JP6008775B2

JP6008775B2 - エンジン装置

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Publication number: JP6008775B2
Application number: JP2013069288A
Authority: JP
Inventors: 伸治西村
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP2014189250A

Description

本願発明は、例えばスキッドステア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車両、トラクタまたはコンバインなどの農業機械、定置型の発電機または冷凍機などに搭載する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、ディーゼルエンジン等の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置が搭載されたエンジン装置に関するものである。

従来、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した（例えば特許文献１または特許文献２または特許文献３参照）。

従来、エンジンに排気ガス浄化装置を搭載する構造（例えば特許文献１または特許文献２参照）、またはエンジンから離反させて排気ガス浄化装置を搭載する構造（例えば特許文献３参照）がある。

特開２０１０−１８５３４０号公報特開２０１２−７２７２３号公報特開２００８−２０８７２６号公報

特許文献１または特許文献２のように、エンジンに排気ガス浄化装置を搭載する構造では、エンジンの近傍に排気ガス浄化装置の設置スペースを確保する必要があり、本機に対するエンジンのレイアウトが制限されやすいと共に、エンジン冷却用のラジエータなども内設されるエンジンルームの構造を容易に簡略化できない等の問題がある。

また、特許文献３のように、エンジンに対して離間させて排気ガス浄化装置を組付ける場合、本機に対するエンジンのレイアウトの制限が緩和されるが、エンジンから排気ガス浄化装置に供給される排気ガスの温度が低下するのを防ぐ必要があると共に、本機フレーム側に排気ガス浄化装置の支持部材を配置する必要があり、排気ガス浄化装置の支持構造を簡単に簡略化できない等の問題がある。なお、エンジンまたは排気ガス浄化装置の監視または再生制御などに必要なランプまたはスイッチ類などの制御機器も配備する必要がある。

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、エンジンの排気ガスを処理する排気ガス浄化ケースを備え、前記エンジンが搭載された本機側に前記排気ガス浄化ケースを配置するエンジン装置において、前記エンジンなどが搭載される本機フレームを備える構造であって、前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースを上載支持する底部支持具と、前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースを着脱可能に連結固定する側部支持具を設けており、前記排気ガス浄化ケースの両側方と下面側を前記本機フレームにて囲み、前記本機フレームにこの上方から前記排気ガス浄化ケースを組付け、前記排気ガス浄化ケースの左右幅中央部を前記底部支持具にて支持する一方、前記排気ガス浄化ケースの左右両側部を前記側部支持具にて支持するように構成したものである。

上記エンジン装置において、前記排気ガス浄化ケースの下面側に対向した前記本機フレーム上面、または前記排気ガス浄化ケース下面の少なくともいずれか一方に前記底部支持具を配置すると共に、前記排気ガス浄化ケースの左右両側に対向した前記本機フレームの内側面、または前記排気ガス浄化ケース左右両側面の少なくともいずれか一方に前記側部支持具を配置したものとしてもよい。

本願発明によると、エンジンの排気ガスを処理する排気ガス浄化ケースを備え、前記エンジンが搭載された本機側に前記排気ガス浄化ケースを配置するエンジン装置において、前記エンジンなどが搭載される本機フレームを備える構造であって、前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースを上載支持する底部支持具と、前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースを着脱可能に締結固定する側部支持具を設けたものであるから、前記底部支持具にて前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースを仮止め支持させて、前記側部支持具を介して前記本機フレームと前記排気ガス浄化ケース側面の締結作業を実行でき、前記排気ガス浄化ケースの組付け作業性を容易に向上できる。

本願発明によると、前記排気ガス浄化ケースの両側方と下面側を前記本機フレームにて囲み、前記本機フレームにこの上方から前記排気ガス浄化ケースを組付け、前記排気ガス浄化ケースの左右幅中央部を前記底部支持具にて支持する一方、前記排気ガス浄化ケースの左右両側部を前記側部支持具にて支持するように構成したものであるから、前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースの三方を連結でき、前記排気ガス浄化ケースの支持構造を簡単に構成できる。

