JP6585385B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

油圧ショベル等の建設機械には、エンジン用の冷却水、排気ガス浄化用の還元剤（例えば、尿素水）などの各種液体を供給するためにホースが用いられている。ホースは、流体の特性や使用環境に応じて、保温用の断熱部材で被覆される場合がある。例えば、尿素水は高温になると劣化し、また低温になると凍結するため、尿素水を供給するためのホースには、断熱部材による被覆が必要となる場合が多い。

ここで、ホースを断熱部材で被覆する技術として、例えば特許文献１が公知である。この特許文献１には、「自動車排気ガス経路に配設した還元剤触媒に対して、貯蔵タンク内に貯溜された還元剤を供給ホースより供給する還元剤供給手段と、エンジン冷却用冷却水の吸熱した温水で前記供給ホース口に滞溜する冷却固化した還元剤を加熱解凍する温水ホースを備えたエンジン冷却水の温水供給手段とより成り、前記還元剤供給手段の供給ホースと、前記エンジン冷却水の温水供給手段の温水ホースとを並設した複合ホース体に形成すると共に、前記複合ホース体の入口側および出口側の端部には、前記供給ホース及び前記温水ホースが連結された間隔変更自在の分岐部を設け、熱伝導性金属箔を前記両ホース及び前記分岐部の外周に包被し、かつ最外層に保温用断熱可撓性材料を被着保束して成ることを特徴とする排気ガス浄化用還元剤の解凍保温装置」が開示されている（請求項１参照）。

特許第５０２０８７８号公報

特許文献１では最外層に保温用の断熱部材が用いられているため、この断熱部材が他の機器や異物等と接触して傷が付くおそれがある。そこで、断熱部材の損傷を防止するために、断熱部材を耐外傷性に優れた部材（例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）テープなど）で巻き付けることが考えられる。一般に、断熱部材としてゴム材が用いられるが、例えば、ホースが油圧ショベル等のエンジンルームのように高温環境下に設置される場合、熱により断熱部材としてのゴム材が伸縮する可能性がある。そのため、断熱部材の伸縮により、耐外傷性部材が剥がれたり、シワが寄ったりするといった課題がある。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、最外層の耐外傷性部材が、ホースを被覆する断熱部材の伸縮の影響を受け難い建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車体内部に配置され、外周に断熱部材が巻き付けられたホースと、前記断熱部材の損傷を防止するために前記断熱部材に巻き付けられる耐外傷性部材とを備えた建設機械において、前記断熱部材と前記耐外傷性部材との間には、非粘着性の中間部材が設けられており、前記中間部材は、前記耐外傷性部材に形成された接着面と接着している一方、前記断熱部材とは接着しておらず、前記耐外傷性部材と共に前記断熱部材に対して軸方向に相対的に滑ることを特徴とする。

本発明によれば、最外層の耐外傷性部材が、ホースを被覆する断熱部材の伸縮の影響を受け難くなる。よって、耐外傷性部材の変形は生じにくい。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る建設機械の代表例である小旋回型油圧ショベルの側面図である。 図１に示す小旋回型油圧ショベルのエンジンルームの内部構成の概略を示す平面図である。 エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス後処理装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るホースの保護構造の詳細を示す図であって、（ａ）はホースの軸方向に直交する面で切断した断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 エンジンルーム内の作動油タンク周りのホースの引き回しを示す図である。 エンジンルーム内の作動油タンク周りのホースの引き回しを示す図である。 エンジンルーム内の作動油タンク周りのホースの引き回しを示す図である。 本実施形態に係るホースの保護構造と従来のホースの保護構造とを高温下で使用する実験を行った結果を示す図であり（ａ）は本実施形態に係るホースの保護構造の実験結果、（ｂ）は従来のホースの保護構造の実験結果を示す。

本発明に係るホースの保護構造及びそれを用いた建設機械の実施形態ついて、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る建設機械の代表例である小旋回型油圧ショベルの側面図である。図１に示すように、小旋回型油圧ショベル（以下、油圧ショベルという）１は、走行体２と、この走行体２の上側に配置され、旋回フレーム３ａを有する旋回体３と、この旋回体３の前方に取り付けられて上下方向に回動するフロント作業機４と、を備えている。旋回体３は、前方にキャブ７、後方にカウンタウェイト６をそれぞれ備え、また、これらキャブ７及びカウンタウェイト６の間にエンジンルーム５を備えている。

エンジンルーム５は、キャブ内７に着座したオペレータから見て左側前部に図示しないヒンジを介して左右方向に開閉する開閉扉９を有しており、この開閉扉９には、エンジンルーム５内に外気を吸入する吸入口９ａ及び把手９ｂが設けられている。吸入口９ａは、開閉扉９の上部に設けられ、外気に伴って大きなゴミがエンジンルーム５内へ入らないように細長く設定された複数のスリット状になっている。また、把手９ｂを引くことによって開閉扉９を開いてエンジンルーム５内のメンテナンス作業等を行うようになっている。

