JP5768191B1

JP5768191B1 - 油圧ショベル

Info

Publication number: JP5768191B1
Application number: JP2014549259A
Authority: JP
Inventors: 加納　光; 光加納
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2034-08-08
Also published as: DE112014000097B4; CN104334808B; WO2016021047A1; US20160265192A1; DE112014000097T5; JPWO2016021047A1; US9534355B2; CN104334808A

Abstract

カウンタウェイトの重量低減を抑え、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。エンジンからの排気ガスを処理する第１および第２の排気処理装置（１２，１４）は、左右方向における中心から端に向かって、第２の排気処理装置（１４）、第１の排気処理装置（１２）の順に並べられている。第１の排気処理装置（１２）の後端（１２ｅ）は、第２の排気処理装置（１４）の後端（１４ｅ）よりも前方に配置されている。カウンタウェイト（５）は、その内周面に、平面視において左右方向の中心側の第２面部分（５２）と、端側の第４面部分（５４）とを有している。第２面部分（５２）よりも第４面部分（５４）が前方に突出しており、第２面部分（５２）と第４面部分（５４）との間に段部（５６）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。

特開２０１１−１５７７２１号公報（特許文献１）には、ＤＰＦとＳＣＲとを、エンジン室を形成する後方周壁の内壁面に一定間隔を隔てて配置する構成が開示されている。

特開２０１１−１５７７２１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。一方、エンジンからの排気ガスを処理する排気処理装置は、エンジンに近い車体後方に配置する必要があるが、旋回フレームの面積が限られているため、カウンタウェイトに接近させて配置するのが望ましい。この場合、排気処理装置がカウンタウェイトと干渉しないようにカウンタウェイトの厚みを小さくすると、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、第１排気処理装置および第２排気処理装置と、カウンタウェイトとを備えている。エンジンは、旋回フレーム上に配置されている。第１排気処理装置および第２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。第１排気処理装置と第２排気処理装置とは、各々の長手方向が旋回フレームの前後方向に沿って配置されている。第１排気処理装置と第２排気処理装置とは、旋回フレームの左右方向の中心から端に向かって第２排気処理装置、第１排気処理装置の順に並べられて配置されている。第１排気処理装置の後端は、第２排気処理装置の後端よりも、前方に配置されている。カウンタウェイトは、その内周面に、平面視において旋回フレームの左右方向の中心側よりも端側が前方に突出した段部を有している。

本発明の油圧ショベルによれば、排気処理装置の後端を前後方向にずらして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接近させて配置でき、面積の限られた旋回フレーム上に排気処理装置を適切に配置することができる。段部よりも端側においてカウンタウェイトの内周面が前方に突出しているため、カウンタウェイトの重量低減を抑制することができる。

上記の油圧ショベルにおいて、第１排気処理装置の長手方向寸法は、第２排気処理装置の長手方向寸法よりも小さい。このように排気処理装置を配置することで、旋回フレーム上に排気処理装置を配置するために必要な面積を低減することができる。

上記の油圧ショベルにおいて、段部は、上方に向かうにつれて旋回フレームの左右方向の中心に近づいている。このような形状の段部を設けることにより、意匠性および強度に優れたカウンタウェイトを提供することができる。

上記の油圧ショベルにおいて、カウンタウェイトの内周面に凹部が形成されている。凹部は、凹部の上側および下側よりもへこんだ形状を有している。カウンタウェイトに排気処理装置を受け入れる凹部を形成することで、排気処理装置をさらに後方側へ配置することが可能になる。一方、凹部よりも上側および下側を前方に突出する形状とすることで、カウンタウェイトの重量を増大することができる。

上記の油圧ショベルは、第１排気処理装置および第２排気処理装置を支持するブラケットをさらに備えている。第２排気処理装置の後端に沿うブラケットの縁部は、平面視において、第１排気処理装置の後端に沿うブラケットの縁部よりも、カウンタウェイト側に突出している。これにより、ブラケットに搭載された排気処理装置をカウンタウェイトのより近くに配置することができる。

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、排気処理装置をカウンタウェイトの近く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。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。カウンタウェイトの構成を示す斜視図である。排気処理ユニットの概略構成を示す平面図である。カウンタウェイトに対する排気処理装置の配置を示す第１の部分断面図である。カウンタウェイトに対する排気処理装置の配置を示す第２の部分断面図である。カウンタウェイトに対する排気処理装置の配置を示す平面図である。油圧ショベルからの排気処理装置の取り外し作業中の排気処理装置の配置を示す部分断面図である。油圧ショベルからの排気処理装置の取り外し作業中の排気処理装置の配置を示す平面図である。油圧ショベルからの排気処理装置の取り外し作業中の排気処理装置の移動経路を示す概念図である。

