JP5242447B2 - Refrigerator and work machine - Google Patents

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Description

本発明は、冷却装置および作業機械に関する。   The present invention relates to a cooling device and a work machine.

従来、建設機械などの作業機械に搭載される冷却システムは、主に、ラジエータおよび冷却ファンから構成されている。ラジエータは、エンジンとの間で冷却媒体を循環させ、冷却媒体を外気によって冷却する。冷却ファンは、ラジエータを通る空気の流れを生成して、ラジエータでの熱交換を促進させる。さらに、ラジエータと冷却ファンとの間には、ラジエータから冷却ファンへの空気の流れを案内するファンシュラウドが設けられる(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a cooling system mounted on a work machine such as a construction machine mainly includes a radiator and a cooling fan. A radiator circulates a cooling medium between engines, and cools a cooling medium with external air. The cooling fan generates an air flow through the radiator to facilitate heat exchange with the radiator. Furthermore, a fan shroud that guides the flow of air from the radiator to the cooling fan is provided between the radiator and the cooling fan (see, for example, Patent Document 1).

近年は、エンジンの総熱量の増大により、ラジエータの水温が上昇することが問題となっている。その問題を解決するためには、例えば冷却ファンの回転速度を高くすることで、冷却ファンによる空気の流量を多くすることが考えられる。しかし、冷却ファンの回転速度を高めると、騒音が大きくなるという問題がある。   In recent years, there has been a problem that the water temperature of the radiator rises due to an increase in the total heat quantity of the engine. In order to solve the problem, for example, it is conceivable to increase the flow rate of air by the cooling fan by increasing the rotation speed of the cooling fan. However, when the rotation speed of the cooling fan is increased, there is a problem that noise increases.

そこで、エンジンの冷却システムの冷却能力を向上させるとしても、冷却ファンの回転速度を大きくすることなく、冷却ファンによる空気の流量を多くすることが必要である。そのため、上述した特許文献1に記載のファンシュラウドでは、ファンシュラウドの先端に2つの筒状部が設けられている。これにより、ファンシュラウドでの空気の逆流が防止され、冷却ファンによる空気の流量を増大させることができる。   Therefore, even if the cooling capacity of the engine cooling system is improved, it is necessary to increase the air flow rate of the cooling fan without increasing the rotation speed of the cooling fan. Therefore, in the fan shroud described in Patent Document 1 described above, two cylindrical portions are provided at the tip of the fan shroud. Thereby, the backflow of the air by a fan shroud is prevented, and the flow volume of the air by a cooling fan can be increased.

特開2006−132380号公報JP 2006-132380 A

しかし、特許文献1に記載のファンシュラウドの構造だけでは、冷却ファンによる空気の流量の増大に限界があり、さらなる空気の流量の増大が望まれている。   However, only the structure of the fan shroud described in Patent Document 1 has a limit in increasing the air flow rate by the cooling fan, and further increase in the air flow rate is desired.

本発明の課題は、冷却ファンの回転速度を高めることなく、冷却ファンによる空気の流量を十分に大きくすることができる冷却装置および作業機械を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a cooling device and a work machine that can sufficiently increase the flow rate of air from a cooling fan without increasing the rotational speed of the cooling fan.

第1発明にかかる冷却装置は、冷却ファンと、ファンシュラウドと、リング部とを備える。ファンシュラウドは、冷却ファンの外周側に設けられる。リング部は、内周壁部と、外周壁部と、底部とを有し、ファンシュラウドに設けられる。内周壁部は、冷却ファンの外周側を覆うように設けられ、円管状の形状を有する。外周壁部は、内周壁部の外周側を囲むように配置され、円管状の形状を有する。底部は、外周壁部の先端および内周壁部の先端よりも冷却ファンによる空気の流れ方向の上流側に位置しており内周壁部と外周壁部との間に設けられる。そして、内周壁部の外周面と外周壁部の内周面との間隔が、底部側から内周壁部と外周壁部との先端側に向けて次第に広がっている。内周壁部の外周面には、先端側ほど外周面が縮径するようにテーパが設けられている。内周壁部の内周面には、先端側ほど内周面が縮径するようにテーパが設けられている。内周壁部の内周面のテーパ角は、内周壁部の外周面のテーパ角よりも小さい。 A cooling device according to a first aspect of the present invention includes a cooling fan, a fan shroud, and a ring portion. The fan shroud is provided on the outer peripheral side of the cooling fan. The ring portion has an inner peripheral wall portion, an outer peripheral wall portion, and a bottom portion, and is provided on the fan shroud. The inner peripheral wall portion is provided so as to cover the outer peripheral side of the cooling fan, and has a circular tubular shape. The outer peripheral wall portion is disposed so as to surround the outer peripheral side of the inner peripheral wall portion, and has a circular tubular shape. The bottom is located upstream of the tip of the outer peripheral wall and the tip of the inner peripheral wall in the air flow direction by the cooling fan, and is provided between the inner peripheral wall and the outer peripheral wall. And the space | interval of the outer peripheral surface of an inner peripheral wall part and the inner peripheral surface of an outer peripheral wall part is gradually spreading toward the front end side of an inner peripheral wall part and an outer peripheral wall part from the bottom part side. A taper is provided on the outer peripheral surface of the inner peripheral wall portion so that the outer peripheral surface is reduced in diameter toward the distal end side. A taper is provided on the inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion so that the inner peripheral surface is reduced in diameter toward the distal end side. The taper angle of the inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion is smaller than the taper angle of the outer peripheral surface of the inner peripheral wall portion.

