JP2009067384A - 作業車両のキャビン - Google Patents

Abstract

【課題】従来の作業車両のキャビンや発電機のパッケージに関しては、空洞共鳴周波数が空間を形成する壁面の形状、寸法によって決定されおり、これを変更するには、寸法の変化若しくは空間内への仕切り板を設ける等の所作が必要であった。そして、寸法の変更は実質上困難であり、仕切り板もキャビン内等に設けると邪魔である。
【解決する手段】作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、共鳴管若しくは共鳴箱を設けること。これにより、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する。
【選択図】 図２３

Description

本発明は、車両走行時のエンジンの回転振動等に起因してキャビン内に発生する主に低周波の音、すなわちこもり音を低減する装置の技術に関する。

従来、キャビン内に発生するこもり音の低減には、キャビン構造体支持部及びエンジン支持部におけるバネ常数の変更による振動絶縁や、こもり音と周波数が同じで逆位相の音をスピーカで発生して、消音するアクティブノイズコントロール等がある。また、キャビン構造体の天井部を構成するルーフパネルに形成した前後方向の補強用ビード間の隙間を利用して、吸気レゾネータを構成し、この吸気レゾネータから導出される吸気レゾネータパイプを、キャビン構造体のバックパネル付近で開口させてなる技術も公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。

実開平６−４４６８１号公報

しかし、従来の作業車両のキャビンや発電機のパッケージに関しては、空洞共鳴周波数が空間を形成する壁面の形状、寸法によって決定されおり、これを変更するには、寸法の変化若しくは空間内への仕切り板を設ける等の所作が必要であった。そして、寸法の変更は実質上困難であり、仕切り板もキャビン内等に設けると邪魔である。

また、音響的な動吸振効果を利用した空洞共鳴周波数移動について、その移動量を制御することが必要であった。

また、音響的な動吸振効果を利用した空洞共鳴周波数移動について、共鳴管若しくは共鳴箱の寸法によって、空間内の共鳴周波数が決まってしまい、起振周波数が移動した場合、移動した周波数で共鳴現象が生じていた。

また、音響的な動吸振効果を利用したセミアクティブ制御において、起振周波数の変化を知ることが困難であった。また、作業車両のエンジン（またはモータ）の回転数を制御するスロットル部に開閉機構を設けた場合、負荷が変動したときにエンジン回転とのずれが生じた。

また、作業車両のエンジンの回転に依存しない起振周波数に対応できていなかった。また、音場が変化した場合、特に起振源が不明のとき等には、エンジンの回転数に応じた制御だけでは音圧が逆に上昇する場合があった。

また、音場が変化した場合、特に窓の開放等による場合には、エンジンの回転数に応じた制御だけでは音圧が逆に上昇する場合があった。また、共鳴部の開口部分の開閉だけでは、固定された周波数にしか移動が不可能であった。

また、キャビン側の空間の影響から、共鳴器の周波数に変化が生じ、目標の周波数に合致させることが困難であった。また、共鳴管若しくは共鳴箱の設置場所によっては、居住空間として邪魔となった。

また、従来の共鳴管若しくは共鳴箱では、対象とする共鳴周波数が一つに限られてしまっていた。また、共鳴管若しくは共鳴箱の設置場所によっては、共鳴管若しくは共鳴箱内部のスペースが十分に得られず、共鳴周波数の移動量が不十分であった。

また、共鳴管若しくは共鳴箱を設置するとどうしても居住空間に対して、邪魔になっていた。また、空洞共鳴周波数は空間を形成する壁面の形状、寸法によって決定されており、これを変更するには、寸法の変化若しくは空間内への仕切り板の設置等の所作が必要であった。

しかし、寸法の変更は実質上は困難であり、仕切り板も空間内では邪魔であった。また、共鳴管若しくは共鳴箱を用いて、動吸振構造により、音場を変化させており、設計が複雑であった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、共鳴管若しくは共鳴箱を設ける作業車両のキャビンである。

請求項２においては、前記キャビン内であって、少なくとも２箇所の音圧が大きく振動数が異なる場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱を配設した請求項１に記載の作業車両のキャビンである。

請求項３においては、前記キャビン内であって、少なくとも２箇所以上の音圧が大きく振動数が同じ場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱を配設した請求項１に記載の作業車両のキャビンである。

請求項４においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記キャビンを構成する部材である天井やフレームや壁等の一部に開口部を設け、該開口部を共鳴部として利用した作業車両のキャビンである。

請求項５においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記作業車両のキャビン中であって、音圧が大きい部分に薄膜等の動吸振部材を配設した作業車両のキャビンである。

