(57)【要約】【課題】  すべての熱交換器を一つのフィルタで一括して濾過する方式によってメンテナンス性を改善し、しかも低コストですむとともに、各熱交換器に対する濾過機能を確保する。【解決手段】  熱交換器としてのラジエータ２４とオイルクーラ２５とインタークーラ２６を並列配置するとともに、その上流側にコンデンサ２７を配置する。このコンデンサ２７の前面側に、すべての熱交換器２４〜２７に共通の防護ネット３０を配置し、この防護ネット３０とすべての熱交換器２４〜２７との間で外周側の隙間をシール枠３３と取付枠３２で塞いだ。【選択図】        図２
2006052689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンによって吸い込まれる空気流により複数の熱交換器を冷却する建設機械の冷却装置において、上記空気流の最も上流側に、すべての熱交換器に共通のフィルタが設けられ、かつ、このフィルタとすべての熱交換器との間で外周側の隙間を塞ぐシール手段が設けられたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の冷却装置において、熱交換器及びフィルタが収容される外装体におけるフィルタに対面する部分にメンテナンス開口が設けられ、フィルタがこのメンテナンス開口側から取付け、メンテナンス開口側に取り外し可能な状態で設けられたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の建設機械の冷却装置において、熱交換器が空気流に対して上流側と下流側とに分けて配置され、シール手段が、フィルタと最下流側の熱交換器との間に跨ってこれらの外周側に設けられたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置において、シール手段として、外周側の隙間を通る空気の流れを遮断するシール部材が設けられたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置において、シール手段として、外周側の隙間を通る空気を濾過する濾材が設けられたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置において、複数の熱交換器が空気流と直交する方向に並列配置されるとともに、この並列配置された熱交換器間の隙間を塞ぐ補助シール手段が設けられたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建設機械の冷却装置において、端部に配管部を備えた熱交換器について、上記配管部がシール範囲外に突出するように配置され、配管部以外の平坦な部分でシール手段によって隙間が塞がれるように構成されたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項８】
冷却ファンによって吸い込まれる空気流が通過する額縁状の取付枠と、この取付枠内に並列に取付けられる複数の下流側熱交換器と、この下流側熱交換器の上流側に設けられる上流側熱交換器と、この上流側熱交換器のさらに上流側に配置されてすべての熱交換器に対し一括して濾過作用を行うフィルタと、このフィルタと上記取付枠との間の外周隙間を塞ぐ状態でフィルタの外周に取付けられるシール枠とを備え、かつ、上記上流側熱交換器は端部に配管部を有し、この配管部が上記シール枠の一辺から外部に突出する状態で配置される一方、上記シール枠に切欠が設けられ、上記上流側熱交換器における配管部に隣接するタンク部がこの切欠に嵌まり込んで、シール枠とタンク部との間、及びシール枠と取付枠との間がほぼ気密状態に保たれるように構成されたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧ショベル等の建設機械において、熱交換器の前面(空気流の上流)側に防塵、防虫等のためのフィルタが配置される冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の好適例である油圧ショベルを例にとって従来の技術を説明する。
【０００３】
たとえば油圧ショベルにおいては、図９，１０に示すように、下部走行体上に垂直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体１の後部にエンジンルーム２が設けられ、このエンジンルーム２内にエンジン３と、このエンジン３によって駆動される油圧ポンプ４が設けられる。
【０００４】
また、この油圧ポンプ４と反対側に、熱交換器としてエンジン冷却用のラジエータ５と、作動油冷却用のオイルクーラ６と、ターボチャージャー用のインタークーラ７と、エアコン用のコンデンサ８が並んで配置される。以下、これらを一括して『熱交換器』という場合がある。