この冷却装置では、リング部の内周壁部と外周壁部との間の空間が、底部側から先端側に向けて次第に広がった形状となる。内周壁部と外周壁部との間に、このような形状の空間が配置されることにより、冷却ファンによる空気の流量を十分に増大させることができる。   In this cooling device, the space between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the ring portion has a shape that gradually expands from the bottom side toward the tip side. By arranging the space having such a shape between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion, the flow rate of air by the cooling fan can be sufficiently increased.

また、内周壁部の外周面にテーパが設けられることによって、リング部の内周壁部と外周壁部との間の空間が、上記のような形状となる。  Further, by providing a taper on the outer peripheral surface of the inner peripheral wall portion, the space between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the ring portion has the shape as described above.

また、内周壁部の内周面に上記のようなテーパが設けられることにより、一対の型を用いてリング部を容易に製造することができる。  Further, by providing the taper as described above on the inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion, the ring portion can be easily manufactured using a pair of molds.

さらに、内周壁部の内周面のテーパ角が小さいため、内周壁部の内周面にテーパを設けても、内周壁部の内周面と冷却ファンとの間のチップクリアランスの拡大を抑えることができる。これにより、冷却ファンによる空気の流量の低下を抑えることができる。  Furthermore, since the taper angle of the inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion is small, even if a taper is provided on the inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion, the expansion of the chip clearance between the inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion and the cooling fan is suppressed. be able to. Thereby, the fall of the flow rate of the air by a cooling fan can be suppressed.

第2発明にかかる冷却装置は、第1発明の冷却装置であって、外周壁部の内周面には、先端側ほど内周面が拡径するようにテーパが設けられている。   The cooling device according to the second invention is the cooling device according to the first invention, wherein the inner peripheral surface of the outer peripheral wall portion is provided with a taper so that the inner peripheral surface increases in diameter toward the tip side.

この冷却装置では、外周壁部の内周面にテーパが設けられることによって、リング部の内周壁部と外周壁部との間の空間が、上記のような形状となる。   In this cooling device, by providing a taper on the inner peripheral surface of the outer peripheral wall portion, the space between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the ring portion has the shape as described above.

発明にかかる冷却装置は、第1発明又は第2発明の冷却装置であって、外周壁部の先端は内周壁部の先端よりも空気の流れ方向の下流側に位置する。また、冷却ファンの外周縁の空気の流れ方向の下流側端部は、内周壁部の先端より空気の流れ方向の下流側に位置している。 A cooling device according to a third aspect of the present invention is the cooling device of the first or second aspect , wherein the tip of the outer peripheral wall portion is located downstream of the tip of the inner peripheral wall portion in the air flow direction. Further, the downstream end portion of the outer peripheral edge of the cooling fan in the air flow direction is located downstream of the front end of the inner peripheral wall portion in the air flow direction.

この冷却装置では、冷却ファンの外周縁の空気の流れ方向の下流側端部は、内周壁部の先端より空気の流れ方向の下流側、すなわち、内周壁部の外部に配置される。このような冷却ファンと内周壁部との位置関係により、ファンシュラウドおよびリング部による冷却ファンによる空気の流量増大の効果がさらに向上する。   In this cooling device, the downstream end portion of the outer peripheral edge of the cooling fan in the air flow direction is disposed downstream of the front end of the inner peripheral wall portion in the air flow direction, that is, outside the inner peripheral wall portion. By such a positional relationship between the cooling fan and the inner peripheral wall portion, the effect of increasing the air flow rate by the cooling fan by the fan shroud and the ring portion is further improved.

発明にかかる作業機械は、エンジンと、エンジンを冷却するための冷却媒体を循環させるラジエータと、ラジエータを通る空気の流れを生成する請求項1からのいずれかに記載の冷却装置と、を備える。 A work machine according to a fourth aspect of the present invention is an engine, a radiator that circulates a cooling medium for cooling the engine, and a cooling device according to any one of claims 1 to 3 that generates a flow of air that passes through the radiator. Is provided.

この作業機械では、リング部の内周壁部と外周壁部との間の空間が、底部側から先端側に向けて次第に広がった形状となる。これにより、冷却ファンによる空気の流量を十分に増大させることができる。   In this work machine, the space between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the ring portion has a shape that gradually expands from the bottom side toward the tip side. Thereby, the air flow rate by the cooling fan can be sufficiently increased.

