JP6892202B2 - 排気ガス浄化装置付き作業車両 - Google Patents
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Description
(2)本発明の第2の態様による排気ガス浄化装置付き作業車両は、第1の態様の排気ガス浄化装置付き作業車両において、前記車体フレームが、車両側方に突設されているステップを含み、前記第1浄化装置の前記突出端と前記第2接続管が、前記ステップと前記リアフェンダの前記車両前方側壁との間の空間に配設され、前記空間が、前記車体フレームに開閉可能に設けられたカバーで覆われている。
(3)本発明の第3の態様による排気ガス浄化装置付き作業車両は、第1または第2の態様の排気ガス浄化装置付き作業車両において、前記エンジンと前記第1浄化装置とを接続する第1接続管と、前記第1浄化装置と前記第2浄化装置とを接続する第2接続管が、断熱カバーで覆われている。
別の発明によれば、車両の重心位置を低くでき安定性が向上するとともに、併せて、第1および第2浄化装置の配置自由度が向上する。
さらに別の発明によれば、第1および第2浄化装置の配置自由度が向上する。
−第1の実施の形態−
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
(フォークリフト)
図1〜図3には、本発明による作業車両一例であるフォークリフト100が示されている。図1はフォークリフトの側面図、図2は上面図、図3は背面図である。
第1の実施の形態におけるフォークリフト100は、エンジン式フォークリフトである。フォークリフト100は、車体(以下、フレーム)500の前部に荷役マスト130を備える。荷役マスト130には昇降可能にフォーク140が設けられている。荷役マスト130は、車体フレーム500に備えられたチルトシリンダ150により図示左右方向に傾けられる。フォーク140は、荷役マスト130に案内され、リフトシリンダ155により昇降する。車体フレーム500は、運転席165を含む運転室160と、車体フレーム500を移動させる前輪170Fおよび後輪170Rと、エンジンや油圧回路等が設けられ、ボンネット191とカバー192で覆われる格納部(機器収容空間)と、車両後方のカウンタウエイト800とを備える。格納部には後述する排気ガス浄化装置が格納され、排気ガス浄化装置で浄化された排気ガスが運転室160の後方の排気管400から排出される。
図4は、本発明に係るフォークリフトに搭載される排気ガス浄化装置の概略を示す構成図である。内燃機関であるディーゼルエンジン本体(以下、エンジン)1から排出された排気ガスが流通する排気経路2の途中には、ディーゼル用酸化触媒(Diesel Oxidation Catalyst:DOC)3が設けられている。酸化触媒3は、DOC排気ガス浄化装置とも呼ばれ、排気ガス中に含まれるNOの一部を酸化してNO2にするためのものである。酸化触媒3の下流には、排気ガス中に含まれるパティキュレートマター(PM)を除去するためのディーゼル微粒子捕集フィルタ(DPF)4が設けられている。DPF4の下流には、排気ガスに噴射された尿素水の加水分解により生成されたアンモニアとNOxとの化学反応によって、NOxを窒素および水に浄化するためのSCR触媒5が設けられている。SCR触媒5の下流には、SCR触媒5における化学反応で消費されずに残ったアンモニアを酸化するためのアンモニアスリップ触媒(ASC触媒)6が設けられている。
酸化触媒3とDPF4はDOC付きのDPF浄化装置(第1浄化装置)200を構成する。
以上説明したDOC付きのDPF浄化装置(第1浄化装置)200と、SCR浄化装置(第2浄化装置)300とは排気ガス浄化装置700を構成する。
エンジン1から排出された排気ガスは、排気経路2を流通する過程でまず酸化触媒3に流入し、排気ガス中に含まれるNOの一部は酸化されてNO2となる。酸化触媒3を通過した排気ガスはDPF4に流入して排気ガス中のPMが捕集され、捕集されたPMは排気ガス中に含まれるNO2との反応によって燃焼除去される。DPF浄化装置200を通過した排気ガスはSCR浄化装置300に流入する。
図5はフォークリフトの車両左側後方の外観斜視図、図6は図5の外観斜視図において、とくに排気ガス浄化装置700の主要構成要素の配置を説明する斜視図である。
図5および図6に示すように、フォークリフト100は車体の骨格となる車体フレーム500を有し、車体フレーム500には、エンジン1、DOC付きのDPF浄化装置(第1浄化装置)200およびSCR浄化装置(第2浄化装置)300等がボンネット191とカバー192で覆われた格納部191Kおよび192Kに搭載されている。格納部191Kはエンジン収容空間と呼ぶこともできる。
