JP6084173B2 - 建設機械の作動油タンク - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に搭載される作動油タンクに関する。

油圧ショベル等の建設機械は、作動油の油圧を利用してブーム等のフロント作業装置や旋回体を駆動している。このような建設機械には、作動油を貯留するために作動油タンクが搭載されている。

作動油タンクは、作動油を内部に貯留するタンク本体を備えている。タンク本体の上部には作動油を内部に流入させる流入口が設けられ、タンク本体の下部には内部の作動油を流出させる流出口が設けられている。流出口は供給管を介して油圧ポンプに接続され、さらに油圧ポンプは供給回路を介して油圧機器（油圧モータや油圧シリンダ）の供給側に接続されている。油圧機器の排出側は、戻り管を介して作動油タンクの流入口に接続されている。

以上のように構成されている作動油タンクは、油圧ポンプが駆動すると、タンク本体の内部に貯留されている作動油が流出口から流出して供給管を介して油圧ポンプに送られ、さらに油圧ポンプから供給回路を介して油圧機器に送られる。油圧機器は、作動油タンクから供給された作動油の油圧により旋回体やフロント作業装置を駆動する。油圧機器から排出された作動油は戻り管を介してタンク本体の流入口から内部に流入して戻される。

また、タンク本体の上部には空気流入弁および空気流出弁が設けられている。空気流入弁は、タンク本体の内部から作動油が流出して内部の気圧が所定圧力以下になったときに作動し、外部からタンク本体の内部に空気を入れる。

空気流出弁は、作動油がタンク本体の内部に流入して内部の気圧が所定圧力を超えたときに作動し、タンク本体の内部から外部へ空気を排出する。このように作動油タンクは、作動油の流出入に伴う内部の過度な圧力の上昇や低下を抑えて故障を防いでいる。

しかし、空気流入弁を介してタンク本体の内部に空気が流入したときには作動油が空気と接触することになる。作動油は空気と接触すると空気中の酸素と反応して劣化（酸化）し、油圧機器の駆動を妨げるコンタミが発生する。また、作動油は空気中の粉塵や水蒸気の結露によっても劣化する。そこで、作動油が空気と接触するのを抑えるために、例えば特許文献１のような作動油タンクが提案されている。

特許文献１の作動油タンクでは、タンク本体を密閉して形成し、タンク本体の内部に気体遮断器を接続している。この気体遮断器は、作動油の流出によりタンク本体の内部の気圧が低下したときには内部に不活性ガスを供給し、作動油の流入によりタンク本体の内部の気圧が上昇したときには内部の不活性ガスが気体遮断器に流入されるように構成されている。

このように特許文献１の作動油タンクでは、作動油の流出入に伴ってタンク本体の内部の気圧が変化しても不活性ガスで出し入れを行うことにより、内部の過度な圧力の上昇や低下による故障を防ぎつつ、内部の作動油が空気と接触するのを抑えて作動油の劣化を防いでいる。

特開昭６２−５６６０１号公報

しかしながら、特許文献１の作動油タンクは、気体遮断器がタンク本体の外側に別置きで配置されるため、この作動油タンクを設置場所が限られている建設機械に設置すると設置スペースを大きくとることになり、他の機器の配置に制限が生じてしまう。

本発明は、以上の問題を鑑みて成されたものであり、設置スペースを抑えつつ、作動油の流出入に伴う内部の過度な気圧の上昇や低下による故障を防ぐことができ、内部の作動油の劣化を防ぐことができる建設機械の作動油タンクを提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような建設機械の作動油タンクを採用した。

本発明の建設機械の作動油タンクは、作動油を内部に貯留するタンク本体を備え、前記タンク本体の上部には前記作動油の流入口が設けられ、前記タンク本体の下部には前記作動油の流出口が設けられている建設機械の作動油タンクにおいて、
前記タンク本体の内部に設けられ、前記タンク本体の開口部に設けられた空気連通部を介して外部からの空気が入り膨縮可能に構成された袋体と、前記タンク本体の内部に空気を入れる空気流入弁及び前記タンク本体の内部の空気を外部へ排出する空気流出弁からなる圧力調整部とを備え、前記空気流出弁は、前記タンク本体の内部気圧が前記袋体の内部気圧よりも高く、前記タンク本体の内部気圧が予め設定された閾値以上であるときに開動作するように構成され、前記空気流入弁は、前記タンク本体の内部気圧が前記袋体の内部気圧よりも低く、前記タンク本体の内部気圧が予め設定された閾値以下であるときに開動作するように構成されていることを特徴とする。

本発明の建設機械の作動油タンクでは、タンク本体の内部に袋体を設けた。これによりタンク本体の内部から作動油が流出して内部の気圧が低下すると、袋体はタンク本体の外部から袋体の内部に空気を取り込んで伸びてまたは膨張する。したがって、袋体は、多くの空気を取り込んで過度な気圧の低下を抑えることが可能になる。

