(57)【要約】【課題】冷却ファンの正転状態では被冷却物を効率よく冷却でき、冷却ファンの逆転状態ではクーリングユニットを確実に掃除できる作業機械を提供する。【解決手段】エンジン25とクーリングユニット27との間を区画する隔壁30に、エンジン25側と冷却ファン28側とを連通する開口部71を設ける。冷却ファン28の逆転状態で開口部71を開き、冷却ファン28の正転状態で開口部71を閉塞する閉塞部材72を設ける。冷却ファン28の正転状態では、閉塞部材72が開口部71を閉じてクーリングユニット27側とエンジン25側とを隔壁30により隔離して冷却風によりクーリングユニット27を介して被冷却物を効率よく冷却できる。冷却ファン28の逆転状態では、閉塞部材72が開口部71を開くことでエンジン25側から充分な空気をクーリングユニット27へと吹付けてクーリングユニット27を確実にクリーニングできる。【選択図】図１
2009292255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
被冷却物を冷却するクーリングユニットと、
これらエンジンとクーリングユニットとの間を区画する隔壁と、
この隔壁とクーリングユニットとの間に位置し、正転状態で冷却風をクーリングユニットに強制的に通過させ、逆転状態でクーリングユニットに逆方向の風を吹付ける冷却ファンと、
隔壁に設けられ、エンジン側と冷却ファン側とを連通する開口部と、
冷却ファンの逆転状態で開口部を開き、冷却ファンの正転状態で開口部を閉塞する閉塞部材と
を具備したことを特徴とする車両。
【請求項２】
閉塞部材は、開口部の冷却ファン側に配置され、この冷却ファンの正転状態で自重と冷却風圧との少なくともいずれか一方により開口部を閉塞する軽量部材である
ことを特徴とする請求項１記載の車両。
【請求項３】
閉塞部材は、上側が隔壁に軸支され、下側が自由端状に形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
閉塞部材の下部に、ウェイトが取付けられている
ことを特徴とする請求項３記載の車両。
【請求項５】
ウェイトは、
中空な本体部と、
この本体部内に流動体を注入可能なバルブとを備えている
ことを特徴とする請求項４記載の車両。
【請求項６】
冷却ファンは、
略円筒状のファン本体と、
このファン本体の軸方向に対して傾斜状に形成され、ファン本体に対して放射状に突出するとともに、正転時と逆転時とでファン本体の軸方向に対する傾斜角度を切換え可能な羽根部とを備えている
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却風をクーリングユニットに強制的に通過させる冷却ファンを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばホイールローダなどの車両である作業機械は、エンジン冷却水の冷却用のラジエタや作動流体である作動油の冷却用のオイルクーラなどを備えたクーリングユニットに対向して冷却ファンが配置され、この冷却ファンを駆動させることによりクーリングユニットに強制的に通過させてエンジン冷却水や作動油を冷却する。
【０００３】
このような構成では、冷却効率を向上するために、クーリングユニットおよび冷却ファンなどが隔壁によってエンジン室と隔離されているとともに、冷却ファンによって外気を吸込んでクーリングユニットに通過させている(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開２００４−１４２５９７号公報(第５−７頁、図２−５)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の作業機械は、例えば木材のチップ(細木片)の処理に用いられることがある。このような場合には、冷却ファンを駆動させた際に外気に混じってチップが吸込まれ、このチップがクーリングユニットに付着して冷却効率が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、作業機械の稼動中に例えば定期的に冷却ファンを逆転させることで、クーリングユニットに付着したチップを吹き飛ばして冷却効率を確保する、いわゆるバリアブルピッチファン(リバーシブルファン)の構成が考えられる。
【０００６】
