JP3732480B2

JP3732480B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP3732480B2
Application number: JP2002546820A
Authority: JP
Inventors: 修渡邉; 清一郎竹下; 孝治西村; 一徳山田; 誠菅谷; 誠本図; 直洋石川; 庄吾木村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: CN1201055C; JPWO2002044479A1; CN1419623A; WO2002044479A1; US20030110669A1; US6922925B2; EP1338705A1; KR20020076267A; KR100512804B1

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、冷却ファンやラジエータ、オイルクーラなどを有する建設機械に関する。
【０００２】
背景技術
一般に、建設機械としては油圧ショベル等の旋回式建設機械が知られている。この油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体とからなる。上部旋回体の前側には土砂の掘削作業等を行なう作業装置が俯仰動可能に設けられている。
【０００３】
上部旋回体は、構造体をなす旋回フレームと、旋回フレームに搭載されたエンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、旋回フレームに搭載されて作動油を貯蔵する作動油タンクと、エンジン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等の熱交換器と、熱交換器に向けて冷却風を供給する冷却ファンとを備える。
【０００４】
近年、油圧ショベル等の建設機械は市街地等の工事現場で稼働されることが多く、低騒音での作業が要求されている。このような要求の下、冷却ファンとして比較的静粛性の高いシロッコファンを用いるようにした油圧ショベルが例えば実開平６−１７２５号公報や特開平７−８３０５４号公報に開示されている。これら公報記載の油圧ショベルでは、シロッコファンにより吸い込んだ冷却空気をシロッコファンの上方に配設されたラジエータやオイルクーラなどの熱交換器に吹き出し、ラジエータ内の冷却水やオイルクーラ内の作動油と冷却空気とを熱交換させている。
【０００５】
上記公報記載の油圧ショベルでは、エンジン室内に取り込まれた冷却空気が、エンジンの周辺を通ってから熱交換器に導かれるようになっている。したがって、比較的高温の冷却空気が熱交換器を通過することとなり、冷却効率の点からは好ましくない。冷却効率が低いと所定のヒートバランスを達成するために冷却ファンの回転数を増加したり、あるいは、熱交換器などを大型化する必要がある。しかしながら、冷却ファンの回転数を増加すると騒音が大きくなる。また、熱交換器を大型化すると、車体の後端半径が大きくなって、市街地等の狭小の工事現場での作業が困難となる。
【０００６】
上記公報記載の油圧ショベルは、シロッコファンの上側に熱交換器を配設しているから、シロッコファン、モータ等は熱交換器の下側の奥まった位置に配置されることになる。このため、シロッコファン、モータの点検作業、清掃等のメンテナンス作業、修理作業等を行なう場合には、目視による確認が困難になる上に、シロッコファン、モータ等に手が届き難く、作業性が悪いという問題がある。
【０００７】
発明の開示
本発明の目的は、騒音を低減するとともに冷却効率を向上し得る建設機械を提供することにある。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による建設機械は、カバーによって形成された室内に、エンジンと、ファンケーシング内に配設され、回転軸方向から吸い込んだ空気を周方向に吹き出す遠心ファンと、この遠心ファンにより送風された冷却空気と所定の媒体とを熱交換する熱交換器とを備え、遠心ファンにより吸い込まれた冷却空気が熱交換器を通過後、エンジン側に導かれるように、冷却空気の流れに対してエンジンよりも上流側に遠心ファンと熱交換器を配置し、かつ、運転席部を車幅方向片側にずらして設けるとともに、運転席部の後方の車幅方向運転席側にエンジンを配置し、その車幅方向反対側に遠心ファンを配置し、かつ、遠心ファンの回転軸を略水平方向に配置するとともに、熱交換器の上方に遠心ファンを配置し、遠心ファンからの冷却空気を前記熱交換器に導くダクトを有する。
これにより、騒音を低減することができるとともに、熱交換器に低温の空気が送風され、冷却効率が向上する。
遠心ファンを室内の上方に配置し、カバーの上方に冷却空気の吸気口を設けるようにしてもよい。
遠心ファンの軸線を車幅方向に設けることもできる。この場合、エンジンの下方部に冷却空気の排気口を設けることが好ましい。
エンジンによって駆動される油圧ポンプや作動油を貯蔵する作動油タンク、油圧ポンプからアクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁の少なくとも一方を室内の遠心ファン側に配置するようにしてもよい。遠心ファンからの冷却空気を熱交換器に導くダクトを備え、ダクトを作動油タンクに隣接して配置するようにしてもよい。
運転席部の後方に熱交換器を配置し、その車幅方向側方にエンジンを配置してもよい。この場合、遠心ファンの回転軸を略水平方向に配置して遠心ファンの上方に熱交換器を配置する、または、遠心ファンの回転軸を略鉛直方向に配置して遠心ファンの側方に熱交換器を配置することが好ましい。
遠心ファンにより送風された冷却空気の流れに対して略垂直に熱交換器を配置するようにしてもよい。熱交換器をオイルクーラとラジエータにより構成し、ラジエータをダクトにより形成されるダクト通路の出口に配置し、オイルクーラをダクト通路の出口よりも通路面積が小さいダクト通路の所定箇所に、ダクト通路に対して略垂直に配置するようにしてもよい。
冷却空気の流れに対して熱交換器の直下流側に整流板を備え、熱交換器を通過した冷却空気の流れを所定方向に変更するようにしてもよい。
