JP4981016B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジンから排出される排気ガス中の有害物質を除去するのに用いて好適な排気ガス浄化装置に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械は、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。また、上部旋回体には、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が搭載され、該エンジンの排気管には、排気ガス中の有害物質を除去して浄化するための排気ガス浄化装置が設けられている。

そして、油圧ショベルに設けられる排気ガス浄化装置としては、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を酸化して除去する酸化触媒、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１２０２７７号公報

この特許文献１による排気ガス浄化装置は、例えば排気管に接続され酸化触媒が内蔵された上流筒体と、該上流筒体と軸方向に離間して配置され排気ガスを排出する下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に設けられ排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するための粒子状物質除去フィルタが内蔵されたフィルタ筒体とにより大略構成されている。

また、上流筒体の流出側端部、下流筒体の流入側端部およびフィルタ筒体の流入側と流出側の端部には、径方向に拡径したフランジ部が設けられ、該各フランジ部には、対面するフランジ部間で連通するように複数個のボルト挿通孔が周方向に間隔をもって穿設されている。

そして、各筒体は、対面するフランジ部の各ボルト挿通孔にボルトを挿通し、その雄ねじをナットに締着することにより、上流筒体とフィルタ筒体、下流筒体とフィルタ筒体とを一体的に締結することができる。

ここで、粒子状物質除去フィルタは、捕集した粒子状物質を燃焼して除去するものであるが、燃焼した後の灰分が徐々に堆積してしまう。このときには、フィルタ筒体を上流筒体、下流筒体に接続しているボルトを緩めて取外し、上流筒体、下流筒体間からフィルタ筒体を引き出すことにより、フィルタ筒体内の粒子状物質除去フィルタに堆積した灰分をクリーニングし再生している。

このように、特許文献１の排気ガス浄化装置では、各フランジ部の周方向に間隔をもって穿設した複数個のボルト挿通孔にボルトを挿通し、その雄ねじをナットに締着することによって隣合う筒体を一体的に接続している。しかし、排気ガス浄化装置が配設されるエンジンの周囲には、例えば作動油タンク、カウンタウエイト等の他の構造物、各種配管、配線等が近接して配置されているから、排気ガス浄化装置の周囲には、ボルトを緩めたり、締付けたりするためのスペースを確保するのが難しい。

これにより、排気ガス浄化装置をエンジン側に取付けた状態では、各筒体が邪魔になって下側（エンジン側）に位置するボルトに工具が届き難く、また工具を操作することも困難である。従って、特許文献１による排気ガス浄化装置では、フィルタ筒体を取外す場合に、排気ガス浄化装置全体をエンジン側から取外し、別の作業場所で各筒体の取付け、取外し作業を行わなくてはならず、作業性が悪いという問題がある。

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、本発明の目的は、上流筒体と下流筒体との間から浄化部筒体を簡単に取外すことができ、浄化部筒体に内蔵した処理部材のメンテナンス作業を効率よく行うことができるようにした排気ガス浄化装置を提供することにある。

本発明による排気ガス浄化装置は、車体に搭載されたエンジンの排気管に接続される上流筒体と、該上流筒体と軸方向に離間して配置され排気ガスを排出する下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に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とを備え、前記上流筒体の流出側端部、下流筒体の流入側端部および浄化部筒体の流入側と流出側の端部には、径方向に拡径したフランジ部を設ける構成としている。

そして、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、前記上流筒体、下流筒体および浄化部筒体のフランジ部には、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔を設け、前記浄化部筒体を挟んで前記上流筒体のフランジ部と下流筒体のフランジ部とを締結する長さ寸法を有し一端がボルト頭となり他端が雄ねじとなった長尺なボルトを備え、該長尺ボルトを前記各ボルト挿通孔に挿通し前記上流筒体と下流筒体との間に前記浄化部筒体を挟んだ状態で、前記雄ねじをナットに締着することによって、これら各筒体を一緒に固定する構成とし、前記長尺ボルトは、前記各ボルト挿通孔のうち前記フランジ部の周方向の一部の位置にあるボルト挿通孔に挿通する構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記各フランジ部の周方向の一部に位置する前記ボルト挿通孔は、前記各フランジ部に対して一直線上に位置して設ける構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記ナットは、前記上流筒体のフランジ部に固着して設ける構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記上流筒体のフランジ部と下流筒体のフランジ部には、前記上流筒体と下流筒体を前記車体側または前記エンジン側に取付けるための脚体を設け、前記ナットは該脚体に固着して設ける構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、上流筒体、下流筒体および浄化部筒体を軸方向に並べ、それぞれのフランジ部に設けたボルト挿通孔に長尺ボルトを挿通し、その雄ねじをナットに締着する。これにより、長尺ボルトとナットは、上流筒体と下流筒体との間に浄化部筒体を挟んだ状態で、これら各筒体を一緒に固定することができる。

従って、長尺ボルトは、上流筒体のフランジ部と浄化部筒体のフランジ部との間と、下流筒体のフランジ部と浄化部筒体のフランジ部との間の合計２箇所の接続部を一度に接続することができる。これにより、長尺ボルトは、作業者側と反対側の工具の届きにくい場所を接続する場合でも、例えば下流筒体側から各ボルト挿通孔に挿通でき、そのボルト頭を工具によって締付けたり、緩めたりすることができる。

この結果、処理部材のクリーニングや点検を行うために浄化部筒体を取外す場合には、上流筒体と下流筒体との間から浄化部筒体だけを取外すことができ、また取付けることができ、メンテナンス作業等の作業性を向上することができる。