しかしながら、このように冷却ファンを逆転させた場合には、冷却ファンの吸込側にエンジン室との隔壁が位置しているため、充分な風量を得ることが容易でなく、クーリングユニットを確実に掃除することが容易でないという問題点を有している。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、冷却ファンの正転状態では被冷却物を効率よく冷却でき、冷却ファンの逆転状態ではクーリングユニットを確実に掃除できる車両を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、エンジンと、被冷却物を冷却するクーリングユニットと、これらエンジンとクーリングユニットとの間を区画する隔壁と、この隔壁とクーリングユニットとの間に位置し、正転状態で冷却風をクーリングユニットに強制的に通過させ、逆転状態でクーリングユニットに逆方向の風を吹付ける冷却ファンと、隔壁に設けられ、エンジン側と冷却ファン側とを連通する開口部と、冷却ファンの逆転状態で開口部を開き、冷却ファンの正転状態で開口部を閉塞する閉塞部材とを具備した車両である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両において、閉塞部材が、開口部の冷却ファン側に配置され、この冷却ファンの正転状態で自重と冷却風圧との少なくともいずれか一方により開口部を閉塞する軽量部材であるものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の車両において、閉塞部材は、上側が隔壁に軸支され、下側が自由端状に形成されているものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両において、閉塞部材の下部に、ウェイトが取付けられているものである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の車両において、ウェイトが、中空な本体部と、この本体部内に流動体を注入可能なバルブとを備えているものである。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５いずれか記載の車両において、冷却ファンは、略円筒状のファン本体と、このファン本体の軸方向に対して傾斜状に形成され、ファン本体に対して放射状に突出するとともに、正転時と逆転時とでファン本体の軸方向に対する傾斜角度を切換え可能な羽根部とを備えているものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、エンジンとクーリングユニットとの間を区画する隔壁に、エンジン側と冷却ファン側とを連通する開口部を設けるとともに、冷却ファンの逆転状態で開口部を開き、冷却ファンの正転状態で開口部を閉塞する閉塞部材を設けることで、冷却ファンの正転状態では、閉塞部材が開口部を閉じてクーリングユニット側とエンジン側とを隔壁により隔離して冷却風によりクーリングユニットを介して被冷却物を効率よく冷却でき、冷却ファンの逆転状態では、閉塞部材が開口部を開いてエンジン側から充分な空気をクーリングユニットへと吹付けてクーリングユニットを確実にクリーニングできる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、閉塞部材を、冷却ファンの正転状態で自重と冷却風圧との少なくともいずれか一方により開口部を閉塞する軽量部材とすることで、閉塞部材により開口部を閉塞させるための機構が別途必要とならず、構成を簡略化できる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、閉塞部材の上側を隔壁に軸支し、下側を自由端状に形成することで、閉塞部材が自重と冷却風圧との少なくともいずれか一方により開口部を閉塞する構成を容易に形成できる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、閉塞部材の下部にウェイトを取付けることにより、閉塞部材が必要時以外で開口部を開閉することを抑制できる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、ウェイトを、中空な本体部と、この本体部内に流動体を注入可能なバルブとにより構成することで、バルブを介して本体部内に必要量の流動体を注入するだけでウェイトの重量を容易に最適な状態に調整できる。