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９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。図２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。

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９（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。

排気処理装置１２，１４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から、右側のサイドフレーム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。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。

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３９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９（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３９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３９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３９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９、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３９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３９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３９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３９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３９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３９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３９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、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５は、カウンタウェイト５の構成を示す斜視図である。図４，５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。

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、脚部に搭載されている。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。ブラケット１７０は、ボルト結合により脚部に固定されている。脚部は、旋回フレーム３１に固定されている。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。

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４，５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。

後方脚部１８０の一部または全部を、カウンタウェイト５に形成された凹部に嵌め込むことにより、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４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がカウンタウェイト５の内周面の凹部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４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５に示すように、カウンタウェイト５の内周面は、第１面部分５１、第２面部分５２、第３面部分５３、第４面部分５４、および第５面部分５５を有している。第２面部分５２は、第１面部分５１の上側に設けられている。第３面部分５３は、第１面部分５１の下側に設けられている。第４面部分５４は、第１面部分５１および第２面部分５２に対し、旋回フレーム３１の左右方向の右側に配置されている。第５面部分５５は、第４面部分５４に対し、旋回フレーム３１の左右方向の右側に配置されている。

第１面部分５１と第４面部分５４とは、旋回フレーム３１の左右方向の中心側から端側へ向かって、第１面部分５１、第４面部分５４の順に設けられている。また、第２面部分５２、第４面部分５４および第５面部分５５は、旋回フレーム３１の左右方向の中心側から端側へ向かって、第２面部分５２、第４面部分５４、第５面部分５５の順に設けられている。第４面部分５４は、上下方向において、第１面部分５１に対し旋回フレーム３１の左右方向の右側の位置と、第２面部分５２に対し旋回フレーム３１の左右方向の右側の位置とに亘って、形成されている。

第１面部分５１は、カウンタウェイト５の内周面の一部を構成している。第１面部分５１は、第１面部分５１に対して上側の第２面部分５２、および第１面部分５１に対して下側の第３面部分５３よりも窪んでいる。第１面部分５１は、第２面部分５２および第３面部分５３よりもへこんだ、凹部として形成されている。

第４面部分５４は、第１面部分５１および第２面部分５２に対して、平面視で旋回フレーム３１の左右方向の端側に形成されている。第４面部分５４は、第１面部分５１に対して、旋回フレーム３１の前方へ向けて突出している。第４面部分５４は、第２面部分５２に対して、旋回フレーム３１の前方へ向けて突出している。

第５面部分５５は、第４面部分５４に対して、平面視で旋回フレーム３１の左右方向の端側に形成されている。第５面部分５５は、第４面部分５４に対して、旋回フレーム３１の前方へ向けて突出している。

カウンタウェイト５の内周面はまた、段部５６，５７を有している。第４面部分５４が、第１面部分５１および第２面部分５２よりも旋回フレーム３１の前方へ突出しているために、第１面部分５１と第４面部分５４との間、および、第２面部分５２と第４面部分５４との間に、段部５６が形成されている。同様に、第５面部分５５が第４面部分５４よりも旋回フレーム３１の前方へ突出しているために、第４面部分５４と第５面部分５５との間に段部５７が形成されている。

第１面部分５１の、旋回フレーム３１の左右方向における右側の縁部分は、第２面部分５２の右側の縁部分よりも、旋回フレーム３１の右端側に設けられている。第２面部分５２の、旋回フレーム３１の左右方向における右側の縁部分は、第１面部分５１の右側の縁部分よりも、旋回フレーム３１の左右方向の中心側に設けられている。段部５６は、第１面部分５１および第２面部分５２の右側の縁部分に沿って形成されている。段部５６は、上方に向かうにつれて、旋回フレーム３１の左右方向の中心に近づいている。

図６は、排気処理ユニットの概略構成を示す平面図である。排気処理ユニットは、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ユニットであって、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。エンジン７から排出される排気ガスは、排気管１１、排気処理装置１２、中継接続管１３、排気処理装置１４および排気筒１５の順に流れる。

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（図６中の左右方向）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（図６中の上下方向）の中心（図６中の下方）から端（図６中の上方）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。

