液体タンク
【課題】油圧等を用いたシステム全体の専有スペースを小さくできるとともに、設置作業も容易にでき、かつ気泡を確実に除去できる液体タンクの提供。
【解決手段】液体を収容する液体タンク１において、タンク１内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置３０が設けられ、気泡除去装置３０は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室３２１を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室３２１から流出させる流出口と、除去した気泡をサイクロン室３２１から排出する排出口３３３とを、それぞれ個別に備え、気泡除去装置３０の排出口３３３は、サイクロン室３２１に対して、送出口１２３または送出口１２３に取り付けられたストレーナ１２５から離間した側に位置し、かつ液体タンク１内に収容された液体中に開口している。
【解決手段】液体を収容する液体タンク１において、タンク１内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置３０が設けられ、気泡除去装置３０は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室３２１を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室３２１から流出させる流出口と、除去した気泡をサイクロン室３２１から排出する排出口３３３とを、それぞれ個別に備え、気泡除去装置３０の排出口３３３は、サイクロン室３２１に対して、送出口１２３または送出口１２３に取り付けられたストレーナ１２５から離間した側に位置し、かつ液体タンク１内に収容された液体中に開口している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体タンクに係り、液体中の気泡（空気）を除去する気泡除去装置を備えた液体タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械では、作業機の一部であるシリンダ等を作動油で駆動することが一般的である。従って、建設機械はシリンダを駆動する油圧回路を備えているのであるが、この油圧回路には作動油タンクや、作動用タンクから作動油を圧送するポンプ、作動油を冷却するオイルクーラ、コントロールバルブの他、油圧回路内で発生した作動油中の気泡を除去するために、気泡除去装置を設ける場合がある。作動油中に気泡が存在すると、ポンプ内でキャビテーションを起こし、ポンプを破損させるおそれがあるため、シリンダ等からの作動油を作動油タンクに戻す途中で、気泡を気泡除去装置によって除去し、気泡が除去された作動油を再びポンプで圧送している。
【０００３】
気泡除去装置としては種々の構造のものが知られている。第１には、作動油に旋回流（渦）を生じさせ、その際の遠心力によって比重の軽い気泡を中央側に寄せ、ここから専用の流路を通して気泡を分離するサイクロン型である（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、第２には、同じサイクロン型でも、気泡と作動油とをそれぞれ専用の流路を設けて分離するのではなく、共に作動油タンク内にもともと存在する作動油中に流出させ、その際に、比重の軽い気泡のみを気泡除去装置の壁面を伝って上方に排出する構造である（例えば、特許文献２）。
【０００５】
第３には、気泡を含んだ作動油の流路自身を渦巻き状に形成しておき、この流路を作動油が通過する過程において、渦巻きの中心側に寄った気泡を排出する構造である（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−５２０１３号公報
【特許文献２】実開昭６１−１２４７０１号公報
【特許文献３】特開昭５６−８３６０２号公報
【発明の概要】
【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記載の気泡除去装置は、作動油タンクの外部に設けられるため、作動油タンクの設置スペースの他に気泡除去装置用の設置スペースを確保する必要があり、油圧システムの専有スペースが大きくなるという問題がある。また、気泡除去装置を配管途中に個別に設置する必要があり、設置作業に手間がかかるという問題がある。
【０００８】
特許文献２記載の気泡除去装置では、気泡と気泡を除去した作動油とが、タンク内にもともとある作動油中に流出されるため、例えば建設機械の姿勢変化によって作動油タンクが大きく揺れた場合には、分離した気泡と作動油とがその揺れによって掻き混ぜられてしまい、再度混じり合って除去性能が低下するという問題がある。
【０００９】
特許文献３記載の気泡除去装置では、気泡が混じった作動油の流路が渦巻き状に形成されているので、十分な遠心力を生じさせて気泡を確実に除去するためには、渦巻きの径をより大きくする必要がある。従って、気泡除去装置全体が渦巻きの径方向に向かって大きくなってしまい、やはり大きな専有スペースが必要になるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、油圧等を用いたシステム全体の専有スペースを小さくできるとともに、設置作業も容易にでき、かつ気泡を確実に除去できる液体タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１は、液体を収容する液体タンクにおいて、当該タンク内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置が設けられており、この気泡除去装置は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室から流出させる流出口と、除去した気泡をサイクロン室から排出する排出口とを、それぞれ個別に備え、前記気泡除去装置の排出口は、前記サイクロン室に対して、送出口または送出口に取り付けられたストレーナから離間した側に位置し、かつ当該液体タンク内に収容された液体中に開口していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２は、請求項１に記載の液体タンクにおいて、前記排出口は上向きに開口していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３は、請求項１または請求項２に記載の液体タンクにおいて、前記気泡除去装置は、液体を前記サイクロン室へ導くための一対の導入流路と、上方からの液体を前記一対の導入流路に向けて分流する流れ方向変換部とを備え、かつ前記気泡除去装置は、前記送出口または前記ストレーナの近傍であって、気泡を含んだ液体を濾過するフィルタの直下に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上において、請求項１の液体タンクによれば、この液体タンク内に気泡除去装置が設けられているので、前記特許文献１記載の気泡除去装置とは異なり、液体タンクの設置スペースの他に気泡除去装置用の設置スペースを別途確保する必要がなく、その分油圧システムの専有スペースが小さくなる。また、気泡除去装置を予め液体タンク内に取り付けておくことで、配管途中に個別に設置する必要がないから、設置作業が迅速に行える。
【００１５】
そして、気泡を除いた液体を流出させる流出口と、気泡を排出する排出口とを個別に設けるため、前記特許文献２記載の気泡除去装置に比して、例えば液体タンクの揺れ等を考慮し、流出直後の液体と混ざらない位置に気泡の排出口を引き出して開口させることが可能であり、気泡が液体と再度混じり合う心配がなく、確実に除去される。
さらに、気泡除去装置がサイクロン室を備えた構造であるから、渦巻き状の流路を備えた前記特許文献３記載の気泡除去装置よりも、小径化を図ることが可能であり、この点でも専有スペースの狭小化が促進される。
【００１６】
また、サイクロン室が何らかの理由によって負圧（気泡の排出先よりも低い圧力のこと）になると、気泡の排出先にある空気を排出口を通して逆にサイクロン室内に吸い込むといった現象が生じ、気泡を除去するはずの気泡除去装置でかえって気泡を混在させるといった問題を引き起こす場合がある。
これに対して、請求項１の液体タンクによれば、排出口は、当該液体タンク内に収容された液体中に開口しているので、サイクロン室が負圧になった際には、サイクロン室から排出口までの流路内に存在する気体（気泡）が逆流するだけであるから、逆流する気体の量が確実に軽減され、液体に気泡が再度混入するといった心配がなくなる。特に気泡除去装置をタンク内に設ける場合には、サイクロン室から排出口までの長さが極めて短くなるので、流路内の気体の流れも小さくなり、より効果的である。
【００１７】
請求項２の液体タンクでは、前記気泡除去装置の排出口が上向きに開口している。
【００１８】
請求項３の液体タンクでは、液体タンク内の気泡除去装置を送出口またはこれに取り付けられたストレーナの近傍に設けるので、サイクロン室から流出した気泡除去後の液体が、スムーズに送出口またはこれに取り付けられたストレーナに向かって流れるようになる。
【００１９】
また、気泡除去装置を送出口の直上または送出口に取り付けられたストレーナの直上であって、気泡を含んだ液体を濾過するフィルタの直下に設ける場合には、フィルタ、気泡除去装置、送出口またはストレーナが上下に略直線上に配置されるため、フィルタをも収容した液体タンクとしての小径化を実現できる。
【００２０】
さらに、請求項３の液体タンクでは、前記気泡除去装置は、液体を前記サイクロン室へ導くための一対の導入流路と、上方からの液体を前記一対の導入流露に向けて分流する流れ方向変換部とを備えている。
なお、本発明の液体タンクにおいては、前記導入流路内には、周方向の一端側から他端側にかけて下方に傾斜した案内部が設けられていることが好ましい。
【００２１】
本発明の液体タンクでは、前記流出口から流出した液体の勢いを低減させる勢力低減部が設けられていることが好ましい。
サイクロン室の流出口から過剰な勢いで液体が流出すると、その勢いによっては液面が大きく盛り上がったり、あるいは噴水状に噴き上がるため、その際に液面が波立って液面上の空気等の気体を新たに巻き込んでしまったりし、気泡が生じる可能性がある。しかも、液面が大きく揺れることで液面の高さが部分的に下がってしまい、この位置で気体を巻き込むと、巻き込んだ気体が気泡となって液体タンク外に送出され易くなる。
しかし、このような構成の液体タンクによれば、気泡除去装置に勢力低減部を設けることで、流出した液体の勢いが低減するから、液面が波立って気体を巻き込むといった現象が生じにくくなり、気泡除去がより確実に行われる。
【００２２】
本発明の液体タンクでは、前記サイクロン室は、筒状の周面部と、この周面部の一端側を塞ぐ端面部とを備え、前記流出口は、前記端面部の外周側近傍に沿って複数設けられていることが好ましい。
比重の小さい気泡は、サイクロン室の中央寄りに集約される関係から、液体の流出口が例えば端面部の中央寄りに設けられていると、液体の流出時の勢いによっては、その勢いが気泡の浮力よりも勝ってしまい、排出口からではなく液体と一緒になって流出口から流出されてしまうおそれがある。
これに対して、このような構成の液体タンクでは、気泡除去装置の流出口を端面部の外周側近傍に沿って設けるので、中央寄りに集約される気泡が流出口から作動油と一緒に流出する可能性が格段に低くなり、気泡がそのまま気泡除去装置外に送出される心配がなくなる。
【００２３】
本発明の液体タンクでは、気泡除去後の液体を送出口側または送出口に取り付けられたストレーナ側に導くガイド部が設けられ、前記ガイド部は、前記流出口の少なくとも周囲を覆い、かつ前記ストレーナの液面側に近い部分を覆っていることが好ましい。
