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技術 作業用車両

出願人 株式会社竹内製作所
発明者 塩入裕一石合昭宏
出願日 2018年9月14日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-172573
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-045626
状態 未査定
技術分野 建設機械の構成部品
主要キーワード 断熱用空間 エクスカベータ シート台座 制御バルブユニット 傾動操作方向 枢結ピン クローラ機構 ショベル装置
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

エンジン搭載室内の熱が仕切壁を介してオペレータキャビン内に伝わることを抑制することが可能な作業用車両を提供する。

解決手段

仕切壁120は前後二重に構成され内部に断熱用空間を有する。断熱用空間は、排気路140を介して、負圧状態ファンシュラウド73内と接続されるとともに、給気路を介して内部に外気取り入れられるように構成される。冷却ファンの作動中、断熱用空間内の空気が排気路140を介して強制排気されるとともに、給気路を介して外気が断熱用空間内に取り入れられる。これにより、断熱用空間内に給気路から排気路140へと抜ける空気の流れが生じ、断熱用空間内の空気が継続的に入れ換えられる。

概要

背景

作業用車両としては、例えば、地面を掘削したり掘削した土砂等を移動させたりする際に使用されるショベルローダ油圧ショベルパワーショベルエクスカベータバックホー等とも称される)などが広く知られている。このような作業用車両は、車両前部に上下揺動可能に設けられたアームの先端部に、バケットチップブレーカ(単に「ブレーカ」とも称する)、オーガ装置などの各種アタッチメント着脱可能に構成されており、アタッチメントを作業目的に応じて着脱交換することにより、所定の作業を行えるようになっている。

また、車両上部に、オペレータ搭乗するオペレータキャビンが設けられ、そのオペレータキャビンの後方に、エンジン収納搭載するエンジン搭載室が設けられた作業用車両が知られている(例えば、下記特許文献1を参照)。このような作業用車両では、オペレータキャビンとエンジン搭載室とが仕切壁により前後に仕切られており、エンジン搭載室内にはエンジンを冷却するためのラジエータ冷却ファンが設けられている。また、オペレータキャビン内の気温調節等を行うための空調装置を備えた作業用車両も知られている。

概要

エンジン搭載室内の熱が仕切壁を介してオペレータキャビン内に伝わることを抑制することが可能な作業用車両を提供する。仕切壁120は前後二重に構成され内部に断熱用空間を有する。断熱用空間は、排気路140を介して、負圧状態ファンシュラウド73内と接続されるとともに、給気路を介して内部に外気取り入れられるように構成される。冷却ファンの作動中、断熱用空間内の空気が排気路140を介して強制排気されるとともに、給気路を介して外気が断熱用空間内に取り入れられる。これにより、断熱用空間内に給気路から排気路140へと抜ける空気の流れが生じ、断熱用空間内の空気が継続的に入れ換えられる。

目的

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、エンジン搭載室内の熱が仕切壁を介してオペレータキャビン内に伝わることを抑制することが可能な作業用車両を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

走行可能な走行体と、前記走行体上に設けられたオペレータキャビンと、前記走行体上の前記オペレータキャビンの後方に、仕切壁により前記オペレータキャビンと前後に仕切られて設けられたエンジン搭載室と、を備えた作業用車両であって、前記仕切壁は、内部に断熱用空間を有し、前記断熱用空間内に前記エンジン搭載室外の空気を取り入れるための給気路と、前記断熱用空間内の空気を前記エンジン搭載室内に排出するための排気路と、が設けられ、前記エンジン搭載室内に、前記排気路と接続され前記断熱用空間内の空気を強制排気する排気手段を備えたことを特徴とする作業用車両。

請求項2

前記エンジン搭載室内に設けられた冷却ファンと、前記冷却ファンを覆うファンシュラウドとを有し、前記冷却ファンにより前記ファンシュラウド内に生じる負圧を利用して前記排気手段が構成されることを特徴とする請求項1に記載の作業用車両。

