JP4824606B2

JP4824606B2 - 建設機械

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Publication number: JP4824606B2
Application number: JP2007063598A
Authority: JP
Inventors: 象平神谷; 和則中村; 康荒井
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: JP2008223345A

Description

本発明は、例えば上部旋回体に動力源となるエンジンを搭載した油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、土砂等の掘削作業に用いられる油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。また、下部走行体には、走行用の油圧モータによって駆動されるクローラ式またはホイール式の走行部が設けられている。

一方、上部旋回体は、旋回フレームの後部に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、前記旋回フレームの前側には、キャブ、燃料タンク、作動油タンク、制御弁、旋回モータ、センタジョイント等の多くの機器が設けられている。

また、油圧ショベルのエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このディーゼルエンジンは、窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を多く排出するとされている。そこで、油圧ショベルには、後処理装置としてＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化装置を備えたものがある。

この油圧ショベルのＮＯｘ浄化装置は、エンジンが搭載された上部旋回体に設けられている。また、ＮＯｘ浄化装置は、旋回フレーム上に設けられ尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクと、該尿素水溶液タンクに接続され、エンジンの排気管に尿素水溶液を供給するポンプと、尿素水（アンモニア）が混合された排気ガス中のＮＯｘを水と窒素に還元する尿素選択還元触媒とにより大略構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０９３６号公報

ところで、特許文献１の発明による油圧ショベルでは、上部旋回体に尿素水溶液タンクを設ける構成としている。しかし、油圧ショベルの上部旋回体には、キャブ、エンジン、油圧ポンプ、熱交換器、燃料タンク、作動油タンク、制御弁、旋回モータ、センタジョイント等の多くの機器が搭載されている上に、上部旋回体は、狭い作業現場でも旋回動作できるように小型に形成されている。

従って、上部旋回体には、尿素水溶液タンクを設置するためのスペースを設けるのが難しく、上述した各種機器を避けるように尿素水溶液タンクを配置しなくてはならない。このために、尿素水溶液タンクは、奥部や他の機器の隙間等に配置場所が限定されてしまうから、給水作業、メンテナンス作業を行うときに手が届き難く、これらの作業性が悪くなるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクを下部走行体に設置した場合でも、尿素水溶液タンクからエンジンの排気経路に尿素水溶液を供給できるようにした建設機械を提供することにある。

本発明による建設機械は、走行用油圧モータによって自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載され油圧ポンプを駆動するエンジンが設けられた上部旋回体とを備え、前記下部走行体と上部旋回体との間には、前記下部走行体に対して前記上部旋回体が旋回動作するのを許しつつ前記油圧ポンプと前記走行用油圧モータとの間で作動油が流通する作動油通路を有するセンタジョイントを設けてなる。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記エンジンの排気経路には、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するための尿素選択還元触媒と、この尿素選択還元触媒の上流側に位置して尿素水溶液を噴射する尿素噴射手段とを設け、前記下部走行体には、前記尿素噴射手段に供給するための尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクを設け、前記センタジョイントには、前記作動油通路とは別個に尿素水溶液通路を設け、該尿素水溶液通路を介して前記下部走行体の尿素水溶液タンクと前記上部旋回体の尿素噴射手段との間で尿素水溶液を流通させる構成とし、かつ、前記センタジョイントには、少なくとも前記尿素水溶液通路の内面に腐食防止手段を設ける構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記センタジョイントの尿素水溶液通路は、前記尿素噴射手段に尿素水溶液を供給するための供給側尿素水溶液通路と、前記尿素水溶液タンクに尿素水溶液を戻すための戻し側尿素水溶液通路とにより構成したことにある。

請求項３の発明は、前記センタジョイントには、前記センタジョイントの中で漏出した作動油または尿素水溶液を外部に排出する漏洩液体排出通路を設ける構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、エンジンの排気経路に排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元する尿素選択還元触媒の上流側に位置して尿素水溶液を噴射する尿素噴射手段を設ける。また、尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクは下部走行体に設ける構成とする。

この場合、下部走行体は上部旋回体と相対的に旋回動作するものであるから、下部走行体の尿素水溶液タンクと上部旋回体の尿素噴射手段とは、配管やホースだけでは旋回可能に接続することができない。そこで、センタジョイントを利用し、作動油が流通する作動油通路とは別個に尿素水溶液通路を設ける。これにより、上部旋回体の旋回動作、旋回位置に関係なく、尿素水溶液通路を通じて下部走行体の尿素水溶液タンクと上部旋回体の尿素噴射手段との間で尿素水溶液を流通することができる。

