JPWO2016163300A1

JPWO2016163300A1 - ダンプトラック

Info

Publication number: JPWO2016163300A1
Application number: JP2016535200A
Authority: JP
Inventors: 貴夢金山; 悠喜石川
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: CA2934750C; US9777616B1; CA2934750A1; JP6069595B1; CN106029421A; CN106029421B; US20170284274A1; WO2016163300A1

Abstract

ダンプトラックは、車体の走行方向前方に配置される冷却ファン（９Ａ）と、冷却ファン（９Ａ）の後方に配置されるエンジン（７）と、冷却ファン（９Ａ）およびエンジン（７）の上方を覆うプラットホーム（８）と、エンジン（７）の後方で、かつプラットホーム（８）の上方に配置される排気ガス後処理装置（１１）と、排気ガス後処理装置（１１）の前方に、プラットホーム（８）の上面および下面を連通する開口部（１２Ａ）と、プラットホーム（８）の下面に設けられ、基端側開口部が開口部（１２Ａ）に接続され、先端側開口部（２１Ａ）が冷却ファン（９Ａ）に向いたダクト（２１、２２）とを備えている。

Description

本発明は、ダンプトラックに関する。

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関からの排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を専用のフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）にて捕捉することが知られている。ディーゼルエンジンを搭載した作業車両、例えばダンプトラックやホイールローダには、排気ガス規制を遵守する必要性から、ＤＰＦを備えた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、エンジンからの排気経路の途中に設けられている（例えば特許文献１参照）。

鉱山等の不整地やぬかるんだ軟弱地などを走行する作業車両では、排気ガス後処理装置を車両の下側に配置してしまうと、走行中に跳ね上げられた小石等があたったり、車両が排気ガス処理装置とともにぬかるみに沈み込んだりして排気ガス後処理装置が損傷するおそれがある。このため、ダンプトラックにおいては、排気ガス後処理装置を、エンジンを覆うプラットホーム上に搭載している。例えば、特許文献１のダンプトラックでは、プラットホームの下にエンジンを配置し、エンジンの後方、かつプラットホーム上に排気ガス後処理装置を配置した構成が開示されている。

国際公開２０１５／１２５３７４号

ところで、ＤＰＦ等の排気ガス後処理装置は、フィルタが目詰まりする前に再生処理をしなければならず、排気ガス後処理装置には、再生処理が必要であるか否かを検知するために、排気ガス後処理装置の吸気口と排気口の差圧を測定する差圧センサや、ＤＰＦの温度測定を行う温度センサが設けられている。
差圧センサおよび温度センサは、排気ガス後処理装置の近傍に設けられ、高温になると故障してしまうため、冷却する必要がある。このため、差圧センサおよび温度センサが設けられた排気ガス後処理装置を効率的に冷却する構造が要望されている。
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術には、排気ガス後処理装置に設けられた差圧センサを冷却する冷却空気の流れについては開示されていない。

本発明の目的は、排気ガス後処理装置を効率的に冷却して、センサ等が故障することを防止できるダンプトラックを提供することにある。

本発明のダンプトラックは、車体の走行方向前方に配置される冷却ファンと、前記冷却ファンの後方に配置されるエンジンと、前記冷却ファンおよび前記エンジンの上方を覆うプラットホームと、前記エンジンの後方で、かつ前記プラットホームの上方に配置される排気ガス後処理装置と、前記排気ガス後処理装置の前方に、前記プラットホームの上面および下面を連通する開口部と、前記プラットホームの下面に設けられ、基端側開口部が前記開口部に接続され、先端側開口部が前記冷却ファンに向いたダクトとを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、基端側開口部がプラットホームの上面および下面を連通する開口部に接続され、先端側開口部が冷却ファンの送風面に臨むダクトを備えていることにより、冷却ファンの冷却風を、ダクトを介して排気ガス後処理装置に導くことができるため、排気ガス後処理装置を効率的に冷却して、センサ等の故障を防止することができる。
また、エンジンと排気ガス後処理装置がプラットホームで上下に区画されるので、エンジンの熱によって、排気ガス後処理装置が加熱されることを防止でき、センサ等の故障を一層確実に防止できる。

