冷却ファン用シュラウド
【課題】冷却性能の低下を抑制し、かつ、騒音の増大を抑制する。
【解決手段】シュラウド１は、回転軸１５ａ方向に冷却風を発生させる冷却ファン１５の外周の周囲と、熱交換器１１と、の間を覆う。シュラウド１は、熱交換器１１に取り付けられるシュラウド本体部２０と、シュラウド本体部２０の内側に設けられるとともに冷却ファン１５の外周の周囲に配置されるダクト部３０と、を備える。ダクト部３０は、開口縁４０と冷却配管５０とを備える。開口縁４０は、冷却ファン１５が内側に配置される開口部を形成するとともに、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする筒状に形成される。冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置されるとともに冷却媒体を通過させる。
【解決手段】シュラウド１は、回転軸１５ａ方向に冷却風を発生させる冷却ファン１５の外周の周囲と、熱交換器１１と、の間を覆う。シュラウド１は、熱交換器１１に取り付けられるシュラウド本体部２０と、シュラウド本体部２０の内側に設けられるとともに冷却ファン１５の外周の周囲に配置されるダクト部３０と、を備える。ダクト部３０は、開口縁４０と冷却配管５０とを備える。開口縁４０は、冷却ファン１５が内側に配置される開口部を形成するとともに、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする筒状に形成される。冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置されるとともに冷却媒体を通過させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ファンの外周の周囲と熱交換器との間を覆うシュラウドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図６及び図７には、建設機械等のエンジンに設けられた冷却装置が記載されている。この冷却装置は、エンジンに回転駆動される冷却ファンと、熱交換器と、冷却ファンの周囲と熱交換器との間を覆うシュラウドとを備えている。
【０００３】
図１０（ａ）に従来の箱型のシュラウド５０１を備えた冷却装置５１０を示す。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＦ１０ｂ矢視図である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）中の破線で囲った部分Ｆ１１ａの拡大図である。図１０（ｂ）及び図１１（ａ）に示すように、シュラウド５０１は、側面２１と、垂直面２２（水平面に垂直な面）とを備える。垂直面２２には開口部２２ｏが形成され、開口部２２ｏの内側に冷却ファン１５が配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０及び図１１に示すシュラウド５０１には次の問題がある。図１１（ａ）に示すように、垂直面２２の冷却ファン１５側の端部（開口部２２ｏの縁）と、冷却ファン１５との間を冷却風が流れる。冷却風の流れの向きは垂直面２２を境に急激に変化し、冷却風の流れに大きな乱れ（剥離や渦）が生じる。すると、開口部２２ｏ周辺で、通風抵抗や騒音が増大する。
【０００６】
図１１（ｂ）及び（ｃ）に、上記の冷却風の乱れを改善した技術を示す。図１１（ｂ）に示す技術では、シュラウド５０１の開口部２２ｏの縁を円筒状にしている。また、図１１（ｃ）に示す技術では、開口部２２ｏの縁をベルマウス状にしている。これらのように開口部２２ｏの縁を円筒状やベルマウス状にすることで、開口部２２ｏ周辺での通風抵抗および騒音の増大は抑制できる。しかしながら、次に述べるように、これらの効果は熱交換器の追加により相殺されてしまう。
【０００７】
図１０（ａ）に示す熱交換器１１は、エンジン冷却用のラジエタ１１ａ、作動油冷却用のオイルクーラのみならず、インタークーラ１１ｂ、運転室の空調用のエアコンコンデンサー１１ｃなど、多数設置される場合がある。さらに、ハイブリッド建機などでは、モータやベアリング等を冷却するための熱交換器１１を追加する場合がある。このように多数の熱交換器１１を設置すると、熱交換器１１を通過する冷却風に対する通風抵抗が増大する。すると、開口部２２ｏの縁の形状をベルマウス状等とすることによる通風抵抗抑制の効果が相殺されるおそれがある。その結果、冷却風の風量が確保できず、冷却装置の冷却性能が低下するおそれがある。
【０００８】
また、冷却風の風量を確保するために冷却ファンの回転数を増大させると、冷却ファンからの発生音が増大する。特に、冷却ファンの回転数と冷却ファンの羽根の枚数とに起因するファンピッチ音（卓越ピーク）が顕著となるおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、冷却性能の低下を抑制でき、かつ、騒音の増大を抑制できる、冷却ファン用シュラウド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】
【００１０】
本発明は、回転軸方向に冷却風を発生させる冷却ファンの外周の周囲と、熱交換器と、の間を覆うシュラウドである。このシュラウドは、前記熱交換器に取り付けられるシュラウド本体部と、前記シュラウド本体部の内側に設けられるとともに前記冷却ファンの外周の周囲に配置されるダクト部と、を備える。前記ダクト部は、開口縁と冷却配管とを備える。前記開口縁は、前記冷却ファンが内側に配置される開口部を形成するとともに、当該冷却ファンの回転軸を軸とする筒状に形成される。前記冷却配管は、前記冷却ファンの外周を取り囲むように配置されるとともに冷却媒体を通過させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の冷却ファン用シュラウドでは、冷却性能の低下を抑制でき、かつ、騒音の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シュラウドを備えた冷却装置を示す模式図である。
【図２】図１に示すＦ２ａ部分の拡大図等である。
【図３】図１に示すシュラウド等のＦ３矢視図である。
【図４】図１に示す冷却装置を備えた建設機械の騒音レベルを示すグラフである。
【図５】第２実施形態の図２相当図である。
【図６】第３実施形態の図２相当図である。
【図７】第３実施形態の図３相当図である。
【図８】第３実施形態の変形例の図３相当図である。
【図９】第４実施形態の図３相当図等である。
【図１０】従来のシュラウドを備えた冷却装置を示す模式図である。
【図１１】従来のシュラウドの図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して第１実施形態のシュラウド１を説明する。なお、図２では上側配管Ｐ３及び下側配管Ｐ４等を省略している。図３では、シュラウド１と冷却ファン１５とを区別するため、冷却ファン１５を二点鎖線で示している。まず、シュラウド１を備える冷却装置１０を説明する。
【００１４】
冷却装置１０は、図１に示すように、例えば油圧ショベル等の建設機械（作業機械）のエンジンＥに設けられる。冷却装置１０は、熱交換器１１と、エンジンＥにより回転駆動される冷却ファン１５と、熱交換器１１と冷却ファン１５との間を覆うシュラウド１（冷却ファン用シュラウド）とを備える。冷却装置１０の動作の概略は次の通りである。エンジンＥにより冷却ファン１５が回転駆動されて冷却風が発生する。冷却風は、熱交換器１１側からエンジンＥ側へ流れる。すると、熱交換器１１内の冷却媒体が冷却され、エンジンＥも冷却される。すなわち冷却装置１０は空気吸引型冷却装置であり空気吐出型冷却装置である。以下、冷却風の上流側を「前」、冷却風の下流側を「後」とする。
【００１５】
