JP4707566B2 - 建設機械の遮熱構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを過給する過給機を備えた建設機械の遮熱構造に関する。

従来油圧ショベルのような建設機械には、エンジンを過給することにより、エンジン性能を向上させる過給機（ターボチャージャ）が搭載されたものがある。
前記過給機は、タービンとブロワが同軸に設けられていて、エンジンより排出される排気ガスによりタービンを高速回転させ、タービンによりブロワを駆動することにより、エンジンを過給するように構成されている。
また従来の過給機は、エンジンより排出された直後の排気ガスエネルギーを利用してタービンを高速回転させるため、エンジンの排気マニホールドに直接取り付けられている。
このためエンジンの稼働中は、排気ガスにより特にタービン付近が高温となることから、過給機に誤って触れるのを防止することを目的とした過給機の遮熱装置が例えば特許文献１や２で提案されている。

前記特許文献１に記載された遮熱装置は、排気マニホールドに直給した過給機の排気口に接続した排気管を排気マニホールドの長手方向に沿って設け、排気マニホールドを突設した側のシリンダヘッドから上方へ向って支持板を突設し、この支持板の上端近傍に遮熱板の基端部を取り付け、遮熱板の他端側は、排気管の外側を覆うように排気管に取り付けた構造となっている。
また特許文献２に記載された遮熱装置は、対向する２枚の金属板間に断熱機を充填して遮熱板を形成し、この遮熱板で過給機の全体を覆う断熱構造体を形成すると共に、断熱構造体をエンジン側に取り付けた構成となっている。
特開平９−１５８７４３号公報 実開平６−７３３３７号公報

しかし前記特許文献１に記載の遮熱装置のように、遮熱板をシリンダヘッドより突設した支持板と排気管に直接取り付けるようにしたものでは、エンジンや排気管の熱が遮熱板へ熱伝導するため、遮熱板自体が高温となりやすい。
このため前記特許文献１に記載の遮熱装置を建設機械の過給機に適用した場合、エンジン廻りの点検や整備を行う際、高温となった遮熱板に誤って触れてしまう問題がある。
一方特許文献２に記載の遮熱装置は、断熱構造体が過給機全体を覆っているため、過給機に直接触れてしまうことはないが、エンジン側からの熱が金属板よりなる遮熱板に熱伝導して、遮熱板の表面が高温となるため、エンジン廻りの点検整備を行う際、誤って断熱構造体の表面に触れてしまう問題がある。
また遮熱板により過給機全体を覆う構造のため、断熱構造体内にタービン側の熱がこもりやすく、その結果は過給吸気が高温となって吸気充填効率を低下させると共に、インタクーラの負担が増加するため、インタークーラの容量を大きくしなければならない等の問題もある。
本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、点検整備時の作業性と安全性を向上させた建設機械の遮熱構造を提供することを目的とするものである。

本発明の建設機械の遮熱構造は、動力用エンジンが収容されたエンジン室と、エンジン室の上面開口部の一部を開閉自在に覆う上部カバーと、エンジン室の上面開口部の残りの部分を覆うとともに、エンジンの一部を覆ってその上面が通路となる上面カバーと、エンジン室内の上部に設置され、かつエンジンより排出される排気ガスにより駆動されてエンジンを過給する過給機とを備えた建設機械の遮熱構造であって、過給機の少なくともタービン部分の上方を覆うように設けられ、かつ上面カバーの側縁部に上面が固定されて、上面カバーを下方より支持する支持部材をエンジン室内に設置し、かつ過給機のブロアにこのブロアの上方を覆うように上部吸気管を接続して設けたものである。

前記構成により、エンジン室内の点検整備作業中、誤って過給機に手や腕等の体の一部が触れる心配がないため、点検整備作業が高温の過給機を気にせずに行えるようになり、これによって作業が短時間で効率よく行える上、安全性も向上する。

