JP4729870B2

JP4729870B2 - 建設機械

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Publication number: JP4729870B2
Application number: JP2004166572A
Authority: JP
Inventors: 中島　　一; 員弘上田; 康正木村; 秀夫宇津野; 利行小林
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: JP2005029146A

Description

本発明は油圧ショベルやクレーン等の建設機械に関し、より詳しくは、エンジン騒音を低減した低騒音型の建設機械に関するものである。

従来、建設機械としての油圧ショベルでは、作業アタッチメント等の油圧駆動系に圧油を供給する油圧ポンプをエンジンで駆動するようになっており、そのエンジンを冷却するためにラジエータが備えられている。ラジエータはその下流側に近接配置された冷却ファンによって冷却され、エンジン以外の放熱機器、例えば油圧ポンプについてはラジエータを冷却した後の冷却風を接触させることにより空冷し、作動油についてはラジエータと直列に配置されたオイルクーラによって冷却している。

上記ラジエータ、オイルクーラ等の熱交換器を冷却する冷却風は、通常、エンジンガード側面に設けられた吸気用開口部を通じて取り込まれ、熱交換に供せられた排風はエンジンガード上面に設けられた排気用開口部から外部に放出される。

このような冷却構造では、通常、吸気用開口部を熱交換器と対向させて配置しているため、冷却ファンの騒音を含むエンジン騒音がその吸気用開口部から直接、外部に漏れてしまい騒音となる。

そこで、エンジン騒音が外部に漏れることを低減することを目的としてラジエータ開口部にスプリッタ消音装置を密着させて設置した防音装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このスプリッタ消音装置は、押出し式冷却ファンによってラジエータから排出されエンジンガードの排気用開口部から排出される排風路にダクト状の箱型部材を取り付け、その箱型部材内部を複数の排風室に区切り、各排風室内壁に吸音材を貼着することにより騒音の低減を図っている。

一方、吸気用開口部とラジエータとを対向させない配置として、吸気用開口部とラジエータ間に接続されるダクトをＬ形に屈折させ、吸気用開口部を機体の中心に向けて配置したものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−１４４０２２号公報（第（３）〜（４）頁、図４，図６）特開平８−２１８８６９号公報（第(２)頁、図１）

上記特許文献１にはラジエータの排風口についての消音対策は開示されているものの、機体内にエアを取り込むための吸気開口部から外部に漏れるエンジン騒音の低減については開示がされていない。また、この特許文献１に記載される構造では、エンジン騒音の低減を図るために、ラジエータをエンジンから一段上の位置に配置した上で当該ラジエータの押出し冷却ファンに対して排風口を下側にずらして配置しているが、このような配置では上記ラジエータと上記排風口とをずらす分だけラジエータを通常よりも上側の位置に配置しなければならず、これに伴って本体カバーの上面を高くしなければならない不都合がある。このような本体カバー上面の高さ寸法の著しい増大は、運転席から後方への視界を妨げる要因となるため、その抑制が望まれる。

一方、上記特許文献２に記載される防音構造では、ファンが横向きに配置される一方、吸気用開口部は本体カバーの上面に配置されており、これらのファンと吸気用開口部とを接続するダクトが狭い領域内で９０°もしくはそれ以上に大きく屈折された形状となっているために通気抵抗が大きくなるだけでなく、機体中心部に騒音がこもって上方に反射し、上向きにより大きな騒音を発生したり、こもった騒音がキャビンに伝播してキャビン内の騒音が大きくなるという問題もある。

本発明は以上のような従来の防音構造における課題を考慮してなされたものであり、冷却性能を低下させることなく、かつ、本体カバーの高さを抑えながら、エンジン騒音を効果的に低減することのできる建設機械を提供するものである。

本発明は、下部走行体上にキャビンを有する上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に本体カバーによって覆われたエンジンルームが備えられ、そのエンジンルーム内の冷却ファンの駆動により上記本体カバーに設けられた吸気開口部から冷却風を取り込んで本体カバー内に収納された熱交換器の冷却を行い、熱交換に供せられた排風を上記本体カバーに設けられた排気開口部から排出するように構成された建設機械において、上記エンジンルームに設けられたエンジン及び上記熱交換器は、上記上部旋回体の後部で車幅方向に並んで配設され、上記排気開口部は、上記エンジンを車幅方向に挟んで上記熱交換器と反対側に位置する上記本体カバーの側壁に設けられ、上記吸気開口部は、その吸気開口部が設けられている本体カバーの面に対して直交する方向から当該吸気開口部を通じて本体カバー内を見たときに、当該吸気開口部の少なくとも一部が上記熱交換器の通気面からはみ出るとともに上記本体カバーによって上記熱交換器の通気面の少なくとも一部が遮蔽されるように当該通気面に対して横方向にオフセット配置されたオフセット開口部であり、上記オフセット開口部は、上記熱交換器を車幅方向に挟んで上記エンジンと反対側で、かつ、上記キャビンの後ろに位置して上記熱交換器の通気面と車幅方向に相対向する上記本体カバーの側壁に設けられ、上記オフセット開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内するように、上記オフセット開口部と上記熱交換器の通気面とを接続するダクトをさらに備えているものである。

