WO2012172949A1 - 油圧ショベル - Google Patents

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WO2012172949A1
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cooling
cooling device
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exterior member
air
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順策 木下
統 高野
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株式会社小松製作所
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    • E02F9/0858Arrangement of component parts installed on superstructures not otherwise provided for, e.g. electric components, fenders, air-conditioning units
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    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series

Definitions

  • the present invention relates to a structure for cooling a hydraulic excavator, in particular, a plurality of cooling devices provided in the hydraulic excavator.
  • the hydraulic excavator is equipped with various cooling devices including a radiator for cooling the cooling water of the engine, an oil cooler for cooling the hydraulic oil of the hydraulic equipment, and an aftercooler for cooling the compressed air supplied to the engine. Yes.
  • a cooling device is disposed on a side surface of a vehicle body, and a side door and an engine hood are provided to cover these cooling devices.
  • a lid is provided to cover. Further, an opening for taking in outside air is formed in the side door or the like.
  • Patent Document 2 shows that two air flow paths are provided from the side to the rear of the excavator, a radiator is disposed in one air flow path, and an oil cooler is disposed in the other air flow path. ing.
  • JP 2003-3519 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-30663
  • hybrid excavators have also been promoted.
  • a radiator for cooling an electric motor system such as an inverter herein, this radiator is referred to as “hybrid radiator”. Therefore, it is necessary to efficiently supply cooling air to the plurality of cooling devices to prevent deterioration of heat balance.
  • Patent Document 2 it is conceivable to provide two air flow paths and arrange a plurality of cooling devices in each air flow path.
  • An object of the present invention is to be able to efficiently supply air to each of a plurality of cooling devices provided in a hydraulic excavator.
  • the hydraulic excavator according to the first invention includes a lower traveling body, an upper swing body, a cooling unit, a first exterior member, and a second exterior member.
  • the upper swing body is pivotably supported by the lower traveling body and includes a drive source, a work machine, and a cooling fan.
  • the cooling unit is disposed in the middle of the air flow path formed by the cooling fan.
  • the first exterior member and the second exterior member are arranged in the front-rear direction and supported by the upper swing body to cover the cooling unit.
  • the cooling unit includes a first cooling device and a second cooling device. The first cooling device is disposed to face the first exterior member.
  • the second cooling device has an air flow path in a direction intersecting the direction in which the first cooling device is disposed on the side of the first cooling device on the second exterior member side and between the second exterior member and the cooling fan. It is arranged in the middle.
  • the first exterior member has a first opening at a portion overlapping the first cooling device in the height direction
  • the second exterior member has a second opening at a portion overlapping the second cooling device in the height direction. is doing.
  • positioned above among the 1st opening part of a 1st exterior member and the 2nd opening part of a 2nd exterior member is an upper edge of the other opening part arrange
  • the cooling fan when the cooling fan is driven, air is taken into the inside through the first opening of the first exterior member, and the taken-in air passes through the first cooling device. Thereby, the refrigerant in the first cooling device is cooled. Similarly, the air taken in through the second opening of the second exterior member passes through the second cooling device, whereby the refrigerant in the second cooling device is cooled.
  • the 2nd cooling device since the 2nd cooling device is arranged in the direction which crosses the 1st cooling device to the side of the 1st cooling device, it can arrange a plurality of cooling devices using space effectively. it can. Moreover, since the air taken in through the different openings is supplied to the first cooling device and the second cooling device, air is efficiently supplied to each cooling device. For this reason, deterioration of heat balance can be avoided.
  • first opening and the second opening are provided at positions shifted in the height direction, a large amount of air is taken in from one opening and a small amount of air is taken in from the other opening.
  • the problem of becoming can be suppressed.
  • it can suppress that the air taken in from two opening parts mutually interferes inside, and can supply air efficiently with respect to each cooling device.
  • the hydraulic excavator according to the second invention is the hydraulic excavator according to the first invention, wherein the first cooling device is arranged so that the air inflow surface faces the first opening of the first exterior member.
  • the second cooling device is arranged so that the air inflow surface is substantially orthogonal to the second opening of the second exterior member.
  • the air taken in from the first opening is efficiently supplied to the first cooling device.
  • the second cooling device is arranged so that the air inflow surface is substantially orthogonal to the second opening, the first opening and the second opening are provided in a shifted position in the height direction.
  • the air taken in from the two openings can be prevented from interfering with each other.
  • a hydraulic excavator according to a third aspect of the invention is the hydraulic excavator according to the first or second aspect, further comprising a third cooling device disposed in parallel with the first cooling device between the first cooling device and the cooling fan. Yes.
  • the air that has passed through the first cooling device is supplied to the third cooling device. Further, as described above, the air taken in from the two openings on the upstream side of the air flow path of the third cooling device is suppressed from interfering with each other. Cooling air is supplied.
  • a hydraulic excavator according to a fourth aspect of the present invention is the hydraulic excavator of any one of the first to third aspects, wherein the first cooling device and the second cooling device are arranged at positions shifted in the height direction.
  • the second cooling device is disposed so as to be inclined so that the upper part is positioned forward relative to the lower part.
  • the air that has passed through the second cooling device is guided to the opposite side of the first cooling device in the height direction. For this reason, it is possible to further prevent the air from interfering with each other at the same time as the two cooling devices are arranged at positions shifted in the height direction. For this reason, even when another cooling device is arranged on the first cooling device, air can be efficiently supplied to the other cooling device.
