(57)【要約】【課題】  油圧ショベル等の建設機械の後方視界を改善する。【解決手段】  運転室４の後方のエンジン室７に冷却ファン１１を設け、冷却ファン１１の側方にインタークーラ１２、ラジエータ１３、オイルクーラ１４を機体前後方向にわたって連設する。エンジン室７の最後部に配置されたインタークーラ１２の高さを、ラジエータ１３、オイルクーラ１４の高さよりも低くするとともに、エンジン室カバー６の後端部の高さを熱交換器１２〜１４の形状に合わせて低くする。【選択図】図３
2005126990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転室の後方のエンジン室に配置され、エンジン室に空気を吸い込む冷却ファンと、
前記エンジン室に機体前後方向にわたって立設され、前記冷却ファンからの空気との熱交換により所定の冷却媒体を冷却する熱交換器とを備え、
前記熱交換器は、前記運転室から離れた少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さが低くなるように設けられることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の冷却装置において、
前記エンジン室は、上部がカバーにより覆われ、
前記熱交換器は、前記運転室から離れた少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さが低くなるように設けられるとともに、この熱交換器の高さに応じて、前記運転室からの後方視界を妨げないように前記カバーが形成されることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業機械の冷却装置において、
前記熱交換器は前記エンジン室に設けられる複数のユニットで構成されるとともに、これら熱交換器ユニットは前記エンジン室に機体前後方向にわたって連設され、
少なくとも最後部に位置する熱交換器ユニットの高さを他の熱交換器ユニットの高さよりも低く形成することを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の作業機械の冷却装置において、
前記熱交換器は前記エンジン室に設けられる複数のユニットで構成されるとともに、これら熱交換器ユニットは前記エンジン室に機体前後方向にわたって連設され、
少なくとも最後部に位置する熱交換器ユニットは、機体前方から後方にかけて徐々に高さが低くなるように上端面が傾斜して形成されることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の作業機械の冷却装置において、
前記熱交換器は前記エンジン室に設けられる複数のユニットで構成されるとともに、これら熱交換器ユニットは前記エンジン室に機体幅方向にわたって並設され、前記熱交換器ユニットは、少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さが機体前方から後方にかけて徐々に低くなるように、上端面が傾斜して形成されることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業機械の冷却装置において、
機体後端部にカウンタウエイトを有し、
前記熱交換器の後端部の高さは、少なくとも前記カウンタウエイトよりも高く形成されることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【請求項７】
請求項６に記載の作業機械の冷却装置において、
前記運転室とエンジン室は、旋回可能な旋回体に設けられることを特徴とする作業機械の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータ、オイルクーラなどの熱交換器を有する作業機械の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、作業機械、とくに油圧ショベルなどの建設機械においては、ラジエータやオイルクーラなどの熱交換器と熱交換器に冷却風を送風する冷却ファンが、運転席後方のエンジン室に配設される。これら冷却装置の配置に関し、ラジエータとオイルクーラを車両前後方向に連設するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０５９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、市街地等の狭小地における工事現場が増加している。このような現場では旋回半径を小さくする必要があり、そのためには旋回体を車体前後方向に大型化することなくエンジン室の限られたスペースに冷却装置を無駄なく配置する必要がある。一方、建設機械には高出力のエンジンが用いられる傾向にあり、エンジン出力の増加によりエンジンの熱負荷は増加傾向にある。したがって、熱負荷の増加に対処するためには冷却性能を向上しなければならず、熱交換器を大型化するにはレイアウト上の制約がある。