本発明では、前記開口部および前記排気ガス後処理装置を覆うカバーが設けられ、前記カバーの前記排気ガス後処理装置の後方の側面には、排気口が形成されているのが好ましい。
本発明では、前記開口部および前記排気ガス後処理装置の間には、前記プラットホームから上方に立ち上がる仕切り板が設けられているのが好ましい。
本発明では、前記排気ガス後処理装置は、長手方向が走行方向に沿って配置されているのが好ましい。
本発明では、前記ダクトの先端側開口部は、前記冷却ファンの上部の回転接線方向に対して傾斜しているのが好ましい。

本発明の実施形態に係るダンプトラックを表す側面図。前記実施形態におけるダンプトラックを表す斜視図。前記実施形態における排気ガス後処理装置を表す斜め下方から見た斜視図。前記実施形態における排気ガス後処理装置の冷却構造を表す幅方向空見た側面図。前記実施形態における排気ガス後処理装置の冷却構造を表す上視点から見た平面図。前記実施形態における排気ガス後処理装置の冷却構造を表す走行方向から見た正面図。前記実施形態における図６の部分拡大図。前記実施形態における俯瞰状態から見た部分拡大図。

［１］ダンプトラック１の全体構成
図１および図２には、本発明の実施形態に係るダンプトラック１が示されている。図１は、走行方向に直交する幅方向からみた側面図であり、図２は、俯瞰した状態から見た斜視図である。
なお、各図に示す本実施形態でのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にある。さらに、説明の便宜上本実施形態では、図１を基準として、ダンプトラック１の走行方向がＸ軸の矢印方向で、車幅方向の左から右に向かう方向がＹ軸の矢印方向で、垂直上方向がＺ軸の矢印方向とする。また、以下の実施形態では、走行方向を「前」、他方を「後」、車幅方向の右方向を「右」、他方を「左」と呼ぶことがある。

ダンプトラック１は、鉱山等の採掘現場で土砂等の積載物を搬送する建設車両であり、シャーシ２と、ダンプボディ３とを備える。
シャーシ２は、車幅方向の両端と、走行方向に配置される４本のタイヤ４に、懸架装置を介して支持されている。
シャーシ２は、フレーム５を有し、フレーム５は、フレーム５の幅方向端部に沿って延びる一対のサイドメンバ５Ａと、車幅方向に沿って延び、一対のサイドメンバ５Ａ同士を連結する複数のクロスメンバ５Ｂ（図４参照）とを備える。
シャーシ２には、後方側にダンプボディ３が図示しないヒンジを介して起伏可能に取り付けられ、シャーシ２の左前方上方には、運転席としてのキャブ６が設けられている。

ダンプボディ３は、図２に示されるように、矩形状の積荷空間を有し、ヒンジを回転軸として、シャーシ２に回転可能に設けられている。ダンプボディ３は、シャーシ２の後部に設けられたホイストシリンダ３Ｂを伸縮させることにより、シャーシ２に対して起伏し、土砂等の積載物を排土する。
キャブ６は、図２に示されるように、操縦者が乗車してダンプトラック１を操縦する運転席として機能し、操縦者は、ダンプトラック１の前方に設けられたラダー６Ａを昇降することにより、キャブ６に乗車したり、降車することができる。

シャーシ２のフレーム５には、図１に示されるように、エンジン７が搭載され、エンジン７の上部は、プラットホーム８で覆われている。
また、エンジン７の前方には、冷却装置９が配置される。冷却装置９は、車体前方に配置されるラジエータと、ラジエータの後方に配置される冷却ファン９Ａ（図４参照）とを備え、冷却ファン９Ａが外気を取り込むことにより、ラジエータで冷却水が放熱され、エンジン７に冷却水が供給される。
キャブ６の右側方に配置されるプラットホーム８の右側端部の上部には、エアクリーナ１０が設けられている。エアクリーナ１０の車幅方向内側には、カバー１６内に、図４に示されるように、排気ガス後処理装置としてのＤＰＦ浄化装置１１が収容される。
ＤＰＦ浄化装置１１は、エンジン７からエアクリーナ１０までの途中に設けられ、エンジン７から排出される排気ガス中のＰＭを除去するために設けられている。