請求項3

前記給気路が前記オペレータキャビンの下方側の空間に開口することを特徴とする請求項1もしくは2に記載の作業用車両。

技術分野

0001

本発明は、オペレータキャビン後方エンジン搭載室を備えた作業用車両に関する。

背景技術

0002

作業用車両としては、例えば、地面を掘削したり掘削した土砂等を移動させたりする際に使用されるショベルローダ油圧ショベルパワーショベルエクスカベータバックホー等とも称される)などが広く知られている。このような作業用車両は、車両前部に上下揺動可能に設けられたアームの先端部に、バケットチップブレーカ(単に「ブレーカ」とも称する)、オーガ装置などの各種アタッチメント着脱可能に構成されており、アタッチメントを作業目的に応じて着脱交換することにより、所定の作業を行えるようになっている。

0003

また、車両上部に、オペレータ搭乗するオペレータキャビンが設けられ、そのオペレータキャビンの後方に、エンジン収納搭載するエンジン搭載室が設けられた作業用車両が知られている(例えば、下記特許文献1を参照)。このような作業用車両では、オペレータキャビンとエンジン搭載室とが仕切壁により前後に仕切られており、エンジン搭載室内にはエンジンを冷却するためのラジエータ冷却ファンが設けられている。また、オペレータキャビン内の気温調節等を行うための空調装置を備えた作業用車両も知られている。

先行技術

0004

特許第4388458号公報

発明が解決しようとする課題

0005

このような作業用車両では、エンジン搭載室内の気温がエンジン等から生じる熱の影響でかなり高温となる。その影響で、オペレータキャビン内の気温が上昇したり、上昇した温度を下げるために空調装置の負荷が増大したりすることがある。仕切壁に断熱シートを設けたり仕切壁を二重構造にしたりして、エンジン搭載室内の熱が仕切壁を介してオペレータキャビン内に伝わることを抑えようとする試みも行われているが、十分な効果を得られていない。

0006

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、エンジン搭載室内の熱が仕切壁を介してオペレータキャビン内に伝わることを抑制することが可能な作業用車両を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため、本発明に係る作業用車両(例えば、実施形態における油圧ショベル1)は、走行可能な走行体と、前記走行体上に設けられたオペレータキャビンと、前記走行体上の前記オペレータキャビンの後方に、仕切壁により前記オペレータキャビンと前後に仕切られて設けられたエンジン搭載室と、を備えた作業用車両であって、前記仕切壁は、内部に断熱用空間を有し、前記断熱用空間内に前記エンジン搭載室外の空気を取り入れるための給気路と、前記断熱用空間内の空気を前記エンジン搭載室内に排出するための排気路と、が設けられ、前記エンジン搭載室内に、前記排気路と接続され前記断熱用空間内の空気を強制排気する排気手段を備えたことを特徴とする。

0008

上記作業用車両において、前記エンジン搭載室内に設けられた冷却ファンと、前記冷却ファンを覆うファンシュラウドとを有し、前記冷却ファンにより前記ファンシュラウド内に生じる負圧を利用して前記排気手段が構成されることが好ましい。

0009

上記作業用車両において、前記給気路が前記オペレータキャビンの下方側の空間に開口する構成とすることが好ましい。

発明の効果

0010

上記のように構成された本発明に係る作業用車両によれば、排気路に接続された排気手段により仕切壁内部の断熱用空間内の空気を強制排気することによって、断熱用空間内に給気路から排気路に抜ける空気の流れを創出して、断熱用空間内の空気を効率良く入れ替えることができる。そのため、エンジン搭載室内の熱により断熱用空間内の空気の温度上昇を抑えることができるので、エンジン搭載室内の熱が仕切壁を介してオペレータキャビン内に伝わることを抑制することが可能となる。

0011

上記の本発明に係る作業用車両において、エンジン搭載室内に設けられた冷却ファンと、冷却ファンを覆うファンシュラウドとを有し、冷却ファンによりファンシュラウド内に生じる負圧を利用して排気手段が構成されることで、冷却ファンとは異なるファンを別に設けることなく排気手段を実現することが可能となる。

