JP6376191B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関し、特に、エンジンの排気系に接続する排気ガス後処理装置を支持する後処理装置用架台とを備えた建設機械に関する。

建設機械として例えば油圧ショベルは、一般に、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載され上部旋回体とにより車体が構成され、上部旋回体の前側には、掘削等を行う作業装置が取り付けられる。

上部旋回体は、キャブ、エンジン、油圧ポンプ等を支持する構造体として旋回フレーム（車体フレーム）を備えている。エンジンの排気側には、排気管を介して排気ガス後処理装置が接続される。排気ガス後処理装置は、旋回フレームに設けられた後処理装置用架台に支持される（例えば特許文献１参照）。

上記のエンジンとしてディーゼルエンジンが採用されている場合、排気ガス後処理装置としては、尿素ＳＣＲ（選択的触媒還元）ユニットが挙げられる。この種の排気ガス後処理装置は、近年の排気ガス規制に対応するため、大型化する傾向にあり、その重量も大となっている。そして、後処理装置用架台は、このように重量の大きい排気ガス後処理装置を安定して支持するため、排気ガス後処理装置を載置する鉄製の架台天板の厚み寸法を大きくして、十分な剛性を得るようにしている。

特開２０１５−１４０６４１号公報

しかし、架台天板の厚み寸法を大きくすることによって剛性を向上させると、架台天板自体の重量も増加してしまい、これによって、建設機械全体の重量が増加する不都合がある。

上記の点に鑑み、本発明は、後処理装置用架台の天板の剛性を低下させることなく軽量化を実現した建設機械を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、エンジンを搭載する車体フレームと、前記エンジンの排気系に接続する排気ガス後処理装置を支持する後処理装置用架台とを備える建設機械であって、前記後処理装置用架台が、前記排気ガス後処理装置を連結部材を介して連結固定する架台天板を備えるものにおいて、前記架台天板は、前記排気ガス後処理装置を載置する載置面部と、該載置面部の両端縁に連設されて互いに対向して平行に延びる一対の縁壁部と、両縁壁部の間に位置して両縁壁部と平行となる方向に延びる凹条部と、前記載置面部に形成されて前記連結部材を取り付ける連結部と、該連結部に対応する位置で前記凹条部と直交する方向に延びる補強部材とを備え、前記補強部材は、前記連結部と前記連結部材との間で挟持される第１補強部と、前記凹条部に嵌合する形状の第２補強部とを備えることを特徴とする。

前記架台天板は、載置面部と縁壁部と凹条部とを平行に延びるようにして備えていることにより梁構造が形成され、載置面部と縁壁部と凹条部とが延びる方向に対して高い強度を有する。更に、連結部材を介して排気ガス後処理装置を連結する連結部においては、補強部材の第１補強部が連結部と連結部材との間で挟持された状態となると共に第２補強部が凹条部に嵌合することで、載置面部と縁壁部と凹条部との延設方向に直交する方向に対する強度が向上する。

このように本発明によれば、架台天板の厚み寸法を減少させても十分な剛性が得られるので、架台天板の厚み寸法を削減することができ、容易に軽量化することができる。

また、本発明においては、前記架台天板の前記縁壁部と前記凹条部との間に前記連結部を介して前記第１補強部に重合する重合部材を装着することが好ましい。これによれば、連結部の上面に重合する連結部材と、連結部の下面に重合する重合部材とで、連結部の板厚が部分的に大となっているのと同等の強度が得られ、剛性を向上させることができる。

また、本発明においては、前記架台天板の前記縁壁部に交差する端縁に、枠部材を装着することが好ましい。これによれば、架台天板が縁壁部と枠部材とで箱構造となり、架台天板の重量増加を小として高い剛性を得ることができる。

また、本発明においては、前記凹条部に前記第２補強部が嵌合した状態で、前記凹条部の底部と前記第２補強部との間の少なくとも一部に空隙が形成されていることが好ましい。これによれば、万一凹条部内に水が侵入しても、第２補強部によって堰き止められることがなく、凹条部の底部と第２補強部との間の空隙から円滑に排水することができる。

