JPH11181828A - 建設機械の騒音低減装置及び騒音低減用エンジンカバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マフラー出口から外気放出までの間に排気ガス
の騒音を十分に減衰させ、周囲への騒音を十分低減でき
る建設機械の騒音低減装置及び騒音低減用エンジンカバ
ーを提供する。 【解決手段】エンジン１１を配置したエンジン室８と、
このエンジン室８周囲の少なくとも一部を覆うエンジン
カバー１４と、エンジン室８内に設けられエンジン１１
からの排気ガス２７が導かれるマフラー１２とを備えた
建設機械に設けられ、排気ガス２７による騒音を低減す
る建設機械の騒音低減装置において、エンジンカバー１
４に備えられ、マフラー１２から吐出された排気ガス２
７をエンジンカバー１４の上面１４ａに略沿う方向に導
くダクト部材３０と、この導かれた排気ガス２７を外気
に放出する排出口１４ａＡとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に係わり、特に、建設機械に備えられた
エンジンからの排気ガスを外部に排出するための建設機
械の排気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の排気装置に関する従来技
術として、例えば実開平７−２２０１２号公報記載の排
気装置がある。この排気装置においては、マフラーに接
続した尾管の形状を直管形状とし、この尾管を、エンジ
ンカバーの上面を貫通して斜め上方に突出するように配
置し、この突出部分を略筒状の尾管カバーで覆ってい
る。一般に、屈曲管形状の尾管で排気ガスを放出する場
合には、屈折部で気流の乱れにより発生する気流音が増
大するとともに、この気流乱れ時の振動により尾管自体
が振動しその表面から周囲に耳障りな放射音が伝搬す
る。特に最大馬力付近となる作業時には排気ガス量が増
大するため、騒音自体が増大する一方でこの放射音も増
大して騒音の音色が悪化する。ここで、上記従来技術で
は、尾管を直管形状とすることにより、上記気流音やこ
れに基づく放射音の低減を図り、さらにこの尾管カバー
内に耐熱性吸音材を設けることにより、残存騒音のうち
の高周波成分を特に低減するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、エンジンからの排気ガスによって生じる騒音を減
少させるものであるが、近年では、生活環境の保全の要
求から、さらに周囲への騒音を低減させることが要請さ
れている。例えば、これまでは、建設機械を定置した状
態での騒音を測定していたが、建設機械を動作させた状
態での騒音を測定し、その測定値が基準値内にあるか否
かの検査が行われる状況にある。

【０００４】一般に、マフラーを出た排気ガスの騒音を
さらに低減するには、外気放出までに長い管路を経て減
衰させる管路長減衰を利用するのが有効であるが、上記
従来技術においてはこの点に対する配慮が十分でなく、
マフラーを出た排気ガスは比較的短い尾管を介し外気へ
放出される。そのため、排気ガスの騒音が十分に減衰せ
ず、周囲への騒音が十分低減されない。また、尾管カバ
ー内の耐熱性吸音材は主として騒音中の高周波成分のみ
を低減するため、騒音全体に対する低減効果は十分でな
い。したがって、上記のような厳しい騒音低減の要求を
満たすのは困難である。

【０００５】本発明の目的は、マフラー出口から外気放
出までの間に排気ガスの騒音を十分に減衰させ、周囲へ
の騒音を十分低減できる建設機械の騒音低減装置及び騒
音低減用エンジンカバーを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジン
を配置したエンジン室と、このエンジン室周囲の少なく
とも一部を覆うエンジンカバーと、前記エンジン室内に
設けられ前記エンジンからの排気ガスが導かれる消音器
とを備えた建設機械に設けられ、前記排気ガスによる騒
音を低減する建設機械の騒音低減装置において、前記エ
ンジンカバーに備えられ、前記消音器から吐出された前
記排気ガスを該エンジンカバーの壁面に略沿う方向に導
く排気案内手段と、この排気案内手段から導かれた前記
排気ガスを外気に放出する排出口とを有する。消音器か
ら吐出された排気ガスを直ちにエンジンカバー外の外気
に放出せず、排気案内手段でエンジンカバーの壁面にほ
ぼ沿う方向に導いて管路長を確保した後、排出口から外
気に放出する。これにより、消音器出口から外気放出ま
での間に管路長減衰によって排気ガスの騒音を十分に減
衰させることができる。したがって、周囲への騒音を十
分低減することができる。

