JP2017056788A - 転圧機械の吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの吸気系の占有スペースを縮小し、限られた車体内部のスペースを無駄に消費することなくエンジンの吸気系を設置できると共に、生産工程において車体内部へのエンジンの吸気系の組付作業を容易に実施できる転圧機械の吸気構造を提供する。
【解決手段】前部車体３のエンジン室１９内に作動油タンク２１を配設し、その上面に取り付けたブラケット２８にエアクリーナ３１を固定する。ラジエータ室２５内の吸気を第１の吸気管３３を経てエアクリーナ３１に案内し、濾過後の吸気を第２の吸気管３９を経てエンジン２０の吸気マニホールド３８に案内する。第１の吸気管３３の中間箇所に第１の吸気レゾネータ４６の一端を接続し、第１の吸気レゾネータ４６の他端をブラケット２８に溶接された接続口４５に接続する。
【選択図】図４

Description

本発明は、転圧機械の吸気構造に係り、詳しくは走行用動力源として搭載されたエンジンの吸気系のレイアウトに関する。

例えば特許文献１には油圧ショベルの吸気構造が開示されており、上部旋回体の機械室内にエアクリーナを配設すると共に、このエアクリーナをホース、中間パイプ、ホースを介してエンジンの吸気マニホールドに接続し、中間パイプを固定ブラケットを介して機械室内の補助フレームに支持させている。また、吸気音の低減を目的として中間パイプにはＵ字状に湾曲形成した吸気レゾネータの一端を接続し、吸気レゾネータの他端を上記固定ブラケットに支持させている。

特開平９−１８４４５８号公報

上記した油圧ショベルの吸気構造を転圧機械に転用することも考えられるが、以下の点で問題がある。
上記特許文献１には明示されていないが、固定ブラケットにより支持された中間パイプからホースを介して重量物であるエアクリーナを支持できないため、エアクリーナは独立して機械室内の構造物に固定されているものと推測される。結果として、中間パイプ及び吸気レゾネータの他端を支持する固定ブラケットとは別個に、エアクリーナ用の支持部材を設置する必要が生じ、限られた車体内部に設置スペースを確保することは困難であった。
また転圧機械の生産工程では、狭い車体内部でエンジンの吸気系を構成するエアクリーナや吸気レゾネータ等を個別に組み付ける必要があり、生産性が非常に悪いという問題もあった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジンの吸気系の占有スペースを縮小し、限られた車体内部のスペースを無駄に消費することなくエンジンの吸気系を設置できると共に、生産工程において車体内部へのエンジンの吸気系の組付作業を容易に実施することができる転圧機械の吸気構造を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の転圧機械の吸気構造は、車体のエンジン室内に配設されて車体の構造体に取り付けられたブラケットと、ブラケットに固定されたエアクリーナと、導入口より吸気を導入してエアクリーナに案内する第１の吸気管と、エアクリーナにより濾過された吸気をエンジンの吸気マニホールドに案内する第２の吸気管と、第１の吸気管の中間箇所に一端を接続され、他端をブラケットに固定されて閉塞された吸気レゾネータとを備えたことを特徴とする。

本発明の転圧機械の吸気構造によれば、エアクリーナの固定と吸気レゾネータの他端の支持とが共通のブラケットで行われるため、エンジンの吸気系の占有スペースを縮小し、限られた車体内部のスペースを無駄に消費することなくエンジンの吸気系を設置できると共に、生産工程では、作業し易いエンジン室の外部でエンジンの吸気系をアセンブリー状態として組立可能となり、狭いエンジン室内への作業はアセンブリー化した後の吸気系の組付のみで完了することから、車体内部へのエンジンの吸気系の組付作業を容易に実施することができる。

実施形態の吸気構造が適用された振動ローラを示す正面図である。 同じく振動ローラのフード開放時を示す正面図である。 前部車体の内部を示す平面図である。 エンジンの吸気系のレイアウトを示す右斜め前方より見た斜視図である。 同じくエンジンの吸気系のレイアウトを示す分解斜視図である。

