JP2010121562A

JP2010121562A - 建設機械のマフラー取付装置

Info

Publication number: JP2010121562A
Application number: JP2008296821A
Authority: JP
Inventors: Koji Okada; 幸士岡田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-06-03
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: US20100122865A1; EP2189579A3; JP5169766B2; EP2189579A2; EP2189579B1; US8381865B2

Abstract

【課題】組立誤差を吸収するためのベローズの位置調整機能を上げ、かつ、位置調整操作を容易化する。
【解決手段】前後両側脚部３２，３３とマフラー取付部３４とから成る門形のマフラー架台３１を、油圧ポンプ１１を跨ぐ状態でエンジン支持用のマウントブラケット２９，３０にボルト３５，３６によって取付ける。この場合、一方の取付穴をボルト径よりも大径とすることにより、マフラー架台３１を他方のボルトを回動支軸としてベローズ２６の軸方向に沿って回動自在とし、この回動作用によりエンジン排気管２７に対してベローズ２６を軸方向に位置調整可能として組立誤差を吸収し得るように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において、エンジン排気系に使用されるマフラーをエンジンルームに取付けるためのマフラー取付装置に関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

図６は下部走行体上に搭載された上部旋回体を示す。図中、１は上部旋回体のアッパーフレームで、このアッパーフレーム１の一端部（図の左側端部。以下、この端部側を前方として説明する）にブーム、アーム、バケットを備えた図示しない作業アタッチメントが装着される。

アッパーフレーム１の上面には、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（メインフレームと呼ばれる場合がある）２,３が設けられるとともに、後部に左右方向に延びる仕切壁４〜６が設けられ、この仕切壁４〜６で仕切られたアッパーフレーム後端部にエンジンルーム７が形成される。

このエンジンルーム７には、エンジン８が左右の縦板２,３間に設けられるとともに、このエンジン８の左側に、冷却設備として、冷却ファン９、及びインタークーラー、ラジエータ、オイルクーラー等の熱交換器１０が設置される。

一方、エンジン８の右側方に油圧ポンプ１１がエンジン出力軸に接続された状態で設けられるとともに、この油圧ポンプ１１の上方を横切る状態でマフラー１２が設置される。

従来、このマフラー１２の取付装置として、図７に示すようにエンジン８のポンプ側の側面にマフラー架台１３が張り出され、マフラー１２がこのマフラー架台１３上に載置された状態でＵボルト１４によって取付けられている（特許文献１，２参照）。
特開２００３−１０４０７１号公報特開平１０−３１７９５７号公報

マフラー１２の吸気側（エンジン側）は、振動によるエンジン８とマフラー１２の相対変位を吸収するための蛇腹状のベローズを介してエンジン排気管に接続され、組立時（マフラーと排気管の接続時）に、ベローズ軸方向を含めた多少の組立誤差をベローズの変形によって吸収できるように構成されている。

しかし、公知技術では、ベローズによる以外、組立誤差の吸収する手段を持たないため、ベローズの調整能力を超える誤差に対しては、ベローズを長くして調整能力を上げるしかなく、これによってコストアップとなるという問題があった。

