JP7191437B2 - 作業用車両の作動油タンク - Google Patents

Description

本発明は、作動油タンクに関し、さらに詳細には、作業用車両の作動油が貯留される作動油タンクに関する。

作業用車両の例として、左右一対のクローラを有する走行装置と、走行装置上に旋回可能に設けられた車体と、車体の前部に設けられたショベル装置とを備えるパワーショベルが従来より知られている。一般的なパワーショベルにおいては、エンジンや電動モータを駆動源として駆動される油圧ポンプや、油圧ポンプから送出される作動油を受けて作動する複数の油圧シリンダが設けられている。当該油圧シリンダによってショベル装置等の駆動部を作動させ、掘削作業等を行う構成となっている。

ここで、駆動部の作動に用いられる作動油は作動油タンクに貯留される構成となっている。従来の作動油タンクの例として、作動油を収容するタンク本体と、タンク本体内に戻される作動油中から異物を除去するフィルタが配設されるリターンフィルタ室と、タンク本体内から油圧ポンプにより吸出される作動油中の異物を除去するサクションフィルタとを備える構成が開示されている（特許文献１：特開平７－０２７１０２号公報参照）。

特開平７－０２７１０２号公報

しかしながら、特許文献１に例示される従来の作動油タンクにおいては、作動油タンクの内部を目視で点検する際に、リターンフィルタ室の底部に固定されているパイプ、もしくは、タンク本体の上部に設けられる給油口から覗き込むようにして行っていた。いずれも開口部が小さく、視認できる範囲が限られているため、十分な点検が実施できないおそれがあった。

さらに、作動油タンクの内部に異物が存在した場合、リターンフィルタ室が溶接一体構造で形成されていることにより、当該リターンフィルタ室内から除去作業を行うことが不可能であった。そのため、タンク本体の内部に貯留されている作動油を抜き取ったうえで、タンク本体の底部に設けられた開口に取付けられている蓋を開け、当該開口から作業者が手を入れて異物の除去を行っていた。したがって、非常に工数が多く、労力のかかる作業となっていた。

また、このような作動油タンクを、作業用車両の要求仕様に応じた専用設計とする場合、製造コストが増加してしまうといった問題も生じ得る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、内部の点検や異物の除去を容易且つ確実に行うことができると共に、基本構成を大幅に変更することなく作動油の流量・流速を所望の設定にすることが容易となる構成を備える作動油タンクを提供することを目的とする。

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

本発明に係る作動油タンクは、作業用車両の駆動部の作動に用いられる作動油が貯留される作動油タンクであって、前記駆動部から流入する前記作動油を濾過する筒状のフィルタが内部に配設されるリターンフィルタ室を備え、前記リターンフィルタ室は、上部に設けられる第１開口と、底部に設けられる第２開口と、前記第１開口を開閉する上蓋と、前記フィルタを支持するフランジおよび前記フランジに連結されて濾過した前記作動油を前記リターンフィルタ室の内部からタンク本体の内部へ送出するパイプを有して、前記第２開口の縁部に着脱可能に係止される排出部材と、前記上蓋と、前記フィルタの上端に係合される支持部材との間に設けられて、前記フィルタの下端を前記フランジに押付けると共に前記フランジを前記第２開口の縁部に押付ける付勢力を生じさせる付勢部材と、を備え、前記第１開口は、前記フィルタ、前記付勢部材、および前記排出部材が通過可能な内径に形成されており、前記第２開口は、作業者の手が通過可能な内径に形成されており、前記タンク本体内に設けられるサクションフィルタの交換作業を行うための工具を入れて該交換作業を実施することが可能なサクションフィルタ交換作業用開口を兼ねる構成であり、前記排出部材は、前記フランジが前記第２開口の縁部に押付けられた係止状態において、前記パイプの側面下部の所定領域が前記リターンフィルタ室の底部よりも前記タンク本体の内部へ突出する形状に形成されていることを要件とする。

本発明によれば、タンク本体の内部の点検を容易且つ確実に行うことができると共に、内部に異物が存在した場合の除去作業を、少ない工数で極めて容易に行うことができる。また、要求される作業用車両の仕様等に応じて、リターンフィルタ室からタンク本体に送出される作動油の流量・流速を設定する際に、全体の基本構成を変えることなく排出部材の構成のみを変更するだけで、所望の設定となるように対応することができる。したがって、作動油タンク全体の専用設計を行う必要がないため、製造コストを大幅に低減することができる。