また、長尺ボルトは、各筒体のフランジ部の周方向の一部、例えば排気ガス浄化装置を車体側またはエンジン側に取付けたときに、各筒体が邪魔になって手や工具が届き難い周方向の奥部位置にあるボルト挿通孔に挿通している。これにより、手や工具が届き難い位置でも、軸方向から挿通して締着することができる長尺ボルトは、上流筒体と浄化部筒体の接続部と、下流筒体と浄化部筒体の接続部との両方を一度に接続することができる。

請求項２の発明によれば、各フランジ部の複数個のボルト挿通孔のうち、周方向の一部となる各筒体の裏側に位置するボルト挿通孔を、各フランジ部に対して一直線上に配置しているから、これらのボルト挿通孔に対し長尺ボルトを簡単に挿通することができ、作業性を向上することができる。

請求項３の発明によれば、ナットは、上流筒体のフランジ部に固着して設けているから、下流筒体側から長尺ボルトを挿通し、そのボルト頭に例えばソケットレンチ等の工具を嵌合させ、雄ねじをナットに締着することにより、ナットを回り止めすることなく、下流筒体側から長尺ボルトの取付け、取外し作業を行うことができる。

請求項４の発明によれば、上流筒体と下流筒体は、それぞれのフランジ部に設けた脚体によって車体側またはエンジン側に安定的に取付けることができる。また、ナットは、上流筒体の脚体に固着して設けているから、下流筒体側から長尺ボルトを挿通し、そのボルト頭に例えばソケットレンチを嵌合させ、雄ねじを脚体のナットに締着することにより、ナットを回り止めすることなく、下流筒体側から長尺ボルトの取付け、取外し作業を行うことができる。また、各筒体間の接続と一緒に各脚体も取付けることができ、組立作業性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態による排気ガス浄化装置を油圧ショベルに搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。なお、実施の形態では、排気ガス浄化装置の浄化部筒体に収容する処理部材の具体例として、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する粒子状物質除去フィルタを収容した場合を例示している。この他にも、浄化部筒体には、窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素水溶液を用いて浄化するＮＯｘ浄化装置、三元触媒等の他の処理部材を収容することもできる。

まず、図１ないし図１１は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１は建設機械としてのクローラ式の油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体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の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置４とにより大略構成されている。そして、下部走行体２と上部旋回体３が本発明に係る車体の具体例である。

ここで、油圧ショベル１を構成する上部旋回体３について詳述する。５は上部旋回体３の旋回フレームで、該旋回フレーム５は、支持構造体として構成されている。また、旋回フレーム５の前側には、左，右方向の中央に位置して作業装置４が俯仰動可能に取付けられ、後側には後述のエンジン８等が設けられている。

６は旋回フレーム５の左前側（作業装置４のフート部左側）に搭載されたキャブで、該キャブ６は、オペレータが搭乗するもので、その内部にはオペレータが着座する運転席、走行用の操作レバー、作業用の操作レバー等（いずれも図示せず）が配設されている。

７は旋回フレーム５の後端部に取付けられたカウンタウエイトを示している。このカウンタウエイト７は、作業装置４との重量バランスをとるものであり、図２に示すように、後面側が湾曲するように突出している。また、カウンタウエイト７は、後述するエンジン８、油圧ポンプ１０、排気ガス浄化装置２１等の後側を閉塞する壁部材となっている。

８は旋回フレーム５の後側に設けられたエンジンで、該エンジン８は、カウンタウエイト７の前側に位置して左，右方向に延在する横置き状態に搭載されている。また、エンジン８の左側には、後述の熱交換器９に冷却風を供給するための冷却ファン８Ａが設けられている。

一方、エンジン８の長さ方向の右側は、図２、図３に示す如く、後述の油圧ポンプ１０を取付けるためのポンプ取付部８Ｂとなっている。また、エンジン８の前側の上部には、吸気の流量を増大させるターボチャージャ等の過給機８Ｃがエキゾーストマニホールド８Ｄに接続して設けられ、該過給機８Ｃには、左，右方向に延びるように排気管８Ｅが接続されている。そして、エンジン８は、旋回フレーム５上に防振状態で支持されている。

９はエンジン８の左側に配設された熱交換器で、該熱交換器９は、冷却ファン８Ａに対面して設けられている。また、熱交換器９は、例えばエンジン冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン８が吸込む空気を冷却するインタクーラ等により構成されている。

１０はエンジン８の右側に配設された油圧ポンプで、該油圧ポンプ１０は、エンジン８によって駆動されることにより、後述の作動油タンク１２から供給される作動油を圧油として吐出するものである。そして、油圧ポンプ１０は、図４に示すように、その基端側がフランジ部１０Ａとなり、該フランジ部１０Ａがエンジン８のポンプ取付部８Ｂに複数本のボルト１１を用いて取付けられている。

１２は油圧ポンプ１０の前側に位置して旋回フレーム５の右側に設けられた作動油タンク（図２参照）で、該作動油タンク１２は、下部走行体２、作業装置４等を駆動するための作動油を貯えるものである。また、作動油タンク１２は、後述する排気ガス浄化装置２１の前側に僅かな隙間をもって配置され、該排気ガス浄化装置２１の前側を閉塞する閉塞部材となっている。一方、１３は作動油タンク１２の前側に設けられた燃料タンクを示している。

１４はエンジン８、熱交換器９、後述の排気ガス浄化装置２１等を覆う建屋カバー（図１、図２参照）で、該建屋カバー１４は、上部旋回体３の左側に位置して熱交換器９の側方を覆った左側面カバー１４Ａと、上部旋回体３の右側に位置して油圧ポンプ１０の側方を覆った右側面カバー１４Ｂと、エンジン８等の上側を覆った上面カバー１４Ｃとにより大略構成されている。また、上面カバー１４Ｃには、メンテナンス作業用の開口を閉塞するようにエンジンカバー１４Ｄが開閉可能に設けられている。