【０００５】
このような状況の下でエンジン室に熱交換器を配置する場合、熱交換器の高さが高くなりやすい。しかしながら、熱交換器の高さが高くなると、運転室からの後方視界が妨げられ、作業性が悪化する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による作業機械の冷却装置は、運転室の後方のエンジン室に配置され、エンジン室に空気を吸い込む冷却ファンと、エンジン室に機体前後方向にわたって立設され、冷却ファンからの空気との熱交換により所定の冷却媒体を冷却する熱交換器とを備え、熱交換器は、運転室から離れた少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さが低くなるように設けられることを特徴とする。
エンジン室の上部をカバーにより覆い、熱交換器を、運転室から離れた少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さが低くなるように設けるとともに、この熱交換器の高さに応じて、運転室からの後方視界を妨げないようにカバーを形成してもよい。
複数の熱交換器ユニットをエンジン室に機体前後方向にわたって連設してもよい。この場合、少なくとも最後部に位置する熱交換器ユニットの高さを他の熱交換器ユニットの高さよりも低くする、あるいは少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さが機体前方から後方にかけて徐々に低くなるように上端面を傾斜させることが好ましい。
複数の熱交換器ユニットをエンジン室に機体幅方向にわたって並設してもよい。この場合、機体前方から後方にかけて徐々に高さが低くなるように上端面を傾斜させることが好ましい。
作業機械の機体後端部にカウンタウエイトを設け、熱交換器の後端部の高さを、少なくともカウンタウエイトよりも高くするようにしてもよい。運転室とエンジン室を、旋回可能な旋回体に設けられることもできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、運転室の後方のエンジン室に熱交換器を立設し、この熱交換器の運転室から離れた少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さを低くするようにしたので、効率的に後方視界を改善することがでる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図４を参照して本発明による冷却装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係わる冷却装置を有する油圧ショベルの外観側面図であり、図２は上面図である。油圧ショベルは、走行体と１と、走行体１上に旋回可能に搭載された旋回体２と、旋回体２の前部に回動可能に支持された作業装置３とを有する。旋回体２の底部の下部フレーム８上には、運転室４とエンジン室７とカウンターウエイト５が搭載されている。運転室４は作業装置３の側方に配置され、エンジン室７は運転室４の後方に配置され、カウンタウエイト５はエンジン室７の後方、すなわち旋回体２の後端部に配置されている。エンジン室７は建屋カバー７ａによって囲まれ、上部に開閉可能なエンジン室カバー６が取り付けられている。エンジン室カバー６は、エンジン室７内の部品の点検や清掃等を行う際に、エンジン室７を開放するためのものである。
【０００９】
図３はエンジン室７内の要部構成、とくに機体前後方向の部品の配置を示す鉛直方向断面図（図１のIII線断面図）であり、図４は水平面内の部品の配置を示す水平方向断面図（図２のIV線断面図）である。エンジン室７の中央部にはエンジン９が車幅方向にわたって横置きに配置されている。エンジン９の側方にはエンジン９により駆動される軸流式冷却ファン１１が配置されている。冷却ファン１１の側方のカバー７ａには空気流入口が開口され、冷却ファン１１の駆動により空気流入口を介してエンジン室７に空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は冷却風となってエンジン室７内を流れ、空気流出口から外部に流出する。
【００１０】
冷却ファン１１の側方にはオイルクーラ１４とラジエータ１３とインタークーラ１２が冷却ファン１１に面して立設されている。オイルクーラ１４とラジエータ１３とインタークーラ１２はそれぞれ熱交換器のユニットを構成し、これら熱交換器ユニット１２〜１４は車両前後方向に連設されている。換言すれば、冷却ファン１１による冷却風の流れに対して並列に配置されている。熱交換器１２〜１４と冷却ファン１１の間には、熱交換器１２〜１４から冷却ファン１１にかけて空気通路を形成するシュラウド２３が設けられている。なお、図示は省略するが、エンジン室７には油圧ポンプ、制御弁、燃料タンク等も配設されている。
【００１１】