0012

上記の本発明に係る作業用車両において、給気路がオペレータキャビンの下方側の空間に開口する構成とすることで、外気を給気路から断熱用空間内に取り込むことが可能となる。

図面の簡単な説明

0013

本発明に係る油圧ショベルの斜視図である。
上記油圧ショベルを車両左側から見た側面図である。
上記油圧ショベルの背面図である。
上記油圧ショベルの搭載室内の状態示す斜視図である。
上記油圧ショベルの油圧駆動装置の構成を示すブロック図である。
上記油圧ショベルのキャビン基部の平面図である。
上記キャビン基部を車両前方から見た正面図である。
図6におけるA−A線に沿った断面図である。
図6におけるB−B線に沿った断面図である。
上記油圧ショベルの仕切壁とファンシュラウドとの接続状態を示す斜視図である。

実施例

0014

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明に係る作業用車両の一例として、クローラ式の油圧ショベル(エクスカベータ)について説明する。まず、油圧ショベル1の全体構成について主に図1図5を参照して説明する。

0015

油圧ショベル1は、図1図3に示すように、走行可能に構成された走行体10と、走行体10の上部に水平旋回可能に設けられた旋回体20と、旋回体20の前部に設けられたショベル装置30とを有して構成される。

0016

走行体10は、駆動輪、複数の従動輪、およびこれらの車輪掛け回された履帯14を有する左右一対クローラ機構15を、走行体フレーム11の左右両側にそれぞれ備えて構成される。左右のクローラ機構15は、駆動輪を回転駆動する左右の走行モータ16を
有している。走行体10は、左右の走行モータ16の回転方向および回転速度をそれぞれ制御することにより任意の方向および速度で走行可能に構成されている。走行体フレーム11の前部には、ブレード18が上下揺動自在に設けられている。ブレード18は、走行体フレーム11との間に跨設されたブレードシリンダ19を伸縮作動させることにより上下揺動可能に構成されている。

0017

走行体フレーム11の上部中央には旋回機構5が設けられている。旋回機構5は、走行体フレーム11に固定された内輪と、旋回体20に固定された外輪と、旋回体20に設けられた旋回モータ8(図5を参照)と、旋回体20に設けられた油圧ポンプ64(図5を参照)から走行体10に設けられた左右の走行モータ16およびブレードシリンダ19に作動油を供給するためのロータリーセンタージョイントとを有している。旋回体20は、旋回機構5を介して走行体フレーム11に水平旋回自在に設けられ、旋回モータ8を正転または逆転作動させることにより、走行体10に対して左右方向に旋回可能に構成されている。

0018

旋回体20は、走行体フレーム11に旋回機構5を介して水平旋回自在に設けられる旋回体フレーム21と、旋回体フレーム21上に設けられるオペレータキャビン25とを有している。旋回体フレーム21の前部には、前方に突出する旋回体側ブラケット22が設けられている。

0019

ショベル装置30は、旋回体側ブラケット22に上下軸を中心に左右方向に揺動自在に設けられたショベル側ブラケット31と、ショベル側ブラケット31の上端部に第1枢結ピンP1により上下揺動自在(起伏動自在)に設けられたブーム32と、ブーム32の先端部に第2枢結ピンP2により上下揺動自在(屈伸動自在)に設けられたアーム33と、アーム33の先端部に第3枢結ピンP3により上下揺自在に設けられたバケット34とを有している。さらに、ショベル装置30は、旋回体フレーム21とショベル側ブラケット31の間に跨設されたスイングシリンダ35(図5を参照)と、ショベル側ブラケット31とブーム32の間に跨設されたブームシリンダ36と、ブーム32とアーム33の間に跨設されたアームシリンダ37と、アーム33とバケット34の間に跨設されたバケットシリンダ38と、バケットシリンダ38のロッド先端部とバケット34の間に設けられたリンク機構39とを有している。

