JP5878675B1 - 油圧ショベル - Google Patents

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Abstract

エンジンと排気処理ユニットとを精度よく位置合わせできる油圧ショベルを提供する。油圧ショベルは、エンジンと、排気処理ユニットと、前方左柱部(71)および後方左柱部(72)と、複数の支持部(51〜54)と、センタフレーム(12)とを備えている。排気処理ユニットは、エンジンの排気を処理する。複数の支持部(51〜54)は、排気処理ユニットを支持している。センタフレーム(12)は、エンジンを搭載している。センタフレーム(12)は、縦板(18)を有している。縦板(18)には、2つの支持部(51,52)が固定されている。

Description

本発明は、油圧ショベルに関する。
油圧ショベルには、排気処理装置が搭載されている。排気処理装置としては、たとえばディーゼル微粒子捕集フィルター装置(Diesel Particulate Filter)、ディーゼル酸化触媒装置(Diesel Oxidation Catalyst)、および選択還元触媒装置(Selective Catalytic Reduction)などが存在する。特に、選択還元触媒装置は、排気ガス中の窒素酸化物を還元して排気ガスを浄化するものである。
特許第5501534号(特許文献1)には、旋回フレーム上に車体フレームが設けられ、車体フレームに排気処理装置が取り付けられている、構成が開示されている。
特許第5501534号
油圧ショベルのエンジンは、重量が大きい。そのためエンジンは、旋回フレームのうち強度の高いセンタフレームに搭載される。特許文献1に記載の車体フレームを構成する柱部材は、センタフレームから外れて配置されている。そのため、エンジンと排気処理装置との位置合わせの精度が低下する可能性がある。
本発明の目的は、エンジンと排気処理ユニットとを精度よく位置合わせできる、油圧ショベルを提供することである。
本発明に係る油圧ショベルは、作業機と、エンジンと、排気処理ユニットと、複数の柱部と、少なくとも2つの支持部と、センタフレームとを備えている。排気処理ユニットは、エンジンの排気を処理する。複数の柱部は、排気処理ユニットを支持している。少なくとも2つの支持部は、柱部が固定される上面を有している。センタフレームは、エンジンを搭載している。センタフレームは、縦板を有している。縦板には、作業機の回動軸となるピン用の孔が形成されている。少なくとも2つの支持部は、縦板に固定されている。
本発明の油圧ショベルによれば、センタフレームの縦板に少なくとも2つの支持部が固定されている。少なくとも2つの支持部は、上面を有しており、排気処理ユニットを支持する柱部は、支持部の上面に固定されている。そのため、センタフレームに搭載されたエンジンと、支持部および柱部を介して縦板によって支持された排気処理ユニットとを、精度よく位置合わせすることができる。
上記の油圧ショベルにおいて、少なくとも2つの支持部は、縦板の側面に固定されている。少なくとも2つの支持部は、連結部を介して、縦板の側面に固定されていてもよい。縦板の側面に支持部を固定することにより、エンジンと排気処理ユニットとを、精度よく位置合わせすることができる。
上記の油圧ショベルにおいて、柱部は、下端に固定板部を有している。固定板部を支持部の上面に固定することにより、柱部は支持部の上面に平面的に固定される。したがって、柱部を支持部の上面により強固に固定することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、柱部は、断面U字形状に形成されている。断面U字形状を有する柱部を支持部の上面に固定することにより、柱部は支持部の上面に二次元的に固定される。したがって、柱部を支持部の上面により強固に固定することができる。
上記の油圧ショベルは、センタフレームの側方に位置するデッキフレームを備えている。デッキフレームに、複数の柱部のうち少なくとも1つの柱部が固定されている。複数の柱部のうち少なくとも2つをセンタフレームの縦板に固定し、複数の柱部のうち少なくとも1つをデッキフレームに固定することにより、排気処理ユニットをより安定して支持することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、センタフレームは、エンジンが搭載される複数のエンジンマウント部を有している。センタフレームに、マウント部材が固定されている。マウント部材の上部表面を区画した一方が、複数のエンジンマウント部のうちの1つを構成している。マウント部材の上部表面を区画した他方が、少なくとも2つの支持部のうちの1つを構成している。支持部とエンジンマウント部とが1つの部材の上部表面を共用する構成であるために、エンジンマウント部に搭載されたエンジンと、支持部によって支持された排気処理ユニットとを、精度よく位置合わせすることができる。
上記の油圧ショベルにおいて、少なくとも2つの支持部は、車両前後方向に距離を隔てて配置されている。車両前後方向に離れた2箇所においてセンタフレームに対する排気処理ユニットの位置合わせがなされるため、センタフレームに搭載されたエンジンと排気処理ユニットとを精度よく位置合わせすることができる。
上記の油圧ショベルにおいて、センタフレームは、第2の縦板を有している。第2の縦板は、上記縦板から車両左右方向に距離を隔てて配置されている。少なくとも2つの支持部は、上記縦板と第2の縦板との間から外れて配置されている。支持部を一対の縦板の間から外れる位置に配置することにより、支持部がエンジンの配置を妨げることを回避できる。
上記の油圧ショベルにおいて、縦板は、第2の縦板に対向する第1の面と、第1の面と反対側の第2の面とを有している。少なくとも2つの支持部は、第2の面に固定されている。これにより、一体の縦板の間から外れて支持部を配置する構成を、容易に実現することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、少なくとも2つの支持部は、高さ方向に同じ高さ位置にある。このようにすれば、支持部を容易に加工することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、排気処理ユニットは、支持部材を有している。支持部材の長手方向が車両左右方向である。このようにすれば、車両左右方向に幅を有している排気処理ユニットを、安定して支持することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、少なくとも2つの支持部のうちの1つは、支持部材の車両左右方向における中央部分を支持している。このようにすれば、車両左右方向に幅を有している排気処理ユニットを、安定して支持することができる。
