JP6064574B2 - 建設機械の排気構造 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の排気構造に関するものである。

従来より、下部走行体と、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、上部旋回体のエンジンルーム内に搭載されたエンジンとを備えた建設機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。エンジンから排気される排気ガスは、消音器、及びこれに接続された排気管を通ってエンジンルームから外部に上向きに排出される。

ところで、小型ショベルの場合には、スペースの制約上、エンジンルームの上方に運転席が配置されている。そのため、エンジンから排出される高温の排気ガスを排気管によってエンジンルームから外部に上向きに排出すると、オペレータが排気熱と排気音の影響を受けやすくなるので、オペレータの作業環境が悪くなるという問題があった。

そこで、本発明者は、高温の排気ガスをエンジンルームから下向き、すなわち運転席とは反対側に排出すれば、特に小型ショベルにおいて、オペレータが排気熱と排気音の影響を受けにくくなると考えた。具体的には、エンジンルームの底板に開口孔を形成し、この開口孔に向かって排気ガスが排出されるように排気管の配置を工夫することを考えた。

特開平３−２２９９０７号公報

しかしながら、エンジンルームの底板に形成された開口孔に向かって高温の排気ガスを吹き出すようにした構成では、排気ガスの一部が底板の開口孔の周縁部に吹き付けられて底板が高温になってしまうおそれがある。そして、底板が高温になると、底板の塗装が溶けて剥がれてしまったり、底板から旋回ベアリングに向かって熱が伝わって旋回ベアリングのグリスが溶け出すおそれがある。

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、比較的簡単な構成で、エンジンルームから下向きに排出される排気ガスによって底板が高温になってしまうのを抑えることにある。

本発明は、下部走行体と、該下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体のエンジンルーム内に搭載されたエンジンとを備えた建設機械の排気構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記上部旋回体の底板には、前記エンジンルーム内に連通する開口孔が形成され、
前記エンジンルーム内には、前記エンジンの排気ガスを前記開口孔に向かって下向きに排出させる吹出孔を有する排気管が設けられ、
前記底板における、前記吹出孔から前記エンジンルーム内に排出された前記排気ガスの排出経路と平面視で重なり合う位置には、該底板の上面に対して隙間を存して遮熱板が配設されていることを特徴とするものである。

第１の発明では、底板には、エンジンルーム内に連通する開口孔が形成されており、エンジンの排気ガスは、エンジンルーム内に設けられた排気管の吹出孔から開口孔に向かって下向きに排出される。底板における、吹出孔からエンジンルーム内に排出された排気ガスの排出経路と平面視で重なり合う位置には、遮熱板が配設される。遮熱板は、底板の上面に対して隙間を存して設けられる。

このような構成とすれば、エンジンルームから下向きに排出される排気ガスによって底板が高温になってしまうのを抑えることができる。具体的に、底板に形成された開口孔に向かって高温の排気ガスを吹き出すようにした構成では、排気ガスの一部が底板の開口孔の周縁部に吹き付けられて底板が高温になってしまうおそれがある。

これに対し、本発明では、平面視で排気ガスの排気経路に重なり合う位置に、底板を覆うように遮熱板を配設するようにしたから、排気ガスが底板に直接吹き付けられるのを遮熱板で遮ることができる。さらに、遮熱板と底板との間に所定の隙間、すなわち空気の層が設けられているので、排気ガスによって遮熱板が高温となっても、その熱が底板に到達するのを空気層によって遮熱することができる。これにより、底板が高温となって底板の塗装が溶けて剥がれたり、底板から旋回ベアリングに向かって熱が伝わって旋回ベアリングのグリスが溶け出すのを抑えることができる。

第２の発明は、第１の発明において、
前記遮熱板は、前記底板との間にスペーサ部材が挟まれて且つ締結ボルトによって締結固定され、
前記遮熱板の近傍には、前記底板に立設され且つ該遮熱板が前記締結ボルトを中心に回転したときに該遮熱板の周縁部に当接する立設部材が設けられていることを特徴とするのである。

第２の発明では、遮熱板と底板との間にはスペーサ部材が挟まれて隙間が設けられる。遮熱板は、締結ボルトによって締結固定される。ここで、遮熱板の近傍には、底板に立設された立設部材が設けられており、遮熱板が締結ボルトを中心に回転しても、遮熱板の周縁部が立設部材に当接して回転が規制される。