また、ベローズは金属製で小さな力では変形しにくいことから、排気管に対する位置調整操作そのものが面倒であった。

そこで本発明は、組立誤差を吸収するためのベローズの位置調整機能を上げ、かつ、位置調整操作を容易化し得る建設機械のマフラー取付装置を提供するものである。

請求項１の発明は、エンジンの軸方向一端側に油圧ポンプが接続されるとともに、この油圧ポンプが接続されたエンジン側方にマフラーが配置され、このマフラーの入口側がベローズを介してエンジン排気管に接続される建設機械のマフラー取付装置において、マフラー架台が、位置調整手段により上記ベローズの軸方向に位置調整可能な状態で上記マフラー配置側のエンジン側方に設けられ、上記マフラーがこのマフラー架台に取付けられたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記マフラー架台が、脚部と、この脚部の上部に設けられたマフラー取付部とから成り、このマフラー取付部にマフラーが取付けられるとともに、上記脚部の下部が、機械のフレームに設けられた架台取付ブラケットに回動支軸を中心として上記ベローズ軸方向に沿って回動し得る状態で取付けられることによって上記位置調整手段が構成されたものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記マフラー架台が、間隔を置いて対向する一対の脚部の上端部間にマフラー取付部が掛け渡された門形に形成され、油圧ポンプを跨ぐ状態で両側脚部が架台取付ブラケットに取付けられたものである。

請求項４の発明は、請求項２または３の構成において、上記マフラー架台の脚部及び上記架台取付ブラケットにそれぞれボルトが挿通される第１及び第２両取付穴が設けられ、上記脚部および架台取付ブラケットの少なくとも一方における第２取付穴が、上記ボルトが余裕を持って遊挿される大きさに設定されることにより、上記マフラー架台が、上記第１取付穴に挿通されたボルトを回動支軸として上記第２取付穴の余裕の範囲でベローズ軸方向に沿って回動自在に取付けられたものである。

請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれかの構成において、上記マフラー架台の脚部とマフラー取付部が別体に形成され、上記マフラー取付部が上記脚部に対してベローズ軸方向に相対移動可能に結合されたものである。

請求項６の発明は、請求項２〜５のいずれかの構成において、上記マフラー架台の脚部とマフラー取付部が別体に形成され、上記マフラー架台のマフラー取付部が脚部に対してベローズ軸方向と直交する水平方向に相対移動可能に結合されたものである。

請求項７の発明は、請求項２〜６のいずれかの構成において、上記架台取付ブラケットが、機械のフレームに前後方向に設けられた強度部材としての縦板に設けられたものである。

請求項８の発明は、請求項２〜７のいずれかの構成において、上記マフラー架台が、エンジンを支持するエンジンマウントブラケットにこれを架台取付ブラケットとして兼用する状態で取付けられたものである。

本発明によると、位置調整手段によるマフラー架台の位置調整機能により、ベローズを排気管との接続時に軸方向に位置調整できるため、ベローズ自身の軸方向調整機能が不要となる。これにより、ベローズの軸方向寸法を短縮でき、コストダウンが可能となる。

また、ベローズそのものを変形させる場合と比較して、位置調整操作が容易となり、組立が簡単となる。

この場合、請求項２〜８の発明によると、マフラー架台が脚部（請求項３では両側脚部）の下部に設けられた回動支軸まわりに回動して位置調整機能を果たすため、操作力が少なくてすむこと、及びわずかの回動量でベローズ軸方向の調整代を大きくとることができることにより、調整操作が簡単かつ楽になる。

請求項３の発明によると、架台を門形として油圧ポンプを跨ぐ状態で設けるため、架台が油圧ポンプの着脱の邪魔にならないとともに、マフラーを従来と同じ位置に設置することが可能となる。つまり、ポンプや他の周辺機器の配置替えや寸法替えの必要がなく、既存機械に容易に適用することができる。

また、門形架台によってマフラー重量を両持ち状態で支持できるため、とくに排ガス浄化装置付きの大重量のマフラーを安定良く支持することができる。

請求項４の発明によると、架台取付部材（架台取付ブラケット、取付穴、ボルト）が位置調整手段の構成要素を兼ねるため、構造を簡素化し、コストダウンすることができる。

請求項５の発明によると、二個所の調整機構によってベローズ軸方向の位置調整代を大きくとることができる。

請求項６の発明によると、ベローズ軸方向と直交する方向の位置調整も可能となるため、組立が一層容易となる。

請求項７の発明によると、強度部材である機械フレームの縦板によってマフラーを安定良く支持することができる。

請求項８の発明によると、エンジンマウント部材が架台取付ブラケットを兼ねるため、さらに構造を簡素化することができる。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態では油圧ショベルを適用対象としている。

