JP2021038605A - 建設機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】キャットウォークに雪や氷が付着するのを防止すると共に、堆積した雪、付着した氷を融かすことにより、良好な足場を確保してメンテナンスの作業性を向上する。【解決手段】排気管12には、エンジン8から排出された排気ガスが流出する流出口15Dと、排気ガスが流入する流入口15Eとが設けられている。キャットウォーク16には、キャットウォーク16に沿って延び、長さ方向の一方の端部21Aが尾管15の流出口15Dに接続され、長さ方向の他方の端部21Bが尾管15の流入口15Eに接続された排気ガス管路21が設けられている。排気ガス管路21は、キャットウォーク16の下面16A2に取付けられた融雪用金属管22を有している。融雪用金属管22は、キャットウォーク16の下面16A2に接する部分が平坦となる異形金属管として形成されている。【選択図】図5

Description

本発明は、例えば、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に関し、特に、上部旋回体の側部にキャットウォークが設けられた建設機械に関する。
一般に、建設機械の代表例となる油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前側に俯仰の動作が可能に設けられた作業装置とにより構成されている。上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、旋回フレームに設けられ、油圧ポンプを駆動するエンジンとを備えている。また、油圧ショベルのうち、上部旋回体に搭載された各種機器を地上からメンテナンスするのが困難な中型以上の油圧ショベルには、旋回フレームの側部に水平方向に張出してキャットウォークが設けられている(特許文献1)。作業者は、キャットウォークに乗ることで、上部旋回体の各種機器を容易にメンテナンスすることができる。
実開昭59−19669
ところで、油圧ショベルは、寒冷地で作業を行うことがあり、この寒冷地では、キャットウォークに雪が堆積することがある。キャットウォークに雪が堆積すると、足場が悪くなってしまい、メンテナンス時の作業性の低下を招くという問題がある。
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、キャットウォークに雪や氷が付着するのを防止すると共に、堆積した雪、付着した氷を融かすことができ、良好な足場を確保してメンテナンスの作業性を向上できる建設機械を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明による建設機械は、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とからなり、前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、前記旋回フレームに設けられ、油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記エンジンに設けられ、排気ガスを排出する排気管と、前記旋回フレームの側部に水平方向に張出して設けられたキャットウォークと、を備えてなる建設機械において、前記排気管には、前記エンジンから排出された排気ガスが流出する流出口と、排気ガスが流入する流入口とが設けられ、前記キャットウォークには、前記キャットウォークに沿って延び、長さ方向の一方の端部が前記排気管の前記流出口に接続され、長さ方向の他方の端部が前記排気管の前記流入口に接続された排気ガス管路が設けられ、前記排気ガス管路は、前記キャットウォークの下面に取付けられた融雪用金属管を有し、前記融雪用金属管は、前記キャットウォークの下面に接する部分が平坦となる異形金属管として形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、キャットウォークに雪や氷が付着するのを防止すると共に、堆積した雪、付着した氷を融かすことができ、良好な足場を確保してメンテナンスの作業性を向上できる。
