JP2011021449A - エンジンルームの吸音構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンルームの吸音構造に関し、簡素な構成で防音性と経済性とを両立させるとともに、スペースの有効活用を図る。
【解決手段】作業機械のエンジンルーム１０に面する第一カバー１，８に開口部２を設け、その開口部２を塞ぐように第一カバー１，８のエンジンルーム１０側に吸音材３を貼り付ける。
また、第一カバー１，８の外周を第二カバー４，１８で覆い、作業機械の外部と内部とを区画することが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業機械のエンジンルームの吸音構造に関する。

従来、油圧ショベルをはじめとする作業機械には、機体から発生する騒音を低減するための吸音装置や吸音構造が適用されている。油圧ショベルにおける騒音の主な発生源としては、エンジンルーム内に設けられるエンジンや冷却ファン等が挙げられる。そこで、これらの装置が配置される空間の内壁や冷却風の吸気口，排気口の近傍に吸音材を貼り付けて、エンジンルーム外への騒音の拡散を防止する手法が知られている。

例えば、特許文献１には、油圧ショベルのエンジンカバーに設けられるダクトの通路壁面に吸音材を取り付けたものが開示されている。この技術では、エンジンルームの側面に吸気用のダクトを設け、その内部を隔壁によって格子状に区画して冷却風の通路を形成するとともに、通路の内周面を覆うように吸音材を装着している。このような構成により、良好な取り付け性，メンテナンス性を確保しつつ、吸気口からの騒音を低減できるとされている。

また、特許文献２には、エンジンルームの上部を覆うエンジンカバーの内側に低周波騒音遮蔽板を固着し、さらにその内側に吸音材を接着した建設機械の機械室建屋が開示されている。このような構造により、高い周波数の騒音及び低周波騒音の双方を吸収することができ、防音性を高めることができるとされている。

特開２００３−５６００４号公報 特開２００２−１６７８０３号公報

しかしながら、上述のような従来の技術では、吸音材の表面から入力される騒音しか吸収することができない。したがって、騒音低減効果をより高めるには吸音材の厚みを大きくする必要が生じ、コストが高騰してしまう。
また、引用文献１の技術では、吸音材の厚みを大きくするほど冷却風の通路が狭くなり、エンジンルームの良好な冷却性能が確保できなくなるおそれが生じる。そのため、ダクトのサイズを予め大きく作成しておかなければならず、スペースを有効に活用することができない。特許文献２の技術においても同様であり、エンジンカバーが大きくなることからスペース効率が低下するうえ、キャブ室からの機体後方の視認性が低下してしまう。

このように従来の技術では、防音性と経済性とを両立させることが難しく、また限られたスペースの有効活用が難しいという課題がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、防音性と経済性とを両立させるとともに、スペースの有効活用を図ることができるようにした、エンジンルームの吸音構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明のエンジンルームの吸音構造は、作業機械のエンジンルームに面して配置された第一カバーと、該第一カバーに穿孔された開口部と、該開口部を塞ぐように該第一カバーの該エンジンルーム側に貼り付けられた吸音材と、を備えたことを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明のエンジンルームの吸音構造は、請求項１記載の構成に加え、該第一カバーの外周を覆い、該作業機械の外部と内部とを区画する第二カバーをさらに備えたことを特徴としている。
つまり、開口部は作業機械の外部に直接面しておらず、エンジンルームは第一カバー及び第二カバーによって外部から少なくとも二重に区画されている。

また、請求項３記載の本発明のエンジンルームの吸音構造は、請求項２記載の構成に加え、該エンジンルーム内の空気を該作業機械の外部へ排出する冷却ファンと、該第一カバーと該第二カバーとの間に形成され、該冷却ファンが排出する該空気を流通させる風路と、該第二カバーに穿設され、該風路を流通する該空気を該作業機械の外部へ放出する換気口と、をさらに備えたことを特徴としている。
つまり、開口部は空気（冷却風）の風路に直接面するように形成される。

