JPWO2016021046A1 - 油圧ショベル - Google Patents

Abstract

還元剤タンク内に蓄えられた還元剤の劣化を抑制できる油圧ショベルを提供する。油圧ショベルは、作業機に作動油を供給するメインバルブ（５７）と、エンジン（７）からの排気ガスを還元反応により処理する排気処理装置（１４）と、メインバルブ（５７）の前方に配置され、排気処理装置（１４）に供給される還元剤を蓄える還元剤タンク（２０）と、還元剤タンク（２０）とメインバルブ（５７）との間に配置された仕切板（８０）とを備えている。

Description

本発明は、油圧ショベルに関する。

油圧ショベルには、排気処理装置が搭載されている。排気処理装置としては、たとえばディーゼル微粒子捕集フィルター装置（ＤＰＦ）、ディーゼル酸化触媒装置（ＤＯＣ）、および選択還元触媒装置（ＳＣＲ）などが存在する。特に選択還元触媒装置は、排気ガス中の窒素酸化物を還元して排気ガスを浄化するものである。この排気処理に利用される還元剤は、還元剤タンクに貯留される。

特開２０１３−２０８２号公報（特許文献１）には、作動油タンクと燃料タンクの前側に位置した機器収容室内にブラケットを設け、このブラケットの支持板上にコントロールバルブを載置すると共に支持板と旋回フレームとの間に還元剤タンクを配置する構成が開示されている。

特開２０１３−２０８２号公報

油圧ショベルの旋回フレームの面積は限られており、また旋回フレーム上には高温となる機器を多く配置する必要がある。還元剤タンクを旋回フレーム上に搭載する場合、高温の機器から熱を受けることによって還元剤の温度が上昇すると、還元剤が劣化する可能性がある。

本発明の目的は、還元剤タンク内に蓄えられた還元剤の劣化を抑制できる、油圧ショベルを提供することである。

本発明の油圧ショベルは、作業機と、エンジンと、メインバルブと、排気処理装置と、還元剤タンクと、仕切板とを備えている。メインバルブは、作業機に作動油を供給している。排気処理装置は、エンジンからの排気ガスを還元反応により処理している。還元剤タンクは、メインバルブの前方に配置されている。還元剤タンクは、排気処理装置に供給される還元剤を蓄えている。仕切板は、還元剤タンクとメインバルブとの間に配置されている。

なお、本明細書中では、還元剤および還元剤の前駆体を「還元剤」として総称するものとする。

本発明の油圧ショベルによれば、還元剤タンクとメインバルブとの間に配置されている仕切板によってメインバルブから還元剤タンクへの熱伝達が抑制されるので、還元剤タンク内に蓄えられた還元剤の温度上昇による劣化を抑制することができる。

上記の油圧ショベルにおいて、仕切板は、還元剤タンクを収容するタンクルームとメインバルブを収容するバルブルームとを仕切っている。これにより、メインバルブから還元剤タンクへの熱伝達をより確実に抑制することができる。

上記の油圧ショベルにおいて、タンクルームを規定する壁部のうち、仕切板のみが、メインバルブと還元剤タンクとの間に介在している。このようにすれば、還元剤タンクへの熱伝達を効果的に抑制でき、加えて、還元剤タンクからの放熱を促進することができる。

上記の油圧ショベルにおいて、還元剤タンクは、タンクルーム内の前方の、平面視におけるタンクルームの角部に配置されている。タンクルームを規定する壁部により近い位置に還元剤タンクを配置することにより、還元剤タンクから外気への放熱をさらに促進することができる。

上記の油圧ショベルにおいて、タンクルームを規定する壁部のうち、前方および側方の少なくともいずれか一方の壁部に、タンクルームの内外を連通する連通孔が形成されている。このようにすれば、連通孔を介してタンクルーム内に外気が流入し、またタンクルーム内の空気が外部へ流出できるので、還元剤タンクから外気への放熱をさらに促進することができる。

上記の油圧ショベルは、車体の側面の一部を構成する開閉可能な外装カバーをさらに備えている。外装カバーは、閉じた状態で、タンクルームの側方の壁部を構成している。外装カバーを開放することにより、還元剤タンクおよびメインバルブにアクセス可能である。このようにすれば、還元剤タンクおよびメインバルブのメンテナンス作業を容易に行なうことができる。

上記の油圧ショベルにおいて、タンクルームの天井面は、バルブルームの天井面よりも低い。油圧ショベルは、タンクルームの天井面の後縁とバルブルームの天井面の前縁とを連結して上下方向に延びる連結板をさらに備えている。仕切板は、連結板に向かって延びている。このようにすれば、より面積の小さい仕切板を用いることができるので、仕切板に係るコストを低減することができる。

上記の油圧ショベルは、還元剤を移送するポンプを含むポンプモジュールと、ポンプモジュールを支持する支持柱とをさらに備えている。仕切板は、支持柱に固定されている。このようにすれば、簡単な構成で仕切板を固定し支持することができる。

以上説明したように本発明によれば、還元剤タンクへの熱伝達を抑制できるので、還元剤タンクに蓄えられた還元剤の温度上昇による劣化を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す側面図である。 図１の油圧ショベルの上部旋回体の一部構成を示す斜視図である。 前カバーおよびタンクカバーの構成を示す斜視図である。 旋回フレーム上の各機器の配置を示す模式的な平面図である。 還元剤の経路、熱交換用の媒体の経路、およびエンジンからの排気ガスの排気経路を模式的に示す機能図である。 油圧ショベルに適用される油圧回路図である。 還元剤タンクおよびメインバルブを側方から見た模式図である。 仕切板の支持構造を示す模式図である。 外装カバーを開放した状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の思想を適用可能な油圧ショベルの構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す側面図である。本実施形態に係る油圧ショベル１は、図１に示すように、下部走行体２と、上部旋回体３と、作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジン７と、キャブ１０とを主に備えている。下部走行体２と上部旋回体３とにより、油圧ショベル本体が主に構成されている。

