JP2018017178A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガス浄化装置の筒体内の圧力を検出する圧力センサの脱落を防止する建設機械を提供する。【解決手段】油圧ショベル１には、エンジン９の排気管１０に接続され筒体２４内に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ２７が備えられた排気ガス浄化装置１８が設けられている。排気ガス浄化装置１８の筒体２４には、筒体２４内の圧力を外部に導く圧力管路３９が設けられている。圧力管路３９には、筒体２４内の圧力を検出する筒状の圧力センサ４０が接続され、圧力センサ４０は、ブラケット４２に取付けられている。ブラケット４２には、圧力センサ４０を保持するセンサ保持部材５５と、センサ保持部材５５とは別に圧力センサ４０の軸方向の移動を抑制する移動抑制部材５７とが設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、例えばエンジンの排気管に排気ガス浄化装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。

一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記エンジンの排気管に接続されケーシング内に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタが備えられた排気ガス浄化装置と、前記排気ガス浄化装置の前記ケーシングに取付けられ前記ケーシング内の圧力を外部に導く圧力管路と、前記圧力管路に接続され前記ケーシング内の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサを取付けるブラケットとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１０／００４８０５号

ところで、上述の従来技術では、圧力センサがブラケットから脱落すると、排気ガス浄化装置のケーシング内の圧力を検知する圧力検知システムのシステムダウンが生じて、フィルタに付着した粒子状物質の燃焼除去作業が低下する虞がある。

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、排気ガス浄化装置のケーシング内の圧力を検出する圧力センサの脱落を防止する建設機械を提供することにある。

本発明は、自走可能な車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記エンジンの排気管に接続されケーシング内に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタが備えられた排気ガス浄化装置と、前記排気ガス浄化装置の前記ケーシングに取付けられ前記ケーシング内の圧力を外部に導く圧力管路と、前記圧力管路に接続され前記ケーシング内の圧力を検出する筒状の圧力センサと、前記圧力センサを取付けるブラケットとを備えてなる建設機械において、前記ブラケットには、前記圧力センサを保持するセンサ保持部材と、該センサ保持部材とは別に前記圧力センサの軸方向の移動を抑制する移動抑制部材とが設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、圧力検知システムのシステムダウンにより、フィルタに付着した粒子状物質の燃焼除去作業が低下するのを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。 上部旋回体をキャブ、建屋カバー等を省略した状態で示す平面図である。 図２中の排気ガス浄化装置、ブラケット等を拡大して示す平面図である。 図３中の尿素水供給管路、冷却水供給管路、ハーネス等を取外した状態で排気ガス浄化装置、ブラケット等を矢示IV−IV方向からみた断面図である。 排気ガス浄化装置、ブラケット、圧力センサ、圧力管路、尿素水供給管路、冷却水供給管路、ハーネス等を示す斜視図である。 ブラケットのセンサ保持部材と移動抑制部材とに圧力センサを取付けた状態を示す斜視図である。 図６中のセンサ保持部材と移動抑制部材とから圧力センサを取外した状態を示す斜視図である。 エンジン、排気ガス浄化装置、コントローラ、圧力センサ、尿素水供給管路、冷却水供給管路、尿素水戻り管路、ハーネス等を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械の代表例として、クローラ式の油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図８に従って詳細に説明する。

図１に示す油圧ショベル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上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、該上部旋回体３の前側に俯仰動可能に設けられ土砂の掘削作業等を行う作業装置４とにより構成されている。この場合、下部走行体２と上部旋回体３とは、本発明の車体を構成している。

上部旋回体３は、支持構造体をなす車体フレームとしての旋回フレーム５と、該旋回フレーム５の後側に設けられ、作業装置４との重量バランスをとるカウンタウエイト６と、旋回フレーム５の前部左側に設けられオペレータが搭乗するキャブ７と、カウンタウエイト６の前側に設けられ、内部に後述のエンジン９、排気ガス浄化装置１８等を収容する建屋カバー８とを含んで構成されている。

旋回フレーム５は、図２に示すように、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる底板５Ａと、該底板５Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左縦板５Ｂ，右縦板５Ｃと、該各縦板５Ｂ，５Ｃの左，右方向に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左サイドフレーム５Ｄ，右サイドフレーム５Ｅとを含んで構成されている。

エンジン９は、カウンタウエイト６の前側に位置して旋回フレーム５上に左，右方向に延びる横置き状態で搭載されている。このエンジン９の左側には、後述する熱交換器１１に冷却風を供給するための冷却ファン９Ａが設けられている。一方、エンジン９の右側には、後述する油圧ポンプ１２が設けられている。

図８に示すように、エンジン９内には、稼働時の温度上昇を抑えるための冷却水が流通するウォータジャケット９Ｂが設けられている。このウォータジャケット９Ｂの流入側には、冷却水を圧送供給するための冷却水ポンプ９Ｃが設けられている。ウォータジャケット９Ｂは、後述の熱交換器１１に接続されている。冷却水は、冷却水ポンプ９Ｃの駆動によりウォータジャケット９Ｂと熱交換器１１との間で循環流通している。

また、エンジン９には、排気ガスを外部に排出するための排気管１０が接続されている。この排気管１０は、エンジン９の前側を左，右方向に延びる金属製の管路として形成され、エンジン９から排出された高温の排気ガスを後述の第１の排気ガス後処理装置１９へと導くものである。排気管１０は、後述の第１の排気ガス後処理装置１９の前側を左，右方向に延び、Ｕ字状に屈曲してエンジン９とは反対側で第１の排気ガス後処理装置１９に接続されている。

熱交換器１１は、エンジン９の左側に配設されている。この熱交換器１１は、エンジン９の冷却ファン９Ａに対面して設けられている。熱交換器１１は、例えばエンジン９のウォータジャケット９Ｂ内を流通して加温された冷却水を冷却するラジエータ、作動油を冷却するオイルクーラ、エンジン９が吸込む空気を冷却するインタクーラ等により構成されている。

