JP5567281B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、排気浄化装置を備える作業車両の技術に関する。

パワーショベル等の旋回作業車両（以下「作業車両」と称する。）や自動車等に搭載されるディーゼルエンジン（以下「エンジン」と称する。）から排出される排気ガスには、粒子状物質が含まれる。従来、この粒子状物質の捕集のために、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を備える排気浄化装置を用い、前記ＤＰＦにより捕集して堆積した粒子状物質を燃焼除去するために、エンジンの排気ガスの経路に設けた前記排気浄化装置において前記ＤＰＦの上流側に酸化触媒を設ける技術が知られている。

粒子状物質の燃焼除去は、例えば、エンジンの燃焼行程における主噴射後に後噴射を行い、この後噴射された燃料を酸化触媒で酸化反応させ、その反応熱により粒子状物質を燃焼させることによって行う。従って、ＤＰＦを通過する排気ガスの温度が低い場合には、より多くの燃料を後噴射させる必要があるので、排気浄化装置は排気ガスの温度が高い位置、即ち前記エンジン近傍に配置される（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかしながら、前述の特許文献１及び特許文献２に係る技術を作業車両に適用した場合、作業車両のエンジン付近の配置構成は排気浄化装置のメンテナンスが十分に考慮されたものとならない。即ち、特許文献１に係る技術を適用した作業車両においては、排気浄化装置が横置き型のエンジンの後方であって、平面視で横置き（前記エンジンに沿った方向）に配置される。従って、前記排気浄化装置のメンテナンスを行う場合には、メンテナンスを行い易い側（前記作業車両の後方側）ではなく、メンテナンスを行い難い側（前記作業車両の側方側）から前記排気浄化装置のＤＰＦを取り外し、または取り付け等の作業を行う必要があるので、前記排気浄化装置のメンテナンスが困難であった。

また、特許文献２に係る技術を適用した作業車両においては、排気浄化装置が、前後方向に配置された排気管の上部に、平面視で縦置き（前記排気管に沿った方向）に配置され、その後方にラジエータが付設される。従って、排気浄化装置のメンテナンスを行う場合には、前記ボンネットを開け、前記ラジエータを避けつつ前記排気浄化装置のＤＰＦを取り外し、または取り付け等の作業を行う必要があるので、前記排気浄化装置のメンテナンスが困難であった。

特開２００６−７０８７８号公報 特開２００８−１８４１０７号公報

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされるものであり、その解決しようとする課題は、排気浄化装置のメンテナンスを容易にすることができる作業車両を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、ボンネット（５）内部に、エンジン（２０）と、前記エンジン（２０）のフライホイールケース（２１）側の出力軸に連結される油圧ポンプ（２２）と、該エンジン（２０）を支持するエンジン支持部材（２９）とを備える作業車両において、前記エンジン（２０）の排気マニホールド（２８）に排気浄化装置（３０）を接続し、前記排気浄化装置（３０）は、該エンジン（２０）のフライホイールケース（２１）、または該フライホイールケース（２１）から突出した前記油圧ポンプ（２２）のうち、少なくともどちらか一方の上方に配置され、前記エンジン（２０）と、油圧ポンプ（２２）と、排気浄化装置（３０）は、前記エンジン（２０）を支持するエンジン支持部材（２９）の前後・左右・上下の各方向幅内に納まる構成とし、前記排気浄化装置（３０）を、筒状に構成した排気浄化装置カバー（４０）内に収納し、該排気浄化装置カバー（４０）は、カバー本体（４５）と、取り外し可能とした端部の蓋部（４１）とから構成し、該カバー本体（４５）から蓋部（４１）を取り外すことにより出来る排気浄化装置カバー（４０）の開口部から、該排気浄化装置（３０）のフィルタを、取り外し・取り付け可能とし、該カバー本体（４５）に対する蓋部（４１）の位置は、前記ボンネット（５）の後側で、後方のメンテナンス側に向けて配置し、該蓋部（４１）の後面に、該排気浄化装置（３０）の内部から外部へ排気を排出する出口管（３５ａ）を付設したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、排気浄化装置のメンテナンスを容易に行うことができる。

