JP5508351B2

JP5508351B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP5508351B2
Application number: JP2011145471A
Authority: JP
Inventors: 浩二君島; 悠治阿久津
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: EP2728075A1; CN103649422A; CN103649422B; US9056547B2; JP2013011126A; US20140124285A1; EP2728075B1; EP2728075A4; WO2013002390A1

Description

本発明は、ホイールローダなどの作業機械に関するものである。

ホイールローダや油圧ショベルなどの作業機械では、建屋カバーで画成された機械室にエンジンや、エンジンの補機等が配設される。エンジンの補機として、たとえば、エンジン冷却用のラジエータや、エンジンから排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを有する排気ガス浄化装置などが挙げられる。これら補機のうち、排気ガス浄化装置は、たとえば、エンジンに取り付けられたマウントに固定されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１３８８３２号公報

上述した特許文献に記載の作業機械のように、エンジンに取り付けられたマウントに排気ガス浄化装置を固定する場合、排気ガス浄化装置がエンジンから離れた位置に配設されるため、エンジンの振動によって排気ガス浄化装置が振動しやすくなる。そのため、排気ガス浄化装置のフィルタや排気ガス浄化装置に取り付けられる各種のセンサの許容加速度を超えて排気ガス浄化装置が振動するおそれがある。また、過給器やＥＧＲクーラを搭載するなど、補機類の増加により、限られた車体スペース内で排気ガス浄化装置を固定するためのマウントをエンジンに取り付けるのが困難になりつつある。

（１）請求項１の発明による作業機械は、作業機械のフレームと、作業機械の機械室内でフレームに支持されるエンジンと、エンジンから排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを有する排気ガス浄化装置と、機械室を画成する建屋カバーと、建屋カバーを支持する部材であって、フレーム上に設けられる建屋カバー支持部材と、エンジンの上方で機械室を覆う天板と、排気ガス浄化装置を機械室から上方に取り出すために天板に設けられた開口と、開口の周縁に配設されて排気ガス浄化装置の支持荷重を負担する補強部材とを有し、少なくとも建屋カバー支持部材で支持されるエンジンフードと、排気ガス浄化装置を、開口を介して下方に吊り下げて支持する排気ガス浄化装置支持部材と、エンジンフードに着脱可能に取り付けられて、開口を閉鎖または開放する開口カバーとを備え、排気ガス浄化装置支持部材は、排気ガス浄化装置に取り付けられる取付部と、補強部材に支持されて固定される固定部とを有し、固定部の固定が解除されると取付部に取り付けられた排気ガス浄化装置とともに開口の上方へ取り外し可能であることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の作業機械において、エンジンフードは、前方に延在する前方延在部と下方に延在する下方延在部とが略直角に交差して作業機械の側方から見たときに略Ｌ字状の断面を有するＬ字状部材が前端に設けられ、前後方向に延在する補強部材の前端が下方延在部の後方の面に接続され、エンジンフードの前端は、前方延在部の下面が作動油タンクの上面に当接して支持され、エンジンフードの後端は、建屋カバー支持部材で支持されることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の作業機械において、天板の高さは、開口カバーの上面の高さよりも低いことを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業機械において、排気ガス浄化装置支持部材は、固定部が設けられた固定部材と、取付部が設けられた取付部材と、固定部材と取付部材との間に介挿される弾性部材とを有し、取付部材が、弾性部材を介して固定部材に支持されることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンの上方で機械室を覆う天板と、排気ガス浄化装置を機械室から上方に取り出すために天板に設けられた開口と、開口の周縁に配設されて排気ガス浄化装置の支持荷重を負担する補強部材とを有し、少なくとも建屋カバー支持部材で支持されるエンジンフードを設け、排気ガス浄化装置を排気ガス浄化装置支持部材でエンジンフードの開口を介して下方に吊り下げて支持するように構成した。これにより、排気ガス浄化装置の振動を抑制できるので、排気ガス浄化装置の耐久性、信頼性を向上できる。

ホイールローダの側面図である。後部車体を左側面から見た図である。エンジンフードの斜視図である。エンジンフードの取付状態を説明するための斜視図である。エンジンフードの取付状態を説明するための斜視図である。開口カバーを取り外したエンジンフードの斜視図である。排気ガス浄化装置の取付状態を説明する図である。排気ガス浄化装置の取付状態を説明する図である。排気ガス浄化装置の取付状態を説明する図である。

