防振キャビン型作業車両

【課題】特定の条件においてオペレータの耳元に作用する不快な騒音を低減することにより、防振効果を生かしつつ騒音負荷下における作業環境の改善を図ることができる防振キャビン型作業車両を提供する。
【解決手段】防振キャビン型作業車両は、オペレータが着座して各種機器を操作するための操縦座席（１６）を備えるキャビン（５）を車両台枠に防振支持するとともに、同キャビン（５）に対して左右非対称に騒音を及ぼす車両構成機器を備えて構成され、上記キャビン（５）の左右側に操縦座席（１６）に面してキャビン（５）内の騒音を吸収する左右吸音部（１７，１７）を形成し、これら両吸音部（１７，１７）は、左右非対称の特定の音圧分布による騒音の左右の音圧差に相当する吸音特性差を設定したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オペレータ用の操縦座席を備えるキャビンを車両台枠に防振支持した防振キャビン型作業車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、キャビンの内装面の開口に吸音材を設けて吸音部を形成したキャビン付き作業車両が知られている。この作業車両は、キャビンの両側面に左右対称に吸音部を形成し、内装材と調和させつつ左右同様の吸音特性によってキャビン内の騒音を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６０４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、作業車両の機体中央にキャビンを左右対称に構成し、かつ、キャビン中央に操縦座席を配置し、そのキャビンの内装部に左右対称に吸音部を構成して左右の騒音低減を図っても、走行速度や作業内容等の変動による特定の条件において、キャビン内のオペレータの耳元に残留騒音が作用することがあり、この耳元に作用する残留騒音の不快感を解消することができず、特に、キャビンを車両台枠に防振支持して作業環境の改善を図った防振キャビン型作業車両においては、その防振効果を生かしきれない上に、耳元の残留騒音の増大を招く場合があり、このような問題を解消する方策が待たれていた。
【０００５】
本発明の目的は、特定の条件においてオペレータの耳元に作用する不快な残留騒音を低減することにより、防振効果を生かして騒音負荷下における作業環境の改善を図ることができる防振キャビン型作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、オペレータが着座して各種機器を操作するための操縦座席を備えるキャビンを車両台枠に防振支持するとともに、同キャビンに対して左右非対称に騒音を及ぼす車両構成機器を備えた防振キャビン型作業車両において、上記キャビンの左右側に操縦座席に面してキャビン内の騒音を吸収する左右吸音部を形成し、これら両吸音部は、左右非対称の特定の音圧分布による騒音の左右の音圧差に相当する吸音特性差を設定してなることを特徴とする。
【０００７】
操縦座席に面してキャビンの左右の両側部それぞれに吸音部が形成され、これら吸音部は、左右非対称の特定の音圧分布に合わせて左右それぞれの吸音性能を設定したことから、防振支持されたキャビン内に騒音源機器によって左右非対称の特定の音圧分布の騒音が作用する場合について、左右の音圧差に対応した吸音性能によって消音動作する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記吸音部は、キャビン内に露出して複数個の貫通孔を形成した多孔板と、その背面側を覆う吸音材と、この吸音材の背面側に画成した消音用の背後空気層とからなることを特徴とする。
