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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-08
(45)【発行日】2023-11-16
(54)【発明の名称】建設機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/00 20060101AFI20231109BHJP
E02F 9/16 20060101ALI20231109BHJP
F01N 13/14 20100101ALI20231109BHJP
B60K 11/04 20060101ALI20231109BHJP
B60K 13/04 20060101ALI20231109BHJP
【ＦＩ】
E02F9/00 D
E02F9/16 C
F01N13/14
B60K11/04 E
B60K13/04 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020050344
(22)【出願日】2020-03-20
(65)【公開番号】P2021147929
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2023-01-12
(73)【特許権者】
【識別番号】398071668
【氏名又は名称】株式会社日立建機ティエラ
(74)【代理人】
【識別番号】110002457
【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】宮脇 達也
(72)【発明者】
【氏名】野口 修平
(72)【発明者】
【氏名】中林 哲也
【審査官】佐久間 友梨
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０５３２６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－３２０９６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１３０５１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１１２９０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１５８７４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３５０４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５１－１４９０５９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５６－０２４３２３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１５－１８２６２８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ １１／００－１５／１０
Ｅ０２Ｆ ９／００－９／１８
９／２４－９／２８
Ｆ０１Ｎ １／００－１／２４
５／００－５／０４
１３／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自走可能な車体と、前記車体の前側に設けられた作業装置とからなり、前記車体は、
前記作業装置が前側に設けられた車体フレームと、
前記車体フレームの後側に設けられたガス燃料を燃料とするガスエンジンと、
前記ガスエンジンの前側に配置され前記ガスエンジンの排気ガスが流通する排気管と、
前記ガスエンジンの上側に配置された運転席と、
前記ガスエンジンの冷却水を冷却する熱交換器と、
前記熱交換器に冷却風を供給する冷却ファンとを備えてなる建設機械において、
前記排気管と前記運転席との間には、前記運転席に対して前記排気管を遮蔽する熱遮蔽部と、前記冷却風を前記排気管に導く導風部とを有する遮熱板が設けられ、
前記排気管の途中には、前記排気ガスを浄化する三元触媒が設けられ、
前記遮熱板の前記熱遮蔽部は、前記排気管のうち前記三元触媒よりも上流側の部位を覆っており、
前記冷却風の流れ方向に対して前記遮熱板よりも下流側には、前記遮熱板を通過した前記冷却風を外部へと案内すると共に、前記排気管のうち前記三元触媒よりも下流側の部位を覆う第２の遮熱板が設けられていることを特徴とする建設機械。
【請求項2】
前記遮熱板の前記導風部は、前記熱遮蔽部から前記冷却ファンの外周に向かって傾斜するラッパ状に形成され、前記冷却ファンの軸方向において前記冷却ファンに対面することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【請求項3】