以下、本発明を振動ローラ車両の吸気構造に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の吸気構造が適用された振動ローラのフード閉鎖時を示す正面図、図２は同じく振動ローラのフード開放時を示す正面図、図３は前部車体の内部を示す平面図である。
振動ローラ１（転圧機械）の車体は、前部転圧輪２を備えた前部車体３（車体）と後部転圧輪４を備えた後部車体５とから構成されている。これらの前部車体３と後部車体５とは、センタピン６を介して水平方向に屈曲可能なアーティキュレート式に連結され、相互に屈曲することで車両を旋回させるようになっている。前部転圧輪２はほぼ車幅と対応する長さを有する金属ドラムから構成され、後部転圧輪４は計４本のゴムタイヤから構成されている。

後部車体５上には、水を貯留した貯水タンク７が設置されている。貯水タンク７には、前部及び後部転圧輪２，４の近接位置に配設された前部及び後部散水ノズル８，９が図示しない配管及び散水ポンプを介して接続されている。締め固め作業時には前部及び後部転圧輪２，４への舗装材の付着防止を目的として、貯水タンク７内の水が散水ポンプにより各散水ノズル８，９に供給されて前部及び後部転圧輪２，４へと散水される。

後部車体５上の前側位置にはステアリング１０を備えた操作台１１が設置され、操作台１１の後側には運転席１２が設置されている。運転席１２に着座した作業者はステアリング１０及び操作台両脇の前後進レバー１３や足下のブレーキペダルを操作し、その操作に応じて振動ローラ１が走行するようになっている。

前部車体３はフレームとして機能する前壁１４、左右両側壁１５，１６、後壁１７及び底壁１８により形作られ、その内部には上方に開口するようにエンジン室１９が画成されている。エンジン室１９内の後部にはＨＳＴ（Hydro Static Transmission）の動力源であるエンジン２０が搭載され、エンジン２０の前側にはＨＳＴの作動油タンク２１（構造体）及びバッテリ２２が設置されている。エンジン２０で駆動される図示しない油圧ポンプにより、作動油タンク２１内の作動油が前部及び後部転圧輪２，４の油圧モータに供給されて各転圧輪２，４を回転駆動する。

エンジン室１９内の右側（一側）には隔壁２４によりラジエータ室２５が画成され、このラジエータ室２５内にはラジエータ２６が配設されている。ラジエータ室２５内は図示しないスリットを介して外部と連通し、外部から採り入れられた外気とラジエータ２６内を循環する冷却水との間で熱交換が行われてエンジン２０の冷却作用を奏する。

図４はエンジン２０の吸気系のレイアウトを示す右斜め前方より見た斜視図、図５は同じくエンジン２０の吸気系のレイアウトを示す分解斜視図である。
図３〜５に示すように、作動油タンク２１は底壁１８上に強固に固定されて本発明の構造体として機能し、その上面には一対のボルト２７によりブラケット２８が取り付けられ、ブラケット２８はエンジン室１９内の左側（他側）、即ちエンジン２０を挟んでラジエータ室２５の反対側に位置している。ブラケット２８は鋼板により製作され、全体として、作動油タンク２１の上面に重ねられた水平面２８ａ、水平面２８ａに対して直交するように溶接されて車両後方に向けて延設された垂直面２８ｂ、及び垂直面２８ｂの後部を所定角度に折曲して形成された固定面２８ｃから構成されている。

ブラケット２８の固定面２８ｃの後端部には一対のボルト孔２９が貫設され、これらのボルト孔２９に挿入されたボルト３０により固定面２８ｃにはエアクリーナ３１が締結されている。エアクリーナ３１は基本的に前後方向に延びる円筒形状をなしているが、周辺の機器との干渉防止のために、やや前部を右方、後部を左方にずらした姿勢で配設されている。このようなエアクリーナ３１の配設状態となるように、ブラケット２８の垂直面２８ｂに対する固定面２８ｃの角度が設定されている。但し、ブラケット２８の形状はこれに限るものではなく、エンジン室１９内の周辺機器のレイアウト等に応じて任意に変更可能である。