  • a hydraulic excavator according to a fifth aspect of the present invention is the hydraulic excavator according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the upper-part turning body is a vehicle having a first vertical frame and a first vertical frame arranged in the vertical direction on the side of the vehicle A second vertical frame arranged on the front side and a third vertical frame arranged on the vehicle front side of the second vertical frame are included.
  • the first exterior member is disposed between the first vertical frame and the second vertical frame
  • the second exterior member is disposed between the second vertical frame and the third vertical frame.
  • one side part is supported by the 2nd vertical frame.
  • the second exterior member is disposed close to the second cooling device, the air taken in from the second opening of the second exterior member is efficiently supplied to the second cooling device.
  • a hydraulic excavator according to a sixth aspect is the hydraulic excavator according to the fifth aspect, wherein the hydraulic excavator is disposed in an internal space covered by a second exterior member between the second vertical frame and the third vertical frame, and is connected to a drive source. An air cleaner is further provided. Then, air from the second opening of the second exterior member is sucked into the air cleaner.
  • a hydraulic excavator according to a seventh aspect is the hydraulic excavator according to any one of the first to sixth aspects, wherein the first cooling device is a hybrid radiator for cooling electrical components, and the second cooling device is a condenser for an air conditioner. It is.
  • a plurality of cooling devices can be efficiently cooled in a hydraulic excavator.
  • the present invention is effective when applied to a hybrid hydraulic excavator that requires a large number of cooling devices.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a hybrid excavator according to an embodiment of the present invention.
  • the top view which shows two air flow paths.
  • the top view which shows arrangement
  • the layout of a plurality of cooling devices which constitute a cooling unit.
  • the partial external appearance perspective view of the hydraulic shovel which shows two air flow paths.
  • the partial external appearance perspective view which shows the positional relationship of each flame
  • the hydraulic excavator 1 is a hybrid hydraulic excavator and includes a swing electric motor, a generator motor, an inverter as a converter, a capacitor as a capacitor, a diesel engine, and the like.
  • the hybrid excavator 1 energy generated when the vehicle body turns is decelerated is converted into electric energy, and the electric energy obtained together with the energy of the generator motor directly connected to the engine is stored in the capacitor.
  • the stored electrical energy is used as auxiliary energy during engine acceleration through the generator motor.
  • “front”, “rear”, “left”, and “right” are directions determined based on the operator seated in the driver's seat.
  • the hydraulic excavator 1 illustrated in FIG. 1 includes a lower traveling body 2, an upper swing body 3, a work implement 4, and a cab 5.
  • the lower traveling body 2 has a pair of crawler belts C on both the left and right sides, and can travel by driving the crawler belts C.
  • the upper swing body 3 is supported by the lower traveling body 2 so as to be swingable, and can be swung in an arbitrary direction by a swing electric motor (not shown).
  • the work machine 4 and the cab 5 are mounted on the upper swing body 3.
  • the work machine 4 includes a boom 10, an arm 11, and a bucket 12. Further, the work machine 4 has a plurality of hydraulic cylinders for driving these constituent members 10 to 12.
  • an engine 15 is disposed horizontally at the rear of the upper swing body 3. That is, the crankshaft (not shown) of the engine 15 is disposed so as to be substantially orthogonal to the front-rear direction of the hydraulic excavator 1.
  • the engine 15 is covered with an engine cover and an exterior cover 16 installed above the engine cover.
  • a cooling fan 17 that is rotated by the engine 15 is provided at the tip (right end) of the engine 15.
  • a cooling unit 20 is disposed at the right end of the rear part of the upper swing body 3.
  • the cooling unit 20 includes a plurality of cooling devices.
  • a rear exterior door 21 and a front exterior door 22 as exterior members are arranged side by side in the front-rear direction so as to cover the cooling unit 20.
  • 2 and 3 are plan views of the cooling unit 20 as viewed from above with the exterior cover removed, and
  • FIG. 4 is a right side view of the rear portion of the excavator 1.
  • FIG. 3 only the structure regarding the cooling unit 20 is shown, and the other structural members are omitted.
  • each cooling device of the cooling unit 20 is schematically shown.
  • the cooling unit 20 is disposed on the upstream side of the air flow path formed by the cooling fan 17, that is, between the cooling fan 17 and the rear exterior door 21 and the front exterior door 22.
  • FIG. 5 shows an extracted configuration of the cooling unit 20.
  • the cooling unit 20 includes a radiator 25 for cooling the engine coolant, an oil cooler 26 for cooling the lubricating oil, and an aftercooler 27 for cooling the compressed air supplied to the engine.
  • a hybrid radiator 28 for cooling an electric motor system such as an inverter, and a condenser 29 for an air conditioner.
  • the radiator 25 and the oil cooler 26 face the rear exterior door 21 and are arranged side by side in the front-rear direction of the vehicle. More specifically, both the radiator 25 and the oil cooler 26 are vertically long when viewed from the side of the vehicle, and the air inflow surfaces 25a and 26a are substantially the same as the main surface 21a (see FIG. 4) of the rear exterior door 21. They are arranged in parallel. Moreover, the air inflow surfaces 25a and 26a of the radiator 25 and the oil cooler 26 are located on substantially the same surface.
  • the aftercooler 27 is disposed on the opposite side of the cooling fan 17 with the radiator 25 and the oil cooler 26 interposed therebetween.
  • the aftercooler 27 is arranged so as to overlap with the upper half region in the height direction of the radiator 25 and the oil cooler 26 in a side view of the vehicle.
