JP7065642B2

JP7065642B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP7065642B2
Application number: JP2018035512A
Authority: JP
Inventors: 昌弘池田; 一哉今村
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: US20200282823A1; JP2019152102A; US11299033B2; CN111164282A; WO2019168024A1

Description

本発明は、作業機械に関する。

特許文献１には、冷却装置を備えた作業機械が開示されている。冷却装置は、作業機械のカバー内に設けられている。冷却装置は、ファン及び該ファンによる送風を受ける冷却ユニットとしてのラジエータ、オイルクーラ、インタクーラを有している。これら冷却ユニットは、カバーに形成された開口から見て、端部がそれぞれ重複するように斜めに並列配置されている。

特開２００６－１７０５０号公報

ところで、冷却ユニットによる冷却性能を向上させるためには、送風を受ける面積であるクーリング面積を確保しながら、通風抵抗を抑えて空気の流通量を確保することが必要である。一方で、不用意に複数の冷却ユニットを配置すれば、設置スペースが増加する結果、作業機械自体の大型化を招いてしまう。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、コンパクト化を図りながら冷却性能を向上させることができる作業機械を提供することを目的とする。

本発明の一の態様に係る作業機械は、互いに対向する第一壁面及び第二壁面によって一方向に延びるとともに、両端の通気孔を介して外部に連通する主流路が区画形成された作業機械本体と、前記主流路の延びる方向である流路方向に沿って空気を流通させるファンと、前記主流路の前記流路方向における第一位置で、前記流路方向に直交するように前記第一壁面から張り出して前記第二壁面との間に第一開口部を区画形成する第一冷却ユニットと、前記主流路の前記流路方向における前記第一位置よりも下流側の第二位置で、前記流路方向に直交するように前記第二壁面から張り出して前記第一壁面との間に第二開口部を区画形成するとともに、前記流路方向から見て前記第一冷却ユニットと一部が重なる第二冷却ユニットと、前記第一冷却ユニットの前記第二壁面側の端部と前記第二冷却ユニットの第一壁面側の端部とにわたって設けられた仕切り部材であって、前記第一冷却ユニットを流入口とし前記第二開口部を流出口とする第一区画流路、及び、前記第一開口部を流入口とし前記第二冷却ユニットを流出口とする第二区画流路を区画形成する仕切り部材と、を備え、前記第一区画流路は、前記流入口から前記流出口に向かうにしたがって流路断面積が減少し、前記第二区画流路は、前記流入口から前記流出口に向かうにしたがって流路断面積が増加し、前記作業機械本体が、前記通気孔とは独立して形成されて前記第二区画流路と外部とを連通させる連通口を有する。

本発明の作業機械によれば、コンパクト化を図りながら冷却性能を向上させることができる。

本発明の第一実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。本発明の第一実施形態に係る油圧ショベルにおける上部旋回体の内部構造を示す模式的な平面図である。本発明の第一実施形態に係る油圧ショベルにおける冷却装置の斜視図である。図２の冷却装置を流路方向上流側から見た図である。第一冷却ユニット及び第二冷却ユニットの放熱部を流路方向上流側から見た拡大図である。本発明の第一実施形態の第一変形例に係る油圧ショベルの冷却装置を流路方向上流側から見た図である。本発明の第一実施形態の第二変形例に係る油圧ショベルの冷却装置を流路方向の上流側から見た図である。本発明の第二実施形態に係る油圧ショベルにおける上部旋回体の内部構造を示す模式的な平面図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図１～図５を参照して詳細に説明する。
＜作業機械＞
図１に示すように、作業機械としての油圧ショベル１は、下部走行体２０、及び上部旋回体３０を有する作業機械本体１０を備えている。以下では、油圧ショベル１が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を「上下方向」と称する。また、後述するキャブ３１内の運転席の前方を単に「前方」と称し、後方を単に「後方」と称する。さらに、運転席から見た上部旋回体３０の左右方向を単に「左右方向」と称し、左側、右側を単に「左側」、「右側」と称する。

＜下部走行体＞
下部走行体２０は、左右一対の履帯２１を有しており、これら履帯２１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで油圧ショベル１を走行させる。

＜上部旋回体＞
上部旋回体３０は、下部走行体２０上に旋回可能に配置されている。上部旋回体３０は、図示省略のフレーム上に設けられたキャブ３１、作業機３２、外装カバー４０、ドアカバー４１及びカウンタウェイト５０を有する。フレームの下面には、アンダーカバー３６が設けられている。