上記吸音部は、多孔板、吸音材、背後空気層によって構成されることから、そのいずれかの態様の差によって左右で異なる吸音特性が確保される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明の作業車両は、操縦座席に面してキャビンの左右の両側部それぞれに吸音部が形成され、これら吸音部は、操縦座席のオペレータの左右それぞれの側方における左右非対称の特定の音圧分布に対応する吸音性能により、車両構成上の左右非対称性に基づくオペレータの耳元騒音の左右差を除去することが可能となり、特に、車両台枠に防振支持されたキャビンに対して左右非対称に騒音源機器による特定の騒音が作用する場合について、左右対称の吸音部によっては解消し得ない特定の左右非対称の不快騒音に悩まされることがなくなり、その結果、防振キャビン型作業車両の特性を生かしてキャビン内のオペレータについてその作業環境を改善することができる。
【００１０】
すなわち、機器構成上および機体構成による機器配置上の制約から、作業車両の構成が左右非対称とならざるをえず、その結果、作業条件に応じてキャビンに対して左右非対称に騒音が強く作用することがあるので、左右同等に騒音低減を図っても、特に、キャビンを車両台枠に防振支持して作業環境の改善を図った防振キャビン型作業車両において、キャビン内の特定の音圧分布によって左右に偏った特定の大きな耳元騒音が残留することあり、この耳元残留騒音がオペレータの不快感の原因となることが騒音解析の結果により判明したことから、特定の耳元残留騒音に合わせた吸音特性を左右の吸音部に設定することにより、オペレータが受ける不快感を低減することが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明の作業車両は、請求項１の効果に加え、上記吸音部（１７）は、多孔板（２３）、吸音材（２４）、背後空気層（Ａ）のいずれかの態様の差によって左右で異なる吸音特性を簡易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の適用例であるトラクタの側面図
【図２】キャビンの要部展開斜視図
【図３】ピラーの要部断面図
【図４】キャビン前部の透視斜視図
【図５】キャビンの要部見取図（ａ）およびフェンダ部の拡大横断面図（ｂ）
【図６】長円形吸音部を形成したキャビンの要部展開斜視図
【図７】ルーフインナーの吸音部の構成例１（ａ）と構成例２（ｂ）の縦断面図
【図８】トラクタのキャビン内装の見取図
【図９】気柱共鳴吸音機構の要部断面図
【図１０】キャビンのフロア構成を表す機体側面図
【図１１】キャビンフロアの構成例の平面図
【図１２】共鳴吸音機構による吸音材の拡大断面図
【図１３】別のキャビンフロアの構成例の平面図
【図１４】仕切板による吸音材の拡大断面図
【図１５】さらに別のキャビンフロアの構成例の平面図
【図１６】多層構造による吸音材の拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の適用例であるトラクタの側面図である。
トラクタ１は、左右の前後輪２，２、３，３によって圃場を走行可能に支持した台枠４に箱形構成のキャビン５を不図示の弾性支持ブラケットによって防振支持するとともに、ボンネット６ａ内に収納しているエンジン６と、このエンジン６からの動力を変速して左右前後輪２，２、３，３に伝達する変速伝動機７と、この変速伝動機７から動力を分岐出力するＰＴＯを備えて牽引作業機を昇降可能に連結する昇降ヒッチ８等を台枠４に搭載して構成される。
【００１４】
キャビン５は、頂部を覆って閉じるルーフ１１と、前方視界を確保するための前窓１２と、後方視界を確保するための後窓１３と、側方視界を確保可能な左右のドア１４ｂ，１４ｂの窓、及び左右後側の側窓１４ｃ，１４ｃによって構成されている。前記左右のドア１４ｂ，１４ｂと左右の後側の側窓１４ｃ，１４ｃとの間は左右のセンターピラー１４ａが構成されている。キャビン５の底部はステップ（底板）１５で閉じて操縦座席１６を配置する。また、前窓１２の両側端部の左右フロントピラー１２ａ，１２ａと、後窓１３の両側端部の左右リヤピラー１３ａ，１３ａ、及び前記左右のセンターピラー１４ａとによってルーフ１１を支持している。
【００１５】
