JP7437208B2

JP7437208B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP7437208B2
Application number: JP2020055683A
Authority: JP
Inventors: 龍広村上; 貴雄日高
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: JP2021155966A

Description

本発明は、建設機械に関し、特にエンジンを備えた建設機械に関する。

油圧ショベルなどの建設機械は、稼働環境が過酷であるため、エンジンやエンジンルームに塵埃が付着して堆積しやすく、堆積した塵埃が熱源により着火するおそれがある。特許文献１には、エンジンルームの隅部に向けて圧縮空気を吹き付ける第１清掃装置と、エンジンルーム内に配置されたエンジン補器類の１つであるマフラーのエンジン隣接部分に向けて圧縮空気を吹き付ける第２清掃装置とが開示されている。

これらの清掃装置は、油圧ショベルの上部旋回体の旋回フレームに圧縮空気入口部と圧縮空気出口部とを取り付け、旋回フレーム上に圧縮空気入口部と圧縮空気出口部とを接続する配管を配策し、圧縮空気出口部から圧縮空気を吹き出すように構成されている。

特開２０１７－２５６６８号公報

上記特許文献１の第２清掃装置は、マフラーのエンジン隣接部分に向けて上方から圧縮空気を吹き付ける。しかし、マフラーよりも高温となるエンジンの部位であって、特に上方から圧縮空気を吹き付けただけでは清掃し難い当該部位の下面に付着して堆積した塵埃を除去することはできない。高温となる部位に堆積した塵埃は着火する危険性がより一層高まるため、このような清掃し難く且つ高温となる部位の塵埃を確実に除去する必要がある。

また、特許文献１においては、旋回フレーム上に配策した配管を要するため、装置構成が複雑となるとともに、配管を含む清掃装置のスペースをエンジンルームに確保しなければならず、エンジンルーム、ひいては車体の小型化が阻害される。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、清掃し難く且つ高温となる部位の塵埃の除去を効率的に且つ効果的に行うことができ、さらに、エンジンルームの省スペース化、ひいては車体の小型化にも寄与する建設機械を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、本発明の建設機械は、エンジンルームに配置されたエンジンと、エンジンの側面に取り付けられる排気出口部と、エンジンルームの上方の開口部に設けられたエンジンカバーと、エンジンルームの側壁に取り付けられるとともに、開口部に設けられたエンジンカバーを開けた状態で行われる清掃作業のときに、側壁の上方から吹き付けられる圧縮空気を排気出口部の下側におけるエンジンの側面に向けて導風するガイドプレートとを備える。

本発明の建設機械によれば、堆積した塵埃の清掃作業を効率的に且つ効果的に行うことができ、さらに、エンジンルームの省スペース化に貢献しつつ、清掃し難く且つ高温となる箇所の塵埃を確実に除去することができる。

本発明の一実施形態に係る建設機械の一例として示す油圧ショベルの側面図である。上部旋回体の後部を示す上面図である。図２において開口部のカバーを開けた状態を示す上面図である。上部旋回体を側方から見たときにエンジンルーム内のみを透過して示す側面図である。図４における圧縮空気の吹き付け状態を示す拡大図である。ガイドプレートの斜視図である。図６のガイドプレートの斜視図において、空気供給ノズルの位置をガイドプレートの（ａ）幅方向中央、（ｂ）幅方向一端側、（ｃ）幅方向他端側に変えた場合のそれぞれの圧縮空気の流路を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る建設機械について図面を参照して説明する。
図１は、建設機械の一例として、エンジンを駆動源とする油圧ショベル１の側面図を示す。油圧ショベル１の車体２は、自走可能なクローラ式の下部走行体３と、下部走行体３の上に旋回可能に搭載される上部旋回体４とから構成されている。上部旋回体４の前部には土砂の掘削作業などを行うためのスイング式の作業装置５が取付けられている。なお、図１で見て左側を車体２の前方とし、図１で見て右側を車体２の後方とする。

上部旋回体４は、下部走行体３の車幅内で旋回可能に構成され、上部旋回体４の前部には、オペレータが搭乗するキャブ６が設置されている。作業装置５は、上部旋回体４の旋回フレーム７の前部に、左右に揺動可能に、且つ上下方向に俯仰動可能に取り付けられている。上部旋回体４の後部には、車体２の重量バランスをとるためのカウンタウエイト８が搭載されている。

