JP2004270268A

JP2004270268A - 建設機械の冷却装置

Info

Publication number: JP2004270268A
Application number: JP2003061745A
Authority: JP
Inventors: Masatake Arai; 誠剛新井; Takashi Chikuana; 隆司築穴; Koichi Yamashita; 康一山下; Kazuhiro Ueda; 員弘上田; Hiroaki Iwamitsu; 裕明岩満
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: EP1462627A1; DE602004029631D1; CN1295402C; JP3952972B2; ATE485441T1; US7134518B2; US20040173395A1; EP1462627B1; CN1526887A

Abstract

【課題】メンテナンス通路を備えた建設機械において、メンテナンス時以外には使用されることのないメンテナンス通路を熱交換器の排風通路として利用することにより、熱交換器の冷却効率を向上させた建設機械の冷却装置を提供する。
【解決手段】上部旋回体にエンジン８と、油圧機器と、エンジン８および油圧機器を冷却するための熱交換器１１，１２，１３と、上部旋回体１を横切るようにして設けられる通路であって、エンジン８および油圧機器のメンテナンス部がその通路に沿って配置されているメンテナンス通路４とを備えた建設機械において、熱交換器１３に送風を行うための冷却ファン１４からの排風をメンテナンス通路４を通して機外に排出するように構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装備される冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上部旋回体の略中央部分を左右に横切るようにしてメンテナンス通路を設け、エンジンおよび油圧機器に係る多数のメンテナンス部をそのメンテナンス通路に沿って配置することにより、短時間でかつ容易にメンテナンスが行えるようにした油圧ショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は上記メンテナンス通路を備えた建設機械を上から見たものである。同図において、メンテナンス通路５０は、上部旋回体５１の左側デッキ５２からその上部旋回体５１の内側に延びるようにして形成されており、前側隔壁５０ａ、通路奥部の側壁５０ｂ、後側隔壁５０ｃおよび通路底板５０ｄによって凹溝状に形成されている。
【０００４】
このメンテナンス通路５０の前側隔壁５０ａに沿って例えばリターンフィルタ５３、ドレンフィルタ５４等が配置され、側壁５０ｂを開くとラジエータのサブタンク５５が現れ、後側隔壁５０ｃに設けられた点検ドア５６を開くと、エンジンオイルフィルタ，燃料フィルタ等のメンテナンス箇所が現れるようになっている。
【０００５】
なお、図中、５７は作動油タンク、５８は運転室、５９は燃料タンク、６０は作業アタッチメント、６１はカウンタウエイトである。
【０００６】
一方、熱交換器の冷却効率を高めるため、図４に示すようにエンジンルーム内に、エンジン６２を冷却するためのラジエータ６３および加圧された吸気の温度を下げるインタークーラ６４と、作動油を冷却するためのオイルクーラ６５とを並べて配置し、これらに対して個別に送風を行うための第１ファン６６と、第２ファン６７を設けることがある。
【０００７】
上記メンテナンス通路５０を備えた油圧ショベルにおいて、上記ダブルファン６６，６７を設けた場合、オイルクーラ６５冷却用の第２ファン６６からの排風は、第２ファン６７近傍のメンテナンス通路側壁５０ｂに沿って上方に逃がすか、または下方に逃がすか、あるいは第１ファン６６から送り出されてエンジン６２の周囲を流れる排風Ｆ_１に合流させることになる（図中、符号Ｆ_２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−８８８１８号公報（第（３）頁、図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示した構成では第２ファン６７からの排風が円滑に機外に排出されず、しかも側壁５０ｂに衝突することによって排風の巻き込み現象が発生するため、ファンの能力を大きくしたにもかかわらず熱交換器の冷却効率は比例して高くはならないという問題があった。
