JPWO2014064956A1 - ホイールローダ - Google Patents

Abstract

エンジンの上方にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等を配置したホイールローダにおいて、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等の振動を、高い強度を有する簡単な機構で抑える。このホイールローダは、エンジン（１５）の前方に配置された作動油タンク（１９）と、前支持フレーム（２６）と、後支持フレーム（２７）と、ベースプレート（２８）と、ベースプレート（２８）に搭載されたディーゼル微粒子捕集フィルタ装置（４５）等の処理装置を備えている。前支持フレーム（２６）は、車体フレーム（２）に固定され、作動油タンク（１９）を支持している。後支持フレーム（２７）は、エンジン（１５）を挟んで前支持フレーム（２６）に対向して配置され、車体フレーム（２）に固定されている。ベースプレート（２８）は、エンジン（１５）の上方に配置され、一端が前支持フレーム（２６）の上部に固定されるとともに他端が後支持フレーム（２７）の上部に固定されている。

Description

本発明は、ホイールローダ、特に、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等の排気ガス後処理装置を備えたホイールローダに関する。

ホイールローダには排気ガス後処理装置が搭載されている。排気ガス後処理装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質を捕集して除去するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を含んでいる。このディーゼル微粒子捕集フィルタ装置はエンジンの上部にエアクリーナと並べて装着されている。また、排気ガスをより浄化するために、排気ガス中のＮＯｘを除去する窒素酸化物還元触媒装置が設けられる場合もある。窒素酸化物還元触媒装置はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気下流側に設けられる。

前述のように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置はエンジンの上部にエアクリーナ等とともにエンジンに直接支持されている。したがって、さらに窒素酸化物還元触媒装置を追加する場合は、エンジン上部において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気下流側に配置することになる。

しかし、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置に加えて窒素酸化物還元触媒装置をエンジンに搭載すると、これらを合わせた重量は非常に重くなり、またエンジン全体の重心が高くなる。このため、エンジンの振動が大きくなり、好ましくない。

そこで、特許文献１に示されるように、車体フレームにマウント機構を設け、このマウント機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置を搭載する構成が提案されている。マウント機構は、下端が車体フレームに固定され、エンジン上方まで延びる４本の支柱を有し、さらにこの４本の支柱に開閉自在にベースフレームが設けられている。

米国特許公報８，１９１，６６８

特許文献１に示されるように、通常、排気ガス後処理はエンジンの上方に配置されるために、４本の支柱を長く形成する必要がある。しかし、このような構造では、長い支柱の上に重量物が載置されることになり、排気ガス後処理装置の振動を十分に抑えることができない。また、支柱の強度が不足するおそれがある。そして、支柱の強度を高めた構造にすると、支柱の太さを大きくする必要が生じる。すると、特に前後方向において、排気ガス後処理装置の設置のために長いスペースが必要になる。

本発明の課題は、エンジンの上方に排気ガス後処理装置を配置したホイールローダにおいて、排気ガス後処理装置の振動を、高い強度を有する簡単な機構で抑えることができるようにすることにある。

本発明の第１側面に係るホイールローダは、車体フレームと、車体フレームに搭載されたエンジンと、エンジンの前方に配置された作動油タンクと、台座と、後支持フレームと、ベース部材と、それぞれベース部材に搭載された、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置、窒素酸化物還元触媒装置、及びディーゼル微粒子捕集フィルタと窒素酸化物還元触媒装置とを接続する接続管と、を備えている。台座は、車体フレームに固定され、作動油タンクを支持している。後支持フレームは、エンジンを挟んで台座に対向して配置され、車体フレームに固定されている。ベース部材は、エンジンの上方に配置され、一端が台座の上部に固定されるとともに他端が後支持フレームの上部に固定されている。

ホイールローダでは、運転室が設けられたキャブと、エンジンが収容されたエンジンルームとの間には作動油タンクが配置されている。そして、作動油タンクは車体フレームに固定された台座の上に支持されている。作動油が充填された作動油タンクは重量が重いので、台座は高い剛性及び強度を有している。

そこで本発明では、この作動油タンクを支持する台座を利用してディーゼル微粒子捕集フィルタ装置、窒素酸化物還元触媒装置、及びこれらを接続する接続管を支持するようにしている。すなわち、台座と対向するように後支持フレームを設けるとともに、台座と後支持フレームとの間でエンジンの上方にベース部材を設け、このベース部材にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等を搭載している。

ここでは、ホイールローダに本来設けられている作動油タンク用の台座を利用してディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等を支持しているので、エンジンにディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等を支持した場合に比較して、エンジン及びディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等の振動を抑えることができる。また、同様の理由により、簡単な構成で、しかも高い強度を有する、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等の支持機構を実現できる。特に、本発明では、前方側に新たな支持のための部材を設ける必要がないので、前後方向の長さを抑えることができる。

