JP4851370B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば上部旋回体に動力源となるエンジンを搭載した油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、土砂等の掘削作業に用いられる油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。また、下部走行体には、その左，右両側にクローラ式またはホイール式の走行部が設けられている。一方、上部旋回体は、旋回フレームの後部に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、前記旋回フレームの前側には、キャブ、燃料タンク、油圧モータ、作動油タンク、制御弁、旋回モータ、センタジョイント等の多くの機器が設けられている。

また、油圧ショベルのエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このディーゼルエンジンは、窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を多く排出するとされており、このディーゼルエンジンを使用している大型のトラック、バスには、ＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化装置を備えたものがある。このＮＯｘ浄化装置としては、尿素水を排気ガスに混合し、この排気ガスを触媒で還元反応させて水と窒素に分解するものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開２００４−２５７３２５号公報 特開２００３−２０９３６号公報 特開２００５−３３４６８１号公報

そして、特許文献１、特許文献２によるものは、尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクと、該尿素水溶液タンクに接続され、エンジンの排気管に尿素水を噴射する噴射ノズルと、尿素水（アンモニア）が混合された排気ガス中のＮＯｘを水と窒素に還元する尿素選択還元触媒とにより大略構成されている。

ところで、特許文献２の発明には、油圧ショベルの上部旋回体に尿素水溶液タンク、噴射ノズル、尿素選択還元触媒を設ける構成が記載されている。しかし、油圧ショベルの上部旋回体には、キャブ、エンジン、油圧ポンプ、熱交換器、燃料タンク、作動油タンク、制御弁、旋回モータ、センタジョイント等の多くの機器が搭載されている上に、上部旋回体は、狭い作業現場でも旋回動作できるように小型に形成している。

従って、尿素水溶液タンク、噴射ノズル、尿素選択還元触媒を配置するためのスペースを上部旋回体に設けるのは難しい。特に、尿素水溶液タンクは、内部の尿素水溶液が４０℃以上に上昇するとアンモニアを発生するから、エンジン、制御弁等のように高い温度になる機器に隣接して配置するのに適していない。これにより、尿素水溶液タンクは、その設置場所が限定されてしまうから、容易に給水作業、メンテナンス作業ができる位置を選ぶことができず、作業性が悪くなるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、尿素水溶液タンクを適切な場所に設置することができ、尿素水溶液の給水作業、尿素水溶液タンクのメンテナンス作業等を容易に行うことができるようにした建設機械を提供することにある。

本発明による建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載され動力源となるエンジンが設けられた上部旋回体とからなり、前記下部走行体は、中央に前記旋回装置が取付けられるトラックフレームと、該トラックフレームの左，右両側に設けられた走行部とにより構成し、前記エンジンの排気管には、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するための尿素選択還元触媒を設け、前記尿素選択還元触媒の上流側に位置して前記排気管内に噴射するための尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクを有してなる。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記トラックフレームは、中央に位置するセンタフレームと、該センタフレームの左，右両側に設けられた左，右のトラックサイドフレームとからなり、前記センタフレームは、中央に位置する中央フレーム部と、該中央フレーム部から前記各トラックサイドフレームに向けて延びた左，右の前脚部と、前記中央フレーム部から前記各トラックサイドフレームに向けて延びた左，右の後脚部とを備え、前記尿素水溶液タンクは、前記センタフレームを構成する前記４つの脚部のうち隣合う２つの脚部の間に設ける構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記尿素水溶液タンクは、前記トラックフレームと別体の容器として形成し前記トラックフレームに一体的に取付ける構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記トラックフレームは、上板、下板、上板と下板との間をつなぐ側面板からなる製缶構造体として形成し、前記尿素水溶液タンクは、製缶構造体からなる前記トラックフレームの一部に密閉空間を画成し、この密閉空間を利用して前記トラックフレームと一体形成する構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記トラックフレームは、上板と、該上板の下側に間隔をもって配置された下板と、該上板と下板とを連結するように立設された複数枚の側面板と、前記上板と下板の中央位置に上，下方向に設けられた支持筒体とにより構成し、前記尿素水溶液タンクは、前記上板と下板との間に位置して前記支持筒体を取囲んでその外側位置に配置する構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、例えば多くの機器類が搭載され、また狭い作業現場で作業できるように小型化したために、上部旋回体に尿素水溶液タンクを設置する適当なスペースが確保できない場合でも、下部走行体のトラックフレームを利用して尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクを設けることができる。

