JP6510437B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

排気ガス中の窒素酸化物を除去する排気ガス浄化装置を備えた建設機械が知られている（特許文献１参照）。この種の排気ガス浄化装置として、エンジンの排気系に還元触媒を配置し、この還元触媒よりも上流側の排気流路内に設けた還元剤噴射弁から、還元剤を供給するものがある。排気中のＮＯｘは、還元剤に接触し、還元触媒において還元反応が促進されることによって無害成分に浄化される。
還元反応は、ＮＯｘとアンモニアとの還元反応であり、アンモニアを効率的に発生する還元剤として、たとえば、尿素水溶液、アンモニア水溶液、その他の還元剤水溶液が使用される。還元剤は、還元剤タンクに貯留され、排気温度やＮＯｘ排出量等に基づいて、必要量が還元剤タンクから還元剤噴射装置に供給される。

特開２０１５−９９３９号公報

特許文献１に記載されている発明では、尿素水タンクへの還元剤を補充する際の作業性が考慮されておらず、補充タンクを手で持って還元剤を補充する必要があるので、補充作業が不安定である。

本発明の第１の態様によると、建設機械は、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備える建設機械であって、前記排気ガス浄化装置に供給される還元剤が蓄えられる還元剤タンクを収納するタンクカバーをさらに備え、前記還元剤タンクは、補充タンクから還元剤が供給される給水口を備え、前記タンクカバーは、開閉扉を備え、前記タンクカバーの前記開閉扉は、前記補充タンクから前記還元剤タンクへ還元剤が供給される際に前記補充タンクを載置可能な載置台を、前記還元剤タンクの前記給水口よりも高い位置に保持する保持部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、補充タンクを載置台に置いて還元剤を補充できるので、還元剤の補充が簡便である。

クローラクレーンの側面図 クローラクレーンの旋回体１０３を斜め後方から見た斜視図 図１の旋回体１０３および走行体１０１を示す側面模式図 タンクカバー１５１の外観を示す図 タンクカバー１５１の開閉扉１５１ａを開けた状態を示す図 保持部１５１ｃが載置台１５１ｄを保持している状態におけるタンクカバー１５１の俯瞰図 保持部１５１ｃが載置台１５１ｄを保持している状態におけるタンクカバー１５１の側面図 保持部１５１ｃが載置台１５１ｄを保持している状態における保持部１５１ｃと載置台１５１ｄの当接部 補充タンク３０から尿素水タンク１５０へ尿素水を供給する状況を示す模式図 第２の実施の形態におけるタンクカバー２５１の外観を示す図 タンクカバー２５１の開閉扉２５１ａを開けた状態を示す図 載置台２５１ｄが保持部２５１ｃにより略水平に保持される状態を示す図

（第１の実施の形態）
以下、図１〜図９を参照して、本発明にかかる建設機械であるクローラクレーンの第１の実施の形態を説明する。
図１は本発明による建設機械の一例であるクローラクレーン（以下、クレーンと記す）の側面図であり、図２は図１のクレーンの旋回体１０３を斜め後方から見た斜視図である。以下では、図示するように、図１および図２の姿勢を基準にクレーンの上下および前後、左右方向を定義する。

図１に示すように、クレーンは、走行体１０１と、旋回輪を介して走行体１０１の上部に旋回可能に設けられた旋回体１０３と、旋回体１０３に回動可能に軸支されたブーム１０４とを有する。走行体１０１は、トラックフレーム（不図示）と、トラックフレーム（不図示）の両側に設けられたサイドフレーム１０１ａとを有し、サイドフレーム１０１ａには無限軌道履帯１０１ｂが装着されている。図１および図２に示すように、旋回体１０３の前部には運転室１０７が設けられ、旋回体１０３の後部にはカウンタウエイト１０９が取り付けられている。

図２に示すように、旋回体１０３の前部に設けられた運転室１０７の後部には、前方から順に、尿素水タンクを覆うタンクカバー１５１、作動油を貯留する作動油タンク１４３、内燃機関や油圧回路を覆う建屋カバー１３２Ｃが設けられ、そのさらに後方にカウンタウエイト１０９が取り付けられる。タンクカバー１５１の構成は後に詳述する。旋回体１０３の側方には通路であるサイドステップ１３３が設けられ、このサイドステップ１３３は、運転室１０７の側方下部から建屋カバー１３２Ｃの側方下部まで達する。オペレータは、サイドステップ１３３に立ち、タンクカバー１５１、作動油タンク１４３、および建屋カバー１３２Ｃの内部にアクセスする。

図３は図１の旋回体１０３および走行体１０１を示す側面模式図である。図３では、矩形箱状の建屋カバー１３２Ｃを透過させて図示している。
タンクカバー１５１の内部には、尿素水タンク１５０が備えられる。尿素水タンク１５０から尿素水供給配管１５２を介して尿素水が供給される。
建屋カバー１３２Ｃの内部には、エンジン１４０と、エンジン１４０の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置１６０とが設けられる。

