JP2004090689A

JP2004090689A - 建設機械

Info

Publication number: JP2004090689A
Application number: JP2002251185A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ueda; 上田　員弘; Hajime Nakajima; 中島　　一; Yasumasa Kimura; 木村　康正
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP4075532B2

Abstract

【課題】エンジンを効果的に冷却することができ、しかも低騒音の建設機械を提供する。
【解決手段】ボンネット３と、サイドカバー２とを有するエンジンガード１を備え、このエンジンガード１内に形成されるエンジンルーム５にエンジン６およびラジェータ冷却用の冷却ファン６ａが収容されてなる建設機械において、前記エンジンルーム５内のエンジン６の後方、かつ上方に、このエンジン６を冷却した冷却風を水平方向に排出する直状の排気ダクト１０を設けると共に、この排気ダクト１０の内壁に吸音材１１，１２，１３，１４を付設する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば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、エンジンの前方にラジェータと冷却ファンを備え、この冷却ファンにより発生させたファン風によりエンジンを効果的に冷却すると共に、エンジンルームから放出されるエンジン騒音等を低減させることを可能ならしめるようにした建設機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、建設機械、例えば油圧ショベルでは、騒音源となるエンジン、冷却ファン、油圧ポンプ等をエンジンガードで覆うことによって、その周囲騒音を低減させるようにしている。しかしながら、エンジン等の発熱源を冷却するために、エンジンガードに冷却用空気の吸気用開口部と、排気用開口部とを設ける必要があるから、騒音の発生を避けることができない。そこで、排気用開口部から放出される騒音を低減させるために種々の工夫がなされている。騒音を低減させるようにした油圧ショベルのエンジンガードとしては、例えば、特開２００１−１９３１０２号公報、特開平７−１５８１１１号公報に開示されてなるものが公知である。
【０００３】
先ず、前者（特開２００１−１９３１０２号公報）の従来例１に係る油圧ショベルのエンジン冷却風路を、添付図面を参照しながら説明する。図３はエンジン冷却風路を適用した油圧ショベルの部分斜視図であり、図４はエンジンルームの部分断面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００４】
この油圧ショベルは、履帯走行式（タイヤ走行式のものもある）の下部走行体５０を備えている。この下部走行体５０の上に上部旋回体５１が旋回自在に搭載されており、この上部旋回体５１の上部後端にカウンタウェイト６１が配設されると共に、その前方にエンジンルーム５２が冷却風方向を左右方向にして設置されている。このエンジンルーム５２の上面に車体左端部に冷却風吸入口５７が設けられると共に、車体右端部に冷却風排出口５８が設けられている。また、カウンタウェイト６１の前部の車体左右方向に第１のファン風分流路５３が形成されている。そして、この第１のファン風分流路５３に、冷却ファン６４の吹出し口近傍位置に設けられたファン風分流開口５３ａから流入したファン風は、カウンタウェイト６１の前部右寄りの上面に開口してなる冷却風排出側の開口５３ｂから、上方に向かって排出されるように構成されている。
【０００５】
また、エンジンルーム５２の車体前側の側面に第２のファン風分流ダクト５４が車体左右方向に設けられている。そして、冷却ファン６４の吹出し口近傍位置に設けられたファン風分流開口５４ａから第２のファン風分流路５４に流入したファン風は、エンジンルーム５２の前方右寄りに開口してなる開口５４ｂから、上方に向かって排出されるように構成されている。さらに、エンジンルーム５２の上面の車体左右方向にファン風分流ダクト５５が設けられている。そして、冷却ファン６４の吹出し口近傍位置に設けられたファン風分流開口５５ａからファン風分流ダクト５５に流入したファン風は、ファン分流ダクト５５の右側で開口する開口５５ｂから、水平方向に排出されるように構成されている。さらに、前記第１のファン風分流路５３、第２のファン風分流ダクト５４、ファン風分流ダクト５５それぞれの内面には吸音材が貼着されている。
【０００６】
