特許 7391563 ショベル及びショベルの保守方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-27

(45)【発行日】2023-12-05

(54)【発明の名称】ショベル及びショベルの保守方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20231128BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20231128BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 D

F01N3/08 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019143631

(22)【出願日】2019-08-05

(65)【公開番号】P2021025290

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-06-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】因藤 雅人

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１８５０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】再公表特許第２０１６／０６０２７９（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１４５７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２７７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４７５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０５１９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６２６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１８３９５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５８－１０６０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４０２８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／００

Ｆ０１Ｎ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載されたエンジンと、前記上部旋回体に搭載された、前記エンジンの排ガスを処理する処理剤が貯留される処理剤タンクと、前記処理剤タンクに補充される処理剤が入った容器を支持可能な支持部と、を備えるショベルの保守方法であって、
前記支持部から吊り部材を介して前記容器を吊り下げて、前記容器を前記処理剤タンクよりも低い位置から高い位置に持ち上げるステップを有する、
ショベルの保守方法。

【請求項2】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載されたエンジンと、
前記上部旋回体に搭載された、前記エンジンの排ガスを処理する処理剤が貯留される処理剤タンクと、
前記処理剤タンクに補充される処理剤が入った容器を支持可能な支持部と、を備え、
前記支持部は、前記上部旋回体に設置された手摺りに配置され、且つ、前記容器を吊り下げる吊り部材を着脱可能な形状を有し、
前記手摺りは、前記処理剤タンクよりも高い位置に存在する、
ショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エンジンの排ガスを処理する処理剤が貯留される処理剤タンクを有するショベル及びショベルの保守方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建設機械としてのショベルには、動力源としてディーゼルエンジンが搭載されることが多い。近年、ディーゼルエンジンに対する高次の排ガス規制に対応した排ガス処理装置が開発されている。このような排ガス処理装置は、ディーゼルエンジンが搭載されたショベルにも搭載されている。

【0003】

排ガス処理装置は、ディーゼルエンジンの排気系に設置され、ディーゼルエンジンの排ガスを処理して排ガス規制をクリアした排ガスに変換する。具体的には、例えば、ディーゼルエンジンからの排ガスは、排気管の下流側に設けられたＮＯｘ還元触媒を通って大気中に放出される。

【0004】

上述の排ガス処理装置として、処理剤としての液体還元剤を用いた選択還元型のＮＯｘ処理装置が用いられることが多い。液体還元剤としての尿素水溶液（以下、「尿素水」とする。）は尿素水タンクに貯留され、尿素水タンクは供給パイプにより排気管に接続される。そして、尿素水タンク内の尿素水は、供給ポンプによりディーゼルエンジンの排気管に供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１５／０５３２７３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、尿素水タンクは上部旋回体に搭載されている。そのため、尿素水タンクに尿素水を補充する際に、作業者は、補充用の尿素水が入った容器を高い位置に持ち上げる必要がある。

【0007】

上述に鑑み、処理剤の補充をより容易にするショベルの保守方法を提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態に係るショベルの保守方法は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載されたエンジンと、前記上部旋回体に搭載された、前記エンジンの排ガスを処理する処理剤が貯留される処理剤タンクと、前記処理剤タンクに補充される処理剤が入った容器を支持可能な支持部と、を備えるショベルの保守方法であって、前記支持部から吊り部材を介して前記容器を吊り下げて、前記容器を前記処理剤タンクよりも低い位置から高い位置に持ち上げるステップを有する。

【発明の効果】

【0009】

上述の手段により、処理剤の補充をより容易にするショベルの保守方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ショベルの右側面図である。

【図2】上部旋回体の平面図である。

【図3】排ガス処理装置の構成例を示す図である。

【図4】図１に示すショベルの右側部の拡大図である。

【図5】支援処理の一例のフローチャートである。

【図6】図１に示すショベルの右側部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図１は、一実施形態による建設機械の一例である掘削機（ショベル１００）の右側面図である。建設機械はクレーンであってもよい。

【0012】

図１に示すように、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、及びキャブ１０を有する。上部旋回体３は、旋回機構２を介して下部走行体１上に搭載されている。上部旋回体３の左側前部にはキャブ１０が設けられている。上部旋回体３の前部中央にはブーム４の一端が回動可能に取り付けられている。ブーム４の先端部にはアーム（図示せず。）が回動可能に取り付けられ、アーム５の先端部にはエンドアタッチメントとしてのバケット（図示せず。）が回動可能に取り付けられている。ブーム４、アーム、及びバケットはアタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成している。バケットの代わりにブレーカ又は破砕機等の他のエンドアタッチメントがアームの先端部に取り付けられてもよい。