１５は建屋カバー１４内に位置してエンジン８の右側に設けられた仕切り部材で、該仕切り部材１５は、一般的にファイヤウォールと呼ばれるもので、例えば旋回フレーム５、建屋カバー１４等の構造体に取付けられている。この仕切り部材１５は、排気ガス浄化装置２１の右側に僅かな隙間をもって配置され、該排気ガス浄化装置２１の右側を閉塞する閉塞部材となっている。また、仕切り部材１５の後側部分は、排気ガス浄化装置２１の後側から大きく離間しており、後述のソケットレンチ３４を操作することができるスペースを確保している。

そして、仕切り部材１５は、建屋カバー１４内をエンジン８、排気ガス浄化装置２１等が配置されるエンジン側の空間と油圧ポンプ１０が配置されるポンプ側の空間とに仕切ることにより、油圧ポンプ１０の周囲で作動油の漏れが生じた場合でも、漏れ出た作動油がエンジン８側に飛散するのを防止している。

１６は油圧ポンプ１０の上側に位置してエンジン８の右側に設けられた浄化装置取付台で、該浄化装置取付台１６は、図４に示すように、後述の排気ガス浄化装置２１をエンジン８側に取付けるものである。また、浄化装置取付台１６は、エンジン８側となる左側に位置してほぼ垂直に延びた縦板部１６Ａと、該縦板部１６Ａから右側に向けほぼ水平に延びた横板部１６Ｂとにより構成されている。そして、浄化装置取付台１６は、その縦板部１６Ａを油圧ポンプ１０のフランジ部１０Ａに当接させ、この状態で該フランジ部１０Ａと一緒にボルト１１を用いてエンジン８のポンプ取付部８Ｂに取付けられている。

次に、エンジン８の排気ガスに含まれる有害な粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を除去して浄化する第１の実施の形態による排気ガス浄化装置２１について、図２ないし図１１を参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態では、排気ガス浄化装置の浄化部筒体として、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する粒子状物質除去フィルタ３１を収容したフィルタ筒体２９を具体例として記載している。また、その他にも浄化部筒体には、窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素水溶液を用いて浄化するＮＯｘ浄化装置、三元触媒等の他の処理部材を収容する構成とすることもできる。

即ち、２１はエンジン８の上部右側に位置して排気管８Ｅに接続された第１の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。この排気ガス浄化装置２１は、排気管８Ｅを流通する排気ガスに含まれる粒子状物質を除去するものである。また、排気ガス浄化装置２１は、例えば前，後方向の前側が上流側（流入側）となり、後側が下流側（流出側）となるように縦置き状態に配置されている。そして、排気ガス浄化装置２１は、後述の上流筒体２２、下流筒体２６、フィルタ筒体２９、短尺ボルト３２、長尺ボルト３３等により大略構成されている。

さらに、排気ガス浄化装置２１は、図３に示すように、前側に位置する上流筒体２２が作動油タンク１２の後側近傍に配置されると共に、エンジン８の排気管８Ｅに接続されている。これにより、上流筒体２２は、前，後方向に固定的に配設され、作動油タンク１２との距離寸法は僅かな寸法Ｇ1となっている。このために、上流筒体２２と作動油タンク１２との間からは後述の長尺ボルト３３を挿着したり、ソケットレンチ３４を操作したりすることは困難である。

一方、排気ガス浄化装置２１の後側は、下流筒体２６が仕切り部材１５の後端部から寸法Ｇ2をもって大きく離間している。これにより、下流筒体２６と仕切り部材１５との間からは長尺ボルト３３を挿着したり、ソケットレンチ３４を操作したりすることができる。

また、排気ガス浄化装置２１は、図５に示す如く、後述する上流筒体２２と下流筒体２６とフィルタ筒体２９との３個の筒体を短尺ボルト３２、長尺ボルト３３を用いて一体的に締結する構成となっている。また、図６に示すように、上流筒体２２には酸化触媒２５が収容され、フィルタ筒体２９には粒子状物質除去フィルタ３１が収容されている。

まず、２２は排気ガス浄化装置２１の前側（上流側）に位置して排気管８Ｅが接続された上流筒体である。この上流筒体２２は、排気ガスが流入する入口部分を構成している。即ち、上流筒体２２は、図６、図８等に示すように、１個の筒状部材２３と、該筒状部材２３の上流側に設けられエンジン８の排気管８Ｅが接続される流入管２４と、該流入管２４よりも下流側に位置して前記筒状部材２３内に設けられた酸化触媒２５とにより大略構成されている。

２３は上流筒体２２の外形を構成する筒状部材で、該筒状部材２３は、大径な円筒部２３Ａと、該円筒部２３Ａの前側（上流側）を閉塞して設けられた蓋部２３Ｂと、前記円筒部２３Ａの流出側となる後側（下流側）の端部に位置し径方向に拡径して設けられたフランジ部２３Ｃとにより構成されている。

ここで、フランジ部２３Ｃは、フィルタ筒体２９を構成する筒状部材３０の前側フランジ部３０Ｂと対面するもので、該フランジ部２３Ｃには、周方向にほぼ一定の間隔をもって軸方向に貫通した複数個、例えば１０個のボルト挿通孔（図示せず）が設けられている。また、フランジ部２３Ｃには、図８ないし図１０に示すように、前側フランジ部３０Ｂと反対側となる前面に位置して、前記各ボルト挿通孔に対応して例えば１０個のナット２３Ｄが溶接手段を用いて固着されている。これら１０個のナット２３Ｄは、後述の短尺ボルト３２と長尺ボルト３３が螺着するものである。

