JP2007331602A

JP2007331602A - 作業機械

Info

Publication number: JP2007331602A
Application number: JP2006166402A
Authority: JP
Inventors: Eiji Akabane; 英司赤羽根; Michael Burton Christopher; マイケルバートンクリストファ; Nobumi Toyoura; 信海豊浦; Masayuki Takano; 誠之高野
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2007-12-27

Abstract

【課題】作業機械に関し、排気処理装置を備えながらも、排気処理装置で生じる熱がエンジンに影響を与えることなく、且つ、機体の稼動性能の悪化を招くことがないようにする。
【解決手段】駆動源としてのエンジン１０を収納するエンジンルームＥＲと、エンジンルームＥＲ上方に設置される第一エンジンフード３０と、第一エンジンフード３０上に設置され、エンジン１０の排ガスを処理する排気処理装置６０と、排気処理装置６０及び第一エンジンフード３０を覆う第二エンジンフード４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気処理装置を備えた作業機械に関するものである。

一般に、図４に示すように、油圧ショベルの上部旋回体１００においては、後端部に配設されたカウンタウエイト１０１の前方に、エンジン１０２やマフラー１０３を収納するエンジンルームＥＲが設置され、エンジンルームＥＲの上方はエンジンフード１０４で覆われている。エンジン１０２には、通常、ディーゼルエンジンが用いられている。
ところで、近年、ディーゼルエンジンの排ガス規制に対応するため、油圧ショベルにも排気処理装置を新たに追加することが求められている。

しかしながら、上部旋回体１００の内部には、様々な装置が配設されスペースが限られており、新たな排気処理装置の設置スペースを上部旋回体１００の内部に確保することは難しい。仮に、上部旋回体１００の内部に排気処理装置を設置し得たとしても、排気処理装置で生じる熱が他の装置、特に、冷却が必要なエンジン１０２に影響を与えるおそれが高く好ましくない。

また、例えば、特許文献１には、新たに排気処理装置を追加する技術ではないが、排気消音装置であるマフラーをカウンタウエイト中に収納する技術が開示されている。
特開２００２−７００７７号公報

特許文献１記載の技術を利用して、マフラーに代わり新たな排気処理装置をカウンタウエイト１０１中に収納すれば、エンジン１０２等の他の装置に排気処理装置で生じる熱が影響するおそれがなく、その設置スペースを確保することができる。しかしながら、これでは、機体の重量バランスに重要なカウンタウエイト１０１のスペースをカットすることになるので、カウンタウエイト１０１の重量が低下し、吊り上げ能力等、機体の稼動性能の悪化を招くおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、排気処理装置を備えながらも、排気処理装置で生じる熱がエンジンに影響を与えることなく、且つ、機体の稼動性能の悪化を招くことがない、作業機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の作業機械は、駆動源としてのエンジンを収納するエンジンルームと、該エンジンルーム上方に設置される第一エンジンフードと、該第一エンジンフード上に設置され、該エンジンの排ガスを処理する排気処理装置と、該排気処理装置及び該第一エンジンフードを覆う第二エンジンフードとを備えたことを特徴としている。

請求項２記載の本発明の作業機械は、請求項１記載の作業機械において、該第一エンジンフードは、該エンジンに臨む所定の位置に形成された開口部を備えるとともに、該第二エンジンフードは、該開口部に対面する位置に開閉自在に形成されたカバーを備えている
ことを特徴としている。
請求項３記載の本発明の作業機械は、請求項２記載の作業機械において、該第二エンジンフードは、該開口部の周囲に立設した縦壁を備え、該縦壁が、該第二エンジンフードの内部のスペースを、該開口部を介して該エンジンに臨む第一スペースと該排気処理装置を収納する第二スペースとに区切っていることを特徴としている。

請求項４記載の本発明の作業機械は、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械において、該エンジンの排気口と該排気処理装置の吸気口との間の配管は、フレキシブルジョイントを介して接続されていることを特徴としている。

