(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械のエンジンが内設されたエンジン室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前記熱交換器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、前記エンジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する第１のシュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前記第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材とを有する建設機械のエンジン冷却装置において、
前記冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対位置関係を可変にする位置可変機構を備え、
前記位置可変機構は、エンジンに設けられ、貫通孔を有するブラケットと、前記第１のシュラウドに設けた取付ブラケット部と、前記取付ブラケット部に設けた長孔と、前記取付ブラケット部の前記長孔と前記ブラケットの前記貫通孔とに挿通されて締結されるボルトとからなることを特徴とする建設機械のエンジン冷却装置。
【請求項２】
建設機械のエンジンが内設されたエンジン室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前記熱交換器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、前記エンジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する第１のシュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前記第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材とを有する建設機械のエンジン冷却装置において、
前記冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対位置関係を可変にする位置可変機構を備え、
前記位置可変機構は、エンジンに設けられ、長孔を有するブラケットと、前記第１のシュラウドに設けた取付ブラケット部と、前記取付ブラケット部に設けた貫通孔と、前記取付ブラケット部の前記貫通孔と前記ブラケットの前記長孔とに挿通されて締結されるボルトとからなることを特徴とする建設機械のエンジン冷却装置。
【請求項３】
建設機械のエンジンが内設されたエンジン室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前記熱交換器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、前記エンジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する第１のシュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前記第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材とを有する建設機械のエンジン冷却装置において、
前記冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対位置関係を可変にする位置可変機構を備え、
前記位置可変機構は、前記エンジンの回転軸の先端側に設けた中空の補助回転軸と、この補助回転軸に摺動可能に挿入した冷却ファン回転軸と、前記補助回転軸の内側と冷却ファン回転軸の外周との溝に設けたまわり止め部材とを備えたことを特徴とする建設機械のエンジン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械のエンジン室内に設けられるエンジン冷却装置に係わり、特に、エンジン側に支持される第１のシュラウドと熱交換器側に支持される第２のシュラウドからなる分離構造のシュラウドを備えた建設機械のエンジン冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械、例えば油圧ショベルは、ブーム、アーム、バケット等のフロント装置（作業フロント）や上部旋回体を、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータによって動作させる。これら油圧アクチュエータは、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの吐出圧油によって作動される。上部旋回体は、カバーで覆われており、エンジンや油圧ポンプは、カバー内に設けたエンジン室に配置されている。
【０００３】
通常、この種の建設機械では、エンジンの冷却を行うために、エンジン室内に設けた冷却ファンを駆動して、カバーの一方側に設けた吸気孔から外気を導入し冷却風を誘起する。このとき冷却ファンとしては、エンジンのクランク軸からの駆動力で回転されるいわゆる軸流ファンが用いられることが多い。
