JP2020002564A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱交換装置を構成する複数の熱交換器の冷却性能を向上すると共に、各熱交換器の清掃作業を含むメンテナンスを容易に行えるようにする。【解決手段】 冷却ファン９に隣接して旋回フレーム５に設けられた熱交換装置１０は、複数種類の流体をそれぞれ冷却する複数の熱交換器、具体的には、エンジン７の冷却水を冷却するラジエータ１５、作動油を冷却するオイルクーラ１６、空調用の冷媒を冷却するコンデンサ１７、エンジン７に供給する燃料を冷却する燃料クーラ１８を含んで構成されている。そして、一の熱交換器としてのラジエータ１５、オイルクーラ１６およびコンデンサ１７は、冷却ファン９よりも冷却風の流れ方向の上流側に配置されている。一方、他の熱交換器としての燃料クーラ１８は、冷却ファン９よりも冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、複数種類の流体をそれぞれ冷却する複数の熱交換器を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械は、自走が可能な車体と、車体に設けられたエンジンと、エンジンの軸方向の一方に設けられ冷却風を発生する冷却ファンと、冷却ファンに隣接して車体に設けられ冷却ファンからの冷却風により加熱された流体を冷却する熱交換装置とを備えている。この場合、熱交換装置には、熱交換器として、例えば、エンジンの冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、過給機によって温度上昇したエンジン吸気を冷却するインタクーラ、空調用の冷媒を冷却するコンデンサ、エンジンに供給する燃料を冷却する燃料クーラが設けられている。

これらのラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ、コンデンサ、燃料クーラは、冷却ファンが発生する冷却風の流れ方向に対し、冷却ファンよりも上流側に配置されている（特許文献１，２参照）。これにより、冷却ファンが発生した冷却風を、各熱交換器に供給することで、それぞれの冷却対象となる流体を冷却することができる。

特開２０１１−８５０８５号公報 特開２００５−１２０９７９号公報

ここで、昨今の建設機械は、エンジンの高出力化、高効率化、排気ガス規制等に対応するために、熱交換器の大型化が進んでいる。一方で、建設機械としての油圧ショベルでは、コンパクトに旋回動作ができるように、上部旋回体が小型化されている。これらを要因とし、熱交換装置の設置スペースが制限されている。

このため、各特許文献では、ラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ、コンデンサおよび燃料クーラを、冷却風の流れ方向に対し、並列に並べたり、直列に重ねたりして、狭い設置スペースに対応している。

しかし、各熱交換器を並列に並べたり、直列に重ねたりした場合、流体の冷却性能を向上するための障害になったり、各熱交換器に付着した塵埃等の清掃作業に手間を要したりするという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、熱交換装置を構成する複数の熱交換器の冷却性能を向上すると共に、各熱交換器の清掃作業を含むメンテナンスを容易に行うことができるようにした建設機械を提供することにある。

本発明は、自走が可能な車体と、前記車体に設けられたエンジンと、前記エンジンに設けられ冷却風を発生する冷却ファンと、前記冷却ファンに隣接して前記車体に設けられ前記冷却ファンからの冷却風により加熱された流体を冷却する熱交換装置とを備えてなる建設機械において、前記熱交換装置は、複数種類の流体をそれぞれ冷却する複数の熱交換器を含んで構成され、前記複数の熱交換器のうち一の熱交換器は、前記冷却ファンよりも前記冷却風の流れ方向の上流側に配置され、前記複数の熱交換器のうち他の熱交換器は、前記冷却ファンよりも前記冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。

本発明によれば、熱交換装置を構成する複数の熱交換器の冷却性能を向上できる上に、各熱交換器の清掃作業を含むメンテナンスを容易に行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルを示す正面図である。 図１の旋回フレーム上にエンジン、冷却ファン、熱交換装置を設けた状態を示す平面図である。 ファンカバーに燃料クーラが取付けられた熱交換装置を冷却ファンと共に示す要部拡大の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る油圧ショベルを示す正面図である。 図４の旋回フレーム上にカウンタウエイト、エンジン、冷却ファン、熱交換装置を設けた状態を示す平面図である。 カウンタウエイトに設けられたベルトカバーに燃料クーラが取付けられた熱交換装置をエンジン、冷却ファンと共に後側から示す要部拡大の斜視図である。 図６のベルトカバーに導風板が取付けられている状態をカウンタウエイト、冷却ファン、熱交換装置と共に前側から示す要部拡大の斜視図である。 本発明の変形例による熱交換装置を図６と同様位置から見た要部拡大の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械の代表例として、後方超小旋回型の油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。なお、本実施の形態では、上部旋回体の前，後方向に対し、この前，後方向に直交した水平方向を左，右方向とし、各機器、部材の構成、配置、空気の流れ方向について説明する。

図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、建設機械としての油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回中心を中心として旋回可能に設けられ、下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に俯仰の動作が可能に設けられたフロント装置４とを備えている。フロント装置４は、土砂の掘削作業等を行うものである。