油圧ポンプ１２は、エンジン９の右側に位置して設けられている。この油圧ポンプ１２は、エンジン９によって駆動されることにより、後述の作動油タンク１３から供給される作動油を、圧油として制御弁装置（図示せず）に向け吐出するものである。

作動油タンク１３は、油圧ポンプ１２の前側に位置して旋回フレーム５の右側に設けられている（図２参照）。この作動油タンク１３は、下部走行体２、作業装置４等に設けられたアクチュエータを駆動するための作動油を貯えるものである。一方、燃料タンク１４は、作動油タンク１３の前側に位置して旋回フレーム５に設けられている。

尿素水タンク１５は、燃料タンク１４よりも前側に位置して旋回フレーム５に設けられている。この尿素水タンク１５は、還元剤である尿素水を貯えるもので、後述の尿素水供給管路３２を介して尿素水噴射弁２８に接続されている。図８に示すように、尿素水タンク１５内の尿素水は、尿素水ポンプ１６の駆動により尿素水供給管路３２内を流通して尿素水噴射弁２８に供給される。

浄化装置取付架台１７は、油圧ポンプ１２の上側を覆うようにして、旋回フレーム５上に設けられている。この浄化装置取付架台１７は、油圧ポンプ１２を前，後方向で跨ぎ、油圧ポンプ１２の上側で後述の排気ガス浄化装置１８を支持するものである。

排気ガス浄化装置１８は、浄化装置取付架台１７に取付けられている。この排気ガス浄化装置１８は、油圧ポンプ１２よりも上側に位置してエンジン９の排気管１０に接続されている。排気ガス浄化装置１８は、エンジン９から排出される排気ガス中の有害物質および粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を除去するものである。また、排気ガス浄化装置１８は、排気ガスの騒音を低減するための消音機構を備えている。そして、排気ガス浄化装置１８は、第１の排気ガス後処理装置１９、接続管２２、第２の排気ガス後処理装置２３を含んで構成されている。

第１の排気ガス後処理装置１９は、排気管１０の出口側に接続されている。この第１の排気ガス後処理装置１９は、油圧ポンプ１２よりも上側で後述の第２の排気ガス後処理装置２３よりも下側に位置して浄化装置取付架台１７に取付けられている。そして、第１の排気ガス後処理装置１９は、前，後方向に延びる円筒状の筒体２０と、該筒体２０内に設けられた酸化触媒２１とを含んで構成されている。

筒体２０は、両端が閉塞された密閉容器として形成され、排気ガスの流れ方向の上流側となる前側部位には排気管１０が接続されている。また、筒体２０には、後述する２個の排気温度センサ２９Ａ，２９Ｂと１個の窒素酸化物センサ３０Ａとが前，後方向に離間して設けられている。筒体２０は、本発明による排気ガス浄化装置１８のケーシングの一部を構成している。

酸化触媒２１は、排気ガスを浄化する処理部材の１つを構成するもので、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数個の貫通孔が形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。そして、酸化触媒２１は、所定の温度下で各貫通孔に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去するものである。

接続管２２は、第１の排気ガス後処理装置１９と後述の第２の排気ガス後処理装置２３との間を接続するものである。接続管２２は、第１の排気ガス後処理装置１９を構成する筒体２０の上側に配置され該筒体２０と平行して前，後方向に延びる円筒状の筒部２２Ａと、該筒部２２Ａの上流側となる入口側の端縁を閉塞する上流蓋板２２Ｂと、筒部２２Ａの下流側となる出口側の端縁を閉塞する下流蓋板２２Ｃとにより構成されている。これら筒部２２Ａ、上流蓋板２２Ｂ、下流蓋板２２Ｃは、本発明による排気ガス浄化装置１８のケーシングの一部を構成している。

第２の排気ガス後処理装置２３は、第１の排気ガス後処理装置１９の右斜め上側に配置されている。この第２の排気ガス後処理装置２３は、浄化装置取付架台１７に取付けられた状態で油圧ポンプ１２の上側に配置されている。この第２の排気ガス後処理装置２３は、接続管２２の出口側に接続され、第１の排気ガス後処理装置１９の筒体２０と平行して前，後方向に延びる円筒状の筒体２４と、該筒体２４内に設けられ窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニアによって選択的に還元反応させて水と窒素に分解する尿素選択還元触媒２５と、尿素選択還元触媒２５の下流側に配置され、尿素選択還元触媒２５で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離する酸化触媒２６と、酸化触媒２６の下流側に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタ２７とを含んで構成されている。

筒体２４は、両端が閉塞された密閉容器として形成され、上流側となる前側部位には接続管２２の出口側が接続されている。一方、筒体２４の下流側となる後側部位には、浄化された排気ガスを外部に排出する排出口２４Ａが接続されている。そして、筒体２４には、尿素選択還元触媒２５よりも上流側に位置して後述の排気温度センサ２９Ｃが設けられている。また、筒体２４には、フィルタ２７よりも下流側に位置して後述の窒素酸化物センサ３０Ｂが設けられている。

さらに、筒体２４には、酸化触媒２６とフィルタ２７との間、即ちフィルタ２７よりも排気ガスの流れ方向の上流側に筒体２４内に連通する接続口２４Ｂが設けられている。この接続口２４Ｂには、後述の圧力管路３９が接続される。筒体２４は、本発明による排気ガス浄化装置１８のケーシングの一部を構成している。

尿素選択還元触媒２５は、例えばセラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。この尿素選択還元触媒２５は、エンジン９から排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を、尿素水溶液から生成されたアンモニアによって選択的に還元反応させ、窒素と水に分解するものである。

酸化触媒２６は、前述した酸化触媒２１とほぼ同様に、セラミックス製のセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に貴金属がコーティングされている。これにより、酸化触媒２６は、尿素選択還元触媒２５で窒素酸化物を還元した後に残った残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離するものである。

