(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを収容するエンジン室と、
エンジン室を囲む隔壁体と、
エンジン室の一側に隔壁体を介して配置されエンジンにより駆動される油圧ポンプを収容したポンプ室と、
エンジン室に設けられエンジンにより駆動され隔壁体の外部より吸込んだ空気を圧縮してエンジン室内に加圧供給することでエンジン室圧をポンプ室圧以上に昇圧させるコンプレッサと、
隔壁体の外部よりコンプレッサの空気吸込口まで配設された吸気配管と、
コンプレッサにより外部空気をエンジン室内に加圧供給することで昇圧されたエンジン室圧をポンプ室圧以上に保てる範囲でエンジン室内の空気を強制的に排出する空気排出手段と
を具備したことを特徴とするエンジン装置。
【請求項２】
コンプレッサから吐出された圧縮空気をエンジン室内の最も冷却を要する最冷却対象物に吹付ける空気噴出部
を具備したことを特徴とする請求項１記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン室とポンプ室とを隔離する構造のエンジン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示されるように、建設機械（油圧ショベル）は、下部走行体１上に設けられた上部旋回体２の、前部にキャブ３および作業装置４が搭載され、後部にカウンタウエイト５と共にエンジン装置６が搭載されている。
【０００３】
図３は、図２のIII-III線断面を示し、エンジン室11およびその周辺の配置構造において、通常、エンジン室11内に収容されたエンジン12に対し、作業装置４の油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の動力源となる油圧ポンプ13と、エンジン冷却用の冷却水および油圧回路の作動油などを冷却するための冷却装置（すなわちラジエータおよびオイルクーラ）14とが配置され、また、近年、機械の低騒音化が進む中、その配慮の１つとして、エンジン室11の周りにエンクロージャと呼ばれる隔壁体15を設け、騒音発生源であるエンジン12をこの隔壁体15により囲うことで、エンジン12から発生する騒音を閉じ込め、機械の騒音を低減させる構造となっている。
【０００４】
この構造を採用した場合、エンジン12の騒音をシャットアウトできる上に、油圧ポンプ13を収容したポンプ室16と、エンジン室11とを仕切ることができるため、万一、ポンプ室16内で油漏れなどが発生しても、その油が、エンジン室11内に収容されたマフラ17などの高温部にかかる事態を避けることができる。
【０００５】
しかし、一方、エンジン12という発熱体が囲いの中に納められているため、エンジン室11内の温度上昇が著しくなる。
【０００６】
このため、エンジン12に付属される部品の耐候性の向上が要求され、コストがかかる問題と、エンジン室上部カバー20とともにポンプ室16上で開閉可能のエンジン室周辺カバー18も熱くなり、このエンジン室周辺カバー18の一部を作業者が開けて作業する際などに不都合が生ずる。
【０００７】
これを回避するため、エンジン室11の換気が必須となってくるので、図３に示されるように、マフラ17から排気される排気ガス流の勢いを利用したエジェクタ19を搭載している。
【０００８】
このエジェクタ19は、マフラ17から引出されたマフラ煙突部19aと、エンジン室上部カバー20の上方に突出された排気パイプ19bとが、隙間19cを介して同心状に嵌合されたもので、マフラ煙突部19aから排気パイプ19b内に噴出されたマフラ排気ガス流の周囲に発生する負圧を利用して、エンジン室11内の空気を吸引して換気する換気システムであり、このようなエンジン室換気を考慮した設計が必要となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、エンジン騒音が外部に漏れることを防止するために、エンジン室11の換気が充分行なわれなかった場合は、エンジン12という発熱体が囲いの中に納められているため、エンジン室11内の温度上昇が著しくなり、エンジン室11内に配置されたコンポーネントの耐久性に悪影響を及ぼしたり、あるいは、エンジン室上部カバー20とともにエンジン室周辺カバー18も熱くなり、このエンジン室周辺カバー18の一部を作業者が開けて作業する際などに不都合が生ずる。
