JP6176297B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関するものである。

従来より、上部旋回体の車両後部にカウンタウエイトが設けられ、カウンタウエイト側に空気通路を形成することで、エンジンルーム内のファン風の滞留を減少させるようにした建設機械が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１には、エンジンのラジエータファン側の面の側方に位置するウエイトの部位に、ファン風をエンジン側面側に案内する風案内部を形成した構成が開示されている。これにより、ラジエータファンによって吸引された風は、エンジンのラジエータファン側面に当たって風案内部に案内され、エンジンの側方や上方等へ流れることで、エンジンルーム内で滞留するのを防止している。

特許文献２には、カウンタウエイトの前端面に、前方を開口とする凹部を、クーリング室対向部位からカウンタウエイトの外部に連通させるように設けて排気用風路とした構成が開示されている。これにより、ラジエータを通過して暖められた空気が、クーリング室から離れた部位で排気されるので、暖められた空気がクーリング室に巻き込まれるのを回避している。

特開２０００−１２０１０５号公報 特開２００７−３２１３９２号公報

ところで、近年、エンジンの排ガス規制対策として、エンジンの排気ガスを処理する排気ガス後処理装置を搭載する必要があり、例えば、機械室内においてエンジンよりも空気流通方向の下流側に配設するようにしている。

しかしながら、特許文献１の発明では、ファン風が風案内部に案内されてエンジンの側方や上方等へ流れる際に、排気ガス後処理装置が邪魔になって空気がスムーズに排気されず、機械室内に滞留してヒートバランスを損なうおそれがあるという問題がある。

一方、特許文献２の発明では、カウンタウエイトの前端面に凹部を設けて排気用風路としているため、排気ガス後処理装置が排気の邪魔になることはない。しかしながら、この排気用風路は、カウンタウエイトの前端面を大きく窪ませることで形成されているため、カウンタウエイトの重量が減少して、車両のバランスが悪化してしまうという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンに沿って流れる空気が機械室内で滞留するのを抑えて、ヒートバランスを向上させることにある。

本発明は、下部走行体と、該下部走行体上に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の車両後部に搭載されたカウンタウエイトと、該カウンタウエイトよりも車両前方に配設されたエンジンと、該カウンタウエイトとともに該エンジンの周囲を覆うことで機械室を区画する機械室カバーと、該機械室内に空気を取り込んで該エンジンを冷却させるファンとを備えた建設機械を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記エンジンよりも空気流通方向の下流側に配設された台座板を有する支持架台と、
前記台座板に載置され、前記エンジンの排気ガスを処理する排気ガス後処理装置とを備え、
前記機械室カバーには、前記台座板の上方に開口する排気口が形成され、
前記台座板と前記カウンタウエイトの側壁面との間には、該台座板の下方から前記排気口に向かうように空気を通過させるための隙間が設けられ、
前記カウンタウエイトの側壁面には、平面視で前記台座板に重なり合うように該台座板の下方に張り出して、前記エンジンに沿って流れる空気を、該台座板と該カウンタウエイトとの隙間を通過するように導く張出部が設けられていることを特徴とするものである。

第１の発明では、カウンタウエイトの側壁面には、張出部が設けられる。張出部は、平面視で台座板に重なり合うように台座板の下方に張り出している。これにより、台座板の下面と張出部の上面との間に、エンジンを冷却した後の空気を台座板の側面とカウンタウエイトの側壁面との隙間を通過して排気口に向かうように導く空気通路が形成されることとなり、スムーズに空気を排気することができる。その結果、機械室内の空気の滞留を抑えて、ヒートバランスを向上させることができる。

また、機械室の上方の排気口から空気を排気するようにしているので、機械室の側方へ排気した場合に比べて、建設機械の周囲に伝わる騒音を軽減することができる。

また、張出部を設けた分だけ、カウンタウエイトの重量を増加させることができるので、車両のバランスをより安定させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、
前記張出部の上面は、空気流通方向の下流側に向かって斜め上方に傾斜していることを特徴とするものである。

第２の発明では、張出部の上面が空気流通方向の下流側に向かって斜め上方に傾斜している。これにより、張出部に向かって流れる空気を、張出部の傾斜面に沿ってスムーズに上方に導くことができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記カウンタウエイトの側壁面における前記張出部よりも上方には、前記台座板と該カウンタウエイトとの隙間を通過した空気の少なくとも一部を前記機械室の外部に排気させる貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。