請求項６においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記キャビンの、空洞共鳴に起因する寸法部分の端部に空洞部を設け、該空洞部の開口部分に仕切りを設け、該仕切りの開閉により音場を変化させる作業車両のキャビンである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、共鳴管若しくは共鳴箱を設けるので、音響的な動吸振効果により、空洞共鳴周波数を移動することが可能となり、壁面形状の大幅な変化なく空洞共鳴に起因する騒音の増加を避けられ、こもり音の低減を図ることができる。

また、容積の増加に伴い、周波数の移動量を増加し、効果的に共鳴現象を低減することができる。つまり、共鳴周波数の移動を大きなものとし、こもり音の低減効果を顕著なものとすることができる。

また、人の居住空間を邪魔することなく、共鳴管若しくは共鳴箱の設置が可能であり、特に低周波数の共鳴に効果的であり、結果騒音低減に有効である。

請求項２においては、前記キャビン内であって、少なくとも２箇所の音圧が大きく振動数が異なる場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱を配設したので、２以上の共鳴周波数についても、上記と同様に、低周波数の共鳴に効果的であり、結果騒音低減に有効である。

請求項３においては、前記キャビン内であって、少なくとも２箇所以上の音圧が大きく振動数が同じ場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱を配設したので、周波数の移動量を多く得ることができ、改善効果を向上させられる。この場合は、キャビンの端に小さい共鳴管若しくは共鳴箱をたくさん固設することが可能となるので、作業者の居住空間を邪魔することなく、こもり音の低減効果が得られる。

請求項４においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記キャビンを構成する部材である天井やフレームや壁等の一部に開口部を設け、該開口部を共鳴部として利用したので、人の居住空間を邪魔することなく、共鳴管若しくは共鳴箱の設置が可能となる。共鳴管若しくは共鳴箱を別途設ける必要が無く、コストダウンが可能となる。

請求項５においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記作業車両のキャビン中であって、音圧が大きい部分に薄膜等の動吸振部材を配設したので、構造系の共鳴が動吸振器として作用し、空洞共鳴周波数を移動することが可能となる。

請求項６においては、作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記キャビンの、空洞共鳴に起因する寸法部分の端部に空洞部を設け、該空洞部の開口部分に仕切りを設け、該仕切りの開閉により音場を変化させるので、共鳴管若しくは共鳴箱を用いることなく、音場を変化させることが可能となり、設計が単純化できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１はキャビン１の概略斜視図、図２は第一の構成例に係るキャビン１の概略斜視図、図３は同じく概略右側面図、図４は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図、図５は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図、図６は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図、図７は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図、図８は第二の構成例に係るキャビン１の概略右側面図、図９は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図である。

図１０は第三の構成例に係る仕切り４１が開放された状態のキャビン１の概略右側面図、図１１同じく仕切り４１が閉じられた状態のキャビン１の概略右側側面図、図１２は別構成例に係る仕切り４１が開放された状態のキャビン１の概略右側面図、図１３は同じく仕切り４１が閉じられた状態のキャビン１の概略右側面図である。

図１４は第四の構成例に係るキャビン１周辺の概略右側面図、図１５は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図、図１６は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図、図１７は別構成例を示す概略右側面図、図１８は第五の構成例に係るキャビン１の概略右側面図、図１９は同じく壁面３０ａを移動させた状態キャビン１の概略右側面図である。

図２０は別構成例を示すキャビン１の概略右側面図、図２１は同じく底面３１ａを移動させた状態のキャビン１の概略右側面図、図２２は別構成例にを示すキャビン１の概略右側面図、図２３は同じく摺動筒３２ａを移動させたキャビン１の概略右側面図である。

図２４は第一の音場を示すキャビン１の概略斜視図、図２５は第２の音場を示すキャビン１の概略斜視図、図２６は第３の音場を示すキャビン１の概略斜視図、図２７は第１の実施例に係るキャビン１の概略斜視図、図２８は別実施例を示すキャビン１の概略斜視図、図２９は別実施例を示すキャビン１の概略斜視図である。

図３０は別実施例を示すキャビン１の概略斜視図、図３１は別実施例を示すキャビン１の概略斜視図、図３２は第２の実施例に係るキャビン１の概略右側面図、図３３は別実施例を示す概略右側面図、図３４は別実施例を示す概略右側面図、図３５は別実施例を示す概略右側面図、図３６は別実施例を示す概略右側面図、図３７は別実施例を示す概略右側面図、図３８は第３の実施例に係る概略右側面図である。

図３９はこもり音の周波数に影響する寸法方向を示すキャビン１の概略図、図４０は第４の実施例に係るキャビン３の概略右側面図、図４１は別実施例を示すキャビン３の概略右側面図である。