請求項１記載の本発明の作業機械によれば、第一エンジンフードと第二エンジンフードとにより区画されたスペースに排気処理装置が設置されるので、排気処理装置で生じる熱がエンジンに影響を与えることを抑制することができる。
また、カウンタウエイト中に排気処理装置を設置するような場合と比較すれば、カウンタウエイトのスペースは従来通り確保されるので、カウンタウエイトの重量がカットされることによる機体の稼動性能の悪化を招くことがない。

また、エンジンフードが２重構造となるので、エンジンルームからの騒音を効果的に低減することができる。
さらに、排気処理装置がエンジンから離隔して配置されるので、エンジンの振動が排気処理装置に伝達することを抑制することができるとともに、排気処理装置や排気処理装置の固定構造を安価にすることができる。

請求項２記載の本発明の作業機械によれば、第一エンジンフードは開口部を備えるとともに、第二エンジンフードは開口部に対面した開閉自在なカバーを備えているので、第二エンジンフードのカバーを開放し、開口部を介してエンジンに容易にアクセスして、メンテナンスを行なうことができる。
請求項３記載の本発明の作業機械によれば、第二エンジンフードの縦壁が、エンジンフードの内部のスペースを、開口部を介してエンジンに臨む第一スペースと排気処理装置を収納する第二スペースとに区切っているので、排気処理装置で生じる熱が周囲に洩れて影響を与えることを抑制することができる。

請求項４記載の本発明の作業機械によれば、エンジンの排気口と排気処理装置の吸気口との間の配管がフレキシブルジョイントを介して接続されているので、エンジンの振動がフレキシブルジョイントの軟性によって吸収され、配管を介してエンジンの振動が排気処理装置に伝達することを抑制することができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［一実施形態］
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る作業機械を示すもので、図１はそのデッキ，エンジンフード及び排気処理装置の構成を説明する模式的な縦断面図、図２はそのデッキ，エンジンフード及び排気処理装置を分解して示す斜視図、図３はその上部旋回体を示す斜視図である。

＜構成＞
ここでは、作業機械の代表的な例である油圧ショベルについて説明する。
油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体上に回転自在に結合された上部旋回体（機体）１（図３参照）と、上部旋回体１から前方へ延出するように取り付けられた作業装置とから構成されている。

上部旋回体１は、図１及び図３に示すように、隅部が丸みを帯びた略直方体状の箱型に形成されており、左右側面の外殻をなす左右一対のサイドパネル２，３と、上面の外殻をなすアウタパネル４と、底面の外殻をなすボトムパネル５とを有している。なお、アウタパネル４は、略水平に設置されたパネルであって、上部旋回体１の右側前部に取り付けられたステップ６から上がってきたオペレータが歩行可能になっている。

また、上部旋回体１は、架台となるスイングフレーム（図示略）を有し、スイングフレーム上の後端部には、作業装置との重量バランスをとるためのカウンタウエイト７が配設されている。なお、上部旋回体１の外殻である上記各パネル２〜５は、スイングフレームを覆うようにスイングフレームに取り付けられている。
カウンタウエイト７の前方には、図１に示すように、中央部に、油圧ショベルの動力源であるディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０を収容するエンジンルームＥＲが配設され、一側（ここでは右側）に、エンジン１０により駆動され作動油を吐出する油圧ポンプ１１を収容するポンプルームＰＲが配設され、他側（ここでは左側）に、エンジン冷却水を冷却するラジエータ１２や作動油を冷却するオイルクーラ１３等の冷却装置や、これら冷却装置１２，１３に冷却風を導入させる冷却ファン１４等を収容するクーリングルームＣＲが配設されている。