【0013】

図１の例では、ショベル１００は、輸送姿勢の状態にある。輸送姿勢は、トレーラ等の荷台に載せられて運搬される際にショベル１００が取る姿勢である。輸送姿勢は、典型的には、アーム及びバケットのそれぞれを最も閉じた状態で、且つ、アームの先端を荷台に接触させた状態である。すなわち、輸送姿勢は、アタッチメントが折り畳まれた姿勢である。

【0014】

図２は上部旋回体３の概略構成を示す平面図である。図２に示すように、上部旋回体３の後部にはエンジンルームＥＲが形成されている。エンジンルームＥＲ内にはエンジン１１（ディーゼルエンジン）が設置されている。エンジン１１の上には、図１に示すように、ＳＣＲシステム１１０（選択還元触媒システム）が配置されている。ＳＣＲシステム１１０は排ガス処理装置１１０ａを含む。ＳＣＲシステム１１０の下側には、油圧ポンプ２１が配置されている。エンジン１１には冷却ファン１１ａが設けられ、冷却ファン１１ａの隣には、ラジエータを含む熱交換器ユニット１３が設置されている。

【0015】

熱交換器ユニット１３の隣（前側）には、エアフィルタを含むエアクリーナ６３が配置されている。エアクリーナ６３は、吸気管６４を介してエンジン１１に接続されている。エアクリーナ６３で濾過された空気は、吸気管６４を通じてエンジン１１に供給される。

【0016】

エンジン１１には、排ガスを放出するための排気管ＥＰが接続されている。排気管ＥＰの下流側の端部には、高次の排ガス規制に対応する排ガス処理装置１１０ａが設置されている。本実施形態では、処理剤としての尿素水を用いた選択還元型のＮＯｘ処理装置が排ガス処理装置１１０ａとして用いられる。

【0017】

キャブ１０は上部旋回体３の左側前部に配置される。上部旋回体３の「前部」は、上部旋回体３の中央から見てブーム４が取り付けられている側の部分である。「左側」は、上部旋回体３において前方（ブーム４が延在する方向）を向いたときに左となる部分である。

【0018】

キャブ１０の後方には油圧システムで用いられる作動油を貯蔵する作動油タンク１２０が配置されている。そして、作動油タンク１２０の後方には上述のエンジンルームＥＲが配置されている。

【0019】

一方、エンジンルームＥＲの前側には軽油等のディーゼルエンジン燃料を貯蔵する燃料タンク１９が配置されている。燃料タンク１９に貯蔵されたディーゼルエンジン燃料は、燃料供給配管（図示せず）を介してエンジン１１に供給される。

【0020】

燃料タンク１９の前側には排ガス処理装置１１０ａが使用する処理剤（尿素水）を貯蔵する処理剤タンク（尿素水タンク２０）が配置されている。尿素水タンク２０に貯蔵された尿素水は、処理剤供給配管２０ｐの途中に設けられた処理剤ポンプ２０ｑにより排ガス処理装置１１０ａに供給される。本実施形態では、処理剤ポンプ２０ｑは、尿素水タンク２０と排ガス処理装置１１０ａとの間の略中間位置に配置されている。なお、液体還元剤として他の処理剤が用いられてもよく、他の処理方法が用いられてもよい。尿素水タンク２０の前側には工具等を収納するためのスペース２３が形成されている。

【0021】

ブーム４は、上部旋回体３の旋回フレームの前側中央部に強固に固定されたブーム支持フレーム１７に回動可能に支持されている。具体的には、ブーム４は、ブーム支持フレーム１７の右側フレーム１７Ｒと左側フレーム１７Ｌとの間に挟まれた状態で、右側フレーム１７Ｒ、ブーム４、及び左側フレーム１７Ｌを貫通して設けられるブームフートピンＦＰにより支持される。

【0022】

次に、図３を参照して排ガス処理装置１１０ａの詳細を説明する。図３は排ガス処理装置１１０ａの構成例を示す図である。本実施形態では、排ガス処理装置１１０ａはエンジン１１から排出される排ガスを浄化する。エンジン１１は、制御モジュール６０により制御される。

【0023】

エンジン１１から排出される排ガスは、ターボチャージャ６１を通じて排気管ＥＰに流れる。そして、排ガスは、排気管ＥＰから排ガス処理装置１１０ａに流入し、排ガス処理装置１１０ａで浄化された後で大気に排出される。

【0024】

一方、エアクリーナ６３を通じて吸気管６４内に導入された吸入空気は、ターボチャージャ６１及び熱交換器ユニット１３に含まれるインタークーラ６５を通過してエンジン１１に供給される。

【0025】

排気管ＥＰには第１排気処理部と第２排気処理部とが直列に設けられている。本実施形態では、第１排気処理部は排ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ６６である。第２排気処理部は排ガス中のＮＯｘを還元除去する選択還元触媒６７である。なお、第１排気処理部はディーゼル酸化触媒であってもよい。

