JP2000297640A - 建設・土木作業機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設機械に搭載されるラジエータ、オイルク
ーラ、インタークーラ等の冷却コアを粉塵、砂塵等から
保護すると共に、効率的に冷却する。 【解決手段】 機体内を隔壁１１，１２，１３，１４に
より仕切って収容室１５を形成する。該収容室１５の中
央側に、上下左右に横断するラジエータコア１０ａを設
置して、該ラジエータコア１０ａの前後に夫々外気導入
室１８と外気排出室１９とを区画する。外気導入室１８
の上部隔壁２１に外気導入口１７を開口して外部と連通
する。更に、前記外気排出室１９に、ラジエータコア１
０ａのフィン９，９間を通じて外気導入室１８より外気
排出室１９に外気を吸入すべく軸流ファン１６を設置す
る。前記ラジエータコア１０ａは、各冷却チューブ７を
夫々偏平管より形成し、各冷却チューブ７の水平面に対
する傾きは、その外気導入口部側端２１が前記外気排出
室側端２２よりも所定高さ高くなるように設定し、各各
冷却チューブ８及び各放熱フィン９間の通路２０にスム
ーズに外気を通過させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設・土木作業機
械、特に、ショベル、ブレード等の建設・土木作業機械
のエンジンの冷却水、油圧系統に供給するオイル、エン
ジンに吸入される空気等を冷却するように構成した建設
・土木作業機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建設・土木機械ではブレード、
クレーン、ショベル等の作業装置を作動するために油圧
ポンプ、油圧モータ、油圧シリンダ等の油圧機器が採用
され、油圧装置を作動するための動力源としてエンジン
が採用されている。また、この種の建設機械では、各部
の異常摩耗、損傷を防止するために、エンジンボディ内
を循環する冷却水をラジエータにより冷却し、作動油圧
回路を循環する作動油をオイルクーラにより冷却し、そ
して、ターボ過給気を搭載したエンジンにあっては、空
気の充填効率を向上するために、吸気をインタークーラ
で冷却している。

【０００３】これら、ラジエータ、オイルクーラ及びイ
ンタークーラの冷却コアの構造は基本的に同一であり、
図３に示すように、上部タンク１と下部タンク２とをタ
ンク長手方向に所定間隔隔てて冷却チューブ３…で連通
し、そして、隣接する冷却チューブ３，３間を冷却チュ
ーブ長手方向に所定間隔隔てて放熱フィン４…で連結し
た構造の冷却コア５と、図４に示すように、両側にサイ
ドタンク６，７を設け、両サイドタンク６，７を上下方
向に所定間隔隔てて冷却チューブ８…で連通し、隣接す
る冷却チューブ８，８間を冷却チューブ長手方向に所定
間隔隔てて放熱フィン９で連結した冷却コア１０とが知
られている。

【０００４】そして、各冷却コア５，１０において、サ
イドタンク６，７同士及び上部タンク１と下部タンク２
との連結構造には、サイドタンク６，７同士及び上部タ
ンク１と下部タンク２とを複数の冷却チューブ３…，９
…でそれぞれ連結する構造と、一本の冷却チューブを折
り曲げて多数回折り返し、該冷却チューブの折り返し端
と上部タンク１及び下部タンク２又は、両サイドタンク
６，７同士の接合点を互いに開口して突き合わせ、両者
の開口周りを全周に及んで融着して連結する構造とが知
られており、冷却チューブ３，３、８，８同士の連結構
造としては、冷却チューブ３，３、８，８同士をその長
手方向に間隔を隔てて複数の放熱フィン４，９で連結す
る構造と、一枚の放熱フィン４，９夫々を波型に多数回
折り返して、その両端と各折り曲げ点を冷却チューブ
３，３、８，８同士に融着して連結する構造とが知られ
ている。

