JP3399416B2 - 建設機械の冷却構造 - Google Patents

建設機械の冷却構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械に搭載さ
れたエンジン、油圧機器類を冷却する冷却構造に関し、
特に、小型油圧ショベルに好適である建設機械の冷却構
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、建設機械としての油圧ショベルに
おいて、作業アタッチメント等の油圧駆動系に圧油を供
給する油圧ポンプはエンジンで駆動するようになってお
り、そのエンジンを冷却するためにラジエータが備えら
れている。エンジン以外の放熱機器、例えば油圧ポンプ
や作動油タンクについては、冷却ファンの駆動により外
部から取り込まれた冷却風を接触させることにより空冷
されている。
【０００３】具体的には、ラジエータの上流側に冷却フ
ァンを配置した所謂プッシャファンタイプの冷却構造で
は、その冷却ファンの駆動によって本体カバー内に吸い
込まれる冷却風をラジエータに導入するとともに油圧機
器にも接触させ、それらラジエータや油圧機器との熱交
換によって昇温した冷却風を本体カバー外部に放出する
ようになっている。
【０００４】ところが運転席の真下にエンジンを配置す
るような小型油圧ショベルでは、アッパーフレームのサ
イズが極めて小さいため、エンジンや機器類を分散して
配置する余裕がない。そして、限られた面積のアッパー
フレーム上にエンジンや多数の機器類を設置しようとす
ると必然的に機器類を集合させなければならず、例えば
作動油タンクと燃料タンクとを近接配置すると、運転時
に作動油温度が上昇するために作動油タンクの温度が上
昇し、それにつれて燃料タンクも昇温してしまう。特に
樹脂製燃料タンクを使用している場合、樹脂の耐熱温度
を超えるとタンクが変形する等のトラブルが発生するこ
とになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の小
型油圧ショベルでは機器類を集合配置させると、放熱機
器の温度上昇がその近傍に配置された機器類に影響して
昇温させてしまう。そこで熱の影響を受けないようにす
るためには、機器間に一定の空間を設けるか、または放
熱機器のみを熱的に隔離すればよいが、機器間に空間を
設けると機器類を集合配置することができなくなり、小
型油圧ショベルの目的であるコンパクト化を達成するこ
とができない。また、放熱機器のみを離れて配置するこ
とは、スペースの制約を受ける小型油圧ショベルにおい
て実現性が乏しい。
【０００６】本発明は以上のような従来の建設機械の冷
却構造における課題を考慮してなされたものであり、作
動油タンクや燃料タンク等の機器類を集合配置させた状
態でも効率良く冷却することができ、それによってコン
パクト化を実現する建設機械の冷却構造を提供するもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、冷
却ファンの駆動によって建設機械の本体カバー内に冷却
風を取り込み、エンジン、放熱機器等の冷却を行なう建
設機械の冷却構造において、エンジンの出力軸に直列に
接続された油圧ポンプの周囲に冷却対象となる複数の機
器を集合配置するとともに、各機器間に出力軸方向と平
行な冷却風通路を設け、エンジンに備えられ油圧ポンプ
と反対側に位置する冷却ファンの駆動により冷却風通路
に冷却風を通過させるように構成した建設機械の冷却構
造である。
【０００８】請求項２の本発明は、冷却風通路の略延長
線上の本体カバーに冷却風取入口が設けられている建設
機械の冷却構造である。
【０００９】請求項３の本発明は、冷却対象となる複数
の機器が、作動油タンク、燃料タンク、バッテリを含む
建設機械の冷却構造である。
【００１０】請求項４の本発明は、作動油タンクの一方
横側に燃料タンクを配置し、他方横側にバッテリを配置
した建設機械の冷却構造である。
【００１１】請求項５の本発明は、作動油タンクの肩部
に階段状凹所を有し、その凹所にバッテリを配置してな
る建設機械の冷却構造である。
【００１２】請求項６の本発明は、作動油タンクの下部
に、油圧ポンプを避けるようにして切欠部が形成されて
いる建設機械の冷却構造である。
