JP6000174B2 - エンジン装置 - Google Patents

Description

本願発明は、排気ガス浄化装置を設けたディーゼルエンジン等のエンジン装置に係り、より詳しくは、例えばホイルローダまたはバックホウまたはフォークリフトカーなどの作業機械に搭載されるエンジン装置に関するものである。

従来より、エンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を設け、排気ガス浄化装置の酸化触媒又はスートフィルタ等によって、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスを浄化処理する技術を開発されている（例えば特許文献１参照）。また、近年では、環境対策のため、建設機械や農業機械などの作業機械の分野においても、その機械に使用されるディーゼルエンジンに、排気ガス浄化装置を設けることが求められている（例えば特許文献２参照）。

特開２０００−１４５４３０号公報 特開２００７−１８２７０５号公報

ところで、排気ガス浄化装置を設けた場合、エンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置を消音器（マフラ）に代えて単に配置したのでは、消音器に比べて排気ガス浄化装置が格段に重い。そのため、特許文献２に開示される建設機械における消音器の支持構造を、排気ガス浄化装置の支持構造に流用したとしても、排気ガス浄化装置を安定的に組付けできないという問題がある。特にホイルローダのような作業機械では、周囲との接触防止のために旋回半径を小さくするべく、走行機体自体のコンパクト化が求められ、エンジン搭載スペースに制約がある。

そこで、本願発明は、これらの現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供しようとするものである。

本願発明は、走行機体の後部に設けたボンネット上に操縦座席を配置し且つ前記ボンネット内にエンジンを配置した作業機械に搭載されるエンジン装置であって、前記エンジンの排気ガスを浄化処理する排気ガス浄化装置と、前記エンジンの前面側に設けられたフラ
イホイールハウジングと、を備え、前記エンジンが、エンジン出力軸が前記作業機械の移動方向となる前後方向に沿って配置され、前記排気ガス浄化装置が、前記ボンネット内のうち前記操縦座席の下方に位置するように、複数のブラケット体を介して前記フライホイールハウジングの上面に連結されて、長手方向が左右方向に沿うように配置されており、前記ボンネット内に外気を取り込む吸気口が前記ボンネット前方に設けられ、前記ボンネット内の空気を外部に排気させる排気口が前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の後方に設けられ、前記排気ガス浄化装置の前方及び上方を覆う遮熱板が前記ボンネット内に設けられており、前記吸気口から流入した空気が、前記ボンネット上面と前記遮熱板とによって形成される冷却風路を通って、前記排気口から前記操縦座席後方に排気されるものである。

上記エンジン装置において、前記ボンネット上面のうち少なくとも前記操縦座席の下方部分を、開口可能に構成したものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記エンジンによって駆動する冷却ファンを前記エンジンの後面側に設け、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の下方又は前記ボンネット前面に通気口を形成し、前記冷却ファンによって前記通気口から冷却風を流入させるように構成しているものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の後方又は前記ボンネット前面に通気口を形成し、前記ボンネット内には、前記通気口に対峙させて電動ファンを設け、前記電動ファンによって前記通気口から冷却風を流入させ、前記ボンネット内面前部と前記排気ガス浄化装置との間を冷却風の流通経路に構成しているものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記操縦座席は前記ボンネット上面から離れるように跳ね上げ回動可能に構成し、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の下方には、メンテナンス用の窓穴を開口させ、前記窓穴に前記排気ガス浄化装置を対峙させているものとしてもよい。

本願発明によると、走行機体の後部に設けたボンネット上に操縦座席を配置し且つ前記ボンネット内にエンジンを配置した作業機械に搭載されるエンジン装置であって、前記エンジンの排気ガスを浄化処理する排気ガス浄化装置と、前記エンジンの前面側に設けられたフライホイールハウジングと、を備え、前記排気ガス浄化装置を、前記ボンネット内のうち前記操縦座席の下方に位置するように、複数のブラケット体を介して前記フライホイールハウジングの上面に連結したものであるから、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンの振動系に含めるものの、前記エンジンの構成部品の一つとして、高剛性部品である前記フライホイールハウジングに排気ガス浄化装置を強固に連結でき、前記エンジンの振動による前記排気ガス浄化装置の損傷を防止できる。前記エンジンの製造場所で前記排気ガス浄化装置を前記エンジンに組み込んで出荷できる。前記エンジンの前記排気マニホールドに前記排気ガス浄化装置を至近距離で連通できるから、前記排気ガス浄化装置を適正温度に維持し易く、高い排気ガス浄化性能を維持できる。

本願発明によると、前記ボンネット上面のうち少なくとも前記操縦座席の下方部分を、開口可能に構成したものであるから、排気ガス浄化装置に対するメンテナンス作業に要す
る手数を大幅に低減でき、メンテナンス作業性を向上できる。

本願発明によると、前記ボンネット前側から外気を取り込む吸気口を設けるとともに、該吸気口から流入した空気を流す冷却風路を、前記ボンネット内部の前記操縦座席の下方位置に形成したものであるから、ボンネット内のうち排気ガス浄化装置周辺に熱がこもりにくくなり、操縦座席周辺の環境悪化を抑制できる。

本願発明によると、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の後方に排気口を設け、前記冷却通路を流れた空気を該排気口から外部に排気させたものであるから、ボンネット内のうち排気ガス浄化装置周辺に熱がこもりにくくなり、操縦座席周辺の環境悪化を抑制できる。

本願発明によると、前記エンジンによって駆動する冷却ファンを前記エンジンの後面側に設け、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の下方又は前記ボンネット前面に通気口を形成し、前記冷却ファンによって前記通気口から冷却風を流入させるように構成しているものであるから、ボンネット内のうち排気ガス浄化装置周辺に熱がこもりにくくなり、操縦座席周辺の環境悪化を抑制できる。

