JP6225796B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス中の窒素酸化物を還元するための液体還元剤を収納する還元剤タンクを有する建設機械に関するものである。

従来から、下部走行体上に設けられたアッパーフレームと、アッパーフレーム上に設けられた還元剤タンクとを備えた建設機械が知られている。

この種の建設機械では、還元剤タンク内の液体還元剤の濃度が予め設定された濃度範囲内にないことが検出された場合等に、還元剤タンク内の液体還元剤を導出して新たな液体還元剤を補充することが行われる。

ここで、還元剤タンクから液体還元剤を導出するための構成としては、例えば、特許文献１に記載された、燃料タンクから水抜きを行うための構成を採用することができる。

具体的に、特許文献１に記載の旋回作業機は、ドレン口を有する燃料タンクと、ドレンコックと、ドレン口とドレンコックとを接続するホースとを備えている。

燃料タンク及びドレンコックは、アッパーフレーム（旋回台）の底板上に載置された状態で、アッパーフレームに固定されている。

特許文献１に記載の旋回作業機では、地上に位置する作業員がドレンコックを操作するとともに当該ドレンコックから導出される水を受けるための作業（例えば、バケツ等の容器の設置）を行うことにより、燃料タンクからの水抜きを行うことができる。

ところで、特許文献２に記載のように、アッパーフレーム上のレイアウトの制約により、アッパーフレーム上に設けられた機器（特許文献２では燃料タンク）の上に還元剤タンクを載置せざるを得ない場合がある。

特許第５１５４３９３号公報 特開２０１１−６４１３２号公報

特許文献２に記載の建設機械に対し、タンクと同一平面上にドレンコックを配置する特許文献１に記載の構成を採用することが考えられるが、この場合、ドレンコックも燃料タンク上に配置される。そのため、当該ドレンコックから導出される液体還元剤を受けるための作業を高所で行う必要があり、作業性が低下する。

一方、ホースを延長してドレンコックをアッパーフレームの底板上に固定することも考えられ、この場合には地上に位置する作業員がドレンコックから導出される液体還元剤を受けるための作業（容器の設置等）を行うことが可能となる。

しかし、この場合、機器（燃料タンク）の高さに応じた比較的に長いホースが還元剤タンクとドレンコックとの間に介在する。そのため、還元剤タンクが液体還元剤を収納している状態でホース内に満たされた比較的多くの液体還元剤が低温環境下で凍結するおそれがある。

還元剤タンクには、通常、当該還元剤タンク内の液体還元剤を解凍するための手段が設けられているが、この手段を用いても上記のように比較的長いホース内で凍結した液体還元剤を解凍するには時間がかかるという問題がある。さらに、凍結時に液体還元剤が膨張することによりホースが破損するおそれもある。

本発明の目的は、還元剤タンクが機器上に設けられている状態において液体還元剤を導出する作業性の低下を抑えながら液体還元剤の凍結を抑制することができる建設機械を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、建設機械であって、下部走行体と、前記下部走行体上に設けられたアッパーフレームと、前記アッパーフレーム上に設けられた機器と、前記機器上に設けられ、排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元するための液体還元剤を収納可能であり、かつ、前記液体還元剤を導出するための導出口を有する還元剤タンクと、前記機器上に設けられ、前記還元剤タンクの導出口に接続された導出コックと、前記導出コックに接続された上端部と前記導出コックよりも低い位置に設けられた下端部とを有し、前記還元剤タンク内の液体還元剤をその自重により前記下端部まで案内可能となるように配置された案内ホースとを備えている、建設機械を提供する。

本発明によれば、還元剤タンク内の液体還元剤を導出コックよりも低い位置に設けられた案内ホースの下端部まで案内することができるため、作業員は導出コックよりも低い位置で液体還元剤を受けるための作業（例えば、バケツ等の容器を設置する作業）を行うことができる。

さらに、案内ホースが導出コックの下流側に設けられているため、液体還元剤の導出後に導出コックを閉じ、さらに還元剤タンク内に液体還元剤が補充された後においては、案内ホース内に液体還元剤が満たされることはない。そのため、還元剤タンク内に液体還元剤が収納された状態において案内ホース内で液体還元剤が凍結するのを防止することができる。