また、請求項４記載の本発明のエンジンルームの吸音構造は、請求項３記載の構成に加え、該開口部が、該風路における該空気の流通方向に沿った形状をなしていることを特徴としている。
また、請求項５記載の本発明のエンジンルームの吸音構造は、請求項１〜４の何れか１項に記載の構成に加え、該第一カバーが、該エンジンルームと該作業機械のポンプルームとを区画するファイアーウォールとして形成されていることを特徴としている。

また、請求項６記載の本発明のエンジンルームの吸音構造は、請求項１〜５の何れか１項に記載の構成に加え、該第一カバーが、該エンジンルームと該作業機械のコントロールバルブルームとを区画する隔壁として形成されていることを特徴としている。

本発明のエンジンルームの吸音構造（請求項１）によれば、吸音材が、第一カバーの内側の音だけでなく、開口部を介して第一カバーの外側の音をも吸収することができ、騒音低減効果を向上させることができる。
また、本発明のエンジンルームの吸音構造（請求項２）によれば、開口部が作業機械の外部に面していないため、吸音材への雨がかりを防止することができる。また、エンジンルームを外部に対して二重に区画することで、エンジンルーム自体の防音性を高めることができる。また、第二カバーの内面に反射する騒音を第一カバーの外側から吸収することができ、騒音低減効果をさらに向上させることができる。

また、本発明のエンジンルームの吸音構造（請求項３）によれば、冷却風の風路に開口部を設けることになり、冷却風とともに作業機械の外部に放出される騒音を低減させることができ、騒音低減効果をさらに向上させることができる。また、風路を狭めることがなく、エンジンルームの冷却性能をも向上させることができる。なお、一般に空気の風路はエンジンルームの上方に配置されるため、作業機械の上方への騒音を抑制する効果を高めることが可能である。

また、本発明のエンジンルームの吸音構造（請求項４）によれば、空気の流通方向に沿った形状に開口部を形成することにより、騒音低減効果を高めることができる。
また、本発明のエンジンルームの吸音構造（請求項５）によれば、開口部を介してポンプルームの騒音を吸収することができ、騒音低減効果を向上させることができる。なお、一般にポンプルームはエンジンルームの側方に配置されるため、作業機械の側方への騒音を抑制する効果を高めることが可能である。

また、本発明のエンジンルームの吸音構造（請求項６）によれば、開口部を介してコントロールバルブルームの騒音を吸収することができ、騒音低減効果を向上させることができる。なお、一般にコントロールバルブルームはエンジンルームの前方又は下方に配置されるため、作業機械の前方や下方への騒音を抑制する効果を高めることが可能である。

本発明の一実施形態に係るエンジンルームの吸音構造が適用された油圧ショベルを示す模式的な斜視図である。 本吸音構造を模式的に示す断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。 本吸音構造における吸音材の貼り付け面の開口部形状を示す正面図であり、（ａ）は本発明の一実施形態に係るもの、（ｂ）及び（ｃ）は本発明の変形例に係るものである。 本エンジンルームの吸音構造に係る要部を拡大して示す模式的な断面図である。 変形例としてのエンジンルームの吸音構造を模式的に示す水平断面図である。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［１．油圧ショベルの構成］
本発明は、図１に示す油圧ショベル２０に適用されている。この油圧ショベル２０は、クローラ式の走行装置を装備した下部走行体２１と、下部走行体２１に搭載された上部旋回体２２とを備えて構成される。上部旋回体２２は、旋回装置を介して下部走行体２１の上に旋回自在に設置されている。

上部旋回体２２の車両前方側には、オペレータ（操作者）が搭乗するキャブ２３と、これに隣接して車両前方へ延出するように設けられたフロント作業装置２４とが設けられている。また、上部旋回体２２の最後端部には機体の重量バランスを保つためのカウンタウェイト２５が配設されている。
カウンタウェイト２５の直前方には、エンジンルーム１０とこれに隣接するポンプルーム１７とが配置されている。エンジンルーム１０内には油圧ショベル２０の駆動源であるエンジン１１が設置され、ポンプルーム１７内には、旋回装置やフロント作業装置２４の作動油供給源である油圧ポンプ１３が設置されている。