これにより、尿素水溶液タンクに貯えられた尿素水溶液を、エンジンの排気管内に噴射することができ、この排気管に設けた尿素選択還元触媒により、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元反応によって水と窒素に分解することができる。

この結果、下部走行体と上部旋回体とからなる建設機械の場合、尿素水溶液タンクは、下部走行体のトラックフレームに設けることにより、高温になる機器に熱せられることもなく、給水作業、メンテナンス作業を行い易い場所を自由に選ぶことができる。しかも、トラックフレームは、低い位置にあるから、尿素水溶液を補給する場合には、高い場所に上がる必要がなく、地上から簡単に補給することができる。
さらに、尿素水溶液タンクをセンタフレームの隣合う２つの脚部間のスペースに設ける構成としているから、周囲に他の機器や構造物がない場所を利用して配置できる。また、尿素水溶液タンクを各脚部間に収めることにより、外観上の見栄えを良好にすることができる。

請求項２の発明によれば、尿素水溶液タンクは、トラックフレームと別体の容器として形成しているから、尿素水溶液を貯える小さな容器だけを尿素に対する耐食性を有する材料を用いて形成することができ、安価に製造することができる。また、耐食性を有する材料をコーティングする場合も少ない範囲のコーティングだけで済ませることができる。さらに、尿素水溶液タンクは、トラックフレームに取付ける構成としているから、尿素水溶液タンクに不具合が生じた場合には、この尿素水溶液タンクだけを簡単に交換することができる。

請求項３の発明によれば、上板、下板、側面板等を固着した製缶構造体からなるトラックフレームの一部に密閉空間を画成することにより、この密閉空間を利用して尿素水溶液タンクをトラックフレームと一体形成することができる。従って、尿素水溶液タンクを少ない部品点数で容易に設けることができる。

請求項４の発明によれば、トラックフレームを形成する上板と下板との間のスペースを利用して尿素水溶液タンクを設けることができる。また、尿素水溶液タンクを支持筒体を取囲む外側位置に設けることにより、下部走行体の周囲から容易に手を伸ばすことができ、尿素水溶液を簡単に補給することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として、クローラ式の下部走行体を備えた油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図１２は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１は土砂等の掘削作業に用いられる建設機械としての油圧ショベルである。この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に設けられた作業装置５とにより大略構成されている。

ここで、クローラ式の下部走行体２の構成について説明する。この下部走行体２は、後述のトラックフレーム６、駆動輪１５、遊動輪１６、履帯１７等により大略構成されている。また、下部走行体２には、後述の尿素水溶液タンク３２が取付けられている。

６は下部走行体２の本体部分を構成するトラックフレームである。このトラックフレーム６は、図２ないし図８に示すように、後述のセンタフレーム７と、該センタフレーム７の中央に設けられた丸胴１２と、前記センタフレーム７の左，右両側に設けられた左，右のトラックサイドフレーム１３，１４とにより大略構成されている。

７はトラックフレーム６の中央部に位置するセンタフレームである。このセンタフレーム７は、図３に示すように、中央に位置する中央フレーム部７Ａと、該中央フレーム部７Ａの前側に位置して左，右方向に延びた左前脚部７Ｂ，右前脚部７Ｃと、中央フレーム部７Ａの後側に位置して斜めに延びた左後脚部７Ｄ，右後脚部７Ｅとを備えている。また、左前脚部７Ｂ、左後脚部７Ｄの先端側が左トラックサイドフレーム１３に取付けられ、右前脚部７Ｃ、右後脚部７Ｅの先端側が右トラックサイドフレーム１４に取付けられている。

さらに、センタフレーム７は、図４に示す如く、作業現場を走行中に岩石等の障害物に下側（底面）部分が接触しないように、各脚部７Ｂ〜７Ｅを下向きに傾斜させ、中央フレーム部７Ａを高い位置に配置している。そして、センタフレーム７は、後述の上板８、下板９、各側面板１０、支持筒体１１等によりボックス形状の製缶構造体として形成している。

