JP5947467B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

油圧ショベル等の建設機械には、走行用および旋回用の油圧モータや、作業機を動作させるための油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプが搭載される。また、近年では、排気ガス規制に対応するために、エンジンから排出される排気ガス中の微粒子物質を捕集する排気ガス後処理装置を搭載することが知られている。例えば、特許文献１には、エンジンルーム内において、エンジンの左方に冷却ファンを設け、エンジンの右方に油圧ポンプを設け、油圧ポンプの上方に排気ガス後処理装置を設けた大型の油圧ショベルが開示されている。

特許文献１に記載の油圧ショベルでは、油圧ポンプの周辺に熱が籠らないように、エンジンルーム内にポンプ室を設け、油圧ポンプをエンジンおよび排気ガス後処理装置から隔離するとともに、冷却ファンによる冷却風の一部がポンプ室を通過して車外に排出されるように構成されている。ポンプ室内において、冷却風は油圧ポンプの下側を通過する。

特開２０１１−１８４８７２号公報

しかしながら、エンジンルームが格段に狭い小型の油圧ショベルでは、油圧ポンプのサイズに対しポンプ室等の余裕のある空間を設けることが困難であり、冷却風の流路を油圧ポンプから外して設けることができない。このため、エンジンルームの中でも特に排気ガス後処理装置の熱を吸収して高温になった冷却風に油圧ポンプが直接曝されることとなり、油圧ポンプの温度が上昇することで油圧ポンプに悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明の目的は、油圧ポンプへの熱影響を軽減できる建設機械を提供することにある。

本発明の建設機械は、エンジンと、クーリングユニットと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプの上方に設けられた排気ガス後処理装置とを収容するエンジンルームを備え、前記エンジンルームには、前記エンジンおよび前記排気ガス後処理装置の上方を覆う天井部と、前記排気ガス後処理装置および前記油圧ポンプの側方を覆う外装カバーとが設けられ、前記天井部と前記エンジンおよび前記排気ガス後処理装置との間には前記クーリングユニットからの冷却風を前記油圧ポンプ側に導く流路が設けられ、さらに、前記排気ガス後処理装置を通過後に前記外装カバーに沿って車体の下方に向かう冷却風の流路が設けられ、前記油圧ポンプの上方には、前記流路を遮る遮風板が設けられていることを特徴とする。

本発明の建設機械によれば、エンジンルーム内において、流路を流れる冷却風は、エンジンルームの天井部とエンジンおよび排気ガス後処理装置との間を通り、排気ガス後処理装置通過後に、エンジンの他方側に回り込む。建設機械の運転中には、エンジンと排気ガス後処理装置とが加熱するので、前記冷却風はエンジンおよび排気ガス後処理装置の熱を吸収しながら流れる。このため、エンジンおよび排気ガス後処理装置通過後の冷却風は高温になっている。排気ガス後処理装置を通過してエンジンの他方側に回り込んだ高温の冷却風は、やがて流路を遮る遮風板に当たる。この遮風板が油圧ポンプの上方に設けられていることにより、高温の冷却風に油圧ポンプが直に曝されることが回避される。従って、油圧ポンプへの熱影響を軽減できる。

本発明の建設機械において、前記遮風板は、上向きに凸状に形成されていることが好ましい。

本発明の建設機械において、前記遮風板は、前記エンジンルームの側方から脱着可能に構成されていることが好ましい。

本発明の建設機械において、前記冷却風は、前記エンジンと前記排気ガス後処理装置との表面を流れた後に前記遮風板に当たり、前記エンジンルームの底部に設けられた排出口を通って外部に排出されることが好ましい。

本発明の建設機械において、前記遮風板は、前記排気ガス後処理装置と前記外装カバーとの間に設けられていることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図。 エンジンルームを前後方向に切断する切断面から見た断面図。 図２における排気ガス後処理装置周辺の拡大図。 エンジンルームを図２のIV方向から見た断面図。 エンジンルーム内の機器の斜視図。 遮風板の斜視図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明において、前後・左右・上下方向とは、図１に示す状態において、建設機械である油圧ショベル１のオペレータシート５に着座したオペレータが正面を向いた状態における前後・左右・上下方向を言い、左右方向は油圧ショベル１の車幅方向と同意である。また、図中において、前後方向、左右方向を符号Ｆ、Ｂ、Ｌ、Ｒと矢印とを用いて表す。

