(57)【要約】  エンジンとは別に設けられた支持機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を搭載するようにした作業車両において、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との振動の違いや両者の組付誤差を十分に吸収できるようにする。この作業車両は、車体フレーム（２）に固定された支持機構（１７）と、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置（４５）と、接続配管（２３）と、を備えている。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置（４５）は、エンジン（１５）の上方において支持機構（１７）に搭載され、後方に向いた排気ガス導入口（４５ａ）を有する。接続排管（２３）は、一端がターボチャージャー（２２）に連結され、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置（４５）の下方において一端からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置（４５）の後方に延びる延長部（５４ａ）を有するとともに、他端が後方からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置（４５）の排気ガス導入口（４５ａ）に連結され、延長部（５４ａ）に可撓性管部（５４ｃ，５４ｄ）を有する。
2014064853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームと
前記車体フレームに搭載されたエンジンと、
前記車体フレームに固定された支持機構と、
前記エンジンの上方において前記支持機構に搭載され、後方に向いた排気ガス導入口を有するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と、
排気上流側の端部が前記エンジンの排気部に連結され、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方において前記排気上流側端部から前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の後方に延びる延長部を有するとともに、排気下流側端部が後方から前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結され、前記延長部に可撓性管部を有する接続配管と、
を備えた作業車両。
【請求項２】
前記接続配管は、後方から前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に向かって延びる下流側部と、前記延長部の後方端部と前記下流側部とを接続する連絡部と、を有する、請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記接続配管は、
排気上流側の端部が前記エンジンの排気部に連結されるとともに、前記排気上流側端部から後方に延び、排気下流側が上方に屈曲して形成されて排気下流側端部が上方に開口する上流側配管と、
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結された第１管部と、前記第１管部と所定の角度を有し前記上流側配管の排気下流側端部に連結された第２管部と、を有する下流側配管と、
を有し、
前記延長部は前記上流側配管に設けられ、
前記下流側部は前記下流側配管の第１管部を含み、
前記連絡部は前記上流側配管の排気下流側部分と前記下流側配管の第２管部とを含む、
請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記上流側配管は排気上流側端部及び排気下流側端部に球面ジョイントを有する、請求項３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記上流側配管の可撓性管部の排気下流側部分を前記支持機構に固定するための固定部材をさらに備えた、請求項３又は４に記載の作業車両。
【請求項６】
前記固定部材は、
前記支持機構に固定された固定プレートと、
前記上流側配管の延長部の排気下流側部分を前記固定プレートに固定するＵ字金具と、
を有する、請求項５に記載の作業車両。
【請求項７】
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の前方において前記支持機構に搭載され、排気ガス中の窒素酸化物を還元する窒素酸化物還元触媒装置をさらに備えた、請求項１から６のいずれかに記載の作業車両。
【請求項８】
前記接続配管の前端は前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と前記窒素酸化物還元触媒装置との間に位置している、請求項７に記載の作業車両。
【請求項９】
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口は、車両の左右方向において前記エンジンの排気部と同じ側に設けられている、請求項７又は８に記載の作業車両。
【請求項１０】
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、前記排気ガス導入口とは逆側の端部に前方に向かって排気ガス導出口を有し、内部を排気ガスが車両の左右方向に流れるように配置されており、
前記窒素酸化物還元触媒装置は、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と同様に排気ガスが流れるように、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が配置された方向と同じ方向に沿って配置されている、
請求項７から９のいずれかに記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両、特に、エンジン上方に排気ガス後処理装置を備えた作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両には排気ガス後処理装置が搭載されている。排気ガス後処理装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質を捕集して除去するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を含んでいる。このディーゼル微粒子捕集フィルタ装置はエンジンの上部にエアクリーナと並べて配置されている。また、排気ガスをより浄化するために、排気ガス中のＮＯｘを除去する窒素酸化物還元触媒装置が設けられる場合がある。窒素酸化物還元触媒装置はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気下流側に設けられる。【０００３】
前述のように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置はエンジンの上部にエアクリーナ等とともにエンジンに直接支持されている。したがって、さらに窒素酸化物還元触媒装置を追加する場合は、エンジン上部において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気下流側に配置することになる。【０００４】
しかし、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置に加えて窒素酸化物還元触媒装置をエンジンに搭載すると、これらを合わせた重量は非常に重くなり、またエンジン全体の重心が高くなる。このため、エンジンの振動が大きくなり、好ましくない。【０００５】
そこで、特許文献１に示されるように、車体フレームにテーブルを設け、このテーブルにディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置を搭載する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−９７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、エンジンは一般的にゴムマウントによって車体フレームに支持されている。一方で、特許文献１に示されたテーブルは、車体フレームに直接固定されている。したがって、エンジンとは別に設けられたテーブルに排気ガス後処理装置を搭載した場合、エンジン側の振動とテーブルに搭載された排気ガス後処理装置側の振動とが異なる。このような振動の違いは、特許文献１にも示されているように、エンジンの排気部とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との間に設けられたフレキシブル配管によって吸収されることになる。【０００８】
しかし、特許文献１に示されるようなフレキシブル配管では、両者の振動の違いを十分に吸収することはできない。この点について、以下により詳細に説明する。【０００９】
エンジンの排気部とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とを接続する配管は、コスト及び部材の占有スペースを考慮すると、短い方が好ましい。このため、特許文献１では、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を、その排気ガス導入口がエンジンの排気部に対向するように配置して両者の間の距離を短くし、これらの間をフレキシブル配管によって接続している。【００１０】
以上のように、特許文献１に示された構成では、フレキシブル配管が短く、可撓性の部分を十分に長く確保することができない。このため、前述のようなエンジン側の振動と排気ガス後処理装置側の振動との違いを十分に吸収することができない。【００１１】
また、特許文献１の構成では、エンジンと排気ガス後処理装置とがそれぞれ別に車体フレームに支持されることになるので、両者を組み付ける際に組付誤差が生じる。しかし、特許文献１のフレキシブル配管では、前述と同様の理由によって、エンジン側と排気ガス後処理側との組付誤差を十分に吸収することは困難である。【００１２】
本発明の課題は、エンジンとは別に設けられた支持機構に排気ガス後処理装置を搭載するようにした作業車両において、エンジン側と排気ガス後処理側との振動の違いや両者の組付誤差を十分に吸収できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１側面に係る作業車両は、車体フレームと、車体フレームに搭載されたエンジンと、車体フレームに固定された支持機構と、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と、接続配管と、を備えている。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、エンジンの上方において支持機構に搭載され、後方に向いた排気ガス導入口を有する。接続配管は、排気上流側の端部がエンジンの排気部に連結され、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方において排気上流側端部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の後方に延びる延長部を有するとともに、排気下流側端部が後方からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結され、延長部に可撓性管部を有する。【００１４】
ここでは、エンジンとは別に設けられた支持機構が車体フレームに固定されており、この支持機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が搭載されている。このため、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とは別の振動系で振動することになる。そこで、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とを可撓性管部を有する接続配管によって接続し、可撓性管部によって両者の振動の違いを吸収するようにしている。【００１５】
ここで、前述のように、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とを接続する従来のフレキシブル配管では、配管全体の長さが短く、可撓性の部分を十分に確保することができない。【００１６】