さらに、筒状部材２３には、円筒部２３Ａの下側に位置して脚体２３Ｅが設けられている。この脚体２３Ｅは、排気ガス浄化装置２１をエンジン８側に位置する浄化装置取付台１６の横板部１６Ｂ上に固定的に取付けるものである。

２４は筒状部材２３の円筒部２３Ａの上流側（流入側）に設けられた流入管である。この流入管２４は、円筒部２３Ａを直径方向（横方向）に貫通する消音機能をもった円筒体からなり、エンジン８側に突出した端部には排気管８Ｅが接続されている。これにより、上流筒体２２は、エンジン８（過給機８Ｃ）に対して前，後方向に固定され、作動油タンク１２の後面の近傍に配置されている。

２５は上流筒体２２に設けられた酸化触媒で、該酸化触媒２５は、流入管２４よりも下流側となる筒状部材２３内の下流側に位置して設けられている。また、酸化触媒２５は、排気ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害物質を酸化して除去するものである。さらに、酸化触媒２５は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。

次に、２６は後述のフィルタ筒体２９を挟んで上流筒体２２の下流側となる後側位置に離間して設けられた下流筒体である。この下流筒体２６は、排気ガスを流出する出口部分を構成している。即ち、下流筒体２６は、後述の筒状部材２７と流出管２８とによって構成されている。

２７は下流筒体２６を構成する筒状部材で、該筒状部材２７は、上流筒体２２の筒状部材２３とほぼ同様に、大径な円筒部２７Ａと、該円筒部２７Ａの後側（下流側）を閉塞して設けられた蓋部２７Ｂと、前記円筒部２７Ａの流入側となる前側（上流側）の端部を径方向に拡径して設けられたフランジ部２７Ｃとにより大略構成されている。

ここで、フランジ部２７Ｃは、フィルタ筒体２９を構成する筒状部材３０の後側フランジ部３０Ｃと対面するもので、該フランジ部２７Ｃには、周方向にほぼ一定の間隔をもって軸方向に貫通した複数個、例えば１０個のボルト挿通孔２７Ｄが設けられている。また、フランジ部２７Ｃには、図５等に示すように、後側フランジ部３０Ｃと反対側となる後面に位置してナット２７Ｅが設けられている。そして、ナット２７Ｅは、例えば１０個のボルト挿通孔２７Ｄのうち、浄化装置取付台１６との間に挟まれる下側に位置する４個のボルト挿通孔２７Ｄを除いた、中間部から上側に位置する６個のボルト挿通孔２７Ｄに対応して溶接手段を用いて固着されている。これら６個のナット２７Ｅは、後述の短尺ボルト３２が螺着するものである。

さらに、筒状部材２７には、円筒部２７Ａの下側に位置して脚体２７Ｆが設けられている。この脚体２７Ｆは、前述した脚体２３Ｅと協働して排気ガス浄化装置２１をエンジン８側に位置する浄化装置取付台１６の横板部１６Ｂ上に固定的に取付けるものである。

２８は筒状部材２７の円筒部２７Ａの下流側に設けられた流出管である。この流出管２８は、円筒部２７Ａを直径方向（縦方向）に貫通する消音機能をもった円筒体からなり、上側に突出した端部は尾管となっている。

また、２９は上流筒体２２と下流筒体２６との間に設けられた浄化部筒体としてのフィルタ筒体である。このフィルタ筒体２９は、排気ガス浄化装置２１の本体部分を形成するもので、後述の筒状部材３０と粒子状物質除去フィルタ３１とにより大略構成されている。

３０はフィルタ筒体２９の外形を構成する筒状部材で、該筒状部材３０は、円筒部３０Ａと、該円筒部３０Ａの流入側となる前側（上流側）に径方向に拡径して設けられた前側フランジ部３０Ｂと、前記円筒部３０Ａの流出側となる後側（下流側）に拡径して設けられた後側フランジ部３０Ｃとにより構成されている。

ここで、前側フランジ部３０Ｂは、上流筒体２２を構成する筒状部材２３のフランジ部２３Ｃと対面するもので、該前側フランジ部３０Ｂには、周方向にほぼ一定の間隔をもって軸方向に貫通した例えば１０個のボルト挿通孔３０Ｄが設けられている。一方、後側フランジ部３０Ｃは、下流筒体２６を構成する筒状部材２７のフランジ部２７Ｃと対面するもので、該後側フランジ部３０Ｃには、前記ボルト挿通孔３０Ｄと同様位置に１０個のボルト挿通孔３０Ｅが設けられている。

３１は筒状部材３０内に収容された粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）で、該粒子状物質除去フィルタ３１は、エンジン８から排出される排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集することにより排気ガスを浄化するものである。

そして、粒子状物質除去フィルタ３１は、図６、図７に示す如く、例えばセラミックス材料等からなる多孔質な部材に軸方向に多数の小孔３１Ａを設けたセル状筒体をなし、各小孔３１Ａは、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材３１Ｂによって閉塞されている。これにより、粒子状物質除去フィルタ３１は、前側から小孔３１Ａに流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質を捕集し、浄化した排気ガスを隣の小孔３１Ａから後側に流出する。

