(57)【要約】【課題】レイアウト上の制約を受け易いクーリングユニットの配置構造を改良した作業機械を提供する。【解決手段】機体の後部に搭載したカウンタウェイト１２に、前後方向に貫通する貫通空間５１を設け、このカウンタウェイト１２の貫通空間５１内に冷却用のクーリングユニット５３を収納する。クーリングユニット５３の前側にエンジン６０を配置し、このエンジン６０の周囲をエンジンフード７１で覆う。このエンジンフード７１のカウンタウェイト１２との境界部分の上部および下部に排気口７２，７３を開口し、これらの排気口７２，７３を覆うとともに排気流体を前方に案内するガイド７４，７５を設置する。エンジンフード７１の少なくともエンジン上部と対向する内面位置に吸音材７６を設置する。【選択図】        図１
2004353532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体の一方に搭載された作業装置と、
この作業装置に対して機体の反対側に搭載されたカウンタウェイトと、
カウンタウェイトに貫通して設けられた貫通空間と、
カウンタウェイトの貫通空間内に収納された冷却用のクーリングユニットとを具備したことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
機体の前部に搭載された作業装置と、
機体の後部に搭載されたカウンタウェイトと、
カウンタウェイトに前後方向に貫通して設けられた貫通空間と、
カウンタウェイトの貫通空間内に収納された冷却用のクーリングユニットとを具備したことを特徴とする作業機械。
【請求項３】
クーリングユニットの前側に配置されたエンジンと、
エンジンの周囲を覆うエンジンフードと、
エンジンフードのカウンタウェイトとの境界部分の上部および下部の少なくとも一方に開口された排気口と、
排気口を覆うとともに排気流体を前方に案内するガイドとを具備したことを特徴とする請求項２記載の作業機械。
【請求項４】
エンジンフードの少なくともエンジン上部と対向する内面位置に設置された吸音材を具備したことを特徴とする請求項３記載の作業機械。
【請求項５】
クーリングユニットは、
エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、
ラジエータに対し機体の幅方向に配列されて油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラと、
ラジエータおよびオイルクーラに対してそれぞれ配置された複数の冷却ファンとを具備したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の作業機械。
【請求項６】
複数の冷却ファンは、
共通のモータにより複数のプーリ・ベルト式伝動機構を介してそれぞれ回転駆動されることを特徴とする請求項５記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カウンタウェイトを備えた作業機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、作業機械としての油圧ショベルを示し、下部走行体１０に機体としての上部旋回体１１が旋回可能に設けられ、この上部旋回体１１の後部にカウンタウェイト１２が搭載され、このカウンタウェイト１２の前側にエンジンおよびこのエンジンにより駆動される油圧ポンプなどの動力装置部１３が配置され、一方、上部旋回体１１の前部に、オペレータの運転空間を覆うキャブ１４および作業装置１５などが搭載されている。
【０００３】
図７は、前記動力装置部１３の内部を示し、ラジエータ２４、オイルクーラ２５およびアフタクーラ２６を備えたクーリングユニット２７を冷却する冷却ファン２８の駆動方式として、エンジン２９のクランク軸からの出力回転をベルト伝動機構を介して冷却ファン２８に伝えるベルト駆動方式を採用している。そのため、配置上の制約から、クーリングユニット２７を上部旋回体１１の左側であってカウンタウェイト１２の前側に配置する必要がある。
【０００４】
