JP2014077301A

JP2014077301A - 建設機械

Info

Publication number: JP2014077301A
Application number: JP2012225992A
Authority: JP
Inventors: Shigeyasu Hayashi; 茂耕林
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: JP6067314B2

Abstract

【課題】膨張液体還元剤用タンクの破損等を防止しつつ、フレームに対して液体還元剤用タンクを適切に拘束することができる建設機械の提供を目的とする。
【解決手段】建設機械は、液体還元剤が貯留され、樹脂により形成される液体還元剤用タンクと、前記液体還元剤用タンクが内部に収容され、建設機械のフレームに固定される箱部材と、前記箱部材の上部に設けられ、前記液体還元剤用タンクの上方への移動を抑制する拘束部材とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体還元剤が貯留されるタンクが配置された建設機械に関する。

近年、ディーゼルエンジンを搭載した油圧ショベル等の建設機械では、高次の排ガス規制に対応すべく、ディーゼルエンジンの排気系に排ガス処理装置が設置され、ディーゼルエンジンからの排ガスは、排気管の下流側に設けたＮＯｘ還元触媒を通って大気中に放出される。

従来、此種排ガス処理装置としては、尿素水溶液（液体還元剤）を用いた尿素選択還元型のＮＯｘ処理装置が多く採択され、尿素水溶液は金属製又は樹脂製の液体還元剤用タンクに貯留されている。また、液体還元剤用タンクは液体還元剤供給パイプにより排気管に接続され、液体還元剤供給ポンプにより液体還元剤用タンク内の尿素水溶液を排気管に供給できるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０９３６号公報

しかしながら、液体還元剤用タンクを上部旋回体に設置する場合、液体還元剤用タンクを振動から適切に保護する必要がある。特に建設機械は、過酷な環境下での作業が多いので、液体還元剤用タンクを上部旋回体に例えばボルト等で固定した場合、液体還元剤用タンクの固定部に破損が生じる可能性が高くなる。

また、液体還元剤用タンク内の液体還元剤(例えば尿素水溶液)は、低温環境下で凍結して膨張するが、かかる膨張時に伴って液体還元剤用タンクが変形すると、液体還元剤用タンクの破損や周辺部品との干渉が生じる虞もある。

そこで、本発明は、膨張液体還元剤用タンクの破損等を防止しつつ、フレームに対して液体還元剤用タンクを適切に拘束することができる建設機械の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、液体還元剤が貯留され、樹脂により形成される液体還元剤用タンクと、
前記液体還元剤用タンクが内部に収容され、建設機械のフレームに固定される箱部材と、
前記箱部材の上部に設けられ、前記液体還元剤用タンクの上方への移動を抑制する拘束部材とを備えることを特徴とする、建設機械が提供される。

本発明によれば、膨張液体還元剤用タンクの破損等を防止しつつ、フレームに対して液体還元剤用タンクを適切に拘束することができる。

建設機械の一例として油圧ショベルを示す側面図である。上部旋回体の後部を上面視で概略的に示す平面図である。液体還元剤用タンク７０の設置状態を概略的に示す斜視図である。液体還元剤用タンク７０の搭載構造の一例を示す斜視図である。図４に示す例における収容状態の液体還元剤用タンク７０を示す斜視図である。液体還元剤用タンク７０の搭載構造の他の一例を示す斜視図である。液体還元剤用タンク７０の搭載構造の更なる他の一例を示す斜視図である。図７に示す液体還元剤用タンク７０の搭載構造において箱部材７２等を半透視して示す斜視図である。図７に示す液体還元剤用タンク７０の搭載構造において箱部材７２等を半透視して示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、建設機械の一例として油圧ショベルを示す側面図である。