前記遮熱板と前記第２の遮熱板との間には、前記冷却ファンの軸方向に沿って隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、原動機としてガスエンジンが搭載された油圧ショベル等の建設機械に関する。
【背景技術】
【0002】
建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前側に設けられた作業装置とを備えて構成されている。上部旋回体は、ベースとなる旋回フレームを有し、旋回フレームには、通常、軽油を燃料とするディーゼルエンジンと、ディーゼルエンジンによって駆動される油圧ポンプ等が搭載されている。
【0003】
近年では、地球温暖化、大気汚染等の問題に対処するために排気ガス規制が強化されている。このため、ディーゼルエンジンの高出力化、高効率化を実現するためのコモンレールと呼ばれる燃料噴射装置や、ディーゼルエンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置が新たに採用され、排気ガス規制に対応するためのコストが上昇している。これに対し、ディーゼルエンジンに比較して排気ガス中に含まれる有害物質が少ないガスエンジンを用いることが検討されている。
【0004】
このガスエンジンは、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ：Liquefied Petroleum Gas）等を燃料とするもので、燃料を完全に燃焼することができるために粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）が殆ど排出されず、三元触媒との組合せにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減することができる。一方、ガスエンジンは、ディーゼルエンジンとは燃焼形態が異なり、ガスエンジンの排気ガス温度は、全負荷域および全回転数域において、ディーゼルエンジンよりも約２００℃以上高くなる。従って、エンジンの上方に運転席が配置される小型の油圧ショベル（ミニショベル）にガスエンジンを搭載する場合には、ガスエンジンから排出される高温の排気ガスの熱が運転席に伝わることにより、オペレータの作業環境が低下してしまうという問題がある。
【0005】
ここで、エンジンに取付けられた過給機と運転席との間に、遮熱板が設けられた小型の油圧ショベルが提案されている。この油圧ショベルでは、運転席に座ったオペレータに対し、過給機からの熱が伝わるのを遮熱板によって抑えることができる。この場合、遮熱板には複数のスリットが形成され、過給機からの熱がスリットを通じて放出されることにより、遮熱板の温度が過度に高くなるのを防止できる構成となっている（特許文献１参照）。
【0006】
一方、冷却ファンの下流側に案内板が設けられた油圧ショベルが提案されている。この油圧ショベルでは、冷却ファンからの冷却風を、案内板によってエンジン、オイルパン、エンジンの周囲に配置された電装品等の発熱体へと案内することができ、これら発熱体を冷却風によって冷却することができる構成となっている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１６－０５３２６１号公報
【文献】特開平１０－１６９４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献１による従来技術は、主として過給機からの輻射熱が運転席に伝わるのを遮熱板によって抑えるものであり、外装カバーによって囲まれたエンジン室内の温度は、時間の経過と共に上昇する。このため、エンジン室内の熱気が運転席に伝わるという不具合がある。さらに、遮熱板に形成されたスリットを通じて輻射熱が運転席に伝わるという不具合がある。
【0009】
一方、特許文献２による従来技術は、冷却風が流れる方向が案内板によって決まるため、エンジン室のうち十分に冷却風が流れない箇所に熱が滞留してしまう。このため、エンジン室内の温度が時間の経過と共に上昇し、エンジン室内の熱気が運転席に伝わってしまうという不具合がある。
【0010】
