JP2008174004A - 建設機械の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気側の防音性能と風量確保を両立させる。
【解決手段】カバー材２１で覆われたエンジンルーム２２内に、エンジン２３と冷却ファン２４と熱交換器２５とを設ける一方、熱交換器２５の吸気側に吸気室２６を形成する。この吸気室２６の上部室壁に第１吸気口２７を設けるとともに、吸気室２６内における熱交換器コア面２５ａの前面側にダクト２８を設ける。この構成を前提として、ダクト２８の正面部３３を、これとカバー材側面部との間に形成される吸気通路３７の断面積が上部で最大となり下部に向かって漸減する方向に傾斜させ、この正面部３３の下半部に第２吸気口３４を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は外部から取り込んだ冷却空気を熱交換器に導く吸気側に防音機能を設けた建設機械の冷却構造に関するものである。

油圧ショベル等の建設機械において、吸気側の防音性能を高める技術として、特許文献１,２に示されたものが公知である。

この公知技術を図１３,１４によって説明する。ここでは油圧ショベルを例にとっている。

上部旋回体の後部に、エンジンガードやカウンタウェイトの一部、燃料タンクの上面等のカバー材１で覆われたエンジンルーム２が設けられている。

このエンジンルーム２内にはエンジン３と、図示しない油圧ポンプと、エンジン３で駆動されて外部空気を吸入する冷却ファン４と、エンジン冷却用のラジエータをはじめ、オイルクーラ、インタークーラー等の複数の熱交換器(ここでは一つのものとして示す)５とが設けられている。

エンジンルーム２内における熱交換器５の吸気側に吸気室６が形成され、この吸気室６の上面(カバー材１の吸気側端部の上面部)に、外部空気を導入する第１吸気口７が設けられている。

吸気室６は、エンジンルーム２におけるエンジン３等が収容された空間に対して、熱交換器５、適宜の仕切り材及びシール材により独立して(空気の流通を遮断した状態で)形成され、この吸気室６に遮蔽部材（図１３に示す公知技術ではダクト８、図１４に示す公知技術では遮蔽板９。以下、これらをまとめて遮蔽部材という場合がある）が設けられている。

ダクト８は、カバー材１とは別のダクト材によって箱状に形成され、熱交換器コア面５ａを周囲から気密に囲う状態で取付けられている。

一方、遮蔽板９は、熱交換器コア面５ａと第１吸気口７との間を吸気室全幅に亘って遮蔽する状態で設けられている。

また、ダクト式の場合は熱交換器コア面５ａに対向するダクト正面部１０、遮蔽板式の場合は遮蔽板９に第２吸気口１１が設けられ、この第２吸気口１１に、防塵用のフィルタ１２が同吸気口全面を覆う状態で設けられている。

なお、吸気室６内の壁面、すなわち吸気室６を形成するカバー材１の内面、及びダクト８の内外面にそれぞれ吸音材１３が設けられている。

これらの構成によると、特許文献１,２にも詳述されているように、遮蔽部材８,９によって吸気室６内を二つに仕切った二重構造であるため、熱交換器コア面５ａから外部に直接抜ける音（直接音）を遮蔽部材８,９で規制し、その拡散を抑えること、吸気室６の室壁による減音効果に加えて、遮蔽部材８,９での音の反射・減衰による減音効果が得られること等により、遮蔽部材８,９を設けない場合と比較して吸気側の防音性能を格段に高めることができる。
特開２００６−２０６０３４号公報 特開２００６−２０７５７６号公報

上記のように吸気室６内に遮蔽部材８,９を設けた構成では、遮蔽部材８,９（ダクト式の場合はダクト正面部１０）とカバー材１との間に上下方向に延びる吸気通路１４が形成される。

図１３に示すダクト式を例にとると、ダクト正面部（吸気通路形成面）１０と、これに対向するカバー材１との間に吸気通路１４が形成され、第１吸気口７から吸い込まれた外部空気がこの吸気通路１４を下向きに通り、第２吸気口１１で水平に方向転換してダクト８内に入り、熱交換器コア面５ａに向かうこととなる。

ここで、熱交換器５等の冷却効率は、吸気通路１４を通過する空気量（風量）が多いほど高くなる。そして、この風量は吸気通路１４の断面積に左右されるが、この吸気通路断面積は、とくに油圧ショベルのように小型化の要請から吸気室６のスペースに制限を受ける建設機械では必ずしも十分大きく取れないのが実情であった。

この点、上記公知技術では、吸気側の防音性能のみに着目して遮蔽部材８,９を設けており、図示のようにダクト正面部１０または遮蔽板９を鉛直に設けた場合、風量確保という問題が残されることになっていた。

