JP7478649B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本開示は、例えば、油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等の建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、走行可能な車体と、車体に設けられたエンジンと、エンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置とを備えている。排気ガス浄化装置としては、例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス中の窒素酸化物(Ｎox)を浄化する尿素ＳＣＲシステムが採用されている（SCR：Selective Catalytic Reduction）。

この場合、例えば、特許文献１，２に記載されているように、排気ガス浄化装置は、エンジンの排気管に接続され排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒と、液体還元剤である尿素水を尿素選択還元触媒の上流側に噴射する尿素水噴射弁と、尿素水噴射弁に供給される尿素水を貯える尿素水タンクと、尿素水タンク内の尿素水を温める発熱部材（加温部材）と、尿素水タンク内の尿素水の状態（例えば、品質、温度等）を測定するセンサとを備えている。発熱部材は、尿素水が凍結したときに、尿素水の解凍を行う。センサは、センサに気泡が付着することを抑制し、尿素水の検出精度を確保できるように、覆い部材（カバー部材）で覆われている。

特開２０１５－１６１２５５号公報（特許第6212411号公報） 特開２０１９－１４３５０４号公報

例えば、特許文献１に記載された従来技術によれば、尿素水タンク内から尿素水を吸込むための吸込み管（還元剤吸込配管５）の上流端側（吸込部５１）は、発熱部材（折り返し配管３２）と共に覆い部材（覆部材４）で覆われている。ここで、吸込み管の吸込み口のなる上流端側に、尿素水中の異物を分離するためのフィルタを設けることを考える。この場合、フィルタも発熱部材と共に覆い部材で覆われる構成となり、そのままでは、フィルタの交換作業が面倒になる可能性がある。

本発明の目的は、尿素水タンクの吸込み管（尿素水供給管）の吸込み側（上流端側）に設けられるフィルタの交換作業を容易に行うことができる建設機械を提供することにある。

本発明の一実施形態は、車体に配置され、尿素水を貯える尿素水タンクと、前記尿素水タンク内に挿入されたセンサユニットとを備え、前記センサユニットは、前記尿素水タンク内から尿素水を吸い上げるための尿素水供給管と、前記尿素水タンク内の尿素水を温める加温部材と、前記尿素水の状態を検出する状態検出センサと、前記尿素水供給管の吸込み側となる上流端側、および、前記加温部材を囲むカバー部材とを有する建設機械において、前記加温部材は、水平方向に延びる拡張部を有しており、前記尿素水供給管の上流端側とフィルタとは、可撓性を有するホースによって接続されており、前記カバー部材は、前記加温部材の前記拡張部および前記フィルタを上側から覆う覆い部と、前記覆い部の下側に位置して上下方向に開閉可能に設けられ、前記フィルタを下側から支持する開閉部とを有している。

本発明の一実施形態によれば、尿素水供給管の上流端側に設けられるフィルタの交換作業を容易に行うことができる。

実施の形態による油圧ショベルを示す右側面図である。 油圧ショベルの上部旋回体をキャブ、建屋カバー等を省略した状態で示す平面図である。 エンジン、尿素水タンク、排気ガス浄化装置等を示す回路図である。 センサユニットが取付けられた尿素水タンクを示す斜視図である。 センサユニットを示す斜視図である。 尿素水供給管、加温部材（加温管）、カバー部材、固定具等を示す斜視図である。 尿素水供給管、加温部材、状態検出センサ、フィルタ等を示す斜視図である。 カバー部材、尿素水供給管、加温部材等を示す側面図である。 カバー部材の開閉部が開いた状態を示す図８と同様位置の断面図である。

以下、本発明の実施の形態による建設機械を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１において、建設機械の代表例である油圧ショベル１は、クローラ式の油圧ショベルとして構成されている。即ち、建設機械としての油圧ショベル１は、走行可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に設けられた旋回装置３と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造のフロント作業装置５（以下、作業装置５という）とを備えている。この場合、下部走行体２と上部旋回体４は、油圧ショベル１の車体（油圧ショベル本体）を構成している。

下部走行体２は、左，右の履帯２Ａを周回駆動させる左，右の走行用油圧モータ（図示せず）を備えている。上部旋回体４は、旋回軸受、旋回用油圧モータ、減速機構等を含んで構成される旋回装置３を介して、下部走行体２上に搭載されている。作業装置５は、例えば、ブーム５Ａ、アーム５Ｂ、作業具としてのバケット５Ｃを備えている。作業装置５は、ブーム５Ａを駆動するブームシリンダ５Ｄ、アーム５Ｂを駆動するアームシリンダ５Ｅ、バケット５Ｃを駆動する作業具シリンダとしてのバケットシリンダ５Ｆを備えている。