キャブ３１は、上部旋回体３０の前部の左側（左右方向一方側）に配置されており、作業者の運転席が設けられている。
作業機３２は上部旋回体３０の前方に延びるように設けられており、ブーム３３、アーム３４及びバケット３５を有する。作業機３２は、ブーム３３、アーム３４及びバケット３５がそれぞれ各油圧シリンダ（図示省略）により駆動されることで掘削等の各種作業を行う。
アンダーカバー３６は、フレームの開口部を塞ぐように、該フレームの下面に設けられている。

外装カバー４０は、アンダーカバー３６上に設けられている。外装カバー４０の内側には、アンダーカバー３６上の機械室が区画形成されている。外装カバー４０は、上部旋回体３０の外形をなしている。外装カバー４０の左右方向両側は外部に開口している。ドアカバー４１は、外装カバー４０の左右方向両側の開口に開閉可能に設けられている。ドアカバー４１には、機械室内と外部とを連通させる通気孔４１ａが形成されている。

図２に示すように、カウンタウェイト５０は、上部旋回体３０の内部で該上部旋回体３０の後部に左右方向にわたって設けられている。カウンタウェイト５０における前方を向く前面は、上部旋回体３０の左右方向にわたって延びている。

上部旋回体３０の外装カバー４０の内側の機械室には、仕切り板６０、オイルタンク７０、機器収容部７１、エンジン７２、油圧ポンプ７３、油圧バルブ７４、ファン８０及び冷却装置１２０が設けられている。

仕切り板６０は、カウンタウェイト５０の前方側に間隔あけて設けられている。仕切り板６０は、鉛直面に沿って延びる板状をなしており、上部旋回体３０の左右方向に延びている。より詳細には、上部旋回体３０の左側の端部から右側に向かって延びている。

オイルタンク７０は各種の油圧機器に供給されるオイルが貯留されている。オイルタンク７０は、上部旋回体３０内のカウンタウェイト５０の前方側であって上部旋回体３０の右側の端部に設けられている。オイルタンク７０の左側には、仕切り板６０が該オイルタンク７０に連なるように伸びている。仕切り板６０及びオイルタンク７０の後面は、互いに連続するように上部旋回体３０の幅方向にわたって延びている。

＜主流路＞
ここで、図２～図４に示すように、上部旋回体３０内には、該上部旋回体３０の左右方向にわたって延びる主流路Ｆが形成されている。図４に示すように、主流路Ｆは、仕切り板６０及びオイルタンク７０の後面６０ａ，７０ａと、カウンタウェイト５０の前面５０ａと、外装カバー４０の天面４０ｂと、アンダーカバー３６の上面３６ａと、によって区画形成されている。

図４に示すように、仕切り板６０及びオイルタンク７０の後面６０ａ，７０ａ及びカウンタウェイト５０の前面５０ａは、互いに前後方向に対向し、かつ、鉛直面に沿って延びている。外装カバー４０の天面４０ｂ及びアンダーカバー３６の上面３６ａは、互いに上下方向に対向し、かつ、水平方向に延びている。よって、主流路Ｆの流路断面形状は、主流路Ｆの延びる方向である流路方向Ｄから見て四角形状をなしている。
仕切り板６０及びオイルタンク７０の後面６０ａ，７０ａを、主流路Ｆを区画形成する壁部の第一壁面１０１とする。カウンタウェイト５０の前面５０ａを上記壁部の第二壁面１０２とする。外装カバー４０の天面４０ｂを上記壁部の上壁面１０３とする。アンダーカバー３６の上面３６ａを上記壁部の下壁面１０４とする。即ち、主流路Ｆは、第一壁面１０１、第二壁面１０２、上壁面１０３及び下壁面１０４を有する壁部によって区画形成されている。

主流路Ｆの流路方向Ｄ両端には、それぞれドアカバー４１が位置している。主流路Ｆは、ドアカバー４１に形成された通気孔４１ａを介して上部旋回体３０の外部に連通している。

機器収容部７１は、上部旋回体３０内の幅方向左側の部分であって、仕切り板６０とキャブ３１との間に設けられている。機器収容部７１には、各種の機器が収容されている。
エンジン７２は主流路Ｆ内に設けられている。エンジン７２は、回転軸を流路方向Ｄ（上部旋回体３０の左右方向）に一致させた状態で設けられている。エンジン７２の右側には、油圧ポンプ７３が設けられている。油圧ポンプ７３はエンジン７２の回転に伴って駆動されて、オイルタンク７０に貯留されたオイルから圧油を生成する。
油圧バルブ７４は、仕切り板６０の前方側であって機器収容部７１とオイルタンク７０との間に設けられている。油圧バルブ７４は、油圧ポンプ７３が生成した油圧を各油圧機器に分配する。