本発明の第２側面に係るホイールローダは、第１側面のホイールローダにおいて、後支持フレームは、左右の支柱と、上梁と、後支持部と、を有している。左右の支柱は車両の左右方向に対向して配置されている。上梁は、車両の左右方向に延び、両端が左右の支柱の上部に固定されている。後支持部は、上梁の左右方向の中央部に上方に突出して設けられ、ベース部材の後端部を支持する。そして、後支持部の左右で上梁の上方には部材配置用スペースが確保されている。

ここでは、後支持フレームの上部に部材配置用スペースが確保されている。このため、この部材配置用スペースを利用して、車両の後部に配置される冷却ユニットへの配管や、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置への排気管を配置することができる。

本発明の第３側面に係るホイールローダは、第１又は第２側面のホイールローダにおいて、ベース部材は、台座及び後支持フレームに対して取り外し自在である。また、このホイールローダは、エンジンの排気部とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口との間に接続された接続配管と、接続配管とベース部材に搭載されたディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との組付位置を調整するための調整機構と、をさらに備えている。

ここでは、ベース部材が台座及び後支持フレームに対して取り外し自在であり、したがって、ベース部材にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等を搭載したサブユニットの状態で、このサブユニットを、台座及び後支持フレームから取り外したり、組み付けたりすることが可能である。また、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側とは接続配管によって接続されている。

ここで、先にエンジン側に連結された接続配管に対してサブユニットを組み付ける場合、接続配管とサブユニットのディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との位置が合わない場合がある。

そこでこの第３側面のホイールローダでは、両者の位置関係を調整するための調整機構が設けられている。この調整機構によって両者の位置関係を調整することにより、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側とをスムーズに組み付けることができる。

本発明の第４側面に係るホイールローダは、第３側面のホイールローダにおいて、接続配管は、上流側配管と、下流側配管と、を有している。上流側配管は、排気上流側の端部がエンジンの排気部に接続されるとともに、排気上流側端部から後方に延び、排気下流側が上方に屈曲して形成されて排気下流側端部が上方に開口している。下流側配管は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結された第１管部と、第１管部と所定の角度を有し上流側配管の排気下流側端部に連結された第２管部と、を有している。

ここでは、接続配管が上流側配管と下流側配管とから構成されている。このため、両配管の連結部においてもエンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との組付誤差を吸収することができる。特に、下流側配管は、いわゆるエルボ配管であるため、横及び縦方向の組付誤差の許容範囲を広くすることができる。また、エルボ配管を使用しているために、下流側配管が後方に突出するのを抑えることができる。

本発明の第５側面に係るホイールローダは、第４側面のホイールローダにおいて、上流側配管は可撓性管部を有している。

ここでは、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等が台座及び後支持フレームに支持されている。このため、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等とは別の振動系で振動することになる。

そこで、この第５側面のホイールローダでは、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とを接続する接続配管に可撓性管部を設け、この可撓性管部によって両者の振動の違いを吸収するようにしている。

本発明の第６側面に係るホイールローダは、第２から第５側面のいずれかのホイールローダにおいて、台座は、作動油タンクが載置される載置面と、載置面の後端部において車両の左右方向中央部に上方に突出しベース部材を支持する前支持部と、を有している。また、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と窒素酸化物還元触媒装置とは並べて配置されている。そして、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置の一方はベース部材の前端部に支持され、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置の他方はベース部材の後端部に支持されている。

ここでは、ベース部材の前端部及び後端部、すなわち前支持部及び後支持部に支持された部分に、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置が配置されている。このように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置は支持部に近接して配置されているので、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置の振動を抑えることができる。

本発明の第７側面に係るホイールローダは、第６側面のホイールローダにおいて、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口は後方に向けて形成されている。そして、接続配管は部材配置用スペースを通過して配置されている。

この第７側面のホイールローダでは、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は後方を向いた排気ガス導入口を有している。したがって、エンジンの排気部に一端が接続された接続配管は、いったんディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の後方まで延長し、後方からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置に接続する必要がある。すなわち、接続配管は、後支持フレームの後方まで配管する必要がある。そこで、後支持フレームに設けられた部材配置用スペースを利用して接続配管を配置している。

ここでは、後支持フレームに形成されたスペースを有効に利用して、接続配管を配置するためのスペースを小さくすることができる。

本発明の第８側面に係るホイールローダは、第２から第７側面のいずれかのホイールローダにおいて、ベース部材と後支持フレームの後支持部との間に配置された高さ調整用のシムをさらに備えている。

