排気ガス浄化装置
【課題】 浄化部筒体に内蔵した処理部材に対するクリーニング作業を行うときの作業性を高める。
【解決手段】 上流筒体２２及び下流筒体２８が接続されたフィルタ用筒体３２を、筒状ケース３３と、筒状ケース３３の上面側に形成された開口部３４と、開口部３４を開閉可能に覆う蓋体３７とにより構成し、蓋体３７を取外すことにより開口部３４を開放する構成とする。これにより、フィルタ用筒体３２を、上流筒体２２及び下流筒体２８に接続したまま、粒子状物質除去フィルタ４１のみを単独で、開口部３４を通じて筒状ケース３３から取外すことができる。この結果、粒子状物質除去フィルタ４１に対するクリーニング作業等を行う場合に、フィルタ用筒体３２から上流筒体２２、下流筒体２８を取外すといった煩雑な前作業を不要にでき、この分、クリーニング作業等を行うときの作業性を高めることができる。
【解決手段】 上流筒体２２及び下流筒体２８が接続されたフィルタ用筒体３２を、筒状ケース３３と、筒状ケース３３の上面側に形成された開口部３４と、開口部３４を開閉可能に覆う蓋体３７とにより構成し、蓋体３７を取外すことにより開口部３４を開放する構成とする。これにより、フィルタ用筒体３２を、上流筒体２２及び下流筒体２８に接続したまま、粒子状物質除去フィルタ４１のみを単独で、開口部３４を通じて筒状ケース３３から取外すことができる。この結果、粒子状物質除去フィルタ４１に対するクリーニング作業等を行う場合に、フィルタ用筒体３２から上流筒体２２、下流筒体２８を取外すといった煩雑な前作業を不要にでき、この分、クリーニング作業等を行うときの作業性を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンから排出される排気ガス中の有害物質を除去するのに用いて好適な排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部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、上部旋回体は、旋回フレームの後部側に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、旋回フレームの前部側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等を搭載している。
【０００３】
ここで、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、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を排出するとされている。そこで、油圧ショベルは、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガス浄化装置を設ける構成としている。
【０００４】
この排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素水溶液を用いて浄化する選択還元触媒、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を酸化除去する酸化触媒等の処理部材を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２０２７７号公報
【０００６】
ここで、特許文献１による排気ガス浄化装置は、例えばエンジンの排気ガスの流れ方向で上流側に配置された上流筒体と、下流側に配置された下流筒体と、これら各筒体間に直列に設けられた浄化部筒体とを備え、この浄化部筒体の内部に、粒子状物質除去フィルタ、酸化触媒、選択還元触媒等の処理部材を収容している。そして、これら上流筒体、浄化部筒体、下流筒体は、フランジ接続等の手段を用いて互いに直列に接続された状態で、上部旋回体に設けられたエンジン等の構造体に取付けられる構成となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、排気ガスを浄化処理する粒子状物質除去フィルタは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであるから、捕集して堆積した粒子状物質を定期的に除去するクリーニング作業を行う必要がある。ここで、粒子状物質除去フィルタのクリーニング作業を行う場合には、まず、浄化部筒体から上流筒体と下流筒体とを取外した状態で、エンジン等の構造体から浄化部筒体を取外し、この浄化部筒体内に収容された粒子状物質除去フィルタを外部に取出してクリーニングを行う。
【０００８】
そして、クリーニングが終了した粒子状物質除去フィルタを、浄化部筒体内に取付けた後、浄化部筒体を再びエンジン等の構造体に取付け、上流筒体と下流筒体とを浄化部筒体に取付ける。
【０００９】
しかし、上述した特許文献１による排気ガス浄化装置では、粒子状物質除去フィルタ等を収容した浄化部筒体を、Ｕボルトとナットを用いてエンジンに取付けている。このため、浄化部筒体を取外すときには、浄化部筒体のフランジ部を、上流筒体及び下流筒体のフランジ部から取外した状態で、浄化部筒体をエンジン側に固定しているＵボルト、ナットを取外す必要がある。
【００１０】
この結果、粒子状物質除去フィルタに対するクリーニング作業、点検作業、修理作業を行うときに、この粒子状物質除去フィルタの取外し作業、取付け作業に手間を要し、クリーニング作業等を行うときの作業性が低下してしまうという問題がある。
【００１１】
また、排気ガス処理装置がＮＯｘ浄化装置である場合には、処理部材である尿素噴射弁、選択還元触媒等に付着した尿素水溶液から析出される付着物を定期的に除去する必要があるため、上述した粒子状物質除去フィルタのクリーニング作業と同様に、浄化部筒体に対するＮＯｘ浄化装置の取外し作業、取付け作業に手間を要してしまう。
【００１２】
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、浄化部筒体に内蔵した処理部材に対するクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行うときの作業性を高めることができるようにした排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため本発明は、車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路に設けられた上流筒体と、該上流筒体の下流側に設けられた下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続して設けられ排気ガスを浄化処理するため処理部材が内蔵された浄化部筒体とを備えてなる排気ガス浄化装置に適用される。
【００１４】
そして、請求項１の発明の特徴は、前記浄化部筒体は、内部に前記処理部材を収容する筒状ケースと、該筒状ケースの上面側に形成され前記処理部材を取付け、取外しするための開口部と、該開口部を開閉可能に覆う蓋体とにより構成したことにある。
【００１５】
請求項２の発明は、前記蓋体は、前記筒状ケースに対して締結部材を用いて取付け、取外し可能に設け、前記蓋体と前記筒状ケースとの間には前記開口部を取囲んでガスケットを設ける構成としたことにある。
【００１６】
請求項３の発明は、前記筒状ケースと前記蓋体とのうち少なくとも一方側の内側面には、前記処理部材を前記筒状ケースの内部で固定するストッパを設ける構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、蓋体を開くことにより、筒状ケースの上面側に設けられた開口部を開放することができるので、筒状ケースの内部に収容された処理部材を開口部を通じて外部に取外すことができる。このため、浄化部筒体を上流筒体及び下流筒体に接続したまま、処理部材だけを浄化部筒体の筒状ケースから取外すことができる。
【００１８】
従って、例えば処理部材に対するクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、浄化部筒体に接続された上流筒体、下流筒体を取外すといった煩雑な前作業を不要にでき、この分、処理部材に対するクリーニング作業等を行うときの作業性を高めることができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、浄化部筒体に上流筒体、下流筒体を接続したままでも、締結部材による締結状態を解除することにより、浄化部筒体の筒状ケースから蓋体を容易に取外すことができ、筒状ケースの上面側に設けられた開口部を開放することができる。これにより、開口部を通じて筒状ケースの外部に処理部材を取出すことができ、この処理部材に対するクリーニング作業等を容易に行うことができる。
【００２０】
一方、クリーニングされた処理部材を開口部を通じて筒状ケース内に取付けた後には、筒状ケースに締結部材を用いて蓋体を取付けることにより、この蓋体によって開口部を覆うことができる。この場合、筒状ケースと蓋体との間には、開口部を取囲んでガスケットが設けられるので、筒状ケースと蓋体との取付面間をガスケットによって確実に封止することができる。この結果、浄化部筒体に導入された排気ガスが、浄化部筒体の筒状ケースと蓋体との間の隙間を通じて外部に漏れることがなく、排気ガスを確実に処理部材へと導くことができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、浄化部筒体の筒状ケース内に処理部材を取付け、筒状ケースの開口部を蓋体で覆った状態で、これら筒状ケースと蓋体とのうち少なくとも一方側に設けられたストッパによって、処理部材を筒状ケースの内部で固定することができる。これにより、クリーニング等を行った処理部材を筒状ケース内に取付けるだけで、浄化部筒体内の適正な位置に処理部材を配置することができ、クリーニング後における処理部材の適正な動作を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る排気ガス浄化装置の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
本実施の形態では、排気ガス浄化装置として、エンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ）を粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）によって除去する粒子状物質除去装置（ＰＭ除去装置）を例示している。
【００２４】
そして、本実施の形態に用いる排気ガス除去装置は、酸化触媒と消音器筒体を収容した上流筒体と、消音器筒体を収容した下流筒体と、粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体との３個の筒体をボルトとナットを用いて直列に連結し、支持脚によりエンジン側に取付ける構成としている。
【００２５】
図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルで、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、該下部走行体２と共に車体をなす上部旋回体４と、該上部旋回体４の前部側に俯仰動可能に設けられ掘削作業等を行う作業装置５とにより大略構成されている。また、上部旋回体４は、後述の旋回フレーム６、キャブ７、エンジン８、排気ガス浄化装置２１等により構成されている。
【００２６】
６は上部旋回体４のベースとなる旋回フレームで、該旋回フレーム６は、強固な支持構造体をなし、旋回装置３を介して下部走行体２上に取付けられている。ここで、旋回フレーム６は、図２に示す如く、前，後方向に延びる厚肉な底板６Ａと、該底板６Ａ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６Ｂ，右縦板６Ｃと、左縦板６Ｂから左方向に張出した複数本の左張出しビーム６Ｄと、右縦板６Ｃから右方向に張出した複数本の右張出しビーム６Ｅと、各左張出しビーム６Ｄの先端に固着され前，後方向に延びた左サイドフレーム６Ｆと、各右張出しビーム６Ｅの先端に固着され前，後方向に延びた右サイドフレーム６Ｇとにより大略構成されている。
【００２７】
７は旋回フレーム６の左前部側に搭載されたキャブ（図１参照）で、該キャブ７は、オペレータの運転室を画成するものである。また、キャブ７の内部には、オペレータが着座する運転席、各種操作レバー（いずれも図示せず）等が配設されている。