排気ガス浄化装置１６０は、エンジン１４０の排気流路中に設置された酸化触媒装置１６１と、ＮＯｘ浄化装置１６２と、尿素水噴射装置１６３とを備える。酸化触媒装置１６１は、排気ガスに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）、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（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）を備える。ＮＯｘ浄化装置１６２は、尿素水を利用して排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化する還元触媒を備えた装置である。ＮＯｘ浄化装置１６２は、たとえば、筒体内の上流側に尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）が設けられ、尿素ＳＣＲの下流側に酸化触媒が設けられた構成とされる。尿素水噴射装置１６３は、ＮＯｘ浄化装置１６２の上流側に設置されている。尿素水噴射装置１６３は、尿素水供給配管１５２を介して尿素水タンク１５０に接続され、尿素水タンク１５０から不図示のポンプにより供給される尿素水を排気流路中に噴射する。尿素水が噴射されると、ＮＯｘ浄化装置１６２の尿素ＳＣＲにより尿素水からアンモニアが生成され、アンモニアにより排気ガス中のＮＯｘが還元反応して、水と窒素に分解される。ＮＯｘ浄化装置１６２の尿素ＳＣＲの下流側に設けられた酸化触媒により、排気ガス中のアンモニアが低減される。

（タンクカバー）
図４は、タンクカバー１５１の外観を示す図である。図４におけるタンクカバー１５１の向きは図２と同様であり、図示手前にサイドステップ１３３が設けられる。タンクカバー１５１は、タンクカバー１５１の内部にアクセスするための開閉扉１５１ａを備える。開閉扉１５１ａは、外気をタンクカバー１５１に導入する吸気口１５１ｂを備える。尿素水供給配管１５２は、タンクカバー１５１の内部で尿素水タンク１５０に接続される。

図５は、タンクカバー１５１の開閉扉１５１ａを開けた状態を示す図である。タンクカバー１５１は内部に尿素水タンク１５０が備えられる。尿素水タンク１５０は、尿素水が供給される給水口１５０ａを備える。図５では給水口１５０ａは蓋により閉じられている。尿素水タンク１５０に蓄えられる尿素水は、規定の満水状態においても水面が給水口１５０ａよりも低くなるように管理される。タンクカバー１５１は、タンクカバー１５１の内部であって尿素水タンク１５０が収納される位置の上部に収納部１５１ｅを備える。収納部１５１ｅには載置台１５１ｄが収納される。尿素水タンク１５０は、給水口１５０ａとは逆側、すなわち図５におけるタンクカバー１５１の奥側に不図示の接続口を備え、この接続口から尿素水供給配管１５２に尿素水が供給される。

図６〜図８は、保持部１５１ｃが載置台１５１ｄを保持している状態を示す図である。図６は図４、図５と同じくタンクカバー１５１の俯瞰図であり、図７はタンクカバー１５１の側面図であり、図８は保持部１５１ｃと載置台１５１ｄとが当接する位置の拡大図である。図６に示すように、載置台１５１ｄは開閉扉１５１ａの内側において保持部１５１ｃに保持される。図８に示すように、保持部１５１ｃは開閉扉１５１ａの内側の一部である当接部１５１ｃ１と、開閉扉１５１ａからわずかな隙間を隔てて開閉扉１５１ａに取り付けられた２本のバー１５１ｃ２とから構成される。載置台１５１ｄの端部に設けられたフック部が、当接部１５１ｃ１とバー１５１ｃ２の間に差し込まれ、フック部と当接部１５１ｃ１とが当接することにより載置台１５１ｄが保持される。この状態において、図７に示すように載置台１５１ｄの上面の鉛直方向の高さは給水口１５０ａの下端よりも高くなるように、載置台１５１ｄが保持されている。この載置台１５１ｄには補充タンクが載置可能であり、載置台１５１ｄに載置された補充タンクから尿素水タンク１５０に尿素が供給される。

（動作例）
オペレータによる、尿素水タンク１５０への尿素水の補充動作を説明する。
オペレータは、サイドステップ１３３に立ち、タンクカバー１５１の開閉扉１５１ａを開ける。次にタンクカバー１５１の内部に設けられた収納部１５１ｅから載置台１５１ｄを取り出し、載置台１５１ｄを保持部１５１ｃに保持させる。そして補充タンクを載置台１５１ｄに置き、補充タンクから尿素水タンク１５０の給水口１５０ａへ尿素水を供給する。

