JP2010127094A - 建設機械のマフラー及びマフラー取付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マフラー取付力によって取付部分、とくに排ガス浄化装置にダメージを与えない。
【解決手段】排ガス浄化装置２２の入口側及び出口側にそれぞれ消音器２３，２４が互いのフランジ２５，２６で結合されてマフラー２１が構成される。上記両側フランジ結合部分において、消音器側のフランジ２６の下半周部に取付座２６ａをフランジ外周側に突出する状態で一体に設け、この取付座２６ａをマフラー架台３４上に設けたマフラー取付ブラケット３４に結合することによってマフラー２１をマフラー架台３４に取付けるように構成した。
【選択図】図２

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、及びこのマフラーを機械のフレ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に示すように機械の固定部分（たとえばエンジン８のポンプ側の外壁）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

しかし、上記のようにＵボルト１４によってマフラー１２をマフラー架台１３に取付ける公知技術によると、Ｕボルトの締め付け圧力がマフラー外周に直接作用するため、この取付部分がダメージを受け易い。

この場合、最近のマフラーは、触媒入りの排ガス浄化装置を挟んで両側に消音器を結合して構成されるため、排ガス浄化装置部分をＵボルトで止め付ける構成をとると、締め付け圧力によって同装置の外周だけでなく中身（触媒）までもが損傷するおそれがあった。

そこで本発明は、マフラー取付力によって取付部分、とくに排ガス浄化装置にダメージを与えるおそれのないマフラー及び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（マフラー）は、排ガス浄化装置の入口側及び出口側にそれぞれ消音器が互いのフランジで結合されて構成されるマフラーにおいて、上記入口、出口両側のフランジ結合部分における排ガス浄化装置側及び消音器側の少なくとも一方のフランジに、機械の固定部分に取付けられる取付座が、フランジ外周側に突出する状態で一体に設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、上記取付座が消音器側のフランジに設けられたものである。

請求項３の発明（マフラー取付装置）は、機械の固定部分にマフラー架台が設けられ、請求項１または２記載のマフラーの取付座が上記マフラー架台に取付けられたものである。

請求項４の発明は、請求項３の構成において、上記取付座がフランジのほぼ下半周部のみに設けられ、この取付座と、上記マフラー架台上に取付けられたマフラー取付ブラケットとが結合されたものである。

本発明のマフラー及びマフラー取付装置によると、排ガス浄化装置と両側消音器のフランジ結合部分で少なくとも一方のフランジを外周側に突出させて取付座を一体に形成し、マフラーをこの取付座によって機械の固定部分（請求項３，４では機械の固定部分に設けられたマフラー架台）に取付ける構成であるため、Ｕボルトで締め付け固定する公知技術と異なり、マフラー取付力（Ｕボルトの場合の締め付け圧力）がマフラーそのものに直接作用しない。

このため、取付力により、排ガス浄化装置を含めてマフラーにダメージを与えるおそれがない。

また、排ガス浄化装置と両側消音器とを結合するためのフランジをマフラー用の取付部材として兼用するため、マフラー取付けのための部品点数が少なくてすみ、コストダウン及び組立性向上を実現することができる。

請求項２の発明によると、建設機械メーカーにおいて、自社調達の消音器と、専門メーカーから購入した排ガス浄化装置とを組み合わせてマフラーを組立てる場合に、自社加工によって消音器側のフランジに取付座を加工することができるため、加工コストが安くてすむ。

また、請求項４の発明によると、取付座とマフラー取付ブラケットとをフランジのほぼ下半周部分のみで結合してマフラーをマフラー架台上に取付けるため、両者を円形に形成してフランジ全周部分で結合する場合と比較して、マフラーの取付け、ひいては組立作業が簡単となる。

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、内蔵された触媒によって排ガス中から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の三者が長さ方向に結合されて構成される。

詳しくは、排ガス浄化装置２２の長さ方向両側に設けられたフランジ２５，２５と、両側消音器２３，２４の一端側に設けられたフランジ２６，２６とがそれぞれ周方向複数個所でボルト、ナットで連結されることにより三者が結合されてマフラー２１が構成される。

入口側消音器２３は、金属製の蛇腹状のベローズ２７及びエンジン排気管２８（図１参照）を介してエンジン排気側に接続され、出口側消音器２４は排気ダクト２９に接続される。

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３０，３０が取付けられ、マフラー２１を支持するマフラー架台３１が機械の固定部分としての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）３０，３０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３２，３２と、この両側脚部３２，３２の上端間に水平に掛け渡されたマフラー取付部３３の別体三部材から成る門形に形成され、両側脚部３２，３２の下端部が前後両側のマウントブラケット３０，３０にボルト、ナット（符号省略）で取付けられる。

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を跨ぐ状態でエンジンルーム内に取付けられる。

このように、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ことにより、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３０，３０を介して取付けることにより、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、エンジン支持用のマウントブラケット３０，３０が架台取付ブラケットを兼ねるため、マフラー取付構造を簡素化し、コストダウンすることができる。