この発明において、冷却ファンが駆動すると、熱交換器に対して斜め横方向に配置された吸気開口部から冷却風が機体内に取り込まれ、熱交換器を通過する際に熱交換され、熱交換に供せられた冷却風は排気開口部から機外に排出される。ここで、上記吸気開口部は、その吸気開口部が設けられている本体カバーの面に対して直交する方向から当該吸気開口部を通じて本体カバー内を見たときに当該吸気開口部の少なくとも一部が上記熱交換器の通気面からはみ出るように当該通気面に対して横方向にオフセット配置されたオフセット開口部となっているので、熱交換器の正面は、吸気開口部に連なる本体カバーによってその一部または全部が遮蔽されることとなり、エンジン騒音が直接外部に漏れることが抑制され、その分エンジン騒音が低減される。しかも、上記オフセット開口部のオフセット方向が横方向であるため、本体カバーの高さ寸法を抑えながら上記エンジン騒音の低減を図ることができる。

また、通気面と吸気開口部とを接続するダクトを有するため、オフセット開口部から取り入れられた冷却風を熱交換器に案内することができる。

より具体的に、上記熱交換器の通気面に対して上記吸気開口部が上部旋回体の前側にオフセット配置されているものによれば、本体カバーを特に大型化することなく上部旋回体の前側に大きなオフセット量を確保することが可能である。

この構造では、上記熱交換器を上記上部旋回体の後端部を覆っている本体カバーに近接して配置し、上記ダクトが上記吸気開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内する上記本体カバーの一部を案内面として有したり、上記上部旋回体に上記エンジン及び上記熱交換器よりも前方に位置するキャビンを設け、このキャビンと上記熱交換器の通気面との間の位置に上記吸気開口部を設けるとともに、この吸気開口部と上記キャビンとの間にエンジンガードを設けて、上記ダクトが上記吸気開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内する上記エンジンガードの一部を案内面として有したりすることにより、上記熱交換器の通気面と吸気開口部とをオフセットさせながらも、簡素な構造で吸気の円滑化を図ることができる。

また本発明は、下部走行体上にキャビンを有する上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に本体カバーによって覆われたエンジンルームが備えられ、そのエンジンルーム内の冷却ファンの駆動により上記本体カバーに設けられた吸気開口部から冷却風を取り込んで本体カバー内に収納された熱交換器の冷却を行い、熱交換に供せられた排風を上記本体カバーに設けられた排気開口部から排出するように構成された建設機械において、上記エンジンルームに設けられたエンジン及び上記熱交換器は、上記上部旋回体の後部で車幅方向に並んで配設され、上記排気開口部は、上記エンジンを車幅方向に挟んで上記熱交換器と反対側に位置する上記本体カバーの側壁に設けられ、上記吸気開口部が複数箇所に分散して設けられるとともに、当該吸気開口部として、その吸気開口部が設けられている本体カバーの面に対して直交する方向から当該吸気開口部を通じて本体カバー内を見たときに、当該吸気開口部の少なくとも一部が上記熱交換器の通気面からはみ出るとともに上記本体カバーによって上記熱交換器の通気面の少なくとも一部が遮蔽されるように当該通気面に対してオフセット配置されたオフセット開口部を含み、上記オフセット開口部は、上記熱交換器を車幅方向に挟んで上記エンジンと反対側で、かつ、上記キャビンの後ろに位置して上記熱交換器の通気面と車幅方向に相対向する上記本体カバーの側壁に設けられ、上記オフセット開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内するように、上記オフセット開口部と上記熱交換器の通気面とを接続するダクトをさらに備えているものである。

この構成においても、熱交換器の正面は、吸気開口部に連なる本体カバーによってその一部または全部が遮蔽されることとなり、エンジン騒音が直接外部に漏れることが抑制され、その分エンジン騒音が低減される。しかも、複数の吸気開口部を分散配置しているので、単一の吸気開口部を設ける場合に比べ、上記吸気開口部に含まれるオフセット開口部のオフセット量（上記通気面から外側にはみ出る寸法）を抑えることが可能であり、このため、吸気開口部の総開口面積を大きく確保し、かつ、本体カバーの高さ寸法を抑えながら、エンジン騒音の低減を図ることができる。

さらに、複数の吸気開口部が上記オフセット開口部であり、これらのオフセット開口部が上記熱交換器の通気面に対して互いに異なる向きにオフセット配置されている構成とすれば、オフセット開口部のオフセット量を特定の向きに偏らせずに分散させることができ、その分、本体カバーの大型化を抑えることができる。

より具体的に、上記オフセット開口部には上記熱交換器の通気面に対して上下方向にオフセット配置されたものと横方向にオフセット配置されたものとを含むものとすれば、各オフセット開口部を一方向に偏らせることなくバランスよく配置することが可能になる。

また、複数の吸気開口部の全てを上記オフセット開口部とすることにより、エンジン騒音のより有効な低減を図ることができる。

一方、本発明では、上記吸気開口部として、上記オフセット開口部以外の非オフセット開口部またはその開口領域の一部が上記熱交換器の通気面と重なる程度にオフセット配置された一部オフセット開口部を含んでいてもよい。その場合、これら非オフセット開口部、一部オフセット開口部のうちの少なくとも一部の吸気開口部の奥方に、当該吸気開口部と上記熱交換器の通気面との間を遮蔽する遮蔽材が介在する構成とすることにより、当該非オフセット開口部または一部オフセット開口部についてもエンジン騒音の低減効果を享受することが可能である。従って、上記通気面からの吸気開口部のオフセット量を小さく抑えて全吸気開口部の占有領域を小さく抑えながら、エンジン騒音の効果的な低減を図ることができる。