本願発明によると、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の後方又は前記ボンネット前面に通気口を形成し、前記ボンネット内には、前記通気口に対峙させて電動ファンを設け、前記電動ファンによって前記通気口から冷却風を流入させ、前記ボンネット内面前部と前記排気ガス浄化装置との間を冷却風の流通経路に構成しているものであるから、ボンネット内のうち排気ガス浄化装置周辺に熱がこもりにくくなり、操縦座席周辺の環境悪化を抑制できる。

本願発明によると、前記操縦座席は前記ボンネット上面から離れるように跳ね上げ回動可能に構成し、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の下方には、メンテナンス用の窓穴を開口させ、前記窓穴に前記排気ガス浄化装置を対峙させているものであるから、排気ガス浄化装置に対するメンテナンス作業に要する手数を大幅に低減でき、メンテナンス作業性を向上できる。

本願発明の第１の実施形態における作業機械の一例となる、ホイルローダの左側面図である。 図１に示すホイルローダの平面図である。 ボンネットカバーの回転を説明するための、図１に示すホイルローダの右側面の拡大図である。 ボンネットカバーの回転を説明するための、図１に示すホイルローダの右側面の拡大図である。 ボンネット内の構成を説明するための、図１に示すホイルローダの右側面の一部断面図である。 本願発明のディーゼルエンジンの右側面図である。 同左側面図である。 同正面図である。 同平面図である。 排気ガス浄化装置の外観斜視図である。 本願発明の作業機械の別例となる、フォークリフトカーの側面図である。 図１０のフォークリフトカーの平面図である。 本願発明の第２の実施形態における作業機械の一例となる、ホイルローダの右側面の一部断面図である。 本願発明の第３の実施形態における作業機械の一例となる、ホイルローダの右側面の一部断面図である。 本願発明の第４の実施形態における作業機械の一例となる、ホイルローダの右側面の一部断面図である。

以下、図１〜図１０を参照して、本願発明のエンジン装置及び当該エンジン装置を備える作業機械の実施形態（第１の実施形態）を図面に基づいて説明する。なお、以下では、本実施形態における作業機械として、ローダ装置を作業部として備えるホイルローダを一例に挙げ、その構成の詳細を説明する。

図１〜図５に示すホイルローダ２１１は、左右一対の前輪２１３及び後輪２１４を有する走行機体２１６を備えている。走行機体２１６には、操縦部２１７とエンジン１とが搭載されている。走行機体２１６の前側部には、作業部であるローダ装置２１２を装着し、ローダ作業を行うことが可能に構成されている。操縦部２１７には、オペレータが着座する操縦座席２１９と、操縦ハンドル２１８と、エンジン１等を出力操作する操作手段や、ローダ装置２１２用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。

ホイルローダ２１１の前部であって前輪２１３の上方には、前述したように、作業部であるローダ装置２１２を備えている。ローダ装置２１２は、走行機体２１６の左右両側に配置されたローダポスト２２２と、各ローダポスト２２２の上端に上下揺動可能に連結された左右一対のリフトアーム２２３と、左右リフトアーム２２３の先端部に上下揺動可能に連結されたバケット２２４とを有している。

各ローダポスト２２２とこれに対応したリフトアーム２２３との間には、リフトアーム２２３を上下揺動させるためのリフトシリンダ２２６がそれぞれ設けられている。左右リフトアーム２２３とバケット２２４との間には、バケット２２４を上下揺動させるためのバケットシリンダ２２８が設けられている。この場合、操縦座席２１９のオペレータがローダレバー（図示省略）を操作することによって、リフトシリンダ２２６やバケットシリンダ２２８が伸縮作動し、リフトアーム２２３やバケット２２４を上下揺動させ、ローダ作業を実行するように構成している。

このホイルローダ２１１において、エンジン１は、操縦座席２１９の下側で、フライホイールハウジング１０が走行機体２１６の前部側に位置するように配置される。すなわち、エンジン１は、エンジン出力軸の向きがローダ装置２１２とカウンタウェイト２１５とが並ぶ前後方向に沿うように、エンジン１が配置されている。そして、このエンジン１の後方において、冷却ファン９の正面後側に、前方から順に、オイルクーラ２５及びラジエータ２４が配置される。また、エンジン１の前方上側において、フライホイールハウジング１０上部に固定された排気ガス浄化装置２が配置される。

排気ガス浄化装置２は、図５に示すように、その浄化入口管３６がエンジン１右側方に設置される排気マニホールド７の排気出口７１に直接接続される。この排気ガス浄化装置２は、その排気ガスの移動方向が同方向になるように設置される。すなわち、浄化入口管３６より排気ガス浄化ケース３８内に流入した排気ガスが、浄化ケース３８内を右側から左側に向かって流れて、粒子状物質（ＰＭ）が除去される。そして、浄化された排気ガスが、排気ガス浄化装置２の左下側側面で接続されるテールパイプ１３５を通じて機外に放出される。

また、エンジン１は、その左側方で、新気（外部空気）を吸引するエアクリーナ３２と連結する。エアクリーナ３２は、エンジン１の左側後方であって、排気ガスに基づく排熱
により加温される排気ガス浄化装置２から離間された位置に配置される。すなわち、エアクリーナ３２は、エンジン１後方のラジエータ２４の左側方であって、排気ガス浄化装置２からの熱に影響されない位置に配置される。従って、樹脂成型品などで構成されて熱的に弱いエアクリーナ３２が、排気ガス浄化装置２を通過する排ガスに基づく排熱による、変形などといった影響が及ぶことを抑制できる。

