JP2014122592A - 建設機械の浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】締結部材の取付け取外しを容易に行うことができる建設機械の浄化装置を提供する。
【解決手段】上流筒体２３の上流筒体フランジ２４Ｃとフィルタ筒体３０のフィルタ筒体フランジ３１Ｂとの間は、上流側締結部材３３により締結する。下流筒体２７の下流筒体フランジ２８Ｃとフィルタ筒体３０のフィルタ筒体フランジ３１Ｃとの間は、下流側締結部材３４により締結する。上流側締結部材３３と下流側締結部材３４は、外形が円弧状をなし周方向に離間して配置される複数の枠部材３５，３６と、これら両枠部材３５，３６を周方向の間隔を持って接続する接続部材３７と、接続部材３７によって接続された複数の接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとを着脱可能に締着する締着部材３８とにより構成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に搭載されエンジンの排気ガス中から有害物質を除去するのに好適に用いられる建設機械の浄化装置に関する。

一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。上部旋回体は、旋回フレームの後部に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、旋回フレームの前側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等を搭載している。

ここで、建設機械の原動機となるエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このようなディーゼルエンジンから排出される排気ガス中には、例えば粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が含まれることがある。このため、建設機械には、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガスを浄化する浄化装置が設けられている。

浄化装置は、排気ガス中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する酸化触媒（例えば、Diesel Oxidation Catalyst、略してＤＯＣとも呼ばれている）と、該酸化触媒の下流側に配置され排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（例えば、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）とを含んで構成されている（特許文献１、特許文献２参照）。

この種の従来技術による浄化装置は、エンジンから排出される排気ガスの流れ方向の上流側に設けられた上流筒体と、該上流筒体よりも下流側に設けられた下流筒体と、これら上流筒体と下流筒体との間に接続して設けられた浄化部筒体とを備えて構成されている。浄化部筒体の内部には、排気ガスを浄化処理するための粒子状物質除去フィルタ、酸化触媒、選択還元触媒等の処理部材が内蔵されている。上流筒体、浄化部筒体、下流筒体は、フランジ接続、インロー嵌合等の手段を用いて互いに直列に接続された状態で、上部旋回体に設けられたエンジン等の構造体に取付けられる構成となっている。

特開２００３−１２０２７７号公報 特開２０１０−１９１８８号公報

ところで、処理部材、例えば粒子状物質除去フィルタは、クリーニング等のメンテナンス作業を定期的に行う必要がある。このメンテナンス作業は、上流筒体と下流筒体との間から浄化部筒体を取外して行う。ここで、上流筒体と浄化部筒体との締結、および、浄化部筒体と下流側筒体との締結を、例えばボルト・ナットにより行う構成の場合は、浄化部筒体を取外すときに、多くのボルト・ナットを取外す必要がある。このため、浄化部筒体の取外し作業が面倒になるおそれがある。

特許文献１による従来技術は、上流筒体と浄化部筒体との間の締結、および、浄化部筒体と下流側筒体との間の締結を、Ｖ字クランプと呼ばれる締結部材で行う構成となっている。この締結部材は、略Ｖ字型の断面形状を有する半円弧状の２個の枠部材の一端側を、ヒンジにより回動可能に連結し、他端側をボルト・ナットにより着脱可能に締着する構成となっている。上流筒体、下流筒体等に対する締結部材の取付け取外しは、半円弧状の２個の枠部材を、一端側のヒンジを中心として揺動させ、各枠部材の他端側の間隔を広げる（開く）ことにより行う。

この構成の場合は、締結部材の取付け取外しのときに、２個の枠部材の可動範囲がヒンジを中心とした揺動に限られ、締結部材全体の変形の自由度が少ない。このため、締結部材を上流筒体、下流筒体等の周囲に配置するときや周囲から取外すときに、浄化装置の周囲のハーネス、突起物等の障害物（干渉物）から締結部材を避ける作業が面倒になるおそれがある。特にミニショベルと呼ばれる小型の油圧ショベルは、エンジンおよび浄化装置の周囲の空間が非常に狭くなる。このため、可動範囲が限られた締結部材で行う取付け取り外し作業は、さらに面倒になる。

特許文献２による従来技術は、浄化部筒体の両端を上流筒体の端部と下流筒体の端部とにインロー嵌合させる構成となっている。この構成の場合は、上流筒体と下流筒体との間から浄化部筒体を上方に取外すときに、この取外しに先立って、上流筒体と下流筒体とを浄化部筒体から軸方向に大きく退避させインロー嵌合を解除させる必要がある。このため、浄化部筒体の取外し作業が面倒になるおそれがある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、締結部材の取付け取外しを容易に行うことができる建設機械の浄化装置を提供することを目的としている。

本発明による建設機械の浄化装置は、車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路に設けられ下流側端部に上流筒体フランジを有する上流筒体と、該上流筒体よりも下流側に設けられ上流側端部に下流筒体フランジを有する下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に接続して設けられ排気ガスを浄化処理するための処理部材が内蔵され上流側端部と下流側端部にそれぞれ浄化部筒体フランジを有する１個または複数個の浄化部筒体と、前記上流筒体フランジと浄化部筒体フランジとの間を互いに対面した状態で締結する上流側締結部材と、前記下流筒体フランジと浄化部筒体フランジとの間を互いに対面した状態で締結する下流側締結部材とにより構成してなる。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記上流側締結部材と下流側締結部材とのうちの少なくとも一方の締結部材は、互いに対面する２つのフランジを接続するために外形がフランジを嵌合する円弧状をなし周方向に離間して配置される複数の枠部材と、周方向に隣合う２つの枠部材の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられ両者間を周方向の間隔を持って接続する一または複数の接続部材と、該接続部材によって接続された複数の接続ずみ枠部材の始端と終端とを着脱可能に締着する締着部材とにより構成したことにある。

