(57)【要約】【課題】低騒音化を図りつつ高い冷却効率を確保する。【解決手段】熱交換器１２と対向するように設けられ、回転することによって熱交換器１２の風下側から空気を吸引することで熱交換器１２を通る冷却風を発生させるファン１１と、ファン１１を挟んで熱交換器１２と反対側に設けられ、ファン１１の風下側からファン１１に向かう巻込み風を阻止するように配置される遮蔽部材１０とを備え、遮蔽部材１０は、ファンの回転による冷却風の流れ方向に対して略直交するように配置される遮蔽壁３０と、この遮蔽壁３０の外周部からファン側に立ち上がる周壁３１と、この周壁３１の内側に配置されて遮蔽壁３０との間に空気層３２を形成する孔開き板３３とを含み、孔開き板３３には複数の貫通孔３３ａが形成され、かつ、当該孔開き板３３における板厚、貫通孔３３ａの大きさおよび開口率並びに当該孔開き板３３の遮蔽壁３０側の空気層３２における厚みが、ファン１１に特有の複数の卓越音のうちの１種の卓越音を吸音するように設定されている。【選択図】図２
2011214450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を冷却する冷却ファン装置であって、
前記熱交換器と対向するように設けられ、回転することによって前記熱交換器の風下側から空気を吸引することで前記熱交換器を通る冷却風を発生させるファンと、
前記ファンを挟んで前記熱交換器と反対側に設けられ、前記ファンの風下側から当該ファンに向かう巻込み風を阻止するように配置される遮蔽部材とを備え、
前記遮蔽部材は、前記ファンの回転による冷却風の流れ方向に対して略直交するように配置される遮蔽壁と、この遮蔽壁の外周部から前記ファン側に立ち上がる周壁と、この周壁の内側に配置されて前記遮蔽壁との間に空気層を形成する孔開き板とを含み、
前記孔開き板には複数の貫通孔が形成され、かつ、当該孔開き板における板厚、貫通孔の大きさおよび開口率並びに当該孔開き板の遮蔽壁側の空気層における厚みが、前記ファンに特有の複数の卓越音のうちの１種の卓越音を吸音するように設定されていることを特徴とする冷却ファン装置。
【請求項２】
熱交換器を冷却する冷却ファン装置であって、
前記熱交換器と対向するように設けられ、回転することによって前記熱交換器の風下側から空気を吸引することで前記熱交換器を通る冷却風を発生させるファンと、
前記ファンを挟んで前記熱交換器と反対側に設けられ、前記ファンの風下側から当該ファンに向かう巻込み風を阻止するように配置される遮蔽部材とを備え、
前記遮蔽部材は、前記ファンの回転による冷却風の流れ方向に対して略直交するように配置される遮蔽壁と、この遮蔽壁の外周部から前記ファン側に立ち上がる周壁と、この周壁の内側において前記周壁の立ち上がり方向に互いに間隔をおいて配置されるＮ枚（Ｎは２以上の任意の整数）の孔開き板とを含み、これらの孔開き板のうち最も前記遮蔽壁に近い孔開き板は当該遮蔽壁との間に第１の空気層を形成し、前記遮蔽壁から数えてｎ番目（ｎは２以上Ｎ以下の任意の整数）の孔開き板は前記遮蔽壁から数えて（ｎ−１）番目の孔開き板との間に第ｎの空気層を形成し、これらのＮ個の空気層及びＮ枚の遮蔽壁のうち、任意の一つの空気層及び当該空気層に最も近くかつ前記遮蔽壁から遠い側の孔開き板を１組とするＮ組の空気層及び孔開き板がそれぞれ互いに周波数の異なる卓越音を吸音するように、各組における孔開き板の板厚、貫通孔の大きさおよび開口率並びに前記空気層の厚みが設定されていることを特徴とする冷却ファン装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷却ファン装置において、
前記遮蔽部材は、さらに、前記空気層を前記遮蔽壁と前記孔開き板の並び方向と直交する方向に仕切る仕切り部材を含むことを特徴とする冷却ファン装置。
【請求項４】
請求項２に記載の冷却ファン装置において、
前記遮蔽部材は、さらに、少なくとも一つの空気層を前記遮蔽壁と前記孔開き板の並び方向と直交する方向に仕切る仕切り部材を含むことを特徴とする冷却ファン装置。
【請求項５】
熱交換器と、この熱交換器を冷却するための請求項１乃至４のいずれかに記載の冷却ファン装置とが搭載された作業機械であって、