本油圧ショベル２０のエンジンルーム１０は、図１に示すように、外装カバー１８（第二カバー）に外周を覆われた箱状の空間の上面にエンジンフード７を備えた、いわゆるダブルデッキ構造とされている。エンジンルーム１０の内部構造を図２に示す。

［２．エンジンルームの構造］
エンジンルーム１０は、上部旋回体２２の機体中央から機体左側方（図２中の右側）にかけての空間を占めており、エンジンルーム１０よりも機体右側方（図２中の左側）の空間がポンプルーム１７である。エンジンルーム１０とポンプルーム１７との間は、防火壁８（ファイアーウォール，第一カバー）で区画されている。なお、外装カバー１８はエンジンルーム１０及びポンプルーム１７の全体を覆っている。

エンジン１１はエンジンルーム１０のほぼ中央に配置され、その上端部には排気の浄化及び消音のためのマフラー装置１２が固設されている。エンジン１１の車幅方向の両側方には、クランクシャフトに接続された出力軸が延出している。エンジン１１の一側の出力軸の先端は冷却ファン５に接続され、他側の出力軸の先端は油圧ポンプ１３に接続されている。なお、エンジン１１と油圧ポンプ１３とを連結する出力軸は、防火壁８を貫通している。

冷却ファン５よりもさらに機体左方向にはクーリングパッケージ１４が配置されている。クーリングパッケージ１４は、ラジエータやオイルクーラ，インタクーラ等、複数の熱交換器を一体に形成したパッケージである。また、冷却ファン５は、エンジンルーム１０の外部の空気を冷却風として吸い込み、クーリングパッケージ１４及びエンジン１１へと流通させる軸流ファンである。

クーリングパッケージ１４の内部には、多数の放熱フィンを有する冷却コアが形成されており、エンジン１１の冷却水や作動油等の熱媒体がその冷却コアの内部を流通している。放熱フィンの表面に冷却風を流通させることにより熱媒体から冷却風への熱交換がなされ、熱媒体が冷却されている。
外装カバー１８におけるエンジンルーム１０の上面にはメンテナンス用の開口２７が形成されており、その開口２７の上部がエンジンフード７によって塞がれている。エンジンフード７は、外装カバー１８に対してヒンジを介して開閉自在に軸支されている。

このエンジンフード７は、内カバー１（第一カバー）及び外カバー４（第二カバー）を備えて構成される。内カバー１はエンジンルーム１０の天井面をなしているカバーであり、外カバー４は内カバー１の外周を覆って油圧ショベル２０の外部と内部とを区画するカバーである。
図２に示すように、内カバー１上における冷却ファン５の近傍には、冷却風をエンジンルーム１０の外部へ排出するための排気口１ａが設けられている。また、内カバー１と外カバー４との間には冷却風の風路６が形成されており、風路６の最奥部の外カバー４に換気口４ａが形成されている。なお、エンジンルーム１０の底板９における排気口１ａの鉛直下方の位置にも、冷却風を排出するための排気口１６が穿孔されている。エンジンルーム１０の内部での冷却風の主な流れを図２中に白矢印で示す。

［３．吸音のための構成］
内カバー１及び防火壁８のそれぞれには複数の開口部２が形成されている。内カバー１の開口部２はエンジンルーム１０と風路６とを連通し、風路６に直接面している。また、防火壁２の開口部２はエンジンルーム１０とポンプルーム１７とを連通している。
これらの全ての開口部２を塞ぐように、内カバー１及び防火壁８のそれぞれには吸音材３が貼り付けられている。吸音材３が貼り付けられる面は、内カバー１のエンジンルーム１０側（下面）及び防火壁８のエンジンルーム１０側であり、吸音材３がエンジン１１に対向するように配置されている。なお、内カバー１及び防火壁８はともに内壁であり、機体外部には面していない。