本発明の目的は、ガスエンジンから排出される排気ガスの熱が運転席に伝わるのを抑えることができるようにした建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一実施形態は、自走可能な車体と、前記車体の前側に設けられた作業装置とからなり、前記車体は、前記作業装置が前側に設けられた車体フレームと、前記車体フレームの後側に設けられたガス燃料を燃料とするガスエンジンと、前記ガスエンジンの前側に配置され前記ガスエンジンの排気ガスが流通する排気管と、前記ガスエンジンの上側に配置された運転席と、前記ガスエンジンの冷却水を冷却する熱交換器と、前記熱交換器に冷却風を供給する冷却ファンとを備えてなる建設機械において、前記排気管と前記運転席との間には、前記運転席に対して前記排気管を遮蔽する熱遮蔽部と、前記冷却風を前記排気管に導く導風部とを有する遮熱板が設けられ、前記排気管の途中には、前記排気ガスを浄化する三元触媒が設けられ、前記遮熱板の前記熱遮蔽部は、前記排気管のうち前記三元触媒よりも上流側の部位を覆っており、前記冷却風の流れ方向に対して前記遮熱板よりも下流側には、前記遮熱板を通過した前記冷却風を外部へと案内すると共に、前記排気管のうち前記三元触媒よりも下流側の部位を覆う第２の遮熱板が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
本発明の一実施形態によれば、高温の排気ガスが流れる排気管からの輻射熱が運転席に伝わるのを、遮熱板の熱遮蔽部によって抑えることができる。また、遮熱板の導風部によって冷却風を排気管に導くことにより、排気管の周囲の熱気を外部に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態による油圧ショベルを左側方から見た左側面図である。
【図2】旋回フレーム、ガスエンジン、排気管、熱交換器、冷却ファン、遮熱板、第２の遮熱板等を示す斜視図である。
【図4】作業装置、キャノピ、運転席等を取外した上部旋回体を上方から見た平面図である。
【図5】旋回フレームにカウンタウエイト、ガスエンジン、冷却ファン、フロア部材、運転席、遮熱板等を取付けた状態を右側方から見た右側面図である。
【図6】遮熱板を単体で示す斜視図である。
【図7】第２の遮熱板を単体で示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る建設機械の実施形態について、小型の油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図７を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施の形態では、油圧ショベルの走行方向を前，後方向とし、油圧ショベルの走行方向と直交する方向を左，右方向として説明する。
【0015】
図１において、建設機械の代表例である油圧ショベル１は、前，後方向に自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを備えている。下部走行体２と上部旋回体３とは、油圧ショベル１の車体を構成している。上部旋回体３の前側には作業装置４が俯仰動可能に設けられ、この作業装置４を用いて掘削作業等が行われる。
【0016】
上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回装置５を介して旋回可能に搭載されている。上部旋回体３は、後述の旋回フレーム６、カウンタウエイト７、ガスエンジン８、運転席１６、熱交換器１９、冷却ファン２０、遮熱板２１、第２の遮熱板２５、外装カバー２７、キャノピ２８等を含んで構成されている。
【0017】
作業装置４は、旋回フレーム６の前端に左，右方向に揺動可能に取付けられたスイングポスト４Ａと、スイングポスト４Ａに俯仰動可能に取付けられたブーム４Ｂと、ブーム４Ｂの先端に回動可能に取付けられたアーム４Ｃと、アーム４Ｃの先端に回動可能に取付けられたバケット４Ｄと、ブームシリンダ４Ｅ、アームシリンダ４Ｆ、バケットシリンダ４Ｇを備えて構成されている。また、旋回フレーム６とスイングポスト４Ａとの間には、スイングポスト４Ａを左，右方向に揺動させるスイングシリンダ（図示せず）が設けられている。
【0018】
車体フレームとしての旋回フレーム６は、上部旋回体３のベースを構成し、旋回フレーム６の前側には作業装置４が設けられている。図２および図３に示すように、旋回フレーム６は、底板６Ａと、左縦板６Ｂと、右縦板６Ｃと、横板６Ｄと、上板６Ｅと、左サイドフレーム６Ｆと、右サイドフレーム６Ｇとを含んで構成されている。底板６Ａは、厚肉な鋼板を用いて形成され、前後方向に延びている。左縦板６Ｂおよび右縦板６Ｃは底板６Ａ上に立設され、前側から後側に向けて左右方向の間隔が広がるように前後方向に延びている。横板６Ｄは、底板６Ａ上に立設されて左右方向に延び、左縦板６Ｂと右縦板６Ｃとの間を連結している。上板６Ｅは、左縦板６Ｂおよび右縦板６Ｃの上部に設けられ、左縦板６Ｂおよび右縦板６Ｃの前後方向の中間部から前側へと延びている。
【0019】
左サイドフレーム６Ｆは、左縦板６Ｂの左側に間隔をもって配置され、湾曲しつつ前，後方向に延びている。右サイドフレーム６Ｇは、右縦板６Ｃの右側に間隔をもって配置され、湾曲しつつ前，後方向に延びている。底板６Ａ、左縦板６Ｂ、右縦板６Ｃおよび上板６Ｅの前端は、前方に突出した支持部６Ｈとなっている。この支持部６Ｈには、作業装置４のスイングポスト４Ａが左，右方向に揺動（スイング）可能に取付けられている。旋回フレーム６の横板６Ｄよりも後側には、ガスエンジン８が搭載されている。また、旋回フレーム６の左後部には、ガスエンジン８を挟んで後述する冷却ファン２０とは反対側に位置して、冷却ファン２０からの冷却風を外部に排出する冷却風排出口６Ｊが形成されている（図４参照）。