上部旋回体の後端部にエンジンルームが形成され、このエンジンルームにエンジンが設置されるとともに、このエンジンの右側に油圧ポンプ１１（図１，２に二点鎖線で示す）が接続され、この油圧ポンプ１１の上方を横切る状態でマフラー２１が設置される点は、背景技術の項で説明した従来技術と同じである。

マフラー２１は、排ガス中からＮＯx（窒素酸化物）やＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を除去する排ガス浄化装置２２と、この排ガス浄化装置２２の入口（エンジン）側及び出口側に設けられた消音器２３，２４の三者をマフラー軸方向にフランジ結合して成り、入口側消音器２３に導入管２５（図３に示す）、この導入管２５に金属製の蛇腹状のベローズ２６、このベローズ２６にエンジン排気管２７がそれぞれ接続される。

図１，２中、２８は出口側消音室２４に接続された排気ダクトである。

上部旋回体のアッパーフレーム上に設けられた左右両側縦板２，３のうち右側縦板３の上面前後両側に、図６，７に示すエンジン８の一端側を支持するエンジンマウントブラケット２９，３０が取付けられ、マフラー２１を支持するマフラー架台３１がこのエンジンマウントブラケット（以下、単にマウントブラケットという）２９，３０に取付けられる。

このマフラー架台３１は、前後に間隔を置いて対向する一対の脚部３２，３３と、この両側脚部３２，３３の上端間に水平に掛け渡されたマフラー取付部３４の別体三部材から成る門形に形成され、両側脚部３２，３３の下端部が前後両側のマウントブラケット２９，３０にそれぞれ第１、第２両ボルト３５，３６及び同ナット３７，３８によって取付けられる。

これにより、門形のマフラー架台３１が、図１，２に示すように油圧ポンプ１１を跨ぎ、かつベローズ２６の軸方向（図１〜３、図５中のＸ方向）と直交する状態（図１，２参照）でエンジンルーム内に取付けられる。

ここで、図４に示すように、両側脚部３２，３３の下端部左右両側に、両ボルト３５，３６が挿通される第１、第２両取付穴３９，４０が設けられる一方、マウントブラケット２９，３０にも同様の第１、第２両取付穴４１，４２が設けられている。

このうち、マウントブラケット２９，３０の第１取付穴４１、及び両側脚部３２，３３の取付穴３９，４０は、第１、第２両ボルト３５，３６のボルト径とほぼ同等（同ボルト３５が挿通するのに必要なだけ）の寸法を持った丸穴として形成されている。

これに対し、マウントブラケット２９，３０の第２取付穴４２は、第２ボルト３６が余裕を持って遊挿し得るように同ボルト３６よりも大径の丸穴（所謂バカ穴。上下に長い長穴でもよい）として形成され、第２ボルト３６がこの第２取付穴４２内で余裕代の範囲で自由に移動し得るようになっている。

これにより、マフラー架台３１（両側脚部３２，３３）が第１ボルト３５，３５を回動支軸としてＸ方向に沿って左右に回動し得る状態でマウントブラケット２９，３０に取付けられる。

すなわち、マフラー架台３１を取付けるための架台取付部材であるマウントブラケット２９，３０、取付穴３９〜４２、ボルト３５，３６、ナット３７，３８によって位置調整手段が構成され、この位置調整手段により、マフラー架台３１、つまり同架台３１に取付けられるマフラー２１がＸ方向（ベローズ軸方向）に位置調整可能となる。

この位置調整機能により、ベローズ２６を排気管２７との接続時に軸方向に位置調整できるため、ベローズ自身の軸方向調整機能が不要となる。従って、ベローズ２６の軸方向寸法を、エンジンとマフラー２１の振動による相対変位を吸収するためだけの必要最小限の長さに短縮できるため、コストダウンが可能となる。