図９は、補充タンク３０から尿素水タンク１５０へ尿素水を供給する状況を示す模式図である。ここでは手動式の給水ホース３１を用いている。前述のとおり、載置台１５１ｄが保持部１５１ｃに保持された状態では、載置台１５１ｄの上面の鉛直方向の高さは尿素水タンク１５０の給水口１５０ａの下端よりも高くなる。図中の点線は給水口１５０ａの下端の高さを示しており、載置台１５１ｄの上面の方が高いことがわかる。補充タンク３０は尿素水タンク１５０への尿素水の供給の際には載置台１５１ｄの上に置かれ、載置台１５１ｄの上面は給水口１５０ａより高いので、補充タンク３０の水面の高さは常に給水口１５０ａより高くなる。したがって、補充タンクから尿素水タンク１５０への尿素水の供給において、この高低差を供給の最後まで利用することができる。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）建設機械、すなわちクローラクレーンは、エンジン１４０の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置１６０を備える。クレーンは、排気ガス浄化装置１６０に供給される還元剤が蓄えられる還元剤タンク、すなわち尿素水タンク１５０を収納するタンクカバー１５１を備え、還元剤タンクは、補充タンクから還元剤が供給される給水口１５０ａを備え、タンクカバー１５１は開閉扉１５１ａを備える。タンクカバー１５１の開閉扉１５１ａは、補充タンクから還元剤タンクへ還元剤が供給される際に補充タンクを載置可能な載置台１５１ｄを、還元剤タンクの給水口１５０ａよりも高い位置に保持する保持部１５１ｃを備える。
従来は、オペレータがサイドステップ１３３に立ち、補充タンクを持ち上げて還元剤を移動させる必要があったので、作業性に問題があった。しかし本発明によるクレーンによれば、補充タンクを載置台１５１ｄに置いて還元剤を尿素水タンク１５０に補充できるので、作業性が向上され還元剤の補充が簡便である。

（変形例１）
第１の実施の形態では、開閉扉１５１ａは保持部１５１ｃを１つのみ備えた。しかし、開閉扉１５１ａは第１の実施の形態における保持部１５１ｃに加えて、保持部１５１ｃとは異なる高さに保持部を備えてもよい。
開閉扉１５１ａが保持部１５１ｃよりも低い位置に第２の保持部を備えると、第２の保持部が保持する載置台１５１ｄの上面は給水口１５０ａよりも低い可能性がある。しかし、補充タンクから尿素水タンク１５０への尿素水の供給を開始した当初は、補充タンク内の水位は高く尿素水タンク１５０内の水位は低い。したがって、少なくとも補充タンクから尿素水タンク１５０への尿素水の供給を開始してしばらくは、補充タンクの水位の方が尿素水タンク１５０の水位よりも高いため、第２の保持部を使用する場合でも尿素水の供給に高低差を利用できる。両者の水位が等しくなると高低差が利用できず尿素水の供給が煩雑になるため、両者の水位が等しくなった時点で載置台１５１ｄを保持部１５１ｃに保持させ、補充タンクを移動させる。すなわち、第２の保持部を使用する場合は、オペレータが満水状態の補充タンクを第２の保持部に対応する載置台１５１ｄの高さまで持ち上げればよいので簡便である。

開閉扉１５１ａが保持部１５１ｃよりも高い位置に第３の保持部を備えると、第３の保持部が保持する載置台１５１ｄは、保持部１５１ｃが保持する載置台１５１ｄよりも高い。そのため、第３の保持部が保持する載置台１５１ｄに補充タンクを載せると、補充タンクの液面と尿素水タンク１５０内の液面の高低差が大きくなる。サイホンの原理を利用する場合は、高低差が大きいほど流速が速くなるので、尿素水の供給を短時間で完了させることができる。

この変形例１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）タンクカバー１５１の開閉扉１５１ａは、保持部１５１ｃとは異なる高さに、補充タンクを載置可能な載置台１５１ｄを保持する第２の保持部や第３の保持部を備える。
そのため、保持部１５１ｃよりも低い位置に第２の保持部を設けた場合は、オペレータが満水状態の補充タンクを第２の保持部に対応する載置台１５１ｄの高さまで持ち上げる必要がない。また、保持部１５１ｃよりも高い位置に第３の保持部を設けた場合は、サイホンの原理を利用する場合に、尿素水の供給を短時間で完了させることができる。

（変形例２）
第１の実施の形態では、補充タンクから尿素水タンク１５０に手動で尿素水を移動させた。しかし電動装置を用いて尿素水を移動させてもよい。補充タンクをサイドステップ１３３に置く場合に比べて、補充タンクを載置台１５１ｄに置いた方が補充タンクの液面を尿素水タンク１５０の液面より高くできるので、消費電力を削減できる。

（第２の実施の形態）
図１０〜図１２を参照して、本発明にかかる建設機械であるクレーンの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、載置台が開閉扉の一部を構成する点で、第１の実施の形態と異なる。
第２の実施の形態において、クレーンはタンクカバー１５１に代えてタンクカバー２５１を備える。タンクカバー２５１のクレーンにおける位置や役割は第１の実施の形態と同様である。以下では第１の実施の形態との差異を主に説明する。

