(57)【要約】【課題】エンジンルームから上方に突出する後処理装置等の障害物が存在する場合でも、排気ダクトから漏れ出る騒音を低減するとともに、円滑な排気を可能とする。【解決手段】エンジンルーム３１に、熱交換器３４と、エンジンルーム３１の外部から冷却用の空気を吸い込んで熱交換器３４を通過させる冷却ファン３３とが配置され、熱交換器３４を通過した空気を排出するための排気ダクト３８を有する建設機械の冷却構造であって、排気ダクト３８は、エンジンルーム３１に連通し、冷却ファン３３の軸流方向に沿って、後処理装置３６に向かって延びる第１ダクト部３８ａと、第１ダクト部３８ａとの接続部から上方に向かって延び、エンジンルーム３１の外部に開口する第２ダクト部３８ｂと、を有する屈曲形状であり、エンジンルーム３１の外部から排気ダクト３８を介してエンジン３２を直視できないようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを収容するエンジンルームに、熱交換器と、前記エンジンルームの外部から冷却用の空気を吸い込んで前記熱交換器を通過させる冷却ファンとが配置され、前記熱交換器を通過した空気を排出するための排気ダクトを有する建設機械の冷却構造であって、
前記エンジンルームから上方に突出する障害物が存在しており、
前記排気ダクトは、前記エンジンルームに連通し、前記冷却ファンの軸流方向に沿って、前記障害物に向かって延びる第１ダクト部と、前記第１ダクト部との接続部から上方に向かって延び、前記エンジンルームの外部に開口する第２ダクト部と、を有する屈曲形状であり、
前記エンジンルームの外部から前記排気ダクトを介して前記エンジンを直視できないようになっていることを特徴とする建設機械の冷却構造。
【請求項２】
前記エンジンルームの外部から前記排気ダクトを介して前記エンジンルームを直視できないようになっている請求項１に記載の建設機械の冷却構造。
【請求項３】
前記第１ダクト部は、前記エンジンルームの上方に設けられたエンジンフードと、前記エンジンフードの下方に離間配置されたプレートとによって形成されている請求項１または２に記載の建設機械の冷却構造。
【請求項４】
前記プレートによって前記エンジンルームの外部から前記エンジンを直視できないようになっている請求項３に記載の建設機械の冷却構造。
【請求項５】
前記障害物を覆うガードが、前記排気ダクトの一部として兼用されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
【請求項６】
前記排気ダクトの内壁の少なくとも一部に吸音材が設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ファンによってエンジンルームの内部の取り込まれた冷却用の空気を、エンジンルームの外部に排出するための排気ダクトを有する建設機械の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１、２には、冷却ファンによって建設機械のエンジンルームに取り込まれた冷却用の空気を、エンジンルームの外部に排出するための排気ダクトが開示されている。具体的には、エンジンルームの上方に設けられたエンジンフードの内側に、冷却ファンの軸流方向に沿って排気ダクトが形成されており、排気ダクトからそのまま軸流方向に空気が排出されるようになっている。このような排気ダクトは、エンジンルーム内のエンジン等から発生する騒音が外部に漏れる際の経路となり得るので、ダクト長を十分に確保することで、排気ダクト内で騒音を減衰させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９３１０２号公報
【特許文献２】特開２００５−１６３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば特許文献２の図２によれば、エンジンからの排ガスを処理するための後処理装置がエンジンルームの上方に突出する態様で配置されており、この後処理装置が上述の排気ダクトの延長線上に位置している。このため、後処理装置の大型化が進むと、後処理装置が障害物となって、排気ダクトを長くすることができなくなり、排気ダクトから漏れ出る騒音が大きくなるおそれがあった。さらに、排気ダクトから排出される空気が後処理装置と干渉するため、円滑な排気が妨げられるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明においては、排気ダクトを有する建設機械の冷却構造において、エンジンルームから上方に突出する後処理装置等の障害物が存在する場合でも、排気ダクトから漏れ出る騒音を低減するとともに、円滑な排気を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、エンジンを収容するエンジンルームに、熱交換器と、前記エンジンルームの外部から冷却用の空気を吸い込んで前記熱交換器を通過させる冷却ファンとが配置され、前記熱交換器を通過した空気を排出するための排気ダクトを有する建設機械の冷却構造であって、前記エンジンルームから上方に突出