また、ベローズ２６そのものを変形させて置調整する場合と比較して、位置調整操作が容易となり、組立が簡単となる。

この場合、マフラー架台３１が両側脚部３２，３３の下端部に設けられた第１ボルト３５（回動支軸）まわりに回動して位置調整機能を果たすため、操作力が少なくてすむこと、及びわずかの回動量でベローズ軸方向の調整代Ａ（図３参照）を大きくとることができることにより、調整操作が簡単かつ楽になる。

さらに、マフラー架台３１を門形として油圧ポンプ１１を跨ぐ状態で設けるため、マフラー架台３１が油圧ポンプ１１の着脱の邪魔にならないとともに、マフラー２１を従来と同じ位置に設置することが可能となる。つまり、油圧ポンプ１１や他の周辺機器の配置替えや寸法替えの必要がなく、既存機械に容易に適用することができる。

また、門形架台３１によってマフラー重量を両持ち状態で支持できること、及び同架台３１を強度部材である縦板３にマウントブラケット２９，３０を介して取付けることにより、とくにこの実施形態で挙げた排ガス浄化装置２２付きの大重量のマフラー２１を安定良く支持することができる。

加えて、
（ｉ）前記のように架台取付部材（マウントブラケット２９，３０、取付穴３９〜４２、ボルト３５，３６、ナット３７，３８）が位置調整手段の構成要素を兼ねること、
（ｉｉ）エンジン支持用のマウントブラケット２９，３０が架台取付ブラケットを兼ねること
により、構造を簡素化し、コストダウンすることができる。

なお、第２取付穴４２をボルト径と同等寸法、第１取付穴４１をボルト径よりも大径寸法にそれぞれ設定し、マフラー架台３１を第２ボルト３６を回動支軸として回動させるようにしてもよい。

一方、マフラー架台３１の両側脚部３２，３３は、上端部が水平に折れ曲がった逆Ｌ字形に形成され、この折り曲げ部３２ａ，３３ａにマフラー取付部３４の両端部が左右一対ずつのボルト４３，４３及び同ナット４４，４４により結合されてマフラー架台３１が構成される。

ここで、マフラー取付部３４側の全取付穴４５はボルト径とほぼ同等の直径寸法を持った丸穴、両側脚部側の取付穴４６，４６はボルト径よりも大径の丸穴（所謂バカ穴。前後方向に長い長穴でもよい）として形成されている。

こうして、マフラー取付部３４が両側脚部３２，３３に対し、Ｘ方向およびこれと直交する方向（図１，２，５に示すＹ方向）に相対移動可能に結合されている。

これにより、マフラー２１が二個所でＸ方向に位置調整可能となるためベローズ軸方向の位置調整代を大きくとることができる。

また、ベローズ軸方向と直交する方向にも位置調整も可能となるため、組立が一層容易となる。

なお、マフラー２１は、マフラー架台３１のマフラー取付部３４に対し、排ガス浄化装置２２と両側消音器２３，２４のフランジ結合部分でＬ字形のブラケット４７，４７（図１，２参照）によって取付けられる。

他の実施形態
（１）上記実施形態では、マフラー架台３１を前後両側の脚部３２，３３とマフラー取付部３４という別体三部材によって門形に形成したが、全体を一体に形成してもよい。

（２）上記実施形態ではマフラー架台３１を門形に形成したが、前後いずれか一方の脚部３２または３３の上端からマフラー取付部３４を前方または後方に水平に張り出した逆Ｌ字形や、前後両側に張り出したＴ字形、あるいは一方の脚部３２または３３の中間部からマフラー取付部３４を前方または後方に水平に張り出した横Ｔ字形としてもよい。

（３）マフラー架台３１をベローズ軸方向に位置調整する位置調整手段として、上記実施形態以外の機構、たとえば、上記実施形態におけるマフラー架台３１の両側脚部３２，３３をマウントブラケット２９，３０に対しローラや滑り子を介してベローズ軸方向に移動可能に取付ける機構を用いてもよい。

