JP5802113B2

JP5802113B2 - 建設機械の冷却装置

Info

Publication number: JP5802113B2
Application number: JP2011248401A
Authority: JP
Inventors: 智之齋藤; 浩紀菅原
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2031-11-14
Also published as: JP2013104345A

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に搭載されるエンジン等を冷却するための冷却装置に関するものである。

一般に、油圧ショベル等の建設機械に搭載されるエンジンには、ラジエーターやオイルクーラー等の熱交換器と冷却ファン等からなる冷却装置が付設されている。この冷却装置は、冷却ファンを回転させて周囲の空気を熱交換器側に吸い込むことによって高温となったエンジン冷却水や潤滑油等を熱交換器内で強制的に冷却（空冷）してエンジンに循環するようになっている。

油圧ショベル等の建設機械は大量の粉塵が発生しやすい現場での作業が多い。そのため、建設機械に搭載されるエンジンの冷却装置の場合は、舞い上がった大量の粉塵が空気と共に熱交換器内に流れ込んで目詰まりを起こして熱交換器の冷却機能を低下させる頻度が高いことから、定期的なメンテナンス（清掃）が欠かせない。

このような熱交換器の目詰まりを防止するための従来のメンテナンス（清掃）方法としては、例えば以下の特許文献１に示すような方法が行われている。すなわち、先ず熱交換器と冷却ファンとの間の周囲を覆う導風板（シュラウド）の上面部側に形成された開口部を開き、この開口部から熱交換器と冷却ファンとの間のメンテナンススペースにエアガンを挿入する。そして、このエアガンから熱交換器の裏面側に向けて高圧の圧縮空気を吹き付けることで目詰まりした粉塵を熱交換器の表面側から吹き飛ばして除去するようにしている。

特開２００１−３２９８４２

ところで、前記特許文献１に示すような方法で熱交換器の清掃を行った場合、熱交換器と冷却ファンとの間のメンテナンススペースに挿入したエアガン等が清掃作業中に誤って冷却ファンとぶつかってしまい、ファン（羽根）を損傷するおそれがある。

そのため、清掃作業時にはエアガンが冷却ファンに接触しないように常に冷却ファンの位置に注意しながらエアガンの操作をしなければならないが、その冷却ファンの位置確認は導風板（シュラウド）の上面部側に形成された開口部を介して行われるため、冷却ファンの視認性が悪いといった問題がある。

そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、熱交換器の清掃作業を行う際の冷却ファンの視認性を向上できる新規な建設機械の冷却装置を提供するものである。

前記課題を解決するために第１の発明は、一定の間隔を隔てて位置する熱交換器と冷却ファン間の周囲をシュラウドで囲んで前記熱交換器と冷却ファンとの間にメンテナンススペースを区画形成すると共に、前記シュラウドの一部にメンテナンス用の作業窓を形成し、当該作業窓に開閉板を着脱自在に設けると共に、当該開閉板を取り付けるための前記作業窓のファン側縁部に、前記開閉板を取り外したときに前記冷却ファンの上方外部から前記メンテナンススペース内の冷却ファンを視認するための透過部を形成したことを特徴とする建設機械の冷却装置である。

このような構成によれば、シュラウドの作業窓の縁部に形成された透過部を介して外部からメンテナンススペース内の冷却ファンを視認できるため、作業窓を利用した熱交換器の清掃作業を行う際の冷却ファンの視認性が大幅に向上する。

第２の発明は、前記透過部は、複数の小穴からなることを特徴とする建設機械の冷却装置である。このような構成によれば、シュラウドの作業窓の縁部の強度を維持しつつ、作業窓を利用した熱交換器の清掃作業を行う際の冷却ファンの視認性を向上できる。

第３の発明は、前記透過部は、前記縁部の幅方向又は長手方向あるいは斜め方向に延びる複数の長穴からなることを特徴とする建設機械の冷却装置である。このような構成によれば、熱交換器の清掃を行う際の冷却ファンの視認性がより向上するため、作業窓を利用した熱交換器の清掃作業を行う際の冷却ファンの視認性を大幅に向上できる。

本発明によれば、シュラウドの作業窓の開閉板を外したときにその作業窓の縁部に形成された透過部を介して外部からメンテナンススペース内の冷却ファンを視認することができる。これによって、作業窓を利用した熱交換器の清掃作業を行う際の冷却ファンの視認性が大幅に向上するため、熱交換器の清掃作業時の冷却ファンの損傷などを防止できる。

本発明に係る建設機械（油圧ショベル）１００の実施の一形態を示す全体側面図である。本発明に係る建設機械（油圧ショベル）１００の実施の一形態を示す全体平面図である。図２に示す建設機械（油圧ショベル）１００の旋回体の部分を示す平面図である。エンジン１０と冷却装置２０との関係を示す平面図である。図４中Ａ部を示す部分拡大図である。図５中Ａ−Ａ線拡大断面図である。開閉板５６を外した状態を示す平面図である。作業窓５５の縁部５７に透過部７０が無い状態を示す平面図である。本発明に係る冷却装置２０の他の実施の形態を示す平面図である。