  • the air inflow surface 27 a of the aftercooler 27 is parallel to the air inflow surfaces 25 a and 26 a of the radiator 25 and the oil cooler 26.
  • the hybrid radiator 28 is arranged on the same side as the aftercooler 27 and below the aftercooler 27. And the hybrid radiator 28 is arrange
  • the condenser 29 is disposed on the side of the radiator 25, the oil cooler 26, the aftercooler 27, and the hybrid radiator 28, that is, on the front side thereof.
  • the condenser 29 has a vertically long rectangular shape when viewed from the front of the vehicle, and is disposed so as to be substantially orthogonal to other cooling devices. More specifically, the air inflow surface 29a of the condenser 29 is substantially orthogonal to the air inflow surfaces 25a, 26a, 27a, and 28a of other cooling devices such as the radiator 25.
  • the capacitor 29 is disposed so as to be inclined so that the upper part is positioned forward relative to the lower part.
  • the rear exterior door 21 is disposed in front of the counterweight 32 at the rear end of the vehicle. As shown in FIGS. 4 and 6, in the rear exterior door 21, a rear opening 21 b having a predetermined width in the height direction is formed below the center portion in the height direction.
  • the rear opening 21b is provided with a louver in order to suppress entry of foreign matters such as dust and determine the direction of wind flow.
  • the rear opening 21 b is formed at a position facing the hybrid radiator 28. Therefore, almost the entire rear opening 21b overlaps the hybrid radiator 28 in a side view of the vehicle.
  • the front exterior door 22 is arranged in front of the rear exterior door 21. Above the center in the height direction of the front exterior door 22, a lower / front opening 22b and an upper / front opening 22c having a predetermined width in the height direction are formed. These front openings 22b and 22c are arranged so as not to overlap with the rear opening 21b in the height direction. More specifically, the lower edge of the lower / front opening 22b formed below the front openings 22b and 22c is located above the upper edge of the rear opening 21b.
  • the two front openings 22b and 22c are provided with louvers in order to suppress the entry of foreign matters such as dust and determine the direction of the flow of wind. The two front openings 22b and 22c almost entirely overlap the capacitor 29 in the height direction.
  • a space R partitioned by a part of the vehicle body frame constituting the upper swing body 3 and other components is formed inside the front exterior door 22.
  • an air cleaner 33 connected to the engine 15 via a pipe is arranged.
  • the first air flow path A1 is a flow path that passes through the hybrid radiator 28 from the rear opening 21b of the rear exterior door 21 and further passes through the substantially lower half area of the radiator 25 and the oil cooler 26 to reach the cooling fan 17. is there.
  • the second air flow path A2 passes through the condenser 29 from the two front openings 22b and 22c of the front exterior door 22 through a region other than the air cleaner 33, and is substantially the upper half of the radiator 25 and the oil cooler 26. The flow path passes through the region and reaches the cooling fan 17.
  • the turning frame 35 constituting the upper turning body 3 has a base frame 36 and first to third vertical frames 37, 38, 39 extending upward from the base frame 36. .
  • the lower ends of the three vertical frames 37, 38, 39 are fixed to the base frame 36.
  • the rear exterior door 21 is supported by a first vertical frame 37 disposed at the rearmost position, and the front exterior door 22 is supported by a third vertical frame 39 disposed at the most forward position. More specifically, the rear side portion of the rear exterior door 21 is attached to the first vertical frame 37 via a hinge so as to be opened and closed. A hook (not shown) provided on the front side portion of the rear exterior door 21 can be locked to a locking portion provided on the second vertical frame 38.
  • the front exterior door 22 is attached to the third vertical frame 39 so that the front side portion can be opened and closed through a hinge. Further, a hook (not shown) provided on the rear side portion of the front exterior door 22 can be locked to a locking portion provided on the second vertical frame 38.
  • the right side of the capacitor 29 is fixed inside the second vertical frame 38.
  • the air that has passed through the rear opening 21b of the rear exterior door 21 is taken into the vehicle as indicated by an arrow A1 in FIGS.
  • the refrigerant flowing in the first air flow path A1 mainly cools the refrigerant of the hybrid radiator 28. Then, the refrigerant that has passed through the lower half of the radiator 25 and the oil cooler 26 is cooled by the air that has passed through the hybrid radiator 28.
  • part of the air that has passed through the upper and lower front openings 22b and 22c of the front exterior door 22 is taken into the air cleaner 33 as shown by the arrow A2 in FIGS.
  • the refrigerant in the condenser 29 is first cooled by the air flowing through the second air flow path A2.
  • the air that has passed through the condenser 29 flows rearward and flows obliquely upward toward the aftercooler 27 because the condenser 29 is inclined.
  • the air cools the refrigerant in the aftercooler 27.
  • the refrigerant that flows through the upper half of the radiator 25 and the oil cooler 26 is cooled by the air that has passed through the condenser 29 and the air that has passed through the aftercooler 27.
  • the air flowing through the first air flow path A1 and the second air flow path A2 It is hard to interfere with the flowing air. For this reason, it can suppress that the quantity of the air which flows through the capacitor
  • the condenser 29 is arranged so that the upper part is positioned forward relative to the lower part, and the air that has passed through the condenser 29 is guided obliquely upward to the rear. For this reason, the air that has passed through the condenser 29 is efficiently guided to the aftercooler 27. Further, it is possible to further suppress interference between the air that has passed through the condenser 29 and the air that has passed through the hybrid radiator 28.
