JP7381245B2 - ショベル - Google Patents

Description

本開示は、ショベルに関する。

従来、ショベルが備える液体還元剤用タンクの上部には、尿素水などの液体還元剤を液体還元剤用タンク内に導くためのフィラーが取り付けられている。従来のフィラーは、液体還元剤用タンク内に突出した筒状の凸部が一体的に形成されており、当該凸部の下端部によって、液体還元剤用タンク内における液体還元剤の液面の高さ位置を規制できるようになっている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１５－５４１５８８号公報

しかしながら、フィラーの凸部の下端部まで液体還元剤が給水されている状態で、液体還元剤が凍結した場合、液体還元剤が膨張することにより、液体還元剤の凍結した液面によってフィラーの凸部の下端部が押し上げられる。この場合、フィラーが液体還元剤用タンクの上面にネジ止め固定されているため、フィラーのネジ止め固定部に荷重が集中して、当該ネジ止め固定部に亀裂が生じる虞がある。また、この場合、フィラーが押し上げられることにより、フィラーの設置面と液体還元剤用タンクの上面との隙間が増大し、当該隙間におけるＯリングによるシール性が低下して、当該隙間から液体還元剤が漏れ出す虞がある。

本開示は、尿素水等の液体還元剤の凍結によってフィラーが押し上げられてしまうことを抑制できるショベルを提供することを目的とする。

実施形態に係るショベルは、上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、前記上部旋回体の一部を構成する旋回フレームと、前記旋回フレームに搭載される液体還元剤用タンクと、前記液体還元剤用タンクの上部に取り付けられるフィラーと、前記フィラーの下方に位置する液面規制部材とを備え、前記フィラーは、前記液体還元剤用タンクの外部に設けられ、筒状の本体部と、前記本体部の下端部の外周縁部から外側に拡大して設けられるベース部と、を有し、前記液面規制部材は、弾性体であり、前記液体還元剤用タンクの内部に設けられる筒部と、前記筒部の上端部の外周縁部から外側に拡大して設けられるつば部と、を有し、前記ベース部は、前記つば部と密着した状態で前記液体還元剤用タンクの外面に取り付けられ、前記液面規制部材は、前記液体還元剤用タンクと前記フィラーとの設置面をシールする。

尿素水等の液体還元剤の凍結によってフィラーが押し上げられてしまうことを抑制できるショベルを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの上部旋回体を概略的に示す上面図である。 図１のショベルに搭載される排気ガス処理装置の構成例を示す図である。 ショベルの右側前部を左斜め上方から見た斜視図である。 上部旋回体の右側前部を右側から見た側面図である。 尿素水タンクの縦断面図である。 フィラーおよび液面規制部材の分解斜視図である。 尿素水タンクにおけるフィラーの取り付け部の拡大断面図である。 変形例のショベルにおける尿素水タンクの縦断面図である。

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

なお、以下の説明において、Ｘ軸正方向およびＸ軸負方向は、ショベル１００の前方および後方である。また、Ｙ軸正方向およびＹ軸負方向は、ショベル１００の左方および右方である。また、Ｚ軸正方向およびＺ軸負方向は、ショベル１００の上方および下方である。

図１は、本発明の一実施形態に係るショベル１００の側面図である。図１に示すように、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体２、キャビン３、ブーム４、アーム５、およびバケット６を備える。

上部旋回体２は、旋回機構（図示せず）を介して、下部走行体１に搭載される。キャビン３は、上部旋回体２の左側前部に設けられている。キャビン３は、内部に運転席が設けられている。ブーム４は、上部旋回体２の前部中央に回動可能に設けられている。アーム５は、ブーム４の先端部に回動可能に設けられている。バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム５の先端部に回動可能に設けられている。

図２は、図１のショベル１００の上部旋回体２を概略的に示す上面図である。図２に示すように、上部旋回体２には、エンジンルーム７が形成されている。エンジンルーム７内には、ディーゼルエンジン８（「エンジン」の一例）が設置されている。また、ディーゼルエンジン８の左側（Ｙ軸正側）には、冷却ファン１２が設置されている。また、冷却ファン１２の左側（Ｙ軸正側）には、ラジエータ等を含む熱交換機ユニット１３が設置されている。

また、ディーゼルエンジン８は、エンジンルーム７の外部に設置されたエアフィルタ９ａおよび吸気管９ｂを通じて、外気を吸入する。さらに、ディーゼルエンジン８には、排気管９ｃが接続されている。排気管９ｃの下流側には、ディーゼルエンジン８から排出される排気ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を浄化する排気ガス処理装置１０が設置されている。

本実施形態では、排気ガス処理装置１０は、還元剤として尿素水を用いた尿素選択還元型のＮＯｘ処理装置である。排気ガス処理装置１０は、排気管９ｃに備えられた還元触媒（図示せず）の上流側に尿素水を噴射して排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元し、この還元反応を還元触媒により促進してＮＯｘを無害化する。

上部旋回体２の右側且つエンジンルーム７の前側には、前側から順に、尿素水タンク２０、燃料タンク１９、および作動油タンク１８が並べて設けられている。尿素水タンク２０（「液体還元剤用タンク」の一例）は、尿素水を蓄えるための容器である。尿素水タンク２０は、尿素水ホース６９および尿素水供給ポンプ７０を介して、排気ガス処理装置１０に接続されている。

