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発明の名称 産業車両における放熱システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−63983(P2001−63983A)
公開日 平成13年3月13日(2001.3.13)
出願番号 特願平11−235989
出願日 平成11年8月23日(1999.8.23)
代理人 【識別番号】100077517
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬 (外4名)
【テーマコード(参考)】
3D038
3F333
【Fターム(参考)】
3D038 AA01 AA10 AB10 AC13 AC25 
3F333 AA02 AB13 CA08 CA10 DA02
発明者 相津 伸彦 / 高麗 義和
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 冷却用の空気を流すためにカウンターウエイトの内部に空間として形成された導風通路内の入口に近い部分へ、少なくとも放熱器を含む放熱ユニットをその周囲に緩衝材を設けて挿入することにより、前記カウンターウエイトの前記導風通路内に前記放熱ユニットを弾力的に固定して支持したことを特徴とする産業車両における放熱システム。
【請求項2】 請求項1において、前記放熱ユニットが前記放熱器の他に、ファンシュラウドと、該ファンシュラウド内において回転することができるように支持された冷却ファンと、該冷却ファンの駆動手段とを含んでいることを特徴とする産業車両における放熱システム。
【請求項3】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記緩衝材が発泡材料によって構成されることを特徴とする産業車両における放熱システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフォークリフトのような産業車両における放熱システムに係り、特に駆動用内燃機関の冷却水のためのラジエータによって代表される放熱器の取り付け手段に関する。
【0002】
【従来の技術】フォークリフトのような産業車両においては、ラジエータや、加圧されて荷役作業用等の油圧シリンダへ供給されることにより温度が上昇した作動油を冷却するためのオイルクーラのような、一般的に「放熱器」と呼ぶことができる熱交換器を設けることが多い。産業車両は、車体前方部における荷役作業等のための釣り合い錘として、車体の後半部分に鋳鉄製の大きなカウンターウエイトを備えているので、そのカウンターウエイトの内部にトンネル状の空洞、或いは溝のような空間として、通風のための導風通路を前後方向に形成し、この導風通路を通して冷却用空気をファンによって強制的に、車体の前方から後方に向かって流すことにより、導風通路の上流側の入口開口の前方に設けられたラジエータのような放熱器を冷却するように構成されている。
【0003】放熱器を通過することによって温度が上昇した空気はカウンターウエイトの内部の導風通路を流れて、運転者に支障を与えないように、車体の後部、即ちカウンターウエイトの後端面に開口する導風通路の後端から後方へ放出される。これは放熱器からの熱を受けて温度が上昇した冷却用の空気が運転席の周囲へ流れるのを防止するためだけでなく、駆動用の内燃機関の排気ガスや内燃機関の運転騒音、或いはラジエータを通過する気流の騒音等も、カウンターウエイトの導風通路から冷却用の空気と共に放出されるために、それらが運転者に支障を与えないようにするためでもある。
【0004】なお、このような従来の一般的な産業車両における放熱システムを改良して、カウンターウエイトに形成された導風通路の途中にラジエータを設けるものが特開昭59−164225号公報に記載されている。この従来例は、ラジエータを通過して温度の上昇した気流が、冷却ファンのために設けられたファンシュラウドの外側から冷却ファンの吸入側へ再び回り込むのを防止するために、カウンターウエイトの導風通路を横切るように形成されたスリット状の凹部へラジエータを落とし込むようにして設置する点に特徴がある。しかしながら、ラジエータを凹部内へ挿入しただけでは固定することができないので、ラジエータを固定するために何らかの螺着手段を用いる必要があるものと考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来例に限らず、産業車両のカウンターウエイトは一般に鋳鉄製であるために材質が軟らかいので、それに直接に雌螺子孔を加工することは難しい。また、そのようにして形成された螺子山の強度は、鋼鉄に形成した螺子山の強度に比べて著しく低いから、ボルトをそれに螺着しても緩みやすく、分解組立を繰り返すと比較的短期間で螺子山が潰れることが多い。従って、ラジエータ等の放熱器、或いはそれを含む放熱機構をカウンターウエイトに直接に螺着するような取り付け構造は、一般的に信頼性の点で問題がある。