本発明の実施形態に係る作動油タンクが搭載される作業用車両の例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る作動油タンクの例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る作動油タンクの内部構成を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態に係る作動油タンクの分解斜視図である。 図２におけるＶ－Ｖ線断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る作動油タンク４０が搭載される作業用車両１の例を示す概略図（前部上方からの斜視図）である。ただし、作動油タンク４０の搭載位置をわかり易くするためオペレータが着座するシートおよびシート下部の機器カバーを取外した状態で図示している。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

はじめに、作業用車両１の全体構成について説明する。ここでは、クローラ（無端状の履帯）を備えて走行するパワーショベルを例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。

作業用車両１は、図１に示すように、左右一対のクローラ３０を有する走行装置１２と、走行装置１２上に旋回可能に設けられた車体１０と、走行装置１２や車体１０に設けられた駆動部（ショベル装置１６、ブレード装置１８等）とを備えて構成されている。また、車体１０には、中央部にオペレータ（作業者）が乗車して操縦を行うキャノピー１４が設けられ、後部に走行装置等を駆動するためのエンジン（不図示）が収容されるエンジンルーム２０が設けられている。ただし、走行装置１２は、左右一対のクローラに限定されるものではなく、左右一対のタイヤを備える構成としてもよい（不図示）。また、エンジンに代えてもしくはエンジンと共にバッテリーによって走行装置等を駆動する構成としてもよい（不図示）。

先ず、キャノピー１４は、オペレータが搭乗して着座するシート（図１においては不図示）や、走行装置１２および駆動部の作動を操作するための各種の操作レバー、操作スイッチおよび種々の車両情報を表示するディスプレイ装置等を備えて構成されている。なお、開放型のキャノピーとして例示しているが、密閉型のキャビンとしてもよい（不図示）。

次に、ショベル装置１６、ブレード装置１８等の駆動部について説明する。先ず、ショベル装置１６は、車体１０の前部に上下揺動可能に枢結されたブーム２２と、ブーム２２の先端部に上下揺動可能に枢結されたアーム２４と、アーム２４の先端部に上下揺動可能に枢結されたバケット２６とを備えて構成されている。また、車体１０の前部とブーム２２とに跨って油圧駆動式のブームシリンダ３２が設けられており、このブームシリンダ３２によりブーム２２が揺動作動される。また、ブーム２２とアーム２４とに跨って油圧駆動式のアームシリンダ３４が設けられており、このアームシリンダ３４によりアーム２４が揺動作動される。また、アーム２４とバケット２６とに跨って油圧駆動式のバケットシリンダ３６が設けられており、このバケットシリンダ３６によりバケット２６が揺動作動される。

一方、ブレード装置１８は、走行装置１２の前部に上下揺動可能に枢結されたブレード２８を備えて構成されている。また、走行装置１２の前部とブレード２８とに跨って油圧駆動式のブレードシリンダ３８が設けられており、このブレードシリンダ３８によりブレード２８が揺動作動される。

上記の各シリンダの駆動を行うための機構は、一例としてエンジンにより駆動される油圧ポンプ、制御バルブ等から構成されている（いずれも不図示）。オぺレータの操作に応じて制御バルブ類を作動させ、油圧ポンプから送出される作動油を各シリンダに供給する制御が行われる。これにより、バケット２６やブレード２８が所望の作動をして、掘削等の作業を行うことができる。ただし、駆動部は上記の構成に限定されるものではなく、油圧ポンプから送られる作動油によって駆動される全ての構成が含まれる。例えば、その他の構成として、車体１０を旋回駆動する旋回油圧モータ（不図示）も作動油によって駆動され、オペレータの操作に応じて車体１０の水平旋回作動が行われる。

なお、油圧ポンプから送出されて駆動部の作動に用いられた作動油は、当該駆動部から配管５２、５４を経由して作動油タンク４０へ返流されて貯留される。本実施形態に係る作動油タンク４０について、図を用いて詳しく説明する。ここで、図２は、本実施形態に係る作動油タンク４０の斜視図（概略図）である。また、図３は、タンク本体４２の外壁の一部を不図示として内部の構成が視認できるようにした斜視図（概略図）である。また、図４は、図３における分解斜視図（概略図）である。また、図５は、図２におけるＶ－Ｖ線断面図（概略図）である。