  • the capacitor 29 is supported by one of the two vertical frames 38 and 39 sandwiching the front exterior door 22. For this reason, the capacitor 29 can be brought close to the openings 22 b and 22 c formed in the front exterior door 22, and air is efficiently supplied to the capacitor 29.
  • a space is formed inside the front exterior door 22, and an air cleaner 33 and a capacitor 29 are arranged in the internal space. For this reason, air other than the air taken into the air cleaner 33 can be reliably supplied to the capacitor 29.
  • the cooling unit is arranged on the right side of the vehicle, but the arrangement of the cooling unit is not limited to the above embodiment.
  • the hybrid radiator may be disposed at the top
  • the capacitor may be disposed at the bottom
  • the rear opening may be formed upward
  • the front opening may be formed downward.
  • the hydraulic excavator according to the present invention can efficiently cool a plurality of cooling devices.
  • the present invention is effective when applied to a hybrid hydraulic excavator that requires a large number of cooling devices.

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Abstract

 油圧ショベルの複数の冷却装置に対して、効率良くエアを供給する。この油圧ショベルは、冷却ユニット(20)と、冷却ユニット(20)を覆う後外装ドア(21)及び前外装ドア(22)と、を備えている。冷却ユニット(20)はハイブリッドラジエータ(28)と空調用コンデンサ(29)とを含む。ハイブリッドラジエータ(28)は後外装ドア(21)に対向して配置されている。空調用コンデンサ(29)は、ハイブリッドラジエータ(28)の側部前方においてハイブリッドラジエータ(28)とほぼ直交する方向に、かつ前外装ドア(22)と冷却ファン(17)との間のエア流路の途中に配置されている。後外装ドア(21)はハイブリッドラジエータ(28)と高さ方向で重なる部分に後開口部(21b)を有し、前外装ドア(22)は後開口部(21b)と高さ方向でずれた位置でかつ空調用コンデンサ(29)と高さ方向で重なる部分に前開口部(22b,22c)を有している。

Description

油圧ショベル
 本発明は、油圧ショベル、特に、油圧ショベルに設けられた複数の冷却装置を冷却するための構造に関する。
 油圧ショベルには、エンジンの冷却水を冷却するためのラジエータや、油圧機器の作動油を冷却するオイルクーラ、エンジンに供給される圧縮空気を冷却するアフタクーラ等を含む各種の冷却装置が搭載されている。
 これらの複数の冷却装置は、油圧ショベルにおいては車体の側面に配置されている場合が多い。例えば特許文献1に示された油圧ショベルでは、車体の側面に冷却装置が配置されるとともに、これらの冷却装置を覆うために、サイドドア及びエンジンフードが設けられ、さらにこれらとは別にスクリーンの上方を覆うリッドが設けられている。また、サイドドア等には、外気を取り込むための開口部が形成されている。
 また、特許文献2には、油圧ショベルの側部から後部にかけて2つのエア流路を設け、一方のエア流路にラジエータを配置し、他方のエア流路にオイルクーラを配置することが示されている。
特開2003-3519号公報 特開2002-30693号公報
 近年、油圧ショベルにおいてもハイブリッド化が進められている。このハイブリッド油圧ショベルでは、従来の複数の冷却装置に加えて、インバータ等の電動機システムを冷却するためのラジエータ(ここでは、このラジエータを「ハイブリッドラジエータ」と称す)が必要になる。したがって、これらの複数の冷却装置に対して効率的に冷却用のエアを供給し、ヒートバランスの悪化を防止する必要がある。
 そこで、特許文献2に示されるように、2つのエア流路を設けて、各エア流路に複数の冷却装置を配置することが考えられる。
 しかし、特許文献2に示された構成では、エアが取り込まれやすい一方のエア流路にほぼすべてのエアが取り込まれ、他方のエア流路からはエアがほとんど取り込まれないおそれがある。
 また、油圧ショベルでは3つ以上の冷却装置が必要になるために、1つのエア流路に重ねて複数の冷却装置を配置する必要がある。このような状況において特許文献2に示された冷却構造を適用した場合、2つのエア流路に配置された冷却装置を通過したエアが互いに干渉し、重ねて配置された複数の冷却装置のうち、エア流路の下流側の冷却装置に対して、効率よくエアを供給することができない場合がある。
