JP2014144678A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】防塵ネットから落下した塵埃が再びエンジン室内に舞い上がるのを防止することができる作業機械の提供。
【解決手段】作業機械は、エンジン室２６に配置されたエンジン２０と、エンジン２０を冷却する冷却風を生成する冷却ファン２１と、エンジン室カバーの一部を構成し、開閉可能に設けられるとともに通風開口を有するドアカバー２６２と、通風開口２６２ａと冷却ファン２１との間の冷却風通路に配置された熱交換器ユニット２２と、通風開口２６２ａから流入した冷却風が通過するようにドアカバー２６２のエンジン室側の面に取り付けられ、流入した冷却風中の塵埃を捕獲する防塵ネット２７と、防塵ネット２７の下方に設けられ、防塵ネット２７から離脱した塵埃を該防塵ネット２７とドアカバー２６２との間の領域において捕集する捕集ボックス２８と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、建設機械や鉱山機械等の作業機械に関する。

建設機械等の作業機械では、動力源としてエンジンで油圧ポンプを駆動し、作動油を例えば油圧シリンダーに圧送して各アクチュエータを動作させている。エンジンや油圧ポンプを稼働させると、エンジンや作動油に熱が発生する。そのため、ラジエータやオイルクーラ等の熱交換器を設置して冷却ファンで通風することにより、エンジン冷却水や熱を帯びた作動油の冷却を行っている。

このような作業機械においては、冷却ファンによって吸い込まれる空気中の塵埃を除去するために、防塵ネットを備えている。例えば、特許文献１に記載の作業機械では、熱交換器ユニットの上流側に近接して防塵ネットが配置され、防塵ネットとドアカバーとの間はバッテリ等が配置される領域となっている。

特開２０１１−２５８９６号公報

しかしながら、防塵ネットにより捕集された塵埃は、冷却ファンを停止すると防塵ネットから落下し、防塵ネットとドアカバーとの間のバッテリ配置領域に溜まることになる。バッテリ配置領域に溜まった塵埃は、冷却ファンが再び起動されると舞い上がり、防塵ネットに再び捕集される。そのため、冷却風が防塵ネットを通過し難くなり、冷却風の風量が減少するという問題があった。また、エンジン室のバッテリ配置領域内に塵埃が舞い上がることで、バッテリ配置領域が塵埃によって汚れてしまうという問題もあった。

請求項１の発明による作業機械は、エンジン室に配置されたエンジンと、エンジンを冷却する冷却風を生成する冷却ファンと、エンジン室カバーの一部を構成し、開閉可能に設けられるとともに第１通風開口を有するドアカバーと、第１通風開口と前記冷却ファンとの間の冷却風通路に配置された熱交換器ユニットと、第１通風開口から流入した冷却風が通過するようにドアカバーのエンジン室側の面に取り付けられ、流入した冷却風中の塵埃を捕獲する防塵ネットと、防塵ネットの下方に設けられ、防塵ネットから離脱した塵埃を該防塵ネットとドアカバーとの間の領域において捕集する捕集部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の作業機械において、捕集部は、第１通風開口から流入した冷却風が流れる冷却風通路から外れた位置に配置されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の作業機械において、エンジン室カバーの上面には、ドアカバーに近接する位置に冷却風流入用の第２通風開口が形成され、防塵ネットは、第１通風開口から流入した冷却風が通過する第１ネット部と、第２通風開口から流入した冷却風が通過する第２ネット部とを一体に有し、エンジン室カバーは、ドアカバーが閉じられると第２ネット部の端部が挿入され、かつ、ドアカバーが開かれると挿入されていた前記端部が抜け出る溝部を有するブラケットを備えることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の作業機械において、捕集部には、ドアカバーの開動作に連動して捕集された塵埃を車両外部に排出する排出機構が設けられていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載の作業機械において、排出機構は、ドアカバーの開閉動作に連動して変形し、捕集部の底部開口を開閉する可撓性板部材であって、可撓性板部材は、ドアカバーが閉じるとエンジン室底部との接触により底部開口を塞ぐように変形し、ドアカバーが開くと接触が解消されて底部開口を開放することを特徴とする。