ラジエータ室２５の隔壁２４には導入口３２が開口形成され、この導入口３２とエアクリーナ３１の入口３１ａとは第１の吸気管３３を介して接続されている。第１の吸気管３３は、Ｔ型パイプ３４と、そのＴ型パイプ３４の両端に対しそれぞれの一端を嵌め込まれた可撓性を有する一対のゴムホース３５，３６とから構成されている。

一方のゴムホース３５の他端は隔壁２４の導入口３２に嵌め込まれ、他方のゴムホース３６の他端はエアクリーナ３１の入口３１ａに嵌め込まれ、各接続箇所はホースバンド３７で締結されている。結果として第１の吸気管３３は、エンジン室１９内の右側に位置するラジエータ室２５からエンジン室１９を横切って左側に位置するエアクリーナ３１まで延設され、ラジエータ室２５内に採り入れられた外気をエンジン２０の吸入空気としてエアクリーナ３１まで案内する役割を果たす。

エアクリーナ３１の出口３１ｂとエンジン２０の吸気マニホールド３８とは第２の吸気管３９を介して接続され、この第２の吸気管３９は、Ｔ型パイプ４０と、そのＴ型パイプ４０の一端及び分岐端に対しそれぞれの一端を嵌め込まれた一対のゴムホース４１，４２とから構成されている。一方のゴムホース４１の他端はエアクリーナ３１の出口３１ｂに嵌め込まれ、他方のゴムホース４２の他端は吸気マニホールド３８に嵌め込まれ、各接続箇所はホースバンド３７で締結されている。なお、Ｔ型パイプ４０の他端にはホースバンド３７により第２の吸気レゾネータ４３が接続されている。

第２の吸気レゾネータ４３の機能は周知のものであり、エンジン２０から第２の吸気管３９に伝搬される吸気音を第２の吸気レゾネータ４３の閉塞端から反射される吸気音と干渉させて相殺することにより吸気音の低減を図っており、その作用は以下の第１の吸気レゾネータ４６についても同様である。

一方、ブラケット２８の右方に面した垂直面２８ｂ（一側面）には環状をなす接続口４５が溶接され、この接続口４５にはゴムホース４６の一端が嵌め込まれている。ゴムホース４６の他端は第１の吸気管３３を構成するＴ型パイプ３４の分岐端に嵌め込まれ、各接続箇所はホースバンド３７で締結されている。結果としてゴムホース４６は第１の吸気管３３の中間箇所から分岐すると共に、反対側の端部をブラケット２８により閉塞されることで吸気レゾネータとして機能し、以下、このゴムホースを第１の吸気レゾネータ４６と称し、閉塞端を自由端と称する。

なお、第１の吸気レゾネータ４６に所期の吸気音の低減機能を奏するために、第１の吸気管３３からの第１の吸気レゾネータ４６の分岐位置（換言するとＴ型パイプ３４の位置であり、両側の一対のゴムホース３５，３６の長さで決定される）が設定されている。

図１，２に示すように、前部車体３上にはフード４７が配設され、このフード４７は前端に設けられた図示しないヒンジを中心としてエンジン室１９を開閉し得るようになっている。前部車体３を構成する左右両側壁１５，１６はそれぞれ前半部に比して後半部が段差状に低められており、換言すると、左右両側壁１５，１６の後半部は下方に抉られた形状をなしている。

このような左右両側壁１５，１６の形状に対応して、フード４７の左右両側は前半部に比して後半部が段差状に低められており、換言すると、左右両側の後半部は下方に膨出する形状をなしている。また、図示はしないが、前部車体３の左右両側壁１５，１６を連結する後壁１７も同一高さに、フード４７の左右両側を連結する後側も同一高さに設定されている。

以上の形状設定により、図１に示すフード４７の閉鎖時には、大きな隙間を生じることなくエンジン室１９がフード４７により閉鎖される一方、図２に示すフード４７の開放時には、エアクリーナ３１及びその周辺部位が左側方に向けて露出される。

