JP2021133729A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構成で清掃作業の頻度を低減したフィルタユニットを備える作業機械を提供する。【解決手段】作業機械は、空気が流通する空気流路（１０ａ）上に配置されて、空気を通過させ且つダストを捕集するフィルタユニット（２０）とを備え、フィルタユニット（２０）は、空気流路（１０ａ）内でダストを捕集する第１捕集ネット（２３）と、空気の流通方向と交差する方向において、空気流路（１０ａ）内の第１捕集ネット（２３）と異なる位置でダストを捕集し、且つ第１捕集ネット（２３）より目が粗い第２捕集ネット（２４）とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、フィルタを備える作業機械に関する。

従来より、作業機械には、エンジンの冷却液を冷却風と熱交換させるラジエータの前面、或いはエンジンに供給する空気が流通する管路に、空気からダストを除去するフィルタが設けられている。そして、作業機械の性能を維持するためには、このフィルタの定期的な清掃が必要である。

多塵環境で使用される作業機械において、フィルタの清掃作業の頻度を低減する手法として、フィルタの上流側に設けた開閉扉からダストを排出する方法（特許文献１参照）、複数のエア流路の一部を非流通状態にして、非流通状態のエア流路からダストを除去する方法（特許文献２参照）などが知られている。

特開２００８−１４２８６号公報 特開２００８−８２３２４号公報

しかしながら、特許文献１では、フィルタの上流側の開閉扉と、開閉扉を開閉する機構とが必要になる。また、特許文献２では、複数のエア流路と、各エア流路を連通状態及び非連通状態に切り替える機構とが必要になる。すなわち、特許文献１、２の方法では、装置が大型化及び複雑化するという新たな課題を生じる。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルな構成で清掃作業の頻度を低減したフィルタユニットを備える作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、空気が流通する空気流路上に配置されて、空気を通過させ且つダストを捕集するフィルタユニットを備える作業機械であって、前記フィルタユニットは、前記空気流路内でダストを捕集する第１捕集ネットと、空気の流通方向と交差する方向において、前記空気流路内の前記第１捕集ネットと異なる位置でダストを捕集し、且つ前記第１捕集ネットより目が粗い第２捕集ネットとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、シンプルな構成で清掃作業の頻度を低減したフィルタユニットを得ることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベルの側面図である。 建屋の内部空間に収容される構成部品の配置を示す概略平面図である。 第１実施形態に係るフィルタユニットの正面図である。 フィルタユニットを通過する空気の流速分布を示す図である。 フィルタユニットを通過する空気の流速の経時変化を示す図である。 第２実施形態に係るフィルタユニットを示す図である。 第３実施形態に係るフィルタユニットを示す図である。 第２捕集ネットに捕集されるダストの経時変化を示す概略図である。 第４実施形態に係るフィルタユニットの適用対象を示す図である。 第４実施形態に係るフィルタユニットを示す図である。

［第１実施形態］
本発明に係る作業機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベル１の側面図である。なお、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ダンプトラック、モータグレーダー、ホイールローダ、クレーン等であってもよい。また、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２は、左右一対のクローラ８を備える。そして、走行モータ（図示省略）の回転が伝達されて左右一対のクローラ８が回転すると、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、クローラ８に代えて、装輪式であってもよい。

上部旋回体３は、下部走行体２に旋回可能に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前端中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃを駆動させる油圧シリンダ４ｄ、４ｅ、４ｆとを含む。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上部旋回体３の後端に取り付けられた重量物である。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部には、オペレータが着席するシート（図示省略）と、シートに着席したオペレータが操作する操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。そして、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。

上部旋回体３は、フロント作業機４及びキャブ７より後方で且つカウンタウェイト６より前方に建屋１０を有する。図２は、建屋１０の内部空間１０ａに収容される構成部品の配置を示す概略平面図である。

