JP2007154591A - 建設機械のエンジン室 - Google Patents

Abstract

【課題】排気管を有する建設機械のエンジン室を小型化する。
【解決手段】複数の配管２１〜２４の端面を斜めにカットし、これら配管２１と２２および配管２３と２４の端面同士を互いに接合して排気管２０を形成する。これによって形成された排気管２０は屈曲形状をなし、エンジン１から排出された排気ガスを斜め後方のマフラ１７に導くため、マフラ１７の配置の自由度が向上し、エンジン室５の小型化を実現できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械のエンジン室に関する。

油圧ショベルのエンジン室に設けられ、エンジンから排出された排気ガスをマフラに導くように排気通路を形成した排気管が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載のものは、曲げ構造の排気管により排気通路を形成するようにしている。
特開２００１−２６９４４号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の排気管構造では、エンジン室内に排気管の曲げ半径に応じたスペースが必要となるため、エンジン室が大型化する。

本発明による建設機械のエンジン室は、エンジンから排出された排気ガスをマフラに導くための排気通路を形成する排気管を有し、この排気管を、端面を斜めにカットした複数の配管を互いに接合して屈曲形状としたことを特徴とする。
エンジンからの排気の排出口とマフラへの排気の流入口を排気管により連通し、排出口を機体の幅方向一方に開口して設けるとともに、流入口を排出口と向かい合うように機体の幅方向他方に開口して設け、かつ流入口を排出口よりも機体後方側に設けることもできる。
この場合、排出口が設けられる機体の幅方向延長線上に、作動油タンクおよびまたは燃料タンクを配置することが好ましい。

本発明によれば、端面を斜めにカットした複数の配管を互いに接合して屈曲形状の排気管を形成するので、配管を曲げて排気管を形成する必要がなく、エンジン室を小型化することができる。

以下、図１〜図７を参照して本発明による建設機械のエンジン室の形態について説明する。
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明が適用される油圧ショベルの平面図および側面図である。以下では図１（ａ）に示すように前後左右方向を定義し、この定義にしたがって各部の配置を説明する。

油圧ショベルは、走行体１と、走行体１上に旋回可能に設けられた旋回体２と、旋回体２に回動可能に取り付けられたブーム，アーム，バケットからなる作業用フロント３とを有する。旋回体２の左前部には運転室４が、その後方にはエンジン室５がそれぞれ設けられ、旋回体２の後端部にはカウンタウエイト６が取り付けられている。エンジン室４は旋回フレーム２ａ（図３）の上方をカバーで囲んで形成される。

この油圧ショベルは、エンジン室５の前後方向の長さが短く形成されるとともに、エンジン室５を囲むように円弧状にカウンタウエイト６が形成され、旋回体２の後端は走行体１の後端よりも前方に位置している。すなわち本実施の形態に係る油圧ショベルは、旋回中心から旋回体２の後端までの長さが通常の油圧ショベルよりも短い、後方小旋回が可能な油圧ショベルである。

図２は旋回体２の構成、とくにエンジン室５内の構成を示す平面図であり、図３はエンジン室５内を側方から見た図（図２の矢視III図）である。エンジン室５にはエンジン１０の長手方向が機体の幅方向を向くようにエンジン１０が横置きに配置され、エンジン１０は旋回フレーム２ａ上に支持されている。エンジン１０の左端部にはエンジン１０によって駆動する冷却ファン１１が取り付けられ、冷却ファン１１の左側方には、冷却ファン１１によって送風された冷却風とエンジン冷却水とを熱交換するラジエータ１２が配置されている。エンジン１０の右端部にはエンジン１０によって駆動する油圧ポンプ１３が取り付けられている。油圧ポンプ１３の前方には燃料タンク１４と作動油タンク１５が左右に並べて配置されている。これらタンク１４，１５は旋回フレーム２ａに支持され、その上端面はマフラ１７よりも上方に位置している。

エンジン１０の上部前側にはターボチャージャー１６が配設され、油圧ポンプ１３の上方にはマフラ１７が配設されている。ターボチャージャー１６とマフラ１７は排気管２０で接続されている。エンジン１０からの排気は、図示しないエキゾーストマニホールドを介してターボチャージャー１６に流入する。ターボチャージャー１６の排出口１６ａから排出された排気は排気管２０を介してマフラ１７の流入口１７ａに導かれ、マフラ１７を通過後に尾管１８を介してエンジン室外に排出される。なお、ターボチャージャー１６はエンジン１０の一部を構成し、ターボチャージャー１６からの排気はエンジン１０からの排気を意味する。