そこで本発明は、吸気側の防音性能と風量確保を両立させることができる建設機械の冷却構造を提供するものである。

請求項１の発明は、カバー材で覆われたエンジンルーム内に、エンジンと熱交換器と冷却ファンを設け、上記冷却ファンの回転により外部空気をエンジンルーム内に吸い込んで上記熱交換器に通すように構成し、かつ、次の要件を具備するものである。

（Ａ） 上記エンジンルーム内における上記熱交換器の吸気側に、吸気室をエンジンルーム内の他の空間に対し独立して形成したこと。

（Ｂ） カバー材で形成される上記吸気室の室壁に、外部空気を吸気室に導入する第１吸気口を設けたこと。

（Ｃ） 上記吸気室内における熱交換器コア面の前面側に、遮蔽部材を、熱交換器コア面と第１吸気口との間を遮断して吸気室内を二室に仕切るとともに、少なくともその一面である吸気通路形成面とカバー材との間に吸気通路が形成される状態で設けたこと。

（Ｄ） この遮蔽部材における上記吸気通路形成面に、上記第１吸気口から吸い込んだ空気を熱交換器コア面に導く第２吸気口を設けたこと。

（Ｅ） 遮蔽部材の上記吸気通路形成面における少なくとも上記第２吸気口が設けられた部分を、上記吸気通路の断面積が第１吸気口側で最大となり反対側に向かって漸減する方向に傾斜させたこと。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、第１吸気口と熱交換器コア面との間に、吸気通路を含めて屈折した空気の流路が形成される状態で第１及び第２両吸気口を配置したものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、空気の流路が略Ｌ字形に形成される状態で第１及び第２両吸気口を配置したものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、遮蔽部材として、カバー材とは別のダクト材によって独立して形成したダクトを、熱交換器のコア面を周囲から気密に囲い、かつ、少なくともその一面とカバー材との間に吸気通路が形成される状態で吸気室内に設け、このダクトにおける上記吸気通路を形成する吸気通路形成面に第２吸気口を設けるとともに、上記吸気通路形成面における少なくともこの第２吸気口が設けられた部分を傾斜させたものである。

請求項５の発明は、請求項４の構成において、ダクトは、熱交換器コア面と対向する正面部と、この正面部の水平方向両側から熱交換器コア面に向かって延びる両側面部とを備え、この両側面部に第２吸気口を設けたものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、遮蔽部材として、遮蔽板を、熱交換器コア面と第１吸気口との間を吸気室全幅に亘って遮蔽し、かつ、遮蔽板自体が吸気通路形成面としてカバー材との間に吸気通路を形成する状態で設け、この遮蔽板に第２吸気口を設けるとともに、遮蔽板における少なくともこの第２吸気口が設けられた部分を傾斜させたものである。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成において、遮蔽部材における第２吸気口が設けられた部分を含む吸気通路形成面全体を傾斜させたものである。

請求項８の発明は、請求項７の構成において、第２吸気口を、吸気通路形成面の吸気下流側に設けたものである。

請求項９の発明は、請求項７の構成において、第２吸気口を、吸気通路形成面の全面に設けたものである。

請求項１０の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成において、遮蔽部材の吸気通路形成面のうち吸気上流側部分のみを傾斜させたものである。

請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれかの構成において、熱交換器のコア面が第１及び第２両吸気口を通して外部から直視されないように両吸気口の位置関係を設定したものである。

請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれかの構成において、第２吸気口を覆う状態で遮蔽部材にフィルタを設けたものである。

請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれかの構成において、吸気室内における第２吸気口の空気入口部分に、吸い込み空気を第２吸気口に誘導する空気案内手段を設けたものである。

本発明によると、吸気室内における熱交換器コア面の前面側に遮蔽部材（請求項４,５ではダクト、請求項６では遮蔽板）を設ける構成を前提として、遮蔽部材の吸気通路形成面に第２吸気口を設けるとともに、吸気通路形成面における少なくとも第２吸気口が設けられた部分を、吸気通路の断面積が第１吸気口側で最大となり反対側に向かって漸減する方向に傾斜させたから、次の点により、遮蔽部材による防音性能を生かしながら冷却のための風量を増加させることができる。

風量に関して
第１吸気口を吸気室の上面に設けるとともに、吸気通路が上広がりとなるように遮蔽部材全体を上下方向に傾斜させ、同部材の下半部に第２吸気口を設けた構成（図１参照）を例にとると、遮蔽部材の下端位置を図１３,１４に示す公知技術と同じとした場合、遮蔽部材を上記のように傾斜させることで、第２吸気口部分での吸気通路の断面積を公知技術よりも増加させることができるため、通風抵抗が小さくなり、遮蔽部材内への吸い込み空気量を増加させることができる。