上記の油圧ショベルにおいて、排気処理ユニットは、車両左右方向に並べられた2台の排気処理装置を有している。このようにすれば、車両左右方向に並べられた2台の排気処理装置の両方を、安定して支持することができる。
本発明の油圧ショベルによると、エンジンと排気処理ユニットとを精度よく位置合わせすることができる。
本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す側面図である。 図1に示す油圧ショベルに含まれる旋回フレームの斜視図である。 旋回フレームの平面図である。 旋回フレームにエンジンを搭載した状態を示す第1の斜視図である。 旋回フレームにエンジンを搭載した状態を示す第2の斜視図である。 旋回フレームに排気処理ユニットを搭載した状態を示す第1の斜視図である。 旋回フレームに排気処理ユニットを搭載した状態を示す第2の斜視図である。 排気処理ユニットを支持するための構成を示す第1の斜視図である。 排気処理ユニットを支持するための構成を示す第2の斜視図である。 排気処理ユニットを支持するための構成を示す背面図である。 排気処理ユニットを支持するための構成を示す側面図である。 排気処理ユニットを支持するための構成を示す前面図である。 還元剤の経路およびエンジンからの排気経路を模式的に示す機能図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の思想を適用可能な油圧ショベルの構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る油圧ショベル1の構成を示す側面図である。本実施形態に係る油圧ショベル1は、図1に示すように、走行体2と、旋回体3と、作業機4とを主に備えている。走行体2と旋回体3とにより、油圧ショベル本体が主に構成されている。
走行体2は、一対の履帯が回転することにより自走可能に構成されている。旋回体3は、走行体2に対して任意の方向に旋回可能に、走行体2上に搭載されている。旋回体3は、油圧ショベル1のオペレータが乗降する運転室であるキャブ7を含んでいる。旋回体3は、後方側に、エンジン室5およびカウンタウェイト6を含んでいる。
旋回体3は、旋回フレーム10を含んでいる。旋回フレーム10は、油圧ショベル本体に含まれている。旋回フレーム10は、走行体2の上方に配置されている。旋回フレーム10は、走行体2に対して任意の方向に旋回自在に設けられている。作業機4、キャブ7およびカウンタウェイト6は、旋回フレーム10に搭載されており、旋回フレーム10の上面に配置されている。
土砂の掘削などの作業を行なう作業機4は、上下方向に作動自在に、旋回体3の前方側に装着されている。キャブ7は、旋回体3の前方左側に配置されている。作業機4は、キャブ7に搭乗しているオペレータが作業機4の先端部を見通せるように、キャブ7に対し右側に設けられている。作業機4は、油圧シリンダによって駆動されるように構成されている。
カウンタウェイト6は、採掘時などにおいて車体のバランスをとるために旋回体3の後部に配置された重りである。旋回体3の後部のエンジン室5内に、エンジン9が収容されている。エンジン9は、旋回フレーム10に搭載されている。
なお、本実施形態では、キャブ7内に運転員が着座した状態で、運転員の前方側(正面側)を旋回体3の前方側とし、運転員の後方側を旋回体3の後方側とし、着座状態での運転員の左側を旋回体3の左側とし、着座状態での運転員の右側を旋回体3の右側とする。以下の説明では、旋回体3の前後左右と油圧ショベル1の前後左右は一致しているとする。
前後方向とは、油圧ショベル1の前後方向を意味する。前後方向とは、キャブ7内に着座した運転員から見た前後の方向である。左右方向とは、油圧ショベル1の車幅方向を意味する。左右方向とは、キャブ7内に着座した運転員から見た左右の方向である。図面において、前後方向をX軸、左右方向をY軸、上下方向をZ軸で示している。
図2は、図1に示す油圧ショベル1に含まれる旋回フレーム10の斜視図である。図3は、旋回フレームの平面図である。図2および図3に示すように、旋回フレーム10は、センタフレーム12と、左デッキフレーム30と、右デッキフレーム40とを有している。
センタフレーム12は、旋回フレーム10における左右方向の中央に位置している。センタフレーム12は、ベースプレート14と、一対の縦板16,18とを有している。ベースプレート14は、前後方向に延びかつ左右方向に延びている、板状の部材である。ベースプレート14には、ベースプレート14を厚み方向に貫通する開口20が形成されている。
縦板16,18は、前後方向に沿って配置されている。左の縦板16は、ベースプレート14の左側縁の近傍において、ベースプレート14に固定されている。右の縦板18は、ベースプレート14の右側縁の近傍において、ベースプレート14に固定されている。縦板16,18は、車両の幅方向に間隔を空けて配置されている。
縦板16,18は、上下方向に立てられた板により構成されている。縦板16,18は、ベースプレート14に対して直交して設けられており、車両左右方向に互いに距離を隔てて配置されている。
板状の縦板16は、左面16aと、右面16bとを有している。板状の縦板18は、右面18aと、左面18bとを有している。縦板18の左面18bは、縦板16の右面16bに対向している。縦板18の右面18aは、左面18bと反対側の面であって、縦板16に対向していない。一対の縦板16,18のうちの一方の縦板である縦板18は、一対の縦板16,18のうちの他方の縦板である縦板16に対向する対向面である左面18bを有している。縦板18は、縦板16に対向しない非対向面である右面18aを有している。
縦板16の前端部には、側面視において三角形状の支持部24が形成されている。縦板18の前端部には、側面視において三角形状の支持部25が形成されている。一対の支持部24,25は、連結プレート26によって連結されている。一対の支持部24,25および連結プレート26によって、作業機4の基端部を支持するセンタブラケット28が構成されている。一対の支持部24,25には、作業機4を上下方向に作動可能にするブームフートピン用の孔が形成されている。
センタブラケット28は、図1に示す油圧ショベル1の作業機4を支持している。作業機4は、一対の縦板16,18の間に装着されている。作業機4は、上下方向に作動可能な状態で、センタブラケット28に固定されている。左右一対の縦板16,18は、センタブラケット28から後方に延びている。縦板16,18は、センタブラケット28から離れるに従ってその上下方向の寸法が小さくなるように、傾斜している。