第３の発明では、カウンタウエイトの側壁面における張出部よりも上方に貫通孔が形成される。これにより、機械室カバーの排気口とともに、貫通孔からも空気を排気することができる。その結果、機械室内の空気の滞留を抑えてヒートバランスを向上させることができる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記カウンタウエイトの側壁面における前記張出部よりも上方には、前記台座板と該カウンタウエイトとの隙間を通過した空気を、前記排気ガス後処理装置に向かうように導く導風部が設けられていることを特徴とするものである。

第４の発明では、カウンタウエイトの側壁面における張出部よりも上方に導風部が設けられる。導風部は、台座板とカウンタウエイトとの隙間を通過した空気を排気ガス後処理装置に向かって導いている。これにより、エンジンを冷却した後の空気を、排気口から排気する前に、排気ガス後処理装置の冷却にも利用することができる。

第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つにおいて、
前記エンジンにおける空気流通方向の下流側に連結された油圧ポンプと、
前記台座板の下方に配設されて前記排気ガス後処理装置と前記油圧ポンプとを仕切るとともに、空気流通方向の下流側の端部が前記張出部に向かって延びる仕切板とを備えたことを特徴とするものである。

第５の発明では、台座板の下方に仕切板が配設される。仕切板は、下流側の端部が張出部に向かって延びている。これにより、台座板と仕切板との間に、エンジンを冷却した後の空気を張出部に向かって導く空気通路が形成されることとなり、スムーズに空気を排気することができる。

また、仕切板によって排気ガス後処理装置と油圧ポンプとが仕切られている。これにより、例えば、油圧ポンプから油が漏れ出したとしても、仕切板によって、高温の排気ガス後処理装置に向かって油が吹き出すのを遮断することができる。つまり、仕切板を防火カバーとして兼用することができる。

本発明によれば、カウンタウエイトの側壁面に張出部を設け、エンジンを冷却した後の空気を、台座板の下面と張出部の上面との隙間、及び台座板の側面とカウンタウエイトの側壁面との隙間を通過させ、排気口に向かうように導くことで、スムーズに空気を排気することができる。これにより、機械室内の空気の滞留を抑えて、ヒートバランスを向上させることができる。

本実施形態１に係る建設機械の構成を示す斜視図である。 上部旋回体の内部構成を示す背面図である。 本実施形態２に係る上部旋回体の内部構成を示す背面図である。 本実施形態３に係る上部旋回体の内部構成を示す背面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

《実施形態１》
図１に示すように、建設機械１０は、クローラ式の下部走行体１１と、下部走行体１１上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２とで構成されている。上部旋回体１２には、アタッチメント１３、キャブ１４、機械室１５等が備えられている。

なお、本実施形態の建設機械１０は小旋回型であり、旋回半径が小さくなるように、上部旋回体１２は相対的に小さく構成され、上部旋回体１２の後部の外郭線は、平面視で円弧状に形成されている。

アタッチメント１３は、上部旋回体１２の前部に設置され、ブーム１３ａ、アーム１３ｂ、及びバケット１３ｃ等で構成されている。ブーム１３ａ等のそれぞれは、油圧制御された油圧シリンダ１３ｄの伸縮に連動して動作し、掘削等の作業を行う。これらブーム１３ａ等の操作は、キャブ１４において行われる。

キャブ１４は、矩形箱形の運転室であり、アタッチメント１３に隣接して上部旋回体１２の左前部に設置されている。機械室１５は、上部旋回体１２の後部に設けられている。機械室１５の内部には、エンジン２５（図２参照）や油圧ポンプ２６等が密集した状態で収容されている。

機械室１５の周囲は、機械室カバー１６やカウンタウエイト３５で覆われている。カウンタウエイト３５は、アタッチメント１３との間で前後のバランスを確保するためのものであり、上部旋回体１２の後部に搭載されている。カウンタウエイト３５は、上部旋回体１２の後部の円弧状の外郭線に沿って湾曲して延び、機械室１５を車両後側から左右両側に亘って覆っている。機械室カバー１６は、カウンタウエイト３５とともにエンジン２５等の周囲を覆うことで、機械室１５を区画している。