一方、粒子状物質除去フィルタ３１は、各小孔３１Ａ内に多くの粒子状物質が堆積したときに、この粒子状物質を燃焼して除去する。しかし、粒子状物質を燃焼しても、その一部は灰となって小孔３１Ａ内に徐々に堆積する。また、その他の未燃焼残留物、例えばエンジンオイル中の重金属、カルシウム等も徐々に堆積する。そこで、粒子状物質除去フィルタ３１は、フィルタ筒体２９を取外して堆積物を除去するようになっている。

ここで、排気ガス浄化装置２１を構成する上流筒体２２、下流筒体２６およびフィルタ筒体２９は、それぞれの筒状部材２３，２７，３０にフランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃを有し、該各フランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃには、周方向に一定の間隔をもって１０個のボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅが穿設されている。

そして、第１の実施の形態では、１０個のボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅのうち、上側に露出して手や工具が容易に届く中間部から上側に位置するそれぞれ６個のボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅには、通常の短尺ボルト３２を挿通し、ナット２３Ｄ，２７Ｅに締着する。これにより、上流筒体２２のフランジ部２３Ｃとフィルタ筒体２９の前側フランジ部３０Ｂとの間と、下流筒体２６のフランジ部２７Ｃとフィルタ筒体２９の後側フランジ部３０Ｃとの間とを別々に締結する構成としている。

一方、各筒体２２，２６，２９が邪魔になって手や工具が届かない該各筒体２２，２６，２９と浄化装置取付台１６の横板部１６Ｂとの間に位置する下側の４個のボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅには、後述の長尺ボルト３３を後側から挿通し、ナット２３Ｄに締着する。これにより、上流筒体２２のフランジ部２３Ｃとフィルタ筒体２９の前側フランジ部３０Ｂとの間と、下流筒体２６のフランジ部２７Ｃとフィルタ筒体２９の後側フランジ部３０Ｃとの間とを一緒に締結する構成としている。

次に、各フランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃの周方向の一部となる下側位置の４個のボルト挿通孔各筒体２２，２６，２９に挿通する４本の長尺ボルト３３について説明する。

即ち、３３は作業時に工具が届き難い各筒体２２，２６，２９の下側位置に設けられた複数本、例えば４本の長尺ボルトを示している。これら４本の長尺ボルト３３は、フィルタ筒体２９を挟んで上流筒体２２のフランジ部２３Ｃと下流筒体２６のフランジ部２７Ｃとを締結する長さ寸法に設定されている。また、長尺ボルト３３は、図１１に示す如く、一端が六角形状のボルト頭３３Ａとなり、他端が雄ねじ３３Ｂとなっている。

ここで、長尺ボルト３３は、図８に示すように、下流筒体２６と仕切り部材１５の後端部との間の隙間寸法Ｇ2や右側の隙間を利用し、排気ガス浄化装置２１の後側から下流筒体２６のボルト挿通孔２７Ｄ、フィルタ筒体２９のボルト挿通孔３０Ｃ，３０Ｂ、上流筒体２２のボルト挿通孔の順で挿通する。そして、ねじ締め工具としてのソケットレンチ３４を下流筒体２６と仕切り部材１５との間を通し、長尺ボルト３３のボルト頭３３Ａに係合させた後、該ソケットレンチ３４をねじ締め操作することにより、雄ねじ３３Ｂを上流筒体２２のナット２３Ｄに締着する。

これにより、各長尺ボルト３３は、上流筒体２２のフランジ部２３Ｃとフィルタ筒体２９の前側フランジ部３０Ｂとの間と、下流筒体２６のフランジ部２７Ｃとフィルタ筒体２９の後側フランジ部３０Ｃとの間とを一緒に締結することができる。

第１の実施の形態による油圧ショベル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。

まず、オペレータは、上部旋回体３のキャブ６に搭乗し、エンジン８を始動して油圧ポンプ１０を駆動する。これにより、油圧ポンプ１０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、キャブ６に搭乗したオペレータが走行用の操作レバー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、作業用の操作レバー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。

また、エンジン８の運転時には、その排気管８Ｅから排気ガスに含まれて有害な一酸化炭素、炭化水素、粒子状物質等が排出される。そこで、排気ガス浄化装置２１は、上流筒体２２に設けた酸化触媒２５により、一酸化炭素、炭化水素を酸化して除去する。次に、フィルタ筒体２９に設けた粒子状物質除去フィルタ３１は、粒子状物質を捕集することにより、浄化した排気ガスを下流筒体２６から外部に排出することができる。

一方、粒子状物質除去フィルタ３１に捕集した粒子状物質は、所定量堆積したら燃焼して除去（再生）する。このように粒子状物質を燃焼した場合、粒子状物質除去フィルタ３１には燃焼した後の灰分が徐々に堆積してしまう。このために、粒子状物質除去フィルタ３１に堆積した灰分を除去するクリーニング作業が必要になる。

そこで、フィルタ筒体２９の粒子状物質除去フィルタ３１に堆積した粒子状物質の灰分を除去するためのクリーニング作業を行う場合について説明する。

粒子状物質除去フィルタ３１のクリーニング作業では、フィルタ筒体２９を取外す必要があり、上流筒体２２、下流筒体２６とフィルタ筒体２９とを締結する短尺ボルト３２と長尺ボルト３３を外す。まず、長尺ボルト３３を取外す場合には、図５に示すように、下流筒体２６と仕切り部材１５との隙間を通してソケットレンチ３４を長尺ボルト３３のボルト頭３３Ａに嵌合させ、下流筒体２６と仕切り部材１５との隙間でソケットレンチ３４のレバーを回動操作することにより長尺ボルト３３を緩める。