排気処理装置１２は、後端１２ｅを有している。排気処理装置１４は、後端１４ｅを有している。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。旋回フレーム３１の前後方向において、排気処理装置１２と排気処理装置１４とは、ずれて（オフセットして）配置されている。旋回フレーム３１の左右方向において、排気処理装置１２と排気処理装置１４とは、互いに隣り合って並んでいる。

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、旋回フレーム３１の後方側の後縁１７１を有している。後縁１７１は、縁部分１７２，１７４〜１７７を有している。縁部分１７２は、排気処理装置１４の後端１４ｅに沿って設けられている。縁部分１７４は、排気処理装置１２の後端１２ｅに沿って設けられている。

図７は、カウンタウェイト５に対する排気処理装置１２，１４の配置を示す第１の部分断面図である。図７および後述する図８，９には、排気処理装置１２，１４を搭載したブラケット１７０が旋回フレーム３１上に支持されており、カウンタウェイト５もまた排気処理装置１２，１４とは独立して旋回フレーム３１上に支持されている状態における、排気処理装置１２，１４またはブラケット１７０とカウンタウェイト５との相対位置が図示されている。

図７には、図５に示す第１面部分５１および第４面部分５４を通り、旋回フレーム３１に平行な面に沿う、カウンタウェイト５の断面が図示されている。図７に示すように、排気処理装置１２，１４を支持しているブラケット１７０の後縁１７１は、カウンタウェイト５の第１面部分５１、第４面部分５４および段部５６に対向して配置されている。後縁１７１のうち、縁部分１７２が第１面部分５１に対向しており、縁部分１７４が第４面部分５４に対向している。

カウンタウェイト５は、排気処理装置１２，１４に対し後方に配置されている。カウンタウェイト５は、排気処理装置１２，１４を支持するブラケット１７０に対し後方に配置されている。図７に示すように、ブラケット１７０の縁部分１７２は、平面視において、縁部分１７４よりも、カウンタウェイト５の配置された後方側に突出している。縁部分１７２は、縁部分１７４よりもカウンタウェイト５に近く配置されている。縁部分１７２とカウンタウェイト５の第１面部分５１との間の隙間は、縁部分１７４と第４面部分５４との間の隙間よりも、小さくなっている。

縁部分１７２と縁部分１７４との間に設けられている縁部分１７６は、カウンタウェイト５の第１面部分５１と第４面部分５４との間に形成されている段部５６に対向している。第１面部分５１は、排気処理装置１４の後端１４ｅに対向している。第４面部分５４は、排気処理装置１２の後端１２ｅに対向している。第１面部分５１は第４面部分よりも後方に配置されている。段部５６は、第１面部分５１と、第１面部分に対し前方に突出した第４面部分５４との間に形成されている。

図８は、カウンタウェイト５に対する排気処理装置１２，１４の配置を示す第２の部分断面図である。図８には、図５に示す第２面部分５２、第４面部分５４および第５面部分５５を通り、旋回フレーム３１に平行な面に沿う、カウンタウェイト５の断面が図示されている。

図５を参照して説明した通り、第１面部分５１は、第１面部分５１に対して上側の第２面部分５２よりも窪んだ形状に形成されている。第２面部分５２、第４面部分５４および第５面部分５５は、第１面部分５１よりも前方に突出している。ブラケット１７０の後縁１７１は、図７に示す通り、第１面部分５１に対向して配置されている。第２面部分５２は、ブラケット１７０の後縁１７１を上方から覆っている。そのため、図８に示すカウンタウェイト５の断面では、ブラケット１７０の後縁１７１は、カウンタウェイト５の第２面部分５２、第４面部分５４および第５面部分５５によって覆われており、視認できなくなっている。

図９は、カウンタウェイト５に対する排気処理装置１２，１４の配置を示す平面図である。図９には、排気処理装置１２，１４およびカウンタウェイト５を上方から平面視した状態が図示されている。第２面部分５２、第４面部分５４および第５面部分５５が、第１面部分５１よりも前方に突出しているために、図８と同様に、図９に示す平面視においても、ブラケット１７０の後縁１７１は視認できなくなっている。

排気処理装置１２，１４は、カウンタウェイト５に固定されておらず、カウンタウェイト５とは独立に旋回フレーム３１によって支持されている。そのため、カウンタウェイト５を旋回フレーム３１に固定した状態のまま、排気処理装置１２，１４を油圧ショベル１から取り外すことが可能とされている。これにより、排気処理装置１２，１４のメンテナンスが容易になっている。