後方超小旋回型の油圧ショベル１の上部旋回体３は、下部走行体２の左，右方向の幅寸法（全幅）に対して予め定められた範囲内で旋回するように構成されている。詳しくは、下部走行体２の全幅に対して予め定められた範囲とは、下部走行体２の全幅の１２０％以内の範囲を示している。後方超小旋回型の油圧ショベル１の上部旋回体３は、後述するカウンタウエイト６の外周面が、前述した全幅の１２０％以内の範囲内に収まるように設定されている。そして、上部旋回体３は、後述の旋回フレーム５、カウンタウエイト６、エンジン７、熱交換装置１０を含んで構成されている。

旋回フレーム５は、上部旋回体３のベースとなるもので、強固な支持構造体をなしている。具体的には、図２に示すように、旋回フレーム５は、左，右方向の中央に位置して前，後方向に延びた厚肉な平板状の底板５Ａと、底板５Ａの上面側に立設され前，後方向に延びた左縦板５Ｂ，右縦板５Ｃと、これら左，右の縦板５Ｂ，５Ｃの前端部に設けられた支持ブラケット５Ｄと、底板５Ａの左側に設けられた円弧状の左サイドフレーム５Ｅと、底板５Ａの右側に設けられた円弧状の右サイドフレーム５Ｆとを含んで構成されている。支持ブラケット５Ｄには、フロント装置４が取付けられ、底板５Ａの後端側には、カウンタウエイト６が取付けられている。

カウンタウエイト６は、旋回フレーム５の後部に設けられている（図１参照）。このカウンタウエイト６は、フロント装置４との重量バランスをとるものである。カウンタウエイト６は、左，右方向の中央部が後側に突出した円弧状に形成されている。

エンジン７は、カウンタウエイト６の前面側に位置して旋回フレーム５上に設けられている。エンジン７には、小型のディーゼルエンジンが用いられ、エンジン７は、左，右方向に延びる横置き状態に配置されている。エンジン７には、排気ガスを外部に排出するための排気管７Ａが設けられている。この排気管７Ａには、排気ガスを清浄化したり、排気音を低減したりするための排気ガス処理装置７Ｂが接続されている。

エンジン７の左側には、油圧ポンプ８が取付けられている。この油圧ポンプ８は、エンジン７によって駆動されることにより、油圧ショベル１に設けられた各種の油圧アクチュエータに作動用の圧油を供給するものである。

冷却ファン９は、エンジン７の軸方向の一方、本実施の形態では左，右方向の右側に設けられている。冷却ファン９は、例えばエンジン７によって回転されるものである。この冷却ファン９は、エンジン７および後述の熱交換装置１０と左，右方向の一直線上に配置されている。図２中に矢示Ａで示すように、冷却ファン９は、後述する外装カバー２２の外部から吸込んだ冷却風を熱交換装置１０に向け、右側から左側に流通する吸込式の冷却ファンとして構成されている。冷却ファン９は、中央に位置して有底円筒状の取付部９Ａと、取付部９Ａから放射状に延びた複数枚の羽根９Ｂとによって構成されている。なお、冷却ファン９は、エンジン７と切離し、電動モータまたは油圧モータを用いて回転させる構成としてもよい。

次に、流体としてのエンジン冷却水、作動油、冷媒、燃料を冷却風により冷却する本実施の形態による熱交換装置１０の構成について説明する。

熱交換装置１０は、冷却ファン９に隣接して車体を構成する上部旋回体３に設けられ、冷却ファン９からの冷却風により加熱された流体を冷却するものである。熱交換装置１０は、冷却ファン９に対面するように旋回フレーム５上に設けられている。熱交換装置１０は、後述の支持枠体１１、ファンシュラウド１２、ファンカバー１３、ラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７、燃料クーラ１８により構成されている。

図２に示すように、支持枠体１１は、冷却ファン９の右側に位置して旋回フレーム５上に取付けられている。支持枠体１１は、左，右方向に貫通した四角形状の角枠体として形成され、その内部には、ラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７が収容されている。支持枠体１１は、エンジン７が左，右方向に延在する横置き状態に搭載された構造では、上部旋回体３の前，後方向が横幅方向となるように配置されている。

ファンシュラウド１２は、支持枠体１１のエンジン７側となる左側を覆うように、その周囲が支持枠体１１に取付けられている。ファンシュラウド１２は、前，後方向および上，下方向に延びた長方形状の板体として形成され、中央には、冷却ファン９を取囲む大きな円形状の冷却風流通開口１２Ａが形成されている。この冷却風流通開口１２Ａは、上部旋回体３の右側から左側に向けて流れる冷却風の流れ方向に対し、一の熱交換器となるラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７よりも冷却風の流れ方向の下流側に設けられている。ファンシュラウド１２には、冷却風流通開口１２Ａの一部を覆うように後述のファンカバー１３が設けられている。