このような構成の液体タンクでは、ガイド部を設けるので、サイクロン室から流出した気泡除去後の液体が、排出した気泡と混じり合うことなしに、スムーズに送出口またはこれに取り付けられたストレーナに向かって流れるようになり、送出口からは気泡を含まない液体が常時送り出されることになる。また、ガイド部が流出口の少なくとも周囲を覆っているので、流出口から勢いよく流出する気泡除去後の液体がストレーナ側に良好に導かれる。
【００２４】
また、液体タンクが接続されるシステムにおいては、気泡除去装置を通して液体タンクに戻る液体よりも多量の液体を作動油タンクから供給する場合がある。この場合には、気泡除去装置から戻る流量で不足する分は、液体タンクに予め収容された液体がストレーナから吸入されることとなる。このときストレーナの液体吸入位置と液面とが近いと、液面において渦が発生することがあり、これにより気泡が液体中に巻き込まれてしまう可能性がある。この渦の発生を避けるために、従来の液体タンクでは、ストレーナの吸入位置と液面との距離をある程度確保する必要があった。
【００２５】
これに対して、ガイド部がストレーナの液面側に近い部分を覆っている場合、液体タンクに予め収容された液体を吸入する際には、ストレーナは液面側に遠い部分から液体を吸入する。従って、大量に液体を吸入した場合でも、液面に渦が発生することなく気泡を含まない良質の液体が吸入される。また、これにより、従来とは異なりストレーナの吸入位置と液面との距離を確保する必要がないので、液体タンクの容量が小さくなり、液体タンクの小型化が促進される。
【００２６】
本発明の液体タンクでは、液体タンク内の圧力を外気圧とほぼ同じ圧力に保つブリーザが設けられていることが好ましい。
液体タンクが接続されるシステムを気圧の低い高地等で使用する場合、液体タンクから液体を吸入してシステムに送液するポンプの入口が負圧になりやすい。このような状況下で、液体に気泡が含まれているとポンプがキャビテーションを起こすことがある。そこで、従来では液体タンクに加圧装置を設け、ポンプの吸い込み圧が負圧になるのを防止していた。
これに対して、本発明の液体タンクでは、気泡除去装置により気泡を除去するので、気圧の低い高地でもポンプがキャビテーションを起こすことがなく使用可能となる。これにより、従来とは異なり、加圧装置が不要となるので、液体タンクの強度を高める必要がなく、液体タンクのコストが削減される。また、加圧装置を設置するスペースも不要となり、液体タンクを含んだシステムの小型化が促進される。
【００２７】
そして、ブリーザが設けられていると、液体タンク内の空気が常に外気圧とほぼ同じ圧力に保持される。従来では、加圧装置によって液体タンク内の圧力を所定範囲内に調整していたが、加圧装置が不要となった本発明においては、ブリーザが同様の機能を有する。よって、簡単な構造で安定したシステムの作動が実現する。また、ブリーザは吸気あるいは排気が必要な時のみ外気と連通するので、液体タンク内への塵埃等の混入が防止される。
【００２８】
本発明の液体タンクでは、前記気泡除去装置のサイクロン室と前記気泡の排出口とを連通させる排出流路には、当該サイクロン室から出た複数の気泡が結合する結合域部が設けられていることが好ましい。
このような構成の液体タンクによれば、気泡が通る排出流路に結合域部を設け、小さな気泡を結合させてより大きな気泡に成長させるので、その分浮力が大きくなって排出口から液面まで素早く浮上するようになり、気泡が液体タンクからより送出されにくくなって気泡除去性能がさらに向上する。なお、結合されて大きく成長した気泡は、そのまま液面に向かって浮上する場合もあるが、成長した気泡から分離して浮上する場合もある。そして、分離した場合の気泡の大きさは、結合前の気泡の大きさに比較して格段に大きいことが確認されており、やはり素早く液面まで浮上する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体タンクを断面して示す正面図。
【図２】前記液体タンク内に設けられた気泡除去装置の要部を一部断面して示す斜視図。
【図３】第一実施形態の気泡除去装置を示す断面図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る液体タンクを断面して示す正面図。
【図５】本発明の第二実施形態に係る液体タンクを断面して示す側面図。
【図６】本発明の第三実施形態に係る液体タンクを断面して示す正面図。
【図７】本発明の第三実施形態に係る液体タンクを断面して示す側面図。
【図８】第三実施形態の気泡除去装置を示す斜視図。
【図９】第三実施形態の気泡除去装置を示す分解斜視図。
【図１０】第三実施形態の気泡除去装置を示す底面図。
【図１１】本発明の収容管の取付部分の変形例を示す断面図である。
【図１２】本発明のガイド部の変形例を示す断面図である。
【図１３】本発明の結合域部の変形例を示す模式図。
【図１４】本発明の結合域部の他の変形例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降において、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００３１】
〔第一実施形態〕
図１は、第一実施形態に係る作動油タンク（液体タンク）１を断面して示す正面図、図２は、作動油タンク１内に設けられた気泡除去装置３０の要部を一部断面して示す斜視図である。
【００３２】
作動油タンク１は、例えば建設機械に取り付けられ、作業機を作動させるための作動油（液体）を収容するために用いられる。従って、この作動油タンク１には、図示しないポンプの他、図示しないコントロールバルブ、作業機を構成するシリンダ、およびオイルクーラ等が作動油流路を介して連結されており、これらで油圧回路および油圧システムが構築されている。
【００３３】
このような作動油タンク１は、タンク本体１０と、タンク本体１０内に収容されたフィルタ２０と、同じくタンク本体１０内に収容された前記気泡除去装置３０とを含んで構成され、フィルタ２０および気泡除去装置３０がいわゆる宙吊り状態でタンク本体１０内に収容されている。
【００３４】
具体的にタンク本体１０は、円筒状の筒体１１の下部側に溶接等で油受部材１２を固定するとともに、上部側にフランジ１３を溶接等で固定し、かつフランジ１３の上方から蓋部材１４をボルト（図示略）で着脱自在に取り付けた構造である。
【００３５】
これらの構成部材のうち、油受部材１２の外フランジ１２１には、作動油タンク１全体を建設機械の車両部分等にボルト止めするためのボルト挿通孔１２２が設けられている。油受部材１２の側部には、横方向に開口した送出口１２３が設けられ、この送出口１２３には、外部流路との接続を行うジョイント部材１２４がシール材（不図示）を介してボルト止めされている。ジョイント部材１２４には、サクションストレーナ（以下、単にストレーナと称す）１２５が一体に取り付けられており、このストレーナ１２５が油受部材１２内に収容されている。
【００３６】
また、油受部材１２の内部には、前記ストレーナ１２５が収容された送出空間１２６と、油圧モータなどの油圧機器からのドレイン流路（不図示）が接続されるドレイン空間１２７とが設けられており、各空間１２６，１２７の間がガイド部１２８で仕切られている。このガイド部１２８により、主に送出空間１２６内の作動油がストレーナ１２５を通して油圧回路に送出され、ドレイン流路から戻った作動油がそのまま送出されることはない。
【００３７】
一方、蓋部材１４には、新たな作動油を給油する給油口１４１と、作業機のシリンダ等から作動油が戻る戻り口１４２とが設けられている。蓋部材１４の下面には、円筒状の縦管１４３が溶接等で固定され、縦管１４３の内部と戻り口１４２とが連通している。縦管１４３内の上部側には、フィルタ２０が収容され、縦管１４３の下部側には、気泡除去装置３０が一部収容された状態で取り付けられている。
【００３８】
フィルタ２０は、戻り口１４２からの作動油が流入する筒状のコア部材２１と、コア部材２１の丸孔２１１から流出した作動油を濾過するエレメント２２とで構成されている。
【００３９】
コア部材２１の上端は戻り口１４２の流出側の開口部分にねじ込まれている。コア部材２１の下端には、リリーフバルブ２１２が設けられており、例えば低温時や流量が多くなった場合には、コア部材２１の流入側の圧力が高くなり、作動油が丸孔２１１からではなく、リリーフバルブ２１２から流出し、エレメント２２を通らずに下方に流れる。
【００４０】
エレメント２２は、円筒状とされ、コア部材２１を囲むように配置されている。エレメント２２の下端側は、直下に配置された気泡除去装置３０の上端で支持されており、この上端とコア部材２１の上端付近に設けられたＬ字形のブラケット２１Ａとの間に挟持されている。
【００４１】
気泡除去装置３０は、フィルタ２０を通過した作動油の流れを案内する案内部材３１と、案内部材３１の下端にねじ込まれたカップ状部材３２とを含んで構成されている。また、この気泡除去装置３０は、ストレーナ１２５の直上に位置しているとともに、フィルタ２０の直下に取り付けられており、従って、これらのフィルタ２０、気泡除去装置３０、およびストレーナ１２５は、上方から順に略一直線上に配置されていることになる。
【００４２】
案内部材３１の中央部分は、上部側に突出した断面略円錐台状の中実コア部３１１となっている。中実コア部３１１の上端は、フィルタ２０を構成するコア部材２１の下端にねじ込まれており、この上端により、前述したように、フィルタ２０のエレメント２２が支持されている。さらに、この上端部分には、前記リリーフバルブ２１２が収容される収容部３１１Ａが設けられ、リリーフバルブ２１２に流出した作動油は、収容部３１１Ａから貫通孔３１１Ｂを通って中実コア部３１１の外側に流れ出す。
【００４３】
案内部材３１の下部側には、図２にも拡大して示すように、中実コア部３１１の外周を囲うように筒状部３１２が設けられている。筒状部３１２の内周面は、上方に向かって拡開したテーパ面となっており、中実コア部３１１がコア部材２１にねじ込まれると同時に、このテーパ面の上端縁部分が縦管１４３の下端側の外縁部分に密着するようになっている。
【００４４】
この筒状部３１２の内側の上半分は、中実コア部３１１との間に形成された隙間３１３となっており、フィルタ２０を通過した作動油がこの隙間３１３に流れ込む。流れ込んだ作動油は、筒状部３１２と縦管１４３との前述した密着構造により、外部に漏れ出すことはない。これに対して下半分は、基本的に中実コア部３１１との間も埋まっているのであるが、ここには一対の導入流路３１４が径方向に対向して設けられている。
【００４５】
この導入流路３１４は、隙間３１３内で開口した上部開口３１５と、中実コア部３１１の下端側の凹状部３１６内に開口した下部開口３１７とを連通させる流路であり、上部開口３１５から入り込んだ作動油が、下方に向かいながら中実コア部３１１の外周に沿って略１／４周し、徐々に絞られて下部開口３１７から凹状部３１６内に入り込むようになっている。
【００４６】
カップ状部材３２の内部には、上方の前記凹状部３１６と共にサイクロン室３２１が形成されている。カップ状部材３２の下部側は、油受部材１２の送出空間１２６内に収容されており、その周面には、周方向に沿って複数の流出口３２２が設けられている。具体的に、カップ状部材３２で形成されるサイクロン室３２１は、筒状の周面部３２１Ａと、この周面部３２１Ａの下端側を塞ぐ端面部３２１Ｂとを備え、流出口３２２は端面部３２１Ｂの外周近傍で、かつ周面部３２１Ａの下端側に略等周間隔で複数（本実施形態は４つ）設けられている。なお、これらの流出口３２２は、周面部３２１Ａに設けられる他、無底筒状のカップ部材を用いた場合など、下方の開口部分を流出口としてもよい。
【００４７】
そして、下部開口３１７から凹状部３１６に対して接線方向に流入した作動油は、サイクロン室３２１内で旋回流を生じながら下方に向かい、流出口３２２から送出空間１２６内に流出する（実線矢印参照）。この作動油は、サイクロン室３２１に対して接線方向に勢いよく流出するが、直下にストレーナ１２５が配置されていることと、ガイド部１２８によって作動油の広がりが抑制されて、ストレーナ１２５側に導かれることにより、スムーズにストレーナ１２５に吸い込まれ、再送出される。