本願発明によると、前記排気ガス浄化ケースの下面側に対向した前記本機フレーム上面、または前記排気ガス浄化ケース下面の少なくともいずれか一方に前記底部支持具を配置すると共に、前記排気ガス浄化ケースの左右両側に対向した前記本機フレームの内側面、または前記排気ガス浄化ケース左右両側面の少なくともいずれか一方に前記側部支持具を配置したものであるから、大重量の前記排気ガス浄化ケースを前記底部支持具にて簡単に支持できる。例えば、前記排気ガス浄化ケースを着脱するときに、前記排気ガス浄化ケースが支持位置から脱落するのを容易に防止できる。前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースの両側が固着されることにより、機械振動などにて前記排気ガス浄化ケースが変形損傷するのを容易に防止できる。

第１実施形態を示すディーゼルエンジンの右側面図である。ディーゼルエンジンの左側図である。同平面図である。同正面図である。同右側斜視図である。同左側斜視図である。フォークリフトカーの側面図である。フォークリフトカーの平面図である。図７の拡大説明図である。図８の拡大説明図である。ディーゼルエンジンと排気ガス浄化ケースの取付け説明図である。ディーゼルエンジンの制御回路図である。排気ガス浄化フローチャートである。第２実施形態を示すディーゼルエンジンの右側面図である。同左側図である。同平面図である。同正面図である。同右側斜視図である。同左側斜視図である。同フォークリフトカーの側面図である。同フォークリフトカーの平面図である。図２０の拡大説明図である。図２１の拡大説明図である。スキッドステアローダの側面図である。スキッドステアローダの平面図である。

以下、図１〜図１７を参照して、本願発明のエンジン装置の実施形態を図面に基づいて説明する。建設機械または土木機械または農業機械または荷役機械などに原動機として搭載するディーゼルエンジン１に、連続再生式の排気ガス浄化装置２（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を備える。排気ガス浄化装置２によって、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）を低減するように構成している。

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の右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の左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の前側面（ディーゼルエンジン１の正面側）に冷却ファン９を設ける。シリンダブロック４の後側面（ディーゼルエンジン１の背面側）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１７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フィルタ１７を介して燃料供給ポンプ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の前面上部には、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。後述する作業車両（フォークリフトカー１２０）に搭載されるラジエータ１２１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２４がそれぞれ設けられている。各機関脚取付け部２４には、防振ゴム１３６を有する機関脚体１３７（図１１参照）がそれぞれボルト締結される。ディーゼルエンジン１は、前記各機関脚体１３７を介して、作業車両（バックホウ、フォークリフトカー等のエンジン取付けシャーシ１３８）に防振支持される。

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の新気導入管３３を連結する。新気（外部空気）が、前記エアクリーナ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１の排気ガスの一部（排気マニホールド７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、前記エアクリーナ３２に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、前記エアクリーナ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７から排出される排気ガスの一部）を供給する。前記エアクリーナ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内で混合されると共に、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。

次いで、図１〜図６、図１１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。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に直列に並べている。なお、浄化出口管３７には、テールパイプ１３５が連結される。

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。

なお、サーミスタ形の上流側と下流側の排気温センサ４３（図１２参照）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と、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、排気温センサ４３にてそれぞれ検出する。

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（図１２参照）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。

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。図１２の制御回路図、図１３のフローチャートに示すように、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。

一方、図１、図８、図１２〜図１７に示す如く、ディーゼルエンジン１の排気圧を高める排気絞り装置６５を備える。排気マニホールド７の排気出口体７ａを上向きに開口させている。排気マニホールド７の排気出口体７ａは、ディーゼルエンジン１の排気圧を調節するための排気絞り装置６５を介して、エルボ状の中継管６６に着脱可能に連結されている。排気絞り装置６５は、排気絞り弁（図示省略）を内蔵する絞り弁ケース６８と、前記排気絞り弁を開動制御する電動モータ（図示省略）などを内蔵する水冷ケース７０を有する。

