JP6109595B2 - 産業用車両 - Google Patents

Description

本発明は、動力源であるエンジンの排気ガスを浄化する排気浄化装置を備えたフォークリフトなどの産業用車両の技術分野に関する。

車両のエンジンから排出される排気ガスに含まれる大気汚染物質を浄化するために、排気管には排気浄化装置が設けられることがある。また、排気ガスを排出する際に発生する騒音低減のために、排気管には消音装置（マフラー）が設けられることがある。このような排気浄化装置や消音装置は、車両に適切なレイアウトで配置されている。

荷役装置などの重量物を車両前部に搭載する産業用車両では、車両の前後バランスをとるために、車両後部にカウンターウェイトが設けられる。カウンターウェイトは重量確保のためにある程度のサイズを有する必要があり、上述した排気浄化装置や消音装置の配置レイアウトに対して大きな影響を及ぼすこととなる。この種の産業用車両における排気浄化装置や消音装置の配置レイアウトの例として、特許文献１及び特許文献２がある。

図７は特許文献１に係る産業用車両における消音装置の配置レイアウトを簡易的に示す模式図である。この車両では、エンジン１、該エンジン１の冷却水回路２３を流れる冷却水を放熱するためのラジエータ２、該ラジエータ２の後方に設けたカウンターウェイト３、及び、排気騒音を低減するためのマフラー４が備えられている。送風ファン５はエンジン１の動作に伴って作動し、該送風ファン５からの送風はラジエータ２を通過後、カウンターウェイト３に設けられた窓状の通気口６を介して外部に放出される。マフラー４は、送風ファン５からの送風の妨げにならないように、カウンターウェイト３の下方側に整流板７によって隔離されて配置されている。
尚、図７において破線１４はエンジン１が収納されたエンジンルームを示しており、マフラー４は当該エンジンルーム１４の外側に配置されている。

図８Ａは特許文献２に係る産業用車両における排気浄化装置の第１の配置レイアウトを簡易的に示す模式図であり、図８Ｂは特許文献２に係る産業用車両における排気浄化装置の第２の配置レイアウトを簡易的に示す模式図である。尚、図８Ａ及びＢでは図７と同じ構成要素について共通の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
この例では、エンジン１としてディーゼルエンジンが搭載されており、排気浄化装置として、排気ガス中に含まれる未燃焼微細物質（ＰＭ）を捕集して浄化を行うディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）８が設けられている。ＤＰＦ８では、エンジン１からの高温の排気ガスを利用して、蓄積されたＰＭを燃焼する再生処理を行うことによって浄化性能が維持される。但し、エンジン１及びＤＰＦ８間の排気管２０が長くなると、ＤＰＦ８に導入される排気ガスの温度が低下してしまうため問題となる。

図８Ａの例では、ＤＰＦ８をラジエータ２側方に配置することによってエンジン１及びＤＰＦ８間の排気管２０を短縮することで、ＤＰＦ８に導入される排気ガスの温度を確保し、浄化性能の向上を図っている。
また図８Ｂの例では、ＤＰＦの浄化性能を維持するためには作業員による脱着作業を含むメンテナンスが必要なことに鑑みて、ＤＰＦ８を車両のステップに配置している。これにより、エンジン１及びＤＰＦ８間の排気管２０を短縮しつつ、作業員によるアクセス性を向上させている。
尚、図８Ａ及び図８Ｂにおいても破線１４はエンジン１が収納されたエンジンルームを示しており、ＤＰＦ８は当該エンジンルーム１４の外側に配置されている。

特開平１１−１３９１７１号公報 特開２０１０−２１５０４１号公報

特許文献１では、マフラー４をカウンターウェイト３の下部に配置する必要があるため、カウンターウェイト３内にマフラー４の収納スペースを確保しなければならず、カウンターウェイト３のサイズ増大を招いてしまう。その結果、フォークリフト等の産業用車両にとって重要な後方視界や旋回半径の性能を悪化させてしまうおそれがある。また、マフラー４の設置スペースを確保した分だけカウンターウェイト３の重心が上方に移動するため、車両安定性が低下するおそれがある。また、ラジエータ２の風下側にマフラー４が配置されているため、ラジエータ２を通過した冷却風にとって障害となり、ラジエータ２の冷却性能を悪化してしまうおそれがある。

尚、特許文献１ではＤＰＦ８のような排気浄化装置が設置されていないが、仮にＤＰＦ８をマフラー４と同様な思想に基づいてカウンターウェイト３の下部に設置した場合には上記問題点に加え、エンジン１及びＤＰＦ８間の距離が長くなるため、ＤＰＦ８に導入される排気ガスの温度が低下し、浄化性能の低下が懸念される。