図１に示すように、下部走行体１上には上部旋回体２が旋回可能に装架され、上部旋回体２の前方一側部にキャブ３が設けられている。また、上部旋回体２の前方中央部にブーム４が俯仰可能に枢着され、該ブーム４の先端部にはアーム５が上下回動可能に連結されているとともに、該アーム５の先端部にバケット６が上下回動可能に取り付けられている。尚、掘削アタッチメントは、ブレーカや破砕機等のような他のアタッチメントであってもよい。

図２は、上部旋回体の後部を上面視で概略的に示す平面図である。

図２に示すように、上部旋回体２の後部にはエンジンルーム７が形成され、該エンジンルーム７内にはディーゼルエンジン８が設置されている。また、ディーゼルエンジン８の前方側（図２における手前側）には冷却ファン１２が設けられているとともに、該冷却ファン１２の前方にはラジエータ等を含む熱交換機ユニット１３が設置されている。

更に、ディーゼルエンジン８には排気管９が接続され、該排気管９の下流側には、高次の排ガス規制に対応すべく、排ガス処理装置１０が設置されている。排ガス処理装置１０としては、尿素水溶液（液体還元剤）を用いた尿素選択還元型のＮＯｘ処理装置が採択されている。

図３は、液体還元剤用タンク７０の設置状態を概略的に示す斜視図である。

図３に示すように、上部旋回体２の旋回フレーム１４の前部には左右一対のブーム取り付け用の支持ブラケット１７Ｌ，１７Ｒが立設されている。また、支持ブラケット１７Ｌの外側であって、後方には燃料タンク１８及びサンプタンク１９が直列に配置されている。また、燃料タンク１８の前側には、液体還元剤用タンク７０が配置される。従って、図示の例では、前から液体還元剤用タンク７０、燃料タンク１８及びサンプタンク１９が順に隣接して配置されている。尚、燃料タンク１８及びサンプタンク１９の順序は任意である。燃料タンク１８及びサンプタンク１９は、幅方向に横並びに配置されてもよい。

液体還元剤用タンク７０は、樹脂材料から形成される。液体還元剤用タンク７０内には尿素水溶液が貯留されている。更に、液体還元剤用タンク７０は液体還元剤供給パイプ（図示せず）を介して、排ガス処理装置１０に接続されている。液体還元剤用タンク７０は、前側の側面がブーム支持ブラケット１７Ｌ，１７Ｒの穴１７２Ｌ，１７２Ｒよりも後方に位置するように配置される。尚、図３では、液体還元剤用タンク７０は、非常に概略的に示されている。液体還元剤用タンク７０のより詳細な構造等については、図４以降に図示される。

図４は、液体還元剤用タンク７０の搭載構造の一例を示す斜視図である。図５は、図４に示す例における収容状態の液体還元剤用タンク７０を示す斜視図である。

図４に示す例では、液体還元剤用タンク７０は、箱部材７２内に収容される。液体還元剤用タンク７０は、略直方体の形態を有するが、液体還元剤用タンク７０の形状は任意である。尚、液体還元剤用タンク７０が箱部材７２内に収容された状態において、液体還元剤用タンク７０と箱部材７２の側壁７２４との間には、所定の隙間(例えば、２ｍｍ程度の隙間)が設定されていてもよい。箱部材７２は、金属材料から形成される。箱部材７２は、上部旋回体２の旋回フレーム１４上に載置されて、上部旋回体２の旋回フレーム１４に固定される。箱部材７２は、例えば図４に示すように、ボルト８０により旋回フレーム１４に固定されてもよい。図４に示す例では、箱部材７２は、底面に補強部材７２２を備え、補強部材７２２にボルト締結部が設定される。尚、補強部材７２２は、箱部材７２に溶接等により固定されてよい。

箱部材７２の内部には、図５に示すように、液体還元剤用タンク７０が収容される。箱部材７２内に収容された液体還元剤用タンク７０の上部は、拘束部材９０にて拘束される。拘束部材９０は、液体還元剤用タンク７０の上方を押さえ、液体還元剤用タンク７０の上方への移動を抑制する。これにより、箱部材７２と液体還元剤用タンク７０とは、ボルト等によって互いに結合されなくても、液体還元剤用タンク７０は拘束部材９０と箱部材７２の側壁７２４及び底面によって、箱部材７２内に収容された状態に保持される。尚、図５に示す例では、拘束部材９０は、バンドの形態であり、拘束部材９０は、箱部材７２に形成されたバンド留め部７２１に固定される。