【0020】
カウンタウエイト７は、旋回フレーム６の後側に設けられている。カウンタウエイト７は、作業装置４との重量バランスをとる重量物である。図４に示すように、カウンタウエイト７の外周面７Ａは、左右方向の中央部が後方に突出した円弧状をなしている。これにより、上部旋回体３が旋回したときに、カウンタウエイト７の外周面７Ａは一定の旋回半径内に収まる構成となっている。
【0021】
ガスエンジン８は、カウンタウエイト７の前側に位置して旋回フレーム６に搭載されている。即ち、ガスエンジン８は、旋回フレーム６の横板６Ｄよりも後側に複数のマウント部材９を介して支持されている。ガスエンジン８は、ガス燃料としての液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料として用いるもので、左，右方向に延在する横置き状態で旋回フレーム６に搭載されている。また、ガスエンジン８は、エンジン冷却水が流通するウォータジャケット（図示せず）を備えている。ここで、ガスエンジン８は、ディーゼルエンジンとは燃焼形態が異なり、ガスエンジン８の排気ガス温度は、一般に、全負荷域および全回転数域においてディーゼルエンジンよりも約２００℃以上高くなる。
【0022】
油圧ポンプ１０は、ガスエンジン８の左側に取付けられている。油圧ポンプ１０は、ガスエンジン８によって駆動され、作業装置４の各シリンダ４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、下部走行体２の走行油圧モータ（図示せず）、旋回装置５の旋回油圧モータ（図示せず）等の油圧アクチュエータに向けて作動用の圧油を供給する。
【0023】
排気管１１は、ガスエンジン８の前側に配置されている。排気管１１はガスエンジン８の排気側に接続され、ガスエンジン８から排出された排気ガスが流通する。排気管１１の途中には後述する三元触媒１３が接続され、排気管１１の下流側には、ガスエンジン８の爆発音を抑制する消音装置（サイレンサー）１２が接続されている。排気管１１は、三元触媒１３の上流側に配置され、ガスエンジン８と三元触媒１３との間を接続する上流側排気管１１Ａと、三元触媒１３の下流側に配置され、三元触媒１３と消音装置１２との間を接続する下流側排気管１１Ｂとにより構成されている（図３参照）。
【0024】
三元触媒１３は、ガスエンジン８の前側に位置して排気管１１の途中に設けられている。三元触媒１３は、排気管１１を構成する上流側排気管１１Ａの流出口と下流側排気管１１Ｂの流入口とに接続され、ガスエンジン８から排出された排気ガスを酸化還元反応によって浄化する。ここで、三元触媒１３は、白金、パラジウム、ロジウム、酸化セリウム等の貴金属と、これら貴金属を覆う断熱材とを含んで構成され、排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）等の有害物質を除去する。即ち、三元触媒１３は、炭化水素を水と二酸化炭素に酸化し、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化し、窒素酸化物を窒素に還元することにより、排気ガスを浄化する。この場合、三元触媒１３は、ガスエンジン８からの高温の排気ガスによって酸化・還元作用が促進される。
【0025】
フロア部材１４は、ガスエンジン８の前側に位置して旋回フレーム６に設けられている。フロア部材１４は、旋回フレーム６の左前部から前後方向の中央部までの範囲に水平に延びて配置され、後述するシート１８に座ったオペレータの足場を形成している。フロア部材１４の前側部位には、下部走行体２を走行させるときに手動操作または足踏み操作によって操作される左右の走行レバー・ペダル１５が設けられている。
【0026】
運転席１６は、ガスエンジン８の上側に配置されている。運転席１６は、旋回フレーム６上に設けられた運転席台座１７と、運転席台座１７上に配置されたシート１８とを含んで構成されている。運転席台座１７は、フロア部材１４の後側に位置して旋回フレーム６に設けられ、ガスエンジン８の上側を通って後方へと延びている。図５に示すように、運転席台座１７は、フロア部材１４の後端から鉛直上方に立ち上がる立上り部１７Ａと、立上り部１７Ａの上端からガスエンジン８の上側を通って後方へと延びる水平な台座部１７Ｂと、台座部１７Ｂの後端からガスエンジン８の上側を通って斜め上方へと延びる背板部１７Ｃとにより構成されている。運転席台座１７の立上り部１７Ａは、ガスエンジン８を前側から覆い、台座部１７Ｂと背板部１７Ｃは、ガスエンジン８を上側から覆っている。
