JP4600320B2 - ホイール式建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関するものである。

従来から、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、この上部旋回体の前部の略中央位置に支持されたアタッチメントと、このアタッチメントが支持された位置の側方において前記上部旋回体上に設けられたキャブとを備えた建設機械が知られている。

前記上部旋回体には、アタッチメントの支持位置又はキャブの後方に、エンジンと、このエンジンの冷却水やエンジンオイル等を冷却する冷却器とが設けられている。

この種の建設機械では、上部旋回体の後部にエンジン及び冷却器がレイアウトされているため、当該上部旋回体が後方に長くなり、その後部の旋回半径が大きくなるという問題があった。

そこで、上部旋回体の旋回半径を小さくすべく前記エンジン及び冷却器のレイアウトが調整された建設機械も知られている。

例えば、アタッチメントが支持された位置に対するキャブと反対側の側方に、エンジン及び冷却器を前後に並べてレイアウトされた建設機械が知られている。

このようにレイアウトすることにより、アタッチメントが支持された位置の側方の範囲を有効に活用して、エンジン及び冷却器を上部旋回体の前寄りにレイアウトすることができるので、その分、上部旋回体の後部の旋回半径を小さくすることができる。

そして、上部旋回体の後部の旋回半径をさらに小さくすることを目的として、例えば、特許文献１のホイール式ショベルのようなレイアウトも知られている。

具体的に、特許文献１のホイール式ショベルでは、エンジンからラジエータを分離してアタッチメントの支持位置の後方に配設している。

このホイール式ショベルでは、エンジンの側方（アタッチメントの支持位置の後方）にラジエータを配設することにより、エンジン及びラジエータを並べて配設する場合の前後範囲を、ラジエータの分だけ少なくすることができるので、上部旋回体の前後長をより短くすることができる。

つまり、特許文献１のレイアウトでは、アタッチメントの支持位置の側方のスペースを利用してエンジンを前寄りに配置するとともに、アタッチメントの支持位置の後方のスペースにラジエータを配置することにより、上部旋回体の前後長を短くすることができる。
実開平２−５４７２５号公報

しかしながら、前記特許文献１のレイアウトでは、ラジエータの前方に設けられたエンジンの熱によって温められた空気が、建設機械の走行時において当該エンジンの後方へ導かれてその一部がラジエータへも流動するため、このような温かい空気をそのまま利用してラジエータを冷却しても十分な冷却効果を得ることができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、上部旋回体の旋回半径を小さく維持しながら、冷却器の冷却効率を向上させることができる建設機械を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、タイヤを有する自走式の下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に搭載された旋回フレーム及びこの旋回フレーム上を覆うボンネットを含む上部旋回体と、前記旋回フレームの前部の略中央位置に起伏可能に支持されたアタッチメントと、このアタッチメントが支持された位置の側方において前記旋回フレーム上に設けられたキャブとを備えたホイール式建設機械であって、前記アタッチメントの支持位置に対するキャブと反対側の側方で前記旋回フレーム上に保持されたエンジンと、このエンジンの冷却水を冷却するラジエータを含み、前記アタッチメントの支持位置の後方で前記旋回フレーム上に保持された冷却器と、前記冷却器を冷却可能なファンと、前記冷却器の後部位置で前記旋回フレーム上に立設され、前記ボンネットと協働して前記旋回フレームを覆うカウンタウェイトと、前記旋回フレームとボンネットとの間に設けられ、前記エンジンから前記冷却器を隔離する隔離部材とを備え、前記旋回フレームがボンネットによって覆われることにより、当該旋回フレームとボンネットとの間には、前記アタッチメントの支持位置と前記冷却器との間で前方へ開口して前記キャブとエンジンとの間から後方の冷却器に向けて外気を導入可能な導入部と、この導入部から導入された外気を冷却器側へ導く流路とが形成されているとともに、前記カウンタウェイトには、前記ファンの作動により冷却器の後方へ導かれた空気を前記上部旋回体の後方へ排出する通風口が形成され、前記冷却器は、前記導入部と前記通風口との間で前記旋回フレーム上に立設されているとともに、前記ファンは、前記冷却器と前記通風口との間に設けられて、前記導入部から導入され、前記冷却器を前から後に吹き抜けるとともに前記通風口から排出される風の流れを形成することを特徴とするホイール式建設機械を提供する。

本発明によれば、キャブとエンジンとの間から後方の冷却器に向けて外気を導入可能な流路が旋回フレームとボンネットとの間に形成されているとともに、このように導入された外気を上部旋回体の後方へ排出する通風口がカウンタウェイトに形成されているので、旋回フレームとボンネットとの間（つまり上部旋回体の内部）に、ファンの作動に応じて前方から後方へ向かう空気の流れを形成することができる。

