JP6985470B2

JP6985470B2 - 作業車両

Info

Publication number: JP6985470B2
Application number: JP2020133517A
Authority: JP
Inventors: 義秋黒川
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: KR20200029630A; JP2022022274A; KR20190135560A; JP2020193621A; KR102052002B1; JP2017081259A; WO2017069239A1; KR20180072775A; KR102090054B1

Description

本発明は作業車両に関し、特に排気浄化装置で用いる還元剤を貯蔵する還元剤タンクを備えた作業車両に関する。

従来から農作業用のトラクタや土木作業用のホイルローダといった作業車両が知られている。このうち、ディーゼルエンジンを搭載した作業車両には、排気中に含まれる粒子状物質（すす、パティキュレート）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等を低減する排気浄化装置が搭載されている。

窒素酸化物を低減させる装置として、選択還元型のＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）と還元剤とを用いて、ＮＯｘを窒素と水とに還元する排気浄化装置が知られている。例えば、高温の排気中に噴射した尿素水からアンモニアを生成し、ＮＯｘ触媒と接触させることでＮＯｘを窒素と水に還元するものがある。

尿素水を用いる場合、作業車両には尿素水を貯蔵する尿素水タンクと、尿素供給用の尿素水噴射ノズルと、尿素水噴射ノズルに尿素水タンクの尿素水を圧送する尿素水ポンプとが搭載される（特許文献１参照）。これにより、尿素水タンク内の尿素水が尿素水噴射ポンプから尿素水噴射ノズルに圧送され、尿素水噴射ノズルから尿素混合管内に噴射され、尿素混合管内でエンジンからの排気と混合される。尿素水が混合された排気はＳＣＲ触媒を通過することで窒素酸化物が低減され、マフラーから外部に放出される。

特開２０１４−１５１７６４号公報

このような排気浄化装置を搭載するには大きなスペースが必要であり、各部材をどのように配置するかが大きな課題となる。その中でも尿素水タンクは大きく、尿素水を補給する必要もあるため、一般的には燃料タンク近辺の空いているスペースに配置されることが多い。例えば、上記の特許文献１では、尿素水タンクはキャビンの前面のうち、ボンネットの左側部に設置されている。

このような現状において、排気浄化装置を搭載することを前提として作業車両を設計することによって、排気浄化装置の各部材の配置を最適化することが考えられる。その中で、尿素水等の還元剤を貯蔵する還元剤タンクについても配置を最適化することが課題となる。

本発明は、還元剤タンクの配置を最適化した作業車両を提供することを目的とする。

機体に設けられるキャビンと、トランスミッションと、エンジンと、エンジンの排気ガス浄化装置で用いる還元剤を貯蔵する還元剤タンクとを備えるトラクタであって、前記キャビンの下部後方には、左右一対のフェンダーが設けられ、前記フェンダーの内側方には、前記トランスミッションに連結された支持台が設けられ、前記支持台には、前記機体の左右一方側において前記還元剤タンクが設けられることを特徴とする。

上記の作業車両において、前記支持台は、前記支持台を固定する支持部材と、前記支持部材を固定し前記トランスミッションに固定されるトランスファーケースとを介して、前記トランスミッションに連結されるように構成とすることもできる。

また、前記還元剤タンクは、エンジンの燃料タンクと並べて配置されるとともに、前記フェンダーには、前記燃料タンクの給油口に臨む開口を開閉可能に設けられた第一の蓋と、前記還元剤タンクの還元剤を補給する補給口に臨む開口を開閉可能に設けられた第二の蓋とが設けられるように構成とすることもできる。