図２に示すように、建屋１０は、油圧ショベル１の構成部品を収容する内部空間１０ａを有する。また、建屋１０の内部空間１０ａを覆う外壁には、内部空間１０ａに対して外気を流出入させるためのスリット１０ｂ、１０ｃが形成されている。建屋１０の内部空間１０ａには、エンジン１１と、冷却ファン（ファン）１２と、ラジエータ（熱交換器）１３と、フィルタユニット２０とが収容されている。

エンジン１１は、空気及び燃料を混合して燃焼させることによって、油圧ショベル１を動作させるための駆動力を発生させる。冷却ファン１２は、エンジン１１の駆動力が伝達されて回転することによって、冷却風を生起させる。ラジエータ１３は、エンジン１１を冷却する冷却液を、冷却ファン１２で生起された冷却風と熱交換させ、熱交換によって温度が低下した冷却液を再びエンジン１１に供給する。なお、熱交換器の具体例は、ラジエータに限定されず、インタークーラーやオイルクーラー等であってもよい。

第１実施形態に係る冷却ファン１２は、内部空間１０ａに負圧を発生させることによって、図２の左から右に向かう空気（冷却風）の流れを生起させる。すなわち、第１実施形態では、スリット１０ｂを通じて内部空間１０ａに空気が流入し、スリット１０ｃを通じて内部空間１０ａから空気が流出する。すなわち、建屋１０の内部空間１０ａは空気が流通する「空気流路」の一例であり、この場合の「流通方向」は左から右である。

なお、「流通方向」とは、空気流路内における空気の流れの主な方向である。内部空間１０ａ内の空気は、内部空間１０ａに収容された構成部品に衝突して、向きを変えたり、渦を巻いたりするので、流通方向は一定でない。但し、内部空間１０ａ内の空気は、様々な方向に向きを変えながらも、全体としては図２の左から右に流通する。すなわち、流通方向とは、空気流路の入口（図２のスリット１０ｂ）と、空気流路の出口（図２のスリット１０ｃ）との間において、空気流路の延設方向に沿った方向と言い換えることができる。

冷却ファン１２は、エンジン１１より空気の流通方向の上流側に配置されている。ラジエータ１３は、冷却ファン１２より空気の流通方向の上流側に配置されている。フィルタユニット２０は、ラジエータ１３より空気の流通方向の上流側に配置されている。すなわち、スリット１０ｂを通じて内部空間１０ａに流入した空気は、フィルタユニット２０を通過し、ラジエータ１３で冷却液と熱交換し、冷却ファン１２及びエンジン１１の周りを通過して、スリット１０ｃを通じて内部空間１０ａから流出する。

なお、油圧ショベル１は多塵環境で使用されることが多いので、スリット１０ｂを通じて内部空間１０ａに流入する空気は、多くのダストを含んでいる。このダストがラジエータ１３の表面に付着すると、ラジエータ１３の熱交換効率が低下する。

そこで図２に示すように、フィルタユニット２０の前後方向の長さ（以下、「幅」と表記する。）は、内部空間１０ａの前後方向の幅とほぼ一致する。また図示は省略するが、フィルタユニット２０の上下方向の高さは、内部空間１０ａの上下方向の高さとほぼ一致する。すなわち、スリット１０ｂを通じて内部空間１０ａに流入した空気の大部分（ほとんど全て）は、フィルタユニット２０を通過してからラジエータ１３に到達する。

これにより、空気に含まれるダストの大部分は、フィルタユニット２０によって捕集される。その結果、ラジエータ１３の表面に付着するダストの量を低減することができる。一方、フィルタユニット２０がダストを捕集して目詰まりを起こすことによって、フィルタユニット２０を通過する空気の量が減少する。そのため、フィルタユニット２０に付着したダストを除去する清掃作業を定期的に行う必要がある。

そこで、図３〜図５を参照して、建屋１０のような狭い内部空間１０ａにも収容可能なシンプルな構成で、清掃作業の頻度を低減したフィルタユニット２０の構成を説明する。図３は、第１実施形態に係るフィルタユニット２０の正面図である。図４は、フィルタユニット２０を通過する空気の流速分布を示す図である。図５は、フィルタユニット２０を通過する空気の流速の経時変化を示す図である。