【0026】

選択還元触媒６７は液体還元剤の供給を受けて排ガス中のＮＯｘを連続的に還元することでＮＯｘを除去する。本実施形態では取扱性の観点から、液体還元剤として尿素水が用いられる。しかし、ＮＯｘを連続的に還元することのできる処理剤であれば、尿素水以外の他の処理剤であってもよい。

【0027】

排気管ＥＰにおける選択還元触媒６７の上流側には選択還元触媒６７に尿素水を供給するための尿素水噴射弁６８が設けられている。尿素水噴射弁６８は尿素水供給ライン６９を介して尿素水タンク２０に接続されている。

【0028】

尿素水供給ライン６９には尿素水供給ポンプ７０が設けられている。尿素水タンク２０と尿素水供給ポンプ７０との間にはフィルタ７１が設けられている。尿素水タンク２０内に貯留された尿素水は、尿素水供給ポンプ７０により尿素水噴射弁６８に供給される。そして、尿素水は、尿素水噴射弁６８から排気管ＥＰにおける選択還元触媒６７の上流位置において排気管ＥＰ内に噴射される。

【0029】

尿素水噴射弁６８から噴射された尿素水は選択還元触媒６７に供給される。供給された尿素水は選択還元触媒６７内において加水分解されてアンモニアが生成される。生成されたアンモニアは選択還元触媒６７内で排ガスに含まれるＮＯｘを還元する。これによりエンジン１１から排出された排ガスが浄化される。

【0030】

第１のＮＯｘセンサ７２は尿素水噴射弁６８の上流側に設置されている。第２のＮＯｘセンサ７３は選択還元触媒６７の下流側に設置されている。第１のＮＯｘセンサ７２及び第２のＮＯｘセンサ７３は、それぞれの設置位置における排ガスに含まれるＮＯｘの濃度を検出する。

【0031】

尿素水タンク２０には尿素水残量センサ７４が設置されている。尿素水残量センサ７４は尿素水タンク２０内の尿素水の残量を検出する。

【0032】

第１のＮＯｘセンサ７２、第２のＮＯｘセンサ７３、尿素水残量センサ７４、尿素水噴射弁６８、及び尿素水供給ポンプ７０は、排ガスコントローラ７５に接続されている。排ガスコントローラ７５は、第１のＮＯｘセンサ７２及び第２のＮＯｘセンサ７３のそれぞれで検出されるＮＯｘ濃度に基づき、尿素水噴射弁６８及び尿素水供給ポンプ７０によって適正量の尿素水が排気管ＥＰ内に噴射されるように尿素水の噴射量を制御する。

【0033】

排ガスコントローラ７５は、尿素水残量センサ７４から出力される尿素水の残量に基づいて尿素水タンク２０の全容積に対する尿素水の体積の割合を算出する。本実施形態では、尿素水タンク２０の全容積に対する尿素水の体積の割合を尿素水残量比と定義する。例えば、尿素水残量比５０％は、尿素水タンク２０の容積の半分の体積の尿素水が尿素水タンク２０内に残存していることを示す。

【0034】

排ガスコントローラ７５は、通信手段により、エンジン１１の制御を行う制御モジュール６０に接続されている。制御モジュール６０は、通信手段により、コントローラ３０に接続されている。

【0035】

排ガスコントローラ７５が有している排ガス処理装置１１０ａの各種情報は、コントローラ３０によって共有され得る。制御モジュール６０、排ガスコントローラ７５、及びコントローラ３０のそれぞれは、ＣＰＵ、揮発性記憶装置、不揮発性記憶装置、及び入出力ポート等を備えたコンピュータで構成されている。

【0036】

コントローラ３０には、モニター７７（表示装置）が接続されている。モニター７７には、警告及び運転条件等の情報が表示される。

【0037】

排ガス処理装置１１０ａは、尿素水タンク２０及び尿素水供給ライン６９の凍結を防止する凍結防止機構を有する。本実施形態では、凍結防止機構は、配管８０を通過するエンジン１１のエンジン冷却水を利用する。具体的には、エンジン１１を冷却した直後のエンジン冷却水は、比較的高い温度を維持しながら配管８０の第１部分８０ａを通って第２部分８０ｂに至る。第２部分８０ｂは尿素水タンク２０の外面に接する配管８０の一部である。エンジン冷却水は、第２部分８０ｂを流れるときに、尿素水タンク２０及びその内部にある尿素水に熱を供給する。その後、エンジン冷却水は、尿素水供給ライン６９に沿うように設置された配管８０の第３部分８０ｃを流れるときに、尿素水供給ライン６９及びその内部にある尿素水に熱を供給する。その後、熱を放出して比較的低い温度となったエンジン冷却水は配管８０の第４部分８０ｄを通って熱交換器ユニット１３（図２参照）に至る。このようにして、凍結防止機構は、エンジン冷却水を利用して尿素水タンク２０及び尿素水供給ライン６９に熱を供給し、尿素水タンク２０及び尿素水供給ライン６９の凍結を防止する。