エンジンルーム５２の前方位置に作動油タンク６２が設けられると共に、作動油タンク６２の前方位置に燃料タンク６３が設けられている。また、上部旋回体５１の前部左側に運転室５９が設けられると共に、略中央部に作業機（ブーム）６０が設けられている。さらに、エンジンルーム５２の上部隔壁２５ａの後部に設けられた冷却風排出口５８の下方に、騒音回折板５６が設けられている。
【０００７】
次に、後者（特開平７−１５８１１１号公報）の従来例２に係る油圧ショベル（油圧作業機）のエンジン・ポンプルームを、建設機械が油圧ショベルである場合を例として、その構成説明図の図６を参照しながら説明する。
【０００８】
この油圧ショベルのエンジン・ポンプルーム３４は、仕切り板４０によってエンジンチャンバ３４ａとポンプチャンバ３４ｂとの２室に区画形成されている。前記仕切り板４０は、エンジン３０と油圧ポンプ３１とを区画形成するほぼ垂直な区画壁部４０ａと、この区画壁部４０ａに連設されて、斜め上方に向けて傾斜している風向壁部４０ｂとから構成されている。この風向壁部４０ｂに対面する天蓋カバー３５の固定カバー３５ｂ側に、側部カバー３６に近接する位置の広い開口面積を有する開口４１ａと、開閉カバー部３５ａに近い側の開口４１ｂとが穿設されている。
【０００９】
この従来例２に係る油圧ショベルのエンジン・ポンプルーム３４によれば、冷却ファン３２により発生したエンジンチャンバ３４ａ内の空気流（ファン風）が円滑に排出され、エンジンチャンバ３４ａ内に空気溜まりが生じるようなことがなくなる。従って、全体のヒートバランスが改善され、エンジン３０等の発熱体が効果的に冷却される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１に係る油圧ショベルのエンジン冷却風路および従来例２に係る油圧ショベルのエンジン・ポンプルームはそれなりに有用であると考えられるが、未だ後述するような問題を有している。即ち、上記従来例１に係る油圧ショベルのエンジン冷却風路の場合には、第１のファン風分流路５３、第２のファン風分流ダクト５４、ファン風分流ダクト５５のそれぞれに、冷却ファン６４の吹出し口近傍位置に設けられたファン風分流開口からファン風が流入する構成である。特に、第１のファン風分流路５３、および第２のファン風分流ダクト５４の場合には、ファン風を排出する開口は上向きになっている。
【００１１】
従って、上記従来例１に係る油圧ショベルのエンジン冷却風路によれば、ファン風は大きな抵抗を受ける。つまり、ファン風がファン風分流開口に流入するときに大きな抵抗を受け、また第１のファン風分流路、第２のファン風分流ダクトでは、上向きの開口から排出されるときに大きな抵抗を受けるのに加えて、騒音回折板５６により大きな抵抗を受ける。そのため、エンジンルーム内にエンジン冷却後のファン風の滞留が生じ、冷却風量の低下から十分にエンジンを冷却することが困難になる恐れがある。さらに、ファン風分流路５５の場合には、エンジンルームの上面より上方に突出している。そのため、運転室からの後方視界が妨げられ、作業現場の状況によっては、油圧ショベルの後方視界性が問題になる場合がある。
【００１２】
また、上記従来例２に係る油圧ショベルのエンジン・ポンプルームの場合には、仕切り板４０によってエンジン・ポンプルーム３４がエンジンチャンバ３４ａとポンプチャンバ３４ｂとの２室に区画されている。従って、ファン風が水平から上方に曲げられるから抵抗を受け、上記従来例１の場合と同様に、エンジンルーム内にエンジン冷却後のファン風の滞留が生じ、冷却風量の低下から十分にエンジンを冷却することが困難であるという問題が生じる。さらに、騒音の低減に対する配慮がなされておらず、騒音をそのまま上部開口から、上方に向かって放出するように構成されているために、騒音低減効果を得ることができない。
【００１３】
従って、本発明の目的は、エンジンを効果的に冷却することができ、しかも低騒音の建設機械を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る建設機械が採用した手段の特徴とするところは、少なくともボンネットと、サイドカバーとを有するエンジンガードを備え、このエンジンガード内に形成されるエンジンルームにエンジンおよびラジェータ冷却用の冷却ファンが収容されてなる建設機械において、前記エンジンの後方の前記エンジンルーム内に、このエンジンを冷却したファン風を水平方向に排出する直状の排気ダクトを設けたところにある。
【００１５】