ターボチャージャー１６の排出口１６ａは右方に向けて開口し、マフラ１７の流入口１７ａは左方に向けて開口している。なお、排出口１６ａと流入口１７ａはほぼ同じ高さに設けられている。排出口１６ａは図２の左右方向の直線Ｌ１上に配置され、この直線Ｌ１上には作動油タンク１５と燃料タンク１４も配置されている。そのため、マフラ１７はタンク１５と干渉しないように直線Ｌ１よりも後方にずらして配置され、流入口１７ａは直線Ｌ１よりも後方にシフトした左右方向の直線Ｌ２上に配置されている。

これにより、例えば図４に示すように排出口１６ａと流入口１７ａを同一の直線Ｌ１上に配置し、直線状の排気管２００により排出口１６ａと流入口１７ａを接続したものに比べ、油圧ポンプ１３とタンク１４，１５との隙間ＳＰ１およびマフラ１７とカウンタウエイト１６との隙間ＳＰ２を小さくすることができる。その結果、エンジン室５内の余剰のスペースが少なくなって、エンジン室５をコンパクトに形成できる。

この場合、図２のようにマフラ１７を後方にずらして配置すると、図４のような直線状の排気管２００によっては排出口１６ａと流入口１７ａを接続することができない。また、背圧の増加を抑えるために排気管２０はある程度の管径が必要であるため、例えば図５に示すように曲げ構造の排気管２１０によりターボチャージャー１６からマフラ１７に至る排気通路を形成すると、配管の曲げ半径が大きくなり、排出口１６ａから流入口１７ａまでの長さ（通路長さ）を短くすることができない。その結果、ターボチャージャー１６とマフラ１７のレイアウト上の制約が大きくなり、エンジン室５を小型化することが困難となる。そこで、本実施の形態では以下のように排気管２０を形成する。

図６（ａ）は図２の排気管２０の拡大断面図であり、図６（ｂ）はその要部の外観図である。図６（ａ）に示すように排気管２０は、管径がほぼ等しい第１配管２１〜第４配管２４により構成される。ターボチャージャー１６の排出口１６ａにはフランジ部１６ｂが設けられ、このフランジ部１６ｂに、第１配管２１の一端側（左端側）に設けたフランジ部２１ａが図示しないボルトにより締結されている。

第１配管２１の他端（右端）は、その端面が斜め後方を向くように左右方向に傾斜した鉛直面ＳＦ１により斜めにカットされている。第２配管２２の一端（左端）は、第１配管２１の切り口の形状に合わせて斜めにカットされ、第１配管２１と第２配管２２の切り口は同一の楕円形状をなしている。この第１配管２１と第２配管２２の端面同士は突き合わせ溶接により接合され、第１配管２１と第２配管２２とが一体となってエンジン１からの排気通路（第１の排気管２０Ａ）を形成している。

一方、マフラ１７の流入口１７ａには第４配管２４の一端（右端）が溶接されている。第４配管２４の他端（左端）は、その端面が斜め前方を向くように左右方向に傾斜した鉛直面ＳＦ２により斜めにカットされている。第３配管２３の一端（右端）は、第４配管２４の切り口の形状に合わせて斜めにカットされ、第４配管２４と第３配管２３の切り口は同一の楕円形状をなしている。この第４配管２４と第３配管２３の端面同士は突き合わせ溶接により接合され、第４配管２４と第３配管２３とが一体となってマフラ１７への排気通路（第２の排気管２０Ｂ）を形成している。なお、第２の排気管２０Ｂはマフラ１７に溶接されているので独立した排気管ではないが、このような排気管２０Ｂを含めてここでは「排気管」と呼ぶ。

第３配管２３の他端（左端）は第２配管２２の他端（右端）よりもやや大径に形成されている。この第３配管２３の端部には第２配管２２の端部が嵌合し、その周囲は図６（ｂ）に示すようにバンド２５で締め付けられ、第１の排気管２０Ａと第２の排気管２０Ｂが一体に締結されている。これによりターボチャージャー１６の排出口１６ａからその右斜め後方のマフラ１７の流入口１７ａにかけて排気管２０が２段階に屈曲し、屈曲形状の排気通路が形成される。この場合、配管２１〜２４の端面を斜めにカットし、その端面同士を溶接して排気通路を形成するため、配管の曲げ半径を考慮して排出口１６ａと流入口１７ａを設ける必要がなく、図５に示したものに比べ排気管２０の通路長さを短くすることができる。