ところで、吸気通路形成面を本発明のように傾斜させるのではなく、図１３,１４の公知技術において遮蔽部材８,９全体を鉛直のまま図示の位置よりも熱交換器側に移動させることによっても吸気通路の断面積を増加させることはできる。

しかし、こうすると遮蔽部材８,９の内側の空間（第２吸気口１１と熱交換器コア面５ａとの間隔）全体が狭められるため、第２吸気口から同空間に流入した空気が熱交換器コア面全体に均等に行き渡りにくくなる。従って、熱交換器等の冷却効率が悪くなり、吸い込み空気量を増加させることの本来の目的である冷却効率の向上が十分達成されない。

これに対し本発明によると、遮蔽部材を傾斜させることで遮蔽部材内側の空間が連続して変化するため、吸い込み空気が熱交換器コア面全体に均等に行き渡り易くなる。つまり、熱交換器コア面全体に対する空気の均等供給作用を確保しながら風量を増加させることができる。

防音性能に関して
遮蔽部材によって吸気室内を二つに仕切った二重構造に基づく直接音の拡散・漏洩規制効果や、吸気室の室壁による減音効果、遮蔽部材での音の反射・減衰による減音効果といった、遮蔽部材を設けたことによる防音効果は、吸気通路形成面を傾斜させない場合とほぼ同等に得ることができる。

また、上記のように風量を増加させて冷却能力を高め得ることから、冷却ファンの回転数（ファン騒音）を低下させることも可能となる。

こうして、吸気側の防音性能と風量確保を両立させることが可能となる。

この場合、請求項２,３の発明によると、第１吸気口と熱交換器コア面との間の流路を屈折（請求項３では略Ｌ字形に屈折）させるため、この屈折した流路での音の反射・減衰による減音効果が加わることにより、防音性能を高める上で効果がある。

また、遮蔽部材としてダクトを設けた請求項４,５の発明によると、吸気室内にさらに独立したダクトが存在するいわば二重ダクト構造となるため、内部での音の反射・減衰が活発となってより高い減音効果を得られる点、音漏れ防止効果が高い点、二重ダクト構造により音の伝播経路を制限し、とくに内部に吸音材を設けた場合に吸音材による減音効果をより高めることができる点等により、防音性能確保の点でとくに有利となる。

このダクト構造において、請求項５の発明によると、正面部でなく両側面部を吸気通路形成面としてここに第２吸気口を設けたから、第２吸気口の合計の開口面積を大きくとることができる。このため、増加させた風量を低抵抗で効率良く熱交換器コア面に供給することができる。

また、遮蔽部材の吸気通路形成面全体を傾斜させた請求項７の発明によると、吸気通路の最大断面積を大きくできるとともに、この断面積の変化が反対側に向かって長くかつ緩やかになる。このため、たとえば吸気下流側のみを傾斜させた場合と比較して、通風抵抗がより少なくなるため、風量増加の効果が高い。

一方、請求項８の発明によると、第２吸気口を吸気通路形成面の吸気下流側（第１吸気口から遠い側）に設けたから、熱交換器コア面が第１吸気口を通して外部から直視させる度合いが小さくなる（両吸気口の位置関係によって直視されない状態にもできる）ため、熱交換器コア面からから外部に直接抜ける直接音を遮断する点で効果がある。

これに対し、第２吸気口を吸気通路形成面の全面に設けた請求項９の発明によると、請求項８の発明と比較すると直接音の遮断の点で不利となる半面、吸い込んだ空気を熱交換器コア面に対して最小の抵抗で効率良く供給できるため、冷却効果の点で有利となる。

従って、風量増加と防音性能向上という二つの目的の軽重に応じて請求項８,９両発明を選択すればよい。

請求項１０の発明によると、遮蔽部材の吸気通路形成面のうち吸気上流側部分のみを傾斜させる（第２吸気口はこの傾斜部分のみ、または非傾斜部分を含めた全体に設ける）ため、熱交換器コア面の入口側にエアクリーナ等の機器類を設置したい場合に、非傾斜部分の内側にその設置スペースを確保し易いという利点がある。

請求項１１の発明によると、請求項８の発明の趣旨をさらに推し進めて、熱交換器コア面が第１及び第２両吸気口を通して外部から直視されないように両吸気口の位置関係を設定したから、直接音の遮断効果が高くなる。