従って、尿素水溶液タンクを下部走行体に設けた場合でも、該尿素水溶液タンクに貯えられた尿素水溶液を、センタジョイントの尿素水溶液通路を通じて尿素噴射手段からエンジンの排気経路に噴射することができ、この排気経路に設けた尿素選択還元触媒により、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元反応によって水と窒素に分解することができる。

この結果、センタジョイントを用いて下部走行体の尿素水溶液タンクと上部旋回体の尿素噴射手段との間で尿素水溶液を流通することができるから、尿素水溶液タンクは、自由に設置場所を設定できる下部走行体に設けることができる。これにより、尿素水溶液タンクを給水作業、メンテナンス作業等を容易に行うことができる場所に配置でき、作業性を向上することができる。
しかも、センタジョイントには、少なくとも尿素水溶液通路の内面に腐食防止手段を設けているから、この腐食防止手段により尿素水溶液通路等の腐食を防止でき、センタジョイントの寿命を延ばすことができる。

請求項２の発明によれば、尿素水溶液タンクの尿素水溶液は、センタジョイントの供給側尿素水溶液通路を通じて尿素噴射手段に供給することができる。また、余剰となった尿素水溶液は、センタジョイントの戻し側尿素水溶液通路を通じて尿素水溶液タンクに戻すことができる。

請求項３の発明によれば、センタジョイントには、センタジョイントの中で漏出した作動油または尿素水溶液を外部に排出する漏洩液体排出通路を設けている。従って、作動油通路、尿素水溶液通路を隔てるシール部材等が損傷した場合には、漏れ出た作動油または尿素水溶液を漏洩液体排出通路を介して外部に排出することができる。これにより、尿素水溶液が作動油に混入したり、作動油が尿素水溶液に混入したりするのを未然に防ぐことができる。また、漏洩液体排出通路から漏れ出た液体を目視で確認することにより、シール部材等の損傷を早期に発見することができる。

以下、本発明の実施の形態による建設機械として、クローラ式の下部走行体を備えた油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図７に従って詳細に説明する。

図１において、１は土砂の掘削作業等に用いられる建設機械としての油圧ショベルである。この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に設けられた作業装置５とにより大略構成されている。

ここで、クローラ式の下部走行体２の構成について説明する。この下部走行体２は、後述のトラックフレーム６、走行用油圧モータ１３、駆動輪１４、遊動輪１５、履帯１６等により大略構成されている。また、下部走行体２には、後述の尿素水溶液タンク３２が取付けられている。

６は下部走行体２の本体部分を構成するトラックフレームである。このトラックフレーム６は、図２に示すように、後述のセンタフレーム７と、該センタフレーム７の中央に設けられた支持筒体８、丸胴９と、前記センタフレーム７の左，右両側に設けられた左，右のトラックサイドフレーム１１，１２とにより大略構成されている。

７はトラックフレーム６の中央部に位置するセンタフレームである。このセンタフレーム７は、それぞれ所定の形状に加工された複数枚の鋼板を溶接手段を用いて固着することにより製缶構造体として形成されている。そして、センタフレーム７は、中央に位置する中央フレーム部７Ａと、該中央フレーム部７Ａの前側に位置して左，右方向に延びた左前脚部７Ｂ，右前脚部７Ｃと、中央フレーム部７Ａの後側に位置して斜めに延びた左後脚部７Ｄ，右後脚部７Ｅとにより略Ｘ字状に構成されている。

８はセンタフレーム７の中央フレーム部７Ａ内に上，下方向に設けられた支持筒体である。この支持筒体８は、図３に示すように、例えば後述の丸胴９とほぼ同じ直径寸法の円筒体として形成されている。

９はセンタフレーム７の中央フレーム部７Ａ上に設けられた丸胴（センタサークル）で、該丸胴９は旋回装置３を取付けるものである。また、丸胴９は、中央フレーム部７Ａの中央位置に支持筒体８と同軸に配置され、該中央フレーム部７Ａの上面に溶接手段等を用いて一体的に固着されている。ここで、丸胴９は、後述のセンタジョイント３４を取囲むように配置され、該センタジョイント３４の漏洩液体排出通路３７に対応する右側位置には、該漏洩液体排出通路３７を目視するための後述の覗き窓４５が設けられている。

また、１０は丸胴９の上端側内周に設けられたセンタジョイント取付板である。このセンタジョイント取付板１０は、中央側が上側に突出した段付円板として形成され、その中央部には、図６等に示すように、センタジョイント３４を取付けるための取付穴１０Ａが形成されている。

