JP5723496B1 - 油圧ショベル - Google Patents

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Abstract

カウンタウェイトの重量低減を抑えるとともに、排気処理装置を適切に配置できる、油圧ショベルを提供する。排気処理装置を旋回フレームに対して支持する脚部を構成している後方脚部(180)は、断面U字形状に形成された本体部(180m)を有しており、本体部(180m)のU字形の開いた側がカウンタウェイト(5)に対向している。カウンタウェイト(5)には、本体部(180m)のU字形の一対の先端部(182,183)が各々挿入される溝状の一対の凹部(52,53)が形成されている。

Description

本発明は、油圧ショベルに関する。
油圧ショベルには、排気処理装置が搭載されている。排気処理装置としては、たとえばディーゼル微粒子捕集フィルター装置(DPF)、ディーゼル酸化触媒装置(DOC)、および選択還元触媒装置(SCR)などが存在する。特に選択還元触媒装置は、排気ガス中の窒素酸化物を還元して排気ガスを浄化するものである。
国際公開第2011/152306号公報(特許文献1)の油圧ショベルにおいては、旋回体のメインフレーム上に支柱部材が立設されている。支柱部材の上端に梁部材が連結されており、梁部材にはフレーム部材が固定されている。エンジンからの排気ガスを処理する処理装置をフレーム部材に取り付けるために、ブラケットが設けられている。
国際公開第2011/152306号公報
油圧ショベルの旋回フレーム上には、車体バランスを保持するためのカウンタウェイトを配置する必要がある。旋回フレームの面積は限られているため、旋回フレームに対して排気処理装置を支持する脚部とカウンタウェイトとが干渉する場合がある。この干渉を回避するためにカウンタウェイトに切欠きを形成すると、カウンタウェイトの重量が低減して、油圧ショベルの車体バランスが失われる可能性がある。
本発明の目的は、カウンタウェイトの重量低減を抑えるとともに、排気処理装置を適切に配置できる、油圧ショベルを提供することである。
本発明の油圧ショベルは、旋回フレームと、エンジンと、排気処理装置と、カウンタウェイトと、脚部とを備えている。エンジンは、旋回フレーム上に配置されている。排気処理装置は、エンジンからの排気ガスを処理する。カウンタウェイトは、エンジンの後方において旋回フレーム上に配置されている。脚部は、排気処理装置を旋回フレームに対して支持している。脚部は、断面U字形状に形成された本体部を有しており、本体部のU字形の開いた側がカウンタウェイトに対向している。カウンタウェイトには、本体部のU字形の一対の先端部が各々挿入される溝状の一対の凹部が形成されている。
本発明の油圧ショベルによれば、脚部をカウンタウェイトに嵌め込んで配置することにより、排気処理装置をカウンタウェイトに近づけて配置できるため、面積の限られた旋回フレーム上において、排気処理装置を適切に配置することができる。一対の先端部の間を中空空間にせずにカウンタウェイトの一部を設けることで、カウンタウェイトに凹部を形成しても、カウンタウェイトの重量低減を抑制することができ、油圧ショベルの車体バランスを維持することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、脚部は、その下端に、旋回フレームに固定される板状の固定部を有している。カウンタウェイトには、固定部が挿入される第2の凹部が形成されている。第2の凹部をカウンタウェイトに形成することにより、脚部をカウンタウェイトに嵌め込んだ配置において、脚部を旋回フレームに確実に固定することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、固定部は、平面視で本体部のU字形の一対の先端部に挟まれる領域において旋回フレームに固定されている。これにより、固定部を収容するための第2の凹部の容積を小さくでき、カウンタウェイトの重量低減をより確実に抑制することができる。
上記の油圧ショベルは、後方小旋回型である。後方小旋回型の油圧ショベルでは、旋回フレームの面積が小さく、またカウンタウェイトも十分な余裕を持った重量でない。そのため、排気処理装置をカウンタウェイトに近づけて配置でき、カウンタウェイトの重量低減を抑制できる効果を、より顕著に得ることができる。
以上説明したように本発明によれば、カウンタウェイトの重量低減を抑えながら、排気処理装置を支持する脚部をカウンタウェイトの近くに固定して、排気処理装置を適切に配置することができる。
