JP6212826B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジンの排気管に排気ガス後処理装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。上部旋回体には、旋回フレームの前側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等が搭載され、旋回フレームの後側にエンジン、油圧ポンプ等が搭載されている。

油圧ショベルのエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このディーゼルエンジンは、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を排出するとされている。そこで、油圧ショベルは、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガス後処理装置を設ける構成としている。この排気ガス後処理装置としては、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を有するＰＭ捕集装置、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化装置が知られている。さらに、排気ガス後処理装置としては、排気音量を低減するための消音装置も知られている。

ここで、エンジンは、旋回フレーム上に防振マウントで支持されている。排気ガス後処理装置は、旋回フレームに直接的に取付けられている。この場合、エンジンと排気ガス後処理装置の振動系統は異なる。従って、エンジンと排気ガス後処理装置との相対的な変位（振動）は、エンジンと排気ガス後処理装置とを接続する排気管の途中に設けられた蛇腹形状のベローズ管により吸収する構成としている（特許文献１）。

国際公開第２０１１／１５２３０６号

ところで、上述した特許文献１では、２つの排気ガス後処理装置を油圧ポンプの上方でその一部を上，下方向に重ね、エンジンに近接した状態で配置している。しかし、ベローズ管は、充分に振動を吸収するためにある程度の長さが必要である。従って、ベローズ管を設けた排気管は、エンジンの上方でエンジンを跨ぐように配設されている。この場合、エンジンの上方には、排気管を配設するスペースを確保しなければならない。これにより、この排気管を含んだ排気ガス後処理装置が全体として大型化してしまうという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、エンジンの周囲の限られたスペースにベローズ管を設けた排気管を効率よく配置できるようにした建設機械を提供することにある。

本発明による建設機械は、自走可能な車体と、該車体の左，右方向に延びる横置き状態で前記車体に搭載されたエンジンと、該エンジンの長さ方向の一側に設けられた油圧ポンプと、前記エンジンの排気口に接続された排気管と、該排気管の出口側に設けられた第１の排気ガス後処理装置と、該第１の排気ガス後処理装置の流出口に接続された接続管と、該接続管の出口側に設けられた第２の排気ガス後処理装置とを備えてなる。

上述した課題を解決するために、本発明が採用する構成の特徴は、前記第１の排気ガス後処理装置と前記第２の排気ガス後処理装置は、それぞれ軸線が前記車体の前，後方向に延びる筒体を有し、該各筒体が互いに平行となるように前記油圧ポンプの上側に配置され、前記第１の排気ガス後処理装置の流入口は、前記第１の排気ガス後処理装置の前記筒体の軸線を挟んで前記エンジンとは反対側に設けられ、前記排気管は、前記第１の排気ガス後処理装置の前側で前記車体の左，右方向に延び、途中に前記エンジンと前記第１の排気ガス後処理装置との相対的な変位を吸収するベローズ管を有する横管路と、該横管路の先端側から後方に向けてＵ字状に屈曲し前記第１の排気ガス後処理装置の流入口に接続する屈曲管路とにより構成されたことにある。

この構成によれば、第１の排気ガス後処理装置の筒体の軸線を挟んでエンジンとは反対側に第１の排気ガス後処理装置の流入口を設け、排気管を第１の排気ガス後処理装置の前側で車体の左，右方向に延出させる。このため、第１の排気ガス後処理装置を油圧ポンプの上方のエンジンに近接した位置に配置しても、エンジンと第１の排気ガス後処理装置との間を接続する排気管の長さ寸法（経路）を長くすることができる。これにより、この排気管には、エンジンと第１の排気ガス後処理装置との相対的な変位（振動）を安定して吸収することができる長さのベローズ管を設けることができる。

排気管は、第１の排気ガス後処理装置の前側で車体の左，右方向に延びる状態で配設している。従って、エンジンの上側には、排気管を配設させる必要がなく、エンジンの上側とその上方を覆うエンジンカバーとの間の空間を小さくすることができる。これにより、エンジンカバーの高さ寸法を抑えることができるので、オペレータの後方の視界性は、向上する。

請求項２の発明は、前記第１の排気ガス後処理装置の流入口は、前記エンジンの排気口よりも上方に設けられ、前記排気管の横管路は、前記エンジンの排気口から水平方向に延びる水平管路部と、該水平管路部の先端側から前記屈曲管路に向けて上向きに傾斜する傾斜管路部とを有し、前記ベローズ管は、前記傾斜管路部に設けられる構成としたことにある。

