JP5865040B2

JP5865040B2 - 作業車

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Publication number: JP5865040B2
Application number: JP2011262478A
Authority: JP
Inventors: 東郷　学; 学東郷; 徳秀岩田; 圭太小野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: US20130213725A1; US8695748B2; JP2013112284A

Description

本発明は、作業車に関し、より詳細には、排気処理装置を備える作業車に関する。

従来より、右及び左のフレームに搭載されるエンジンと、エンジンの排気を処理する排気処理装置と、を備える作業車が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、排気マフラー（排気処理装置）がエンジンの上方に備えられる。排気マフラーは、エンジンに直接取り付けられる。

特開２００１−２７１３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、排気マフラーがエンジンに直接取り付けられることから、エンジンの振動が排気マフラーに直接的に伝達されるため、排気マフラーの振動が大きくなり易い。排気マフラーの振動が大きくなると、排気マフラーの破損が生じることがある。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、排気処理装置の振動を低減することができる作業車を提供することを目的とする。

本発明の第１特徴は、右及び左のフレームに搭載されるエンジンと、前記エンジンの排気を処理する排気処理装置と、を備える作業車であって、前記右及び左のフレームに取り付けられて、前記エンジンの横外側を通って上方に延出される右及び左の支持フレームを備え、前記排気処理装置は、その長手方向が機体左右向きとなり、且つ、前記エンジンの上方に位置するように、前記右及び左の支持フレームに取り付けられる、点にある。

本発明の第１特徴によると、排気処理装置が支持フレームを介してフレームに取り付けられることにより、排気処理装置に伝達されるエンジンの振動が減衰されるため、排気処理装置の振動を低減することができる。これにより、振動による排気処理装置の破損を防止することができる。また、排気処理装置とエンジンとを互いに独立してフレームに取り付けることができるため、組立作業工程を最適化することができる。さらに、エンジンの上方の空間を利用して、排気処理装置をコンパクトに配置することができる。
本発明の第２特徴は、前記支持フレームは、前後方向に沿う板状部材によって構成されている、点にある。
本発明の第３特徴は、前記支持フレームは、その上端部が前記フレームの横外面よりも横外側に位置するように構成されている、点にある。

本発明の第４特徴は、前記エンジンの前方に配置されて前方から後方に向かって流れる冷却風によって冷却されるラジエータと、前記ラジエータの後方に配置されるエアクリーナと、を備え、前記排気処理装置は、前記エアクリーナの後方に配置される、点にある。

本発明の第４特徴によると、高温となる排気処理装置がエアクリーナに対して冷却風の風下に位置するため、排気処理装置周囲の熱気がエアクリーナに吸入されるのを防止することができる。

本発明の第５特徴は、前記排気処理装置は、前記エンジンの振動を吸収する振動吸収管を介して、前記エンジンの排気通路と接続される、点にある。

本発明の第５特徴によると、エンジンの振動が振動吸収管によって吸収されることにより、排気処理装置に伝達されるエンジンの振動が減衰されるため、排気処理装置の振動をさらに低減することができる。これにより、振動による排気処理装置の破損を確実に防止することができる。

本発明の第６特徴は、前記排気処理装置は、パティキュレートフィルタを備え、前記エンジンの排気を加熱して前記パティキュレートフィルタを強制再生させるバーナと、前記バーナに吸入空気を供給するブロワモータと、エアクリーナと接続されて前記エアクリーナからの吸入空気を前記エンジンに供給する吸気通路と、前記吸気通路から分岐して前記エアクリーナからの吸入空気を前記ブロワモータに分配する分配通路と、を備える、点にある。

本発明の第６特徴によると、通常はブロワモータ専用のエアクリーナを設けてバーナに吸入空気を供給することが一般的であるが、このようなブロワモータ専用のエアクリーナを設けなくて済むため、コストを低減することができるとともに、エンジン周囲に余裕空間を生み出すことができる。

本発明の第７特徴は、前記排気処理装置の位置を調節可能な位置調節部を備える、点にある。

本発明の第７特徴によると、排気処理装置の位置を位置調節部で微調節することにより、排気処理装置の位置を最適化することができる。

本発明の第８特徴は、前記排気処理装置が取り付けられる取付部材を備え、前記排気処理装置は、前記取付部材が前記右及び左の支持フレームに亘って連結されることにより、前記右及び左の支持フレームに取り付けられ、前記位置調節部は、前記取付部材に対する前記排気処理装置の位置を調節する、点にある。