このように、操縦座席２１９下側及び後方に配置される、エンジン１、排気ガス浄化装置２、ラジエータ２４及びエアクリーナ３２は、カウンタウェイト２１５の上側に配置されるボンネット２２０によって覆われる。このボンネット２２０は、操縦部２１７の床面から突起したシートフレーム（前方カバー部）２２１として構成されるとともに、操縦部２１７内の前方部分が、操縦部２１７の後方部分が、開閉可能なボンネットカバー２２９（突出カバー部）として構成される。

すなわち、エンジン１前部の上方をシートフレーム２２１が覆うことにより、このエンジン１前方上側に配置される排気ガス浄化装置２もシートフレーム２２１が覆う。一方、ボンネットカバー２２９が、エンジン１後部の上方から後方に向かって覆う形状を備えることで、エンジン１後方に配置されるラジエータ２４及びオイルクーラ２５をも覆う。

ボンネット２２０のシートフレーム２２１の上側には、操縦座席２１９が着脱可能に設置される。これにより、シートフレーム２２１から操縦座席２１９を離脱したときに、シートフレーム２２１上面が開放されるため、シートフレーム２２１下側のエンジン１及び排気ガス浄化装置２等について、メンテナンスが可能となる。なお、操縦座席２１９を着脱可能とする構成に限定されるものではなく、操縦座席２１９がシートフレーム２２１の上方で前側に傾動することで、シートフレーム２２１上面を開放させるものとしてもよい。このとき、図３に示す例のように、操縦座席２１９が固設されたシートフレーム２２１自体が、前側に傾動することで、エンジン１等の上側が開放されるものとしてもよい。

ボンネット２２０が、その前方に、上面を開口可能としたシートフレーム２２１を備えることで、シートフレーム２２１の上面を閉じたとき、シートフレーム１が、エンジン１前方上側に配置される排気ガス浄化装置２を覆う。従って、風雨等に起因しての排気ガス浄化装置２の温度低下を抑制でき、排気ガス浄化装置２を適正温度に維持し易い。また、作業者が排気ガス浄化装置２に触れるおそれを少なくできる。一方、シートフレーム２２１の上面を開いたとき、エンジン１前方上側が開放されるため、エンジン１前方上側に配置される排気ガス浄化装置２へのアクセスが容易になるため、メンテナンス作業が行いやすい。

一方、シートフレーム２１１後方において、ボンネット２２０は、シートフレーム２２１の上面よりも上方に突出させたボンネットカバー２２９を備える。このボンネットカバー２２９は、カウンタウェイト２１５上側に配置されることで、エンジン１後方に配置されるラジエータ２４及びオイルクーラ２５を覆うとともに、開閉可能に構成される。すなわち、図４に示す例のように、ボンネットカバー２２９の前方上側に配置されたヒンジ部２３０が、ボンネットカバー２２９を回動可能に軸支する構成とし、ボンネットカバー２２９を前側上方に回動させて、エンジン１後方上側が開放されるものとしてもよい。このとき、ボンネットカバー２２９が油圧ダンパー等を介して走行機体２１６と連結されることで、ボンネットカバー２２９を開いたときに支持される構成としてもよい。

エンジン１は、フライホイールハウジング１０の前面側にミッションケース１３２が連結されている。エンジン１からフライホイール１１を経由した動力は、ミッションケース１３２にて適宜変速され、前輪２１３及び後輪２１４やリフトシリンダ２２６及びバケットシリンダ２２８等の油圧駆動源１３３に伝達されることになる。

ボンネット２２０は、図５に示すように、その前方に、外気を吸入する吸気口２３１を備えるとともに、運転座席２１９後方位置における上面に、機内の空気を排出する排気口２３２を備える。すなわち、シートフレーム２２１が、その前面に設けた吸気口２３１と、その上面の運転座席２１９後方位置に設けた排気口２３２とを有する。このように構成することで、ボンネット２２０内部で、吸気口２３１を通じて前方から機内に取り込んだ空気が、シートフレーム２２１の上面に沿って流れた後、運転座席２１９後方の排気口２３２から機外に流出する。

これにより、ボンネット２２０が、運転座席２１９下側に、冷却空気が流れる冷却風路２３３を備えた構造となる。すなわち、シートフレーム２２１の前方から後方にかけて、冷却風路２３３による断熱層が設けられるため、排気ガス浄化装置２による排熱の運転座席２１９への伝達を防止できる。従って、操縦座席２１９が排気ガス浄化装置２からの排熱により温度上昇することなく、操縦部２１７における環境温度を運転者にとって快適な温度に維持できる。

更に、シートフレーム２２１前面に設けられる吸気口２３１は、前方から後方に向かって上方に傾斜させた構成を備える。これにより、シートフレーム２２１前方の外気が、吸気口２３１よりボンネット２２０内に流入したとき、シートフレーム２２１上面に向かって流れる。すなわち、吸気口２３１の上記構成により、ボンネット２２０内に流入した冷却空気が、前方から後方斜め上側に向かって流れる。

これにより、吸気口２３１からの外気が、排気浄化装置２を回避するとともに運転座席２１９下側をシートフレーム２２１の上面に沿うように、冷却風路２３３内における冷却空気の流れを制御できる。従って、冷却風路２３３内を流れる冷却空気により、運転座席２１９下側を冷却できるだけでなく、冷却空気による排気ガス浄化装置２の温度低下を抑制でき、排気ガス浄化装置２を適正温度に維持し易い。

次に、図６〜図９を参照して、本願発明のエンジン装置について、上記ホイルローダ２１１等の作業機械に原動機として搭載されるディーゼルエンジン１を例に挙げて、以下に説明する。上記したように、ディーゼルエンジン１は、排気マニホールド７の排気出口７１に接続される排気ガス浄化装置２を備える。排気ガス浄化装置２は、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を低減する作用を備える。