この構成によれば、第１の排気ガス後処理装置の流入口とエンジンの排気口とを上，下方向で異なった位置に設け、ベローズ管を排気管の傾斜管路部に設ける。従って、ベローズ管は、エンジンと第１の排気ガス後処理装置との相対的な変位をベローズ管の曲げ方向に作用させ易くすることができる。この結果、エンジンと第１の排気ガス後処理装置との相対的な変位は、ベローズ管の曲げ変形により効果的に吸収させることができ、建設機械の安定性を向上させることができる。

請求項３の発明は、前記第１の排気ガス後処理装置と前記第２の排気ガス後処理装置は、前記接続管によって接続された状態で上，下方向に重ねて配置され、前記第１の排気ガス後処理装置は、前記第２の排気ガス後処理装置よりも下側に位置する構成としたことにある。

この構成によれば、第１の排気ガス後処理装置と第２の排気ガス後処理装置は、接続管によって接続された状態で、上，下方向に重ねられる。これにより、２つの排気ガス後処理装置は、エンジンの周囲の狭隘なスペースにコンパクトに配置することができる。

請求項４の発明は、前記第１の排気ガス後処理装置と前記第２の排気ガス後処理装置は、前記接続管によって接続された状態で上，下方向に重ねて配置され、前記第１の排気ガス後処理装置は、前記第２の排気ガス後処理装置よりも上側に位置する構成としたことにある。

この構成によれば、第１の排気ガス後処理装置を第２の排気ガス後処理装置よりも上側に位置させている。従って、エンジンと第１の排気ガス後処理装置との間を接続する排気管は、エンジンと第１の排気ガス後処理装置との間でより長く形成することができる。これにより、排気管に設けるベローズ管の長さや個数、位置等を選択することができる自由度を増すことができる。その結果、エンジンと第１の排気ガス後処理装置との相対的な変位は、ベローズ管により効率的に吸収することができる。

本発明の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す正面図である。 上部旋回体をキャブ、建屋カバー等を省略した状態で示す平面図である。 図１中の矢示III−III方向から見た断面図である。 エンジン、排気管、第１，第２の排気ガス後処理装置等を示す拡大平面図である。 排気管、第１，第２の排気ガス後処理装置を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた拡大図である。 エンジン、油圧ポンプ、排気管、第１，第２の排気ガス後処理装置等を示す斜視図である。 排気管と第１，第２の排気ガス後処理装置をエンジンから取外した状態で示す斜視図である。 第１，第２の排気ガス後処理装置を図５中の矢示VIII−VIII方向から見た断面図である。 変形例によるエンジン、排気管、第１，第２の排気ガス後処理装置等を示す図４と同様位置の拡大平面図である。 変形例によるエンジン、油圧ポンプ、排気管、第１，第２の排気ガス後処理装置等を示す図６と同様の斜視図である。 変形例による排気管と第１，第２の排気ガス後処理装置をエンジンから取外した状態で示す図７と同様の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械の代表例として、エンジンを搭載した油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１において、１は建設機械としてのクローラ式の油圧ショベルを示している。この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載され、該下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、該上部旋回体３の前，後方向の前側に俯仰動可能に設けられ土砂の掘削作業を行う作業装置４とにより構成されている。

旋回フレーム５は、上部旋回体３の支持構造体を形成するものである。図２、図３に示すように、この旋回フレーム５は、前，後方向に延びる厚肉な鋼板からなる底板５Ａと、該底板５Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左縦板５Ｂ，右縦板５Ｃと、該各縦板５Ｂ，５Ｃの左，右方向に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左サイドフレーム５Ｄ，右サイドフレーム５Ｅと、前記底板５Ａ、各縦板５Ｂ，５Ｃから左，右方向に張出し、その先端部に左，右のサイドフレーム５Ｄ，５Ｅを支持する複数本の張出しビーム５Ｆとを含んで構成されている。

旋回フレーム５の前側には、左，右の縦板５Ｂ，５Ｃ間に位置して作業装置４が俯仰動可能に取付けられている。旋回フレーム５の後側には、後述のカウンタウエイト７、エンジン８等が設けられている。