上記遮蔽材を設ける場合、その遮蔽材のうち少なくとも一側面に吸音材が設けられている構成とすれば、エンジン騒音低減効果がより高まる。

本発明において、吸気開口部のオフセット量（シフト量）を大きくすればするほど消音効果は高くなる。なお、オフセット量の上限値は上部旋回体内のレイアウトやスペースによって決めればよいが、上記オフセット開口部として、上記通気面に直交する方向から当該オフセット開口部を通してその通気面を見たときにこの通気面の見える割合が当該オフセット開口部の全開口面積の５０％以下となる程度まで上記通気面に対してオフセット配置されたものを含むことが、より好ましい。

さらに、全ての吸気開口部が、上記通気面に直交する方向から当該オフセット開口部を通してその通気面を見たときにこの通気面の見える割合が当該オフセット開口部の全開口面積の５０％以下となる程度まで上記通気面に対してオフセット配置されたものとすることにより、さらに高いエンジン騒音低減効果が得られる。

また、上記ダクト内にスプリッタ形またはセル形消音器を内蔵したり、上記ダクト内に、吸気開口部から取り入れた冷却風を熱交換器側に案内する導風板を設けてこの導風板には吸音材を貼着したりすることにより、さらに高いエンジン騒音低減効果を得ることが可能である。

以上のように本発明は、本体カバーに設けられる吸気開口部を、その吸気開口部が設けられている本体カバーの面に対して直交する方向から当該吸気開口部を通じて本体カバー内を見たときに当該吸気開口部の少なくとも一部が上記熱交換器の通気面からはみ出るように当該通気面に対して横方向にオフセット配置し、もしくは上記吸気開口部を複数箇所に分散して設け、当該吸気開口部として、その吸気開口部が設けられている本体カバーの面に対して直交する方向から当該吸気開口部を通じて本体カバー内を見たときに当該吸気開口部の少なくとも一部が上記熱交換器の通気面からはみ出るように当該通気面に対してオフセット配置されたオフセット開口部を含むようにしたものであるので、冷却性能を低下させることなく、かつ、本体カバーの高さを抑えながら、エンジン騒音を効果的に低減することができる効果がある。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は本発明を油圧ショベルに適用したものであり、その上部旋回体１を平面から見たものである。

同図において、上部旋回体１の略中央にはメインフレーム２ａ，２ｂが前後に走っており、そのメインフレーム２ａの左側にキャビン３が配置されている。

このキャビン３の後方にはエンジンガード９が設けられている。さらにその後方において上部旋回体１の後部にエンジン４が車幅方向に配置され、本体カバー８によって覆われたエンジンルーム内に収容されている。このエンジンルーム内において上記エンジン４の左側には冷却ファン５が備えられ、右側には油圧ポンプ６が設けられている。上記冷却ファン５は吸込方式のものであり、その上流側にラジエータ（熱交換器）７が配置されている。

上記本体カバー８のキャビン側側壁には冷却風を取り込むための吸気開口部１０が設けられ、本体カバー８における油圧ポンプ６と対向する部位にはその取り込んだ冷却風を機外に排出するための排気開口部１１が設けられている。

この構成において、冷却ファン５が駆動すると、機体左側に設けられた吸気開口部１０から冷却風が機体内に取り込まれ（図中、白抜き矢印参照）、機体内を右側に向けて流れ、ラジエータ７を通過する際にその伝熱管内を流れるエンジン冷却水と熱交換され、熱交換に供せられた冷却風は排気開口部１１から機外に排出される。

次に、本発明の特徴部分である低騒音構造について図２および３を参照しながら説明する。

図２は低騒音構造を吸気開口部１０側から見たものである。

なお、以下の説明において図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図２において、吸気開口部１０とラジエータ７との間にはダクト（案内手段）１２が設けられている。

このダクト１２は、吸気開口部１０とラジエータ７とを斜め方向に接続している。具体的には、後に詳述するように上記吸気開口部１０がラジエータ７よりも上部旋回体１の前側にシフトすなわちオフセットされた位置にあり、これら吸気開口部１０とラジエータ７とを略水平方向に接続するようにダクト１２の形状が設定されている。

上記ダクト１２は、後壁１２ｂ、前壁１２ａ、上壁１２ｃ、及び下壁１２ｄにより囲まれる筒状をなしている。このうち上記後壁１２ａは上記したように円弧状をなして上部旋回体１の後端部を覆っている本体カバー８の一部で構成され、上記前壁１２ｂはエンジンガード９の一部で構成され、上記上壁１２ｃおよび上記下壁１２ｄは、上記後壁１２ａと上記前壁１２ｂを前後に接続するプレートで構成されている。なお、ダクト１２の高さｈは、ラジエータ７の高さと略同じに設定されている。

すなわち、上記ダクト１２の後壁１２ｂを構成する本体カバー８の部分及び同ダクト１２の前壁１２ａを構成するエンジンガード９の部分は、上記吸気開口部１０から取り入れられた冷却風を上記ラジエータ７に案内する案内面を構成している。