熱交換器１１は、冷却媒体（熱交換媒体）を冷やす装置である。冷却媒体を冷やす熱交換器１１は、例えば次の（ａ）〜（ｄ）などである。（ａ）エンジンＥ冷却用のエンジン冷却水を冷やすラジエタ。（ｂ）油圧ポンプ等の油圧機械の作動油を冷やすオイルクーラ。（ｃ）圧縮空気を冷やすインタークーラ。（ｄ）建設機械の運転室の空調用の冷媒を冷やすエアコンコンデンサ。熱交換器１１は、１つでも良く、複数でも良い（図１０（ａ）参照）。熱交換器１１は次のように動作する。冷却媒体が、配管Ｐ１を介して熱交換器１１に供給される。冷却媒体が、熱交換器１１内を通過して冷却風により冷やされる。冷却媒体が、配管Ｐ２を介して熱交換器１１から排出される。
【００１６】
冷却ファン１５は、回転軸１５ａ方向に冷却風を発生させる送風機である。冷却風の方向は、回転軸１５ａ方向の成分を有する方向であれば良い、または、回転軸１５ａ方向に概ね沿う方向であれば良い。冷却ファン１５は、軸流送風機であり、斜流送風機でも良い。図３に示すように、冷却ファン１５は、中央部に配置された軸部１６と、軸部１６に固定された複数の羽根１７とを備える（煩雑を避けるため、図３には複数の羽根１７のうち１つの羽根１７にのみ符号を付している）。図１に示すように、冷却ファン１５は、エンジンＥに軸部１６（図３参照）が取り付けられ、熱交換器１１とエンジンＥとの間に配置される。冷却ファン１５は、エンジンＥの駆動力の一部を活用して回転駆動され、熱交換器１１越しに（前から）外部から空気を吸入し、エンジンＥ側（後）へ空気を吐出する。
【００１７】
シュラウド１（冷却ファン用シュラウド）は、冷却ファン１５の外周の周囲と熱交換器１１との間を覆う部材である。シュラウド１は、冷却ファン１５が吸引する冷却風の全流量が熱交換器１１を通過するように、冷却風の一部が拡散してしまわないように、冷却風をガイドする部材である。シュラウド１は、シュラウド本体部２０と、シュラウド本体部２０の内側に設けられたダクト部３０とを備える。
【００１８】
シュラウド本体部２０は、熱交換器１１に取り付けられる部分である。シュラウド本体部２０は、熱交換器１１に直接固定しても良く、熱交換器１１との間に別の部材を介して熱交換器１１に間接的に固定しても良い。シュラウド本体部２０は、熱交換器１１の例えば後端かつ外周部などに固定される。シュラウド本体部２０は箱型である。図２（ａ）に示すように、シュラウド本体部２０は、熱交換器１１の後端から後方に延びる側面２１と、側面２１の後端から冷却ファン１５側に延びる垂直面２２とを備える。以下、冷却ファン１５の回転軸１５ａに近い側を「シュラウド内側」、回転軸１５ａから遠い側を「シュラウド外側」という。垂直面２２は、水平面に対して垂直な面である。垂直面２２のシュラウド内側にダクト部３０が設けられる。なお、シュラウド本体部２０は、側面２１と垂直面２２とを備えた構造（断面が折れ曲がった構造）でなくても良い。シュラウド本体部２０は、例えば、熱交換器１１との取り付け部分からダクト部３０までなだらかに繋がるような形状などでも良い。
【００１９】
ダクト部３０は、シュラウド本体部２０の内側に設けられる部分である。ダクト部３０は、冷却ファン１５の外周の周囲に配置される。ダクト部３０とシュラウド本体部２０とは一体でも別体でも良い。図３に示すように、ダクト部３０は円形状（輪状、管状）に形成される。ダクト部３０の内周は、冷却ファン１５の外寸（外周）より大きい。すなわち、ダクト部３０と冷却ファン１５との間には隙間が形成される。図２（ａ）に示すように、ダクト部３０は、ダクト部前面３１と、シュラウド内側の面である開口縁４０と、ダクト部後面３５と、冷却配管５０とを備える。
【００２０】
ダクト部前面３１は、シュラウド本体部２０の垂直面２２のシュラウド内側の端部から、シュラウド内側に延びる面である。
【００２１】
開口縁４０は、図２（ａ）及び図３に示すように、冷却ファン１５が内側に配置される開口部を形成する部分である。開口縁４０は、この開口部の外縁である。開口縁４０は、冷却ファン１５による冷却風の流れに沿うように形成される。開口縁４０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする円筒状（筒状）に形成される。開口縁４０は円形ダクト状である。すなわち、図２（ａ）に示すように、開口縁４０は、ダクト部前面３１のシュラウド内側端部から後方に延びるように形成される。開口縁４０の前後方向の幅は、例えば、冷却ファン１５の前後方向の幅と略同じ程度などである。なお、開口縁４０の前側（前半分）の部分を「開口縁前部４０ｆ」、開口縁４０の後側（後ろ半分）の部分を「開口縁後部４０ｒ」とする。
【００２２】
冷却配管５０は、冷却媒体を通過させる配管である。なお、図１等では、冷却配管５０の内部の冷却媒体が通過する部分を斜線で示す。図３に示すように、冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。冷却配管５０には上側配管Ｐ３及び下側配管Ｐ４が接続される。以下、冷却配管５０についてさらに説明する。
【００２３】
この冷却配管５０は、冷却配管５０の上部５０ｔで上側配管Ｐ３に接続される。冷却配管５０は、冷却配管５０の下部５０ｂで下側配管Ｐ４に接続される。冷却媒体は冷却配管５０を次のように通過する（流れる）。冷却媒体は、上側配管Ｐ３から冷却配管５０の上部５０ｔに供給される。冷却媒体は、冷却配管５０の上部５０ｔで左右に分岐し、冷却配管５０の左右の円弧状部分を通過し、冷却配管５０の下部５０ｂで合流する。そして、冷却媒体は、冷却配管５０の下部５０ｂから下側配管Ｐ４に排出される。
【００２４】
図１に示すように、例えば、上側配管Ｐ３は、熱交換器１１に接続される配管Ｐ１から分岐する。下側配管Ｐ４は、熱交換器１１に接続される配管Ｐ２から分岐する。具体的には例えば、配管Ｐ１を通ってラジエタ（熱交換器１１）にエンジン冷却水（冷却媒体）が供給されるとともに、上側配管Ｐ３を通って冷却配管５０にもエンジン冷却水が供給される。そして、ラジエタ（熱交換器１１）から配管Ｐ２を通ってエンジンＥへエンジン冷却水が流れるとともに、冷却配管５０からも下側配管Ｐ４及び配管Ｐ２を通ってエンジンＥへエンジン冷却水が流れる。
【００２５】
また例えば、上側配管Ｐ３及び下側配管Ｐ４は、配管Ｐ１及び配管Ｐ２から分岐しない言わば専用配管に接続されても良い。すなわち、熱交換器１１を用いずに冷却配管５０のみで冷却媒体を冷やしても良い。具体的には例えば、電動モータやベアリング（いずれも図示なし）用の冷却媒体を、冷却配管５０のみに流すようにする。
【００２６】
図３に示すように、冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。冷却配管５０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａ方向（前後方向）から見ると円形状である。冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周の近傍に配置される。冷却配管５０は、冷却配管５０から開口縁４０に熱が伝わるような位置に配置される。冷却配管５０は、開口縁４０に沿うように、開口縁４０と一体または別体として設けられる。冷却配管５０と開口縁４０とが一体の場合、冷却配管５０のシュラウド内側の部分が開口縁４０である。冷却配管５０と開口縁４０とが別体の場合、冷却配管５０のシュラウド内側の部分が開口縁４０に接する、または、同部分が開口縁４０近傍で開口縁４０と隣り合うように配置される。以下、「冷却配管５０が開口縁４０に設けられる」などと言うときは、冷却配管５０が開口縁４０に対して上記のように一体または別体として設けられることを意味する。図２（ａ）に示すように、冷却配管５０は、開口縁４０の前端から後端にわたって開口縁４０に設けられる。図２（ａ）に示す冷却配管５０の断面は例えば略長方形である。さらに詳しくは、冷却配管５０は前後方向から見て円形状であるが（図３参照）、この円形の円周に沿う方向から見た冷却配管５０の断面（図２（ａ）参照）が例えば略長方形である。以下、上記円周に沿う方向から見たシュラウド１の断面を「断面Ｄ」という（図２（ａ）に示す断面は断面Ｄの一例である）。なお、冷却配管５０の後面、すなわちダクト部３０の後面を、「ダクト部後面３５」とする。
