JP2015175334A - 建設機械の尿素水供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】尿素水噴射弁から常に安定して尿素水を噴射可能にして効率よく配設され、さらに、尿素水供給装置の尿素水供給配管のコネクタ部分の保温を行う保温カバーを効率よく取り付け可能に図った建設機械の尿素水供給システムを提供する。【解決手段】エンジン(10)から排出される排ガス中のＮＯxの浄化を行うべく尿素水噴射弁(20)と尿素水タンク(24)と尿素水供給配管(22)と尿素水供給装置(30)とで尿素水供給システムが構成され、旋回体(2,3)には、幅方向中央を前後方向に延びて旋回体を補強し且つ作業装置(4)を連結する一対の主フレーム部材(3b,3b)間に位置してエンジンを後部側に臨むように連結フレーム部材(3d)が設けられており、尿素水タンクは旋回体の中心よりも前部側にて旋回体に載置され、エンジンは旋回体の中心よりも後部側にて旋回体に載置され、尿素水供給装置(30)は連結フレーム部材(3d)にエンジンに対面するよう配設される。【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械の尿素水供給システムに係り、特に尿素水を尿素水噴射弁へ圧送する尿素水供給装置の配設構造に関する。

建設機械、例えば油圧ショベル等の建設機械は、走行モータによって走行可能な走行体と、走行体上に配置された旋回体と、旋回体に取り付けられて土砂の掘削作業等を行う作業装置とを備え、旋回体上には、作業装置の取付部を挟んで幅方向一側に位置して運転室を有し、運転室の背後側に位置して走行モータや作業装置に圧油を供給する油圧ポンプと当該油圧ポンプを作動させるためのエンジンとを有して構成されている。建設機械に搭載されるエンジンとしてはディーゼルエンジンが一般的である。
ところで、近年、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のＮＯx（窒素酸化物）を低減し、排ガスを浄化するシステムとして尿素ＳＣＲシステムが知られており、この尿素ＳＣＲシステムは、建設機械に搭載されたディーゼルエンジンにも適用されつつある。

尿素ＳＣＲシステムは、還元剤として尿素水を利用して排ガス中のＮＯxを選択的に還元するＮＯx選択還元触媒システムであり、ＮＯx選択還元触媒装置の排気上流側に尿素水を噴射する尿素水噴射弁、尿素水を貯蔵するための尿素水タンク、及び、尿素水タンクと尿素水噴射弁とを繋ぐ尿素水供給配管に介装されて尿素水を尿素水噴射弁へ圧送する供給ポンプを備えた尿素水供給装置を有している。

このような構成の尿素ＳＣＲシステムでは、一般に、尿素水タンク（還元剤タンク）は、主として過熱防止や尿素水の補給作業の容易化のため、旋回体上のエンジンから離れた位置、例えば作業装置の取付部を挟んで運転席と反対側の位置に配設されている（特許文献１、２参照）。
一方、寒冷地等では冬季に尿素水供給配管内を流れる尿素水が凍結することを防止或いは凍結した尿素水を解凍するため、エンジンの冷却水の熱で尿素水を加温可能なよう、エンジンの冷却水を循環させる冷却水配管を尿素水供給配管に沿わせることが行われている。

しかしながら、尿素水供給配管及び冷却水配管はコネクタを介して尿素水タンクや尿素水供給装置に接続されており、このコネクタ部分では尿素水供給配管に冷却水配管を沿わせることができず、尿素水がコネクタ部分で凍結し易いという問題がある。
そこで、例えば尿素水タンクのコネクタ部分を覆う保温カバーを設け、エンジンの冷却水の熱で加温された保温カバー内の空気を介して尿素水供給配管のコネクタ部分の温度低下を防止することが考えられている（特許文献３参照）。

特開２００８−２４０６７６号公報 特開２０１３−１８１４００号公報 特開２０１１−２４１７３４号公報

上記特許文献１に開示の尿素ＳＣＲシステムの場合、尿素水噴射弁はエンジン上方に位置しているのに対し、尿素水供給装置（還元剤ポンプ）は、尿素水タンク上に載置されている。
このように、尿素水供給装置が尿素水タンク上に載置されていると、尿素水供給装置から尿素水噴射弁までの配管の距離が長く、建設機械が前後方向で傾斜したとき、尿素水供給装置と尿素水噴射弁との高低差が大きく変化し、尿素水噴射弁に対する尿素水供給装置の吐出圧が大きく変動しかねず、安定して尿素水を噴射できないという問題がある。
また、上記特許文献２に開示の尿素ＳＣＲシステムの場合、尿素水噴射弁（還元剤投与装置）の配設側と尿素水供給装置（還元剤供給装置）の配設側とが建設機械の幅方向で反対側になっており、さらに尿素水タンクの配設側と尿素水供給装置の配設側とが建設機械の幅方向で反対側になっている。

このように尿素水タンクと尿素水供給装置と尿素水噴射弁とが建設機械の幅方向で反対側に配設されていると、尿素水供給装置から尿素水噴射弁までの配管の距離が長くなり、さらに尿素水タンクから尿素水供給装置までの配管の距離も長くなり、建設機械が幅方向で傾斜したとき、尿素水供給装置と尿素水噴射弁との高低差、さらには尿素水タンクと尿素水供給装置との高低差が大きく変化し、尿素水噴射弁に対する尿素水供給装置の吐出圧や尿素水供給装置の尿素水の吸い上げ性が大きく変動しかねず、やはり安定して尿素水を噴射できないという問題がある。