【００１０】
また、エンジン室11内の空気は、エジェクタ19の換気効果によって強制的に外部へ排出されるが、エンジン騒音が外部に漏れることを防止するためにエンジン室11内への空気の吹込み側の開口総面積は狭くしてあり、エンジン室カバー類および隔壁類の僅かな隙間からエンジン室11内にポンプ室内空気が吹込まれるに過ぎないので、エンジン室11内が負圧ぎみになる。
【００１１】
この現象により、ポンプ室16内において何かの要因で油漏れが発生した場合に、エンジン室11・ポンプ室16間の隔壁体15の僅かな隙間からエンジン室11に向けて油分を含んだ空気が流れ、マフラ17などの高温部にこの油分が接触するおそれがある。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、低騒音化構造のエンジン室における十分な換気を確保して、換気不足の場合に生ずる問題を解消するとともに、エンジン室がポンプ室での油漏れの影響を受けないようにしたエンジン装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、エンジンを収容するエンジン室と、エンジン室を囲む隔壁体と、エンジン室の一側に隔壁体を介して配置されエンジンにより駆動される油圧ポンプを収容したポンプ室と、エンジン室に設けられエンジンにより駆動され隔壁体の外部より吸込んだ空気を圧縮してエンジン室内に加圧供給することでエンジン室圧をポンプ室圧以上に昇圧させるコンプレッサと、隔壁体の外部よりコンプレッサの空気吸込口まで配設された吸気配管と、コンプレッサにより外部空気をエンジン室内に加圧供給することで昇圧されたエンジン室圧をポンプ室圧以上に保てる範囲でエンジン室内の空気を強制的に排出する空気排出手段を具備したエンジン装置であり、エンジン室のコンプレッサにより、吸気配管を経て隔壁体の外部より吸込んだ空気をエンジン室内に強制的に吹込むことで、低騒音化構造のエンジン室においても十分な換気が可能となり、エンジン室内の温度を下げ、換気不足の場合に生ずるエンジン室内の温度上昇に伴なう問題を解消するとともに、コンプレッサによりエンジン室内に加圧供給した圧縮空気によりエンジン室圧をポンプ室圧より高圧に保つことで、ポンプ室で油漏れが生じても、エンジン室がその油分を含む空気をポンプ室から吹込むおそれを防止し、特に、エンジン室では、コンプレッサからの圧縮空気の供給と、空気排出手段による空気の強制的な排出とが同時になされるので、より十分な換気が可能となり、また、空気排出手段は、コンプレッサから供給された圧縮空気により昇圧されたエンジン室圧をポンプ室圧以上に保てる範囲でエンジン室内の空気を排出するので、ポンプ室で油漏れが生じても、エンジン室がその油分を含む空気をポンプ室から吸込むおそれを防止する。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載のエンジン装置において、コンプレッサから吐出された圧縮空気をエンジン室内の最も冷却を要する最冷却対象物に吹付ける空気噴出部を具備したものであり、空気噴出部は、コンプレッサからの圧縮空気をエンジン室内の最冷却対象物に吹付けることで、高温に弱い最冷却対象物を効率良く冷却する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１に示されるように、エンジン21を収容するエンジン室22は、遮音性を有する隔壁体（エンクロージャ）23により囲まれている。
【００１７】
中央のエンジン室22に対し、一側の隔壁体23aを介して、エンジン21により駆動される油圧ポンプ24を収容したポンプ室25が配置されている。このポンプ室25の上部に設けられたエンジン室周辺カバー26は、その一部が作業者により開閉可能に設けられている。
【００１８】
