側パネル３１は開閉パネルとして構成し、この外側パネル３１を、閉じ状態で内側パネル３０に重ね合わせることにより、二重パネル部分３２において吸気口３５とダクト部３６と空気導入口３４を形成し、外部から吸気口３５に吸い込んだ冷却空気をダクト部３６、空気導入口３４経由で熱交換器２５に導くように構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は外部から導入した冷却空気を熱交換器に導く建設機械の吸気構造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が地面に対して鉛直となる軸(旋回中心Ｏ)の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。

この明細書において、「前後」及び「左右」の方向性は、上部旋回体２に設置されたキャビン４内から見た方向性をいう。

ショベルにおいては、図８にも示すように上部旋回体２の後部に第１の機器収容空間としてのエンジンルーム５を設け、このエンジンルーム５にエンジン６、油圧ポンプ７、冷却ファン８、熱交換器(ラジエータ、オイルクーラ等)９を左右に並設し、冷却ファン８の回転により外部から冷却空気を導入して熱交換器９に通すように構成している。

図８中、１０はエンジンルーム５の後方(上部旋回体２の後端)に設置されたカウンタウェイトである。

また、上部旋回体２の右側(キャビン４と反対側)に、第２の機器収容空間としての機器室１１がエンジンルーム５と通じる状態で前後方向に設けられ、この機器室１１に他の機器類(たとえばタンク類やバルブ類、バッテリ等)が設置される。

このショベルにおいて、外部から冷却空気を吸い込む吸気口からのエンジン騒音(エンジン音、ポンプ音、ファン音等の総称)の漏れを小さくし、かつ、冷却空気の流れを整える整流効果を得る手段として、特許文献１に示されているように、吸気用のダクトを、上部旋回体２について予め設定された旋回半径ｒ(図８中、Ｏは旋回中心である)を持った旋回円Ａに沿って湾曲状に設け、冷却空気をこのダクト内に通すことによって減音効果と整流効果を発揮させる技術が提案されている。

特開平４−５５５２７号公報

ところが、上記公知技術によると、ダクトを新たに構築しなければならないため、吸気構造が複雑化し、大幅なコストアップを招く。

また、ダクトは四周が閉塞された湾曲状の狭いトンネルであるため、内部の清掃が困難で、塵埃や異物が堆積し易く、時間経過とともに通風抵抗が増して通風性能が悪化するおそれがある。

そこで本発明は、減音及び整流効果を発揮するダクト構成をとりながら、構造が簡単でコストも安くてすみ、しかも内部清掃が簡単な建設機械の吸気構造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、下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、上記上部旋回体にはガードパネルで覆われた機器収容空間が設けられるとともに、この機器収容空間にエンジン、冷却ファン及び熱交換器が設けられ、上記冷却ファンの回転により外部から上記機器収容空間に導入された冷却空気を上記熱交換器に通すように構成された建設機械の吸気構造において、次の(ｉ)〜(ｉｉｉ)のすべての要件を満足するものである。

(ｉ) 上記ガードパネルの少なくとも一部に、内側パネルと外側パネルから成る二重パネル部分を備えていること。

(ｉｉ) 上記内側及び外側両パネルのうち少なくとも外側パネルは、ヒンジにより一端側を支点として外向きに開く開閉パネルとして構成され、この外側パネルが、閉じ状態で上記内側パネルの外側に間隔を置いて重なり合って上記二重パネル部分が構成されること。

(ｉｉｉ) 上記二重パネル部分において、上記開閉パネルの遊端側で外部に開口して冷却空気を吸い込む吸気口と、この吸気口から吸い込んだ冷却空気の通路となるダクト部と、このダクト部を通った空気を上記吸気口と反対側で上記機器収容空間に導入する空気導入口が形成されること。

この構成によれば、機器収容室(機器室またはエンジンルーム)を構成するのに元々必要なガードパネルの少なくとも一部を二重パネル構造として吸気用のダクトを構築するため、公知技術と比べて吸気構造が簡単となり、製作が容易でコストも安くてすむ。

