(57)【要約】【課題】コストが差ほどかかることなく、装置が大型化することのない作業用車両の作動油タンクを提供すること。【解決手段】作業用車両の作動油タンク２１は、作動油を収容するタンク本体２２と、タンク本体２２内に配設され、作動油を排出するサクションパイプ２３に連結されたサクションスクリーン２４と、サクションスクリーン２４を固定する支持ロッド２５を備えている。作動油の面上を覆うフロート板２８をタンク本体２２内に設け、タンク本体２２の天井壁２２ａとフロート板２８との間に、コイルバネ３０を配設した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧設備に作動油を収容するタンク本体と、
該タンク本体内に配設され、前記油圧設備に作動油を排出するサクションパイプに連結されたサクションスクリーンとを備えた作業用車両の作動油タンクにおいて、
作動油の面上に浮かぶフロート板を前記タンク本体内に設け、該タンク本体の天井壁と前記フロート板との間に弾性部材を設け、
前記タンク本体の傾斜時に作動油の面に対し、該面が水平状態になるのを阻止する付勢力を、前記弾性部材が前記フロート板に付与するようにしたことを特徴とする作業用車両の作動油タンク。
【請求項２】
前記弾性部材は上端が前記タンク本体の天井壁に配設され、下端が前記フロート板に配設された複数のコイルバネであることを特徴とする請求項１に記載の作業用車両の作動油タンク。
【請求項３】
前記弾性部材の下端と前記フロート板との間に連結部材を設け、該連結部材と前記フロート板との連結部に該フロート板が連結部材に対して回動可能となるヒンジ部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業用車両の作動油タンク。
【請求項４】
前記連結部材が水平方向へ移動することを阻止する規制部材を設け、前記フロート板の水平方向の移動を規制するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の作業用車両の作動油タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの作業用車両の作動油タンクに好適に用いられ、サクションスクリーンにエアが入り込むことのない作業用車両の作動油タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルのような作業用車両は、油圧シリンダを多数装備している。油圧シリンダは作動油タンクの底部からポンプによって吸込まれ吐出される作動油の油圧によって駆動される。作動油タンクのポンプ吸込口には、ポンプに異物が流入しないように、周知の筒状のサクションスクリーンが取り付けられている。
作動油タンクは、油圧シリンダの伸縮動作により油量が一定でなく、油面もその動作に伴い変化するようになっており、油面高さは、シリンダ伸張時には下降し収縮時には上昇する。すなわち、油圧シリンダはロッドを有する構造であるため、ロッド側油室とヘッド側油室との容積の差により、油圧シリンダが縮み、ヘッド側油室から作動油タンクへ油が戻る場合には、その戻り油量が多く油面が上昇し、逆に、油圧シリンダが伸び、ロッド側油室から作動油タンクへ油が戻る場合には、その戻り油量が少なく油面が下降する状態になっている。
【０００３】
油面の変化に伴い、作動油タンクの内圧も変動するが、内圧変動は作動油タンク及び作動油に悪影響を及ぼすので、変動幅を小さくするために、通常、タンク本体の上部を空気室として形成することが行われている。つまり、タンク本体内は、およそ半分以上が作動油で占められ、残りはエアで占められた状態となっている。
作動油に気泡（エア）が混入すると、油圧機器や作動油の寿命に悪影響を与えることが知られている。したがって、ポンプが空気を吸い込まないようにするために、サクションスクリーンは常に油面よりも下方になるように設置されている。
また、作業用車両が稼動中に機体が傾斜することも考慮され、サクションポートからエアを吸入しない程度に最低油面高さが設定されるとともに、油圧シリンダからの最大戻り油を考慮して、最高油面高さが設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６-２７６８８号公報
【特許文献２】特開平９-２０２３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実際には、油面は作業用車両の機体の動きや振動などで、波立ったりすることもある。そこで、特許文献１の作業用車両の作動油タンクにはタンク本体内の作動油の面上にフロート板を浮かせ、油面の波立ちを防止している。
また、作業用車両を対象とするものではないが、特許文献２のエレベータ用の作動油タンクでは、油面の波立ちを防止するため、油面の揺れを検知したならば、液面全体を覆うエアバックを膨張させ、油面の動きを防止したものも提案されている。
