JP4506665B2 - 建設機械の冷却構造 - Google Patents

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の防音性能を改良した建設機械の冷却構造に関するものである。

たとえば油圧ショベルにおいては、図1４,１５に示すように上部旋回体１の後部にエンジンルーム２が設けられ、このエンジンルーム２内にエンジン３と、このエンジン３によって駆動される油圧ポンプ４が収容されている。

また、油圧ポンプ４と反対側に、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、エンジン３で駆動される冷却ファン６とが設けられ、この冷却ファン６の回転により、図中矢印で示すように外部からエンジンルーム２に吸い込まれた空気が熱交換器５を通過した後、図示しない排気口から外部に排出される。

エンジンルーム２は、エンジンガードと称されるパネル材やカウンタウェイトの一部、燃料タンクの上面等を利用するカバー材７で囲われて形成され、このカバー材７に、外気を取り込む吸気口８が設けられている。

この吸気口８は、エンジンルーム２における熱交換器５が配置された側においてカバー材７の側面(熱交換器５と対面する面)または上面に設けられている。図８中、９はキャビンである。

しかし、この構造では、ファンの回転音、風切り音、熱交換器５の吸い込み音等の吸気騒音に対して何の規制もないため、騒音の大半が吸気口８を通して直接外部に漏出し、吸気側の防音性能が低くなるという問題があった。

この点の対策として、特許文献１に示されているように、エンジンルームの吸気側の空間を機械前側に延長し、その先端を吸気口として機械中心側に開口させることにより、平面視でコの字形の屈折形状に形成した技術が提案されている。
特開平０８−２１８８６９号公報

上記公知技術によると、図１４,１５に示す従来技術と比較して、熱交換器のコア面から吸気口に至る直接音を室壁で遮断して減音する効果が得られるとともに、吸気経路が長くかつ屈折していることで音の反射・減衰効果が高くなるという利点がある。

しかし、この構造では、吸気室の室壁(カバー材)のみによる減音効果しか得られないため、基本的に防音効果が低い。また、室壁には隙間があり、その気密性は必ずしも高くないため、吸気室からの音の漏れが大きい。これらの点で、吸気側での防音性能はなお不十分であった。

また、吸気室を前側に延ばすため、この延ばした分、上部旋回体の他の設備(たとえば図１４のキャビン９)の設置スペースが侵食され、とくに後方小旋回型等と称される小型ショベルのように元々スペースの余裕のない機械において不利となるという弊害が生じる。

そこで本発明は、吸気室を拡張せずに、しかも吸気側の防音性能を向上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が設けられ、上記冷却ファンの回転により外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された建設機械の冷却構造において、次の要件のすべて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) 上記カバー材で形成されるこの吸気室の室壁に、外部に開口する第１吸気口を形成したこと。
(Ｃ) 上記吸気室内に、上記カバー材とは別のダクト材によって独立した箱状に形成したダクトを、上記熱交換器のコア面の前面側にコア面を周囲から気密に囲うとともにコア面と第１吸気口との間を遮断して吸気室内を二室に仕切る状態で設けたこと。
(Ｄ) このダクトに第２吸気口を設けたこと。
(Ｅ) 上記吸気室の二室間で、上記第２吸気口以外の部分は上記ダクトで遮断したこと。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、第１吸気口から吸い込まれた空気が第２吸気口で方向転換して熱交換器のコア面に至るように、第２吸気口を、第１吸気口と熱交換器のコア面との間に屈折した吸気通路を形成する状態で設けたものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、吸気通路がＬ字形に形成される状態で第１及び第２両吸気口を設けたものである。

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、第１吸気口を、少なくとも一部が吸気室の室壁の側面部に位置する状態で、かつ、その下端が第２吸気口の上端よりも上方に位置する状態で設けたものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、第１吸気口から吸い込んだ空気を第２吸気口に案内する案内板を、吸気室内におけるダクトと第１吸気口との間に設けたものである。

請求項６の発明は、請求項５の構成において、案内板を、第２吸気口の入口部分に、吸い込み空気を同吸気口に向けて方向転換させる状態で設けたものである。

請求項７の発明は、請求項６の構成において、案内板を第２吸気口の下縁部に向かって先下がりに傾斜させたものである。

請求項８の発明は、請求項１乃至７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状態でダクトを設けたものである。

請求項９の発明は、請求項１乃至７のいずれかの構成において、熱交換器のコア面の一部が第１及び第２両吸気口を通して外部から直視される状態でダクトを設ける一方、上記外部から直視されるコア面部分を外部に対して遮断する幕板を吸気室内に設けたものである。