【００４８】
この際、フィルタ２０を通過した作動油に気泡が含まれていると、旋回流が生じているサイクロン室３２１では、作動油に比べて格段に比重の小さい気泡が中央の上部側に寄せ集まり、サイクロン室３２１内の内部圧力によって排出流路３３から排出される（点線矢印参照）。
【００４９】
ここで、排出流路３３は、凹状部３１６と油受部材１２のドレイン空間１２７とを連通させるように設けられており、凹状部３１６の上部から筒状部３１２にかけて横方向に設けられた内部流路３３１と、内部流路３３１に挿入されたチューブ等からなる外部流路３３２とで形成されている。外部流路３３２は下方に向かって折曲されているとともに、その先端が再度上向に折曲している。そして、この先端は、ドレイン空間１２７内にもとから存在する作動油中で上向きに開口した排出口３３３となっている。
【００５０】
つまり、気泡除去装置３０では、気泡除去後の作動油が流出する流出口３２２とは別に、気泡排出用の排出口３３３が個別に設けられている。また、排出口３３３が作動油中で開口していることにより、サイクロン室３２１内が負圧になったときに、作動油の液面よりも上部に存在する気体が排出口３３３から逆流することがない。このため本実施形態では、作動油中に開口したこの排出口３３３自身が、気体の逆流を抑制する逆流抑制手段になっている。
【００５１】
また、図３に拡大して示すように、排出口３３３が作動油中に開口している本実施形態によれば、排出流路３３内には気泡と共に排出される作動油も存在するのであるが、内部流路３３１を形成する気泡の出口ポート３３１Ａの上部および水平な横孔部３３１Ｂの上部、さらには外部流路３２２の基端側を形成する水平部３３２Ａの上部は、サイクロン室３２１からの小さな気泡が結合して成長した大きな気泡溜まりが形成される気泡の結合域部３４になっており、サイクロン室３２１からの小さな気泡は、成長した気泡溜まりと結合した後、排出流路３３内の作動油の流れにより気泡溜まりから分離し、排出口３３３から排出される。そして、気泡溜まりから分離される際には、より大きな気泡となって分離し、排出口３３３からより素早く液面まで浮上するようになっている。
【００５２】
以上の構成の作動油タンク１において、図１で示した作動油の液面レベルＡは、作業機のシリンダ等がある位置にきている場合を示している。液面レベルＬは、最低レベルであって、シリンダのピストンがヘッド側に移動し、作動油タンク１からシリンダのボトム側に大量の作動油が送られた場合を示している。液面レベルＨは、最高レベルであって、シリンダのピストンがボトム側に移動し、シリンダのボトム側から作動油タンク１に大量の作動油が戻った場合を示している。
【００５３】
また、図１から明らかなように、気泡除去装置３０の流出口３２２、および排出流路３３の排出口３３３は、最低の液面レベルＬよりも下方に位置しており、常時作動油中に開口した状態を維持できるようになっている。
【００５４】
以下、作動油タンク１を用いた場合の作動油の流れを再度まとめて説明すると、先ず、ポンプを駆動することにより、作動油タンク１内の作動油は、送出空間１２６からストレーナ１２５を通って送出され、シリンダを備えた作業機等を含む油圧回路内を廻って上部の戻り口１４２に戻る。ここでの作動油は、シリンダ等で混入した多くの気泡を含む場合がある。
【００５５】
この後、気泡を含んだ作動油は、フィルタ２０を通過して下方に流れ、気泡除去装置３０の案内部材３１に流れ込む。この案内部材３１に流れ込んだ作動油は、サイクロン室３２１に接線方向から流入し、サイクロン室３２１内で旋回流を引き起こす。この際、作動油の流入は、径方向に対向して設けられた一対の下部開口３１７から行われるためにスムーズであり、サイクロン室３２１内での旋回流も勢いよく効果的に生じる。そして、この旋回流により、気泡が上部の中央側に寄り、ここから排出流路３３を通って除去され、ドレイン空間１２７に溜まっている作動油中に排出される。さらに、排出された気泡は、上方の液面に向かって浮上し、作動油タンク１内の気体に混じる。一方、気泡が除去された作動油は、流出口３２２から送出空間１２６に流出し、直下のストレーナ１２５から再度送出される。
【００５６】
ところで、シリンダのピストンがヘッド側に移動して大量の作動油が必要となり、気泡除去装置３０から流出した作動油を再度送り込むだけでは足りない場合には、作動油タンク１内にもともとある作動油も送り出される。このときに、例えば液面が液面レベルＬまで下がることになる。これに対して、ピストンがボトム側に移動して少量の作動油のみが作動油タンク１から送られる場合には、気泡除去装置３０から流出した作動油の全てが再度送り出されるわけではなく、一旦作動油タンク１内に収容される。このときに、例えば液面が液面レベルＨに達するようになる。
【００５７】
また、このような作動油タンク１では、フィルタ２０のエレメント２２を交換する場合には、蓋部材１４を外して取り出した後、気泡除去装置３０を回転させてフィルタ２０のコア部材２１と蓋部材１４との螺合を外し、このフィルタ２０ごと気泡除去装置３０を縦管１４３から取り外す。次いで、気泡除去装置３０を再び回転させてコア部材２１から気泡除去装置３０を外し、フィルタ２０をコア部材２１から抜き取って交換する。交換後に組み立てる場合には、この逆の順序で組み立てればよい。
【００５８】
なお、蓋部材１４からフィルタ２０ごと気泡除去装置３０を外す場合には、気泡除去装置３０を回転させることにより、コア部材２１が蓋部材１４からは外れるが、これよりも先に、気泡除去装置３０がコア部材２１から外れないようになっている。
【００５９】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）作動油タンク１では、その内部に気泡除去装置３０が設けられているので、作動油タンク１の設置スペースの他に気泡除去装置３０用の設置スペースを別途確保する必要がなく、その分油圧システムの専有スペースを小さくでき、また、これに伴って建設機械の小型化を促進できる。
【００６０】
（２）また、気泡除去装置３０を予め作動油タンク１内に取り付けておくことで、作動油流路用の配管途中に個別に設置する必要がなく、設置作業を迅速に行える。
【００６１】
（３）そして、気泡除去装置３０では、気泡除去後の作動油を流出させる流出口３２２と、気泡を排出する排出口３３３とが個別に設けられているため、排出口３３３を送出空間１２６ではなく、別のドレイン空間１２７まで導いて開口させることができる。このため、例えば建設機械の傾きによって作動油タンク１が大きく揺れても、流出直後の作動油と気泡とが混じり合う心配がなく、気泡を確実に除去できる。
この際、排出口３３３は上向きに開口しているので、気泡の排出性を良好にでき、気泡を液面までスムーズに浮上させることができる。
【００６２】
（４）さらに、気泡除去装置３０は、作動油に旋回流を生じさせるサイクロン室３２１を備えた構造であるから、渦巻き状の流路内に作動油を流して気泡を除去する気泡除去装置よりも、より小径化を図ることができ、この点でも専有スペースの狭小化を促進できる。
【００６３】
（５）油受部材１２のガイド部１２８は、送出空間１２６とドレイン空間１２７とを仕切るだけでなく、サイクロン室３２１から流出した気泡除去後の液体を、排出した気泡と混じり合うことなしに、ストレーナ１２５に向かって流す案内機能をも有しているため、常時送出口１２３からは、気泡を含まない上質の作動油をスムーズに、かつ確実に送り出すことができる。
【００６４】
（６）気泡除去装置３０はストレーナ１２５の近傍（好ましくは直上）に設けられているので、この点でも、サイクロン室３２１から流出した気泡除去後の作動油を、ストレーナ１２５に向かってスムーズに流すことができる。
【００６５】
（７）作動油タンク１内では、フィルタ２０、気泡除去装置３０、およびストレーナ１２５が上下に略直線上に配置されているため、これらを収容した作動油タンク１の小型化を確実に実現できる。
【００６６】
（８）気泡除去装置３０では、作動油の流出口３２２側に逆流防止手段が設けられているのではなく、気泡の排出流路３３側に設けられた排出口３３３が逆流抑制手段として機能し、これによってサイクロン室３２１への気体の逆流を抑制するので、作動油を流出口３２２から絞り等を介さずにスムーズに流出させることができ、サイクロン室３２１内に高い背圧が生じるのを防止できる。このため、液圧システムとしては、系内圧力がさほど高くならずに圧力損失を抑制できるうえ、小型のポンプやオイルクーラ等を使用できるとともに、システム稼働時の燃費の向上、および製造コストの削減を実現でき、よって建設機械の省エネルギー化や低コスト化を促進できる。
【００６７】
（９）この際、気泡の排出口３３３を作動油中に開口させることで、当該排出口３３３自身を逆流抑制手段として機能させるから、逆流抑制手段としては大がかりな装置を不要にでき、サイクロン室３２１周りや作動油タンク１等の小型化をより促進でき、液圧システムの専用スペースのさらなる狭小化を図ることができる。
【００６８】
（１０）そして、サイクロン室３２１が負圧になった際には、排出流路３３内に存在する気体（気泡）が逆流するだけであるから、逆流する気体の量を確実に軽減でき、作動油に気泡が再度混入するのを有効に防止できる。
【００６９】
（１１）特に気泡除去装置３０が作動油タンク１内に設けられている本実施形態では、サイクロン室３２１から排出口３３３までの排出流路３３の長さを極めて短くできるため、排出流路３３内の気体の量も僅かにでき、より効果的である。
【００７０】
（１２）気泡除去装置３０の排出流路３３には結合域部３４が設けられ、サイクロン室３２１からの小さな気泡を結合させてより大きな気泡溜まりに成長させるとともに、この気泡溜まりから大きな気泡として分離させて排出させるので、その分浮力が大きくなって排出口３３３から液面まで素早く浮上させることができ、気泡を作動油タンク１からより送出されにくくして気泡除去性能をさらに向上させることができる。
【００７１】
（１３）サイクロン室３２１から気泡除去後の作動油を流出させる複数の流出口３２２は、サイクロン室３２１の底部を形成する端面部３２１Ｂの外周近傍に周方向に沿って設けられているため、中央寄りに集約される気泡が流出口３２２から作動油と一緒に流出するのを抑制でき、気泡がそのままストレーナ１２５側に流出するのをより確実に防止できる。
【００７２】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態でのガイド部１２８の形態が異なり、また作動油タンク１にブリーザが取り付けられているものである。図４には、第二実施形態に係る作動油タンク１を断面した正面図が、また、図５には側面図が示されている。ここで、図４は、図５のIV-IV断面図である。
【００７３】
図４に示されるように、タンク本体１０の円筒状の筒体１１の下部側には、単純形状の円盤状の底板１１Ａが溶接等で取り付けられており、タンク本体１０の内部には作動油が収容されている。また、筒体１１の下部の側面には横方向に開口した送出口１２３が設けられ、この送出口１２３にストレーナ１２５およびジョイント部材１２４が取り付けられている。
なお、筒体１１は円筒状の他、角筒状、楕円筒状など、任意の形状が採用できる。筒体１１を円筒状に形成した場合には強度が向上するので、タンク本体１０の板厚を薄くでき、従来必要としていた補強材を不要とすることが可能である。またこれによりタンク本体１０を安価に製造することができる。
【００７４】
縦管１４３の上方には、縦管１４３よりも大径の有底円筒状のフィルタ収容部１４３Ａが設けられている。このフィルタ収容部１４３Ａの底側には、縦管１４３の上端が貫通して一体的に取り付けられている。これにより、フィルタ収容部１４３Ａおよび縦管１４３の内部が連通している。また、フィルタ収容部１４３Ａの上端には、フランジ部１４３Ｂが一体的に形成されており、このフランジ部１４３Ｂは、タンク本体１０側のフランジ１３の内側に嵌合されている。フランジ部１４３Ｂは、フランジ１３と蓋部材１４との間にシール材を介して配置され、蓋部材１４の上部からボルト（図示せず）によって固定されている。従って、戻り口１４２は、フィルタ収容部１４３Ａおよび縦管１４３と連通している。