また、タンク本体の内部に作動油が流入して内部の気圧が上昇すると、袋体は内部からタンク本体の外部に空気を排出して縮む。したがって、袋体は、多くの空気を排出して過度な気圧の上昇を抑えることが可能になる。

このように本発明の建設機械の作動油タンクでは、タンク本体の内部に設けた袋体により空気の出し入れを行うようにしたので、タンク本体の内部の過度な気圧の上昇や低下を抑えることが可能になる。よって、本発明の建設機械の作動油タンクは、設置スペースを抑えつつ、作動油の流出入に伴うタンク本体の内部の過度な気圧の上昇や低下による故障を防ぐことができる。

また、本発明の建設機械の作動油タンクでは、タンク本体の内部と連通していない袋体を利用して空気の出し入れを行うため、タンク本体の内部に貯留している作動油が空気と接触するのが抑えられる。よって、本発明の建設機械の作動油タンクは、内部の作動油の劣化を防ぐことができる。

本発明の第１の実施の形態の油圧ショベルの左側面図である。 同実施の形態の油圧ショベルに搭載されている作動油タンクの模式図である。 同実施の形態の作動油タンクにおいて空気を取り込んだ状態の模式図である。 本発明の第２の実施の形態の作動油タンクの模式図である。 本発明の第３の実施の形態の作動油タンクの模式図である。 本発明の第４の実施の形態の作動油タンクの模式図である。 本発明の第５の実施の形態の作動油タンクの模式図である。 本発明の第６の実施の形態の作動油タンクの模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態を示す油圧ショベル１の左側面図である。この油圧ショベル１は、走行体２と、走行体２上に旋回可能に設けられた旋回体３と、旋回体３の前側に設けられた掘削作業等を行うフロント作業装置４とを備えている。

旋回体３上には、前側に運転室５が設けられ、後側に機械室６が設けられている。機械室６の後側にはカウンタウエイト７が設けられている。

機械室６内には、図２に示すように作動油タンク１１が設けられている。この作動油タンク１１は、旋回体３やフロント作業装置４の駆動に使用する作動油Ａを貯留するものである。

作動油タンク１１は、タンク本体１２と、タンク本体１２の内部１２ａに設けられた袋体１３、フィルタ１４およびストレーナ１５と、タンク本体１２の上面１２ｂ側に設けられた圧力調整部１６およびカバー１７とを備えている。

タンク本体１２の内部１２ａには作動油Ａが貯留されている。タンク本体１２の上部の側面１２ｇには流入部１２１が突出して形成されている。この流入部１２１には、作動油Ａを内部１２ａに流入させる流入口１２１ａが設けられている。タンク本体１２の底面１２ｃの中央部分には流出部１２２が突出して形成されている。この流出部１２２には、内部１２ａの作動油Ａを流出させる流出口１２２ａが設けられている。

流出口１２２ａは、図示しないが供給管を介して油圧ポンプに接続されている。油圧ポンプは供給回路を介して油圧機器（油圧モータや油圧シリンダ）の供給側に接続されている。流入口１２１ａは、図示しないが戻り管を介して油圧機器の排出側に接続されている。

フィルタ１４は、タンク本体１２の内部１２ａにおいて流入部１２１の近傍に配置されている。このフィルタ１４は、作動油Ａが流入口１２１ａから内部１２ａに流入するときに作動油Ａ中のゴミ等を取り除くものである。

ストレーナ１５は、タンク本体１２の内底面１２ｄに流出部１２２を覆うように配置され、支持棒１８により内底面１２ｄに固定されている。支持棒１８は、内部１２ａの中央部分に上下方向Ｂに延びて配置されている。ストレーナ１５は、内部１２ａの作動油Ａが流出口１２２ａから流出するときに作動油Ａ中に生じている異物を取り除くものである。この異物は、作動油Ａが空気と接触して酸化したときに生じるものや、タンク内の錆や外部から混入するコンタミである。

圧力調整部１６は、タンク本体１２の内部１２ａの気圧を調整するものである。この圧力調整部１６は、タンク本体１２の上面１２ｂの中央部分に配置されており、空気流入弁１６ｂと、空気流出弁１６ａと、空気抜きバルブ１６ｃとを備えている。

空気流入弁１６ｂは、フランジ２１を介してタンク本体１２の内部１２ａに接続されている。この空気流入弁１６ｂは、タンク本体１２の内部１２ａの気圧が所定圧力（閾値）以下になったときに作動し、タンク本体１２の外部Ｏから内部１２ａに空気を入れるものである。

空気流出弁１６ａは、フランジ２１を介してタンク本体１２の内部１２ａに接続されている。この空気流出弁１６ａは、タンク本体１２の内部１２ａの気圧が所定圧力（閾値）を超えたときに作動し、タンク本体１２の内部１２ａの空気を外部Ｏへ排出するものである。

空気抜きバルブ１６ｃは、空気流出弁１６ａに接続して配置されている。この空気抜きバルブ１６ｃは、タンク本体１２のメンテナンスを行う場合に作業者が操作することにより作動し、タンク本体１２の内部１２ａの気圧が大気圧になるまで内部１２ａの空気を外部Ｏに強制的に排出するものである。