請求項１０の発明は、請求項９の構成において、幕板を、第１吸気口から吸い込んだ空気を第２吸気口に案内する案内板を兼ねる状態で設けたものである。

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、第１吸気口に、上向きに突出する吸気筒を設けたものである。

請求項１２の発明は、請求項１１の構成において、吸気筒の内面に吸音材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、第２吸気口を熱交換器のコア面よりも小面積としたものである。

請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれかの構成において、第２吸気口を覆う状態でダクトにフィルタを設けたものである。

請求項１５の発明は、請求項１乃至１４のいずれかの構成において、ダクトにおける第１吸気口と対向する壁面を、第１吸気口との間隔が熱交換器コア面から遠い側で大きくなる方向に傾斜させたものである。

請求項１６の発明は、請求項１乃至１５のいずれかの構成において、ダクト下面を熱交換器のコア面に向かって先下がりに傾斜させたものである。

請求項１７の発明は、請求項１乃至１６のいずれかの構成において、エンジンルームの後方にカバー材を兼ねるカウンタウェイトを、左右両サイド部分がエンジンルームの側方に回り込む状態で設置し、上記左右両サイド部分のうち吸気室に臨むサイド部分の内面を、吸い込み空気を第２吸気口に導く導風面として傾斜させたものである。

請求項１８の発明は、請求項１乃至１７のいずれかの構成において、吸気室内の壁面に吸音材を設けたものである。

請求項１９の発明は、請求項１乃至１８のいずれかの構成において、エンジンの吸気を濾過するエアクリーナをダクト内に設けたものである。

請求項２０の発明は、請求項１９の構成において、少なくともダクト内のエアクリーナのメンテナンスを外部から行うためのメンテナンス口と、これを開閉する扉を設けたものである。

本発明によると、独立した箱状に形成したダクトを熱交換器のコア面の前面側に、コア面を周囲から気密に囲うとともに吸気室を二室に仕切る状態で設けるとともに、このダクトに第２吸気口を設け、上記ニ室間で第２吸気口以外の部分はダクトで遮断した構成、すなわち吸気室という一種のダクト内にさらにダクトを設けた二重ダクト構造としたから、次の効果を得ることができる。

(ｉ) 熱交換器のコア面から外部に直接抜ける音(直接音)をダクトで規制し、その拡散を抑えることができる。

(ｉｉ) 吸気室の室壁による減音効果に加えて、独立したダクト内での音の反射・減衰による減音効果を得ることができる。

(ｉｉｉ) 二重ダクト構造によって吸気室から外部への音の漏れを効果的に抑えることができる。

(ｉｖ) 二重ダクト構造で音を絞ることによる減音効果を得ることができる。

これらの点により、図１４,１５に示す従来構造はもとより、特許文献１に記載された公知技術と比較して、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、吸気室内にダクトを設けることによって上記効果を得る構成であるため、公知技術のように吸気室を拡張する必要がない。従って、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。

なお、吸気室からの音漏れ防止に関して、本発明によると、ダクトとコア面周囲との間のみの気密を保持することにより、高い音漏れ防止効果を得ることができる。

すなわち、ダクトがない場合、複雑な形状を持つカバー材の内面(カウンタウェイト内面を含む)で形成される吸気室自体を気密に構成しなければ音漏れを防ぐことができないが、３次元曲面も多用されるカバー材の内面を完全にシールすることは非常に困難である。

これに対し本発明によれば、従来構造と比べてシール範囲が遥かに狭くてすみ、また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。

また、請求項２,３の発明によると、コア面と外部とを結ぶ吸気通路を屈折させるため、屈折した吸気通路での音の反射・減衰による減音効果を得ることができる。

この場合、請求項３の発明によると、吸気通路をＬ字形に形成するため、特許文献１のようにコの字形に屈折させた場合と比較して、空気の流れに対する抵抗が小さくてすむ。

ところで、第１吸気口は、とくに機械のそばにいる人が感じる『機側騒音』を抑えるうえで上向きに逃がすのが望ましいことから、吸気室の上面部に設けるのが望ましい。

ただし、レイアウトの都合や外気の流入量を増やしたい要請等から、同吸気口を少なくとも一部が側面部に位置する状態で設ける場合もある。

この場合でも、請求項４の発明のように、第１吸気口の下端を第２吸気口の上端よりも上方に位置させることによって『機側騒音』を抑えることができる。

請求項５乃至７の発明によると、吸い込み空気を案内板によって第２吸気口に誘導し、抵抗の少ない良好な吸気性能を得ることができる。

この場合、請求項６,７の発明では、第２吸気口の入口部分に、吸い込み空気を方向転換させて第２吸気口に導く案内板を設けたから、吸い込み空気が第２吸気口の入口部分で滞留したり乱流を起こしたりすることを防止し、スムーズな空気の流れを作ることができる。