【００７５】
フィルタ収容部１４３Ａの内部には、円筒形のフィルタ２０が配置されている。フィルタ２０の下端は、フィルタ収容部１４３Ａの底面に設置されており、フィルタ２０の上端にはばね２１３の下端が当接されている。このばね２１３の上端は、蓋部材１４に当接され、所定のばね力でフィルタ２０をフィルタ収容部１４３Ａの底面側に付勢している。
また、フィルタ２０の中空部分の上端は、フィルタ２０内に収納されたリリーフバルブ２１２によって塞がれている。リリーフバルブ２１２は、内部に図示しない弁およびばねを備え、所定のばね力によって弁が付勢されている。
ここで、フィルタ収容部１４３Ａは、第一実施形態と異なり、蓋部材１４とは別部材として設けられている。このような構成により、フィルタ２０を交換する際には、蓋部材１４を外すだけで簡単にフィルタ２０が交換可能となっている。
【００７６】
本実施形態では、図４および図５に示されるように、気泡除去装置３０の周囲を覆い、かつストレーナ１２５の液面側に近い部分を覆っているガイド部１２９が設けられている。ガイド部１２９は、流出口３２２の周囲を覆う円筒状のサイクロン側ガイド１２９Ａと、ストレーナ１２５の上半分を覆うストレーナ側ガイド１２９Ｂとを備えている。
サイクロン側ガイド１２９Ａは、上端が縦管１４３にボルト（図示せず）で固定され、気泡除去装置３０全体を覆っている。このサイクロン側ガイド１２９Ａは、気泡除去装置３０の直下に配置されたストレーナ１２５の一部も覆っている。
一方、ストレーナ側ガイド１２９Ｂは、一端がジョイント部材１２４に固定され、他端はサイクロン側ガイド１２９Ａの内部に配置されている。
【００７７】
なお、本実施形態では、気泡除去装置３０に設けられた排出口３３３は、作動油の液面よりも高い位置に配置され、常に空気に開放されている。排出口３３３の先端側には、逆流を防止する例えばチェックバルブなどの逆流抑制手段３３４が設けられている。この逆流抑制手段３３４は、サイクロン室３２１内が負圧（気泡の排出先より低い圧力）になった時に排出口３３３から空気が逆流するのを防止する。これにより、気泡が除去されたサイクロン室３２１内の作動油に気泡が再び混入するのを抑制している。
【００７８】
図５に示されるように、タンク本体１０には作動油タンク１内の空気圧を外気圧とほぼ同じに保つブリーザ１５が設けられている。ブリーザ１５は、外気に開放した管１５１を備え、これにより作動油タンク１内部と外気とが連通可能とされている。ブリーザ１５の内部には、作動油タンク１内部と外気とをつなぐ経路を連通・遮断可能な弁が設けられている。弁は、ばね等により付勢されており、外気圧と作動油タンク１内の圧力との差が所定範囲を超えると作動油タンク１と管１５１とを連通する。この弁は２種類設けられ、それぞれに開閉圧が設定されている。例えば、作動油タンク１内の圧力が一方の弁のセット圧になると、この一方の弁が開いて作動油タンク１内の空気を排出する。そして、作動油タンク１内の圧力が他方の弁のセット圧になると、この他方の弁が開いて外気を作動油タンク１内に吸入する。
【００７９】
このような作動油タンク１では、戻り口１４２から戻ってきた作動油は、フィルタ収容部１４３Ａ内部に流入し、フィルタ２０の外周から内周へ濾過されながら通過し、縦管１４３へ流入する。その後気泡除去装置３０において第一実施形態と同様に気泡が除去される。除去された気泡は、逆流抑制手段３３４および排出口３３３を通って作動油タンク１内の空気に排出される。一方、気泡の除去された作動油は、図４および図５の点線矢印で示されるように流出口３２２から勢いよく流れ出し、サイクロン側ガイド１２９Ａによってストレーナ１２５に導かれ、再び油圧回路へ送られる。ここで、何らかの理由によりフィルタ収容部１４３Ａ内部の圧力が所定値より高くなった場合には、リリーフバルブ２１２が開く。これにより、フィルタ収容部１４３Ａ内の作動油は、フィルタ２０をバイパスして縦管１４３へ流入する。
【００８０】
油圧回路のシリンダの動きによって大量の作動油が必要となり、気泡除去装置３０から流出した作動油を再度送り込むだけでは足りない場合には、作動油タンク１内にもともと収容されている作動油も送り込む必要がある。この場合には、図４および図５の実線矢印で示されるように、作動油はガイド部１２９が配置されていない側、つまり液面から離れた下方側からストレーナ１２５に流入する。この時、作動油の液面はＬまで減少する。また、反対に、少量の作動油のみが必要な場合には、戻り口１４２から戻ってきた作動油は、気泡除去装置３０を通って作動油タンク１へ戻り、この時液面はＨまで増加する。
【００８１】
従来の液体タンクとは異なり、本実施形態の作動油タンク１は、加圧装置を備えていないので、作動油タンク１内の圧力の調整はブリーザ１５によって行う。作動油タンク１内の液面がＨ側へ上がり、作動油タンク１内の圧力が高くなると、ブリーザ１５内部の弁が開き作動油タンク１と管１５１とを連通させて空気を外部に放出する。反対に、作動油タンク１内の液面がＬ側へ下がり、作動油タンク１内の圧力が低くなると、ブリーザ１５内部の別の弁が開いて管１５１から作動油タンク１内へ空気を吸入する。
【００８２】
このような第二実施形態によれば、第一実施形態における（１）、（２）、（４）、（６）、（７）、（８）、（11）、および（13）の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（１４）流出口３２２の周囲にサイクロン側ガイド１２９Ａが設けられ、かつストレーナ１２５の液面側に近い部分にもストレーナ側ガイド１２９Ｂが設けられているので、気泡除去後の作動油が直接ストレーナ１２５にガイドされる。よって、良質の作動油を効率よく油圧回路に再送することができる。
また、作動油タンク１内に収容されている作動油を送り込んで作動油タンク１内の液面レベルがＬ側へ下がっても、ストレーナ側ガイド１２９Ｂが液面に近い側を覆っているので、作動油はストレーナ１２５の下方からのみ供給される。よって、ストレーナ１２５が大量に作動油を吸入しても液面の渦の発生を防止できる。渦の発生による作動油への気泡の混入がないので、どのような状況下でも良質の作動油を常にポンプに送ることができる。
【００８３】
（１５）ストレーナ側ガイド１２９Ｂによって渦の発生を防止できるので、作動油タンク１内の作動油の液面を低く設定することができる。よって、作動油タンク１の小型化を促進できる。
【００８４】
（１６）気泡除去装置３０によって気泡を除去できるので、高地など気圧が低く、ポンプ入口で負圧が発生しやすい状況下での作業でもポンプのキャビテーションを防止できる。よって、ポンプの破損を防止できる。また、これにより従来必要であった加圧装置が不要となり、油圧回路のシステム全体のスペースが削減できる。そして、加圧装置が不要なので、作動油タンク１の強度を高く設定する必要がなく、作動油タンク１を安価に製造できる。
【００８５】
（１７）作動油タンク１にブリーザ１５が設けられているので、作動油タンク１内を常に外気圧付近に調整できる。よって、作動油の移動によって作動油タンク１内の液面が増減しても、作動油タンク１内の空気の圧力変動を所定範囲内に抑えることができる。つまり、液面のレベルがＬになった場合でも、作動油タンク１内の空気が負圧になるのを防止でき、ポンプに良好に作動油を送ることができる。また、液面のレベルがＨになった場合でも、作動油タンク１内の空気の圧力が過剰にならないので、作動油タンク１の破損、寿命低下等を防止できる。すなわち、従来ではこのような圧力調整を大がかりな加圧装置で行っていたが、本実施形態ではブリーザ１５を取り付けることで、簡単な構造で同様の効果を奏することができる。
また、必要な時にのみ弁が開閉して吸気、排気を行うので、作動油タンク１内へのゴミや埃の混入を防止できる。これは、作動油タンク１が建設機械など、外部の悪環境で使用される場合に特に有用である。
【００８６】
（１８）フランジ部１４３Ｂがフランジ１３に嵌合され、上部から蓋部材１４でボルト止めされているので、フィルタ２０の交換をする際には、蓋部材１４を開ければよい。つまり、気泡除去装置３０が取り付けられた縦管１４３ごと取り外す必要がないので、フィルタ２０を容易に交換できる。
【００８７】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、ストレーナ１２５の向きが第一、第二実施形態とは異なる。また、第一、第二実施形態でのガイド部１２８，１２９に相当する部材が用いられておらず、気泡除去装置３０には代わりに勢力低減部７５が設けられている。ただし、そのようなガイド部１２８，１２９と勢力低減部７５とを併用してもよい。
さらに、本実施形態では、気泡除去装置３０の形態が第１実施形態とは大きく異なっている。図６には、第三実施形態に係る作動油タンク１を断面した正面図が、また、図７には側面図が示されている。図８ないし図１０には、本実施形態で用いられる気泡除去装置３０の斜視図、分解斜視図、および要部の底面図が示されている。
【００８８】
図６、図７において先ず、作動油のポンプ側への送出口１２３は作動油タンク１の底板１１Ａに設けられ、これに伴ってジョイント部材１２４およびストレーナ１２５が上下方向に鉛直に取り付けられている。また、気泡除去装置３０は、ストレーナ１２５（送出口１２３）の上方ではなく、横方向にずれた位置に配置され、気泡除去装置３０の下部側がストレーナ１２５の上部よりも僅かに下方に位置している。また、気泡除去装置３０の気泡の排出口３３３は、ストレーナ１２５から離間した側に位置するようになっており、排出口３３３から排出される気泡をストレーナ１２５に吸い込まれにくくしている。
【００８９】
図６ないし図１０において、気泡除去装置３０は、第一実施形態とは異なって中実コア部３１１（図１）を有していないタイプであり、円筒状のフィルタ２０の中空部からの戻りの作動油が気泡除去装置３０の上部中央に流れ込むようになっている。
具体的に気泡除去装置３０は、縦管１４３に設けられた下部フランジ１４３Ｃの下面にボルト止めされる第１部材６０と、この第１部材６０の下部側にボルト止めされて上部が当該第１部材６０内に収容される第２部材７０とで構成されている。
【００９０】
第１部材６０は有天円筒状とされ、上面部分には下方に窪んだ凹状の作動油入力ポート６１が設けられている。この入力ポート６１の内部上面には、径方向に沿って上方に膨出した一条の流れ方向変換部６２が設けられている。流れ方向変換部６２の表面はなめらかな曲面で形成されており、上方から入力ポート６１に流れ落ちた作動油が流れ方向変換部６２を境にして二方向に分流するようになっている。また、入力ポート６１の内周面には、周方向に沿った長孔状の側部開口６３が径方向に対向して一対設けられ、流れ方向変換部６２で分流された作動油がこれらの側部開口６３に導かれる。さらに、第１部材６０全体の中空部分において、その内周面には肉厚が薄くなるように窪んだ導入流路形成部６４がやはり、径方向に対向して一対設けられ、これらの導入流路形成部６４と前記側部開口６３とが連通している。
【００９１】
一方の第２部材７０は有底筒状とされ、その上部には上方に突出した導入流路形成壁７１を備えている。この導入流路形成壁７１の外周面には、外側に膨出した案内部７２が径方向に対向して一対設けられており、導入流路形成壁７１が第１部材６０の中空部分に挿入された際に、その案内部７２が第１部材６０の導入流路形成部６４内に嵌め込まれる。そして、導入流路形成部６４、導入流路形成壁７１、および案内部７２で囲まれた空間により、作動油をサイクロン室３２１へ導くための導入流路３１４が形成され、第１部材６０側の側部開口６３を通して導入流路３１４内に作動油が流れ込む。この際、案内部７２の上面部分は、周方向の一端側から他端側にかけて下方に急傾斜した後、導入流路形成壁７１に切欠状に設けられた流入口７３に至るまで略一定の上下厚みで形成されている。従って、導入流路３１４内に流れ込んだ作動油は、その傾斜部分で周方向に案内されて流入口７３に導かれ、サイクロン室３２１に接線方向から流入する。
