(57)【要約】【課題】作動油の熱負荷が大きい場合であっても、騒音の発生を抑えながら作動油の良好な冷却性能を得ることができる建設機械のエンジン室の提供。【解決手段】互いに並列に配置されるラジエータ３と、オイルクーラ４と、インタークーラ５とを含む熱交換器ユニット６を備えるとともに、この熱交換器ユニット６と、冷却風を生起させる冷却ファン７との間の所定の空間６０内の、ラジエータ３及びインタークーラ５の下流に補助オイルクーラ１０４を備え、コントロールバルブから戻された作動油を補助オイルクーラ１０４のロアータンク１０４ｂに導く配管５０と、この補助オイルクーラ１０４に導かれた作動油をオイルクーラ４のアッパータンク４ａに導く配管５１とを備えた構成にしてある。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に配置されるラジエータとオイルクーラとを備えるとともに、これらのラジエータ及びオイルクーラと、冷却風を生起させる冷却ファンとの間に所定の空間を有する建設機械のエンジン室において、
上記所定の空間内の上記ラジエータの下流に補助オイルクーラを備えたことを特徴とする建設機械のエンジン室。
【請求項２】
上記請求項１記載の発明において、
上記ラジエータ及び上記オイルクーラに並列にインタークーラを備えるとともに、上記補助オイルクーラを、上記ラジエータ及び上記インタークーラの双方の下流に配置したことを特徴とする建設機械のエンジン室。
【請求項３】
上記請求項２記載の発明において、
上記補助オイルクーラを、上記ラジエータ及び上記インタークーラの下方部分に対向するように配置したことを特徴とする建設機械のエンジン室。
【請求項４】
上記請求項１〜３のいずれか１項記載の発明において、
エンジン室を形成するカバーに支持されるブラケットに上記補助オイルクーラを取付けたことを特徴とする建設機械のエンジン室。
【請求項５】
上記請求項１〜３のいずれか１項記載の発明において、
コントロールバルブから戻された作動油を上記補助オイルクーラに導く配管と、この補助オイルクーラに導かれた作動油を上記オイルクーラに導く配管とを備えたことを特徴とする建設機械のエンジン室。
【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装備され、互いに並列に配置されるラジエータ及びオイルクーラを備えたエンジン室に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９に示される建設機械、例えば油圧ショベル１０１では、エンジン及び油圧ポンプが収納されるエンジン室１を備え、エンジンを着火運転して油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプから吐出される作動油によって各アクチュエータを作動させ、掘削作業などが実施される。エンジンは着火運転に伴って熱を発生し、作動油は油圧ポンプや油圧回路内において摩擦熱により加熱される。したがって、エンジン冷却水や作動油などを冷却するために、エンジン室内には、ラジエータやオイルクーラ等の熱交換器が備えられている。なお昨今では、エンジン出力のアップと排ガスのクリーン化のために、エンジン室内にさらに別の熱交換器、すなわちインタークーラを配置し、ターボ加給されて高温になったエンジン吸気を冷却した後、エンジンに送り込み、充填効率を上げて燃焼させることが行なわれている。
【０００３】
上述した図９に示される油圧ショベル１０１のエンジン室１などに熱交換器を配置したものとして、従来、特許文献１，２に示される技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、ラジエータとオイルクーラとアフタクーラとを互いに並列に配置し、これらの熱交換器の下流に冷却風を生起させる冷却ファンを配置した構成が示されている。また、特許文献２には、ラジエータとオイルクーラの上流側に分配板を配置し、この分配板によってラジエータとオイルクーラに対する冷却風量を制御する構成が示されている。
【特許文献１】特開平２００３−１３６９７２公報
【特許文献２】特開平１０−２８０９５９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、図９に示されるような油圧ショベル１０１を母体として、バケットの代わりに破砕機とか把持具とかの特殊アタッチメントを装着させて応用機を形成し、解体作業等の特別な作業が実施されることがある。このような作業の場合には、油圧回路内の圧力損失がより大きくなり、これに伴って作動油の発熱量が大きくなり、オイルクーラによる作動油の冷却性能が低下する。一般に、作動油が高温となると、すなわち作動油の熱負荷が大きくなると、ゴム系材質から成る部材の劣化による油漏れや、作動油の粘度不足による油圧機器の摩耗を招く虞がある。
