特許 7545923 作業機械

(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】2024-08-28

(45)【発行日】2024-09-05

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20240829BHJP

   B60K 13/02 20060101ALI20240829BHJP

   B60K 13/04 20060101ALI20240829BHJP

   F01N 13/20 20100101ALI20240829BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 N

B60K13/02 A

B60K13/04 B

F01N13/20 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021053052

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150450

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2023-10-17

(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】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】海崎 裕輝

(72)【発明者】

【氏名】本▲図▼ 誠

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０１６３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３９３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８０８２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／００－９／１８

Ｅ０２Ｆ ９／２４－９／２８

Ｂ６０Ｋ １３／０２

Ｂ６０Ｋ １３／０４

Ｆ０１Ｎ １３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体と、
前記車体に支持されて、エンジン及び冷却ファンを収容するエンジン建屋と、
前記車体の外部に露出する位置に配置されて、前記エンジンから排出された排気ガスを前記車体の外部に排出する排気管とを備える作業機械において、
前記車体の上面は、前記エンジン建屋の上面を構成する第１面と、前記第１面より低い第２面とを有し、
前記排気管は、前記第２面から上方に突出して設けられており、
前記第１面及び前記第２面の間の段差面には、前記冷却ファンにより前記車体の左右方向に生起された前記エンジン建屋内の冷却風を、前記排気管の外面に向けて排出する開口が設けられ、
前記エンジン建屋より前方で且つ前記車体の左右方向の一方側において前記車体に支持され、前記作業機械を操作するオペレータが搭乗するキャブを備え、
前記排気管は、前記開口よりも前方で、前記キャブに対して前記車体の左右方向の反対側に位置し、
前記開口は、前記冷却ファンにより生起された前記エンジン建屋内の前記冷却風を、前記排気管に向かって前方に排出する向きに設けられている
ことを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機械において、
前記排気管の上端には、排気ガスが排出される排気口が設けられており、
前記開口の少なくとも一部は、前記排気口より下方に設けられていることを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機械において、
前記車体の上面は、前記第１面の端部から前記車体の左右方向の他方側に向かって斜め下方に傾斜した傾斜面を有することを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項１に記載の作業機械において、
前記開口の上部に取り付けられて、前記開口から排出される前記冷却風を斜め下方に導くルーバを備えることを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車体の上面に排気管が設けられた作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、作業機械には、車体の上面から上方に突出して、エンジンから排出される排気ガスを車体の外部に排出する排気管が設けられている。排気ガスが通過する排気管は高温の状態で外部に露出されることになる。

【0003】

そこで、特許文献１には、排気管を排気管カバーで覆うと共に、排気管及び排気管カバーの間の排出通路を通じてエンジン建屋内の空気を排出することによって、高温となる排気管の周辺に塵埃が堆積するのを防止する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１３５０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の構成では、排気管の周辺の塵埃の堆積を防止することは可能な構成であるものの、排気管カバーの周辺に塵埃が堆積することは防止できない。排気管カバーは、排気管に近接して設けられているため、排気管の熱が伝搬して排気管カバーも高温になってしまう。

【0006】

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気管の周辺に塵埃が堆積するのを防止可能な作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は、車体と、前記車体に支持されて、エンジン及び冷却ファンを収容するエンジン建屋と、前記車体の外部に露出する位置に配置されて、前記エンジンから排出された排気ガスを前記車体の外部に排出する排気管とを備える作業機械において、前記車体の上面は、前記エンジン建屋の上面を構成する第１面と、前記第１面より低い第２面とを有し、前記排気管は、前記第２面から上方に突出して設けられており、前記第１面及び前記第２面の間の段差面には、前記冷却ファンにより前記車体の左右方向に生起された前記エンジン建屋内の冷却風を、前記排気管の外面に向けて排出する開口が設けられ、前記エンジン建屋より前方で且つ前記車体の左右方向の一方側において前記車体に支持され、前記作業機械を操作するオペレータが搭乗するキャブを備え、前記排気管は、前記開口よりも前方で、前記キャブよりに対して前記車体の左右方向の反対側に位置し、前記開口は、前記冷却ファンにより生起された前記エンジン建屋内の前記冷却風を、前記排気管に向かって前方に排出する向きに設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、排気管の周辺に塵埃が堆積するのを防止することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】油圧ショベルの側面図である。