本発明は、ミニショベルに適用することが好ましい。
【０００９】
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態による建設機械として油圧ショベル、とくに小旋回が可能なミニショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。ミニショベルとは車両重量が例えば６トン以下の油圧ショベルである。以下では添付図面に示すように油圧ショベルの前後左右方向を定義し、この定義に基づいて各部の配置を説明する。
【００１０】
−第１の実施の形態−
図１〜図６を参照して本発明による建設機械の第１の実施の形態を説明する。
本実施の形態に係わる油圧ショベルは、下部走行体１と、下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２とを有し、上部旋回体２の前側には、土砂の掘削作業等を行なう作業装置３が設けられている。
【００１１】
上部旋回体２は、図１、図２に示す如く、後述する旋回フレーム４、運転席７、エンジン１０、油圧ポンプ１１、制御弁群１２、作動油タンク１３、冷却風ダクト１４、シロッコファン１６、ラジエータ２０、オイルクーラ２１等によって大略構成されている。上部旋回体２は平面視にて全体として略円形状に形成されている。
【００１２】
上部旋回体２の支持構造体を構成する旋回フレーム４は、図３、図４に示す如く、前，後方向に延びる平板状の底板４Ａと、底板４Ａの左側寄りに立設され、前，後方向に延びつつ右側に傾斜した左縦板４Ｂと、底板４Ａの右側寄りに立設され、前，後方向に延びた右縦板４Ｃと、各縦板４Ｂ，４Ｃの前部上側に固着された上板４Ｄとによって大略構成されている。そして、旋回フレーム４を構成する底板４Ａ、上板４Ｄの前端部には、作業装置３が取付けられている。
【００１３】
旋回フレーム４の右側には、横梁４Ｅ，４Ｆが設けられ、横梁４Ｅ，４Ｆには後述の制御弁群１２、作動油タンク１３等が搭載される。一方、旋回フレーム４の後側には、右縦板４Ｃの近傍から上側に延びるモータブラケット４Ｇが設けられ、モータブラケット４Ｇの上部には後述するシロッコファン１６の駆動モータ１９が取付けられている。
【００１４】
旋回フレーム４の底板４Ａには、後述するエンジン１０の下側に通気口４Ｈ（図２、図３中に図示）が開口されている。通気口４Ｈは、スリット形状またはネットによって覆われ、後述のラジエータ２０等を通過して高温となった冷却風はこの通気口４Ｈを介して外部に排出される。
【００１５】
旋回フレーム４の後端部には作業装置３との重量バランスをとるためにカウンタウエイト５が取り付けられ、カウンタウエイト５は、旋回半径に対応した円弧形状に形成されている。
【００１６】
旋回フレーム４の外周側を覆うように外装カバー６が設けられている。外装カバー６は、旋回フレーム４の上部右側に位置して後述の制御弁群１２、作動油タンク１３、シロッコファン１６、ラジエータ２０等を覆う右カバー６Ａと、旋回フレーム４の上部左側に位置して後述するエンジン１０を左側から覆う左カバー（図示せず）と、カウンタウエイト５の上側に位置してエンジン１０等を上側から覆う後カバー６Ｂと、旋回フレーム４の周囲を覆うスカートカバー６Ｃとによって大略構成されている。これらカバー６Ａ,６Ｂ,６Ｃによってエンジン室１００が形成されている。
【００１７】
右カバー６Ａと後カバー６Ｂとは、これらカバー６Ａ,６Ｂに覆われた各機器の点検作業、メンテナンス作業等を行なうために、開閉可能に形成されている。右カバー６Ａには、図１に示すように通気口６Ｄが設けられている。通気口６Ｄは、後述のシロッコファン１６に供給する冷却風が流通するもので、シロッコファン１６の吸込側に対応した位置に開口している。
【００１８】
後カバー６Ｂの前側には運転席７が設けられている。運転席７は、旋回フレーム４の左，右方向の左側寄りに配設されている。運転席７の前側には、下部走行体１を走行させる走行用レバー８が設けられ、左，右両側には作業装置３を操作する作業用レバー９が設けられている。
【００１９】
旋回フレーム４の後部左寄りにはカウンタウェイト５の前側にエンジン１０が設けられている。エンジン１０は、左，右方向に延在する横置き状態に搭載されている。エンジン１０は、ウォータジャケット（図示せず）内で冷却水を流通させる水冷式となり、後述のラジエータ２０と接続されている。
【００２０】
エンジン１０の右端部には、エンジン１０によって駆動される油圧ポンプ１１が取り付けられている。油圧ポンプ１１は、後述の制御弁群１２等に向け圧油を供給する。油圧ポンプ１１は、制御弁群１２、作動油タンク１３に油圧配管、油圧ホース（図示せず）等を介して接続されている。
【００２１】
旋回フレーム４の右前側には制御弁群１２が設けられている。制御弁群１２は、各種アクチュエータを制御するための複数の制御弁からなり、横梁４Ｅ，４Ｆ上に取付けられている。制御弁群１２は、油圧ポンプ１１、作動油タンク１３、オイルクーラ２１等に接続されている。
【００２２】
旋回フレーム４上には制御弁群１２の後側に作動油タンク１３が設けられている。作動油タンク１３は横梁４Ｆ上に取付けられ、油圧ポンプ１１に供給する作動油を貯える。作動油タンク１３は、前面板１３Ａ、後面板１３Ｂ、左側面板１３Ｃ、右側面板１３Ｄ、上面板１３Ｅ、底面板１３Ｆにより密閉された箱型容器として形成されている。後面板１３Ｂは、後述の冷却風ダクト１４と協働して冷却風通路１５を画成する一の側面をなしている。作動油タンク１３は、制御弁群１２、油圧ポンプ１１、オイルクーラ２１等に接続されている。
【００２３】
作動油タンク１３の後側には作動油タンク１３に隣接して冷却風ダクト１４が設けられている。冷却風ダクト１４は、後述するシロッコファン１６とラジエータ２０、オイルクーラ２１とを接続する。
【００２４】
冷却風ダクト１４は、図５、図６に示す如く、作動油タンク１３の後面板１３Ｂの左端部から後側に延びた左側板１４Ａと、後面板１３Ｂの右端部から後側に延びた右側板１４Ｂと、各側板１４Ａ，１４Ｂの後端に亘って設けられた枠板状の後板１４Ｃと、各側板１４Ａ、後板１４Ｃの上部に右側に片寄せて設けられた上板１４Ｄと、各側板１４Ａ，１４Ｂ、後板１４Ｃの下側に設けられた底板１４Ｅとによって構成されている。冷却風ダクト１４は、各側板１４Ａ，１４Ｂ等の前端部を作動油タンク１３の後面板１３Ｂに取付けることにより、後面板１３Ｂを兼用して冷却風通路１５を画成する。