本発明にかかる冷却装置および作業機械では、リング部の内周壁部と外周壁部との間の空間が、底部側から先端側に向けて次第に広がった形状となる。これにより、冷却ファンによる空気の流量を十分に増大させることができる。   In the cooling device and the work machine according to the present invention, the space between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion of the ring portion has a shape that gradually widens from the bottom side toward the tip side. Thereby, the air flow rate by the cooling fan can be sufficiently increased.

本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの外観図。1 is an external view of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. エンジンルームのエンジンフードを開けた状態を示す図。The figure which shows the state which opened the engine hood of the engine room. エンジンフード内の構成を示す平面図。The top view which shows the structure in an engine hood. エンジンフード内の冷却装置の構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the cooling device in an engine hood. 冷却装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of a cooling device. エンジンと冷却装置の位置関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the positional relationship of an engine and a cooling device. 冷却装置が備えるリング部の正面図。The front view of the ring part with which a cooling device is provided. 図7におけるIX−IX断面図。IX-IX sectional drawing in FIG. 本発明の実施形態に係る冷却装置と従来の冷却装置との性能を比較するグラフ。The graph which compares the performance of the cooling device which concerns on embodiment of this invention, and the conventional cooling device. リング部の製造に用いられる型の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the type | mold used for manufacture of a ring part.

[全体構成]
本発明にかかる作業機械の一実施形態としての油圧ショベル1を図1に示す。この油圧ショベル1は、下部走行体2と、旋回台3と、作業機4と、カウンタウェイト5と、エンジンルーム6と、機器室9と、キャブ10と、冷却装置20(図2参照)とを備えている。
[overall structure]
FIG. 1 shows a hydraulic excavator 1 as an embodiment of a work machine according to the present invention. The hydraulic excavator 1 includes a lower traveling body 2, a swivel base 3, a work implement 4, a counterweight 5, an engine room 6, an equipment room 9, a cab 10, and a cooling device 20 (see FIG. 2). It has.

下部走行体2は、覆帯Pを回転させることで、油圧ショベル1を走行させる。また、下部走行体2には、旋回台3が旋回可能に載置されている。   The lower traveling body 2 causes the hydraulic excavator 1 to travel by rotating the covering belt P. Moreover, the swivel base 3 is mounted on the lower traveling body 2 so as to be able to turn.

旋回台3は、下部走行体2上において、任意の方向に旋回可能である。旋回台3の上面には、作業機4とカウンタウェイト5とエンジンルーム6とキャブ10とが載置されている。   The swivel base 3 can turn in any direction on the lower traveling body 2. On the upper surface of the swivel 3, a work machine 4, a counterweight 5, an engine room 6, and a cab 10 are placed.

作業機4は、ブーム11とアーム12とバケット13とを有する。ブーム11は、旋回台3に回転可能に取り付けられている。アーム12は、ブーム11に回転可能に取り付けられている。バケット13は、アーム12に回転可能に取り付けられている。これらの部材は、油圧シリンダ11a,12a,13aによって駆動され、これにより、掘削などの作業が行われる。   The work machine 4 includes a boom 11, an arm 12, and a bucket 13. The boom 11 is rotatably attached to the swivel base 3. The arm 12 is rotatably attached to the boom 11. The bucket 13 is rotatably attached to the arm 12. These members are driven by hydraulic cylinders 11a, 12a, and 13a, thereby performing operations such as excavation.

カウンタウェイト5は、例えば鋼板製の箱の中に屑鉄やコンクリート等を入れて固めたものであって、掘削などの作業の際に車体のバランスをとるために設けられている。カウンタウェイト5は、エンジンルーム6の後方に配置されている。   The counterweight 5 is made of, for example, scrap steel or concrete in a steel plate box and hardened. The counterweight 5 is provided to balance the vehicle body during work such as excavation. The counterweight 5 is disposed behind the engine room 6.

エンジンルーム6は、図2に示すように、カウンタウェイト5に隣接して配置されている。エンジンルーム6は、点検用の上部開口を有しており、上部開口を開閉可能にエンジンフード14が設けられている。エンジンルーム6には、下部走行体2および作業機4を駆動するための駆動源であるエンジン6aと、冷却装置20が収容されている。   As shown in FIG. 2, the engine room 6 is disposed adjacent to the counterweight 5. The engine room 6 has an upper opening for inspection, and an engine hood 14 is provided so that the upper opening can be opened and closed. The engine room 6 accommodates an engine 6 a that is a drive source for driving the lower traveling body 2 and the work machine 4, and a cooling device 20.