ここでは、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の高さをシムによって容易に調整することができる。したがって、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との間の組付誤差を吸収できる。

本発明の第９側面に係るホイールローダは、第８側面のホイールローダにおいて、ベース部材は、後支持部にシムを固定するための固定部材との干渉を避けるための開口を有している。

ここでは、後支持部にシムを固定した状態でベース部材の着脱を行うことができる。したがって、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が搭載されたベース部材の着脱作業の際に、シムが後支持部から落下するのを防止できる。

以上のような本発明では、エンジンの上方にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を配置したホイールローダにおいて、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の振動を、高い強度を有する簡単な機構で抑えることができる。

本発明の一実施形態によるホイールローダの外観斜視図。 図１のホイールローダを左前方から見た外観斜視部分図。 図１のホイールローダの車体カバーを取り外した状態の側面部分図。 エンジン及びトランスミッションの搭載状態を示す図。 排気ガス後処理装置及び支持機構を示す斜視図。 支持機構の分解斜視図。 支持機構に取付けられるシムを示す図。 接続配管の外観斜視図。 フランジ接続部の調整機能を説明するための模式図。 エアクリーナの配置を示す平面図。 エアクリーナとドアの関係を示す図。 エアクリーナのメンテナンス作業の様子を示す図。

本発明の一実施形態によるホイールローダ１の外観斜視図を図１に示している。また、図２はホイールローダのキャブの左側方の一部を示したものである。

ここで、以下の説明における「前方」は車両の前方を、「後方」は車両の後方を示している。また、「左方向」及び「右方向」は、それぞれ車両の前方に向かって車両の左方向、右方向を意味する。

［全体構成］
ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、前輪４、後輪５、キャブ６を備えている。このホイールローダ１は、前輪４、後輪５が回転駆動されることにより自走可能であり、作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。

車体フレーム２は前車体部及び後車体部を有しており、前車体部と後車体部とは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。前車体部には、作業機３及び前輪４が設けられている。後車体部には、後輪５及びキャブ６が設けられている。作業機３は、前車体部の前方に配置されており、バケット７及びバケットシリンダ８等を有している。前輪４及び後輪５のそれぞれの上方及び後方には、フェンダ４ａ，５ａが設けられている。キャブ６の内部には運転室６ａが設けられるとともに、各種の操作部材や操作盤が設けられている。

また、図２に示すように、キャブ６の左側方には、キャブ６に対して乗降するためのステップ１０が設けられている。ステップ１０は後輪用フェンダ５ａの前方に配置されている。なお、キャブ６には、後方がキャブ本体６ｂにヒンジによって支持され、前方が開閉可能なドア１１が設けられている。このドア１１は、キャブ本体６ｂの外側部に設けられたストッパ１２によって最大開度が規制されている。詳細は後述するが、左側の後輪用フェンダ５ａの上部にはエアクリーナ１３が配置されている。このエアクリーナ１３によって、エンジン１５に取り込まれるエアから異物が取り除かれ、浄化される。

図３は、キャブ６の後方の車体カバー９（図１）を取り外し、車両の左側方から後車体部を見た図である。この図に示すように、後車体部の後部には、エンジン１５と、エンジン１５の後方に配置された冷却ユニット１６と、支持機構１７と、エンジン１５の上方において支持機構１７に搭載された排気ガス後処理装置１８と、が配置されている。また、キャブ６とエンジン１５との間には作動油タンク１９が配置されている。

エンジン１５は、いわゆる縦置きであり、クランク軸が前後方向に延びるように配置されている。エンジン１５は、図４に示すように、トランスミッション２０とボルトで固定されて一体構造となっている。そして、このエンジン１５とトランスミッション２０とが、４個所のゴムマウント２１を介して車体フレーム２に支持されている。

また、図３に示すように、エンジン１５の左側には排気ガスによって吸気を過給するターボチャージャー２２が設けられている。ターボチャージャー２２は、排気ガス出口が後方に向くように設けられている。そして、ターボチャージャー２２と排気ガス後処理装置１８との間に接続配管２３が設けられている。また、ターボチャージャー２２とエアクリーナ１３との間には樹脂あるいはゴムで形成された可撓性の吸気管２４が設けられている。この吸気管２４によって、エンジン１５とエアクリーナ１３との振動の違いが吸収される。