上記キャビン５には、図２のキャビンの要部展開斜視図に示すように、左右のセンターピラー１４ａ，１４ａおよび左右のリヤピラー１３ａ，１３ａにそれぞれ特定の吸音特性を有する吸音部１７，１８を設ける。左右フロントピラー１２ａ，１２ａに設けてもよい。また、前記ルーフ１１の左右に設けるように構成してもよい。
【００１６】
各ピラー１２ａ〜１４ａは、図３の要部断面図に示すように、車室内に開くコの字型断面の縦フレーム２１によって構成する。この縦フレーム２１には、内装用のカバー２２を取付け、このカバー２２の一部に開口を形成することによって操縦座席１６に面して内装面に開口する凹部を形成し、この凹部開口に複数個の貫通孔を形成した多孔板２３をカバー２２と一体に、または別体に設け、この多孔板２３の背面側に吸音材２４を支持して同凹部開口を塞ぐことにより、吸音材２４の背面側に消音用の背後空気層Ａを画成して上記吸音部１７，１８を形成する。
【００１７】
このような構成による吸音部１７，１８の吸音特性設定手段として多孔板２３および吸音材２４をそれぞれ個別に変更可能に構成する。具体的には、カバー２２の開口の面積、多孔板２３の孔の開口ピッチ、孔径、孔数、開口率等の形態および材質、吸音材２４の厚み、空隙率、複層組合せ等を選択可能に構成し、左右耳元騒音値の差異を特徴付ける特定周波数騒音を低減して左右のバランスをとることにより、オペレータに与える不快感を効果的に解消することができる。
【００１８】
吸音特性設定手段は、機器構成上および機体構成に伴う機器配置上の制約から、左右非対称に操縦座席１６のオペレータに対して作用する各種の機器、例えば、トラクターにおけるエンジン、排気マフラー、油圧機器、伝動変速機およびそれらと連結する操作レバー等から発生する騒音、振動に対応しうる範囲の特性設定幅を確保する。
【００１９】
騒音発生源の中でも、図４のキャビン前部の透視斜視図に示すように、キャビン５の前部で幅広い回転数範囲を有するエンジン６から連通する排気マフラー３１と、前方視界を確保するためにピラー１２ａに接して立上がるテールパイプ３２は、作業内容に応じて変動する特定の音圧分布による１〜２ｄｂに及ぶ左右差を耳元に生じさせることがあり、また、図５のキャビンの要部見取図（ａ）に示すように、キャビン内に配置された各種操作具を介して伝達される機器の振動が左右差の原因となり、中でも、図５のフェンダ部の拡大横断面図（ｂ）に示すように、操縦座席１６の側方のキャビン構成部材であるフェンダ３３に支持した作業機昇降操作レバー３４の昇降操作位置により伝達される特定の振動等が左右差の原因となってキャビン５の内部で片側に偏在する騒音を生じることがあり、その他、キャビン５の構成部材の下方に接地された油圧機器にからも偏在する騒音を生じることがあり、このような作業条件によって左右非対称に作用する特定の騒音に対応できるように、幅広い特性範囲について設定可能に構成する。
【００２０】
上記構成による作業車両は、操縦座席１６に面してキャビン５の左右の両側部それぞれに吸音部１７，１８を形成し、これら吸音部１７，１８は、左右それぞれが吸音特性設定手段としての多孔板２３および吸音材２４と背後空気層Ａとによってそれぞれの側の吸音性能を個別設定可能に構成することにより、防振支持されたキャビン５に対して車両構成上の左右非対称性に基づく特定の騒音が作用する場合について、それぞれの側の吸音特性の設定により、操縦座席１６に着座したオペレータに作用する特定の耳元騒音の左右の差異を除去することが可能となるので、防振キャビン型作業車両の特性を生かしつつ、不快な特定の片側残留騒音に悩まされることがなくなり、その結果、キャビン内の作業環境を効果的に改善することができる。
【００２１】
（キャビンルーフ）
次に、キャビンルーフ１１に吸音部を構成する例について説明する。この場合は、キャビンルーフ１１のルーフインナーに、操縦座席１６に着座したオペレータの頭部近傍に臨んで、その左右位置で吸音特性を個々に設定可能に左右の吸音部を構成する。具体的な構成としては、ルーフインナーに形成した左右同一の円形開口によって左右に分離して吸音部を個々に構成し、また、図６のキャビンの要部展開斜視図に示すように、ルーフインナーに左右に延びる長円形の開口によって左右の吸音特性を個々に設定可能に吸音部４１を構成する。