ディーゼルエンジン１は、エンジン出力用クランク軸３とピストン（図示省略）を内蔵するシリンダブロック４を備える。シリンダブロック４にシリンダヘッド５を上載している。シリンダヘッド５の左側面に吸気マニホールド６を配置する。シリンダヘッド５の右側面に排気マニホールド７を配置する。シリンダヘッド５の上側面にヘッドカバー８を配置する。シリンダブロック４の後側面に冷却ファン９を設ける。シリンダブロック４の前側面にフライホイールハウジング１０を設ける。フライホイールハウジング１０内にフライホイール１１を配置する。

クランク軸３（エンジン出力軸）にフライホイール１１を軸支する。作業車両（バックホウやフォークリフト等）の作動部に、クランク軸３を介してディーゼルエンジン１の動力を取出すように構成している。また、シリンダブロック４の下面にはオイルパン１２を配置する。オイルパン１２内の潤滑油は、シリンダブロック４の側面に配置されたオイルフィルタ１３を介して、ディーゼルエンジン１の各潤滑部に供給される。

シリンダブロック４の側面のうちオイルフィルタ１３の上方（吸気マニホールド６の下
方）には、燃料を供給するための燃料供給ポンプ１４を取付ける。電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ（図示省略）を有する４気筒分の各インジェクタ１５をディーゼルエンジン１に設ける。各インジェクタ１５に、燃料供給ポンプ１４及び円筒状のコモンレール１６及び燃料フィルタ（図示省略）を介して、作業車両に搭載される燃料タンク（図示省略）を接続する。

前記燃料タンクの燃料が燃料供給ポンプ１４からコモンレール１６に圧送され、高圧の燃料がコモンレール１６に蓄えられる。各インジェクタ１５の燃料噴射バルブをそれぞれ開閉制御することによって、コモンレール１６内の高圧の燃料が各インジェクタ１５からディーゼルエンジン１の各気筒に噴射される。

シリンダブロック４の前面左寄りの部位には、冷却水循環用の冷却水ポンプ２１が冷却ファン９のファン軸と同軸状に配置されている。クランク軸３の回転にて、冷却ファン駆動用Ｖベルト２２を介して、冷却ファン９と共に冷却水ポンプ２１が駆動される。作業車両に搭載されるラジエータ２４内の冷却水が、冷却水ポンプ２１の駆動にて、冷却水ポンプ２１に供給される。そして、シリンダブロック４及びシリンダヘッド５に冷却水が供給され、ディーゼルエンジン１を冷却する。なお、冷却水ポンプ２１の左側方にはオルタネータ２３が設けられている。

シリンダブロック４の左右側面に機関脚取付け部１９がそれぞれ設けられている。各機関脚取付け部１９には、防振ゴム３５を有するとともに機体フレーム９４の左右側壁に連結された機関脚体３４がそれぞれボルト締結される。ディーゼルエンジン１は、各機関脚体３４を介して、上記ホイルローダ２１１等の作業車両における走行機体２１６の機体フレーム９４に防振支持される。これにより、ディーゼルエンジン１の振動が、機体フレーム９４へ伝達することを抑止できる。

さらに、ＥＧＲ装置２６（排気ガス再循環装置）を説明する。上向きに突出する吸気マニホールド６の入口部に、ＥＧＲ装置２６（排気ガス再循環装置）を介してエアクリーナ３２を連結する。新気（外部空気）が、エアクリーナ３２から、ＥＧＲ装置２６を介して吸気マニホールド６に送られる。

ＥＧＲ装置２６は、ディーゼルエンジンの排気ガスの一部（排気マニホールドからのＥＧＲガス）と新気（エアクリーナ３２からの外部空気）とを混合させて吸気マニホールド６に供給するＥＧＲ本体ケース２７（コレクタ）と、エアクリーナ３２に吸気管３３を介してＥＧＲ本体ケース２７を連通させる吸気スロットル部材２８と、排気マニホールド７にＥＧＲクーラ２９を介して接続される還流管路としての再循環排気ガス管３０と、再循環排気ガス管３０にＥＧＲ本体ケース２７を連通させるＥＧＲバルブ部材３１とを備えている。

すなわち、吸気マニホールド６と新気導入用の吸気スロットル部材２８とがＥＧＲ本体ケース２７を介して接続されている。そして、ＥＧＲ本体ケース２７には、排気マニホールド７から延びる再循環排気ガス管３０の出口側が連通している。ＥＧＲ本体ケース２７は長筒状に形成されている。吸気スロットル部材２８は、ＥＧＲ本体ケース２７の長手方向の一端部にボルト締結されている。ＥＧＲ本体ケース２７の下向きの開口端部が、吸気マニホールド６の入口部に着脱可能にボルト締結されている。

また、再循環排気ガス管３０の出口側が、ＥＧＲバルブ部材３１を介してＥＧＲ本体ケース２７に連結されている。再循環排気ガス管３０の入口側は、ＥＧＲクーラ２９を介して排気マニホールド７の下面側に連結されている。ＥＧＲバルブ部材３１内のＥＧＲバルブ（図示省略）の開度を調節することにより、ＥＧＲ本体ケース２７へのＥＧＲガスの供
給量を調節する。

上記の構成により、エアクリーナ３２から吸気スロットル部材２８を介してＥＧＲ本体ケース２７内に新気（外部空気）を供給する一方、排気マニホールド７からＥＧＲバルブ部材３１を介してＥＧＲ本体ケース２７内にＥＧＲガス（排気マニホールドから排出される排気ガスの一部）を供給する。エアクリーナ３２からの新気と、排気マニホールド７からのＥＧＲガスとが、ＥＧＲ本体ケース２７内で混合された後、ＥＧＲ本体ケース２７内の混合ガスが吸気マニホールド６に供給される。すなわち、ディーゼルエンジン１から排気マニホールド７に排出された排気ガスの一部が、吸気マニホールド６からディーゼルエンジン１に還流されることによって、高負荷運転時の最高燃焼温度が低下し、ディーゼルエンジン１からのＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量が低減される。