【００２８】
８は旋回フレーム６の後側に横置き状態で搭載されたエンジンで、このエンジン８は、例えば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８の右側には、図２に示すように、排気ガスを排出する排気ガス通路の一部をなす排気管９が設けられ、該排気管９の途中部位には後述の排気ガス浄化装置２１が取付けられている。
【００２９】
ここで、エンジン８は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の有害物質を、排気ガスと一緒に排出してしまうものである。そこで、排気管９に取付けられる排気ガス浄化装置２１は、後述するように、一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化して除去する酸化触媒２５、粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ４１を含んで構成されている。
【００３０】
１０はエンジン８の右側に取付けられた油圧ポンプで、該油圧ポンプ１０は、エンジン８によって駆動されることにより、油圧ショベル１に搭載された各種油圧アクチュエータに向けて作動用の圧油を吐出するものである。ここで、油圧ポンプ１０は、図４に示すように、エンジン８に対面する左側の端部がフランジ部１０Ａとなり、このフランジ部１０Ａがエンジン８にボルト止めされている。また、油圧ポンプ１０のフランジ部１０Ａをエンジン８に取付けるときには、後述の浄化装置支持ブラケット１６が一緒に取付けられる構成となっている。
【００３１】
１１はエンジン８の左側に位置して設けられた熱交換器で、該熱交換器１１は、例えばラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ等からなり、エンジン８の作動時に供給される冷却風中に冷媒の熱を放出することにより、エンジン冷却水、作動油、過給空気を冷却するものである。
【００３２】
１２は油圧ポンプ１０の前側に位置して旋回フレーム６の右側に搭載された作動油タンクで、この作動油タンク１２は、油圧ポンプ１０に供給する作動油を貯えるものである。また、１３は作動油タンク１２の前側に設けられた燃料タンクで、この燃料タンク１３は、内部にエンジン８に供給する燃料を貯えるものである。
【００３３】
１４はエンジン８の後側に位置して旋回フレーム６の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト１４は、作業装置５との重量バランスをとるものである。また、１５はカウンタウエイト１４の前側に配設された建屋カバーで、該建屋カバー１５は、エンジン８、油圧ポンプ１０、熱交換器１１等を収容するものである。
【００３４】
１６はエンジン８の右側に位置して設けられた浄化装置支持ブラケットで、該浄化装置支持ブラケット１６は、後述の排気ガス浄化装置２１を支持する上部旋回体４側の構造体を構成している。そして、浄化装置支持ブラケット１６は、油圧ポンプ１０のフランジ部１０Ａと一緒にエンジン８に取付けられる支持台１６Ａと、該支持台１６Ａ上に前，後方向に間隔をもって配置され、複数個の防振部材１６Ｂ（２個のみ図示）を介して防振支持された前側取付板１６Ｃ、後側取付板１６Ｄとにより大略構成されている。
【００３５】
次に、エンジン８から排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置について述べる。
【００３６】
即ち、２１はエンジン８の上部右側に位置して排気管９に接続された排気ガス浄化装置で、該排気ガス浄化装置２１は、排気管９と共に排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが流通する間に、この排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。また、排気ガス浄化装置２１は、前，後方向の前側が上流側となり後側が下流側となるように、エンジン８の上部に前，後方向に延びる縦置き状態に配置されている。
【００３７】
そして、排気ガス浄化装置２１は、図３ないし図６に示すように、後述の上流筒体２２と下流筒体２８と浄化部筒体としてのフィルタ用筒体３２とからなる３個の筒体を、互いに直列に接続することにより構成されている。また、図８に示すように、上流筒体２２には、後述する流入管２４の消音器筒体２４Ｂと酸化触媒２５とが収容され、下流筒体２８には、後述する流出管３０の消音器筒体３０Ｂが収容され、フィルタ用筒体３２には後述の粒子状物質除去フィルタ４１が収容されている。
【００３８】
２２は排気ガス浄化装置２１の前部側に位置して排気ガス通路の上流側に設けられた上流筒体で、該上流筒体２２は、排気ガスが流入する入口部分を構成している。そして、上流筒体２２は、図５及び図８等に示すように、後述の筒状ケース２３と、流入管２４と、酸化触媒２５と、支持脚２６とにより大略構成されている。
【００３９】
２３は上流筒体２２の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース２３は、大径な円筒状をなす円筒部２３Ａと、該円筒部２３Ａの前側（上流側）を閉塞して設けられた蓋部２３Ｂと、円筒部２３Ａの後側（下流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられたフランジ部２３Ｃとにより構成されている。そして、フランジ部２３Ｃには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔２３Ｄが設けられている。
【００４０】
また、筒状ケース２３には、図３及び図４に示すように、円筒部２３Ａの上部に位置して２個の温度センサ取付口２３Ｅが設けられている。この２個の温度センサ取付口２３Ｅは、後述の温度センサ４８，４９を取付けるもので、後述の酸化触媒２５を前，後方向で挟む２箇所に配置されている。また、円筒部２３Ａの後側位置には、例えば右側に位置して上流側の圧力取出部２３Ｆが設けられ、該圧力取出部２３Ｆは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、後述する粒子状物質除去フィルタ４１の上流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ４７が上流側配管４７Ａを介して接続される構成となっている。
【００４１】
２４は筒状ケース２３の前側（上流側）に設けられた流入管で、該流入管２４は、筒状ケース２３の円筒部２３Ａを直径方向に貫通している（図１０参照）。また、図２に示すように、筒状ケース２３から突出した流入管２４の一端側は、排気管９に向けて左側方に延び、当該排気管９に接続されている。一方、流入管２４の他端側は閉塞板２４Ａによって閉塞されている。そして、流入管２４は、筒状ケース２３の内部で消音器筒体２４Ｂを構成し、この消音器筒体２４Ｂに設けられた多数個の小孔２４Ｃを排気ガスが通過することにより、排気音が低減されるものである。
【００４２】
２５は流入管２４の下流側に位置して筒状ケース２３内に収容された酸化触媒で、該酸化触媒２５は、排気ガスを浄化処理する処理部材の１つを構成するものである。ここで、酸化触媒２５は、図６及び図８に示すように、例えば円筒部２３Ａの内径寸法と同等の外径寸法をもった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２５Ａ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２５は、所定の温度下で各貫通孔２５Ａ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）等を酸化して除去し、窒素酸化物（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）として除去するものである。
【００４３】
２６は筒状ケース２３（円筒部２３Ａ）の下面側に設けられた支持脚で、該支持脚２６は、図８に示すように、板体を略Ｗ字状に折曲げることにより形成され、その上端側が円筒部２３Ａの下面に溶接等の手段を用いて固着されている。そして、支持脚２６の下端側は、浄化装置支持ブラケット１６の前側取付板１６Ｃにボルト止めされる構成となっている。
【００４４】
２７は筒状ケース２３のフランジ部２３Ｃに設けられた２個の位置決め板で、該各位置決め板２７は、図６に示すように、フランジ部２３Ｃの下端側外周に所定の間隔をもって後側に突出するように取付けられている。そして、各位置決め板２７は、後述のフィルタ用筒体３２を構成する筒状ケース３３の前側フランジ部３３Ｂに下側から当接することにより、このフィルタ用筒体３２の筒状ケース３３を、上流筒体２２とほぼ同軸となる位置に位置決めするものである。
【００４５】
２８は排気ガス浄化装置２１の後部側に位置して上流筒体２２の下流側に設けられた下流筒体で、該下流筒体２８は、フィルタ用筒体３２を挟んで上流筒体２２とは反対側に配置され、排気ガスを流出する出口部分を構成している。そして、下流筒体２８は、図５及び図８に示すように、後述の筒状ケース２９と、流出管３０と、支持脚３１とにより大略構成されている。
【００４６】
２９は下流筒体２８の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース２９は、上流筒体２２の筒状ケース２３とほぼ同様に、大径な円筒状をなす円筒部２９Ａと、該円筒部２９Ａの後側（下流側）を閉塞して設けられた蓋部２９Ｂと、円筒部２９Ａの前側（上流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられたフランジ部２９Ｃとにより構成されている。そして、フランジ部２９Ｃには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔２９Ｄが設けられている。
【００４７】
また、円筒部２９Ａの後側位置には、例えば右側に位置して下流側の圧力取出部２９Ｅが設けられ、該圧力取出部２９Ｅは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、粒子状物質除去フィルタ４１の下流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ４７が下流側配管４７Ｂを介して接続される構成となっている。
【００４８】
３０は筒状ケース２９の後側（下流側）に設けられた尾管と呼ばれる流出管で、該流出管３０は、筒状ケース２９の円筒部２９Ａを直径方向に貫通している（図８参照）。また、筒状ケース２９から突出した流出管３０の上端側は、図１に示す建屋カバー１５の上方に突出して大気に解放されている。一方、流出管３０の下端側は閉塞板３０Ａによって閉塞されている。そして、流出管３０は、筒状ケース２９の内部で消音器筒体３０Ｂを構成し、この消音器筒体３０Ｂに設けられた多数個の小孔３０Ｃを排気ガスが通過することにより、排気音が低減されるものである。
【００４９】
３１は筒状ケース２９（円筒部２９Ａ）の下面側に設けられた支持脚で、該支持脚３１は、上流筒体２２の支持脚２６と同様に、板体を略Ｗ字状に折曲げることにより形成され、その上端側が円筒部２９Ａの下面に固着されている。そして、支持脚３１の下端側は、浄化装置支持ブラケット１６の後側取付板１６Ｄにボルト止めされる構成となっている。
【００５０】
３２は上流筒体２２と下流筒体２８との間に直列に接続して設けられた浄化部筒体としてのフィルタ用筒体で、該フィルタ用筒体３２は、処理部材としての粒子状物質除去フィルタ４１を内蔵するものである。そして、フィルタ用筒体３２は、図７ないし図９に示すように、後述の筒状ケース３３と、開口部３４と、蓋体３７とにより大略構成されている。
【００５１】
３３はフィルタ用筒体３２の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース３３は、その内部に粒子状物質除去フィルタ４１を収容するものである。ここで、筒状ケース３３は、上流筒体２２の筒状ケース２３及び下流筒体２８の筒状ケース２９とほぼ等しい外径寸法を有する円筒部３３Ａと、該円筒部３３Ａの前側（上流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられた前側フランジ部３３Ｂと、円筒部３３Ａの後側（下流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられた後側フランジ部３３Ｃとにより大略構成されている。