前記冷却ファン装置における遮蔽部材の外周は、前記ファンの回転中心を中心とする円弧状をなす円弧状部分と、当該遮蔽部材の近傍に配置される部材との干渉を回避するように前記円弧状部分よりも径方向の内側に窪む凹状部分とを含むことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジン或いはモータなどの駆動源に添設される熱交換器を冷却するための冷却ファン装置及びその冷却ファン装置を備えた作業機械（例えば建設機械や特殊車両など）に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した冷却ファン装置は、駆動源との間で冷却水等の冷媒を循環させる熱交換器に対して冷却風を流すファンを備える。
【０００３】
ところで、近年、省エネルギー化や低騒音化のニーズが高まり、冷却ファン装置においても冷却効率が高いことや低騒音であることが要求されている。
【０００４】
冷却効率を高くし得る構成の一つとして、図９に示すものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成は、ファン１００の風上側に熱交換器１０５を配し、ファン１００の風下側に板状の遮蔽壁１０１を配したものであり、遮蔽壁１０１は、この例ではファン１００を回転駆動するモータ１０２の外周に取付けられている。この遮蔽壁１０１によりファン１００の下流からファン中心側に向けて逆流する風を防止してファン１００の周りの空気流れをスムーズにすることができる。その結果、ファンの回転を変化させることなく、熱交換器を流れる冷却風量を増大させること、つまり冷却効率を高くすることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−４４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術による場合には、上述のように熱交換器を流れる冷却風量を増加させて冷却効率を高くすることができる反面、図１０に示すようにファン羽数と回転数とで決定される特定周波数（横軸）で騒音レベル（縦軸）が高くなる卓越音Ｘ１、Ｘ２を低減することができず、低騒音化が困難であった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、低騒音化を図りつつ高い冷却効率を確保することができる冷却ファン装置および作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ところで、前述した遮蔽壁に吸音機能を持たせることにより、低騒音化を図りつつ高い冷却効率を確保することが考えられる。その１つの構造としては、前記遮蔽壁に多孔質吸音材を取付けた構造が想定される。しかしながら、その構造による場合には、多孔質吸音材の吸音特性が図１１に示すように周波数の増大に伴って吸音率（％）が増加する特性が一般的であるため、或る周波数で急峻に高くなる卓越音を効率的に吸収することができない。
【０００９】
そこで、本発明は、種々検討を行った結果、ファンの風下側に遮蔽壁を配設し、これにより冷却効率を高くした上で、更にその遮蔽壁に特定形状の孔開き板を含む吸音構造を組み込むことで、ファンの周りを複雑にすることなく低騒音化を達成することができるという知見を得た。以下、このことをより詳細に述べる。
【００１０】
すなわち、ファン騒音には２種類あり、一つは流体流れにより発生する乱流音であり、もう一つは前述したファンの回転に起因して発生する卓越音である。前者の乱流音は、遮蔽壁をファンの風下側に配設してファンの周りの空気流れをスムーズにすることで低減することができるが、後者の卓越音は、一般的に前者の乱流音よりも大きく、また不快な音として認識され易く、更に、ファンを包囲する箱状部の内側で共鳴現象を起こすと、こもり音として問題となる。従来は、上記卓越音を有効に低減することができなかったのであるが、上記のような風量確保のためにファンの風下側に設けられる遮蔽壁のファン側の部分に孔開き板と空気層とからなる吸音手段を設けることで、前記卓越音を吸音して低減化することが可能になる。すなわち、このような吸音構造をもつ遮蔽部材の設置によって、上述したようにファンの周りの流れをスムーズにすることでファンの周りを複雑にすることなく冷却効率を高くし、加えて低騒音化を達成できることとなる。
【００１１】
