JP4989999B2

JP4989999B2 - 建設車両

Info

Publication number: JP4989999B2
Application number: JP2007085177A
Authority: JP
Inventors: 英一小林
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008240695A

Description

本発明は、建設車両に関する。

ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させるために、排気ガス浄化部を備えた建設車両が開発されている。この排気ガス浄化部は、排気ガスに含まれる窒素酸化物を尿素水溶液などの液体還元剤を用いて還元浄化する。
特開２００３−２０９３６号公報

上記の建設車両では、液体還元剤を排気ガス浄化部まで送る液体還元剤ポンプが設けられるため、液体還元剤ポンプの設置スペースが必要となる。このため、建設車両が大型化する恐れがある。

本発明の課題は、窒素酸化物を低減させる機能を有すると共に大型化を抑えることができる建設車両を提供することにある。

第１発明に係る建設車両は、エンジンと、排気ガス浄化部と、液体還元剤タンクと、車両本体と、カウンターウェイト部と、液体還元剤ポンプとを備える。排気ガス浄化部は、エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を液体還元剤を用いて還元浄化する。液体還元剤タンクは、液体還元剤を貯留する。車両本体は、エンジンルームを内部に有する。エンジンルームはエンジンと排気ガス浄化部と液体還元剤タンクとを収容する。カウンターウェイト部は、車両本体の後部に取り付けられ、エンジンルームに面して配置される前面を有する。カウンターウェイトの前面には凹部が形成されている。液体還元剤ポンプは、カウンターウェイト部の凹部に配置され、液体還元剤タンクから排気ガス浄化部へ液体還元剤を送る。液体還元剤ポンプは、カウンターウェイト部に取り付けられておらず、車両本体に取り付けられている。

この建設車両では、排気ガス浄化部が、液体還元剤ポンプから送られる液体還元剤を用いて、エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化することができる。また、液体還元剤ポンプはカウンターウェイト部の凹部に配置されるため、液体還元剤ポンプを設けることによる車両本体内の設置スペースの増大を抑えることができる。このため、この建設車両では、窒素酸化物を低減させる機能を有すると共に大型化を抑えることができる。また、この建設車両では、凹部がエンジンルームに面して形成されているため、液体還元剤ポンプがエンジンルームに面して配置される。このため、液体還元剤ポンプから排気ガス浄化部へ液体還元剤を送るための配管を短くすることができ、配管の配設を容易にすることができる。

第２発明に係る建設車両は、第１発明の建設車両であって、カウンターウェイト部は、エンジンから水平方向に離れてエンジンに対向して配置されている。排気ガス浄化部は、エンジンの上部に取り付けられている。また、凹部は、カウンターウェイト部の上部に設けられている。

この建設車両では、排気ガス浄化部がエンジンの上部に取り付けられ、凹部がカウンターウェイト部の上部に設けられることにより、凹部に配置される液体還元剤ポンプと、排気ガス浄化部との距離が短くなる。これにより、液体還元剤ポンプから排気ガス浄化部へ液体還元剤を送るための配管を短くすることができ、配管の配設が容易になる。

第３発明に係る建設車両は、第２発明の建設車両であって、凹部は、カウンターウェイト部の上面から下方に凹んだ形状を有する。

この建設車両では、凹部はカウンターウェイト部の上面から下方に凹んだ形状を有する。このため、凹部をカウンターウェイト部の上部に容易に形成することができる。

第４発明に係る建設車両は、第１発明から第３発明のいずれかの建設車両であって、カウンターウェイト部は、エンジンから水平方向に離れてエンジンに対向して配置されている。そして、凹部は、カウンターウェイト部のうち排気ガス浄化部に対向する位置に設けられる。

この建設車両では、凹部が排気ガス浄化部に対向する位置に設けられることにより、凹部に配置される液体還元剤ポンプと排気ガス浄化部との距離が短くなる。これにより、液体還元剤ポンプから排気ガス浄化部へ液体還元剤を送るための配管を短くすることができ、配管の配設が容易になる。

第５発明に係る建設車両は、第１発明から第４発明のいずれかの建設車両であって、カウンターウェイト部は、車両本体に対して着脱可能である。

この建設車両では、液体還元剤ポンプが、車両本体に取り付けられており、カウンターウェイト部に取り付けられていない。このため、カウンターウェイト部が車両本体から取り外される場合や車両本体に取り付けられる場合に、液体還元剤ポンプに接続される配管や電線の取り外しや取り付けに必要な労力を低減することができる。これにより、カウンターウェイトの着脱を容易に行うことができる。