また、内側及び外側両パネルのうち少なくとも外側パネルを開閉パネルとしているため、この開閉パネルを開いた状態でダクト部の内部を外部から簡単に清掃することができる。

この場合、上記空気導入口を、上記開閉パネルを開いた状態で上記機器収容空間を外部に開口させるメンテナンス口となる状態で形成するのが望ましい(請求項２)。

こうすれば、機器収容空間に設置された機器のメンテナンスを空気導入口を介して外部から行うことができる。

本発明において、上記機器収容空間として、上部旋回体の後部に上記エンジン、冷却ファン、熱交換器が収容されるエンジンルームを設けるとともに、上記上部旋回体の左右一側に他の機器が収容される機器室を上記エンジンルームに通じる状態で設け、上記機器室の側面を形成するガードパネルに上記二重パネル部分を設けるのが望ましい(請求項３)。

このように、障害物がなくて外部からアクセスし易い機器室側面にダクト部を備えた二重パネル部分を構成することにより、吸気構造がより構築し易くなるとともに内部清掃が一層容易となる。

また本発明においては、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記内側及び外側両パネルを、互いに反対側の端部を支点として開閉する開閉パネルとして構成し、この両パネルを閉じ状態で重ね合わせて上記二重パネル部分を構成するのが望ましい(請求項４)。

この構成によれば、両パネルが開閉することによって、ダクト部内の清掃及び機器類のメンテナンスが一層容易となる。

この場合、請求項２の構成と組み合わせれば、両パネルを開いた状態で空気導入口(メンテナンス口)の開口面積を大きくとることができるため、機器類のメンテナンスが一層容易となる。

本発明においては、請求項１〜４のいずれかの構成において、上記内側及び外側両パネルを、上記上部旋回体の旋回方向に並設することによって上記二重パネル部分を構成するのが望ましい(請求項５)。

この構成によれば、ダクト部に、減音効果と空気の整流効果を得るのに必要十分な長さを容易に確保することができる。

本発明においては、請求項１〜５のいずれかの構成において、上記内側パネルを内向きに凹む凹状に形成し、この内側パネルの凹みを外側から塞ぐ状態で上記外側パネルを設けることによって上記二重パネル部分を構成するのが望ましい(請求項６)。

この構成によれば、ガードパネルの一部に二重パネル部分を構成する場合に、外側パネルを閉じた状態で二重パネル部分が他の部分とほぼ面一となるため、外観上の体裁が良い。

また、吸気構造全体を、予め設定された上部旋回体の旋回円内に収め易くなる。いいかえれば、吸気構造を、旋回円からはみ出さず、しかも機器収容空間を大きく減殺しないで構築することができる。

本発明においては、上記外側パネルを、開閉支点が上記熱交換器に近い側に位置し、遊端部が熱交換器から遠い側に位置する状態で設け、上記空気導入口から上記機器収容空間に入った冷却空気がストレートに上記熱交換器に向かうように構成してもよいし(請求項７)、これとは逆に、上記外側パネルを、開閉支点が上記熱交換器から遠い側に位置し、遊端部が熱交換器に近い側に位置する状態で設け、上記空気導入口から上記機器収容空間に入った冷却空気がＵターンして上記熱交換器に向かうように構成してもよい(請求項８)。

請求項７の構成によれば、冷却空気がストレートに熱交換器に向かうため、通風抵抗が少なく、とくに冷却ファンの吸い込み能力が低い機械において有利となる。

これに対し請求項８の構成によれば、冷却空気の経路長を長くとることができるため、より高い減音効果を得ることができる。

本発明によると、減音及び整流効果を発揮するダクト構成をとりながら、構造が簡単でコストも安くてすみ、しかも内部清掃が簡単となる。

本発明の第１実施形態に係る吸気構造を備えたショベルの上部旋回体の斜視図である。 同側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 同ＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。 本発明の第２実施形態を示す図４相当図である。 本発明の第３実施形態を示す図４相当図である。 本発明の適用対象であるショベルの一部を切り開いた概略側面図である。 同ショベルにおける上部旋回体の一部を切り開いた概略平面図である。