図２に示すように、上部旋回体１２の下部には、底板２０が配設されている。機械室１５は、底板２０上に設けられている。機械室カバー１６の左側上部には、機械室１５内に外気を取り込むための吸気口１６ａが形成されている。機械室カバー１６の右側上部には、取り込まれた外気を排気する排気口１６ｂが形成されている。

機械室カバー１６の上面の右後隅部には、エンジン２５の排気ガスを外部に排気する排気筒１８が設けられている。排気筒１８は、開口部を後方に向けた状態で、機械室カバー１６から上方に突出している（図１参照）。

機械室１５の内部には、エンジン２５の他にも、ラジエータ２１、ファン２２、油圧ポンプ２６、及び排気ガス後処理装置３０が収容されている。この建設機械１０では、空気流通方向の上流側から順に、ラジエータ２１、ファン２２、エンジン２５、及び油圧ポンプ２６が横並びに配設されている。排気ガス後処理装置３０は、油圧ポンプ２６の上方に配設されている。

エンジン２５は、底板２０に設けられた台座２７の上に、エンジンマウント２８を介して設置されている。エンジン２５は、その駆動軸が底板２０の左右方向を向くように機械室１５の内部に収容されている。

ラジエータ２１は、縦長の長方形状に形成され、コア面が左右方向を向くように配設されている。ラジエータ２１には、エンジン冷却用の冷却水が流通して、吸気口１６ａから取り込まれた外気と熱交換される。

ファン２２は、エンジン２５の駆動軸の左端部に接続され、エンジン２５とラジエータ２１との間に配設されている。油圧ポンプ２６は、エンジン２５の駆動軸の右端部に接続され、機械室１５の右側部分に位置している。

図２に矢印線で示すように、この建設機械１０では、エンジン２５の駆動時に、機械室１５の内部に左側から右側ヘ向かう空気の流れが形成され、ラジエータ２１でその空気と熱交換する冷媒によってエンジン２５等が冷却される。具体的には、ファン２２の回転によって吸気口１６ａから空気が機械室１５の内部に取り入れられる。取り入れられた空気は、ラジエータ２１を通り抜け、ラジエータ２１を流れる冷却水の熱を吸熱して熱気となり、排気口１６ｂから機械室１５の外に排出される。

油圧ポンプ２６は、油圧制御に用いられる作動油の循環経路の途中に接続されている。油圧ポンプ２６は、エンジン２５によって駆動され、作動油を高圧にして循環経路に送り出す。

排気ガス後処理装置３０は、エンジン２５の排気ガスを処理するものであり、支持架台４０に支持されて油圧ポンプ２６の上方に配設されている。なお、支持架台４０の具体的な構成については後述する。

排気ガス後処理装置３０は、フィルタ装置としてのＤＰＦ装置３１（Diesel particulate filter：ディーゼル・パーティキュレート・フィルタ）と、ＳＣＲ装置３２（Selective Catalytic Reduction：選択還元触媒）とを備えている。ＤＰＦ装置３１及びＳＣＲ装置３２は、エンジン２５から排気筒１８に至る排気経路の途中に直列に接続されている。ＤＰＦ装置３１及びＳＣＲ装置３２は、左右方向に並列された状態で、油圧ポンプ２６の上方に配置されている。

ＤＰＦ装置３１は、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのものであり、円筒状のケーシングの内部には、酸化触媒が設けられている。ＤＰＦ装置３１で捕集された粒子状物質は、高温の排気ガスによって自己燃焼されることで、ＤＰＦ装置３１が再生されるようになっている。

ＤＰＦ装置３１を通過した排気ガスには、図示しないインジェクタによって還元剤水溶液である尿素水溶液が噴射される。尿素水溶液は、高温の排気ガスによって熱分解されてアンモニアとなり、還元剤として排気ガスとともに下流側のＳＣＲ装置３２へ供給される。

ＳＣＲ装置３２は、アンモニアを還元剤として排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化するものであり、円筒状のケーシングの内部には、アンモニア低減触媒が設けられている。このアンモニア低減触媒によってアンモニアが酸化処理されて無害化されるようになっている。ＳＣＲ装置３２で還元浄化された排気ガスは、排気筒１８から外部に排気される。

