JP3652076B2 - 建設機械の防音構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベルやクレーン等の建設機械においてエンジン騒音(エンジンの燃焼音、機械騒音、ファン騒音等)を低減するための防音構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
建設機械においては、エンジン騒音対策として、騒音源であるエンジンおよびその周辺機器類(オイルクーラー、ラジエータ、ラジエータ冷却用のファン、エンジンによって駆動される油圧ポンプ等)をエンジンガードで覆い、エンジン騒音の外部への漏出を抑えるようにしている。
【0003】
ただし、ラジエータ冷却用の外気を吸入し、かつ、ラジエータ冷却後の熱気を排出する必要があることから、エンジンガードには吸気口と排気口が設けられるため、この吸、排気口からのエンジン騒音の漏洩は避けられない。
【0004】
ここで、排気口は、エンジンガード内で上昇流となる熱気を外部に効率良く逃がすために、エンジンガードの上面部分に設けられることが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この構成によると、エンジン騒音が排気口から熱気とともに上向きに直接逃げて上方に伝播するため、とくに周囲に中、高層建築物がある市街地での作業時に中、高層階での騒音の影響が強くなり、社会問題化している。
【0006】
この点の対策として、排気口をエンジンガードの側面部に設けることが考えられるが、こうするとエンジンガード内に熱気がこもり易くなるため、エンジンの冷却性能が低下するという弊害が生じる。
【0007】
なお、他のエンジン騒音対策として、
(イ)実開昭57−88221号に示されているようにエンジンガードの上面部に二つの排気口を設け、この両排気口から排出される熱気の流れを衝突させて騒音の低減を図る技術、
(ロ)特開平8−268088号に示されているように、ファン通過直後の冷却風を層流として排気口に導くことにより、排気効率を高めて排気口を小さくし、エンジン騒音の漏れ量を少なくする技術
が提案されている。
【0008】
しかし、いずれの技術においても、騒音源が外部から排気口を通じて直視でき、エンジン騒音が殆ど規制されずに直接外部に流出するレイアウトとなっているため、騒音防止効果は不十分であった。
【0009】
そこで本発明は、エンジンの冷却性能を損なわないように排気口をエンジンガードの上面部に設ける構成をとりながら、エンジン騒音の外部への漏出を抑えて十分な防音効果を得ることができる建設機械の防音構造を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、騒音源であるエンジンおよびラジエータ冷却用のファンがエンジンガードで覆われ、このエンジンガードの上面部に開閉自在なボンネットが設けられた建設機械において、上記ラジエータとの熱交換後の空気を外部に排出する排気口が上記ボンネットに設けられるとともに、防音板が、上記エンジンガード内におけるエンジンの上方で、かつ上記排気口の下方において、排気口を間隔を置いて覆う状態で上記ボンネットに設けられたものである。
【0011】
請求項2の発明は、請求項1の構成において、防音板が、エンジンから放射される音が排気口から直接外部に伝播しないようにエンジンが外部から排気口を通して直視できなくなる状態で設けられたものである。
【0012】
請求項3の発明は、請求項1の構成において、防音板が、エンジンおよびファンから放射される音が排気口から直接外部に伝播しないようにエンジンおよびファンが外部から排気口を通じて直視できなくなる状態で設けられたものである。
【0013】
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、防音板におけるエンジンに対向する面に吸音材が設けられたものである。
【0014】
このように、エンジンガードの上面部に排気口を設け、冷却後の空気を上方に逃がす構成を前提として、防音板を、エンジンガード内のエンジン上方空間に、エンジン騒音源と排気口を結ぶ音の漏出経路を遮断する障壁となる状態で設けたから、この防音板によって直接音のエンジンガード外への漏出を抑えることができる。
【0015】
この場合、防音板をエンジンガード内のエンジン上方空間に設けているため、防音板がエンジン近くで遮音機能を発揮し、音が拡散する前に遮断するため、直接音の漏出防止作用が効果的に行われる。
【0016】
さらに、防音板を、開閉自在なボンネットに取付けているため、ボンネットを開けると防音板もエンジン上方から外れるため、エンジン等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【0017】
また、防音板を、主たる騒音源であるエンジンが排気口を通して外部から直視できなくなる状態(請求項2)、さらにファンもが直視できなくなる状態(請求項3)で設けることにより、直接音の漏出防止効果がより高いものとなる。