［支持機構１７］
図５は、図３の一部を後方から見た斜視図である。また、図６は支持機構１７を分解して示す斜視図である。これらの図に示すように、支持機構１７は、車体フレーム２にボルトによって直接固定されており、前支持フレーム２６と、後支持フレーム２７と、ベースプレート２８と、から構成されている。より詳細には、図５に示すように、後車体部の左右両側には、それぞれ前後方向に延びるサイドフレーム２ａ，２ｂが設けられている。この左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの車体内側において、前後にブラケット２９が設けられ、各ブラケット２９に前支持フレーム２６と後支持フレーム２７とが固定されている。

前支持フレーム２６は、左右の側部３０，３１と、天板部３２と、連結部３３と、を有している。左右の側部３０，３１のそれぞれは、前方部分にほぼ半円状の切欠き部３０ａ，３１ａを有する矩形状に形成されている。また、左右の側部３０，３１プレートは、下端部に外側に張り出して形成された取付部３０ｂ，３１ｂを有している。この取付部３０ｂ，３１ｂが複数のボルト３４によって左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの内側に設けられたブラケット２９に固定されている。天板部３２は左右の側部３０，３１の上部を連結するように設けられている。この天板部３２の上面には作動油タンク１９が搭載されている。すなわち、前支持フレーム２６は作動油タンク１９を支持するための台座でもある。連結部３３は左右の側部３０，３１の後部を連結している。連結部３３の左右方向の中央部は天板部３２の上面よりさらに上方に突出しており、前支持部３５を形成している。なお、前支持部３５の左右方向の幅は、天板３２の左右方向の幅より短く形成されている。

後支持フレーム２７は、左右の支柱３７，３８と、上梁３９と、後支持部４０と、を有している。左右の支柱３７，３８は下端部に取付部３７ａ，３８ａを有している。取付部３７ａ，３８ａは、側方視で略三角形状であり、下端は内側に張り出して形成されている。この内側に張り出した部分が複数のボルト４１によって左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの内側に設けられたブラケット２９に固定されている。上梁３９は左右の支柱３７，３８の上部を連結しており、後支持部４０は上梁３９の左右方向の中央部に設けられている。後支持部４０は、上梁３９からさらに上方に突出しており、前支持フレーム２６の前支持部３５と同じ高さに形成されている。

このような後支持フレーム２７では、後支持部４０が上梁３９より上方に突出し、かつ左右方向の幅が上梁３９より短いので、後支持部４０の左右方向には、部材を配置するためのスペースＳ１，Ｓ２が形成されている。この実施形態では、図３に示すように、接続配管２３の一部や、冷却ユニット１６に接続される配管４２ａ，４２ｂがスペースＳ１，Ｓ２を利用して配置されている。

ベースプレート２８は前支持フレーム２６の前支持部３５と後支持フレーム２７の後支持部４０との間に設けられている。ベースプレート２８は、矩形状であり、左右方向の幅は、前支持部３５及び後支持部４０の幅とほぼ同じに形成されている。

また、図７に示すように、ベースプレート２８の下面と後支持部２７の後支持部４０の上面との間には、左右方向の２個所において、シム４３を装着することが可能である（図７では一方のみを示している）。このシム４３は、排気ガス後処理装置１８が搭載されたベースプレート２８を後支持フレーム２７の後支持部４０に固定する際に、排気ガス後処理装置１８と接続配管２３との高さ調整をするためのものである。シム４３は、矩形状であって、左右方向の両端部に一方側が開放された１対の切欠き４３ａを有し、この１対の切欠き４３ａの間に貫通孔４３ｂを有している。

このシム４３は後支持部４０の上面にボルト４４によって固定されている。ベースプレート２８には、ボルト４４が設けられている位置に、ボルト４４の頭部の径よりも大径の孔２８ａが形成されている。この孔２８ａによってベースプレート２８とボルト４４との干渉を避けることができる。したがって、シム４３を後支持部４０に固定したままベースプレート２８を着脱することができる。

なお、シム４３は、種々の厚みのものが用意されており、１枚のシム４３あるいは複数のシム４３を組み合わせて使用することによって、高さの調節を行うことが可能である。

［排気ガス後処理装置１８］
図５及び図６に示すように、排気ガス後処理装置１８は、エンジン１５側の排気上流側（以下、単に「上流側」と記す）から順に、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と、接続管４８と、窒素酸化物還元触媒装置４７と、を備えている。接続管４８には尿素水溶液ミキシング装置４６が取り付けられている。

ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５は、排気ガス中の煤等の粒子状物質を捕集するものであり、支持機構１７のベースプレート２８の後部に搭載されている。尿素水溶液ミキシング装置４６は、図示しない尿素水溶液タンクから、やはり図示しないポンプによって吸い上げられた尿素水溶液を噴射し、排気ガス中に還元剤としての尿素水溶液を添加するものである。添加された尿素水溶液は加水分解されてアンモニアとなり、アンモニアは排気ガスとともに接続管４８を介して窒素酸化物還元触媒装置４７に供給される。窒素酸化物還元触媒装置４７は、尿素水溶液ミキシング装置４６からのアンモニアが還元剤として使用されて、排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化する。窒素酸化物還元触媒装置４７はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と同様に支持機構１７のベースプレート２８の前部に搭載されている。なお、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と窒素酸化物還元触媒装置４７とは、それぞれ別の取付プレートを介してベースプレート２８に固定されている。

ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７は、それぞれ並列に配置されている。具体的には、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７は、共に円筒形状であり、中心軸が左右方向に互いに平行に延びるように配置されている。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａは、左端部に設けられ、その開口は後方を向いている。また、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂは、右端部に設けられ、その開口は前方を向いている。窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａは、左端部に設けられ、その開口は後方を向いている。また、窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導出口４７ｂは、右端部に設けられ、その開口は後方で斜め上方を向いている。そして、接続管４８がディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂと窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａとの間に配置されている。

接続管４８は、図５及び図１０に示すように、第１屈曲部４８ａと、直線部４８ｂと、第２屈曲部４８ｃと、を有し、全体としてＳ字状に形成されている。第１屈曲部４８ａはディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂ近傍に位置し、第２屈曲部４８ｃは窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａ近傍に位置している。直線部４８ｂは、第１屈曲部４８ａと第２屈曲部４８ｃとの間に位置し、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と窒素酸化物還元触媒装置４７と並列して配置されている。

そして、尿素水溶液ミキシング装置４６は、第１屈曲部４８ａに設けられており、接続管４８内に尿素水溶液を噴射する。噴射された尿素水溶液は長い直線部４８ｂを通過する際に、排気ガスと均等に混じり合うことになる。

なお、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７の左右方向の長さはベースプレート２８の左右方向の幅よりも長く形成されている。

［接続配管２３］
接続配管２３を図８に拡大して示している。接続配管２３は、上流側配管５１と、下流側配管５２と、を有している。

上流側配管５１は、配管本体５４と、配管本体５４の両端に設けられた前フランジ５５及び後フランジ５６と、を有している。また、配管本体５４と前後のフランジ５５，５６との間には球面ジョイント５７が構成されている。

配管本体５４は、ステンレス製であり、前方から後方に延びる直線状の延長部５４ａと、延長部５４ａの後端部を上方に屈曲して形成された屈曲部５４ｂと、を有している。延長部５４ａには、蛇腹状に形成された２つの可撓性管部５４ｃ，５４ｄが形成されている。前後のフランジ５５，５６はそれぞれ、矩形状の接続端面５５ａ，５６ａと、接続端面５５ａ，５６ａから延びる管部５５ｂ，５６ｂと、を有している。前フランジ５５の接続端面５５ａはターボチャージャー２２の排気ガス導出口に連結されている。また、後フランジ５６の接続端面５６ａは下流側配管５２に連結されている。

球面ジョイント５７としては、例えば米国特許公開公報第２０１１／００７４１５０号に開示されている公知の技術を利用すればよい。

また、図８に示すように、上流側配管５１は、固定プレート６０及びＵ字金具６１を介して後支持フレーム２７の左支柱３７に固定されている。固定プレート６０は、Ｌ字形状であり、下辺が左支柱３７の上部に固定されている。そして、この固定プレート６０の縦辺に、配管本体５４の可撓性管部５４ｄの後部（排気下流側）を抱え込んだＵ字金具６１の両端がナット６２によって固定されている。

下流側配管５２は、９０°エルボであり、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５に連結される第１管部６４と、この第１管部６４に直交する第２管部６５と、を有する。第２管部６５は上流側排管５１の屈曲部５４ｂとともに、接続配管２３の下部と上部とを連絡する連絡部を構成している。

第１管部６４の排気下流側端部にはフランジ６４ａが形成され、フランジ６４ａはディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａに連結されている。また、第２管部６５の排気上流側端部にはフランジ６５ａが形成され、フランジ６５ａは上流側配管５１の後フランジ５６の接続端面５６ａに連結されている。

なお、図９に模式的に示すように、フランジＦ（各フランジの総称）の連結において、一方又は両方のフランジＦのボルト貫通孔Ｈは、連結用ボルトＢの径よりも大径に形成されている。このため、排気ガス後処理装置１８をベースプレート２８に搭載してサブユニット化し、このサブユニットを後支持フレーム２７に固定された接続配管２３に組み付ける際に、排気ガス後処理装置１８側と接続配管２３側との位置関係に誤差がある場合でも、組付誤差を吸収することができる。すなわち、このフランジＦの組付構造が組付位置を調整する調整機構として機能している。