マフラー架台３１に対するマフラー２１の取付構造を詳述する。

マフラー２１における両側消音器２３，２４のフランジ２６，２６にそれぞれ取付座２６ａ，２６ａが、フランジ下半周部から外周側に突出する状態で一体に設けられている。

一方、マフラー架台３１におけるマフラー取付部３３の上面前後両側にマフラー取付ブラケット３４，３４が取付けられている。

この両側マフラー取付ブラケット３４，３４は、図３〜図５に拡大して示すように、それぞれ水平なベース３５にフランジ結合部３６が上向き垂直に延設されたＬ字形に形成され、ベース３５がマフラー架台３１のマフラー取付部３３にボルト、ナット（符号省略）によって取付けられる。

フランジ結合部３６，３６は、上端がマフラー側の取付座２６ａ，２６ａにほぼ対応する半円の円弧状に形成され、取付座２６ａ，２６ａが、このフランジ結合部３６，３６に前後に重ね合わされた状態で複数本のボルト、ナット（符号省略）によって取付けられる。

図４，５には出口側消音器２４のフランジ取付部分のみを例示しているが、入口側消音器２３のフランジ取付部分も全く同じである。

このように、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において、消音器側フランジ２６，２６の下半周部を外周側に突出させて取付座２６ａ，２６ａを一体に形成し、マフラー２１をこの取付座２６ａ，２６ａによってマフラー架台３１に取付ける構成としたから、Ｕボルトで締め付け固定する公知技術と異なり、マフラー取付力（Ｕボルトの場合の締め付け圧力）がマフラー２１そのものには一切、直接作用しない。

このため、取付力により、排ガス浄化装置２２を含めてマフラー２１にダメージを与えるおそれがない。

また、排ガス浄化装置２２と両側消音器２３，２４とを結合するためのフランジ２６，２６をマフラー用の取付部材として兼用するため、マフラー取付けのための部品点数が少なくてすみ、コストダウン及び組立性向上を実現することができる。

加えて、両側消音器２３，２４のフランジ２６，２６に取付座２６ａ，２６ａを設けるため、建設機械メーカーにおいて、自社調達の消音器２３，２４と、専門メーカーから購入した排ガス浄化装置２２とを組み合わせてマフラー２１を組立てる場合に、自社加工によって消音器側のフランジ２６，２６に取付座２６ａ，２６ａを加工できることによって加工コストが安くてすむ。

さらに、取付座２６ａ，２６ａとマフラー取付ブラケット３４，３４とをフランジ２６，２６のほぼ下半周部分（取付座２６ａ，２６ａ）のみで結合してマフラー２１をマフラー架台３１上に取付けるため、両者を円形に形成してフランジ全周部分で結合する場合と比較して、マフラー２１の取付け、ひいては組立作業が簡単となる。

他の実施形態
（１）上記実施形態では、消音器側のフランジ２６，２６に取付座２６ａ，２６ａを設けたが、排ガス浄化装置側のフランジ２５，２５に上記同様に取付座を設けてもよい。あるいは、排ガス浄化装置側及び消音器側両フランジ２５，２６の双方に取付座を設け、マフラー取付ブラケット３４，３４をこの両取付座に取付けるようにしてもよい。

（２）取付座は、上記実施形態のようにフランジ下半周部のみでなく、下半周部以上の範囲または全周に設けてもよい。

（３）上記実施形態ではマフラー架台３１をエンジンマウントブラケット３０，３０を介して右側縦板３上に取付けたが、専用ブラケットを介して縦板３以外の位置で機械のフレームに取付けてもよい。あるいは、エンジン外壁等の他の機械の固定部分にマフラー架台を取付けてもよい。

本発明の実施形態にかかるマフラーと同取付装置の斜視図である。 同側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 同実施形態における消音器側フランジとマフラー取付ブラケットの結合前の斜視図である。 同結合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 機械の固定部分としての縦板
７ エンジンルーム
８ エンジン
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
２５，２５ 排ガス浄化装置のフランジ
２６，２６ 両側消音器のフランジ
３１ マフラー架台
３６，３６ マフラー取付ブラケット

Claims (4)

1. 排ガス浄化装置の入口側及び出口側にそれぞれ消音器が互いのフランジで結合されて構成されるマフラーにおいて、上記入口、出口両側のフランジ結合部分における排ガス浄化装置側及び消音器側の少なくとも一方のフランジに、機械の固定部分に取付けられる取付座が、フランジ外周側に突出する状態で一体に設けられたことを特徴とする建設機械のマフラー。
2. 上記取付座が消音器側のフランジに設けら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。
3. 機械の固定部分にマフラー架台が設けられ、請求項１または２記載のマフラーの取付座が上記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。
4. 上記取付座がフランジのほぼ下半周部のみに設けられ、この取付座と、上記マフラー架台上に取付けられたマフラー取付ブラケットとが結合されたことを特徴とする請求項３記載の建設機械のマフラー取付装置。

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