したがって、本発明によれば、液体還元剤を導出する作業性の低下を抑えながら液体還元剤の凍結を抑制することができる。

なお、本発明において『前記還元剤タンク内の液体還元剤をその自重により前記下端部まで案内可能となるように配置された』とは、案内ホースにおける上端部側の部分よりも下端部側の部分の方が低くなるように案内ホースが配置されていることを意味する。

ここで、案内ホースの上端部側の部分よりも下端部側の部分の方が低くなるように案内ホースが傾斜していてもよいが、この場合には、案内ホースを配索するための平面スペースが大きくなる。

そこで、前記建設機械において、前記導出コックは、平面視において前記機器の側方に設けられているとともに前記案内ホースの上端部が接続される被接続部を有し、前記案内ホースは、前記被接続部から垂れ下がっていることが好ましい。

この態様によれば、案内ホースを鉛直に配置することができるため、案内ホースを配索するための平面スペースを極めて狭い範囲に抑えることができる。

前記建設機械において、前記機器は、前記アッパーフレームの外縁部に設けられ、前記導出コックは、弁機構と、前記弁機構を開閉操作するための操作部とを有し、前記操作部は、平面視において前記アッパーフレームの外側に向けて配置されているとともに、前記案内ホースの下端部は、平面視において前記機器の外側に配置されていることが好ましい。

この態様によれば、アッパーフレームの外側から操作部を操作するとともに、アッパーフレームの外側において案内ホースの下端部から導出される液体還元剤を受けるための作業を行うことができる。

そのため、液体還元剤の導出作業のための作業員の移動距離を短くすることができ、これにより、作業性を向上することができる。

アッパーフレームが前記機器が載置された底板を有している場合、案内ホースの下端部の位置は導出コックよりも低ければ底板よりも高くてもよいが、前記案内ホースは、当該案内ホースの下端部を前記底板よりも低い位置に配置可能な長さを有することが好ましい。

この態様によれば、底板よりも低い位置に案内ホースの下端部を配置することができるため、案内ホースから導出される液体還元剤をより低い位置で受けることができる。したがって、例えば、地上に位置する作業員によって液体還元剤を受けるための作業（容器の設置等）を行うことができ、作業性がより向上する。

なお、案内ホースの下端部は、少なくとも液体還元剤の導出作業時に底板よりも低い位置に配置されていればよく、液体還元剤の導出作業時以外には底板上に載置されていてもよい。

本発明によれば、還元剤タンクが機器上に設けられている状態において液体還元剤を導出する作業性の低下を抑えながら液体還元剤の凍結を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図１に示す上部旋回体の一部を省略して示す平面図である。 図２に示す上部旋回体の一部を拡大して示す右側面図である。 図３に示す還元剤タンクの周辺を拡大して示す斜視図である。 図４に示す導出コックの周辺を拡大して示す正面図である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る建設機械の一例である油圧ショベル１は、一対のクローラ２ａを有する下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に対して変位可能に取り付けられた作業アタッチメント４とを備えている。

作業アタッチメント４は、上部旋回体３に取り付けられた基端部を有するブーム５と、ブーム５の先端部に取り付けられた基端部を有するアーム６と、アーム６の先端部に取り付けられたバケット７とを備えている。

また、作業アタッチメント４は、上部旋回体３に対してブーム５の先端部を上げ下げ駆動するブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回転駆動するアームシリンダ９と、アーム６に対してバケット７を回転駆動するバケットシリンダ１０とを備えている。

図１及び図２を参照して、上部旋回体３は、下部走行体２上に設けられたアッパーフレーム１１と、それぞれアッパーフレーム１１上に設けられた、キャブ１２、燃料タンク（機器の一例）１３、還元剤タンク１４、エンジン１５、ラジエータ１６、及び被覆機構１７とを備えている。なお、キャブ１２内の運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて以下説明する。

アッパーフレーム１１は、下部走行体２に対して旋回可能に取り付けられた底板１１ａと、底板１１ａ上に立設された一対の縦板１１ｂとを備えている。縦板１１ｂは、左右方向に対向するとともに前後方向に延びる。縦板１１ｂの前端部には、ブーム５の基端部が取り付けられている。