する障害物が存在しており、前記排気ダクトは、前記エンジンルームに連通し、前記冷却ファンの軸流方向に沿って、前記障害物に向かって延びる第１ダクト部と、前記第１ダクト部との接続部から上方に向かって延び、前記エンジンルームの外部に開口する第２ダクト部と、を有する屈曲形状であり、前記エンジンルームの外部から前記排気ダクトを介して前記エンジンを直視できないようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、エンジンルームから上方に突出する障害物との干渉を避けるため、エンジンルームから空気を排出するための排気ダクトが、エンジンルームに連通し、冷却ファンの軸流方向に沿って、障害物に向かって延びる第１ダクト部と、第１ダクト部との接続部から上方に向かって延び、エンジンルームの外部に開口する第２ダクト部と、を有する屈曲形状となっている。このため、例えば第１ダクト部の延長線上に後処理装置等の障害物が存在する場合でも、この障害物を回避するように第２ダクト部を設けることができる。その結果、障害物が存在しているために第１ダクト部のダクト長が短くならざるを得ない場合でも、第２ダクト部を含む排気ダクトの全ダクト長を長くすることができ、排気ダクトから漏れ出る騒音を低減することが可能となる。しかも、エンジンルームの外部から排気ダクトを介してエンジンを直視できないようになっているため、少なくともエンジンからの騒音がそのまま外部に漏れることがなく、騒音をより効果的に低減することが可能となる。さらに、第２ダクト部の延長線上に障害物が存在しないようにすることで、第２ダクト部から排出された空気が障害物と干渉することを回避できるので、円滑な排気も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態にかかる建設機械の部分斜視図である。
【図２】エンジンルームの内部を模式的に示す断面図である。
【図３】変形例１におけるエンジンルームの内部を模式的に示す断面図である。
【図４】変形例２におけるエンジンルームの内部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明にかかる建設機械の冷却構造の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。説明に際しては、各図に示した方向を適宜参照する。図１は、本実施形態にかかる建設機械の部分斜視図である。建設機械１は、例えば油圧ショベル等の作業機械であり、下部走行体１０と、上部旋回体２０とを有して構成される。下部走行体１０は、建設機械１を走行させる部分であり、例えばクローラ式である。上部旋回体２０は、下部走行体１０に対して旋回可能に、下部走行体１０に搭載される。
【００１０】
上部旋回体２０は、旋回フレーム２１に、キャブ２２、エンジンガード２３、カウンタウェイト２４、およびアタッチメント２５が取り付けられて構成されている。旋回フレーム２１は、旋回機構を有しており、キャブ２２、エンジンガード２３、カウンタウェイト２４、およびアタッチメント２５を、下部走行体１０に対して旋回可能に支持する。キャブ２２は、旋回フレーム２１の前部に取り付けられる運転室である。エンジンガード２３は、エンジンを内部に収容する構造体であり、エンジンガード２３に囲まれた内部空間がエンジンルームとなる。カウンタウェイト２４は、エンジンガード２３の後方に取り付けられるおもりである。アタッチメント２５は、旋回フレーム２１の前部に取り付けられる。建設機械１が油圧ショベルの場合、アタッチメント２５は、ブーム、アーム、およびバケット等である。
【００１１】
次に、建設機械１の冷却構造について説明する。図２は、エンジンルームの内部を模式的に示す断面図であり、後方から前方を見た断面図となっている。エンジンガード２３によって囲まれたエンジンルーム３１には、エンジン３２、冷却ファン３３、ラジエータ（熱交換器）３４等が配設されている。エンジンルーム３１は、ラジエータ３４によって、エンジン３２等が収容されるメインルーム３１ａと、冷却用の空気を取り込むための吸気室３１ｂとに分けられる。
【００１２】
エンジン３２は、そのクランク軸を左右方向に向けた状態で配設されている。冷却ファン３３は、エンジン３２の左方に設けられている。冷却ファン３３は、エンジン３２のクランク軸に機械的に連結されており、クランク軸の回転によって駆動するようになっている。ただし、冷却ファン３３は、油圧駆動式等の他のタイプのものでもよい。ラジエータ３４は、冷却ファン３３のさらに左方に設けられており、エンジン３２を冷却するための冷媒が流れている。このように、冷却ファン３３の軸流方向（図２において左から右への方向）の上流側から下流側へと、ラジエータ３４、冷却ファン３３、エンジン３２の順番で並んでいる。
【００１３】
エンジン３２の右方には、アタッチメント２５を駆動させるための油圧ポンプ３５と、エンジン３２からの排ガスを処理するための後処理装置３６とが設けられている。後処理装置３６は、前後方向に延設された複数のマフラ３６ａと、排ガスをエンジンルーム３１の外部に排出するための排ガス管３６ｂとを有する。排ガス管３６ｂは、エンジンルーム３１から上方に突出しており、先端部を除いてガード３７によって覆われている。このガード３７は、エンジンガード２３の上面よりも上方に突出している。