【０００５】
また、ラジエータ５とエンジン３との間に冷却ファン９が設けられ、この冷却ファン９の回転により、エンジンルーム２を形成する外装体１０（通常、ガードと呼ばれる）に設けられた吸い込み口（ガラリ）１１から外気が吸い込まれ、冷却空気として各熱交換器５〜８を通過する。
【０００６】
この場合、冷却空気中に含まれた塵埃や虫等の異物によって各熱交換器５〜８が目詰まりを起こさないように、空気流の上流側にフィルタを設ける必要がある。
【０００７】
ここで、一般的には、図示のように各熱交換器５〜８ごとにその前面側(空気流の上流側。以下にいう前後の方向性について同じ)にそれぞれフィルタとしての防護ネット１２〜１５が吸い込み空気流に対向して設けられている（たとえば特許文献１参照）。
【０００８】
１６は吸い込み空気をラジエータ５と冷却ファン９との間でガイドするためのシュラウドである。
【特許文献１】特開２０００−１７７４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記のように熱交換器５〜８ごとに個別に防護ネット１２〜１５を設ける個別ネット方式によると、防護ネット１２〜１５の清掃、交換のための着脱作業も個別に行わなければならない。
【００１０】
しかも、最上流側の防護ネット１５以外の各防護ネット１２〜１４は、機械の上に乗ってエンジンルーム２の上面側から着脱しなければならない。
【００１１】
このため、このネット着脱作業が面倒でメンテナンス性が悪かった。
【００１２】
一方、特開２０００−１７７４０３号公報に記載された公知技術では、少しでもネット着脱の手間を減らす工夫として、コンデンサ８の前面側に配置される防護ネット１５の周縁部を後方(下流側)に延ばしてインタークーラ７をも一体に覆う構成としている。
【００１３】
しかし、この構成では、ラジエータ５及びオイルクーラ６については旧態依然として個別ネット方式をとっているため、これらの着脱は作業として厄介なエンジンルーム上面側から行わなければならず、メンテナンス性の改善の点で根本的な解決とはなっていない。
【００１４】
また、縁付きネットによってネット形状が複雑化し、製作が面倒でコスト高となる問題もあり、これらの点で実用に不向きとなっていた。
【００１５】
なお、メンテナンス性の改善のために、ネットの縁をラジエータ部分まで延ばしてすべての熱交換器１２〜１５を囲い込む構成、つまり一つの防護ネットをすべての熱交換器１２〜１５に共用する構成をとることも考えられるが、こうするとネット形状の複雑化、コストアップが益々顕著となるだけでなく、ネット形状の複雑化に伴ってその着脱がかえって面倒となるため、現実的でない。
【００１６】
そこで本発明は、すべての熱交換器について一つのフィルタを共用する方式によってメンテナンス性を改善し、しかも低コストですむとともに、各熱交換器に対する濾過機能を確保することができる建設機械の冷却装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明は、冷却ファンによって吸い込まれる空気流により複数の熱交換器を冷却する建設機械の冷却装置において、上記空気流の最も上流側に、すべての熱交換器に共通のフィルタが設けられ、かつ、このフィルタとすべての熱交換器との間で外周側の隙間を塞ぐシール手段が設けられたものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、熱交換器及びフィルタが収容される外装体におけるフィルタに対面する部分にメンテナンス開口が設けられ、フィルタがこのメンテナンス開口側から取付け、メンテナンス開口側に取り外し可能な状態で設けられたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、熱交換器が空気流に対して上流側と下流側とに分けて配置され、シール手段が、フィルタと最下流側の熱交換器との間に跨ってこれらの外周側に設けられたものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、シール手段として、外周側の隙間を通る空気の流れを遮断するシール部材が設けられたものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、シール手段として、外周側の隙間を通る空気を濾過する濾材が設けられたものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、複数の熱交換器が空気流と直交する方向に並列配置されるとともに、この並列配置された熱交換器間の隙間を塞ぐ補助シール手段が設けられたものである。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成において、端部に配管部を備えた熱交換器について、上記配管部がシール範囲外に突出するように配置され、配管部以外の平坦な部分でシール手段によって隙間が塞がれるように構成されたものである。