＜ファン＞
ファン８０は、エンジン７２における上部旋回体３０の左側に一体に設けられている。ファン８０は、エンジン７２の回転に伴って回転することで、主流路Ｆ内に送風する。本実施形態では、ファン８０は、上部旋回体３０の左側から右側に向かって主流路Ｆ内に送風を行う。よって、流路方向Ｄのうち、上部旋回体３０の左側が上流側、右側が下流側となる。

＜冷却装置＞
次に冷却装置１２０について説明する。図２に示すように、冷却装置１２０は、主流路Ｆにおけるエンジン７２及びファン８０の流路方向Ｄ上流側に設けられている。冷却装置１２０は、第一冷却ユニット１３０、第二冷却ユニット１４０及び仕切り部材１１０を有している。

＜第一冷却ユニット及び第二冷却ユニットの構成＞
図２～図４に示すように、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０は、流路方向Ｄから見た形状が四角形状をなす直方体状をなしている。当該四角形状の四辺は上部旋回体３０の前後方向及び上下方向に一致している。第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０は、四角形状をなす正面を流路方向Ｄ上流側に向けるとともに、正面同様に四角形状をなす背面を流路方向Ｄ下流側に向けた状態で主流路Ｆ内に配置されている。

以下では、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０を正面側または背面側から見た際の左右の方向を、第一冷却ユニット１３０又は第二冷却ユニット１４０の幅方向と称する。また、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の上下方向を第一冷却ユニット１３０又は第二冷却ユニット１４０の高さ方向と称する。さらに、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の流路方向Ｄを第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の厚さ方向と称する。第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０は、これらの幅方向、高さ方向及び厚さ方向に延びる直方体状をなしている。これら幅方向、高さ方向及び厚さ方向は、互いに直交している。第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の厚さ方向の寸法は、高さ方向及び幅方向の寸法よりも小さい。

図３に示すように、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０は、ラジエータ、オイルクーラ及びアフタクーラ等の冷却機器の少なくとも一つを構成する熱交換器としてのコア１３１，１４１と、コア１３１，１４１を収容する外枠フレーム１３５，１４５とを有する。

ラジエータは、エンジン７２を冷却することで加熱された冷却水を冷却する役割を有する。オイルクーラは、油圧回路を流れる作動油を冷却する役割を有する。アフタクーラは、エンジン７２の吸入空気効率を高めてエンジン７２性能を向上させるために、圧縮されてエンジン７２に導入される前の過給空気を冷却する役割を有する。

図５に示すように、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０内のコア１３１，１４１は、放熱チューブ１３２，１４２及びフィン１３３，１４３を有している。放熱チューブ１３２，１４２は、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の高さ方向に延びるとともに、幅方向に間隔あけて複数が配置されている。放熱チューブ１３２，１４２は、同一の幅方向位置で厚さ方向に複数が配列されていてもよい。

フィン１３３，１４３は、互いに幅方向に隣り合う放熱チューブ１３２，１４２同士の間に設けられている。フィン１３３，１４３は、上方に向かうにしたがって互いに隣り合う一対の放熱チューブ１３２，１４２に交互に接触するように延びるいわゆるコルゲート状をなしている。これらフィン１３３，１４３と放熱チューブ１３２，１４２によって、冷却機器には、第一冷却ユニット１３０の正面と背面とにわたって流路方向Ｄと一致する方向に延びる多数の連通孔１３４，１４４が形成されている。

外枠フレーム１３５，１４５は、冷却機器の高さ方向両側の端面及び幅方向両側の端面を囲う枠状をなしている。外枠フレーム１３５，１４５の正面及び背面はほぼ全面にわたって開口しており、当該開口を介して冷却機器のコア１３１，１４１が正面側（流路方向Ｄ上流側）及び背面側（流路方向Ｄ下流側）に露出している。

ここで、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０を正面から見た場合におけるこれら第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０全面積に対する全ての連通孔１３４，１４４の占める面積を開口率と定義する。本実施形態では、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の開口率は、５０～８０％、好ましくは、６０～７５％の範囲に設定されている。開口率は、空気が流通する面積の割合を示す。開口率が大き過ぎる場合には、放熱チューブ１３２，１４２及びフィン１３３，１４３の占める面積が相対的に小さくなるため、熱交換効率が低下する。開口率が小さ過ぎる場合には、連通孔１３４，１４４が占める面積が相対的に小さくなるため、通気抵抗が大きくなる。