【００１４】
エンジンガード２３の上部には、吸入口２３ａ、排気口２３ｂ、および排気ダクト３８が設けられている。吸入口２３ａは、吸気室３１ｂの上部に形成されており、吸入口２３ａを介して外部からエンジンルーム３１内に冷却用の空気が取り込まれる。排気口２３ｂは、メインルーム３１ａの上部の右端部に形成されており、エンジン３２の周りを流れてきた空気が排気口２３ｂより排出される。
【００１５】
排気ダクト３８は、軸流方向に沿って、後処理装置３６に向かって後処理装置３６の手前まで延びる第１ダクト部３８ａと、第１ダクト部３８ａとの接続部から上方に向かって延びる第２ダクト部３８ｂとを有し、全体としてＬ字型の屈曲形状となっている。第１ダクト部３８ａは、エンジンルーム３１に連通している連通部３８ｃから軸流方向下流側（右側）へと、後処理装置３６の近傍まで延びている。一方、第２ダクト部３８ｂは、第１ダクト部３８ａと略直交した状態で連接されており、上方に向かって延びている。
【００１６】
第２ダクト部３８ｂの上端である開口部３８ｄは、後処理装置３６のガード３７の上面、さらには後処理装置３６の上端よりも上方に位置する。このため、排気ダクト３８から排出された空気が、後処理装置３６と干渉することを確実に防止できる。ただし、開口部３８ｄの位置は、後処理装置３６の上端よりも下方に位置してもよい。
【００１７】
第１ダクト部３８ａは、エンジンルーム３１の上方（エンジンガード２３の上面）に設けられたエンジンフード３９と、エンジンフード３９の下方に離間配置された平板状のプレート４０とによって形成されている。なお、エンジンフード３９は、例えばヒンジを中心に揺動自在に構成されており、エンジンフード３９を持ち上げた状態（開状態）とすることによって、エンジンルーム３１内の各機器のメンテナンスが可能となっている。
【００１８】
ここで、図２に示す断面において、第２ダクト部３８ｂの内壁のうち連通部３８ｃから遠い側の上端Ａと、第２ダクト部３８ｂの内壁のうち連通部３８ｃに近い側の下端Ｂとを結ぶ直線Ｌが、プレート４０に交差するようにしている。こうすることで、排気ダクト３８の開口部３８ｄから、エンジンルーム３１を直視できないようになっている。
【００１９】
また、排気ダクト３８の内壁の少なくとも一部、具体的に本実施形態では、第１ダクト部３８ａの天井面および底面の一部に吸音材４１を設けてある。吸音材４１は、公知の材料の中から適宜選択することが可能である。なお、吸音材４１を設ける箇所は、図２に示した位置に限定されず、第２ダクト部３８ｂの内壁に設けてもよいし、排気ダクト３８の内壁全体に吸音材４１を設けるようにしてもよい。
【００２０】
次に、エンジンルーム３１内における冷却用の空気の流れについて説明する。図２の矢印は、空気の主な流れを示す。冷却ファン３３が回転すると、吸入口２３ａを介して吸気室３１ｂに冷却用の空気が外部から取り込まれる。さらに、この空気が冷却ファン３３によって吸い込まれてラジエータ３４を通過することで、ラジエータ３４を流れる冷媒が冷却用の空気によって冷却される。
【００２１】
ラジエータ３４を通過した後の空気は、主に冷却ファン３３の回転によって遠心方向に流れることで、連通部３８ｃから排気ダクト３８に流入し、開口部３８ｄから外部に排出される。ここで、冷却ファン３３によって遠心方向に流れる空気が、円滑に排気ダクト３８から排出されるように、連通部３８ｃの位置は、冷却ファン３３よりも軸流方向下流側（右側）かつ径方向外側となっている。なお、冷却ファン３３からエンジン３２側へと流れた一部の空気は、エンジン３２の周囲を流れた後、排気口２３ｂより排出される。
【００２２】
また、本実施形態では、エンジンフード３９がエンジンガード２３の上面と略面一に配置されるとともに、プレート４０がエンジンガード２３の上面よりも下方に配置されている。このため、第１ダクト部３８ａの連通部３８ｃが、軸流方向上流側（左側）を向いて開口しており、冷却ファン３３によって遠心方向に流れた空気が、そのまま軸流方向に沿って第１ダクト部３８ａに流入しやすい構成となっている。ただし、このような構成とすることは必須ではなく、例えば特許文献２のように、エンジンフード３９を上方に突出した形状としてもよい。
【００２３】
（効果）
図２に示すように、後処理装置３６が、エンジンルーム３１から上方に突出する障害物として存在する場合、従来のように軸流方向に沿った排気ダクトを形成するだけでは、当該排気ダクトが後処理装置３６と干渉するため、ダクト長を長くすることができず、排気ダクトから漏れる騒音が大きくなる傾向にあった。また、排気ダクトから排出された空気が、後処理装置３６と干渉するなどして、円滑な排気が阻害されるおそれがあった。
【００２４】