【０００４】
冷却風は、エンジン室内に導入された後、ラジエータ等の各種熱交換器を通過して冷却し、熱交換器の下流側に設けられたシュラウドで絞られて冷却ファンに導入される。冷却ファンから吹き出された冷却風は、さらにエンジン及び油圧ポンプ等を冷却した後、カバーの他方側に設けた排気孔から外部に排出される。なお、これとほぼ同様のエンジン室の冷却構造が、乗用車やトラック、農機、発電装置等の分野においても採用されている。
【０００５】
ここで、熱交換器は、エンジンとは別個独立してエンジン室床面に固定されておりエンジンとは別の振動系に属しているが、従来、シュラウドをその熱交換器側に固定支持するのが一般的であった。そのため、エンジン側の振動系に属する冷却ファンとの間に比較的大きな相対変位を生じ、シュラウドのうち冷却ファンを内包する下流側部分と冷却ファン羽根車外径との間の間隙寸法（チップクリアランス）を比較的大きくとらざるを得ず、この間から冷却風の逆流や漏れあるいは乱れが生じて風量が減少しファン効率の低下や騒音の増大を招いていた。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、例えば、実開平４−６７２６号公報に記載のように、シュラウドを、エンジン側に支持され、冷却ファンを内包する第１のシュラウド（ファンリングともいう）と、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、熱交換器側に支持されて冷却風を第１のシュラウドに導入する第２のシュラウド（シュラウドカバーともいう）との分離構造とし、かつ、第１のシュラウドと第２のシュラウドとの間を、それらの間の相対変位を許容する弾性密封部材（例えばゴムリング）で接続しシールするエンジン冷却装置が提唱されている。これにより、冷却ファンを内包する第１のシュラウドは冷却ファンと同様にエンジン側の振動系に属することとなり、両者の相対変位が小さくなってチップクリアランスを小さくすることができるので、ファン効率を向上し騒音を低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公知技術には、以下の問題が存在する。
【０００８】
冷却ファンの回転軸はエンジン内に配置したラジエータ水循環用水ポンプの回転軸と共通に設けられるのが一般的である。そして、そのファン回転軸のうち冷却ファンとエンジンとの間の部分にプーリを固定するとともに、そのプーリと、エンジンのクランク軸に固定したプーリとの間にファンベルトを掛け渡し、エンジンのクランク軸からの駆動力を、クランク軸のプーリ、ファンベルト、ファン回転軸のプーリを介しファン回転軸に伝達することにより、冷却ファンを回転させ冷却風を誘起するようになっている。このファンベルトは使用と共に摩耗していくものであるため、適当な頻度で交換（あるいはメンテナンス、以下同様）を行う必要がある。
【０００９】
通常、この交換作業は、ファンベルトを切断することなくリング状形状を維持したまま行う。すなわち、クランク軸のプーリ及びファン回転軸のプーリからファンベルトを取り外し、反エンジン側に脱出させた後、冷却ファンの羽根１枚ずつの外周部を通すようにしてさらに反エンジン側に引き出し、すべての羽根の外周部を通し終えたときに取り出し完了となる。新しいファンベルトを装着するときはこの逆の手順となる。
【００１０】
このように、ファンベルトの交換時には、ファンベルトを冷却ファンの羽根の外周部を通過させる必要がある。しかし、上記公知技術のように冷却ファンの外周部に第１のシュラウドを設け、ファン効率向上のためそのチップクリアランスを小さくしようとすると、上記ファンベルトの交換作業が困難となる。特に、チップクリアランスの値がファンベルトの厚み未満となる場合には、ファンベルト交換は事実上不可能となるため、ファンベルト交換のたびに第１のシュラウドを取り外したり、あるいは冷却ファン自体を取り外すといった大がかりで面倒な作業が必要となる。
【００１１】
逆に、ファンベルト交換の容易性を確保しようとすると、チップクリアランスをファンベルトの厚み（ファンベルトの伝達すべき動力によって決まる）以上にしなければならないため、上記チップクリアランス縮小によるファン効率向上・騒音低減効果が十分に得られなくなる。但し、周方向の一部分の領域だけチップクリアランスを大きくして、そこからファンベルトを通し、あとは順次冷却ファンの羽根をそのクリアランスの大きな位置まで回転させ、対応する部分のファンベルトを通していく、という方法も考えられなくもない。しかしこの場合も、その一部分のチップクリアランスの大きな箇所の存在によってその分ファン効率は低下するし、またファン騒音、特に冷却ファンの羽根数と回転数の積によって周波数の決まるいわゆる羽根音（風切り音）が増大することとなる。
【００１２】
