JP7362456B2 - 建設機械 - Google Patents

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本発明は、建設機械に関する。
特許文献1には、建設機械の一種である油圧ショベルが開示されている。油圧ショベルでは、下部走行体の鉛直上側に上部旋回体が設けられ、上部旋回体は、下部走行体に対して旋回可能である。上部旋回体には、建設機械の操作等が行われるキャブ(運転室)が設置されるとともに、キャブに対して後方側にエンジンが配置される。また、エンジンの近傍に冷却器が配置される。冷却器の上部には、開口部と、開口部を開閉可能な蓋部とが設けられる。
特開2015-183589号公報
特許文献1の油圧ショベル等の建設機械では、冷却器に設けられるシュラウド内の清掃の効率化が求められている。また、シュラウド内の清掃の効率化が図られるとともに、冷却器の性能が十分に維持されることが求められる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、冷却器のメンテナンス性が向上するとともに、冷却器の性能が十分に維持される建設機械を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明のある態様の建設機械は、下部走行体と、下部走行体の鉛直上側に、下部走行体に対して旋回可能に設けられる上部旋回体と、上部旋回体に設けられるエンジンと、上部旋回体においてエンジンの近傍に設けられる熱交換器と、上部旋回体においてエンジンと熱交換器との間に設けられるファンと、上部旋回体においてファンが収容されるファンシュラウドと、を具備し、ファンシュラウドは、ファンの鉛直上側に配置されるとともに上開口が形成される上壁と、ファンの鉛直下側に配置されるとともに下開口が形成される下壁と、を備える。建設機械は、開口を塞ぐ状態で、上壁に取り付け可能な上カバーと、下開口を塞ぐ状態で、下壁に取り付け可能な下カバーと、上カバー及び下カバーを一緒に移動できる状態で中継し、上カバーが上壁に取り付けられ、かつ、下カバーが下壁に取り付けられる状態において、熱交換器とファンとの間に配置される、中継部と、をさらに具備する。
本発明によれば、冷却器のメンテナンス性が向上するとともに、冷却器の性能が維持される建設機械を提供することができる。
図1は、実施形態に係る油圧ショベルを、上部旋回体を右後側から視た状態で示す概略図である。 図2は、実施形態に係る油圧ショベルを、上部旋回体を上側から視た状態で示す概略図である。 図3は、実施形態に係る油圧ショベルを、上部旋回体を後方側から視た状態で示す概略図である。 図4は、実施形態に係る油圧ショベルに備えられる冷却器を示す概略図である。 図5は、実施形態に係る油圧ショベルに備えられるファンシュラウドにおいて、カバーアセンブリが取り付けられた状態で示す概略図である。 図6は、実施形態に係る油圧ショベルに備えられるファンシュラウドに取り付け可能なカバーアセンブリを示す概略図である。
本発明のある実施形態について、図1乃至図6を参照して説明する。
図1乃至図3は、実施形態に係る建設機械である油圧ショベル1を示す。図1乃至図3に示すように、油圧ショベル1は、下部走行体2と、下部走行体2の鉛直上側(矢印Z1側)に設けられる上部旋回体3と、を備える。上部旋回体3は、鉛直方向(矢印Z1及び矢印Z2で示す方向)に平行又は略平行な旋回軸Rを中心として、下部走行体2に対して旋回可能である。
下部走行体2及び上部旋回体3のそれぞれでは、鉛直方向に対して交差する(垂直又は略垂直な)前後方向、及び鉛直方向及び前後方向の両方に対して交差する幅方向が規定される。図1乃至図3等では、上部旋回体3の幅方向は、矢印Y1及び矢印Y2で示す方向と一致し、上部旋回体3の前後方向は、矢印X1及び矢印X2で示す方向と一致する。図1は、斜視図である。図2では、下部走行体2及び上部旋回体3のそれぞれを、鉛直上側から視た状態で示す。図3では、下部走行体2及び上部旋回体3のそれぞれを、後方側(矢印X2側)から視た状態で示す。図1乃至図3では、上部旋回体3の前方側(矢印X1側)が下部走行体2の前方側と一致又は略一致する状態を示す。