上部旋回体４は、支持構造体をなす旋回フレーム６と、旋回フレーム６の後側に設けられ、作業装置５との重量バランスをとるカウンタウエイト７と、旋回フレーム６の前部左側に設けられオペレータが搭乗するキャブ８と、カウンタウエイト７の前側に設けられ、内部にエンジン１０、熱交換器１４、排気ガス浄化装置１８等を収容する建屋カバー９とを含んで構成されている。実施の形態では、上部旋回体４は、エンジン１０と、排気ガス浄化装置１８（尿素選択還元触媒２２、尿素水タンク２５、センサユニット２８等）とを備えている。

キャブ８の内部には、オペレータが着席する運転席、油圧ショベル１を操作するための操作装置である走行用レバー・ペダル操作装置および作業用レバー操作装置（いずれも図示せず）等が設けられている。オペレータは、走行用レバー・ペダル操作装置および作業用レバー操作装置を操作することにより、下部走行体２による走行動作、上部旋回体４の旋回動作、作業装置５による掘削作業等を行うことができる。

エンジン１０は、カウンタウエイト７の前側に位置して旋回フレーム６上に左，右方向に延びる横置き状態で設けられている。エンジン１０は、油圧ショベル１の原動機（駆動源）を構成するものであり、ディーゼルエンジン（内燃機関）によって構成されている。エンジン１０の左側には、熱交換器１４に冷却風を供給するための冷却ファン１０Ａが設けられている。エンジン１０の右側には、油圧ポンプ１５が設けられている。

図３に示すように、エンジン１０内には、稼働時の温度上昇を抑えるためのエンジン冷却水が流通するウォータジャケット１０Ｂが設けられている。ウォータジャケット１０Ｂの流入側には、エンジン冷却水を循環させる冷却水ポンプ１０Ｃが設けられている。ウォータジャケット１０Ｂの流出側は、熱交換器１４（ラジエータ１４Ａ）の流入口と冷却水ポンプ１０Ｃの吸込み口とに接続されている。

熱交換器１４（ラジエータ１４Ａ）の流出口と冷却水ポンプ１０Ｃの吸込み口との間には、サーモスタット１０Ｄが設けられている。エンジン冷却水は、冷却水ポンプ１０Ｃの駆動によりウォータジャケット１０Ｂ内を循環する。エンジン冷却水の温度が高くなると、サーモスタット１０Ｄが開弁する。これにより、エンジン冷却水が熱交換器１４（ラジエータ１４Ａ）側に流れ、エンジン冷却水の温度を適温に維持することができる。

このように、実施の形態では、エンジン冷却水の温度を適温に維持するためのエンジン冷却システム１１を備えている。エンジン冷却システム１１は、ウォータジャケット１０Ｂと、冷却水ポンプ１０Ｃと、熱交換器１４（ラジエータ１４Ａ）と、これらを接続する冷却管路１２とにより構成されている。冷却管路１２は、例えば、ウォータジャケット１０Ｂの流出口とラジエータ１４Ａの流入口とを接続するラジエータ接続管路１２Ａと、ウォータジャケット１０Ｂの流出口と冷却水ポンプ１０Ｃの吸込み口とを接続する戻り管路１２Ｂと、ラジエータ１４Ａの流出口と冷却水ポンプ１０Ｃの吸込み口とを接続するラジエータ側戻り管路１２Ｃと備えている。

後述するように、エンジン１０を冷却して温度上昇したエンジン冷却水（温水）の一部は、尿素水タンク２５内の尿素水の温め（加温）にも用いられる。即ち、エンジン冷却水は、エンジン１０を冷却する冷却流体（冷媒）として用いられることに加えて、尿素水タンク２５内の尿素水を温める加温流体（熱媒）としても用いられる。このため、実施の形態では、尿素水タンク２５内の尿素水を温める尿素水加温システム３３を備えている。尿素水加温システム３３の加温管路３４は、エンジン冷却システム１１の冷却管路１２と接続されている。

図２に示すように、エンジン１０には、排気ガスを排出するための排気管１３が接続されている。排気管１３は、エンジン１０の前側を左，右方向に延びる金属製の排気管路として形成されている。排気管１３は、エンジン１０から排出された高温の排気ガスを排気ガス後処理装置１９へと導く。

熱交換器１４は、エンジン１０の左側に配設されている。熱交換器１４は、エンジン１０の冷却ファン１０Ａに対面して設けられている。熱交換器１４は、例えば、エンジン１０のウォータジャケット１０Ｂ内を流通して加温された冷却水を冷却するラジエータ１４Ａ、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン１０が吸込む空気を冷却するインタクーラ（いずれも図示せず）等により構成されている。

油圧ポンプ１５は、エンジン１０の右側に設けられている。油圧ポンプ１５は、エンジン１０によって駆動されることにより、作動油タンク１６に貯溜された作動油を圧油として吐出する。油圧ポンプ１５から吐出された圧油は、コントロールバルブ装置（図示せず）を介して油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ、旋回用油圧モータ、走行用油圧モータ）に供給される。