請求項１２の発明によると、第２吸気口にフィルタを設けたから、第１吸気口のみにフィルタを設けた場合と比較して、吸い込み空気に含まれた粉塵等の除去効率が高くなる。

請求項１３の発明によると、吸気室内における第２吸気口の空気入口部分に、吸い込み空気を第２吸気口に誘導する空気案内手段を設けたから、空気の良好な流れを促進し、良好な吸気性能を得ることができる。この点の効果は、第２吸気口を、空気が回りにくい吸気下流側に設けた場合にとくに顕著となる。

なお、空気案内手段としては、後述の実施形態で挙げたように案内板を設けてもよいし、とくに後方小旋回型の機械に採用されるようにカウンタウェイトをカバー材として兼用する構成において、カウンタウェイトの一部を第２吸気口に向かって傾斜させることによって導風面を形成してもよい。

第１実施形態（図１,２参照）
図１〜図１１に示す第１〜第９各実施形態では、遮蔽部材としてダクトを設けている。

第１実施形態において、次の基本的構成は図１３に示す公知技術と同じである。

（イ） 上部旋回体の後部に、エンジンガードやカウンタウェイトの一部、燃料タンクの上面等のカバー材２１で覆われたエンジンルーム２２を設けている。

（ロ） このエンジンルーム２２に、エンジン２３、図示しない油圧ポンプ、冷却ファン２４、ラジエータ等の熱交換器(一つのものとして示す)２５を設けている。

（ハ） エンジンルーム２２内における熱交換器２５の吸気側に吸気室２６を形成し、この吸気室２６の上面(カバー材２１の上面部)に、外部から冷却空気を導入する第１吸気口２７を設けている。

（ニ） 吸気室２６は、エンジンルーム２２におけるエンジン２３等が収容された空間に対して、熱交換器２５、適宜の仕切り材及びシール材により独立して(空気の流通を遮断した状態で)形成し、この吸気室２６にダクト２８を設けている。

ダクト２８は、カバー材２１とは別のダクト材により、上面部２９、底面部３０、前後両側面部３１,３２、それに熱交換器コア面２５ａに対向する正面部３３を備えた独立した箱状に形成している。

このダクト２８は、熱交換器コア面２５ａを周囲から気密に囲う状態(たとえば熱交換器側の開口縁部が熱交換器コア面２５ａの縁枠部分に気密に接する状態)で取付けている。

また、ダクト２８の正面部３３に水平方向に開口する第２吸気口３４を設けている。この第２吸気口３４には、防塵用のフィルタ３５を、同吸気口３４を覆う状態で設けている。

なお、ダクト底面部３０は、この実施形態では熱交換器コア面２５ａに向かって先下がりに傾斜して設けている。

このダクト２８により、熱交換器コア面２５ａと第１吸気口２７との間が遮断されて吸気室２６内が二つ(ダクト内空間とそれ以外の空間。以下、第１室、第２室という)２６ａ,２６ｂに仕切られる。

また、ダクト２８により、図１中に矢印で示すように第１吸気口２７から下向きに取り込まれた外気を第２吸気口３４で横向きに方向転換して熱交換器コア面２５ａに至らせる略Ｌ字形の屈折した空気流路が形成される。

なお、吸気室２６を形成するカバー材２１の内面、及びダクト２８の内外面にそれぞれ吸音材３６を設けている。

上記基本的構成による防音性能は、図１３に示す公知技術と基本的には同じである。

すなわち、熱交換器コア面２５ａを独立したダクト２８で囲い、かつ、コア面２５ａと外部とを結ぶ流路を略Ｌ字形に屈折させているため、コア面２５ａから外部に直接抜ける直接音をダクト２８で遮断することができる。

一方、熱交換器コア面２５ａから出る吸気音は、吸気室２６内において第１室２６ａと第２室２６ｂとで反射・減衰を繰り返すため、高い減音効果を得ることができる。

さらに、吸気室２６という一種のダクト内にさらに独立したダクト２８を設けたいわば全周二重ダクト構造であるため、吸気室２６のみの一重構造とした場合と比較して、吸気室２６を形成するカバー材２１とダクト２８の全周部分において音を二重にブロックすることで音漏れ防止効果を格段に高めることができるとともに、二重ダクト構造により音の伝播経路を制限し、とくにこの実施形態のように内部に吸音材３６を設けた場合にこの吸音材３６による減音効果をより高めることができる。

また、音の出口である熱交換器コア面２５ａをダクト２８で囲っているため、音が四方八方に放散される音の拡散を抑えることができる。

これらの点により、ダクト２８を設けない場合と比較して、吸気側での防音効果を格段に高めることができる。

しかも、吸気室２６内にダクト２８を設けることによって上記効果を得る構成であるため、吸気室２６を拡張することによって防音性能を高める構成をとった場合のように、他の設備のスペースが侵食されるという弊害が生じないとともに、既存の機械にも容易に適用することができる。