そして、本発明では、エンジンから冷却器を隔離する隔離部材が設けられているので、建設機械の走行中であっても、エンジンにより温められた空気が冷却器側へ流動するのを抑制することができ、この温められた空気が前述した前後方向の空気の流れに混入するのを阻止することができる。

したがって、本発明によれば、アタッチメントの支持位置の側方にエンジンを配置するとともにアタッチメントの支持位置の後方に冷却機を配置するレイアウトを崩すことなく、外気を冷却器へ供給することができるので、上部旋回体の後部旋回半径を小さくするというレイアウト上の利点を保持させながら冷却器の冷却効率を向上させることができる。

具体的に、前記隔離部材は、前記エンジンと冷却器との間で旋回フレーム上に立設された仕切り板を備え、この仕切り板が前記ボンネットにより上方から覆われることにより、前記エンジンと冷却器との間の気体の流通が妨げられるように構成することができる。

このように構成することにより、エンジンにより温められた気体がファンにより形成された空気の流れに混入するのを阻止することができる。

また、前記旋回フレームには、前記エンジンとキャブとの間に立設された左右一対の縦板が立設されているとともに、これら縦板の間には、前記アタッチメントを起伏可能に軸支する起伏軸が左右方向に延びて掛け渡され、この起伏軸の後方、かつ、各縦板の間の空気が前記ファンの作動に応じて前記流路内に導入されるように構成することが好ましい。

つまり、起伏軸の後方の範囲には、当該起伏軸回りにアタッチメントが所定の起立姿勢をとることが可能となるように、当該起立姿勢にあるアタッチメントと干渉するような構成を排除した空きスペースが形成されているため、この空きスペースにおける空気を前記流路内に導くようにすれば、空気の流れの障害となる構成の少ない範囲からスムーズに空気を取り込むことができる。

したがって、この構成によれば、冷却器の冷却効率をより向上させることができる。

本発明によれば、上部旋回体の旋回半径を小さく維持しながら、冷却器の冷却効率を向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るホイール式ショベルを示す、（ａ）は背面図、（ｂ）は右側面図をそれぞれ示している。図２は、図１のホイール式ショベルの平面図を示している。

図１及び図２を参照して、建設機械の一例としてのホイール式ショベル１は、タイヤ２ａを有する下部走行体２と、この下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、この上部旋回体３の前部の略中央位置に起伏可能に支持されたアタッチメント４と、このアタッチメント４が支持された位置の左側において上部旋回体３上に設けられたキャブ５とを備えている。なお、キャブ５内の乗員から見た方向を用いてホイール式ショベル１の上下左右方向を説明することとする。

アタッチメント４は、ブーム６と、このブーム６の先端部に連結されるアーム７とから構成されており、そのアーム７の先端部にバケット８が揺動自在に取り付けられ、前記ブーム６の基端部が上部旋回体３に対し起伏軸９回りに起伏可能に支持されている。

上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に保持される旋回フレーム１０と、この旋回フレーム１０の上部を覆うボンネット１１と、これら旋回フレーム１０とボンネット１１との間に設けられたエンジン１４（図５参照）、エアクリーナ１５、連結配管３４、冷却器１６及びファン４３（それぞれ図３参照）とを備えている。

図３は、図１の上部旋回体のボンネットを省略して示す後方斜視図である。図４は、図１の上部旋回体のボンネットを省略して示す前方斜視図である。図５は、図１の上部旋回体のボンネットを省略して示す平面一部略図である。

図３〜図５を参照して、旋回フレーム１０には、左右略中央位置で前後方向に延びる左右一対の縦板１７、縦板１８がそれぞれ立設されている。

これら縦板１７、１８の前部には、前記アタッチメント４を支持する起伏軸９が左右方向に懸架されている。図示は省略するが、前記アタッチメント４は、この起伏軸９回りに倒伏した倒伏姿勢と、起立した起立姿勢との間で起伏可能に構成され、この起立姿勢とされたアタッチメント４（ブーム６）に干渉しないように起伏軸９の後方の範囲には、背の高い構成が排除された空きスペースが形成されている。

また、各縦板１７、１８のうち右側の縦板１７の右方位置には、エンジン１４が設けられている。このエンジン１４は、その出力軸（図示せず）を前後方向に沿わせた姿勢で旋回フレーム１０上に保持されており、図５の例では、その出力軸に駆動連結された油圧ポンプ（図示せず）がエンジン１４の前部に一体とされた状態を示している。