１１はセンタフレーム７の左側に位置して左前脚部７Ｂ、左後脚部７Ｄの先端に固着された左トラックサイドフレームである。また、１２はセンタフレーム７の右側に位置して右前脚部７Ｃ、右後脚部７Ｅの先端に固着された右トラックサイドフレームである。これら左，右のトラックサイドフレーム１１，１２は、前，後方向に延びて形成され、その前後方向の一端には走行用油圧モータ１３（図１中に右側のみ図示）が取付けられている。

１４は各トラックサイドフレーム１１，１２の前，後方向一端に設けられた駆動輪、１５は各トラックサイドフレーム１１，１２の前，後方向他端に設けられた遊動輪、さらに１６は駆動輪１４と遊動輪１５とに巻回して設けられた履帯（いずれも図１中に右側のみ図示）をそれぞれ示している。ここで、駆動輪１４は、走行用油圧モータ１３に取付けられ、該走行用油圧モータ１３によって回転駆動させることにより、遊動輪１５との間で履帯１６を周回動作させ、下部走行体２を走行させるものである。

次に、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体４の構成について説明する。この上部旋回体４は、後述の旋回フレーム１７、キャブ１８、エンジン１９、油圧ポンプ２１、作動油タンク２２、燃料タンク２３等により大略構成されている。また、上部旋回体４には、ＮＯｘ浄化装置を構成する後述の後処理装置２７（筒体２８、尿素選択還元触媒２９）、尿素噴射弁３０、尿素ポンプ３１等が設けられている。

１７は上部旋回体４のベースをなす旋回フレームで、該旋回フレーム１７は、旋回装置３を介してトラックフレーム６上に取付けられている。また、旋回フレーム１７は、図４に示す如く、前，後方向に延びる底板１７Ａと、該底板１７Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左，右の縦板１７Ｂと、該各縦板１７Ｂの左，右の外側に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左，右のサイドフレーム１７Ｃとにより大略構成されている。ここで、旋回フレーム１７は、旋回中心Ｏを中心にして旋回動作するものであり、その旋回中心Ｏにはセンタジョイント３４が配置されている。

１８は旋回フレーム１７の左前側に搭載されたキャブで、該キャブ１８は、オペレータが搭乗するものである。また、キャブ１８の内部には、オペレータが着座する運転席、各種操作レバー（いずれも図示せず）等が配設されている。

１９は旋回フレーム１７の後側に横置き状態で搭載された動力源をなすエンジンである。このエンジン１９は、ディーゼルエンジンとして構成されている。また、エンジン１９には、図４、図５に示すように、後述する排気経路２５の排気管２６が取付けられ、該排気管２６から排気ガスを排出する。また、ディーゼルエンジン１９は、高効率で耐久性に優れているが、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が排気ガスとして排出されてしまう。そこで、エンジン１９の排気経路２５、例えば排気管２６には、後処理装置２７を構成する尿素選択還元触媒２９、尿素噴射弁３０等が設けられている。

２０はエンジン１９の左側に配設された熱交換器で、該熱交換器２０は、例えばラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ等を並べて配置する構成となっている。また、２１はエンジン１９の右側に取付けられた油圧ポンプで、該油圧ポンプ２１は、エンジン１９によって駆動されることにより、制御弁（図示せず）に向けて圧油（作動油）を吐出するものである。また、制御弁は、作業装置５の各油圧シリンダ等に接続され、センタジョイント３４を介して下部走行体２の走行用油圧モータ１３等に接続されている。

２２は油圧ポンプ２１の前側に位置して旋回フレーム１７の右側に搭載された作動油タンクである。この作動油タンク２２は、油圧ポンプ２１に供給する作動油を貯えるものである。また、２３は作動油タンク２２の前側に設けられた燃料タンクで、この燃料タンク２３は、内部にエンジン１９に供給する燃料を貯えるものである。

２４は旋回フレーム１７のほぼ中央に設けられた旋回モータで、該旋回モータ２４は、左，右の縦板１７Ｂ間に位置して底板１７Ａに取付けられている。そして、旋回モータ２４は、上部旋回体４を旋回動作するもので、旋回装置３の一部を構成している。

次に、エンジン１９が排出する排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するためのＮＯｘ浄化装置に関する構成について説明する。本実施の形態で使用するＮＯｘ浄化装置は、尿素水溶液を排気ガスに混合し、この排気ガスを尿素選択還元触媒（尿素ＳＣＲ）で還元反応させて水と窒素に分解するものである。そして、ＮＯｘ浄化装置としては、上部旋回体４に搭載したエンジン１９の排気経路２５に設けた後述の後処理装置２７（筒体２８、尿素選択還元触媒２９）、尿素噴射弁３０、尿素ポンプ３１と、下部走行体２のトラックフレーム６に設けた尿素水溶液タンク３２とにより構成されるものが知られている。