上記の作業車両によれば、還元剤タンクの配置を最適化した作業車両を提供することができる。

また上記の作業車両によれば、支持台を強固な構成にすることができる。

また上記の作業車両によれば、還元剤タンクと燃料タンクとを、支持台の空いたスペースに配置することでき、スペースを有効に活用することができる。

第１実施形態のトラクタの右面図である。第１実施形態のトラクタの左面図である。第１実施形態のトラクタの上面図である。第１実施形態のトラクタの排気浄化装置周辺部分の右面図である。第１実施形態のトラクタの排気浄化装置周辺部分の上面図である。第１実施形態の尿素水タンク及び燃料タンク周辺部分の上面図である。第１実施形態の尿素水タンク及び燃料タンクとフレームと支持台の上面図である。第１実施形態の尿素水タンク及び燃料タンクとフレームと支持台の下面図である。第２実施形態のトラクタの右面図である。第２実施形態のトラクタの左面図である。第２実施形態のトラクタの上面図である。第２実施形態の尿素水タンク及び燃料タンク周辺部分の上面図である。第２実施形態の尿素水タンク及び燃料タンクと支持台の上面図である。第２実施形態の尿素水タンク及び燃料タンクと支持台の下面図である。第２実施形態の尿素水タンク及び燃料タンクと支持台の右面図である。

本発明の技術的思想は、あらゆる作業車両に適用することが可能である。以下では、代表的な作業車両であるトラクタを用いて説明する。第１実施形態はホイルトラクタ、第２実施形態はクローラトラクタについて説明する。

［第１実施形態］本実施形態ではキャビン仕様のホイルトラクタを例に説明するがロプス仕様のホイルトラクタであってもよい。

＜ホイルトラクタの全体構成＞図１はトラクタ１の右面図、図２はトラクタ１の左面図であり、図３はトラクタ１の上面図である。なお、図中には、トラクタ１の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。

トラクタ１は、フレーム１１と、エンジン１２と、トランスミッション１３と、フロントアクスル１４と、リヤアクスル１５と、キャビン１６とを備えている。また、トラクタ１はエンジン１２の排気を浄化する排気浄化装置２を備えている。

フレーム１１は、トラクタ１の骨格をなす。フレーム１１は、トランスミッション１３、フロントアクスル１４、リヤアクスル１５とともにトラクタ１のシャシを構成する。エンジン１２及びキャビン１６は、防振ゴム等を介してフレーム１１に防振支持される。

エンジン１２はディーゼルエンジンであり、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを運動エネルギーに変換する。つまり、エンジン１２は、燃料を燃やすことによって回転動力を生み出す。なお、エンジン１２には、エンジン制御装置が接続されている（図示せず）。エンジン制御装置は、オペレータがアクセルペダルを操作すると、その操作に応じてエンジン１２の運転状態を変更する。また、エンジン１２には、排気浄化装置２が接続されている。

トランスミッション１３は、エンジン１２の回転動力をフロントアクスル１４やリヤアクスル１５に伝達する。トランスミッション１３には、連結機構を介してエンジン１２の回転動力が入力される。なお、トランスミッション１３には、無段変速装置（ＨＳＴ又はＨＭＴ、図示せず）が備えられている。無段変速装置は、オペレータがシフトレバーを操作すると、その操作に応じてトランスミッション１３の作動状態を変更する。

フロントアクスル１４は、エンジン１２の回転動力をフロントタイヤ１４１に伝達する。フロントアクスル１４には、トランスミッション１３を介してエンジン１２の回転動力が入力される。なお、フロントアクスル１４には、操舵装置が並設されている（図示せず）。操舵装置は、オペレータがハンドル１６２を操作すると、その操作に応じてフロントタイヤ１４１の舵角を変更する。

リヤアクスル１５は、エンジン１２の回転動力をリヤタイヤ１５１に伝達する。リヤアクスル１５には、トランスミッション１３を介してエンジン１２の回転動力が入力される。なお、リヤアクスル１５には、ＰＴＯ出力装置（図示せず）が設けられている。ＰＴＯ出力装置は、オペレータがＰＴＯスイッチ（図示せず）を操作すると、その操作に応じて牽引する作業機に回転動力を伝達する。

キャビン１６は、その内側が操縦室になっており、運転座席１６１、ハンドル１６２、アクセルペダル（図示せず）、シフトレバー（図示せず）、ＰＴＯスイッチなどが配置されている。オペレータは、運転座席１６１に座った状態でハンドル１６２、アクセルペダル、シフトレバーなどを操作することでトラクタ１を操縦できる。