請求項２の発明は、前記接続部材は、一端側と他端側とが隣合う２つの枠部材の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられる接続体により構成したことにある。

請求項３の発明は、前記締着部材は、貫通孔を有し隣り合う２つの枠部材のうちの一方の枠部材の端部に取付けられる柱部材と、一端側が前記隣り合う２つの枠部材のうちの他方の枠部材の端部に揺動可能に取付けられ他端側が雄ねじ部となって前記柱部材の貫通孔に挿通される連結体と、該連結体の雄ねじ部に螺合されるナットとにより構成したことにある。

請求項４の発明は、複数個の前記浄化部筒体と、前記浄化部筒体フランジ同士の間を互いに対面した状態で締結する１個または複数個の浄化部締結部材とを備え、該浄化部締結部材は、前記複数の枠部材と、前記一または複数の接続部材と、前記締着部材とにより構成したことにある。

請求項１の発明によれば、締結部材は、外形が円弧状をなし周方向に離間して配置される複数の枠部材と、周方向に隣合う２つの枠部材を周方向の間隔を持って接続する接続部材と、接続ずみ枠部材の始端と終端とを着脱可能に締着する締着部材とにより構成している。この場合、締結部材は、フランジに対する取付け取外しを行うときに、隣合う２つの枠部材のうちの一方の枠部材の端部が、接続部材の一方の端部に対して揺動することに加えて、該接続部材により一方の枠部材に対して間隔を持って接続された他方の枠部材の端部も、接続部材の他方の端部に対して揺動する。

即ち、締結部材は、接続部材によって接続された複数の接続ずみ枠部材の始端と終端との間の少なくとも２個所位置、具体的には、接続部材の一方の端部と一方の枠部材の端部との接続部位、および、接続部材の他方の端部と他方の枠部材の端部との接続部位で、当該接続部位を中心として揺動（変形）させることができる。このため、枠部材および接続部材の可動範囲を大きくすることができ、締結部材全体の変形の自由度を向上することができる。これにより、締結部材を上流筒体、下流筒体等の周囲に配置するときや周囲から取外すときに、浄化装置の周囲のハーネス、突起物等の障害物（干渉物）から締結部材を避ける作業を容易に行うことができる。

しかも、接続部材によって接続された複数の接続ずみ枠部材の始端と終端とは、締着部材により着脱可能に締着する構成としている。このため、可動範囲が大きい接続ずみ枠部材の始端と終端とを締着部材により締着またはその解除をすることで、締結部材の取付け取外しを容易に行うことができる。従って、締結部材の取付け取外し作業の容易化、延いては、上流筒体と下流筒体に対する浄化部筒体の取付け取外しの容易化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、接続部材を構成する接続体は、隣合う２つの枠部材の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられる。このため、枠部材と接続体の個数、接続体の形状、寸法等を適宜設定することにより、枠部材の可動範囲、延いては、締結部材全体としての変形可能範囲を所望に調整することができる。

請求項３の発明によれば、締着部材は、一方の枠部材の端部に取付けられた柱部材の貫通孔に、他方の枠部材の端部に揺動可能に取付けられた連結体を挿通し、該連結体にナットを螺合することにより、接続ずみ枠部材の始端と終端とを着脱可能に締着することができる。このため、接続ずみ枠部材の始端と終端との締着およびその解除を、柱部材の貫通孔に対する連結体の抜き差し作業と連結体に対するナットの着脱作業とにより容易に行うことができる。

請求項４の発明によれば、複数個の浄化部筒体を備えた構成で、浄化部締結部材を浄化部筒体の周囲に配置するときや周囲から取外すときに、浄化装置の周囲のハーネス、突起物等の障害物（干渉物）から浄化部締結部材を避ける作業を容易に行うことができる。従って、上流側締結部材、下流側締結部材に加え、浄化部締結部材の取付け取外し作業の容易化を図ることができる。

本発明の実施の形態による浄化装置が適用される小型の油圧ショベルを示す正面図である。 旋回フレーム、エンジン、浄化装置等を示す平面図である。 旋回フレーム、エンジン、浄化装置等を示す正面図である。 エンジン、浄化装置載置台、浄化装置を示す正面図である。 エンジン、浄化装置載置台、浄化装置を図４の左側からみた側面図である。 浄化装置載置台、浄化装置を示す斜視図である。 浄化装置を示す縦断面図である。 上流筒体フランジと浄化部筒体フランジと締結部材の枠体とを示す図７中の（VIII）部の拡大断面図である。 上流筒体と下流筒体との間から浄化部筒体を取外す状態を示す図６と同様位置の斜視図である。 浄化装置載置台を示す分解斜視図である。 締結部材を単体で示す斜視図である。 締着部材の締着を解除した状態の締結部材を示す斜視図である。 本発明の第１の変形例による締結部材を単体で示す斜視図である。 本発明の第２の変形例による浄化装置を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る浄化装置の実施の形態を、小型の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図１ないし図１２を参照しつつ詳細に説明する。

図中、１は土砂の掘削作業等に用いられる建設機械としての油圧ショベルを示している。この油圧ショベル１は、左，右のクローラ（履帯）２Ａを有する自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載され該下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、該上部旋回体３の前部側に設けられたスイング式の作業装置４とにより大略構成されている。なお、図１に示される油圧ショベル１は、例えば車体重量が３〜７トン程度で、通常、ミニショベルと呼ばれるものである。

上部旋回体３は、下部走行体２の車幅（左，右のクローラ２Ａの間隔）とほぼ等しい左，右方向の幅寸法を有し、上方からみてほぼ円形状に形成されている。これにより、油圧ショベル１は、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回動作を行ったときに、後述するカウンタウエイト６の後面がほぼ下部走行体２の車幅内に収まる後方小旋回型の油圧ショベルとして構成されている。ここで、上部旋回体３は、後述の旋回フレーム５、カウンタウエイト６、エンジン７、外装カバー２０等により構成されている。