［エアクリーナ１３］
エアクリーナ１３及びその配置について、図２及び図１１を用いて説明する。エアクリーナ１３は、エンジンルームの外部であって、後輪用フェンダ５ａの上部に設けられている。ここで、後輪用フェンダ５ａは、フェンダ前部５ｂと、フェンダ前部５ｂに締結されたフェンダ後部５ｃと、から構成されている。フェンダ前部５ｂは、水平部分と、水平部分から前方かつ下方に傾斜する傾斜部分と、から構成されている。また、フェンダ後部５ｃは、側面視で円弧状に形成されており、後輪５の上方及び上方後部を覆っている。そして、エアクリーナ１３はフェンダ前部５ｂの水平部分に搭載されている。

図２に示されるように、エアクリーナ１３は一部を除いて、車体カバー９の外側に設けられたエアクリーナカバー７０によって覆われている。図１１は、車体カバー９及びエアクリーナカバー７０を取り外した状態のエアクリーナ１３及びそれに関連する部分の平面図である。

図２及び図１１に示されるように、エアクリーナ１３は円筒形であって、上部にはエア取入口１３ａを覆うキャップ７１が設けられ、前端部には蓋１３ｂが開閉自在に設けられている。また、エアクリーナ１３の内部にはフィルタ７２が着脱自在に配置されている。そして、エアクリーナカバー７０は、エア取入口１３ａ、キャップ７１、及び蓋１３ｂが装着された前端部を除いて、エアクリーナ１３の大半を覆っている。なお、フィルタ７２は、蓋１３ｂを開けて斜め前方に引き抜くことによって、メンテナンス及び交換が可能である。

次に、エアクリーナ１３の配置について詳細に説明する。

図１１に示すように、エアクリーナ１３は、後輪用フェンダ５ａのフェンダ前部５ｂの上部であって、キャブ６の後部側方に配置されている。より詳細には、エアクリーナ１３の前部はステップ１０の後方かつキャブ６の後端部の側方に位置し、後部は作動油タンク１９の前部の側方に位置している。また、エアクリーナ１３の中心軸Ｃは、ほぼ水平であって、前方が後方に比較してキャブ６からより離れるように、車両の前後に延びる中心軸に対して傾斜している。なお、前述のように、フィルタ７２はこの中心軸Ｃに沿って前方に取り出すことが可能である。

また、前述のように、キャブ６には、ドア１１の最大開度を規制するためのストッパ１２が設けられており、図１２に示すように、エアクリーナ１３の前端部は、ドア１１がストッパ１２に当接するまで最大に開けられた場合でも、ドア１１と干渉しない位置に配置されている。

以上のようなエアクリーナ１３の配置によって、図１２に示すように、作業者はステップ１０に乗り、エアクリーナ１３の蓋１３ｂを開けてフィルタ７２のメンテナンス又は交換作業を容易に行うことができる。

［エア・排気ガスの流れ］
図３に示すように、エアは、エアクリーナ１３から導入され、吸気管２４及びターボチャージャー２２を経由してエンジン１５に供給される。また、エンジン１５からの排気ガスは、ターボチャージャー２２を駆動した後、接続配管２３を介して排気ガス後処理装置１８に導入される。

排気ガス後処理装置１８では、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５によって煤等の粒子状物質が捕集される。その後、尿素水溶液ミキシング装置４６に導入される。この尿素水溶液ミキシング装置４６では、排気ガス中に尿素水溶液が噴射され、排気ガスと尿素水溶液とが混合される。これにより、尿素水溶液は排気ガスの熱及び排気ガス中の水蒸気によって加水分解されてアンモニアとなる。このようにして生成されたアンモニアは、排気ガスとともに接続管４８を介して窒素酸化物還元触媒装置４７に供給される。そして、この窒素酸化物還元触媒装置４７においては、アンモニアが還元剤として使用されて、排気ガス中の窒素酸化物が還元浄化される。

［排気ガス後処理装置１８の着脱］
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５は所定時間ご毎に車両から取り外してメンテナンスが必要である。そこで、排気ガス後処理装置１８の組付及びメンテナンスが容易になるように、排気ガス後処理装置１８はベースプレート２８とともにサブユニット化されている。このサブユニットを支持機構１７に組み付ける際には、まず、接続配管２３をエンジン１５及び支持機構１７に固定しておく。

具体的には、上流側配管５１の前フランジ５５をターボチャージャー２２の排気ガス導出口に連結するとともに、固定プレート６０及びＵ字金具６１によって配管本体５４の可撓性管部５４ｄのさらに排気下流側を支持機構１７に固定する。ここで、上流側配管５１をターボチャージャー２２に連結する際には、排気上流側の球面ジョイント５７を仮止めした状態で両者を連結する。また、Ｕ字金具６１についても仮止めした状態にしておく。