作動油タンク４０は、作動油を貯留する貯留部５０が設けられたタンク本体４２を備えている。さらに、タンク本体４２の内部には、駆動部から返流される作動油中から異物を除去するフィルタ４４を有するリターンフィルタ室４６と、タンク本体４２内から配管８８を介して油圧ポンプにより吸出される作動油中の異物を除去するサクションフィルタ４８とが設けられている。一例として、作動油タンク４０は、キャノピー１４におけるシートの下方となる位置に配設されている。

ここで、タンク本体４２、およびリターンフィルタ室４６はいずれも金属材料（一例として、ＳＳ等の鋼材）を用いて形成されている。一例として、リターンフィルタ室４６は、筒状に形成されており、タンク本体４２の内部において仕切られた状態で当該タンク本体４２の上部に固定されている。

このリターンフィルタ室４６には、駆動部から返流される作動油が通流する配管５２、５４が接続されている。また、リターンフィルタ室４６の内部には、筒状のフィルタ４４が配設されている。一例として、フィルタ４４は、金属材料もしくは樹脂材料からなる円筒状で且つ多数の貫通孔を有する芯部４４ａに、樹脂材料もしくは紙等からなる濾過材４４ｂを外嵌させた構成を有している。したがって、駆動部からリターンフィルタ室４６内へ流入する作動油を、フィルタ４４の外周側から内周側へ通過させて濾過することによって、作動油中に含まれる異物を除去する作用が得られる。

本実施形態に係るリターンフィルタ室４６は、上部４６ａに第１開口５６が設けられ、底部４６ｂに第２開口５８が設けられている。ここで、第１開口５６には、ボルト６０を用いて上蓋６２が着脱可能に固定されている。したがって、当該上蓋６２を取外すことによって、第１開口５６が開いた状態となるため、リターンフィルタ室４６へのフィルタ４４の出し入れ、すなわち交換作業を行うことが可能となる。そのため、第１開口５６は、フィルタ４４（および後述の付勢部材６４、排出部材７０）が通過可能な内径に形成されていることが必要となる。

一方、第２開口５８には、その縁部５８ａに着脱可能に係止されるようにして、排出部材７０が配設されている。当該排出部材７０は、金属材料（一例として、ＳＴＫＭ等の鋼材）もしくは樹脂材料を用いて構成されており、フィルタ４４を支持する環状のフランジ７２と、当該フランジ７２の内周部に隙間無く連結される構造で、フィルタ４４で濾過した作動油をリターンフィルタ室４６の内部から外部（すなわちタンク本体４２の内部）へ送出する筒状のパイプ７４とを備えて構成されている。

ここで、リターンフィルタ室４６内におけるフィルタ４４の支持構造は以下のようになる。先ず、フィルタ４４（ここでは、芯部４４ａ）の上端には支持部材６６が密着するように係合されている。この支持部材６６と上蓋６２との間に付勢力を生じさせる付勢部材６４（一例として、コイルバネ）が配設されている。なお、適宜、インシュレータ等（不図示）を介在させてもよい。この構成によれば、付勢部材６４の付勢力によって、フィルタ４４（芯部４４ａ）の下端がフランジ７２に押付けられて密着し、且つ、フランジ７２が第２開口５８の縁部５８ａに押付けられて密着する作用が得られる。したがって、フィルタ４４（芯部４４ａ）の上端、下端の開口部分がそれぞれ支持部材６６と第２開口５８の縁部５８ａとに隙間無く密着した状態で、フィルタ４４がリターンフィルタ室４６内の所定位置に支持（固定）された状態となる。このとき、環状のフランジ７２の中央部にパイプ７４が隙間無く連結されている構成によって、フィルタ４４を通過してその内筒部に流入した作動油は、当該パイプ７４を通流して、タンク本体４２内（ここでは、貯留部５０）へと流出する作用が得られる。