【００９２】
ところで、第１部材６０には、流れ方向変換部６２に対応した位置に横孔部３３１Ｂが形成され、出口ポート３３１Ａと連通している。第１部材６０の筒状部分の厚肉とされた部分には縦孔部３３１Ｃが形成され、横孔部３３１Ｂの一端側と連通している。横孔部３３１Ｂの他端側はプラグ等で封止されている。
これに対して、第２部材７０の周面部３２１Ａに上下にわたって設けられた突出部７４には、取付フランジ７０Ａから下方に向かう縦孔部３３１Ｄと、縦孔部３３１Ｄの下端に連通するように斜め上方から下方に向かう傾斜孔部３３１Ｅとが穿設されており、第１、第２部材６０，７０同士を結合させた際に、縦孔部３３１Ｄの上端が第１部材６０側の縦孔部３３１Ｃに連通する。また、傾斜孔部３３１Ｅの開口部分が気泡の排出口３３３になっている。
そして、それぞれの孔部３３１Ａ〜３３１Ｅにより、気泡の排出流路３３が形成されている。このような排出流路３３は、全体が気泡除去装置３０内に形成されており、第１実施形態のようなチューブ等からなる外部流路３３２（図２、図３）は設けられていない。
【００９３】
第２部材７０の下部側には、径方向の外側に突出した勢力低減部７５が設けられている。この勢力低減部７５は、作動油の流出口３２２を覆うように位置しており、第２部材７０の周面部３２１Ａに沿って連続した鍔部７６と、鍔部７６の端縁から下方に垂下した下垂片部７７とを備え、下垂片部７７には等周間隔で複数（本実施形態では４つ）の切欠開口７８が設けられている。これらの切欠開口７８は、図１０に示すように、流出口３２２からずれた位置に複数（本実施形態では４つ）設けられており、流出口３２２から流出した作動油は、そのまま切欠開口７８を通して拡がるのではなく、一旦下垂片部７７に当たって勢いが低減し、この後に切欠開口７８や下垂片部７７の下方から作動油タンク１内に拡がる。この際、本実施形態では、流出口３２２がサイクロン室３２１内での旋回方向に沿った形状で、かつ周面部３２１Ａと端面部３２１Ｂ（図１０）とに跨って開口しており、作動油をサイクロン室３２１から流れを乱さずに流出させつつ、下垂片部７７に確実に衝突させて流出直後の勢いを低減させている。なお、このような勢力低減部７５は、気泡除去装置３０に一体に設けられる他、気泡除去装置３０と別体で設けられて作動油タンク１の内周面に取り付けられてもよい。
【００９４】
本実施形態によれば、前記第１、第２実施形態とは異なる構成により、以下の効果がある。
（１９）すなわち、気泡除去装置３０には、流出口３２２から流出した直後の作動油の勢いを低減させる勢力低減部７５が設けられているので、流出口３２２から流出した作動油の勢いで液面が大きく盛り上がったり、あるいは噴水状に噴き上がったりする心配がない。従って、液面が波立って液面上の空気を新たに巻き込むおそれがなく、気泡を生じにくくでき、気泡除去をより確実に行える。
【００９５】
（２０）この気泡除去装置３０では、気泡の排出流路３３が全て装置内に形成されており、第１実施形態のような外部流路３２２（図２、図３）を備えていないので、そのような外部流路３２２を形成するための別体のチューブ等を不要にでき、部品点数や組立工数を少なくしてコストを削減できる。
【００９６】
（２１）気泡除去装置３０の第１部材６０に設けられた入力ポート６１には流れ方向変換部６２が設けられているため、第１部材６０の中央に入り込む作動油を流れ方向変換部６２で二方向に確実に分流でき、作動油を導入流路３１４内にスムーズに導入させることができる。
【００９７】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、第二、第三実施形態では、縦管１４３の上部にフィルタ収容部１４３Ａを設け、蓋部材１４から分離して設けたので、蓋部材１４を開けるだけで上方からフィルタ２０のみを交換できるようにしていたが、このような構造に限られない。
【００９８】
例えば、図１１に示されるように、縦管１４３を蓋部材１４から分離してタンク本体１０側に支持させる等の構造であってもよい。
この図１１において、蓋部材１４と縦管１４３とは別部材として設けられており、縦管１４３の上端が環状のシール材５１を介して蓋部材１４の下面に当接されている。また、フィルタ２０のコア部材２１も、蓋部材１４に対してシール材５２を介して当接されており、第一実施形態とは異なってねじ込まれていない。さらに、縦管１４３の上下方向の途中には、環状の外フランジ部５３が設けられ、この外フランジ部５３が筒体１１の内周に設けられた内フランジ部５４上に載置されている。また、内フランジ部５４には、給油された作動油を下方に流すための開口部５５あるいは任意な形状の切欠部等が設けられている。
以上の構造により、戻りの作動油がフィルタ２０の中側から外側に向けて濾過される構造においても、蓋部材１４を外すことで、縦管１４３内のコア部材２１やエレメント２２を取り外すことができ、その交換を気泡除去装置３０の着脱なしに行える。
【００９９】
第一実施形態では、気泡が排出される排出口３３３が作動油中に開口していることで、排出口３３３自身が気体の逆流抑制手段として機能していたが、逆流抑制手段としてはこの他、例えば第二実施形態のように排出口３３３側に設けられたチェックバルブ等で構成してもよく、このような場合には、逆流する気体を略完全になくすことができる。
ただし、このような逆流抑制手段は本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて設けられればよい。
【０１００】
その他、タンク本体１０、フィルタ２０、および気泡除去装置３０等の具体的な形状や構造などは、前記各実施形態に限定されるものではなく、その実施に際して、本発明の目的を達成できる範囲で任意に変更可能である。
【０１０１】
例えば、前記各実施形態では、フィルタ２０および気泡除去装置３０が作動油タンク１内に収容されていたが、フィルタ２０を作動油タンク１の外部に設置した場合でも、本発明に含まれる。
【０１０２】
前記各実施形態でのストレーナ１２５は、必要に応じて設けられればよく、作動油タンクの構造によっては省略可能である。ただし、ストレーナ１２５が設けられない場合には、送出口１２３の近傍、より好ましくは直上に気泡除去装置３０を設けることが望ましい。反対に、ストレーナ１２５を設けた場合では、このストレーナ１２５の近傍、より好ましくは直上に気泡除去装置３０を設けることが望ましく、この際の、送出口１２３の位置は任意であってよい。
すなわち、気泡除去装置３０は、送出口１２３やストレーナ１２５の直上に位置していることが、作動油の流れの観点からはより好ましいのであるが、送出口１２３やストレーナ１２５に対して直上ではなく、若干ずれた近傍位置に配置された場合でも、作動油の流れが妨げられない程度であれば、前述の(５)の効果を略同様に得ることができる。
【０１０３】
第一実施形態ではガイド部１２８が、また、第二実施形態ではガイド部１２９が案内機能を有しており、気泡除去装置３０から流出した作動油をストレーナ１２５側に案内していたが、ガイド部としてはこれに限らない。
例えば、図１２に示されるように、ガイド部１２８は、送出空間１２６とドレイン空間１２７とを仕切る仕切部１２８Ａと、油受部材１２に一体的に形成され、気泡除去装置３０の流出口３２２よりも上方で、液面と略平行に設けられた別の仕切部１２８Ｂとを備えている。また、仕切部１２８Ａの下部側には、送出空間１２６とドレイン空間１２７とを連通する連通孔１２８Ｃが設けられている。この場合には、排出口３３３は第二実施形態と同様に常に空気に開放となっており、先端側にチェックバルブなどの逆流抑制手段３３４を備えている。
【０１０４】
このような構造においても、第二実施形態と同様に、気泡除去後の作動油が仕切部１２８Ａおよび別の仕切部１２８Ｂによってストレーナ１２５側に案内される。そして、除去された気泡は逆流抑制手段３３４および排出口３３３を通って空気に排出される。作動油を大量に必要とする場合には、送出空間１２６の上部側が別の仕切部１２８Ｂで仕切られているために、作動油が主に連通孔１２８Ｃを通ってドレイン空間１２７の下方からストレーナ１２５に補填されるので、液面の渦の発生を防止できる。この時、第一実施形態とは異なり、除去された気泡は排出口３３３から液面より上の空気に排出され、ドレイン空間１２７の作動油とは混じらない。よって常に良質な作動油がストレーナ１２５に案内される。
【０１０５】
前記第一、第二実施形態では、ストレーナ１２５および送出口１２３は、気泡除去装置３０の軸に対して直角に設けられていたが、これに限らない。例えば、送出口１２３を気泡除去装置３０の真下に設け、ストレーナ１２５をフィルタ２０およびサイクロン室３２１と同軸上に配置してもよい。この場合には第二実施形態において、ストレーナ側ガイド１２９Ｂを設けず、サイクロン側ガイド１２９Ａが流出口３２２の周囲を覆うと同時にストレーナ１２５の上部の液面に近い部分を覆っていてもよい。このような構造では、サイクロン側ガイド１２９Ａが気泡除去後の作動油をストレーナ１２５に導くと同時に、作動油を大量に必要とする時にはサイクロン側ガイド１２９Ａの下端から吸入するので、第二実施形態と同様に液面の渦の発生を防止できる。
【０１０６】
前記第一、第二実施形態では、気泡除去装置３０の排出流路３３を形成している出口ポート３３１Ａや、横孔部３３１Ｂ、あるいは水平部３３２Ａにわたって気泡の結合域部３４が設けられていたが、この結合域部３４の設けられる位置等は、図１３（Ａ）〜（Ｈ）および図１４（Ａ）〜（Ｉ）に示すように、排出流路３３の形状や形成位置等を勘案して任意に決められてよい。なお、図１３、図１４においては、サイクロン室内への作動油の流入口（上部開口）やサイクロン室からの流出口の図示を省略してあるが、基本的には前記各実施形態と同様な位置に設けられているものである。また、図１４では、気泡がサイクロン室の底側の端面部から排出される構造である。そして、以上においては特に、図１３（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｈ）、および図１４（Ｃ）、（Ｅ）に示す結合域部３４が、気泡溜まりを積極的に形成でき、より効果的である。
さらに、図を省略するが、結合域部３４が設けられる排出流路３３としては、排出口３３３が作動油中に開口しているものに限定されず、作動油タンク１内の気体中に開放しているものであってもよい。すなわち、例えば、図１３（Ｃ）のような排出流路３３の形状で、かつ先端がより上方まで延びて排出口３３３（図中での符号は省略）が気体中に開放していてもよく、このような場合でも、排出流路３３内で大きくなった気泡を、当該排出流路３３内をよりスムーズに浮上させて気体中に放出できる。
【０１０７】
前記各実施形態としては、本発明に係る液体が建設機械の油圧システムに用いられる作動油であったが、本発明の液体タンクで扱う液体としてはこれに限定されず、水やその他の任意の液体を適用できる。勿論、液体タンクが用いられるシステムについても、油圧等の油圧システムの他、廃液タンクを備えた廃液貯蔵システムや廃液浄化システム、燃料タンクから噴射燃料を圧送する燃料噴射システム等、任意のシステムに本発明の液体タンクを適用できる。
