JP2013224542A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】設置数に依らずに排気ガス後処理装置の設置が容易な作業機械を提供する。
【解決手段】下部走行体２の上に設置された機械本体３は、ガードパネル１１で覆われたエンジンルーム８を備える。エンジンルーム８には、エンジン１５に連結された油圧ポンプ１６や排気ガス後処理装置１７が設置されている。排気ガス後処理装置１７は、筐体２１の両端から下方に突出し、油圧ポンプ１６を跨ぐ一対のブラケット２２を有している。排気ガス後処理装置１７の下方に設置された仕切板５０は、上向きに凹む拡張凹部５２を有している。
【選択図】図７

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特に、消音装置や煤浄化装置、ＮＯｘ還元装置などの排気ガス後処理装置の設置構造に関する。

図１〜３を参照しながら、この種の設置構造の従来例を説明する。なお、便宜上、説明での前後左右等の方向は図示の矢印に従うものとする。

図１は、従来の油圧ショベルの一例を示している。この油圧ショベル１０１では、クローラ型の下部走行体１０２に上部旋回体１０３が旋回自在に搭載されている。上部旋回体１０３は、下部走行体１０２に支持されたアッパーフレーム１０４や、アッパーフレーム１０４の上に設置されたアタッチメント１０５やキャブ１０６、エンジンルーム１０７などで構成されている。

エンジンルーム１０７には、エンジン１１１やその関連装置が収容されており、エンジンルーム１０７の周囲を覆うガードパネル１１２の左右側面には、開閉可能なメンテナンス口１１３が１つずつ設けられている。また、ガードパネル１１２の上面右側から排気筒１１４が突出している。

図２、図３に示すように、エンジンルーム１０７には、エンジン１１１や油圧ポンプ１１５、排ガス処理器１１６（排気ガス後処理装置）などが設置されている。エンジン１１１は、回転軸Ａの方向を左右に向けた状態でエンジンルーム１０７の中央部分に配置されている。油圧ポンプ１１５は、エンジン１１１の右端部の下側に連結され、そこから右方向に突出している。油圧ポンプ１１５の突端上部には、レギュレータ１１５ａが設けられている。

排ガス処理器１１６には、排気音を抑制する消音装置と、排気ガス中の煤等を除去する煤浄化装置（ＤＰＦ：Diesel particulate filter）の双方の機能が備えられている。排ガス処理器１１６は、前後方向に横向けた状態で、油圧ポンプ１１５の上方を交差して横切るように配置されている。排ガス処理器１１６は、エンジン１１１から延びる排気ガス配管１１７と排気筒１１４との間に接続されている。

排ガス処理器１１６は、一対の支持脚１１８や支持板１１９、ブラケット１２０を介してアッパーフレーム１０４に支持されている。具体的には、一対の支持脚１１８は、前後対向状にアッパーフレーム１０４に立設されており、これら支持脚１１８の上端に平らな支持板１１９が架設されている。その支持板１１９の上にブラケット１２０を介して排ガス処理器１１６が取り付けられている。

ガードパネル１１２の内側には、防火用のガード板１２１が設置されている。このガード板１２１と支持板１１９とで、エンジンルーム１０７に、エンジン１１１や排ガス処理器１１６が設置されている空間と、油圧ポンプ１１５が臨むメンテナンス用の空間とが区画されている。

この種の設置構造に関する先行技術文献としては、例えば特許文献１〜３がある。

特許文献１には、エンジンに排気ガス後処理装置を直接取り付ける設置構造が開示されている。特許文献２や特許文献３には、エンジンの振動を避けて、エンジンとは別に排気ガス後処理装置を取り付ける設置構造が開示されている。

これら設置構造では、上述した油圧ショベルと同様に、排気ガス後処理装置は、いずれも油圧ポンプを跨いで設置された平板状の部材の上に載置されている。

特開２０１１−９４３４７号公報 特開２０１０−７５２５号公報 特開２００９−７９４２２号公報

近年、排ガス規制が強化され、煤等の除去に加えてＮＯｘの低減が求められる場合がある。その場合、排気ガス配管と排気筒との間に、排ガス処理器に加えてＮＯｘ還元装置（排気ガス後処理装置）を増設する必要がある。

図４に、上述した油圧ショベル１０１にＮＯｘ還元装置１２２を増設した状態を示す。ＮＯｘ還元装置は、排ガス処理器１１６と左右方向に横並びに設置され、排ガス処理器１１６と排気筒１１４との間に接続されている。

