JP2016148294A - ラジエータのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法 - Google Patents

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Atsushi Ogata
淳 尾形
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Abstract

【課題】材料費を低く抑えると共に着脱の作業を省力化し得るラジエータのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法を提供する。【解決手段】冷却ファンを設置する通気窓11を有してラジエータの背面を覆うシュラウド本体9に、通気窓11の少なくとも一部を覆うファンガード10を備えてなるラジエータのファンシュラウド構造に関し、シュラウド本体9を通気窓11が上下に分割されるように分割し、上部シュラウドパーツ14と下部シュラウドパーツ15とに分けて構成し、ファンガード10を上部シュラウドパーツ14と一体に構成する。【選択図】図2

Description

本発明は、ラジエータに冷却ファンと共に組み付けてラジエータの冷却を効率良く行うためのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法に関する。
乗用車や建設機械等、各種の車両においては、エンジンの前方にラジエータを設置してエンジンとの間で冷却液を循環させるとともに、ラジエータの後方に隣接した冷却ファンにより外気を取り込み、ラジエータを通過する空気の流れを作り出して外気とラジエータとの間で熱交換を行っている。そして、ラジエータの背面を覆いつつ冷却ファンを取り囲むようにファンシュラウドが設置され、ラジエータから冷却ファンに至る吸気の流れを整え、冷却効率を高めるようになっている。
図6は従来におけるこのようなラジエータのファンシュラウド構造の一例を示すもので、車両に設置したエンジン1の前方に、該エンジン1との間で冷却液を循環させるラジエータ2を備え、さらに該ラジエータ2の後方に隣接するよう、エンジン1とラジエータ2の間に冷却ファン3が配置されている。冷却ファン3はエンジン1の前面に支持されており、冷却ファン3の周囲には、ラジエータ2の背面2aを覆うようにファンシュラウド4が設置されている。尚、Fは車両のフレームを示している。また、エンジン1周辺には、ここに挙げた機器の他に、ラジエータホース等の各種機器類が配置されるが、図6中では図示を省略している。
ファンシュラウド4は、図7に示す如く、金属の板材で形成された箱型のシュラウド本体5と、該シュラウド本体5に取り付けられるファンガード6を備えてなる部品である。シュラウド本体5の背面5aには冷却ファン3(図6参照)と略一致する径の通気窓7が開口しており、背面5aに対向する面(前面)は全面が開口となっている。そして、通気窓7の位置に冷却ファン3が設置されることにより、ファンシュラウド4のシュラウド本体5が冷却ファン3の周囲を取り囲む位置関係となる。
ファンガード6は、メンテナンス時に手などが冷却ファン3に巻き込まれるのを防ぐため、通気窓7に露出した冷却ファン3を覆うための部材であり、通気窓7の少なくとも一部を覆うように図示しないボルト等の固定手段によってシュラウド本体5に取り付けられる。通常、メンテナンス時にはエンジン1や冷却ファン3に対し上方から手や工具を差し込むことになるため、ファンガード6は、例えば図7に示す如く通気窓7の上部を覆う形になっている。ファンガード6は、冷却ファン3による吸気の流れを妨げないよう、例えば図7に示す如く、複数のワイヤを溶接した籠状の部材として形成される。
エンジン1、ラジエータ2および冷却ファン3に対し、図6に示すようにファンシュラウド4を配置することにより、冷却ファン3の回転によってラジエータ2の前方から後方へ向かって引き込まれる外気の流れが冷却ファン3の径方向外側へ逸れることを防止し、ラジエータ2を効率良く冷却することができる。また、エンジン1の周辺に発生する熱気が前方のラジエータ2に接触することを妨げ、エンジン1からの熱気によってラジエータ2が熱せられることも防ぐことができる。
