(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
下部走行体と、該下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の内部に配設されたエンジンとを備え、該上部旋回体の内部に配設された電装品を冷却するための建設機械の電装品冷却構造であって、
前記上部旋回体の内部の吸気室に取り込まれた空気を前記エンジン側に導く吸気ダクトと、
前記吸気ダクトの内部を流れる空気を前記エンジンに向かって吹き出す送風ファンと、
内部に前記電装品が収納され、側面視で前記吸気ダクトと該吸気ダクト上方の前記吸気室とに跨がるように該吸気ダクトに隣接して配設された電装品カバーとを備え、
前記電装品カバーには、前記電装品に沿って空気を流通させるための空気流路が内部に設けられるとともに、該電装品カバーにおける該吸気ダクトに隣接する側壁部に、該空気流路の上流側及び下流側に開口する吸気孔及び排気孔がそれぞれ形成され、
前記吸気孔は、前記吸気室に連通する一方、前記排気孔は、前記吸気ダクトの内部に連通していることを特徴とする建設機械の電装品冷却構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、建設機械が後方小旋回型の小型機種である場合には、上部旋回体の操作スペースに配設されたモニタやヒューズボックス等から配索される電気配線の全長が長くならないように、運転シートが載置されたシートスタンドの下方にメカトロコントローラを配設することが行われていた。
【0006】
しかしながら、後方小旋回型の建設機械では、シートスタンドの下方にエンジンが配設されており、エンジンの熱によって生じる熱風や、その熱風によってシートスタンドが高温になることで、メカトロコントローラが破損するおそれがあるという問題があった。
【0007】
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、エンジンからの熱の影響によって電装品が破損しないように、比較的簡単な構成で電装品を冷却できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、下部走行体と、該下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の内部に配設されたエンジンとを備え、該上部旋回体の内部に配設された電装品を冷却するための建設機械の電装品冷却構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【0009】
すなわち、第1の発明は、前記上部旋回体の内部の吸気室に取り込まれた空気を前記エンジン側に導く吸気ダクトと、
前記吸気ダクトの内部を流れる空気を前記エンジンに向かって吹き出す送風ファンと、
内部に前記電装品が収納され
、側面視で前記吸気ダクトと該吸気ダクト上方の前記吸気室とに跨がるように該吸気ダクトに隣接して配設された電装品カバーとを備え、
前記電装品カバーには、前記電装品に沿って空気を流通させるための空気流路が内部に設けられるとともに、
該電装品カバーにおける該吸気ダクトに隣接する側壁部に、該空気流路の上流側及び下流側に開口する吸気孔及び排気孔がそれぞれ形成され、
前記吸気孔は、前記吸気室に連通する一方、前記排気孔は、前記吸気ダクトの内部に連通していることを特徴とするものである。
【0010】
第1の発明では、内部に電装品が収納された電装品カバーの吸気孔が吸気室に連通し、排気孔が吸気ダクトの内部に連通している。吸気ダクトの内部を流れる空気は、送風ファンによってエンジン側に排気されるので、吸気ダクトの内部は吸気室よりも圧力が低くなっている。そのため、吸気室に取り込まれた空気は、吸気孔から電装品カバーの内部に吸い込まれ、空気流路を流通した後で排気孔から吸気ダクトの内部にスムーズに排気される。このような空気の流れによって、電装品カバーの内部の電装品が冷却されるため、エンジンからの熱の影響によって電装品が破損するのを抑えることができる。
【0011】
第2の発明は、第1の発明において、
前記電装品カバーは、側面視で前記排気孔が前記吸気ダクトに重なり合うように配設され、
前記電装品カバーと前記吸気ダクトとの間には、前記排気孔の周縁に沿ってシール部材が挟み込まれていることを特徴とするものである。
【0012】
第2の発明では、電装品カバーと吸気ダクトとの間にシール部材が挟み込まれているので、エンジンの熱によって生じる熱風が電装品カバーと吸気ダクトとの隙間から吸気ダクトの内部に入りこむことがない。
【0013】
第3の発明は、
下部走行体と、該下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の内部に配設されたエンジンとを備え、該上部旋回体の内部に配設された電装品を冷却するための建設機械の電装品冷却構造を対象とし、
前記上部旋回体の内部の吸気室に取り込まれた空気を前記エンジン側に導く吸気ダクトと、
前記吸気ダクトの内部を流れる空気を前記エンジンに向かって吹き出す送風ファンと、
内部に前記電装品が収納された電装品カバーとを備え、