上部旋回体3には、作業装置5が連結される。作業装置5は、上部旋回体3と一緒に、下部走行体2に対して旋回する。作業装置5は、ブーム6と、アーム7と、バケット8と、を備える。ブーム6の基端部は、上部旋回体3に回動可能に取り付けられる。ブーム6が上部旋回体3に対して回動することにより、ブーム6は、上部旋回体3に対して起状動作又は伏状動作する。ブーム6が上部旋回体3に対して最も起状した状態では、ブーム6は、上部旋回体3から鉛直上側に向かって延設される。ブーム6が上部旋回体3に対して最も伏状した状態では、ブーム6は、上部旋回体3の前方側へ上部旋回体3から延設され、上部旋回体3に対して上部旋回体3の前方側へ突出する。アーム7の基端部は、ブーム6の先端部に回動可能に取り付けられる。作業アタッチメントであるバケット8は、アーム7の先端部に回動可能に取り付けられる。油圧ショベル1では、作業装置5を駆動することにより、バケット8によって土砂等が掘削される。
上部旋回体3は、土台フレーム11を備える。土台フレーム11は、鉛直方向について、上部旋回体3の下方端部に設けられる。土台フレーム11は、上部旋回体3の前方端部から後方端部にわたって形成される。土台フレーム11は、幅方向について上部旋回体3の一端部から他端部にわたって形成される。すなわち、土台フレーム11は、上部旋回体3の左方端部から右方端部にわたって、形成される。上部旋回体3の土台フレーム11の上には、キャブ(運転室)12が設けられる。作業者は、キャブ12の内部において、油圧ショベル1の操作等を行う。キャブ12は、上部旋回体3の前方端部から後方側に向かって、延設される。また、キャブ12は、上部旋回体3の幅方向について、ブーム6に対して並ぶ。本実施形態では、キャブ12は、ブーム6に対して左方側(矢印Y1側)に並ぶ。
上部旋回体3の土台フレーム11の上には、エンジン15が配置される。エンジン15は、キャブ12に対して上部旋回体3の後方側に配置される。エンジン15は、上部旋回体3の幅方向について中央部に、配置される。上部旋回体3の土台フレーム11の上には、カバー16が設けられる。カバー16は、エンジン15の外側を覆う。カバー16の内部には、エンジン15が配置されるエンジンルーム17が規定される。カバー16は、上部旋回体3の後方側からキャブ12に連結される。カバー16は、鉛直上側、及び、上部旋回体3の幅方向の両側(左方側及び右方側)から、エンジン15を覆う。したがって、エンジンルーム17は、鉛直方向について、土台フレーム11とカバー16との間に形成される。カバー16の内表面は、エンジンルーム17の外側に隣接する。カバー16には、開閉可能な扉21~23が設けられる。エンジンルーム17等のメンテナンス作業においては、作業者は、扉21~23のいずれか1つ以上を開いて、作業する。
上部旋回体3の土台フレーム11の上には、カウンタウエイト18を設置可能である。カウンタウエイト18は、油圧ショベル1のバランスを保つ重りである。カウンタウエイト18が土台フレーム11の上に設置された状態では、カウンタウエイト18は、エンジン15に対して、上部旋回体3の後方側に配置される。カウンタウエイト18は、エンジンルーム17に対して、後方側に隣接する。
カバー16の内部のエンジンルーム17には、エンジン15に加えて、エアクリーナ31、エキスパンションタンク32、リザーブタンク33、冷却器34が配置される。エアクリーナ31は、エンジン15に取り込まれる空気(吸気)に含まれる粉塵等を除去する。エキスパンションタンク32は、エンジン15用の冷却水内に残った空気を溜める。リザーブタンク33は、冷却水を排出又は供給することで、後述するラジエータ40内の冷却水の量を一定に保つ。また、エキスパンションタンク32に取り付けられるラジエータキャップ35は、エンジン15用の冷却水の圧力を一定以下に保つ。冷却器34は、エンジン15、作動油及び冷却水等を冷却する。エアクリーナ31、エキスパンションタンク32、リザーブタンク33、冷却器34は、エンジン15に対して、上部旋回体3の一方側、すなわち、左方側に配置される。