一方、上部旋回体１１の右側であってカウンタウェイト１２の前側には、エンジン２９により駆動される複数の油圧ポンプからなる油圧ポンプユニット３１が配置されている。また、エンジン２９の冷却水は、ラジエータ配管３２を経て前記ラジエータ２４との間を循環され、さらに、油圧ポンプユニット３１は、燃料タンク３３に隣接設置された作動油タンク３４内の作動油を吸込んで、コントロール弁（図示せず）を介し各種油圧アクチュエータに作動油を供給するが、その各種油圧アクチュエータでの仕事により温度上昇した作動油は、前記オイルクーラ２５により冷却されてからオイルクーラ配管３５により作動油タンク３４に戻される。
【０００５】
また、エンジン２９の排気ガスは、ターボチャージャ３６の排気タービン３６ａを駆動した後、マフラ３７を経て排気筒３８より大気中に排気され、一方、エンジン２９の吸気系は、エアクリーナ４１より取込まれた外気がエアクリーナ配管４２を介してターボチャージャ３６の遠心式コンプレッサ３６ｂに吸込まれ、この遠心式コンプレッサ３６ｂで加圧された圧縮空気は、アフタクーラ配管４３を経てアフタクーラ２６に供給され、このアフタクーラ２６により冷却された後、アフタクーラ配管４４を経てエンジン２９に供給される。
【０００６】
前記クーリングユニット２７は、ベルト駆動方式であるが、油圧ポンプユニット３１のファン用油圧ポンプから供給される作動油によりファン用油圧モータ（図示せず）を作動して、このファン用油圧モータにより冷却ファン２８を駆動するようにした油圧モータ駆動方式のクーリングユニットもある。この油圧モータ駆動方式のクーリングユニットも、スペース上の問題から、同様に上部旋回体１１の左側であってカウンタウェイト１２の前側に配置されている。
【０００７】
このようなカウンタウェイト１２に沿ってエンジン２９が近接配置された作業機械では、配管スペースにも余裕がないので、例えば、エンジンと対向するカウンタウェイトのエンジン対向面に、エンジンの吸気配管を通すための凹状の配管空間を形成することにより、カウンタウェイトをエンジンから離して設置することなく、吸気配管をカウンタウェイトとエンジンの間を通すことができるようにし、カウンタウェイトの外方への出張りを少なくするようにしたものがあるが、この場合も、同様に上部旋回体１１の左側であってカウンタウェイト１２の前側にクーリングユニットが配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１４６８４３号公報（第３頁、図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、クーリングユニット２７を上部旋回体１１の左側であってカウンタウェイト１２の前側に配置する場合は、レイアウト上の制約より、以下の問題点がある。
【００１０】
（１）  １つの冷却ファン２８でラジエータ２４およびオイルクーラ２５などを冷却する１ファン方式のクーリングユニット２７を採用せざるを得ず、ラジエータ２４およびオイルクーラ２５の放熱量が、機種毎に異なる比率であるため、機種間で異なるクーリングユニット設計をしなければならない問題がある。
【００１１】
（２）  オイルクーラ配管３５、エアクリーナ配管４２およびアフタクーラ配管４３，４４が密集してしまい、配管設計の困難性、配管廻りのシールの困難性による熱風巻込みの発生、組立作業の困難性が付きまとう問題がある。
【００１２】
（３）  燃料タンク３３の容量アップなどを図るための余裕スペースを確保できない問題がある。
【００１３】
（４）  冷却ファン２８から排気された空気は円周部から径方向に放出されるが、この空気放出方向には、カウンタウェイト１２と、このカウンタウェイト１２とはエンジン２９を介して反対側に設置されるファイアウォール（図示せず）とが近接配置され、これらの障害壁によって、冷却ファン２８の排気風路が妨害され、円滑な排気ができず、空気抵抗が増大する問題がある。
【００１４】
（５）  冷却ファン２８から排気された空気は、エンジン２９を覆うエンジンフード（図示せず）の上部開口より外部へ排出されるが、このエンジンフードの上部開口よりエンジン騒音がそのまま洩れる問題がある。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、レイアウト上の制約を受け易いクーリングユニットの配置構造を改良した作業機械を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、機体の一方に搭載された作業装置と、この作業装置に対して機体の反対側に搭載されたカウンタウェイトと、カウンタウェイトに貫通して設けられた貫通空間と、カウンタウェイトの貫通空間内に収納された冷却用のクーリングユニットとを具備した作業機械であり、カウンタウェイトの貫通空間内にクーリングユニットを収納したので、クーリングユニットを設置する際のレイアウト上の制約を受けにくいとともに、従来のクーリングユニットが配置されていた場所に余裕スペースが生じ、この余裕スペースを有効利用できる。
