(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記防塵装置は、下端部がシール材を介して旋回フレームと当接し、上端部がシール部材を介してエンジンフードに当接した構成であることを特徴とする請求項1記載の建設機械。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【0011】
図1は本発明の一実施形態である建設機械を示している。本実施形態では、建設機械として油圧ショベル1を例に挙げて説明する。
【0012】
油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、この下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3等を有している。また、上部旋回体3の前部側には作業アタッチメント4が設けられている。
【0013】
この作業アタッチメント4は、ブーム6、アーム9、及びバケット10等を有している。ブーム6は、旋回フレーム5に俯仰動可能に取付けられている。アーム9は、ブーム6の先端側に回動可能に取付けられている。また、バケット10は、アーム9の先端側に回動可能に取付けられている。
【0014】
ブームシリンダ12は、旋回フレーム5とブーム6との間に配設されている。このブームシリンダ12により、ブーム6は旋回フレーム5に対して俯仰動する。アームシリンダ13は、ブーム6とアーム9との間に配設されている。このアームシリンダ13により、アーム9はブーム6に対して回動動作する。更にバケットシリンダ14は、バケット10とアーム9との間に配設されている。このバケットシリンダ14により、バケット10はアーム9に対して回動する。
【0015】
上部旋回体3は、下部走行体2上に旋回機構16を介して旋回自在に設置されている。この上部旋回体3には、
図1に加え
図2に示すように、旋回フレーム5、キャブ8、カウンタウエイト15、外装カバー(外装体)18、エンジン20、熱交換装置24、排気ガス処理装置30、及び防塵装置40等が配設されている。
【0016】
キャブ8は旋回フレーム5上に設けられており、その内部には運転席(図示せず)が設けられている。オペレータはキャブ8内の運転席に着座し、油圧ショベル1の運転操作を行う。
【0017】
カウンタウエイト15は、作業アタッチメント4との重量バランスをとる機能を奏する。また、外装カバー18及びエンジンフード17aは、エンジン室17内に配設されたエンジン20,熱交換装置24,及び排気ガス処理装置30等を覆うものである。
【0018】
次に、エンジン室17内の構成について説明する。
【0019】
図2はエンジン室17の内部構成を示す概略構成図である。エンジン室17内には、エンジン20、熱交換装置24、排気ガス処理装置30、及び防塵装置40等が配設されている。
【0020】
エンジン20は、旋回フレーム5に配設されたエンジン取付け座21の上部に、マウント22を介して支持されている。マウント22は防振マウントであり、エンジン20で発生する振動が旋回フレーム5に伝達されるのを防止している。
【0021】
エンジン20のX1方向側(図中左側)には、冷却ファン23が配設されている。また、冷却ファン23のX1方向側には熱交換装置24が配設されている。更に、熱交換装置24のX1方向側には防塵装置40が配設されている。
【0022】
冷却ファン23は、エンジン20により回転駆動される。冷却ファン23が回転駆動されることにより、メンテナンスドア19Aに設けられた吸気口から外気が冷却風39としてエンジン室17内に取り込まれる。熱交換装置24は、このエンジン室17に取り込まれた冷却風39により熱交換処理(冷却処理)を行う。
【0023】
冷却風39は、
図2に矢印で示すように図中右方向に流れる。よって、図中矢印X1方向側が冷却風上流側となり、図中矢印X2方向が冷却風下流側となる。また、本実施形態では、図中矢印Z1方向が上方向となり、図中矢印Z2方向が下方向となる。
【0024】
熱交換装置24は、ラジエータユニット24A、燃料クーラ24B、コンデンサ24C、オイルクーラ24D、及びインタークーラ24E等の各熱交換器を一体的にユニット化した構成とされている。
【0025】