エンジンルームＥＲは、上面が開放された箱形状の部屋であって、底面がボトムパネル５により覆われ、背面がカウンタウエイト７により覆われ、右側面がポンプルームＰＲとの間を仕切るライトウォール２１により覆われ、左側面がクーリングルームＣＲとの間を仕切るレフトウォール２２により覆われ、前面がエンジン１０の前方に配設されたバルブユニットとの間を仕切るフロントウォール（図示略）により覆われている。ここで、アウタパネル４には、エンジンルームＥＲに臨む所定の位置（ここでは、エンジンルームＥＲ上面全体に臨む位置）を開放した開放部４ａが形成されている。また、アウタパネル４について詳述すると、アウタパネル４にはクーリングルームＣＲに臨む位置にも開放部が形成され、ここに、アウタパネル４の水平位置（高さ位置）から突出した箱型形状のフード８が取り付けられている。

つまり、エンジンルームＥＲは、その底面及び周囲四面がそれぞれ、ボトムパネル５，カウンタウエイト７，ライトウォール２１，レフトウォール２２及びフロントウォールにより囲繞されている。
また、エンジンルームＥＲの上方には、アウタパネル４及びカウンタウエイト７上面に取り付けられアウタパネル４の水平位置に対して上方に突出したデッキ（第一エンジンフード）３０が配設されている。

デッキ３０は、図２に示すように、開放部４ａの周囲四辺を取り囲むように立設した４枚の側板３１〜３４と、各側板３１〜３４の上端に載置されエンジンルームＥＲ上面を覆う略長方形状の基板３５とを備え、下面が開放された箱型に形成されている。
基板３５は、アウタパネル４に平行且つ水平な板である。そして、基板３５の略中央部には、エンジン１０に臨むメンテナンス口（開口部）３５ａが形成されている。ここでは、メンテナンス口３５ａは、エンジン１０の一部分の直上方において略長方形状に形成されている。

また、基板３５上には、基板３５に対して膨出した形状で基板３５を覆うエンジンフード（第二エンジンフード）４０が備えられている。エンジンフード４０は、略直方体状の下面が開放された箱型に形成されて、デッキ３０の適宜の位置に取り付けられている。
詳述すると、エンジンフード４０は、図１及び図２に示すように、左右側面をなす左右一対のサイドプレート４１，４２と、上面をなすトッププレート４３と、背面をなすリヤプレート（図示略）と、前面をなすフロントプレート４４とを備えている。そして、その内部は中空に形成されスペースが確保されている。

また、エンジンフード４０は、デッキ３０に取り付けられた状態で、デッキ３０のメンテナンス口３５ａの周囲三辺（右側，左側及び後側の辺）に対して立設した三枚の縦壁４５〜４７を有している。
そして、エンジンフード４０の内部のスペースは、図１に示すように、デッキ３０に取り付けられた状態で、ライトサイドプレート４１と右側縦壁４５とで区画される右側スペース（第二スペース）Ｓ_Rと、右側縦壁４５と左側縦壁４６とで区画される中央スペース（第一スペース）Ｓ₁と、左側縦壁４６とレフトサイドプレート４２とで区画される左側スペース（第二スペース）Ｓ_Lとを有している。

さらに、トッププレート４３及びフロントプレート４４はそれぞれ、図２に示すように、縦壁４５〜４７に接する部分が切り欠かれた構造となっている。つまり、中央スペースＳ₁は、その上面及び前面が開放されている。ここで、デッキ３０の基板３５には、右側縦壁４５に沿って延在する略コ字状の第一サポート部材３６と、左側縦壁４６に沿って延在する略コ字状の第二サポート部材３７と、後側縦壁４７に沿って機体左右方向に延び第一サポート部材３６及び第二サポート部材３７を連結する第三サポート部材３８とが取り付けられている。そして、これらサポート部材３６〜３８がエンジンフード４０の切り欠かれた部分（中央スペースＳ₁）を補強支持するようになっている。

中央スペースＳ₁の上面及び前面には、その上面及び前面を開閉自在に覆うカバー５０が取り付けられている。中央スペースＳ₁は、デッキ３０のメンテナンス口３５ａを介してエンジン１０にアクセス可能な空間であって、カバー５０を開けると、エンジン１０にアクセスすることができるようになっている。
ここで、本発明の大きな特徴であるが、デッキ３０の基板３５上には、エンジン１０の排ガスを処理する排気処理装置６０が設置されているとともに、排気処理装置６０は、エンジンフード４０で覆われ、エンジンフード４０の右側スペースＳ_R及び左側スペースＳ_Lに収納されている。