フィルタユニット２０は、スリット１０ｂを通じて内部空間１０ａに流入する空気及びダストのうち、空気を通過させ、ダストを捕集する。図３及び図４に示すように、フィルタユニット２０は、空気の流通方向に交差（直交）する方向から見て、矩形（正方形或いは長方形）の外形を呈する平板状の部材である。フィルタユニット２０の表面は、ダストを捕集する捕集面である。図３に示すように、フィルタユニット２０は、フレーム（枠体）２１と、第１捕集ネット２３と、第２捕集ネット２４とを主に備える。

フレーム２１は、上辺２１ａと、下辺２１ｂと、一対の側辺２１ｃ、２１ｄと、梁２１ｅとを有する枠型の部材である。フィルタユニット２０が内部空間１０ａに取り付けられたとき、側辺２１ｃは油圧ショベル１の前方側に位置し、側辺２１ｄは油圧ショベル１の後方側に位置する。梁２１ｅは、上辺２１ａ及び下辺２１ｂの間において前後方向に延設され、一端が側辺２１ｃに接続され、他端が側辺２１ｄに接続されている。また、梁２１ｅは、上下方向において、フレーム２１の中央より下方に配置されている。

上辺２１ａ、側辺２１ｃ、２１ｄの梁２１ｅより上側、及び梁２１ｅによって、捕集面の一部を囲む上枠が形成されている。そして、この上枠内には、第１捕集ネット２３が配置される。すなわち、第１実施形態に係る第１捕集ネット２３は、捕集面の一部を構成する。

また、下辺２１ｂ、側辺２１ｃ、２１ｄの梁２１ｅより下側、及び梁２１ｅによって、捕集面の他の一部を囲む下枠が形成されている。そして、この下枠内には、第２捕集ネット２４が配置される。すなわち、第１実施形態に係る第２捕集ネット２４は、捕集面の他の一部を構成する。

第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４は、網目が形成された平板状の部材である。換言すれば、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４には、厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。また、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４をフレーム２１に取り付ける方法は特に限定されないが、例えば、フレーム２１に対してボルトで締結されてもよいし、フレーム２１に溶接されてもよい。

第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４は、上下方向に隣接して配置されている。より詳細には、第２捕集ネット２４は、第１捕集ネット２３の下方に配置されている。そして、梁２１ｅはフレーム２１の中央より下方に配置されているので、フレーム２１の中心は上枠に含まれる。その結果、図４に示すように、第１捕集ネット２３は、内部空間１０ａの上下方向の中心Ｃを含む領域に配置される。一方、第２捕集ネット２４は、内部空間１０ａの上下方向の中心Ｃから外れた領域に配置されている。

すなわち、第２捕集ネット２４は、内部空間１０ａ内の空気の流通方向に交差（直交）する方向において、第１捕集ネット２３と異なる位置に配置されている。ここで、「空気の流通方向に交差（直交）する方向」とは、例えば、図２の高さ方向及び幅方向を指す。換言すれば、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４は、空気の流通方向から見てずれた位置に配置されている。さらに換言すれば、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４は、空気の流通方向から見て重なっていない。また、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４は、図２の高さ方向及び幅方向にずれていれば、さらに図２の奥行き方向（すなわち、空気の流通方向）にずれていてもよい。

そして、ラジエータ１３は、その大部分が第１捕集ネット２３に対面し、下部の僅かな部分のみが第２捕集ネット２４に対面する。第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４の面積割合は、例えば、９：１〜７：３程度に設定される。すなわち、ラジエータ１３の表面に到達する冷却風の大部分は、第１捕集ネット２３を通過する。