次に、上流側配管５１に下流側配管５２を連結する。なお、上流側配管５１と下流側配管５２とは、上流側配管５１をターボチャージャー２２に連結する前に連結しておいてもよい。このとき、前記同様に、排気下流側の球面ジョイント５７を仮止めした状態で、両者のフランジ５６，６５ａを連結する。

以上のようにして接続配管２３をエンジン１５及び支持機構１７側に固定した状態で、サブユニットを支持機構１７に支持させる。サブユニットを支持機構１７に組み付ける際には、シム４３によって両者の高さを調整し、また下流側配管５２の両端部のフランジ６４ａ，６５ａの組付を調整することによって前後、上下及び左右方向の調整を行う。さらに、上流側配管５１の両端部の球面ジョイント５７によって両者の角度調整を行う。なお、シム調整は、出荷前にメーカ側で調整するので、メンテナンス時に調整することはほとんどない。

以上の調整を行うにあたって、接続配管２３の上流側配管５１には比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄが設けられているので、この可撓性管部５４ｃ，５４ｄによって組付誤差を吸収することも可能である。

以上のようにして、サブユニットとエンジン１５及び支持機構１７側の位置が適切に調整されると、仮止めしていた各部を確実に固定し、組付作業を終了する。

排気ガス後処理装置１８が組み付けられた状態では、エンジン１５及びトランスミッション２０はゴムマウント２１によって車体フレーム２に搭載され、排気ガス後処理装置１８は支持機構１７によって車体フレーム２に直接搭載されている。このため、運転状態では、エンジン１５側の振動と排気ガス後処理装置１８側の振動とが異なることになる。

しかし、接続配管２３の延長部５４ａに、比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄが形成されているために、両者の振動の違いを十分に吸収することができる。したがって、エンジン１５の振動を抑えることができる。

［エアクリーナ１３のメンテナンス］
エアクリーナ１３においては、所定期間毎にフィルタ７２の清掃又は交換作業が必要になる。このとき、フィルタ７２をエアクリーナ１３から取り外す必要がある。

エアクリーナ１３からフィルタ７２を取り外す場合は、図１３に示すように、作業者はステップ１０に乗り、エアクリーナ１３の蓋１３ｂを開ける。そして、エアクリーナ１３からフィルタ７２をエアクリーナ１３の中心軸Ｃに沿って前方に抜き出せばよい。このとき、エアクリーナ１３は前方側が後方側に比較してキャブ６から離れるように傾斜しているので、フィルタ７２の引き抜き作業が容易になる。

［特徴］
（１）作動油タンク用の台座である前支持フレーム２６を利用して排気ガス後処理装置１８を支持しているので、排気ガス後処理装置１８を支持するための機構を簡単な構成で実現できる。

（２）前支持フレーム２６は、作動油タンク１９を支持するために高い強度を有している。この高い強度を有する前支持フレーム２６で排気ガス後処理装置１８を支持することによって、排気ガス後処理装置１８の振動を抑えることができる。

（３）後支持フレーム２７において、後支持部４０の左右に形成されたスペースを配管用スペースとして利用しているので、配管のためのスペースを小さくできる。

（４）接続配管２３を、上流側配管５１と９０°エルボで構成された下流側配管５２とで構成し、各フランジの孔をボルト径より大径にして組付誤差を吸収するようにしている。このため、接続配管２３とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５との組付が容易になり、また組付位置を調整するための調整機構を簡単な構成で実現できる。

（５）接続配管２３を構成する上流側配管５１に、可撓性管部５４ｃ，５４ｄを設けている。このため、エンジン１５側の振動と排気ガス後処理装置１８側の振動の違いを、可撓性管部５４ｃ，５４ｄで吸収でき、従来装置のように、エンジンにディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を搭載した構成に比較して、エンジン１５側の振動を抑えることができる。

（６）ベースプレート２８において、後支持部４０の近傍にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５を搭載し、前支持部３５の近傍に窒素酸化物還元触媒装置４７を搭載している。このため、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７の振動を抑えることができる。

（７）後支持フレーム２７の後支持部４０とベースプレート２８との間にシム４３を配置して、排気ガス後処理装置１８の高さを容易に調整することができる。したがって、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａと接続配管２３の高さ位置を容易に合わせることができる。

