(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、冷却ファン及びファンモータを支持することができる建設機械の冷却装置を提供する。【解決手段】ファンモータ２６は、モータ支持部材４０によって支持される。モータ支持部材４０は、一対の収容フレーム２２，２２よりも空気流通方向の下流側に配設される。モータ支持部材４０は、モータ取付部４１と一対の固定部４２とを有する。モータ取付部４１には、ファンモータ２６が取り付けられ、一対の収容フレーム２２，２２に跨るように水平方向に延びている。一対の固定部４２，４２は、モータ取付部４１の両端部から収容フレーム２２側に延び、収容フレーム２２の側壁面にそれぞれ取り付けられる。【選択図】図２
2013104310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をあけて立設する一対の収容フレームと、コア面が空気流通方向に対向するように該一対の収容フレームの間に収容された熱交換器と、該熱交換器よりも空気流通方向の下流側に配設された冷却ファンと、該冷却ファンを駆動するファンモータとを備えた建設機械の冷却装置であって、
前記一対の収容フレームにおける空気流通方向の下流側の面に取り付けられ、前記冷却ファンの外周を囲って冷却空気を整流するシュラウドと、
前記一対の収容フレームよりも空気流通方向の下流側に配設され、前記ファンモータを支持するモータ支持部材とを備え、
前記モータ支持部材は、前記ファンモータが取り付けられるとともに前記一対の収容フレームに跨るように水平方向に延びるモータ取付部と、該モータ取付部の両端部から前記収容フレーム側に延びて該収容フレームの側壁面にそれぞれ取り付けられた一対の固定部とを有する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において、
前記シュラウドは、板状体で構成されている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又は２において、
前記モータ支持部材の前記モータ取付部と前記固定部とは、それぞれ別体の部材で構成されている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のうち何れか１つにおいて、
前記モータ取付部と前記固定部とを連結するブレースを備え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、建設機械の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建設機械の冷却装置では、ラジエータやオイルクーラ等の熱交換器を含むクーリングパッケージに対して、冷却ファンにより吸引される冷却空気を通風させて熱交換を行うものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置では、冷却ファン及びモータは、サポート部材に取り付けられている。サポート部材は、モータが取り付けられたモータ取付台と、このモータ取付台を挟んで上下に並んだ一対のビームとを備えている。一対のビームは、冷却空気の流れを整流するシュラウドの空気流通方向の下流側の板面に取り付けられている。これにより、冷却ファン及びモータが、クーリングパッケージに対向した状態でシュラウドに支持されている。
【０００４】
特許文献２に記載の冷却装置では、ファン駆動モータは、モータ支持部材に取り付けられている。モータ支持部材は、熱交換器を内蔵した枠状のクーリングパッケージ本体の開口面に取り付けられている。ファン駆動モータのクーリングパッケージ本体側とは反対側に突出した回転軸には、冷却ファンが取り付けられている。シュラウドは、クーリングパッケージ本体の開口面の端部である開口縁から冷却ファンの周囲にわたって設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３３６６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１９０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の冷却装置では、シュラウドはそれ自身の重量に加えて、冷却ファン、モータ、及びサポート部材の重量を支持しなければならないので、建設機械の作業時における車体の振動や、冷却ファンの回転動作に伴う振動の影響に対してシュラウドの板厚を厚くしたり、補強材を追加して強度を高める必要があり、装置全体として重量が増大するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の冷却装置では、冷却ファン、ファン駆動モータ、及びモータ支持部材の重量をクーリングパッケージ本体の開口面の端部の開口縁付近で支持している。クーリングパッケージ本体の開口面の端部付近は、シュラウドの重量に加え、冷却ファン、ファン駆動モータ、及びモータ支持部材の重量を支持しなければならないので、開口面の端部付近の補強が必要になる。開口縁付近に取り付けられたシュラウドを補強材として用いても、冷却ファン、ファン駆動モータ、及びモータ支持部材の重量を支持しなければならないことに変わりはないから、装置全体として重量が増大するという問題がある。