ここで、尿素水溶液タンク３２と尿素噴射弁３０とは、相対的に旋回動作する下部走行体２と上部旋回体４とに設けられているが、後述のセンタジョイント３４を尿素水溶液用の通路として利用することにより、旋回動作を許しつつ、尿素水溶液タンク３２から尿素噴射弁３０に向けて尿素水溶液を供給することができる。

まず、２５はエンジン１９の排気側に接続して設けられた排気経路である。この排気経路２５は、エンジン１９からの排気ガスを外部に排出するものである。そして、排気経路２５は、エンジン１９に接続された排気管２６と、該排気管２６の途中に設けられた後述する後処理装置２７の筒体２８とにより構成されている。なお、筒体２８は、性能面、機能面等の関係で排気管２６の最下流に設けることもできる。

２７はエンジン１９の排気経路２５に設けられた後処理装置である。この後処理装置２７は、外周を覆う後述の筒体２８と、該筒体２８内に収容された尿素選択還元触媒２９とにより大略構成されている。

２８はエンジン１９の排気経路２５の一部をなすように排気管２６に接続して設けられた筒体である。この筒体２８内には、尿素選択還元触媒２９、アンモニアを低減させる酸化触媒（図示せず）等を収容している。

２９は上部旋回体４に搭載されたエンジン１９の排気経路２５に設けられた後処理装置２７の尿素選択還元触媒を示している。この尿素選択還元触媒２９は、後述する尿素噴射弁３０の下流側に位置して筒体２８内に収容されている。そして、尿素選択還元触媒２９は、尿素水溶液から生成されたアンモニアによって排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元反応させ、水と窒素に分解するものである。

３０はエンジン１９の排気経路２５に設けられた尿素噴射手段としての尿素噴射弁である。この尿素噴射弁３０は、尿素選択還元触媒２９よりも上流側に位置して排気管２６に取付けられている。また、尿素噴射弁３０は、尿素水溶液タンク３２から尿素ポンプ３１を介して供給される尿素水溶液を排気管２６内を流通する排気ガスに向けて噴射するものである。さらに、尿素噴射弁３０は、排気ガスの流量、温度、成分等の条件に応じて尿素水溶液の噴射量を調整するものであり、コントローラ（図示せず）に接続されている。

３１は上部旋回体４の旋回フレーム１７に設けられた尿素ポンプである。この尿素ポンプ３１は、尿素水溶液タンク３２に貯えられた尿素水溶液を尿素噴射弁３０に向けて圧送するものである。そして、尿素ポンプ３１は、上流側が後述のポンプ側供給ホース３３Ｃ、ポンプ側戻りホース３３Ｄを介してセンタジョイント３４の尿素水溶液通路４１に接続されている。一方、下流側は吐出ホース３３Ｅを介して尿素噴射弁３０に接続されている。

３２は下部走行体２のトラックフレーム６に取付けられた尿素水溶液タンクである。この尿素水溶液タンク３２は、加熱されることによってアンモニアを生成する尿素水溶液を貯えるものである。また、尿素水溶液タンク３２は、尿素水溶液を貯える密閉容器として形成され、耐食性に優れた金属材料、樹脂材料等を用いて所望の形状に形成されている。さらに、尿素水溶液タンク３２は、例えばセンタフレーム７の左，右の前脚部７Ｂ，７Ｃ間に位置して中央フレーム部７Ａの前側に取付けられている。そして、尿素水溶液タンク３２は、後述する尿素流通管路３３のタンク側供給ホース３３Ａ、タンク側戻りホース３３Ｂを介してセンタジョイント３４の尿素水溶液通路４１に接続されている。

３３は尿素水溶液タンク３２と尿素噴射弁３０とを接続するように下部走行体２と上部旋回体４とに亘って設けられた尿素流通管路である。この尿素流通管路３３は、尿素水溶液タンク３２とセンタジョイント３４の供給側尿素水溶液通路４１Ａとを接続するタンク側供給ホース３３Ａと、尿素水溶液タンク３２と戻り側尿素水溶液通路４１Ｂとを接続するタンク側戻りホース３３Ｂと、供給側尿素水溶液通路４１Ａと尿素ポンプ３１とを接続するポンプ側供給ホース３３Ｃと、戻り側尿素水溶液通路４１Ｂと尿素ポンプ３１とを接続するポンプ側戻りホース３３Ｄと、尿素ポンプ３１と尿素噴射弁３０とを接続する吐出ホース３３Ｅと、各尿素水溶液通路４１Ａ，４１Ｂとにより構成されている。