このときに、長尺ボルト３３の雄ねじ３３Ｂが螺合している上流筒体２２のナット２３Ｄは、フランジ部２３Ｃに溶接しているから、スパナ等で回り止めする必要がなく、排気ガス浄化装置２１の後側からの作業だけで長尺ボルト３３を取外すことができる。

次に、４本の長尺ボルト３３を取外したら、上側に露出した１２本の短尺ボルト３２を緩めて取外すことにより、図９に示す如く、フィルタ筒体２９を引上げて上流筒体２２、下流筒体２６間から取外すことができる。そして、他の作業場所にフィルタ筒体２９を移動したら、フィルタ筒体２９内の粒子状物質除去フィルタ３１に向け、例えば圧縮空気等を吹付けることにより、堆積した粒子状物質の灰分を除去することができる。一方、前述した作業と逆の手順の作業を行うことにより、再生したフィルタ筒体２９を上流筒体２２、下流筒体２６間に取付けることができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、上流筒体２２、下流筒体２６およびフィルタ筒体２９のフランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃには、周方向に一定の間隔をもって１０個のボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅを設け、手や工具が届かない下側に位置する４箇所のボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅには、長尺ボルト３３を挿通し、その雄ねじ３３Ｂを上流筒体２２のナット２３Ｄに締着する構成としている。これにより、長尺ボルト３３は、上流筒体２２と下流筒体２６との間にフィルタ筒体２９を挟んだ状態で、これら各筒体２２，２６，２９を一緒に固定することができる。

従って、長尺ボルト３３は、上流筒体２２のフランジ部２３Ｃとフィルタ筒体２９のフランジ部３０Ｂとの間と、下流筒体２６のフランジ部２７Ｃとフィルタ筒体２９のフランジ部３０Ｃとの間の合計２箇所の接続部を一度に接続することができる。これにより、長尺ボルト３３は、各筒体２２，２６，２９のフランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃの周方向の一部、例えば作業者側と反対側に位置する工具の届きにくい場所となる各筒体２２，２６，２９の下側位置も容易に接続することができる。

この結果、粒子状物質除去フィルタ３１のクリーニングや点検を行うためにフィルタ筒体２９を取外す場合には、上流筒体２２と下流筒体２６との間からフィルタ筒体２９だけを取外すことができ、また取付けることができ、メンテナンス作業等の作業性を向上することができる。

また、各フランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃの各ボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅのうち、周方向の一部となる各筒体２２，２６，２９の裏側（下側）に位置するボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅは、各フランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃに対して一直線上に配置している。これにより、これらのボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅに対し長尺ボルト３３を簡単に挿通することができ、作業性を向上することができる。

さらに、上流筒体２２の筒状部材２３に設けたナット２３Ｄは、フランジ部２３Ｃに対して溶接する構成としている。これにより、ソケットレンチ３４によって長尺ボルト３３を回転させるときには、ナット２３Ｄを回り止めする必要がないから、下流筒体２６側からの作業だけで長尺ボルト３３の取付け、取外し作業を行うことができる。

次に、図１２ないし図１５は本発明の第２の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。本実施の形態の特徴は、上流筒体のフランジ部と下流筒体のフランジ部には、前記上流筒体と下流筒体を車体側またはエンジン側に取付けるための脚体を設け、ナットは該脚体に固着して設ける構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１２において、４１は上流筒体２２を構成する筒状部材２３のフランジ部２３Ｃに取付けられた左，右で一対の前側脚体（右側のみ図示）である。この前側脚体４１は、上流筒体２２とは別部材として設けられ、長尺ボルト３３によって前記フランジ部２３Ｃに一体的に取付けられている。

また、左，右の前側脚体４１は、図１３に示すように、筒状部材２３のフランジ部２３Ｃに取付けられる台形状の縦板４１Ａと、該縦板４１Ａの下端から前側に向けて延びた横板４１Ｂと、フランジ部２３Ｃの周方向の一部となる下側から２つ目までのボルト挿通孔に対応するように前記縦板４１Ａに穿設された２個のボルト挿通孔（図示せず）と、該各ボルト挿通孔に対応するように縦板４１Ａの前面側に溶接手段を用いて固着された２個のナット４１Ｃとにより構成されている。また、横板４１Ｂには浄化装置取付台１６の横板部１６Ｂに固定するためのボルト４２が挿通するボルト孔４１Ｄが穿設されている。

一方、図１４において、４３は下流筒体２６を構成する筒状部材２７のフランジ部２７Ｃに取付けられた左，右で一対の後側脚体（右側のみ図示）である。この後側脚体４３は、下流筒体２６とは別部材として設けられ、長尺ボルト３３によって前記フランジ部２７Ｃに一体的に取付けられている。

また、左，右の後側脚体４３は、図１５に示すように、台形状の縦板４３Ａと、該縦板４３Ａの下端から前側に向けて延びた横板４３Ｂと、前記縦板４３Ａに穿設された２個のボルト挿通孔４３Ｃと、前記横板４１Ｂに穿設されたボルト孔４３Ｄとにより構成されている。

次に、前，後の脚体４１，４３を用いて排気ガス浄化装置２１を組立てる場合には、長尺ボルト３３を、後側脚体４３のボルト挿通孔４３Ｃ、下流筒体２６のボルト挿通孔２７Ｄ、フィルタ筒体２９のボルト挿通孔３０Ｅ，３０Ｄ、上流筒体２２のボルト挿通孔、前側脚体４１のボルト挿通孔に挿通し、その雄ねじ３３Ｂを前側脚体４１のナット４１Ｃに締着する。これにより、筒体２２，２６に脚体４１，４３を取付つつ、各筒体２２，２６，２９を一体的に締結することができる。そして、各脚体４１，４３は、ボルト４２を用いて浄化装置取付台１６の横板部１６Ｂに固定することができる。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態では、前側脚体４１にナット４１Ｃを溶接しているから、長尺ボルト３３を締着するときには、ナット４１Ｃを回り止めすることなく、長尺ボルト３３の取付け、取外し作業を行うことができる。