キャブ６は、旋回フレーム５の左前側に搭載されている。このキャブ６は、オペレータが搭乗するものである。キャブ６の内部には、オペレータが着座する運転席、走行用の操作レバー、作業用の操作レバー（いずれも図示せず）が配設されている。一方、カウンタウエイト７は、旋回フレーム５の後端部に取付けられたもので、該カウンタウエイト７は、作業装置４との重量バランスをとるものである。

エンジン８は、旋回フレーム５の後側に設けられ、該エンジン８は、上部旋回体３（車体）の左，右方向に延びる横置き状態で搭載されている。図２、図３に示すように、エンジン８の左側には、後述する熱交換器１０に冷却風を供給するための冷却ファン８Ａが設けられている。一方、エンジン８の右側には、後述する油圧ポンプ１１が設けられている。さらに、エンジン８の前側の上部には、エキゾーストマニホールド８Ｂに接続して後述の過給機９が設けられている。エンジン８は、４個の防振マウント８Ｃ（図３および図６中に２個のみ図示）を介して旋回フレーム５に防振状態で支持されている。

過給機（ターボチャージャ）９は、エンジン８の一部を構成するもので、該過給機９は、エンジン８の前側に位置してエキゾーストマニホールド８Ｂに接続され、上部旋回体３の左，右方向の右側に向けて排気口９Ａが開口している。ここで、過給機９の排気口９Ａは、エンジン８からの排気ガスを排出するもので、この過給機９の排気口９Ａには、後述の排気管２６が接続されている。

熱交換器１０は、エンジン８の左側に配設され、該熱交換器１０は、エンジン８の冷却ファン８Ａに対面して設けられている。ここで、熱交換器１０は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン８が吸込む空気を冷却するインタクーラ等により構成されている。

油圧ポンプ１１は、エンジン８の右側に設けられ、該油圧ポンプ１１は、エンジン８によって駆動される。油圧ポンプ１１は、後述の作動油タンク１２から供給される作動油を、圧油として制御弁装置（図示せず）に向け吐出するものである。

作動油タンク１２は、油圧ポンプ１１の前側に位置して旋回フレーム５の右側に設けられ、該作動油タンク１２は、下部走行体２、作業装置４に設けられたアクチュエータを駆動するための作動油を貯えるものである。一方、燃料タンク１３は、作動油タンク１２の前側に位置して旋回フレーム５に設けられている。

建屋カバー１４は、エンジン８、熱交換器１０、後述する第１，第２の排気ガス後処理装置１６，２１を含む機器を側方および上方から覆うものである。この建屋カバー１４は、キャブ６とカウンタウエイト７との間に位置して旋回フレーム５上に設けられている。図１、図３に示すように、建屋カバー１４は、熱交換器１０の左側を覆う左面カバー部１４Ａと、油圧ポンプ１１の右側を覆う右面カバー部１４Ｂと、各カバー部１４Ａ，１４Ｂの上側に位置してエンジン８の上側を覆う上面カバー部１４Ｃとを含んで構成されている。

上面カバー部１４Ｃには、エンジン８のメンテナンス作業を行うときに開閉されるエンジンカバー部１４Ｄが設けられている。エンジンカバー部１４Ｄは、第１，第２の排気ガス後処理装置１６，２１の上側となる部位が他の部位よりも一段高く形成され、後述の尾管２５を上側に突出させるための開口が設けられている。なお、エンジンカバー部に尾管を一体的に取付け、この尾管に第２の排気ガス後処理装置から延びる排出管を接続する構成としてもよい。

支持ブラケット１５は、エンジン８の右側に位置して旋回フレーム５上に設けられ、該支持ブラケット１５は、旋回フレーム５に対して後述の第１の排気ガス後処理装置１６と第２の排気ガス後処理装置２１を支持するものである。支持ブラケット１５は、油圧ポンプ１１の前方側に位置する張出しビーム５Ｆから油圧ポンプ１１の上方まで立上る前脚部１５Ａと、該前脚部１５Ａと油圧ポンプ１１を挟んで対面し油圧ポンプ１１の後方側に位置する張出しビーム５Ｆから油圧ポンプ１１の上方まで立上る後脚部１５Ｂと、油圧ポンプ１１の上方で前脚部１５Ａと後脚部１５Ｂとの間を水平方向に延びる後処理装置取付枠１５Ｃとにより大略構成されている。