【0027】
シート１８は、運転席台座１７の台座部１７Ｂ上に取付けられ、ガスエンジン８の上側に配置されている。シート１８は、油圧ショベル１を操作するオペレータが座るもので、シート１８の前側には、左右の走行レバー・ペダル１５が設けられている。また、シート１８の左右両側には、作業装置４および旋回装置５を操作するための作業用の操作レバー１８Ａ（左側のみ図示）が設けられている。
【0028】
熱交換器１９は、ガスエンジン８の右側に位置して旋回フレーム６に搭載されている。熱交換器１９は、例えばガスエンジン８のウォータジャケット（図示せず）内を流れるエンジン冷却水を冷却するラジエータ、油圧アクチュエータから作動油タンク（図示せず）に戻る作動油を冷却するオイルクーラ等を含んで構成されている。
【0029】
冷却ファン２０は、ガスエンジン８と熱交換器１９との間に位置してガスエンジン８の回転軸（図示せず）に設けられている。冷却ファン２０は、ガスエンジン８によって回転駆動される軸流ファンからなり、上部旋回体３の外部から取込んだ外気を冷却風Ｆとして熱交換器１９に供給する。これにより、熱交換器１９は、エンジン冷却水、作動油等の熱を冷却ファン２０からの冷却風Ｆ中に放熱し、これらを冷却する。なお、冷却ファン２０の動力源としては、ガスエンジン８に限らず、電動モータ等を用いることもできる。
【0030】
次に、本実施形態の特徴部分となる遮熱板２１、第２の遮熱板２５の構成について、詳細に説明する。
【0031】
遮熱板２１は、排気管１１と運転席１６との間に設けられている。具体的には、遮熱板２１は、旋回フレーム６を構成する横板６Ｄに取付けられ、冷却ファン２０による冷却風Ｆの流れ方向に対して冷却ファン２０よりも下流側に配置されている。遮熱板２１は、ガスエンジン８からの排気ガスによって温度上昇した排気管１１の熱が、運転席１６に伝わるのを抑えるものである。図２および図６に示すように、遮熱板２１は、例えば鋼板等を用いて形成され、排気管１１と運転席１６との間、より具体的には、排気管１１の上流側排気管１１Ａとシート１８が取付けられた運転席台座１７との間に配置された熱遮蔽部２２と、冷却風Ｆの流れ方向に対して冷却ファン２０と排気管１１との間に配置された導風部２３とにより構成されている。
【0032】
遮熱板２１の熱遮蔽部２２は、旋回フレーム６の横板６Ｄから鉛直上方に延びる鉛直板２２Ａと、鉛直板２２Ａの上端から後方（ガスエンジン８側）に向けて斜め上向きに延びる傾斜板２２Ｂと、傾斜板２２Ｂの上端から後方に向けて水平に延びる水平板２２Ｃとにより構成されている。鉛直板２２Ａの下側には、複数のボルト挿通孔２２Ｄが形成され、これら複数のボルト挿通孔２２Ｄに挿通したボルト２４を、旋回フレーム６の横板６Ｄに螺着することにより、遮熱板２１が横板６Ｄに取付けられている。
【0033】
熱遮蔽部２２は、鉛直板２２Ａ、傾斜板２２Ｂ、水平板２２Ｃによって、上流側排気管１１Ａの前側から上側までを取囲むように覆っている。これにより、シート１８が取付けられた運転席台座１７に対して上流側排気管１１Ａが遮蔽（熱遮蔽）され、上流側排気管１１Ａからの輻射熱が、運転席台座１７を介してシート１８に伝わるのを抑えることができる構成となっている。一方、上流側排気管１１Ａが熱遮蔽部２２によって取囲まれることにより、上流側排気管１１Ａからの輻射熱は、熱遮蔽部２２によって上流側排気管１１Ａへと反射する。これにより、上流側排気管１１Ａから三元触媒１３に導入される排気ガスの温度を、三元触媒１３の酸化・還元作用を活性化させるのに適した温度範囲に保つことができる構成となっている。
【0034】
遮熱板２１の導風部２３は、熱遮蔽部２２に一体に設けられ、熱遮蔽部２２の傾斜板２２Ｂおよび水平板２２Ｃから冷却ファン２０に向けて張出している。即ち、導風部２３は、熱遮蔽部２２の傾斜板２２Ｂおよび水平板２２Ｃの冷却ファン２０側の端部２２Ｅから、冷却ファン２０の外周に向かって傾斜するラッパ状に形成されている。これにより、導風部２３は、冷却ファン２０の軸方向において冷却ファン２０の一部に対面している（図５参照）。
【0035】
冷却ファン２０によって熱交換器１９を通過した冷却風Ｆは、導風部２３によって遮熱板２１の熱遮蔽部２２へと導かれ、熱遮蔽部２２によって覆われた上流側排気管１１Ａから三元触媒１３、下流側排気管１１Ｂへと流れた後、旋回フレーム６の冷却風排出口６Ｊを通じて上部旋回体３の外部に排出される。これにより、排気管１１の周囲に熱気が滞留するのを抑え、運転席台座１７（台座部１７Ｂ）の周囲の温度上昇を防止することができる構成となっている。一方、導風部２３は、冷却ファン２０の軸方向において冷却ファン２０の一部に（部分的に）対面している。このため、導風部２３から外れた冷却風Ｆは、排気管１１以外のガスエンジン８全体を通過した後、旋回フレーム６の冷却風排出口６Ｊを通じて上部旋回体３の外部に排出される。これにより、ガスエンジン８全体を冷却することができ、ガスエンジン８からの熱による運転席台座１７（台座部１７Ｂ）の周囲の温度上昇を防止することができる構成となっている。
