JP4548375B2 - 作業機械 - Google Patents

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Description

本発明は油圧ショベルのように下部走行体上に上部旋回体を搭載し、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの後部に仕切り壁によって区画形成されたエンジンルームにエンジンとラジエータ等の冷却器を設置する作業機械関するものである。
油圧ショベルを例にとって従来の技術を説明する。ここでは、上部旋回体が車幅内で旋回する小旋回型と称される小型ショベルを例示している。
図５,６において、１はクローラ式の下部走行体、２はこの下部走行体１上に旋回自在に搭載された上部旋回体で、この上部旋回体２の前部に、ブーム３、アーム４、バケット５を備えた作業アタッチメント６が装着されるとともに、左側前部にキャビン７が設置される。
図７に上部旋回体２を構成するアッパーフレーム８と搭載設備を示す。なお、ここでは図の簡略化のために本発明に関係する構造と設備のみを図示している。
このアッパーフレーム８の後部にはエンジンルーム９が形成され、このエンジンルーム９に動力源としてのエンジン１０が設置されている。
また、エンジンルーム９の右側に、エンジン１０で駆動される油圧ポンプ１１、左側に冷却ファン１２及び冷却器１３がそれぞれ配置される。
冷却器１３は、複数種類の冷却器要素、たとえばラジエータ１３ａとオイルクーラー１３ｂとインタークーラー１３ｃとを備えた冷却器アッセンとして構成される。ここでは、前から順にオイルクーラー１３ｂ、ラジエータ１３ａ、インタークーラー１３ｃを並べ、これらを一つの冷却器枠１４で支持した場合を例示している。なお、上記各冷却器要素を左右に並べて冷却器アッセンを構成する場合もある。
冷却器枠１４は、図８にも示すようにアッパーフレーム底板に固定された平面視コの字形の前部及び後部両サポート柱１５,１６と、これらを連結する複数の連結桟１７…とによって構成されている。
また、前部サポート柱１５とアッパーフレーム固定部分との間に、前部サポート柱１５の左右の振れを止めるためのステー１８が取付けられる。
一方、キャビン後方には、エンジンルーム９を区画形成するための仕切り壁１９が左右方向に設けられている。なお、エンジンルーム９を区画するための仕切り壁はアッパーフレーム８の他の部分にも設けられるが、本発明とは関係ないためここでは図示、説明を省略する。
従来、この仕切り壁１９は、冷却器枠１４の前部サポート柱１５とは無関係なパーツとして互いに分離独立して、かつ、互いの間に隙間Ｃが空く状態で設けられ、この隙間Ｃ部分に空気の流通を防止するためのシール部材２０が設けられる。
図７中、２１,２１はアッパーフレーム８の左右方向中央部(センターデッキと称される)の後部に設けられた左右一対の縦壁(メインフレームと称される)で、前記ステー１８の一端はたとえば左側のメインフレーム２１に取付けられる。２２はアッパーフレーム後端部に取付けられるカウンタウェイトである。
以上の構成のうち、アッパーフレームの基本的な構成と機器配置は特許文献１に、冷却器と仕切り壁との間のシール構造は特許文献２に、また冷却器の支持構造は特許文献３にそれぞれ開示されている。
特許第３６４９１４７号公報 特開２０００−２０４５９０号公報 特開２００４−３００６７５号公報
ところが、上記従来の構成によると、次の問題があった。
(ｉ) 仕切り壁１９はそれ単独で必要な強度を確保する必要があるため、板厚の大きい(重い)パネル材を用いなければならない。
(ｉｉ) 仕切り壁１９と前部サポート柱１５との間に隙間Ｃを埋めるシール部材２０が必要となる。
(ｉｉｉ) 前部サポート柱１５の左右方向の横振れを止める専用ステー１８が必要となる。
以上の結果、部品コスト、材料コストが高くなるとともに、上記(ｉ)の仕切り壁１９が重くなること、(ｉｉ)(ｉｉｉ)の部品点数が多くなって組立工数が増えることにより、組立作業性が悪くなっていた。
そこで本発明は、冷却器の前部を支持するサポート柱及び仕切り壁とその関連部分を合わせた部品点数、コストを削減し、組立作業性を改善することができる作業機械を提供するものである。
請求項１の発明は、下部走行体上に上部旋回体が搭載され、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの後部に仕切り壁が左右方向に設けられて後方にエンジンルームが区画形成されるとともに、このエンジンルームにエンジンと冷却器が設けられた作業機械において、上記冷却器の前部を支持するサポート柱を上記アッパーフレームに固定し、このサポート柱が、上記仕切り壁との間の隙間を閉塞するとともに仕切り壁を支持する柱を兼ね、かつ、仕切り壁がサポート柱の横振れを止めるステーを兼ねるように、仕切り壁とサポート柱とを隙間無しで面当接する状態で結合したものである。
請求項２の発明は、請求項１の構成において、サポート柱と仕切り壁とを前後方向に隙間無しで面当接する状態で結合したものである。