上記のようにＥＧＲクーラ２９が配置されるとき、排気マニホールド７にＥＧＲガス取出し管６１を一体的に形成する。また、排気マニホールド７に管継ぎ手部材６２をボルト締結する。ＥＧＲクーラ２９のＥＧＲガス入口部をＥＧＲガス取出し管６１にて支持すると共に、再循環排気ガス管３０を接続する管継ぎ手部材６２にて、ＥＧＲクーラ２９のＥＧＲガス出口部を支持することにより、ＥＧＲクーラ２９はシリンダブロック４（具体的には左側面）から離間して配置される。

また、排気マニホールド７の排気出口７１を前方に向けて開口し、排気マニホールド７の下方に、ＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラ２９を配置している。従って、エンジン１の一側面に沿わせて、排気マニホールド７とＥＧＲクーラ２９をコンパクトに設置できる。そして、ディーゼルエンジン１の右側方（排気マニホールド７側）に、ＥＧＲクーラ２９に冷却水ポンプ２１を接続する冷却水配管経路を設ける。これにより、冷却水ポンプ２１からの冷却水は、ディーゼルエンジン１の水冷部に供給されるだけでなく、その一部をＥＧＲクーラ２９に送るように構成されている。

すなわち、冷却水ポンプ２１と連結する戻りホース７５に合金製中間パイプ７６の一端側を接続し、合金製中間パイプ７６の他端側に可とう性ホース７６ａを介して接続される。そして、ＥＧＲクーラ２９の冷却水取入れ口が冷却水取出しホース７９を介してシリンダブロック４に接続されている。従って、冷却水ポンプ２１からの冷却水の一部が、シリンダブロック４からＥＧＲクーラ２９に供給され、循環する。

ラジエータ２４は、ディーゼルエンジン１の後方において、冷却ファン９と対向する位置に、ファンシュラウド（図示省略）を介して配置される。このラジエータ２４は、その上側が防振ゴム５９を有する上部支持ブラケット５７を介して機体フレーム９４の左右側壁部と連結されて、防振支持される。すなわち、上部支持ブラケット５７が、機体フレーム９４の左右側壁部に固着された支持部材９５，９６とボルト締結され、機体フレーム９４の左右側壁部の上側を架橋するように固定される。ラジエータ２４は、その上面が上部支持ブラケット５７に接続されることで、防振ゴム５９を介して防振支持される。また、ラジエータ２４の前面には、冷却ファン９と対向するよう、オイルクーラ２５が配置される。

このように、ラジエータ２４及びオイルクーラ２５は、ディーゼルエンジン１の後方の冷却ファン９に対向する位置において、その放熱量が小さい順に、冷却風の吐き出し方向に向けて一列に配置される。従って、冷却ファン９が回転駆動することで、ディーゼルエンジン１後方から外気を吸引することにより、熱交換器であるラジエータ２４及びオイルクーラ２５はそれぞれ、外気（冷却風）が吹き付けられ、空冷されることになる。

エアクリーナ３２は、その一端側が吸気スロットル部材２８の吸気口と連結する吸気管
３３の他端側と連結する。この吸気管３３がディーゼルエンジン１の後方に向かって延設されることで、エアクリーナ３２は、ディーゼルエンジン１の左側後方に配置される。すなわち、エアクリーナ３２は、ディーゼルエンジン１の後方に配置されるラジエータ２４の左側に配置されることとなる。

次いで、図６〜図１０を参照して、排気ガス浄化装置２について説明する。排気ガス浄化装置２は、浄化入口管３６及び浄化出口管３７を有する排気ガス浄化ケース３８を備える。この排気ガス浄化ケース３８は、左右方向に長く延びた円筒形状に構成される。そして、排気ガス浄化ケース３８の右側（排気ガス移動方向上流側）及び左側（排気ガス移動方向下流側）それぞれに、浄化入口管３６及び浄化出口管３７それぞれが設けられる。

また、排気ガス浄化装置２は、フライホイールハウジング１０上で固定されて、シリンダヘッド５及びヘッドカバー８前方に配置される。このとき、浄化入口管３６が、排気ガス浄化ケース３８における円筒形状側面の右側後方に設けられる。そして、排気マニホールド７の排気出口７１は、フライホイールハウジング１０と再循環排気ガス管３０との間に配置され、前方に向かって排気ガスを排気するよう開口している。この排気マニホールド７の排気出口７１に対して、排気ガス浄化装置２の排気ガス取入れ側である浄化入口管３６が着脱可能にボルト締結される。一方、浄化出口管３７は、排気ガス浄化ケース３８の円筒形状側面の左側下方に設けられ、テールパイプ１３５が接続される。

このように、排気ガス浄化装置２の浄化入口管３６が、排気マニホールド７内の排気ガス移動方向の延長線上に配置されることとなる。すなわち、排気マニホールド７及び浄化入口管３６の内管形状はそれぞれ、排気マニホールド７内を流れる排気ガスの流れに沿うように構成されている。これにより、排気マニホールド７に流入した排気ガスが、排気マニホールド７内を通過して排気ガス浄化装置２に流入する際、この排気ガスの流れに対する障害が小さくなる。従って、排気ガス浄化装置２へ流入する排気ガスは、効率よく排気ガス浄化装置２まで流れることから、その温度を高温で維持できる。