本発明によれば、防塵ネットから落下した塵埃が再びエンジン室内に舞い上がるのを防止することができる。

図１は、本実施の形態の作業機械を示す図である。 図２は、エンジン室カバーを説明する図である。 図３は、エンジン室内に設けられた機器の配置を示す図である。 図４は、ドアカバー２６２に設けられた防塵ネット２７および捕集ボックス２８を示す図である。 図５は、第２の実施の形態を示す図である。 図６は、ドアカバー開閉時に、防塵ネット２７とブラケット３０との関係を説明する図である。 図７は、防塵ネット２７の他の例を示す図である。 図８は、第３の実施の形態を示す図である。 図９は、底板２８１の開閉動作を説明する図である。 図１０は、底板２８１の開閉動作を説明する図である。 図１１は、第４の実施の形態を説明する図である。 図１２は、第４の実施形態の他の例を示す図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明に係る作業機械を示す図であり、油圧ショベルの外観を示す。図１に示す作業機械１０１は、下部走行体１０５の上に上部旋回体１１２を構成するフレーム１０２を備える。フレーム１０２上には、エンジン室２６、カウンタウェイト１０４およびキャビン１０３が設けられている。

また、車体前方には、ブーム１０６、アーム１０８およびバケット１１０を有するフロントアタッチメント１１３が設けられている。アーム１０８はアームシリンダー１０９により駆動される。ブーム１０６はブームシリンダー１０７ａ、１０７ｂにより駆動される。バケット１１０はバケットシリンダー１１１により駆動される。

図２は、フレーム１０２上に形成されたエンジン室２６の外殻を構成するエンジン室カバーを説明する図である。なお、エンジン室に隣接する部分（カウンタウェイト１０４等）については一点鎖線で示した。エンジン室カバーは、大別して、フロント側カバー２６０、カウンタウェイト側カバー２６１、左右側面に設けられたドアカバー２６２，２６３、上カバー２６４，２６５、エンジンの上部を覆うエンジンカバー２６６、および底部カバー２６７等を備えている。ドアカバー２６２は、冷却風取り入れ用の通風開口２６２ａを有し、エンジン室２６内にアクセス可能なように開閉可能とされている。エンジンカバー２６６には、冷却風をエンジン室外へ排出するための通風開口２６６ａが形成されている。

図３は、エンジン室内に設けられた機器の配置を示す図であり、エンジン室２６をカウンタウェイト側から見た図である。エンジン室２６には、エンジン２０、冷却ファン２１、熱交換器ユニット２２が設けられている。熱交換器ユニット２２とドアカバー２６２との間は、バッテリ２４やツールボックス等の配置空間とされている。冷却ファン２１はエンジン２０により回転駆動され、図示左方向から右方向へと流れる冷却風を生成する。冷却ファン２１にはファンシュラウド２３が設けられている。熱交換器ユニット２２は、ファンシュラウド２３の前方、すなわち、通風開口２６２ａと冷却ファン２１との間の冷却風通路中に配置されている。熱交換器ユニット２２には、エンジン冷却水を冷却するラジエータや作動油を冷却するオイルクーラ等の複数の熱交換器が設けられている。

冷却ファン２１が回転すると、エンジン室外の空気がドアカバー２６２の通風開口２６２ａからエンジン室内に吸い込まれ、矢印で示すような冷却風が生成される。ドアカバー２６２のエンジン室側の面には、通風開口２６２ａと対向するように防塵ネット２７が設けられている。防塵ネット２７の下方には、塵埃を捕集するための捕集ボックス２８が設けられている。

図４は、ドアカバー２６２のエンジン室側に設けられた防塵ネット２７および捕集ボックス２８を示す図である。図４に示す例では、防塵ネット２７は、ドアカバー２６２のエンジン室側の面に取り付けられた枠部材２９に、ボルト２７ａを用いて固定されている。なお、捕集ボックス２８は、不図示のボルトや係止部材により枠部材２９またはドアカバー２６２に着脱可能に取り付けられている。