さらに、この場合、尿素水供給装置を旋回体の側部に配設することになるが、防水性及び排水性向上等のため、尿素水供給装置を旋回体に浮かせた状態で取り付けるようにするのが一般的であり、尿素水供給装置の配設のために別途取付ブラケットを設けなければならず、設置性の観点から好ましいことではない。
そして、尿素水供給装置は、定期的にメンテナンスが必要であり、メンテナンス作業性を考慮して旋回体上に配設されるのが望ましい。

また、特許文献３では、尿素水タンクのコネクタ部分に保温カバーを設けるようにしているが、尿素水供給装置における尿素水供給配管及び冷却水配管のコネクタについても、同様に保温カバーを設けることで尿素水供給配管のコネクタ部分の温度低下を防止可能と考えられる。
しかしながら、尿素水供給装置に保温カバーを設ける場合、上記メンテナンス作業性と同様に保温カバーを着脱作業容易に如何に尿素水供給装置を旋回体上に配設し、また、如何に効率よく保温カバーを尿素水供給装置に取り付けるかが課題となる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、尿素水噴射弁から常に安定して尿素水を噴射可能にして効率よく配設され、さらに、尿素水供給装置の尿素水供給配管のコネクタ部分の保温を行う保温カバーを効率よく取り付け可能に図った建設機械の尿素水供給システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る建設機械の尿素水供給システムは、旋回体上に載置された駆動源としてのエンジンと、前記エンジンの上方にて前記エンジンの排気通路に介装されたＮＯx選択還元触媒装置と、前記ＮＯx選択還元触媒の排気上流に尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、前記尿素水を貯蔵する尿素水タンクと、一端が前記尿素水噴射弁に接続され、他端が前記尿素水タンクに接続された尿素水供給配管と、前記尿素水供給配管に介装され、尿素水を前記尿素水噴射弁に圧送する尿素水供給装置とを備え、前記尿素水タンクは、前記旋回体の中心よりも前部側にて前記旋回体に載置され、前記エンジンは、前記旋回体の中心よりも後部側にて前記旋回体に載置され、前記旋回体には、幅方向中央を前後方向に延びて前記旋回体を補強し且つ作業装置を連結する一対の主フレーム部材が、該一対の主フレーム部材間に前記エンジンを後部側に臨む位置に連結フレーム部材を挟んで設けられており、前記尿素水供給装置は、前記連結フレーム部材に前記エンジンに対面するよう配設されてなる。

また、請求項２に係る建設機械の尿素水供給システムでは、請求項１において、前記旋回体の前記エンジンの下方部分には、少なくとも前記エンジンを整備可能に開口部が設けられている。
また、請求項３に係る建設機械の尿素水供給システムでは、請求項１または２において、前記連結フレーム部材は、前記一対の主フレーム部材間に前記旋回体に対し垂直となるよう渡されたプレート部材であり、前記尿素水供給装置は、前記プレート部材の前記エンジンに対面する面に取り付けられている。

また、請求項４に係る建設機械の尿素水供給システムでは、請求項３において、前記尿素水供給配管には、該尿素水供給配管に沿い前記エンジンの冷却水を流通させる冷却水配管が延び、前記尿素水供給配管と前記冷却水配管は、前記尿素水供給装置内を尿素水及び冷却水が流れるよう、前記尿素水供給装置のうち前記プレート部材の面に対し垂直をなす外面にそれぞれ接続されており、前記尿素水供給配管及び前記冷却水配管の接続部を含んで前記尿素水供給装置の前記外面と前記プレート部材の面の一部を覆い、前記接続部を保温する保温カバーを備える。
また、請求項５に係る建設機械の尿素水供給システムでは、請求項４において、前記プレート部材の面の一部及び前記保温カバーの前記尿素水供給装置側の面には、保温部材が設けられている。

本発明の請求項１に係る建設機械の尿素水供給システムによれば、エンジンから排出される排ガス中のＮＯxの浄化を行うべく尿素水噴射弁と尿素水タンクと尿素水供給配管と尿素水供給装置とで尿素水供給システムが構成され、建設機械の旋回体には、幅方向中央を前後方向に延びて旋回体を補強し且つ作業装置を連結する一対の主フレーム部材間に位置してエンジンを後部側に臨むように連結フレーム部材が設けられており、尿素水タンクは旋回体の中心よりも前部側にて旋回体に載置され、エンジンは旋回体の中心よりも後部側にて旋回体に載置され、尿素水供給装置は連結フレーム部材にエンジンに対面するよう配設されている。
即ち、尿素水供給装置は、エンジンの近傍に、尿素水タンクからの距離が遠くなり過ぎることがなく且つ尿素水噴射弁までの距離も遠くなり過ぎることがないようにしつつ、既存の連結フレームを利用して旋回体上のエンジンに対面する位置に配設される。