３４は下部走行体２を構成するトラックフレーム６のセンタフレーム７中央に設けられた本実施の形態によるセンタジョイントを示している。このセンタジョイント３４は、下部走行体２に対して上部旋回体４が旋回動作するのを許しつつ、上部旋回体４の油圧ポンプ２１と下部走行体２の走行用油圧モータ１３との間で作動油等を流通させるものである。

しかも、本実施の形態によるセンタジョイント３４は、相対的に旋回動作する下部走行体２と上部旋回体４との間で尿素水溶液を流通することができる。これにより、下部走行体２の尿素水溶液タンク３２と上部旋回体４の尿素噴射弁３０とは配管やホースだけでは旋回可能に接続することができないが、センタジョイント３４の一部を尿素水溶液を流通する通路として利用することで、上部旋回体４の旋回動作、旋回位置に関係なく、下部走行体２に尿素水溶液タンク３２を設けることができる。

さらに、センタジョイント３４は、図６、図７に示す如く、下部走行体２側に取付けられる外側のボディ３５と、該ボディ３５内に回転可能に挿嵌され、上部旋回体４側に固定されるスピンドル３８と、前記ボディ３５とスピンドル３８とに亘って形成された作動油通路３９、尿素水溶液通路４１と、接液部に設けられた腐食防止皮膜４４とにより大略構成されている。

３５はセンタジョイント３４の外形を形成するボディで、該ボディ３５は有底円筒状に形成され、上側の開口にはフランジ部３５Ａが拡開して設けられている。また、ボディ３５の内周側は、スピンドル３８を回転可能に収容する収容空間部３５Ｂとなり、該収容空間部３５Ｂの内周面および底面には、後述の腐食防止皮膜４４がコーティングされている。また、ボディ３５の内周面には、上，下方向に間隔をもって複数本、例えば７本の通路溝３５Ｃが形成され、該各通路溝３５Ｃを上，下で挟むようにシール溝３５Ｄが形成されている。

ここで、ボディ３５の７本の通路溝３５Ｃのうち、上側の４本の通路溝３５Ｃには、下部走行体２に設けられた左，右の走行用油圧モータ１３から延びる後述の油圧ホース４０Ａ〜４０Ｄが接続されている。また、下側の２本の通路溝３５Ｃには、下部走行体２に設けられた尿素水溶液タンク３２から延びるタンク側供給ホース３３Ａとタンク側戻りホース３３Ｂとが接続されている。さらに、ボディ３５には、下側から３番目の通路溝３５Ｃに連通して後述の漏洩液体排出通路３７が形成されている。

そして、ボディ３５は、取付穴１０Ａに対応するようにセンタジョイント取付板１０の下面に配置され、フランジ部３５Ａが取付穴１０Ａの周囲に複数本のボルト３６を用いて取付けられている。

３７はボディ３５の下側寄りに設けられた漏洩液体排出通路である。この漏洩液体排出通路３７は、例えばボディ３５の右側面部に位置し、下側から３番目の通路溝３５Ｃに連通するように径方向に貫通して形成されている。これにより、漏洩液体排出通路３７は、後述する作動油通路３９と尿素水溶液通路４１との間に開口することができ、後述のシール部材４３が損傷してセンタジョイント３４内で作動油または尿素水溶液が漏れ出すようなことがあっても、漏れ出た作動油または尿素水溶液を外部に排出することができる。従って、漏洩液体排出通路３７は、尿素水溶液が作動油に混入したり、作動油が尿素水溶液に混入したりするのを未然に防ぐことができる。

また、漏洩液体排出通路３７は、後述する覗き窓４５を介して外部から目視することができ、漏れ出た液体を目視で確認することにより、シール部材４３等の損傷を早期に発見させることができる。

３８はボディ３５内に回転可能に挿嵌されたスピンドルである。このスピンドル３８は、ボディ３５の収容空間部３５Ｂと僅かな隙間をもって対面する円柱状体として形成され、上部旋回体４と一緒に回転するように上側のヘッド部３８Ａが旋回フレーム１７の底板１７Ａにボルト止め、ブラケット止め等の手段で固定されている。また、スピンドル３８の外周面には、ボディ３５の通路溝３５Ｃ、シール溝３５Ｄに対面して通路溝３８Ｂ、シール溝３８Ｃが形成されている。

さらに、スピンドル３８内には、通路溝３８Ｂからヘッド部３８Ａに延びる連通路３８Ｄ（尿素水溶液用の２本のみ図示）が、それぞれの通路溝３８Ｂ毎に独立して形成されている。また、連通路３８Ｄのヘッド部３８Ａ側の開口には、制御弁に接続した複数本の油圧ホース（図示せず）と、尿素流通管路３３をなすポンプ側供給ホース３３Ｃ、ポンプ側戻りホース３３Ｄとが接続されている。

