(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体の前部に装着された作業アタッチメントとから成り、上記上部旋回体を構成するアッパーフレームの後部にエンジンが収容されるエンジンルームが形成され、このエンジンルームにおける左右片側に油圧ポンプが設けられるとともに、左右反対側に熱交換器と、この熱交換器を冷却するファンが設けられ、かつ、エンジンルームの前方で上記油圧ポンプと左右同じ側にキャビン、左右反対側に機器スペースがそれぞれ設けられ、この機器スペースに、上記油圧ポンプに対する作動油供給源である作動油タンクを含む機器類が設置される建設機械において、上記作動油タンクを、上記機器スペースにおける上記エンジンルームに近い後部で上記キャビンと隣接して車幅方向の最も内側に設け、この作動油タンクと上記油圧ポンプをサクション配管によって接続するとともに、上記作動油タンクの車幅方向外側に、上記エンジンの吸気系を構成するエアクリーナを上記作動油タンクとの間に隙間を置いて並置し、上記機器スペースとエンジンルームとに跨る吸気管によって上記エアクリーナとエンジンとを接続したことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
上記作動油タンクを、上から見て対向する二辺が他の二辺よりも短い大略長方形に形成するとともに、上記エアクリーナを筒状に形成し、上記機器スペースにおいて上記作動油タンクを、上記他の二辺である長辺が前後方向に延びる状態で設置するとともに、上記エアクリーナをエアクリーナ中心線が上記作動油タンクの長辺と直交する状態で設置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】
上記エアクリーナを、上記エンジンの上部に設けられた吸気口の高さ位置に合わせて上記機器スペース内の上部に設け、上記機器スペース内におけるこのエアクリーナの下方空間にバッテリを設置したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械。
【請求項４】
上記機器スペース内のエアクリーナ上方に、外気をエアクリーナに導入する吸気ボックスを設けたことを特徴とする請求項３記載の建設機械。
【請求項５】
上記作動油タンクとエアクリーナとの間と、上記熱交換器の吸気後面側であって上記ファンの外周に設けられたシュラウドの上方との間に跨って配索空間を形成し、上記吸気管を上記配索空間を通る経路で上記エンジンとエアクリーナとの間に配索したことを特徴とする請求項３または４記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は上部旋回体のアッパーフレームにおけるエアクリーナのレイアウトを改良したショベル等の建設機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ショベルを例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
ショベルは、図５に示すように、クローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に作業アタッチメント３が装着されて構成される。
【０００４】
作業アタッチメント３は、ブーム４、アーム５、バケット６と、これらを作動させる油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ７，８，９とを備え、これら油圧シリンダ７〜９を含めた複数の油圧アクチュエータが、油圧ポンプからコントロールバルブ(いずれも図示省略)を介して供給される圧油(作動油)によって駆動される。
【０００５】
上部旋回体２は、基台としてのアッパーフレーム１０を備え、このアッパーフレーム１０の前部左右片側(通常は図示のように左側。以下、この場合で説明する)にキャビン１１、後端部にカウンタウェイト１２がそれぞれ設置されるとともに、キャビン１１よりも後方でカウンタウェイト１２の前方にエンジンルーム１３が形成され、このエンジンルーム１３に動力源としてのエンジン１４が設置される。
【０００６】
図６はアッパーフレーム１０の構成と、このアッパーフレーム１０に対する従来の機器レイアウトを模式的に示す。
【０００７】
なお、この明細書においては、キャビン１１の位置を左側前部とし、これを基準に機械全体及び各部についての「前後」「左右」の方向性をいうものとする。
【０００８】
また、図及び説明の簡略化のために本発明と直接関係のないアッパーフレーム各部の構成、機器配置、配管に関する細かな図示、説明を省略する。
【０００９】