図４及び図５に示す例によれば、液体還元剤用タンク７０が箱部材７２内に収容されるので、物理的な規制が液体還元剤用タンク７０の側面にかかる。即ち、液体還元剤用タンク７０の側面は、箱部材７２の側壁７２４により面で拘束される。これにより、尿素水溶液の凍結時に、尿素水溶液の膨張に伴い液体還元剤用タンク７０の側面が変形する(外方に膨らむ態様で変形する)のが規制され、液体還元剤用タンク７０の破損や周辺部品との干渉を適切に防止することができる。

また、図４及び図５に示す例によれば、金属材料からなる箱部材７２が旋回フレーム１４に対して固定され(例えばボルト８０により締結され)、樹脂材料からなる液体還元剤用タンク７０自体はボルト等により直接的に旋回フレーム１４や箱部材７２に対して固定されない。これにより、箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部が金属同士で強固となるので、旋回フレーム１４の振動が箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部に繰り返し作用しても、箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部の破損を適切に防止することができる。

尚、箱部材７２の側壁７２４による液体還元剤用タンク７０の側面の拘束(液体還元剤用タンク７０の面直方向の変位・変形に対する規制)を確実にするため、好ましくは、箱部材７２は、液体還元剤用タンク７０の鉛直方向に延在する平面状の鉛直側面部７０ａの略全体をカバーする態様の側壁７２４を有する。即ち、箱部材７２の側壁７２４の高さは、好ましくは、液体還元剤用タンク７０の平面状の鉛直側面部７０ａの高さと同一又はそれよりも高い。尚、図４及び図５に示す例では、箱部材７２は、液体還元剤用タンク７０の平面状の鉛直側面部７０ａの全体を完全にカバーしていないが、液体還元剤用タンク７０の平面状の鉛直側面部７０ａの約７割以上（鉛直側面部７０ａの略全体）をカバーしている。これにより、箱部材７２の側壁７２４による液体還元剤用タンク７０の側面の拘束を確実に実現することができ、液体還元剤用タンク７０の破損や周辺部品との干渉を適切に防止することができる。

図６は、液体還元剤用タンク７０の搭載構造の他の一例を示す斜視図である。

図6に示す例では、液体還元剤用タンク７０と箱部材７２との間に緩衝材９２が設けられる。緩衝材９２は、例えばゴムや軟質樹脂からなるラバープレートや樹脂シートの形態であってよい。緩衝材９２は、変形可能であり、液体還元剤用タンク７０と箱部材７２の側壁７２４との間の隙間を埋める。緩衝材９２は、液体還元剤用タンク７０と箱部材７２との間の直接的な干渉（当たり）を防止する機能を果たす。緩衝材９２は、液体還元剤用タンク７０と箱部材７２から独立して設けられてもよいし、液体還元剤用タンク７０又は箱部材７２に予め取り付けられていてもよい。例えば、緩衝材９２は、液体還元剤用タンク７０に貼り付けられ、液体還元剤用タンク７０は、緩衝材９２が貼り付けられた状態で、箱部材７２内に収容されてもよい。

尚、緩衝材９２は、１箇所以上の任意の箇所に設けられてよい。例えば、緩衝材９２は、液体還元剤用タンク７０の四方の側面の各面に設けられてよく、また、液体還元剤用タンク７０の底面に設けられてもよい。