 本発明の課題は、油圧ショベルに設けられた複数の冷却装置のそれぞれに対して、効率良くエアを供給できるようにすることにある。
 第1発明に係る油圧ショベルは、下部走行体と、上部旋回体と、冷却ユニットと、第1外装部材及び第2外装部材と、を備えている。上部旋回体は、下部走行体に旋回自在に支持され、駆動源、作業機、及び冷却ファンを有している。冷却ユニットは冷却ファンによって形成されるエア流路の途中に配置されている。第1外装部材及び第2外装部材は、前後方向に配置されるとともに上部旋回体に支持され、冷却ユニットを覆う。また、冷却ユニットは第1冷却装置と第2冷却装置とを含む。第1冷却装置は第1外装部材に対向して配置されている。第2冷却装置は、第1冷却装置の第2外装部材側の側方において第1冷却装置の配置された方向と交差する方向に、かつ第2外装部材と冷却ファンとの間のエア流路の途中に配置されている。また、第1外装部材は第1冷却装置と高さ方向で重なる部分に第1開口部を有し、第2外装部材は第2冷却装置と高さ方向で重なる部分に第2開口部を有している。そして、第1外装部材の第1開口部と第2外装部材の第2開口部のうちの上方に配置された一方の開口部の下縁は、下方に配置された他方の開口部の上縁よりも上方に位置している。
 ここでは、冷却ファンが駆動されることによって、第1外装部材の第1開口部を介してエアが内部に取り込まれ、取り込まれたエアは第1冷却装置を通過する。これにより、第1冷却装置内の冷媒が冷却される。また、同様に、第2外装部材の第2開口部を介して内部に取り込まれたエアが第2冷却装置を通過し、これにより、第2冷却装置内の冷媒が冷却される。
 ここで、第2冷却装置は、第1冷却装置の側方に第1冷却装置に対して交差する方向に配置されているので、スペースを有効に活用して複数の冷却装置を配置することができる。また、第1冷却装置及び第2冷却装置には、それぞれ別の開口部を介して取り込まれたエアが供給されるので、各冷却装置に効率良くエアが供給される。このため、ヒートバランスの悪化を避けることができる。
 また、第1開口部と第2開口部とは高さ方向でずれた位置に設けられているので、一方の開口部から多量のエアが取り込まれ、他方の開口部から取り込まれるエアが少量になるという不具合を抑えることができる。また、2つの開口部から取り込まれたエアが内部で互いに干渉するのを抑えることができ、各冷却装置に対して効率よくエアを供給することができる。
 第2発明に係る油圧ショベルは、第1発明の油圧ショベルにおいて、第1冷却装置は、エア流入面が第1外装部材の第1開口部と対向するように配置されている。また、第2冷却装置は、エア流入面が第2外装部材の第2開口部と実質的に直交するように配置されている。
 ここでは、第1開口部から取り込まれたエアは、第1冷却装置に対して効率よく供給される。また、第2冷却装置はエア流入面が第2開口部と実質的に直交するように配置されているので、第1開口部と第2開口部とが高さ方向にずれて設けられていることと併せて、2つの開口部から取り込まれたエアが互いに干渉するのを抑えることができる。
 第3発明に係る油圧ショベルは、第1又は第2発明の油圧ショベルにおいて、第1冷却装置と冷却ファンとの間に、第1冷却装置と平行に配置された第3冷却装置をさらに備えている。
 ここでは、第1冷却装置を通過したエアが第3冷却装置に供給される。また、前述のように、第3冷却装置のエア流路の上流側で2つの開口部から取り込まれたエアが互いに干渉するのが抑えられており、このため第3冷却装置に対して効率よく冷却用のエアが供給される。
 第4発明に係る油圧ショベルは、第1から第3発明のいずれかの油圧ショベルにおいて、第1冷却装置と第2冷却装置は高さ方向でずれた位置に配置されている。また、第2冷却装置は、上部が下部に比べて前方に位置するように傾斜して配置されている。
 ここでは、第2冷却装置を通過したエアは、高さ方向において第1冷却装置とは逆側に導かれる。このため、2つの冷却装置が高さ方向でずれた位置に配置されていることと併せて、内部でエアが互いに干渉するのをより抑えることができる。このため、第1冷却装置に重ねて他の冷却装置を配置した場合でも、この他の冷却装置に対して効率良くエアを供給することができる。
 第5発明に係る油圧ショベルは、第1から第4発明のいずれかの油圧ショベルにおいて、上部旋回体は、車両側方に縦方向に配置された第1縦フレームと、第1縦フレームの車両前方側に配置された第2縦フレームと、第2縦フレームの車両前方側に配置された第3縦フレームと、を含んでいる。そして、第1外装部材は第1縦フレームと第2縦フレームとの間に配置され、第2外装部材は第2縦フレームと第3縦フレームとの間に配置されている。また、第2冷却装置は、一方の側部が第2縦フレームに支持されている。
 ここでは、第2外装部材が第2冷却装置に近接して配置されるので、第2外装部材の第2開口部から取り込まれたエアは第2冷却装置に効率良く供給される。
 第6発明に係る油圧ショベルは、第5発明の油圧ショベルにおいて、第2縦フレームと第3縦フレームとの間の第2外装部材によって覆われた内部空間に配置され、駆動源に連結されたエアクリーナをさらに備えている。そして、第2外装部材の第2開口部からのエアが、エアクリーナに吸入される。
 ここでは、第2開口部を介して取り込まれたエアのうち、エアクリーナに取り込まれるエア以外のエアを、効率良く第2冷却装置に供給することができる。
 第7発明に係る油圧ショベルは、第1から第6発明のいずれかの油圧ショベルにおいて、第1冷却装置は電装品を冷却するためのハイブリッドラジエータであり、第2冷却装置は空調機用のコンデンサである。
