(57)【要約】【課題】冷却ファンを正逆転切換えできるように構成するにあたり、伝動ベルトの劣化や伝動効率の低下を防止すると共に、コスト抑制、省スペース化を図る。【解決手段】冷却ファン１のシャフトに正転用、逆転用ファンプーリ４、５を回転自在に装着する一方、エンジンの出力軸８の回転を正転用ファンプーリ４に伝達する正転用伝動ベルト９と、該正転用伝動ベルト９の外側に圧接して駆動プーリ７とは逆方向に回転するアイドラプーリ１２と、該アイドラプーリ１２と一体回転する逆転プーリ１４と、該逆転プーリ１４の回転を逆転用ファンプーリ５に伝達する逆転用伝動ベルト１５とを設けると共に、前記正転用、逆転用ファンプーリ４、５の何れか一方の回転を冷却ファン１のシャフト２に伝達するクラッチ６を設けた。【選択図】図１
2009092046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンのシャフトに正転用ファンプーリおよび逆転用ファンプーリを回転自在に装着する一方、エンジンの出力軸と一体回転する駆動プーリと前記正転用ファンプーリとの間に巻回されて駆動プーリの回転を正転用ファンプーリに伝達する正転用伝動ベルトと、該正転用伝動ベルトの外側に圧接して駆動プーリとは逆方向に回転するアイドラプーリと、該アイドラプーリと一体的に回転する逆転プーリと、該逆転プーリと前記逆転用ファンプーリとの間に巻回されて逆転プーリの回転を逆転用ファンプーリに伝達する逆転用伝動ベルトとを設けると共に、前記正転用ファンプーリ、逆転用ファンプーリの何れか一方の回転を冷却ファンのシャフトに伝達するクラッチを設けたことを特徴とする建設機械における冷却ファンの正逆転切換え機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械における冷却ファンの正逆転切換え機構の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、ラジエータ、オイルクーラー、エアコンコンデンサ、アフタークーラー等の各種冷却装置が搭載されると共に、エンジンの出力軸には、これら冷却装置に冷却風を供給する冷却ファンが連結されている。ところで、建設機械は、土砂や塵介等が飛散する現場で稼動する場合が多く、このため、前記冷却装置のフィンやスクリーンは、土埃やゴミ等が付着、堆積して早期に目詰まりしやすく、度々の清掃が必要となる。しかるに、人手による清掃作業は手間がかかる許りか、複数の冷却装置が並列状態で設置されていたり冷却装置が機体の奥まった場所に設置されていたりすると、冷却装置にアクセスしづらいという問題がある。
そこで、冷却ファンの回転方向を、通常の冷却作動を行う場合とは逆方向に回転できるように構成し、該冷却ファンの逆方向の回転によって、冷却装置に付着した土埃やゴミ等を吹き飛ばすようにしたものがある。この様なものとしては、従来、エンジン回転を正逆転切換えて冷却ファンのシャフトに伝達できるように構成したもの（例えば、特許文献１参照。）や、冷却ファン駆動用の油圧モータを設け、該油圧モータを正逆制御することで冷却ファンを正逆転させる構成のもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【特許文献１】実公昭５８−２２９６９号公報
【特許文献２】特開平１０−６８１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記特許文献１のものは、エンジン回転を正逆転切換えて冷却ファンに伝達するにあたり、エンジン回転をクロスベルトにより逆回転にして逆転用伝動ベルトに伝達すると共に、緩く掛け渡した正転用伝動ベルト或いは逆転用伝動ベルトの何れかにテンションローラが択一的に圧接することで、正転用伝動ベルト或いは逆転用伝動ベルトの回転を冷却ファンに伝達するように構成されている。しかるに、クロスベルトは、ベルトが捻れた状態で掛け回されることになるため、耐久性に劣るという問題がある。また、正逆転を切換える度に正転用、逆転用伝動ベルトの張力が大きく変化して、張力過大やスリップを起こしやすく、ベルトの劣化や伝動効率の低下の原因となる。
一方、特許文献２のように冷却ファン駆動用の油圧モータを設けるものは、専用の油圧モータや切換弁、油圧配管等が必要であって、コスト抑制や省スペース化が要求される小型の機種には適さないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、冷却ファンのシャフトに正転用ファンプーリおよび逆転用ファンプーリを回転自在に装着する一方、エンジンの出力軸と一体回転する駆動プーリと前記正転用ファンプーリとの間に巻回されて駆動プーリの回転を正転用ファンプーリに伝達する正転用伝動ベルトと、該正転用伝動ベルトの外側に圧接して駆動プーリとは逆方向に回転するアイドラプーリと、該アイドラプーリと一体的に回転する