【０００８】
このように、従来の冷却装置では、シュラウド又はクーリングパッケージ本体の開口面の端部付近に冷却ファン及びファン駆動モータを支持したモータ支持部材を取り付けているから、これらの総重量がシュラウド又はクーリングパッケージ本体の開口面に付与されるので、シュラウド又はクーリングパッケージ本体の開口面の補強が必要になり、コスト高になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、冷却ファン及びファンモータを支持することができる建設機械の冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、互いに間隔をあけて立設する一対の収容フレームと、コア面が空気流通方向に対向するように該一対の収容フレームの間に収容された熱交換器と、該熱交換器よりも空気流通方向の下流側に配設された冷却ファンと、該冷却ファンを駆動するファンモータとを備えた建設機械の冷却装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１１】
すなわち、第１の発明は、前記一対の収容フレームにおける空気流通方向の下流側の面に取り付けられ、前記冷却ファンの外周を囲って冷却空気を整流するシュラウドと、
前記一対の収容フレームよりも空気流通方向の下流側に配設され、前記ファンモータを支持するモータ支持部材とを備え、
前記モータ支持部材は、前記ファンモータが取り付けられるとともに前記一対の収容フレームに跨るように水平方向に延びるモータ取付部と、該モータ取付部の両端部から前記収容フレーム側に延びて該収容フレームの側壁面にそれぞれ取り付けられた一対の固定部とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
第１の発明では、シュラウドは、一対の収容フレームにおける空気流通方向の下流側の面に取り付けられ、冷却ファンの外周を囲って冷却空気を整流させる。ファンモータは、モータ支持部材によって支持される。モータ支持部材は、一対の収容フレームよりも空気流通方向の下流側に配設される。モータ支持部材は、モータ取付部と一対の固定部とを有する。モータ取付部には、ファンモータが取り付けられ、一対の収容フレームに跨るように水平方向に延びている。一対の固定部は、モータ取付部の両端部から収容フレーム側に延び、収容フレームの側壁面にそれぞれ取り付けられる。
【００１３】
このような構成とすれば、冷却ファン、ファンモータ、及びモータ支持部材の重量を一対の収容フレームのみで支持することができる。そのため、補強用の部材を別途設ける必要がなく、コストダウンや装置全体の軽量化を図ることができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、
前記シュラウドは、板状体で構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
第２の発明では、板状体で構成された閉じ断面形状のシュラウドを用いている。このような構成とすれば、皿状や箱状に形成されたシュラウドを用いた場合に比べて、収容フレームの振動に伴う微小な曲げ変形やねじり変形を柔軟に吸収することができる。これにより、シュラウドを薄型化することができるので、コストダウンを図ることができる。
【００１６】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記モータ支持部材の前記モータ取付部と前記固定部とは、それぞれ別体の部材で構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
第３の発明では、モータ支持部材のモータ取付部と固定部とを、それぞれ別体の部材で構成するようにしている。このような構成とすれば、例えば、長さの異なる固定部に取り替えることで、冷却ファンとシュラウドとの相対位置を容易に調整することができ、冷却空気の整流調整を効率良く行うことができる。
【００１８】
第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記モータ取付部と前記固定部とを連結するブレースを備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
第４の発明では、モータ取付部と固定部とがブレースによって連結されている。このような構成とすれば、冷却ファンの回転駆動による振動に伴って、固定部が曲げ変形してしまうのを抑えることができる。これにより、冷却ファンの回転数を上げた場合でも、振動を抑えて安定して運転することができるので、冷却性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、モータ支持部材を、シュラウドやクーリングパッケージ本体の開口面ではなく、一対の強固な収容フレームの側壁面に取り付けるようにしたから、冷却ファン、ファンモータ、及びモータ支持部材の重量を一対の収容フレームのみで支持することができる。そのため、補強用の部材を別途設ける必要がなく、コストダウンや装置全体の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る建設機械の全体構成を示す側面図である。