排ガス処理器１１６及びＮＯｘ還元装置１２２を支持するために、ガード板１２１は除かれ、一対の支持脚１１８及び支持板１１９は右方向に拡張されている。それにより、油圧ポンプ１１５の上方には支持板１１９が張り出すため、レギュレータ１１５ａの点検等のメンテナンスが困難になる。

そこで、油圧ポンプ１１５のメンテナンス用の空間を確保するために、ガードパネル１１２における排気ガス後処理装置が設置されている部分を嵩上げし、一対の支持脚１１８を延ばして排気ガス後処理装置１１６等を上方にシフトさせている。

従って、排ガス規制に対応するためには、既存の構造を大幅に変更する必要があり、手間が掛かるしコストも高くつく。ガードパネル１１２が高くなる分、キャブ１０６からの後方視界も悪くなる。

そこで本発明の目的は、設置数に依らずに排気ガス後処理装置の設置が容易な作業機械を提供することにある。

本発明に係る作業機械は、下部走行体の上に機械本体が設置された作業機械である。前記機械本体は、前記下部走行体に支持されたアッパーフレームと、前記アッパーフレームの上に設置されるとともにガードパネルで覆われたエンジンルームと、を備えている。前記エンジンルームには、エンジンと、前記エンジンに直列に連結された油圧ポンプと、前記エンジンの排気経路の途中に接続された少なくとも１個の排気ガス後処理装置と、が設置されている。

前記排気ガス後処理装置は、筐体と、互いに離れて位置し、前記筐体から対向して突出する一対のブラケットと、を有している。前記排気ガス後処理装置は、前記一対のブラケットで前記油圧ポンプを跨ぐように当該油圧ポンプの上方に設置されている。前記排気ガス後処理装置の下方に、前記一対のブラケットを介して当該排気ガス後処理装置を支持するとともに、当該排気ガス後処理装置と当該油圧ポンプとの間を仕切る仕切板が設置されている。そして、前記仕切板が、上向きに凹んで前記排気ガス後処理装置と前記一対のブラケットとの間の空間に入り込み、前記油圧ポンプの上方の空間を拡げる拡張凹部を有している。

このように構成した作業機械によれば、排気ガス後処理装置の下方に設置される仕切板に、排気ガス後処理装置と一対のブラケットとの間の空間に入り込み、油圧ポンプの上方の空間を拡げる拡張凹部が形成されているので、油圧ポンプの上方のスペースが拡がって油圧ポンプのメンテナンスが容易にできる。

その結果、支持板が油圧ポンプの上方に張り出していても、排気ガス後処理装置を相対的に低く設置できる。

従って、排気ガス後処理装置を増設する場合も、ガードパネルの嵩上げなど、大掛かりな変更を伴うことなく容易にできる。

具体的には、前記エンジンルームには、複数の前記排気ガス後処理装置が並列に設置され、前記エンジンルームの上方を覆う前記ガードパネルの上面が、前記排気ガス後処理装置の上方の部位を嵩上げすることなく略平坦に形成されているようにすればよい。

そうすれば、排気ガス後処理装置を増設した後も、増設前と変わらず良好な後方視野が得られる。

また、前記仕切板は一枚の金属板からなり、前記拡張凹部が前記金属板を曲げて形成されているようにするとよい。

そうすれば、仕切板の剛性が構造的に強化されるため、排気ガス後処理装置をより安定して支持できる。また、仕切板により、排気ガス後処理装置と油圧ポンプとの間を隙間無く仕切れるので、排気ガス後処理装置が発する熱から油圧ポンプを保護できる。

本発明の作業機械によれば、排気ガス後処理装置の設置数に依らずに排気ガス後処理装置の設置位置を低く保つことができるので、排気ガス後処理装置の設置が容易になる。

従来の油圧ショベルの一例を示す概略斜視図である。 図１の矢印Ａ１の方向からエンジンルーム内を見た概略斜視図である。同図は、関連装置の配置が理解し易いように簡略化してある。 図２の矢印Ａ２の方向からエンジンルーム内を見た概略図である。 図１の油圧ショベルに排気ガス後処理装置を増設した場合での図３相当図である。 本発明を適用した油圧ショベルを示す概略斜視図である。 図５の矢印Ａ３の方向からエンジンルーム内を見た概略斜視図である。同図は、関連装置の配置が理解し易いように簡略化してある。 図５の油圧ショベルにおける排気ガス後処理装置の設置構造を示す概略斜視図である。 図６の矢印Ａ４の方向からエンジンルーム内を見た概略図である。 図６の矢印Ａ５の方向からエンジンルーム内を見た概略図である。 作業機械の変形例を示す図７相当図である。 作業機械の他の変形例を示す図７相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。説明で用いる前後左右等の方向は、便宜上、図示の矢印に従うものとする。