８はセンタフレーム７の上側部分を形成する上板で、該上板８は、鋼板等を用いて略Ｘ字状に形成されている。即ち、上板８は、中央に位置して平坦な中央板８Ａと、該中央板８Ａの左前側から左斜め前側に延び左前脚部７Ｂの上面となる左前板８Ｂと、前記中央板８Ａの右前側から右斜め前側に延び右前脚部７Ｃの上面となる右前板８Ｃと、前記中央板８Ａの左後側から左斜め後側に延び左後脚部７Ｄの上面となる左後板８Ｄと、前記中央板８Ａの右後側から右斜め後側に延び右後脚部７Ｅの上面となる右後板８Ｅとからなっている。

９は上板８の下側に対面して配設されたセンタフレーム７の下板を示している。この下板９は、上板８とほぼ同様に、鋼板等を用いて形成されている。即ち、下板９は、中央板９Ａと、左前脚部７Ｂの下面となる左前板９Ｂと、右前脚部７Ｃの下面となる右前板９Ｃと、左後脚部７Ｄの下面となる左後板９Ｄと、右後脚部７Ｅの下面となる右後板９Ｅとにより略Ｘ字状に形成されている。

ここで、下板９は、上板８との間に所望の間隔を設けることにより、後述の尿素水溶液タンク３２を取付けるための上，下方向のスペースを形成している。また、下板９には、図７に示す如く、尿素水溶液タンク３２が取付けられる中央板９Ａの前側に位置して、４個のボルト挿通孔９Ｆとドレンプラク挿通孔９Ｇとが形成されている。

１０は上板８と下板９との間をつないで設けられた複数枚の側面板で、該各側面板１０は、例えば左，右の前側面板１０Ａ、中間側面板１０Ｂ，１０Ｃ、後側面板１０Ｄ等から構成されている。そして、各側面板１０は、センタフレーム７の各脚部７Ｂ〜７Ｅの側面部を形成している。また、側面板１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、上，下方向の端部が上板８，下板９に溶接手段を用いて固着されると共に、旋回中心側の端部が後述の支持筒体１１に溶接手段を用いて固着され、これにより、ボックス構造をした製缶構造体として形成されている。

１１は上板８と下板９との間の中央位置に上，下方向に設けられた支持筒体である。この支持筒体１１は、図５、図６に示すように、後述の丸胴１２とほぼ同じ直径寸法の円筒体として形成されている。また、支持筒体１１は、上板８の中央板８Ａ、下板９の中央板９Ａよりも小径に形成されている。これにより、支持筒体１１の外側位置となる前側、後側、左側、右側には、センタフレーム７を構成する４つの脚部７Ｂ〜７Ｅ間に位置し、尿素水溶液タンク３２を取付けるための水平方向のスペースが台形状に形成されている。

１２はセンタフレーム７上に設けられた丸胴（センタサークル）で、該丸胴１２は旋回装置３を取付けるものである。また、丸胴１２は、中央フレーム部７Ａの中央位置に支持筒体１１と同軸に配置され、該中央フレーム部７Ａの上面に溶接手段等を用いて一体的に固着されている。

１３はセンタフレーム７の左側に固着された左トラックサイドフレーム、１４はセンタフレーム７の右側に固着された右トラックサイドフレームをそれぞれ示している。そして、各トラックサイドフレーム１３，１４は前，後方向に延びて形成されている。

また、１５は各トラックサイドフレーム１３，１４の前，後方向一端に設けられた駆動輪、１６は各トラックサイドフレーム１３，１４の前，後方向他端に設けられた遊動輪、１７は駆動輪１５と遊動輪１６とに巻回して設けられた履帯（いずれも図１中に右側のみ図示）とをそれぞれ示している。この駆動輪１５、遊動輪１６および履帯１７は、下部走行体２を走行させる左，右の走行部を構成している。

次に、上部旋回体４の構成について説明する。この上部旋回体４は、旋回装置３が取付けられる旋回フレーム１８と、該旋回フレーム１８の左前側に設けられオペレータが搭乗するキャブ１９と、前記旋回フレーム１８の後側に搭載された動力源をなすエンジン２０と、該エンジン２０によって駆動される油圧ポンプ２１と、前記エンジン２０の前側に設けられた作動油タンク２２、燃料タンク２３、制御弁２４と、前記旋回フレーム１８の旋回中心に設けられたセンタジョイント２５（図９中に図示）と、前記旋回フレーム１８の後端部に取付けられたカウンタウエイト２６と、前記エンジン２０等を覆う建屋カバー２７との他、後述の尿素選択還元触媒２９、尿素水溶液噴射装置３０、配管３１により大略構成されている。