一方、カウンタウェイト５が平面視においてブラケット１７０に重なっているために、排気処理装置１２，１４を支持するブラケット１７０をそのまま上方へ移動しても、カウンタウェイト５に干渉して排気処理装置１２，１４の取り外しができない。そこで、排気処理装置１２，１４の取り外しの際には、排気処理装置１２，１４を斜め上方へ移動させて、カウンタウェイト５との干渉を回避する必要がある。

図１０は、油圧ショベル１からの排気処理装置１２，１４の取り外し作業中の排気処理装置１２，１４の配置を示す部分断面図である。図１０には、カウンタウェイト５の図８と同じ断面が図示されている。図１０に示す２点鎖線は、図８におけるブラケット１７０の配置を示している。

排気処理装置１２，１４を油圧ショベル１から取り外す際には、図７に示す配置から、排気処理装置１２，１４を旋回フレーム３１の前方左側へ向けて、カウンタウェイト５から遠ざけるように移動させる。図１０には、ブラケット１７０を、後縁１７１がカウンタウェイト５の第２面部分５２、第４面部分５４および第５面部分５５に対向する位置まで斜め上方へ移動させたときの、ブラケット１７０の配置が図示されている。図１０に示すブラケット１７０は、図１０中に２点鎖線で示す旋回フレーム３１に搭載されているときの配置と比較して、図中の左下方向へ移動している。これにより、ブラケット１７０とカウンタウェイト５との干渉が回避されている。

図１１は、油圧ショベル１からの排気処理装置１２，１４の取り外し作業中の排気処理装置１２，１４の配置を示す平面図である。図１１には、図９と同様に、上方から平面視したカウンタウェイト５が図示されている。図１１に示す２点鎖線は、図９におけるブラケット１７０の配置を示している。

図１１には、ブラケット１７０をカウンタウェイト５の上面よりも上方の位置にまで移動させたときの、ブラケット１７０の配置が図示されている。図１１に示すブラケットは、図１１中に２点鎖線で示す旋回フレーム３１に搭載されているときの配置と比較して、図中の左下方向へ移動している。図１０，１１を比較して、図１１に示す排気処理装置１２，１４は、図１０に示す排気処理装置１２，１４よりも、平面視においてカウンタウェイト５からより離れた位置に移動している。これにより、ブラケット１７０とカウンタウェイト５との干渉が回避されている。

図１２は、油圧ショベル１からの排気処理装置１２，１４の取り外し作業中の排気処理装置１２，１４の移動経路を示す概念図である。図１２に示す位置Ｐ１は、旋回フレーム３１上に搭載されている排気処理装置１２，１４の配置を示す。位置Ｐ２は、平面視においてカウンタウェイト５と重ならない排気処理装置１２，１４の配置を示す。位置Ｐ３は、油圧ショベル１から取り外された排気処理装置１２，１４の配置を示す。図１２中の２点鎖線は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ至るまでの排気処理装置１２，１４の配置、および位置Ｐ２から位置Ｐ３へ至るまでの排気処理装置１２，１４の配置を示す。

図１２に示すように、排気処理装置１２，１４およびブラケット１７０は、旋回フレーム３１上に搭載された位置Ｐ１から、平面視においてカウンタウェイト５と重ならない位置Ｐ２まで、斜め上方へ移動する。その後、排気処理装置１２，１４およびブラケット１７０は、位置Ｐ２から位置Ｐ３まで、鉛直上方へ移動する。排気処理装置１２，１４およびブラケット１７０は、平面視においてカウンタウェイト５に重ならなくなるまで移動させた後、鉛直上方へ移動しても、カウンタウェイト５との干渉が発生することはない。

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では、図７〜９に示すように、エンジンからの排気ガスを処理する排気処理装置１２，１４は、各々の長手方向が旋回フレーム３１の前後方向に沿っている。旋回フレーム３１の左右方向における中心線ＣＬ（図２）から旋回フレーム３１の端に向かって、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よりも前方に配置されている。カウンタウェイト５は、その内周面に、平面視において旋回フレーム３１の左右方向の中心側の第２面部分５２と、端側の第４面部分５４とを有している。図９に示すように、第２面部分５２よりも第４面部分５４が前方に突出しており、第２面部分５２と第４面部分５４との間に段部５６が形成されている。