本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す側面図である。 旋回フレーム上の各機器の配置を示す模式的な平面図である。 還元剤の経路およびエンジンからの排気ガスの排気経路を模式的に示す機能図である。 旋回フレーム上に排気処理装置を搭載した状態を示す斜視図である。 カウンタウェイトに対する排気処理装置の配置を示す斜視図である。 カウンタウェイトおよび後方脚部の構成を示す分解斜視図である。 カウンタウェイトの要部の構成を示す部分斜視図である。 後方脚部の下端の固定部の構成を示す斜視図である。 カウンタウェイトに対する後方脚部の配置を示す第1の断面図である。 カウンタウェイトに対する後方脚部の配置を示す第2の断面図である。 カウンタウェイトに対する後方脚部の配置の変形例を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の思想を適用可能な油圧ショベルの構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す側面図である。本実施形態に係る油圧ショベル1は、図1に示すように、下部走行体2と、上部旋回体3と、作業機4と、カウンタウェイト5と、エンジン7と、キャブ10とを主に備えている。下部走行体2と上部旋回体3とにより、油圧ショベル本体が主に構成されている。
下部走行体2は、進行方向左右両端部分に巻き掛けられた一対の履帯Pを有している。下部走行体2は、一対の履帯Pが回転することにより自走可能に構成されている。
上部旋回体3は、下部走行体2に対して任意の方向に旋回可能に設置されている。上部旋回体3は、前方左側に、油圧ショベル1のオペレータが乗降する運転室であるキャブ10を含んでいる。上部旋回体3は、後方側に、エンジン7を収納するエンジン室、およびカウンタウェイト5を含んでいる。
なお、本実施の形態では、キャブ10内に運転員が着座した状態で、運転員の前方側(正面側)を上部旋回体3の前方側とし、運転員の後方側を上部旋回体3の後方側とし、着座状態での運転員の左側を上部旋回体3の左側とし、着座状態での運転員の右側を上部旋回体3の右側とする。以下の説明では、上部旋回体3の前後左右と油圧ショベル1の前後左右は一致しているとする。また、以下の図においては、前後方向を図中矢印X、左右方向を図中矢印Y、上下方向を図中矢印Zで示している。
土砂の掘削などの作業を行なう作業機4は、上下方向に作動自在に、上部旋回体3により軸支されている。作業機4は、上部旋回体3の前方側の略中央部に上下方向に作動可能に取り付けられたブーム4aと、ブーム4aの先端部に前後方向に作動可能に取り付けられたアーム4bと、アーム4bの先端部に前後方向に作動可能に取り付けられたバケット4cとを有している。ブーム4a、アーム4bおよびバケット4cはそれぞれ、油圧シリンダ58によって、駆動されるように構成されている。
作業機4は、キャブ10に搭乗しているオペレータが作業機4の先端部を見通せるように、キャブ10に対し、キャブ10の一方の側部側である右側に設けられている。キャブ10は、作業機4の取り付け部分の側方に配置されている。
カウンタウェイト5は、採掘時などにおいて車体のバランスをとるために上部旋回体3の後部に配置された重りである。油圧ショベル1は、カウンタウェイト5の後面の旋回半径を小さくした後方小旋回型油圧ショベルとして形成されている。このため、カウンタウェイト5の後面は、上方から見て上部旋回体3の旋回中心を中心とした円弧状に形成されている。エンジン7は、上部旋回体3の後部のエンジン室内に収容されている。
図2は、旋回フレーム31上の各機器の配置を示す模式的な平面図である。図2中の下側が上部旋回体3の前方を示し、図2中の上側が上部旋回体3の後方を示している。図2には、図1に示す油圧ショベル1において、旋回フレーム31上において還元剤タンク20から排気処理ユニットへ還元剤を供給するための配管(送り配管21および圧送配管25)の経路が図示されている。
なお、本明細書中では、還元剤および還元剤の前駆体を「還元剤」として総称するものとする。
図1に示す下部走行体2および作業機4を駆動するための動力源であるエンジン7は、旋回フレーム31上に搭載されている。エンジン7は、旋回フレーム31のうち左右方向の中央側のセンタフレームの、後部に搭載されている。重量の大きいエンジン7は、油圧ショベル本体の前方に取り付けられた作業機4との重量バランスを考慮して、作業機4を支持するセンタブラケット33から離れており、かつカウンタウェイト5に近い、油圧ショベル本体の後方端に配置されている。エンジン7を収納するエンジン室は、上部旋回体3の後部に設けられている。
エンジン室内には、冷却ユニット6およびファン8が収容されている。エンジン室内において、左側から右側へ向かって、冷却ユニット6、ファン8、エンジン7の順に並べられている。ファン8は、エンジン7によって回転駆動されて、エンジン室内を通過する空気の流れを発生する。ファン8は、油圧ショベル本体の左側から右側へ向かう空気の流れを発生する。冷却ユニット6は、ファン8の発生する空気の流れの上流側である、ファン8に対して左側に配置されている。エンジン7は、ファン8の発生する空気の流れの下流側である、ファン8に対して右側に配置されている。