吸音材３は、耐熱性を有する表皮材でグラスウールを被覆したものであり、表面及び裏面の区別なく、入射する騒音を両面から吸収する。また、吸音材３によって閉塞される開口部２は、板面を貫通する複数の穴として形成されている。本実施形態では図３（ａ）に示すように、六角格子の格子形状を円形とした複数の開口部２が配置されており、すなわち、隣接する穴同士の中心を結ぶ直線同士のなす角度が６０度となるようにそれぞれの穴を配置した６０度千鳥配置とされている。

［４．作用，効果］
エンジン１１の上面では、図４に示すように、エンジンルーム１０側から入射する騒音Ｓ₁が表面３ａから吸音材３に吸収されて減衰し、騒音Ｓ₁よりも小さい騒音Ｓ₂となる。一方、風路６側から入射する騒音Ｓ₃は、開口部２を介して裏面３ｂから吸音材３に吸収され、騒音Ｓ₃よりも小さい騒音Ｓ₄となる。なお、開口部２の面積を大きくすると、騒音Ｓ₁が風路６側に透過する割合が大きくなる一方、風路６側から吸音材３へ入射する騒音Ｓ₃が増加し、風路６側に対する吸音性能が向上する。

したがって、エンジンルーム１０側の騒音の大きさと風路６側の騒音の大きさとを勘案して、開口部２の面積や開口形状を適宜設定することで、エンジンルーム１０の騒音を低減しつつ、風路６から漏出する騒音を低減させることが可能となる。
また、図２に示すように、エンジンルーム１０は油圧ショベル２０の外部に対して二重に覆われており、すなわち外部に対して直接開放されていない。そのため、例えばエンジンルーム１０から機体上方へ拡散する騒音は、内カバー１及び外カバー４によって二重に減衰され、かつ、風路６の空間に拡散される。したがって、エンジン１１の上面方向に発せられるエンジンルーム１０の騒音を吸音材３の表面３ａ及び裏面３ｂで吸収することができ、エンジンルーム１０の防音性を高めることができる。

さらに、風路６内の騒音を吸収するに際し、吸音材３が風路６を形成する内カバー１の下面（すなわち風路の外側）に配置されるため、吸音材３が冷却風の流れを阻害することがなく、エンジンルーム１０の冷却性能と防音性能とをともに向上させることができる。さらに、エンジンルーム１０及び風路６の両方からの吸音を一枚の吸音材３で賄うことができ、コストを低減させることができる。

なお、吸音材３が貼り付けられる内カバー１の外側を外カバー４が覆っているため、吸音材３の裏面３ｂに機体外部からの雨水がかかるような心配がなく、吸音材３の吸音性能を確保することができる。
また、エンジン１１の側方では、内カバー１と同様、エンジンルーム１０とポンプルーム１７とを区画する防火壁８に吸音材３が貼り付けられているため、エンジンルーム１０から機体右側方へ拡散する騒音が防火壁８及び外装カバー１８によって二重に減衰され、かつ、ポンプルーム１７内に拡散される。したがって、エンジン１１の側面方向に発せられるエンジンルーム１０の騒音を吸音材３の表面３ａで吸収することができ、騒音低減効果をより高めることができる。さらに、油圧ポンプ１３から生じる騒音を吸音材３の裏面３ｂから吸収することができ、エンジンルーム１０だけでなく、ポンプルーム１７側の騒音低減効果も高めることができる。

［５．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、開口部２が六角格子状に配置されているが、具体的な開口部２の形状や配置はこれに限定されない。例えば図３（ｂ）に示すように、一つの三角形状の開口部２′を単位パターンとしたタイルパターンとすることも考えられる。また、風路６に面する開口部２の形状に関しては、図３（ｃ）に示すように、開口部２″を冷却風の流通方向に延在し、互いに平行に配置された短冊状に形成してもよい。このように空気の流通方向に沿った形状に開口部２を形成することにより、騒音低減効果を高めることができる。なお前述の通り、開口部２の面積や開口形状は、要求される吸音性能等に応じて適宜設定すればよい。