【００５２】
そして、前側フランジ部３３Ｂには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔３３Ｄが設けられ、前側フランジ部３３Ｂは、各ボルト挿通孔３３Ｄに挿通された後述のボルト４５及びナット４６を用いて、上流筒体２２を構成する筒状ケース２３のフランジ部２３Ｃに直列に接続される構成となっている。また、後側フランジ部３３Ｃにも、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔３３Ｅが設けられ、後側フランジ部３３Ｃは、各ボルト挿通孔３３Ｅに挿通されたボルト４５及びナット４６を用いて、下流筒体２８を構成する筒状ケース２９のフランジ部２９Ｃに直列に接続される構成となっている。
【００５３】
３４は筒状ケース３３を構成する円筒部３３Ａの上面側に設けられた開口部で、該開口部３４は、筒状ケース３３に対し、後述の粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３の径方向、例えば上，下方向に取付け、取外しするために、筒状ケース３３の内部と外部とを連通させるものである。
【００５４】
ここで、開口部３４は、筒状ケース３３を構成する円筒部３３Ａの軸方向の中間部位を、その上面から軸中心に亘って半円形状に切欠くことにより形成されている。これにより、円筒部３３Ａのうち開口部３４が設けられた軸方向の中間部位は、断面半円形状をなすフィルタ受部３３Ｆとなり、該フィルタ受部３３Ｆによって粒子状物質除去フィルタ４１を下側から支持する構成となっている。
【００５５】
３５，３５は開口部３４を挟んで円筒部３３Ａの外周側に設けられた左，右のケース側ブラケットで、これら各ケース側ブラケット３５は、後述の蓋体３７を取付けるものである。そして、各ケース側ブラケット３５は、円筒部３３Ａの外周面から径方向に突出し、軸方向に沿って前，後方向に延びている。また、ケース側ブラケット３５には、前，後方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔３５Ａが上，下方向に貫通して設けられ、これら各ボルト挿通孔３５Ａと対応するケース側ブラケット３５の下面側には、ナット３５Ｂが溶接されている（図９参照）。
【００５６】
３６，３６は円筒部３３Ａのフィルタ受部３３Ｆに設けられた前，後のストッパで、該各ストッパ３６は、粒子状物質除去フィルタ４１を、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３内で軸方向に固定するものである。ここで、各ストッパ３６は、半円弧状をなす板体として形成され、粒子状物質除去フィルタ４１の軸方向寸法よりも僅かに大きな間隔をもって前，後方向で対面した状態で、フィルタ受部３３Ｆの内側面に溶接等の手段を用いて固着されている。従って、図８に示すように、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆ上に配置した状態で、各ストッパ３６が粒子状物質除去フィルタ４１の両端部に係合することにより、当該粒子状物質除去フィルタ４１を、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３内で軸方向に固定することができる構成となっている。
【００５７】
３７は筒状ケース３３に形成された開口部３４を開閉可能に覆う蓋体で、該蓋体３７は、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に収容した状態で、開口部３４を閉塞するものである。ここで、蓋体３７は、図７ないし図９に示すように、筒状ケース３３の円筒部３３Ａとほぼ等しい曲率をもって折曲げられた断面半円形状をなす板体として形成されている。この場合、蓋体３７の長手寸法は開口部３４の長手寸法よりも大きく形成され、蓋体３７の長手方向の両端側は、筒状ケース３３の両端側で円筒部３３Ａの上面に被さるように設定されている。また、蓋体３７の下端部には、筒状ケース３３の各ケース側ブラケット３５と対面する平板状の左，右の蓋体側ブラケット３７Ａ，３７Ａが、長手方向に延びて設けられ、これら各蓋体側ブラケット３７Ａには複数個のボルト挿通孔３７Ｂが上，下方向に貫通して設けられている。
【００５８】
３８，３８，…は筒状ケース３３と蓋体３７との間に取付け、取外し可能に設けられた締結部材としてのボルトで、これら各ボルト３８は、蓋体側ブラケット３７Ａのボルト挿通孔３７Ｂと、ケース側ブラケット３５のボルト挿通孔３５Ａとに上方から挿通され、ケース側ブラケット３５の下面側に固着したナット３５Ｂに螺着されるものである。これにより、筒状ケース３３に対しボルト３８を用いて蓋体３７を着脱可能に取付けることができ、該蓋体３７によって開口部３４を覆うことができる構成となっている。
【００５９】
３９，３９は蓋体３７に設けられた前，後のストッパで、該各ストッパ３９は、半円弧状をなす板体として形成され、粒子状物質除去フィルタ４１の軸方向寸法よりも僅かに大きな間隔をもって前，後方向で対面した状態で、蓋体３７の内側周面に溶接等の手段を用いて固着されている。従って、図８に示すように、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆ上に配置し、蓋体３７を筒状ケース３３に取付けた状態で、各ストッパ３９が粒子状物質除去フィルタ４１の両端部に係合することにより、当該粒子状物質除去フィルタ４１を、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３内で軸方向に固定することができる構成となっている。
【００６０】
４０は筒状ケース３３と蓋体３７との間に設けられたガスケットで、該ガスケット４０は、筒状ケース３３の開口部３４を取囲み、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間を気密に封止するものである。ここで、ガスケット４０は、図７ないし図９に示すように、蓋体３７とほぼ同様な断面半円形状をなす板体として形成されている。また、ガスケット４０の下端部には、筒状ケース３３のケース側ブラケット３５と蓋体３７の蓋体側ブラケット３７Ａとの間で挟持される平板状の左，右の挟持部４０Ａ，４０Ａが設けられ、これら各挟持部４０Ａには、ボルト３８が挿通される複数個のボルト挿通孔４０Ｂが設けられている。また、ガスケット４０のうち蓋体３７の内側面に設けた各ストッパ３９と対応する部位には、各ストッパ３９が挿通される切欠部４０Ｃ，４０Ｃが設けられ、これら各切欠部４０Ｃの間は厚肉部４０Ｄとなっている（図８参照）。
【００６１】
そして、ガスケット４０は、筒状ケース３３内に粒子状物質除去フィルタ４１を収容した状態で、筒状ケース３３の円筒部３３Ａ及びケース側ブラケット３５と、蓋体３７及び蓋体側ブラケット３７Ａとの間に配置され、ボルト３８を用いて蓋体３７を筒状ケース３３に締結することにより、開口部３４を取囲んだ状態で、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間を気密に封止する。この場合、蓋体３７の各ストッパ３９間にはガスケット４０の厚肉部４０Ｄが配置され、この厚肉部４０Ｄは、粒子状物質除去フィルタ４１の外周面に当接することにより、粒子状物質除去フィルタ４１と蓋体３７との間の隙間を閉塞する構成となっている。
【００６２】
４１は筒状ケース３３内に収容された粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）で、該粒子状物質除去フィルタ４１は、処理部材の１つを構成するものである。そして、図７ないし図９に示すように、粒子状物質除去フィルタ４１は、例えばセラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円筒状に形成されたフィルタ本体４２と、該フィルタ本体４２の外周側に全周に亘って設けられた緩衝材層４３と、該緩衝材層４３の外周側に全周に亘って設けられた断熱材層４４とにより大略構成されている。
【００６３】
ここで、フィルタ本体４２は、軸方向に多数の小孔４２Ａが設けられたハニカム構造のセル状筒体をなし、各小孔４２Ａは、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材４２Ｂによって閉塞されている。そして、フィルタ本体４２は、上流側から各小孔４２Ａに流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質を捕集し、排気ガスのみを隣の小孔４２Ａを通じて下流側へと流出させる。
【００６４】
この場合、フィルタ本体４２によって捕集した粒子状物質は、燃焼して除去されるが、その一部は灰となって小孔４２Ａ内に徐々に堆積する。また、その他の未燃焼残留物、例えばエンジンオイル中の重金属、カルシウム等も徐々に堆積する。そこで、後述の圧力センサ４７によって、粒子状物質除去フィルタ４１の上流側の圧力と下流側の圧力を計測し、上流側と下流側の圧力差が所定の値に達したときには、粒子状物質除去フィルタ４１をフィルタ用筒体３２の筒状ケース３３から取外し、堆積物をクリーニングする構成となっている。
【００６５】
４５は上流筒体２２とフィルタ用筒体３２との間、及び下流筒体２８とフィルタ用筒体３２との間を接続する複数本のボルトで、これら各ボルト４５は、上流筒体２２を構成する筒状ケース２３のフランジ部２３Ｃに設けられたボルト挿通孔２３Ｄと、フィルタ用筒体３２を構成する筒状ケース３３の前側フランジ部３３Ｂに設けられたボルト挿通孔３３Ｄとに挿通された状態でナット４６を螺着することにより、上流筒体２２とフィルタ用筒体３２との間を分解可能に接続すると共に、下流筒体２８を構成する筒状ケース２９のフランジ部２９Ｃに設けられたボルト挿通孔２９Ｄと、フィルタ用筒体３２を構成する筒状ケース３３の後側フランジ部３３Ｃに設けられたボルト挿通孔３３Ｅとに挿通された状態でナット４６を螺着することにより、下流筒体２２とフィルタ用筒体３２との間を分解可能に接続するものである。
【００６６】
４７は上流筒体２２の外周側に設けられた圧力センサで、該圧力センサ４７は、粒子状物質、未燃焼残留物等の堆積量を推測するために、粒子状物質除去フィルタ４１の上流側と下流側の圧力（圧力差）を検出するものである。そして、圧力センサ４７は、その上流側配管４７Ａが上流筒体２２の筒状ケース２３の圧力取出部２３Ｆに接続され、下流側配管４７Ｂが下流筒体２８の筒状ケース２９の圧力取出部２９Ｅに接続されている。
【００６７】
４８は上流筒体２２の筒状ケース２３の上流側に設けられた上流側温度センサで、該上流側温度センサ４８は、筒状ケース２３の上流側に位置する温度センサ取付口２３Ｅに取付けられ、コントローラ（図示せず）に接続されている。そして、上流側温度センサ４８は、酸化触媒２５が機能することができる温度であるか確認するために、筒状ケース２３に流入する排気ガスの温度を検出するものである。
【００６８】
４９は上流筒体２２の筒状ケース２３の下流側に設けられた下流側温度センサで、この下流側温度センサ４９は、粒子状物質除去フィルタ４１によって捕集した粒子状物質の酸化（再生）が可能であるか確認するために、酸化触媒２５を通過した排気ガスの温度を検出するものである。
【００６９】
本実施の形態による排気ガス浄化装置２１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１によって掘削作業等を行うためにエンジン８を作動させると、エンジン８から排気管９に、粒子状物質、窒素酸化物等の有害物質を含む排気ガスが排出され、この排気ガスは、流入管２４を通じて排気ガス浄化装置２１に導入される。
【００７０】
このとき、排気ガス浄化装置２１は、上流筒体２２内に収容された酸化触媒２５を排気ガスが通過するときに、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。そして、酸化触媒２５を通過した排気ガスが、フィルタ用筒体３２内に収容された粒子状物質除去フィルタ４１を通過するときに、この粒子状物質除去フィルタ４１のフィルタ本体４２によって、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を燃焼（再生）して除去する。
【００７１】