冷却ユニット6は、ラジエータ、インタークーラ、およびオイルクーラを含んで構成されている。ラジエータは、エンジン7の冷却水を冷却するための冷却装置である。インタークーラは、エンジン7に供給される圧縮空気を冷却するための冷却装置である。オイルクーラは、油圧シリンダ58(図1)などの、油圧ショベル1に搭載された各種の油圧アクチュエータに供給される作動油を冷却するための冷却装置である。
油圧ショベル1はまた、エンジン室内に、エンジン7から排出される排気ガスを処理して浄化するための排気処理ユニットを備えている。排気処理ユニットは、排気処理装置12,14と、中継接続管13と、排気筒15と、還元剤の噴射ノズル28とを主に備えている。図2に示す平面視において、排気処理ユニットは、エンジン7に対して右側に配置されている。エンジン7には、エンジン7によって駆動されて作動油を移送する図示しない油圧ポンプが直結されている。油圧ポンプはエンジン7の右隣に配置されており、排気処理ユニットは油圧ポンプの上方に配置されている。
排気処理装置12は、後述する排気管11(図3)によりエンジン7と接続されている。排気処理装置14は、中継接続管13により排気処理装置12と接続されている。エンジン7から排出される排気ガスは、排気処理装置12,14を順に通過して、排気筒15から大気中に排出される。エンジン7からの排気ガスの排出の流れに対して、排気処理装置12はエンジン7の下流側に配置されており、排気処理装置14は排気処理装置12の下流側に配置されている。
排気処理装置12は、エンジン7から排出される排気ガス中に含まれる一酸化炭素および炭化水素などの未燃焼ガスを酸化して、排気ガス中の未燃焼ガスの濃度を低下させる。排気処理装置12は、たとえばディーゼル酸化触媒装置である。排気処理装置14は、還元剤との反応によって排気ガス中に含まれている窒素酸化物を還元し、窒素酸化物を無害な窒素ガスに化学変化して、排気ガス中の窒素酸化物濃度を低下させる。排気処理装置14は、たとえば選択触媒還元式の脱硝装置である。中継接続管13には、中継接続管13内に還元剤を噴射するための噴射ノズル28が設けられている。中継接続管13は、排気ガスに還元剤を噴射し混合するミキシング配管としての機能を有している。
油圧ショベル1はまた、排気処理ユニットへ還元剤を供給するための、還元剤供給部を備えている。還元剤供給部は、還元剤タンク20、および還元剤ポンプ22を備えている。還元剤タンク20は、排気処理装置14で使用される還元剤を貯留する。還元剤としては、たとえば尿素水が好適に用いられるが、これに限られるものではない。
還元剤タンク20および還元剤ポンプ22は、旋回フレーム31のうち、右側のサイドフレーム上に搭載されている。還元剤ポンプ22は、エンジン室に対して前方に配置されている。還元剤タンク20は、還元剤ポンプ22よりも前方に配置されている。還元剤タンク20は、還元剤が温度上昇して劣化することを防止するために、高温の機器であるエンジン7から離れて配置されており、たとえば旋回フレーム31の前方端に配置されている。
還元剤タンク20と還元剤ポンプ22とは、送り配管21および戻し配管23によって、互いに連結されている。送り配管21は、還元剤タンク20から還元剤ポンプ22へ還元剤を送出するための配管である。戻し配管23は、還元剤ポンプ22から還元剤タンク20へ還元剤を戻すための配管である。還元剤ポンプ22と噴射ノズル28とは、圧送配管25によって、互いに連結されている。圧送配管25は、還元剤ポンプ22から噴射ノズル28に還元剤を移送するための配管である。
還元剤タンク20から送り配管21を経由して還元剤ポンプ22へ移送されてきた還元剤は、還元剤ポンプ22において二分岐する。排気処理に使用されない還元剤は、還元剤ポンプ22から戻し配管23を経由して、還元剤タンク20へ戻される。排気処理に使用される還元剤は、還元剤ポンプ22から圧送配管25を経由して、噴射ノズル28へ到達し、噴射ノズル28から中継接続管13内へ噴霧される。
エンジン7からの排気ガスは、中継接続管13を経由して排気処理装置14へ流入する。中継接続管13は、排気ガスの流れにおいて、排気処理装置14の上流側に設けられている。還元剤タンク20から吸い出された還元剤は、中継接続管13に取り付けられた噴射ノズル28を経由して、中継接続管13内を流れる排気ガス中に噴射される。還元剤は、排気処理装置14に対し排気ガスの流れの上流側に噴射される。排気ガス中に噴射される還元剤の量は、排気処理装置14を通過する排気ガスの温度、および排気ガス中の窒素酸化物の濃度に基づいて、制御されている。
還元剤タンク20が旋回フレーム31上の前方端に配置されており、排気処理装置14が旋回フレーム31上の後方端に配置されている。この配置のため、還元剤を移送する送り配管21および圧送配管25は、油圧ショベル本体の前後方向に延び、旋回フレーム31の前方端から後方端に向かって延びている。