本発明の一実施形態の建設機械である油圧ショベルの模式的側面図。 上部旋回体の模式的平面図。 排気ガス後処理装置を支持した状態の後処理装置用架台の斜視図。 Ａは架台天板の上面側を示す斜視図、Ｂは架台天板の下面側を示す斜視図。 架台天板の分解斜視図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る建設機械は、図１に示すように、油圧ショベル１であり、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを備えている。上部旋回体３には、土砂の掘削作業等を行うための作業装置４が設けられている。

上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に取付けられた車体フレームとしての旋回フレーム５を備えている。旋回フレーム５には、図１及び図２に示すように、作業装置４との重量バランスをとるためのカウンタウエイト６と、オペレータが搭乗するキャブ７とが搭載されている。更に、カウンタウエイト６の前側に設けられているボンネット８に覆われた機関収容部９の内部には、エンジン（図示しない）や排気ガス後処理装置１０（図３参照）等が収容されている。

排気ガス後処理装置１０は、例えば尿素ＳＣＲ（選択的触媒還元）ユニットが挙げられ、エンジンとして採用されているディーゼルエンジンから生じる排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）等を除去するために、図示しないエンジンの排気系に接続されている。

図３に示すように、排気ガス後処理装置１０は、後処理装置用架台１１に支持された状態で旋回フレーム５に搭載されている。後処理装置用架台１１は、排気ガス後処理装置１０を図示しないマウントラバー等の防振部材（連結部材）を介してボルト等によって連結固定する架台天板１２と、架台天板１２を水平に支持する複数の脚部材１３とによって構成されている。

各脚部材１３はその下端が旋回フレーム５（図１参照）に連結されて、図３に示すように、起立姿勢に設けられる。

架台天板１２は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、平面視略矩形状に形成されており、図５に示すように、天板本体１４、補強部材１５、重合部材１６、枠部材（第１枠部材１７，第２枠部材１８）、及び凹条部閉塞片１９を備えている。天板本体１４は、一対の平坦な部分が平行に延びる載置面部２０と、天板本体１４の両側に沿って載置面部２０から下方に垂下することにより互いに平行に延びる一対の縁壁部２１と、両載置面部２０間で両載置面部２０に平行に形成された凹条部２２とを備えている。載置面部２０と縁壁部２１と凹条部２２とは何れも天板本体１４に折り曲げ加工を施すことによって形成されている。

載置面部２０には、排気ガス後処理装置１０の連結位置として連結部２３が設定されており、連結部２３にはボルト等の締結部材を挿通させる貫通孔２４が形成されている。凹条部２２は、載置面部２０から下方に凹入するように形成され、下方に垂下する一対の凹条部側壁２２ａと両凹条部側壁２２ａの下縁を繋ぐ平坦な凹条部底面２２ｂ（底部）とを備えている。縁壁部２１は、凹条部側壁２２ａと対向し、凹条部底面２２ｂを仮に基準面とした場合には、載置面部２０と縁壁部２１と凹条部側壁２２ａとで凸条形状となる。天板本体１４がこのように一方向に延びる凹凸形状であることによって梁構造が形成される。

補強部材１５は、図４Ａに示すように、載置面部２０の連結部２３の上面に重合する第１補強部１５ａと、凹条部２２に嵌合する第２補強部１５ｂとを備えている。補強部材１５の形状は、全体的に見て一方向に延びる帯板状であるが、図５に示すように、第１補強部１５ａは水平方向に延びる板状であるのに対し、第２補強部１５ｂは互いに対向する一対の縦壁を有すると共に両縦壁間に開放部が形成されている。この開放部によって補強部材１５が軽量化されるだけでなく、補強部材１５の製造時には第１補強部１５ａに対する第２補強部１５ｂの折り曲げ加工が容易となる。

図４Ａに示すように、天板本体１４に取り付けられた補強部材１５は、載置面部２０の連結部２３に第１補強部１５ａが重合して連結部２３の実質的な板厚を増加させると共に、第２補強部１５ｂが凹条部２２内に嵌合して凹条部２２の歪みを確実に防止し、これによって天板本体１４を補強して剛性を向上させる。なお、図示しないが、凹条部底面２２ｂと第２補強部１５ｂの下縁との間には空隙が形成されている。この空隙により、凹条部底面２２ｂと第２補強部１５ｂの下縁との間を水等の液体が通過できるようになっているので、例えば凹条部２２に侵入した水が第２補強部１５ｂによって堰き止められることがなく、円滑に排水が行われて汚染や腐食を防止することができる。