左デッキフレーム30は、センタフレーム12の左側の側方に位置している。左デッキフレーム30は、センタフレーム12に溶接により固定されており、センタフレーム12と一体構造に形成されている。左デッキフレーム30は、前後方向に延びるサイドプレート34を有している。
右デッキフレーム40は、センタフレーム12の右側の側方に位置している。右デッキフレーム40は、センタフレーム12に溶接により固定されており、センタフレーム12と一体構造に形成されている。右デッキフレーム40は、前後方向に延びるサイドプレート44を有している。
一対の縦板16,18の間に、第一横梁61と、第二横梁62とが設けられている。第一横梁61および第二横梁62は、左右方向に延びている。第一横梁61および第二横梁62の左方端は、縦板16の右面16bに溶接により固定されている。第一横梁61および第二横梁62の右方端は、縦板18の左面18bに溶接により固定されている。第一横梁61および第二横梁62は、車両前後方向に距離を隔てて配置されている。第一横梁61は、第二横梁62よりも前側に配置されている。第二横梁62は、第一横梁61よりも後側に配置されている。
第一横梁61の上部表面に、エンジンマウント部63が設けられている。エンジンマウント部63は、矩形柱状の形状を有している。エンジンマウント部63は、第一横梁61の上部表面から、上方に突出している。エンジンマウント部63の上面は、ベースプレート14と平行に形成されている。エンジンマウント部63の上面は、XY平面と平行である。
第二横梁62の上部表面に、エンジンマウント部64が設けられている。エンジンマウント部64は、矩形柱状の形状を有している。エンジンマウント部64は、第二横梁62の上部表面から、上方に突出している。エンジンマウント部64の上面は、ベースプレート14と平行に形成されている。エンジンマウント部64の上面は、XY平面と平行である。
縦板18よりも右の位置に、エンジンマウント部65と、エンジンマウント部66とが配置されている。縦板18の右面18aに、連結部67が固定されている。エンジンマウント部65は、連結部67に固定されている。エンジンマウント部65は、連結部67を介して、縦板18の右面18aに固定されている。縦板18の右面18aに、連結部56が固定されている。エンジンマウント部66は、連結部56に固定されている。エンジンマウント部66は、連結部56を介して、縦板18の右面18aに固定されている。
エンジンマウント部65,66の上面は、センタフレーム12のベースプレート14と平行に形成されている。エンジンマウント部65,66の上面は、XY平面と平行である。
縦板18よりも右の位置に、支持部51と、支持部52とが配置されている。縦板18の右面18aに、連結部55が固定されている。支持部51は、連結部55に固定されている。支持部51は、連結部55を介して、縦板18の右面18aに固定されている。支持部52は、連結部56に固定されている。支持部52は、連結部56を介して、縦板18の右面18aに固定されている。支持部51,52は、センタフレーム12を構成している縦板18に固定されている。支持部51,52は、一対の縦板16,18の間の領域から右方に外れて配置されている。
支持部51と支持部52とは、車両前後方向に距離を隔てて配置されている。支持部51は、支持部52よりも前側に配置されている。支持部52は、支持部51よりも後側に配置されている。
支持部51,52の上面は、センタフレーム12のベースプレート14と平行に形成されている。支持部51,52の上面は、XY平面と平行である。
支持部52と、エンジンマウント部66とは、一体構造を成している。ベースプレート14と平行に配置された一つの平板状の部材によって、支持部52とエンジンマウント部66とが形成されている。一つの平板状の部材の一部が支持部52を構成し、他の一部がエンジンマウント部66を構成している。
支持部52およびエンジンマウント部66を構成している平板状の部材と、この平板状の部材を支持する連結部56とは、マウント部材59を構成している。マウント部材59は、センタフレーム12に固定されている。連結部56が縦板18の右面18aに固定されているので、マウント部材59は縦板18の右面18aに固定されている。
支持部52とエンジンマウント部66とは、マウント部材59の上部表面を区画して形成されている。マウント部材59に含まれている平板状の部材の、XY平面と平行な上部表面が、左右方向に仮想的に区画されている。マウント部材59の上部表面を区画した左側の一方が、エンジンマウント部66を構成している。マウント部材59の上部表面を区画した右側の一方が、支持部52を構成している。
右デッキフレーム40のサイドプレート44に、支持部53と、支持部54とが設けられている。支持部53,54は、右デッキフレーム40に固定されている。支持部53,54の上面は、センタフレーム12のベースプレート14と平行に形成されている。支持部53,54の上面は、XY平面と平行である。
支持部53と支持部54とは、車両前後方向に距離を隔てて配置されている。支持部53は、支持部54よりも前側に配置されている。支持部54は、支持部53よりも後側に配置されている。
支持部51,52と、支持部53,54とは、車両左右方向に距離を隔てて配置されている。支持部51,52は、センタフレーム12の縦板18に固定されている。支持部53,54は、右デッキフレーム40のサイドプレート44に固定されている。そのため、支持部51,52は、支持部53,54よりも左側に配置されている。支持部53,54は、支持部51,52よりも右側に配置されている。支持部53,54は、旋回フレーム10の右側縁の近傍に配置されている。
図4は、旋回フレーム10にエンジン9を搭載した状態を示す第1の斜視図である。図5は、旋回フレーム10にエンジン9を搭載した状態を示す第2の斜視図である。油圧ショベル1は、エンジン9を備えている。エンジン9は、図1に示す走行体2および作業機4を駆動するための動力源である。
エンジン9は、旋回フレーム10のうち、左右方向の中央に位置するセンタフレーム12の、後部に搭載されている。重量の大きいエンジン9は、上述したセンタブラケット28に取り付けられた作業機4との重量バランスを考慮して、センタブラケット28から離れかつカウンタウェイト6(図1)に近い、旋回フレーム10の後方端に配置されている。エンジン9を収納するエンジン室5(図1)は、旋回体3の後部に設けられている。
エンジン9は、図2,3を参照して説明した複数のエンジンマウント部63〜66に搭載されている。エンジンマウント部63〜66は全て、旋回フレーム10のうち、センタフレーム12に固定されている。エンジン9は、エンジンマウント部63〜66を介して、センタフレーム12に搭載されている。