機器室9は、作業機4の後方に配置されており、図示しない燃料タンク、作動油タンク、および、操作弁などを収容する。作動油タンクには、油圧シリンダ11a,12a,13aなどの油圧アクチュエーターを駆動するための作動油が貯留される。   The equipment room 9 is disposed behind the work machine 4 and houses a fuel tank, a hydraulic oil tank, an operation valve, and the like (not shown). In the hydraulic oil tank, hydraulic oil for driving hydraulic actuators such as the hydraulic cylinders 11a, 12a, and 13a is stored.

キャブ10は、オペレータが作業機4の先端部を見通せるように、旋回台3上における作業機4の側方に配置されている。   The cab 10 is disposed on the side of the work machine 4 on the swivel 3 so that the operator can see the tip of the work machine 4.

冷却装置20は、エンジンルーム6内においてエンジン6aに隣接して配置されている。冷却装置20は、エンジン6aの冷却水や作動油などを冷却する。以下、冷却装置20の構成について詳細に説明する。   The cooling device 20 is disposed adjacent to the engine 6 a in the engine room 6. The cooling device 20 cools the cooling water or hydraulic oil of the engine 6a. Hereinafter, the configuration of the cooling device 20 will be described in detail.

[冷却装置20の構成]
冷却装置20は、エンジン6aの冷却水や、作動油を冷却する装置である。図3から図6に示すように、冷却装置20は、冷却ファン21と、クーリングコア30と、ファンシュラウド40とを有している。
[Configuration of Cooling Device 20]
The cooling device 20 is a device that cools the cooling water and hydraulic oil of the engine 6a. As shown in FIGS. 3 to 6, the cooling device 20 includes a cooling fan 21, a cooling core 30, and a fan shroud 40.

冷却ファン21は、エンジン6aに直結されており、エンジン6aによって回転駆動される。図5に示すように、冷却ファン21は、軸流ファンであり、ボス部21bと、ボス部21bの周りに設けられた複数の羽根部材21aとを有する。冷却ファン21は、回転駆動されることによって、クーリングコア30を通る空気の流れを生成する。なお、羽根部材21aの枚数は、冷却ファン21の送風量および大きさによって異なるが、一般的には、6枚から11枚程度とされている。冷却ファン21が駆動されると、図3および図6において矢印Fで示すように、クーリングコア30から冷却ファン21に向かう方向への空気の流れが形成される。つまり、冷却ファン21によって生成される空気の流れの中においては、クーリングコア30の下流側に冷却ファン21が配置される。なお、以下の説明において、図3および図6の矢印Fの方向を空気流れ方向と呼ぶ。また、図3,4,6,8において左側を上流側、右側を下流側とする。   The cooling fan 21 is directly connected to the engine 6a and is driven to rotate by the engine 6a. As shown in FIG. 5, the cooling fan 21 is an axial fan and includes a boss portion 21b and a plurality of blade members 21a provided around the boss portion 21b. The cooling fan 21 generates an air flow through the cooling core 30 by being driven to rotate. The number of blade members 21a varies depending on the amount of air blown by the cooling fan 21 and the size thereof, but is generally about 6 to 11 sheets. When the cooling fan 21 is driven, an air flow is formed in the direction from the cooling core 30 toward the cooling fan 21 as indicated by an arrow F in FIGS. 3 and 6. In other words, the cooling fan 21 is disposed on the downstream side of the cooling core 30 in the air flow generated by the cooling fan 21. In the following description, the direction of arrow F in FIGS. 3 and 6 is referred to as the air flow direction. In FIGS. 3, 4, 6 and 8, the left side is the upstream side and the right side is the downstream side.

クーリングコア30は、冷却媒体としての冷却水を空気との熱交換によって冷却するユニットである。クーリングコア30は、図4に示すように、ラジエータ31、オイルクーラ32、アフタークーラ33等を含む。   The cooling core 30 is a unit that cools cooling water as a cooling medium by heat exchange with air. As shown in FIG. 4, the cooling core 30 includes a radiator 31, an oil cooler 32, an after cooler 33, and the like.

ラジエータ31は、エンジン6aを冷却するための冷却水を循環させて、冷却ファン21によって流れる空気との間で熱交換を行わせることによって冷却水の温度を低下させる。   The radiator 31 circulates cooling water for cooling the engine 6a, and reduces the temperature of the cooling water by causing heat exchange with air flowing by the cooling fan 21.

オイルクーラ32は、作動油タンクから油圧回路に供給されて温度が上昇した作動油と、冷却ファン21によって流れる空気との間において熱交換を行わせることで、作動油の温度を低下させる。   The oil cooler 32 reduces the temperature of the hydraulic oil by causing heat exchange between the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil tank to the hydraulic circuit and having increased in temperature, and the air flowing by the cooling fan 21.

アフタークーラ33は、エンジン6aのターボチャージャ(図示せず)からの圧縮空気と、冷却ファン21によって流れる空気との間において熱交換を行わせることによって、圧縮空気を冷却する。圧縮空気は、冷却された後にエンジン6aの吸気マニホールドへと送られる。   The aftercooler 33 cools the compressed air by causing heat exchange between the compressed air from the turbocharger (not shown) of the engine 6 a and the air flowing by the cooling fan 21. The compressed air is cooled and then sent to the intake manifold of the engine 6a.