通風開口２６２ａから流入した冷却風は、防塵ネット２７、熱交換器ユニット２２およびファンシュラウド２３を通過し、エンジン２０を冷却した後にエンジンカバー２６６の通風開口２６６ａからエンジン室外へと排出される。 通風開口２６２ａから流入する外気には種々の大きさの塵埃が混入しているが、防塵ネット２７の孔径よりも大きな塵埃は防塵ネット２７により捕獲されることになる。冷却ファン２１が停止されて冷却風が止むと、防塵ネット２７により捕獲された塵埃の一部は自重や車両振動等によって防塵ネット２７から脱離し、捕集ボックス２８内に落下する。

なお、枠部材２９は、防塵ネット２７が取り付けられる枠２９ａと、ドアカバー２６２に固定されるアングル２９ｂとを有している。枠２９ａは、捕集ボックス２８が配置される下辺部を除く防塵ネット２７の３辺を固定するように設けられ、それぞれ防塵ネット２７に対してドアカバー側に突出している。このような構造とすることで、枠２９ａは、防塵ネット２７の３辺部分から塵埃が落ちるのを防止している。また、捕集ボックス２８は、図３に示すように、冷却風の主流よりも下側に設けられているので、捕集ボックス２８内の塵埃が冷却風によって舞い上がるのを防止できる。

ここで、冷却風の主流とは、図３の破線で挟まれた領域Ａ（図示上下方向に関して）、すなわち通風開口２６２ａから冷却ファン２１へと向かう冷却風の大部分が流れる冷却風通路、を流れる冷却風を指す。領域Ａの上下の破線は、通風開口の上下端と冷却ファン２１の上下端とを結ぶ直線である。この破線の外側の冷却風は破線の内側の冷却風に比べて流れが穏やかなので、下側破線よりも下側に捕集ボックス２８を配置することで、捕集ボックス２８内の塵埃の舞い上がりを防止できる。

従来は、熱交換器ユニット２２の上流側近傍（熱交換器ユニット２２とバッテリ２４との間）に防塵ネットが配置されていたので、熱交換器ユニット２２や防塵ネットでの反射等により形成された領域Ａ外の冷却風の流れによって、バッテリ２４と防塵ネットとの間に溜まった塵埃が舞い上がるという問題があった。

しかし、本実施の形態では、防塵ネット２７はドアカバー２６２のエンジン室側の面に取り付けられ、捕集ボックス２８は、防塵ネット２７を離脱した塵埃を、防塵ネット２７とドアカバー２６２との間の下方において捕集する。防塵ネット２７は、わずかな隙間を空けてドアカバー２６２に近接して配置されているので、この隙間空間での冷却風の乱れは非常に小さい。そのため、図３のような位置に捕集ボックス２８を配置することで、冷却風がボックス内に入って塵埃を舞い上がらせるのを防止することができる。また、防塵ネット２７の下端は領域Ａの下側破線よりも下側となるように設定されるので、捕集ボックス２８は領域Ａの外側に配置されることになり、塵埃の舞い上がりを確実に防止することができる。

−第２の実施の形態−
図５は本発明の第２の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、図５に示すように上カバー２６４にも通風開口２６４ａが形成されている場合の、防塵ネット２７について説明する。防塵ネット２７は、ドアカバー２６２の通風開口２６２ａに対向する領域だけでなく、上カバー２６４の通風開口２６４ａに対向する領域まで延在するように形成されている。すなわち、防塵ネット２７は、通風開口２６２ａに対向するネット部２７１と、ネット部２７１からさらに上方に延在するネット部２７２とを有している。このような構成とすることで、通風開口２６２ａから流入した冷却風はネット部２７１を通過し、通風開口２６４ａから流入した冷却風はネット部２７２を通過する。

図５はドアカバー２６２を閉じた状態を示しており、この状態においては、ネット部２７２は、上カバー２６４の通風開口２６４ａに対向している。そして、ネット部２７２の端部は、上カバー２６４の内周面側に設けられたブラケット３０の溝３０ａ（図６参照）内に収まっている。このように、ネット部２７２の上端がブラケット３０の溝３０ａ内に収納される構成としたことにより、ネット部２７２の先端を回り込んで熱交換器ユニット側に漏れる冷却風を抑えることができる。また、振動や冷却風の力で、ネット部２７２が大きく振動したり内側に大きく変位したりするのを防止している。