作動油タンク１６は、油圧ポンプ１５の前側に位置して旋回フレーム６の右側に設けられている。作動油タンク１６は、油圧アクチュエータを駆動するための作動油を貯える。燃料タンク１７は、作動油タンク１６の前側に位置して旋回フレーム６に設けられている。

コントロールバルブ装置は、複数の方向制御弁からなる制御弁群である。コントロールバルブ装置は、油圧ポンプ１５から吐出された圧油を、キャブ８内の走行用レバー・ペダル操作装置および作業用レバー操作装置の操作に応じて、油圧アクチュエータに分配する。即ち、コントロールバルブ装置は、オペレータによる走行用レバー・ペダル操作装置および作業用レバー操作装置のレバー操作、ペダル操作に応じて、油圧ポンプ１５から吐出された圧油を油圧アクチュエータに供給または排出する。

次に、排気ガス浄化装置１８について説明する。

排気ガス浄化装置１８は、エンジン１０からの排気ガスを浄化する。排気ガス浄化装置１８は、例えば、エンジン１０の右側で油圧ポンプ１５の上側に配設されている。排気ガス浄化装置１８は、エンジン１０から排出される排気ガス中の有害物質を除去する。排気ガス浄化装置１８は、排気ガスの騒音を低減するための消音機構を備えている。排気ガス浄化装置１８は、尿素選択還元触媒２２および尿素水噴射弁２４を有する排気ガス後処理装置１９、尿素水タンク２５、尿素水管路２６、尿素水供給装置２７、センサユニット２８を備えている。

排気ガス後処理装置１９は、排気管１３の出口側に接続されている。排気ガス後処理装置１９は、例えば前，後方向に延びる円筒状の筒体２０と、筒体２０内に設けられた第１酸化触媒２１、尿素選択還元触媒２２、第２酸化触媒２３および尿素水噴射弁２４とを含んで構成されている。

筒体２０は、両端が閉塞された密閉容器として形成され、上流側となる前側部位には排気管１３が接続されている。筒体２０には、下流側となる後側部位に位置して尾管２０Ａが設けられている。筒体２０内には、第１酸化触媒２１、尿素選択還元触媒２２および第２酸化触媒２３が長さ方向に間隔をもって配置されている。筒体２０には、第１酸化触媒２１と尿素選択還元触媒２２との間に位置して尿素水噴射弁２４が取付けられている。

第１酸化触媒２１は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数個の貫通孔が形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。第１酸化触媒２１は、所定の温度下で各貫通孔に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する。第１酸化触媒２１は、必要に応じて粒子状物質（ＰＭ）も燃焼除去する。

尿素選択還元触媒２２は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。尿素選択還元触媒２２は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する。即ち、尿素選択還元触媒２２は、エンジン１０から排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物を、尿素水（尿素水溶液）から生成されたアンモニアによって選択的に還元反応させ、窒素と水に分解する。

第２酸化触媒２３は、第１酸化触媒２１とほぼ同様に、セラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。第２酸化触媒２３は、尿素選択還元触媒２２で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離する。

尿素水噴射弁２４は、第１酸化触媒２１と尿素選択還元触媒２２との間に位置して筒体２０に取付けられている。尿素水噴射弁２４は、筒体２０内を流通する排気ガスに向けて尿素水溶液を噴射する。即ち、尿素水噴射弁２４は、尿素水管路２６を介して尿素水タンク２５に接続され、液体還元剤である尿素水を尿素選択還元触媒２２よりも上流側に位置して筒体２０内に噴射する。

尿素水タンク２５は、尿素選択還元触媒２２の還元剤（液体還元剤）である尿素水を貯える。図２に示すように、尿素水タンク２５は、設置場所の一例として、燃料タンク１７よりも前側に位置して旋回フレーム６に設けられている。即ち、尿素水タンク２５は、車体（上部旋回体４）、具体的には、旋回フレーム６の前側で、かつ、作業装置５を挟んでキャブ８とは車体（車両）の左，右方向の反対側に配置されている。図３に示すように、尿素水タンク２５は、尿素水管路２６および尿素水供給装置２７を介して尿素水噴射弁２４に接続されている。尿素水タンク２５内の尿素水は、尿素水供給装置２７の駆動により尿素水管路２６内を流通して尿素水噴射弁２４に供給される。

尿素水管路２６は、尿素水タンク２５と尿素水噴射弁２４との間を接続する。尿素水管路２６は、例えば金属製または樹脂製の管体等からなり、尿素水タンク２５内に貯えられた尿素水を尿素水噴射弁２４に向けて流通させる。尿素水管路２６は、尿素水タンク２５と尿素水供給装置２７との間を接続する上流側尿素水供給管路２６Ａと、尿素水供給装置２７と尿素水噴射弁２４との間を接続する下流側尿素水供給管路２６Ｂと、尿素水供給装置２７と尿素水タンク２５とを接続する尿素水戻り管路２６Ｃとを備えている。尿素水タンク２５の尿素水は、上流側尿素水供給管路２６Ａ、尿素水供給装置２７、下流側尿素水供給管路２６Ｂを通じて尿素水噴射弁２４に供給される。尿素水供給装置２７で余剰となった尿素水は、尿素水戻り管路２６Ｃを通じて尿素水タンク２５に戻される。