【０００６】
このように作動油の熱負荷が大きくなる場合の作動油の良好な冷却性能の確保のための対策として、上述した特許文献１に示される従来技術にあっては、冷却ファンの回転数を通常時よりも上昇させたり、冷却風の通過風量を増加させるためにエンジン室を形成するカバーの開口面積を通常時よりも大きく設定することが考えられる。しかし、このように冷却ファンの回転数を上昇させたり、カバーの開口面積を大きく設定すると騒音を生じてしまい、周囲環境に悪影響を及ぼすことになる。また例えば、作動油の熱負荷が大きくなる場合の作動油の良好な冷却性能の確保のために、オイルクーラのコアを通常時よりも厚くして、このオイルクーラの容量を通常時よりも大きくすることが考えられる。しかし、このようにオイルクーラのコアを厚くすると、コアの厚さに相応して冷却風の温度が下がりにくくなる事態を生じ、したがって必ずしも良好な作動油の冷却性能を確保し難い。
【０００７】
また、特許文献２に示される従来技術においては、作動油の熱負荷が大きくなる場合には、より形状の大きな分配板を配置し、オイルクーラに対して大きな冷却風量を確保するように構成することが考えられる。しかし通常、熱交換器の上流側には、運転室内の空調に活用されるコンデンサ等が配置されており、現実には形状の大きな分配板を配置することは困難である。このようなことから、特許文献２に示される従来技術にあっても、作動油の熱負荷が大きくなる場合には、作動油の良好な冷却性能を得ることは難しい。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、作動油の熱負荷が大きい場合であっても、騒音の発生を抑えながら作動油の良好な冷却性能を得ることができる建設機械のエンジン室を提供することにある。
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、互いに並列に配置されるラジエータとオイルクーラとを備えるとともに、これらのラジエータ及びオイルクーラと、冷却風を生起させる冷却ファンとの間に所定の空間を有する建設機械のエンジン室において、上記所定の空間内の上記ラジエータの下流に補助オイルクーラを備えたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、ラジエータと並列に配置されるオイルクーラを通過する冷却風によって、このオイルクーラに導かれる作動油を冷却させることができるとともに、今までは活用されていなかったラジエータを通過した冷却風によって補助オイルクーラに導かれる作動油を冷却させることができる。すなわち、ラジエータの下流の補助オイルクーラと、ラジエータと並列に配置されるオイルクーラとの協働によって冷却ファンの回転数を特別に上昇させることなく、また、カバーの開口面積を特別に大きく設定することなく作動油を冷却することができる。したがって、作動油の熱負荷が大きい場合であっても、騒音の発生を抑えながら作動油の良好な冷却性能を得ることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、上記ラジエータ及び上記オイルクーラに並列にインタークーラを備えるとともに、上記補助オイルクーラを、上記ラジエータ及び上記インタークーラの双方の下流に配置したことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、上記発明において、上記補助オイルクーラを、上記ラジエータ及び上記インタークーラの下方部分に対向するように配置したことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、エンジン室を形成するカバーに支持されるブラケットに上記補助オイルクーラを取付けたことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、コントロールバルブから戻された作動油を上記補助オイルクーラに導く配管と、この補助オイルクーラに導かれた作動油を上記オイルクーラに導く配管とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ラジエータの下流に、このラジエータに対して並列に設けられるオイルクーラとは異なる補助オイルクーラを備えた構成にしてあることから、作動油の熱負荷が大きい場合であっても、オイルクーラを通過する冷却風と、ラジエータを通過した後に補助オイルクーラを通過する冷却風とによって騒音の発生を抑えながら作動油の良好な冷却性能を得ることができ、周囲環境に悪影響を及ぼすことなく当該建設機械に備えられるゴム系材質から成る部材の劣化による油漏れの防止や、作動油の粘度不足による当該建設機械に備えられる油圧機器の摩耗の防止を実現させることができ、従来に比べて信頼性の高いエンジン室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】
