JP6417920B2 - ラフテレーンクレーン - Google Patents

Description

この発明は、排気浄化装置及び昇降ステップを搭載したラフテレーンクレーンに関し、詳細には、車体に対するこれらのレイアウトに関するものである。

ラフテレーンクレーンは、一般的に四輪駆動且つ四輪操舵が可能な走行装置を備えており、優れた小回り性及び不整地走行性を発揮する。ラフテレーンクレーンは、単一の運転席ないし操縦部を有し、オペレータが運転席から車両走行及び車両に搭載されたクレーンの操作を行うことができるという特殊な性能を有する。ラフテレーンクレーンは、このような特殊性能を発揮するためにコンパクト設計がなされている。このため、車体全長が短く設計されると共に車体後方にエンジン（一般にディーゼルエンジン）が配置され、フェンダー周りに昇降ステップや後述の排気浄化装置等が配置される（たとえば、特許文献１参照）。

ディーゼルエンジンの排気中には、粒子状物質（Particulate Matter、以下、「ＰＭ」と称す。）や窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称す。）等が含まれている。排気浄化装置は、これらの物質が大気中に放出されることを防ぎ、大気が汚染されるのを防止する。この排気浄化装置は、ＰＭを捕集するためのディーゼル微粒子捕集フィルタ装置（Diesel Particulate Filter：以下、「ＤＰＦ」と称す。）、ＮＯｘを除去するための酸化触媒装置（Diesel Oxidation Catalyst：以下、「ＤＯＣ」と称す。）、還元剤供給装置（Decomposition Reactor Tube：以下、「ＤＲＴ」と称す。）及び選択還元型触媒装置（Selective Catalytic Reduction：以下、「ＳＣＲ」と称す。）を構成要素として含み、これらが組み合わされることにより所要のスペックの排気浄化装置が構成される（たとえば、特許文献２参照）。

特開２０１２−１４９５３５号公報 特許第４２８６８８８号公報

ところで、大型ラフテレーンクレーンでは、フロントアクスルあるいはリアアクスルが複数軸構造となっており、しかも、アウトリガ及びブームが車体フレームに対して着脱されることを前提とした構造となっているものがある。フロントアクスルあるいはリアアクスルが複数軸構造とされる理由は、専ら軸重が一定以下に抑えられるためである。また、車体フレームに対してアウトリガやブームが着脱可能な構造とされる理由は、大型ラフテレーンクレーンが使用される国あるいは地域の法制によるものである。すなわち、ある国や地域では、公道を走行する車両に厳しい重量制限（軸重制限）が課せられており、そのため、大型ラフテレーンクレーンが公道上を移動する際には、車体、アウトリガ及びブームがそれぞれトレーラ搬送を余儀なくされる場合があるからである。

アウトリガやブームが着脱されることを前提とした大型のラフテレーンクレーンでは、排気浄化装置や昇降用ステップ等の補機類のレイアウト設計に際し、フェンダー周りの空間の自由度が低い。すなわち、大型のラフテレーンクレーンでは、より重量が大きい荷を吊り上げるため、ブームやアウトリガのほかカウンタウェイト等も大型化する一方で、ラフテレーンクレーンの特徴であるコンパクト性を損なわないよう車体（特に車幅）のサイズアップは許されないという事情があるため、排気浄化装置等が設置されるべき空間が狭くなる。

本発明は、かかる背景のもとになされたものであって、アウトリガやブームが着脱自在な大型のラフテレーンクレーンであって、コンパクトで優れた小回り性を損うことなく排気浄化装置及び昇降用ステップがコンパクトにレイアウトされたラフテレーンクレーンを提供することである。