また、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４は、例えば、複数のワイヤー（線状部材）を交差するように配置することによって、網目を構成している。そして、第２捕集ネット２４の網目は、第１捕集ネット２３より粗い。換言すれば、第２捕集ネット２４に形成された貫通孔は、第１捕集ネット２３より大きい。すなわち、第２捕集ネット２４は、ワイヤーの数が第１捕集ネット２３より少ない、或いはワイヤーの直径が第１捕集ネット２３より細い。

網目の粗さ（細かさ）は、例えば、［メッシュ（Ｍ）］という単位で表すことができる。メッシュは、１インチ当たりの目の数を表す。すなわち、単位［メッシュ］で表される数値が大きいほど目が細かく、数値が小さいほど目が粗い。

これにより、第２捕集ネット２４の通風抵抗は、第１捕集ネット２３より小さくなる。これにより、図４に示すように、第２捕集ネット２４を通過する空気の流速（以下、「風速」と表記する。）は、第１捕集ネット２３を通過する空気より速くなる。その結果、スリット１０ｂを通じて内部空間１０ａに流入する空気に含まれるダストの大部分は、風速の速い空気に引き寄せられて、第２捕集ネット２４に捕集される。

すなわち、フィルタユニット２０を清掃した直後は、通風抵抗の小さい第２捕集ネット２４の風速が第１捕集ネット２３より大きい。しかしながら、風速が速い第２捕集ネット２４にはダストも多く集まるので、目詰まりの進行速度は、第１捕集ネット２３より第２捕集ネット２４の方が速い。そのため、図５に示すように、風速の低下速度は、第１捕集ネット２３より第２捕集ネット２４の方が大きくなる。

すなわち、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４の風速の差は、時間の経過と共に徐々に小さくなる。そして、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４の風速が同じになった後（図５の平衡点以降）は、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４の目詰まりは同じ速度で進行する。すなわち、平衡点以降の風速の低下速度は、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４でほぼ同じになる。そして、フィルタユニット２０を再び清掃すると、図５に破線で示すように、再び第２捕集ネット２４の風速が第１捕集ネット２３より大きくなる。

第１実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

第１実施形態によれば、スリット１０ｂが内部空間１０ａに進入したダストの大部分が、第２捕集ネット２４に捕集される。その結果、図５の平衡点に達するまでの第１捕集ネット２３の目詰まりの進行を遅らせることができる。そして、フレーム２１に取り付ける捕集ネット２３、２４の網目の細かさを調整するだけで、前述の効果を得ることができる。すなわち、シンプルな構成で清掃作業の頻度を低減することができる。

また、第１実施形態によれば、目詰まりの進行が遅い第１捕集ネット２３にラジエータ１３の大部分が対面するので、ラジエータ１３による熱交換効率の低下を抑制することができる。

なお、第１実施形態では、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４を上下に並べた例を説明したが、空気流路の中心を含む領域に第１捕集ネット２３が配置され、空気流路の中心から外れた領域に第２捕集ネット２４が配置されていれば、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４のレイアウトは前述の例に限定されない。他の例として、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット２４を左右に並べてもよいし、第４実施形態のように第１捕集ネット２３の周りを第２捕集ネット２４で囲んでもよい。

［第２実施形態］
第２捕集ネット２４の具体的な形状は、図３及び図４の例に限定されない。図６を参照して、第２実施形態に係るフィルタユニット３０を説明する。図６は、第２実施形態に係るフィルタユニット３０を示す図である。なお、第１実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。第２実施形態に係るフィルタユニット３０は、第２捕集ネット３２の形状及びフレーム２１への取付方法が第１実施形態と相違し、その他の点が第１実施形態と共通する。

第２実施形態において、下辺２１ｂ、側辺２１ｃ、２１ｄの梁２１ｅより下側、及び梁２１ｅによって囲まれる領域（すなわち、捕集面の他の一部）は、フィルタユニット３０（フレーム２１）を厚み方向に貫通する開口３１となっている。