図6を参照すると、運転席が設置されるボンネット191の下方には車体フレーム500により格納部191Kが形成されている。図7、図8を参照すると、格納部191Kにおいて、車体フレーム500の底板501にエンジン1が設置されている。
DPF浄化装置200は排気ガス入口ポート201と排気ガス出口ポート202を有する。排気ガス入口ポート201は、エンジン1の排気ポートと接続管601で接続されている。接続管601の外周面は不図示の交換式断熱カバーで覆われる。DPF浄化装置200の右側方端部である突出端203は、図6に示すように、車体フレーム500の右側方カバー504の側方パネル504aの開口504bから車両右側方に突出している。その突出端203には、車両後方に排気ガス出口ポート202が設けられ、この排気ガス出口ポート202には接続管602が接続されている。接続管602の外周面は交換式断熱カバー602a(図6参照)で覆われている。接続管602は、車両後方に延設され、その他端はSCR浄化装置300に接続されている。
尿素水噴射管301の排気ガス入口ポート301aには、上述した接続管602の出口ポートが接続されている。尿素水噴射管301の排気ガス出口ポートは、SCR触媒5が収容されたSCR円筒容器302の排気ガス入口ポート302aに接続されている。SCR円筒容器302の排気ガス出口ポート302bには排気管400が接続されている。
図9〜図12はエンジンおよび排気ガス浄化装置を搭載する車体フレーム500を示す図であり、図9は図5および図6に対応する車体フレーム斜視図、図10は車両前方から見た車体フレーム500の正面図、図11は図10の左側面図、図12は車体フレームの上面図、図13はリアフェンダを車両後方下部から見た斜視図
である。
車体フレーム500は、中央部にエンジンが設置される底板501と、底板501の左右縁から立ち上がる一対の側方壁502L,502Rと、側方壁502Rの車両右側方に突設されDPF浄化装置200が設置される設置板503と、側方壁502Rの車両右側方に設けられ、車両右側の車体外観を形成する右側方カバー504と、右側方カバー504の車両前後に形成されているフロントフェンダ505、リアフェンダ506と、リアフェンダ506と右側方カバー504の上面に設けられた設置板504dとを有する。設置板503は、エンジン1のシリンダヘッドよりも下方位置で、かつ、シリンダブロックの側方位置に設けられている。
リアフェンダ506には開口506aが設けられ、右側方カバー504の車両後方に設けた設置板504dには開口504eが設けられている。DPF浄化装置200からSCR浄化装置300へ排気ガスを送る接続管602は、リアフェンダ506の車両前方側壁の開口506aと、設置板504dおよびリアフェンダ506の開口504eを通過してSCR浄化装置300まで延設されている。図13に示すように、リアフェンダ506の開口506aを通過した接続管602が通過する空間を外部から覆う断熱カバー520(図13)がリアフェンダ506の背面に設けられている。
上述したように、実施の形態のフォークリフトにおいては、排気ガス浄化装置のレイアウトに工夫を凝らしている。そのため、一部の機器、管路が外部空間に晒されやすくなっている。そのため、実施の形態のフォークリフトでは次のような断熱対策を施している。
図6によく示されているように、DPF浄化装置200の突出端203は、右側方カバー504の側方パネル504aの開口504bを貫通して、ステップ504cとフロントおよびリアフェンダ505,506で囲まれた外部空間に露出する構成である。この空間には、接続管602の一部も露出している。接続管602はさらに、リアフェンダ506の背面側で外部に露出する構成である。すなわち、接続管602は、リアフェンダ506の車両前方側壁を貫通して、さらにリアフェンダ506と設置板504dの開口504eを貫通するように折り曲げられてSCR浄化装置300の排気ガス入口ポート301に接続されている。
図6にも示すように、接続管602の外周面には交換式断熱カバー602aが巻き付けられている。図示はしないが、接続管601の外周面にも交換式断熱カバーが巻き付けられている。
実施の形態のフォークリフトでは、以上のような断熱対策を講じたので、DPF浄化装置200、SCR浄化装置300、およびそれらに接続される接続管601,602の温度が低下するのを抑制することができる。排気ガスからの熱を外部環境に対して断熱することにより排気ガス処理性能の低下が抑制される。
(1)第1の実施の形態の排気ガス浄化装置付き作業車両は、運転席下方にエンジン収容空間を形成する車体フレーム500と、車両前後進方向に長手軸を向けてエンジン収容空間に設置されたエンジン1と、エンジン1の排気ガスを浄化するDPF浄化装置200と、DPF浄化装置200で浄化された排気ガスをさらに浄化する第2浄化装置300とを備える。DPF浄化装置200は、エンジン1の側方の車体フレーム500に設けられた設置板(第1設置部)503に設けられ、SCR浄化装置300は、エンジン1の側方の車体フレーム500に設けられた設置板(第2設置部)504dに設けられている。