（タンクカバー）
図１０は、タンクカバー２５１の外観を示す図である。図１０におけるタンクカバー２５１の向きは図５におけるタンクカバー１５１と同様である。
タンクカバー２５１は、タンクカバー２５１の内部にアクセスするための開閉扉２５１ａを備える。開閉扉２５１ａは載置台２５１ｄおよび枠部２５１ｇを備える。開閉扉２５１ａは、枠部２５１ｇにより穴が形成されるが、図１０に示す状態では載置台２５１ｄがその穴を塞いでいる。すなわち、載置台２５１ｄが開閉扉２５１ａの一部を構成している。後述するように載置台２５１ｄは保持部２５１ｃにより可動し、枠部２５１ｇにより形成される穴が載置台２５１ｄにより塞がれない状態もとりうる。開閉扉２５１ａ、および載置台２５１ｄは、外気をタンクカバー２５１に導入する吸気口２５１ｂを備える。

図１１は、タンクカバー２５１の開閉扉２５１ａを開けた状態を示す図である。載置台２５１ｄは、タンクカバー２５１の内側であって載置台２５１ｄの上部にラッチ２５１ｆを備える。開閉扉２５１ａは、タンクカバー２５１の内側であって載置台２５１ｄの下部に保持部２５１ｃを備える。保持部２５１ｃは、開閉扉２５１ａと載置台２５１ｄを接続する蝶番部と、載置台２５１ｄの側面と当接して載置台２５１ｄを略水平に保持する当接部とから構成される。載置台２５１ｄの上部に設けられたラッチ２５１ｆは、通常は不図示のバネにより保持状態を保ち、載置台２５１ｄを図１１に示す状態に保持する。ラッチ２５１ｆがオペレータにより操作されると解放状態となり、載置台２５１ｄが展開される。

図１２は、載置台２５１ｄの展開状態、すなわち載置台２５１ｄが保持部２５１ｃにより略水平に保持される状態を示す図である。載置台２５１ｄが保持部２５１ｃを中心に約９０度回転し、略水平となる。この状態における載置台２５１ｄの上面が給水口１５０ａの下端よりも高い位置にある点は第１の実施の形態と同様である。この載置台２５１ｄに補充タンクが置かれ、補充タンクから尿素水タンク１５０に尿素が供給される。なお、図１２に示す状態では、枠部２５１ｇにより形成される穴が載置台２５１ｄにより塞がれていないが以下の理由により開閉扉２５１ａとしての機能に支障は生じない。すなわち、載置台２５１ｄが枠部２５１ｇにより形成される穴を塞がない状態では開閉扉２５１ａが必ず開いているので、そもそも開閉扉２５１ａによりタンクカバー２５１の入り口を遮蔽する必要がないからである。

上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）クレーンは、載置台２５１ｄが開閉扉２５１ａの一部を構成し、保持部２５１ｃは載置台２５１ｄと開閉扉２５１ａを接続する蝶番を備える。
そのため、載置台２５１ｄが開閉扉２５１ａの一部を構成することによりタンクカバー２５１の総重量を削減することができる。また、蝶番を用いて載置台２５１ｄを補充タンクを搭載可能な位置に移動させて保持するため、操作が簡便である。さらに、載置台２５１ｄを収納する空間を別途用意する必要がない。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

３０ … 補充タンク
１５０ … 尿素水タンク（還元剤タンク）
１５０ａ … 給水口
１５１ … タンクカバー
１５１ａ … 開閉扉
１５１ｃ … 保持部
１５１ｄ … 載置台
１６０ … 排気ガス浄化装置
２５１ … タンクカバー
２５１ａ … 開閉扉
２５１ｃ … 保持部
２５１ｄ … 載置台

Claims (3)

1. エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を備える建設機械であって、
   前記排気ガス浄化装置に供給される還元剤が蓄えられる還元剤タンクを収納するタンクカバーをさらに備え、
   前記還元剤タンクは、補充タンクから還元剤が供給される給水口を備え、
   前記タンクカバーは、開閉扉を備え、
   前記タンクカバーの前記開閉扉は、前記補充タンクから前記還元剤タンクへ還元剤が供給される際に前記補充タンクを載置可能な載置台を、前記還元剤タンクの前記給水口よりも高い位置に保持する保持部を備えることを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記タンクカバーの前記開閉扉は、前記保持部とは異なる高さに、前記補充タンクを載置可能な載置台を保持する第２保持部をさらに備えることを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記載置台が前記開閉扉の一部を構成し、
   前記保持部は前記載置台と前記開閉扉とを接続する蝶番を備えることを特徴とする建設機械。
   

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