【００１０】
本発明は以上のような従来の冷却装置における課題を考慮してなされたものであり、上部旋回体にメンテナンス通路を備えた建設機械において、メンテナンス時以外には使用されることのないメンテナンス通路を熱交換器の排風通路として利用することにより、熱交換器の冷却効率を向上させた建設機械の冷却装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部旋回体にエンジンと、油圧機器と、エンジンおよび油圧機器を冷却するための熱交換器と、上部旋回体を横切るようにして設けられる通路であって、エンジンおよび油圧機器のメンテナンス部がその通路に沿って配置されているメンテナンス通路と、を備えた建設機械において、メンテナンス通路に吸気口と排気口とを設け、熱交換器に送風を行うための冷却ファンを吸気口に臨ませることにより、冷却ファンからの排風を、メンテナンス通路を通して機外に排出するように構成した建設機械の冷却装置である。
【００１２】
本発明に従えば、冷却ファンからの排風を、エンジン等の大きな障害物が存在せず断面の大きなメンテナンス通路を介して排気させるため、排風が整流されて円滑に流れ、冷却効率を高めることができる。
【００１３】
本発明において、上記メンテナンス通路の熱交換器寄りの上部開口を蓋体で閉塞し排風ダクトを構成すれば、冷却ファンからの排風が円滑にメンテナンス通路に案内されるようになり、排風が再び熱交換器の吸入側に取り込まれる、いわゆる排風の巻き込み現象が解消され、冷却効率をより高めることができる。
【００１４】
また、メンテナンス通路の上部開口全体を蓋体で閉塞すれば、排風を熱交換器から最も離れた位置に導いて排出することができる。
【００１５】
本発明において、上記蓋体を開閉自在に構成すれば、メンテナンス性を犠牲にすることなく冷却効率を高めることができる。また、上部が開放された従来のメンテナンス通路では、エンジン室からキャビンに向けて伝播するエンジン騒音やファン騒音等の騒音は後側隔壁のみで減衰された後、外部に放出されていたが、本発明では伝播するファン騒音の一部が蓋体によって直接または間接的に反射されて減衰した上で外部に放出されるため、外部に放出される騒音レベルを低く抑えることができる。
【００１６】
上部旋回体上方に排出される騒音は、極力、キャビン内に影響を与えないようにする必要がある。この点、メンテナンス通路をキャビンとエンジン室との間に配置している本発明では、特にキャビンに近い側の上方に放出される騒音レベルを低く抑えることができるので有利である。また、メンテナンス通路の前側隔壁も、騒音の一部を減衰させるのに寄与している。
【００１７】
本発明において、上記メンテナンス通路の前側隔壁、後側隔壁および蓋体の少なくともいずれか一つの壁面に遮音材を取り付ければ、さらに低騒音化が可能となる。
【００１８】
本発明において、上記排風ダクトの終端となるメンテナンス通路の出入口に横扉を開閉自在に設けるように構成すれば、メンテナンス通路のほぼ全体を閉鎖することが可能になり、騒音の一部がその横扉によっても減衰されるため、さらに騒音レベルを低く抑えることができるようになる。また、上記横扉の内面にも遮音材を貼着すれば、より効果的である。なお、横扉または上記蓋体には排気口を設けることができる。
【００１９】
本発明において、上記熱交換器として上記エンジンを冷却するためのラジエータと、作動油を冷却するためのオイルクーラとを並べて配置し、上記冷却ファンとしてラジエータに対して送風を行う第１ファンおよびオイルクーラに対して送風を行う第２ファンを有し、これら第１および第２ファンのいずれか一方からの排風がメンテナンス通路を通るように構成すれば、オイルクーラからの排風経路とラジエータからの排風経路とが分離されるため、冷却効率を向上させることができる。
