(57)【要約】【課題】燃料ポンプに過大な負荷がかかることを抑えることができる燃料タンク及びこの燃料タンクを備えた建設機械を提供する。【解決手段】油圧ショベル２に配設された燃料タンク３４は、底壁５２に燃料送出口１０６を有するタンク本体４０と、タンク本体４０内を上下に延び、上端にタンク本体４０外に露出した開閉可能な給油口６２を有し、下端部にその内部とタンク本体４０内とを連通させる燃料導入口７２を有し、燃料導入口７２が燃料送出口１０６よりも上方に位置付けられている燃料導入パイプ４４と、タンク本体４０内に配置され、燃料導入パイプ４４を貫通させた状態で、タンク本体４０内を燃料室１０２と空気室１０４とに区画し、且つ、タンク本体４０の内周面８２及び燃料パイプ４４の外周面８０に摺接しながら燃料導入パイプ４４に沿って昇降自在な可動隔壁４６と、空気室１０４に圧縮空気を供給するエアコンプレッサ１２０とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械のエンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクにおいて、
下部に燃料送出口を有するタンク本体と、
前記タンク本体内を上下に延び、上端に前記タンク本体外に露出した開閉可能な給油口を有する一方、下端部にその内部と前記タンク本体内とを連通させる燃料導入口を有し、この燃料導入口が前記燃料送出口よりも上方に位置付けられている、燃料導入パイプと、
前記タンク本体内に配置され、前記燃料導入パイプを貫通させた状態で、前記タンク本体内を下方の燃料室と上方の空気室とに気密に区画し、且つ、前記タンク本体の内周面及び前記燃料パイプの外周面に摺接しながら前記燃料導入パイプに沿って昇降自在な可動隔壁と、
前記空気室内を加圧する加圧手段と
を備えていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
前記加圧手段は、
前記空気室に圧縮空気を供給するエアコンプレッサを含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項３】
前記可動隔壁は、
その内部に設けられた中空部と、
前記燃料導入パイプの外周面及び前記タンク本体の内周面にそれぞれ摺接する環状のシール部材と
を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料タンク。
【請求項４】
前記タンク本体内に前記可動隔壁の降下を規制するストッパを更に備え、このストッパは前記燃料導入口の直上に位置付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の燃料タンク。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の燃料タンクを備えていることを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクに関し、より詳しくは、建設機械に搭載される燃料タンク及びこの燃料タンクを備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
クローラ式あるいはホイール式の油圧ショベル等の建設機械は、油圧ポンプを駆動するためのエンジン、及び、このエンジンに燃料を供給する燃料供給装置を備えている。
この種の燃料供給装置は、例えば、特許文献１の図１に示されている。この公知の燃料供給装置は、燃料を貯留するための燃料タンク、この燃料タンクとエンジンとの間に配設された燃料供給配管、並びに、この燃料供給配管の途中に設けられた燃料フィルタ及び燃料ポンプを備えている。
【０００３】
ここで、燃料タンクは、例えば、直方体形状のタンク本体と、タンク本体の上壁に設けられた給油口と、タンク本体の底壁に設けられた燃料導出口とを備えている。燃料供給配管は、一端が燃料タンクの燃料導出口に接続され、他端がエンジンに接続され、燃料タンクからエンジンに向けて燃料を導く。燃料フィルタは、燃料供給配管内を流れる燃料中から塵埃を捕捉し、清浄な燃料をエンジンに向けて通過させる働きをする。燃料ポンプは、エンジンや電動モータ等により駆動され、燃料タンク内の燃料を吸込口から吸い込み、吐出口から吐出して、エンジンに送る働きをする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−００１８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、寒冷地において建設機械を使用する場合、燃料タンク内の燃料も極度に冷やされ、燃料の粘度が高くなる。また、燃料が冷えると燃料中のろう成分が結晶化する、所謂、ワックシングを起こしてしまい、燃料フィルタに目詰まりが生ずることがある。燃料フィルタに目詰まりが生じると、燃料の流れに対する燃料供給配管の流路抵抗が増大する。