本発明に係る建設車両では、排気ガス浄化部が、液体還元剤ポンプから送られる液体還元剤を用いて、エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化することができる。また、液体還元剤ポンプはカウンターウェイト部の凹部に配置されるため、液体還元剤ポンプを設けることによる車両本体内の設置スペースの増大を抑えることができる。このため、この建設車両では、窒素酸化物を低減させる機能を有すると共に大型化を抑えることができる。

＜構成＞
本発明の一実施形態にかかる建設車両１を図１に示す。この建設車両１は、油圧ショベルであり、作業機２と、下部走行体３と、車両本体４と、カウンターウェイト部５と、排気ガス浄化部６（図３参照）と、液体還元剤タンク７（図３参照）と、液体還元剤ポンプ８（図３参照）とを備えている。

〔作業機２および下部走行体３〕
作業機２は、車両本体４の前部に取り付けられており、ブーム２１、ブームシリンダ２２、アーム２３、アームシリンダ２４、バケット２５、バケットシリンダ２６等を有する。作業機２は、油圧によってこれらのシリンダ２２，２４，２６が駆動されることにより作動し、各種の作業を行うことができる。

下部走行体３は、車両本体４を支持しており、履帯３０を駆動することによって走行する
〔車両本体４〕
車両本体４は、下部走行体３に対して旋回可能に支持されており、メインフレーム部４０（図２参照）、運転室４１、外装部材４２、燃料油タンク４３、作動油タンク４４などを有する。

図２に示すように、メインフレーム部４０は、センタフレーム１０と、第１サイドフレーム部１１と、第２サイドフレーム部１２と、複数のクロスフレーム部１３と、後フレーム部１４とを有する。なお、図２は、建設車両１の後部の内部構造を示す図である。また、図２において、破線矢印Ａ２およびＡ３が示す方向のうち、「Ｆ」は車両本体４の前方、「Ｂ」は後方、「Ｒ」は右側方、「Ｌ」は左側方をそれぞれ示している。

センタフレーム１０は、メインフレーム部４０の左右方向における中央に設けられており、上述した作業機２が取り付けられる。

第１サイドフレーム部１１および第２サイドフレーム部１２は、前後方向に延びた細長い形状を有しており、センタフレーム１０を間に挟んで、それぞれセンタフレーム１０から側方に距離を隔てて配置されている。

クロスフレーム部１３は、左右方向に延び、センタフレーム１０と第１サイドフレーム部１１とに亘って、又は、センタフレーム１０と第２サイドフレーム部１２とに亘って設けられている。

後フレーム部１４は、メインフレーム部４０の後部に設けられており、センタフレーム１０と第１サイドフレーム部１１と第２サイドフレーム部１２との後端を繋いでいる。

また、メインフレーム部４０上には、複数の補助フレーム部４６ａ〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｄが設けられている。補助フレーム部４６ａ〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｄは、メインフレーム部４０を構成する部材よりも細い形状の部材であり、外装部材４２を支持する。補助フレーム部４６ａ〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｄには、第１〜第４ピラー部４６ａ〜４６ｄと、第１〜第４ビーム部４７ａ〜４７ｄとがある。

第１〜第４ピラー部４６ａ〜４６ｄは、メインフレーム部４０上に立設され、上下方向に延びる部材である。第１ピラー部４６ａおよび第２ピラー部４６ｂは、第１サイドフレーム部１１上に立設されている。第２ピラー部４６ｂは、第１サイドフレーム部１１の後端部に接続されており、カウンターウェイト部５の前面左側端部に沿って配置されている。また、第１ピラー部４６ａは、第２ピラー部４６ｂの前方に配置されている。第３ピラー部４６ｃおよび第４ピラー部４６ｄは、第２サイドフレーム部１２上に立設され、上下方向に延びる部材である。第４ピラー部４６ｄは、第２サイドフレーム部１２の後端部に接続されており、カウンターウェイト部５の前面右側端部に沿って配置されている。第３ピラー部４６ｃは、第４ピラー部４６ｄの前方に配置されている。