【００２７】
（開口縁の変形例）
図２（ｂ）に変形例の開口縁６０を備えたシュラウド１を示す。図２（ａ）に示す円筒状の開口縁４０は、図２（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０に変形できる。
【００２８】
開口縁６０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とするベルマウス状（筒状）に形成される。開口縁６０は、ラッパ状に形成される。開口縁６０は、断面Ｄが円弧状である。この「円弧状」には、例えば楕円弧や円弧に近い曲線を含む。なお、開口縁６０の前側の部分を「開口縁前部６０ｆ」、開口縁６０の後側の部分を「開口縁後部６０ｒ」とする。
【００２９】
冷却配管７０は、開口縁６０に対応するような形状に形成される。断面Ｄにおける冷却配管７０の前面、シュラウド内側の面、及び後面は、円弧状である。断面Ｄにおける冷却配管７０全体の形状は、例えば半円状である（円形状等でも良い）。
【００３０】
（開口縁の他の変形例）
図２（ａ）に示す開口縁４０の形状は様々に変形できる。例えば、開口縁４０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする、テーパ状を備えた筒状（図示なし）等でも良い。また例えば、開口縁４０の断面Ｄの形状を、円弧状と直線とを組み合わせた形状としても良い。また例えば、円筒状の開口縁４０とベルマウス状の開口縁６０（図２（ｂ）参照）とを組み合わせた形状としても良い。
【００３１】
（実験）
シュラウド１等を大型の油圧ショベル（図示なし）に設置した場合の、油圧ショベル周囲での騒音レベルの測定結果を図４に示す。図１１（ａ）に示すように円筒状やベルマウス状の開口縁を備えないシュラウド５０１を備える場合（比較例）の結果を、図４のグラフにおいて破線で示す。図１に示すように円筒状の開口縁４０を備えるシュラウド１を備える場合（本発明）の結果を、図４のグラフにおいて実線で示す。結果は次のようになった。比較例では、冷却ファン１５（図３参照）の回転数、および、冷却ファン１５の羽根１７の枚数に起因するファンピッチ音（卓越ピーク）が３００Ｈｚ帯域に生じている。一方、本発明では、このファンピッチ音が低減していることが分かる。
【００３２】
（効果１）
次に、図１に示すシュラウド１の効果を説明する。シュラウド１は、回転軸１５ａ方向に冷却風を発生させる冷却ファン１５の外周の周囲と、熱交換器１１と、の間を覆う。シュラウド１は、熱交換器１１に取り付けられるシュラウド本体部２０と、シュラウド本体部２０の内側に設けられるダクト部３０とを備える。
【００３３】
ダクト部３０は、冷却ファン１５の外周の周囲に配置される。ダクト部３０は、冷却ファン１５が内側に配置される開口部を形成する開口縁４０（または図２（ｂ）に示す開口縁６０。以下省略）を備える。開口縁４０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする筒状に形成される。よって、冷却ファン１５の外周の周囲の冷却風が、開口縁４０に沿って流れやすい。よって、開口縁４０周辺での剥離や渦流の発生が抑制される。したがって、開口縁４０から熱が放散されやすい。
なお、開口縁４０周辺での剥離や渦流の発生が抑制されるので、図１１（ｂ）及び（ｃ）に示す従来のシュラウド５０１と同様に、開口縁４０周辺での通風抵抗や騒音を抑制できる。
【００３４】
図３に示すように、ダクト部３０は、冷却ファン１５の外周の周囲に配置される。ここで、冷却ファン１５により発生する冷却風は、冷却ファン１５の外周（羽根１７の先端部）で流速が最も速い。よって、ダクト部３０の開口縁４０から熱が放散されやすい。
【００３５】
ダクト部３０は、冷却媒体を通過させる冷却配管５０（または図２（ｂ）に示す冷却配管７０。以下省略）を備える。また、上述したように開口縁４０から熱が放散されやすい。よって、冷却配管５０から開口縁４０に伝わった熱は開口縁４０から放散されやすい。したがって、冷却配管５０を通過する冷却媒体が冷えやすい。
【００３６】
図３に示すように、冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。よって、冷却ファン１５の外周のうち一部分の近傍にのみ冷却配管５０が配置される場合に比べ、冷却配管５０を通過する冷却媒体がより冷えやすい。
【００３７】
上述したように、図１に示すシュラウド１では、ダクト部３０で冷却媒体を冷やすことができる。よって、この冷却媒体を冷やすための熱交換器１１を追加する必要が無い。よって、熱交換器１１の追加による通風抵抗の増大を抑制でき、通風抵抗の増大による冷却風の風量の低下を抑制できる。よって、冷却風の風量の低下による冷却性能（シュラウド１を備えた冷却装置１０の冷却性能）の低下を抑制できる。
【００３８】
上述したように、熱交換器１１の追加による冷却風の風量の低下を抑制できる。よって、冷却風の風量の低下を補うために、冷却ファン１５の回転数を増大させる必要がない。したがって、冷却ファン１５の回転数の増大による騒音の増大を抑制できる。
【００３９】
（第２実施形態）
図５を参照して第２実施形態のシュラウド２０１を説明する。
図１に示すシュラウド１では、開口縁４０の前後幅全体にわたって冷却配管５０が設けられた。図５（ａ）に示すシュラウド２０１では、開口縁４０の一部には冷却配管２５０が設けられ、開口縁４０の他の部分には放熱板２４１が形成される。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００４０】
放熱板２４１は、開口縁４０の構成要素であり、ダクト部３０での放熱を促進させる板である。開口縁４０のうち冷却配管２５０が設けられていない部分が、放熱板２４１として機能する（放熱板２４１として活用する）。すなわち、開口縁４０の開口縁前部４０ｆに冷却配管２５０が設けられ、開口縁後部４０ｒには冷却配管２５０が設けられていないところ、この開口縁後部４０ｒが放熱板２４１である。例えば、図１に示す冷却配管５０を通過する冷却媒体の流量が小さい場合、冷却配管５０を図５（ａ）に示す冷却配管２５０のように狭くできる。冷却配管２５０を狭くした結果、放熱板２４１が形成されることになる。
【００４１】
放熱板２４１は次のように作用する。上記のように開口縁４０に沿うように冷却風が流れ、その結果、放熱板２４１に沿うように冷却風が流れる（冷却風が放熱板２４１に当たる）。そして、冷却配管２５０から放熱板２４１に伝導された熱が、放熱板２４１から放散される。なお、冷却風が直接は当たらないダクト部後面３５（開口縁４０の構成要素ではないダクト部後面３５）からも、冷却配管２５０から伝導された熱が放散される。
【００４２】
（開口縁の変形例）
図５（ｂ）に変形例の放熱板２６１を備えたシュラウド２０１を示す。図２（ａ）に示す円筒状の開口縁４０は、図２（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０に変形できた。これと同様に、図５（ａ）に示す円筒状の開口縁４０の放熱板２４１は、図５（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０の放熱板２６１に変形できる。すなわち、開口縁６０の一部に冷却配管２７０が設けられ、開口縁６０のうち冷却配管２７０が設けられていない部分が放熱板２６１である。
【００４３】
（開口縁の他の変形例）