従って、建設機械が前後方向で前方を下げて大きく傾斜した場合であっても、尿素水タンクから尿素水供給装置までの垂直方向の距離の変化を小さく抑え、尿素水供給装置の尿素水タンクからの尿素水の吸い上げ性を変動少なく良好に確保するようにでき、同様に、尿素水供給装置から尿素水噴射弁までの垂直方向の距離の変化も小さく抑え、尿素水噴射弁に対する尿素水供給装置の尿素水の吐出圧をも変動少なく良好に確保するようにできる。
この際、尿素水供給装置は、既存の連結フレームに設けられているので、別途取付ブラケットを設けることなく、連結フレームを有効に利用して尿素水供給装置を配設することができる。
また、尿素水供給装置は、エンジンに臨んで設けられているので、エンジンの熱で良好に加温され、冬季であっても尿素水供給装置内を流れる尿素水の凍結を防止できるとともに凍結した尿素水の解凍を促進することができる。

請求項２に係る建設機械の尿素水供給システムによれば、旋回体のエンジンの下方部分に少なくともエンジンを整備可能に設けられた開口部を利用して、尿素水供給装置を容易に整備可能である。
請求項３に係る建設機械の尿素水供給システムによれば、連結フレーム部材は一対の主フレーム部材間に旋回体に対し垂直となるよう渡されたプレート部材であるので、連結フレーム部材のエンジンに対面する面に尿素水供給装置を容易に取り付けることができる。

請求項４に係る建設機械の尿素水供給システムによれば、尿素水供給配管にはエンジンの冷却水を流通させる冷却水配管が沿わせられ、尿素水供給配管と冷却水配管は尿素水供給装置のうち上記プレート部材の面に対し垂直をなす外面にそれぞれ接続されており、尿素水供給配管及び冷却水配管の接続部を含んで尿素水供給装置の外面とプレート部材の面の一部を覆うようにして保温カバーが設けられている。
従って、保温カバーの内部の空気が保温カバーで保温されるが、保温カバーは尿素水供給装置の外面とプレート部材の面の一部を覆うように構成されているので、プレート部材からなる既存の連結フレームを効率よく利用して保温カバーを簡素に構成することができる。
これにより、保温カバーを容易に着脱可能となり、尿素水供給装置の整備を容易に行うことができる。

請求項５に係る建設機械の尿素水供給システムによれば、上記プレート部材の面の一部及び保温カバーの尿素水供給装置側の面には保温部材が設けられているので、保温カバーの内部の空気を良好に保温することができる。

本発明に係る建設機械の全体構成を示す側面図である。 尿素水供給システムを模式的に示す図である。 本発明に係る尿素水供給システムを示す建設機械の旋回フレームの平面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う、本発明に係る尿素水供給システムを示す旋回フレームの縦断面図である。 尿素水供給装置を斜め上方から見た斜視図である。 保温カバーを外した状態の尿素水供給装置の斜視図である。 尿素水供給装置から外した状態の保温カバーの表側を示す斜視図である。 尿素水供給装置から外した状態の保温カバーの裏側を示す斜視図である。 冷却水配管の尿素水供給配管のコネクタへの接近のさせ方の第１変形例を示す図である。 冷却水配管の尿素水供給配管のコネクタへの接近のさせ方の第２変形例を示す図である。 冷却水配管の尿素水供給配管のコネクタへの接近のさせ方の第３変形例を示す図である。 旋回フレームと尿素水供給システムとを側方から見た模式図であって、本発明の効果を説明する図である。

以下、本発明に係る建設機械の尿素水供給システムの一実施形態について図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る尿素水供給システムを備えた建設機械を示している。本実施形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベルを例に挙げて説明する。
図１に示すように、油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置され、主として旋回フレーム３からなる旋回体２と、この旋回体２に取り付けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置４とを備えて構成されている。

作業装置４は、旋回フレーム３に上下方向で回動可能に取り付けられるブーム５と、このブーム５の先端に上下方向で回動可能に取り付けられるアーム６と、さらにこのアーム６の先端に上下方向で回動可能に取り付けられるバケット７とを含んで構成されている。この作業装置４には、ブーム５を駆動するブームシリンダ５ａ、アーム６を駆動するアームシリンダ６ａ、およびバケット７を駆動するバケットシリンダ７ａが含まれている。

旋回フレーム３上には、前側位置にオペレータが油圧ショベルの運転操作を行うための運転室８が設けられており、後側位置には重量バランスを確保するカウンタウエイト２aが設けられている。また、運転室８とカウンタウエイト２ａの間には機械室９が設けられている。

機械室９内には、圧油を供給する油圧ポンプ（図示せず）や油圧ポンプを駆動するための駆動源であるエンジン１０が設置されている。油圧ポンプより吐出された圧油は、走行体１に設けられた走行モータや旋回体２に設けられた旋回モータ（ともに図示せず）へ供給され、これにより走行体１による油圧ショベルの自走が可能であり、旋回体２が作業装置４とともに旋回軸周りで旋回可能である。また、圧油の一部は作業装置４に設けられたブームシリンダ５ａ、アームシリンダ６ａ、バケットシリンダ７ａへも供給され、これにより圧油の供給度合い、即ち油圧に応じてブーム５、アーム６、バケット７がそれぞれ駆動される。