キャブ１２は、アッパーフレーム１１の前部における左の縦板１１ｂの左側に配置されている。

燃料タンク１３は、アッパーフレーム１１の右の外縁部に設けられている。具体的に、燃料タンク１３は、燃料タンク本体１３ａと、燃料タンク本体１３ａの上面から上に突出する給油口１３ｂとを備えている。燃料タンク本体１３ａは、底板１１ａの右の外縁部に沿って前後方向に延びるとともに、平面視においてアッパーフレーム１１の外縁部に沿って配置された左側面１３ｃを有する。給油口１３ｂは、燃料タンク本体１３ａの前部の上面に設けられている。

還元剤タンク１４は、エンジン１５からの排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元するための液体還元剤（例えば、尿素水）を収納可能である。また、還元剤タンク１４は、燃料タンク本体１３ａの上面（以下、設置面１３ｄともいう）に設けられている。

具体的に、還元剤タンク１４は、設置面１３ｄ上に取り付けられた還元剤タンク本体２０と、還元剤タンク本体２０から左に向けて突出する補給口２１と、還元剤タンク本体２０内の液体還元剤を加熱（解凍）するためのヒータユニット２２と、還元剤タンク本体２０内の液体還元剤を導出するための導出口２３（図５参照）とを備えている。導出口２３は、還元剤タンク本体２０の底面に設けられている。

エンジン１５は、キャブ１２及び燃料タンク１３の後ろの位置で両縦板１１ｂ上に設けられている。また、エンジン１５は、左右方向に延びている。

ラジエータ１６は、エンジン１５の冷却水や作動油を冷却するためのものであり、エンジン１５の右側に設けられている。

被覆機構１７は、アッパーフレーム１１及びアッパーフレーム１１上に設けられた機器を上方及び側方から被覆するためのものである。具体的に、被覆機構１７は、燃料タンク１３の前の位置でアッパーフレーム１１を覆うフロントカバー１７ａと、エンジン１５を覆うリアカバー１７ｂ（図１参照）とを備えている。なお、被覆機構１７は、燃料タンク１３及び還元剤タンク１４を上方及び側方から被覆する中間カバーも有しているが、説明の便宜上、中間カバーの図示を省略する。

図２〜図５を参照して、上部旋回体３は、さらに、燃料タンク１３の設置面１３ｄ上に設けられたブラケット１９と、ブラケット１９に取り付けられた導出コック２４と、導出コック２４と還元剤タンク１４とを接続する接続ホース２５と、導出コック２４から導出された液体還元剤を下に案内するための案内ホース１８とを備えている。

導出コック２４は、接続ホース２５を介して還元剤タンク１４の導出口２３に接続されている。また、導出コック２４は、案内ホース１８と還元剤タンク１４とが連通した開状態と遮断された閉状態との間で切換可能な弁機構を有するコック本体２４ａと、前記弁機構を開閉操作するための操作部２４ｂと、案内ホース１８が接続された被接続部２４ｃとを備えている。

コック本体２４ａは、平面視において還元剤タンク本体２０及び燃料タンク１３よりも外側に位置するとともに外側に向かうに従い下に傾斜した状態で、ブラケット１９により燃料タンク１３に取り付けられている。

操作部２４ｂは、平面視においてアッパーフレーム１１（底板１１ａ）の外側（右側）に向けて配置されている。具体的に、操作部２４ｂは、コック本体２４ａの先端部（右端部）から外側（右側）に突出する。また、操作部２４ｂは、コック本体２４ａの傾斜方向に沿って下向きに配置されている。

被接続部２４ｃは、コック本体２４ａの下面から下向きに突出する。

案内ホース１８は、導出コック２４に接続された上端部１８ａと導出コック２４よりも低い位置に設けられた下端部１８ｂとを有し、還元剤タンク１４内の液体還元剤をその自重により下端部１８ｂまで案内可能となるように配置されている。

具体的に、案内ホース１８の上端部１８ａは、上述のように平面視のおいて燃料タンク１３の側方（右側方）に設けられている被接続部２４ｃに接続されているとともに、案内ホース１８は、被接続部２４ｃから垂れ下がっている。これにより、案内ホース１８の下端部１８ｂは、平面視において燃料タンク１３の外側（右側）に配置されている。

