JP2010116001A - 作業車両搭載用エンジン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン以外の場所にガス浄化フィルタ（パティキュレートフィルタ）を高剛性に配置でき、エンジン周りの構造を簡略化できるようにした作業車両搭載用エンジン装置を提供するものである。
【解決手段】エンジン７０と、エンジン７０の排気ガスを浄化するガス浄化フィルタ１とを備えた作業車両搭載用のエンジン装置において、オペレータが搭乗するキャビンの前面側の下方に前記ガス浄化フィルタ１を配置したものである。
【選択図】図１４

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の排気ガスを浄化するガス浄化フィルタを備えた作業車両搭載用エンジン装置に係り、より詳しくは、排気ガス中に含まれた粒子状物質（すす、パティキュレート）、又はＮＯｘ（窒素酸化物）等を除去するガス浄化フィルタ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を備えた作業車両搭載用エンジン装置に関するものである。

従来、走行機体等に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス排出径路中に、ディーゼルパティキュレートフィルタ（又はＮＯｘ触媒）等が設けられ、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスが、ディーゼルパティキュレートフィルタ（又はＮＯｘ触媒）等によって浄化処理されるようにした技術がある（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。また、ケーシング（外側ケース）内にフィルタケース（内側ケース）を設け、フィルタケース内にパティキュレートフィルタを配置する技術も公知である（特許文献４参照）。
特開２０００−１４５４３０号公報 特開２００３−２７９２２号公報 特開２００８−８２２０１号公報 特開２００１−１７３４２９号公報

ディーゼルエンジンの排気ガスをパティキュレートフィルタにて浄化する構造において、ディーゼルエンジンの排気ガス排出径路中に配置していた消音器に代えて、ディーゼルエンジンの排気ガス排出径路中にパティキュレートフィルタを配置した場合、消音器に比べてパティキュレートフィルタが重いから、消音器の支持構造を利用しただけでは、パティキュレートフィルタを組付けることができない等の問題がある。

本発明の目的は、エンジン以外の場所にパティキュレートフィルタ（ガス浄化フィルタ）を高剛性に配置でき、エンジン周りの構造を簡略化できるようにした作業車両搭載用エンジン装置を提供するものである。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、エンジンと、エンジンの排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとを備えた作業車両搭載用のエンジン装置において、オペレータが搭乗するキャビンの前面側の下方に前記ガス浄化フィルタを配置したものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両搭載用エンジン装置において、前記キャビンのキャビンフレームの前面側に前記ガス浄化フィルタを着脱可能に設置したものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両搭載用エンジン装置において、前記エンジンを覆うボンネットと前車輪と前記キャビンとに囲まれた前記キャビンの前面側スペースに前記ガス浄化フィルタを配置し、前記キャビン内のオペレータが操縦座席から前記前車輪の後側を目視可能に構成したものである。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の作業車両搭載用エンジン装置において、前記エンジンの一側面に円筒形状の前記ガス浄化フィルタの一端側を対峙させ、前記エンジンの排気マニホールドに前記ガス浄化フィルタの一端側を連通可能に構成する一方、前記キャビンフレームに沿わせて左右向きに前記ガス浄化フィルタの他端側を延長させ、前記キャビンの側部支柱体に沿わせたテールパイプに前記ガス浄化フィルタの他端側を連通可能に構成したものである。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の作業車両搭載用エンジン装置において、前記キャビンフレームを下方に延長してフィルタ支持台を形成し、前記フィルタ支持台に円筒形状の前記ガス浄化フィルタを横方向に長い横向き姿勢に設置し、前記エンジンに近い前記ガス浄化フィルタの一端側に前記エンジンから排気ガスを送出可能に構成する一方、前記エンジンから離れた前記ガス浄化フィルタの他端側にテールパイプを連結し、前記キャビンの側部支柱体に沿わせて前記テールパイプを上方に向けて延長させたものである。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の作業車両搭載用エンジン装置において、前記ガス浄化フィルタの外観形状を縦方向に長い円筒形状に形成し、前記キャビンと前記ボンネットの一側で、前記キャビンと前記ボンネットの接合位置に前記ガス浄化フィルタを縦方向に長い縦向き姿勢に設置したものである。

請求項１に記載の発明によれば、エンジンと、エンジンの排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとを備えた作業車両搭載用のエンジン装置において、オペレータが搭乗するキャビンの前面側の下方に前記ガス浄化フィルタを配置したものであるから、前記キャビンの下方側の余剰スペースを利用して、前記ガス浄化フィルタを高剛性且つコンパクトに組付けることができる。前記ガス浄化フィルタの着脱又はメンテナンス等を簡単に実行できる。また、例えば前記エンジンを覆うためのボンネット等を大型化して前記ガス浄化フィルタの設置スペースを確保する必要もない。