下部走行体２は、進行方向左右両端部分に巻き掛けられた一対の履帯Ｐを有している。下部走行体２は、一対の履帯Ｐが回転することにより自走可能に構成されている。

上部旋回体３は、下部走行体２に対して任意の方向に旋回可能に設置されている。上部旋回体３は、前方左側に、油圧ショベル１のオペレータが乗降する運転室であるキャブ１０を含んでいる。上部旋回体３は、後方側に、エンジン７を収納するエンジン室、およびカウンタウェイト５を含んでいる。

なお、本実施の形態では、キャブ１０内に運転員が着座した状態で、運転員の前方側（正面側）を上部旋回体３の前方側とし、運転員の後方側を上部旋回体３の後方側とし、着座状態での運転員の左側を上部旋回体３の左側とし、着座状態での運転員の右側を上部旋回体３の右側とする。以下の説明では、上部旋回体３の前後左右と油圧ショベル１の前後左右は一致しているとする。また、以下の図においては、前後方向を図中矢印Ｘ、左右方向を図中矢印Ｙ、上下方向を図中矢印Ｚで示している。

土砂の掘削などの作業を行なう作業機４は、上下方向に作動自在に、上部旋回体３により軸支されている。作業機４は、上部旋回体３の前方側の略中央部に上下方向に作動可能に取り付けられたブーム４ａと、ブーム４ａの先端部に前後方向に作動可能に取り付けられたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端部に前後方向に作動可能に取り付けられたバケット４ｃとを有している。ブーム４ａ、アーム４ｂおよびバケット４ｃはそれぞれ、油圧シリンダ５８によって、駆動されるように構成されている。

作業機４は、キャブ１０に搭乗しているオペレータが作業機４の先端部を見通せるように、キャブ１０に対し、キャブ１０の一方の側部側である右側に設けられている。キャブ１０は、作業機４の取り付け部分の側方に配置されている。

カウンタウェイト５は、採掘時などにおいて車体のバランスをとるために上部旋回体３の後部に配置された重りである。油圧ショベル１は、カウンタウェイト５の後面の旋回半径を小さくした後方小旋回型油圧ショベルとして形成されている。このため、カウンタウェイト５の後面は、上方から見て上部旋回体３の旋回中心を中心とした円弧状に形成されている。エンジン７は、上部旋回体３の後部のエンジン室内に収容されている。

図２は、図１の油圧ショベル１の上部旋回体３の一部構成を示す斜視図である。図２には、図１に示す油圧ショベル１の上部旋回体３を左前方から見た構成の一部が図示されている。図２に示すように、上部旋回体３は、旋回フレーム３１を有している。旋回フレーム３１は、油圧ショベル本体に含まれている。旋回フレーム３１は、図１に示す下部走行体２の上方に配置されており、下部走行体２に対して任意の方向に旋回自在に設けられている。

旋回フレーム３１の上面には、一対のフロアフレーム３２，３２が、前後方向に間隔を空けて配置されている。キャブ１０は、フロアフレーム３２，３２上に載せ置かれている。キャブ１０は、フロアフレーム３２を介して、旋回フレーム３１上に搭載されている。

旋回フレーム３１における左右方向の中央部の前端部には、センタブラケット３３が設けられている。図１に示す作業機４の基端部は、センタブラケット３３に取り付けられている。センタブラケット３３は、油圧ショベル１の作業機４を支持しており、作業機４の取り付け部分を構成している。

旋回フレーム３１の前方右側には、前カバー６０が配置されている。前カバー６０に対して後方側には、タンクカバー３６Ａ，３８Ａが配置されている。図３は、前カバー６０およびタンクカバー３６Ａ，３８Ａの構成を示す斜視図である。前カバー６０内には、後述するタンクルーム９２およびバルブルーム９７が形成されている。タンクカバー３６Ａ内には、後述する燃料タンク３６が収容されている。タンクカバー３６Ａの上面には、燃料タンク３６への燃料の補給を行なうための給油口３６Ｂが設けられている。タンクカバー３８Ａ内には、後述する作動油タンク３８が収容されている。

前カバー６０は、外装カバー６１と、左側面板６２とを有している。外装カバー６１は、前カバー６０の右側面を構成しており、油圧ショベル本体の側面の一部を構成している。外装カバー６１は、タンクカバー３６Ａの前端から、上部旋回体３の前端に向けて延出している。外装カバー６１は、開閉可能に設けられている。外装カバー６１は、把手６１Ａを有している。作業者は、把手６１Ａを把持して外装カバー６１を回動することにより、閉じた状態の外装カバー６１を開くことができる。

図２に示す左側面板６２は、前カバー６０の左側面を構成している。左側面板６２は、後述する還元剤タンク２０、メインバルブ５７などを介在して、外装カバー６１と対向している。左側面板６２は、センタブラケット３３を介在して、キャブ１０の右側面と対向している。左側面板６２は、上部旋回体３の前後方向に延びている。左側面板６２には、通気口６９が形成されている。通気口６９は、前カバー６０の内部に形成されたタンクルーム９２と、前カバー６０の外部空間とを連通している。

前カバー６０はまた、前端板６３、下段ステップ板６４、立板６５、上段ステップ板６６、立板６７、および天井板６８を有している。前カバー６０は、タンクカバー３６Ａ，３８Ａと上部旋回体３の前端との間に設けられている。

前端板６３は、上部旋回体３の前端において、垂直方向に延びて設けられている。下段ステップ板６４は、前端板６３の上縁から後方に向けて延出している。立板６５は、下段ステップ板６４の後縁から上方に向けて延出している。上段ステップ板６６は、立板６５の上縁から後方に向けて延出している。立板６７は、上段ステップ板６６の後縁から上方に向けて延出している。天井板６８は、立板６７の上縁から後方に向けて延出している。天井板６８は、タンクカバー３８Ａの上面と略同一平面上に配置されている。

前端板６３から前方に突設して、ステップ３４が設けられている。前端板６３、下段ステップ板６４、立板６５、上段ステップ板６６、立板６７、および天井板６８は、階段状の形状を構成している。ステップ３４から、前カバー６０の下段ステップ板６４および上段ステップ板６６に順番に足をかけて、天井板６８上へのアクセスが容易に可能となっている。これにより、作業者は、燃料タンク３６への燃料の補給、作動油タンク３８への給油、およびエンジン７のメンテナンスなどの作業を、容易かつ安全に行なうことができる。