ファンカバー１３は、ファンシュラウド１２の冷却風流通開口１２Ａを通じて冷却風が流通するのを許しつつ、冷却ファン９の一部を覆うものである。ファンカバー１３には、後述の燃料クーラ１８が取付けられている。ファンカバー１３は、後述する外装カバー２２のエンジンカバー２２Ａを開いたときに、冷却ファン９と接しないように、この開口に対応した冷却ファン９の後側上部を覆っている。ファンカバー１３は、冷却風の流通を妨げないように網目状に形成されている。

ファンカバー１３は、冷却風流通開口１２Ａの円形状に対応するように湾曲しつつ冷却ファン９の周囲を覆う周面カバー部１３Ａと、周面カバー部１３Ａのエンジン７側の端縁から冷却ファン９の取付部９Ａに向けて延び、各羽根９Ｂを覆った扇状カバー部１３Ｂと、周面カバー部１３Ａのファンシュラウド１２側の端縁に設けられた例えば２個のブラケット部１３Ｃとにより構成されている。

ファンカバー１３は、扇状カバー部１３Ｂによって冷却ファン９の各羽根９Ｂを覆うようにファンシュラウド１２の後側上部に配置し、この状態で、各ブラケット部１３Ｃに挿通したボルト１４をファンシュラウド１２に螺着することにより、ファンシュラウド１２に取付けられている。これにより、冷却風を流通させつつ、エンジンカバー２２Ａを開いて作業するときの冷却ファン９との接触を防止することができる。

次に、熱交換装置１０に設けられた一の熱交換器としてのラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７と、他の熱交換器としての燃料クーラ１８との構成について述べる。なお、エンジン７に過給機が取付けられている場合には、一の熱交換器として、過給機によって温度上昇したエンジン吸気を冷却するインタクーラが設けられる。

ラジエータ１５は、支持枠体１１の内部の後側寄りに位置し、冷却ファン９およびファンシュラウド１２に対面して配置されている。ラジエータ１５は、冷却ファン９による冷却風の流れ方向に対し直交するように、旋回フレーム５の前，後方向を横幅方向として配置されている。ラジエータ１５は、エンジン７を冷却して温度上昇したエンジン冷却水を冷却するもので、エンジン７のウォータジャケットに接続されている。

オイルクーラ１６は、ラジエータ１５と同様に、冷却ファン９およびファンシュラウド１２に対面して支持枠体１１内に設けられている。このオイルクーラ１６は、ラジエータ１５の前側で冷却風の流れ方向に対して直交するように設けられている。オイルクーラ１６は、支持枠体１１内の前側に位置し、ラジエータ１５とほぼ同一の平面をなすように配置されている。オイルクーラ１６は、冷却ファン９による冷却風を通過させることにより、冷却対象となる流体としての作動油を冷却するもので、制御弁装置、作動油タンク等（いずれも図示せず）に接続されている。

コンデンサ１７は、ラジエータ１５、オイルクーラ１６の右サイドフレーム５Ｆ側（冷却風の流れ方向の上流側）に隣接して、ラジエータ１５、オイルクーラ１６と同様に、支持枠体１１内に設けられている（図２中に点線で図示）。このコンデンサ１７は、後述するキャブ２１内の室内機（図示せず）から供給される気化した冷媒の熱を放出（冷却）して液体に戻すもので、空調装置の室外機を構成している。ここで、コンデンサ１７は、冷却風の流れ方向で、ラジエータ１５およびオイルクーラ１６に直列に重なるように、当該ラジエータ１５およびオイルクーラ１６の上流側に配置されている。

このように、一の熱交換器を構成するラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７は、冷却ファン９よりも当該冷却ファン９が発生する冷却風の流れ方向の上流側に配置されている。この場合、ラジエータ１５、オイルクーラ１６の上流側には、コンデンサ１７が配置されているだけであるから、安定した冷却性能が要求されるラジエータ１５、オイルクーラ１６には、冷却風を安定的に供給することができる。

他の熱交換器としての燃料クーラ１８は、冷却ファン９よりも冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。具体的には、燃料クーラ１８は、ファンカバー１３に取付けられている。燃料クーラ１８は、エンジン７に供給する燃料を冷却することにより、燃料の膨張を抑制して燃料消費率の向上を図るものである。

図３に示すように、燃料クーラ１８は、燃料が流通する管路とこの管路に取付けられた複数枚の放熱フィンからなる長方形状の冷却部１８Ａと、冷却部１８Ａに設けられた取付板部１８Ｂとを含んで構成されている。燃料クーラ１８は、ファンカバー１３の扇状カバー部１３Ｂに対して左側から対面するように縦長状態で配置され、取付板部１８Ｂに挿通したボルト１９を用いて扇状カバー部１３Ｂに取付けられている。そして、燃料クーラ１８の冷却部１８Ａには、２本の燃料ホース２０Ａ，２０Ｂが接続されている。