【００２４】
請求項８の発明は、冷却ファンによって吸い込まれる空気流が通過する額縁状の取付枠と、この取付枠内に並列に取付けられる複数の下流側熱交換器と、この下流側熱交換器の上流側に設けられる上流側熱交換器と、この上流側熱交換器のさらに上流側に配置されてすべての熱交換器に対し一括して濾過作用を行うフィルタと、このフィルタと上記取付枠との間の外周隙間を塞ぐ状態でフィルタの外周に取付けられるシール枠とを備え、かつ、上記上流側熱交換器は端部に配管部を有し、この配管部が上記シール枠の一辺から外部に突出する状態で配置される一方、上記シール枠に切欠が設けられ、上記上流側熱交換器における配管部に隣接するタンク部がこの切欠に嵌まり込んで、シール枠とタンク部との間、及びシール枠と取付枠との間がほぼ気密状態に保たれるように構成されたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、第１に、一つのフィルタをすべての熱交換器に共用する一括濾過方式をとっているため、フィルタの着脱は一つのみについて行えばよい。
【００２６】
第２に、複数の熱交換器を一括して囲い込む構造と比較してフィルタそのものは単純な形状でよい。
【００２７】
第３に、フィルタが最上流側、つまりメンテナンス開口に最も近い側に位置するため、このメンテナンス開口を地上からの操作が可能な位置に設けておくことにより、地上からのメンテナンスが可能となる。
【００２８】
この三点により、フィルタの清掃や交換のための着脱作業がきわめて容易となり、メンテナンス性を著しく改善することができる。
【００２９】
とくに請求項２の発明によると、フィルタに対面する部分にメンテナンス開口を設け、フィルタをこのメンテナンス開口側から取付け、メンテナンス開口側に取り外し可能に構成したから、フィルタの着脱がさらに簡単となる。
【００３０】
また、一つのフィルタで複数の熱交換器を囲い込む構造とした場合のような特殊形状への加工が不要で、フィルタの製作コストが安くてすむ。
【００３１】
しかも、一括濾過方式でありながら、フィルタとすべての熱交換器との間で外周の隙間をシール手段(請求項８では取付枠とシール枠)によって覆うため、外周側の隙間から異物が流入するおそれがなく、濾過機能を確保することができる。
【００３２】
ここで、本発明は、請求項３のように複数の熱交換器が前後に重ねて配置される場合、及び請求項６のように空気流と直交する方向(通常は左右)に並んで配置される場合のいずれにも適用することができる。
【００３３】
請求項６の発明によると、すべての熱交換器を空気の流れ方向に一つずつ並べる場合と比較して、シール個所が少なくてすむ。この場合、補助シール手段によって熱交換器間をもシールすることで、熱交換器を通過しない空気の流れ(ショートパスを)防止することができる。
【００３４】
また、外周側の隙間は、請求項４のように空気を通さないシール部材でシールしてもよいし、請求項５のように濾材でシールしてもよい。
【００３５】
請求項７,８の発明によると、端部に配管部を備えた熱交換器について、シール性の悪い配管部をシール範囲外に突出させ、配管部以外の平坦な部分でシール手段によって隙間を塞ぐ(請求項８ではシール枠の切欠にタンク部を嵌め込んでほぼ気密状態に保つ)構成としたから、良好なシール性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施形態を図１〜図８によって説明する。
【００３７】
第１実施形態(図１〜図４参照)
図１はエンジンルーム２２内でのエンジン２３と冷却装置の各熱交換器の配置を背面側から見た図、図２はその一部の拡大平面図、図３は分解斜視図である。
【００３８】
エンジンルーム２２内におけるエンジン２３の片側に、エンジン冷却用のラジエータ２４と、作動油冷却用のオイルクーラ２５と、ターボチャージャー用のインタークーラ２６と、エアコン用のコンデンサ２７が配置される(以下、これらを一括して『熱交換器』という場合がある)。
【００３９】
図１中、２８は冷却ファン、２９はシュラウド、３０は外装体、３１はこの外装体３０に設けられた吸い込み口である。
【００４０】
この実施形態では、ラジエータ２４とオイルクーラ２５とインタークーラ２６の三つの熱交換器について、ラジエータ２４を真ん中にして左右(冷却空気流の方向を前後とした場合の左右。以下にいう左右及び前後の方向性について同じ)にオイルクーラ２５及びインタークーラ２６が配置された所謂サイドバイサイド形式で並設され、これらの前面(上流)側にコンデンサ２７が配置されている。
【００４１】