また、天板本体１４の凹条部２２の長手方向一端の開放された側面は第１枠部材１７の一部により閉塞され、他端の開放された側面は凹条部閉塞片１９によって閉塞される。凹条部閉塞片１９は、凹条部２２に取り付けることによって凹条部２２の不用意な歪みを抑える作用を有し、補強部材１５との共働によって天板本体１４の剛性を向上させている。

重合部材１６は、図４Ｂ及び図５に示すように、載置面部２０の連結部２３の下面に当接する当接面１６ａと当接面１６ａの両端に連設された一対の縦壁部１６ｂとを備えている。重合部材１６の当接面１６ａは、載置面部２０の連結部２３に裏側から重合するので、第１補強部１５ａと共に連結部２３の実質的な板厚を増加させる。また、重合部材１６の一対の縦壁部１６ｂは、凹条部側壁２２ａと縁壁部２１との間に位置して凹条部側壁２２ａと縁壁部２１とが互いに接近する方向への歪みを防止する。

第１枠部材１７及び第２枠部材１８は、夫々図４Ｂに示すように、天板本体１４の端部に取り付けられる。図５に示すように、第１枠部材１７は、第１基部１７ａと、第１基部１７ａの外側端縁の長手方向に沿って起立する第１外枠片１７ｂと、第１外枠片１７ｂに対向して第１基部１７ａの内側端縁から起立する一対の第１内枠片１７ｃとを備えている。第２枠部材１８は、第２基部１８ａと、第２基部１８ａの外側端縁で起立する一対の第２外枠片１８ｂと、各第２外枠片１８ｂに対向して第２基部１８ａの内側端縁から起立する一対の第２内枠片１８ｃとを備えている。

図４Ｂに示すように、第１枠部材１７及び第２枠部材１８を天板本体１４に取り付けることにより、第１枠部材１７と第２枠部材１８と両縁壁部２１とで架台天板１２が周壁を備える箱構造となり、架台天板１２の重量が殆ど増加することなく剛性が向上する。

本実施形態による架台天板１２は、以上の構成によって、比較的薄手の板状材料を用いて軽量に形成することができ、しかも、十分な剛性を得ることができる。これにより、図３に示すように、後処理装置用架台１１によって排気ガス後処理装置１０の安定した支持状態を得ることができる。

なお、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）、５…旋回フレーム（車体フレーム）、１０…排気ガス後処理装置、
１１…後処理装置用架台、１２…架台天板、１５…補強部材、１５ａ…第１補強部、１５ｂ…第２補強部、
１６…重合部材、１７…第１枠部材（枠部材）、１８…第２枠部材（枠部材）、２０…載置面部、２１…縁壁部、２２…凹条部、２３…連結部。

Claims (4)

1. エンジンを搭載する車体フレームと、前記エンジンの排気系に接続する排気ガス後処理装置を支持する後処理装置用架台とを備える建設機械であって、前記後処理装置用架台が、前記排気ガス後処理装置を連結部材を介して連結固定する架台天板を備えるものにおいて、
   前記架台天板は、前記排気ガス後処理装置を載置する載置面部と、該載置面部の両端縁に連設されて互いに対向して平行に延びる一対の縁壁部と、両縁壁部の間に位置して両縁壁部と平行となる方向に延びる凹条部と、前記載置面部に形成されて前記連結部材を取り付ける連結部と、該連結部に対応する位置で前記凹条部と直交する方向に延びる補強部材とを備え、
   前記補強部材は、前記連結部と前記連結部材との間で挟持される第１補強部と、前記凹条部に嵌合する形状の第２補強部とを備えることを特徴とする建設機械。
2. 前記架台天板の前記縁壁部と前記凹条部との間に前記連結部を介して前記第１補強部に重合する重合部材を装着したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
3. 前記架台天板の前記縁壁部に交差する端縁に、枠部材を装着したことを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械。
4. 前記凹条部に前記第２補強部が嵌合した状態で、前記凹条部の底部と前記第２補強部との間の少なくとも一部に空隙が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の建設機械。