即ち、作業車両においては、ボンネット５の後部を上方へ回動させることによって、排気浄化装置カバー４０にボンネット５の外部からアクセスしやくすくなり、他の部品に邪魔されることなく排気浄化装置３０のメンテナンスを容易に行うことができるのである。 また、かかる構成においては、出口管３５ａの取りまわしが容易となったのである。

本発明の一実施形態に係るパワーショベルの全体構成を示す側面図。 ボンネットの内部の構成を示す平面概略図。 ボンネットの内部の構成を示す背面概略図。 図２に示すボンネットの内部のＡ−Ａ矢視方向概略断面図。 エンジン支持部材を示す斜視図。 排気浄化装置を収納する排気浄化装置カバーを示す斜視図。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、以下において、図中における矢印Ｆの指す方向を前とし、前後方向を規定する。また、かかる前後方向と水平方向に直交する方向を左右方向と規定する。

まず、本発明に係る作業車両の一実施形態であるパワーショベル１の全体的な構成について説明する。なお、前記作業車両は、パワーショベル１に限定されるものではなく、その他の農業用作業車両や土木作業用作業車両等であってもよい。

図１に示すように、パワーショベル１は、主に、クローラ式走行装置２と、本体フレーム３と、操作部４と、作業機６と、ブレード７と、エンジン２０と、から構成される。

クローラ式走行装置２は、パワーショベル１を走行させるための走行装置である。本体フレーム３は、パワーショベル１の基部を成す部材であり、パワーショベル１を構成する操作部４及び作業機６は、本体フレーム３に取り付けられる。本体フレーム３は、クローラ式走行装置２上に左右旋回可能に搭載される。

操作部４は、本体フレーム３の上部に配設され、各種操作レバーやフットペダル等を備える。ボンネット５は本体フレーム３の後部に平面視円弧状に設けられ、主に、エンジン２０と、油圧ポンプ２２と、作動油タンク２３と、ラジエータ２５と、排気浄化装置３０と、を収納して被覆する。ボンネット５の前上部付近には、座席５ａが配設される。本体フレーム３の上面にはステップ部３ａが形成される。

作業機６は、本体フレーム３の前端部に設けられ、主に、ブーム６ａと、アーム６ｂと、バケット６ｃと、ブームシリンダ６ｄと、アームシリンダ６ｅと、バケットシリンダ６ｆと、から構成される。本体フレーム３の前端部には、ブームブラケット６ｇが左右回動可能に枢支される。ブーム６ａの一端は、ブームブラケット６ｇの前端に枢支される。アーム６ｂの一端は、ブーム６ａの他端に枢支される。バケット６ｃの一端は、アーム６ｂの他端に枢支される。作業機６は、ブームシリンダ６ｄによりブーム６ａを上下回動可能とし、アームシリンダ６ｅによりアーム６ｂを上下回動可能とし、バケットシリンダ６ｆによりバケット６ｃを上下回動可能としている。ブレード７は、クローラ式走行装置２の後端部に突設され、図示せぬリフトシリンダにより上下回動可能に支持される。

エンジン２０は、図２及び図３に示すように、ボンネット５の内部で、後述するエンジン支持部材２９を介して本体フレーム３の後部中央に配設される。エンジン２０の左側部にはフライホイールが付設される。前記フライホイールは、フライホイールケース２１に収納される。エンジン２０の上部には排気マニホールド２８が備えられ、これに排気ガスを排気するための排気管２０ａが接続される。また、エンジン２０の後部には燃料噴射ポンプ２６や燃料フィルタ２７が配設され、エンジン２０の右側部には冷却ファン３７が付設される。

次に、前記エンジン２０以外のボンネット５の内部の構成について詳しく説明する。ボンネット５は、主に、エンジン支持部材２９と、油圧ポンプ２２と、作動油タンク２３と、ラジエータ２５と、排気浄化装置３０と、を収納して被覆する。