次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る建設機械（油圧ショベル）１００の実施の一形態を示す全体側面図、図２は、その全体平面図である。図示するようにこの油圧ショベル１００は、自走可能な下部走行体２００と、この下部走行体２００上に旋回可能に搭載された上部旋回体３００と、この上部旋回体３００の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置４００とから主に構成されている。

上部旋回体３００は、オペレータが搭乗するキャブ３１０と、エンジン等の機器類を収容するエンジン室３２０と、作業装置４００との重量バランスを取るためのカウンターウエイト３３０とが旋回フレーム３４０上に順に載置された構成となっている。

エンジン室３２０は、キャブ３１０とカウンターウエイト３３０間を覆う上面カバー３４１と側面カバー３４２とからなる建屋カバーによって区画形成されており、図３に示すように、その内部には、動力源となるエンジン１０と、このエンジン１０を冷却する冷却装置２０の他、図示しない燃料タンクや油圧ポンプ、ユーティリティスペース等が収容されている。

また、図３に示すように、このエンジン室３２０の上面を区画する上面カバー３４１であって、カウンターウエイト３３０の近傍には、上部旋回体３００の幅方向に延びる上面開口部３２１が形成されており、この上面開口部３２１は、図２に示すように矩形状をしたエンジンカバー３２２によって開閉自在に覆われている。また、このエンジン室３２０の左側面部には、左側面ドア３２３、３２４が設けられており、上部旋回体３００の左側面側からエンジン室３２０内に臨めるようになっている。そして、本実施の形態にあっては、この左側面ドア３２３、３２４のうち、冷却装置２０側に位置する左側面ドア３２４の上部に外気を取り込むための空気取込口３２５が形成されている。

図４は、このエンジン室３２０に収容されるエンジン１０と、このエンジン１０を冷却する冷却装置２０とを示したものである。なお、この図４は、上面開口部３２１側から見た図（平面図）である。先ず、エンジン１０は、軽油等の化石燃料を燃料とするディーゼルエンジン等の内燃機関から構成されており、作業装置４００や下部走行体２００の動力源となる油圧を発生すると同時に、その燃焼によって燃焼排ガスと共に高温の燃焼熱を発生する。

一方、冷却装置２０は、冷却ファン３０と、この冷却ファン３０と一定の間隔を隔てて位置する熱交換器４０と、これらの間の周囲を覆うように位置するシュラウド５０とから主に構成されている。冷却ファン３０は、エンジン１０の駆動軸側に減速装置等を介して接続しており、エンジン１０の駆動力で回転することによって図４に示すように熱交換器４０側からエンジン１０側に向かって冷却空気を導入するようになっている

熱交換器４０は、エンジン１０内の冷却水や潤滑油を循環して冷却するラジエーターやオイルクーラー等であり、矩形状のケーシング内に蛇行状に配置した伝熱管に冷却フィン（図示せず）を溶接して空気との接触面積を増大させた構造となっている。そして、この熱交換器４０は冷却ファン３０と対向するように一定の間隔（十数ｃｍ〜数十ｃｍ）を隔てて設けられている。なお、この熱交換器４０側には、前述したような空気取込口３２５が形成された左側面ドア３２４が位置している。

シュラウド５０は、互いに一定の間隔を隔てて位置する熱交換器４０と冷却ファン３０間の周囲を囲むように構成されており、冷却ファン３０よりも通風面積が大きい熱交換器４０内に冷却空気を効率的に導くようにその流れを規制すると共に、熱交換器４０と冷却ファン３０との間に一定の作業空間となるメンテナンススペースＳを区画形成するようになっている。

すなわち、このシュラウド５０は、冷却ファン３０側に位置してこの冷却ファン３０が臨むように位置する円形の開口部（図示せず）が形成された矩形状のファン側導風板５１と、このファン側導風板５１の底辺と熱交換器４０の底面間に位置してメンテナンススペースＳの底部（紙面奥側）を区画する底部導風板５２と、このファン側導風板５１の側辺と熱交換器４０の側面間に位置してメンテナンススペースＳの両側面を区画する一対の側面導風板５３，５４とから構成されている。

そして、メンテナンススペースＳの上部に相当する位置には、熱交換器４０の長さ方向に延びるメンテナンス用の作業窓５５が形成されており、この作業窓５５には、図５に示すようにこれを塞いでメンテナンススペースＳの上面部を区画するための長板状の開閉板５６が着脱自在に設けられている。

この開閉板５６は、図５および図６に示すようにファン側導風板５１の上端縁部を熱交換器４０側に向けてほぼ水平状態に折り曲げてなるファン側縁部５７上と、側部導風板５４の上端縁部を側部導風板５３側に向けてほぼ水平状態に折り曲げてなる側縁部５８上と、熱交換器４０の側面に設けられたブラケット５９上とに架け渡すように設けられている。