なお、図に示す本体カバー８の位置にカウンタウエイトが設けられている場合には、そのカウンタウエイトの内壁をダクト後面すなわち上記案内面として利用することもできる。

また、ダクト１２の前壁１２ｂは、左右方向に沿って配置された縦板部１２ｂ1と、その縦板部１２ｂ1の右縁からラジエータ７側すなわち後側に折り曲げられた斜め方向の縦板部１２ｂ2とからなっている。このように前壁１２ｂをくの字状に折り曲げることにより、上記吸気開口部１０からは冷却風を多く取り入れながら、その取り入れた冷却風は円滑にラジエータ７に導入されるようになっている。

ここで、吸気開口部１０を従来のように本体カバー８の上面に設けると、その上面に設けた吸気側開口とラジエータとを連絡するためのダクトが上部旋回体１の左側後端に突出することになるが、本実施形態のように吸気開口部１０をラジエータ７の斜め前方に配置し、ダクト１２を平面から見て菱形状に構成すると、ダクト１２の一部を円弧状をなす本体カバー８で構成することができるため、吸気通路をコンパクトに構成することができるという利点がある。

図３は、上記ダクト１２をラジエータ７の通気面７ａに直交する方向（図２における矢印Ａ方向）すなわち車体側方から見たものである。

同図において、Ｌ１はラジエータ７の通気面７ａの横幅、Ｌ２は吸気開口部１０の横幅、Ｌ３は吸気開口部１０とラジエータ７との重なり代、Ｌ４はＬ２とＬ３との差（＝Ｌ２−Ｌ３）、すなわち吸気開口部１０におけるラジエータ７からのずれ量である。この場合、上記矢印Ａ方向から吸気開口部１０を通じて直接ラジエータ７を覗くことができる範囲は上記重なり代Ｌ３に相当する範囲のみである。

このように吸気開口部１０がラジエータ７の通気面７ａに対してシフト（オフセット）されているために、エンジン騒音はダクト１２内で反射を繰り返し、直接音はほとんど外部に漏れないようになっている。さらに、図示のようにダクト１２の内壁に吸音材１５が貼着された構成とすれば、ダクト１２で反射する騒音はその吸音材１５に吸収され、騒音は大幅に低減される。

次に、本実施形態の低騒音構造による騒音低減効果の解析結果について説明する。

解析は境界要素法の２次元解析コードによる図４のモデルによって実施した。

同図(ａ)は基本モデルを示しており、吸気開口部としての開口を熱交換器の正面位置から完全に外して配置したものであり、後述する加振端としての熱交換器の右端Ｂより吸気側開口幅Ｌ＝２５０mmと同じ距離Ｌ′＝２５０mm離して（オフセットさせて）吸気開口部の端部を配置している。したがって熱交換器と開口とは１００％オフセットされた状態にある。

同図(ｂ)はオフセット量Ｌ′／Ｌを２５％〜１２５％まで変化させた場合を示している。

具体的には、熱交換器の右端Ｂを軸として右側にオフセットさせるにあたり、オフセット量Ｌ′／Ｌを１２５％、７５％、５０％、２５％と変化させた場合の減音量を測定した。

なお、図４のモデルでは通気面の面積と吸気開口部の面積が略同じに設定されており、例えばＬ′／Ｌが５０％であるということは、通気面の面積の５０％が遮蔽されていることを意味する。

また、同図(ｃ)は比較のために示した従来のモデルであり、オフセット量は０％である。

また、ダクトの内壁には吸音材として厚さｔ＝１５mmと厚さｔ＝５０mmの軟質ウレタンフォームのシートを貼着し、その吸音材の実測吸音特性に基づいて吸音境界条件を設けている。一方、熱交換器近傍の実機騒音特性、すなわちラジエータを通して伝播する冷却ファンを振動する音源としてそれと同等の加振周波数特性を加振端として用いた。

解析結果を表１に示す。

この表１においてＳは、熱交換器の通気面に直交する方向から吸気開口部を通して通気面を見た場合に、通気面の見える割合を示している。

表１に示されるように、オフセット量を変化させた場合の、吸気開口部での音響インテンシティのオーバーオール値と減音量をそれぞれ求めた結果、オフセット量Ｌ′／Ｌを５０％（Ｓ＝５０％）とした場合、有意差といえる３dBの減音量が確認された。また、オフセット量を１００％（Ｓ＝０％）、すなわち基本モデルとした場合では８．３dBと大きな減音量が得られた。

以上の解析結果より、熱交換器と吸気開口部のオフセット量を少なくとも５０％以上にすれば有効な消音低減を図ることができ、さらに、上記オフセット量を１００％以上にすれば（すなわち、吸気開口部を通して通気面を見ることができない配置にすれば）、きわめて高い消音効果が得られることが確認された。

次に、１２ｔクラスの油圧ショベルに本発明の低騒音構造を適用し、吸気開口部の正面１ｍの位置で騒音レベルを測定した。

ラジエータに対向して吸気側開口を設けた従来の構成では騒音レベルが８８dBAであったが、本発明の低騒音構造の基本モデルを適用すると、騒音レベルの計測結果は７９dBAとなり、エンジン騒音を９dB低減することができた。