図３は、図１のショベル１００に搭載される排気ガス処理装置１０の構成例を示す図である。ディーゼルエンジン８は、エンジンコントロールモジュール（以下、「ＥＣＭ」とする）６０により制御される。

エアフィルタ９ａを通じて吸気管９ｂ内に導入された空気は、ターボチャージャ６１及びインタークーラ６５等を通過してディーゼルエンジン８に供給される。そして、ディーゼルエンジン８からの排気ガスは、ターボチャージャ６１を経た後にその下流の排気管９ｃに至り、排気ガス処理装置１０により浄化処理が行われた後で大気中に排出される。

排気管９ｃには、排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ６６と、排気ガス中のＮＯｘを還元除去する選択還元触媒６７とが直列に設けられている。

選択還元触媒６７は、還元剤の供給を受けて排気ガス中のＮＯｘを連続的に還元除去する。本実施形態では取扱いの容易さから還元剤として尿素水（尿素水溶液）が用いられる。

排気管９ｃにおける選択還元触媒６７の上流側には、選択還元触媒６７に尿素水を供給するための尿素水噴射装置６８が設けられている。尿素水噴射装置６８は、尿素水ホース６９を介して尿素水タンク２０に接続されている。

また、尿素水ホース６９の中間にはサプライモジュールＳＭが設けられる。サプライモジュールＳＭは、尿素水供給ポンプ７０及びフィルタ７１を含む。本実施形態では、サプライモジュールＳＭは、尿素水タンク２０と尿素水供給ポンプ７０との間にフィルタ７１が配置されるように構成される。

尿素水タンク２０内に貯留された尿素水は、尿素水供給ポンプ７０により尿素水噴射装置６８に供給され、尿素水噴射装置６８から排気管９ｃにおける選択還元触媒６７の上流位置に噴射される。

尿素水噴射装置６８から噴射された尿素水は選択還元触媒６７に供給される。供給された尿素水は、選択還元触媒６７内において加水分解されてアンモニアを生成する。このアンモニアが選択還元触媒６７内で排気ガスに含まれるＮＯｘを還元する。このようにして排気ガスの浄化が行われる。

第１ＮＯｘセンサ７２及び第２ＮＯｘセンサ７３は、排気ガス内のＮＯｘ濃度を検出するセンサである。本実施形態では、第１ＮＯｘセンサ７２は尿素水噴射装置６８の上流側に配置され、第２ＮＯｘセンサ７３は選択還元触媒６７の下流側に配置される。

尿素水残量センサ７４は、尿素水タンク２０内の尿素水残量を検出するセンサである。本実施形態では、尿素水残量センサ７４は、タンク内部で上下方向に移動可能に設置され液面に浮かぶフロートの位置に基づいて尿素水残量を検出する所謂フロート式のセンサであるが、他の方式のものを用いてもよい。尿素水残量センサ７４は、排気ガスコントローラ７５に尿素水残量の情報を出力する。

尿素品質センサ２５は、尿素水タンク２０内の尿素水の品質を検出するセンサである。尿素品質センサ２５は、排気ガスコントローラ７５に尿素品質の情報を出力する。

第１ＮＯｘセンサ７２、第２ＮＯｘセンサ７３、尿素水残量センサ７４、尿素品質センサ２５、尿素水噴射装置６８、及び尿素水供給ポンプ７０は、排気ガスコントローラ７５に接続されている。排気ガスコントローラ７５は、第１ＮＯｘセンサ７２及び第２ＮＯｘセンサ７３のそれぞれで検出されるＮＯｘ濃度に基づき、尿素水噴射装置６８及び尿素水供給ポンプ７０を制御して適正量の尿素水が噴射されるようにする。

また、排気ガスコントローラ７５は、尿素水残量センサ７４から出力される尿素水残量に基づき、尿素水タンク２０の全容積に対する尿素水残量の割合を算出する。本実施形態では、尿素水タンク２０の全容積に対する尿素水残量の割合を尿素水残量比とする。例えば、尿素水残量比５０％は、尿素水タンク２０の容量の半分の尿素水が尿素水タンク２０内に残存していることを表す。

排気ガスコントローラ７５は通信手段を介してＥＣＭ６０と接続されている。また、ＥＣＭ６０は通信手段を介してショベルコントローラ７６に接続され、ショベルコントローラ７６は通信手段を介してモニター７７に接続されている。モニター７７には、警告、運転状態等が表示される。

なお、排気ガスコントローラ７５はＤＣＵ（Ｄｏｓｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＥＣＭ６０はＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ショベルコントローラ７６はＭＣＵ（Ｍａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とも呼ぶことができる。

排気ガスコントローラ７５が有している排気ガス処理装置１０に関する各種情報は、ショベルコントローラ７６が共有し得る構成となっている。なお、ＥＣＭ６０、排気ガスコントローラ７５、及びショベルコントローラ７６はそれぞれ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力ポート、記憶装置等を含む演算装置である。

また、排気ガス処理装置１０は、尿素水タンク２０及び尿素水ホース６９に熱を供給する熱供給機能を有する。熱供給機能は、例えば、寒冷地での尿素水の凍結を防止するため、或いは、凍結した尿素水を溶解するために実行される。本実施形態では、冷却水ホース８０を通過するディーゼルエンジン８のエンジン冷却水（例えばロング・ライフ・クーラント）を利用する。