【0018】
一方、請求項4のように防音板におけるエンジンに対向する面に吸音材を設けることにより、直接音だけでなく、エンジンガード内で反射する音の吸収効果も得られるため、外部への騒音の漏出をさらに低減させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図よって説明する。
【0020】
基本実施形態(図1,2参照)
エンジンガードGは、前後左右のサイドカバー1…と、ガード上面部を構成する開閉自在なボンネット2(図2中、2aはボンネット開閉支点を示す)と、下部フレーム3とを具備している。
【0021】
このエンジンガードGで囲まれたエンジンルーム内は、仕切り板4によってエンジン室G1とポンプ室G2とに仕切られ、エンジン室にエンジン5、ファン6、ラジエータ7、オイルクーラー8、それにエンジン排気が通される消音器(排気マフラー)9が設置され、ポンプ室G2にはエンジン5によって駆動される油圧ポンプ10が設置されている。9aは消音器9の排気管である。
【0022】
エンジンガードGには、ラジエータ7用の冷却空気を吸入するための吸気口11がラジエータ側のサイドカバー1に設けられる一方、エンジン室G1の天井になるボンネット2におけるエンジン5の上方部分に主排気口12、この主排気口12よりも消音器9側に補助排気口13がそれぞれ設けられている。
【0023】
ファン6によって吸気口11から吸入された冷却空気は、図1の実線矢印で示すようにオイルクーラー8、ラジエータ7を通過した後、その多くが主排気口12から外部に排出され、残りは破線矢印で示すようにエンジン周辺を通過後、仕切り板4にガイドされて補助排気口13から排出される。
【0024】
主、補助両排気口12,13のうち、補助排気口13は、
(イ)それ自体が小さいこと、
(ロ)エンジン5との間に消音器9が配置され、エンジン5およびファン6を外部から直視できない状態となっていること
により、直接音の漏出は殆ど問題とならない。なお、この実施形態では、補助排気口13からの直接音の漏出をさらに抑えるために、エンジン室G1におけるエンジン5と補助排気口13との間に補助防音板13aが設けられている。
【0025】
これに対し、主排気口12は、エンジン5およびファン6を外部から直視し得る位置および大きさで設けられているため、直接音が外部に漏出する。
【0026】
そこで、この主排気口12での防音対策として、エンジン室G1におけるエンジン5と主排気口12との間に防音板14が設けられている。
【0027】
この防音板14は、主排気口12を間隔cを置いて覆う状態、すなわち、エンジン5およびファン6と主排気口12とを結ぶ音の漏出経路を遮断する障壁となる状態で、かつ、外部から主排気口12を通じてエンジン5およびファン6が直視できなくなる状態(位置および大きさ)で設けられている。
【0028】
この防音板14により、エンジン5およびファン6から放射される音が排気口12から直接外部に逃げる直前で遮断されるため、直接音の外部への漏出が抑えられる。
【0029】
しかも、防音板14をエンジン室G1内のエンジン上方空間に設けているため、防音板14がエンジン5近くで遮音機能を発揮し、音が拡散する前に遮断することにより、直接音の漏出防止作用がより効果的に行われる。
【0030】
この実施形態での防音効果を確認するために本発明者が行った試験結果の例を次に示す。
【0031】
試験は、6tクラスの油圧ショベルについて、ISO(国際標準化機構)6395の騒音試験方法、すなわち被験機械を囲む仮想半球面上の12点にマイクロフォンを設置し、作業運転時の騒音レベルを測定する方法に従い、ショベルの音響パワーレベルの計測を行った。
【0032】
その結果、防音板14を設置しない従来構造の場合は71.3dB(12点の騒音レベルの平均値)であったものが、防音板14を設置した本実施形態によると68.3dBとなり、3.0dBの低減が認められた。
【0033】
とくに、油圧ショベルの45°上方、高さ7m地点での音圧レベルでは、従来構造が73.2dBであったものが防音板設置後は68.3dBで、4.9dBの低減が認められ、ショベル上方向に対して有効であることが確認された。なお、ショベル真上ではさらに騒音が低減されるものと考えられる。
【0034】
一方、従来構造と防音板14を設置した構造の双方についての冷却風量の測定を行ったが、両者に差は認められず、防音板14を設置したことによる風量低下がないことも確認された。
【0035】
また、油圧ショベルの掘削作業時のエンジン冷却水および作動油の飽和温度に関して、従来構造と防音板設置後の構造について測定したところ、両者に差異は生じなかった。
【0036】
これらの結果により、本構造によると、冷却性能を低下させることなく機械上方での十分な防音効果が得られることが確認された。
【0037】