尿素水供給装置２７は、尿素水管路２６の途中、即ち、上流側尿素水供給管路２６Ａと下流側尿素水供給管路２６Ｂとの間に設けられている。尿素水供給装置２７は、尿素水タンク２５から尿素水噴射弁２４に向けて尿素水を供給する。尿素水供給装置２７は、例えば、ポンプ、切換弁、コントローラ等により構成され、運転状況（例えば排気ガスの排出量等）に応じて尿素水噴射弁２４に所望の尿素水を供給する。尿素水供給装置２７は、尿素水タンク２５から上流側尿素水供給管路２６Ａを通じて尿素水タンク２５内の尿素水を吸込み、吸込んだ尿素水のうちからその時点の運転状況に応じた噴霧すべき尿素水を、下流側尿素水供給管路２６Ｂを通じて尿素水噴射弁２４に供給する。尿素水供給装置２７で余剰となった尿素水は、尿素水供給装置２７から尿素水戻り管路２６Ｃを通じて尿素水タンク２５に戻される。

次に、尿素水タンク２５およびセンサユニット２８について説明する。

図３に示すように、尿素水タンク２５は尿素水Ｗを貯える。図４に示すように、尿素水タンク２５は、タンク本体２５Ａと、キャップ２５Ｂとを含んで構成されている。タンク本体２５Ａは、例えば、鋼板等の金属板にプレス加工等を施すことにより、または、合成樹脂をブロー成形、射出成形することにより、横断面形状が略矩形の中空なボックス体として形成されている。タンク本体２５Ａの上側の角部には、給水口２５Ａ１が設けられている。キャップ２５Ｂは、タンク本体２５Ａの給水口２５Ａ１に着脱可能に取付けられている。

タンク本体２５Ａの上側の中央部には、センサユニット２８が取付けられるセンサユニット取付孔２５Ａ２が設けられている。センサユニット取付孔２５Ａ２は、上，下方向に貫通する貫通孔（開口）としてタンク本体２５Ａの上面側に形成されている。センサユニット取付孔２５Ａ２は、センサユニット２８の蓋体２８Ａによって塞がれる。

センサユニット２８は、尿素水タンク２５内に挿入されている。センサユニット２８は、尿素水の状態（温度、品質等）の検出を行うことに加えて、尿素水の給水（吸込み、吸い上げ）、尿素水の排水（戻し）、および、尿素水の加温（温め）も行うユニット、即ち、「尿素水の検出・給水・排水・加温ユニット」として構成されている。このために、センサユニット２８は、尿素水供給管２９と、尿素水戻し管３０と、加温部材としての加温管３１と、状態検出センサ３２（図７，９参照）とを備えている。後述するように、センサユニット２８は、フィルタ４１（図７，９参照）と、カバー部材５１とを備えている。

ここで、センサユニット２８は、尿素水供給管２９と尿素水戻し管３０と加温管３１と状態検出センサ３２とを一体的に組立ててなる組立体（アッセンブリ）として構成されている。このために、センサユニット２８は、センサユニット取付孔２５Ａ２を閉塞する蓋体２８Ａを備えている。蓋体２８Ａには、尿素水供給管２９、尿素水戻し管３０、加温管３１および状態検出センサ３２（の接続ラインとなる電線）が貫通して設けられている。

尿素水供給管２９は、尿素水タンク２５内から尿素水を吸い上げる。即ち、尿素水供給管２９は、尿素水タンク２５内に貯溜されている尿素水を尿素水供給装置２７（尿素水噴射弁２４）に供給（給水）する供給管である。尿素水供給管２９は、例えば、金属製または樹脂製の管体等により形成することができる。尿素水供給管２９は、尿素水管路２６（上流側尿素水供給管路２６Ａ）の上流端を構成している。尿素水供給管２９は、蓋体２８Ａを貫通してタンク本体２５Ａ内の底部付近まで延びている。後述するように、尿素水供給管２９の吸込み口を備える上流端側は、加温管３１の拡張部３１Ａとほぼ同様の深さ位置まで延びると共に、可撓性を有するホース４２を介してフィルタ４１と接続されている（図７参照）。

尿素水戻し管３０は、尿素水供給装置２７から尿素水噴射弁２４に供給されなかった尿素水、即ち、尿素水供給装置２７で余剰となった尿素水を尿素水タンク２５内に戻す排水管である。尿素水戻し管３０は、例えば、金属管または樹脂製の管体等により形成することができる。尿素水戻し管３０は、尿素水管路２６（尿素水戻り管路２６Ｃ）の下流端を構成している。尿素水戻し管３０は、蓋体２８Ａを貫通してタンク本体２５Ａ内に延びている。尿素水戻し管３０の吐出口を備える下流端側は、例えば、後述のカバー部材５１の覆い部５２とほぼ同様の深さ位置まで延びている。