アッパーフレーム１０の幅方向(左右方向)の中間部に、アッパーフレーム全体の補強部材と作業アタッチメント３の取付部材とを兼ねる左右一対の縦板１５，１６が前後方向のほぼ全長に亘って設けられるとともに、アッパーフレーム後部に、左右方向に延びる左、中央、右の各仕切板１７，１８，１９が縦板１５，１６と直交して設けられる。
【００１０】
この各仕切板１７〜１９、カウンタウェイト１２及び図示しない側面、上面の各ガード部材によってエンジンルーム１３が形成され、このエンジンルーム１３内においてエンジン１４の左右片側(図では左側の場合を例示する)に、エンジン１４によって駆動される油圧ポンプ２０が設けられる。
【００１１】
また、エンジン１４の左右反対側(右側)には、エンジン１４によって駆動される冷却用のファン２１と、このファン２１の回転により外部から吸い込んだ空気によって冷却される熱交換器２２が設けられる。
【００１２】
この熱交換器２２は、ここでは一つのものとして示しているが、エンジン冷却用のラジエータ、作動油冷却用のオイルクーラ等の複数の熱交換部が左右または前後に並設されて構成される。
【００１３】
２３はファン２１の外周に設けられた空気ガイド用のシュラウドである。
【００１４】
また、エンジンルーム１３の右側前方、すなわち、右仕切板１９の前方に機器スペースＳ１が形成され、エンジン１４の燃料を貯留する燃料タンク２４と、作動油供給源としての作動油タンク２５と、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブ(多連弁)２６がこの機器スペースＳ１に設置される。
【００１５】
なお、「機器スペースＳ１」は、機器を設置可能なスペースという意味で、エンジンルーム前方の空間のうちキャビン１１よりも右側の空間全体を指すが、図６に示す公知技術では、そのうち右縦板１６よりも右側の空間を実質的な機器スペースとして使用している。
【００１６】
このようなアッパーフレームに対する基本的な機器レイアウトは、特許文献１，２に示されている。
【００１７】
この場合、機器スペースＳ１における燃料タンク２４、作動油タンク２５、コントロールバルブ２６の配置は種々提案されており、たとえば図示のように最前部に燃料タンク２４、その後方に作動油タンク２５、最後部にコントロールバルブ２６が配置される。
【００１８】
図６中、２７は油圧ポンプ２０と作動油タンク２５とを結ぶサクション配管である。
【００１９】
このようなショベルにおいて、エンジン１４の吸気系の構成要素であって吸気を濾過するエアクリーナ２８は、従来、図６に示すようにエンジンルーム１３に設置されている。
【００２０】
この場合、エアクリーナ２８は、エンジン１４の吸気口がエンジン１４の上面側に設けられていることからエンジン上方にエンジン１４と接近して設置されている。２９はエンジン１４とエアクリーナ２８を接続する吸気管である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００４−１６９４６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２８５８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
従来のショベルによると、上記のようにエアクリーナ２８をエンジンルーム１３内でエンジン近くに設置しているため、エンジン１４及びエアクリーナ２８が互いに邪魔し合って双方のメンテナンス性が悪くなるという問題があった。
【００２３】
この問題の解決策として、エアクリーナ２８をエンジンルーム１３外、たとえば機器スペースＳ１に設置することが考えられる。
【００２４】
しかし、とくにミニショベルと称される小型のショベルでは、アッパーフレーム全体が小さくなることから、アッパーフレーム１０に占めるキャビン１１の幅寸法が相対的に大きくなる。その分、機器スペースＳ１の幅寸法が小さくなるとともに前後方向寸法も抑えられるため、機器スペースＳ１に余剰空間を作り難い事情がある。
【００２５】
また、作動油タンク２５及びエアクリーナ２８は、前者についてはサクション配管２７で油圧ポンプ２０に、後者については吸気管２９でエンジン１４にそれぞれ接続する必要があるため、配置によってはこれらの配管が長くなって配管構成の複雑化やコストアップを招く。
【００２６】
これらの点で、単純にエアクリーナ２８を機器スペースＳ１に移設することは困難であった。
【００２７】