なお、以上において、古いファンベルトを取り出すときはリング状形状を切断してしまうことも考えられるが、この場合でも、少なくとも新しいファンベルトを装着するときには、上記の問題が生じる。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされてものであり、その目的は、ファンベルト交換時の作業容易性を確保しつつ、チップクリアランスを十分に小さくしてファン効率を向上できる建設機械のエンジン冷却装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、建設機械のエンジンが内設されたエンジン室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前記熱交換器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、前記エンジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する第１のシュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前記第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材とを有する建設機械のエンジン冷却装置において、前記冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対位置関係を可変にする位置可変機構を備え、前記位置可変機構は、エンジンに設けられ、貫通孔を有するブラケットと、前記第１のシュラウドに設けた取付ブラケット部と、前記取付ブラケット部に設けた長孔と、前記取付ブラケット部の前記長孔と前記ブラケットの前記貫通孔とに挿通されて締結されるボルトとからなることを特徴とする。
また、第２の発明は、建設機械のエンジンが内設されたエンジン室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前記熱交換器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、前記エンジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する第１のシュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前記第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材とを有する建設機械のエンジン冷却装置において、前記冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対位置関係を可変にする位置可変機構を備え、前記位置可変機構は、エンジンに設けられ、長孔を有するブラケットと、前記第１のシュラウドに設けた取付ブラケット部と、前記取付ブラケット部に設けた貫通孔と、前記取付ブラケット部の前記貫通孔と前記ブラケットの前記長孔とに挿通されて締結されるボルトとからなることを特徴とする。
更に、第３の発明は、建設機械のエンジンが内設されたエンジン室内に設けられ、前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータを含む少なくとも１つの熱交換器と、前記熱交換器を冷却する冷却風を誘起する冷却ファンと、前記エンジン側に支持され、前記冷却ファンを内包する第１のシュラウドと、この第１のシュラウドの上流側に設けられ、前記熱交換器側に支持されて前記冷却風を前記第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドと、前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材とを有する建設機械のエンジン冷却装置において、前記冷却ファンと前記第１のシュラウドとの相対位置関係を可変にする位置可変機構を備え、前記位置可変機構は、前記エンジンの回転軸の先端側に設けた中空の補助回転軸と、この補助回転軸に摺動可能に挿入した冷却ファン回転軸と、前記補助回転軸の内側と冷却ファン回転軸の外周との溝に設けたまわり止め部材とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、通常の冷却動作時には、位置可変機構によって冷却ファンを内包する第１のシュラウドと冷却ファンとのチップクリアランスを例えば周方向全周にわたって小さく設定し、ファン効率を向上させることができる。また、ファンベルト交換時には、位置可変機構によって冷却ファンと第１のシュラウドとを相対的に離間させ、少なくとも周方向の一部分において冷却ファンの羽根の外周部の隙間を広げることができるので、ファンベルトを簡単に通過させることができる。したがって、ファンベルト交換作業の容易性を確保することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
本発明の第１の実施形態を図１〜図６により説明する。本実施形態は、本発明を建設機械の一例として油圧ショベルに適用した場合の実施形態である。
【００２０】
図２は、本実施形態によるエンジン冷却装置が適用される油圧ショベルの全体外観構造を表す斜視図であり、この油圧ショベルは、概略的に言うと、下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けた上部旋回体２と、この上部旋回体２の前方左側に設けた運転室３と、上部旋回体２上に横置きに配置したエンジン室４と、上部旋回体２の後部に設けたカウンタウエイト５と、上部旋回体２の前部に設けられ、ブーム６ａ、アーム６ｂ及びバケット６ｃからなる多関節型のフロント装置６とから形成されている。