具体的には、ディーゼルエンジン８を冷却した直後のエンジン冷却水は、比較的高い温度を維持しながら、冷却水ホース８０の第１部分８１を通って第２部分８２に至る。第２部分８２は尿素水タンク２０の外面に接する冷却水ホース８０の一部である。尿素水より高温のエンジン冷却水は第２部分８２を流れるときに尿素水タンク２０及びその内部にある尿素水に熱を供給する。

その後、エンジン冷却水は第３部分８３及びサプライモジュールＳＭに至る。第３部分８３は尿素水ホース６９に密着する冷却水ホース８０の一部である。尿素水より高温のエンジン冷却水は尿素水ホース６９に沿う冷却水ホース８０の第３部分８３を流れるときに尿素水ホース６９及びその内部にある尿素水に熱を供給する。また、尿素水より高温のエンジン冷却水は、サプライモジュールＳＭ内に形成された流路を流れるときにサプライモジュールＳＭ（尿素水供給ポンプ７０及びフィルタ７１を含む）並びにその内部にある尿素水に熱を供給する。

その後、第２部分８２及び第３部分８３での熱の供給を終えて比較的低い温度となったエンジン冷却水は冷却水ホース８０の第４部分８４を通って熱交換機ユニット１３（図２参照）に至る。第４部分８４は第３部分８３及び第５部分８５と熱交換機ユニット１３との間に配索される冷却水ホース８０の一部であり、尿素水ホース６９には密着しない。

なお、第５部分８５は、尿素水噴射装置６８を冷却するために用いられる冷却水ホース８０の一部である。高温状態の尿素水噴射装置６８よりも低温のエンジン冷却水は第５部分８５を流れるときに高温状態の尿素水噴射装置６８から熱を奪い尿素水噴射装置６８を冷却してその過熱を防止する。その後、熱の供給を受けて比較的高い温度となった（尿素水より高温の）エンジン冷却水は、尿素水ホース６９に沿う部分８５ａを流れるときに尿素水ホース６９及びその内部にある尿素水に熱を供給する。尿素水噴射装置６８が低温状態にある場合には、低温状態の尿素水噴射装置６８よりも高温のエンジン冷却水は第５部分８５を流れるときに尿素水噴射装置６８及びその内部にある尿素水に熱を供給する。その後、部分８５ａでの熱の供給を終えて比較的低い温度となったエンジン冷却水は、第３部分８３を流れてきたエンジン冷却水と合流した後で第４部分８４を通って熱交換機ユニット１３に至る。

このようにして、熱供給機能は、エンジン冷却水を利用して尿素水タンク２０、尿素水ホース６９、サプライモジュールＳＭ、及び尿素水噴射装置６８に熱を供給し、それらの内部にある尿素水の凍結を防止し、或いは、凍結した尿素水を溶解する。

次に、図４及び図５を参照し、上部旋回体２の右側前部の詳細について説明する。図４はショベル１００の右側前部を左斜め上方から見た斜視図である。図５は上部旋回体２の右側前部を右側から見た側面図である。なお、図５は昇降設備３０の内部を透過的に示す。

昇降設備３０は、作業者が上部旋回体２を昇降する際に用いる構造物である。本実施形態では、昇降設備３０は燃料タンク１９の前方に配置され、尿素水タンク２０及び収納部２１を覆う。

燃料タンク１９はディーゼルエンジン８の燃料が貯留されるタンクであり、上部旋回体２の一部（底板）を構成する旋回フレーム３１に強固に固定されている。また、燃料タンク１９の下には燃料タンク用アンダーカバー３１ｖが取り付けられる。燃料タンク用アンダーカバー３１ｖは外側（底側）からアクセス可能なボルト等の締結部材によって旋回フレーム３１に締結固定される。

尿素水タンク２０は、ＳＣＲシステム（選択還元触媒システム）で用いられる液体還元剤としての尿素水溶液が貯留されるタンクであり、旋回フレーム３１に強固に固定されている。また、尿素水タンク２０の下には尿素水タンク用アンダーカバー３１ｗが取り付けられる。尿素水タンク用アンダーカバー３１ｗは、燃料タンク用アンダーカバー３１ｖと同様、外側（底側）からアクセス可能なボルト等の締結部材によって旋回フレーム３１に締結固定される。なお、エンジンの下に取り付けられるエンジン用アンダーカバー（図示せず）、ラジエータの下に取り付けられるラジエータ用アンダーカバー（図示せず）等も同様に外側（底側）からアクセス可能なボルト等の締結部材によって旋回フレーム３１に締結固定される。

収納部２１は収納スペースを区切る部材の集合であり、例えば、集合して箱、容器、仕切り等の形をとる。本実施形態では、収納部２１は上部旋回体２においてブーム４を挟んでキャビン３の反対側に配置される。また、収納部２１は昇降設備３０と旋回フレーム３１によって区切られる収納スペース２１ａを有する。収納スペース２１ａには、例えば、メンテナンス時に使用される工具類、給油用ポンプ等の収納物２１ｂが収納される。また、収納部２１の下には底板３２が取り付けられる。ここで、収納スペース２１ａと尿素水タンク２０が配置される空間との間は、板によって区切られてもよいし、板を設けずに空間が繋がっていてもよい。

図４に示すように、上部旋回体２の旋回フレーム３１の前方には左右一対のブーム取り付け用の支持ブラケット１７が立設される。また、支持ブラケット１７の右側には燃料タンク１９及び昇降設備３０が配置される。また、昇降設備３０の外側には作業者が昇降設備３０を昇降する際に把持する手摺３３が設けられる。