しかしながら、本実施形態では、排気ダクト３８を、エンジンルーム３１に連通し、冷却ファン３３の軸流方向に沿って、後処理装置３６に向かって延びる第１ダクト部３８ａと、第１ダクト部３８ａとの接続部から上方に向かって延び、エンジンルーム３１の外部に開口する第２ダクト部３８ｂと、を有する屈曲形状としている。このため、例えば第１ダクト部３８ａの延長線上に後処理装置３６等の障害物が存在する場合でも、この障害物を回避するように第２ダクト部３８ｂを設けることができる。その結果、障害物が存在しているために第１ダクト部３８ａのダクト長が短くならざるを得ない場合でも、第２ダクト部３８ｂを含む排気ダクト３８の全ダクト長を長くすることができ、排気ダクト３８から漏れ出る騒音を低減することが可能となる。しかも、エンジンルーム３１の外部から排気ダクト３８を介してエンジン３２を直視できないようになっているため、少なくともエンジン３２からの騒音がそのまま外部に漏れることがなく、騒音をより効果的に低減することが可能となる。さらに、第２ダクト部３８ｂの延長線上に障害物が存在しないようにすることで、第２ダクト部３８ｂから排出された空気が障害物と干渉することを回避できるので、円滑な排気も可能となる。
【００２５】
さらに、本実施形態では、エンジンルーム３１の外部から排気ダクト３８を介してエンジン３２を直視できないのみならず、エンジンルーム３１の外部から排気ダクト３８を介してエンジンルーム３１を直視できないようにしている。このため、エンジン３２も含め、エンジンルーム３１内に配設された各機器からの騒音が、そのまま外部に漏れ出ることを防止でき、騒音を一層効果的に低減することができる。
【００２６】
また、本実施形態では、第１ダクト部３８ａは、エンジンルーム３１の上方に設けられたエンジンフード３９と、エンジンフード３９の下方に離間配置されたプレート４０とによって形成されている。このように第１ダクト部３８ａを構成することで、第１ダクト部３８ａの容積を簡易な構成で大きくすることができる。
【００２７】
また、本実施形態では、プレート４０によってエンジンルーム３１の外部からエンジン３２を直視できないようになっている。このようにプレート４０を利用することで、騒音を軽減するために新たな部材を設ける必要がなく、構成を簡易化することができる。また、例えば第２ダクト部３８ｂのダクト長や開口部３８ｄの広さが変更される場合でも、プレート４０の寸法（特に軸流方向の長さ）を適宜調整するだけで、容易に開口部３８ｄからエンジンルーム３１を見通せない構成とすることが可能である。
【００２８】
また、本実施形態では、排気ダクト３８の内壁の少なくとも一部に吸音材４１が設けられているので、排気ダクト３８の内部で騒音をより効果的に減衰させることができる。
【００２９】
（変形例）
上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下に説明する変形例においては、主に上記実施形態と異なる点について説明し、共通する構成およびそれによって奏される効果については、説明を省略する。
【００３０】
図３は、変形例１におけるエンジンルームの内部を模式的に示す断面図である。この変形例１においては、後処理装置３６を覆うガード３７の一部（図３において左面）が、排気ダクト３８の第２ダクト部３８ｂの一部として利用されている。このように、ガード３７の一部が、排気ダクト３８として兼用されていることによって、部品点数を削減することができるとともに、排気ダクト３８の構造を簡略化することができる。また、第１ダクト部３８ａを、ガード３７まで延設することができるので、第１ダクト部３８ａを長くすることができる。
【００３１】
図４は、変形例２におけるエンジンルームの内部を模式的に示す断面図である。この変形例２においては、変形例１と同様に、後処理装置３６を覆うガード３７の一部（図４において左面）が、排気ダクト３８の第２ダクト部３８ｂの一部として利用されている。また、第２ダクト部３８ｂが、鉛直上方からやや軸流方向下流側へと傾斜しつつ延びている。その結果、第１ダクト部３８ａと第２ダクト部３８ｂとの連接部分における曲がり角度が鈍角となり、この連接部分を空気が通過する際の圧力損失を低減することができる。したがって、排気ダクト３８による一層円滑な排気が可能となる。
【００３２】
（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、第１ダクト部３８ａを軸流方向に略平行なものとしたが、第１ダクト部３８ａが軸流方向に対して多少傾斜していてもよい。また、第１ダクト部３８ａ、第２ダクト部３８ｂともに、必ずしも直線状に構成する必要はなく、多少屈曲していたり、湾曲していたりしても構わない。
【符号の説明】
【００３４】
１      建設機械
３１    エンジンルーム
３２    エンジン
３３    冷却ファン
３４    ラジエータ（熱交換器）
３６    後処理装置（障害物）
３７    ガード
３８    排気ダクト
３８ａ  第１ダクト部
３８ｂ  第２ダクト部
３９    エンジンフード
４０    プレート
４１    吸音材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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