【００２１】
下部走行体１は、左右に無限軌道履帯１ａを備えている。この無限軌道履帯１ａは、それぞれ走行用の油圧モータ１ｂの駆動力によって駆動される。
【００２２】
運転室３、エンジン室４、カウンタウェイト５、及び多関節型のフロント装置６等を備えた上部旋回体２は、上部旋回体２の中心部に設けた旋回用の油圧モータ（図示せず）により下部走行体１に対して旋回される。
【００２３】
多関節型のフロント装置６を形成するブーム６ａ、アーム６ｂ、及びバケット６ｃは、それらにそれぞれ設けたブームシリンダ７ａ、アームシリンダ７ｂ、及びバケットシリンダ７ｃによって、駆動動作される。
【００２４】
前述した油圧シリンダ７ａ，７ｂ，７ｃ、旋回用油圧モータ、走行用の油圧モータ１ｂ等の駆動機器（油圧アクチュエータ）は、運転室３内の操作者によって操作される操作レバーからの操作に応動して、エンジン室４内のエンジン８（図示せず、後述の図１参照）によって駆動される油圧ポンプ（同）からの圧油を制御する制御弁装置（図示せず）からの圧油により駆動される。
【００２５】
図３は、本実施形態によるエンジン冷却装置が適用されるエンジン室４の外観構造を示す拡大斜視図であり、図１は、本実施形態によるエンジン冷却装置が設けられるエンジン室４の詳細構造を示す図３中Ｉ−Ｉ断面による側断面図であり、図４は、図１中Ａ部拡大図である。なおこれら図１、図３、及び図４において、図２と同符号のものは同一部分である。
【００２６】
図１、図３、及び図４において、エンジン室４内には、熱交換器９と、熱交換器９の下流側に固定されたシュラウド１０と、熱交換器９を冷却する冷却風（空気流）Ｐを誘起する冷却ファン１１と、熱交換器９の上部及び下部を含む外周部にそれぞれ設けられたシール用の仕切部材１２とが設けられている。
【００２７】
エンジン室４の外郭はエンジンカバー１３によって形成されており、このエンジンカバー１３によって、エンジン８、冷却ファン１１、熱交換器９、油圧ポンプ（後述する）、マフラ（同）等の機器が覆われている。またこのエンジンカバー１３は、下カバー１３ａと、吸込み側（左側）横カバー１３ｂと、吐出側（右側）横カバー１３ｃと、上カバー１３ｄと、前カバー１３ｅと、後カバー１３ｆとで形成されている。
【００２８】
上カバー１３ｄは、その一方端がヒンジ１４によって開閉可能に吐出側横カバー１３ｃに取り付けられ、他方端には、その開閉側を吸込側横カバー１３ｂに掛け止めするための係止具１５が設けられている。そしてこの上カバー１３ｄの熱交換器９側領域及び吸込側横カバー１３ｂには、外部から冷却風Ｐを取り入れ冷却ファン１１に導入する吸込口１６が設けられている。また、上カバー１３ｄのその他の領域及び吐出側横カバー１３ｃには、冷却ファン１１から流出する冷却風Ｐを外部に排出する吐出口１７，１８がそれぞれ設けられている。さらに、下カバー１３ａの油圧ポンプ（後述する）側にも、吐出口１９が設けられている。
【００２９】
エンジン８は、上部旋回体２下部に設けられ上部旋回体２の基礎下部構造をなすフレーム２０上に振動減衰装置２１を介して設置されている。また、エンジン８のクランク軸８ａには、プーリ２２が固定されている。さらにエンジン８のクランク軸８ａより上方には補助回転軸２３が冷却ファン１１の軸と共通してエンジン８内に臨むように設けられる。この補助回転軸２３のエンジン８内の端部には、熱交換器９の１つであるラジエータ（後述する）に図示しない配管を介してエンジン冷却水を循環させる水ポンプ２４が連結されている。
【００３０】
熱交換器９は冷却ファン１１の前段（上流側）に配置されており、詳細には、例えば冷却風Ｐの流れ方向最上流側に位置しエンジン８の燃焼用吸入空気を予冷するインタークーラ９ａと、このインタークーラ９ａの下流側に隣接し前述した油圧アクチュエータ７ａ〜ｃ等を駆動する圧油（作動油）を冷却するオイルクーラ９ｂと、このオイルクーラ９ｂのさらに下流側で冷却風Ｐの流れ方向最下流側に位置しエンジン８の冷却水を冷却するラジエータ９ｃとから形成されている。なお、通常のこの種の建設機械のエンジン冷却装置と同様、冷却風Ｐの最上流側に配置されるインタークーラ９ａの大きさは、その要求される冷却性能（熱交換容量）に応じ、図１に示すようにオイルクーラ９ｂやラジエータ９ｃより小さくなっており、特に鉛直上下方向（図１中上下方向）の寸法が小さくなっている。
【００３１】
インタークーラ９ａ、オイルクーラ９ｂ、及びラジエータ９ｃはいずれも、冷却対象である液体が内部を流れる配管を、略枠体（あるいは２つの略平板を両側に立設してなるガイドでもよい、以下同様）内に保持して形成されている。すなわち、インタークーラ９ａは燃焼用空気が流される配管９ａＡ及びこれを保持する枠体９ａＢを備え、オイルクーラ９ｂは作動油が流される配管９ｂＡ及びこれを保持する枠体９ｂＢを備え、ラジエータ９ｃはエンジン冷却水が流される配管９ｃＡ及びこれを保持する枠体９ｃＢを備えている。なおこのとき、図１に示すように、インタークーラ枠体９ａＢ、オイルクーラ枠体９ｂＢ、及びラジエータ枠体９ｃＢは、冷却風Ｐの流れ方向にほぼすきまなく密着するように配置固定されているが、インタークーラ配管９ａＡ、オイルクーラ配管９ｂＡ、及びラジエータ枠体９ｃＡは、冷却風Ｐの流れ方向に互いに若干のすきまがあくように配置されている。
