JP2017072095A - 建設機械の排風構造 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却風を下方に排出する排気ダクトをエンジンルーム外に効果的に配置する。【解決手段】機体中央部に配置され、前後方向に延びる縦板２７ｂを有するセンターセクション２７と、センターセクション２７の側方に配置され、前後方向に延びる外梁２８ｂを側方端部に有するサイドデッキ２８と、エンジンルームの前方においてサイドデッキ２８に搭載された機器２６と、が設けられており、エンジンルームの前壁のうち、左右方向において縦板２７ｂと外梁２８ｂとの間、且つ前方に機器２６が存在しない領域に開口が形成されており、排気ダクト４０は、上記開口に接続される導入口４０ｃおよび冷却風を下方に排出する排気口４０ｄを有するとともに、縦板２７ｂと外梁２８ｂとの間に配置されており、機器２６の側面および底面に沿った屈曲形状を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンルームにエンジンおよびエンジンの周囲に冷却風を流通させるファンが配置された建設機械の排風構造、特に、エンジンを冷却した後の冷却風を下方に排出する排気ダクトが設けられた建設機械の排風構造に関する。

従来より、建設機械のエンジンルームにファンを配置し、ファンで冷却風をエンジンの周囲に流通させることにより、エンジンの冷却を行う技術が知られている。エンジンを冷却した後の冷却風がエンジンルームに滞留したままだと、エンジンルーム内の温度が上昇するおそれがあるので、冷却風をエンジンルームから適切に排出する必要がある。このとき、冷却風をエンジンルームの側方に排出すると、エンジン等からの騒音が建設機械の側方に漏れることになり、騒音問題が顕著となりやすい。そこで、例えば、特許文献１、２に記載の建設機械では、エンジンルームの下方に冷却風が排出されるように構成されており、これによって機体側方での騒音の低減が図られている。

特開２００５−１８６９１０号公報 特開２００４−３５３２６５号公報

ところが、特許文献１では、エンジンの直下に冷却風を排出するための開口が設けられているため、エンジンから発生した騒音がそのまま外部へ漏れやすく、騒音低減の効果があまり期待できないものとなっていた。この点、特許文献２では、エンジンの下方に排気ダクトが構成されており、エンジンから発生した騒音が直接外部へ漏れることがないようにされている。しかしながら、特許文献２のように排気ダクトをエンジンルーム内に設けると、エンジンルーム全体に円滑に冷却風を流通させることが難しくなり、冷却風によるエンジン等の冷却効果が低下するおそれがあった。とは言え、エンジンルームの底面は地面に近接しているため、排気ダクトをエンジンルームの下方に設けることはスペース的に困難である。

そこで、本発明においては、冷却風を下方に排出する排気ダクトを、エンジンルームの外部に効果的に配置することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、エンジンルームにエンジンおよび前記エンジンの周囲に冷却風を流通させるファンが配置されるとともに、前記エンジンを冷却した後の冷却風を下方に排出する排気ダクトが設けられた建設機械の排風構造であって、前記建設機械は、機体中央部に配置され、前後方向に延びる縦板を有するセンターセクションと、前記センターセクションの側方に配置され、前後方向に延びる外梁を側方端部に有するサイドデッキと、前記エンジンルームの前方において前記サイドデッキに搭載された機器と、を有し、前記エンジンルームの前壁のうち、左右方向において前記縦板と前記外梁との間、且つ前方に前記機器が存在しない領域に開口が形成されており、前記排気ダクトは、前記開口に接続される導入口および冷却風を下方に排出する排気口を有するとともに、前記縦板と前記外梁との間に配置されており、前記機器の側面および底面に沿った屈曲形状を有することを特徴とする。

本発明では、冷却風を下方に排出する排気ダクトが、エンジンルームの前壁に形成された開口に接続されるとともに、センターセクションの縦板とサイドデッキの外梁との間に配置されている。このため、排気ダクトの配設空間として、エンジンルームの前方に存在するサイドデッキの空き空間を有効活用することができ、排気ダクトをエンジンルームの下方に配置しなくても済む。さらに、本発明の排気ダクトは、サイドデッキに搭載された機器の側面および底面に沿った屈曲形状を有しているので、サイドデッキの空き空間をより効率的に利用できるとともに、排気経路の屈曲により騒音を効果的に減衰させることができる。以上のように、本発明によれば、冷却風を下方に排出する排気ダクトを、エンジンルームの外部に効果的に配置することが可能となる。