次に、本実施の形態の油圧ショベル１における還元剤タンクから排気処理ユニットまでの還元剤配管の経路について、図４を用いて説明する。図４は、旋回フレーム３１上の各機器の配置を示す模式的な平面図である。図４中の下側が上部旋回体３の前方を示し、図４中の上側が上部旋回体３の後方を示している。図４には、図１に示す油圧ショベル１において、旋回フレーム３１上において還元剤タンク２０から排気処理ユニットへ還元剤を供給するための配管（送り配管２１および圧送配管２５）の経路が図示されている。

図１に示す下部走行体２および作業機４を駆動するための動力源であるエンジン７は、旋回フレーム３１上に搭載されている。エンジン７は、旋回フレーム３１のうち左右方向の中央側のセンタフレームの、後部に搭載されている。重量の大きいエンジン７は、油圧ショベル本体の前方に取り付けられた作業機４との重量バランスを考慮して、作業機４を支持するセンタブラケット３３から離れており、かつカウンタウェイト５に近い、油圧ショベル本体の後方端に配置されている。エンジン７を収納するエンジン室は、上部旋回体３の後部に設けられている。

エンジン室内には、冷却ユニット６およびファン８が収容されている。エンジン室内において、左側から右側へ向かって、冷却ユニット６、ファン８、エンジン７の順に並べられている。ファン８は、エンジン７によって回転駆動されて、エンジン室内を通過する空気の流れを発生する。ファン８は、油圧ショベル本体の左側から右側へ向かう空気の流れを発生する。冷却ユニット６は、ファン８の発生する空気の流れの上流側である、ファン８に対して左側に配置されている。エンジン７は、ファン８の発生する空気の流れの下流側である、ファン８に対して右側に配置されている。

冷却ユニット６は、後述するラジエータ１６（図５）、インタークーラ、および後述するオイルクーラ５９（図６）を含んで構成されている。ラジエータ１６は、エンジン７の冷却水を冷却するための冷却装置である。インタークーラは、エンジン７に供給される圧縮空気を冷却するための冷却装置である。オイルクーラ５９は、油圧シリンダ５８（図１）などの、油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータに供給される作動油を冷却するための冷却装置である。

油圧ショベル１はまた、エンジン室内に、エンジン７から排出される排気ガスを処理して浄化するための排気処理ユニットを備えている。排気処理ユニットは、排気処理装置１２，１４と、中継接続管１３と、排気筒１５と、還元剤の噴射ノズル２８を主に備えている。図４に示す平面視において、排気処理ユニットは、エンジン７に対して右側に配置されている。エンジン７には、エンジン７によって駆動されて作動油を移送する油圧ポンプ５６（図６参照。図４には図示しない）が直結されている。油圧ポンプ５６はエンジン７の右隣に配置されており、排気処理ユニットは油圧ポンプ５６の上方に配置されている。

排気処理装置１２は、後述する排気管１１（図５）によりエンジン７と接続されている。排気処理装置１４は、中継接続管１３により排気処理装置１２と接続されている。エンジン７から排出される排気ガスは、排気処理装置１２，１４を順に通過して、排気筒１５から大気中に排出される。エンジン７からの排気ガスの排出の流れに対して、排気処理装置１２はエンジン７の下流側に配置されており、排気処理装置１４は排気処理装置１２の下流側に配置されている。

排気処理装置１２は、エンジン７から排出される排気ガス中に含まれる一酸化炭素および炭化水素などの未燃焼ガスを酸化して、排気ガス中の未燃焼ガスの濃度を低下させる。排気処理装置１２は、たとえばディーゼル酸化触媒装置である。排気処理装置１４は、還元剤との反応によって排気ガス中に含まれている窒素酸化物を還元し、窒素酸化物を無害な窒素ガスに化学変化して、排気ガス中の窒素酸化物濃度を低下させる。排気処理装置１４は、たとえば選択触媒還元式の脱硝装置である。中継接続管１３には、中継接続管１３内に還元剤を噴射するための噴射ノズル２８が設けられている。中継接続管１３は、排気ガスに還元剤を噴射し混合するミキシング配管としての機能を有している。

油圧ショベル１はまた、排気処理ユニットへ還元剤を供給するための、還元剤供給部を備えている。還元剤供給部は、還元剤タンク２０、および還元剤ポンプ２２を備えている。還元剤タンク２０は、排気処理装置１４で使用される還元剤を貯留する。還元剤としては、たとえば尿素水が好適に用いられるが、これに限られるものではない。

還元剤タンク２０および還元剤ポンプ２２は、旋回フレーム３１のうち、右側のサイドフレーム上に搭載されている。還元剤ポンプ２２は、エンジン室に対して前方に配置されている。還元剤タンク２０は、還元剤ポンプ２２よりも前方に配置されている。還元剤タンク２０は、還元剤が温度上昇して劣化することを防止するために、高温の機器であるエンジン７から離れて配置されており、たとえば旋回フレーム３１の前方端に配置されている。

還元剤タンク２０と還元剤ポンプ２２とは、送り配管２１および戻し配管２３によって、互いに連結されている。送り配管２１は、還元剤タンク２０から還元剤ポンプ２２へ還元剤を送出するための配管である。戻し配管２３は、還元剤ポンプ２２から還元剤タンク２０へ還元剤を戻すための配管である。還元剤ポンプ２２と噴射ノズル２８とは、圧送配管２５によって、互いに連結されている。圧送配管２５は、還元剤ポンプ２２から噴射ノズル２８に還元剤を移送するための配管である。

還元剤タンク２０から送り配管２１を経由して還元剤ポンプ２２へ移送されてきた還元剤は、還元剤ポンプ２２において二分岐する。排気処理に使用されない還元剤は、還元剤ポンプ２２から戻し配管２３を経由して、還元剤タンク２０へ戻される。排気処理に使用される還元剤は、還元剤ポンプ２２から圧送配管２５を経由して、噴射ノズル２８へ到達し、噴射ノズル２８から中継接続管１３内へ噴霧される。