また、タンク本体１２の上面１２ｂには、フランジ２１よりも外側に開口部１２ｅが設けられている。さらに、上面１２ｂには、開口部１２ｅの外周側に環状のフランジ２２が固定されている。このフランジ２２の中央部分には、開口部１２ｅと対向する位置に嵌合穴２２ａが設けられている。

袋体１３は、開口端１３ａがタンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ２２の嵌合穴２２ａとを介してタンク本体１２の外部Ｏと繋がるようにタンク本体１２に取り付けられ、この状態で上下方向Ｂに伸縮可能に構成されている。この袋体１３は鉄製であり、袋体本体１３１と、袋体本体１３１の上端に一体形成された空気連通部１３２とを備えている。

袋体本体１３１は、上端が開口したベローズ状（袋状）に形成されている。この袋体本体１３１は、タンク本体１２の内上面１２ｆに当接して配置されている。また、袋体本体１３１は水平方向に剛性を有し、上下方向Ｂに伸縮可能に形成されている。さらに、袋体本体１３１は、空気流入弁１６ｂが作動する前に限界まで伸び、空気流出弁１６ａが作動する前に限界まで縮むように形成されている。

空気連通部１３２は、袋体本体１３１の内部１３１ａをタンク本体１２の外部Ｏと連通させるものであり、上下方向Ｂに延びる筒状に形成されている。空気連通部１３２の下端は、袋体本体１３１の開口端と結合している。さらに、空気連通部１３２は、タンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ２２の嵌合穴２２ａとに嵌合して上端（開口端１３ａ）が外部Ｏと繋がるように配置されている。

カバー１７は、袋体１３の空気連通部１３２を上から覆うように形成されており、空気連通部１３２との間に隙間を開けてフランジ２２に取り付けられている。

以上のように構成されている作動油タンク１１は、油圧ポンプが駆動すると、タンク本体１２の内部１２ａに貯留されている作動油Ａが流出口１２２ａから流出して供給管を介して油圧ポンプに送られ、さらに油圧ポンプから供給回路を介して油圧機器に送られる。油圧機器は、作動油タンク１１から供給された作動油の油圧により旋回体３やフロント作業装置４を駆動する。油圧機器から排出された作動油Ａは戻り管を介してタンク本体１２の流入口１２１ａから内部１２ａに流入して戻される。

また、作動油タンク１１は、タンク本体１２の内部１２ａから作動油Ａが流出すると内部１２ａの気圧が低下する。すると袋体１３は、タンク本体１２の外部Ｏから空気連通部１３２を介して袋体本体１３１の内部１３１ａに空気を取り込んで図３に示すように下方へ伸びる。したがって、袋体１３は、袋体本体１３１が伸びるのを利用して、袋体本体１３１の内部１３１ａに多くの空気を取り込むことが可能になる。

また、作動油タンク１１は、タンク本体１２の内部１２ａに作動油Ａが流入すると内部１２ａの気圧が上昇する。すると袋体１３は、袋体本体１３１の内部１３１ａから空気連通部１３２を介してタンク本体１２の外部Ｏに空気を排出して縮む。したがって、袋体１３は、袋体本体１３１が縮むのを利用して、外部Ｏに多くの空気を排出することが可能になる。

このように本実施の形態の作動油タンク１１では、タンク本体１２の内部１２ａに設けた袋体１３により空気の出し入れを行うようにしたので、作動油Ａの流出入に伴うタンク本体１２の内部１２ａの過度な気圧の上昇や低下を抑えることが可能になる。よって、本実施の形態の作動油タンク１１は、設置スペースを抑えつつ、作動油Ａの流出入に伴う内部１２ａの過度な圧力の上昇や低下による故障を防ぐことができる。また、この結果、本実施の形態の作動油タンク１１を設置しても、他の機器の配置に制限が生じてしまうことがない。

また、本実施の形態の作動油タンク１１では、タンク本体１２の内部１２ａと連通していない袋体１３を利用して空気の出し入れを行うので、タンク本体１２の内部１２ａに貯留している作動油Ａが空気と接触するのが抑えられる。よって、本実施の形態の作動油タンク１１は、内部１２ａの作動油Ａの劣化を防ぐことができる。また、この結果、作動油Ａやフィルタ１４、ストレーナ１５の寿命を延ばすことができる。

また、袋体１３は水平方向に剛性を有しているので、剛性を有していない袋体に比べてタンク本体１２の内部１２ａの気圧で変形するのが抑えられる。さらに、袋体１３は、内部１２ａの作動油Ａを潤滑油にして伸縮をスムーズに行うことが可能になる。したがって、袋体１３は、空気の出し入れをスムーズに行うことが可能になる。よって、本実施の形態の作動油タンク１１は、作動油Ａの流出入に伴う内部１２ａの過度な圧力の上昇や低下を効率よく抑えることができ、故障を確実に防ぐことができる。