旋回フレーム31のうち右側のサイドフレーム上にはまた、燃料タンク36、作動油タンク38およびメインバルブ57が搭載されている。燃料タンク36は、エンジン7に供給される燃料を貯える。作動油タンク38は、油圧シリンダ58(図1)などの油圧アクチュエータに供給される作動油を貯える。
燃料タンク36および作動油タンク38は、重量が大きいため、旋回フレーム31上の重量バランスを考慮して、排気処理ユニットの前方の位置に配置されている。燃料タンク36への燃料の補給作業の作業性を考慮して、燃料タンク36は作動油タンク38よりも旋回フレーム31の側端近くに配置されている。燃料タンク36および作動油タンク38は、直方体状の耐圧タンクとして形成されている。燃料タンク36および作動油タンク38の前面は、メインバルブ57を収容するバルブルーム97の後壁として構成されている。
メインバルブ57は、多数の制御弁、パイロット弁などの集合体として構成されている。メインバルブ57は、作動油タンク38から吸い出され図示しない油圧ポンプにより移送される作動油を、図1に示す油圧シリンダ58、図示しない走行モータおよび旋回モータなどの油圧アクチュエータに給排する。これによりメインバルブ57は、油圧ショベル1の車体および作業機4を、オペレータの運転操作に応じて作動させる。
メインバルブ57は、燃料タンク36および作動油タンク38よりも重量が小さいため、旋回フレーム31上の重量バランスを考慮して、燃料タンク36および作動油タンク38に対し前方に配置されている。メインバルブ57は、還元剤タンク20に対し後方に配置されている。
メインバルブ57を収容するバルブルーム97と、還元剤タンク20を収容するタンクルーム92とは、仕切板80によって仕切られている。仕切板80は、還元剤タンク20の後方、かつメインバルブ57の前方に配置されており、還元剤タンク20とメインバルブ57との間に配置されている。仕切板80は、上部旋回体3の前後方向において、還元剤タンク20とメインバルブ57との間に介在している。仕切板80は、バルブルーム97の前壁として構成されている。仕切板80は、タンクルーム92の後壁として構成されている。
図3は、本実施の形態の油圧ショベル1における還元剤の経路およびエンジン7からの排気ガスの排気経路を模式的に示す機能図である。図3に示すように、エンジン7から排出された排気ガスは、排気管11、排気処理装置12、中継接続管13、排気処理装置14を順に経て排気筒15から車外に排気される。排気処理装置14に対して排気ガスの流れの上流側の中継接続管13に、噴射ノズル28が設けられている。
還元剤タンク20の内部には、還元剤90が貯留されている。還元剤タンク20の内部には、還元剤タンク20から流出する還元剤90が流れる吸出管24が配置されている。吸出管24の先端には、ストレーナ(濾過器)26が接続されている。吸出管24は、送り配管21に連結されている。還元剤タンク20から吸い出された還元剤90は、還元剤ポンプ22によって移送され、送り配管21および圧送配管25を順に経由して、噴射ノズル28へ到達する。排気処理に使用されない還元剤90は、還元剤ポンプ22から戻し配管23を経由して、還元剤タンク20へ戻される。
噴射ノズル28は、還元剤タンク20から吸い出した還元剤90を排気処理装置14に対し排気ガスの上流側に噴射する、還元剤噴射装置としての機能を有している。噴射ノズル28により、中継接続管13内を流れる排気ガス中に還元剤90が供給される。排気処理装置14において、排気ガス中に含有される窒素酸化物が還元剤90と反応することにより、排気ガス中の窒素酸化物の濃度が減少する。還元剤90が尿素水である場合、中継接続管13内において尿素水は分解してアンモニアへと変化し、窒素酸化物とアンモニアとの反応によって窒素酸化物は無害な窒素および酸素に分解される。窒素酸化物の量が適正値に低下した排気ガスは、排気筒15から排出される。
図4は、旋回フレーム31上に排気処理装置12,14を搭載した状態を示す斜視図である。旋回フレーム31は、センタフレーム31Cと、右サイドフレーム31Rと、左サイドフレーム31Lと、縦板34R,34Lとを有している。図4中の一点鎖線は、旋回フレーム31の左右方向における中心線CLを示している。
センタフレーム31Cは、旋回フレーム31における左右方向の中心に位置している。右サイドフレーム31Rは、センタフレーム31Cに対して右側に配置されており、センタフレーム31Cと一体構造に形成されている。左サイドフレーム31Lは、センタフレーム31Cに対して左側に配置されており、センタフレーム31Cと一体構造に形成されている。
縦板34R,34Lは、前後方向に沿って延びており、左右方向に間隔を空けて配置されている。縦板34R,34Lは、上下方向に立てられた板により構成されている。縦板34R,34Lは、センタフレーム31C、右サイドフレーム31Rおよび左サイドフレーム31Lに対して直交して設けられている。
