JP2001301473A - エンジンルームの空気口構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気口の周縁部の下流側渦流の発生を低減
できるエンジンルームの空気口構造を提供する。 【解決手段】 外気の吸気あるいは排気用の空気口を
有するエンジンルームの空気口構造において、空気口
６，７，８における空気流の下流側の空気口周縁部に、
空気流を整流する整流部材１０を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンルームの
空気口構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９及び図１０に示すように、油圧ショ
ベルをはじめとする建設機械のエンジンルーム３１は、
ラジエータ３４、ファン３３及びエンジン３２をこの順
に備えている。そして、エンジンルーム３１を覆うエン
ジンルームカバー３５には、ラジエータ３４前方（エン
ジン３２とは反対側）空間と外気とを連通する第１の空
気口３６と、ラジエータ３４後方空間と外気とを連通す
る第２の空気口（図示せず）とを備えている。図９に示
す通り、ファン３３が吸い込み式の場合、外気は第１の
空気口３６からエンジンルーム３１のラジエータ３４前
方空間に吸い込まれ、ラジエータ３４にてエンジン３２
の発熱を吸収しラジエータ３４後方に流れ込み、第２の
空気口から外部に排出される。逆に、ファン３３が押し
出し式の場合、外気は第２の空気口からエンジンルーム
３１のラジエータ３４後方空間に吸い込まれ、ラジエー
タ３４を経て第１の空気口３６から外部に排出される。

【０００３】空気流は、エンジン３２の冷却のために所
定の風量が要求されるが、前述の経路において空気流に
渦をはじめとする乱れが発生するため通気抵抗が増大す
る。風量を確保するために、ファン３３の外径サイズを
大きくしたりファン３３の回転数を速くするという対応
策が考えられるが、これはファン３３による騒音が増大
してしまい、近年更に要求の高まっている建設機械の低
騒音化を満足しなくなる。このため、従来から、通気抵
抗を低減して、風量増大と騒音低減を図る構造が提案さ
れている。

【０００４】例えば、特開平３−１０５０１６号公報
は、図９及び図１０に示すように、ラジエータ３４前方
の吸気室３７における外気の吸い込みに伴う渦流の発生
を抑制する構造を示している。すなわち、吸気室３７を
構成する壁のうち、ラジエータ３４の幅方向と直交する
吸気室３７の左右両側壁３８，３８間の距離をラジエー
タ３４の幅に略一致させた構造としている。これによ
り、第１の空気口３６から吸気室３７に吸い込まれた外
気が、ラジエータ３４前方の吸気室３７において吸気室
３７の左右側壁３８，３８とラジエータ３４との間の段
差が小さいため渦流の発生を抑制することができ、これ
により通気抵抗を減少させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、空気口３６の下流側（空気口にお
ける空気流の下流側を意味し、以降においては単に「下
流側」とする）近辺に発生する渦を防止することはでき
ない。すなわち、空気口３６を通過すると通風路の断面
積が急激に広がるため、空気口周縁部の下流側に空気が
流れ込み渦流が発生してしまう。これにより、通気抵抗
が増大して風量が減少する。これに伴い、風量の減少を
補うため、ファン３３の外径サイズを大きくしたりファ
ン３３の回転数を速くするという対応策を採用する場合
には、冷却装置が大型化し、ファン３３からの騒音（こ
の場合、風切り音）が大きくなる。また、風量の減少に
対応できるラジエータを採用する場合には、冷却性能
（エンジンのヒートバランス）を確保するため、サイズ
の大きいラジエータまたはフィンピッチのより細かいラ
ジエータを採用する必要があり、装置の大型化やコスト
高を招来してしまう。更に、エンジン３２やファン３３
からの騒音に加えて、渦流による騒音が発生してしま
い、騒音が増大してしまう。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するため、空
気口の周縁部の下流側渦流の発生を低減できるエンジン
ルームの空気口構造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、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、本発明は、外気の吸気あるいは排
気用の空気口を有するエンジンルームの空気口構造にお
いて、空気口における空気流の下流側の空気口周縁部
に、空気流を整流する整流部材を設けたことを特徴とし
ている。また、前記整流部材は、空気口から下流側に向
かって空気流の通風路断面積を徐々に広げる形状を有す
ることを特徴としている。