このようにして、排気ガス浄化装置２１によって浄化された排気ガスは、下流筒体２８内で流出管３０の消音器筒体３０Ｂによって消音された後、流出管３０を通じて外部に排出される。
【００７２】
このように、粒子状物質除去フィルタ４１のフィルタ本体４２によって捕集した粒子状物質は、燃焼して除去されるが、その一部は灰となってフィルタ本体４２の小孔４２Ａ内に徐々に堆積する。また、その他の未燃焼残留物、例えばエンジンオイル中の重金属、カルシウム等も徐々に堆積する。
【００７３】
このため、圧力センサ４７によって粒子状物質除去フィルタ４１の上流側の圧力と下流側の圧力差を計測し、この圧力差が所定の値に達したときには、粒子状物質除去フィルタ４１をフィルタ用筒体３２の筒状ケース３３から取外し、堆積物をクリーニングする必要がある。
【００７４】
そこで、粒子状物質除去フィルタ４１に堆積した粒子状物質を除去するためのクリーニング作業について説明する。
【００７５】
このクリーニング作業を行う場合には、まず、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３に蓋体３７を締結している各ボルト３８を、筒状ケース３３のケース側ブラケット３５に固着したナット３５Ｂから上方に抜取る。これにより、蓋体３７とガスケット４０とを、筒状ケース３３から上方に取外すことができ、筒状ケース３３の開口部３４を開放することができる。
【００７６】
このとき、粒子状物質除去フィルタ４１は、筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆ上に載置されているだけで、粒子状物質除去フィルタ４１の上半分は、開口部３４を通じて筒状ケース３３の外部に露出している。従って、作業者は、粒子状物質除去フィルタ４１の上半分を把持してこれを上方に持ち上げることにより、粒子状物質除去フィルタ４１のみを単独で、開口部３４を通じて容易に筒状ケース３３の外部に取外すことができる。
【００７７】
このように、フィルタ用筒体３２を上流筒体２２及び下流筒体２８に接続したまま、筒状ケース３３から蓋体３７を取外すだけで、開口部３４を通じて粒子状物質除去フィルタ４１のみを取出すことができる。
【００７８】
この場合、粒子状物質除去フィルタ４１は、筒状ケース３３の開口部３４を通じて上方に取外すことができるので、排気ガス浄化装置２１が、エンジン８、油圧ポンプ１０等の搭載機器類と共に建屋カバー１５内の狭隘なスペース内に配置されている場合でも、作業者は、他の搭載機器類に邪魔されることなく、筒状ケース３３から安全かつ容易に粒子状物質除去フィルタ４１のみを取出すことができる。
【００７９】
そして、取出した粒子状物質除去フィルタ４１のフィルタ本体４２に、例えばエアガン等を用いて圧縮空気を吹付け、小孔４２Ａ内に堆積した粒子状物質の灰、未燃焼残留物を除去することにより、粒子状物質除去フィルタ４１をクリーニングすることができる。
【００８０】
このようにして、粒子状物質除去フィルタ４１をクリーニングした後には、この粒子状物質除去フィルタ４１を、開口部３４を通じて筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆに載置し、ガスケット４０と蓋体３７とを、ボルト３８を用いて筒状ケース３３のケース側ブラケット３５に締結する。これにより、開口部３４を蓋体３７によって覆うことができ、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間をガスケット４０によって気密に封止することができる。
【００８１】
この場合、筒状ケース３３を構成するフィルタ受部３３Ｆの内側面には、前，後のストッパ３６が設けられ、蓋体３７の内側面には前，後のストッパ３９が設けられているので、筒状ケース３３内に粒子状物質除去フィルタ４１を取付け、筒状ケース３３の開口部３４を蓋体３７で覆った状態で、各ストッパ３６，３９が粒子状物質除去フィルタ４１の軸方向の両端側に係合する。これにより、クリーニング作業等を行った粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に取付けるだけで、フィルタ用筒体３２内の適正な位置に粒子状物質除去フィルタ４１を固定することができ、クリーニング後における粒子状物質除去フィルタ４１の適正な動作を確保することができる。
【００８２】
かくして、本実施の形態によれば、前，後方向の前側に上流筒体２２が接続されると共に後側に下流筒体２８が接続されたフィルタ用筒体３２を、内部に粒子状物質除去フィルタ４１を収容する筒状ケース３３と、該筒状ケース３３の上面側に形成された開口部３４と、該開口部３４を開閉可能に覆う蓋体３７とにより構成したので、筒状ケース３３から蓋体３７を取外すことにより、開口部３４を開放することができる。
【００８３】
このため、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３を、上流筒体２２の筒状ケース２３及び下流筒体２８の筒状ケース２９に接続したまま、粒子状物質除去フィルタ４１のみを単独で、開口部３４を通じて筒状ケース３３の外部に取外すことができる。この結果、粒子状物質除去フィルタ４１に対するクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、フィルタ用筒体３２に接続された上流筒体２２、下流筒体２８を取外すといった煩雑な前作業を不要にでき、この分、クリーニング作業等を行うときの作業性を高めることができる。
【００８４】
しかも、粒子状物質除去フィルタ４１は、筒状ケース３３に対し、開口部３４を通じて上，下方向に取付け、取外しすることができるので、排気ガス浄化装置２１が、エンジン８、油圧ポンプ１０等の搭載機器類と共に建屋カバー１５内の狭隘なスペース内に配置されている場合でも、作業者は、他の搭載機器類に邪魔されることなく、筒状ケース３３に対する粒子状物質除去フィルタ４１の取付け、取外し作業を安全かつ容易に行うことができる。
【００８５】
また、蓋体３７は、筒状ケース３３に対しボルト３８を用いて取付け、蓋体３７と筒状ケース３３との間には開口部３４を取囲んでガスケット４０を設ける構成としたので、ボルト３８を筒状ケース３３のケース側ブラケット３５から抜取るだけで、蓋体３７を容易に取外すことができる。一方、クリーニングされた粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に配置した後に、ガスケット４０と蓋体３７とをボルト３８を用いて筒状ケース３３のケース側ブラケット３５に締結することにより、開口部３４を蓋体３７によって覆うと共に、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間をガスケット４０によって気密に封止することができる。この結果、フィルタ用筒体３２に導入された排気ガスが、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面の隙間を通じて外部に漏れることがなく、排気ガスを確実に粒子状物質除去フィルタ４１へと導くことができる。
【００８６】
さらに、筒状ケース３３を構成するフィルタ受部３３Ｆの内側面にストッパ３６を設け、蓋体３７の内側面にストッパ３９を設ける構成としたので、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に取付けるだけで、フィルタ用筒体３２内の適正な位置に粒子状物質除去フィルタ４１を固定することができ、クリーニング後における粒子状物質除去フィルタ４１の適正な動作を確保することができる。
【００８７】
なお、上述した実施の形態では、筒状ケース３３に設けられたケース側ブラケット３５に上，下方向に貫通する複数個のボルト挿通孔３５Ａを設け、蓋体３７の蓋体側ブラケット３７Ａに上，下方向に貫通する複数個のボルト挿通孔３７Ｂを設け、ボルト３８を上，下方向に抜き差しすることにより、蓋体３７を筒状ケース３３に対して取付け、取外しする構成を例に挙げて説明している。
【００８８】
しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１１に示す変形例のように、筒状ケース３３に開口部３４を挟んでブロック状の左，右のケース側ブラケット５１を固着し、これら各ケース側ブラケット５１に左，右方向に延びる複数個の雌ねじ孔５１Ａを螺設すると共に、蓋体５２の蓋体側ブラケット５２Ａに左，右方向に貫通する複数個のボルト挿通孔５２Ｂを設け、このボルト挿通孔５２Ｂと雌ねじ孔５１Ａとに対し、ボルト３８を左，右方向に抜き差しすることにより、蓋体５２を筒状ケース３３に対して取付け、取外しする構成としてもよい。
【００８９】
また、上述した実施の形態では、排気ガスを浄化処理するための処理部材として粒子状物質除去フィルタ４１を用い、この粒子状物質除去フィルタ４１を収容する筒状ケース３３に開口部３４と蓋体３７とを設けることにより、クリーニング作業時に筒状ケース３３から粒子状物質除去フィルタ４１を容易に取付け、取外しすることができる構成を例示している。
【００９０】
しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば排気ガス浄化装置としてＮＯｘ浄化装置を適用した場合には、ＮＯｘを還元する選択還元触媒と、この選択還元触媒に尿素水を噴射する尿素水噴射弁が処理部材に該当する。この場合には、内部に選択還元触媒を収容する筒状ケーシングと、内部に尿素水噴射弁を収容する筒状ケーシングとに、それぞれ開口部と該開口部を開閉可能に覆う蓋体とを設ける構成とする。従って、選択還元触媒、尿素水噴射弁に付着した付着物を除去するときには、筒状ケーシングから蓋体を取外すことにより、選択還元触媒、尿素水噴射弁を単独で取外すことができるので、粒子状物質除去フィルタ４１のクリーニング作業と同様に、選択還元触媒、尿素水噴射弁をクリーニングするときの作業性を高めることができる。
【００９１】
また、上述した実施の形態では、筒状ケース３３の内側面にストッパ３６を設けると共に、蓋体３７の内側面にストッパ３９を設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば筒状ケース３３の内側面のみにストッパ３６を設けてもよく、蓋体３７の内側面にのみストッパ３９を設ける構成としてもよい。
【００９２】
さらに、上述した実施の形態では、排気ガス浄化装置２１を、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに搭載する構成としてもよい。それ以外にも、リフトトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態による排気ガス浄化装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】上部旋回体をキャブ、建屋カバーを省略した状態で拡大して示す平面図である。
【図３】排気ガス浄化装置をエンジンに取付けた状態で示す要部拡大の斜視図である。
【図４】排気ガス浄化装置を油圧ポンプと一緒に示す正面図である。
【図５】排気ガス浄化装置を単体で示す斜視図である。
【図６】上流筒体、下流筒体からフィルタ用筒体を取外した状態を示す斜視図である。
【図７】フィルタ用筒体の筒状ケース、ガスケット、蓋体、粒子状物質除去フィルタを示す分解斜視図である。
【図８】排気ガス浄化装置の内部構造を示す縦断面図である。
【図９】排気ガス浄化装置の内部構造を図８中の矢示IX−IX方向から拡大してみた横断面図である。
【図１０】上流筒体を浄化装置支持ブラケットに取付けた状態を図４中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた要部拡大の横断面図である。
【図１１】蓋体の変形例を示す図７と同様な分解斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
８ エンジン
９ 排気管（排気ガス通路）
２１ 排気ガス浄化装置
２２ 上流筒体
２５ 酸化触媒（処理部材）
２８ 下流筒体
３２ フィルタ用筒体（浄化部筒体）
３３ 筒状ケース
３４ 開口部
３６，３９ ストッパ
３７，５２ 蓋体
３８ ボルト（締結部材）
４０ ガスケット
４１ 粒子状物質除去フィルタ（処理部材）