【０１０８】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１…液体タンクである作動油タンク、１５…ブリーザ、２０…フィルタ、３０…気泡除去装置、３３…排出流路、３４…結合域部、７５…勢力低減部、１２３…送出口、１２５…ストレーナ、１２８，１２９…ガイド部、１２８Ａ…仕切部、１２８Ｂ…別の仕切部、１２９…ガイド部、１２９Ａ…サイクロン側ガイド、１２９Ｂ…ストレーナ側ガイド、３２１…サイクロン室、３２１Ａ…周面部、３２１Ｂ…端面部、３２２…流出口、３３３…排出口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体タンクに係り、液体中の気泡（空気）を除去する気泡除去装置を備えた液体タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械では、作業機の一部であるシリンダ等を作動油で駆動することが一般的である。従って、建設機械はシリンダを駆動する油圧回路を備えているのであるが、この油圧回路には作動油タンクや、作動用タンクから作動油を圧送するポンプ、作動油を冷却するオイルクーラ、コントロールバルブの他、油圧回路内で発生した作動油中の気泡を除去するために、気泡除去装置を設ける場合がある。作動油中に気泡が存在すると、ポンプ内でキャビテーションを起こし、ポンプを破損させるおそれがあるため、シリンダ等からの作動油を作動油タンクに戻す途中で、気泡を気泡除去装置によって除去し、気泡が除去された作動油を再びポンプで圧送している。
【０００３】
気泡除去装置としては種々の構造のものが知られている。第１には、作動油に旋回流（渦）を生じさせ、その際の遠心力によって比重の軽い気泡を中央側に寄せ、ここから専用の流路を通して気泡を分離するサイクロン型である（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、第２には、同じサイクロン型でも、気泡と作動油とをそれぞれ専用の流路を設けて分離するのではなく、共に作動油タンク内にもともと存在する作動油中に流出させ、その際に、比重の軽い気泡のみを気泡除去装置の壁面を伝って上方に排出する構造である（例えば、特許文献２）。
【０００５】
第３には、気泡を含んだ作動油の流路自身を渦巻き状に形成しておき、この流路を作動油が通過する過程において、渦巻きの中心側に寄った気泡を排出する構造である（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−５２０１３号公報
【特許文献２】実開昭６１−１２４７０１号公報
【特許文献３】特開昭５６−８３６０２号公報
【発明の概要】
【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記載の気泡除去装置は、作動油タンクの外部に設けられるため、作動油タンクの設置スペースの他に気泡除去装置用の設置スペースを確保する必要があり、油圧システムの専有スペースが大きくなるという問題がある。また、気泡除去装置を配管途中に個別に設置する必要があり、設置作業に手間がかかるという問題がある。
【０００８】
特許文献２記載の気泡除去装置では、気泡と気泡を除去した作動油とが、タンク内にもともとある作動油中に流出されるため、例えば建設機械の姿勢変化によって作動油タンクが大きく揺れた場合には、分離した気泡と作動油とがその揺れによって掻き混ぜられてしまい、再度混じり合って除去性能が低下するという問題がある。
【０００９】
特許文献３記載の気泡除去装置では、気泡が混じった作動油の流路が渦巻き状に形成されているので、十分な遠心力を生じさせて気泡を確実に除去するためには、渦巻きの径をより大きくする必要がある。従って、気泡除去装置全体が渦巻きの径方向に向かって大きくなってしまい、やはり大きな専有スペースが必要になるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、油圧等を用いたシステム全体の専有スペースを小さくできるとともに、設置作業も容易にでき、かつ気泡を確実に除去できる液体タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１は、液体を収容する液体タンクにおいて、当該タンク内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置が設けられており、この気泡除去装置は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室から流出させる流出口と、除去した気泡をサイクロン室から排出する排出口とを、それぞれ個別に備え、前記気泡除去装置の排出口は、前記サイクロン室に対して、送出口または送出口に取り付けられたストレーナから離間した側に位置し、かつ当該液体タンク内に収容された液体中に開口していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２は、請求項１に記載の液体タンクにおいて、前記排出口は上向きに開口していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３は、請求項１または請求項２に記載の液体タンクにおいて、前記気泡除去装置は、液体を前記サイクロン室へ導くための一対の導入流路と、上方からの液体を前記一対の導入流路に向けて分流する流れ方向変換部とを備え、かつ前記気泡除去装置は、前記送出口または前記ストレーナの近傍であって、気泡を含んだ液体を濾過するフィルタの直下に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上において、請求項１の液体タンクによれば、この液体タンク内に気泡除去装置が設けられているので、前記特許文献１記載の気泡除去装置とは異なり、液体タンクの設置スペースの他に気泡除去装置用の設置スペースを別途確保する必要がなく、その分油圧システムの専有スペースが小さくなる。また、気泡除去装置を予め液体タンク内に取り付けておくことで、配管途中に個別に設置する必要がないから、設置作業が迅速に行える。
【００１５】
そして、気泡を除いた液体を流出させる流出口と、気泡を排出する排出口とを個別に設けるため、前記特許文献２記載の気泡除去装置に比して、例えば液体タンクの揺れ等を考慮し、流出直後の液体と混ざらない位置に気泡の排出口を引き出して開口させることが可能であり、気泡が液体と再度混じり合う心配がなく、確実に除去される。
さらに、気泡除去装置がサイクロン室を備えた構造であるから、渦巻き状の流路を備えた前記特許文献３記載の気泡除去装置よりも、小径化を図ることが可能であり、この点でも専有スペースの狭小化が促進される。
【００１６】
また、サイクロン室が何らかの理由によって負圧（気泡の排出先よりも低い圧力のこと）になると、気泡の排出先にある空気を排出口を通して逆にサイクロン室内に吸い込むといった現象が生じ、気泡を除去するはずの気泡除去装置でかえって気泡を混在させるといった問題を引き起こす場合がある。
これに対して、請求項１の液体タンクによれば、排出口は、当該液体タンク内に収容された液体中に開口しているので、サイクロン室が負圧になった際には、サイクロン室から排出口までの流路内に存在する気体（気泡）が逆流するだけであるから、逆流する気体の量が確実に軽減され、液体に気泡が再度混入するといった心配がなくなる。特に気泡除去装置をタンク内に設ける場合には、サイクロン室から排出口までの長さが極めて短くなるので、流路内の気体の流れも小さくなり、より効果的である。
【００１７】
請求項２の液体タンクでは、前記気泡除去装置の排出口が上向きに開口している。
【００１８】
請求項３の液体タンクでは、液体タンク内の気泡除去装置を送出口またはこれに取り付けられたストレーナの近傍に設けるので、サイクロン室から流出した気泡除去後の液体が、スムーズに送出口またはこれに取り付けられたストレーナに向かって流れるようになる。
【００１９】
また、気泡除去装置を送出口の直上または送出口に取り付けられたストレーナの直上であって、気泡を含んだ液体を濾過するフィルタの直下に設ける場合には、フィルタ、気泡除去装置、送出口またはストレーナが上下に略直線上に配置されるため、フィルタをも収容した液体タンクとしての小径化を実現できる。
【００２０】
さらに、請求項３の液体タンクでは、前記気泡除去装置は、液体を前記サイクロン室へ導くための一対の導入流路と、上方からの液体を前記一対の導入流露に向けて分流する流れ方向変換部とを備えている。
なお、本発明の液体タンクにおいては、前記導入流路内には、周方向の一端側から他端側にかけて下方に傾斜した案内部が設けられていることが好ましい。
【００２１】
本発明の液体タンクでは、前記流出口から流出した液体の勢いを低減させる勢力低減部が設けられていることが好ましい。
サイクロン室の流出口から過剰な勢いで液体が流出すると、その勢いによっては液面が大きく盛り上がったり、あるいは噴水状に噴き上がるため、その際に液面が波立って液面上の空気等の気体を新たに巻き込んでしまったりし、気泡が生じる可能性がある。しかも、液面が大きく揺れることで液面の高さが部分的に下がってしまい、この位置で気体を巻き込むと、巻き込んだ気体が気泡となって液体タンク外に送出され易くなる。
しかし、このような構成の液体タンクによれば、気泡除去装置に勢力低減部を設けることで、流出した液体の勢いが低減するから、液面が波立って気体を巻き込むといった現象が生じにくくなり、気泡除去がより確実に行われる。
【００２２】
本発明の液体タンクでは、前記サイクロン室は、筒状の周面部と、この周面部の一端側を塞ぐ端面部とを備え、前記流出口は、前記端面部の外周側近傍に沿って複数設けられていることが好ましい。
比重の小さい気泡は、サイクロン室の中央寄りに集約される関係から、液体の流出口が例えば端面部の中央寄りに設けられていると、液体の流出時の勢いによっては、その勢いが気泡の浮力よりも勝ってしまい、排出口からではなく液体と一緒になって流出口から流出されてしまうおそれがある。
これに対して、このような構成の液体タンクでは、気泡除去装置の流出口を端面部の外周側近傍に沿って設けるので、中央寄りに集約される気泡が流出口から作動油と一緒に流出する可能性が格段に低くなり、気泡がそのまま気泡除去装置外に送出される心配がなくなる。
【００２３】
本発明の液体タンクでは、気泡除去後の液体を送出口側または送出口に取り付けられたストレーナ側に導くガイド部が設けられ、前記ガイド部は、前記流出口の少なくとも周囲を覆い、かつ前記ストレーナの液面側に近い部分を覆っていることが好ましい。
このような構成の液体タンクでは、ガイド部を設けるので、サイクロン室から流出した気泡除去後の液体が、排出した気泡と混じり合うことなしに、スムーズに送出口またはこれに取り付けられたストレーナに向かって流れるようになり、送出口からは気泡を含まない液体が常時送り出されることになる。また、ガイド部が流出口の少なくとも周囲を覆っているので、流出口から勢いよく流出する気泡除去後の液体がストレーナ側に良好に導かれる。
【００２４】
また、液体タンクが接続されるシステムにおいては、気泡除去装置を通して液体タンクに戻る液体よりも多量の液体を作動油タンクから供給する場合がある。この場合には、気泡除去装置から戻る流量で不足する分は、液体タンクに予め収容された液体がストレーナから吸入されることとなる。このときストレーナの液体吸入位置と液面とが近いと、液面において渦が発生することがあり、これにより気泡が液体中に巻き込まれてしまう可能性がある。この渦の発生を避けるために、従来の液体タンクでは、ストレーナの吸入位置と液面との距離をある程度確保する必要があった。
【００２５】
これに対して、ガイド部がストレーナの液面側に近い部分を覆っている場合、液体タンクに予め収容された液体を吸入する際には、ストレーナは液面側に遠い部分から液体を吸入する。従って、大量に液体を吸入した場合でも、液面に渦が発生することなく気泡を含まない良質の液体が吸入される。また、これにより、従来とは異なりストレーナの吸入位置と液面との距離を確保する必要がないので、液体タンクの容量が小さくなり、液体タンクの小型化が促進される。
【００２６】
本発明の液体タンクでは、液体タンク内の圧力を外気圧とほぼ同じ圧力に保つブリーザが設けられていることが好ましい。
液体タンクが接続されるシステムを気圧の低い高地等で使用する場合、液体タンクから液体を吸入してシステムに送液するポンプの入口が負圧になりやすい。このような状況下で、液体に気泡が含まれているとポンプがキャビテーションを起こすことがある。そこで、従来では液体タンクに加圧装置を設け、ポンプの吸い込み圧が負圧になるのを防止していた。