【０００６】
このように、燃料の粘度が高くなる、あるいは、燃料供給配管の流路抵抗が増大すると、燃料ポンプに過大な負荷がかかり、エンジンに対するスムーズな燃料の供給が阻害され、エンジン出力の低下や燃費の悪化を招く虞がある。
斯かる不具合を解消するために燃料ポンプの強力化、大型化を図ることが考えられるが、この場合、建設機械全体として、その重量の増加を招くばかりでなく、その製造コストが嵩むといった問題が生じる。
【０００７】
一方、ホイール式油圧ショベル等の一部の建設機械においては、燃料補給の利便性を考慮し、給油口を下部走行体の低い位置に位置付けるべく、燃料タンクを下部走行体に設置したものが知られている。この場合、上部旋回体に搭載された高い位置のエンジンに対して、下部走行体側の低い位置の燃料タンクから燃料を供給しなければならないので、燃料ポンプには過大な負荷がかかる。この場合、建設機械を寒冷地で使用すれば、上述の説明から明らかなように燃料ポンプにかかる負荷は更に増大し、エンジンの出力低下や燃費はより悪化する。
【０００８】
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、燃料ポンプに過大な負荷がかかることを抑え、エンジンへのスムーズな燃料の供給を維持することができる燃料タンク及びこの燃料タンクを備えた建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の燃料タンクは、建設機械のエンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクにおいて、下部に燃料送出口を有するタンク本体と、前記タンク本体内を上下に延び、上端に前記タンク本体外に露出した開閉可能な給油口を有する一方、下端部にその内部と前記タンク本体内とを連通させる燃料導入口を有し、この燃料導入口が前記燃料送出口よりも上方に位置付けられている、燃料導入パイプと、前記タンク本体内に配置され、前記燃料導入パイプを貫通させた状態で、前記タンク本体内を下方の燃料室と上方の空気室とに気密に区画し、且つ、前記タンク本体の内周面及び前記燃料パイプの外周面に摺接しながら前記燃料導入パイプに沿って昇降自在な可動隔壁と、前記空気室内を加圧する加圧手段とを備えていることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１０】
請求項１に記載の燃料タンクによれば、可動隔壁は、タンク本体の内周面及び燃料導入パイプの外周面に案内されてスムーズに昇降することができる。そして、加圧手段により空気室内が加圧されることにより可動隔壁が下方に移動させられていく。これにより、燃料室の容積が縮小させられていくので、燃料室内の燃料は加圧される。
また、前記加圧手段は、前記空気室に圧縮空気を供給するエアコンプレッサを含む構成とすることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
請求項２に記載の燃料タンクによれば、空気室内に圧縮空気が充填されていくことにより、可動隔壁は、下方側に押圧され、燃料室内の容積を縮小させる方向に移動する。これにより燃料室内の燃料は加圧される。
また、前記可動隔壁は、その内部に設けられた中空部と、前記燃料導入パイプの外周面及び前記タンク本体の内周面にそれぞれ摺接する環状のシール部材とを備えている構成とすることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
請求項３に記載の燃料タンクによれば、可動隔壁が移動する際に他の部材と接する部分にシール部材が配設されているので、可動隔壁により区画される燃料室と空気室との気密性は保たれる。また、可動隔壁内部に中空部を設けることにより、燃料に対し浮力を得ることができるので、燃料補給時において、可動隔壁は、燃料の液面上に浮き、液面の上昇に伴いタンク本体内上方側へ容易に移動することができる。
【００１３】
また、前記タンク本体内に前記可動隔壁の降下を規制するストッパを更に備え、このストッパは前記燃料導入口の直上に位置付けられている構成とすることが好ましい（請求項４）。
請求項４に記載の燃料タンクによれば、可動隔壁はストッパにより燃料導入パイプの燃料導入口よりも下にいかないよう規制されるので、可動隔壁の上側に燃料が漏れ出すことを抑えることができる。