作業機4の基端部を支持するセンタブラケット33は、縦板34R,34Lの前端部に設けられている。センタブラケット33は、作業機4の取り付け部分を構成している。作業機4は、一対の縦板34R,34Lの間に装着されて、上下方向に作動可能な状態で固定されている。左右一対の縦板34R,34Lは、センタブラケット33から離れるにしたがってその高さ寸法が小さくなるように傾斜している。
縦板34R,34Lには、複数の搭載部35が取り付けられている。図2に示すエンジン7は、搭載部35上に搭載されて、旋回フレーム31に対して支持されている。強度の大きい縦板34R,34Lに搭載部35を設けることにより、重量の大きいエンジン7を旋回フレーム31上に支持することが可能とされている。
左サイドフレーム31Lの上面には、一対のフロアフレーム32,32が、前後方向に間隔を空けて配置されている。キャブ10(図1,2)は、フロアフレーム32,32上に載せ置かれている。キャブ10は、フロアフレーム32を介して、旋回フレーム31上に搭載されている。
排気処理装置12,14は、受け皿状のブラケット170により支持されている。ブラケット170は、脚部によって、旋回フレーム31に対して支持されている。脚部は、後方脚部180、前方脚部191および右脚部192によって構成されている。脚部は、ブラケット170を介して、旋回フレーム31に対して3箇所で排気処理装置12,14を支持している。これにより、重量の大きい排気処理装置12,14が、旋回フレーム31上に強固に支持されている。
後方脚部180は、前方脚部191および右脚部192に対して、後方に配置されている。後方脚部180は、センタフレーム31Cに固定されている。前方脚部191は、後方脚部180および右脚部192に対して、前方に配置されている。前方脚部191は、縦板34Rに設けられた搭載部35上に固定されている。右脚部192は、後方脚部180および前方脚部191に対して、右側に配置されている。右脚部192は、右サイドフレーム31Rに固定されている。
排気処理装置12,14は、センタフレーム31Cから右サイドフレーム31Rに亘るように配置されており、旋回フレーム31の左右方向の右側に配置されている。搭載部35上に搭載される図4には図示しないエンジン7の右隣に、図示しない油圧ポンプが配置されており、排気処理装置12,14は油圧ポンプの上方に配置されている。排気処理装置12,14は、旋回フレーム31から離れて配置されており、排気処理装置12,14を支持しているブラケット170に対して下方に、油圧ポンプが配置されている。
排気処理装置12,14は、各々の長手方向が旋回フレーム31の前後方向に沿うように配置されている。排気処理装置12,14は、旋回フレーム31の左右方向の中心から端に向かって、排気処理装置14、排気処理装置12の順に並べられている。排気処理装置12の後端12eは、排気処理装置14の後端14eと比較して、より前方に配置されている。排気処理装置12の長手方向寸法は、排気処理装置14の長手方向寸法よりも、小さくなっている。
図5は、カウンタウェイト5に対する排気処理装置12,14の配置を示す斜視図である。図6は、カウンタウェイト5および後方脚部180の構成を示す分解斜視図である。図7は、カウンタウェイト5の要部の構成を示す部分斜視図である。なお図5には、左前方から見たカウンタウェイト5が図示されている。図6には、右前方から見たカウンタウェイト5が図示されている。図7には、カウンタウェイト5の旋回フレーム31との接触部分の一部が図示されている。
カウンタウェイト5は、エンジン7の後方において、旋回フレーム31上に配置されている。カウンタウェイト5は、エンジン室の後壁を構成する内周面を有している。カウンタウェイト5の内周面は、図2に示すエンジン7、ファン8、および排気処理装置12,14などの、旋回フレーム31上に搭載される各機器に対向している。図5,6に示すように、カウンタウェイト5の内周面には、カウンタウェイト5に隣接する各機器の配置を考慮するとともに、カウンタウェイト5の体積を可能な限り大きくできるように、複雑な凹凸形状が形成されている。
カウンタウェイト5の内周面には、図6,7に示すように、内周面が溝状に窪んだ一対の凹部52,53が形成されている。一対の凹部52,53の間には、凹部52,53に対して前方に突出した凸部51が形成されている。凸部51および凹部52,53は、上下方向に沿って延びている。
図7に示すように、凸部51は旋回フレーム31にまで延びていない。凸部51は旋回フレーム31に非接触であり、凸部51の下面と旋回フレーム31の上面との間には空間が形成されている。この空間は、カウンタウェイト5の内周面に対して窪んだ凹部54として形成されている。凹部52,53は、凹部54に連通している。
凹部52,53は、凸部51と同様に、旋回フレーム31にまで延びていない。カウンタウェイト5の内周面に対して窪んだ窪み形状のうち、旋回フレーム31の上面に沿って延びる範囲が凹部54を形成しており、凸部51に沿って延びる範囲が凹部52,53を形成している。