【００１３】本発明における建設機械の冷却構造は、ラ
ジエータの上流側に冷却ファンを配置するプッシャファ
ン方式またはラジエータの下流側に冷却ファンを配置す
るサクションファン方式のいずれにも適用することがで
きる。しかしながら、サクション方式ではラジエータで
熱交換を行なった後の冷却風が冷却対象の機器に導入さ
れるのに対し、プッシャファン方式では、外部から取り
込んだ冷却風がまず冷却対象の機器に導入されるため、
プッシャファン方式の方が冷却効率が高いという利点が
ある。
【００１４】また、本発明における油圧ポンプは、エン
ジン出力軸に直列に接続されたものであり、その油圧ポ
ンプ周囲の空間を利用して複数の機器を集合配置させた
ものである。なお、この油圧ポンプは冷却ファンと反対
側に位置する。
【００１５】請求項１の本発明に従えば、集合配置され
た機器間に設けられた冷却風通路がエンジン出力軸と平
行に形成されているため、本体カバー内に取り込まれた
冷却風はその冷却風通路に案内されて各機器を冷却す
る。
【００１６】請求項２の本発明に従えば、冷却風取入口
の略延長線上に冷却風通路を設けたため、冷却風が円滑
に冷却風通路に案内される。
【００１７】請求項３の本発明に従えば、作動油タン
ク、燃料タンク、バッテリを集合配置しても冷却風通路
が確保されているため、作動油タンクの放熱は冷却風の
通気によって冷却され、それにより、燃料タンクやバッ
テリに対する熱の影響を防止することができる。
【００１８】請求項４の本発明に従えば、作動油タンク
を中心としてその両側に燃料タンク及びバッテリを配置
したため、給油やメンテナンスが容易になる。
【００１９】請求項５の本発明に従えば、作動油タンク
の肩部に形成された階段状凹所にバッテリを配置したた
め、作動油タンクとバッテリを略面一に組み合わせるこ
とができ、しかも上部旋回体上にバッテリ固定用のブラ
ケットを備える必要がなくなる。
【００２０】請求項６の本発明に従えば、作動油タンク
の下部に切欠部が形成されているため作動油タンクを油
圧ポンプに近づけて配置することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施の形態に
基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２２】図１は本発明に係る建設機械の冷却構造が
適用される小型油圧ショベルの外観を示したものであ
る。
【００２３】同図において、小型油圧ショベル１は、ク
ローラ式走行体２上に上部旋回体３が旋回自在に搭載さ
れており、ショベル本体４が構成されている。
【００２４】上部旋回体３上には運転席５が設けられ、
その運転席５のシート下方である本体カバー６内に、図
示しないエンジンユニットや油圧機器等が収納されてい
る。運転席５の左右両側には操作レバー７を備えたコン
トロールボックス８が備えられている。また、本体カバ
ー６の側壁には、冷却風を取り入れるためのスリット状
の冷却風取入口６ａが複数形成されている。
【００２５】上部旋回体３の前部には作業アタッチメン
ト９が装着されており、この作業アタッチメント９は、
ブームシリンダ１０ａによって起伏動作するブーム１０
と、そのブーム１０の先端部に連結されアームシリンダ
１１ａによって回動するアーム１１と、そのアーム１１
の先端部に連結されバケットシリンダ１２ａによって回
動するバケット１２とから構成されている。なお、同図
に示すブーム１０は、溝掘り作業がし易いように縦軸ま
わりで左右方向にスイング動作するように構成されてお
り、そのスイング動作はスイングシリンダ１３の伸縮に
よって行なわれる。
【００２６】図２は図１に示す本体カバー６内の機器配
置を示したものである。同図において、エンジン１４は
上部旋回体３のアッパーフレーム上に車幅方向に向けて
配置されている。なお、本実施形態における冷却システ
ムはプッシャファン方式を採用しており、よってエンジ
ン１４に備えられた冷却ファン１４ａの下流側にラジエ
ータ１５を配置している。
【００２７】この構成において冷却風は、本体左側に設
けられた冷却風取入口６ａから本体カバー６内に取り込
まれ、本体カバー６内を本体右側に向けて流れ、ラジエ
ータ１５を通過する際にその伝熱管内を流れるエンジン
冷却水と熱交換され、熱交換によって昇温した冷却風は