請求項２に記載の発明によれば、前記キャビンのキャビンフレームの前面側に前記ガス浄化フィルタを着脱可能に設置したものであるから、前記キャビン内部のペダル等に規制されることなく、簡単な支持構造によって、前記キャビンフレームに前記ガス浄化フィルタを高剛性且つコンパクトに組付けることができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記エンジンを覆うボンネットと前車輪と前記キャビンとに囲まれた前記キャビンの前面側スペースに前記ガス浄化フィルタを配置し、前記キャビン内のオペレータが操縦座席から前記前車輪の後側を目視可能に構成したものであるから、前記ガス浄化フィルタによってオペレータの視界が遮られない。例えばトラクタの対地作業において、作物用のマルチ畝等と前記前車輪との相対間隔を確認しながら、前進移動させて農作業を実行できる。また、例えば歩み板と前記前車輪との相対間隔を確認しながら、運搬用トラックの荷台にトラクタ等を積み降す作業や、農作業用の圃場にトラクタ等を出入させる作業を実行できる。

請求項４に記載の発明によれば、前記エンジンの一側面に円筒形状の前記ガス浄化フィルタの一端側を対峙させ、前記エンジンの排気マニホールドに前記ガス浄化フィルタの一端側を連通可能に構成する一方、前記キャビンフレームに沿わせて左右向きに前記ガス浄化フィルタの他端側を延長させ、前記キャビンの側部支柱体に沿わせたテールパイプに前記ガス浄化フィルタの他端側を連通可能に構成したものであるから、前記エンジンやテールパイプ等に前記ガス浄化フィルタを簡単に連結できるものでありながら、前記キャビンフレームを利用して、前記ガス浄化フィルタやテールパイプをコンパクトに設置できる。また、前記キャビンフレームや前記キャビンの側部支柱体に前記ガス浄化フィルタやテールパイプを沿わせることによって、前記ガス浄化フィルタやテールパイプによってオペレータの視界が遮られるのを防止できる。

請求項５に記載の発明によれば、前記キャビンフレームを下方に延長してフィルタ支持台を形成し、前記フィルタ支持台に円筒形状の前記ガス浄化フィルタを横方向に長い横向き姿勢に設置し、前記エンジンに近い前記ガス浄化フィルタの一端側に前記エンジンから排気ガスを送出可能に構成する一方、前記エンジンから離れた前記ガス浄化フィルタの他端側にテールパイプを連結し、前記キャビンの側部支柱体に沿わせて前記テールパイプを上方に向けて延長させたものであるから、前記ガス浄化フィルタとテールパイプを簡単に連結できるものでありながら、前記キャビンフレームを利用して、前記ガス浄化フィルタやテールパイプをコンパクトに設置できる。また、前記キャビンフレームや前記キャビンの側部支柱体に前記ガス浄化フィルタやテールパイプを沿わせることによって、前記ガス浄化フィルタやテールパイプによってオペレータの視界が遮られるのを防止できる。

請求項６に記載の発明によれば、前記ガス浄化フィルタの外観形状を縦方向に長い円筒形状に形成し、前記キャビンと前記ボンネットの一側で、前記キャビンと前記ボンネットの接合位置に前記ガス浄化フィルタを縦方向に長い縦向き姿勢に設置したものであるから、前記キャビンフレーム等の高剛性部材を利用して、前記ボンネットに沿わせて前記ガス浄化フィルタをコンパクトに設置できる。また、前記キャビンフレームや前記ボンネットに前記ガス浄化フィルタを沿わせ、前記キャビンの側部支柱体に前記テールパイプを沿わせることによって、前記ガス浄化フィルタやテールパイプによってオペレータの視界が遮られるのを防止できる。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１は排気ガス浄化装置の正面視断面図、図２は同外観底面図、図３同排気ガス流入側から見た左側面図、図４は同排気ガス排出側から見た右側断面図、図５は図１の正面視分解断面図、図６は同排気ガス排出側の正面視拡大断面図、図７は同排気ガス排出側の側面視拡大断面図、図８は同排気ガス流入側の拡大底面図、図９は同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図１乃至図５を参照しながら、排気ガス浄化装置の全体構造について説明する。なお、以下の説明では、排気ガス流入側を単に左側と称し、同じく排気ガス排出側を単に右側と称する。

図１乃至図５に示す如く、本実施形態の排気ガス浄化装置としての連続再生式のディーゼルパティキュレートフィルタ１（以下、ＤＰＦという）を設けている。ＤＰＦ１は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）等を物理的に捕集するためのものである。ＤＰＦ１は、二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する白金等のディーゼル酸化触媒２と、捕集した粒子状物質（ＰＭ）を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ３とを、排気ガスの移動方向（図１の左側から右側方向）に直列に並べた構造になっている。ＤＰＦ１は、スートフィルタ３が連続的に再生されるように構成している。ＤＰＦ１によって、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）の除去に加え、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を低減できる。