請求項８の発明によると、熱交換器のコア面から外部に直接抜けようとする直接音をダクトで完全に遮断できるため、この点で減音効果をさらに高めることができる。

ところで、コア面の一部が外部から直視されないことを条件とすると、第２吸気口の位置や大きさが制限され、場合によっては空気の流れが悪くなって風量が減少したり、熱交換器コア面全域に均等に行き渡りにくくなったりする等、吸気性能が低下するおそれがある。

この点、請求項９,１０の発明によると、コア面の一部が外部から直視される状態で設けたから、いいかえれば第２吸気口の位置や大きさを、風量や空気の流れを優先して設定することができるため、吸気性能を高めることができる。

しかも、外部から直視されるコア面部分を外部に対して遮断する状態で幕板を設けたから、上記のような条件下でも直接音の漏出を確実に防止することができる。

また、請求項１０の発明によると、幕板が、吸い込み空気を第２吸気口に案内する案内板を兼ねる状態で設けたから、吸気性能をさらに高めることができる。

請求項１１,１２の発明によると、第１吸気口に上向きに突出する吸気筒を設けたから、第１吸気口そのものが高位置にあるか低位置にあるかにかかわらず、騒音がこの吸気筒によって上方かつ高い位置に抜けることで『機側騒音』を大幅に低減することができる。

とくに請求項１２の発明によると、吸気筒の内面に吸音材を設けたから、音のエネルギーを吸音材で吸収できることで『機側騒音』の低減効果を一層高めることができる。

請求項１３の発明によると、ダクトの第２吸気口を熱交換器コア面よりも小面積としているため、コア面から出る吸気騒音が第２吸気口で絞られた後、吸気室内のダクト外空間で拡散することにより、高い減音効果を得ることができる。

また、請求項１４の発明によると、第１吸気口から吸い込まれた空気の全量が通過する第２吸気口にフィルタを設けたから、外気に含まれた粉塵等の除去効率が高くなる。

請求項１５の発明によると、ダクトにおける第１吸気口と対向する壁面を、第１吸気口との間隔が熱交換器コア面から遠い側で大きくなる方向に傾斜させるため、第１吸気口の一部がダクトによって塞がれてしまうことがなく、同吸気口の開口面積をフルに生かした十分な吸気量を確保することができる。

一方、請求項１６の発明によると、ダクト下面を熱交換器コア面に向かって先下がりに傾斜させたから、水平とした場合と比較して、ダクト内下部での空気の澱みや乱流が発生しにくくなり、空気の流れが良くなる。

また、ダクト下方に形成される空間を拡大できるため、この空間をバッテリ等の機器類の収容スペースや工具箱の設置スペース等として有効利用することができる。この場合、上記空間がダクトで覆われ、雨水が直接かからないため、機器類等を設置する上で有利となる。

請求項１７の発明によると、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、左右両サイド部分がエンジンルーム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、カウンタウェイトの左右両サイド部分のうち吸気室に臨むサイド部分の内面を、吸い込み空気を第２吸気口に導く導風面として傾斜させたから、第２吸気口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。

この場合、サイド部分内面の傾斜は、先下がりの階段状の傾斜としてもよいし、直線状の傾斜としてもよい。

請求項１８の発明によると、吸気室内の壁面(カバー材とダクト、それに案内板を設ける場合はさらに案内板)に吸音材を設けたから、吸気室内での音の反射・減衰による減音効果に吸音材による吸音効果が加わって防音効果をさらに高めることができる。

一方、請求項１９,２０の発明によると、エアクリーナをダクト内に設けたから、エアクリーナの吸気音の漏出も防止することができる。また、第２吸気口にフィルタを設けた場合に、フィルタで濾過された清浄空気をエアクリーナに送ることができる。

なお、フィルタとして粗塵用の目の粗いもの(金網等)を用いた場合でも、エアクリーナへの粗塵の吸い込みを防止できるという効果が得られる。

さらに、エアクリーナをダクト内に設けたことにより、エアクリーナを雨水等から保護することができる。また、雨水等からエアクリーナを保護するための別カバーが不要となるため、構成をシンプルにし、かつコストダウンすることができる。