４２ フィルタ本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンから排出される排気ガス中の有害物質を除去するのに用いて好適な排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部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、上部旋回体は、旋回フレームの後部側に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、旋回フレームの前部側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等を搭載している。
【０００３】
ここで、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、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を排出するとされている。そこで、油圧ショベルは、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガス浄化装置を設ける構成としている。
【０００４】
この排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を尿素水溶液を用いて浄化する選択還元触媒、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を酸化除去する酸化触媒等の処理部材を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２０２７７号公報
【０００６】
ここで、特許文献１による排気ガス浄化装置は、例えばエンジンの排気ガスの流れ方向で上流側に配置された上流筒体と、下流側に配置された下流筒体と、これら各筒体間に直列に設けられた浄化部筒体とを備え、この浄化部筒体の内部に、粒子状物質除去フィルタ、酸化触媒、選択還元触媒等の処理部材を収容している。そして、これら上流筒体、浄化部筒体、下流筒体は、フランジ接続等の手段を用いて互いに直列に接続された状態で、上部旋回体に設けられたエンジン等の構造体に取付けられる構成となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、排気ガスを浄化処理する粒子状物質除去フィルタは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであるから、捕集して堆積した粒子状物質を定期的に除去するクリーニング作業を行う必要がある。ここで、粒子状物質除去フィルタのクリーニング作業を行う場合には、まず、浄化部筒体から上流筒体と下流筒体とを取外した状態で、エンジン等の構造体から浄化部筒体を取外し、この浄化部筒体内に収容された粒子状物質除去フィルタを外部に取出してクリーニングを行う。
【０００８】
そして、クリーニングが終了した粒子状物質除去フィルタを、浄化部筒体内に取付けた後、浄化部筒体を再びエンジン等の構造体に取付け、上流筒体と下流筒体とを浄化部筒体に取付ける。
【０００９】
しかし、上述した特許文献１による排気ガス浄化装置では、粒子状物質除去フィルタ等を収容した浄化部筒体を、Ｕボルトとナットを用いてエンジンに取付けている。このため、浄化部筒体を取外すときには、浄化部筒体のフランジ部を、上流筒体及び下流筒体のフランジ部から取外した状態で、浄化部筒体をエンジン側に固定しているＵボルト、ナットを取外す必要がある。
【００１０】
この結果、粒子状物質除去フィルタに対するクリーニング作業、点検作業、修理作業を行うときに、この粒子状物質除去フィルタの取外し作業、取付け作業に手間を要し、クリーニング作業等を行うときの作業性が低下してしまうという問題がある。
【００１１】
また、排気ガス処理装置がＮＯｘ浄化装置である場合には、処理部材である尿素噴射弁、選択還元触媒等に付着した尿素水溶液から析出される付着物を定期的に除去する必要があるため、上述した粒子状物質除去フィルタのクリーニング作業と同様に、浄化部筒体に対するＮＯｘ浄化装置の取外し作業、取付け作業に手間を要してしまう。
【００１２】
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、浄化部筒体に内蔵した処理部材に対するクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行うときの作業性を高めることができるようにした排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため本発明は、車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路に設けられた上流筒体と、該上流筒体の下流側に設けられた下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続して設けられ排気ガスを浄化処理するため処理部材が内蔵された浄化部筒体とを備えてなる排気ガス浄化装置に適用される。
【００１４】
そして、請求項１の発明の特徴は、前記浄化部筒体は、内部に前記処理部材を収容する筒状ケースと、該筒状ケースの上面側に形成され前記処理部材を取付け、取外しするための開口部と、該開口部を開閉可能に覆う蓋体とにより構成したことにある。
【００１５】
請求項２の発明は、前記蓋体は、前記筒状ケースに対して締結部材を用いて取付け、取外し可能に設け、前記蓋体と前記筒状ケースとの間には前記開口部を取囲んでガスケットを設ける構成としたことにある。
【００１６】
請求項３の発明は、前記筒状ケースと前記蓋体とのうち少なくとも一方側の内側面には、前記処理部材を前記筒状ケースの内部で固定するストッパを設ける構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、蓋体を開くことにより、筒状ケースの上面側に設けられた開口部を開放することができるので、筒状ケースの内部に収容された処理部材を開口部を通じて外部に取外すことができる。このため、浄化部筒体を上流筒体及び下流筒体に接続したまま、処理部材だけを浄化部筒体の筒状ケースから取外すことができる。
【００１８】
従って、例えば処理部材に対するクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、浄化部筒体に接続された上流筒体、下流筒体を取外すといった煩雑な前作業を不要にでき、この分、処理部材に対するクリーニング作業等を行うときの作業性を高めることができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、浄化部筒体に上流筒体、下流筒体を接続したままでも、締結部材による締結状態を解除することにより、浄化部筒体の筒状ケースから蓋体を容易に取外すことができ、筒状ケースの上面側に設けられた開口部を開放することができる。これにより、開口部を通じて筒状ケースの外部に処理部材を取出すことができ、この処理部材に対するクリーニング作業等を容易に行うことができる。
【００２０】
一方、クリーニングされた処理部材を開口部を通じて筒状ケース内に取付けた後には、筒状ケースに締結部材を用いて蓋体を取付けることにより、この蓋体によって開口部を覆うことができる。この場合、筒状ケースと蓋体との間には、開口部を取囲んでガスケットが設けられるので、筒状ケースと蓋体との取付面間をガスケットによって確実に封止することができる。この結果、浄化部筒体に導入された排気ガスが、浄化部筒体の筒状ケースと蓋体との間の隙間を通じて外部に漏れることがなく、排気ガスを確実に処理部材へと導くことができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、浄化部筒体の筒状ケース内に処理部材を取付け、筒状ケースの開口部を蓋体で覆った状態で、これら筒状ケースと蓋体とのうち少なくとも一方側に設けられたストッパによって、処理部材を筒状ケースの内部で固定することができる。これにより、クリーニング等を行った処理部材を筒状ケース内に取付けるだけで、浄化部筒体内の適正な位置に処理部材を配置することができ、クリーニング後における処理部材の適正な動作を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る排気ガス浄化装置の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
本実施の形態では、排気ガス浄化装置として、エンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ）を粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）によって除去する粒子状物質除去装置（ＰＭ除去装置）を例示している。
【００２４】
そして、本実施の形態に用いる排気ガス除去装置は、酸化触媒と消音器筒体を収容した上流筒体と、消音器筒体を収容した下流筒体と、粒子状物質除去フィルタを収容したフィルタ用筒体との３個の筒体をボルトとナットを用いて直列に連結し、支持脚によりエンジン側に取付ける構成としている。
【００２５】
図中、１は建設機械の代表例としての油圧ショベルで、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、該下部走行体２と共に車体をなす上部旋回体４と、該上部旋回体４の前部側に俯仰動可能に設けられ掘削作業等を行う作業装置５とにより大略構成されている。また、上部旋回体４は、後述の旋回フレーム６、キャブ７、エンジン８、排気ガス浄化装置２１等により構成されている。
【００２６】
６は上部旋回体４のベースとなる旋回フレームで、該旋回フレーム６は、強固な支持構造体をなし、旋回装置３を介して下部走行体２上に取付けられている。ここで、旋回フレーム６は、図２に示す如く、前，後方向に延びる厚肉な底板６Ａと、該底板６Ａ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６Ｂ，右縦板６Ｃと、左縦板６Ｂから左方向に張出した複数本の左張出しビーム６Ｄと、右縦板６Ｃから右方向に張出した複数本の右張出しビーム６Ｅと、各左張出しビーム６Ｄの先端に固着され前，後方向に延びた左サイドフレーム６Ｆと、各右張出しビーム６Ｅの先端に固着され前，後方向に延びた右サイドフレーム６Ｇとにより大略構成されている。
【００２７】
７は旋回フレーム６の左前部側に搭載されたキャブ（図１参照）で、該キャブ７は、オペレータの運転室を画成するものである。また、キャブ７の内部には、オペレータが着座する運転席、各種操作レバー（いずれも図示せず）等が配設されている。
【００２８】
８は旋回フレーム６の後側に横置き状態で搭載されたエンジンで、このエンジン８は、例えば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８の右側には、図２に示すように、排気ガスを排出する排気ガス通路の一部をなす排気管９が設けられ、該排気管９の途中部位には後述の排気ガス浄化装置２１が取付けられている。
【００２９】
ここで、エンジン８は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の有害物質を、排気ガスと一緒に排出してしまうものである。そこで、排気管９に取付けられる排気ガス浄化装置２１は、後述するように、一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化して除去する酸化触媒２５、粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ４１を含んで構成されている。
【００３０】
１０はエンジン８の右側に取付けられた油圧ポンプで、該油圧ポンプ１０は、エンジン８によって駆動されることにより、油圧ショベル１に搭載された各種油圧アクチュエータに向けて作動用の圧油を吐出するものである。ここで、油圧ポンプ１０は、図４に示すように、エンジン８に対面する左側の端部がフランジ部１０Ａとなり、このフランジ部１０Ａがエンジン８にボルト止めされている。また、油圧ポンプ１０のフランジ部１０Ａをエンジン８に取付けるときには、後述の浄化装置支持ブラケット１６が一緒に取付けられる構成となっている。
【００３１】
１１はエンジン８の左側に位置して設けられた熱交換器で、該熱交換器１１は、例えばラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ等からなり、エンジン８の作動時に供給される冷却風中に冷媒の熱を放出することにより、エンジン冷却水、作動油、過給空気を冷却するものである。