後処理装置取付枠１５Ｃには、後述する第１の排気ガス後処理装置１６と第２の排気ガス後処理装置２１がボルト等を用いて取付けられている。即ち、支持ブラケット１５は、油圧ポンプ１１を前，後方向に跨いだ状態で、後述の第１の排気ガス後処理装置１６と第２の排気ガス後処理装置２１とを旋回フレーム５上に両持ち支持している。

次に、エンジン８から排出される排気ガスを上部旋回体３の外部に排出するための構成について説明する。

第１の排気ガス後処理装置１６は、支持ブラケット１５を介して旋回フレーム５に取付けられ、該第１の排気ガス後処理装置１６は、油圧ポンプ１１の上側に位置し、後述する排気管２６の出口側に設けられている。第１の排気ガス後処理装置１６は、後述する第２の排気ガス後処理装置２１よりも上部旋回体３の左，右方向でエンジン８に近い側に位置している。第１の排気ガス後処理装置１６は、ボルト等を用いて支持ブラケット１５の後処理装置取付枠１５Ｃに固定された状態で軸線Ｏ１−Ｏ１が上部旋回体３の前，後方向に延びる円筒状の筒体１７と、該筒体１７内に配置された酸化触媒１８とにより構成されている。

酸化触媒１８は、排気ガスを浄化する処理部材の１つを構成するもので、該酸化触媒１８は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数個の貫通孔が形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。酸化触媒１８は、所定の温度下で各貫通孔に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去するものである。一方、酸化触媒１８は、必要に応じて粒子状物質（ＰＭ）も燃焼し、除去することができる。

一方、筒体１７は、その両端を閉塞することにより密閉容器として形成されている。筒体１７の上流側となる前側部位には、筒体１７の径方向外側に延びる管体からなる流入口１７Ａが設けられている。

図３、図５に示すように、この流入口１７Ａは、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の軸線Ｏ１−Ｏ１を挟んでエンジン８とは反対側に設けられている。具体的には、流入口１７Ａの長さ方向の一端が筒体１７内に挿入され、他端が右面カバー部１４Ｂ側に向けて径方向外向きに突出している。この流入口１７Ａは、エンジン８の過給機９の排気口９Ａよりも上方に設けられ、突出端側には、後述する排気管２６の出口側がボルトにより接続されるようになっている。

これにより、後述の排気管２６の長さ寸法（経路）は、排気口９Ａと流入口１７Ａとの間に長く形成することができる。従って、排気管２６のベローズ管２８を長くすることにより、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との相対的な変位を効果的に吸収させることができる構成となっている。

さらに、流入口１７Ａのうち筒体１７内に挿入された部分には、多数個の貫通孔１７Ｂ（図８参照）が設けられている。これら各貫通孔１７Ｂは、排気音を低減（消音）するものである。筒体１７の下流側となる後側部位には、上方に向けて開口して流出口１７Ｃが設けられている。この流出口１７Ｃには、後述する接続管１９の入口側が接続されている。

接続管１９は、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の流出口１７Ｃに接続され、該接続管１９は、第１の排気ガス後処理装置１６と後述する第２の排気ガス後処理装置２１との間を接続するものである。接続管１９は、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の直上側で、かつ油圧ポンプ１１の上方の空間内に配置され該筒体１７の軸線Ｏ１−Ｏ１と平行に延びる円筒体からなる筒部１９Ａと、該筒部１９Ａの上流側となる入口側の端縁を閉塞する上流蓋板１９Ｂと、前記筒部１９Ａの下流側となる出口側の端縁を閉塞する下流蓋板１９Ｃとにより構成されている。

接続管１９は、入口側（後側）が第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の流出口１７Ｃに接続され、出口側（前側）が後述する第２の排気ガス後処理装置２１の筒体２２の給気口２２Ａに接続されている。これにより、接続管１９は、第１の排気ガス後処理装置１６から排出される排気ガスを第２の排気ガス後処理装置２１に導くことができる。

尿素水噴射ノズル２０は、接続管１９に設けられ、該尿素水噴射ノズル２０は、ＮＯｘ浄化装置の一部を構成するものである。尿素水噴射ノズル２０は、接続管１９の接続端部の軸線上における上流蓋板１９Ｂに取付けられ、尿素水溶液を貯える尿素水タンクにポンプ（いずれも図示せず）を介して接続されている。尿素水噴射ノズル２０は、筒部１９Ａ内を流通する排気ガスに向けて尿素水溶液を噴射するものである。