本実施形態にかかる建設機械の部分斜視図である。 エンジンルームの内部を後方から見た模式断面図である。 エンジンルームの内部を右方から見た模式断面図である。 排気ダクトの詳細を示す斜視図である。

本発明にかかる建設機械の排風構造の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。説明に際しては、各図に示した方向を適宜参照する。図１は、本実施形態にかかる建設機械の部分斜視図である。建設機械１は、例えば油圧ショベル等の作業機械であり、下部走行体１０と、上部旋回体２０とを有して構成される。下部走行体１０は、建設機械１を走行させる部分であり、例えばクローラ式である。上部旋回体２０は、下部走行体１０に対して旋回可能に、下部走行体１０に搭載される。

上部旋回体２０は、アッパーフレーム２１に、キャブ２２、エンジンガード２３、カウンタウェイト２４、アタッチメント２５および燃料タンク２６等が搭載されて構成されている。キャブ２２は、アッパーフレーム２１の左前部に取り付けられる運転室である。エンジンガード２３は、エンジンを内部に収容する構造体であり、アッパーフレーム２１とエンジンガード２３とで囲まれた空間がエンジンルーム３１（図２参照）となる。カウンタウェイト２４は、エンジンガード２３の後方に取り付けられるおもりである。アタッチメント２５は、アッパーフレーム２１の前部中央に取り付けられており、建設機械１が油圧ショベルの場合、アタッチメント２５は、ブーム、アームおよびバケット等からなる。燃料タンク２６は、アッパーフレーム２１の右前部に搭載された直方体形状の容器である。

図２は、エンジンルームの内部を後方から見た模式断面図であり、図３は、エンジンルームの内部を右方から見た模式断面図であり、図４は、排気ダクトの詳細を示す斜視図である。なお、図２〜図４においては、説明の便宜を考慮して、構成部品の一部を一点鎖線で図示している。

図２に示すように、アッパーフレーム２１は、左右方向において機体中央部に設けられるセンターセクション２７と、センターセクション２７の左右両側に配置される左右一対のサイドデッキ２８とを有して構成される。センターセクション２７は、底板２７ａと、底板２７ａから立設され、前後方向に延びる左右一対の縦板２７ｂとからなり、アタッチメント２５が連結される。サイドデッキ２８は、底板２８ａと、底板２８ａの側方端部から立設され、前後方向に延びる外梁２８ｂと、縦板２７ｂと外梁２８ｂとを連結し、左右方向に延びる横梁２８ｃとからなる。なお、横梁２８ｃは、図３に示すように、前後方向に複数設けられている。

アッパーフレーム２１とエンジンガード２３とで囲まれたエンジンルーム３１には、エンジン３２、ファン３３、ラジエータ３４および油圧ポンプ３５等が配設されている。エンジンルーム３１は、ラジエータ３４によって、エンジン３２等が収容されるメインルーム３１ａと、冷却用の空気を取り込むための吸気室３１ｂとに分けられる。吸気室３１ｂの上面には、冷却用の空気をエンジンルーム３１の外部から取り込むための吸気口２３ａが形成されている。冷却風をエンジンルーム３１から排出するための開口２３ｂについては、後で詳細に説明する。

エンジン３２は、そのクランク軸を左右方向に向けた状態で配設されている。ファン３３は、エンジン３２の左方においてエンジン３２に連結されており、エンジン３２によって駆動される。ただし、ファン３３は電動式等の他のタイプのものでもよい。ラジエータ３４は、ファン３３のさらに左方に設けられており、エンジン３２を冷却するための冷媒が流れている。油圧ポンプ３５は、アタッチメント２５を駆動させるための油圧を供給するポンプであり、エンジン３２の右方においてエンジン３２に連結されており、エンジン３２によって駆動される。