【０００５】図５は軸流ファンによりラジエータを強制
冷却する構成の従来の建設・土木機械を示し、上部旋回
体３０の後部に隔壁１１〜１４により仕切られた収容室
１５を区画形成して、該収容室１５に、図４に示した冷
却コア１０ａをラジエータコアとして設置し、軸流ファ
ン１６の吸い込みにより外気導入口１７から外気を導入
する構成としている。冷却コア（以下、ラジエータコア
という）１０ａは、前記収容室１５を上下左右に横断す
る大きさに形成し、該ラジエータコア１０ａを収容室１
５の中央側に設置することによって、ラジエータコア１
０ａの前方に外気導入室１８を区画し、後方に外気排出
室１９を区画しており、外気排出室１８に冷却ファンと
して前記軸流ファン１６を設置することにより、前記ラ
ジエータコア１０ａの隣接する放熱フィン９，９間で且
つ冷却チューブ８，８間の空間を外気の通過する通路２
０としている。そして、隔壁１１のうち、外気導入室１
８の上部隔壁２１に外気導入口１７を形成して外気導入
室１８内の外気を導入を可能として外気による冷却を可
能としている。従って、前記軸流ファン１６を駆動すれ
ば、前記ラジエータコア１０ａの通路２０…を通じて前
記外気導入室１８内より前記外気排出室１９に外気が吸
入され、この外気により冷却チューブ８…及び放熱フィ
ン９…が冷却され、冷却チューブ８…内を循環する冷却
水が冷却される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の建設
機械では、ラジエータコア１０ａを収容室１５に設置
し、機体の上部隔壁２１の外気導入口１７…より外気を
導入するように構成する一方、外気排出室１９に軸流フ
ァン１６を配置して、作業現場で発生する粉塵、砂塵の
吸い込みによる放熱フィン９…間及び冷却チューブ８，
８間の目詰まりを防ぎながら、ラジエータコア１０ａの
冷却性能の低下によるオーバーヒートを防止するが、図
５に示したように、外気の通路２０…の軸芯線と軸流フ
ァン１６の軸芯線を交差させて設定すると、外気導入室
１８内で気流の乱れが発生し、各通路２０の吸い込み流
量、流速のロスが発生する懸念があり、その結果として
冷却効率が低下する慮れがある。

【０００７】そこで、本発明は、建設・土木機械におい
て、該冷却コアの各通路に円滑に外気を導入することが
できるようにするために解決せられるべき技術的課題が
生じて来るのであり、本発明は該課題を解決することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、機体内を隔壁により
仕切って収容室を形成し、該収容室の中央側に冷却コア
を設置して該冷却コアの前後に外気導入室と外気排出室
とを区画形成し、更に、前記外気導入室の上部隔壁に外
部と連通する外気導入口を開口すると共に、該外気排出
室に軸流ファンを設置して前記冷却コアのフィン間を通
じて前記外気導入室より前記外気排出室に外気を通過さ
せるように構成した建設・土木作業機械において、前記
冷却コアを、偏平管より成り上下方向に間隔を隔てて配
置された多数の冷却チューブと、上下方向に隣接する冷
却チューブ同士をチューブ長手方向に間隔を隔てて上下
に連結する放熱フィンとを有して構成し、更に、前記放
熱フィンに対する各冷却チューブの傾きをその外気導入
口部側端が前記外気排出室側端よりも所定高さ高く設定
して少なくとも上部のチューブ間の外気の通路入口が前
記外気導入口を斜め下方から臨むように構成した建設・
土木作業機械を提供し、更に、機体内を隔壁により仕切
って収容室を形成し、該収容室の中央側に冷却コアを設
置して該冷却コアの前後に外気導入室と外気排出室とを
区画形成し、更に、前記外気導入室の上部隔壁に外部と
連通する外気導入口を開口すると共に、該外気排出室に
軸流ファンを設置して前記冷却コアのフィン間を通じて
前記外気導入室より前記外気排出室に外気を通過させる
ように構成した建設・土木作業機械において、前記冷却
コアを、左右方向に間隔を隔てて配置された多数の冷却
チューブと、左右方向に隣接する冷却チューブ同士を該
冷却チューブ長手方向に間隔を隔てて左右に連結する放
熱フィンとを有して構成し、前記冷却チューブに対する
各放熱フィンの傾きをその外気導入口部側端が前記外気
排出室側端よりも所定高さ高くなるよう設定して少なく
とも上部の冷却チューブ間の外気の通路入口が前記外気
導入口を斜め下方から臨むように構成した建設・土木作
業機械を提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
及び図２を参照して詳述する。

【００１０】図１は請求項１記載の発明をブレード、シ
ョベル等の作業機を有する建設機械に適用した一実施の
形態を示している。なお、この実施の形態で図３乃至図
５で説明した従来技術と同一構成部については同一符号
を付すものとする。

【００１１】図１に示すように、建設機械の上部旋回体
３０の後部内を隔壁１１〜１４により仕切って収容室１
５を形成し、該収容室１５に、図４に示す如き構造の冷
却コア１０をラジエタータコア１０ａとして配置してい
る。該ラジエータコア１０ａは、収容室１５を上下左右
に横断するように形成され、前記収容室１５の中央側に
設置されたとき、該ラジエータコア１０ａの後方に外気
導入室１８を区画し、前方に外気排出室１９を区画すよ
うに構成されており、上部隔壁１１のうち外気導入室１
８の天井を形成する上部隔壁２１には、外気を導入すべ
くスリット状に多数の外気導入口１７が形成される。ま
た、前記軸流ファン１６は、前記外気排出室１９内に設
置され、隣接する冷却チューブ８ａ，８ａ間で且つ隣接
する放熱フィン放熱フィン９，９間を夫々外気の通路２
０として、外気導入室１８より外気排出室１９に外気を
導入するように設置され、通路２０…を通過する外気に
よって各冷却チューブ８ａ及び各放熱フィン９を冷却す
るように構成されている。そして、本実施の形態にあっ
て、前記ラジエータコア１０ａの冷却チューブ８ａ…
は、上下に多段に且つ、前後に二列に配設され、、各冷
却チューブ８ａ…の傾きは、前記サイドタンク６，７に
対してその外気導入口部側端２１が前記外気排出室側端
２２よりも所定高さ高く、且つ、少なくとも上部側の放
熱フィン９，９間の通路２０が前記外気導入口１７を斜
め下方より臨むように設定されている。このため、外気
導入室１８に導入された外気は、乱れることなく、ま
た、よどむことなく、各通路２０に円滑に吸い込まれ
る。