実際には、作業用車両の機体の急激な傾き、移動、動作などの要素が組み合わされて、油面の波形態が複雑であり、時には波同士が共振して大きな波を形成するようなことがあり、特許文献１の技術では、大きな湾曲面などが形成されるとフロート板と油面の曲面との間に空気の隙間が形成されたり、フロート板が大きく傾斜するようなことがある。
また、特許文献２の技術では、エアバッグの袋や、該袋にエアを供給するポンプや、波揺れの検知システムが必要であり、部品点数の増大に加えてポンプなどの外部設備などのレイアウトが必要となり、機体のコンパクト化の要請に反する。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、コストが差ほどかかることなく、装置が大型化することのない作業用車両の作動油タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の作業用車両の作動油タンクは、油圧設備に作動油を収容するタンク本体と、該タンク本体内に配設され、前記油圧設備に作動油を排出するサクションパイプに連結されたサクションスクリーンとを備えた作業用車両の作動油タンクにおいて、作動油の面上に浮かぶフロート板を前記タンク本体内に設け、該タンク本体の天井壁と前記フロート板との間に弾性部材を設け、前記タンク本体の傾斜時に作動油の面に対し、該面が水平状態になるのを阻止する付勢力を、前記弾性部材が前記フロート板に付与するようにした。
上記作業用車両の作動油タンクの前記弾性部材は、上端が前記タンク本体の天井壁に配設され、下端が前記フロート板に配設された複数のコイルバネであることが好ましい。
上記作業用車両の作動油タンクは、前記弾性部材の下端と前記フロート板との間に連結部材を設け、該連結部材と前記フロート板との連結部に該フロート板が連結部材に対して回動可能となるヒンジ部を設けることができる。
上記作業用車両の作動油タンクは、前記連結部材が水平方向へ移動することを阻止する規制部を設け、前記フロート板の水平方向の移動を規制することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の作業用車両の作動油タンクは、油圧設備に作動油を収容するタンク本体と、該タンク本体内に配設され、前記油圧設備に作動油を排出するサクションパイプに連結されたサクションスクリーンとを備えた作業用車両の作動油タンクにおいて、作動油の面上に浮かぶフロート板を前記タンク本体内に設け、該タンク本体の天井壁と前記フロート板との間に弾性部材を設け、前記タンク本体の傾斜時に作動油の面に対し、該面が水平状態になるのを阻止する付勢力を、前記弾性部材が前記フロート板に付与するようにしたので、作動油タンクの油面が波立つことを防止することができる。大きな湾曲波を生じたような場合には、弾性部材のフロート板への付勢力によって油面とフロート板とに隙間が生じて空気が入り込むことを防止若しくは軽減できる。また、弾性部材の付勢力によって、タンク本体が急激に傾斜したような場合に、しばらくの間（若しくは一瞬）、油面を水平状態にすることを遅らせることができる。
上記作業用車両の作動油タンクの前記弾性部材は、上端が前記タンク本体の天井壁に配設され、下端が前記フロート板に配設された複数のコイルバネであるので、コイルバネのバネ常数を利用して適切な付勢力をフロート板に負荷することができる。
上記作業用車両の作動油タンクは、前記弾性部材の下端と前記フロート板との間に連結部材を設け、該連結部材と前記フロート板との連結部に該フロート板が連結部材に対して回動可能となるヒンジ部を設けたので、油面に変化に応じてフロート板を円滑に傾斜させることができる。
上記作業用車両の作動油タンクは、前記連結部材が水平方向へ移動することを阻止する規制部を設け、前記フロート板の水平方向の移動を規制するようにしたので、フロート板がタンク本体の側壁に接触することを防止若しくは接触しても、軽接触とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による作業用車両の作動油タンクを積載している作業用車両としての油圧ショベルの斜視図である。
【図２】図１の油圧ショベルに積載されている作動油タンクを上下方向に切断した断面図である。
【図３】図２の作動油タンクのフロート板の平面図である。
【図４】図２の作動油タンクが傾斜した瞬間の作動油タンクの油面の状態（水平状態になるのを遅らせた状態）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態における作業用車両を示し、図２は作業用車両に配設されている作業油タンクの断面図、図３は作業油タンクに配設されているフロート板を平面方向から見た断面図である。