請求項２０の発明によると、少なくともエアクリーナのメンテナンス(エレメントの点検、清掃、交換等)を扉付きのメンテナンス口によって外部から容易に行うことができる。

本発明の実施形態を図１〜図１３によって説明する。

第１実施形態(図１〜図３参照)
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１１で覆われたエンジンルーム１２が設けられ、このエンジンルーム１２に、エンジン１３、油圧ポンプ(図示しない)、冷却ファン１４、ラジエータ等の熱交換器(一つのものとして示す)１５が設けられている。

エンジンルーム１２内における熱交換器１５の吸気側に吸気室１６が形成され、この吸気室１６の上面部(カバー材１１の上面部)に、外部から冷却空気を取り込む第１吸気口１７が設けられている。

なお、図では第１吸気口１７を吸気室上面部と側面部の上端部とに跨って設けているが、上面部のみに設けてもよい。

吸気室１６は、エンジンルーム１２におけるエンジン１３等が収容された空間に対して、熱交換器１５、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１６にダクト１８が設けられている。

このダクト１８は、カバー材１１とは別のダクト材により、天板１９、底板２０、前後両側板２１,２２、それに正面板２３を備えた独立した箱状に形成され、正面板２３が熱交換器コア面１５ａと平行となり、かつ、コア面１５ａを周囲から気密に囲う状態(たとえば正面板２３と反対側の開口縁部が熱交換器コア面１５ａの縁枠部分に気密に接する状態)で取付けられている。

また、ダクト１８における熱交換器コア面１５ａに対向する正面板２３に水平方向に開口する第２吸気口２４が設けられ、防塵用のフィルタ２５が、この第２吸気口２４を覆い、かつ、熱交換器コア面１５ａと平行となる状態で設けられている。

なお、フィルタ２５(第２吸気口２４)をコア面１５ａと平行に配置することにより、空気の流れが良いものとなる。

一方、ダクト１８の天板１９は、第１吸気口１７を塞ぐことのないように、先下がり(第１吸気口１７との間隔が熱交換器コア面１５ａから遠い側で大きくなる方向)に傾斜して形成されている。これにより、第１吸気口１７の開口面積をフルに生かした十分な吸気量を確保することができる。

このダクト１８により、熱交換器コア面１５ａと第１吸気口１７との間が遮断されて吸気室１６内が二つ(ダクト内空間とそれ以外の空間。以下、ダクト内室、ダクト外室という)１６ａ,１６ｂに仕切られる。また、ダクト１８により、図１中に矢印で示すように第１吸気口１７から下向きに取り込まれた外気を第２吸気口２４で横向きに方向転換して熱交換器コア面１５ａに至らせるＬ字形の屈折した吸気通路が形成される。

このように、熱交換器コア面１５ａを独立したダクト１８で囲い、かつ、コア面１５ａと外部とを結ぶ吸気通路をＬ字形に屈折させているため、コア面１５ａから外部に直接抜ける直接音をダクト１８で遮断することができる。

この場合、熱交換器コア面１５ａの全域が第１及び第２両吸気口１７,２４を通して外部から直視されないように、両吸気口１７,２４の位置関係が設定されている。

具体的には、第２吸気口２４の上端が、熱交換器コア面１５ａの下端と、第１吸気口１７の最も外側の端とを結ぶ直線Ａ上かこれよりも下側にくるように設定されている。

これにより、コア面１５ａから直接外部に抜けようとする直線音をダクト１８で確実に遮断することができる。

また、このレイアウトによると、必然的に第２吸気口２４の上端が第１吸気口１７の下端(図例の場合は図左端の側面部にかかる部分)よりも下方に位置するため、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。

図１中には、第２吸気口上端を直線Ａ上に一致させた第１のパターンを示しているが、図２(ａ)に示すように直線Ａ近くでわずかだけ下側に設定する第２のパターン、または図２(ｂ)に示すように直線Ａよりも明らかに下側に設定する第３のパターンをとってもよい。

第１または第２のパターンをとれば、空気の流れを必要以上に曲げないで騒音の漏れを効果的に防止することができ、第３のパターンをとれば遮音効果の点でベストとなる。

なお、第２吸気口上端を直線Ａよりもわずか上側に位置させてもよい。この場合でも、上記第１〜第３各パターンの場合に近い効果を得ることができる。

一方、コア面１５ａから出る吸気音は、吸気室１６内においてダクト内室１６ａと、ダクト外室１６ｂ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１６という一種のダクト内にさらに独立したダクト１８を設けたいわば全周二重ダクト構造であるため、吸気室１６のみの一重構造とした場合と比較して、吸気室１６を形成するカバー材１１とダクト１８の全周部分において二重に音を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、二重ダクト構造で音を絞ることによる減音効果を得ることができる。