図２は、上部旋回体４の後部の上面図を示す。なお、図２で見て左側を車体２の後方とし、図２で見て右側を車体２の前方とする。上部旋回体４の後部には開口部９が形成され、エンジン及びエンジン補器類の保守点検作業や清掃作業を行うときは、作業者が開口部９のエンジンカバー１０を開けてエンジンやエンジン補器類にアクセスできるようになっている。

図３は、図２において開口部９のエンジンカバー１０を開けた状態の上面図を示す。旋回フレーム７の後部には、開口部９からアクセス可能なエンジンルーム１１が形成されている。エンジンルーム１１内には、エンジン１２が車体２の車幅方向（図３で見て上下方向）に横置き状態で配置されている。また、エンジンルーム１１には、エンジン１２の吸気系や排気系などの補器類が配設されている。

排気系の補器類として、エンジン１２の側面１２ａにはエキゾーストマニホールド１３が取り付けられ、エキゾーストマニホールド１３の集合管は、ターボチャージャ１４、エキゾーストパイプ１５を経て後処理装置１６に接続されている。後処理装置１６は、オイルフィルタ、セジメンタ（油水分離器）、マフラー、エアクリーナなどから構成される。

そして、本実施形態では、エンジンルーム１１の側壁１１ａにガイドプレート１７が取り付けられている。図３の場合、エキゾーストマニホールド１３が正対する側壁１１ａにガイドプレート１７が取り付けられており、エンジンルーム１１を清掃する際に使用する空気供給ノズル１８の先端が、エンジンルーム１１の側壁１１ａのガイドプレート１７の取り付け部位に沿って向けて差し込まれた状態が示されている。この状態により、エンジンルーム１１の側壁１１ａの上方からエンジンルーム１１内に圧縮空気を吹き付け可能である。

図４は、上部旋回体４を側方から見たときにエンジンルーム１１内のみを透過した側面図を示す。図５は、図４における圧縮空気の吹き付け状態の拡大図を示す。エンジンルーム１１の清掃作業を行うとき、作業者は、空気供給ノズル１８を持って上部旋回体４の上に立ち、開口部９のエンジンカバー１０を開け、空気供給ノズル１８の先端を側壁１１ａのガイドプレート１７の取り付け部位に沿って差し込む。そして、空気供給ノズル１８を操作し、圧縮空気の吹き付け作業、すなわちエアブロー作業を行う。

ガイドプレート１７は、側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気を図５の一点鎖線矢印及び二点鎖線矢印で示すように、エキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて導風する。エンジン１２の側面１２ａに吹き付けられた圧縮空気は、図５の実線矢印で示すように、流路が変更されてエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに吹き付けられる。

これにより、エキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに付着し、堆積した塵埃が除去される。特に、エンジン１２の側面１２ａとエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａとから形成される隅部１９には、塵埃が付着して堆積し易いが、この隅部１９における塵埃も効果的に除去される。

また、エキゾーストマニホールド１３の他、エンジン１２から後処理装置１６までに配置された排気系のエンジン補器類（排気出口部）、例えばターボチャージャ１４やエキゾーストパイプ１５などの下面にも、ガイドプレート１７により導風された圧縮空気を間接的に又は直接的に吹き付け、エキゾーストマニホールド１３を含む排気出口部の複数部位の下面に付着、堆積した塵埃を除去することも可能である。

図６は、ガイドプレート１７の斜視図を示す。図６及び後述する図７においては、圧縮空気の吹き付け方向である上下方向をＹ、圧縮空気の吹き付け方向との交差する方向であるガイドプレート１７の幅方向をＸ、上下方向Ｙ及び幅方向Ｘの双方に交差する下延部２１の突出方向をＺと規定する。

ガイドプレート１７は、エンジンルーム１１の側壁１１ａに取り付けられる取付部２０と、取付部２０から下方に延びる下延部２１とを有する。図５に示すように、下延部２１は、取付部２０から、エキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて、例えば取付部２０に対し鈍角の屈曲角度を有して曲げられた形状を有する。