前記電装品カバーには、前記電装品に沿って空気を流通させるための空気流路が内部に設けられるとともに、該空気流路の上流側及び下流側に開口する吸気孔及び排気孔がそれぞれ形成され、
前記吸気孔は、前記吸気室に連通する一方、前記排気孔は、前記吸気ダクトの内部に連通しており、
前記吸気ダクトの上方には、工具箱を載置可能な載置台が配設され、
前記電装品カバーは、側面視で前記吸気孔が前記載置台に重なり合うように配設され、
前記載置台には、前記吸気孔に連通する連通孔が形成されていることを特徴とするものである。
【0014】
第3の発明では、側面視で電装品カバーに重なり合う位置に載置台が配設されているので、作業者が誤って電装品に触れてしまうことがない。また、転倒等によって外部から衝撃を受けた場合でも、載置台が最初に衝撃を受け止めることとなるため、電装品に直接衝撃が加わるのを防ぐことができる。また、載置台には、吸気孔に連通する連通孔が形成されているので、電装品カバーの吸気孔が載置台によって塞がれることはない。
【0015】
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、
前記電装品には、幅方向に間隔をあけて上下方向に延びる複数の冷却フィンが設けられ、
前記吸気孔は、互いに隣接する前記冷却フィンの隙間を上方から下方に向かって空気が流れるように、前記電装品カバーにおける前記排気孔よりも上方位置に形成されていることを特徴とするものである。
【0016】
第4の発明では、複数の冷却フィンの隙間に空気を流すようにしたので、電装品の冷却効率が向上する。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、吸気室に取り込まれた空気は、吸気孔から電装品カバーの内部に吸い込まれ、空気流路を流通した後で排気孔から吸気ダクトの内部にスムーズに排気される。このような空気の流れによって、電装品カバーの内部の電装品が冷却されるため、エンジンからの熱の影響によって電装品が破損するのを抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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。
【0020】
図1は、本発明の実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。
図1に示すように、この建設機械10は、後方小旋回型の小型機種であり、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とを備えている。
【0021】
上部旋回体12の後側には、エンジン28(
図3参照)等の機器を収容するためのエンジンルーム15が設けられている。上部旋回体12の右側には、図示しない燃料タンクや作動油タンク等を収容するための側部機械室16が設けられている。エンジンルーム15は、エンジンカバー15aで覆われている。側部機械室16は、機械室カバー16aで覆われている。
【0022】
上部旋回体12の左側には、運転シート22や操作レバー23等を備えた操作スペース17が配置され、上部旋回体12の上側には、操作スペース17の上方を覆うようにフード18が設置されている。
【0023】
上部旋回体12の前側には、起伏自在で且つ左右方向に揺動自在に支持されたアタッチメント13が取り付けられている。アタッチメント13は、掘削作業等を行うためのものであり、基端部がスイングブラケット14を介して上部旋回体12に回動可能に取り付けられたブーム13aと、ブーム13aの先端側に回動可能に取り付けられたアーム13bと、アーム13bの先端側に回動可能に取り付けられたバケット13cとを有する。
【0024】
この建設機械10では、操作レバー23等を操作することにより、ブーム13a、アーム13b、及びバケット13cにそれぞれ対応する油圧シリンダ13dを伸縮させることで、アタッチメント13を起伏自在に動かすことができる。また、図示しないスイングシリンダを伸縮させることで、アタッチメント13を左右方向に揺動自在に動かすことができる。
【0025】
図2及び
図3に示すように、上部旋回体12のアッパーフレーム20には、シートスタンド30が載置されている。シートスタンド30は、底板部31や前板部32、天板部33、後板部35、一対の側壁部36等で一体に形成されている。
【0026】
底板部31は、横長な略矩形の板体からなる。底板部31は、操作スペース17の床面17a(
図1参照)の後方に組み付けられている。
【0027】
前板部32は、底板部31よりも短い横長な略矩形の板体からなる。前板部32は、底板部31の前縁に沿って配置されており、前板部32の下端縁は、底板部31の上面に接合されている。前板部32は、その前面を操作スペース17に向けた状態で操作スペース17の床面17aから立ち上がっている。
【0028】
天板部33は、前板部32の上端縁に連なって後方に拡がる板体からなる。前板部32及び天板部33は、一枚の板体を折り曲げることによって形成されている。天板部33は、底板部31と略平行に配置され、互いに上下に対向している。天板部33の上面における左右幅方向の中間部位には、運転シート22が載置されている。
