JP2015105551A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】コントローラなどの電子回路部品の取り付け位置を工夫してエンジンの熱や雨水などの影響を受け難いようにした新規な建設機械を提供する。
【解決手段】ハーネス７１を介してセンサ７０に繋がる変換器やコントローラなどの電子回路部品７２を、冷却ファン４１による送風の風下側であって、かつ排ガス後処理装置５０の風上側に取り付ける。このような構成によれば、エンジン４０や排ガス後処理装置５０からの熱によって電子回路部品７２が高温に晒されるのを回避できるため、電子回路部品７２が熱によって誤作動したり、故障するのを防止できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジン排気後処理装置を備えた油圧ショベルなどの建設機械に係り、特に、そのエンジン排気後処理装置の近傍に取り付ける変換器またはコントローラなどの電子回路部品の配置位置を工夫した建設機械に関するものである。

一般に油圧ショベルに搭載されるエンジンには、排ガス中に含まれるＰＭ（粒子状物質）やＮＯｘ（窒素酸化物）などの有害物質を除去するためのエンジン排気後処理装置が付設されている（特許文献１）。このエンジン排気後処理装置には、排ガスの状態を検出するための各種センサが取り付けられており、これら各種センサから出力された値に基づいてコントローラが最適な制御を行っている。また、各種センサとコントロール間には、各種センサから出力された数値を変換して通信するための変換器が備えられることがある。

再公表特許ＷＯ２００８／１３６２０３

ところで、このような変換器やコントローラなどの電子回路部品は、一般に耐熱仕様や耐水仕様にはなっておらず熱や水に弱いため、これを油圧ショベルに取り付ける際には、高温になる場所や雨水などに晒される位置は避けねばならない。

しかしながら、この変換器やコントローラとセンサは、予め長さが決まったハーネスによって繋がれた状態で供給されることがあるため、このセンサをエンジン排気後処理装置に適用した場合には、このエンジン排気後処理装置から遠く離れた位置に変換器やコントローラを配置することができない。そのため、取り付け位置によっては、変換器やコントローラがこのエンジン排気後処理装置やエンジンから放たれる熱によって高温になって誤作動したり、故障してしまうことも考えられる。

そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、変換器やコントローラなどの電子回路部品の取り付け位置を工夫してエンジンの排熱や雨水などの影響を受け難いようにした新規な建設機械を提供するものである。

前記課題を解決するために第１の発明は、エンジンと、エンジンによって駆動する冷却ファンと、前記エンジンの近傍に配置される排ガス後処理装置と、この排ガス後処理装置に取り付けられたセンサに所定長さのハーネスを介して接続される電子回路部品とを備えた建設機械において、前記電子回路部品を、前記冷却ファンによる送風の風下側であって、かつ前記排ガス後処理装置の風上側に取り付けたことを特徴とする建設機械である。

このような構成によれば、常に冷却ファンからの送風によって電子回路部品が冷却される状態になるため、エンジンや排ガス後処理装置からの熱によってこの電子回路部品が高温に晒されるのを回避できる。これによって、電子回路部品が高温によって誤作動したり、故障してしまうことを防止することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記エンジンと排ガス後処理装置とを覆うエンジンカバーを備えると共に、前記電子回路部品を前記エンジンカバー内に取り付けたことを特徴とする建設機械である。このような構成によれば、降雨などがあっても電子回路部品が雨水などに晒されるのを回避できるため、電子回路部品が雨水などによって誤作動したり、故障してしまうことを防止することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記電子回路部品を前記エンジンが設置される床面から所定距離高い位置に取り付けたことを特徴とする建設機械である。このような構成によれば、降雨などによってエンジンルーム内に雨水などが浸入して溜まった状態であっても電子回路部品がこの水に浸るような状態を回避できるため、これが誤作動したり、故障してしまうことを防止することができる。

第４の発明は、第２または第３の発明において、前記エンジンカバーは、前記冷却ファンを停止したときに前記エンジンの熱が溜まる熱溜まり部を有し、前記電子回路部品を前記熱溜まり部を避けた位置に取り付けたことを特徴とする建設機械である。エンジン停止によって冷却ファンが停止して送風が停止すると、エンジンや排ガス後処理装置から発生する熱がエンジンカバー内の熱溜まり部に溜まってその部分が高温となる。従って、この構成のように、電子回路部品をこの熱溜まり部を避けた位置に取り付ければ熱溜まり部に溜まった熱による悪影響を回避することができる。

第５の発明は、第２の発明において、前記排ガス後処理装置を前記エンジンよりも高い位置に配置すると共に、前記エンジンカバーのうち、前記エンジンを覆う部分よりも所定距離低い位置に前記電子回路部品を取り付けたことを特徴とする建設機械である。このような構成によれば、特に高温となり易い、排ガス後処理装置を覆うエンジンカバーの天井付近を避けて電子回路部品を取り付けることができるため、高温による悪影響を回避することができる。