第２の排気ガス後処理装置２１は、支持ブラケット１５を介して旋回フレーム５に取付けられ、該第２の排気ガス後処理装置２１は、接続管１９の出口側に設けられると共に、第１の排気ガス後処理装置１６の上側に配置されている。

ここで、第２の排気ガス後処理装置２１は、ボルト等を用いて支持ブラケット１５の後処理装置取付枠１５Ｃに固定された状態で軸線Ｏ２−Ｏ２が上部旋回体３の前，後方向に延びる円筒状の筒体２２と、該筒体２２内に配置され、窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニアによって選択的に還元反応させて水と窒素に分解する選択還元触媒２３と、該選択還元触媒２３の下流側に配置され、該選択還元触媒２３で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離する酸化触媒２４と、該酸化触媒２４の下流側に位置して筒体２２から上側に向けて突出した尾管２５とにより構成されている。

図４、図８に示すように、第２の排気ガス後処理装置２１の筒体２２は、両端を閉塞することにより密閉容器として形成され、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７よりも若干長い円筒体となっている。第２の排気ガス後処理装置２１は、第１の排気ガス後処理装置１６よりも上側であって、油圧ポンプ１１の上方の空間内に配置されている。筒体２２の軸線Ｏ２−Ｏ２は、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の軸線Ｏ１−Ｏ１と同一の垂直平面上から右面カバー部１４Ｂ側にずれた位置で筒体１７の軸線Ｏ１−Ｏ１と互いに平行の位置関係になっている。即ち、第１の排気ガス後処理装置１６と第２の排気ガス後処理装置２１とは、平面視（上面視）でその一部が重なるように配置されている。

筒体２２の上流側となる前側部位は、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の上流側となる前側よりも前方に向けて若干突出し、筒体２２の下流側となる後側部位は、筒体１７の下流側となる後側よりも後方に向けて若干突出している。筒体２２の前側部位には、エンジン８側に突出して給気口２２Ａが設けられている。この給気口２２Ａには、接続管１９の出口側が接続されている。また、筒体２２の下流側となる後側部位には、径方向外側に突出する尾管２５が接続されている。

選択還元触媒２３は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。この選択還元触媒２３は、通常、エンジン８から排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を、尿素水溶液から生成されたアンモニアによって選択的に還元反応させ、窒素と水に分解するものである。

一方、酸化触媒２４は、前述した酸化触媒１８とほぼ同様に、セラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。これにより、酸化触媒２４は、選択還元触媒２３で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離するものである。

さらに、尾管２５は、筒体２２の下流側（酸化触媒２４の下流側）となる後側部位に位置し、長さ方向の一端が筒体２２内に挿入され、他端が径方向の上向きに突出している。筒体２２内に入り込んだ尾管２５の下側部分には、多数個の貫通孔２５Ａが設けられている。これら各貫通孔２５Ａは、排気音を低減（消音）するものである。一方、筒体２２から突出した尾管２５の上側部分は、エンジンカバー部１４Ｄの開口に挿通され、上端が後側に屈曲して排気ガスの出口となっている。

次に、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との間を接続する排気管２６について説明する。

排気管２６は、エンジン８を構成する過給機９の排気口９Ａに接続されたものである。この排気管２６は、金属製の管路として形成され、エンジン８から排出された高温の排気ガスを第１の排気ガス後処理装置１６へと導くものである。排気管２６は、エンジン８に沿って上部旋回体３の左，右方向に延び、かつ排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａに向けて水平または傾斜して設けられるものである。ここで、排気管２６は、後述する横管路２７と屈曲管路２９とにより構成されている。

横管路２７は、第１の排気ガス後処理装置１６の前側で上部旋回体３の左，右方向に延びている。該横管路２７は、エンジン８の過給機９の排気口９Ａから水平方向に延びる水平管路部２７Ａと、該水平管路部２７Ａの先端側から後述する屈曲管路２９に向けて上向きに傾斜する傾斜管路部２７Ｂとにより構成されている。

