JP5787188B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、リフティングマグネットを装着した作業機械に関し、リフティングマグネットの吸着釈放制御をおこなう制御盤の冷却構造に関するものである。

大電流が流れるリフティングマグネットの吸着釈放制御をおこなう制御盤には、その制御に伴い多量の熱が発生するが、制御盤を収納する制御ユニットは水や塵埃などの侵入を防ぐため、放熱のために大きな開口を設けることができない。

したがって、このような状況の制御盤を冷却するために、従来からいろいろな方法が検討されており（文献１参照）、また、図８に示すような制御盤の冷却方法もある。この図８は従来の制御ユニットの構造を示した断面図であり、以下、その詳細について説明する。

制御ユニット６は、内部に制御盤３４を収容する制御ボックス１６と、この制御ボックス１６の周囲を覆うユニットカバー７と、を有している。

制御ボックス１６は、その内部に収容された制御盤３４を冷却するために、その上下面に複数のファン１８，１７を備えており、制御ボックス１６の下面に設置された吸入ファン１７によって制御ボックス１６の外部から制御盤３４を冷却するための空気４２を吸い込み、制御ボックス１６の上面に設置された排出ファン１８によって制御ボックス１６の内部で暖められた空気４３を排出する構成となっている。

一方、ユニットカバー７は、矩形の箱形状であり、上面が開口する容器状の本体部８と、その本体部の開口８ａを開閉するための蓋部２１とから構成されており、排出ファン１８から排出された空気４３は、まず蓋部２１に向かって流れ、その後、蓋部２１に沿ってユニットカバー７の外側方向へ流れ、蓋部２１と本体部８との間に形成された隙間３０からユニットカバー７の外部に排出される。

なお、メンテナンス作業時に蓋部２１を作業員が足場として使われることもあり、蓋部２１に補強部材２５を入れることが知られている。この場合、補強部材２５は蓋部２１の中で相対的に強度の不足する中心よりを狙って複数の補強部材が、蓋部２１の全長に亘って設けられる。

特開２０１０−９５８４５

しかし、補強部材はあくまでも天井部を補強するためのものであって、排出ファンから排出された空気を効果的に制御ユニット外に排出することまでを考慮したものではなく、補強部材の設置場所によっては、排出ファンと蓋部との間で、空気の滞留や巻き返しが発生してしまう。

例えば、図４のように、ファンの真上に補強部材が設けられ、ファンの風が制御ユニットの外部と連通する隙間に向かって流れることを阻害するような構成においては、ユニットカバーの外部へ排出された空気が、補強部材によって制御ユニット外への流れを阻害されることとなり、その結果、制御盤に対する冷却性能が低下し制御盤が十分に冷却されない事態となる恐れがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は排出ファンから蓋部に向かって排出された空気が、ユニットカバーの内部からユニットカバーの外部へスムーズに排出されるように補強部材を構成し、制御盤に対する冷却性能の向上を図ることである。

上記目的を達成するために、本発明では、制御ボックスを収納するユニットカバーの上面に、冷却ファンから排出された空気を制御ユニット外側に導くためのガイド部材を構成することとした。

具体的には、下部走行体の上に上部旋回体が旋回可能に設けられ、この上部旋回体に、リフティングマグネットが装着されたアタッチメントと、リフティングマグネットの制御をおこなう制御ユニットと、が搭載され、制御ユニットは、リフティングマグネットの吸着釈放制御をおこなう制御盤と、制御盤が収納された制御ボックスと、制御ボックスを覆うユニットカバーと、を備え、制御ボックスの上面には、上面開口が設けられ、この上面開口から制御ボックス内の空気を制御ボックス外に排出させる少なくとも１つのファンが設けられ、ユニットカバーの両側面のそれぞれには制御ボックス内から排出された空気を前記ユニットカバーの外へ排出する側面開口が構成され、また、ユニットカバーの上面開口と対向する面に補強部材が取り付けられ、この補強部材には、中央部に下向きの凸部と、凸部を境に上面開口から排出された空気を側面開口のそれぞれに向かってガイドするガイド面と、が設けられたことを特徴としたこと。

さらに、ユニットカバーは、制御ボックスを収納する本体部と、本体部に上から蓋をする蓋部とで構成され、本体部と蓋部との固定時に、本体部と蓋部との間に側面開口が構成されており、蓋部には、側面開口から排出された空気を下向きにガイドするように、蓋部から延設された側壁部を設けている。