本体カバー６の外部に放出される。
【００２８】エンジン１４の出力軸には油圧ポンプ１６
が直列に接続されており、この油圧ポンプ１６を取り囲
むようにして冷却対象となる複数の機器、具体的には燃
料タンク１７、作動油タンク１８、バッテリ１９が集合
配置されている。
【００２９】図３を参照しながら詳しく説明すると、エ
ンジン出力軸側にブラケット１４ｂを有し、その略中心
部に油圧ポンプ１６が位置している。
【００３０】作動油タンク１８は階段状に立ち上げられ
た金属製の箱体からなり、その底板１８ａはアッパーフ
レームに固定され、固定された状態で油圧ポンプ１６の
上方及び前方を囲むように配置される。
【００３１】作動油タンク１８の前側肩部には凹所１８
ｂが形成されており、その凹所１８ｂの奥行き寸法Ｓ
は、バッテリ１９の奥行き寸法Ｓ′よりも若干長く形成
されている。また、作動油タンク１８とバッテリ１９と
の対向面にはそれぞれスペーサ２０が貼着されている。
【００３２】従って、バッテリ外壁１９ａが作動油タン
ク外壁１８ｃと面一になるようにしてバッテリ１９を凹
所１８ｂに配置すると、バッテリ１９と作動油タンク１
８との間に通路Ｔ１及び通路Ｔ２が確保される。
【００３３】上記通路Ｔ１及びＴ２はエンジン１４の出
力軸方向と平行に形成されている。上記通路Ｔ１とＴ２
を以下、第１冷却風通路と呼ぶ。
【００３４】また、作動油タンク１８の後側下部には、
油圧ポンプ１６を避けるようにして切欠部１８ｄが形成
されており、それにより、作動油タンク１８と油圧ポン
プとを近づけて配置することができるようになってい
る。
【００３５】一方、作動油タンク１８の後側には作動油
タンク１８と近接して燃料タンク１７が配置されてい
る。この燃料タンク１７は樹脂製からなり、作動油タン
ク１８との対向面１７ａにスペーサ２１が貼着され、そ
れによって通路Ｔ３が確保されている。この通路Ｔ３
は、エンジン１４の出力軸方向と平行に形成されてい
る。上記通路Ｔ３を以下、第２冷却風通路と呼ぶ。
【００３６】なお、燃料タンク１７の後面は、できるだ
け多くの容積を確保できるように、本体カバー６の形状
に沿った曲面形状となっている（図２の平面図参照）。
また、油圧ポンプ１６と燃料タンク１７及び作動油タン
ク１８との間に形成される環状の空間Ｔ４を第３冷却風
通路と呼ぶ。
【００３７】このように、油圧ポンプ１６を取り囲むよ
うにして燃料タンク１７及び作動油タンク１８を配置す
れば、これらのタンクが遮音材として機能するため油圧
ポンプ１６から発生するノイズを低減させることができ
る。
【００３８】次に、上記構成を有する冷却構造の動作に
ついて説明する。
【００３９】図２において、冷却ファン１４ａが駆動す
ると、冷却風取入口６ａから冷却風が取り込まれ、一部
は第３冷却風通路Ｔ４を、一部は第１冷却風通路Ｔ１，
Ｔ２を、さらに一部は第２冷却風通路Ｔ３をそれぞれ通
過し、残りの冷却風は集合配置された機器１７，１８，
１９の外側を流れる。
【００４０】油圧ポンプ１６及び作動油タンク１８の放
熱については主に第３冷却風通路Ｔ４を流れる冷却風に
よって冷却される。
【００４１】また、放熱の影響を受けたくないバッテリ
１９については第１冷却風通路Ｔ１，Ｔ２を流れる冷却
風によって熱の伝播が遮断され、同じく燃料タンク１７
については第２冷却風通路Ｔ３を流れる冷却風によって
熱の伝播が遮断される。
【００４２】また、本実施形態では集合配置させた燃料
タンク１７，作動油タンク１８及びバッテリ１９を、冷
却風取入口６ａに接近させて配置しているため、冷却風
は円滑に各冷却風通路Ｔ１〜Ｔ４に導入される。
【００４３】各冷却風通路Ｔ１〜Ｔ４を通過した冷却風
は従来のプッシャファン方式の冷却システムと同様に、
エンジン１４外壁に沿って流れ、冷却ファン１４ａを通
過した後、ラジエータ１５に導入され、ラジエータ１５
の各伝熱管内を流れるエンジン冷却水を冷却した後、本
体カバー６外部に放出される。
【００４４】また、本発明の建設機械の冷却構造は、上
記実施形態では小型油圧ショベルに適用した例について
説明したが、これに限らず、エンジンや機器類の設置ス
ペースが少ない任意の小型建設機械に適用することがで
きる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１の本発明によれば、エンジン出力軸に接続され