【0036】
第２の遮熱板２５は、遮熱板２１に隣接して旋回フレーム６の横板６Ｄに取付けられている。第２の遮熱板２５は、冷却ファン２０による冷却風Ｆの流れ方向に対して遮熱板２１よりも下流側に配置されている。図２および図７に示すように、第２の遮熱板２５は、鋼板等を用いて形成され、旋回フレーム６の横板６Ｄから鉛直上方に延びる鉛直板２５Ａと、鉛直板２５Ａの上端から後方（ガスエンジン８側）に向けて斜め上向きに延びる傾斜板２５Ｂとを有している。鉛直板２５Ａの下側には、複数のボルト挿通孔２５Ｃが形成され、これら複数のボルト挿通孔２５Ｃに挿通したボルト２４を、旋回フレーム６の横板６Ｄに螺着することにより、第２の遮熱板２５が横板６Ｄに取付けられている。
【0037】
第２の遮熱板２５は、遮熱板２１を通過した冷却風Ｆを旋回フレーム６の冷却風排出口６Ｊに案内し、この冷却風Ｆを円滑に上部旋回体３の外部に排出させる。これにより、上流側排気管１１Ａを通過して温度上昇した冷却風Ｆが、運転席台座１７の周囲に滞留するのを防止することができる構成となっている。一方、第２の遮熱板２５は、下流側排気管１１Ｂを前方および斜め上方から覆っている。これにより、シート１８が取付けられた運転席台座１７に対して下流側排気管１１Ｂが遮蔽（熱遮蔽）され、下流側排気管１１Ｂからの輻射熱が、運転席台座１７を介してシート１８に伝わるのを抑えることができる構成となっている。
【0038】
遮熱板２１と第２の遮熱板２５との間には、冷却ファン２０の軸方向に沿って隙間２６が形成されている。隙間２６は、例えば三元触媒１３に対応する部位に形成され、左右方向に一定の幅寸法をもって上下方向に延びている。ここで、図４に示すように、遮熱板２１および第２の遮熱板２５の内側（ガスエンジン８側）を通過して冷却風排出口６Ｊへと流れる冷却風Ｆ１と、遮熱板２１および第２の遮熱板２５の外側（ガスエンジン８とは反対側）を通過して冷却風排出口６Ｊへと流れる冷却風Ｆ２との流速を比較すると、冷却風Ｆ１の流速は冷却風Ｆ２の流速よりも大きくなる。
【0039】
このため、冷却風Ｆ２の一部は、流速の大きな冷却風Ｆ１によるエジェクタ効果によって隙間２６を通じて冷却風Ｆ１に合流する。この場合、遮熱板２１および第２の遮熱板２５の外側を流れる冷却風Ｆ２の温度は、遮熱板２１および第２の遮熱板２５の内側を流れる冷却風Ｆ１の温度よりも低い。従って、上流側排気管１１Ａ等を通過して温度上昇した冷却風Ｆ１を、そのまま冷却風排出口６Ｊを通じて上部旋回体３の外部に排出することなく、冷却風Ｆ１に冷却風Ｆ２を合流させることにより、上部旋回体３の外部に排出される冷却風Ｆの温度を下げることができる構成となっている。
【0040】
なお、旋回フレーム６上には、ガスエンジン８、油圧ポンプ１０、熱交換器１９等の搭載機器をカウンタウエイト７と共に覆う外装カバー２７が設けられている。外装カバー２７は、カウンタウエイト７の左端から運転席１６の左側まで延びた左外装カバー２７Ａと、カウンタウエイト７の右端から旋回フレーム６の前端まで延びた右外装カバー２７Ｂとを含んで構成されている。右外装カバー２７Ｂには冷却風導入口（図示せず）が設けられ、冷却ファン２０が回転することにより冷却風導入口を通じて外気が外装カバー２７内に導入され、この外気が冷却風Ｆとなって熱交換器１９等に供給される。
【0041】
また、上部旋回体３には、運転席１６を上方から覆うキャノピ２８が設けられている。キャノピ２８は、フロア部材１４の前端側に立設された左右の前支柱２８Ａと、運転席台座１７の後端側に立設された左右の後支柱２８Ｂと、ルーフ部２８Ｃとを有する４柱キャノピとして構成されている。
【0042】
本実施形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、油圧ショベル１の動作について説明する。
【0043】
オペレータは、フロア部材１４を足場として上部旋回体３に搭乗し、運転席１６のシート１８に座ってガスエンジン８を作動させる。この状態で、オペレータが走行レバー・ペダル１５を操作することにより、油圧ショベル１を作業現場まで走行させることができる。そして、作業現場においてオペレータが操作レバー１８Ａを操作することにより、上部旋回体３を旋回させつつ、作業装置４を用いて土砂の掘削作業等を行うことができる。
【0044】
油圧ショベル１の稼働時には、ガスエンジン８から排気ガスが排出され、この排気ガスは、三元触媒１３によって有害物質が除去された後、消音装置１２を通じて上部旋回体３の外部に排出される。一方、ガスエンジン８の作動時には冷却ファン２０が回転し、外装カバー２７内に取込まれた外気が、冷却風Ｆとなって熱交換器１９に供給される。熱交換器１９は、エンジン冷却水、作動油等の熱を冷却風Ｆ中に放熱してこれらを冷却する。熱交換器１９を通過した冷却風Ｆは、ガスエンジン８等を通過した後、旋回フレーム６の冷却風排出口６Ｊを通じて上部旋回体３の外部に排出される。