ファンシュラウド40は、図5および図6に示すように、冷却ファン21の羽根部材21aの外周部分を覆うように取り付けられており、ケース部41を有している。ケース部41は、羽根部材21aの外周部分に沿って形成された円形の開口を有する箱状の部材である。また、ケース部41には、リング部51が取り付けられている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the fan shroud 40 is attached so as to cover the outer peripheral portion of the blade member 21 a of the cooling fan 21, and has a case portion 41. The case part 41 is a box-shaped member having a circular opening formed along the outer peripheral portion of the blade member 21a. Further, a ring portion 51 is attached to the case portion 41.

リング部51は、冷却ファン21による空気の流量を増大させるための部材である。リング部51は、ケース部41とは別体の単独の部材であり、ケース部41の開口の内周縁に取り付けられている。リング部51は、樹脂製であり、射出成形などの公知の成形技術によって製造される。リング部51は、図6から図8に示すように、内周壁部52と、外周壁部53と、底部54と、フランジ部55とを有しており、これらの部分が一体的に形成されている。   The ring part 51 is a member for increasing the air flow rate by the cooling fan 21. The ring part 51 is a separate member separate from the case part 41, and is attached to the inner peripheral edge of the opening of the case part 41. The ring portion 51 is made of resin and is manufactured by a known molding technique such as injection molding. As shown in FIGS. 6 to 8, the ring portion 51 has an inner peripheral wall portion 52, an outer peripheral wall portion 53, a bottom portion 54, and a flange portion 55, and these portions are integrally formed. ing.

内周壁部52は、冷却ファン21の外周側を覆うように設けられており、円管状の形状を有している。図6に示すように、内周壁部52は、ケース部41の開口の縁に位置しており、冷却ファン21の外周縁に近接している。内周壁部52の径は、冷却ファン21の外径よりも大きく、両者の間の隙間(以下、「チップクリアランス」と呼ぶ)Gは例えば15mmである。また、図8に示すように、内周壁部52の外周面56には、先端側すなわち空気流れの下流側ほど外周面56が縮径するようにテーパが設けられている。また、内周壁部52の内周面57には、先端側ほど内周面57が縮径するようにテーパが設けられている。内周壁部52の内周面57のテーパ角b2は、内周壁部52の外周面56のテーパ角b1よりも小さい。例えば、内周壁部52の外周面56のテーパ角b1は1°であり、内周壁部52の内周面57のテーパ角b2は0.5°である。なお、内周壁部52の先端において、外周側の角部63は曲面でつながれているが、内周側の角部64は曲面でつながれていないシャープエッジとなっている。また、内周壁部52の空気流れの上流側端部の角部67もシャープエッジとなっている。   The inner peripheral wall portion 52 is provided so as to cover the outer peripheral side of the cooling fan 21 and has a circular tubular shape. As shown in FIG. 6, the inner peripheral wall portion 52 is located at the edge of the opening of the case portion 41 and is close to the outer peripheral edge of the cooling fan 21. The diameter of the inner peripheral wall portion 52 is larger than the outer diameter of the cooling fan 21, and the gap G between them (hereinafter referred to as “chip clearance”) G is, for example, 15 mm. Further, as shown in FIG. 8, the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 is tapered so that the outer peripheral surface 56 is reduced in diameter toward the distal end side, that is, the downstream side of the air flow. Further, the inner peripheral surface 57 of the inner peripheral wall portion 52 is tapered so that the inner peripheral surface 57 is reduced in diameter toward the tip side. The taper angle b2 of the inner peripheral surface 57 of the inner peripheral wall portion 52 is smaller than the taper angle b1 of the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52. For example, the taper angle b1 of the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 is 1 °, and the taper angle b2 of the inner peripheral surface 57 of the inner peripheral wall portion 52 is 0.5 °. At the tip of the inner peripheral wall 52, the outer peripheral corner 63 is connected by a curved surface, but the inner peripheral corner 64 is a sharp edge that is not connected by a curved surface. Further, the corner 67 at the upstream end of the air flow in the inner peripheral wall 52 is also a sharp edge.