そして、旋回フレーム１０には、エンジン１４を取り囲むエンジンルーム１９が形成されている。

具体的に、旋回フレーム１０には、エンジン１４の右側に立設された前後一対の前部支柱２０、後部支柱２１と、これら支柱２０、２１の上部同士を連結する縦支柱２２と、前記縦板１７の右側面に沿って設けられた仕切り板２６（図５参照）と、前記縦支柱２２と仕切り板２６の上部同士を連結する３本の横前支柱２３、横中支柱２４、横後支柱２５とが設けられ、これら各支柱２０〜２５と仕切り板２６とによってエンジンルーム１９の外郭が構成されている。

そして、図５に示すように、前記前部支柱２０、横前支柱２３及び仕切り板２６に対し前板２７が、前後支柱２０、２１及び縦支柱２２に右側板２８が、後部支柱２１及び後横支柱に後板２９がそれぞれ設けられ、これらの板２６〜２９によりエンジン１４を取り囲むエンジンルーム１９が形成されている。なお、エンジンルーム１９の上部は、前記ボンネット１１により閉じられている。

図６は、図３の旋回フレーム上に保持されたエアクリーナを示す、（ａ）は背面図、（ｂ）は背面断面図をそれぞれ示している。

図３、図５及び図６を参照して、エアクリーナ１５は、エンジンルーム１９の後部で旋回フレーム１０上に保持されている。具体的に、旋回フレーム１０の後縁部はその旋回軸Ｊ１を中心とする円弧状に形成されているため、前記エンジンルーム１９の後部には後述する冷却器１６を配置するには狭い略三角形の空きスペースが形成されており、このスペースを利用してエアクリーナ１５が配置されている。

エアクリーナ１５は、クリーナ本体３０と、このクリーナ本体３０から前記エンジンルーム１９の後板２９を貫いてエンジン１４の吸気ポートに接続された供給配管３１と、クリーナ本体３０から上方へ延びる導入配管３２と、クリーナ本体３０内に滞留した水や異物等を除去する排出ポート３３とを備えている。

このエアクリーナ１５は、前記排出ポート３３が右下に配置された姿勢で、かつ、この排出ポート３３が下方に向くように右側へ傾斜した姿勢で旋回フレーム１０上に保持されている。したがって、図６の（ｂ）に示すように、クリーナ本体３０内に滞留した水や異物等を排出ポート３３寄りに集めておくことができるので、これら水や異物等を排出ポート３３を通して容易に廃棄することができる。

導入配管３２は、前記仕切り板２６に沿って上方に延び、その上端部が連結配管３４に連結されている。

図７は、図４のVII−VII線断面図である。

図３、図４及び図７を参照して、連結配管３４は、前記仕切り板２６上に当該仕切り板２６を跨ぐように配設されている。具体的に、連結配管３４は、前記仕切り板２６及び横後支柱２５上に固定された基板３５と、この基板３５との間で閉断面を構成する管路部材３６とを備えている。

基板３５は、前記仕切り板２６からエアクリーナ１５の上方までの範囲に形成されている。また、基板３５には上下方向に貫通する孔３５ａが形成され、この孔３５ａを介して空気を導入可能となるように前記導入配管３２の上端部と基板３５とが接続されている。

管路部材３６は、前記基板３５の孔３５ａの左右、後方及び上方を囲むとともに前方に開口する箱体３７と、この箱体３７から前方へ延びるとともに左側へ屈曲するＬ字体３８と、これら箱体３７とＬ字体３８との間に設けられたフィルタ３９（図７参照）とを備えている。

Ｌ字体３８は、平面視Ｌ字型の天板３８ａと、この天板３８ａの縁部から下方に折り返されて前記基板３５の上面に固定される側板３８ｂとを備え、その後部端末が前記箱体３７の開口部に連結されている一方、左側の端末が導入口３８ｃを介して仕切り板２６の左側へ開口している。この導入口３８ｃは、後述する冷却器１６よりも前方に配置されている（図７参照）。

したがって、前記基板３５と管路部材３６との間には、導入口３８ｃから導入された気体を孔３５ａを介して導入配管３２に導くことが可能な通路が形成される。

そして、この通路を遮るように、基板３５と管路部材３６との間にはフィルタ３９が設けられている。このフィルタ３９は、比較的目の粗い金属網によって形成されており、通過する空気に含まれる異物を除去するようになっている。

冷却器１６は、旋回フレーム１０の後部で、かつ、前記縦板１７、１８の間に設けられている。つまり、冷却器１６は、前記アタッチメント４を支持する起伏軸９の後方に配置されている。