図7に示すように、旋回フレーム31には、複数(図7に示す実施形態では4個)の貫通孔37が形成されている。貫通孔37は、旋回フレーム31を厚み方向に貫通している。貫通孔37の一部または全部は、旋回フレーム31のうち、凹部54に面する位置において形成されている。
図6に示すように、後方脚部180は、本体部180mを有している。本体部180mは、上下方向に延びている。本体部180mは、その延在方向に圧縮荷重が負荷される柱として機能している。本体部180mは、断面U字形状に形成されている。本体部180mは、基部181と、先端部182と、図6には図示しない先端部183とを有している。
基部181および先端部182,183は、各々平板状の形状を有している。基部181の上下方向に延びる辺の一方に先端部182が連結されており、他方に先端部183が連結されている。基部181と先端部182との延びる方向は、互いに交差、典型的には直交している。基部181と先端部183との延びる方向は、互いに交差、典型的には直交している。先端部182と先端部183とは、互いに平行に延びている。
後方脚部180の本体部180mの上端には、梁部材が連結されている。梁部材の両端には、支持部185が設けられている。支持部185は、ブラケット170をその上に搭載し、ブラケット170を支持する。
後方脚部180の下端には、板状の固定部184が設けられている。固定部184は、本体部180mの下端に連結されている。固定部184が旋回フレーム31に固定されることにより、後方脚部180の全体が旋回フレーム31に固定されて、旋回フレーム31上に立設されている。
図6に示す分解斜視図には、旋回フレーム31上に後方脚部180が固定されている一方、カウンタウェイト5は旋回フレーム31上に搭載されていない状態における、後方脚部180とカウンタウェイト5との相対位置が図示されている。後方脚部180の本体部180mの一対の先端部182,183が、カウンタウェイト5に形成された溝状の一対の凹部52,53に各々挿入されることにより、カウンタウェイト5と後方脚部180とが組み合わされて配置される。これにより図5に示すように、排気処理装置12,14をカウンタウェイト5に接近させて配置することが可能になっている。
後方脚部180の先端部182,183が凹部52,53の内部に配置されて、後方脚部180とカウンタウェイト5とが組み合わされた、図5に示す配置においても、後方脚部180はカウンタウェイト5に固定されていない。後方脚部180を含む脚部によって旋回フレーム31に対し支持されている排気処理装置12,14と、カウンタウェイト5とは、それぞれ別個独立に旋回フレーム31上に搭載されている。
図8は、後方脚部180の下端の固定部184の構成を示す斜視図である。上述したように、後方脚部180の本体部180mは、基部181と先端部182,183とを有し、断面U字形状に形成されている。固定部184は板状の形状を有しており、本体部180mの下端に配置されている。
固定部184には複数(図8に示す実施形態では4個)の貫通孔が形成されている。貫通孔は、固定部184を厚み方向に貫通している。この貫通孔を貫通して、ボルト186が配置されている。固定部184の上面には貫通孔を取り囲む固定ナット187が取り付けられており、ボルト186は固定ナット187に螺合されて固定部184に取り付けられている。
ボルト186が、旋回フレーム31の下面側から旋回フレーム31に形成された貫通孔37(図7)に挿入され、貫通孔37および固定部184に形成された貫通孔を貫通し、固定ナット187にネジ止めされることにより、固定部184は旋回フレーム31に固定される。
図9は、カウンタウェイト5に対する後方脚部180の配置を示す第1の断面図である。図9には、図5に示す後方脚部180とカウンタウェイト5とが組み合わされた状態における、旋回フレーム31の延びる方向に平行な面に沿う後方脚部180およびカウンタウェイト5の断面が図示されている。図9には、カウンタウェイト5に凸部51および凹部52,53が形成されている位置における断面図が示されている。
図9に示すように、後方脚部180の本体部180mは、基部181と一対の先端部182,183とを有している。板状の基部181の一方の縁に先端部182が接合されており、他方の縁に先端部183が接合されており、本体部180mは断面U字形状に形成されている。本体部180mのU字形の開いた側が、カウンタウェイト5に対向している。先端部182,183は、基部181と比較して、カウンタウェイト5のより近くに配置されている。
カウンタウェイト5には、溝状の一対の凹部52,53が形成されている。一方の凹部52には、後方脚部180の一方の先端部182が挿入されている。他方の凹部53には、後方脚部180の他方の先端部183が挿入されている。基部181は、凹部52,53には挿入されておらず、カウンタウェイト5に嵌め込まれていない。基部181は、カウンタウェイト5の内周面に対し、旋回フレーム31の前方側に配置されている。