かかる知見に基づいた本発明の請求項１に係る冷却ファン装置は、熱交換器を冷却する冷却ファン装置であって、前記熱交換器と対向するように設けられ、回転することによって前記熱交換器の風下側から空気を吸引することで前記熱交換器を通る冷却風を発生させるファンと、前記ファンを挟んで前記熱交換器と反対側に設けられ、前記ファンの風下側から当該ファンに向かう巻込み風を阻止するように配置される遮蔽部材とを備え、前記遮蔽部材は、前記ファンの回転による冷却風の流れ方向に対して略直交するように配置される遮蔽壁と、この遮蔽壁の外周部から前記ファン側に立ち上がる周壁と、この周壁の内側に配置されて前記遮蔽壁との間に空気層を形成する孔開き板とを含み、前記孔開き板には複数の貫通孔が形成され、かつ、当該孔開き板における板厚、貫通孔の大きさおよび開口率並びに当該孔開き板の遮蔽壁側の空気層における厚みが、前記ファンに特有の複数の卓越音のうちの１種の卓越音を吸音するように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る冷却ファン装置は、熱交換器を冷却する冷却ファン装置であって、前記熱交換器と対向するように設けられ、回転することによって前記熱交換器の風下側から空気を吸引することで前記熱交換器を通る冷却風を発生させるファンと、前記ファンを挟んで前記熱交換器と反対側に設けられ、前記ファンの風下側から当該ファンに向かう巻込み風を阻止するように配置される遮蔽部材とを備え、前記遮蔽部材は、前記ファンの回転による冷却風の流れ方向に対して略直交するように配置される遮蔽壁と、この遮蔽壁の外周部から前記ファン側に立ち上がる周壁と、この周壁の内側において前記周壁の立ち上がり方向に互いに間隔をおいて配置されるＮ枚（Ｎは２以上の任意の整数）の孔開き板とを含み、これらの孔開き板のうち最も前記遮蔽壁に近い孔開き板は当該遮蔽壁との間に第１の空気層を形成し、前記遮蔽壁から数えてｎ番目（ｎは２以上Ｎ以下の任意の整数）の孔開き板は前記遮蔽壁から数えて（ｎ−１）番目の孔開き板との間に第ｎの空気層を形成し、これらのＮ個の空気層及びＮ枚の遮蔽壁のうち、任意の一つの空気層及び当該空気層に最も近くかつ前記遮蔽壁から遠い側の孔開き板を１組とするＮ組の空気層及び孔開き板がそれぞれ互いに周波数の異なる卓越音を吸音するように、各組における孔開き板の板厚、貫通孔の大きさおよび開口率並びに前記空気層の厚みが設定されていることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明の請求項３に係る冷却ファン装置は、請求項１に記載の冷却ファン装置において、前記遮蔽部材は、さらに、前記空気層を前記遮蔽壁と前記孔開き板の並び方向と直交する方向に仕切る仕切り部材を含むことを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の請求項４に係る冷却ファン装置は、請求項２に記載の冷却ファン装置において、前記遮蔽部材は、さらに、少なくとも一つの空気層を前記遮蔽壁と前記孔開き板の並び方向と直交する方向に仕切る仕切り部材を含むことを特徴とする。
【００１５】
更にまた、本発明の請求項５に係る作業機械は、熱交換器と、この熱交換器を冷却するための請求項１乃至４のいずれかに記載の冷却ファン装置とが搭載された作業機械であって、前記冷却ファン装置における遮蔽部材の外周は、前記ファンの回転中心を中心とする円弧状をなす円弧状部分と、当該遮蔽部材の近傍に配置される部材との干渉を回避するように前記円弧状部分よりも径方向の内側に窪む凹状部分とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の本発明による場合には、熱交換器を通る冷却風を発生させるファンよりも風下側に遮蔽壁が配設されていて、その遮蔽壁がファンよりも風下側からファンへ向かうように発生する巻き込み風を防止するので、これに伴って風量を増大させ得、これにより冷却効率を高くできる。また、前記巻き込み風の防止によりファン周りの空気流れをスムーズにし、これにより乱流音を低減する。更に、孔開き板と空気層とが遮蔽部材の内部に組み込まれているので、ファンの周りを複雑な構造にすることがない。更にまた、遮蔽部材の周壁の内側に設けられた孔開き板と空気層とは、孔開き板の板厚、貫通孔の大きさおよび開口率並びに当該孔開き板の遮蔽壁側の空気層における厚みとにより吸音特性を調整することで、ファン回転に起因する卓越音を十分に吸音することができる。そして、この卓越音の低減と上述した乱流音の低減とにより、低騒音化が達成される。
【００１７】