(1) 上記目的が達成されるため、本発明に係るラフテレーンクレーンは、フロントアクスル及びリヤアクスルを有する下部走行体と、当該下部走行体の上部に配置されたブーム装置と、走行及び油圧アクチュエータを介したブーム操作を行う単一の操縦部とを有し、上記下部走行体は、下部フレームと、当該下部フレームの端部に着脱自在に設けられたアウトリガと、上記下部フレームの後端部上側に配置され、上記各アクスルを駆動し且つ上記油圧アクチュエータに油圧を供給するエンジンと、昇降用ステップとを有する。上記エンジンから延びるエキゾーストパイプに連結され、排気が送給される酸化触媒装置、当該酸化触媒装置の下流に配置された還元剤供給装置及び当該還元剤供給装置の下流に配置された選択的触媒還元装置とを有する排気浄化装置が搭載されている。上記酸化触媒装置、還元剤供給装置及び選択的触媒還元装置は、上記下部走行体の上面と所定距離だけ離間した仮想水平面上に並列配置されており、上記昇降用ステップは、上記下部走行体の上面と上記排気浄化装置との間に形成される隙間に配置されている。

アウトリガが着脱自在な構造を有する大型のラフテレーンクレーンでは、ブーム装置に設けられるカウンタウェイトも大型化するため、排気浄化装置及び昇降用ステップを配置すべき空間すなわち下部走行体の上面とカウンタウェイトの下面との間の空間が狭くなる。ところで、本発明によれば、酸化触媒装置、還元剤供給装置及び選択的触媒還元装置が上記仮想水平面上で並列配置されているから、これらにより構成される排気浄化装置の垂直方向すなわち下部走行体の高さ方向の寸法が抑えられる。したがって、昇降用ステップのレイアウト設計において上記所定距離が容易に確保され、昇降用ステップは、排気浄化装置と共に下部走行体の上面にコンパクトに配置され得る。

(2) 上記還元剤供給装置は、上記酸化触媒装置又は上記選択的触媒還元装置と上記下部フレームの長手方向に沿って直列配置されると共に、上記酸化触媒装置及び上記選択的触媒還元装置は、上記下部フレームの短手方向に沿って対向するように並列配置されているのが好ましい。

この構成では、酸化触媒装置及び選択的触媒還元装置が並列に配されるが、還元剤供給装置が酸化触媒装置又は選択的触媒還元装置と上記長手方向に沿って直列に接合されるから、排気浄化装置が搭載されるために必要な車幅方向の寸法も抑えられる。

(3) 上記エキゾーストパイプは、上記排気浄化装置に対して水平線を基準として３０°以下の角度で傾斜しているのが好ましい。

この構成では、エキゾーストパイプが傾斜することにより、これに連結される排気浄化装置の車幅方向の張り出しが抑えられる。すなわち、排気浄化装置が搭載されるために必要な車幅方向の寸法がより一層抑えられる。

この発明によれば、排気浄化装置及び昇降用ステップが下部走行体の上面とカウンタウェイトの下面との間に積層状態でコンパクトに配置されるから、大型のラフテレーンクレーンであっても、アウトリガやブームの着脱機能並びにコンパクトで優れた小回り性能が損われることがない。

図１は、本発明の一実施形態に係るラフテレーンクレーンの斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るラフテレーンクレーンの背面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る下部走行体における排気浄化装置及びディーゼルエンジン周辺を示す斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る下部走行体における排気浄化装置及びディーゼルエンジン周辺を示す平面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る下部走行体における排気浄化装置及びディーゼルエンジン周辺を示す側面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るラフテレーンクレーンの側面図であって、昇降用ステップの周辺を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されつつ説明される。なお、本実施形態は、本発明に係るラフテレーンクレーンの一態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。

［全体構成と特徴点］

図１は、本発明の一実施形態に係るラフテレーンクレーン１０の斜視図である。

ラフテレーンクレーン１０は、下部走行体１１と、下部走行体１１の上部に配置された上部作業体１２とを有する。

下部走行体１１は、下部フレーム１３を有し、下部フレーム１３にフロントアクスル１４及びリヤアクスル１５が設けられている。フロントアクスル１４及びリヤアクスル１５の駆動源となるディーゼルエンジン２０（図２、３参照）が下部フレーム１３の後端部上側に搭載されている。なお、ディーゼルエンジン２０は、エンジン本体（不図示）及びこれを覆うエンジンカバー４９とを備えており、本実施形態では、エンジンカバー４９をも含めてディーゼルエンジン２０と称される。