【００１７】
請求項２に記載された発明は、機体の前部に搭載された作業装置と、機体の後部に搭載されたカウンタウェイトと、カウンタウェイトに前後方向に貫通して設けられた貫通空間と、カウンタウェイトの貫通空間内に収納された冷却用のクーリングユニットとを具備した作業機械であり、機体の前部の作業装置に対する機体の後部のカウンタウェイトに前後方向の貫通空間を設けて、ここにクーリングユニットを収納したので、機体の前後方向の長大化を防止しつつ、クーリングユニットのレイアウト上の制約を改善できるとともに、従来のクーリングユニットが配置されていた場所に余裕スペースが生じるので、この余裕スペースに例えば燃料タンクなどを移設することにより、燃料タンク容量などの大幅な増量が可能となる。
【００１８】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の作業機械において、クーリングユニットの前側に配置されたエンジンと、エンジンの周囲を覆うエンジンフードと、エンジンフードのカウンタウェイトとの境界部分の上部および下部の少なくとも一方に開口された排気口と、排気口を覆うとともに排気流体を前方に案内するガイドとを具備した作業機械であり、クーリングユニットから排出される熱風流量は、上下方向についてはガイドに沿って排気されるため、円滑に熱風を排気することができ、また、機体の幅方向については、従来式と比較すると、エンジンに制約されることなくクーリングユニットをカウンタウェイトの幅方向中央に配置することが可能であるから、クーリングユニットから機体の側板までの距離が長くなるため、従来式よりも排気抵抗が減り、より多くの風量を排気できる。
【００１９】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の作業機械において、エンジンフードの少なくともエンジン上部と対向する内面位置に設置された吸音材を具備した作業機械であり、ガイドを設けることで、エンジンフードの開口を、エンジンフードのカウンタウェイトとの境界部分に開口された排気口のみとすることができるので、エンジンフードのエンジン上部と対向する内面位置にも吸音材を設置でき、従来のエンジン上方のエンジンフード開口から洩れていた騒音を低減できる。
【００２０】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の作業機械におけるクーリングユニットが、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、ラジエータに対し機体の幅方向に配列されて油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラと、ラジエータおよびオイルクーラに対してそれぞれ配置された複数の冷却ファンとを具備した作業機械であり、ラジエータに対しオイルクーラが機体の幅方向に配列されたので、従来のような例えばオイルクーラ配管、エアクリーナ配管などの密集するおそれがなく、これらの配管を施工しやすいため、熱風を巻き込まないシール構造をとることができ、しかも組立やすい構成となる。また、ラジエータおよびオイルクーラに対し複数の冷却ファンからそれぞれに必要な風量を供給できる。
【００２１】
