JP4824626B2 - 作動油タンクの給油口構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えばブルドーザなどの建設機械の油圧システムにおける作動油を貯蔵するための作動油タンクの給油口構造に関する。

一般に、ブルドーザなどの建設機械の油圧システムは、その作動油を貯蔵する作動油タンクを備えている。こうした作動油タンクは、油圧システムの稼働に伴う作動油の増減や温度変化などによって内圧が変動する。このため、作動油タンクの給油口を封止するキャップには、作動油タンクの内圧を一定に保つべく、作動油タンク内を大気開放するための大気開放口を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１）。

すなわち、この特許文献１のタンクキャップ（キャップ）は、タンク（作動油タンク）の給油口に装着した状態では、該タンクキャップの周縁部に設けられた外側ブリーザ孔（大気開放口）が所定の経路を介してタンク内と連通するように構成されている。
特開２００３−１３７３３０号公報

ところで、特許文献１では、タンクがタンクキャップにおける所定の経路及び外側ブリーザ孔を介して呼吸するため、タンク内の霧状になった作動油の一部が外側ブリーザ孔から外部に放出されて拡散する。そして、この拡散した霧状の作動油はタンクの表面に付着し、この付着した作動油がさらに周囲の砂埃などを吸着する。このため、この吸着された砂埃などによって、タンクの表面における給油口の周辺が汚されてしまうという問題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたものである。その目的とするところは、作動油タンク内から大気開放口を介した外部への作動油の拡散を抑制することが可能な作動油タンクの給油口構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の作動油タンクの給油口構造は、大気開放口を備えたキャップにより作動油タンクの上面に設けられた給油口が封止される作動油タンクの給油口構造において、前記作動油タンクの上面には、前記給油口を囲むとともに前記大気開放口を覆う筒状のカバー部材が設けられ、前記カバー部材には、前記大気開放口から漏出する作動油を該カバー部材の外部へ排出するための排出口が設けられている。

この発明によれば、作動油タンク内から大気開放口を介して霧状の作動油が放出されても、この放出された作動油はカバー部材により外部への拡散が抑制され、カバー部材の内部に滞留するようになる。このため、作動油タンク内から大気開放口を介した外部への作動油の拡散が抑制されるので、作動油タンクの表面における給油口の周辺への作動油の付着が抑制される。

本発明の作動油タンクの給油口構造において、前記排出口は、前記大気開放口から離隔した位置に設けられている。
本発明の作動油タンクの給油口構造において、前記排出口には、前記カバー部材の外側に突出する排出管が接続されている。

本発明の作動油タンクの給油口構造において、前記カバー部材の内側には、該カバー部材を前記作動油タンクの給油口と対応する位置に支持するための支持部が設けられている。

本発明の作動油タンクの給油口構造において、前記作動油タンクの上面における前記カバー部材の内側には前記給油口を囲むように筒状の給油通路形成部材が設けられ、該給油通路形成部材の上端開口が前記キャップにより封止される。

本発明によれば、作動油タンク内から大気開放口を介した外部への作動油の拡散を抑制することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は建設機械の一種であるブルドーザの油圧システムに備えられた作動油タンクの給油口構造を示す概略断面図である。図１に示すように、作動油タンク１１は、略直方体状をなしており、その内部には作動油１２が貯留されている。作動油タンク１１の上壁には、作動油タンク１１の内部に作動油１２を補給するための給油口１３が貫通するように形成されている。

作動油タンク１１の上面１１ａには、給油口１３を囲むように円筒状の給油通路形成部材１４が立設されている。給油通路形成部材１４の上端部には、水平方向に延びるフランジ１４ａが設けられている。また、作動油タンク１１の上面１１ａには、給油通路形成部材１４を囲むように円筒状のカバー部材１５がパッキン１６を介して立設されている。この場合、給油通路形成部材１４の外面とカバー部材１５の内面との間には隙間が形成されている。