そこで本発明では、接続配管をエンジンの排気部からいったんディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を越えて後方に延長し、その端部をディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に後方から連結するようにしている。このような構成では、接続配管を十分に長くすることができる。このため、エンジンの排気部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を越えて延びる延長部に比較的長い可撓性管部を形成することができ、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との振動の違いを十分に吸収することができる。また、同様の理由により、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側の組付誤差も十分に吸収することができる。【００１７】
本発明の第２側面に係る作業車両は、第１側面の作業車両において、接続配管は、後方からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に向かって延びる下流側部と、延長部の後方端部と下流側部とを接続する連絡部と、を有する。【００１８】
ここでは、接続配管は、エンジンの排気部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方を通過して後方に延び、さらに上方に延び、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に後方から連結されている。したがって、前述のように、エンジンの排気部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方を通過する部分を長く確保でき、この部分に十分に長い可撓性管部を形成することができる。【００１９】
本発明の第３側面に係る作業車両は、第２側面の作業車両において、接続配管は、上流側配管と、下流側配管と、を有している。上流側配管は、排気上流側の端部がエンジンの排気部に連結されるとともに、排気上流側端部から後方に延び、排気下流側が上方に屈曲して形成されて排気下流側端部が上方に開口している。下流側配管は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結された第１管部と、第１管部と所定の角度を有し上流側配管の排気下流側端部に連結された第２管部と、を有する。そして、延長部は上流側配管に設けられ、下流側部は下流側配管の第１管部を含み、連絡部は上流側配管の排気下流側部分と下流側配管の第２管部とを含む。【００２０】
ここでは、接続配管が上流側配管と下流側配管とから構成されている。このため、両配管の連結部においてもエンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との組付誤差を吸収することができる。特に、下流側配管は、いわゆるエルボ配管であるため、横及び縦方向の組付誤差の許容範囲を広くすることができる。また、エルボ配管を使用しているために、下流側配管が後方に突出するのを抑えることができ、特に振動吸収に不要な部分の占有スペースを小さくすることができる。【００２１】
本発明の第４側面に係る作業車両は、第３側面の作業車両において、上流側配管は排気上流側端部及び排気下流側端部に球面ジョイントを有する。【００２２】
ここでは、上流側配管の両端に球面ジョイントが設けられているので、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側の組付時の角度誤差を容易に吸収することができる。【００２３】
本発明の第５側面に係る作業車両は、第３又は第４側面の作業車両において、上流側配管の可撓性管部の排気下流側部分を支持機構に固定するための固定部材をさらに備えている。【００２４】
ここでは、エンジン側に設けられた上流側配管の可撓性管部の排気下流側部分（すなわち後方部分）が固定部材によって支持フランジに固定されている。したがって、振動吸収等の作用を妨げることなく、上流側配管を確実に支持できる。【００２５】
本発明の第６側面に係る作業車両は、第５側面の作業車両において、固定部材は、支持機構に固定された固定プレートと、上流側配管の延長部の排気下流側部分を固定プレートに固定するＵ字金具と、を有する。【００２６】
ここでは、Ｕ字金具を着脱することによって、上流側配管を容易に着脱することができる。【００２７】
本発明の第７側面に係る作業車両は、第１から第６側面のいずれかの作業車両において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の前方において支持機構に搭載され、排気ガス中の窒素酸化物を還元する窒素酸化物還元触媒装置をさらに備えている。【００２８】
ここでは、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置に加えて窒素酸化物還元触媒装置が設けられている。この場合は、排気ガス後処理全体の重量が増加し、振動が非常に大きくなる。【００２９】
このような状況では、本発明のように接続配管を長くし、十分な可撓性管部を設けることによって、特に有効に振動吸収を抑えることができる。【００３０】
本発明の第８側面に係る作業車両は、第７側面の作業車両において、接続配管の前端はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と窒素酸化物還元触媒装置との間に位置している。【００３１】
ここで、例えばエンジンの排気部が窒素酸化物還元触媒装置より前方に位置している場合は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口をエンジン排気部に対向させても、エンジン排気部と排気ガス導入口との間の距離は比較的長くなる。したがって、この場合は、接続配管において可撓性部分を長く形成することができ、本発明のように接続配管をディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の後方まで延ばす必要性は小さくなる。【００３２】
しかし、この第８側面に係る作業車両のように、接続配管の前端が窒素酸化物還元触媒装置とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との間に位置するような状況では、前述のように、接続配管の延長部、すなわち可撓性管部を十分に長く確保することができない。したがって、接続配管と窒素酸化物還元触媒装置及びディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との位置関係が以上のような場合に、本発明は特に有効である。【００３３】
本発明の第９側面に係る作業車両は、第７側面の作業車両において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口は、車両の左右方向においてエンジンの排気部と同じ側に設けられている。【００３４】
ここでは、接続配管の延長部を長く確保しつつ、全体の長さが不必要に長くなるのを防止できる。【００３５】
本発明の第１０側面に係る作業車両は、第７から第９側面のいずれかの作業車両において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、排気ガス導入口とは逆側の端部に前方に向かって排気ガス導出口を有し、内部を排気ガスが車両の左右方向に流れるように配置されている。また、窒素酸化物還元触媒装置は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と同様に排気ガスが流れるように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が配置された方向と同じ方向に沿って配置されている。
【発明の効果】
【００３６】
以上のような本発明では、エンジンとは別に設けられた支持機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を搭載するようにした作業車両において、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との振動の違いや両者の組付誤差を十分に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の作業車両の一実施形態であるホイールローダの外観斜視図。
【図２】図１のホイールローダを左前方から見た外観斜視部分図。
【図３】図１のホイールローダの車体カバーを取り外した状態の側面部分図。
【図４】エンジン及びトランスミッションの搭載状態を示す図。
【図５】排気ガス後処理装置及び支持機構を示す斜視図。
【図６】支持機構の分解斜視図。
【図７】支持機構に取付けられるシムを示す図。
【図８】接続配管の外観斜視図。
【図９】フランジ接続部の調整機能を説明するための模式図。
【図１０】エアクリーナの配置を示す平面図。
【図１１】エアクリーナとドアの関係を示す図。
【図１２】エアクリーナのメンテナンス作業の様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の作業車両の一実施形態であるホイールローダ１の外観斜視図を図１に示している。また、図２はホイールローダのキャブの左側方の一部を示したものである。
【００３９】
ここで、以下の説明における「前方」は車両の前方を、「後方」は車両の後方を示している。また、「左方向」及び「右方向」は、それぞれ車両の前方に向かって車両の左方向、右方向を意味する。
【００４０】
［全体構成］
ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、前輪４、後輪５、キャブ６を備えている。このホイールローダ１は、前輪４、後輪５が回転駆動されることにより自走可能であり、作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。
【００４１】
車体フレーム２は前車体部及び後車体部を有しており、前車体部と後車体部とは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。前車体部には、作業機３及び前輪４が設けられている。後車体部には、後輪５及びキャブ６が設けられている。作業機３は、前車体部の前方に配置されており、バケット７及びバケットシリンダ８等を有している。前輪４及び後輪５のそれぞれの上方及び後方には、フェンダ４ａ，５ａが設けられている。キャブ６の内部には運転室６ａが設けられるとともに、各種の操作部材や操作盤が設けられている。
【００４２】
また、図２に示すように、キャブ６の左側方には、キャブ６に対して乗降するためのステップ１０が設けられている。ステップ１０は後輪用フェンダ５ａの前方に配置されている。なお、キャブ６には、後方がキャブ本体６ｂにヒンジによって支持され、前方が開閉可能なドア１１が設けられている。このドア１１は、キャブ本体６ｂの外側部に設けられたストッパ１２によって最大開度が規制されている。詳細は後述するが、左側の後輪用フェンダ５ａの上部にはエアクリーナ１３が配置されている。このエアクリーナ１３によって、エンジン１５に取り込まれるエアから異物が取り除かれ、浄化される。
【００４３】
図３は、キャブ６の後方の車体カバー９（図１）を取り外し、車両の左側方から後車体部を見た図である。この図に示すように、後車体部の後部には、エンジン１５と、エンジン１５の後方に配置された冷却ユニット１６と、支持機構１７と、エンジン１５の上方において支持機構１７に搭載された排気ガス後処理装置１８と、が配置されている。また、キャブ６とエンジン１５との間には作動油タンク１９が配置されている。
【００４４】
エンジン１５は、いわゆる縦置きであり、クランク軸が前後方向に延びるように配置されている。エンジン１５は、図４に示すように、トランスミッション２０とボルトで固定されて一体構造となっている。そして、このエンジン１５とトランスミッション２０とが、４個所のゴムマウント２１を介して車体フレーム２に支持されている。
【００４５】
また、図３に示すように、エンジン１５の左側には排気ガスによって吸気を過給するターボチャージャー２２が設けられている。ターボチャージャー２２は、排気ガス出口が後方に向くように設けられている。そして、ターボチャージャー２２と排気ガス後処理装置１８との間に接続配管２３が設けられている。また、ターボチャージャー２２とエアクリーナ１３との間には樹脂あるいはゴムで形成された可撓性の吸気管２４が設けられている。この吸気管２４によって、エンジン１５とエアクリーナ１３との振動の違いが吸収される。
【００４６】
［支持機構１７］