これに対して、本発明の液体タンクでは、気泡除去装置により気泡を除去するので、気圧の低い高地でもポンプがキャビテーションを起こすことがなく使用可能となる。これにより、従来とは異なり、加圧装置が不要となるので、液体タンクの強度を高める必要がなく、液体タンクのコストが削減される。また、加圧装置を設置するスペースも不要となり、液体タンクを含んだシステムの小型化が促進される。
【００２７】
そして、ブリーザが設けられていると、液体タンク内の空気が常に外気圧とほぼ同じ圧力に保持される。従来では、加圧装置によって液体タンク内の圧力を所定範囲内に調整していたが、加圧装置が不要となった本発明においては、ブリーザが同様の機能を有する。よって、簡単な構造で安定したシステムの作動が実現する。また、ブリーザは吸気あるいは排気が必要な時のみ外気と連通するので、液体タンク内への塵埃等の混入が防止される。
【００２８】
本発明の液体タンクでは、前記気泡除去装置のサイクロン室と前記気泡の排出口とを連通させる排出流路には、当該サイクロン室から出た複数の気泡が結合する結合域部が設けられていることが好ましい。
このような構成の液体タンクによれば、気泡が通る排出流路に結合域部を設け、小さな気泡を結合させてより大きな気泡に成長させるので、その分浮力が大きくなって排出口から液面まで素早く浮上するようになり、気泡が液体タンクからより送出されにくくなって気泡除去性能がさらに向上する。なお、結合されて大きく成長した気泡は、そのまま液面に向かって浮上する場合もあるが、成長した気泡から分離して浮上する場合もある。そして、分離した場合の気泡の大きさは、結合前の気泡の大きさに比較して格段に大きいことが確認されており、やはり素早く液面まで浮上する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体タンクを断面して示す正面図。
【図２】前記液体タンク内に設けられた気泡除去装置の要部を一部断面して示す斜視図。
【図３】第一実施形態の気泡除去装置を示す断面図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る液体タンクを断面して示す正面図。
【図５】本発明の第二実施形態に係る液体タンクを断面して示す側面図。
【図６】本発明の第三実施形態に係る液体タンクを断面して示す正面図。
【図７】本発明の第三実施形態に係る液体タンクを断面して示す側面図。
【図８】第三実施形態の気泡除去装置を示す斜視図。
【図９】第三実施形態の気泡除去装置を示す分解斜視図。
【図１０】第三実施形態の気泡除去装置を示す底面図。
【図１１】本発明の収容管の取付部分の変形例を示す断面図である。
【図１２】本発明のガイド部の変形例を示す断面図である。
【図１３】本発明の結合域部の変形例を示す模式図。
【図１４】本発明の結合域部の他の変形例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降において、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００３１】
〔第一実施形態〕
図１は、第一実施形態に係る作動油タンク（液体タンク）１を断面して示す正面図、図２は、作動油タンク１内に設けられた気泡除去装置３０の要部を一部断面して示す斜視図である。
【００３２】
作動油タンク１は、例えば建設機械に取り付けられ、作業機を作動させるための作動油（液体）を収容するために用いられる。従って、この作動油タンク１には、図示しないポンプの他、図示しないコントロールバルブ、作業機を構成するシリンダ、およびオイルクーラ等が作動油流路を介して連結されており、これらで油圧回路および油圧システムが構築されている。
【００３３】
このような作動油タンク１は、タンク本体１０と、タンク本体１０内に収容されたフィルタ２０と、同じくタンク本体１０内に収容された前記気泡除去装置３０とを含んで構成され、フィルタ２０および気泡除去装置３０がいわゆる宙吊り状態でタンク本体１０内に収容されている。
【００３４】
具体的にタンク本体１０は、円筒状の筒体１１の下部側に溶接等で油受部材１２を固定するとともに、上部側にフランジ１３を溶接等で固定し、かつフランジ１３の上方から蓋部材１４をボルト（図示略）で着脱自在に取り付けた構造である。
【００３５】
これらの構成部材のうち、油受部材１２の外フランジ１２１には、作動油タンク１全体を建設機械の車両部分等にボルト止めするためのボルト挿通孔１２２が設けられている。油受部材１２の側部には、横方向に開口した送出口１２３が設けられ、この送出口１２３には、外部流路との接続を行うジョイント部材１２４がシール材（不図示）を介してボルト止めされている。ジョイント部材１２４には、サクションストレーナ（以下、単にストレーナと称す）１２５が一体に取り付けられており、このストレーナ１２５が油受部材１２内に収容されている。
【００３６】
また、油受部材１２の内部には、前記ストレーナ１２５が収容された送出空間１２６と、油圧モータなどの油圧機器からのドレイン流路（不図示）が接続されるドレイン空間１２７とが設けられており、各空間１２６，１２７の間がガイド部１２８で仕切られている。このガイド部１２８により、主に送出空間１２６内の作動油がストレーナ１２５を通して油圧回路に送出され、ドレイン流路から戻った作動油がそのまま送出されることはない。
【００３７】
一方、蓋部材１４には、新たな作動油を給油する給油口１４１と、作業機のシリンダ等から作動油が戻る戻り口１４２とが設けられている。蓋部材１４の下面には、円筒状の縦管１４３が溶接等で固定され、縦管１４３の内部と戻り口１４２とが連通している。縦管１４３内の上部側には、フィルタ２０が収容され、縦管１４３の下部側には、気泡除去装置３０が一部収容された状態で取り付けられている。
【００３８】
フィルタ２０は、戻り口１４２からの作動油が流入する筒状のコア部材２１と、コア部材２１の丸孔２１１から流出した作動油を濾過するエレメント２２とで構成されている。
【００３９】
コア部材２１の上端は戻り口１４２の流出側の開口部分にねじ込まれている。コア部材２１の下端には、リリーフバルブ２１２が設けられており、例えば低温時や流量が多くなった場合には、コア部材２１の流入側の圧力が高くなり、作動油が丸孔２１１からではなく、リリーフバルブ２１２から流出し、エレメント２２を通らずに下方に流れる。
【００４０】
エレメント２２は、円筒状とされ、コア部材２１を囲むように配置されている。エレメント２２の下端側は、直下に配置された気泡除去装置３０の上端で支持されており、この上端とコア部材２１の上端付近に設けられたＬ字形のブラケット２１Ａとの間に挟持されている。
【００４１】
気泡除去装置３０は、フィルタ２０を通過した作動油の流れを案内する案内部材３１と、案内部材３１の下端にねじ込まれたカップ状部材３２とを含んで構成されている。また、この気泡除去装置３０は、ストレーナ１２５の直上に位置しているとともに、フィルタ２０の直下に取り付けられており、従って、これらのフィルタ２０、気泡除去装置３０、およびストレーナ１２５は、上方から順に略一直線上に配置されていることになる。
【００４２】
案内部材３１の中央部分は、上部側に突出した断面略円錐台状の中実コア部３１１となっている。中実コア部３１１の上端は、フィルタ２０を構成するコア部材２１の下端にねじ込まれており、この上端により、前述したように、フィルタ２０のエレメント２２が支持されている。さらに、この上端部分には、前記リリーフバルブ２１２が収容される収容部３１１Ａが設けられ、リリーフバルブ２１２に流出した作動油は、収容部３１１Ａから貫通孔３１１Ｂを通って中実コア部３１１の外側に流れ出す。
【００４３】
案内部材３１の下部側には、図２にも拡大して示すように、中実コア部３１１の外周を囲うように筒状部３１２が設けられている。筒状部３１２の内周面は、上方に向かって拡開したテーパ面となっており、中実コア部３１１がコア部材２１にねじ込まれると同時に、このテーパ面の上端縁部分が縦管１４３の下端側の外縁部分に密着するようになっている。
【００４４】
この筒状部３１２の内側の上半分は、中実コア部３１１との間に形成された隙間３１３となっており、フィルタ２０を通過した作動油がこの隙間３１３に流れ込む。流れ込んだ作動油は、筒状部３１２と縦管１４３との前述した密着構造により、外部に漏れ出すことはない。これに対して下半分は、基本的に中実コア部３１１との間も埋まっているのであるが、ここには一対の導入流路３１４が径方向に対向して設けられている。
【００４５】
この導入流路３１４は、隙間３１３内で開口した上部開口３１５と、中実コア部３１１の下端側の凹状部３１６内に開口した下部開口３１７とを連通させる流路であり、上部開口３１５から入り込んだ作動油が、下方に向かいながら中実コア部３１１の外周に沿って略１／４周し、徐々に絞られて下部開口３１７から凹状部３１６内に入り込むようになっている。
【００４６】
カップ状部材３２の内部には、上方の前記凹状部３１６と共にサイクロン室３２１が形成されている。カップ状部材３２の下部側は、油受部材１２の送出空間１２６内に収容されており、その周面には、周方向に沿って複数の流出口３２２が設けられている。具体的に、カップ状部材３２で形成されるサイクロン室３２１は、筒状の周面部３２１Ａと、この周面部３２１Ａの下端側を塞ぐ端面部３２１Ｂとを備え、流出口３２２は端面部３２１Ｂの外周近傍で、かつ周面部３２１Ａの下端側に略等周間隔で複数（本実施形態は４つ）設けられている。なお、これらの流出口３２２は、周面部３２１Ａに設けられる他、無底筒状のカップ部材を用いた場合など、下方の開口部分を流出口としてもよい。
【００４７】
そして、下部開口３１７から凹状部３１６に対して接線方向に流入した作動油は、サイクロン室３２１内で旋回流を生じながら下方に向かい、流出口３２２から送出空間１２６内に流出する（実線矢印参照）。この作動油は、サイクロン室３２１に対して接線方向に勢いよく流出するが、直下にストレーナ１２５が配置されていることと、ガイド部１２８によって作動油の広がりが抑制されて、ストレーナ１２５側に導かれることにより、スムーズにストレーナ１２５に吸い込まれ、再送出される。
【００４８】
この際、フィルタ２０を通過した作動油に気泡が含まれていると、旋回流が生じているサイクロン室３２１では、作動油に比べて格段に比重の小さい気泡が中央の上部側に寄せ集まり、サイクロン室３２１内の内部圧力によって排出流路３３から排出される（点線矢印参照）。
【００４９】
ここで、排出流路３３は、凹状部３１６と油受部材１２のドレイン空間１２７とを連通させるように設けられており、凹状部３１６の上部から筒状部３１２にかけて横方向に設けられた内部流路３３１と、内部流路３３１に挿入されたチューブ等からなる外部流路３３２とで形成されている。外部流路３３２は下方に向かって折曲されているとともに、その先端が再度上向に折曲している。そして、この先端は、ドレイン空間１２７内にもとから存在する作動油中で上向きに開口した排出口３３３となっている。
【００５０】
つまり、気泡除去装置３０では、気泡除去後の作動油が流出する流出口３２２とは別に、気泡排出用の排出口３３３が個別に設けられている。また、排出口３３３が作動油中で開口していることにより、サイクロン室３２１内が負圧になったときに、作動油の液面よりも上部に存在する気体が排出口３３３から逆流することがない。このため本実施形態では、作動油中に開口したこの排出口３３３自身が、気体の逆流を抑制する逆流抑制手段になっている。
【００５１】
また、図３に拡大して示すように、排出口３３３が作動油中に開口している本実施形態によれば、排出流路３３内には気泡と共に排出される作動油も存在するのであるが、内部流路３３１を形成する気泡の出口ポート３３１Ａの上部および水平な横孔部３３１Ｂの上部、さらには外部流路３２２の基端側を形成する水平部３３２Ａの上部は、サイクロン室３２１からの小さな気泡が結合して成長した大きな気泡溜まりが形成される気泡の結合域部３４になっており、サイクロン室３２１からの小さな気泡は、成長した気泡溜まりと結合した後、排出流路３３内の作動油の流れにより気泡溜まりから分離し、排出口３３３から排出される。そして、気泡溜まりから分離される際には、より大きな気泡となって分離し、排出口３３３からより素早く液面まで浮上するようになっている。