本発明の建設機械の遮熱構造は、支持部材を、過給機の少なくともタービン部分の上方を覆うように設けられ、かつ上面カバーの通路となる部分を下方より支持する横杆と、横杆の一端側をエンジン室の前壁に支持するブラケットと、横杆の他端側を支持する縦杆とから形成したものである。

前記構成により、通路となった上面カバーを下方から支持する横杆が、エンジン室の建屋を構成する強度部材と過給機の上方を覆う遮熱部材とを兼ねていて、上面カバー上を通行する作業者の重量を横杆が支持するため、上面カバーが変形することがない上、遮熱カバーを別に設ける必要がないため、遮熱構造の簡素化による部品点数の削減により、部品コストの低減が図れる。

本発明の建設機械の遮熱構造は、自走自在な走行体と、走行体上に旋回自在に設けられた旋回体と、旋回体に設けられ、かつ動力用エンジンが収容されたエンジン室と、エンジン室の上面の一部を開閉自在に覆う上部カバーと、エンジン室の上面の残りの部分を覆う上面カバーと、エンジン室内の上部に設置され、かつエンジンより排出される排気ガスにより駆動されてエンジンを過給する過給機とを備えた建設機械の遮熱構造であって、過給機のタービン部分の上方を覆うように設けられ、かつ上面カバーの通路となる部分を下方より支持する横杆と、横杆の一端側をエンジン室の前壁に支持するブラケットと、横杆の他端側を支持する縦杆と、過給機のブロワに一端側が上方より接続され、他端側はエンジンの上方を斜めに横切るようにしてエンジンの前方に設置されたインタークーラへ配管された上部吸気管とから構成したものである。

前記構成により、過給機のタービン部分の上方を覆う上面カバーと、過給機のブロワ側に接続され、かつブロワの上方を覆うように配管された上部吸気管とにより、エンジン室内の点検整備作業中、誤って過給機に手や腕等の体の一部が触れるのを防止するため、点検整備作業が高温の過給機を気にせずに行えるようになり、これによって作業が短時間で効率よく行える上、安全性も向上する。
また通路となった上面カバーを下方から支持する横杆が、エンジン室の建屋を構成する強度部材と過給機の上方を覆う遮熱部材とを兼ねていて、上面カバー上を通行する作業者の重量を横杆が支持するため、上面カバーが変形することがない上、遮熱カバーを別に設ける必要がないため、遮熱構造の簡素化による部品点数の削減により、部品コストの低減が図れる。

本発明の建設機械の遮熱構造によれば、エンジン室内の点検整備作業中、誤って過給機に手や腕等の体の一部が触れる心配がないため、点検整備作業が高温の過給機を気にせずに行えるようになり、これによって作業が短時間で効率よく行える上、安全性も向上する。

本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１は油圧ショベルよりなる建設機械の側面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図、図４は図３のＣ方向からの矢視図、図５は遮熱構造を示す斜視図である。
図１に示す油圧ショベルよりなる建設機械は、自走自在な走行体１と、走行体１上に旋回自在に設置された旋回体２とからなる。
走行体１は、センタフレーム３ａと、その両側に互に平行するよう設けられた一対のサイドフレーム３ｂよりなるトラックフレーム３を有していて、各サイドフレーム３ｂの一端側にはアイドラ４が前後移動自在に支承されており、他端側には油圧モータよりなる走行モータ５により回転駆動されるスプロケット６が設けられている。
アイドラ４とスプロケット６の間には無端状の履帯７が捲装されていて、この履帯７をスプロケット６で駆動することにより、走行体１が自走できるようになっていると共に、サイドフレーム３ｂの上下部には、複数の転輪８が回転自在に支承されている。