ところで、排気ガス後処理装置３０及び支持架台４０は、機械室１５内においてエンジン２５よりも空気流通方向の下流側に配設されている。そのため、エンジン２５に沿って流れる空気が排気口１６ｂに向かう際に、支持架台４０の台座板４１に衝突して、排気口１６ｂから十分に排気されないおそれがある。この場合には、機械室１５内で空気が滞留してしまい、ヒートバランスを損なってしまう。

そこで、本実施形態では、支持架台４０の配置及びカウンタウエイト３５の形状を工夫することで、機械室１５内に空気が滞留するのを抑えて、スムーズに排気できるようにしている。

具体的に、支持架台４０は、ＤＰＦ装置３１及びＳＣＲ装置３２が載置される台座板４１と、台座板４１の角部から下方に延びる複数本の支持脚４５とを有する。

台座板４１は、カウンタウエイト３５の側壁面に対して所定の隙間を存して配設されている。つまり、台座板４１の側面とカウンタウエイト３５の側壁面との隙間を通って、台座板４１の下方から排気口１６ｂに向かうように空気が流通可能となっている。機械室カバー１６の排気口１６ｂは、台座板４１の上方に開口している。

ＤＰＦ装置３１及びＳＣＲ装置３２の下部には、支持ブラケット３３が設けられている。支持ブラケット３３と台座板４１との間には、図示しないマウント部材が挟持されてＤＰＦ装置３１及びＳＣＲ装置３２が台座板４１に載置されて固定されている。

支持脚４５は、台座板４１の角部から下方に延びることで台座２７や底板２０に固定されている。支持脚４５は、油圧ポンプ２６の近傍の前後左右の、例えば４箇所に立設している。

カウンタウエイト３５の側壁面には、台座板４１の下方に張り出す張出部３６が設けられている。張出部３６は、平面視で台座板４１に重なり合っている。これにより、台座板４１の下面と張出部３６の上面との間には、エンジン２５に沿って流れる空気を、台座板４１の側面とカウンタウエイト３５の側壁面との隙間に導く空気通路が形成される。

台座板４１の上面は、空気流通方向の下流側（図２で右側）に向かって斜め上方に傾斜している。これにより、張出部３６に向かって流れる空気は、張出部３６の傾斜面に沿ってスムーズに上方に導かれ、排気口１６ｂから排気される。

カウンタウエイト３５の側壁面における張出部３６よりも上方には、貫通孔３７が形成されている。貫通孔３７は、機械室１５の内部から外部に向かって斜め上方に貫通している。台座板４１とカウンタウエイト３５との隙間を通過した空気の一部は、貫通孔３７を通って機械室１５の外部に排気される。

このように、カウンタウエイト３５の側壁面に張出部３６を設け、エンジン２５を冷却した後の空気を、台座板４１の下面と張出部３６の上面との隙間、及び台座板４１の側面とカウンタウエイト３５の側壁面との隙間を通過させ、排気口１６ｂに向かうように導くことで、スムーズに空気を排気することができる。これにより、機械室１５内の空気の滞留を抑えて、ヒートバランスを向上させることができる。

《実施形態２》
図３は、本実施形態２に係る上部旋回体の内部構成を示す背面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図３に示すように、カウンタウエイト３５の側壁面には、台座板４１の下方に張り出す張出部３６が設けられている。張出部３６は、平面視で台座板４１に重なり合っている。

カウンタウエイト３５の側壁面における張出部３６よりも上方には、貫通孔３７が形成されている。貫通孔３７は、機械室１５の内部から外部に向かって斜め上方に貫通している。台座板４１とカウンタウエイト３５との隙間を通過した空気の一部は、貫通孔３７を通って機械室１５の外部に排気される。

カウンタウエイト３５の側壁面における張出部３６よりも上方、より具体的には、貫通孔３７の開口した位置よりも上方には、導風部３８が設けられている。導風部３８は、カウンタウエイト３５の側壁面から排気ガス後処理装置３０に向かって張り出している。導風部３８の下面は、空気流通方向の下流側（図３で左側）に向かって斜め上方に傾斜している。