なお、本実施形態に係る支持部材６６は、フィルタ４４（芯部４４ａ）の上端の開口を密閉する蓋部８０と、当該蓋部８０に取付けられるリリーフバルブ８２を備えて構成されている。これによれば、配管５２、５４からリターンフィルタ室４６に流入する作動油の圧力が所定値以上となった場合に、リリーフバルブ８２が開弁して、作動油をフィルタ４４の濾過材４４ｂを通過させずに直接、フィルタ４４の内筒部へ通流させる作用が得られる。したがって、濾過材４４ｂが目詰まりした場合等において、作動油の圧力上昇による破損を防止することができる。

また、排出部材７０は、フランジ７２が第２開口５８の縁部５８ａに押付けられた所定の係止状態において、パイプ７４の側面下部の所定領域７４ａがリターンフィルタ室４６の底部４６ｂよりもタンク本体４２の内部へ突出する形状に形成されている。

このとき、第２開口５８の内周部と排出部材７０の外周部（本実施形態においては、フランジ７２をパイプ７４に連結する連結部７２ａの外周部としているが、パイプ７４の外周部としてもよい）との間に、エラストマ材料からなるシール部材８４が配設される構成となっている。これによれば、フィルタ４４を通過する前の作動油とフィルタ４４を通過した後の作動油とが混合しないようにシールする作用が得られ、且つ、排出部材７０が軸方向の移動のみで第２開口５８の縁部５８ａに対して着脱することができる構成が実現される。

上記の構成によれば、第２開口５８の縁部５８ａに係止された排出部材７０を取外すことによって、第２開口５８を開いた状態とすることができる（なお、排出部材７０を取外す際は、付勢部材６４やフィルタ４４等と共に第１開口５６を通過させてリターンフィルタ室４６の外へ取り出す作業として実施する）。その結果、当該第２開口５８を利用して、タンク本体４２内の点検や異物除去の作業を行うことが可能となる。そのため、第２開口５８は、作業者の手が通過可能な内径に形成されていることが好適となる。なお、寸法上の制約によって、第２開口５８を作業者の手が入らない内径とせざるを得ない場合であっても、可能な限り広い内径に形成することによって、マジックハンドや磁石等を入れて異物除去を行う作業が容易となる。

このように、従来の作動油タンクにおける課題の解決が可能となり、タンク本体４２の内部の点検を容易且つ確実に行うことができると共に、その内部に異物が存在した場合の除去作業を、少ない工数で極めて容易に行うことができる。

さらに、本実施形態に係る作動油タンク４０は、リターンフィルタ室４６の底部に設けられる第２開口５８よりも下方にサクションフィルタ４８が配設される構成を備えている。したがって、サクションフィルタ４８の交換作業も、第２開口５８から排出部材７０を取外して、その開口部分から工具を入れて行う方法により実施することが可能となる。従来のようにタンク本体４２に貯留されている作動油を抜き取ったうえで、タンク本体４２の底部に設けられた開口に取付けられている蓋８６を開けて行う必要がないため、少ない工数で極めて容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る排出部材７０は、以下の特徴的な構成を備えている。具体的には、排出部材７０を構成するパイプ７４は、底蓋７４ｂを有する筒状であって、側面下部の所定領域７４ａに複数の通流孔７６が貫通形成されている。一例として、底蓋７４ｂはパイプ７４の下端を密閉するように設けられている（変形例として、底蓋７４ｂに一もしくは複数の貫通孔を有する構成（不図示）としてもよい）。

これによれば、要求される作業用車両１の仕様等に応じて、リターンフィルタ室４６からタンク本体４２に送出される作動油の流量・流速を設定する際に、全体の基本構成を変えることなく排出部材７０（ここでは、パイプ７４）の構成（具体的には、通流孔７６の開口面積、個数等）のみを変更するだけで、所望の流量・流速に設定する対応をとることができる。したがって、作動油タンク４０全体の専用設計を行う必要がないため、製造コストを大幅に低減することができる。

特に、複数の通流孔７６の開口面積の合計面積Ｓ１が、パイプ７４の筒内における軸と直交方向の開口面積Ｓ２よりも大きくなるように形成されていることが好適である（なお、底蓋７４ｂにも貫通孔が設けられる場合には当該貫通孔の開口面積の合計面積も上記Ｓ１に含めて設定すればよい）。

これによれば、リターンフィルタ室４６からタンク本体４２に作動油を送出する際に、パイプ７４の下端の開口のみから送出される構成（底蓋および通流孔を設けない構成）と比較して、作動油の流速を抑制することが可能となる。したがって、作動油の泡立ちを防止して、駆動部の動作を安定させることができる。

