JP6791798B2 - ショベル - Google Patents

Description

本発明は、冷却風を生成するファンを備えたショベルに関する。

従来、ラジエータ等を冷却するための冷却風を生成するファンを備えたショベルが知られている（特許文献１参照。）。このファンは、動翼の回転方向前側を正圧とし後側を負圧として動翼の前後で圧力差を生じさせる。そして、動翼の遠位端である動翼端のところで最大となるこの圧力差は、動翼端のところで圧力変動をもたらし、騒音を発生させてしまう。

特開２０１５−１１７４９４号公報

しかしながら、上述のショベルは、ファンが発生させる騒音を低減させる構成については言及していない。そのため、ファンが発生させる騒音を抑制できるショベルを提供することが望まれる。

本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される回転駆動源と、前記回転駆動源によって駆動されるファンと、前記回転駆動源の回転力を前記ファンに伝えるファンベルトと、前記ファンの回りに配置されるベルマウスと、前記上部旋回体に搭載され、複数の冷却対象物と該複数の冷却対象物の間を塞ぐインシュレーションとを含むラジエータユニットと、を備え、前記ベルマウスの穴の円形の輪郭は、径方向外側に凹むファンベルト交換用の凹みを有し、前記凹みの位置は、前記ファンの回転面において、該回転面に対する前記インシュレーションの投影形状の位置と重複しない。

上述の手段により、ファンが発生させる騒音を抑制できるショベルを提供できる。

ショベルの後方斜視図である。 ショベルの上面図である。 エンジン室の側面図である。 ラジエータユニットとベルマウスの位置関係を示す図である。 ファン及びベルマウスの正面図である。

最初に、図１を参照し、本発明の実施例に係る掘削機（ショベル）について説明する。図１はショベルの後方斜視図である。図１のショベルは、自走可能なクローラ式の下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを有している。上部旋回体３の前側（＋Ｘ側）には、キャブ１０と、作業アタッチメント４０とが設けられている。

作業アタッチメント４０は、ブーム４、アーム（図示せず。）及びバケット（図示せず。）で構成されている。ブーム４は旋回フレーム３ａに回動可能に取り付けられている。アームはブーム４の先端に回動可能に取り付けられ、バケットはアームの先端に回動可能に取り付けられている。

上部旋回体３の後側（−Ｘ側）には、エンジン室１１Ｒが設けられている。エンジン室１１Ｒは、カバー５０により覆われており、カバー５０の左側（−Ｙ側）には吸気側開口１６を開閉する開閉ドア６０が設けられている。

開閉ドア６０は、ヒンジ６０ａにより回動可能に支持されている。開閉ドア６０には複数の吸気口６２が設けられている。冷却風となる外気は吸気口６２からエンジン室１１Ｒ内に取り込まれる。

エンジン室１１Ｒの吸気側開口１６の内側には、エンジン１１及びその他の機器を冷却する冷却ユニット７０が搭載されている。冷却ユニット７０は、ラジエータユニット７２、エアコン用コンデンサ８０、燃料クーラ９０等を含む。エアコン用コンデンサ８０及び燃料クーラ９０はラジエータユニット７２の吸気側（−Ｙ側）に取り付けられている。ラジエータユニット７２の吸気側は、冷却風の流れに関する上流側を意味する。

また、ラジエータユニット７２の吸気側（上流側）には、上側防塵ネット１００及び下側防塵ネット１６０が着脱可能に取り付けられている。上側防塵ネット１００及び下側防塵ネット１６０は、吸気口６２から吸い込まれた空気に含まれる異物のラジエータユニット７２への侵入を防止するフィルタである。異物は、例えば、木屑、落ち葉、粉塵等である。

次に、図２及び図３を参照し、エンジン室１１Ｒ内の内部構成について説明する。図２は、ショベルの上面図であり、エンジン室１１Ｒの内部を透過的に示している。図３は、エンジン室１１Ｒの内部を−Ｘ側から見たときのエンジン室１１Ｒの側面図であり、ファン１７の周囲を透過的に示している。図２に示すように、エンジン室１１Ｒは、キャブ１０及び作業アタッチメント４０の後方に配置され、カバー５０により覆われている。エンジン室１１Ｒの内部には、エンジン１１、油圧ポンプ１４、冷却ユニット７０等が搭載されている。エンジン１１は、エンジンマウントを介して旋回フレーム３ａに固定されている。

ラジエータユニット７２の下流側（＋Ｙ側、すなわち、エンジン側）には、冷却風を生成するファン１７が設けられている。ファン１７はエンジン１１によって駆動される。この場合、エンジン１１は、ファン１７の回転駆動源として機能する。具体的には、ファン１７の回転軸１７Ｘは、ファンベルト１８を介して、エンジン１１の回転軸１１Ｘに連結されている。ファンベルト１８は、エンジン１１の回転力をファン１７に伝える。ファン１７は、ファンシュラウド７３の端部に取り付けられたベルマウス７５内に収納されている。本実施例では、ベルマウス７５は、ゴムリング７６を介してファンシュラウド７３の＋Ｙ側端に取り付けられている。