図５はその測定における周波数分析結果を示したグラフである。

同グラフにおいて横軸は周波数(Hz)、縦軸は騒音レベル(dBA)を示しており、特性Ｓ１は従来の騒音レベル、特性Ｓ２は本発明の低騒音構造を適用した実機の騒音レベルである。

同グラフに示すように、本発明の低騒音構造では６３〜４０００Hzの帯域で騒音レベルが全体に低減しており、オーバーオール値を比較すると従来の騒音レベル８８dBAが７９dBAまで低下している。特に、騒音レベルのピーク（５００Hz）を比較すると、従来特性Ｓ１のピーク値Ｓ１ｐが８５dBAであったのに対し、本発明構造における特性Ｓ２のピーク値Ｓ２ｐが７３dBAまで低下していることがわかる。

なお、同条件にて風量の測定も行ったが、オフセット量が０％の場合の風量が１１１．３m3／minであるのに対し、上記基本モデルの風量は１０９m3／minであってほぼ同等の風量が得られている。すなわち、冷却に必要な風量は確保されている。

図６は、本発明に係る低騒音構造の第二実施形態を示したものである。なお、以下の実施形態において上記第一実施形態における構成要素と共通する構成要素については同じ参照符を付してその説明を省略する。

上記図６に示す防音構造では、ダクト１２内において上記吸気開口部１０の近傍の位置にスプリッタ形の消音器１６が設けられている。このスプリッタ形消音器１６は従来から消音器の一種として知られているものであり、この実施形態では、ダクト１２内を仕切る仕切板１６ａ，１６ｂを備え、これらの仕切板１６ａ，１６ｂが上記エンジンガード９と平行な方向（車体前後方向に対して傾斜する方向）に配置されている。そして、これら仕切板１６ａ，１６ｂのそれぞれに吸音材が内貼りされ、この吸音材により、ダクト１２内を進行する音波の音響エネルギを吸収し消音させるようになっている。

このようにダクト１２内にスプリッタ形の消音器１６を設けると、吸音面積を増加させることができるため、ダクト１２の消音効率を高めることができる。また、本実施形態ではスプリッタ形の消音器１６を吸気開口部１０近傍にのみ配置し、ラジエータ７の近傍には配置していないため、ラジエータ７のメンテナンスが容易であり、通気抵抗を高めることがないという利点がある。

なお、本発明において消音器を用いる場合、その具体的な種類を問わず、通気抵抗を大きく増加させない範囲で適宜選定が可能である。例えば、上記スプリッタ形よりもさらに断面を細かくセル状に仕切ってそれぞれに吸音材を内張りしたセル形消音器を設けることもできる。

図７は、本発明に係る低騒音構造の第三実施形態を示したものである。

同図に示す低騒音構造は、上述した各実施形態と同様に、吸気開口部１０が機体の側面に設けられ、且つその吸気開口部１０はラジエータ７から斜め前方にオフセットした位置に設けられている。

また、吸気開口部１０とラジエータ７とはダクト１２で接続されており、ダクト１２の前面を構成しているエンジンガード１７の一部が円弧状に形成されている。

このエンジンガード１７の円弧形状に沿って複数の導風板１８が配設されている。

このようにダクト１２における吸気開口部１０の近傍に導風板１８を設ければ、冷却風を極めて円滑に機体内に取り込むことができ、また、取り込んだ冷却風をその導風板１８によって整流された状態でラジエータ７に導入することができる。それにより、ラジエータ７の正面に吸気側開口を設けなくとも、ダクト１２内の通気抵抗の増加を抑制しつつ冷却風を円滑にラジエータ７に導入することができる。

図８は、本発明に係る低騒音構造の第四実施形態を示したものである。

同図に示す低騒音構造では、複数の導風板１９がダクト１２内に設けられ、かつ、ラジエータ７の上流側であってその近傍に位置している。

また、吸気開口部１０から取り込まれた冷却風が円滑にラジエータ７に導入されるように、各導風板１９は本体カバー８に沿って円弧状に形成されている。

図９は、本発明に係る低騒音構造の第五実施形態を示したものである。

同図に示す低騒音構造は、図７に示した導風板１８と図８に示した導風板１９とを一体に接続して導風仕切板２０としたものであり、ダクト吸気側開口１０からラジエータ７に至るまで冷却風をガイドするようになっている。

上述したように、ダクト１２内に導風板１８，１９または導風仕切板２０を設けると、吸気開口部１０とラジエータ７とが対向していなくとも冷却風を効率良くラジエータ７に導入することができる。

また、導風板１８，１９、導風仕切板２０の表面と、ダクト１２の内壁にそれぞれ吸音材を貼着すれば、騒音をさらに低減することができる。

なお、上記実施形態では吸気開口部１０とラジエータ７とをダクト１２で接続したが、図１に示した本体カバー８とエンジンガード９によって少なくとも前後に仕切りが設けられていれば、本発明の案内手段として機能し低騒音効果を得ることができる。

本発明の第六実施形態を図１０に示す。上記各実施形態に係る建設機械は、単一の吸気開口部１０を具備するものとなっているが、この第六実施形態に係る建設機械では、２つの吸気開口部１０Ａ，１０Ｂがラジエータ７の通気面に対して上側及び下側にそれぞれオフセットした位置に配されている。