図５は、図３の一部を後方から見た斜視図である。また、図６は支持機構１７を分解して示す斜視図である。これらの図に示すように、支持機構１７は、車体フレーム２にボルトによって直接固定されており、前支持フレーム２６と、後支持フレーム２７と、ベースプレート２８と、から構成されている。より詳細には、図５に示すように、後車体部の左右両側には、それぞれ前後方向に延びるサイドフレーム２ａ，２ｂが設けられている。この左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの車体内側において、前後にブラケット２９が設けられ、各ブラケット２９に前支持フレーム２６と後支持フレーム２７とが固定されている。
【００４７】
前支持フレーム２６は、左右の側部３０，３１と、天板部３２と、連結部３３と、を有している。左右の側部３０，３１のそれぞれは、前方部分にほぼ半円状の切欠き部３０ａ，３１ａを有する矩形状に形成されている。また、左右の側部３０，３１プレートは、下端部に外側に張り出して形成された取付部３０ｂ，３１ｂを有している。この取付部３０ｂ，３１ｂが複数のボルト３４によって左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの内側に設けられたブラケット２９に固定されている。天板部３２は左右の側部３０，３１の上部を連結するように設けられている。この天板部３２の上面には作動油タンク１９が搭載されている。すなわち、前支持フレーム２６は作動油タンク１９を支持するための台座でもある。連結部３３は左右の側部３０，３１の後部を連結している。連結部３３の左右方向の中央部は天板部３２の上面よりさらに上方に突出しており、前支持部３５を形成している。なお、前支持部３５の左右方向の幅は、天板３２の左右方向の幅より短く形成されている。
【００４８】
後支持フレーム２７は、左右の支柱３７，３８と、上梁３９と、後支持部４０と、を有している。左右の支柱３７，３８は下端部に取付部３７ａ，３８ａを有している。取付部３７ａ，３８ａは、側方視で略三角形状であり、下端は内側に張り出して形成されている。この内側に張り出した部分が複数のボルト４１によって左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの内側に設けられたブラケット２９に固定されている。上梁３９は左右の支柱３７，３８の上部を連結しており、後支持部４０は上梁３９の左右方向の中央部に設けられている。後支持部４０は、上梁３９からさらに上方に突出しており、前支持フレーム２６の前支持部３５と同じ高さに形成されている。
【００４９】
このような後支持フレーム２７では、後支持部４０が上梁３９より上方に突出し、かつ左右方向の幅が上梁３９より短いので、後支持部４０の左右方向には、部材を配置するためのスペースＳ１，Ｓ２が形成されている。この実施形態では、図３に示すように、接続配管２３の一部や、冷却ユニット１６に接続される配管４２ａ，４２ｂがスペースＳ１，Ｓ２を利用して配置されている。
【００５０】
ベースプレート２８は前支持フレーム２６の前支持部３５と後支持フレーム２７の後支持部４０との間に設けられている。ベースプレート２８は、矩形状であり、左右方向の幅は、前支持部３５及び後支持部４０の幅とほぼ同じに形成されている。
【００５１】
また、図７に示すように、ベースプレート２８の下面と後支持部２７の後支持部４０の上面との間には、左右方向の２個所において、シム４３を装着することが可能である（図７では一方のみを示している）。このシム４３は、排気ガス後処理装置１８が搭載されたベースプレート２８を後支持フレーム２７の後支持部４０に固定する際に、排気ガス後処理装置１８と接続配管２３との高さ調整をするためのものである。シム４３は、矩形状であって、左右方向の両端部に一方側が開放された１対の切欠き４３ａを有し、この１対の切欠き４３ａの間に貫通孔４３ｂを有している。
【００５２】
このシム４３は後支持部４０の上面にボルト４４によって固定されている。ベースプレート２８には、ボルト４４が設けられている位置に、ボルト４４の頭部の径よりも大径の孔２８ａが形成されている。この孔２８ａによってベースプレート２８とボルト４４との干渉を避けることができる。したがって、シム４３を後支持部４０に固定したままベースプレート２８を着脱することができる。
【００５３】
なお、シム４３は、種々の厚みのものが用意されており、１枚のシム４３あるいは複数のシム４３を組み合わせて使用することによって、高さの調節を行うことが可能である。
【００５４】
［排気ガス後処理装置１８］
図５及び図６に示すように、排気ガス後処理装置１８は、エンジン１５側の排気上流側（以下、単に「上流側」と記す）から順に、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と、接続管４８と、窒素酸化物還元触媒装置４７と、を備えている。接続管４８には尿素水溶液ミキシング装置４６が取り付けられている。
【００５５】
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５は、排気ガス中の煤等の粒子状物質を捕集するものであり、支持機構１７のベースプレート２８の後部に搭載されている。尿素水溶液ミキシング装置４６は、図示しない尿素水溶液タンクから、やはり図示しないポンプによって吸い上げられた尿素水溶液を噴射し、排気ガス中に還元剤としての尿素水溶液を添加するものである。添加された尿素水溶液は加水分解されてアンモニアとなり、アンモニアは排気ガスとともに接続管４８を介して窒素酸化物還元触媒装置４７に供給される。窒素酸化物還元触媒装置４７は、尿素水溶液ミキシング装置４６からのアンモニアが還元剤として使用されて、排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化する。窒素酸化物還元触媒装置４７はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と同様に支持機構１７のベースプレート２８の前部に搭載されている。なお、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と窒素酸化物還元触媒装置４７とは、それぞれ別の取付プレートを介してベースプレート２８に固定されている。
【００５６】
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７は、それぞれ並列に配置されている。具体的には、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７は、共に円筒形状であり、中心軸が左右方向に互いに平行に延びるように配置されている。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａは、左端部に設けられ、その開口は後方を向いている。また、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂは、右端部に設けられ、その開口は前方を向いている。窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａは、左端部に設けられ、その開口は後方を向いている。また、窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導出口４７ｂは、右端部に設けられ、その開口は後方で斜め上方を向いている。そして、接続管４８がディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂと窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａとの間に配置されている。
【００５７】
接続管４８は、図５及び図１０に示すように、第１屈曲部４８ａと、直線部４８ｂと、第２屈曲部４８ｃと、を有し、全体としてＳ字状に形成されている。第１屈曲部４８ａはディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂ近傍に位置し、第２屈曲部４８ｃは窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａ近傍に位置している。直線部４８ｂは、第１屈曲部４８ａと第２屈曲部４８ｃとの間に位置し、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と窒素酸化物還元触媒装置４７と並列して配置されている。
【００５８】
そして、尿素水溶液ミキシング装置４６は、第１屈曲部４８ａに設けられており、接続管４８内に尿素水溶液を噴射する。噴射された尿素水溶液は長い直線部４８ｂを通過する際に、排気ガスと均等に混じり合うことになる。
【００５９】
なお、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７の左右方向の長さはベースプレート２８の左右方向の幅よりも長く形成されている。
【００６０】
［接続配管２３］
接続配管２３を図８に拡大して示している。接続配管２３は、上流側配管５１と、下流側配管５２と、を有している。
【００６１】
上流側配管５１は、配管本体５４と、配管本体５４の両端に設けられた前フランジ５５及び後フランジ５６と、を有している。また、配管本体５４と前後のフランジ５５，５６との間には球面ジョイント５７が構成されている。
【００６２】
配管本体５４は、ステンレス製であり、前方から後方に延びる直線状の延長部５４ａと、延長部５４ａの後端部を上方に屈曲して形成された屈曲部５４ｂと、を有している。延長部５４ａには、蛇腹状に形成された２つの可撓性管部５４ｃ，５４ｄが形成されている。前後のフランジ５５，５６はそれぞれ、矩形状の接続端面５５ａ，５６ａと、接続端面５５ａ，５６ａから延びる管部５５ｂ，５６ｂと、を有している。前フランジ５５の接続端面５５ａはターボチャージャー２２の排気ガス導出口に連結されている。また、後フランジ５６の接続端面５６ａは下流側配管５２に連結されている。
【００６３】
球面ジョイント５７としては、例えば米国特許公開公報第２０１１／００７４１５０号に開示されている公知の技術を利用すればよい。
【００６４】
また、図８に示すように、上流側配管５１は、固定プレート６０及びＵ字金具６１を介して後支持フレーム２７の左支柱３７に固定されている。固定プレート６０は、Ｌ字形状であり、下辺が左支柱３７の上部に固定されている。そして、この固定プレート６０の縦辺に、配管本体５４の可撓性管部５４ｄの後部（排気下流側）を抱え込んだＵ字金具６１の両端がナット６２によって固定されている。
【００６５】
下流側配管５２は、９０°エルボであり、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５に連結される第１管部６４と、この第１管部６４に直交する第２管部６５と、を有する。第２管部６５は上流側排管５１の屈曲部５４ｂとともに、接続配管２３の下部と上部とを連絡する連絡部を構成している。
【００６６】
第１管部６４の排気下流側端部にはフランジ６４ａが形成され、フランジ６４ａはディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａに連結されている。また、第２管部６５の排気上流側端部にはフランジ６５ａが形成され、フランジ６５ａは上流側配管５１の後フランジ５６の接続端面５６ａに連結されている。
【００６７】
なお、図９に模式的に示すように、フランジＦ（各フランジの総称）の連結において、一方又は両方のフランジＦのボルト貫通孔Ｈは、連結用ボルトＢの径よりも大径に形成されている。このため、排気ガス後処理装置１８をベースプレート２８に搭載してサブユニット化し、このサブユニットを後支持フレーム２７に固定された接続配管２３に組み付ける際に、排気ガス後処理装置１８側と接続配管２３側との位置関係に誤差がある場合でも、組付誤差を吸収することができる。すなわち、このフランジＦの組付構造が組付位置を調整する調整機構として機能している。
【００６８】
［エアクリーナ１３］
エアクリーナ１３及びその配置について、図２及び図１１を用いて説明する。エアクリーナ１３は、エンジンルームの外部であって、後輪用フェンダ５ａの上部に設けられている。ここで、後輪用フェンダ５ａは、フェンダ前部５ｂと、フェンダ前部５ｂに締結されたフェンダ後部５ｃと、から構成されている。フェンダ前部５ｂは、水平部分と、水平部分から前方かつ下方に傾斜する傾斜部分と、から構成されている。また、フェンダ後部５ｃは、側面視で円弧状に形成されており、後輪５の上方及び上方後部を覆っている。そして、エアクリーナ１３はフェンダ前部５ｂの水平部分に搭載されている。
【００６９】
図２に示されるように、エアクリーナ１３は一部を除いて、車体カバー９の外側に設けられたエアクリーナカバー７０によって覆われている。図１１は、車体カバー９及びエアクリーナカバー７０を取り外した状態のエアクリーナ１３及びそれに関連する部分の平面図である。