【図２】冷却装置を冷却ファン側から見たときの構成を示す斜視図である。
【図３】冷却装置の構成を示す平面図である。
【図４】シュラウド及びモータ支持部材の構成を示す斜視図である。
【図５】ブレースの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２３】
図１は、本発明を適用した建設機械の全体構成を示す側面図である。図１に示すように、この建設機械１０は、クローラ式の下部走行体１の上に、旋回可能な上部旋回体２が搭載された油圧ショベルである。
【００２４】
上部旋回体２は、車体フレームとしての旋回フレーム３と、旋回フレーム３の前端側に設けられて土砂等の掘削作業を行うアタッチメント４と、キャブ５と、機械室６と、旋回フレーム３の後端側に設けられてアタッチメント４との重量バランスを取るためのカウンターウエイト７とを備えている。
【００２５】
なお、本実施形態では、図１において、図面左側のアタッチメント４が配置された側を前側、紙面手前側のキャブ５が配置された側を左側とし、以下の説明では前後左右等の方向は特に言及しない限り、これに従うものとする。
【００２６】
アタッチメント４は、基端側が旋回フレーム３に設けられた一対の縦板（図示省略）に回動可能に取り付けられたブーム１１と、ブーム１１の先端側に回動可能に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の先端側に回動可能に取り付けられたバケット１３とを備えている。
【００２７】
キャブ５は、その内部に運転シートや各種制御機器、操作機器等が装備された矩形箱型の運転室であり、アタッチメント４の左側に隣接して位置するように上部旋回体２の前部左側に配設されている。
【００２８】
機械室６は、その周囲が機械室カバー６ａによって覆われている。機械室カバー６ａには、機械室６内に外気を取り込むための吸気孔６ｂが開口している。機械室カバー６ａの上部には、ボンネット８が開閉自在に設置されている。
【００２９】
機械室６内には、冷却装置２０が配設されている。図２及び図３に示すように、この冷却装置２０は、一対の収容フレーム２２，２２と、熱交換器２４と、熱交換器２４よりも空気流通方向の下流側に配設された冷却ファン２５と、冷却ファン２５を駆動するファンモータ２６と、冷却ファン２５の外周を囲って冷却空気を整流するシュラウド３０とを備えている。なお、図２及び図３において、実線の矢印で示す方向が空気流通方向である。
【００３０】
収容フレーム２２は、断面凹状に形成され、幅方向に互いに間隔をあけて底板２１から立設する一対の部材で構成されている。一対の収容フレーム２２，２２間の上部は、上面カバー２３によって覆われている。
【００３１】
熱交換器２４は、縦長の長方形状に形成され、コア面が空気流通方向に対向するように、幅方向に並んで一対の収容フレーム２２，２２の間に収容されている。ここで、図３で左側の熱交換器２４は、エンジン冷却用のラジエータであり、右側の熱交換器２４は、作動油冷却用のオイルクーラである。
【００３２】
冷却ファン２５は、ファンモータ２６の回転軸に取り付けられている。冷却ファン２５は、機械室カバー６ａの吸気孔６ｂから外気を吸引し、冷却空気として機械室６内に流通させるものである。冷却ファン２５により吸引された冷却空気は、熱交換器２４を通過し、この際に、熱交換器２４の内部を流通する冷却水や作動油を冷却する。熱交換後の冷却空気は、冷却装置２０の内部空間Ｓを通過して冷却ファン２５に吸引され、図示しないエンジン等に向けて吹き出される。エンジン等を冷却した後の空気は、機械室カバー６ａに形成された排気孔（図示省略）から外部へ排気される。
【００３３】
なお、機械室カバー６ａと熱交換器２４との間には、集塵フィルタ（図示省略）が設けられており、冷却ファン２５により吸引された空気中に含まれる塵埃等の異物の進入を防止するようにしている。
【００３４】
一対の収容フレーム２２，２２の空気流通方向の下流側の面には、シュラウド３０が締結ボルト３５によって取り付けられている。シュラウド３０は、中央に開口孔３０ａが形成された板状体で構成されている（図４参照）。開口孔３０ａは、冷却ファン２５の外径に対して若干の隙間を存するような内径に形成されている。これにより、冷却ファン２５の外周をシュラウド３０の開口孔３０ａの内周縁で囲うと、冷却ファン２５で吸引された冷却空気がシュラウド３０の開口孔３０ａを通過する際に整流される。シュラウド３０には、ファンリング３１が取り付けられている。
【００３５】