【００３２】
１２は油圧ポンプ１０の前側に位置して旋回フレーム６の右側に搭載された作動油タンクで、この作動油タンク１２は、油圧ポンプ１０に供給する作動油を貯えるものである。また、１３は作動油タンク１２の前側に設けられた燃料タンクで、この燃料タンク１３は、内部にエンジン８に供給する燃料を貯えるものである。
【００３３】
１４はエンジン８の後側に位置して旋回フレーム６の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト１４は、作業装置５との重量バランスをとるものである。また、１５はカウンタウエイト１４の前側に配設された建屋カバーで、該建屋カバー１５は、エンジン８、油圧ポンプ１０、熱交換器１１等を収容するものである。
【００３４】
１６はエンジン８の右側に位置して設けられた浄化装置支持ブラケットで、該浄化装置支持ブラケット１６は、後述の排気ガス浄化装置２１を支持する上部旋回体４側の構造体を構成している。そして、浄化装置支持ブラケット１６は、油圧ポンプ１０のフランジ部１０Ａと一緒にエンジン８に取付けられる支持台１６Ａと、該支持台１６Ａ上に前，後方向に間隔をもって配置され、複数個の防振部材１６Ｂ（２個のみ図示）を介して防振支持された前側取付板１６Ｃ、後側取付板１６Ｄとにより大略構成されている。
【００３５】
次に、エンジン８から排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置について述べる。
【００３６】
即ち、２１はエンジン８の上部右側に位置して排気管９に接続された排気ガス浄化装置で、該排気ガス浄化装置２１は、排気管９と共に排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが流通する間に、この排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。また、排気ガス浄化装置２１は、前，後方向の前側が上流側となり後側が下流側となるように、エンジン８の上部に前，後方向に延びる縦置き状態に配置されている。
【００３７】
そして、排気ガス浄化装置２１は、図３ないし図６に示すように、後述の上流筒体２２と下流筒体２８と浄化部筒体としてのフィルタ用筒体３２とからなる３個の筒体を、互いに直列に接続することにより構成されている。また、図８に示すように、上流筒体２２には、後述する流入管２４の消音器筒体２４Ｂと酸化触媒２５とが収容され、下流筒体２８には、後述する流出管３０の消音器筒体３０Ｂが収容され、フィルタ用筒体３２には後述の粒子状物質除去フィルタ４１が収容されている。
【００３８】
２２は排気ガス浄化装置２１の前部側に位置して排気ガス通路の上流側に設けられた上流筒体で、該上流筒体２２は、排気ガスが流入する入口部分を構成している。そして、上流筒体２２は、図５及び図８等に示すように、後述の筒状ケース２３と、流入管２４と、酸化触媒２５と、支持脚２６とにより大略構成されている。
【００３９】
２３は上流筒体２２の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース２３は、大径な円筒状をなす円筒部２３Ａと、該円筒部２３Ａの前側（上流側）を閉塞して設けられた蓋部２３Ｂと、円筒部２３Ａの後側（下流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられたフランジ部２３Ｃとにより構成されている。そして、フランジ部２３Ｃには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔２３Ｄが設けられている。
【００４０】
また、筒状ケース２３には、図３及び図４に示すように、円筒部２３Ａの上部に位置して２個の温度センサ取付口２３Ｅが設けられている。この２個の温度センサ取付口２３Ｅは、後述の温度センサ４８，４９を取付けるもので、後述の酸化触媒２５を前，後方向で挟む２箇所に配置されている。また、円筒部２３Ａの後側位置には、例えば右側に位置して上流側の圧力取出部２３Ｆが設けられ、該圧力取出部２３Ｆは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、後述する粒子状物質除去フィルタ４１の上流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ４７が上流側配管４７Ａを介して接続される構成となっている。
【００４１】
２４は筒状ケース２３の前側（上流側）に設けられた流入管で、該流入管２４は、筒状ケース２３の円筒部２３Ａを直径方向に貫通している（図１０参照）。また、図２に示すように、筒状ケース２３から突出した流入管２４の一端側は、排気管９に向けて左側方に延び、当該排気管９に接続されている。一方、流入管２４の他端側は閉塞板２４Ａによって閉塞されている。そして、流入管２４は、筒状ケース２３の内部で消音器筒体２４Ｂを構成し、この消音器筒体２４Ｂに設けられた多数個の小孔２４Ｃを排気ガスが通過することにより、排気音が低減されるものである。
【００４２】
２５は流入管２４の下流側に位置して筒状ケース２３内に収容された酸化触媒で、該酸化触媒２５は、排気ガスを浄化処理する処理部材の１つを構成するものである。ここで、酸化触媒２５は、図６及び図８に示すように、例えば円筒部２３Ａの内径寸法と同等の外径寸法をもった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２５Ａ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２５は、所定の温度下で各貫通孔２５Ａ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）等を酸化して除去し、窒素酸化物（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）として除去するものである。
【００４３】
２６は筒状ケース２３（円筒部２３Ａ）の下面側に設けられた支持脚で、該支持脚２６は、図８に示すように、板体を略Ｗ字状に折曲げることにより形成され、その上端側が円筒部２３Ａの下面に溶接等の手段を用いて固着されている。そして、支持脚２６の下端側は、浄化装置支持ブラケット１６の前側取付板１６Ｃにボルト止めされる構成となっている。
【００４４】
２７は筒状ケース２３のフランジ部２３Ｃに設けられた２個の位置決め板で、該各位置決め板２７は、図６に示すように、フランジ部２３Ｃの下端側外周に所定の間隔をもって後側に突出するように取付けられている。そして、各位置決め板２７は、後述のフィルタ用筒体３２を構成する筒状ケース３３の前側フランジ部３３Ｂに下側から当接することにより、このフィルタ用筒体３２の筒状ケース３３を、上流筒体２２とほぼ同軸となる位置に位置決めするものである。
【００４５】
２８は排気ガス浄化装置２１の後部側に位置して上流筒体２２の下流側に設けられた下流筒体で、該下流筒体２８は、フィルタ用筒体３２を挟んで上流筒体２２とは反対側に配置され、排気ガスを流出する出口部分を構成している。そして、下流筒体２８は、図５及び図８に示すように、後述の筒状ケース２９と、流出管３０と、支持脚３１とにより大略構成されている。
【００４６】
２９は下流筒体２８の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース２９は、上流筒体２２の筒状ケース２３とほぼ同様に、大径な円筒状をなす円筒部２９Ａと、該円筒部２９Ａの後側（下流側）を閉塞して設けられた蓋部２９Ｂと、円筒部２９Ａの前側（上流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられたフランジ部２９Ｃとにより構成されている。そして、フランジ部２９Ｃには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔２９Ｄが設けられている。
【００４７】
また、円筒部２９Ａの後側位置には、例えば右側に位置して下流側の圧力取出部２９Ｅが設けられ、該圧力取出部２９Ｅは、排気ガス通路を流れる排気ガスの圧力のうち、粒子状物質除去フィルタ４１の下流側の圧力を取出すもので、後述の圧力センサ４７が下流側配管４７Ｂを介して接続される構成となっている。
【００４８】
３０は筒状ケース２９の後側（下流側）に設けられた尾管と呼ばれる流出管で、該流出管３０は、筒状ケース２９の円筒部２９Ａを直径方向に貫通している（図８参照）。また、筒状ケース２９から突出した流出管３０の上端側は、図１に示す建屋カバー１５の上方に突出して大気に解放されている。一方、流出管３０の下端側は閉塞板３０Ａによって閉塞されている。そして、流出管３０は、筒状ケース２９の内部で消音器筒体３０Ｂを構成し、この消音器筒体３０Ｂに設けられた多数個の小孔３０Ｃを排気ガスが通過することにより、排気音が低減されるものである。
【００４９】
３１は筒状ケース２９（円筒部２９Ａ）の下面側に設けられた支持脚で、該支持脚３１は、上流筒体２２の支持脚２６と同様に、板体を略Ｗ字状に折曲げることにより形成され、その上端側が円筒部２９Ａの下面に固着されている。そして、支持脚３１の下端側は、浄化装置支持ブラケット１６の後側取付板１６Ｄにボルト止めされる構成となっている。
【００５０】
３２は上流筒体２２と下流筒体２８との間に直列に接続して設けられた浄化部筒体としてのフィルタ用筒体で、該フィルタ用筒体３２は、処理部材としての粒子状物質除去フィルタ４１を内蔵するものである。そして、フィルタ用筒体３２は、図７ないし図９に示すように、後述の筒状ケース３３と、開口部３４と、蓋体３７とにより大略構成されている。
【００５１】
３３はフィルタ用筒体３２の外殻を構成する筒状ケースで、該筒状ケース３３は、その内部に粒子状物質除去フィルタ４１を収容するものである。ここで、筒状ケース３３は、上流筒体２２の筒状ケース２３及び下流筒体２８の筒状ケース２９とほぼ等しい外径寸法を有する円筒部３３Ａと、該円筒部３３Ａの前側（上流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられた前側フランジ部３３Ｂと、円筒部３３Ａの後側（下流側）の端部に全周に亘って鍔状に設けられた後側フランジ部３３Ｃとにより大略構成されている。
【００５２】
そして、前側フランジ部３３Ｂには、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔３３Ｄが設けられ、前側フランジ部３３Ｂは、各ボルト挿通孔３３Ｄに挿通された後述のボルト４５及びナット４６を用いて、上流筒体２２を構成する筒状ケース２３のフランジ部２３Ｃに直列に接続される構成となっている。また、後側フランジ部３３Ｃにも、周方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔３３Ｅが設けられ、後側フランジ部３３Ｃは、各ボルト挿通孔３３Ｅに挿通されたボルト４５及びナット４６を用いて、下流筒体２８を構成する筒状ケース２９のフランジ部２９Ｃに直列に接続される構成となっている。
【００５３】
３４は筒状ケース３３を構成する円筒部３３Ａの上面側に設けられた開口部で、該開口部３４は、筒状ケース３３に対し、後述の粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３の径方向、例えば上，下方向に取付け、取外しするために、筒状ケース３３の内部と外部とを連通させるものである。
【００５４】
ここで、開口部３４は、筒状ケース３３を構成する円筒部３３Ａの軸方向の中間部位を、その上面から軸中心に亘って半円形状に切欠くことにより形成されている。これにより、円筒部３３Ａのうち開口部３４が設けられた軸方向の中間部位は、断面半円形状をなすフィルタ受部３３Ｆとなり、該フィルタ受部３３Ｆによって粒子状物質除去フィルタ４１を下側から支持する構成となっている。
【００５５】
３５，３５は開口部３４を挟んで円筒部３３Ａの外周側に設けられた左，右のケース側ブラケットで、これら各ケース側ブラケット３５は、後述の蓋体３７を取付けるものである。そして、各ケース側ブラケット３５は、円筒部３３Ａの外周面から径方向に突出し、軸方向に沿って前，後方向に延びている。また、ケース側ブラケット３５には、前，後方向に間隔をもって複数個のボルト挿通孔３５Ａが上，下方向に貫通して設けられ、これら各ボルト挿通孔３５Ａと対応するケース側ブラケット３５の下面側には、ナット３５Ｂが溶接されている（図９参照）。
