JP6567941B2

JP6567941B2 - 建設機械

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Publication number: JP6567941B2
Application number: JP2015198861A
Authority: JP
Inventors: 拓哉犬飼; 泰彦吉野; 仮屋　正雄; 正雄仮屋; 溝口　和彦; 和彦溝口
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: EP3361012A1; EP3361012A4; EP3361012B1; CN107923140B; CN107923140A; JP2017071943A; WO2017061372A1; US20180238021A1; KR102035208B1; US10450721B2; KR20180032630A

Description

本発明は、エンジンの排気ガスを浄化する後処理装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。

この種の従来技術が特許文献１に開示されている。この従来技術は、油圧ショベル等の建設機械であり、手間を要する後処理装置の防振部材の取付作業や、電気配線作業等を簡単に、かつ確実に行うために、車体と別部材からなる支持部材と、支持部材に対して防振部材を介してアッセンブリ化された後処理装置とにより後処理装置組立体を構成し、この後処理装置組立体を支持部材を用いて車体に取付けている。

特表ＷＯ２００８／１３６２０３号公報

ところで昨今、油圧ショベル等においては、排ガス規制に対応するため、大型の後処理装置と、後処理装置の固定のための支持部材や排気システム制御に必要なセンサ等の電装品の追加が余儀なくされている。油圧ショベルにおいては、その狭い車体空間上の制限から、後処理装置の近傍に電装品が配置される場合がある。例えば、特許文献１では後処理装置組立体を構成する支持部材に電装品を取り付けている構成が示されている。

一般的に車体稼働中においては、後処理装置は高温になる。しかしながら、油圧ショベルにおいては、限られた車体空間内に設置される後処理装置の大型化や、後処理装置の支持部材追加等によって、後処理装置廻りの空間は狭くなることとなり、結果として、後処理装置廻りの雰囲気温度は高くなる傾向にある。このような油圧ショベルにおいて、センサ類の電装品を後処理装置の近傍に配置すると、高温となる後処理装置からの熱影響により、センサ等の電装品の故障や誤動作を起こす恐れがある。

なお、前述した特許文献１に開示された従来技術にあっては、後処理装置の近傍にセンサ等の電装品を配置する点、及び配置されたセンサ等の電装品が後処理装置から受ける熱影響に対処する手段については考慮がなされていない。

上記した課題を解決するために、本発明の目的は、後処理装置の近傍に設けた電装品を効率よく冷却することができる建設機械を提供することにある。

上記した課題を解決するために、本発明に係る建設機械は、本体と、この本体に取り付けられる作業装置と、それぞれ前記本体に設けられたエンジン、冷却風を生起させる冷却ファン、及び前記エンジンの排気ガスを浄化する後処理装置とを備えた建設機械において、前記後処理装置の近傍に配置した電装品と、前記後処理装置の上方に設けられ、前記電装品を覆うカバー部材と、前記冷却風の流れの上流側に位置する前記カバー部材の一方の端部に設けられ、前記冷却風が流入する流入側開口部と、前記流入側開口部から流入した前記冷却風を前記カバー部材の内部へ円滑に案内する前記カバー部材に設けられた流入側案内部と、前記冷却風の流れの下流側に位置する前記カバー部材の他方の端部に設けられ、前記流入側開口部から流入した前記冷却風が流出する流出側開口部と、前記後処理装置に配置された取り付け部材に固定される支持部材と、前記支持部材に前記カバー部材を固定する固定部とを備え、前記カバー部材は、前記流入側案内部が、前記カバー部材と前記後処理装置との間で形成された前記電装品を有する空間に対し、前記冷却風の流れの上流側へ向かって拡張するように形成されると共に、前記後処理装置と前記カバー部材との空間が、前記流入側開口部から前記流出側開口部に向かって狭くなるように形成されたことを特徴としている。

本発明に係る建設機械は、後処理装置の上方で、電装品を覆うカバー部材を、流入側案内部がカバー部材と後処理装置との間で形成された電装品を有する空間に対し、冷却風の流れの上流側へ拡張するように形成すると共に、後処理装置とカバー部材との空間が、流入側開口部から前記流出側開口部に向かって狭くなるように形成したことから、冷却ファンで生起させた冷却風を速い速度で電装品に接触させ、この後処理装置の近傍に設けた電装品を効率よく冷却することができる。これにより本発明は、後処理装置の近傍に電装品を設けた場合でも、電装品を効率よく冷却することができる。