ここで、エンジン２０は、ディーゼルエンジンとして構成されている。また、エンジン２０は、図９に示すように、エンジン本体２０Ａと、該エンジン本体２０Ａからの排気ガスを排出する排気管２０Ｂとを含んで構成されている。また、ディーゼルエンジン２０は、高効率で耐久性に優れているが、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が排気ガスとして排出されてしまう。

そこで、第１の実施の形態による油圧ショベル１は、尿素水を排気ガスに混合し、この排気ガスを尿素選択還元触媒（尿素ＳＣＲ）で還元反応させて水と窒素に分解するＮＯｘ浄化装置を備えている。このＮＯｘ浄化装置としては、上部旋回体４に設けた後述の触媒ケース２８、尿素選択還元触媒２９、尿素水溶液噴射装置３０と、下部走行体２に設けた尿素水溶液タンク３２とにより構成されるものが知られている。

２８は上部旋回体４のエンジン２０に設けられた触媒ケースで、該触媒ケース２８は、エンジン２０の排気管２０Ｂの途中に設けられている。そして、触媒ケース２８は、後述の尿素選択還元触媒２９、アンモニアを低減させる酸化触媒（図示せず）等を収容している。

２９は上部旋回体４のエンジン２０に設けられたＮＯｘ浄化装置の尿素選択還元触媒を示している。この尿素選択還元触媒２９は、後述の尿素水溶液噴射装置３０の下流側に位置して触媒ケース２８内に収容されている。そして、尿素選択還元触媒２９は、尿素水から生成されたアンモニアによって排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元反応させ、水と窒素に分解するものである。

３０は尿素選択還元触媒２９よりも上流側に位置してエンジン２０の排気管２０Ｂに取付けられた尿素水溶液噴射装置である。この尿素水溶液噴射装置３０は、尿素水溶液タンク３２に貯えられた尿素水溶液を排気管２０Ｂ内を流通する排気ガスに向けて噴射するものである。また、尿素水溶液噴射装置３０は、排気ガスの流量、温度、成分等の条件に応じて尿素水溶液の噴射量を調整するものであり、コントローラ（図示せず）に接続されている。

３１は尿素水溶液噴射装置３０と後述の尿素水溶液タンク３２とを接続して設けられた配管である。この配管３１は、例えば流出配管と流入配管からなる２本の管路を有し、その一端が下部走行体２側で尿素水溶液タンク３２の流出口３４と流入口３５に接続されている。一方、他側は、センタジョイント２５を介して上部旋回体４を延び尿素水溶液噴射装置３０に接続されている。

３２は下部走行体２のトラックフレーム６に取付けられた尿素水溶液タンクである。この尿素水溶液タンク３２は、加熱されることによってアンモニアを生成する尿素水溶液を貯えるものである。その一例として具体的な値を述べれば、尿素水溶液タンク３２は、例えば尿素３２．５％の水溶液を１０リットル前後貯えるように設計されている。これらの値は、エンジン２０の排気量、特性等によって変化するものである。また、尿素水溶液タンク３２は、尿素水溶液を貯える密閉容器として形成され、耐食性に優れた金属材料、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６によって形成されている。

ここで、尿素水溶液タンク３２は、一般鋼材を用いて箱体状に形成し、内面等に耐食性を有する樹脂材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂をコーティングする構成としてもよい。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いて樹脂製の尿素水溶液タンク３２を形成してもよい。

また、尿素水溶液タンク３２の配置位置は、トラックフレーム６の支持筒体１１の外側位置となる前側で、４つの脚部７Ｂ〜７Ｅのうち、隣合う左前脚部７Ｂと右前脚部７Ｃとの間、即ち、左，右の前側面板１０Ａに挟まれた下板９上の台形状のスペースに収まるように配置されている。

また、尿素水溶液タンク３２の外形形状は、図１０ないし図１２に示す如く、広幅な長方形状の前面３２Ａと、狭幅な長方形状の後面３２Ｂと、斜めに延びた左，右の側面３２Ｃ，３２Ｄと、台形状の上面３２Ｅ、下面３２Ｆとにより異形な角形容器として形成されている。また、尿素水溶液タンク３２の下面３２Ｆには、図１２に示すように、トラックフレーム６の下板９の各ボルト挿通孔９Ｇに対応して４個のねじ座３２Ｇが設けられている。