昇降設備３０は、第１昇降部３０Ａと第２昇降部３０Ｂを有する。第１昇降部３０Ａは、作業者が昇降するステップとして機能すると共に、尿素水タンク２０を覆うカバー、及び収納部２１の一部としても機能する。第２昇降部３０Ｂは昇降設備３０の最下段に位置する。第２昇降部３０Ｂは金属製であり、旋回フレーム３１に固定される。また、第２昇降部３０Ｂは旋回フレーム３１の前端部分から前方に突出した構成を有する。

また、昇降設備３０は第１昇降部３０Ａにおける２つの踏板部４４、４５及び２つの蹴込板部４８、４９と第２昇降部３０Ｂとを含む３段構造を有する。なお、第１昇降部３０Ａに設ける踏板部の数は２つに限定されるものではない。

また、踏板部４４は開閉可能な開閉部として構成される。本実施形態では踏板部４４は図５で示すように上開きとなるように構成される。作業者は、踏板部４４を開くことで収納部２１に対して工具等を出し入れできる。また、踏板部４４は鍵４４ａで施錠可能である。

また、蹴込板部４９は開閉可能な開閉部として構成される。本実施形態では蹴込板部４９は横開きとなるように構成される。作業者は、蹴込板部４９を開くことで尿素水タンク２０のフィラー２２にアクセスできる。

次に、図６を参照し、尿素水タンク２０の構造の詳細について説明する。図６は、尿素水タンク２０の縦断面図である。

尿素水タンク２０は樹脂製であり、略直方体形状を有する。尿素水タンク２０は、タンク上面２０ａ、タンク底面２０ｂ、タンク前面２０ｃ、タンク後面２０ｄ、および一対のタンク側面（図示省略）を有して構成されている。

タンク上面２０ａには、給液口２０ｈが形成されている。この給液口２０ｈには、フィラー２２が上方に突出して設けられている。また、この給液口２０ｈには、液面規制部材２４が尿素水タンク２０内に突出して設けられている。フィラー２２は、尿素水を尿素水タンク２０に補給する際に、尿素水を尿素水タンク２０の給液口２０ｈに導く。フィラー２２は、固定ネジ２２ｃによって、タンク上面２０ａにネジ止め固定されている。フィラー２２の上端部には、ストレーナ２８が、固定ネジ２８ａによってネジ止め固定されている。ストレーナ２８の上部開口には、フィラーキャップ２３が着脱可能に設けられる。ストレーナ２８は、フィルタ２８Ａを有する。フィルタ２８Ａは、フィラー２２の内径より小さい外径の略円筒形状を有し、フィラー２２の筒内に配置される。フィルタ２８Ａは、ストレーナ２８の上部開口から注入された尿素水に含まれる異物を除去する。これにより、フィルタ２８Ａは、尿素水タンク２０の内部への異物の混入を抑制することができる。液面規制部材２４は、尿素水を尿素水タンク２０内に導くとともに、尿素水タンク２０内に補充された尿素水の液面の高さ位置を規制する。尿素水は、フィラー２２および液面規制部材２４を介して、給液口２０ｈから尿素水タンク２０内に補給される。なお、フィラー２２および液面規制部材２４の詳細については、図７および図８を用いて後述する。

また、尿素水タンク２０のタンク底面２０ｂには、ドレインプラグ２７が設けられている。ドレインプラグ２７は、尿素水タンク２０内に残留する尿素水を排水する際に取り外される。

また、尿素水タンク２０のタンク上面２０ａには、配管取付け口２０ｉ１，２０ｉ２が設けられている。配管取付け口２０ｉ１は、尿素水タンク２０内の尿素水ホース６９と繋がっており、尿素水タンク２０外の尿素水ホース６９が接続される。なお、実際には、タンク上面２０ａには、２つの配管取付け口２０ｉ１が設けられており、一方の配管取付け口２０ｉ１には、尿素水を尿素水タンク２０から取り出すための尿素水ホース６９が接続され、他方の配管取付け口２０ｉ１には、尿素水を尿素水タンク２０に戻すための尿素水ホース６９が接続される。配管取付け口２０ｉ２は、尿素水タンク２０内の冷却水ホース８０と繋がっており、尿素水タンク２０外の冷却水ホース８０が接続される。なお、実際には、タンク上面２０ａには、２つの配管取付け口２０ｉ２が設けられており、一方の配管取付け口２０ｉ２は、尿素水タンク２０内の冷却水ホース８０から尿素水タンク２０内を循環した冷却水を排出するために用いられ、他方の配管取付け口２０ｉ２は、尿素水タンク２０内の冷却水ホース８０に尿素水タンク２０内を循環する冷却水を送り込むために用いられる。

尿素水残量センサ７４は、配管取付け口２０ｉ１の直下の液面の位置を検出する。尿素水ホース６９は、配管取付け口２０ｉ１から直下に延び、底部２０ｂの中央で尿素水を吸い上げる。尿素水残量センサ７４には配線７４ａが接続され、この配線７４ａが尿素水タンク２０のタンク上面２０ａから外部に引き出されて、燃料タンク１９の前面に固定された中継用ブラケット７８（図５参照）を介して、排気ガスコントローラ７５に接続される。