請求項６に記載された発明は、請求項５記載の作業機械における複数の冷却ファンが、共通のモータにより複数のプーリ・ベルト式伝動機構を介してそれぞれ回転駆動される作業機械であり、ラジエータおよびオイルクーラに対し複数のプーリ・ベルト式伝動機構を介してそれぞれ回転駆動される冷却ファンを設置し、作業機械の各機種、各仕様に対しラジエータおよびオイルクーラのそれぞれに必要な風量を供給するため、共通のクーリングユニットであっても、プーリ比のみの簡単な変更で、多機種のクーリング条件を満たすことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１乃至図５に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図５は、作業機械としての油圧ショベルを示し、下部走行体１０に機体としての上部旋回体１１が旋回可能に設けられ、この上部旋回体１１の後部にカウンタウェイト１２が搭載され、このカウンタウェイト１２の前側にエンジンおよびこのエンジンにより駆動される油圧ポンプなどの動力装置部１３が配置され、一方、上部旋回体１１の前部に、オペレータの運転空間を覆うキャブ１４および作業装置１５などが搭載されている。
【００２４】
すなわち、上部旋回体１１の一方に作業装置１５が搭載され、この作業装置１５に対して上部旋回体１１の反対側にカウンタウェイト１２が搭載されている。
【００２５】
作業装置１５は、ブーム用油圧シリンダ１６により回動されるブーム１７の先端部に、アーム用油圧シリンダ１８により回動されるアーム１９が軸支され、このアーム１９の先端部にバケット用油圧シリンダ２１によりリンケージ２２を介し回動されるバケット２３が軸支されている。
【００２６】
図１および図２に示されるように、カウンタウェイト１２には前後方向に貫通する貫通空間５１が凹状に設けられ、このカウンタウェイト１２の貫通空間５１内に取付部材５２を介して冷却用のクーリングユニット５３が収納され設置されている。
【００２７】
凹状の貫通空間５１の上面開放部には、カウンタウェイト１２の左右部に架渡して設置された補強材５４および上面部材５５が設置され、カウンタウェイト１２または上面部材５５とクーリングユニット５３との隙間には充填材５６が設けられている。
【００２８】
さらに、上面部材５５には、ヒンジ５７を介して後カバー５８が開閉可能に設置されている。この後カバー５８には、多数の通気孔５９が穿設されている。
【００２９】
図２および図３に示されるように、クーリングユニット５３は、エンジン６０の冷却水を冷却するラジエータ６１と、このラジエータ６１に対し機体の幅方向に配列されて油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラ６２と、このオイルクーラ６２の後部に配置されてターボチャージャで加圧された圧縮空気をエンジン６０に供給する前に冷却するアフタクーラ６３と、ラジエータ６１およびオイルクーラ６２に対してそれぞれ配置された複数の冷却ファン６４，６５とを具備している。
【００３０】
図３および図４に示されるように、複数の冷却ファン６４，６５は、共通のモータとしてのファン用油圧モータ６６により複数のプーリ・ベルト式伝動機構６７，６８を介してそれぞれ回転駆動されるものである。ファン用油圧モータ６６は、エンジン６０により駆動されるファン用油圧ポンプ６９から加圧供給される作動油により回転される。
【００３１】
また、図１に示されるように、前記エンジン６０は、クーリングユニット５３の前側に配置され、このエンジン６０の周囲はエンジンフード７１により覆われ、このエンジンフード７１のカウンタウェイト１２との境界部分の上部および下部には、排気口７２，７３がそれぞれ開口され、これらの排気口７２，７３を覆うとともに排気流体を前方に案内する上部のガイド７４および下部のガイド７５がそれぞれ設置されている。
【００３２】
これらの排気口７２，７３およびガイド７４，７５は、冷却ファン６４，６５の排気を円滑に行うため、冷却ファン６４，６５の円周部から径方向に放出された空気流に沿うかたちで上下に設置されている。
【００３３】
また、エンジンフード７１の少なくともエンジン上部と対向する内面位置および前部内面には吸音材７６，７７が貼付け設置されている。従来のエンジンフードは、エンジン上部と対向する位置に排気開口を設けていたので、エンジン上部対向位置に吸音材を設置することが不可能であったが、このようにエンジンフード７１のカウンタウェイト１２との境界部分の上部および下部に排気口７２，７３を開口しガイド７４，７５を設置することで、エンジン上部と対向する位置のエンジンフード内面にも吸音材７６を貼付けることができる。
【００３４】
次に、この実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