図4,5に示すように、エンジン9の本体部分から側方へ突出するように、複数の突出部9aが設けられている。エンジン9は、エンジンマウント部63〜66と同数の、4つの突出部9aを有している。複数の突出部9aの各々は、エンジンマウント部63〜66の上面に載せ置かれている。エンジンマウント部63〜66の各々には、固定部材69が設けられている。固定部材69は、突出部9aを厚み方向に貫通して、エンジンマウント部63〜66の各々に固定されている。固定部材69によって、エンジン9は、エンジンマウント部63〜66に固定されている。
図6は、旋回フレーム10に排気処理ユニットを搭載した状態を示す第1の斜視図である。図7は、旋回フレーム10に排気処理ユニットを搭載した状態を示す第2の斜視図である。油圧ショベル1は、エンジン室5(図1)内に、エンジン9から排出される排気を処理して浄化するための排気処理ユニットを備えている。なお図6,7においては、エンジン9は図示を省略されている。
排気処理ユニットは、2台の排気処理装置102,104と、中継接続管113と、排気筒115とを有している。図6,7に示すように、排気処理ユニットは、エンジン9に対して右側に配置されている。エンジン9には、エンジン9によって駆動されて作動油を移送する図示しない油圧ポンプが直結されている。油圧ポンプはエンジン9の右隣に配置されており、排気処理ユニットは油圧ポンプの上方に配置されている。
排気処理装置102は、後述する排気管111(図13)によりエンジン9と接続されている。排気処理装置104は、中継接続管113により排気処理装置102と接続されている。エンジン9から排出される排気は、排気処理装置102,104を順に通過して、排気筒115から大気中に排出される。エンジン9からの排気の流れに対して、排気処理装置102はエンジン9の下流に配置されており、排気処理装置104は排気処理装置102の下流に配置されている。
排気処理装置102は、エンジン9から排出される排気中の粒子状物質を捕集して、排気中の粒子状物質の濃度を低下させる。排気処理装置102は、たとえばディーゼル微粒子捕集フィルター装置である。
排気処理装置104は、還元剤との反応によって排気中に含まれている窒素酸化物を還元し、窒素酸化物を無害な窒素ガスに化学変化して、排気中の窒素酸化物濃度を低下させる。排気処理装置104は、たとえば選択触媒還元式の脱硝装置である。還元剤としては、たとえば尿素水が好適に用いられるが、これに限られるものではない。なお、本明細書中では、還元剤および還元剤の前駆体を「還元剤」として総称するものとする。
中継接続管113には、中継接続管113内に還元剤を噴射するための噴射ノズル128(図13)が設けられている。中継接続管113は、排気ガスに還元剤を噴射し混合するミキシング配管としての機能を有している。
排気処理装置102,104は、各々の長手方向が旋回フレーム10の前後方向に沿うように、配置されている。2台の排気処理装置102,104は、車両左右方向に並べられている。エンジン9からの排気の流れにおいて上流側の排気処理装置102が、排気処理装置104よりも右側に配置されている。排気処理装置102は、排気処理装置104よりも、エンジン9から離れる位置に配置されている。車両左右方向において左から右に向かって、エンジン9、排気処理装置104、排気処理装置102の順に並べられている。旋回フレーム10の左右方向の中心から右端に向かって、排気処理装置104、排気処理装置102の順に並べられている。
排気処理装置102,104は、受け皿状のブラケット90により支持されている。ブラケット90は、複数の柱部によって、旋回フレーム10に対して支持されている。複数の柱部は、前方左柱部71、後方左柱部72、前方右柱部73、後方右柱部74を有している。柱部は、上下方向に延びている。柱部は、ブラケット90を介して、旋回フレーム10に対して4か所で排気処理装置102,104を支持している。柱部は、その延在方向に圧縮荷重が負荷される柱として機能している。これにより、重量の大きい排気処理装置102,104が、旋回フレーム10上に強固に支持されている。
前方左柱部71は、前方右柱部73よりも車体内方に配置されている。後方左柱部72は、後方右柱部74よりも車体内方に配置されている。前方右柱部73は、前方左柱部71よりも車体外方に配置されている。後方右柱部74は、後方左柱部72よりも車体外方に配置されている。
排気処理装置102,104は、旋回フレーム10から上方に離れて配置されている。排気処理装置102,104を支持しているブラケット90に対して下方に、上述した油圧ポンプが配置されている。
前方左柱部71は、支持部51に固定されている。後方左柱部72は、支持部52に固定されている。前方右柱部73は、支持部53に固定されている。後方右柱部74は、支持部54に固定されている。排気処理ユニットは、複数の支持部51〜54によって支持されている。前方左柱部71および後方左柱部72は、支持部51,52をそれぞれ介して、センタフレーム12に固定されている。前方右柱部73および後方右柱部74は、支持部53,54をそれぞれ介して、右デッキフレーム40に固定されている。
図8は、排気処理ユニットを支持するための構成を示す第1の斜視図である。図9は、排気処理ユニットを支持するための構成を示す第2の斜視図である。図10は、排気処理ユニットを支持するための構成を示す背面図である。図8には、排気処理装置102,104を支持するブラケット90と複数の柱部とを、右前方から見た斜視図が示されている。図9には、排気処理装置102,104を支持するブラケット90と複数の柱部とを、左前方から見た斜視図が示されている。図10には、排気処理装置102,104を支持するブラケット90と複数の柱部とを、後方から見た図が示されている。
なお図8〜10および後述する図11,12においては、エンジン9および排気処理装置102,104は図示を省略されている。ブラケット90は、排気処理装置102を収容する収容部92と、排気処理装置104を収容する収容部94とを有している。
前方左柱部71は、断面U字形状に形成されている。前方左柱部71のU字形の開いた側が、前方に向いている。前方左柱部71は、背面部71Bと、右側部71Rと、左側部71Lとを有している。背面部71B、右側部71Rおよび左側部71Lは、各々平板状の形状を有している。背面部71Bの、上下方向に延びる辺の一方に、右側部71Rが連結されている。背面部71Bの、上下方向に延びる辺の他方に、左側部71Lが連結されている。
背面部71Bの延びる方向と、右側部71Rの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。背面部71Bの延びる方向と、左側部71Lの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。右側部71Rと左側部71Lとは、互いに平行に延びている。背面部71Bは、上下方向に延び、かつ左右方向に延びている。右側部71Rと左側部71Lとは、上下方向に延び、かつ前後方向に延びている。