＜第一冷却ユニットの配置＞
第一冷却ユニット１３０は、図２に示すように、主流路Ｆにおける上流側の位置（第一位置Ｐ１）に設けられている。第一位置Ｐ１は、ファン８０と流路方向Ｄの上流側のドアカバー４１との間の位置である。当該ドアカバー４１と第一位置Ｐ１との間には、通気孔４１ａから流入した空気を冷却装置１２０全体に導くためのスペースが形成されている。第一冷却ユニット１３０は、幅方向一方側（図２～図４の左側）の端部が、第一壁面１０１に対して上下方向にわたって接している。図４に示すように、第一冷却ユニット１３０の上端は、上壁面１０３に幅方向にわたって接している。第一冷却ユニット１３０の下端は、下壁面１０４に幅方向にわたって接している。第一冷却ユニット１３０は、平面視で流路方向Ｄに直交する方向に延びている。即ち、第一冷却ユニット１３０の幅方向は流路方向Ｄに直交している。第一冷却ユニット１３０の正面及び背面は流路方向Ｄに直交している。

第一冷却ユニット１３０の幅方向他方側（図２～図４の右側）の端部は、第二壁面１０２までは至っておらず、該第二壁面１０２と間隔をあけて配置されている。第一冷却ユニット１３０の幅方向他方側の端部と第二壁面１０２との間の空間は、第一開口部１５０とされている。即ち、第一冷却ユニット１３０は、主流路Ｆの第一位置Ｐ１で流路方向Ｄに対して直交するように第一壁面１０１から張り出すように配置されており、第二壁面１０２との間に第一開口部１５０を区画形成している。

第一開口部１５０は流路方向Ｄから見て四角形状をなしている。本実施形態では、流路方向Ｄから見た際の第一冷却ユニット１３０の面積は、第一開口部１５０の面積よりも大きい。第一冷却ユニット１３０は、主流路Ｆの幅方向の中央よりも第二壁面１０２側に張り出している。即ち、第一位置Ｐ１における主流路Ｆの流路断面では、第一冷却ユニット１３０の占有面積は第一開口部１５０よりの占有面積よりも大きい。

＜第二冷却ユニットの配置＞
第二冷却ユニット１４０は、図２に示すように、主流路Ｆにおける第一位置Ｐ１よりも下流側の位置（第二位置Ｐ２）に設けられている。第二冷却ユニット１４０は、幅方向他方側の端部が、第二壁面１０２に対して上下方向にわたって接している。図４に示すように、第二冷却ユニット１４０の上端は、上壁面１０３に幅方向にわたって接している。第二冷却ユニット１４０の下端は、下壁面１０４に幅方向にわたって接している。第二冷却ユニット１４０は、平面視で流路方向Ｄに直交する方向に延びている。即ち、第二冷却ユニット１４０の幅方向は流路方向Ｄに直交している。第二冷却ユニット１４０の正面及び背面は流路方向Ｄに直交している。

第二冷却ユニット１４０の幅方向一方側の端部は、第一壁面１０１までは至っておらず、該第一壁面１０１と間隔をあけて配置されている。第二冷却ユニット１４０の幅方向一方側の端部と第一壁面１０１との間の空間は、第二開口部１６０とされている。即ち、第二冷却ユニット１４０は、主流路Ｆの第二位置Ｐ２で流路方向Ｄに直交するように第二壁面１０２から張り出すように配置されており、第一壁面１０１との間に第二開口部１６０を区画形成している。
第二開口部１６０は流路方向Ｄから見て四角形状をなしている。本実施形態では、流路方向Ｄから見た際の第二冷却ユニット１４０の面積は、第二開口部１６０の面積よりも大きい。第二冷却ユニット１４０は、主流路Ｆの幅方向の中央よりも第一壁面１０１側に張り出している。即ち、第二位置Ｐ２における主流路Ｆの流路断面では、第二冷却ユニット１４０の占有面積は第二開口部１６０よりの占有面積よりも大きい。

流路方向Ｄから見た際に、第一冷却ユニット１３０と第二冷却ユニット１４０とは、一部が互いに重なっている。本実施形態では、第一冷却ユニット１３０における第二壁面１０２側の部分と、第二冷却ユニット１４０における第一壁面１０１側の部分とが、高さ方向全域にわたって重なっている。これらが重なっている領域は、流路方向Ｄから見て四角形状をなしている。

ここで、第一冷却ユニット１３０の幅方向の寸法は、主流路Ｆの同方向の寸法の６０～８０％の値に設定されていることが好ましい。同様に、第二冷却ユニット１４０の幅方向の寸法は、主流路Ｆの同方向の寸法の６０～８０％に設定されていることが好ましい。本実施形態では、第一冷却ユニット１３０の幅方向の寸法と第二冷却ユニット１４０の幅方向の寸法は同一とされている。

