(57)【要約】【課題】  格別の動力を消費することなく、機械の稼動中、連続して有効に運転室の窓のクリーニングを行なえるようする。【解決手段】  エンジン６に直結した冷却ファン１２によりラジエータ８を冷却した後の排気をエア噴出口９に供給されるエアカーテン用の空気流として利用するために、冷却ファン１２の下流側に取り込み口部１４ａが開口するダクト１４が設けられ、このダクト１４は建屋５の上部から上部旋回体２の通路の部位を経て運転室４の後部壁１５からルーフ１６にまで延在されて、前窓８の上部位置に配設したエア噴出口９に接続され、このエア噴出口９から前窓８の外表面に密着するように層流状態でダウンフローの流れを形成することによりリーニング用のエアカーテンが形成される。【選択図】    図１
2006027380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の運転室に装着した窓ガラスの外表面に沿うようにエアカーテンを形成する運転室の窓をクリーニングする装置において、
前記建設機械の熱交換器に冷却風を流通させる冷却ファンの下流側に一端が開口するダクトを設け、このダクトを前記窓の上部位置に引き回し、
このダクトの他端にこの窓の幅方向に所定の長さを有するエア噴出部を接続する
構成としたことを特徴とする建設機械の運転室の窓クリーニング装置。
【請求項２】
前記エアカーテンが形成される窓は前窓であり、前記エア噴出部はこの前窓の幅全体に及ぶように開口させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の運転室の窓クリーニング装置。
【請求項３】
前記ダクトには、前記冷却ファンから供給される空気の流れを前記エア噴出部に供給する状態と、外気に排出する状態とに切り換える開閉手段を備える構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の運転室の窓クリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂塵等が飛散する環境下で作業を行なう建設機械に設けられ、その運転室の窓に汚れが付着しないように保持する運転室の窓をクリーニングする装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械として、例えば油圧ショベルは主に野外で稼動するものであり、しかも土砂の掘削等といった作業を行なうことから、周囲には砂塵等が飛散している状況下に置かれることになる。油圧ショベルにおける上部旋回体には、掘削作業手段が設けられており、この掘削作業手段を作動させることにより、土砂の掘削等といった操作が行なわれる。そして、上部旋回体における掘削作業手段と並ぶ位置に運転室が設けられており、オペレータはこの運転室内で、掘削作業手段を含めた各機構部の操作を行なうことになる。運転室の内部にはオペレータが着座する運転席が装着されており、この運転席に着座した状態で外部視野を確保するために、運転席に着座したオペレータの前方位置には前窓、左右の両側位置には側窓、後部側には後窓が形成されている。
【０００３】
土砂の掘削等といった作業は、運転席に着座しているオペレータの前方位置で行なわれるので、運転室の前部側はほぼ全面が前窓となり、これによってオペレータは斜め上方から斜め下方までの広い視野が確保されるようになっている。この斜め上方から斜め下方を含めた前方視野は機械を操作するオペレータにとって極めて重要であり、前窓が汚損されて見通すのが困難になると、前方領域における視認性が悪くなり、掘削作業手段の操作等の円滑性や安全性等が損なわれるだけでなく、オペレータの疲労も大きくなる等といった不都合が生じる。前窓にはワイパが装着されており、このワイパを作動させると、前窓の汚れを除去することができるが、ワイパでクリーニングできる範囲は限られている。
【０００４】
以上の点を考慮して、特許文献１において、圧縮空気を窓の表面に沿って流すことによって、窓の表面にエアカーテンを形成し、もって塵埃等が窓に付着しないようにクリーニング機能を発揮させる構成としたものが提案されている。そして、この圧縮空気を供給するために空気圧縮機を設けて、この空気圧縮機で圧縮した空気を運転室の上部側から窓の外面に沿うように下降流を形成するようになし、かつこの空気の流れを制御するために電磁弁を設けるようにしている。