フロントアクスル１４及びリヤアクスル１５の車輪１６、１７は、ディーゼルエンジン２０によって図示されていないトランスミッションを介して駆動され、且つ図示されていない油圧アクチュエータにより操舵される。

下部フレーム１３の前端及び後端にそれぞれフロントアウトリガ１８及びリヤアウトリガ１９が装備されており、上部作業体１２の稼働時に車体の安定を保つため、車両外側に張り出される。フロントアウトリガ１８は、下部フレーム１３の前端に連結されており、下部フレーム１３に対して着脱可能である。リヤアウトリガ１９は、下部フレーム１３の後端に連結されており、下部フレーム１３に対して着脱可能である。なお、フロントアウトリガ１８及びリヤアウトリガ１９と下部フレーム１３との連結は、ピンその他の既知の手段が採用される。

上記油圧アクチュエータや、上部作業体１２に設けられた油圧アクチュエータ２９や、上部作業体１２に設けられた図示されていない油圧アクチュエータへ油圧を供給する油圧ポンプ（不図示）が下部フレーム１３に設けられている。油圧ポンプは、ディーゼルエンジン２０によって駆動される。

上部作業体１２は、上部作業体１２の安定した作業のため後端にカウンタウェイト２８（図２参照）を有する旋回台２２を備えている。旋回台２２は、下部フレーム１３に旋回ベアリング（不図示）を介して旋回可能に搭載されている。ブーム装置２３がブーム根元支点ピン（不図示）を介して旋回台２２に連結されている。ブーム装置２３は、ブーム根元支点ピンによって起伏可能に支持されている。ブーム装置２３は、油圧アクチュエータ２９が伸縮することによって起伏する。伸縮ブーム２４は、図示されていない油圧アクチュエータを内蔵しており、当該油圧アクチュエータが作動されることにより伸縮する。ブーム装置２３は、油圧モータ（不図示）で駆動されるウインチ２７を備えており、ウインチ２７が作動することによりワークが昇降される。

ブーム装置２３は、上部作業体１２に対して着脱可能である。

下部走行体１１の運転及び上部作業体１２の操作を行うための単一の操縦部２６が、下部走行体１１に支持されている。下部走行体１１の運転とは、例えばラフテレーンクレーン１０を走行させるための車輪１６、１７の駆動及び操舵である。上部作業体１２の操作とは、例えば油圧アクチュエータ２９及び伸縮ブーム２４に内蔵された油圧アクチュエータを介したブーム装置２３の起伏及び伸縮（ブーム操作）である。

本実施形態に係るラフテレーンクレーン１０の特徴とするところは、ディーゼルエンジン２０に隣接して排気浄化装置３０が後に詳述されるレイアウトで搭載されており、かつ後述する昇降用ステップ４６が下部走行体１１の上面５６と排気浄化装置３０との間に形成される隙間４７に配置されている点である。

［排気浄化装置］

図２は、本発明の一実施形態に係るラフテレーンクレーン１０の背面図である。排気浄化装置３０は、ディーゼルエンジン２０から排出される排気ガスの供給を受け、これを浄化する装置である。排気浄化装置３０は、車両後方から見て左側に配置されている。排気浄化装置３０は、ディーゼルエンジン２０に隣接して搭載されている。本実施形態では、排気浄化装置３０にカバー３４が設けられている。カバー３４は、排気浄化装置３０が雨や塵に晒されることを防止する。

図３は、下部走行体１１における排気浄化装置３０及びディーゼルエンジン２０周辺を示す斜視図である。図４は、下部走行体１１における排気浄化装置３０及びディーゼルエンジン２０周辺を示す平面図である。図５は、下部走行体１１における排気浄化装置３０及びディーゼルエンジン２０周辺を示す側面図である。なお、これらの図は、排気浄化装置３０及びディーゼルエンジン２０のレイアウトを示すものであり、図によってはカバー３４やエンジンカバー４９などの図示が省略されている。