次に、図１６および図１７は本発明の第３の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。本実施の形態の特徴は、前側脚体と後側脚体とをそれぞれ１つの部品として構成したことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１６において、５１は上流筒体２２を構成する筒状部材２３のフランジ部２３Ｃに取付けられる前側脚体である。この前側脚体５１は、上流筒体２２とは別部材として設けられ、長尺ボルト３３によって前記フランジ部２３Ｃに一体的に取付けられている。

また、前側脚体５１は、筒状部材２３を安定的に支持するために上縁部が凹湾曲状をした縦板５１Ａと、該縦板５１Ａの下端から前側に向けて延びた横板５１Ｂと、フランジ部２３Ｃの周方向の一部となる下側から２つ目までのボルト挿通孔に対応するように前記縦板５１Ａに穿設された４個のボルト挿通孔（図示せず）と、該各ボルト挿通孔に対応するように縦板５１Ａの前面側に溶接手段を用いて固着された４個のナット５１Ｃと、横板５１Ｂに穿設され、浄化装置取付台１６に固定するためのボルト５２が挿通される例えば２個のボルト孔５１Ｄとにより構成されている。

一方、図１７において、５３は下流筒体２６を構成する筒状部材２７のフランジ部２７Ｃに取付けられた後側脚体である。この後側脚体５３は、下流筒体２６とは別部材として設けられ、長尺ボルト３３によって前記フランジ部２７Ｃに一体的に取付けられている。

また、後側脚体５３は、縦板５３Ａと、該縦板５３Ａの下端から前側に向けて延びた横板５３Ｂと、前記縦板５３Ａに穿設された４個のボルト挿通孔５３Ｃと、前記横板５３Ｂに穿設された２個のボルト孔５３Ｄとにより構成されている。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態では、前，後で１枚の脚体５１，５３は、各筒体２２，２６を安定的に支持することができる。

次に、図１８ないし図２１は本発明の第４の実施の形態による排気ガス浄化装置を示している。本実施の形態の特徴は、筒体と別個に設けた脚体を専用のボルトを用いて筒体のフランジ部に取付ける構成としたことにある。なお、第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１８において、６１は上流筒体２２を構成する筒状部材２３のフランジ部２３Ｃに取付けられた左，右で一対の前側脚体（右側のみ図示）である。この前側脚体６１は、上流筒体２２とは別部材として設けられ、専用の取付ボルト６２によって前記フランジ部２３Ｃに一体的に取付けられている。

また、左，右の前側脚体６１は、図１９に示すように、筒状部材２３のフランジ部２３Ｃに取付けられる台形状の縦板６１Ａと、該縦板６１Ａの下端から前側に向けて延びた横板６１Ｂと、フランジ部２３Ｃの周方向の一部となる下側から２つ目までのボルト挿通孔に対応するように前記縦板６１Ａに穿設された２個のボルト挿通孔（図示せず）と、該各ボルト挿通孔に対応するように縦板６１Ａの前面側に溶接手段を用いて固着された２個のナット６１Ｃとにより構成されている。また、縦板６１Ａの各ナット６１Ｃ間には、フランジ部２３Ｃに取付けるための取付ボルト６２が挿通するボルト孔６１Ｄが穿設され、横板６１Ｂには、浄化装置取付台１６の横板部１６Ｂに固定するためのボルト６３が挿通するボルト孔６１Ｅが穿設されている。

一方、図２０において、６４は下流筒体２６を構成する筒状部材２７のフランジ部２７Ｃに取付けられた左，右で一対の後側脚体（右側のみ図示）である。この後側脚体６４は、下流筒体２６とは別部材として設けられ、専用の取付ボルト６２によって前記フランジ部２７Ｃに一体的に取付けられている。

また、左，右の後側脚体６４は、図２１に示すように、台形状の縦板６４Ａと、該縦板６４Ａの下端から前側に向けて延びた横板６４Ｂと、前記縦板６４Ａに穿設された２個のボルト挿通孔６４Ｃと、前記縦板６４Ａの各ボルト挿通孔６４Ｃ間に穿設されたボルト孔６４Ｄと、前記横板６４Ｂに穿設されたボルト孔６４Ｅとにより構成されている。

かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態では、筒体２２，２６と別個に設けた脚体６１，６４を専用のボルト６２を用いて筒体２２，２６のフランジ部２３Ｃ，２７Ｃに取付ける構成としているから、長尺ボルト３３の取付作業の前に、筒体２２，２６に脚体６１，６４を予め取付けておくことができ、作業性を向上することができる。

なお、第１の実施の形態では、各筒体２２，２６，２９のフランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃの周方向の一部として、上側からの作業では手が届かない各筒体２２，２６，２９と浄化装置取付台１６との間に位置する４個のボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅに長尺ボルト３３を挿通した場合を例に挙げて説明した。

しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２２に示す変形例のように、各筒体２２，２６，２９のフランジ部２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃの周方向の一部として、最下部に位置するボルト挿通孔７１に長尺ボルト３３を挿通する構成としてもよい。また、各筒体２２，２６，２９の中間部から上側に長尺ボルト３３を配置する構成としてもよい。さらに、ボルト挿通孔２７Ｄ，３０Ｄ，３０Ｅは、９個以下または１１個以上設ける構成としてもよいものである。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