本発明の第８特徴によると、右及び左の支持フレームと取付部材とで略門形の構造を構成することにより、支持構造としての剛性が向上するため、排気処理装置を強固に支持することができる。また、位置調節部が排気処理装置と取付部材との間にあるため、排気処理装置及び取付部材を含む支持フレーム全体を移動させることなく、排気浄化装置だけを移動させて、排気処理装置の位置を容易に調節することができる。特に、排気処理装置を支持フレームに取り付ける前に、排気処理装置の位置を取付部材上で調節してから排気処理装置を支持フレームに取り付けることができるため、支持フレームに取り付けた後で排気処理装置の位置を調節する必要がない。さらに、支持フレームへの取付け後に排気処理装置の位置を調節する場合でも、位置調節部がエンジンの上方にあるため、作業者が深く屈まずに位置調節作業をすることができるため、排気処理装置の位置を容易に調節することができる。

本発明の第一実施形態に係るトラクタを示す側面図。本発明の第一実施形態に係るボンネット内の構造を示す斜視図。本発明の第一実施形態に係るボンネット内の構造を示す平面図。本発明の第一実施形態に係る支持フレームに取り付けられた排気処理装置を示す斜視図。本発明の第一実施形態に係る支持フレームに取り付けられた排気処理装置を示す右側面図。本発明の第一実施形態に係る支持フレームに取り付けられた排気処理装置を示す左側面図。本発明の第二実施形態に係る支持フレームに取り付けられた排気処理装置を示す斜視一部断面図。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

先ず、本発明の第一実施形態に係るトラクタについて、図１により説明する。

図１に示すように、本発明に係る「作業車」としてのトラクタは、走行車体１を備えるとともに、走行車体１には、右及び左の前輪２並びに右及び左の後輪３が備えられる。走行車体１の前部には、ボンネット４が備えられるとともに、ボンネット４内には、エンジン５が備えられる。走行車体１の後部には、キャビン６が備えられるとともに、キャビン６には、ステアリングハンドル７及び運転席８が備えられる。

また、エンジン５の下側部からは、本発明に係る「フレーム」としての右及び左の前フレーム９が前方に延出される。前フレーム９には、前輪２を支持する図示しない前車軸ケースが備えられる。また、エンジン５の後部には、クラッチハウジング１０、ミッションケース１１、及び後輪３を支持する後車軸ケース１２が連結される。ミッションケース１１の後部には、右及び左のリフトアーム１３並びにＰＴＯ軸１４が備えられる。

次に、ボンネット４内の構造について、図２及び図３より説明する。

図２及び図３に示すように、エンジン５は、右及び左の前フレーム９に搭載される。右及び左の前フレーム９には、右及び左の支持フレーム１５が取り付けられる。右及び左の支持フレーム１５には、排気処理装置１６がエンジン５の上方に位置するように取り付けられる。つまり、ボンネット４とエンジン５との上下間の空間を利用して、排気処理装置１６をコンパクトに配置している。また、排気処理装置１６の後方には、燃料タンク１７が備えられる。燃料タンク１７とエンジン５との前後間には、隔壁１８が設けられる。

また、エンジン５の前方には、ラジエータ１９が備えられる。ラジエータ１９の前方には、バッテリ２１が備えられるとともに、ラジエータ１９の後方には、エアクリーナ２２が備えられる。ラジエータ１９とエンジン５との前後間には、図示しない冷却ファンを覆うシュラウド２０が備えられる。

ラジエータ１９は、前記冷却ファンの作用により前方から後方に向かって流れる冷却風によって冷却される。この冷却風は、ボンネット４（例えば、ボンネット４の前面等）に形成された図示しない冷却風取入口からボンネット４内に取り入れられる。