［油圧ショベルの概略の説明］
本実施形態に係る油圧ショベル１は、小型ショベルに分類される車両であり、下部走行体２と、下部走行体２の上に設けられた上部旋回体３と、土砂の掘削等を行う作業機４とを備えている。油圧ショベル１はキャノピ仕様であり、オペレータシート５の頭上には、上部旋回体３に立設された２本の支柱５Ａによって支持されるルーフ５Ｂが設けられている。また、油圧ショベル１は、オペレータシート５の床面であるチルトアップフロア６を有し、オペレータシート５をルーフ５Ｂとともにチルトアップおよびチルトダウンさせることが可能である。

上部旋回体３は、下部走行体２に対して、図示しない旋回油圧モータにより旋回自在に設けられている。上部旋回体３の下部側は、上部旋回体３のフレームであるレボフレーム３０で構成され、レボフレーム３０の前端には、作業機４が設けられている。作業機４は、レボフレーム３０に上下揺動自在に取り付けられたブーム１４と、ブーム１４の先端に上下揺動自在に取り付けられたアーム１５と、アーム１５の先端に上下揺動自在に取り付けられたバケット１６とを有している。ブーム１４、アーム１５、およびバケット１６は、油圧シリンダであるブームシリンダ１４Ａ、アームシリンダ１５Ａ、バケットシリンダ１６Ａのシリンダロッドの先端にそれぞれ連結されており、それぞれのシリンダロッドを伸縮動作させることにより揺動動作する。

レボフレーム３０の後半部には、ディーゼルエンジンであるエンジン７を収納するエンジンルーム３１が設けられ、レボフレーム３０の後端部にはカウンタウエイト３２が取り付けられている。また、チルトダウン状態のときには、レボフレーム３０の前半部およびエンジンルーム３１の上方は、段差状のチルトアップフロア６で覆われている。チルトアップフロア６の後側の上段部分には、オペレータシート５が設けられている。

エンジンルーム３１の後側上方には、左右方向に延びる支持プレート３３が設けられている（図４参照）。この支持プレート３３は、チルトダウン状態のときにチルトアップフロア６の下面が当接され、チルトアップフロア６を下方から支持する。支持プレート３３は、左右方向両側において、カウンタウエイト３２の上部に固定されており、チルトアップフロア６とともにエンジンルーム３１の天井部を構成している。また、エンジンルーム３１の底面には複数の開口が形成されており、その中の一開口にはルーバー３１Ｂが設けられている。このルーバー３１Ｂがエンジンルーム３１の排出口になっている。排出口をルーバー３１Ｂとすることで、下方からの小石等の侵入を防いでいる。

エンジンルーム３１内において、エンジン７の右側にはクーリングユニットとしての冷却ファン８が、エンジン７の左方下側には油圧ポンプ９が設けられている。冷却ファン８は、エンジン７により回転駆動され、エンジンルーム３１外から外気を冷却風として引き込んで冷却ファン８の外方に設けられた図示しないエンジンラジエータに供給し、エンジンラジエータおよび冷却ファン８を通過した冷却風はエンジン７に向けて流れる。冷却風の経路については後述する。また、油圧ポンプ９の上方には、エンジン７の排気管に接続された排気ガス後処理装置１０が設けられている。エンジンルーム３１の左側面に取り付けられた外装カバーとしてのサイドカバー３１Ａ（図１〜図３参照）を取り外すと、油圧ポンプ９および排気ガス後処理装置１０が視認可能になる。

排気ガス後処理装置１０は、エンジン７のフライホイールケース（図示略）の上面に、長手方向すなわち排気ガスの流れ方向が前後方向となるようにしてボルト固定されている。排気ガス後処理装置１０の円筒状のケースの内部には、図示しない円柱状のディーゼルパーティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」と略す）が収容されている。このフィルタは、通過する排気ガス中の粒子状物質を捕集する。排気ガス後処理装置１０に流入した排気ガスは、フィルタを後方側に通過した後、テールパイプ（図示略）を通ってレボフレーム３０の下方から外部に排出される。

図４に示すように、排気ガス後処理装置１０の前方、前側上方、および左方は、メンテナンス時に作業者が排気ガス後処理装置１０に直接触れるのを防止する保護カバー１１によって覆われている。保護カバー１１は、保護プレート１１Ａと、保護プレート１１Ａを支持する保護パイプ１１Ｂと、保護プレート１１Ａの表面に取り付けられた断熱部材１１Ｃとから構成されている。

