(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防音壁で囲まれ空気取付口（１０）を有するラジエータ室（７）にラジエータ（９）を設置し、防音壁で囲まれ空気排出口（１４）を有するエンジン室（８）にエンジン（１１）と、このエンジン（１１）で駆動される油圧ポンプ（１２，１３）を設置し、
上記ラジエータ（９）の空気流出側に接続したダクト（１５）に送風装置（２０）を内蔵し、このダクト（１５）をエンジン室（８）内に導入してダクト（１５）の出口側の開口部端から吐出される風が、エンジン（１１）にて駆動される油圧ポンプ（１２，１３）を経てエンジン（１１）に至るように油圧ポンプ（１２，１３）に対向し、送風装置（２０）の駆動源である油圧モータ（２３）の圧油通路を油圧モータ（２３）を支持する本体（２４）のリブ（２６）に沿わせると共に、この圧油通路に接続するバルブユニット部材（６７）等の配管機器をシュラウド（２８）の外側に配置したことを特徴とする動力発生ユニットの防音装置。
【請求項２】
送風装置（２０）のファン（２９）を駆動する駆動源の駆動部をファン（２９）のファンボス（４１）の内側に配置した請求項１に記載の動力発生ユニットの防音装置。
【請求項３】
送風装置（２０）は、送風機（２２）のファン（２９）の回転軸（３９）の一端部に駆動源の回転軸（３９Ａ）を連結し、この駆動源と送風機（２２）のファン（２９）の回転軸（３９）の他端部とを本体（２１，６４）に支持し、ファン（２９）の回転軸（３９）を両持ち状に支持した請求項１または請求項２に記載の動力発生ユニットの防音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械、産業車両などのエンジン、このエンジンで駆動される油圧ポンプ、発電機、コンプレッサ等の動力発生機器より成る動力発生ユニットの騒音が周囲に伝播しないようにする防音装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械のエンジン等を防音する装置としては、例えば特開平２−２４５４２５号公報に示す防音装置が知られている。この防音装置は図２１に示すように防音遮蔽室１００を隔壁１０１によりエンジン室１０２とラジエータ室１０３に区画し、エンジン室１０２にエンジン１０４と油圧ポンプ１０５を設置し、ラジエータ室１０３にラジエータ１０６と冷却ファンを設置し、冷却ファンによりエンジン室１０２を通して空気を吸い込んでラジエータ１０６に送風する構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した防音装置は、冷却ファンでエンジン室を通して空気を吸込み、ラジエータ室を通してラジエータに送風するので、その吸込みされた空気がエンジン室、ラジエータ室で拡散し効率良くラジエータに送風できないから冷却効率が悪い。また遮音室を油圧ショベルのボンネットやフレームケースを用いて構成しているため隙間が生じたり、吸音材等の防音部材を設置できない部分があり十分な遮音ができない。
【０００４】
そこで、本発明は冷却効率を向上させることにより十分な遮音ができるようにした動力発生ユニットの防音装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
第１の発明は、防音壁で囲まれ空気取付口１０を有するラジエータ室７にラジエータ９を設置し、防音壁で囲まれ空気排出口１４を有するエンジン室８にエンジン１１と、このエンジン１１で駆動される油圧ポンプ１２，１３を設置し、
上記ラジエータ９の空気流出側に接続したダクト１５に送風装置２０を内蔵し、このダクト１５をエンジン室８内に導入してダクト１５の出口側の開口部端から吐出される風が、エンジン１１にて駆動される油圧ポンプ１２，１３を経てエンジン１１に至るように油圧ポンプ１２，１３に対向し、送風装置２０の駆動源である油圧モータ２３の圧油通路を油圧モータ２３を支持する本体２４のリブ２６に沿わせると共に、この圧油通路に接続するバルブユニット部材６７等の配管機器をシュラウド２８の外側に配置した構成になっている。