５は上部旋回体３のベースとなる旋回フレームで、該旋回フレーム５は、強固な支持構造体をなしている。具体的には、図２に示すように、旋回フレーム５は、左，右方向の中央部を前，後方向に延びる厚肉な平板状の底板５Ａと、該底板５Ａの上面側に立設され前，後方向に延びた左縦板５Ｂ，右縦板５Ｃと、これら左，右の縦板５Ｂ，５Ｃの前端部に設けられた支持ブラケット５Ｄと、底板５Ａの左側に設けられた略円弧状の左枠部材５Ｅと、底板５Ａの右側に設けられた略円弧状の右枠部材５Ｆとにより大略構成されている。旋回フレーム５の前端側に位置する支持ブラケット５Ｄには作業装置４が取付けられ、旋回フレーム５を構成する底板５Ａの後端側には、後述のカウンタウエイト６が取付けられている。

６は旋回フレーム５の後端側に設けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト６は、例えば鋳造手段を用いて一体形成された重量物からなり、作業装置４との重量バランスをとるものである。カウンタウエイト６は、後述のエンジン７を後側から取囲む位置で左，右方向に略円弧状に延びている。

７はカウンタウエイト６の前面側に位置して旋回フレーム５上に搭載されたエンジンで、該エンジン７は、左，右方向に延びる横置き状態に配置されている。エンジン７は、小型の油圧ショベル１に原動機として搭載されるため、例えば小型のディーゼルエンジンを用いて構成されている。エンジン７に左側には、該エンジン７に対して後述する浄化装置載置台１１を固定するための一対のブラケット７Ａが取付けられている。

エンジン７の左側には油圧ポンプ８が配設され、該油圧ポンプ８は、エンジン７によって駆動されることにより、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作動用の圧油を供給するものである。一方、エンジン７の右側にはラジエータ、オイルクーラ等の熱交換器９が配設され、該熱交換器９は、エンジン７の冷却ファン７Ｂ（図５参照）によって吸込まれた冷却風により、エンジン冷却水、作動油等の流体を冷却するものである。

１０はエンジン７に接続して設けられた排気管で、該排気管１０は、エンジン７から排出される排気ガスを外部に排出する排気ガス通路の一部をなすものである。ここで、排気管１０には、後述する浄化装置２２が接続されている。エンジン７から排出される排気ガスは、浄化装置２２によって浄化処理、消音処理等が施されてから、油圧ショベル１の外部に排出される。

１１はエンジン７の左側に取付けられた浄化装置載置台で、該浄化装置載置台１１は、エンジン７に対して後述の浄化装置２２を支持するものである。図４〜図６、図９、図１０に示すように、浄化装置載置台１１は、エンジン７に一対のブラケット７Ａを介して取付けられた板状の基体１２と、該基体１２上に移動可能に取付けられた板状の移動体１３とにより構成されている。ここで、基体１２は、エンジン７に対し横方向（水平方向）に固定して取付けられ、移動体１３は、基体１２上を横方向（水平方向）に移動する構成となっている。

基体１２には、後述する浄化装置２２の上流筒体２３を支持する上流筒体支持部材１２Ａと、下流筒体２７を支持する下流筒体支持部材１２Ｂとが、浄化装置２２の軸線Ｘ−Ｘ方向に離間して設けられている。また、基体１２には、上流筒体支持部材１２Ａの両側（軸線Ｘ−Ｘと直交する方向の両側）に位置して一対の上流筒体側貫通孔１２Ｃ（図１０参照）が設けられ、該各貫通孔１２Ｃには、上流筒体２３を上流筒体支持部材１２Ａに固定するための上流筒体側Ｕボルト１４が挿通されている。上流筒体２３は、Ｕボルト１４の先端に一対のナット１４Ａを螺合することにより、上流筒体支持部材１２Ａに対して固定され、一対のナット１４Ａを緩めることにより、上流筒体支持部材１２Ａ上で軸線Ｘ−Ｘ方向に移動可能になっている。

さらに、基体１２には、下流筒体支持部材１２Ｂの両側（軸線Ｘ−Ｘと直交する方向の両側）に位置して一対の下流筒体側貫通孔１２Ｄ（図１０参照）が設けられ、該各貫通孔１２Ｄには、下流筒体２７を下流筒体支持部材１２Ｂに固定するための下流筒体側Ｕボルト１５が挿通されている。下流筒体２７は、Ｕボルト１５の先端に一対のナット１５Ａを螺合することにより、下流筒体支持部材１２Ｂに対して固定され、一対のナット１５Ａを緩めることにより、下流筒体支持部材１２Ｂ上で軸線Ｘ−Ｘ方向に移動可能になっている。

一方、移動体１３には、浄化装置２２のフィルタ筒体３０を支持する浄化部筒体支持部材としてのフィルタ筒体支持部材１３Ａが設けられている。フィルタ筒体支持部材１３Ａには、フィルタ筒体３０の位置決めを行う位置決め孔１３Ａ1（図４参照）が設けられ、該位置決め孔１３Ａ1には、後述するフィルタ筒体３０の位置決め突起３１Ｄが係合する。移動体１３は、上流筒体支持部材１２Ａと下流筒体支持部材１２Ｂとの間に位置して基体１２上に、浄化装置２２の軸線Ｘ−Ｘと直交する方向の移動を可能に取付けられている。この場合、移動体１３は、凹凸嵌合によるスライド式の案内機構により基体１２上で軸線Ｘ−Ｘと直交する方向に案内される構成となっている。