図６は、ドアカバー２６２を開閉した場合の防塵ネット２７とブラケット３０との関係を説明する図である。ドアカバー２６２は、図６（ａ）の矢印方向に閉じられる。ドアカバー２６２が完全に閉じられると、図６（ｂ）の破線丸印内の拡大図に示すようにネット部２７２の先端部分は、ブラケット３０の溝３０ａ内に収納される。

通風開口２６４ａからエンジン室内に流入した冷却風は、ネット部２７２を通過した後に、熱交換器ユニット２２を通過する。ネット部２７２で捕獲された塵埃３００の一部は自重や車両振動等によって防塵ネット２７から脱離し、防塵ネット２７の上面を破線矢印のように転がり落ち、捕集ボックス２８内に落下する。そのため、第２の実施の形態では、枠部材２９に設けられた枠２９ａは、ネット部２７１の左右両辺に対して設けられ、上辺部分および下辺部分には設けられていない。

なお、図５に示す例では、枠２９ａをドアカバー側に突出させることで、捕獲した塵埃が防塵ネット２７の側方に溢れ落ちるのを防止している。しかし、枠２９ａを突出させる代わりに、図７に示すように、防塵ネット２７の左右両側に折れ曲がり部２７３を形成して、枠２９ａと同様の機能を持たせるようにしても良い。

以上のように、本実施の形態においては、上述した第１の実施の形態で奏する作用効果に加えて、以下のような作用効果を奏する。すなわち、上カバー２６４にも通風開口２６４ａが形成されている本実施の形態では、第１のネット部２７１と第２のネット部２７２とを設け、防塵ネット２７を通風開口２６４ａと対向する領域まで延在させるようにする。さらに、図６に示すように、ネット部２７２の先端を、ブラケット３０の溝３０ａ内に挿入する構成とすることで、ネット部２７２の先端を回り込むようにして冷却風がエンジン室内に流れ込むのを、防止することができる。その結果、捕集ボックス２８に捕集された塵埃の舞い上がりを防止でき、舞い上がった塵埃によるエンジン室内の汚れを防止できる。

なお、図６（ｂ）に示すようにネット部２７２の先端を溝３０ａの底面に当接させることで、冷却風の回り込みを確実に防止することができるが、若干隙間があっても回り込みを十分に防止することができる。ネット部２７１、２７２は一体に形成されているので、防塵ネット２７をドアカバー２６２に取り付ける際の工数増加を避けられる。

−第３の実施の形態−
図８は本発明の第３の実施の形態を示す図である。本実施の形態における捕集ボックス２８は、ドアカバー２６２の開閉に連動して捕集ボックス２８内の塵埃を自動的に排出するように構成されている。捕集ボックス２８の底板２８１は、ヒンジ等を用いて開閉可能に取り付けられている。図８に示すようにドアカバー２６２を閉じた状態では、底板２８１は、フロント側カバー２６０に設けられた支持部材２８２ａおよびカウンタウェイト側カバー２６１に設けられた支持部材２８２ｂにより支持され、閉じた状態となっている。

図９、１０は、ドアカバー２６２の開閉に連動した底板２８１の開閉動作を説明する図である。図１０（ａ）は図９の状態Ｂ１を示したものであり、図１０（ｂ）は図９の状態Ｂ２を示したものであり、図１０（ｃ）は図９の状態Ｂ３を示したものである。

状態Ｂ１は、ドアカバー２６２が閉じた状態を示している。状態Ｂ１においては、底板２８１は支持部材２８２ａ，２８２ｂの上面により支持され、完全に閉じた状態になっている。ドアカバー２６２を開いて状態Ｂ２にすると、底板２８１が支持部材２８２ａの斜面２８２０上に乗り、底板２８１が開き始める。なお、この時点では、底板２８１は他方の支持部材２８２ｂからは完全に外れている。さらにドアカバー２６２を開いて状態Ｂ３にすると、底板２８１が支持部材２８２ａの斜面２８２０上から完全に外れ、底板２８１が９０（deg）開いた状態となる。なお、斜面２８２０は支持部材２８２ａだけに形成されており、この斜面２８２０を形成したことにより、底板２８１のスムーズな開閉を行うことができる。ドアカバー２６２を閉じる動作を行うと、上述した手順とは逆の手順をたどって、底板２８１が閉じられる。