エンジン１０は、例えばディーゼルエンジンであり、排気通路にはマフラー１２が接続されている。また、ディーゼルエンジンは一般に排ガス中に含まれるＮＯx（窒素酸化物）の量が多いことから、ディーゼルエンジンの排気通路には、マフラー１２よりも排気上流側に位置して、ＮＯxを含めた排ガス成分の浄化を行うための排気後処理装置１１が介装されている。油圧ショベルでは、排気通路は上方に延びており、排気後処理装置１１及びマフラー１２はエンジン１０の上方に配設されている。
排気後処理装置１１のうちＮＯxの浄化を行うための装置として、尿素ＳＣＲシステムが搭載されている。尿素ＳＣＲシステムとは、尿素を用いた Selective Catalytic Reduction System、即ち還元剤として尿素水を利用してＮＯxを選択的に還元する選択還元触媒システムのことであり、尿素水を触媒コンバータの排気上流側に噴霧することで排ガス中のＮＯx成分を還元除去する装置（選択還元触媒装置）である。

排気後処理装置１１の触媒コンバータの排気上流側には尿素水噴射弁２０が設けられており、尿素水噴射弁２０には、尿素水噴射弁２０へ尿素水を供給する尿素水供給配管２２を介して尿素水を貯蔵しておく尿素水タンク２４が接続され、尿素水供給配管２２には、尿素水を尿素水噴射弁２０へ圧送する供給ポンプを備えた尿素水供給装置３０が介装されている。
また、寒冷地等では冬季に尿素水供給配管２２内を流れる尿素水が凍結することがあり、尿素水の凍結を防止或いは凍結した尿素水を解凍すべく、エンジン１０の冷却水の熱で尿素水を加温可能なよう、エンジン１０からはエンジン１０の冷却水を流すための冷却水配管４０が延び、この冷却水配管４０が尿素水供給配管２２に沿うように配設されている。

これら尿素水噴射弁２０、尿素水供給配管２２、尿素水タンク２４、尿素水供給装置３０及び冷却水配管４０から尿素水供給システムが構成されている。
図２を参照すると、尿素水供給システムが模式的に示されている。図２中、尿素水供給配管２２が実線で、冷却水配管４０が破線で示されている。同図にように、尿素水供給システムは旋回フレーム３に配設されており、尿素水供給配管２２は、油圧ショベルの作動時に尿素水が尿素水供給装置３０により尿素水タンク２４から吸い上げられて尿素水噴射弁２０に圧送されるとともに、油圧ショベルの停止時には尿素水供給装置３０により余剰の尿素水が尿素水供給装置３０から尿素水タンク２４に返戻されるよう構成されている。一方、冷却水配管４０は、冷却水が、尿素水噴射弁２０を回流するとともに、尿素水供給配管２２に沿って尿素水供給装置３０及び尿素水タンク２４内を回流するよう構成されている。なお、冷却水配管４０には、尿素水供給装置３０の上流側に位置して冷却水圧送ポンプ４２が介装されており、冷却水は冷却水圧送ポンプ４２により圧送される。そして、尿素水供給配管２２と冷却水配管４０のうち尿素水供給装置３０から尿素水タンク２４までの部分及び冷却水が尿素水供給装置３０からエンジン１０に戻る部分とは、互いに接触するよう纏められており、冷却水の熱が良好に尿素水に伝達されて尿素水が保温されるよう保温材４４によって覆われている。

図３を参照すると、旋回フレーム３上に配設された本発明に係る尿素水供給システムが旋回フレーム３の平面図として示され、図４を参照すると、本発明に係る尿素水供給システムが図３のＡ−Ａ線に沿う旋回フレーム３の縦断面図として示されている。
図３に示すように、旋回フレーム３は、左右方向に所定の間隔をもって幅方向中央を前後方向に延びて旋回体２を補強する一対のセンターフレーム（主フレーム部材）３ｂ、３ｂと、一対のセンターフレーム３ｂ、３ｂを前部で連結する前部連結フレーム３ｃ及び後部で連結する後部連結フレーム（連結フレーム部材）３ｄと、各センターフレーム３ｂから左右方向で外方に延びる複数の張出しビームの先端をそれぞれ前後方向に延びるサイドビームで繋いで形成される一対のサイドフレーム３ｅ、３ｅと、これらのフレームに対して取り付けられる複数の底板３ａとにより概略構成されている。
このような旋回フレーム３において、作業装置４がセンターフレーム３ｂの前部に連結され、エンジン１０は、旋回フレーム３の中心より後部側にてブラケット３ｆを介してセンターフレーム３ｂ、３ｂより後方に延びるテールフレーム部３ｂ’、３ｂ’に載置されている。なお、底板３ａのうちエンジン１０の真下の部分には、作業者がエンジン１０のメンテナンス（整備）を行うため、メンテナンス作業用に開口部３ｇが設けられている。

尿素水タンク２４は、尿素水の補給作業性が良いことから、またエンジン１０の熱による尿素水の変質を防止すべく極力エンジン１０から離れるよう、旋回フレーム３の前部のうちセンターフレーム３ｂを挟んで運転室８とは反対側のサイドフレーム３ｅ上に配設されている。
尿素水供給装置３０は、エンジン１０の近傍であってエンジン１０よりも旋回フレーム３の中心側に、エンジン１０を臨むよう位置して配設されている。詳しくは、図３及び図４に示すように、後部連結フレーム３ｄは、一対のセンターフレーム３ｂ、３ｂ間に底板３ａに対し垂直となるよう渡された既存のプレート部材であって、エンジン１０を後部側に臨むようにエンジン１０より前側の下方に位置して配設されており、尿素水供給装置３０は、後部連結フレーム３ｄのエンジン１０側の面にエンジン１０を臨むようにエンジン１０に対面して配設されている。
図５を参照すると、尿素水供給装置３０を斜め上方から見た斜視図が示されており、以下、尿素水供給装置３０の構成について説明する。