【0038】

次に、図４及び図５を参照し、作業者が尿素水タンク２０に尿素水を補充する補充作業の一例について説明する。この例では、作業者は、支援装置２００を用いてショベル１００を遠隔操作して補充作業を行う。

【0039】

支援装置２００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、作業者が携帯できるノートＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン、スマートウォッチ、又は携帯電話等である。但し、支援装置２００は、固定端末装置であってもよい。

【0040】

図４は、図１に示すショベル１００の右側部の拡大図であり、上部旋回体３内に設置されている実際には不可視の尿素水タンク２０を点線で示している。図４（Ａ）は、尿素水の補充が開始される前のショベル１００の状態を示し、図４（Ｂ）は、尿素水の補充が開始された後のショベル１００の状態を示している。図５は、支援装置２００が補充作業を支援する処理（以下、「支援処理」とする。）の一例のフローチャートである。支援装置２００は、所定のアプリケーションソフトウェアの起動操作等の所定の操作が行われたときに、この支援処理を実行する。

【0041】

最初に、支援装置２００は、尿素水の補充を開始するか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、支援装置２００は、「尿素水の補充を開始しますか？」といったテキストメッセージとともに、ソフトウェアボタンとしての「はい」ボタン及び「いいえ」ボタンを画面に表示し、作業者が補充作業を行うつもりであるか否かを確認する。

【0042】

この場合、支援装置２００は、作業者が「はい」ボタンを押したときに、作業者が尿素水の補充を開始すると判定し、作業者が「いいえ」ボタンを押したときに、作業者が尿素水の補充を開始しないと判定する。

【0043】

作業者が尿素水の補充を開始しないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、支援装置２００は、今回の支援処理を終了させる。

【0044】

作業者が尿素水の補充を開始すると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、支援装置２００は、尿素水タンク２０の空き容積に余裕があるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。本実施形態では、支援装置２００は、付属の通信機能を利用してショベル１００のキャブ１０に取り付けられている通信装置Ｔ１と通信する。そして、支援装置２００は、尿素水残量センサ７４が検出した尿素水タンク２０内の尿素水の残量に関する情報を取得する。そして、支援装置２００は、尿素水の残量が所定値未満の場合に、尿素水タンク２０の空き容積に余裕があると判定し、尿素水の残量が所定値以上の場合に、尿素水タンク２０の空き容積に余裕がないと判定する。

【0045】

尿素水タンク２０の空き容積に余裕がないと判定した場合（ステップＳＴ２のＮＯ）、すなわち、尿素水タンク２０には十分な尿素水が残っているため尿素水の尿素水タンク２０への補充は不要であると判定した場合、支援装置２００は、「給液不要です」というメッセージを出力する（ステップＳＴ３）。その上で、支援装置２００は、今回の支援処理を終了させる。

【0046】

本実施形態では、支援装置２００は、「給液不要です」といったテキストメッセージを画面に表示させる。但し、支援装置２００は、「給液不要です」といった音声メッセージを付属のスピーカから出力させてもよい。

【0047】

尿素水タンク２０の空き容積に余裕があると判定した場合（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、すなわち、尿素水タンク２０には十分な尿素水が残っていないため尿素水の尿素水タンク２０への補充は必要であると判定した場合、支援装置２００は、掘削アタッチメントが初期姿勢になっているか否かを判定する（ステップＳＴ４）。

【0048】

本実施形態では、支援装置２００は、通信機能を利用し、ショベル１００に搭載されているブーム角度センサ、アーム角度センサ、及びバケット角度センサのそれぞれの検出値に関する情報を取得する。そして、支援装置２００は、取得した情報に基づき、掘削アタッチメントの姿勢が初期姿勢としての輸送姿勢になっているか否かを判定する。

【0049】

掘削アタッチメントが初期姿勢になっていないと判定した場合（ステップＳＴ４のＮＯ）、支援装置２００は、「初期姿勢にしてください」というメッセージを出力する（ステップＳＴ５）。その上で、支援装置２００は、今回の支援処理を終了させる。

【0050】

本実施形態では、支援装置２００は、「初期姿勢にしてください」といったテキストメッセージを画面に表示させる。但し、支援装置２００は、「初期姿勢にしてください」といった音声メッセージを付属のスピーカから出力させてもよい。

【0051】

このようなメッセージの通知を受けた作業者は、キャブ１０内に乗り込み、掘削アタッチメントの姿勢が初期姿勢としての輸送姿勢になるように、ショベル１００を手動で操作してもよい。