さらに、尿素水溶液タンク３２の構成について詳述すると、３３は尿素水溶液タンク３２の上面３２Ｅに設けられた給水口で（図１０参照）、該給水口３３は、尿素水溶液を補給するための注ぎ口を構成している。また、３４は尿素水溶液タンク３２の後面３２Ｂに設けられた流出口３４、３５は後面３２Ｂに設けられた流入口３５を示している（図１１参照）。この流出口３４と流入口３５は、配管３１に接続されることにより、流出口３４から尿素水溶液を供給し、流入口３５に尿素水溶液が戻されるようになっている。また、３６は下面３２Ｆに設けられたドレンプラグ３６を示している。

一方、３７は尿素水溶液タンク３２の上面３２Ｅに設けられた温度センサで、該温度センサ３７は尿素水溶液タンク３２内の尿素水溶液の温度を計測するものである。また、３８は尿素水溶液タンク３２の後面３２Ｂに設けられたレベルセンサで、該レベルセンサ３８は尿素水溶液の残量（液面）を計測するものである。また、３９は同じく後面３２Ｂに設けられた尿素識別センサ（クオリティセンサ）で、該尿素識別センサ３９は、正しい尿素水溶液が給水されているか否かを判別するものである。さらに、４０は同じく後面３２Ｂに設けられたヒータで、該ヒータ４０は、尿素水溶液が凍結しないように温めるものである。なお、４１は上面３２Ｅに設けられた呼吸栓（ブリーザ）を示している。

そして、尿素水溶液タンク３２は、トラックフレーム６を構成する下板９の中央板９Ａ前側に載置され、この状態でボルト挿通孔９Ｆにボルト（図示せず）を挿通してねじ座３２Ｇに螺着することにより、トラックフレーム６の前側位置に着脱可能に取付けることができる。また、トラックフレーム６に尿素水溶液タンク３２を取付けたら、流出口３４、流入口３５を配管３１等を用いて尿素水溶液噴射装置３０に接続する。また、温度センサ３７、レベルセンサ３８、尿素識別センサ３９、ヒータ４０は、これらを制御するコントローラに接続する。

このように、尿素水溶液タンク３２は、トラックフレーム６を利用して下部走行体２に取付けることができる。これにより、尿素水溶液タンク３２は、貯えている尿素水溶液を配管３１を通じて尿素水溶液噴射装置３０に供給することができる。また、尿素水溶液を補給する場合には、尿素水溶液タンク３２の近くまで行き、給水口３３を開くことにより、給水用のタンク（図示せず）を持ったまま高い場所に乗ったりすることなく、地上から容易に尿素水溶液を補給することができる。

第１の実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

まず、オペレータは、上部旋回体４のキャブ１９に搭乗し、エンジン２０を始動して油圧ポンプ２１を駆動する。これにより、油圧ポンプ２１からの圧油は、制御弁２４を介して各種アクチュエータに供給される。そして、キャブ１９に搭乗したオペレータが走行用の操作レバー（図示せず）を操作したときには、駆動輪１５によって履帯１７を周回駆動することができ、下部走行体２によって油圧ショベル１を前進または後退させることができる。一方、作業用の操作レバー（図示せず）を操作することにより、作業装置５を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

また、エンジン２０の運転時には、その排気管２０Ｂから有害物質である窒素酸化物（ＮＯｘ）が排出される。このときには、尿素水溶液タンク３２の尿素水溶液を配管３１を経由して尿素水溶液噴射装置３０に供給し、該噴射装置３０から排気ガスに噴射することによりアンモニアを生成する。これにより、尿素選択還元触媒２９では、窒素酸化物を水と窒素に還元し、酸化触媒を経て外部に排出することにより、窒素酸化物の排出量を低減することができる。

以上のように、油圧ショベル１の上部旋回体４は、キャブ１９、エンジン２０、油圧ポンプ２１、作動油タンク２２、燃料タンク２３、制御弁２４、センタジョイント２５およびこれらに接続した配管、配線、補機類が搭載されている上に、狭い作業現場で作業できるように小型に形成されている。

然るに、第１の実施の形態によれば、下部走行体２のトラックフレーム６を利用することにより尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンク３２を設けることができる。これにより、尿素水溶液タンク３２に貯えられた尿素水溶液を、尿素水溶液噴射装置３０からエンジン２０の排気管２０Ｂ内に噴射することができ、この排気管２０Ｂに設けた尿素選択還元触媒２９により、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元反応によって水と窒素に分解することができる。

