(57)【要約】【課題】作業機械の作動油タンクに関し、油面の波立ちによる作動油中への気泡の巻き込みを防止することができるようにする。【解決手段】タンク本体２の内部に配設され、浮力を有して作動油の油面上に浮遊し油面を覆う、シート状の浮き部材４０を備える。【選択図】図１
2009019686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク本体の内部に配設され、浮力を有して作動油の油面上に浮遊し油面を覆う、シート状の浮き部材を備えた
ことを特徴とする、作業機械の作動油タンク。
【請求項２】
該浮き部材は、樹脂系材料により形成され、油面側の面に撥油性コーティング剤が塗付され、且つ、サクションスクリーンに取り付けられたサクションロッドを貫通させる貫通部を有している
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の作動油タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に搭載された作動油タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、油圧ショベル５０は、一般に、下部走行体５１と、下部走行体５１上に旋回自在に結合された上部旋回体（機体）５２と、上部旋回体５２から前方へ延出するように取り付けられ、ブーム５３，アーム５４及びバケット５５を有する作業装置５６とから構成されている。
下部走行体５１は、走行用油圧モータ（図示略）により走行し、上部旋回体５２は、旋回用油圧モータ（図示略）により旋回し、作業装置５６のブーム５３，アーム５４及びバケット５５はそれぞれ、油圧シリンダ５７，５８，５９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。
【０００３】
上部旋回体５２はまた、架台となる旋回フレーム５２ａを有しており、旋回フレーム５２ａ上には、油圧ポンプ（図示略）や作動油タンク６０（図６参照）が配設されている。この作動油タンク６０には、油圧シリンダ５７，５８，５９や旋回用油圧モータや走行用油圧モータ等の油圧アクチュエータに供給される作動油が貯留され、作動油は、油圧ポンプによって油圧アクチュエータ５７，５８，５９へ供給された後、再び作動油タンク６０へと還流するようになっている。
【０００４】
詳しくは、作動油タンク６０は、図６に示すように、コ字型に板金曲げ加工した２枚の鋼板を組み合わせ、全周溶接された箱型構造のタンク本体６１と、サクションポート６２と、サクションポート６２に配設された筒状のサクションスクリーン６３と、リターンパイプ６４と、リターンフィルタ６５とを備え、作動油がサクションスクリーン６３を通過して油圧ポンプへ吸引されるとともに、各油圧アクチュエータ５７，５８，５９から戻ってきた作動油は、リターンフィルタ６５とリターンパイプ６４とを通過して、作動油タンク６０へ還流されるようになっている。
【０００５】
また、作動油タンク６０のタンク本体６１内は、油圧シリンダ５７，５８，５９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いる。つまり、一般的に、油圧シリンダ５７，５８，５９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５７，５８，５９が縮み、ヘッド側油室から作動油タンク６０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５７，５８，５９が伸び、ロッド側油室から作動油タンク６０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。そして、その油面の変化に伴い、作動油タンク６０の内圧も当然変動することになるが、内圧変動は作動油タンク６０及び作動油に悪影響を及ぼすので、内圧変動幅を小さくするために、通常、タンク本体６１の上部を空気室として形成することが行われている。また、機体が動揺（振動）した際に、サクションポート６２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、全油圧シリンダ５７，５８，５９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。つまり、タンク本体６１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。
【０００６】
ここで、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。
このような不具合に対し、特許文献１には、タンク内に互いに区分した蓄油室と空気のみを蓄える空気室とを形成し、蓄油室内の油面上の空間部と空気室とを連絡路を介して連通させ、タンク内の油面を大幅に上げることで、エアレーション及びキャビテーションの発生を防止する、建設機械（作業機械）の作動油タンク装置に関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１８７４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の技術のような作動油タンク装置によっても、やはり、機体が動揺等した際には、油面が波立ち、油面から気泡を巻き込むおそれがある。