３９Ａ〜３９Ｄはボディ３５とスピンドル３８との間に設けられた４つの作動油通路（全体として、各作動油通路３９という）を示している。これらの各作動油通路３９は、ボディ３５，スピンドル３８の上側に位置する４本の通路溝３５Ｃ，３８Ｂと、図示しないそれぞれの連通路とにより形成されている。そして、各作動油通路３９は、下部走行体２の走行用油圧モータ１３と油圧ポンプ２１（制御弁）とを接続し、作動油を流通させるものである。

４０Ａ〜４０Ｄは作動油通路３９Ａ〜３９Ｄに連通するようにボディ３５に接続された４本の油圧ホース（全体として、各油圧ホース４０という）である。これら各油圧ホース４０は、センタジョイント３４と下部走行体２の左，右の走行用油圧モータ１３とを接続している。

４１Ａはボディ３５とスピンドル３８との間に設けられた供給側尿素水溶液通路、４１Ｂは戻り側尿素水溶液通路（全体として、尿素水溶液通路４１という）をそれぞれ示している。これらの尿素水溶液通路４１は、作動油通路３９とは別個に独立して設けられている。即ち、各尿素水溶液通路４１は、ボディ３５，スピンドル３８の下側に位置する２本の通路溝３５Ｃ，３８Ｂと、それぞれの連通路３８Ｄとにより形成されている。

そして、各尿素水溶液通路４１のうち、供給側尿素水溶液通路４１Ａは、下部走行体２側がタンク側供給ホース３３Ａを介して尿素水溶液タンク３２に接続され、上部旋回体４側がポンプ側供給ホース３３Ｃを介して尿素ポンプ３１に接続されている。また、戻り側尿素水溶液通路４１Ｂは、下部走行体２側がタンク側戻りホース３３Ｂを介して尿素水溶液タンク３２に接続され、上部旋回体４側がポンプ側戻りホース３３Ｄを介して尿素ポンプ３１に接続されている。

これにより、下部走行体２と上部旋回体４とが相対的に旋回動作する場合でも、下部走行体２の尿素水溶液タンク３２と上部旋回体４の尿素ポンプ３１（尿素噴射弁３０）とは、センタジョイント３４の機構を利用して設けた尿素水溶液通路４１により、上部旋回体４の旋回動作、旋回位置に関係なく、尿素水溶液タンク３２と尿素ポンプ３１（尿素噴射弁３０）との間で尿素水溶液を流通することができる。

また、各尿素水溶液通路４１は、各作動油通路３９よりも低い位置に設けているから、尿素水溶液通路４１から尿素水溶液が漏れ出たとしても、この尿素水溶液は下側に流れるだけであり、漏れ出た尿素水溶液が作動油通路３９内に浸入するのを防止して、作動油を保護することができる。

４２はボディ３５，スピンドル３８の下側から３番目に位置する通路溝３５Ｃ，３８Ｂ間に設けられた隔絶部である。この隔絶部４２は、各作動油通路３９と各尿素水溶液通路４１とを仕切るものである。また、隔絶部４２は、漏洩液体排出通路３７を介して外部に連通している。

４３はボディ３５とスピンドル３８との間に位置して各作動油通路３９、各尿素水溶液通路４１、隔絶部４２の間に設けられた複数本のシール部材を示している。これらのシール部材４３は、ボディ３５内でスピンドル３８が回転するのを許しつつ、各作動油通路３９、各尿素水溶液通路４１、隔絶部４２間を液密にシールするものである。

４４は尿素水溶液による腐食を防止するためにセンタジョイント３４に設けられた腐食防止手段としての腐食防止皮膜である。この腐食防止皮膜４４は、耐食性を有する樹脂材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂のうち、いずれかの樹脂材料をコーティングすることにより形成されている。そして、腐食防止皮膜４４は、尿素水溶液が触れる虞のある部位、例えばボディ３５の収容空間部３５Ｂ全体と、該収容空間部３５Ｂに対応するスピンドル３８の外面と、尿素水溶液が流通する連通路３８Ｂとに施されている。これにより、腐食防止皮膜４４は、尿素水溶液による腐食からセンタジョイント３４全体を保護することができる。

４５は丸胴９の右側位置に設けられた覗き窓（図２、図３参照）である。この覗き窓４５は、下部走行体２の右側方から覗き込むことにより、センタジョイント３４に形成した漏洩液体排出通路３７を目視することができる。これにより、始業点検等で、覗き窓４５から漏洩液体排出通路３７を目視するだけで、シール部材４３等の損傷を早期に発見することができる。