各熱交換器１２〜１４はそれぞれ上下に細長の矩形状を呈し、その上端部および下端部にそれぞれタンク（上部タンク１２ａ〜１４ａおよび下部タンク１２ｂ〜１４ｂ）が設けられている。上部タンク１２ａ〜１４ａとエンジン室カバー６の間、および下部タンク１２ｂ〜１４ｂと下部フレーム８の間にはそれぞれ遮蔽板２１,２２が設けられている。これにより熱交換器１２〜１４の上流側と下流側の空間が仕切られ、熱交換器１２〜１４をバイパスする冷却風の流れが阻止されるとともに、熱交換器１２〜１４を通過した空気が熱交換器１２〜１４の上流側に回り込み、再び熱交換器１２〜１４を通過することが阻止される。
【００１２】
インタークーラ１２のタンク１２ａ,１２ｂの側面にはそれぞれ配管１５,１６が接続され、ラジエータ１３のタンク１３ａ,１３ｂの側面にはそれぞれ配管１７,１８が接続され、オイルクーラ１４のタンク１４ａ,１４ｂの側面にはそれぞれ配管１９,２０が接続されている。熱交換器１２〜１４には配管１５〜２０を介して冷却媒体が導かれ、冷却風との熱交換により冷却媒体が冷却される。すなわちインタークーラ１２では過給器１０からの空気が冷却され、ラジエータ１３ではエンジン９からのエンジン冷却水が冷却され、オイルクーラ１４では油圧機器からの作動油が冷却される。
【００１３】
熱交換器１２〜１４の配置について、さらに詳しく説明する。本実施の形態では、旋回体２の前後方向の長さをできるだけ短くするため、熱交換器１２〜１４はエンジン９の側方空間に車両前後方向に隙間なく連設されている。すなわち、インタークーラ１２の前端部とラジエータ１３の後端部、ラジエータ１３の前端部とオイルクーラ１４の後端部がそれぞれ当接するとともに、オイルクーラ１４の前端部はエンジン室７の前部隔壁７Ｆに、インタークーラ１２の後端部はエンジン室７の後部側壁７Ｒにそれぞれ当接している。後部側壁７Ｒは、カウンターウエイト５の前側に隣接して形成している。
【００１４】
熱交換器１２〜１４は下部フレーム８に設けられたブラケット８ａにより支持され、各熱交換器１２〜１４の下端面の位置（高さ）は一致している。一方、熱交換器１２〜１４の上端面の位置は一致しておらず、インタークーラ１２の高さはラジエータ１３とオイルクーラ１４の高さよりも低く、かつ、カウンターウエイト５の高さよりも高くなっている。すなわち所定位置より後方に位置する熱交換器（インタークーラ１２，ラジエータ１３）の高さは運転室４から離れるほど低くなっている。
【００１５】
このインタークーラ１２の高さに対応して、エンジン室カバー６の後端部の高さも図３実線で示すように低くなっている。具体的には、エンジン室カバー６の後端角部６ａの位置が、点線のものよりも水平方向前方にずれ、後端の傾斜面６ｂの立ち上がりが緩やかになっている。なお、図３の点線はインタークーラ１２の高さを低くしなかったとき（ラジエータ１３やオイルクーラ１４と同一高さとしたとき）のカバー６の形状である。
【００１６】
図１のＬ１,Ｌ２は、運転室４からエンジン室カバー６の後端角部６ａを見たときの視線である。なお、Ｌ１はカバー６の後端角部６ａを図３の実線形状とした場合の視線であり、Ｌ２は点線形状とした場合の視線である。図１に示すようにＬ１はＬ２よりも下方にある。これにより運転者は、より車両に近い範囲を運転室４から目視することができ、後方視界が改善される。
【００１７】
以上の冷却装置によれば、エンジン９の駆動により冷却ファン１１が回転すると、空気流入口を介してエンジン室７外からエンジン室７内に空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気はインタークーラ１２、ラジエータ１３、オイルクーラ１４にそれぞれ分流する。これにより冷却風と熱交換器１２〜１４を流れる冷却媒体とが熱交換され、冷却媒体であるエンジン９の吸気、エンジン冷却水、作動油がそれぞれ冷却される。
【００１８】
ここで、各熱交換器１２〜１４の大きさ（フィン部の面積）は冷却媒体の冷却要求に応じて決定され、インタークーラ１２が最も小さい。そのため、旋回半径を大きくせずに後方視界を改善するには、インタークーラ１２をエンジン室７の最後部に配置し、インタークーラ１２の高さを低くすることが最も効果的である。なお、熱交換器１２〜１４を通過した空気は冷却ファン１１から吹き出され、エンジン９の周囲を流れる。この空気の流れにより、エンジン９の表面が冷却される。
【００１９】
ところで、油圧ショベルは、例えばビルの解体作業現場等、粉塵が多い現場で用いられる。このような現場では熱交換器１２〜１４のフィンが目詰まりを起こしやすく、目詰まりを放置して作業を続けると、熱交換器の冷却性能の低下によるエンジンのオーバーヒート等の不具合のおそれがある。したがって、これを避けるために熱交換器１２〜１４を頻繁に清掃する必要がある。
【００２０】