【図2】エンジン建屋の断面図である。

【図3】上部旋回体を右前方から見た斜視図である。

【図4】排気口にルーバを取り付けた斜視図である。

【図5】変形例に係る排出口を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明に係る油圧ショベル１（作業機械）の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ホイールローダ、クレーン、ダンプトラック等でもよい。また、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

【0011】

図１は、油圧ショベル１の側面図である。図２は、エンジン建屋９の断面図である。図１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により支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２及び上部旋回体３は、車体の一例である。

【0012】

下部走行体２は、無限軌道帯である左右一対のクローラ８を備える。そして、走行モータ（図示省略）の駆動により、左右一対のクローラ８が独立して回転する。その結果、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、クローラ８に代えて、装輪式であってもよい。

【0013】

上部旋回体３は、旋回モータ（図示省略）によって旋回可能に下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４（作業装置）と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６と、エンジン建屋９とを主に備える。

【0014】

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に回動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に回動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａを駆動させるブームシリンダ４ｄと、アーム４ｂを駆動させるアームシリンダ４ｅと、バケット４ｃを駆動させるバケットシリンダ４ｆとを含む。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上面視円弧形状を成す重量物である。

【0015】

キャブ７は、エンジン建屋９より前方で、且つ左右方向の中央（フロント作業機４）より左側において、上部旋回体３に支持されている。キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。また、キャブ７の前後左右の各面には、キャブ７に搭乗したオペレータが外部を視認するための窓ガラス７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（左面の窓ガラス７ｃは図示省略）が嵌め込まれている。

【0016】

さらに、キャブ７の内部空間には、オペレータが着席するシートと、シートに着席したオペレータにより操作される操作装置が配置されている。操作装置は、油圧ショベル１を動作させるためのオペレータの操作を受け付ける。オペレータによって操作装置が操作されることによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。なお、操作装置の具体例としては、レバー、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、スイッチ等が挙げられる。

【0017】

図１に示すように、エンジン建屋９は、フロント作業機４及びキャブ７より後方で、且つカウンタウェイト６より前方において、上部旋回体３に支持されている。また、図２に示すように、エンジン建屋９は、油圧ショベル１を動作させるための各種部品（例えば、エンジン１０、ラジエータ１１、冷却ファン１２等）を収容する内部空間を有する。さらに、エンジン建屋９の左側面には、油圧ショベル１の外部の空気をエンジン建屋９の内部に流入させる流入口９ａが設けられている。

【0018】

エンジン１０は、空気と燃料とを混合して燃焼させることによって、油圧ショベル１を動作させるための駆動力を発生させると共に、高温の排気ガスをディフューザ１３（排気管）を通じて油圧ショベル１の外部に排出する。ラジエータ１１は、エンジン１０に冷却水を供給し、エンジン１０から還流した冷却水を冷却風と熱交換させる。冷却ファン１２は、エンジン１０の駆動力が伝達されて回転することによって、ラジエータ１１に供給する（すなわち、エンジン１０を冷却する）ための冷却風を生起する。

【0019】

より詳細には、冷却ファン１２は、エンジン建屋９の内部を左から右に流れる冷却風を生起する。エンジン１０は、冷却ファン１２より冷却風の流れの下流側に配置されている。ラジエータ１１は、冷却ファン１２より冷却風の流れの上流側に配置されている。さらに、エンジン建屋９には、エンジン１０より冷却風の流れの下流側に排出口１８（開口）が設けられている。すなわち、流入口９ａから流入した空気は、ラジエータ１１を通過する際に冷却水と熱交換され、エンジン１０の周りを通過する際にエンジン１０の外面と熱交換して、排出口１８を通じてエンジン建屋９の外部に排風として排出される。すなわち、排風とは、冷却ファン１２によって生起された冷却風を指す。