操縦部をキャビンで覆ったトラクタ等の作業車両において、エンジンが始動すると、エンジンの回転振動によりキャビン１は防振支持されていても振動は避けられず加振される。また、騒音も発生する。それ等の振動が騒音の原因となり、キャビン１内には定在波が生じ、こもり音が発生する。定在波は、それぞれのキャビンの寸法に応じて発生する。つまり、キャビン内側の縦方向の長さや横方向の長さによって、定在波の周波数は異なるのである。本実施例では、キャビン１を用いて説明を行うが、トラクタや作業車両等のキャビンに限定されるものではなく、エンジン等の振動原を付設した荷室や作業室等の振動原側部に空間を有する部屋においても本実施例の効果が得られる。

キャビン１内に定在波が生じこもり音が発生すると、図１に示すように、箱型のキャビン１の場合は壁面付近の音圧が最も大きくなり、キャビン１の中心部の音圧は小さくなる。この際、図２乃至図４に示すように、共鳴管２ａ若しくは共鳴箱２ｂ等の共鳴器２を壁面に配設すると、共鳴器２の共鳴周波数と同じ周波数でキャビン１内の壁面付近で振動している音圧レベルの大きい空気によって、共鳴器２内部の空気が加振されて振動を始める。その結果、キャビン１内の空気は、共鳴器2 内の空気に振動を伝達した分、エネルギーを消費することになる。そして、消費されたエネルギー分だけ、キャビン1 内の振動が減衰され、こもり音が低減される。

そして、キャビン１に共鳴器２を配設したため、配設前のキャビン１のみの場合に比べて、共鳴器の影響によって、共鳴周波数も配設前のキャビン１のみの場合から変化する。例えば、図１の共鳴器２を具備していないキャビン１のみのときの共鳴周波数が１３１Ｈｚであった場合、図２のように共鳴管２ａを付け加えたことで、共鳴周波数が１１７Ｈｚと１３６Ｈｚに変化する等である。このような場合は、上述したように、キャビン１内の空気のエネルギーが共鳴器２内の空気に伝達され、共鳴周波数は2 種類に増えるが、該２種類の１１７Ｈｚと１３６Ｈｚの共鳴周波数での音圧は、前記１３１Ｈｚの共鳴周波数の音圧よりも小さなものとなっている。

図３は、共鳴器２をサイドブランチ型の共鳴管２ａとし、共鳴管２ａの長軸をキャビン１の音圧レベルの大きい壁面に対して垂直方向になるように、キャビン１の外部に配設したものであるが、図４に示すように、共鳴箱２ｂの長軸をキャビン２の壁面と平行になるようにキャビン１の外部に配設しても良い。また、図５に示すように、サイドブランチ型の共鳴器２２の長軸をキャビン１の音圧レベルの大きい壁面と平行になるように、キャビン１の内部に配設しても良い。また、図６に示すように、共鳴器２３をヘルムホルツ型のものとし、共鳴器２３をキャビン１の音圧レベルの大きい壁面の外部に配設しても良いし、図７のように、ヘルムホルツ型の共鳴器２４をキャビン１の音圧レベルの大きい壁面の内部に配設しても良い。なお、音圧レベルの大きい壁面は前後または左右または上下の両側に現れるものであり、キャビン形状や材質やエンジンの位置等により異なるものである。

このように、作業車両のキャビン１であって、空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置に、該空洞共鳴の周波数で共鳴を生じる共鳴管２ａもしくは共鳴箱２ｂを具備したので、音響的な動吸振効果により、空洞共鳴周波数を移動することが可能となり、壁面形状の大幅な変化なく空洞共鳴に起因する騒音の増加を避けられ、こもり音の低減を図ることができる。

また第二の構成例として、作業車両のキャビンに前記共鳴器２３を配設して、こもり音を低減しても、所望のレベルまで下がらない場合がある。この場合には、図８に示すように、共鳴周波数は同一で容積のより大きな共鳴器２５を交換、つまり、付け替え可能にキャビン１に配設することにより、大きな共鳴器２５を取り付けることで周波数の移動量を大きくすることができる。ここで、図９に示すように、ヘルムホルツ型の共鳴器２６をキャビン１に配設する場合は、共鳴器２６の開口部分２６ａの面積も共鳴器２６の容積に伴い変更するものとする。

このように、同一共鳴周波数で容積が異なる前記共鳴管若しくは前記共鳴箱２６と付け替え可能に構成したので、容積の増加に伴い、周波数の移動量を増加し、効果的に共鳴現象を低減することができる。つまり、共鳴周波数の移動を大きなものとし、こもり音の低減効果を顕著なものとすることができる。