エンジン７からの排気ガスは、中継接続管１３を経由して排気処理装置１４へ流入する。中継接続管１３は、排気ガスの流れにおいて、排気処理装置１４の上流側に設けられている。還元剤タンク２０から吸い出された還元剤は、中継接続管１３に取り付けられた噴射ノズル２８を経由して、中継接続管１３内を流れる排気ガス中に噴射される。還元剤は、排気処理装置１４に対し排気ガスの流れの上流側に噴射される。排気ガス中に噴射される還元剤の量は、排気処理装置１４を通過する排気ガスの温度、および排気ガス中の窒素酸化物の濃度に基づいて、制御されている。

還元剤タンク２０が旋回フレーム３１上の前方端に配置されており、排気処理装置１４が旋回フレーム３１上の後方端に配置されている。この配置のため、還元剤を移送する送り配管２１および圧送配管２５は、油圧ショベル本体の前後方向に延び、旋回フレーム３１の前方端から後方端に向かって延びている。

旋回フレーム３１のうち右側のサイドフレーム上にはまた、燃料タンク３６、作動油タンク３８およびメインバルブ５７が搭載されている。燃料タンク３６は、エンジン７に供給される燃料を貯える。作動油タンク３８は、油圧シリンダ５８（図１）などの油圧アクチュエータに供給される作動油を貯える。

燃料タンク３６および作動油タンク３８は、重量が大きいため、旋回フレーム３１上の重量バランスを考慮して、排気処理ユニットの前方の位置に配置されている。燃料タンク３６への燃料の補給作業の作業性を考慮して、燃料タンク３６は作動油タンク３８よりも旋回フレーム３１の側端近くに配置されている。燃料タンク３６および作動油タンク３８は、直方体状の耐圧タンクとして形成されている。燃料タンク３６および作動油タンク３８の前面は、メインバルブ５７を収容するバルブルーム９７の後壁として構成されている。

メインバルブ５７は、多数の制御弁、パイロット弁などの集合体として構成されている。メインバルブ５７は、作動油タンク３８から吸い出され油圧ポンプ５６（図６）により移送される作動油を、図１に示す油圧シリンダ５８、図示しない走行モータおよび旋回モータなどの油圧アクチュエータに給排する。これによりメインバルブ５７は、油圧ショベル１の車体および作業機４を、オペレータの運転操作に応じて作動させる。

メインバルブ５７は、燃料タンク３６および作動油タンク３８よりも重量が小さいため、旋回フレーム３１上の重量バランスを考慮して、燃料タンク３６および作動油タンク３８に対し前方に配置されている。メインバルブ５７は、還元剤タンク２０に対し後方に配置されている。

メインバルブ５７を収容するバルブルーム９７と、還元剤タンク２０を収容するタンクルーム９２とは、仕切板８０によって仕切られている。仕切板８０は、還元剤タンク２０の後方、かつメインバルブ５７の前方に配置されており、還元剤タンク２０とメインバルブ５７との間に配置されている。仕切板８０は、上部旋回体３の前後方向において、還元剤タンク２０とメインバルブ５７との間に介在している。

仕切板８０は、バルブルーム９７の前壁として構成されている。仕切板８０は、タンクルーム９２の後壁として構成されている。タンクルーム９２の前壁は、図２，３に示す前端板６３により構成されている。タンクルーム９２の右側壁は、図３に示す閉じた状態の外装カバー６１により構成されている。タンクルーム９２の左側壁は、図２に示す左側面板６２により構成されている。

外装カバー６１、左側面板６２、前端板６３、および仕切板８０により、タンクルーム９２を規定する壁部が構成されている。タンクルーム９２を規定する壁部のうち、後方の壁部である仕切板８０のみが、メインバルブ５７と還元剤タンク２０との間に介在している。タンクルーム９２を規定する壁部のうち、左方の壁部である左側面板６２に、通気口６９（図２）が形成されている。通気口６９は、タンクルーム９２の内外を連通する連通孔として構成されている。

還元剤タンク２０は、タンクルーム９２内の前方の、平面視におけるタンクルーム９２の角部に配置されている。還元剤タンク２０は、略直方体状に形成されている。還元剤タンク２０の前面は、前端板６３との間にわずかな隙間を空けて、前端板６３に対向している。還元剤タンク２０の左面は、左側面板６２との間にわずかな隙間を空けて、左側面板６２に対向している。還元剤タンク２０は、タンクルーム９２の前壁と後壁とのうち、前壁により近い位置に配置されている。

前端板６３と左側面板６２とにより形成される角部に、還元剤タンク２０が配置されている。図２，３に示すように、外装カバー６１の前端部分は曲面形状である。そのため、平面視四角形状の還元剤タンク２０を左側面板６２に隣接して配置することにより、タンクルーム９２を規定する壁部のより近くに還元剤タンク２０を配置することが可能とされている。

図５は、本実施の形態の油圧ショベル１における還元剤の経路、熱交換用の媒体の経路、およびエンジン７からの排気ガスの排気経路を模式的に示す機能図である。図５に示すように、エンジン７から排出された排気ガスは、排気管１１、排気処理装置１２、中継接続管１３、排気処理装置１４を順に経て排気筒１５から車外に排気される。排気処理装置１４に対して排気ガスの流れの上流側の中継接続管１３に、噴射ノズル２８が設けられている。

還元剤タンク２０の内部には、還元剤９０が貯留されている。還元剤タンク２０の内部には、還元剤タンク２０から流出する還元剤９０が流れる吸出管２４が配置されている。吸出管２４の先端には、ストレーナ（濾過器）２６が接続されている。吸出管２４は、送り配管２１に連結されている。還元剤タンク２０から吸い出された還元剤９０は、還元剤ポンプ２２によって移送され、送り配管２１および圧送配管２５を順に経由して、噴射ノズル２８へ到達する。排気処理に使用されない還元剤９０は、還元剤ポンプ２２から戻し配管２３を経由して、還元剤タンク２０へ戻される。