ここで、カバー部材１５の構成について詳述する。
図２はカバー部材１５を上方から見た場合の斜視図であり、図３はカバー部材１５を下方から見た場合の斜視図である。

図２及び図３に示すように、カバー部材１５は、円筒状の本体カバー１７を備えている。本体カバー１７の上端部及び下端部は、全周にわたって内向きフランジ状をなすように直角に屈曲されている。そして、本体カバー１７の下面には、該下面と対応した円環板状をなすパッキン１６が貼着されている。また、本体カバー１７の内周面において、上下方向における中央部よりも上側寄りの位置には、支持部としての円環板状の支持部材１８が水平に配設されている。すなわち、支持部材１８は、その外周縁において本体カバー１７の内周面に固定されている。

また、支持部材１８の外周縁部には、該支持部材１８の周方向に沿って複数（本実施形態では３つ）の切欠部１９が等間隔となるように形成されている。したがって、本体カバー１７の内周面と支持部材１８の各切欠部１９との間には、それぞれ隙間が形成されている。さらに、支持部材１８における各切欠部１９よりも内側の位置には、支持部材１８の周方向に沿って複数の貫通孔２０が等間隔となるように形成されている。なお、支持部材１８の内径は、給油通路形成部材１４（図１参照）の内径よりも大きく設定されている。

また、本体カバー１７の下端部寄りの一箇所には、該本体カバー１７を貫通するように排出口２１（図１参照）が形成されている。排出口２１には円筒状の排出管２２が挿嵌されており、排出管２２は本体カバー１７の外側に水平方向に突出している。

図１に示すように、カバー部材１５の支持部材１８の下面は、給油通路形成部材１４のフランジ１４ａの上面と面接触している。さらに、カバー部材１５の支持部材１８の上面には、円環状の固定部材２３が載置されている。すなわち、カバー部材１５の支持部材１８の上面は、固定部材２３の下面と面接触している。固定部材２３の内径は、給油通路形成部材１４の内径と同じになるように設定されている。一方、固定部材２３の外径は、給油通路形成部材１４のフランジ１４ａの外径と同じになるように設定されている。

給油通路形成部材１４のフランジ１４ａにおいて、カバー部材１５の支持部材１８の各貫通孔２０（図２参照）と対応する位置には、フランジ１４ａを上下に貫通する図示しないねじ穴がそれぞれ形成されている。また、固定部材２３の周縁部において、カバー部材１５の支持部材１８の各貫通孔２０（図２参照）と対応する位置には、固定部材２３を上下に貫通する図示しないキリ穴が形成されている。

固定部材２３とフランジ１４ａとは、各キリ穴（図示略）、各ねじ穴（図示略）においてそれぞれボルト２４により共締めされている。この場合、各ボルト２４は、支持部材１８の各貫通孔２０（図２参照）にそれぞれ挿通されている。すなわち、固定部材２３は各ボルト２４によって給油通路形成部材１４に螺着されているとともに、カバー部材１５の支持部材１８は固定部材２３と給油通路形成部材１４とにより挟持されている。

固定部材２３の上面における内側部分には、該上面における他の部分よりも高さが低い段差部２５が全周にわたって形成されている。段差部２５の周面における上端には、内側へ突出する複数の係止凸部２６が、周方向に沿って等間隔となるように設けられている。固定部材２３の段差部２５上には、該固定部材２３の開口を封止するキャップ３０が着脱自在に装着されている。

キャップ３０は、下側が開口した有底円形箱状をなすキャップ本体３１と、該キャップ本体３１の内底面に複数の支持柱３３を介して固定された断面視略Ｍ字状をなすインナーキャップ３２とを備えている。インナーキャップ３２の上面における中央部には、下方に向かうほど内径が徐々に小さくなる逆円錐台状をなす第１上側凹部３４が設けられている。一方、インナーキャップ３２の下面における中央部には、第１下側凹部３５が設けられている。第１下側凹部３５の内径は、給油通路形成部材１４の内径と同じになるように設定されている。そして、第１上側凹部３４と第１下側凹部３５とは、第１連通孔３６を介して連通している。

また、インナーキャップ３２内には、断面視逆Ｔ字状をなす第１弁体支持部材３７が収容されている。すなわち、第１弁体支持部材３７は、第１下側凹部３５内に配置された円形ブロック状の基部３８と、該基部３８の上面における中央部から上方に向かって延びる柱部３９とを備えている。この場合、柱部３９は第１連通孔３６を介して第１上側凹部３４に挿通され、該柱部３９の先端は第１上側凹部３４よりも上側に達している。