【０００７】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記排気案内手段は、前記エンジンカバーに固定された
有底無蓋のダクト部材を備えている。

【０００８】（３）上記（２）において、さらに好まし
くは、前記エンジンカバーを開閉可能な構造とするとと
もに前記ダクト部材の下部に開口部を形成し、前記消音
器の排気ガス吐出側端部を前記開口部より前記ダクト部
材内に貫入させ、前記消音器から吐出された排気ガスを
前記開口部を介し前記ダクト部材内に導く。エンジンカ
バーを開閉可能とすることにより、エンジン室内をメン
テナンスするときの便宜を図ることができる。このと
き、消音器の排気ガス吐出側端部をダクト部材下部の開
口部からダクト部材内に貫入させ、この開口部を介して
排気ガスをダクト部材内に導く構造とすることにより、
エンジンカバーの開閉を阻害することなく排気ガスを円
滑に導くことができる。

【０００９】（４）上記（３）において、さらに好まし
くは、前記消音器から吐出された排気ガスを整流しつつ
前記ダクト部材内へと導入する整流手段を設ける。

【００１０】（５）上記（１）において、また好ましく
は、前記排気案内手段は、流路断面積が流れ方向に沿っ
て拡大する流路拡大部を備えている。これにより、排気
ガスが流路拡大部を通過するときに、流路面積の増大に
よって騒音のもつエネルギを減衰させることができるの
で、さらに周囲への騒音を低減することができる。

【００１１】（６）上記（１）において、また好ましく
は、前記排気案内手段は、前記エンジンカバーの壁面に
形成された凹部を備えている。これにより、エンジンカ
バー内への突出寸法を小さくすることができるので、エ
ンジンカバー内のスペースが狭い場合にも騒音低減を図
ることができる。

【００１２】（７）上記目的を達成するために、また本
発明は、エンジン室内のエンジンからの排気ガスを消音
器を介し外気に放出する建設機械に設けられ、前記エン
ジン室周囲の少なくとも一部を覆う騒音低減用エンジン
カバーにおいて、前記消音器から吐出された前記排気ガ
スを該エンジンカバーの壁面に略沿う方向に導く排気案
内手段と、この排気案内手段から導かれた前記排気ガス
を外気に放出する排出口とを有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しつつ説明する。本実施形態が適用される油圧シ
ョベルの構造を表す側面図を図２に示す。この図２にお
いて、油圧ショベル１は、走行体３と、この走行体３の
上部に旋回可能に搭載された旋回体４と、この旋回体４
に対して上下方向へ回動可能に接続された作業フロント
５とを備えている。

【００１４】走行体３は、走行手段としての左右の履帯
２Ｌ，２Ｒを備えており、これら履帯２Ｌ，２Ｒは、左
・右走行モータ（図示せず）の駆動力によって動作する
ようになっている。旋回体４には、操作者の運転室であ
るキャブ６と、キャブ６より後方に位置しエンジン（図
示せず、後述の図３参照）が配置されるエンジン室８
と、エンジン室８よりさらに後方に位置し重量バランス
を保つためのカウンタウェイト９とが設けられている。
またこの旋回体４の中央部には旋回モータ（図示せず）
が設けられており、これによって旋回体４を走行体３に
対し旋回させるようになっている。作業フロント５は、
旋回体４に回動可能に結合されたブーム５ａと、このブ
ーム５ａに回動可能に結合されたアーム５ｂと、このア
ーム５ｂに回動可能に結合されたバケット５ｃとから構
成されており、これらブーム５ａ、アーム５ｂ、及びバ
ケット５ｃは、それぞれブームシリンダ１０ａ、アーム
シリンダ１０ｂ、及びバケットシリンダ１０ｃにより動
作するようになっている。