図示しないが、エンジンルーム５の外装のうち吸入口９ａと反対側の外装には、吸入口９ａからエンジンルーム５内に吸入した外気を外部へ送出する送出口が形成されている。なお、符号８は、エンジン１３（図２参照）から排出された排気ガスを外部へ放出する尾管である。

次に、エンジンルーム５の内部構成について説明する。図２は、図１に示す油圧ショベルのエンジンルームの内部構成の概略を示す平面図である。図２に示すように、エンジンルーム５は、エンジン１３と、このエンジン１３と熱交換を行う熱交換器１１と、還元剤である尿素水を貯留する尿素水タンク（還元剤タンク）１０と、排気ガスに尿素水を噴射するためのインジェクタ１４と、このインジェクタ１４に尿素水を供給するためのポンプ１２と、作動油を貯留する作動油タンク１６と、を備える。また、符号１５は還元剤触媒（図３参照）である。

熱交換器１１は、図示されていないが、例えばエンジン１３用の冷却水を冷却するラジエータと、フロント作業機４を作動させる作動油を冷却するオイルクーラと、エンジン１３の吸気を冷却するインタクーラとを有している。また、作動油タンク１６には、図示しない油圧ポンプに供給され、フロント作業機４を駆動するための作動油が貯留されている。なお、エンジンルーム５に備えられる各機器については公知であるため、ここでの説明は省略する。

図３は、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス後処理装置の概略構成図である。図３に示すように、尿素水タンク１０とポンプ１２、ポンプ１２とインジェクタ１４とが、それぞれ尿素水用ホース２１によって接続されて、尿素水タンク１０に貯留されている尿素水がポンプ１２によってインジェクタ１４まで送り出される。

また、尿素水用ホース２１は、エンジン１３の冷却水（温水）が流れる冷却水用ホース２２と束ねられて１つの複合体となり、この複合体をホースの保護構造３０が被覆する構造となっている。尿素水用ホース２１が冷却水用ホース２２と束ねられることで、尿素水用ホース２１内の尿素水は、冷却水用ホース２２内の温水から吸熱して自身の凍結を防止することができる。

そして、エンジン１３から排出され、図３の点線矢印の方向に排気管２５を流れる排気ガスに対して、インジェクタ１４から尿素水が噴射される。尿素水から生成されるアンモニアが、還元剤触媒１５において排気ガス中に含まれる有害な窒素酸化物を還元して無害な水と窒素に分解する。浄化処理後の排気ガスは、尾管８（図１参照）から排出される。

次に、ホースの保護構造３０の詳細について説明する。図４は本発明の実施形態に係るホースの保護構造の詳細を示す図であって、（ａ）はホースの軸方向に直交する面で切断した断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、本実施形態に係るホースの保護構造３０は、尿素水用ホース２１及び冷却水用ホース２２の束を覆う断熱部材３１と、この断熱部材３１の外側に巻き付けられる樹脂テープ（中間部材）３２と、この樹脂テープ３２の外側に巻き付けられる耐外傷性テープ（耐外傷性部材）３３と、を含む。

断熱部材３１は、例えば、断熱性を有する可撓性材料であるエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等で所定の肉厚を有する円筒状に形成され、ホースを内部に収容するために切り込み（図示せず）が入れられている。樹脂テープ３２は、例えばポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂材料でフィルム状に形成される。この樹脂テープ３２は表裏に接着剤等は塗布されていない。即ち、樹脂テープ３２は非粘着性である。

また、耐外傷性テープ３３は、耐外傷性に優れた材料、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラスクロス等の材料で形成され、裏面に粘着剤が塗布されている。即ち、耐外傷性テープ３３は、その裏面に接着面３３ａが形成された粘着性の部材である。ここで、断熱部材３１、樹脂テープ３２、及び耐外傷性テープ３３の３者の肉厚の関係は、断熱部材３１の肉厚＞耐外傷性テープ３３の肉厚＞樹脂テープ３２の肉厚となっている。

尿素水用ホース２１及び冷却水用ホース２２をホースの保護構造３０で保護するためには、まず、尿素水用ホース２１及び冷却水用ホース２２の束を断熱部材３１のスリットから差し込んで断熱部材３１の内部空間に収容する。次に、樹脂テープ３２を断熱部材３１の表面に巻き付ける（包む）。そして、耐外傷性テープ３３の側縁同士が接着するように重ね合わせながら、樹脂テープ３２の上から耐外傷性テープ３３をスパイラル状に巻き付ける（図４（ｂ）参照）。こうして、ホース２１，２２の外表面がホースの保護構造３０によって保護される。