【0052】

或いは、このようなメッセージの通知を受けた操作者は、支援装置２００を利用し、掘削アタッチメントの姿勢が初期姿勢としての輸送姿勢になるように、ショベル１００を遠隔操作してもよい。この場合、支援装置２００は、例えば、「掘削アタッチメントを初期姿勢にしますか？」といったテキストメッセージとともに、ソフトウェアボタンとしての「はい」ボタン及び「いいえ」ボタンを画面に表示する。そして、支援装置２００は、作業者が「はい」ボタンを押したときに、姿勢変更指令をショベル１００に対して出力する。姿勢変更指令を受けたショベル１００は、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダを自動的に伸縮させて掘削アタッチメントを輸送姿勢にする。なお、「自動的に伸縮させる」は、操作レバーの操作量とは無関係に伸縮させることを意味する。

【0053】

そして、掘削アタッチメントが初期姿勢になっていると判定した場合（ステップＳＴ４のＹＥＳ）、支援装置２００は、ショベル１００又は作業者にブーム上げを実行させる（ステップＳＴ６）。

【0054】

本実施形態では、支援装置２００は、「補充の準備が整っていますか？」といったテキストメッセージとともに、ソフトウェアボタンとしての「はい」ボタン及び「いいえ」ボタンを画面に表示し、尿素水を補充するための準備が整っているか否かを作業者に確認させる。この段階で、作業者は、尿素水を補充するための準備が整っているか否かの最終確認を行う。

【0055】

図４（Ａ）に示すように、補充用の尿素水は、典型的には、略直方体の段ボール箱ＰＫに収納された可撓性の容器に入った状態で提供される。可撓性の容器は、例えば、ビニールパックであり、ビニールパックの容量は、例えば、２０リットルである。

【0056】

尿素水の補充の準備を整えるために、作業者は、最初に、吊り部材ＨＭの一部を段ボール箱ＰＫに取り付け、吊り部材ＨＭの別の一部を支持部ＦＫに取り付ける。

【0057】

吊り部材ＨＭは、尿素水が入った容器を吊るための部材である。吊り部材ＨＭは、例えば、紐、ロープ、ワイヤ、又はスリング等である。吊り部材ＨＭは、吊りクランプ、ターンバックル、リング、定滑車、及び動滑車等の少なくとも１つを含んでいてもよい。

【0058】

支持部ＦＫは、補充用の尿素水が入った容器を支持する部材である。支持部ＦＫは、吊り部材ＨＭを介して容器を支持してもよく、吊り部材ＨＭを介さずに容器を支持してもよい。すなわち、支持部ＦＫは、尿素水が入った容器を直接的に支持してもよい。支持部ＦＫは、アタッチメントに着脱可能に取り付けられてもよく、アタッチメントに着脱不能に取り付けられていてもよい。支持部ＦＫは、例えば、フック又はアイボルト等である。支持部ＦＫは、クランプ等の把持装置であってもよい。或いは、支持部ＦＫは、作業者が吊り部材ＨＭを引っ掛けることができる任意の構造であってもよい。例えば、支持部ＦＫは、ブーム４の右側面から右側に突出している、ブームトップピンの軸支部７Ｓ等、ショベル１００を構成する部材の一部であってもよい。

【0059】

図４の例では、作業者は、吊り部材ＨＭとしての紐ＳＴで段ボール箱ＰＫを括り、ブーム４の右側面に取り付けられた支持部ＦＫとしてのフックに、紐ＳＴの一端に取り付けられたリングを引っ掛ける。その結果、段ボール箱ＰＫは、図４（Ａ）に示すように、支持部ＦＫにぶら下がった状態となる。

【0060】

その上で、作業者は、段ボール箱ＰＫ内に収納されているビニールパックの供給口と尿素水タンク２０の給液口とをホースＨＳで繋ぐ。図４（Ａ）は、尿素水を補充するための準備が整った状態を示す。なお、初期姿勢の掘削アタッチメント（図４の例ではブーム４）からぶら下がった状態にある段ボール箱ＰＫに収納されているビニールパックの供給口は、尿素水タンク２０の給液口よりも低い位置にある。そのため、この段階では、ビニールパック内の尿素水は、尿素水タンク２０に流入しない。

【0061】

この段階で、作業者は、「補充の準備が整っていますか？」といったテキストメッセージとともに支援装置２００の画面に表示された「はい」ボタンを押し、尿素水を補充するための準備が整っていることを支援装置２００に知らせる。

【0062】

支援装置２００は、「はい」ボタンが押されたことを検知すると、通信機能を利用し、ショベル１００に対してブーム上げ指令を送信する。

【0063】

ブーム上げ指令を受信したショベル１００は、ブームシリンダ７を自動的に伸張させることでブーム４を自動的に上昇させる。本実施形態では、ショベル１００は、所定の伸張速度で所定の伸張量までブームシリンダ７を自動的に伸張させるように構成されている。ショベル１００は、ブーム上げ指令を受信した時点で、エンジン１１を始動させるように構成されていてもよい。図４（Ｂ）は、ブーム４が自動的に上昇させられたときのショベル１００の状態を示している。具体的には、図４（Ｂ）は、ブーム４が上昇させられる前のブーム４、段ボール箱ＰＫ、及びホースＨＳの位置を点線で示し、ブーム４の位置の変化を矢印ＡＲ１で示し、段ボール箱ＰＫの位置の変化を矢印ＡＲ２で示している。