エンジン６０により駆動されるファン用油圧ポンプ６９から加圧供給される作動油によりファン用油圧モータ６６を回転させると、このファン用油圧モータ６６により一方のプーリ・ベルト式伝動機構６７を介して一方の冷却ファン６４がラジエータ能力に適合する回転速度で回転駆動されるとともに、他方のプーリ・ベルト式伝動機構６８を介して他方の冷却ファン６５がオイルクーラ能力に適合する回転速度で回転駆動される。
【００３６】
これらのクーリングユニット５３の冷却ファン６４，６５が回転されると、一方の冷却ファン６４の吸引力により外部から後カバー５８の通気孔５９を経て吸込まれた空気によりラジエータ６１が冷却され、また、回転速度の異なる他方の冷却ファン６５の吸引力により外部から後カバー５８の通気孔５９を経て吸込まれた空気によりオイルクーラ６２およびアフタクーラ６３が冷却される。
【００３７】
これらの冷却手段との熱交換で温度上昇して、各冷却ファン６４，６５の円周部から径方向へ排出された熱風は、上下方向に分かれ、エンジンフード７１のカウンタウェイト１２との境界部分の上部および下部に開口された排気口７２，７３より排出され、エンジンフード７１から突出された上部のガイド７４および下部のガイド７５に沿って外部まで円滑に案内され排気される。
【００３８】
次に、この実施の形態の効果を列挙する。
【００３９】
（１）  ラジエータ６１およびオイルクーラ６２に対し複数の冷却ファン６４，６５からそれぞれに必要な風量を供給できる。
【００４０】
特に、ラジエータ６１およびオイルクーラ６２に対し複数のプーリ・ベルト式伝動機構６７，６８を介してそれぞれ回転駆動される冷却ファン６４，６５を設置し、油圧ショベルの各機種、各仕様に対しラジエータ６１およびオイルクーラ６２のそれぞれに必要な風量を供給するため、共通のクーリングユニット５３であっても、プーリ比のみの簡単な変更で、多機種のクーリング条件を満たすことができる。
【００４１】
（２）  また、ラジエータ６１に対しオイルクーラ６２が機体の幅方向に配列されたので、従来のようなオイルクーラ配管３５、エアクリーナ配管４２およびアフタクーラ配管４３，４４の密集するおそれがなく、これらの配管を施工しやすいため、熱風を巻き込まないシール構造をとることができ、しかも組立やすい構成となる。
【００４２】
（３）  カウンタウェイト１２の貫通空間５１内にクーリングユニット５３を収納する配置構成としたので、クーリングユニット５３を設置する際のレイアウト上の制約を受けにくいとともに、従来のクーリングユニット２７が配置されていた場所に余裕スペースが生じ、この余裕スペースを有効利用できる。
【００４３】
すなわち、機体１１の前部の作業装置１５に対する機体１１の後部のカウンタウェイト１２に前後方向の貫通空間５１を設けて、ここにクーリングユニット５３を収納したので、機体１１の前後方向の長大化を防止しつつ、クーリングユニット５３のレイアウト上の制約を改善できるとともに、従来のクーリングユニット２７（図７）が配置されていた場所に余裕スペースが生じるので、この余裕スペースに例えば従来の燃料タンク３３（図７）などを移設することにより、燃料タンク容量などの大幅な増量が可能となる。
【００４４】
（４）  クーリングユニット５３の冷却ファン６４，６５から排出される熱風流量は、上下方向についてはエンジンフード７１から突出されたガイド７４，７５に沿って排気されるため、円滑に熱風を排気することができる。また、機体の幅方向すなわち左右方向については、図７に示された従来式と比較すると、クーリングユニット５３をエンジン６０に制約されることなくカウンタウェイト１２の幅方向中央に配置することが可能であるから、このクーリングユニット５３から上部旋回体１１の敷居板までの距離が長くなるため、従来式よりも排気抵抗が減り、同じ冷却ファン回転速度で、より多くの風量を排気できる。
【００４５】