また、案内ホース１８は、図３に示すように、当該案内ホース１８の下端部１８ｂを底板１１ａよりも低い位置に配置可能な長さを有する。

以下、還元剤タンク１４から液体還元剤を導出する作業について説明する。

まず、案内ホース１８の下端部１８ｂから導出される液体還元剤を受けることができる位置にバケツ等の容器を設置する。上述のように案内ホース１８の下端部１８ｂは、底板１１ａよりも下に配置されているため、例えば、地上に位置する作業員によって液体還元剤を受けるための作業（容器の設置等）を行うことができる。

この状態で、導出コック２４の操作部２４ｂを操作して、コック本体２４ａの弁機構を開放する。これにより、還元剤タンク１４内の液体還元剤が案内ホース１８の下端部１８ｂから導出され、容器内に導入される。

還元剤タンク１４内の液体還元剤はその自重によって案内ホース１８の下端部１８ｂまで案内されるため、還元剤タンク１４、接続ホース２５、導出コック２４、及び案内ホース１８内の液体還元剤は全てバケツ等の容器内に導出される。

そして、導出コック２４の操作部２４ｂを操作してコック本体２４ａの弁機構を閉じるとともに、補給口２１を通じて還元剤タンク１４内に液体還元剤を導入することにより、液体還元剤を入れ替えることができる。

液体還元剤が入れ替えられた状態においては、導出コック２４の下流側に位置する案内ホース１８内には液体還元剤が存在しない。そのため、案内ホース１８内で液体還元剤が凍結するのを防止することができる。

ここで、還元剤タンク１４から導出コック２４までの範囲内（接続ホース２５内）には液体還元剤が満たされるが、導出コック２４は燃料タンク１３上で還元剤タンク１４に近接して設けられているため、この部分の液体還元剤が凍結した場合にはヒータユニット２２によって比較的短時間で解凍することができる。

前記の例では、還元剤タンク１４内の全ての液体還元剤を入れ替える作業について説明した。一方、還元剤タンク１４内の液体還元剤の一部を導出した状態で導出コック２４の弁機構を閉じた場合においても案内ホース１８内に上端部１８ａ側から空気を導入するための手段を設けることにより案内ホース１８内の液体還元剤を導出することが可能である。具体的に、前記手段としては、例えば、案内ホース１８の上端部１８ａと導出コック２４の被接続部２４ｃとの接続部分に対し、空気の流通を許容する一方液体還元剤の流通を規制する空気導入通路を設けることが挙げられる。

以上説明したように、還元剤タンク１４内の液体還元剤を導出コック２４よりも低い位置に設けられた案内ホース１８の下端部１８ｂまで案内することができる。そのため、作業員は導出コック２４よりも低い位置で液体還元剤を受けるための作業（例えば、バケツ等の容器を設置する作業）を行うことができる。

さらに、案内ホース１８が導出コック２４の下流側に設けられているため、液体還元剤の導出後に導出コック２４を閉じ、さらに還元剤タンク１４内に液体還元剤が補充された後においては、案内ホース１８内に液体還元剤が満たされることはない。そのため、還元剤タンク１４内に液体還元剤が収納された状態において案内ホース１８内で液体還元剤が凍結するのを防止することができる。

したがって、液体還元剤を導出する作業性の低下を抑えながら液体還元剤の凍結を抑制することができる。

また、前記実施形態によれば、以下の効果を奏する。

前記実施形態によれば、案内ホース１８を鉛直に配置することができるため、案内ホース１８を配索するための平面スペースを極めて狭い範囲に抑えることができる。

前記実施形態によれば、アッパーフレーム１１の外側（右側）から操作部２４ｂを操作するとともに、アッパーフレーム１１の外側において案内ホース１８の下端部１８ｂから導出される液体還元剤を受けるための作業を行うことができる。

そのため、液体還元剤の導出作業のための作業員の移動距離を短くすることができ、これにより、作業性を向上することができる。

前記実施形態によれば、底板１１ａよりも低い位置に案内ホース１８の下端部１８ｂを配置することができるため、案内ホース１８から導出される液体還元剤をより低い位置で受けることができる。したがって、例えば、地上に位置する作業員によって液体還元剤を受けるための作業（容器の設置等）を行うことができ、作業性がより向上する。