図１及び図５を参照して、ディーゼル酸化触媒２の取付け構造を説明する。図１及び図５に示す如く、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒２は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒内側ケース４に内設させている。触媒内側ケース４は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒外側ケース５に内設させている。即ち、ディーゼル酸化触媒２の外側にマット状のセラミックファイバー製触媒断熱材６を介して触媒内側ケース４を被嵌させている。また、触媒内側ケース４の外側に端面Ｉ字状の薄板製支持体７を介して触媒外側ケース５を被嵌させている。なお、触媒断熱材６によってディーゼル酸化触媒２が保護される。触媒内側ケース４に伝わる触媒外側ケース５の応力（変形力）を薄板製支持体７にて低減させる。

図１及び図５に示す如く、触媒内側ケース４及び触媒外側ケース５の左側端部に円板状の左側蓋体８を溶接にて固着している。左側蓋体８に座板体９を介してセンサ接続プラグ１０を固着している。ディーゼル酸化触媒２の左側端面２ａと左側蓋体８とをガス流入空間用一定距離Ｌ１だけ離間させて対向させる。ディーゼル酸化触媒２の左側端面２ａと左側蓋体８との間に排気ガス流入空間１１を形成している。なお、センサ接続プラグ１０には、図示しない入口側排気ガス圧力センサや入口側排気ガス温度センサ等が接続される。

図１、図５、図９に示す如く、排気ガス流入空間１１が形成された触媒内側ケース４及び触媒外側ケース５の左側端部に楕円形状の排気ガス流入口１２を開口させている。楕円形状の排気ガス流入口１２は、排気ガス移動方向（前記ケース４,５の中心線方向）を短尺直径とし、排気ガス移動方向(前記ケース４,５の円周方向)に直交する方向を長尺直径に形成している。触媒内側ケース４の開口縁１３と触媒外側ケース５の開口縁１４の間に閉塞リング体１５を挟持状に固着している。触媒内側ケース４の開口縁１３と触媒外側ケース５の開口縁１４の間の隙間が閉塞リング体１５によって閉鎖される。触媒内側ケース４と触媒外側ケース５の間に排気ガスが流入するのを、閉塞リング体１５によって防止している。

図１、図３、図５、図８に示す如く、排気ガス流入口１２が形成された触媒外側ケース５の外側面に排気ガス入口管１６を配置している。排気ガス入口管１６の小径側の真円形の開口端部１６ａに排気接続フランジ体１７を溶接している。排気接続フランジ体１７は、ボルト１８を介して、後述するディーゼルエンジン７０の排気マニホールド７１に締結されている。排気ガス入口管１６の大径側の真円形の開口端部１６ｂは、触媒外側ケース５の外側面に溶接されている。排気ガス入口管１６は、小径側の真円形の開口端部１６ａから大径側の真円形の開口端部１６ｂに向けて末広がり形状（ラッパ状）に形成されている。

図１、図５、図８に示す如く、触媒外側ケース５の外側面のうち、触媒外側ケース５の開口縁１４の左側端部の外側面に、大径側の真円形の開口端部１６ｂの左側端部が溶接されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口１２に対して、排気ガス入口管１６（大径側の真円形の開口端部１６ｂ）が、排気ガス移動下流側（触媒外側ケース５の右側）にオフセットされて配置されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口１２は、排気ガス入口管１６（大径側の真円形の開口端部１６ｂ）に対して、排気ガス移動上流側（触媒外側ケース５の左側）にオフセットされて、触媒外側ケース５に形成されている。

上記の構成により、エンジン７０の排気ガスが、排気マニホールド７１から排気ガス入口管１６に入り込み、排気ガス入口管１６から排気ガス流入口１２を介して排気ガス流入空間１１に入り込み、ディーゼル酸化触媒２にこの左側端面２ａから供給される。ディーゼル酸化触媒２の酸化作用によって、二酸化窒素（ＮＯ２）が生成される。また、後述するディーゼルエンジン７０に支持脚体１９を介してＤＰＦ１を固着させる。

図１及び図５を参照して、スートフィルタ３の取付け構造を説明する。図１及び図５に示す如く、エンジン７０が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのスートフィルタ３は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ内側ケース２０に内設させている。内側ケース４は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ外側ケース２１に内設させている。即ち、スートフィルタ３の外側にマット状のセラミックファイバー製フィルタ断熱材２２を介してフィルタ内側ケース２０を被嵌させている。なお、フィルタ断熱材２２によってスートフィルタ３が保護される。

図１及び図５に示す如く、触媒外側ケース５の排気ガス移動下流側（右側）の端部に触媒側フランジ２５を溶接する。フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動方向の中間と、フィルタ外側ケース２１の排気ガス移動上流側（左側）の端部にフィルタ側フランジ２６を溶接する。触媒側フランジ２５と、フィルタ側フランジ２６とを、ボルト２７及びナット２８によって着脱可能に締結している。なお、円筒形の触媒内側ケース４の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース２０の直径寸法とが略同一寸法である。また、円筒形の触媒外側ケース５の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース２１の直径寸法とが略同一寸法である。