第２実施形態に係る第２捕集ネット３２は、第１実施形態と同様に、第１捕集ネット２３より目が粗い。また、第２捕集ネット３２は、一端が開口した袋状である。さらに、第２捕集ネット３２は、開口３１の全体を覆うことができるように、幅方向に長い扁平形状状である。そして、第２捕集ネット３２の開口端は、フィルタユニット３０の空気の流通方向の下流側において、下辺２１ｂ及び梁２１ｅに取り付けられる。すなわち、第２捕集ネット３２は、開口３１を覆うようにフレーム２１に取り付けられ、且つ空気の流通方向の下流側に膨らんだ形状となっている。

第２捕集ネット３２の下端（下辺２１ｂに対面する部分）は、レール３３を有する。レール３３は、フィルタユニット３０の幅方向（油圧ショベル１の前後方向）に延設された直線状の部材である。一方、第２実施形態に係る下辺２１ｂ（開口３１の下端に隣接する部分）は、開放された上面を通じてレール３３を挿抜可能なガイド部３４を有する。ガイド部３４は、下辺２１ｂの空気の流通方向の下流側の面において、フィルタユニット３０の幅方向に延設された凹溝である。

また、第２捕集ネット３２の上端（梁２１ｅに対面する部分）は、雄ボタン３５を有する。雄ボタン３５は、フィルタユニット３０の幅方向に離間した複数の位置に取り付けられている。一方、第２実施形態に係る梁２１ｅ（開口３１の上端に隣接する部分）は、雄ボタン３５を受け入れる雌ボタン３６を有する。雌ボタン３６は、梁２１ｅの空気の流通方向の下流側の面において、雄ボタン３５と同じ間隔で複数の位置に取り付けられている。

雄ボタン３５及び雌ボタン３６は、着脱可能なスナップボタン３７を構成する。なお、梁２１ｅが雄ボタン３５を有し、第２捕集ネット３２が雌ボタン３６を有していてもよい。すなわち、スナップボタン３７を構成する雄ボタン３５及び雌ボタン３６のうち、一方が梁２１ｅに設けられ、他方が第２捕集ネット３２に設けられていればよい。

すなわち、レール３３をガイド部３４に挿入し、雄ボタン３５を雌ボタン３６に押し込むことによって、第２捕集ネット３２がフレーム２１に取り付けられる。一方、雄ボタン３５を雌ボタン３６から離間させ、レール３３をガイド部３４から抜去することによって、第２捕集ネット３２がフレーム２１から取り外される。

第２実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、以下の作用効果をさらに奏する。

第２実施形態によれば、スリット１０ｂを通じて内部空間１０ａに進入するダストの大部分は、開口３１を通過して第２捕集ネット３２に捕集される。ここで、第２捕集ネット３２を袋状にすることによって、ダストの捕集量が増加すると共に、捕集したダストが離散するのを抑制することができる。

また、第２実施形態によれば、特殊な工具を用いることなく、フレーム２１に対して第２捕集ネット３２を簡単に着脱することができる。その結果、第２捕集ネット３２に捕集されたダストを定期的に除去すれば、フィルタユニット３０全体の清掃作業の頻度をさらに低減することができる。

なお、レール３３とガイド部３４とのレイアウト、及び雄ボタン３５と雌ボタン３６とのレイアウトは、前述の例に限定されない。また、フレーム２１に対して第２捕集ネット３２を着脱する構成は、前述の例に限定されない。他の例として、下辺２１ｂ及び第２捕集ネット３２の下端も、スナップボタンで着脱する構成でもよい。

［第３実施形態］
図７及び図８を参照して、第３実施形態に係るフィルタユニット４０を説明する。図７は、第３実施形態に係るフィルタユニット４０を示す図である。図８は、第３実施形態に係る第２捕集ネット４１に捕集されるダストの経時変化を示す概略図である。なお、第１及び第２実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。第３実施形態に係る第２捕集ネット４１は、ネットが二重構造になっている点で、第１及び第２実施形態と相違する。