【００１２】次に作用を説明する。軸流ファン１６を作
動すると、各通路２０に作用する負圧によって、当初
は、外気導入室１８内の雰囲気が各通路２０…に吸い込
まれ、この外気導入室１８内の雰囲気により、ラジエー
タコア１０ａが冷却されるが、吸入により、外気導入口
１７から各通路２０に向かう外気に流体慣性が生じる
と、外気は図１の矢印に示すように、上部側の各通路２
０…の入口に向かって直線的に進行する。このため、各
通路２０、特に、上部側の通路２０…に外気がスムーズ
に吸い込まれる。また、外気導入室１８の底側の各通路
２０…も斜め上方を臨んでおり、このため各外気導入口
１７の絞りによって底側に向かう外気は、中位、低位の
各通路２０…でスムーズに吸い込まれる。

【００１３】従って、外気による直接ラジエータ５を冷
却する割合が、従来と比べて大幅に増し、また、流量、
流速も従来と比較して格段に増加する。よって、冷却チ
ューブ８ａ…の傾きを上述の如く設定するのみでラジエ
ータコア１０ａの冷却効率が改善され、負荷変動が激し
く且つ、高負荷、高回転数の使用頻度が高い建設機械の
エンジンをオーバーヒートより保護することができる。

【００１４】図２は、請求項２記載の発明をオイルクー
ラに適用した一実施の形態を示している。なお、この実
施の形態において、図３で説明した従来技術と同一構成
部については同一符号を付すものとする。

【００１５】同図に示すように、上部旋回体３０の後部
内を隔壁３１〜３４により仕切って収容室３５を形成
し、該収容室３５のほぼ中央部に、図３に示す如き構造
の冷却コア５ａをオイルクーラ用冷却コアとして設置し
ている。該冷却コア５ａは、前述の実施の形態と同様、
予め、該収容室３５を上下左右に横断するように形成さ
れており、前記収容室３５の中央側に設置されることに
より、収容室３５を外気導入室３７と外気排出口３８と
の二つに分割する。更に、上部隔壁３１のうち、外気排
出室４０の天井を構成する上部隔壁３７には、スリット
状の外気導入口３８…が間隔を隔てて多数形成され、外
気排出室３７に、外気導入室３６側から外気排出室３７
内に外気を吸入するように軸流ファン３９を設置してい
る。

【００１６】前記冷却コア５ａは、上部タンク１と下部
タンク２とを冷却チューブ３で上下に連結し、冷却チュ
ーブ３，３同士を放熱フィン４…により接続して成り、
各放熱フィン４の傾きは、上下方向に沿って延びる冷却
チューブ３…に対して各放熱フィン４の外気導入口部側
端５０が外気排出室側端５１よりも所定高さ高く、且
つ、少なくとも上部側の放熱フィン４…間の通路４１が
外気導入口３８…を斜め下方より臨むように設定してい
る。このため各通路４１の外気の吸い込みが円滑にな
り、冷却コア５ａの冷却効率が可及的に向上する。

【００１７】従って、この実施形態にあっても、オイル
クーラの冷却コア５ａは外気により効率的に冷却され、
建設機械の作動油圧回路、油圧シリンダ等の各種アクチ
ュエータが異常摩耗から保護される。

【００１８】このように上記各本実施の形態では、ラジ
エータコア１０ａと、オイルクーラの冷却コア５ａを効
率良く冷却する説明をしたが、インタークーラの冷却コ
アも前記ラジエータ１０ａ、冷却コア５ａと基本構造は
同じである。

【００１９】従って、前記ラジエータコア１０ａ、又は
オイルクーラの冷却コア５ａと同様に、インタークーラ
の冷却コア５ａを前記各実施形態と同様に収容室に配置
して、冷却チューブ３…，８ａ…又は放熱フィン４…，
９…の傾きを前記各実施の形態と同様に設定すれば、吸
気の冷却効率を改善し充填効率を改善することが可能と
なる。