図５に示すように、水平管路部２７Ａは、基端側（上流側）がエンジン８の過給機９の排気口９Ａに接続され後方に向けてほぼ水平方向に延びている。一方、傾斜管路部２７Ｂは、水平管路部２７Ａの先端側から水平管路部２７Ａに対して角度αをもって上向きに傾斜し、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の前側かつ第２の排気ガス後処理装置２１の給気口２２Ａの下側を右面カバー部１４Ｂ側に向けて延びている。傾斜管路部２７Ｂの先端側は、筒体１７に設けられた流入口１７Ａとほぼ同一の水平面上に位置し、後述する屈曲管路２９に接続されている。

このように、傾斜管路部２７Ｂは、第２の排気ガス後処理装置２１の給気口２２Ａの下側と第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の前側との間に形成されたスペースを利用してそこに配設することで、排気管２６の長さ寸法を長くしている。これにより、排気管２６や第１，第２の排気ガス後処理装置１６，２１は、エンジン８の周囲の狭隘なスペースにコンパクトに配設することができる。

ベローズ管２８は、排気管２６の途中に設けられ、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との相対的な変位を吸収するものである。ベローズ管２８は、排気管２６を構成する横管路２７の傾斜管路部２７Ｂの途中部位に２箇所配置されている。各ベローズ管２８は、蛇腹形状の金属筒体として形成され、各ベローズ管２８の両端は傾斜管路部２７Ｂに溶接手段を用いて一体的に固着されている。

この場合、ベローズ管２８は、横管路２７の傾斜管路部２７Ｂの途中に設けられている。従って、エンジン８の排気口９Ａと第１の排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａとに作用する前，後、上，下、左，右方向の相対的な変位は、ベローズ管２８の曲げ方向に作用させ易くすることができる。この結果、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との相対的な変位は、ベローズ管２８の曲げ変形により効果的に吸収させることができる。

屈曲管路２９は、横管路２７を構成する傾斜管路部２７Ｂの先端側（下流側）に接続されている。該屈曲管路２９は、傾斜管路部２７Ｂの先端側から後方に向けてＵ字状に屈曲し下流側が第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の流入口１７Ａにボルト等により接続されている。

この場合、第１の排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａは、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の軸線Ｏ１−Ｏ１を挟んでエンジン８とは反対側に設けている。従って、第１の排気ガス後処理装置の流入口をエンジン８側に設けた場合と比較して、排気管２６の横管路２７の長さ寸法を、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の外径寸法分だけ長く形成することができる。これにより、横管路２７には、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との相対的な変位を安定して吸収することができる長さのベローズ管２８を設けることができる構成となっている。

本実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

キャブ６に搭乗したオペレータは、エンジン８を始動して油圧ポンプ１１を駆動する。これにより、油圧ポンプ１１からの圧油は、制御弁装置を介して各種アクチュエータに供給される。これにより、オペレータが走行用の操作レバー（図示せず）を操作したときには、下部走行体２を前進または後退させることができる。一方、オペレータが作業用の操作レバー（図示せず）を操作することにより、作業装置４を動作させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

ここで、エンジン８の運転時に、該エンジン８から排出される排気ガスは、エンジン８の排気口９Ａから排気管２６を介して第１の排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａに導入される。図８に矢印で示すように、排気ガスは、第１の排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａから接続管１９、第２の排気ガス後処理装置２１を通じて大気中に排出される。

この場合、第１の排気ガス後処理装置１６に設けられた酸化触媒１８が排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する。酸化触媒１８は、必要に応じてＰＭも燃焼し、除去する。一方、尿素水は、接続管１９内に向けて噴射される。これにより、第２の排気ガス後処理装置２１内の選択還元触媒２３によって窒素酸化物を窒素と水に分解する。さらに、酸化触媒２４が残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離することにより、浄化した排気ガスを大気中に排出する。

さらに、油圧ショベル１の走行時、作業時には、防振マウント８Ｃを介して支持されたエンジン８が旋回フレーム５上で振動する。しかし、第１の排気ガス後処理装置１６と第２の排気ガス後処理装置２１は、旋回フレーム５に支持ブラケット１５を介して取付けられているので、エンジン８とは異なる振動系統で振動する。従って、エンジン８と第１，第２の排気ガス後処理装置１６，２１とは、相対的に変位することになる。この場合、エンジン８と第１，第２の排気ガス後処理装置１６，２１との相対的な変位は、排気管２６の横管路２７の途中に設けられたベローズ管２８が曲げ変形することにより吸収できる。