請求項３の発明は、請求項１の構成において、サポート柱と仕切り壁とを左右に連続して、かつ、連続部分で隙間無しで面当接する状態で結合したものである。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、複数種類の冷却器を共通の冷却器枠内で前後方向に並べ、上記冷却器枠の前部に配置されたサポート柱と仕切り壁とを隙間無しで面当接する状態で結合したものである。
本発明によると、冷却器の前部を支持するサポート柱(請求項４では前後方向に並べた複数種類の冷却器要素を支持する冷却器枠の前部サポート柱)が仕切り壁の支柱(補強材)を兼ね、かつ、仕切り壁がサポート柱の横振れを止めるステーを兼ねるように、仕切り壁とサポート柱とを隙間無しで面当接する状態で結合したから、第１に、仕切り壁を構成するパネル材そのものの強度を低くする(板厚を小さくする)ことが可能となる。
第２に、仕切り壁とサポート柱とを隙間無しで面当接する状態で結合するため、この両者間の隙間を埋めるウレタン等のシール部材が不要となる。
第３に、仕切り壁がサポート柱の左右方向の横振れを止めるステーの役割を果たすため、専用ステーを省略できる。
すなわち、サポート柱が高強度の強度部材である点、このサポート柱と仕切り壁とが近接して配置される点に着目し、元々は無関係な両者を互いに補強し合う関係で結合することによって、上記のように部品点数の節減、部品及び材料コストの削減、それに軽量化を実現することができる。また、部品点数の減少及び軽量化により、組立作業性を大幅に改善することができる。
この場合、サポート柱と仕切り壁とを前後方向に隙間無しで面当接する状態で結合した請求項２の発明によると、サポート柱と仕切り壁の前後方向の基本的な位置関係は従来と同じであるため、サポート柱等に構造変更を加えるにしてもその変更が少なくてすむ。
また、サポート柱と仕切り壁とを左右に連続して、かつ、連続部分で隙間無しで面当接する状態で結合した請求項３の発明によると、サポート柱が仕切り壁の一部をも兼ねるため、仕切り壁を小さくすることができる。このため、仕切り壁を複数の分割パネルで構成する場合に、パネル数またはパネル面積が減少することでさらにコストダウン及び組立工数の削減が可能となる。
以下の実施形態において、図７,８に示す従来技術と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
第１実施形態(図１,２参照)
第１実施形態において、
(Ｉ) アッパーフレーム８の後部にエンジンルーム９が形成され、このエンジンルーム９にエンジン１０が設置される点、
(ＩＩ) エンジン１０の右側に油圧ポンプ１１、左側に冷却ファン１２と冷却器１３が配置され、冷却器１３は前側から順にオイルクーラー１３ｂ、ラジエータ１３ａ、インタークーラー１３ｃの三つの冷却器要素を並べて冷却器枠２３に支持した冷却器アッセンとして構成される点、
(ＩＩＩ) キャビン後方にエンジンルーム９を区画形成するための仕切り壁２４が左右方向に設けられる点
の構成は図７,８に示す従来技術と同じである。
冷却器枠２３は、アッパーフレーム８に固定された平面視コの字形の前部及び後部サポート柱２５,２６と、これらを連結する複数の連結桟２７…とによって構成されている。
この実施形態において、前部サポート柱２５は、図７,８に示す前部サポート柱１５よりも前方に位置し、仕切り壁２４の背面に面当接する状態で複数組のボルト２８、ナット２９によって直接(隙間なしで)、結合されている。
すなわち、冷却器１３の前部を支持する前部サポート柱２５が同時に仕切り壁２４を支持する支柱として機能し、一方、仕切り壁２４が前部サポート柱２５の左右の振れを止めるステーを兼ねる状態で、両者が結合されている。
なお、前部サポート柱２５を従来よりも前方に位置させる手段として、図示のように同サポート柱２５の左右両折り曲げ部２５ａ,２５ａを前後方向に長く形成してもよいし、冷却器枠２３、冷却器１３、エンジン１０を全体として前方に配置してもよい。また、この前部サポート柱２５に対する冷却器１３の支持構造そのものは従来と同じでよい。
この構成によると、仕切り壁２４が前部サポート柱２５によって補強されるため、この補強される分だけ、仕切り壁２４を構成するパネル材そのものの強度を低くし、その板厚を小さく(軽量化)することが可能となる。
また、仕切り壁２４と前部サポート柱２５が直接結合され、両者間に、図７中の隙間Ｃが発生しないため、この隙間Ｃを埋めるために従来必要であったシール部材２０が不要となる。
さらに、上記のように仕切り壁２４が前部サポート柱２５の横振れを止めるステーの役割を果たすため、図７,８中のステー１８も不要となる。
以上の点により、材料コスト、部品コストを大幅に削減できるとともに、部品点数の減少及び仕切り壁２４の軽量化により組立作業性を従来よりも格段に向上させることができる。
また、元々、前後に近接して配置される仕切り壁２４と前部サポート柱２５とを結合するだけでよいため、いいかえれば仕切り壁２４の後方に前部サポート柱２５が位置するという両者の基本的な位置関係は従来と変わらないため、前部サポート柱２５を現状よりも前方に位置させるにしてもその移動量は少なくてすむ。このため、上記のように前部サポート柱２５について折り曲げ部２５ａ,２５ａの前後方向寸法を長くする等の変更を加えるにしても、その変更が少なくてすむ。
第２及び第３実施形態(図３,４参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。