上記請求項１に係る建設機械によると、エンジンガード内に形成されるエンジンルーム内であって、かつエンジンの後方に、このエンジンを冷却したファン風を水平方向に排出する直状の排気ダクトが設けられている。従って、地面に対して垂直に設置されている冷却ファンの回転により発生するファン風は、エンジンに沿って流れた後、排気ダクトを通して曲がることなく排出される。一方、エンジンルーム内において反射を繰返して減衰したエンジン音等は、排気ダクトで反射を繰返してさらに減衰して放出される。従って、従来例１または２に係る油圧ショベルのエンジンルーム（エンジン・ポンプルーム）のように、エンジン音等の騒音が上方に放出されないから、建設機械の周囲騒音を低レベルにすることができる。そして、従来例１のように、エンジンガードの外側に突出した排気ダクトが設けられていないので、排気ダクトにより建設機械の後方視界が阻害されるような恐れもない。
【００１６】
本発明の請求項２に係る建設機械が採用した手段の特徴とするところは、請求項１に記載の建設機械において、前記排気ダクトの内壁に吸音材を付設したところにある。
【００１７】
上記請求項２に係る建設機械によると、排気ダクトの内壁に吸音材が付設されている。従って、排出口から水平方向に放出されるエンジン音等の騒音は吸音材により吸収されるため、排気ダクトから水平方向に放出されるエンジン音等の騒音を低レベルにすることができる。
【００１８】
本発明の請求項３に係る建設機械が採用した手段の特徴とするところは、請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の建設機械において、前記排気ダクトの内部に、表面に吸音材が付設されてなる仕切板を前記冷却風の流れに沿う向きに配設したところにある。
【００１９】
上記請求項３に係る建設機械によると、排気ダクトの内部に、表面に吸音材が付設されてなる仕切板が冷却風の流れに沿う向きに配設されている。従って、排気ダクトを通過する際にエンジン音等の騒音がより多く吸収されるから、排気ダクトから水平方向に放出されるエンジン音等の騒音を上記請求項２の場合よりも低レベルにすることができる。
【００２０】
本発明の請求項４に係る建設機械が採用した手段の特徴とするところは、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の建設機械において、前記排気ダクトを、前記エンジンルームの上方に配置したところにある。
【００２１】
上記請求項４に係る建設機械によると、上方に移動した熱をエンジンルームの上方に配置した排気ダクトから排出することができるので、エンジンを効果的に冷却することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１係る建設機械を、建設機械が油圧ショベルである場合を例として、添付図面を順次参照しながら説明する。図１（ａ）は車体の左右、かつ上下方向に切断した油圧ショベルのエンジンガードの模式的断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ矢視図である。なお、油圧ショベル自体およびエンジン、エンジンルームの配置については、従来例１において説明した構成と類似であるため、油圧ショベル自体に係る説明は省略する。
【００２３】
先ず、図１（ａ），（ｂ）を順次参照しながら、本実施の形態１に係る油圧ショベルのエンジンガード１の構成を説明する。即ち、このエンジンガード１は、後述するエンジン６の前後左右に配設されてなるサイドカバー２と、エンジンガード１の上面部を構成する開閉自在なボンネット３と、下部フレーム４とを備えている。このエンジンガード１の内部に形成されてなるエンジンルーム（エンジン・ポンプルーム）５内には、前部側に冷却ファン６ａが取付けられると共に、後部側に油圧ポンプ７が取付けられてなるエンジン６が配設されている。なお、エンジン６の前後のサイドカバー２は、便宜上サイドカバーと称しているが、通常サイドカバーと呼ばれるものではなく、仕切りに相当するものである。例えば、後側はカウンタウェイトとの仕切りである。ここで、エンジン６の上部に配置されたボンネット３には、排気のための開口が設けられていない。
【００２４】
さらに、前記冷却ファン６ａの前方にラジェータ８が配設されると共に、このラジェータ８の前方にオイルクーラ９が配設されている。つまり、前記冷却ファン６ａの回転により、オイルクーラ９の前方で開口する、サイドカバー２に設けられてなる吸気開口１ａから空気が吸込まれるように構成されている。
【００２５】
前記エンジンガード１の内部であって、かつ前記エンジン６の後方側の前記油圧ポンプ７の上方位置に、前記オイルクーラ９、ラジェータ８、およびエンジン６を冷却した冷却風であるファン風を水平方向に排出する排出口１０ａを有する直状の排気ダクト１０が設けられている。そして、この排気ダクト１０の４面の内壁面のそれぞれに、例えば発泡ウレタンからなるシート状の吸音材１１，１２，１３，１４が貼着されている。なお、このエンジンガード１内には、エンジンの排ガス音を消音するためのマフラが設けられているが、マフラについては図示省略してある。