【0064】

図４（Ｂ）に示すように、ブーム４が上昇させられると、段ボール箱ＰＫに収納されているビニールパックの供給口は、尿素水タンク２０の給液口よりも高い位置に至る。そのため、ビニールパック内の尿素水は、尿素水タンク２０に流入する。

【0065】

その後、支援装置２００は、尿素水タンクの空き容積に余裕があるか否かを判定する（ステップＳＴ７）。本実施形態では、支援装置２００は、通信機能を利用し、尿素水残量センサ７４が検出した尿素水タンク２０内の尿素水の残量に関する情報を取得する。そして、支援装置２００は、尿素水の残量が所定値未満の場合に、尿素水タンク２０の空き容積に余裕があると判定し、尿素水の残量が所定値以上となった場合に、尿素水タンク２０の空き容積に余裕がないと判定する。支援装置２００は、尿素水の補充が行われている間、所定の制御周期で繰り返しこの判定を実行する。

【0066】

尿素水タンク２０の空き容積に余裕があると判定した場合（ステップＳＴ７のＹＥＳ）、すなわち、尿素水が尿素水タンク２０に未だ十分には補充されていないと判定した場合、支援装置２００は、尿素水タンク２０内への尿素水の流入速度が所定値ＴＨ未満になったか否かを判定する（ステップＳＴ８）。

【0067】

本実施形態では、支援装置２００は、通信機能を利用し、尿素水残量センサ７４が検出した尿素水タンク２０内の尿素水の残量に関する情報を取得する。そして、支援装置２００は、尿素水の残量の時間的推移に基づき、尿素水タンク２０内への尿素水の流入速度を算出する。

【0068】

尿素水タンク２０内への尿素水の流入速度が所定値ＴＨより大きいと判定した場合（ステップＳＴ８のＮＯ）、支援装置２００は、ビニールパックが未だ空になっていないと判定し、再びステップＳＴ７以降を実行する。所定値ＴＨは、例えば、ゼロであってもよい。

【0069】

一方、尿素水タンク２０内への尿素水の流入速度が所定値ＴＨ以下であると判定した場合（ステップＳＴ８のＹＥＳ）、支援装置２００は、ビニールパックが空になったと判定し、ショベル１００又は作業者にブーム下げを実行させる（ステップＳＴ９）。

【0070】

本実施形態では、支援装置２００は、通信機能を利用し、ショベル１００に対してブーム下げ指令を送信する。ブーム下げ指令を受信したショベル１００は、ブームシリンダ７を自動的に収縮させることでブーム４を自動的に下降させる。本実施形態では、ショベル１００は、所定の収縮速度で所定の収縮量までブームシリンダ７を自動的に伸張させるように構成されている。その上で、支援装置２００は、今回の支援処理を終了させる。

【0071】

ブーム４が下降させられると、段ボール箱ＰＫに収納されているビニールパックの供給口は、再び尿素水タンク２０の給液口よりも低い位置に至る。そのため、ビニールパックから尿素水タンク２０への尿素水の流れは止まる。

【0072】

尿素水タンク２０の空き容積に余裕がないと判定した場合にも（ステップＳＴ７のＮＯ）、支援装置２００は、尿素水タンク２０が尿素水で満たされたと判定し、ショベル１００又は作業者にブーム下げを実行させる（ステップＳＴ９）。

【0073】

上述の例では、ステップＳＴ７及びステップＳＴ８のそれぞれにおける判定は、支援装置２００で行われるように構成されているが、コントローラ３０で行われるように構成されていてもよい。この場合、コントローラ３０は、支援装置２００からブーム下げ指令を受信することなく、ブーム４を下降させてもよい。

【0074】

また、上述の例では、ショベル１００は、支援装置２００からのブーム上げ指令又はブーム下げ指令に応じて自動的に動作するように構成されているが、キャブ１０内の操作レバーを用いた手動操作に応じて動作するように、すなわち、自動的には動作しないように構成されていてもよい。この構成では、支援装置２００は、掘削アタッチメントが初期姿勢になっていると判定した場合（ステップＳＴ４のＹＥＳ）、ショベル１００の操作者にブーム上げの開始を指示するように構成されていてもよい。例えば、支援装置２００は、支援装置２００に搭載されているスピーカ、インジケータ、及びディスプレイ等の少なくとも１つを通じてショベル１００の操作者にブーム上げの開始を指示してもよい。或いは、支援装置２００は、キャブ１０内に設置されているスピーカ、インジケータ、及びディスプレイを通じてショベル１００の操作者にブーム上げの開始を指示してもよい。或いは、支援装置２００は、ショベル１００の操作者が携帯している別の支援装置に搭載されているスピーカ、インジケータ、及びディスプレイ等の少なくとも１つを通じてショベル１００の操作者にブーム上げの開始を指示してもよい。