0020

ショベル側ブラケット31は、スイングシリンダ35を伸縮作動させることにより旋回体側ブラケット22(旋回体フレーム21)に対して左右方向に揺動可能に構成されている。ブーム32は、ブームシリンダ36を伸縮作動させることによりショベル側ブラケット31に対して上下方向に揺動可能(起伏動可能)に構成されている。アーム33は、アームシリンダ37を伸縮作動させることによりブーム32に対して上下方向に揺動可能(屈伸動可能)に構成されている。バケット34は、バケットシリンダ38を伸縮作動させることによりリンク機構39を介してアーム33に対して上下方向に揺動可能に構成されている。

0021

アーム33およびリンク機構39の先端部には、バケット34に替えて、ブレーカ、圧砕機カッター、オーガ装置等の各種アタッチメントを上下方向に揺動自在に取り付けることが可能になっている。これらのアタッチメントを装着した場合に、当該アタッチメントを構成する油圧アクチュエータに作動油を供給するための油圧ホース接続可能な複数の接続ポートPTが、アーム33の左右両側面に配設されている。

0022

オペレータキャビン25は、略矩形箱状に形成されて内部に作業者が搭乗可能な操作室を形成し、左側部に横開き開閉可能なキャビンドア26が設けられている。オペレータキャビン25の内部には、作業者が前方側を向いて着座可能なオペレータシート40(図6
図8を参照)が設けられるとともに、図5に示すように、走行体10の走行操作を行う左右の走行操作レバー41,42と、旋回体20の旋回操作およびショベル装置30の作動操作を行う左右の作業操作レバー43,44と、ショベル装置30のスイング操作(左右への揺動操作)を行うスイング操作ペダル45と、ブレード18の作動操作を行うブレード操作レバー46と、油圧ショベル1における各種の車両情報を表示するディスプレイ装置と、作業者によって操作される各種の操作スイッチとが設けられている。走行操作レバー41,42の下端部にはペダル部が設けられており、作業者は足で走行体10の走行操作を行うことも可能になっている。

0023

旋回体20には、オペレータキャビン25の後側および右側の位置に、油圧駆動装置60(図5を参照)等を搭載するための搭載室ER図4を参照)が設けられている。この搭載室ERを形成する後側壁部には、曲面形状のカウンターウエイト27と、縦開き開閉可能なエンジンカバー28とが設けられている。油圧駆動装置60は、図5に示すように、エンジン61と、作動油を貯留する作動油タンク63と、エンジン61により駆動される油圧ポンプ64およびパイロットポンプ65と、油圧ポンプ64から吐出されて各油圧アクチュエータに供給する作動油の供給方向および供給量を制御する制御バルブユニット66と、制御バルブユニット66を駆動するためのパイロット圧を生成するパイロットバルブユニット67とを有している。

0024

制御バルブユニット66は、左右の走行モータ16、ブレードシリンダ19、旋回モータ8、スイングシリンダ35、ブームシリンダ36、アームシリンダ37、バケットシリンダ38および接続ポートPTのそれぞれに対応した制御バルブCV1〜CV9を有している。これらの制御バルブCV1〜CV9はそれぞれ、パイロットバルブユニット67から供給されるパイロット圧により内蔵されたスプールが移動され、そのスプールの移動により各油圧アクチュエータに供給する作動油の供給方向および供給量を制御するようになっている。

0025

パイロットバルブユニット67は、左走行操作レバー41の根本部分に配設された左走行パイロットバルブユニットPV1と、右走行操作レバー42の根本部分に配設された右走行パイロットバルブユニットPV2と、左作業操作レバー43の根本部分に配設された左作業パイロットバルブユニットPV3と、右作業操作レバー44の根本部分に配設された右作業パイロットバルブユニットPV4と、スイング操作ペダル45の根本部分に配設されたスイングパイロットバルブユニットPV5と、ブレード操作レバー46の根本部分に配設されたブレードパイロットバルブユニットPV6とを有している。これらのパイロットバルブユニットPV1〜PV6はそれぞれ、複数のパイロットバルブを備えて構成され、パイロットポンプ65から供給される圧油を基にして、各操作レバー等の傾動操作方向および操作量に応じたパイロット圧を生成し、対応する制御バルブに供給するようになっている。