【０００６】
第１の発明によれば、送風装置２０を駆動することで空気取入口１０、ラジエータ９、ダクト１５を通して空気が吸い込まれ、その吸い込まれた空気がダクト１５の出口側の開口端部よりエンジン室８に吐出し、エンジン室８の空気排出口１４から排出される。そしてこのとき、ダクト１５の開口端部より吐出されたラジエータ９からの風は、まず油圧ポンプ１２，１３に吹きつけられてからエンジン（１１）に至り、この間に防音室５にて囲まれた油圧ポンプ１２，１３とエンジン１１の双方は油圧ポンプ１２，１３から順に効率よく冷却される。
また、ラジエータ９を通った空気はダクト１５を経て送風装置２０で吸い込まれるので、このラジエータ９を通った空気が送風装置２０で効率良く吸い込まれる。そして送風装置２０はダクト１５に内蔵されていることにより、この送風装置２０より発生する駆動音はダクト１５にて遮音される。またラジエータ９に多量の空気が流通し冷却効率が向上される。更にエンジン室８を空気排出口１４以外を密閉してエンジン１１、油圧ポンプ１２，１３、送風装置の駆動音が周囲に伝播することを少なくすることで十分に遮音できる。このとき、ラジエータ室７とエンジン室８は別個の室でもよいが、一体としてあるものがより望ましい。
さらに、油圧モータ２０に至る圧油通路と、この圧油通路に接続するバルブユニット部材６７が送風装置２０の送風路を横切ることがない。従ってこれらの部材が送風装置２０の送風の邪魔になることがない。またバルブユニット部材６７が送風装置２０に小さな場積でもって装着することができて送風装置２０のユニット化を図ることができると共に、更に場積の最小化を図ることができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、送風装置２０のファン２９を駆動する駆動源の駆動部をファン２９のファンボス４１の内側に配置した動力発生ユニットの防音装置である。
【０００８】
第２の発明によれば、送風装置２０を軸方向に小さくできるので、送風装置２０の場積を小さくすることができる。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、送風装置２０は、送風機２２のファン２９の回転軸３９の一端部に駆動源の回転軸３９Ａを連結し、この駆動源と送風機２２のファン２９の回転軸３９の他端部とを本体２１，６４に支持し、ファン２９の回転軸３９を両持ち状に支持した動力発生ユニットの防音装置である。
【００１０】
第３の発明によれば、送風装置２０の回転軸が両持ち状に支持されるので、この送風装置２０の駆動部の剛性を向上でき、軸心のぶれを防止できる。また送風装置２０のスピナー５５を駆動部の送風方向上流側の固定された支持部に取り付けることができるので、送風機２２の回転するファン２９の先端に取付ける場合に比べて、このスピナー５５の取り付けを容易に行うことができる。なおこの発明における駆動源としては油圧モータ２３に限るものではなく、他の駆動源、例えば電動モータでもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、防音材を用いて構成する上防音壁１、下防音壁２、対向した一対の第１縦防音壁３、対向した一対の第２縦防音壁４によって密閉された箱状の防音室５を形成する。この防音室５は防音材を用いて構成する仕切り防音壁６で小さなラジエータ室７と大きなエンジン室８に区画してある。両室７，８は防音材で構成されて防音されている。上記防音材はグラスウール、防振ゴム板、ヘルムホルツ共鳴器等一般に用いられるものを用いる。
【００１２】
上記ラジエータ室７にはラジエータ９が設置してある。このラジエータ室７を形成する防音壁、例えば一方の第１縦防音壁３に空気取入口１０が形成してある。上記エンジン室８にはエンジン１１と、このエンジン１１で駆動される動力発生機器、例えば油圧ポンプ１２と、送風機用油圧ポンプ１３とが設置してある。このエンジン室８を形成する防音壁、例えば上防音壁１には空気排出口１４が形成してある。動力発生機器は発電機、コンプレッサなどでもよい。