【００１６】
以下，本発明に係る建設機械のエンジン室を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る建設機械のエンジン室の一実施形態を示す透視斜視図、図２は図１に示す一実施形態において上部を覆うエンジンカバーを除いた状態を示す透視斜視図、図３は本実施形態の側面図である。
【００１８】
本実施形態は、建設機械、例えば図９に示したような油圧ショベルを母体として、バケットの代わりに特殊アタッチメントを装備させた応用機に備えられるエンジン室１であり、このエンジン室１は、鋼板等から成るフロント側カバー２１，２６，２７、側面カバー２２，２５、カウンタウエイト側カバー２３，２４、上部カバー２８，２９、底部カバー３１，３２，３３、及び上部を覆うエンジンカバー３０によって外殻が形成されている。上述したカウンタウエイト側カバー２３，２４を車体後方から囲い込むようにカウンタウエイト１５が装備されている。
【００１９】
このエンジン室１内には、生起される冷却風の流れに対して上流側にバッテリ３４、燃料クーラ１７、および運転室の空調に活用されるコンデンサ１６が配置され、これらの下流に熱交換器ユニット６が配置されている。
【００２０】
この熱交換器ユニット６の下流には、図３に示すように、シュラウド１２及び冷却風を生起させる冷却ファン７が配置され、この冷却ファン７の後方にエンジン２及び油圧ポンプ１４が配置されている。
【００２１】
同図３に示すように、冷却ファン７は、ファンプーリ８及び水ポンプ駆動軸９を介してエンジン２に取付けられている。また、クランクプーリ１１がクランク軸１０に直結して取付けられており、クランクプーリ１１とファンプーリ８とは、ファンベルト１３ａ，１３ｂを介して回転力が伝えられるようになっている。
【００２２】
また、図１に示すように、エンジン１の外殻を形成する各カバーのうちの、側面カバー２２には開口部２２ａが、上部カバー２８，２９のそれぞれには開口部２８ａ，２９ａが設けられている。また、エンジンカバー３０にも、開口部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ，３０ｈのそれぞれが設けられている。これらの開口部２２ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ，３０ｈによって、大気側とエンジン室１の内部とが連通している。
【００２３】
図４は図３のＡ−Ａ矢視図、図５は図３のＢ−Ｂ矢視図、図６は図３のＣ−Ｃ矢視図である。
【００２４】
上述した熱交換器ユニット６は、例えばオイルクーラ４、ラジエータ３、及びインタークーラ５を含み、車体のフロントに近い側からオイルクーラ４、ラジエータ３、インタークーラ５の順に互いに並列に配置されている。
【００２５】
図４に示すように、オイルクーラ４とラジエータ３との間にはシール材２０ａが設けられ、ラジエータ３とインタークーラ５との間にはシール材２０ｂが設けられている。また、これらのオイルクーラ４、ラジエータ３、及びインタークーラ５は、フレーム１９ａ，１９ｂ，１９ｃによって支持され一体化されている。
【００２６】
なお、上述した燃料クーラ１７とコンデンサ１６は、同図４に示すように、熱交換器ユニット６のフレーム１９ｃに取付けたブラケット１８ａ，１８ｂによって支持されている。
【００２７】
図５に示すように、オイルクーラ４は上部側にアッパータンク４ａを備え、下部側にロアータンク４ｂを備えている。同様に、ラジエータ３は上部側にアッパータンク３ａを備え、下部側にロアータンク３ｂを備えており、インタークーラ５は上部側にアッパータンク５ａを備え、下部側にロアータンク５ｂを備えている。
【００２８】
同図５に示すように、ラジエータ３のアッパータンク３ａには、エンジン２からラジエータ３へ導かれる冷却水の図示しない入口配管が接続される入口３ａ１が形成され、ロアータンク３ｂには、冷却水の図示しない出口配管が接続される出口３ｂ１が形成されている。上述した図示しない入口配管及び出口配管は、エンジン２の冷却水管路に繋がっている。
【００２９】
本実施形態は特に、図６に示すように、ラジエータ３、オイルクーラ４、及びインタークーラ５を含む熱交換器ユニット６と、冷却ファン７との間に形成される所定の空間６０の、例えばラジエータ３及びインタークーラ５の双方の下流に補助オイルクーラ１０４を備えた構成にしてある。この補助オイルクーラ１０４は、熱交換器ユニット６のフレーム１９ｃに固定したブラケット１０４ｃ，１０４ｄによって、ラジエータ３及びインタークーラ５の主に下方部分に対向するように取付けてある。