フィルタ２７は、酸化触媒２６よりも下流側に設けられている。このフィルタ２７は、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）と呼ばれる粒子状物質除去フィルタである。フィルタ２７は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集することにより排気ガスを浄化するものである。この場合、フィルタ２７の目詰まり状態（粒子状物質の堆積状態）は、後述の圧力センサ４０の検出値により把握することができる。そして、圧力センサ４０の検出値が所定の値（閾値）に到達したときに、エンジン９により排気ガスの温度を強制的に上昇させてフィルタ２７に捕集された粒子状物質を燃焼して除去（再生）する構成となっている。

尿素水噴射弁２８は、接続管２２の上流蓋板２２Ｂに取付けられている。この尿素水噴射弁２８は、接続管２２の筒部２２Ａ内を流通する排気ガスに向けて尿素水溶液を噴射するものである。即ち、尿素水噴射弁２８は、還元剤である尿素水を尿素選択還元触媒２５よりも上流側に噴射している。

尿素水噴射弁２８は、後述の尿素水供給管路３２を介して尿素水タンク１５に接続されている。また、尿素水噴射弁２８は、後述の冷却水供給管路３５、冷却水戻り管路３６を介してエンジン９のウォータジャケット９Ｂに接続されている。尿素水噴射弁２８は、後述の噴射弁用ハーネス３８を介してコントローラ６０に接続され、該コントローラ６０により弁体（図示せず）の開閉制御がなされている。

排気温度センサ２９Ａ，２９Ｂは、第１の排気ガス後処理装置１９を形成する筒体２０に設けられている。一方、排気温度センサ２９Ｃは、第２の排気ガス後処理装置２３を形成する筒体２４に設けられている。これら排気温度センサ２９Ａ〜２９Ｃは、排気ガス浄化装置１８内を流通する排気ガスの温度を検出するものである。

図５、図８に示すように、排気温度センサ２９Ａ，２９Ｂは、筒体２０の上流側に位置して筒体２０内に設けられた酸化触媒２１を挟んで配設されている。排気温度センサ２９Ａは、酸化触媒２１よりも上流側に配設され、排気管１０から酸化触媒２１に向けて流通する排気ガスの温度を検出するものである。即ち、排気温度センサ２９Ａは、酸化触媒２１が適正な酸化反応を生じることができる温度であるかを確認するために、酸化触媒２１に向けて流通する排気ガスの温度を検出するものである。一方、排気温度センサ２９Ｂは、酸化触媒２１よりも下流側に配設され、酸化触媒２１を通過した排気ガスの温度を検出するものである。

排気温度センサ２９Ｃは、筒体２４の上流側に位置して筒体２４内に設けられた尿素選択還元触媒２５よりも上流側に配設されている。排気温度センサ２９Ｃは、接続管２２の筒部２２Ａ内で尿素水噴射弁２８から噴射された尿素水と混合された排気ガスの温度を検出するものである。また、排気温度センサ２９Ｃは、フィルタ２７に捕集された粒子状物質を燃焼させることができる排気ガス温度であるかを確認するために、フィルタ２７に向けて流通する排気ガスの温度を検出するものである。

窒素酸化物センサ３０Ａは、第１の排気ガス後処理装置１９を形成する筒体２０の下流側に設けられている。一方、窒素酸化物センサ３０Ｂは、第２の排気ガス後処理装置２３を構成する筒体２４の下流側に設けられている。これら窒素酸化物センサ３０Ａ，３０Ｂは、排気ガス中の窒素酸化物の濃度を検出するものである。

図５、図８に示すように、窒素酸化物センサ３０Ａは、酸化触媒２１よりも下流側に配設され、尿素水噴射弁２８よりも上流側で排気ガス中の窒素酸化物の濃度を検出する。即ち、窒素酸化物センサ３０Ａは、尿素水噴射弁２８の開閉制御を適正に行うために、排気ガス中の窒素酸化物を検出するものである。一方、窒素酸化物センサ３０Ｂは、フィルタ２７よりも下流側に配設され、浄化された排気ガスの窒素酸化物を検出するものである。

基板３１は、第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４にボルト等により取付けられている。この基板３１上では、各排気温度センサ２９Ａ〜２９Ｃおよび窒素酸化物センサ３０Ａ，３０Ｂと後述のセンサ用ハーネス３７とが接続されている。各排気温度センサ２９Ａ〜２９Ｃにより検出された温度および窒素酸化物センサ３０Ａ，３０Ｂにより検出された窒素酸化物の濃度は、センサ用ハーネス３７を介してコントローラ６０に出力される。また、基板３１の後端側には、後述のブラケット４２が取付けられている。なお、基板３１は、例えば雨水、塵埃等から保護するために、図示しないカバーにより常時覆われている。

尿素水供給管路３２は、尿素水タンク１５と尿素水噴射弁２８との間を接続するものである。この尿素水供給管路３２は、例えば樹脂製の管体からなり、尿素水タンク１５内に貯えられた尿素水を尿素水噴射弁２８に向けて流通させるものである。尿素水供給管路３２は、断熱管路３４を介して後述のブラケット４２に設けられた第１，第２の尿素水供給管路保持部材４９，５３に固定されている。

加温管路３３は、エンジン９のウォータジャケット９Ｂに接続され、尿素水供給管路３２に向けて延びている。この加温管路３３は、一端がウォータジャケット９Ｂに接続され、他端が後述の冷却水戻り管路３６に接続されている。加温管路３３は、途中部位が尿素水供給管路３２に沿って配設され、尿素水供給管路３２内を流通する尿素水を温める。

即ち、加温管路３３は、エンジン９で加温された冷却水（エンジン冷却水）の一部を流通させることにより、尿素水供給管路３２を温めて凍結した尿素水の解凍を行うと共に、尿素水の凍結を抑制する。図８に示すように、加温管路３３内の冷却水は、尿素水供給管路３２を温めた後に後述の冷却水戻り管路３６を介してウォータジャケット９Ｂに戻される。加温管路３３は、断熱管路３４を介して後述のブラケット４２に設けられた第１，第２の尿素水供給管路保持部材４９，５３に固定されている。