【００７０】
図２及び図１１に示されるように、エアクリーナ１３は円筒形であって、上部にはエア取入口１３ａを覆うキャップ７１が設けられ、前端部には蓋１３ｂが開閉自在に設けられている。また、エアクリーナ１３の内部にはフィルタ７２が着脱自在に配置されている。そして、エアクリーナカバー７０は、エア取入口１３ａ、キャップ７１、及び蓋１３ｂが装着された前端部を除いて、エアクリーナ１３の大半を覆っている。なお、フィルタ７２は、蓋１３ｂを開けて斜め前方に引き抜くことによって、メンテナンス及び交換が可能である。
【００７１】
次に、エアクリーナ１３の配置について詳細に説明する。
【００７２】
図１１に示すように、エアクリーナ１３は、後輪用フェンダ５ａのフェンダ前部５ｂの上部であって、キャブ６の後部側方に配置されている。より詳細には、エアクリーナ１３の前部はステップ１０の後方かつキャブ６の後端部の側方に位置し、後部は作動油タンク１９の前部の側方に位置している。また、エアクリーナ１３の中心軸Ｃは、ほぼ水平であって、前方が後方に比較してキャブ６からより離れるように、車両の前後に延びる中心軸に対して傾斜している。なお、前述のように、フィルタ７２はこの中心軸Ｃに沿って前方に取り出すことが可能である。
【００７３】
また、前述のように、キャブ６には、ドア１１の最大開度を規制するためのストッパ１２が設けられており、図１２に示すように、エアクリーナ１３の前端部は、ドア１１がストッパ１２に当接するまで最大に開けられた場合でも、ドア１１と干渉しない位置に配置されている。
【００７４】
以上のようなエアクリーナ１３の配置によって、図１２に示すように、作業者はステップ１０に乗り、エアクリーナ１３の蓋１３ｂを開けてフィルタ７２のメンテナンス又は交換作業を容易に行うことができる。
【００７５】
［エア・排気ガスの流れ］
図３に示すように、エアは、エアクリーナ１３から導入され、吸気管２４及びターボチャージャー２２を経由してエンジン１５に供給される。また、エンジン１５からの排気ガスは、ターボチャージャー２２を駆動した後、接続配管２３を介して排気ガス後処理装置１８に導入される。
【００７６】
排気ガス後処理装置１８では、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５によって煤等の粒子状物質が捕集される。その後、尿素水溶液ミキシング装置４６に導入される。この尿素水溶液ミキシング装置４６では、排気ガス中に尿素水溶液が噴射され、排気ガスと尿素水溶液とが混合される。これにより、尿素水溶液は排気ガスの熱及び排気ガス中の水蒸気によって加水分解されてアンモニアとなる。このようにして生成されたアンモニアは、排気ガスとともに接続管４８を介して窒素酸化物還元触媒装置４７に供給される。そして、この窒素酸化物還元触媒装置４７においては、アンモニアが還元剤として使用されて、排気ガス中の窒素酸化物が還元浄化される。
【００７７】
［排気ガス後処理装置１８の着脱］
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５は所定時間ご毎に車両から取り外してメンテナンスが必要である。そこで、排気ガス後処理装置１８の組付及びメンテナンスが容易になるように、排気ガス後処理装置１８はベースプレート２８とともにサブユニット化されている。このサブユニットを支持機構１７に組み付ける際には、まず、接続配管２３をエンジン１５及び支持機構１７に固定しておく。
【００７８】
具体的には、上流側配管５１の前フランジ５５をターボチャージャー２２の排気ガス導出口に連結するとともに、固定プレート６０及びＵ字金具６１によって配管本体５４の可撓性管部５４ｄのさらに排気下流側を支持機構１７に固定する。ここで、上流側配管５１をターボチャージャー２２に連結する際には、排気上流側の球面ジョイント５７を仮止めした状態で両者を連結する。また、Ｕ字金具６１についても仮止めした状態にしておく。
【００７９】
次に、上流側配管５１に下流側配管５２を連結する。なお、上流側配管５１と下流側配管５２とは、上流側配管５１をターボチャージャー２２に連結する前に連結しておいてもよい。このとき、前記同様に、排気下流側の球面ジョイント５７を仮止めした状態で、両者のフランジ５６，６５ａを連結する。
【００８０】
以上のようにして接続配管２３をエンジン１５及び支持機構１７側に固定した状態で、サブユニットを支持機構１７に支持させる。サブユニットを支持機構１７に組み付ける際には、シム４３によって両者の高さを調整し、また下流側配管５２の両端部のフランジ６４ａ，６５ａの組付を調整することによって前後、上下及び左右方向の調整を行う。さらに、上流側配管５１の両端部の球面ジョイント５７によって両者の角度調整を行う。なお、シム調整は、出荷前にメーカ側で調整するので、メンテナンス時に調整することはほとんどない。
【００８１】
以上の調整を行うにあたって、接続配管２３の上流側配管５１には比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄが設けられているので、この可撓性管部５４ｃ，５４ｄによって組付誤差を吸収することも可能である。
【００８２】
以上のようにして、サブユニットとエンジン１５及び支持機構１７側の位置が適切に調整されると、仮止めしていた各部を確実に固定し、組付作業を終了する。
【００８３】
排気ガス後処理装置１８が組み付けられた状態では、エンジン１５及びトランスミッション２０はゴムマウント２１によって車体フレーム２に搭載され、排気ガス後処理装置１８は支持機構１７によって車体フレーム２に直接搭載されている。このため、運転状態では、エンジン１５側の振動と排気ガス後処理装置１８側の振動とが異なることになる。
【００８４】
しかし、接続配管２３の延長部５４ａに、比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄが形成されているために、両者の振動の違いを十分に吸収することができる。したがって、エンジン１５の振動を抑えることができる。
【００８５】
［エアクリーナ１３のメンテナンス］
エアクリーナ１３においては、所定期間毎にフィルタ７２の清掃又は交換作業が必要になる。このとき、フィルタ７２をエアクリーナ１３から取り外す必要がある。
【００８６】
エアクリーナ１３からフィルタ７２を取り外す場合は、図１３に示すように、作業者はステップ１０に乗り、エアクリーナ１３の蓋１３ｂを開ける。そして、エアクリーナ１３からフィルタ７２をエアクリーナ１３の中心軸Ｃに沿って前方に抜き出せばよい。このとき、エアクリーナ１３は前方側が後方側に比較してキャブ６から離れるように傾斜しているので、フィルタ７２の引き抜き作業が容易になる。
【００８７】
［特徴］
（１）接続配管２３を、ターボチャージャー２２からいったんディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５を越えて後方に延長し、その端部を上方に湾曲させ、さらにディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａに後方から接続するようにしている。このため、接続配管２３の延長部５４ａを十分に長くすることができ、この延長部５４ａに比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄを形成することができる。したがって、この長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄによってエンジン１５と排気ガス後処理装置１８の振動の違いを十分に吸収することができる。
【００８８】
（２）接続配管２３を上流側配管５１と下流側配管５２とで構成しているために、両配管５１，５２の各連結部において位置ずれを許容するための構成を採用することができる。したがって、前述のような可撓性管部５４ｃ，５４ｄと併せて、各連結部によってエンジン１５側と排気ガス後処理装置１８側の組付誤差も十分に吸収することができる。
【００８９】
（３）上流側配管５１の両端部には球面ジョイント５７が設けられているので、上流側配管５１の可撓性管部５４ｃ，５４ｄと併せて、エンジン１５側と排気ガス後処理装置１８の角度誤差を容易に吸収することができる。
【００９０】
（４）接続配管２３を構成する上流側配管５１の可撓性管部５４ｃ，５４ｄの排気下流側（後方部分）が固定プレート６０及びＵ字金具６１によって支持機構１７に固定されている。したがって、振動吸収等の作用を妨げることなく、接続配管２３を確実に固定することができる。
【００９１】
（５）エンジン１５の左側にターボチャージャー２２が配置されるとともに、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａが左端部に形成されている。このため、ターボチャージャー２２とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５とを連結する接続配管２３が不必要に長くなるのを避けることができる。
【００９２】
［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【００９３】
（ａ）前記実施形態では、接続配管を上流側配管と下流側配管とによって構成したが、接続配管の構成は前記実施形態に限定されない。例えば、３個以上の配管によって構成してもよい。
【００９４】
（ｂ）前記実施形態では接続配管の２個所に可撓性管部を設けたが、例えば１個所あるいは３個所以上に分けて配置してもよい。
【００９５】
（ｃ）排気ガス後処理装置としては、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置の両方を備えた構成に限定されない。窒素酸化物還元触媒装置を有していない排気ガス後処理装置であっても、本発明を有効に適用することができる。
【００９６】
（ｄ）前記実施形態では、作業車両としてホイールローダを例にとって説明したが、例えばモータグレーダのような作業車両にも本発明を同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明では、エンジンとは別に設けられた支持機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を搭載するようにした作業車両において、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との振動の違いや両者の組付誤差を十分に吸収することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  ホイールローダ
２  車体フレーム
１５  エンジン
１７  支持機構
１８  排気ガス後処理装置
２２  ターボチャージャー
２３  接続配管
４５  ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置
４５ａ  排気ガス導入口
４５ｂ  排気ガス導出口
４７  窒素酸化物還元触媒装置
５１  上流側配管
５２  下流側配管
５４  配管本体
５４ａ  延長部
５４ｂ  屈曲部
５４ｃ，５４ｄ  可撓性管部
５５，５６  フランジ
５７  球面ジョイント
６０  固定プレート
６１  Ｕ字金具
６４  第１管部
６４ａ  フランジ
６５  第２管部
６５ａ  フランジ
【図１】
2014064853.tif 000003
【図２】
2014064853.tif 000004
【図３】
2014064853.tif 000005
【図４】
2014064853.tif 000006
【図５】
2014064853.tif 000007
【図６】
2014064853.tif 000008
【図７】
2014064853.tif 000009
【図８】
2014064853.tif 000010
【図９】
2014064853.tif 000011
【図１０】
2014064853.tif 000012
【図１１】
2014064853.tif 000013
【図１２】
2014064853.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月26日(2013.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
車体フレームと
前記車体フレームに搭載されたエンジンと、
前記車体フレームに固定された支持機構と、
前記エンジンの上方において前記支持機構に搭載されるとともに、内部を排気ガスが車両の左右方向に流れるように配置され、後方に向いた排気ガス導入口を有するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と、