詳述すると、排気処理装置６０は、排ガスに含まれる大気汚染物質である黒い煤状の粒子状物質（以下、ＰＭ；Particulate Matterという）を低減するためのＰＭ浄化装置６１と、ＮＯｘを低減するためのＮＯｘ浄化装置６２と、ＰＭ浄化装置６１及びＮＯｘ浄化装置６２間を接続する配管６３とを備えている。
そして、ＰＭ浄化装置６１は、周知のＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を利用した装置であって、右側スペースＳ_Rに収納されている。ＮＯｘ浄化装置６２は、周知の尿素触媒を利用した装置であって、左側スペースＳ_Lに収納されている。配管６３は、リヤプレートと後側縦壁４７との間を通っている。

また、ＰＭ浄化装置６１の吸気口とエンジン１０の排気口との間の配管７０は、図１に示すように、ＰＭ浄化装置６１の吸気口に取り付けられたフレキシブルジョイント７１を介して接続されている。
＜作用・効果＞
本発明の一実施形態にかかる作業機械は上述のように構成されているので、以下のような作用・効果がある。

デッキ３０とエンジンフード４０とにより区画されたスペースＳ_R，Ｓ_Lに排気処理装置６０が設置されるので、排気処理装置６０を備えながらも、排気処理装置６０で生じる熱がエンジン１０やラジエータ１２やオイルクーラ１３等に影響を与えることを抑制することができる。
また、カウンタウエイト７中に排気処理装置６０を設置するような場合と比較すれば、カウンタウエイト７のスペースは従来通り確保されるので、カウンタウエイト７の重量がカットされることによる機体の稼動性能の悪化を招くことがない。

また、従来、エンジンルームＥＲの上方を覆うエンジンフードは一つであったが、ここでは、エンジンルームＥＲの上方はデッキ３０とエンジンフード４０とで覆われ、実質的にエンジンフードが２重構造となるので、エンジンルームＥＲからの騒音を効果的に低減することができる。
また、排気処理装置６０がエンジン１０から離隔して配置されるので、エンジン１０の振動が排気処理装置６０に伝達することを抑制することができるとともに、排気処理装置６０や排気処理装置６０の固定構造を安価にすることができる。

さらに、エンジン１０の排気口と排気処理装置６０の吸気口との間の配管７０がフレキシブルジョイント７１を介して接続されているので、エンジン１０の振動がフレキシブルジョイント７１の軟性によって吸収され、配管７０を介してエンジン１０の振動が排気処理装置６０に伝達することを抑制することができる。
また、デッキ３０はメンテナンス口３５ａを備えるとともに、エンジンフード４０はメンテナンス口３５ａに対面した開閉自在なカバー５０を備えているので、エンジンフード４０のカバー５０を開放し、メンテナンス口３５ａを介してエンジン１０に容易にアクセスして、エンジン１０の点検，部品交換及び清掃等のメンテナンスを行なうことができる。

また、エンジンフード４０の縦壁４５〜４７が、エンジンフード４０の内部のスペースＳ₁，Ｓ_R，Ｓ_Lを、メンテナンス口３５ａを介してエンジン１０に臨む中央スペースＳ₁と排気処理装置６０を収納するスペースＳ_R，Ｓ_Lとに区切っているので、排気処理装置６０で生じる熱が周囲に洩れて影響を与えることを抑制することができる。特に、これによれば、エンジンフード４０のカバー５０を開放してメンテナンスを行なうときに、オペレータに排気処理装置６０の熱が影響せず、有用である。

また、排気処理装置６０は、ＰＭ浄化装置６１とＮＯｘ浄化装置６２とにより構成されるので、ＰＭやＮＯｘ等の排ガスを良好に浄化しながら、ＰＭ浄化装置６１がマフラーの機能も果たすので、マフラーを備えることなく排気に係る騒音を十分に抑制することができる。
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