【0045】
この場合、ガスエンジン８の排気ガス温度は、全負荷域および全回転数域において、ディーゼルエンジンよりも約２００℃以上高くなる。このため、排気管１１が熱を発生し、この熱が運転席台座１７等を介してシート１８に伝わることにより、オペレータの作業環境が低下する虞がある。
【0046】
これに対し、本実施形態による油圧ショベル１は、冷却風Ｆの流れ方向に対して冷却ファン２０よりも下流側に、熱遮蔽部２２と導風部２３とを有する遮熱板２１が設けられている。遮熱板２１の熱遮蔽部２２は、鉛直板２２Ａと傾斜板２２Ｂと水平板２２Ｃとによって、排気管１１のうち上流側排気管１１Ａの前側から上側までを取囲むように覆っている。これにより、シート１８が取付けられた運転席台座１７に対し、上流側排気管１１Ａを遮蔽（熱遮蔽）することができ、上流側排気管１１Ａからの輻射熱が、運転席台座１７を介してシート１８に伝わるのを抑えることにより、オペレータの作業環境を良好に保つことができる。
【0047】
一方、遮熱板２１の導風部２３は、熱遮蔽部２２の傾斜板２２Ｂおよび水平板２２Ｃの端部２２Ｅから、冷却ファン２０の外周に向かって傾斜するラッパ状に形成され、冷却ファン２０の軸方向において冷却ファン２０の一部に対面している。これにより、冷却ファン２０によって熱交換器１９を通過した冷却風Ｆを、導風部２３によって遮熱板２１の熱遮蔽部２２へと導くことができ、大量の冷却風Ｆを、上流側排気管１１Ａ、三元触媒１３、下流側排気管１１Ｂに供給した後、冷却風排出口６Ｊを通じて上部旋回体３の外部に排出することができる。
【0048】
また、冷却ファン２０による冷却風Ｆの流れ方向に対して遮熱板２１よりも下流側には、第２の遮熱板２５が設けられている。第２の遮熱板２５は、遮熱板２１を通過した冷却風Ｆを旋回フレーム６の冷却風排出口６Ｊに案内することにより、大量の冷却風Ｆを円滑に上部旋回体３の外部に排出させることができる。これにより、上流側排気管１１Ａを通過して温度上昇した冷却風Ｆが、運転席台座１７の周囲に滞留するのを防止することができる。この結果、運転席台座１７の周囲の温度上昇を抑えることにより、排気管１１からの熱がシート１８に伝わるのを防止し、オペレータの作業環境を良好に保つことができる。
【0049】
さらに、第２の遮熱板２５が、排気管１１のうち三元触媒１３よりも下流側の部位である下流側排気管１１Ｂを覆うことにより、シート１８が取付けられた運転席台座１７に対し、下流側排気管１１Ｂを遮蔽することができ、下流側排気管１１Ｂからの輻射熱が、運転席台座１７を介してシート１８に伝わるのを抑えることができる。
【0050】
しかも、遮熱板２１の熱遮蔽部２２が、排気管１１のうち三元触媒１３よりも上流側に位置する上流側排気管１１Ａを覆うことにより、上流側排気管１１Ａからの輻射熱が、熱遮蔽部２２によって上流側排気管１１Ａへと反射する。このため、上流側排気管１１Ａから三元触媒１３に導入される排気ガスの温度を、三元触媒１３の酸化・還元作用を活性化させるのに適した温度範囲に保つことができ、三元触媒１３による排気ガスの浄化作用を促進することができる。
【0051】
さらに、遮熱板２１と第２の遮熱板２５との間には、冷却ファン２０の軸方向に沿って隙間２６が形成されている。遮熱板２１および第２の遮熱板２５の内側（ガスエンジン８側）を通過して冷却風排出口６Ｊへと流れる冷却風Ｆ１の流速は、遮熱板２１および第２の遮熱板２５の外側（ガスエンジン８とは反対側）を通過して冷却風排出口６Ｊへと流れる冷却風Ｆ２の流速よりも大きくなる。このため、冷却風Ｆ２の一部は、流速の大きな冷却風Ｆ１によるエジェクタ効果によって隙間２６を通じて冷却風Ｆ１に合流する。この場合、冷却風Ｆ２の温度は冷却風Ｆ１の温度よりも低いので、上流側排気管１１Ａ等を通過して温度上昇した冷却風Ｆ１に、温度の低い冷却風Ｆ２を合流させることにより、上部旋回体３の外部に排出される冷却風Ｆの温度を下げることができる。この結果、油圧ショベル１の周囲の作業環境をも高めることができる。
【0052】
かくして、実施形態では、油圧ショベル１の上部旋回体３は、作業装置４が前側に設けられた旋回フレーム６と、旋回フレーム６の後側に設けられたガス燃料を燃料とするガスエンジン８と、ガスエンジン８の前側に配置されガスエンジン８の排気ガスが流通する排気管１１と、ガスエンジン８の上側に配置された運転席１６と、ガスエンジン８の冷却水を冷却する熱交換器１９と、熱交換器１９に冷却風Ｆを供給する冷却ファン２０とを備えている。冷却風Ｆの流れ方向に対して冷却ファン２０よりも下流側には、排気管１１と運転席１６との間に配置され運転席１６に対して排気管１１を遮蔽する熱遮蔽部２２と、冷却風Ｆを排気管１１に導く導風部２３とを有する遮熱板２１が設けられている。