この結果、上部旋回体４に尿素水溶液タンク３２を搭載することが困難な油圧ショベル１においても、尿素選択還元触媒２９、尿素水溶液タンク３２等からなる窒素酸化物を浄化するための装置を設けることができる。これにより、窒素酸化物の排出量を低減することができる。

また、尿素水溶液タンク３２は、下部走行体２のトラックフレーム６のうち、センタフレーム７の隣合う２つの左前脚部７Ｂと右前脚部７Ｃとの間に設けているから、上部旋回体４に搭載した場合に比較して低い位置に配置することができる。従って、尿素水溶液タンク３２に尿素水溶液を補給する場合には、履帯１７上や建屋カバー２７上に乗ったりすることなく、地上から簡単に補給することができ、作業性を向上することができる。

しかも、尿素水溶液タンク３２は、トラックフレーム６を構成するセンタフレーム７に対し、支持筒体１１の前側で、上板８、下板９、左，右の前側面板１０Ａに囲まれた２つの脚部７Ｂ，７Ｃ間のスペースに配設している。これにより、作業者は、左，右の履帯１７の間を通って尿素水溶液タンク３２に近付くことができ、補給作業をより一層簡単に行うことができる。また、周囲に他の機器や構造物がなく、デッドスペースであった場所を利用して尿素水溶液タンク３２を設けることができる。また外観上の見栄えを良好にすることができる。

一方、尿素水溶液タンク３２は、トラックフレーム６と別体の容器として形成している。これにより、尿素水溶液タンク３２を製造する場合には、小さな容器だけを尿素に対する耐食性を有する材料を用いて形成すればよく、安価に製造することができる。また、耐食性を有する材料をコーティングする場合も少ない範囲だけで済ませることができる。さらに、尿素水溶液タンク３２は、トラックフレーム６に取付ける構成としているから、尿素水溶液タンク３２に不具合が生じた場合には、この尿素水溶液タンク３２だけを簡単に交換することができる。

次に、図１３ないし図１５は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、トラックフレームは、上板、下板、上板と下板との間をつなぐ側面板からなる製缶構造体として形成し、尿素水溶液タンクは、製缶構造体からなるトラックフレームの一部に密閉空間を画成し、この密閉空間を利用してトラックフレームと一体形成する構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１３において、５１は第２の実施の形態によるトラックフレーム、５２は該トラックフレーム５１の中央部に位置するセンタフレームを示している。このセンタフレーム５２は、前述した第１の実施の形態によるセンタフレーム７とほぼ同様に、中央フレーム部５２Ａ、左前脚部５２Ｂ、右前脚部５２Ｃ、左後脚部５２Ｄ、右後脚部５２Ｅにより構成されている。また、センタフレーム５２は、後述の上板５３、下板５４、各側面板５５、支持筒体５６等によりボックス形状の製缶構造体として形成されている。しかし、第２の実施の形態によるセンタフレーム５２は、後述の尿素水溶液タンク５７が一体形成されている点で第１の実施の形態によるセンタフレーム７と相違している。

５３はセンタフレーム５２の上側部分を形成する上板で、該上板５３は、鋼板等からなり、中央板５３Ａ、左前板５３Ｂ、右前板５３Ｃ、左後板５３Ｄ、右後板５３Ｅにより略Ｘ字状に形成されている。

５４は上板５３の下側に対面して配設されたセンタフレーム５２の下板を示している。この下板５４は、上板５３とほぼ同様に、鋼板等を用いて中央板５４Ａ、左前板５４Ｂ、右前板５４Ｃ、左後板５４Ｄ、右後板５４Ｅにより略Ｘ字状に形成されている。

ここで、上板５３と下板５４とは、後述する尿素水溶液タンク５７の上面と下面を形成するものである。従って、上板５３と下板５４とは、所望の間隔を設けることにより、尿素水溶液タンク５７の内容積を確保するための上，下方向のスペースを形成している。

５５は上板５３と下板５４との間に設けられた複数枚の側面板で、該各側面板５５は、図１４に示す如く、例えば左，右の前側面板５５Ａ、中間側面板５５Ｂ，５５Ｃ、後側面板５５Ｄ等から構成されている。また、各側面板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄは、上，下方向の端部が上板５３，下板５４に溶接手段を用いて固着されると共に、旋回中心側の端部が後述の支持筒体５６に溶接手段を用いて固着され、これにより、センタフレーム５２をボックス構造をした製缶構造体として形成している。また、各側面板５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄのうち、右側に位置する中間側面板５５Ｂと中間側面板５５Ｃは、尿素水溶液タンク５７の前面と後面を形成するものである。