【００１５】なお、これらブームシリンダ１０ａ、アー
ムシリンダ１０ｂ、バケットシリンダ１０ｃと、上記し
た旋回モータ及び左・右走行用油圧モータは、特に詳細
な説明を行わないが、油圧駆動装置として公知の構成に
よって駆動される。すなわち、エンジン室内のエンジン
で駆動される油圧ポンプ（図示せず、後述の図３参照）
からの圧油が、キャブ６内での操作者の操作レバー操作
に基づいて上記の各油圧アクチュエータに供給され、各
油圧アクチュエータはこれに応じて駆動される。

【００１６】なお、本明細書では、旋回体４が図２に示
すような位置にあるときにおける、作業フロント５側
（図２中左側）を前方あるいは前方側と称し、カウンタ
ウェイト９側（図２中右側）を後方あるいは後方側と称
する。またこのように前後方向を定めた場合における左
右方向を、単に左方側及び右方側と称する。

【００１７】エンジン室８内の構造を表す図２中Ａ−Ａ
断面による断面図を図３に示す。この図３において、エ
ンジン室８内には原動機としてのエンジン１１が設けら
れており、このエンジン１１からの排気ガスはマフラー
１２に導かれた後、外気に放出されるようになってい
る。

【００１８】エンジン室８の上部には、略箱型の蓋を形
成するエンジンカバー１４がエンジン１１やマフラー１
２の上方を覆うように設けられている。このエンジンカ
バー１４の一辺は蝶番１５で固定されており、これによ
って図示矢印のように開閉可能に構成され、メンテナン
ス時の便宜が図られている。

【００１９】エンジン１１のクランク軸１１Ａの駆動力
は、プーリー１６ａ、Ｖベルト１８、及びプーリー１６
ｂを介してファン１９の回転軸に伝達される。そして、
これによって冷却風２０ａ，２０ｂが誘起され、いわゆ
る吸込タイプのエンジン冷却が行われる。冷却風２０ａ
は、通風吸込口２１からエンジン室８内に吸い込まれ、
前記した各油圧アクチュエータを駆動する作動油を冷却
するオイルクーラ２２、エンジン１１の冷却水を冷却す
るラジエータ２３で熱交換を行い、ファン１９の吸込効
率向上のためにラジエータ２３に付設されたシュラウド
２４を経てファン１９に流入する。その後、エンジン１
１の周囲を流れてこれを冷却した後、通風吐出口２５
ａ，２５ｂからエンジン室８の外へ流出する。また、冷
却風２０ｂは、通風吸込口２１からエンジン室８内に吸
い込まれた後、エンジンカバー１４内のマフラー１２近
傍を通ってその周囲を冷却し、エンジンカバー１４の左
端面に形成された通風吐出口１４Ａから外部に流出する
ようになっている。なお、エンジン１１のファン１９と
反対側には、エンジン１１によって駆動され各油圧アク
チュエータに圧油を供給する前述した油圧ポンプ２６が
設けられている。

【００２０】マフラー１２は、ブラケット１７を介しエ
ンジン室８の外壁に固定されている。このマフラー１２
付近の詳細構造を表す右方側からの側断面図を図１に示
す。図１中右側が前方側、左側が後方側に相当してい
る。図１において、エンジン１１からの排気ガス２７
は、矢印で示すように、エンジン１１の排気マニホール
ド１１Ａから、ブラケット２８を介しエンジン１１上部
に固定された排気管２９に導かれ、さらにこの排気管２
９に嵌合したマフラー１２の入口パイプ１２ａを経て消
音器としてのマフラー本体１２ｃに流入する。そして排
気ガス２７は、マフラー本体１２ｃ内部を通過し、マフ
ラー本体１２ｃの下流側に接続された吐出パイプ１２ｂ
を介し、マフラー１２の外に吐出されるようになってい
る。