【特許文献１】実開平６−４５８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した従来技術のように、空気圧縮機から圧縮空気を供給するように構成した場合には、この空気圧縮機を駆動する動力源が必要となる。油圧ショベルその他の建設機械においては、エンジンが搭載されており、またバッテリも搭載されることから、エンジンまたはバッテリが動力源の対象となる。建設機械は常時砂塵等が飛散する環境下で稼動することから、窓のクリーニングは、この機械の稼動中は、通常は作業の開始から終了までほぼ連続的に行なわなければならない。従って、エンジンを空気圧縮機の動力源とした場合には、この空気圧縮機に使用されたエネルギ分だけ機械そのものの稼動効率が低下することになる。また、バッテリを動力源とした場合には、消費電力が大きくなるので、バッテリの消耗が激しくなる等の問題点がある。しかも、窓のクリーニングのために、空気圧縮機を設置することは、その占有空間分だけスペースが制約されることになり、さらに空気圧縮機は故障することがあるので、メンテナンスの面でも負担が大きくなる。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、格別の動力を消費することなく、機械の稼動中、連続して有効に窓のクリーニングを行なえるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明は、建設機械の運転室に装着した窓ガラスの外表面に沿うようにエアカーテンを形成する運転室の窓をクリーニングする装置であって、前記建設機械の熱交換器に冷却風を流通させる冷却ファンの下流側に一端が開口するダクトを設け、このダクトを前記窓の上部位置に引き回し、このダクトの他端にこの窓の幅方向に所定の長さを有するエア噴出部を接続する構成としたことをその特徴とするものである。
【０００８】
ラジエータやオイルクーラ、さらにはインタークーラ等といった熱交換器は、原則的には機械の稼動中は常時作動状態とする。この熱交換器は冷却ファンにより強制的に空気を流通させるようになっており、この冷却ファンの下流側に流れた空気はそのまま排気されることになる。そこで、この排気を窓の表面に対するクリーニング用として、エアカーテンを形成するために活用する。ここで、砂塵等を窓ガラスに付着しないようにするためのエアカーテンはダウンフローとし、かつ窓の表面に沿って層流状態でエアが連続的に流れておれば良いものであり、冷却ファンの下流側の流れを増速する必要はない。特に、砂塵等が実質的に浮遊状態となっている限りは、流速が遅く、しかも窓の表面に薄いエアカーテンが形成されているだけで、窓に直接付着することはない。
【０００９】
冷却ファンの下流側における流速は均等ではなく、部位によって流速のばらつきが大きい。従って、冷却ファンの下流側であって、最も流速の早い部位にダクトを開口させるのが望ましい。また、運転室には前後及び左右に窓が形成されているので、どの窓にエアカーテンを形成するかは作業時の視野の必要性に基づいて決定することになる。オペレータは常時掘削作業手段を視野に入れる必要があることから、エアカーテンが形成される窓は少なくとも前窓とすることになり、しかもエア噴出部はこの前窓の幅全体に及ぶように開口させる。勿論、側窓等にもエアカーテンを形成するようにしても良い。
【００１０】
作業環境によっては、また作業の態様によっては、砂塵等が全く発生しないか、若しくは窓を汚損するおそれがない状況もある。そして、窓に供給されるエアカーテンは熱交換器を経たものであるから、外気と比較して高い温度状態となっているのが一般的である。このために、窓が加熱されることになり、また外気の状態によっては、エアを流すことによって、多少ではあるが、空気に揺らぎが生じることもある。以上の点を考慮すれば、エアカーテンを形成しないという選択が可能であるのが望ましい。このためには、ダクトの途中に、冷却ファンから供給される空気の流れをエア噴出部に供給する状態と、外気に排出する状態とに切り換える開閉手段を備えるように構成することもできる。
【００１１】