【００１３】
上記ラジエータ９の空気流出側面９Ａにダクト１５の一端開口部１５Ａが取付けてある。このダクト１５は仕切り防音壁６の孔６Ａを通してラジエータ室７からエンジン室８内に突出している。他端開口部はエンジン室８へ空気を吐出する空気吐出部１５Ｂであり、エンジン１１、油圧ポンプ１２、送風機用油圧ポンプ１３と対向している。
【００１４】
上記ダクト１５のエンジン室８内の部分の長手方向中間部に送風装置２０が取付けられている。ダクト１５はこの送風装置２０にて第１ダクトケース１５−１と第２ダクトケース１５−２に分けられている。この送風装置２０は本体２１と送風機２２と駆動源、例えば油圧モータ２３を備えている。図２，図３に示すように上記本体２１は円板状の内側プレート２４とリング状の外側プレート２５とが放射状の複数のリブ２６で一体的に連結した構成となっている。
【００１５】
上記送風機２２は円筒状のシュラウド２８内に、このシュラウド２８に覆われるファン２９が設けてある。図４に示すように、シュラウド２８の軸心部には複数のリブ３２を介して取付板３１が連結してある。
【００１６】
図２に示すように、上記油圧モータ２３はハウジング３６に一対の歯車３７，３７′を回転自在に設けた歯車式モータで、その一対の歯車３７，３７′の噛合部に上記送風機用油圧ポンプ１３の吐出圧油を配管４４を通して供給することで回転する。このときの戻り油は配管４５を通ってタンクに戻される。上記ハウジング３６は本体２１の内側プレート２４の中心部分に取付けてある。内側プレート２４のボス部３８にファン２９の回転軸３９が回転自在に支承され、この回転軸３９が前記油圧モータ２３の一方の歯車３７′に連結してある。
【００１７】
上記シュラウド２８の取付板３１は本体２１の内側プレート２４に、上記回転軸３９の軸心と同心状に設けた段状部２４Ａに密に嵌合して回転軸３９と同心状に支持され、ボルト４０で取付けてある。また、本体２１のリブ２６とシュラウド２８のリブ３２が円周方向に同一位置になっている。上記ファン２９のファンボス４１は回転軸３９に取付けてあり、油圧モータ２３により回転軸３９が回転することによりファン２９が回転するようになっている。
【００１８】
この構成では、シュラウド２８の取付板３１は本体２１の内側プレート２４に回転軸３９と同心状に取付けられるので、シュラウド２８の内面とファン２９の外径との間の隙間であるチップクリアランスｔが少なくてもファン２９の外周がシュラウド２８の内面に接触する虞れがない。これにより上記チップクリアランスを小さくできる。
【００１９】
送風機２２はシュラウド２８の内面とファン２９の外径との間の隙間であるチップクリアランスｔが大きいと円周方向へのエネルギー損失が大きくなり送風効率が低下する。しかし上記した構成では、チップクリアランスｔを小さくできるので、円周方向へのエネルギー損失が小さくなって送風機２２の送風効率を向上することができる。
【００２０】
上記ファン２９のファンボス４１は上記油圧モータ２３と反対側に筒状に突出させた形状としている。上記本体２１のボス部３８は軸受やシール部材を備え、ファンボス４１に内蔵している。
【００２１】
上記シュラウド２８に第１ダクトケース１５−１が連結してある。前記本体２１の外側プレート２５にブラケット４２を介して第２ダクト１５−２が連結してある。上記第１ダクトケース１５−１はラジエータ９の空気流出側面９Ａに取付けてある。上記第２ダクトケース１５−２は略コ字状に折り曲げてあって送風機用油圧ポンプ１３、油圧ポンプ１２、エンジン１１に対向している。上記ラジエータ９にはエンジン１１の冷却水が図示しない冷却用ポンプで循環する。
【００２２】
次に作動を説明する。