【００２５】
冷却風ダクト１４上には、後述のラジエータ２０、オイルクーラ２１の上方に遠心ファンとしてのシロッコファン１６が設けられている。シロッコファン１６とは、羽根の軸方向から吸い込んだ空気を羽根の周方向へ吐き出す遠心ファンであり、プロペラファンに比べて小型で低騒音であることを特徴とする。シロッコファン１６は、冷却風ダクト１４を介してラジエータ２０、オイルクーラ２１に冷却風を供給する。
【００２６】
シロッコファン１６は、軸線が左，右方向となる略円筒状に形成され、半径寸法が吐出口１７Ａに向けて徐々に大きくなる渦巻状の外形を有するファンケーシング１７と、ファンケーシング１７内に回転可能に設けられ、外周側に軸方向に延びる複数枚の羽根を備えた円筒状の羽根車１８と、ファンケーシング１７の左側に間隔をもって旋回フレーム４のモータブラケット４Ｇに取付けられ、出力軸１９Ａが羽根車１８に接続された油圧モータ、電動モータ等からなる駆動モータ１９とによって大略構成されている。シロッコファン１６は、ファンケーシング１７の吐出口１７Ａが冷却風ダクト１４の上部左側に一体的に取付けられている。
【００２７】
シロッコファン１６は、駆動モータ１９によって羽根車１８を回転駆動することにより、ファンケーシング１７の軸方向両端面に開口して設けられた吸込口１７Ｂ（片方のみ図示）から羽根車１８内に空気を吸込み、この空気を遠心力によってファンケーシング１７の吐出口１７Ａから吐出する。
【００２８】
冷却風ダクト１４の後板１４Ｃには、シロッコファン１６の下方に熱交換器としてのラジエータ２０が取付けられている。ラジエータ２０は、シロッコファン１６からの冷却風によってエンジン１０の冷却水を冷却する。ラジエータ２０は、エンジン１０のウォータジャケットにホース（図示せず）を介して接続されている。シロッコファン１６の軸線は厳密に左右方向になくてもよく、前後方向または上下方向に多少斜めであってもよい。
【００２９】
ラジエータ２０の前面側には熱交換器としてのオイルクーラ２１が取付けられ、オイルクーラ２１は冷却風ダクト１４内に位置している。オイルクーラ２１は、シロッコファン１６からの冷却風によって制御弁群１２から作動油タンク１３に戻される作動油を冷却する。オイルクーラ２１は、制御弁群１２、作動油タンク１３に接続されている。
【００３０】
旋回フレーム４にはシロッコファン１６の周囲に仕切板２２が設けられている。仕切板２２は、シロッコファン１６の吸込側、即ちファンケーシング１７の吸込口１７Ｂをラジエータ２０、オイルクーラ２１の排気側およびエンジン１０と仕切るものである。このため、仕切板２２は、ラジエータ２０の上面よりも上側に位置してシロッコファン１６のファンケーシング１７の後側と左側を取囲んで設けられている。具体的には、仕切板２２は、ファンケーシング１７の後側に位置して左，右方向に延びた横板２２Ａと、ファンケーシング１７の左側に位置して横板２２Ａの左端から前側に延びた縦板２２Ｂとによって大略構成されている。
【００３１】
これにより、仕切板２２は、外装カバー６に設けられた通気口６Ｄから外部の冷えた空気だけをシロッコファン１６に吸込ませることにより、ラジエータ２０等の冷却効率を高める。
【００３２】
２３はオペレータが着座する運転席７の上方を覆うキャノピを示している（図１参照）。
本実施の形態による油圧ショベルは、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。
【００３３】
オペレータは運転席７に着座し、走行用レバー８を操作することにより、下部走行体１を走行させる。作業用レバー９を操作したときには、作業装置３を俯仰動させたり、上部旋回体２を旋回させて土砂の掘削作業等を行うことができる。
【００３４】
上述のように走行したり、掘削作業を行なった場合には、エンジン１０の冷却水をラジエータ２０によって冷却し、作動油をオイルクーラ２１によって冷却する。
【００３５】
すなわち、シロッコファン１６の駆動モータ１９を駆動して羽根車１８を回転させる。これにより、外装カバー６の右カバー６Ａに設けられた通気口６Ｄから流入する外気を羽根車１８内に吸込み、ファンケーシング１７の吐出口１７Ａから冷却風ダクト１４内に冷却風を吐出する。冷却風ダクト１４内に吐出された冷却風は、冷却風通路１５を通ってラジエータ２０、オイルクーラ２１に供給され、ラジエータ２０、オイルクーラ２１を介して冷却水、作動油を冷却する。
【００３６】
冷却風通路１５は、冷却風ダクト１４と作動油タンク１３の後面板１３Ｂとによって画成されているから、冷却風通路１５を流通する冷却風は、作動油タンク１３の後面板１３Ｂに接することになる。これにより、作動油タンク１３内に貯えられた作動油の熱を、後面板１３Ｂを介して冷却風通路１５を流通する冷却風に放出することができ、作動油タンク１３内の作動油も冷却することができる。
【００３７】
ラジエータ２０、オイルクーラ２１を通過して高温となった冷却風は後方に吹き出され、カバー６Ａ,６Ｂ、カウンタウエイト５の内周面に沿って左方のエンジン側に偏向され、エンジン１０の下側の旋回フレーム４の底板４Ａに開口する通気口４Ｈから外部に排出される。仕切板２２は、シロッコファン１６の吸込側（吸込口１７Ｂ）をラジエータ２０、オイルクーラ２１の排気側およびエンジン１０と仕切っている。ラジエータ２０等を通過して高温となった冷却風、エンジン１０の熱によって高温になった空気は再度シロッコファン１６に吸込まれるのが阻止される。その結果、シロッコファン１６は、通気口６Ｄから吸込まれる冷えた空気だけを吸込むことができる。
【００３８】
シロッコファン１６の点検作業、メンテナンス作業等を行なう場合について説明する。
外装カバー６の右カバー６Ａを開く。シロッコファン１６は、ラジエータ２０等の上方に配設されているから、作業者の目前で容易に手が届く位置に配置されている。従って、作業者はシロッコファン１６の羽根車１８、駆動モータ１９等を目視等によって簡単に点検することができるとともに、清掃作業等のメンテナンス作業、故障等による修理作業を楽な姿勢で効率よく行なうことができる。