次に第三の構成例として、図１０乃至図１３を参照しながら、キャビン１とヘルムホルツ型の共鳴器２７の接続部分である、共鳴器２７の開口部分について説明する。図１０及び図１１に示すように、共鳴器２７の開口部分には仕切り４１が開閉自在に配設されている。仕切り４１を開閉自在にするためには、仕切り４１をスライド式に開口部に配設しても良いし、開口部分の端を支点に回転扉型に配設してもよい。これによって、共鳴器２７の開閉を変化させる。

ところで、サイドブランチ型の共鳴器の共鳴振動数ｆｓは、
ｆｓ＝Ｃ／４ｌ
Ｃ＝音速、ｌ＝共鳴器の長さ（奥行き）
であり、また、ヘルムホルツ型の共鳴器の共鳴周波数ｆｈは、
ｆｈ＝Ｃ／２π・（Ａ／Ｖ・ｌ）１／２
Ｃ＝音速、Ａ＝開口部分面積、ｌ＝共鳴器のくび部の等価長さ
である。
そのため、ヘルムホルツ型の共鳴器２７をキャビン１に配設する場合は、開口部分の面積Ａを変化させることで、該共鳴器２７によって、低減できる周波数を変化させることができるのである。

本構成例では、図１０及び図１１に示すように、仕切り４１をスライドする等して、開口部分の開閉を可能とした。これにより、通常は共鳴器を閉じておくが、エンジン起振周波数がキャビン内空洞共鳴周波数に合致しかけた時に共鳴器を開けることで、空洞共鳴周波数自体を変化させ、空洞共鳴が起きなくなる。さらに、開口部分の面積Ａを変化させることも可能であり、車両外部の気温や車両の重量そしてエンジンの回転数等によりエンジンからの起振周波数が移動した場合においても、開口部分の面積Ａを調節することによりこもり音の低減効果を高めることができる。具体的には、空洞共鳴周波数に比較して起振周波数が高くなってきた場合は、ｆｈを増加させる、すなわち開口部分の面積Ａを大きくすべく、仕切り４１を開放させる方向へ移動することでこもり音の低減効果を高め、逆に起振周波数が低くなってきた場合には、ｆｈを低下させる、すなわち開口部分の面積Ａを小さくすべく、仕切り４１を閉じる方向へ移動することでこもり音の低減効果を高めることができる。なお、具体例として、仕切り４１をスライドさせるために、壁の開口部に上下にレールを設けて仕切り４１を摺動自在に移動可能とし、該仕切り４１と壁との間にハンドル等を介装して、該ハンドルを回動することにより所望の位置に移動させて開口面積を変更可能とするのである。

このように、前記共鳴管若しくは前記共鳴箱２７の開口部分に仕切り４１を設け、該仕切り４１を開閉することにより共鳴周波数が調節できるようにしたので、共鳴現象を効果的に回避することができる。

開口部分の仕切り４１の開閉は、キャビン内の作業者が直接行っても良いが、図１２及び図１３に示すように、エンジン等の回転数を制御するアクセル部４２にワイヤー４３の一端を連結し、他端を該仕切り４１に連結して、回転数に応じて開口部分の面積Ａが変化するようにしてもよい。そして、エンジンの回転数が増えれば起振周波数も高くなり、エンジンの回転数が減れば起振周波数も低くなるので、アクセルを踏み込めば開口部分の面積Ａが大きくなるように、アクセルを話せば開口部分の面積Ａが小さくなるように、ワイヤー４３の連結を行えばよい。若しくは、空洞共鳴の生じるエンジン回転においてのみ、共鳴器が開く機構を備えても良い。

このように、前記作業車両のエンジンの回転数を制御するスロットル部４２と、前記共鳴管若しくは前記共鳴箱２８の開口部分の仕切り４１と、を連動連結し、スロットル部４２の変位に応じて仕切り４１が開閉するので、作業車両のエンジンの回転に起因する起振周波数は既知であるので、これに連動して共鳴周波数を変化させることで、共鳴現象を効果的に回避することができる。

次に、仕切り４１の開閉動作をより正確に、起振周波数に対応させる技術について説明する。第四の構成例として、図１４を参照しながら、エンジン５０の回転数を計測する回転センサ４４と、仕切り４１の開閉を行うアクチュエータ４６を利用した制御方法を説明する。トラクタ等の作業車両の場合、キャビン１の前方若しくは下方にエンジン５０が配設されていることが多い。前記エンジン５０に回転センサ４４を装備して、常時エンジンの回転数を計測する。そして、仕切り４１にはソレノイドまたはモータ等を利用したアクチュエータ４６を連結し、アクチュエータ４６により、仕切り４１の開閉を行うものとする。前記回転センサ４４とアクチュエータ４６は、間に制御部４５を介して連動連結されており、エンジン５０の回転数に応じて、制御部４５がアクチュエータ４６を動作させて仕切り４１の開閉を行う。