断熱管路３４は、尿素水供給管路３２と加温管路３３とを覆っている。この断熱管路３４は、尿素水供給管路３２と加温管路３３とを一緒に取囲むことにより、加温管路３３と外気との間を遮断して加温管路３３内を流通する冷却水（加温されたエンジン冷却水）の熱を効率よく保温する。これにより、加温管路３３は、尿素水供給管路３２内で凍結した尿素水の解凍および尿素水の凍結を抑制することができる。そして、断熱管路３４は、後述のブラケット４２に設けられた第１，第２の尿素水供給管路保持部材４９，５３に固定されている。

冷却水供給管路３５は、エンジン９のウォータジャケット９Ｂと尿素水噴射弁２８との間を接続するものである。この冷却水供給管路３５は、尿素水噴射弁２８を冷却する冷却水が流通するものである。冷却水供給管路３５は、後述のブラケット４２に設けられた冷却水供給管路保持部材５１に固定されている。

冷却水戻り管路３６は、尿素水噴射弁２８で加温された（熱交換された）冷却水をエンジン９のウォータジャケット９Ｂに向けて戻すものである。冷却水戻り管路３６の途中部位には、加温管路３３が接続されている。これにより、尿素水噴射弁２８で加温された冷却水と加温管路３３内を流通していた加温された冷却水とは、合流してエンジン９のウォータジャケット９Ｂに戻される。

センサ用ハーネス３７は、一端が各排気温度センサ２９Ａ〜２９Ｃおよび窒素酸化物センサ３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ電気的に接続され、他端が後述のコントローラ６０に接続されている。センサ用ハーネス３７は、各排気温度センサ２９Ａ〜２９Ｃで検出された温度信号および窒素酸化物センサ３０Ａ，３０Ｂで検出された濃度信号をコントローラ６０に向けて伝送する。

一方、噴射弁用ハーネス３８は、一端が尿素水噴射弁２８に電気的に接続され、他端が後述のコントローラ６０に接続されている。噴射弁用ハーネス３８は、コントローラ６０から出力される尿素水噴射弁２８の開閉信号を尿素水噴射弁２８に向けて伝送するものである。そして、噴射弁用ハーネス３８は、本発明のハーネスを構成するもので、後述のブラケット４２に設けられた噴射弁用ハーネス保持部材４７に固定されている。

圧力管路３９は、第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４に設けられた接続口２４Ｂに接続されている。この圧力管路３９は、例えば樹脂製の管体からなり、一端が接続口２４Ｂに接続され、他端が後述の圧力センサ４０に接続されている。圧力管路３９は、接続口２４Ｂに接続されることにより、筒体２４内の圧力を外部に導くものである。

具体的には、圧力管路３９は、筒体２４内のうちフィルタ２７よりも上流側の圧力を後述の圧力センサ４０に向けて導く。そして、圧力管路３９は、接続口２４Ｂから圧力センサ４０に向けて上り勾配となるように配置され、途中部位が基板３１の後端側に設けられた後述の圧力管路保持部材５８に固定されている。これにより、例えば圧力管路３９内に水蒸気が結露したとしても、圧力センサ４０側に水滴が流れるのを抑制して圧力センサ４０の寿命を向上することができる。

圧力センサ４０は、圧力管路３９に接続され第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４内の圧力を検出するものである。この圧力センサ４０は、筒体２４内のうちフィルタ２７よりも上流側の圧力を検出するものである。具体的には、圧力センサ４０は、フィルタ２７に捕集された粒子状物質の堆積状態（フィルタ２７の目詰まり状態）を把握するもので、フィルタ２７に捕集された粒子状物質の燃焼除去を適正に行うためにフィルタ２７よりも上流側の圧力を検出するものである。なお、フィルタ２７よりも下流側の圧力は、排出口２４Ａに連通しているので大気圧と同程度となっている。

そして、圧力センサ４０は、円筒状のセンサ本体４０Ａと、センサ本体４０Ａに対して軸方向に隙間Ｓを挟んでセンサ本体４０Ａに設けられ圧力管路３９を接続するためのアダプタ４０Ｂとを含んで構成されている。

センサ本体４０Ａ内には、例えば圧力を検出するためのダイヤフラム、検出回路（いずれも図示せず）等が設けられている。そして、センサ本体４０Ａの軸方向一端側には、隙間Ｓを介してアダプタ４０Ｂが設けられている。このアダプタ４０Ｂには、圧力管路３９が接続され、第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４内の排気ガスは、圧力管路３９を介してセンサ本体４０Ａ内に導入される。一方、センサ本体４０Ａの軸方向他端側には、センサ本体４０Ａ内の検出回路に接続された圧力センサ用ハーネス４１が取付けられている。

これにより、圧力センサ４０は、フィルタ２７よりも上流側の圧力を検出して、その圧力信号をコントローラ６０に向けて出力する。この場合、圧力センサ４０で検出される検出値（圧力値）は、フィルタ２７に捕集された粒子状物質の堆積量が少ないときには小さい値となり、粒子状物質の捕集量が増加するに従って高い値となる。そして、圧力センサ４０の検出値が所定の値（閾値）に到達したときに、コントローラ６０は、エンジン９により排気ガスの温度を強制的に上昇させてフィルタ２７に捕集された粒子状物質を燃焼して除去する。

次に、尿素水供給管路３２、噴射弁用ハーネス３８、圧力センサ４０を取付けるブラケット４２ついて説明する。

ブラケット４２は、排気ガス浄化装置１８の接続管２２の上方に位置して基板３１を介して排気ガス浄化装置１８に取付けられている。このブラケット４２は、ボルト４３により基板３１の後端側に取付けられている。そして、ブラケット４２は、基板３１に取付けられる第１板部材４４と、尿素水供給管路３２および冷却水供給管路３５を取付けるための第２板部材４５と、圧力センサ４０を取付けるための第３板部材４６とを含んで構成されている。