【００５６】
３６，３６は円筒部３３Ａのフィルタ受部３３Ｆに設けられた前，後のストッパで、該各ストッパ３６は、粒子状物質除去フィルタ４１を、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３内で軸方向に固定するものである。ここで、各ストッパ３６は、半円弧状をなす板体として形成され、粒子状物質除去フィルタ４１の軸方向寸法よりも僅かに大きな間隔をもって前，後方向で対面した状態で、フィルタ受部３３Ｆの内側面に溶接等の手段を用いて固着されている。従って、図８に示すように、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆ上に配置した状態で、各ストッパ３６が粒子状物質除去フィルタ４１の両端部に係合することにより、当該粒子状物質除去フィルタ４１を、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３内で軸方向に固定することができる構成となっている。
【００５７】
３７は筒状ケース３３に形成された開口部３４を開閉可能に覆う蓋体で、該蓋体３７は、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に収容した状態で、開口部３４を閉塞するものである。ここで、蓋体３７は、図７ないし図９に示すように、筒状ケース３３の円筒部３３Ａとほぼ等しい曲率をもって折曲げられた断面半円形状をなす板体として形成されている。この場合、蓋体３７の長手寸法は開口部３４の長手寸法よりも大きく形成され、蓋体３７の長手方向の両端側は、筒状ケース３３の両端側で円筒部３３Ａの上面に被さるように設定されている。また、蓋体３７の下端部には、筒状ケース３３の各ケース側ブラケット３５と対面する平板状の左，右の蓋体側ブラケット３７Ａ，３７Ａが、長手方向に延びて設けられ、これら各蓋体側ブラケット３７Ａには複数個のボルト挿通孔３７Ｂが上，下方向に貫通して設けられている。
【００５８】
３８，３８，…は筒状ケース３３と蓋体３７との間に取付け、取外し可能に設けられた締結部材としてのボルトで、これら各ボルト３８は、蓋体側ブラケット３７Ａのボルト挿通孔３７Ｂと、ケース側ブラケット３５のボルト挿通孔３５Ａとに上方から挿通され、ケース側ブラケット３５の下面側に固着したナット３５Ｂに螺着されるものである。これにより、筒状ケース３３に対しボルト３８を用いて蓋体３７を着脱可能に取付けることができ、該蓋体３７によって開口部３４を覆うことができる構成となっている。
【００５９】
３９，３９は蓋体３７に設けられた前，後のストッパで、該各ストッパ３９は、半円弧状をなす板体として形成され、粒子状物質除去フィルタ４１の軸方向寸法よりも僅かに大きな間隔をもって前，後方向で対面した状態で、蓋体３７の内側周面に溶接等の手段を用いて固着されている。従って、図８に示すように、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆ上に配置し、蓋体３７を筒状ケース３３に取付けた状態で、各ストッパ３９が粒子状物質除去フィルタ４１の両端部に係合することにより、当該粒子状物質除去フィルタ４１を、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３内で軸方向に固定することができる構成となっている。
【００６０】
４０は筒状ケース３３と蓋体３７との間に設けられたガスケットで、該ガスケット４０は、筒状ケース３３の開口部３４を取囲み、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間を気密に封止するものである。ここで、ガスケット４０は、図７ないし図９に示すように、蓋体３７とほぼ同様な断面半円形状をなす板体として形成されている。また、ガスケット４０の下端部には、筒状ケース３３のケース側ブラケット３５と蓋体３７の蓋体側ブラケット３７Ａとの間で挟持される平板状の左，右の挟持部４０Ａ，４０Ａが設けられ、これら各挟持部４０Ａには、ボルト３８が挿通される複数個のボルト挿通孔４０Ｂが設けられている。また、ガスケット４０のうち蓋体３７の内側面に設けた各ストッパ３９と対応する部位には、各ストッパ３９が挿通される切欠部４０Ｃ，４０Ｃが設けられ、これら各切欠部４０Ｃの間は厚肉部４０Ｄとなっている（図８参照）。
【００６１】
そして、ガスケット４０は、筒状ケース３３内に粒子状物質除去フィルタ４１を収容した状態で、筒状ケース３３の円筒部３３Ａ及びケース側ブラケット３５と、蓋体３７及び蓋体側ブラケット３７Ａとの間に配置され、ボルト３８を用いて蓋体３７を筒状ケース３３に締結することにより、開口部３４を取囲んだ状態で、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間を気密に封止する。この場合、蓋体３７の各ストッパ３９間にはガスケット４０の厚肉部４０Ｄが配置され、この厚肉部４０Ｄは、粒子状物質除去フィルタ４１の外周面に当接することにより、粒子状物質除去フィルタ４１と蓋体３７との間の隙間を閉塞する構成となっている。
【００６２】
４１は筒状ケース３３内に収容された粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）で、該粒子状物質除去フィルタ４１は、処理部材の１つを構成するものである。そして、図７ないし図９に示すように、粒子状物質除去フィルタ４１は、例えばセラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円筒状に形成されたフィルタ本体４２と、該フィルタ本体４２の外周側に全周に亘って設けられた緩衝材層４３と、該緩衝材層４３の外周側に全周に亘って設けられた断熱材層４４とにより大略構成されている。
【００６３】
ここで、フィルタ本体４２は、軸方向に多数の小孔４２Ａが設けられたハニカム構造のセル状筒体をなし、各小孔４２Ａは、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材４２Ｂによって閉塞されている。そして、フィルタ本体４２は、上流側から各小孔４２Ａに流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質を捕集し、排気ガスのみを隣の小孔４２Ａを通じて下流側へと流出させる。
【００６４】
この場合、フィルタ本体４２によって捕集した粒子状物質は、燃焼して除去されるが、その一部は灰となって小孔４２Ａ内に徐々に堆積する。また、その他の未燃焼残留物、例えばエンジンオイル中の重金属、カルシウム等も徐々に堆積する。そこで、後述の圧力センサ４７によって、粒子状物質除去フィルタ４１の上流側の圧力と下流側の圧力を計測し、上流側と下流側の圧力差が所定の値に達したときには、粒子状物質除去フィルタ４１をフィルタ用筒体３２の筒状ケース３３から取外し、堆積物をクリーニングする構成となっている。
【００６５】
４５は上流筒体２２とフィルタ用筒体３２との間、及び下流筒体２８とフィルタ用筒体３２との間を接続する複数本のボルトで、これら各ボルト４５は、上流筒体２２を構成する筒状ケース２３のフランジ部２３Ｃに設けられたボルト挿通孔２３Ｄと、フィルタ用筒体３２を構成する筒状ケース３３の前側フランジ部３３Ｂに設けられたボルト挿通孔３３Ｄとに挿通された状態でナット４６を螺着することにより、上流筒体２２とフィルタ用筒体３２との間を分解可能に接続すると共に、下流筒体２８を構成する筒状ケース２９のフランジ部２９Ｃに設けられたボルト挿通孔２９Ｄと、フィルタ用筒体３２を構成する筒状ケース３３の後側フランジ部３３Ｃに設けられたボルト挿通孔３３Ｅとに挿通された状態でナット４６を螺着することにより、下流筒体２２とフィルタ用筒体３２との間を分解可能に接続するものである。
【００６６】
４７は上流筒体２２の外周側に設けられた圧力センサで、該圧力センサ４７は、粒子状物質、未燃焼残留物等の堆積量を推測するために、粒子状物質除去フィルタ４１の上流側と下流側の圧力（圧力差）を検出するものである。そして、圧力センサ４７は、その上流側配管４７Ａが上流筒体２２の筒状ケース２３の圧力取出部２３Ｆに接続され、下流側配管４７Ｂが下流筒体２８の筒状ケース２９の圧力取出部２９Ｅに接続されている。
【００６７】
４８は上流筒体２２の筒状ケース２３の上流側に設けられた上流側温度センサで、該上流側温度センサ４８は、筒状ケース２３の上流側に位置する温度センサ取付口２３Ｅに取付けられ、コントローラ（図示せず）に接続されている。そして、上流側温度センサ４８は、酸化触媒２５が機能することができる温度であるか確認するために、筒状ケース２３に流入する排気ガスの温度を検出するものである。
【００６８】
４９は上流筒体２２の筒状ケース２３の下流側に設けられた下流側温度センサで、この下流側温度センサ４９は、粒子状物質除去フィルタ４１によって捕集した粒子状物質の酸化（再生）が可能であるか確認するために、酸化触媒２５を通過した排気ガスの温度を検出するものである。
【００６９】
本実施の形態による排気ガス浄化装置２１は上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１によって掘削作業等を行うためにエンジン８を作動させると、エンジン８から排気管９に、粒子状物質、窒素酸化物等の有害物質を含む排気ガスが排出され、この排気ガスは、流入管２４を通じて排気ガス浄化装置２１に導入される。
【００７０】
このとき、排気ガス浄化装置２１は、上流筒体２２内に収容された酸化触媒２５を排気ガスが通過するときに、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。そして、酸化触媒２５を通過した排気ガスが、フィルタ用筒体３２内に収容された粒子状物質除去フィルタ４１を通過するときに、この粒子状物質除去フィルタ４１のフィルタ本体４２によって、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を燃焼（再生）して除去する。
【００７１】
このようにして、排気ガス浄化装置２１によって浄化された排気ガスは、下流筒体２８内で流出管３０の消音器筒体３０Ｂによって消音された後、流出管３０を通じて外部に排出される。
【００７２】
このように、粒子状物質除去フィルタ４１のフィルタ本体４２によって捕集した粒子状物質は、燃焼して除去されるが、その一部は灰となってフィルタ本体４２の小孔４２Ａ内に徐々に堆積する。また、その他の未燃焼残留物、例えばエンジンオイル中の重金属、カルシウム等も徐々に堆積する。
【００７３】
このため、圧力センサ４７によって粒子状物質除去フィルタ４１の上流側の圧力と下流側の圧力差を計測し、この圧力差が所定の値に達したときには、粒子状物質除去フィルタ４１をフィルタ用筒体３２の筒状ケース３３から取外し、堆積物をクリーニングする必要がある。
【００７４】
そこで、粒子状物質除去フィルタ４１に堆積した粒子状物質を除去するためのクリーニング作業について説明する。
【００７５】
このクリーニング作業を行う場合には、まず、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３に蓋体３７を締結している各ボルト３８を、筒状ケース３３のケース側ブラケット３５に固着したナット３５Ｂから上方に抜取る。これにより、蓋体３７とガスケット４０とを、筒状ケース３３から上方に取外すことができ、筒状ケース３３の開口部３４を開放することができる。
【００７６】
このとき、粒子状物質除去フィルタ４１は、筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆ上に載置されているだけで、粒子状物質除去フィルタ４１の上半分は、開口部３４を通じて筒状ケース３３の外部に露出している。従って、作業者は、粒子状物質除去フィルタ４１の上半分を把持してこれを上方に持ち上げることにより、粒子状物質除去フィルタ４１のみを単独で、開口部３４を通じて容易に筒状ケース３３の外部に取外すことができる。
【００７７】
このように、フィルタ用筒体３２を上流筒体２２及び下流筒体２８に接続したまま、筒状ケース３３から蓋体３７を取外すだけで、開口部３４を通じて粒子状物質除去フィルタ４１のみを取出すことができる。
【００７８】
この場合、粒子状物質除去フィルタ４１は、筒状ケース３３の開口部３４を通じて上方に取外すことができるので、排気ガス浄化装置２１が、エンジン８、油圧ポンプ１０等の搭載機器類と共に建屋カバー１５内の狭隘なスペース内に配置されている場合でも、作業者は、他の搭載機器類に邪魔されることなく、筒状ケース３３から安全かつ容易に粒子状物質除去フィルタ４１のみを取出すことができる。