なお、防音板14は、その四隅に配置された板状の支持部材15…によってボンネット2の下面にボンネット2と一体移動し得る状態で取付けられ、ボンネット2の開閉によってエンジン上方から外れる。このため、上方からのエンジン等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【0038】
また、防音板14を排気口12に設けたことの別の効果として、エンジン5に直接雨水が当ることを防止できるため、エンジン5に付属する電子機器を雨水から保護することができる。
【0039】
他の実施形態
以下の実施形態では基本実施形態との相違点のみを説明する。
【0040】
(1)図3に示す実施形態では、防音板14の下面(エンジン5に対向する面)にグラスウールやウレタン、ロックウール等の吸音材16を設けている。
【0041】
こうすれば、エンジン室G1内で反射して防音板14に当る間接音を吸音材16によって吸収できるため、全体としての防音効果を高めることができる。
【0042】
また、この実施形態では併せて、雨水が防音板14上に溜らないように、防音板14を上向きの凸曲面に形成している。なお、曲面でなく山形に形成してもよい。
【0043】
(2)防音板14は、所期の目的からはエンジン5およびファン6の双方(とくにエンジン5)が外部から排気口12を通して100%直視できなくなる状態で設けるのが望ましいが、エンジン5およびファン6の一部が外部から直視できる状態で設けても、従来構造との比較上は十分な防音効果を得ることができる。
【0044】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、エンジンガードの上面部に排気口を設け、冷却後の空気を上方に逃がす構成をとりながら、防音板を、エンジンガード内のエンジン上方空間に、エンジン騒音源と排気口を結ぶ音の漏出経路を遮断する障壁となる状態で設けたから、この防音板によって直接音のエンジンガード外への漏出を抑えることができる。
【0045】
すなわち、良好な冷却性能を維持しながら防音効果を高めることができる。
【0046】
この場合、防音板をエンジンガード内のエンジン上方空間に設けているため、防音板がエンジン近くで遮音機能を発揮し、音が拡散する前に遮断するため、直接音の漏出防止作用が効果的に行われる。
【0047】
さらに、防音板を、開閉自在なボンネットに取付けているため、ボンネットを開けると防音板もエンジン上方から外れることにより、エンジン等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【0048】
また、防音板を、主たる騒音源であるエンジンが排気口を通して外部から直視できなくなる状態(請求項2)、さらにファンもが直視できなくなる状態(請求項3)で設けることにより、直接音の漏出防止効果がより高いものとなる。
【0049】
一方、請求項4の発明によると、防音板におけるエンジンに対向する面に吸音材を設けたから、直接音だけでなく、エンジンガード内で反射する音の吸収効果も得られる。このため、外部への騒音の漏出をさらに低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の基本実施形態を示す建設機械のエンジンルームの概略正断面図である。
【図2】 同側断面図である。
【図3】 本発明の別の実施形態を示す図2相当図である。
【符号の説明】
G エンジンガード
1 エンジンガードのサイドカバー
2 同ボンネット
3 同下部フレーム
5 エンジン
6 ファン
7 ラジエータ
11 吸気口
12 主排気口(排気口)
14 防音板
16 吸音材
Claims (4)
- 騒音源であるエンジンおよびラジエータ冷却用のファンがエンジンガードで覆われ、このエンジンガードの上面部に開閉自在なボンネットが設けられた建設機械において、上記ラジエータとの熱交換後の空気を外部に排出する排気口が上記ボンネットに設けられるとともに、防音板が、上記エンジンガード内におけるエンジンの上方で、かつ上記排気口の下方において、排気口を間隔を置いて覆う状態で上記ボンネットに設けられたことを特徴とする建設機械の防音構造。
- 防音板が、エンジンから放射される音が排気口から直接外部に伝播しないようにエンジンが外部から排気口を通して直視できなくなる状態で設けられたことを特徴とする請求項1記載の建設機械の防音構造。
- 防音板が、エンジンおよびファンから放射される音が排気口から直接外部に伝播しないようにエンジンおよびファンが外部から排気口を通じて直視できなくなる状態で設けられたことを特徴とする請求項1記載の建設機械の防音構造。
- 防音板におけるエンジンに対向する面に吸音材が設けられたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の建設機械の防音構造。
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