本実施の形態においては、上述した第１および第２の実施の形態で奏する作用効果に加えて、以下のような作用効果を奏する。本実施の形態では、捕集ボックス２８の底板２８１を開閉可能に構成し、ドアカバー２６２に設けられた支持部材２８２ａ，２８２ｂで支持することで底板２８１を閉状態とする構成とした。そのため、上述のようにドアカバー２６２の開動作に連動して底板２８１が開いて、捕集ボックス２８内の塵埃３００が車両外部に自動的に排出される。すなわち、底板２８１は、ドアカバー２６２の開動作に連動して塵埃３００を排出する機構を構成している。そのため、捕集ボックス２８をドアカバー２６２から外して、捕集された塵埃３００を捨てる手間が省ける。

−第４の実施の形態−
図１１は、本発明の第４の実施の形態を説明する図である。上述した第１〜３の実施形態では、防塵ネット２７により捕獲された塵埃３００は、防塵ネット２７の下方に設けられた捕集ボックス２８によって捕集される構成とした。本実施の形態では、上述のように、捕集ボックス２８を付加することなく塵埃を捕集する捕集部を構成するようにした。

図１１（ａ）はドアカバー２６２を熱交換器ユニット２２側から見た図であり、図１１（ｂ）はＢ−Ｂ断面図であり、図１１（ｃ）はドアカバー２６２を開いた状態を示す。図１１に示す例では、防塵ネット２７の下部に柔軟な可撓性板部材３１が帯状に設けられ、ドアカバー２６２、防塵ネット２７、枠２９ａおよび可撓性板部材３１で囲まれた領域（捕集部）に塵埃３００が捕集される。可撓性板部材３１としては、例えば、ラバーシート等が用いられる。図１１（ａ），（ｂ）に示すようにドアカバー２６２が閉じた状態では、可撓性板部材３１の下端はフレーム１０２の上面に接触しており、塵埃３００が捕集部からエンジン室内（防塵ネット２７の図示右側の領域）に漏れ出ることはない。

図１１（ｃ）に示すようにドアカバー２６２を開いてドアカバー２６２を矢印方向に移動すると、可撓性板部材３１がフレーム１０２上から外れ、互の接触が解消される。円弧状に変形していた可撓性板部材３１は、自重と塵埃３００の重さとにより平面形状になり、捕集部底部の開口３１０が開くことになる。その結果、捕集部内の塵埃３００は、車両外へ排出される。

図１２は、第４の実施形態の他の例を示す図である。図１２（ａ）はドアカバー２６２を熱交換器ユニット２２側から見た図であり、図１２（ｂ）はＣ−Ｃ断面図であり、図１２（ｃ）はドアカバー２６２を開いた状態を示す。図１２に示す例では、図１１に示した可撓性板部材３１に代えて、防塵ネット２７の下端に、防塵ネット２７の下辺に沿って延在するブラシ３２を配置した。ブラシ３２の下端（先端）はフレーム１０２に接触している。ドアカバー２６２が閉じた状態においては、塵埃３００は、ドアカバー２６２、防塵ネット２７、枠２９ａ、ブラシ３２およびフレーム１０２で囲まれた領域（捕集部）に捕集される。すなわち、塵埃３００はフレーム１０２上に堆積する。

図１２（ｃ）に示すようにドアカバー２６２を開いてドアカバー２６２を矢印方向に移動すると、ブラシ３２はフレーム１０２上を掃くようにドアカバーと一体に移動する。ブラシ３２とドアカバー２６２との間の塵埃３００も、ドアカバー２６２と一緒にフレーム１０２上を移動し、図１２（c）のようにドアカバー２６２がフレーム１０２の外側に移動すると、塵埃３００はフレーム１０２上から車両外に落下する。すなわち、塵埃３００は、捕集部から排出されることになる。