５６は上板５３と下板５４との間の中央位置に設けられた支持筒体である。この支持筒体５６は、丸胴１２とほぼ同じ直径寸法をもって同軸に配置された円筒体として形成されている。また、支持筒体５６は、図１５に示す如く、尿素水溶液タンク５７の左側面を形成するものである。

５７はトラックフレーム５１に一体形成された第２の実施の形態による尿素水溶液タンクを示している。この尿素水溶液タンク５７は、センタフレーム５２の隣合う２つの右前脚部５２Ｃと右後脚部５２Ｅとの間で支持筒体５６の右外側位置に配置されている。また、尿素水溶液タンク５７は、製缶構造体からなるセンタフレーム５２の一部に密閉空間を画成することにより、この密閉空間を利用してトラックフレーム５２と一体形成されている。

即ち、尿素水溶液タンク５７は、図１４、図１５に示す如く、上面をなす上板５３と、下面をなす下板５４と、前面をなす中間側面板５５Ｂと、後面をなす中間側面板５５Ｃと、左側面をなす支持筒体５６と、右外側を閉塞する右側面板５８とにより、尿素水溶液を貯える密閉空間を形成している。また、尿素水溶液タンク５７には、給水口５９、流出口６０、流入口６１、ドレンプラグ６２、温度センサ６３、レベルセンサ６４、呼吸栓６５等が設けられている。

さらに、尿素水溶液タンク５７は、一般的な鋼材によって形成されているから、内面等に耐食性を有する樹脂材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂がコーティングされている。この場合、尿素水溶液タンク５７は小型であるから、樹脂コーティングを施す範囲を少なくすることができる。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態では、尿素水溶液タンク５７は、製缶構造体からなるセンタフレーム５２の一部に密閉空間を画成し、この密閉空間を利用して尿素水溶液タンク５７をセンタフレーム５２と一体形成することができる。従って、１枚の右側面板５８を新たに設けるだけで尿素水溶液タンク５７を少ない部品点数でセンタフレーム５２に容易に設けることができる。

なお、第１の実施の形態では、尿素水溶液タンク３２は、支持筒体１１の前側となるセンタフレーム７の前部に取付ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、尿素水溶液タンク３２は、例えば支持筒体１１を取囲む外側位置であれば、後側、左側、右側等の他の位置に取付ける構成としてもよい。

また、第１の実施の形態では、尿素水溶液タンク３２は、支持筒体１１の前側となるセンタフレーム７の隣合う左前脚部７Ｂと右前脚部７Ｃとの間に１個だけ取付ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１６に示す第１の変形例のように、センタフレーム７を構成する２つの左前脚部７Ｂと右前脚部７Ｃとの間、左後脚部７Ｄと右後脚部７Ｅとの間にそれぞれ尿素水溶液タンク３２、３２′を設ける構成としてもよい。また、尿素水溶液タンクは、３個以上設ける構成としてもよい。

一方、第２の実施の形態では、尿素水溶液タンク５７は、支持筒体５６の右側となるセンタフレーム５２の右外側に一体形成する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、尿素水溶液タンク５７は、例えば支持筒体１１を取囲む外側位置であれば、前側、後側、左側等の他の位置に一体形成する構成としてもよい。

また、第２の実施の形態では、尿素水溶液タンク５７は、支持筒体５６の右側となるセンタフレーム５２の隣合う右前脚部５２Ｃと右後脚部５２Ｅとの間に１個だけ形成する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１７に示す第２の変形例のように、支持筒体５６の右側で右前脚部５２Ｃと右後脚部５２Ｅとの間の尿素水溶液タンク５７に加えて、支持筒体５６の後側で左後脚部５２Ｄと右後脚部５２Ｅとの間にも尿素水溶液タンク７１を設ける構成としてもよい。この場合には、支持筒体５６の後側に後外側を閉塞する後側面板７２を取付けることにより尿素水溶液タンク７１を一体成形すればよい。また、尿素水溶液タンクは、３個以上設ける構成としてもよい。

また、第１の実施の形態では、支持筒体１１の上側に上板８を挟んで丸胴１２を設けるものとして説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば支持筒体と丸胴とを１つの筒体によって形成し、上板を貫くように設ける構成としてもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