【００２２】
その内部構成は、図７の構成例１の縦断面図（ａ）に示すように、ルーフインナー部材４２に形成した左右に延びる長円形の開口に一体または別体に多孔板４３を設け、その背面に吸音材４４を支持し、多孔板４３は左右の端部を貫通孔の開口率が大なる大開口率部４３ａ，４３ｂ、中央部を開口率が小または無孔の小開口率部４３ｃとして、左右の大開口率部４３ａ，４３ｂの範囲を左右で個別に設定し、または、孔径、吸音材４４の厚さ、空隙率等の吸音特性を左右個別に設定することで、オペレータの耳元騒音の左右差に対応させることにより、前記同様の効果を得ることができる。その他、図７の構成例２の縦断面図（ｂ）に示すように、左右の大開口率部４３ａ，４３ｂを覆って左右の吸音材４４ａ，４４ｂを個別に厚さ設定可能に構成することにより、上記同様の効果を得ることができる。
【００２３】
（気柱共鳴吸音機構）
次に、気柱共鳴吸音機構による構成例について説明する。
図８のトラクタのキャビン内装の見取図に示すように、操縦座席１６の両側の後部フェンダの内装部に略左右対称位置に気柱共鳴吸音機構による左右の吸音部５１，５１を構成する。気柱共鳴吸音機構による吸音部５１は、図９の要部断面図に示すように、室内側に開口する小孔Ｂと連通する閉空洞部Ｃを内装部に画成して構成する。この吸音部５１は、室内側から音波が小孔Ｂに進入することによって小孔Ｂの空気が振動し、閉空洞部Ｃの空気が圧縮と膨張を繰り返し、その間に壁面等の粘性抵抗により音波が減衰して吸収され、その吸音特性は、小孔Ｂの面積、高さ、あるいは小孔Ｂのの壁面の粗さ、閉空洞部Ｃの容量や内部の吸音性能によって定まることから、いずれかを変更することにより広い範囲に及ぶ吸音特性の設定が可能となる。
【００２４】
このようにして、後部フェンダの内装部の左右の吸音部５１，５１の吸音特性を前記同様に個別に設定することにより、前記同様の効果を得ることできる。また、ルーフインナー部に左右の吸音部５２，５２を設け、さらに、センターピラーやリヤピラーに設ける場合を含め、前記同様の効果を得ることできる。
【００２５】
（キャビンフロア）
次に、キャビンフロアに吸音部を構成する例について説明する。
キャビンは、図１０のフロア構成を表す機体側面図に示すように、フロアを構成する底板１５の足下部分に、吸音特性を設定可能な吸音材６１とその上に重ねたフロアマット６２とを設け、吸音材６１の吸音特性を左右に分けて設定変更可能に構成する。
【００２６】
具体的なキャビンフロアの構成は、図１１の例の平面図に示すように、吸音材６１には２つの吸音部６３，６３を形成し、これら２つの吸音部６３，６３をキャビンフロアのセンターラインＤについて左右に分けて底板１５上に配置し、その上にフロアマット６２を重ねて設ける。
【００２７】
吸音材６１の各吸音部６３は、図１２の共鳴吸音機構による吸音材の拡大断面図に示すように、下層６１ａ、中層６１ｂ、上層６１ｃの吸音板によって３層に構成し、下層６１ａには小径円孔Ｅ、中層６１ｂには小径円孔Ｅと同心の空洞部Ｆとなる大径円孔を形成することによって共鳴吸音機構を構成する。この吸音材６１の下層６１ａの側を底板１５に接し、上層６１ｃの側にフロアマット６２を重ね、必要によりフロアマット６２の下に遮音材６４を介設する。
【００２８】
上記吸音材６１によってキャビンフロアを構成することにより、キャビン５の底部構造部材である底板１５からの進入騒音が左右の吸音部６３，６３によって吸音され、その小径円孔Ｅや空洞部Ｆの容積を左右個別に設定してそれぞれの吸音特性を左右進入騒音の周波数に対応させることで、特開２００８−２６５３７４号公報に記載の左右対称位置の付加質量体によって床板の振動を左右同等に抑える公知技術によっては解消し得ない騒音の左右の差異を除去することができるので、オペレータの不快感を低減することができる。