このために、基体１２の上面には、移動体１３と対応する位置に、軸線Ｘ−Ｘと直交する方向に延び移動体１３の幅寸法と同じ幅寸法を有する凹陥部１２Ｅが設けられ、移動体１３は、該凹陥部１２Ｅに移動可能に凹凸嵌合している。ここで、移動体１３には、フィルタ筒体支持部材１３Ａから外れた位置にボルト挿通孔１３Ｂが設けられ、基体１２の凹陥部１２Ｅでボルト挿通孔１３Ｂに対応する位置には雌ねじ孔１２Ｅ1が設けられている。移動体１３は、ボルト挿通孔１３Ｂに挿通され雌ねじ孔１２Ｅ1に螺合された固定ボルト１３Ｃにより基体１２に対して固定（軸線Ｘ−Ｘと直交する方向の移動を阻止）され、固定ボルト１３Ｃを取外すことでその固定が解除される（移動が許される）。

１６は油圧ショベル１のオペレータが着座する運転席で、該運転席１６の左，右両側には、作業装置４等を操作するための作業用レバー１７が配設されている。さらに、運転席１６の前側には走行用レバー・ペダル１８が設けられている。運転席１６の上側には、運転席１６に着座したオペレータを雨水等から保護するキャノピ１９が設けられている。

２０は旋回フレーム５に設けられた外装カバーで、該外装カバー２０は、カウンタウエイト６と共に上部旋回体３の建屋を構成している。ここで、外装カバー２０は、カウンタウエイト６の左端側から前方に延びた側面カバーとしての左側面カバー２０Ａと、該左側面カバー２０Ａの先端から旋回フレーム５の周囲を覆うように設けられた左スカートカバー２０Ｂと、カウンタウエイト６の右端側から前方に延びた右側面カバー（図示せず）と、該右側面カバーの先端から旋回フレーム５の周囲を覆うように設けられた右スカートカバー（図示せず）と、右側に位置して作動油タンク等を覆った開閉可能なタンクカバー（図示せず）とにより大略構成されている。

上部旋回体３の内部には、カウンタウエイト６、外装カバー２０等によって囲まれた機器収容室２１が画成され、この機器収容室２１内には、エンジン７、油圧ポンプ８、熱交換器９、後述の浄化装置２２等の内部機器が収容されている。この場合、左側面カバー２０Ａは、エンジン７を含む内部機器をメンテナンスするときに開閉させることができる構成となっている。このために、左側面カバー２０Ａは、旋回フレーム５等に対して着脱可能に取付けられている。

次に、エンジン７から排出される排気ガスを浄化、消音処理する浄化装置２２について説明する。

２２は排気管１０に接続して設けられた浄化装置で、該浄化装置２２は、エンジン７から排出される排気ガスを浄化するものである。ここで、浄化装置２２は、エンジン７に取付けられた浄化装置載置台１１に載置され、軸線Ｘ−Ｘを車体の前，後方向に一致させた状態で油圧ポンプ８の上方に配置されている。浄化装置２２は、排気管１０と共に排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが流通する間に、この排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。

即ち、ディーゼルエンジンからなるエンジン７は、高効率で耐久性にも優れている。しかし、エンジン７の排気ガス中には、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の有害物質が含まれている。このため、図７に示すように、浄化装置２２は、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化して除去する後述の酸化触媒２６と、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集して除去する後述の粒子状物質除去フィルタ３２とを含んで構成されている。

より具体的には、浄化装置２２は、後述の上流筒体２３と下流筒体２７とフィルタ筒体３０とからなる３個の筒体を、上流側締結部材３３と下流側締結部材３４とにより直列に接続する構成となっている。また、図７に示すように、上流筒体２３には、酸化触媒２６が収容され、下流筒体２７には消音機能をもった流出管２９の上流側が収容され、上流筒体２３と下流筒体２７とに対して取外し可能に設けられたフィルタ筒体３０には、粒子状物質除去フィルタ３２が収容されている。

２３はエンジン７の排気ガス通路の上流側となる浄化装置２２の前側位置に設けられた上流筒体で、該上流筒体２３は、排気ガスが流入する入口部分を構成している。ここで、上流筒体２３は、図７に示すように、後述する筒状ケース２４と、酸化触媒２６とにより大略構成されている。

２４は上流筒体２３の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース２４は、大径な円筒状をなす筒部２４Ａと、該筒部２４Ａの一端側（図７の左端側）を閉塞する閉塞部２４Ｂと、筒部２４Ａの他端側開口（図７の右端側の開口）となる下流側端部に全周に亘って鍔状に設けられた上流筒体フランジ２４Ｃとにより構成されている。上流筒体フランジ２４Ｃの接続面２４Ｃ1は、軸線Ｘ−Ｘと直交する環状な平坦面として形成されている。上流筒体２３には、消音機能をもった流入管２５が横方向に延びるように貫通して取付けられ、上流筒体２３の内部には、酸化触媒２６が収容されている。流入管２５の上流側は、排気管１０の下流側に接続されている。

２６は流入管２５の下流側に位置して筒状ケース２４内に収容された酸化触媒で、該酸化触媒２６は、排気ガスを浄化処理する処理部材の１つを構成するものである。酸化触媒２６は、所定の温度条件のもとで排気ガスを流通させることにより、排気ガス中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化除去するものである。

２７は浄化装置２２の後部側に位置して上流筒体２３よりも下流側に設けられた下流筒体を示している。下流筒体２７は、後述のフィルタ筒体３０を挟んで上流筒体２３とは反対側に配置され、排気ガスを流出する出口部分を構成している。下流筒体２７は、図７に示すように、後述する筒状ケース２８と、流出管２９とにより大略構成されている。

２８は下流筒体２７の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース２８は、上流筒体２３の筒状ケース２４とほぼ同様に、大径な円筒状をなす筒部２８Ａと、該筒部２８Ａの一端側（図７の右端側）を閉塞する閉塞部２８Ｂと、筒部２８Ａの他端側開口（図７の左端側の開口）となる上流側端部に全周に亘って鍔状に設けられた下流筒体フランジ２８Ｃとにより構成されている。下流筒体フランジ２８Ｃの接続面２８Ｃ1は、軸線Ｘ−Ｘと直交する環状な平坦面として形成されている。