（８）シム４３を後支持部４０に固定するためのボルト４４を避けるための孔２８ａがベースプレート２８に形成されている。このため、後支持部４０にシム４３を固定したままベースプレート２８及び排気ガス後処理装置１８の着脱を行うことができ、この着脱作業の際に、シム４３が後支持部４０から落下することがない。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、ベースプレート２８にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７を搭載したが、例えばこれらに加えてエアクリーナ１３を搭載した場合にも、本発明を適用することができる。また、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と窒素酸化物還元触媒装置４７の配置についても、前記実施形態に限定されない。

（ｂ）支持機構１７を構成する前支持フレーム２６及び後支持フレーム２７の具体的な径所等については前記実施形態に限定されない。

（ｃ）組付誤差を調整するための調整機構をフランジの孔で構成したが、調整機構はこのような構成に限定されない。

（ｄ）接続配管の構成については前記実施形態に限定されない。例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口が前方に向くようにして、接続配管を１つの配管のみによって構成するようにしてもよい。

本発明のホイールローダでは、エンジンの上方にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を配置したものにおいて、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の振動を、高い強度を有する簡単な機構で抑えることができる。

１ ホイールローダ
２ 車体フレーム
１５ エンジン
１７ 支持機構
１８ 排気ガス後処理装置
１９ 作動油タンク
２３ 接続配管
２６ 前支持フレーム（台座）
２７ 後支持フレーム
３７，３８ 支柱
３９ 上梁
４０ 後支持部
４３ シム
４５ ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置
４５ａ 排気ガス導入口
４７ 窒素酸化物還元触媒装置
５１ 上流側配管
５２ 下流側配管
５４ｃ，５４ｄ 可撓性管部
Ｓ１，Ｓ２ 部材配置用スペース

Claims (9)

1. 車体フレームと
   前記車体フレームに搭載されたエンジンと、
   前記エンジンの前方に配置された作動油タンクと、
   前記車体フレームに固定され、前記作動油タンクを支持する台座と、
   前記エンジンを挟んで前記台座に対向して配置され、前記車体フレームに固定された後支持フレームと、
   前記エンジンの上方に配置され、一端が前記台座の上部に固定されるとともに他端が前記後支持フレームの上部に固定されたベース部材と、
   それぞれ前記ベース部材に搭載された、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置、窒素酸化物還元触媒装置、及び前記ディーゼル微粒子捕集フィルタと前記窒素酸化物還元触媒装置とを接続する接続管と、
   を備えたホイールローダ。
2. 前記後支持フレームは、
   車両の左右方向に対向して配置された左右の支柱と、
   車両の左右方向に延び、両端が前記左右の支柱の上部に固定された上梁と、
   前記上梁の左右方向の中央部に上方に突出して設けられ、前記ベース部材の後端部を支持する後支持部と、
   を有し、
   前記後支持部の左右で前記上枠の上方には部材配置用スペースが確保されている、
   請求項１に記載のホイールローダ。
3. 前記ベース部材は、前記台座及び前記後支持フレームに対して取り外し自在であり、
   前記エンジンの排気部と前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口との間に接続された接続配管と、
   前記接続配管と前記ベース部材に搭載された前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との組付位置を調整するための調整機構と、
   をさらに備えた請求項１又は２に記載のホイールローダ。
4. 前記接続配管は、
   排気上流側の端部が前記エンジンの排気部に接続されるとともに、前記排気上流側端部から後方に延び、排気下流側が上方に屈曲して形成されて排気下流側端部上方に開口する上流側配管と、
   前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に接続された第１管部と、前記第１管部と所定の角度を有し前記上流側配管の後端面に接続された第２管部と、を有する下流側配管と、
   を有している、
   請求項３に記載のホイールローダ。
5. 前記上流側配管は可撓性管部を有している、請求項４に記載のホイールローダ。
6. 前記台座は、作動油タンクが載置される載置面と、前記載置面の後端部において車両の左右方向中央部に上方に突出し前記ベース部材を支持する前支持部と、を有し、
   前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と前記窒素酸化物還元触媒装置とは並べて配置されており、
   前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び前記窒素酸化物還元触媒装置の一方は前記ベース部材の前端部に支持され、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び前記窒素酸化物還元触媒装置の他方は前記ベース部材の後端部に支持されている、
   請求項２から５のいずれかに記載のホイールローダ。
7. 前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口は後方に向けて形成されており、
   前記接続配管は前記部材配置用スペースを通過して配置されている、
   請求項６に記載のホイールローダ。
8. 前記ベース部材と前記後支持フレームの後支持部との間に配置された高さ調整用のシムをさらに備えた、請求項２から７のいずれかに記載のホイールローダ。
9. 前記ベース部材は、前記後支持部に前記シムを固定するための固定部材との干渉を避けるための開口を有している、請求項８に記載のホイールローダ。

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