【００３９】
このように、第１の実施の形態によれば、エンジン室１００内に冷却ファンとしてシロッコファン１６を設けたので、ファン１６の回転騒音を低減することができる。シロッコファンによって吸い込まれた冷却空気をオイルクーラ２１、ラジエータ２０に送風した後、エンジン１０の下側から排出するようにしたので、オイルクーラ２１やラジエータ２０に低温の空気を送風することができ、これら熱交換器の冷却効率を向上させることができる。その結果、ファン１６やラジエータ２０を大型化する必要がなく、エンジン室１００を小型に構成することができる。ファン１６の回転数を増加させる必要もなく、ファン１６の回転騒音の悪化を防止することができる。
【００４０】
シロッコファン１６をラジエータ２０、オイルクーラ２１の上方に配設しているから、シロッコファン１６を作業者から近い位置に配置することができる。この結果、シロッコファン１６に対して点検作業、メンテナンス作業等を容易に行なうことができ、作業性を向上することができる。シロッコファン１６とラジエータ２０、オイルクーラ２１とを上，下に配置しているから、これらの前，後方向寸法を小さくすることができ、上部旋回体２を小型化することができる。
【００４１】
冷却風ダクト１４は、作動油タンク１３の後面板１３Ｂを兼用して冷却風通路１５を画成する構成としているから、後面板１３Ｂを介して作動油タンク１３内に貯えられた作動油も冷却することができ、作動油の冷却効率を高めることができる。
【００４２】
冷却風ダクト１４の一部として作動油タンク１３の後面板１３Ｂを用いているから、冷却風ダクト１４の部品点数を削減することができ、組立作業性の向上、製造コストの低減等を図ることができる。
【００４３】
シロッコファン１６の吸込側とラジエータ２０、オイルクーラ２１の排気側およびエンジン１０との間は、仕切板２２によって仕切る構成としているから、ラジエータ２０等を通過して高温となった冷却風、エンジン１０の熱によって高温になった空気が再度シロッコファン１６に吸込まれるのを阻止することができる。これにより、シロッコファン１６は通気口６Ｄから吸込んだ冷えた空気を冷却風としてラジエータ２０等に供給することができるから、エンジン冷却水、作動油を効率よく冷却することができ、信頼性を向上することができる。
【００４４】
通気口６Ｄは右カバー６Ａの高い位置に設けているから、塵埃等の侵入を抑制することができ、ラジエータ２０等の冷却効率が低下するのを抑制できるとともに、清掃作業等を簡略化することができる。
【００４５】
油圧ポンプ１１を旋回フレーム４の右側に片寄せて配置し、シロッコファン１６をエンジン１０から切り離し、ラジエータ２０、オイルクーラ２１、シロッコファン１６、作動油タンク１３、制御弁群１２を油圧ポンプ１１とともに旋回フレーム４の右側に片寄せて配置する構成とした。これにより、油圧ポンプ１１と作動油タンク１３、油圧ポンプ１１と制御弁群１２、制御弁群１２とオイルクーラ１３、オイルクーラ１３と作動油タンク１３、制御弁群１２と作動油タンク１３をそれぞれ接続する配管（図示せず）の長さ寸法を短くすることができる。
【００４６】
この結果、各配管を接続するときの取扱いを容易にして作業性を向上することができる。配管を運転席７から離れた位置に配設することができ、運転席７の周囲の油圧配管からの脈動音の放出騒音を抑えて作業環境を良好にすることができる。運転席７の周囲の空間を広げることができ、この点においても作業環境を良好にすることができる。
【００４７】
シロッコファン１６をエンジン１０から切り離してモータ３７によって駆動するようにしたので、シロッコファン１６、ラジエータ２０、オイルクーラ２１を旋回フレーム４の右側に片寄せて配置できる。これにより、エンジン１０に設けられた油圧ポンプ１１を中心とし、シロッコファン１６、ラジエータ２０、オイルクーラ２１を自由な関係で配置することができる。
【００４８】
従って、油圧ポンプ１１、ラジエータ２０、オイルクーラ２１、シロッコファン１６の配置関係の自由度を高めることができる。上部旋回体２でこれらを効率よく配置でき、上部旋回体２を小型化することができる。これにより、上部旋回体２の小旋回が可能であり、ミニショベルに用いて好適である。
【００４９】
シロッコファン１６の軸線を左右方向に設けるようにしたので、シロッコファン１６から吹き出された冷却風はオイルクーラ２１，ラジエータ２０を通過後、エンジン１０側に偏向して導かれる。これにより、運転席７の右側にシロッコファン１６の配置スペースを設けた場合に、シロッコファン１６を効率よく配置することができるとともに、エンジン１０から通気口６Ｄを離して設けることができ、エンジン騒音の外部への流出を抑制することができる。エンジン１０側に導かれた冷却風は、エンジン１０の下側に設けられた通気口４Ｈから外部に排出されるので、騒音を低減することができる。
【００５０】
−第２の実施の形態−
図７、図８を参照して本発明による建設機械の第２の実施の形態を説明する。
第２の実施の形態の特徴は、作動油タンクを、冷却風通路を画成する一の側面を熱交換器側に向け傾斜する傾斜面として形成し、作動油タンクの冷却風通路を画成する一の側面に、放熱フィンを突設したことにある。第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
第２の実施の形態による作動油タンク３１は、図７、図８に示すように、前面板３１Ａ、後面板３１Ｂ、左側面板３１Ｃ、右側面板３１Ｄ、上面板３１Ｅ、底面板３１Ｆにより密閉された箱型容器として形成されている。後面板３１Ｂの上，下方向中間部から下側は、ラジエータ２０に向け傾斜する傾斜面３１Ｇとなり、側面板３１Ｃ，３１Ｄは傾斜面３１Ｇに対応して下側が広幅に形成されている。
【００５２】
作動油タンク３１の後側には作動油タンク３１に隣接して冷却風ダクト３２が設けられている。冷却風ダクト３２は、左側板３２Ａ、右側板３２Ｂ、後板３２Ｃ、上板３２Ｄ、底板３２Ｅからなり、各側板３２Ａ，３２Ｂは、その下側が作動油タンク３１の傾斜面３１Ｇに沿って斜めに形成されている。冷却風ダクト３２は、各側板３２Ａ，３２Ｂ等の前端部を作動油タンク３１の後面板３１Ｂ（傾斜面３１Ｇ）に取付けることにより、後面板３１Ｂを兼用して冷却風通路３３を画成する。