エンジン１１を駆動すると油圧ポンプ１２と送風機用油圧ポンプ１３が回転し、油圧ポンプ１２の吐出圧油は配管４３で防音室５の外部に圧送される。送風機用油圧ポンプ１３の吐出圧油は配管４４で油圧モータ２３に圧送されて油圧モータ２３を回転駆動し、その油圧モータ２３を回転駆動した圧油は排出配管４５で防音室５の外部に排出される。なお、油圧ポンプ１２の吸込口、送風機用油圧ポンプ１３の吸込口は図示しない配管で防音室５の外部のタンクに連通している。
【００２３】
油圧モータ２３が回転駆動するとファン２９が回転駆動し、空気取入口１０、ラジエータ９、第１ダクト１５−１を通して空気を吸い込み、第２ダクト１５−２を通して送風機用油圧ポンプ１３、油圧ポンプ１２、エンジン１１に向けて空気を吹きつける。エンジン室８内の空気は空気排出口１４から排出される。この空気排出口１４の開口位置は、第２ダクト１５−２からの風がエンジン１１に当たった後に防音室５より排出されるような位置に定めてある。またこの空気排出口１４の大きさと数は第２ダクト１５−２からの風量、エンジン１１や動力発生ユニットの大きさ、防音室５の周囲の構造によって決定される。
【００２４】
このようであるから、送風装置２０の駆動により、空気取入口１０から効率良く空気を吸い込み、その吸い込んだ空気がラジエータ９を流通するのでラジエータ９の冷却効率が向上する。したがって、エンジン室８を空気排出口１４だけで外部に開口し、他の部分を密閉することが可能となる。エンジン１１、油圧ポンプ１２、送風機油圧ポンプ１３、油圧モータ２３、送風機２２から発生した駆動音が周囲に伝播することがほとんどなく、十分な遮音ができる。
【００２５】
また、ラジエータ９を流通した空気が送風機用油圧ポンプ１３、油圧ポンプ１２、エンジン１１に直接吹きつけられるので、防音室５にて囲まれたこれら送風機用油圧ポンプ１３、油圧ポンプ１２、エンジン１１を効率よくを冷却することができる。
【００２６】
図５に示すように、ダクト１５の内周面と外周面にグラスウールや防振ゴム等の防音材５０を取付ける。これによって、ダクト１５内の音が遮音されるから遮音効果が更に向上する。防音材５０は内周面だけ、あるいは外周面にだけ取付けてもよい。また、このダクト１５の内周面や外周面及び支持部等に防振ゴムを取付けても良い。
【００２７】
図６に示すように、ダクト１５の送風機２２よりもラジエータ９寄りに多数の小さな空気流通路を有する整流格子５１を取付ける。これによって、乱流状態で吸い込みされた空気が多数の小さな空気流通路を流通することで風の流れをまっすぐにして送風機２２に流入するので、送風機２２の送風能力が向上し、ラジエータ９の冷却効率が向上する。
【００２８】
図７に示すようにダクト１５の送風機２２の近く、例えばファン２９の吐出側に静翼５２を取付けてもよい。これにより第２ダクト１５−２内に流入した風の流れをまっすぐにでき、風速分布を整えることができるので、送風機２２の送風効率が向上し、ラジエータ９の冷却効率が向上する。また静翼５２をファン２９の上流側に取り付けた場合も風速分布を整えることができるので送風機２２の送風効率が向上する。
【００２９】
なお、ダクト１５に防音材５０、整流格子５１を設け、さらに送風機２２に静翼５２を取付けてもよい。
【００３０】
また上記送風機２２の駆動源には、上記したように、エンジン１１にて駆動される送風機用油圧ポンプ１３からの圧油だけで駆動するようにしてもよいが、この駆動源となる油圧ポンプの油圧源に、バルブリターン圧油を利用してもよい。バルブリターン圧油とはメインポンプ１２から送給され各種の油圧機器を通過後タンクへ戻る途中のまだ所定の圧力を保持している圧油である。これによりエネルギー回収効率が向上し、省エネルギーを図ることができる。
【００３１】
次に本発明に係る動力発生ユニットの防音構造に用いられる送風装置２０の異なる実施の形態を説明する。
【００３２】
図８，図９に上記送風機２２の駆動源に、送風機用油圧ポンプ１３からの圧油にて駆動される油圧モータ（ギヤモータ）２３と、リターン回路４６を通って供給されるバルブリターン圧油にて駆動されるモータ２３Ａをタンデム状に備えた構成を示す。このときの送風装置２０には斜流式送風機２２Ａを用いた。そして図９に示すように、この斜流式送風機２２Ａの出口に第２ダクトケース１５−２を接続した。斜流式送風機２２Ａの先端には第１ダクトケース１５−１からの吸引風に対する抵抗を少なくするためのスピナー５５が取付けてある。