【０００８】本発明によると、空気口の周縁部の下流側
に装着した整流部材により、空気口の下流側での渦の発
生が低減し、これに伴い通気抵抗が減少して風量を増加
できる。従って、風量を減少させてもよい場合は、ファ
ンの外径サイズを小さくしたりファンの回転数を遅くす
ることが可能となり、ファンからの騒音を減少させるこ
とができる。また、風量の増加に対応してラジエータを
変更する場合には、サイズの小さいラジエータまたはフ
ィンピッチのより粗いラジエータを採用することが可能
となり、装置の小型化やコストの低減が可能となる。更
に、渦流により発生する騒音を減少できる。よって、エ
ンジンルームから外部へ漏れる騒音を低減できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施形態に
ついて詳細に説明する。図１は本発明のエンジンルーム
の空気口構造を適用した建設機械のエンジンルームの断
面図であり、図２はそのエンジンルームの斜視図であ
る。エンジンルーム１はラジエータ４、押し出し式ファ
ン３及びエンジン２をこの順に備えており、エンジンル
ーム１全体はエンジンルームカバー５で覆われている。
ラジエータ４正面のエンジンルームカバー５には矩形の
空気口６が設けられており、ファン３の回転による送風
によりラジエータ４にてエンジン２の発熱を吸収した空
気をこの空気口６から外部に排出している。

【００１０】空気口６の外側には、空気口６の全面を覆
うようにパネル１１がエンジンルームカバー５と所定距
離離間して設けられている。図３はパネル１１の内側か
ら見た斜視図である。図２及び図３に示すように、パネ
ル１１は、車両の上下方向でのパネル１１の上部全体の
折れ曲がり部１１a及び下部の左右両端部の折れ曲がり
部１１b，１１cを有しており、これらの折れ曲がり部１
１a，１１b，１１cの先端をエンジンルームカバー５に
取着することにより、パネル１１はエンジンルームカバ
ー５と前記所定距離の離間状態となる。なお、折れ曲が
り部１１aとエンジンルームカバー５との取着位置は空
気口６の上縁部となっている。パネル１１の内側の中央
部から上部の折れ曲がり部１１aにかけて、車体前後方
向に所定高さを有するリブ１１dが上下方向に設けられ
ている。また、パネル１１及び折れ曲がり部１１aの空
気口６側の面にはそれぞれ吸音部材１３,１３aが、ま
た、リブ１１dの車両左右方向両面にはそれぞれ吸音部
材１３d，１３dが貼着されている。パネル１１に貼着さ
れた吸音部材１３は折れ曲がり部１１a側を除く３方の
周縁部においてテーパ面ＴＰ13を有している。また、リ
ブ１１dの両面に貼着された吸音部材１３d，１３dの空
気口６側の端面全体を覆う半円筒形状（半径が吸音部材
１３dの厚さに略等しい）のキャップ１５がリブ１１dに
取着されている。

【００１１】空気口６の上側を除く周縁部の下流側（本
実施形態においては、排気側の空気口なのでエンジンル
ーム１の外側）の面には、吸音材よりなる半円柱形の整
流部材１０が径方向平面を貼着面として貼着されてい
る。なお、図１にも示す通り、整流部材１０と空気口６
との位置関係は、整流部材１０の空気口６側の半径方向
端部が、空気口端部と一致するような位置関係となって
いる。また、半円柱形である整流部材１０の半径Ｒは、
エンジンルームカバー５とパネル１１の吸音部材１３と
の距離Ｌ（通風路の幅）よりも小さく、例えば、距離Ｌ
の４分の１程度の半径である。

【００１２】また、エンジン２の上方のエンジンルーム
カバー５には矩形の空気口７が設けられており、空気は
ここからエンジンルーム１内部に吸い込まれる。空気口
７の上方には、空気口７の全面を覆うように、前述した
図３と同様のパネル１２がエンジンルームカバー５と所
定距離離間して設けられている。なお、図１に示すよう
に、パネル１２の折れ曲がり部１２aとエンジンルーム
カバー５との取着位置は空気口７のラジエータ４側の縁
部となっている。

【００１３】空気口７の周縁部の下流側（本実施形態に
おいては、吸気側の空気口なのでエンジンルーム１の内
側）の面には、空気口６と同様に吸音材よりなる半円柱
形の整流部材１０が径方向平面を貼着面として貼着され
ている。なお、空気口７のラジエータ４側以外において
は、空気口６の場合と同様に、整流部材１０と空気口と
７の位置関係は、整流部材１０の空気口７側の半径方向
端部が、空気口端部と一致するような位置関係となって
いる。また、空気口７のラジエータ４側においては、図
１にも示す通り、整流部材１０と空気口７との位置関係
は、整流部材１０の空気口７側の半径方向端部が、パネ
ル１２の折れ曲がり部１２aに貼着された吸音部材１４a
の貼着面とは反対側の面の端部と一致するような位置関
係となっている。