噴射ノズル２８は、還元剤タンク２０から吸い出した還元剤９０を排気処理装置１４に対し排気ガスの上流側に噴射する、還元剤噴射装置としての機能を有している。噴射ノズル２８により、中継接続管１３内を流れる排気ガス中に還元剤９０が供給される。排気処理装置１４において、排気ガス中に含有される窒素酸化物が還元剤９０と反応することにより、排気ガス中の窒素酸化物の濃度が減少する。還元剤９０が尿素水である場合、中継接続管１３内において尿素水は分解してアンモニアへと変化し、窒素酸化物とアンモニアとの反応によって窒素酸化物は無害な窒素および酸素に分解される。窒素酸化物の量が適正値に低下した排気ガスは、排気筒１５から排出される。

還元剤タンク２０の内部には、還元剤９０との間で熱交換する媒体（熱交換媒体）が流れる熱交換器４０が配置されている。熱交換媒体としては、エンジン７の冷却水が用いられている。熱交換器４０は、熱交換媒体を還元剤タンク２０内に導く第１管路と、還元剤タンク２０から熱交換媒体を流出させる第２管路とを有している。第１管路は、冷却水配管１７に連結されている。第２管路は、冷却水配管１８に連結されている。冷却水配管１８には、ラジエータ１６と、冷却水ポンプ１９とが設けられている。

冷却水ポンプ１９の駆動によって、エンジン７の冷却水は、エンジン７、熱交換器４０、ラジエータ１６、および冷却水ポンプ１９を、循環して流れる。エンジン７で加熱された冷却水は、熱交換器４０において還元剤９０と熱交換することにより、冷却される。他方、還元剤９０は、冷却水から熱を受けることにより、加熱される。ラジエータ１６は、冷却水と空気との熱交換を行い、冷却水を冷却するための熱交換器である。ラジエータ１６において冷却された冷却水がエンジン７のウォータジャケットに流れることにより、エンジン７は適切に冷却される。

図６は、図１の油圧ショベル１に適用される油圧回路図である。図６に示す本実施形態の油圧システムでは、油圧ポンプ５６が、エンジン７に直結されている。油圧ポンプ５６は、エンジン７によって駆動され、図１に示す作業機４を駆動するための油圧シリンダ５８などの、油圧アクチュエータを駆動するための駆動源となる。油圧ポンプ５６から吐出された作動油は、メインバルブ５７を経由して、油圧シリンダ５８に供給される。油圧シリンダ５８に供給された作動油は、メインバルブ５７を介して、作動油タンク３８に排出される。作動油タンク３８は、その内部に作動油を貯留する。

メインバルブ５７は、油圧シリンダ５８への作動油の供給および排出を制御する。メインバルブ５７は、一対のパイロットポートｐ１，ｐ２を有している。所定のパイロット圧を有している作動油が各パイロットポートｐ１，ｐ２へ供給されることにより、メインバルブ５７が制御される。

メインバルブ５７に印加されるパイロット圧は、操作レバー装置４１が操作されることによって、制御される。操作レバー装置４１は、オペレータによって操作される操作レバー４４と、第１パイロット圧制御弁４１Ａおよび第２パイロット圧制御弁４１Ｂとを有している。操作レバー４４には、油圧シリンダ５８の駆動を制御するための、パイロット圧制御弁４１Ａ，４１Ｂが接続されている。

第１パイロット圧制御弁４１Ａは、第１ポンプポートＸ１と、第１タンクポートＹ１と、第１給排ポートＺ１とを有している。第１ポンプポートＸ１は、ポンプ流路５１に接続されている。第１タンクポートＹ１は、タンク流路５２に接続されている。ポンプ流路５１およびタンク流路５２は、作動油タンク３８に接続されている。油圧ポンプ５６は、ポンプ流路５１に設けられている。第１給排ポートＺ１は、第１パイロット管路５３に接続されている。

第１パイロット圧制御弁４１Ａは、操作レバー４４の操作に応じて、出力状態と、排出状態とに切り換えられる。第１パイロット圧制御弁４１Ａは、出力状態では、第１ポンプポートＸ１と第１給排ポートＺ１とを連通させ、操作レバー４４の操作量に応じた圧力の作動油を第１給排ポートＺ１から第１パイロット管路５３に出力する。また、第１パイロット圧制御弁４１Ａは、排出状態では、第１タンクポートＹ１と第１給排ポートＺ１とを連通させる。

第２パイロット圧制御弁４１Ｂは、第２ポンプポートＸ２と、第２タンクポートＹ２と、第２給排ポートＺ２とを有している。第２ポンプポートＸ２は、ポンプ流路５１に接続されている。第２タンクポートＹ２は、タンク流路５２に接続されている。第２給排ポートＺ２は、第２パイロット管路５４に接続されている。

第２パイロット圧制御弁４１Ｂは、操作レバー４４の操作に応じて、出力状態と、排出状態とに切り換えられる。第２パイロット圧制御弁４１Ｂは、出力状態では、第２ポンプポートＸ２と第２給排ポートＺ２とを連通させ、操作レバー４４の操作量に応じた圧力の作動油を第２給排ポートＺ２から第２パイロット管路５４に出力する。また、第２パイロット圧制御弁４１Ｂは、排出状態では、第２タンクポートＹ２と第２給排ポートＺ２とを連通させる。

第１パイロット圧制御弁４１Ａと第２パイロット圧制御弁４１Ｂとは、対になっており、互いに反対向きの操作レバー４４の操作方向に対応している。たとえば、第１パイロット圧制御弁４１Ａが操作レバー４４の前方向への傾斜操作に対応し、第２パイロット圧制御弁４１Ｂが操作レバー４４の後方向への傾斜操作に対応している。第１パイロット圧制御弁４１Ａと第２パイロット圧制御弁４１Ｂとは、操作レバー４４の操作によって、択一的に選択される。第１パイロット圧制御弁４１Ａが出力状態であるとき、第２パイロット圧制御弁４１Ｂは排出状態となる。第１パイロット圧制御弁４１Ａが排出状態であるとき、第２パイロット圧制御弁４１Ｂは出力状態となる。