第１〜第４ビーム部４７ａ〜４７ｄは、第１〜第４ピラー部４６ａ〜４６ｄの間に亘って設けられる部材であり、前後方向または左右方向に延びる部材である。第１ビーム部４７ａは、第２ピラー部４６ｂの上端と第４ピラー部４６ｄとの上端とに接続されており、第２ピラー部４６ｂと第４ピラー部４６ｄとに亘って設けられている。第１ビーム部４７ａは、左右方向に沿って配置されており、カウンターウェイト部５の前面上端部に沿って設けられている。第２ビーム部４７ｂは、第１ピラー部４６ａの上端と第３ピラー部４６ｃの上端とに接続されており、第１ピラー部４６ａと第３ピラー部４６ｃとに亘って設けられている。第２ビーム部４７ｂは、左右方向に沿って配置されており、第１ビーム部４７ａの前方に位置している。第３ビーム部４７ｃは、第１ピラー部４６ａの上端と第２ピラー部４６ｂの上端とに接続されており、第１ピラー部４６ａと第２ピラー部４６ｂとに亘って設けられている。第３ビーム部４７ｃは、前後方向に沿って配置されており、第１サイドフレーム部１１の上方に位置している。第４ビーム部４７ｄは、第３ピラー部４６ｃの上端と第４ピラー部４６ｄの上端とに接続されており、第３ピラー部４６ｃと第４ピラー部４６ｄとに亘って設けられている。第４ビーム部４７ｄは、前後方向に沿って配置されており、第２サイドフレーム部１２の上方に位置している。

図１に示す運転室４１は、メインフレーム部４０に載置され、内部にシートや各種の操作部材が設けられている。

外装部材４２は、補助フレーム部４６，４７およびメインフレーム部４０に取り付けられ、車両本体４の外装面を構成する。外装部材４２は、エンジンルームカバー部材１５と、通風空間カバー部材１６とを有する。エンジンルームカバー部材１５は、エンジン１７が収納されるエンジンルームＳ１（図２参照）の上方を覆う部材である。通風空間カバー部材１６は、外部から取り込まれ後述する冷却装置１８へ送られる通風空間Ｓ２（図２参照）の上方および側方を覆う部材であり、その側面には、外部から空気を取り込むためのスリット状の吸気口１９が形成されている。なお、エンジンルームＳ１及び通風空間Ｓ２は、車両本体４の後部において左右方向に並んで配置されている。

燃料油タンク４３は、エンジン１７に送られる燃料油を貯えるタンクであり、車両本体４の右側部に設けられている。なお、本実施形態において左右とは、運転室４１から作業機２を前方に見る運転者にとっての左右を意味するものとする。

作動油タンク４４は、油圧ポンプに送られる作動油を貯えるタンクであり、車両本体４の右側部に設けられている。

また、車両本体４の内部には、エンジン１７、油圧ポンプ（図示せず）、冷却装置１８などが収納されている。

エンジン１７は、ディーゼルエンジンであり、油圧ポンプを駆動する駆動源となる。エンジン１７は、車両本体４の内部のエンジンルームＳ１に配置されている。

冷却装置１８は、エンジン１７との間で水などの冷却液を循環させ、通過する空気との間で熱交換を行うことによりエンジン１７を冷却する装置である。冷却装置１８は、通風空間Ｓ２と、センタフレーム１０と第１サイドフレーム部１１との間の空間とに亘って配置されている。また、冷却装置１８は、エンジンルームＳ１と通風空間Ｓ２とを仕切っている。冷却装置１８は、送風部３３を有しており、外部から通風空間Ｓ２に取り込まれ冷却装置１８を通りエンジンルームＳ１に送られる空気の流れを生成する（矢印Ａ１参照）。従って、通風空間Ｓ２は、冷却装置１８に対して空気流れの上流側に位置しており、エンジンルームＳ１は、冷却装置１８に対して空気流れの下流側に位置している。

〔カウンターウェイト部５〕
カウンターウェイト部５は、作業時の安定性を確保するために車両本体４に装着されるものであり、車両本体４に対して着脱可能となっている。カウンターウェイト部５は、鋳造により形成されているが、板金製の缶体の内部にセメント等の重量物が充填されたものであってもよい。カウンターウェイト部５は、車両本体４の後部に取り付けられることにより、車両本体４の後面を覆う。より詳細には、カウンターウェイト部５は、メインフレーム部４０のセンタフレーム１０に固定される。これにより、カウンターウェイト部５は、エンジン１７および冷却装置１８から水平方向（後方）に離れてエンジン１７および冷却装置１８に対向して配置され、上述した通風空間Ｓ２およびエンジンルームＳ１の後方を閉じる。