ファンシュラウド７３は、ラジエータユニット７２の下流側でファン１７の上流側の空間を覆うように設けられている。この構成により、ファン１７によって吸気口６２からエンジン室１１Ｒ内に取り込まれた冷却風は、ラジエータユニット７２の全体を偏りなく冷却しながらラジエータユニット７２を通過することができる。

ベルマウス７５は、ファン１７の動翼端からの気流の巻き返しを防ぐため、ファン１７の動翼端との間に僅かな隙間Ｇが形成されるように構成された穴７５ａを定めるリング状の部材である。本実施例では、ベルマウス７５は、ブラケット等の部材（図示せず。）を介して旋回フレーム３ａに固定されている。

ゴムリング７６は、ベルマウス７５をファンシュラウド７３の端部に取り付けるための弾性部材である。ゴムリング７６は、ファンシュラウド７３とベルマウス７５の間の設置誤差を吸収できるように構成されている。

ファンガード７７は、冷却風の通過を許容しながらファン１７への下流側からの異物の侵入を防止する。本実施例では、金網で構成され、ファン１７の下流側でファン１７の上側半分を覆うように配置されている。ファンガード７７はベルマウス７５の上部に取り外し可能に取り付けられている。作業者は、例えば、ファンベルト１８を交換する際にファンガード７７を取り外す。

ブラケット７８は、ベルマウス７５及びファンガード７７を支持するための部材である。本実施例では、一端がベルマウス７５及びファンガード７７のそれぞれの上部に締結され、他端がエンジン１１の上部に締結されている。

次に、図４を参照し、ベルマウス７５が定める穴７５ａの輪郭形状について説明する。図４は、ラジエータユニット７２とベルマウス７５の位置関係を示す図である。図４（Ａ）はラジエータユニット７２を−Ｙ側から見た図を示し、図４（Ｂ）はラジエータユニット７２を＋Ｚ側から見た図を示す。図４（Ａ）は、ファン１７及びベルマウス７５を隠れ線（点線）で示す。図４（Ａ）の一点鎖線矢印ＡＲ１は、ファン１７の回転方向を示す。

図４（Ａ）に示すように、ベルマウス７５が定める穴７５ａは、ファン１７の動翼端と間に僅かな隙間Ｇを形成する略円形の穴である。そして、穴７５ａは、径方向外側に凹むファンベルト交換用の凹み７５ｂを１つだけ有する。凹み７５ｂは、ファン１７の使用時にも塞がれることはない。すなわち、ベルマウス７５は、図４（Ａ）に示す状態で使用される。

凹み７５ｂは、例えば、作業者がファン１７の下流側にあるファンベルト１８をファン１７の上流側に抜き取る際に利用される。そのため、凹み７５ｂの幅Ｗ_１（図４（Ｂ）参照。）は、望ましくは、ファンベルト１８をファン１７の上流側に抜き取ることができる最小の幅となるように設定される。但し、凹み７５ｂの幅Ｗ_１は、ファンベルト１８の幅より大きくてもよい。

ここで、ファンベルト１８の抜き取り方法について説明する。作業者は、最初に、カバー５０を開けてファンガード７７を取り外す。そして、エンジン１１の回転軸１１Ｘ及びファン１７の回転軸１７Ｘのそれぞれに取り付けられているプーリ（図示せず。）を緩めて軸方向に移動できるようにする。そして、プーリを軸方向に移動させてファンベルト１８をプーリから外す。

その後、作業者は、ベルマウス７５にあるファンベルト交換用の凹み７５ｂを利用し、ファン１７のエンジン側からラジエータユニット側にファンベルト１８を移動させる。具体的には、凹み７５ｂの近くにあるファン１７の動翼の１つにファンベルト１８を巻き付けるように、凹み７５ｂを利用してファンベルト１８の一部をファン１７のラジエータユニット側に移動させる。そして、ファンベルト１８を巻き付けた動翼の隣にある第２の動翼が凹み７５ｂに対向する位置にくるようにファン１７を回転させる。そして、凹み７５ｂを利用し、ファン１７のラジエータユニット側でファンベルト１８が第２の動翼を乗り越えるようにファンベルト１８を動かす。その結果、ファンベルト１８は、回転軸１７Ｘと２つの動翼に巻き付けられた状態となる。

その後、作業者は、ファン１７を構成する全ての動翼をファンベルト１８が乗り越えられるように、同様の作業を繰り返す。ファンベルト１８は、全ての動翼を乗り越えると、回転軸１７Ｘから外された状態となる。