＜排気浄化装置＞図４はトラクタ１の排気浄化装置２周辺部分の右面図、図５はトラクタ１の排気浄化装置２周辺部分の上面図である。図４及び図５ではボンネットを仮想線で示している。

排気浄化装置２は、エンジン１２の排気中に含まれる粒子状物質（すす、パティキュレート）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等を除去し、浄化された排気を外部へ排出する装置である。排気浄化装置２は、エンジン１２の排気中の粒子状物質を除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）としての第１ケース２１と、第１ケース２１の排気中の窒素酸化物を還元する尿素選択触媒還元（ＳＣＲ）システムとしての第２ケース２２とを備える。第１ケース２１には酸化触媒及びスートフィルタが内設される。第２ケース２２には、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒及び酸化触媒が内設される。

第１ケース２１は前後方向に延びる円筒形状に構成される。第１ケース２１はエンジン１２の上面にボルト等によって固定される。第２ケース２２は上下方向に延びる円筒形状に構成される。第２ケース２２はフレーム１１に板状のブラケット２７を介して固定される。

また、排気浄化装置２は、排気の流れる方向において上流側から、第１ケース２１の出口に接続される第１排気管２３と、第１排気管２３の出口に接続される伸縮管２４と、伸縮管２４の出口と第２ケース２２の入口とを接続する第２排気管２５と、第２ケース２２の出口に接続される第３排気管２６とを備える。

第２排気管２５の途中には尿素水噴射ノズル２８が配設される。尿素水噴射ノズル２８はポンプ及び尿素水タンクに接続され、第２排気管２５内に尿素水を噴射する構成となっている。噴射された尿素水は第２排気管２５内で排気と混合される。よって、第２排気管２５は混合器としての役割がある。第２排気管２５のうち尿素水噴射ノズル２８から下流側は、排気と尿素水を反応可能な温度に維持する観点から二重管とすることが望ましい。

第３排気管２６は、第２ケース２２からの排気を外部に排出する排気管である。第３排気管２６はブラケット２６２を介してキャビン１６の支柱に固定されている。第３排気管２６の周囲はカバー部材２６１によって覆われている。

このような構成により、エンジン１２から排出される排気は排気浄化装置２を経由して外部に放出される。その際、排気浄化装置２によって、排気中の一酸化炭素、炭化水素、粒子状物質、窒素酸化物が低減される
。なお、排気浄化装置２は尿素水以外の還元剤を用いる形態であってもよい。

＜尿素水タンク及び燃料タンクの配置＞図６は尿素水タンク及び燃料タンク周辺部分の上面図、図７は尿素水タンク及び燃料タンクとフレームと支持台の上面図、図８は尿素水タンク及び燃料タンクとフレームと支持台の下面図である。

フレーム１１は、トラクタ１の前部における骨格をなす前部フレーム（エンジンフレーム）１１１（図４参照）と、前部フレーム１１１の後部に固定される左右の後部フレーム（機体フレーム）１１２とを有する。前部フレーム１１１はエンジン１２を搭載し、後部フレーム１１２はトランスミッション１３及びキャビン１６を搭載する。

またフレーム１１は、後部フレーム１１２に吊り下げ固定され、左右外向きに張り出した前側横桟フレーム１１３と、トランスミッション１３の下面に固定された後側横桟フレーム１１４とを有する。そして、前側横桟フレーム１１３及び後側横桟フレーム１１４の左側端部上に、左側支持台３０が架設される。一方、前側横桟フレーム１１３及び後側横桟フレーム１１４の右側端部上に、右側支持台３１が架設される。

左側支持台３０及び右側支持台３１は、略矩形枠板状に形成されたプレートである。左側支持台３０には、左側燃料タンク３２が載置され、バンド３２１で結束されて固定されている。一方、右側支持台３１には、右側燃料タンク３３及び尿素水タンク３４が並べて載置され、バンド３３１、３４１で結束されて固定されている。

左側燃料タンク３２、右側燃料タンク３３及び尿素水タンク３４は、キャビン１６の下側であって、フロントタイヤ１４１及びリヤタイヤ１５１の間で、且つリヤタイヤ１５１よりも内側（フレーム１１側）に配置される。左側燃料タンク３２と、右側燃料タンク３３及び尿素水タンク３４とは、機体（フレーム１１）の左右に振り分けて配置される。