エンジン支持部材２９は図５に示すように、主に、エンジン２０の前側を支持する前支持部材２９ａと、エンジン２０の後側を支持する後支持部材２９ｂと、連結部材２９ｃと、から構成される。前支持部材２９ａは、板状部材であり、左右方向に延伸されて、エンジン２０を支持する上面が略水平面となるように配置される。後支持部材２９ｂは、板状部材及び棒状部材が組み合わされることにより略四角形状の枠体として形成され、前後方向に開口するように、前支持部材２９ａの後方であって前支持部材２９ａと前後方向に所定間隔をとって略平行に配置される。前支持部材２９ａ及び後支持部材２９ｂは左右一対の連結部材２９ｃにより連結され、ボンネット５の内部に配置される。前支持部材２９ａ及び後支持部材２９ｂには、防振部材２９ｄが取り付けられ、エンジン２０は、その防振部材２９ｄを介して前支持部材２９ａ及び後支持部材２９ｂ（即ち、エンジン支持部材２９）に取り付けられる。

油圧ポンプ２２は、エンジン２０のフライホイールケース２１側（エンジン２０の左側）に設けられている。油圧ポンプ２２は、エンジン２０の出力軸と連結されて、この出力軸により駆動される。

作動油タンク２３は、油圧機器用の作動油を貯留するタンクであり、本体フレーム３の後部左側（エンジン２０の左側）に設けられる。作動油タンク２３の下部側面には、油圧ホース２４が接続される。作動油タンク２３の作動油は、油圧ホース２４を通じて油圧ポンプ２２へ供給される。

ラジエータ２５は、エンジン２０で発生する過剰な熱を発散（冷却）するための装置である。ラジエータ２５は、冷却ファン３７の右側方（エンジン２０の右側）に配設され、且つボンネット５の側壁と所定間隔を置いて配置される。ラジエータ２５とボンネット５の側壁に形成された開口部との間にはダクト３ｃが設けられ、冷却ファン３７からの冷却風がダクト３ｃから外部へ排出可能とされる。ダクト３ｃにはルーバー３ｂが設けられ、冷却ファン３７から排出される冷却風の風向きが変更可能とされる。

排気浄化装置３０は、エンジン２０の排気ガス中に含まれる粒子状物質を除去する装置である。排気浄化装置３０は、背面視六角形の筒状の部材で構成される排気浄化装置カバー４０の内部に収納される。

なお、ボンネット５の後部は、その上端を支点として上方へ回動可能であり、図示せぬストッパ等に掛止されて上方へ回動された姿勢を保持可能に構成される（図１参照）。従って、本実施形態においては、ボンネット５の内部のメンテナンスをパワーショベル１の後側から行うことができるので、後側が「メンテナンス側」となっている。ボンネット５の内部において、このメンテナンス側には、例えばエンジン２０に設けられる燃料噴射ポンプ２６、燃料フィルタ２７、オイルフィルタ、オイルゲージ、冷却水のリザーバタンク等の定期的なメンテナンスが必要な機器が配置される。

次に、排気浄化装置３０の配置構成について説明する。なお、前述のように本実施形態において排気浄化装置３０は、排気浄化装置カバー４０の内部に収納され、ボンネット５の内部に配置される。

排気浄化装置３０は、フライホイールケース２１または油圧ポンプ２２の少なくともどちらか一方の上方に配置される。本実施形態では、排気浄化装置３０は、フライホイールケース２１及びフライホイールケース２１の左側方に設けられる油圧ポンプ２２の上方にまたがって配置される。具体的には、エンジン２０の上部に配置されるシリンダヘッド２０ｂの側方（左側）であって、フライホイールケース２１の斜め上方に、排気浄化装置カバー４０の内部から突出状に設けられる取り付け部４４（図６参照）を介して配置される。

また、排気浄化装置３０は、エンジン２０またはエンジン支持部材２９の前後・左右・上下の各方向幅内に納まるように配置される。本実施形態では、図４及び図５に示すように、排気浄化装置３０の前後方向の幅は、エンジン支持部材２９の前後方向の幅内に納まる。具体的には、排気浄化装置３０の前後方向の幅（図示符号Ｘ２）は、エンジン支持部材２９を形成する前支持部材２９ａの前端から後支持部材２９ｂの後端までの幅（図示符号Ｘ１）内に納まる。