このように、ベルマウス７５がファンベルト交換用の凹み７５ｂを１つだけ有する構成であっても、作業者は、ファン１７からファンベルト１８を取り外してファンベルト１８のメンテナンスを行うことができる。

凹み７５ｂの中心位置Ｐ１は、図４（Ｂ）の一点鎖線で示す平面であるファン１７の回転面Ｓ２において、回転面Ｓ２に対するインシュレーション７４の投影形状７４Ｇの位置と重複しないように配置されている。

インシュレーション７４は、ラジエータユニット７２の構成要素である。インシュレーション７４は、冷却風がラジエータユニット７２に含まれる冷却対象物（「コア」とも称される。）を冷却せずに、それらコアの間を通過してしまうのを防止するための部材である。インシュレーション７４は、例えば、２つのコアの間の隙間を埋める金属柱である。ゴム等で形成されたベーンであってもよい。本実施例では、インシュレーション７４は、第１インシュレーション７４ａ及び第２インシュレーション７４ｂを含む。冷却対象物は、オイルクーラ７２ａ、ラジエータ７２ｂ及びインタークーラ７２ｃを含む。第１インシュレーション７４ａは、オイルクーラ７２ａとラジエータ７２ｂの間の隙間を埋める。第２インシュレーション７４ｂは、ラジエータ７２ｂとインタークーラ７２ｃの間の隙間を埋める。

本実施例では、凹み７５ｂの中心位置Ｐ１は、図４（Ａ）に示すように、ＹＺ平面に平行な鉛直面Ｓ１に対して角度αを形成する平面上にある。第１インシュレーション７４ａの投影形状７４ａＧと交差するベルマウス７５の位置Ｐ２は、鉛直面Ｓ１に対して角度β（≠α）を形成する平面上にある。第２インシュレーション７４ｂの投影形状７４ｂＧと交差するベルマウス７５の位置Ｐ３は、鉛直面Ｓ１に対して角度γ（≠α）を形成する平面上にある。このように、ベルマウス７５の凹み７５ｂは、第１インシュレーション７４ａの投影形状７４ａＧと交差するベルマウス７５の部分、及び、第２インシュレーション７４ｂの投影形状７４ｂＧと交差するベルマウス７５の部分の何れとも重複しないように配置されている。この配置により、本発明の実施例に係るショベルは、インシュレーション７４との関係でファンベルト交換用の凹み７５ｂのところで圧力変動が増大してしまうのを抑制できる。その結果、ファン１７が発生させる騒音を抑制できる。

また、本発明の実施例に係るショベルにおけるベルマウス７５は、ファンベルト交換用の凹み７５ｂを１つだけ備えている。そのため、ファンベルト交換用の凹みが２つ以上形成されたベルマウスに比べ、動翼端のところで生成される圧力変動を削減できる。その結果、ファン１７が発生させる騒音を抑制できる。

次に、図５を参照し、ベルマウス７５が定める穴７５ａの別の輪郭形状について説明する。図５は、ファン１７をエンジン側（＋Ｙ側）から見た図である。図５は、ファン１７の回転面Ｓ２（図４（Ｂ）参照。）に対するインシュレーション７４の投影形状７４Ｇを点線で示す。図５の一点鎖線矢印ＡＲ２は、ファン１７の回転方向を示す。

図５のベルマウス７５は、略円形の穴７５ａと第１インシュレーション７４ａの投影形状７４ａＧとの間の周方向距離が長い点で、図４のベルマウス７５と異なるが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。

図５の例では、ベルマウス７５の凹み７５ｂは、周方向に沿って第１インシュレーション７４ａの幅Ｗ_１の３倍の長さである幅Ｗ_２だけ、第１インシュレーション７４ａの投影形状７４ａＧから離れたところに配置されている。幅Ｗ_２は、幅Ｗ_１の３倍以上の長さであってもよい。また、ファン１７の回転方向に関して投影形状７４ａＧの下流側に配置されている。この配置により、図５のベルマウス７５は、インシュレーション７４との関係でファンベルト交換用の凹み７５ｂのところで圧力変動が増大してしまうのを更に抑制できる。その結果、ファン１７が発生させる騒音を更に抑制できる。

以上、本発明の好ましい実施例が説明された。しかしながら、本発明は、上述した実施例に限定されることはない。上述した実施例は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、上述の実施例を参照して説明された特徴のそれぞれは、技術的に矛盾しない限り、適宜に組み合わされてもよい。

例えば、上述の実施例では、ベルマウス７５の凹み７５ｂは、第１インシュレーション７４ａの投影形状７４ａＧの＋Ｘ側に配置されている。すなわち、第１インシュレーション７４ａの投影形状７４ａＧと第２インシュレーション７４ｂの投影形状７４ｂＧとの間に挟まれないように配置されている。しかしながら、本発明は、この構成に限定されるものではない。凹み７５ｂは、例えば、第１インシュレーション７４ａの投影形状７４ａＧと第２インシュレーション７４ｂの投影形状７４ｂＧとの間に配置されていてもよい。