【００３２】
シュラウド１０は、冷却ファン１１の上流側に位置し冷却ファン１１で誘起される冷却風Ｐを冷却ファン１１の吸い込み側に導入するようになっており、熱交換器９の下流側に固定された略箱形形状の前部（ボックスシュラウド、あるいはシュラウドカバー）１０ａと、この前部１０ａのさらに下流側に位置し冷却ファン１１の径方向外周側に配置される略ベルマウス形状の後部（ファンリング）１０ｂとから形成された分離型（いわゆる２ピース型）シュラウドである。
【００３３】
すなわち、図４に詳細に示すように、前部１０ａは熱交換器９（詳細にはラジエータ９ｃ）の冷却風Ｐ下流側（図４中右側）に固定される一方、後部１０ｂはエンジン８に設けられたブラケット（ステー）４１に固定されている。
【００３４】
図５は、このときのシュラウド後部１０ｂのブラケット４１への取付構造を示す図４中Ｂ方向から見た矢視図である。なお、煩雑を避けるために、取付ナット４２ｂ（後述）及び密封部材４３（同）の図示は省略している。
【００３５】
図５及び図４において、本実施形態の最も大きな特徴として、シュラウド後部１０ｂは、その冷却風下流側に設けられた危険防止用の略円環状のリングガード部１０ｂ1の周方向複数箇所から、径方向に突出して取付ブラケット部１０ｂ1Ａが設けられている。そして各取付ブラケット部１０ｂ1Ａには鉛直上下方向を長軸とする長孔４５が設けられている。一方、エンジン８からは上記シュラウド後部１０ｂのリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａに対応する位置及び数の上記ブラケット４１が配置されており、各ブラケット４１の先端部近傍に形成された貫通孔４１ａに通した取付ボルト４２ａを、さらに上記リングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａの長孔４５に通した後、取付けナット４２ｂを締結することにより、シュラウド後部１０ｂがブラケット４１に固定されるようになっている。
【００３６】
なおこのとき、上記構造でも明らかなように、各取付ナット４２を緩めることによりシュラウド後部１０ｂは、各長孔４５が許容する範囲内において、そのブラケット４１に対する相対位置をファン回転軸（＝補助回転軸２３）に垂直な平面内において上下方向に移動させ微調整可能である。そしてブラケット４１、エンジン８、及び冷却ファン１１は互いに位置関係は固定された構造であるため、言い換えれば、各取付ナット４２を緩めることにより、シュラウド後部１０ｂと冷却ファン１１との相対位置関係をファン回転軸に垂直な平面内において調整可能となっている。
【００３７】
図１、図３、及び図４に戻り、シュラウド前部１０ａの下流側端部近傍及び後部１０ｂの上流側端部近傍には、止め具部１０ａo，１０ｂoがそれぞれ設けられており、それら止め具部１０ａo，１０ｂoに対して例えばゴム等の弾性材料で形成された密封部材（シュラウドラバー、ゴムリング）４３を引っかけるようにして取付けた後、この密封部材４３の上流側端部近傍をバンド４４で締め、密封部材４３がずれたり外れたりするのを防止するようになっている。このような構造により、冷却ファン１１の動作時においてシュラウド後部１０ｂと冷却ファン１１の羽根１１ｂとの間のチップクリアランスｃ（図４参照）をなるべく小さくしてファン性能を向上すると共に、熱交換器９側の振動系に属するシュラウド前部１０ａとエンジン８側の振動系に属するシュラウド後部１０ｂとの相対変位を許容しつつそれら前部１０ａと後部１０ｂとの間のシールを行うようになっている。すなわち、冷却ファン１１と熱交換器９との間では負圧が発生しこれが熱交換器９を通る冷却風の源となるが、これらの間が開放空間であると負圧が減少し冷却効果が低下するため、密封部材４３はこれを防ぐために設けられている。
【００３８】
冷却ファン１１はいわゆる軸流ファンであり、補助回転軸２３に取り付けられている。このとき、補助回転軸２３には、プーリ２２に対応する位置となるようにプーリ２５が固定されている。そして、プーリ２２とプーリ２５との間にはベルト２６が掛け渡されている。また、冷却ファン１１は、エンジンクランク軸８ａからの駆動力が伝達される補助回転軸２３に固定されたボス１１ａと、このボス１１ａまわりに固定された複数枚の羽根１１ｂとを備えており、補助回転軸２３の回転によって回転し、これによって図１中右方向への冷却風Ｐ（矢印参照）を誘起するようになっている。
【００３９】
仕切部材１２は、熱交換器９と上カバー１３ｄ、下カバー１３ａ、前カバー１３ｅ、及び後カバー１３ｆとの間をそれぞれシールするものである。
【００４０】