本構成例においても、回転センサ４４によって計測されたエンジン５０の回転数が高くなると、制御部４５はアクチュエータ４６が仕切り４１を開放する方向に動作するように命令し、エンジン５０の回転数が低くなると制御部４５はアクチュエータ４６が仕切り４１を閉じる方向に動作するように命令しても良い。

このように、前記作業車両のエンジン５０の回転数を計測する回転センサ４４と、前記開口部分の仕切り４１の開閉を行うアクチュエータ４６と、該回転センサ４４より得られた回転数に応じて、該アクチュエータ４６を介して該仕切り４１を制御する制御部４５と、を設けたので、負荷変動に伴う作業車両のエンジン５０の回転数の変化に追従して効果的に共鳴周波数を変化させることができる。

また、キャビン１内に振動が生じても、起振源がどこであるか不明である場合もある。そこで、図１５に示すように、直接キャビン１内の代表点の振動を計測するものとする。キャビン１内の代表点に振動センサ５１・５１を配設し、共鳴器がない場合の空洞共鳴周波数の振動が大きい場合に、開口部分の仕切り４１を開放し、空洞共鳴周波数自体を変化させるのである。この場合も、計測されたキャビン1 内の代表点の振動周波数が大きい場合は、仕切り４１を大き目に開放し開放部分の面積Ａを大きくし、振動周波数が小さい場合は、仕切り４１を調節して開放部分の面積Ａを小さくするようにしても良い。

このように、前記キャビン１内の所定位置の振動を計測する振動センサ５１と、計測された振動数に応じて、前記仕切りの開閉を調節する制御部４５を設けたので、起振源が不明であっても、空洞共鳴による共鳴を回避することができる。

また、起振源がわからない場合と同様に、音場の変化がわからない場合もある。そこで、図１６のように、共鳴器２８の開口部分付近の音圧を測定しながら、開口部分の仕切り４１の開閉動作を行う。さらに、最もこもり音が低減されるような仕切り４１の位置を求めてもよい。この場合は仕切り４１の開閉を一定時間ごとに行って、その都度、最もこもり音が低減される仕切り４１の位置を求めても良いし、作業者がこもり音をうるさいと感じたとき等、作業者の好みにより任意の時点で仕切り４１を開閉させるか、最もこもり音が低減される仕切り４１の位置を求めても良い。

このように、前記開口部分付近の音圧を計測するマイク５１ａと、該開口部分付近の音圧が最も低くなるようにアクチュエータ４６を介して前記仕切り４１の開閉を行う制御部４５と、を具備したので、起振源が不明であっても、空洞共鳴による共鳴を回避することができる。

前記音場の変化は、ドア６１や窓６２を開閉したときには特に顕著に起こるものである。そのため、窓の開放による音場の変化を捉え、こもり音の低減を効率良く行うことが重要である。そこで、図１７に示すように、ドア６１や窓６２等の可動部分に開閉センサ４７・４７を配設し、キャビン１の空間の開閉をセンシングし、全閉状態においてのみ共鳴器２９が作動する、つまり仕切り４１が開放される、ようにする。共鳴器２９の作動は、上述したように、開閉センサ４７・４７によってセンシングされた結果が制御部４５に送られ、制御部４５にて全閉状態か否かを判断し、全閉状態の場合にはアクチュエータ４６により、仕切り４１を開放する。若しくは、最もこもり音が低減される位置を求めるものとする。そして、開閉センサ４７・４７のうちの少なくとも１つ以上が、可動部分の開放を検知すると、制御部４５とアクチュエータ４６によって仕切り４１は閉じられる。

このように、前記キャビン１のドア６１や窓６２等の開閉が行われる部分をセンシングする開閉センサ４７・４７を設け、開口されている部分がある場合は、前記共鳴管若しくは共鳴箱２９の開口部分を閉じるようにするので、ドア６１や窓６２などの開口部分が発生した場合に共鳴管若しくは共鳴箱２９が逆に騒音を発生することを回避することができる。

次に、第五の構成例として、共鳴周波数を変化させる技術について説明する。上述の技術では、最も大きな音圧や振動を起こしている周波数に対してこもり音の低減を行うことが可能であったが、共鳴周波数を予め決められた周波数にしか移動できないものであった。本構成例では、共鳴管３１の長さ若しくは共鳴箱３０の一部の壁面を可変とすることで、共鳴周波数を変化させるものである。また、共鳴器の共鳴周波数はキャビン内部の空気の影響を受けて、開放状態とは若干異なってくる。これを解消する為に、共鳴器の共鳴周波数を調整できる機構が必要となる。具体的には、図１８及び図１９に示すように、共鳴箱３０の１つの壁面３０ａを可変とし、キャビン１側に近づけたり遠ざけたりすることで、共鳴周波数に影響を与える寸法を変更し、共鳴周波数を変化させる方法が挙げられる。また、図２０及び図２１に示すように、共鳴管３１の底面３１ａ（キャビン１の壁面から最も遠く、キャビン１の壁面と平行な共鳴管の底面３１ａ）を可変とし、キャビン１側に近づけたり、遠ざけたりすることで、共鳴周波数を変化させることも可能である。