また、各実施の形態では、排気ガス処理装置の浄化部筒体として、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を除去する粒子状物質除去フィルタ３１を処理部材として収容したフィルタ筒体２９を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば浄化部筒体には、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素水溶液を用いて浄化するＮＯｘ浄化装置、三元触媒等の他の処理部材を収容する構成としてもよい。また、浄化部筒体は、軸方向に複数個連結して配置する構成としてもよい。

さらに、各実施の形態では、排気ガス浄化装置２１をクローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに搭載する構成としてもよい。それ以外にも、リフトトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く搭載することができる。

本発明の第１の実施の形態による排気ガス浄化装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。 上部旋回体をキャブ、建屋カバーを省略した状態で拡大して示す平面図である。 図２中の排気ガス浄化装置の周囲を拡大して示す要部拡大の平面図である。 エンジンと油圧ポンプと仕切り部材と排気ガス浄化装置を図３中の矢示IV−IV方向からみた要部拡大の断面図である。 ソケットレンチを用いた長尺ボルトの取付け、取外し作業を図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた要部拡大の断面図である。 排気ガス浄化装置の内部構成を示す縦断面図である。 図６中の矢示VII−VII方向からみた排気ガス浄化装置の横断面図である。 排気ガス浄化装置を各筒体のフランジ部に長尺ボルトを取付け、取外ししている状態で示す外観斜視図である。 上流筒体、下流筒体からフィルタ筒体を取外した状態を図８と同様位置からみた分解斜視図である。 上流筒体とフィルタ筒体の接続部分を拡大して示す要部拡大斜視図である。 長尺ボルトを単体で示す外観斜視図である。 第２の実施の形態による前側脚体を上流筒体、フィルタ筒体、長尺ボルト等と一緒に示す要部拡大斜視図である。 図１２中の前側脚体を単体で拡大して示す外観斜視図である。 第２の実施の形態による後側脚体を下流筒体、フィルタ筒体、長尺ボルト等と一緒に示す要部拡大斜視図である。 図１４中の後側脚体を単体で拡大して示す外観斜視図である。 第３の実施の形態による前側脚体を単体で示す外観斜視図である。 第３の実施の形態による後側脚体を単体で示す外観斜視図である。 第４の実施の形態による前側脚体を上流筒体、フィルタ筒体、長尺ボルト等と一緒に示す要部拡大斜視図である。 図１８中の前側脚体を単体で拡大して示す外観斜視図である。 第４の実施の形態による後側脚体を下流筒体、フィルタ筒体、長尺ボルト等と一緒に示す要部拡大斜視図である。 図２０中の後側脚体を単体で拡大して示す外観斜視図である。 本発明の変形例による排気ガス浄化装置を図７と同様位置からみた横断面図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
８ エンジン
８Ｅ 排気管
１０ 油圧ポンプ
１２ 作動油タンク
１５ 仕切り部材
１６ 浄化装置取付台
２１ 排気ガス浄化装置
２２ 上流筒体
２３，２７，３０ 筒状部材
２３Ａ，２７Ａ，３０Ａ 円筒部
２３Ｂ，２７Ｂ 蓋部
２３Ｃ，２７Ｃ，３０Ｂ，３０Ｃ フランジ部
２３Ｄ，２７Ｅ，４１Ｃ，５１Ｃ，６１Ｃ ナット
２３Ｅ，２７Ｆ 脚体
２４ 流入管
２５ 酸化触媒
２６ 下流筒体
２７Ｄ，４３Ｃ，５３Ｃ，６４Ｃ，７１ ボルト挿通孔
２８ 流出管
２９ フィルタ筒体（浄化部筒体）
３１ 粒子状物質除去フィルタ
３２ 短尺ボルト
３３ 長尺ボルト
３３Ａ ボルト頭
３３Ｂ 雄ねじ
３４ ソケットレンチ（工具）
４１，５１，６１ 前側脚体
４３，５３，６４ 後側脚体

Claims (4)

1. 車体に搭載されたエンジンの排気管に接続される上流筒体と、該上流筒体と軸方向に離間して配置され排気ガスを排出する下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に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とを備え、前記上流筒体の流出側端部、下流筒体の流入側端部および浄化部筒体の流入側と流出側の端部には、径方向に拡径したフランジ部を設ける構成としてなる排気ガス浄化装置において、
   前記上流筒体、下流筒体および浄化部筒体のフランジ部には、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔を設け、
   前記浄化部筒体を挟んで前記上流筒体のフランジ部と下流筒体のフランジ部とを締結する長さ寸法を有し一端がボルト頭となり他端が雄ねじとなった長尺なボルトを備え、
   該長尺ボルトを前記各ボルト挿通孔に挿通し前記上流筒体と下流筒体との間に前記浄化部筒体を挟んだ状態で、前記雄ねじをナットに締着することによって、これら各筒体を一緒に固定する構成とし、
   前記長尺ボルトは、前記各ボルト挿通孔のうち前記フランジ部の周方向の一部の位置にあるボルト挿通孔に挿通する構成としたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
2. 前記各フランジ部の周方向の一部に位置する前記ボルト挿通孔は、前記各フランジ部に対して一直線上に位置して設ける構成としてなる請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
3. 前記ナットは、前記上流筒体のフランジ部に固着して設ける構成としてなる請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
4. 前記上流筒体のフランジ部と下流筒体のフランジ部には、前記上流筒体と下流筒体を前記車体側または前記エンジン側に取付けるための脚体を設け、前記ナットは該脚体に固着して設ける構成としてなる請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。

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