さらに、各実施の形態では、建設機械として、駆動輪１５、遊動輪１６、履帯１７を走行部とするクローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばタイヤ等を走行部とするホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。

本発明の第１の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。 図１中のトラックフレームと尿素水溶液タンクを拡大して示す正面図である。 トラックフレームと尿素水溶液タンクを拡大して示す平面図である。 トラックフレームと尿素水溶液タンクを拡大して示す右側面図である。 トラックフレームを図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。 トラックフレームと尿素水溶液タンクを図３中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。 トラックフレームを拡大して示す底面図である。 トラックフレームと尿素水溶液タンクを拡大して示す斜視図である。 窒素酸化物を浄化するための装置の全体構成をエンジン等と共に示す構成図である。 尿素水溶液タンクを単体で斜め前側から示す拡大斜視図である。 尿素水溶液タンクを単体で斜め後側から示す拡大斜視図である。 尿素水溶液タンクを単体で示す拡大底面図である。 本発明の第２の実施の形態によるトラックフレームと尿素水溶液タンクを示す斜視図である。 図１３のトラックフレームと尿素水溶液タンクを示す一部破断の平面図である。 トラックフレームと尿素水溶液タンクを図１４中の矢示XV−XV方向からみた要部拡大の断面図である。 本発明の第１の変形例による２個の尿素水溶液タンクをトラックフレームと共に示す平面図である。 本発明の第２の変形例によるトラックフレームと２個の尿素水溶液タンクを示す平面図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 旋回装置
４ 上部旋回体
６，５１ トラックフレーム
７，５２ センタフレーム
７Ａ，５２Ａ 中央フレーム部
７Ｂ，５２Ｂ 左前脚部
７Ｃ，５２Ｃ 右前脚部
７Ｄ，５２Ｄ 左後脚部
７Ｅ，５２Ｅ 右後脚部
８，５３ 上板
９，５４ 下板
１０，５５ 側面板
１１，５６ 支持筒体
１２ 丸胴
１３，１４ トラックサイドフレーム
１５ 駆動輪（走行部）
１６ 遊動輪（走行部）
１７ 履帯（走行部）
１８ 旋回フレーム
１９ キャブ
２０ エンジン
２０Ａ エンジン本体
２０Ｂ 排気管
２９ 尿素選択還元触媒
３０ 尿素水溶液噴射装置
３２，５７，７１ 尿素水溶液タンク

Claims (4)

1. 自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載され動力源となるエンジンが設けられた上部旋回体とからなり、前記下部走行体は、中央に前記旋回装置が取付けられるトラックフレームと、該トラックフレームの左，右両側に設けられた走行部とにより構成し、
   前記エンジンの排気管には、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するための尿素選択還元触媒を設け、
   前記尿素選択還元触媒の上流側に位置して前記排気管内に噴射するための尿素水溶液を貯える尿素水溶液タンクを有する構成とした建設機械において、
   前記トラックフレームは、中央に位置するセンタフレームと、該センタフレームの左，右両側に設けられた左，右のトラックサイドフレームとからなり、
   前記センタフレームは、中央に位置する中央フレーム部と、該中央フレーム部から前記各トラックサイドフレームに向けて延びた左，右の前脚部と、前記中央フレーム部から前記各トラックサイドフレームに向けて延びた左，右の後脚部とを備え、
   前記尿素水溶液タンクは、前記センタフレームを構成する前記４つの脚部のうち隣合う２つの脚部の間に設ける構成としたことを特徴とする建設機械。
2. 前記尿素水溶液タンクは、前記トラックフレームと別体の容器として形成し前記トラックフレームに一体的に取付ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
3. 前記トラックフレームは、上板、下板、上板と下板との間をつなぐ側面板からなる製缶構造体として形成し、
   前記尿素水溶液タンクは、製缶構造体からなる前記トラックフレームの一部に密閉空間を画成し、この密閉空間を利用して前記トラックフレームと一体形成する構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
4. 前記トラックフレームは、上板と、該上板の下側に間隔をもって配置された下板と、該上板と下板とを連結するように立設された複数枚の側面板と、前記上板と下板の中央位置に上，下方向に設けられた支持筒体とにより構成し、
   前記尿素水溶液タンクは、前記上板と下板との間に位置して前記支持筒体を取囲んでその外側位置に配置する構成としてなる請求項１，２または３に記載の建設機械。

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