そこで本発明は、配管構成の複雑化やコストアップを招くことなく、機器スペースを最大限に活用してエアクリーナを機器スペースに設置することができる建設機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決する手段として、本発明においては、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体の前部に装着された作業アタッチメントとから成り、上記上部旋回体を構成するアッパーフレームの後部にエンジンが収容されるエンジンルームが形成され、このエンジンルームにおける左右片側に油圧ポンプが設けられるとともに、左右反対側に熱交換器と、この熱交換器を冷却するファンが設けられ、かつ、エンジンルームの前方で上記油圧ポンプと左右同じ側にキャビン、左右反対側に機器スペースがそれぞれ設けられ、この機器スペースに、上記油圧ポンプに対する作動油供給源である作動油タンクを含む機器類が設置される建設機械において、上記作動油タンクを、上記機器スペースにおける上記エンジンルームに近い後部で上記キャビンと隣接して車幅方向の最も内側に設け、この作動油タンクと上記油圧ポンプをサクション配管によって接続するとともに、上記作動油タンクの車幅方向外側に、上記エンジンの吸気系を構成するエアクリーナを上記作動油タンクとの間に隙間を置いて並置し、上記機器スペースとエンジンルームとに跨る吸気管によって上記エアクリーナとエンジンとを接続したものである。
【００２９】
このように、機器スペースが油圧ポンプと左右反対側でエンジンルーム前方に設けられるアッパーフレーム構成を前提として、油圧ポンプに接続される作動油タンクと、エンジンに接続されるエアクリーナを、エンジンルームに近い機器スペース後部において、作動油タンクを内側にしてかつ隙間を置いて車幅方向に並置するレイアウト、つまり、サクション配管及び吸気管をともに最短化できるレイアウトをとることにより、配管構成の複雑化やコストアップを招かずに、エアクリーナを機器スペースに設置することが可能となる。
【００３０】
これにより、エンジン及びエアクリーナのメンテナンス性を改善することができる。
【００３１】
この場合、エアクリーナを、外部からアクセスし易い車幅方向の外側に配置したから、エアクリーナのメンテナンス性がさらに良くなる。
【００３２】
本発明において、上記作動油タンクを、上から見て対向する二辺が他の二辺よりも短い大略長方形に形成するとともに、上記エアクリーナを筒状に形成し、上記機器スペースにおいて上記作動油タンクを、上記他の二辺である長辺が前後方向に延びる状態で設置するとともに、上記エアクリーナをエアクリーナ中心線が上記作動油タンクの長辺と直交する状態で設置するのが望ましい(請求項２)。
【００３３】
この構成によれば、作動油タンクとエアクリーナを機器スペースの幅内に無理なく並置することができる。
【００３４】
また、エアクリーナを作動油タンクと直交して車幅方向に配置することにより、エアクリーナの前後方向の占有スペースを縮小し、その分、他の機器(たとえば燃料タンク)の設置が容易となる。
【００３５】
また本発明において、上記エアクリーナを、上記エンジンの上部に設けられた吸気口の高さ位置に合わせて上記機器スペース内の上部に設け、上記機器スペース内におけるこのエアクリーナの下方空間にバッテリを設置するのが望ましい(請求項３，４)。
【００３６】
この構成によれば、エアクリーナとともに設置場所に苦慮していたバッテリを、エアクリーナの下方空間を生かして容易に設置することができる。
【００３７】
この場合、上記機器スペース内のエアクリーナ上方に、外気をエアクリーナに導入する吸気ボックスを設けるのが望ましい(請求項４)。
【００３８】
このように、吸気ボックスをエアクリーナと同じエリア(機器スペースの後部)にエアクリーナに近接して配置することにより、両者の接続構造を簡略化、コンパクト化することができる。
【００３９】
さらに本発明において、上記作動油タンクとエアクリーナとの間と、上記熱交換器の吸気後面側であって上記ファンの外周に設けられたシュラウドの上方との間に跨って配索空間を形成し、上記吸気管を上記配索空間を通る経路で上記エンジンとエアクリーナとの間に配索するのが望ましい(請求項５)。
【００４０】
こうすれば、吸気管を、障害物の無い最短経路で、しかも熱交換器を通過する空気の流れを妨げる等の熱交換器の冷却効率に悪影響を与えない状態で容易に配索することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によると、配管構成の複雑化やコストアップを招くことなく、機器スペースを最大限に活用してエアクリーナを機器スペースに設置し、エンジン及びエアクリーナのメンテナンス性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態におけるアッパーフレームでの機器配置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図５】本発明の適用対象であるショベルの概略側面図である。
【図６】従来のアッパーフレームに対する機器配置を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。
【００４４】