エアクリーナ２２は、本発明に係る「吸気通路」としての吸気管２３を介してエンジン５の吸気マニホールドと接続される。吸気管２３の吸気上流側端部は、エアクリーナ２２と接続されるとともに、吸気管２３の吸気下流側端部は、エンジン５の吸気マニホールドと接続される。エアクリーナ２２からの吸入空気は、吸気管２３によってエンジン５（吸気マニホールド）に供給される。また、エアクリーナ２２には、吸気入口管３４の吸気下流側端部が接続される。吸気入口管３４の吸気上流側端部３４ａは、ラジエータ１９の上方にてシュラウド２０の上縁部に形成された切欠部２０ａに嵌め込まれて、ラジエータ１９を通過する前の冷気を吸入できるようにしている。

ここで、エアクリーナ２２の後方には、排気処理装置１６が配置される。つまり、高温となる排気処理装置１６をエアクリーナ２２に対して冷却風の風下に位置させて、排気処理装置１６周囲の熱気がエアクリーナ２２に吸入されないようにしている。

次に、右及び左の支持フレーム１５並びに排気処理装置１６について、図４から図６により説明する。

図４から図６に示すように、右及び左の支持フレーム１５は、エンジン５の横外側を通って上方に延出される。支持フレーム１５の内側面には、剛性を高めるための補強板１５ａが取り付けられる。支持フレーム１５の下部は、横内側に斜めに折り曲げられるとともに、支持フレーム１５の下端部には、前フレーム９の取付部９ａが取り付けられる下取付部１５ｂが略水平に形成される。下取付部１５ｂは、支持フレーム１５の下端部が横内側に略水平に折り曲げられて形成される。

また、右及び左の前フレーム９の外側面には、支持フレーム１５の下取付部１５ｂが取り付けられる右及び左の取付部９ａが設けられる。取付部９ａは、側面視にて略門形状に形成される。支持フレーム１５の下取付部１５ｂと前フレーム９の取付部９ａとは、ボルト２４で固定される。

また、支持フレーム１５の上端部には、排気処理装置１６の取付部２６ａが取り付けられる上取付部１５ｃが略水平に形成される。右の支持フレーム１５の上取付部１５ｃと左の支持フレーム１５の上取付部１５ｃとは、連結ロッド２５によって連結される。連結ロッド２５は、例えば丸パイプによって構成される。連結ロッド２５は、詳しくは後述する本発明に係る「振動吸収管」としてのベローズ管２９と前後反対側（排気処理装置１６の前下側）にて、支持フレーム１５の上取付部１５ｃと左の支持フレーム１５の上取付部１５ｃとを連結する。

排気処理装置１６は、本発明に係る「パティキュレートフィルタ」としての図示しないＤＰＦと、このＤＰＦを格納する略円筒状の筺体２６と、を備える。排気処理装置１６は、その長手方向が機体左右向き（横向き）となり、且つ、エンジン５の上方に位置するように、右及び左の支持フレーム１５の上取付部１５ｃに取り付けられる。排気処理装置１６は、エンジン５に備えられる図示しないクランク軸と直交する方向に配置される。

前記ＤＰＦは、主に煤等からなる粒子状物質を捕集することで排気を濾過するとともに、捕集した粒子状物質を酸化させるフィルタ担体である。筺体２６の右及び左の下面には、右及び左の取付部２６ａが略水平に設けられる。取付部２６ａは、支持フレーム１５の上取付部１５ｃにボルト２７で固定される。また、筺体２６の左後部には、排気入口部２６ｂが設けられるとともに、筺体２６の右前部には、排気出口部２６ｃが設けられる。

また、排気出口部２６ｃには、テールパイプ２８が接続される。テールパイプ２８は、排気出口部２６ｃからシュラウド２０（図２及び図３参照）の後側及び下側を通って延出される。また、排気入口部２６ｂは、ベローズ管２９を介して、本発明に係る「排気通路」としての排気マニホールド３０（排気マニホールド３０の排気入口部）と接続される。ベローズ管２９は、エンジン５の振動を吸収するように略蛇腹状に形成される。

また、排気処理装置１６の排気上流側には、バーナ３３が設けられる。バーナ３３は、エンジン５の排気を加熱して前記ＤＰＦを強制再生させるためのものである。バーナ３３には、ブロワモータ３１によって吸入空気が供給される。ブロワモータ３１には、本発明に係る「分配通路」としての分配管３２の吸気下流側端部が接続される。分配管３２は、吸気管２３から分岐してエアクリーナ２２からの吸入空気をブロワモータ３１に分配するためのものである。分配管３２は、左の支持フレーム１５の横内側を通って配管される。