【００２６】
従って、本実施の形態１に係る油圧ショベルのエンジンガード１によれば、地面に対して垂直に設置されている冷却ファン６ａの回転により発生するファン風は、エンジン６に沿って流れてエンジン６を冷却した後、排気ダクト１０を通して曲がることなく排出される。このとき、ファン風によりエンジン６の上方に移動した熱も排気ダクト１０を通して排出される。そのため、エンジンルーム５内にファン風が滞留するようなことがなくなるから、エンジン６を効果的に冷却することができる。
【００２７】
一方、エンジンルーム５内において反射を繰返して減衰したエンジン音等は、排気ダクト１０内で反射を繰返すことによりさらに減衰して放出されるから、周囲騒音も低減される。そして、従来例１に係る油圧ショベルのエンジン冷却風路の場合のように、エンジンガード１の外側に突出した排気ダクト等が設けられていないので、排気ダクト等により油圧ショベルの後方視界が阻害されるような恐れもない。
【００２８】
また、排気ダクト１０の４面の内壁面に吸音材１１，１２，１３，１４が貼着されていて、排出口１０ａから水平方向に放出されるエンジン音等の騒音は吸音材１１，１２，１３，１４により減衰されるのに加えて、従来例２に係る油圧ショベルのエンジン・ポンプルームのように、ボンネットに排気するための開口が設けられておらず、エンジンルーム内の騒音が上方に放出されないから、油圧ショベルの周囲騒音を低レベルにすることができる。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態２に係る建設機械を、図１（ａ）のＡ矢視図の図２を参照しながら説明する。但し、本実施の形態２と上記実施の形態１とは、排気ダクト１０の内部構成が相違するだけであるから、その相違する点だけについて説明する。
【００３０】
即ち、本実施の形態２に係る油圧ショベルでは、そのエンジンガード１の排気ダクト１０の内部は３区画に仕切られている。より詳しくは、表面に吸音材１６が貼着されてなる２枚の仕切板１５が、ファン風の流れに沿う向き、つまり車体の前後方向に平行に配設されることにより３区画に仕切られている。この実施の形態２の場合には、図２から良く理解されるように、仕切板１５の１側面にだけ吸音材１６が貼着されているが、両側面に貼着することができる。また、仕切板１５により３区画に仕切られているが、２区画に仕切られていても、４区画に仕切られていても良いものである。
【００３１】
従って、本実施の形態２に係るエンジンガード１によれば、上記実施の形態１と同等の効果があるのに加えて、排気ダクト１０の内部が、表面に吸音材１６が貼着されてなる２枚の仕切板１５で仕切られているので、排出口１０ａから水平方向に放出されるエンジン音等の騒音を，上記実施の形態１の場合よりも低レベルにすることができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態１または２では、エンジンルームの後部にカウンタウェイトを配置した場合を例として説明したが、エンジンルームの左右または左右および後部に配置した場合であれば、このカウンタウェイトまたはカウンタウェイトとの仕切りがサイドカバーに相当するものである。
【００３３】
【実施例】
本実施の形態１に係るエンジンガード１について騒音測定した場合の実施例を説明する。即ち、ＩＳＯ６３９５に規定されている騒音試験方法に従って、１２トンクラスの油圧ショベルのエンジンガードの音響ＰＷＬを測定した。排気ダクトを設置しない、従来例２に係るエンジンガードの場合は９３ｄＢＡであった。これに対して、本実施例では８９．２ｄＢＡであり、３．８ｄＢＡ低減させることができた。ここで、音響ＰＷＬは、上記のとおり、ＩＳＯ６３９５に基づいて測定しており、旋回中心の地面を中心とする半径１０ｍの半球面上の６点で測定したものである。なお、油圧ショベルの上方高さ７ｍ点における騒音レベルは、６９ｄＢＡから６２ｄＢＡになり、７ｄＢＡ低減した。
【００３４】
また、ラジェータの前面においてファン風の風量を測定したところ、従来例２に係るエンジンガードの場合には１０３．２ｍ^３／ｍｉｎであった。それに対して、本実施例の場合には、測定誤差範囲内の１０２．９ｍ^３／ｍｉｎであり、排気ダクト１０が設けられているにもかかわらず、ファン風の風量低下は認められなかった。
【００３５】