図１に示す如く、触媒側フランジ２５とフィルタ側フランジ２６を介して、触媒外側ケース５にフィルタ外側ケース２１が連結された状態では、触媒内側ケース４の排気ガス移動下流側（右側）の端部に、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、センサ取付け用一定間隔Ｌ２だけ離間して対峙する。即ち、触媒内側ケース４の排気ガス移動下流側（右側）の端部と、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部との間に、センサ取付け空間２９が形成される。センサ取付け空間２９位置の触媒外側ケース５に、センサ接続プラグ５０を固着している。センサ接続プラグ５０には、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ（サーミスタ）等が接続される。

図５に示す如く、触媒内側ケース４の排気ガス移動方向の円筒長さＬ３よりも、触媒外側ケース５の排気ガス移動方向の円筒長さＬ４を長く形成している。フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動方向の円筒長さＬ５よりも、フィルタ外側ケース２１の排気ガス移動方向の円筒長さＬ６を短く形成している。センサ取付け空間２９の一定間隔Ｌ２と、触媒内側ケース４の円筒長さＬ３と、フィルタ内側ケース２０の円筒長さＬ５とを加算した長さ（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ５）が、触媒外側ケース５の円筒長さＬ４と、フィルタ外側ケース２１の円筒長さＬ６とを加算した長さ（Ｌ４＋Ｌ６）に略等しくなるように構成している。フィルタ外側ケース２１の排気ガス移動上流側（左側）の端部から、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、それらの長さの差（Ｌ７＝Ｌ５−Ｌ６）だけ突出する。即ち、触媒外側ケース５にフィルタ外側ケース２１を連結した場合、フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、オーバーラップ寸法Ｌ７だけ、触媒外側ケース５の排気ガス移動下流側（右側）に内挿される。

上記の構成により、ディーゼル酸化触媒２の酸化作用によって生成された二酸化窒素（ＮＯ２）が、スートフィルタ３にこの左側端面３ａから供給される。スートフィルタ３に捕集されたディーゼルエンジン７０の排気ガス中の捕集粒状物質（ＰＭ）が、二酸化窒素（ＮＯ２）によって、比較的低温で連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）が低減される。

なお、上記のように、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとして、ディーゼル酸化触媒２及びスートフィルタ３を設けたが、ディーゼル酸化触媒２及びスートフィルタ３に代えて、尿素（還元剤）の添加にて発生したアンモニア（ＮＨ３）によってエンジン７０の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元するＮＯｘ選択還元触媒（ＮＯｘ除去触媒）と、ＮＯｘ選択還元触媒から排出される残留アンモニアを取り除くアンモニア除去触媒とを設けてもよい。

上記のように、ガス浄化フィルタとして、触媒内側ケース４にＮＯｘ選択還元触媒（ＮＯｘ除去触媒）を設け、フィルタ内側ケース２０にアンモニア除去触媒を設けた場合、エンジンが排出した排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元され、無害な窒素ガス（Ｎ２）として排出できる。

図１乃至図３、及び図５乃至図７を参照して、消音器３０の取付け構造を説明する。図１乃至図３、図５に示す如く、エンジンが排出した排気ガス音を減衰させる消音器３０は、耐熱金属材料製の略筒型の消音内側ケース３１と、耐熱金属材料製の略筒型の消音外側ケース３２と、消音内側ケース３１及び消音外側ケース３２の右側端部に溶接にて固着した円板状の右側蓋体３３とを有する。消音外側ケース３２に消音内側ケース３１を内設させている。また、円筒形の触媒外側ケース５の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース２１の直径寸法と、円筒形の消音外側ケース３２とが略同一寸法である。円筒形の触媒内側ケース４の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース２０の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース３１とが略同一寸法である。なお、円筒形の触媒内側ケース４の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース２０の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース３１とが同一寸法でなくてもよい。

図４乃至図７に示す如く、消音内側ケース３１及び消音外側ケース３２に排気ガス出口管３４を貫通させている。排気ガス出口管３４の一端側が出口蓋体３５によって閉塞されている。消音内側ケース３１の内部における排気ガス出口管３４の全体に多数の排気孔３６が開設されている。消音内側ケース３１の内部が、多数の排気孔３６を介して、排気ガス出口管３４に連通されている。図示しない消音器やテールパイプが排気ガス出口管３４の他端側に接続される。

図６、図７に示す如く、消音内側ケース３１には、多数の消音孔３７が開設されている。消音内側ケース３１の内部が、多数の消音孔３７を介して、消音内側ケース３１と消音外側ケース３２との間に連通されている。消音内側ケース３１と消音外側ケース３２との間の空間は、右側蓋体３３と薄板製支持体３８によって閉塞されている。消音内側ケース３１と消音外側ケース３２との間にセラミックファイバー製消音材３９が充填されている。消音内側ケース３１の排気ガス移動上流側（左側）の端部が、薄板製支持体３８を介して、消音外側ケース３２の排気ガス移動上流側（左側）の端部に連結されている。