【００２０】
本発明において、上記メンテナンス通路は、上部旋回体の幅方向に配置されたエンジンと平行な状態でその前側または後側に設けることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る建設機械の冷却装置の一実施形態を模式的に示した平面図であり、冷却装置を油圧ショベルに適用したものである。
【００２３】
同図において、油圧ショベルは下部走行体上に上部旋回体１を旋回自在に搭載しており、この上部旋回体１の前側端部にフロントアタッチメント２が備えられ、このフロントアタッチメント２の左側に運転席としてのキャビン３が配置されている。
【００２４】
上部旋回体１の略中央には、左右に横切るようにしてメンテナンス通路４が設けられており、このメンテナンス通路は、図示しない旋回フレームから略平行して立設された前側隔壁４ａと後側隔壁４ｂとによって仕切られている。ただし、後側隔壁４ｂの右端については冷却装置ＣＤの近傍で切れている。
【００２５】
前側隔壁４ａとキャビン３との間には作動油タンク５が配置され、この作動油タンク５と反対側の前側隔壁４ａの近傍には燃料タンク６が配置され、また、作動油タンク５と燃料タンク６の略中間には、フロントアタッチメント２、図示しない旋回モータや走行モータ等に給排する作動油を制御するためのコントロールバルブ７が配置されている。
【００２６】
一方、後側隔壁４ｂから後方に位置するエンジンルーム内にはエンジン８が横置きに配置されており、このエンジン８の出力軸に油圧ポンプ９が接続されている。
【００２７】
また、エンジン８を冷却するためのラジエータ１０および加圧された吸気の温度を下げるインタークーラ１１が、エンジン８を駆動源とする第１冷却ファン（第１ファン）１２に対向して直列に配置されており、このラジエータ１１と並んで作動油を冷却するためのオイルクーラ１３が配置されている。なお、オイルクーラ１３に送風を行う第２冷却ファン（第２ファン）１４は専用のモータによって駆動するようになっている。
【００２８】
上記ラジエータ１０，インタークーラ１１およびオイルクーラ１３は熱交換器として機能する。なお、１５は上部旋回体１の後端に取り付けられたカウンタウエイトである。
【００２９】
上記構成において、エンジン８によって油圧ポンプ９が駆動し、この油圧ポンプ９から吐出される作動油は、コントロールバルブ７によって流量および方向が制御され、フロントアタッチメント２等を駆動させる各油圧アクチュエータに供給される。
【００３０】
運転中、高温となって戻ってくる作動油は、オイルクーラ１３を通過する際に冷却風と熱交換れることによって温度が下げられ、また、エンジン８を循環した冷却水はラジエータ１０によって降温され、インタークーラ１１は加圧時に高温となった吸気の温度を下げるようになっている。
【００３１】
運転時において、機体の側面に設けられている第１空気取入口１６から取り込まれた冷却風はインタークーラ１１、ラジエータ１０の順で熱交換され、さらにエンジン８を冷却した後、昇温された排風Ｆ１となり、エンジンルーム上面に形成された排気口（後述する）から排出される。
【００３２】
一方、第１空気取入口１６の横側に設けられている第２空気取入口１７から取り込まれた冷却風はオイルクーラ１３で熱交換され、排風Ｆ２となってメンテナンス通路４に案内される。
【００３３】
このように、本実施形態ではインタークーラ１１とラジエータ１０に冷却風を送風する第１冷却ファン１２と、オイルクーラ１３に対して冷却風を送風する第２冷却ファン１４とが別々に独立して設けられており、排風についても第１冷却ファン１２からの排風についてはエンジン８に沿って通過させ、第２冷却ファン１４からの排風についてはメンテナンス通路４を通過させるように構成している。
【００３４】
図２は、上記した排風通路として機能するメンテナンス通路４の構成を示した斜視図である。
【００３５】
なお、同図において図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図２において、メンテナンス通路４は、上述したように前側隔壁４ａと後側隔壁４ｂとによって仕切られており、左端は開放されている。