図6に示す例によれば、液体還元剤用タンク７０が箱部材７２内に収容されるので、物理的な規制が緩衝材９２を介して液体還元剤用タンク７０の側面にかかる。即ち、液体還元剤用タンク７０の側面は、緩衝材９２を介して箱部材７２の側壁７２４により面で拘束される。これにより、尿素水溶液の凍結時に、尿素水溶液の膨張に伴い液体還元剤用タンク７０の側面が変形する(外方に膨らむ態様で変形する)のが規制され、液体還元剤用タンク７０の破損や周辺部品との干渉を適切に防止することができる。

また、図6に示す例によれば、図４及び図５に示した例と同様に、金属材料からなる箱部材７２が旋回フレーム１４に対して固定され(例えばボルト８０により締結され)、樹脂材料からなる液体還元剤用タンク７０自体はボルト等により直接的に旋回フレーム１４や箱部材７２に対して固定されない。これにより、箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部が金属同士で強固となるので、旋回フレーム１４の振動が箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部に繰り返し作用しても、箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部の破損を適切に防止することができる。

また、特に、図6に示す例によれば、液体還元剤用タンク７０と箱部材７２との間に緩衝材９２が設けられるので、箱部材７２内部で箱部材７２の側壁７２４や底面と液体還元剤用タンク７０とが直接干渉することが無くなり、液体還元剤用タンク７０の擦れが抑制され、液体還元剤用タンク７０の劣化や破損を防止することができる。また、尿素水溶液の膨張に伴い液体還元剤用タンク７０の側面が僅かに外方に膨張した場合でも、箱部材７２の側壁７２４と液体還元剤用タンク７０とが直接干渉することが無く、液体還元剤用タンク７０の擦れ及びそれに伴う劣化や破損を防止することができる。また、作業等において生じる旋回フレーム１４の振動時においても、緩衝材９２により振動が緩衝されるので、液体還元剤用タンク７０の擦れが抑制され、液体還元剤用タンク７０の劣化や破損を防止することができる。

図７は、液体還元剤用タンク７０の搭載構造の更なる他の一例を示す斜視図である。図７において、図中のＸ１，Ｘ２方向は、図３のＸ１，Ｘ２方向に対応する。図８及び図９は、図７に示す液体還元剤用タンク７０の搭載構造において箱部材７２及びブラケット９６を半透視（一部点線で図示）して示す斜視図である。

図７に示す例においても、同様に、液体還元剤用タンク７０は、箱部材７２内に収容される。上述した各例と同様に、箱部材７２は、底面に補強部材７２２を備え、補強部材７２２にボルト締結部が設定される。箱部材７２は、同様に、ボルト締結部に締結されるボルト８０（図９参照）により旋回フレーム１４に固定される。

図７に示す例では、液体還元剤用タンク７０は、略直方体の形態を有するが、液体還元剤用タンク７０の前側の側面の上部には、傾斜面７０ｂを備える。即ち、液体還元剤用タンク７０の前側の側面は、下方側は鉛直方向に延在する平面状の鉛直側面部７０ａ（図８参照）を備え、上方側は傾斜面７０ｂを備える。傾斜面７０ｂは、上方に向かうにつれて後方側に倒れる態様で傾斜する。かかる傾斜面７０ｂは、液体還元剤用タンク７０の前側の側面をブーム支持ブラケット１７Ｌ，１７Ｒの穴１７２Ｌ，１７２Ｒよりも後方に位置させるために形成される。これにより、ブームフートピンの抜き差し作業時におけるブームフートピンと液体還元剤用タンク７０との間の干渉が防止され、ブームフートピンの抜き差し作業の作業性が向上する。また、液体還元剤用タンク７０の横方向内側の側面についても、図８に示すように、傾斜面７０ｂを備え、傾斜面７０ｂは、更に凹部７０ｃを備える。傾斜面７０ｂは、液体還元剤用タンク７０の液体還元剤供給モジュール（液体還元剤供給パイプ等）を配置するためのスペースを確保するために形成される。凹部７０ｃは、液体還元剤用タンク７０を箱部材７２に対して着脱する際の把持部（持ち手）として機能する。