本発明の実施形態による油圧ショベルを示す左側面図である。 図1の油圧ショベルの平面図である。 油圧ショベルの後部を左後方から見た要部拡大の斜視図である。 図2中の矢示IV-IV方向から見た排気管等の断面図である。 キャットウォークと排気ガス管路とを示す底面図である。 図5中の矢示VI-VI方向から見たキャットウォークと融雪用金属管の断面図である。
本発明の実施形態による建設機械として、油圧ショベルを例に挙げ、図1ないし図6を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態では、下部走行体が自走する前,後方向に対して直交した水平方向を左,右方向とし、各機器、部材の構成、配置について説明する。
図1において、建設機械としての油圧ショベル1は、前,後方向に自走可能なクローラ式の下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に俯仰の動作が可能に設けられた作業装置4とを含んで構成されている。上部旋回体3は、後述の旋回フレーム5、キャブ6、エンジン8、油圧ポンプ9、排気管12、キャットウォーク16、排気ガス管路21を備えている。
旋回フレーム5は、上部旋回体3の支持構造体を形成している。図2に示すように、旋回フレーム5は、左,右方向の中央部に位置して前,後方向に延びる底板5Aと、底板5A上に左,右方向に間隔をもって立設され前,後方向に延びた左縦板5B、右縦板5Cと、各縦板5B,5Cから左,右方向に離間した位置で前,後方向に延びた左サイドフレーム5D、右サイドフレーム(図示せず)とにより構成されている。ここで、左サイドフレーム5Dは、旋回フレーム5の側部に相当する。
旋回フレーム5には、各種機器類として、左前部に位置してオペレータが搭乗するキャブ6と、後部に位置して作業装置4との重量バランスをとるカウンタウエイト7と、エンジン8等とが設けられている。また、旋回フレーム5には、左側の側部となる左サイドフレーム5Dにキャットウォーク16が設けられている。
図2に示すように、エンジン8は、カウンタウエイト7の前側に位置して旋回フレーム5上に設けられている。また、エンジン8は、左,右方向に延在する横置き状態で搭載されている。エンジン8の左側には、油圧ポンプ9が取付けられている。この油圧ポンプ9は、エンジン8によって駆動されることにより、作動油を圧油として吐出する。一方、エンジン8の右側には、ラジエータ、オイルクーラ等を備えた熱交換装置10が旋回フレーム5上に設けられている。エンジン8、油圧ポンプ9、熱交換装置10は、外装カバー11によって覆われている。さらに、エンジン8は、排気ガスを排出する排気管12を備えている。
排気管12は、エンジン8の排気側に設けられている。排気管12は、エンジン8から排出される高温の排気ガスを外装カバー11の外部に排出する。排気管12は、上流端がエンジン8に接続された排気管本体13と、油圧ポンプ9の上側に位置して排気管本体13の下流端に接続された排気ガス後処理装置14と、排気ガス後処理装置14の収容筒体14Aに上側に突出して設けられた尾管15とを含んで構成されている。
排気ガス後処理装置14の収容筒体14A内には、排気ガス浄化装置、消音装置等が収容されている。排気ガス浄化装置は、エンジン8から排出される排気ガス中の有害物質を除去し、消音装置は、排気時の音量を下げる。
尾管15は、エンジン8から排出された排気ガスを外部に排出する。図4に示すように、尾管15は、排気ガス後処理装置14の収容筒体14Aの上部から上方に延びた円筒状の縦筒部15Aと、縦筒部15Aの上部から屈曲して斜め後側に延びた傾斜筒部15Bとによって、屈曲パイプとして形成されている。また、傾斜筒部15Bの先端は、排気ガスの出口部15Cとなっている。
縦筒部15Aには、上,下方向の中間部に位置して流出口15Dが設けられている。この流出口15Dは、縦筒部15Aの径方向の外側、例えば、後側に突出した接続管として形成されている。そして、流出口15Dは、エンジン8から排出された排気ガスを流出する。流出口15Dには、排気ガス管路21の長さ方向の一方の端部21A、即ち、往路ホース23の上流側が接続されている。
また、縦筒部15Aには、流出口15Dよりも上側に位置して流入口15Eが設けられている。この流入口15Eは、前述の流出口15Dと同様に、縦筒部15Aの径方向の外側、例えば、後側に突出した接続管として形成されている。そして、流入口15Eには、排気ガス管路21を流れた排気ガスが流入する。流入口15Eには、排気ガス管路21の長さ方向の他方の端部21B、即ち、復路ホース24の下流側が接続されている。