ファン３３が回転すると、吸気口２３ａを介して吸気室３１ｂに冷却用の空気が外部から取り込まれ、この空気が冷却風としてエンジンルーム３１内を流れる。冷却風がファン３３によって吸い込まれてラジエータ３４を通過することで、ラジエータ３４を流れる冷媒が冷却風によって冷却される。ラジエータ３４を通過した後の空気は、エンジン３２の周囲を主に軸流方向（左から右へ向かう方向）に沿って流れ、最終的に開口２３ｂに至る。この過程で、エンジン３２および油圧ポンプ３５が冷却風によって冷却される。

ここで、図２および図３に示すように、燃料タンク２６は、センターセクション２７の縦板２７ｂから側方（右側）に離間した状態で、エンジンルーム３１の前方右側においてサイドデッキ２８に搭載されている。開口２３ｂは、エンジンルーム３１の前壁（エンジンガード２３の前面）の下端部（サイドデッキ２８の横梁２８ｃの直上部）のうち、左右方向において縦板２７ｂと燃料タンク２６との間の領域に形成されている。開口２３ｂには、排気ダクト４０が接続されている。

開口２３ｂに接続される排気ダクト４０は、図４に示すように、センターセクション２７の縦板２７ｂとサイドデッキ２８の外梁２８ｂとの間に配置される。排気ダクト４０は、燃料タンク２６の側面に沿って略鉛直方向に延びる縦ダクト部４０ａと、縦ダクト部４０ａの下端部に接続され、燃料タンク２６の底面に沿って略水平方向に延びる横ダクト部４０ｂとを備えた、Ｌ字型の屈曲形状を有する部材である。縦ダクト部４０ａは、センターセクション２７の縦板２７ｂと燃料タンク２６の左側面との間に設けられており、横ダクト部４０ｂは、センターセクション２７の縦板２７ｂとサイドデッキ２８の外梁２８ｂとの間に設けられている。

なお、本実施形態では、排気ダクト４０の横ダクト部４０ｂを、センターセクション２７の縦板２７ｂとサイドデッキ２８の外梁２８ｂとの間の全域にわたって設けている。また、排気ダクト４０の前後方向の寸法を、燃料タンク２６の前後方向の寸法と略同じにしている。また、排気ダクト４０の横ダクト部４０ｂの高さを、サイドデッキ２８の外梁２８ｂおよび横梁２８ｃの高さと略同じにしている。しかしながら、このように排気ダクト４０を構成することは必須ではなく、排気ダクト４０の各部の寸法は適宜変更が可能である。

縦ダクト部４０ａの左側面の一部は、センターセクション２７の縦板２７ｂによって構成されている。縦ダクト部４０ａの右側面は、燃料タンク２６の左側面によって構成されている。横ダクト部４０ｂの右側面は、サイドデッキ２８の外梁２８ｂによって構成されている。横ダクト部４０ｂの上面は、燃料タンク２６の底面によって構成されている。横ダクト部４０ｂの底面は、サイドデッキ２８の底板２８ａによって構成されている。横ダクト部４０ｂの前面および後面は、それぞれサイドデッキ２８の横梁２８ｃによって構成されている（図４では図示省略、図３参照）。

排気ダクト４０の上流端部、換言すると縦ダクト部４０ａの上端部の後面には、開口２３ｂに接続され、エンジンルーム３１から排出された冷却風を導入する導入口４０ｃが形成されている。一方、排気ダクト４０の下流端部、換言すると横ダクト部４０ｂの側端部（右端部）の下面には、冷却風を下方に排出する排気口４０ｄが形成されている。導入口４０ｃを介してエンジンルーム３１から排気ダクト４０に流入した冷却風は、縦ダクト部４０ａを下方に向かって流れた後、横ダクト部４０ｂを側方に向かって流れ、最終的に排気口４０ｄから下方に向かって排出される。