また、袋体１３は金属製であるため、タンク本体１２の内部１２ａに戻された作動油Ａの熱を奪い取って作動油Ａを冷却することもできる。

なお、本実施の形態の作動油タンク１１では、上下方向Ｂに伸縮可能な袋体１３を使用したが、水平方向に伸縮可能な袋体を使用しても良い。

また、袋体１３が限界まで伸びてもなおタンク本体１２の内部１２ａの気圧が低下し、空気流入弁１６ｂの閾値以下になったときには空気流入弁１６ｂが作動し、タンク本体１２の外部Ｏから内部１２ａに空気を入れる。

また、袋体１３が限界まで縮んでもなおタンク本体１２の内部１２ａの気圧が上昇し、空気流出弁１６ａの閾値を超えたときには空気流出弁１６ａが作動し、タンク本体１２の内部１２ａの空気を外部Ｏへ排出する。

このように本実施の形態の作動油タンク１１は、内部１２ａの過度な圧力の上昇や低下を袋体１３で万一抑えられない場合でも、空気流出弁１６ａや空気流入弁１６ｂが作動することで抑えることができ、故障をより確実に防ぐことができる。

また、本実施の形態の作動油タンク１１では、袋体１３を覆うカバー１７を備えたことにより雨水が袋体１３の内部１３１ａに入るのを防ぐことができる。また、空気連通部１３２を逆凹字に形成してその先端が下へ向くように配置することにより、雨水が袋体１３の内部１３１ａに入るのを防ぐようにしても良い。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態の作動油タンク２０１の模式図である。本実施の形態の作動油タンク２０１では、第１の実施の形態の作動油タンク１１と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の作動油タンク２０１では、タンク本体１２の内部１２ａに、袋体１３（袋体本体１３１）の揺動を規制する規制部２０２が設けられている。

この規制部２０２は、袋体本体１３１の左右側に配置された一対の規制部材２０２ａ，２０２ａを備えている。規制部材２０２ａ，２０２ａは袋体１３の上下方向Ｂ（伸縮方向）に延びる形状に形成されている。規制部材２０２ａ，２０２ａの上端はタンク本体１２の内上面１２ｆに固定され、下端は内部１２ａの下部に位置している。

したがって、油圧ショベル１が稼働により振動したりまたは傾いたりしても、袋体１３は規制部２０２により揺動が規制されているので、袋体１３がストレーナ１５等、内部１２ａの他の部品と干渉して破損するのが抑えられる。よって、本実施の形態の作動油タンク２０１は、袋体１３の保護性を高めることができる。

また、規制部２０２は、袋体１３の左右側に袋体１３の上下方向Ｂ（伸縮方向）に延びて形成されているので、袋体１３の伸縮をガイドすることが可能になる。このため、袋体１３は規制部２０２によりスムーズに伸縮することが可能になり、空気の出し入れをスムーズに行うことが可能になる。よって、本実施の形態の作動油タンク２０１は、作動油Ａの流出入に伴う内部１２ａの過度な圧力の上昇や低下を効率よく抑えることができ、故障を確実に防ぐことができる。その他の効果は、第１の実施の形態で説明した通りである。

なお、規制部材２０２ａ，２０２の長さは、袋体１３が限界まで伸びた長さよりも長く設定するのが好ましい。規制部材２０２ａ，２０２の具体的な形状としては、棒状や板状、またはパイプ状のものに作動油Ａが通る穴が設けられた形状等が挙げられる。

また、水平方向に剛性を持たない袋体を使用する場合は、規制部２０２を利用して剛性を持たせるようにしても良い。具体的には、規制部２０２に十分な剛性を持たせて、袋体の側面が規制部２０２に十分に接触するように袋体や規制部２０２を配置する。

（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態の作動油タンク３０１の模式図である。本実施の形態の作動油タンク３０１において、第１の実施の形態や第２の実施の形態の作動油タンク１１、２０１と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の作動油タンク３０１では、タンク本体１２の内部１２ａの下側に袋体１３が取り付けられている。

具体的に説明すると、タンク本体１２の底面１２ｃに開口部１２ｅが設けられている。袋体１３は、空気連通部１３２がタンク本体の開口部１２ｅとフランジ２２の嵌合穴２２ａに嵌合している。これにより袋体１３は、開口端１３ａが下に向けられた状態で開口部１２ｅと嵌合穴２２ａとを介して外部Ｏと繋がるようにタンク本体１２に取り付けられている。

したがって、袋体１３は、内部１３１ａに結露水が発生しても重力により空気連通部１３２を介してタンク本体１２の外部Ｏへ排出される。このように袋体１３は内部１３１ａに結露水が溜まらないので結露水によって伸縮が阻害されるのが抑えられ、空気の出し入れをスムーズに行うことが可能になる。よって、本実施の形態の作動油タンク３０１は、作動油Ａの流出入に伴う内部１２ａの過度な圧力の上昇や低下を効率よく抑えることができ、故障を確実に防ぐことができる。