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、冷却ファンの略円筒状のファン本体の軸方向に対して傾斜状に形成されファン本体に対して放射状に突出する羽根部のファン本体の軸方向に対する傾斜角度を、正転時と逆転時とで切換え可能とすることで、冷却ファンの正転時および逆転時のそれぞれにおいて充分な風量を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図９を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図９に示されるように、車両としての作業機械11は、例えば木材のチップ(細木片)などの処理をする、いわゆるチップ仕様機であり、後部車輪12を有する後部車両13に対し、アーティキュレート軸14を介して、前部車輪15を有する前部車両16が屈曲可能に連結され、この前部車両16に流体圧(油圧)アクチュエータとしてのリフトシリンダ17により回動される作業装置としてのリフトアーム18の基端が軸支され、このリフトアーム18の先端に流体圧(油圧)アクチュエータとしての図示されないチルトシリンダにより回動されるバケット20が軸連結されている。また、後部車両13上には、オペレータを覆うキャブ21が搭載されているとともに、このキャブ21の後方に収納室22が形成されている。
【００２２】
収納室22の内部には、図１乃至図３に示されるように、エンジン25およびこのエンジン25により駆動される油圧ポンプなどを備えた動力装置などを収納するエンジン室26と、クーリングユニット27および冷却ファン28などを収納する冷却室29とが、隔壁30を介して区画されている。そして、冷却室29は、収納室22を覆う開閉可能なカバー31に穿設された図示されない通気孔を介して外部と連通している。
【００２３】
クーリングユニット27は、図６および図７に示されるように、扁平状に形成された第１の熱交換器コア35と、扁平状に形成された第２の熱交換器コア36とが、左右に横並びで配置され、これらの第１の熱交換器コア35および第２の熱交換器コア36の前面側の上側寄りの位置に、扁平状に形成された第３の熱交換器コア37が配置され、車体フレーム38上に搭載されて、隔壁30とサポート39を介して固定されている。
【００２４】
第１の熱交換器コア35は、例えばエンジン冷却水などの被冷却物を冷却する格子状のラジエタであり、第２の熱交換器コア36は、例えば油圧回路の作動油などの被冷却物を冷却する格子状のオイルクーラであり、第３の熱交換器コア37は、例えば空調回路の冷媒などの被冷却物を冷却する空調用コンデンサである。
【００２５】
第１の熱交換器コア35および第２の熱交換器コア36は、サポート39と接続されるフレーム41内に設置され、第３の熱交換器コア37は、フレーム41の一側にヒンジ43を介して設置されている。したがって、第３の熱交換器コア37は、一側のヒンジ43を中心にスイングアウトできるように構成され、各熱交換器コア35，36の清掃性を高め、メンテナンスしやすい構造となっている。
【００２６】
冷却ファン28は、図１乃至図５に示されるように、クーリングユニット27の背面側、すなわちクーリングユニット27と隔壁30との間に位置し、シュラウドおよびガードなどを有するシュラウド体45により覆われているとともに、このシュラウド体45の中央部に位置する流体圧アクチュエータとしての動力源である油圧モータ46により正転あるいは逆転するように回転駆動される。また、この冷却ファン28は、油圧モータ46の回転軸46aが挿通される挿通部材である挿通ブラケット47と、この挿通ブラケット47に挿通された回転軸46aの先端側が固定されるファン本体としての略円柱状の基体部48と、この基体部48に対して基端側が回動可能に取付けられ先端側が基体部48に対して放射状に突出する複数のファン翼である羽根部49とを備えている。
【００２７】
挿通ブラケット47は、ボルト51などを介して基体部48に連結されている。
【００２８】
基体部48の油圧モータ46と反対側の端部には、圧縮空気を供給する流体圧供給手段としてのエアコンプレッサ(図示せず)に接続された接続管であるチューブ52を接続する接続穴53が形成されており、基体部48の内部には、接続穴53に連通する螺旋状の通気部54が形成され、かつ、接続穴53側と通気部54側との連通方向を切換える図示されない切換手段としての切換弁が取付けられている。そして、チューブ52を介してエアコンプレッサから供給された圧縮空気の通気部54に対する供給方向を切換弁によって切換えることで、各羽根部49が回動して基体部48の軸方向に対する傾斜角度が切換わるように構成されている。