 以上のような本発明では、油圧ショベルにおいて、複数の冷却装置を効率よく冷却することができる。特に、多数の冷却装置が必要になるハイブリッド油圧ショベルに本発明を適用して有効である。
本発明の一実施形態によるハイブリッド油圧ショベルの外観斜視図。 2つのエア流路を示す平面図。 冷却ユニット及び冷却ファンの配置を示す平面図。 前記油圧ショベルの後部右側面図。 冷却ユニットを構成する複数の冷却装置の配置図。 2つのエア流路を示す油圧ショベルの部分外観斜視図。 上部旋回体の各フレームと冷却ユニットとの位置関係を示す部分外観斜視図。
 [全体構成]
 本発明の一実施形態による油圧ショベル1を図1に示す。油圧ショベル1は、ハイブリッド型の油圧ショベルであり、旋回電気モータ、発電機モータ、変換器としてのインバータ、蓄電器としてのキャパシタ、ディーゼルエンジン等を備えている。そして、このハイブリッド油圧ショベル1では、車体旋回の減速時に発生するエネルギが電気エネルギに変換され、エンジンと直結した発電機モータのエネルギと併せて得られた電気エネルギはキャパシタに蓄えられる。また、蓄えられた電気エネルギは、発電機モータを通じてエンジン加速時の補助エネルギとして利用される。なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」とは、運転席に着座したオペレータを基準として決められる方向である。
 図1に示す油圧ショベル1は、下部走行体2と、上部旋回体3と、作業機4と、キャブ5とを備えている。
 下部走行体2は左右両側部に1対の履帯Cを有し、この履帯Cを駆動することで走行が可能である。上部旋回体3は、下部走行体2に旋回自在に支持されており、図示しない旋回電気モータによって任意の方向に旋回が可能である。作業機4及びキャブ5は、上部旋回体3に搭載されている。作業機4は、ブーム10、アーム11及びバケット12を有している。また、作業機4は、これらの構成部材10~12を駆動するための複数の油圧シリンダを有している。
 また、上部旋回体3の後部には、エンジン15が横置きで配置されている。すなわち、エンジン15のクランク軸(図示せず)は油圧ショベル1の前後方向に対してほぼ直交するように配置されている。このエンジン15は、エンジンカバーやその上方に設置された外装カバー16によって覆われている。エンジン15の先端部(右端部)には、エンジン15によって回転される冷却ファン17が設けられている。
 [冷却ユニット及び外装ドア]
 上部旋回体3の後部において、右側端部には、図2~図4に示すように、冷却ユニット20が配置されている。この冷却ユニット20は、後に詳細に説明するように、複数の冷却装置から構成されている。また、冷却ユニット20を覆うように、外装部材としての後外装ドア21及び前外装ドア22が前後方向に並べて配置されている。なお、図2及び図3は外装カバーと取り外して冷却ユニット20を上方から見た平面図であり、図4は油圧ショベル1の後部の右側面図である。図3では、冷却ユニット20に関する構成のみを示し、他の構成部材は省略している。また、図2では、冷却ユニット20の各冷却装置を模式的に示している。
 冷却ユニット20は、冷却ファン17によって形成されるエア流路の上流側、すなわち冷却ファン17と、後外装ドア21及び前外装ドア22との間に配置されている。図5に、冷却ユニット20の構成を抽出して示している。この図5から明らかなように、冷却ユニット20は、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータ25、潤滑油を冷却するためのオイルクーラ26、エンジンに供給される圧縮空気を冷却するためのアフタクーラ27、インバータ等の電動機システムを冷却するためのハイブリッドラジエータ28、及び空調装置のコンデンサ29を有している。
 ラジエータ25及びオイルクーラ26は後外装ドア21に対向して、車両の前後方向に並べて配置されている。より詳細には、ラジエータ25及びオイルクーラ26は、ともに車両の側方から視て縦長の長方形状であり、エア流入面25a,26aが後外装ドア21の主面21a(図4参照)とほぼ平行になるように配置されている。また、ラジエータ25とオイルクーラ26のエア流入面25a,26aはほぼ同じ面上に位置している。
 アフタクーラ27は、ラジエータ25及びオイルクーラ26を挟んで冷却ファン17の逆側に配置されている。アフタクーラ27は、車両の側面視で、ラジエータ25及びオイルクーラ26の高さ方向の上方半分程度の領域と重なるように配置されている。アフタクーラ27のエア流入面27aはラジエータ25及びオイルクーラ26のエア流入面25a,26aと平行である。
 ハイブリッドラジエータ28は、アフタクーラ27と同じ側で、アフタクーラ27の下方に配置されている。そして、ハイブリッドラジエータ28は、車両の側面視で、ラジエータ25及びオイルクーラ26の高さ方向の下側部分の領域と重なるように配置されている。また、ハイブリッドラジエータ28は平面視で、アフタクーラ27と重なるように配置されている。また、このハイブリッドラジエータ28のエア流入面28aは、アフタクーラ27と同様に、ラジエータ25及びオイルクーラ26のエア流入面25a,26aと平行である。
 コンデンサ29は、ラジエータ25、オイルクーラ26、アフタクーラ27、及びハイブリッドラジエータ28の側方、すなわちこれらの前方側に配置されている。コンデンサ29は車両前方から視て縦長の長方形状であり、他の冷却装置とはほぼ直交するように配置されている。より詳細には、コンデンサ29のエア流入面29aは、ラジエータ25等の他の冷却装置のエア流入面25a,26a,27a,28aとはほぼ直交している。また、コンデンサ29は、上部が下部に比べて前方に位置するように傾斜して配置されている。