排気ガス浄化ケース３８の内部に、二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する白金等のディーゼル酸化触媒３９（ガス浄化体）と、捕集した粒子状物質（ＰＭ）を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ４０（ガス浄化体）とを、排気ガスの移動方向（図１の下側から上側）に直列に並べている。なお、排気ガス浄化ケース３８の一側部を消音器４１にて形成し、消音器４１には、テールパイプ１３５と連結される浄化出口管３７を設けている。

上記の構成により、ディーゼル酸化触媒３９の酸化作用によって生成された二酸化窒素（ＮＯ２）が、スートフィルタ４０内に一側端面（取入れ側端面）から供給される。ディーゼルエンジン１の排気ガス中に含まれた粒子状物質（ＰＭ）は、スートフィルタ４０に捕集されて、二酸化窒素（ＮＯ２）によって連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の含有量が低減される。

また、サーミスタ形の上流側ガス温度センサ４２と下流側ガス温度センサ４３が、排気ガス浄化ケース３８に付設される。ディーゼル酸化触媒３９のガス流入側端面の排気ガス温度を、上流側ガス温度センサ４２にて検出する。ディーゼル酸化触媒のガス流出側端面の排気ガス温度を、下流側ガス温度センサ４３にて検出する。

さらに、排気ガス浄化ケース３８に、排気ガス圧力センサとしての差圧センサ４４を付設する。スートフィルタ４０の上流側と下流側間の排気ガスの圧力差を、差圧センサ４４にて検出する。スートフィルタ４０の上流側と下流側間の排気圧力差に基づき、スートフ
ィルタ４０における粒子状物質の堆積量が演算され、スートフィルタ４０内の詰り状態を把握できるように構成している。

電気配線コネクタ５１を一体的に設けた差圧センサ４４は、ガス温度センサ４２，４３の電気配線コネクタ５５と共に、略Ｌ字板状のセンサブラケット４６に支持される。このセンサブラケット４６は、出口挟持フランジ４５における一方の円弧体に形成されたセンサ支持部５６に、着脱可能に取り付けられる。すなわち、センサ支持部５６は、浄化入口管３６側から最も遠い消音側の出口挟持フランジ４５の一部に形成されている。そして、円弧体のセンサ支持部５６にセンサブラケット４６の鉛直板部をボルト締結することによって、消音側の出口挟持フランジ４５にセンサブラケット４６が着脱可能に取り付けられる。なお、センサブラケット４６は、出口挟持フランジ４５に限らず、排気ガス浄化ケース３８を組み立てる際に締結される中央挟持フランジなどの別の挟持フランジに締結されるものとしてもよい。

差圧センサ４４には、上流側センサ配管４７と下流側センサ配管４８の一端側がそれぞれ接続される。排気ガス浄化ケース３８内のスートフィルタ４０を挟むように、上流側と下流側の各センサ配管ボス体４９，５０が排気ガス浄化ケース３８に配置される。各センサ配管ボス体４９，５０に、上流側センサ配管４７と下流側センサ配管４８の他端側がそれぞれ接続される。

上記の構成により、スートフィルタ４０の流入側の排気ガス圧力と、スートフィルタ４０の流出側の排気ガス圧力の差（排気ガスの差圧）が、差圧センサ４４を介して検出される。スートフィルタ４０に捕集された排気ガス中の粒子状物質の残留量が排気ガスの差圧に比例するから、スートフィルタ４０に残留する粒子状物質の量が所定以上に増加したときに、差圧センサ４４の検出結果に基づき、スートフィルタ４０の粒子状物質量を減少させる再生制御（例えば排気温度を上昇させる制御）が実行される。また、再生制御可能範囲以上に、粒子状物質の残留量がさらに増加したときには、排気ガス浄化ケース３８を着脱分解して、スートフィルタ４０を掃除し、粒子状物質を人為的に除去するメンテナンス作業が行われる。

次に、図７〜図９を参照して、排気ガス浄化装置２の取付け構造を説明する。排気ガス浄化装置２における排気ガス浄化ケース３８は、下流側の出口挟持フランジ４５に連結脚体（左ブラケット）８０がボルト締結により着脱可能に取り付けられるとともに、固定脚体（右ブラケット）８１が溶接固着される。このとき、連結脚体８０の取り付けボス部が、出口挟持フランジ４５の円弧体に設けられた貫通穴付きの脚体締結部に、ボルト締結されて取り付けられる。また、固定脚体８１が、浄化入口管３６側で、排気ガス浄化ケース３８の外周面に対して溶接で固着される。すなわち、固定脚体８１が、排気ガス浄化ケース３８の入口側（上流側）に設置され、連結脚体８０が、排気ガス浄化ケース３８の出口側（下流側）に設置される。なお、連結脚体８０は、出口挟持フランジ４５に限らず、排気ガス浄化ケース３８を組み立てる際に締結される中央挟持フランジなどの別の挟持フランジに締結されるものとしてもよい。

この排気ガス浄化ケース３８の外周に設けられた連結脚体８０及び固定脚体８１それぞれが、フライホイールハウジング１０の上面側に形成された浄化装置取付け部８９にボルト締結される。つまり、排気ガス浄化装置２は、連結脚体８０及び固定脚体８１によって、高剛性部材であるフライホイールハウジング１０上に安定的に連結支持される。従って、排気ガス浄化装置２をエンジン１の振動系に含めるものの、エンジン１の構成部品の一つとして、高剛性部品であるフライホイールハウジング１０に排気ガス浄化装置２を強固に連結でき、エンジン１の振動による排気ガス浄化装置２の損傷を防止できる。エンジン１の製造場所で排気ガス浄化装置２をエンジン１に組み込んで出荷できる。また、エンジン１の排気マニホールド７に排気ガス浄化装置２を至近距離で連通できるから、排気ガス浄化装置２を適正温度に維持し易く、高い排気ガス浄化性能を維持できる。