外周壁部53は、円管状の形状を有しており、内周壁部52の外周側を囲むように内周壁部52と同心に配置されている。外周壁部53は、内周壁部52に対して径方向に間隔を隔てて配置されており、外周壁部53と内周壁部52との間には環状の空間Sが設けられている。外周壁部53の内周面58には、先端側ほど内周面58が拡径するようにテーパが設けられている。また、外周壁部53の外周面59には、先端側ほど外周面59が縮径するようにテーパが設けられている。外周壁部53の内周面58のテーパ角a2と外周壁部53の外周面59のテーパ角a1とは同じ大きさであり、例えば、1°である。なお、外周壁部53の先端において、外周側の角部61は曲面でつながれているが、内周側の角部62は曲面でつながれていないシャープエッジとなっている。   The outer peripheral wall portion 53 has a tubular shape, and is disposed concentrically with the inner peripheral wall portion 52 so as to surround the outer peripheral side of the inner peripheral wall portion 52. The outer peripheral wall portion 53 is disposed at a radial interval with respect to the inner peripheral wall portion 52, and an annular space S is provided between the outer peripheral wall portion 53 and the inner peripheral wall portion 52. A taper is provided on the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall portion 53 so that the inner peripheral surface 58 increases in diameter toward the distal end side. Further, a taper is provided on the outer peripheral surface 59 of the outer peripheral wall portion 53 so that the outer peripheral surface 59 is reduced in diameter toward the distal end side. The taper angle a2 of the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall 53 and the taper angle a1 of the outer peripheral surface 59 of the outer peripheral wall 53 are the same size, for example, 1 °. At the tip of the outer peripheral wall 53, the outer peripheral corner 61 is connected by a curved surface, but the inner peripheral corner 62 is a sharp edge that is not connected by a curved surface.

内周壁部52の空気流れ方向長さは、外周壁部53の空気流れ方向長さより小さい。また、外周壁部53の空気流れ方向下流側端部は、内周壁部52の空気流れ方向下流側端部よりも、空気流れ方向の下流側に位置している。冷却ファン21の外周縁の空気流れ方向の下流側端部は、内周壁部52の先端より空気流れ方向の下流側に位置している。   The length of the inner peripheral wall portion 52 in the air flow direction is smaller than the length of the outer peripheral wall portion 53 in the air flow direction. Further, the downstream end portion of the outer peripheral wall portion 53 in the air flow direction is located downstream of the inner peripheral wall portion 52 in the air flow direction. The downstream end portion of the outer peripheral edge of the cooling fan 21 in the air flow direction is located on the downstream side of the inner peripheral wall portion 52 in the air flow direction.

底部54は、内周壁部52の先端および外周壁部53の先端よりも空気流れ方向の上流側において内周壁部52と外周壁部53との間に設けられており、平坦な形状を有する。具体的には、底部54は、外周壁部53の空気流れ方向の上流側端部と、内周壁部52の空気流れ方向の上流側端部とを連結している。底部54は、外周壁部53と内周壁部52との間の空間Sの空気流れ方向の上流側を閉じている。なお、底部54の空間S側の表面と、内周壁部52の外周面56との間の角部65は曲面でつながれている。また、底部54の空間S側の表面と、外周壁部53の内周面58との間の角部66も曲面でつながれている。   The bottom portion 54 is provided between the inner peripheral wall portion 52 and the outer peripheral wall portion 53 on the upstream side in the air flow direction from the front end of the inner peripheral wall portion 52 and the front end of the outer peripheral wall portion 53, and has a flat shape. Specifically, the bottom 54 connects the upstream end of the outer peripheral wall 53 in the air flow direction and the upstream end of the inner peripheral wall 52 in the air flow direction. The bottom portion 54 closes the upstream side in the air flow direction of the space S between the outer peripheral wall portion 53 and the inner peripheral wall portion 52. In addition, the corner | angular part 65 between the surface by the side of the space S of the bottom part 54 and the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall part 52 is connected by the curved surface. A corner 66 between the surface of the bottom 54 on the space S side and the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall 53 is also connected by a curved surface.

フランジ部55は、外周壁部53の外周側に設けられており、平坦な形状を有する。フランジ部55には、周方向に間隔を隔てて複数の孔68が設けられており、これらの孔68には金属製のパイプ部材69が挿入されている。これらのパイプ部材69に、リング部51をケース部41に固定するためのボルトが挿入される。また、フランジ部55の外周面74には、空気流れの下流側ほど外周面74が縮径するようにテーパが設けられている。このフランジ部55の外周面74のテーパ角Cは、外周壁部53の内周面58のテーパ角a2および外周壁部53の外周面59のテーパ角a1よりも大きく、例えば、1.5°である。   The flange portion 55 is provided on the outer peripheral side of the outer peripheral wall portion 53 and has a flat shape. The flange portion 55 is provided with a plurality of holes 68 at intervals in the circumferential direction, and metal pipe members 69 are inserted into these holes 68. Bolts for fixing the ring portion 51 to the case portion 41 are inserted into these pipe members 69. Further, the outer peripheral surface 74 of the flange portion 55 is tapered so that the outer peripheral surface 74 is reduced in diameter toward the downstream side of the air flow. The taper angle C of the outer peripheral surface 74 of the flange portion 55 is larger than the taper angle a2 of the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall portion 53 and the taper angle a1 of the outer peripheral surface 59 of the outer peripheral wall portion 53. It is.