本実施形態において熱交換器１２〜１４を清掃する場合には、エンジン室カバー６を開放し、熱交換器１２〜１４に向けてエアブロー等を行う。この場合、熱交換器１２〜１４を冷却風の流れに対して並列に配置したので、熱交換器１２〜１４の上流側にはそれぞれ隙間があり、この隙間からエアを吹き付けることで熱交換器１２〜１４の清掃を容易に行うことができる。この点、例えば熱交換器１２〜１４を冷却風の流れに対して直列に配置する場合、熱交換器同士の隙間が小さいため、熱交換器を取り外さないとエアブローをすることができず、清掃作業に手間がかかる。熱交換器同士の隙間を大きくすると、隙間からの冷却風の漏れを防ぐための仕切り部材等が別途必要となり、部品点数の増加によりコストが上昇する。
【００２１】
本実施の形態の冷却装置によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）インタークーラ１２とラジエータ１３とオイルクーラ１４を車両前後方向にわたってエンジン室７に連設し、インタークーラ１２の高さをラジエータ１３とオイルクーラ１４の高さよりも低くするとともに、このインタークーラ１２に合わせてエンジン室カバー６の後端部の高さを低くするようにした。これにより旋回半径の増加を抑えつつ、運転室４からの後方視界を広げることができる。したがって例えば狭小地における工事現場等、旋回半径を大きくとれない現場にも本実施の形態の油圧ショベルを用いることができる。
（２）インタークーラ１２とラジエータ１３とオイルクーラ１４を冷却風の流れに対して並列に配置するようにしたので、エンジン室カバー６を開けたときに各熱交換器１２〜１４のフィンが露出し、熱交換器１２〜１４の清掃が容易である。
（３）熱交換器１２〜１４を冷却風の流れに対して並列に配置したので、熱交換器１２〜１４にはそれぞれ低温の空気が送風され、熱交換効率がよい。これに対し、例えば熱交換器１２〜１４を直列に配置すると、熱交換により温度上昇した空気が下流側の熱交換器に送られるため、下流側の熱交換器の熱交換効率は低い。その結果、冷却ファン１１の回転数を増加して冷却風量を増大するなどの必要があり、騒音の増大を招く。
（４）インタークーラ１２の高さをカウンタウエイト５の高さよりも高くしたので、インタークーラ１２の高さを必要以上に低くすることがなく、冷却効率の向上と後方視界の確保とを良好に両立できる。
【００２２】
なお、以上では、エンジン室７内の最後部に位置するインタークーラ１２の高さを低くするようにしたが、最後部の熱交換器だけでなく他の熱交換器の高さを運転室から離れるほど低くしてもよい。この場合、機体前方から後方にかけて熱交換器１２〜１４の高さを徐々に低くすることが好ましく、ラジエータ１３をオイルクーラ１４よりも低く、インタークーラ１２をラジエータ１３より低くすればよい。
【００２３】
−第２の実施の形態−
図５を参照して本発明による冷却装置の第２の実施の形態について説明する。
なお、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、熱交換器、とくにインタークーラ１２の形状である。
【００２４】
図５は、エンジン室７内の車両前後方向の部品の配置を示す断面図である。なお、図３と同一の箇所には同一の符号を付す。図５に示すようにインタークーラ１２の上部タンク１２０ａは車両前後方向に傾斜して形成されている。すなわちインタークーラ１２の前端部の高さはラジエータ１３、オイルクーラ１４と等しく、インタークーラ１２の後端部の高さはカウンタウエイト５とほぼ等しくなっている。これによりインタークーラ１２のフィン面積が図３のものよりも大きくなり、インタークーラ３への冷却風量が増加し、冷却効率を高めることができる。
【００２５】
このように第２の実施の形態では、インタークーラ１２の上端部を傾斜させ、前方から後方にかけて徐々に高さが低くなるようにした。すなわち、所定位置より後方に位置する熱交換器（インタークーラ１２）の高さを運転室から離れるほど徐々に低くなるようにしたので、エンジン室カバー６の内側でインタークーラ１２を最大限大きくすることができる。その結果、後方視界を悪化させることなく、インタークーラ１２による十分な冷却効果を得ることができる。
【００２６】
なお、以上では、エンジン室７内の最後部に位置するインタークーラ１２の上端面のみ傾斜して設けるようにしたが、最後部の熱交換器だけでなく他の熱交換器の上端面を傾斜して設けてもよい。この場合、機体前方から後方にかけて熱交換器１２〜１４の高さが徐々に低くなるように上端面を傾斜させることが好ましい。
【００２７】
−第３の実施の形態−
図６,７を参照して本発明による冷却装置の第３の実施の形態について説明する。
なお、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。第３の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、熱交換器１２〜１４の配置である。すなわち第１の実施の形態では熱交換器１２〜１４を車両前後方向に連設するようにしたが、第３の実施の形態では車幅方向にわたって並設する。
【００２８】