排気出口体７ａに絞り弁ケース６８を上載し、絞り弁ケース６８に中継管６６を上載し、４本のボルト７１にて排気出口体７ａに絞り弁ケース６８を介して中継管６６を締結する。排気管７２を介して浄化入口管３６に中継管６６の横向き開口部を連結する。従って、上記した排気ガス浄化ケース３８（排気ガス浄化装置２）に、中継管６６及び排気絞り装置６５を介して排気マニホールド７が接続される。即ち、排気マニホールド７の出口部から、浄化入口管３６を介して排気ガス浄化ケース３８内に排気ガスが移動し、排気ガス浄化ケース３８内にて排気ガスが浄化されると共に、浄化出口管３７からテールパイプ１３５に排気ガスが移動して、機外に排出されることになる。

上記の構成により、前記差圧センサ４４にて検出された圧力差に基づいて排気絞り装置６５（電動モータ）を制御することにより、スートフィルタ４０の再生制御が実行される。すなわち、スート（すす）がスートフィルタ４０に堆積したときは、排気絞り装置６５（排気絞り弁）を閉動する制御にて、ディーゼルエンジン１の排気圧を高くすることにより、ディーゼルエンジン１から排出される排気ガス温度を高温に上昇させ、スートフィルタ４０に堆積したスート（すす）を燃焼させる。その結果、スートが消失し、スートフィルタ４０が再生される。

また、負荷が小さく排気ガスの温度が低くなり易い作業（スートが堆積し易い作業）を継続して行っても、排気絞り装置６５による排気圧（排気温度）の強制上昇にてスートフィルタ４０を再生でき、排気ガス浄化装置２の排気ガス浄化能力を適正に維持できる。また、スートフィルタ４０に堆積したスートを燃やすためのバーナー等も不要になる。また、エンジン１始動時も、排気絞り装置６５の制御にてディーゼルエンジン１の排気圧を高くすることにより、ディーゼルエンジン１からの排気ガスの温度を高温にして、ディーゼルエンジン１の暖機運転を促進できる。

図１〜図６に示す如く、排気マニホールド７を有するエンジン１を備え、排気マニホールド７の排気圧を排気絞り装置６５にて調節するエンジン装置において、排気マニホールド７の排気出口に、排気絞り装置６５の絞り弁ケース６８の排気ガス取入れ側を締結し、絞り弁ケース６８を介して排気マニホールド７に排気管７２を接続するように構成している。したがって、高剛性の前記排気マニホールド７に排気絞り装置６５を支持でき、排気絞り装置６５の支持構造を高剛性に構成できるものでありながら、例えば排気マニホールド７に中継管６６を介して絞り弁ケース６８を接続する構造に比べ、排気絞り装置６５の排気ガス取入れ側の容積を縮小し、排気マニホールド７内の排気圧を高精度に調節でき、排気ガス浄化装置２などに供給する排気ガスの温度を、排気ガスの浄化に適した温度に簡単に維持できる。

図１〜図６に示す如く、排気マニホールド７の上面側に絞り弁ケース６８を締結し、絞り弁ケース６８の上面側に中継管６６を締結し、排気マニホールド７に対して絞り弁ケース６８と中継管６６を多層状に配置し、最上層部の中継管６６に排気管７２を連結している。したがって、排気絞り装置６５の支持姿勢を変更することなく、また中継管６６の仕様を変更することなく、例えば排気ガス浄化装置２の取付け位置などに合わせて中継管６６の取付け姿勢（排気管７２の連結方向）を変更できる。

図７〜図１１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７〜図１０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とディーゼルエンジン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、ディーゼルエンジン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。

