WO2015163489A1 - 作業車両 - Google Patents

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WO2015163489A1
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重人 藤江
晃大 福澤
利浩 松沼
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株式会社小松製作所
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K13/00—Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units
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    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F01N2590/08—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for heavy duty applications, e.g. trucks, buses, tractors, locomotives

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a large wheel loader. In such a large wheel loader, a recess is formed inside the counterweight, and an exhaust gas aftertreatment device is accommodated in the recess.
  • An object of the present invention is to provide a work vehicle in which an exhaust gas aftertreatment device can be reliably arranged without impairing the maintainability of the exhaust gas aftertreatment device.
  • a work vehicle is a work vehicle including an exhaust gas purifying device, and includes an engine room in which an engine is accommodated, a floor frame that covers a front upper portion of the engine room and is provided on a rear body frame. And an operator seat provided above the floor frame, wherein the exhaust gas purification device is disposed in the engine room below the operator seat with the longitudinal direction being the vehicle width direction, The front surface portion is provided with an inspection window accessible from the outside to the exhaust gas purification device.
  • the exhaust gas purification device is maintained from the inspection window without removing the floor frame.
  • the maintainability of the exhaust gas purification device is good.
  • the exhaust gas purification device is disposed in the engine room with the longitudinal direction as the vehicle width direction, the exhaust gas purification device can be reliably disposed by effectively utilizing the space in the engine room.
  • a sensor is provided at a position facing the inspection window of the exhaust gas purification device.
  • the exhaust gas purification device is provided at a height such that a lower end thereof is located above an upper end of the rear body frame.
  • a cooling air flow path is formed between the exhaust gas purification device and the floor frame in the engine room from the front to the rear.
  • the front / rear / left / right / up / down directions refer to the front / rear / left / right / up / down directions in a state where the operator seated on the operator seat 12 in the cab 5 of the wheel loader 1 faces the front.
  • the left-right direction is the same as the vehicle width direction of the wheel loader 1.
  • the wheel loader 1 shown in FIG. 1 includes a front vehicle body 2A on the front side of the vehicle and a rear vehicle body 2B on the rear side of the vehicle, and the articulated pin through which the front vehicle body 2A and the rear vehicle body 2B are inserted in the vertical direction. It is connected so that it can be bent around 2C.
  • the front vehicle body 2A has a front vehicle body frame 15 constituting a basic skeleton, and a bucket 3 for excavation and loading is disposed in front of the front vehicle body frame 15 with a boom, a bell crank, a connecting link, a boom cylinder, It is attached via a work machine drive mechanism 4 such as a bucket cylinder.
  • the rear vehicle body 2B has a rear vehicle body frame 11 constituting a basic skeleton.
  • the rear body frame 11 has a pair of thick steel plates facing in the left-right direction and a plurality of connecting members that connect them, and the plate-like member provided at the foremost end of the connecting members includes The articulate pin 2C is inserted and the front body frame 15 is connected. Further, as shown in FIG. 2, a floor 5A of the cab 5 and a steel-made floor frame 20 as a pedestal for the operator seat 12 are fixed to the upper portion of the rear body frame 11 in order from the front. A counterweight 7 is attached to the rear end portion of the vehicle body frame 11. A space surrounded by the floor frame 20, the engine hood 14, the counterweight 7, and the rear body frame 11 constitutes the engine room 6.
  • an engine room 6 includes, in order from the front, a diesel particulate filter device (hereinafter abbreviated as “filter device”) 8 as an exhaust gas aftertreatment device, an engine 9 that is a diesel engine, and cooling.
  • the unit 10 is accommodated.
  • the engine 9 and the cooling unit 10 are mounted on a bracket or the like provided on the opposing surface of the rear body frame 11.
  • the engine room 6 is supplied with an exhaust gas recirculation device that reintakes a part of the exhaust gas into the engine 9 and hydraulic oil that is driven by the engine 9 and is pressurized to the cylinder of the work machine drive mechanism 4. Contains a hydraulic pump.
