JP2014190001A

JP2014190001A - 建設機械の騒音低減装置

Info

Publication number: JP2014190001A
Application number: JP2013065157A
Authority: JP
Inventors: Taiga Nambu; 大河南部
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】本発明は建設機械の騒音を効率よく低減することを課題とする。
【解決手段】エンジンルーム３０は、運転室２０の後方に配置されており、カバー３２には空気を吸込む吸気口３４と排気口３６とが設けられている。エンジンルーム３０の内部には、エンジン４０、ラジエータ５０、ファン６０等の音源が搭載されている。エンジンルーム３０は、内部に騒音低減装置９０が設けられている。騒音低減装置９０は、吸音材７０と、音反射板８０とにより構成されている。吸音材７０は、多孔質材により形成されており、音を低減する。カバー３２の内壁のうち吸音材７０が接着されない内壁部分３８には、複数の音反射板８０が取り付けられている。各音反射板８０は、例えば、エンジン４０等の音源から発生した音Ｍを吸音材７０へ反射する角度で取り付けられている。各音反射板８０は、多数の孔を有するため、音の減衰効果が得られる。
【選択図】図２

Description

本発明は建設機械の騒音低減装置に関する。

建設機械として、例えば、運転者が操縦を行う運転室の後部にエンジンが搭載されたエンジンルームを有し、運転室より前方にアーム等が配置させた構成の建設機械がある。この種の建設機械では、エンジンルーム内に、エンジン冷却水を冷却するためのラジエータ、油圧ポンプ及び油圧アクチュエータを含む油圧回路内を流れる作動油を冷却するためのオイルクーラ、エンジンへの過給空気を冷却するためのインタークーラ等の熱交換器が設置され、冷却ファンにより導入される冷却風でこれら熱交換器を冷却している。このため、エンジンルームの外装カバーには、冷却風の吸気用及び排気用の開口部が設けられており、この開口部を介してエンジン音が騒音となって外部に伝わると、作業現場の周囲に住宅等がある場合、作業現場で他の作業者が作業を行なっている場合には、騒音によって周囲の住宅、作業者等に対して悪影響を及ぼすおそれがあった。また、エンジン音が運転室に伝わることにより運転者の操縦を妨げるおそれもあった。そのため、エンジンルームの内壁に騒音を吸収する吸音材を配置してエンジンルームの外部や運転室に伝わる騒音を低減していた（例えば、特許文献１参照）。吸音材としては、例えば、発泡ウレタン系のものがある。また、吸音材は、その厚さや貼着方法等によって吸音可能な周波数が変化するため、比較的高い周波数（例えば、１０００ヘルツ以上の帯域）の吸音性能が高く、低周波数の吸音性能は低い特性を有する。

特開２０００−１７６８７号公報

上記特許文献１のようにエンジンルーム内に吸音材を配置する場合、吸音材の設置可能
箇所としては平面部分に限られるため、実際には空気（冷却風）の吸気口や排気口、空気（冷却風）の流路、あるいは凹凸形状を有する箇所に吸音材を取り付けることはできない。また、平面部分であってもエンジンの熱に曝されて高温となる箇所に吸音材を取り付けることはできない。さらに、エンジンルーム内の騒音を発生する音源は、エンジンの燃焼音以外にもラジエータを冷却するファン回転音及び油圧ポンプ稼働音等もあり、吸音材によって吸収可能な周波数が限られることから音源の異なる音（周波数の異なる音）を単一の吸音材で吸収することが難しかった。そのため、エンジンルームの内壁に吸音材を配置しても騒音を十分に低減することができない場合があり、作業現場の周囲や運転室における騒音レベルを効果的に低減することが要望されている。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した建設機械の騒音低減装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

本発明は、建設機械に搭載された音源からの騒音を低減する騒音低減装置であって、
前記音源を収納する音源収納室の内壁に設けられ、前記音源からの騒音を吸収する吸音材と、
前記音源収納室の内壁に設けられた音反射板と、を備え、
前記音反射板は、音の反射方向を前記吸音材が設けられた方向と一致させるように取付角度を設定されたことを特徴とする。

本発明によれば、音源収納室の内壁に吸音材及び音反射板を設けるため、音源からの音を音反射板で反射させて吸音材により吸収することができ、建設機械の作業現場の周囲や運転室に伝わる騒音を効率よく低減できる。

本発明による建設機械の騒音低減装置の一実施形態が適用された建設機械の構成を示す図である。エンジンルームの内部構成を模式的に示す横断面図である。音反射板の構成を示す図である。音反射板の取付状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