ここで、卓越音の吸音に寄与するパラメータとしては、上述した孔開き板の板厚、貫通孔の大きさおよび開口率並びに当該孔開き板の遮蔽壁側の空気層における厚みが該当する。これらの各パラメータの値を低減させたい卓越音の周波数に合わせて設計することで、その周波数を有する卓越音を上述のように十分に吸音することができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係る冷却ファン装置にあっては、請求項１の冷却ファン装置と同様の効果を奏することに加えて、以下の効果を有する。すなわち、周波数が異なる複数のものであって吸収すべき卓越音に対応させた数で、孔開き板および空気層が遮蔽部材に設けられるとともに、その対応する数の孔開き板および空気層における前記４つのパラメータが前記吸収すべき卓越音の周波数に関連させて設定されるので、吸収すべき卓越音の全て（遮蔽部材に設けた孔開き板および空気層の組数を上限）を１つの遮蔽部材により吸収することができる。このとき、遮蔽部材に組み込まれたＮ組の孔開き板および空気層により低減される卓越音は、各組において周波数が全て異なるものであるとともに、ファンの回転により発生する卓越音の総数と同一かまたは少ない数に相当する。
【００１９】
また、本発明の請求項３および４に係る冷却ファン装置にあっては、仕切り部材により空気層が、遮蔽壁と孔開き板の並び方向と直交する方向に仕切られるため、仕切られた各空気層において球面波を平面波に近づけることが可能になり、吸音性能を十分に発揮させ得る。
【００２０】
更に、本発明の作業機械にあっては、本発明の冷却ファン装置を構成する遮蔽部材を配置する箇所の近傍に、遮蔽部材と干渉する部材が配置されていても、遮蔽部材の外周がファンの回転中心を中心とする円弧状の部分と、これよりも径方向の内側に窪む凹状部分とを有するので、その凹状部分を前記干渉する部材に対応させて配置することで、干渉を回避することが可能となり、作業機械の構成を変更することなく冷却ファン装置を設置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却ファン装置を組み込んだ作業機械としての油圧ショベルのエンジン近傍を示す模式図である。
【図２】（ａ）は遮蔽部材を示す側面図で、（ｂ）は遮蔽部材を示す正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における遮蔽部材の吸音特性（実線で示す）を示す図であり、横軸に周波数、縦軸に吸音率（％）をとっている。
【図４】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る冷却ファン装置における遮蔽部材を示す側面図で、（ｂ）は遮蔽部材を示す正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態における遮蔽部材の吸音特性（実線で示す）を示す図であり、横軸に周波数、縦軸に吸音率（％）をとっている。
【図６】本発明に適用される他の遮蔽部材の形状の説明図である。
【図７】本発明に適用される更に他の遮蔽部材の形状の説明図である。
【図８】本発明に適用される更に他の遮蔽部材の形状の説明図（斜視図）である。
【図９】従来例の冷却ファンを示す図である。
【図１０】卓越音の説明図である。
【図１１】多孔質吸音材の吸音特性の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却ファン装置を組み込んだ作業機械としての油圧ショベルのエンジン近傍を示す模式図である。
【００２４】
この油圧ショベルは、上部旋回体のアッパーフレーム２の上に設けられたエンジン９を備える。アッパーフレーム２の上には、左右方向中央部の左右両側に前後方向の全長近くに亘って強度部材である縦板が設けられており、左側の縦板３と右側の図示しない縦板との間にエンジン９が設けられている。このエンジン９はターボチャージャー１４を有し、エアクリーナー１５から導入された吸気Ｙ１が吸気管１６を通してターボチャージャー１４のコンプレッサ１４ａに送られ、ここで加圧され、熱交換器１２で冷却された後、吸気マニホールド１７を介して各気筒に分配される。
【００２５】
また、各気筒から排出される排気ガスＹ２は、排気マニホールド１８を介してターボチャージャー１４のタービン１４ｂに送られ、同タービン１４ｂを駆動した後、排気管１９を介して車外に排出される。
【００２６】
一方、排気マニホールド１８から出た排気ガスＹ２の一部がＥＧＲ管路２０に抜き出され、空冷式ＥＧＲクーラー２１で空冷された後、さらに水冷式ＥＧＲクーラー２２によって水冷され、低温化した後、ＥＧＲバルブ（再循環ガス量を調節するためのバルブ）２３を介して、熱交換器１２で冷却された吸気と合流して吸気マニホールド１７に送られることによって再循環するように構成されている。熱交換器１２は、図示しないオイルクーラーおよびインタークーラーの一方または両方を含む場合がある。
【００２７】
また、エンジン９と熱交換器１２との間には、第１実施形態に係る冷却ファン装置１が設けられている。
【００２８】