このような構成により、エアクリーナ２２からの吸入空気が分配管３２によってブロワモータ３１に導かれる。ブロワモータ３１に導かれた吸入空気は、ブロワモータ３１によってバーナ３３に供給される。吸入空気が供給されてバーナ３３が点火すると、エンジン５の排気が加熱されて排気温度が上昇するため、前記ＤＰＦに堆積した粒子状物質が燃焼して前記ＤＰＦが強制的に再生される。

次に、本発明の第二実施形態に係るトラクタについて、図７により説明する。なお、第一実施形態と同一符号の部材については、第一実施形態と同一構造であるため詳細な説明を省略する。

第二実施形態に係るトラクタにおいて、右及び左の前フレーム９には、右及び左の支持フレーム１１５が取り付けられる。右及び左の支持フレーム１１５は、エンジン５の横外側を通って上方に延出される。支持フレーム１１５の内側面には、剛性を高めるための補強板１１５ａが取り付けられる。支持フレーム１１５の下部は、横内側に斜めに折り曲げられるとともに、支持フレーム１１５の下端部には、前フレーム９の取付部１０９ａが取り付けられる下取付部１１５ｂが略垂直に形成される。

また、右及び左の前フレーム９の外側面には、支持フレーム１１５の下取付部１１５ｂが取り付けられる右及び左の取付部１０９ａが設けられる。取付部１０９ａは、正面視にて略Ｌ字状に形成される。取付部１０９ａの内側面には、剛性を高めるための補強板１０９ｂが取り付けられる。支持フレーム１１５の下取付部１１５ｂと前フレーム９の取付部１０９ａとは、ボルト３７で固定される。

また、右の支持フレーム１１５の上端部と左の支持フレーム１１５の上端部とは、本発明に係る「取付部材」としての取付板３８によって連結される。取付板３８と支持フレーム１１５の上端部とは、ボルト３９で固定される。つまり、右及び左の支持フレーム１１５と取付板３８とで、エンジン５を左右に跨ぐように正面視にて略門形の構造を構成している。また、取付板３８には、排気処理装置１６が取り付けられる。取付板３８の前縁部及び後縁部には、剛性を高めるためのフランジ部３８ａが設けられる。

排気処理装置１６は、前記ＤＰＦを格納する略円筒状の筺体１２６を備える。筺体１２６は、その長手方向に三分割された部材が合わさって構成される。また、筺体１２６の左後部には、排気入口部１２６ｂが設けられるとともに、筺体１２６の右前部には、排気出口部１２６ｃが設けられる。排気出口部１２６ｃには、テールパイプ２８が接続される。排気入口部１２６ｂは、ベローズ管２９を介して排気マニホールド３０（排気マニホールド３０の排気入口部）と接続される。また、筺体１２６の合わせ部には、右及び左のフランジ部１２６ｄが形成される。フランジ部１２６ｄには、略Ｌ字状のステー４０が固定される。本実施形態では、右及び左のフランジ部１２６ｄの前後に、合計四つのステー４０が設けられる。なお、ステー４０は、四つに限定されるものではない。

ステー４０には、本発明に係る「位置調節部」としての長孔４０ａが形成される。長孔４０ａは、左右方向（ステー４０の長手方向）に長く形成される。長孔４０ａには、ボルト４１が挿入される。また、取付板３８には、ボルト４１が挿入される図示しないボルト孔が形成される。

このような構成により、ステー４０の長孔４０ａ及び取付板３８の前記ボルト孔に、ボルト４１が挿入されて締め込まれることにより、排気処理装置１６が取付板３８に固定される。また、ボルト４１が緩められた状態では、排気処理装置１６がステー４０の長孔４０ａの範囲内で左右方向に移動可能となるため、排気処理装置１６の左右位置を微調整することができる。また、排気処理装置１６を支持フレーム１１５に取り付ける前に、排気処理装置１６の位置を取付板３８上で調節してから排気処理装置１６を支持フレーム１１５に取り付けることができるため、支持フレーム１１５に取り付けた後で排気処理装置１６の位置を調節する必要がない。