また、ファンは２つのファンが並列して構成されており、補強部材は、並列したファンの間に位置するように配置されたことを特徴としており、補強部材の内部には、補強部材と対向する面とを連結するリブを設けたことを特徴としている。

上記補強部材によって、蓋部を補強するとともに、制御盤を冷却することにより暖められた制御ボックス内の空気が、制御ボックスの外に排出された際にユニットカバーの内部で滞留や巻き返しを発生させることなく、ユニットカバーの外へスムーズに排出することができるため、制御ボックス内に配置された物品の冷却性能を向上することができる。

また、側面開口が本体部と蓋部との間で構成されることから、下補強部材により蓋部に沿って流れる空気がスムーズにユニットカバーの外に排出されるし、別途本体部または蓋部の側面に側面開口を設ける手間が省ける。さらに、側壁部により側面開口を覆うことができるため、雨水の侵入を防止できる。

また、補強部材を２つ並べられたファンの間に配置することにより、バランスよく空気を排出することができるし、補強部材の内部に補強部と対向する面とを溶接するリブを設けたことで、上面の強度をさらに高めることができる。

リフティングマグネットを装着した作業機械の右側面図 本発明のユニットカバーの蓋部を閉じた状態の斜視図 本発明のユニットカバーの蓋部を開けた状態の斜視図 本発明のユニットカバーの蓋部を閉じた状態で機械前方向からみた断面図 本発明のユニットカバーの蓋部を閉じた状態で機械右方向からみた断面図 本発明のユニットカバーの蓋部を閉じた状態で機械前方向からみた変形例１の断面図 本発明のユニットカバーの蓋部を閉じた状態で機械前方向からみた変形例２の断面図 従来の制御ユニットのユニットカバーの蓋部を閉じた状態で前方向からみた断面図

以下、本発明の実施形態を図１〜５に基づいて詳細に説明する。

なお、以下の好ましい実施形態の説明は、例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は本発明を適用したリフティングマグネットを装備した作業機械（以下、単にリフティングマグネット機という）の機械全体の右側面図、図２は制御ユニットの蓋部を閉じた斜視図、図３は制御ユニットの蓋部を開けた斜視図、図４は制御ユニット６の前方向からみた断面図（但し、図中の右側に配置された支柱１１は省略）、前後方向の断面図、図５は制御ユニット６の前方向からみの断面図を示す。

このリフティングマグネット機は、鉄スクラップなどを扱う金属リサイクル現場などで使用される。

このリフティングマグネット機は、クローラ型の下部走行体１の上に上部旋回体２が旋回可能に設けられており、その上部旋回体２に、キャブ３（運転室）やアタッチメント４、制御ユニット６などが備えられている。なお、前後左右等はオペレータが運転室に着座した状態からみた方向を基準として説明する。

上部旋回体２の前部の左側には、キャブ３が設けられていて、その内部にはオペレータが着座するシートや操作機器などが備えられている（図示せず）。アタッチメント４は、そのキャブ３の右側部に隣接するように、上部旋回体２の前部においてその左右方向の中央部分に設けられており、ブームや、ブームの先端部に連結されたアーム、アームの先端部に連結されたリフティングマグネットと呼ばれる電磁石１２（作業装置）などを有し、そのブームの基端部が上部旋回体２に設けられた支持部２ａに起伏可能に支持されている。

この電磁石１２は、大電流を流すことによって例えば数百ｋｇから数ｔにもなる鉄スクラップが吸着できる能力を有している。

アタッチメント４を挟んでキャブ３の反対側、すなわち上部旋回体２の前部の左側には、この電磁石１２を駆動するために比較的大きな発電機を収納した発電機室１９が構成されている。

発電機室１９の右側方を覆うカバー２０には、リフティングマグネット機の外部と連通する複数のカバー開口２０ａが設けられ、発電機室１９の上方には制御ユニット６が搭載されている。

この制御ユニット６は、従来技術と同様、内部に制御盤３４を収容する制御ボックス１６と、この制御ボックス１６の周囲を覆うユニットカバー７とを有している。

制御ボックス１６は、矩形の箱形状であり、その下面は発電機が収納された発電機室と連通しており、その連通部には、制御ボックス１６の内部に空気４２を取り込むための吸入ファン１７が設置されている。

また、制御ボックス１６の上面にも上面開口が設けられており、制御ボックス１６の内部の空気４３を制御ボックス１６の外部に排出するための排出ファン１８が設けられている。