冷却ファン装置１は、エンジン９に備わった回転軸９ａに取付けられた冷却用のファン１１と、このファン１１とエンジン９との間に設けられた遮蔽部材１０とを備える。ファン１１は、回転軸９ａにより回転駆動されて、熱交換器１２の風下側から空気を吸引することで熱交換器１２を通る冷却風を発生させるものである。
【００２９】
図２（ａ）は遮蔽部材１０を示す側面図で、同（ｂ）は遮蔽部材１０を示す正面図である。
【００３０】
遮蔽部材１０は、ファン１１の回転による冷却風の流れ方向Ｚ（図１及び図２（ａ）参照）に対して略直交するように配置される円環状の板材からなる遮蔽壁３０と、この遮蔽壁３０の外周部３０ａからファン１１側に立ち上がる円筒状の周壁３１と、この周壁３１の内側に遮蔽壁３０と対向する状態に配置されて遮蔽壁３０との間に空気層３２を形成する円環状の孔開き板３３と、内側に前記回転軸９ａが挿通する円筒部材３４とを有する。円筒部材３４の一端部３４ａは遮蔽壁３０の中心部に設けた挿通孔３０ｂに、円筒部材３４の他端部３４ｂは孔開き板３３の中心部に設けた挿通孔３３ｂにそれぞれ連結されている。
【００３１】
円筒部材３４の内径、挿通孔３０ｂ、３３ｂの各内径は、回転軸９ａの外径に接近させた値に設定されていて、円筒部材３４と回転軸９ａとの間の隙間を狭くしている。また、この遮蔽部材１０の内部には、４枚の仕切り部材３５が放射状に設けられている。具体的には、周壁３１と円筒部材３４との間であって、これらの間の円環状の空気層３２を４等分する位置に各仕切り部材３５が配設されている。各仕切り部材３５は、遮蔽壁３０と孔開き板３３とが並ぶ方向と直交する方向（回転軸９ａの周方向）に空気層３２を仕切ることになる。更に、この遮蔽部材１０は、図示しない支持具を介してエンジン９に支持されている。
【００３２】
前記孔開き板３３には複数の貫通孔３３ａが形成されている。貫通孔３３ａは、形状として例えば円形の孔に形成され、全て同じ直径となっている。
【００３３】
孔開き板３３の板厚Ａ、孔開き板３３の貫通孔３３ａの直径（大きさ）Ｂ及び孔開き板３３の開口率Ｃ並びに当該孔開き板３３の遮蔽壁３０側の空気層３２における厚みＤは、卓越音の吸音に寄与するパラメータであり、これらのパラメータＡ〜Ｄの値は、ファン１１の回転に特有の複数の卓越音のうちの１種の卓越音を吸音するように設定される。
【００３４】
ところで、各パラメータＡ〜Ｄの適切な範囲は以下の通りである。孔開き板の板厚Ａは、強度も考慮して０．５〜３ｍｍ程度が好ましい。貫通孔の大きさＢは、例えば貫通孔が円形である場合に直径が０．１〜５ｍｍ程度が好ましく、貫通孔が他の形状の場合には同様な開口面積になるような値に選定される。孔開き板の開口率Ｃは０．１〜５％程度が好ましい。孔開き板の遮蔽壁側の空気層における厚みＤは、１０〜５０ｍｍ程度が好ましい。なお、上記貫通孔の大きさＢとしては、その貫通孔を通る風により貫通孔の内周面に熱が発生し、かつ貫通孔より出側（孔開き板よりも内側）に渦流が発生して消音するような現象を起こさせる寸法が望ましい。
【００３５】
また、これら４つのパラメータＡ〜Ｄは、以下のような特性を有するとともに、相互に関係し合うものである。
【００３６】
孔開き板の板厚Ａに関しては、他のパラメータＢ、Ｃ、Ｄを同一とする条件下で、板厚Ａを厚くすると、吸音率が高くなる周波数が低くなり、板厚Ａを薄くすると、吸音率が高くなる周波数が高くなる。孔開き板の開口率Ｃに関しては、他のパラメータＡ、Ｂ、Ｄを同一とする条件下で、孔開き板の開口率Ｃを大きくすると吸音率が高くなる周波数が高くなり、孔開き板の開口率Ｃを小さくすると、吸音率が高くなる周波数が低くなる。貫通孔の大きさＢに関しては、他のパラメータＡ、Ｃ、Ｄを同一とする条件下で、貫通孔の大きさＢを大きくすると、吸音率が高くなる周波数が低くなるとともに吸音率も小さくなる。逆に、貫通孔の大きさＢを小さくすると、吸音率が高くなる周波数が高くなる。孔開き板の遮蔽壁側の空気層における厚みＤに関しては、他のパラメータＡ、Ｂ、Ｃを同一とする条件下で、当該空気層の厚みＤを厚くすると、吸音率が高くなる周波数が低くなり、空気層の厚みＤを薄くすると、吸音率が高くなる周波数が高くなる。
【００３７】
以上の特性及び適切な範囲を考慮し、ファンの回転により発生する複数種のうちの１種の卓越音を吸収する吸音特性を遮蔽部材１０が有するように、４つのパラメータＡ〜Ｄを決定することになる。
【００３８】
図３は、上記遮蔽部材１０の吸音特性（実線で示す）を示す図であり、横軸に周波数、縦軸に吸音率（％）をとっている。なお、この図３には、前述した多孔質吸音材を遮蔽壁３０に貼着した場合の吸音特性を一点鎖線で示している。