図７に示すように、第２捕集ネット４１は、第２実施形態と同様に、開口３１を囲むように、フレーム２１に取り付けられる。第２捕集ネット４１は、外側ネット４２と、内側ネット４３と、支持フレーム４４、４５と、支柱４６とを主に備える。外側ネット４２及び内側ネット４３は、第１捕集ネット２３より目が粗い。

外側ネット４２は、一端が開口した箱型である。すなわち、外側ネット４２は、第２実施形態に係る第２捕集ネット３２と比較して、剛性の高い（弾性変形能の低い）材料で構成される。また、外側ネット４２は、開口３１の全体を覆うことができるように、幅方向に長い扁平形状状である。そして、外側ネット４２の開口端は、第２実施形態のスナップボタン３７（図７では図示省略）などによって、下辺２１ｂ及び梁２１ｅに取り付けられる。すなわち、外側ネット４２は、開口３１を覆うようにフレーム２１に取り付けられ、且つ空気の流通方向の下流側に膨らんだ形状となっている。

内側ネット４３は、平板形状の外形を呈する。また、内側ネット４３は、外側ネット４２の内側に配置されている。また、内側ネット４３は、開口３１に対面して配置されている。さらに、内側ネット４３は、開口３１を通過する空気の流通方向に交差（直交）するように配置されている。そして、外側ネット４２の内面と、内側ネット４３の外周面との間には、隙間が形成されている。また、外側ネット４２と内側ネット４３との間には、空気の流通方向にも隙間が形成されている。

支持フレーム４４、４５及び支柱４６は、外側ネット４２に対して内側ネット４３を支持する。支持フレーム４４、４５は、外側ネット４２の奥面において、上下方向及び左右方向に延設されている。支持フレーム４４、４５は、その中点同士が重なるように配置されている。支柱４６は、重ねられた支持フレーム４４、４５の中点の位置から開口３１に向けて突設されている。そして、支柱４６の突出端に内側ネット４３が支持されている。

図８（Ａ）は、第２捕集ネット４１を清掃した直後の状態を示す。このとき、開口３１を通過する空気は、内側ネット４３を通過し、さらに外側ネット４２を通過して、ラジエータ１３に供給される。そのため、スリット１０ｂを介して内部空間１０ａに進入したダストの大部分は、内側ネット４３によって捕集される。その結果、第１捕集ネット２３及び外側ネット４２の目詰まりの進行は、内側ネット４３より遅くなる。

図８（Ｂ）は、内側ネット４３の目詰まりが進行した状態を示す。このとき、開口３１を通過した空気は、外側ネット４２及び内側ネット４３の間の隙間を通過し、さらに外側ネット４２を通過して、ラジエータ１３に供給される。そのため、スリット１０ｂを介して内部空間１０ａに進入したダストの大部分は、外側ネット４２によって捕集される。その結果、第１捕集ネット２３の目詰まりの進行は、外側ネット４２より遅くなる。

図８（Ｃ）は、外側ネット４２の目詰まりが進行した状態を示す。このとき、第１捕集ネット２３を通過する空気の風速と、第２捕集ネット４１を通過する空気の風速との差が徐々に小さくなる。そのため、スリット１０ｂを介して内部空間１０ａに進入したダストは、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット４１の両方によって捕集される。その結果、第１捕集ネット２３及び第２捕集ネット４１の目詰まりが同じ速度で進行する。

第３実施形態によれば、第１及び第２実施形態の作用効果に加えて、以下の作用効果をさらに奏する。

第３実施形態によれば、第２捕集ネット４１を二重構造とすることによって、ダストを捕集する表面積を増大させることができる。その結果、第２捕集ネット４１（換言すれば、フィルタユニット４０）の清掃頻度をさらに低減することができる。

また、第３実施形態によれば、外側ネット４２及び内側ネット４３の間に隙間を設けることによって、開口３１を通過した空気は、内側ネット４３が目詰まりを起こした後も、内側ネット４３を迂回して外側ネット４２を通過することができる。その結果、第２捕集ネット４１全体としての通風抵抗の増加を最小限に抑えることができる。