第１パイロット圧制御弁４１Ａは、メインバルブ５７の第１パイロットポートｐ１への作動油の供給および排出を制御する。第２パイロット圧制御弁４１Ｂは、メインバルブ５７の第２パイロットポートｐ２への作動油の供給および排出を制御する。操作レバー４４の操作に応じて、油圧シリンダ５８に対する作動油の供給および排出が制御され、油圧シリンダ５８の伸張と収縮とが制御される。これにより、操作レバー４４の操作に従って、作業機４の動作が制御される。

作動油タンク３８へ向けて流れる作動油の流路となるタンク流路５２には、オイルクーラ５９が設けられている。オイルクーラ５９は、図４に示す冷却ユニット６に含まれている。オイルクーラ５９は、第１パイロット圧制御弁４１Ａまたは第２パイロット圧制御弁４１Ｂから排出されて作動油タンク３８へ戻る作動油を冷却する。オイルクーラ５９はまた、メインバルブ５７から排出されて作動油タンク３８へ戻る作動油を冷却する。図６に示すように、オイルクーラ５９は、油圧シリンダ５８に供給される作動油を冷却する機能を有している。

図７は、還元剤タンク２０およびメインバルブ５７を側方から見た模式図である。図７に示すように、前カバー６０（図２，３）の下段ステップ板６４は、還元剤タンク２０を収容するタンクルーム９２の天井面を構成している。前カバー６０の上段ステップ板６６は、メインバルブ５７を収容するバルブルーム９７の天井面を構成している。

下段ステップ板６４は上段ステップ板６６よりも低い位置に配置されている。タンクルーム９２の天井面は、バルブルーム９７の天井面よりも低い。前カバー６０の立板６５は、上段ステップ板６６の前縁と下段ステップ板６４の後縁とを連結して、上下方向に延びている。立板６５は、タンクルーム９２の天井面とバルブルーム９７の天井面とを連結する連結板を構成している。

還元剤タンク２０は、タンク支持部２０ｓを介して、旋回フレーム３１上に搭載されている。メインバルブ５７は、バルブ支持部５７ｓを介して、旋回フレーム３１上に搭載されている。旋回フレーム３１上にはまた、平板状の基礎プレート部材７２が設けられている。基礎プレート部材７２は、旋回フレーム３１と平行に配置されて、旋回フレーム３１に固定されている。

車体の前後方向における還元剤タンク２０とメインバルブ５７との間には、支持柱７０が配置されている。支持柱７０は、上下方向に沿って延びている。支持柱７０の下端は、基礎プレート部材７２に固定されている。支持柱７０は、基礎プレート部材７２を介して、旋回フレーム３１上に搭載されている。

還元剤ポンプ２２を含むポンプモジュールは、車体の上下方向において、還元剤タンク２０に対して上方に配置されている。ポンプモジュールは、取付部７１に取り付けられている。取付部７１は、支持柱７０の上端に固定されている。ポンプモジュールは、支持柱７０により支持されている。ポンプモジュールは、支持柱７０を介して、旋回フレーム３１上に搭載されている。

仕切板８０は、還元剤タンク２０とメインバルブ５７との間に配置されており、タンクルーム９２とバルブルーム９７とを仕切っている。仕切板８０は、断熱効果を有している。仕切板８０は、還元剤タンク２０よりも後方に配置された熱源から還元剤タンク２０への熱伝達を抑制する機能を有している。なお、還元剤タンク２０よりも後方に配置された熱源には、エンジン７、作動油タンク３８、メインバルブ５７、および燃料タンク３６などが含まれている。

仕切板８０は、支持柱７０に対しバルブルーム９７側に配置されており、支持柱７０に沿って上下方向に延びている。仕切板８０は、前カバー６０の立板６５と略同一平面上に配置されている。仕切板８０は、立板６５に向かって上下方向に延びている。仕切板８０は、その上端が屈曲した屈曲部８１と、その下端が屈曲した屈曲部８２とを有している。屈曲部８１は、前カバー６０の下段ステップ板６４の後縁に対して隙間を空けて対向し、下段ステップ板６４の後方に配置されている。屈曲部８２は、旋回フレーム３１に対して隙間を空けて対向し、旋回フレーム３１の上方に配置されている。

仕切板８０と、前カバー６０または旋回フレーム３１との間の隙間には、スポンジなどの図示しない閉塞材が配置されている。閉塞材によって、仕切板８０と前カバー６０または旋回フレーム３１との間の隙間が塞がれており、これによりバルブルーム９７からタンクルーム９２への空気の流入が抑制されている。

仕切板８０は、ポンプモジュールを支持する支持柱７０に固定されている。図８は、仕切板８０の支持構造を示す模式図である。図８には、支持柱７０および仕切板８０を一体に固定した構造体を、バルブルーム９７側から見上げた状態が図示されている。

図８に示すように、仕切板８０は、ボルト８９を用いて支持柱７０に固定され、支持柱７０によって支持されている。薄板によって形成される仕切板８０の複数箇所に、仕切板８０を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔の周囲に固定されたナットにボルト８９を螺合することにより、仕切板８０は支持柱７０に取り付けられている。

仕切板８０は２つの部材により構成されており、２つの部材が別々に支持柱７０にボルト止めにより固定されている。これにより仕切板８０を形成するために必要な材料が低減されている。この構成に替えて、１つの板部材により仕切板８０を構成してもよく、この場合は、仕切板８０の支持柱７０への取付がより容易になる。

図９は、外装カバー６１を開放した状態を示す斜視図である。図９に示すように、外装カバー６１は、一対のヒンジ部６１Ｂを有している。外装カバー６１は、ヒンジ部６１Ｂによって、燃料タンク３６（図４）の前面近傍に開閉可能に取り付けられている。

図９に示す外装カバー６１を開放した状態では、タンクルーム９２およびバルブルーム９７の側面が開放されており、還元剤タンク２０および図９には図示しないメインバルブ５７が外部に露出している。作業者は、外装カバー６１を開放することにより、還元剤タンク２０およびメインバルブ５７に容易にアクセス可能である。そのため作業者は、外装カバー６１を開けて、たとえば還元剤タンク２０への還元剤の補給、メインバルブ５７のメンテナンスなどの作業を、容易に行なうことが可能とされている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の油圧ショベル１は、図４，７に示すように、作業機４に作動油を供給するメインバルブ５７と、エンジン７からの排気ガスを還元反応により処理する排気処理装置１４と、メインバルブ５７の前方に配置され、排気処理装置１４に供給される還元剤９０を蓄える還元剤タンク２０と、還元剤タンク２０とメインバルブ５７との間に配置された仕切板８０とを備えている。