また、中央のエンジン室22に対し、他側の隔壁体23bを介して、冷却装置27を収容した冷却装置室28が配置されている。なお、隔壁体23a，23bは、エンジン室22の周囲を囲む一連の隔壁体23の一部である。
【００１９】
冷却装置27は、エンジン21を冷却する冷却媒体である冷却水をさらに冷却するためのラジエータ、油圧ポンプ24から供給された油圧回路の作動油を冷却するためのオイルクーラなどの熱交換器が一体化されたものであり、これらの熱交換器よりエンジン室22側に冷却ファン29を有するものである。
【００２０】
この冷却ファン29の駆動手段30は、油圧式モータでも良いが、油圧駆動の場合は、油漏れなどが発生した際にエンジン室22内に悪影響が及ぶおそれもあるので、電動式モータで駆動することが望ましい。
【００２１】
エンジン室22には、エンジン21とともに、このエンジン21の稼働状態を制御するための最冷却対象物としてのエンジンコントローラ31が設置されている。エンジン21の上部には、エンジン21から発生する排気音を消音処理するマフラ32が配置されている。
【００２２】
さらに、エンジン室22の上部には、マフラ32から排気された排気ガス流の勢いを利用してエンジン室内空気を強制的に排出するエンジン室換気用の空気排出手段33が搭載されている。
【００２３】
この空気排出手段33は、マフラ32から引出された小径円筒形のマフラ煙突部34と、エンジン室上部カバー40の上方に突出された大径円筒形の排気パイプ35とを、隙間36を介して同心状に嵌合したエジェクタである。
【００２４】
この空気排出手段33は、エンジン21からマフラ32を経てマフラ煙突部34より排気パイプ35内に噴出されたマフラ排気ガス流の周囲には、大気より低圧の負圧が発生するので、この負圧発生現象を利用して、エンジン室22内の空気を、隙間36から負圧発生部に吸引するエジェクタ機能を有し、エンジン室22内の空気を強制的に吸出し、換気することができる。
【００２５】
また、前記冷却装置室28にて前記隔壁体23bとは反対側の蔽い板には、外部空気を吹込むための吹込口37が設けられ、冷却ファン29の斜め上方には、冷却ファン29から送風された冷却風を外部へ排出するための排風口38が設けられている。
【００２６】
エンジン室22と冷却装置室28との間の隔壁体23bは、その中央部より上側にてエンジン室22側に折曲された斜面板部39を有し、この斜面板部39により冷却ファン29から排風口38への空気流れが円滑になるように形成されている。
【００２７】
さらに、エンジン室22には、エンジン21により駆動されて外部より吸込んだ空気を圧縮してエンジン室22内に加圧供給するコンプレッサ41が設置されている。
【００２８】
このコンプレッサ41の動力は、エンジンクランクの回転軸（図示せず）から、ベルト式伝動機構（図示せず）などを介して取得するようにする。
【００２９】
また、コンプレッサ41ヘの吸気は、エンジン室22の外部から新鮮な空気を取込むことを考慮して配管し、図１に示されるように、外部から隔壁体23を通してエンジン室22内に引込まれた吸気配管42が、このコンプレッサ41の空気吸込口43に接続されている。
【００３０】
一方、コンプレッサ41の圧縮空気吐出口44には、空気噴出部としてのノズル45が接続され、このノズル45の先端は、エンジン室22内でも最も冷却を要する最冷却対象物に対向して開口され、コンプレッサ41からの低温の圧縮空気をノズル45により最冷却対象物に直接吹付けることができるように、ノズル45の長さ、向きなどが設けられている。
【００３１】
図１に示された例では、高温に弱く最も冷却を要するエンジンコントローラ31に対し、ノズル45の風向きを合わせるとともに、所定の離間距離を置いて配置している。
【００３２】
なお、コンプレッサ41の配管システム中に、圧縮空気の圧力変動を平滑化する蓄圧タンク（図示せず）や、コンプレッサ41による加圧で温度上昇した圧縮空気を冷却するための熱交換器（図示せず）を設けても良い。これらの蓄圧タンクおよび熱交換器は、必要に応じて設置すると良い。
【００３３】