排気上流側の端部が前記エンジンの排気部に連結され、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方かつ前記エンジンの側方において前記排気上流側端部から前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の後方に向かって車両の前後方向に延びる延長部を有するとともに、排気下流側端部が後方から前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結され、前記延長部に可撓性管部を有する接続配管と、
を備えた作業車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、前記排気ガス導入口とは逆側の端部に前方に向かって排気ガス導出口を有し、
前記窒素酸化物還元触媒装置は、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と同様に排気ガスが流れるように、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が配置された方向と同じ方向に沿って配置されている、
請求項７から９のいずれかに記載の作業車両。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の第１側面に係る作業車両は、車体フレームと、車体フレームに搭載されたエンジンと、車体フレームに固定された支持機構と、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と、接続配管と、を備えている。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、エンジンの上方において支持機構に搭載されるとともに、内部を排気ガスが車両の左右方向に流れるように配置され、後方に向いた排気ガス導入口を有する。接続配管は、排気上流側の端部がエンジンの排気部に連結され、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方かつエンジンの側方において排気上流側端部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の後方に向かって車両の前後方向に延びる延長部を有するとともに、排気下流側端部が後方からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結され、延長部に可撓性管部を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明の第１０側面に係る作業車両は、第７から第９側面のいずれかの作業車両において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、排気ガス導入口とは逆側の端部に前方に向かって排気ガス導出口を有している。また、窒素酸化物還元触媒装置は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と同様に排気ガスが流れるように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が配置された方向と同じ方向に沿って配置されている。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月7日(2013.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームと
前記車体フレームに搭載されたエンジンと、
前記車体フレームに固定された支持機構と、
前記エンジンの上方において前記支持機構に搭載されるとともに、内部を排気ガスが車両の左右方向に流れるように配置され、車両の左右方向の一方側で後方に向いた排気ガス導入口を有するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と、
排気上流側の端部が前記エンジンの排気部に連結された上流側配管と、排気下流側端部が後方から前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結された下流側配管と、を有する接続配管と、
を備え、
前記上流側配管は、
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方かつ前記排気ガス導入口が設けられた側と同じ側のエンジンの側方において前記排気上流側端部から前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を越えて後方に向かって車両の前後方向に延び、可撓性管部を有する直線状の延長部と、
前記延長部の後端部を上方に屈曲して形成された屈曲部と、
を有し、
前記下流側配管は、
排気下流側の端部が前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結されるとともに後方に延びる第１管部と、
前記第１管部と所定の角度を有し前記第１管部の排気上流側と前記上流側配管の屈曲部の排気下流側との間に設けられた第２管部と、
を有する、
作業車両。
【請求項２】
前記上流側配管は、
前記延長部及び前記屈曲部を含む配管本体と、
前記配管本体の両端に設けられた前フランジ及び後フランジと、
前記配管本体と前記前後のフランジとの間に設けられた球面ジョイントと、
を有する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記上流側配管の可撓性管部の排気下流側部分を前記支持機構に固定するための固定部材をさらに備えた、請求項１又は２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記固定部材は、
前記支持機構に固定された固定プレートと、
前記上流側配管の延長部の排気下流側部分を前記固定プレートに固定するＵ字金具と、
を有する、
請求項３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の前方において前記支持機構に搭載され、排気ガス中の窒素酸化物を還元する窒素酸化物還元触媒装置をさらに備えた、請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【請求項６】
前記接続配管の前端は前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と前記窒素酸化物還元触媒装置との間に位置している、請求項５に記載の作業車両。
【請求項７】
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口は、車両の左右方向において前記エンジンの排気部と同じ側に設けられている、請求項５又は６に記載の作業車両。
【請求項８】
前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、前記排気ガス導入口とは逆側の端部に前方に向かって排気ガス導出口を有し、
前記窒素酸化物還元触媒装置は、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と同様に排気ガスが流れるように、前記ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が配置された方向と同じ方向に沿って配置されている、
請求項５から７のいずれかに記載の作業車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両、特に、エンジン上方に排気ガス後処理装置を備えた作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両には排気ガス後処理装置が搭載されている。排気ガス後処理装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質を捕集して除去するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を含んでいる。このディーゼル微粒子捕集フィルタ装置はエンジンの上部にエアクリーナと並べて配置されている。また、排気ガスをより浄化するために、排気ガス中のＮＯｘを除去する窒素酸化物還元触媒装置が設けられる場合がある。窒素酸化物還元触媒装置はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気下流側に設けられる。
【０００３】
前述のように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置はエンジンの上部にエアクリーナ等とともにエンジンに直接支持されている。したがって、さらに窒素酸化物還元触媒装置を追加する場合は、エンジン上部において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気下流側に配置することになる。
【０００４】
しかし、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置に加えて窒素酸化物還元触媒装置をエンジンに搭載すると、これらを合わせた重量は非常に重くなり、またエンジン全体の重心が高くなる。このため、エンジンの振動が大きくなり、好ましくない。
【０００５】
そこで、特許文献１に示されるように、車体フレームにテーブルを設け、このテーブルにディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置を搭載する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−９７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、エンジンは一般的にゴムマウントによって車体フレームに支持されている。一方で、特許文献１に示されたテーブルは、車体フレームに直接固定されている。したがって、エンジンとは別に設けられたテーブルに排気ガス後処理装置を搭載した場合、エンジン側の振動とテーブルに搭載された排気ガス後処理装置側の振動とが異なる。このような振動の違いは、特許文献１にも示されているように、エンジンの排気部とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との間に設けられたフレキシブル配管によって吸収されることになる。
【０００８】
しかし、特許文献１に示されるようなフレキシブル配管では、両者の振動の違いを十分に吸収することはできない。この点について、以下により詳細に説明する。
【０００９】
エンジンの排気部とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とを接続する配管は、コスト及び部材の占有スペースを考慮すると、短い方が好ましい。このため、特許文献１では、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を、その排気ガス導入口がエンジンの排気部に対向するように配置して両者の間の距離を短くし、これらの間をフレキシブル配管によって接続している。
【００１０】
以上のように、特許文献１に示された構成では、フレキシブル配管が短く、可撓性の部分を十分に長く確保することができない。このため、前述のようなエンジン側の振動と排気ガス後処理装置側の振動との違いを十分に吸収することができない。
【００１１】
また、特許文献１の構成では、エンジンと排気ガス後処理装置とがそれぞれ別に車体フレームに支持されることになるので、両者を組み付ける際に組付誤差が生じる。しかし、特許文献１のフレキシブル配管では、前述と同様の理由によって、エンジン側と排気ガス後処理側との組付誤差を十分に吸収することは困難である。
【００１２】
本発明の課題は、エンジンとは別に設けられた支持機構に排気ガス後処理装置を搭載するようにした作業車両において、エンジン側と排気ガス後処理側との振動の違いや両者の組付誤差を十分に吸収できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１側面に係る作業車両は、車体フレームと、車体フレームに搭載されたエンジンと、車体フレームに固定された支持機構と、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と、接続配管と、を備えている。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、エンジンの上方において支持機構に搭載されるとともに、内部を排気ガスが車両の左右方向に流れるように配置され、車両の左右方向の一方側で後方に向いた排気ガス導入口を有する。接続配管は、排気上流側の端部がエンジンの排気部に連結された上流側配管と、排気下流側端部が後方からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結された下流側配管と、有する。