かくして、本実施の形態によれば、第１の排気ガス後処理装置１６と第２の排気ガス後処理装置２１は、接続管１９によって接続された状態で、油圧ポンプ１１の上側で上，下方向に重ねて配置される。これにより、エンジン８の周囲の狭隘なスペースに２つの排気ガス後処理装置１６，２１をコンパクトに配置させることができる。

ところで、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７の軸線Ｏ１−Ｏ１を挟んでエンジン８と反対側には、第１の排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａを設けている。排気管２６は、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６の前側で上部旋回体３の左，右方向に延出している。これにより、第１，第２の排気ガス後処理装置１６，２１は、エンジン８に近接しても、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との間を接続する排気管２６の長さ寸法を長くすることができる。その結果、排気管２６のベローズ管２８は、軸方向に長いものとすることができる。従って、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との相対的な変位は、排気管２６のベローズ管２８で安定して吸収することができる。

一方、排気管２６は、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６の前側を上部旋回体３の左，右方向に延びる状態で配設している。従って、本実施の形態では、上述した従来技術のように、排気管をエンジン８の上側に配設する必要がなく、エンジン８の上側とエンジンカバー部１４Ｄとの間の空間を小さくすることができる。これにより、エンジンカバー部１４Ｄの高さ寸法を抑えることができるので、オペレータの後方の視界性を向上させることができる。

さらに、第１の排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａとエンジン８の排気口９Ａとは、上，下方向で異なった位置に設け、ベローズ管２８を排気管２６の傾斜管路部２７Ｂに設ける構成としている。これにより、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との相対的な変位は、ベローズ管２８の曲げ方向に作用させ易くすることができる。この結果、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置１６との相対的な変位は、ベローズ管２８の曲げ変形により効果的に吸収させることができ、油圧ショベル１の安定性を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、第１の排気ガス後処理装置１６を第２の排気ガス後処理装置２１よりも下側に位置させる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図９ないし図１１に示す変形例のように構成してもよい。即ち、第１の排気ガス後処理装置３１と第２の排気ガス後処理装置３２は、接続管３３によって接続された状態で上，下方向に重ねて配置され、第１の排気ガス後処理装置３１は、第２の排気ガス後処理装置３２よりも上側に位置する構成としてもよい。

第１の排気ガス後処理装置３１と第２の排気ガス後処理装置３２とは、油圧ポンプ１１を前，後方向に跨いだ状態で旋回フレーム５上に設けられた支持ブラケット３４に取付けられる。この場合、第１の排気ガス後処理装置３１とエンジン８の排気口９Ａとの上，下方向の寸法差を大きくすることができる。その結果、エンジン８の排気口９Ａと第１の排気ガス後処理装置３１の流入口３１Ａとを接続する排気管３５の長さ寸法は、その寸法差の分だけ長く形成することができる。これにより、排気管３５に設けるベローズ管３６の長さや個数、位置等の選択の自由度を増すことができる。従って、エンジン８と第１の排気ガス後処理装置３１との相対的な変位は、ベローズ管３６により効率的に吸収することができる。

上述した実施の形態では、第１の排気ガス後処理装置１６と第２の排気ガス後処理装置２１とを上，下方向に重ねて配置した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１の排気ガス後処理装置と第２の排気ガス後処理装置とを同一平面上で平行に配置してもよい。

上述した実施の形態では、排気管２６に２個のベローズ管２８を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば排気管に３個以上のベローズ管を設ける場合や、１個の長いベローズ管を設けてもよい。このことは、変形例についても同様である。

上述した実施の形態では、第１の排気ガス後処理装置１６の流入口１７Ａは、エンジン８の排気口９Ａよりも上方に設けられた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１の排気ガス後処理装置の流入口を、エンジンの排気口よりも下方に設けてもよく、また第１の排気ガス後処理装置の流入口とエンジンの排気口とを水平面上で同じ高さに設けてもよい。この場合、排気管は、排気口と流入口との間を排気口から下方に傾斜してまたは水平に配設することができる。いずれの場合も、第１の排気ガス後処理装置の流入口は、第１の排気ガス後処理装置の筒体の軸線を挟んでエンジンとは反対側となる。このことは、変形例についても同様である。