こうしたラジエータのファンシュラウド構造の場合、上記機器類をエンジンルームに組み付ける際には、図8に示す如く、まずステップS1としてラジエータ2を設置してから、ステップS2としてシュラウド本体5をラジエータ2に対し固定する。次にステップS3として、冷却ファン3を前面に取り付けたエンジン1を設置する。このとき、冷却ファン3を通気窓7にくぐらせるように、エンジン1を車両後方側から水平方向に動かして設置する。最後にステップS4として、シュラウド本体5にファンガード6をボルト等を用いて取り付ける。このように、エンジンルーム内の限られたスペースに大きく且つ入り組んだ形状の機器を複数収容しなくてはならないため、機器同士の位置関係が込み入り、組み付け作業には複雑且つ厳密な手順を要する。
また、機器のメンテナンスにあたっては、場合によってファンシュラウド4を取り外す必要が生じる。例えば、冷却ファン3を清掃するには該冷却ファン3を取り外すためにファンシュラウド4をラジエータ2から取り外さなくてはならないし、他にも、ラジエータ2の目詰まりを取り除くには、ラジエータ2に対し後方側から高圧のエアを吹き付けるが、それにはやはりファンシュラウド4や冷却ファン3を取り外さなくてはならない。こういったメンテナンスの際にも、上記した組み付けの際と同様に複雑且つ厳密な手順を踏むことが要求される。
上記したラジエータのファンシュラウド構造からファンシュラウド4を取り外す場合には、図9に示す如く、まずステップS5として、シュラウド本体5にファンガードを固定している図示しない固定手段を取り外し、シュラウド本体5からファンガード6を上方へ取り外す。シュラウド本体5とエンジン1との間に、シュラウド本体5を動かす隙間を作るためである。次にステップS6として、シュラウド本体5をラジエータ2に固定している図示しない固定具を外してから、シュラウド本体5の位置を車両後方向きに水平にずらす。すると、シュラウド本体5とラジエータ2の間に隙間ができるので、次にステップS7として、その隙間から手や工具を差し込んでエンジン1から冷却ファン3を取り外す。最後にステップS8として、シュラウド本体5を外部へ抜き取る。上記したような従来例のラジエータのファンシュラウド構造においては、ファンシュラウド4の取り外しに以上のような手順を要し、非常に面倒である。
尚、この種のラジエータのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法に関する一般的技術水準を示す技術文献としては、例えば、下記特許文献1や2がある。
特開2001−132453号公報 特開2012−97589号公報
しかしながら、上記したような従来のファンシュラウド構造の場合、シュラウド本体5全体を構成する大きな板材を打ち抜いて通気窓7を形成するので、材料となる板材の大きさに比して、シュラウド本体5自体に使われる部分の割合が小さい。すなわち製造にあたって歩留まりが悪く、材料費が嵩むという問題がある。
また、上記したように、ファンガード6はシュラウド本体5と別の部品として構成し、組み付けの工程においてシュラウド本体5に取り付けるようにしている。これはファンガード6をシュラウド本体5に予め固定してあると、冷却ファン3とエンジン1を設置する上記ステップS3においてファンガード6が妨げになるからであるが、このようにファンガード6がシュラウド本体5と別部品であると、部品点数とともに工数が多くなり、組み付けに手間がかかる。また、ファンガード6自体もワイヤを溶接して形成されるため、その溶接の工程にもやはり手間がかかってしまい、人件費が高くつくという問題もあった。
他にも、ファンシュラウド4や冷却ファン3の着脱における作業上の問題があった。すなわち、ファンシュラウド4を含む機器類を車両に設置する場合には、上記したように先に設置したシュラウド本体5の通気窓7に対し、冷却ファン3を通気窓7にくぐらせるよう、冷却ファン3を取り付けたエンジン1を水平方向に動かして取り付けるが、大きく且つ重量のあるエンジン1を支えて水平に移動させる作業には、それだけでかなりの労力を要する。その上、車両には上記したラジエータ2やシュラウド本体5以外にも種々の機器が設置されており、エンジン1はそれらの機器を避けるように動かさなくてはならないので、単純に一直線に水平移動させるわけにはいかず、狭い設置空間の中を注意深く動かしていく必要があり、組み付け作業を困難にする一因となっていた。メンテナンス等のためにファンシュラウド4を取り外す場合にも、シュラウド本体5からファンガード6を取り外すのが面倒であるし、また大きなシュラウド本体5をずらして狭い隙間から冷却ファン3を取り外す作業も注意を要し、労力のかかるものであった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、材料費を低く抑えると共に着脱の作業を省力化し得るラジエータのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法を提供しようとするものである。