[特徴]
この冷却装置20では、上記のようなリング部51が設けられることにより、冷却ファン21による空気の流量を増大させることができる。特に、リング部51は、内周壁部52の外周面56と外周壁部53の内周面58との間隔が、底部54側から内周壁部52と外周壁部53との先端側に向けて次第に広がるような形状となっている。これにより、ファンシュラウド40によって冷却ファン21による空気の流量を増大させる効果をより向上させることができる。
[Feature]
In the cooling device 20, the ring portion 51 as described above is provided, so that the air flow rate by the cooling fan 21 can be increased. In particular, in the ring portion 51, the distance between the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 and the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall portion 53 is from the bottom 54 side toward the distal end side of the inner peripheral wall portion 52 and the outer peripheral wall portion 53. The shape gradually expands. Thereby, the effect which increases the flow volume of the air by the cooling fan 21 by the fan shroud 40 can be improved more.

図9において、本実施形態の冷却装置20による空気の流量(風量)と騒音の大きさとの関係をL1で示す。また、比較例として従来の冷却装置による空気の流量と騒音の大きさとの関係をL2で示す。比較例の冷却装置では、内周壁部52の外周面56と外周壁部53の内周面58との間隔が一定となっている。図9から明らかなように、騒音の大きさが同じ場合、本実施形態による冷却装置20の方が比較例の冷却装置よりも風量が大きくなっている。   In FIG. 9, the relationship between the air flow rate (air volume) and the noise level by the cooling device 20 of the present embodiment is indicated by L1. As a comparative example, the relationship between the air flow rate and the noise level by a conventional cooling device is indicated by L2. In the cooling device of the comparative example, the distance between the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 and the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall portion 53 is constant. As is clear from FIG. 9, when the noise level is the same, the cooling device 20 according to the present embodiment has a larger air volume than the cooling device of the comparative example.

また、内周壁部52の外周面56には、先端側すなわち空気流れの下流側ほど外周面56が縮径するようにテーパが設けられている。そして、内周壁部52の内周面57には、先端側ほど内周面57が縮径するようにテーパが設けられている。このため、例えば図10に示すような一対の型71,72を用いて、リング部51を容易に製造することができる。すなわち、内周壁部52の内周面57に、先端側ほど内周面57が拡径するようにテーパが設けられている場合には、図10において、型71を外す際に(矢印A1参照)、型71と干渉してしまう。この場合、型71を分割する必要が生じ、製造装置がより複雑になってしまう。しかし、内周壁部52を上記のようなテーパ形状とすることにより、リング部51を容易に製造することができる。   Further, the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 is provided with a taper so that the outer peripheral surface 56 is reduced in diameter toward the tip side, that is, the downstream side of the air flow. The inner peripheral surface 57 of the inner peripheral wall portion 52 is tapered so that the inner peripheral surface 57 is reduced in diameter toward the tip side. For this reason, for example, the ring part 51 can be easily manufactured using a pair of molds 71 and 72 as shown in FIG. That is, when a taper is provided on the inner peripheral surface 57 of the inner peripheral wall portion 52 so that the inner peripheral surface 57 increases in diameter toward the distal end side, the mold 71 is removed in FIG. 10 (see arrow A1). ) And interfere with the mold 71. In this case, it is necessary to divide the mold 71, and the manufacturing apparatus becomes more complicated. However, the ring part 51 can be easily manufactured by making the inner peripheral wall part 52 into a tapered shape as described above.

さらに、内周壁部52の内周面57のテーパ角b2は、内周壁部52の外周面56のテーパ角b1よりも小さい。このため、冷却ファン21と内周壁部52の内周面57との間のチップクリアランスG(図6参照)を小さくすることができる。これにより、内周壁部52に上記のようなテーパが設けられても、冷却ファン21による空気の流量を低下させる要因となるチップクリアランスの増大を抑えることができる。   Furthermore, the taper angle b2 of the inner peripheral surface 57 of the inner peripheral wall portion 52 is smaller than the taper angle b1 of the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52. For this reason, the chip clearance G (refer FIG. 6) between the cooling fan 21 and the internal peripheral surface 57 of the internal peripheral wall part 52 can be made small. Thereby, even if the inner peripheral wall portion 52 is provided with a taper as described above, it is possible to suppress an increase in the tip clearance that causes a decrease in the air flow rate by the cooling fan 21.

[他の実施形態]
(a)上記の実施形態では、内周壁部52の外周面56と外周壁部53の内周面58との両方にテーパが設けられているが、内周壁部52の外周面56にのみテーパが設けられてもよい。また、内周壁部52の外周面56のテーパ角と外周壁部53の内周面58のテーパ角とが、異なっていてもよい。
[Other Embodiments]
(A) In the above embodiment, both the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 and the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall portion 53 are tapered, but only the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 is tapered. May be provided. Further, the taper angle of the outer peripheral surface 56 of the inner peripheral wall portion 52 and the taper angle of the inner peripheral surface 58 of the outer peripheral wall portion 53 may be different.