操縦ハンドル１２９の回転操作にて後輪１２３を操舵し、走行進路を変更する。一方、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、操縦座席１２８の下側にディーゼルエンジン１が配置され、ディーゼルエンジン１の後方側にラジエータ１２１が設置されると共に、排気ガス浄化装置２がラジエータ１２１の後側に配置される。したがって、ディーゼルエンジン１と排気ガス浄化装置２とを接続する排気管７２の中間部がラジエータ１２１の右側部を迂回し、ラジエータ１２１の前側から後ろに向かって排気管７２が延びる構成となり、排気ガス浄化装置２がディーゼルエンジン１に対して遠隔配置される。また、排気ガス浄化装置２に接続するテールパイプ１３５は、操縦座席１２８の左側後方において、排気ガス浄化装置２からボンネット１３９の上側に延びる構成とされる。これにより、排気ガス浄化装置２から排出される排気ガスは、テールパイプ１３５を通過して、操縦座席１２８の後方上側に排出される。

ボンネット１３９などにて形成するエンジンルーム１４７内部に、ディーゼルエンジン１と、ラジエータ１２１と、排気ガス浄化ケース３８が、前後一列状に配置される。ディーゼルエンジン１後部の冷却ファン９からラジエータ１２１を介して機体後方に冷却風を排出させ、ディーゼルエンジン１を冷却する構造において、ラジエータ１２１の後方に配置された排気ガス浄化ケース３８の前面側と上下面側を囲む遮風ガイド板体１４８を備え、走行機体１２４に支持フレーム体１４９を介して遮風ガイド板体１４８を着脱可能に固着し、ラジエータ１２１を通過した冷却ファン９風にて排気ガス浄化ケース３８が温度低下するのを防止している。

ディーゼルエンジン１は、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。即ち、エンジン出力軸７４の向きが走行機体１２４の前後方向に向くように、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１０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やフォーク１２６の油圧駆動源１３３に伝達される。ディーゼルエンジン１の出力が走行駆動軸１３４から前輪１２２に伝達され、前進または後進移動する。

図１１に示す如く、走行機体１２４の一部を構成するエンジン取付けシャーシ１３８に、背面視Ｕ字状の機体後部シャーシ１４０を一体的に形成する。機体後部シャーシ１４０は、水平な底板部１４０ａと、垂直な左右側板部１４０ｂを有する。前記排気ガス浄化ケース３８のフランジ体３８ａに中央支脚体１４１の上端側をボルト締結すると共に、中央支脚体１４１の下端側にゴムクッション体１４２を被嵌させ、底板部１４０ａの上面にゴムクッション体１４２を介して中央支脚体１４１の下端側を当接させる。

排気ガス浄化ケース３８の円筒状外周面に入口管３６と出口管３７が配置され、左右に長い円筒状の排気ガス浄化ケース３８の左右端面に左右のケース側面支持体１４３をボルト締結すると共に、左右の側板部１４０ｂの内面側に左右のケース受ブラケット体１４４をボルト締結し、左右のケース受ブラケット体１４４に左右のケース側面支持体１４３を取付け位置調節可能にボルト締結する。即ち、底板部１４０ａの上面に中央支脚体１４１を介して円筒状の排気ガス浄化ケース３８の左右幅中央部を支持する一方、ケース側面支持体１４３とケース受ブラケット体１４４を介して、左右の側板部１４０ｂに円筒状の排気ガス浄化ケース３８の左右両端部を連結させ、機体後部シャーシ１４０に排気ガス浄化ケース３８を着脱可能に支持する。

底板部１４０ａに中央支脚体１４１を介して排気ガス浄化ケース３８を支持した状態で、ケース側面支持体１４３とケース受ブラケット体１４４をボルト締結でき、機体後部シャーシ１４０に排気ガス浄化ケース３８を簡単に組付けることができる。