箱部材７２は、液体還元剤用タンク７０の側面における鉛直側面部７０ａの全体をカバーする態様の側壁７２４を有する。即ち、箱部材７２の側壁７２４の高さは、液体還元剤用タンク７０の平面状の鉛直側面部７０ａの高さと同一又はそれよりも高い。図７に示す例では、箱部材７２は、液体還元剤用タンク７０の鉛直側面部７０ａの全体を完全にカバーしている。例えば、図７に示す例では、液体還元剤用タンク７０の後側の側面は、鉛直方向に延在する平面状の鉛直側面部７０ａからなり、従って、箱部材７２の後側の側壁７２４は、液体還元剤用タンク７０の上面付近まで延在している。また、液体還元剤用タンク７０の前側の側面は、上述の如く下方側は鉛直側面部７０ａを備え、上方側は傾斜面７０ｂを備え、従って、箱部材７２の前側の側壁７２４は、液体還元剤用タンク７０の傾斜面７０ｂの下端付近まで延在している。これにより、箱部材７２の側壁７２４による液体還元剤用タンク７０の側面の拘束を確実に実現することができ、液体還元剤用タンク７０の破損や周辺部品との干渉を適切に防止することができる。

また、図７に示す例では、箱部材７２は、補強リブ７４を備える。補強リブ７４は、箱部材７２に溶接等により固定されてよい。補強リブ７４は、箱部材７２の前側の側壁７２４及び後側の側壁７２４に設けられてよい。箱部材７２の前側の側壁７２４の補強リブ７４は、図７に示すように、箱部材７２の外側に突出する形態のリブであってよい。他方、箱部材７２の後側の側壁７２４の補強リブ７４は、図９に示すように、箱部材７２の内側に突出する形態のリブであってよい。これにより、箱部材７２の強度を高めることができ、液体還元剤用タンク７０等から受ける力等に起因した破損等を防止することができる。尚、液体還元剤用タンク７０は、箱部材７２の内側に突出する形態の補強リブ７４に対応した凹部を有してよい。これにより、箱部材７２に対して液体還元剤用タンク７０が適切に位置決めされる。

液体還元剤用タンク７０の上部は、拘束部材としてのブラケット９６にて拘束される。ブラケット９６は、液体還元剤用タンク７０の上方への移動を抑制する。これにより、箱部材７２と液体還元剤用タンク７０とは、ボルト等によって互いに結合されなくても、液体還元剤用タンク７０はブラケット９６と箱部材７２の側壁７２４及び底面によって、箱部材７２内に収容された状態に保持される。尚、図７に示す例では、ブラケット９６は、箱部材７２に形成されたボルト締結部にボルト９７により固定される。また、ブラケット９６は、液体還元剤用タンク７０の傾斜面７０ｂに沿った傾斜面を備え、液体還元剤用タンク７０の上面と共に傾斜面７０ｂを上方から押えて拘束する。

液体還元剤用タンク７０と箱部材７２との間には、図６に示した例と同様、緩衝材９２が設けられる。図７に示す例では、緩衝材９２は、箱部材７２と液体還元剤用タンク７０との間のみならず、液体還元剤用タンク７０とブラケット９６との間にも設けられる。箱部材７２と液体還元剤用タンク７０との間については、図８及び図９に示すように、緩衝材９２は、液体還元剤用タンク７０の四方の側面の各面と共に、底面にも設けられる。尚、液体還元剤用タンク７０とブラケット９６との間の緩衝材９２は、液体還元剤用タンク７０側に取り付けられもよいし、ブラケット９６側に取り付けられてもよい。

図７に示す例によれば、図６に示した例と同様に、液体還元剤用タンク７０が箱部材７２内に収容されるので、物理的な規制が緩衝材９２を介して液体還元剤用タンク７０の側面にかかる。即ち、液体還元剤用タンク７０の側面は、緩衝材９２を介して箱部材７２の側壁７２４により面で拘束される。これにより、尿素水溶液の凍結時に、尿素水溶液の膨張に伴い液体還元剤用タンク７０の側面が変形する(外方に膨らむ態様で変形する)のが規制され、液体還元剤用タンク７０の破損や周辺部品との干渉を適切に防止することができる。