冷却器34は、後述するように、熱交換器36と、熱交換器36を収容するシュラウド37と、シュラウド37に取り付け可能なファンシュラウド38とを備える。熱交換器36は、オイルクーラ39、ラジエータ40、及びインタクーラ41を備える。オイルクーラ39は、油圧ショベル1の動作用の作動油を冷却する。ラジエータ40は、エンジン15用の冷却水を冷却する。インタクーラ41は、ターボにより過給(圧縮)された吸気を冷却する。本実施形態において、冷却器34では、ファンシュラウド38が、シュラウド37(熱交換器36)とエンジン15との間に配置される。シュラウド37(熱交換器36)は、エンジン15の近傍に設けられる。また、ファンシュラウド38は、シュラウド37に対して隙間をあけることなく、又は、ほとんど隙間をあけることなく取り付けられる。
次に、冷却器34の構造について説明する。図4は、冷却器34を概略的に示す斜視図である。図4においても、鉛直方向(矢印Z1及び矢印Z2で示す方向)、鉛直方向に交わる上部旋回体3の幅方向(矢印Y1及び矢印Y2で示す方向)、及び鉛直方向及び幅方向に交わる上部旋回体3の前後方向(矢印X1及びX2で示す方向)が規定される。前述したように、冷却器34は、シュラウド37及びファンシュラウド38を備える。
シュラウド37の内部には、内部空洞が形成される。本実施形態では、シュラウド37は、二対の側壁37A,37Bを有し、一対の側壁37Aのそれぞれに開口が形成された略直方体形状である。一対の側壁37Aは、上部旋回体3の幅方向について内部空洞を挟んで対向する。一対の側壁37Bは、上部旋回体3の前後方向について内部空洞を挟んで対向する。側壁37Aのそれぞれは、側壁37Bの間に、上部旋回体3の前後方向に沿って延設される。側壁37Bのそれぞれは、側壁37Aの間に、上部旋回体3の幅方向に沿って延設される。内部空洞の外側は、二対の側壁37A,37Bによって囲まれる。内部空洞は、二対の側壁37A,37Bに対して、内側に隣接する。本実施形態では、一対の側壁37Aには、いずれにも開口が形成される(図示しない)。一対の側壁37Aに形成される開口は、内部空洞と、シュラウド37の外側と、を連通させる。また、一対の側壁37Aに形成される開口は、内部空洞を介して互いに連通する。
シュラウド37において、熱交換器36は、内部空洞に収容される。熱交換器36は、略直方体形状に形成される。前述したように、熱交換器36は、オイルクーラ39、ラジエータ40、及びインタクーラ41を備える。本実施形態では、シュラウド37の内部空洞に、上部旋回体3の前後方向の後方側から、オイルクーラ39、ラジエータ40、インタクーラ41がこの順に配置される。オイルクーラ39、ラジエータ40、及びインタクーラ41は、一対の側壁37Aに形成される開口の外側と内部空洞とが連通することを妨げない。すなわち、シュラウド37の外側と内部空洞とは通風可能である。
ファンシュラウド38には、内部空洞が形成される。本実施形態では、ファンシュラウド38は、上壁42、下壁43、壁部44,45,46を有し、壁部46が底部となる底付きの容器形状に形成される。ファンシュラウド38では、壁部46とは反対側の一面が開口する。上壁42は、内部空洞に対して鉛直上側(矢印Z1側)に配置される。下壁43は、内部空洞に対して鉛直下側(矢印Z2側)に配置される。壁部44,45は、上部旋回体3の前後方向について内部空洞を挟んで対向する。上壁42及び下壁43のそれぞれは、壁部44,45の間に、上部旋回体3の前後方向に沿って延設される。壁部44,45のそれぞれは、上壁42及び下壁43の間に、鉛直方向に沿って延設される。