【００３３】
図１０，図１１に送風装置２０と、第１・第２のダクトケース１５−１，１５−２の少なくとも一方とをフランジ結合した構成を示す。
図１０に示すものは、送風機２２の本体２１の外側プレートの外周部にフランジ５６Ａが設けてあり、このフランジ５６Ａに第２ダクトケース１５−２の端部がフランジ結合されている。この場合、シュラウド２８の一端は上記フランジ５６Ａと一体結合されている。
【００３４】
図１１に示すものは、上記シュラウド２８の他端にもフランジ５６Ｂを設け、これに第１ダクトケース１５−１の端部がフランジ結合している。これにより送風装置２０の両端がダクト１５に対してフランジ結合される。
【００３５】
このように送風装置２０と第１第２のダクトケース１５−１，１５−２とをフランジ結合することにより、第１第２のダクトケース１５−１，１５−２に対して送風装置２０をユニット化できると共に、取付けを容易にすることができる。さらにこの送風装置２０の場積を小さくすることができる。
【００３６】
図１２，図１３に油圧モータ２３の回転軸３９Ａとファン２９の回転軸３９との間に増減速機５７Ａ，５７Ｂを介装した実施の形態を示す。
図１２に示す増減速機５７Ａは歯車伝動機構５８を用いた歯車式である。
図１３に示す増減速機５７Ｂはベルト伝動機構５９を用いたベルト式である。これらの伝動部の駆動側と従動側のそれぞれの回転部材の径を大小変えることにより、増速機にあるいは減速機になる。
【００３７】
図１４にファン２９の回転軸３９を両持ち支持構造にした実施の形態を示す。
この回転軸３９の一端部は、第２ダクトケース１５−２のフランジ６１Ａにフランジ結合するフランジ６１Ｂにリブ２６を介して一体状とし本体２１に支承されている。回転軸３９の他端部は、第１ダクトケース１５−１のフランジ６２Ａにフランジ結合するフランジ６２Ｂにリブ６３を介して一体状とし、かつ油圧モータ２３を支持する本体６４に支承されており、この油圧モータ２３の回転軸３９Ａに連結されている。この実施の形態においては、シュラウド２８は本体２１の内側プレート２４に対して取付板３１にて同軸心状に一体結合されている。また、送風機２２の第１ダクトケース１５−１側にスピナー５５は油圧モータ２３を支持する本体６４のリブ６３に固着して設けてある。この場合スピナー５５は回転しない固定部分に固着されるので、回転するファン２９の先端に固着する場合に比べて、このスピナー５５の取付けが容易となる。
【００３８】
上記した各実施の形態において、図１５に示すように、各油圧モータ２３には往復用の２本の配管４４，４５が接続されている。図１６に示すように、この両配管４４，４５は送風装置２０の本体２１のリブ２６に沿わせて配置している。
【００３９】
図１６に示すように、この各配管４４，４５の他端に接続されるバルブユニット部材６７は送風装置２０の本体２１でかつ第２ダクトケース１５−２の外側のフランジ部に固着されている。従ってこのバルブユニット部材６７が送風装置２０の風路の邪魔にならない位置に配置される。また上記フランジ部の一辺の長さがシュラウド２８の外径と同一長さになっており、フランジ投影面積とシュラウド２８の外径との間、すなわちフランジ部の隅部にバルブユニット部材６７が配置されている。従ってこのバルブユニット部材６７を配置するための支持台を別に設ける必要がなくなる。またこのバルブユニット部材６７を小さな場積で設置することができ、ダクト１５に対する送風装置２０がダクト１５に比較して大きくなるのを防ぐことができる。
【００４０】
なお、図１７，図１８に示すように、上記配管４４，４５を送風装置２０の本体２１のリブ２６内に油圧通路４４Ａ，４５Ａとして設けてもよい。この場合油圧ホースを省略できる。また油圧ホースを用いないので組立てが容易である。更にリブと油圧ホースの両方があるよりも送風方向下流側の風の乱流が少ない。