図５（ａ）に示す開口縁４０における放熱板２４１の位置は様々に変形できる。例えば、開口縁前部４０ｆを放熱板２４１とし、開口縁後部４０ｒに冷却配管２５０を設けても良い。また例えば、開口縁前部４０ｆ及び開口縁後部４０ｒに放熱板２４１を設け、これらの間に冷却配管２５０を設けても良い。これと同様に、図５（ｂ）に示す開口縁６０における放熱板２６１の位置も様々に変形できる。
【００４４】
（効果２）
図５（ａ）に示すように、シュラウド２０１の開口縁４０は、放熱板２４１を備える。よって、冷却配管２５０を通過する冷却媒体の熱は、放熱板２４１から放散される。よって、冷却配管２５０を通過する冷却媒体がより冷えやすい。
【００４５】
（第３実施形態）
図６及び図７を参照して第３実施形態のシュラウド３０１を説明する。なお、図７は、図６（ａ）に示すＦ７矢視図である。図５（ａ）に示すシュラウド２０１は、開口縁４０のうち冷却配管２５０が設けられていない部分に放熱板２４１を備えた。図６（ａ）に示すシュラウド３０１は、ダクト部３０のうち冷却配管２５０が設けられていない部分（空間）に共鳴型消音器３５５を備える。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００４６】
共鳴型消音器３５５は、騒音を抑制するため、音響共鳴構造を備えた部分である。共鳴型消音器３５５は、箱状部３５５ａと、冷却ファン１５側（シュラウド内側）に形成された孔部３５５ｂと、孔部３５５ｂから箱状部３５５ａの内部側へ延びる筒状の首部３５５ｃとを備える。共鳴型消音器３５５は、開口縁４０と一体に設けられる（別体でも良い）。孔部３５５ｂは開口縁４０に形成される。共鳴型消音器３５５は、冷却配管２５０と一体に設けられる（別体でも良い）。例えば、図２（ａ）に示す冷却配管５０内部を前後方向中央部などで分割し、図６（ａ）に示すように、一方を冷却媒体を通過させる冷却配管２５０とし、他方を共鳴型消音器３５５とする。
【００４７】
図７に示すように、共鳴型消音器３５５は、前後方向から見て円形状のダクト部３０に沿って配置される。共鳴型消音器３５５は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。なお、共鳴型消音器３５５を、冷却ファン１５の外周の全周でなく一部の近傍にのみ配置しても良い。共鳴型消音器３５５は、例えば複数（図７では１２個）設けられる。
【００４８】
図６（ａ）及び図７に示す共鳴型消音器３５５は、冷却ファン１５によるファンピッチ音（特定周波数のピーク）に対して低減効果を得る事ができるような形状とする。低減効果を得られる周波数の調整は、箱状部３５５ａ（背後空間）の容積、孔部３５５ｂ及び首部３５５ｃの断面積、並びに首部３５５ｃの長さを調整することで行う。なお、複数の共鳴型消音器３５５は、全てが同ーの形状でも良く、一部または全部が互いに異なる形状でも良い。
【００４９】
（開口縁の変形例）
図６（ｂ）に変形例の共鳴型消音器３７５を備えたシュラウド３０１を示す。図５（ａ）に示す円筒状の開口縁４０は、図５（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０に変形できた。これと同様に、図６（ａ）に示す円筒状の開口縁４０を備えたダクト部３０の共鳴型消音器３５５は、図６（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０を備えたダクト部３０の共鳴型消音器３７５に変形できる。
【００５０】
（開口縁の他の変形例）
図５（ａ）、（ｂ）に示す開口縁４０、６０における放熱板２４１、２６１の位置を様々に変形できたのと同様に、図６（ａ）、（ｂ）に示すダクト部３０における共鳴型消音器３５５、３７５の位置も様々に変形できる。
【００５１】
（効果３）
シュラウド３０１のダクト部３０は、共鳴型消音器３５５を備える。よって、シュラウド１を備えた冷却装置１０での騒音をより低減できる。
【００５２】
なお、図７に示すように、共鳴型消音器３５５は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。よって、冷却ファン１５の外周の一部の近傍にのみ共鳴型消音器３５５を設けた場合に比べ、騒音をより低減できる。
【００５３】
（第３実施形態の変形例）
図８を参照して第３実施形態の変形例のシュラウド３０２を説明する。図７に示す共鳴型消音器３５５を、図８に示すようにサイドブランチ型の共鳴型消音器３８５に変形しても良い。以下、この相違点をさらに説明する。
【００５４】
共鳴型消音器３８５は、箱状部３５５ａと孔部３５５ｂとを備え、図７に示す首部３５５ｃは備えない。孔部３５５ｂは、箱状部３５５ａの端部付近に形成される。この「端部付近」とは、前後方向から見て円形状のダクト部３０の円周に沿う方向（「方向Ｃ」とする）における、箱状部３５５ａの端部付近である。箱状部３５５ａ内部の方向Ｃにおける長さＬは、冷却ファン１５によるファンピッチ音のピーク周波数などに応じて調整する。具体的には例えば、ファンピッチ音のピーク周波数における音の波長の１/４を長さＬとする。なお、共鳴型消音器３８５は、例えば複数（図８では６個）設けられる。
【００５５】
この共鳴型消音器３８５を備えるシュラウド３０２は、図７に示す共鳴型消音器３５５を備えるシュラウド３０１と同様の効果を奏する。
【００５６】
（第４実施形態）
図９を参照して第４実施形態のシュラウド４０１を説明する。なお、図９（ａ）は図３相当図である。図９（ａ）では冷却配管５０内部を省略している。図９（ｂ）及び（ｃ）は、図９（ａ）に示す冷却配管５０の内部を示す模式図である。図９（ａ）〜（ｃ）に示すシュラウド４０１の冷却配管５０は、図３に示すシュラウド１と異なり、フィン部４５１を備える。以下、この相違点をさらに説明する。
【００５７】
フィン部４５１は、冷却配管５０内部に設けられる。フィン部４５１は、冷却配管５０の内面に取付けられた（固定された）複数のフィン板４５１ａを備える。図９（ｂ）に示すように、フィン部４５１は冷却配管５０全体にわたって設けられる。また、図９（ｃ）に示すように、フィン部４５１は冷却配管５０の一部（例えば上下方向中央部）に設けられる。
【００５８】
図９（ｂ）または（ｃ）に示すフィン部４５１の作用は次の通りである。フィン部４５１は、冷却配管５０を通過する冷却媒体の流路を、言わばラビリンス状にする。冷却媒体は、フィン板４５１ａに当たりながら、複数回にわたって曲がりながら、ジグザグ状（Ｓ字状、Ｚ字状）や螺旋状などに曲がりながら、冷却配管５０内部を流れる。具体的には例えば、フィン板４５１ａは前後または左右（前後方向に直交する水平面上の方向）に交互に配置される。
【００５９】
（効果４）
シュラウド４０１の冷却配管５０は内部にフィン部４５１を備える。よって、冷却配管５０を通過する冷却媒体は、フィン部４５１に接触しながら冷却配管５０を通過する。よって、冷却媒体から冷却配管５０に熱がより伝導され、冷却媒体の熱がダクト部３０（図９（ａ）参照）からより放散される。よって、冷却配管５０を通過する冷却媒体がより冷えやすい。
【００６０】
（その他の変形例）
図５に示す放熱板２４１等、図６〜図８に示す共鳴型消音器３５５等、及び、図９に示すフィン部４５１は、別個の実施形態として説明した。しかし、上記の構成要素を２以上組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１ シュラウド（冷却ファン用シュラウド）
１１ 熱交換器
１５ 冷却ファン
１５ａ 回転軸
２０ シュラウド本体部
３０ ダクト部
４０ 開口縁
５０、７０ 冷却配管
２４１、２６１ 放熱板
３５５、３７５、３８５ 共鳴型消音器
４５１ フィン部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ファンの外周の周囲と熱交換器との間を覆うシュラウドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図６及び図７には、建設機械等のエンジンに設けられた冷却装置が記載されている。この冷却装置は、エンジンに回転駆動される冷却ファンと、熱交換器と、冷却ファンの周囲と熱交換器との間を覆うシュラウドとを備えている。