【００１４】また、図２に示すように、エンジン２の両
側方のエンジンルームカバー５には、それぞれ横長の長
方形の空気口８が上下方向に複数個所定間隔をおいて設
けられており、空気口７と同様にここからも外気がエン
ジンルーム１内部に吸い込まれる。図４に示すように、
空気口８の周縁部の下流側（本実施形態においては、吸
気側の空気口なのでエンジンルーム１の内側）の面に
は、空気口６と同様に吸音材よりなる半円柱形の整流部
材１０が貼着されている。なお、空気口６の場合と同様
に、整流部材１０と空気口８との位置関係は、整流部材
１０の空気口８側の半径方向端部が、空気口端部と一致
するような位置関係となっている。また、上下に空気口
８，８を配する部分Ｐ1，Ｐ2に貼着される整流部材１０
の形状は、上下の空気口間距離を直径とする半円柱形で
ある。

【００１５】エンジン２の駆動と共に回転する押し出し
式ファン３の送風により、空気口７，８からエンジンル
ーム１に吸い込まれた空気は、ラジエータ４を経由して
空気口６から外部に排出される。ラジエータ４を通過す
る際、空気がラジエータ４と熱交換してエンジン２の発
熱により熱せられたエンジン冷却水の温度を下げること
により、エンジン２のヒートバランスが保たれる。ここ
で、空気が空気口６，７，８を通過する際、空気口６，
７，８の周縁部の下流側に整流部材１０が貼着されてい
るので、空気口６，７，８の下流側での渦の発生を減少
させることができる。すなわち、空気口６，７，８を通
過した後、整流部材１０により通風路断面積の急激な広
がりを無くし、徐々に通風路が広がるように構成してい
るので、空気口６，７，８の周縁部の下流側における渦
の発生が少なくなる。また、排気側空気口６のパネル１
１に貼着された吸音部材１３の周縁部は、前述したよう
にテーパ面ＴＰ13を有しているので、空気がパネル１１
とエンジンルームカバー５との間を通過して外部に排出
される際、テーパ面ＴＰ13にて通風路の断面積が徐々に
広がる。これにより、パネル周縁部における渦の発生を
減少させることができる。

【００１６】図５は、整流部材１０の有無による風量変
化の特性を説明するグラフである。グラフの横軸は、エ
ンジンルームカバー５とパネル１１の吸音部材１３との
距離Ｌ（通風路の幅）である。グラフの縦軸は、通風路
の幅Ｌにおいて整流部材１０を装着しない場合の風量に
対する通風路の幅Ｌにおいて半径Ｒの半円柱形の整流部
材１０を装着した場合の風量の割合（風量増加率）であ
る。なお、横軸である通風路の幅Ｌ以外の条件、例えば
整流部材１０の半径Ｒやファン３の回転数等は一定とす
る。グラフ中の点Ｗ1は、通風路の幅Ｌが整流部材１０
の半径Ｒの２倍程度の場合であり、したがって整流部材
１０を装着することにより通風路の幅が整流部材１０の
位置で半分程度に絞られる。これにより、整流部材１０
を装着した場合、整流部材１０による渦の発生の低減効
果はあるが、通風路が絞られることによる影響の方が大
きいため通気抵抗が大きくなり、整流部材１０を装着し
ない場合よりも風量が減少する。グラフ中の点Ｗ2は、
通風路の幅Ｌが整流部材１０の半径Ｒの４倍程度の場合
であり、この場合も、整流部材１０を装着することによ
り通風路の幅が整流部材１０の位置で４分の３程度に絞
られるが、通風路は十分に確保されており、更に整流部
材１０による渦の発生の低減効果により通気抵抗が小さ
くなり、整流部材１０を装着しない場合よりも風量が大
幅に増加する。グラフ中の点Ｗ3は、通風路の幅Ｌが整
流部材１０の半径Ｒと比較して十分大きい場合、すなわ
ち、空気口６からいきなり開放空間に空気を排出する場
合であり、整流部材１０による渦の発生の低減効果のみ
による通気抵抗低減により、風量が増加することを示し
ている。

【００１７】このように、空気口６，７，８の周縁部の
下流側に装着した整流部材１０により通風路断面積を滑
らかに変化させるので、空気口６，７，８の下流側での
渦の発生が低減し、これに伴い通気抵抗が減少して風量
を増加することができる。従って、もし風量が従来と同
等でもよい場合は、ファン３の外径サイズを小さくした
りファン３の回転数を遅くすることが可能となり、ファ
ン３からの騒音を減少させることができる。また、風量
の増加に対応してラジエータ４を変更する場合には、サ
イズの小さいラジエータまたはフィンピッチのより粗い
ラジエータを採用することが可能となり、装置を小型化
したりコストを低減することができる。更に、渦流の低
減により騒音を減少できる。また、吸音材よりなる整流
部材１０により、パネル１１，１２に貼着された吸音部
材１３，１４と共にエンジンルーム１内で発生した騒音
を吸収し、エンジンルーム１内の騒音が外部に漏れるの
を減少させている。更に、簡単な形状の整流部材を取り
付けるだけでよいので、製作コストも安くできる。