図９〜図１１に示す如く、ディーゼルエンジン１の排気ガスを処理する排気ガス浄化ケース３８を備え、ディーゼルエンジン１が搭載された本機１２０側に排気ガス浄化ケース３８を配置するエンジン装置において、ディーゼルエンジン１などが搭載される本機フレームとしての機体後部シャーシ１４０を備える構造であって、機体後部シャーシ１４０に排気ガス浄化ケース３８を上載支持する底部支持具としての中央支脚体１４１と、機体後部シャーシ１４０に排気ガス浄化ケース３８を着脱可能に締結固定する側部支持具としてのケース側面支持体１４３及びケース受ブラケット体１４４を設けている。したがって、中央支脚体１４１にて機体後部シャーシ１４０に排気ガス浄化ケース３８を仮止め支持させて、ケース側面支持体１４３及びケース受ブラケット体１４４を介して機体後部シャーシ１４０と排気ガス浄化ケース３８側面の締結作業を簡単に実行でき、排気ガス浄化ケース３８の組付け作業性を容易に向上できる。

図９〜図１１に示す如く、排気ガス浄化ケース３８の両側方と下面側を機体後部シャーシ１４０にて囲み、機体後部シャーシ１４０にこの上方から排気ガス浄化ケース３８を組付け、排気ガス浄化ケース３８の左右幅中央部を中央支脚体１４１にて支持する一方、排気ガス浄化ケースの左右両側部を、ケース側面支持体１４３及びケース受ブラケット体１４４にて支持するように構成している。したがって、機体後部シャーシ１４０に排気ガス浄化ケース３８の三方を連結でき、排気ガス浄化ケース３８の支持構造を簡単に構成できる。

図９〜図１１に示す如く、排気ガス浄化ケース３８の下面側に対向した機体後部シャーシ１４０上面、または排気ガス浄化ケース３８下面の少なくともいずれか一方に中央支脚体１４１を配置すると共に、排気ガス浄化ケース３８の左右両側に対向した機体後部シャーシ１４０の内側面、または排気ガス浄化ケース３８左右両側面の少なくともいずれか一方にケース側面支持体１４３及びケース受ブラケット体１４４を配置している。したがって、大重量の排気ガス浄化ケース３８を中央支脚体１４１にて簡単に支持できる。例えば、排気ガス浄化ケース３８を着脱するときに、排気ガス浄化ケース３８が支持位置から脱落するのを容易に防止できる。また、ケース側面支持体１４３及びケース受ブラケット体１４４を介して、機体後部シャーシ１４０に排気ガス浄化ケース３８の両側が固着されることにより、機械振動などにて排気ガス浄化ケース３８が変形損傷するのを容易に防止できる。

図１〜図１１に示す如く、作業部１２７（フォーク１２６）を装設した本機（フォークリフトカー１２０）の側部のうち、ディーゼルエンジン１の排気マニホールド７設置側と反対の側部に片寄らせてテールパイプ１３５を配置する構造であって、ディーゼルエンジン１の冷却ファン９に対向させて前記排気ガス浄化ケース３８を配置すると共に、ディーゼルエンジン１の排気マニホールド７設置側と同一の側部に前記排気ガス浄化ケース３８の入口管３６側を配置している。したがって、前記冷却ファン９設置部の余剰スペースを活用して、前記排気ガス浄化ケース３８を簡単に組付けることができると共に、前記テールパイプ１３５または排気マニホールド７に前記排気ガス浄化ケース３８の排気ガス出入口側を容易に接続できる。

次いで、図７、図１２、図１３を参照して、排気ガス浄化装置２に設けたスートフィルタ４０の再生制御を説明する。図７、図１２、図１３に示す如く、操縦座席１２８を設けた車体内部にエンジンコントローラ１５１を配置すると共に、操縦ハンドル１２９を設けたハンドルコラム内部にメータコントローラ１５２を配置する。エンジンコントローラ１５１と、メータコントローラ１５２を、相互通信可能なランケーブルにて通信接続している。