［第４実施形態］
図９及び図１０を参照して、第４実施形態に係るフィルタユニット５０を説明する。図９は、第４実施形態に係るフィルタユニット５０の適用対象を示す図である。図１０は、第４実施形態に係るフィルタユニット５０を示す図である。なお、第１〜第３実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図９に示すように、燃料を燃焼させるための空気をエンジン１１に供給する配管（空気流路）１４には、プレクリーナ（遠心分離器）１５と、エアクリーナ１６とが設けられている。すなわち、エンジン１１には、プレクリーナ１５及びエアクリーナ１６でダストが除去された空気が供給される。

プレクリーナ１５は、円筒形状の外形を呈する。図９に示すように、プレクリーナ１５は、下面に設けられたリング形状の給気口１５ａと、給気口１５ａの径方向外側に隣接するリング形状の受け皿１５ｂと、給気口１５ａの内側で配管１４に接続される流出口１５ｃと、給気口１５ａから進入した空気を旋回させながら流出口１５ｃに導く羽部材（図示省略）とを主に備える。

プレクリーナ１５は、空気に含まれるダストを遠心力によって空気から分離する。より詳細には、給気口１５ａから進入した空気は、羽部材によって渦を巻くように旋回しながら、プレクリーナ１５の内部空間を上昇し、流出口１５ｃを通じて配管１４に進入する。そして、相対的に重量の重いダストは、空気の旋回によって発生する遠心力によって、外側にはじき出されて受け皿１５ｂに残置される。

エアクリーナ１６は、配管１４を通過する空気から、プレクリーナ１５で除去できなかった細かいダストを除去する。エアクリーナ１６は、空気を通過させ且つダストを捕集するフィルタ（図示省略）を備える。すなわち、空気に含まれるダストのうち、相対的に粒径の大きなダストはプレクリーナ１５で除去され、相対的に粒径の小さなダストはエアクリーナ１６で除去される。

そして、第４実施形態に係るフィルタユニット５０は、プレクリーナ１５の給気口１５ａに配置される。すなわち、給気口１５ａから配管１４を経てエンジン１１に至る経路が「空気流路」の一例であり、フィルタユニット５０の位置における「流通方向」は下から上である。

図９に示すように、フィルタユニット５０は、給気口１５ａの形状に沿うリング形状の外形を呈する。また、図１０に示すように、フィルタユニット５０は、フレーム（枠体）５１、５２、５３と、第１捕集ネット５４と、第２捕集ネット５５とを主に備える。

フレーム５１、５２、５３は、直径の異なるリング形状である。フレーム５１、５２、５３は、同心円状に配置される。そして、フレーム５１、５２で囲まれる領域（捕集面の一部）には、第１捕集ネット５４が配置される。また、フレーム５２、５３で囲まれる領域（捕集面の他の一部）には、第２捕集ネット５５が配置される。さらに、フレーム５１の内側には、配管１４が取り付けられる。

第２捕集ネット５５は、第１〜第３実施形態と同様に、第１捕集ネット５４より目が粗い。また、第２捕集ネット５５は、第２実施形態と同様に、フレーム５２、５３で囲まれる開口を覆い、且つ空気の流通方向に膨らむ袋状に形成されている。但し、第２捕集ネット５５は、第１実施形態と同様に平板形状でもよいし、第３実施形態と同様に二重構造でもよい。

第４実施形態によれば、第１〜第３実施形態の作用効果に加えて、以下の作用効果をさらに奏する。

第４実施形態によれば、給気口１５ａに進入しようとするダストの大部分が第２捕集ネット５５に集まる。そして、このダストの一部は第２捕集ネット５５で捕集され、第２捕集ネット５５を通過したダストも遠心力によって受け皿１５ｂに収容される。すなわち、フィルタユニット５０によれば、プレクリーナ１５に進入するダストの量を削減できると共に、プレクリーナ１５に進入するダストを予め径方向外側に集めることができる。その結果、遠心力によるダストの分離機能が向上する。