メインバルブ５７を流れる作動油は、外気温よりも温度が高い。たとえば外気温４０℃のとき、作動油は１００℃程度まで温度上昇し得る。そのため、メインバルブ５７により加熱されたバルブルーム９７内の空気が流動することで対流熱伝達が発生し、またメインバルブ５７から直接電磁放射によって周囲の物体に放射熱伝達される。一方、還元剤タンク６０内に貯留される還元剤９０は、温度が高くなると劣化するため、還元剤９０への熱伝達を抑制し、還元剤９０の温度上昇を防止する必要がある。たとえば還元剤９０が尿素水の場合、タンクルーム４０内の温度を約６０℃以下に維持する必要がある。

還元剤タンク２０とメインバルブ５７との間に仕切板８０を配置することにより、メインバルブ５７から還元剤タンク２０への放射熱伝達を抑制でき、かつ、メインバルブ５７により加熱された空気が還元剤タンク２０の周辺へ流れ対流熱伝達が発生することを抑制できる。還元剤タンク２０への熱伝達を抑制できることにより、還元剤タンク２０内に蓄えられた還元剤９０の温度上昇による劣化を抑制することができる。したがって、還元剤９０を排気処理装置１４に供給して、排気処理装置１４において適切に排気ガスを処理することが可能になる。

また図４，７に示すように、仕切板８０は、還元剤タンク２０を収容するタンクルーム９２と、メインバルブ５７を収容するバルブルーム９７とを仕切っている。仕切板８０がタンクルーム９２とバルブルーム９７とを別々の空間として区切り、仕切板８０によってタンクルーム９２とバルブルーム９７とが隔てられている。仕切板８０は、タンクルーム９２とバルブルーム９７との間の隔壁を構成している。このように仕切板８０を構成することにより、メインバルブ５７から還元剤タンク２０への熱伝達をより確実に抑制することができる。

仕切板８０は、タンクルーム９２とバルブルーム９７との連通を低減して還元剤タンク２０への対流熱伝達を抑制できるように、還元剤タンク２０の後方かつメインバルブ５７の前方の空間の全体に亘って配置されるのが好ましい。他方、仕切板８０は少なくとも、還元剤タンク２０の設置位置からメインバルブ５７の設置位置を見た場合に、メインバルブ５７が仕切板８０により遮られてメインバルブ５７が見えないような、形状および寸法を有している。このようにすれば、メインバルブ５７から還元剤タンク２０への放射熱伝達を抑制できるため、還元剤タンク２０への熱伝達を低減できる効果が奏される。

仕切板８０が前カバー６０または旋回フレーム３１から離れており、仕切板８０が前カバー６０または旋回フレーム３１に対して隙間を隔てて配置されている場合には、当該隙間を閉塞させてタンクルーム９２とバルブルーム９７との連通をより低減するための閉塞材が設けられるのが好ましい。この閉塞材は、弾性変形可能であって、仕切板８０と前カバー６０または旋回フレーム３１との間の隙間に充填されたとき仕切板８０と前カバー６０または旋回フレーム３１との両方に密着可能であれば、より好ましい。閉塞材は、たとえばスポンジ状のゴム製または樹脂製の部材であってもよい。

また図４に示すように、タンクルーム９２を規定する壁部のうち、仕切板８０のみが、メインバルブ５７と還元剤タンク２０との間に介在している。仕切板８０は還元剤タンク２０に対し後方に配置されており、還元剤タンク２０の前方および側方には、メインバルブ５７その他の発熱する機器は配置されていない。タンクルーム９２の前方および側方の壁部は、油圧ショベル１の上部旋回体３の外部に露出しており、外気に触れている。

還元剤９０を加熱し得る熱源を、還元剤タンク２０に対し後方のみに配置し、還元剤タンク２０と熱源との間に仕切板８０が配置されている構成とすることにより、還元剤タンク２０への熱伝達を効果的に抑制できる。加えて、タンクルーム９２を外気に接するように設けることにより、還元剤タンク２０からの放熱を促進できる。したがって、還元剤タンク２０内に蓄えられた還元剤９０の劣化を、より確実に抑制することができる。

また図４に示すように、還元剤タンク２０は、タンクルーム９２内の前方の、平面視におけるタンクルーム９２の角部に配置されている。このようにすれば、タンクルーム９２の後壁を構成している仕切板８０から離れた位置に還元剤タンク２０が配置されるので、還元剤タンク２０をメインバルブ５７からより遠ざけて、メインバルブ５７から還元剤タンク２０への熱伝達をさらに抑制することができる。また、タンクルーム９２を規定する壁部により近い位置に還元剤タンク２０が配置されるので、還元剤タンク２０から外気への放熱をさらに促進することができる。

また図２に示すように、タンクルーム９２を規定する壁部のうち、左側方の壁部を構成している左側面板６２に、通気口６９が形成されている。通気口６９により、タンクルーム９２の内部と外部とが連通されている。通気口６９は、タンクルーム９２の内外を連通する連通孔を構成している。このようにすれば、通気口６９を介してタンクルーム９２内に外気が流入し、またタンクルーム９２内の空気が外部へ流出できるので、還元剤タンク２０から外気への放熱をさらに促進することができる。

左側面板６２に替えて、またはこれに加えて、前カバー６０の前端板６３および／または外装カバー６１に、タンクルーム９２の内外を連通する連通孔が形成されていてもよい。連通孔は、タンクルーム９２の前方および側方の少なくともいずれか一方の壁部に形成されていればよい。外気に曝されている壁部に連通孔を形成すれば、熱源により加熱されていないフレッシュな外気をタンクルーム９２内に導入でき、還元剤９０の温度上昇をより確実に抑制できるので好ましい。