また、ダクト２８と熱交換器コア面周囲との間の気密性さえ保持すれば、コア面２５ａからの直接音をダクト２８によって確実に遮断することができるため、３次元曲面を含む複雑な形状のカバー材２１の内面すべてについて気密に構成する場合と比べて、シール範囲が遥かに狭くてすむ。さらに、シールし易いことにより、高いシール性を得ることができる。

この実施形態において、ダクト２８の正面部（吸気通路形成面）３３と、これに対向するカバー材２１の側面部との間に吸気通路３７を形成する点も図１３に示す公知技術と同じである。

ここで、実施形態においては、ダクト２８の正面部３３全体を、吸気通路３７の断面積が吸気入口側である第１吸気口２７側（上部）で最大となり反対側（下部）に向かって漸減する方向に傾斜させ、この傾斜した正面部３３の下流側半部（下半部）に第２吸気口３４を設けている。

なお、図１３の構造（正面部１０が鉛直となった構造）との比較でいうと、実施形態では正面部３３の下端を正面部１０の下端と同じ位置に設定した状態で正面部３３全体を熱交換器２５側に傾斜させている。

この構成によると、
（ｉ） ダクト正面部３３を上記のように傾斜させることで、第２吸気口３４部分での吸気通路３７の断面積を図１３の構造の場合よりも増加させることができるため、通風抵抗が小さくなり、ダクト２８内への吸い込み空気量を増加させることができる。

（ｉｉ） 吸気通路３７の断面積が第１吸気口２７に近い上部（吸気入口側）で大きくなるため、下部で大きくなる場合と比較して、空気の吸い込み効率が良い。

（ｉｉｉ） ダクト正面部３３を傾斜させることによって吸気通路３７の断面積を増加させる構成であるため、図１３の構造において鉛直な正面部１０を熱交換器５側に移動させた場合、すなわち、吸気通路断面積を増加させる一方で、第２吸気口１１と熱交換器コア面５ａとの間隔を減少させた場合と比較して、第１室２６ａの下部空間を十分確保できる。このため、吸い込み空気を熱交換器コア面２５ａ全体に均等に行き渡らせることができる。つまり、熱交換器コア面２５ａ全体に対する空気の均等供給作用を確保しながら風量を増加させることができる。

（ｉｖ） ダクト正面部３３全体を傾斜させているため、吸気通路３７の最大断面積を大きくできるとともに、この断面積の変化が反対側に向かって長くかつ緩やかになる。このため、たとえば吸気下流側のみを傾斜させた場合と比較して、通風抵抗がより少なくなるため、風量増加の効果が高い。

こうして、吸気側に一定の防音性能を確保しながら風量を増加させ、冷却効率を高めること、すなわち、防音性能と冷却効率の両立を実現することができる。

また、上記のように風量を増加させて冷却能力を高め得ることから、冷却ファン２４の回転数を低下させてファン騒音をさらに低減することも可能となる。

なお、この実施形態において、第２吸気口３４は、全体が第１吸気口２７よりも下位に位置するため、音が機械側面側に直接抜けるおそれがない。つまり、『機側騒音』を大幅に軽減することができる。

第２実施形態（図３参照）
第１実施形態においては、熱交換器コア面２５ａの一部が第１及び第２両吸気口２７,３４を通して外部から直視されるレイアウトとなっている。

具体的には、図１に示すように、第１吸気口２７の最も外側の端と第２吸気口３４の上端とを結ぶ直線Ｂが、第１吸気口外端と熱交換器コア面２５ａの下端とを結ぶ直線Ａよりも少しだが明らかに上側にくるレイアウトとなっている。

このため、少ないとはいえ、熱交換器コア面２５ａから外部に直接抜ける直接音の漏れが生じる。

第２実施形態においては、この点の改良技術として、第２吸気口３４を第１実施形態と同じサイズのまま、第１実施形態よりも下方かつ熱交換器２５と反対側に位置させることにより、上記直線Ｂが直線Ａとほぼ一致する（完全一致、もしくは直線Ａよりも下側にくる、または直線Ａよりもごくわずかだけ上側にくる）レイアウトをとっている。