特許文献２では、図８Ａに示すようにＤＰＦ８をラジエータ２の側方に配置することによって、特許文献１に比べてエンジン１及びＤＰＦ８間の距離を短縮している。しかしながら、依然としてエンジン１及びＤＰＦ８間には距離が十分に残っているため、更なる改善の余地がある。
また図８Ｂでは、ＤＰＦ８をステップ内に配置することによって、図８Ａに比べてエンジン１及びＤＰＦ８間の距離を更に短縮しているが、ＤＰＦ８は動作時に非常に高温になるため、人手に触れやすいステップに配置することは好ましくない。またステップ内にＤＰＦ８の設置スペースを確保することは容易でなく、特に小型車両では困難な場合が多い。また、車体フレームの外側に排気浄化装置を設置すると、組立性を損なうおそれがある。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、排気浄化装置を効率的な配置レイアウトで搭載でき、且つ、良好な浄化性能を達成可能な産業用車両を提供することを目的とする。

本発明に係る産業用車両は上記課題を解決するために、車両に搭載されたエンジンと、前記車両の前部に設けられた荷役装置と、前記車両の後部に設けられたカウンターウェイトと、前記エンジンの排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた産業用車両において、前記排気浄化装置は、前記エンジンを収納するエンジンルーム内に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、排気浄化装置をエンジンルーム内に配置することにより、エンジン及び排気浄化装置間の距離を更に短縮できる。これにより、排気浄化装置に導入される排気ガスの温度低下を防止し、浄化性能を向上できる。またカウンターウェイトに排気浄化装置の配置スペースを設ける必要がなくなるので、カウンターウェイトのサイズ縮小を図ることができる。これにより、後方視界や旋回性能を改善できると共に、カウンターウェイトの重心を下げて車両安定性を向上できる。
尚、本願明細書では、エンジンルームはエンジンを収納するためのスペースを意味し、例えば車両に設けられた車体フレームによって側方からエンジンを囲んでいる空間を意味し、好ましくは、更にエンジンを上方からエンジンカバーによって覆われて形成された空間である。

本発明の一態様では、前記排気浄化装置はフロースルータイプのディーゼルパティキュレートフィルタであるとよい。
この態様によれば、排気浄化装置としてディーゼルパティキュレートフィルタを用いる場合に、フロースルータイプを採用する。従来から普及されているウォールフロータイプは捕集率が高いものの煤が堆積するためにメンテナンス頻度が高くなる。一方、フロースルータイプは煤が堆積しない構造を有しているためメンテナンス頻度が低く、作業者がアクセスしにくいエンジンルーム内に配置しても弊害が少なくて済む。

また他の態様では、前記エンジンの排気管において前記排気浄化装置より下流側に設けられた消音装置を備え、該消音装置は前記エンジンルーム内に配置されている。
この態様によれば、消音装置をエンジンルーム内に配置することで、カウンターウェイトに消音装置を配置するためにスペースを設ける必要がなくなる。これにより、更なるカウンターウェイトのサイズ縮小を図ることができる。

また他の態様では、前記排気浄化装置は、前記エンジンの冷却水を放熱するラジエータより前方に配置されている。
この態様によれば、排気浄化装置をラジエータより前方に配置することによって、排気浄化装置がラジエータを通過した送風の妨げとなることがなく、ラジエータの冷却性能を向上することができる。

また他の態様では、前記エンジンは、前記車両が有する車体フレームに取り付けられたブラケットによって両側面から吊り下げ支持されている。
この態様によれば、車体フレームに対してエンジンを両側面からブラケットで吊り下げ支持することによって、エンジン下方に排気浄化装置等を設置するためのスペースを確保することができ、エンジンルーム内での効率的なレイアウトを実現することができる。

この場合、前記車体フレームには、前記エンジンに向って水平方向に突出するようにリブが形成されており、前記ブラケットは、前記リブに固定される水平面、及び、該水平面に連結された垂直面を備える支持部材と、一端が前記垂直面に対して平行に固定されると共に他端が前記エンジンの表面に対して水平に固定される固定部材とを備えるとよい。
このような支持部材及び固定部材を備えるブラケットを用いてエンジンを吊り下げ支持することによって、振動するエンジンを車体フレーム対して強固に固定することができる。