本発明はこのような課題に鑑みて案出されたもので、油面の波立ちによる作動油中への気泡の巻き込みを防止することができるようにした、作業機械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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の作業機械の作動油タンクは、タンク本体の内部に配設され、浮力を有して作動油の油面上に浮遊し油面を覆う、シート状の浮き部材を備えたことを特徴としている。詳しくは、本作動油タンクは、油圧ポンプに吸い込まれたのち作業機械の油圧アクチュエータを作動させる作動油を貯留しており、タンク本体は、箱型状に形成されている。
【０００９】
請求項２記載の本発明の作業機械の作動油タンクは、請求項１記載の作業機械の作動油タンクにおいて、浮き部材が、樹脂系材料により形成され、油面側の面に撥油性コーティング剤が塗付され、且つ、サクションスクリーンに取り付けられたサクションロッドを貫通させる貫通部を有していることを特徴としている。
詳しくは、本作動油タンクは、油圧ポンプに作動油が吸い込まれるためにタンク本体の底部に形成されたサクションポートと、サクションポートに配設されて作動油を濾過するサクションスクリーンと、下端部にサクションスクリーンが取り付けられて鉛直方向に延在するサクションロッドと、サクションスクリーンをタンク本体から脱着するためにタンク本体の天井部に形成された開口部と、開口部を密閉するとともにサクションロッドの上端部がその内面に取り付けられたカバーとを備え、浮き部材には、サクションロッドが貫通するようになっている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の本発明の作業機械の作動油タンクによれば、作動油の油面上に浮遊するシート状の浮き部材で油面を覆っているので、浮き部材はその柔軟性と浮力とで油面の動きに良好に追随し、機体振動に伴い作動油タンク内の作動油が動揺した際に生じる油面の波立ちを抑え、油面から気泡を作動油中に巻き込むことを防止することができる。
また、作業機械の油圧アクチュエータ（例えば、ブーム，アーム及びバケットを駆動するための油圧シリンダ）に使用された作動油が作動油タンクに戻ってきた際に生じる油面の変動に対しても、油面の波立ちを抑え、油面から気泡を作動油中に巻き込むことを防止することができる。
【００１１】
そして、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し、油圧ポンプの騒音を防止したり、作動油の温度の上昇を抑制したり、作動油の劣化を抑制して寿命を延長したりすることができる。つまり、作動油中に混入した気泡は、油圧ポンプにより瞬間的に加圧されると高圧で消滅又は縮小し、その後、圧力が低下すると再び気泡として析出して、このとき騒音を発生するが、こうしたことを回避することができる。また、気泡は、油圧ポンプで瞬間的に加圧されると温度が急激に上昇し、気泡周辺の油が燃焼し、油温が上昇するが、こうしたことを回避することができる。さらに、油温が上昇すると、酸化反応の原理から劣化が促進されるが、こうしたことを回避することができる。
【００１２】
また、作動油の気泡含有量の低減により圧縮率が減少し、油圧アクチュエータの動特性を向上させることができる。
請求項２記載の本発明の作業機械の作動油タンクによれば、浮き部材の油面側の面には、撥油性コーティング剤が塗付されているので、作動油の油面に良好に浮かぶことができる。また、浮き部材の貫通部を介してサクションロッドを貫通させることで、サクションロッドをタンク外へ引き抜くとき、浮き部材はサクションスクリーンに支持された状態でサクションスクリーンと共に取り出されることになり、浮き部材の交換を容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態の作業機械の作動油タンクを示す図であって、図１はその模式的な断面図、図２はその内部を透過して示す斜視図である。なお、従来技術の説明で用いた図５を適宜流用しながら説明する。
＜構成＞
ここでは、油圧ショベル（作業機械）に、本発明の作動油タンクを搭載した場合について説明する。
【００１４】
図５に示すように、油圧ショベル５０は、下部走行体５１と、下部走行体５１上に旋回自在に結合された上部旋回体（機体）５２と、上部旋回体５２から前方へ延出するように取り付けられ、ブーム５３，アーム５４及びバケット５５を有する作業装置５６とから構成されている。
下部走行体５１は、走行用油圧モータにより走行するようになっている。上部旋回体５２は、旋回用油圧モータにより旋回するようになっている。作業装置５６のブーム５３，アーム５４及びバケット５５はそれぞれ、油圧シリンダ５７，５８，５９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。
【００１５】
また、上部旋回体５２は、架台となる旋回フレーム５２ａを有しており、旋回フレーム５２ａ上には、油圧ショベル５０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１（図１参照）と、エンジンによって駆動される油圧ポンプ（図示略）とが配設されている。