逆転プーリと、該逆転プーリと前記逆転用ファンプーリとの間に巻回されて逆転プーリの回転を逆転用ファンプーリに伝達する逆転用伝動ベルトとを設けると共に、前記正転用ファンプーリ、逆転用ファンプーリの何れか一方の回転を冷却ファンのシャフトに伝達するクラッチを設けたことを特徴とする建設機械における冷却ファンの正逆転切換え機構である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明とすることにより、冷却ファンの回転方向を正逆切換えできることになり、而して、通常の冷却作動を行う場合とは逆方向に冷却ファンを回転させることで、冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を除去できるものでありながら、このものにおいて、冷却ファンの回転方向を正逆切換えるにあたり、正転用伝動ベルトおよび逆転用伝動ベルトの張力は全く変化しないから、正逆転切換えに伴い張力過大やスリップを起こす惧れがなく、而して、正転用、逆転用伝動ベルトが早期に劣化したり伝動効率が低下したりする等の不具合の発生を、確実に回避できる。しかも、この正逆転切換え機構は、簡単且つ安価な構造で、大きなスペースも必要とせず、コストの抑制や省スペース化に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図において、１は油圧ショベル等の建設機械に設けられる冷却ファンであって、該冷却ファン１が吸い込む冷却風によって、図示しないラジエータやオイルクーラー、エアコンコンデンサ、アフタークーラー等の冷却装置が冷却されるように構成されているが、該冷却ファン１のシャフト２は、エンジンカバー３に回転自在に支持されている。
【０００７】
さらに、前記冷却ファン１のシャフト２には、正転用ファンプーリ４および逆転用ファンプーリ５が、それぞれベアリング４ａ、５ａを介して回転自在に装着されていると共に、これら正転用ファンプーリ４と逆転用ファンプーリ５との間には、電磁クラッチ６が配設されている。
【０００８】
前記電磁クラッチ６は、シャフト２の外周面部に刻設されたスプライン溝２ａに軸方向移動自在に嵌合されていて、シャフト２と一体的に回転すると共に、ソレノイド６ａに印加された電流の向きによって、正転用ファンプーリ４側に移動して該正転用ファンプーリ４と一体回転する正転側位置と、逆転用ファンプーリ５側に移動して該逆転用ファンプーリ５と一体回転する逆転側位置とに変位できるように構成されている。而して、電磁クラッチ６が正転側位置に位置している状態では、正転用ファンプーリ４の回転が電磁クラッチ６を介してシャフト２に伝達される一方、電磁クラッチ６が逆転側位置に位置している状態では、逆転用ファンプーリ５の回転が電磁クラッチ６を介してシャフト２に伝達されるようになっている。
【０００９】
一方、７はエンジンの出力軸８に取付けられて該出力軸８と一体回転する駆動プーリ（クランクプーリ）であって、該駆動プーリ７と前記正転用ファンプーリ４との間には、正転用伝動ベルト９が巻回されている。而して、該正転用伝動ベルト９を介して、出力軸８と一体回転する駆動プーリ７の回転が正転用ファンプーリ４に伝達されるようになっている。そして、該正転用ファンプーリ４の回転は、前記正転側位置の電磁クラッチ６を介して冷却ファン１のシャフト２に伝達され、これにより冷却ファン１は正回転して冷却風を吸い込み、前記ラジエータやオイルクーラー等の冷却装置を冷却するように構成されている。
尚、図中、１０はオルタネータ１１の駆動軸１１ａに取付けられて該駆動軸１１ａと一体回転するオルタネータ用プーリであって、該オルタネータ用プーリ１０にも前記正転用伝動ベルト９が巻回されており、而して、エンジンの出力軸８の回転が、駆動プーリ７、正転用伝動ベルト９、オルタネータ用プーリ１０を介してオルタネータ１１の駆動軸１１ａにも伝達されるようになっている。
【００１０】
また、１２は前記正転用伝動ベルト９の外側に圧接して駆動プーリ７とは逆方向に回転するアンドラプーリであって、該アンドラプーリ１２を軸承する支軸１３は、エンジンカバー３に回転自在に支持されていると共に、該支軸１３には、アイドラプーリ１２と一体的に回転する逆転プーリ１４が取付けられている。
【００１１】
さらに、前記逆転プーリ１４と逆転用ファンプーリ５との間には、逆転用伝動ベルト１５が巻回されている。而して、該逆転用伝動ベルト１５を介して、逆転プーリ１４の回転、つまり駆動プーリ７とは逆方向の回転が逆転用ファンプーリ５に伝達されるようになっている。そして、該逆転用ファンプーリ５の回転は、前記逆転側位置の電磁クラッチ６を介して冷却ファン１のシャフト２に伝達され、これにより冷却ファン１は逆回転して、前記ラジエータ、オイルクーラー等の冷却装置のフィンやスクリーンに付着、堆積した土埃やゴミ等を吹き飛ばすように構成されている。
【００１２】