図１〜９を参照して、本発明による作業機械の一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態に係る作業機械の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１，バケット１１２，タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１，機械室（エンジン室）１２２，タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。エンジン室１２２は、上方がエンジンフード１４０で、側方が開閉可能な建屋カバー１３０で覆われている。後部車体１２０の後方にはカウンタウェイト１２４が取り付けられている。エンジン室１２２の前方には、作動油タンク１２５が設けられている。

アーム１１１はアームシリンダ１１７の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ１１６の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。説明の便宜上、本実施の形態では各図に記載するように前後左右方向および上下方向を規定する。また、本実施の形態では、各図において、ホイールローダ１００を構成する部材のうち説明のために記載を省略する必要があるものについては、その一部または全部についての記載を省略している。

図２は、後部車体１２０を左側面から見た図であり、左側面の建屋カバー１３０を取り外した状態を示している。エンジン室１２２内で、エンジン３０１は後部車体１２０の不図示のエンジン取り付け用ブラケットに取り付けられている。なお、エンジン３０１にはＥＧＲクーラ等、様々な補機類が取り付けられているが、符号３０２を付した過給器（ターボチャージャ）も補機の１つである。

エンジン室１２２内で、エンジン３０１の上方には、後述するようにエンジンフード１４０から吊られて支持されている排気ガス浄化装置３２０が設けられている。エンジン室１２２の上方には、上述したようにエンジンフード１４０が設けられている。図３はエンジンフード１４０の斜視図であり、図４，５はエンジンフード１４０の取付状態を説明するための斜視図である。なお、図５では、説明の便宜上、エンジンフード１４０から後述する天板１４１を除いた状態を示している。エンジンフード１４０は、エンジン室１２２を覆う天板１４１と、エンジンフード１４０を補強する補強部材１４２〜１４６とを備えている。また、エンジンフード１４０には、後述する開口カバー１７０が取り付けられている（図３）。

天板１４１は、左右側端と後端部が下方に折り曲げられた板状の部材であり、排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａが設けられている。排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａは、後述するように、エンジンフード１４０を取り外すことなく、排気ガス浄化装置３２０を着脱するためにエンジンフード１４０に設けられた開口である。図５に示すように、天板１４１の下面には、補強部材１４２〜１４６が取り付けられている。

補強部材１４２は、前方に延在する前方延在部１４２ａと下方に延在する下方延在部１４２ｂとが略直角に交差してホイールローダ１００の側方から見たときに略Ｌ字状の断面を有するＬ字状部材であり、エンジンフード１４０の前端に設けられて左右方向に延在している。下方延在部１４２ｂの後方の面には、前後方向に延在する補強部材１４３〜１４５の前端が接続されている。補強部材１４３は、前後に延在する右側の部材であり、補強部材１４４は、前後に延在する左側の部材である。補強部材１４５は、排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａの右横で排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａを避けて前後方向に延在する部材である。補強部材１４６は、エンジンフード１４０の後端に設けられて左右方向に延在する部材であり、補強部材１４３〜１４５の後端が接続されている。

エンジンフード１４０は、前端では、補強部材１４２の前方延在部１４２ａの下面が作動油タンク１２５の上面に当接して支持され、後端では、補強部材１４６が建屋カバー支持部材１６０で支持される。建屋カバー支持部材１６０は、後部車体１２０にそれぞれ立設される左右一対の支柱１６１を有する。なお、建屋カバー支持部材１６０は、エンジンフード１４０（特に補強部材１４６）の強度を補強している。

図３，４から明らかなように、エンジンフード１４０の天板１４１の排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａは、開口カバー１７０で覆われている。開口カバー１７０は、不図示の排気用開口を有し、図６に示すブラケット１７２を介してエンジンフード１４０にボルト等で着脱可能に取り付けられている。なお、図６は、開口カバー１７０を取り外したエンジンフード１４０の斜視図である。排気用開口は、排気ガス浄化装置３２０で浄化、消音された排気ガスを外部に放出するための開口であり、排気ガスを排気するためのテールパイプ１７１が取り付けられている。排気ガスは、テールパイプ１７１から大気中へ排出される。