このカウンターウェイト部５のうち車両本体４のエンジンルームＳ１に面する内側表面、すなわち、カウンターウェイト部５の前面には、凹部５１が形成されている。凹部５１は、カウンターウェイト部５の前面から後方に向けて凹んだ形状を有しており、凹部５１の内部の空間は、エンジンルームＳ１に連通している。また、凹部５１は、カウンターウェイト部５の上面から下方に凹んだ形状を有しており、凹部５１の内部の空間は、カウンターウェイト部５の上方の空間とも連通している。凹部５１は、カウンターウェイト部５の上部に設けられており、排気ガス浄化部６に対向して設けられている。

〔排気ガス浄化部６〕
図３に示す排気ガス浄化部６は、エンジン１７の排気ガス中の窒素酸化物を液体還元剤を用いて還元浄化する装置である。排気ガス浄化部６は、エンジン１７の上部に取り付けられており、エンジン１７と共にエンジンルームＳ１に配置されている、ここで、液体還元剤としては、尿素水溶液が用いられる。排気ガス浄化部６は、第１処理部６１と第２処理部６２と第１補助処理部６３と第２補助処理部６４とを有する。

第１処理部６１は、酸化触媒がコーティングされたディーゼルパーティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」）を有しており、排気ガス中のパーティキュレート（粒子状物質）を捕集すると共に、排気ガス中の一酸化窒素を酸化して二酸化窒素を生成する。二酸化窒素は、排気ガスのような高温雰囲気中では不安定であり、酸素を放出して一酸化窒素に戻る。そして、放出された酸素の酸化力により、ＤＰＦに捕集されたパーティキュレートが燃焼する。一酸化窒素、および、一酸化窒素に戻りきれなかった二酸化窒素は、第１補助処理部６３に送られる。なお、ＤＰＦの材質としては、コージュライト、炭化珪素などのセラミックス、又は、ステンレス、アルミニウム等の金属が用いられる。

第１補助処理部６３は、加水分解触媒を有しており、液体還元剤ポンプ８から供給される液体還元剤中の尿素を分解してアンモニアを生成する。第１処理部６１と第１補助処理部６３とは、連絡管６５によって接続されており、連絡管６５を通る排気ガスに配管６７を介して液体還元剤ポンプ８（後述）から液体還元剤が供給される。

第２処理部６２は、SCR（Selective Catalytic Reduction：選択還元触媒）方式の触媒コンバーターであり、ゼオライト、バナジウム等の卑金属からなる尿素脱硝触媒（ＤｅＮＯｘ触媒）を有する。尿素脱硝触媒は、尿素から得られたアンモニアと排気ガス中のＮＯｘとを反応させ、ＮＯｘを窒素と酸素に分解して浄化する。

第２補助処理部６４は、酸化触媒を有しており、第２処理部６２において残ったアンモニアを酸化し、窒素と水とに分解して無害化する。第２補助処理部６４において処理された排気ガスは、エンジンルームカバー部材１５から上方へ突出した排気管３４（図１参照）を介して外部に排出される。

〔液体還元剤タンク７および液体還元剤ポンプ８〕
液体還元剤タンク７は、排気ガス浄化部６において用いられる液体還元剤を貯留するタンクである。液体還元剤タンク７は、通風空間Ｓ２に面して配置されており、冷却装置１８の空気流れの上流側に配置されている。

液体還元剤ポンプ８は、液体還元剤タンク７と配管６６（図３参照）によって接続されており、排気ガス浄化部６と配管６７（図３参照）によって接続されている。液体還元剤ポンプ８は、液体還元剤タンク７に貯えられた液体還元剤を排気ガス浄化部６の連絡管６５に供給する。液体還元剤ポンプ８は、カウンターウェイト部５の凹部５１に配置されており、排気ガス浄化部６の近傍に配置されている。液体還元剤ポンプ８は、カウンターウェイト部５に取り付けられておらず、車両本体４に、具体的には、第１ビーム部４７ａに取り付けられている。

＜特徴＞
（１）
この建設車両１では、排気ガス浄化部６が、液体還元剤タンク７に貯留された液体還元剤を用いて、エンジン１７の排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化することができる。また、液体還元剤ポンプ８はカウンターウェイト部５の凹部５１に配置されており、車両本体４内部の設置空間を拡大させることなく、液体還元剤ポンプ８を設ける空間が形成されている。このため、液体還元剤ポンプ８を設けることによる設置スペースの増大が抑えられている。これにより、この建設車両１では、窒素酸化物を低減させる機能を有すると共に大型化を抑制することができる。