なお、エンジン８の吐出側横カバー１３ｃ側には前述した油圧ポンプ３３が設けられており、この油圧ポンプ３３は図示しない連結機構（カップリング）を介しエンジン８に連結され、エンジン８の駆動力によって駆動される。また、エンジン８からの排気ガスはマフラ３４で消音された後排気ガス管（尾管）３５を介してエンジン室４の外部に放出されるようになっている。このとき、エンジン８の上部にはマフラカバー３６が固定されており、油圧ポンプ３３からエンジン８側への油の飛散を防止するようになっている。また、エンジン室４内の熱交換器９より上流側（図１中左側）には、エンジン８の起動電流供給用のバッテリ３７が配置されている。
【００４１】
なお、上記において、シュラウド後部１０ｂが、エンジン側に支持され、冷却ファンを内包する第１のシュラウドを構成し、シュラウド前部１０ａが、第１のシュラウドの上流側に設けられ、熱交換器側に支持されて冷却風を第１のシュラウドに導入する第２のシュラウドを構成し、密封部材４３が、第１のシュラウドと第２のシュラウドとの相対変位を許容しつつそれらの間のシールを行う弾性密封部材を構成する。また、シュラウド後部１０ｂのリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａの長孔４５が、冷却ファンと第１のシュラウドとの相対的位置関係を可変にする位置可変機構を構成し、特に、第１のシュラウドの位置を移動可能な機構を構成する。
【００４２】
次に、本実施形態によるエンジン冷却装置の動作を説明する。
【００４３】
通常の状態（後述するファンベルト交換時以外の状態）においては、シュラウド後部１０ｂのリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａの長孔４５に取付ボルト部４２ａを通し取付けナット４２ｂを締結するとき、冷却ファン１１とシュラウド後部１０ｂとが同心円状となるようにして固定する。図１、図４、及び図５はこの状態を示しており、この状態でチップクリアランスは周方向どこにおいても同一値ｃとなる（図４及び図５参照）。
【００４４】
この状態で、エンジン８を駆動すると、クランク軸８ａの回転がプーリ２２、ベルト２６、及びプーリ２５を介して補助回転軸２３に伝達される。これによって、水ポンプ２４が駆動されてラジエータ９ｃの冷却水が循環されるとともに、冷却ファン１１が駆動されて回転する。この冷却ファン１１の回転によってカバー１３外の空気が吸込口１６からエンジン室４内に導入され、冷却風Ｐとなって上流側から流入して熱交換器９（インタークーラ９ａ、オイルクーラ９ｂ、及びラジエータ９ｃ）を順次冷却した後、熱交換器９の下流側にあるシュラウド１０ａ，１０ｂの内部を通過して絞られ、冷却ファン１１の吸い込み側（図１中左側）に導入される。その後、冷却ファン１１から吹き出された冷却風Ｐは、冷却ファン１１の下流側にあるエンジン８及び油圧ポンプ３３等を冷却した後、吐出口１７，１８，１９からエンジン室４の外部に放出される。
【００４５】
このとき、冷却ファン１１を内包するシュラウド後部１０ｂを冷却ファン１１と同じエンジン８側の振動系に配置していることから、非分離型（一体型）のシュラウドのように冷却ファンを内包する部分もエンジン８とは別の振動系に属する場合に比べて、シュラウドと冷却ファンとの相対変位が少なくなる。これにより、チップクリアランスｃを予め小さく設定することができるので、ファン効率を向上することができる。
【００４６】
以上のようにして冷却ファン１１によるエンジン室４内の冷却を行うが、弾性部材で形成されるファンベルト２６は使用と共に経年摩耗していくものであるため、適当な頻度で交換（あるいはメンテナンス、以下同様）を行う。すなわち、まず取付ボルト４２ａに締結されている取付ナット４２ｂをゆるめた後、冷却ファン１１とシュラウド後部１０ｂとの同心円状配列を崩し、例えば図５中矢印に示すようにシュラウド後部１０ｂを上方又は下方（この例では上方）にずらし、その状態で再び取付ボルト４２ａに取付ナット４２ｂを軽く締結し、仮止めを行う（図５中破線の位置）。このようにすることで、冷却ファン１１上方のチップクリアランスｃ′を、上記通常状態でのチップクリアランスｃの最大２倍の値とすることができる。逆に言えば、通常状態でのチップクリアランスｃを、交換時のチップクリアランスｃ′の最小１／２とすることができ、ｃ′はファンベルト２６の厚み分があれば足りることから、通常状態でのチップクリアランスｃをファンベルト２６の厚み分の１／２まで縮小することが可能となる。なお、この状態では、チップクリアランスの値は周方向位置によって異なり、この例では冷却ファン１１下方において最も小さく（ほぼ０）となる。
【００４７】
そして、上記のようにして比較的大きなチップクリアランスｃ′を確保した後、エンジン８のクランク軸８ａのプーリ２２及び補助回転軸２３のプーリ２５からファンベルト２６を取り外し、反エンジン８側（図１中左側）に脱出させた後、まずファンベルト２６の一番上側の部分を、上記チップクリアランスｃ′の部分を通して反エンジン８側に取り出す。その後、順次冷却ファン１１を回転させて各羽根１１ｂを最上方まで回転させ（これによってその羽根１１ｂの上方には図５に示す大きなクリアランスｃ′が確保される）、対応する部分のファンベルト２６を通し反エンジン８側に取り出していく。このようにして、すべての羽根１１ｂの外周部を通し終えたときにファンベルト２６の取り出し完了となる。その後、この逆の手順で新しいファンベルト２６を装着する。ファンベルト２６を取り付けた後、再び取付ナット４２ｂを緩めシュラウド後部１０ｂを前述の通常位置に戻して取付ナット４２ｂを締め固定すれば、ファンベルト２６の交換作業は終了する。