前方左柱部71の下端には、板状の固定板部71aが設けられている。固定板部71aは、背面部71B、右側部71Rおよび左側部71Lの下端に連結されている。固定板部71aには複数の貫通孔が形成されている。貫通孔は、固定板部71aを厚み方向に貫通している。この貫通孔を貫通して、ボルト71bが設けられている。固定板部71aは、ボルト71bを用いて、支持部51に固定されている。これにより前方左柱部71は、支持部51に固定されている。
後方左柱部72は、断面U字形状に形成されている。後方左柱部72のU字形の開いた側が、後方に向いている。後方左柱部72は、前面部72Fと、右側部72Rと、左側部72Lとを有している。前面部72F、右側部72Rおよび左側部72Lは、各々平板状の形状を有している。前面部72Fの、上下方向に延びる辺の一方に、右側部72Rが連結されている。前面部72Fの、上下方向に延びる辺の他方に、左側部72Lが連結されている。
前面部72Fの延びる方向と、右側部72Rの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。前面部72Fの延びる方向と、左側部72Lの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。右側部72Rと左側部72Lとは、互いに平行に延びている。前面部72Fは、上下方向に延び、かつ左右方向に延びている。右側部72Rと左側部72Lとは、上下方向に延び、かつ前後方向に延びている。
後方左柱部72の下端には、板状の固定板部72aが設けられている。固定板部72aは、前面部72F、右側部72Rおよび左側部72Lの下端に連結されている。固定板部72aには複数の貫通孔が形成されている。貫通孔は、固定板部72aを厚み方向に貫通している。この貫通孔を貫通して、ボルト72bが設けられている。固定板部72aは、ボルト72bを用いて、支持部52に固定されている。これにより後方左柱部72は、支持部52に固定されている。
前方右柱部73は、断面U字形状に形成されている。前方右柱部73のU字形の開いた側が、左方に向いている。前方右柱部73は、前面部73Fと、背面部73Bと、右側部73Rとを有している。前面部73F、背面部73B、および右側部73Rは、各々平板状の形状を有している。右側部73Rの、上下方向に延びる辺の一方に、前面部73Fが連結されている。右側部73Rの、上下方向に延びる辺の他方に、背面部73Bが連結されている。
右側部73Rの延びる方向と、前面部73Fの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。右側部73Rの延びる方向と、背面部73Bの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。前面部73Fと背面部73Bとは、互いに平行に延びている。右側部73Rは、上下方向に延び、かつ前後方向に延びている。前面部73Fと背面部73Bとは、上下方向に延び、かつ左右方向に延びている。
前方右柱部73の下端には、板状の固定板部73aが設けられている。固定板部73aは、前面部73F、背面部73Bおよび右側部73Rの下端に連結されている。固定板部73aには複数の貫通孔が形成されている。貫通孔は、固定板部73aを厚み方向に貫通している。この貫通孔を貫通して、ボルト73bが設けられている。固定板部73aは、ボルト73bを用いて、支持部53に固定されている。これにより前方右柱部73は、支持部53に固定されている。
サイドプレート44には、補強部57が固定されている。補強部57の上端は、支持部53の下面に連結されている。
後方右柱部74は、断面U字形状に形成されている。後方右柱部74のU字形の開いた側が、左方に向いている。後方右柱部74は、前面部74Fと、背面部74Bと、右側部74Rとを有している。前面部74F、背面部74B、および右側部74Rは、各々平板状の形状を有している。右側部74Rの、上下方向に延びる辺の一方に、前面部74Fが連結されている。右側部74Rの、上下方向に延びる辺の他方に、背面部74Bが連結されている。
右側部74Rの延びる方向と、前面部74Fの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。右側部74Rの延びる方向と、背面部74Bの延びる方向とは、互いに交差、典型的には直交している。前面部74Fと背面部74Bとは、互いに平行に延びている。右側部74Rは、上下方向に延び、かつ前後方向に延びている。前面部74Fと背面部74Bとは、上下方向に延び、かつ左右方向に延びている。
後方右柱部74の下端には、板状の固定板部74aが設けられている。固定板部74aは、前面部74F、背面部74Bおよび右側部74Rの下端に連結されている。固定板部74aには複数の貫通孔が形成されている。貫通孔は、固定板部74aを厚み方向に貫通している。この貫通孔を貫通して、ボルト74bが設けられている。固定板部74aは、ボルト74bを用いて、支持部54に固定されている。これにより後方右柱部74は、支持部54に固定されている。
サイドプレート44には、補強部58が固定されている。補強部58の上端は、支持部54の下面に連結されている。
後方左柱部72の上端には、支持部材80が連結されている。支持部材80は、車両左右方向に延びている。支持部材80は、その長手方向が車両左右方向であるように設けられている。支持部材80は、後方左柱部72に対して右側に延びる部分と、後方左柱部72に対して左側に延びる部分とを有している。
支持部材80は、梁部81を有している。梁部81は、ブラケット90をその上に搭載し、ブラケット90を支持している。梁部81は、ブラケット90に搭載された排気処理装置102,104の荷重を後方左柱部72に伝える、梁として機能している。
ブラケット90には、車両後方側の取付部96a,96bが設けられている。梁部81には、2箇所の取付部86a,86bが設けられている。梁部81の2箇所の取付部86a,86bにブラケット90の取付部96a,96bがそれぞれ取り付けられて、ブラケット90が梁部81に取り付けられている。
ブラケット90は、取付部86a,86bにおいて、ボルトを用いて梁部81に固定されている。取付部86aは、後方左柱部72よりも左側に設けられている。取付部86bは、後方左柱部72よりも右側に設けられている。
