JP4418260B2

JP4418260B2 - 建設機械のエンジン空冷構造

Info

Publication number: JP4418260B2
Application number: JP2004058664A
Authority: JP
Inventors: 圭一三宅; 保山本
Original assignee: Caterpillar Japan Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: JP2005248505A

Description

本発明は、建設機械のエンジン空冷構造の改良に関する。

従来、建設機械の一例として示す油圧ショベルでは、カウンタウエイトの前方で、車体の左側から右側に向かって、ラジエータとオイルクーラー、エンジンファン、エンジンの順に並べ、ファイヤーウオール等の隔壁で覆ったエンジンルームを設け、エンジンファンの下流の排気用の開口としてエンジン上方の開口やエンジン下方の開口が形成されている。
この場合、排気用の上方の開口である第２開口１１’は、図６（ａ）にＷで示すように一定の幅となる。
しかし、図６（ｂ）で例示する上部旋回体の横幅を短くした小旋回機では、エンジン上方の排気用の第２開口１１’は、図６（ａ）の標準機よりも後端が短いという機体の特徴から、前記標準機の幅Ｗよりも短い幅Ｗ’の長さしか確保することができない。
なお、図中実線は機体の外へ排気される外気の流れであり、点線は加熱されてエンジンルーム内を流通する外気の流れを示す。
これにより、小旋回機のような小型機においては、空冷用の排気量が標準機に比べて制限されることが分かる。

次ぎに、特開２００１−１９３１０２の建設機械のエンジン冷却風路では、カウンタウエイトの左右側端部近傍に開口部を設けてエンジンファン風分流路を形成する構成が開示されている。
しかし、この構成では、エンジンファン風はエンジンルーム側とカウンタウエイト側を通り抜ける流路に分岐されて機体の右側から排気されるので、構造が複雑となる欠点がある。
特開２００１−１９３１０２公報

この発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、解決しようとする問題点は、エンジンファンの軸を中心としたエンジンファンの外周方向に補助の開口を設けることでエンジン上方の排気用の開口不足を補って、効率的な排気を可能とした建設機械のエンジン空冷構造を提供することにある。

本発明は、エンジンファンの軸を中心としたエンジンファンの外周方向に補助の開口を設けることを最も主要な特徴とする。
請求項１の発明では、建設機械の機体の一方側に配置された第１開口から取り込まれた外気で、ラジエータおよびエンジンルーム内のマフラーを冷却し、前記機体の他方側の上面に設けた第２開口へ排気させるエンジンファンを設けた建設機械のエンジン空冷構造において、
上記エンジンファンの下流で、エンジンファンの回転軸を中心とした外周方向となる上部旋回体の機体に補助開口を設けており、
該補助開口が、エンジンファンの下流側でエンジンファン直後の位置であって、機体のブーム基端を枢着する段部の一側に機体内部と連通可能に形成されたボックスの前面で、ブーム基端に向かって開口されていることを特徴とする。

本発明の建設機械のエンジン空冷構造は、熱交換機を通った外気の一部を排気しながらエンジンの空冷を行うので、建設機械の機体のサイズにかかわらず、排気効率の向上を図ることができるので、従来に比べて熱交換器の冷却能力を向上させることができる。
また、機体のサイズを小型化した場合にあっては、従来の冷却能力を維持しつつ、排気側の開口を縮小することができるので、エンジン放出音などの騒音を低減することができる。

以下に、この発明の建設機械のエンジン空冷構造を油圧ショベルに適用した場合の好適実施例について図面を参照しながら説明する。

［エンジンルームの外気流通路］
図１および図２は、油圧ショベル１の上部旋回体の機体２１が旋回した際に下部走行体２２の足回り装置（図示例では履帯）２３より外側に全くまたは大きく張り出すことのない油圧ショベル１の小旋回機のエンジンルーム３での空気の流れを示す模式図である。

この油圧ショベル１は、図１に示すように、上部旋回体の機体２１の左側上部に第１開口４が形成されている。なお、左右方向は、図１を基にしたもので、以下の説明でも同じである。
そして、その近傍にはラジエータやオイルクーラー５などの熱交換機が配置されている。
このラジエータやオイルクーラー５の右側には、エンジンファン６を介してエンジン７が配置されている。

エンジン７の図中右側上部にはマフラー８が配置されており、またエンジン７の右側には油圧ポンプ９等が配置されている。
また、これらを覆うエンジンフード１０の右側上部にはエンジンルーム３内を流通する空冷用外気を排気するための第２開口１１が形成されている。

そして、上記構成における外気の流れは、前記エンジンファン６の駆動で、機体２１左側の第１開口４から外気Ｅ１がエンジンルーム３内に取り込まれる。
そして、外気Ｅ１はラジエータとオイルクーラー５を冷やし、エンジン７を通ってマフラー８を冷やし、この外気Ｅ２がフード１０の上部に形成された第２開口１１から排気される（図２参照）。