（効果）
本実施形態によれば、冷却風を下方に排出する排気ダクト４０が、エンジンルーム３１の前壁に形成された開口２３ｂに接続されるとともに、センターセクション２７の縦板２７ｂとサイドデッキ２８の外梁２８ｂとの間に配置されている。このため、排気ダクト４０の配設空間として、エンジンルーム３１の前方に存在するサイドデッキ２８の空き空間を有効活用することができ、排気ダクト４０をエンジンルーム３１の下方に配置しなくても済む。さらに、排気ダクト４０は、サイドデッキ２８に搭載された燃料タンク２６（機器）の側面および底面に沿った屈曲形状を有するので、サイドデッキ２８の空き空間をより効率的に利用できるとともに、排気経路の屈曲により騒音を効果的に減衰させることができる。以上のように、本実施形態によれば、冷却風を下方に排出する排気ダクト４０を、エンジンルーム３１の外部に効果的に配置することが可能となる。

また、本実施形態では、排気ダクト４０が、導入口４０ｃが形成され、燃料タンク２６の側面に沿って上下方向に延びる縦ダクト部４０ａと、縦ダクト部４０ａの下端部に接続されるともに燃料タンク２６の底面に沿って延び、縦ダクト部４０ａとの接続部と反対側の側端部（右端部）の下面に排気口４０ｄが形成された横ダクト部４０ｂとを有して構成されている。このように、横ダクト部４０ｂの側端部に排気口４０ｄを設けることで、排気ダクト４０の有効ダクト長を最大限に長くすることができ、騒音をより効果的に低減することができる。

また、本実施形態では、横ダクト部４０ｂが縦板２７ｂと外梁２８ｂとの間の全域にわたって設けられているので、サイドデッキ２８の空き空間を効果的に有効活用しつつ、横ダクト部４０ｂのダクト長を長くすることができ、騒音を一層効果的に低減することができる。また、縦板２７ｂや外梁２８ｂを、排気ダクト４０の側面として共用することが可能となり、排気ダクト４０の構成部材を削減することにも寄与する。

また、本実施形態では、燃料タンク２６が、縦板２７ｂから側方に離間した状態でサイドデッキ２８に搭載されるとともに、開口２３ｂが、エンジンルーム３１の前壁のうち、左右方向において縦板１７ｂと燃料タンク２６との間の領域に形成されており、縦ダクト部４０ａが縦板２７ｂと燃料タンク２６との間に配置され、横ダクト部４０ｂが縦板２７ｂから遠ざかる方向に延びている。このため、横ダクト部４０ｂの側端部に形成される排気口４０ｄを、吸気口２３ａから遠ざけることができ、エンジン等の冷却により温度上昇した冷却風が、排気口４０ｄから排出された後に吸気口２３ａから吸い込まれてしまうことを防止することができる。

また、本実施形態では、燃料タンク２６が、外梁２８ｂに隣接配置されており、横ダクト部４０ｂが、燃料タンク２６の底面に沿って外梁２８ｂに隣接する位置まで延びているので、横ダクト部４０ｂのダクト長を長くすることができ、騒音を一層効果的に低減することができる。また、外梁２８ｂを、排気ダクト４０の側面として共用することが可能となり、排気ダクト４０の構成部材を削減することにも寄与する。

また、本実施形態では、サイドデッキ２８には、縦板２７ｂと外梁２８ｂとを連結する横梁２８ｃが設けられており、横梁２８ｃの少なくとも一部が、排気ダクト４０の側面として共用されているので、排気ダクト４０の構成部材を削減することができる。

また、本実施形態では、サイドデッキ２８には、外梁２８ｂが立設される底板２８ａが設けられており、底板２８ａの少なくとも一部が、排気ダクト４０の底面として共用されているので、排気ダクト４０の構成部材を削減することができる。

また、本実施形態では、燃料タンク２６の側面または底面の少なくとも一部が、排気ダクト４０の側面または上面として共用されている。このため、排気ダクト４０の構成部材を削減することができるとともに、排気ダクト４０を流れる冷却風によって燃料タンク２６を間接的に冷却することが可能となる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、エンジンルーム３１の前方においてサイドデッキ２８に搭載される機器として、燃料タンク２６が搭載されるものとした。しかしながら、このような機器は燃料タンク２６に限定されず、例えば、所定の装置を収容するための筐体や作動油タンク等を代わりに搭載することも可能である。