このように、他の熱交換器を構成する燃料クーラ１８は、冷却ファン９よりも当該冷却ファン９が発生する冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。この場合、冷却ファン９によって発生する多くの冷却風を燃料クーラ１８に供給することができるから、燃料クーラ１８に要求される冷却性能を得ることができる。

なお、キャブ２１は、旋回フレーム５の左前側に設けられている（図１参照）。このキャブ２１は、オペレータが搭乗するもので、内部にはオペレータが着座する運転席２１Ａ、走行用の操作レバー２１Ｂ、作業用の操作レバー２１Ｃ等が配設されている。さらに、キャブ２１には、空調装置の室内機（いずれも図示せず）が設けられている。

外装カバー２２は、キャブ２１の後側から側方に亘って旋回フレーム５に設けられている。この外装カバー２２は、旋回フレーム５上に搭載されたエンジン７、油圧ポンプ８、冷却ファン９、熱交換装置１０等を覆うものである。外装カバー２２は、エンジン７の後側に位置して開，閉可能なエンジンカバー２２Ａを有している。このエンジンカバー２２Ａを開いた状態では、エンジン７の周囲を後方に開放することができ、各種のメンテナンスを行うことができる。

本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、この油圧ショベル１の動作について説明する。

まず、オペレータは、キャブ２１に搭乗して運転席２１Ａに着座する。この状態で走行用の操作レバー２１Ｂを操作することにより、油圧ショベル１を前進または後進させることができる。一方、オペレータは、作業用の操作レバー２１Ｃを操作することにより、フロント装置４等を動作させて土砂の掘削作業を行うことができる。

油圧ショベル１を稼動しているときには、エンジン７の冷却ファン９により外装カバー２２を通じて外部の空気を流入させ、この空気を冷却風として熱交換装置１０のラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７、燃料クーラ１８に供給することにより、それぞれを流れる流体を冷却することができる。

この場合、ラジエータ、オイルクーラに対し、冷却風の上流側にコンデンサや燃料クーラを重ねて配置した場合（冷却風の流れ方向で直列に重ねた場合）には、ラジエータ、オイルクーラに供給される冷却風の温度がコンデンサや燃料クーラによって上昇した分だけ、ラジエータとオイルクーラの冷却性能が低下する虞がある。しかも、ラジエータ、オイルクーラの冷却風の上流側にコンデンサや燃料クーラを重ねた構造では、ラジエータやオイルクーラに付着した塵埃等の清掃作業に手間を要してしまう。

然るに、第１の実施の形態によれば、冷却ファン９に隣接して旋回フレーム５に設けられた熱交換装置１０は、複数種類の流体をそれぞれ冷却する複数の熱交換器、具体的には、エンジン７の冷却水を冷却するラジエータ１５、作動油を冷却するオイルクーラ１６、空調用の冷媒を冷却するコンデンサ１７、エンジン７に供給する燃料を冷却する燃料クーラ１８を含んで構成されている。そして、一の熱交換器としてのラジエータ１５、オイルクーラ１６およびコンデンサ１７は、冷却ファン９よりも冷却風の流れ方向の上流側に配置されている。一方、他の熱交換器としての燃料クーラ１８は、冷却ファン９よりも冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。

従って、エンジン７の高出力化、高効率化、排気ガス規制等による熱交換装置１０の大型化、旋回半径を小さくするための上部旋回体３の小型化に伴って熱交換装置１０の設置スペースが制限された場合でも、ラジエータ１５、オイルクーラ１６の上流側には、コンデンサ１７が配置されているだけであるから、安定した冷却性能が要求されるラジエータ１５、オイルクーラ１６に冷却風を安定的に供給することができる。しかも、燃料クーラ１８には、冷却ファン９によって発生する多くの冷却風を供給することができるから、要求される冷却性能を得ることができる。

さらに、ラジエータ１５、オイルクーラ１６の上流側にコンデンサ１７だけを配置した構成では、ラジエータ１５やオイルクーラ１６を容易に目視することができ、また、ラジエータ１５やオイルクーラ１６に付着した塵埃等を容易に洗浄することができる。

この結果、熱交換装置１０を構成するラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７および燃料クーラ１８の冷却性能を向上することができる上に、ラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７および燃料クーラ１８の清掃作業を含むメンテナンスを容易に行うことができる。

また、熱交換装置１０は、一の熱交換器としてのラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７の冷却風の流れ方向の下流側に設けられ、冷却ファン９を取囲む冷却風流通開口１２Ａを有するファンシュラウド１２と、ファンシュラウド１２に設けられ冷却風の流通を許しつつ冷却ファン９を覆っているファンカバー１３とを備えている。この上で、他の熱交換器としての燃料クーラ１８は、ファンカバー１３に取付けられている。これにより、冷却ファン９が発生した冷却風をファンカバー１３を通して燃料クーラ１８に供給することができる。