加温管３１は、尿素水タンク２５内に配設されている。加温管３１は、エンジン冷却水が流通することにより、尿素水タンク２５内の尿素水を温めるエンジン冷却水管として構成されている。加温管３１は、例えば、金属管により形成することができる。加温管３１は、後述の尿素水加温システム３３を構成している。加温管３１は、蓋体２８Ａの下側で上下方向に中空状に巻回（１周）しており、かつ、タンク本体２５Ａの底部側で水平方向に中空状に巻回（２周）している。即ち、加温管３１は、拡張部３１Ａを有している。拡張部３１Ａは、尿素水タンク２５内の底部側（タンク本体２５Ａの底部側）に位置して水平方向に延びると共に、上下方向に貫通する開口が形成されている。

このように、加温管３１は、タンク本体２５Ａの底部側で水平方向に延びる拡張部３１Ａを設けることにより、この拡張部３１Ａによって水平方向に広い範囲を加温できるように構成している。これにより、センサユニット２８は、尿素水タンク２５内に挿入された状態で、尿素水タンク２５内の下側に位置するユニット下部部位２８Ｂ（拡張部３１Ａ）の横断面形状（横断面積）がユニット下部部位２８Ｂよりも上側に位置するユニット上部部位２８Ｃの横断面形状よりも大きく構成されている。即ち、センサユニット２８の下側（ユニット下部部位２８Ｂ）は、加温管３１の拡張部３１Ａによって他の部分（ユニット上部部位２８Ｃ）よりも横断面形状が大きくなっている。

状態検出センサ３２は、尿素水の状態（例えば、尿素水の品質、温度等）を検出する検出センサ（品質センサ）である。状態検出センサ３２は、例えば、尿素水の濃度を検出する濃度センサ、尿素水の温度を検出する温度センサ、尿素水の液面の位置を検出する液面センサ、尿素水タンク２５内の液体を識別する識別センサ、尿素水の品質を検出する超音波センサ等により構成されている。この場合、状態検出センサ３２は、尿素水の状態を検出する複数種類のセンサの組み合わせとして構成してもよいし、複数種類のセンサのうちのいずれかのセンサ（例えば、温度センサ）を単体で用いてもよい。

尿素水加温システム３３は、尿素水タンク２５内の尿素水を温める。実施の形態では、尿素水加温システム３３は、エンジン１０で加熱されたエンジン冷却水を用いて尿素水タンク２５内の尿素水を温める。このために、尿素水加温システム３３は、エンジン冷却システム１１との間でエンジン冷却水の流通を可能にエンジン冷却システム１１と接続されている。尿素水加温システム３３は、センサユニット２８の加温管３１を用いて尿素水タンク２５内の尿素水を温める。

尿素水加温システム３３は、加温管路３４と、切換弁３５と、加温管３１とを備えている。加温管路３４は、エンジン冷却システム１１の戻り管路１２Ｂの上流側と加温管３１とを接続する上流側加温管路３４Ａと、加温管３１と戻り管路１２Ｂの下流側とを接続する下流側加温管路３４Ｂとを備えている。

切換弁３５は、上流側加温管路３４Ａの途中に設けられている。即ち、切換弁３５は、加温管３１にエンジン冷却水を供給する加温管路３４の途中に設けられている。切換弁３５は、加温管３１にエンジン冷却水を供給するか否かを切換える切換弁である。切換弁３５は、例えば２ポート２位置の電磁切換弁により構成されている。

切換弁３５は、加温管３１にエンジン冷却水を供給する連通位置と、加温管３１に対するエンジン冷却水の供給を停止する遮断位置との２つの切換位置を有している。切換弁３５は、例えば、尿素水タンク２５内の尿素水の温度に応じて連通位置または遮断位置に自動的に切換わる構成とすることができる。切換弁３５は、例えば、キャブ８の運転席の近傍に設けられた切換スイッチの操作に基づいて手動での切換えを可能に構成することができる。

加温管３１は、センサユニット２８に一体的に設けられている。加温管３１の上流側は、上流側加温管路３４Ａに接続されており、加温管３１の下流側は、下流側加温管路３４Ｂに接続されている。加温管３１は、切換弁３５が開位置のときにエンジン冷却水が流通する。これにより、尿素水タンク２５内の尿素水を温めることができる。

ところで、尿素水タンク２５内から尿素水供給装置２７に清浄な尿素水を供給できるように、尿素水供給管２９の上流端側（吸込み口）に、尿素水中の異物を分離するためのフィルタ４１を設けることが考えられる。この場合に、状態検出センサ３２の検出部（測定部）に気泡が付着することを抑制し、尿素水の検出精度を確保できるように、尿素水供給管２９の上流端側とフィルタ４１とを加温管３１の拡張部３１Ａと共にカバー部材５１で覆うことが考えられる。しかし、カバー部材５１を設けることによって、フィルタ４１の交換作業が面倒になることは好ましくない。