【0053】
この構成によれば、遮熱板２１の熱遮蔽部２２によって排気管１１を覆うことにより、運転席１６に対して排気管１１を遮蔽（熱遮蔽）することができ、排気管１１からの輻射熱が運転席１６に伝わるのを抑えることができる。また、遮熱板２１の導風部２３が、冷却風Ｆを熱遮蔽部２２へと導くことにより、大量の冷却風Ｆを排気管１１に供給することができる。この結果、排気管１１からの熱が運転席１６に伝わるのを防止し、オペレータの作業環境を良好に保つことができる。
【0054】
実施形態では、排気管１１の途中には、排気ガスを浄化する三元触媒１３が設けられ、遮熱板２１の熱遮蔽部２２は、三元触媒１３よりも上流側に位置する部位（上流側排気管１１Ａ）を覆っている。この構成によれば、上流側排気管１１Ａからの輻射熱が、熱遮蔽部２２によって上流側排気管１１Ａへと反射する。この結果、三元触媒１３に導入される排気ガスの温度を、三元触媒１３の酸化・還元作用を活性化させるのに適した温度範囲に保つことができ、三元触媒１３による排気ガスの浄化作用を促進することができる。
【0055】
実施形態では、遮熱板２１の導風部２３は、熱遮蔽部２２から冷却ファン２０の外周に向かって傾斜するラッパ状に形成され、冷却ファン２０の軸方向において冷却ファン２０に対面している。この構成によれば、冷却ファン２０によって熱交換器１９を通過した冷却風Ｆを、導風部２３によって遮熱板２１の熱遮蔽部２２へと導くことができ、大量の冷却風Ｆを、排気管１１に供給することができる。
【0056】
実施形態では、冷却風Ｆの流れ方向に対して遮熱板２１よりも下流側には、遮熱板２１を通過した冷却風Ｆを外部へと案内すると共に、排気管１１のうち三元触媒１３よりも下流側の部位（下流側排気管１１Ｂ）を覆う第２の遮熱板２５が設けられている。この構成によれば、遮熱板２１を通過した冷却風Ｆを、第２の遮熱板２５によって円滑に上部旋回体３の外部に排出させることができる。これにより、排気管１１を通過して温度上昇した冷却風Ｆが、運転席台座１７の周囲に滞留するのを防止することができる。また、第２の遮熱板２５が、運転席台座１７に対して下流側排気管１１Ｂを遮蔽することにより、下流側排気管１１Ｂからの輻射熱が、運転席台座１７を介してシート１８に伝わるのを抑えることができる。
【0057】
実施形態では、遮熱板２１と第２の遮熱板２５との間には、冷却ファン２０の軸方向に沿って隙間２６が形成されている。この構成によれば、遮熱板２１および第２の遮熱板２５の外側を通過する冷却風Ｆ２の一部を、遮熱板２１および第２の遮熱板２５の内側を通過する冷却風Ｆ１によるエジェクタ効果によって、隙間２６を通じて冷却風Ｆ１に合流させることができる。これにより、排気管１１等を通過して温度上昇した冷却風Ｆ１に、温度の低い冷却風Ｆ２を合流させることができ、上部旋回体３の外部に排出される冷却風Ｆの温度を下げることができる。
【0058】
なお、実施形態では、旋回フレーム６に冷却風排出口６Ｊを設け、冷却ファン２０によって外装カバー２７内に取込まれた冷却風Ｆを、冷却風排出口６Ｊを通じて上部旋回体３の外部に排出する場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば外装カバーに冷却風排出口を設ける構成としてもよい。
【0059】
また、実施形態では、旋回フレーム６をベースとする上部旋回体３を備えた油圧ショベル１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイールローダ等の上部旋回体を有しない建設機械にも適用することができる。
【0060】
さらに、実施形態では、クローラ式の油圧ショベル１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の油圧ショベル等の他の建設機械にも適用することができる。
【符号の説明】
【0061】
１ 油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
４ 作業装置
６ 旋回フレーム
８ ガスエンジン
１１ 排気管
１６ 運転席
１９ 熱交換器
２０ 冷却ファン
２１ 遮熱板
２２ 熱遮蔽部
２３ 導風部
２５ 第２の遮熱板
２６ 隙間
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
４ 作業装置
６ 旋回フレーム
８ ガスエンジン
１１ 排気管
１６ 運転席
１９ 熱交換器
２０ 冷却ファン
２１ 遮熱板
２２ 熱遮蔽部
２３ 導風部
２５ 第２の遮熱板
２６ 隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】