トラックフレーム３のセンタフレーム３ａ上に旋回自在に設置された旋回体２は、断面がほぼＩ形に形成された互いに平行する一対の車体フレーム１０が底部に設けられていて、この車体フレーム１０の前部中央に作業機１１が装着されている。
作業機１１は図１に示すように、基端が車体フレーム１０に枢着され、かつブームシリンダ１３により起伏自在なブーム１２と、ブーム１２の先端に基端側が枢着され、かつアームシリンダ１４により回動自在なアーム１５と、アーム１５の先端に枢着され、かつバケットシリンダ１６により回動自在なバケット１７とより構成されている。
車体フレーム１０の前部には、作業機１１の左側に運転室１８が設置され、車体フレーム１０の後部にはエンジン室１９が設置されていて、このエンジン室１９内に動力用のエンジン２０が収容されており、車体フレーム１０の後端にはカウンタウエイト２１が取り付けられている。

一方エンジン室１９は、前後が前壁１９ａと後壁１９ｂにより、また両側面が側面カバー１９ｃにより、そして上面が上面カバー１９ｄと上部カバー１９ｆ及びセンタカバー１９ｊにより覆われたほぼ密閉構造となっていて、エンジン室１９内の一部が機械室１９ｇとなっており、エンジン室１９内の車体フレーム１０上に、図３に示すようにエンジン２０が横置きに設置されている。
機械室１９ｇ内には、エンジン２０により駆動される油圧ポンプや補機（何れも図示せず）が設置されており、エンジン室１９の一方の側面を覆う側面カバー１９ｃの上部には、多数のスリットよりなる吸気口２２が開口されている。
吸気口２２が設けられた側面カバー１９ｃの内面と対向する位置には、エンジン２０によりファンベルト２３を介して回転駆動される冷却ファン２４や、エアコン用のコンプレッサ（図示せず）等が設けられており、冷却ファン２４の前方には、ラジエータやオイルクーラ、インタークーラよりなる熱交換器群２５が並列に設置されている。

エンジン室１９内の車体フレーム１０上に横置き設置されたエンジン２０の前側面には、排気マニホールド２０ａが、また後側面には、吸気マニホールド２０ｂが設けられている。
排気マニホールド２０ａは、エンジン２０の各燃焼室より排出される排気ガスを集合して排気口２０ｃより排出するもので、排気マニホールド２０ａの排気口２０ｃに過給機２６のタービン２６ａ側が取り付けられている。
過給機２６は、タービン２６ａとブロワ２６ｂ及びこれらタービン２６ａとブロア２６ｂを直結する回転軸（図示せず）とからなり、排気マニホールド２０ａの排気口２０ｃより排出される排気ガスによりタービン２６ａが高速回転されるようになっている。
タービン２６ａの排気口２６ｄには、機械室１９ｇの上部に設置された消音器２８が排気管２７を介して接続されており、消音器２８により消音された排気ガスは、消音器２８よりエンジン室１９の上方へ突設された排気筒２９により大気へ放出されるようになっている。

過給機２６のブロワ２６ｂは、排気ガスにより高速回転されるタービン２６ａにより回転駆動されることにより、図示しないエアクリーナを介して吸引した空気を加圧するようになっており、ブロワ２６ｂにより加圧された空気は、上部吸気管３１を介して熱交換器群２５のインタークーラ２５ａへ送られるようになっている。
上部吸気管３１は図４に示すようにブロア２６ｂの上面に開口された吐出口２６ｅに一端側が接続されており、上部吸気管３１の中間部は、エンジン２０の上面と、エンジン２０を覆う上部カバー１９ｆの間を斜めに横切るようにして冷却ファン２４側へ配管され、上部吸気管３１の他端側は、冷却ファン２４の前方に設置されたインタークーラ２５ａの上部に接続されている。
インタークーラ２５ａの下部には、図３に示すように下部吸気管３２の一端が接続され、下部吸気管３２の他端側は、エンジン２０の後側面に設けられた吸気マニホールド２０ｂに接続されていて、インタークーラ２５ａにより冷却された吸気が吸気マニホールド２０ｂを介してエンジン２０へ供給されるようになっている。