【００３９】
この図３より理解されるように、第１実施形態における遮蔽部材１０の吸音特性は、周波数Ｆの近傍で吸音率が急峻に変化し、周波数Ｆをピーク吸音率（１００％）とするものとなっている。この周波数Ｆは、ファン１１の回転に伴って発生する特有の複数の卓越音のうちの１種の卓越音の周波数に一致しており、この周波数の卓越音を遮蔽部材１０が吸収することになる。よって、多孔質吸音材を遮蔽壁３０に貼着した場合における、周波数が大きくなるに伴って吸音率が一次関数的に高くなる吸音特性では、卓越音を十分に吸音することはできないが、第１実施形態における遮蔽部材１０では卓越音を十分に吸音することが可能である。
【００４０】
よって、第１実施形態にあっては、上述したようにファン１１の回転に起因する卓越音に対して十分な吸音性能を得ることができることに加えて、以下の効果を奏する。すなわち、熱交換器１２を通る冷却風を発生させるファン１１よりも風下側に遮蔽部材１０が配設されていて、その遮蔽部材１０がファン１１よりも風下側からファン１１へ向かうように発生する巻き込み風を防止するので、これに伴って風量を増大させ得、これにより冷却効率を高くできる。また、前記巻き込み風の防止によりファン１１の周りの空気流れをスムーズにし、これにより乱流音を低減する。更にまた、卓越音を効率的に吸音する孔開き板３３と空気層３２とが遮蔽部材１０の内部に組み込まれているので、ファン１１の周りを複雑な構造にすることがない。更に、各仕切り部材３５が、遮蔽壁３０と孔開き板３３との並ぶ方向と直交する方向に空気層３２を仕切るので、仕切られて小さくなった各空気層３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ（図２（ｂ）参照）において球面波を平面波に近づけることが可能になり、吸音性能を十分に発揮させ得る。
【００４１】
なお、仕切り部材３５は、円環状の空気層３２を４等分する位置に配設しているが、本発明はこれに限らず、円環状の空気層３２を、２つまたは３つまたは５つ以上に等分、或いは不等分に分けるように配設してもよい。
【００４２】
（第２実施形態）
図４（ａ）は第２実施形態に係る冷却ファン装置における遮蔽部材１０Ａを示す側面図で、同（ｂ）は遮蔽部材１０Ａを示す正面図である。なお、図４においては、図２と同一部分には、同一の番号を付して示す。
【００４３】
遮蔽部材１０Ａは、周壁３１と円筒部材３４との間に、遮蔽壁３０と平行に第１孔開き板３３１と第２孔開き板３３２が設けられており、第１孔開き板３３１と第２孔開き板３３２は、同一外径のものである。ここで、遮蔽壁３０に近い側の第１孔開き板３３１を１番目の孔開き板、遮蔽壁３０に遠い側の第２孔開き板３３２を２番目の孔開き板と呼び、また１番目の孔開き板３３１と遮蔽壁３０との間の空気層を第１の空気層３２１、１番目の孔開き板３３１と２番目の孔開き板３３２との間の空気層を第２の空気層３２２と呼ぶ。
【００４４】
また、この遮蔽部材１０Ａの内部には、合計８枚の仕切り部材が設けられている。具体的には、遮蔽壁３０と１番目の孔開き板３３１との間であって、これらの間の第１の空気層３２１を４等分する位置に各仕切り部材３５１が配設され、各仕切り部材３５１は、遮蔽壁３０と１番目の孔開き板３３１とが並ぶ方向と直交する方向（回転軸９ａの周方向）に第１の空気層３２１を仕切ることになる。また、１番目の孔開き板３３１と２番目の孔開き板３３２との間であって、これらの間の第２の空気層３２２を４等分する位置に各仕切り部材３５２が配設され、各仕切り部材３５２は、１番目の孔開き板３５と２番目の孔開き板３３とが並ぶ方向と直交する方向（回転軸９ａの周方向）に第２の空気層３２２を仕切ることになる。
【００４５】
前記１番目の孔開き板３３１には複数の貫通孔３３１ａが形成されていて、各貫通孔３３１ａは形状として、例えば円形の孔に形成され、全て同じ直径となっている。そして、当該１番目の孔開き板３３１における板厚Ａ１、貫通孔３３１ａの大きさＢ１および開口率Ｃ１並びに当該１番目の孔開き板３３１の遮蔽壁３０側の第１の空気層３２１における厚みＤ１が、ファン１１に特有の複数の卓越音のうちの１種（例えば１次）の卓越音を吸音するように設定されている。更に加えて、２番目の孔開き板３３２にも複数の貫通孔３３２ａが形成されていて、各貫通孔３３２ａは形状として、例えば円形の孔に形成され、全て同じ直径となっている。そして、当該２番目の孔開き板３３２における板厚Ａ２、貫通孔３３２ａの大きさＢ２および開口率Ｃ２並びに当該２番目の孔開き板３３２の遮蔽壁３０側の第２の空気層３２２における厚みＤ２が、ファン１１に特有の複数の卓越音のうち、前記１次の卓越音とは異なる周波数の別の１種（例えば２次）の卓越音を吸音するように設定されている。