さらに、本実施の形態の作動油タンク３０１では、袋体１３を開口端１３ａが下へ向くように配置したので、袋体１３の内部１３１ａに雨水が入り込まない。このため、本実施の形態の作動油タンク３０１は、第１の実施の形態や第２の実施の形態の作動油タンク１１、２０１のようにカバー１７を備える必要がないので部品点数を減らすことができる。よって、本実施の形態の作動油タンク３０１は、コストを抑えて雨水が袋体１３の内部１３１ａに入るのを防ぐことができる。

さらに、本実施の形態の作動油タンク３０１では、袋体１３をタンク本体１２の内部１２ａの下側に取り付けたことにより、タンク本体１２の上方にメンテナンス用のスペースを確実に確保することができる。

また、本実施の形態の作動油タンク３０１では、タンク本体１２の側面１２ｇにおいて流入部１２１が設けられていない部分の上部と下部に、それぞれ接続管３０２が対向して設けられている。双方の接続管３０２，３０２は、先端が対向するようにＬ字状に形成されている。接続管３０２，３０２間には透明管３０３が上下に延びて配置されている。この透明管３０３の上下端は接続管３０２，３０２の先端に接続されている。

これにより透明管３０３の内部３０３ａには、タンク本体１２と同様に作動油Ａが貯留される。したがって、本実施の形態の作動油タンク３０１では、透明管３０３の内部３０３ａの作動油Ａの高さを作業者が目視で確認することにより、タンク本体１２の内部１２ａに貯留されている作動油Ａの貯留量を把握することができる。

なお、作業者が透明管３０３の作動油Ａの高さを目視するときには、空気抜きバルブ１６ｃを開弁操作してタンク本体１２の内部１２ａの気圧を強制的に大気圧にする。これにより袋体１３は、作動油Ａの重さにより限界まで縮められる。作業者はこの状態で透明管３０３の作動油Ａの高さを目視で確認する。その他の効果は、第１の実施の形態や第２の実施の形態で説明した通りである。

なお、図５において袋体１３が伸縮動作する力のバランスは、作動油Ａの質量による力A(x)、タンク本体１２の内部１２ａの空気による力B(y)、袋体１３の伸縮動作に必要な力C、空気流出弁１６ａまたは空気流入弁１６ｂが作動する閾値の力Dを用いて表される。

袋体１３にかかる作動油Ａの質量による力A(x)は下記の式（１）で表わされる。
A(x)[N] = ρ[kg/L]×S[m²]×x[m]×9.81[m/sec²]×1/1000・・・・・・・式（１）

式（１）においてρ[kg/L]は袋体１３上にある作動油Ａの比重、S[m²]は袋体１３上部の面積、x[m]は袋体１３上にある作動油Ａの高さ、9.81[m/sec²]は重力加速度である。

タンク本体１２の内部１２ａの空気による力B(y)は下記の式（２）で表わされる。
B(y)[N] = y[N/m²]×S[m²]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（２）

式（２）において、y[N/m²]はタンク本体１２の内部１２ａの気圧であり、袋体１３の伸縮動作に必要な力C[N]と空気流出弁１６ａまたは空気流入弁１６ｂが作動する閾値の力D[N]である。なお、大気圧は101[kPa]と定義する。[N/m²]と[Pa]はイコールである。

袋体１３が縮む場合は下記の式（３）で表わされる。
A(x)+B(y)+C > 101000×S・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（３）

作動油Ａの質量による力A(x)は袋体１３上にある作動油Ａの高さxに依存し、タンク本体１２の内部１２ａの空気による力B(y)は内部１２ａの気圧yに依存している。

したがって、作動油Ａが使用されて高さxが減少し、内部１２ａの気圧yが減少すると、式（３）の左辺は減少する。その結果、式（３）の右辺よりも小さくなった場合として下記の式（４）で表わされる状態になれば袋体１３は伸びる。なお、袋体１３の伸縮動作に必要な力Ｃは伸縮もしくは伸びる抵抗と考えられるので、それぞれの動作を行うために打ち勝つ抵抗側に加えられる。
A(x)+B(y) < 101000×S+C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（４）

式（３）と式（４）は、作動油Ａの増減と袋体１３の大きさが変化することで、袋体１３上部にある作動油Ａの高さxと内部１２ａの気圧yによってどちらかの状態をとる。

式（３）の状態が続けば袋体１３は限界まで縮められ、さらに下記の式（５）を満たせば空気流入弁１６ｂが作動して外部Ｏから内部１２ａに空気が流入する。
(A(x)+B(y))-101000×S > D・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（５）

式（４）の状態が長く続いて袋体１３が限界まで伸びた後に、下記の式（６）を満たせば空気流出弁１６ａが作動して内部１２ａの空気が外部Ｏに排出される。
101000×S-(A(x)+B(y)) > D・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（６）

これらの動作を実現するために、C及びDは下記の式（７）及び式（８）の条件を満たす必要がある。
C > A(min)+B(min)-101000×S・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（７）
D > C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（８）