本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。

実施形態はショベルを適用対象としている。

このショベルにおいて、次の点は図８に示す従来技術と同じである。

(ａ) 上部旋回体２１の後部に第１の機器収容空間としてのエンジンルーム２２(図４〜図６参照)が設けられ、このエンジンルーム２２にエンジン２３、油圧ポンプ(図示しない)、冷却ファン２４、熱交換器２５が左右に並設され、冷却ファン２４の回転により外部から冷却空気を導入して熱交換器２５に通すように構成される点。

(ｂ) 上部旋回体２１の前部左側にキャビン２６が設置される一方、上部旋回体２１の右側に第２の機器収容空間としての機器室２７がエンジンルーム２２と通じる状態で前後方向に設けられ、この機器室２７に図示しないタンク類やバルブ類等の他の機器類が設置される点。

(ｃ) 上部旋回体２１の後端部(エンジンルーム２２の後方)に、予め設定された旋回半径ｒを持った旋回円Ａに沿ってカウンタウェイト２８が設けられる点。

第１実施形態(図１〜図４参照)
機器室２７の右側面を形成する側面ガードパネル２９の前後方向の中間部に、内側パネル３０と外側パネル３１が旋回円Ａ内で重なり合う状態で旋回方向に並設されて成る二重パネル部分３２が設けられている。

内側パネル３０は、ガードパネル２９の本体の一部として同本体を部分的に大略四角形に凹ませることによって凹状の固定パネルとして形成されている。

外側パネル３１は、ガードパネル本体とは別体のパネルとして、後端部(熱交換器２５に近い側の端部)がヒンジ３３(図４参照)によって鉛直軸まわりに回動可能に枢着されている。

すなわち、外側パネル３１は、後端部を支点として図４中二点鎖線で示すように外向きに開く開閉パネルとして構成され、閉じ状態で、その遊端側である前半部が内側パネル３０の凹みを外側から塞ぐ状態で設けられて二重パネル部分３２が構成される。

この閉じ状態で、外側パネル３１はガードパネル２９の本体(内側パネル３０以外の部分)とほぼ面一、つまり、内側パネル３０に対し凹みの深さ相当の間隔を置いて対向する状態となる。

また、外側パネル３１は前半部のみが内側パネル３０と重なり、同パネル３１の支点側端部と内側パネル３０の後端部の間に、後向き、すなわち熱交換器２５に向かって開口する空気導入口３４が形成される。

この空気導入口３４は、機器室２７に設置された機器類のメンテナンスを行うためのメンテナンス口を兼ねる状態で形成されている。

すなわち、空気導入口３４は、二重パネル部分３２の全高範囲に亘る高さ寸法と十分な間口寸法を持って形成され、外部から機器類のメンテナンスを行うのに必要十分な開口面積が確保されている。

こうして、二重パネル部分３２において、外側パネル３１の遊端側で外部に開口する吸気口３５と、この吸気口３５から後方に延びる空気通路としてのダクト部３６と、吸気口３５と反対側(外側パネル３１の基端側＝二重パネル部分３２の後端部)で機器室２７に開口する空気導入口３４が形成され、冷却ファン２４の回転により、図４中に矢印で示すように外部から冷却空気が吸気口３５に吸い込まれ、ダクト部３６を通って空気導入口３４から熱交換器２５の吸気面２５ａに導かれるように構成されている。

図３中、３７は外側パネル３１を閉じた状態での二重パネル部分３２の気密性を高めるために同パネル３１の端縁部内側に設けられたシール部材、３８は機器室２７の底面となる上部旋回体２１のアッパーフレーム底板である。

この構成によると、次の効果を得ることができる。

１) 機器室２７を構成するのに元々必要なガードパネル２９の一部を二重パネル構造として、吸気口３５とダクト部３６と空気導入口３４を持った吸気用のダクトを構築するため、減音及び整流効果を発揮するダクト構成をとりながら、公知技術と比べて吸気構造が簡単となり、製作が容易でコストも安くてすむ。

２) 二重パネル部分３２の外側パネル３１を開閉パネルとしているため、同パネル３１を開いた状態でダクト部内部(内側及び外側両パネル３０，３１の内面)を外部から簡単に清掃することができる。