ラジエータ24Aは、エンジン20内を流れる冷却水を冷却する。燃料クーラ24Bは、図示しない燃料タンクに戻る余剰燃料を冷却する。コンデンサ24Cは、キャブ8に搭載されたエアコンで冷気を発生させるためのものである。オイルクーラ24Dは、各種シリンダ12,13,14等の油圧機器の作動オイルの冷却を行う。インタークーラ23Eは、エンジン20に供給される過給空気を冷却する。これらの各熱交換器24A〜24Eに流入する冷却水、作動油等の各種冷媒は、冷却風39により冷却される。
【0026】
エンジン20のX2方向側には、油圧ポンプ27が一体的に取付けられている。油圧ポンプ27は、作業アタッチメント4を駆動するブームシリンダ12、アームシリンダ13、バケットシリンダ14等の油圧源である。この油圧ポンプ27もエンジン20により駆動される。
【0027】
エンジン20から排出された排気ガスは、排気ガス処理装置30により浄化処理が行われる。エンジン20から排出される排気ガス中には、窒素酸化物(NOx)等の有害物質が含まれることがあり、これらを浄化するためにエンジン20には排気ガス処理装置30が接続されている。
【0028】
この排気ガス処理装置30は、排気ガス中に含まれるパティキュレートマター(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ31(DPF)と、窒素酸化物(NOx)を還元除去する選択的還元剤(例えば、尿素等)を用いて還元除去する選択還元型触媒32(SCR)等が設けられている。
【0029】
また、DPF31はその上流側に前段酸化触媒を備えており、SCR32はその下流側に後段酸化触媒を備えている。このDPF31は、酸化触媒担持型フィルタ(CSF)とすることも可能である。
【0030】
上記構成とされた排気ガス処理装置30は、支持体37、ファイヤーウォール42等を有するハウスフレーム35に支持される。
【0031】
次に、
図3〜
図5を用いて、熱交換装置24及び防塵装置40について説明する。
【0032】
熱交換装置24は、前記のように各熱交換器24A〜24Eを有しており、これらの各熱交換器24A〜24Eはフレーム25に取付けられている。
【0033】
フレーム25は、対向離間して設けられる一対の側部フレーム25A,25Bと、この側部フレーム25A,25Bの上端部を連結する上部フレーム25Cと、側部フレーム25A,25Bの下端部を連結する下部フレーム25Dとを有している。
【0034】
この各フレーム25A〜25Dは、全体として矩形の枠を構成する。前記の各熱交換器
24A〜24Eのうちラジエータ24A及びオイルクーラ24Dは、矩形の枠形状とされ
たフレーム25の内部に取付けられる。また、燃料クーラ24B、コンデンサ24C、及びインタークーラ24Eは、フレーム25から延出する支持部材に取付けられて、冷却風39の流れ方向に対してラジエータ24Aの上流側(X1方向側)に配置される。
【0035】
防塵装置40は、冷却風39の流れ方向に対し熱交換装置24の上流側に取付けられる。また、エンジン室17内における防塵装置40の配設位置は、
図2に示すように、外装カバー18の側部に形成されたメンテナンスドア19Aの近傍位置に設定されている。
【0036】
防塵装置40は、一対のブラケット41A,41Bと、防塵ネット50とを有している。
【0037】
ブラケット41Aは図中矢印Y1方向側に位置しており、熱交換装置24の側部フレーム25Aに取付けられる。また、ブラケット41Bは図中矢印Y2方向側に位置しており、熱交換装置24の側部フレーム25Bに取付けられる。よって、一対のブラケット41A,41Bは、燃料クーラ24B、コンデンサ24C、及びインタークーラ24Eを挟むようにして、熱交換装置24のフレーム25に取付けられる。
【0038】
本実施形態では、ブラケット41A,41Bを側部フレーム25A,25Bにボルトを用いて固定している。しかしながら、ブラケット41A,41Bの側部フレーム25A,25Bへの固定方法は特に限定されるものではなく、他の固定方法(溶接等)用いてもよく、また着脱機能な構成としてもよい。
【0039】
各ブラケット41A,41Bは、上端部から中央部に向け漸次幅広となる第1の傾斜部57A,57Bと、下端部から中央部に向け漸次幅広となる第2の傾斜部58A,58Bとを有している。よって、各ブラケット41A,41Bは、上端部及び下端部に対して中央部が冷却風39の流れ方向に対し上流側に突出した形状を有している。即ち、ブラケット41A,41Bは、側面視すると上端部及び下端部に比べて中央部分がX1方向に突出した形状とされている。
【0040】
ブラケット41Aの上端部と、ブラケット41Bの上端部との間には、補強板43が配設されている。また、ブラケット41Aの突出した中央部と、ブラケット41Bの突出した中央部との間には、中渡し板44が配設されている。