叙述の如く構成された本形態において、冷却ファン１のシャフト２には、正転用ファンプーリ４および逆転用ファンプーリ５が回転自在に装着されると共に、正転用ファンプーリ４には、エンジンの出力軸８と一体回転する駆動プーリ７の回転が正転用伝動ベルト９を介して伝達される一方、逆転用ファンプーリ５には、正転用伝動ベルト９の外側に圧接して駆動プーリ７とは逆方向に回転するアイドラプーリ１２の回転が、該アイドラプーリ１２と一体的に回転する逆転プーリ１４および逆転用伝動ベルト１５を介して伝達されることになる。而して、正転用ファンプーリ４と逆転用ファンプーリ５とは逆方向に回転することになるが、該正転用ファンプーリ４、逆転用ファンプーリ５の何れか一方の回転が、正転側位置、逆転側位置の電磁クラッチ６を介して冷却ファン１のシャフト２に伝達され、そして、正転用ファンプーリ４の回転が伝達された場合には、冷却ファン１が正回転してラジエータ、オイルクーラー等の冷却装置を冷却する通常の冷却作動を行う一方、逆転用ファンプーリ５の回転が伝達された場合には、冷却ファン１が逆回転して冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を吹き飛ばすことになる。
【００１３】
この結果、冷却ファン１を、通常の冷却作動を行う場合とは逆回転させることで、冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を除去できることになって、人手による度々の清掃作業を行わなくても冷却装置の目詰まりを防止できるものであるが、このものにおいて、冷却ファン１の回転方向を正逆切換えるにあたり、移動するのは電磁クラッチ６だけであって正転用伝動ベルト９および逆転用伝動ベルト１５の張力は全く変化しないから、正逆転切換えに伴い張力過大やスリップを起こす惧れがなく、而して、正転用、逆転用伝動ベルト９、１５が早期に劣化したり伝動効率が低下したりする不具合の発生を、確実に防止できる。
【００１４】
しかも、この正逆転切換え機構は、簡単且つ安価な構造で、大きなスペースも必要とせず、また、駆動プーリ９やオルタネータ用プーリ１０等、一般的に油圧ショベル１に設けられる機器部材の配置、取付けを変更する必要もないから、コストの抑制や省スペース化に大きく貢献できる。
【００１５】
さらにこのものでは、冷却ファン１の逆転時の回転速度を、正転時の回転速度とは独立して変化させることも簡単にできる。
つまり、冷却ファン１を逆転させて冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を吹き飛ばす場合には、風速、つまり冷却ファン１の逆回転の回転速度が大きいほど有効であるが、該冷却ファン１の逆転時の回転速度は、エンジンの出力軸８の回転速度に対し、駆動プーリ７とアイドラプーリ１２とのプーリ比、或いは逆転プーリ１４と逆転用ファンプーリ５とのプーリ比を変えることで、簡単に増速させることができる。一方、冷却ファン１の正転時の回転速度は、エンジンの出力軸８の回転速度に対し、駆動プーリ７と正転用ファンプーリ４とのプーリ比により決まる。
そこで、前記各プーリ比を適宜設定することで、通常の冷却作動を行なう場合には、冷却ファン１の正転時の回転速度を冷却作動に適した速度にする一方、冷却装置に付着、堆積した土埃やゴミ等を除去する場合には、冷却ファン１の逆転時の回転速度を正転時の回転速度よりも増速させることで、除去作業を更に効率よく行なうこともできる。
【００１６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、アイドラプーリ１０を配するにあたり、上記実施の形態では駆動プーリ７とオルタネータ用プーリ１０との間に配したが、駆動プーリ７と正転用ファンプーリ４との間、或いは正転用ファンプーリ４とオルタネータ用プーリ１０との間に配しても良い。また、本発明は、油圧ショベルに限定されることなく、例えばホイ−ルロ−ダ等の各種建設機械に実施できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】冷却ファン正逆転切換え機構の正面図である。
【図２】冷却ファン正逆転切換え機構の側面図である。
【図３】冷却ファン正逆転切換え機構の一部断面拡大図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    冷却ファン
２    シャフト
４    正転用ファンプーリ
５    逆転用ファンプーリ
６    電磁クラッチ
７    駆動プーリ
８    エンジンの出力軸
９    正転用伝動ベルト
１２  アイドラプーリ
１４  逆転プーリ
１５  逆転用伝動ベルト
【図１】
2009092046.tif 000003
【図２】
2009092046.tif 000004
【図３】
2009092046.tif 000005