左側燃料タンク３２は容量の大きなメイン燃料タンクであり、右側燃料タンク３３は左側燃料タンク３２よりも容量の小さなサブ燃料タンクである。左側燃料タンク３２及び右側燃料タンク３３の下部は燃料連通管３５で連通され、上部は空気連通管３６で連通されている。このように、左側燃料タンク３２で容量を確保し、サブの右側燃料タンク３３で容量を追加することができる。なお、右側燃料タンク３３は省略してもよい。

燃料の給油口３２２は左側燃料タンク３２の前端上部に配置される。また、尿素水の給水口３４２は尿素水タンク３４の上部に配置される。このように、給油口３２２と給水口３４２とを機体の左右に振り分けることにより、燃料と尿素水とを入れ間違えることを抑制できる。

なお、給油口３２２は右側燃料タンク３３に配置してもよい。この場合、給油口３２２と給水口３４２とを機体の左右同一側に配置することになり、燃料と尿素水とを同じ側で補給することができ利便性がよい。

尿素水タンク３４は左側燃料タンク３２より小さいので、右側支持台３１の空いたスペースにサブ燃料タンクである右側燃料タンク３３を配置することで、１つの支持台３１に燃料タンク３３と尿素水タンク３４を配置でき、スペースを有効に活用することができる。また、尿素水タンク３４を第２ケース２２と同じ側（本実施形態では機体の右側）に配置することにより、尿素水の配管を短くすることができる。

本実施形態においては、尿素水タンク３４を前側、右側燃料タンク３３を後側に並べて配置しているが、前後逆に配置してもよい。また、本実施形態においては、メイン燃料タンクを機体の左側に、尿素水タンク３４及びサブ燃料タンクを右側に配置しているが、左右逆に配置してもよい。

［第２実施形態］本実施形態ではキャビン仕様のクローラトラクタを例に説明するがロプス仕様のクローラトラクタであってもよい。

＜クローラトラクタの全体構成＞図９はトラクタ１００の右面図、図１０はトラクタ１００の左面図、図１１はトラクタ１００の上面図である。なお、図中には、トラクタ１００の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。第１実施形態のトラクタ１と同様の構成については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。

トラクタ１００は、フレーム１１と、エンジン１２と、トランスミッション１３と、フロントアクスル１４と、クローラ式走行装置５１と、キャビン１６と、フェンダー１７とを備えている。また、トラクタ１００はエンジン１２の排気を浄化する排気浄化装置２を備えている。

クローラ式走行装置５１は、フロントアクスル１４に支持された左右の駆動スプロケット５１１と、左右の駆動スプロケット５１１にそれぞれ巻装されたクローラベルト５１２とを有する。フロントアクスル１４は、エンジン１２の回転動力を駆動スプロケット５１１に伝達する。フロントアクスル１４には、トランスミッション１３を介してエンジン１２の回転動力が入力される。なお、フロントアクスル１４には、操舵装置が並設されている（図示せず）。操舵装置は、オペレータがハンドル１６２を操作すると、その操作に応じて左右のクローラベルト５１２の速度及び回転方向を変更する。フェンダー１７、左右のクローラベルト５１２を覆うように左右一対設けられている。

＜尿素水タンク及び燃料タンクの配置＞図１２は尿素水タンク及び燃料タンク周辺部分の上面図、図１３は尿素水タンク及び燃料タンクと支持台の上面図、図１４は尿素水タンク及び燃料タンクと支持台の下面図、図１５は尿素水タンク及び燃料タンクと支持台の右面図である。

トランスミッション１３の後部の左右側面にはそれぞれトランスファーケース１３１が固定されている。両トランスファーケース１３１の上端部にはそれぞれ略コ字型の支持部材４０が固定されている。そして、左側の支持部材４０の上面には左側支持台４１が固定されている。一方、右側の支持部材４０の上面には右側支持台４２が固定されている。