より詳しくは、下延部２１は、取付部２０から下方に延び、エキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて傾斜して延びる傾斜面部２２を有する。また、下延部２１は、傾斜面部２２からエキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて延びる平坦面部２３を有している。平坦面部２３は例えば水平面に形成されている。

取付部２０の幅方向Ｘの中央にはリブ２４が立設され、リブ２４の下端は下延部２１の傾斜面部２２に接続されている。空気供給ノズル１８の先端から吹き出された圧縮空気は、主として先ず傾斜面部２２に吹き付けられる。しかし、リブ２４を形成したことにより、ガイドプレート１７の剛性が高まるため、圧縮空気の圧力によって傾斜面部２２が過度に変形することが防止される。

また、取付部２０には、複数の、例えば図６においては３つのボルト孔２５が穿孔され、各ボルト孔２５にボルトを挿通して側壁１１ａに取付部２０がボルト締結される。また、下延部２１の幅方向Ｘの両端には、それぞれガイド壁２６ａ、２６ｂが立設されている。本実施形態の場合、一対のガイド壁２６ａ、２６ｂは、傾斜面部２２と平坦面部２３との双方に形成され、下延部２１にて圧縮空気の幅方向Ｘにおける流路幅を規定する。

下延部２１は、一対のガイド壁２６ａ、２６ｂの間に下延部２１の下端に向けて幅方向Ｘの距離を徐々に狭くした狭幅形状を有する。本実施形態の場合、この狭幅形状は、傾斜面部２２と平坦面部２３との双方において形成され、下延部２１における圧縮空気の幅方向Ｘにおける流路幅を下延部２１の下端に至るまでに徐々に狭くする。

図７は、ガイドプレート１７の斜視図において、空気供給ノズル１８の先端の位置をガイドプレート１７の（ａ）幅方向中央、（ｂ）幅方向一端側、（ｃ）幅方向他端側に変えた場合のそれぞれの圧縮空気の流路を示す。図７（ａ）では、空気供給ノズル１８の先端がガイドプレート１７の幅方向Ｘの中央に位置付けられ、この位置にて取付部２０に沿って且つ傾斜面部２２に向けて上方から圧縮空気が吹き付けられる。

この場合、圧縮空気は、傾斜面部２２の幅方向Ｘの中央を流れ、平坦面部２３の下端の幅方向Ｘの中央から、エキゾーストマニホールド１３の下側のエンジン１２の側面１２ａ、ひいてはエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに向けて吹き出される。これにより、平坦面部２３の幅方向Ｘの中央付近が上下方向Ｙにて投影される下面１３ａの領域に塵埃が過度に堆積している場合、この塵埃を集中的に除去することができる。

一方、図７（ｂ）では、空気供給ノズル１８の先端がガイドプレート１７の幅方向Ｘの一端側、すなわちガイド壁２６ａ側に位置付けられ、この位置にて取付部２０に沿って且つ傾斜面部２２に向けて上方から圧縮空気が吹き付けられる。この場合、圧縮空気は、傾斜面部２２及び平坦面部２３のガイド壁２６ａに沿って流れながらガイド壁２６ｂ側に流路が変更される。

そして、圧縮空気は、平坦面部２３の下端のガイド壁２６ｂ側から、エキゾーストマニホールド１３の下側のエンジン１２の側面１２ａ、ひいてはエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに向けて吹き出される。これにより、平坦面部２３の下端のガイド壁２６ｂ付近が上下方向Ｙにて投影される下面１３ａの領域に塵埃が過度に堆積している場合、この塵埃を集中的に除去することができる。

一方、図７（ｃ）では、空気供給ノズル１８の先端がガイドプレート１７の幅方向Ｘの他端側、すなわちガイド壁２６ｂ側に位置付けられ、この位置にて取付部２０に沿って且つ傾斜面部２２に向けて上方から圧縮空気が吹き付けられる。この場合、圧縮空気は、傾斜面部２２の幅方向Ｘのガイド壁２６ｂに沿って流れながらガイド壁２６ａ側に流路が変更される。