旋回フレーム３１の左右方向における中心側の排気処理装置１４の後端１４ｅよりも、端側の排気処理装置１２の後端１２ｅが前方に配置されており、排気処理装置１２，１４は前後方向にずれて（オフセットして）配置されている。これにより、旋回フレーム３１の中心から端に近づくにしたがって前方へ向かうように湾曲しているカウンタウェイト５の外周面に沿わせて、排気処理装置１２，１４を配置できる。排気処理装置１２，１４を、上部旋回体３の後端旋回半径からはみ出ることなく旋回フレーム３１の後方側に配置でき、カウンタウェイト５に接近させて配置できる。したがって、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を適切に配置でき、旋回フレーム３１の限られた面積を有効に活用することができる。

カウンタウェイト５は、排気処理装置１２，１４の外形に合わせて、排気処理装置１２，１４を油圧ショベル１に効率よく配置できるような形状に、最適化されている。前後方向にオフセットした排気処理装置１２，１４に合わせて、カウンタウェイト５の内周面に、平面視において旋回フレーム３１の左右方向の中心側よりも端側が前方に突出した段部５６が形成されている。

段部５６よりも中心側において、カウンタウェイト５の内周面に切欠きが形成されていることにより、排気処理装置１２，１４をカウンタウェイト５により近づけた配置が可能になる。また、排気処理装置１２，１４の油圧ショベル１からの取り外し時の経路を広く確保できるので、排気処理装置１２，１４の油圧ショベル１からの取り外しが容易になる。段部５６よりも端側において、カウンタウェイト５の内周面が前方に突出しているために、カウンタウェイト５の体積を増大できる。これにより、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７に示すように、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い。排気処理装置１４と比較して、旋回フレーム３１の前後方向に沿う長手方向の寸法が相対的に小さい排気処理装置１２が、相対的に前方に配置される後端１２ｅを有しており、かつ、旋回フレーム３１の左右方向における端側に配置されている。このように排気処理装置１２，１４を配置することで、旋回フレーム３１上に排気処理装置１２，１４を配置するために必要な面積を低減できる。したがって、旋回フレーム３１の面積をより有効に活用することができる。

旋回フレーム３１の左右方向において、排気処理装置１２，１４は、互いに隣り合って配置されている。旋回フレーム３１の前後方向における排気処理装置１２，１４の配置のずれ量は、排気処理装置１２，１４を連結する中継接続管１３内に注入される還元剤の排気ガスとの十分な混合を考慮して、中継接続管１３の長さを十分に確保できるように、設定されている。これにより、排気処理装置１２，１４を含む排気処理ユニットをコンパクト化できるとともに、排気処理装置１４における排気処理性能を十分に確保することができる。

また図５および図７〜９に示すように、段部５６は、上方に向かうにつれて旋回フレーム３１の左右方向の中心に近づいている。段部５６は、第１面部分５１と第４面部分５４との間に形成されており、また、第１面部分５１に対して上側の第２面部分５２と第４面部分５４との間に形成されている。図８に示す第２面部分５２と第４面部分５４との間の段部５６は、図７に示す第１面部分５１と第４面部分５４との間の段部５６よりも、旋回フレーム３１の左右方向の中心側に設けられている。

排気処理装置１２，１４の油圧ショベル１からの取り外しを容易にするためには、図７に示すカウンタウェイト５の断面形状と、カウンタウェイト５の上面の形状とを等しくするのが望ましいが、この場合、カウンタウェイト５の上面においてカウンタウェイト５の厚みが小さくなりすぎる部分ができるため、意匠性および強度の面で好ましくない。本実施形態のように、上方において下方よりも左右方向の中心側にシフトする形状の段部５６を設けることにより、排気処理装置１２，１４を左右方向の中心側に向かって斜め上方に移動することで排気処理装置１２，１４の油圧ショベル１からの取り外しが可能になり、かつ、意匠性および強度に優れたカウンタウェイト５を提供することができる。

また図５に示すように、カウンタウェイト５の内周面の一部は、第１面部分５１を構成している。第１面部分５１は、その上側の第２面部分５２よりもへこみ、その下側の第３面部分５３よりもへこんだ、凹部として形成されている。

図７に示すように、排気処理装置１４は、カウンタウェイト５の第１面部分５１に向き合う位置に配置されている。カウンタウェイト５の内周面の一部を削って第１面部分５１をくぼんだ形状に形成し、カウンタウェイト５に排気処理装置１４を受け入れる凹部を形成することで、排気処理装置１４をさらに後方側へ配置することが可能になる。一方、第１面部分５１よりも上側の第２面部分５２および下側の第３面部分５３を、第１面部分５１に対して前方に突出する形状とすることで、カウンタウェイト５の重量を増大することができ、またカウンタウェイト５の強度を向上することができる。