【００１４】
上流側配管は、直線状の延長部と、屈曲部と、を有する。延長部は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方かつ排気ガス導入口が設けられた側と同じ側のエンジンの側方において排気上流側端部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を越えて後方に向かって車両の前後方向に延び、可撓性管部を有する。屈曲部は延長部の後端部を上方に屈曲して形成されている。また、下流側配管は第１管部と第２管部とを有する。第１管部は排気下流側の端部がディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に連結されるとともに後方に延びる。第２管部は第１管部と所定の角度を有し第１管部の排気上流側と上流側配管の屈曲部の排気下流側との間に設けられている。
【００１５】
ここでは、エンジンとは別に設けられた支持機構が車体フレームに固定されており、この支持機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が搭載されている。このため、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とは別の振動系で振動することになる。そこで、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とを可撓性管部を有する接続配管によって接続し、可撓性管部によって両者の振動の違いを吸収するようにしている。
【００１６】
ここで、前述のように、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置とを接続する従来のフレキシブル配管では、配管全体の長さが短く、可撓性の部分を十分に確保することができない。
【００１７】
そこで本発明では、接続配管をエンジンの排気部からいったんディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を越えて後方に延長し、その端部をディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に後方から連結するようにしている。このような構成では、接続配管を十分に長くすることができる。このため、エンジンの排気部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を越えて延びる延長部に比較的長い可撓性管部を形成することができ、エンジンとディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との振動の違いを十分に吸収することができる。また、同様の理由により、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側の組付誤差も十分に吸収することができる。
【００１８】
ここでは、接続配管は、エンジンの排気部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方を通過して後方に延び、さらに上方に延び、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口に後方から連結されている。したがって、前述のように、エンジンの排気部からディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の下方を通過する部分を長く確保でき、この部分に十分に長い可撓性管部を形成することができる。
【００１９】
また、本発明では、接続配管が上流側配管と下流側配管とから構成されている。このため、両配管の連結部においてもエンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との組付誤差を吸収することができる。特に、下流側配管は、いわゆるエルボ配管であるため、横及び縦方向の組付誤差の許容範囲を広くすることができる。また、エルボ配管を使用しているために、下流側配管が後方に突出するのを抑えることができ、特に振動吸収に不要な部分の占有スペースを小さくすることができる。
【００２０】
本発明の第２側面に係る作業車両は、第１側面の作業車両において、上流側配管は、延長部及び屈曲部を含む配管本体と、配管本体の両端に設けられた前フランジ及び後フランジと、配管本体と前後のフランジとの間に設けられた球面ジョイントと、を有する。
【００２１】
ここでは、上流側配管の両端に球面ジョイントが設けられているので、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側の組付時の角度誤差を容易に吸収することができる。
【００２２】
本発明の第３側面に係る作業車両は、第１又は第２側面の作業車両において、上流側配管の可撓性管部の排気下流側部分を支持機構に固定するための固定部材をさらに備えている。
【００２３】
ここでは、エンジン側に設けられた上流側配管の可撓性管部の排気下流側部分（すなわち後方部分）が固定部材によって支持フランジに固定されている。したがって、振動吸収等の作用を妨げることなく、上流側配管を確実に支持できる。
【００２４】
本発明の第４側面に係る作業車両は、第３側面の作業車両において、固定部材は、支持機構に固定された固定プレートと、上流側配管の延長部の排気下流側部分を固定プレートに固定するＵ字金具と、を有する。
【００２５】
ここでは、Ｕ字金具を着脱することによって、上流側配管を容易に着脱することができる。
【００２６】
本発明の第５側面に係る作業車両は、第１から第４側面のいずれかの作業車両において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の前方において支持機構に搭載され、排気ガス中の窒素酸化物を還元する窒素酸化物還元触媒装置をさらに備えている。
【００２７】
ここでは、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置に加えて窒素酸化物還元触媒装置が設けられている。この場合は、排気ガス後処理全体の重量が増加し、振動が非常に大きくなる。
【００２８】
このような状況では、本発明のように接続配管を長くし、十分な可撓性管部を設けることによって、特に有効に振動吸収を抑えることができる。
【００２９】
本発明の第６側面に係る作業車両は、第５側面の作業車両において、接続配管の前端はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と窒素酸化物還元触媒装置との間に位置している。
【００３０】
ここで、例えばエンジンの排気部が窒素酸化物還元触媒装置より前方に位置している場合は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口をエンジン排気部に対向させても、エンジン排気部と排気ガス導入口との間の距離は比較的長くなる。したがって、この場合は、接続配管において可撓性部分を長く形成することができ、本発明のように接続配管をディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の後方まで延ばす必要性は小さくなる。
【００３１】
しかし、この第６側面に係る作業車両のように、接続配管の前端が窒素酸化物還元触媒装置とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との間に位置するような状況では、前述のように、接続配管の延長部、すなわち可撓性管部を十分に長く確保することができない。したがって、接続配管と窒素酸化物還元触媒装置及びディーゼル微粒子捕集フィルタ装置との位置関係が以上のような場合に、本発明は特に有効である。
【００３２】
本発明の第７側面に係る作業車両は、第５又は第６側面の作業車両において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置の排気ガス導入口は、車両の左右方向においてエンジンの排気部と同じ側に設けられている。
【００３３】
ここでは、接続配管の延長部を長く確保しつつ、全体の長さが不必要に長くなるのを防止できる。
【００３４】
本発明の第８側面に係る作業車両は、第５から第７側面のいずれかの作業車両において、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置は、排気ガス導入口とは逆側の端部に前方に向かって排気ガス導出口を有している。また、窒素酸化物還元触媒装置は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置と同様に排気ガスが流れるように、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が配置された方向と同じ方向に沿って配置されている。
【発明の効果】
【００３５】
以上のような本発明では、エンジンとは別に設けられた支持機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を搭載するようにした作業車両において、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との振動の違いや両者の組付誤差を十分に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の作業車両の一実施形態であるホイールローダの外観斜視図。
【図２】図１のホイールローダを左前方から見た外観斜視部分図。
【図３】図１のホイールローダの車体カバーを取り外した状態の側面部分図。
【図４】エンジン及びトランスミッションの搭載状態を示す図。
【図５】排気ガス後処理装置及び支持機構を示す斜視図。
【図６】支持機構の分解斜視図。
【図７】支持機構に取付けられるシムを示す図。
【図８】接続配管の外観斜視図。
【図９】フランジ接続部の調整機能を説明するための模式図。
【図１０】エアクリーナの配置を示す平面図。
【図１１】エアクリーナとドアの関係を示す図。
【図１２】エアクリーナのメンテナンス作業の様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の作業車両の一実施形態であるホイールローダ１の外観斜視図を図１に示している。また、図２はホイールローダのキャブの左側方の一部を示したものである。
【００３８】
ここで、以下の説明における「前方」は車両の前方を、「後方」は車両の後方を示している。また、「左方向」及び「右方向」は、それぞれ車両の前方に向かって車両の左方向、右方向を意味する。
【００３９】
［全体構成］
ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、前輪４、後輪５、キャブ６を備えている。このホイールローダ１は、前輪４、後輪５が回転駆動されることにより自走可能であり、作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。
【００４０】
車体フレーム２は前車体部及び後車体部を有しており、前車体部と後車体部とは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。前車体部には、作業機３及び前輪４が設けられている。後車体部には、後輪５及びキャブ６が設けられている。作業機３は、前車体部の前方に配置されており、バケット７及びバケットシリンダ８等を有している。前輪４及び後輪５のそれぞれの上方及び後方には、フェンダ４ａ，５ａが設けられている。キャブ６の内部には運転室６ａが設けられるとともに、各種の操作部材や操作盤が設けられている。
【００４１】
また、図２に示すように、キャブ６の左側方には、キャブ６に対して乗降するためのステップ１０が設けられている。ステップ１０は後輪用フェンダ５ａの前方に配置されている。なお、キャブ６には、後方がキャブ本体６ｂにヒンジによって支持され、前方が開閉可能なドア１１が設けられている。このドア１１は、キャブ本体６ｂの外側部に設けられたストッパ１２によって最大開度が規制されている。詳細は後述するが、左側の後輪用フェンダ５ａの上部にはエアクリーナ１３が配置されている。このエアクリーナ１３によって、エンジン１５に取り込まれるエアから異物が取り除かれ、浄化される。
【００４２】