２９は筒状ケース２８の後側（下流側）に設けられた尾管と呼ばれる流出管を示している。流出管２９は、消音機能をもち、筒状ケース２８の筒部２８Ａを径方向に貫通して取付けられている。筒状ケース２８から突出した流出管２９の上端側は、図１に示す外装カバー２０の上方に突出して大気に解放されている。

３０は上流筒体２３と下流筒体２７との間に直列に接続して設けられた１個のフィルタ筒体を示している。フィルタ筒体３０は、排気ガスを浄化処理するための処理部材を内蔵した浄化部筒体を構成している。ここで、フィルタ筒体３０は、図７に示すように、後述の筒状ケース３１と、粒子状物質除去フィルタ３２とにより大略構成されている。

３１はフィルタ筒体３０の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース３１は、その内部に粒子状物質除去フィルタ３２を収容するものである。ここで、筒状ケース３１は、上流筒体２３の筒状ケース２４および下流筒体２７の筒状ケース２８とほぼ等しい外径寸法を有する筒部３１Ａと、該筒部３１Ａの一端側開口（図７の左端側の開口）となる上流側端部と他端側開口（図７の右端側の開口）となる下流側端部にそれぞれ全周に亘って鍔状に設けられたフィルタ筒体フランジ３１Ｂ，３１Ｃとにより大略構成されている。

フィルタ筒体フランジ３１Ｂ，３１Ｃの接続面３１Ｂ1，３１Ｃ1は、軸線Ｘ−Ｘと直交する環状な平坦面として形成されている。一方、筒部３１Ａの外周面には、該外周面から突出する位置決め突起３１Ｄ（図４参照）が設けられている。位置決め突起３１Ｄは、フィルタ筒体支持部材１３Ａの位置決め孔１３Ａ1に係合することにより、フィルタ筒体支持部材１３Ａに対するフィルタ筒体３０の位置決めを行うものである。

３２は筒状ケース３１内に収容された粒子状物質除去フィルタで、該粒子状物質除去フィルタ３２は、処理部材の１つを構成するものである。粒子状物質除去フィルタ３２は、エンジン７から排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集すると共に、捕集した粒子状物質を燃焼して除去することにより排気ガスの浄化を行うものである。

次に、上流筒体２３とフィルタ筒体３０とを締結する上流側締結部材３３、および、下流筒体２７とフィルタ筒体３０とを締結する下流側締結部材３４について説明する。

即ち、３３は上流筒体フランジ２４Ｃとフィルタ筒体フランジ３１Ｂとの間を互いに対面した状態で締結する上流側締結部材を示している。一方、３４は下流筒体フランジ２８Ｃとフィルタ筒体フランジ３１Ｃとの間を互いに対面した状態で締結する下流側締結部材を示している。上流側締結部材３３および下流側締結部材３４は、それぞれ、複数（２つ）の枠部材３５，３６と、一の接続部材３７と、一の締着部材３８とにより構成されている。なお、上流側締結部材３３と下流側締結部材３４とは、締結するフランジ２４Ｃ，２８Ｃ，３１Ｂ，３１Ｃが相違する以外、同様の構成、作用効果を有している。このため、以下の説明は、主として上流側締結部材３３について行い、下流側締結部材３４については、同一の構成要素に同一符号を付しその説明を省略する。

３５，３６は上流筒体フランジ２４Ｃおよびフィルタ筒体フランジ３１Ｂの周方向に離間して配置される２つの枠部材を示している。これら両枠部材３５，３６は、互いに対面する２つのフランジ（上流筒体フランジ２４Ｃとフィルタ筒体フランジ３１Ｂ）を接続するために、その外形が、２つのフランジ２４Ｃ，３１Ｂの周方向一部を部分的に嵌合する円弧状をなしている。図８に示すように、各枠部材３５，３６は、フランジ２４Ｃ，３１Ｂの径方向外側に向かうほど互いに近付く方向に傾斜した一対の側部３５Ａ，３６Ａと、これら側部３５Ａ，３６Ａを接続する頂部３５Ｂ，３６Ｂとにより形成され、その断面は、山形状（略Ｖ字状、略富士山状）となっている。後述の締着部材３８を締着させたときは、各枠部材３５，３６の締着部材３８側の端部（後述する接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂ）の間隔が縮まり、枠部材３５，３６は、上流筒体フランジ２４Ｃおよびフィルタ筒体フランジ３１Ｂの径方向内側に向けて押し付けられる。これにより、枠部材３５，３６は、上流筒体フランジ２４Ｃおよびフィルタ筒体フランジ３１Ｂを軸方向に締め付けることができる。

ここで、２つの枠部材３５，３６のうちの一方の枠部材３５は、後述する接続部材３７側の端部に２個の接続部材取付孔３５Ｃが設けられ、後述する締着部材３８側の端部に２個の締着部材取付孔３５Ｄが設けられている。各接続部材取付孔３５Ｃには、接続部材３７を構成する接続体３７Ａの端部がそれぞれ挿通され、締着部材取付孔３５Ｄには、締着部材３８を構成する柱部材３８Ａが挿通される。

一方、２つの枠部材３５，３６のうちの他方の枠部材３６は、後述する接続部材３７側の端部に２個の接続部材取付孔３６Ｃが設けられ、後述する締着部材３８側の端部に２個の締着部材取付孔３６Ｄが設けられている。各接続部材取付孔３６Ｃには、接続部材３７を構成する接続体３７Ａの端部がそれぞれ挿通され、締着部材取付孔３６Ｄには、締着部材３８を構成する連結体３８Ｂがそれぞれ挿通される。