【0006】従って、本発明は、そのような従来技術の産業車両の放熱システムにおける前述のような問題に対処して、ラジエータのような放熱器、或いはそれを含む放熱ユニットをカウンターウエイトによって確実、且つ簡単に支持すると共に、気流の回り込みは勿論、放熱システムからの空気や騒音の洩れをも防止することがきるような、産業車両における改良された放熱システムを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された産業車両における放熱システムを提供する。即ち、本発明は、冷却用の空気を流すためにカウンターウエイトの内部に空間として形成された導風通路内の入口に近い部分へ、少なくとも放熱器を含む放熱ユニットをその周囲に緩衝材を設けて挿入することにより、カウンターウエイトの導風通路内に放熱ユニットを弾力的に固定して支持したことを基本的な特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明の産業車両における放熱システムにおいては、放熱器を含む放熱ユニットを、その周囲に緩衝材を設けて、カウンターウエイトの内部に形成された導風通路内へ挿入するので、放熱器を弾力的に簡単に導風通路内に固定支持することができ、気流が繰り返して放熱器を通過するような気流の回り込みを防止することができる。また、硬度の低い鋳鉄製のカウンターウエイトに螺子孔を加工する必要がないので、螺子山の加工や強度に関する問題を回避することがきる。しかも、放熱ユニットの周囲の緩衝材は、放熱システムから空気や騒音等が外部へ洩れるのを防止し、かつ、放熱ユニットの振動を遮断するという作用効果をも奏する。
【0009】放熱ユニットが、放熱器と、その下流側に接続するファンシュラウドと、その中で回転するように支持された冷却ファンと、電動モータのような駆動手段とを含んでいる場合には、それらを一体として緩衝材によって包んで、導風通路の開口部分へ挿入して弾力的に固定するので、放熱システムの構成を簡素化して、組み立てを容易にすることができる。
【0010】放熱ユニットが、放熱器と、その上流側に接続するファンシュラウドからなる場合には、少なくとも放熱器とファンシュラウドの周囲に緩衝材を設けて、それらを一体として導風通路の開口部分へ挿入して弾力的に固定することができる。
【0011】本発明において使用する緩衝材は、例えばゴムや合成樹脂を発泡させた材料によって構成することができる。それによって緩衝材が放熱ユニットを弾力的に固定すると共に、空気や騒音の洩れを効果的に防止し、内燃機関等からの振動の伝達を遮断することがきる。緩衝材を発泡材料の現場発泡の方法によって形成した場合には、製造が容易であるばかりでなく、放熱ユニットの周囲に緩衝材が固着状態で形成されるので、放熱ユニットが導風通路の開口から抜け出すことが確実に防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施例として、図1に、産業車両の一例であるフォークリフト1において、駆動用内燃機関2を冷却した冷却水の熱を放熱させるための放熱器であるラジエータ3と、強制的な空気の流れを発生させてラジエータ3を冷却する冷却ファン4とを含む放熱システム5の全体構成を示す。フォークリフト1の外観は図2に例示されており、内燃機関2を収容しているエンジンルーム6を覆っている鋼板からなるエンジンフード7は、図示しない横方向の枢軸の回りに上方向から前方向にかけて回動して、エンジンルーム6の上部を開放することができるようになっている。また、エンジンフード7の上には運転者用のシート8が取り付けられる。なお、図2において、9は荷役作業用のマスト、10は同じくフォーク、11はステアリングホイール、12はヘッドガード、13は前輪、14は操向車輪でもある後輪、15は車体のフレームを示している。
【0013】強度部材を枠状に組み合わせることによって構成されるフレーム15は、図2においてはその側方部分の一部のみが示されている。フレーム15の後部上方には鋳鉄製のカウンターウエイト16が載置され、図示しない通しボルトのような手段によってフレーム15に対して一体的に取り付けられている。カウンターウエイト16には図1に示すように概ね前後方向にトンネル状の空洞或いは溝のような形状の導風通路17が形成されており、該導風通路17の後端部は、フォークリフト1の最後部であるカウンターウエイト16の後端面において後方に向かう出口開口18を形成して、大気中へ開放されている。