そこで、実施の形態では、フィルタ４１に容易にアクセスすることができ、フィルタ４１の着脱を容易に行うことができるように、次の構成を採用している。即ち、図７に示すように、実施の形態では、尿素水供給管２９の上流端側とフィルタ４１との間を、可撓性を有するホース４２によって接続している。図８および図９に示すように、実施の形態では、カバー部材５１は、開閉自在で、かつ、閉じているときにフィルタ４１を下側から支持する開閉部５３を有する構成としている。

これにより、フィルタ４１の交換を行うときは、カバー部材５１の開閉部５３を開くことにより、容易にフィルタ４１にアクセスすることができる。フィルタ４１は、ホース４２を介して尿素水供給管２９の上流端側と接続されているため、開閉部５３を開いた状態で、フィルタ４１を着脱しやすい位置へ移動することができる。油圧ショベル１が稼働しているときは、カバー部材５１の開閉部５３が閉まっており、開閉部５３によりフィルタ４１が下側から支持される。このため，実施の形態では、フィルタ４１の機能を確保しつつフィルタ４１の交換を容易に行うことができる。

以下、カバー部材５１の構成等について、詳しく説明する。

図４に示すように、尿素水タンク２５は、センサユニット２８と共に、尿素水タンクアセンブリを構成している。図５ないし図９に示すように、センサユニット２８は、尿素水供給管２９と、尿素水戻し管３０と、加温管３１と、状態検出センサ３２と、フィルタ４１と、カバー部材５１とを備えている。カバー部材５１は、尿素水供給管２９の吸込み側となる上流端側、および、加温管３１を囲んでいる。この場合、加温管３１は、尿素水タンク２５内の底部側に他の部分よりも水平方向に広がった拡張部３１Ａを有しており、カバー部材５１は、加温管３１の拡張部３１Ａを覆っている。

加温管３１の拡張部３１Ａは、水平方向に延びている。これと共に、拡張部３１Ａは、上下方向に貫通する開口が形成されている。即ち、拡張部３１Ａは、加温管３１の途中部分を水平方向に２周させることにより、直線部を有する長円状の巻回部（周回部）となっている。拡張部３１Ａの内側には、フィルタ４１が配置されている。フィルタ４１は、尿素水供給管２９の上流端側とホース４２によって連結されている。ホース４２は、例えば、樹脂製、ゴム製または塩化ビニール製のホースである。

即ち、図７に示すように、尿素水供給管２９の吸込み側（入口側）となる上流端側は、可撓性を有するホース４２によって、加温管３１の拡張部３１Ａの内側に配置されたフィルタ４１に接続されている。これにより、加温管３１の拡張部３１Ａは、フィルタ４１およびホース４２の一部を取り囲むように配置されている。加温管３１の拡張部３１Ａには、状態検出センサ３２（例えば、温度センサ、超音波センサ）が配置されている。センサユニット２８は、状態検出センサ３２により尿素水の温度、品質を検出することができ、加温管３１に対するエンジン冷却水の供給により尿素水の解凍を行うことができる。

カバー部材５１は、覆い部５２と、開閉部５３とを有している。カバー部材５１は、ピン５４と、締結ボルト５５（図８）と、締結片５６（図９）とを有している。カバー部材５１（覆い部５２、開閉部５３）は、例えば、金属製の板体を折り曲げ形成することにより形成されている。覆い部５２は、加温管３１の拡張部３１Ａおよびフィルタ４１を上側から覆う。覆い部５２は、センサユニット２８の尿素水供給管２９および加温管３１が上下方向に通過する切り欠き５２Ａ１が設けられた四角形状の上面部５２Ａと、上面部５２Ａの４辺のうちの３辺からそれぞれ下側に向けて延びる３つの側面部５２Ｂとにより箱状に形成されている。

図６に示すように、カバー部材５１は、覆い部５２の上面部５２Ａに設けられた固定具５７によって、上面部５２Ａの切り欠き５２Ａ１を通過する尿素水供給管２９または加温管３１に固定されている。固定具５７は、例えば、尿素水供給管２９または加温管３１に取付けられている。固定具５７の下端側は、カバー部材５１の上面部５２Ａに取付けられている。なお、固定具５７は、図６のみ示しており、図５等では省略している。

図８および図９に示すように、カバー部材５１の開閉部５３は、覆い部５２の下側に位置して上下方向に開閉可能に設けられている。開閉部５３は、図８に示す閉じた状態で、フィルタ４１を下側から支持する。ピン５４は、覆い部５２と開閉部５３との間に設けられており、覆い部５２に対して開閉部５３を開閉可能に支持する。これにより、開閉部５３は、側面部５２Ｂに設けられたピン５４によりピン５４を中心とする回転を可能に側面部５２Ｂに支持されている。