梁部81は、ボルト82,83を用いて、後方左柱部72に固定されている。ボルト82は、後方左柱部72よりも左側に設けられている。ボルト83は、後方左柱部72よりも右側に設けられている。後方左柱部72の右側部72Rの右面、および左側部72Lの左面に、それぞれ連結部78が設けられている。支持部材80は、連結部78を介して後方左柱部72に固定されている。後方左柱部72に対して車両左右方向の両側において、ボルト82,83がそれぞれ連結部78に締結されている。これにより梁部81が、後方左柱部72に固定されている。
支持部材80の、車両左右方向における中央部分が、後方左柱部72に連結されている。後方左柱部72の下端は支持部52に固定されている。後方左柱部72の上端は支持部材80に固定されている。支持部材80は、後方左柱部72を介して、支持部52に固定されている。支持部52は、支持部材80の車両左右方向における中央部分を支持している。
前方左柱部71の上端には、支持部材85が連結されている。支持部材85は、車両左右方向に延びている。支持部材85は、その長手方向が車両左右方向であるように設けられている。支持部材85は、前方左柱部71に対して、右側に延びている。前方左柱部71の右側部71Rの右面、および左側部71Lの左面に、それぞれ連結部77a,77aが設けられている。支持部材85は、連結部77aを介して前方左柱部71に固定されている。
支持部材85は、ブラケット90をその上に搭載し、ブラケット90を支持している。ブラケット90には、取付部95bを含む、車両前方側の取付部が設けられている。ブラケット90は、取付部において支持部材85に固定されている。
支持部材85の、車両左右方向における左端部が、前方左柱部71に連結されている。前方左柱部71の下端は支持部51に固定されている。前方左柱部71の上端は支持部材85に固定されている。支持部材85は、前方左柱部71を介して、支持部51に固定されている。支持部51は、支持部材85の車両左右方向における左端部を支持している。
前方左柱部71の、右側部71Rの右面に、連結部75aが設けられている。前方右柱部73の、前面部73Fと背面部73Bとに亘って、連結部75cが設けられている。連結部75aと連結部75cとは、連結部材75bによって連結されている。連結部材75bは、車両左右方向に延びている。連結部材75bの、車両左右方向における左端部が、連結部75aに連結されている。連結部材75bの、車両左右方向における右端部が、連結部75cに連結されている。前方左柱部71と、前方右柱部73とは、連結部材75bによって連結されている。
前方右柱部73の、背面部73Bの後面に、連結部76aが設けられている。後方右柱部74の、前面部74Fから前方に突出して、連結部76cが設けられている。連結部76aと連結部76cとは、連結部材76bによって連結されている。連結部材76bは、車両前後方向に延びている。連結部材76bの、車両前後方向における前端部が、連結部76aに連結されている。連結部材76bの、車両前後方向における後端部が、連結部76cに連結されている。前方右柱部73と、後方右柱部74とは、連結部材76bによって連結されている。
連結部材76bは、車両前後方向に見てL字状の形状を有している。連結部材76bは、車両前後方向に延びかつベースプレート14に平行に延びる部分と、車両前後方向に延びかつ上下方向に延びる部分とを有している。連結部材76bの、上下方向に延びる部分に、支持部材85が連結されている。支持部材85は、車両左右方向における右端部に、連結部85bを有している。連結部85bは、連結部材76bに固定されている。支持部材85は、前方左柱部71と前方右柱部73との両方に連結されている。
後方右柱部74から左方に突出して、連結部79が設けられている。支持部材80の車両左右方向における右端部に、連結部89が設けられている。連結部89は、連結部79に連結されている。支持部材80の右端部は、後方右柱部74によって支持されている。支持部材80は、後方左柱部72と後方右柱部74との両方に連結されている。
図11は、排気処理ユニットを支持するための構成を示す側面図である。図12は、排気処理ユニットを支持するための構成を示す前面図である。図12には、排気処理装置102,104を支持するブラケット90と複数の柱部とを、前方から見た図が示されている。図11には、排気処理装置102,104を支持するブラケット90と、複数の柱部のうち前方左柱部71および後方左柱部72とを、右方から見た図が示されている。図11には、センタフレーム12が図示されており、理解を容易にするため右デッキフレーム40は図示を省略されている。
支持部材85は、車両左右方向における左端部に、連結部85aを有している。連結部85aは、前方左柱部71に設けられた連結部77aに固定されている。
図11,12中に二点鎖線で示す線LNは、センタフレーム12のベースプレート14に平行に延びる線である。図10,11に示すように、支持部51,52の上面は、ベースプレート14に平行に延び、同一平面上にある。支持部51,52の上面は、高さ方向に同じ高さ位置にある。
図13は、還元剤の経路およびエンジン9からの排気経路を模式的に示す機能図である。図13に示すように、エンジン9から排出された排気は、排気管111、排気処理装置102、中継接続管113、排気処理装置104を順に経て排気筒115から車外に排気される。排気処理装置104に対して排気ガスの流れの上流側の中継接続管113に、噴射ノズル128が設けられている。
還元剤タンク120の内部には、還元剤130が貯留されている。還元剤タンク120の内部には、還元剤タンク120から流出する還元剤130が流れる吸出管124が配置されている。吸出管124の先端には、ストレーナ(濾過器)126が接続されている。吸出管124は、送り配管121に連結されている。還元剤タンク120から吸い出された還元剤130は、還元剤ポンプ122によって移送され、送り配管121および圧送配管125を順に経由して、噴射ノズル128へ到達する。排気処理に使用されない還元剤130は、還元剤ポンプ122から戻し配管123を経由して、還元剤タンク120へ戻される。