壁部46は、内部空洞に対して上部旋回体3の幅方向の一方側(矢印Y2側)に位置する。内部空洞の外側は、上壁42、下壁43、及び壁部44,45によって囲まれる。内部空洞は、上壁42、下壁43、及び壁部44,45に対して、内側に隣接する。ファンシュラウド38は、壁部46が位置する側とは反対側へ向かって開口する。ファンシュラウド38は、シュラウド37に、上部旋回体3の幅方向の一方側(矢印Y2側)から取り付けられる。シュラウド37の一対の側壁37Aに形成される開口と、ファンシュラウド38の開口とは、連通する。
壁部46には、例えば円形状又は略円形状に、貫通孔46Aが形成される。貫通孔46Aは、内部空洞とファンシュラウド38の外側とを連通させる。壁部46は、突出部46Bを備える。突出部46Bは、壁部46において上部旋回体3の幅方向の一方側(矢印Y2側)を向く面から、さらにその面が向く側(矢印Y2側)へ突出する。突出部46Bは、貫通孔46Aの開口縁の全周にわたって形成される。また、突出部46Bは、貫通孔46Aの開口縁の全周にわたって、上部旋回体3の幅方向の一方側(矢印Y2側)へ突出する。
ファンシュラウド38の内部空洞には、ファン52が収容される。ファン52は、鉛直方向及び上部旋回体3の前後方向について、貫通孔46Aと、同じ又は略同じ位置に配置される。ファン52は、上部旋回体3の幅方向について、壁部46と、同じ又は略同じ位置に配置される。すなわち、ファン52は、上部旋回体3の幅方向について、突出部46Bと重なるように配置される。ファン52の径方向の寸法は、貫通孔46Aの径方向の寸法と同じ、又は小さい。ある一例では、ファン52は、鉛直方向から視た状態において、上壁42、下壁43、及び突出部46Bと重なるように配置される。前述のように、ファンシュラウド38は、シュラウド37(熱交換器36)とエンジン15との間に配置される。そのため、ファンシュラウド38に収容されるファン52は、シュラウド37(熱交換器36)とエンジン15との間に配置される。
上壁42には、例えば長方形状又は略長方形状に、上開口42Aが形成される。上開口42Aは、内部空洞とファンシュラウド38の外側とを連通させる。ある一例では、上開口42Aは、上部旋回体3の幅方向について、ファン52と異なる位置に形成される。すなわち、上開口42Aの形成される位置の真下又は略真下には、ファン52が位置していない。また、下壁43には、例えば長方形状又は略長方形状に、下開口43Aが形成される。下開口43Aは、内部空洞とファンシュラウド38の外側とを連通させる。ある一例では、下開口43Aは、上部旋回体3の幅方向について、ファン52と異なる位置に形成される。すなわち、下開口43Aの形成される位置の真上又は略真上には、ファン52が位置していない。
上カバー50は、上壁42において、鉛直上側(矢印Z1側)を向く面から上壁42に取り付けられる。上カバー50は、鉛直上側(矢印Z1側)から上開口42Aを塞ぐことができる。本実施形態では、上カバー50は、例えば長方形状又は略長方形状に、形成される。上カバー50において、鉛直上側(矢印Z1側)を向く面には、取手51が取り付けられる。取手51は、上カバー50の鉛直上側(矢印Z1側)を向く面から、さらに鉛直上側(矢印Z1側)へ突出する。
下カバー49は、下壁43において、鉛直上側(矢印Z1側)を向く面から下壁43に取り付けられる。すなわち、下カバー49は、ファンシュラウド38の内部空洞側から、下壁43に取り付けられる。これにより、下カバー49は、鉛直上側(矢印Z1側)から、下開口43Aを塞ぐことができる。本実施形態では、下カバー49は、例えば長方形状又は略長方形状に、形成される。下カバー49において下壁43の内面と接触する面(外面)には、気密を保つための部材が設けられてもよい。ある一例では、下カバー49の外面の縁に、ゴム又はスポンジ等から形成されるパッキンが設けられる。