ＤＰＦ浄化装置１１は、フィルタおよび酸化触媒を備え、フィルタにより排気ガス中のＰＭを捕捉するとともに、酸化触媒により排気ガス中のＮＯｘのうち、ＮＯを酸化して、ＮＯ_２を増加させる。
ＤＰＦ浄化装置１１は、図３に示されるように、プラットホーム８上に設けられた底板１２上に配置されている。底板１２のＤＰＦ浄化装置１１の前方には、プラットホーム８の上面および下面を連通させ、プラットホーム８の下方を流れる冷却空気を取り込む開口部１２Ａが形成されている。

底板１２は、図４に示されるように、フレーム５を構成するサイドメンバ５Ａ間に架設され、車幅方向に沿って延びるクロスメンバ５Ｂに支持される。
ＤＰＦ浄化装置１１には、エアクリーナ１０に接続された吸気側パイプ１３と、図示しない排気筒に接続される排気側パイプ１４が接続される。ＤＰＦ浄化装置１１の上部には、吸気側パイプ１３から吸気されるガスと、排気側パイプ１４から排気されるガスの差圧を検出する差圧センサや、ＤＰＦ浄化装置１１の温度を検出する温度センサが収容されたセンサユニット１５が設けられている。

センサユニット１５で検出された差圧、温度は、図示を略したが、エンジン７を制御するエンジンコントローラに電気信号として出力される。エンジンコントローラは、差圧センサにより、吸気側パイプ１３が接続される吸気口と、排気側パイプ１４が接続される排気口と間の差圧が一定程度の値以上となったら、フィルタに目詰まりが生じたと判定し、図示しない排気経路中に設けられた燃料インジェクタに、ＤＰＦ浄化装置１１に軽油等の燃料を噴射させる制御信号を出力する。
燃料インジェクタからＤＰＦ浄化装置１１に燃料が噴射されると、排気中温度により燃料が燃焼し、フィルタに捕捉されたＰＭが燃焼し、ＤＰＦ浄化装置１１の再生処理が行われ、目詰まりが解消する。なお、ＤＰＦ浄化装置１１の再生処理は、ダンプトラック１の停止状態で行われる。また、ＤＰＦ浄化装置１１の再生処理には、ダンプトラック１の走行中でも、所定の時間が経過した場合に、実行する時間管理再生処理がある。

［２］ＤＰＦ浄化装置１１の冷却構造２０
次に、ＤＰＦ浄化装置１１の冷却構造２０について説明する。図４から図８には、本実施形態に係るＤＰＦ浄化装置１１の冷却構造２０が示されている。図４は、車幅方向から見た側面図であり、図５は、上視点から見た平面図であり、図６は、走行方向前方から見た正面図であり、図７は、図６の正面図の部分拡大図であり、図８は、俯瞰した状態から見た斜視図である。

ＤＰＦ浄化装置１１は、図４および図５に示されるように、カバー１６によって覆われており、ダンプトラック１の走行方向を長手方向として配置される。
ＤＰＦ浄化装置１１を冷却する冷却空気は、プラットホーム８の上面および下面を連通させ、底板１２に形成された開口部１２Ａから取り込まれ、カバー１６の内部のＤＰＦ浄化装置１１を冷却し、冷却後の空気は、カバー１６のＤＰＦ浄化装置１１の後方側側面となる背面に形成された排気口としてのルーバー１６Ａから外部に排出される。
これにより、カバー１６内の冷却空気が、ＤＰＦ浄化装置１１の外周面の長手方向に沿って流れ、背面のルーバー１６Ａから排出されるため、ＤＰＦ浄化装置１１を効率的に冷却することができる上、ＤＰＦ浄化装置１１の上部外周に設けられたセンサユニット１５も効率的に冷却することができる。