このような構造によれば、吸気開口部を上下に分割することにより、総開口面積は大きく確保しながらそれぞれの吸気開口部１０Ａ，１０Ｂの開口面積は抑えることができる。従って、ラジエータ７の通気面からの各吸気開口部１０Ａ，１０Ｂのはみ出し量も抑えることができ、その結果、本体カバー８の高さ寸法を大きく増やすことなく各吸気開口部１０Ａ，１０Ｂをオフセットさせてエンジン騒音の低減を図ることができる。

例えば、単一の吸気開口部をラジエータ７の通気面に対して上側にオフセットさせる場合には、その分だけ本体カバー８の上面高さを大きくしなければならないことになるが、図示のように吸気開口部を上下の吸気開口部１０Ａ，１０Ｂに分割してこれらの吸気開口部１０Ａ，１０Ｂを上下にオフセットさせるようにすれば、各吸気開口部１０Ａ，１０Ｂそのはみ出し量を上下に分散させることにより、ラジエータ７の高さ位置や本体カバー８の上面の高さ位置をほとんど変更せずに吸気開口部１０Ａ，１０Ｂのオフセット配置が可能になるのであり、その結果、本体カバー８の上面高さを抑えながらエンジン騒音の低減を図ることになるのである。

さらに、第七実施形態として図１１に示すように、２つの吸気開口部１０Ｃ，１０Ｄをラジエータ７の通気面に対して上下方向（図では上側）と横方向（図では左側；上部旋回体１の前側）とに分けてオフセットさせるようにすれば、各方向についてのオフセット量は小さく抑えながら、必要開口面積及び必要オフセット量を確保することが可能となる。すなわち、各方向についてバランスのとれた吸気開口部の配置を実現することができる。

また、２つの吸気開口部を上部旋回体１の前側と後側とにそれぞれオフセットすれば、本体カバー８の上面高さをさらに低く抑えることが可能である。

本発明において、複数の吸気開口部を具備するにあたり、その全ての吸気開口部がラジエータ７の通気面に対して１００％オフセットされていなくてもよい。例えば、上記吸気開口部の中に非オフセット開口部またはその開口領域の一部が上記熱交換器の通気面と重なる程度にオフセット配置された一部オフセット開口部を含んでいてもよい。

その場合、これら非オフセット開口部、一部オフセット開口部のうちの少なくとも一部の吸気開口部の奥方に、当該吸気開口部と上記熱交換器の通気面との間を遮蔽する遮蔽材が介在する構成とすることにより、当該非オフセット開口部または一部オフセット開口部についてもエンジン騒音の低減効果を享受することが可能である。

その実施形態を第八実施形態として図１２（ａ）（ｂ）に示す。図では、本体カバー８の上部に横長の吸気開口部１０Ｅ，１０Ｆが上下２段にわたって配設されている。そのうち上段の吸気開口部１０Ｅはラジエータ７の通気面から上側に完全に（すなわち当該通気面と全く重なる部分がない程度まで）オフセットされており、逆に下段の吸気開口部１０Ｆはラジエータ７の通気面上部にほぼ完全に重なっていてオフセット量がほぼ０の状態となっている。そして、この吸気開口部１０Ｆとラジエータ７の通気面との間を遮断するように遮蔽板２２が配置されている。

この遮蔽板２２は、図例では、上記吸気開口部１０Ｆの上縁部からラジエータ７側に向かって延びる支持部２２ａと、この支持部２２ａの内側端からラジエータ７よりに斜め下方に延びる遮蔽部２２ｂとを有し、この遮蔽部２２ｂが上記吸気開口部１０Ｆとラジエータ７との間に介在している。そして、この遮蔽部２２ｂの少なくとも一側面（図例では吸気開口部１０Ｆ側の面である外側面）及びカバー８の天壁の裏面に吸音材１５が貼着されている。一方、排気開口部１１は本体カバー８の天板に設けられている。

この構造において、吸気開口部１０Ｅから本体カバー８内に吸引された空気は、そのままエンジン４の上部を通過して、もしくはラジエータ７の通気面を通って、排気開口部１１から排気される。一方、吸気開口部１０Ｆから吸引された空気は、遮蔽板２２により下方に案内されるようにしてラジエータ７の通気面を通過し、エンジン４を通って上記排気開口部１１から排気される。

このとき、吸気開口部１０Ｅはラジエータ通気面から完全にオフセットされており、また、吸気開口部１０Ｆはラジエータ通気面に対してほとんどオフセットされていないものの当該吸気開口部１０Ｆとラジエータ７との間に遮蔽板２２の遮蔽部２２ｂが介在しているため、いずれの吸気開口部１０Ｅ，１０Ｆについても当該開口部を通じてカバー外へエンジン音が漏れることが有効に抑制される。特に遮蔽板２２には吸音材１５が貼着されているので、エンジン騒音の低減効果はより顕著となる。

しかも、吸気開口部１０Ｅ，１０Ｆのうち吸気開口部１０Ｅのみを上側にオフセットさせるので、単一の吸気開口部をラジエータ通気面から完全にオフセットさせる場合に比べて本体カバー８の高さ寸法を抑えることが可能である。