次に、図４ないし図７は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、車体には、エンジンの後側に位置して当該車体のバランスをとるためのカウンタウエイトが設けられ、カウンタウエイトには、エンジンに備えられた補器類を駆動するためのベルトを覆うベルトカバーが設けられ、他の熱交換器は、ベルトカバーに取付けられていることにある。また、他の特徴は、ベルトカバーには、他の熱交換器に向けて冷却風を導く導風板が設けられていることにある。

なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態による油圧ショベル１よりも大型な油圧ショベル３１を例示しているものの、全体的な構成については大きく変わるところがない。このため、本実施の形態の特徴部分に関する構成を除き、構成要素に新たな符号を付す一方で、第１の実施の形態と同様の構成要素の説明を簡略化するものとする。

図４において、建設機械としての後方超小旋回型の油圧ショベル３１は、下部走行体３２と、下部走行体３２と共に車体を構成する上部旋回体３３と、土砂の掘削作業等を行うフロント装置３４とを備えている。

上部旋回体３３は、下部走行体３２の左，右方向の幅寸法（全幅）に対して予め定められた範囲、即ち、下部走行体３２の全幅の１２０％以内で旋回するように構成されている。そして、上部旋回体３３は、後述の旋回フレーム３５、カウンタウエイト３６、エンジン３７、熱交換装置４１を含んで構成されている。

図５に示すように、旋回フレーム３５は、左，右方向の中央に位置して前，後方向に延びた厚肉な平板状の底板３５Ａと、底板３５Ａの上面側に立設され前，後方向に延びた左縦板３５Ｂ，右縦板３５Ｃと、底板３５Ａおよび左，右の縦板３５Ｂ，３５Ｃから左，右方向に延びて前，後方向に間隔をもって配置された複数本の張出しビーム３５Ｄと、底板３５Ａおよび左縦板３５Ｂの左側に位置して左側の張出しビーム３５Ｄの先端部に取付けられた左サイドフレーム３５Ｅと、底板３５Ａおよび右縦板３５Ｃの右側に位置して右側の張出しビーム３５Ｄの先端部に取付けられた右サイドフレーム３５Ｆとを含んで構成されている。左，右の縦板３５Ｂ，３５Ｃの前部には、フロント装置３４が取付けられ、後部にはカウンタウエイト３６が取付けられている。

カウンタウエイト３６は、後述するエンジン３７の後側に位置して車体の一部を構成する旋回フレーム３５の後部に設けられている。カウンタウエイト３６は、フロント装置３４との重量バランスをとるものである。カウンタウエイト３６は、旋回動作したときの旋回半径が小さくなるように、左，右両側を前側に向けて湾曲させることにより円弧状の外周面３６Ａを有し、旋回中心に近い前側寄りに配置されている。

カウンタウエイト３６は、左，右方向の中央に位置する中央ウエイト部３６Ｂと、中央ウエイト部３６Ｂの左側に位置して中央ウエイト部３６Ｂよりも低い高さ寸法をもって形成された左側方ウエイト部３６Ｃと、中央ウエイト部３６Ｂの右側に位置して中央ウエイト部３６Ｂよりも低い高さ寸法をもって形成された右側方ウエイト部３６Ｄとにより構成されている。中央ウエイト部３６Ｂは、後方に突出し、左，右の側方ウエイト部３６Ｃ，３６Ｄは、中央ウエイト部３６Ｂから左，右方向に延びつつ前側に湾曲している。

ここで、中央ウエイト部３６Ｂは、油圧ポンプ３９から熱交換装置４１までの左，右方向の長さ寸法に対応する幅寸法を有している。中央ウエイト部３６Ｂは、エンジン３７、油圧ポンプ３９、熱交換装置４１に対面する前面部３６Ｂ１を有している。また、中央ウエイト部３６Ｂには、エンジン３７と熱交換装置４１との間に位置して凹陥部３６Ｂ２が形成されている。この凹陥部３６Ｂ２は、エンジン３７に取付けられるオルタネータ３７Ｅ等の補器類および各種ホース類（図示せず）との干渉を避けるもので、後述するベルト３８の後側に位置して前面部３６Ｂ１の一部を後退させることにより形成されている。凹陥部３６Ｂ２には、後述のベルトカバー５３が取付けられている。

エンジン３７は、カウンタウエイト３６の前側に位置して旋回フレーム３５上に設けられている。エンジン３７には、小型のディーゼルエンジンが用いられ、エンジン３７は、左，右方向に延びる横置き状態に配置されている。エンジン３７には、排気ガスを外部に排出するための排気管３７Ａが設けられている。この排気管３７Ａには、排気ガスを清浄化したり、排気音を低減したりするための排気ガス処理装置３７Ｂが接続されている。