本発明によれば、排気浄化装置をエンジンルーム内に配置することにより、エンジン及び排気浄化装置間の距離を更に短縮できる。これにより、排気浄化装置に導入される排気ガスの温度低下を防止し、浄化性能を向上できる。またカウンターウェイトに排気浄化装置の配置スペースを設ける必要がなくなるので、カウンターウェイトのサイズ縮小を図ることができる。これにより、後方視界や旋回性能を改善できると共に、カウンターウェイトの重心を下げて車両安定性を向上できる。

本実施例に係る産業用車両の全体構成を側面から示す模式図である。 本実施例に係る産業用車両のエンジン周辺の構造を下方から示す斜視図である。 図２から車体フレーム及びブラケットを抽出して示す斜視図である。 エンジンルーム内に収納されたエンジン周辺の構造を示す斜視図である。 エンジンの周辺構造を冷却水回路と共に示す摸式図である。 変形例に係る産業用車両のエンジン周辺の構造を下方から示す斜視図である。 特許文献１に係る産業用車両における消音装置の配置レイアウトを簡易的に示す模式図である。 特許文献２に係る産業用車両における排気浄化装置の第１の配置レイアウトを簡易的に示す模式図である。 特許文献２に係る産業用車両における排気浄化装置の第２の配置レイアウトを簡易的に示す模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本実施例に係る産業用車両の全体構成を側面から示す模式図である。
産業用車両は運転席１０の前方に荷役を昇降可能な荷役装置１１を有するフォークリフト車両である。車両には動力源としてディーゼルエンジン（以下、適宜「エンジン」と称する）１が搭載されており、その動力を用いて車両走行や荷役装置１１の駆動を行っている。

車両では重量物である荷役装置１１が車両前方に設けられている（荷役装置１１に貨物を積載した場合には荷役装置１１は更に重くなる）ことを考慮して、運転席１０の後方にカウンターウェイト３を搭載することで、車両の前後バランスをとり、産業用車両にとって重要な旋回性能や車両安定性を確保している。
尚、カウンターウェイト３の上方には、燃料タンク１２が配置されている。

図２は本実施例に係る産業用車両のエンジン周辺の構造を下方から示す斜視図である。
エンジン１は車体フレーム１３で囲まれたエンジンルーム１４内に収納されている。ここで，エンジンルーム１４は車両内部においてエンジン１を収納するために設けられた空間を広く意味しており、好ましくは車体フレーム１３によってエンジン１の側方の少なくとも一部を囲むように規定されているとよく、更に好ましくは、エンジン１の上方の少なくとも一部をエンジンカバー（不図示）によって覆われて形成されているとよい。

図２では車体フレーム１３はそれぞれ符号１３ａ及び１３ｂで示すように、エンジン１の両側面に沿って延在するように設けられている。エンジン１は車体フレーム１３ａ及び１３ｂにそれぞれ設けられたエンジンマウントブラケット（以下、適宜「ブラケット」と称する）１５によって両側面を吊り下げ支持されている。一般的な据え置き型のエンジンの場合、エンジン１の下方には余裕空間が存在しないが、本実施例では、エンジン１を吊り下げ支持することによって下方にスペースを設けやすく、後述する排気浄化装置（ＤＰＦ８）などをエンジンルーム１４内に設置可能に構成されている。

図３は図２から車体フレーム１３及びブラケット１５を抽出して示す斜視図である。尚、図３ではブラケット１５の配置がわかりやすいように、車体フレーム１３ｂを省略している。
ブラケット１５は車体フレーム１３ａ及び１３ｂに設けられており、それぞれ支持部材１６及び固定部材１７から構成されている。
車体フレーム１３の表面には、エンジン１に向って水平方向に突出するようにリブ２２が設けられている。リブ２２には支持部材１６の水平面１６ａが複数のボルトで固定されている。水平面１６ａには垂直面１６ｂが略直交するように連結されており、支持部材１６は略L字形状を有している。

固定部材１７は、一端が垂直面１６ｂに対して平行に固定されると共に他端がエンジン１の表面に対して平行に固定される。より具体的に説明すると、固定部材１７はエンジン１の表面に対向するように設けられた固定面１７ａを有しており、エンジン１に対して複数のボルトで固定されている。固定面１７ａには車体フレーム１３側に向かって突出するように連結面１７ｂが形成されている。連結面１７ｂは支持部材１６の垂直面１６ｂにボルト固定されており、本実施例では特に、垂直面１６ｂの両側からボルト固定可能に構成されている。このような構造を有するブラケット１５を用いることにより、振動するエンジン１を車体フレーム１３に対して強固に固定することができる。