なお、本実施形態に係る作業用車両１における走行および作業のためのその他の機構（駆動機構、制御機構等）については、公知の作業用車両（ここでは、パワーショベル）と同様であるため、詳細の説明を省略する。

以上説明した通り、本発明に係る作動油タンクによれば、タンク本体の内部の点検を容易且つ確実に行うことができると共に、内部に異物が存在した場合の除去作業を、少ない工数で極めて容易に行うことができる。また、要求される作業用車両の仕様等に応じて、リターンフィルタ室からタンク本体に送出される作動油の流量・流速を設定する際に、全体の基本構成を変えることなく排出部材の構成のみを変更するだけで、所望の設定となるように対応することができる。したがって、作動油タンク全体の専用設計を行う必要がないため、製造コストを大幅に低減することができる。

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。特に、作業用車両としてパワーショベルを例に挙げて説明を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば、スキッドステアローダ、クローラキャリア等の他の作業用車両に対しても同様に適用できることは言うまでもない。

１ 作業用車両
１０ 車体
１２ 走行装置
１４ キャノピー
１６ ショベル装置
１８ ブレード装置
４０ 作動油タンク
４２ タンク本体
４４ フィルタ
４６ リターンフィルタ室
４８ サクションフィルタ
５０ 貯留部
５６ 第１開口
５８ 第２開口
６２ 上蓋
６４ 付勢部材
６６ 支持部材
７０ 排出部材
７２ フランジ
７４ パイプ
７６ 通流孔

Claims (6)

1. 作業用車両の駆動部の作動に用いられる作動油が貯留される作動油タンクであって、
   前記駆動部から流入する前記作動油を濾過する筒状のフィルタが内部に配設されるリターンフィルタ室を備え、
   前記リターンフィルタ室は、
   上部に設けられる第１開口と、
   底部に設けられる第２開口と、
   前記第１開口を開閉する上蓋と、
   前記フィルタを支持するフランジおよび前記フランジに連結されて濾過した前記作動油を前記リターンフィルタ室の内部からタンク本体の内部へ送出するパイプを有して、前記第２開口の縁部に着脱可能に係止される排出部材と、
   前記上蓋と、前記フィルタの上端に係合される支持部材との間に設けられて、前記フィルタの下端を前記フランジに押付けると共に前記フランジを前記第２開口の縁部に押付ける付勢力を生じさせる付勢部材と、を備え、
   前記第１開口は、前記フィルタ、前記付勢部材、および前記排出部材が通過可能な内径に形成されており、
   前記第２開口は、作業者の手が通過可能な内径に形成されており、前記タンク本体内に設けられるサクションフィルタの交換作業を行うための工具を入れて該交換作業を実施することが可能なサクションフィルタ交換作業用開口を兼ねる構成であり、
   前記排出部材は、前記フランジが前記第２開口の縁部に押付けられた係止状態において、前記パイプの側面下部の所定領域が前記リターンフィルタ室の底部よりも前記タンク本体の内部へ突出する形状に形成されていること
   を特徴とする作動油タンク。
2. 前記リターンフィルタ室は、前記第２開口の内周部と前記排出部材との間にシール部材が配設されており、
   前記排出部材は、軸方向の移動のみで前記第２開口の縁部に対して着脱可能に構成されていること
   を特徴とする請求項１記載の作動油タンク。
3. 前記パイプは、底蓋を有する筒状であって、側面下部の前記所定領域に複数の通流孔が貫通形成されていること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の作動油タンク。
4. 前記パイプは、前記複数の通流孔の開口面積の合計面積が、内筒部における軸と直交方向の開口面積よりも大きくなるように形成されていること
   を特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の作動油タンク。
5. 前記リターンフィルタ室の前記第２開口よりも下方に前記サクションフィルタが配設されていること
   を特徴とする請求項１～４のいずれか一項記載の作動油タンク。
6. 前記支持部材は、前記フィルタの上端開口を密閉する蓋部と、前記蓋部に取付けられて前記作動油の圧力が所定値以上の場合に開弁するリリーフバルブとを有すること
   を特徴とする請求項１～５のいずれか一項記載の作動油タンク。

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