図５に、本発明を適用した油圧ショベル１（作業機械）の一例を示す。油圧ショベル１は、クローラ型の下部走行体２に上部旋回体３（機械本体）が旋回自在に搭載されている。上部旋回体３は、下部走行体２に支持されたアッパーフレーム４や、アッパーフレーム４の上に設置されたアタッチメント５やキャブ６、カウンターウエイト７、エンジンルーム８などで構成されている。

アッパーフレーム４は、上部旋回体３の底部を構成する剛性に優れた強度部材であり、図示はしないが、肉厚な金属板からなる底板や、底板の左右に張り出すサイドデッキなどで構成されている。アッパーフレーム４の後部は、上面視円弧状に形成されている。

アタッチメント５は、ブーム５ａやアーム５ｂ、バケット５ｃ、油圧シリンダ５ｄなどで構成され、アッパーフレーム４の前部に起伏自在に設置されている。アタッチメント５は、油圧シリンダ５ｄを油圧制御することによって作動する。キャブ６は、箱型の運転室であり、アタッチメント５の左に隣接してアッパーフレーム４の前部に設置されている。カウンターウエイト７は、高重量の部材からなり、アタッチメント５と前後のバランスを保つためにアッパーフレーム４の後端に設置されている。

エンジンルーム８は、アッパーフレーム４の後部に設置され、エンジン１５等を収容している。エンジンルーム８の上面及び左右側面はガードパネル１１によって覆われており、その後面はカウンターウエイト７によって覆われている。機種によっては、エンジンルーム８の左右側面もカウンターウエイト７で覆われている場合もある。

湾曲したガードパネル１１の左右側面には、開閉可能なメンテナンス口１１ａが１つずつ設けられている。また、略平坦なガードパネル１１の上面１１ｂの右後隅部には排気ガスを外部に排気する排気筒１２が設けられている。排気筒１２は、排気口を後方に向けた状態でガードパネル１１から上向きに突出している。

図６に示すように、エンジンルーム８には、エンジン１５や油圧ポンプ１６、排気ガス後処理装置１７などが設置されている。同図は、これら装置の位置関係を明示するために簡略化して表してある。この油圧ショベル１では、排気ガスを高度に浄化できるように、排ガス処理器１７ＡとＮＯｘ還元装置１７Ｂが設置されている（両者を包括して排気ガス後処理装置１７ともいう）。

エンジン１５は、エンジンルーム８の略中央に位置し、その回転軸Ａを左右方向に向けた状態でアッパーフレーム４の上に設置されている。油圧ポンプ１６は、エンジン１５に直列に連結されている。具体的には、エンジン１５の右端部の下寄りの部分に連結され、そこから右方向に突出している。

油圧ポンプ１６は、油圧制御に用いられる作動油の循環経路の途中に接続されている。油圧ポンプ１６は、エンジン１５によって駆動され、作動油を高圧にして循環経路に送り出す。油圧ポンプ１６の突端上部には、メンテナンスが必要なレギュレータ１６ａが上方に張り出すように設けられている。

排ガス処理器１７Ａは、上述した排ガス処理器１７Ａと同様に、排気音を抑制する消音装置と、排気ガス中の煤等を除去する煤浄化装置の双方の機能を備えている。一方、ＮＯｘ還元装置１７Ｂは、触媒を用いて排気ガス中のＮＯｘを減少させる機能を備えている。これら装置は、前後方向に延びるように横置きされ、そして、左右方向に並列された状態で、油圧ポンプ１６の上方を交差して横切るように配置されている。

排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂは、上流側からこの順に、エンジン１５から排気筒１２に至る排気経路の途中に直列に接続されている。具体的には、排ガス処理器１７Ａの後端部分に、エンジン１５から延びる排気ガス配管１５ａが接続されており、排ガス処理器１７Ａの前端部分に中継配管１８の一端が接続されている（図９参照）。そして、中継配管１８の他端はＮＯｘ還元装置１７Ｂの前端部分に接続され、ＮＯｘ還元装置１７Ｂの後端部分に排気筒１２が接続されている。

図７〜図９に詳しく示すように、これら排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂは、いずれも同様の円筒状の外観を有し、ユニット化された状態で、アッパーフレーム４に設置されている。

排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂ、つまり排気ガス後処理装置１７は、円筒状の筐体２１と、筐体２１の両端に離れて位置し、筐体２１から半径方向に突出する一対のブラケット２２，２２とを有している。具体的には、筐体２１は、円筒状の本体部２１ａと、本体部２１ａの各端部に接合され、本体部２１ａの開口を塞ぐ２つの短寸な有低円筒状の蓋部２１ｂとを有している。