図４はエンジンルーム１４内に収納されたエンジン周辺の構造を示す斜視図である。
エンジン１は排気タービン１８ａとこれに同軸駆動されるコンプレッサ１８ｂを有する排気ターボ過給機１８を備えている。給気管１９から取り込まれた空気は、コンプレッサ１８ｂにて圧縮昇温された後、インタークーラ（不図示）で冷却されて燃焼室に供給される。
燃焼室では圧縮着火燃焼が行われ、燃焼によって発生した排ガスは排気管２０に設けられた排気タービン１８ａを駆動して前記コンプレッサ１８ｂの動力源となった後、排気浄化装置であるディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）８に供給される。

ＤＰＦ８は、エンジンルーム１４に収納されており、特にエンジン１の下方に形成されたスペース（すなわち、ブラケット１５でエンジン１を吊り下げ支持することによって形成されたスペース）に設置されている。排気管２０は、このようにエンジン２の下方に設置されたＤＰＦ８に向かって取り回されている。排気管２０のうちＤＰＦ８の上流側の一部には延在方向に伸縮可能なベローズ配管２１が挿入されており、エンジン１の振動が下流側に伝達することを防止している。

尚、ベローズ配管２１は排気管２０のうち直線形状を有している箇所（例えば図４で示すように上下方向に直線上に延びている箇所）に挿入されることが好ましい。ベローズ配管２１はエンジン１の振動を吸収するため高い耐久性を有することが求められるが、直線形状を有している箇所に挿入することによって、ベローズ配管２１の径に伝達される振動が全周にわたって均一化され、良好な耐久性が得られる。
尚、ベローズ配管２１に代えて或いは併せて、柔軟性を有するフレキシブル配管を用いてもよい。

このようにＤＰＦ８をエンジンルーム１４内に配置することにより、エンジン１及びＤＰＦ８間における排気管２０を短縮することができ、ＤＰＦ８に導入される排気温度の低下を抑制でき、浄化性能を向上できる。

ところで、従来から普及が進んでいるウォールフロータイプのＤＰＦは、ハニカム構造を有するセラミックフィルタを排気ガスが通過することでＰＭを捕集するが、捕集率が高い半面、装置のメンテナンス頻度が高くなる特徴がある。そのため、ウォールフロータイプのＤＰＦはメンテナンス作業時に作業者がアクセスしやすい位置に配置する必要があり、本願発明のようにエンジンルーム１４内に配置することができない。
一方、本実施例ではフロースルータイプのＤＰＦを使用している。フロースルータイプのＤＰＦは上記ウォールフロータイプとは異なり煤が堆積しない構造を有している。そのため、ウォールフロータイプのＤＰＦに比べて格段にメンテナンス頻度が低く、作業者がアクセスしにくいエンジンルーム１４内に配置しても弊害が少なくて済む。

尚、本実施例では排気浄化装置としてＤＰＦ８を設けた場合を説明したが、ＤＰＦ８の上流側に、排気ガス中に含まれる酸素を利用して、排気中の炭化水素（ＨＣ）を主とした未燃焼物質を酸化して水（Ｈ_２０）と二酸化炭素（ＣＯ_２）に分解する酸化触媒（ＤＯＣ）を設けてもよい。この場合、ＤＰＦ８の再生処理時には、ＤＯＣの上流側に設けられたポスト噴射装置によって排気管２０中に燃料（ＨＣ）を噴射し、ＤＯＣで当該排気中に含まれる燃料を酸化させて排気を昇温し、高温になった排気をＤＰＦ８に送り込むことによって、蓄積したＰＭを燃焼処理する。

図５はエンジン２の周辺構造を冷却水回路２３と共に示す摸式図である。
エンジン１で昇温された冷却水は、冷却水回路２３上に設けられたラジエータ２にて外気と熱交換することにより冷却される。ラジエータ２には、エンジン１の駆動に伴って回転する送風ファン５によって外気が送り込まれ、冷却水との熱交換が促進される。ラジエータ２を通過した送風は、後方に配置されたカウンターウェイト３の通気口６（図７を参照）を介して車外に放出される。

図７に示すように、従来、ＤＰＦ８などの排気浄化装置をカウンターウェイト３の通気口６近傍に配置していたため、送風の妨げとなり、ラジエータ２の冷却能力低下の一因となっていた。本実施例では、このように送風の妨げとなりうるＤＰＦ８を、ラジエータ２より前方に存在するエンジンルーム１４内に配置することにより、ラジエータ２の冷却性能の向上を図ることができる。