＜仕切り部材＞
仕切り部材１１０は、図２及び図３に示すように、第一冷却ユニット１３０と第二冷却ユニット１４０とにわたって設けられている。仕切り部材１１０は、第一冷却ユニット１３０における第二壁面１０２側の端部（第一開口部１５０側の端部）と第二冷却ユニット１４０における第一壁面１０１側の端部（第二開口部１６０側の端部）とに高さ方向にわたって両端が接続されている。仕切り部材１１０は、第一冷却ユニット１３０と第二冷却ユニット１４０との間の全域で上壁面１０３と下壁面１０４とにわたって板状に延びている。これにより仕切り部材１１０は、第一冷却ユニット１３０を流入口とし第二開口部１６０を流出口とする第一区画流路ｆ１、及び、第一開口部１５０を流入口として第二冷却ユニット１４０を流出口とする第二区画流路ｆ２を区画形成している。

仕切り部材１１０は、図２に示す平面視にて、流路方向Ｄ下流側に向かうにしたがって第一冷却ユニット１３０の第二壁面１０２側の端部から第二冷却ユニット１４０の第一壁面１０１側の端部に向かって連続的に延びる形状をなしている。
これによって、第一区画流路ｆ１は、流路方向Ｄ上流側の第一冷却ユニット１３０の出口から下流側に向かって流路断面積（流路方向Ｄに直交する断面の面積）が徐々に小さくなった後に第二開口部１６０に接続されている。第二区画流路ｆ２は、流路方向Ｄ上流側の第一開口部１５０から下流側に向かって流路断面積が徐々に大きくなった後に第二冷却ユニット１４０の入り口に接続されている。
仕切部材１１０は曲面状をなしていることが好ましい。これにより、空気を滑らかに導くことができるため、乱流の発生及びこれに基づく抵抗の増加を抑えることができる。

＜作用効果＞
油圧ショベル１の稼働中にはエンジン７２の駆動によってファン８０が回転し、主流路Ｆ内には上流側から下流側に向かって空気が流通する。これによって第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０には、これらを流路方向Ｄに貫通する連通孔１３４，１４４を空気が通過する。この際、連通孔１３４，１４４を流通する空気と放熱チューブ１３２，１４２内を流通する媒体とが熱交換をすることで、該媒体が冷却される。これにより、媒体としての冷却水、オイル、過給空気等の冷却が行われる。

ここで、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の冷却性能を高めるためには、これら第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０のクーリング面積を確保することが必要となる。クーリング面積とは、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０が送風を受ける面積であって、これら第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０を流路方向Ｄから見た場合のコア１３１，１４１の面積に相当する。

例えば仮に第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０を高さ方向に並設した場合、クーリング面積を確保することはできるものの上部旋回体３０の上下方向の寸法を大きく取る必要がある。この場合、キャブ３１の後方側の視界性を低下させるといった欠点がある。
また、例えば仮に第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０を幅方向に並設した場合、クーリング面積を確保することはできるものの、上部旋回体３０の前後方向の寸法を大きく取る必要がある。この場合、上部旋回体３０の旋回半径が大きくなってしまう。
一方で、例えば第一冷却ユニット１３０、第二冷却ユニット１４０を直列に配置したのでは、第二冷却ユニット１４０には第一冷却ユニット１３０で加熱された空気が導入されることになり、冷却効果を阻害する。

これに対して本実施形態では、流路方向Ｄに離間して設けられた第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０が、流路方向Ｄから見て一部のみが重なるように、上部旋回体３０の前後方向にずれて配置されている。即ち、第一冷却ユニット１３０の第二壁面１０２側の部分と第二冷却ユニット１４０の第一壁面１０１側の部分のみが流路方向Ｄに重なっている。そのため、冷却装置１２０自体をコンパクトな構成とすることができる。

さらに、上流側の第一冷却ユニット１３０に流入した空気は、第一区画流路ｆ１を介して冷却装置１２０の下流側に排出される。一方で、第二冷却ユニット１４０には、第一冷却ユニット１３０に遮られることなく第一開口部１５０から流入した空気は、第二区画流路ｆ２を介して第二冷却ユニット１４０に導入される。これによって、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０のそれぞれに空気を適切に導入することができる。また、下流側に配置された第二冷却ユニット１４０に対しては、第一冷却ユニット１３０によって加熱されていない空気を導入することができる。これによって、両者での冷却効果を担保することができる。