【００２１】このとき、エンジンカバー１４の上面１４
ａの内側には、ダクト部材３０が固定されている。この
ダクト部材３０の詳細構造を図４（ａ）及び図４（ｂ）
に示す。図４（ａ）は、図１中Ｂ−Ｂ断面による断面図
（但し緩衝部材３２を除く）であり、図４（ｂ）は図１
中Ｃ−Ｃ断面による断面図である。これら図４（ａ）及
び図４（ｂ）に示すように、ダクト部材３０は有底無蓋
のトレイ状の形状を備えており、例えば薄板をプレス等
で矩形状に曲げ加工することにより形成されている。そ
して、エンジンカバー１４の上面１４ａにボルト３１に
よって固定されている。また図４（ａ）及び図１におい
て、ダクト部材３０の下部には開口部として導入口３０
ａが形成されており、マフラー１２の排気ガス吐出側端
部である吐出パイプ１２ｃをこの導入口３０ａを介しダ
クト部材３０内に貫入させ、マフラー１２から吐出され
た排気ガス２７を導入口３０ａを介しダクト部材３０内
に導くようになっている。この構造により、エンジンカ
バー１４の開閉を阻害することなく排気ガス２７を円滑
に導くようになっている。ダクト部材３０内に導かれた
排気ガス２７は、エンジンカバー１４の上面１４ａ及び
ダクト部材３０によって形成される流路内を略水平方向
に導かれた後、上面１４ａに形成した排出口１４ａＡか
ら外気に放出される。このとき、ダクト部材３０内の導
入口３０ａの上方には、導入口３０ａから流入する排気
ガス２７の衝突を緩衝するために例えばグラスウールか
らなる緩衝材３２が設けられている。また、ダクト部材
３０の導入口３０ａの中心からエンジンカバー上面１４
ａの排出口１４ａＡの中心までの距離Ｌは１ｍ以上とな
るように構成されている。

【００２２】なお、上記において、エンジンカバー１４
の上面１４ａとダクト部材３０とが、エンジンカバーの
壁面に略沿う方向に導く排気案内手段を構成し、これら
と排出口１４ａＡとが排気ガスによる騒音を低減する騒
音低減装置を構成する。また一方、上記排気案内手段１
４ａ，３０及び排出口１４ａＡを備えたエンジンカバー
１４は、騒音低減用エンジンカバーを構成する。

【００２３】以上のように構成した本実施形態では、マ
フラー１２から吐出された排気ガス２７を直ちにエンジ
ンカバー１４の外の外気に放出せず、エンジンカバー上
面１４ａ及びダクト部材３０でエンジンカバー１４の上
面１４ａにほぼ沿う方向に排気ガス２７を導いて管路長
を確保した後、排出口１４ａＡから外気に放出する。こ
こで、本願発明者等は、排気ガスによる騒音を十分に減
衰させるのに必要な管路長を検討するために、図１の構
造からダクト部材３０及び緩衝材３２を除去し、マフラ
ー１２の吐出パイプ１２ｂに従来と同様の尾管を接続し
た構造において騒音測定実験を行った。その結果、十分
な管路長減衰効果を得るためには、マフラー１２の出口
から外気放出までの間に１ｍ以上の長さの管路が必要で
あることがわかった。本実施形態では、前述したように
略水平方向に１ｍ以上の管路長を確保することができる
ので、マフラー１２の吐出パイプ１２ｂから外気放出ま
での間に管路長減衰によって排気ガス２７の騒音を十分
に減衰させることができる。したがって、周囲への騒音
を十分低減することができる。