後側三つの熱交換器２４〜２６は、合計の幅寸法が過大とならないように縦長に形成され、額縁状に形成された共通の取付枠３２にそれぞれ図示しないブラケットを介して取付けられている。
【００４２】
取付枠３２にはまた、前面側に額縁状のシール枠３３が取付けられ、このシール枠３３にフィルタとしての防護ネット３４が着脱自在に取付けられている。
【００４３】
こうして、防護ネット３４が、コンデンサ２７の前面側、つまり最上流側においてすべての熱交換器２４〜２７への異物の侵入を防止する共通の濾過材として設けられている。
【００４４】
防護ネット３４は外周にネット枠３５を備え、このネット枠３５がシール枠３３に対し空気流の上流側から取付け、上流側に取外し可能な状態で着脱自在に取付けられる。
【００４５】
なお、図例ではこの防護ネット３４を一枚物で形成した場合を示しているが、複数枚のネット体を上下または左右に組み合わせて一つの防護ネット３４を構成してもよい。
【００４６】
一方、この共通の防護ネット３４とコンデンサ２７との間でその外周側に形成される隙間はシール枠３３によって、また、サイドバイサイド形式で並べられた三つの熱交換器２４〜２６の外周側に形成される隙間は取付枠３２によっていずれも閉塞され、これら隙間からの異物の侵入が防止される。
【００４７】
さらに、並設された三つの熱交換器２４〜２６と取付枠３２との間、及び各熱交換器間にも隙間が形成されるが、この隙間も別途、補助シール手段としての補助シール材３６により閉塞されて熱交換器２４〜２６を通過しない空気の流れ(ショートパスを)が防止される。
【００４８】
このように、一つの防護ネット３４をすべての熱交換器２４〜２７に共用する一括濾過方式をとっているため、清掃、交換等のメンテナンスはこの一つの防護ネット３４についてのみ行えばよい。
【００４９】
しかも、この防護ネット３４は最上流側に位置するため、メンテナンスを吸い込み口３１側のメンテナンス開口３７を通して簡単に行うことができる。
【００５０】
ここで、メンテナンス開口３７は、外装体３０の側面部における吸い込み口３１を含む範囲に、防護ネット３４を出し入れし得る開口として同ネット３４と対面して形成され、開閉(または着脱)自在なメンテナンスカバー３８によって開閉される。
【００５１】
従って、防護ネット３４の着脱を地上からより簡単かつ安全に行うことができる。
【００５２】
この場合、防護ネット３４そのものは図示のように普通の単純な形状でよいこと、及び前記のように上流側(メンテナンス開口側)から取付け、上流側に取外しできることにより、着脱作業そのものも容易となる。
【００５３】
以上の点により、フィルタの清掃や交換のための着脱作業がきわめて容易となり、メンテナンス性を著しく改善することができる。
【００５４】
また、一つの防護ネットですべての熱交換器を囲い込む構造とした場合のような特殊形状への加工が不要で、防護ネット３４の製作コストが安くてすむ。
【００５５】
しかも、一括濾過方式でありながら、防護ネット３４とすべての熱交換器２４〜２７との間で外周の隙間をシール枠３３及び取付枠３２によって覆うため、外周側の隙間から異物が流入するおそれがなく、濾過機能を確保することができる。
【００５６】
ところで、コンデンサ２７には、一端側に外部ホースが接続される配管部３９が設けられるため、この凹凸付きの配管部３９を直接、シール枠３３でシールするとなると、シール構造が複雑となるとともに、シールが不確実になるおそれがある。
【００５７】
この実施形態では、この点の対策として、配管部３９を避け、これに隣接する平坦な部分であるタンク部４０でシールする構成がとられている。
【００５８】
すなわち、シール枠３３の一側部に切欠４１が設けられ、タンク部４０がこの切欠４１に嵌まり込み、かつ、配管部３９が切欠４１を通して外部に突出する状態でコンデンサ２７がシール枠３３内に配置されている。
【００５９】
また、切欠４１の開口縁部には、タンク部４０に密着してその外周面を漏れなくシールするシール材４２(図４に示す)が設けられている。
【００６０】
こうして、シール枠３３とタンク部４０(コンデンサ２７)との間、及びシール枠３３と取付枠３２との間がほぼ気密状態(完全気密またはそれに近い気密状態)に保たれる。
【００６１】
他の実施形態
以下の各実施形態においては、第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００６２】
(１)  図５に示す第２実施形態においては、コンデンサ外周側の他のシール構造例として、配管部３９にこれの外形にフィットするクランプ４３を取付け、このクランプ４３の平坦面でシールする構成をとっている。
【００６３】
こうすれば、コンデンサ２７の配管部３９を除くほぼ全体をシール枠３３内に設置することができる。
【００６４】
