(57)【要約】【課題】ヒートバランスの向上を図った建設機械を提供する。【解決手段】冷却風３９を生成する冷却ファン２３を有するエンジン２０と、エンジン２０内を循環するエンジンオイルを濾過するエンジンオイルフィルタ４０とを有する建設機械であって、エンジン２０とエンジンオイルフィルタ４０の間のエンジンオイルの流れるエンジンオイル配管４１の途中で、かつ冷却風３９の流路途中に、エンジンオイルを冷却するエンジンオイルクーラー５０を設ける。【選択図】図２
2014185423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却風を生成する冷却ファンを有するエンジンと、
該エンジン内を循環するエンジンオイルを濾過するオイルフィルタとを有する建設機械であって、
前記エンジンと前記オイルフィルタとの間のエンジンオイルの流れ経路途中で、かつ前記冷却風の流路途中に、前記エンジンオイルを冷却するオイルクーラーを設けたことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記オイルクーラーを、メンテナンス時に開かれるメンテナンスドアの近傍に配設したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
【請求項３】
前記オイルクーラーを、前記冷却風の流れに対し、前記冷却ファンで冷却されるラジエータの下流側に配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンオイルを用いてエンジンの潤滑を行う建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械に設けられるエンジン内にはピストン，クランクシャフト等の多数の駆動部品があり、これらの駆動部品に磨耗等が発生しないようエンジンオイルを用いて駆動部品の潤滑を行う構成とされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９６１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンオイルはエンジン内を循環するものであるため、循環に伴いその温度は上昇する。このエンジンオイルの冷却は、エンジン内を流れる冷却水により行われる。
【０００５】
即ち、従来ではエンジンオイルの温度は、冷却水の温度に依存するしかない構成とされていた。よって、エンジンの駆動状態等によりエンジンオイルの温度が上昇した場合には、冷却水のみでは十分に冷却されず、これによりヒートバランスが低下するおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ヒートバランスの向上を図った建設機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題は、第１の観点からは、
冷却風を生成する冷却ファンを有するエンジンと、
該エンジン内を循環するエンジンオイルを濾過するオイルフィルタとを有する建設機械であって、
前記エンジンと前記オイルフィルタとの間のエンジンオイルの流れ経路途中で、かつ前記冷却風の流路途中に、前記エンジンオイルを冷却するオイルクーラーを設けたことを特徴とする建設機械により解決することができる。
【発明の効果】
【０００８】
開示の発明によれば、冷却水による冷却ばかりでなく、オイルクーラーによりエンジンオイルが冷却されるためヒートバランス性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である建設機械の全体構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である建設機械のエンジン室を概略的に示す断面図である
【図３】図３は、他の実施形態である建設機械のエンジン室を概略的に示す断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態である建設機械を示している。本実施形態では、建設機械として油圧ショベル１を例に挙げて説明する。
【００１２】
油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３等を有している。また、上部旋回体３の前部側には作業アタッチメント４が設けられている。
【００１３】
この作業アタッチメント４は、ブーム６、アーム９、及びバケット１０等を有している。ブーム６は、旋回フレーム５に俯仰動可能に取り付けられている。アーム９は、ブーム６の先端側に回動可能に取り付けられている。また、バケット１０は、アーム９の先端側に回動可能に取り付けられている。
【００１４】
ブームシリンダ１２は、旋回フレーム５とブーム６との間に配設されている。このブームシリンダ１２により、ブーム６は旋回フレーム５に対して俯仰動する。アームシリンダ１３は、ブーム６とアーム９との間に配設されている。このアームシリンダ１３により、アーム９はブーム６に対して回動動作する。更にバケットシリンダ１４は、バケット１０とアーム９との間に配設されている。このバケットシリンダ１４により、バケット１０はアーム９に対して回動する。