さらに、縦筒部15Aには、仕切板15Fが流出口15Dと流入口15Eとの間に位置して縦筒部15Aを遮断した状態で設けられている。これにより、排気ガス後処理装置14から尾管15に流入した排気ガスは、流出口15Dから排気ガス管路21側に流れ、この排気ガス管路21から流入口15Eを通じて尾管15に戻された後、出口部15Cから外部に排出される。
キャットウォーク16は、旋回フレーム5の側部となる左サイドフレーム5Dに、左側に向け水平方向に張出して設けられている。キャットウォーク16は、キャブ6に乗降するときや、上部旋回体3の外装カバー11内に収容された各種機器類のメンテナンスを行うときの足場を構成している。
キャットウォーク16は、上面16A1に滑止め加工が施され、前,後方向に延びた台形状の板体からなる足場板16Aと、足場板16Aの周縁から下向きに延びた補強用の折り曲げ部16Bとにより構成されている。図5に示すように、足場板16Aの下面16A2には、排気ガス管路21の融雪用金属管22が取付けられている。また、折り曲げ部16Bの後部位置には、融雪用金属管22の往管路部22Aの上流側と、復管路部22Cの下流側とが挿通される挿通孔16C(図6中に往管路部22A側のみ図示)が形成されている。
次に、本発明の特徴部分となる排気ガス管路21の構成および、排気ガスの流れ方について詳しく述べる。
排気ガス管路21は、キャットウォーク16に沿って前,後方向に延びた状態でキャットウォーク16に設けられている。排気ガス管路21は、排気管12の尾管15に接続されており、エンジン8から尾管15に流入した排気ガスをキャットウォーク16の下面側に導く。排気ガス管路21は、融雪用金属管22と往路ホース23と復路ホース24とを有している。
図5および図6に示すように、融雪用金属管22は、足場板16Aの下面16A2の全体に亘って取付けられている。融雪用金属管22は、往管路部22A、折り返し部位22B、復管路部22Cおよび複数本のバイパス管路部22D1,22D2,22D3,…,22Dnにより構成されている。
往管路部22Aは、キャットウォーク16の足場板16Aの下面16A2側に設けられている。往管路部22Aは、旋回フレーム5の左サイドフレーム5Dに近い位置でキャットウォーク16に沿って前,後方向に延びている。往管路部22Aの内部では、排気ガスが後側から前側に向けて流通する。従って、排気ガスが流れる方向で上流側となる後側の上流端22A1は、往路ホース23を介して尾管15の流出口15Dに接続されている。一方、往管路部22Aの下流側は、キャットウォーク16の前部、即ち、キャブ6の近傍で折り返し部位22Bに接続されている。そして、往管路部22Aは、上流端22A1と折り返し部位22Bとの間が途中部分22A2となっている。
折り返し部位22Bは、往管路部22Aの下流側と復管路部22Cの上流側とを接続している。折り返し部位22Bは、融雪用金属管22の最前部に位置して左,右方向に延びている。融雪用金属管22を構成する折り返し部位22Bは、キャットウォーク16の下面に接する部分が平坦となる異形金属管として形成されている。
具体的には、折り返し部位22Bは、足場板16Aの下面16A2に接する上側部分が平坦な平坦面部22B1となっている(図6参照)。折り返し部位22Bは、平坦面部22B1を有する半円形状の金属管となり、平坦面部22B1を足場板16Aの下面16A2に当接させた状態で、溶接、ボルト止め等の手段を用いて一体的に取付けられている。これにより、折り返し部位22Bは、広い接触面積で排気ガスの熱を足場板16Aに多く伝えることができる。従って、折り返し部位22Bを通る排気ガスの熱でキャットウォーク16の足場板16Aを効率よく温めることができる。
なお、融雪用金属管22は、折り返し部位22B以外に往管路部22Aと復管路部22Cとを備えている。この往管路部22Aと復管路部22Cも、折り返し部位22Bと同様の異形金属管を用いて形成されている。
ここで、往管路部22A、折り返し部位22Bの通路面積は、各バイパス管路部22D1〜22Dnのうち、最も太いバイパス管路部22Dnの通路面積Snと同等以上の値となっている。これにより、排気ガスの入口側となる往管路部22Aの上流端22A1から離れた折り返し部位22B側まで排気ガスをスムーズに流通させることができ、折り返し部位22Bを通じて、スムーズに流出させることができる。