【００１４】
一方、本発明の建設機械は、請求項１〜４の何れかに記載の燃料タンクを備えているので、加圧された燃料が燃料タンクから供給される。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の本発明の燃料タンクによれば、燃料を加圧して後段に送ることができるので、燃料ポンプに過大な負荷がかかる状況においても、燃料ポンプをサポートすることができ、燃料ポンプにかかる負荷を低減することができる。このため、エンジンに対し、燃料を安定供給でき、エンジン出力の低下防止、燃費の悪化防止を図ることができる。従って、本発明の燃料タンクは、寒冷地で使用される建設機械へ好適に搭載することができる。また、本発明の燃料タンクは、燃料ポンプの小型化にも有効であるので、建設機械全体としての製造コスト削減にも寄与する。
【００１６】
また、請求項５に記載の建設機械によれば、斯かる燃料タンクを備えているので、燃料ポンプに過大な負荷がかかる状況、例えば、寒冷地でも良好に使用できる建設機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】建設機械としてのクローラ型の油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】実施例１に係る燃料タンクを示す概略構成図である。
【図３】実施例２に係る燃料タンクを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る建設機械を、図面を参照して説明する。
本発明が適用される建設機械としては特に限定されないが、例えば、図１に示すクローラ型の油圧ショベル２に適用した場合を例に説明する。
図１に示すように、油圧ショベル２は大きく分けて見たとき、下部走行体４と、この下部走行体４上に配設された上部旋回体６とからなっている。
【００１９】
下部走行体４は、左右のクローラ８と、これらクローラ８をそれぞれ駆動する左右の油圧式走行モータ（図示せず）とを備えている。
上部旋回体６は、下部走行体４上に旋回ベアリング１０を介して旋回可能に設けられた上部フレーム１２を備え、この上部フレーム１２上の前部左側に運転室１４が設けられている。また、上部フレーム１２には作業装置が配設されており、この作業装置は運転室１４の右側に、上部フレーム１２の前側中央部から延びるブーム１６を備えている。ブーム１６はその両側の一対のブームシリンダ１８を伸縮させることで起伏される。このブーム１６の先にはアーム２０が回動可能に連結され、このアーム２０の先端にはリンク機構２２を介して、バケット２４が取り付けられている。そして、これらアーム２０およびバケット２４もまた、そのアームシリンダ２６およびバケットシリンダ２８の伸縮を受けて回動される。
【００２０】
一方、運転室１４の後方にはエンジン室３０が配設され、このエンジン室３０内にはエンジン３２及びこのエンジン３２により駆動される油圧ポンプ（図示せず）等が配設されている。
また、上部フレーム１２の右側、即ち、ブーム１６を挟んで運転室１４と反対側には、前記エンジン３２へ供給される燃料を貯留する燃料タンク３４が配設されている。この燃料タンク３４はカバー３６により囲まれており、このカバー３６はエンジン室３０に隣接して配置されている。燃料タンク３４はカバー３６の上壁から突出する給油口を有し、この給油口は蓋６８により開閉可能に閉塞されている。
【００２１】
そして、上部旋回体６には燃料供給装置が配置され、この燃料供給装置は燃料タンク３４とエンジン３２とを繋ぐ燃料供給配管を備えている。なお、油圧ショベル２には、燃料供給装置以外にも、油圧ショベル２の機能を発揮するのに必要な機能部品（図示せず）が配設されている。
【実施例１】
【００２２】
次いで、実施例１の燃料タンク３４について図２を参照しながら詳述する。
図２に示すように、燃料タンク３４は、中空のタンク本体４０を備え、このタンク本体４０は円筒状をなし、周壁４８、上壁５０及び底壁５２を有している。タンク本体４０内には燃料導入パイプ４４が同心にして配置されており、この燃料導入パイプ４４はタンク本体４０を底壁５２の近傍から上壁５０に向けて延び、その上端部は上壁５０を気密に貫通し、上壁５０から突出されている。なお、燃料導入パイプ４４は上壁５０にて固定されている。
【００２３】
燃料導入パイプ４４における上端部５６は、その開口は給油口６２を形成し、上端部５６には外側から蓋体６８が螺合され、そして、蓋体６８と上端部５６の端面との間に円環状の樹脂ガスケット７０が挟み込まれている。即ち、上端部５６の外周面及び蓋体６８の内周面には雄ねじ６４及び雌ねじ６６がそれぞれ形成され、樹脂ガスケット７０は蓋体６８内に装着されている。