【００２９】
また、別の吸音材６５によるキャビンフロアについて説明すると、図１３の構成例の平面図に示すように、吸音材６５には複数の吸音部６６…を形成し、これら複数の吸音部６６…をキャビンフロアのセンターラインＤについて左右に分けて底板１５上に配置し、その上にフロアマット６２を重ねて設ける。
【００３０】
吸音材６５の各吸音部６６は、図１４の仕切板による吸音材の拡大断面図に示すように、上下の吸音板６５ａ，６５ａと中間の仕切板６５ｂとによって３層に構成し、仕切板６５ｂには円孔Ｇを形成することによって孔付き仕切板吸音機構を構成する。この吸音材６５を底板１５に接し、その側にフロアマット６２を重ね、必要によりフロアマット６２の下に遮音材６４を介設する。
【００３１】
上記吸音材６５によってキャビンフロアを構成することにより、キャビン５の底部構造部材である底板１５からの進入騒音が左右の吸音部６６…によって吸音され、その小径円孔Ｅや空洞部Ｆの容積を左右個別に設定してそれぞれの吸音特性を左右進入騒音の周波数に対応させることで、進入騒音の左右の差異を除去することができるので、オペレータの不快感を低減することができる。
【００３２】
さらに別の吸音材６７によるキャビンフロアについて説明すると、図１５の構成例の平面図に示すように、左右の吸音材６７，６７にはそれぞれの全体を吸音部としてキャビンフロアのセンターラインＤについて左右に分けて底板１５上に配置し、その上にフロアマット６２を重ね、必要によりフロアマット６２の下に遮音材６４を介設する。
【００３３】
吸音材６７は、図１６の多層構造による吸音材の拡大断面図に示すように、上下の吸音板６７ａ，６７ａと中間の接着層６７ｂとによって３層に構成する。この吸音材６７によってキャビンフロアを構成することにより、キャビン５の底部構造部材である底板１５からの進入騒音が左右の吸音材６７，６７によって吸音され、吸音板６７ａの通気性能に関する特性値（かさ密度、空隙率、積層数）を左右個別に設定してそれぞれの吸音特性を左右進入騒音の周波数に対応させることで、進入騒音の左右の差異を除去することができるので、オペレータの不快感を低減することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１トラクタ（防振キャビン型作業車両）
４台枠
５キャビン
１１キャビンルーフ
１２前窓
１２ａフロントピラー
１３後窓
１３ａリヤピラー
１４ａセンターピラー
１４ｂドア
１４ｃ側窓
１５底板
１６操縦座席
１７吸音部
１８吸音部
２１縦フレーム
２２カバー
２３多孔板
２４吸音材
４１吸音部
４２ルーフインナー部材
４４吸音材
４４ａ吸音材
４４ｂ吸音材
５１吸音部
５２吸音部
６１吸音材
６１ａ下層
６１ｂ中層
６１ｃ上層
６２フロアマット
６３吸音部
６４遮音材
６５吸音材
６５ａ吸音板
６５ｂ仕切板
６６吸音部
６７吸音材
６７ａ吸音板
６７ｂ接着層
Ａ背後空気層
Ｂ小孔
Ｃ閉空洞部
Ｄセンターライン
Ｅ小径円孔
Ｆ空洞部
Ｇ円孔

【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータが着座して各種機器を操作するための操縦座席（１６）を備えるキャビン（５）を車両台枠に防振支持するとともに、同キャビン（５）に対して左右非対称に騒音を及ぼす車両構成機器を備えた防振キャビン型作業車両において、
上記キャビン（５）の左右側に操縦座席（１６）に面してキャビン（５）内の騒音を吸収する左右吸音部（１７，１７）を形成し、これら両吸音部（１７，１７）は、左右非対称の特定の音圧分布による騒音の左右の音圧差に相当する吸音特性差を設定してなることを特徴とする防振キャビン型作業車両。
【請求項２】
前記吸音部（１７）は、キャビン（５）内に露出して複数個の貫通孔を形成した多孔板（２３）と、その背面側を覆う吸音材（２４）と、この吸音材（２４）の背面側に画成した消音用の背後空気層（Ａ）とからなることを特徴とする請求項１記載の防振キャビン型作業車両。

【図１】