なお、吸入ファン１７、排出ファン１８は、制御ボックス１６の下面及び上面に、それぞれ２個ずつが左右に並べて配置されている。

また、制御ボックス１６の内部には、リフティングマグネットの吸着釈放制御をおこなうための制御盤３４やコンデンサ３５が、吸入ファン１７、排出ファン１８と同じ室内で前方側に、抵抗器３６が仕切板３７を介して後方側に、図示しないブラケットによって固定されている。

この制御ボックス１６を覆うユニットカバー７は矩形の箱形状であり、上面が開口する容器状の本体部８と、その本体部の開口８ａを開閉するための蓋部２１とで形成されている。

本体部８の各角部には蓋部２１を取り付けるために上下方向に延びた支柱１１がそれぞれ構成されており、支柱１１は本体部８の上端１０よりも突出しており、支柱１１の上端には、ナット（図示無し）が下面に溶接されたプレート３８が取り付けられている。

蓋部２１は、本体部８に固定された状態で排出ファンに対向する天井部２２と、天井部２２の各縁部より下方に延びた側壁部２３とで構成されており、天井部２２には、貫通孔３９が形成され、この貫通孔３９に挿通されたボルト４０と支柱１１のプレート３８に溶接されたナットと締結することにより、支柱１１と蓋部２１とが固定される。

また、天井部２２は本体部の開口８ａよりも大きい面積で形成されており、側壁部２３の高さＬは本体部８の上端１０からプレート３６の上面までの高さｍよりも長く構成されている。

また、天井部２２には、左右方向の中央部が下向きの凸部を有し、かつ、前後方向に延びた補強部材２５が、次のように溶接されている。

補強部材２５は、補強部材２５の中央部２５ａを境に、右上に向かって延びる右傾斜板２８と左上に向かって延びる左傾斜板２９とで構成されており、右傾斜板２８、左傾斜板２９それぞれの上端（補強部材２５の両端部）が天井部２２に溶接され、ガイド面である右傾斜板２８と左傾斜板２９と天井部２２とで閉断面が形成されている。

なお、補強部材２５の中央部２５ａは、左右に２個並べて配置された排出ファンの間に位置するように配置される。

次にリフティングマグネットの吸着釈放制御により発熱した制御盤３４を冷却するための空気４１の流れについて説明する。

吸入ファン１７は発電機室を介して、リフティングマグネット機の外部の空気を制御ボックス１６の内部に取り込むことができる状態となっており、その空気４２によって制御盤３４は効果的に冷却される。

このとき、制御盤３４の熱により暖められた空気４３は、排出ファン１８によって制御ボックス１６の内部から制御ボックス１６の外部に排出される。

制御ボックス１６から排出された空気４３は、ユニットカバー７の天井部２２に向かって流れ、そのうち、補強部材２５に向かって排出された空気４３は、右傾斜板２８か左傾斜板２９のいずれかに沿って天井部２２に到達（空気４３ａ）し、天井部２２に沿ってユニットカバー７の外側に向かって流れていく（空気４３ｃ）。

また、補強部材２５に向かわない空気４３ｂについても、補強部材２５の傾斜に沿って流れてきた空気４３ａや天井部２２をユニットカバー７の外に向かって流れる空気４３ｃと合流することで、ユニットカバー７の外側に向かって流れていく。

その後、空気４３は側面開口３０ａから経路３０ｃを通過したのちに下方開口３０ｂからユニットカバー７の外部に排出される。

また、右傾斜板２８と左傾斜板２９と天井部２２とで閉断面が構成されていることから、補強部材２５によって空気４３がユニットカバー７内に停滞することを阻止できる。

つまり、上記のような補強部材２５を設けて積極的に空気４３ａを流すことで、排出ファン１８から排出された空気４３の全てを制御ユニット６の外側に向かう流れへと変換することができる。

以上、説明したように、本発明によれば、制御盤３４を冷却することにより暖められた空気４３を、簡素な構成によって制御ユニット６の外部へスムーズに排出し、制御盤３４に対する冷却性能を向上することができる補強部材２５を備えた作業装置を提供することができる。

なお、本発明にかかる作業装置は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

（変形例１）
図６は、吸気ファン１７、排出ファン１８を、１個ずつ配置したものである。

この時、中央部２５ａが排出ファン１８の中心位置に相対するように配置することで、空気４３がほぼ均等に左右方向に流れるため、左右の隙間３０からバランスよく空気４３を排出することができる。