ＤＰＦ浄化装置１１の冷却構造２０は、冷却ファン９Ａから送風される冷却空気を取り込んで、ＤＰＦ浄化装置１１を冷却する。この冷却構造２０は、図４および図８に示されるように、第１ダクト２１と、第２ダクト２２と、仕切り板２３とを備える。
第１ダクト２１は、図６および図７に示されるように、断面矩形状の流路を有し、エンジン７の上方で、プラットホーム８の下面に取り付けられている。第１ダクト２１の走行方向先端は、エンジン７の先端よりも後方の位置に配置され、先端側開口部２１Ａ（図４参照）は、冷却ファン９Ａの送風面に向いている。
これにより、冷却ファン９Ａから送風される冷却空気は、直接第１ダクト２１に取り込まれるため、冷却空気がエンジン７によって加熱されることなく、第１ダクト２１内に取り込まれ、冷却効率を向上させることができる。

第１ダクト２１の側面は、図４に示されるように、走行方向先端から基端に向かってしだいに高さ寸法が小さくなっていて、第１ダクト２１の基端側開口部２１Ｂは、第２ダクト２２の先端に接続される。
これにより、第１ダクト２１の開口面積が先端から基端に向かって、しだいに小さくなるため、取り込んだ冷却空気の流速を、第１ダクト２１内で増加させることができ、冷却効率を向上させることができる。

また、第１ダクト２１の平面形状は、図５および図８に示されるように、冷却ファン９Ａから遠い幅方向端部（車幅方向左側端部）の先端が、冷却ファン９Ａに近い幅方向端部（車幅方向右側端部）の先端よりも、冷却ファン９Ａに前方に突出しており、第１ダクト２１の先端側開口部２１Ａが、冷却ファン９Ａの上部の回転接線方向（−Ｙ軸方向）に対して、傾斜している。
冷却ファン９Ａがダンプトラック１の前方から見て、時計回りの回転方向であるため、第１ダクト２１の先端側開口部２１Ａが、冷却ファン９Ａの上部の回転接線方向（−Ｙ軸方向）に対して傾斜することにより、先端側開口部２１Ａは、冷却ファン９Ａからの冷却風の回転接線方向成分も取り込むことができ、冷却効率が向上する。

第２ダクト２２は、図４に示されるように、先端が走行方向に向かって開口し、基端が水平方向に開口する側面視Ｌ字形状をなし、先端側開口部が第１ダクト２１の基端側開口部２１Ｂに接続され、基端側開口部が底板１２に形成された開口部１２Ａに接続される。
第１ダクト２１で取り込まれ、ダンプトラック１の走行方向に沿って流れる冷却空気は、第２ダクト２２で上方に曲折され、カバー１６内に流れ込む。
これにより、第１ダクト２１で取り込まれた冷却空気は、第２ダクト２２を介して、開口部１２Ａからカバー１６内に供給され、ＤＰＦ浄化装置１１を効率的に冷却することができる。

仕切り板２３は、図５および図７に示されるように、ＤＰＦ浄化装置１１と底板１２の開口部１２Ａの間に底板１２から上方に立ち上がるように設けられる。仕切り板２３は、底板１２から斜め後方に立ち上がり、開口部１２Ａから取り込まれた冷却空気を、カバー１６の上部に案内する。
また、仕切り板２３の左右方向端部（ダンプトラック１のＹ軸方向端部）は、図５および図８に示されるように、Ｌ字状に折り曲げられ、仕切り板２３で案内する冷却空気を側方に逃さないような構造とされている。
さらに、図６および図７に示されるように、仕切り板２３は、左上斜め方向（ダンプトラック１のＹ軸＋方向）に傾斜して立ち上がっていて、ＤＰＦ浄化装置１１の左上に設けられたセンサユニット１５に向けて、冷却空気が案内される。
これらにより、開口部１２Ａから取り込まれた冷却空気は、仕切り板２３によってカバー１６内の上部に案内されるため、ＤＰＦ浄化装置１１の上部、特にセンサユニット１５に冷却空気を流すことができるため、センサユニット１５を効率的に冷却して、ＤＰＦ浄化装置１１で発生した熱によって、センサユニット１５に損傷が生じることを防止することができる。