また、図３及び図５に示すように、排気浄化装置３０の左右方向の幅は、エンジン支持部材２９の左右方向の幅内に納まる。具体的には、排気浄化装置３０の左右方向の幅（図示符号Ｙ２）は、エンジン支持部材２９を形成する前支持部材２９ａ及び後支持部材２９ｂのうち、左右方向に長い後支持部材２９ｂの左右両端までの幅（図示符号Ｙ１）内に納まる。

さらに、図４及び図５に示すように、排気浄化装置３０の上下方向の幅は、エンジン支持部材２９の上下方向の幅内に納まる。具体的には、排気浄化装置３０の上下方向の幅（図示符号Ｚ２）は、エンジン支持部材２９を形成する前支持部材２９ａ及び後支持部材２９ｂのうち上下方向に長く、略四角形状の後支持部材２９ｂの枠体に形成される後支持部材２９ｂの下端から上端までの幅（図示符号Ｚ１）内に納まる。

なお、本実施形態では、排気浄化装置３０は、前述のようにエンジン支持部材２９の前後・左右・上下の各方向幅内に納まるが、エンジン支持部材２９の形状によってはエンジン２０の前後・左右・上下の各方向幅内に納まるようにすればよい。

また、排気浄化装置３０は、エンジン２０の排気マニホールド２８に接続される。本実施形態では排気浄化装置３０とエンジン２０の排気マニホールド２８とは、入口管３４及び排気管２０ａを介して連通接続される。入口管３４の一端は、排気浄化装置カバー４０の開口部４７（図６参照）から外部を臨む排気浄化装置３０の入口部３２に連通接続される。入口管３４の他端は、排気管２０ａの一端と連通接続される。排気管２０ａの他端は、エンジン２０の排気マニホールド２８に連通接続される。

以上のような構成により、パワーショベル１においては、フライホイールケース２１や油圧ポンプ２２の上方の空間を有効に活用して利用し、排気浄化装置３０をボンネット５の内部でエンジン２０近傍にコンパクトに配置することが可能となる。また、排気浄化装置３０は、エンジン２０またはエンジン支持部材２９の前後・左右・上下の各方向幅内に納まるので、ボンネット５の一部を大きく構成したり、他の機器と干渉しないようにエンジン２０やその近傍の部品を設計変更したり、設置空間を確保するために他の機器の配置を変更したりする必要がなく、排気浄化装置３０を設置することが可能となり、その結果、エンジン２０以外の他の機器に邪魔されることなく排気浄化装置のメンテナンスを容易に行うことができる。また、排気浄化装置３０がエンジン２０の排気マニホールド２８の近傍に配置され、排気管２０ａ及び入口管３４の長さを短くすることができるので、エンジン２０から排出される排気ガスが排気浄化装置３０の内部に導入されるまでの間の温度低下を抑制し、排気浄化装置３０を効率よく活性化することが可能である。

次に、排気浄化装置カバー４０について説明する。図６に示すように、排気浄化装置カバー４０は、主にカバー本体４５と、蓋部４１と、から構成される。排気浄化装置カバー４０はその長手方向を排気浄化装置３０と同様に前後方向として、排気浄化装置３０の周囲に設けられる。

カバー本体４５は、排気浄化装置３０を主として収納する部材である。カバー本体４５は、後方へ向けて開口する有底筒状に形成される。カバー本体４５の後端周縁部にはフランジ４５ａが鍔状に形成される。カバー本体４５の右側面の前端部には開口部４７が外側へ向けて設けられ、排気浄化装置３０の、エンジン２０から排出される排気ガスを内部に導く入口部３２が、カバー本体４５の内部から開口部４７を介して外部を臨んで設けられる。カバー本体４５の長手方向略中央の下部には開口部４８が外側へ向けて設けられ、排気浄化装置３０をフライホイールケース２１に取り付ける取り付け部４４が、カバー本体４５の内部から開口部４８を介して突出状に設けられる。

蓋部４１は、有底筒状の部材で形成されるカバー本体４５の後端を取り外し可能に被覆する部材である。蓋部４１は、前方へ向けて開口する有蓋無底の筒状に形成され、その前端周縁部にフランジ４１ａが鍔状に形成される。蓋部４１の後面の略中央には後方へ向けて開口部４２が設けられる。