復管路部22Cは、往管路部22A、折り返し部位22Bと一緒に足場板16Aの下面16A2に設けられている。復管路部22Cは、往管路部22Aの下流側を折り返して往管路部22Aと並行して延びている。復管路部22Cは、左サイドフレーム5Dから離間したキャットウォーク16の先端側(左端縁側)を通るように、折り返し部位22Bの下流側(左側)から後側に延びている。この復管路部22Cの下流側は、クランク状に屈曲して往管路部22Aに接近した後、キャットウォーク16の折り曲げ部16Bを貫いて後側に突出している。突出した下流端22C1は、復路ホース24を介して、尾管15の流入口15Eに接続されている。そして、復管路部22Cは、折り返し部位22Bと下流端22C1との間が途中部分22C2となっている。
さらに、復管路部22Cの通路面積は、往管路部22A、折り返し部位22Bと同様に、最も太いバイパス管路部22Dnの通路面積Snと同等以上の値に設定されている。これにより、キャットウォーク16を温めた排気ガスを尾管15側にスムーズに戻すことができる。
複数本のバイパス管路部22D1,22D2,22D3,…,22Dn(以下、全体として各バイパス管路部22D1〜22Dnとする)は、往管路部22Aの途中部分22A2と復管路部22Cの途中部分22C2とを連結している。各バイパス管路部22D1〜22Dnは、左,右方向に直線状に延びつつ、キャットウォーク16の長さ方向となる前,後方向に間隔をもって配置されている。各バイパス管路部22D1〜22Dnは、折り返し部位22Bと同様に、半円形状の異形金属管として形成されている。
ここで、図6に示すように、複数本のバイパス管路部22D1〜22Dnは、それぞれの通路面積がS1〜Snに設定されている。具体的には、各バイパス管路部22D1〜22Dnは、半円形状の通路の直径寸法を異ならせることにより、通路面積が異なる複数種類が用いられている。この上で、各バイパス管路部22D1〜22Dnは、キャブ6が設けられたキャットウォーク16の前側で大きな通路面積となり、後側で小さな通路面積となるように配置されている。
即ち、各バイパス管路部22D1〜22Dnは、最後部に位置するバイパス管路部22D1が最も小さな通路面積S1を有し、バイパス管路部22D1の前側に位置するバイパス管路部22D2が通路面積S1よりも大きな(2番目に小さな)通路面積S2を有し、最前部に位置するバイパス管路部22Dnが最も大きな通路面積Snを有している(S1<S2<S3<…<Sn)。
これにより、各バイパス管路部22D1〜22Dnのうち、前側に位置するバイパス管路部22Dn(折り返し部位22Bを含む)では、エンジン8から排出された排気ガスを大量に流通させることができる。しかも、太いバイパス管路部22Dn等は、キャットウォーク16の足場板16Aに接する面積も大きくなるから、足場板16Aに排気ガスの熱を効率よく伝えることができる。従って、キャブ6への乗降等で利用頻度が高いキャットウォーク16の前側は、キャットウォーク16の後側よりも優先的に加温(保温)することができる。
往路ホース23は、尾管15と融雪用金属管22とを接続している。往路ホース23は、断熱性が高い弾性部材、例えば樹脂材(ゴム材)を用いて形成されている。往路ホース23の上流側は、排気ガス管路21の一方の端部21Aを構成するもので、尾管15の流出口15Dに接続されている。往路ホース23の下流側は、キャットウォーク16に設けられた融雪用金属管22を構成する往管路部22Aの上流端22A1に接続されている。なお、往路ホース23は、断熱性が高い樹脂材を用いて形成されているから、排気ガスを温度が高い状態で融雪用金属管22へと供給することができる。
一方、復路ホース24も、往路ホース23と同様に、尾管15と融雪用金属管22とを接続しており、断熱性が高い弾性部材、例えば樹脂材(ゴム材)を用いて形成されている。復路ホース24の上流側は、キャットウォーク16に設けられた融雪用金属管22を構成する復管路部22Cの下流端22C1に接続されている。復路ホース24の下流側は、排気ガス管路21の他方の端部21Bを構成するもので、尾管15の流入口15Eに接続されている。
これにより、尾管15に流入した排気ガスは、往路ホース23を介して融雪用金属管22へと導かれ、融雪用金属管22から復路ホース24を介して尾管15に戻され、尾管15の出口部15Cから外部に排出される。
実施形態による油圧ショベル1は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。