保護プレート１１Ａは、支持プレート３３の前縁付近からレボフレーム３０の上面付近に亘って設けられている。保護パイプ１１Ｂは、略Ｌ字状に形成した鋼管に板状部１１Ｄを溶接接合したものである。板状部１１Ｄは、排気ガス後処理装置１０の左方を覆い、サイドカバー３１Ａが取り外されているときに作業者が排気ガス後処理装置１０に意図せずに触れることを防止する。断熱部材１１Ｃは、断熱性および耐熱性を有する硝子繊維材料等にて形成され、表裏を貫通する複数の固定金具（図示略）を介して保護プレート１１Ａに固定されている。

［油圧ポンプの説明］
油圧ポンプ９は、エンジン７により駆動され、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、および作業機４の各油圧シリンダ１４Ａ，１５Ａ，１６Ａ（図１参照）等に昇圧された作動油を供給する。油圧ポンプ９としては、定容量型、斜軸式の可変容量型、斜板式の可変容量型など、要求される性能等に応じて適宜な構造のものを適用できる。このような油圧ポンプ９は、図２に示すように、排気ガス後処理装置１０よりも左方に突出した位置まで設けられている。

油圧ポンプ９には、他の油圧機器への作動油の供給および他の油圧機器からの作動油の回収を行うためのホースや配管が接続されている。各接続部分にはシール効果を得るためのゴム製のオーリングが設けられている。従って、油圧ポンプ９が曝される冷却風が高温になっている場合には、油圧ポンプ９の表面および作動油の温度が高くなることによって、オーリングの劣化が早まりシール性が低下する。この結果、作動油の漏れが発生する可能性が懸念される。高温の冷却風が油圧ポンプ９に与えるこのような悪影響を回避するために、油圧ショベル１は以下に説明する遮風板４０を備える。

［遮風板の説明］
油圧ショベル１は、油圧ポンプ９の排気ガス後処理装置１０よりも左方に突出して設けられた部分の上方の排気ガス後処理装置１０とサイドカバー３１Ａとの間に遮風板４０を備える（図２〜図４参照）。遮風板４０は、薄い鋼鈑製であり、プレス加工等によって形成される本体部５０と、本体部５０に溶接接合された固定部６０とを有する。

図６に遮風板４０を単体で示す。
本体部５０は、全体が上向きに凸状に形成されており、水平面部５１と、水平面部５１の前端に接続し水平面部５１に対して下側に折曲して傾斜した前側傾斜面部５２と、水平面部５１の後端に接続し水平面部５１に対して下側に折曲して傾斜した後側傾斜面部５３と、水平面部５１、前側傾斜面部５２、および後側傾斜面部５３の左端縁と連続し、それらに対して上側に折曲して傾斜した側面部５４とから構成されている。

図３に示すように、前側傾斜面部５２は油圧ポンプ９の前側部分を越えて前方に延びており、後側傾斜面部５３は油圧ポンプ９の後側部分を越えて後方に延びている。水平面部５１の前後方向の中心は油圧ポンプ９の中心よりも後側にあり、前側傾斜面部５２は後側傾斜面部５３よりも長く形成されている。前側傾斜面部５２の水平面部５１に対して成す角度は、後側傾斜面部５３の水平面部５１に対して成す角度とほぼ等しい。

固定部６０は、所定の前後長さと上下幅とを有する帯状の部材であり、後端が水平面部５１と前側傾斜面部５２との折曲部分にわたって溶接接合されている。また、固定部６０の前端側には、前後方向に並ぶ２つの貫通孔６１が形成されている。

図５に示すように、遮風板４０は、固定部６０の貫通孔６１に挿通される２本のボルト１３によって、保護カバー１１の保護パイプ１１Ｂに左方から固定される。遮風板４０は、チルトアップフロア６がチルトアップ状態のときにエンジンルーム３１の前方または上方から脱着でき、チルトダウン状態のときでも、サイドカバー３１Ａを取り外せば側方から脱着できる。このように遮風板４０は脱着が容易なので、遮風板４０を設けても油圧ポンプ９のメンテナンス性は損なわれない。

［エンジンルーム内における冷却風の経路の説明］
図２ないし図４に基づき、エンジンルーム３１内における冷却風の経路について説明する。図２ないし図４中における矢印は、エンジンルーム３１内における冷却風の経路を示すものである。
油圧ショベル１の運転中において、冷却ファン８によってエンジン７に向けて流された冷却風の一部は、エンジン７のシリンダヘッド周辺の熱を吸収しながら、エンジン７の上面とチルトアップフロア６の下面および支持プレート３３の下面との間に形成された流路である水平流路２１を左方に流れる。水平流路２１を左方に流れる冷却風は、やがて排気ガス後処理装置１０に達し、排気ガス後処理装置１０からさらに熱を吸収する。排気ガス後処理装置１０の熱を吸収してさらに高温になった冷却風は、排気ガス後処理装置１０の円筒状のケースおよびエンジンルーム３１の隅部に形成された曲面に沿って流れ方向を下向きに変える。