【００３７】
この開放部には、ヒンジを介して垂直軸まわりに開閉することのできる横扉２０が設けられており、メンテナンス時以外は閉じられている。２１はオイルクーラ１３の上方を閉塞している天板である。
【００３８】
第２冷却ファン１４とメンテナンス通路４との間には仕切りは設けられておらず、吸気口として機能している。したがって第２冷却ファン１４からの排風は直接そのメンテナンス通路４内に案内されるようになっている。
【００３９】
また、前側隔壁４ａの上縁部４ａ′と天板２１の左縁部２１ａと後側隔壁４ｂの上縁部４ｂ′とによってコ字状に形成される開口部分は、上扉２２によって開閉することができるようになっている。
【００４０】
この上扉２２は、ヒンジ２２ａを介して水平軸まわりに開閉することができるようになっており、メンテナンス時以外は閉じられている。
【００４１】
上扉２２の左端部、すなわち排風Ｆ２の流れる経路においてメンテナンス通路４の最も下流側には、スリット状の排気孔（排気口）２２ｂが前後方向に多数形成されており、メンテナンス通路４を流れてきた排風Ｆ２は、オイルクーラ１３の冷却風吸入側から最も遠い反対側の左端部において上向きに排気されるようになっている。
【００４２】
また、上扉２２の内面にはグラスウール等からなる遮音材２３が貼着されており、エンジン８のノイズがメンテナンス通路４を通じて漏れることを抑制するようになっている。さらに、上扉２２のヒンジ２２ａは前側隔壁４ａの上縁部に設けられているため、上扉２２を開くとキャビン５８との間に起立して遮音板として機能する。それにより、エンジン騒音が直接、キャビン５８に伝わらないようになっている。
【００４３】
なお、第１冷却ファン１２からの排風は、従来と同様に、エンジン８外壁を伝って排気口２４から機外に排気される。
【００４４】
また、上記実施形態では排風Ｆ２を上扉２２の端部に設けられた排気孔２２ｂから排気したが、これに限らず、横扉２０に排気孔を設け、横扉２０から排気するように構成することもできる。
【００４５】
また、上扉２２を左右２枚の扉に分割し、別々に開閉することができるように構成することもできる。例えばオイルクーラ１３に近い側の一方の扉を閉じ、離れた側の他方の扉を開けば、エンジン騒音を抑制した状態で排風を無理なく機外に排気することができるようになる。
【００４６】
また、上記実施形態では熱交換器としてエンジンを冷却するためのラジエータと、作動油を冷却するためのオイルクーラとを並べて配置し、ラジエータおよびオイルクーラ冷却用の冷却ファンをそれぞれ別に設けたが、これに限らず、第１および第２冷却ファンが一つの冷却ファンで構成されていてもよい。
【００４７】
この場合、排風の一部がエンジン８を通過し、残りの排風がメンテナンス通路４を通過することになるが、残りの排風はその流れにおいて障害物が存在しないため円滑な排風の流れが確保でき、しかも排風の巻き込み現象が解消されるため、この構成であっても冷却効率が高められることに変わりはない。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明によれば、熱交換器を冷却する冷却ファンからの排風を、メンテナンス通路を通して機外に排出するように構成したため、冷却ファンからの排風が、エンジン等の大きな障害物が存在せず断面の大きなメンテナンス通路を介して排気されることになり、排風が整流されて円滑に流れ、冷却効率を高めることができる。
【００４９】
請求項２の本発明によれば、メンテナンス通路の熱交換器寄りの上部開口を蓋体で閉塞し排風ダクトを構成したため、冷却ファンからの排風が円滑にメンテナンス通路に案内されるようになり、排風が再び熱交換器の吸入側に取り込まれる、いわゆる排風の巻き込み現象が解消され、冷却効率をより高めることができる。
【００５０】
請求項３の本発明によれば、メンテナンス通路の上部開口全体を蓋体で閉塞したため、排風を熱交換器から最も離れた位置に導いて排出することができる。また、エンジンルームからキャビンに伝播する騒音が、後側隔壁だけでなく蓋体によっても反射されて減衰するため、低騒音化が可能となる。
【００５１】