ファンリング３１は、筒状部３２と、筒状部３２におけるシュラウド３０側の端部から径方向に広がるフランジ部３３とを備えている。筒状部３２の筒内径は、シュラウド３０の開口孔３０ａと略同じ大きさで形成されている。フランジ部３３は、シュラウド３０の板面に当接させた状態で締結ボルト３５によって締結固定されている。これにより、シュラウド３０の開口孔３０ａを通過した冷却空気は、ファンリング３１の筒状部３２を通って排気される。
【００３６】
一対の収容フレーム２２，２２よりも空気流通方向の下流側には、ファンモータ２６を支持するモータ支持部材４０が配設されている。モータ支持部材４０は、ファンモータ２６を取り付けるモータ取付部４１と、モータ取付部４１を収容フレーム２２の側壁面に取り付ける一対の固定部４２とを有する。
【００３７】
モータ取付部４１は、一対の収容フレーム２２，２２に跨るように水平方向に延びる板状体で構成され、その中央位置にファンモータ２６が取り付けられている。モータ取付部４１の上下両端部は、空気流通方向の下流側に屈曲して補強リブを構成している。モータ取付部４１の板面には、ファンモータ２６よりも幅方向の両外側位置に通風孔４１ａが形成されている。
【００３８】
固定部４２は、断面Ｌ字状に屈曲された板状体で構成されている。固定部４２は、モータ取付部４１の両端部にそれぞれ配設され、締結ボルト３５によってモータ取付部４１の両端部に締結固定されている。固定部４２における収容フレーム２２側に延びる面は、収容フレーム２２の側壁面に当接した状態で締結ボルト３５によって締結固定される。これにより、冷却ファン２５及びファンモータ２６が、モータ支持部材４０によって熱交換器２４に対向した位置に支持される。
【００３９】
このように、モータ支持部材４０を、シュラウド３０の板面ではなく、一対の強固な収容フレーム２２，２２の側壁面に取り付けるようにしたから、冷却ファン２５、ファンモータ２６、及びモータ支持部材４０の重量を一対の収容フレーム２２，２２のみで支持することができる。そのため、補強用の部材を別途設ける必要がなく、コストダウンや装置全体の軽量化を図ることができる。
【００４０】
また、モータ支持部材４０のモータ取付部４１と固定部４２とを、それぞれ別体の部材で構成するようにしたから、例えば、長さの異なる固定部４２に取り替えることで、冷却ファン２５とシュラウド３０との相対位置を容易に調整することができ、冷却空気の整流調整を効率良く行うことができる。
【００４１】
図５に示すように、モータ取付部４１と固定部４２とは、各々と連絡され、さらにブレース４３によって連結されている。ブレース４３は、幅方向の両端部が屈曲した形状とされ、その屈曲面がそれぞれモータ取付部４１と固定部４２とに当接した状態で、締結ボルト３５によって締結固定されている。
【００４２】
このような構成とすれば、冷却ファン２５の回転駆動による振動に伴って、固定部４２が曲げ変形してしまうのを抑えることができる。これにより、冷却ファン２５の回転数を上げた場合でも、振動を抑えて安定して運転することができるので、冷却性能を向上することができる。
【００４３】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００４４】
本実施形態では、熱交換器２４として、エンジン冷却用のラジエータと、作動油冷却用のオイルクーラとを幅方向に並べて配置した形態について説明したが、熱交換器２４の個数や配置等は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。
【００４５】
また、本実施形態では、モータ支持部材４０の固定部４２を、長さの異なる固定部４２に取り替えることで、冷却ファン２５とシュラウド３０との相対位置を調整するようにした形態について説明したが、例えば、締結ボルト３５を挿通させるために固定部４２に形成されている孔を長孔にすることで、冷却ファン２５とシュラウド３０との相対位置を調整するようにしてもよい。また、モータ取付部４１と固定部４２とを一体化させて、モータ支持部材４０を１つの部材で構成してもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、ブレース４３を締結ボルト３５によってモータ取付部４１と固定部４２とに連結するようにしているが、溶接等によって連結させても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成で、冷却ファン及びファンモータを支持することができる建設機械の冷却装置を提供できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００４８】
１０      建設機械
２０      冷却装置
２２      収容フレーム
２４      熱交換器
２５      冷却ファン
２６      ファンモータ
３０      シュラウド
４０      モータ支持部材
４１      モータ取付部
４２      固定部
４３      ブレース
【図１】
2013104310.tif 000003
【図２】
2013104310.tif 000004
【図３】
2013104310.tif 000005
【図４】
2013104310.tif 000006
【図５】
2013104310.tif 000007