なお、案内ホース１８の下端部１８ｂは、少なくとも液体還元剤の導出作業時に底板１１ａよりも低い位置に配置されていればよく、液体還元剤の導出作業時以外（例えば、燃料タンク１３及び還元剤タンク１４を上述した被覆機構１７の中間カバーで覆う際）には底板１１ａ上に載置されていてもよい。一方、案内ホース１８の下端部１８ｂを延ばしたまま、当該案内ホース１８を側方から被覆可能な中間カバーを有する被覆機構１７を採用してもよい。

前記実施形態では、導出コック２４の被接続部２４ｃから垂れ下がった案内ホース１８を説明したが、案内ホース１８は、その上端部１８ａ側の部分よりも下端部１８ｂ側の部分の方が低くなるように配置されていればよい。このようにすれば、還元剤タンク１４内の液体還元剤をその自重により下端部１８ｂまで案内することができる。

前記実施形態では、還元剤タンク１４が載置される機器として燃料タンク１３を例示したが、前記機器としては、例えば、アッパーフレーム上に設けられた他の機器（ラジエータ１６等）でもよい。また、アッパーフレーム１１上に設けられた他の構成の上に設置面を形成するために設けられた台座を機器として用いることもできる。

前記実施形態では、導出コック２４と還元剤タンク１４とが接続ホース２５を介して接続されているが、導出コック２４と還元剤タンク１４とが直接接続されていてもよい。

前記実施形態では、平面視において案内ホース１８の全体が燃料タンク１３の外側（右側）に配置されている。一方、案内ホース１８の下端部１８ｂのみが燃料タンク１３の外側に配置されていれば、当該下端部１８ｂから導出される液体還元剤を燃料タンク１３の外側で受けることができる。

前記実施形態では、導出コック２４の操作部２４ｂが平面視で燃料タンク１３及び還元剤タンク１４の外側（右側）に配置されているが、操作部２４ｂは、平面視においてアッパーフレーム１１の外側（右側）に向けて配置されていればよい。具体的に、操作部２４ｂを燃料タンク１３と還元剤タンク１４との間でアッパーフレーム１１の外側に向けて配置することもできる。このようにすれば、接続ホース２５を短くすることができ、還元剤タンク１４外で液体還元剤が満たされる部分をより少なくすることができる。

１ 油圧ショベル（建設機械の一例）
２ 下部走行体
１１ アッパーフレーム
１３ 燃料タンク（機器の一例）
１４ 還元剤タンク
１６ ラジエータ（機器の一例）
１８ 案内ホース
１８ａ 上端部
１８ｂ 下端部
２３ 導出口
２４ 導出コック
２４ａ コック本体（弁機構を有する構成の一例）
２４ｂ 操作部
２４ｃ 被接続部

Claims (4)

1. 建設機械であって、
   下部走行体と、
   前記下部走行体上に設けられたアッパーフレームと、
   前記アッパーフレーム上に設けられた機器と、
   前記機器上に設けられ、排ガス中に含まれる窒素酸化物を還元するための液体還元剤を収納可能であり、かつ、前記液体還元剤を導出するための導出口を有する還元剤タンクと、
   前記機器上に設けられ、前記還元剤タンクの導出口に接続された導出コックと、
   前記導出コックに接続された上端部と前記導出コックよりも低い位置に設けられた下端部とを有し、前記還元剤タンク内の液体還元剤をその自重により前記下端部まで案内可能となるように配置された案内ホースとを備えている、建設機械。
2. 前記導出コックは、平面視において前記機器の側方に設けられているとともに前記案内ホースの上端部が接続される被接続部を有し、
   前記案内ホースは、前記被接続部から垂れ下がっている、請求項１に記載の建設機械。
3. 前記機器は、前記アッパーフレームの外縁部に設けられ、
   前記導出コックは、弁機構と、前記弁機構を開閉操作するための操作部とを有し、
   前記操作部は、平面視において前記アッパーフレームの外側に向けて配置されているとともに、前記案内ホースの下端部は、平面視において前記機器の外側に配置されている、請求項１又は２に記載の建設機械。
4. 前記アッパーフレームは、前記機器が載置された底板を有し、
   前記案内ホースは、当該案内ホースの下端部を前記底板よりも低い位置に配置可能な長さを有する、請求項３に記載の建設機械。

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