冷却水ホース８０の第２部分８２は、配管取付け口２０ｉ１，２０ｉ２から直下に延び、タンク底面２０ｂ近傍で略直角に曲がり、タンク底面２０ｂに沿って延びる。

尿素品質センサ２５は、冷却水ホース８０の第２部分８２における、タンク底面２０ｂの近傍の部分に設置される。尿素品質センサ２５には配線２５ａが接続され、この配線２５ａが尿素水タンク２０のタンク上面２０ａから外部に引き出されて、燃料タンク１９の前面に固定された中継用ブラケット７８（図５参照）を介して、排気ガスコントローラ７５に接続される。

本実施形態では、尿素品質センサ２５は、尿素水タンク２０の内部の尿素水を解凍するための不凍液を通す配管（冷却水ホース８０の第２部分８２）の端部に配置される。これにより、尿素品質センサ２５の周囲には常に液化した尿素水が存在する状態にできるので、尿素水の品質計測を安定して行うことができる。

なお、図６（および後述する図８および図９）に示すように、尿素水残量センサ７４およびレベルゲージ２６において満水とされる満水位置Ａ２は、図８を用いて後述する液面規制位置Ａ１よりも僅かに下方にある。これにより、尿素水が液面規制位置Ａ１に達する前に、尿素水残量センサ７４およびレベルゲージ２６によって満水を検知することができ、したがって、いつまでたっても満水を検知できないといった不具合を回避することができる。なお、満水位置Ａ２は、液面規制位置Ａ１と同位置であってもよい。

次に、図７および図８を参照し、フィラー２２および液面規制部材２４の詳細について説明する。図７は、フィラー２２および液面規制部材２４の分解斜視図である。図８は、尿素水タンク２０におけるフィラー２２および液面規制部材２４の取り付け部の拡大断面図である。図７および図８に示すように、フィラー２２は、尿素水タンク２０のタンク上面２０ａに形成されている給液口２０ｈから、上方に突出して設けられる筒状の部材である。また、液面規制部材２４は、給液口２０ｈからタンク内に突出して設けられる筒状の部材である。

フィラー２２は、比較的硬質な材料（例えば、金属、樹脂等）が用いられて形成される。例えば、本実施形態では、フィラー２２は、ＰＡ６６＋ＧＦ３０（ポリアミド樹脂６６％、グラスファイバ３０％、その他４％）が用いられて形成されている。これにより、フィラー２２は、尿素水タンク２０よりも強度が高められている。例えば、尿素水タンク２０は、フィラー２２よりも低強度の、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）が用いられて形成される。また、図７に示すように、本体部２２ａの外周面の前部、左側部、右側部の各々には、本体部２２ａの強度を高めるためのリブ２２ｅが設けられている。各リブ２２ｅは、ベース部２２ｂの上面から立設された板状の部分である。このように、フィラー２２は、補給作業を行う作業者が直接触れる箇所であるため、より高強度となる形状および材質を有する。

フィラー２２は、本体部２２ａおよびベース部２２ｂを有する。本体部２２ａは、尿素水を給液口２０ｈに導く円筒状の部分である。本体部２２ａは、給液口２０ｈから上方に垂直に延在する第１の部分２２ａ１と、第１の部分の上端部から上方且つ前方に斜めに延在する第２の部分２２ａ２とを有する。すなわち、フィラー２２は、前方にある蹴込板部４９を開いた状態で尿素水を給水し易くするために、前方に折れ曲がった形状を有している。

また、図７に示すように、本体部２２ａの外周面の後部には、外側に突出した通気口２２ｆが設けられている。通気口２２ｆには、ホース（図示省略）が接続され、当該ホースを介して、ブリーザーフィルタ（図示省略）が接続される。これにより、通気口２２ｆは、尿素水タンク２０の内部を大気開放することができるとともに、尿素水タンク２０の内部への異物混入を抑制することができる。

ベース部２２ｂは、本体部２２ａの下端部において、本体部２２ａの外周縁部から外側に拡大して設けられた部分である。ベース部２２ｂには、当該ベース部２２ｂを上下方向に貫通する複数の貫通孔２２ｂａが形成されている。ベース部２２ｂの複数の貫通孔２２ｂａの各々に固定ネジ２２ｃを上方から貫通させて、フィラー２２は、当該固定ネジ２２ｃによって、タンク上面２０ａに対してネジ止め固定される。

ベース部２２ｂの底面において、本体部２２ａの下部開口２２ｇの周囲には、円環状に上方に凹んで形成された凹み部２２ｄが形成されている。凹み部２２ｄは、液面規制部材２４のつば部２４ｂが収容できるように、つば部２４ｂの外径よりも大きい内径を有する。これにより、凹み部２２ｄは、フィラー２２が尿素水タンク２０のタンク上面２０ａに取り付けられたときに、フィラー２２のベース部２２ｂの底面と、尿素水タンク２０のタンク上面２０ａとの間に、液面規制部材２４のつば部２４ｂを収容するための空間を形成する。

ベース部２２ｂの底面において、凹み部２２ｄの周囲には、複数の肉抜き部２２ｋが、同一円周上に並べて形成されている。複数の肉抜き部２２ｋの各々は、ベース部２２ｂの底面に対し、上方に凹んで形成された部分である。複数の肉抜き部２２ｋの各々は、主に、フィラー２２を製造する際に、ベース部２２ｂにおけるヒケ（材料の収縮による凹み、窪み等）の発生を抑制するために設けられている。すなわち、ベース部２２ｂは、複数の肉抜き部２２ｋが形成されることによって、ヒケの発生が抑制されることにより、ベース部２２ｂと尿素水タンク２０のタンク上面２０ａとの接合部における、水漏れ等の不具合の発生を抑制できるものとなっている。