【0020】

図３は、上部旋回体３を右前方から見た斜視図である。図２及び図３に示すように、上部旋回体３の上面は、第１面１４と、第２面１５と、段差面１６と、傾斜面１７とを有する。

【0021】

第１面１４は、エンジン建屋９の上面を構成する壁面である。第２面１５は、第１面１４より前方に位置する壁面である。また、第２面１５は、第１面１４より下方に位置する壁面である。さらに、第１面１４及び第２面１５は、概ね油圧ショベル１の載置面と平行な壁面（概ね水平方向に延設される壁面）である。そして、ディフューザ１３は、第２面１５から上方に突出して設けられている。

【0022】

段差面１６は、第１面１４及び第２面１５の間に位置する壁面である。より詳細には、段差面１６は、第１面１４の前端と第２面１５の後端とに接続される壁面である。すなわち、段差面１６は、エンジン建屋９の前壁の一部を構成する。また、段差面１６は、第１面１４及び第２面１５に交差（直交）する壁面である。すなわち、段差面１６は、概ね油圧ショベル１の載置面と直交する壁面（概ね鉛直方向に延設される壁面）である。

【0023】

傾斜面１７は、第１面１４の右端から右方（より詳細には、右前方）に向かって斜め下方に傾斜している。また、傾斜面１７は、段差面１６の右端に接している。さらに、傾斜面１７は、左右方向の中央（フロント作業機４）より右方に配置されている。すなわち、キャブ７の内部から窓ガラス７ｄを通じて油圧ショベル１の右後方を見るオペレータの視界は、傾斜面１７によって遮られない。

【0024】

ディフューザ１３は、エンジン１０から排出される排気ガスを油圧ショベル１の外部に排出する排気通路のうち、油圧ショベル１の外部に露出した部分である。ディフューザ１３は、フロント作業機４及びキャブ７より後方で、且つエンジン建屋９（換言すれば、第１面及び段差面１６）より前方に配置されている。また、ディフューザ１３は、左右方向の中央（フロント作業機４）より右方に配置されている。

【0025】

なお、本実施形態では、上部旋回体３の左右方向の中央に対して、キャブ７が左側に配置され、ディフューザ１３及び傾斜面１７が右側に配置されている。但し、左右方向におけるキャブ７とディフューザ１３及び傾斜面１７との位置関係は、逆転していてもよい。すなわち、キャブ７が左右方向の一方側に配置され、ディフューザ１３及び傾斜面１７が左右方向の他方側に配置されていればよい。

【0026】

ディフューザ１３は、筒形状の垂直部１３ａ及び傾斜部１３ｂを含む。垂直部１３ａは、第２面１５から上方（より詳細には、第２面１５に直交する方向）に延びる部分である。傾斜部１３ｂは、垂直部１３ａの上端から斜め上方（より詳細には、右後斜め上方）に延びる部分である。そして、傾斜部１３ｂの上端（すなわち、ディフューザ１３の上端）は、排気ガスが排出される排気口１３ｃとして開口している。

【0027】

排出口１８は、段差面１６を厚み方向に貫通している。排出口１８は、前後方向において、ディフューザ１３に対面する位置に形成されている。すなわち、排出口１８は、エンジン建屋９の内部の冷却風を、ディフューザ１３の外面に向けて排出する。本実施形態に係る排出口１８は、左右方向に延びる長方形の長穴である。また、排出口１８は、上下方向に離間した複数（本実施形態では、２箇所）の位置に形成されている。

【0028】

また、排出口１８の少なくとも一部（本実施形態では、下側の長穴）は、排気口１３ｃより下方に設けられている。また、排出口１８の少なくとも一部は、傾斜部１３ｂより下方に設けられているのが望ましい。換言すれば、排出口１８の少なくとも一部は、上下方向において、垂直部１３ａに対面しているのが望ましい。

【0029】

上記の実施形態によれば、第１面１４より低い第２面１５から上方に突出したディフューザ１３に向けて、段差面１６に設けられた排出口１８を通じてエンジン建屋９の内部の冷却風を吹き付ける。これにより、第２面１５のディフューザ１３周辺に堆積した塵埃を吹き飛ばすことができる。その結果、上部旋回体３の外部に露出した高温のディフューザ１３の周辺に、塵埃が堆積するのを防止することができる。