【０００３】
図１０（ａ）に従来の箱型のシュラウド５０１を備えた冷却装置５１０を示す。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＦ１０ｂ矢視図である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）中の破線で囲った部分Ｆ１１ａの拡大図である。図１０（ｂ）及び図１１（ａ）に示すように、シュラウド５０１は、側面２１と、垂直面２２（水平面に垂直な面）とを備える。垂直面２２には開口部２２ｏが形成され、開口部２２ｏの内側に冷却ファン１５が配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０及び図１１に示すシュラウド５０１には次の問題がある。図１１（ａ）に示すように、垂直面２２の冷却ファン１５側の端部（開口部２２ｏの縁）と、冷却ファン１５との間を冷却風が流れる。冷却風の流れの向きは垂直面２２を境に急激に変化し、冷却風の流れに大きな乱れ（剥離や渦）が生じる。すると、開口部２２ｏ周辺で、通風抵抗や騒音が増大する。
【０００６】
図１１（ｂ）及び（ｃ）に、上記の冷却風の乱れを改善した技術を示す。図１１（ｂ）に示す技術では、シュラウド５０１の開口部２２ｏの縁を円筒状にしている。また、図１１（ｃ）に示す技術では、開口部２２ｏの縁をベルマウス状にしている。これらのように開口部２２ｏの縁を円筒状やベルマウス状にすることで、開口部２２ｏ周辺での通風抵抗および騒音の増大は抑制できる。しかしながら、次に述べるように、これらの効果は熱交換器の追加により相殺されてしまう。
【０００７】
図１０（ａ）に示す熱交換器１１は、エンジン冷却用のラジエタ１１ａ、作動油冷却用のオイルクーラのみならず、インタークーラ１１ｂ、運転室の空調用のエアコンコンデンサー１１ｃなど、多数設置される場合がある。さらに、ハイブリッド建機などでは、モータやベアリング等を冷却するための熱交換器１１を追加する場合がある。このように多数の熱交換器１１を設置すると、熱交換器１１を通過する冷却風に対する通風抵抗が増大する。すると、開口部２２ｏの縁の形状をベルマウス状等とすることによる通風抵抗抑制の効果が相殺されるおそれがある。その結果、冷却風の風量が確保できず、冷却装置の冷却性能が低下するおそれがある。
【０００８】
また、冷却風の風量を確保するために冷却ファンの回転数を増大させると、冷却ファンからの発生音が増大する。特に、冷却ファンの回転数と冷却ファンの羽根の枚数とに起因するファンピッチ音（卓越ピーク）が顕著となるおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、冷却性能の低下を抑制でき、かつ、騒音の増大を抑制できる、冷却ファン用シュラウド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】
【００１０】
本発明は、回転軸方向に冷却風を発生させる冷却ファンの外周の周囲と、熱交換器と、の間を覆うシュラウドである。このシュラウドは、前記熱交換器に取り付けられるシュラウド本体部と、前記シュラウド本体部の内側に設けられるとともに前記冷却ファンの外周の周囲に配置されるダクト部と、を備える。前記ダクト部は、開口縁と冷却配管とを備える。前記開口縁は、前記冷却ファンが内側に配置される開口部を形成するとともに、当該冷却ファンの回転軸を軸とする筒状に形成される。前記冷却配管は、前記冷却ファンの外周を取り囲むように配置されるとともに冷却媒体を通過させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の冷却ファン用シュラウドでは、冷却性能の低下を抑制でき、かつ、騒音の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シュラウドを備えた冷却装置を示す模式図である。
【図２】図１に示すＦ２ａ部分の拡大図等である。
【図３】図１に示すシュラウド等のＦ３矢視図である。
【図４】図１に示す冷却装置を備えた建設機械の騒音レベルを示すグラフである。
【図５】第２実施形態の図２相当図である。
【図６】第３実施形態の図２相当図である。
【図７】第３実施形態の図３相当図である。
【図８】第３実施形態の変形例の図３相当図である。
【図９】第４実施形態の図３相当図等である。
【図１０】従来のシュラウドを備えた冷却装置を示す模式図である。
【図１１】従来のシュラウドの図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して第１実施形態のシュラウド１を説明する。なお、図２では上側配管Ｐ３及び下側配管Ｐ４等を省略している。図３では、シュラウド１と冷却ファン１５とを区別するため、冷却ファン１５を二点鎖線で示している。まず、シュラウド１を備える冷却装置１０を説明する。
【００１４】
冷却装置１０は、図１に示すように、例えば油圧ショベル等の建設機械（作業機械）のエンジンＥに設けられる。冷却装置１０は、熱交換器１１と、エンジンＥにより回転駆動される冷却ファン１５と、熱交換器１１と冷却ファン１５との間を覆うシュラウド１（冷却ファン用シュラウド）とを備える。冷却装置１０の動作の概略は次の通りである。エンジンＥにより冷却ファン１５が回転駆動されて冷却風が発生する。冷却風は、熱交換器１１側からエンジンＥ側へ流れる。すると、熱交換器１１内の冷却媒体が冷却され、エンジンＥも冷却される。すなわち冷却装置１０は空気吸引型冷却装置であり空気吐出型冷却装置である。以下、冷却風の上流側を「前」、冷却風の下流側を「後」とする。
【００１５】
熱交換器１１は、冷却媒体（熱交換媒体）を冷やす装置である。冷却媒体を冷やす熱交換器１１は、例えば次の（ａ）〜（ｄ）などである。（ａ）エンジンＥ冷却用のエンジン冷却水を冷やすラジエタ。（ｂ）油圧ポンプ等の油圧機械の作動油を冷やすオイルクーラ。（ｃ）圧縮空気を冷やすインタークーラ。（ｄ）建設機械の運転室の空調用の冷媒を冷やすエアコンコンデンサ。熱交換器１１は、１つでも良く、複数でも良い（図１０（ａ）参照）。熱交換器１１は次のように動作する。冷却媒体が、配管Ｐ１を介して熱交換器１１に供給される。冷却媒体が、熱交換器１１内を通過して冷却風により冷やされる。冷却媒体が、配管Ｐ２を介して熱交換器１１から排出される。
【００１６】
冷却ファン１５は、回転軸１５ａ方向に冷却風を発生させる送風機である。冷却風の方向は、回転軸１５ａ方向の成分を有する方向であれば良い、または、回転軸１５ａ方向に概ね沿う方向であれば良い。冷却ファン１５は、軸流送風機であり、斜流送風機でも良い。図３に示すように、冷却ファン１５は、中央部に配置された軸部１６と、軸部１６に固定された複数の羽根１７とを備える（煩雑を避けるため、図３には複数の羽根１７のうち１つの羽根１７にのみ符号を付している）。図１に示すように、冷却ファン１５は、エンジンＥに軸部１６（図３参照）が取り付けられ、熱交換器１１とエンジンＥとの間に配置される。冷却ファン１５は、エンジンＥの駆動力の一部を活用して回転駆動され、熱交換器１１越しに（前から）外部から空気を吸入し、エンジンＥ側（後）へ空気を吐出する。
【００１７】
シュラウド１（冷却ファン用シュラウド）は、冷却ファン１５の外周の周囲と熱交換器１１との間を覆う部材である。シュラウド１は、冷却ファン１５が吸引する冷却風の全流量が熱交換器１１を通過するように、冷却風の一部が拡散してしまわないように、冷却風をガイドする部材である。シュラウド１は、シュラウド本体部２０と、シュラウド本体部２０の内側に設けられたダクト部３０とを備える。
【００１８】