本体部２２ａの上端部には、フランジ２２ｈが設けられている。フランジ２２ｈは、本体部２２ａの外周縁部から外側に拡大して設けられた板状の部分である。フランジ２２ｈには、複数の収容部２２ｊが設けられている。各収容部２２ｊは、上部が開口した空間であり、当該空間内にナットが収容される。すなわち、フランジ２２ｈには、複数のナットが埋め込まれる。

フィラー２２の上端部にストレーナ２８を取り付ける際には、フランジ２２ｈの表面にストレーナ２８の下端部に設けられたフランジ部の底面を密着させた状態で、フランジ２２ｈに埋め込まれた複数のナットの各々に対して、ストレーナ２８のフランジ部を貫通する複数の固定ネジ２８ａの各々を螺合させる。これにより、フランジ２２ｈに対して、ストレーナ２８がネジ止め固定される。

フランジ２２ｈの底面には、複数のリブ２２ｉが設けられている。複数のリブ２２ｉの各々は、フランジ２２ｈの底面と、本体部２２ａまたはリブ２２ｅとを連結する板状の部分である。複数のリブ２２ｉの各々は、主に、フランジ２２ｈの平面度を高めるために設けられている。

液面規制部材２４は、給液口２０ｈから尿素水タンク２０内に下方に突出して設けられる。液面規制部材２４は、筒部２４ａおよびつば部２４ｂを有する。筒部２４ａは、給液口２０ｈを貫通して設けられる、円筒状の部分である。筒部２４ａは、尿素水を尿素水タンク２０の内部に導くとともに、尿素水タンク２０内に補充された尿素水の液面の高さ位置を規制する。

つば部２４ｂは、筒部２４ａの上端部において、筒部２４ａの外周縁部から外側に拡大して設けられた円環状且つ板状の部分である。つば部２４ｂは、尿素水タンク２０のタンク上面２０ａにおいて、給液口２０ｈの周縁部に沿って配置される。つば部２４ｂは、フィラー２２がタンク上面２０ａに取り付けられたとき、フィラー２２のベース部２２ｂの底面に形成された凹み部２２ｄ内に収容される。ここで、つば部２４ｂの厚さは、凹み部２２ｄの深さよりも大きくなっている。また、後述するように、液面規制部材２４が弾性体であるため、つば部２４ｂは、弾力性を有する。これにより、つば部２４ｂは、凹み部２２ｄ内において、ベース部２２ｂにおける凹み部２２ｄの上側の壁面と、尿素水タンク２０のタンク上面２０ａとによって適度に押し潰される。その結果、つば部２４ｂは、ベース部２２ｂにおける凹み部２２ｄの上側の壁面と、尿素水タンク２０のタンク上面２０ａとにより強固に密着し、給液口２０ｈの周囲から尿素水タンク２０の外部に尿素水が漏れ出さないように、給液口２０ｈの周囲をより確実にシールすることができる。

作業者は、フィラーキャップ２３をフィラー２２から取り外し、フィラー２２の上部開口から尿素水を注入する。これにより、尿素水は、フィラー２２および液面規制部材２４を介して、尿素水タンク２０内に補充される。

尿素水タンク２０内における尿素水の液面の高さ位置は、液面規制部材２４によって、所定の液面規制位置Ａ１（図８参照）に規制される。これにより、例えば、尿素水タンク２０内の尿素水が凍結して膨張した場合であっても、この膨張による尿素水タンク２０の破損を防止できる。具体的には、尿素水タンク２０内に空気が存在しない場合、尿素水が凍ると体積が膨張し、尿素水タンク２０も膨張するため、尿素水タンク２０が破損する虞がある。そこで、尿素水の液面の高さ位置を規制して、尿素水が膨張する分を考慮した十分な上部空間を確保しておくことで、尿素水が凍結して膨張した場合であっても、上部空間に尿素水が膨張するため、尿素水タンク２０が膨張および破損しないようにすることができる。

液面規制部材２４は、尿素水タンク２０内において、尿素水が液面規制位置Ａ１まで給水されたとき、液面規制部材２４の筒部２４ａの下端部２４ｃが尿素水で塞がれる。これにより、尿素水タンク２０内の空気が液面規制部材２４を介して外部に逃げることができなくなるため、尿素水の液面は、液面規制位置Ａ１以上上昇しなくなる。したがって、液面規制部材２４を製造する際、液面規制部材２４の筒部２４ａの長さ寸法は、給液口２０ｈから液面規制位置Ａ１までの距離に応じたものとする必要がある。なお、尿素水の液面が液面規制位置Ａ１に達しているにも関わらず、尿素水をさらに補充した場合、尿素水の液面は、液面規制部材２４の筒部２４ａの筒内で上昇する。

ここで、液面規制部材２４は、弾性素材が用いられて形成されている。例えば、本実施形態では、液面規制部材２４は、弾性素材の一例として、尿素水に対する耐性を有する、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）が用いられて形成されている。但し、これに限らず、液面規制部材２４は、他の弾性素材が用いられて形成されてもよい。この場合も、液面規制部材２４は、少なくとも尿素水の凍結した液面によって突き上げられたときに弾性変形可能であり、且つ、尿素水に対する耐性を有する素材が用いられることが好ましい。