本構成例では、共鳴箱３０若しくは共鳴管３１の内部に壁面３０ａや底面３１ａが摺動自在に配設された構成となっているが、図２２及び図２３に示すように、共鳴管３２の外側に、共鳴管３２に覆い被せるように、一方向を開放した円柱状もしくは多角柱状の摺動筒３２ａを嵌め込む構成としても良い。また、本構成例の場合も、上述の第５の構成例の場合と同じく、キャビン１内の代表点や共鳴器３０・３１・３２付近において、センサ５１により振動や音圧や周波数を測定して、キャビン１内の振動数を求め、壁面３０ａや底面３１ａや摺動筒３２ａをアクチュエータ４６にて移動可能とし、センサ５１に制御部４５を介してアクチュエータ４６と接続して、共鳴周波数を変化させるものとする。

このように、前記作業車両のエンジンの回転数か、前記開口部分の音圧か、前記キャビンの所定位置の振動数かを計測するセンサ４４・５１と、前記共鳴管３１の底面３１ａ若しくは前記共鳴箱３０の壁面３０ａを調節するアクチュエータ４６と、該センサ４４・５１より得られた回転数か音圧か振動数かに応じて、該底面３１ａ・３２ａ若しくは壁面３０ａを移動させるべく該アクチュエータ４６を制御する制御部４５とを設けたので、共鳴管３１・３２若しくは共鳴箱３０の基本周波数を変化させることで、周波数の移動量が変化するため、つまり空洞共鳴周波数に対して少し低い周波数の共鳴管３１・３２若しくは共鳴箱３０を用いると低周波側に大きく移動し、その逆だと高周波数側に大きく移動するため、起振周波数に合わせたマッチングが可能となる。

次に、共鳴箱若しくは共鳴管の設置箇所について説明する。エンジンを作動させると、キャビン１内にはこもり音が発生するが、該こもり音は上述したように、壁面付近の音圧や振動が大きなものとなる。例えば、図２４に示すように、キャビン１内の左右両端の音圧が大きくなり、左右方向において真中付近の音圧が低くなったり（パターン１）、図２５に示すように、キャビン１の前下部及び後上部の音圧が大きくなり、キャビン１の前後方向と上下方向において真中付近の音圧が低くなったりする（パターン２）。また、以上の性質全てを反映する場合、すなわち図２６に示すように、キャビン１の前上部の右端及び、後下部の左端の音圧が大きくなり、前後方向及び上下方向及び左右方向の全てにおいて真中付近の音圧が低くなったりする場合もある（パターン３）。

そこで、第１の実施例として、図２７に示すように、ヘルムホルツ型の共鳴器３３をキャビン１の天井の右端辺近傍（端辺部）に固設する。このように、キャビン１の端に共鳴器３３を固設すると、作業者がキャビン１内に乗り込んでいる場合にも、居住空間として邪魔にならない。ここで、共鳴器３３はキャビン１の天井の左端に固設しても良い。また、図２８に示すように、２つのヘルムホルツ型の共鳴器３３・３３をキャビン１の天井の右端と左端の両側端辺部、または対角方向、または対辺方向に固設しても良い。これらの設置方法は、上述のパターン１の場合に特に有効である。そして、図２９に示すように、天井の後部に同じくヘルムホルツ型の共鳴器３４を固設しても良し、図３０に示すように、天井の左右方向の中心付近にサイドブランチ型の共鳴器３５を固設しても良い。サイドブランチ型の共鳴器３５は最後部に開口部を設ける。これらの後上部に共鳴器３４・３５を固設する方法は、上述のパターン２の場合に特に有効である。なお、パターン３の場合は、図３１のように、共鳴器３４をキャビン１の前上部に固設すると有効である。

このように、前記キャビン１内の隅部または角部または端辺部に、前記共鳴管若しくは前記共鳴箱３３・３４・３５を設けるので、人の居住空間を邪魔することなく、共鳴管若しくは共鳴箱３３・３４・３５の設置が可能であり、特に低周波数の共鳴に効果的であり、結果騒音低減に有効である。