（５）  ガイド７４，７５を設けることで、エンジンフード７１の開口を、エンジンフード７１のカウンタウェイト１２との境界部分の上部および下部に開口された排気口７２，７３のみとすることができるので、エンジンフード７１のエンジン上部と対向する内面位置にも左右方向に吸音材７６を貼付けることができ、従来のエンジン上方のエンジンフード開口から洩れていた騒音を低減できる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、カウンタウェイトの貫通空間内にクーリングユニットを収納したので、クーリングユニットを設置する際のレイアウト上の制約を受けにくいとともに、従来のクーリングユニットが配置されていた場所に余裕スペースが生じ、この余裕スペースを有効利用できる。
【００４７】
請求項２記載の発明によれば、機体の前部の作業装置に対する機体の後部のカウンタウェイトに前後方向の貫通空間を設けて、ここにクーリングユニットを収納したので、機体の前後方向の長大化を防止しつつ、クーリングユニットのレイアウト上の制約を改善できるとともに、従来のクーリングユニットが配置されていた場所に余裕スペースが生じるので、この余裕スペースに例えば燃料タンクなどを移設することにより、燃料タンク容量などの大幅な増量が可能となる。
【００４８】
請求項３記載の発明によれば、クーリングユニットから排出される熱風流量は、上下方向についてはガイドに沿って排気されるため、円滑に熱風を排気することができ、また、機体の幅方向については、従来式と比較すると、エンジンに制約されることなくクーリングユニットをカウンタウェイトの幅方向中央に配置することが可能であるから、クーリングユニットから機体の側板までの距離が長くなるため、従来式よりも排気抵抗が減り、より多くの風量を排気できる。
【００４９】
請求項４記載の発明によれば、ガイドを設けることで、エンジンフードの開口を、エンジンフードのカウンタウェイトとの境界部分に開口された排気口のみとすることができるので、エンジンフードのエンジン上部と対向する内面位置にも吸音材を設置でき、従来のエンジン上方のエンジンフード開口から洩れていた騒音を低減できる。
【００５０】
請求項５記載の発明によれば、ラジエータに対しオイルクーラが機体の幅方向に配列されたので、従来のような例えばオイルクーラ配管、エアクリーナ配管などの密集するおそれがなく、これらの配管を施工しやすいため、熱風を巻き込まないシール構造をとることができ、しかも組立やすい構成となる。また、ラジエータおよびオイルクーラに対し複数の冷却ファンからそれぞれに必要な風量を供給できる。
【００５１】
請求項６記載の発明によれば、ラジエータおよびオイルクーラに対し複数のプーリ・ベルト式伝動機構を介してそれぞれ回転駆動される冷却ファンを設置し、作業機械の各機種、各仕様に対しラジエータおよびオイルクーラのそれぞれに必要な風量を供給するため、共通のクーリングユニットであっても、プーリ比のみの簡単な変更で、多機種のクーリング条件を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業機械のクーリングユニット搭載関連部分の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】同上クーリングユニットの配置および冷却ファン駆動系の概略を示す平面的説明図である。
【図４】同上冷却ファン駆動系の概略を示す正面的説明図である。
【図５】本発明に係る作業機械の一実施の形態を示す側面図である。
【図６】従来の作業機械を示す側面図である。
【図７】従来の作業機械のクーリングユニット搭載関連部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１    機体としての上部旋回体
１２    カウンタウェイト
１５    作業装置
５１    貫通空間
５３    クーリングユニット
６０    エンジン
６１    ラジエータ
６２    オイルクーラ
６４，６５    冷却ファン
６６    モータとしてのファン用油圧モータ
６７，６８    プーリ・ベルト式伝動機構
７１    エンジンフード
７２，７３    排気口
７４，７５    ガイド
７６，７７    吸音材
【図１】
2004353532.tif 000003
【図２】
2004353532.tif 000004
【図３】
2004353532.tif 000005
【図４】
2004353532.tif 000006
【図５】
2004353532.tif 000007
【図６】
2004353532.tif 000008
【図７】
2004353532.tif 000009