また、本発明は、後処理装置の上に堆積した木の葉や、おがくずなどの堆積物を流出側開口部から流出した冷却風によって吹き飛ばして除去することができる。すなわち本発明は、後処理装置の上の堆積物が加熱された後処理装置によって発火することを防止できる。

また、本発明に備えられるカバー部材は、簡単な形状に形成することが可能であり、また、このカバー部材の取り付けも容易に実現できる。これにより本発明は、カバー部材を設けることに伴う製作費を安く抑えることができる。

また、本発明に備えられる電装品は、後処理装置近傍に集約され固定される。これにより、電装品搭載のために必要な車体スペースを最小限にすることができる。

本発明に係る建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。本実施形態に備えられる旋回体上に配置される主要構成を示す図１中のＡ−Ａ方向から見た側断面図である。本実施形態の図２中のＢの要部拡大図である。本実施形態に備えられるカバー部材を示す斜視図である。

以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る建設機械は、例えば油圧ショベルから成る。この油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置され、本体を形成する旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置３とを備えている。

また、旋回体２上の前側位置には運転室４を配置してある。後側位置には重量バランスを確保するカウンタウエイト５を配置してある。運転室４とカウンタウエイト５との間には、エンジン室６を配置してある。

図２に示すように、旋回体２上には、エンジン１０が収容される前述のエンジン室６に隣設させて熱交換器室１１を配置してある。この熱交換器室１１には、ラジエータなどの熱交換器１２が収容されている。熱交換器室１１の上方には、この熱交換器室１１を覆う上部カバー１３を設けてある。

エンジン室６の上方には、このエンジン室６を覆う上部カバー１４を設けてある。また、上部カバー１４に形成されたメンテナンス用の開口部を開閉する開閉扉１５を設けてある。

熱交換器１２とエンジン１０との間には、熱交換器１２の内部を流れる冷却水などの冷却ために車体外部から内部へ取り入れる外気を、冷却風として生起させる冷却ファン１６を配置してある。

また、エンジン室６の内部には、エンジン１０の排気ガスを浄化する後処理装置１７を配置してある。この後処理装置１７の上方には、この後処理装置１７のメンテナンス用の開口部を被覆可能な上部カバー１８を設けてある。この上部カバー１８には、エンジン室６の内部の熱せられた空気を旋回体２の外部へ排出させるダクト１９を設けてある。

また、図２、図３に示すように、排気システムの制御のために後処理装置１７の近傍に配置され、後処理装置１７の内部の温度や排気ガス中に含まれるＮＯｘ量などを検知するセンサ２０ａと、センサ２０ａからの出力信号の変換などを行うコントローラ２０ｂ等から構成される電装品２０と、後処理装置１７の上方に設けられ、電装品２０を覆うカバー部材２１とを設けてある。

カバー部材２１は、電装品２０の配置形態に沿う形状に形成してある。例えばこのカバー部材２１は、水平部３１ａと傾斜部３１ｂを有する本体部３１と、この本体部３１の一方の端部側に設けられ、冷却ファン１６で生起した冷却風を当該カバー部材２１の内部に円滑に案内する流入側案内部３２と、本体部３１の他方の端部側に設けられ、カバー部材２１の内部に流入した冷却風を、カバー部材２１の外部に円滑に案内する流出側案内部３３とを備えている。流入側案内部３２は、カバー部材２１の傾斜部３１ｂと後処理装置１７との間で形成される電装品２０を有する空間に対し、冷却風の上流側へ拡張するように設けられており、より多くの冷却風をカバー部材２１と後処理装置１７との間に円滑に案内する構造となっている。

また、カバー部材２１は、例えば一枚板から成っている。このカバー部材２１の本体部３１を構成する水平部３１ａと傾斜部３１ｂは、折り曲げ線３１ｃにおいて折り曲げ形成してある。流入側案内部３２は、本体部３１の傾斜部３１ｂから水平に折り曲げ形成してある。流出側案内部３３は、本体部３１の水平部３１ａから傾斜状に折り曲げ形成してある。