【００４６】
上述したパラメータＡ１〜Ｄ１及びパラメータＡ２〜Ｄ２は、前述したパラメータＡ〜Ｄと同一の適切な範囲内で、かつ同様に変化する特性を考慮して選定される。
【００４７】
図５は、上記遮蔽部材１０Ａの吸音特性（実線で示す）を示す図であり、横軸に周波数、縦軸に吸音率（％）をとっている。
【００４８】
この図５より理解されるように、第２実施形態における遮蔽部材１０Ａの吸音特性は、周波数Ｇの近傍で吸音率が急峻に変化するとともに周波数Ｇをピーク吸音率（９６％）とし、また、周波数Ｈの近傍で吸音率が急峻に変化するとともに周波数Ｈをピーク吸音率（９８％）とするものとなっている。
【００４９】
上記周波数Ｇは、ファン１１の回転に伴って発生する特有の複数の卓越音のうちの１種（１次）の卓越音の周波数に一致しており、この周波数の１次の卓越音を１番目の孔開き板３３１と第１の空気層３２１で構成される部分が吸収する。また、上記周波数Ｈは、ファン１１の回転に伴って発生する特有の複数の卓越音のうちの１種（２次）の卓越音の周波数に一致しており、この周波数の２次の卓越音を２番目の孔開き板３３２と第２の空気層３２２で構成される部分が吸収する。
【００５０】
よって、第２実施形態における遮蔽部材１０Ａにあっては、１次と２次の２種の卓越音のそれぞれを十分に吸音することが可能である。更に、この第２実施形態においては、熱交換器１２を通る冷却風を発生させるファン１１よりも風下側に遮蔽部材１０Ａが配設されていて、その遮蔽部材１０Ａがファン１１よりも風下側からファン１１へ向かうように発生する巻き込み風を防止するので、これに伴って風量を増大させ得、これにより冷却効率を高くできる。また、前記巻き込み風の防止によりファン１１の周りの空気流れをスムーズにし、これにより乱流音を低減する。更にまた、卓越音を効率的に吸音する孔開き板３３１、３３２と空気層３２１、３２２とが遮蔽部材１０Ａの内部に組み込まれているので、ファン１１の周りを複雑な構造にすることがない。更に、各仕切り部材３５１、３５２が、遮蔽壁３０と孔開き板３３１（３３２）との並ぶ方向と直交する方向（回転軸９ａの周方向）に空気層３２１、３２２を仕切るので、仕切られて小さくなった空気層３２１の各空気層３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄ（図４（ｂ）参照）において球面波を平面波に近づけることが可能になるとともに、仕切られて小さくなった空気層３２２の各空気層３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄ（図４（ｂ）参照）において球面波を平面波に近づけることが可能になり、吸音性能を十分に発揮させ得る。
【００５１】
なお、仕切り部材３５１、３５２は、円環状の空気層３２１、３２２を４等分する位置に配設しているが、本発明はこれに限らず、円環状の空気層３２１、３２２を、２つまたは３つまたは５つ以上に等分、或いは不等分に分けるように配設してもよい。また、仕切り部材３５１を用いる数と仕切り部材３５２を用いる数は異なっていてもよく、更には、仕切り部材３５１を配設する位置（回転軸９ａの周方向の位置）と仕切り部材３５２を配設する位置（回転軸９ａの周方向の位置）とは異なっていてもよい。更に、仕切り部材３５１、３５２は、放射状に配置する必要はなく、例えば図６に示すように放射状に配置した仕切り部材３５１、３５２に対して更に平行となる仕切り部材３５１Ａ、３５２Ａを増設したり、或いは、図６に示す配置状態から放射状に配置した仕切り部材３５１、３５２を省略したり、或いは図示を省略するが、１つ１つを任意の方向に向けるように配してもよい。このような仕切り部材の配置に関しては、第１実施形態の仕切り部材においても、同様に適用される。以上のような仕切り部材の配置において、空気層を仕切る数を変化させることにより、仕切り部材により仕切られる空気層の大きさを調整することができるので、大きさを調整された空気層において球面波を平面波に近づけることが可能になり、吸音性能を十分に発揮させ得る。
【００５２】
また、上述した第２実施形態では、１番目の孔開き板３３１と第１の空気層３２１とで１次の卓越音を吸収し、２番目の孔開き板３３２と第２の空気層３２２とで２次の卓越音を吸収する構成にしているが、本発明はこれに限らず、１番目の孔開き板３３１と第１の空気層３２１とで１次以外の他の卓越音を吸収し、２番目の孔開き板３３２と第２の空気層３２２とで、別の卓越音であって２次以外の他の卓越音を吸収する構成にしてもよい。