［その他の実施形態］
なお、第１〜第４実施形態では、ラジエータ１３に空気を供給するフィルタ、及びエンジン１１に空気を供給するプレクリーナ１５に、フィルタユニット２０、３０、４０、５０を適用する例を説明したが、フィルタユニット２０、３０、４０、５０の適用対象は前述の例に限定されない。他の例として、フィルタユニット２０、３０、４０、５０は、作業機械が搭載するエアコンのフィルタに適用してもよいし、スリット１０ｂに適用してもよいし、エアクリーナ１６に適用してもよい。すなわち、本発明は、空気流路を通過する空気からダストを除去するあらゆる場面に適用可能である。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。また、第１〜第４実施形態は、任意の組み合わせで組み合わせることができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント作業機（作業装置）
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
８ クローラ
１０ 建屋
１０ａ 内部空間
１０ｂ，１０ｃ スリット
１１ エンジン
１２ 冷却ファン（ファン）
１３ ラジエータ（熱交換器）
１４ 配管（空気流路）
１５ プレクリーナ（遠心分離器）
１５ａ 給気口
１５ｂ 受け皿
１５ｃ 流出口
１６ エアクリーナ
２０，３０，４０，５０ フィルタユニット
２１，５１，５２，５３ フレーム（枠体）
２１ａ 上辺
２１ｂ 下辺
２１ｃ，２１ｄ 側辺
２１ｅ 梁
２３，５４ 第１捕集ネット
２４，３２，４１，５５ 第２捕集ネット
３１ 開口
３３ レール
３４ ガイド部
３５ 雄ボタン
３６ 雌ボタン
３７ スナップボタン
４２ 外側ネット
４３ 内側ネット
４４，４５ 支持フレーム
４６ 支柱

Claims (7)

1. 空気が流通する空気流路上に配置されて、空気を通過させ且つダストを捕集するフィルタユニットを備える作業機械であって、
   前記フィルタユニットは、
   前記空気流路内でダストを捕集する第１捕集ネットと、
   空気の流通方向と交差する方向において、前記空気流路内の前記第１捕集ネットと異なる位置でダストを捕集し、且つ前記第１捕集ネットより目が粗い第２捕集ネットとを含むことを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記第２捕集ネットは、袋状又は箱状に膨らんだ形状を有することを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記第２捕集ネットは、
   袋状又は箱状に膨らんだ形状を有する外側ネットと、
   前記外側ネットの内側において、前記外側ネットとの間に隙間が形成されるように配置された内側ネットとを含むことを特徴とする作業機械。
4. 請求項２に記載の作業機械において、
   前記フィルタユニットは、前記第１及び第２捕集ネットを支持する枠体を備え、
   前記第２捕集ネットは、
   幅方向に延びるレールと、
   スナップボタンを構成する雄ボタン及び雌ボタンの一方とを有し、
   前記枠体は、
   前記レールを受け入れるガイド部と、
   前記雄ボタン及び前記雌ボタンの他方とを有することを特徴とする作業機械。
5. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記第１捕集ネットは、前記空気流路の中心を含む領域に配置され、
   前記第２捕集ネットは、前記空気流路の中心から外れた領域に配置されていることを特徴とする作業機械。
6. 請求項１に記載の作業機械において、
   空気の流れを生起させるファンと、
   前記ファンよりも前記空気の流通方向の上流側に配置された熱交換器とを備え、
   前記フィルタユニットは、前記熱交換器よりも前記流通方向の上流側に配置されていることを特徴とする作業機械。
7. 請求項１に記載の作業機械において、
   空気及び燃料を混合して燃焼させることによって、駆動力を発生させるエンジンと、
   前記エンジンに供給する空気が流通する前記空気流路に配置されて、空気からダストを遠心分離する遠心分離器とを備え、
   前記フィルタユニットは、前記遠心分離器の給気口に配置されていることを特徴とする作業機械。

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