この作動油タンク１には、油圧シリンダ５７，５８，５９や、旋回用油圧モータや、走行用油圧モータ等の油圧アクチュエータ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１から作動油を吸い込み、各油圧アクチュエータ５７，５８，５９へ作動油を供給するようになっている。そして、各油圧アクチュエータ５７，５８，５９へ供給された後の作動油は、再び作動油タンク１へと還流するようになっている。
【００１６】
詳しくは、作動油タンク１は、図１及び図２に示すように、コ字型に板金曲げ加工した２枚の鋼板を組み合わせ、全周溶接されて箱型に形成されたタンク本体２と、サクションポート１１と、サクションスクリーン１２と、ロッド（サクションロッド）１３と、開口部２１と、カバー２２と、リターンパイプ３１と、リターンフィルタ（図示略）とを備えている。
【００１７】
サクションポート１１は、タンク本体２の底部に形成され、油圧ポンプに連通するポートであって、そこにはサクションスクリーン１２が配設されている。サクションスクリーン１２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。ロッド１３は、サクションスクリーン１２のメンテナンス（交換）のためのものであって、その下端部にサクションスクリーン１２の上板１２ａ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。
【００１８】
ここで、詳しくは、サクションポート１１には、油圧ポンプに接続する配管３の端が、タンク本体２の内部に突設するように溶着されている。一方、サクションスクリーン１２の底面をなす底板１２ｂの中心部には、連結穴１２ｃが開口されている。そして、配管３の端と連結穴１２ｃとが嵌合することで、サクションポート１１にサクションスクリーン１２が配設されるようになっている。
【００１９】
開口部２１は、サクションスクリーン１２のメンテナンスのために、タンク本体２の天井部に開口されたものである。カバー２２は、開口部２１を密閉するためのものであって、その裏面にロッド１３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、カバー２２を取り外すと、ロッド１３がタンク本体２内から引き抜かれるのと同時に、サクションスクリーン１２を取り外すことができるようになっている。
【００２０】
リターンパイプ３１は、各油圧アクチュエータ５７，５８，５９へ供給された後の作動油が作動油タンク１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。リターンフィルタは、リターンパイプ３１に取り付けられており、作動油タンク１へ戻ってきた作動油を濾過するようになっている。
ここで、本発明の特徴として、タンク本体２内の油面に浮かび油面を覆う、シート状の浮き部材４０を備えている。
【００２１】
詳しくは、浮き部材４０は、油面全面を覆う大きさに形成されている。また、浮き部材４０は、例えば軽量の素材であるナイロン等の樹脂系材料により形成され、柔軟性と浮力とを有して油面上に浮遊し油面を覆うようになっている。なお、浮き部材４０の油面側の面は、撥油性コーティング剤（例えば、フッ素系コーティング剤）が塗付される等して撥油加工が施されていることが好ましい。また、浮き部材４０は、作動油室ＣOから空気室ＣA側（図１中の矢印Ａ方向）には空気が抜けやすく、逆方向には空気が通りにくいように構成されていることが好ましい。
【００２２】
浮き部材４０はまた、ロッド１３の上下方向中間部に遊嵌された状態で油面に浮くようになっている。つまり、浮き部材４０は、面中央部にロッド１３を貫通させるための貫通孔（貫通部）４１が形成され、ロッド１３は浮き部材４０の貫通孔４１を貫通した状態でタンク本体２内に配設されている。
【００２３】
＜作用・効果＞
本発明の一実施形態にかかる作業機械の作動油タンクは上述のように構成されているので、以下のような作用・効果がある。
作動油タンク１は、シート状の浮き部材４０で作動油の油面を覆っているので、浮き部材４０がその柔軟性と浮力とで油面の動きに良好に追随し、油圧ショベル５０の稼動時の振動によって作動油タンク１が動揺した際に生じる油面の波立ちを抑え、油面から気泡を作動油中に巻き込むことを防止することができる。
【００２４】
また、油圧アクチュエータ５７，５８，５９に供給された作動油がタンク２に戻ってきた際に生じる油面の変動（作動油の還流による波立ちや、油圧シリンダ５７，５８，５９から還流する油量差による油面の上下位置の変動）に対しても、浮き部材４０は良好に追随し、油面の波立ちを抑え、油面から気泡を作動油中に巻き込むことを防止することができる。
【００２５】