第１面部分５１よりも第２面部分５２が前方に突出する形状としたことにより、図９に示すように、平面視においてカウンタウェイト５の一部が排気処理装置１２，１４に重なっている。旋回フレーム３１上に搭載された排気処理装置１２，１４の鉛直上方に、カウンタウェイト５の一部が配置されている。排気処理装置１２，１４は、カウンタウェイト５によってその一部が覆われている。カウンタウェイト５は、排気処理装置１２，１４の一部にかぶさっている。平面視において、カウンタウェイト５の内周面は、排気処理装置１２，１４の後端よりも前方に存在する部分を有している。

これにより、カウンタウェイト５の上面における厚みを十分に確保できるので、意匠性および強度に優れたカウンタウェイト５を提供することができる。このような構成としても、排気処理装置１２，１４を前方側に向かって斜め上方に移動することで、排気処理装置１２，１４の油圧ショベル１からの取り外しが可能になっている。

また図７に示すように、油圧ショベル１は、ブラケット１７０をさらに備えている。排気処理装置１２，１４は、ブラケット１７０によって支持されている。排気処理装置１２，１４は、ブラケット１７０ならびに後方脚部１８０、前方脚部１９１および右脚部１９２を介して、旋回フレーム３１に支持されている。ブラケット１７０は、排気処理装置１２の後端１２ｅに沿う縁部分１７４と、排気処理装置１４の後端１４ｅに沿う縁部分１７２とを有している。平面視において、縁部分１７２は、縁部分１７４よりも、カウンタウェイト５側に突出している。

ブラケット１７０を図７に示す平面視においてカウンタウェイト５の壁面に略沿った形状にすることで、ブラケット１７０に搭載された排気処理装置１２，１４をカウンタウェイト５のより近くに配置できる。したがって、排気処理装置１２，１４を旋回フレーム３１上に適切に配置することができる。

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。

本発明は、後方小旋回型または超小旋回型の油圧ショベルに、特に有利に適用され得る。

１油圧ショベル、４作業機、５カウンタウェイト、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、２８噴射ノズル、３１旋回フレーム、５１第１面部分、５２第２面部分、５３第３面部分、５４第４面部分、５５第５面部分、５６，５７段部、１７０ブラケット、１７１後縁、１７２，１７４，１７５，１７７縁部分、１８０後方脚部。

Claims

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第１排気処理装置および第２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を備え、
前記第１排気処理装置と前記第２排気処理装置とは、各々の長手方向が前記旋回フレームの前後方向に沿い、前記旋回フレームの左右方向の中心から端に向かって前記第２排気処理装置、前記第１排気処理装置の順に並べられ、前記第１排気処理装置の後端が前記第２排気処理装置の後端よりも前方に配置されており、
前記カウンタウェイトは、その内周面に、平面視において前記旋回フレームの左右方向の中心側よりも端側が前方に突出した段部を有し、
前記第１排気処理装置および前記第２排気処理装置を支持するブラケットをさらに備え、
前記第２排気処理装置の後端に沿う前記ブラケットの縁部は、平面視において、前記第１排気処理装置の後端に沿う前記ブラケットの縁部よりも、前記カウンタウェイト側に突出している、油圧ショベル。
前記第２排気処理装置の後端が前記段部よりも前記旋回フレームの左右方向の中心側の前記内周面に対向し、前記第１排気処理装置の後端が前記段部よりも前記旋回フレームの左右方向の端側の前記内周面に対向する、請求項１に記載の油圧ショベル。
前記第１排気処理装置の長手方向寸法は、前記第２排気処理装置の長手方向寸法よりも小さい、請求項１または２に記載の油圧ショベル。
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第１排気処理装置および第２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を備え、
前記第１排気処理装置と前記第２排気処理装置とは、各々の長手方向が前記旋回フレームの前後方向に沿い、前記旋回フレームの左右方向の中心から端に向かって前記第２排気処理装置、前記第１排気処理装置の順に並べられ、前記第１排気処理装置の後端が前記第２排気処理装置の後端よりも前方に配置されており、
前記カウンタウェイトは、その内周面に、平面視において前記旋回フレームの左右方向の中心側よりも端側が前方に突出した段部を有し、
前記段部は、上方に向かうにつれて前記旋回フレームの左右方向の中心に近づく、油圧
ショベル。
前記カウンタウェイトの前記内周面に凹部が形成されており、
前記凹部は、前記凹部の上側および下側よりもへこんだ形状を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の油圧ショベル。