  • the filter device 8 is formed in a cylindrical shape and is attached to the upper side of the front side of the engine 9 so that the longitudinal direction (axial direction) is along the vehicle width direction.
  • the filter device 8 attached in this way is disposed between the seat surface 12A of the operator seat 12 and the floor 5A of the cab 5, and its lower end is located above the upper end 11A of the rear body frame 11. Yes.
  • a cylindrical filter (not shown) is accommodated in the case of the filter device 8.
  • the filter collects particulate matter in the passing exhaust gas.
  • the exhaust gas in which the particulate matter is collected by the filter is discharged through the exhaust pipe 13 to the lower rear side of the vehicle body.
  • a temperature sensor 31 and differential pressure sensors 32 and 32 are provided on the front surface of the filter device 8.
  • the temperature sensor 31 is provided at a position facing the inlet of the filter device 8 and detects the temperature of the inflowing exhaust gas.
  • the differential pressure sensors 32, 32 are provided on the upstream side and the downstream side of the filter, and detect the differential pressure generated before and after the filter.
  • the cooling unit 10 includes a cooling fan 10A driven by the engine 9, a radiator 10B, and the like.
  • the air outside the vehicle is introduced by the rotation of the cooling fan 10A and passes through the engine room 6 as cooling air.
  • the flow path of the cooling air will be described later.
  • the floor frame 20 is formed in a box shape that opens downward and rearward, and is connected to the front surface portion 21 that is disposed substantially vertically and the upper end of the front surface portion 21, and the front surface portion 21. And a pair of side surface portions 23 connected to both left and right ends of the upper surface portion 22 and extending substantially vertically.
  • the front portion 21 of the floor frame 20 constitutes the front wall of the engine room 6, and the lower end extends to the floor 5 ⁇ / b> A of the cab 5.
  • the upper surface portion 22 constitutes the front half of the ceiling of the engine room 6, and the side surface portion 23 constitutes the front half of the side wall of the engine room 6.
  • a heat insulating material 25 is attached to the inner surfaces of the front surface portion 21, the upper surface portion 22, and the side surface portion 23 of the floor frame 20. The heat insulating material 25 prevents heat in the engine room 6 from being transmitted to the operator seat 12 via the floor frame 20.
  • the floor frame 20 is bolted to a bracket provided on the upper part of the rear body frame 11 and the floor 5A of the cab 5, and as shown in FIG. 3, the floor frame 20 is attached to the floor 5A of the rear body frame 11 and the cab 5. On the other hand, it is detachable. When the floor frame 20 is removed, the entire filter device 8 and the front portion of the engine 9 are exposed, so that the filter device 8 can be detached and the front portion of the engine 9 can be maintained from above.
  • the floor frame 20 is configured to have a size that can pass through the doorway 5B (see FIG. 1) of the cab 5 when the operator seat 12 is removed.
  • a rectangular front inspection window 21A penetrating in the front-rear direction is formed on the front surface portion 21 of the floor frame 20, and the front inspection window 21A is covered with a removable cover 24.
  • a rectangular upper inspection window 22A penetrating in the vertical direction is formed on the upper surface portion 22 of the floor frame 20, and the upper inspection window 22A is closed by the seat surface 12A of the operator seat 12. It is peeling off.
  • the front inspection window 21 ⁇ / b> A and the upper inspection window 22 ⁇ / b> A are both provided at positions accessible to the filter device 8 in the engine room 6.
  • the temperature sensor 31 and the differential pressure sensors 32 and 32 are provided at positions facing the front inspection window 21 ⁇ / b> A. Therefore, when the lid 24 is removed, these sensors are exposed. . For this reason, the operator can perform maintenance of the temperature sensor 31 and the differential pressure sensors 32, 32 from the front inspection window 21A without removing the floor frame 20.
  • thermosensor 31 and the differential pressure sensors 32 and 32 only need to be provided at positions accessible from the front inspection window 21A or the upper inspection window 22A, and are opposed to the front inspection window 21A or the upper inspection window 22A. Sensors that are not provided in may be included.