図３に示す第２実施形態、及び図４に示す第３実施形態においては、前部サポート柱２５と仕切り壁２４とを左右に連続して、かつ、連続部分で隙間無しで面当接する状態、すなわち、前部サポート柱２５が仕切り壁２４の支柱を兼ねるだけでなく仕切り壁全体の一部をも兼ねる状態で両者を結合している。
この場合、第２実施形態では、仕切り壁２４を左右のパネル３０,３１に分割し、両分割パネル３０,３１間に前部サポート柱２５を挟み込んだ状態で三者を結合している。この構成では、両分割パネル３０,３１と前部サポート柱２５とによって仕切り壁２４が構成される。
一方、第３実施形態では、仕切り壁２４がたとえば二枚の分割パネルで構成される場合に、前部サポート柱２５の左右方向寸法を一方の分割パネルの幅寸法と同等程度に大きく設定し、同サポート柱２５が一方の分割パネルを兼ねる状態で同サポート柱２５と他方の分割パネル３２とを左右連続状態で互いの一端部で結合している。この構成では、分割パネル３２と前部サポート柱２５とによって仕切り壁２４が構成される。
図３,４では、分割パネル３０,３１,３２の端部に折り曲げ部３０ａ,３１ａ,３２ａを形成し、この折り曲げ部３０ａ,３１ａ,３２ａを前部サポート柱２５の折り曲げ部２５ａにボルト結合する構成を例示している。但し、分割パネル３０,３１,３２の端面を前部サポート柱２５に突き合わせた状態でたとえば溶接によって結合する構成、あるいはパネル端部を同サポート柱２５の前面に重ねてボルト結合または溶接する構成をとってもよい。
なお、図４に示す第３実施形態において、前部サポート柱２５の他端部(図例では反対側の折り曲げ部２５ａ)は、アッパーフレーム固定部分、たとえば図示のように左側メインフレーム２１に取付けられる。
この第２及び第３両実施形態によると、前部サポート柱２５が仕切り壁２４の一部(パネル)をも兼ねるため、本来の仕切り壁面積を小さくすることができる。このため、上記のように仕切り壁２４を複数の分割パネルで構成する場合に、パネル数またはパネル面積が減少することにより、さらなるコストダウン及び組立作業性の向上を実現することができる。
ところで、本発明は、ラジエータ１３ａ、オイルクーラー１３ｂ、インタークーラー１３ｃが左右に並設される場合にも適用することができる。この場合、これら各冷却器要素を一つの冷却器枠で支持するものでは、その前部サポート柱と仕切り壁とを上記実施形態のように結合すればよい。また、各冷却器要素を別々の冷却器枠で支持するものに対しては、そのうちの一つ(たとえばラジエータ用冷却器枠)の前部サポート柱と仕切り壁とを結合すればよい。
一方、本発明は、冷却器がエンジンルームの右側に配置され、アッパーフレーム後部の右側に仕切り壁が設けられる作業機械にも上記同様に適用することができる。
本発明の第１実施形態にかかるショベルのアッパーフレームの平面図である。 図１の一部を拡大した図である。 本発明の第２実施形態を示す図２相当図である。 本発明の第３実施形態を示す図２相当図である。 油圧ショベルの概略側面図である。 油圧ショベルの概略平面図である。 従来のアッパーフレームの平面図である。 図７の一部を拡大した図である。
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
８ アッパーフレーム
９ エンジンルーム
１０ エンジン
１３ 冷却器
１３ａ ラジエータ
１３ｂ オイルクーラー
１３ｃ インタークーラー
２３ 冷却器枠
２４ 仕切り壁
２５ 冷却器枠の前部サポート柱
２６ 同後部サポート柱
２７ 同連結桟
２８ 前部サポート柱と仕切り壁とを結合するボルト
２９ 同ナット
３０,３１,３２ 仕切り壁を構成するパネル

Claims (4)

  1. 下部走行体上に上部旋回体が搭載され、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの後部に仕切り壁が左右方向に設けられて後方にエンジンルームが区画形成されるとともに、このエンジンルームにエンジンと冷却器が設けられた作業機械において、上記冷却器の前部を支持するサポート柱を上記アッパーフレームに固定し、このサポート柱が、上記仕切り壁との間の隙間を閉塞するとともに仕切り壁を支持する柱を兼ね、かつ、仕切り壁がサポート柱の横振れを止めるステーを兼ねるように、仕切り壁とサポート柱とを隙間無しで面当接する状態で結合したことを特徴とする作業機械。
  2. サポート柱と仕切り壁とを前後方向に隙間無しで面当接する状態で結合したことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
  3. サポート柱と仕切り壁とを左右に連続して、かつ、連続部分で隙間無しで面当接する状態で結合したことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
  4. 複数種類の冷却器を共通の冷却器枠内で前後方向に並べ、上記冷却器枠の前部に配置されたサポート柱と仕切り壁とを隙間無しで面当接する状態で結合したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作業機械。
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