３７は各枠部材３５，３６の間に設けられた接続部材で、該接続部材３７は、２つの枠部材３５，３６を周方向の間隔を持って接続するものである。接続部材３７は、周方向に隣合う２つの枠部材３５，３６の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられている。即ち、接続部材３７は、一端側と他端側とが隣合う２つの枠部材３５，３６の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられるコ字状（Ｕ字状）の２本の接続体３７Ａと、該各接続体３７Ａの端部に取付けられ該各接続体３７Ａの端部が枠部材３５，３６の接続部材取付孔３５Ｃ，３６Ｃから抜出るのを阻止する抜止めピン３７Ｂとにより構成されている。接続体３７Ａの端部は、接続部材取付孔３５Ｃ，３６Ｃに挿通され、その端部に抜止めピン３７Ｂを装着することにより、枠部材３５，３６の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられている。

３８は各枠部材３５，３６を挟んで接続部材３７とは反対側に設けられた締着部材で、該締着部材３８は、接続部材３７によって接続された複数（２つ）の接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとを着脱可能に締着するものである。即ち、図１２に示すように、接続部材３７と該接続部材３７により接続された２つの枠部材３５，３６とにより構成された接続ずみ枠部材３９は、接続部材３７と枠部材３５との接続部位、および、接続部材３７と枠部材３６との接続部位で、当該接続部位を中心として揺動可能となっている。そして、このような接続ずみ枠部材３９は、その始端３９Ａと終端３９Ｂとが、締着部材３８により着脱可能に締着される構成となっている。

締着部材３８は、一対の貫通孔３８Ａ1を有し枠部材３５の端部に取付けられる柱部材３８Ａと、一端側が枠部材３６の端部に揺動可能に取付けられ他端側が雄ねじ部３８Ｂ1となって柱部材３８Ａの貫通孔３８Ａ1に挿通されるＬ字状の２本の連結体３８Ｂと、該各連結体３８Ｂの一端側に取付けられ該各連結体３８Ｂの端部が枠部材３６の締着部材取付孔３６Ｄから抜出るのを阻止する抜止めピン３８Ｃと、各連結体３８Ｂの雄ねじ部３８Ｂ1に螺合される一対のナット３８Ｄとにより構成されている。

柱部材３８Ａは、枠部材３５の一対の締着部材取付孔３５Ｄに跨って挿通されている。各連結体３８Ｂの一端側は、締着部材取付孔３６Ｄに挿通され、その端部に抜止めピン３８Ｃを装着することにより、枠部材３６の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられている。連結体３８Ｂの他端側は、接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとを締着させるときに、柱部材３８Ａの貫通孔３８Ａ1に挿通され、雄ねじ部３８Ｂ1にナット３８Ｄが螺合される。ナット３８Ｄの螺合（締め込み）に応じて、各枠部材３５，３６の締着部材３８側の端部（始端３９Ａと終端３９Ｂ）の間隔が縮まり、これにより、各枠部材３５，３６により上流筒体フランジ２４Ｃとフィルタ筒体フランジ３１Ｂとを軸方向に締め付けることができる。

本実施の形態による小型の油圧ショベル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。

油圧ショベル１のオペレータは、上部旋回体３の運転席１６に着席し、エンジン７を始動して油圧ポンプ８を駆動する。これにより、油圧ポンプ８からの圧油は、制御弁を介して各種アクチュエータに供給される。そして、オペレータが走行用レバー・ペダル１８を操作したときには、下部走行体２を前進または後退させることができる。

一方、オペレータが作業用レバー１７を操作することにより、作業装置４を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。この場合、小型の油圧ショベル１は、上部旋回体３による旋回半径が小さいため、例えば市街地等のように狭い作業現場でも、上部旋回体３を旋回駆動しながら側溝堀作業等を行うことができる。

また、エンジン７の運転時には、その排気管１０から有害物質である粒子状物質等が排出される。このときに浄化装置２２は、例えば酸化触媒２６によって排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）を酸化除去することができる。そして、粒子状物質除去フィルタ３２は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を燃焼して除去することができる。これにより、浄化した排気ガスを下流側の流出管２９を通じて外部に排出することができる。

粒子状物質除去フィルタ３２をメンテナンスするときは、上流筒体２３と下流筒体２７との間からフィルタ筒体３０を取外す。そして、粒子状物質除去フィルタ３２のクリーニング等、必要なメンテナンスを行ってから、フィルタ筒体３０を上流筒体２３と下流筒体２７との間に取付ける。そこで、上流筒体２３と下流筒体２７に対するフィルタ筒体３０の取外しと取付けの手順について説明する。

まず、図６に示す状態からフィルタ筒体３０を取外すときは、上流側締結部材３３と下流側締結部材３４とをフィルタ筒体３０の周囲から取外す。上流側締結部材３３の取外しは、上流側締結部材３３の締着部材３８のナット３８Ｄを緩め、連結体３８Ｂの雄ねじ部３８Ｂ1からナット３８Ｄを取外す。次いで、連結体３８Ｂの他端側を柱部材３８Ａの貫通孔３８Ａ1から抜き出し、接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとの締着を解除する。そして、各枠部材３５，３６を上流筒体フランジ２４Ｃおよびフィルタ筒体フランジ３１Ｂから径方向外側に取外し、これら両フランジ２４Ｃ，３１Ｂの周囲に沿って接続ずみ枠部材３９を引き抜く。下流側締結部材３４についても、同様に行う。

この場合、接続ずみ枠部材３９は、始端３９Ａと終端３９Ｂとの間の２個所位置、具体的には、接続部材３７と一方の枠部材３５との接続部位、および、接続部材３７と他方の枠部材３６との接続部位で、当該接続部位を中心として揺動（変形）させることができる。このため、締結部材３３，３４を筒体２３，２７，３０の周囲から取外すときに、浄化装置２２の周囲のハーネス、突起物等の障害物（干渉物）から締結部材３３，３４を避ける作業を容易に行うことができる。