このように、エンジン室22に設置されたコンプレッサ41により外部空気を吸気配管42を介してエンジン室22内に取込み、エンジン室22内に加圧供給するので、エンジン室圧は上昇することになる。
【００３４】
ここで、空気排出手段33による空気排出量は、コンプレッサ41により外部空気をエンジン室22内に加圧供給することで昇圧されたエンジン室圧をポンプ室圧以上に保てる範囲でエンジン室22内の空気を強制的に排出するように規制されている。
【００３５】
言い換えると、前記空気排出手段33は、エンジン室22内の空気を外部へ強制的に排出するので、エンジン室圧を低下させるように働くが、この空気排出手段33による空気排出量は、コンプレッサ41によりエンジン室22内に強制的に吹込まれた圧縮空気量より少ないため、エンジン室22内のエンジン室圧がポンプ室圧（大気圧）よりも低い負圧になることはない。
【００３６】
さらに、機体の一側部および他側部には、作業者の足場となるステップ47が設けられているので、作業者は、このステップ47上で、エンジン室周辺カバー26などを開けて、ポンプ室25内などのメンテナンス作業をする。
【００３７】
次に、図１に示された実施の形態の作用効果を説明する。
【００３８】
冷却装置27の冷却ファン29が回転すると、この冷却ファン29により吹込口37から吹込まれた外部空気により冷却装置27のラジエータおよびオイルクーラなどにおける熱交換が促進され、エンジン冷却水および油圧回路の作動油などが冷却される。高温のエンジン冷却水および作動油と熱交換して温度上昇した空気は、上部の排風口38から外部へ排出される。
【００３９】
この冷却装置27による冷却と並行して、エンジン21によりエンジン室22内のコンプレッサ41を駆動し、このコンプレッサ41により、隔壁体23の外部の空気を吸気配管42を経て吸込み、圧縮し、ノズル45より圧縮空気をエンジン室22内に強制的に吹込む。
【００４０】
このとき、ノズル45からエンジンコントローラ31に向けて低温の圧縮空気を吹付け、このエンジンコントローラ31を直接冷却するとともに、このエンジンコントローラ31を経た冷却空気をエンジン室22の全体に供給する。
【００４１】
同時に、空気排出手段33によりエンジン室22内の空気を外部へ強制的に排出するので、低騒音化構造の隔壁体23で囲まれたエンジン室22においても十分な換気が可能となり、この換気によりエンジン室22内の温度を下げ、換気不足の場合に生ずるエンジン室22内の温度上昇に伴なう問題を解消できる。
【００４２】
すなわち、エンジン室22では、コンプレッサ41からの圧縮空気の供給と、空気排出手段33による空気の強制的な排出とが同時になされるので、いずれか一方のみがなされる場合より十分な換気が可能となり、エンジンコントローラ31と共に、エンジン21およびマフラ32などを効果的に冷却できる。
【００４３】
このとき、空気排出手段33とコンプレッサ41との給排量バランスは、空気排出手段33によりエンジン室22から強制的に排出される空気量よりも、コンプレッサ41からエンジン室22内に強制的に吹込まれる空気量が多くなるように制御することで、エンジン室22内のエンジン室圧がポンプ室25内のポンプ室圧よりもやや高圧になるように昇圧制御する。
【００４４】
これにより、万一、ポンプ室25で油圧ポンプ24などから油漏れが発生しても、隔壁体23aなどの隙間を経て、相対的に高圧のエンジン室22が低圧のポンプ室25から油分を含む空気を吸込むことはあり得ず、高温のマフラ32などに油分が付着するおそれもなくなる。
【００４５】
その上、コンプレッサ41により強制給気をすることから、エンジン室22の隔壁体23の底部などに大気を直接吸込むための開口穴を穿設する必要がないので、隔壁体23による騒音低減効果を維持できる。
【００４６】
次に、図１に示す構造を採用することにより、以下の効果が得られる。
【００４７】
コンプレッサ41からの圧縮空気をエンジン室22内に加圧供給することにより、エンジン室22内の雰囲気より低温の外部空気をエンジン室22内に積極的に取入れられるので、エンジン室22内の換気性能を上げることにより、エンジン室22内の雰囲気温度を下げることができ、エンジン室内機器の信頼性の向上を図ることができる。