次に、第２の実施例として、２つ以上の共鳴周波数を低減する技術について、説明する。キャビン１内にこもり音が発生した場合に、大きな振動及び音圧を生じさせる２種類の共鳴周波数Ａ・Ｂ（二つのピークＡ・Ｂ）が存在するときに、それぞれの共鳴周波数Ａ・Ｂをもつ共鳴器３６Ａ・３７Ｂをキャビン１内に固設する。ここで、大きな振動及び音圧を生じる２種類の共鳴周波数は、他の共鳴周波数に比べて目立って大きな振動や音圧を生じる共鳴周波数でなくとも、キャビン１内に生じたこもり音の様々な共鳴周波数の中で比較的振動や音圧が大きなものを選択すれば良い。

そして、共鳴器３６Ａ・３６Ｂの固設箇所は、それぞれの共鳴周波数の腹、すなわちそれぞれの共鳴周波数において振動や音圧が大きくなる場所、とする。この場合の２つの共鳴器３６Ａ・３６Ｂは、図３２に示すように、ヘルムホルツ型共鳴器３６ＨＡとヘルムホルツ型共鳴器３６ＨＢの組み合わせでも良いし、図３３に示すように、サイドブランチ型共鳴器３６ＳＡとサイドブランチ型共鳴器３６ＳＢの組み合わせでも良いし、図３４に示すように、ヘルムホルツ型共鳴器３６ＨＡとサイドブランチ型共鳴器３６ＳＢの組み合わせでも良い。また、共鳴器は２つに限らず、３つ以上の共鳴周波数の振動や音圧を低減させるべく、３つ以上の共鳴器を固設しても良い。

このように、前記キャビン１内であって、少なくとも２箇所以上の音圧が大きく振動数が異なる場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱３６・３６を配設したので、２以上の共鳴周波数についても、上記と同様に、低周波数の共鳴に効果的であり、結果騒音低減に有効である。

また、キャビン１内に発生したこもり音の１つの共鳴周波数の振動や音圧を低減させるために、２つ以上の共鳴器３７・３８を配設しても良い。具体的には、図３５に示すように、２つの同型のヘルムホルツ型共鳴器３７・３７を固設しても良いし、図３６のように、２つの同型のサイドブランチ型共鳴器３８・３８を固設しても良いし、図３７のように、１つのヘルムホルツ型共鳴器３７と１つのサイドブランチ型共鳴器３８を固設しても良い。また、共鳴器３７・３８は２つに限らず、更に効果を高めるために、３つ以上の共鳴器を固設しても良い。

このように、前記キャビン１内であって、少なくとも２箇所以上の音圧が大きく振動数が同じ場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱３７・３８を配設したので、周波数の移動量を多く得ることができ、改善効果を向上させられる。この場合は、キャビンの端に小さい共鳴管若しくは共鳴箱をたくさん固設することが可能となるので、作業者の居住空間を邪魔することなく、こもり音の低減効果が得られる。

また、わざわざ共鳴管や共鳴箱を配設しなくても、ある程度の厚みを持ち、また、強度を求められることがない天井部を、共鳴器として利用しても良い。すなわち、天井部を中空にして、キャビン１内から天井に穴を開けるのである。天井に穴を開けることで、天井部がサイドブランチ型共鳴器、若しくはヘルムホルツ型共鳴器の役割を果たす構造となる。また、天井部に限らず、中空のフレームやエアコンのダクトを利用しても良い。

このように、前記キャビン１の一部に開口部を設け、該開口部を共鳴部として利用したので、人の居住空間を邪魔することなく、共鳴管若しくは共鳴箱の設置が可能となる。共鳴管若しくは共鳴箱を別途設ける必要が無く、コストダウンが可能となる。

次に、第３の実施例として、構造系の共鳴を利用して空洞共鳴周波数の移動を為す方法について説明する。図３８のように、音圧の腹となる部分の近くに薄膜等の構造の動吸振部材４９を配設する。該動吸振部材４９はゴム等の薄い弾性部材が適している。予め、キャビン１内に発生するこもり音の共鳴周波数を求めておき、キャビン１内の該共鳴周波数により生じる振動や音圧の大きい箇所に、該共鳴周波数にて共鳴する構造の動吸振部材４９を配設する。

このように、前記キャビン１の中で、音圧が大きい部分に薄膜等の動吸振部材４９を配設したので、構造系の共鳴が動吸振器として作用し、空洞共鳴周波数を移動することが可能となる。

最後に、第４の実施例として、キャビンの一部を変形させて、共鳴管若しくは共鳴箱を配設するのと同じ効果が得られる技術について説明する。例えば、キャビン１が図３９に示すような形状をしている場合において、エンジンからの振動によるこもり音がキャビン１内の前下部及び後上部の音圧が大きく、前後方向及び上下方向においての真中付近の音圧が小さいときは、図中の矢印方向の寸法に関する共鳴周波数の振動及び音圧の影響が大きいと考えられる。この場合は、図４０に示すように、キャビン３の後上部を若干凹ませる（外側に凸の形状とする。）ことによって、矢印方向の寸法を大きくする。これによって、共鳴周波数を移動させて、こもり音の低減を図るのである。