作業用車両である油圧ショベル１は、履帯を装着した下部走行体３と、下部走行体３上に旋回自在に結合された上部旋回体４と、上部旋回体４から前方へ延出するように取り付けられている作業腕装置７と、上部旋回体４の前方側端に配設されている運転室５を備えている。
また、上部旋回体４には、油圧ショベル１の駆動源であるエンジン（図示略）と、作動油を貯留する作動油タンク２１（図２及び図３参照）と、エンジンによって駆動される油圧ポンプ（図示略）などが配設されている。
【００１１】
作業腕装置７は、上部旋回体４に基端側が上下方向に回転可能に取り付けられているブーム８と、ブーム８の先端部に基端側が上下方向に回転可能に取り付けられているアーム９と、アーム９の先端に上下に回転可能に取り付けられているバケット１０とを備えている。ブーム８、アーム９及びバケット１０はそれぞれ、対応する油圧シリンダ１８，１９，２０により駆動されて、所望の作業を行なうことができるようになっている。
上述した作動油タンク２１には、油圧シリンダ１８，１９，２０や、旋回用油圧モータや、走行用油圧モータ等の油圧シリンダに供給される作動油が貯留されている。油圧ポンプは、作動油タンク２１から作動油を吸い込み、各油圧シリンダ１８，１９，２０へ作動油を供給するようになっている。そして、各油圧シリンダ１８，１９，２０へ供給された後の作動油は、再び作動油タンク２１へと還流するようになっている。こうして、作動油タンク２１の油面の上昇又は下降が生じる。
【００１２】
図２及び図３を参照にして、ボックス型の作動油タンク２１は鋼板を溶接によって組み合わせたタンク本体２２と、サクションパイプ２３と、サクションスクリーン２４と、支持ロッド２５と、蓋材２６と、リターンパイプ２７とを備えている。
サクションパイプ２３は、タンク本体２２の底部に配設され、外側の一端が図示しない油圧ポンプに連通し、タンク本体２２内側の他端にはサクションスクリーン２４が配設されている。サクションスクリーン２４は、筒状に形成されており、油圧ポンプに対して作動油が吸い込まれる際に作動油を濾過するようになっている。支持ロッド２５は、サクションスクリーン２４のメンテナンス（交換）のためのものであり、その下端部にサクションスクリーン２４の上板がボルト等の固定手段で固定されて取り付けられている。
【００１３】
蓋材２６は、サクションスクリーン２４のメンテナンスのために、タンク本体２２の天井壁に形成されたものであり、その裏面に支持ロッド２５の上端部が適宜の締結手段で取り付けられている。これにより、蓋材２６を取り外すと、支持ロッド２５がタンク本体２２内から引き抜かれるのと同時に、サクションスクリーン２４を取り外すことができるようになっている。
リターンパイプ２７は、各油圧シリンダ１８，１９，２０へ供給された後の作動油が作動油タンク２１へ還流するためのものであって、その吐出口が油面よりも常に下位に位置するように配設されている。
【００１４】
平板状のフロート板２８は、ほぼ油面を覆うため、タンク本体２２の内壁面の横断面の形状よりもやや小さく形成され、材質は作動油の品質に影響を及ぼすことなく、剛性があり油面に浮くように軽量であることが必要である。
フロート板２８はタンク本体２２の天井壁２２ａに上端が取付けられているコイルバネ３０により連結アーム３１を介して支持されている。詳しくは、コイルバネ３０を収容するバネ収容箱３２を天井壁２２ａに取付け、バネ収容箱３２内にはコイルバネ３０及び連結アーム３１の一端（上端）が配設されている。
【００１５】
コイルバネ３０の上端は、天井壁２２ａに取付けられ（若しくは支持され）、下端は連結アーム３１の上端に設けられた板状のバネ座板３１ａに取り付けられ（若しくは支持され）ている。連結アーム３１の下部に設けられているロッド３１ｂは、バネ収容箱３２の低壁に形成された規制孔３２ａを貫通し、ロッド３１ｂの下端はフロート板２８に連結される。規制孔３２ａは、連結アーム３１の水平方向の移動を規制する役割も果たす。すなわち、フロート板２８とタンク本体２２との接触を無くすため、フロート板２８とタンク本体２２の側壁２２ｃとの隙間よりも、連結アーム３１と規制孔３２ａの隙間を小さくすることが好ましい。
【００１６】
ロッド３１ｂの下端とフロート板２８との連結部にヒンジ部３３が設けられている。コイルバネ３０の伸縮によってフロート板２８は傾斜できるが、ヒンジ部３３によってさらに、フロート板２８が円滑に傾斜できるように形成している。これらのコイルバネ３０、連結アーム３１及びバネ収容箱３２は、本実施形態では左右に２つ配設されているが、例えば４つなど個数は任意である。
コイルバネ３０は、油面が最下端位置にある状態では、コイルバネ３０がフロート板２８を支持している状態で、フロート板２８が最下端に位置しても、油面に浮いた状態とし、油面の上昇にしたがってコイルバネ３０を徐々に圧縮するようにする。
フロート板２８の中央部にはサクションスクリーン２４に取り付けている支持ロッド２５を貫通する内孔２８ａを形成している。