またカウンターウェイト３にＤＰＦ８の配置スペースを設ける必要がなくなるので、カウンターウェイト３のサイズ縮小を図り、後方視界や旋回性能を向上できると共に、カウンターウェイト３の重心を下げて良好な車両安定性が得られる。特にカウンターウェイト３の高さを低く、且つ、長さを短く設定することで、後方視界を改善することができる。またカウンターウェイト３の外形を小さく設定することで旋回半径を小さくすることができ、小回り性に優れた産業用車両を実現できる。
また、このようにカウンターウェイト３のコンパクト化が可能となるので、カウンターウェイト３上に設置される燃料タンク１２へのアクセスが容易になり、給油などのメンテナンス作業負担を軽減することができる。

（第１変形例）
図６は変形例に係る産業用車両のエンジン周辺の構造を下方から示す斜視図である。
本変形例では、排気管２０のうちＤＰＦ８の下流側に騒音抑制のための消音装置であるマフラー４が設けられている。図７に示すように、従来、マフラー４はカウンターウェイト３の下部に形成されたスペースに配置されていたため、ラジエータ２からの送風の妨げとなり、冷却能力低下の一因となっていた。
一方、本変形例では図６に示すように、マフラー４もＤＰＦ８と同様にエンジンルーム１４内に配置されている。これにより、ラジエータ２からの送風の妨げとなることを回避し、冷却性能を向上できる。また、カウンターウェイト３の下部にマフラー４の設置スペースを形成する必要がなくなるので、カウンターウェイト３のコンパクト化及び低重心化を図り、旋回性能や車両安定性を向上できる。

尚、本変形例ではＤＰＦ８に加えてマフラー４をエンジンルーム１４内に配置した例を示したが、同様の思考に基づいて、その他の構成要素をエンジンルーム１４内に配置することでレイアウトの効率化を行ってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ＤＰＦ８をエンジンルーム１４内に配置することにより、エンジン１及びＤＰＦ８間の距離を短縮できる。これにより、ＤＰＦ８に導入される排気ガスの温度低下を防止し、浄化性能を向上できる。またカウンターウェイト３にＤＰＦ８の配置スペースを設ける必要がなくなるので、カウンターウェイト３のサイズ縮小を図ることができる。これにより、後方視界や旋回性能を改善できると共に、カウンターウェイト３の重心を下げて車両安定性を向上できる。

本発明は、動力源であるエンジンの排気ガスを浄化する排気浄化装置を備えたフォークリフトなどの産業用車両に利用可能である。

１ エンジン
２ ラジエータ
３ カウンターウェイト
４ 消音装置（マフラー）
５ 送風ファン
６ 通気口
８ 排気浄化装置（ＤＰＦ）
９ 排気管
１０ 運転席
１１ 荷役装置
１２ 燃料タンク
１３ 車体フレーム
１４ エンジンルーム
１５ エンジンマウントブラケット
１６ 支持部材
１７ 固定部材
１８ 排気ターボ過給器
１９ 給気菅
２０ 排気管
２１ ベローズ配管
２２ リブ

Claims (6)

1. 車両の前部に設けられた荷役装置と、
   前記車両の後部に設けられたカウンターウェイトと、
   前記車両の内部において前記カウンターウェイトの前方に形成されたエンジンルーム内に収納されたエンジンと、
   前記エンジンルーム内に配置された前記エンジンの排気ガスを浄化するように構成された排気浄化装置と
   を備え、
   前記エンジンは、前記車両が有する車体フレームに取り付けられたブラケットによって両側面から吊り下げ支持され、
   前記車体フレームには、前記エンジンに向って水平方向に突出するようにリブが設けられており、
   前記ブラケットは、
   前記リブに固定される水平面、及び、該水平面に連結された垂直面を備える支持部材と、
   一端が前記垂直面に対して平行に固定されると共に他端が前記エンジンの表面に対して平行に固定される固定部材と
   を備えることを特徴とする産業用車両。
2. 前記エンジンの排気管において前記排気浄化装置より下流側に設けられた消音装置を備え、
   該消音装置は前記エンジンルーム内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の産業用車両。
3. 前記排気浄化装置は、前記エンジンの冷却水を放熱するラジエータより前方に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の産業用車両。
4. 前記排気浄化装置はフロースルータイプのディーゼルパティキュレートフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の産業用車両。
5. 前記排気浄化装置は、前記エンジンが前記ブラケットによって吊り下げ支持されることで形成される前記エンジンの下方のスペースに設置されていることを特徴とする請求項１に記載の産業用車両。
6. 燃料タンクを備え、
   該燃料タンクは、前記カウンターウェイトの上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の産業用車両。

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