また、柱部３９の上端部には、円環状の第１弁体４０が嵌められた状態で固定されている。第１弁体４０の下端部周縁には第１上側凹部３４の内周面と対応する第１テーパ面４０ａが形成されており、該第１テーパ面４０ａは第１上側凹部３４の内周面に密着している。したがって、第１上側凹部３４の内周面は、第１弁体４０の弁座として機能するようになっている。第１弁体４０の上面には、柱部３９を囲むように、円環状の凹溝４０ｂが設けられている。

凹溝４０ｂには第１コイルばね４１の下端部が挿入された状態で支持され、該第１コイルばね４１の上端はキャップ本体３１の内底面に当接している。キャップ本体３１の内底面には、第１コイルばね４１の上端部を囲むように、円環状の凸部４２が設けられている。したがって、第１コイルばね４１は、凹溝４０ｂと凸部４２とによって位置決めがなされるとともに、第１弁体４０を下方に向かって常に付勢している。すなわち、第１コイルばね４１は、第１弁体４０が閉弁状態となるように、常に第１弁体４０を付勢している。

第１弁体支持部材３７の柱部３９の上面における中央部には、該柱部３９とほぼ同じ深さの第２上側凹部４３が設けられている。一方、第１弁体支持部材３７の基部３８の下面における中央部には、上方に向かうほど内径が徐々に小さくなる円錐台状をなす第２下側凹部４４が設けられている。そして、第２上側凹部４３と第２下側凹部４４とは、第２連通孔４５を介して連通している。

また、第１弁体支持部材３７内には、断面視Ｔ字状をなす第２弁体支持部材４６が収容されている。第２弁体支持部材４６は、第１弁体支持部材３７の柱部３９とキャップ本体３１の内底面との間に位置する円板状のばね受け部４７と、該ばね受け部４７の下面における中央部から下方に向かって延びる棒状のロッド部４８とを備えている。この場合、ロッド部４８は第２上側凹部４３、第２連通孔４５、及び第２下側凹部４４に挿通され、該ロッド部４８の先端は第２下側凹部４４よりも下側に達している。

ロッド部４８の下端部には、円環状の第２弁体４９が嵌められた状態で固定されている。第２弁体４９の周面と上面との間には第２下側凹部４４の内周面と対応する第２テーパ面４９ａが形成されており、該第２テーパ面４９ａは第２下側凹部４４の内周面に密着している。したがって、第２下側凹部４４の内周面は、第２弁体４９の弁座として機能するようになっている。また、第１弁体支持部材３７の第２上側凹部４３の底面と第２弁体支持部材４６のばね受け部４７の下面との間には、ロッド部４８を囲むように第２コイルばね５０が配設されている。そして、第２コイルばね５０は、第２弁体支持部材４６を常に上方に向かって付勢している。すなわち、第２コイルばね５０は、第２弁体４９が閉弁状態となるように、第２弁体支持部材４６を介して常に第２弁体４９を付勢している。

インナーキャップ３２の上面には、第１上側凹部３４を囲むように、円環状の凹溝５１が設けられている。凹溝５１には、断面視矩形状をなす円環状のスポンジからなるフィルタ５２の下端部が嵌着されている。フィルタ５２の上面は、凸部４２を囲んだ状態でキャップ本体３１の内底面に当接している。

また、インナーキャップ３２の外周面における下端には、外側へ突出する複数の係止部５３が、周方向に沿って等間隔となるように設けられている。そして、インナーキャップ３２の下面を固定部材２３の段差部２５に接触させた状態でキャップ３０を所定角度だけ回動することで、インナーキャップ３２の各係止部５３が固定部材２３の各係止凸部２６によってそれぞれ係止されるようになっている。これにより、キャップ３０は、固定部材２３に対して該固定部材２３の開口を封止するように装着されるようになっている。

また、キャップ本体３１の下面における外周縁部には、キャップ本体３１の全周にわたって切欠凹部５４が形成されている。切欠凹部５４には、該切欠凹部５４と対応する円環状のシール部材５５が接着されている。そして、キャップ３０が固定部材２３に対して装着された状態では、キャップ本体３１の下面がカバー部材１５の上面に当接するとともに、カバー部材１５の上面にシール部材５５が密着するようになっている。すなわち、キャップ３０が固定部材２３に対して装着された状態では、キャップ本体３１がカバー部材１５の上端開口を密閉するようになっている。