オペレータは、下部走行体2の履帯上に上がった後に、キャットウォーク16に上がる。キャットウォーク16に上ったオペレータは、キャットウォーク16上を前後に移動し、キャブ6に乗り込む。キャブ6に乗り込んだオペレータは、エンジン8を始動して油圧ポンプ9を駆動する。この状態で、走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体2を前進または後退させることができる。一方、作業用の操作レバー(いずれも図示せず)を操作することにより、作業装置4を動作させて土砂の掘削作業等を行うことができる。
油圧ショベル1は、寒冷地で作業を行うことがあり、この寒冷地では、キャットウォーク16に雪が堆積することがある。この場合、キャットウォーク16に雪が堆積したり、氷が付着すると、足場が悪くなるから、キャブ6に乗り込むときに時間を要する上に、メンテナンス時の作業性が悪くなる虞がある。
然るに、実施形態によれば、排気管12を構成する尾管15には、エンジン8から排出された排気ガスが流出する流出口15Dと、排気ガスが流入する流入口15Eとが設けられている。キャットウォーク16には、キャットウォーク16に沿って延び、長さ方向の一方の端部21Aが尾管15の流出口15Dに接続され、長さ方向の他方の端部21Bが尾管15の流入口15Eに接続された排気ガス管路21が設けられている。排気ガス管路21は、キャットウォーク16(足場板16A)の下面16A2に取付けられた融雪用金属管22を有している。融雪用金属管22は、キャットウォーク16の下面16A2に接する部分が平坦となる異形金属管として形成されている。
従って、排気ガス管路21は、エンジン8から排出された排気ガスを融雪用金属管22で通過させることにより、排気ガスの熱をキャットウォーク16に伝えて、キャットウォーク16上の雪や氷を融かすことができる。また、キャットウォーク16に雪や氷が付着するのを防止することができる。
この結果、寒冷地や積雪時であっても、キャブ6への乗降時、メンテナンス時に良好な足場を確保することができ、作業性を向上することができる。また、熱源として排気ガスを用いているから、別途ヒータ等の機器を必要とせず、構成を簡略化することができる。
特に、融雪用金属管22は、キャットウォーク16の下面に取付けられており、キャットウォーク16の下面に接する部分が平坦となる異形金属管として形成されている。これにより、キャットウォーク16の下面16A2に対する接触面積を大きくすることができる。このため、排気ガス管路21の融雪用金属管22を通った排気ガスの熱は、キャットウォーク16の全体に効率よく伝達できる。
また、実施形態によれば、融雪用金属管22は、往管路部22A、復管路部22C、複数のバイパス管路部22D1〜22Dnにより構成されている。往管路部22Aは、キャットウォーク16に沿って延び、流れ方向の上流側が排気管12の流出口15Dに接続されている。復管路部22Cは、往管路部22Aの下流側を折り返して往管路部22Aと並行して延び、流れ方向の下流側が排気管12の流入口15Eに接続されている。各バイパス管路部22D1〜22Dnは、往管路部22Aの上流側と折り返し部位22Bとの間の途中部分22A1と復管路部22Cの折り返し部位22Bと下流側との間の途中部分22B1とを連結している。この状態で、バイパス管路部22D1〜22Dnは、キャットウォーク16の長さ方向に間隔をもって複数本設けられている。
従って、融雪用金属管22は、往管路部22A、折り返し部位22B、復管路部22C、複数のバイパス管路部22D1〜22Dnによって、キャットウォーク16全体に亘って配置することができる。このため、キャットウォーク16の下面16A2に対する接触面積を大きくすることができる。これにより、排気ガス管路21の融雪用金属管22に排気ガスを通すことにより、キャットウォーク16の全体を効果的に温めることができる。
さらに、実施形態によれば、融雪用金属管22の各バイパス管路部22D1〜22Dnは、キャブ6が設けられた前側が大きな通路面積となるように、通路面積S1〜Snが異なる複数種類(S1<S2<S3<…<Sn)が用いられる。これにより、各バイパス管路部22D1〜22Dnのうち、前側に位置するバイパス管路部22Dnでは、エンジン8から排出された排気ガスを大量に流通させることができる。しかも、太いバイパス管路部22Dnは、キャットウォーク16の足場板16Aに接する面積も大きくなるから、足場板16Aに排気ガスの熱を効率よく伝えることができる。従って、キャブ6への乗降等で利用頻度が高いキャットウォーク16の前側では、キャットウォーク16の後側よりも優先的に加温(保温)することができる。