ここで、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０は、流路方向Ｄに正面及び背面が直交している。また、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の放熱チューブ１３２，１４２及びフィン１３３，１４３間の連通孔１３４，１４４は、流路方向Ｄに一致して延びている。
仮に第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の幅方向を流路方向Ｄに直交する方向から傾けて設置した場合、連通孔１３４，１４４も同様に流路方向Ｄに対して傾斜する。この場合には、空気が連通孔１３４，１４４を通過する際に屈曲して流れることになるため、通風抵抗が増加する。そのため、十分な通風量を確保することができず、やはり冷却効果が低下する。

これに対して本実施形態では、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０が空気の流通方向である流路方向Ｄに正対している。即ち、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０それぞれの連通孔１３４，１４４が流路方向Ｄに一致するように、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の姿勢が設定されている。そのため、連通孔１３４，１４４を通過する際に空気の流れが屈曲することを抑えることができる。その結果、通風抵抗の減少させることができ、冷却効果を担保することができる。

本実施形態では、第一区画流路ｆ１は、流入口から流出口に向かうにしたがって流路断面積が減少する。第一区画流路ｆ１の流入口となる第一冷却ユニット１３０では、その開口率に相当する面積が、空気の流通面積となる。即ち、第一区画流路ｆ１の流入口全体の面積に比べて空気の流通面積は小さなものとなる。よって、第一区画流路ｆ１が下流側に向かって流路断面積が減少したとしても、第一区画流路ｆ１の流出口となる第二開口部１６０での流路断面積が、第一区画流路ｆ１での流入口における実際に空気が流通する流路断面積よりも大きく減少することはない。よって、大きな通風抵抗が生じることはなく、スペースを効率的に活用することができる。

同様に、第二区画流路ｆ２は、流入口から流出口に向かうにしたがって流路断面積が増加する。第二区画流路ｆ２の流出口となる第二冷却ユニット１４０では、その開口率に相当する面積が、空気の流通面積となる。即ち、第二区画流路ｆ２の流出口となる第二冷却ユニット１４０全体の面積に比べて、空気の流通面積は小さなものとなる。よって、第二区画流路ｆ２が下流側に向かって流路断面積が増加したとしても、第二区画流路ｆ２での流出口における実際に空気が流通する流路断面積が、第二区画流路ｆ２の流入口となる第一開口部１５０での流路断面積よりも極端に大きくなることはない。よって、スペースを効率的に活用しながら、比較的狭く形成された第一開口部１５０を介して第二冷却ユニット１４０の冷却に必要なだけの空気を第二冷却ユニット１４０に導入することができる。

例えば第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０の幅方向の寸法を主流路Ｆの同方向の寸法のそれぞれ５／８とすれば、第一開口部１５０、第二開口部１６０の幅方向の寸法は、それぞれ主流路Ｆの同方向の寸法の３／８となる。この場合、第一冷却ユニット１３０と第二冷却ユニット１４０の開口率を６０％とすれば、第一区画流路ｆ１の流入口と流出口との流路断面積、第二区画流路ｆ２の流入口と流出口との流路断面積はそれぞれ等しくすることができる。これにより、省スペース化を図りながら、通風抵抗の抑制、適切な空気の導入を行うことができる。当該寸法は一例であり、適宜変更してもよい。また、流入口と流出口との流路断面積を一致させる必要はなく、これらの流路断面積の極端な乖離を抑制できればよい。

＜第一変形例＞
なお、例えば第一実施形態の第一変形例として、図６に示す構成であってもよい。第一変形例では、主流路Ｆを区画形成する上壁面１０３を第一壁面１０１とし、下壁面１０４を第二壁面１０２としている。これにより、第一冷却ユニット１３０は、第一壁面１０１から下方に向かって張り出しており、第二壁面１０２との間に第一開口部１５０を区画形成している。第二冷却ユニット１４０は、第一冷却ユニット１３０よりも下流側で、第二壁面１０２から上方に向かって張り出しており、第一壁面１０１との間に第二開口部１６０を区画形成している。第一冷却ユニット１３０、第二冷却ユニット１４０の幅方向の端部は、それぞれ上下方向にわたって仕切り板６０の後面６０ａ、カウンタウェイト５０の前面５０ａに接触している。図示は省略するが、仕切部材は、第一冷却ユニット１３０の下端と第二冷却ユニット１４０の上端とにわたって設けられている。この場合、冷却装置１２０の上下方向の寸法は多少大きくなるものの、冷却装置１２０としての幅方向の寸法を小さくすることができる。よって、上部旋回体３０の前後方向の寸法を抑えることができる。