一方エンジン室１９の上面開口部は、ほぼ中央より左右に分割されていて、ほぼ中央より左側の開口部は、上部カバー１９ｆにより覆われている。
上部カバー１９ｆの吸気口２２側端部は、ヒンジ３３によりエンジン室１９の上面に枢着されていて、ヒンジ３３を中心に上部カバー１９ｆが左方向へ開閉自在となっており、上部カバー１９ｆの開放端部側には、開閉時使用する把手３４が突設されている。
エンジン室１９のほぼ中央より右側の開口部は、上面カバー１９ｄにより覆われている。
上面カバー１９ｄは図４に示すように、エンジン２０の一部を覆う上面カバー１９ｈと、機械室１９ｇを覆う上面カバー１９ｉに分割されていて、各上面カバー１９ｈ，１９ｉには、エンジン室１９内を通過した空気を排出するスリット状の排気口３５が複数開口されており、エンジン２０の一部を覆う上面カバー１９ｈの側縁部は、エンジン室１９の上部に設けられた支持部材３６の横杆３６ａ上面に固着具３７により固定されている。
支持部材３６は図５に示すように、例えば１枚の鋼板を断面ほぼＬ字形に折り曲げることにより形成した横杆３６ａと、横杆３６ａの一端側を下方より支持する角柱状の縦杆３６ｂからなる。

エンジン２０の一部を覆う上面カバー１９ｈ及びエンジン室１９の前方を覆うセンタカバー１９ｊは、エンジン室１９内に設置されたエンジン２０やエアコン用コンプレッサ等の補桟等を点検したり、整備する際の通路として利用するため、上面カバー１９ｈを下方から支持する支持部材３６は、作業員が乗ったときの荷重にも十分に耐える強度を有している。
支持部材３６の横杆３６ａは、エンジン室１９の中央上部付近に設置された過給機２６のタービン２６ａの上方を覆うように設けられていて、過給機２６のブロワ２６ｂに上方より接続された上部吸気管３１とにより、過給機２６の高温部、特にタービン２６ａに誤って触れないようにタービン２６ａの上方を覆う構造となっている。
横杆３６ａの一端側を下方から支持する縦杆３６ｂの下端部は、図３に示すように車体フレーム１０に固着されたエンジン支持部材１０ａの上部に立設されており、横杆３６ａの他端側には幅広部３６ｃが形成されていて、エンジン室１９の前壁１９ａより突設されたブラケット３８の上面に幅広部３６ｃが固着具３７により固着されている。

次に前記構成された建設機械の遮熱構造の作用を説明する。
建設機械の稼働中は、エンジン室１９の上面開口部を上部カバー１９ｆが図２及び図３に示すように覆った状態にある。
この状態からエンジン室１９内を点検や整備する場合、作動油タンク３９側からセンタカバー１９ｊや上面カバー１９ｈ上に乗って、ヒンジ３３を中心に上部カバー１９ｆをエンジン室１９の左側方へ開放し、点検や整備作業を開始するが、このとき図４に示す上面カバー１９ｈ及びセンタカバー１９ｊの斜線で囲まれた範囲が作業者の通路に供せられる。

エンジン室１９内の点検作業としては、冷却ファン２４のファンベルト２３の弛みや、エアコン用コンプレッサとエンジン２０を連動させるベルト（図示せず）の弛み、エンジンオイルの油量、冷却水の水量等の点検が主となるが、これら作業は上面カバー１９ｈ上の通路を移動しながら行うため、エンジン２０を停止した直後の点検整備では、高温となった過給機２６に誤って触れやすい。
しかし本発明の実施の形態では、エンジン室１９の上部に設置された過給機２６のタービン２６ａ側を、図４に示すように支持部材３６の横杆３６ａと上面カバー１９ｈが覆った構造となっている。
また過給機２６のブロワ２６ｂ側に接続された上部吸気管３１がブロワ２６ｂの上方を覆うように配管されているため、点検整備作業中、誤って過給機２６に手や腕等の体の一部が触れる心配がなく、これによってエンジン室１９内の点検整備作業が高温の過給機２６を気にせずに行えるため、作業が短時間で効率よく行える上、安全性も向上する。