図１１及び図１２を参照して、フォークリフトカー１２０に前記ディーゼルエンジン１を搭載した構造を説明する。図１１及び図１２に示す如く、フォークリフトカー１２０は、左右一対の前輪１２２及び後輪１２３を有する走行機体１２４を備えている。走行機体１２４には、操縦部１２５とエンジン１とが搭載されている。走行機体１２４の前側部には、荷役作業のためのフォーク１２６を有する作業部１２７が設けられている。操縦部１２５には、オペレータが着座する操縦座席１２８と、操縦ハンドル１２９と、エンジン1等を出力操作する操作手段や、作業部１２７用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。

作業部１２７の構成要素であるマスト１３０には、フォーク１２６が昇降可能に配置されている。フォーク１２６を昇降動させて、荷物を積んだパレット（図示省略）をフォーク１２６に上載させ、走行機体１２４を前後進移動させて、前記パレットの運搬等の荷役作業を実行するように構成している。

このフォークリフトカー１２０において、エンジン１は、操縦座席（運転座席）１２８の下側に配置されるとともに、フライホイールハウジング１０が走行機体１２４の前部側に位置するように配置されている。そして、排気ガス浄化装置２がエンジン１の前方上側に配置される。すなわち、エンジン１の前方に設けたフライホイールハウジング１０の上方に、排気ガス浄化装置２が配置される。また、エンジン１の後方には冷却ファン９に対峙する位置に、ラジエータ２４及びオイルクーラ２５が配置され、エンジン１の左側方に接続されるエアクリーナ３２が、エンジン１の左側後方となるラジエータ２４の左側方に配置される。

このように、操縦座席１２８下側及び後方に配置される、エンジン１、排気ガス浄化装置２、ラジエータ２４及びエアクリーナ３２は、カウンタウェイト１３１の上側に配置されるボンネット１３６によって覆われる。そして、ボンネット１３６は、ボンネット１３６内のエンジン１や排気ガス浄化装置２へ作業者がアクセス可能となるように、操縦座席１２８が着脱自在となり、前方上面部分が開口するように構成される。また、ボンネット１３６の後方についても、開閉可能に構成される。

更に、ボンネット１３６の前方部分には、その前面から機外の空気を冷却空気として取り入れるとともに操縦座席１２８後方から機外へ排出するための冷却風路（図示省略）を有する。すなわち、ボンネット１３６の操縦座席１２８直下部分において、ボンネット１３６内部に取り入れた冷却空気が、ボンネット１３６上面内壁を沿うように流れる。これにより、操縦部１２５において、操縦座席１２８下側に配置される排気ガス浄化装置２による排熱の影響を低減できる。

上述のように、ディーゼルエンジン１は、クランク軸３の向きが作業部１２７とカウンタウェイト１３１とが並ぶ前後方向に沿うように、ディーゼルエンジン１が配置されている。フライホイールハウジング１０の前面側にはミッションケース１３２が連結されている。ディーゼルエンジン１からフライホイール１１を経由した動力は、ミッションケース１３２にて適宜変速され、前輪１２２及び後輪１２３やフォーク１２６の油圧駆動源１３３に伝達されることになる。

なお、本願発明は、前述の実施形態（第１の実施形態）に限定されるものではなく、様々な態様に具体化できる。例えば本願発明に係るエンジン装置は、前述のようなフォークリフトカー１２０及びホイルローダ２１１に限らず、コンバイン、トラクタ等の農作業機
やクレーン車等の特殊作業用車両のような各種作業機械に対して広く適用できる。また、本願発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

以下、本願発明の別の実施形態（第２の実施形態）における作業機械について、ホイルローダを一例に挙げて説明する。本実施形態のホイルローダ２１１は、第１の実施形態と同様、図１〜図４の構成を備えるものである一方、そのボンネット２２０内部における冷却風路２３３の構成（図５参照）が異なる。従って、以下では、ボンネット２２０内の冷却風路２３３の構成について、図１３に基づいて説明する。なお、図１３に示す構成において、図５と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付している。

図１３に示すように、本実施形態におけるホイルローダ２１１は、ボンネット２２０内において、シートフレーム２２１前面より後方に向かって遮熱板２５１を延設させる。遮熱板２５１は、排気ガス浄化装置２の前方から上方を覆うように、シートフレーム２２１前方下側から後方上側に向かって屈曲した構成を有する。そして、遮熱板２５１の前端が、シートフレーム２２１前面と、最下位置の吸気口２３１よりも下側で固着されることで、遮熱板２５１がボンネット２２０内部で固定される。一方、遮熱板２５１の後端は、ディーゼルエンジン１のヘッドカバー８の上部に位置する。

すなわち、吸気口２３１の下方でシートフレーム２２１に固着させた遮熱板２５１は、排気ガス浄化装置２の上部で屈曲して、シートフレーム２２１上面の排気口２３２に向かって延びるように構成する。従って、この遮熱板２５１と、シートフレーム２２１の前面内壁及び上面内壁とによって、吸気口２３１から流入する冷却空気を排気口２３２に誘導する冷却風路２３３が形成される。また、遮熱板２５１が、排気ガス浄化装置２の前方及び上方を覆うことによって、冷却風路２３３内を流れる冷却空気により排気ガス浄化装置２が温度低下することを防止できる。