【００１５】
上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回機構１６を介して旋回自在に設置されている。この上部旋回体３には、図１に加え図２に示すように、旋回フレーム５、キャブ８、カウンタウエイト１５、外装カバー（外装体）１８、エンジン２０、熱交換装置２４、排気ガス処理装置３０、エンジンオイルフィルタ４０、及びエンジンオイルクーラー５０等が配設されている。
【００１６】
キャブ８は旋回フレーム５上に設けられており、その内部には運転席（図示せず）が設けられている。オペレータはキャブ８内の運転席に着座し、油圧ショベル１の運転操作を行う。
【００１７】
カウンタウエイト１５は、作業アタッチメント４との重量バランスをとる機能を奏する。また、外装カバー１８及びエンジンフード１７ａは、エンジン室１７内に配設されたエンジン２０，熱交換装置２４，及び排気ガス処理装置３０等を覆うものである。
【００１８】
次に、エンジン室１７内の構成について説明する。
【００１９】
図２はエンジン室１７の内部構成を示す概略構成図である。エンジン室１７内には、エンジン２０、熱交換装置２４、排気ガス処理装置３０、エンジンオイルフィルタ４０、及びエンジンオイルクーラー５０等が配設されている。
【００２０】
エンジン２０は、旋回フレーム５に配設されたエンジン取り付け座２１の上部に、マウント２２を介して支持されている。マウント２２は防振マウントであり、エンジン２０で発生する振動が旋回フレーム５に伝達されるのを防止している。
【００２１】
エンジン２０のＸ１方向側（図中左側）には、冷却ファン２３が配設されている。また、冷却ファン２３のＸ１方向側には熱交換装置２４が配設されている。
【００２２】
冷却ファン２３は、エンジン２０により回転駆動される。冷却ファン２３が回転駆動されることにより、外気が冷却風３９としてエンジン室１７内に取り込まれる。熱交換装置２４は、このエンジン室１７に取り込まれた冷却風３９により熱交換処理を行う。
【００２３】
冷却風３９は、図２に破線の矢印で示すように図中右方向に流れる。よって、図中矢印Ｘ１方向側が冷却風上流側となり、図中矢印Ｘ２方向が冷却風下流側となる。
【００２４】
熱交換装置２４は、ラジエータユニット２４Ａ、燃料クーラー２４Ｂ、及びコンデンサ２４Ｃ等を一体的にユニット化した構成とされている。
【００２５】
ラジエータユニット２４Ａは、エンジン２０内を流れる冷却水を冷却するラジエータ、各種シリンダ１２，１３，１４等の油圧機器の作動オイルの放熱をするための作動オイルクーラー、及びエンジン２０に供給される過給空気を冷却するためのインタークーラーが並設されている。燃料クーラー２４Ｂは、図示しない燃料タンクに戻る余剰燃料を冷却するものである。またコンデンサ２４Ｃは、キャブ８に搭載されたエアコンで冷気を発生させるためのものである。
【００２６】
この熱交換装置２４に流入する冷却水、作動油、過給空気、及び余剰燃料等は、冷却風３９により冷却される。またエンジン２０内にはピストン，クランクシャフト等の多数の駆動部品があり、これらの駆動部品に磨耗等が発生しないよう潤滑装置が設けられている（これについては後述する）。
【００２７】
一方、エンジン２０のＸ２方向側には、油圧ポンプ２７が一体的に取り付けられている。油圧ポンプ２７は、作業アタッチメント４を駆動するブームシリンダ１２、アームシリンダ１３、バケットシリンダ１４等の油圧源である。この油圧ポンプ２７もエンジン２０により駆動される。
【００２８】
エンジン２０から排出された排気ガスは、排気ガス処理装置３０により浄化処理が行われる。エンジン２０から排出される排気ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が含まれることがあり、これらを浄化するためにエンジン２０には排気ガス処理装置３０が接続されている。
【００２９】
この排気ガス処理装置３０は、排気ガス中に含まれるパティキュレートマター（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ３１（ＤＰＦ）と、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元除去する選択的還元剤（例えば、尿素等）を用いて還元除去する選択還元型触媒３２（ＳＣＲ）等が設けられている。
【００３０】
また、ＤＰＦ３１はその上流側に前段酸化触媒を備えており、ＳＣＲ３２はその下流側に後段酸化触媒を備えている。このＤＰＦ３１は、酸化触媒担持型フィルタ（ＣＳＦ）とすることも可能である。
【００３１】
上記構成とされた排気ガス処理装置３０は、フレーム本体３６、支持体３７、ファイヤーウォール４２等を有するハウスフレーム３５に支持される。
【００３２】
次に、図２を用いて潤滑装置について説明する。
【００３３】