噴射ノズル128は、還元剤タンク120から吸い出した還元剤130を排気処理装置104に対し排気の上流側に噴射する、還元剤噴射装置としての機能を有している。噴射ノズル128により、中継接続管113内を流れる排気中に還元剤130が供給される。排気処理装置104において、排気中に含有される窒素酸化物が還元剤130と反応することにより、排気中の窒素酸化物の濃度が減少する。還元剤130が尿素水である場合、中継接続管13内において尿素水は分解してアンモニアへと変化し、窒素酸化物とアンモニアとの反応によって窒素酸化物は無害な窒素および酸素に分解される。窒素酸化物の量が適正値に低下した排気は、排気筒115から排出される。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態の油圧ショベル1は、図1に示すように、作業機4を備えている。また油圧ショベル1は、図13に示すように、エンジン9と、エンジン9の排気を処理する排気処理ユニットとを備えている。また油圧ショベル1は、図6,8,9に示すように、前方左柱部71と、後方左柱部72とを備えている。また油圧ショベル1は、図2,3に示すように、センタフレーム12と、支持部51,52とを備えている。前方左柱部71および後方左柱部72は、図6,7に示すように、排気処理ユニットを支持している。支持部51は、図2,3および図6,8に示すように、前方左柱部71が固定される上面を有している。支持部52は、図2,3および図6,8に示すように、後方左柱部72が固定される上面を有している。エンジン9は、図4,5に示すように、センタフレーム12に搭載されている。センタフレーム12は、図2に示すように、縦板18を有している。縦板18には、作業機4の回動軸となるブームフートピン用の孔が形成されている。支持部51および支持部52は、図2,3に示すように、センタフレーム12の縦板18に固定されている。
右デッキフレーム40は、センタフレーム12と別に組み立てられ、その後センタフレーム12に溶接されて固定される。排気処理ユニットを支持する複数の支持部が右デッキフレーム40に取り付けられている従来の構成において、右デッキフレーム40をセンタフレーム12に固定する際に、センタフレーム12に対する右デッキフレーム40の位置がずれると、センタフレーム12に搭載されたエンジン9と支持部に支持された排気処理ユニットとの位置がずれる。その結果、エンジン9と排気処理ユニットとの位置合わせが困難になる。
縦板18にはエンジン9が搭載されるエンジンマウント部65,66が取り付けられており、縦板18の強度は大きい。本実施形態のように、センタフレーム12の縦板18に少なくとも2つの支持部を固定し、排気処理ユニットを支持する柱部を支持部の上面に固定することにより、センタフレーム12に対する支持部の配置が精度よく定められる。これにより、センタフレーム12に搭載されたエンジン9と、支持部および柱部を介して縦板18によって支持された排気処理ユニットとを、組立時に精度よく位置合わせすることができる。したがって、エンジン9と排気処理装置102とを接続する排気管111を、容易に取り付けることが可能になる。また、この縦板18に支持部51、52を固定することにより、支持部51、52は、縦板18に対して機械加工により形成できるので、容易に精度よい位置に形成することができる。
また図2,3に示すように、支持部51,52は、縦板18の側面に固定されている。支持部51は、連結部55を介して、縦板18の側面に固定されている。支持部52は、連結部56を介して、縦板18の側面に固定されている。縦板18の側面に支持部51,52を固定することにより、エンジン9と排気処理ユニットとを、精度よく位置合わせすることができる。
また図8,12に示すように、前方左柱部71は、下端に固定板部71aを有している。図10に示すように、後方左柱部72は、下端に固定板部72aを有している。図11,12に示すように、固定板部71aを支持部51の上面に固定することにより、前方左柱部71は支持部51の上面に平面的に固定される。図10,11に示すように、固定板部72aを支持部52の上面に固定することにより、後方左柱部72は支持部52の上面に平面的に固定される。したがって、前方左柱部71および後方左柱部72を、それぞれ支持部51,52の上面に、より強固に固定することができる。
また図12に示すように、前方左柱部71は、断面U字形状に形成されている。図10に示すように、後方左柱部72は、断面U字形状に形成されている。断面U字形状を有する前方左柱部71を、支持部51の上面に固定することにより、前方左柱部71は支持部51の上面に二次元的に固定される。断面U字形状を有する後方左柱部72を、支持部52の上面に固定することにより、後方左柱部72は支持部52の上面に二次元的に固定される。したがって、前方左柱部71および後方左柱部72を、それぞれ支持部51,52の上面に、より強固に固定することができる。
また図2,3に示すように、油圧ショベル1は、センタフレーム12の右方に位置する右デッキフレーム40を備えている。また油圧ショベル1は、図6,8,9に示すように、前方右柱部73と、後方右柱部74とを備えている。前方右柱部73および後方右柱部74は、図6,7に示すように、排気処理ユニットを支持している。前方右柱部73および後方右柱部74は、図9に示すように、右デッキフレーム40に固定されている。排気処理ユニットを支持する複数の柱部のうち、前方左柱部71と後方左柱部72とをセンタフレーム12の縦板18に固定し、前方右柱部73および後方右柱部74を右デッキフレーム40に固定することにより、排気処理ユニットをより安定して支持することができる。
また図2,3に示すように、センタフレーム12は、エンジン9が搭載される複数のエンジンマウント部63〜66を有している。センタフレーム12に、マウント部材59が固定されている。マウント部材59の上部表面を区画した一方が、エンジンマウント部66を構成している。マウント部材59の上部表面を区画した他方が、支持部52を構成している。1つの部材にエンジンマウント部と支持部との両方を設け、支持部52とエンジンマウント部66とが1つの部材の上部表面を共用する構成とすることにより、エンジンマウント部66に搭載されたエンジン9と、支持部52によって支持された排気処理ユニットとを、精度よく位置合わせすることができる。
縦板18に固定された2つの支持部51,52のうちの一方である支持部51は、エンジンマウント部63〜66とは異なる部材として設けられている。2つの支持部51,52のうちの他方である支持部52は、エンジンマウント部66と一体構造を成している。支持部51には、排気処理ユニットの重量による荷重が負荷されるが、エンジン9の重量による荷重は負荷されない。支持部52には、エンジン9と排気処理ユニットとの両方の重量による荷重が負荷される。
また図2,3に示すように、センタフレーム12に固定された2つの支持部51,52は、車両前後方向に距離を隔てて配置されている。車両前後方向に離れた2箇所において、センタフレーム12に対する排気処理ユニットの位置合わせがなされるため、センタフレーム12に搭載されたエンジン9と排気処理ユニットとを精度よく位置合わせすることができる。
また図2,3に示すように、センタフレーム12は、縦板16を有している。縦板16は、縦板18から車両左右方向に距離を隔てて配置されている。センタフレーム12に固定された2つの支持部51,52は、一対の縦板16,18の間から外れて配置されている。センタフレーム12には外形寸法の大きいエンジン9が搭載される。支持部51,52を縦板16,18の間から外れる位置に配置することにより、支持部51,52がエンジン9の配置の妨げとなることがない。また、エンジン9と干渉させずに排気処理ユニットを配置することができる。