これにより、液面規制部材２４は、尿素水タンク２０内で尿素水が凍結および膨張し、尿素水の凍結した液面によって下端部が突き上げられたとき、例えば、上下方向に押し潰されて中腹部分が外側に広がるように弾性変形する。これにより、液面規制部材２４は、尿素水の凍結した液面から加えられた荷重を吸収することができる。このため、液面規制部材２４は、尿素水の凍結した液面から加えられた荷重が、当該液面規制部材２４を介してフィラー２２に加わることを抑制することができ、したがって、フィラー２２の破損を抑制したり、フィラー２２の設置面のシール性の低下を抑制したりすることができる。なお、液面規制部材２４は、尿素水の凍結した液面による突き上げが解消したとき、自身の弾性力により、元の弾性変形していない状態（すなわち、下端位置が液面規制位置Ａ１にある状態）に復帰して、尿素水の液面を液面規制位置Ａ１に規制することができる。

なお、図８に示すように、フィラー２２の本体部２２ａの下部開口２２ｇの内径は、液面規制部材２４の筒部２４ａの上部開口の内径よりも小さくなっている。これにより、フィラー２２が尿素水タンク２０の上部に取り付けられたとき、貫通孔２２ｂａの内径が固定ネジ２２ｃのネジ径よりも大きいことに起因して、フィラー２２の取り付け誤差が生じた場合であっても、フィラー２２の本体部２２ａの下部開口２２ｇが、液面規制部材２４の筒部２４ａの上部開口の範囲内に収まるようになっている。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係るショベル１００は、上部旋回体２と、上部旋回体２に搭載されるディーゼルエンジン８と、上部旋回体２の一部を構成する旋回フレーム３１と、旋回フレーム３１に搭載される尿素水タンク２０と、尿素水タンク２０の上部に取り付けられるフィラー２２と、フィラー２２の下方に位置する液面規制部材２４とを備え、液面規制部材２４は、弾性素材が用いられて形成されている。

これにより、本発明の一実施形態に係るショベル１００は、尿素水の凍結した液面によって液面規制部材２４の下端部が突き上げられたとき、当該液面規制部材２４が弾性変形することによって、尿素水の凍結した液面から加えられた荷重を吸収することができる。したがって、本発明の一実施形態に係るショベル１００によれば、尿素水等の液体還元剤の凍結によってフィラー２２が押し上げられてしまうことを抑制できる。

また、本発明の一実施形態に係るショベル１００において、液面規制部材２４は、上端部に尿素水タンク２０とフィラー２２との設置面をシールするつば部２４ｂを有する。

これにより、本発明の一実施形態に係るショベル１００は、Ｏリングなどのシール部材を別に設けることなく、尿素水タンク２０とフィラー２２との設置面をシールすることができる。したがって、本発明の一実施形態に係るショベル１００によれば、フィラー２２の設置容易性を高めたり、フィラー２２の設置部のコストを削減したりすることができる。

また、本発明の一実施形態に係るショベル１００において、液面規制部材２４の下端位置が、液面規制位置Ａ１である。

これにより、本発明の一実施形態に係るショベル１００は、尿素水タンク２０内の尿素水の凍結時に、尿素水の凍結した液面によって液面規制部材２４が押し上げられる可能性が高い。したがって、本発明の一実施形態に係るショベル１００は、液面規制部材２４が弾性変形可能である構成が、特に有用である。

また、本発明の一実施形態に係るショベル１００は、尿素水残量センサ７４をさらに備え、レベルゲージ２６における満水位置は、液面規制位置Ａ１と同一、または、液面規制位置Ａ１よりも下方である。

これにより、本発明の一実施形態に係るショベル１００は、尿素水が液面規制位置Ａ１に達する前に、レベルゲージ２６によって満水を検知することができ、したがって、いつまでたっても満水を検知できないといった不具合を回避することができる。

（変形例）
次に、図９を参照してショベル１００の変形例を説明する。図９は、変形例のショベル１００における尿素水タンク２０の縦断面図である。図９に示すように、本変形例のショベル１００が備える尿素水タンク２０Ａは、図６に示す尿素水タンク２０と形状が異なる。具体的には、尿素水タンク２０Ａは、傾斜面２０ｇを有する点、および、傾斜面２０ｇに給液口２０ｈ、フィラー２２、および液面規制部材２４が設けられている点で、図６に示す尿素水タンク２０と異なる。フィラー２２は、固定ネジ２２ｃによって、傾斜面２０ｇにネジ止め固定されている。傾斜面２０ｇは、尿素水タンク２０Ａの前方上部に形成されている。この傾斜面２０ｇは、上方（Ｚ軸正方向）に向かうにつれて後方（Ｘ軸負方向）に倒れるよう傾斜している。

また、傾斜面２０ｇには、レベルゲージ２６（「液面ゲージ」の一例）が設けられている。レベルゲージ２６は、尿素水タンク２０Ａ内の尿素水のレベル（液面高さ）を表示する。よって、作業者がレベルゲージ２６を見ながら尿素水の補給を行うことにより、尿素水の溢れ出しを防止できる。

図９に示すように、フィラー２２および液面規制部材２４は、傾斜面２０ｇに設けられることにより、傾斜面２０ｇの垂線方向に延在する状態（すなわち、傾斜した状態）となる。このため、図９に示すように、液面規制部材２４の筒部２４ａは、尿素水タンク２０Ａ内の尿素水の液面に対して傾斜した状態となる。この場合、液面規制位置Ａ１は、図９に示すように、液面規制部材２４の筒部２４ａの下端部２４ｃにおける最も高い位置となる。