本発明によれば、常に冷却ファンからの送風によって電子回路部品が冷却される状態になるため、エンジンや排ガス後処理装置からの熱によって電子回路部品が高温に晒されたり、雨水や溜まり水によって電子回路部品が浸水するのを回避できる。これによって、電子回路部品が高温や水によって誤作動したり、故障してしまうような事態を未然に防止することができる。

本発明に係る建設機械の１つである油圧ショベル１００の実施の一形態を示す全体（側面）図である。 上部旋回体２０のうち運転室２３とフロント作業機３０を除いた状態のエンジンルーム２２付近を車両前方から示した斜視図である。 図２の状態からエンジンカバー２５を取り外した状態を示す斜視図である。 エンジンカバー２５を取り外した状態のエンジンルーム２２付近を示した平面図である。 図２中Ａ方向からみた断面図である。

次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る建設機械の１つである油圧ショベル１００の実施の一形態を示した全体図である。図示するようにこの油圧ショベル１００は、下部走行体１０と、この下部走行体１０上に旋回自在に設けられた上部旋回体２０とから主に構成されている。下部走行体１０は、図示しない走行体フレームに互いに平行に位置する一対のクローラ１１を有しており、このクローラ１１には、それぞれの履帯を駆動して走行するための油圧駆動式の走行モータ１２が設けられている。

一方、上部旋回体２０は、旋回体フレーム２１上に設置されたエンジンルーム２２と、このエンジンルーム２２の前方左側に設けられた運転室２３と、この運転室２３の右側から前方に延びるフロント作業機３０と、このフロント作業機３０との重量バランスを図るべくエンジンルーム２２の後方に設けられたカウンターウエイト２４とから主に構成されている。

フロント作業機３０は、旋回体フレーム２１側から前方に延びるブーム３１と、このブーム３１の先端に揺動自在に設けられたアーム３２と、このアーム３２の先端に揺動自在に設けられたバケット３３とから主に構成されており、これらブーム３１、アーム３２、バケット３３は、それぞれ油圧で伸縮するブームシリンダー３４、アームシリンダー３５、バケットシリンダー３６によってそれぞれ動作するようになっている。

図２は、この上部旋回体２０のうち運転室２３とフロント作業機３０を除いた状態のエンジンルーム２２付近を車両前方から示したものである。図示するように、旋回体フレーム２１上には、この側面が建屋カバー２６で覆われたエンジンルーム２２が形成されており、このエンジンルーム２２の上方はエンジンカバー２５によって覆われている。

図３および図４は、図２の状態からこのエンジンカバー２５を取り外してエンジンルーム２２を開放した状態を示したものである。図示するように、このエンジンルーム２２内には、軽油などの化石燃料で駆動するディーゼルエンジン４０が横置き状態に設置されている。そして、このエンジン４０の一方の出力端側（図中左側）には、ラジエータなどの熱交換器群４２と冷却ファン４１が配置されており、この冷却ファン４１がエンジン４０によって回転駆動することによって外気を熱交換器群４２側からエンジンルーム２２内に導入し、そのエンジン４０の表面を通過して他方の出力端側（図中右側）から外部へ排気している。

また、このエンジン４０の他方の出力端側（図中右側）には、このエンジン４０の動力によって駆動する油圧ポンプ（図示せず）などが設けられていると共に、図５に示すようにその上方には排ガス後処理装置５０が配置されている。この排ガス後処理装置５０は、例えば、排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集して除去するディーゼル微粒子除去装置（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）や、窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素水溶液を用いて浄化するＮＯｘ浄化装置などからなっており、エンジン４０の排ガスを浄化して排気管５１から外気に排出している。そのため、この排ガス後処理装置５０は、エンジン４０の稼働中は常に数百℃の高温状態で稼働している。

また、図３に示すように、このエンジンルーム２２上には、屋根骨状のエンジンカバーサポート２９が設けられており、このエンジンカバーサポート２９上にエンジンカバー２５が図示しないボルトなどによって着脱自在に取り付けられている。このエンジンカバー２５は、耐熱性の部材である金属板から所定形状にプレス成形されてなるものおり、主にエンジン４０の本体部分を下向きコ字状に覆う本体部２５ａと、主に排ガス後処理装置５０部分をドーム状に覆う排ガス部２５ｂとから構成されている。

そして、図３および図５に示すように、この排ガス後処理装置５０は、エンジン４０よりも高い位置に配置されていることから、図２および図５に示すようにこのエンジンカバー２５のうち、排ガス部２５ｂは本体部２５ａよりもさらに高く盛り上がるように形成されている。

さらに、図２に示すように、この本体部２５ａの上面および排ガス部２５ｂの側面には、複数の通気穴２７が形成されており、前記のように冷却ファン４１によってエンジンルーム２２内に導入された外気をエンジンルーム２２外へ排気するようにしている。一方、排ガス部２５ｂの上面には排気管５１が通過する通過穴５２が形成されているものの、その他の上面および傾斜面には、雨水の浸入などを回避するためにこのような通気穴２７は形成されていない。また、図５に示すようにこのエンジン４０が搭載される旋回体フレーム２１には底板４３が設けられており、上部旋回体２０の下方を区画して下側からのエンジンルーム２２内への土砂や水の侵入を防止している。