【0041】
防塵装置40の上端部には、開口部49が形成されている。補強板43は、この開口部49に設けられている。この補強板43は、ブラケット41A,41Bの上部における強度を高めるものである。なお開口部49は、エンジンフード17aを外装カバー18に装着する際にエンジンフード17aで覆われる。
【0042】
中渡し板44は、ブラケット41A,41Bの中央部における強度を高めるものである。また中渡し板44の中央位置には、載置部45が設けられている。
【0043】
このように、ブラケット41A,41Bは、その上端部、及び中央部を補強板43,中渡し板44により補強される。これにより、一対のブラケット41A,ブラケット41Bは、所定の対向離間した位置を維持する。
【0044】
ここで、補強板43の幅寸法(矢印X1,X2方向に対する長さ)は、防塵装置40の強度を維持しうる範囲で最小の幅寸法とされている。なお、補強板43については、ブラケット41A,41Bの補強を行うことができれば、必ずしもブラケット41Aとブラケット41Bとの間に架設する必要はない。
【0045】
ブラケット41Aの上端近傍位置には、上部ガイド部材46Aが設けられている。また、ブラケット41Aの下端部近傍には、下部ガイド部材47Aが設けられている。同様に、ブラケット41Bの上端近傍位置には上部ガイド部材46Bが設けられており、ブラケット41Bの下端部近傍には下部ガイド部材47Bが設けられている。
【0046】
上部ガイド部材46Aと及び上部ガイド部材46Bの配設位置は、上部ガイド部材46Aと上部ガイド部材46Bとの間に矢印Z1,Z2方向及び矢印X1,X2方向を含む面(以下、この面を対称面という)に対して鏡面対称に配置されている。また同様に、下部ガイド部材47Aと下部ガイド部材47Bの配設位置も、対称面に対して鏡面対称に配置されている。
【0047】
各ガイド部材46A,46B,47A,47Bは、それぞれ図中矢印X2方向に延在する固定面46x,47xと、図中矢印Y1方向又はY2方向に延出する係止面46y,47yを有している。ガイド部材46A,47Aは、固定面46x,47xをブラケット41Aにボルト等を用いて固定される。また、ガイド部材46B,47Bは、固定面46x,47xをブラケット41Bにボルト等を用いて固定される。
【0048】
ここで、ガイド部材46A,46B,47A,47Bについて、
図6及び
図7を用いてより詳細に説明する。なお、前記のように上部ガイド部材46Aと上部ガイド部材46B、及び下部ガイド部材47Aと下部ガイド部材47Bは鏡面対称な構成であり、基本構成は同一であるため、それぞれを一括的に説明するものとする。
【0049】
図6は、ブラケット41A,41Bの上端部近傍に配設された上部ガイド部材46A,46Bを示している。前記のように、ブラケット41A,41Bは第1の傾斜部57A,57Bを有しているが、上部ガイド部材46A,46Bは第1の傾斜部57A,57Bの上部近傍に配設されている。
【0050】
また、第1の傾斜部57A,57Bは、水平方向に対して矢印α1で示す傾斜角度を有している。これに対し、上部ガイド部材46A,46Bの係止面46yは、水平方向に対して矢印α2(ブラケット角度という)で示す傾斜角度を有している。
【0051】
この傾斜部角度α1は、ブラケット角度α2よりも大きく設定している(α1>α2)。よって、係止面46yと第1の傾斜部57A,57Bとの間には、角度(α1−α2)の傾斜空間72Aが形成される。この傾斜空間72Aの形状は、その幅(係止面46yと第1の傾斜部57A,57Bとの離間距離)が下方から上方に向けて漸次狭くなる形状となっている。
【0052】
また、上部ガイド部材46A,46の上端部(Z1方向端部)には、挿通部68が形成されている。この挿通部68は、後述する上部防塵ネット51が挿通できる形状及び大きさとされている。
【0053】
図7は、ブラケット41A,41Bの下端部近傍に配設された下部ガイド部材47A,47Bを示している。この下部ガイド部材47A,47Bは、第2の傾斜部58A,58Bの下部近傍に配設されている。
【0054】
また、第2の傾斜部58A,58Bは、水平方向に対して矢印β1で示す傾斜角度を有している。これに対し、下部ガイド部材47A,76Bの係止面47yは、水平方向に対して矢印β2(ブラケット角度という)で示す角度を有している。
【0055】