冷却器１６は、エンジン１４のオイルを冷却するオイルクーラ４０と、エンジン１４の冷却水を冷却するラジエータ４１と、これらオイルクーラ４０及びラジエータ４１を収容する収納ボックス４２とを備えている。

この冷却器１６及び前記連結配管３４は、図４に示すように、ボンネット１１の一部であるカバー４４によって覆われる。このカバー４４は、板状の本体部４４ａと、この本体部４４ａから上方に突出する突出部４４ｂとを備え、この突出部４４ｂの内側面で囲まれた凹部４４ｃ内に前記冷却器１６の上端部及び連結配管３４が収容されている。

そして、このカバー４４（ボンネット１１）によって旋回フレーム１０上が覆われることにより、図２に示すように、当該カバー４４と旋回フレーム１０との間には、前記起伏軸９と冷却器１６との間で前方へ開口する導入部４５が形成されるとともに、図７に示すように、導入部４５から導入された外気を冷却器１６側へ導く流路４６が形成される。

すなわち、導入部４５は、キャブ５とエンジン１４との間の位置で前記カバー４４の前縁部と旋回フレーム１０との間に形成された開口であり、流路４６は、カバー４４と旋回フレーム１０との間、特に縦板間１７、１８間の隙間のことである。

ファン４３は、前記収納ボックス４２の後部に設けられ、当該収納ボックス４２を前後方向に吹き抜ける風の流れを形成することが可能とされている。

したがって、このファン４３が作動することにより、図２の矢印Ｙ１に示すように、導入部４５から外気が導入されるとともに、図７の矢印Ｙ２に示すように、この外気が収納ボックス４２を前方から後方へ吹き抜けることになる。そして、後方に吹き抜けた風は、旋回フレーム１０の後縁部に立設されたカウンタウェイト４７の通風口４７ａ（図１参照）を通ってボンネット１１の外側へ排出される。カウンタウェイト４７は、旋回フレーム１０の後縁部に沿って立設され、その上部で前記ボンネット１１を保持するようになっている。

このように、旋回フレーム１０とボンネット１１との間には、矢印Ｙ１、Ｙ２に示すように、ファン４３の作動に応じて冷却器１６を前後に吹き抜ける風の流れを形成することができる。ここで、エンジン１４と冷却器１６との間には仕切り板２６が設けられているので、当該エンジン１４により温められた空気が、前記風の流れに混入するのを抑制することができる。

さらに、前記導入部４５から導入された外気は、その一部が冷却器１６へ向かう途中で、図７の矢印Ｙ３に示すように、連結配管３４の導入口３８ｃ内に導かれる。このように導入口３８ｃ内に導かれた外気は、図５（ａ）の矢印Ｙ４に示すように、導入配管３２を介してクリーナ本体３０に導かれ、矢印Ｙ５に示すように、このクリーナ本体３０から供給配管３１を介してエンジン１４に導かれる。

このように、導入部４５から導入された外気をエンジン１４まで導くことができるので、エンジン１４により温められた空気を用いる場合よりも低温の空気をエンジン１４に導くことにより、エンジン１４の燃焼効率を向上することができる。

以上説明したように、ホイール式ショベル１によれば、キャブ５とエンジン１４との間から後方の冷却器１６に向けて図２の矢印Ｙ１に示すように外気を導入可能な流路４６が旋回フレーム１０とボンネット１１との間に形成されているとともに、このように導入された外気を上部旋回体３の後方へ排出する通風口４７ａ（図１参照）がカウンタウェイト４７に形成されているので、旋回フレーム１０とボンネット１１との間に、ファン４３の作動に応じて前方から後方へ向かう空気の流れを形成することができる。

そして、前記ホイール式ショベル１では、エンジン１４から冷却器１６を隔離する仕切り板２６設けられているので、ホイール式ショベル１の走行中であっても、エンジン１４により温められた空気が冷却器１６側へ流動するのを抑制することができ、この温められた空気が前述した前後方向の空気の流れに混入するのを阻止することができる。

したがって、前記ホイール式ショベル１によれば、起伏軸９（アタッチメント４の支持位置）の側方にエンジン１４を配置するとともに起伏軸９の後方に冷却器１６を配置するレイアウトを崩すことなく、外気を冷却器１６へ供給することができるので、上部旋回体３の後部旋回半径を小さくするというレイアウト上の利点を保持させながら冷却器１６の冷却効率を向上させることができる。