【００５３】
冷却風ダクト３２上には、ラジエータ２０、オイルクーラ２１の上方に第２の実施の形態による遠心ファンとしてのシロッコファンが設けられている。シロッコファン３４は、第１の実施の形態によるシロッコファン１６と同様に、ケーシング３５、羽根車３６、駆動モータ３７によって構成されている。
【００５４】
作動油タンク３１の後面板３１Ｂには複数枚の放熱フィン３８，３８，…が設けられている。各放熱フィン３８は、作動油タンク３１内の作動油の熱を冷却風通路３３を流通する冷却風に効率よく放出する。各放熱フィン３８は、冷却風の流通方向となる上，下方向に延び、左，右方向に並ぶように傾斜面３１Ｇに突設されている。
【００５５】
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。
【００５６】
さらに、第２の実施の形態によれば、作動油タンク３１の後面板３１Ｂには、ラジエータ２０に向け傾斜する傾斜面３１Ｇを形成しているから、冷却風をラジエータ２０等に向けて案内することができ、冷却水、作動油の冷却効率を向上することができる。冷却風は、作動油タンク３１の傾斜面３１Ｇに積極的に衝突するから、この傾斜面３１Ｇを介して作動油タンク３１内の作動油も効率よく冷却することができる。傾斜面３１Ｇによって作動油タンク３１の内容積を大きくすることができるから、作動油の交換サイクルを長くすることができ、作動油タンク３１の小型化を図ることもできる。
【００５７】
作動油タンク３１の後面板３１Ｂには、傾斜面３１Ｇに位置して複数枚の放熱フィン３８を突設しているから、後面板３１Ｂの表面積を大きくすることができ、作動油の冷却効率をより一層向上することができる。
【００５８】
−第３の実施の形態−
図９を参照して本発明による建設機械の第３の実施の形態を説明する。
第３の実施の形態の特徴は、作動油タンクと冷却風ダクトとを別体に設けたことにある。第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
第３の実施の形態による冷却風ダクト４１は、作動油タンク１３の後側に僅かな隙間をもって隣接するように設けられている。ここで、冷却風ダクト４１は、作動油タンク１３の後面板１３Ｂに僅かな隙間をもって対面する前板４１Ａと、前板４１Ａの左端部から後側に延びた左側板（図示せず）と、前板４１Ａの右端部から後側に延びた右側板４１Ｂと、各側板４１Ｂの後端に亘って設けられた枠板状の後板４１Ｃと、前板４１Ａ、各側板４１Ｂ、後板４１Ｃの上部に右側に片寄せて設けられた上板４１Ｄと、前板４１Ａ、各側板４１Ｂ、後板４１Ｃの下側に設けられた底板４１Ｅとによって構成されている。冷却風ダクト４１内には、前板４１Ａ、各側板４１Ｂ、後板４１Ｃ等に囲まれて冷却風通路（図示せず）が画成されている。
【００６０】
このように構成された第３の実施の形態によれば、作動油タンク１３と冷却風ダクト４１とを別体に設けているから、両者の振動周波数の違いによる振動の干渉を防止することができる。冷却風ダクト４１は僅かな隙間をもって作動油タンク１３に隣接しているから、作動油タンク１３内の作動油の熱を冷却風ダクト４１に伝え、冷却風中に放出することもできる。
【００６１】
第１の実施の形態では、オイルクーラ２１は、ラジエータ２０の前面側に設けた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えばオイルクーラ２１をラジエータ２０の後面側に設ける構成としてもよい。この構成は他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。
【００６２】
第１の実施の形態では、シロッコファン１６の駆動モータ１９は、旋回フレーム４から延びたモータブラケット４Ｇに取付けた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば駆動モータ１９をファンケーシング１７にブラケット等を介して取付ける構成としてもよい。この構成は他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。
【００６３】
第１の実施の形態では、シロッコファン１６は、その羽根車１８を駆動モータ１９によって回転駆動するものとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば羽根車１８をエンジン１０の出力軸側に接続し、エンジン１０によって回転駆動する構成としてもよい。この構成は他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。
第１の実施の形態では、遠心ファンとしてシロッコファン１６を適用した場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、例えば種々の形式の多翼ファン、多層円板ファン等からなる遠心ファンを適用することもできる。
【００６４】
−第４の実施の形態−
図１０〜１６を参照して本発明による建設機械の第４の実施の形態を説明する。
図１０は、第４の実施の形態に係わる油圧ショベルの正面図であり、図１１はその平面図である。図１０、１１に示すように、油圧ショベルは、走行体５１と、走行体５１上に旋回可能に設けられた旋回体２と、旋回体２のフレーム（旋回フレーム６２）の左方側に寄って設けられた運転席部５３と、旋回フレーム６２の右方側に回動可能に取り付けられたブーム５４ａ、アーム５４ｂ、バケット５４ｃからなる作業装置５４とを有する。運転席部５３の後方にはエンジンユニット５５とカウンタウエイト５６が配置されている。
【００６５】
図１２はエンジンユニット５５の車幅方向断面図（車両後方から見た図）であり、図１３は図１２のXIII-XIII線断面図（車両左方から見た図）であり、図１４は図１２のXIV-XIV線断面図（車両上方から見た図）である。運転席部５３の後方にはカバー６１によって密閉されたエンジン室６０が形成され、エンジン室６０のほぼ中央の旋回フレーム６２上にはエンジン６３が搭載されている。