ここで、A(min)は作動油Ａの最小の質量による力であり、B(min)は内部１２ａの空気による最小の力を示す。作動油Ａの流出入に伴う急激な作動油Ａの高さxと内部１２ａの気圧ｙの変動に袋体１３の伸縮動作が耐えられるようにするには、式（７）及び式（８）をタンク本体１２が変形する力を上限として十分に満たすと良い。

なお、袋体１３を図２〜図４のようにタンク本体１２の内部１２ａの上側に取り付けた場合は、上記の式における作動油Ａの質量による力A(x)はゼロとして扱う。

（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態の作動油タンク４０１の模式図である。本実施の形態の作動油タンク４０１において、第１の実施の形態〜第３の実施の形態の作動油タンク１１、２０１、３０１と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の作動油タンク４０１では、タンク本体１２の内部１２ａの下側に袋体４１３が取り付けられている。具体的にこの袋体４１３は、開口端４１３ａ側が下に向けられた状態で、タンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ２２の嵌合穴２２ａとを介してタンク本体１２の外部Ｏと繋がるようにタンク本体１２に取り付けられている。さらに、この袋体４１３は、この状態で膨縮可能に構成されている。

また、この袋体４１３は、袋体本体４１３１と、袋体本体４１３１の下端に一体形成された空気連通部４１３２と、袋体本体４１３１の上端に設けられた浮体４０２とを備えている。

袋体本体４１３１と空気連通部４１３２は、フッ素系のゴムにより一体形成されている。袋体本体４１３１は、下端が開口した風船状（袋状）に形成されており、タンク本体１２の内底面１２ｄに当接して配置されている。これにより袋体本体４１３１は、ゴムの伸縮性を利用して膨縮可能に構成されている。また、袋体本体４１３１は、空気流入弁１６ｂが作動する前に限界まで膨張し、空気流出弁１６ａが作動する前に限界まで縮むように形成されている。

空気連通部４１３２は、袋体本体４１３１の内部４１３１ａをタンク本体１２の外部Ｏと連通させるものであり、上下方向Ｂに延びる筒状に形成されている。空気連通部４１３２の上端は、袋体本体４１３１の開口端と結合している。さらに、空気連通部４１３２は、タンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ２２の嵌合穴２２ａとに嵌合して下端（開口端４１３ａ）が外部Ｏと繋がるように配置されている。

また、浮体４０２は作動油Ａに浮くように形成されており、作動油Ａの高さの変化に応じて上下方向Ｂに移動するように構成されている。

以上のように構成されている作動油タンク４０１は、内部１２ａの作動油Ａが流出して作動油Ａの油面が下がると浮体４０２も下がる。このときには内部１２ａの気圧が低下する。すると袋体４１３は、タンク本体１２の外部Ｏから空気連通部４１３２を介して袋体本体４１３１の内部４１３１ａに空気を取り込んで膨張する。

したがって袋体４１３は、袋体本体４１３１が膨張するのを利用して、内部４１３１ａに多くの空気を取り込むことが可能になる。また、袋体４１３は、浮体４０２の重みで位置が固定されるので揺動せずに膨張することが可能になり、空気をスムーズに取り込むことが可能になる。

また、作動油タンク４０１は、タンク本体１２の内部１２ａに作動油Ａが流入すると内部１２ａの気圧が上昇する。すると袋体４１３は、袋体本体４１３１の内部４１３１ａから空気連通部４１３２を介してタンク本体１２の外部Ｏに空気を排出して縮む。

したがって、袋体４１３は、袋体本体４１３１が縮むのを利用して、外部Ｏに多くの空気を排出することが可能になる。また、袋体４１３は、浮体４０２の重みで位置が固定されるので揺動せずに縮むことが可能になり、空気をスムーズに排出することが可能になる。

このように本実施の形態の作動油タンク４０１は、第１の実施の形態〜第３の実施の形態の袋体１３よりも安価な袋体４１３を使用することにより、作動油Ａの流出入に伴う内部１２ａの過度な圧力の上昇や低下を効率よく抑えることが可能になる。よって、本実施の形態の作動油タンク４０１は、コストを抑えつつ故障を確実に防ぐことができる。その他の効果は、第１の実施の形態〜第３の実施の形態で説明した通りである。

（第５の実施の形態）
図７は、本発明の第５の実施の形態の作動油タンク５０１の模式図である。本実施の形態の作動油タンク５０１において、第１の実施の形態〜第４の実施の形態の作動油タンク１１、２０１、３０１、４０１と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の作動油タンク５０１では、タンク本体１２の内部１２ａの上側に袋体５１３が取り付けられている。具体的にこの袋体５１３は、開口端５１３ａがタンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ２２の嵌合穴２２ａとを介してタンク本体１２の外部Ｏと繋がるようにタンク本体１２に取り付けられている。さらに、作動油タンク５０１は、この状態で上下方向Ｂに伸縮可能に構成されている。

また、この袋体５１３は、袋体本体５１３１と、袋体本体５１３１の上端に一体形成された空気連通部５１３２と、袋体本体５１３１の下端に設けられた浮体４０２とを備えている。