上記の構成により、消音内側ケース３１内から排気ガス出口管３４を介して排気ガスが排出される。また、消音内側ケース３１の内部において、多数の消音孔３７から消音材３９に排気ガス音（主に高周波帯の音）が吸音される。排気ガス出口管３４の出口側から排出される排気ガスの騒音が減衰される。

図１及び図５に示す如く、フィルタ内側ケース２０とフィルタ外側ケース２１の排気ガス移動下流側（右側）の端部にフィルタ側出口フランジ４０を溶接する。消音外側ケース３２の排気ガス移動上流側（左側）の端部に、消音側フランジ４１を溶接する。フィルタ側出口フランジ４０と、消音側フランジ４１とを、ボルト４２及びナット４３によって着脱可能に締結している。なお、フィルタ内側ケース２０とフィルタ外側ケース２１にセンサ接続プラグ４４を固着している。センサ接続プラグ４４には、図示しない出口側排気ガス圧力センサや出口側排気ガス温度センサ（サーミスタ）等が接続される。

次に、図１０乃至図１４を参照して、後述するトラクタ１０１に搭載されたディーゼルエンジン７０の排気ガス排出径路中に前記ＤＰＦ１を設けた構造を説明する。図１０乃至図１４に示す如く、ディーゼルエンジン７０のシリンダヘッド７２の左側面に、排気マニホールド７１が配置されている。ディーゼルエンジン７０のシリンダヘッド７２の右側面に、吸気マニホールド７３が配置されている。シリンダヘッド７２は、図示しないエンジン出力軸（クランク軸）とピストンを有するシリンダブロック７５に上載されている。シリンダブロック７５の前側方に冷却ファン７６を設ける。エンジン出力軸７４の前端側からＶベルト７７を介して冷却ファン７６に回転力が伝達されるように構成している。

なお、シリンダブロック７５の後面にフライホイールハウジング（図示省略）を固着し、フライホイールハウジング内にフライホイールを設け、エンジン出力軸の後端側にフライホイールを軸支させ、後述する農作業用のトラクタ１０１の作動部（車輪、作業用ＰＴＯ軸）に、フライホイールを介してディーゼルエンジン７０の動力を取出すように構成している。

図１２に示す如く、ディーゼルエンジン７０に給気するエアクリーナ８８を備える。ディーゼルエンジン７０の上面の一側の吸気マニホールド７３の上方にエアクリーナ８８を配置している。エアクリーナ８８に吸気接続管９０を介して吸気マニホールド７３を連結している。エアクリーナ８８は、クリーナ支持脚（図示省略）を介してシリンダヘッド７２に取付けられている。即ち、エアクリーナ８８によって浄化された空気が、吸気接続管９０を介して、吸気マニホールド７３に供給される。また、エアクリーナ８８は、トラクタ１０１の前後方向に長い円筒形状に形成されていて、ディーゼルエンジン７０の上面側に配置されている。シリンダヘッド７２における吸気マニホールド７３側は外向きに露出していて、メンテナンス作業をし易い状態になっている。

次に、図１０乃至図１４を参照して、作業車両としてのトラクタ１０１に前記ＤＰＦ１を搭載した構造を説明する。図１０及び図１１に示す如く、キャビン付作業車両としてのトラクタ１０１は、走行機体１０２を左右一対の前車輪１０３と同じく左右一対の後車輪１０４とで支持し、前記走行機体１０２の前部に搭載したディーゼルエンジン７０にて後車輪１０４及び前車輪１０３を駆動することにより、前後進走行するように構成される。この場合、走行機体１０２の進行方向左側に位置する前後車輪１０３，１０４の組と、進行方向右側に位置する前後車輪１０３，１０４の組とにより、左右一対の走行部が構成される。

図１０及び図１１に示す如く、エンジン７０はボンネット１０６にて覆われている。また、前記走行機体１０２の上面にはキャビン１０７が設置され、該キャビン１０７の内部には、オペレータが着座する操縦座席１０８と、該操縦座席１０８の前方に位置する操向手段としての丸ハンドル形状の操縦ハンドル１０９が設けられている。操縦座席１０８に着座したオペレータが操縦ハンドル１０９を回動操作することにより、その操作量（回動量）に応じて左右前車輪１０３のかじ取り角（操向角度）が変わるように構成されている。キャビン１０７の底部には、オペレータが搭乗するためのステップ１１０が設けられている。

図１０に示す如く、前記走行機体１０２は、前バンパ１１２及び前車軸ケース１１３を有するエンジンフレーム１１４と、エンジンフレーム１１４の後部にボルトの締結にて着脱可能に連結する左右の機体フレーム１１６とにより構成される。前車輪１０３は、エンジンフレーム１１４の外側面から外向きに突出するように装着された前車軸ケース１１３を介して取付けられている。また、機体フレーム１１６の後部には、前記エンジン７０からの出力を適宜変速して後車輪１０４（前車輪１０３）に伝達するためのミッションケース１１７が連結されている。後車輪１０４は、前記ミッションケース１１７に対して、当該ミッションケース１１７の外側面から外向きに突出するように装着された後車軸ケース１１８を介して取付けられている。