図６はエンジン室７内の概略構成を示す鉛直方向断面図であり、図７は水平方向断面図である。図６には運転室４も併せて示している。インタークーラ１２とラジエータ１３とオイルクーラ１４はそれぞれ機体前後方向にわたって立設し、かつ、これらは冷却ファン１１の側方で機体幅方向にわたって並設されている。すなわち熱交換器１２〜１４は冷却風の流れに対して直列に配置されている。なお、熱交換器１２〜１５の配置の順序は図に示したものに限らない。
【００２９】
熱交換器１２〜１４の上端面は車両前後方向に傾斜している。すなわち熱交換器１２〜１４の高さは所定位置（前端部）より後方において車両前方から後方にかけて徐々に低くなっている。また、エンジン室カバー６も熱交換器１２〜１４の形状に応じて車両前後方向に徐々に低くなっている。これにより図６に示すように運転室４からの視界がカバー６に遮られることは少なく、後方視界が広がる。この場合、熱交換器１２〜１４の前端部の高さは、運転室４からの視界を遮らない程度まで高くすることができ、これにより十分なフィン面積を確保することができる。すなわち熱交換器１２〜１４の後端部の高さを低くした分、前端部の高さを高くすることで、熱交換器の上端面を水平に形成したものと同程度のフィン面積が得られる。
【００３０】
このように第３の実施の形態では、熱交換器１２〜１４を機体幅方向にわたって並設するとともに、熱交換器１２〜１４の上端面を前後方向に傾斜して形成するようしたので、効率的に後方視界を改善することができる。これに伴って、後方に対する安全性の向上を図ることができる。
【００３１】
なお、熱交換器の形状設計にあたっては、例えば運転室４からカウンタウエイト５の上端部への視線（図６のＬ３）に沿ってエンジン室カバー６を形成し、このカバー６内に収まるように熱交換器１２〜１４の形状を決定すればよい。このとき熱交換器１２〜１４による冷却性能を考慮して熱交換器１２〜１４の大きさ（フィン面積）を決定すればよく、熱交換器１２〜１４の形状は上記実施の形態に限らず、種々のものを採用することができる。
【００３２】
上記実施の形態では、熱交換器１２〜１４をそれぞれ機体前後方向に立設するようにしたが、斜め方向に立設してもよい。すなわち本発明の機体前後方向とは純粋な前後方向だけでなく斜め方向も含む。図５,６では熱交換器１２〜１４の上端面を機体前後方向に傾斜させるようにしたが、直線状に傾斜させるのではなく局面状に傾斜させてもよい。熱交換器ユニット１２〜１４の個数や配置は上述したものに限らない。すなわち、熱交換器の個数を１個、２個、あるいは４個以上としてもよい。また、熱交換器１２〜１４を３個以上配置する場合、並列の配置と直列の配置を組み合わせてもよい。熱交換器１２〜１４の上部に開閉可能なエンジン室カバー６を設けたが、熱交換器１２〜１４の高さ形状に対応して上部のカバーを形成するのであれば、エンジン室カバー６を上部以外に設けてもよい。冷却ファンとして軸流ファン１１を用いたが、シロッコファンを用いてもよい。エンジン室７の上部に開閉可能なカバー６を設けたが、このような開閉可能なカバー６をエンジン室７の上部以外に設けてもよく、カバー６を省略してもよい。少なくとも所定位置より後方に位置する部位の高さが運転室４から離れるほど低くなるように熱交換器１２〜１４を設けるのであれば、所定位置は上述した位置に限らない。
【００３３】
上記実施の形態の冷却装置は油圧ショベルに適用したが、運転室４からの視界を妨げるような位置に熱交換器１２〜１４が配置されている他の作業機械にも同様に適用可能である。すなわち、旋回体２を有しない作業機械にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明が適用される油圧ショベルの側面図。
【図２】本発明が適用される油圧ショベルの上面図。
【図３】第１の実施の形態に係わる冷却装置の要部構成を示す鉛直方向断面図（図１のIII線断面図）。
【図４】第１の実施の形態に係わる冷却装置の要部構成を示す水平方向断面図（図２のIV線断面図）。
【図５】第２の実施の形態に係わる冷却装置の要部構成を示す図。
【図６】第３の実施の形態に係わる冷却装置の要部構成を示す鉛直方向断面図。
【図７】第３の実施の形態に係わる冷却装置の要部構成を示す水平方向断面図。
【符号の説明】
【００３５】
２  旋回体                            ４  運転室
５  カウンタウエイト                  ６  エンジン室カバー
７  エンジン室                        ９  エンジン
１１  冷却ファン                      １２  インタークーラ
１３  ラジエータ                      １４  オイルクーラ
【図１】
2005126990.tif 000003
【図２】
2005126990.tif 000004
【図３】
2005126990.tif 000005
【図４】
2005126990.tif 000006
【図５】
2005126990.tif 000007
【図６】
2005126990.tif 000008
【図７】
2005126990.tif 000009