また、エアカーテンとして窓の表面に供給される空気は高温であるから、例えば冬場や寒冷地等において、窓ガラスに結露が発生している場合に、エアカーテンにより迅速に解凍することができる。さらに、運転室の内外における温度差が大きい場合には、窓ガラスに結露することもあり、この結露による曇りを除去するためにも、熱交換器による熱交換した後の高い温度のエアカーテンが有効である。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、冷却ファンの下流側における空気の流れを窓のエアカーテンとして活用することによって、エネルギを消費することなく、機械が作動している限り、運転室の窓のクリーニングを連続的に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１及び図２に建設機械の一例としての油圧ショベルを示す。ここで、図１は油圧ショベルの正面図、図２は掘削作業手段を省略して示す油圧ショベルの平面図である。
【００１４】
これらの図において、１は下部走行体、２は上部旋回体である。下部走行体１は一対からなるクローラ式の走行手段を有するものである。上部旋回体２には、ブーム３ａ，アーム３ｂ及びバケット３ｃからなる土砂等の掘削作業手段３が装着されており、またこの掘削作業手段３と並ぶようにして運転室４が設置されている。さらに、運転室４の後方部には建屋５が形成されており、この建屋５の内部にはエンジン６（図面ではエンジン６は２基設けたものが例示されている）及び油圧ポンプ７が設置されている。なお、図１及び図２には、エンジン６等の機器類を露出しているように示しているが、これらの機器は建屋カバーにより覆われている。
【００１５】
油圧ショベルは概略以上の構成を有するものであり、オペレータは上部旋回体２に設置されている運転室４内において、機械の作動制御、つまり掘削作業手段３により土砂の掘削等の作業を行ない、また掘削土をダンプトラックに積載するために、上部旋回体２を下部走行体１に対して旋回させたり、下部走行体１を走行させたりする操作を行なうことになる。このために、運転室４の内部には、図示は省略するが、運転席が設けられており、またこの運転席にオペレータが着座した状態での前方位置及び左右の側部位置に操作レバー，操作ペダル，スイッチ等の操作手段が装着されている。
【００１６】
ここで、前述したように、機械の作動制御を行なうためには、オペレータが運転室４内から外部を見通せるようになっていなければならない。このために、運転室４の前後及び左右には窓が設けられている。特に、掘削作業手段３の操作のため等のことから、運転席に着座したオペレータの前方視野は極めて重要である。しかも、掘削作業手段３は上下方向に作動することから、運転室４に形成される前窓８（図４参照）は、前部側における上端近傍から下端近傍に至るほぼ全面に及んでいる。そして、図示した前窓８は上部側が前方に張り出しており、下方に向かうに応じて斜め内向きに傾斜した構成となっている。
【００１７】
油圧ショベルは土砂の掘削等の作業を行なうものであり、この土砂の掘削時、及び周囲の環境条件等によっては、砂塵等が多量に発生する状況下で稼動することになる。このために、前窓８の表面、つまり外表面には砂塵等の汚損物が付着する可能性がある。前窓８に汚損物が多量に付着すると、オペレータの視野を妨げる結果となり、土砂の掘削等といった作業の円滑性や安全性が損なわれることになり、作業効率が低下する。また、汚損された前窓８から外部を見通さなければならないので、オペレータの目に大きな負担を強いることになり、疲労感が激しくなる。このために、少なくとも油圧ショベルの稼動中は前窓８を常に清浄な状態に保ち、砂塵等の汚損物の付着を防止するようにする必要がある。
【００１８】
本発明においては、前窓８に砂塵等の汚損物が付着しないようにクリーニングするために、前窓８の外表面に沿って上端側から下端側に向けて空気を流通させることによりエアカーテンを形成するようにしている。このように、前窓８の上部側から層流状態の空気流れを形成することによって、前窓８の近傍に砂塵等の汚損物が飛散し、または浮遊していても、前窓８に付着せず、このダウンフローによる下降流に搬送されるようになり、前窓８の表面に付着することが防止され、常時クリーニングされた状態となる。即ち、図３及び図４から明らかなように、運転室４の前窓８の上部位置から、この前窓８の幅方向のほぼ全長に近い長さを有するエア噴出口９を設置し、このエア噴出口９から外表面に沿ったダウンフローからなるエアカーテンが形成されるようにしている。
【００１９】
次に、エア噴出口９に供給される空気流源について説明する。上部旋回体２における建屋５の内部には各種の熱交換器が設置されている。この熱交換器の代表的なものとしてラジエータ１０及びオイルクーラ１１がある。これらラジエータ１０及びオイルクーラ１１は、その熱交換部に冷却ファンから供給される冷却風を流通させることによって、熱交換部内を流通する被冷却流体と熱交換するようになっている。なお、熱交換器の種類としては、これら以外にも、例えばインタークーラ等が設置される場合もある。