また、音の出口である熱交換器コア面１５ａをダクト１８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、図１４,１５に示す従来構造はもとより、特許文献１に記載された公知技術と比較して、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１６内にダクト１８を設けることによって上記効果を得る構成であるため、公知技術のように吸気室を拡張する必要がない。従って、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１８とコア面周囲との間のみの気密さえ保持すれば、コア面１５ａからの直接音をダクト１８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１１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み、また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。

なお、第２吸気口２４は、熱交換器コア面１５ａよりも小面積とされている。こうすれば、コア面１５ａから出る吸気騒音が第２吸気口２４で絞られた後、ダクト外室１６ｂで拡散するため、より高い減音効果を得ることができる。

しかも、吸気室１６内にダクト１８を設けることによって上記効果を得る構成であるため、公知技術のように吸気室を拡張する必要がない。従って、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。

一方、ダクト１８の第２吸気口２４にフィルタ２５を設けているため、第１吸気口１７から吸い込まれた外気の全量がこのフィルタ２５を通って熱交換器コア面１５ａに流入する。このため、外気に含まれた粉塵等の除去効率が高くなる。

しかも、フィルタ２５は、上記のように濾過作用を確保しながら、コア面１５ａ全体に設ける場合よりも大幅に小さくできるため、コストダウンとなる。

また、吸気室１６内の壁面、すなわち吸気室１６を形成するカバー材１１の内面、及びダクト１８の内外面にはそれぞれ吸音材２６が設けられ、この吸音材２６による吸音効果によって吸気騒音をさらに低減することができる。

第２実施形態(図４参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第１吸気口１７は、とくに機械のそばにいる人が感じる『機側騒音』を抑えるうえで上向きに逃がすのが望ましいことから、吸気室１６の上面部、または側面部まで跨るにしても第１実施形態のように側面部の上端部までの浅い範囲に設けるのが望ましい。

ただし、レイアウトの都合や外気の流入量を増やしたい要請等から、図４に示すように同吸気口１７を側面部に大きく食い込む状態で設けたい場合、あるいは側面部のみに設けたい場合がある。

一方、第１実施形態では、前記のように第２吸気口２４の上端が、熱交換器コア面１５ａの下端と第１吸気口１７の最も外側の端とを結ぶ直線Ａ上か、これよりも下側に設定される結果、第２吸気口２４の上下寸法が小さく抑えられて面積が小さくなるため、第２吸気口２４の空気の流入流量が減少する可能性がある。

また、第２吸気口２４が下方に位置するため、同吸気口２４を通ってダクト内室１６ａに流入する空気が熱交換器コア面１５ａの上部まで行き渡りにくくなるおそれがある。

そこで、この点の対策として第２吸気口２４の上下寸法を大きくとりたいという要請がある。

第２実施形態においては、このような要請に応える構成として、第１に、第２吸気口２４の上端が直線Ａよりも上側にくるように同吸気口２４の位置とサイズが設定されている。具体的には、図示のように第２吸気口２４がダクト正面壁２３の下端近傍から上端近傍までに亘る広い範囲で形成されている。

一方、第１吸気口１７は、下端が第２吸気口２４の上端よりも上方に位置することを条件として、吸気室上面部から側面部に大きく食い込む広い範囲で設けられている。図４中のαは第１吸気口下端と第２吸気口上端の位置ずれ寸法を示す。

この第２実施形態の構成をとることにより、第１吸気口１７を側面部に大きく食い込む状態で設け、かつ、第２吸気口２４を上下に広い範囲で設けながら、熱交換器コア面１５ａから出た騒音のうち機械側面部に向かう水平分はカバー材１１の側面部で遮断され、上向きの成分のみが第１吸気口１７から上方に放散されるため、機械のそばの作業員βが感じる『機側騒音』を減少させることができる。

また、この場合でも、ダクト１８を熱交換器コア面１５ａの前面側に設けたことの基本的効果、すなわち、
(ｉ) 熱交換器コア面１５ａから外部に直接抜ける音(直接音)をダクト１８で規制してその拡散を抑えことができる点、
(ｉｉ) 吸気室１６の室壁による減音効果に加えて、独立したダクト１８内での音の反射・減衰による減音効果を得ることができる点、
(ｉｉｉ) 二重ダクト構造によって吸気室から外部への音の漏れを効果的に抑えることができる点、
(ｉｖ) 二重ダクト構造で音を絞ることによる減音効果を得ることができる点
の効果は確保することができる。