なお、この場合、ダクト正面部３３を傾斜したまま下方に延長させるとともに、ダクト底面部３０を水平とすればよい。

これにより、直接音をダクト２８で遮断することができる。

第３実施形態（図４参照）
第１及び第２実施形態では、第２吸気口３４をダクト正面部３３の吸気下流側（下半部）のみに設けたのに対し、第３実施形態ではダクト正面部全面に第２吸気口３４を設けている。なお、この場合、ダクト正面部は面としては実質上存在しなくなるため、図４中に符号は付していない。

この構成によると、熱交換器コア面２５ａのうち外部から直視される範囲が広くなるため、直接音の遮断の点では不利となるが、吸い込んだ空気を最小の抵抗で熱交換器コア面２５ａに供給できることから冷却効率の点で有利となる。

第４実施形態（図５参照）
第４実施形態では、第３実施形態と同様にダクト正面部全面に第２吸気口３４を設けるが、吸気上流側（上半部）のみを傾斜させている。

この場合でも、少なくともダクト正面部における第２吸気口３４が設けられた部分を傾斜させる点の構成、及び第２吸気口部分で吸気通路断面積を公知技術よりも増加させることができる点の効果において第１〜第３各実施形態と同じである。

なお、フィルタ３５は、全体を傾斜部分と鉛直部分とから成る一枚物で構成してもよいし、図示のように傾斜部分と鉛直部分とに分けた二枚物として構成してもよい。

この構成によると、吸気室第１室２６ａにエアクリーナ等の機器類を設置したい場合に、底部（非傾斜部分の内側）にその設置スペースを確保し易いという利点がある。

ここで、本発明による風量増加効果を検証するために行った数値解析の結果を説明する。

解析１
図１,２に示す第１実施形態（ダクト正面部全体を傾斜させて下半部に第２吸気口３４を設けた構造）と、図１３に示す構造（ダクト正面部１０を鉛直として下半部に第２吸気口１１を設けた構造）について、ダクト８のサイズ、第２吸気口３４,１１の開口面積等の基本的条件を同一として両構造をモデル化し、市販の解析ソフト（ＦＬＵＥＮＴ）を用いてそれぞれの吸気通路１４,３７を通過する風量を解析した。第１実施形態モデルのダクト正面部３３の傾きは鉛直線に対して２３°とした。

その結果、図１３に示す構造では風量が８３．８ｍ3／ｍｉｎであったのに対し、第1実施形態構造では８５．６ｍ3／ｍｉｎで、２％の風量増加をみた。

解析２
図４に示す第３実施形態（ダクト正面部全体を傾斜させて正面部全体に第２吸気口３４を設けた構造）と、同実施形態構造と同様にダクト正面部全体に第２吸気口を設けるが正面部を傾斜させない構造（非傾斜構造という）とをモデル化し、上記同様の解析を行った。ダクト正面部３３の傾きは同じく２３°である。

この結果、非傾斜構造では、通過風量が８４．０ｍ3／ｍｉｎであったのに対し、第３実施形態構造では、８８．７ｍ3／ｍｉｎとなり、７％の風量増加をみた。

また、図５に示す第４実施形態（タンク正面部全体に第２吸気口３４を設けるが、上半部のみを傾斜させた構造）の構造についても解析を行った結果、対比構造に対して４％の風量増加が得られた。

第５実施形態（図６,７参照）
第１〜第４各実施形態ではダクト正面部３３を吸気通路形成面としてここに第２吸気口３４を設けたのに対し、第５実施形態においては、ダクト２８の前後両側面部３１,３２を吸気通路形成面として、同側面部３１,３２全体を、吸気通路３７,３７の断面積が第１吸気口２７側（上部）で最大となり反対側（下部）に向かって漸減する方向に傾斜させ、この傾斜させた両側面部３１,３２に第２吸気口３４,３４を設けている。

この構成によると、第２吸気口３４,３４の合計の開口面積を大きくとることができる。このため、増加させた風量を低抵抗で効率良く熱交換器コア面２５ａに供給することができる。

なお、この実施形態においては、両側面部３１,３２の上部と下部以外のほぼ全体に第２吸気口３４,３４を設けているが、両側面部全体に第２吸気口３４,３４を設けてもよい。あるいは、第２実施形態のように両側面部３１,３２の下半部のみに第２吸気口３４,３４を設けてもよいし、第４実施形態のように全体に吸気口３４,３４を設けるが上半部のみを傾斜させてもよい。

第６実施形態（図８参照）
図４に示す第３実施形態のようにダクト正面部３３全体を傾斜させ、かつ、全体に第２吸気口３４を設けると、図中の直線Ａ,Ｂの関係でわかるように熱交換器コア面２５ａのかなり広い範囲が両吸気口２７,３４を通して外部から直視されるため、直接音の遮断の点で不利となる。