また、上述の実施例では、ラジエータユニット７２が第１インシュレーション７４ａ及び第２インシュレーション７４ｂを含む場合におけるベルマウス７５の凹み７５ｂの配置が説明された。しかしながら、ラジエータユニット７２は、インシュレーションを１つだけ有する構成であってもよく、３つ以上のインシュレーションを有する構成であってもよい。ベルマウス７５の凹み７５ｂは、インシュレーションの数にかかわらず、ファン１７の回転面Ｓ２において、回転面Ｓ２に対するインシュレーションの投影形状の位置と重複しないように配置される。

また、上述の実施例では、インシュレーションは、Ｚ軸方向に延びる縦部材として説明された。しかしながら、インシュレーションは、Ｙ軸方向に延びる横部材であってもよく、斜めに傾斜する部材であってもよい。

また、上述の実施例では、ファン１７は、エンジン１１によって駆動される。しかしながら、ファン１７は、電動モータ等、エンジン１１とは別の回転駆動源によって駆動されてもよい。

また、上述の実施例では、ベルマウス７５は、ファンシュラウド７３とは別の部材として存在している。しかしながら、ベルマウス７５は、ファンシュラウド７３の一部であってもよい。

また、上述の実施例では、ベルマウス７５の凹み７５ｂは、ファン１７の回転軸１７Ｘよりも高い位置に配置されている。しかしながら、ベルマウス７５の凹み７５ｂは、ファン１７の回転軸１７Ｘよりも低い位置に配置されていてもよい。

１・・・下部走行体 ３・・・上部旋回体 ３ａ・・・旋回フレーム ４・・・ブーム １０・・・キャブ １１・・・エンジン １１Ｒ・・・エンジン室 １１Ｘ・・・回転軸 １４・・・油圧ポンプ １６・・・吸気側開口 １７・・・ファン １７Ｘ・・・回転軸 １８・・・ファンベルト ５０・・・カバー ６０・・・開閉ドア ６０ａ・・・ヒンジ ６２・・・吸気口 ７０・・・冷却ユニット ７２・・・ラジエータユニット ７２ａ・・・オイルクーラ ７２ｂ・・・ラジエータ ７２ｃ・・・インタークーラ ７３・・・ファンシュラウド ７４・・・インシュレーション ７４ａ・・・第１インシュレーション ７４ｂ・・・第２インシュレーション ７４Ｇ、７４ａＧ、７４ｂＧ・・・投影形状 ７５・・・ベルマウス ７５ａ・・・穴 ７５ｂ・・・凹み ７６・・・ゴムリング ７７・・・ファンガード ７８・・・ブラケット ８０・・・エアコン用コンデンサ ９０・・・燃料クーラ １００・・・上側防塵ネット １６０・・・下側防塵ネット

Claims (4)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
   前記上部旋回体に搭載される回転駆動源と、
   前記回転駆動源によって駆動されるファンと、
   前記回転駆動源の回転力を前記ファンに伝えるファンベルトと、
   前記ファンの回りに配置されるベルマウスと、
   前記上部旋回体に搭載され、複数の冷却対象物と該複数の冷却対象物の間を塞ぐインシュレーションとを含むラジエータユニットと、を備え、
   前記ベルマウスの穴の円形の輪郭は、径方向外側に凹むファンベルト交換用の凹みを有し、
   前記凹みの位置は、前記ファンの回転面において、該回転面に対する前記インシュレーションの投影形状の位置と重複しない、
   ショベル。
2. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
   前記上部旋回体に搭載される回転駆動源と、
   前記回転駆動源によって駆動されるファンと、
   前記回転駆動源の回転力を前記ファンに伝えるファンベルトと、
   前記ファンの回りに配置されるベルマウスと、
   前記上部旋回体に搭載され、複数の冷却対象物と、該複数の冷却対象物の間を塞ぐインシュレーションとを含むラジエータユニットと、を備え、
   前記ベルマウスの穴の円形の輪郭は、径方向外側に凹むファンベルト交換用の凹みを１つだけ有し、
   前記凹みの位置は、前記ファンの回転面において、該回転面に対する前記インシュレーションの投影形状の位置と重複しない、
   ショベル。
3. 前記凹みの位置は、周方向に沿って前記投影形状の幅の３倍以上の距離だけ、前記投影形状の位置から離れている、
   請求項２に記載のショベル。
4. 前記凹みは、前記ファンの回転方向に関し、前記投影形状の下流に配置されている、
   請求項２又は３に記載のショベル。

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