潤滑装置は、前記のようにエンジンオイルをエンジン２０内で循環させることによりエンジン内部に配設された駆動部品の潤滑を行うものである。この潤滑装置は、オイルパン３８、エンジンオイルポンプ、エンジンオイルフィルタ４０、及びエンジンオイルクーラー５０等により構成されている。
【００３４】
オイルパン３８は、エンジン２０の下部に配設されている。エンジンオイルは、このオイルパン３８に充填されている。
【００３５】
エンジンオイルポンプは、オイルパン３８に充填されているエンジンオイルをエンジン２０を構成する各駆動部品に圧送するものである。なお、エンジンオイルポンプのオイルパン３８からのエンジンオイル吸入口に、塵埃を除去するストレーナを設けた構成としてもよい。
【００３６】
エンジンオイルフィルタ４０はエンジンオイルを濾過するオイルフィルタであり、エンジン２０内を循環する間にエンジンオイルに混込した駆動部品の磨耗粉等を除去するものである。よって、エンジンオイルフィルタ４０の内部には、磨耗粉等を除去するためのフィルタ部材が設けられている。
【００３７】
エンジンオイルフィルタ４０は、このようにエンジンオイルに混じり込んだ磨耗粉等をフィルタで濾過することにより除去する構成であるため、定期的にメンテナンスを行う必要がある。このためエンジンオイルフィルタ４０は、外装カバー１８に設けられメンテナンス時に開かれるメンテナンスドア１９の近傍に配置された構成とされている。
【００３８】
また一般に、エンジン２０とメンテナンスドア１９とは離間している。このため、エンジン２０とエンジンオイルフィルタ４０は、エンジンオイル配管４１を用いて接続されている。
【００３９】
具体的には、エンジン２０にはエンジンオイルをエンジンオイルフィルタ４０に向けて流出させるオイル流出ポート２８が設けられると共に、エンジンオイルフィルタ４０で濾過されたエンジンオイルが流入するオイル流入ポート２９が設けられている。エンジンオイル配管４１は、各ポート２８，２９とエンジンオイルフィルタ４０との間に配設されている。
【００４０】
ところで、エンジンオイルはエンジン２０内を循環して駆動部品を潤滑するものであるため、エンジン２０の熱により加熱される。エンジンオイルが既定温度以上に加熱されると適正に潤滑機能を奏することができなくなる虞がある。
【００４１】
このエンジンオイルは、エンジン２０内を循環しラジエータ２４Ａで冷却される冷却水で冷却される。よって、冷却水によりエンジンオイルが既定温度以下に冷却されている場合には、ヒートバランスが取れており良好な潤滑を行うことができる。
【００４２】
しかしながら、エンジンの駆動状態等によりエンジンオイル及び冷却水の温度が上昇した場合には、エンジンオイルが十分に冷却されず、これによりヒートバランスが低下するおそれがあることは前述した通りである。
【００４３】
そこで本実施形態では、エンジン２０とエンジンオイルフィルタ４０との間で、かつ、冷却風３９の流路途中にエンジンオイルを冷却するエンジンオイルクーラー５０を配設した。
【００４４】
エンジンオイルクーラー５０は、例えばチューブ、コアユニット、及び一対のプレート部材からなる一般的な空冷式オイルクーラーを用いることができる。
【００４５】
チューブは、内部にエンジンオイルが流れるよう構成されており、インナーフィンが内設されている。コアユニットは、複数のチューブが積層されると共に、積層されたチューブ同士の間にアウターフィンが配設された構成とされている。また、各チューブの両端部には、積層された各チューブ間でエンジンオイルを流すための貫通穴が形成されている。更に、一対のプレート部材は、コアユニットを上下から挟むよう配設される。
【００４６】
このエンジンオイルクーラー５０は、冷却ファン２３で生成される冷却風３９により冷却されるが、エンジンオイルクーラー５０を上記構成とすることにより冷却風との接触面積を広くでき、冷却効率を高めることができる。
【００４７】
また、前記のようにエンジンオイルクーラー５０の配設位置は、冷却風３９の流路途中に設定されている。よって、エンジンオイルがエンジンオイルクーラー５０内を流れる際、エンジンオイルの熱は冷却風に放熱される。これによりエンジンオイルは、エンジンオイルクーラー５０により冷却される。
【００４８】
上記構成とされたエンジンオイルクーラー５０は、本実施形態ではエンジン２０の側部に配置されている。即ち、エンジンオイルクーラー５０は、冷却風３９の流れに対しラジエータ２４Ａの下流側に配置されている。
【００４９】
エンジンオイルクーラー５０の配設位置は、熱交換装置２４に組み込むことにより、冷却風３９の流れに対しラジエータ２４Ａの上流側に配設することも考えられる。この構成としても、エンジンオイルクーラー５０には冷却風３９が流れ込み、エンジンオイルの冷却を行うことができる。
【００５０】
しかしながら、エンジン２０で昇温したエンジンオイルが流入するエンジンオイルクーラー５０は、一種の熱源として考えられる。よって、この熱源となるエンジンオイルクーラー５０を冷却水を冷却するラジエータ２４Ａの前に配置するのは、ヒートバランスを維持する面から望ましくない。よって、エンジンオイルクーラー５０は、冷却風３９の流れに対しラジエータ２４Ａの下流側に配置するのが望ましい。