 後外装ドア21は車両の後端部でカウンタウェイト32の前方に配置されている。図4及び図6に示すように、後外装ドア21において、高さ方向の中央部より下方には、高さ方向に所定の幅を有する後開口部21bが形成されている。後開口部21bには土埃等の異物の侵入を抑え、風の流れの方向を決めるため、ルーバが設けられている。後開口部21bはハイブリッドラジエータ28と対向する位置に形成されている。したがって後開口部21bのほぼ全体が、車両側面視でハイブリッドラジエータ28と重なっている。
 前外装ドア22は後外装ドア21の前方に並べて配置されている。前外装ドア22の高さ方向中央部より上方には、高さ方向に所定の幅を有する下・前開口部22b及び上・前開口部22cが形成されている。これらの前開口部22b,22cは、高さ方向において後開口部21bと重ならないように配置されている。より詳細には、前開口部22b,22cのうちの下方に形成されている下・前開口部22bの下縁は、後開口部21bの上縁よりも上方に位置している。2つの前開口部22b,22cには土埃等の異物の侵入を抑え、風の流れの方向を決めるため、ルーバが設けられている。また、2つの前開口部22b,22cは、それらのほぼ全体が、高さ方向においてコンデンサ29と重なっている。
 なお、図2及び図3に示すように、前外装ドア22の内部には、上部旋回体3を構成する車体フレームの一部や他の構成部材で仕切られた空間Rが形成されている。この空間Rには、配管を介してエンジン15に連結されたエアクリーナ33が配置されている。
 以上のような外装ドア21,22の各開口部21b,22b,22cと冷却ファン17によって、図2及び図6に示すように、2つのエア流路A1,A2が形成されている。第1エア流路A1は、後外装ドア21の後開口部21bからハイブリッドラジエータ28を通過し、さらにラジエータ25及びオイルクーラ26のほぼ下半分の領域を通過して冷却ファン17に至る流路である。また、第2エア流路A2は、前外装ドア22の2つの前開口部22b,22cからエアクリーナ33以外の領域を介してコンデンサ29を通過し、さらにラジエータ25及びオイルクーラ26のほぼ上半分の領域を通過して冷却ファン17に至る流路である。
 [外装ドア及びコンデンサの取付構造]
 図7に示すように、上部旋回体3を構成する旋回フレーム35は、ベースフレーム36と、ベースフレーム36から上方に延びる第1~第3縦フレーム37,38,39と、を有している。3つの縦フレーム37,38,39の下端はベースフレーム36に固定されている。
 後外装ドア21はもっとも後方に配置された第1縦フレーム37に支持され、前外装ドア22はもっとも前方に配置された第3縦フレーム39に支持されている。より詳細には、後外装ドア21の後方側部がヒンジを介して第1縦フレーム37に開閉自在に取り付けられている。また、後外装ドア21の前方側部に設けられたフック(図示せず)が第2縦フレーム38に設けられた係止部に係止可能になっている。前外装ドア22は、前方側部がヒンジを介して第3縦フレーム39に開閉自在に取り付けられている。また、前外装ドア22の後方側部に設けられたフック(図示せず)が第2縦フレーム38に設けられた係止部に係止可能になっている。
 また、コンデンサ29は、右側の側部が第2縦フレーム38の内側に固定されている。
 [エアの流れ]
 冷却ファン17の回転によって、車両外部のエアは後外装ドア21及び前外装ドア22のそれぞれの開口部21b,22b,22cを介して車両内部に取り込まれる。
 後外装ドア21の後開口部21bを通過したエアは、図2及び図6の矢印A1で示すように、車両内部に取り込まれる。この第1エア流路A1を流れるエアによって、主にハイブリッドラジエータ28の冷媒が冷却される。そして、ハイブリッドラジエータ28を通過したエアによって、ラジエータ25及びオイルクーラ26のほぼ下半分を流れる冷媒が冷却される。
 一方、前外装ドア22の上下の前開口部22b,22cを通過したエアは、図2及ぶ図6の矢印A2で示すように、一部はエアクリーナ33に取り込まれ、それ以外のエアはコンデンサ29に供給される。この第2エア流路A2を流れるエアによって、まずコンデンサ29の冷媒が冷却される。コンデンサ29を通過したエアは、コンデンサ29が傾斜して配置されていることにより、後方に流れるとともに、斜め上方に向かってアフタクーラ27側に流れる。このエアによって、アフタクーラ27の冷媒が冷却される。また、同様に、コンデンサ29を通過したエア及びアフタクーラ27を通過したエアによって、ラジエータ25及びオイルクーラ26のほぼ上半分を流れる冷媒が冷却される。
 ここで、後開口部21bと上下の前開口部22b,22cとは、高さ方向で重ならない位置に形成されているので、第1エア流路A1を流れるエアと第2エア流路A2を流れるエアとが干渉しにくい。このため、コンデンサ29を流れるエアの量が相対的に減ってしまうのを抑えることができる。また、アフタクーラ27、ラジエータ25及びオイルクーラ26をエアがスムーズに流れることになり、効率良く冷却を行うことができる。
 [特徴]
 (1)後外装ドア21の後開口部21bから取り込まれたエアが、ハイブリッドラジエータ28を通過し、その後ラジエータ25及びオイルクーラ26の下半分を通過するように流れる。また、前外装ドア22の上下の前開口部22b,22cから取り込まれたエアが、コンデンサ29及びアフタクーラ27を通過し、ラジエータ25及びオイルクーラ26の上半分を通過するように流れる。すなわち、後外装ドア21及び前外装ドア22のそれぞれの開口部21b,22b,22cから取り込まれたエアは、互いに干渉することなく、それぞれ別の冷却装置あるいは同じ冷却装置の別の領域を冷却する。このため、良好な冷却効率で各冷却装置の冷媒が冷却される。