【0030】

また、上記の実施形態によれば、冷却ファン１２によって対流するエンジン建屋９の内部の冷却風を、塵埃を吹き飛ばすための排風として利用するので、段差面１６に排出口１８を開けるだけで前述の作用効果を得ることができる。

【0031】

また、上記の実施形態によれば、排出口１８を通じて排風が前方に向けて排出される。「前方」とは、油圧ショベル１の稼働中には作業者が存在する可能性が低いフロント作業機４側を指す。これにより、油圧ショベル１の周囲（主に、左方、右方、後方）で作業する作業者に排風や塵埃が当たるのを防止できる。

【0032】

また、上記の実施形態によれば、ディフューザ１３の後方をエンジン建屋９（段差面１６）で覆うことによって、油圧ショベル１の周囲の障害物がディフューザ１３に当たるのを防止できる。その結果、ディフューザ１３に接触した障害物（例えば、枝）から落ちた塵埃（例えば、枯れ葉）がディフューザ１３の周囲に堆積するのを防止できる。

【0033】

さらに、上記の実施形態によれば、第１面１４の右端に傾斜面１７を設けることによって、キャブ７に搭乗したオペレータの右後方の視界を確保することができる。なお、ディフューザ１３の右斜め後方は段差面１６によって覆われていないが、この部分は旋回時にオペレータが見やすい位置なので、障害物がディフューザ１３に接触する前に上部旋回体３の旋回を停止させることができる。

【0034】

［変形例１］
図４は、排出口１８にルーバ１９を取り付けた斜視図である。変形例１は、ルーバ１９をさらに備える点で上記の実施形態と相違し、その他の点で上記の実施形態と共通する。そこで、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【0035】

ルーバ１９は、排出口１８の上部において段差面１６に取り付けられている。また、ルーバ１９は、長方形の排出口１８に沿って左右方向に延設されている。さらに、ルーバ１９は、前斜め下方に向けて傾斜している。これにより、排出口１８を通じて排出された排風は、ルーバ１９に当たって前斜め下方に導かれる。

【0036】

変形例１のように、ルーバ１９によって排風の風向をコントロールすることによって、ディフューザ１３の周辺において第２面１５に堆積した塵埃を効率的に吹き飛ばすことができる。その結果、高温のディフューザ１３の周辺に塵埃が堆積するのを、さらに効果的に防止することができる。

【0037】

［その他の変形例］
図５は、変形例に係る排出口２０、２１を示す図である。図５に示す変形例は、排出口２０、２１の形状が上記の実施形態と相違し、その他の点で上記の実施形態と共通する。そこで、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【0038】

図５（Ａ）に示す排出口２０は、左右方向に延びるの長軸及び上下方向に延びる短軸を有する楕円形である。このように、排出口の形状は、上記の実施形態のような長方形に限定されない。さらに他の例として、排出口は、真円であってもよい。また、図５（Ａ）に示す排出口２０は、長穴の左右方向の長さを、下側の長穴ほど長くしている。このように、上下方向に離間した複数の長穴の左右方向の長さは異なっていてもよい。

【0039】

図５（Ｂ）に示す排出口２１は、段差面１６と傾斜面１７との間の隙間である。このように、排出口は、段差面１６を貫通する貫通孔に限定されず、第１面１４及び第２面１５の間の段差を塞ぐ複数のプレートの隙間であってもよい。

【0040】

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【符号の説明】

【0041】

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント作業機
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ ブームシリンダ
４ｅ アームシリンダ
４ｆ バケットシリンダ
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 窓ガラス
８ クローラ
９ エンジン建屋
９ａ 流入口
１０ エンジン
１１ ラジエータ
１２ 冷却ファン
１３ ディフューザ（排気管）
１３ａ 垂直部
１３ｂ 傾斜部
１３ｃ 排気口
１４ 第１面
１５ 第２面
１６ 段差面
１７ 傾斜面
１８，２０，２１ 排出口
１９ ルーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】