（４）上記実施形態では、エンジン支持用のマウントブラケット２９，３０を架台取付ブラケットとして兼用する構成をとったが、上部旋回体のアッパーフレームに専用の架台取付ブラケットを設けてもよい。

本発明の実施形態にかかるマフラー取付装置の斜視図である。同側面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。同装置を構成するマフラー架台の分解斜視図である。同架台の組立状態の斜視図である。油圧ショベルのアッパーフレームとエンジンルームの機器配置を示す概略平面図である。同背面図である。

符号の説明

３縦板
７エンジンルーム
８エンジン
１１油圧ポンプ
２１マフラー
２２マフラーを構成する排ガス浄化装置
２３同、入口側消音器
２４同、出口側消音室
２６ベローズ
２７エンジン排気管
２９架台取付ブラケットを兼ねるエンジンマウントブラケット
３１マフラー架台
３２マフラー架台の両側脚部
３４同、マフラー取付部
３５，３６マフラー架台取付用のボルト
３７，３８同、ナット
３９，４０マフラー架台の第１、第２両取付穴
４１マウントブラケットの第１取付穴
４２同、第２取付穴
４３マフラー架台の脚部とマフラー取付部を結合するボルト
４４同、ナット
４５マフラー取付部の取付穴
４６両側脚部の取付穴

Claims

エンジンの軸方向一端側に油圧ポンプが接続されるとともに、この油圧ポンプが接続されたエンジン側方にマフラーが配置され、このマフラーの入口側がベローズを介してエンジン排気管に接続される建設機械のマフラー取付装置において、マフラー架台が、位置調整手段により上記ベローズの軸方向に位置調整可能な状態で上記マフラー配置側のエンジン側方に設けられ、上記マフラーがこのマフラー架台に取付けられたことを特徴とする建設機械のマフラー取付装置。
上記マフラー架台が、脚部と、この脚部の上部に設けられたマフラー取付部とから成り、このマフラー取付部にマフラーが取付けられるとともに、上記脚部の下部が、機械のフレームに設けられた架台取付ブラケットに回動支軸を中心として上記ベローズ軸方向に沿って回動し得る状態で取付けられることによって上記位置調整手段が構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のマフラー取付装置。
上記マフラー架台が、間隔を置いて対向する一対の脚部の上端部間にマフラー取付部が掛け渡された門形に形成され、油圧ポンプを跨ぐ状態で両側脚部が架台取付ブラケットに取付けられたことを特徴とする請求項２記載の建設機械のマフラー取付装置。
上記マフラー架台の脚部及び上記架台取付ブラケットにそれぞれボルトが挿通される第１及び第２両取付穴が設けられ、上記脚部および架台取付ブラケットの少なくとも一方における第２取付穴が、上記ボルトが余裕を持って遊挿される大きさに設定されることにより、上記マフラー架台が、上記第１取付穴に挿通されたボルトを回動支軸として上記第２取付穴の余裕の範囲でベローズ軸方向に沿って回動自在に取付けられたことを特徴とする請求項２または３記載の建設機械のマフラー取付装置。
上記マフラー架台の脚部とマフラー取付部が別体に形成され、上記マフラー取付部が上記脚部に対してベローズ軸方向に相対移動可能に結合されたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の建設機械のマフラー取付装置。
上記マフラー架台の脚部とマフラー取付部が別体に形成され、上記マフラー架台のマフラー取付部が脚部に対してベローズ軸方向と直交する水平方向に相対移動可能に結合されたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の建設機械のマフラー取付装置。
上記架台取付ブラケットが、機械のフレームに前後方向に設けられた強度部材としての縦板に設けられたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の建設機械のマフラー取付装置。
上記マフラー架台が、エンジンを支持するエンジンマウントブラケットにこれを架台取付ブラケットとして兼用する状態で取付けられたことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の建設機械のマフラー取付装置。