そこで第６実施形態においては、第３実施形態の構成を前提として、カバー材２１の上面部を上げて、第１吸気口２７を第３実施形態の場合よりも高い位置に、かつ、熱交換器２５側（図の右側）にずれた位置に設けている。

この場合、同吸気口２７に必要な開口面積を確保するために、カバー材２１における第１吸気口２７の熱交換器側の開口縁部を図示のように傾斜させるのが望ましい。

こうすれば、図示のように直線Ａ,Ｂをほぼ一致させ、熱交換器コア面２５ａが外部から直視されない状態を得ることができる。

第７実施形態（図９参照）
第７実施形態においては、第１及び第２両実施形態の変形形態として、ダクト正面部３３全体を傾斜させ、その上半部のみに第２吸気口３４を設けている。

こうすると、第１、第２両実施形態と比較して、熱交換器コア面２５ａが外部から直視され易い不利点がある一方で、最大断面積部分に第２吸気口３４があることで吸い込んだ空気を無駄なくスムーズにダクト２８内に取り込むことができるため、風量増加の効果が高いものとなる。

第８実施形態（図１０参照）
第８実施形態においては、吸気室第２室２６ｂの下方における第２吸気口３４の入口部分に案内板３８を設けている。

この案内板３８は、図示のように第２吸気口３４の下縁部に向かって先下がりに傾斜して設けられている。

この構成によると、上から吸い込んだ空気を第２吸気口３４の入口部分で案内板３８によりスムーズに方向転換させて第２吸気口３４に確実に誘導することができる。

しかも、案内板３８を傾斜させたから、第２吸気口３４の入口部分での空気の滞留や乱流の発生を抑えることができる。

なお、ここでは第１実施形態の構成を前提とした場合を例示しているが、この案内板３８を設ける構成は他の実施形態にも適用することができる。

第９実施形態（図１１参照）
第９実施形態では、カウンタウェイトがエンジンルーム後方のカバー材として兼用され、かつ、その左右両サイド部分(左側部分のみ図示)３９がエンジンルーム２２の側方に回り込む状態で設置される所謂後方小旋回型(後方超小旋回型を含む)の機械において、カウンタウェイトにおける吸気室２６に臨む左サイド部分３９の内面下部に、吸い込み空気を第２吸気口３４に誘導する導風面４０を先下がりの階段状に傾斜して形成している。

こうすれば、導風面４０によって第２吸気口３４の入口部分での空気の流れを良くすることができる。すなわち、別の案内板を追加しないでも良好な吸気性能を得ることができる。このため、コストが安くてすむ。

なお、この実施形態では、カウンタウェイトの成形上の制限等から導風面４０を階段状に形成しているが、制限等がない場合には、導風面４０を図１１中に二点鎖線で示す先下がりの直線状の傾斜面とするのが望ましい。

第１０実施形態（図１２参照）
第１０実施形態においては、遮蔽部材として第１〜第９各実施形態のダクト２８に代えて、四角板状の遮蔽板４１を設けている。

この遮蔽板４１は、周縁部が四周のカバー材２１の内面に接し、吸気室２６内を機械の前後方向の全幅に亘って熱交換器１５側の第１室２６ａと、これと反対側の第２室２６ｂとに仕切る状態で設けている。

この構成の場合、遮蔽板４１全体が、カバー材側面部との間に吸気通路３７を形成する吸気通路形成面となり、この遮蔽板４１全体を、吸気通路３７の断面積が上部で最大となり下部に向かって漸減する方向に傾斜させている。

この遮蔽板４１にフィルタ３５付きの第２吸気口３４を設ける点、及び遮蔽板４１によりＬ字形の屈折した空気流路を形成する点の構成は他の実施形態と同じである。

なお、第２吸気口３４は、図示のように下半部のみに設けてもよいし、遮蔽板全体に設けてもよい。また、遮蔽板４１全体を傾斜させるのではなく、ダクト式における第４実施形態のように上半部のみを傾斜させてもよい。

この第１０実施形態の遮蔽板式の構成によっても、吸気室２６内に遮蔽板４１を設けることによって吸気室２６が水平方向に二重壁構造となるため、カバー材２１と遮蔽板４１で二重に音をブロックできる点、吸気室２６内において音が第１室２６ａと第２室２６ｂとで反射・減衰を繰り返すため、高い減音効果を得ることができる点、Ｌ字形の屈折流路による減音効果が得られる点等により、第１〜第９各実施形態で示したダクト式とほぼ同等の防音効果を得ることができる。