【００２４】なお、管路長を１ｍ確保するために、従来
構造を応用し、例えば、吐出パイプ１２ｂに接続される
尾管を単純に延長する構造も考えられるが、この場合、
１ｍ弱の長さがエンジンカバー１４外に鉛直方向又は斜
めに突出することとなる。ところが、この尾管は吐出パ
イプ１２ｂとの接続部分でのみ支持されるため、作業時
における振動によって尾管の耐久性が悪化する。またこ
れを避けるために、長い尾管を曲折させその大部分をエ
ンジンカバー１４内に収納する構造も考えられるが、こ
の場合、エンジン室１４内のスペースには制約があるた
め、尾管を支持するブラケットの取付け箇所を設けるの
が困難である。本実施形態では、尾管を延長して管路長
を確保するのではなく、エンジンカバー１４側に設ける
ダクト部材３０内の空間で管路長を確保することによ
り、上記の問題を招くことなく、十分な管路長減衰効果
を得ることができる。

【００２５】なお、上記実施形態においては、マフラー
１２の吐出パイプ１２ｂをダクト部材３０の導入口３０
ａに貫入させたのみで特にダクト部材３０側に排気ガス
２７の整流手段を設けなかったが、図５に示すように、
整流手段としてのベルマウス３３を設けてもよい。この
場合、より円滑に排気ガス２７を導くことができる。

【００２６】また、上記実施形態においては、マフラー
１２の吐出パイプ１２ｂの出口側端面形状は略水平面
で、上方に導かれる排気ガス２７のエンジンカバー上面
１４ａへの衝突緩衝のために緩衝部材３２を設けたが、
これに限られない。例えば図６に示すように、吐出パイ
プ１２ｂＡの出口側端部を斜めにカットした形状とし、
ダクト部材３０Ａの導入口３０ａＡの形状もこれに合わ
せて変更してもよい。この場合も、より円滑に排気ガス
２７を導入することができる。またこの場合、図示のよ
うに緩衝部材３２を省略することもできる。

【００２７】さらに、上記実施形態においては、ダクト
部材３０の下面が高さ一定の平板状であったため、ダク
ト部材３０内を略水平方向に排気ガス２７が進むときそ
の流れ方向に沿って流路断面積がほぼ一定であったが、
これに限られない。すなわち、図７に示すように、ダク
ト部材３０Ｂの下面が流れ方向に下方に膨らむ構造と
し、これによって、流路断面積が流れ方向に沿って拡大
する流路拡大部３４を形成するようにしてもよい。この
構造では、排気ガス２７が流路拡大部３４を通過すると
きに、流路面積の増大によって騒音のもつエネルギをさ
らに減衰させることができるので、さらに周囲への騒音
を低減できる効果がある。

【００２８】また、上記実施形態においては、エンジン
カバー上面１４ａについては排出口１４ａＡを形成する
以外の加工は特に行わなかったが、これに限られない。
すなわち、エンジンカバー１４内に確保できるスペース
が比較的狭く、排気ガス２７を導くダクト部材３０内の
流路高さを十分確保しにくい場合には、図８（ａ）及び
図８（ｂ）に示すように、エンジンカバー１４ａの上面
に、内側から凹部（外側からみた場合には凸部）１４ａ
Ｂを形成し、排気ガス流路高さを確保してもよい。これ
により、エンジンカバー１４内へのダクト部材３０の突
出寸法を小さくすることができるので、エンジンカバー
１４内のスペースが狭い場合にも本発明の概念を実現し
騒音低減を図ることができる。

【００２９】さらに、上記実施形態においては、ダクト
部材３０内の排気ガス２７の流路は後方側から前方側に
向かってほぼ一直線形状としたが、これに限られず、例
えば途中で左方側（又は右方側）に屈折するクランク形
状や、蛇行形状としてもよい。またダクト部材３０を取
り付ける構造にも限られず、その代わりに断面形状円形
のパイプをエンジンカバー上面１４ａに固定し、上流側
でマフラー１２の吐出パイプ１２ｂからの排気ガスを導
入する構造等でもよい。要は、十分な減衰を行わせるだ
けの管路長を確保できれば足りる。これらの場合も、同
様の効果を得る。

【００３０】また、上記実施形態においては、いわゆる
吸込タイプのファンを用いたエンジン室８に本発明を適
用した場合について説明したが、これに限られず、いわ
ゆる吐き出しタイプのファンを用いたエンジン室に適用
してもよい。この場合も同様の効果を得る。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、マフラー出口から外気
放出までの間に排気ガスの騒音を十分に減衰させ、周囲
への騒音を十分低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が適用される油圧ショベル
のマフラー付近の詳細構造を表す側断面図である。