ディーゼルエンジン１の回転数を検出する回転センサ１５３と、ディーゼルエンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ１５４と、ディーゼルエンジン１の排気ガス温度（スートフィルタ４０の排気ガス入口側と出口側の温度）を検出する排気温センサ４３と、スートフィルタ４０の排気ガス入口側と出口側の排気ガス圧力差を検出する差圧センサ４４を、コモンレール１６制御機能を有するエンジンコントローラ１５１に入力接続する。コモンレール１６の燃料噴射弁１５５と、吸気スロットル部材２８の吸気バルブ１５６と、絞り弁ケース６８の排気バルブ１５７に、エンジンコントローラ１５１を出力接続する。

フォークリフトカー１２０の走行速度を検出する車速センサ１６１と、ディーゼルエンジン１に供給する残燃料を検出する燃料センサ１６２と、駐車ブレーキ入りまたは走行クラッチ切りなどを検出するインターロック用の再生開始スイッチ１６３と、スートフィルタ４０の再生制御を禁止する手動用の再生禁止スイッチ１６４と、スートフィルタ４０の再生制御を許可する手動用の再生承認スイッチ１６５を、スートフィルタ４０の再生制御機能を有するメータコントローラ１５２に入力接続する。メータコントローラ１５２に、液晶表示用のディスプレイ１６６と、ブザー１６７を出力接続する。ディスプレイ１６６は、フォークリフトカー１２０の走行速度を表示する車速メータ１７１と、ディーゼルエンジン１に供給する残燃料を表示する燃料メータ１７２と、再生禁止スイッチ１６４のオン操作を表示する再生禁止ランプ１７３と、再生承認スイッチ１６５のオン操作を表示する再生承認ランプ１７４と、ディーゼルエンジン１の排気ガス状況（排気温度または排気圧の異常）を表示する排気異常ランプ１７５を有する。なお、低度、中度、高度別に異常をそれぞれ表示する複数の排気異常ランプ１７５を設けてもよい。

図１３のフローチャートに示す如く、スートフィルタ４０にスートが堆積したとき、またはディーゼルエンジン１の通算運転時間が経過したとき、排気異常ランプ１７５が点灯して、オペレータに異常を報知すると共に、コモンレール１６の燃料噴射弁１５５制御にて、ディーゼルエンジン１の回転数を自動的に低下させ、オペレータに異常を報知する。オペレータが再生承認スイッチ１６５をオン操作したとき、ディーゼルエンジン１が低回転数にて運転され、かつオペレータの作業中止操作にて再生開始スイッチ１６３がオン操作され、かつ再生禁止スイッチ１６４がオフに維持された状態で、スートフィルタ４０の再生制御が開始される。スートフィルタ４０の再生制御は、燃料噴射弁１５５の自動制御と、吸気バルブ１５６の自動制御と、排気バルブ１５７の自動制御にて実行される。

図７、図９、図１２、図１３に示す如く、ディーゼルエンジン１の排気ガスを処理する排気ガス浄化ケース３８を備え、ディーゼルエンジン１が搭載された本機としてのフォークリフトカー１２０側に排気ガス浄化ケース３８を配置するエンジン装置において、ディーゼルエンジン１等の運転状況を表示する操作表示部としてのディスプレイ１６６と、ディーゼルエンジン１等を制御するエンジンコントローラ１５１と、排気ガス浄化ケース３８の再生操作具としての再生承認スイッチ１６５を備える構造であって、ディスプレイ１６６（メータコントローラ１５２）に再生承認スイッチ１６５を電気接続したものであるから、ディスプレイ１６６（メータコントローラ１５２）または前記エンジンコントローラ１５１などを殆ど変更することなく、ディーゼルエンジン１または排気ガス浄化ケース３８の再生制御などの運転条件に適応した再生承認スイッチ１６５を、オペレータが操作し易い位置に容易に配置できる。