同図に示すように、尿素水供給装置３０は後部連結フレーム３ｄに固定されており、尿素水供給装置３０には、上述したように尿素水供給配管２２と冷却水配管４０とが接続されている。また、尿素水供給装置３０には、尿素水供給装置３０の上部を覆うようにして保温カバー５０が取り付けられている。
詳しくは、尿素水供給装置３０は台座部材３６を介して複数のボルト３６ａによって後部連結フレーム３ｄに固定されており、台座部材３６は、保温カバー５０を取り付けるための腕部材３７、３８、３９を一体または別体に含んで構成されており、保温カバー５０は、腕部材３７、３８、３９にボルト５１で締結されることで、台座部材３６ひいては尿素水供給装置３０に固定されている。

図６を参照すると、保温カバー５０を外した状態の尿素水供給装置３０が示されている。同図に示すように、尿素水供給配管２２と冷却水配管４０と尿素水供給装置３０とはそれぞれコネクタを介して接続されている。詳しくは、尿素水供給配管２２のうち尿素水タンク２４から尿素水が流入する流入配管はコネクタ３１で、尿素水タンク２４へ尿素水を返戻する流出配管はコネクタ３２で、尿素水噴射弁２０へ尿素水を給送する流出配管はコネクタ３３で尿素水供給装置３０に接続されている。また、冷却水配管４０のうちエンジン１０から冷却水が流入する流入配管はコネクタ３４で、尿素水タンク２４へ冷却水を給送する流出配管はコネクタ３５で尿素水供給装置３０に接続されている。

また、これらコネクタ３１、３２、３３、３４、３５は、全て尿素水供給装置３０の同一の外面、即ち後部連結フレーム３ｄの面に対し垂直をなす上面３０ａに垂直に接続されている。そして、尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３及び冷却水配管４０のコネクタ３４、３５は、コネクタ３４、３５が後部連結フレーム３ｄ側となるようにして、それぞれ後部連結フレーム３ｄに対し平行且つ互いに平行に車体左右方向に一直線状に並ぶように配設されている。
同図に示すように、冷却水配管４０のうち冷却水圧送ポンプ４２を経てエンジン１０からの冷却水が流入する流入配管における尿素水供給装置３０上に延長し迂回して配索される一部分（コネクタ３４に向かう部分）は、尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３に対して所定の距離範囲で接近するように配設されている。即ち、尿素水供給配管２２の端部における尿素水供給装置３０への接続部（コネクタ３１、３２、３３部分）近傍では、冷却水配管４０を沿わせ束ねることができず、尿素水の凍結を防止したり凍結した尿素水を解凍したりすることが困難である。そのため、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水が流入する流入配管の尿素水供給装置３０上に延長して配索される一部分を加温配管部４６とし、この加温配管部４６をコネクタ３１、３２、３３に接近させ、コネクタ３１、３２、３３近傍部分を加温配管部４６を流れる冷却水の熱で加温するようにしている。

詳しくは、加温配管部４６は、尿素水供給装置３０の上面３０ａに沿って尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３と冷却水配管４０のコネクタ３４、３５との間を延び、上面３０ａに対し垂直をなすコネクタ３１、３２、３３を横切るように配設されている。そして、加温配管部４６はボルト４７で上面３０ａに固定されている。
ここに、加温配管部４６をコネクタ３１、３２、３３に接近させる所定の距離範囲は、例えば加温配管部４６を流れる冷却水の熱がコネクタ３１、３２、３３に届く範囲である。また、加温配管部４６がコネクタ３１、３２、３３に接近する部分は、冷却水の熱がコネクタ３１、３２、３３に届き易いよう、熱伝導性の大きな部材、例えば銅管や鋼管等の金属部材で構成されている。

この際、図６に示すように、コネクタ３１、３２から延びる尿素水供給配管２２は上面３０ａに対し平行に延びており、加温配管部４６は、コネクタ３１、３２、３３に接近することで、コネクタ３１、３２から延びる尿素水供給配管２２をも横切ることとなる。つまり、加温配管部４６は、コネクタ３１、３２近傍の冷却水配管４０を沿わせられない尿素水供給配管２２の部分にも接近するように配設されている。これにより、コネクタ３１、３２、３３のみならず、コネクタ３１、３２から延びる尿素水供給配管２２の部分についても加温配管部４６を流れる冷却水の熱で同時に加温可能である。
なお、放熱性を高めるべく加温配管部４６にフィンを設けることも考えられるが、フィンを設けると却って加温配管部４６をコネクタ３１、３２、３３に接近させることができなくなるため、加温配管部４６にはフィンを設けないのが好ましい。