袋体本体５１３１は、ナイロン（登録商標）等の非通気性の柔らかい（伸縮性を有しない）材料で形成されて上端が開口しており、タンク本体１２の内上面１２ｆに当接して配置されている。また、袋体本体５１３１は、空気流入弁１６ｂが作動する前に限界まで伸び、空気流出弁１６ａが作動する前に限界まで縮むように形成されている。

空気連通部５１３２は、袋体本体５１３１の内部５１３１ａをタンク本体１２の外部Ｏと連通させるものであり、上下方向Ｂに延びる筒状に形成されている。空気連通部５１３２の下端は、袋体本体５１３１の開口端と結合している。さらに、空気連通部５１３２は、タンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ２２の嵌合穴２２ａとに嵌合して上端（開口端５１３ａ）が外部Ｏと繋がるように配置されている。

また、浮体４０２は、作動油Ａに浮くよう形成されている。したがって、袋体５１３は、浮体４０２が作動油Ａの高さの変化に応じて上下方向Ｂに移動するのを利用して上下方向Ｂに伸縮するように構成されている。

以上のように構成されている作動油タンク５０１は、内部１２ａの作動油Ａが流出すると内部１２ａの気圧が低下するが、このときに作動油Ａの油面が下がるために浮体４０２も下がる。これにより袋体本体５１３１は下方へ伸ばされる。これにより袋体本体５１３１は、タンク本体１２の外部Ｏから空気連通部５１３２を介して内部５１３１ａに多くの空気を取り込むことが可能になる。

また、作動油タンク５０１は、内部１２ａに作動油Ａが流入すると内部１２ａの気圧が上昇するが、このときに作動油Ａの油面が上がるために浮体４０２も上がる。これにより袋体本体５１３１は上方へ縮められる。これにより袋体本体５１３１は、内部５１３１ａの空気を空気連通部５１３２からタンク本体１２の外部Ｏへ多く排出することが可能になる。

このように本実施の形態の作動油タンク５０１は、袋体本体５１３１に伸縮性を有しない材料を使用しても、袋体本体５１３１に設けた浮体４０２の浮力を利用して袋体本体５１３１を伸縮させることにより空気の出し入れを行うようにした。

したがって、本実施の形態の作動油タンク５０１は、第１の実施の形態〜第４の実施の形態の作動油タンク１１、２０１、３０１、４０１に比べて安価な構成で作動油Ａの流出入に伴う内部１２ａの過度な気圧の上昇や低下を効率よく抑えることが可能になる。よって、本実施の形態の作動油タンク５０１は、コストをより抑えて故障を確実に防ぐことができる。その他の効果は、第１の実施の形態〜第４の実施の形態で説明した通りである。

（第６の実施の形態）
図８は、本発明の第６の実施の形態の作動油タンク６０１の模式図である。本実施の形態の作動油タンク６０１において、第１の実施の形態〜第５の実施の形態の作動油タンク１１、２０１、３０１、４０１、５０１と同様な部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。

本実施の形態の作動油タンク６０１では、タンク本体１２の上面１２ｂ全体にわたってフランジ６２２が固定されている。圧力調整部１６の空気流出弁１６ａおよび空気流入弁１６ｂは、このフランジ６２２を介してタンク本体１２の内部１２ａに接続されている。また、このフランジ６２２には、タンク本体１２の開口部１２ｅと対向する位置に嵌合穴６２２ａが設けられている。

袋体６１３は、タンク本体１２の内部１２ａの上側に取り付けられている。具体的にこの袋体６１３は、開口端６１３ａがタンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ６２２の嵌合穴６２２ａとを介してタンク本体１２の外部Ｏと繋がり、且つ、支持棒１８を囲むようにしてタンク本体１２に取り付けられている。さらに、この袋体６１３は、この状態で上下方向Ｂに伸縮可能に構成されている。

また、この袋体６１３は鉄製であり、袋体本体６１３１と、袋体本体１３１の上端側に一体形成された空気連通部６１３２とを備えている。

袋体本体６１３１は、支持棒１８を囲む環状のベローズ状（袋状）に形成され、タンク本体１２の内上面１２ｆに当接して配置されている。この袋体本体６１３１は、タンク本体１２の開口部１２ｅと対向する部分が開口されている。また、袋体本体６１３１は、水平方向に剛性を有しており、上下方向Ｂに伸縮可能に形成されている。さらに、袋体本体６１３１は、空気流入弁１６ｂが作動する前に限界まで伸び、空気流出弁１６ａが作動する前に限界まで縮むように形成されている。

空気連通部６１３２は、袋体本体６１３１の内部６１３１ａをタンク本体１２の外部Ｏと連通させるものであり、上下方向Ｂに延びる筒状に形成されている。空気連通部６１３２の下端は、袋体本体６１３１の開口端と結合している。さらに、空気連通部６１３２は、タンク本体１２の開口部１２ｅとフランジ６２２の嵌合穴６２２ａとに嵌合して上端（開口端６１３ａ）が外部Ｏと繋がるように配置されている。