さらに、吸気開口部のオフセット方向を横方向に設定すれば、本体カバー８の上面高さをより低く抑えることが可能になる。その実施形態を第九実施形態として図１３（ａ）（ｂ）に示す。

図において、車体側部の本体カバー８に縦長の吸気開口部１０Ｇ，１０Ｈが左右２列にわたって配設されている。そのうち左側（上部旋回体１の前側）の吸気開口部１０Ｇはラジエータ７の通気面から左側に完全に（すなわち当該通気面と全く重なる部分がない程度まで）オフセットされており、逆に右側（上部旋回体１の後側）の吸気開口部１０Ｈはラジエータ７の通気面左側部にほぼ完全に重なっていてオフセット量がほぼ０の状態となっている。そして、この吸気開口部１０Ｈとラジエータ７の通気面との間を遮断するように遮蔽板２２が配置されている。

この遮蔽板２２は、上記吸気開口部１０Ｈの左縁部からラジエータ７側に向かって延びる支持部２２ａと、この支持部２２ａの内側端からラジエータ７よりに斜め右向きに延びる遮蔽部２２ｂとを有し、この遮蔽部２２ｂが上記吸気開口部１０Ｈとラジエータ７との間に介在している。そして、この遮蔽部２２ｂの少なくとも一側面（図例では吸気開口部１０Ｈ側の面である外側面）及びエンジンガード９の後側面に吸音材１５が貼着されている。一方、排気開口部１１は本体カバー８の天板に設けられている。

この構造では、吸気開口部１０Ｇ，１０Ｈから本体カバー８内に吸引された空気がラジエータ７の通気面及びエンジン４を通って図略の排気開口部から排気される。このとき、吸気開口部１０Ｇはラジエータ通気面から完全にオフセットされており、また、吸気開口部１０Ｈはラジエータ通気面に対してほとんどオフセットされていないものの当該吸気開口部１０Ｈとラジエータ７との間に遮蔽板２２の遮蔽部２２ｂが介在しているため、いずれの吸気開口部１０Ｇ，１０Ｈについても当該開口部を通じてカバー外へエンジン音が漏れることが有効に抑制される。特に遮蔽板２２には吸音材１５が貼着されているので、エンジン騒音の低減効果はより顕著となる。

なお、前記遮蔽板２２が設けられる吸気開口部はラジエータ通気面に対して完全に（すなわち１００％以上）オフセットされたものに限らない。例えば、ラジエータ通気面に対して一部が重なる程度に当該ラジエータ通気面に対してオフセットしている吸気開口部についても、その重なり領域において当該ラジエータ通気面と吸気開口部との間に遮蔽板２２等の遮蔽部材を介在させることにより、優れたエンジン騒音低減効果を得ることが可能である。

また、本発明では、吸気開口部の具体的な個数を問わない。例えば４つの吸気開口部をラジエータ通気面に対して上下左右にそれぞれオフセットさせるようにしてもよい。

また、以上の実施形態では油圧ショベルを例に取り説明したが、本発明はこれに限らず、クレーン等の他の建設機械にも適用することができる。

本発明に係る建設機械の防音構造が適用される油圧ショベル上部旋回体の平面図である。図１に示すダクトの形状を拡大して示した斜視図である。図２のＡ矢視正面図である。 (ａ)から(ｃ)は本発明による防音効果を解析するためのモデル図である。周波数分析結果を示したグラフである。本発明の第二実施形態を示す図１相当図である。本発明の第三実施形態を示す図１相当図である。本発明の第四実施形態を示す図１相当図である。本発明の第五実施形態を示す図１相当図である。本発明の第六実施形態を示す正面図である。本発明の第七実施形態を示す正面図である。（ａ）は本発明の第八実施形態を示す正面図、（ｂ）は断面側面図である。（ａ）は本発明の第九実施形態を示す正面図、（ｂ）は断面側面図である。

１上部旋回体
２ａ，２ｂメインフレーム
３キャビン
４エンジン
５冷却ファン
６油圧ポンプ
７ラジエータ
８本体カバー
９エンジンガード
１０吸気開口部
１１排気開口部
１２ダクト
１３上面
１４下面
１５吸音材
１６スプリッタ形消音器
１７エンジンガード
１８，１９導風板
２０導風仕切板
２２遮蔽板