この排ガス後処理装置５０には、図４および図５に示すように、排ガスの状態を検出する各種センサ７０が設けられており、その検出値はワイヤーハーネス７１を介して電子回路部品である変換器やコントローラ７２に入力するようになっている。このセンサ７０とハーネス７１と変換器またはコントローラ７２は、一体不可分の状態で供給されて排ガス後処理装置５０およびその近傍に組み込まれるようになっている。従って、この変換器またはコントローラ７２は、センサ７０を中心としたハーネス７１の長さを半径とした円の中に配置されることになる。本実施の形態では、図示するようにこの変換器またはコントローラ７２は、排ガス後処理装置５０の近傍であって、エンジンカバー２５よりも数ｃｍ〜十数ｃｍ低い位置で、かつエンジン４０側に図示しないブラケットを介して取り付けられている。

このように熱や水に弱い電子回路部品である変換器またはコントローラ７２をエンジンルーム２２内の所定の位置に配置することによって、図５に示すように、この変換器またはコントローラ７２が、高温となる排ガス後処理装置５０に対し、エンジンルーム２２内の空気の流れ方向上流側に位置するようになるため、エンジン４０や排ガス後処理装置５０からの熱の影響を受け難くなる。また、この変換器またはコントローラ７２は、エンジンカバー２５のうち、上面に通気穴２７が形成されていない排ガス部２５ｂの下に位置しているため、降雨があっても雨水に直接かかるようなおそれもない。

また、エンジン４０のストップにより冷却ファン４１が停止した後は、エンジンルーム２２内の空気の流れが止まってしまうため、エンジン４０や排ガス後処理装置５０の熱がエンジンルーム２２内に溜まる。このうち、エンジンカバー２５の本体部２５ａには多数の通気穴２７が形成されているため、ここから高温となった空気が自然と抜け出て熱がこもることはないが、上述したように、このエンジンカバー２５の排ガス部２５ｂの上面側には通気穴が形成されていないため、図５に示すように高温となった空気がこの排ガス部２５ｂに溜まって熱溜まり部を形成することになる。

しかしながら、この変換器またはコントローラ７２は、エンジンカバー２５の本体部２５ａよりも数ｃｍ〜十数ｃｍ低い位置に配置されているため、この熱溜まり部に溜まった熱の影響を受けることもない。さらに、エンジンカバー２５は熱伝導性の良い金属製でできているため、高温になり易いが、変換器またはコントローラ７２をこれから離して設置することにより、エンジンカバー２５からの熱影響も軽減できる。

一方、このハーネス７１がさらに長い場合には、できるだけ旋回体フレーム２１の底板４３側近くに変換器またはコントローラ７２を配置すれば、エンジン４０や排ガス後処理装置５０からの熱による影響をより軽減することができる。しかし、この場合には底板４３上に、直接変換器またはコントローラ７２を配置するのではなく、底板４３よりも所定高さ高い位置、例えば底板４３から１０ｃｍ以上高い位置に配置すれば、仮にエンジンルーム２２内に雨水が浸入して底板４３上に雨水が溜まった状態であってもその影響を受けることがない。

１００…油圧ショベル（建設機械）
１０…下部走行体
２０…上部旋回体
２１…旋回体フレーム
２２…エンジンルーム
２５…エンジンカバー
２５ａ…本体部
２５ｂ…排ガス部
４０…エンジン
４１…冷却ファン
４３…底板
５０…排ガス後処理装置
７０…センサ
７１…ワイヤーハーネス
７２…変換器またはコントローラ（電子回路部品）

Claims (5)

1. エンジンと、エンジンによって駆動する冷却ファンと、前記エンジンの近傍に配置される排ガス後処理装置と、この排ガス後処理装置に取り付けられたセンサに所定長さのハーネスを介して接続される電子回路部品とを備えた建設機械において、
   前記電子回路部品を、前記冷却ファンによる送風の風下側であって、かつ前記排ガス後処理装置の風上側に取り付けたことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記エンジンと排ガス後処理装置とを覆うエンジンカバーを備えると共に、前記電子回路部品を前記エンジンカバー内に取り付けたことを特徴とする建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記電子回路部品を前記エンジンが設置される床面から所定距離高い位置に取り付けたことを特徴とする建設機械。
4. 請求項２または３に記載の建設機械において、
   前記エンジンカバーは、前記冷却ファンを停止したときに前記エンジンの熱が溜まる熱溜まり部を有し、前記電子回路部品を前記熱溜まり部を避けた位置に取り付けたことを特徴とする建設機械。
5. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記排ガス後処理装置を前記エンジンよりも高い位置に配置すると共に、前記エンジンカバーのうち、前記エンジンを覆う部分よりも所定距離低い位置に前記電子回路部品を取り付けたことを特徴とする建設機械。

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