また図2,3に示すように、縦板18は、縦板16に対向する左面18bと、左面18bと反対側の右面18aとを有している。支持部51,52は、縦板18の右面18aに固定されている。これにより、一体の縦板16,18の間から外れて支持部51,52を配置する構成を、容易に実現することができる。
また図11,12に示すように、センタフレーム12に固定された支持部51,52は、高さ方向に同じ高さ位置にある。図11,12に示す線LNはベースプレート14に平行に延びている。センタフレーム12に固定された部材を線LNに沿って機械加工して支持部51,52を形成することにより、支持部51,52の上部表面が線LNに揃えられる。したがって、高さ方向に同じ高さ位置にある支持部51,52は、加工が容易である。
また図10に示すように、排気処理ユニットは、支持部材80を有している。支持部材80の長手方向が、車両左右方向である。このようにすれば、車両左右方向に幅を有している排気処理ユニットを、安定して支持することができる。
また図10に示すように、センタフレーム12に固定された支持部52は、支持部材80の車両左右方向における中央部分を支持している。このようにすれば、排気処理ユニットの車両左右方向における重心位置が、支持部52によって支持される。したがって、車両左右方向に幅を有している排気処理ユニットを、安定して支持することができる。
また図6,7に示すように、排気処理ユニットは、車両左右方向に並べられた2台の排気処理装置102,104を有している。このようにすれば、車両左右方向に並べられた2台の排気処理装置102,104の両方を、安定して支持することができる。
排気処理装置102が右側、排気処理装置104が左側に並べられている。エンジン9の排気の流れにおける上流側の排気処理装置102が、エンジン9から離れる位置に配置されている。このような配置にすることにより、エンジン9と排気処理装置102とを接続する排気管111(図13)の長さを、より長くすることができる。
上述した実施形態の説明においては、2つの排気処理装置102,104がセンタフレーム12に固定された支持部51,52によって支持されている構成について説明した。本実施形態の支持部の構成は、排気処理装置102または排気処理装置104のいずれかを単独で支持する支持部に適用してもよい。支持部によって支持される排気処理装置は、任意の排気処理装置であってもよく、または任意の排気処理装置を複数組み合わせた排気処理ユニットであってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 油圧ショベル、4 作業機、9 エンジン、9a 突出部、10 旋回フレーム、12 センタフレーム、16,18 縦板、16a,18b 左面、16b,18a 右面、40 右デッキフレーム、51,52,53,54 支持部、55,56,67 連結部、59 マウント部材、63,64,65,66 エンジンマウント部、69 固定部材、71 前方左柱部、71a,72a,73a,74a 固定板部、72 後方左柱部、73 前方右柱部、74 後方右柱部、80,85 支持部材、90 ブラケット、102,104 排気処理装置、111 排気管。

Claims (13)

  1. 作業機と、
    エンジンと、
    前記エンジンの排気を処理する、排気処理ユニットと、
    前記排気処理ユニットを支持する、複数の柱部と、
    前記柱部が固定される上面を有する、少なくとも2つの支持部と、
    前記作業機の回動軸となるピン用の孔が形成され、前記少なくとも2つの支持部が固定される縦板を有し、前記エンジンを搭載するセンタフレームと、
    前記センタフレームの側方に位置し、前記複数の柱部のうち少なくとも1つの柱部が固定されているデッキフレームと、を備える、油圧ショベル。
  2. 前記少なくとも2つの支持部は、前記縦板の側面に固定されている、請求項1に記載の油圧ショベル。
  3. 前記少なくとも2つの支持部は、連結部を介して、前記縦板の側面に固定されている、請求項2に記載の油圧ショベル。
  4. 前記柱部は、下端に固定板部を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
  5. 前記柱部は、断面U字形状に形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
  6. 前記センタフレームは、前記エンジンが搭載される複数のエンジンマウント部を有し、
    前記センタフレームにマウント部材が固定されており、
    前記マウント部材の上部表面を区画した一方が前記複数のエンジンマウント部のうちの1つを構成し、他方が前記少なくとも2つの支持部のうちの1つを構成する、請求項1〜のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
  7. 前記少なくとも2つの前記支持部は、車両前後方向に距離を隔てて配置されている、請求項1〜のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
  8. 前記センタフレームは、前記縦板から車両左右方向に距離を隔てて配置された第2の縦板を有し、
    前記少なくとも2つの支持部は、前記縦板と前記第2の縦板との間から外れて配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
  9. 前記縦板は、前記第2の縦板に対向する第1の面と、前記第1の面と反対側の第2の面とを有し、
    前記少なくとも2つの支持部は、前記第2の面に固定されている、請求項に記載の油圧ショベル。
  10. 前記少なくとも2つの支持部は、高さ方向に同じ高さ位置にある、請求項1〜のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
  11. 前記排気処理ユニットは、支持部材を有し、
    前記支持部材の長手方向が車両左右方向である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
  12. 前記少なくとも2つの支持部のうちの1つは、前記支持部材の車両左右方向における中央部分を支持する、請求項11に記載の油圧ショベル。
  13. 前記排気処理ユニットは、車両左右方向に並べられた2台の排気処理装置を有する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の油圧ショベル。
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