【００２９】
通気部54には、各羽根部49を冷却ファン28の逆転用に回動させるための第１開口54aと、各羽根部49を冷却ファン28の正転用に回動させるための第２開口54bとが形成されている。
【００３０】
羽根部49は、断面が円弧状に湾曲して形成され、例えば基体部48の周方向に略等間隔に、９枚、あるいは１２枚程度、基体部48の軸方向に対して交差状に傾斜して取付けられている。また、各羽根部49の基端部である軸部49aは、基体部48の通気部54に対して気密部材であるシール部材49bにより気密に接続されており、この軸部49aには、通気部54の内部へと吹付部としての風当て部49cが突出して形成されている。そして、この風当て部49cに対して、エアコンプレッサから供給された圧縮空気が吹付けられることにより、各羽根部49が同位置で回動するように構成されている。これら羽根部49の回動は、冷却ファン28を正転させる際と反転させる際とに、それぞれ互いに干渉しないように例えばほぼ同時に行われる。
【００３１】
シュラウド体45は、クーリングユニット27の背面側にてフレーム41内に取付けられた複数の取付フレーム55に対してそれぞれボルト56などにより複数箇所で固定されている。また、このシュラウド体45の中央部には、油圧モータ46を保持したブラケット57が嵌合する嵌合穴部58が形成されている。
【００３２】
取付フレーム55は、冷却ファン28の周囲からシュラウド体45へと連通する風路を区画するように、冷却ファン28の周囲に臨んで配置されている。
【００３３】
ブラケット57は、油圧モータ46の上下部に取付ブラケット60，60が水平状に溶接されている。そして、これら取付ブラケット60，60は、シュラウド体45に対して複数の固定ブラケット61を介してボルト62により固定されているとともに、フレーム41の側部に一端側が固定されたモータサポート63の他端間にわたって接続されている。
【００３４】
油圧モータ46は、図示されない制御部からの制御信号によって駆動された流体圧(油圧)ポンプの吐出側に接続され、この油圧ポンプを介して供給される作動油の流れ方向によって、エンジン25の駆動と独立して冷却ファン28を正転あるいは逆転させるように正転駆動あるいは逆転駆動することが可能となっている。
【００３５】
また、隔壁30は、エンジン室26と冷却室29とを区画することによりクーリングユニット27での冷却効率を高めるもので、シュラウド体45を介して冷却ファン28と対向している。さらに、この隔壁30の油圧モータ46と対向する部分には、この油圧モータ46の一部が嵌合する図示されない凹部が設けられ、この隔壁30の冷却ファン28に対向する凹部の下方には、エンジン室26と冷却室29とを連通可能な開口部71が複数開口形成され、これら開口部71のそれぞれには、各開口部71を開閉可能な閉塞部材72が取付けられている。さらに、この隔壁30には、図示されない作動流体(作動油)タンク、燃料タンクあるいはコントロール弁などに接続された配管(ホース)をエンジン室26側へと挿通したり、エンジン室26側からの配管を冷却室29側へと挿通したりするための図示されない挿通孔が複数形成されている。
【００３６】
開口部71は、例えば第１の熱交換器コア35と第２の熱交換器コア36とのそれぞれに対応する位置に丸孔状に形成され、隔壁30を貫通している。
【００３７】
閉塞部材72は、通気性を有さない、例えば合成樹脂などの軽量部材により板状(フィルム状)に形成され、各開口部71の冷却室29側すなわち前側に配置され、上側が固定部75を介して隔壁30の前面側に固定されているとともに、下側が自由端状となっており、この自由端状の下端側に、ウェイト76が設けられている。すなわち、閉塞部材72は、隔壁30に対して吊下げた状態で固定されている。
【００３８】
固定部75は、例えばヒンジ、ボルト、リベットなどにより隔壁30に軸支する構成、フックあるいは面ファスナなどにより隔壁30に対してワンタッチで脱着可能とする構成、隔壁30側に形成した受け部に対して水平方向に摺動させて差込む構成、あるいは、隔壁30と所定の部材との間に閉塞部材72の上端側を挟み込む構成など、任意の構成とすることが可能である。