請求項４の本発明によれば、上記蓋体を開閉自在に構成したため、メンテナンス性を犠牲にすることなく冷却効率を高めることができる。
【００５２】
請求項５の本発明によれば、上記メンテナンス通路の前側隔壁、後側隔壁および蓋体の少なくともいずれか一つの壁面に遮音材を取り付けたため、さらに低騒音化が可能となる。
【００５３】
請求項６の本発明によれば、上記排風ダクトの終端となるメンテナンス通路の出入口部に横扉を開閉自在に設け、横扉または蓋体に排気口を設けたため、遮音性を高めることができる。
【００５４】
請求項７の本発明によれば、上記熱交換器としてラジエータと、オイルクーラとを並べて配置し、ラジエータに対して送風を行う第１ファンおよびオイルクーラに対して送風を行う第２ファンのいずれか一方からの排風がメンテナンス通路を通るように構成したため、オイルクーラからの排風経路とラジエータからの排風経路とが分離され、冷却効率を向上させることができる。
【００５５】
請求項８の本発明によれば、上記メンテナンス通路を、横置きされたエンジンと平行な状態でその前側または後側に設けたため、メンテナンス通路に対してエンジンを縦置きするような配置に比べ排風の流れが円滑になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建設機械の冷却装置の配置を模式的に示した平面図である。
【図２】本発明のメンテナンス通路の構成を示す斜視図である。
【図３】従来のメンテナンス通路の構成を示す平面図である。
【図４】従来のメンテナンス通路を備えた建設機械の冷却装置を模式的に示した平面図である。
【符号の説明】
１上部旋回体
２フロントアタッチメント
３キャビン
４メンテナンス通路
５作動油タンク
６燃料タンク
７コントロールバルブ
８エンジン
９油圧ポンプ
１０ラジエータ
１１インタークーラ
１２第１冷却ファン
１３オイルクーラ
１４第２冷却ファン
１６第１空気取入口
１７第２空気取入口

Claims

上部旋回体にエンジンと、油圧機器と、上記エンジンおよび油圧機器を冷却するための熱交換器と、上記上部旋回体を横切るようにして設けられる通路であって、上記エンジンおよび油圧機器のメンテナンス部がその通路に沿って配置されているメンテナンス通路と、を備えた建設機械において、
上記メンテナンス通路に吸気口と排気口とを設け、上記熱交換器に送風を行うための冷却ファンを上記吸気口に臨ませることにより、上記冷却ファンからの排風を、上記メンテナンス通路を通して機外に排出するように構成したことを特徴とする建設機械の冷却装置。
上記メンテナンス通路の上記熱交換器寄りの上部開口が蓋体で閉塞され、排風ダクトを構成している請求項１記載の建設機械の冷却装置。
上記メンテナンス通路の上部開口全体が蓋体で閉塞され、排風ダクトを構成している請求項１記載の建設機械の冷却装置。
上記蓋体が開閉自在に構成されている請求項２または３記載の建設機械の冷却装置。
上記メンテナンス通路の前側隔壁、後側隔壁および上記蓋体の少なくともいずれか一つの壁面に遮音材が取り付けられている請求項２〜４のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置。
上記排風ダクトの終端となる上記メンテナンス通路の出入口に横扉が開閉自在に設けられ、上記横扉または上記蓋体に上記排気口が設けられている請求項３〜５のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置。
上記熱交換器として上記エンジンを冷却するためのラジエータと、作動油を冷却するためのオイルクーラとが並べて配置され、上記冷却ファンとして上記ラジエータに対して送風を行う第１ファンおよび上記オイルクーラに対して送風を行う第２ファンを有し、これら第１および第２ファンのいずれか一方からの排風が上記メンテナンス通路を通るように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置。
上記メンテナンス通路が、上部旋回体の幅方向に配置されたエンジンと平行な状態でその前側または後側に設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置。