また、同図に示すように、台座部材３６に設けられた腕部材３７、３８、３９には、それぞれ保温カバー５０を取り付けるボルト５１を螺合させるためのボルト螺合孔３７ａ、３８ａ、３９ａが形成されている。
さらに、後部連結フレーム３ｄの尿素水供給装置３０側の面には、下部を後部連結フレーム３ｄと台座部材３６とで挟むようにして、保温部材４８が設けられている。保温部材４８は、例えばウレタン部材等で構成される。
図７及び図８を参照すると、尿素水供給装置３０から外した状態の保温カバー５０の表側と裏側とがそれぞれ斜視図で示されている。保温カバー５０は、例えば鋼板を加工して、上面５２と後部連結フレーム３ｄに対し平行をなす第１側面５３と後部連結フレーム３ｄに対し垂直をなす第２側面５４とから構成されている。第１側面５３には、保温カバー５０を台座部材３６に設けられた腕部材３７、３８に取り付けるべくボルト５１を貫通させるボルト貫通孔５５、５６が形成されており、第２側面５４には保温カバー５０を台座部材３６に設けられた腕部材３９に取り付けるべくボルト５１を貫通させるボルト貫通孔５７が形成されている。

保温カバー５０の裏側、即ち上面５２、第１側面５３及び第２側面５４の尿素水供給装置３０側の面には、図８に示すように、保温部材５８が設けられている。保温部材５８は、上記保温部材４８と同様、例えばウレタン部材等で構成され、保温部材４８と略同一の厚みを有している。
保温カバー５０の第１側面５３には、上記尿素水供給配管２２や冷却水配管４０との干渉を避けるために切欠部５３ａ、５３ｂが設けられており、保温部材５８は、尿素水供給配管２２や冷却水配管４０を通すための貫通孔５９、６０、６１を残して、これら切欠部５３ａ、５３ｂを塞ぐように設けられている。

そして、上記保温部材４８と保温部材５８とは、保温カバー５０を尿素水供給装置３０に取り付けたとき、上面５２に配した保温部材５８が保温部材４８の上端縁と当接し、第２側面５４に配した保温部材５８の側端縁が保温部材４８の表面と当接するように構成されている。即ち、保温カバー５０は、尿素水供給装置３０に取り付けることで、開口した第１側面５３に対向する後部連結フレーム３ｄ側の面が後部連結フレーム３ｄの表面に配された保温部材４８ひいては後部連結フレーム３ｄで塞がれるよう構成されている。なお、第２側面５４と対向する面は開口したままとなるが、この面は尿素水供給配管２２や冷却水配管４０の保温材４４によって略閉じられた状態となる。これにより、尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３と冷却水配管４０のコネクタ３４、３５とが加温配管部４６とともに保温カバー５０によって塞がれ、保温カバー５０の内部には上面５２、第１側面５３、第２側面５４及び後部連結フレーム３ｄさらには保温材４４で略囲まれた閉空間が形成される。故に、この閉空間内の空気は、加温配管部４６を流れる冷却水の熱で加温され、保温部材４８及び保温部材５８の作用により良好に保温される。

符号６２は保温カバー５０の取手であり、この取手６２は、保温カバー５０の着脱のみならず、保温カバー５０を台座部材３６を介して尿素水供給装置３０に取り付けた状態であっても保温カバー５０、台座部材３６及び尿素水供給装置３０を一体として運搬可能なように、その強度が設定されている。
ところで、冷却水配管４０の尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３への接近のさせ方は、上記に限られず、図９〜図１１に示すように種々変形例が考えられる。
図９は第１変形例を示す。この第１変形例では、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水の流入する流入配管の尿素水供給装置３０上に延長して配索される一部分を加温配管部１４６としている。加温配管部１４６は、冷却水配管４０のコネクタ３４、３５とは反対側で尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３を横切るように配設されている。

図１０は第２変形例を示す。この第２変形例では、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水の流入する流入配管の尿素水供給装置３０上に延長して配索される一部分を加温配管部２４６としている。加温配管部２４６は、尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３と冷却水配管４０のコネクタ３４、３５との間を延びてコネクタ３１、３２、３３を横切るとともに、直列にして冷却水配管４０のコネクタ３４、３５とは反対側でもコネクタ３１、３２、３３を横切るように配設されている。即ち、加温配管部２４６は、直列にしてコネクタ３１、３２、３３を取り囲むように配設されている。
図１１は第３変形例を示す。この第３変形例では、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水の流入する流入配管の尿素水供給装置３０上に延長して配索される一部分を加温配管部３４６としている。加温配管部３４６は、尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３と冷却水配管４０のコネクタ３４、３５との間を延びてコネクタ３１、３２、３３を横切るとともに、並列にして冷却水配管４０のコネクタ３４、３５とは反対側でもコネクタ３１、３２、３３を横切るように配設されている。即ち、加温配管部３４６は、並列にしてコネクタ３１、３２、３３を取り囲むように配設されている。

以下、このように構成された建設機械の尿素水供給システムの作用及び効果について詳しく説明する。
上述したように、尿素水タンク２４は、旋回フレーム３の前部のサイドフレーム３ｅ上に配設されている一方、尿素水供給装置３０は、エンジン１０の近傍であって後部連結フレーム３ｄのエンジン１０側の面にエンジン１０を臨むように配設されている。
これより、尿素水タンク２４はエンジン１０の熱の影響を受けない一方、尿素水供給装置３０はエンジン１０の熱で加温され、冬季であっても尿素水供給装置３０内を流れる尿素水の凍結が防止されるとともに凍結した尿素水の解凍が促進される。