  • the cooling air whose flow direction is changed to the backward direction flows from the front to the rear through the gap between the upper surface portion 22 of the floor frame 20 and the engine 9. This prevents the seat surface 12A of the operator seat 12 provided on the upper surface of the upper surface portion 22 from becoming hot.
  • the cooling air that has passed between the upper surface portion 22 and the engine 9 passes through the cooling fan 10 ⁇ / b> A and the radiator 10 ⁇ / b> B, and is discharged out of the vehicle through a plurality of slit-like openings formed in the rear wall of the engine hood 14.
  • the front inspection window 26A is provided on the floor frame 20 that covers the upper front portion of the engine room 6, so that the front inspection window 21A can be removed without removing the floor frame 20.
  • the filter device 8 can be maintained, and the maintainability of the filter device 8 is good. Further, since the filter device 8 is arranged in the engine room 6 with the longitudinal direction being the vehicle width direction, the filter device 8 can be reliably arranged by effectively utilizing the space in the engine room 6.
  • the floor frame 20 is formed in a box shape.
  • the floor frame 20 may have a configuration in which a panel is attached to a frame in which pipe materials are joined.
  • the exhaust gas aftertreatment device is a diesel particulate filter device, but it may be a selective catalytic reduction device using urea water or the like as a reducing agent.
  • the floor frame 20 is bolted to the floor 5A of the cab 5 and the frame of the engine room 6, but the fixing destination and fixing method may be other appropriate methods. However, a configuration in which the floor frame 20 is surely fixed and can be easily detached is preferable.
  • the wheel loader 1 of the above embodiment is a type in which the operator seat 12 is provided in the cab 5, but may be a canopy type.
  • the present invention can be used not only for a wheel loader but also for a hydraulic excavator.

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Abstract