【００３９】
ウェイト76は、例えば丸棒などを取付ける構成、あるいは所定の錘体を複数、所望の重量となるように適宜脱着する構成など、任意の構成とすることが可能であるが、ここでは、例えば閉塞部材72の下端部を袋状に折り返して形成した中空な本体部78の一側部に、この本体部78内に例えば水などの液体、あるいは例えばゲル状物体などの代替となる物体などの流動体を注入可能な逆止弁などのバルブ79を取付けた構成とする。なお、このウェイト76は、閉塞部材72の重量によっては、必ずしも設けなくてもよい。
【００４０】
次に、上記一実施の形態の作用効果を説明する。
【００４１】
閉塞部材72は、その重量に応じて、バルブ79を介して本体部78内に流動体を必要量注入し、冷却ファン28の逆転時、あるいは正転時に開口部71を円滑に開閉するようにウェイト76を調整する。
【００４２】
作業機械11の稼動時に、制御部からの所定の制御信号により流体圧ポンプが駆動されることで、油圧モータ46が冷却ファン28を正転あるいは逆転させる方向に駆動する。
【００４３】
冷却ファン28を正転させる際には、冷却ファン28内の切換弁を切換え、エアコンプレッサからチューブ52を介して供給された圧縮空気を通気部54の第２開口54b側に供給して各羽根部49の風当て部49cに吹付けることで、各羽根部49を、軸部49aを中心として回動させて、図５の実線に示されるように傾斜状とする。このとき、各羽根部49は、湾曲部分が冷却ファン28の正転方向前側に突出する状態で、かつ、基体部48の軸方向に略直交する平面に対して例えば３０°程度傾斜している。そして、この状態で油圧モータ46により冷却ファン28を回転させることで、図１に示されるように、閉塞部材72が自重、冷却風圧あるいはそれら双方により開口部71を閉塞した状態で冷却室29の外部からカバー31の通気孔を介して冷却風Ｃを吸込み、クーリングユニット27に強制的に通過させ、各熱交換器コア35，36，37で熱交換がなされ、各被冷却物が冷却される。
【００４４】
また、冷却ファン28を逆転させる際には、冷却ファン28内の切換弁を切換え、エアコンプレッサからチューブ52を介して供給された圧縮空気を通気部54の第１開口54a側に供給して各羽根部49の風当て部49cに吹付けることで、各羽根部49を、軸部49aを中心として、図５の実線に示される状態から想像線に示される状態へと１２０°程度回動させる。このとき、各羽根部49は、湾曲部分が冷却ファン28の逆転方向後側に突出する状態で、かつ、基体部48の軸方向に略直交する平面に対して例えば１５０°程度傾斜している。そして、この状態で油圧モータ46により冷却ファン28を回転させることで、図２に示されるように、閉塞部材72のウェイト76側(下端側)が、冷却ファン28の駆動による負圧によって冷却室29側へと回動し、開口部71を開くことで、エンジン室26と冷却室29とが連通し、冷却ファン28がエンジン室26側から冷却室29側へと空気(吹付風Ｂ)を吸込んで、クーリングユニット27に吹付け、冷却ファン28の正転時に外部から吸込まれた冷却風Ｃに混入して冷却室29へと吸込まれてクーリングユニット27に付着したチップなどの塵埃を吹き飛ばし、クーリングユニット27をクリーニングする。
【００４５】
制御部は、通常稼働時には冷却ファン28を正転状態とし、所定のタイミングで冷却ファン28を逆転状態とする。そして、制御部は、この逆転状態を所定時間継続した後、正転状態に戻す。なお、冷却ファン28を逆転状態とするタイミングは任意に設定でき、例えば作業機械11の運転開始直後、あるいは運転終了直前などでもよい。
【００４６】
上述したように、上記一実施の形態では、エンジン25とクーリングユニット27との間を区画する隔壁30に、エンジン25側と冷却ファン28側とを連通する開口部71を設けるとともに、冷却ファン28の逆転状態で開口部71を開き、冷却ファン28の正転状態で開口部71を閉塞する閉塞部材72を設ける構成とした。
【００４７】
このため、冷却ファン28の正転状態では、閉塞部材72が開口部71を閉じてクーリングユニット27側とエンジン25側とを隔壁30により隔離して冷却風によりクーリングユニット27を介して被冷却物を効率よく冷却でき、冷却ファン28の逆転状態では、閉塞部材72が開口部71を開くことでエンジン25側(エンジン室26側)から充分な空気をクーリングユニット27へと吹付けてクーリングユニット27を確実にクリーニングできる。