シュラウド本体部２０は、熱交換器１１に取り付けられる部分である。シュラウド本体部２０は、熱交換器１１に直接固定しても良く、熱交換器１１との間に別の部材を介して熱交換器１１に間接的に固定しても良い。シュラウド本体部２０は、熱交換器１１の例えば後端かつ外周部などに固定される。シュラウド本体部２０は箱型である。図２（ａ）に示すように、シュラウド本体部２０は、熱交換器１１の後端から後方に延びる側面２１と、側面２１の後端から冷却ファン１５側に延びる垂直面２２とを備える。以下、冷却ファン１５の回転軸１５ａに近い側を「シュラウド内側」、回転軸１５ａから遠い側を「シュラウド外側」という。垂直面２２は、水平面に対して垂直な面である。垂直面２２のシュラウド内側にダクト部３０が設けられる。なお、シュラウド本体部２０は、側面２１と垂直面２２とを備えた構造（断面が折れ曲がった構造）でなくても良い。シュラウド本体部２０は、例えば、熱交換器１１との取り付け部分からダクト部３０までなだらかに繋がるような形状などでも良い。
【００１９】
ダクト部３０は、シュラウド本体部２０の内側に設けられる部分である。ダクト部３０は、冷却ファン１５の外周の周囲に配置される。ダクト部３０とシュラウド本体部２０とは一体でも別体でも良い。図３に示すように、ダクト部３０は円形状（輪状、管状）に形成される。ダクト部３０の内周は、冷却ファン１５の外寸（外周）より大きい。すなわち、ダクト部３０と冷却ファン１５との間には隙間が形成される。図２（ａ）に示すように、ダクト部３０は、ダクト部前面３１と、シュラウド内側の面である開口縁４０と、ダクト部後面３５と、冷却配管５０とを備える。
【００２０】
ダクト部前面３１は、シュラウド本体部２０の垂直面２２のシュラウド内側の端部から、シュラウド内側に延びる面である。
【００２１】
開口縁４０は、図２（ａ）及び図３に示すように、冷却ファン１５が内側に配置される開口部を形成する部分である。開口縁４０は、この開口部の外縁である。開口縁４０は、冷却ファン１５による冷却風の流れに沿うように形成される。開口縁４０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする円筒状（筒状）に形成される。開口縁４０は円形ダクト状である。すなわち、図２（ａ）に示すように、開口縁４０は、ダクト部前面３１のシュラウド内側端部から後方に延びるように形成される。開口縁４０の前後方向の幅は、例えば、冷却ファン１５の前後方向の幅と略同じ程度などである。なお、開口縁４０の前側（前半分）の部分を「開口縁前部４０ｆ」、開口縁４０の後側（後ろ半分）の部分を「開口縁後部４０ｒ」とする。
【００２２】
冷却配管５０は、冷却媒体を通過させる配管である。なお、図１等では、冷却配管５０の内部の冷却媒体が通過する部分を斜線で示す。図３に示すように、冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。冷却配管５０には上側配管Ｐ３及び下側配管Ｐ４が接続される。以下、冷却配管５０についてさらに説明する。
【００２３】
この冷却配管５０は、冷却配管５０の上部５０ｔで上側配管Ｐ３に接続される。冷却配管５０は、冷却配管５０の下部５０ｂで下側配管Ｐ４に接続される。冷却媒体は冷却配管５０を次のように通過する（流れる）。冷却媒体は、上側配管Ｐ３から冷却配管５０の上部５０ｔに供給される。冷却媒体は、冷却配管５０の上部５０ｔで左右に分岐し、冷却配管５０の左右の円弧状部分を通過し、冷却配管５０の下部５０ｂで合流する。そして、冷却媒体は、冷却配管５０の下部５０ｂから下側配管Ｐ４に排出される。
【００２４】
図１に示すように、例えば、上側配管Ｐ３は、熱交換器１１に接続される配管Ｐ１から分岐する。下側配管Ｐ４は、熱交換器１１に接続される配管Ｐ２から分岐する。具体的には例えば、配管Ｐ１を通ってラジエタ（熱交換器１１）にエンジン冷却水（冷却媒体）が供給されるとともに、上側配管Ｐ３を通って冷却配管５０にもエンジン冷却水が供給される。そして、ラジエタ（熱交換器１１）から配管Ｐ２を通ってエンジンＥへエンジン冷却水が流れるとともに、冷却配管５０からも下側配管Ｐ４及び配管Ｐ２を通ってエンジンＥへエンジン冷却水が流れる。
【００２５】
また例えば、上側配管Ｐ３及び下側配管Ｐ４は、配管Ｐ１及び配管Ｐ２から分岐しない言わば専用配管に接続されても良い。すなわち、熱交換器１１を用いずに冷却配管５０のみで冷却媒体を冷やしても良い。具体的には例えば、電動モータやベアリング（いずれも図示なし）用の冷却媒体を、冷却配管５０のみに流すようにする。
【００２６】
図３に示すように、冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。冷却配管５０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａ方向（前後方向）から見ると円形状である。冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周の近傍に配置される。冷却配管５０は、冷却配管５０から開口縁４０に熱が伝わるような位置に配置される。冷却配管５０は、開口縁４０に沿うように、開口縁４０と一体または別体として設けられる。冷却配管５０と開口縁４０とが一体の場合、冷却配管５０のシュラウド内側の部分が開口縁４０である。冷却配管５０と開口縁４０とが別体の場合、冷却配管５０のシュラウド内側の部分が開口縁４０に接する、または、同部分が開口縁４０近傍で開口縁４０と隣り合うように配置される。以下、「冷却配管５０が開口縁４０に設けられる」などと言うときは、冷却配管５０が開口縁４０に対して上記のように一体または別体として設けられることを意味する。図２（ａ）に示すように、冷却配管５０は、開口縁４０の前端から後端にわたって開口縁４０に設けられる。図２（ａ）に示す冷却配管５０の断面は例えば略長方形である。さらに詳しくは、冷却配管５０は前後方向から見て円形状であるが（図３参照）、この円形の円周に沿う方向から見た冷却配管５０の断面（図２（ａ）参照）が例えば略長方形である。以下、上記円周に沿う方向から見たシュラウド１の断面を「断面Ｄ」という（図２（ａ）に示す断面は断面Ｄの一例である）。なお、冷却配管５０の後面、すなわちダクト部３０の後面を、「ダクト部後面３５」とする。
【００２７】
（開口縁の変形例）
図２（ｂ）に変形例の開口縁６０を備えたシュラウド１を示す。図２（ａ）に示す円筒状の開口縁４０は、図２（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０に変形できる。
【００２８】
開口縁６０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とするベルマウス状（筒状）に形成される。開口縁６０は、ラッパ状に形成される。開口縁６０は、断面Ｄが円弧状である。この「円弧状」には、例えば楕円弧や円弧に近い曲線を含む。なお、開口縁６０の前側の部分を「開口縁前部６０ｆ」、開口縁６０の後側の部分を「開口縁後部６０ｒ」とする。
【００２９】
冷却配管７０は、開口縁６０に対応するような形状に形成される。断面Ｄにおける冷却配管７０の前面、シュラウド内側の面、及び後面は、円弧状である。断面Ｄにおける冷却配管７０全体の形状は、例えば半円状である（円形状等でも良い）。
【００３０】
（開口縁の他の変形例）
図２（ａ）に示す開口縁４０の形状は様々に変形できる。例えば、開口縁４０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする、テーパ状を備えた筒状（図示なし）等でも良い。また例えば、開口縁４０の断面Ｄの形状を、円弧状と直線とを組み合わせた形状としても良い。また例えば、円筒状の開口縁４０とベルマウス状の開口縁６０（図２（ｂ）参照）とを組み合わせた形状としても良い。
【００３１】
（実験）