本発明は、冷却ファンを設置する通気窓を有してラジエータの背面を覆うシュラウド本体に、前記通気窓の少なくとも一部を覆うファンガードを備えてなるラジエータのファンシュラウド構造であって、前記シュラウド本体を前記通気窓が上下に分割されるように分割し、上部シュラウドパーツと下部シュラウドパーツとに分けて構成したことを特徴とするラジエータのファンシュラウド構造にかかるものである。
而して、このようにすれば、シュラウド本体を構成する上部シュラウドパーツと下部シュラウドパーツをそれぞれ別個に製造することができ、材料の歩留まりを改善することができる。
本発明のラジエータのファンシュラウド構造においては、前記ファンガードを前記上部シュラウドパーツと一体に構成することが好ましく、このようにすれば、部品点数を削減してファンガードの着脱の作業を省略することができる。
本発明のラジエータのファンシュラウド構造において、前記ファンガードは、一枚板からプレス加工により形成することが好ましく、このようにすれば、ファンガードの製造にかかる手間やコストを低減することができる。
本発明のラジエータのファンシュラウド構造において、前記シュラウド本体は、前記通気窓の左右に形成された継目によって前記上部シュラウドパーツと前記下部シュラウドパーツとに分割され、前記継目同士の左右方向の距離は、前記冷却ファンの直径以上であることが好ましく、このようにすれば、冷却ファンやファンシュラウドの取り付けや取り外しの作業をより簡易化できる。
また、本発明は、冷却ファンを設置する通気窓を有してラジエータの背面を覆うファンシュラウドのシュラウド本体を、前記通気窓の少なくとも一部を覆うファンガードと一体に構成された上部シュラウドパーツと、下部シュラウドパーツとに上下に分割して構成し、車両に前記下部シュラウドパーツを取り付ける第一のステップと、前記冷却ファンを前記下部シュラウドパーツの上方から設置する第二のステップと、前記上部シュラウドパーツを取り付ける第三のステップとにより、前記ファンシュラウドを取り付けることを特徴とするラジエータのファンシュラウドの取り付け方法にかかるものである。
また、本発明は、冷却ファンを設置する通気窓を有してラジエータの背面を覆うファンシュラウドのシュラウド本体を、前記通気窓の少なくとも一部を覆うファンガードと一体に構成された上部シュラウドパーツと、下部シュラウドパーツとに上下に分割して構成し、前記上部シュラウドパーツを前記下部シュラウドパーツと分離して取り外すステップにより、前記冷却ファンを取り外し可能とすることを特徴とするラジエータのファンシュラウドの取り外し方法にかかるものである。
本発明のラジエータのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法によれば、材料費を低く抑えると共に着脱の作業を省力化し得るという優れた効果を奏し得る。
本発明のラジエータのファンシュラウド構造を示す概略斜視図である。 本発明のラジエータのファンシュラウド構造の要部を拡大して示す斜視図である。 本発明のラジエータのファンシュラウド構造の要部を拡大して示す分解斜視図である。 本発明のラジエータのファンシュラウドの取り付け方法を説明するフローチャートである。 本発明のラジエータのファンシュラウドの取り外し方法を説明するフローチャートである。 従来のラジエータのファンシュラウド構造を示す概略斜視図である。 従来のラジエータのファンシュラウド構造の要部を拡大して示す斜視図である。 従来のラジエータのファンシュラウドの取り付け方法を説明するフローチャートである。 従来のラジエータのファンシュラウドの取り外し方法を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1〜図3は本発明の実施によるラジエータのファンシュラウド構造の形態の一例を示すものであって、図中、図6、図7と同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成は図6、図7に示す従来のものと同様である。エンジン1の前方に該エンジン1との間で冷却液を循環させるラジエータ2を備え、該ラジエータ2の後方に隣接するよう、エンジン1とラジエータ2の間に冷却ファン3が配置されている。冷却ファン3はエンジン1の前面に支持されており、冷却ファン3の周囲には、該冷却ファン3を取り囲むようにファンシュラウド8が設置されている。