また、図７に示す例によれば、図４及び図５に示した例と同様に、金属材料からなる箱部材７２が旋回フレーム１４に対して固定され(例えばボルト８０により締結され)、樹脂材料からなる液体還元剤用タンク７０自体はボルト等により直接的に旋回フレーム１４や箱部材７２に対して固定されない。これにより、箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部が金属同士で強固となるので、旋回フレーム１４の振動が箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部に繰り返し作用しても、箱部材７２と旋回フレーム１４との間の結合部の破損を適切に防止することができる。

また、図７に示す例によれば、図６に示した例と同様に、液体還元剤用タンク７０と箱部材７２との間に緩衝材９２が設けられるので、箱部材７２内部で箱部材７２の側壁７２４や底面と液体還元剤用タンク７０とが直接干渉することが無くなり、液体還元剤用タンク７０の擦れが抑制され、液体還元剤用タンク７０の劣化や破損を防止することができる。また、尿素水溶液の膨張に伴い液体還元剤用タンク７０の側面が僅かに外方に膨張した場合でも、箱部材７２の側壁７２４と液体還元剤用タンク７０とが直接干渉することが無く、液体還元剤用タンク７０の擦れ及びそれに伴う劣化や破損を防止することができる。また、作業等において生じる旋回フレーム１４の振動時においても、緩衝材９２により振動が緩衝されるので、液体還元剤用タンク７０の擦れが抑制され、液体還元剤用タンク７０の劣化や破損を防止することができる。

また、図７に示す例によれば、液体還元剤用タンク７０とブラケット９６との間に緩衝材９２が設けられるので、ブラケット９６と液体還元剤用タンク７０とが直接干渉することが無くなり、液体還元剤用タンク７０の擦れが抑制され、液体還元剤用タンク７０の劣化や破損を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、図７に示す例では、好ましい実施例として、緩衝材９２が設けられるが、緩衝材９２の一部又は全てが省略されてもよい。例えば、液体還元剤用タンク７０とブラケット９６との間の緩衝材９２が省略されてもよい。

１下部走行体
２上部旋回体
３キャブ
４ブーム
５アーム
６バケット
７エンジンルーム
８ディーゼルエンジン
９排気管
１０排ガス処理装置
１２冷却ファン
１３熱交換機ユニット
１４旋回フレーム
１７Ｌ，１７Ｒブーム支持ブラケット
１７２Ｌ，１７２Ｒ穴
１８燃料タンク
１９サンプタンク
７０液体還元剤用タンク
７０ａ鉛直側面部
７０ｂ傾斜面
７０ｃ凹部
７２箱部材
７４補強リブ
８０ボルト
９０拘束部材
９２緩衝材
９６ブラケット
９７ボルト
７２１バンド留め部
７２２補強部材
７２４側壁

Claims

液体還元剤が貯留され、樹脂により形成される液体還元剤用タンクと、
前記液体還元剤用タンクが内部に収容され、建設機械のフレームに固定される箱部材と、
前記箱部材の上部に設けられ、前記液体還元剤用タンクの上方への移動を抑制する拘束部材とを備えることを特徴とする、建設機械。
前記液体還元剤用タンクは、底面から鉛直方向に延在する平面状の側面部を備え、
前記箱部材は、前記液体還元剤用タンクの側面部の略全体をカバーする、請求項１に記載の建設機械。
前記箱部材は、金属材料から形成される、請求項１又は２に記載の建設機械。
前記箱部材と前記液体還元剤用タンクとの間に、緩衝材が設けられる、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の建設機械。
前記緩衝材は、前記液体還元剤用タンクに取り付けられる、請求項４に記載の建設機械。