第１板部材４４は、上端側に位置して基板３１に当接する上側取付板部４４Ａと、上側取付板部４４Ａの下端から左方に向けて延びる上段板部４４Ｂと、上段板部４４Ｂの左端から下方に向けて延び基板３１に当接する下側取付板部４４Ｃと、下側取付板部４４Ｃの後端から右斜め後方に向けて延びる延出板部４４Ｄとを含んで構成されている。

上側取付板部４４Ａには、前，後方向に離間した２箇所にボルト挿通孔４４Ａ１が穿設されている。一方、下側取付板部４４Ｃには、上，下方向に離間した２箇所にボルト挿通孔４４Ｃ１（図６、図７に１個のみ図示）が穿設されている。ブラケット４２は、各ボルト４３をそれぞれ各ボルト挿通孔４４Ａ１，４４Ｃ１に挿通して基板３１に締着することにより基板３１に取付けられている。

上段板部４４Ｂには、噴射弁用ハーネス３８を保持する噴射弁用ハーネス保持部材４７が設けられている。この噴射弁用ハーネス保持部材４７は、例えば上段板部４４Ｂ上に溶接等により固着されたねじ座４７Ａと、ボルト４８によりねじ座４７Ａに固定されたＰ型のホースクリップ４７Ｂとを含んで構成されている。図５に示すように、上段板部４４Ｂの上方に位置して前，後方向に延びる噴射弁用ハーネス３８は、噴射弁用ハーネス保持部材４７により上段板部４４Ｂ（ブラケット４２）に取付けられている。

延出板部４４Ｄには、断熱管路３４を介して尿素水供給管路３２を保持する第１の尿素水供給管路保持部材４９が設けられている。この第１の尿素水供給管路保持部材４９は、例えばＰ型のホースクリップからなり、ボルト５０により延出板部４４Ｄに固定されている。図５に示すように、尿素水供給管路３２は、加温管路３３と一緒に断熱管路３４により覆われている。そして、第１の尿素水供給管路保持部材４９は、延出板部４４Ｄの下方に位置して左，右方向に延びる断熱管路３４を保持している。これにより、尿素水供給管路３２は、第１の尿素水供給管路保持部材４９により延出板部４４Ｄ（ブラケット４２）に取付けられている。

第２板部材４５は、第１板部材４４の下側取付板部４４Ｃに溶接等により固着されている。第２板部材４５は、下側取付板部４４Ｃから左方に向けて延びる下段板部４５Ａと、下段板部４５Ａの前端から下方に向けて延びる縦板部４５Ｂとを含んで構成されている。下段板部４５Ａは、第１板部材４４の上段板部４４Ｂから１段下がった位置で下側取付板部４４Ｃに固着されている。

そして、下段板部４５Ａの後端側には、冷却水供給管路３５を保持する冷却水供給管路保持部材５１が設けられている。この冷却水供給管路保持部材５１は、例えば下段板部４５Ａ上に溶接等により固着されたコ字状の台座５１Ａと、ボルト５２により台座５１Ａに固定されたＰ型のホースクリップ５１Ｂとを含んで構成されている。図５に示すように、下段板部４５Ａの上方に位置して左，右方向に延びる冷却水供給管路３５は、冷却水供給管路保持部材５１により下段板部４５Ａ（ブラケット４２）に取付けられている。

また、下段板部４５Ａの左端側には、断熱管路３４を介して尿素水供給管路３２を保持する第２の尿素水供給管路保持部材５３が設けられている。この第２の尿素水供給管路保持部材５３は、例えばＰ型のホースクリップからなり、ボルト５４により下段板部４５Ａに固定されている。図５に示すように、尿素水供給管路３２は、加温管路３３と一緒に断熱管路３４により覆われている。また、断熱管路３４は、下段板部４５Ａの下側に位置して延出板部４４Ｄおよび下側取付板部４４Ｃに沿って延び、縦板部４５Ｂを越えた位置で上方かつ後方に向けて屈曲して下段板部４５Ａの左端側を前，後方向に延びている。

そして、第２の尿素水供給管路保持部材５３は、下段板部４５Ａの左端側に位置して前，後方向に延びる断熱管路３４を保持している。これにより、尿素水供給管路３２は、第２の尿素水供給管路保持部材５３により下段板部４５Ａ（ブラケット４２）に取付けられている。即ち、尿素水供給管路３２は、断熱管路３４を介して第１の尿素水供給管路保持部材４９と第２の尿素水供給管路保持部材５３とによりブラケット４２に取付けられている。

第３板部材４６は、第１板部材４４の前端側に位置して、上段板部４４Ｂと下側取付板部４４Ｃと第２板部材４５の縦板部４５Ｂとに溶接等により固着されている。この第３板部材４６は、第１板部材４４の前端側から左方に向けて延び、途中部位が前方に向けて屈曲した屈曲板部４６Ａと、屈曲板部４６Ａの上端から右方に向けて延びる横板部４６Ｂとを含んで構成されている。

横板部４６Ｂの前端側には、圧力センサ４０を保持するセンサ保持部材５５が設けられている。このセンサ保持部材５５は、例えばＰ型のクリップからなり、ボルト５６により横板部４６Ｂに固定されている。そして、センサ保持部材５５は、ボルト５６によりブラケット４２の横板部４６Ｂに取付けられる取付部５５Ａと、取付部５５Ａに接続されたセンサ固定部５５Ｂと、センサ固定部５５Ｂに設けられた弾性体５５Ｃとを含んで構成されている。