また、遮蔽板４１を傾斜させることによる風量増加の効果もダクト式の場合と同様に得ることができる。

つまり、遮蔽板式においても、防音性能と冷却効率の両立を実現することができる。

本発明の第１実施形態を示す概略断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の第２実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第５実施形態を示す概略断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 本発明の第６実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第７実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第８実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第９実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第１０実施形態を示す概略断面図である。 従来の技術を示す概略断面図である。 別の従来技術を示す概略断面図である。

符号の説明

２１ カバー材
２２ エンジンルーム
２３ エンジン
２４ 冷却ファン
２５ 熱交換器
２５ａ 熱交換器コア面
２６ 吸気室
２６ａ 吸気室の第１室
２６ｂ 同第２室
２７ 第１吸気口
２８ 遮蔽部材としてのダクト
２９ ダクト上面部
３０ ダクト底面部
３１,３２ ダクト両側面部
３３ ダクト正面部
３４ 第２吸気口
３５ フィルタ
３６ 吸音材
３７ 吸気通路
３８ 空気案内手段としての案内板
３９ カウンタウェイト左サイド部分
４０ 空気案内手段としての導風面
４１ 遮蔽板

Claims (13)

1. カバー材で覆われたエンジンルーム内に、エンジンと熱交換器と冷却ファンを設け、上記冷却ファンの回転により外部空気をエンジンルーム内に吸い込んで上記熱交換器に通すように構成し、かつ、次の要件を具備することを特徴とする建設機械の冷却構造。
   （Ａ） 上記エンジンルーム内における上記熱交換器の吸気側に、吸気室をエンジンルーム内の他の空間に対し独立して形成したこと。
   （Ｂ） カバー材で形成される上記吸気室の室壁に、外部空気を吸気室に導入する第１吸気口を設けたこと。
   （Ｃ） 上記吸気室内における熱交換器コア面の前面側に、遮蔽部材を、熱交換器コア面と第１吸気口との間を遮断して吸気室内を二室に仕切るとともに、少なくともその一面である吸気通路形成面とカバー材との間に吸気通路が形成される状態で設けたこと。
   （Ｄ） この遮蔽部材における上記吸気通路形成面に、上記第１吸気口から吸い込んだ空気を熱交換器コア面に導く第２吸気口を設けたこと。
   （Ｅ） 遮蔽部材の上記吸気通路形成面における少なくとも上記第２吸気口が設けられた部分を、上記吸気通路の断面積が第１吸気口側で最大となり反対側に向かって漸減する方向に傾斜させたこと。
2. 第１吸気口と熱交換器コア面との間に、吸気通路を含めて屈折した空気の流路が形成される状態で第１及び第２両吸気口を配置したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の冷却構造。
3. 空気の流路が略Ｌ字形に形成される状態で第１及び第２両吸気口を配置したことを特徴とする請求項２記載の建設機械の冷却構造。
4. 遮蔽部材として、カバー材とは別のダクト材によって独立して形成したダクトを、熱交換器のコア面を周囲から気密に囲い、かつ、少なくともその一面とカバー材との間に吸気通路が形成される状態で吸気室内に設け、このダクトにおける上記吸気通路を形成する吸気通路形成面に第２吸気口を設けるとともに、上記吸気通路形成面における少なくともこの第２吸気口が設けられた部分を傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
5. ダクトは、熱交換器コア面と対向する正面部と、この正面部の水平方向両側から熱交換器コア面に向かって延びる両側面部とを備え、この両側面部に第２吸気口を設けたことを特徴とする請求項４記載の建設機械の冷却構造。
6. 遮蔽部材として、遮蔽板を、熱交換器コア面と第１吸気口との間を吸気室全幅に亘って遮蔽し、かつ、遮蔽板自体が吸気通路形成面としてカバー材との間に吸気通路を形成する状態で設け、この遮蔽板に第２吸気口を設けるとともに、遮蔽板における少なくともこの第２吸気口が設けられた部分を傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
7. 遮蔽部材における第２吸気口が設けられた部分を含む吸気通路形成面全体を傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
8. 第２吸気口を、吸気通路形成面の吸気下流側に設けたことを特徴とする請求項７記載の建設機械の冷却構造。
9. 第２吸気口を、吸気通路形成面の全面に設けたことを特徴とする請求項７記載の建設機械の冷却構造。
10. 遮蔽部材の吸気通路形成面のうち吸気上流側部分のみを傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
11. 熱交換器のコア面が第１及び第２両吸気口を通して外部から直視されないように両吸気口の位置関係を設定したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
12. 第２吸気口を覆う状態で遮蔽部材にフィルタを設けたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
13. 吸気室内における第２吸気口の空気入口部分に、吸い込み空気を第２吸気口に誘導する空気案内手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。

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