Claims

下部走行体上にキャビンを有する上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に本体カバーによって覆われたエンジンルームが備えられ、そのエンジンルーム内の冷却ファンの駆動により上記本体カバーに設けられた吸気開口部から冷却風を取り込んで本体カバー内に収納された熱交換器の冷却を行い、熱交換に供せられた排風を上記本体カバーに設けられた排気開口部から排出するように構成された建設機械において、
上記エンジンルームに設けられたエンジン及び上記熱交換器は、上記上部旋回体の後部で車幅方向に並んで配設され、
上記排気開口部は、上記エンジンを車幅方向に挟んで上記熱交換器と反対側に位置する上記本体カバーの側壁に設けられ、
上記吸気開口部は、その吸気開口部が設けられている本体カバーの面に対して直交する方向から当該吸気開口部を通じて本体カバー内を見たときに、当該吸気開口部の少なくとも一部が上記熱交換器の通気面からはみ出るとともに上記本体カバーによって上記熱交換器の通気面の少なくとも一部が遮蔽されるように当該通気面に対して横方向にオフセット配置されたオフセット開口部であり、
上記オフセット開口部は、上記熱交換器を車幅方向に挟んで上記エンジンと反対側で、かつ、上記キャビンの後ろに位置して上記熱交換器の通気面と車幅方向に相対向する上記本体カバーの側壁に設けられ、
上記オフセット開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内するように、上記オフセット開口部と上記熱交換器の通気面とを接続するダクトをさらに備えていることを特徴とする建設機械。
請求項１記載の建設機械において、上記オフセット開口部は、上記熱交換器の通気面に対して上記上部旋回体の前側にオフセット配置されていることを特徴とする建設機械。
請求項２記載の建設機械において、上記熱交換器が、上記上部旋回体の後端部を覆っている本体カバーに近接して配置され、
上記ダクトは、上記吸気開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内する上記本体カバーの一部を案内面として有していることを特徴とする建設機械。
請求項２または３記載の建設機械において、上記キャビンは、上記上部旋回体の上記エンジン及び上記熱交換器よりも前方に位置し、このキャビンと上記熱交換器の通気面との間の位置に上記吸気開口部が設けられるとともに、この吸気開口部と上記キャビンとの間にエンジンガードが設けられていて、
上記ダクトは、上記吸気開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内する上記エンジンガードの一部を案内面として有していることを特徴とする建設機械。
下部走行体上にキャビンを有する上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に本体カバーによって覆われたエンジンルームが備えられ、そのエンジンルーム内の冷却ファンの駆動により上記本体カバーに設けられた吸気開口部から冷却風を取り込んで本体カバー内に収納された熱交換器の冷却を行い、熱交換に供せられた排風を上記本体カバーに設けられた排気開口部から排出するように構成された建設機械において、
上記エンジンルームに設けられたエンジン及び上記熱交換器は、上記上部旋回体の後部で車幅方向に並んで配設され、
上記排気開口部は、上記エンジンを車幅方向に挟んで上記熱交換器と反対側に位置する上記本体カバーの側壁に設けられ、
上記吸気開口部が複数箇所に分散して設けられるとともに、当該吸気開口部として、その吸気開口部が設けられている本体カバーの面に対して直交する方向から当該吸気開口部を通じて本体カバー内を見たときに、当該吸気開口部の少なくとも一部が上記熱交換器の通気面からはみ出るとともに上記本体カバーによって上記熱交換器の通気面の少なくとも一部が遮蔽されるように当該通気面に対してオフセット配置されたオフセット開口部を含み、
上記オフセット開口部は、上記熱交換器を車幅方向に挟んで上記エンジンと反対側で、かつ、上記キャビンの後ろに位置して上記熱交換器の通気面と車幅方向に相対向する上記本体カバーの側壁に設けられ、
上記オフセット開口部から取り入れられた冷却風を上記熱交換器に案内するように、上記オフセット開口部と上記熱交換器の通気面とを接続するダクトをさらに備えていることを特徴とする建設機械。
請求項５記載の建設機械において、複数の吸気開口部が上記オフセット開口部であり、これらのオフセット開口部は上記熱交換器の通気面に対して互いに異なる向きにオフセット配置されていることを特徴とする建設機械。
請求項６記載の建設機械において、上記オフセット開口部には上記熱交換器の通気面に対して上下方向にオフセット配置されたものと横方向にオフセット配置されたものとを含むことを特徴とする建設機械。
請求項６または７記載の建設機械において、全ての吸気開口部が上記オフセット開口部であることを特徴とする建設機械。
請求項５〜８のいずれかに記載の建設機械において、上記吸気開口部として、上記オフセット開口部以外の非オフセット開口部またはその開口領域の一部が上記熱交換器の通気面と重なる程度にオフセット配置された一部オフセット開口部を含み、かつ、これら非オフセット開口部、一部オフセット開口部のうちの少なくとも一部の吸気開口部の奥方に、当該吸気開口部と上記熱交換器の通気面との間を遮蔽する遮蔽材が介在することを特徴とする建設機械。
請求項９記載の建設機械において、上記遮蔽材の少なくとも一側面に吸音材が設けられていることを特徴とする建設機械。
請求項１〜１０のいずれかに記載の建設機械において、上記オフセット開口部として、上記通気面に直交する方向から当該オフセット開口部を通してその通気面を見たときにこの通気面の見える割合が当該オフセット開口部の全開口面積の５０％以下となる程度まで上記通気面に対してオフセット配置されたものを含むことを特徴とする建設機械。
請求項１１記載の建設機械において、全ての吸気開口部が、上記通気面に直交する方向から当該吸気開口部を通してその通気面を見たときにこの通気面の見える割合が当該オフセット開口部の全開口面積の５０％以下となる程度まで上記通気面に対してオフセット配置されたものであることを特徴とする建設機械。
請求項１〜１２のいずれかに記載の建設機械において、上記ダクト内にスプリッタ形またはセル形消音器が内蔵されていることを特徴とする建設機械。
請求項１〜１３のいずれかに記載の建設機械において、上記ダクト内に、上記吸気開口部から取り入れた冷却風を上記熱交換器側に案内する導風板が設けられていることを特徴とする建設機械。
請求項１４記載の建設機械において、上記導風板に吸音材が貼着されていることを特徴とする建設機械。