一対の凹部52,53の間には、凹部52,53の底面に対して突起する凸部51が形成されている。凸部51は、後方脚部180の本体部180mの一対の先端部182,183に挟まれて配置されている。凸部51は、本体部180mのU字形の内側に配置されている。凸部51は、断面U字形状の本体部180mの基部181および先端部182,183によって、三方を囲われている。
一対の先端部182,183は、それぞれ別々の凹部52,53に挿入されている。先端部182,183に挟まれる領域に、カウンタウェイト5の一部を構成している凸部51が配置されている。カウンタウェイト5には、先端部182,183の両方を収容する凹部が形成されるのではなく、先端部182を収容する凹部52と先端部183を収容する凹部53とが別々に形成されており、凹部52,53の間には後方脚部180の基部181へ向かって突出する凸部51が形成されている。カウンタウェイト5は、凸部51を有することにより、その体積が増大している。
図10は、カウンタウェイト5に対する後方脚部180の配置を示す第2の断面図である。図9と同様に、図10には、図5に示す後方脚部180とカウンタウェイト5とが組み合わされた状態における、旋回フレーム31の延びる方向に平行な面に沿う後方脚部180およびカウンタウェイト5の断面が図示されている。図10には、カウンタウェイト5に凹部54が形成されている位置における断面図が示されている。
図10に示すように、後方脚部180は、その下端に、板状の固定部184を有している。固定部184には、固定部184を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。旋回フレーム31および固定部184を貫いてボルト186が配置され、ボルト186が固定ナット187に螺合することにより、固定部184は旋回フレーム31に固定される。これにより後方脚部180が、旋回フレーム31に固定される。
カウンタウェイト5には、凹部54が形成されている。凹部54には、後方脚部180の固定部184が挿入されている。固定部184は、平面視で本体部180mの一対の先端部182,183に挟まれる領域において、旋回フレーム31に固定されている。カウンタウェイト5に、固定部184が挿入される凹部54が形成されていることにより、後方脚部180の全体をカウンタウェイト5に組み合わせて、後方脚部180をよりカウンタウェイト5に接近させて配置することが可能になっている。
図11は、カウンタウェイト5に対する後方脚部180の配置の変形例を示す断面図である。図11には、変形例のカウンタウェイト5が図示されており、図9と同様の上下方向位置における後方脚部180およびカウンタウェイト5の断面が図示されている。
図11に示す変形例のカウンタウェイト5では、図9に示すカウンタウェイト5と同様に、先端部182が挿入される凹部52と、先端部183が挿入される凹部53と、凹部52,53の間の凸部51とが形成されている。変形例のカウンタウェイト5にはさらに、カウンタウェイト5の内周面5sに対して窪んだ凹部55が形成されている。
後方脚部180の基部181は、凹部55の内部に収容されている。後方脚部180の本体部180mの全体が、変形例のカウンタウェイト5の内部に嵌め込まれている。これにより、変形例のカウンタウェイト5では、基部181の表面とカウンタウェイト5の内周面5sとを、ほぼ同一の平面上に配置することが可能になっている。
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の油圧ショベル1は、図5に示すように、後方脚部180を備えている。後方脚部180は、排気処理装置12,14を旋回フレーム31に対して支持する脚部を構成している。後方脚部180は、図9に示すように、断面U字形状に形成された本体部180mを有しており、本体部180mのU字形の開いた側がカウンタウェイト5に対向している。カウンタウェイト5には、本体部180mのU字形の一対の先端部182,183が各々挿入される溝状の一対の凹部52,53が形成されている。
カウンタウェイト5に、先端部182,183が挿入される凹部52,53が形成されているために、カウンタウェイト5と後方脚部180との干渉が防止されている。後方脚部180の少なくとも一部は、カウンタウェイト5に嵌め込まれて配置されている。後方脚部180は排気処理装置12,14を支持する脚部を構成しているので、排気処理装置12,14をカウンタウェイト5により近づけて配置できる。そのため、面積の限られた旋回フレーム31上において、排気処理装置12,14を適切に配置することができる。