＜第二変形例＞
なお、例えば第一実施形態の第二変形例として、図７に示す構成であってもよい。第二変形例では、主流路Ｆを区画形成する上壁面１０３及び仕切り板６０の後面６０ａを第一壁面１０１とし、下壁面１０４及びカウンタウェイト５０の前面５０ａを第二壁面１０２としている。これにより、第一冷却ユニット１３０は、第一壁面１０１から斜め下方に向かって張り出しており、第二壁面１０２及び下壁面１０４との間にＬ字状の第一開口部１５０を区画形成している。第二冷却ユニット１４０は、第一冷却ユニット１３０よりも下流側で、第二壁面１０２から斜め上方に向かって張り出しており、第一壁面１０１及び上壁面１０３との間にＬ字状の第二開口部１６０を区画形成している。図示は省略するが、仕切部材は、第一冷却ユニット１３０の下端及び第二壁面１０２側の端部と、第二冷却ユニット１４０の上端及び第一壁面１０１側の端部とにわたって設けられている。この場合、冷却装置１２０の上下方向、前後方向の寸法を抑えることができる。

＜第二実施形態＞
次に第二実施形態について図８を参照して説明する。図８では第一実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態の油圧ショベル１Ａは、外装カバー４０（図８において図示省略）に、第二区画流路ｆ２と外装カバー４０の外部とを上下に連通させる連通口４０ａが形成されている。連通口４０ａは、主流路Ｆの流路方向Ｄ両端の開口とは独立して形成されている。即ち、連通口４０ａは、外装カバー４０における第二区画流路ｆ２を区画形成する上壁面１０３を上方に貫通するように形成されている。連通口４０ａの形成箇所は、第二区画流路ｆ２における流入口となる第一開口部１５０よりも流出口となる第二冷却ユニット１４０に近接した位置とされていることが好ましい。

連通口４０ａは、第二区画流路ｆ２の仕切り部材１１０側に位置している。即ち、第二区画流路ｆ２の第一壁面１０１側の部分は、第一開口部１５０から第一壁面１０１側にずれた位置に位置している。当該部分に空気を導入するためには、空気が回り込む必要があり、円滑に流通しない場合もある。したがって、第二区画流路ｆ２の仕切り部材１１０側の部分に連通口４０ａを形成することで、第二冷却ユニット１４０の比較的空気を導入し難い箇所にも円滑に空気を導入することができる。

これにより、例えば第一開口部１５０の開口面積の一部が不用意に閉塞された場合であっても、連通口４０ａを介して第二冷却ユニット１４０に十分に空気を導入することができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態では、主流路Ｆを上部旋回体３０の左右方向に延びる構成としたが、例えば前後方向に延びていてもよいし、他の方向に延びていてもよい。主流路Ｆの流路断面形状は、四角形に限られず、他の多角形状、曲線部を含む形状等、いかなる形状を採用してもよい。これに伴って第一壁面１０１、第二壁面１０２は、平坦状でなくともよく、曲面等の他の形状であってもよい。さらに、第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０は実施形態の形状に限定されず他の形状であってもよい。
主流路Ｆを区画形成する部材は実施形態の例には限定されず、他の部材によって形成してもよい。

通気孔４１ａに加えて、外装カバー４０やアンダーカバー３６における第一位置Ｐ１よりも上流側の部分に、これらを上下に貫通することで主流路Ｆを外部に連通させる他の通気孔を設けてもよい。これによって、主流路Ｆに導入される空気量を増やすことができる。

ファン８０は、油圧モータ又は電動モータを駆動源として、エンジン７２とは独立して回転する構成であってもよい。
第一冷却ユニット１３０の幅方向の寸法と第二冷却ユニット１４０の幅方向の寸法は同一でなくともよく、互いに異なる寸法であってもよい。

第一冷却ユニット１３０及び第二冷却ユニット１４０のコア１３１，１４１は、ラジエータ、オイルクーラ及びアフタクーラ等の熱交換器を任意に組み合わせることで構成されていればよい。これらラジエータ、オイルクーラ及びアフタクーラは、冷却能力に応じた任意のサイズとされていればよい。

例えば、第一冷却ユニット１３０のコア１３１をラジエータのみで構成し、第二冷却ユニット１４０のコア１４１を、幅方向に隣り合うように配置されたオイルクーラ及びアフタクーラから構成してもよい。
第一冷却ユニット１３０のコア１３１を幅方向に隣り合うように配置されたオイルクーラ及びアフタクーラから構成し、第二冷却ユニット１４０のコア１４１をラジエータのみから構成してもよい。