本体部２１ａ及び各蓋部２１ｂの各々は、その接合部位に、半径方向外側に張り出した円環状のフランジ２３を有している。本体部２１ａと蓋部２１ｂとは、互いのフランジ２３を突き合わせて接合されている。接合されたフランジ２３，２３は、筐体２１の両端寄りの部位から半径方向外側に円環状に張り出している。図示しないが、密閉された筐体２１の内部には、フィルターや触媒等、それぞれの機能に応じた部材や素材などが収容されている。

各ブラケット２２は、断面Ｌ字状に曲げ加工された金属部材であり、支持板部２２ａと、支持板部２２ａに直交して連なる締結板部２２ｂとを有している。一対のブラケット２２は、筐体２１の両フランジ２３に固定されている。具体的には、各支持板部２２ａは、各蓋部２１ｂのフランジ２３の外面下部に固定され、対向して筐体２１から下方に突出している。各締結板部２２ｂは、各支持板部２２ａの下端から互いに逆向きに突出している。

排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂは、その下方に配置された仕切板５０に支持されている。具体的には、仕切板５０は、上方から見て、並列された排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂよりもひとまわり大きな矩形の輪郭を有しており、排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂは、各々、一対のブラケット２２を介して仕切板５０に締結して固定されている。

それにより、排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂは、仕切板５０に一体に組み付けられ、ユニット化されている。

アッパーフレーム４における油圧ポンプ１６の近傍の前後左右４箇所には、排気ガス後処理装置１７を支持する支持脚３１が立設されている。各支持脚３１は、角柱状の部材からなり、上下方向に平行に延びている。そして、これら支持脚３１の上端に、排気ガス後処理装置１７とユニット化された仕切板５０が締結して固定されている。具体的には、仕切板５０の四隅に設けられた締結孔５１に、各支持脚３１の先端に設けられた雄ネジ３１ａが挿入され、締結孔５１から突出する雄ネジ３１ａにナットが締結されている。

仕切板５０が支持脚３１に固定された状態では、排気ガス後処理装置１７は、一対のブラケット２２，２２で油圧ポンプ１６を跨ぐように、油圧ポンプ１６の上方に位置している。また、排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂと油圧ポンプ１６との間は、仕切板５０によって仕切られている。レギュレータ１６ａを含め、油圧ポンプ１６のほぼ全体が仕切板５０の下方に位置している。排ガス処理器１７Ａ及びＮＯｘ還元装置１７Ｂは高温になるため、仕切板５０で仕切ることにより、レギュレータ１６ａ等が過熱されるのを防いでいる。

そして、仕切板５０には、油圧ポンプ１６のメンテナンスを容易にし、排気ガス後処理装置１７の設置位置を下げる工夫が施されている。

具体的には、仕切板５０に上向きに凹む拡張凹部５２が形成されている。仕切板５０は、一枚の金属板からなり、曲げ加工によって拡張凹部５２が形成されている。本実施形態の拡張凹部５２は台形断面を有し、左右方向に延びるように形成されている。

詳しくは、仕切板５０は、同一平面上を前後に離れて位置し、支持脚３１に固定される一対の取付面部５０ａと、これら取付面部５０ａの対向する縁から上方に折り曲げられた一対の屈曲面部５０ｂと、これら一対の屈曲面部５０ｂの上縁に連なる上面部５０ｃとを有している。取付面部５０ａ、屈曲面部５０ｂ及び上面部５０ｃは、いずれも左右方向に長い矩形形状をしている。拡張凹部５２は、一対の屈曲面部５０ｂと上面部５０ｃとで構成されている。

図８に示すように、拡張凹部５２は、排気ガス後処理装置１７と一対のブラケット２２，２２との間に形成された下方空間５７に入り込んでいる。拡張凹部５２の前後幅及び深さは、できるだけ大きいのが好ましい。例えば、左右方向から見て、下方空間５７に僅かな隙間を残して嵌り込むように形成する。

それにより、レギュレータ１６ａの上方の空間が拡がってメンテナンスが容易できるようになっている。

例えば、従来のように、仕切板５０に平坦な板材をそのまま用いると、図８に示すように、レギュレータ１６ａと仕切板５０との間の上下間距離Ｈ１が小さくなるため、メンテナンスが困難になる。上下間距離Ｈ１を大きくするために、支持脚３１を延ばし、排気ガス後処理装置１７や仕切板５０を上方にシフトさせると、図４に示したように、そのままではガードパネル１１に収まらず、ガードパネル１１の上面１１ｂのうち、排気ガス後処理装置１７の上方の部位を嵩上げする必要が生じる。