【0029】
天板部33の下側には、前板部32の後方に離れて略平行に配置され、互いに対向している後板部35が配置されている。
【0030】
一対の側壁部36は、弧状に湾曲して前側が出張った強度部材からなり、シートスタンド30の左右にそれぞれ立設している。底板部31、天板部33、後板部35の各々の左右の端は、左右の側壁部36に接合されて連結されている。
【0031】
天板部33の下方で且つ一対の側壁部36の間には、エンジン28が配設されている。アッパーフレーム20の底板21には、エンジンルーム15内に連通する排気口21aが形成されている。
【0032】
機械室カバー16aの右側壁部には、複数の吸気口16bが形成されている。側部機械室16は、吸気口16bから取り込まれた空気が流通する吸気室を構成している。側部機械室16及びエンジンルーム15内には、空気流通方向の上流側から順に、吸気ダクト24、エンジン冷却用のラジエータやオイルクーラ等の熱交換器25、ファンシュラウド26、送風ファン27、エンジン28、及び油圧ポンプ29が配設されている。
【0033】
吸気ダクト24は、側部機械室16に取り込まれた空気をエンジン28側に導くものである。吸気ダクト24の上流側には、エアフィルタ24aが取り付けられている。吸気ダクト24の下流側には、熱交換器25が配設されている。
【0034】
ファンシュラウド26は、熱交換器25の下流側からエンジン28側に向かって延びる筒状の部材で形成され、送風ファン27の周囲を覆っている。ファンシュラウド26は、熱交換器25とシートスタンド30との間の空間に配設されており、この空間を上下に仕切っている。
【0035】
送風ファン27は、吸気ダクト24の内部を流れる空気をエンジン28に向かって吹き出すためのものである。ここで、送風ファン27を駆動させると、吸気口16bから取り込まれた空気が、エアフィルタ24aで集塵された後で吸気ダクト24を流通し、熱交換器25で熱交換される。熱交換された後の空気は、ファンシュラウド26を通ってエンジン28に向かって吹き出されることでエンジン28及び油圧ポンプ29の冷却に利用される。エンジン28及び油圧ポンプ29を冷却した後の空気は、
図3に矢印で示すように、アッパーフレーム20の底板21に形成された排気口21aを通って下向きに排出される。
【0036】
操作スペース17内には、図示しないモニタ、ヒューズボックス等が配設されており、電装品としてのメカトロコントローラ40によって制御される。
【0037】
ここで、メカトロコントローラ40は、電気配線41の全長が長くならないように、シートスタンド30の近傍で且つエンジン28からの熱の影響を受けにくい位置に配設することが好ましい。
【0038】
具体的に、本実施形態では、メカトロコントローラ40は、ファンシュラウド26よりも上方に配設されており、右側の側壁部36の外側面における熱交換器25の上部寄りの位置に着脱自在に取り付けられている。
【0039】
メカトロコントローラ40の上面、前側面、後側面、及び右側面は、左方及び下方が開口した箱状のコントローラカバー50(電装品カバー)によって覆われている。メカトロコントローラ40は、コントローラカバー50と右側の側壁部36とを締結ボルト53(
図4参照)及び締結ナット(図示省略)で共締めすることにより、側壁部36に対して着脱自在に取り付けられている。これにより、メカトロコントローラ40の左側面は、側壁部36によって覆われている。また、メカトロコントローラ40の下面は、後述する収納トレイ43によって覆われている。このように、メカトロコントローラ40の周囲が、コントローラカバー50、側壁部36、及び収納トレイ43によって覆われているので、メカトロコントローラ40を雨水や塵埃から保護することができる。
【0040】
メカトロコントローラ40と図示しないモニタ等とは、電気配線41によって接続されている。右側の側壁部36には、電気配線41を挿通させて配索するための配索孔36aが形成されている。配索孔36aは、上下方向に長い長孔状に形成されている。
【0041】
右側の側壁部36の外側面における配索孔36aの下方には、上方が開口した箱状の収納トレイ43が取り付けられている。収納トレイ43は、前後方向に長く延びており、右側の側壁部36の外方から引き出された電気配線41やコネクタ42が収納されている(
図8参照)。収納トレイ43の表面には、断熱性を有するシール部材56が貼り付けられている。
【0042】
コントローラカバー50よりも右方には、工具箱46を載置可能な載置台45が配設されている。載置台45は、吸気ダクト24の上方で且つ側面視でメカトロコントローラ40に重なり合う位置に配設されている。これにより、転倒等によって外部から衝撃を受けた場合でも、載置台45が最初に衝撃を受け止めることとなるため、メカトロコントローラ40に直接衝撃が加わるのを防ぐことができる。
【0043】
図4及び
図5にも示すように、載置台45の左側壁部には、コントローラカバー50に形成された吸気孔51に連通するように、スリット状の連通孔45aが複数形成されている。
【0044】