【００４８】
以上のようにして、厚みがｃ′以下のファンベルト２６であれば、通常時のチップクリアランスｃより厚みが大きくても、冷却ファン１１もしくはシュラウド後部１０ｂを取り外すことなく、容易に交換を行うことができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ファンベルト２６交換時にはクリアランスをｃ′として作業容易性を確保でき、かつ通常動作時にもチップクリアランスｃを十分に小さくして冷却ファン１１のファン効率を向上することができる。またこのファン効率向上により、エンジン８の燃費を改善でき、さらにラジエータ９ｃ等の熱交換器９を小型化できることによるコストダウンの効果もある。
【００５０】
なお、上記実施形態においては、長孔４５を上下方向を長軸とするような形状とし、ファンベルト２６の交換時にシュラウド後部１０ｂを上方向又は下方向にスライドさせたが、これに限られない。その異なる長孔形状の変形例を図６に示す。
【００５１】
図６に示す変形例は、ファンベルト２６交換時において、周方向に複数箇所設けたリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａのうち所定の１箇所を支点とし、シュラウド後部１０ｂを略周方向に所定角度だけ回転可能（図６中矢印参照）となるように、上記１箇所以外のリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａの長孔４５Ａの形状、大きさ、長軸の向き等を設定したものである。ファンベルト２６の交換時には、シュラウド後部１０ｂを回転しつつスライドさせることにより、冷却ファン１１の最上部付近に比較的大きなチップクリアランスｃ″を確保することができる。この場合も、上記第１の実施形態と同様の効果を得る。
【００５２】
また、以上においては、シュラウド後部１０ａのリングガード取付ブラケット部１０ｂ1Ａに設ける取付ボルト４２ａ貫通用の孔を長孔４５，４５Ａとすることで、シュラウド後部１０ａの取り付け位置を可変としたが、これに限られず、ブラケット４１の取付ボルト４２ａ貫通用の孔４１ａを長孔とすることでシュラウド後部１０ａの取り付け位置を可変としてもよく、この場合も同様の効果を得る。
【００５３】
本発明の第２の実施形態を図７及び図８を用いて説明する。第１の実施形態と共通の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５４】
図７は、本実施形態によるエンジン冷却装置が設けられるエンジン室の要部構造を示す側断面図であり、第１の実施形態における図１の要部拡大図に相当する。図７において、この実施形態では、補助回転軸２３Ａの少なくとも反エンジン８側が中空構造となっており、その中に、冷却ファン１１のボス１１ａに固定されたファン回転軸１１ｃが軸方向に摺動可能に挿入配置されている。このとき、Ｃ−Ｃ断面図に示すように、例えばファン回転軸１１ｃの上部に形成した溝１１ｃＡにまわり止め用のキー４６が固定されている。このキー４６の上半分は補助回転軸２３Ａの内周側上部に形成された溝２３Ａａに係合しており、これによってファン回転軸１１ｃの回転を拘束しつつ、軸方向への移動をガイドするようになっている。以上のような構造により、冷却ファン１１は、後述する図８に示すように軸方向に進退可能となっており、言い換えれば、シュラウド後部１０ｂと冷却ファン１１との相対位置関係をファン回転軸方向において調整可能となっている。
【００５５】
なお、本実施形態においては、上記第１の実施形態のように各取付ブラケット部１０ｂ1Ａの取付ボルト４２ａを通すための貫通孔を長孔４５とする必要はなく、通常の円形の貫通孔（取付ボルト４２ａの外径より若干大きな内径）で足りる。
【００５６】
上記において、補助回転軸２３Ａ、ファン回転軸１１ｃ、及びキー４６が、冷却ファンと第１のシュラウドとの相対的位置関係を可変にする位置可変機構を構成し、特に、冷却ファンの位置を移動可能な機構を構成する。
【００５７】
次に、本実施形態によるエンジン冷却装置の動作を説明する。
【００５８】
通常の状態（ファンベルト交換時以外の状態）においては、冷却ファン１１は図７に示す状態にあり、冷却ファン１１とシュラウド後部１０ｂとのファン回転軸方向（水平方向）の相対的位置関係は、各熱交換器９ａ〜ｃを含めたエンジン冷却装置全体の圧力損失、および必要な冷却風量、ファン騒音等の点を総合的に判断し、最適な位置に設定されている。
【００５９】
この状態におけるエンジン冷却動作及びその作用は、上記第１の実施形態と同様であり、冷却ファン１１の回転によって誘起された冷却風Ｐは、熱交換器９を順次冷却した後、シュラウド１０を介し冷却ファン１１の吸い込み側に導入された後冷却ファン１１から吹き出され、エンジン８及び油圧ポンプ３３等を冷却し、吐出口１７，１８，１９からエンジン室４の外部に放出される。そして、冷却ファン１１を内包するシュラウド後部１０ｂを冷却ファン１１と同じエンジン８側の振動系に配置していることから、チップクリアランスｃを小さく設定することができ、ファン効率を向上することができる。