【００５１】
なお、熱交換装置２４（ラジエータ２４Ａ）に流入する冷却風３９と熱交換装置２４を通過した冷却風３９を比較すると、熱交換装置２４を通過した冷却風３９の温度の方が高くなっている。
【００５２】
しかしながら、エンジン２０のオイル流出ポート２８から流出したエンジンオイルの温度は、熱交換装置２４を通過した冷却風３９の温度よりも高い。このため、熱交換装置２４を通過した冷却風３９であっても、エンジンオイルクーラー５０においてエンジンオイルの冷却を十分に行うことができる。
【００５３】
上記のように、エンジンオイルクーラー５０は、エンジン２０の外部に配設されるものである。このためエンジンオイルクーラー５０は、エンジン２０とエンジンオイルフィルタ４０とを接続するエンジンオイル配管４１に配設されている。
【００５４】
このエンジンオイル配管４１は、第１配管４１Ａ，第２配管４１Ｂ，及び第３配管４１Ｃとにより構成されている。
【００５５】
第１配管４１Ａは、エンジン２０に設けられたオイル流出ポート２８とエンジンオイルクーラー５０とを接続する。また第２配管４１Ｂは、エンジンオイルクーラー５０とエンジンオイルフィルタ４０とを接続する。更に第３配管４１Ｃは、エンジンオイルフィルタ４０とオイル流入ポート２９とを接続する。
【００５６】
従って、エンジン２０のオイル流出ポート２８から流出した温度の高いエンジンオイルは、第１配管４１Ａを介してエンジンオイルクーラー５０に流入して冷却処理が行われる。エンジンオイルクーラー５０で冷却されたエンジンオイルは、エンジンオイル配管４１を介してエンジンオイルフィルタ４０に流入して濾過処理が行われる。エンジンオイルフィルタ４０で濾過処理が行われたエンジンオイルは、第３配管４１Ｃ及びオイル流入ポート２９を介してエンジン２０に再び流入する。
【００５７】
このように本実施形態では、エンジンオイルはエンジン２０内で冷却水により冷却されると共に、エンジンオイルクーラー５０によっても冷却される。よって、エンジンオイルの温度が適正な潤滑処理を行いうる既定温度以上になることを防止でき、ヒートバランスを適正に保つことができる。
【００５８】
また、エンジンオイルクーラー５０を設けることによりエンジンオイルの温度が適正温度に保たれるため、エンジンオイルの上昇に起因した冷却水の温度上昇も抑制させる。よって、これによってもヒートバランスを適正に保つことができる。
【００５９】
次に、図３を用いて建設機械の他の実施形態について説明する。
【００６０】
なお、本実施形態ではエンジンオイルクーラー５０の配設位置に特徴があるため、図３にはエンジン室１７の断面のみを示す。また図３において、図１及び図２に示した構成と対応する構成については同一符号を付してその説明は省略する。更に、図３において冷却風３９は、エンジンオイルクーラー５０に流入するもののみを示している。
【００６１】
エンジンオイルフィルタ４０は、前記のように定期的にメンテナンスを行う必要がある。このため、エンジンオイルフィルタ４０は、メンテナンス時に開かれるメンテナンスドア１９の近傍に配置されている。
【００６２】
一方、エンジンオイルクーラー５０もメンテナンスを行う場合がある。また、エンジンオイルクーラー５０は、エンジン２０とエンジンオイルフィルタ４０とを接続するエンジンオイル配管４１に設けられており、エンジンオイルクーラー５０の配設位置はこのエンジンオイル配管４１の配設範囲において比較的自由に選定することが可能である。更に、メンテナンスドア１９は、一般に冷却風３９の流れに対しラジエータ２４Ａの下流側に配設される。
【００６３】
そこで本実施形態では、エンジンオイルクーラー５０をメンテナンス時に開かれるメンテナンスドア１９の近傍に配設した。この構成とすることにより、ヒートバランスを維持しつつ、かつエンジンオイルクーラー５０のメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【符号の説明】
【００６５】
１  油圧ショベル
２  下部走行体
３  上部旋回体
４  アタッチメント
５  旋回フレーム
６  ロアブーム
８  キャブ
１５  カウンタウエイト
１６  旋回機構
１７  エンジン室
１７ａ  エンジンフード
１８  外装カバー
１９  メンテナンスドア
２０  エンジン
２３  冷却ファン
２４  熱交換装置
２４Ａ  ラジエータ
２４Ｂ  燃料クーラー
２４Ｃ  コンデンサ
２７  油圧ポンプ
２８  オイル流出ポート
２９  オイル流入ポート
３０  排気ガス処理装置
３１  ＤＯＣ
３２  ＳＣＲ
３９  冷却風
４０  エンジンオイルフィルタ
４１  エンジンオイル配管
４１Ａ  第１配管
４１Ｂ  第２配管
４１Ｃ  第３配管
５０  エンジンオイルクーラー
【図１】
2014185423.tif 000003
【図２】
2014185423.tif 000004
【図３】
2014185423.tif 000005