また、キャップ本体３１の内周面とインナーキャップ３２の外周面との間には全周にわたって隙間が形成され、該隙間により大気開放通路５６が構成されている。大気開放通路５６の下端はカバー部材１５内に開口した大気開放口５６ａとされている。したがって、大気開放口５６ａは、カバー部材１５によって覆われている。また、排出口２１は、カバー部材１５（本体カバー１７）の周壁における下端部に形成されているため、キャップ３０の大気開放口５６ａから離隔した位置にあると言える。そして、カバー部材１５の外側において、排出口２１に挿嵌された排出管２２には可撓性のホース５７の一端側が接続されている。一方、ホース５７の他端側は作動油タンク１１から離隔した位置に配置されている。

次に、作動油タンク１１の給油口構造の作用について説明する。
さて、油圧システムの稼働に伴う作動油１２の増減や温度変化などによって作動油タンク１１内の圧力が大気圧よりも所定値以上高くなった場合には、図４に示すように、該圧力により第１弁体支持部材３７が第１コイルばね４１の付勢力に抗して押し上げられる。すると、第１弁体支持部材３７が押し上げられることにともなって、第１弁体４０が上昇する。これにより、第１弁体４０の第１テーパ面４０ａが第１上側凹部３４の内周面から離間し、第１テーパ面４０ａと第１上側凹部３４の内周面との間に隙間が形成された状態となる。すなわち、第１弁体４０が開弁されて、作動油タンク１１内が大気開放状態となる。

すると、作動油タンク１１内の空気とともに作動油タンク１１内の霧状になった作動油１２（以下、「オイルミスト」と言う。）が給油口１３から給油通路形成部材１４内の給油通路を介してインナーキャップ３２の第１下側凹部３５内に流れ込む。このとき、給油通路形成部材１４内の給油通路により、給油口１３から第１下側凹部３５内までの距離が長くなるので、オイルミストの上昇を抑制することができる。

そして、第１下側凹部３５内に流れ込んだオイルミスト及び空気は、第１連通孔３６、及び、第１弁体４０の第１テーパ面４０ａと第１上側凹部３４の内周面との間の隙間を通ってインナーキャップ３２の上側に流れ込む。引き続き、オイルミスト及び空気は、フィルタ５２を通過して大気開放通路５６に流れ込む。このとき、オイルミストは、フィルタ５２によってその一部が捕集される。引き続き、オイルミスト及び空気は、大気開放口５６ａからカバー部材１５内の空間に流れ込む。

このとき、オイルミストは、カバー部材１５の作用により、該カバー部材１５の外部へ拡散することが抑制される。このため、オイルミストが給油口１３の周囲の作動油タンク１１の表面に付着することを抑制することができる。したがって、作動油タンク１１の表面に付着したオイルミストが周囲の砂埃を吸着することを抑制することができる。この結果、砂埃によって作動油タンク１１の表面が汚されることを抑制することができ、作動油タンク１１の外観性能を確保することができる。

引き続き、オイルミスト及び空気は下方に向かって流れ、排出管２２内に流れ込む。このとき、オイルミストの一部は、インナーキャップ３２の外面、カバー部材１５の内面、固定部材２３の外面、給油通路形成部材１４の外面、及びカバー部材１５内における作動油タンク１１の上面１１ａに付着する。さらにこのとき、排出管２２は大気開放口５６ａから離隔したカバー部材１５の下端部に位置しているため、大気開放口５６ａから排出管２２へ至るまでの通路の圧力損失を大きくすることができる。このため、排出管２２内に空気とともに流れ込むオイルミストの量や勢いを効果的に低減することができる。そして、排出管２２内に流れ込んだオイルミスト及び空気は、ホース５７を介して作動油タンク１１から離隔した位置に排出される。これにより、作動油タンク１１内の圧力は、低下する。

その後、作動油タンク１１内の圧力が所定値よりも低くなった場合には、第１弁体４０が第１弁体支持部材３７とともに第１コイルばね４１の付勢力によって押し下げられる。これにより、第１弁体４０の第１テーパ面４０ａが第１上側凹部３４の内周面に密着し、第１テーパ面４０ａと第１上側凹部３４の内周面との間の隙間がなくなる。すなわち、第１弁体４０が閉弁されて、作動油タンク１１内が大気と遮断された状態となる。