また、カバー部材２１は、エンジン１０の停止時にカバー部材２１の内部の熱と後処理装置１７との間に籠った熱を、カバー部材２１の外部へ放熱する放熱開口部３６を有する。例えば２つの放熱開口部３６を設けてあり、これらの放熱開口部３６を本体部３１の折り曲げ線３１ｃの位置に配置してある。

また、図３に示すように、本実施形態は、冷却風の流れの上流側に位置するカバー部材２１の一方の端部に設けられ、冷却ファン１６で生起させた冷却風が流入する流入側開口部２５と、冷却風の流れの下流側に位置するカバー部材２１の他方の端部に設けられ、流入側開口部２５から流入した冷却風が流出する流出側開口部２６とを備えている。後処理装置１７とカバー部材２１との空間は、流入側開口部から流出側開口部に向かって狭くなるよう設定してある。すなわち、流入側開口部２５から流出側開口部２６に向かって、冷却風の流れを絞り、風速を上げる構造となっている。

また、図３に示すように、本実施形態は、後処理装置１７に設けられた取り付け部材２２に固定されるブラケット２３に、前述した電装品２０を保持させてある。また例えば、取り付け部材２２に固定される２つの支持部材２４と、カバー部材２１に形成した図４に示す２つの孔部３４のそれぞれに挿通し、支持部材２４のそれぞれに形成したねじ部に螺合して、カバー部材２１を支持部材２４に締結する２本のボルト３５を備えている。

前述した２本のボルト３５、カバー部材２１に形成した２つの孔部３４、及び２つの支持部材２４に形成されボルト３５のそれぞれと螺合するねじ部によって、支持部材２４のそれぞれにカバー部材２１を固定する固定部が構成されている。

このように構成した本実施形態にあっては、エンジン１０の駆動に伴って冷却ファン１６が作動し、この冷却ファン１６によって外気が取り込まれて冷却風が生起すると、その冷却風によって熱交換器室１１の熱交換器１２の内部を流れる冷却水などが冷却され、さらにその冷却風がエンジン室６に導かれる。カバー部材２１付近にあっては、エンジン室６に導かれた冷却風が主に流入側開口部２５からカバー部材２１の内部に流入し、流出側開口部２６からカバー部材２１の外部に流出する。

このとき、流入側案内部３２は、カバー部材２１の傾斜部３１ｂと後処理装置１７との間で形成された電装品２０を有する空間に対し、冷却風の上流側へ向かって拡張するように設定し、また、後処理装置１７とカバー部材２１との空間が、流入側開口部から流出側開口部に向かって狭くなるように設定してあることから、冷却風は、カバー部材２１と後処理装置１７との間に円滑に案内されると共に、流入側開口部２５から流出側開口部２６に向かい流れを絞られることによって、風速が上がる。これによりカバー部材２１の内部に導かれた冷却風は速い速度で電装品２０に接触する。

このように本実施形態に係る油圧ショベルにあっては、冷却風を速い速度で電装品２０に接触させて後処理装置１７の近傍に設けた電装品２０を効率よく冷却することができる。これにより本実施形態は、後処理装置１７の近傍に電装品２０を設けた場合でも、電装品２０を効率よく冷却することができる。すなわち本発明は、電装品２０の安定した検出機能を維持させることができる。

また、本実施形態は、上部カバー１８に設けたダクト１９などからエンジン室６内に入り込み、後処理装置１７の上に木の葉や、おがくずなどの堆積物が生じた場合でも、これら堆積物を流出側開口部２６から流出する風速の高い冷却風によって吹き飛ばして除去することができる。すなわち本実施形態は、後処理装置１７の上の堆積物が、高温になった後処理装置１７によって発火してしまうことを防止できる。

さらに、本実施形態に備えられるカバー部材２１は、一枚板から成る簡単な構成であり、また、ボルト３５によって支持部材２４に容易に取り付けることができる。これにより本発明は、カバー部材２１を設けることに伴う製作費を安く抑えることができる。

また、本実施形態は、カバー部材２１が、電装品２０の配置形態に沿う形状に形成してあることから、カバー部材２１が配置されるスペースを必要最小限のスペースとすることができ、部品配置に制約を受ける油圧ショベルに好適である。

また、本実施形態は、カバー部材２１が放熱開口部３６を有することから、エンジン１０の停止時には、カバー部材２１と後処理装置１７との間で籠った熱をカバー部材２１の外部へ放熱することができる。これにより、電装品２０に熱い空気が接触され続けることを防ぐことができる。