例えば、上記実施形態において、デッキ３０やエンジンフード４０は、さらに、その内面に吸音材や断熱材が貼り付けられて構成されていることが好ましい。これによれば、エンジンルームＥＲからの騒音をより低減することができる。また、排気処理装置６０の熱が周囲に与える影響をより低減することができる。
また、上記実施形態において、デッキ３０は、アウタパネル４及びカウンタウエイト７に対してボルトで固定されていることが好ましい。これによれば、ボルトを外すという簡素な作業で、エンジンフード４０とともにデッキ３０をアウタパネル４及びカウンタウエイト７から取り外すことができ、エンジン１０の修理等の大掛かりなメンテナンスが必要な場合に対応することが可能となる。

また、上記実施形態において、基板３５の略中央部にメンテナンス口３５ａが形成されたが、メンテナンス口３５ａを介してエンジン１０のメンテナンスを行なうことができれば、メンテナンス口３５ａは基板３５のエンジン１０に臨むどのような位置に形成されていても良い。また、このメンテナンス口３５ａの位置に対応して、エンジンフード４０のカバー５０が形成される位置は中央部に限らず、メンテナンス口３５ａに対面する位置であればどのような位置であっても良い。

さらに、上記実施形態では、本発明の作業機械を油圧ショベルに適用した場合について説明したが、本発明の作業機械は、ブルドーザやクレーン等の他の作業機械や、冷却ファンを有する様々な工業製品にも適宜変形して適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る作業機械の、デッキ，エンジンフード及び排気処理装置の構成を説明する模式的な縦断面図である。本発明の一実施形態に係る作業機械の、デッキ，エンジンフード及び排気処理装置を分解して示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る作業機械の上部旋回体を示す斜視図である。従来技術に係る作業機械の上部旋回体を示す斜視図である。

符号の説明

１上部旋回体
２，３サイドパネル
４アウタパネル
４ａ開放部
５ボトムパネル
６ステップ
７カウンタウエイト
８フード
１０ディーゼルエンジン（エンジン）
１１油圧ポンプ
１２ラジエータ
１３オイルクーラ
１４冷却ファン
２１ライトウォール
２２レフトウォール
３０デッキ（第一エンジンフード）
３１〜３４側板
３５基板
３５ａメンテナンス口（開口部）
３６〜３８サポート部材
４０エンジンフード（第二エンジンフード）
４１，４２サイドプレート
４３トッププレート
４４フロントプレート
４５〜４７縦壁
５０カバー
６０排気処理装置
６１ＰＭ浄化装置
６２ＮＯｘ浄化装置
６３，７０配管
７１フレキシブルジョイント
１００上部旋回体
１０１カウンタウエイト
１０２エンジン
１０３マフラー
１０４エンジンフード
ＣＲクーリングルーム
ＥＲエンジンルーム
ＰＲポンプルーム
Ｓ₁ 中央スペース（第一スペース）
Ｓ_L 左側スペース（第二スペース）
Ｓ_R 右側スペース（第二スペース）

Claims

駆動源としてのエンジンを収納するエンジンルームと、
該エンジンルーム上方に設置される第一エンジンフードと、
該第一エンジンフード上に設置され、該エンジンの排ガスを処理する排気処理装置と、
該排気処理装置及び該第一エンジンフードを覆う第二エンジンフードとを備えた
ことを特徴とする、作業機械。
該第一エンジンフードは、該エンジンに臨む所定の位置に形成された開口部を備えるとともに、
該第二エンジンフードは、該開口部に対面する位置に開閉自在に形成されたカバーを備えている
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械。
該第二エンジンフードは、該開口部の周囲に立設した縦壁を備え、
該縦壁が、該第二エンジンフードの内部のスペースを、該開口部を介して該エンジンに臨む第一スペースと該排気処理装置を収納する第二スペースとに区切っている
ことを特徴とする、請求項２記載の作業機械。
該エンジンの排気口と該排気処理装置の吸気口との間の配管は、フレキシブルジョイントを介して接続されている
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械。