［３］実施形態の効果
このような本実施形態によれば、第２ダクト２２の基端側開口部がプラットホーム８に配置される底板１２の開口部１２Ａに接続され、第１ダクト２１の先端側開口部２１Ａが冷却ファン９Ａの送風面に臨んでいることにより、冷却ファン９Ａの冷却風を、第１ダクト２１および第２ダクト２２を介して、ＤＰＦ浄化装置１１に導くことができるため、ＤＰＦ浄化装置１１を効率的に冷却して、センサユニット１５の故障を防止することができる。
また、エンジン７とＤＰＦ浄化装置１１がプラットホーム８で上下に区画されるので、エンジン７の熱によって、ＤＰＦ浄化装置１１が加熱されることを防止でき、センサユニット１５の故障を一層確実に防止できる。

［４］実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、冷却構造２０は、第１ダクト２１、第２ダクト２２、および仕切り板２３で構成されていたが、本発明はこれに限られない。第１ダクト２１および第２ダクト２２を一体的に構成してもよい。

また、前記実施形態では、ＤＰＦ浄化装置１１を冷却する冷却構造２０と説明していたが、本発明はこれに限られない。尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムを排気ガス後処理装置として搭載したダンプトラックに、本発明を適用してもよい。
その他、本発明の具体的な構造および形状等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

１…ダンプトラック、２…シャーシ、３…ダンプボディ、３Ｂ…ホイストシリンダ、４…タイヤ、５…フレーム、５Ａ…サイドメンバ、５Ｂ…クロスメンバ、６…キャブ、６Ａ…ラダー、７…エンジン、８…プラットホーム、９…冷却装置、９Ａ…冷却ファン、１０…エアクリーナ、１１…ＤＰＦ浄化装置、１２…底板、１２Ａ…開口部、１３…吸気側パイプ、１４…排気側パイプ、１５…センサユニット、１６…カバー、１６Ａ…ルーバー、２０…冷却構造、２１…第１ダクト、２１Ａ…先端側開口部、２１Ｂ…基端側開口部、２２…第２ダクト、２３…仕切り板。

Claims

車体の走行方向前方に配置される冷却ファンと、
前記冷却ファンの後方に配置されるエンジンと、
前記冷却ファンおよび前記エンジンの上方を覆うプラットホームと、
前記エンジンの後方で、かつ前記プラットホームの上方に配置される排気ガス後処理装置と、
前記排気ガス後処理装置の前方に、前記プラットホームの上面および下面を連通する開口部と、
前記プラットホームの下面に設けられ、基端側開口部が前記開口部に接続され、先端側開口部が前記冷却ファンに向いたダクトとを備えていることを特徴とするダンプトラック。
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記開口部および前記排気ガス後処理装置を覆うカバーが設けられ、
前記カバーの前記排気ガス後処理装置の後方の側面には、排気口が形成されていることを特徴とするダンプトラック。
請求項１または請求項２に記載のダンプトラックにおいて、
前記開口部および前記排気ガス後処理装置の間には、前記プラットホームから上方に立ち上がる仕切り板が設けられていることを特徴とするダンプトラック。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のダンプトラックにおいて、
前記排気ガス後処理装置は、長手方向が走行方向に沿って配置されていることを特徴とするダンプトラック。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のダンプトラックにおいて、
前記ダクトの先端側開口部は、前記冷却ファンの上部の回転接線方向に対して傾斜していることを特徴とするダンプトラック。