また、上記実施形態では、燃料タンク２６を、センターセクション２７の縦板２７ｂから側方に離間した状態で配置するものとしたが、縦板２７ｂ側に寄せて配置するようにしてもよい。この場合には、冷却風をエンジンルーム３１から排出するための開口２３ｂは、エンジンルーム３１の前壁のうち、左右方向においてサイドデッキ２８の外梁２８ｂと燃料タンク２６との間の領域に形成され、排気ダクト４０は、図４に示すものとは左右が入れ替わった形状となる。

また、上記実施形態では、排気ダクト４０に近接する部材を、できる限り排気ダクト４０の一部を構成する部材として利用するものとしたが、どの部材を排気ダクト４０として共用するかは適宜変更が可能である。

排気ダクト４０の内部には、適宜、吸音材を設けてもよい。

１ 建設機械
２３ｂ 開口
２６ 燃料タンク（機器）
２７ センターセクション
２７ｂ 縦板
２８ サイドデッキ
２８ａ 底板
２８ｂ 外梁
２８ｃ 横梁
３１ エンジンルーム
３２ エンジン
３３ ファン
４０ 排気ダクト
４０ａ 縦ダクト部
４０ｂ 横ダクト部
４０ｃ 導入口
４０ｄ 排気口

Claims (8)

1. エンジンルームにエンジンおよび前記エンジンの周囲に冷却風を流通させるファンが配置されるとともに、前記エンジンを冷却した後の冷却風を下方に排出する排気ダクトが設けられた建設機械の排風構造であって、
   前記建設機械は、
   機体中央部に配置され、前後方向に延びる縦板を有するセンターセクションと、
   前記センターセクションの側方に配置され、前後方向に延びる外梁を側方端部に有するサイドデッキと、
   前記エンジンルームの前方において前記サイドデッキに搭載された機器と、
   を有し、
   前記エンジンルームの前壁のうち、左右方向において前記縦板と前記外梁との間、且つ前方に前記機器が存在しない領域に開口が形成されており、
   前記排気ダクトは、前記開口に接続される導入口および冷却風を下方に排出する排気口を有するとともに、前記縦板と前記外梁との間に配置されており、前記機器の側面および底面に沿った屈曲形状を有することを特徴とする建設機械の排風構造。
2. 前記排気ダクトが、前記導入口が形成され、前記機器の側面に沿って上下方向に延びる縦ダクト部と、前記縦ダクト部の下端部に接続されるともに前記機器の底面に沿って延び、前記縦ダクト部との接続部と反対側の側端部の下面に前記排気口が形成された横ダクト部とを有して構成されている請求項１に記載の建設機械の排風構造。
3. 前記横ダクト部が前記縦板と前記外梁との間の全域にわたって設けられている請求項２に記載の建設機械の排風構造。
4. 前記機器が、前記縦板から側方に離間した状態で前記サイドデッキに搭載されるとともに、前記開口が、前記エンジンルームの前壁のうち、左右方向において前記縦板と前記機器との間の領域に形成されており、
   前記縦ダクト部が前記縦板と前記機器との間に配置され、前記横ダクト部が前記縦板から遠ざかる方向に延びている請求項２または３に記載の建設機械の排風構造。
5. 前記機器が、前記外梁に隣接配置されており、
   前記横ダクト部が、前記機器の底面に沿って前記外梁に隣接する位置まで延びている請求項４に記載の建設機械の排風構造。
6. 前記サイドデッキには、前記縦板と前記外梁とを連結する横梁が設けられており、前記横梁の少なくとも一部が、前記排気ダクトの側面として共用されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の建設機械の排風構造。
7. 前記サイドデッキには、前記外梁が立設される底板が設けられており、前記底板の少なくとも一部が、前記排気ダクトの底面として共用されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の建設機械の排風構造。
8. 前記機器の側面または底面の少なくとも一部が、前記排気ダクトの側面または上面として共用されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の建設機械の排風構造。

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