実施形態は、背景技術の説明に合わせてショベルを適用対象としている。
【００４５】
実施形態に係るショベルにおいて、機械の基本構成、すなわち、
(ｉ)  クローラ式の下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に作業アタッチメントが装着されてショベルが構成され、
(ｉｉ)  作業アタッチメントは、ブーム、アーム、バケットと、これらを作動させる油圧アクチュエータとしての油圧シリンダとを備え、これら油圧シリンダを含めた複数の油圧アクチュエータが、油圧ポンプからコントロールバルブを介して供給される圧油(作動油)によって駆動される
点は、図５，６に示す従来技術と同じである。
【００４６】
また、実施形態において、次の点も図６に示す従来技術と同じである。
【００４７】
(ｉｉｉ)  上部旋回体の基台としてのアッパーフレーム３０の前部左右片側(以下、左側の場合で説明する)にキャビン３１、後端部にカウンタウェイト３２がそれぞれ設置される点。
【００４８】
(ｉｖ)  キャビン３１よりも後方でカウンタウェイト３２の前方にエンジンルーム３３が形成され、このエンジンルーム３３に動力源としてのエンジン３４が設置される点。
【００４９】
(ｖ)  アッパーフレーム３０の幅方向の中間部に、アッパーフレーム全体の補強部材と作業アタッチメント３の取付部材とを兼ねる左右一対の縦板３５，３６が前後方向のほぼ全長に亘って設けられるとともに、アッパーフレーム後部に、左右方向に延びる左、中央、右の各仕切板３７，３８，３９が縦板３５，３６と直交して設けられ、この各仕切板３７〜３９、カウンタウェイト３２及び側面、上面の各ガード部材Ｇ(図３，４参照)によってエンジンルーム３３が形成される点。
【００５０】
(ｖｉ)  このエンジンルーム３３内において、エンジン３４の左側に、エンジン３４によって駆動される油圧ポンプ４０が設けられる点。
【００５１】
(ｖｉｉ)  エンジン３４の右側には、エンジン３４によって駆動される冷却用のファン４１と、このファン４１の回転により外部から吸い込んだ空気によって冷却される熱交換器４２が設けられ、ファン４１の外周にはシュラウド４３が設けられる点。
【００５２】
(ｖｉｉｉ)  エンジンルーム３３の右側前方、すなわち右仕切板３９の前方に機器スペースＳ２が形成され、ここにエンジン３４の燃料を貯留する燃料タンク４４、作動油供給源としての作動油タンク４５、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブ(多連弁)４６がそれぞれ設置される点。
【００５３】
図１，２中、４７は油圧ポンプ４０と作動油タンク４５とを結ぶサクション配管である。
【００５４】
このショベルにおいては、エンジン３４の吸気系を構成する吸気濾過用のエアクリーナ４８が作動油タンク４５と車幅方向に並んで機器スペースＳ２に設置され、機器スペースＳ２とエンジンルーム３３とに跨る吸気管４９によってエンジン３４と接続されている。
【００５５】
この機器スペースＳ２の機器レイアウトを詳述する。
【００５６】
燃料タンク４４、作動油タンク４５、コントロールバルブ４６の三者のうち、コントロールバルブ４６が機器スペースＳ２の最前部に設置され、このコントロールバルブ４６の後方において、車幅方向の外側に燃料タンク４４がコントロールバルブ４６に接近して設置されている。
【００５７】
一方、作動油タンク４５は、機器スペースＳ２におけるエンジンルーム３３に近い後部でキャビン３１と隣接して車幅方向の最も内側に設けられている。
【００５８】
詳しくは、作動油タンク４５は、上から見て対向する二辺が他の二辺よりも短い大略長方形に形成され、キャビン３１と近接する位置において、長辺が前後方向に延びる状態で、かつ、後半部が燃料タンク後面から後方に突出するように燃料タンク４４に対し後方にずれた状態で、そして右縦板３６上に乗る状態で設けられている。
【００５９】
エアクリーナ４８は筒状に形成され、燃料タンク４４の後方であって作動油タンク４５の車幅方向外側に、エアクリーナ中心線が同タンク４５の長辺と直交する状態で、かつ、エンジン３４の上部に設けられた吸気口の高さ位置に合わせて、機器スペースＳ２内の上部(図３，４に示すように上面ガード部材Ｇとの間に空間が残される程度の上部)に設けられている。
【００６０】
ここで、図２，４に示すように、エアクリーナ４８と作動油タンク４５との間に隙間Ｃが形成されている。
【００６１】
一方、熱交換器４２の吸気後面(左側の面)４２ａと、エアクリーナ４８の車幅方向内側の面４８ａ(いずれも図２のみに符号を付す)とが車幅方向のほぼ同じ位置に設定されている。図２中のＬはこの位置設定を示すために両面４２ａ，４８ａに跨って引いた直線である。
【００６２】
なお、図４において、作動油タンク４５の外形を明示するために同タンク外形を太線で示している。