流れ方向を下向きに変えた冷却風は、排気ガス後処理装置１０および油圧ポンプ９とサイドカバー３１Ａの裏面との間に形成された流路である垂直流路２２をサイドカバー３１Ａに沿って下方に流れて、やがて垂直流路２２の一部を遮る遮風板４０に達する。遮風板４０は上向きに凸状に形成されているので、遮風板４０に当たった冷却風の大部分は前後方向に振り分けられ、残りの一部は側面部５４を乗り越えてサイドカバー３１Ａ側に流れる。

前述したように、遮風板４０の前側傾斜面部５２は油圧ポンプ９の前側部分を越えて延びており、後側傾斜面部５３は油圧ポンプ９の後側部分を越えて延びているので、垂直流路２２を流れる冷却風は、油圧ポンプ９をかわすように下方に流れる。エンジンルーム３１の底側まで流れた冷却風は、底面に設けられたルーバー３１Ｂから外部に排出される。

以上の本実施形態によれば、遮風板４０が油圧ポンプ９の上方に設けられていることにより、エンジン７および排気ガス後処理装置１０の熱を吸収したことにより高温になった冷却風に油圧ポンプ９が直に曝されることが回避される。従って、油圧ポンプ９の温度を上限値以下に抑制でき、油圧ポンプ９の作動状態を良好に維持できる

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、遮風板４０の本体部５０が、前側傾斜面部５２と後側傾斜面部５３とを有する上向きに凸状に形成されていたが、上面全体が前方傾斜面または後方傾斜面である平板状に形成されていてもよい。
また、遮風板４０は、保護カバー１１にボルト固定されていたが、固定先および固定方法は他の適当な方法でもよい。ただし、エンジンルーム３１の側方から遮風板４０の脱着が容易に行える構成が好ましい。

前記実施形態では、油圧ショベル１がチルトアップフロア６を有していたが、固定フロアを有していてもよい。
前記実施形態では、油圧ショベル１が排気ガス後処理装置１０を備えているが、それに加えて尿素水等を還元剤とする選択触媒還元装置を備えていてもよい。

本発明は、油圧ショベルに利用できる他、ホイールローダにも利用することができる。

１…油圧ショベル（建設機械）、６…チルトアップフロア（天井部）、７…エンジン、８…冷却ファン（クーリングユニット）、９…油圧ポンプ、１０…排気ガス後処理装置、２１…水平流路（流路）、２２…垂直流路（流路）、３１…エンジンルーム、３１Ａ…サイドカバー（外装カバー）、３１Ｂ…ルーバー（排出口）、３３…支持プレート（天井部）、４０…遮風板。

Claims (5)

1. エンジンと、クーリングユニットと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプの上方に設けられた排気ガス後処理装置とを収容するエンジンルームを備え、
   前記エンジンルームには、前記エンジンおよび前記排気ガス後処理装置の上方を覆う天井部と、前記排気ガス後処理装置および前記油圧ポンプの側方を覆う外装カバーとが設けられ、
   前記天井部と前記エンジンおよび前記排気ガス後処理装置との間には前記クーリングユニットからの冷却風を前記油圧ポンプ側に導く流路が設けられ、
   さらに、前記排気ガス後処理装置の通過後に前記外装カバーに沿って車体の下方に向かう冷却風の流路が設けられ、
   前記油圧ポンプの上方には、前記流路を遮る遮風板が設けられており、
   前記遮風板は、上向きに凸状に形成されており、下方に向かって傾斜した前側傾斜面部と、下方に向かって傾斜した後側傾斜面部とを有する
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記前側傾斜面部は前記油圧ポンプの前側部分を越えて前方に延びており、前記後側傾斜面部は前記油圧ポンプの後側部分を越えて後方に延びている
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１または請求項２に記載の建設機械において、
   前記遮風板は、前記エンジンルームの側方から脱着可能に構成されている
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の建設機械において、
   前記冷却風は、前記流路を流れた後に前記遮風板に当たり、前記エンジンルームの底部に設けられた排出口を通って外部に排出される
   ことを特徴とする建設機械。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の建設機械において、
   前記遮風板は、前記排気ガス後処理装置と前記外装カバーとの間に設けられている
   ことを特徴とする建設機械。

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