このような構成とすれば、締結ボルトによって遮熱板を底板に対して締結固定するようにしたから、作業空間が狭い場合であっても容易に組み付け作業を行うことができる。ここで、１本の締結ボルトのみで遮熱板を締結固定すれば遮熱板の組み付け作業性は向上するが、締結ボルトが緩んだ場合に、遮熱板が締結ボルトを中心に回転してしまうおそれがある。そこで、本発明では、締結ボルトが緩んで遮熱板が回転しようとしても、遮熱板が立設部材に当接することでその回転が規制される構成とした。これにより、遮熱板が回転し続けることで遮熱板が脱落してしまい、空気層が確保されなくなって耐熱効果が低下する等の不具合の発生を抑えることができる。

第３の発明は、第２の発明において、
前記エンジンを支持するエンジン用ブラケットは、互いに間隔をあけて前記底板に立設された一対のエンジン支持脚と、該一対のエンジン支持脚の上部に跨がって該エンジンを載置するエンジン台座部とを有し、
前記遮熱板は、前記一対のエンジン支持脚の間に配設され、
前記立設部材は、前記エンジン支持脚で形成されていることを特徴とするものである。

第３の発明では、一対のエンジン支持脚の間に遮熱板が配設される。このような構成とすれば、締結ボルトが緩んで遮熱板が締結ボルトを中心に回転した場合に、遮熱板の周縁部がエンジン支持脚に当接して回転を規制することができる。

本発明によれば、平面視で排気ガスの排気経路に重なり合う位置に、底板を覆うように遮熱板を配設するようにしたから、排気ガスが底板に直接吹き付けられるのを遮熱板で遮ることができる。さらに、遮熱板と底板との間に所定の隙間、すなわち空気の層が設けられているので、排気ガスによって遮熱板が高温となっても、その熱が底板に到達するのを空気層によって遮熱することができる。これにより、底板が高温となって底板の塗装が溶けて剥がれたり、底板から旋回ベアリングに向かって熱が伝わって旋回ベアリングのグリスが溶け出すのを抑えることができる。

本発明の実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。 旋回フレームの構成を示す平面図である。 排気管周辺の構成を示す斜視図である。 排気管周辺の構成を示す側面断面図である。 図４のＡ−Ａ矢視断面図である。 その他の実施形態に係る遮熱板の配置を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。図１に示すように、この建設機械１０は、後方小旋回型の小型機種であり、クローラ式の下部走行体１１と、下部走行体１１上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２とを備えている。

上部旋回体１２の後側には、エンジン２５等を収容するためのエンジンルーム１５が設けられている。上部旋回体１２の右側には、図示しない燃料タンクや作動油タンク等を収容するための側部機械室１６が設けられている。上部旋回体１２の左側には、運転シートや操作レバー等を備えた操作スペース１７が配置され、上部旋回体１２の上側には、操作スペース１７の上方を覆うようにフード１８が設置されている。

上部旋回体１２の前側には、起伏自在で且つ左右方向に揺動自在に支持されたアタッチメント１３が取り付けられている。アタッチメント１３は、掘削作業等を行うためのものであり、基端部がスイングブラケット１４を介して上部旋回体１２のフロントブラケット２９に回動可能に取り付けられたブーム１３ａと、ブーム１３ａの先端側に回動可能に取り付けられたアーム１３ｂと、アーム１３ｂの先端側に回動可能に取り付けられたバケット１３ｃとを有する。

この建設機械１０では、操作レバー等を操作することにより、ブーム１３ａ、アーム１３ｂ、及びバケット１３ｃにそれぞれ対応する油圧シリンダ１３ｄを伸縮させることで、アタッチメント１３を起伏自在に動かすことができる。また、図示しないスイングシリンダを伸縮させることで、アタッチメント１３を左右方向に揺動自在に動かすことができる。

上部旋回体１２の後部には、動作するアタッチメント１３に対して前後のバランスを保持するために、高重量のカウンタウエイト１９が設置されている。上部旋回体１２の旋回フレーム２０は、円環状の旋回ベアリング２４を介して下部走行体１１に旋回可能に支持されている。

図２に示すように、旋回フレーム２０は、底板２１と、底板２１に立設されて前後方向に延びる左右一対の縦板２２とを備えている。

一対の縦板２２は、旋回フレーム２０の左右方向における中央部位に配置されており、前後方向の強度及び剛性を強化している。縦板２２の前部には、動作するアタッチメント１３の荷重を受け止めるフロントブラケット２９が取り付けられている。一対の縦板２２は、前端部から中央部までは後側に向かって次第に離れるようにＶ字状に配置され、中央部から後端部までは前後方向に平行に延びて配置されている。