図３は、キャブ６の後方の車体カバー９（図１）を取り外し、車両の左側方から後車体部を見た図である。この図に示すように、後車体部の後部には、エンジン１５と、エンジン１５の後方に配置された冷却ユニット１６と、支持機構１７と、エンジン１５の上方において支持機構１７に搭載された排気ガス後処理装置１８と、が配置されている。また、キャブ６とエンジン１５との間には作動油タンク１９が配置されている。
【００４３】
エンジン１５は、いわゆる縦置きであり、クランク軸が前後方向に延びるように配置されている。エンジン１５は、図４に示すように、トランスミッション２０とボルトで固定されて一体構造となっている。そして、このエンジン１５とトランスミッション２０とが、４個所のゴムマウント２１を介して車体フレーム２に支持されている。
【００４４】
また、図３に示すように、エンジン１５の左側には排気ガスによって吸気を過給するターボチャージャー２２が設けられている。ターボチャージャー２２は、排気ガス出口が後方に向くように設けられている。そして、ターボチャージャー２２と排気ガス後処理装置１８との間に接続配管２３が設けられている。また、ターボチャージャー２２とエアクリーナ１３との間には樹脂あるいはゴムで形成された可撓性の吸気管２４が設けられている。この吸気管２４によって、エンジン１５とエアクリーナ１３との振動の違いが吸収される。
【００４５】
［支持機構１７］
図５は、図３の一部を後方から見た斜視図である。また、図６は支持機構１７を分解して示す斜視図である。これらの図に示すように、支持機構１７は、車体フレーム２にボルトによって直接固定されており、前支持フレーム２６と、後支持フレーム２７と、ベースプレート２８と、から構成されている。より詳細には、図５に示すように、後車体部の左右両側には、それぞれ前後方向に延びるサイドフレーム２ａ，２ｂが設けられている。この左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの車体内側において、前後にブラケット２９が設けられ、各ブラケット２９に前支持フレーム２６と後支持フレーム２７とが固定されている。
【００４６】
前支持フレーム２６は、左右の側部３０，３１と、天板部３２と、連結部３３と、を有している。左右の側部３０，３１のそれぞれは、前方部分にほぼ半円状の切欠き部３０ａ，３１ａを有する矩形状に形成されている。また、左右の側部３０，３１プレートは、下端部に外側に張り出して形成された取付部３０ｂ，３１ｂを有している。この取付部３０ｂ，３１ｂが複数のボルト３４によって左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの内側に設けられたブラケット２９に固定されている。天板部３２は左右の側部３０，３１の上部を連結するように設けられている。この天板部３２の上面には作動油タンク１９が搭載されている。すなわち、前支持フレーム２６は作動油タンク１９を支持するための台座でもある。連結部３３は左右の側部３０，３１の後部を連結している。連結部３３の左右方向の中央部は天板部３２の上面よりさらに上方に突出しており、前支持部３５を形成している。なお、前支持部３５の左右方向の幅は、天板３２の左右方向の幅より短く形成されている。
【００４７】
後支持フレーム２７は、左右の支柱３７，３８と、上梁３９と、後支持部４０と、を有している。左右の支柱３７，３８は下端部に取付部３７ａ，３８ａを有している。取付部３７ａ，３８ａは、側方視で略三角形状であり、下端は内側に張り出して形成されている。この内側に張り出した部分が複数のボルト４１によって左右のサイドフレーム２ａ，２ｂの内側に設けられたブラケット２９に固定されている。上梁３９は左右の支柱３７，３８の上部を連結しており、後支持部４０は上梁３９の左右方向の中央部に設けられている。後支持部４０は、上梁３９からさらに上方に突出しており、前支持フレーム２６の前支持部３５と同じ高さに形成されている。
【００４８】
このような後支持フレーム２７では、後支持部４０が上梁３９より上方に突出し、かつ左右方向の幅が上梁３９より短いので、後支持部４０の左右方向には、部材を配置するためのスペースＳ１，Ｓ２が形成されている。この実施形態では、図３に示すように、接続配管２３の一部や、冷却ユニット１６に接続される配管４２ａ，４２ｂがスペースＳ１，Ｓ２を利用して配置されている。
【００４９】
ベースプレート２８は前支持フレーム２６の前支持部３５と後支持フレーム２７の後支持部４０との間に設けられている。ベースプレート２８は、矩形状であり、左右方向の幅は、前支持部３５及び後支持部４０の幅とほぼ同じに形成されている。
【００５０】
また、図７に示すように、ベースプレート２８の下面と後支持部２７の後支持部４０の上面との間には、左右方向の２個所において、シム４３を装着することが可能である（図７では一方のみを示している）。このシム４３は、排気ガス後処理装置１８が搭載されたベースプレート２８を後支持フレーム２７の後支持部４０に固定する際に、排気ガス後処理装置１８と接続配管２３との高さ調整をするためのものである。シム４３は、矩形状であって、左右方向の両端部に一方側が開放された１対の切欠き４３ａを有し、この１対の切欠き４３ａの間に貫通孔４３ｂを有している。
【００５１】
このシム４３は後支持部４０の上面にボルト４４によって固定されている。ベースプレート２８には、ボルト４４が設けられている位置に、ボルト４４の頭部の径よりも大径の孔２８ａが形成されている。この孔２８ａによってベースプレート２８とボルト４４との干渉を避けることができる。したがって、シム４３を後支持部４０に固定したままベースプレート２８を着脱することができる。
【００５２】
なお、シム４３は、種々の厚みのものが用意されており、１枚のシム４３あるいは複数のシム４３を組み合わせて使用することによって、高さの調節を行うことが可能である。
【００５３】
［排気ガス後処理装置１８］
図５及び図６に示すように、排気ガス後処理装置１８は、エンジン１５側の排気上流側（以下、単に「上流側」と記す）から順に、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と、接続管４８と、窒素酸化物還元触媒装置４７と、を備えている。接続管４８には尿素水溶液ミキシング装置４６が取り付けられている。
【００５４】
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５は、排気ガス中の煤等の粒子状物質を捕集するものであり、支持機構１７のベースプレート２８の後部に搭載されている。尿素水溶液ミキシング装置４６は、図示しない尿素水溶液タンクから、やはり図示しないポンプによって吸い上げられた尿素水溶液を噴射し、排気ガス中に還元剤としての尿素水溶液を添加するものである。添加された尿素水溶液は加水分解されてアンモニアとなり、アンモニアは排気ガスとともに接続管４８を介して窒素酸化物還元触媒装置４７に供給される。窒素酸化物還元触媒装置４７は、尿素水溶液ミキシング装置４６からのアンモニアが還元剤として使用されて、排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化する。窒素酸化物還元触媒装置４７はディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と同様に支持機構１７のベースプレート２８の前部に搭載されている。なお、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と窒素酸化物還元触媒装置４７とは、それぞれ別の取付プレートを介してベースプレート２８に固定されている。
【００５５】
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７は、それぞれ並列に配置されている。具体的には、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７は、共に円筒形状であり、中心軸が左右方向に互いに平行に延びるように配置されている。ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａは、左端部に設けられ、その開口は後方を向いている。また、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂは、右端部に設けられ、その開口は前方を向いている。窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａは、左端部に設けられ、その開口は後方を向いている。また、窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導出口４７ｂは、右端部に設けられ、その開口は後方で斜め上方を向いている。そして、接続管４８がディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂと窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａとの間に配置されている。
【００５６】
接続管４８は、図５及び図１０に示すように、第１屈曲部４８ａと、直線部４８ｂと、第２屈曲部４８ｃと、を有し、全体としてＳ字状に形成されている。第１屈曲部４８ａはディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導出口４５ｂ近傍に位置し、第２屈曲部４８ｃは窒素酸化物還元触媒装置４７の排気ガス導入口４７ａ近傍に位置している。直線部４８ｂは、第１屈曲部４８ａと第２屈曲部４８ｃとの間に位置し、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５と窒素酸化物還元触媒装置４７と並列して配置されている。
【００５７】
そして、尿素水溶液ミキシング装置４６は、第１屈曲部４８ａに設けられており、接続管４８内に尿素水溶液を噴射する。噴射された尿素水溶液は長い直線部４８ｂを通過する際に、排気ガスと均等に混じり合うことになる。
【００５８】
なお、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５及び窒素酸化物還元触媒装置４７の左右方向の長さはベースプレート２８の左右方向の幅よりも長く形成されている。
【００５９】
［接続配管２３］
接続配管２３を図８に拡大して示している。接続配管２３は、上流側配管５１と、下流側配管５２と、を有している。
【００６０】
上流側配管５１は、配管本体５４と、配管本体５４の両端に設けられた前フランジ５５及び後フランジ５６と、を有している。また、配管本体５４と前後のフランジ５５，５６との間には球面ジョイント５７が構成されている。
【００６１】
配管本体５４は、ステンレス製であり、前方から後方に延びる直線状の延長部５４ａと、延長部５４ａの後端部を上方に屈曲して形成された屈曲部５４ｂと、を有している。延長部５４ａには、蛇腹状に形成された２つの可撓性管部５４ｃ，５４ｄが形成されている。前後のフランジ５５，５６はそれぞれ、矩形状の接続端面５５ａ，５６ａと、接続端面５５ａ，５６ａから延びる管部５５ｂ，５６ｂと、を有している。前フランジ５５の接続端面５５ａはターボチャージャー２２の排気ガス導出口に連結されている。また、後フランジ５６の接続端面５６ａは下流側配管５２に連結されている。
【００６２】
球面ジョイント５７としては、例えば米国特許公開公報第２０１１／００７４１５０号に開示されている公知の技術を利用すればよい。
【００６３】
また、図８に示すように、上流側配管５１は、固定プレート６０及びＵ字金具６１を介して後支持フレーム２７の左支柱３７に固定されている。固定プレート６０は、Ｌ字形状であり、下辺が左支柱３７の上部に固定されている。そして、この固定プレート６０の縦辺に、配管本体５４の可撓性管部５４ｄの後部（排気下流側）を抱え込んだＵ字金具６１の両端がナット６２によって固定されている。
【００６４】
下流側配管５２は、９０°エルボであり、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５に連結される第１管部６４と、この第１管部６４に直交する第２管部６５と、を有する。第２管部６５は上流側排管５１の屈曲部５４ｂとともに、接続配管２３の下部と上部とを連絡する連絡部を構成している。
【００６５】
第１管部６４の排気下流側端部にはフランジ６４ａが形成され、フランジ６４ａはディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａに連結されている。また、第２管部６５の排気上流側端部にはフランジ６５ａが形成され、フランジ６５ａは上流側配管５１の後フランジ５６の接続端面５６ａに連結されている。
【００６６】