図１０に示す如く、ミッションケース１１７の後部における上面には、耕耘機等の作業機（図示せず）を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構１２０が着脱可能に取付けられている。耕耘機等の作業機は、ミッションケース１１７の後部にロワーリンク１２１及びトップリンク（図示せず）を介して昇降動可能に連結される。さらに、ミッションケース１１７の後側面に、前記作業機を駆動するＰＴＯ軸１２３が設けられている。

詳細には図示していないが、ディーゼルエンジン７０の後面側からエンジン出力軸等を介して、ミッションケース１１７の前面側にディーゼルエンジン７０の回転動力を伝達するように構成している。ディーゼルエンジン７０の回転動力をミッションケース１１７に伝達し、次いで、ミッションケース１１７の油圧無段変速機や走行副変速ギヤ機構にてディーゼルエンジン７０の回転動力を適宜変速して、差動ギヤ機構等を介してミッションケース１１７から後車輪１０４にこの駆動力を伝達するように構成している。また、前記走行副変速ギヤ機構にて適宜変速したディーゼルエンジン７０の回転を、前車軸ケース１１３の差動ギヤ機構等を介してミッションケース１１７から前車輪１０３に伝達するように構成している。

図１０乃至図１４に示すように、ＤＰＦ１は、キャビン１０７の前面に沿って左右方向に長い円筒形状に形成されていて、キャビン１０７の右側の前面に配置されている。また、排気マニホールド７１にＤＰＦ１を連通させる排気接続管８４を備えている。図１２に示す如く、排気マニホールド７１を上向きに開口させ、排気マニホールド７１に排気接続管８４を介してＤＰＦ１の左側（長手方向一端側）を連結する。ＤＰＦ１の右側（長手方向他端側）には、テールパイプ８５が連結されている。キャビン１０７の右側の前面に配置された側部支柱体８６に沿わせて下方から上方に向けてテールパイプ８５を延長している。

即ち、テールパイプ８５の排気ガス出口は、キャビン１０７の最上部の近傍で、右外側方に向けて開口されている。ディーゼルエンジン７０の排気ガスは、排気マニホールド７１、排気接続管８４、ＤＰＦ１、テールパイプ８５の排気ガス出口を介して、キャビン１０７の右側の前面外側の高い位置に排出される。また、テールパイプ８５は、側部支柱体８６に締結バンド（図示省略）等を介して着脱可能に固着されている。操縦座席１０８に座乗したオペレータが前方を視たときに、テールパイプ８５が側部支柱体８６の影に隠れ、前記オペレータによってテールパイプ８５が視認されないように構成している。例えば、ボンネット１０６にテールパイプ８５を起立させた従来構造に比べ、操縦座席１０８に座乗したオペレータの前方視界がテールパイプ８５によって妨げられないから、トラクタ１０１の操縦性を向上できる。

図１４に示す如く、走行機体１０２のうち機体フレーム１１６の左右側方に左右のステップフレーム１２５を配置する。機体フレーム１１６にステップフレーム１２５の一端側を連結する。機体フレーム１１６の左右外側方にステップフレーム１２５の他端側を略水平に突出させている。ステップフレーム１２５に平らな形状のステップ１１０を支持している。また、右のステップフレーム１２５の下面側に補助ステップフレーム１２６が一体的に連結されている。前記右のステップフレーム１２５と同様に、機体フレーム１１６に補助ステップフレーム１２６の一端側を連結する。機体フレーム１１６の右外側方に補助ステップフレーム１２６の他端側を略水平に突出させている。補助ステップフレーム１２６との連結によって前記右のステップフレーム１２５の強度を向上させている。

図１４に示す如く、右のステップフレーム１２５及び補助ステップフレーム１２６にそれぞれ溶接する台フレーム１２７と、ＤＰＦ１のうち触媒外側ケース５の外周面及び消音外側ケース３２の外周面にそれぞれ溶接する二組の支持脚体１９とを備える。なお、触媒外側ケース５又は消音外側ケース３２に代えて、フィルタ外側ケース２１の外周面に支持脚体１９を溶接してもよい。ボルト１２８及びナット１２９を用いて台フレーム１２７に支持脚体１９を着脱可能に締結している。右のステップフレーム１２５及び補助ステップフレーム１２６の前側方に、台フレーム１２７及び支持脚体１９を介して、ＤＰＦ１を設置している。キャビン１０７の前面側の下方にＤＰＦ１が配置される。即ち、ＤＰＦ１は、複数の支持脚体１９を介してステップフレーム１２５に連結されている。即ち、キャビン１０７の高剛性部品であるステップフレーム１２５の利用にてＤＰＦ１を高剛性に支持して、振動等によるＤＰＦ１の損傷を防止できる。