【００２４】
燃料導入パイプ４４の下端７２は底壁５２に向かって開口し、その下端開口が燃料導入口７４として形成されている。
また、図２から明らかなように、タンク本体４０内には円形の可動隔壁４６が配置され、この可動隔壁４６はタンク本体４０内を底壁５２側の燃料室１０２と、上壁５０側の空気室１０４とに気密に区画している。詳しくは、可動隔壁４６は、その中央貫通孔７６及びＯリング９６を介して燃料導入パイプ４４の外周面８０に外嵌されている一方、その外周縁７８はＯリング９８を介してタンク本体４０の内周面８２に内嵌されている。これにより、可動隔壁４６は、タンク本体４０内を燃料導入パイプ４４の外周面８０及びタンク本体４０の内周面８２に案内されながら、燃料導入パイプ４４の軸線方向にタンク本体４０内を移動可能である。
【００２５】
より詳しくは、可動隔壁４６は、中央貫通孔７６を有する２枚の円板８４間に２つのスペーサ８６，８８を挟み込んで形成されている。一方のスペーサ８６は前記中央貫通孔７６よりも僅かに大径のリング部材からなり、他方のスペーサ８６は円板８４の外径よりも僅かに小径のリング部材からなり、これらスペーサ８６，８８は同心状に配置されている。これにより、図２に示すように、可動隔壁４６はその内周面及び外周面に凹溝９０，９２をそれぞれ有し、これら凹溝９０，９２にＯリング９６，９８がそれぞれ装着されている。
【００２６】
また、可動隔壁４６の内部にはスペーサ８６，８８間に環状の中空部９４が確保されており、この中空部９４は可動隔壁４６を軽量化し、これにより、可動隔壁４６は、燃料に対して浮くことができる。
更に、タンク本体４０の内周面８２にはストッパリング１００が配設されている。このストッパリング１００は燃料導入パイプ４４の燃料導入口７４と対応するレベル位置にあり、可動隔壁４６が燃料導入口７４よりも底壁５２側へ移動するのを規制する。
【００２７】
更にまた、タンク本体４０の底壁５２には、燃料送出口１０６及びドレン口１０８が設けられ、これら燃料送出口１０６及びドレン口１０８は底壁５２の外周部に配置され、タンク本体４０の直径方向に互いに離間している。
燃料送出口１０６からは燃料供給配管１１２が延び、この燃料供給配管１１２はエンジン１１０に接続されている。燃料供給配管１１２の途中には、燃料フィルタ１１４及び燃料ポンプ１１６が順次配設されている。
【００２８】
ドレン口１０８にはドレンバルブ１１８を介して開閉可能であり、このドレンバルブ１１８は底壁５２の下面に配設されている。
なお、燃料送出口１０６及びドレン口１０８の位置は特に限定されるものではなく、底壁５２の任意の位置に設けて構わない。
一方、上壁５０には空気導入口１２２及び空気排出口１２４が形成され、これら空気導入口１２２及び空気排出口１２４は例えば上壁５０の外周部に位置付けられ、タンク本体４０の直径方向に互いに離間している。
【００２９】
空気導入口１２２からはエア配管１２６が延び、このエア配管１２６はエアコンプレッサ１２０に接続されている。エアコンプレッサ１２０はエア配管１２６を通じて空気室１０４内に圧縮空気を供給し、これにより、空気室１０４内を加圧することができる。
一方、空気導出口１２４にはリリーフバルブ１２８が接続され、このリリーフバルブ１２８は上壁５０の外面に取り付けられている。リリーフバルブ１２８は、空気室１０４内の圧力が所定値以上となったときに開弁され、空気室１０４内の圧縮空気を外部に放出する。なお、空気導入口１２２および空気導出口１２４の位置は特に限定されるものではなく、上壁５０の任意の位置に設けて構わない。
【００３０】
以上のような燃料タンク３４の働きについて以下に説明する。
空の燃料タンク３４に給油をする場合、先ず燃料導入パイプ４４の蓋体６８を取り外し、給油口６２に給油装置のノズル（図示せず）を挿入して、燃料導入パイプ４４内に燃料を注入していく。注入された燃料は燃料導入パイプ４４の下端開口、即ち、その燃料導入口７４からタンク本体４０内に導入され、その底壁５２上に溜まっていく。ここで、燃料タンク３４が空のとき、可動隔壁４６はその自重により燃料導入パイプ４４に沿って下降し、ストッパリング１００に当接した状態にあるが、燃料の液面上昇に連れて燃料導入パイプ４４に沿ってタンク本体４０内を上昇していく。
【００３１】
所定量の燃料がタンク本体４０内に注入された後、給油を中止し、蓋体６８を給油口６２に取り付ける。この後、エンジン１１０を始動させるとともにエアコンプレッサ１２０を駆動させる。エアコンプレッサ１２０はタンク本体４０内の空気室１０４に圧縮空気を供給し、空気室１０４内を加圧する。それ故、空気室１０４内の圧力は可動隔壁４６を下方に向けて押圧し、燃料室１０２内の燃料、即ち、燃料室１０２内から燃料ポンプ１１６に至る燃料経路内の燃料が加圧される。