エンジン３７には、左，右方向の左側に突出して回転軸３７Ｃが設けられ、この回転軸３７Ｃには、後述の冷却ファン４０が取付けられている。また、回転軸３７Ｃには、エンジン３７と冷却ファン４０との間に位置して駆動プーリ３７Ｄが取付けられている。さらに、エンジン３７には、左側の後部に位置してオルタネータ３７Ｅが設けられている。このオルタネータ３７Ｅは、エンジン３７の補器類の１つを構成している。オルタネータ３７Ｅは、従動プーリ３７Ｅ１が後述のベルト３８を介してエンジン３７によって駆動されることにより、バッテリ（図示せず）に充電を行うものである。

ベルト３８は、エンジン３７の補器類であるオルタネータ３７Ｅを駆動するものである。ベルト３８は、エンジン３７の駆動プーリ３７Ｄとオルタネータ３７Ｅの従動プーリ３７Ｅ１とに亘って巻回されている。これにより、エンジン３７の稼働時には、ベルト３８を介してオルタネータ３７Ｅを駆動することができる。なお、ベルト３８は、他の補器類、例えば、空調装置の一部をなすコンプレッサ（図示せず）を駆動するのに用いることもできる。また、１本のベルト３８で複数の補器類を駆動することもできる。ベルト３８としては、Ｖベルト、歯付きベルト、溝付きベルト等を用いることができる。

油圧ポンプ３９は、エンジン３７の右側に取付けられている。この油圧ポンプ３９は、エンジン３７によって駆動されることにより、油圧ショベル３１に設けられた各種の油圧アクチュエータに作動用の圧油を供給するものである。

冷却ファン４０は、エンジン３７の軸方向の一方、本実施の形態では左，右方向の左側に設けられている。冷却ファン４０は、例えばエンジン３７によって回転されるもので、回転軸３７Ｃの先端に取付けられている。この冷却ファン４０は、エンジン３７および後述の熱交換装置４１と左，右方向の一直線上に配置されている。図５中に矢示Ｂで示すように、冷却ファン４０は、後述する外装カバー５７の外部から吸込んだ冷却風を熱交換装置４１に向け、左側から右側に流通する吸込式の冷却ファンとして構成されている。冷却ファン４０は、中央に位置して有底円筒状の取付部４０Ａと、取付部４０Ａから放射状に延びた複数枚の羽根４０Ｂとによって構成されている。なお、冷却ファン４０は、エンジン３７と切離し、電動モータまたは油圧モータを用いて回転させる構成としてもよい。

次に、流体としてのエンジン冷却水、作動油、冷媒、燃料を冷却風により冷却する本実施の形態による熱交換装置４１の構成について説明する。

熱交換装置４１は、冷却ファン４０に隣接して車体を構成する上部旋回体３３に設けられ、冷却ファン４０からの冷却風により加熱された流体を冷却するものである。熱交換装置４１は、冷却ファン４０に対面するように旋回フレーム３５上に設けられている。熱交換装置４１は、後述の支持枠体４２、ファンシュラウド４３、各ファンカバー４４，４５、ラジエータ４７、オイルクーラ４８、コンデンサ４９、燃料クーラ５０により構成されている。

図５に示すように、支持枠体４２は、冷却ファン４０の左側に位置して旋回フレーム３５上に取付けられている。支持枠体４２は、左，右方向に貫通した四角形状の角枠体として形成され、その内部には、ラジエータ４７、オイルクーラ４８、コンデンサ４９が収容されている。支持枠体４２は、エンジン３７が左，右方向に延在する横置き状態に搭載された構造では、上部旋回体３３の前，後方向が横幅方向となるように配置されている。

図６、図７に示すように、ファンシュラウド４３は、支持枠体４２のエンジン３７側となる右側を覆うように、その周囲が支持枠体４２に取付けられている。ファンシュラウド４３は、前，後方向および上，下方向に延びた長方形状の板体として形成され、中央には、冷却ファン４０を取囲む大きな円形状の冷却風流通開口４３Ａが形成されている。この冷却風流通開口４３Ａは、上部旋回体３３の左側から右側に向けて流れる冷却風の流れ方向に対し、一の熱交換器となるラジエータ４７、オイルクーラ４８、コンデンサ４９よりも冷却風の流れ方向の下流側に設けられている。ファンシュラウド４３には、冷却風流通開口４３Ａの一部を覆うように後述の各ファンカバー４４，４５が設けられている。

第１のファンカバー４４と第２のファンカバー４５は、ファンシュラウド４３の冷却風流通開口４３Ａを通じて冷却風が流通するのを許しつつ、冷却ファン４０の一部を覆うものである。各ファンカバー４４，４５は、後述する外装カバー５７のエンジンカバー５７Ａを開いたときに、冷却ファン４０と接しないように、この開口に対応した冷却ファン４０の上部から後側を覆っている。各ファンカバー４４，４５には、冷却風の流通を妨げないように通気用の複数本のスリット４４Ｃ，４５Ｃが形成されている。