【００２０】なお、本実施の形態では、各冷却コアを個
別の収容室に収容する説明をしたが、一つの収容室に、
各冷却コアを並設して良い。然るときは、一台の軸流フ
ァン１６，３９で、各冷却コアを冷却することが可能と
なり、スペースセービングを達成することができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明は上記実施の形態に
詳述したように、冷却コアの各冷却チューブを夫々偏平
管より形成すると共に、水平面に対する各冷却チューブ
の傾きを、外気導入口部側端が前記外気排出室側端より
も所定高さ高くなるように設定している。このため、冷
却媒体となる外気を乱れなくスムーズに通過させること
が可能となり、従来と比較して通過する外気の風量、風
速の低下を抑制することができ、冷却コアの冷却効率を
大幅に向上することができる等、正に、著大なる効果を
奏する発明である。

【００２２】また、請求項２記載の発明は上記実施の形
態に詳述したように、水平面に対する各放熱フィンの傾
きを、外気導入口部側端が前記外気排出室側端よりも所
定高さ高くなるように設定している。このため、冷却媒
体となる外気を乱れなくスムーズに通過させることが可
能となり、従来と比較して通過する外気の風量、風速の
低下を抑制することができ、冷却コアの冷却効率を大幅
に向上することができる等、正に、著大なる効果を奏す
る発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示し、ブレード、ショ
ベル等の作業機により掘削する建設機械のラジエータに
適用した一実施の形態を示す一部切欠側断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示し、ブレード、ショ
ベル等の作業機により掘削する建設機械のオイルクーラ
に適用した一実施の形態を示す一部切欠側断面図であ
る。

【図３】上下にタンクを有するラジエータの構造を示す
一部切欠斜視図である。

【図４】左右にタンクを有するラジエータの構造を示す
一部切欠斜視図である。

【図５】従来のブレード、ショベル等の作業機により掘
削する建設機械のラジエータと軸流ファンの配置を示す
一部切欠側断面図である。

【符号の説明】

５ａ ラジエータコア ８ａ 冷却チューブ ９ 放熱フィン １０ａ 冷却コア １１ 隔壁 １２ 隔壁 １３ 隔壁 １４ 隔壁 １５ 収容室 １６ 軸流ファン（冷却ファン） １７ 外気導入口 １８ 外気導入室 １９ 外気排出室 ２０ 通路 ２１ 上部隔壁 ３１ ラジエータコアの外気導入口部側端 ３２ ラジエータコアの外気排出室側端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 77/13 Ｆ０２Ｂ 77/13 Ｍ Ｆ２８Ｆ 9/00 ３２１ Ｆ２８Ｆ 9/00 ３２１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体内を隔壁により仕切って収容室を形
   成し、該収容室の中央側に冷却コアを設置して該冷却コ
   アの前後に外気導入室と外気排出室とを区画形成し、更
   に、前記外気導入室の上部隔壁に外部と連通する外気導
   入口を開口すると共に、該外気排出室に軸流ファンを設
   置して前記冷却コアのフィン間を通じて前記外気導入室
   より前記外気排出室に外気を通過させるように構成した
   建設・土木作業機械において、 前記冷却コアを、偏平管より成り上下方向に間隔を隔て
   て配置された多数の冷却チューブと、上下方向に隣接す
   る冷却チューブ同士をチューブ長手方向に間隔を隔てて
   上下に連結する放熱フィンとを有して構成し、 更に、前記放熱フィンに対する各冷却チューブの傾きを
   その外気導入口部側端が前記外気排出室側端よりも所定
   高さ高く設定して少なくとも上部のチューブ間の外気の
   通路入口が前記外気導入口を斜め下方から臨むように構
   成したことを特徴とする建設・土木作業機械。
2. 【請求項２】 機体内を隔壁により仕切って収容室を形
   成し、該収容室の中央側に冷却コアを設置して該冷却コ
   アの前後に外気導入室と外気排出室とを区画形成し、更
   に、前記外気導入室の上部隔壁に外部と連通する外気導
   入口を開口すると共に、該外気排出室に軸流ファンを設
   置して前記冷却コアのフィン間を通じて前記外気導入室
   より前記外気排出室に外気を通過させるように構成した
   建設・土木作業機械において、 前記冷却コアを、左右方向に間隔を隔てて配置された多
   数の冷却チューブと、左右方向に隣接する冷却チューブ
   同士を該冷却チューブ長手方向に間隔を隔てて左右に連
   結する放熱フィンとを有して構成し、 前記冷却チューブに対する各放熱フィンの傾きをその外
   気導入口部側端が前記外気排出室側端よりも所定高さ高
   くなるよう設定して少なくとも上部の冷却チューブ間の
   外気の通路入口が前記外気導入口を斜め下方から臨むよ
   うに構成したことを特徴とする建設・土木作業機械。