ファンシュラウド8は、金属の板材で形成された箱型の部材であるシュラウド本体9にファンガード10を備えてなる部品であり、図1に示す如くラジエータ2の背面2aを覆うように設置される。シュラウド本体9の背面9aには、冷却ファン3の設置される通気窓11が開口している。ファンガード10は、通気窓11の少なくとも一部を覆うように備えられて冷却ファン3への手や工具の巻き込みを防ぐ部品であり、本実施例では通気窓11の上部を覆うようになっている。
図2を参照して本実施例のファンシュラウド8の構成をより詳細に説明すると、シュラウド本体9は、全体として前後に薄い略直方体形状を成しており、車両設置時に後側にあたる面(背面9a)に冷却ファン3と略一致する径の通気窓11が開口し、背面9aと対向する面(前面)は全面が開口となっている。
開口となっている前面の周縁部には、ファンシュラウド8をラジエータ2の背面2aに取り付けるためのフランジ9bが外側へ張り出している。フランジ9bは複数のボルト穴9cを備え、ボルト12(図1参照)を介してラジエータ2の背面2aに対して固定されるようになっている。
背面9aに開口している通気窓11は、背面9aの幅方向の辺の長さよりわずかに大きい径である。この通気窓11の周は、車両右側で背面9aの縦の辺と接しているが、車両左側においては背面9aの縦の辺より外側にはみ出しており、このはみ出した部分では、通気窓11の周は背面9aの開口としてではなく、円周面の一部をなす円筒部材9dの縁として形成されている。このように、本実施例のシュラウド本体9は全体として略直方体形状をとるが、背面9aに形成される通気窓11の配置や大きさにあわせて種々の形状をとり得、略直方体形状に限定されない。また、シュラウド本体9によって覆われるべきラジエータ2の形状によっても、シュラウド本体9の形状は様々に変わり得る。
そして、本実施例のファンシュラウド8の場合、図2、図3に示す如く、シュラウド本体9が左右に設けられた継目13,13の位置で上部シュラウドパーツ14と下部シュラウドパーツ15とに上下に分割されている。
シュラウド本体9を分割する継目13,13は、通気窓11を略半分ずつ上下に分割する位置に設定される。シュラウド本体9をこのように上下に分割すると、上記従来例のファンシュラウド4のように全体を大きい一枚板として形成する必要がなく、上部シュラウドパーツ14と下部シュラウドパーツ15を比較的小さな板材からそれぞれ別個に形成することができるため、材料の歩留まりを上げて製造コストを抑えることができる。尚、必要に応じて上部シュラウドパーツ14や下部シュラウドパーツ15をさらに別のパーツに分割して形成しても良い。
シュラウド本体9における分割位置(継目13,13の上下位置)の設定について、さらに具体的に説明する。継目13,13同士の左右方向の距離Lは、左右それぞれの継目13,13の上下方向の位置が通気窓11の中心の高さ位置と一致している場合に最も遠くなり、継目13,13の上下方向の位置が通気窓11の中心の高さ位置から離れるほど近づく。本実施例では、車両右側の継目13は通気窓11の周と背面9aの縦の辺が接する位置とし、車両左側の継目13は通気窓11の周と背面9aの縦の辺が交わる位置としている。このように、本実施例においては、左右の継目13,13の位置を、通気窓11の中心の上下方向の位置近傍に設定してあり、言い換えると、継目13,13の上下方向位置は、通気窓11の水平方向の幅が最大である位置の近傍としている。こうすることにより、上記したように継目13,13が通気窓11を略半分ずつ上下に分割するようになっており、同時に、車両の左右における継目13,13同士の左右方向の距離Lが、冷却ファン3(図1参照)の直径以上となっている。