そして、エンジン２０の運転中においては外部からラジエータ室２５内に外気が採り入れられてエンジン２０の冷却に利用されると共に、その一部が吸入空気として第１の吸気管３３を経てエアクリーナ３１内に流入する。エアクリーナ３１内で濾過された後の吸入空気は第２の吸気管３９を経て吸気マニホールド３８に流入し、エンジン２０のシリンダ内での燃焼に供される。また、運転中のエンジン２０から伝搬される吸気音は、第１及び第２の吸気レゾネータ４６，４３の作用により低減される。

運転中のエンジン２０は振動を発生することから、その吸気系にもトラブル防止のための振動対策が必要になる。基本的に吸気レゾネータは、吸気管の中間箇所から分岐させて端部を閉塞した構成のため、全長が短い第２の吸気レゾネータ４３では片持ち支持（Ｔ型パイプ４０側でのみ支持）で原理的に機能すると共に、振動にも十分に耐え得る。しかし、全長が長い第１の吸気レゾネータ４６を片持ち支持すると、振動に同期した自由端（閉塞端側）の揺れによりホース抜けが発生することから、トラブル防止のために自由端を支持する必要がある。

そして本実施形態では、元々エアクリーナ３１の固定のために設けられているブラケット２８を利用して第１の吸気レゾネータ４６の自由端が支持されている。即ち、エアクリーナ３１の固定と第１の吸気レゾネータ４６の自由端の支持とが共通のブラケット２８で行われるため、エンジン２０の吸気系の占有スペースを縮小できる。結果として、エンジン２０の振動に起因する第１の吸気レゾネータ４６のホース抜け等のトラブルを未然に防止した上で、限られたエンジン室１９内のスペースを無駄に消費することなくエンジン２０の吸気系を設置することができる。

また、このようにエアクリーナ３１及び第１の吸気レゾネータ４６に対するブラケット２８を共通化したことにより、生産工程では、エンジン室１９の外部でエンジン２０の吸気系をアセンブリー状態として組立可能となる。具体的には、ブラケット２８に対してエアクリーナ３１を固定し、エアクリーナ３１に第１及び第２の吸気管３３，３９を接続すると共に、それぞれの吸気管に対応する第１及び第２の吸気レゾネータ４６，４３を接続し、第１の吸気レゾネータ４６については自由端側をブラケット２８の接続口４５に接続する。

以上でエンジン２０の吸気系がアセンブリー化され、その吸気系をエンジン室１９内に配設した上で、ブラケット２８をボルト２７により作動油タンク２１の上面に固定し、第１の吸気管３３の上流側の端部を隔壁２４の導入口３２に接続し、第２の吸気管３９の下流側の端部をエンジン２０の吸気マニホールド３８に接続すれば、その組付作業が完了する。

このように吸気系をアセンブリー化する作業については、作業し易いエンジン室１９の外部で容易に実施でき、狭いエンジン室１９内への作業はアセンブリー化した後の吸気系の組付のみで完了することから、その生産性を大幅に向上することができる。

一方、吸気音の低減機能を奏するために第１の吸気レゾネータ４６の自由端を閉塞する必要があり、且つ振動対策のために自由端を支持する必要もある。本実施形態では、鋼板製のブラケット２８に環状の接続口４５を溶接し、その接続口４５に第１の吸気レゾネータ４６の自由端を嵌め込んでおり、このような非常に簡単な構成により第１の吸気レゾネータ４６の自由端の閉塞と支持とを達成している。よって、ブラケット２８の共通化と相俟ってエンジン２０の吸気系の構成を簡略化でき、これにより製造コストを低減できるという効果も得られる。

また、図３から明らかなように、第１の吸気管３３をエンジン室１９内の右側に位置するラジエータ室２５からエンジン室１９を横切って左側に位置するエアクリーナ３１まで延設している。ラジエータ２６の熱交換のために低温の外気導入を要するラジエータ室２５は前部車体３の側部に配置する必要があり、エアクリーナ３１は交換や清掃のために前部車体３の側部に配置することが望ましい。一方で、エンジン２０に供給する吸入空気は可能な限り低温であることが望ましく、且つ第１の吸気管３３からの第１の吸気レゾネータ４６の分岐位置を最適化するために、ある程度の第１の吸気管３３の長さを確保する必要がある。