以上の構成により、先行文献のような大型支持構造を使用することなく、重量物であるDPF浄化装置200とSCR浄化装置300を車体フレーム500に設置することができる。車体フレーム500に追加する部材は、設置板503と504dのみである。先行文献の大型支持構造に比べると軽量、かつ、簡素な支持構造となる。
先行文献では、DPF浄化装置とSCR浄化装置をエンジン後方、かつ、エンジンシリンダヘッドと同等の高さ位置に配置し、かつそれらの軸線をともに車両左右方向、すなわち、エンジン軸線と直交する方向に延在させて配置している。重量物である排気ガス浄化装置が高い位置にあり、車両の安定性に影響を与える。第1の実施の形態では、以上の構成により、車両の重心位置を低くでき車両の安定性が向上する。
(3)第1の実施の形態の排気ガス浄化装置付き作業車両のDPF浄化装置200はその軸線200AXを車両左右方向に延在して設置板503に設置されている。さらに、上記車体フレーム500はリアフェンダ506を含み、設置板504dは、リアフェンダ506の上面に設けられ、SCR浄化装置300は、その軸線300AXを車両前後進方向に延在して設置板504dに設置されている。
先行文献では、DPF浄化装置とSCR浄化装置の軸線をともに車両左右方向、すなわち、エンジン軸線と直交する方向に延在させて配置しているが、第1の実施の形態では、上記のようにDPF浄化装置200とSCR浄化装置300の軸線を互いに直交するように設定した。そのため、大型重量物であるDPF浄化装置200とSCR浄化装置300の配置スペースを確保することができ、高度な排気ガス対策に合致したフォークリフトを提供できる。
第1の実施の形態では、配置自由度の観点から、DPF浄化装置200をシリンダブロックの側方、すなわちエンジン下方の側方においてその軸線200AXを車両側方に延在させるように配置した。一方、SCR浄化装置300は、リアフェンダ56の上面にその軸線300AXを車両前後方向に延在するように配置した。そのため、上記のように、接続管601,602の引き回しを工夫した。よって、第1の実施の形態では、DPF浄化装置200とSCR浄化装置300の配置自由度の向上を担保することができる。
第1の実施の形態では、配置自由度の観点から、DPF浄化装置200をシリンダブロックの側方、すなわちエンジン下方の側方においてその軸線200AXを車両側方に延在させるように配置した。一方、SCR浄化装置300は、リアフェンダ56の上面にその軸線300AXを車両前後方向に延在するように配置した。その結果、DPF浄化装置200、SCR浄化装置300、接続管601,602などの温度が低下する恐れが発生した。このため、第1の実施の形態では、DPF浄化装置200と、エンジン1とDPF浄化装置200とを接続する接続管601、DPF浄化装置200とSCR浄化装置300を接続する接続管602、SCR浄化装置300の熱が外部環境に伝熱、放射して温度が低下する懸念がある。第1の実施の形態では、少なくとも、DPF浄化装置200の突出端203と接続管602の一部を断熱カバー510で覆うようにした。その結果、DPF浄化装置200とSCR浄化装置300の配置自由度を担保しつつ、排気ガスの熱が外部に逃げることを抑制することができる。
以上の構成により、配置自由度向上のために排気ガス経路が延びたことによるガス温度低下を抑制することができる。
(7)第1の実施の形態の排気ガス浄化装置付き作業車両におけるDPF浄化装置200は、その軸線を車両左右方向に延在して設置され、SCR浄化装置300は、その軸線を車両前後進方向に延在して設置されている。
以上の構成により、上述したようにDPF浄化装置およびSCR浄化装置300の配置自由度が向上する。
以上の構成による排気ガス浄化装置付き作業車両も本発明の別の態様であり、上述したと同様に、車両の重心位置を低くでき安定性が向上するとともに、併せて、DPF浄化装置200とSCR浄化装置300の配置自由度が向上すると云う作用効果を奏する。
以上の構成による排気ガス浄化装置付き作業車両も本発明のさらに別の態様であり、DPF浄化装置200とSCR浄化装置300の配置自由度が向上すると云う作用効果を奏する。
図14〜図15を参照して第2の実施の形態の排気ガス浄化装置を説明する。