　ホイールローダ（１）は、フィルタ装置（８）を備えたホイールローダ（１）であって、エンジン（９）が収容されたエンジンルーム（６）と、エンジンルーム（６）の前面上方部を覆って、後部車体フレーム（１１）に設けられたフロアフレーム（２０）と、フロアフレーム（２０）の上方に設けられたオペレータシート（１２）とを備え、フィルタ装置（８）は、エンジンルーム（６）内において、オペレータシート（１２）の下方に、長手方向を車幅方向として配置され、フロアフレーム（２０）の前面部には、外部からフィルタ装置（８）にアクセス可能な前方点検窓（２１Ａ）が設けられている。

Description

作業車両
　本発明は、作業車両に関する。
　ホイールローダ等の作業車両には、エンジンから排出される排気ガス中の微粒子物質を捕集する排気ガス後処理装置が搭載されることから、排気ガス後処理装置の配置スペースを確保しなければならない。例えば、特許文献１には、大型のホイールローダが開示されている。このような大型のホイールローダでは、カウンタウエイトの内側に凹部を形成し、その凹部に排気ガス後処理装置が収容されている。
特開２０１５－０９４０７０号公報
　しかしながら、元々カウンタウエイトが小さい小型のホイールローダでは、カウンタウエイトとしての重量を確保する必要性から、カウンタウエイトに凹部を設けることが困難であり、そのような凹部を利用して排気ガス後処理装置を収容することはできない。また、小型のホイールローダでは、エンジンルームに排気ガス後処理装置を置いた場合、フロアフレームを取外さないと排気ガス後処理装置にアクセスできないため、排気ガス後処理装置の整備性が悪い。
　本発明の目的は、排気ガス後処理装置の整備性を損なうことなく、排気ガス後処理装置を確実に配置できる作業車両を提供することにある。
　本発明の作業車両は、排気ガス浄化装置を備えた作業車両であって、エンジンが収容されたエンジンルームと、前記エンジンルームの前面上方部を覆って、後部車体フレームに設けられたフロアフレームと、前記フロアフレームの上方に設けられたオペレータシートとを備え、前記排気ガス浄化装置は、前記エンジンルーム内において、前記オペレータシートの下方に、長手方向を車幅方向として配置され、前記フロアフレームの前面部には、外部から前記排気ガス浄化装置にアクセス可能な点検窓が設けられていることを特徴とする。
　本発明の作業車両によれば、エンジンルームの前面上方部を覆うフロアフレームの前面部に点検窓が設けられているので、フロアフレームを取り外さなくても点検窓から排気ガス浄化装置の整備を行うことができ、排気ガス浄化装置の整備性が良好である。また、エンジンルーム内において、排気ガス浄化装置が長手方向を車幅方向として配置されているので、エンジンルーム内のスペースを有効に活用して排気ガス浄化装置を確実に配置できる。
　本発明の作業車両において、前記排気ガス浄化装置の前記点検窓と対向する位置にセンサを設けていることが好ましい。
　本発明の作業車両において、前記排気ガス浄化装置は、その下端が前記後部車体フレームの上端よりも上側に位置するような高さに設けられていることが好ましい。
　本発明の作業車両において、前記排気ガス浄化装置と前記フロアフレームとの間には、前記エンジンルーム内を前方から後方に向かう冷却風の流路が形成されていることが好ましい。
本発明の一実施形態に係るホイールローダを示す側面図。 エンジンルームを左右方向に切断する切断面から見た断面図。 後部車体フレームからフロアフレームを取り外した状態の後部車体の斜視図。 フロアフレームの斜視図。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　以下の説明において、前後・左右・上下方向とは、ホイールローダ１のキャブ５内でオペレータシート１２に着座したオペレータが正面を向いた状態における前後・左右・上下方向を言う。左右方向はホイールローダ１の車幅方向と同意である。
［ホイールローダの概略の説明］
　図１に示すホイールローダ１は、車両前方側の前部車体２Ａと車両後方側の後部車体２Ｂとで構成され、前部車体２Ａと後部車体２Ｂとが、上下方向に挿通されたアーティキュレートピン２Ｃを中心として屈曲可能に連結されている。前部車体２Ａは、基本骨格を構成する前部車体フレーム１５を有し、前部車体フレーム１５の前方には、掘削・積込用のバケット３がブーム、ベルクランク、連結リンク、ブームシリンダ、バケットシリンダ等の作業機駆動機構４を介して取り付けられている。後部車体２Ｂは、基本骨格を構成する後部車体フレーム１１を有する。