また、本実施形態は、２つの支持部材２４と、２本のボルト３５とによって、カバー部材２１をエンジン室６の内部に安定して保持させることができ、信頼性の高い油圧ショベルを実現させることができる。

なお、前述した実施形態にあっては、カバー部材２１の本体部３１は、折り曲げ線３１ｃによって折り曲げられた水平部３１ａと傾斜部３１ｂとを有する構成にしてあるが、本発明は、このように構成することには限られない。本体部３１を電装品２０の配置形態に沿う曲面状の板部によって構成してもよい。

また、前述した実施形態にあっては、カバー部材２１が流入側案内部３２と流出側案内部３３とを有しているが、カバー部材２１がカバー部材２１と後処理装置１７との間で形成された電装品２０を有する空間に対し、冷却風の流れの上流側へ向かって拡張するように形成されると共に、後処理装置１７とカバー部材２１との空間が、前記流入側開口部２５から前記流出側開口部２６に向かって狭くなる構成をとっていればよく、流入側案内部３２及び流出側案内部３３を設けず、本体部３１を構成する水平部３１ａと傾斜部３１ｂの折り曲げ角度を変更し、傾斜部３１ｂに流入側案内部３２の機能と水平部３１ａに流出側案内部３３の機能を持たせカバー部材２１を構成してもよい。

また、前述した実施形態は、油圧ショベルから成るが、本発明は油圧ショベルに適用することには限られない。すなわち、作業装置を備えるとともに、本体上に設けられるエンジン、冷却風の流れに対して上流側に配置される冷却ファン、下流側に配置される後処理装置、及びこの後処理装置の近傍に配置される電装品を備えた建設機械であれば、本発明を適用することができる。

２旋回体（本体）
３作業装置
６エンジン室
１０エンジン
１６冷却ファン
１７後処理装置
２０電装品
２０ａセンサ（電装品）
２０ｂコントローラ（電装品）
２１カバー部材
２２取り付け部材
２３ブラケット
２４支持部材
２５流入側開口部
２６流出側開口部
３１本体部
３１ａ水平部
３１ｂ傾斜部
３２流入側案内部
３３流出側案内部
３４孔部（固定部）
３５ボルト（固定部）
３６放熱開口部

Claims

本体と、この本体に取り付けられる作業装置と、それぞれ前記本体に設けられたエンジン、冷却風を生起させる冷却ファン、及び前記エンジンの排気ガスを浄化する後処理装置とを備えた建設機械において、
前記後処理装置の近傍に配置した電装品と、
前記後処理装置の上方に設けられ、前記電装品を覆うカバー部材と、
前記冷却風の流れの上流側に位置する前記カバー部材の一方の端部に設けられ、前記冷却風が流入する流入側開口部と、
前記流入側開口部から流入した前記冷却風を前記カバー部材の内部へ円滑に案内する前記カバー部材に設けられた流入側案内部と、
前記冷却風の流れの下流側に位置する前記カバー部材の他方の端部に設けられ、前記流入側開口部から流入した前記冷却風が流出する流出側開口部と、
前記後処理装置に配置された取り付け部材に固定される支持部材と、
前記支持部材に前記カバー部材を固定する固定部とを備え、
前記カバー部材は、前記流入側案内部が、前記カバー部材と前記後処理装置との間で形成された前記電装品を有する空間に対し、前記冷却風の流れの上流側へ向かって拡張するように形成されると共に、前記後処理装置と前記カバー部材との空間が、前記流入側開口部から前記流出側開口部に向かって狭くなるように形成されたことを特徴とする建設機械。
請求項１に記載の建設機械において、
前記カバー部材は、その一部を前記電装品の配置形態に沿う形状に形成したことを特徴とする建設機械。
請求項１に記載の建設機械において、
前記カバー部材は、一枚板から成ることを特徴とする建設機械。
請求項１に記載の建設機械において、
前記カバー部材は、前記エンジンの停止時に前記カバー部材の内部の熱を前記カバー部材の外部へ放熱する放熱開口部を有することを特徴とする建設機械。
請求項１に記載の建設機械において、
前記電装品は、前記後処理装置に設けられた取り付け部材に、ブラケットを介し、集約され固定されることを特徴とする建設機械。