また、図４０のように、キャビン３の後上部の凹部３ａの下方に仕切り４８を回動自在に配設し、矢印方向の寸法を調節できるようにして、エンジンの回転数の変化による共鳴周波数の変化に対応させる。本実施例では、キャビン３の後上部を凹ませる構成としたが、前下部の方を凹ませても良い。凹部の形状としては、図４１のように、開口部分が入り組んだ形状となっても良い。

このように、前記キャビン３の空洞共鳴に起因する寸法部分の端部に空洞部（凹部）３ａを設け、該空洞部３ａの開口部分に仕切り４８を設け、該仕切り４８の開閉により音場を変化させるので、共鳴管若しくは共鳴箱を用いることなく、音場を変化させるが可能となり、設計が単純化できる。

キャビン１の概略斜視図。 第一の構成例に係るキャビン１の概略斜視図。 同じく概略右側面図。 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 第二の構成例に係るキャビン１の概略右側面図。 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 第三の構成例に係る仕切り４１が開放された状態のキャビン１の概略右側面図。 同じく仕切り４１が閉じられた状態のキャビン１の概略右側側面図。 別構成例に係る仕切り４１が開放された状態のキャビン１の概略右側面図。 同じく仕切り４１が閉じられた状態のキャビン１の概略右側面図。 第四の構成例に係るキャビン１周辺の概略右側面図 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 別構成例を示す概略右側面図。 第五の構成例に係るキャビン１の概略右側面図。 同じく壁面３０ａを移動させた状態キャビン１の概略右側面図。 別構成例を示すキャビン１の概略右側面図。 同じく底面３１ａを移動させた状態のキャビン１の概略右側面図。 別構成例にを示すキャビン１の概略右側面図。 同じく摺動筒３２ａを移動させたキャビン１の概略右側面図。 第１の音場を示すキャビン１の概略斜視図。 第２の音場を示すキャビン１の概略斜視図。 第３の音場を示すキャビン１の概略斜視図。 第１の実施例に係るキャビン１の概略斜視図。 別実施例を示すキャビン１の概略斜視図。 別実施例を示すキャビン１の概略斜視図。 別実施例を示すキャビン１の概略斜視図。 別実施例を示すキャビン１の概略斜視図。 第２の実施例に係るキャビン１の概略右側面図。 別実施例を示す概略右側面図。 別実施例を示す概略右側面図。 別実施例を示す概略右側面図。 別実施例を示す概略右側面図。 別実施例を示す概略右側面図。 第３の実施例に係る概略右側面図。 こもり音の周波数に影響する寸法方向を示すキャビン１の概略図。 第４の実施例に係るキャビン３の概略右側面図。 別実施例を示すキャビン３の概略右側面図。

符号の説明

１ キャビン
３ キャビン
２ａ サイドブランチ型共鳴管
２ｂ ヘルムホルツ型共鳴箱
４１ 仕切り
４２ アクセル
４３ ワイヤー
４４ 回転センサ
４５ 制御部
４６ アクチュエータ
４７ 開閉センサ
４９ 動吸振部材
５１ 振動センサ
５１ａ マイク

Claims (6)

1. 作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、共鳴管若しくは共鳴箱を設けることを特徴とする作業車両のキャビン。
2. 前記キャビン内であって、少なくとも２箇所の音圧が大きく振動数が異なる場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱を配設したことを特徴とした請求項１に記載の作業車両のキャビン。
3. 前記キャビン内であって、少なくとも２箇所以上の音圧が大きく振動数が同じ場所に、該振動数と同じ共鳴周波数をもつ前記共鳴管若しくは共鳴箱を配設したことを特徴とする請求項１記載の作業車両のキャビン。
4. 作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記キャビンを構成する部材である天井やフレームや壁等の一部に開口部を設け、該開口部を共鳴部として利用したことを特徴とする作業車両のキャビン。
5. 作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記作業車両のキャビン中であって、音圧が大きい部分に薄膜等の動吸振部材を配設したことを特徴とする作業車両のキャビン。
6. 作業車両のキャビンであって、前記キャビン内の空洞共鳴が生じたときの音圧の大きい位置であって、キャビン内の隅部または角部または端辺部に、エンジンの回転振動等に起因してキャビン内で発生する低周波の音であるこもり音を低減する為に、前記キャビンの、空洞共鳴に起因する寸法部分の端部に空洞部を設け、該空洞部の開口部分に仕切りを設け、該仕切りの開閉により音場を変化させることを特徴とする作業車両のキャビン。

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