排気浄化装置３０は、酸化触媒装置（以下、「ＤＯＣ」と称される。）３１と、所定の還元剤（本実施形態では尿素水）を貯留した尿素水タンク５０と、尿素水を介して排気中の酸化窒素を還元する選択的触媒還元装置（以下、「ＳＣＲ」と称される。）３２と、ＳＣＲ３２に上記尿素水を供給する還元剤供給装置（以下、「ＤＲＴ」と称される。）３３とを備えている。

ディーゼルエンジン２０からの排気は、まずＤＯＣ３１に供給され、順次ＤＲＴ３３及びＳＣＲ３２を通過して排気ガスとしてマフラー３７から大気へと排出される。すなわち、ＤＲＴ３３は、ＤＯＣ３１の下流に配置されており、ＳＣＲ３２は、ＤＲＴ３３の下流に配置されている。なお、本実施形態では、マフラー３７は、上記排気ガスが排出される際の音を低減するもの（いわゆる消音装置）であって、ＳＣＲ３２あるいはその一部を示すものではない。

ＤＯＣ３１は、ディーゼルエンジン２０から延びるエキゾーストパイプ３８に連結されている。

図２が示すように、エキゾーストパイプ３８のＤＯＣ３１側の端部は、エキゾーストパイプ３８のディーゼルエンジン２０側の端部よりも高位置である。これにより、エキゾーストパイプ３８は、排気浄化装置３０に対して水平線４１を基準として傾斜している。本実施形態では、当該傾斜の角度は、３０°である。なお、当該傾斜の角度は、３０°以下であればよい。

ＤＯＣ３１の構造は既知である。ＤＯＣ３１は、排気中に含まれる未燃燃料（ＨＣ等）や一酸化炭素（ＣＯ）の処理、及び排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化することを主目的としている。ＤＯＣ３１は、排気温度の上昇に伴い、ＣＯを二酸化炭素（ＣＯ２）に酸化し、ＨＣを燃焼する機能を有している。図３及び図４が示すように、本実施形態では、ＤＯＣ３１はケーシングを備えており、このケーシングの外形形状は円柱状である。ＤＯＣ３１の中心軸線は、車両の前後方向すなわち下部フレーム１３の長手方向３９に沿っている。エキゾーストパイプ３８から出た排気は、ＤＯＣ３１を長手方向３９の前方へ流れる。

ＳＣＲ３２は、排気中に還元剤を供給して窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元し、最終的に排気を窒素（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）の混合気に変換して大気中に放出する装置である。本実施形態では、ＤＲＴ３３は、排気中のＮＯｘを還元するために尿素水を供給する。ＤＲＴ３３が排気中に尿素水を噴射すると、加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）が生成され、このＮＨ３によってＮＯｘが還元される。なお、ＳＣＲ３２の構造及びＤＲＴ３３の構造も既知である。

本実施形態では、ＤＲＴ３３は、円筒状パイプ４２と、円筒状パイプ４２に連続された供給バルブ４３とを備えており、尿素水タンク５０から尿素水を導入する。供給バルブ４３は、尿素水タンク５０にパイプ５３を介して接続されており、所定の圧力で尿素水を円筒状パイプ４２内に噴射する。ＤＲＴ３３は、ＤＯＣ３１と長手方向３９に沿って直列に配置されている。すなわち、ＤＲＴ３３の中心軸線がＤＯＣ３１の中心軸線と一致しており、ＤＲＴ３３は、ＤＯＣ３１の長手方向３９の前側に配置され且つ前方に延びている。ＤＯＣ３１を通過した排気は、長手方向３９に沿って流れてＤＲＴ３３の円筒状パイプ４２に流入し、供給バルブ４３から尿素水の供給を受ける。

ＳＣＲ３２はケーシングを備えており、その外形形状は円柱状に形成されている。ＳＣＲ３２の中心軸線は、ラフテレーンクレーン１０の長手方向３９に沿っている。

ＳＣＲ３２、ＤＯＣ３１、及びＤＲＴ３３は、長手方向３９と車両の左右方向すなわち下部フレーム１３の短手方向４０とに拡がった仮想水平面４５（図５参照）上に並列配置されている。仮想水平面４５は、上下方向において所定距離を隔てて、下部走行体１１の上面５６（図６参照）よりも上方に位置している。なお、上下方向は、長手方向３９及び短手方向４０と直交する方向である。