そして、圧縮空気は、平坦面部２３の下端のガイド壁２６ａ側から、エキゾーストマニホールド１３の下側のエンジン１２の側面１２ａ、ひいてはエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに向けて吹き出される。これにより、平坦面部２３の下端のガイド壁２６ａ付近が上下方向Ｙにて投影される下面１３ａの領域に塵埃が過度に堆積している場合、この塵埃を集中的に除去することができる。

以上のように、本実施形態では、エンジンルーム１１の側壁１１ａに取り付けられたガイドプレート１７が、側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気をエキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて導風する。エンジン１２の側面１２ａに吹き付けられた圧縮空気は、拡散して少なくとも一部の流路が変更されてエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに吹き付けられる。

これにより、エンジン１２の側面１２ａに取り付けられ、エンジン隣接部分として最も高温となるエキゾーストマニホールド１３の、特に上方から圧縮空気を吹き付けただけでは清掃し難い下面１３ａに付着し堆積した塵埃を確実に除去することができる。従って、塵埃の着火に起因した火災を効果的に防止することができるため、油圧ショベル１の安全性及び信頼性を確保することができる。

また、作業者は、通常の清掃作業、すなわち、空気供給ノズル１８を持って上部旋回体４の上に立ち、エンジンカバー１０を開け、エンジンルーム１１に向けて圧縮空気を吹き付ける作業手順で、エキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに付着、堆積した塵埃を除去することができる。これにより、清掃作業に係る作業時間を短縮できるとともに、作業手順を通常と同じ簡素なものとすることができる。従って、作業者の負担を軽減し、作業者の清掃作業の失念を抑制可能である。

また、図７（ａ）～図７（ｃ）に示したように、作業者は、ガイドプレート１７に対する空気供給ノズル１８の差し込み位置を変更するだけで、塵埃の堆積状態に応じて圧縮空気の吹き付け箇所を柔軟に変更することができる。従って、高温となるエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに付着、堆積した塵埃の清掃作業を効率的に且つ効果的に行うことができる。

また、ガイドプレート１７は、下延部２１が突出方向Ｚに若干突出しただけの簡素なプレートから構成されるため、エンジンルーム１１に清掃装置の配管を配策するためのスペースなどは不要である。従って、エンジンルーム１１の省スペース化、ひいては車体２の小型化にも寄与する。

より詳しくは、ガイドプレート１７は、取付部２０と下延部２１とから構成され、下延部２１は、取付部２０から下方に延び、エキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて取付部２０から曲げられた形状を有している。取付部２０の上下方向Ｙの長さ、取付部２０に対する下延部２１の屈曲角度、及び下延部２１の長さや幅方向Ｘにおける幅は、油圧ショベル１、ひいてはエンジンルーム１１の仕様に応じて設定される。これにより、エンジンルーム１１の限られたスペースに、エキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに圧縮空気を導風可能なガイドプレート１７を設置可能である。

また、下延部２１は、エキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに近づく方向に傾斜して延びる傾斜面部２２を有する。これにより、エンジンルーム１１の側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気の減速を抑制しつつ、エンジン１２の側面１２ａ、ひいてはエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに確実に導風することができる。

また、下延部２１は、傾斜面部２２からエキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて延びる平坦面部２３を有する。これにより、エンジンルーム１１の側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気をエキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに対しほぼ垂直に吹き付けることができる。これにより、エンジン１２の側面１２ａに吹き付けられた圧縮空気が効率的に拡散されるため、エキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに確実に導風することができる。

また、下延部２１は、幅方向Ｘの両端にそれぞれ立設されたガイド壁２６ａ、２６ｂを有する。これにより、圧縮空気の幅方向Ｘにおける流路幅が規定されるため、下延部２１の幅方向Ｘの外側に圧縮空気が逸れて流れることが抑制される。従って、エンジンルーム１１の側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気の減速をさらに効果的に抑制しつつ、エンジン１２の側面１２ａ、ひいてはエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに確実に導風することができる。

また、下延部２１は、一対のガイド壁２６ａ、２６ｂの間の幅方向Ｘにおける距離を下延部２１の下端に向けて徐々に狭くした狭幅形状をなしている。これにより、下延部２１に沿って流れる圧縮空気の流路は、一対のガイド壁２６ａ、２６ｂの間において徐々に狭くなるため、圧縮空気は下延部２１の下端に至るまでに流速が徐々に加速する。