0026

このように構成された油圧ショベル1では、オペレータキャビン25内のオペレータシート40の前方に配設された左右の走行操作レバー41,42を前後に傾動操作すると、その操作方向および操作量に応じて、左右の走行パイロットバルブユニットPV1,PV2によりパイロット圧が生成される。そして、そのパイロット圧により左右の走行モータ16に対応した制御バルブCV1,CV2が駆動され、左右の走行モータ16に作動油が供給される。このようにして、左右の走行操作レバー41,42の操作方向および操作量に応じた走行方向および走行速度で左右のクローラ機構15を作動させて油圧ショベル1を走行させることができるように構成されている。

0027

オペレータシート40の左右に配設された左右の作業操作レバー43,44を前後左右に傾動操作すると、その操作方向および操作量に応じて、左右の作業パイロットバルブユ
ニットPV3,PV4によりパイロット圧が生成される。そして、そのパイロット圧により旋回モータ8、ブームシリンダ36、アームシリンダ37、バケットシリンダ38および接続ポートPTに対応した制御バルブCV4,CV6〜CV9が駆動され、左右の作業操作レバー43,44の操作方向に対応した油圧アクチュエータに作動油が供給される。スイング操作ペダル45を左右に踏込操作すると、その操作方向および操作量に応じて、スイングパイロットバルブユニットPV5によりパイロット圧が生成され、そのパイロット圧により制御バルブCV5が駆動されてスイングシリンダ35に作動油が供給される。ブレード操作レバー46を前後に傾動操作すると、その操作方向および操作量に応じて、ブレードパイロットバルブユニットPV6によりパイロット圧がされ、そのパイロット圧により制御バルブCV3が駆動されてブレードシリンダ19に作動油が供給される。このようにして、左右の作業操作レバー43,44、スイング操作ペダル45およびブレード操作レバー46の操作方向および操作量に応じた作動方向および作動速度で旋回体20、ショベル装置30およびブレード18を作動させて掘削作業等を行うことができるように構成されている。

0028

図4に示すように、搭載室ER内には、オペレータキャビン25の後方にエンジン61が配置され、エンジン61の車両右側には、エンジン61に循環させる冷却水ラジエータ液)を冷却するラジエータ71が設置されている。エンジン61とラジエータ71との間には、冷却空気流を作る冷却ファン72が設けられており、ラジエータ71のエンジン61側の面には、冷却ファン72を覆うファンシュラウド73が取り付けられている。ファンシュラウド73には、エンジン61側に開口する送風口73aが形成されており、冷却ファン72は、ラジエータ41を通った空気を送風口73aからエンジン61に向けて吹き出すように構成されている。ファンシュラウド73の内部は、その略全領域が、冷却ファン72を作動させることにより負圧状態となる。

0029

図6図10には、オペレータキャビン25の上屋部分を外した状態の骨格部分(以下「キャビン基部100」と称する)を示している。以下、これらの図を追加参照して、キャビン基部100の構成について説明する。図7および図8に示すようにキャビン基部100は、操作室(オペレータキャビン25)の床部を構成する床パネル110と、操作室と搭載室ER(図4を参照)とを前後に仕切る仕切壁120と、オペレータシート40が設置されるシート台座パネル130とを有して構成され、旋回体フレーム21(図1を参照)側のフレーム部材81に取り付けられている。

0030

仕切壁120は、図8に示すように、床パネル110と一体に形成されて床パネル110の後端部から上方へと縦に延び、さらに上端部において後方へと屈曲して水平に延びた断面L字状の第1仕切パネル121と、第1仕切パネル121に対し後方側に離間して設けられた第2仕切パネル122とを有して構成される。この第1仕切パネル121および第2仕切パネル122によって仕切壁120は、前後二重に形成されている。仕切壁120の内部には、第1仕切パネル121側および第2仕切パネル122側にそれぞれ断熱材123,124が設けられ、その断熱材123,124の間に、断熱用空間125が形成されている。