左側支持台４１及び右側支持台４２は、略矩形枠板状に形成されたプレートである。左側支持台４１には、左側燃料タンク４３が載置され、バンド４３１で結束されて固定されている。一方、右側支持台４２には、右側燃料タンク４４及び尿素水タンク３４が並べて載置され、バンド４４１、３４１で結束されて固定されている。尿素水タンク３４は第１実施形態と同様のものを用いることができる。

左側燃料タンク４３、右側燃料タンク４４及び尿素水タンク３４は、フェンダー１７の内側に設置される。左側燃料タンク４３と、右側燃料タンク４４及び尿素水タンク３４とは、機体（フレーム１１）の左右に振り分けて配置される。

左側燃料タンク４３は容量の大きな燃料タンクであり、右側燃料タンク４４は左側燃料タンク４３よりも容量の小さな燃料タンクである。左側燃料タンク４３及び右側燃料タンク４４の下部は燃料連通管４５で連通され、上部は空気連通管４６で連通されている。このように、左側燃料タンク４３で容量を確保し、右側燃料タンク４４で容量を追加することができる。なお、右側燃料タンク４４は省略してもよい。

燃料の給油口４４２は右側燃料タンク４４の上部に配置される。また、尿素水の給水口３４２は尿素水タンク３４の上部に配置される。このように、給油口４４２と給水口３４２とを機体の左右同一側に配置することにより、燃料と尿素水とを同じ側で補給することができ利便性がよい。右側のフェンダー１７には、給油口４４２にアクセスするための蓋１７１と、給水口３４２にアクセスするための蓋１７２とが開閉可能に設けられている（図９参照）。

なお、給油口４４２は左側燃料タンク４３に配置してもよい。この場合、給油口４４２と給水口３４２とを機体の左右に振り分けることになり、燃料と尿素水とを入れ間違えることを抑制できる。

尿素水タンク３４は左側燃料タンク４３より小さいので、右側支持台４２の空いたスペースに右側燃料タンク４４を配置することで、１つの支持台４２に燃料タンク４４と尿素水タンク３４を配置でき、スペースを有効に活用することができる。また、給油口４４２を給水口３４２と同一側に配置できる。また、尿素水タンク３４を第２ケース２２と同じ側（本実施形態では機体の右側）に配置することにより、尿素水の配管を短くすることができる。

本実施形態においては、尿素水タンク３４を前側、右側燃料タンク４４を後側に並べて配置しているが、前後逆に配置してもよい。また、本実施形態においては、メイン燃料タンクを機体の左側に、尿素水タンク３４及びサブ燃料タンクを右側に配置しているが、左右逆に配置してもよい。

以上、第１又は第２実施形態によれば、尿素水タンクの配置を最適化した作業車両を提供することができる。

１トラクタ（作業車両）２排気浄化装置３０左側支持台３１右側支持台３２左側燃料タンク３３右側燃料タンク（サブ燃料タンク）３４尿素水タンク（還元剤タンク）４１左側支持台４２右側支持台４３左側燃料タンク４４右側燃料タンク（サブ燃料タンク）１００トラクタ（作業車両）３２２給油口３４２給水口４４２給油口

Claims

機体に設けられるキャビンと、トランスミッションと、エンジンと、エンジンの排気ガス浄化装置で用いる還元剤を貯蔵する還元剤タンクとを備えるトラクタであって、前記キャビンの下部後方には、左右一対のフェンダーが設けられ、前記フェンダーの内側方には、前記トランスミッションに連結された支持台が設けられ、前記支持台には、前記機体の左右一方側であって、前記排気ガス浄化装置が備える、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒及び酸化触媒が内設されるケースと同じ側に前記還元剤タンクが設けられることを特徴とするトラクタ。
前記支持台は、前記支持台を固定する支持部材と、前記支持部材を固定し前記トランスミッションに固定されるトランスファーケースとを介して、前記トランスミッションに連結されることを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
前記還元剤タンクは、エンジンの燃料タンクと並べて配置されるとともに、前記フェンダーには、前記燃料タンクの給油口に臨む開口を開閉可能に設けられた第一の蓋と、前記還元剤タンクの還元剤を補給する補給口に臨む開口を開閉可能に設けられた第二の蓋とが設けられることを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。