なお、図９に模式的に示すように、フランジＦ（各フランジの総称）の連結において、一方又は両方のフランジＦのボルト貫通孔Ｈは、連結用ボルトＢの径よりも大径に形成されている。このため、排気ガス後処理装置１８をベースプレート２８に搭載してサブユニット化し、このサブユニットを後支持フレーム２７に固定された接続配管２３に組み付ける際に、排気ガス後処理装置１８側と接続配管２３側との位置関係に誤差がある場合でも、組付誤差を吸収することができる。すなわち、このフランジＦの組付構造が組付位置を調整する調整機構として機能している。
【００６７】
［エアクリーナ１３］
エアクリーナ１３及びその配置について、図２及び図１１を用いて説明する。エアクリーナ１３は、エンジンルームの外部であって、後輪用フェンダ５ａの上部に設けられている。ここで、後輪用フェンダ５ａは、フェンダ前部５ｂと、フェンダ前部５ｂに締結されたフェンダ後部５ｃと、から構成されている。フェンダ前部５ｂは、水平部分と、水平部分から前方かつ下方に傾斜する傾斜部分と、から構成されている。また、フェンダ後部５ｃは、側面視で円弧状に形成されており、後輪５の上方及び上方後部を覆っている。そして、エアクリーナ１３はフェンダ前部５ｂの水平部分に搭載されている。
【００６８】
図２に示されるように、エアクリーナ１３は一部を除いて、車体カバー９の外側に設けられたエアクリーナカバー７０によって覆われている。図１１は、車体カバー９及びエアクリーナカバー７０を取り外した状態のエアクリーナ１３及びそれに関連する部分の平面図である。
【００６９】
図２及び図１１に示されるように、エアクリーナ１３は円筒形であって、上部にはエア取入口１３ａを覆うキャップ７１が設けられ、前端部には蓋１３ｂが開閉自在に設けられている。また、エアクリーナ１３の内部にはフィルタ７２が着脱自在に配置されている。そして、エアクリーナカバー７０は、エア取入口１３ａ、キャップ７１、及び蓋１３ｂが装着された前端部を除いて、エアクリーナ１３の大半を覆っている。なお、フィルタ７２は、蓋１３ｂを開けて斜め前方に引き抜くことによって、メンテナンス及び交換が可能である。
【００７０】
次に、エアクリーナ１３の配置について詳細に説明する。
【００７１】
図１１に示すように、エアクリーナ１３は、後輪用フェンダ５ａのフェンダ前部５ｂの上部であって、キャブ６の後部側方に配置されている。より詳細には、エアクリーナ１３の前部はステップ１０の後方かつキャブ６の後端部の側方に位置し、後部は作動油タンク１９の前部の側方に位置している。また、エアクリーナ１３の中心軸Ｃは、ほぼ水平であって、前方が後方に比較してキャブ６からより離れるように、車両の前後に延びる中心軸に対して傾斜している。なお、前述のように、フィルタ７２はこの中心軸Ｃに沿って前方に取り出すことが可能である。
【００７２】
また、前述のように、キャブ６には、ドア１１の最大開度を規制するためのストッパ１２が設けられており、図１２に示すように、エアクリーナ１３の前端部は、ドア１１がストッパ１２に当接するまで最大に開けられた場合でも、ドア１１と干渉しない位置に配置されている。
【００７３】
以上のようなエアクリーナ１３の配置によって、図１２に示すように、作業者はステップ１０に乗り、エアクリーナ１３の蓋１３ｂを開けてフィルタ７２のメンテナンス又は交換作業を容易に行うことができる。
【００７４】
［エア・排気ガスの流れ］
図３に示すように、エアは、エアクリーナ１３から導入され、吸気管２４及びターボチャージャー２２を経由してエンジン１５に供給される。また、エンジン１５からの排気ガスは、ターボチャージャー２２を駆動した後、接続配管２３を介して排気ガス後処理装置１８に導入される。
【００７５】
排気ガス後処理装置１８では、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５によって煤等の粒子状物質が捕集される。その後、尿素水溶液ミキシング装置４６に導入される。この尿素水溶液ミキシング装置４６では、排気ガス中に尿素水溶液が噴射され、排気ガスと尿素水溶液とが混合される。これにより、尿素水溶液は排気ガスの熱及び排気ガス中の水蒸気によって加水分解されてアンモニアとなる。このようにして生成されたアンモニアは、排気ガスとともに接続管４８を介して窒素酸化物還元触媒装置４７に供給される。そして、この窒素酸化物還元触媒装置４７においては、アンモニアが還元剤として使用されて、排気ガス中の窒素酸化物が還元浄化される。
【００７６】
［排気ガス後処理装置１８の着脱］
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５は所定時間ご毎に車両から取り外してメンテナンスが必要である。そこで、排気ガス後処理装置１８の組付及びメンテナンスが容易になるように、排気ガス後処理装置１８はベースプレート２８とともにサブユニット化されている。このサブユニットを支持機構１７に組み付ける際には、まず、接続配管２３をエンジン１５及び支持機構１７に固定しておく。
【００７７】
具体的には、上流側配管５１の前フランジ５５をターボチャージャー２２の排気ガス導出口に連結するとともに、固定プレート６０及びＵ字金具６１によって配管本体５４の可撓性管部５４ｄのさらに排気下流側を支持機構１７に固定する。ここで、上流側配管５１をターボチャージャー２２に連結する際には、排気上流側の球面ジョイント５７を仮止めした状態で両者を連結する。また、Ｕ字金具６１についても仮止めした状態にしておく。
【００７８】
次に、上流側配管５１に下流側配管５２を連結する。なお、上流側配管５１と下流側配管５２とは、上流側配管５１をターボチャージャー２２に連結する前に連結しておいてもよい。このとき、前記同様に、排気下流側の球面ジョイント５７を仮止めした状態で、両者のフランジ５６，６５ａを連結する。
【００７９】
以上のようにして接続配管２３をエンジン１５及び支持機構１７側に固定した状態で、サブユニットを支持機構１７に支持させる。サブユニットを支持機構１７に組み付ける際には、シム４３によって両者の高さを調整し、また下流側配管５２の両端部のフランジ６４ａ，６５ａの組付を調整することによって前後、上下及び左右方向の調整を行う。さらに、上流側配管５１の両端部の球面ジョイント５７によって両者の角度調整を行う。なお、シム調整は、出荷前にメーカ側で調整するので、メンテナンス時に調整することはほとんどない。
【００８０】
以上の調整を行うにあたって、接続配管２３の上流側配管５１には比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄが設けられているので、この可撓性管部５４ｃ，５４ｄによって組付誤差を吸収することも可能である。
【００８１】
以上のようにして、サブユニットとエンジン１５及び支持機構１７側の位置が適切に調整されると、仮止めしていた各部を確実に固定し、組付作業を終了する。
【００８２】
排気ガス後処理装置１８が組み付けられた状態では、エンジン１５及びトランスミッション２０はゴムマウント２１によって車体フレーム２に搭載され、排気ガス後処理装置１８は支持機構１７によって車体フレーム２に直接搭載されている。このため、運転状態では、エンジン１５側の振動と排気ガス後処理装置１８側の振動とが異なることになる。
【００８３】
しかし、接続配管２３の延長部５４ａに、比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄが形成されているために、両者の振動の違いを十分に吸収することができる。したがって、エンジン１５の振動を抑えることができる。
【００８４】
［エアクリーナ１３のメンテナンス］
エアクリーナ１３においては、所定期間毎にフィルタ７２の清掃又は交換作業が必要になる。このとき、フィルタ７２をエアクリーナ１３から取り外す必要がある。
【００８５】
エアクリーナ１３からフィルタ７２を取り外す場合は、図１３に示すように、作業者はステップ１０に乗り、エアクリーナ１３の蓋１３ｂを開ける。そして、エアクリーナ１３からフィルタ７２をエアクリーナ１３の中心軸Ｃに沿って前方に抜き出せばよい。このとき、エアクリーナ１３は前方側が後方側に比較してキャブ６から離れるように傾斜しているので、フィルタ７２の引き抜き作業が容易になる。
【００８６】
［特徴］
（１）接続配管２３を、ターボチャージャー２２からいったんディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５を越えて後方に延長し、その端部を上方に湾曲させ、さらにディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａに後方から接続するようにしている。このため、接続配管２３の延長部５４ａを十分に長くすることができ、この延長部５４ａに比較的長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄを形成することができる。したがって、この長い可撓性管部５４ｃ，５４ｄによってエンジン１５と排気ガス後処理装置１８の振動の違いを十分に吸収することができる。
【００８７】
（２）接続配管２３を上流側配管５１と下流側配管５２とで構成しているために、両配管５１，５２の各連結部において位置ずれを許容するための構成を採用することができる。したがって、前述のような可撓性管部５４ｃ，５４ｄと併せて、各連結部によってエンジン１５側と排気ガス後処理装置１８側の組付誤差も十分に吸収することができる。
【００８８】
（３）上流側配管５１の両端部には球面ジョイント５７が設けられているので、上流側配管５１の可撓性管部５４ｃ，５４ｄと併せて、エンジン１５側と排気ガス後処理装置１８の角度誤差を容易に吸収することができる。
【００８９】
（４）接続配管２３を構成する上流側配管５１の可撓性管部５４ｃ，５４ｄの排気下流側（後方部分）が固定プレート６０及びＵ字金具６１によって支持機構１７に固定されている。したがって、振動吸収等の作用を妨げることなく、接続配管２３を確実に固定することができる。
【００９０】
（５）エンジン１５の左側にターボチャージャー２２が配置されるとともに、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５の排気ガス導入口４５ａが左端部に形成されている。このため、ターボチャージャー２２とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置４５とを連結する接続配管２３が不必要に長くなるのを避けることができる。
【００９１】
［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【００９２】
（ａ）前記実施形態では、接続配管を上流側配管と下流側配管とによって構成したが、接続配管の構成は前記実施形態に限定されない。例えば、３個以上の配管によって構成してもよい。
【００９３】
（ｂ）前記実施形態では接続配管の２個所に可撓性管部を設けたが、例えば１個所あるいは３個所以上に分けて配置してもよい。
【００９４】
（ｃ）排気ガス後処理装置としては、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置及び窒素酸化物還元触媒装置の両方を備えた構成に限定されない。窒素酸化物還元触媒装置を有していない排気ガス後処理装置であっても、本発明を有効に適用することができる。
【００９５】
（ｄ）前記実施形態では、作業車両としてホイールローダを例にとって説明したが、例えばモータグレーダのような作業車両にも本発明を同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明では、エンジンとは別に設けられた支持機構にディーゼル微粒子捕集フィルタ装置を搭載するようにした作業車両において、エンジン側とディーゼル微粒子捕集フィルタ装置側との振動の違いや両者の組付誤差を十分に吸収することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１  ホイールローダ
２  車体フレーム
１５  エンジン
１７  支持機構
１８  排気ガス後処理装置
２２  ターボチャージャー
２３  接続配管
４５  ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置
４５ａ  排気ガス導入口
４５ｂ  排気ガス導出口
４７  窒素酸化物還元触媒装置
５１  上流側配管
５２  下流側配管
５４  配管本体
５４ａ  延長部
５４ｂ  屈曲部
５４ｃ，５４ｄ  可撓性管部
５５，５６  フランジ
５７  球面ジョイント
６０  固定プレート
６１  Ｕ字金具
６４  第１管部
６４ａ  フランジ
６５  第２管部
６５ａ  フランジ
【国際調査報告】
2014064853.tif 000015
2014064853.tif 000016
2014064853.tif 000017
2014064853.tif 000018