シュラウド１等を大型の油圧ショベル（図示なし）に設置した場合の、油圧ショベル周囲での騒音レベルの測定結果を図４に示す。図１１（ａ）に示すように円筒状やベルマウス状の開口縁を備えないシュラウド５０１を備える場合（比較例）の結果を、図４のグラフにおいて破線で示す。図１に示すように円筒状の開口縁４０を備えるシュラウド１を備える場合（本発明）の結果を、図４のグラフにおいて実線で示す。結果は次のようになった。比較例では、冷却ファン１５（図３参照）の回転数、および、冷却ファン１５の羽根１７の枚数に起因するファンピッチ音（卓越ピーク）が３００Ｈｚ帯域に生じている。一方、本発明では、このファンピッチ音が低減していることが分かる。
【００３２】
（効果１）
次に、図１に示すシュラウド１の効果を説明する。シュラウド１は、回転軸１５ａ方向に冷却風を発生させる冷却ファン１５の外周の周囲と、熱交換器１１と、の間を覆う。シュラウド１は、熱交換器１１に取り付けられるシュラウド本体部２０と、シュラウド本体部２０の内側に設けられるダクト部３０とを備える。
【００３３】
ダクト部３０は、冷却ファン１５の外周の周囲に配置される。ダクト部３０は、冷却ファン１５が内側に配置される開口部を形成する開口縁４０（または図２（ｂ）に示す開口縁６０。以下省略）を備える。開口縁４０は、冷却ファン１５の回転軸１５ａを軸とする筒状に形成される。よって、冷却ファン１５の外周の周囲の冷却風が、開口縁４０に沿って流れやすい。よって、開口縁４０周辺での剥離や渦流の発生が抑制される。したがって、開口縁４０から熱が放散されやすい。
なお、開口縁４０周辺での剥離や渦流の発生が抑制されるので、図１１（ｂ）及び（ｃ）に示す従来のシュラウド５０１と同様に、開口縁４０周辺での通風抵抗や騒音を抑制できる。
【００３４】
図３に示すように、ダクト部３０は、冷却ファン１５の外周の周囲に配置される。ここで、冷却ファン１５により発生する冷却風は、冷却ファン１５の外周（羽根１７の先端部）で流速が最も速い。よって、ダクト部３０の開口縁４０から熱が放散されやすい。
【００３５】
ダクト部３０は、冷却媒体を通過させる冷却配管５０（または図２（ｂ）に示す冷却配管７０。以下省略）を備える。また、上述したように開口縁４０から熱が放散されやすい。よって、冷却配管５０から開口縁４０に伝わった熱は開口縁４０から放散されやすい。したがって、冷却配管５０を通過する冷却媒体が冷えやすい。
【００３６】
図３に示すように、冷却配管５０は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。よって、冷却ファン１５の外周のうち一部分の近傍にのみ冷却配管５０が配置される場合に比べ、冷却配管５０を通過する冷却媒体がより冷えやすい。
【００３７】
上述したように、図１に示すシュラウド１では、ダクト部３０で冷却媒体を冷やすことができる。よって、この冷却媒体を冷やすための熱交換器１１を追加する必要が無い。よって、熱交換器１１の追加による通風抵抗の増大を抑制でき、通風抵抗の増大による冷却風の風量の低下を抑制できる。よって、冷却風の風量の低下による冷却性能（シュラウド１を備えた冷却装置１０の冷却性能）の低下を抑制できる。
【００３８】
上述したように、熱交換器１１の追加による冷却風の風量の低下を抑制できる。よって、冷却風の風量の低下を補うために、冷却ファン１５の回転数を増大させる必要がない。したがって、冷却ファン１５の回転数の増大による騒音の増大を抑制できる。
【００３９】
（第２実施形態）
図５を参照して第２実施形態のシュラウド２０１を説明する。
図１に示すシュラウド１では、開口縁４０の前後幅全体にわたって冷却配管５０が設けられた。図５（ａ）に示すシュラウド２０１では、開口縁４０の一部には冷却配管２５０が設けられ、開口縁４０の他の部分には放熱板２４１が形成される。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００４０】
放熱板２４１は、開口縁４０の構成要素であり、ダクト部３０での放熱を促進させる板である。開口縁４０のうち冷却配管２５０が設けられていない部分が、放熱板２４１として機能する（放熱板２４１として活用する）。すなわち、開口縁４０の開口縁前部４０ｆに冷却配管２５０が設けられ、開口縁後部４０ｒには冷却配管２５０が設けられていないところ、この開口縁後部４０ｒが放熱板２４１である。例えば、図１に示す冷却配管５０を通過する冷却媒体の流量が小さい場合、冷却配管５０を図５（ａ）に示す冷却配管２５０のように狭くできる。冷却配管２５０を狭くした結果、放熱板２４１が形成されることになる。
【００４１】
放熱板２４１は次のように作用する。上記のように開口縁４０に沿うように冷却風が流れ、その結果、放熱板２４１に沿うように冷却風が流れる（冷却風が放熱板２４１に当たる）。そして、冷却配管２５０から放熱板２４１に伝導された熱が、放熱板２４１から放散される。なお、冷却風が直接は当たらないダクト部後面３５（開口縁４０の構成要素ではないダクト部後面３５）からも、冷却配管２５０から伝導された熱が放散される。
【００４２】
（開口縁の変形例）
図５（ｂ）に変形例の放熱板２６１を備えたシュラウド２０１を示す。図２（ａ）に示す円筒状の開口縁４０は、図２（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０に変形できた。これと同様に、図５（ａ）に示す円筒状の開口縁４０の放熱板２４１は、図５（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０の放熱板２６１に変形できる。すなわち、開口縁６０の一部に冷却配管２７０が設けられ、開口縁６０のうち冷却配管２７０が設けられていない部分が放熱板２６１である。
【００４３】
（開口縁の他の変形例）
図５（ａ）に示す開口縁４０における放熱板２４１の位置は様々に変形できる。例えば、開口縁前部４０ｆを放熱板２４１とし、開口縁後部４０ｒに冷却配管２５０を設けても良い。また例えば、開口縁前部４０ｆ及び開口縁後部４０ｒに放熱板２４１を設け、これらの間に冷却配管２５０を設けても良い。これと同様に、図５（ｂ）に示す開口縁６０における放熱板２６１の位置も様々に変形できる。
【００４４】
（効果２）
図５（ａ）に示すように、シュラウド２０１の開口縁４０は、放熱板２４１を備える。よって、冷却配管２５０を通過する冷却媒体の熱は、放熱板２４１から放散される。よって、冷却配管２５０を通過する冷却媒体がより冷えやすい。
【００４５】
（第３実施形態）
図６及び図７を参照して第３実施形態のシュラウド３０１を説明する。なお、図７は、図６（ａ）に示すＦ７矢視図である。図５（ａ）に示すシュラウド２０１は、開口縁４０のうち冷却配管２５０が設けられていない部分に放熱板２４１を備えた。図６（ａ）に示すシュラウド３０１は、ダクト部３０のうち冷却配管２５０が設けられていない部分（空間）に共鳴型消音器３５５を備える。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００４６】
共鳴型消音器３５５は、騒音を抑制するため、音響共鳴構造を備えた部分である。共鳴型消音器３５５は、箱状部３５５ａと、冷却ファン１５側（シュラウド内側）に形成された孔部３５５ｂと、孔部３５５ｂから箱状部３５５ａの内部側へ延びる筒状の首部３５５ｃとを備える。共鳴型消音器３５５は、開口縁４０と一体に設けられる（別体でも良い）。孔部３５５ｂは開口縁４０に形成される。共鳴型消音器３５５は、冷却配管２５０と一体に設けられる（別体でも良い）。例えば、図２（ａ）に示す冷却配管５０内部を前後方向中央部などで分割し、図６（ａ）に示すように、一方を冷却媒体を通過させる冷却配管２５０とし、他方を共鳴型消音器３５５とする。
【００４７】
図７に示すように、共鳴型消音器３５５は、前後方向から見て円形状のダクト部３０に沿って配置される。共鳴型消音器３５５は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。なお、共鳴型消音器３５５を、冷却ファン１５の外周の全周でなく一部の近傍にのみ配置しても良い。共鳴型消音器３５５は、例えば複数（図７では１２個）設けられる。