【００６６】
図１２に示すように、左右のカバー６１にはそれぞれ空気流入口６１ａおよび空気排出口６１ｂが開口され、エンジン６３の下方の旋回フレーム６２には空気排出口６２ａが開口されている。これら開口部６１ａ,６１ｂ,６２ａを介し、後述するように冷却空気がエンジン室６０内を通過する。エンジン６３の左方には断面略Ｌ字形状の仕切板６４が車両前後方向に延設されている。仕切板６４の下端面は旋回フレーム６２に固設され、仕切板６４の前端面は運転席部６３との間の隔壁６５に固設され、仕切板６４の後端面はカウンタウエイト５６に固設されている。
【００６７】
仕切板６４の左方には、図１５の斜視図に示すように、スクロール部６６ａおよびそれに連なるストレート部６６ｂを有するダクト６６が車両上下方向に配置され、スクロール部６６ａは旋回フレーム６２と仕切板６４に固設されている。スクロール部６６ａの前端部および後端部には冷却空気を吸い込むための吸込口６６ｃが開口され、ストレート部６６ｂの右端部には冷却空気を吹き出すための吹出口６６ｄが開口されている。図１２〜１４に示すように、スクロール部６６ａの内側には車両前後方向に回転軸を有するシロッコファン６７が収容されている。スクロール部６６ａの後面には複数のステイ６８（図では４本）が固設され、ステイ６８には油圧モータ６９が取り付けられている。油圧モータ６９の出力軸は吸込口６６ｃを介しシロッコファン６７の回転軸に連結されている。
【００６８】
シロッコファン６７の上方の吹出口６６ｄには吹出口６６ｄを全て覆うように鉛直方向にラジエータ７０が取り付けられ、ラジエータ７０の下端部は仕切板６４の上面に固設されている。ラジエータ７０の左方にはラジエータ７０と略平行にオイルクーラ７１が配置され、オイルクーラ７１はブラケット７１ａを介してラジエータ７０に固定されている。ラジエータ７０の上端部および車両前後方向側端部とカバー６１および隔壁６５との間には仕切板７２が設けられ、この仕切板７２と仕切板６４およびダクト６６によってエンジン室６０は左右に分割（それぞれ低温室６０Ａ、高温室６０Ｂと称す）されている。低温室６０Ａと高温室６０Ｂは、吸込口６６ｃ、ダクト６６、吹出口６６ｄを介して連通している。
【００６９】
エンジン６３の右方にはエンジン６３によって駆動される油圧ポンプ７３が設けられている。油圧ポンプ７３からの吐出油によって油圧モータ６９が駆動され、シロッコファン６７が回転する。エンジン６３には吸気管７４が接続され、吸気管７４の途中にはエアクリーナ７５が設けられ、吸気管７４の先端は仕切板７２を貫通して低温室６０Ａに至っている。油圧ポンプ７３の上方にはマフラ７６が配置され、マフラ７６に接続された排気管７７の先端はカウンタウエイト５６を貫通して車両後部に突出している。ラジエータ７０には冷却水の通過するホース７８,７９が接続されている。図示は省略するがオイルクーラにも作動油の通過するホースが接続されている。
【００７０】
次に、第４の実施の形態による建設機械の動作を説明する。
油圧モータ６９の駆動によりシロッコファン６７が回転すると、左側カバー６１の空気流入口６１ａから低温室６０Ａ内にほぼ大気温相当の冷却空気が流入する。その冷却空気は図１２の矢印の如く吸込口６６ｃからダクト６６内に吸い込まれる。吸い込まれた空気はダクト６６に沿って向きが変化し、オイルクーラ７１、ラジエータ７０を順次通過して、オイルクーラ７１内の作動油およびラジエータ７０内の冷却水と熱交換する。ダクト６６内を通過する空気は低温であり、かつダクト６６によって通路面積が規制されているため高速となる。その結果、オイルクーラ７１とラジエータ７０を効率よく冷却することができる。熱交換により昇温した冷却空気は吹出口６６ｄから高温室６０Ｂに送風され、エンジン６３や油圧ポンプ７３などの周囲を通過してそれらの表面を冷却した後、一部は空気排出口６２ａから室外に排出され、残りは空気排出口６１ｂから排出される。
【００７１】
低温室６０Ａの空気は吸気管７４内に吸い込まれ、エアクリーナ７５で濾過された後、エンジン６３のシリンダ内に流入する。この流入空気はシリンダ内で圧縮後、燃料と混合して爆発燃焼し、マフラ７６で消音された後、排気管７７を介して車両後部から排出される。このとき発生したエネルギがクランク軸に伝えられ、クランク軸が駆動される。
【００７２】
このように第４の実施の形態によると、エンジン室６０内に冷却ファンとしてシロッコファン６７を設け、シロッコファン６７によって吸い込まれた冷却空気をオイルクーラ７１、ラジエータ７０に送風した後、エンジン６３や油圧ポンプ７３の周囲に送風するようにしたので、ファン６７の回転騒音を低減することができるとともに、オイルクーラ７１やラジエータ７０に低温の空気を送風することができ、これら熱交換器の冷却効率を向上させることができる。その結果、ファン６７やラジエータ７０を大型化する必要がなく、エンジン室６０を小型に構成することができる。ファン６７の回転数を増加させる必要もなく、ファン６７の回転騒音の悪化を防止することができる。シロッコファン６７の回転軸を水平方向に配置してその上方にオイルクーラ７１とラジエータ７０とを設け、シロッコファン６７からの冷却空気をダクト６６を介してオイルクーラ７１,ラジエータ７０に送風するようにしたので、エンジン室６０内のスペース効率が向上する。
【００７３】
仕切板６４,７２によりエンジン室６０を左右に分割するようにしたので、仕切板６４,７２が遮熱板として作用し、エンジン６３からの放熱（輻射熱など）による低温室６０Ａの温度上昇が抑えられる。その結果、冷却空気の温度が一層低くなり、冷却効率が向上する。運転席部５３の後方にシロッコファン６７、オイルクーラ７１、ラジエータ７０を配置し、ラジエータ７０の右側方にエンジン６３を配置するようにしたので、すなわち、運転席部５３が隔壁６５を介してより多く低温室６０Ａに接触するようにしたので、運転席部５３の温度上昇が抑えられ、快適である。運転席部５３の後面側がさらにより多く低温室６０Ａと接触するように仕切板７２を右方にずらして配置してもよい（図１４の７２ａ）。低温室６０Ａに吸気管７４の先端を配置するようにしたので、エンジン６３のシリンダ内に大気温とほぼ同程度の空気が導かれ、燃焼効率も向上する。