【００１７】
次に、本発明の作用について説明する。
油圧ショベル１を駆動し、作業を始めると、作動油タンク２１のタンク本体２２内は、油圧シリンダ１８，１９，２０の伸縮動作により油量が一定でなく、油面もその動作に伴い上昇又は下降するようになっている。つまり、一般的に、油圧シリンダ１８，１９，２０はロッドを有する構造であるため、ロッド側油室とヘッド側油室との容積の差により、油圧シリンダ１８，１９，２０が縮み、ヘッド側油室から作動油タンク２１へ油が戻る場合には、その戻り油量が多く油面が上昇し、逆に、油圧シリンダ１８，１９，２０が伸び、ロッド側油室から作動油タンク２１へ油が戻る場合には、その戻り油量が少なく油面が下降する状態になっている。
このような状態では、作動油タンク２１の油面の上下動に応じてフロート板２８が上下動する。したがって、油面が上昇するときは、フロート板２８が上昇し、コイルバネ３０が圧縮されて縮み、油面が下降するときは、フロート板２８が下降し、コイルバネ３０が縮む。
【００１８】
油圧ショベル１の機体の振動や揺れなどにより、油面が波立つようなときは、フロート板２８の存在で波立ちが防止される。
油圧ショベル１の機体が急激に傾斜したような状態では、作動油タンク２１では大きな波が形成されたりするが、本実施形態では、油面が大きな波形状でフロート板２８が浮き上がったり、傾斜しようとしてもコイルバネ３０の下方への付勢力によって、急激な油面の状態変化が抑制される。
図４に示すように、タンク本体２２が傾斜した瞬間では、油面がタンク本体２２の底壁に対して平行状態が維持される。そして、傾斜したままの状態が続くと、自然現象によって油面が水平面となる力が作用し、その後作動油の圧力を受けてヒンジ部３３の回転によってフロート板２８が水平面になろうとする力が作用し、コイルバネ３０のバネ力に抗して、フロート板２８が水平状態若しくは水平状態に近づくようになる。すなわち、コイルバネ３０のフロート板２８への付勢力によって、一瞬（若しくはしばらくの間）、油面が水平になることを阻止できる。
したがって、大きな波が生じ、フロート板２８が浮き上がろうとしてもコイルバネ３０がその浮遊力に抗する作用をする。したがって、油面とフロート板２８との間に隙間ができて、空気が入り込むことが防止され、油面が波立つことを防止する。この結果、サクションスクリーン２４に空気が吸い込まれることが防止される。
【００１９】
油圧ショベル１の上部旋回体４が傾斜した状態から水平状態へ戻るようなときは、油面がフロート板２８とともにタンク本体２２の底壁２２ｂに対して傾斜した状態から、底壁２２ｂと油面とが平行の状態になろうとする。このようなときには、フロート板２８が油面をコイルバネ３０によって付勢しているので、もとの底壁２２ｂに対して平行状態に戻ることができる。このときも、油面とフロート板２８との間に隙間が形成されたり、波立つことが防止される。
したがって、サクションスクリーン２４に空気が吸い込まれることが防止される。また、タンク本体２２内に、コイルバネ３０などの緩衝部材を配設するので、外付けするようなものがなく、装置が大型化することがない。
また、フロート板は連結アーム３１がバネ収容箱３２の規制孔３２ａに水平方向の移動が規制されているので、横方向の動きが規制され、フロート板とタンク本体の接触を妨げることができ、衝突音などを防止できる。
【００２０】
以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、作業用車両として油圧ショベル１を例にあげたが、ＲＣ解体機、クレーン車など、本実施形態に相当する作動油タンクを備えた車両であれば、適用が可能である。
また、上記実施形態では、コイルバネ３０に連結アーム３１を介在させてフロート板２８を支持させたが、連結アーム３１及びヒンジ部３３は必須ではなく、これらを省略しても、サクションスクリーン２４への気泡の巻き込みを防止することができるので、油圧ポンプのキャビテーションの発生を抑制する効果がある。
また、連結アーム３１とフロート板２８とをヒンジ部３３によって結合したが、ユニバーサルジョイントのようなものであってもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１  油圧ショベル（作業用車両）
２１  作動油タンク
２２  タンク本体
２２ａ  天井壁
２４  サクションスクリーン
２８  フロート板
３０  コイルバネ（弾性部材）
３１  連結アーム（連結部材）
３１ｂ  ロッド
３２  バネ収容箱
３２ａ  規制孔
３３  ヒンジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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