また、本実施例のファンシュラウド8においては、ファンガード10が上部シュラウドパーツ14の一部分として、該上部シュラウドパーツ14と一体に構成されている。ファンガード10は、本実施例においては通気のため多数の穴が開口した板状の部材として形成されている。ファンガード10は鋳造や鍛造など種々の方法により製造することができるが、一枚の板からプレス加工により形成されることがコスト低減の面で好ましい。上部シュラウドパーツ14へは溶接によって固定されるが、ボルトなど他の固定手段によって予め固定するようにしても良い。
次に、上記した本実施例によるファンシュラウド8の取り付けの手順を図4を参照しながら説明する。
まず、ステップS11として、車両のエンジンルームにラジエータ2を組み付け、次にステップS12(第一のステップ)として、下部シュラウドパーツ15をラジエータ2に固定する。
次に、ステップS13(第二のステップ)として、冷却ファン3を取り付けたエンジン1を組み付ける。ここで、上記従来例のファンシュラウド4の場合、シュラウド本体5が分割されていないので、通気窓7に冷却ファン3をくぐらせるよう、エンジン1を水平方向に動かして設置する必要があったが(図8、ステップS3参照)、本実施例の場合には、この段階で組み付けられているのはシュラウド本体9のうち下約半分に相当し、通気窓11の下約半分を構成する下部シュラウドパーツ15のみである。そして、上記したように、継目13,13同士の左右方向の距離(すなわち下部シュラウドパーツ15の上端部同士の距離)Lが冷却ファン3の直径以上(図3参照)であるため、冷却ファン3を通気窓11にくぐらせるようにしなくても、冷却ファン3を取り付けたエンジン1を下部シュラウドパーツ15の外部上方から下ろすようにすれば、冷却ファン3が通気窓11の縁に引っかかることなく、通気窓11の位置に冷却ファン3を設置することができる。
最後に、ステップS14(第三のステップ)として、下部シュラウドパーツ15および冷却ファン3に対し上方からかぶせるようにして上部シュラウドパーツ14を配置し、ボルト12によりラジエータ2に対して固定する。このとき、上記したように継目13,13同士の左右方向の距離(すなわち上部シュラウドパーツ14の下端部同士の距離)Lが冷却ファン3の直径以上(図3参照)であるため、上部シュラウドパーツ14の設置にあたっても、該上部シュラウドパーツ14を上方から下ろすようにすれば、冷却ファン3が通気窓11の縁に引っかかることがない。
また、上記したように、ファンガード10は上部シュラウドパーツ14と一体に構成されているので、上記従来例(図8参照、ステップS4)のように組み付けの最後の工程としてファンガードを取り付ける必要はなく、ファンガード10を備えた上部シュラウドパーツ14を取り付けるだけで済む。このように、ファンガード10を上部シュラウドパーツ14と一体に構成することにより、部品点数を減らすとともにファンガード10の組み付けの手順を省略することができる。一方、ファンガード10を含む上部シュラウドパーツ14の取り付けを冷却ファン3の取り付けの後に行うようにしているため、上記従来例(ステップS3参照)と異なり、ファンガード10を上部シュラウドパーツ14に予め固定してあっても、ファンガード10が上記ステップS13において冷却ファン3の設置の妨げになることはない。
機器のメンテナンスを行う際にも、本実施例のラジエータのファンシュラウド構造によれば作業を簡易化することができる。冷却ファン3の取り外しを要する場合、上記従来例(図9参照、ステップS6、S7)のようにシュラウド本体を水平方向にずらし、ラジエータとの隙間から冷却ファンを取り外すといった作業を行う必要はない。図5に示す如く、上部シュラウドパーツ14をラジエータ2から取り外すステップS15を実行するだけで、ステップS16の冷却ファン3の取り外しを行うことができる。すなわち、上部シュラウドパーツ14を下部シュラウドパーツ15と分離して取り外すだけで冷却ファン3にアクセスすることができ、下部シュラウドパーツ15を取り外すことなく、簡便に冷却ファン3の取り外し作業を行うことが可能となる。このとき、上部シュラウドパーツ14を取り外したことにより、大きく外部に露出した冷却ファン3に対し上からアクセスできるので、ラジエータとシュラウド本体との狭い隙間から冷却ファンを取り外さなくてはならない上記従来例と比較して、取り外し作業の大幅な効率化が図れる。また、さらに必要があれば、冷却ファン3を取り外した上で、ステップS17として下部シュラウドパーツ15を取り外すこともできる。このように、本実施例のラジエータのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法によれば、機器の組み付けや取り外しが非常に容易である。