このため、ダクト部内に塵埃や異物が堆積し、時間経過とともに通風抵抗が増して通風性能が悪化するおそれがない。

３) 吸気構造を、障害物がなくて外部からアクセスし易い機器室２７の側面に設けているため、吸気構造がより構築し易くなるとともに内部清掃が一層容易となる。

４) 空気導入口３４が熱交換器２５に向かって開口しているため、空気導入口３４から機器室２７に入った冷却空気がストレートに熱交換器吸気面２５ａに向かう。

このため、通風抵抗が少なく、とくに冷却ファン２４の吸い込み能力が低い機械において有利となる。

５) 空気導入口３４がメンテナンス口を兼ねるため、外側パネル３１を開いて空気導入口３４を外部に開口させた状態で、機器室２７に設置された機器類のメンテナンスを外部から容易に行うことができる。

６) 内側及び外側両パネル３０，３１を、上部旋回体２１の旋回方向に並設することによって二重パネル部分３２を構成しているため、ダクト部３６に、減音効果と空気の整流効果を得るのに必要十分な長さを容易に確保することができる。

７) 内側パネル３０を内向きに凹む凹状に形成し、この内側パネル３０の凹みを外側から塞ぐ状態で外側パネル３１を設けることによって二重パネル部分３２を構成しているため、外側パネル３１を閉じた状態で二重パネル部分３２が他の部分とほぼ面一となるため、外観上の体裁が良い。

また、吸気構造全体を、予め設定された上部旋回体２１の旋回円Ａ内に収め易くなる。いいかえれば、吸気構造を旋回円Ａからはみ出さず、しかも機器室２７の空間を大きく減殺しないで構築することができる。

第２実施形態(図５参照)
以下の第２、第３実施形態については第１実施形態との相違点のみを説明する。

第２実施形態においては、第１実施形態と同じパネル配置を前提として、内側及び外側両パネル３０，３１が、互いに反対側の端部(内側パネル３０は前端部、外側パネル３１は後端部)を支点として開閉する開閉パネルとして構成され、この両パネル３０，３１が閉じ状態で重なり合うことにより、吸気口３５とダクト部３６と空気導入口３４を備えた二重パネル部分３２が構成される。

図５中、３９は内側パネル３０の開閉支点となるヒンジである。

このように両パネル３０，３１とも開閉パネルとして構成することにより、ダクト部内の清掃及び機器類のメンテナンスが一層容易となる。

また、両パネル３０，３１を開いた状態で、内側パネル３０の分、空気導入口３４の開口面積を拡大させることができるため、機器類のメンテナンスが一層容易となる。

第３実施形態(図６参照)
第３実施形態においては、第１実施形態とは逆のパネル配置として、内側パネル３０がガードパネル後部に、外側パネル３１がガードパネル前部にそれぞれ設けられて二重パネル部分３２が構成されている。

いいかえれば、外側パネル３１は、その開閉支点がガードパネル前部(熱交換器２５から遠い側)に位置し、遊端部がガードパネル後部(熱交換器２５に近い側)に位置する状態で設けられている。

このパネル配置により、空気導入口３４が後向きに形成され、この空気導入口３４から機器室２７に入った冷却空気が内側パネル３０沿いにＵターンして熱交換器２５に向かうように構成されている。

この構成によれば、Ｕターン分だけ冷却空気の経路長を長くとることができるため、より高い減音効果を得ることができる。

なお、この第３実施形態の構成を前提として、第２実施形態のように内側パネル３０を開閉パネルとして構成してもよい。

他の実施形態
(１) 上記実施形態では、内側パネル３０を内向きに凹む凹状に形成し、この内側パネル３０の凹みを塞ぐ状態で外側パネル３１を設けて二重パネル部分３２を構成したが、内側パネル３０をガードパネル２９の本体と面一とし、外側パネル３１を、旋回円Ａからはみ出さない範囲でガードパネル外面に突出する状態で設けて二重パネル部分３２を構成してもよい。

この場合、たとえば外側パネル３１を断面コの字形(遊端部以外の端縁部に水平な折り返し部を持った形状)とすることによって吸気口、ダクト部及び空気導入口を形成することができる。