また、油圧システムの稼働に伴う作動油１２の増減や温度変化などによって作動油タンク１１内に所定値以上大きい負圧が生じた場合には、図５に示すように、該負圧力により第２弁体支持部材４６が第２コイルばね５０の付勢力に抗して引き下げられる。すると、第２弁体支持部材４６が引き下げられることにともなって、第２弁体４９が下降する。これにより、第２弁体４９の第２テーパ面４９ａが第２下側凹部４４の内周面から離間し、第２テーパ面４９ａと第２下側凹部４４の内周面との間に隙間が形成された状態となる。すなわち、第２弁体４９が開弁されて、作動油タンク１１内が大気開放状態となる。

すると、ホース５７から排出管２２を介してカバー部材１５内の空間に大気が流入する。引き続き、カバー部材１５内の空間に流入した大気は、大気開放口５６ａから大気開放通路５６に流れ込む。引き続き、大気開放通路５６に流れ込んだ大気は、フィルタ５２を通過して第１弁体支持部材３７の第２上側凹部４３内に流れ込む。このとき、大気に含まれる砂埃はフィルタ５２によって濾過されるので、第２上側凹部４３内に流れ込む大気をクリーンにすることができる。

引き続き、第２上側凹部４３内に流れ込んだ大気は、第２連通孔４５、及び、第２弁体４９の第２テーパ面４９ａと第２下側凹部４４の内周面との間の隙間を通って給油通路形成部材１４内の給油通路に流れ込む。引き続き、給油通路形成部材１４内の給油通路に流れ込んだ大気は、作動油タンク１１内に流れ込む。これにより、作動油タンク１１内の負圧は、小さくなる。

その後、作動油タンク１１内の負圧が所定値よりも小さくなった場合には、第２コイルばね５０の付勢力によって第２弁体支持部材４６が押し上げられる。すると、これに伴って第２弁体４９が上昇され、第２弁体４９の第２テーパ面４９ａが第２下側凹部４４の内周面に密着する。これにより、第２弁体４９の第２テーパ面４９ａと第２下側凹部４４の内周面との間の隙間がなくなる。すなわち、第２弁体４９が閉弁されて、作動油タンク１１内が大気と遮断された状態となる。

（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・給油通路形成部材１４は、省略してもよい。

・排出管２２は、省略してもよい。
・排出口２１は、カバー部材１５（本体カバー１７）の周壁における任意の位置に形成してもよい。

実施形態において、作動油タンクの給油口構造を示す概略断面図。 実施形態において、カバー部材を上方から見た場合の斜視図。 実施形態において、カバー部材を下方から見た場合の斜視図。 実施形態において、第１弁体の開弁状態を示す断面図。 実施形態において、第２弁体の開弁状態を示す断面図。

符号の説明

１１…作動油タンク、１１ａ…作動油タンクの上面、１２…作動油、１３…給油口、１４…給油通路形成部材、１５…カバー部材、１８…支持部としての支持部材、２１…排出口、２２…排出管、３０…キャップ、５６ａ…大気開放口。

Claims (5)

1. 大気開放口を備えたキャップにより作動油タンクの上面に設けられた給油口が封止される作動油タンクの給油口構造において、
   前記作動油タンクの上面には、前記給油口を囲むとともに前記大気開放口を覆う筒状のカバー部材が設けられ、
   前記カバー部材には、前記大気開放口から漏出する作動油を該カバー部材の外部へ排出するための排出口が設けられていることを特徴とする作動油タンクの給油口構造。
2. 前記排出口は、前記大気開放口から離隔した位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の作動油タンクの給油口構造。
3. 前記排出口には、前記カバー部材の外側に突出する排出管が接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作動油タンクの給油口構造。
4. 前記カバー部材の内側には、該カバー部材を前記作動油タンクの給油口と対応する位置に支持するための支持部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の作動油タンクの給油口構造。
5. 前記作動油タンクの上面における前記カバー部材の内側には前記給油口を囲むように筒状の給油通路形成部材が設けられ、該給油通路形成部材の上端開口が前記キャップにより封止されることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の作動油タンクの給油口構造。

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