図5は、ファンシュラウド38を、ファンシュラウド38の内部空洞側から視た状態で示す。図6は、ファンシュラウド38に取り付け可能なカバーアセンブリ47を概略的に示す斜視図である。前述のように、ファンシュラウド38は、上開口42Aが形成される上壁42と、下開口43A(図示しない)が形成される下壁43と、一対の壁部44,45と、貫通孔46Aが形成される壁部46と、を備える。ファンシュラウド38には、カバーアセンブリ47を鉛直上側(矢印Z1側)から取り付けることができる。
カバーアセンブリ47は、上カバー50と、下カバー49と、上カバー50及び下カバー49を中継する中継部54と、を備える。前述のように、上カバー50は、ファンシュラウド38の上壁42に、鉛直上側(矢印Z1側)から取り付けられ、下カバー49は、ファンシュラウド38の下壁43に、鉛直上側(矢印Z1側)から取り付けられる。下壁43には、下開口の近傍にガイド53が設けられる。ガイド53は、下壁43から鉛直上側(矢印Z1側)へ突出する。ある一例では、複数のガイド53が下壁43に設けられる。複数のガイド53が、下カバー49に形成される貫通孔に挿入されることで、下カバー49を位置決めする。これにより、カバーアセンブリ47は、ファンシュラウド38内で位置決めされる。この場合、上カバー50は、鉛直上側から上壁42に接触(当接)する。なお、上カバー50は、ネジや固定ピン等により、上壁42に取り付けられてもよい。
中継部54は、上カバー50及び下カバー49を中継(接続)する。中継部54には、鉛直上側(矢印Z1側)から上カバー50が取り付けられるとともに、鉛直下側(矢印Z2側)から下カバー49が取り付けられる。前述のように、ファンシュラウド38は、シュラウド37(熱交換器36)とエンジン15との間に配置される。また、前述のように、上カバー50が上壁42に取り付けられ、下カバー49が下壁43に取り付けられる場合、中継部54は、ファンシュラウド38内で位置決めされる。ある一例では、鉛直方向から視た状態において、上開口42A、下開口43A、及びファン52は重ならない。また、ファン52は、上部旋回体3の幅方向について、上開口42A及び下開口43Aよりエンジン15側に設けられる突出部46Bと重なるように、配置される。そのため、中継部54は、熱交換器36とファン52との間に配置される。
中継部54は、複数の中継フレーム54A~54Cを備える。中継フレーム54A~54Cは、上カバー50及び下カバー49を中継(接続)する。中継フレーム54A~54Cには、鉛直上側(矢印Z1側)から上カバー50が取り付けられ、鉛直下側(矢印Z2側)から下カバー49が取り付けられる。中継部54は、中継フレーム54A~54Cにより、上カバー50及び下カバー49を一緒に移動できるように中継する。前述のように、上カバー50が上壁42に取り付けられ、下カバー49が下壁43に取り付けられる場合、中継部54は、ファンシュラウド38の内部空洞がファンシュラウド38の外部と連通することを妨げない。すなわち、複数の中継フレーム54A~54Cは、熱交換器36とエンジン15との間で中継フレーム54A~54Cの間を通して通風可能に配置される。ある一例では、複数の中継フレーム54A,54Cは、互いに対して離れて配置される。
前述のように、本実施形態の建設機械である油圧ショベル1では、ファンシュラウド38において、上開口42Aが、ファン52の鉛直上側に配置される上壁42に形成されるとともに、下開口43Aが、ファン52の鉛直下側に配置される下壁43に形成される。これにより、例えば冷却器34を清掃する場合、上開口42Aから洗浄液等が冷却器34の内部に投入されても、下開口43Aから、使用済みの洗浄液や埃及び塵等を排出することができる。そのため、シュラウド37及びファンシュラウド38が効率的に清掃される。また、本実施形態では、ファンシュラウド38が、シュラウド37に対してエンジン15側になるように配置されるとともに、冷却器34の外側が、シュラウド37に形成される開口等を介して、冷却器34の内側と連通する。そのため、例えばファン52により空気を導入することにより、冷却器34は、熱交換器36(オイルクーラ39、ラジエータ40、インタクーラ41)やエンジン15を冷却できる。したがって、本実施形態では、冷却器34のメンテナンス性が向上するとともに、冷却器34の性能が維持される建設機械(油圧ショベル1)が、提供される。