また、ここでは、尿素水供給装置３０を後部連結フレーム３ｄのエンジン１０側の面にエンジン１０を臨むように配設しているので、別途取付ブラケットを設けることなく、プレート部材である既存の後部連結フレーム３ｄを有効に利用して尿素水供給装置３０を容易にして好適に配設することができる。この場合、旋回フレーム３の底板３ａのうち、エンジン１０の真下の下方部分にはエンジン１０等のメンテナンス作業用に開口部３ｇが設けられているので、この開口部３ｇを利用して尿素水供給装置３０のメンテナンス作業を容易に行うことができる。

そして、このように尿素水供給装置３０が後部連結フレーム３ｄのエンジン１０側の面にエンジン１０を臨むように配設されていると、尿素水タンク２４から尿素水供給装置３０までの距離が遠くなり過ぎることがなく、尿素水供給装置３０から尿素水噴射弁２０までの距離も遠くなり過ぎることがない。これにより、図１２に旋回フレーム３と尿素水供給システムとを側方から見た図を模式的に示すが、このように建設機械が平地での状態（一点鎖線）から傾斜地等において前後方向で前方を下げて所定の傾斜限界角度θまで傾斜した場合（実線）であっても、尿素水タンク２４から尿素水供給装置３０までの垂直方向の距離の変化が小さく抑えられる。つまり、平地において尿素水タンク２４の尿素水の吸い込み位置が尿素水供給装置３０と垂直方向で略同一高さであるとすると、図１２において、傾斜地等でのその垂直方向の変化量は尿素水供給装置３０が尿素水タンク２４から尿素水を吸い上げるのに支障がない規定値範囲内のΔＨ1となり、尿素水供給装置３０の尿素水タンク２４からの尿素水の吸い上げ性が変動少なく良好に確保される。

同様に、尿素水供給装置３０から尿素水噴射弁２０までの垂直方向の距離の変化も小さく抑えられる。つまり、平地における尿素水供給装置３０から尿素水噴射弁２０までの距離がＨ2で、所定の傾斜限界角度θまで傾斜したときの距離がＨ2'とすると、図１２において、その垂直方向の変化量は尿素水噴射弁２０での尿素水の吐出圧に支障が出ない規定値範囲内のΔＨ2（ΔＨ2＝Ｈ2'−Ｈ2）となり、尿素水噴射弁２０に対する尿素水供給装置３０の尿素水の吐出圧も変動少なく良好に確保される。
これにより、尿素水噴射弁２０から常に安定して尿素水を噴射可能である。

また、尿素水供給装置３０において、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水の流入する流入配管の尿素水供給装置３０上に延長して配索される一部分を加温配管部４６、１４６、２４６、３４６とし、この加温配管部４６、１４６、２４６、３４６を尿素水供給配管２２の尿素水供給装置３０への接続部であるコネクタ３１、３２、３３に接近させ、コネクタ３１、３２、３３部分を加温配管部４６を流れる冷却水の熱で加温するようにしているので、冷却水配管４０を沿わせることができないようなコネクタ３１、３２、３３部分においても、簡単な構成にして効率よく尿素水の凍結を防止したり凍結した尿素水を解凍したりすることが可能である。

この場合、上記第２変形例や第３変形例のように、加温配管部２４６、３４６をコネクタ３１、３２、３３を取り囲むように構成すると、コネクタ３１、３２、３３部分を加温配管部２４６、３４６を流れる冷却水の熱で十分に加温するようにできる。
特に、油圧ショベルの停止時には尿素水は尿素水供給装置３０から尿素水タンク２４に返戻されることになるが、この際、尿素水供給装置３０から尿素水タンク２４までの間の尿素水供給配管２２内には尿素水が残ることがあり、尿素水タンク２４へ尿素水を返戻する流出配管の接続部であるコネクタ３２部分にも尿素水が残ることがあるが、加温配管部４６を流れる冷却水の熱で加温することで、確実にコネクタ３２部分での尿素水の凍結を防止したり凍結した尿素水を解凍したりすることが可能である。