【0014】通常のフォークリフトにおいては、ラジエータと冷却ファンは、それらの間を接続するファンシュラウドと共にエンジンルーム6の空間内に支持される。従ってそれらを支持するために、例えば、カウンターウエイト16の前端面に複数個の雌螺子孔を設けて、それらにねじ込まれた植え込みボルトによってラジエータやシュラウド等を螺着することになるが、前述のようにカウンターウエイトは鋳鉄製であるために材質が軟らかいので雌螺子孔を加工するのが難しい上に、螺子山の強度が不十分であるためにボルトをそれに螺着しても緩みやすく、螺着による取り付け構造の信頼性が一般的に低い。従って、分解、組立を繰り返しても螺子山が潰れないように確実に螺着するためには、カウンターウエイトに単なる貫通孔を形成して、それに挿通した長い通しボルトによって対象物を締結すること以外に方法はない。
【0015】この問題に対処するために、図1に示す本発明の第1実施例の放熱システム5においては、長方形のラジエータ3と、複数枚の羽根を有する冷却ファン4と、ファン軸19によってそれを回転駆動する電動モータ20と、モータ20の周囲に溶接等によって放射状に取り付けられた複数枚の板状ステー21と、それらのステー21の各外端を溶接等によって後方の内面に取り付けられてそれを支持していると共に、前端においてボルト等によってラジエータ3に接続している筒状のファンシュラウド22とにより、一体化された放熱ユニット23を構成し、この放熱ユニット23の周囲にゴムや合成樹脂の発泡体のような多少弾力性のある緩衝材24の層を設けて、カウンターウエイト16の導風通路17の前端寄りの部分に形成された拡大腔部25内へ押し込むことによって支持している。
【0016】この場合、ラジエータ3は長方形であるのに対して、冷却ファン4は円形の回転領域を有するので、冷却ファン4の周囲に大きな隙間を生じない状態で、冷却ファン4とラジエータ3との間を接続するファンシュラウド22は、冷却ファン4の周囲の円形の断面形が前方に向かって部分的に滑らかに四方に拡開して、ラジエータ3のコア部分33の外周に接続している部分では実質的に長方形の断面形に変化している。このようなファンシュラウド22の断面形の変化に合わせて緩衝材24及び拡大腔部25も、導風通路17の長手方向に沿って徐々に変化する断面形状を有する。なお、拡大腔部25内へ挿入された緩衝材24及び放熱ユニット23が簡単に抜け出さないように、拡大腔部25の入口には抜け止め部26が形成されていて、導風通路17の入口開口の断面積が、放熱ユニット23と緩衝材24の圧入を許す程度に、端面に向かって若干縮小している。
【0017】緩衝材24は、予め放熱ユニット23の外部に一体的に発泡成形するか、或いは放熱ユニット23の外形に合わせて成形したものをその周囲に被せたのち、放熱ユニット23と共にカウンターウエイト16の拡大腔部25内へ押し込むことによって弾力的に固定する。
【0018】しかし、場合によっては、挿入の前に緩衝材24を予め放熱ユニット23と一体化することなく、所謂現場発泡の方法をとることもできる。即ち、放熱ユニット23を治具によってカウンターウエイト16の拡大腔部25内の所定の位置に支持し、それらの間に形成される環状の隙間の両端を塞いだ後に、その隙間の中へ直接にゴムや合成樹脂等の材料を注入して発泡させる。それによって隙間は発泡材(緩衝材)24によって埋められるだけでなく、放熱ユニット23が拡大腔部25内に確実に接着される。
【0019】なお、通常の内燃機関の冷却システムと同様に、ラジエータ3のアッパータンク27は内燃機関2から高温の冷却水を導入するために、冷却水ホース28によって内燃機関2の図示しない冷却水套の上部へ接続されており、ロアータンク29はラジエータ3内で冷却された低温の冷却水を内燃機関2へ戻すために、冷却水ホース30によって内燃機関2の図示しない冷却水套の下部のサーモスタット弁付近の位置へ接続されている。
【0020】また、ラジエータ3内へ冷却水を補充するために注入用のホース31の一端がアッパータンク27に接続していて、その他端は図示しない給水口か、或いは冷却水を貯溜してラジエータ3の水量を調整するリザーバタンクへ接続している。32は冷却水の交換時にラジエータ3から冷却水を排出するための排水ホースを示しており、その先端等に排水弁が取り付けられる。ラジエータ3へ冷却水を補充したり、ラジエータ3から冷却水を排出するためのこれらの構成は一例を示すものに過ぎず、本発明はこれらの構成を特徴とするものではないから、これらは内燃機関2の側に冷却水の注入或いは排出手段を設けるとか、他の適当な代替手段によって置き換えることもできる。
【0021】第1実施例の放熱システム5は以上のように構成されているが、その基本的な作動は従来のものと同様である。即ち、図示しない導電線によって給電することによりモータ20を回転駆動すると、冷却ファン4が回転してラジエータ3の背後の空気を矢印の方向に送り、導風通路17内を通して出口開口18から外部へ押し出すので、エンジンルーム6内の空気がラジエータ3のコア部分33を通過して下流側へ流れる。従って、図示しない冷却水ポンプによって付勢されて、内燃機関2から冷却水ホース28を通ってラジエータ3のアッパータンク27内へ送り込まれる高温の冷却水は、ラジエータ3のコア部分33を流下してアッパータンク27からロアータンク29側へ流れる間に冷却される。それによって温度の低下した冷却水は、冷却水ホース30を通って内燃機関2へ返戻される。