なお、図１１に示す可撓性板部材３１を用いる場合でも、ドアカバー２６２が閉じた状態のときに、可撓性板部材３１がほぼ垂直状態で先端がフレーム１０２に接触するような構成としても良い。その場合、塵埃３００はフレーム１０２上に堆積するようなかたちで捕集される。ドアカバー２６２を開くと、可撓性板部材３１は、その先端がフレーム１０２の上面を掃くように移動する。その結果、図１２の場合と同様に、フレーム１０２上に堆積した塵埃は車両外に排出される。

本実施の形態では、ドアカバー２６２の下部に可撓性板部材３１やブラシ３２を設けたことにより、上述した第３の実施の形態と同様に、捕集ボックス２８を用いることなく塵埃３００を捕集する捕集部を形成することができるとともに、ドアカバー２６２の開動作に伴って塵埃３００を自動的に車両外部に放出することができる。特に、図１１の構成の場合には、可撓性板部材３１を１枚取り付けるだけで良いので、コストアップを極力抑えることができる。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。例えば、上述した実施の形態では油圧ショベルを例に説明したが、本発明は、油圧ショベルに限らず種々の作業機械（建設機械、鉱山機械等）にも同様に適用することができる。

２０：エンジン、２１：冷却ファン、２２：熱交換器ユニット、２６：エンジン室、２７：防塵ネット、２８：捕集ボックス、２９：枠部材、３０：ブラケット、３０ａ：溝、３１：可撓性板部材、１０１：作業機械、２６０：フロント側カバー、２６１：カウンタウェイト側カバー、２６２，２６３：ドアカバー、２６２ａ、２６４ａ，２６６ａ：通風開口、２６４，２６５：上カバー、２６６：エンジンカバー、２６７：底部カバー、２８１：底板、２８２ａ，２８２ｂ：支持部材

Claims (5)

1. エンジン室に配置されたエンジンと、
   前記エンジンを冷却する冷却風を生成する冷却ファンと、
   エンジン室カバーの一部を構成し、開閉可能に設けられるとともに第１通風開口を有するドアカバーと、
   前記第１通風開口と前記冷却ファンとの間の冷却風通路に配置された熱交換器ユニットと、
   前記第１通風開口から流入した冷却風が通過するように前記ドアカバーのエンジン室側の面に取り付けられ、前記流入した冷却風中の塵埃を捕獲する防塵ネットと、
   前記防塵ネットの下方に設けられ、前記防塵ネットから離脱した塵埃を該防塵ネットと前記ドアカバーとの間の領域において捕集する捕集部と、を備えた作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記捕集部は、前記第１通風開口から流入した冷却風が流れる前記冷却風通路から外れた位置に配置されていることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１または２に記載の作業機械において、
   前記エンジン室カバーの上面には、前記ドアカバーに近接する位置に冷却風流入用の第２通風開口が形成され、
   前記防塵ネットは、前記第１通風開口から流入した冷却風が通過する第１ネット部と、前記第２通風開口から流入した冷却風が通過する第２ネット部とを一体に有し、
   前記エンジン室カバーは、前記ドアカバーが閉じられると前記第２ネット部の端部が挿入され、かつ、前記ドアカバーが開かれると挿入されていた前記端部が抜け出る溝部を有するブラケットを備えることを特徴とする作業機械。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の作業機械において、
   前記捕集部には、前記ドアカバーの開動作に連動して捕集された塵埃を車両外部に排出する排出機構が設けられていることを特徴とする作業機械。
5. 請求項４に記載の作業機械において、
   前記排出機構は、前記ドアカバーの開閉動作に連動して変形し、前記捕集部の底部開口を開閉する可撓性板部材であって、
   前記可撓性板部材は、前記ドアカバーが閉じるとエンジン室底部との接触により前記底部開口を塞ぐように変形し、前記ドアカバーが開くと前記接触が解消されて前記底部開口を開放することを特徴とする作業機械。

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