【００４８】
その際、ノズル45から噴出された低温の圧縮空気を、エンジン室22内の最も冷却を要する最冷却対象物としてのエンジン室内機器、例えばエンジンコントローラ31に対して冷却風として直接吹付けることで、高温に弱いエンジン室内機器でも効率良く冷却できるので、一層の信頼性向上を図ることができる。
【００４９】
コンプレッサ41からの圧縮空気をエンジン室22に供給することにより、エンジン室22内より低温の外部空気を吸気配管42を経てエンジン室22内に積極的に取入れられるので、エンジン室上部カバー40およびポンプ室25上のエンジン室周辺カバー26の温度上昇も抑制でき、このエンジン室周辺カバー26の一部を開けて作業する作業者にとって作業しやすい。
【００５０】
コンプレッサ41からの圧縮空気をエンジン室22に供給することにより、エンジン室22内を昇圧するので、空気排出手段33のエジェクタ機能を高めることができ、すなわち、換気性能を高めることができる。
【００５１】
コンプレッサ41からの圧縮空気をエンジン室22に供給することにより、エンジン室22内を昇圧することで、ポンプ室25内の油圧ポンプ24などから油漏れが発生した際の、エンジン室22内への油の侵入を防止できる。
【００５２】
このように、冷却装置27の冷却ファン29とは別に設置されたコンプレッサ41により、隔壁体23の外部より吸込んだ空気を高温のエンジン室22内に強制的に吹込んでエンジン室内機器を冷却し、この冷却により温まった空気は、空気排出手段33により外部へ強制的に排出するので、隔壁体23による低騒音化構造のエンジン室22においても十分な換気量を確保でき、エンジン室22内の温度を効率良く下げることができ、換気不足の場合に生ずるエンジン室22内の温度上昇に伴なうエンジン室内機器の信頼性低下を防止でき、エンジンコントローラ31などの信頼性の向上を図ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、エンジン室のコンプレッサにより、吸気配管を経て隔壁体の外部より吸込んだ空気をエンジン室内に強制的に吹込むことで、低騒音化構造のエンジン室においても十分な換気が可能となり、エンジン室内の温度を下げることができ、換気不足の場合に生ずるエンジン室内の温度上昇に伴なう問題を解消できるとともに、コンプレッサによりエンジン室内に加圧供給した圧縮空気によりエンジン室圧をポンプ室圧より高圧に保つことで、ポンプ室で油漏れが生じても、エンジン室がその油分を含む空気をポンプ室から吹込むおそれを防止でき、特に、エンジン室では、コンプレッサからの圧縮空気の供給と、空気排出手段による空気の強制的な排出とが同時になされるので、より十分な換気が可能となり、また、空気排出手段は、コンプレッサから供給された圧縮空気により昇圧されたエンジン室圧をポンプ室圧以上に保てる範囲でエンジン室内の空気を排出するので、ポンプ室で油漏れが生じても、エンジン室がその油分を含む空気をポンプ室から吸込むおそれを防止できる。
【００５４】
請求項２記載の発明によれば、空気噴出部は、コンプレッサからの圧縮空気をエンジン室内の最冷却対象物に吹付けることで、高温に弱い最冷却対象物を効率良く冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るエンジン装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】  油圧ショベルの正面図である。
【図３】  図２のIII-III線断面を示す従来のエンジン装置の断面図である。
【符号の説明】
21    エンジン
22    エンジン室
23，23a   隔壁体
24    油圧ポンプ
25    ポンプ室
31    最冷却対象物としてのエンジンコントローラ
33    空気排出手段
41    コンプレッサ
42    吸気配管
45    空気噴出部としてのノズル
【図１】
0004139134.tif 000002
【図２】
0004139134.tif 000003
【図３】
0004139134.tif 000004