また、複数のファンを設置しない分コストダウンとなり、配置スペースの節約ができる。

（変形例２）
図７は、吸気ファン１７、排出ファン１８を、３個ずつ並べて使用したものである。

合わせて、補強部材２５を大きく、例えば平面視において、右傾斜板２８及び左傾斜板２９の上端が最も外側に配置された排出ファン１８と重複する位置まで形成することで、補強部材２５全体として制御ユニット６の外に向かって空気４３が流れていくため、効果的に空気４３が制御ユニット６の外に排出される。

その際、補強部材２５の両端部が天井部２２の外縁に近くなることで、天井部２２の強度が不足することが無いように、補強部２５と天井部２２とを接続するリブ２５ｂを設けるとよい。

また、制御ユニット内側において、蓋部２１と側壁部２３との角部を塞ぐ角部傾斜板３１を設けることで、天井部２２から隙間３０に向かう空気４３の流れを、よりスムーズに制御ユニット６の外部に排出できる。

（その他の変形例）
また、補強部材２５は、右傾斜板２８、左傾斜板２９をそれぞれ別の板材を組み合せてもよいし、一枚ものの板を曲げて使用してもよく、中央部２５ａは、排出ファン１８の位置に対して左右いずれかの方向に偏って配置されてもよい。空気４３が制御ユニット６外に排出される隙間３０の開口割合などに応じて、最適な位置を設定すればよい。

また、排出ファン１８の並べ方は、左右方向ではなく、前後方向に並べて配置してもよいし、前後左右で複合的に配置してもよい。このように、冷却性能に応じてファンの数を増減させることで、適切に制御盤３４を冷却することができる。

また、蓋部２１の構成を側壁部２３がない天井部２２のみの構成としてもよいし、ユニットカバー７を本体部８と蓋部２１との間で隙間３０を設けた構成とせず、ユニットカバー７の側面部に開口を設けたものでもよい。制御ユニット６内へ雨水を侵入させることなく、制御ユニット６外へ空気４３を排出できればよい。

以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成でユニットカバー７の天井部２２を補強し、その補強部材２５を制御ボックス１６から排出された空気４３の排出ガイドとすることで、制御ユニット６の冷却性能を向上させるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

２ 上部旋回体
３ キャブ
４ アタッチメント
６ 制御ユニット
７ ユニットカバー
８ 本体部
１２ リフティングマグネット（電磁石，作業装置）
１６ 制御ボックス
１７ 吸入ファン
１８ 排出ファン
２１ 蓋部
２２ 天井部
２３ 側壁部
２５ 補強部材
２５ａ リブ
２８ 右傾斜板（ガイド面）
２９ 左傾斜板（ガイド面）
３０ａ 側面開口
３４ 制御盤
４２、４３ 空気

Claims (5)

1. 下部走行体の上に上部旋回体が旋回可能に設けられ、
   この上部旋回体に、
   リフティングマグネットが装着されたアタッチメントと、
   前記リフティングマグネットの制御をおこなう制御ユニットと、が搭載され、
   前記制御ユニットは、
   前記リフティングマグネットの吸着釈放制御をおこなう制御盤と、
   前記制御盤が収納された制御ボックスと、
   前記制御ボックスを覆うユニットカバーと、を備え、
   前記制御ボックスの上面には、上面開口が設けられ、
   前記上面開口から前記制御ボックス内の空気を前記制御ボックス外に排出させる少なくとも１つのファンが設けられ、
   前記ユニットカバーの両側面のそれぞれには前記制御ボックス内から排出された空気を前記ユニットカバーの外へ排出する側面開口が構成され、
   前記ユニットカバーの前記上面開口と対向する面に補強部材が取り付けられ、
   前記補強部材は、中央部に下向きの凸部と、前記凸部を境に前記上面開口から排出された前記空気を前記側面開口のそれぞれに向かってガイドするガイド面と、が設けられたことを特徴とする作業機械。
2. 前記ユニットカバーは、前記制御ボックスを収納する本体部と、前記本体部に上から蓋をする蓋部とで構成され、
   前記本体部と前記蓋部との固定時に、前記本体部と前記蓋部との間に前記側面開口が構成されたことを特徴とする請求項１に記載された作業機械。
3. 前記蓋部は、前記側面開口から排出された空気を下向きにガイドするように、前記蓋部から延設された側壁部を設けていることを特徴とする請求項２に記載された作業機械。
4. 前記ファンは２つのファンが並列して構成されており、前記補強部材は、前記並列したファンの間に位置するように配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された作業機械。
5. 前記補強部材の内部には、前記補強部材と前記対向する面とを連結するリブを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された作業機械。

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