図８に示すように、締結具としての締結ボルト５５は、覆い部５２に対して開閉部５３を閉じた状態で固定する。締結ボルト５５は、覆い部５２に対して開閉部５３を閉じた状態で、覆い部５２に設けられた締結片５６（図９参照）のねじ孔に螺着される。図９に示すように、締結片５６から締結ボルト５５を外すと、開閉部５３を覆い部５２に対して開くことができる。

このように、実施の形態では、カバー部材５１は、覆い部５２と開閉部５３とがピン５４により連結されており、開閉部５３が覆い部５２に対して開閉可能となっている。開閉部５３を覆い部５２に対して閉じた状態を維持するために、開閉部５３と覆い部５２は、締結ボルト５５によって互いに締結可能となっている。フィルタ４１は、閉じた状態の開閉部５３によって支持される。即ち、図９は、カバー部材５１の開閉部５３を開いた状態を示しているが、この状態では、開閉部５３がフィルタ４１を支持しない。この場合、ホース４２は、可撓性を有している（変形可能である）ため、フィルタ４１を引き出し、ホース４２からフィルタ４１を取外すことにより、新しいフィルタ４１に交換することができる。これにより、フィルタ４１としての機能を確保しつつ、フィルタ４１の着脱（交換）の容易性を向上できる。

実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

オペレータは、キャブ８に搭乗し、エンジン１０を起動（始動）させる。エンジン１０が起動すると、エンジン１０によって油圧ポンプ１５が駆動される。油圧ポンプ１５から吐出した圧油は、キャブ８内に配置された走行用レバー・ペダル操作装置および作業用レバー操作装置のレバー操作、ペダル操作に応じて、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、ブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆ等に向けて吐出する。これにより、油圧ショベル１は、下部走行体２による走行動作、上部旋回体４の旋回動作、作業装置５による掘削作業等を行うことができる。

エンジン１０の運転時に、エンジン１０から排出される排気ガスは、排気管１３および排気ガス後処理装置１９を通過して大気中に排出される。この場合、排気ガス後処理装置１９に設けられた第１酸化触媒２１によって、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等が酸化して除去される。必要に応じて粒子状物質（ＰＭ）が燃焼して除去される。第１酸化触媒２１の下流側では、尿素水噴射弁２４から排気ガスに向けて尿素水が噴射され、尿素選択還元触媒２２によって窒素酸化物が窒素と水に分解される。さらに、第２酸化触媒２３が残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離することにより、十分に浄化された排気ガスを大気中に排出することができる。

ここで、エンジン１０が駆動しており、かつ、尿素水加温システム３３の切換弁３５が連通位置に切換えられているときは、尿素水タンク２５内の尿素水は、加温管３１を流通するエンジン冷却水によって加温される（温められる）。このため、油圧ショベル１を尿素水が凍結するような寒冷地で使用する場合でも、凍結した尿素水をエンジン冷却水によって解凍し、その解凍された尿素水を尿素水噴射弁２４に送ることができる。

センサユニット２８のフィルタ４１を交換するときは、カバー部材５１の締結ボルト５５を取外し、覆い部５２に対して開閉部５３を開く。この状態で、図９に示すように、覆い部５２の開口側からフィルタ４１を引き出す。引き出されたフィルタ４１は、ホース４２から取外し、新たなフィルタ４１をホース４２に取付ける。新たなフィルタ４１をホース４２に取付けたら、フィルタ４１を覆い部５２内（加温管３１の拡張部３１Ａの内側）に入れ込むと共に、開閉部５３を閉じ、締結ボルト５５を締結片５６に螺着する。この一連の作業により、センサユニット２８のフィルタ４１を交換することができる。

以上のように、実施の形態によれば、尿素水供給管２９の上流端側とフィルタ４１とは、ホース４２によって接続されている。そして、フィルタ４１は、カバー部材５１の覆い部５２に開閉可能に設けられた開閉部５３によって支持されている。このため、フィルタ４１を交換するときに、カバー部材５１の開閉部５３を開くことにより、カバー部材５１の覆い部５２からフィルタ４１を引き出すことができる。即ち、カバー部材５１の開閉部５３を開くと、フィルタ４１に容易にアクセスすることができる。

そして、尿素水供給管２９の上流端側とフィルタ４１とが可撓性を有するホース４２によって接続されているため、フィルタ４１を着脱（取付け、取外し）し易い位置に移動させることができる。これにより、尿素水供給管２９の上流端側に設けられるフィルタ４１の交換作業を容易に行うことができる。建設機械である油圧ショベル１の普段の稼働時は、フィルタ４１はカバー部材５１の開閉部５３によって下側から支持されるため、カバー部材５１内のフィルタ４１を通じて異物が除去された尿素水を安定して吸込むことができる。この結果、フィルタ４１としての機能を確保しつつフィルタ４１の交換を容易に行うことができる。