なお、実施形態では、排気ガス管路21の融雪用金属管22を、溶接、ボルト止め等の手段により、キャットウォーク16に固定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、融雪用金属管は、キャットウォークと一体成型される構成としてもよい。即ち、キャットウォークに対して、排気ガスの熱が伝わる構成となればよい。
実施形態では、融雪用金属管22の各バイパス管路部22D1〜22Dnは、通路面積が異なる複数種類用いられている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、各バイパス管路部の通路面積をそれぞれ同一としてもよい。
実施形態では、排気ガス管路21を、排気管12の尾管15に接続した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、排気ガス管路を、排気管を構成する尾管以外の部位、例えば、排気管本体に接続して設けてもよい。
実施形態では、建設機械として油圧ショベル1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。
1 油圧ショベル(建設機械)
2 下部走行体
3 上部旋回体
5 旋回フレーム
5D 左サイドフレーム(側部)
6 キャブ
8 エンジン
9 油圧ポンプ
12 排気管
15D 流出口
15E 流入口
16 キャットウォーク
16A2 下面
21 排気ガス管路
21A 一方の端部
21B 他方の端部
22 融雪用金属管
22A 往管路部
22A2,22C2 途中部分
22B 折り返し部位
22B1 平坦面部
22C 復管路部
22D1,22D2,22D3,…,22Dn バイパス管路部
S1,S2,S3,…,Sn 通路面積

Claims (3)

  1. 自走可能な下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とからなり、
    前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、前記旋回フレームに設けられ、油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記エンジンに設けられ、排気ガスを排出する排気管と、前記旋回フレームの側部に水平方向に張出して設けられたキャットウォークと、を備えてなる建設機械において、
    前記排気管には、前記エンジンから排出された排気ガスが流出する流出口と、排気ガスが流入する流入口とが設けられ、
    前記キャットウォークには、前記キャットウォークに沿って延び、長さ方向の一方の端部が前記排気管の前記流出口に接続され、長さ方向の他方の端部が前記排気管の前記流入口に接続された排気ガス管路が設けられ、
    前記排気ガス管路は、前記キャットウォークの下面に取付けられた融雪用金属管を有し、
    前記融雪用金属管は、前記キャットウォークの下面に接する部分が平坦となる異形金属管として形成されていることを特徴とする建設機械。
  2. 前記融雪用金属管は、前記キャットウォークに沿って延び、流れ方向の上流側が前記排気管の前記流出口に接続された往管路部と、前記往管路部の下流側を折り返して前記往管路部と並行して延び、流れ方向の下流側が前記排気管の前記流入口に接続された復管路部と、前記往管路部の上流側と折り返し部位との間の途中部分と前記復管路部の折り返し部位と下流側との間の途中部分とを連結した状態で前記キャットウォークの長さ方向に間隔をもって複数本設けられたバイパス管路部とにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の建設機械。
  3. 前記融雪用金属管の前記各バイパス管路部は、キャブが設けられた前側が大きな通路面積となるように、通路面積が異なる複数種類が用いられていることを特徴とする請求項2に記載の建設機械。
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