なお、この第２実施形態の構成は、第１吸気口１７を吸気室側面部のみに設ける場合にも適用することができる。

第３実施形態(図５〜図８参照)
第２実施形態のように第２吸気口２４を広い範囲に設けると、熱交換器コア面１５ａに、両吸気口１７,２４を通して外部から直視される部分(以下、直視部分という。図８参照)Ｃが生じるため、この直視部分Ｃからの直接音をダクト１８によって遮断できなくなる。

そこで、第３実施形態では、第２吸気口２４を広い範囲に設けることを前提として、吸気室１６内における第１吸気口１７と第２吸気口２４(ダクト１８)との間に、空気ガイド作用と直接音遮断作用を兼備する幕板２７が設けられている。

この幕板２７は、ダクト１８の天板１９と同じ方向に傾斜する傾斜部２７ａと、その下端から垂下する垂直部２７ｂとから成るくの字形に形成され、図８中の直線Ａと、熱交換器コア面１５ａの下端と第２吸気口２４の上端とを結ぶ直線Ｂとの間の領域Ｄをカバーする状態、つまり、コア面１５ａの直視部分Ｃを外部に対して遮断する状態で取付けられている。

幕板２７をこのような状態で設けることにより、次の効果が得られる。

(イ) 第１吸気口１７から吸い込まれた空気が、幕板２７によって第２吸気口２４の上半部と下半部とに向けて誘導されるため、第２吸気口２４の全域、つまり熱交換器コア面１５ａの全域に対して空気を流通させることができる。

(ロ) コア面１５ａの直視部分Ｃが幕板２７により外部に対して遮断されるため、熱交換器コア面１５ａから第１吸気口１７に抜けようとする直接音を完全に遮断することができる。

ここで、第１実施形態における第２吸気口２４の上端の位置と同様に、空気の流れを必要以上に曲げないで騒音の漏れを効果的に防止する観点から、幕板２７の下端を上記直線Ａ上に一致させ、またはできるだけ接近させるのが望ましい。

なお、図では幕板２７を、図８中の直線Ａ,Ｂ間の領域Ｄを上下にはみ出して設けた場合を示しているが、領域Ｄをカバーするに足る最小範囲のみに設けてもよい。

また、この幕板２７にも表裏両面に吸音材２６が設けられている。

この場合、幕板２７をくの字形に形成しているため、狭いダクト外室１６ｂ内で案内板２７の表面積を大きくとることができ、それだけ多くの吸音材２６を設けることができるため、高い吸音効果を得ることができる。

一方、第１実施形態においてはダクト１８の正面板２３(第２吸気口２４及びフィルタ２５)が熱交換器コア面１５ａと平行となるようにダクト形状を設定したのに対し、この第３実施形態においては、図６に示すようにダクト１８の正面板２３が熱交換器コア面１５ａに対して傾斜するようにダクト形状が設定されている。

この場合でも、基本的に第１実施形態と同じ防音効果を得ることができる。

また、この第３実施形態においては、エンジン１３に供給される空気を濾過するためのエアクリーナ２８が吸気室１６のダクト内室１６ａの上部(中間部または下部でもよい)に設置されている。

こうすれば、エアクリーナ２８の吸気音の漏出も防止することができるとともに、フィルタ２５で濾過された清浄空気をエアクリーナ２８に送ることができる。

なお、フィルタ２５として粗塵用の目の粗いもの(金網等)が用いられる場合がある。この場合でも、エアクリーナ２８への粗塵の吸い込みを防止できるという効果が得られる。

さらに、エアクリーナ２８をダクト内に設けたことにより、エアクリーナ２８を雨水等から保護することができる。また、雨水等からエアクリーナ２８を保護するための別カバーが不要となるため、構成をシンプルにし、かつコストダウンすることができる。

また、このエアクリーナ２８のエレメント及びフィルタ２５の点検や清掃、交換等のメンテナンスを外部から簡単にできるように、図６,７に示すようにダクト１８及びカバー材１１におけるエアクリーナ２８のエレメント及びフィルタ２５が挿脱される方向の面(ダクト後側板２２及びカバー材背面部)に、それぞれメンテナンス口２９,３０と、これを開閉する扉３１,３２が設けられている。

なお、この両扉３１,３２は、同時に開閉できるように連結してもよい。あるいは、ダクト１８の後側板２２全体を扉としてカバー材１１の扉３２に一体化してもよい。

また、両メンテナンス口２９,３０は、熱交換器コア面１５ａのメンテナンスもできるように図示のように広い範囲で設けるのが望ましい。

この場合、後方小旋回型と称されるショベルでは、吸気室１６を形成するカバー材１１の背面側が図示のように平面視で円弧状に形成されるため、この部分にメンテナンス口２９,３０を設けることにより、エアクリーナ２８のエレメントを斜め外向き、つまり障害物のない方向に出し入れすることが可能となる。このため、エアクリーナ２８のエレメントの清掃等のための出し入れが簡単となる。