【００４８】
図６（ａ）及び図７に示す共鳴型消音器３５５は、冷却ファン１５によるファンピッチ音（特定周波数のピーク）に対して低減効果を得る事ができるような形状とする。低減効果を得られる周波数の調整は、箱状部３５５ａ（背後空間）の容積、孔部３５５ｂ及び首部３５５ｃの断面積、並びに首部３５５ｃの長さを調整することで行う。なお、複数の共鳴型消音器３５５は、全てが同ーの形状でも良く、一部または全部が互いに異なる形状でも良い。
【００４９】
（開口縁の変形例）
図６（ｂ）に変形例の共鳴型消音器３７５を備えたシュラウド３０１を示す。図５（ａ）に示す円筒状の開口縁４０は、図５（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０に変形できた。これと同様に、図６（ａ）に示す円筒状の開口縁４０を備えたダクト部３０の共鳴型消音器３５５は、図６（ｂ）に示すベルマウス状の開口縁６０を備えたダクト部３０の共鳴型消音器３７５に変形できる。
【００５０】
（開口縁の他の変形例）
図５（ａ）、（ｂ）に示す開口縁４０、６０における放熱板２４１、２６１の位置を様々に変形できたのと同様に、図６（ａ）、（ｂ）に示すダクト部３０における共鳴型消音器３５５、３７５の位置も様々に変形できる。
【００５１】
（効果３）
シュラウド３０１のダクト部３０は、共鳴型消音器３５５を備える。よって、シュラウド１を備えた冷却装置１０での騒音をより低減できる。
【００５２】
なお、図７に示すように、共鳴型消音器３５５は、冷却ファン１５の外周を取り囲むように配置される。よって、冷却ファン１５の外周の一部の近傍にのみ共鳴型消音器３５５を設けた場合に比べ、騒音をより低減できる。
【００５３】
（第３実施形態の変形例）
図８を参照して第３実施形態の変形例のシュラウド３０２を説明する。図７に示す共鳴型消音器３５５を、図８に示すようにサイドブランチ型の共鳴型消音器３８５に変形しても良い。以下、この相違点をさらに説明する。
【００５４】
共鳴型消音器３８５は、箱状部３５５ａと孔部３５５ｂとを備え、図７に示す首部３５５ｃは備えない。孔部３５５ｂは、箱状部３５５ａの端部付近に形成される。この「端部付近」とは、前後方向から見て円形状のダクト部３０の円周に沿う方向（「方向Ｃ」とする）における、箱状部３５５ａの端部付近である。箱状部３５５ａ内部の方向Ｃにおける長さＬは、冷却ファン１５によるファンピッチ音のピーク周波数などに応じて調整する。具体的には例えば、ファンピッチ音のピーク周波数における音の波長の１/４を長さＬとする。なお、共鳴型消音器３８５は、例えば複数（図８では６個）設けられる。
【００５５】
この共鳴型消音器３８５を備えるシュラウド３０２は、図７に示す共鳴型消音器３５５を備えるシュラウド３０１と同様の効果を奏する。
【００５６】
（第４実施形態）
図９を参照して第４実施形態のシュラウド４０１を説明する。なお、図９（ａ）は図３相当図である。図９（ａ）では冷却配管５０内部を省略している。図９（ｂ）及び（ｃ）は、図９（ａ）に示す冷却配管５０の内部を示す模式図である。図９（ａ）〜（ｃ）に示すシュラウド４０１の冷却配管５０は、図３に示すシュラウド１と異なり、フィン部４５１を備える。以下、この相違点をさらに説明する。
【００５７】
フィン部４５１は、冷却配管５０内部に設けられる。フィン部４５１は、冷却配管５０の内面に取付けられた（固定された）複数のフィン板４５１ａを備える。図９（ｂ）に示すように、フィン部４５１は冷却配管５０全体にわたって設けられる。また、図９（ｃ）に示すように、フィン部４５１は冷却配管５０の一部（例えば上下方向中央部）に設けられる。
【００５８】
図９（ｂ）または（ｃ）に示すフィン部４５１の作用は次の通りである。フィン部４５１は、冷却配管５０を通過する冷却媒体の流路を、言わばラビリンス状にする。冷却媒体は、フィン板４５１ａに当たりながら、複数回にわたって曲がりながら、ジグザグ状（Ｓ字状、Ｚ字状）や螺旋状などに曲がりながら、冷却配管５０内部を流れる。具体的には例えば、フィン板４５１ａは前後または左右（前後方向に直交する水平面上の方向）に交互に配置される。
【００５９】
（効果４）
シュラウド４０１の冷却配管５０は内部にフィン部４５１を備える。よって、冷却配管５０を通過する冷却媒体は、フィン部４５１に接触しながら冷却配管５０を通過する。よって、冷却媒体から冷却配管５０に熱がより伝導され、冷却媒体の熱がダクト部３０（図９（ａ）参照）からより放散される。よって、冷却配管５０を通過する冷却媒体がより冷えやすい。
【００６０】
（その他の変形例）
図５に示す放熱板２４１等、図６〜図８に示す共鳴型消音器３５５等、及び、図９に示すフィン部４５１は、別個の実施形態として説明した。しかし、上記の構成要素を２以上組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１ シュラウド（冷却ファン用シュラウド）
１１ 熱交換器
１５ 冷却ファン
１５ａ 回転軸
２０ シュラウド本体部
３０ ダクト部
４０ 開口縁
５０、７０ 冷却配管
２４１、２６１ 放熱板
３５５、３７５、３８５ 共鳴型消音器
４５１ フィン部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸方向に冷却風を発生させる冷却ファンの外周の周囲と、熱交換器と、の間を覆うシュラウドであって、
前記熱交換器に取り付けられるシュラウド本体部と、
前記シュラウド本体部の内側に設けられるとともに、前記冷却ファンの外周の周囲に配置されるダクト部と、を備え、
前記ダクト部は、
前記冷却ファンが内側に配置される開口部を形成するとともに、当該冷却ファンの回転軸を軸とする筒状に形成された開口縁と、
前記冷却ファンの外周を取り囲むように配置されるとともに冷却媒体を通過させる冷却配管と、を備える冷却ファン用シュラウド。
【請求項２】
前記開口縁は放熱板を備える、請求項１に記載の冷却ファン用シュラウド。
【請求項３】
前記ダクト部は共鳴型消音器を備える、請求項１または２に記載の冷却ファン用シュラウド。
【請求項４】
前記冷却配管は内部にフィン部を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却ファン用シュラウド。
【請求項１】
回転軸方向に冷却風を発生させる冷却ファンの外周の周囲と、熱交換器と、の間を覆うシュラウドであって、
前記熱交換器に取り付けられるシュラウド本体部と、
前記シュラウド本体部の内側に設けられるとともに、前記冷却ファンの外周の周囲に配置されるダクト部と、を備え、
前記ダクト部は、
前記冷却ファンが内側に配置される開口部を形成するとともに、当該冷却ファンの回転軸を軸とする筒状に形成された開口縁と、
前記冷却ファンの外周を取り囲むように配置されるとともに冷却媒体を通過させる冷却配管と、を備える冷却ファン用シュラウド。
【請求項２】
前記開口縁は放熱板を備える、請求項１に記載の冷却ファン用シュラウド。
【請求項３】
前記ダクト部は共鳴型消音器を備える、請求項１または２に記載の冷却ファン用シュラウド。
【請求項４】
前記冷却配管は内部にフィン部を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却ファン用シュラウド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２４１５７０（Ｐ２０１２−２４１５７０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０７０９（Ｐ２０１１−１１０７０９）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
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