【００１８】本実施形態においては、押し出し式のファ
ン３にて説明したが、吸い込み式にも適用できる。更
に、空気口の形状や数量は任意であることは言うまでも
ない。すなわち、空気口の周縁部の下流側に整流部材を
設ければよいのである。本実施形態において、半円柱形
の吸音材よりなる整流部材１０にて説明したが、形状や
材質はこれに限定しない。すなわち、例えば空気口８に
適用した場合、図６に示すように、整流部材２０は断面
が略三角形で、空気口８の下流側の通風路の断面積が滑
らかに徐々に広がる構造となればよい。この場合、三角
形の頂点において通風路の断面積の急変により、三角形
の頂点の背後方向に多少の渦が生じるので、通風路の断
面積の急変のない半円形の場合よりは通気抵抗は若干大
きくなるが、整流部材２０のない場合よりは渦の発生は
大幅に少なく通気抵抗も小さい。これにより、この場合
においても風量の増加及び騒音低減の効果を得ることが
できる。また、図７に示すように、エンジンルームカバ
ー５の内側に吸音部材２１が装着されている場合には、
この吸音部材２１の端部（空気口８の縁と一致する）に
テーパ面ＴＰ21を設ければよい。更に言えば、図示しな
いが、通風路の断面積が徐々に広がるように、滑らかな
曲面（平面も含む）を有する形状の部材であればよい。
また材質については、例えば空気口８に適用した場合、
図８に示すように、吸音材のような吸音効果はないが、
軸に沿って真っ二つにした鋼管からなる整流部材２３を
用いても構わない。なお、吸音材としては、ウレタンフ
ォーム等の発泡樹脂や繊維状ＰＥＴがある。また、グラ
スウールやフェルトをクロスやパンチングメタルで覆
い、所定形状（通風路断面積の滑らかな変化を有する）
にして整流部材として空気口周縁部に装着しても構わな
い。

【００１９】整流部材は、断面形状や材質に対して数種
類の定尺部品を用意しておけば、所望長さに切断するこ
とにより、さまざまな空気口に対して簡単に整流部材を
得ることができ、工場生産時だけでなく、出荷した後で
あっても容易に改造を加えることができる。なお、本発
明とは直接は関係しないファン３やラジエータ４回りの
整流構造及び空気口以外の吸音構造の説明は省略した。
また、空気流によりエンジン冷却水をラジエータ４にて
冷却する説明をしたが、ラジエータ４付近に並設したオ
イルクーラにより作動油も冷却する構造であっても構わ
ない。

【００２０】以上説明したように、本発明によれば、空
気口の周縁部に装着した整流部材により、空気口の下流
側での渦の発生を低減できるので、通気抵抗を減少させ
て風量を増加できる。従って、例えば、ファンの外径サ
イズを小さくしたりファンの回転数を遅くすることによ
り、ファンからの騒音を減少して車両全体の騒音を低減
できる。あるいは、サイズの小さいラジエータまたはフ
ィンピッチのより粗いラジエータを採用することが可能
となり、装置の小型化やコストの低減が容易にできる。
更に、渦流により発生する騒音を減少できるので、より
大きな騒音低減効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すエンジンルームの断面
図である。

【図２】本発明の実施形態を示す建設機械の斜視図であ
る。

【図３】本発明の実施形態のパネルの斜視図である。

【図４】本発明の側方空気口での実施形態の断面図であ
る。

【図５】本発明の実施形態による風量増加特性を示すグ
ラフである。

【図６】本発明の実施形態の別態様の断面図である。

【図７】本発明の側方空気口での実施形態の別態様の断
面図である。

【図８】本発明の実施形態の別態様の断面図である。

【図９】従来技術を示すエンジンルームの断面図であ
る。

【図１０】従来技術を示すエンジンルームの平面図であ
る。

【符号の説明】

１…エンジンルーム、２…エンジン、３…ファン、４…
ラジエータ、５…エンジンルームカバー、６，７，８…
空気口、１０，２０，２３…整流部材、１２，１３…パ
ネル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外気の吸気あるいは排気用の空気口を有
   するエンジンルームの空気口構造において、 空気口(6,7,8)における空気流の下流側の空気口周縁部
   に、空気流を整流する整流部材(10)を設けたことを特徴
   とするエンジンルームの空気口構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジンルームの空気口
   構造において、 前記整流部材(10)は、空気口(6,7,8)から下流側に向か
   って空気流の通風路断面積を徐々に広げる形状を有する
   ことを特徴とするエンジンルームの空気口構造。