以上のように構成されている作動油タンク６０１は、支持棒１８が袋体６１３の揺動を規制する規制部となる。したがって、油圧ショベル１が稼働により振動したりまたは傾いたりしても、袋体６１３は支持棒１８により揺動が規制されているので、袋体６１３がストレーナ１５等、内部１２ａの他の部品と干渉して破損するのが抑えられる。よって、本実施の形態の作動油タンク６０１は、袋体６１３の保護性を高めることができる。

さらに、本実施の形態の作動油タンク６０１では、既存の部品（支持棒１８）を使用して規制部を構成したので、コストを抑えつつ袋体６１３の保護性を高めることができる。その他の効果は、第１の実施の形態で説明した通りである。

以上、本発明にかかる実施の形態を例示したが、上記の実施の形態は本発明の内容を限定するものではない。また、本発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。

例えば、上記の各実施の形態の作動油タンクでは１個の袋体を備えたが、袋体の個数は１個に限定されることはなく、例えば小型の袋体を複数個備えても良い。

また、油圧ショベル１の稼働により排出される排気ガスは大気に比べて温度が高い。このため、図示しないが、上記の各実施の形態の作動油タンクにおいて、タンク本体の外側で排気ガスを利用して袋体の開口端の周囲の空気を暖める暖房手段を備えても良い。これにより、外部の空気が袋体の内部に入るときに暖房手段によって暖められ、袋体の内部に結露が生じるのを防ぐことができる。暖房手段としては、例えば排気ガスの出口部分（排気管やマフラー）が挙げられる。

さらに、排気ガスは大気に比べて酸素濃度が低いことから、図示しないが、上記の各実施の形態の作動油タンクにおいて、空気流入弁に設けられている空気の取り入れ口の近傍に上記の暖房手段を備えても良い。これにより空気流入弁を介してタンク本体の内部に入る空気には排気ガスが多く含まれるため、タンク本体の内部の作動油が排気ガスを含んだ空気と接触しても酸素と接触する割合は少なくなり、作動油の劣化を抑えることができる。

１ 油圧ショベル（建設機械）
１１ 作動油タンク
１２ タンク本体
１２ａ タンク本体の内部
１２ｂ タンク本体の上面（外面）
１２ｃ タンク本体の底面（外面）
１２ｅ タンク本体の開口部
１３ 袋体
１３ａ 袋体の開口端
１２１ａ 流入口
１２２ａ 流出口
２０１ 作動油タンク
２０２ 規制部
３０１ 作動油タンク
４０１ 作動油タンク
４０２ 浮体
４１３ 袋体
４１３ａ 袋体の開口端
５０１ 作動油タンク
５１３ 袋体
５１３ａ 袋体の開口端
６０１ 作動油タンク
６１３ 袋体
６１３ａ 袋体の開口端
Ａ 作動油
Ｂ 上下方向
Ｏ タンク本体の外部

Claims (5)

1. 作動油を内部に貯留するタンク本体を備え、前記タンク本体の上部には前記作動油の流入口が設けられ、前記タンク本体の下部には前記作動油の流出口が設けられている建設機械の作動油タンクにおいて、
   前記タンク本体の内部に設けられ、前記タンク本体の開口部に設けられた空気連通部を介して外部からの空気が入り膨縮可能に構成された袋体と、
   前記タンク本体の内部に空気を入れる空気流入弁及び前記タンク本体の内部の空気を外部へ排出する空気流出弁からなる圧力調整部とを備え、
   前記空気流出弁は、前記タンク本体の内部気圧が前記袋体の内部気圧よりも高く、前記タンク本体の内部気圧が予め設定された閾値以上であるときに開動作するように構成され、
   前記空気流入弁は、前記タンク本体の内部気圧が前記袋体の内部気圧よりも低く、前記タンク本体の内部気圧が予め設定された閾値以下であるときに開動作するように構成されていることを特徴とする建設機械の作動油タンク。
2. 請求項１に記載の建設機械の作動油タンクにおいて、
   前記開口部を前記タンク本体の底面に設け、前記袋体は、前記開口端が下に向けられた状態で前記開口部を介して外部と繋がるように前記タンク本体に取り付けられていることを特徴とする建設機械の作動油タンク。
3. 請求項１または請求項２に記載の建設機械の作動油タンクにおいて、
   前記タンク本体の内部に、前記袋体の揺動を規制する規制部を設けたことを特徴とする建設機械の作動油タンク。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の建設機械の作動油タンクにおいて、
   前記袋体は、前記作動油に浮く浮体を備え、当該浮体が前記作動油の高さの変化に応じて上下方向に移動するのを利用して伸縮可能に構成されていることを特徴とする建設機械の作動油タンク。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の建設機械の作動油タンクにおいて、
   前記タンク本体の外側で排気ガスを利用して前記袋体の前記開口端の周囲の空気を暖める暖房手段を備えることを特徴とする建設機械の作動油タンク。