以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）配管２１〜２４の端面を斜めにカットし、その端面同士を溶接して屈曲形状の排気管２０を形成したので、曲げ構造の排気管２１０（図５）を用いる場合に比べ、排気管の通路長さを短くすることができ、エンジン室５を小型化できる。また、大径の配管を曲げ加工する必要がなく、排気管２０の製造が容易である。
（２）ターボチャージャー１６の排出口１６ａとマフラ１７の流入口１７ａを左右方向に互いに向き合うように設けるとともに、流入口１７ａを排出口１６ａよりも後方に設け、斜め後方に屈曲した排気管２０により排出口１６ａと流入口１７ａを接続するので、マフラ１７の配置の自由度が高まり、エンジン室５の省スペース化を実現できる。その結果、後方小旋回の油圧ショベルを容易に構成できる。
（３）排出口１６ａの延長線Ｌ１上にタンク１４，１５を配置するようにしたので、タンク１４，１５をエンジン１０に接近して配置することができ、エンジン室４の余剰スペースを少なくすることができる。
（４）第１の排気管２０Ａと第２の排気管２０Ｂをバンド２５で連結するようにしたので、排気管２０の取付位置を調整することができ、排気管２０の取付が容易である。

なお、エンジン室内の部品の配置、および排出口１６ａ，流入口１７ａの開口する向きは、上述したものに限らない。上記実施の形態では、排気管２０を２段階に屈曲した形状としたが、端面を斜めにカットした複数の配管を互いに接合して屈曲形状の排気通路を形成するのであれば、排気管２０の形状は上述したものに限らない。排出口１６ａと流入口１７ａを同一高さに設けたが、同一高さでなくてもよく、その場合には排気管２０を鉛直方向に屈曲した形状とすればよい。

第１の排気管２０Ａと第２の排気管２０Ｂをバンド２５により連結したが、ボルト等、他の連結手段を介して連結してもよい。第１の排気管２０Ａと第２の排気管２０Ｂを溶接し、排気管２０をマフラ１７に一体に設けてもよい。この場合、フランジ部１６ｂに取付位置の調整機構を設けてもよい。また、マフラ１７にフランジ部を設け、このフランジ部にボルトを介して配管２４を締結するようにしてもよい。

図７の実線に示すように、両端面を斜めにカットした配管２６を介して一対の配管２１，２２または２３，２４を接合するようにしてもよい。これにより配管２１，２２または２３，２４同士を接合する場合（図７の点線）よりも排気通路がなだらかに屈曲し、通路内の圧力損失を低減できる。排出口１６ａの延長線Ｌ１上に作動油タンク１５と燃料タンク１４を配置したが、そのどちらか一方のみを配置するのでもよい。

上記実施の形態は油圧ショベルに適用したが、排気管を有する他の建設機械にも本発明を同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の建設機械のエンジン室に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

（ａ）は本発明が適用される油圧ショベルの平面図、（ｂ）は側面図。 本発明の実施の形態に係る建設機械のエンジン室の内部構成を示す平面図。 図２の矢視III図。 図３との対比により本発明の効果を説明する図。 曲げ構造の排気管の一例を示す図。 （ａ）は図の排気管の拡大断面図、（ｂ）はその一部外観図。 図６の変形例を示す図。

符号の説明

５ エンジン室
１０ エンジン
１４ 燃料タンク
１５ 作動油タンク
１６ａ 排出口
１７ マフラ
１７ａ 流入口
２０ 排気管
２１ 第１配管
２２ 第２配管
２３ 第３配管
２４ 第４配管

Claims (3)

1. エンジンから排出された排気ガスをマフラに導くための排気通路を形成する排気管を有し、
   前記排気管は、端面を斜めにカットした複数の配管を互いに接合して屈曲形状とされることを特徴とする建設機械のエンジン室。
2. 請求項１に記載の建設機械のエンジン室において、
   前記排気管は前記エンジンからの排気の排出口と前記マフラへの排気の流入口を連通し、前記排出口は機体の幅方向一方に開口して設けられるとともに、前記流入口は前記排出口と向かい合うように機体の幅方向他方に開口して設けられ、かつ前記流入口は前記排出口よりも機体後方側に設けられることを特徴とする建設機械のエンジン室。
3. 請求項２に記載の建設機械のエンジン室において、
   前記排出口が設けられる機体の幅方向延長線上に、作動油タンクおよびまたは燃料タンクが配置されることを特徴とする建設機械のエンジン室。

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