(２)  図６,７に示す第３実施形態においては、シール枠３３に対する防護ネット３４の取付構造例として、シール枠３３の上縁部内側、及びネット枠３５の上縁部にそれぞれ同じ向きに傾斜したバネ性を有する係合片４４,４５を設け、この係合片４４,４５同士を係合させることにより、防護ネット３４をシール枠３３に着脱自在に取付けている。
【００６５】
また、シール枠３３の周縁部内側に図示のように間隔を置いてネット受け４６…を設け、防護ネット３４(ネット枠３５)をこのネット受け４６…で内側から受け止めるように構成されている。
【００６６】
(３)  上記各実施形態では、コンデンサ２７の外周隙間をシール枠３３により閉塞して空気の流通を阻止する構成をとったのに対し、図８に示す第４実施形態においては、シール枠４７をネットで形成し、外周隙間部分での空気の流通を許容する(異物の侵入は阻止する)構成をとっている。
【００６７】
こうすれば、上記各実施形態の場合よりも装置全体としての冷却空気量を増やすことができるため、冷却効率を上げることができる。
【００６８】
(４)  第１〜第３各実施形態におけるシール枠３３、及び第４実施形態におけるシール枠４７を防護ネット３４と一体に形成し、このシール枠３３,４７を取付枠３２に対して着脱する構成をとってもよい。
【００６９】
この場合でも、一つの熱交換器(コンデンサ２７)のみを囲う形式となるため、複数の熱交換器を囲い込む場合と比較してネット形状は単純でよく、製作コストも安くてすむ。
【００７０】
また、他の構成として、第１〜第３各実施形態のように防護ネット３４をシール枠３３,４７に対して着脱自在に取付ける一方、シール枠３３,４７を取付枠３２に対して着脱自在に取付けてもよい。
【００７１】
(５)  コンデンサ２７、または図５に示す第２実施形態におけるクランプ４３を、防護ネット３４を取付けるためのブラケットの一部として利用する構成をとってもよい。
【００７２】
(６)  上記各実施形態では、最上流側にコンデンサ２７を配置し、その下流側に三つの熱交換器２４〜２６を並列配置する構成をとったが、コンデンサ２７以外の熱交換器を最上流側に配置してもよい。
【００７３】
また、四つの熱交換器２４〜２７を二つずつ並列配置して前後に並べてもよいし、すべての熱交換器２４〜２７を一つずつ前後に並べて配置してもよい。
【００７４】
(７)  熱交換器群の最上流側に設置するフィルタは、上記各実施形態で例示した防護ネット３４に限らず、他の濾材を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる冷却装置の機器配置を背面側から見た図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。
【図３】同装置の分解斜視図である。
【図４】同装置におけるコンデンサのシール部分を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる冷却装置におけるコンデンサのシール部分を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる冷却装置における防護ネットとシール枠の分解斜視図である。
【図７】同組立状態の断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態にかかる冷却装置における防護ネットとシール枠の分解斜視図である。
【図９】本発明が適用される油圧ショベルにおける従来の冷却装置の機器配置を示す平面図である。
【図１０】同装置の機器配置を背面側から見た拡大図である。
【符号の説明】
【００７６】
２４  熱交換器としてのラジエータ
２５  同オイルクーラ
２６  同インタークーラ
２７  同コンデンサ
２８  冷却ファン
３１  吸い込み口
３２  シール手段を兼ねる取付枠
３３  シール手段としての空気の流れを遮断するシール枠
３４  フィルタとしての防護ネット
３６  補助シール手段としての補助シール材
３７  メンテナンス開口
３８  メンテナンスカバー
３９  コンデンサの配管部
４０  配管部に隣接するタンク部
４１  コンデンサをシール範囲外に突出させるための切欠
４７  ネットで形成されたシール手段としての空気を濾過するシール枠
【図１】
2006052689.tif 000003
【図２】
2006052689.tif 000004
【図３】
2006052689.tif 000005
【図４】
2006052689.tif 000006
【図５】
2006052689.tif 000007
【図６】
2006052689.tif 000008
【図７】
2006052689.tif 000009
【図８】
2006052689.tif 000010
【図９】
2006052689.tif 000011
【図１０】
2006052689.tif 000012