【００４８】
この結果、チップなどによるクーリングユニット27の汚れや目詰まりを防止して、クーリングユニット27での冷却効率を向上でき、稼動中のオーバヒートを防止できる。
【００４９】
また、閉塞部材72を、冷却ファン28の正転状態で自重、冷却風圧あるいはそれら双方により開口部71を閉塞する軽量部材とすることで、閉塞部材72により開口部71を閉塞させるための機構が別途必要とならず、構成を簡略化できる。しかも、閉塞部材72をフィルム状などとすることで、隔壁30の開口部71の形成部に凹凸がある場合でも、閉塞部材72をフィットさせることが可能になる。
【００５０】
さらに、閉塞部材72の上側を隔壁30に軸支し、下側を自由端状に形成することで、閉塞部材72が自重、冷却風圧あるいはそれら双方により開口部71を閉塞する構成を容易に形成できる。
【００５１】
そして、閉塞部材72の下部にウェイト76を取付けることにより、作業機械11の走行時の振動や衝撃などによって閉塞部材72が必要時以外で開口部71を開閉することを抑制できる。
【００５２】
また、ウェイト76を、中空な本体部78と、この本体部78内に流動体を注入可能なバルブ79とにより構成することで、バルブ79を介して本体部78内に必要量の流動体を注入するだけでウェイト76の重量を容易に最適な状態に調整できる。
【００５３】
さらに、正転および逆転をさせる冷却ファン28は、基体部48の軸方向に対する各羽根部49の傾斜角度が一定である場合、正転時には充分な風量を得ることができるものの、逆転時には充分な風量を得ることができない。そこで、各羽根部49の基体部48の軸方向に対する傾斜角度を、正転時および逆転時にそれぞれ対応して切換えることにより、各羽根部の傾斜角度を一定のまま冷却ファンを正転・逆転させる場合などと比較して、冷却ファン28の正転時および逆転時のそれぞれにおいて充分な風量を確保できる。
【００５４】
そして、各羽根部49を冷却ファン28の正転および逆転にそれぞれ対応させて回動させる際には、エアコンプレッサからの圧縮空気を風当て部49cに対して吹付ける方向を切換弁によって切換えるだけで、簡単な構成で容易に各羽根部49の回動方向を切換えることができる。
【００５５】
なお、上記一実施の形態において、閉塞部材72は、油圧モータ46の正転および逆転に対応して例えば開閉機構などにより動作させて開口部71を確実に開閉させるように構成してもよい。
【００５６】
また、車両としては、作業機械11に限定されるものではなく、特に塵埃が多い場所で使用される車両に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る車両の一実施の形態の冷却ファンの正転状態の要部を示す側面図である。
【図２】同上冷却ファンの逆転状態の要部を示す側面図である。
【図３】同上車両の要部を示す平面図である。
【図４】同上冷却ファンの要部を拡大して示す断面図である。
【図５】同上冷却ファンの一部を示す斜視図である。
【図６】同上車両のクーリングユニットおよび冷却ファンを後方から示す斜視図である。
【図７】同上車両のクーリングユニットおよび冷却ファンを前方から示す斜視図である。
【図８】同上車両の閉塞部材を示す斜視図である。
【図９】同上車両を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５８】
11    車両としての作業機械
25    エンジン
27    クーリングユニット
28    冷却ファン
30    隔壁
48    ファン本体としての基体部
49    羽根部
71    開口部
72    閉塞部材
76    ウェイト
78    本体部
79    バルブ
【図１】
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【図２】
2009292255.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009292255.tif 000006
【図５】
2009292255.tif 000007
【図６】
2009292255.tif 000008
【図７】
2009292255.tif 000009
【図８】
2009292255.tif 000010
【図９】
2009292255.tif 000011