　後部車体フレーム１１は、左右方向に対向する一対の厚手の鋼鈑と、それらを連結する複数の連結部材とを有しており、連結部材のうち最前端に設けられたプレート状の部材には、前記アーティキュレートピン２Ｃが挿通され、前部車体フレーム１５が連結されている。また、図２に示すように、後部車体フレーム１１の上部には、前方から順に、キャブ５のフロア５Ａと、オペレータシート１２の台座としての鋼板製のフロアフレーム２０とが固定されており、後部車体フレーム１１の後端部にはカウンタウエイト７が取り付けられている。フロアフレーム２０と、エンジンフード１４と、カウンタウエイト７と、後部車体フレーム１１とに囲まれた空間がエンジンルーム６を構成している。
　図２に示すように、エンジンルーム６には、前方から順に、排気ガス後処理装置としてのディーゼルパーティキュレートフィルタ装置（以下「フィルタ装置」と略す）８と、ディーゼルエンジンであるエンジン９と、クーリングユニット１０とが収容されている。エンジン９、クーリングユニット１０は、後部車体フレーム１１の対向面に設けられたブラケット等にマウントされている。エンジンルーム６には、その他にも、排気ガスの一部をエンジン９に再度吸気させる排気再循環装置や、エンジン９により駆動され作業機駆動機構４のシリンダ等に昇圧された作動油を供給する油圧ポンプが収容されている。
　図２ないし図４に示すように、フィルタ装置８は、円筒状に形成され長手方向（軸方向）が車幅方向に沿うような向きで、エンジン９の前側の上寄りに取り付けられている。このように取り付けられたフィルタ装置８は、オペレータシート１２の座面１２Ａとキャブ５のフロア５Ａとの間に配置されており、その下端は後部車体フレーム１１の上端１１Ａよりも上側に位置している。フィルタ装置８のケースの内部には、図示しない円柱状のフィルタが収容されている。フィルタは、通過する排気ガス中の粒子状物質を捕集する。フィルタによって粒子状物質が捕集された排気ガスは排気管１３を通って車体の後側下方に排出される。
　また、図４に示すように、フィルタ装置８の前面には、温度センサ３１と差圧センサ３２，３２とが設けられている。温度センサ３１は、フィルタ装置８の流入口と対向する位置に設けられ、流入する排気ガスの温度を検出する。差圧センサ３２，３２は、フィルタの上流側と下流側とに設けられ、フィルタの前後に生じる差圧を検出する。
　クーリングユニット１０は、エンジン９により駆動される冷却ファン１０Ａ、ラジエータ１０Ｂ等から構成されている。冷却ファン１０Ａの回転により、車外の空気が導入され、冷却風としてエンジンルーム６を通過する。冷却風の流路については後述する。
［フロアフレームの説明］
　フロアフレーム２０は、図３に示すように、下方および後方に向けて開放した箱状に形成されており、略垂直に配置された前面部２１と、前面部２１の上端に接続し前面部２１に対して略水平に延びる上面部２２と、上面部２２の左右両端にそれぞれ接続し略垂直に延びる一対の側面部２３とを有している。
　フロアフレーム２０の前面部２１は、エンジンルーム６の前壁を構成し、下端がキャブ５のフロア５Ａまで延びている。上面部２２は、エンジンルーム６の天井の前半部を構成し、側面部２３は、エンジンルーム６の側壁の前半部を構成している。また、フロアフレーム２０の前面部２１、上面部２２、および側面部２３の内面には、断熱材２５が貼付されている。この断熱材２５により、エンジンルーム６内の熱がフロアフレーム２０を介してオペレータシート１２に伝わるのが防止される。
　フロアフレーム２０は、後部車体フレーム１１の上部に設けられたブラケット、およびキャブ５のフロア５Ａに対してボルト固定されており、図３に示すように、後部車体フレーム１１およびキャブ５のフロア５Ａに対して着脱可能である。フロアフレーム２０を取り外すと、フィルタ装置８の全体とエンジン９の前部分が露出するので、フィルタ装置８を着脱可能であり、エンジン９の前部分を上方から整備可能である。なお、フロアフレーム２０は、オペレータシート１２を取り外した状態であれば、キャブ５の出入り口５Ｂ（図１参照）を通過可能な大きさに構成されている。
　図３に示すように、フロアフレーム２０の前面部２１には、前後方向に貫通する矩形の前方点検窓２１Ａが形成されており、前方点検窓２１Ａは着脱可能な蓋体２４で覆われている。また、図４に示すように、フロアフレーム２０の上面部２２には、上下方向に貫通する矩形の上方点検窓２２Ａが形成されており、上方点検窓２２Ａはオペレータシート１２の座面１２Ａによって塞がれている。図２ないし図４に示すように、前方点検窓２１Ａおよび上方点検窓２２Ａは、何れもエンジンルーム６内のフィルタ装置８にアクセス可能な位置に設けられている。
　前述したように、フィルタ装置８は、その下端が後部車体フレーム１１の上端１１Ａよりも上側に位置するように設けられているので、前方点検窓２１Ａおよび上方点検窓２２Ａからフィルタ装置８へのアクセス距離が小さくなっている。特に、温度センサ３１と差圧センサ３２，３２とは、図４に示すように、前方点検窓２１Ａに対向する位置に設けられているので、蓋体２４を外すと、それらのセンサが露出する。このため、作業者はフロアフレーム２０を取り外さなくても前方点検窓２１Ａから、温度センサ３１と差圧センサ３２，３２の整備を行うことができる。なお、温度センサ３１と差圧センサ３２，３２とは、前方点検窓２１Ａまたは上方点検窓２２Ａからアクセス可能な位置に設けられていればよく、前方点検窓２１Ａまたは上方点検窓２２Ａに対向する位置に設けられていないセンサが含まれていてもよい。