 特に、後開口部21bと上下の前開口部22b,22cとは高さ方向で重ならないように配置されているので、各開口部21b,22b,22cから取り込まれたエアの干渉をより少なくすることができる。
 (2)後開口部21bのほぼ全体が、高さ方向でハイブリッドラジエータ28と重なるように配置され、また上下の前開口部22b,22cの全体が、高さ方向でコンデンサ29と重なるように配置されている。このため、ハイブリッドラジエータ28及びコンデンサ29に効率良くエアを導くことができる。
 (3)コンデンサ29は上部が下部に比べて前方に位置するように配置され、コンデンサ29を通過したエアは後方斜め上方に導かれる。このため、コンデンサ29を通過したエアは効率良くアフタクーラ27に導かれる。また、コンデンサ29を通過したエアとハイブリッドラジエータ28を通過したエアとが互いに干渉するのを、より抑えることができる。
 (4)コンデンサ29は、前外装ドア22を挟む2つの縦フレーム38,39の一方に支持されている。このため、コンデンサ29を前外装ドア22に形成された開口部22b,22cに近接させることができ、コンデンサ29に対して効率良くエアが供給される。
 (5)前外装ドア22の内部に空間が形成され、この内部空間にエアクリーナ33が配置されるとともに、コンデンサ29が配置されている。このため、エアクリーナ33に取り込まれるエア以外のエアを、コンデンサ29に確実に供給できる。
 [他の実施形態]
 本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
 (a)前記実施形態では、冷却ユニットを車両の右側部に配置したが、冷却ユニットの配置は前記実施形態に限定されない。
 (b)後開口部及び前開口部の位置は前記実施形態に限定されない。例えば、ハイブリッドラジエータを上部に配置し、コンデンサを下部に配置して、後開口部を上方に形成し、前開口部を下方に形成しても良い。
 (c)前記実施形態では、外装部材として外装ドアを例にとって説明したが、他の外装部材においても、本発明を同様に適用することができる。
 本発明の油圧ショベルでは、複数の冷却装置を効率よく冷却することができる。特に、多数の冷却装置が必要になるハイブリッド油圧ショベルに本発明を適用して有効である。
1 油圧ショベル
2 下部走行体
3 上部旋回体
4 作業機
15 エンジン
17 冷却ファン
20 冷却ユニット
21 後外装ドア
22 前外装ドア
25 ラジエータ
26 オイルクーラ
27 アフタクーラ
28 ハイブリッドラジエータ
29 コンデンサ
37~39 第1~第3縦フレーム

Claims (7)

  1.  下部走行体と、
     前記下部走行体に旋回自在に支持され、駆動源、作業機、及び冷却ファンを有する上部旋回体と、
     前記冷却ファンによって形成されるエア流路の途中に配置された冷却ユニットと、
     車体前後方向に配置されるとともに前記上部旋回体に支持され、前記冷却ユニットを覆う第1外装部材及び第2外装部材と、
    を備え、
     前記冷却ユニットは、
     前記第1外装部材に対向して配置された第1冷却装置と、
     前記第1冷却装置の前記第2外装部材側の側方において前記第1冷却装置の配置された方向と交差する方向に、かつ前記第2外装部材と前記冷却ファンとの間のエア流路の途中に配置された第2冷却装置と、を含み、
     前記第1外装部材は前記第1冷却装置と高さ方向で重なる部分に第1開口部を有し、
     前記第2外装部材は前記第2冷却装置と高さ方向で重なる部分に第2開口部を有し、
     前記第1外装部材の第1開口部と前記第2外装部材の第2開口部のうちの上方に配置された一方の開口部の下縁は、下方に配置された他方の開口部の上縁よりも上方に位置している、
    油圧ショベル。
  2.  前記第1冷却装置は、エア流入面が前記第1外装部材の第1開口部と対向するように配置され、
     前記第2冷却装置は、エア流入面が前記第2外装部材の第2開口部と実質的に直交するように配置されている、
    請求項1に記載の油圧ショベル。
  3.  前記第1冷却装置と前記冷却ファンとの間に、前記第1冷却装置と平行に配置された第3冷却装置をさらに備えた、請求項1又は2に記載の油圧ショベル。
  4.  前記第1冷却装置と前記第2冷却装置は高さ方向でずれた位置に配置されており、
     前記第2冷却装置は、上部が下部に比べて前方に位置するように傾斜して配置されている、
    請求項1から3のいずれかに記載の油圧ショベル。
  5.  前記上部旋回体は、車両側方に縦方向に配置された第1縦フレームと、前記第1縦フレームの車両前方側に配置された第2縦フレームと、前記第2縦フレームの車両前方側に配置された第3縦フレームと、を含み、
     前記第1外装部材は前記第1縦フレームと前記第2縦フレームとの間に配置され、
     前記第2外装部材は前記第2縦フレームと前記第3縦フレームとの間に配置され、
     前記第2冷却装置は、一方の側部が前記第2縦フレームに支持されている、
    請求項1から4のいずれかに記載の油圧ショベル。
  6.  前記第2縦フレームと前記第3縦フレームとの間の前記第2外装部材によって覆われた内部空間に配置され、前記駆動源に連結されたエアクリーナをさらに備え、
     前記第2外装部材の第2開口部からのエアが、前記エアクリーナに吸入される、
    請求項5に記載の油圧ショベル。
  7.  前記第1冷却装置は電装品を冷却するためのラジエータであり、
     前記第2冷却装置は空調機用のコンデンサである、
    請求項1から6のいずれかに記載の油圧ショベル。
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