本変形例においても、液面規制部材２４は、弾性素材が用いられて形成されている。これにより、本変形例においても、液面規制部材２４は、尿素水タンク２０Ａ内で尿素水が凍結および膨張し、尿素水の凍結した液面によって下端部が突き上げられたとき、例えば、上方に撓ったり上方に折れ曲がったりするように弾性変形する。これにより、液面規制部材２４は、尿素水の凍結した液面から加えられた荷重を吸収することができる。このため、液面規制部材２４は、尿素水の凍結した液面から加えられた荷重が、当該液面規制部材２４を介してフィラー２２に加わることを抑制することができ、したがって、フィラー２２の破損を抑制したり、フィラー２２の設置面のシール性の低下を抑制したりすることができる。なお、液面規制部材２４は、尿素水の凍結した液面による突き上げが解消したとき、自身の弾性力により、元の弾性変形していない状態（すなわち、直線状の状態）に復帰して、尿素水の液面を液面規制位置Ａ１に規制することができる。

なお、図９に示すように、本変形例においても、フィラー２２の下部開口の内径は、液面規制部材２４の筒部２４ａの上部開口の内径よりも小さくなっているため、フィラー２２の取り付け誤差が生じた場合であっても、フィラー２２の下部開口が、液面規制部材２４の筒部２４ａの上部開口の範囲内に収まるようになっている。

このように、本発明の実施形態に係る液面規制部材２４は、尿素水タンク２０Ａのタンク上面２０ａおよび傾斜面２０ｇのいずれに設けられた場合であっても、尿素水タンク２０Ａの尿素水の液面の高さ位置を規制することができ、且つ、尿素水タンク２０Ａ内の尿素水が凍結した際には、尿素水の凍結した液面から加えられた荷重を吸収することができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

例えば、液面規制部材２４の筒部２４ａの形状は、実施形態で示した円筒形状に限らない。例えば、筒部２４ａは、下方に行くにつれて開口径が小さくなる錐台形状を有してもよい。これにより、筒部２４ａは、凍結した液面との接触面積を小さくすることができ、液面から加わる荷重をより小さくすることができる。また、例えば、筒部２４ａは、下方に行くにつれて開口径が大きくなる錐台形状を有してもよい。この場合、筒部２４ａは、傾斜面が上方に撓るように弾性変形することができ、この撓りにより、尿素水の凍結した液面から加えられた荷重をより吸収することができる。また、この場合、液面規制部材２４は、少なくとも、弾性変形可能であれば、比較的強度の高い弾性素材(例えば、薄厚の金属素材や樹脂素材等）を用いて形成することもできる。

なお、本発明において、「弾性体」は、弾性素材を用いて形成されたものに限らず、弾性変形可能な構造を有するものを含む。

１００ ショベル
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
８ ディーゼルエンジン（エンジン）
２０ 尿素水タンク（液体還元剤用タンク）
２０ａ タンク上面
２０ｈ 給液口
２０ｇ 傾斜面
２２ フィラー
２２ａ 本体部
２２ｂ ベース部
２２ｃ 固定ネジ
２２ｄ 凹み部
２２ｅ リブ
２２ｆ 通気口
２３ フィラーキャップ
２４ 液面規制部材
２４ａ 筒部
２４ｂ つば部
２４ｃ 下端部
２６ レベルゲージ（液面ゲージ）
３１ 旋回フレーム
７４ 尿素水残量センサ

Claims (6)

1. 上部旋回体と、
   前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、
   前記上部旋回体の一部を構成する旋回フレームと、
   前記旋回フレームに搭載される液体還元剤用タンクと、
   前記液体還元剤用タンクの上部に取り付けられるフィラーと、
   前記フィラーの下方に位置する液面規制部材と
   を備え、
   前記フィラーは、前記液体還元剤用タンクの外部に設けられるとともに、筒状の本体部と、前記本体部の下端部の外周縁部から外側に拡大して設けられるベース部と、を有し、
   前記液面規制部材は、弾性体であり、前記液体還元剤用タンクの内部に設けられる筒部と、前記筒部の上端部の外周縁部から外側に拡大して設けられるつば部と、を有し、
   前記ベース部は、前記つば部と密着した状態で前記液体還元剤用タンクの外面に取り付けられ、
   前記液面規制部材は、前記液体還元剤用タンクと前記フィラーとの設置面をシールする、
   ショベル。
2. 前記ベース部が、前記設置面に固定され、
   前記つば部が、前記設置面と前記ベース部との間に挟持されることにより、前記設置面をシールする、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記液面規制部材は、当該液面規制部材が傾斜した際に弾性変形しない、
   請求項１に記載のショベル。
4. 前記ベース部の外径は、前記つば部の外径よりも大きい、
   請求項１に記載のショベル。
5. 前記フィラーの前記本体部は、前記液面規制部材の前記筒部の延在方向と同じ方向に延在する第１の部分と、前記液面規制部材の前記筒部の延在方向とは異なる方向に延在する第２の部分とを有する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のショベル。
6. 前記液面規制部材の前記筒部の延在方向は、前記液体還元剤用タンク内の液体還元剤の液面に対して垂直な方向である、
   請求項５に記載のショベル。

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