【００７９】
そして、取出した粒子状物質除去フィルタ４１のフィルタ本体４２に、例えばエアガン等を用いて圧縮空気を吹付け、小孔４２Ａ内に堆積した粒子状物質の灰、未燃焼残留物を除去することにより、粒子状物質除去フィルタ４１をクリーニングすることができる。
【００８０】
このようにして、粒子状物質除去フィルタ４１をクリーニングした後には、この粒子状物質除去フィルタ４１を、開口部３４を通じて筒状ケース３３のフィルタ受部３３Ｆに載置し、ガスケット４０と蓋体３７とを、ボルト３８を用いて筒状ケース３３のケース側ブラケット３５に締結する。これにより、開口部３４を蓋体３７によって覆うことができ、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間をガスケット４０によって気密に封止することができる。
【００８１】
この場合、筒状ケース３３を構成するフィルタ受部３３Ｆの内側面には、前，後のストッパ３６が設けられ、蓋体３７の内側面には前，後のストッパ３９が設けられているので、筒状ケース３３内に粒子状物質除去フィルタ４１を取付け、筒状ケース３３の開口部３４を蓋体３７で覆った状態で、各ストッパ３６，３９が粒子状物質除去フィルタ４１の軸方向の両端側に係合する。これにより、クリーニング作業等を行った粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に取付けるだけで、フィルタ用筒体３２内の適正な位置に粒子状物質除去フィルタ４１を固定することができ、クリーニング後における粒子状物質除去フィルタ４１の適正な動作を確保することができる。
【００８２】
かくして、本実施の形態によれば、前，後方向の前側に上流筒体２２が接続されると共に後側に下流筒体２８が接続されたフィルタ用筒体３２を、内部に粒子状物質除去フィルタ４１を収容する筒状ケース３３と、該筒状ケース３３の上面側に形成された開口部３４と、該開口部３４を開閉可能に覆う蓋体３７とにより構成したので、筒状ケース３３から蓋体３７を取外すことにより、開口部３４を開放することができる。
【００８３】
このため、フィルタ用筒体３２の筒状ケース３３を、上流筒体２２の筒状ケース２３及び下流筒体２８の筒状ケース２９に接続したまま、粒子状物質除去フィルタ４１のみを単独で、開口部３４を通じて筒状ケース３３の外部に取外すことができる。この結果、粒子状物質除去フィルタ４１に対するクリーニング作業、点検作業、修理作業等を行う場合に、フィルタ用筒体３２に接続された上流筒体２２、下流筒体２８を取外すといった煩雑な前作業を不要にでき、この分、クリーニング作業等を行うときの作業性を高めることができる。
【００８４】
しかも、粒子状物質除去フィルタ４１は、筒状ケース３３に対し、開口部３４を通じて上，下方向に取付け、取外しすることができるので、排気ガス浄化装置２１が、エンジン８、油圧ポンプ１０等の搭載機器類と共に建屋カバー１５内の狭隘なスペース内に配置されている場合でも、作業者は、他の搭載機器類に邪魔されることなく、筒状ケース３３に対する粒子状物質除去フィルタ４１の取付け、取外し作業を安全かつ容易に行うことができる。
【００８５】
また、蓋体３７は、筒状ケース３３に対しボルト３８を用いて取付け、蓋体３７と筒状ケース３３との間には開口部３４を取囲んでガスケット４０を設ける構成としたので、ボルト３８を筒状ケース３３のケース側ブラケット３５から抜取るだけで、蓋体３７を容易に取外すことができる。一方、クリーニングされた粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に配置した後に、ガスケット４０と蓋体３７とをボルト３８を用いて筒状ケース３３のケース側ブラケット３５に締結することにより、開口部３４を蓋体３７によって覆うと共に、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面間をガスケット４０によって気密に封止することができる。この結果、フィルタ用筒体３２に導入された排気ガスが、筒状ケース３３と蓋体３７との取付面の隙間を通じて外部に漏れることがなく、排気ガスを確実に粒子状物質除去フィルタ４１へと導くことができる。
【００８６】
さらに、筒状ケース３３を構成するフィルタ受部３３Ｆの内側面にストッパ３６を設け、蓋体３７の内側面にストッパ３９を設ける構成としたので、粒子状物質除去フィルタ４１を筒状ケース３３内に取付けるだけで、フィルタ用筒体３２内の適正な位置に粒子状物質除去フィルタ４１を固定することができ、クリーニング後における粒子状物質除去フィルタ４１の適正な動作を確保することができる。
【００８７】
なお、上述した実施の形態では、筒状ケース３３に設けられたケース側ブラケット３５に上，下方向に貫通する複数個のボルト挿通孔３５Ａを設け、蓋体３７の蓋体側ブラケット３７Ａに上，下方向に貫通する複数個のボルト挿通孔３７Ｂを設け、ボルト３８を上，下方向に抜き差しすることにより、蓋体３７を筒状ケース３３に対して取付け、取外しする構成を例に挙げて説明している。
【００８８】
しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１１に示す変形例のように、筒状ケース３３に開口部３４を挟んでブロック状の左，右のケース側ブラケット５１を固着し、これら各ケース側ブラケット５１に左，右方向に延びる複数個の雌ねじ孔５１Ａを螺設すると共に、蓋体５２の蓋体側ブラケット５２Ａに左，右方向に貫通する複数個のボルト挿通孔５２Ｂを設け、このボルト挿通孔５２Ｂと雌ねじ孔５１Ａとに対し、ボルト３８を左，右方向に抜き差しすることにより、蓋体５２を筒状ケース３３に対して取付け、取外しする構成としてもよい。
【００８９】
また、上述した実施の形態では、排気ガスを浄化処理するための処理部材として粒子状物質除去フィルタ４１を用い、この粒子状物質除去フィルタ４１を収容する筒状ケース３３に開口部３４と蓋体３７とを設けることにより、クリーニング作業時に筒状ケース３３から粒子状物質除去フィルタ４１を容易に取付け、取外しすることができる構成を例示している。
【００９０】
しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば排気ガス浄化装置としてＮＯｘ浄化装置を適用した場合には、ＮＯｘを還元する選択還元触媒と、この選択還元触媒に尿素水を噴射する尿素水噴射弁が処理部材に該当する。この場合には、内部に選択還元触媒を収容する筒状ケーシングと、内部に尿素水噴射弁を収容する筒状ケーシングとに、それぞれ開口部と該開口部を開閉可能に覆う蓋体とを設ける構成とする。従って、選択還元触媒、尿素水噴射弁に付着した付着物を除去するときには、筒状ケーシングから蓋体を取外すことにより、選択還元触媒、尿素水噴射弁を単独で取外すことができるので、粒子状物質除去フィルタ４１のクリーニング作業と同様に、選択還元触媒、尿素水噴射弁をクリーニングするときの作業性を高めることができる。
【００９１】
また、上述した実施の形態では、筒状ケース３３の内側面にストッパ３６を設けると共に、蓋体３７の内側面にストッパ３９を設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば筒状ケース３３の内側面のみにストッパ３６を設けてもよく、蓋体３７の内側面にのみストッパ３９を設ける構成としてもよい。
【００９２】
さらに、上述した実施の形態では、排気ガス浄化装置２１を、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに搭載する構成としてもよい。それ以外にも、リフトトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態による排気ガス浄化装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】上部旋回体をキャブ、建屋カバーを省略した状態で拡大して示す平面図である。
【図３】排気ガス浄化装置をエンジンに取付けた状態で示す要部拡大の斜視図である。
【図４】排気ガス浄化装置を油圧ポンプと一緒に示す正面図である。
【図５】排気ガス浄化装置を単体で示す斜視図である。
【図６】上流筒体、下流筒体からフィルタ用筒体を取外した状態を示す斜視図である。
【図７】フィルタ用筒体の筒状ケース、ガスケット、蓋体、粒子状物質除去フィルタを示す分解斜視図である。
【図８】排気ガス浄化装置の内部構造を示す縦断面図である。
【図９】排気ガス浄化装置の内部構造を図８中の矢示IX−IX方向から拡大してみた横断面図である。
【図１０】上流筒体を浄化装置支持ブラケットに取付けた状態を図４中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた要部拡大の横断面図である。
【図１１】蓋体の変形例を示す図７と同様な分解斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
８ エンジン
９ 排気管（排気ガス通路）
２１ 排気ガス浄化装置
２２ 上流筒体
２５ 酸化触媒（処理部材）
２８ 下流筒体
３２ フィルタ用筒体（浄化部筒体）
３３ 筒状ケース
３４ 開口部
３６，３９ ストッパ
３７，５２ 蓋体
３８ ボルト（締結部材）
４０ ガスケット
４１ 粒子状物質除去フィルタ（処理部材）
４２ フィルタ本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路に設けられた上流筒体と、該上流筒体の下流側に設けられた下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続して設けられ排気ガスを浄化処理するための処理部材が内蔵された浄化部筒体とを備えてなる排気ガス浄化装置において、
前記浄化部筒体は、内部に前記処理部材を収容する筒状ケースと、該筒状ケースの上面側に形成され前記処理部材を取付け、取外しするための開口部と、該開口部を開閉可能に覆う蓋体とにより構成したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記蓋体は、前記筒状ケースに対して締結部材を用いて取付け、取外し可能に設け、前記蓋体と前記筒状ケースとの間には前記開口部を取囲んでガスケットを設ける構成としてなる請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記筒状ケースと前記蓋体とのうち少なくとも一方側の内側面には、前記処理部材を前記筒状ケースの内部で固定するストッパを設ける構成としてなる請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項１】
車体に搭載されたエンジンの排気ガス通路に設けられた上流筒体と、該上流筒体の下流側に設けられた下流筒体と、前記上流筒体と下流筒体との間に直列に接続して設けられ排気ガスを浄化処理するための処理部材が内蔵された浄化部筒体とを備えてなる排気ガス浄化装置において、
前記浄化部筒体は、内部に前記処理部材を収容する筒状ケースと、該筒状ケースの上面側に形成され前記処理部材を取付け、取外しするための開口部と、該開口部を開閉可能に覆う蓋体とにより構成したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記蓋体は、前記筒状ケースに対して締結部材を用いて取付け、取外し可能に設け、前記蓋体と前記筒状ケースとの間には前記開口部を取囲んでガスケットを設ける構成としてなる請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記筒状ケースと前記蓋体とのうち少なくとも一方側の内側面には、前記処理部材を前記筒状ケースの内部で固定するストッパを設ける構成としてなる請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−７５２６（Ｐ２０１０−７５２６Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６３５４（Ｐ２００８−１６６３５４）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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