一方通路となった上面カバー１９ｈを下方から支持する支持部材３６の横杆３６ａが、エンジン室１９の建屋を構成する強度部材と過給機２６の上方を覆う遮熱部材とを兼ねていて、上面カバー１９ｈ上を通行する作業者の重量を支持部材３６が支持するため、上面カバー１９ｈが変形することがない上、遮熱カバーを別に設ける必要がないため、遮熱構造の簡素化と、部品点数の削減により、部品コストの低減が図れる等の効果も得られる。

なお前記実施の形態では、過給機２６がエンジン室１９の前側上部に設置された油圧ショベルの場合について説明したが、エンジン室１９の後側上部に過給機２６が設置された油圧ショベルの場合にも、同様に実施できるものである。
また油圧ショベルに限定されることはなく、過給機２６が搭載されたエンジン２０を動力源とする建設機械全般に適用できるものである。

本発明の実施の形態になる遮熱構造を採用した建設機械の側面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図３のＣ方向からの矢視図である。 本発明の実施の形態になる建設機械の遮熱構造を構成する支持部材の斜視図である。

符号の説明

１ 走行体
２ 旋回体
１９ エンジン室
１９ａ 前壁
１９ｄ 上面カバー
１９ｆ 上部カバー
１９ｈ 上面カバー
２０ エンジン
２５ａ インタークーラー
２６ 過給機
２６ａ タービン
２６ｂ ブロワ
３１ 上部吸気管
３６ 支持部材
３６ａ 横杆
３６ｂ 縦杆

Claims (3)

1. 動力用エンジンが収容されたエンジン室と、前記エンジン室の上面開口部の一部を開閉自在に覆う上部カバーと、前記エンジン室の上面開口部の残りの部分を覆うとともに、前記エンジンの一部を覆ってその上面が通路となる上面カバーと、前記エンジン室内の上部に設置され、かつ前記エンジンより排出される排気ガスにより駆動されて前記エンジンを過給する過給機とを備えた建設機械の遮熱構造であって、
   前記過給機の少なくともタービン部分の上方を覆うように設けられ、かつ前記上面カバーの側縁部に上面が固定されて、前記上面カバーを下方より支持する支持部材を前記エンジン室内に設置し、かつ前記過給機のブロアにこのブロアの上方を覆うように上部吸気管を接続して設けたことを特徴とする建設機械の遮熱構造。
2. 前記支持部材を、前記過給機の少なくともタービン部分の上方を覆うように設けられ、かつ前記上面カバーの通路となる部分を下方より支持する横杆と、前記横杆の一端側を前記エンジン室の前壁に支持するブラケットと、前記横杆の他端側を支持する縦杆とから形成してなる請求項１に記載の建設機械の遮熱構造。
3. 自走自在な走行体と、前記走行体上に旋回自在に設けられた旋回体と、前記旋回体に設けられ、かつ動力用エンジンが収容されたエンジン室と、前記エンジン室の上面の一部を開閉自在に覆う上部カバーと、前記エンジン室の上面の残りの部分を覆う上面カバーと、前記エンジン室内の上部に設置され、かつ前記エンジンより排出される排気ガスにより駆動されて前記エンジンを過給する過給機とを備えた建設機械の遮熱構造であって、前記過給機のタービン部分の上方を覆うように設けられ、かつ前記上面カバーの通路となる部分を下方より支持する横杆と、前記横杆の一端側を前記エンジン室の前壁に支持するブラケットと、前記横杆の他端側を支持する縦杆と、前記過給機のブロワに一端側が上方より接続され、他端側は前記エンジンの上方を斜めに横切るようにして前記エンジンの前方に設置されたインタークーラへ配管された上部吸気管とを具備したことを特徴とする建設機械の遮熱構造。

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