【００６３】
このような設定により、作動油タンク４５とエアクリーナ４８との間と、シュラウド４３の上方との間に跨って配索空間５０(図４のみに符号を付す)が形成され、エアクリーナ４８に接続された吸気管４９を、この配索空間５０を通ってエンジン上部に向かうＬ字形の経路で配索するように構成されている。
【００６４】
また、機器スペースＳ２において、エアクリーナ４８を上部に設置したことによって形成されたエアクリーナ４８の下方空間にバッテリ５１が設置されるとともに、外気をエアクリーナ４８に導入する吸気ボックス５２が、エアクリーナ上方に残された空間にエアクリーナ４８と近接して設置されている(図３，４参照)。
【００６５】
このショベルにおいては、上記のように、機器スペースＳ２が油圧ポンプ４０と左右反対側でエンジンルーム前方に設けられるアッパーフレーム構成を前提として、作動油タンク４５とエアクリーナ４８を、機器スペース後部において作動油タンク４５を内側にして車幅方向に隙間Ｃを置いて並置するレイアウト、つまり、サクション配管４７及び吸気管４９をともに最短化できるレイアウトをとることにより、配管構成の複雑化やコストアップを招かずに、エアクリーナ４８を機器スペースＳ２に設置することが可能となる。
【００６６】
これにより、エンジン３４及びエアクリーナ４８双方のメンテナンス性を改善することができる。
【００６７】
この場合、エアクリーナ４８を、外部からアクセスし易い車幅方向の外側に配置したから、エアクリーナ４８のメンテナンス性がさらに良くなる。
【００６８】
また、実施形態によると、次の効果を得ることができる。
【００６９】
(Ｉ)  機器スペースＳ２において、平面視長方形の作動油タンク４５を、長辺が前後方向に延びる状態で設置するとともに、筒状のエアクリーナ４８をエアクリーナ中心線がこの作動油タンク４５の長辺と直交する状態で設置したから、作動油タンク４５とエアクリーナ４８を機器スペースＳ２の幅内に無理なく並置することができる。
【００７０】
(ＩＩ)  エアクリーナ４８を作動油タンク４５と直交して車幅方向に配置することにより、エアクリーナ４８の前後方向の占有スペースを縮小し、その分、他の機器(たとえば燃料タンク４４)の設置が容易となる。
【００７１】
(ＩＩＩ)  エアクリーナ４８を、エンジン上部に設けられた吸気口の高さ位置に合わせて機器スペースＳ２内の上部に設け、機器スペース内におけるこのエアクリーナ４８の下方空間にバッテリ５１を設置したから、エアクリーナ４８とともに設置場所に苦慮していたバッテリ５１を、エアクリーナ４８の下方空間を生かして容易に設置することができる。
【００７２】
(ＩＶ)  機器スペースＳ２内のエアクリーナ上方に吸気ボックス５２を設けたから、両者の接続構造を簡略化、コンパクト化することができる。
【００７３】
(Ｖ)  作動油タンク４５とエアクリーナ４８との間と、熱交換器４２の吸気後面側であってシュラウド４３の上方との間に跨って配索空間５０を形成し、吸気管４９をこの配索空間５０を通る経路でエンジン３４とエアクリーナ４８との間に配索したから、吸気管４９を、障害物の無い最短経路で、しかも熱交換器４２を通過する空気の流れを妨げる等の熱交換器４２の冷却効率に悪影響を与えない状態で容易に配索することができる。
【００７４】
ところで、本発明は、実施形態とは逆にキャビン３１が右前部、機器スペースＳ２が左前部にそれぞれ配置されるとともに、油圧ポンプ４０がエンジン３４の右側に配置されるショベルにも適用することができる。
【００７５】
また、ショベルに限らず、ショベルと同様の機械構成と機器配置をとる他の建設機械にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  下部走行体
２  上部旋回体
３  作業アタッチメント
３０  アッパーフレーム
３３  エンジンルーム
３４  エンジン
４０  油圧ポンプ
４１  ファン
４２  熱交換器
４３  シュラウド
Ｓ  機器スペース
４４  燃料タンク
４５  作動油タンク
４６  コントロールバルブ
４７  サクション配管
４８  エアクリーナ
Ｃ  エアクリーナと作動油タンクとの間の隙間
４９  吸気管
５０  配索空間
５１  バッテリ
５２  吸気ボックス
【図１】
0005810784.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005810784.tif 000004
【図４】
0005810784.tif 000005
【図５】
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【図６】
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