４６は旋回フレーム１７の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト４６は、作業装置５との重量バランスをとるものである。また、４７はエンジン１９等を覆う建屋カバーを示している。

本実施の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。

まず、オペレータは、上部旋回体４のキャブ１８に搭乗し、エンジン１９を始動して油圧ポンプ２１を駆動する。これにより、油圧ポンプ２１からの圧油は、制御弁を介して各種アクチュエータに供給される。そして、キャブ１８に搭乗したオペレータが走行用の操作レバー（図示せず）を操作したときには、制御弁からセンタジョイント３４の各作動油通路３９を介して走行用油圧モータ１３に圧油を供給することができ、駆動輪１４によって履帯１６を周回駆動して下部走行体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（図示せず）を操作することにより、作業装置５を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

また、エンジン１９の運転時には、その排気管２６から有害物質である窒素酸化物（ＮＯｘ）が排出される。このときには、尿素水溶液タンク３２の尿素水溶液を、尿素流通管路３３を構成するタンク側供給ホース３３Ａ、センタジョイント３４の供給側尿素水溶液通路４１Ａ、ポンプ側供給ホース３３Ｃを通じ、尿素ポンプ３１から吐出ホース３３Ｅを介して尿素噴射弁３０に供給することにより、該尿素噴射弁３０から排気ガスに噴射してアンモニアを生成する。これにより、尿素選択還元触媒２９では、窒素酸化物を水と窒素に還元し、酸化触媒を経て外部に排出することにより、窒素酸化物の排出量を低減することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、下部走行体２に尿素水溶液タンク３２を設け、下部走行体２と上部旋回体４との間で作動油（圧油）を流通させるセンタジョイント３４には、各作動油通路３９とは別個に尿素水溶液通路４１を設け、該各尿素水溶液通路４１を介して尿素水溶液タンク３２と上部旋回体４の尿素噴射弁３０との間で尿素水溶液を流通させる構成としている。

これにより、上部旋回体４の旋回動作、旋回した位置に関係なく、各尿素水溶液通路４１を通じて下部走行体２の尿素水溶液タンク３２と上部旋回体４の尿素ポンプ３１（尿素噴射弁３０）との間で尿素水溶液を常時流通することができる。

従って、尿素水溶液タンク３２を下部走行体２に設けた場合でも、該尿素水溶液タンク３２に貯えられた尿素水溶液を、センタジョイント３４の尿素水溶液通路４１を通じて尿素噴射弁３０からエンジン１９の排気系統２５をなす排気管２６内に噴射することができ、この排気管２６に設けた尿素選択還元触媒２９により、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元反応によって水と窒素に分解することができる。

この結果、尿素水溶液タンク３２は、自由に設置場所を設定できる下部走行体２に設けることができる。これにより、尿素水溶液タンク３２を給水作業、メンテナンス作業等を容易に行うことができる場所に配置でき、作業性を向上することができる。

また、尿素水溶液通路４１は、供給側尿素水溶液通路４１Ａと戻し側尿素水溶液通路４１Ｂとにより構成しているから、尿素噴射弁３０側に供給して余剰となった尿素水溶液は、戻り側尿素水溶液通路４１Ｂ等を通じて尿素水溶液タンク３２に戻すことができる。

一方、センタジョイント３４には、作動油通路３９と尿素水溶液通路４１との間に開口するように、隔絶部４２に連通して漏洩液体排出通路３７を設けている。これにより、各通路３９，４１を隔てるシール部材４３が損傷した場合でも、漏れ出た作動油または尿素水溶液は、漏洩液体排出通路３７を介して外部に排出することができる。

この結果、尿素水溶液が作動油に混入したり、作動油が尿素水溶液に混入したりするのを未然に防ぐことができる。また、漏洩液体排出通路３７から漏れ出た液体を覗き窓４５から目視で確認することにより、シール部材４３等の損傷を早期に発見することができる。

さらに、センタジョイント３４には、ボディ３５の収容空間部３５Ｂ全体と、該収容空間部３５Ｂに対応するスピンドル３８の外面と、尿素水溶液が流通する連通路３８Ｄとを覆うように腐食防止皮膜４４を設けている。これにより、センタジョイント３４全体を腐食防止皮膜４４により尿素水溶液から保護することができ、センタジョイント３４の寿命を延ばすことができる。