上述した実施の形態では、排気管２６の横管路２７は、エンジン８の排気口９Ａから水平方向に延びる水平管路部２７Ａと、該水平管路部２７Ａの先端側から屈曲管路２９に向けて上向きに傾斜する傾斜管路部２７Ｂとにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば排気管の横管路をエンジンの排気口から屈曲管路に向けて傾斜する傾斜管路部のみで構成してもよく、また排気管の横管路をエンジンの排気口から水平方向に延びる水平管路部のみで構成し、この水平管路部の先端側に上，下方向に延びる屈曲管路を接続してもよい。このことは、変形例についても同様である。

上述した実施の形態では、排気管２６の横管路２７は、水平管路部２７Ａと、傾斜管路部２７Ｂとにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばエンジンの排気口から水平方向に延びる水平管路部と、該水平管路部の先端側から屈曲管路に向けて鉛直方向に延びる鉛直管路部とにより構成してもよい。この場合、ベローズ管は、水平管路部や鉛直管路部に設けることができる。このことは、変形例についても同様である。

上述した実施の形態では、第１の排気ガス後処理装置１６の筒体１７内に酸化触媒１８だけを設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１の排気ガス後処理装置の筒体内に、酸化触媒の下流側に位置して粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）が設けられていてもよい。この粒子状物質除去フィルタは、エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集し、燃焼して除去することにより、排気ガスを浄化するものである。このことは、変形例についても同様である。

さらに、上述した実施の形態では、建設機械として、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、ホイールローダ、ダンプトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
８ エンジン
９ 過給機
９Ａ 排気口
１１ 油圧ポンプ
１６，３１ 第１の排気ガス後処理装置
１７ 筒体
１７Ａ，３１Ａ 流入口
１７Ｃ 流出口
１９，３３ 接続管
２１，３２ 第２の排気ガス後処理装置
２２ 筒体
２６，３５ 排気管
２７ 横管路
２７Ａ 水平管路部
２７Ｂ 傾斜管路部
２８，３６ ベローズ管
２９ 屈曲管路
Ｏ１−Ｏ１ 筒体１７の軸線
Ｏ２−Ｏ２ 筒体２２の軸線

Claims (4)

1. 自走可能な車体と、該車体の左，右方向に延びる横置き状態で前記車体に搭載されたエンジンと、該エンジンの長さ方向の一側に設けられた油圧ポンプと、前記エンジンの排気口に接続された排気管と、該排気管の出口側に設けられた第１の排気ガス後処理装置と、該第１の排気ガス後処理装置の流出口に接続された接続管と、該接続管の出口側に設けられた第２の排気ガス後処理装置とを備えてなる建設機械において、
   前記第１の排気ガス後処理装置と前記第２の排気ガス後処理装置は、それぞれ軸線が前記車体の前，後方向に延びる筒体を有し、該各筒体が互いに平行となるように前記油圧ポンプの上側に配置され、
   前記第１の排気ガス後処理装置の流入口は、前記第１の排気ガス後処理装置の前記筒体の軸線を挟んで前記エンジンとは反対側に設けられ、
   前記排気管は、前記第１の排気ガス後処理装置の前側で前記車体の左，右方向に延び、途中に前記エンジンと前記第１の排気ガス後処理装置との相対的な変位を吸収するベローズ管を有する横管路と、該横管路の先端側から後方に向けてＵ字状に屈曲し前記第１の排気ガス後処理装置の流入口に接続する屈曲管路とにより構成されたことを特徴とする建設機械。
2. 前記第１の排気ガス後処理装置の流入口は、前記エンジンの排気口よりも上方に設けられ、
   前記排気管の横管路は、前記エンジンの排気口から水平方向に延びる水平管路部と、該水平管路部の先端側から前記屈曲管路に向けて上向きに傾斜する傾斜管路部とを有し、
   前記ベローズ管は、前記傾斜管路部に設けられる構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
3. 前記第１の排気ガス後処理装置と前記第２の排気ガス後処理装置は、前記接続管によって接続された状態で上，下方向に重ねて配置され、
   前記第１の排気ガス後処理装置は、前記第２の排気ガス後処理装置よりも下側に位置する構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
4. 前記第１の排気ガス後処理装置と前記第２の排気ガス後処理装置は、前記接続管によって接続された状態で上，下方向に重ねて配置され、
   前記第１の排気ガス後処理装置は、前記第２の排気ガス後処理装置よりも上側に位置する構成としてなる請求項１に記載の建設機械。

Images