そして、エンジン２５に沿って流れる空気は、台座板４１の下面と張出部３６の上面との隙間、及び台座板４１の側面とカウンタウエイト３５の側壁面との隙間を通過した後、その一部は貫通孔３７から機械室１５の外部に排気される。残りの空気は、導風部３８の傾斜面に沿って、排気ガス後処理装置３０に向かうように導かれ、排気口１６ｂから排気される。

これにより、エンジン２５を冷却した後の空気を、排気口１６ｂから排気する前に、排気ガス後処理装置３０の冷却にも利用することができる。

《実施形態３》
図４は、本実施形態３に係る上部旋回体の内部構成を示す背面図である。以下、前記実施形態２と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図４に示すように、台座板４１の下方には、仕切板３９が配設されている。仕切板３９は、台座板４１と平行に配設されており、その右端部は、張出部３６に当接する直前の位置まで延びている。なお、仕切板３９の右端部を張出部３６に当接させてもよい。

これにより、台座板４１の下面と仕切板３９の上面との間に、エンジン２５を冷却した後の空気を張出部３６に向かって導く空気通路が形成されることとなり、スムーズに空気を排気することができる。

また、仕切板３９は、台座板４１の下方に配設されることで、排気ガス後処理装置３０と油圧ポンプ２６とを仕切っている。これにより、例えば、油圧ポンプ２６から油が漏れ出したとしても、仕切板３９によって、高温の排気ガス後処理装置３０に向かって油が吹き出すのを遮断することができる。つまり、仕切板３９を防火カバーとして兼用することができる。

また、仕切板３９を、エンジン２５と油圧ポンプ２６とを仕切る位置に配設しておけば、高温のエンジン２５に向かって油圧ポンプ２６の油が噴き出すのを遮断することもできる。

以上説明したように、本発明は、エンジンに沿って流れる空気が機械室内で滞留するのを抑えて、ヒートバランスを向上させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１０ 建設機械
１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体
１５ 機械室
１６ 機械室カバー
１６ｂ 排気口
２２ ファン
２５ エンジン
２６ 油圧ポンプ
３０ 排気ガス後処理装置
３５ カウンタウエイト
３６ 張出部
３７ 貫通孔
３８ 導風部
３９ 仕切板
４０ 支持架台
４１ 台座板

Claims (5)

1. 下部走行体と、該下部走行体上に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の車両後部に搭載されたカウンタウエイトと、該カウンタウエイトよりも車両前方に配設されたエンジンと、該カウンタウエイトとともに該エンジンの周囲を覆うことで機械室を区画する機械室カバーと、該機械室内に空気を取り込んで該エンジンを冷却させるファンとを備えた建設機械であって、
   前記エンジンよりも空気流通方向の下流側に配設された台座板を有する支持架台と、
   前記台座板に載置され、前記エンジンの排気ガスを処理する排気ガス後処理装置とを備え、
   前記機械室カバーには、前記台座板の上方に開口する排気口が形成され、
   前記台座板と前記カウンタウエイトの側壁面との間には、該台座板の下方から前記排気口に向かうように空気を通過させるための隙間が設けられ、
   前記カウンタウエイトの側壁面には、平面視で前記台座板に重なり合うように該台座板の下方に張り出して、前記エンジンに沿って流れる空気を、該台座板と該カウンタウエイトとの隙間を通過するように導く張出部が設けられていることを特徴とする建設機械。
2. 請求項１において、
   前記張出部の上面は、空気流通方向の下流側に向かって斜め上方に傾斜していることを特徴とする建設機械。
3. 請求項１又は２において、
   前記カウンタウエイトの側壁面における前記張出部よりも上方には、前記台座板と該カウンタウエイトとの隙間を通過した空気の少なくとも一部を前記機械室の外部に排気させる貫通孔が形成されていることを特徴とする建設機械。
4. 請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
   前記カウンタウエイトの側壁面における前記張出部よりも上方には、前記台座板と該カウンタウエイトとの隙間を通過した空気を、前記排気ガス後処理装置に向かうように導く導風部が設けられていることを特徴とする建設機械。
5. 請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
   前記エンジンにおける空気流通方向の下流側に連結された油圧ポンプと、
   前記台座板の下方に配設されて前記排気ガス後処理装置と前記油圧ポンプとを仕切るとともに、空気流通方向の下流側の端部が前記張出部に向かって延びる仕切板とを備えたことを特徴とする建設機械。

Images