なお、実施の形態では、センタジョイント３４には、ボディ３５の収容空間部３５Ｂ全体と、該収容空間部３５Ｂに対応するスピンドル３８の外面と、尿素水溶液が流通する連通路３８Ｄとを覆うように腐食防止皮膜４４を設ける構成としている。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図８に示す第１の変形例によるセンタジョイント５１のように、供給側尿素水溶液通路４１Ａと戻り側尿素水溶液通路４１Ｂの内面だけに腐食防止皮膜５２を設ける構成としてもよい。この場合、腐食防止皮膜を設ける場所は、使用状況に応じて適宜設定されるもので、上述した範囲に限定されるものではない。

また、実施の形態では、腐食防止皮膜４４は、耐食性を有する樹脂材料としてポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂のうち、いずれかの樹脂材料をコーティングすることにより形成した場合を例示した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、尿素水溶液に対して耐食性を有する他の樹脂材料をコーティングすることにより腐食防止皮膜を形成してもよい。さらに、めっき処理等によって金属材料からなる腐食防止皮膜を形成してもよい。

一方、実施の形態では、尿素噴射手段としての尿素噴射弁３０は、尿素選択還元触媒２９よりも上流側に位置して排気経路２５の排気管２６に取付け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、例えば図９に示す第２の変形例のように、排気経路２５の筒体２８に尿素噴射手段としての尿素噴射弁６１を取付ける構成としてもよい。

また、実施の形態では、尿素水溶液タンク３２を密閉容器として形成し、センタフレーム７の前側に取付ける構成とした場合を例示した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば尿素水溶液タンクをセンタフレーム７の一部として一体形成する構成としてもよい。また、尿素水溶液タンクを側方や後側に配置してもよく、２個以上設ける構成としてもよい。

さらに、実施の形態では、建設機械として、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、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。

本発明の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。トラックフレームと尿素水溶液タンクとセンタジョイントを拡大して示す外観斜視図である。トラックフレームとセンタジョイントを図２中の矢示III−III方向からみた要部拡大の断面図である。上部旋回体をキャブ、建屋カバー、カウンタウエイトを省略した状態で示す平面図である。ＮＯｘ浄化装置とセンタジョイントの全体構成をエンジン等と共に示す構成図である。センタジョイントの内部構造を示す拡大断面図である。図６中の一部を拡大して示す要部拡大断面図である。本発明の第１の変形例によるセンタジョイントの内部構造を示す拡大断面図である。本発明の第２の変形例による尿素噴射弁の取付位置を示す構成図である。

符号の説明

１油圧ショベル（建設機械）
２下部走行体
３旋回装置
４上部旋回体
６トラックフレーム
１３走行用油圧モータ
１４駆動輪
１５遊動輪
１６履帯
１７旋回フレーム
１９エンジン
２１油圧ポンプ
２５排気経路
２６排気管
２７後処理装置
２８筒体
２９尿素選択還元触媒
３０，６１尿素噴射弁（尿素噴射手段）
３１尿素ポンプ
３２尿素水溶液タンク
３４，５１センタジョイント
３５ボディ
３７漏洩液体排出通路
３８スピンドル
３９Ａ〜３９Ｄ作動油通路
４１Ａ供給側尿素水溶液通路
４１Ｂ戻り側尿素水溶液通路
４３シール部材
４４，５２腐食防止皮膜（腐食防止手段）
４５覗き窓

Claims

走行用油圧モータによって自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載され油圧ポンプを駆動するエンジンが設けられた上部旋回体とを備え、前記下部走行体と上部旋回体との間には、前記下部走行体に対して前記上部旋回体が旋回動作するのを許しつつ前記油圧ポンプと前記走行用油圧モータとの間で作動油が流通する作動油通路を有するセンタジョイントを設けてなる建設機械において、
前記エンジンの排気経路には、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するための尿素選択還元触媒と、この尿素選択還元触媒の上流側に位置して尿素水溶液を噴射する尿素噴射手段とを設け、
前記下部走行体には、前記尿素噴射手段に供給するための尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクを設け、
前記センタジョイントには、前記作動油通路とは別個に尿素水溶液通路を設け、該尿素水溶液通路を介して前記下部走行体の尿素水溶液タンクと前記上部旋回体の尿素噴射手段との間で尿素水溶液を流通させる構成とし、
かつ、前記センタジョイントには、少なくとも前記尿素水溶液通路の内面に腐食防止手段を設ける構成としたことを特徴とする建設機械。
前記センタジョイントの尿素水溶液通路は、前記尿素噴射手段に尿素水溶液を供給するための供給側尿素水溶液通路と、前記尿素水溶液タンクに尿素水溶液を戻すための戻し側尿素水溶液通路とにより構成してなる請求項１に記載の建設機械。
前記センタジョイントには、前記センタジョイントの中で漏出した作動油または尿素水溶液を外部に排出する漏洩液体排出通路を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の建設機械。