すなわち、下延部２１の一対のガイド壁２６ａ、２６ｂと狭幅形状とは、ガイドプレート１７にエアノズルと同様の機能を付与する。従って、エンジンルーム１１の側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気を効果的に加速しつつ、エンジン１２の側面１２ａ、ひいてはエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに確実に導風することができる。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、ガイドプレート１７は、エンジンルーム１１の側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気をエキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに向けて導風し、ひいてはエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに吹き付け可能であれば、前述した取り付け箇所及び形状に厳密に限定されるものではない。

より具体的には、下延部２１の形状によっては、ガイドプレート１７の取り付け箇所をエキゾーストマニホールド１３が正対する側壁１１ａ以外の側壁１１ａにしても良い。また、下延部２１は、全体として、エキゾーストマニホールド１３の下側におけるエンジン１２の側面１２ａに近づくように形成されれば良く、取付部２０に対する傾斜面部２２の屈曲角度は、鈍角に限らず、直角であっても良い。また、平坦面部２３は水平面に限らないし、平坦面部２３がなくとも良い。

また、一対のガイド壁２６ａ、２６ｂは、必ずしも傾斜面部２２と平坦面部２３との双方に形成する必要はなく、下延部２１の幅方向Ｘの両端の少なくとも一部に対向して立設されていれば、少なくとも圧縮空気の流路幅を規定する効果を奏する。また、下延部２１の狭幅形状も同様に、必ずしも傾斜面部２２と平坦面部２３との双方に形成する必要はなく、下延部２１の一対のガイド壁２６ａ、２６ｂの間の少なくとも一部に形成されていれば、ガイドプレート１７にエアノズルと同様の機能を付与可能である。なお、下延部２１の下端、すなわち少なくとも平坦面部２３に狭幅形状を形成すれば、エアノズル機能をより一層高めることができる。

また、傾斜面部２２及び平坦面部２３を形成せずに、下延部２１を全体的に湾曲形状としても良い。また、下延部２１の形状によっては、エンジンルーム１１の側壁１１ａの上方から吹き付けられる圧縮空気の少なくとも一部をエキゾーストマニホールド１３の下面１３ａに直接に吹き付けることも可能である。

さらに、前述したガイドプレート１７は、油圧ショベル１に限らず、エンジン１２を備えた種々の建設機械に適用可能である。

１油圧ショベル（建設機械）
１１エンジンルーム
１１ａ側壁
１２エンジン
１２ａ側面
１３エキゾーストマニホールド（排気出口部）
１７ガイドプレート
２０取付部
２１下延部
２２傾斜面部
２３平坦面部
２６ａ、２６ｂガイド壁
Ｘ幅方向

Claims

エンジンルームに配置されたエンジンと、
前記エンジンの側面に取り付けられる排気出口部と、
前記エンジンルームの上方の開口部に設けられたエンジンカバーと、
前記エンジンルームの側壁に取り付けられるとともに、前記開口部に設けられた前記エンジンカバーを開けた状態で行われる清掃作業のときに、前記側壁の上方から吹き付けられる圧縮空気を前記排気出口部の下側における前記エンジンの側面に向けて導風するガイドプレートと
を備えることを特徴とする建設機械。
前記ガイドプレートは、前記エンジンルームの前記排気出口部が正対する前記側壁に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
前記ガイドプレートは、
前記エンジンルームの側壁に取り付けられる取付部と、
前記取付部から下方に延び、前記排気出口部の下側における前記エンジンの側面に向けて前記取付部から曲げられた下延部と
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械。
前記下延部は、
前記取付部から下方に延び、前記排気出口部の下側における前記エンジンの側面に向けて傾斜して延びる傾斜面部と、
前記傾斜面部から前記排気出口部の下側における前記エンジンの側面に向けて延びる平坦面部と、
前記傾斜面部及び前記平坦面部の幅方向の両端に対向して立設された一対のガイド壁と、
前記取付部の幅方向の中央に設けられたリブと、
を有し、
前記リブの下端は前記傾斜面部に接続されており、
前記一対のガイド壁の間の前記幅方向における距離は、前記下延部の下端に向けて徐々に狭くなることを特徴とする請求項３に記載の建設機械。