旋回フレーム２０の上には、左右方向に延びる横梁２３が前後方向に間隔をあけて立設している。横梁２３は、一対の縦板２２同士を連結するものであり、左右方向の強度及び剛性を強化している。

旋回フレーム２０の後部には、エンジンルーム１５が設けられている。エンジンルーム１５内には、エンジン２５が配設されている。底板２１には、エンジンルーム１５内に連通する開口孔２１ａが形成されている。開口孔２１ａは、エンジン２５を臨むように開口しており、エンジン２５をメンテナンスするための作業孔として利用される。

エンジン２５は、四隅に配設されたエンジン用ブラケット３０によって支持されている。具体的に、左前部及び左後部のエンジン用ブラケット３０は、左側の縦板２２に溶接されている。右後部のエンジン用ブラケット３０は、後ろから１番目の横梁２３に溶接されている。右前部のエンジン用ブラケット３０は、後ろから２番目の横梁２３に溶接されている。以下、この右前部のエンジン用ブラケット３０の構造についてのみ説明する。

右前部のエンジン用ブラケット３０は、車幅方向に間隔をあけて配設された一対のエンジン支持脚３１と、一対のエンジン支持脚３１の上部に跨がってエンジン２５が載置されるエンジン台座部３２とを有している。

エンジン支持脚３１は、底板２１から立設させた状態で底板２１の上面に溶接されている。エンジン支持脚３１の前側の側縁部は、横梁２３の後側の面に溶接されている。エンジン台座部３２は、一対のエンジン支持脚３１に跨るようにその上部に溶接されている。これにより、エンジン用ブラケット３０は、その断面が門型となっている。

一対のエンジン支持脚３１の間には、ブラケット補強板３３が配設されている。ブラケット補強板３３は、車両後側に向かって斜め下方に傾斜した状態で、その両端部が一対のエンジン支持脚３１に溶接されている。

図３に示すように、エンジン２５には、消音器２６が接続されている。消音器２６の排気下流側には、排気管２７が接続されている。排気管２７は、後ろから２番目の横梁２３の後方寄りの位置に配設され、横梁２３に沿って車幅方向に延びている。排気管２７の先端部は、右側の縦板２２に取り付けられた保持ブラケット２８に保持されている。

排気管２７の外周面には、底板２１の開口孔２１ａに向かって排気ガスを排出するために、車両後側に向かって斜め下方に開口した吹出孔２７ａが複数形成されている。排気管２７の吹出孔２７ａから吹き出された高温の排気ガスは、その大部分が開口孔２１ａを通って底板２１の下方に排出される。これにより、エンジンルーム１５から下向きに排気ガスを排出する排気構造が構成される。

しかしながら、排気管２７は、平面視で底板２１に重なり合う位置に配設されているため、排気ガスの一部が底板２１の開口孔２１ａの周縁部に吹き付けられ、底板２１が高温となってしまうことがある。そこで、本実施形態では、底板２１を遮熱板４０で覆うことで、排気ガスが底板２１に直接吹き付けられるのを遮るようにしている。

遮熱板４０は、立設部材としての一対のエンジン支持脚３１の間に配設されている。具体的には、図４に示すように、平面視で排気ガスの排気通路に重なり合う位置に、遮熱板４０が配設されている。図５にも示すように、遮熱板４０は、エンジン支持脚３１の板面に沿って延びる長方形状に形成されている。

底板２１と遮熱板４０との間には、スペーサ部材４１が挟み込まれている。スペーサ部材４１は、底板２１の上面に溶接されるとともに、中央部にネジ孔４１ａが形成されている。遮熱板４０の中央部には、スペーサ部材４１のネジ孔４１ａに対応して貫通孔（図示省略）が形成されており、締結ボルト４２をスペーサ部材４１のネジ孔４１ａにねじ込むことで、遮熱板４０が底板２１に締結固定されている。

なお、スペーサ部材４１は、右側の縦板２２と右側のエンジン支持脚３１との間、及び左側の縦板２２と左側のエンジン支持脚３１との間にも設けられている。このスペーサ部材４１には、エンジンガード（図示省略）が締結固定され、一対のエンジン支持脚３１の外側に位置する底板２１に対して排気ガスが直接吹き付けられないようにしている。