た油圧ポンプの近傍に、冷却対象となる複数の機器を集
合配置し、各機器の間に冷却風を効率良く通過させるよ
うに構成したため、本体カバー内に複数の機器を集合配
置することができ、それによって本体のコンパクト化が
図れる。
【００４６】請求項２の本発明によれば、冷却風取入口
から取り込まれた冷却風が円滑に冷却風通路に案内され
る。
【００４７】請求項３の本発明によれば、放熱機器であ
る作動油タンクが冷却され、それにより、作動油タンク
の近傍に配置された燃料タンクやバッテリの昇温が防止
される。
【００４８】請求項４の本発明によれば、燃料タンク及
びバッテリを本体カバー側に配置しているため、給油や
メンテナンスが容易になる。
【００４９】請求項５の本発明によれば、作動油タンク
の肩部に形成された階段状凹所にバッテリを配置したた
め、機器の集合率を高めることができる。また、上部旋
回体上にバッテリ固定用のブラケットを備える必要がな
く、部品点数を減らすことができる。
【００５０】請求項６の本発明によれば、作動油タンク
の下部に切欠部を形成したため、作動油タンクを油圧ポ
ンプに近づけて配置することができ、機器の集合率をよ
り高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建設機械の冷却構造が適用される
小型油圧ショベルの外観図である。
【図２】本体カバー内に収納されるエンジン、機器類の
配置を示す平面図である。
【図３】本体カバー内に収納される冷却対象機器の集合
配置状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１ ミニショベル ２ クローラ式走行体 ３ 上部旋回体 ４ ショベル本体 ５ 運転席 ６ 本体カバー ６ａ 冷却風取入口 １４ エンジン １５ ラジエータ １６ 油圧ポンプ １７ 燃料タンク １８ 作動油タンク １９ バッテリ Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ 冷却風通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｐ 5/06 ５０５ Ｆ０１Ｐ 5/06 ５０５ ５１０ ５１０Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01P 11/10 B60K 11/06 E02F 9/00 F01P 5/06

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷却ファンの駆動によって建設機械の本
    体カバー内に冷却風を取り込み、エンジン、放熱機器等
    の冷却を行なう建設機械の冷却構造において、 前記エンジンの出力軸に直列に接続された油圧ポンプの
    周囲に冷却対象となる複数の機器を集合配置するととも
    に、各機器間に前記出力軸方向と平行な冷却風通路を設
    け、前記エンジンに備えられ前記油圧ポンプと反対側に
    位置する冷却ファンの駆動により前記冷却風通路に冷却
    風を通過させるように構成したことを特徴とする建設機
    械の冷却構造。
  2. 【請求項２】 前記冷却風通路の略延長線上の前記本体
    カバーに冷却風取入口が設けられている請求項１記載の
    建設機械の冷却構造。
  3. 【請求項３】 前記冷却対象となる複数の機器が、作動
    油タンク、燃料タンク、バッテリを含む請求項１または
    ２に記載の建設機械の冷却構造。
  4. 【請求項４】 前記作動油タンクの一方横側に燃料タン
    クを配置し、他方横側にバッテリを配置した請求項３記
    載の建設機械の冷却構造。
  5. 【請求項５】 前記作動油タンクの肩部に階段状凹所を
    有し、その凹所に前記バッテリを配置してなる請求項３
    または４に記載の建設機械の冷却構造。
  6. 【請求項６】 前記作動油タンクの下部に、前記油圧ポ
    ンプを避けるようにして切欠部が形成されている請求項
    ３〜５のいずれかに記載の建設機械の冷却構造。
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