以上のように、本実施例によれば、冷却ファン3を設置する通気窓11を有してラジエータ2の背面2aを覆うシュラウド本体9に、通気窓11の少なくとも一部を覆うファンガード10を備えてなるラジエータのファンシュラウド構造について、シュラウド本体9を通気窓11が上下に分割されるように分割し、上部シュラウドパーツ14と下部シュラウドパーツ15とに分けて構成しているので、シュラウド本体9を構成する上部シュラウドパーツ14と下部シュラウドパーツ15をそれぞれ別個に製造することができ、材料の歩留まりを改善することができる。
また、本実施例においては、ファンガード10を上部シュラウドパーツ14と一体に構成しているので、部品点数を削減してファンガード10の着脱の作業を省略することができる。
また、本実施例において、ファンガード10は、一枚板からプレス加工により形成しているので、ファンガード10の製造にかかる手間やコストを低減することができる。
また、本実施例において、シュラウド本体9は、通気窓11の左右に形成された継目13,13によって上部シュラウドパーツ14と下部シュラウドパーツ15とに分割され、継目13,13同士の左右方向の距離Lは、冷却ファン3の直径以上であるので、冷却ファン3やファンシュラウド8の取り付けや取り外しの作業をより簡易化できる。
したがって、上記本実施例によれば、材料費を低く抑えると共に着脱の作業を省力化し得る。
尚、本発明のラジエータのファンシュラウド構造及びその取り付け、取り外し方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
2 ラジエータ
2a 背面
3 冷却ファン
8 ファンシュラウド
9 シュラウド本体
10 ファンガード
11 通気窓
13 継目
14 上部シュラウドパーツ
15 下部シュラウドパーツ
L 距離

Claims (6)

  1. 冷却ファンを設置する通気窓を有してラジエータの背面を覆うシュラウド本体に、前記通気窓の少なくとも一部を覆うファンガードを備えてなるラジエータのファンシュラウド構造であって、前記シュラウド本体を前記通気窓が上下に分割されるように分割し、上部シュラウドパーツと下部シュラウドパーツとに分けて構成したことを特徴とするラジエータのファンシュラウド構造。
  2. 前記ファンガードを前記上部シュラウドパーツと一体に構成したことを特徴とする請求項1に記載のラジエータのファンシュラウド構造。
  3. 前記ファンガードは、一枚板からプレス加工により形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のラジエータのファンシュラウド構造。
  4. 前記シュラウド本体は、前記通気窓の左右に形成された継目によって前記上部シュラウドパーツと前記下部シュラウドパーツとに分割され、前記継目同士の左右方向の距離は、前記冷却ファンの直径以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のラジエータのファンシュラウド構造。
  5. 冷却ファンを設置する通気窓を有してラジエータの背面を覆うファンシュラウドのシュラウド本体を、前記通気窓の少なくとも一部を覆うファンガードと一体に構成された上部シュラウドパーツと、下部シュラウドパーツとに上下に分割して構成し、
    車両に前記下部シュラウドパーツを取り付ける第一のステップと、
    前記冷却ファンを前記下部シュラウドパーツの上方から設置する第二のステップと、
    前記上部シュラウドパーツを取り付ける第三のステップとにより、前記ファンシュラウドを取り付けることを特徴とするラジエータのファンシュラウドの取り付け方法。
  6. 冷却ファンを設置する通気窓を有してラジエータの背面を覆うファンシュラウドのシュラウド本体を、前記通気窓の少なくとも一部を覆うファンガードと一体に構成された上部シュラウドパーツと、下部シュラウドパーツとに上下に分割して構成し、
    前記上部シュラウドパーツを前記下部シュラウドパーツと分離して取り外すステップにより、前記冷却ファンを取り外し可能とすることを特徴とするラジエータのファンシュラウドの取り外し方法。
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