【図２】本発明の一実施形態が適用される油圧ショベル
の全体構造を表す側面図である。

【図３】図２中Ａ−Ａ断面による断面図である。

【図４】図１中Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面による断面図
である。

【図５】ベルマウスを設けた本発明の一実施形態の変形
例を表す側断面図である。

【図６】吐出パイプの出口側端面形状を変えた本発明の
一実施形態の変形例を表す側断面図である。

【図７】排気ガスの流路断面積が拡大する本発明の一実
施形態の変形例を表す側断面図である。

【図８】エンジンカバー上面に凹部を設けた本発明の一
実施形態の変形例を表す側断面図及びＤ−Ｄ断面図であ
る。

【符号の説明】

８ エンジン室 １１ エンジン １２ マフラー（消音器） １２ｂ 吐出パイプ（排気ガス吐出側端部） １２ｂＡ 吐出パイプ（排気ガス吐出側端部） １４ エンジンカバー １４ａ 上面（排気案内手段） １４ａＡ 排出口 １４ａＢ 凹部 ２７ 排気ガス ３０ ダクト部材（排気案内手段） ３０Ａ，Ｂ ダクト部材（排気案内手段） ３０ａ 導入口（開口部） ３０ａＡ 導入口（開口部） ３３ ベルマウス（整流手段） ３４ 流路拡大部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンを配置したエンジン室と、このエ
   ンジン室周囲の少なくとも一部を覆うエンジンカバー
   と、前記エンジン室内に設けられ前記エンジンからの排
   気ガスが導かれる消音器とを備えた建設機械に設けら
   れ、前記排気ガスによる騒音を低減する建設機械の騒音
   低減装置において、 前記エンジンカバーに備えられ、前記消音器から吐出さ
   れた前記排気ガスを該エンジンカバーの壁面に略沿う方
   向に導く排気案内手段と、 この排気案内手段から導かれた前記排気ガスを外気に放
   出する排出口とを有することを特徴とする建設機械の騒
   音低減装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の騒音低減装置に
   おいて、前記排気案内手段は、前記エンジンカバーに固
   定された有底無蓋のダクト部材を備えていることを特徴
   とする建設機械の騒音低減装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の建設機械の騒音低減装置に
   おいて、前記エンジンカバーを開閉可能な構造とすると
   ともに前記ダクト部材の下部に開口部を形成し、前記消
   音器の排気ガス吐出側端部を前記開口部より前記ダクト
   部材内に貫入させ、前記消音器から吐出された排気ガス
   を前記開口部を介し前記ダクト部材内に導くことを特徴
   とする建設機械の騒音低減装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の建設機械の騒音低減装置に
   おいて、前記消音器から吐出された排気ガスを整流しつ
   つ前記ダクト部材内へと導入する整流手段を設けたこと
   を特徴とする建設機械の騒音低減装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の建設機械の騒音低減装置に
   おいて、前記排気案内手段は、流路断面積が流れ方向に
   沿って拡大する流路拡大部を備えていることを特徴とす
   る建設機械の騒音低減装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の建設機械の騒音低減装置に
   おいて、前記排気案内手段は、前記エンジンカバーの壁
   面に形成された凹部を備えていることを特徴とする建設
   機械の騒音低減装置。
7. 【請求項７】エンジン室内のエンジンからの排気ガスを
   消音器を介し外気に放出する建設機械に設けられ、前記
   エンジン室周囲の少なくとも一部を覆う騒音低減用エン
   ジンカバーにおいて、前記消音器から吐出された前記排
   気ガスを該エンジンカバーの壁面に略沿う方向に導く排
   気案内手段と、この排気案内手段から導かれた前記排気
   ガスを外気に放出する排出口とを有することを特徴とす
   る騒音低減用エンジンカバー。