0031

仕切壁120の上部には、図8および図9に示すように、第1仕切パネル121の縦に延びた部分の上端部121aと対向する第3仕切パネル126と、第1仕切パネル121の水平に延びた部分121bと対向する第4仕切パネル127とが配置されている。第1仕切パネル121と第3仕切パネル126および第4仕切パネル127との間には空間部128が形成されており、この空間部128は、断熱用空間125と繋がっている。以下の説明では、空間部128を含めて断熱用空間125と称する。

0032

第4仕切パネル127の車両右側の端部には、図9に示すように、下方に開口する排気
口127aが形成されており、この排気口127aには上下方向斜めに延びる第1排気管141が接続されている。図10に示すように、第1排気管141の下端部には、L字状の第2排気管142の一端部が接続され、第2排気管142の他端部には、可撓性を有する第3排気管143の一端部が接続されている。そして、第3排気管143の他端部は、負圧状態となるファンシュラウド73内と接続されている。これら第1乃至第3排気管141〜143によって、仕切壁120内の断熱用空間125とファンシュラウド73内とを接続する排気路140が構成される。

0033

仕切壁120の下部には、図8に示すように、断熱用空間125内に外気を取り入れるための給気路151が形成されている。給気路151は、図7に示すように、仕切壁120の下端部の左右方向の複数箇所(図では3箇所)に設けられており、それぞれ、床パネル110の下方側の空間に対し前方を向いて開口している。

0034

以上のように構成された仕切壁120では、断熱用空間125が、負圧状態となるファンシュラウド73内と排気路140により接続されているので、冷却ファン72の作動中、断熱用空間125内の空気が排気路140を介して強制排気されるとともに、給気路151を介して外気が断熱用空間125内に取り入れられる。これにより、断熱用空間125内に給気路151から排気路140へと抜ける空気の流れが生じ、断熱用空間125内の空気が継続的に入れ換えられる状態となる。そのため、搭載室ER内の熱によって断熱用空間125内の空気の温度上昇を抑えることができるので、搭載室ER内の熱が仕切壁120を介してオペレータキャビン25内に伝わることを抑制することが可能となる。また、エンジン冷却用の冷却ファン72およびファンシュラウド73を、断熱用空間125内の空気を強制排気するための排気手段として兼用しているので、専用の排気手段を設置する場合に比べて、製造コストを低減することが可能である。なお、本実施形態では、ファンシュラウド73内の略全領域が負圧状態となるので、ファンシュラウド73に対する排気路140の接続位置については特に限定していない。一方、ファンシュラウド73の形状やファンシュラウド73内における冷却ファン72の配設位置、ファンシュラウド73内での冷却空気流の流れ方等によっては、ファンシュラウド73内の特定の領域のみに負圧状態となる領域(以下「負圧領域」と称する)が形成されることも考えられる。その場合、排気路140は、ファンシュラウド73内の負圧領域と接続される。

0035

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、仕切壁120内の断熱用空間125とファンシュラウド73内とを排気路140により接続しているが、排気路140を冷却ファン72とは別の排気用ファンに接続してもよい。また、断熱用空間125内に強制的に空気を取り入れるための給気用ファンを給気路151に設けてもよい。さらに、給気路151をオペレータキャビン25内に開口させてもよい。また、上述の実施形態では、本発明を油圧ショベル1に適用した場合について説明したが、本発明は、油圧ショベル以外の他の作業用車両についても、同様に適用し同様の効果を得ることが可能である。

0036

1油圧ショベル
10走行体
20旋回体
25オペレータキャビン
30ショベル装置
60油圧駆動装置
61エンジン
71ラジエータ
72冷却ファン
73ファンシュラウド
100キャビン基部
110床パネル
120仕切壁
121 第1仕切パネル
122 第2仕切パネル
125断熱用空間
140排気路
151 給気路

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