排気浄化装置カバー４０のカバー本体４５の一端である後端は、排気浄化装置カバー４０の内部に収納する機器の取出口となるものである。即ち、排気浄化装置カバー４０から蓋部４１を取り外すことによって、例えば排気浄化装置３０のフィルタを、前記取出口を介して取り外し、または取り付け等の作業を行うことができる。

排気浄化装置カバー４０は、蓋部４１を前記「メンテナンス側」へ向けて配置される。具体的には、図２に示すとおり蓋部４１が排気浄化装置カバー４０の後側で後方へ向けて配置され、パワーショベル１のボンネット５の内部において、ボンネット５の回動可能な後部に近接し対向するように配置される。

蓋部４１のフランジ４１ａとカバー本体４５のフランジ４５ａとは、同一軸心上に対向して配置され、複数のボルト４３・４３・・・およびナットで固定される。この際、ボルト４３・４３・・・はメンテナンス側から螺合される。蓋部４１の後面の開口部４２からは、排気浄化装置３０の出口部３５が外側へ突出して設けられ、この出口部３５に、排気ガスを排気浄化装置３０の内部から外部へ排出する出口管３５ａが貫設される。出口部３５は排気浄化装置３０の後面に複数のボルト３１・３１・・・で固定される。

排気浄化装置３０の内部をメンテナンスする場合には、前記「メンテナンス側」でボンネット５の後部を上方へ回動させたあと、まずボルト３１・３１・・・を取り外し、排気浄化装置３０から出口管３５ａが貫装される出口部３５を取り外す。その後、ボルト４３・４３・・・を取り外し、蓋部４１を排気浄化装置カバー４０から取り外す。これにより、排気浄化装置３０を後向きに露出させ、その内部のメンテナンス、例えばフィルタの交換等を行うことができる。

以上のような構成により、パワーショベル１においては、ボンネット５の後部を上方へ回動させることによって、排気浄化装置カバー４０にボンネット５の外部からアクセスしやくすくなり、他の部品に邪魔されることなく排気浄化装置３０のメンテナンスを容易に行うことができる。また、かかる構成においては、出口管３５ａの取りまわしが容易である。

１ パワーショベル
２０ エンジン
２１ フライホイールケース
２２ 油圧ポンプ
２９ エンジン支持部材
３０ 排気浄化装置
４０ 排気浄化装置カバー
４１ 蓋部
４５ カバー本体

Claims (1)

1. ボンネット（５）内部に、エンジン（２０）と、前記エンジン（２０）のフライホイールケース（２１）側の出力軸に連結される油圧ポンプ（２２）と、該エンジン（２０）を支持するエンジン支持部材（２９）とを備える作業車両において、
   前記エンジン（２０）の排気マニホールド（２８）に排気浄化装置（３０）を接続し、前記排気浄化装置（３０）は、該エンジン（２０）のフライホイールケース（２１）、または該フライホイールケース（２１）から突出した前記油圧ポンプ（２２）のうち、少なくともどちらか一方の上方に配置され、
   前記エンジン（２０）と、油圧ポンプ（２２）と、排気浄化装置（３０）は、前記エンジン（２０）を支持するエンジン支持部材（２９）の前後・左右・上下の各方向幅内に納まる構成とし、
   前記排気浄化装置（３０）を、筒状に構成した排気浄化装置カバー（４０）内に収納し、
   該排気浄化装置カバー（４０）は、カバー本体（４５）と、取り外し可能とした端部の蓋部（４１）とから構成し、
   該カバー本体（４５）から蓋部（４１）を取り外すことにより出来る排気浄化装置カバー（４０）の開口部から、該排気浄化装置（３０）のフィルタを、取り外し・取り付け可能とし、
   該カバー本体（４５）に対する蓋部（４１）の位置は、前記ボンネット（５）の後側で、後方のメンテナンス側に向けて配置し、
   該蓋部（４１）の後面に、該排気浄化装置（３０）の内部から外部へ排気を排出する出口管（３５ａ）を付設した
   ことを特徴とする作業車両。

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