(２) 上記実施形態では、内側及び外側両パネル３０，３１を上部旋回体２１の旋回方向に並設して二重パネル部分３２を構成したが、両パネルを上下方向に並設して二重パネル部分を構成してもよい。

(３) 上記実施形態では機器室２７の側面ガードパネル２９の一部に二重パネル部分３２を設けたが、このガードパネル２９全体を二重パネル構造としてもよい。

あるいは、機器室２７の上面ガードパネルの一部または全体を、前後方向または左右方向に並設された内側及び外側両パネルから成る二重パネル構造としてもよい。

また、もう一つの機器収容空間であるエンジンルーム２２を覆うガードパネル(とくに上面ガードパネル)に二重パネル部分を設けてもよい。

２１ 上部旋回体
２２ エンジンルーム
２３ エンジン
２４ 冷却ファン
２５ 熱交換器
２７ 機器収容空間としての機器室
２９ 機器室の側面を覆うガードパネル
３０ 内側パネル
３１ 外側パネル
３２ 二重パネル部分
３３ 外側パネルの開閉支点となるヒンジ
３４ 空気導入口
３５ 吸気口
３６ ダクト部

Claims (8)

1. 下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、上記上部旋回体にはガードパネルで覆われた機器収容空間が設けられるとともに、この機器収容空間にエンジン、冷却ファン及び熱交換器が設けられ、上記冷却ファンの回転により外部から上記機器収容空間に導入された冷却空気を上記熱交換器に通すように構成された建設機械の吸気構造において、次の(ｉ)〜(ｉｉｉ)のすべての要件を満足することを特徴とする建設機械の吸気構造。
   (ｉ) 上記ガードパネルの少なくとも一部に、内側パネルと外側パネルから成る二重パネル部分を備えていること。
   (ｉｉ) 上記内側及び外側両パネルのうち少なくとも外側パネルは、ヒンジにより一端側を支点として外向きに開く開閉パネルとして構成され、この外側パネルが、閉じ状態で上記内側パネルの外側に間隔を置いて重なり合って上記二重パネル部分が構成されること。
   (ｉｉｉ) 上記二重パネル部分において、上記開閉パネルの遊端側で外部に開口して冷却空気を吸い込む吸気口と、この吸気口から吸い込んだ冷却空気の通路となるダクト部と、このダクト部を通った空気を上記吸気口と反対側で上記機器収容空間に導入する空気導入口が形成されること。
2. 上記空気導入口を、上記開閉パネルを開いた状態で上記機器収容空間を外部に開口させるメンテナンス口となる状態で形成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の吸気構造。
3. 上記機器収容空間として、上部旋回体の後部に上記エンジン、冷却ファン、熱交換器が収容されるエンジンルームを設けるとともに、上記上部旋回体の左右一側に他の機器が収容される機器室を上記エンジンルームに通じる状態で設け、上記機器室の側面を形成するガードパネルに上記二重パネル部分を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の吸気構造。
4. 上記内側及び外側両パネルを、互いに反対側の端部を支点として開閉する開閉パネルとして構成し、この両パネルを閉じ状態で重ね合わせて上記二重パネル部分を構成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吸気構造。
5. 上記内側及び外側両パネルを、上記上部旋回体の旋回方向に並設することによって上記二重パネル部分を構成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吸気構造。
6. 上記内側パネルを内向きに凹む凹状に形成し、この内側パネルの凹みを外側から塞ぐ状態で上記外側パネルを設けることによって上記二重パネル部分を構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械の吸気構造。
7. 上記外側パネルを、開閉支点が上記熱交換器に近い側に位置し、遊端部が熱交換器から遠い側に位置する状態で設け、上記空気導入口から上記機器収容空間に入った冷却空気がストレートに上記熱交換器に向かうように構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の建設機械の吸気構造。
8. 上記外側パネルを、開閉支点が上記熱交換器から遠い側に位置し、遊端部が熱交換器に近い側に位置する状態で設け、上記空気導入口から上記機器収容空間に入った冷却空気がＵターンして上記熱交換器に向かうように構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の建設機械の吸気構造。

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