また、熱交換器コア面１５ａにフィルタを設けた従来の機械では、フィルタの出し入れをボンネット上からしか行えなかったのに対し、フィルタ２５を地上から出し入れできるため、フィルタ２５のメンテナンスが格段に容易となる。

第４、第５実施形態(図９,１０参照)
第４及び第５両実施形態では、ダクト底板２０が熱交換器コア面１５ａに向かって先下がりに傾斜して設けられている。

こうすれば、第１及び第２両実施形態のようにダクト底板２０を水平とした場合と比較して、ダクト内下部での空気の澱みや乱流が発生しにくくなり、空気の流れが良くなる。

また、ダクト下方に形成される空間を拡大できるため、この空間をバッテリ等の機器類や工具箱(機器類等という)３３の設置スペース等として有効利用することができる。この場合、上記空間がダクト１８によって上から覆われ、雨水が直接かからないため、機器類等３３を設置する上で有利となる。

また、両実施形態においては、第２室１６ｂの下方における第２吸気口２４の入口部分に案内板３４が設けられている。

しかも、この案内板３４は、図示のように第２吸気口２４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２４の入口部分で案内板３４により９０°方向転換させて第２吸気口２４に確実に誘導することができる。

しかも、案内板２４を傾斜させたから、第２吸気口２４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、ダクト天板１９と第１吸気口１７との間隔が十分大きくて、第１吸気口１７の開口面積をフルに生かした十分な吸気量を確保することができる場合には、図８に示すようにダクト天板１９を水平に形成してもよい。

また、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、この第４、第５両実施形態の構成は第２、第３実施形態の構成を前提としても成立する。

第６実施形態(図１１,１２参照)
第６実施形態においては、カウンタウェイト３５がエンジンルーム後方のカバー材として兼用され、かつ、左右両サイド部分(左側部分のみ図示)３５ａがエンジンルーム１２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３５の左右両サイド部分のうち吸気室１６に臨む左サイド部分３５ａの内面下部に、吸い込み空気を第２吸気口２４に導く導風面３６が先下がりの階段状に傾斜して形成されている。

こうすれば、導風面３６によって第２吸気口２４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３５の成形上の制限等から導風面３６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３６を図１２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７実施形態(図１３参照)
ここでは第１実施形態の構成を前提とした場合を例にとっているが、この第７実施形態の構成は他の実施形態の構成に対しても以下同様に適用することができる。

第７実施形態においては、第１吸気口１７に、上向きに突出する煙突状の吸気筒３７が設けられ、この吸気筒３７の内面に吸音材２６が設けられている。

こうすれば、第１吸気口１７そのものが高位置にあるか低位置にあるかにかかわらず、また第２、第３両実施形態のように第２吸気口２４を上下広い範囲に設けた場合でも、騒音が吸気筒３７によって上方かつ高い位置に抜けることで『機側騒音』をさらに低減することができる。

また、この吸気筒３７の内面にも吸音材２６を設けることで、音のエネルギーを吸収できるため、『機側騒音』の低減効果を一層高めることができる。

他の実施形態
(１) 図５〜図８に示す第３実施形態では、第２吸気口２４の上下寸法を大きくとる一方で、熱交換器コア面１５ａの直視部分Ｃを幕板２７で遮断する構成をとったが、この幕板２７は必要に応じて設ければよい。この幕板２７がない場合でも、ダクト１８を設けたこと(二重ダクト構造)による基本的な防音効果は確保することができる。

(２) 第１吸気口１７を、吸気室１６の前後方向または左右方向の側面部(上面部にかからないか、一部のみがかかる範囲)に設けてもよい。

この場合、同吸気口１７を、第２吸気口２４と対向しない室壁に設けるのが望ましい。対向する室壁に設ける場合には、第１吸気口１７の下端が第２吸気口２４の上端よりも上方に位置することを条件とする。

(３) 図５〜図８に示す第３実施形態の変形形態として、ダクト１８の後側板２２を含む後部を、カバー材１１に設けた窓穴を介して外部に露出させ(窓穴周囲の気密性はシール材によって保つ)、露出した後側板２２のメンテナンス口２９を外部から直接、扉３１で開閉するようにしてもよい。