【００２０】
図２に示した油圧ショベルの構造においては、ラジエータ１０とオイルクーラ１１とは別個の位置に設置され、それぞれ独立の冷却ファン１２，１３により冷却されることになる。ただし、ラジエータ１０とオイルクーラ１１とは直列または並列に配置して単独の冷却ファンにより冷却する構成としても良い。オイルクーラ１１用の冷却ファン１３は油圧モータにより回転駆動されるものであり、またラジエータ１０用の冷却ファン１２はエンジン６に直結されている。そして、これら冷却ファン１２，１３は冷却風を吸引するものであり、外気を吸い込んで、ラジエータ１０，オイルクーラ１１を冷却する。
【００２１】
図１及び図２に矢印で示したように外気を取り込んで、エンジン６に直結した冷却ファン１２によりラジエータ８を冷却するという空気の流れにおいて、この冷却ファン１０の下流側における排気も所定の流速を有している。この排気をエア噴出口９に供給されるエアカーテン用の空気流として利用する構成としている。このために、建屋５の内部において、エンジン６（２基設けられているエンジン６のうち、図２において前方に運転室４が配置されている右側に位置するエンジン６）に連結した冷却ファン１２の下流側、つまりラジエータ１０の冷却後における空気の流れにおいて、排気が高速となっている部位に取り込み口部１４ａが開口するダクト１４を設けるようにしている。このダクト１４は建屋５の上部から上部旋回体２の通路の部位を経て運転室４の後部壁１５からルーフ１６にまで延在されて、このルーフ１６において、前窓８の上部位置に配設したエア噴出口９に接続されている。
【００２２】
エア噴出口９から噴出する空気は前窓８の外表面に密着するように層流状態でダウンフローの流れを形成することによって、前窓８におけるクリーニング用のエアカーテンが形成される。このために、図５に示したように、エア噴出口９には複数の風向板１７ａからなるグリル１７が装着されており、エア噴出口９内で下降する空気の流れを前窓８に向けて浅い角度で入射する方向に転換させるようにしている。ここで、グリル１７の風向板１７ａは固定的なものであっても良いが、エアカーテンを正確に形成するために、角度調整可能なものとするのが望ましい。
【００２３】
さらに、ダクト１４の途中位置には、例えば上部旋回体２の通路に位置する部位に、冷却ファン１２から供給される空気の流れをエア噴出部９に供給する状態と、外気に排出する状態とに切り換える開閉手段１８が設けられている。開閉手段１８はボックス部１９を有し、このボックス部１９によりダクト１４は上流側１４Ｕと下流側１４Ｄとに２分割されている。このボックス部１９の上面部には開口１９ａが形成されており、この開口１９ａは開閉蓋２０により開閉可能なものであり、開閉蓋２０はヒンジ２１によりボックス部１９に連結されている。常時においては、開閉蓋２０はストッパ２２により閉鎖状態（図６の実線の状態）に保持されており、ダクト１４の上流側１４Ｕと下流側１４Ｄとが連通している。ストッパ２２はハンドル２３の軸２３ａに固定して設けられており、ハンドル２３を、軸２３ａの軸回りに回動させることによって、ストッパ２２による開閉蓋２０の係止が解除されて、ヒンジ２１を中心として、図中下方に回動することになる。その結果、図６に仮想線で示したように、ダクト１４の下流側１４Ｄが開閉蓋２０に覆われ、かつ開口１９ａが開放されることになり、ダクト１４の上流側１４Ｕは下流側１４Ｄとの連通が遮断され、開口１９ａから外気に排気される状態となる。なお、図中において、２４は把手である。
【００２４】
本実施の形態は以上のように構成されるものであり、油圧ショベルを起動させると、エンジン６が駆動されて、油圧ポンプ７で作動油を加圧して、油圧シリンダや油圧モータからなる油圧アクチュエータに圧油が供給されて、各部が作動することになる。従って、油圧ショベルの稼動中は常にエンジン６が駆動されることになる。そして、エンジン冷却水を被冷却流体とするラジエータ１０が継続的に作動して、冷却ファン１２による冷却風が流通している。そして、冷却ファン１２によりラジエータ１０に供給した冷却風の流路における冷却ファン１２より下流側の位置にはダクト１４の取り込み口部１４ａが開口しているので、ラジエータ１０を通過した排気がこの取り込み口部１４ａからダクト１４に取り込まれることになる。このダクト１４は運転室４のルーフ１６にまで延在されて、エア噴出口９に接続されているので、このダクト１４内を流れる空気がエア噴出口９に供給される。