図７、図９、図１２、図１３に示す如く、ディーゼルエンジン１等が内設されるエンジンルーム１４７内のうち、冷却風の取込み上手側にエンジンコントローラ１５１を配置している。したがって、ディーゼルエンジン１または排気ガス浄化ケース３８などの発熱にてエンジンコントローラ１５１の温度が異常上昇するのを阻止でき、エンジンコントローラ１５１の誤作動などを容易に防止できるものでありながら、エンジンコントローラ１５１などの耐久性を向上できる。

図７、図９、図１２、図１３に示す如く、排気ガス浄化ケース３８の再生が必要な運転状態に移行したとき、ディーゼルエンジン１の回転数を自動的に低下させて、オペレータに異常運転状態を報知するように構成すると共に、ディスプレイ１６６のメータコントローラ１５２と前記エンジンコントローラ１５１を、相互に通信可能な通信線にて接続している。したがって、オペレータが増速回転させるようにアクセル操作しても、ディーゼルエンジン１回転が低回転に維持されるから、オペレータがディーゼルエンジン１の異常運転状態をスムーズに確認できる。また、メータコントローラ１５２に排気ガス浄化ケース３８の再生制御機能を簡単に保持させることができ、ディスプレイ１６６の仕様、またはエンジンコントローラ１５１の仕様を、少ない制限にて容易に設定できる。例えば、ディーゼルエンジン１側の仕様に殆ど制限されることなく、使用条件に適した排気ガス浄化ケース３８の再生制御仕様を設定できる。排気ガス浄化ケース３８の再生制御機能を向上できる。

次いで、図１４〜図２３を参照して、第２実施形態を示すディーゼルエンジンが搭載されたフォークリフトカー１２０の構造を説明する。第１実施形態では、フォークリフトカー１２０の左側後部（ディーゼルエンジン１の排気マニホールド７が設置された側部と反対の側部）に、テールパイプ１３５を立設したが、図７、図１２、図１３に示す如く、第２実施形態では、フォークリフトカー１２０の右側後部（ディーゼルエンジン１の排気マニホールド７が設置された側部）に、テールパイプ１３５を立設している。排気マニホールド７に排気ガス浄化ケース３８を連通させる排気管７２を、ラジエータ１２１の右側部を迂回するように、機体前後方向に延設した構造において、ボンネット１３９の内部でテールパイプ１３５の基端側を左右方向に延設している。機体前後方向に延設する排気管７２と、ボンネット１３９内部のテールパイプ１３５が交叉する。排気管７２の下方側にテールパイプ１３５を延設させ、冷却ファン９風路から外れた位置に排気管７２を支持させ、排気管７２内部の排気ガス温度が低下するのを防止すると共に、冷却ファン９風にてテールパイプ１３５を冷却し、テールパイプ１３５から排出される排気ガス温度を低下させている。

図１〜図１１、図１４〜図２３に示す如く、ディーゼルエンジン１の排気ガスを処理する排気ガス浄化ケース３８を備え、ディーゼルエンジン１が搭載された本機としてのフォークリフトカー１２０側に排気ガス浄化ケース３８を配置するエンジン装置において、ディーゼルエンジン１の出力軸芯線と平行な直線上に、ディーゼルエンジン１の排気ガス出口と、排気ガス浄化ケース３８の排気ガス入口を配置している。したがって、エンジンルーム１４７の構造などに対応してディーゼルエンジン１または排気ガス浄化ケース３８を設置できるものでありながら、排気ガス浄化ケース３８に供給される排気ガスの温度を容易に維持でき、排気ガス浄化ケース３８の排気ガス浄化機能を適正に維持できる。