【0075】

ブーム下げの開始についても同様である。例えば、支援装置２００は、尿素水タンク２０の空き容積に余裕がないと判定した場合（ステップＳＴ７のＮＯ）、すなわち、尿素水タンク２０が尿素水で満たされたと判定した場合に、ショベル１００の操作者にブーム下げの開始を指示するように構成されていてもよい。或いは、支援装置２００は、尿素水タンク２０内への尿素水の流入速度が所定値ＴＨ以下であると判定した場合（ステップＳＴ８のＹＥＳ）、すなわち、ビニールパックが空になったと判定した場合に、ショベル１００の操作者にブーム下げの開始を指示するように構成されていてもよい。

【0076】

次に、図６を参照し、作業者が尿素水タンク２０に尿素水を補充する補充作業の別の一例について説明する。

【0077】

図６は、図１に示すショベル１００の右側部の拡大図であり、上部旋回体３内に設置されている実際には不可視の尿素水タンク２０を点線で示している。図６（Ａ）は、尿素水の補充が開始される前のショベル１００の状態を示し、図６（Ｂ）は、尿素水の補充が開始された後のショベル１００の状態を示している。

【0078】

補充用の尿素水は、図４の場合と同様に、略直方体の段ボール箱ＰＫに収納された可撓性の容器であるビニールパックに入った状態で提供される。

【0079】

図６の例では、吊り部材ＨＭは、定滑車ＦＢ、動滑車ＲＢ、紐ＳＴ、及びロープＲＰを含む。作業者は、紐ＳＴで段ボール箱ＰＫを括り、動滑車ＲＢに取り付けられたフックに、紐ＳＴの一端に取り付けられたリングを引っ掛ける。そして、作業者は、矢印ＡＲ３で示す方向にロープＲＰを引っ張ることで、図６（Ａ）に示すような位置まで動滑車ＲＢを上昇させることができる。その結果、段ボール箱ＰＫは、図６（Ａ）に示すように、支持部ＦＫにぶら下がった状態となる。支持部ＦＫは、上部旋回体３に設置されている手摺りＨＲに取り付けられている。図６の例では、支持部ＦＫはクランプである。但し、定滑車ＦＢは、紐で手摺りＨＲに括り付けられていてもよい。

【0080】

段ボール箱ＰＫ内に収納されているビニールパックの供給口と尿素水タンク２０の給液口とは、典型的には、段ボール箱ＰＫが持ち上げられる前に、ホースＨＳで繋がれる。図６（Ａ）に示す段階では、段ボール箱ＰＫに収納されているビニールパックの供給口と尿素水タンク２０の給液口とホースＨＳで繋がれており、且つ、ビニールパックの供給口は、尿素水タンク２０の給液口よりも低い位置にある。そのため、ビニールパック内の尿素水は、尿素水タンク２０に流入しない。

【0081】

その後、作業者は、矢印ＡＲ３で示す方向にロープＲＰを更に引っ張ることで、図６（Ｂ）に示すような位置まで動滑車ＲＢ及び段ボール箱ＰＫを上昇させることができる。図６（Ｂ）に示す段階では、段ボール箱ＰＫに収納されているビニールパックの供給口は、尿素水タンク２０の給液口よりも高い位置にある。そのため、ビニールパック内の尿素水は、ホースＨＳを通って尿素水タンク２０に流入する。

【0082】

その後、作業者は、図６（Ｂ）の矢印ＡＲ４で示す方向にロープＲＰを繰り出すことで、図６（Ａ）に示すような位置まで動滑車ＲＢ及び段ボール箱ＰＫを下降させることができる。そのため、作業者は、尿素水タンク２０から尿素水が溢れ出す前に、段ボール箱ＰＫを下降させることで尿素水の補充を中止できる。

【0083】

ショベル１００は、動滑車ＲＢ及び段ボール箱ＰＫを下降させるタイミングを作業者に知らせることができるように構成されていてもよい。例えば、ショベル１００に搭載されているコントローラ３０は、尿素水残量センサ７４が検出した尿素水タンク２０内の尿素水の残量に関する情報を取得する。そして、コントローラ３０は、尿素水の残量が所定値以上となった場合に、尿素水タンク２０が補充用の尿素水によってほぼ満たされたと判定し、その旨を作業者に知らせるようにする。例えば、コントローラ３０は、ホーンを吹鳴させることで、尿素水タンク２０が尿素水でほぼ満たされたことを作業者に知らせてもよい。ホーンの吹鳴を聞いた作業者は、図６（Ｂ）の矢印ＡＲ４で示す方向にロープＲＰを繰り出すことで、段ボール箱ＰＫを直ちに下降させることができる。