上記したラジエータ室２５、エアクリーナ３１及び第１の吸気管３３のレイアウトによれば、以上の全ての要件を満足できる。即ち、エンジン室１９内の右側へのラジエータ室２５の配置はラジエータ２６の熱交換の促進に貢献し、エンジン室１９内の左側へのエアクリーナ３１の配置は交換や清掃の容易化に貢献し、ラジエータ室２５からエアクリーナ３１までの第１の吸気管３３の延設は、吸入空気の低温化及び第２の吸気レゾネータの分岐位置の最適化に貢献する。

エアクリーナ３１の配置に関してさらに述べると、例えばエアクリーナ３１がエンジン２０の直上に配置されたり、或いは作動油タンク２１とバッテリ２２との間に配置されたりすると、前部車体３の側部に立った作業者がエアクリーナ３１に手が届かず、その交換や清掃等の作業が実施し難いものとなる。本実施形態のようにエアクリーナ３１がエンジン室１９内の左側に配置されると、作業者の間近にエアクリーナ３１が位置して交換や清掃作業を容易に実施することができる。

しかも、エアクリーナ３１の交換や清掃には、前部車体３の左側壁１５及びフード４７の左側の形状設定も貢献している。即ち、図２に示すように左側壁１５の後半部が下方に抉られた形状をなしているため、フード４７を開放すると、エアクリーナ３１及びその周辺部位が左側方に向けて露出する。よって、エアクリーナ３１の交換や清掃作業は上方からのアクセスのみならず、前方や後方或いは下方からもアクセス可能となり、一層容易に作業を実施することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では振動ローラ１に具体化したが、その種別はこれに限るものではなく任意に変更可能である。よって、例えばマカダムローラやタイヤローラ等に適用してもよい。

また上記実施形態では、前部車体３の底壁１８上に固定された作動油タンク２１の上面にブラケット２８を取り付けたが、車体の構造体はこれに限るものではない。例えば、ブラケット２８を配置すべき位置に前部車体３を形作る何れかの壁（例えば左側壁１５）が存在する場合には、その壁を構造体としてブラケット２８を直接固定してもよい。

１ 振動ローラ（転圧機械）
３ 前部車体（車体）
１５ 左側壁
１９ エンジン室
２０ エンジン
２１ 作動油タンク（構造体）
２５ ラジエータ室
２８ ブラケット
３１ エアクリーナ
３２ 導入口
３３ 第１の吸気管
３８ 吸気マニホールド
３９ 第２の吸気管
４５ 接続口
４６ 第１の吸気レゾネータ
４７ フード

Claims (4)

1. 車体のエンジン室内に配設されて該車体の構造体に取り付けられたブラケットと、
   前記ブラケットに固定されたエアクリーナと、
   導入口より吸気を導入して前記エアクリーナに案内する第１の吸気管と、
   前記エアクリーナにより濾過された吸気をエンジンの吸気マニホールドに案内する第２の吸気管と、
   前記第１の吸気管の中間箇所に一端を接続され、他端を前記ブラケットに固定されて閉塞された吸気レゾネータと
   を備えたことを特徴とする転圧機械の吸気構造。
2. 前記吸気レゾネータは、可撓性を有するホースであり、
   前記ブラケットは、鋼板から製作され、その一側面に溶接された環状をなす接続口に前記吸気レゾネータの他端が嵌め込まれている
   ことを特徴とする請求項１に記載の転圧機械の吸気構造。
3. 前記エンジン室内の一側には、前記車体の側面を経て外気が採り入れられるラジエータ室が画成され、
   前記エンジン室内の他側には、前記ブラケットにより前記エアクリーナが配設され、
   前記第１の吸気管は、前記導入口を前記ラジエータ室内に開口させると共に、前記エンジン室を横切って前記エアクリーナに接続された
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の転圧機械の吸気構造。
4. ヒンジを中心として該エンジン室を開閉可能なフードを備え、
   前記エンジン室内の他側に相当する前記車体の側面が下方に抉られた形状をなすと共に、該形状に対応して前記フードが下方に膨出する形状をなし、
   前記フードの開放時に前記エアクリーナ及びその周辺部位が側方に向けて露出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の転圧機械の吸気構造。

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