図１４〜図２３に示す如く、作業部１２７（フォーク１２６）を装設したフォークリフトカー１２０（本機）の側部のうち、ディーゼルエンジン１の排気マニホールド７設置側の側部に片寄らせてテールパイプ１３５を配置する構造であって、ディーゼルエンジン１の冷却ファン９に対向させて前記排気ガス浄化ケース３８を配置すると共に、ディーゼルエンジン１の排気マニホールド７設置側と同一の側部に排気ガス浄化ケース３８の入口管３６側を配置し、排気マニホールド７と浄化入口管３６間の排気管７２の下方に排気ガス浄化ケース３８の浄化出口管３７（テールパイプ１３５）を延設している。したがって、ディーゼルエンジン１の冷却ファン９風路などから排気マニホールド７と浄化入口管３６間の排気管７２を離間させて配置でき、排気管７２を介して排気ガス浄化ケース３８に移動させる排気ガス温度を容易に維持できると共に、テールパイプ１３５の配置に対応させて排気ガス浄化ケース３８の浄化出口管３７を簡単に設置できる。また、ディーゼルエンジン１の冷却ファン９風路などに排気ガス浄化ケース３８の浄化出口管３７を延設させて、排気ガス温度を低減させながら浄化出口管３７から機外に排出でき、テールパイプ１３５などが排気ガスにて加熱されるのを抑制できる。

次に、図２４、図２５を参照して、スキッドステアローダ２１１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２４、図２５に示すスキッドステアローダ２１１は、フォークリフトカー１２０と同様、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とディーゼルエンジン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１２５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、ディーゼルエンジン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。

スキッドステアローダ２１１の前部であって前車輪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。

このスキッドステアローダ２１１においても、フォークリフトカー１２０と同様、ディーゼルエンジン１は、操縦座席２１９の下側に配置されると共に、排気ガス浄化装置（排気ガス浄化ケース３８）２が、ディーゼルエンジン１（ラジエータ１２１）の後側に配置される。したがって、ディーゼルエンジン１と排気ガス浄化装置２とを接続する排気管７２が、ディーゼルエンジン１（ラジエータ１２１）の右側から後ろに向かって延びる構成となり、排気ガス浄化装置２がディーゼルエンジン１に対して遠隔配置される。また、排気ガス浄化装置２と接続するテールパイプ１３５は、操縦座席２１９の左側後方において、排気ガス浄化装置２から上側に延びる構成とされる。これにより、排気ガス浄化装置２から排出される排気ガスは、テールパイプ１３５を通過して、操縦座席２１９の後方上側に排出される。

１ディーゼルエンジン
３８排気ガス浄化ケース
１２０フォークリフトカー（本機）
１４０機体後部シャーシ（本機フレーム）
１４１中央支脚体（底部支持具）
１４３ケース側面支持体（側部支持具）
１４４ケース受ブラケット体（側部支持具）

Claims

エンジンの排気ガスを処理する排気ガス浄化ケースを備え、前記エンジンが搭載された本機側に前記排気ガス浄化ケースを配置するエンジン装置において、
前記エンジンなどが搭載される本機フレームを備える構造であって、前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースを上載支持する底部支持具と、前記本機フレームに前記排気ガス浄化ケースを着脱可能に連結固定する側部支持具を設けており、
前記排気ガス浄化ケースの両側方と下面側を前記本機フレームにて囲み、前記本機フレームにこの上方から前記排気ガス浄化ケースを組付け、前記排気ガス浄化ケースの左右幅中央部を前記底部支持具にて支持する一方、前記排気ガス浄化ケースの左右両側部を前記側部支持具にて支持するように構成したことを特徴とするエンジン装置。
前記排気ガス浄化ケースの下面側に対向した前記本機フレーム上面、または前記排気ガス浄化ケース下面の少なくともいずれか一方に前記底部支持具を配置すると共に、前記排気ガス浄化ケースの左右両側に対向した前記本機フレームの内側面、または前記排気ガス浄化ケース左右両側面の少なくともいずれか一方に前記側部支持具を配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。