本実施形態では、ＳＣＲ３２は、ＤＯＣ３１と短手方向４０に沿って対向するように並列配置されており、両者を略Ｕ字状に形成された連結パイプ４４が連結している。ＤＲＴ３３を通過した排気は、連結パイプ４４に進入し、ＵターンしてＤＲＴ３３の下流に配置されたＳＣＲ３２に流入する。ＳＣＲ３２では、前述のように排気が浄化され、Ｎ２及びＨ２Ｏとして排出される。

［尿素水タンク］

図３に示される尿素水タンク５０は、一般的に尿素水に対して耐食性が高く、耐候性及び耐衝撃性に優れた樹脂やステンレス等の材料で形成される。尿素水タンク５０の形状は特に限定されるものではないが、本実施形態では概ね直方体状に形成されている。

図６は、本発明の一実施形態に係るラフテレーンクレーン１０の側面図であって、昇降用ステップ４６の周辺を示す図である。図６が示すように、尿素水タンク５０は、リヤアクスル１５のうち前側アクスルよりも後方、且つ後側アクスルよりも前方に配置されている。また、図３、４が示すように、尿素水タンク５０は、ＤＯＣ３１、ＤＲＴ３３及びＳＣＲ３２の前方に配置されている。また、尿素水タンク５０は、車両後方から見てディーゼルエンジン２０の左側近傍に配置されている。

図３が示すように、尿素水タンク５０は、下部フレーム１３に固定された支持台５４に支持されている。

［昇降用ステップ］

図１及び図６が示すように、ラフテレーンクレーン１０は、尿素水タンク５０へ尿素水を補給しやすくするとともに、ブーム分解時にブーム根元支点ピンへアクセスしやすくするために、尿素水タンク５０を含む排気浄化装置３０及び根元支点ピンの近傍に昇降用ステップ４６を有する。昇降用ステップ４６は、アルミニウムなどの金属材料で形成される。昇降用ステップ４６は、間隔を空けて配置された２本の縦部材に足場となる横部材が一定間隔で固定されたものである。なお、昇降用ステップ４６は、伸縮自在に構成されていてもよい。

昇降用ステップ４６は、下部走行体１１の上面５６に配置されている。また、昇降用ステップ４６の少なくとも一部は、排気浄化装置３０の真下に配置されている。すなわち、昇降用ステップ４６は、下部走行体１１の上面５６と排気浄化装置３０との間に形成される隙間４７に配置されている。

昇降用ステップ４６の構造は既知であり、ピボット軸を介して上面５６に連結されている。昇降用ステップ４６は、ピボット軸を中心に回動可能であり、下部走行体１１の側方に張り出すことができる。また、昇降用ステップ４６は、中間部分５５で屈曲可能であり、折れ曲がることにより、下部走行体１１に立て掛けた状態となる。

［ラフテレーンクレーンによる作用効果］

アウトリガ１８、１９が着脱自在な構造を有する大型のラフテレーンクレーン１０では、ブーム装置２３に設けられるカウンタウェイト２８も大型化するため、排気浄化装置３０及び昇降用ステップ４６を配置すべき空間すなわち下部走行体１１の上面５６とカウンタウェイト２８の下面３５（図６参照）との間の空間が狭くなる。ところで、本実施形態によれば、ＤＯＣ３１、ＤＲＴ３３及びＳＣＲ３２が仮想水平面４５上で並列配置されているから、これらにより構成される排気浄化装置３０の垂直方向すなわち下部走行体１１の高さ方向の寸法が抑えられる。したがって、昇降用ステップ４６のレイアウト設計において仮想水平面４５と下部走行体１１の上面５６との距離が容易に確保され、昇降用ステップ４６は、排気浄化装置３０と共に下部走行体１１の上面５６にコンパクトに配置され得る。