【００６０】
一方、ファンベルト交換時（言うまでもなく冷却ファン１１は停止している）には、図８に示すように、冷却ファン１１のファン回転軸１１ｃを反エンジン８側にスライドさせる（矢印参照）。このようにすることで、冷却ファン１１まわりのチップクリアランスｃA（周方向全周で同一値）を、上記通常状態でのチップクリアランスｃに比べて大きく拡大することができる。逆に言えば、通常状態でのチップクリアランスｃの値を、ファンベルト２６交換時のことを考慮することなく、冷却動作時にシュラウド後部１０ｂと冷却ファン１１との干渉が生じない限りにおいて最小限の値にすることができる。
【００６１】
比較的大きなチップクリアランスｃAを確保した後は、プーリ２２及びプーリ２５からファンベルト２６を取り外し、反エンジン８側に脱出させた後、ファンベルト２６を上記チップクリアランスｃAの部分を通して反エンジン８側に取り出す。但しこのとき、冷却ファン１１まわりの周方向全周においてチップクリアランスｃAは確保されているので、第１の実施形態のように順次冷却ファン１１を回転させてファンベルト２６を順次取り出していく作業は必要ない。取り出し完了後、逆の手順で新しいファンベルト２６を装着する。ファンベルト２６を取り付けた後、冷却ファン１１のファン回転軸１１ｃをエンジン８側にスライドさせて前述の通常位置（図７に示す位置）に戻せば、ファンベルト２６の交換作業は終了する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によっても、ファンベルト２６交換時にはクリアランスをｃAとして作業容易性を確保でき、かつ通常動作時にもチップクリアランスｃを十分に小さくして冷却ファン１１のファン効率を向上することができる。
【００６３】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、熱交換器９として、インタークーラ９ａ、オイルクーラ９ｂ、及びラジエータ９ｃを配置したエンジン冷却装置に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、これに限られるものではなく、熱交換器としてインタークーラ及びラジエータのみを配置した場合に対しても適用できることは言うまでもない。また、熱交換器はこれら３種類に限られるものでもなく、例えば必要に応じ運転室３に設けるエアコン用のコンデンサを併せて配置し、冷却風Ｐで冷却してもよい。
【００６４】
また、以上は、本発明を油圧ショベルのエンジン室に適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、クレーン、自走式破砕機、ホイールローダ等、他の建設機械のエンジン室に適用してもよい。これらの場合も、同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、ファンベルト交換時には、位置可変機構によって冷却ファンと第１のシュラウドとを相対的に離間させ、ファンベルトを簡単に通過させることができる。したがって、ファンベルト交換時の作業容易性を確保しつつ、通常冷却動作時におけるチップクリアランスを十分に小さくしてファン効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるエンジン冷却装置が設けられるエンジン室の詳細構造を示す側断面図である。
【図２】図１に示したエンジン冷却装置が適用される油圧ショベルの全体外観構造を表す斜視図である。
【図３】図１に示したエンジン冷却装置が適用されるエンジン室の外観構造を示す拡大斜視図である。
【図４】図１中Ａ部拡大図である。
【図５】図４中Ｂ方向から見た矢視図である。
【図６】リングガード取付ブラケット部の長孔の形状が異なる変形例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるエンジン冷却装置が設けられるエンジン室の要部構造を示す拡大側断面図である。
【図８】図７に示したエンジン冷却装置において、ファンベルト交換時に冷却ファンをスライドさせた状態を示す図である。
【符号の説明】
４              エンジン室
８              エンジン
９              熱交換器
９ｃ            ラジエータ
１０ａ          シュラウド前部（第２のシュラウド）
１０ｂ          シュラウド後部（第１のシュラウド）
１１            冷却ファン
１１ｃ          ファン回転軸（位置可変機構）
２３Ａ          補助回転軸（位置可変機構）
４３            密封部材（弾性密封部材）
４５            長孔（位置可変機構）
４６            キー（位置可変機構）
Ｐ              冷却風
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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