また、上述の実施形態では、エンジンルーム１０の上面及び機体右側面に開口部２及び吸音材３を設けた構造を例示したが、これらの開口部２及び吸音材３の配設位置はこれに限定されない。例えば図５に示すように、エンジンルーム１０の前方に配置されるコントロールバルブルーム２６の騒音を吸収するために、エンジン１１の前面の隔壁１９に開口部２及び吸音材３を設けてもよい。なお、図５に示す変形例では、上述の実施形態と同一の構成に同一符号を付している。

この場合、コントロールバルブルーム２６の内部にはコントロールバルブ２７や作動油タンク２８等が配置される。ここでは、コントロールバルブルーム２６とポンプルーム１７とが繋がっており、ポンプルーム１７の直前方に作動油タンク２８が設けられ、作動油タンク２８よりも機体内側方向に隣接してコントロールバルブ２７が配置されている。
また、エンジンルーム１０の前面の隔壁１９によってエンジンルーム１０とコントロールバルブルーム２６とが区画されている。隔壁１９は機体外部に対して直接面していない内壁である。この隔壁１９に複数の開口部２を設けるとともに、これらの開口部２を全て塞ぐように吸音材３をエンジンルーム１０側から貼り付ける。

これにより、エンジンルーム１０から前方へ拡散するような騒音の低減効果を向上させることができ、かつ、コントロールバルブルーム２６内で生じる騒音も併せて吸収することができる。
なお、上述の実施形態では、開口部２及び吸音材３が貼り付けられる場所が内壁のエンジンルーム１０側とされているが、これは必ずしも内壁でなくてもよい。例えば、機体外部からの被水が防止されているような場所であれば、任意の位置に設けることができる。

本発明は、油圧ショベルや油圧クレーン車両等、エンジンが配置されるエンジンルームを備えた作業機全般に適用することができる。

１ 内カバー（第一カバー）
２ 開口部
３ 吸音材
４ 外カバー（第二カバー）
５ 冷却ファン
６ 風路
７ 換気口
８ 防火壁（ファイアーウォール）
９ 底板
１０ エンジンルーム
１１ エンジン
１２ マフラー
１３ 油圧ポンプ
１４ 熱交換器
１５ 吸気口
１６ 排気口
１７ ポンプルーム
１８ 外装カバー
１９ 隔壁
２０ 油圧ショベル
２１ 下部走行体
２２ 上部旋回体
２３ キャブ
２４ フロント作業装置
２５ カウンタウェイト
２６ コントロールバルブルーム
２７ コントロールバルブ
２８ 作動油タンク

Claims (6)

1. 作業機械のエンジンルームに面して配置された第一カバーと、
   該第一カバーに穿孔された開口部と、
   該開口部を塞ぐように該第一カバーの該エンジンルーム側に貼り付けられた吸音材と、
   を備えたことを特徴とする、エンジンルームの吸音構造。
2. 該第一カバーの外周を覆い、該作業機械の外部と内部とを区画する第二カバーをさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンルームの吸音構造。
3. 該エンジンルーム内の空気を該作業機械の外部へ排出する冷却ファンと、
   該第一カバーと該第二カバーとの間に形成され、該冷却ファンが排出する該空気を流通させる風路と、
   該第二カバーに穿設され、該風路を流通する該空気を該作業機械の外部へ放出する換気口と、をさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項２記載のエンジンルームの吸音構造。
4. 該開口部が、該風路における該空気の流通方向に沿った形状をなしている
   ことを特徴とする、請求項３記載のエンジンルームの吸音構造。
5. 該第一カバーが、該エンジンルームと該作業機械のポンプルームとを区画するファイアーウォールとして形成されている
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンルームの吸音構造。
6. 該第一カバーが、該エンジンルームと該作業機械のコントロールバルブルームとを区画する隔壁として形成されている
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンルームの吸音構造。

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