そして、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し、油圧ポンプの騒音を防止したり、作動油の温度の上昇を抑制したり、作動油の劣化を抑制して寿命を延長したりすることができる。つまり、作動油中に混入した気泡は、油圧ポンプにより瞬間的に加圧されると高圧で消滅又は縮小し、その後、圧力が低下すると再び気泡として析出して、このとき騒音を発生するが、こうしたことを回避することができる。また、気泡は、油圧ポンプで瞬間的に加圧されると温度が急激に上昇し、気泡周辺の油が燃焼し、油温が上昇するが、こうしたことを回避することができる。また、油温が上昇すると、酸化反応の原理から劣化が促進されるが、こうしたことを回避することができる。さらに、作動油の気泡含有量の低減により圧縮率が減少し、油圧アクチュエータ５７，５８，５９の動特性を向上させることができる。
【００２６】
また、浮き部材４０にはロッド１３が貫通しているので、ロッド１３の引き抜きにより、サクションスクリーン１２のメンテナンスと同時に、浮き部材４０の交換を容易に行なうことができる。つまり、ロッド１３を開口部２１から引き抜けば、浮き部材４０はロッド１３下端部のサクションスクリーン１２に支持された状態で開口部２１から取り出されることになり、浮き部材４０の交換を容易に行なうことができる。
また、浮き部材４０の油面側の面に、撥油性コーティング剤が塗付されていれば、作動油の油面により良好に浮かぶことができる。
【００２７】
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上記実施形態において、浮き部材４０は、貫通孔４１が形成されてロッド１３が貫通するようになっているが、この貫通孔４１に代わり、図３に示すように、スリット（貫通部）４２が形成され、このスリット４２を利用してロッド１３が浮き部材４０を貫通するようにしても良い。これによれば、浮き部材４０の交換をより容易に行なうことができる。
【００２８】
また、上記実施形態において、浮き部材４０は、例えばナイロン等の樹脂系材料により形成され、好ましくはその油面側の面に撥油性コーティング剤が塗付されているとしたが、少なくとも、油面に浮く浮力を発揮する部分と、油をはじく撥油性を有する部分とを有するシート状に形成されていれば良い。つまり、例えば、図４に示すように、油面に浮く浮力を発揮する浮力部４０ａと、油をはじく撥油性を有する撥油部４０ｂとの２層構造で、柔軟性を有するシート状に形成されていても良い。浮力部４０ａの材料としては、例えばウレタンや発泡ポリスチレン等を用いることができる。また、撥油部４０ｂの材料としては、フッ素ゴム等を用いることができる。もちろん、ナイロン等により、油面に浮く浮力を発揮するとともに油をはじく撥油性を示す１層構造の柔軟性を有するシート状に形成されていても良い。
【００２９】
また、上記実施形態において、サクションスクリーン１２とカバー２２とにその上下端部が取り付けられたロッド１３を備えているが、このロッド１３は特になくとも良い。この場合、浮き部材４０をロール状に丸めて、開口部２１から容易に挿入することができる。
さらに、本発明の作動油タンクは、油圧ショベル５０以外のクレーン等の作業機械にももちろん搭載し得るものであるとともに、工場等の建物内に設置された油圧で作業する作業機械にも適用し得るものである。工場等の建物内に設置する場合には、作動油タンクは、還流のためのリターンフィルタやリターンパイプ等を必ずしも要さず、少なくとも、箱型状のタンク本体と、タンク本体の内部に配設され、柔軟性を有するシート状の浮き部材とを備えていれば、浮き部材が作動油の油面を覆って油面の動きに良好に追随して、作動油タンクが動揺した際に生じる油面の波立ちを抑え、油面から気泡を作動油中に巻き込むことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る作動油タンクを示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作動油タンクの内部を透過して示す斜視図である。
【図３】本発明のその他の実施形態に係る作動油タンクの内部を透過して示す斜視図である。
【図４】本発明のその他の実施形態に係る作動油タンクの浮き部材の模式的な断面図である。
【図５】一般的な油圧ショベルの全体像を示す斜視図である。
【図６】従来技術に係る作動油タンクの内部を透過して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，６０  作動油タンク
２，６１  タンク本体
３  配管
１１，６２  サクションポート
１２，６３  サクションスクリーン
１３  ロッド（サクションロッド）
２１  開口部
２２  カバー
３１，６４  リターンパイプ
４０  浮き部材
４０ａ  浮力部
４０ｂ  撥油部
４１  貫通孔（貫通部）
４２  スリット（貫通部）
５０  油圧ショベル（作業機械）
５１  下部走行体
５２  上部旋回体（機体）
５６  作業装置
５７〜５９  油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
６５  リターンフィルタ
ＣA  空気室
ＣO  作動油室
【図１】
2009019686.tif 000003
【図２】
2009019686.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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