図６、図７に示すように、センサ固定部５５Ｂは、例えば金属材料を筒状に形成したもので、その内周側は弾性体５５Ｃにより覆われている。センサ固定部５５Ｂの内径は、圧力センサ４０のセンサ本体４０Ａの外径よりも若干小さく形成されている。また、弾性体５５Ｃは、例えば弾性、柔軟性を有するゴム材料となっている。これにより、センサ本体４０Ａをセンサ固定部５５Ｂに挿通した状態でボルト５６を締着することにより、センサ本体４０Ａは、センサ固定部５５Ｂの径方向内側に向けての締着力と弾性体５５Ｃの摩擦力とによりその移動が抑制される。

次に、ブラケット４２の横板部４６Ｂに設けられた移動抑制部材５７について説明する。

移動抑制部材５７は、横板部４６Ｂの後端側に溶接等により固着されている。この移動抑制部材５７は、センサ保持部材５５とは別に圧力センサ４０の軸方向の移動を抑制するものである。そして、移動抑制部材５７は、ブラケット４２の横板部４６Ｂに取付けられる取付板部５７Ａと、取付板部５７Ａから圧力センサ４０の隙間Ｓに向けて延び、隙間Ｓに嵌合する嵌合板部５７Ｂとを含んで構成されている。

図６、図７に示すように、取付板部５７Ａは、左，右方向に延びる板材で横板部４６Ｂの後端側に溶接等により固着されている。嵌合板部５７Ｂは、取付板部５７Ａの前端から上方に向けて延びている。嵌合板部５７Ｂには、圧力センサ４０の隙間Ｓに対応する位置に切欠部５７Ｂ１が形成されている。この切欠部５７Ｂ１は、右斜め上方に向けて開口して圧力センサ４０が挿入可能に形成されている。嵌合板部５７Ｂは、切欠部５７Ｂ１を挟んで左縦板５７Ｂ２と右縦板５７Ｂ３とを含んで構成されている。そして、嵌合板部５７Ｂの板厚は、圧力センサ４０の隙間Ｓの軸方向の長さ寸法よりも若干小さい寸法となっている。

従って、圧力センサ４０を嵌合板部５７Ｂの切欠部５７Ｂ１に挿入したときに、嵌合板部５７Ｂを圧力センサ４０のセンサ本体４０Ａとアダプタ４０Ｂとの間の隙間Ｓに嵌合させることができる。換言すると、嵌合板部５７Ｂは、センサ本体４０Ａとアダプタ４０Ｂとの間に挟持される。また、左縦板５７Ｂ２と右縦板５７Ｂ３とは、センサ本体４０Ａの軸方向一端側を径方向で挟持している。これにより、移動抑制部材５７は、圧力センサ４０の軸方向の移動を抑制することができる。即ち、圧力センサ４０は、センサ保持部材５５の弾性体５５Ｃの摩擦力と移動抑制部材５７の嵌合板部５７Ｂとにより軸方向の移動が抑制されている。

また、仮にセンサ本体４０Ａがセンサ保持部材５５から脱落したり、センサ保持部材５５がブラケット４２の横板部４６Ｂから脱落したりした場合でも、移動抑制部材５７の嵌合板部５７Ｂが圧力センサ４０の隙間Ｓに嵌合しているので、圧力センサ４０の脱落を防止することができる。これにより、排気ガス浄化装置１８の圧力検知システムのシステムダウンを抑制することができ、ひいてはフィルタ２７に付着した粒子状物質の燃焼除去作業の低下を抑制することができる。

圧力管路保持部材５８は、基板３１の後端側に設けられている。図４、図５に示すように、圧力管路保持部材５８は、下端側が基板３１の後端側に溶接等により固着され上端側が前方に向けて屈曲した略Ｌ字状のＬ字状板５８Ａと、ボルト５９によりＬ字状板５８Ａの上面に固定されたＰ型のホースクリップ５８Ｂとを含んで構成されている。この圧力管路保持部材５８は、第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４に設けられた接続口２４Ｂと圧力センサ４０との間を接続する圧力管路３９の途中部位を保持している。

次に、第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４に設けられた接続口２４Ｂと、センサ保持部材５５および移動抑制部材５７の配置関係について説明する。

図４に示すように、センサ保持部材５５と移動抑制部材５７とは、接続口２４Ｂの位置よりも上方に配設されている。その結果、圧力センサ４０は、センサ保持部材５５と移動抑制部材５７とに取付けた状態で、接続口２４Ｂの位置よりも高さ寸法Ｌだけ上方に位置する。また、圧力管路保持部材５８のホースクリップ５８Ｂは、圧力センサ４０の取付け位置よりも下方に配設されている。即ち、圧力センサ４０は、接続口２４Ｂおよび圧力管路保持部材５８よりも上方に取付けられる構成となっている。

従って、接続口２４Ｂと圧力センサ４０との間を接続する圧力管路３９は、接続口２４Ｂから圧力センサ４０に向けて上り勾配となるように配設される。これにより、圧力管路３９内に結露が生じた場合に、圧力管路３９内の水滴は、接続口２４Ｂ側に向けて流れる。従って、結露により発生した水滴により圧力センサ４０に短絡が生じるのを抑制することができる。

図８に示すコントローラ６０は、マイクロコンピュータ等からなる制御装置で、該コントローラ６０は、例えばキャブ７内に配設されている。コントローラ６０は、エンジンコントローラおよび尿素水噴射制御コントローラ（ＵＷＣ）を含んで構成されている。そして、コントローラ６０は、エンジン９、尿素水ポンプ１６、尿素水噴射弁２８、各排気温度センサ２９Ａ〜２９Ｃ、窒素酸化物センサ３０Ａ，３０Ｂ、圧力センサ４０等と電気的に接続され、エンジン９の駆動状況、各センサ２９Ａ〜２９Ｃ、３０Ａ，３０Ｂ、４０の検出値に基づき、尿素水噴射弁２８の開閉制御、尿素水ポンプ１６の駆動制御、および粒子状物質の燃焼除去制御等の排気ガスの浄化制御を行う。