【００３０】
また、同図５に示すように、各アクチュエータを駆動した後、図示しないコントロールバルブを経由して戻ってきた作動油の配管５０は、補助オイルクーラ１０４のロアータンク１０４ｂに接続されている。補助オイルクーラ１０４のアッパータンク１０４ａとオイルクーラ４のアッパータンク４ａとは配管５１によって接続されている。オイルクーラ４のロアータンク４ｂと図示しない作動油タンクとは配管５２によって接続されている。
【００３１】
また、同図５に示すように、インタークーラ５のアッパータンク５ａには、ターボチャージャ側の図示しない配管と接続される入口５ａ１が備えられ、ロアータンク５ｂにはエンジン吸気の出口５ｂ１が備えられている。この出口５ｂ１はエンジン２の図示しないシリンダ配管が接続される。
【００３２】
次に本実施形態の動作について説明する。
【００３３】
エンジン２が着火運転すると、図３に示すクランク軸１０の動力がクランクプーリ１１、ファンベルト１３ａ，１３ｂ、ファンプーリ８を介して伝達され、冷却ファン７が回転し、エンジン室１内に冷却風が生起される。冷却風は、側面カバー２２の開口部２２ａ、上部カバー２８の開口部２８ａ、及びエンジンカバー３０の開口部３０ａから流入し、熱交換器ユニット６を通過しながら、この熱交換器ユニット６を構成するオイルクーラ４、ラジエータ３、及びインタークーラ５をそれぞれ冷却し、加熱されて高温になった後、さらに補助オイルクーラ１０４に流入し、この補助オイルクーラ１０４の作動油を冷却し、エンジン２や油圧ポンプ１４の近傍を通り、エンジンカバー３０の開口部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ，３０ｈから大気へ放出される。
【００３４】
また、エンジン吸気も大気から吸い込まれて、図示しないエアクリーナーを通り、図示しないターボチャージャで加給されて１００℃以上の高温になり、インタークーラ５に送り込まれる。エンジン吸気は、図５に示すインタークーラ５のアッパータンク５ａの入口５ａ１から流入し、コア内部側を通過しながら冷却風と熱交換して６０℃以下まで冷却される。その後、ロアータンク５ｂに設けられたインタークーラ５の出口５ｂ１から出て、エンジン２のシリンダに流入する。
【００３５】
また、エンジン冷却水は、水ポンプ駆動軸９により圧送されて、エンジン２の通水路からラジエータ３のアッパータンク３ａに送り込まれ、ラジエータコアを通過しながら冷却風と熱交換して冷却される。その後、ロアータンク３ｂに設けられたラジエータ３の冷却水の出口３ｂ１から出てエンジン２に再び戻る。
【００３６】
インタークーラ５、ラジエータ３ともアッパータンク５ａ，３ａからエンジン吸気、あるいはエンジン冷却水が流入して下方へ流れながら冷却されるため、それぞれコア通過後の冷却風も下方の方が相対的に温度が低い。したがって、インタークーラ５、ラジエータ３の下方部分に対向するように配置した補助オイルクーラ１０４は、比較的低い温度の冷却風によって冷却される。また、図示しないコントロールバルブから戻される作動油は、オイルクーラ４よりも先に補助オイルクーラ１０４に流入するが、図示しないコントロールバルブから戻ったばかりの高い温度を維持している。したがって、補助オイルクーラ１０４は、熱交換に有効な作動油と冷却風の温度差を確保できる。
【００３７】
なお、補助オイルクーラ１０４は、ラジエータ３とインタークーラ５の双方の下流に配置されているため、これらのラジエータ３及びインタークーラ５を通過した比較的高温の冷却風によって冷却されるが、この冷却風は発熱量が大きくなったオイルクーラ４を通過した冷却風の温度よりは低温のため、この補助オイルクーラ１０４においても良好な冷却効率を確保できる。
【００３８】
本実施形態によれば、ラジエータ３と並列に配置されるオイルクーラ４を通過する冷却風によって、このオイルクーラ４に導かれる作動油を冷却させることができるとともに、今までは活用されていなかったラジエータ３を通過した冷却風によって補助オイルクーラ１０４に導かれる作動油を冷却させることができる。すなわち、ラジエータ３の下流の補助オイルクーラ１０４と、ラジエータ３と並列に配置されるオイルクーラ４との協働によって冷却ファン７の回転数を特別に上昇させることなく、また、カバー２２，２８，２９，３０の開口部２２ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ〜３０ｈの開口面積を特別に大きく設定することなく、作動油を冷却することができる。
【００３９】