なお、本発明の実施形態は、以下のようなものであってもよい。

前フレーム９は、エンジン５の下側部から前方に延出されるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、前フレーム９は、走行車体１の全長（前後長）に亘って構成されるものであってもよい。

排気処理装置１６は、ＤＰＦを備えるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、排気処理装置１６は、マフラーであったり、ＤＯＣ（酸化触媒担体）を備えるものであったりしてもよい。

長孔４０ａは、ステー４０に形成されるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係る位置調節部としての長孔が取付板３８に形成されるものであってもよい。

長孔４０ａは、左右方向に長く形成されるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、長孔４０ａは、前後方向に長く形成されるものであってもよい。これにより、排気処理装置１６の前後位置を微調整することができる。また、排気処理装置１６の上下位置を図示しないシムによって微調整できるように構成することもできる。

長孔４０ａは、取付板３８に対する排気処理装置１６の位置を調節するものであるが、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係る位置調節部は、前フレーム９に対する排気処理装置１６の位置を調節するものであってもよい。この場合、支持フレーム１５（１１５）の下取付部１５ｂ（１１５ｂ）又は前フレーム９の取付部９ａ（１０９ａ）に、本発明に係る位置調節部としての長孔が形成される。また、本発明に係る位置調節部は、支持フレーム１５の上取付部１５ｃに対する排気処理装置１６の位置を調節するものであってもよい。この場合、取付部２６ａに、本発明に係る位置調節部としての長孔が形成される。

本発明は、排気処理装置を備える作業車に利用可能である。

５エンジン
９前フレーム（フレーム）
１５支持フレーム
１６排気処理装置
１９ラジエータ
２２エアクリーナ
２３吸気管（吸気通路）
２９ベローズ管（振動吸収管）
３０排気マニホールド（排気通路）
３１ブロワモータ
３２分配管（分配通路）
３３バーナ
３８取付板（取付部材）
４０ａ長孔（位置調節部）
１１５支持フレーム

Claims

右及び左のフレームに搭載されるエンジンと、
長手方向が機体左右向きとなる姿勢で前記エンジンの上方に配置され、前記エンジンの排気を処理する排気処理装置と、
前記エンジンの前方に配置され、前方から後方に向かって冷却風を流す冷却ファンと、
前記排気処理装置が取り付けられる右及び左の支持フレームと、を備え、
前記右及び左の支持フレームは、前記右及び左のフレームに取り付けられて、前記エンジンの前後範囲内における前記エンジンの横外側を通って前記エンジンの上方まで延出されていると共に、前記エンジンの振動が前記排気処理装置に直接伝わらないように前記排気処理装置を支持するように構成されている作業車。
前記支持フレームは、前後方向に沿う板状部材によって構成されている請求項１に記載の作業車。
前記支持フレームは、その上端部が前記フレームの横外面よりも横外側に位置するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の作業車。
前記エンジンの前方に配置されて前方から後方に向かって流れる冷却風によって冷却されるラジエータと、
前記ラジエータの後方に配置されるエアクリーナと、を備え、
前記排気処理装置は、前記エアクリーナの後方に配置される請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の作業車。
前記排気処理装置は、前記エンジンの振動を吸収する振動吸収管を介して、前記エンジンの排気通路と接続される請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の作業車。
前記排気処理装置は、パティキュレートフィルタを備え、
前記エンジンの排気を加熱して前記パティキュレートフィルタを強制再生させるバーナと、
前記バーナに吸入空気を供給するブロワモータと、
エアクリーナと接続されて前記エアクリーナからの吸入空気を前記エンジンに供給する吸気通路と、
前記吸気通路から分岐して前記エアクリーナからの吸入空気を前記ブロワモータに分配する分配通路と、を備える請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の作業車。
前記排気処理装置の位置を調節可能な位置調節部を備える請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の作業車。
前記排気処理装置が取り付けられる取付部材を備え、
前記排気処理装置は、前記取付部材が前記右及び左の支持フレームに亘って連結されることにより、前記右及び左の支持フレームに取り付けられ、
前記位置調節部は、前記取付部材に対する前記排気処理装置の位置を調節する請求項７に記載の作業車。