〔実施形態１〕
図１は本発明による建設機械の騒音低減装置の一実施形態が適用された建設機械の構成を示す図である。図１に示されるように、建設機械１は、クローラ式の下部走行体２の上に、旋回装置を介して、上部旋回体３をＸ軸周りに旋回自在に搭載している。また、上部旋回体３は、前方中央部に、ブーム４、アーム５及びバケット６、並びに、これらをそれぞれ駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９から構成される掘削アタッチメントを備える。尚、建設機械１の制御方法は、ネガコン制御やポジコン、ロードセンシング等、任意であってよい。

また、上部旋回体３は、前方左側に運転者が操縦する運転室２０が設けられ、運転室２０の後方にはエンジンルーム（音源収納室）３０が設けられている。

図２はエンジンルーム３０の内部構成を模式的に示す横断面図である。図２に示されるように、エンジンルーム３０は、運転室２０の後方に配置されており、カバー３２により覆われている。また、カバー３２には、空気を吸込む吸気口３４と排気口３６とが設けられている。本実施形態では、エンジンルーム３０の左側面に吸気口３４が形成され、エンジンルーム３０の右側面に排気口が形成されている。尚、吸気口３４及び排気口３６の位置は、左右側面に限らず、背面あるいは上面等に設けることも可能である。

エンジンルーム３０の内部には、エンジン４０、ラジエータ５０、ファン６０等の騒音を発生する音源が搭載されている。また、これ以外にも、油圧ポンプやインタークーラ、オイルクーラ、燃料クーラ等の音源も搭載されている。尚、これらの音源となるその他機器は、各建設機械の機種毎に異なる位置に配置されることから、本実施形態では図示を省略する。

そして、エンジンルーム３０は、内部に上記音源から発生する騒音を低減する騒音低減装置９０が設けられている。この騒音低減装置９０は、吸音材７０と、音反射板８０とにより構成されている。吸音材７０はカバー３２の内壁の複数箇所に接着されており、音源となる各部材を囲むように設けられている。

また、各吸音材７０は、例えば、発泡ウレタン系またはスポンジ材などの多孔質材により形成されており、多孔質の表面における粘性摩擦で空気の振動を減衰して音を低減する特性を有する。そのため、吸音材７０は、多孔質材の厚さ及び接着方法によって吸収可能な周波数帯域が設定される。尚、吸音材７０は、吸気口３４及び排気口３６を除く平面状の内壁部分に接着される。

さらに、カバー３２の内壁のうち吸音材７０が接着されない内壁部分３８には、複数の音反射板８０が取り付けられている。尚、内壁部分３８は、図２において平面で示してあるが、実際には、凹凸形状になっていたり、冷却風の流路となっていたり、エンジン４０の熱に曝されて高温となる箇所等である。そのため、各音反射板８０は、一定のピッチで取り付けることが難しく、音の反射方向が吸音材７０の取付位置と一致するように一枚ずつ取付角度を適宜設定して固定される。また、複数の音反射板８０は、所定間隔でずらした異なる箇所に取り付けられており、図２に示す内壁部分３８に設けても良いし、内壁部分３８以外の複数箇所に取り付けても良い。

各音反射板８０は、例えば、エンジン４０等の音源から発生した音Ｍ（図２中、破線で示す）の反射方向が対向する吸音材７０の位置と一致するように傾斜角度が設定されて固定される。また、各音反射板８０は、後述するように多数の孔を有するため、音源から発生した音Ｍの一部が対向する吸音材７０に向かう音Ｍ１となり、孔を通過した音が背面側内壁に反射して排気口３６に向かう音Ｍ２となる。音の強さとしては、Ｍ＞Ｍ１＞Ｍ２となるため、各音反射板８０により音の減衰効果が得られる。また、孔径に対応した周波数成分が孔の通過時に大きく減衰することにより、反射音を吸音材７０に吸収されやすい周波数に調整することができる。

このように、エンジン４０等の音源から発生した音は、一部が反射して吸音材７０に吸収され、残りが排気口３６から大気中に伝わることになり、エンジンルーム３０の内部で音が効率良く減衰される。その結果、エンジンルーム３０から作業現場の周囲に伝播する騒音が低減され、周囲の住宅、作業者等に対する騒音の影響が緩和される。また、エンジンルーム３０から運転室２０に伝搬する騒音が低減され、運転者は騒音に影響されることなく、建設機械１の操縦に専念することが可能になる。

図３は音反射板８０の構成を示す図である。図３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、音反射板８０は、カバー３２の内壁に接着またはネジ等の締結部材により固定される固定部８２と、固定部８２に対して所定角度の傾斜角θを有する音反射部８４とを有する。音反射部８４は、音の一部を通過させると共に孔径に対応した周波数成分を通過時に大きく減衰させるための多数の孔８６が設けられている。この孔８６により、冷却風の流通を確保することができる。尚、孔８６は、孔径を適宜設定可能なため、多数の孔８６のそれぞれを同一孔径で統一しても良いし、あるいは異なる周波数の音に対応できるように孔径の異なる
複数種の孔８６をランダムに設ける構成としても良い。