第１のファンカバー４４は、冷却風流通開口４３Ａの上側に位置して左，右方向に延びた横面カバー部４４Ａと、横面カバー部４４Ａの右端部から下向きに延びた縦面カバー部４４Ｂとからなり、各カバー部４４Ａ，４４Ｂには、複数のスリット４４Ｃが設けられている。第１のファンカバー４４は、横面カバー部４４Ａの左端部がボルト４６を用いてファンシュラウド４３に取付けられている。これにより、第１のファンカバー４４は、横面カバー部４４Ａによって冷却ファン４０（各羽根４０Ｂ）の上側を覆い、縦面カバー部４４Ｂによって冷却ファン４０（各羽根４０Ｂ）の右側を覆うことができる。

第２のファンカバー４５は、第１のファンカバー４４よりも後側、具体的には、第１のファンカバー４４と後述のベルトカバー５３との間に位置してファンシュラウド４３に取付けられている。第２のファンカバー４５は、第１のファンカバー４４と同様に、複数のスリット４５Ｃを備えた横面カバー部４５Ａと縦面カバー部４５Ｂとからなり、横面カバー部４５Ａがボルト４６を用いてファンシュラウド４３に取付けられている。

ラジエータ４７、オイルクーラ４８、コンデンサ４９（図５中に点線で図示）は、熱交換装置４１に設けられた一の熱交換器を構成している。ラジエータ４７は、支持枠体４２の内部の後側寄りに冷却ファン４０に対面して設けられている。オイルクーラ４８は、ラジエータ４７の前側に位置するように支持枠体４２内に冷却ファン４０と対面して設けられている。コンデンサ４９は、ラジエータ４７、オイルクーラ４８に対し冷却風の流れ方向の上流側に隣接して、支持枠体４２内に設けられている。なお、エンジン３７に過給機が取付けられている場合には、一の熱交換器として、過給機によって温度上昇したエンジン吸気を冷却するインタクーラが設けられる。

他の熱交換器としての燃料クーラ５０は、冷却ファン４０よりも冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。具体的には、燃料クーラ５０は、後述のベルトカバー５３に取付けられている。燃料クーラ５０は、エンジン３７に供給する燃料を冷却することにより、燃料の膨張を抑制して燃料消費率の向上を図るものである。

図６に示すように、燃料クーラ５０は、第１の実施の形態による燃料クーラ１８と同様に、冷却部５０Ａと取付板部５０Ｂとを含んで構成されている。燃料クーラ５０は、ベルトカバー５３の傾斜板部５３Ｃに対して後側から対面するように横長状態（左，右方向に延びた状態）で配置され、取付板部５０Ｂに挿通したボルト５１を用いて傾斜板部５３Ｃに取付けられている。そして、燃料クーラ５０の冷却部５０Ａには、２本の燃料ホース５２Ａ，５２Ｂが接続されている。

このように、他の熱交換器を構成する燃料クーラ５０は、冷却ファン４０よりも当該冷却ファン４０が発生する冷却風の流れ方向の下流側に配置されている。この場合、冷却ファン４０によって発生する多くの冷却風を、後述の導風板５５で導いて燃料クーラ５０に供給することができるから、燃料クーラ５０に要求される冷却性能を得ることができる。

ベルトカバー５３は、エンジン３７のベルト３８を覆うもので、カウンタウエイト３６に設けられている。ベルトカバー５３は、冷却風を流通させつつ、エンジンカバー５７Ａを開いて作業するときに、ベルト３８との接触を防止するものである。図６、図７に示すように、ベルトカバー５３は、カウンタウエイト３６を構成する中央ウエイト部３６Ｂの凹陥部３６Ｂ２に対面して設けられた取付板部５３Ａと、取付板部５３Ａの上縁部から屈曲して前側（エンジン３７側）に延びた水平板部５３Ｂと、水平板部５３Ｂの前縁部から前側に向け斜め上側に延びた傾斜板部５３Ｃとにより構成されている。また、水平板部５３Ｂと傾斜板部５３Ｃとには、複数本のスリット５３Ｄが設けられている。

そして、ベルトカバー５３は、取付板部５３Ａに挿通したボルト５４を中央ウエイト部３６Ｂの凹陥部３６Ｂ２に螺着することにより、中央ウエイト部３６Ｂに取付けられている。また、ベルトカバー５３の傾斜板部５３Ｃには、後面側（エンジン３７と反対側）に位置して燃料クーラ５０が取付けられている。

導風板５５は、燃料クーラ５０に向けて冷却風を導くもので、ベルトカバー５３に設けられている。図７に示すように、導風板５５は、ベルトカバー５３の傾斜板部５３Ｃに対面する長方形状の板体として形成され、左，右方向に延びた右側（冷却ファン４０と反対側）の右端部５５Ａが傾斜板部５３Ｃの右端部位に、例えば溶接、螺着等の手段を用いて固着されている。一方、導風板５５は、左端部５５Ｂに向けて傾斜板部５３Ｃから離間することにより、冷却ファン４０側となる左側が拡開して配置されている。これにより、冷却ファン４０によってエンジン３７側に流入した冷却風は、導風板５５に当たることで、導風板５５によってベルトカバー５３に取付けられた燃料クーラ５０に導かれる。