後方脚部180の先端部182,183が同一の凹部に挿入されておらず、先端部182は溝状の凹部52に挿入されており、先端部183は凹部52とは別の溝状の凹部53に挿入されている。凹部52,53の間には、凸部51が形成されている。凸部51は、一対の先端部182,183の間に配置されるので、カウンタウェイト5に対する後方脚部180の配置に凸部51が影響することはない。一対の先端部182,183の間を中空空間にするのではなく、カウンタウェイト5の一部である凸部51を設けることで、カウンタウェイト5の体積を増加できる。これにより、カウンタウェイト5に凹部52,53を形成しても、カウンタウェイト5の重量低減を抑制することができ、油圧ショベル1の車体バランスを維持することができる。
また図8に示すように、後方脚部180は、その下端に、旋回フレーム31に固定される板状の固定部184を有している。図10に示すように、カウンタウェイト5には、固定部184が挿入される凹部54が形成されている。後方脚部180の本体部180mの先端部182,183が挿入される凹部52,53に加えて、固定部184が挿入される凹部54をカウンタウェイト5に形成することにより、後方脚部180の少なくとも一部をカウンタウェイト5に嵌め込んだ配置において、後方脚部180を旋回フレーム31に確実に固定することができる。
また図8,10に示すように、固定部184は、平面視で本体部180mのU字形の一対の先端部182,183に挟まれる領域において旋回フレーム31に固定されている。このようにすれば、後方脚部180を旋回フレーム31に対して固定するためのスペースを、本体部180mのU字形の外側に設ける必要がない。したがって、固定部184を収容するための凹部54の容積を小さくでき、カウンタウェイト5の重量をより確実に保持することができる。
また図1に示すように、油圧ショベル1は、後方小旋回型である。後方小旋回型の油圧ショベル1では、旋回フレーム31の面積が小さく、またカウンタウェイト5も十分な余裕を持った重量でない。そのため、本実施形態において説明した通り、カウンタウェイト5に形成された一対の凹部52,53に後方脚部180の先端部182,183が各々挿入され、凹部52,53の間に凸部51の形成された構成とすることにより、排気処理装置12,14をカウンタウェイト5に近づけて配置でき、カウンタウェイト5の重量低減を抑制できる効果を、より顕著に得ることができる。
これまでの実施の形態の説明においては、2つの排気処理装置12,14がブラケット170を介して脚部により旋回フレーム31に対して支持されている構成について説明した。本実施形態の後方脚部180およびカウンタウェイト5の構成は、排気処理装置12または排気処理装置14のいずれかを単独で支持する脚部に適用してもよい。脚部によって旋回フレーム31に対して支持される排気処理装置は、DOC、SCR以外の任意の排気処理装置であってもよく、または任意の排気処理装置を複数組み合わせた排気処理ユニットであってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 油圧ショベル、4 作業機、5 カウンタウェイト、5s 内周面、7 エンジン、12,14 排気処理装置、12e,14e 後端、13 中継接続管、20 還元剤タンク、22 還元剤ポンプ、28 噴射ノズル、31 旋回フレーム、31C センタフレーム、31L 左サイドフレーム、31R 右サイドフレーム、33 センタブラケット、34L,34R 縦板、36 燃料タンク、37 貫通孔、38 作動油タンク、51 凸部、52,53,54,55 凹部、170 ブラケット、180 後方脚部、180m 本体部、181 基部、182,183 先端部、184 固定部、185 支持部、186 ボルト、187 固定ナット、191 前方脚部、192 右脚部。

Claims (4)

  1. 旋回フレームと、
    前記旋回フレーム上に配置されたエンジンと、
    前記エンジンからの排気ガスを処理する排気処理装置と、
    前記エンジンの後方において前記旋回フレーム上に配置されたカウンタウェイトと、
    前記排気処理装置を前記旋回フレームに対して支持する脚部とを備え、
    前記脚部は、断面U字形状に形成された本体部を有し、前記本体部のU字形の開いた側が前記カウンタウェイトに対向し、
    前記カウンタウェイトには、前記本体部のU字形の一対の先端部が各々挿入される溝状の一対の凹部が形成されている、油圧ショベル。
  2. 前記脚部は、その下端に、前記旋回フレームに固定される板状の固定部を有し、
    前記カウンタウェイトには、前記固定部が挿入される第2の凹部が形成されている、請求項1に記載の油圧ショベル。
  3. 前記固定部は、平面視で前記本体部のU字形の前記一対の先端部に挟まれる領域において前記旋回フレームに固定される、請求項2に記載の油圧ショベル。
  4. 前記油圧ショベルは、後方小旋回型である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
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