【００７４】
オイルクーラ７１よりもラジエータ７０の冷却効率を高めたい場合には、図１６に示すように、ラジエータ７０をオイルクーラ７１よりも上流側に、すなわち、オイルクーラ７１の左方にラジエータ７０を配置すればよい。これによって、ラジエータ７０にはより低温の空気が送風され、冷却効率が向上する。
【００７５】
−第５の実施の形態−
図１７を参照して本発明による建設機械の第５の実施の形態を説明する。
図１７は、第５の実施の形態に係わるエンジンユニット５５の車幅方向断面図である。図１２と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。第５の実施の形態が第４の実施の形態と異なるのはオイルクーラ７１の配置である。図１７に示すように、オイルクーラ７１はラジエータ７０の左方に略水平に配置され、その一端はブラケット８１を介し、他端は長尺のサポートプレート８２を介してそれぞれラジエータ７０から支持されている。これによって、オイルクーラ７１はダクト６６の出口部（吹出口６６ｄ）よりも通路面積が小さい箇所に、かつ、ダクト６６内の通路に対して略垂直に、すなわち冷却空気の流れに対して垂直に配置される。
【００７６】
このようにオイルクーラ７１を配置することで、冷却空気がオイルクーラ７１のフィン間を略平行に通過し、空気抵抗が小さくなるとともに、冷却空気はオイルクーラ７１の全体にわたって均一に流入し、作動油が均一に冷却される。オイルクーラ７１は通路面積が小さい箇所に配置されるので、オイルクーラ７１の単位面積あたりを通過する冷却空気量が多くなり、オイルクーラ７１を小型化することができる。ラジエータ７０のアッパタンクからロアタンクへ冷却水が流れることを阻害しない限度において、ラジエータ７０を傾斜して設けることも可能であり、これによって、ラジエータ７０をダクト６６内の通路面積が小さい箇所に通路に対して垂直に配置するようにしてもよい。
【００７７】
−第６の実施の形態−
図１８、１９を参照して本発明による建設機械の第６の実施の形態を説明する。
図１８は第６の実施の形態に係わるエンジンユニット５５の車幅方向断面図であり、図１９は図１８のXIX-XIX線断面図である。図１２,１４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。第６の実施の形態が第４の実施の形態と異なるのは、シロッコファン６７の配置である。第４の実施の形態がシロッコファン６７の回転軸を水平方向に配置したのに対し、第６の実施の形態では以下に述べるように鉛直方向に配置する。
【００７８】
図１８,１９に示すように、エンジン室６０の左方には旋回フレーム６２の上面にベース台９１が固設され、ベース台９１の上面にはステイ９２を介してダクト９３が支持されている。ダクト９３は略円筒形状の円筒部９３ａとその外周面から右方にかけてラッパ状に広がる拡張部９３ｂとからなる。円筒部９３ａの上下面にはそれぞれ吸込口９３ｃが開口され、拡張部９３ｂの右端部には吹出口９３ｄが開口されている。ベース台９１には油圧モータ６９が回転可能に取り付けられ、円筒部９３ａには上下方向に回転軸を有するシロッコファン６７が収容され、油圧モータ６９の出力軸は吸込口を介してシロッコファン６７の回転軸に連結されている。吹出口９３ｄにはラジエータ７０が取り付けられ、ラジエータ７０の左方にオイルクーラ７１が固定されている。ラジエータ７０の下部は平板状の仕切板９４の上端部に支持されている。
【００７９】
このような構成により、シロッコファン６７の回転によりエンジン室６０に流入した冷却空気は吸込口９３ｃを介してダクト９３内に流入する。この流入空気はオイルクーラ７１、ラジエータ７０を通過して吹出口９３ｄから吹き出され、エンジン６３、油圧ポンプ７３の周囲を通過し、空気排出口６１ｂ,６２ａから排出される。これによって、低温の冷却空気がオイルクーラ７１,ラジエータ７０を通過することとなり、冷却効率が向上する。
【００８０】
運転席部５３の後面側に冷却空気の流れの上流側（低温室６０Ａ）を配置したので、運転席部５３の温度上昇が抑制される。シロッコファン６７の回転軸を鉛直方向に設け、ラジエータ７０をシロッコファン６７の右方に配置するようにしたので、ラジエータ７０の下方に空間が形成され、図１８の二点鎖線に示すようにラジエータ７０を下方に伸ばすことができる。これによって、ラジエータ７０の放熱面積が増加して冷却効率が向上し、その分だけファン回転数を低くすることができ、ファン騒音が低減される。オイルクーラ７１,ラジエータ７０は冷却空気の流れに対して垂直に配置されるので、空気抵抗が少ない。
【００８１】
−第７の実施の形態−
図２０を参照して本発明による建設機械の第７の実施の形態を説明する。
図２０は、第７の実施の形態に係わるエンジンユニット５５の車幅方向断面図である。図１２と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。図２０に示すように、ラジエータ７０の右側にはラジエータ７０を通過した冷却空気を所定方向（図では斜め下方）に向かって送風するための整流板１０１が設けられている。
【００８２】
これによって、ラジエータ７１を通過した冷却空気はそのままの方向で吹き出されるのではなく、エンジン６３の下部に向かって吹き出され、エンジン下部のオイルパン６３ａ等を効率的に冷却することができる。整流板１０１によりエンジン６３からの放射音は反射されるので、騒音を低減することができる。
【００８３】
上記第４〜第７の実施の形態において、エンジン６３とシロッコファン６７,オイルクーラ７１,ラジエータ７０の配置は左右逆であってもよい。
【００８４】
上記実施の形態では、上部旋回体２,５２の前側に作業装置３,５４が左，右方向に揺動（スイング）可能に取付けられたスイング式の油圧ショベルを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば作業装置のアーム、バケットを左，右方向に平行移動するオフセット式の油圧ショベルに適用してもよい。スイング機構、オフセット機構を備えていない一般的な油圧ショベルに適用してもよい。