実施の形態によれば、カバー部材５１の開閉部５３は、覆い部５２に設けられたピン５４により回転可能に支持されている。このため、開閉部５３は、ピン５４を中心に回転させることで、覆い部５２に対して容易に開閉させることができる。これにより、この面からも、フィルタ４１の交換作業を容易に行うことができる。

実施の形態によれば、カバー部材５１は、覆い部５２の上面部５２Ａに設けられた固定具５７によって尿素水供給管２９または加温管３１に固定されている。このため、カバー部材５１を固定具５７によって安定して支持することができ、カバー部材５１がセンサユニット２８から分離することを阻止できる。

なお、実施の形態では、センサユニット２８は、尿素水供給管２９と尿素水戻し管３０と加温管３１と状態検出センサ３２とを備える構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、センサユニットと尿素水戻し管とを別々に設ける（尿素水戻し管をセンサユニットとは別体に設ける）構成としてもよい。即ち、センサユニットは、尿素水供給管と加温部材と状態検出センサとにより構成してもよい。尿素水戻し管は、例えば、２本設ける構成としてもよい。この場合、例えば、一方の尿素水戻し管をセンサユニットに備える構成とし、かつ、他方の尿素水戻し管をセンサユニットとは別に配置してもよい。両方の尿素水戻し管をセンサユニットとは別に配置してもよい。

実施の形態では、上流側加温管路３４Ａの途中に切換弁３５を設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、切換弁を省略してもよい。即ち、エンジン（冷却水ポンプ）が駆動しているときに、供給管路（上流側加温管路）を通じて加温管にエンジン冷却水が常時供給される構成としてもよい。

実施の形態では、尿素水加温システム３３として、エンジン１０で加熱されたエンジン冷却水を用いて尿素水タンク２５内の尿素水を温める構成とした場合を例に挙げて説明した。換言すれば、実施の形態では、エンジン冷却水が流通する加温管３１を尿素水タンク２５の尿素水を温める加温部材とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、尿素水加温システムとして、尿素水タンク内の尿素水を電力で温める構成を採用してもよい。即ち、尿素水タンクの尿素水を温める加温部材とし、電力の供給により発熱する電熱ヒータ（電熱装置、電熱器）を用いてもよい。この場合、電熱ヒータは、尿素水タンク内の底部側に開口が形成された拡張部を有する構成とし、拡張部の内側にフィルタを配置することができる。

実施の形態では、尿素水タンク２５を燃料タンク１７よりも前側、即ち、旋回フレーム６の前側に配置した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、尿素水タンクは、旋回フレームの前側以外の場所、例えば、カウンタウエイトの前側、エンジンの前側等に配置してもよい。

実施の形態では、下部走行体２と上部旋回体４とにより車体を構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、旋回体を有しない車体（例えば、前輪を有する前部車体と後輪を有する後部車体とを連結軸を介して屈曲可能に連結してなるアーティキュレート式の車体）としてもよい。

実施の形態では、建設機械として、クローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ホイール式の油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ、ブルドーザ、ダンプトラック等、各種の建設機械に広く適用することができる。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
２２ 尿素選択還元触媒
２５ 尿素水タンク
２８ センサユニット
２９ 尿素水供給管
３１ 加温管（加温部材）
３１Ａ 拡張部
３２ 状態検出センサ
４１ フィルタ
４２ ホース
５１ カバー部材
５２ 覆い部
５２Ａ上面部
５２Ａ１ 切り欠き
５２Ｂ 側面部
５３ 開閉部
５４ ピン
５７ 固定具

Claims (3)

1. 車体に配置され、尿素水を貯える尿素水タンクと、
   前記尿素水タンク内に挿入されたセンサユニットとを備え、
   前記センサユニットは、
   前記尿素水タンク内から尿素水を吸い上げるための尿素水供給管と、
   前記尿素水タンク内の尿素水を温める加温部材と、
   前記尿素水の状態を検出する状態検出センサと、
   前記尿素水供給管の吸込み側となる上流端側、および、前記加温部材を囲むカバー部材とを有する建設機械において、
   前記加温部材は、水平方向に延びる拡張部を有しており、
   前記尿素水供給管の上流端側とフィルタとは、可撓性を有するホースによって接続されており、
   前記カバー部材は、前記加温部材の前記拡張部および前記フィルタを上側から覆う覆い部と、前記覆い部の下側に位置して上下方向に開閉可能に設けられ、前記フィルタを下側から支持する開閉部とを有していることを特徴とする建設機械。
2. 前記カバー部材の前記覆い部は、前記センサユニットの前記尿素水供給管および前記加温部材が上下方向に通過する切り欠きが設けられた上面部と、上面部から下側に向けて延びる側面部とにより形成されており、
   前記カバー部材の前記開閉部は、前記側面部に設けられたピンにより回転可能に前記側面部に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記カバー部材は、前記覆い部の前記上面部に設けられた固定具によって、前記上面部の前記切り欠きを通過する前記尿素水供給管または前記加温部材に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械。

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