本発明の実施の形態１または２においては、本発明の技術的思想を油圧ショベルのエンジンガードに対して適用した場合を例として説明した。しかしながら、本発明の技術的思想を、例えば自走式クレーン等、多くの建設機械のエンジンガードに対して適用することができるから、油圧ショベルのエンジンガードに限定されるものではない。なお、上記排気ダクトとは別に、油圧ポンプに面したサイドカバーに通風口を設けても良く、例えばエンジンルームの前方（または後方）に開口や別の排気ダクトを設けるようにしても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の請求項１乃至４に係る建設機械によれば、エンジンガード内に形成されるエンジンルーム内のエンジンの後方に、このエンジンを冷却した冷却風を水平方向に排出する排出口を有する直状の排気ダクトが設けられている。従って、地面に対して垂直に設置されている冷却ファンの回転により発生するファン風は、エンジンに沿って流れた後、排気ダクトを通して曲がることなく排出される。そのため、エンジンルーム内にファン風が滞留するようなことがなくなるから、エンジンを効果的に冷却することができる。一方、エンジンルーム内において反射を繰返して減衰したエンジン音等は、排気ダクト内で反射を繰返してさらに減衰して放出される。従って、従来例１または２に係る油圧ショベルのエンジン・ポンプルームのように、エンジン音等の騒音が上方に放出されないから、建設機械の周囲騒音を低レベルにすることができる。そして、従来例１に係る油圧ショベルのエンジン冷却風路の場合のように、エンジンガードの外側に突出する排気ダクトが設けられていないので、排気ダクトにより建設機械の後方視界が阻害されるような恐れもない。
【００３７】
また、請求項２または３に係る建設機械によれば、排気ダクトの内壁に吸音材が付設されている。従って、排出口から水平方向に放出されるエンジン音等の騒音は吸音材により吸収されるのに加えて、従来例２のように上方に放出されないから、建設機械の周囲騒音を低レベルにすることができる。さらに、請求項３に係る建設機械によれば、排気ダクトの内部に、表面に吸音材が付設されてなる仕切板が冷却風の流れに沿う向きに配設されているので、排出口から水平方向に放出されるエンジン音等の騒音を、請求項２に係る建設機械の場合よりも低レベルにすることができる。
【００３８】
また、本発明の請求項４に係る建設機械によれば、記排気ダクトがエンジンルームの上方に配置されている。従って、エンジンより上方に移動した熱をエンジンルームの上方に配置した排気ダクトから排出することができるので、エンジンを効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係り、図１（ａ）は車体の左右、かつ上下方向に切断した油圧ショベルのエンジンガードの模式的断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ矢視図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係り、図１（ａ）のＡ矢視図である。
【図３】従来例１に係り、エンジン冷却風路を適用した油圧ショベルの部分斜視図である。
【図４】従来例１に係り、エンジンルームの部分断面図である。
【図５】従来例１に係り、図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来例２に係る油圧ショベルのエンジン・ポンプルームの構成説明図である。
【符号の説明】
１…エンジンガード、１ａ…吸気開口
２…サイドカバー
３…ボンネット
４…下部フレーム
５…エンジンルーム
６…エンジン、６ａ…冷却ファン
７…油圧ポンプ
８…ラジェータ
９…オイルクーラ
１０…排気ダクト、１０ａ…排出口
１１，１２，１３，１４…吸音材
１５…仕切板
１６…吸音材

Claims

少なくともボンネットと、サイドカバーとを有するエンジンガードを備え、このエンジンガード内に形成されるエンジンルームにエンジンおよびラジェータ冷却用の冷却ファンが収容されてなる建設機械において、前記エンジンの後方の前記エンジンルーム内に、このエンジンを冷却したファン風を水平方向に排出する直状の排気ダクトを設けたことを特徴とする建設機械。
前記排気ダクトの内壁に吸音材を付設したことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
前記排気ダクトの内部に、表面に吸音材が付設されてなる仕切板を前記冷却風の流れに沿う向きに配設したことを特徴とする請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の建設機械。
前記排気ダクトを、前記エンジンルームの上方に配置したことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の建設機械。