【0084】

上述のように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に搭載されたエンジン１１と、上部旋回体３に搭載された、エンジン１１の排ガスを処理する処理剤としての尿素水が貯留される処理剤タンクとしての尿素水タンク２０と、尿素水タンク２０に補充される尿素水が入った容器を支持する支持部ＦＫと、を備えている。支持部ＦＫは、尿素水の補充の際に、尿素水タンク２０よりも高い位置に配置されている。

【0085】

この構成により、ショベル１００は、作業者がより容易に尿素水を尿素水タンク２０に補充できるようにする。この構成では、作業者は、補充用の尿素水の入った容器を持ち上げた状態で保持する必要がないためである。また、この構成では、尿素水を尿素水タンク２０に補充する際に給液ポンプが使用されることはない。そのため、作業者は、給液ポンプを駆動するための電源を用意する必要もない。

【0086】

補充用の尿素水が入っている容器は、望ましくは、尿素水タンク２０よりも高い位置まで持ち上げられる。容器に入っている補充用の尿素水が位置エネルギによって尿素水タンク２０に流れ込むようにするためである。なお、補充用の尿素水が入っている容器は、吊り部材ＨＭを介して支持部ＦＫに支持されていてもよい。

【0087】

支持部ＦＫは、ブーム４に配置されていてもよい。この構成により、作業者は、例えば図４に示すようにブーム４を上昇させることで、支持部ＦＫにぶら下げられた容器も上昇させることができる。すなわち、作業者は、補充用の尿素水の位置エネルギを容易に高めることができる。そのため、作業者の負荷は大幅に低減される。

【0088】

支持部ＦＫは、上部旋回体３に設置された手摺りＨＲに配置されていてもよい。この構成により、作業者は、例えば図６に示すように、定滑車ＦＢ及び動滑車ＲＢを含む吊り部材ＨＭを操作することで、支持部ＦＫにぶら下げられた容器を上昇させることができる。この構成においても、作業者は、補充用の尿素水の入った容器を持ち上げた状態で保持する必要がないため、補充用の尿素水の位置エネルギを容易に高めることができる。そのため、作業者の負荷は大幅に低減される。

【0089】

また、本発明の実施形態に係るショベル１００の保守方法は、支持部ＦＫを用いて、尿素水タンク２０に補充される尿素水が入った容器を、尿素水タンク２０よりも低い位置から高い位置に持ち上げるステップを有する。この保守方法により、作業者は、尿素水を尿素水タンク２０により容易に補充できるようになる。

【0090】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。

【0091】

例えば、上述の図４の例では、支援装置２００は、段ボール箱ＰＫを持ち上げるために、ブームシリンダ７を伸張させてブーム４を上昇させているが、ブームシリンダ７以外の他のアクチュエータを動作させて段ボール箱ＰＫを上昇させてもよい。例えば、ショベル１００がエレベータキャブを備える場合、支援装置２００は、エレベータキャブを昇降させるための油圧シリンダを伸張させてエレベータキャブを上昇させることで、エレベータキャブにぶら下げられた段ボール箱ＰＫを上昇させてもよい。

【符号の説明】

【0092】

１・・・下部走行体 ２・・・旋回機構 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット １０・・・キャブ １１・・・エンジン １１ａ・・・冷却ファン １３・・・熱交換器ユニット １７・・・ブーム支持フレーム １７Ｌ・・・左側フレーム １７Ｒ・・・右側フレーム １９・・・燃料タンク ２０・・・尿素水タンク ２１・・・油圧ポンプ ２８・・・レベルゲージ ６０・・・制御モジュール ６１・・・ターボチャージャ ６３・・・エアクリーナ ６４・・・吸気管 ６５・・・インタークーラ ６６・・・ディーゼルパティキュレートフィルタ ６７・・・選択還元触媒 ６８・・・尿素水噴射弁 ６９・・・尿素水供給ライン ７０・・・尿素水供給ポンプ ７１・・・フィルタ ７２、７３・・・ＮＯｘセンサ ７４・・・尿素水残量センサ ７５・・・排ガスコントローラ ７６・・・ショベルコントローラ ７７・・・モニター ８０・・・配管 ８０ａ・・・第１部分 ８０ｂ・・・第２部分 ８０ｃ・・・第３部分 ８０ｄ・・・第４部分 ８２ 複合配管 ８３・・・断熱材付きジョイント部 １１０・・・ＳＣＲシステム １１０ａ・・・排ガス処理装置 １２０・・・作動油タンク ＥＰ・・・排気管 ＥＲ・・・エンジンルーム ＦＰ・・・ブームフートピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】