この傾斜部角度β1は、ブラケット角度β2よりも大きく設定している(β1>β2)。よって、係止面47yと第2の傾斜部58A,58Bとの間には、角度(β1−β2)の傾斜空間72Bが形成される。この傾斜空間72Bの形状は、その幅(係止面47yと第2の傾斜部58A,58Bとの離間距離)が上方から下方に向けて漸次狭くなる形状となっている。
【0056】
また、下部ガイド部材47A,47の下端部(Z2方向端部)には、挿通部69が形成されている。この挿通部69は、後述する下部防塵ネット52が挿通できる形状及び大きさとされている。
【0057】
一方、防塵装置40を構成するブラケット41A,41B、及び補強板43の内壁面には、他の機器,装置の邪魔にならない範囲で防音材65が配設されている(防音材65の一部を
図3に梨地で示す)。
【0058】
一般にエンジン室17内で発生する騒音は、冷却ファン23が回転することにより発生する。この冷却ファン23で発生した騒音の多くは、熱交換装置24及び防塵装置40を通りエンジン室17の外部に伝達される。
【0059】
本実施形態では、この冷却ファン23から外部への騒音の伝達途中である防塵装置40の内壁面に防音材65を配設している。よって冷却ファン23で発生した騒音は、防塵装置40に発生された防音材65で吸音され、冷却ファン23で発生する騒音を低減することができる。
【0060】
また
図2に示されるように、防塵装置40は冷却ファン23に近接した位置に配設されている。このため、冷却ファン23で発生した騒音は騒音発生位置に近い位置で吸音されるため、騒音低減を効率よく行うことができる。
【0061】
更に、防音材65はブラケット41A,41B等の内壁面に設けられているため、冷却風39が防塵装置40を通過する際、防音材65がその邪魔になるようなことはない。よって、防音材65を設けても、熱交換装置24における冷却効率が低下するようなことはない。
【0062】
次に、ブラケット41A,41Bに装着される防塵ネット50について説明する。
【0063】
本実施形態では防塵ネット50は二分割されており、上部防塵ネット51と下部防塵ネット52とにより構成されている。
【0064】
各防塵ネット51,52は、矩形状の枠体53に冷却風39に含まれる塵埃を除去するフィルタとなるネット部材F(網目の図示は省略している)を配設した構成とされている。また枠体53には、メンテナンス時において各防塵ネット51,52をブラケット41Aに対して装着脱する際、作業者が把持する把持部54,55が設けられている。
【0065】
上部防塵ネット51は、ブラケット41A,41Bの第1の傾斜部57A,57Bに着脱可能な構成で取付けられる。また下部防塵ネット52は、ブラケット41A,41Bの第2の傾斜部58A,58Bに着脱可能な構成で取付けられる。
【0066】
上部防塵ネット51が第1の傾斜部57A,57Bに取付けられる際、上端部51Aは後述するシール部材60に当て止めされることにより固定され(
図6参照)、下端部51Bはワンタッチクリップ62で中渡し板44に固定される。
【0067】
また、下部防塵ネット52が第2の傾斜部58A,58Bに取付けられる際、下端部52Bは後述するシール部材61に当て止めされることにより固定され(
図7参照)、上端部52Aはワンタッチクリップ62で中渡し板44に固定される。
【0068】
また防塵ネット50は、メンテナンスを行う際に防塵装置40に対して着脱する必要がある。本実施形態では、防塵ネット50を上下に二分割して上部防塵ネット51と下部防塵ネット52とにより構成している。
【0069】
このため、メンテナンスドア19Aを開いて防塵ネット50の着脱を行う際、分割されることにより小型になった各防塵ネット51,52を個別に着脱することができる。よって、作業者は外装カバー18に上る必要はなく、いわゆるグランドアクセスで各防塵ネット51,52の着脱作業を行うことが可能となる。これにより、防塵ネット50を上部防塵ネット51と下部防塵ネット52に分割することにより、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。
【0070】
また、前記した上部ガイド部材46A,46Bは上部防塵ネット51を第1の傾斜部57A,57Bに装着脱する際のガイドとして機能する。また、下部ガイド部材47A,47Bは下部防塵ネット52を第2の傾斜部58A,58Bに装着出する際のガイドとして機能する。よって、この各ガイド部材46A,46B,47A,47Bを設けることによっても、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。