次いで、上流筒体側Ｕボルト１４のナット１４Ａと下流筒体側Ｕボルト１５のナット１５Ａを緩める。これにより、上流筒体２３と下流筒体２７とは、軸線Ｘ−Ｘ方向の移動が可能になり、上流筒体２３と下流筒体２７とをフィルタ筒体３０から軸線Ｘ−Ｘ方向に退避させることができる。この状態で、浄化装置載置台１１の固定ボルト１３Ｃを取外し、図９に示すように、移動体１３を基体１２の凹陥部１２Ｅに沿って軸線Ｘ−Ｘ方向と直交する方向に移動させる。これにより、上流筒体２３と下流筒体２７との間からフィルタ筒体３０を取外すことができる。

一方、上流筒体２３と下流筒体２７との間にフィルタ筒体３０を取付けるときは、移動体１３を基体１２の凹陥部１２Ｅに沿って軸線Ｘ−Ｘ方向と直交する方向に移動させ、上流筒体２３と下流筒体２７との間にフィルタ筒体３０を進入させる。そして、移動体１３のボルト挿通孔１３Ｂと基体１２の雌ねじ孔１２Ｅ1とを位置合わせし、固定ボルト１３Ｃをボルト挿通孔１３Ｂに挿通し雌ねじ孔１２Ｅ1に螺着する。次いで、上流側締結部材３３と下流側締結部材３４とをフィルタ筒体３０の周囲に取付ける。

上流側締結部材３３の取付けは、接続ずみ枠部材３９を、上流筒体フランジ２４Ｃおよびフィルタ筒体フランジ３１Ｂの周方向に沿うように装着する。次いで、連結体３８Ｂの他端側を柱部材３８Ａの貫通孔３８Ａ1に挿通し、連結体３８Ｂの雄ねじ部３８Ｂ1にナット３８Ｄを螺合する。ナット３８Ｄの締め込みに伴って、各枠部材３５，３６の締着部材３８側の端部の間隔が縮まり、該枠部材３５，３６によって、上流筒体フランジ２４Ｃおよびフィルタ筒体フランジ３１Ｂが軸方向に締め付けられる。

これにより、接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとが締着され、上流筒体２３とフィルタ筒体３０とが接続される。下流側締結部材３４についても、同様に行う。上流側締結部材３３および下流側締結部材３４を用いて、上流筒体２３とフィルタ筒体３０との間の接続と、下流筒体２７とフィルタ筒体３０との間の接続とを行ったら、上流筒体側Ｕボルト１４のナット１４Ａと下流筒体側Ｕボルト１５のナット１５Ａを締め付ける。このような上流側締結部材３３、下流側締結部材３４の取付けのときも、接続ずみ枠部材３９は、始端３９Ａと終端３９Ｂとの間の２個所位置で揺動する。このため、締結部材３３，３４の取付けを、浄化装置２２の周囲のハーネス、突起物等の障害物（干渉物）から締結部材３３，３４を避けつつ容易に行うことができる。

かくして、本実施の形態によれば、締結部材３３，３４は、外形が円弧状をなし周方向に離間して配置される複数の枠部材３５，３６と、周方向に隣合う２つの枠部材３５，３６を周方向の間隔を持って接続する接続部材３７と、接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとを着脱可能に締着する締着部材３８とにより構成している。この場合、締結部材３３，３４は、フランジ２４Ｃ，２８Ｃ，３１Ｂ，３１Ｃに対する取付け取外しを行うときに、隣合う２つの枠部材３５，３６のうちの一方の枠部材３５の端部が、接続部材３７の一方の端部に対して揺動することに加えて、該接続部材３７により一方の枠部材３５に対して間隔を持って接続された他方の枠部材３６の端部も、接続部材３７の他方の端部に対して揺動する。

即ち、締結部材３３，３４は、接続部材３７によって接続された複数の接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとの間の少なくとも２個所位置、具体的には、接続部材３７の一方の端部と一方の枠部材３５の端部との接続部位、および、接続部材３７の他方の端部と他方の枠部材３６の端部との接続部位で、当該接続部位を中心として揺動（変形）させることができる。このため、枠部材３５，３６および接続部材３７の可動範囲を大きくすることができ、締結部材３３，３４全体の変形の自由度を向上することができる。これにより、締結部材３３，３４を上流筒体２３、下流筒体２７等の周囲に配置するときや周囲から取外すときに、浄化装置２２の周囲のハーネス、突起物等の障害物（干渉物）から締結部材３３，３４を避ける作業を容易に行うことができる。

しかも、接続部材３７によって接続された複数の接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとは、締着部材３８により着脱可能に締着する構成としている。このため、可動範囲が大きい接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとを締着部材３８により締着またはその解除をすることで、締結部材３３，３４の取付け取外しを容易に行うことができる。従って、締結部材３３，３４の取付け取外し作業の容易化、延いては、上流筒体２３と下流筒体２７に対するフィルタ筒体３０の取付け取外しの容易化を図ることができる。

本実施の形態によれば、接続部材３７を構成する接続体３７Ａは、隣合う２つの枠部材３５，３６の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられる。このため、枠部材３５，３６と接続体３７Ａの個数、接続体３７Ａの形状、寸法等を適宜設定することにより、枠部材３５，３６の可動範囲、延いては、締結部材３３，３４全体としての変形可能範囲を所望に調整することができる。