したがって、作動油の熱負荷が大きい場合であっても、騒音の発生を抑えながら作動油の良好な冷却性能を得ることができ、周囲環境に悪影響を及ぼすことなく当該建設機械に備えられるゴム系材質から成る部材の劣化による油漏れの防止や、作動油の粘度不足による当該建設機械に備えられる油圧機器の摩耗の防止を実現させることができ、信頼性の高いエンジン室１を確保できる。
【００４０】
図７は本発明の別の実施形態を示す平面図、図８は本発明の別の実施形態を示し、図５に対応させて描いた図である。
【００４１】
これらの図７，８に示す別の実施形態は、熱交換器ユニット６のフレーム１９ｃの底部に載置したブラケット１０４ｅに補助オイルクーラ１０４を取付け、この補助オイルクーラ１０４のほぼ全体をラジエータ３及びインタークーラ５に対向させるように配置し、さらにこの補助オイルクーラ１０４のアッパータンク１０４ａと、オイルクーラ４のアッパータンク４ａとを比較的短い配管５３で接続した構成にしてある。その他の構成は、上述した図１〜６に示した実施形態と同等である。
【００４２】
このように構成した別の実施形態も、オイルクーラ４をラジエータ３及びインタークーラ５に並列に配置するとともに、エンジン室１の所定の空間６０内のラジエータ３及びインタークーラ５の下流に補助オイルクーラ１０４を配置したことから、上述した実施形態と同等の作用効果が得られる。
【００４３】
なお、上述した図１〜６に示す実施形態では、熱交換器ユニット６のフレーム１９ｃに固定したブラケット１０４ｃ，１０４ｄに補助オイルクーラ１０４を取付けた構成にしてあり、また、上述した図７，８に示す別の実施形態では、熱交換器ユニット６のフレーム１９ｃの底部に載置したブラケット１０４ｅに補助オイルクーラ１０４を取付けた構成にしてあるが、本発明は、このようにして補助オイルクーラ１０４を取付ける構成には限られない。例えば、エンジン室１を形成するフロント側カバー２１とカウンタウエイト側カバー２３のそれぞれに端部が支持されるブラケットを設け、このブラケットに補助オイルクーラ１０４を取付ける構成にしてもよい。また、図３に示すシュラウド１２にブラケットを介して補助オイルクーラ１０４を取付ける構成にしてもよい。
【００４４】
また、上記各実施形態では、補助オイルクーラ１０４に導かれ、この補助オイルクーラ１０４で冷却された作動油をオイルクーラ４に導き、このオイルクーラ４で作動油をさらに冷却する構成になっている。すなわち、補助オイルクーラ１０４とオイルクーラ４とを直列に配置した構成にしてあるが、これらの補助オイルクーラ１０４とオイルクーラ４とを互いに並列に配置した構成にしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、熱交換器ユニット６がラジエータ３と、オイルクーラ４と、インタークーラ５とを含む構成になっているが、熱交換器ユニット６がラジエータ３とオイルクーラ４だけを含み、補助オイルクーラ１０４をラジエータ３の下流に配置する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る建設機械のエンジン室の一実施形態を示す透視斜視図である。
【図２】図１に示す一実施形態において上部を覆うエンジンカバーを除いた状態を示す透視斜視図である。
【図３】本実施形態の側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】本発明の別の実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明の別の実施形態を示し、図５に対応させて描いた図である。
【図９】本実施形態の対象とするエンジン室を備えた建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    エンジン室
２    エンジン
３    ラジエータ
４    オイルクーラ
４ａ  アッパータンク
４ｂ  ロアータンク
５    インタークーラ
６    熱交換器ユニット
７    冷却ファン
２１    フロント側カバー
２３    カウンタウエイト側カバー
３０    エンジンカバー
５０    配管
５１    配管
５２    配管
５３    配管
６０    所定の空間
１０１    油圧ショベル
１０４    補助オイルクーラ
１０４ａ  アッパータンク
１０４ｂ  ロアータンク
【図１】
2007016752.tif 000003
【図２】
2007016752.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007016752.tif 000008
【図７】
2007016752.tif 000009
【図８】
2007016752.tif 000010
【図９】
2007016752.tif 000011