【００２５】
エア噴出口９は、その全長がほぼ前窓８の幅方向におけるほぼ全長に及んでいるので、エア噴出口９から前窓８の上部位置から所定の流速を保った空気が流出することになる。そして、エア噴出口９にはグリル１７が設けられており、ダクト１４から供給される空気はグリル１７による風向作用によって、前窓８に対して浅い角度で接触するようになる。前窓８の表面は平面であり、かつグリル１７を通って供給される空気の入射角方向に傾斜している。従って、エア噴出口９から噴出する空気は前窓８の外表面に沿った層流状態となって流下するので、前窓８の外表面には常にエアカーテンという保護膜が形成される。この保護膜はダウンフローとなっているので、周囲に飛散し、浮遊する塵埃等の汚損物が前窓８に接近しても、このダウンフローに搬送されるようになり、前窓８に付着するのを防止して、前窓８に対してクリーニング機能を発揮するようにしている。
【００２６】
このように、油圧ショベルの稼動中は、前窓８にクリーニング用のエアカーテンが常時形成されるようになっているが、このエアカーテンは冷却ファン１２によるラジエータ１０を冷却した後の排気に含まれる流速というエネルギを活用しているのであり、エアカーテンを形成するために空気圧縮機等の機器を設けるのではないので、付加的にエネルギを消費することはない。また、構成的には、ダクト１４を引き回すというだけの構成であり、安価であり、かつメンテナンス的にも有利である。
【００２７】
油圧ショベルの稼動中には、常時エアカーテンが形成されるが、その空気圧源はラジエータ１０と熱交換した後の排気であるから、外気温より高い温度となっているのが一般的である。従って、塵埃等が発生しない状況下で稼動する等、汚損物が前窓８に付着するおそれがない場合には、前窓８に沿ってエアカーテンを流すと、前窓８が加熱されることがあり、また空気に揺らぎが生じて、運転室４の内部から前窓８を見通したときに、オペレータにとって多少の違和感を持つ場合がある。このような場合には、開閉扉２０により開閉手段１８のボックス部１９の開口１９ａを開放させると共にダクト１４の下流側１４Ｄを閉鎖することができる。これによって、エア噴出口９には空気が供給されず、しかも開口１９ａから外気に放出されることになる。その結果、冷却ファン１２の下流側に排気が滞留して、ラジエータ１０の冷却効率が低下する等の不都合を生じることはない。
【００２８】
前述したように、ダクト１４からエア噴出口９に供給される空気は、ラジエータ１０と熱交換して温度が上昇しているので、冬場や寒冷地等において、前窓８のガラスに結露が生じている場合には、この熱を持った空気を流すことによって、迅速に解凍することができる。また、運転室４内を冷房することによって、前窓８の内外に大きな気温差が生じていると、前窓８に接触している外気が冷却されて、ガラスに結露が発生することもある。このような場合には、熱を持った空気を前窓８の外表面に供給することによって、前窓８が過剰に冷却されるのを防止でき、もって結露の発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の窓クリーニング装置を建設機械の一例としての油圧ショベルの運転室に設けた構成を示す構成説明図である。
【図２】掘削作業手段を省略して示す図１の平面図である。
【図３】前窓の部位を断面にして示す図１の要部拡大図である。
【図４】運転室の正面図である。
【図５】エア噴出口の構成説明図である。
【図６】開閉手段の構成説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  下部走行体      ２  上部旋回体
３  掘削作業手段      ４  運転室
５  建屋      ６  エンジン
８  前窓      ９  エア噴出口
１０  ラジエータ      １２  冷却ファン
１４  ダクト      １４ａ  取り込み口部
１７  グリル      １８  開閉手段
【図１】
2006027380.tif 000003
【図２】
2006027380.tif 000004
【図３】
2006027380.tif 000005
【図４】
2006027380.tif 000006
【図５】
2006027380.tif 000007
【図６】
2006027380.tif 000008