本実施の形態では、図３に示すように、開口カバー１７０の上面の高さは、エンジンフード１４０の天板１４１の上面の高さよりも高い。これは、後述するように、排気ガス浄化装置３２０を天板１４１の排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａを介して吊り下げて支持するための排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０との干渉を防止するためである。換言すると、本実施の形態では、排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０との干渉を防止するために必要な範囲以外のエンジンフード１４０の高さを低く抑えている。これは、運転室１２１の後方に位置するエンジンフード１４０の高さをできる限り低くすることで、後方視界を確保するためである。

図７〜９は、エンジンフード１４０に対する排気ガス浄化装置３２０の取付状態を説明するために要部のみを記載した図である。図７は斜視図であり、図８は側面図であり、図９は底面図である。なお、図８では、補強部材１４４の記載を省略している。上述したように、排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０は、排気ガス浄化装置３２０をエンジンフード１４０から吊り下げて支持するためのブラケットである。本実施の形態では、排気ガス浄化装置３２０の前部近傍と後部近傍の２箇所に排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０が取り付けられている。排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０は、エンジンフード１４０に固定される固定部材１５１と、排気ガス浄化装置３２０に取り付けられる取付部材１５２と、固定部材１５１と取付部材１５２との間に介挿されて振動を吸収する防振部材１５３とを備えている。

固定部材１５１は、排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０をエンジンフード１４０に固定する固定部の役割を果たす。固定部材１５１は、排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａ上で左右に延在する部材であり、右端が補強部材１４５の上方で、左端が補強部材１４４の上方でそれぞれエンジンフード１４０上に載置され、たとえばボルト１８１等でエンジンフード１４０に対して固定される。

取付部材１５２は、排気ガス浄化装置３２０に取り付けられる取付部の役割を果たす。取付部材１５２は、固定部材１５１および防振部材１５３を介して排気ガス浄化装置３２０を吊り下げる吊り下げ部材１５２１と、排気ガス浄化装置３２０を吊り下げ部材１５２１の下部に取り付けるためのＵボルト１５２２とを有する。吊り下げ部材１５２１は、上部で略直角に折り曲げられた折り曲げ部１５２１ａと、下部で略円筒形状を呈する排気ガス浄化装置３２０の外周に沿うように円弧状に湾曲した帯状の部位である帯状部１５２１ｂとを有する。排気ガス浄化装置３２０は、帯状部１５２１ｂの下面と、排気ガス浄化装置３２０を下方から支えるＵボルト１５２２との間で挟持されることで、取付部材１５２に対して取り付けられる。なお、図８，９に示すように、排気ガス浄化装置３２０とＵボルト１５２２との間に、排気ガス浄化装置３２０の外周に沿うように円弧状に湾曲した帯状の部材が設けられていてもよい。

防振部材１５３は、たとえばゴム等の弾性体で構成されて振動を吸収する部位と、固定部材１５１および取付部材１５２に固定される部位とを有する。

このように構成される排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０がエンジンフード１４０に固定されると、上述したように、固定部材１５１の右端が補強部材１４５の上方で、左端が補強部材１４４の上方でそれぞれエンジンフード１４０上に載置されることになる。したがって、排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０がエンジンフード１４０に固定されると、排気ガス浄化装置３２０が排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０を介してエンジンフード１４０の補強部材１４４，１４５で支持されることとなる。すなわち、補強部材１４４，１４５が排気ガス浄化装置３２０の支持荷重を負担する。

補強部材１４４，１４５の前端および後端は、それぞれ補強部材１４２および補強部材１４６に接続されている。そして、補強部材１４２の前方延在部１４２ａの下面が作動油タンク１２５の上面に当接して支持され、補強部材１４６が建屋カバー支持部材１６０で支持されている。

上述したように、排気ガス浄化装置３２０は、略円筒形状を呈しており、排気ガスの流れに沿って上流から順に接続された不図示の酸化触媒部と、不図示のＤＰＦ部と、不図示の消音部とを有する。酸化触媒部には、不図示の酸化触媒が収容されている。ＤＰＦ部には、不図示の粒子状物質除去フィルタが収容されている。消音部は、エンジン３０１が発する排気音を低減する装置である。消音部の排気ガスの出口には、排気管３２４が取り付けられている。図２に示すように、排気管３２４と、開口カバー１７０に取り付けられたテールパイプ１７１との間には隙間がある。なお、図２において３２５は、過給器３０２と排気ガス浄化装置３２０とを接続する排気管である。略円筒形状を呈する排気ガス浄化装置３２０は、エンジン室１２２の上部左側で円筒の軸線方向とホイールローダ１００の前後方向とが略一致するように配設されている。