(b)外周壁部53の外周面59にテーパが設けられず、空気流れ方向と平行になっていてもよい。 (B) taper is not provided on the outer peripheral surface 59 of the outer peripheral wall 53 may be parallel to the air flow direction.

(c)外周壁部53、内周壁部52、底部54、フランジ部55が一体に形成されるのではなく、これらの一部または全てが別体に形成されてもよい。   (C) The outer peripheral wall portion 53, the inner peripheral wall portion 52, the bottom portion 54, and the flange portion 55 are not integrally formed, and some or all of them may be formed separately.

本発明は、冷却ファンの回転速度を高めることなく、冷却ファンによる空気の流量を十分に大きくすることができる効果を有し、冷却装置および作業機械として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect of sufficiently increasing the air flow rate of the cooling fan without increasing the rotation speed of the cooling fan, and is useful as a cooling device and a work machine.

6a エンジン
20 冷却装置
21 冷却ファン
31 ラジエータ
40 ファンシュラウド
51 リング部
52 内周壁部
53 外周壁部
54 底部
6a Engine 20 Cooling device 21 Cooling fan 31 Radiator 40 Fan shroud 51 Ring portion 52 Inner peripheral wall portion 53 Outer peripheral wall portion 54 Bottom

Claims (4)

冷却ファンと、
前記冷却ファンの外周側に設けられるファンシュラウドと、
前記冷却ファンの外周側を覆うように設けられる円管状の内周壁部と、前記内周壁部の外周側を囲むように配置される円管状の外周壁部と、前記外周壁部の先端および前記内周壁部の先端よりも前記冷却ファンによる空気の流れ方向の上流側に位置しており前記内周壁部と前記外周壁部との間に設けられる底部と、を有し、前記ファンシュラウドに設けられるリング部と、
を備え、
前記内周壁部の外周面と前記外周壁部の内周面との間隔が、前記底部側から前記内周壁部と前記外周壁部との先端側に向けて次第に広がっており、
前記内周壁部の外周面には、先端側ほど前記外周面が縮径するようにテーパが設けられており、
前記内周壁部の内周面には、先端側ほど前記内周面が縮径するようにテーパが設けられており、
前記内周壁部の内周面のテーパ角は、前記内周壁部の外周面のテーパ角よりも小さい、
冷却装置。
A cooling fan,
A fan shroud provided on the outer peripheral side of the cooling fan;
A tubular inner peripheral wall provided to cover the outer peripheral side of the cooling fan, a tubular outer peripheral wall disposed so as to surround the outer peripheral side of the inner peripheral wall, the tip of the outer peripheral wall, and the A bottom portion provided between the inner peripheral wall portion and the outer peripheral wall portion, which is positioned upstream of the tip of the inner peripheral wall portion in the air flow direction by the cooling fan, and is provided in the fan shroud. A ring part,
With
Distance between the inner circumferential surface of the outer peripheral surface and the outer peripheral wall portion of the inner peripheral wall portion, Ri your spread gradually toward the distal end side of the inner circumferential wall and the outer peripheral wall portion from said bottom side,
The outer peripheral surface of the inner peripheral wall portion is provided with a taper so that the outer peripheral surface is reduced in diameter toward the tip side,
The inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion is provided with a taper so that the inner peripheral surface is reduced in diameter toward the tip side.
The taper angle of the inner peripheral surface of the inner peripheral wall portion is smaller than the taper angle of the outer peripheral surface of the inner peripheral wall portion,
Cooling system.
前記外周壁部の内周面には、先端側ほど前記内周面が拡径するようにテーパが設けられている、
請求項1に記載の冷却装置。
A taper is provided on the inner peripheral surface of the outer peripheral wall so that the inner peripheral surface expands toward the tip side.
The cooling device according to claim 1.
前記外周壁部の先端は前記内周壁部の先端よりも空気の流れ方向の下流側に位置し、
前記冷却ファンの外周縁の空気の流れ方向の下流側端部は、前記内周壁部の先端より空気の流れ方向の下流側に位置している、
請求項1又は2に記載の冷却装置。
The tip of the outer peripheral wall is located downstream of the tip of the inner peripheral wall in the air flow direction,
The downstream end in the air flow direction of the outer peripheral edge of the cooling fan is located on the downstream side in the air flow direction from the tip of the inner peripheral wall portion,
The cooling device according to claim 1 or 2 .
エンジンと、
前記エンジンを冷却するための冷却媒体を循環させるラジエータと、
前記ラジエータを通る空気の流れを生成する請求項1からのいずれかに記載の冷却装置と、
を備える作業機械。
Engine,
A radiator for circulating a cooling medium for cooling the engine;
The cooling device according to any one of claims 1 to 3 , which generates a flow of air through the radiator.
Work machine equipped with.
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