なお、キャブ５６は、旋回フレーム３５の左前側に設けられている（図４参照）。このキャブ５６内には、運転席、走行用の操作レバー、作業用の操作レバーが設けられている。また、キャブ５６には、空調装置の室内機（いずれも図示せず）が設けられている。

外装カバー５７は、キャブ５６の後側から側方に亘って旋回フレーム５に設けられている。この外装カバー５７は、旋回フレーム３５上に搭載されたエンジン３７、油圧ポンプ３９、冷却ファン４０、熱交換装置４１等を覆うものである。外装カバー５７は、エンジン３７の後側に位置して開，閉可能なエンジンカバー５７Ａを有している。このエンジンカバー５７Ａを開いた状態では、エンジン３７の周囲を後方に開放することができ、各種のメンテナンスを行うことができる。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態では、エンジン３７に備えられたオルタネータ３７Ｅを駆動するためのベルト３８を覆うベルトカバー５３をカウンタウエイト３６に設けている。この上で、燃料クーラ５０は、ベルトカバー５３に取付ける構成としている。これにより、燃料クーラ５０には、冷却ファン４０によって発生する多くの冷却風を供給することができる。

しかも、ベルトカバー５３には、燃料クーラ５０に向けて冷却風を導く導風板５５が設けられている。これにより、冷却ファン４０による冷却風を、導風板５５によって燃料クーラ５０に積極的に導くことができ、冷却性能を向上することができる。

なお、第２の実施の形態では、カウンタウエイト３６に設けられたベルトカバー５３に燃料クーラ５０を取付けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、図８に示す変形例のように構成してもよい。即ち、図８の変形例では、第１のファンカバー４４に燃料クーラ５０′を取付ける構成としている。

第２の実施の形態では、カウンタウエイト３６の中央ウエイト部３６Ｂに凹陥部３６Ｂ２を設け、この凹陥部３６Ｂ２にベルトカバー５３を取付ける構成とした場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、凹陥部を削除してカウンタウエイトの前面を平らにし、この平らな前面にベルトカバー５３を取付ける構成としてもよい。

第１の実施の形態では、一の熱交換器としてラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７を例示し、他の熱交換器として燃料クーラ１８を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、他の熱交換器をラジエータ１５、オイルクーラ１６、コンデンサ１７の中から選択してもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

さらに、第１の実施の形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。さらに、例えば油圧クレーン、ホイールローダ等の他の建設機械にも広く適用できるものである。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

１，３１ 油圧ショベル（建設機械）
２，３２ 下部走行体（車体）
３，３３ 上部旋回体（車体）
７，３７ エンジン
９，４０ 冷却ファン
１０，４１ 熱交換装置
１２，４３ ファンシュラウド
１２Ａ，４３Ａ 冷却風流通開口
１３ ファンカバー
１５，４７ ラジエータ（一の熱交換器）
１６，４８ オイルクーラ（一の熱交換器）
１７，４９ コンデンサ（一の熱交換器）
１８，５０，５０′ 燃料クーラ（他の熱交換器）
３６ カウンタウエイト
３８ ベルト
４４ 第１のファンカバー
４５ 第２のファンカバー
５３ ベルトカバー
５５ 導風板

Claims (4)

1. 自走が可能な車体と、前記車体に設けられたエンジンと、前記エンジンに設けられ冷却風を発生する冷却ファンと、前記冷却ファンに隣接して前記車体に設けられ前記冷却ファンからの冷却風により加熱された流体を冷却する熱交換装置とを備えてなる建設機械において、
   前記熱交換装置は、複数種類の流体をそれぞれ冷却する複数の熱交換器を含んで構成され、
   前記複数の熱交換器のうち一の熱交換器は、前記冷却ファンよりも前記冷却風の流れ方向の上流側に配置され、
   前記複数の熱交換器のうち他の熱交換器は、前記冷却ファンよりも前記冷却風の流れ方向の下流側に配置されていることを特徴とする建設機械。
2. 前記熱交換装置は、前記一の熱交換器の前記冷却風の流れ方向の下流側に設けられ前記冷却ファンを取囲む冷却風流通開口を有するファンシュラウドと、前記ファンシュラウドに設けられ冷却風の流通を許しつつ前記冷却ファンを覆っているファンカバーとを備え、
   前記他の熱交換器は、前記ファンカバーに取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記車体には、前記エンジンの後側に位置してカウンタウエイトが設けられ、
   前記カウンタウエイトには、前記エンジンに備えられた補器類を駆動するためのベルトを覆うベルトカバーが設けられ、
   前記他の熱交換器は、前記ベルトカバーに取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
4. 前記ベルトカバーには、前記他の熱交換器に向けて冷却風を導く導風板が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械。

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