【００８５】
上記実施の形態では、熱交換器としてラジエータ２０,７０とオイルクーラ２１,７１の両方に適用した場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えばラジエータ２０,７０、オイルクーラ２１,７１のいずれか一方だけに適用する構成としてもよい。ラジエータ２０,７０やオイルクーラ２１,７１以外の他の熱交換器（例えばコンデンサやインタークーラ）にも同様に適用することができる。
【００８６】
上記実施の形態では、運転席７の上側を覆うキャノピ２３を備えた油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、運転席７の周囲を覆うキャブボックスを備えた油圧ショベルに適用してもよい。
【００８７】
産業上の利用の可能性
以上では、建設機械として装軌式の油圧ショベル、とくにミニショベルを例に挙げて説明したが、中型や大型の油圧ショベル、ホイール式の油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ、ブルドーザ等の他の建設機械にも本発明を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す正面図。
【図２】上部旋回体を外装カバー、運転席等を取外した状態で示す平面図。
【図３】上部旋回体をカウンタウエイト、外装カバー、運転席等を取外した状態で示す正面図。
【図４】上部旋回体をカウンタウエイト、外装カバー、運転席等を取外した状態で拡大して示す外観斜視図。
【図５】作動油タンク、冷却風ダクト、シロッコファン、ラジエータ、オイルクーラを拡大して示す正面図。
【図６】図５のVI−VI線断面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態による作動油タンク、冷却風ダクト、シロッコファン、放熱フィンをラジエータ、オイルクーラと一緒に示す正面図。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図。
【図９】本発明の第３の実施の形態による冷却風ダクト、シロッコファンを作動油タンク、ラジエータ、オイルクーラと一緒に示す正面図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す正面図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す平面図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態によるエンジンユニットの配置を示す断面図。
【図１３】図１２のXIII-XIII線断面図。
【図１４】図１２のXIV-XIV線断面図。
【図１５】本発明の第４の実施の形態によるダクトを示す外観斜視図。
【図１６】図１２の変形例を示す図。
【図１７】本発明の第５の実施の形態によるエンジンユニットの配置を示す断面図。
【図１８】本発明の第６の実施の形態によるエンジンユニットの配置を示す断面図。
【図１９】図１８のXIX-XIX線断面図。
【図２０】本発明の第７の実施の形態によるエンジンユニットの配置を示す断面図。

Claims

カバーによって形成された室内に、エンジンと、ファンケーシング内に配設され、回転軸方向から吸い込んだ空気を周方向に吹き出す遠心ファンと、この遠心ファンにより送風された冷却空気と所定の媒体とを熱交換する熱交換器とを備え、前記遠心ファンにより吸い込まれた冷却空気が前記熱交換器を通過後、前記エンジン側に導かれるように、冷却空気の流れに対して前記エンジンよりも上流側に前記熱交換器を配置し、前記熱交換器の上流側に前記遠心ファンを配置し、かつ、
運転席部を車幅方向片側にずらして設けるとともに、前記運転席部の後方の車幅方向運転席側に前記エンジンを配置し、その車幅方向反対側に前記遠心ファンを配置し、かつ、
前記遠心ファンの回転軸を略水平方向に配置するとともに、前記熱交換器の上方に前記遠心ファンを配置し、前記遠心ファンからの冷却空気を前記熱交換器に導くダクトを有することを特徴とする建設機械。
カバーによって形成された室内に、エンジンと、ファンケーシング内に配設され、回転軸方向から吸い込んだ空気を周方向に吹き出す遠心ファンと、この遠心ファンにより送風された冷却空気と所定の媒体とを熱交換する熱交換器とを備え、前記遠心ファンにより吸い込まれた冷却空気が前記熱交換器を通過後、前記エンジン側に導かれるように、冷却空気の流れに対して前記エンジンよりも上流側に前記熱交換器を配置し、前記熱交換器の上流側に前記遠心ファンを配置し、かつ、
運転席部を車幅方向片側にずらして設けるとともに、前記運転席部の後方の車幅方向運転席側に前記エンジンを配置し、その車幅方向反対側に前記遠心ファンを配置し、かつ、
前記遠心ファンを前記室内の上方に配置し、前記カバーの上方に冷却空気の吸気口を設けることを特徴とする建設機械。
請求項１または２に記載の建設機械において、
前記遠心ファンの軸線をほぼ車幅方向に設けることを特徴とする建設機械。
請求項３に記載の建設機械において、
前記エンジンの下方部に冷却空気の排気口を設けることを特徴とする建設機械。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械において、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプを前記室内の前記遠心ファン側に配置することを特徴とする建設機械。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械において、
作動油を貯蔵する作動油タンクと前記油圧ポンプからアクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁の少なくとも一方を前記室内の前記遠心ファン側に配置することを特徴とする建設機械。
請求項６に記載の建設機械において、
前記遠心ファンからの冷却空気を前記熱交換器に導くダクトを備え、前記ダクトを前記作動油タンクに隣接して配置することを特徴とする建設機械。
請求項１〜７の建設機械はミニショベルである。