この状態において、耐外傷性テープ３３の接着面３３ａが樹脂テープ３２と接着しているため、耐外傷性テープ３３は樹脂テープ３２に対してホース２１，２２の軸方向（図４（ｂ）の左右方向）に滑ることはない。これに対して、樹脂テープ３２は非粘着性であるため、樹脂テープ３２と断熱部材３１とは接着しておらず、断熱部材３１と樹脂テープ３２とは上記軸方向に相対的に滑ることができる。

次に、ホースの保護構造３０の厚み（直径）の調整について説明する。図５〜図７は、エンジンルーム内の作動油タンク周りのホースの引き回しを示す図である。図５〜図７に示すように、小旋回型の油圧ショベル１では、エンジンルーム５内に十分なスペースがない。そのため、作動油タンク１６回りのホースの配索も窮屈となり、ホース２１，２２を断熱部材３１等で保護すると、ホース２１，２２が他の部品や構造物と干渉する可能性がある。

具体的には、図４に示すホースの保護構造３０を一様にホース２１，２２に装着したのでは、作動油タンク１６の作動油供給配管１６ａとホース２１，２２とが干渉してしまう。そこで、本実施形態では、ホース２１，２２のうち作動油供給配管１６ａと干渉する部分Ｘにおける断熱部材３１の厚みを他の部分より小さくして、干渉を回避するようにしている。即ち、ホース２１，２２が構造物等と干渉する部分Ｘのホースの保護構造３０の直径を縮径することで、小旋回型のようにエンジンルーム５のスペースが十分でないような油圧ショベル１であってもホース２１，２２の引き回しを可能とすることができる。

次に、本実施形態に係るホースの保護構造３０の作用効果について説明する。約１１０℃の温度環境下に、図４に示す本実施形態に係るホースの保護構造３０と、従来のように樹脂テープ３２のないホースの保護構造とを置き、両者がどのくらい変形するかを調べる実験を行った。その結果を図８に示す。なお、この実験において、ホース２１，２２内に流体は流していない。

図８（ａ）に示すように、本実施形態では、樹脂テープ３２が断熱部材３１と耐外傷性テープ３３との間に介在しているため、断熱部材３１が熱により軸方向（図８（ａ）の左右方向）に収縮しても、断熱部材３１は樹脂テープ３２との間で滑るため、耐外傷性テープ３３が断熱部材３１の収縮の影響を受け難い。よって、耐外傷性テープ３３が縮んでシワになったり、剥がれたりすることが防止される。

これに対して、従来の構造の場合、図８（ｂ）に示すように、断熱部材３１が収縮すると、この断熱部材３１に接着している耐外傷性テープ３３まで一緒に収縮するため、耐外傷性テープ３３がシワになったり、剥がれたりする。

以上説明したように、本実施形態に係るホースの保護構造によれば、断熱部材３１の熱変形によっても耐外傷性テープ３３がシワになったり剥がれたりしないため、長期間に亘って好適にホース２１，２２を保護できる。また、断熱部材３１の直径を適宜変更することにより、特に小旋回型の油圧ショベル１等のようにエンジンルーム５が狭い建設機械に対しても、ホース２１，２２の保護と引き回しが可能となる。

なお、上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

例えば、ホースの保護構造３０は、尿素水用ホース以外にもあらゆる建設機械のホースに適用することができる。また、２本のホースを束ねた箇所にホースの保護構造３０を適用した例を説明したが、本発明において、保護するホースの数は単数であっても３本以上であっても構わない。また、本発明は、小旋回型以外の油圧ショベルやその他の建設機械に対しても適用可能である。

１ 小旋回型油圧ショベル（建設機械）
５ エンジンルーム
１０ 尿素水タンク（還元剤タンク）
１３ エンジン
１４ インジェクタ
１５ 還元剤触媒
１６ 作動油タンク
２０ 冷却水用ホース
２１ 尿素水用ホース（還元剤ホース）
３０ ホースの保護構造
３１ 断熱部材
３２ 樹脂テープ（中間部材）
３３ 耐外傷性テープ（耐外傷性部材）
Ｘ 干渉する部分

Claims (4)

1. 車体内部に配置され、外周に断熱部材が巻き付けられたホースと、前記断熱部材の損傷を防止するために前記断熱部材に巻き付けられる耐外傷性部材とを備えた建設機械において、
   前記断熱部材と前記耐外傷性部材との間には、非粘着性の中間部材が設けられており、
   前記中間部材は、前記耐外傷性部材に形成された接着面と接着している一方、前記断熱部材とは接着しておらず、前記耐外傷性部材と共に前記断熱部材に対して軸方向に相対的に滑る
   ことを特徴とする建設機械。
2. 前記耐外傷性部材はテープ材で形成されており、側面同士が接着するように重ね合わせながらスパイラル状に前記中間部材に巻き付けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記中間部材は非粘着性のテープ材で形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
4. エンジンと、前記エンジンから排出される排気ガスに還元剤を噴射するインジェクタと、還元剤を貯留する還元剤タンクとを備え、
   前記ホースは、前記インジェクタと前記還元剤タンクとを接続する還元剤ホースである
   ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。