さらに、前記実施形態のように、エンジン１４と冷却器１６との間で旋回フレーム１０上に立設された仕切り板２６を備えた構成とすることにより、エンジン１４により温められた空気がファン４３により形成された空気の流れに混入するのを阻止することができる。

特に、ホイール式ショベル１は、クローラ式ショベル等と比較して高速走行が可能とされているため、その走行時にエンジン１４により温められた気体が冷却器１６側（後方）へ多量に流れる場合があるが、このような場合であっても、冷却器１６に対しては導入部４５から導入された外気が流路４６を通って導入されるため、冷却器１６の冷却効率の低下を阻止することができる。

さらに、前記実施形態のように、起伏軸９の後方、かつ、各縦板１７、１８の間の空気を導入する構成とすることにより、アタッチメント４の起伏動作との干渉を防ぐために背の高い構成を排除した起伏軸９後方の空きスペースから導入部４５内に外気を導入することができるので、空気の流れの障害となる構成の少ない範囲からスムーズに外気を取り込むことができる。

本発明の実施形態に係るホイール式ショベルを示す、（ａ）は背面図、（ｂ）は右側面図をそれぞれ示している。 図１のホイール式ショベルの平面図を示している。 図１の上部旋回体のボンネットを省略して示す後方斜視図である。 図１の上部旋回体のボンネットを省略して示す前方斜視図である。 図１の上部旋回体のボンネットを省略して示す平面一部略図である。 図３の旋回フレーム上に保持されたエアクリーナを示す、（ａ）は背面図、（ｂ）は背面断面図をそれぞれ示している。 図４のVII−VII線断面図である。

符号の説明

１ ホイール式ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ アタッチメント
５ キャブ
９ 起伏軸（アタッチメントの支持位置）
１０ 旋回フレーム
１１ ボンネット
１４ エンジン
１５ エアクリーナ
１６ 冷却器
２６ 仕切り板
３４ 連結配管
３５ 基板
３５ａ 孔
３６ 管路部材
３８ｃ 導入口
３９ フィルタ
４３ ファン
４４ カバー（ボンネットの一部）
４５ 導入部
４６ 流路

Claims (3)

1. タイヤを有する自走式の下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に搭載された旋回フレーム及びこの旋回フレーム上を覆うボンネットを含む上部旋回体と、前記旋回フレームの前部の略中央位置に起伏可能に支持されたアタッチメントと、このアタッチメントが支持された位置の側方において前記旋回フレーム上に設けられたキャブとを備えたホイール式建設機械であって、
   前記アタッチメントの支持位置に対するキャブと反対側の側方で前記旋回フレーム上に保持されたエンジンと、
   このエンジンの冷却水を冷却するラジエータを含み、前記アタッチメントの支持位置の後方で前記旋回フレーム上に保持された冷却器と、
   前記冷却器を冷却可能なファンと、
   前記冷却器の後部位置で前記旋回フレーム上に立設され、前記ボンネットと協働して前記旋回フレームを覆うカウンタウェイトと、
   前記旋回フレームとボンネットとの間に設けられ、前記エンジンから前記冷却器を隔離する隔離部材とを備え、
   前記旋回フレームがボンネットによって覆われることにより、当該旋回フレームとボンネットとの間には、前記アタッチメントの支持位置と前記冷却器との間で前方へ開口して前記キャブとエンジンとの間から後方の冷却器に向けて外気を導入可能な導入部と、この導入部から導入された外気を冷却器側へ導く流路とが形成されているとともに、前記カウンタウェイトには、前記ファンの作動により冷却器の後方へ導かれた空気を前記上部旋回体の後方へ排出する通風口が形成され、
   前記冷却器は、前記導入部と前記通風口との間で前記旋回フレーム上に立設されているとともに、前記ファンは、前記冷却器と前記通風口との間に設けられて、前記導入部から導入され、前記冷却器を前から後に吹き抜けるとともに前記通風口から排出される風の流れを形成することを特徴とするホイール式建設機械。
2. 前記隔離部材は、前記エンジンと冷却器との間で旋回フレーム上に立設された仕切り板を備え、この仕切り板が前記ボンネットにより上方から覆われることにより、前記エンジンと冷却器との間の気体の流通が妨げられることを特徴とする請求項１に記載のホイール式建設機械。
3. 前記旋回フレームには、前記エンジンとキャブとの間に立設された左右一対の縦板が立設されているとともに、これら縦板の間には、前記アタッチメントを起伏可能に軸支する起伏軸が左右方向に延びて掛け渡され、この起伏軸の後方、かつ、各縦板の間の空気が前記ファンの作動に応じて前記流路内に導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載のホイール式建設機械。
   

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