排気ガス浄化装置３２０の点検や交換の際には、図６に示すように、エンジンフード１４０から開口カバー１７０を取り外せば、排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａ越しに排気ガス浄化装置３２０が露出する。これにより、たとえば、粒子状物質除去フィルタの入口側と出口側の排気ガスの差圧を検出する不図示の差圧センサ等の点検等を容易に実施できる。また、図７に示すように、エンジンフード１４０からブラケット１７２を取り外し、さらに排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０の固定部材１５１とエンジンフード１４０とのボルト１８１による締結を解除し、排気ガス浄化装置３２０と排気管３２５との接続を解除することで、エンジンフード１４０を取り外さなくても、排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａを介して排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０に取り付けられた排気ガス浄化装置３２０を容易に取り外すことができる。

上述した本実施の形態のホイールローダ１００では、次の作用効果を奏する。
（１）前端の補強部材１４２が作動油タンク１２５で、後端の補強部材１４６が建屋カバー支持部材１６０でそれぞれ支持されたエンジンフード１４０に対して、排気ガス浄化装置３２０を排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａを介して排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０で吊り下げて支持するように構成した。これにより、排気ガス浄化装置３２０にエンジン３０１の振動が伝わり難くなり、排気ガス浄化装置３２０の振動を抑制できる。したがって、振動に起因する粒子状物質除去フィルタや不図示のセンサ等の故障を防止して、粒子状物質除去フィルタやセンサ等の交換コストを抑制できるとともに、排気ガス浄化装置３２０の耐久性、信頼性を高めることができる。

また、排気ガス浄化装置３２０を取り付けるためにエンジン３０１にマウント等を設ける必要がないため、エンジン３０１の補機類を避けてマウント等を無理に設置する必要がなく、排気ガス浄化装置３２０の配設位置の制約が緩和されるとともに、エンジン３０１の補機類の配置を制限することがない。

（２）エンジンフード１４０から開口カバー１７０およびブラケット１７２を取り外し、排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０の固定部材１５１とエンジンフード１４０とのボルト１８１による締結を解除し、排気ガス浄化装置３２０と排気管３２５との接続を解除することで、エンジンフード１４０を取り外さなくても、排気ガス浄化装置着脱用開口１４１ａを介して排気ガス浄化装置３２０を容易に取り外すことができる。したがって、排気ガス浄化装置３２０のメンテナンスの作業性が向上する。

（３）エンジンフード１４０の前端では、補強部材１４２の前方延在部１４２ａの下面が作動油タンク１２５の上面に当接して支持されるように構成した。そして、補強部材１４２の下方延在部１４２ｂの後方の面に補強部材１４３〜１４５の前端が接続されるように構成した。これにより、エンジンフード１４０の天板１４１の上面の高さを作動油タンク１２５の上面の高さと略等しくすることができる。したがって、エンジンフード１４０の強度を確保しつつ、エンジンフード１４０の天板１４１の上面の高さを抑制して、運転室１２１からの後方視界を良好に保つことができる。

（４）エンジンフード１４０の天板１４１の上面の高さが開口カバー１７０の上面の高さよりも低くなるように構成した。これにより、排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０との干渉を防止するために必要な範囲以外のエンジンフード１４０の高さを低く抑えて、運転室１２１からの後方視界を良好に保つことができる。

（５）排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０が固定部材１５１と取付部材１５２との間に介挿されて振動を吸収する防振部材１５３を備えるように構成した。これにより、エンジンフード１４０側からの排気ガス浄化装置３２０への振動の伝達を抑制できるので、振動に起因する粒子状物質除去フィルタや不図示のセンサ等の故障を防止して、粒子状物質除去フィルタやセンサ等の交換コストを抑制できるとともに、排気ガス浄化装置３２０の耐久性、信頼性を高めることができる。

−−−変形例−−−
（１）上述の説明では、排気ガス浄化装置３２０の前部近傍と後部近傍の２箇所に排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０が取り付けられているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、排気ガス浄化装置マウントブラケット１５０が１箇所だけ取り付けられていてもよく、３箇所以上取り付けられていてもよい。