さらに、尿素水供給装置３０には、尿素水供給配管２２のコネクタ３１、３２、３３と冷却水配管４０のコネクタ３４、３５と加温配管部４６とを覆うように保温カバー５０を設けており、これにより保温カバー５０の内部の加温配管部４６を流れる冷却水の熱で加温された空気が良好に保温されるが、ここでは、保温カバー５０を内面に保温部材５８を配した上面５２、第１側面５３及び第２側面５４で構成し、開口した第１側面５３に対向する後部連結フレーム３ｄ側の面については表面に保温部材４８を配した後部連結フレーム３ｄで塞ぐようにして保温カバー５０内に閉空間を形成するようにしているので、プレート部材からなる既存の後部連結フレーム３ｄを効率よく利用して保温カバー５０を簡素に構成することができる。
そして、保温カバー５０がこのように構成されていると、図４には併せて作業者Ｍを示すが、作業者Ｍがメンテナンス作業用の開口部３ｇから尿素水供給装置３０の保温カバー５０を容易に着脱可能であり、尿素水供給装置３０のメンテナンス作業をより一層容易に行うことができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水の流入する流入配管の尿素水供給装置３０上に延長して配索される一部分（コネクタ３４に向かう部分）を加温配管部４６、１４６、２４６、３４６としたが、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水の流出する流出配管の尿素水供給装置３０上に延長して配索される一部分（コネクタ３５から延びる部分）で加温配管部を構成するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、尿素水供給装置３０において、冷却水配管４０の一部分で加温配管部４６、１４６、２４６、３４６を構成し、この加温配管部４６、１４６、２４６、３４６を尿素水供給配管２２の尿素水供給装置３０への接続部であるコネクタ３１、３２、３３に接近させるようにしたが、尿素水タンク２４に尿素水供給配管２２の尿素水タンク２４への接続部としてのコネクタと冷却水配管４０の尿素水タンク２４への接続部としてのコネクタとが設けられている場合には、尿素水タンク２４において、冷却水配管４０のうちエンジン１０からの冷却水の流入する流入配管の一部分或いは流出する流出配管の一部分を加温配管部とし、この加温配管部を尿素水供給配管２２の尿素水タンク２４への接続部であるコネクタに接近させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、尿素水供給装置３０において、冷却水配管４０を延長して加温配管部４６、１４６、２４６、３４６を構成し、加温配管部４６、１４６、２４６、３４６を含めて尿素水供給配管２２の尿素水供給装置３０への接続部であるコネクタ３１、３２、３３と冷却水配管４０のコネクタ３４、３５とを保温カバー５０で覆うようにしているが、尿素水供給装置３０において加温配管部４６、１４６、２４６、３４６を設けることなくコネクタ３１、３２、３３、３４、３５を保温カバー５０で覆うようにしてもよい。この場合、冷却水配管４０を通すための貫通孔６０、６１については保温部材５８に設ける必要はない。

また、上記実施形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベルを例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、エンジンが尿素ＳＣＲシステムを備えていれば、本発明を、ホイール式の油圧ショベルに適用してもよいし、リフトトラック、ダンプトラック、ホイールローダ、油圧クレーン、ブルドーザ等の建設機械にも広く適用することが可能である。

１ 走行体
２ 旋回体
３ 旋回フレーム
３ｂ センターフレーム（主フレーム部材）
３ｄ 後部連結フレーム（連結フレーム部材）
４ 作業装置
９ 機械室
１０ エンジン
１１ 排気後処理装置
２０ 尿素水噴射弁
２２ 尿素水供給配管
２４ 尿素水タンク
３０ 尿素水供給装置
３１、３２、３３、３４、３５ コネクタ
４０ 冷却水配管
４６、１４６、２４６、３４６ 加温配管部
４８ 保温部材
５０ 保温カバー
５８ 保温部材

Claims (5)

1. 旋回体上に載置された駆動源としてのエンジンと、
   前記エンジンの上方にて前記エンジンの排気通路に介装されたＮＯx選択還元触媒装置と、
   前記ＮＯx選択還元触媒の排気上流に尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、
   前記尿素水を貯蔵する尿素水タンクと、
   一端が前記尿素水噴射弁に接続され、他端が前記尿素水タンクに接続された尿素水供給配管と、
   前記尿素水供給配管に介装され、尿素水を前記尿素水噴射弁に圧送する尿素水供給装置とを備え、
   前記尿素水タンクは、前記旋回体の中心よりも前部側にて前記旋回体に載置され、
   前記エンジンは、前記旋回体の中心よりも後部側にて前記旋回体に載置され、
   前記旋回体には、幅方向中央を前後方向に延びて前記旋回体を補強し且つ作業装置を連結する一対の主フレーム部材が、該一対の主フレーム部材間に前記エンジンを後部側に臨む位置に連結フレーム部材を挟んで設けられており、
   前記尿素水供給装置は、前記連結フレーム部材に前記エンジンに対面するよう配設されてなる、建設機械の尿素水供給システム。
2. 前記旋回体の前記エンジンの下方部分には、少なくとも前記エンジンを整備可能に開口部が設けられている、請求項１に記載の建設機械の尿素水供給システム。
3. 前記連結フレーム部材は、前記一対の主フレーム部材間に前記旋回体に対し垂直となるよう渡されたプレート部材であり、
   前記尿素水供給装置は、前記プレート部材の前記エンジンに対面する面に取り付けられている、請求項１または２記載の建設機械の尿素水供給システム。
4. 前記尿素水供給配管には、該尿素水供給配管に沿い前記エンジンの冷却水を流通させる冷却水配管が延び、
   前記尿素水供給配管と前記冷却水配管は、前記尿素水供給装置内を尿素水及び冷却水が流れるよう、前記尿素水供給装置のうち前記プレート部材の面に対し垂直をなす外面にそれぞれ接続されており、
   前記尿素水供給配管及び前記冷却水配管の接続部を含んで前記尿素水供給装置の前記外面と前記プレート部材の面の一部を覆い、前記接続部を保温する保温カバーを備える、請求項３に記載の建設機械の尿素水供給システム。
5. 前記プレート部材の面の一部及び前記保温カバーの前記尿素水供給装置側の面には、保温部材が設けられている、請求項４に記載の建設機械の尿素水供給システム。

Images