第2の実施の形態の排気ガス浄化装置は、運転席の後方のカウンタウエイト800の内部空間を利用して設置される。DPF浄化装置200とSCR浄化装置300は、車体フレーム500の最後尾に設置されるカウンタウエイト800の内部に収容されている。詳細には図示しないが、DPF浄化装置200の軸線と、SCR浄化装置300の軸線はともに車両左右方向に延在されている。DPF浄化装置200の排気ガス入口ポートには接続管603が接続され、接続管603の他端はエンジンの排気ガス排出ポートに接続されている。DPF浄化装置200の排気ガス出口ポートとSCR浄化装置300の排気ガス入口ポートとは図示しない管路で接続されている。DPF浄化装置200とSCR浄化装置300は一体化されて図示しない取付板に固定されている。この取付板を車体フレーム500の後方に固定することにより、排気ガス浄化装置700を構成するDPF浄化装置200とSCR浄化装置300が設置される。
(1)DPF浄化装置200とSCR浄化装置300は、運転席の後方、車体フレーム500の後部に取り付けられるカウンタウエイト800の内部空間を利用して設置される。したがって、従来から存在する空きスペース空間を有効活用し、DPF浄化装置200とSCR浄化装置300を搭載する際の配置効率が向上する。
(i)DPF浄化装置200とSCR浄化装置300を使用しているが、本発明による排気ガス浄化装置は、2種類の浄化性能を有する種々の排気ガス浄化装置を搭載するフォークリフトに適用することができる。
(ii)第1の実施の形態のDPF浄化装置200の軸線200AXはエンジン1の軸線1AXと直交しているが、略直交している実施の形態も本発明の範囲に含まれる。
(iii)第1の実施の形態のSCR浄化装置300の軸線300AXはエンジン1の軸線1AXと同じエンジン1の軸線方向としたが、車両前後方向に略一致している実施の形態も本発明の範囲に含まれる。
(iv)第1の実施の形態のDPF浄化装置200は、エンジン1のシリンダヘッドよりも下方に設置したが、シリンダヘッドの最とも高い位置よりも多少低い位置に配置されている実施の形態も本発明の範囲に含まれる。
(v)第1および第2の実施の形態では、本発明をフォークリフトについて説明したが、フォークリフト以外の作業車両、例えば、ホイールローダ等にも本発明を適用することができる。
201、301a,302a…排気ガス入口ポート
202、302b…排気ガス出口ポート
203…突出端 300…SCR浄化装置
301、302…円筒容器 500…車体フレーム
501…底板 502R,502L…側方壁
503…設置板 504…右側方カバー
504a…側方パネル 504b…開口
504d…設置板 504e…開口
506…リアフェンダ 506a…開口
510、520…断熱カバー 601、602、603…接続管
602a…交換式断熱カバー 700…排気ガス浄化装置
800…カウンタウエイト
Claims (3)
- 運転席下方にエンジン収容空間を形成する車体フレームと、
車両前後進方向に長手軸を向けて前記エンジン収容空間に設置されたエンジンと、
前記エンジンの排気ガスを浄化する第1浄化装置と、
前記第1浄化装置で浄化された排気ガスをさらに浄化する第2浄化装置とを備え、
前記第1浄化装置は、前記エンジンの側方の前記車体フレームに設けられた第1設置部に設けられ、前記第2浄化装置は、前記エンジンの側方の前記車体フレームに設けられた第2設置部に設けられており、
前記第1設置部は、前記エンジンのシリンダヘッドよりも下方位置で、かつ、シリンダブロックの側方位置に設けられ、前記第1浄化装置は、その軸線を車両左右方向に延在して第1設置部に設置されており、
前記車体フレームは、リアフェンダを含み、
前記第2設置部は、前記リアフェンダの上面に設けられ、前記第2浄化装置は、その軸線を車両前後進方向に延在して前記第2設置部に設置されており、
前記第1浄化装置の車両外方側端部は、前記車体フレームの側方から車体フレーム外方に突出する突出端を有し、
前記エンジンと前記第1浄化装置とは、第1接続管で接続され、
前記第1浄化装置の前記突出端の排気ガス出口ポートと前記第2浄化装置の排気ガス入口ポートとは、軸線を車両前後方向に向けた第2接続管で接続され、前記第2接続管は、前記リアフェンダの車両前方側壁を貫通して、さらに前記リアフェンダの上面を貫通するように折り曲げられて前記第2浄化装置の前記排気ガス入口ポートに接続されている排気ガス浄化装置付き作業車両。 - 請求項1に記載の排気ガス浄化装置付き作業車両において、
前記車体フレームは、車両側方に突設されているステップを含み、
前記第1浄化装置の前記突出端と前記第2接続管は、前記ステップと前記リアフェンダの前記車両前方側壁との間の空間に配設され、前記空間は、前記車体フレームに開閉可能に設けられたカバーで覆われている排気ガス浄化装置付き作業車両。 - 請求項1または2に記載の排気ガス浄化装置付き作業車両において、
前記エンジンと前記第1浄化装置とを接続する第1接続管と、前記第1浄化装置と前記第2浄化装置とを接続する第2接続管は、断熱カバーで覆われている排気ガス浄化装置付き作業車両。
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