第一冷却ユニット１３０のコア１３１をアフタクーラのみから構成し、第二冷却ユニット１４０のコア１４１を、幅方向に隣り合うように配置されたオイルクーラ及びラジエータによって構成してもよい。
第一冷却ユニット１３０のコア１３１を幅方向に隣り合うように配置されたオイルクーラ及びラジエータから構成し、第二冷却ユニット１４０のコア１４１をアフタクーラのみから構成してもよい。
実施形態では、上部旋回体３０の左側を主流路Ｆの上流側とし、右側を下流側とした例について説明した。これに対して例えば、上部旋回体３０の右側を主流路Ｆの上流側とし、左側を下流側としてもよい。これに伴って、冷却装置１２０を主流路Ｆにおける上流側となる上部旋回体３０の右側に配置し、ファン８０、エンジン７２及び油圧ポンプ７３を主流路Ｆの下流側となる上部旋回体３０の左側に配置してもよい。即ち、冷却ユニット１２０と、ファン８０、エンジン７２及び油圧ポンプ７３との位置関係は、実施形態の左右逆の構成であってもよい。

実施形態では、油圧ショベル１，１Ａに本発明を適用した例について説明したが、例えばホイールローダ等の他の作業機械に本発明を適用してもよい。

１…油圧ショベル、１Ａ…油圧ショベル、１０…作業機械本体、２０…下部走行体、２１…履帯、３０…上部旋回体、３１…キャブ、３２…作業機、３３…ブーム、３４…アーム、３５…バケット、３６…アンダーカバー、３６ａ…上面、４０…外装カバー、４０ａ…連通口、４０ｂ…天面、４１…ドアカバー、４１ａ…通気孔、５０…カウンタウェイト、５０ａ…前面、６０…仕切り板、６０ａ…後面、７０…オイルタンク、７０ａ…後面、７１…機器収容部、７２…エンジン、７３…油圧ポンプ、７４…油圧バルブ、８０…ファン、１０１…第一壁面、１０２…第二壁面、１０３…上壁面、１０４…下壁面、１１０…仕切り部材、１２０…冷却装置、１３０…第一冷却ユニット、１３１…コア、１３２…放熱チューブ、１３３…フィン、１３４…連通孔、１３５…外枠フレーム、１４０…第二冷却ユニット、１４１…コア、１４２…放熱チューブ、１４３…フィン、１４４…連通孔、１４５…外枠フレーム、１５０…第一開口部、１６０…第二開口部、Ｆ…主流路、ｆ１…第一区画流路、ｆ２…第二区画流路、Ｄ…流路方向、Ｐ１…第一位置、Ｐ２…第二位置

Claims

互いに対向する第一壁面及び第二壁面によって一方向に延びるとともに、両端の通気孔を介して外部に連通する主流路が区画形成された作業機械本体と、
前記主流路の延びる方向である流路方向に沿って空気を流通させるファンと、
前記主流路の前記流路方向における第一位置で、前記流路方向に直交するように前記第一壁面から張り出して前記第二壁面との間に第一開口部を区画形成する第一冷却ユニットと、
前記主流路の前記流路方向における前記第一位置よりも下流側の第二位置で、前記流路方向に直交するように前記第二壁面から張り出して前記第一壁面との間に第二開口部を区画形成するとともに、前記流路方向から見て前記第一冷却ユニットと一部が重なる第二冷却ユニットと、
前記第一冷却ユニットの前記第二壁面側の端部と前記第二冷却ユニットの第一壁面側の端部とにわたって設けられた仕切り部材であって、前記第一冷却ユニットを流入口とし前記第二開口部を流出口とする第一区画流路、及び、前記第一開口部を流入口とし前記第二冷却ユニットを流出口とする第二区画流路を区画形成する仕切り部材と、
を備え、
前記第一区画流路は、前記流入口から前記流出口に向かうにしたがって流路断面積が減少し、
前記第二区画流路は、前記流入口から前記流出口に向かうにしたがって流路断面積が増加し、
前記作業機械本体が、前記通気孔とは独立して形成されて前記第二区画流路と外部とを連通させる連通口を有する作業機械。
前記第一冷却ユニットは、該第一冷却ユニットの厚さ方向に一致する方向に空気を流通させる連通孔を有し、
前記第二冷却ユニットは、該第二冷却ユニットの厚さ方向に一致する方向に空気を流通させる連通孔を有する請求項１に記載の作業機械。
前記主流路は、前記作業機械本体の左右方向に延びており、前記第一壁面及び前記第二壁面は、前記作業機械本体の前後方向に対向している請求項１又は２に記載の作業機械。