【0071】
次に、熱交換装置24及び防塵装置40のエンジン室17への固定構造について説明する。
【0072】
上記構成とされた防塵装置40は、前記のようにブラケット41A,41Bを側部フレーム25A,25Bにボルト固定することにより熱交換装置24に取付けられる。また、防塵装置40の取付け位置は、冷却風39の流れ方向に対し熱交換装置24の上流側に設定されている。
【0073】
このように一体化した熱交換装置24及び防塵装置40は、エンジン室17内の冷却風39の流れ方向に対し冷却ファン23の上流側に固定される。
【0074】
旋回フレーム5の熱交換装置24及び防塵装置40の配設位置には、固定台5aが形成されている。この固定台5aは、旋回フレーム5の床面に対して突出形成されている。熱交換装置24は、この固定台5a上に固定される。
【0075】
熱交換装置24よりもX1方向に若干ずれた位置の固定台5aの上面には、シール部材61が配設されている。シール部材61は、弾性材或いは可撓性材料等の荷重が印加されることにより圧縮変形(弾性変形、可撓変形等を含む)するものが選定されている。具体的なシール部材61としては、例えばゴム材料,発泡材量,弾性樹脂材料等を用いることができる。
【0076】
このシール部材61は、熱交換装置24を固定台5aに装着した状態において、防塵装置40(ブラケット41A,41B)の下端部よりもX1方向に若干延出するよう構成されている。具体的には、下部防塵ネット52が下部ガイド部材47A,47Bに挿入された際、
図7に示されるように、下端部52Bがシール部材61に押し当てられ、当て止めされるよう構成されている(以下、この当て止めされる部位を当て止め部P2という)。
【0077】
一方、熱交換装置24がエンジン室17に固定された状態において、防塵装置40の上部はエンジンフード17aにより覆われる。エンジンフード17aは、外装カバー18に対して開閉可能な構成とされている。
【0078】
また、エンジンフード17aの防塵装置40の上端部と対向する位置にはシール部材60が配設されている。本実施形態では、シール部材60は前記したシール部材61と同一材料を用いている。
【0079】
しかしながら、シール部材60とシール部材61は必ずしも同一材料にする必要はなく、異なる材料とすることも可能である。また、シール部材60とシール部材61の一方又は両方に防音材65のような防音効果を備える素材又は構造を用いることでシール部材と防音部材とを兼用させることも可能である。
【0080】
シール部材60は、外装カバー18に対しエンジンフード17aを閉じた状態において防塵装置40の上端部に圧接されるよう構成されている。よって、前記のように防塵装置40の上端部に開口部49が形成されていても、塵埃を含む冷却風39が開口部49を介して熱交換装置24及びエンジン室17内に流入することを防止できる。
【0081】
またシール部材60は、エンジンフード17aを閉じた状態において、防塵装置40の上端部よりもX1方向に若干延出するよう構成されている。具体的には、上部防塵ネット51が上部ガイド部材46A,46Bに挿入された際、
図6に示されるように、上端部51Aがシール部材60に押し当てられ、当て止めされるよう構成されている(以下、この当て止めされる部位を当て止め部P1という)。
【0082】
上記のように、熱交換装置24がエンジン室17に固定されると、防塵装置40はその下端部がシール部材61を介して固定台5a(旋回フレーム5)と当接し、上端部がシール部材60を介してエンジンフード17aに当接する。このため、塵埃を含む冷却風39は必ず防塵装置40を通過することになり、防塵効率を高めることができる。
【0083】
また防塵装置40は、冷却風39の流れ方向に対して熱交換装置24の上流側に配設されている。このため、防塵装置40は熱交換装置24を構成する各熱交換器24A〜24Eに対して防塵処理を行うため、全ての熱交換器24A〜24Eに対して目詰まりが発生することを防止できる。
【0084】
更に、個々の熱交換器24A〜24Eの夫々に対して防塵ネットを設けたことを想定した場合、個々の防塵ネットにメンテナンスを行う必要がありその作業が面倒となることが考えられる。しかしながら、本実施形態では上部防塵ネット51及び下部防塵ネット52の2枚の防塵ネットのメンテナンスで済むため、メンテナンス性の向上を図ることもできる。
【0085】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。