本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、キャブ７に搭乗してエンジン９を作動させる。そして、オペレータが、キャブ７内に配置された走行用の操作レバー（図示せず）を操作することにより、油圧ショベル１を走行させることができる。また、オペレータが、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４を用いて土砂の掘削作業を行うことができる。

ここで、エンジン９の運転時に、該エンジン９から排出される排気ガスは、排気管１０を介して第１の排気ガス後処理装置１９内に導入される。そして、図８に矢印で示すように、排気ガスは、第１の排気ガス後処理装置１９から接続管２２、第２の排気ガス後処理装置２３を通過して排出口２４Ａから大気中に排出される。

この場合、第１の排気ガス後処理装置１９に設けられた酸化触媒２１によって、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等が酸化して除去される。一方、接続管２２内では、尿素水噴射弁２８から排気ガスに向けて尿素水が噴射され、第２の排気ガス後処理装置２３では、尿素選択還元触媒２５によって窒素酸化物が窒素と水に分解される。さらに、酸化触媒２６が残留アンモニアを酸化し、窒素と水に分離する。また、フィルタ２７は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。これにより、排気ガス浄化装置１８は、十分に浄化された排気ガスを大気中に排出することができる。

フィルタ２７に捕集された粒子状物質は、高温の排気ガスにより燃焼除去（再生）される。具体的には、コントローラ６０は、圧力センサ４０により検出された圧力値が所定の値を越えたときに、フィルタ２７に粒子状物質が堆積しているものと判断してエンジン９により排気ガスの温度を強制的に上昇させる。なお、フィルタ２７よりも排気ガスの流れ方向の下流側は、排出口２４Ａと連通しているので、大気圧と同程度となっている。従って、フィルタ２７よりも上流側の圧力を検出することにより、フィルタ２７の目詰まり状態を把握することができる。

ところで、上述した従来技術では、ブラケットに取付けられた圧力センサが脱落すると、排気ガス浄化装置の筒体内の圧力を検知する圧力検知システムのシステムダウンが生じて、フィルタに付着した粒子状物質の燃焼除去作業が低下する虞がある。

そこで、本実施の形態では、ブラケット４２には、圧力センサ４０を保持するセンサ保持部材５５と、センサ保持部材５５とは別に圧力センサ４０の軸方向の移動を抑制する移動抑制部材５７とを設けている。圧力センサ４０は、円筒状のセンサ本体４０Ａと、センサ本体４０Ａに対して軸方向に隙間Ｓを挟んでセンサ本体４０Ａに設けられ圧力管路３９を接続するためのアダプタ４０Ｂとを有している。

図７に示すように、センサ保持部材５５は、ブラケット４２の横板部４６Ｂに取付けられる取付部５５Ａと、取付部５５Ａに接続され弾性体５５Ｃを介して圧力センサ４０のセンサ本体４０Ａを固定するセンサ固定部５５Ｂとを含んで構成されている。センサ保持部材５５のセンサ固定部５５Ｂは、略円筒状に形成され、その内周側に弾性体５５Ｃが設けられている。

図６に示すように、圧力センサ４０は、センサ本体４０Ａをセンサ固定部５５Ｂ内に挿通した状態でボルト５６を締着することにより固定される。また、圧力センサ４０の軸方向の移動は、センサ本体４０Ａと弾性体５５Ｃとの間に生じる摩擦力により抑制されている。

図７に示すように、移動抑制部材５７は、ブラケット４２の横板部４６Ｂに取付けられる取付板部５７Ａと、取付板部５７Ａから圧力センサ４０の隙間Ｓに向けて延び、隙間Ｓに嵌合する嵌合板部５７Ｂとを含んで構成されている。嵌合板部５７Ｂは、圧力センサ４０のセンサ本体４０Ａがセンサ保持部材５５に固定された状態で、センサ本体４０Ａとアダプタ４０Ｂとの間に形成された隙間Ｓに対応する位置に設けられている。そして、嵌合板部５７Ｂには、隙間Ｓに対応する位置に切欠部５７Ｂ１が形成されている。これにより、嵌合板部５７Ｂは、切欠部５７Ｂ１を挟んで左縦板５７Ｂ２と右縦板５７Ｂ３とに左，右方向で分割されている。また、嵌合板部５７Ｂの板厚は、圧力センサ４０の隙間Ｓの軸方向寸法よりも若干小さく形成されている。

図６に示すように、嵌合板部５７Ｂの左縦板５７Ｂ２と右縦板５７Ｂ３とは、圧力センサ４０を切欠部５７Ｂ１に挿入したときに、隙間Ｓに嵌合する構成となっている。即ち、左縦板５７Ｂ２と右縦板５７Ｂ３とは、圧力センサ４０のセンサ本体４０Ａとアダプタ４０Ｂとの間に挟持される。また、左縦板５７Ｂ２と右縦板５７Ｂ３とは、センサ本体４０Ａの軸方向一端側を径方向で挟持している。これにより、圧力センサ４０は、軸方向への移動が抑制されている。

かくして、本実施の形態では、ブラケット４２には、圧力センサ４０を保持するセンサ保持部材５５と、センサ保持部材５５とは別に圧力センサ４０の軸方向の移動を抑制する移動抑制部材５７とを設けている。従って、仮に圧力センサ４０のセンサ本体４０Ａがセンサ保持部材５５から脱落したり、センサ保持部材５５がブラケット４２の横板部４６Ｂから脱落したりした場合でも、移動抑制部材５７の嵌合板部５７Ｂが圧力センサ４０の隙間Ｓに嵌合しているので、圧力センサ４０の脱落を防止することができる。これにより、排気ガス浄化装置１８の圧力検知システムのシステムダウンを抑制することができ、ひいてはフィルタ２７に付着した粒子状物質の燃焼除去作業の低下を抑制することができる。