［冷却風の流路の説明］
　図２に基づき、冷却風の流路について説明する。図中における矢印Ｗは、冷却風の流れを疑似的に示すものである。ホイールローダ１の運転中には、冷却ファン１０Ａの回転によって、後部車体フレーム１１の前側から外気がその内部に導入される。導入された冷却風は、後部車体フレーム１１内を後方に流れ、エンジンルーム６の前側に達する。エンジンルーム６に達した冷却風の一部は、フロアフレーム２０の前面部２１とエンジン９との間の隙間を上方に流れてから、フロアフレーム２０の上面部２２に当たることによって、流れ方向を後向きに変える。
　流れ方向を後ろ向きに変えた冷却風は、フロアフレーム２０の上面部２２とエンジン９との間の隙間を前方から後方に向かって流れる。それにより、上面部２２の上面に設けられたオペレータシート１２の座面１２Ａが高温になることが防止される。上面部２２とエンジン９との間を通過した冷却風は、冷却ファン１０Ａとラジエータ１０Ｂとを通過し、エンジンフード１４の後壁に形成された複数のスリット状の開口から車外に排出される。
［実施形態の効果］
　以上の本実施形態のホイールローダ１によれば、エンジンルーム６の前面上方部を覆うフロアフレーム２０に前方点検窓２６Ａが設けられているので、フロアフレーム２０を取り外さなくても前方点検窓２１Ａからフィルタ装置８の整備を行うことができ、フィルタ装置８の整備性が良好である。また、エンジンルーム６内において、フィルタ装置８が長手方向を車幅方向として配置されているので、エンジンルーム６内のスペースを有効に活用してフィルタ装置８を確実に配置できる。
［変形例の説明］
　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、フロアフレーム２０が箱状に形成されていたが、本発明では、フロアフレーム２０が管材を接合したフレームにパネルを取り付けた構成であってもよい。
　前記実施形態では、排気ガス後処理装置がディーゼルパーティキュレートフィルタ装置であったが、尿素水等を還元剤とする選択触媒還元装置であってもよい。
　前記実施形態では、フロアフレーム２０がキャブ５のフロア５Ａおよびエンジンルーム６のフレームに対してボルト固定されていたが、固定先および固定方法は他の適当な方法でもよい。ただし、フロアフレーム２０の固定が確実で、かつ脱着が容易な構成が好ましい。
　前記実施形態のホイールローダ１は、オペレータシート１２がキャブ５内に設けられたタイプであったが、キャノピタイプであってもよい。
　本発明は、ホイールローダに利用できる他、油圧ショベルにも利用することができる。
　１…ホイールローダ（作業車両）、６…エンジンルーム、８…フィルタ装置（排気ガス浄化装置）、９…エンジン、１１…後部車体フレーム、１２…オペレータシート、２０…フロアフレーム、２１Ａ…前方点検窓（点検窓）。
 

Claims (4)

  1. 　排気ガス浄化装置を備えた作業車両であって、
    　エンジンが収容されたエンジンルームと、
    　前記エンジンルームの前面上方部を覆って、後部車体フレームに設けられたフロアフレームと、
    　前記フロアフレームの上方に設けられたオペレータシートとを備え、
    　前記排気ガス浄化装置は、前記エンジンルーム内において、前記オペレータシートの下方に、長手方向を車幅方向として配置され、
    　前記フロアフレームの前面部には、外部から前記排気ガス浄化装置にアクセス可能な点検窓が設けられている
    　ことを特徴とする作業車両。
  2. 　請求項１に記載の作業車両において、
    　前記排気ガス浄化装置の前記点検窓と対向する位置にセンサを設けている
    　ことを特徴とする作業車両。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の作業車両において、
    　前記排気ガス浄化装置は、その下端が前記後部車体フレームの上端よりも上側に位置するような高さに設けられている
    　ことを特徴とする作業車両。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の作業車両において、
    　前記排気ガス浄化装置と前記フロアフレームとの間には、前記エンジンルーム内を前方から後方に向かう冷却風の流路が形成されている
    　ことを特徴とする作業車両。
     
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