【0022】第1実施例によれば、放熱ユニット23は拡大腔部25内に緩衝材24を介して若干弾力的に支持されているので、カウンターウエイト16の端面に信頼性の乏しい雌螺子を切ってボルトを立てることにより放熱ユニット23を螺着するような必要がなくなり、螺子山の強度の問題に悩まされることがない。また、緩衝材24が若干の弾力性を有するために、冷却ファン4を含む放熱ユニット23が発生する気流騒音や、内燃機関2が発生する振動が放熱ユニット23を介して外部へ伝播することが防止されるので、内燃機関2の運転等によって発生して外部へ波及する振動、騒音を減少させることができるという効果もある。
【0023】図3に本発明の第2実施例を示す。第2実施例の特徴とする放熱システム34が第1実施例における放熱システム5と異なる点は、冷却ファン4が電動モータによらないで内燃機関2によって直接に回転駆動されるように構成されている点にあり、そのために、冷却ファン4のファン軸35は内燃機関2の側壁によって軸承されていると共に、ファン軸35にはプーリ36が設けられていて、図示しないクランク軸プーリとプーリ36との間に巻き掛けられたベルトを介して、冷却ファン4が図示しない冷却水ポンプ等と同時に回転駆動されるようになっている。もっとも、このような構成は従来技術において周知のものである。
【0024】第2実施例においては冷却ファン4が内燃機関2の側に付設されているため、第2実施例の放熱ユニット37はラジエータ3とファンシュラウド38のみによって構成される。また、導風通路17の入口側に形成される拡大腔部39や、緩衝材40の形状も比較的に単純なものとなる。但し、長方形のラジエータ3を、抜け止め部26を有する導風通路17の入口開口から押し込む必要があることから、ファンシュラウド38の入口側の断面形は円形であっても、緩衝材40の外形と抜け止め部26の開口の形状は長方形に近いものにするのがよい。
【0025】なお、第2実施例の変形例として、図3において2点鎖線によって示したように、ラジエータ3とそれを取り巻く緩衝材の一部40aとを、ファンシュラウド38とそれを取り巻いている緩衝材40の主体部分から切り離して、上下方向に移動可能に設けてもよい。この場合は、カウンターウエイト16の内部に鎖線のように上下方向のスリット状の凹部41を形成し、その中へ、ファンシュラウド38とは別体のラジエータ3を緩衝材の一部40aが多少圧縮される状態で押し込むことにより放熱ユニット37を組み立てる。
【0026】このようにすれば、凹部41内においてアッパータンク27の上面に給水口を形成することができる。カウンターウエイト16の上面に形成される凹部41の入口には、嵌め込み式等の簡単で開閉可能な蓋42を設ける。この場合、ラジエータ3自体は緩衝材40aの弾力と摩擦力によって凹部41内に固定されているため蓋42には力が作用しないので、蓋42は凹部41を塞ぐ作用をするだけである。蓋42の下にできる隙間43には前述の給水口を設ける他、余分な空間を緩衝材によって充填して、導風通路17内の騒音や空気が少しでも凹部41から運転者用のシート8の方へ洩れないようにする。
【0027】このようにラジエータ3をスリット状の凹部41の上方から挿入する場合は、冷却水ホース等の必要な配管の接続が終わった後に、ファンシュラウド38を緩衝材40の主体部分と共にカウンターウエイト16の前端面側から導風通路17内へ押し込んでラジエータ3に接続させる。この場合は、ファンシュラウド38と緩衝材40の主体部分を省略して、導風通路17の入口側の内面を縮径し、そのままファンシュラウドとして利用することも可能である。但し、ラジエータ3の周囲の緩衝材の一部40aは、本発明の特徴としてラジエータ3を固定するために必要であるから省略することはできない。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、産業車両において、放熱ユニットの周囲に緩衝材を設けて、カウンターウエイトに形成された導風通路内へ押し込むことにより、それを弾力的に簡単に固定支持することができるので、カウンターウエイトに螺子孔を加工する必要がなく、放熱ユニットを確実に支持することができる。しかも、緩衝材の作用として、放熱システムを介して生じる恐れがある振動の伝達を遮断することができ、空気や騒音等の洩れをも防止することが可能になる。また、放熱器とファンシュラウドが導風通路の中に設けられるので、冷却用の空気が冷却ファンの下流側から上流側へ回り込んで放熱器を繰り返して通過するのを防止して、放熱システムの効率を高めることができる。




 

 


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