(４) ダクト１８全体をプラスチック成形や金属板のプレス加工によって一体に成形してもよい。

本発明の第１実施形態を示す概略断面図である。 (ａ)(ｂ)は第２吸気口の上端の位置に関する他の２例を示す部分断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ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。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 第３実施形態におけるダクトの斜視図である。 図５の一部を拡大して示す図である。 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。 本発明の第６実施形態を示す図３相当図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 本発明の第７実施形態を示す概略断面図である。 従来構造を示す油圧ショベルの上部旋回体の全体平面図である。 同背面図である。

符号の説明

１１ カバー材
１２ エンジンルーム
１３ エンジン
１４ 冷却ファン
１５ 熱交換器
１５ａ 熱交換器のコア面
１６ 吸気室
１６ａ ダクトで仕切られたダクト内室
１６ｂ 同ダクト外室
１７ 第１吸気口
１８ ダクト
１９ ダクトの天板
２０ ダクトの底板
２１,２２ ダクトの前後両側板
２３ ダクトの正面板
２４ 第２吸気口
２５ フィルタ
２６ 吸音材
２７ 案内板
２７ａ 案内板の傾斜部
２７ｂ 同垂直部
２８ エアクリーナ
２９ ダクトのメンテナンス口
３０ カバー材のメンテナンス口
３１,３２ 扉
３４ 案内板
３５ カウンタウェイト
３５ａ カウンタウェイトのサイド部分
３６ サイド部分の内面に形成した導風面

Claims (20)

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が設けられ、上記冷却ファンの回転により外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された建設機械の冷却構造において、次の要件のすべてを具備する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) 上記カバー材で形成されるこの吸気室の室壁に、外部に開口する第１吸気口を形成したこと。
   (Ｃ) 上記吸気室内に、上記カバー材とは別のダクト材によって独立した箱状に形成したダクトを、上記熱交換器のコア面の前面側にコア面を周囲から気密に囲うとともにコア面と第１吸気口との間を遮断して吸気室内を二室に仕切る状態で設けたこと。
   (Ｄ) このダクトに第２吸気口を設けたこと。
   (Ｅ) 上記吸気室の二室間で、上記第２吸気口以外の部分は上記ダクトで遮断したこと。
2. 第１吸気口から吸い込まれた空気が第２吸気口で方向転換して熱交換器のコア面に至るように、第２吸気口を、第１吸気口と熱交換器のコア面との間に屈折した吸気通路を形成する状態で設け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. 吸気通路がＬ字形に形成される状態で第１及び第２両吸気口を設け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. 第１吸気口を、少なくとも一部が吸気室の室壁の側面部に位置する状態で、かつ、その下端が第２吸気口の上端よりも上方に位置する状態で設け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. 第１吸気口から吸い込んだ空気を第２吸気口に案内する案内板を、吸気室内におけるダクトと第１吸気口との間に設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
6. 案内板を、第２吸気口の入口部分に、吸い込み空気を同吸気口に向けて方向転換させる状態で設けたことを特徴とする請求項５記載の建設機械の冷却構造。
7. 案内板を第２吸気口の下縁部に向かって先下がりに傾斜させたことを特徴とする請求項６記載の建設機械の冷却構造。
8. 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状態でダクトを設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
9. 熱交換器のコア面の一部が第１及び第２両吸気口を通して外部から直視される状態でダクトを設ける一方、上記外部から直視されるコア面部分を外部に対して遮断する幕板を吸気室内に設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
10. 幕板を、第１吸気口から吸い込んだ空気を第２吸気口に案内する案内板を兼ねる状態で設けたことを特徴とする請求項９記載の建設機械の冷却構造。
11. 第１吸気口に、上向きに突出する吸気筒を設け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. 吸気筒の内面に吸音材を設けたことを特徴とする請求項１１記載の建設機械の冷却構造。
13. 第２吸気口を熱交換器のコア面よりも小面積とし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。
14. 第２吸気口を覆う状態でダクトにフィルタを設けたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
15. ダクトにおける第１吸気口と対向する壁面を、第１吸気口との間隔が熱交換器コア面から遠い側で大きくなる方向に傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
16. ダクト下面を熱交換器のコア面に向かって先下がりに傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
17. エンジンルームの後方にカバー材を兼ねるカウンタウェイトを、左右両サイド部分がエンジンルームの側方に回り込む状態で設置し、このカウンタウェイトの上記左右両サイド部分のうち吸気室に臨むサイド部分の内面を、吸い込み空気を第２吸気口に導く導風面として傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
18. 吸気室内の壁面に吸音材を設けたことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
19. エンジンの吸気を濾過するエアクリーナをダクト内に設けたことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造。
20. 少なくともダクト内のエアクリーナのメンテナンスを外部から行うためのメンテナンス口と、これを開閉する扉を設けたことを特徴とする請求項１９記載の建設機械の冷却構造。

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