【００５３】
更に、上述した第２実施形態では、周壁３１の内側に２つの孔開き板３３１、３３２と２つの空気層３２１、３２２を設ける構成にしているが、本発明はこれに限らず、周壁３１の内側に３以上の孔開き板と、孔開き板と同数の空気層を設ける構成にすることも可能である。
【００５４】
この構成の場合、周壁３１の内側において周壁３１の立ち上がり方向に互いに間隔をおいて配置されるＮ枚（Ｎは３以上の任意の整数）の孔開き板とを含み、これらの孔開き板のうち最も遮蔽壁３０に近い孔開き板は当該遮蔽壁３０との間に第１の空気層を形成し、遮蔽壁３０から数えてｎ番目（ｎは３以上Ｎ以下の任意の整数）の孔開き板は遮蔽壁３０から数えて（ｎ−１）番目の孔開き板との間に第ｎの空気層を形成し、これらのＮ個の空気層及びＮ枚の遮蔽壁のうち、任意の一つの空気層及び当該空気層に最も近くかつ遮蔽壁３０から遠い側の孔開き板を１組とするＮ組の空気層及び孔開き板がそれぞれ互いに周波数の異なる卓越音を吸音するように、各組における孔開き板の板厚、貫通孔の大きさおよび開口率並びに前記空気層の厚みが設定される。
【００５５】
更に、上述した第１、第２実施形態では遮蔽部材１０、１０Ａの中心部に円筒部材３４を設け、その円筒部材３４の内側を回転軸９ａが挿通するように構成しているが、本発明はこれに限らない。ファン１１の回転駆動に回転軸９ａを用いない場合、例えばファン１１の回転をベルト駆動する場合などには、図７に示すように円筒部材３４は不要である。そして、この場合には、遮蔽部材１０Ａの中心部まで仕切り板３２１、３２２を配置させることができる。なお、図７は、第２実施形態の遮蔽部材１０Ａを例に挙げて説明しているが、このことは、第１実施形態の遮蔽部材１０においても同様である。
【００５６】
図８は、本発明の作業機械に適用される遮蔽部材を示す斜視図である。この遮蔽部材１０Ｂは、外周部に凹状部分３０Ｂ１を有する円板状の遮蔽壁３０Ｂと、この遮蔽壁３０Ｂと同じ形状に形成され、外周部に凹状部分３３Ｂ１を有する円板状の孔開き板３３Ｂと、これら遮蔽壁３０Ｂおよび孔開き板３３Ｂの外周に繋がる一定幅の周壁３１Ｂとを備える。遮蔽壁３０Ｂの凹状部分３０Ｂ１と孔開き板３３Ｂの凹状部分３３Ｂ１とは、同じ方向に揃っていて、周壁３１Ｂは凹状部分３０Ｂ１及び凹状部分３０Ｂ１に繋がった部分３１Ｂ１が凹状となり、他の部分３１Ｂ２が円弧状になっている。その円弧状の他の部分３１Ｂ２は、その中心がファン１１の回転中心に一致する状態に配されていて、遮蔽部材１０Ｂの外周が、ファンの回転中心を中心とする円弧状をなす円弧状部分１０Ｂ２と、その円弧状部分１０Ｂ２よりも径方向の内側に窪む凹状部分１０Ｂ１とを含んで構成される。
【００５７】
この遮蔽部材１０Ｂによる場合には、例えばＥＧＲ管路２０が遮蔽部材１０Ｂを配置する箇所の近傍を通っていても（図１参照）、凹状部分１０Ｂ１の内部にＥＧＲ管路２０を通すことで、ＥＧＲ管路２０との干渉を回避して遮蔽部材１０Ｂを設置することができる。これにより作業機械としての油圧ショベルのエンジン周りを変更することなく、冷却ファン装置を設置することが可能になる。
【００５８】
なお、上述した実施形態では油圧ショベルの熱交換器１２に対して冷却ファン装置を設置する例を挙げているが、油圧ショベルの他の建設機械や、建設機械以外の他の作業機械（例えば特殊車両など）にも同様に適用することができる。また、作業機械の他に、自動車や空調室外機などに備わった熱交換器を対象として本発明の冷却ファン装置を設置することも可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１    冷却ファン装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ    遮蔽部材
１１    ファン
１２    熱交換器
３０    遮蔽壁
３１    周壁
３２    空気層
３３    孔開き板
３３ａ    貫通孔
３５    仕切り部材
３２１    第１の空気層
３２２    第２の空気層
３３１    第１孔開き板
３３２    第２孔開き板
３３１ａ、３３２ａ    貫通孔
３５１、３５２、３５１Ａ、３５２Ａ    仕切り部材
【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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