また、音反射板８０は、弾性変形可能な金属板または樹脂板等からなり、反射した音が対向する吸音材７０の位置と一致するように音反射部８４の傾斜角度θを適宜設定可能な構成である。尚、音反射板８０は、固定部８２と音反射部８４とが一体に形成されていても良いし、あるいは固定部８２と音反射部８４とがヒンジを介して回動可能（角度調整可能）な構成としても良い。

また、音反射板８０は、多数の孔８６を設ける代わりに、凹曲面と凸曲面とが多数形成された凹凸形状として、音Ｍを周囲に拡散して複数の吸音材７０に吸収させることも可能である。

図４は音反射板８０の取付状態を示す図である。図４に示されるように、複数の音反射板８０は、カバー３２の内壁に所定の間隔で平行に取り付けられている。このように、３枚の音反射板８０Ａ〜８０Ｃを平行に配置した場合、音源からの音Ｍは、音源に近い位置に配置された第１の音反射板８０Ａに向かうことになる。

そして、第１の音反射板８０Ａの表面で反射した音Ｍ１が対向する位置に配された吸音材７０に向かって空気中を伝搬し、吸音材７０により吸音される。また、第１の音反射板８０Ａの孔８６を通過した音Ｍ２は、カバー３２の内壁で反射して排気口３６に向かう。

さらに、第１の音反射板８０Ａの孔８６を通過した音Ｍ２の一部は、隣接された第２の音反射板８０Ｂに向かい、第２の音反射板８０Ｂの表面で反射する音Ｍ３と第２の音反射板８０Ｂの孔８６を通過する音Ｍ４とに分かれる。この場合の音の強さは、各音反射板の孔径に対応した周波数成分を通過時に大きく減衰させることで、Ｍ＞Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３＞Ｍ４となるため、複数の音反射板８０を重ねることによる音の減衰効果が高くなる。このように、音源からの音が複数の音反射板８０を通過する構成は、消音器（サイレンサー）と同様な音低減効果が得られる。

尚、複数の音反射板８０を平行に配置する場合に限らず、例えば、固定される場所が湾曲している場合のように隣接する音反射板８０が互いに異なる向きとなっても良い。すなわち、音が複数の孔８６を通過できるように各音反射板８０が配置されていれば、音の減衰効率に差が生じるものの上記音低減効果が得られる。

上記実施形態では、ブーム４、アーム５及びバケット６を有する油圧ショベルの建設機械１を一例として挙げたが、これに限らず、他の形式の建設機械（例えば、ブルドーザ、クレーン等）にも本発明を適用できるのは勿論である。

また、上記実施形態では、運転室２０の後方にエンジンルーム３０が配置された構成を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、運転室２０の側方または前方にエンジンルーム３０を配置する構成のものにも本発明を適用できるのは言うまでもない。

また、吸音材として、前述した多孔質材を例示したが、多孔質材以外の吸音効果を有する材質のものを吸音材に用いても良い。

また、小型化された建設機械のようにエンジンルームの内部スペースが制限される場合、上記音反射板８０を吸音材７０の表面に配置して、省スペース化を図ると共に、音の反射と吸音とを同じ場所で行える構成としても良いのは勿論である。

１建設機械
２下部走行体
３上部旋回体
４ブーム
５アーム
６バケット
７ブームシリンダ
８アームシリンダ
９バケットシリンダ
２０運転室
３０エンジンルーム（音源収納室）
３２カバー
３４吸気口
３６排気口
４０エンジン
５０ラジエータ
６０ファン
８０、８０Ａ〜８０Ｃ音反射板
８２固定部
８４音反射部
８６孔
９０騒音低減装置

Claims

建設機械に搭載された音源からの騒音を低減する騒音低減装置であって、
前記音源を収納する音源収納室の内壁に設けられ、前記音源からの騒音を吸収する吸音材と、
前記音源収納室の内壁に設けられた音反射板と、を備え、
前記音反射板は、音の反射方向を前記吸音材が設けられた方向と一致させるように取付角度を設定されたことを特徴とする建設機械の騒音低減装置。
前記音反射板は、前記音源収納室の内壁に固定される固定部と、
前記固定部に対して所定角度の傾斜角を有する音反射部とを有することを特徴とする請求項１に記載の建設機械の騒音低減装置。
前記音反射部は、複数の孔が設けられ、音の一部が前記複数の孔を通過することで騒音を低減することを特徴とする請求項２に記載の建設機械の騒音低減装置。
前記音反射部は、前記音源収納室の複数箇所に設けられ、複数の箇所の音を前記吸音材に吸収させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の建設機械の騒音低減装置。
前記吸音材は、音を吸収する多孔質材により形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の建設機械の騒音低減装置。