また、圧力センサ４０は、ブラケット４２に設けられたセンサ保持部材５５と移動抑制部材５７とに取付けられた状態で、第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４に設けられた圧力管路３９の接続口２４Ｂよりも寸法Ｌだけ上方位置に配置されている（図４参照）。そして、圧力管路３９は、接続口２４Ｂから圧力センサ４０に向けて上り勾配で配置されている。

これにより、圧力管路３９内に水蒸気が結露した場合に、その水滴は、接続口２４Ｂ側に向けて流れることになるので、結露により発生した水滴が圧力センサ４０にかかるのを抑制することができる。従って、圧力センサ４０に短絡が生じるのを抑制して、排気ガス浄化装置１８の圧力検知システムの信頼性、安定性を向上することができる。

また、ブラケット４２には、圧力センサ４０の他に尿素水噴射弁２８に尿素水を供給する尿素水供給管路３２と、尿素水噴射弁２８に電気的に接続された噴射弁用ハーネス３８とが取付けられる。具体的には、尿素水供給管路３２は、ブラケット４２の延出板部４４Ｄに設けられた第１の尿素水供給管路保持部材４９と、下段板部４５Ａに設けられた第２の尿素水供給管路保持部材５３とに断熱管路３４を介して保持されている。また、噴射弁用ハーネス３８は、ブラケット４２の上段板部４４Ｂに設けられた噴射弁用ハーネス保持部材４７に保持されている。

これにより、排気ガス浄化装置１８の周囲に尿素水供給管路３２と噴射弁用ハーネス３８とを保持する保持部材をそれぞれ別個に設ける必要がないので、排気ガス浄化装置１８の周囲のスペースを有効に活用することができる。また、ブラケット４２は、排気ガス浄化装置１８の周囲で錯綜する尿素水供給管路３２と噴射弁用ハーネス３８とをコンパクトに配設することができる。

さらに、ブラケット４２は、排気ガス浄化装置１８に取付けられている。従って、ブラケット４２は、排気ガス浄化装置１８と同一の振動系となるので、尿素水噴射弁２８から尿素水供給管路３２および噴射弁用ハーネス３８が引っ張られて抜けるのを抑制することができる。

なお、上述した実施の形態では、第２の排気ガス後処理装置２３の筒体２４内の酸化触媒２６よりも下流側にフィルタ２７を設け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、例えば第１の排気ガス後処理装置１９の筒体２０内に、フィルタ（ＤＰＦ）が設けられていてもよい。この場合、フィルタの上流側と下流側との圧力差を検出することにより、フィルタの目詰まり状態を把握することができる。

また、上述した実施の形態では、建設機械として、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、本発明はこれに限らず、例えば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。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
９ エンジン
１０ 排気管
１８ 排気ガス浄化装置
１９ 第１の排気ガス後処理装置
２０ 筒体（ケーシング）
２２ 接続管
２２Ａ 筒部（ケーシング）
２２Ｂ 上流蓋板（ケーシング）
２２Ｃ 下流蓋板（ケーシング）
２３ 第２の排気ガス後処理装置
２４ 筒体（ケーシング）
２４Ｂ 接続口
２５ 尿素選択還元触媒
２７ フィルタ
２８ 尿素水噴射弁
３２ 尿素水供給管路
３８ 噴射弁用ハーネス
３９ 圧力管路
４０ 圧力センサ
４０Ａ センサ本体
４０Ｂ アダプタ
４２ ブラケット
５５ センサ保持部材
５５Ａ 取付部
５５Ｂ センサ固定部
５５Ｃ 弾性体
５７ 移動抑制部材
５７Ａ 取付板部
５７Ｂ 嵌合板部
Ｓ 隙間

Claims (4)

1. 自走可能な車体と、
   前記車体に搭載されたエンジンと、
   前記エンジンの排気管に接続されケーシング内に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタが備えられた排気ガス浄化装置と、
   前記排気ガス浄化装置の前記ケーシングに取付けられ前記ケーシング内の圧力を外部に導く圧力管路と、
   前記圧力管路に接続され前記ケーシング内の圧力を検出する筒状の圧力センサと、
   前記圧力センサを取付けるブラケットとを備えてなる建設機械において、
   前記ブラケットには、前記圧力センサを保持するセンサ保持部材と、該センサ保持部材とは別に前記圧力センサの軸方向の移動を抑制する移動抑制部材とが設けられていることを特徴とする建設機械。
2. 前記圧力センサは、円筒状のセンサ本体と、該センサ本体に対して軸方向に隙間を挟んで前記センサ本体に設けられ前記圧力管路が接続されるアダプタとを有し、
   前記センサ保持部材は、前記ブラケットに取付けられる取付部と、該取付部に接続され弾性体を介して前記圧力センサの前記センサ本体を固定するセンサ固定部とからなり、
   前記移動抑制部材は、前記ブラケットに取付けられる取付板部と、該取付板部から前記圧力センサの前記隙間に向けて延び前記隙間に嵌合する嵌合板部とからなることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記排気ガス浄化装置の前記ケーシングには、前記フィルタよりも前記排気ガスの流れ方向の上流側に前記圧力管路が接続される接続口が設けられ、
   前記圧力センサは、前記ブラケットに設けられた前記センサ保持部材と前記移動抑制部材とに取付けられた状態で前記接続口の位置よりも上方位置に配置され、
   前記圧力管路は、前記接続口から前記圧力センサに向けて上り勾配で配置されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
4. 前記排気ガス浄化装置は、前記ケーシング内に排気ガス中の窒素酸化物を除去する尿素選択還元触媒をさらに備え、
   前記ケーシングには、還元剤である尿素水を前記尿素選択還元触媒よりも上流側に噴射するために電気的に開閉制御される尿素水噴射弁が設けられ、
   前記ブラケットには、前記圧力センサの他に前記尿素水噴射弁に前記尿素水を供給する尿素水供給管路と、前記尿素水噴射弁に電気的に接続されたハーネスとが取付けられることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

Images