それに対し、この油圧ショベル１では、仕切板５０に拡張凹部５２が設けられているので、排気ガス後処理装置１７や仕切板５０の設置位置を相対的に低く保ったままで、レギュレータ１６ａの上方の空間を拡張することができる。従って、ガードパネル１１の上面を嵩上げせずに、メンテナンスができる上下間距離Ｈ２を確保することができる。

従って、この油圧ショベル１であれば、排ガス処理器１７Ａのみを搭載した機種と、排ガス処理器１７ＡとＮＯｘ還元装置１７Ｂとを搭載した機種とで共用できるため、汎用性に優れる。

そして、排ガス処理器１７Ａのみを搭載した機種に、ＮＯｘ還元装置１７Ｂを増設する必要が生じた場合には、排ガス処理器１７Ａの隣にＮＯｘ還元装置１７Ｂを設置するだけでよい。排気ガス後処理装置１７は仕切板５０とユニット化されているので、ユニットごと交換してもよい。いずれにせよ、ガードパネル１１や支持脚３１等の変更が不要になるため、増設が容易にできる。

なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、仕切板５０の構造は、仕様に応じて変更できる。

図１０は、その一例であり、拡張凹部５２の断面積が、右側（メンテナンス口１１ａ側）から、左側（エンジン１５側）に向かって次第に小さくなるように、先窄まり状に形成されている。この場合、メンテナンス口１１ａの手前から奥方に向かって油圧ポンプ１６の上方の空間は小さくなるが、主にメンテナンスが必要なレギュレータ１６ａの上方には大きな空間が得られる。

図１１は、また別の一例であり、拡張凹部５２が仕切板５０の右側の部分だけに形成されている。取付面部５０ａは、拡張凹部５２の左側の部分まで拡がっている。この場合でもレギュレータ１６ａの上方に大きな空間が得られる。

それ以外にも、拡張凹部５２の断面形状は矩形や円弧状等、仕様に応じて選択できる。仕切板５０は、エンジン１５に取り付けてあってもよい。仕切板５０と支持脚３１との間に防振装置を設置してもよい。支持脚３１は、枠状でも板状であってもよい。排気ガス後処理装置１７は３つ以上であってもよい。排気ガス後処理装置１７の形状は、円筒状に限らず、例えば矩形箱形状や多角形状であってもよい。排気ガス後処理装置１７の各々で形状が異なっていてもよい。

１ 油圧ショベル（作業機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体（機械本体）
４ アッパーフレーム
８ エンジンルーム
１１ ガードパネル
１５ エンジン
１６ 油圧ポンプ
１６ａ レギュレータ
１７ 排気ガス後処理装置
１７Ａ 排ガス処理器
１７Ｂ ＮＯｘ還元装置
２１ 筐体
２２ ブラケット
３１ 支持脚
５０ 仕切板
５２ 拡張凹部

Claims (3)

1. 下部走行体の上に機械本体が設置された作業機械であって、
   前記機械本体は、
   前記下部走行体に支持されたアッパーフレームと、
   前記アッパーフレームの上に設置されるとともにガードパネルで覆われたエンジンルームと、
   を備え、
   前記エンジンルームには、
   エンジンと、
   前記エンジンに直列に連結された油圧ポンプと、
   前記エンジンの排気経路の途中に接続された少なくとも１個の排気ガス後処理装置と、
   が設置され、
   前記排気ガス後処理装置は、
   筐体と、
   互いに離れて位置し、前記筐体から対向して突出する一対のブラケットと、
   を有し、
   前記排気ガス後処理装置は、前記一対のブラケットで前記油圧ポンプを跨ぐように当該油圧ポンプの上方に設置され、
   前記排気ガス後処理装置の下方に、前記一対のブラケットを介して当該排気ガス後処理装置を支持するとともに、当該排気ガス後処理装置と当該油圧ポンプとの間を仕切る仕切板が設置され、
   前記仕切板が、上向きに凹んで前記排気ガス後処理装置と前記一対のブラケットとの間の空間に入り込み、前記油圧ポンプの上方の空間を拡げる拡張凹部を有している作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記エンジンルームには、複数の前記排気ガス後処理装置が並列に設置され、
   前記エンジンルームの上方を覆う前記ガードパネルの上面が、前記排気ガス後処理装置の上方の部位を嵩上げすることなく略平坦に形成されている作業機械。
3. 請求項１又は請求項２に記載の作業機械において、
   前記仕切板は一枚の金属板からなり、
   前記拡張凹部が前記金属板を曲げて形成されている作業機械。

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