【００４１】
また、図１９，図２０に示すものは、更に異なる実施の形態を示す。基台６８に支柱６９を立設し、この支柱６９の先端ボス部７１にモータ２３Ｂを備え、このモータ２３Ｂの回転軸３９にファン２９を固着した構成となっている。この場合のシュラウド２８は支柱６９の先端ボス部７１に回転軸３９と同心状に結合されている。そして上記支柱６９内にモータ２３Ｂへの油圧通路４４Ｂ，４５Ｂが設けてある。なおこの図１９，図２０で示したモータ２３Ｂはピストンモータ、あるいは他の型のモータでもよい。またモータ２３Ｂを含む支柱部とファン、シュラウド部を別のユニットとして取り扱うことができる。支柱があることでダクト位置を正確に決められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】  送風装置の拡大断面図である。
【図３】  図２の右側面図である。
【図４】  シュラウドの斜視図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図６】  本発明の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図７】  本発明の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図８】  駆動源をタンデム状にした送風装置を示す断面図である。
【図９】  駆動源をタンデム状にした送風装置を備えた実施の形態を示す説明図である。
【図１０】  送風装置と一方のダクトケースとをフランジにて結合した構成を示す断面図である。
【図１１】  送風装置と双方のダクトケースとをフランジにて結合した構成を示す断面図である。
【図１２】  送風装置の駆動源に増減速機を内蔵した構成を示す断面図である。
【図１３】  送風装置の駆動源に増減速機を内蔵した構成を示す断面図である。
【図１４】  送風装置の駆動源を両持ち構造した構成を示す断面図である。
【図１５】  送風装置の駆動源に接続する配管の接続状態を示す説明図である。
【図１６】  送風装置の駆動源に接続する配管の接続状態を示す説明図である。
【図１７】  送風装置の駆動源に接続する配管の構成を示す一部破断面図である。
【図１８】  送風装置の駆動源に接続する配管の構成を示す一部破断面図である。
【図１９】  送風装置の駆動源に接続する配管の構成を示す一部破断面図である。
【図２０】  送風装置の駆動源に接続する配管の構成を示す一部破断面図である。
【図２１】  従来例の説明図である。
【符号の説明】
５…防音室
６…仕切り防音壁
７…ラジエータ室
８…エンジン室
９…ラジエータ
１０…空気取入口
１１…エンジン
１２…油圧ポンプ（動力発生機器）
１３…送風機用油圧ポンプ
１４…空気排出口
１５…ダクト
１５−１…第１ダクト
１５−２…第２ダクト
２０…送風装置
２１，６４…本体
２２…送風機
２２Ａ…斜流式送風機
２３…油圧モータ（駆動源）
２３Ａ，２３Ｂ…モータ
２４…内側プレート
２５…外側プレート
２６，３２，６３…リブ
２８…シュラウド
２９…ファン
３１…取付板
３９，３９Ａ…回転軸
４２…ブラケット
４４，４５…配管
４４Ａ，４５Ａ，４４Ｂ，４５Ｂ…油圧通路
５０…防音材
５１…整流格子
５２…静翼
５５…スピナー
５６Ａ，５６Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ，６２Ａ，６２Ｂ…フランジ
５７Ａ，５７Ｂ…増減速機
５８…歯車伝動機構
５９…ベルト伝動機構
６７…バルブユニット部材
６８…基台
６９…支柱
１００…防音遮蔽室
１０２…エンジン室
１０３…ラジエータ室
１０４…エンジン
１０６…ラジエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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