（２）
この建設車両１では、液体還元剤ポンプ８が配置される凹部５１がカウンターウェイト部５の上部に形成されるため、エンジンルームＳ１内において比較的高い位置に配置されている排気ガス浄化部６に近接する高い位置に液体還元剤ポンプ８を容易に配置することができる。

また、液体還元剤ポンプ８が排気ガス浄化部６に近接して配置されるため、液体還元剤ポンプ８と排気ガス浄化部６とを繋ぐ配管６７を短くすることができる。

（３）
この建設車両１では、液体還元剤ポンプ８が、カウンターウェイト部５に取り付けられておらず車両本体４に取り付けられているため、カウンターウェイト部５が車両本体４から取り外される場合に、液体還元剤ポンプ８が車両本体４に取り付けられた状態のままカウンターウェイト部５を車両本体４から取り外すことが可能である。このため、液体還元剤ポンプ８に接続された配管や配線等の取り外しに必要な労力を低減することができる。カウンターウェイト部５が車両本体４に取り付けられる場合も同様である。これにより、カウンターウェイト部５の車両本体４への取り付けおよび車両本体４からの取り外しを容易に行うことができる。

＜他の実施形態＞
（ａ）
上記の実施形態では、油圧ショベルに対して本発明が適用されているが、他の建設車両にも適用可能である。

（ｂ）
上記の実施形態では、液体還元剤として尿素水溶液が用いられているが、他の還元剤が用いられてもよい。

（ｃ）
上記の実施形態では、カウンターウェイト部５の前面上部であり且つエンジンルームＳ１に面する部分に凹部５１が設けられているが、他の部分に設けられてもよい。例えば、カウンターウェイト部５のうち通風空間Ｓ２に面する部分に設けられてもよい。ただし、液体還元剤ポンプ８と排気ガス浄化部６とを繋ぐ配管６７等を短くする観点からは、凹部５１は上記のようにエンジンルームＳ１に面する部分に設けられることが望ましく、排気ガス浄化部６に対向する位置に設けられることがより望ましい。

また、上記の実施形態では、凹部５１は、カウンターウェイト部５の上面と前面との両方から凹んだ形状となっているが、カウンターウェイト部５の前面のみから凹んだ形状となっていてもよい。また、凹部５１がカウンターウェイト部５の上面のみから凹んだ形状となっていてもよい。

（ｄ）
上記の実施形態では、液体還元剤ポンプ８は、第１ビーム部４７ａに取り付けられているが、第２ピラー部４６ｂや第４ピラー部４６ｄなどの他の補助フレーム部に取り付けられてもよい。

本発明は、窒素酸化物を低減させる機能を有すると共に大型化を抑えることができる効果を有し、建設車両として有用である。

建設車両の外観斜視図。建設車両の内部の構成を示す斜視図。排気ガス浄化部の構成を示すブロック図。

１建設車両
４車両本体
５カウンターウェイト部
６排気ガス浄化部
７液体還元剤タンク
８液体還元剤ポンプ
１７エンジン
５１凹部
Ｓ１エンジンルーム

Claims

エンジンと、
前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を液体還元剤を用いて還元浄化する排気ガス浄化部と、
前記液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクと、
前記エンジンと前記排気ガス浄化部と前記液体還元剤タンクとを収容するエンジンルームを内部に有する車両本体と、
前記車両本体の後部に取り付けられ、前記エンジンルームに面して配置される前面を有し、前記前面に凹部が形成されたカウンターウェイト部と、
前記カウンターウェイト部の凹部に配置され、前記液体還元剤タンクから前記排気ガス浄化部へ前記液体還元剤を送る液体還元剤ポンプと、
を備え、
前記液体還元剤ポンプは、前記カウンターウェイト部に取り付けられておらず、前記車両本体に取り付けられている、
建設車両。
前記カウンターウェイト部は、前記エンジンから水平方向に離れて前記エンジンに対向して配置されており、
前記排気ガス浄化部は、前記エンジンの上部に取り付けられており、
前記凹部は、前記カウンターウェイト部の上部に設けられる、
請求項１に記載の建設車両。
前記凹部は、前記カウンターウェイト部の上面から下方に凹んだ形状を有する、
請求項２に記載の建設車両。
前記カウンターウェイト部は、前記エンジンから水平方向に離れて前記エンジンに対向して配置されており、
前記凹部は、前記カウンターウェイト部のうち前記排気ガス浄化部に対向する位置に設けられる、
請求項１から３のいずれかに記載の建設車両。
前記カウンターウェイト部は、前記車両本体に対して着脱可能である、
請求項１から４のいずれかに記載の建設車両。