本実施の形態によれば、締着部材３８は、一方の枠部材３５の端部に取付けられた柱部材３８Ａの貫通孔３８Ａ1に、他方の枠部材３６の端部に揺動可能に取付けられた連結体３８Ｂを挿通し、該連結体３８Ｂにナット３８Ｄを螺合することにより、接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとを着脱可能に締着することができる。このため、接続ずみ枠部材３９の始端３９Ａと終端３９Ｂとの締着およびその解除を、柱部材３８Ａの貫通孔３８Ａ1に対する連結体３８Ｂの抜き差し作業と連結体３８Ｂに対するナット３８Ｄの着脱作業とにより容易に行うことができる。

なお、上述した実施の形態では、上流側締結部材３３と下流側締結部材３４とを、２個の枠部材３５，３６と、１個の接続部材３７と、１個の締着部材３８とにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、図１３に示す第１の変形例のように、締結部材４１を、３個の枠部材４２，４３，４４と、２個の接続部材３７と、１個の締着部材３８とにより構成してもよい。即ち、締結部材は、複数の枠部材と、複数の接続部材と、一の（必要に応じて複数の）締着部材とにより構成することができる。

また、上述した実施の形態では、浄化装置２２を、上流筒体２３と下流筒体２７とフィルタ筒体３０との３個の筒体から構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、図１４に示す第２の変形例のように、浄化装置５１を、上流筒体５２と、下流筒体２７と、フィルタ筒体３０と、排気ガスを浄化処理するための処理部材としての酸化触媒２６を内蔵した浄化部筒体としての触媒筒体５３との４個の筒体により構成してもよい。

この場合、触媒筒体５３の上流側端部と下流側端部には、それぞれ全周に亘って鍔状に触媒筒体フランジ５３Ａを設け、触媒筒体５３の触媒筒体フランジ５３Ａとフィルタ筒体３０のフィルタ筒体フランジ３１Ｂの間は、上流側締結部材３３および下流側締結部材３４と同様の構成を有する浄化部締結部材５４により締結する。即ち、上流筒体と下流筒体との間に接続して設けられ排気ガスを浄化処理するための処理部材が内蔵された浄化部筒体は、複数個とすることができる。

また、上述した実施の形態では、浄化装置２２の処理部材として粒子状物質除去フィルタ３２と酸化触媒２６とを用いる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、浄化装置の処理部材として選択還元触媒等、他の種類の触媒やフィルタを、排気ガスを浄化処理するための処理部材として用いる構成としてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、浄化装置２２を小型の油圧ショベル１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明による建設機械の浄化装置はこれに限るものではなく、例えば中型以上の油圧ショベルの浄化装置に適用してもよい。また、ホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベル、ホイールローダ、フォークリフト、油圧クレーン等、各種の建設機械の浄化装置に広く適用することができるものである。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
７ エンジン
２２，５１ 浄化装置
２３，５２ 上流筒体
２４Ｃ 上流筒体フランジ
２６ 酸化触媒（処理部材）
２７ 下流筒体
２８Ｃ 下流筒体フランジ
３０ フィルタ筒体（浄化部筒体）
３１Ｂ フィルタ筒体フランジ（浄化部筒体フランジ）
３２ 粒子状物質除去フィルタ（処理部材）
３３ 上流側締結部材
３４ 下流側締結部材
３５，３６，４２，４３，４４ 枠部材
３７ 接続部材
３７Ａ 接続体
３８ 締着部材
３８Ａ 柱部材
３８Ａ1 貫通孔
３８Ｂ 連結体
３８Ｂ1 雄ねじ部
３８Ｄ ナット
３９ 接続ずみ枠部材
３９Ａ 始端
３９Ｂ 終端
４１ 締結部材
５３ 触媒筒体（浄化部筒体）
５３Ａ 触媒筒体フランジ（浄化部筒体フランジ）
５４ 浄化部締結部材

Claims (4)

1. 車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路に設けられ下流側端部に上流筒体フランジを有する上流筒体と、該上流筒体よりも下流側に設けられ上流側端部に下流筒体フランジを有する下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に接続して設けられ排気ガスを浄化処理するための処理部材が内蔵され上流側端部と下流側端部にそれぞれ浄化部筒体フランジを有する１個または複数個の浄化部筒体と、前記上流筒体フランジと浄化部筒体フランジとの間を互いに対面した状態で締結する上流側締結部材と、前記下流筒体フランジと浄化部筒体フランジとの間を互いに対面した状態で締結する下流側締結部材とにより構成してなる建設機械の浄化装置において、
   前記上流側締結部材と下流側締結部材とのうちの少なくとも一方の締結部材は、
   互いに対面する２つのフランジを接続するために外形がフランジを嵌合する円弧状をなし周方向に離間して配置される複数の枠部材と、
   周方向に隣合う２つの枠部材の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられ両者間を周方向の間隔を持って接続する一または複数の接続部材と、
   該接続部材によって接続された複数の接続ずみ枠部材の始端と終端とを着脱可能に締着する締着部材とにより構成したことを特徴とする建設機械の浄化装置。
2. 前記接続部材は、一端側と他端側とが隣合う２つの枠部材の端部にそれぞれ揺動可能に取付けられる接続体により構成してなる請求項１に記載の建設機械の浄化装置。
3. 前記締着部材は、貫通孔を有し隣り合う２つの枠部材のうちの一方の枠部材の端部に取付けられる柱部材と、一端側が前記隣り合う２つの枠部材のうちの他方の枠部材の端部に揺動可能に取付けられ他端側が雄ねじ部となって前記柱部材の貫通孔に挿通される連結体と、該連結体の雄ねじ部に螺合されるナットとにより構成してなる請求項１または２に記載の建設機械の浄化装置。
4. 複数個の前記浄化部筒体と、前記浄化部筒体フランジ同士の間を互いに対面した状態で締結する１個または複数個の浄化部締結部材とを備え、
   該浄化部締結部材は、前記複数の枠部材と、前記一または複数の接続部材と、前記締着部材とにより構成してなる請求項１，２または３に記載の建設機械の浄化装置。

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