本実施形態では、上カバー50及び下カバー49が、一緒に移動できる状態で、中継部54により中継されている。そのため、例えば、下カバー49を下壁43から取り外す場合、上カバー50を鉛直上側へ取り外す(引き抜く)ことにより、下カバー49を下壁43から容易に取り外す(引き抜く)ことができる。また、上カバー50及び下カバー49が一緒に移動するため、上カバー50及び下カバー49を同時に取り外すことができる。そのため、上カバー50及び下カバー49を取り外すのに要する作業時の手間を削減することできる。また、上カバー50の鉛直上側(矢印Z1側)の面には、取手51が取り付けられる。そのため、上カバー50を、上壁42からさらに容易に取り外すことができ、下カバー49も、下壁43からさらに容易に取り外すことができる。
本実施形態では、ファンシュラウド38の下壁43に形成される下開口の近傍には、ガイド53が設けられる。ガイド53は、例えば下カバー49に形成される貫通孔に挿入されることで、下カバー49の位置決めをする。そのため、下カバー49が下壁43の適切な位置に配置され、下カバー49を備えるカバーアセンブリ47も、ファンシュラウド38内の適切な位置に配置される。
本実施形態では、中継部54が備える、複数の中継フレーム54A~54Cは、互いに対して離れて配置される。そのため、カバーアセンブリ47がファンシュラウド38に取り付けられても、例えばファン52により空気を導入することが妨げられず、冷却器34が、熱交換器36(オイルクーラ39、ラジエータ40、インタクーラ41)やエンジン15を冷却することを妨げない。すなわち、冷却器34の性能を維持することができる。
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。
2…下部走行体、3…上部旋回体、15…エンジン、36…熱交換器、38…ファンシュラウド、42…上壁、42A…上開口、43…下壁、43A…下開口、49…下カバー、50…上カバー、52…ファン、54…中継部、54A~54C…中継フレーム。

Claims (2)

  1. 下部走行体と、
    前記下部走行体の鉛直上側に、前記下部走行体に対して旋回可能に設けられる上部旋回体と、
    前記上部旋回体に設けられるエンジンと、
    前記上部旋回体において前記エンジンの近傍に設けられる熱交換器と、
    前記上部旋回体において前記エンジンと前記熱交換器との間に設けられるファンと、 前記上部旋回体において前記ファンが収容されるファンシュラウドと、
    を具備し、
    前記ファンシュラウドは、
    前記ファンの鉛直上側に配置されるとともに、上開口が形成される上壁と、
    前記ファンの鉛直下側に配置されるとともに、下開口が形成される下壁と、
    を備え、
    前記上開口を塞ぐ状態で、前記上壁に取り付け可能な上カバーと、
    前記下開口を塞ぐ状態で、前記下壁に取り付け可能な下カバーと、
    前記上カバー及び前記下カバーを一緒に移動できる状態で中継し、前記上カバーが前記上壁に取り付けられ、かつ、前記下カバーが前記下壁に取り付けられる状態において、前記熱交換器と前記ファンとの間に配置される、中継部と、
    をさらに具備する、建設機械。
  2. 前記中継部は、互いに対して離れて配置される複数の中継フレームを備え、前記熱交換器と前記エンジンとの間において前記複数の中継フレームの間を通して通風可能である、
    請求項1に記載の建設機械。
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