なお、エンジンルーム３は、図示例の場合、油機の破損時にオイルがエンジンルーム３内に飛散したり、発火するのを防ぐため、ファイヤーウオール１３がエンジン７を囲っている。
このファイヤーウオール１３は、同時に冷却空気をスムーズに流し、機体２１の内側やオペレータ（運転室２４）へ熱が行くのを防いでいる。

［補助開口］
このような公知構成において、この実施例では、補助開口１５を設けている。
補助開口１５は、該エンジンファン６の回転軸６ａを中心とした外周方向で、上記エンジンファン６の下流、図示例ではエンジンファン６の直後（図１中、エンジンファン６の右横）に設けられている。

ここで「直後」の位置は、一定の幅を有するものであって、エンジンファン６の回転で、ラジエータなどに接して加熱された外気を、エンジンファン６の円周方向の風で送り出すことができる領域であればよく、その範囲を含むものである。
また、この補助開口１５は、エンジンルーム３と連通するように前記ファイヤーウオール１３に補助開口１５に対応した孔や隙間１３ａを設けておく。

実施例１の補助開口１５は、図５に一層明瞭なように、機体２１の前方側に向かって開口を設けている。
図示例では、機体２１のブーム基端を枢着するブラケット２６の上方で、運転室２４と並んで段部２７が形成されている。
そして、この段部２７の一側（図示例では左端）に、空洞用のボックス１５ａが一体に形成されており、該ボックス１５ａは、段部２７の上下の端部を連接する傾斜面に設定された前面を有しており、この前面に補助開口１５が形成されている。

上記構成からなっているので、前記エンジンファン６の駆動で、第１開口４から取り込まれた外気は、ラジエータやオイルクーラー５などの熱交換機を通り、加熱された熱風の一部Ｅ３（図１参照）は、エンジンファン６の下流でエンジンファン６の直後に開口された前記補助開口１５から排気されるので、エンジンルーム３内を流通する外気の温度を高めることがなく、マフラーを空冷して第２開口１１へ排気されるので、冷却効率を高めることができる（図４参照）。

［補助開口の参考例］
図３は、本発明の技術的範囲に含まない参考例を示すもので、前記エンジンファン６の直後で、エンジンルーム３の上方に空洞用のボックス１６ａが設けられており、該ボックス１６ａの一面（図示例では右側面）に補助開口１６を開口した構成となっている。

この参考例では、熱交換機に接して加熱された外気の一部Ｅ３’（図３参照）がエンジンファン６を超えたところで、そのエンジンファン６の外周方向に設けられた前記補助開口１６から排気されるので、前記実施例１と同様に外気Ｅ１’、Ｅ２’によって効率的な空冷を行うことができる。
その他の構成は前記実施例１と同様であるので、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。

このように、上記実施例１では、エンジンファンの回転軸を中心としたエンジンファンの外周方向に補助開口を設けることで、従来に比べて効率的な排気を可能とし、熱交換器の冷却能力を向上させることができる。
また、小旋回機のように機体のサイズを小型化した場合には、従来の冷却能力を維持しつつ、排気側の第２開口１１を小さくすることができるので、エンジン放出音などの騒音を低減しうる。

上記実施例１では、建設機械として油圧ショベルの小旋回機を例に説明したが、上部旋回体が足回り装置の幅より大きく突出して旋回する標準機であってもよい。更に、油圧ショベルに限定されず、その他の建設機械であってもよく、要旨を変更しない範囲で適用しうる。

同油圧ショベルの機体を平面から見た状態の実施例の模式図である。冷却空気の流れを説明する油圧ショベルの機体を横断した状態の模式図である。参考例の機体内の空冷状態を説明する断面図である。補助開口を上方に設けた参考例の冷却空気の流れを示す模式図である。補助開口の実施例を示す機体本体の斜視図である。従来の機体内の空冷状態を説明する断面図であって（ａ）は標準機、（ｂ）は小旋回機である。

１油圧ショベル
２上部旋回体の機体
３エンジンルーム
４第１開口
５ラジエータオイルクーラー
６エンジンファン
６ａ回転軸
７エンジン
８マフラー
９油圧ポンプ
１０エンジンフード
１１第２開口
１３ファイヤーウオール
１５、１６補助開口
１５ａ、１６ａボックス
２１上部旋回体
２２下部走行体
２３足回り装置
２４運転室
２５フロントアタッチメント
２５ａブーム
２５ｂバケット
２６ブラケット
２７段部

Claims

建設機械の機体の一方側に配置された第１開口から取り込まれた外気で、ラジエータおよびエンジンルーム内のマフラーを冷却し、前記機体の他方側の上面に設けた第２開口へ排気させるエンジンファンを設けた建設機械のエンジン空冷構造において、
上記エンジンファンの下流で、エンジンファンの回転軸を中心とした外周方向となる上部旋回体の機体に補助開口を設けており、
該補助開口が、エンジンファンの下流側でエンジンファン直後の位置であって、機体のブーム基端を枢着する段部の一側に機体内部と連通可能に形成されたボックスの前面で、ブーム基端に向かって開口されていることを特徴とする建設機械のエンジン空冷構造。