【００３２】
それ故、燃料ポンプ１１６が駆動され、燃料ポンプ１１６からエンジン１１０に向けて燃料が送出されるとき、燃料ポンプ１１６に加わる負荷は低減される。このため、油圧ショベル２を寒冷地で使用した際に、燃料が冷やされ、その粘度が高くなったり、ワックシングを起こして燃料供給配管１１２の流路抵抗が増加したりしても、燃料ポンプ１１６は要求される燃料をエンジン１１０に安定して供給することができる。
【００３３】
この結果、上述の燃料タンク３４を備えた油圧ショベル２によれば、燃料ポンプ１１６に過大な負荷がかかる状況であっても、空気室１０４内の圧力が燃料ポンプ１１６の燃料送出を助けることから、安定した燃料供給が維持され、エンジン出力の低下を防止できるばかりでなく、燃費の悪化も抑えられる。
【実施例２】
【００３４】
次に、油圧ショベル２に適用される実施例２の燃料タンク３４について図３を参照して説明する。なお、実施例２を説明するにあたり、既に説明した実施例１と同一の機能を発揮する部材および部位には同一の参照符号を付して、これらの説明は省略し、相違する点のみを説明する。
実施例２の場合、燃料導入パイプ４４の下端７３は、底壁５２に当接した状態で底壁５２に固定されている。そして、燃料導入パイプ４４の下端部にはその外周面に２個の開口、即ち、燃料導入口７５が形成され、これら燃料導入口７５はストッパリング１００の上面と底壁５２との間に位置付けられ、燃料室１０２と燃料導入パイプ４４内とを連通させている。なお、燃料導入口７５は２個に限定されるものではなく、１個であっても２個以上であっても構わない。
【００３５】
実施例２の燃料導入パイプ４４は、上壁５０及び底壁５２の双方にて固定されているので、安定して支持され、可動隔壁４６の円滑な昇降を長期に亘って維持することができる。
なお、本発明は、上記した実施例１、２に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００３６】
上記した実施例においては、タンク本体４０の形状を円柱形状としたが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、可動隔壁とタンク本体の内周面との間の密封性を確保できる形状であればタンク本体の横断面が楕円形状、矩形形状等であっても構わない。
また、本実施例においては、クローラ型の油圧ショベル２について説明したが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、ホイール式油圧ショベルに採用しても構わない。ホイール式油圧ショベルにおいては、燃料タンクが下部走行体に配設されたものが一部採用されているが、本発明の燃料タンクによれば、低所の燃料タンクから高所のエンジンに向けて燃料を送出する際、空気室内の圧力が燃料ポンプの吐出能を補助することから、燃料ポンプにかかる負荷を軽減することができるので好適である。
【００３７】
また、ホイール式油圧ショベルにおいては、下部走行体のエアブレーキ用のエアコンプレッサを予め搭載しているものがあるので、この場合、燃料タンク用のエアコンプレッサを別途搭載する必要はなく、共有化することによって製造コスト削減にも寄与し、好適である。
【符号の説明】
【００３８】
２                  油圧ショベル（建設機械）
４                  下部走行体
６                  上部旋回体
３２                エンジン
３４                燃料タンク
４０                タンク本体
４４                燃料導入パイプ
４６                可動隔壁
４８                周壁
５０                上壁
５２                底壁
７４，７５          燃料導入口
１０２              燃料室
１０４              空気室
１０６              燃料送出口
１１０              エンジン
１１２              燃料供給配管
１１６              燃料ポンプ
１２０              エアコンプレッサ
【図１】
2010264904.tif 000003
【図２】
2010264904.tif 000004
【図３】
2010264904.tif 000005