そして、図６に示すようにファン側縁部５７上に開閉板５６の縁部を載置させて両者に穿たれた取付孔６０，６１を一致させた状態でファン側縁部５７の下面に固定されたナット６２にボルト６３を螺合させることでファン側縁部５７に開閉板５６を着脱自在に固定（取り付け）できるようになっている。また、反対のブラケット５９側でも同様にして開閉板５６を着脱自在に固定（取り付け）できるようになっている。また、この開閉板５６の上面中央部には、この開閉板５６を把持するための取っ手６４が設けられている。

そして、本実施の形態では、図７に示すように、このファン側導風板５１のファン側縁部５７に、複数の小穴７１、７１…からなる透過部７０を形成したものである。したがって、開閉板５６を取り外したときに、この透過部７０を透過して外部からメンテナンススペースＳ内の冷却ファン３０を視認することが可能となっている。

すなわち、冷却ファン３０と熱交換器４０間のメンテナンススペースＳを利用して熱交換器４０のメンテナンス（清掃作業）等を行うために開閉板５６を取り外して作業窓５５を開放した場合、図８に示すように冷却ファン３０の取付位置によっては、この冷却ファン３０がファン側縁部５７に隠れてしまって外部から見えなってしまうことがある。

より具体的に説明すると、このメンテナンス作業は、エンジン１０を停止した後、作業員が上部旋回体３００の上面カバー３４１上に登ってエンジンカバー３２２を外し、上面開口部３２１を開いた状態で行われる。そのため、冷却装置２０を上方からのぞき込むような姿勢で作業を行うことになることから、開閉板５６を取り外した状態であってもそのファン側縁部５７の下部に位置する冷却ファン３０がファン側縁部５７に隠れてしまってその上方（外部）から見えなってしまうことがある。しかも、エンジン室３００内はその周囲がカバーで覆われて周囲よりも暗い状況となっていることから、仮にその一部が見えていても、うっかり見落としてしまう可能性が高い。

このような状態でメンテナンススペースＳ内にエアガン等の工具を入れてメンテナンス作業を行うと、前述したようにその工具が作業中に誤って冷却ファン３０とぶつかってしまい、そのファンなどを損傷するおそれがある。特に、冷却ファン３０は軽量化などのために合成樹脂製で形成されているため、物理的な衝撃には弱い。

しかしながら、本発明の冷却装置２０は、この冷却ファン３０の視認性を悪化させるファン側縁部５７に透過部７０を形成したため、この透過部７０を介して外部からメンテナンススペースＳ内の冷却ファン３０を確実に視認することが可能となる。これによって、熱交換器４０の清掃作業を行う際の冷却ファン３０の視認性が大幅に向上するため、熱交換器４０の清掃作業中における冷却ファン３０の損傷などを防止することができる。また、この透過部７０を複数の小穴７１、７１…で構成したことから、ファン側縁部５７の強度を大きく損なうこともない。

そして、清掃作業が終了したならば再び作業窓５５を開閉板５６で閉じることになるがこの開閉板５６によってこの透過部７０も同時に塞がれることになるため、冷却ファン３０が駆動した際にその透過部７０から外気が流入するようなことがなく、優れた導風効果を維持することができる。

なお、図７の例では、ファン側縁部５７の透過部７０を複数の小穴７１、７１…で構成したが、外部からファン側縁部５７を介してメンテナンススペースＳ内の冷却ファン３０を視認できる形態であれば、その形態はこれに限定されるものでなく、その他に例えば図９に示すような形態であっても良い。

すなわち、図９（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、この透過部７０をファン側縁部５７の幅方向又は長手方向あるいは斜め方向に延びる複数の長穴７２、７２…から構成しても良いし、図９（Ｄ）に示すように、この透過部７０をファン側縁部５７の幅方向および長手方向に亘る大きな覗き窓７３で構成したり、さらにこの覗き窓７３に金属製の網体７４を設けるような構成としても良い。

１００…建設機械（油圧ショベル）
１０…エンジン
２０…冷却装置
３０…冷却ファン
４０…熱交換器
５０…シュラウド
５５…作業窓
５６…開閉板
５７…縁部
７０…透過部
７１…小穴
７２…長穴
Ｓ…メンテナンススペース

Claims

一定の間隔を隔てて位置する熱交換器と冷却ファン間の周囲をシュラウドで囲んで前記熱交換器と冷却ファンとの間にメンテナンススペースを区画形成すると共に、前記シュラウドの一部にメンテナンス用の作業窓を形成し、
当該作業窓に開閉板を着脱自在に設けると共に、当該開閉板を取り付けるための前記作業窓のファン側縁部に、前記開閉板を取り外したときに前記冷却ファンの上方外部から前記メンテナンススペース内の冷却ファンを視認するための透過部を形成したことを特徴とする建設機械の冷却装置。
前記透過部は、複数の小穴からなることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の冷却装置。
前記透過部は、前記縁部の幅方向又は長手方向あるいは斜め方向に延びる複数の長穴からなることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の冷却装置。