以上のように、本実施形態の建設機械１０の排気構造によれば、排気管２７から下向きに排出される排気ガスの一部が、底板２１に直接吹き付けられるのを遮熱板４０で遮ることができる。さらに、遮熱板４０と底板２１との間に所定の隙間、すなわち空気の層が設けられているので、排気ガスによって遮熱板４０が高温となっても、その熱が底板２１に到達するのを空気層によって遮熱することができる。これにより、底板２１が高温となって底板の塗装が溶けて剥がれる等の不具合が発生するのを抑えることができる。

さらに、図５に示すように、締結ボルト４２が緩んで遮熱板４０が回転しようとしても、遮熱板４０の周縁部がエンジン支持脚３１に当接してその回転が規制されるので、遮熱板４０が回転し続けて遮熱板４０が脱落してしまうことがない。

《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

本実施形態では、長方形状の遮熱板４０を用いて排気ガスを遮熱するようにしたが、この形態に限定するものではなく、遮熱板４０としての遮熱性能を確保でき且つ締結ボルト４２を中心に回転したときに周縁部がエンジン支持脚３１に当接するものであれば、どのような形状であってもよい。

また、本実施形態では、スペーサ部材４１を底板２１の上面に溶接しているが、特にこの形態に限定するものではなく、遮熱板４０を締結ボルト４２で締結するときに、スペーサ部材４１を挟み込んで共締めするようにしてもよい。

また、本実施形態では、平面視で排気ガスの排気経路が一対のエンジン支持脚３１の間を通っているので、遮熱板４０をこの位置に配設するようにしたが、排気経路が異なる位置にある場合には、その位置に遮熱板４０を配設すればよい。例えば、左側の縦板２２と左側のエンジン支持脚３１との間は、図示しないエンジンガードで覆われているが、このエンジンガードの代わりに遮熱板４０を配設してもよい。

また、本実施形態では、底板２１のみを遮熱板４０で覆っているが、例えば、図６に示すように、横梁２３における一対のエンジン支持脚３１の間に、横梁２３との間に隙間を存して遮熱板４０をさらに配設することで、排気ガスが底板２１及び横梁２３に直接吹き付けられないようにしてもよい。また、遮熱板４０を断面Ｌ型に折り曲げた形状とし、この遮熱板４０の垂直面を横梁２３に締結固定するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成で、エンジンルームから下向きに排出される排気ガスによって底板が高温になってしまうのを抑えることができ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。

１０ 建設機械
１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体
１５ エンジンルーム
２１ 底板
２１ａ 開口孔
２５ エンジン
２７ 排気管
２７ａ 吹出孔
３０ エンジン用ブラケット
３１ エンジン支持脚（立設部材）
３２ エンジン台座部
４０ 遮熱板
４１ スペーサ部材
４２ 締結ボルト

Claims (3)

1. 下部走行体と、該下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体のエンジンルーム内に搭載されたエンジンとを備えた建設機械の排気構造であって、
   前記上部旋回体の底板には、前記エンジンルーム内に連通する開口孔が形成され、
   前記エンジンルーム内には、前記エンジンの排気ガスを前記開口孔に向かって下向きに排出させる吹出孔を有する排気管が設けられ、
   前記底板における、前記吹出孔から前記エンジンルーム内に排出された前記排気ガスの排出経路と平面視で重なり合う位置には、該底板の上面に対して隙間を存して遮熱板が配設されていることを特徴とする建設機械の排気構造。
2. 請求項１において、
   前記遮熱板は、前記底板との間にスペーサ部材が挟まれて且つ締結ボルトによって締結固定され、
   前記遮熱板の近傍には、前記底板に立設され且つ該遮熱板が前記締結ボルトを中心に回転したときに該遮熱板の周縁部に当接する立設部材が設けられていることを特徴とする建設機械の排気構造。
3. 請求項２において、
   前記エンジンを支持するエンジン用ブラケットは、互いに間隔をあけて前記底板に立設された一対のエンジン支持脚と、該一対のエンジン支持脚の上部に跨がって該エンジンを載置するエンジン台座部とを有し、
   前記遮熱板は、前記一対のエンジン支持脚の間に配設され、
   前記立設部材は、前記エンジン支持脚で形成されていることを特徴とする建設機械の排気構造。

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