また、本実施形態では、メカトロコントローラ40を積極的に冷却するための冷却構造を採用している。具体的に、
図6に示すように、メカトロコントローラ40の左側壁部には、冷却フィン40aが取り付けられている。冷却フィン40aは、メカトロコントローラ40の幅方向(前後方向)に間隔をあけて上下方向に延びる複数の板体で形成されている。
【0045】
コントローラカバー50の右側壁部には、後述する空気流路55の上流側に開口する吸気孔51と、空気流路55の下流側に開口する排気孔52とが形成されている。吸気孔51は、排気孔52よりも上方位置に開口している。
【0046】
コントローラカバー50の表面には、断熱性を有するシール部材56が貼り付けられている。シール部材56には、吸気孔51及び排気孔52に対応する位置にシール孔56aがそれぞれ形成されている。
【0047】
シール部材56は、載置台45及び吸気ダクト24の左側壁部と、コントローラカバー50の右側壁部との間に挟み込まれることで、吸気孔51の周縁及び排気孔52の周縁に沿って隙間を塞いでいる。吸気孔51は、載置台45の連通孔45aを介して側部機械室16に連通している。
【0048】
載置台45の下面には、排気孔52から排気された空気を吸気ダクト24の内部に導く案内板47が取り付けられている。案内板47は、吸気ダクト24の内部に連通するように延びている。これにより、コントローラカバー50の排気孔52は、案内板47を介して吸気ダクト24の内部に連通している。
【0049】
コントローラカバー50の右側壁部とメカトロコントローラ40の右側面との間には、スペーサ57が挟み込まれることで隙間が設けられている。メカトロコントローラ40は、コントローラカバー50の上面部との間に隙間が設けられるように、コントローラカバー50の内部に配設されている。
【0050】
コントローラカバー50の内面における吸気孔51と排気孔52との間には、前側壁部、右側壁部、及び後側壁部に跨がって連続して延びる区画部材58が貼り付けられている。メカトロコントローラ40を区画部材58に当接させて配設することで、吸気孔51から吸い込まれた空気がメカトロコントローラ40の表面に沿って上方に向かうようになっている。
【0051】
以上のように、メカトロコントローラ40を上述した配置にすることで、コントローラカバー50の内部には、メカトロコントローラ40の表面に沿って空気を流通させるための空気流路55が形成される。
【0052】
具体的に、空気流路55は、コントローラカバー50の右側壁部とメカトロコントローラ40の右側面との隙間、コントローラカバー50の上面部とメカトロコントローラ40の上面との隙間、互いに隣接する複数の冷却フィン40aの間、収納トレイ43とメカトロコントローラ40の下面との隙間、及びコントローラカバー50の右側壁部とメカトロコントローラ40の右側面との隙間によって形成されている。
【0053】
ここで、送風ファン27を駆動させると、吸気口16bから取り込まれた空気が、吸気ダクト24を流通して熱交換器25で熱交換された後、エンジン28に向かって吹き出される。このとき、吸気ダクト24の内部は、側部機械室16よりも圧力が低くなるので、吸気口16bから取り込まれた空気の一部は、載置台45の連通孔45aを介してコントローラカバー50の吸気孔51に吸い込まれる。メカトロコントローラ40は、空気流路55を流れる空気によって冷却される。メカトロコントローラ40を冷却した後の空気は、排気孔52を通って吸気ダクト24の内部に排気される。
【0054】
このような空気の流れによって、メカトロコントローラ40が冷却されるため、エンジン28からの熱の影響によってメカトロコントローラ40が破損するのを抑えることができる。
【0055】
次に、メカトロコントローラ40をメンテナンスする手順について説明する。まず、載置台45を取り外して、コントローラカバー50を露出させる。コントローラカバー50は、締結ボルト53によってシートスタンド30の側壁部36に取り付けられているので、締結ボルト53を緩めることで、側壁部36から取り外す(
図7参照)。
【0056】
コントローラカバー50及びメカトロコントローラ40を作業者の手前側まで引き出すと、側壁部36の配索孔36aから電気配線41及びコネクタ42が引き出される。そして、電気配線41のコネクタ42からメカトロコントローラ40を取り外す(
図8参照)。側壁部36の外方に引き出された電気配線41及びコネクタ42は、収納トレイ43に収納される。
【0057】
なお、メカトロコントローラ40をシートスタンド30に取り付ける際には、上述した手順と逆の手順を行えばよいため、説明を省略する。このとき、収納トレイ43には、電気配線41及びコネクタ42が収納されているので、メカトロコントローラ40に電気配線41を容易に接続できるとともに、メカトロコントローラ40と側壁部36との間に電気配線41を挟み込んでしまうことがない。
【0058】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【0059】
本実施形態では、一対の側壁部36の間にエンジン28が配設された形態について説明したが、エンジン28の一部が側壁部36からはみ出すように配設された形態でもよい。