また、本実施形態では、ＤＯＣ３１及びＳＣＲ３２が並列に配されるが、ＤＲＴ３３がＤＯＣ３１と長手方向３９に沿って直列に接合されるから、排気浄化装置３０が搭載されるために必要な車幅方向の寸法も抑えられる。

また、本実施形態では、エキゾーストパイプ３８が傾斜することにより、これに連結される排気浄化装置３０の車幅方向の張り出しが抑えられる。すなわち、排気浄化装置３０が搭載されるために必要な車幅方向の寸法がより一層抑えられる。

［変形例］

上述した実施形態では、排気浄化装置３０は、図２が示すように車両後方から見てディーゼルエンジン２０の左側に隣接する位置に配置されているが、当該位置に限定されるものではない。例えば、排気浄化装置３０は、車両後方から見てディーゼルエンジン２０の右側に隣接する位置に配置されていてもよい。

上述の実施形態では、ＤＲＴ３３は、ＤＯＣ３１と長手方向３９に沿って直列に配置されていたが、ＳＣＲ３２と長手方向３９に沿って直列に配置されていてもよい。具体的には、ＤＲＴ３３は、連結パイプ４４の下流且つＳＣＲ３２の上流に配置され且つＤＯＣ３１と並列に配置されていてもよい。そして、ＤＯＣ３１を通過した排気は、連結パイプ４４を経てＤＲＴ３３に流入してもよい。

上述の実施形態では、ＤＯＣ３１及びＳＣＲ３２は、短手方向４０に沿って対向するように並列配置されていたが、短手方向４０に沿って対向していなくてもよい。例えば、ＤＯＣ３１及びＳＣＲ３２は、長手方向３９に沿って対向するように並列配置されていてもよい。

１０・・・ラフテレーンクレーン
１１・・・下部走行体
１３・・・下部フレーム
１４・・・フロントアクスル
１５・・・リヤアクスル
１８・・・フロントアウトリガ
１９・・・リヤアウトリガ
２０・・・ディーゼルエンジン
２３・・・ブーム装置
２６・・・操縦部
２９・・・油圧アクチュエータ
３０・・・排気浄化装置
３１・・・ＤＯＣ（酸化触媒装置）
３２・・・ＳＣＲ（選択的触媒還元装置）
３３・・・ＤＲＴ（還元剤供給装置）
３８・・・エキゾーストパイプ
４５・・・仮想水平面
４６・・・昇降用ステップ

Claims (3)

1. フロントアクスル及びリヤアクスルを有する下部走行体と、当該下部走行体の上部に配置されたブーム装置と、走行及び油圧アクチュエータを介したブーム操作を行う単一の操縦部とを有し、上記下部走行体は、下部フレームと、当該下部フレームの端部に着脱自在に設けられたアウトリガと、上記下部フレームの後端部上側に配置され、上記各アクスルを駆動し且つ上記油圧アクチュエータに油圧を供給するエンジンと、昇降用ステップとを有するラフテレーンクレーンであって、
   上記エンジンから延びるエキゾーストパイプに連結され、排気が送給される酸化触媒装置、当該酸化触媒装置の下流に配置された還元剤供給装置及び当該還元剤供給装置の下流に配置された選択的触媒還元装置とを有する排気浄化装置が搭載され、
   上記酸化触媒装置、還元剤供給装置及び選択的触媒還元装置は、上記下部走行体の上面と所定距離だけ離間した仮想水平面上に並列配置されており、
   上記昇降用ステップは、上記下部走行体の上面と上記排気浄化装置との間に形成される隙間に配置されているラフテレーンクレーン。
2. 上記還元剤供給装置は、上記酸化触媒装置又は上記選択的触媒還元装置と上記下部フレームの長手方向に沿って直列配置されると共に、上記酸化触媒装置及び上記選択的触媒還元装置は、上記下部フレームの短手方向に沿って対向するように並列配置されている請求項１に記載のラフテレーンクレーン。
3. 上記エキゾーストパイプは、上記排気浄化装置に対して水平線を基準として３０°以下の角度で傾斜している請求項１又は２に記載のラフテレーンクレーン。
   
   
   
   
   
   

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