本願発明の更に別の実施形態（第３の実施形態）となる作業機械について、ホイルローダを一例に挙げて説明する。本実施形態におけるホイルローダ２１１は、上記第１及び第２の実施形態と同様、図１〜図４の構成を備える。また、本実施形態のホイルローダ２１１は、図１４に示すように、第２の実施形態における遮熱板２５１（図１３参照）と構造の異なる遮熱板２５２をボンネット２２０内に設けたものである。従って、以下では、ボンネット２２０内の遮熱板２５２の構成について、図１４に基づいて説明する。なお、図１４に示す構成において、図１３と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付している。

図１４に示すように、本実施形態におけるホイルローダ２１１は、ボンネット２２０内において、その前端及び後端それぞれがシートフレーム２２１前面及び上面に固着した遮熱板２５２を備える。遮熱板２５２は、第２の実施形態における遮熱板２５１を更に後方に延ばすとともに、その後端をシートフレーム２２１の上面で固着させるために屈曲した構成を備える。そして、遮熱板２５２の後端は、最後方に位置する排気口２３２よりも後方で、シートフレーム２２１の上面に固着している。

このように構成することで、ボンネット２２０内に構成される冷却風路２３３は、シートフレーム２２１内において、遮熱板２５２下側の空間から独立した空間として構成される。これにより、前方の吸気口２３１から冷却風路２３３に流入した冷却空気が、後方上側の排気口２３２まで確実に誘導されるため、操縦座席２１９側の冷却効果を高めることができる。また、このシートフレーム２２１及び遮熱板２５２による冷却風路２３３が、遮熱板２５２下側のディーゼルエンジン１の設置空間と別の空間で構成される。そのため、冷却風路２３３が、ディーゼルエンジン１の設置空間とシートフレーム２２１外側との
断熱層の役割を果たす。

本願発明の更に別の実施形態（第４の実施形態）となる作業機械について、ホイルローダを一例に挙げて説明する。本実施形態におけるホイルローダ２１１は、上記第１〜第３の実施形態と同様、図１〜図４の構成を備える。また、本実施形態のホイルローダ２１１は、図１５に示すように、第３の実施形態における冷却風路２３３に電動ファン２５５を設けたものである。従って、以下では、ボンネット２２０内の冷却風路２３３の構成について、図１５に基づいて説明する。なお、図１５に示す構成において、図１４と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付している。

図１５に示すように、本実施形態におけるホイルローダ２１１は、ボンネット２２０内において、シートフレーム２２１と遮熱板２５２により構成される冷却風路２３３に設置された電動ファン２５５を備える。この電動ファン２５５は、吸気口２３１後方に配置されることで、吸気口２３１からの外気の流入を促進させる。これにより、冷却風路２３３を流れる冷却空気の流量を最適量に制御できるため、冷却風路２３３による操縦座席２１９下側への冷却効果を高めることができる。

なお、本実施形態において、冷却風路２３３内の電動ファン２５５が、吸気口２３１側に設けられた構成としたが、冷却風路２３３内に配置されるものであればよく、例えば、排気口２３２下側など別の位置に配置されるものとして構わない。また、本実施形態において、第１の実施形態と同様、図１５の構成から遮熱板２５２を省いた構成としても構わない。更に、本実施形態において、第２の実施形態と同様、遮熱板２５２の代わりに、片持ち梁状態とした遮熱板２５１（図１３参照）をボンネット２２０内に設けた構成としても構わない。

１ ディーゼルエンジン
２ 排気ガス浄化装置
７ 排気マニホールド
１０ フライホイールハウジング
２４ ラジエータ
２５ オイルクーラ
３２ エアクリーナ
３３ 吸気管
２２０ ボンネット
２２１ シートフレーム
２３１ 吸気口
２３２ 排気口
２３３ 冷却風路

Claims (5)

1. 走行機体の後部に設けたボンネット上に操縦座席を配置し且つ前記ボンネット内にエンジンを配置した作業機械に搭載されるエンジン装置であって、
   前記エンジンの排気ガスを浄化処理する排気ガス浄化装置と、
   前記エンジンの前面側に設けられたフライホイールハウジングと、を備え、
   前記エンジンが、エンジン出力軸が前記作業機械の移動方向となる前後方向に沿って配置され、
   前記排気ガス浄化装置が、前記ボンネット内のうち前記操縦座席の下方に位置するように、複数のブラケット体を介して前記フライホイールハウジングの上面に連結されて、長手方向が左右方向に沿うように配置されており、
   前記ボンネット内に外気を取り込む吸気口が前記ボンネット前方に設けられ、前記ボンネット内の空気を外部に排気させる排気口が前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の後方に設けられ、前記排気ガス浄化装置の前方及び上方を覆う遮熱板が前記ボンネット内に設けられており、
   前記吸気口から流入した空気が、前記ボンネット上面と前記遮熱板とによって形成される冷却風路を通って、前記排気口から前記操縦座席後方に排気されることを特徴とするエンジン装置。
2. 前記ボンネット上面のうち少なくとも前記操縦座席の下方部分を、開口可能に構成していることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
3. 前記エンジンによって駆動する冷却ファンを前記エンジンの後面側に設け、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の下方又は前記ボンネット前面に通気口を形成し、前記冷却ファンによって前記通気口から冷却風を流入させるように構成していることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
4. 前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の後方又は前記ボンネット前面に通気口を形成し、前記ボンネット内には、前記通気口に対峙させて電動ファンを設け、前記電動ファンによって前記通気口から冷却風を流入させ、前記ボンネット内面前部と前記排気ガス浄化装置との間を冷却風の流通経路に構成していることを特徴とする請求項１に記載のエンジ
   ン装置。
5. 前記操縦座席は前記ボンネット上面から離れるように跳ね上げ回動可能に構成し、前記ボンネット上面のうち前記操縦座席の下方には、メンテナンス用の窓穴を開口させ、前記窓穴に前記排気ガス浄化装置を対峙させていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。

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