（２）上述の説明では、固定部材１５１と取付部材１５２との間に防振部材１５３が介挿されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、固定部材１５１と取付部材１５２とを一体的に構成し、固定部材１５１の下面と天板１４１の上面との間に振動を吸収する弾性部材を介挿させるようにしてもよい。

（３）上述の説明では、作業機械の一例としてホイールローダ１００について説明したが、油圧ショベル等、他の作業機械に本発明を適用してもよい。
（４）上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、作業機械のフレームと、作業機械の機械室内でフレームに支持されるエンジンと、エンジンから排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを有する排気ガス浄化装置と、機械室を画成する建屋カバーと、建屋カバーを支持する部材であって、フレーム上に設けられる建屋カバー支持部材と、エンジンの上方で機械室を覆う天板と、排気ガス浄化装置を機械室から上方に取り出すために天板に設けられた開口と、開口の周縁に配設されて排気ガス浄化装置の支持荷重を負担する補強部材とを有し、少なくとも建屋カバー支持部材で支持されるエンジンフードと、排気ガス浄化装置を、開口を介して下方に吊り下げて支持する排気ガス浄化装置支持部材と、エンジンフードに着脱可能に取り付けられて、開口を閉鎖または開放する開口カバーとを備え、排気ガス浄化装置支持部材は、排気ガス浄化装置に取り付けられる取付部と、補強部材に支持されて固定される固定部とを有し、固定部の固定が解除されると取付部に取り付けられた排気ガス浄化装置とともに開口の上方へ取り外し可能であることを特徴とする各種構造の作業機械を含むものである。

１００ホイールローダ１２０後部車体
１２２機械室（エンジン室）１２５作動油タンク
１４０エンジンフード１４１天板
１４２〜１４６補強部材
１５０排気ガス浄化装置マウントブラケット
１５１固定部材１５２取付部材
１５３防振部材１６０建屋カバー支持部材
１７０開口カバー３０１エンジン
３２０排気ガス浄化装置

Claims

作業機械のフレームと、
作業機械の機械室内で前記フレームに支持されるエンジンと、
前記エンジンから排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを有する排気ガス浄化装置と、
前記機械室を画成する建屋カバーと、
前記建屋カバーを支持する部材であって、前記フレーム上に設けられる建屋カバー支持部材と、
前記エンジンの上方で前記機械室を覆う天板と、前記排気ガス浄化装置を前記機械室から上方に取り出すために前記天板に設けられた開口と、前記開口の周縁に配設されて前記排気ガス浄化装置の支持荷重を負担する補強部材とを有し、少なくとも前記建屋カバー支持部材で支持されるエンジンフードと、
前記排気ガス浄化装置を、前記開口を介して下方に吊り下げて支持する排気ガス浄化装置支持部材と、
前記エンジンフードに着脱可能に取り付けられて、前記開口を閉鎖または開放する開口カバーとを備え、
前記排気ガス浄化装置支持部材は、前記排気ガス浄化装置に取り付けられる取付部と、前記補強部材に支持されて固定される固定部とを有し、前記固定部の固定が解除されると前記取付部に取り付けられた前記排気ガス浄化装置とともに前記開口の上方へ取り外し可能であることを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記エンジンフードは、前方に延在する前方延在部と下方に延在する下方延在部とが略直角に交差して前記作業機械の側方から見たときに略Ｌ字状の断面を有するＬ字状部材が前端に設けられ、前後方向に延在する前記補強部材の前端が前記下方延在部の後方の面に接続され、
前記エンジンフードの前端は、前記前方延在部の下面が作動油タンクの上面に当接して支持され、
前記エンジンフードの後端は、前記建屋カバー支持部材で支持されることを特徴とする作業機械。
請求項１または請求項２に記載の作業機械において、
前記天板の高さは、前記開口カバーの上面の高さよりも低いことを特徴とする作業機械。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業機械において、
前記排気ガス浄化装置支持部材は、前記固定部が設けられた固定部材と、前記取付部が設けられた取付部材と、前記固定部材と前記取付部材との間に介挿される弾性部材とを有し、前記取付部材が、前記弾性部材を介して前記固定部材に支持されることを特徴とする作業機械。