図１０、図１２、図１４に示す如く、ディーゼルエンジン７０を覆うボンネット１０６を備える構造であって、前車輪１０３とキャビン１０７とボンネット１０６とに囲まれたキャビン１０７の前面側スペースにＤＰＦ１を配置し、キャビン１０７内のオペレータが操縦座席１０８から前車輪１０３の後側を目視可能に構成している。即ち、図１０に示す如く、操縦座席１０８に座乗したオペレータから、ＤＰＦ１越しに、前車輪１０３の後側の接地部が見えるように、オペレータの目線Ｓが形成されるように構成している。

したがって、操縦座席１０８に座乗したオペレータの前方視界がＤＰＦ１によって遮られない。例えばトラクタ１０１の対地作業において、圃場に形成された作物育成用のマルチ畝や隣接する既耕地等と前車輪１０３との相対間隔を確認しながら、前進移動させて農作業を実行できる。また、例えば歩み板と前車輪１０３との相対間隔を確認しながら、例えば運搬用トラックの荷台にトラクタ１０３を積み降す作業や、農作業用の圃場にトラクタ１０３を出入させる作業を実行できる。

図１２、図１４に示す如く、ディーゼルエンジン７０の一側面（右側面）に円筒形状のＤＰＦ１の一端側（左側端部）を対峙させている。ディーゼルエンジン７０の排気マニホールド７１に、排気接続管８４を介して、ＤＰＦ１の一端側（左側端部）を連通接続可能に構成している。一方、キャビンフレームとしてのステップフレーム１２５に沿わせて左右向きにＤＰＦ１の他端側（右側）を延長させ、キャビン１０７の側部支柱体８６に沿わせたテールパイプ８５にＤＰＦ１の他端側を連通接続可能に構成している。したがって、ディーゼルエンジン７０やテールパイプ８５等にＤＰＦ１を簡単に連結できるものでありながら、ステップフレーム１２５を利用して、ＤＰＦ１やテールパイプ８５をコンパクトに設置できる。また、ステップフレーム１２５やキャビン１０７の側部支柱体８６にＤＰＦ１やテールパイプ８５を沿わせることによって、ＤＰＦ１やテールパイプ８５によってオペレータの視界が遮られるのを防止できる。

図１２、図１４に示す如く、ステップフレーム１２５を下方に延長してフィルタ支持台としての台フレーム１２７を形成し、台フレーム１２７に円筒形状のＤＰＦ１を横方向に長い横向き姿勢に設置し、ディーゼルエンジン７０に近いＤＰＦ１の一端側（左側部）にディーゼルエンジン７０から排気ガスを送出可能に構成する一方、ディーゼルエンジン７０から離れたＤＰＦ１の他端側（右側部）にテールパイプ８５を連結し、キャビン１０７の側部支柱体８６に沿わせてテールパイプ８５を上方に向けて延長させている。したがって、ＤＰＦ１とテールパイプ８５を簡単に連結できるものでありながら、ステップフレーム１２５を利用して、ＤＰＦ１やテールパイプ８５をコンパクトに且つ高剛性に設置できる。また、ステップフレーム１２５やキャビン１０７の側部支柱体８６にＤＰＦ１やテールパイプ８５を沿わせることによって、ＤＰＦ１やテールパイプ８５によってオペレータの前方視界が遮られるのを防止できる。

次に、図１５乃至図１７を参照して、作業車両としてのトラクタ１０１に前記ＤＰＦ１を搭載した第２実施形態を説明する。図１５乃至図１７に示す如く、ＤＰＦ１は、キャビン１０７の前面に沿って上下方向に長い縦型の円筒形状に形成されていて、キャビン１０７の右側の前面とボンネット１０６の右側の後部との接合隅部に縦型に配置されている。また、図１７に示す如く、排気マニホールド７１に排気接続管８４を介してＤＰＦ１の下端側（長手方向一端側）を連結する。ＤＰＦ１の上端側（長手方向他端側）には、テールパイプ８５が連結されている。キャビン１０７の右側の前面に配置された側部支柱体８６に沿わせて下方から上方に向けてテールパイプ８５を延長している。

キャビン１０７の右側の前面外側に複数の締結バンド１３５を介してＤＰＦ１を着脱可能に固着している。なお、締結バンド１３５に代え、図１４に示す支持脚体１９や台フレーム１２７等を用いて、キャビン１０７の右側の前面外側にＤＰＦ１を着脱可能に固着してもよい。

図１０乃至図１７に示す如く、ディーゼルエンジン７０と、ディーゼルエンジン７０の排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのＤＰＦ１とを備えた作業車両搭載用のエンジン装置において、オペレータが搭乗するキャビン１０７の前面側の下方にＤＰＦ１を配置している。したがって、キャビン１０７の下方側の余剰スペースを利用して、ＤＰＦ１を高剛性且つコンパクトに組付けることができる。ＤＰＦ１の着脱又はメンテナンス等を簡単に実行できる。また、例えばディーゼルエンジン７０を覆うためのボンネット１０６等を大型化してＤＰＦ１の設置スペースを確保する必要もない。