複数の連通孔を形成すれば、タンクルーム９２を経由する空気の流通をさらに促進できるので好ましい。この場合複数の連通孔は、タンクルーム９２を規定する壁部のうち、異なる壁部に形成されるのが、より好ましい。たとえば、前カバー６０の前端板６３と左側面板６２とに連通孔を形成してもよく、外装カバー６１と左側面板６２とに連通孔を形成してもよい。

また図３に示すように、油圧ショベル１は、車体の側面の一部を構成する開閉可能な外装カバー６１をさらに備えている。外装カバー６１は、閉じた状態で、タンクルーム９２の側方の壁部を構成している。図９に示すように、外装カバー６１を開放することにより、還元剤タンク２０およびメインバルブ５７にアクセス可能である。このようにすれば、還元剤タンク２０およびメインバルブ５７のメンテナンス作業を容易に行なうことができる。たとえば、還元剤タンク２０に還元剤９０を補給するための補給口を、外装カバー６１を開放することで外部に露出する位置に設ければ、還元剤９０を容易に補給することが可能になる。

また図７に示すように、タンクルーム９２の天井面を構成している下段ステップ板６４は、バルブルーム９７の天井面を構成している上段ステップ板６６よりも低く配置されている。油圧ショベル１の前カバー６０は、立板６５をさらに備えている。立板６５は、下段ステップ板６４の後縁と上段ステップ板６６の前縁とを連結する連結板を構成している。立板６５は、上下方向に延びている。仕切板８０は、立板６５に向かって延びている。

還元剤タンク２０とメインバルブ５７との間に配置されるべき仕切板８０を、旋回フレーム３１と上段ステップ板６６との間の空間内に配置すると、上段ステップ板６６が高い位置にあるため、仕切板８０の面積が増大する。本実施の形態のように立板６５に向かって延びるように仕切板８０を配置するか、または、旋回フレーム３１と下段ステップ板６４との間の空間内に仕切板８０を配置すれば、より面積の小さい仕切板８０を用いることができるので、仕切板８０に係るコストを低減することができる。

また図７に示すように、油圧ショベル１は、還元剤を移送する還元剤ポンプ２２を含むポンプモジュールと、ポンプモジュールを支持する支持柱７０とをさらに備えている。仕切板８０は、支持柱７０に固定されている。このようにすれば、仕切板８０を支持および固定するための支持構造を特別に設ける必要なく、簡単な構成で仕切板８０を取り付けることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 油圧ショベル、４ 作業機、７ エンジン、１２，１４ 排気処理装置、１３ 中継接続管、１６ ラジエータ、１７，１８ 冷却水配管、１９ 冷却水ポンプ、２０ 還元剤タンク、２０ｓ タンク支持部、２１ 送り配管、２２ 還元剤ポンプ、２３ 戻し配管、２５ 圧送配管、２８ 噴射ノズル、３１ 旋回フレーム、３６ 燃料タンク、３６Ａ，３８Ａ タンクカバー、３８ 作動油タンク、４０ 熱交換器、５７ メインバルブ、５７ｓ バルブ支持部、５８ 油圧シリンダ、６０ 前カバー、６１ 外装カバー、６１Ａ 把手、６１Ｂ ヒンジ部、６２ 左側面板、６３ 前端板、６４ 下段ステップ板、６５，６７ 立板、６６ 上段ステップ板、６８ 天井板、６９ 通気口、７０ 支持柱、７１ 取付部、７２ 基礎プレート部材、８０ 仕切板、８１，８２ 屈曲部、８９ ボルト、９０ 還元剤、９２ タンクルーム、９７ バルブルーム。

メインバルブ５７を流れる作動油は、外気温よりも温度が高い。たとえば外気温４０℃のとき、作動油は１００℃程度まで温度上昇し得る。そのため、メインバルブ５７により加熱されたバルブルーム９７内の空気が流動することで対流熱伝達が発生し、またメインバルブ５７から直接電磁放射によって周囲の物体に放射熱伝達される。一方、還元剤タンク２０内に貯留される還元剤９０は、温度が高くなると劣化するため、還元剤９０への熱伝達を抑制し、還元剤９０の温度上昇を防止する必要がある。たとえば還元剤９０が尿素水の場合、タンクルーム９２内の温度を約６０℃以下に維持する必要がある。

Claims (8)

1. 作業機と、
   エンジンと、
   前記作業機に作動油を供給するメインバルブと、
   前記エンジンからの排気ガスを還元反応により処理する排気処理装置と、
   前記メインバルブの前方に配置され、前記排気処理装置に供給される還元剤を蓄える還元剤タンクと、
   前記還元剤タンクと前記メインバルブとの間に配置された仕切板とを備える、油圧ショベル。
2. 前記仕切板は、前記還元剤タンクを収容するタンクルームと前記メインバルブを収容するバルブルームとを仕切る、請求項１に記載の油圧ショベル。
3. 前記タンクルームを規定する壁部のうち、前記仕切板のみが、前記メインバルブと前記還元剤タンクとの間に介在する、請求項２に記載の油圧ショベル。
4. 前記還元剤タンクは、前記タンクルーム内の前方の、平面視における前記タンクルームの角部に配置されている、請求項２または３に記載の油圧ショベル。
5. 前記タンクルームを規定する壁部のうち、前方および側方の少なくともいずれか一方の前記壁部に、前記タンクルームの内外を連通する連通孔が形成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の油圧ショベル。
6. 車体の側面の一部を構成する開閉可能な外装カバーをさらに備え、
   前記外装カバーは、閉じた状態で、前記タンクルームの側方の壁部を構成し、
   前記外装カバーを開放することにより、前記還元剤タンクおよび前記メインバルブにアクセス可能である、請求項２〜５のいずれか１項に記載の油圧ショベル。
7. 前記タンクルームの天井面は、前記バルブルームの天井面よりも低く、
   前記タンクルームの天井面の後縁と前記バルブルームの天井面の前縁とを連結して上下方向に延びる連結板をさらに備え、
   前記仕切板は、前記連結板に向かって延びている、請求項２〜６のいずれか１項に記載の油圧ショベル。
8. 前記還元剤を移送するポンプを含むポンプモジュールと、
   前記ポンプモジュールを支持する支持柱とをさらに備え、
   前記仕切板は、前記支持柱に固定されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の油圧ショベル。

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