図１０乃至図１７に示す如く、キャビン１０７のキャビンフレームとしてのステップフレーム１２５の前面側にＤＰＦ１を着脱可能に設置している。したがって、キャビン１０７内部のペダル等に規制されることなく、簡単な支持構造によって、ステップフレーム１２５にＤＰＦ１を高剛性且つコンパクトに組付けることができる。

図１０乃至図１７に示す如く、ディーゼルエンジン７０を覆うボンネット１０６と前車輪１０３とキャビン１０７とに囲まれたキャビン１０７の前面側スペースにＤＰＦ１を配置し、キャビン１０７内のオペレータが操縦座席１０８から前車輪１０３の後側を目視可能に構成している。したがって、ＤＰＦ１によってオペレータの視界が遮られない。例えばトラクタ１０１の対地作業において、作物用のマルチ畝等と前車輪１０３との相対間隔を確認しながら、前進移動させて農作業を実行できる。また、例えば歩み板と前車輪１０３との相対間隔を確認しながら、運搬用トラックの荷台にトラクタ１０１を積み降す作業や、農作業用の圃場にトラクタ１０１を出入させる作業を実行できる。

図１５乃至図１７に示す如く、ＤＰＦ１の外観形状を縦方向に長い円筒形状に形成し、キャビン１０７とボンネット１０６の一側で、キャビン１０７とボンネット１０６の接合位置にＤＰＦ１を縦方向に長い縦向き姿勢に設置したものであるから、キャビン１０７の構成フレーム等の高剛性部材を利用して、ボンネット１０６に沿わせてＤＰＦ１をコンパクトに設置できる。また、キャビン１０７の構成フレームやボンネット１０６にＤＰＦ１を沿わせ、キャビン１０７の側部支柱体８６にテールパイプ８５を沿わせることによって、ＤＰＦ１やテールパイプ８５によってオペレータの視界が遮られるのを防止できる。

本発明の実施形態の排気ガス浄化装置の正面視断面図である。 同外観底面図である。 同排気ガス流入側から見た左側面図である。 同排気ガス排出側から見た右側断面図である。 図１の正面視分解断面図である。 同排気ガス排出側の正面視拡大断面図である。 同排気ガス排出側の側面視拡大断面図である。 同排気ガス流入側の拡大底面図である。 同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。 トラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの排気ガス浄化装置の配置を示す平面図である。 トラクタの排気ガス浄化装置の配置を示す側面図である。 図１３の拡大側面図である。 他の実施形態を示すトラクタの側面図である。 図１５の平面図である。 図１５の拡大側面図である。

符号の説明

１ ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）（ガス浄化フィルタ）
７０ ディーゼルエンジン
７１ 排気マニホールド
８５ テールパイプ
８６ 側部支柱体
１０１ トラクタ
１０３ 前車輪
１０６ ボンネット
１０７ キャビン
１０８ 操縦座席
１２５ ステップフレーム（キャビンフレーム）
１２７ 台フレーム（フィルタ支持台）

Claims (6)

1. エンジンと、エンジンの排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとを備えた作業車両搭載用のエンジン装置において、
   オペレータが搭乗するキャビンの前面側の下方に前記ガス浄化フィルタを配置したことを特徴とする作業車両搭載用エンジン装置。
2. 前記キャビンのキャビンフレームの前面側に前記ガス浄化フィルタを着脱可能に設置したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両搭載用エンジン装置。
3. 前記エンジンを覆うボンネットと前車輪と前記キャビンとに囲まれた前記キャビンの前面側スペースに前記ガス浄化フィルタを配置し、前記キャビン内のオペレータが操縦座席から前記前車輪の後側を目視可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両搭載用エンジン装置。
4. 前記エンジンの一側面に円筒形状の前記ガス浄化フィルタの一端側を対峙させ、前記エンジンの排気マニホールドに前記ガス浄化フィルタの一端側を連通可能に構成する一方、前記キャビンフレームに沿わせて左右向きに前記ガス浄化フィルタの他端側を延長させ、前記キャビンの側部支柱体に沿わせたテールパイプに前記ガス浄化フィルタの他端側を連通可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の作業車両搭載用エンジン装置。
5. 前記キャビンフレームを下方に延長してフィルタ支持台を形成し、前記フィルタ支持台に円筒形状の前記ガス浄化フィルタを横方向に長い横向き姿勢に設置し、前記エンジンに近い前記ガス浄化フィルタの一端側に前記エンジンから排気ガスを送出可能に構成する一方、前記エンジンから離れた前記ガス浄化フィルタの他端側にテールパイプを連結し、前記キャビンの側部支柱体に沿わせて前記テールパイプを上方に向けて延長させたことを特徴とする請求項２に記載の作業車両搭載用エンジン装置。
6. 前記ガス浄化フィルタの外観形状を縦方向に長い円筒形状に形成し、前記キャビンと前記ボンネットの一側で、前記キャビンと前記ボンネットの接合位置に前記ガス浄化フィルタを縦方向に長い縦向き姿勢に設置したことを特徴とする請求項３に記載の作業車両搭載用エンジン装置。