【００５２】
以上の構成の作動油タンク１において、図１で示した作動油の液面レベルＡは、作業機のシリンダ等がある位置にきている場合を示している。液面レベルＬは、最低レベルであって、シリンダのピストンがヘッド側に移動し、作動油タンク１からシリンダのボトム側に大量の作動油が送られた場合を示している。液面レベルＨは、最高レベルであって、シリンダのピストンがボトム側に移動し、シリンダのボトム側から作動油タンク１に大量の作動油が戻った場合を示している。
【００５３】
また、図１から明らかなように、気泡除去装置３０の流出口３２２、および排出流路３３の排出口３３３は、最低の液面レベルＬよりも下方に位置しており、常時作動油中に開口した状態を維持できるようになっている。
【００５４】
以下、作動油タンク１を用いた場合の作動油の流れを再度まとめて説明すると、先ず、ポンプを駆動することにより、作動油タンク１内の作動油は、送出空間１２６からストレーナ１２５を通って送出され、シリンダを備えた作業機等を含む油圧回路内を廻って上部の戻り口１４２に戻る。ここでの作動油は、シリンダ等で混入した多くの気泡を含む場合がある。
【００５５】
この後、気泡を含んだ作動油は、フィルタ２０を通過して下方に流れ、気泡除去装置３０の案内部材３１に流れ込む。この案内部材３１に流れ込んだ作動油は、サイクロン室３２１に接線方向から流入し、サイクロン室３２１内で旋回流を引き起こす。この際、作動油の流入は、径方向に対向して設けられた一対の下部開口３１７から行われるためにスムーズであり、サイクロン室３２１内での旋回流も勢いよく効果的に生じる。そして、この旋回流により、気泡が上部の中央側に寄り、ここから排出流路３３を通って除去され、ドレイン空間１２７に溜まっている作動油中に排出される。さらに、排出された気泡は、上方の液面に向かって浮上し、作動油タンク１内の気体に混じる。一方、気泡が除去された作動油は、流出口３２２から送出空間１２６に流出し、直下のストレーナ１２５から再度送出される。
【００５６】
ところで、シリンダのピストンがヘッド側に移動して大量の作動油が必要となり、気泡除去装置３０から流出した作動油を再度送り込むだけでは足りない場合には、作動油タンク１内にもともとある作動油も送り出される。このときに、例えば液面が液面レベルＬまで下がることになる。これに対して、ピストンがボトム側に移動して少量の作動油のみが作動油タンク１から送られる場合には、気泡除去装置３０から流出した作動油の全てが再度送り出されるわけではなく、一旦作動油タンク１内に収容される。このときに、例えば液面が液面レベルＨに達するようになる。
【００５７】
また、このような作動油タンク１では、フィルタ２０のエレメント２２を交換する場合には、蓋部材１４を外して取り出した後、気泡除去装置３０を回転させてフィルタ２０のコア部材２１と蓋部材１４との螺合を外し、このフィルタ２０ごと気泡除去装置３０を縦管１４３から取り外す。次いで、気泡除去装置３０を再び回転させてコア部材２１から気泡除去装置３０を外し、フィルタ２０をコア部材２１から抜き取って交換する。交換後に組み立てる場合には、この逆の順序で組み立てればよい。
【００５８】
なお、蓋部材１４からフィルタ２０ごと気泡除去装置３０を外す場合には、気泡除去装置３０を回転させることにより、コア部材２１が蓋部材１４からは外れるが、これよりも先に、気泡除去装置３０がコア部材２１から外れないようになっている。
【００５９】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）作動油タンク１では、その内部に気泡除去装置３０が設けられているので、作動油タンク１の設置スペースの他に気泡除去装置３０用の設置スペースを別途確保する必要がなく、その分油圧システムの専有スペースを小さくでき、また、これに伴って建設機械の小型化を促進できる。
【００６０】
（２）また、気泡除去装置３０を予め作動油タンク１内に取り付けておくことで、作動油流路用の配管途中に個別に設置する必要がなく、設置作業を迅速に行える。
【００６１】
（３）そして、気泡除去装置３０では、気泡除去後の作動油を流出させる流出口３２２と、気泡を排出する排出口３３３とが個別に設けられているため、排出口３３３を送出空間１２６ではなく、別のドレイン空間１２７まで導いて開口させることができる。このため、例えば建設機械の傾きによって作動油タンク１が大きく揺れても、流出直後の作動油と気泡とが混じり合う心配がなく、気泡を確実に除去できる。
この際、排出口３３３は上向きに開口しているので、気泡の排出性を良好にでき、気泡を液面までスムーズに浮上させることができる。
【００６２】
（４）さらに、気泡除去装置３０は、作動油に旋回流を生じさせるサイクロン室３２１を備えた構造であるから、渦巻き状の流路内に作動油を流して気泡を除去する気泡除去装置よりも、より小径化を図ることができ、この点でも専有スペースの狭小化を促進できる。
【００６３】
（５）油受部材１２のガイド部１２８は、送出空間１２６とドレイン空間１２７とを仕切るだけでなく、サイクロン室３２１から流出した気泡除去後の液体を、排出した気泡と混じり合うことなしに、ストレーナ１２５に向かって流す案内機能をも有しているため、常時送出口１２３からは、気泡を含まない上質の作動油をスムーズに、かつ確実に送り出すことができる。
【００６４】
（６）気泡除去装置３０はストレーナ１２５の近傍（好ましくは直上）に設けられているので、この点でも、サイクロン室３２１から流出した気泡除去後の作動油を、ストレーナ１２５に向かってスムーズに流すことができる。
【００６５】
（７）作動油タンク１内では、フィルタ２０、気泡除去装置３０、およびストレーナ１２５が上下に略直線上に配置されているため、これらを収容した作動油タンク１の小型化を確実に実現できる。
【００６６】
（８）気泡除去装置３０では、作動油の流出口３２２側に逆流防止手段が設けられているのではなく、気泡の排出流路３３側に設けられた排出口３３３が逆流抑制手段として機能し、これによってサイクロン室３２１への気体の逆流を抑制するので、作動油を流出口３２２から絞り等を介さずにスムーズに流出させることができ、サイクロン室３２１内に高い背圧が生じるのを防止できる。このため、液圧システムとしては、系内圧力がさほど高くならずに圧力損失を抑制できるうえ、小型のポンプやオイルクーラ等を使用できるとともに、システム稼働時の燃費の向上、および製造コストの削減を実現でき、よって建設機械の省エネルギー化や低コスト化を促進できる。
【００６７】
（９）この際、気泡の排出口３３３を作動油中に開口させることで、当該排出口３３３自身を逆流抑制手段として機能させるから、逆流抑制手段としては大がかりな装置を不要にでき、サイクロン室３２１周りや作動油タンク１等の小型化をより促進でき、液圧システムの専用スペースのさらなる狭小化を図ることができる。
【００６８】
（１０）そして、サイクロン室３２１が負圧になった際には、排出流路３３内に存在する気体（気泡）が逆流するだけであるから、逆流する気体の量を確実に軽減でき、作動油に気泡が再度混入するのを有効に防止できる。
【００６９】
（１１）特に気泡除去装置３０が作動油タンク１内に設けられている本実施形態では、サイクロン室３２１から排出口３３３までの排出流路３３の長さを極めて短くできるため、排出流路３３内の気体の量も僅かにでき、より効果的である。
【００７０】
（１２）気泡除去装置３０の排出流路３３には結合域部３４が設けられ、サイクロン室３２１からの小さな気泡を結合させてより大きな気泡溜まりに成長させるとともに、この気泡溜まりから大きな気泡として分離させて排出させるので、その分浮力が大きくなって排出口３３３から液面まで素早く浮上させることができ、気泡を作動油タンク１からより送出されにくくして気泡除去性能をさらに向上させることができる。
【００７１】
（１３）サイクロン室３２１から気泡除去後の作動油を流出させる複数の流出口３２２は、サイクロン室３２１の底部を形成する端面部３２１Ｂの外周近傍に周方向に沿って設けられているため、中央寄りに集約される気泡が流出口３２２から作動油と一緒に流出するのを抑制でき、気泡がそのままストレーナ１２５側に流出するのをより確実に防止できる。
【００７２】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態でのガイド部１２８の形態が異なり、また作動油タンク１にブリーザが取り付けられているものである。図４には、第二実施形態に係る作動油タンク１を断面した正面図が、また、図５には側面図が示されている。ここで、図４は、図５のIV-IV断面図である。
【００７３】
図４に示されるように、タンク本体１０の円筒状の筒体１１の下部側には、単純形状の円盤状の底板１１Ａが溶接等で取り付けられており、タンク本体１０の内部には作動油が収容されている。また、筒体１１の下部の側面には横方向に開口した送出口１２３が設けられ、この送出口１２３にストレーナ１２５およびジョイント部材１２４が取り付けられている。
なお、筒体１１は円筒状の他、角筒状、楕円筒状など、任意の形状が採用できる。筒体１１を円筒状に形成した場合には強度が向上するので、タンク本体１０の板厚を薄くでき、従来必要としていた補強材を不要とすることが可能である。またこれによりタンク本体１０を安価に製造することができる。
【００７４】
縦管１４３の上方には、縦管１４３よりも大径の有底円筒状のフィルタ収容部１４３Ａが設けられている。このフィルタ収容部１４３Ａの底側には、縦管１４３の上端が貫通して一体的に取り付けられている。これにより、フィルタ収容部１４３Ａおよび縦管１４３の内部が連通している。また、フィルタ収容部１４３Ａの上端には、フランジ部１４３Ｂが一体的に形成されており、このフランジ部１４３Ｂは、タンク本体１０側のフランジ１３の内側に嵌合されている。フランジ部１４３Ｂは、フランジ１３と蓋部材１４との間にシール材を介して配置され、蓋部材１４の上部からボルト（図示せず）によって固定されている。従って、戻り口１４２は、フィルタ収容部１４３Ａおよび縦管１４３と連通している。
【００７５】
フィルタ収容部１４３Ａの内部には、円筒形のフィルタ２０が配置されている。フィルタ２０の下端は、フィルタ収容部１４３Ａの底面に設置されており、フィルタ２０の上端にはばね２１３の下端が当接されている。このばね２１３の上端は、蓋部材１４に当接され、所定のばね力でフィルタ２０をフィルタ収容部１４３Ａの底面側に付勢している。
また、フィルタ２０の中空部分の上端は、フィルタ２０内に収納されたリリーフバルブ２１２によって塞がれている。リリーフバルブ２１２は、内部に図示しない弁およびばねを備え、所定のばね力によって弁が付勢されている。
ここで、フィルタ収容部１４３Ａは、第一実施形態と異なり、蓋部材１４とは別部材として設けられている。このような構成により、フィルタ２０を交換する際には、蓋部材１４を外すだけで簡単にフィルタ２０が交換可能となっている。
【００７６】
本実施形態では、図４および図５に示されるように、気泡除去装置３０の周囲を覆い、かつストレーナ１２５の液面側に近い部分を覆っているガイド部１２９が設けられている。ガイド部１２９は、流出口３２２の周囲を覆う円筒状のサイクロン側ガイド１２９Ａと、ストレーナ１２５の上半分を覆うストレーナ側ガイド１２９Ｂとを備えている。
サイクロン側ガイド１２９Ａは、上端が縦管１４３にボルト（図示せず）で固定され、気泡除去装置３０全体を覆っている。このサイクロン側ガイド１２９Ａは、気泡除去装置３０の直下に配置されたストレーナ１２５の一部も覆っている。
一方、ストレーナ側ガイド１２９Ｂは、一端がジョイント部材１２４に固定され、他端はサイクロン側ガイド１２９Ａの内部に配置されている。
【００７７】
なお、本実施形態では、気泡除去装置３０に設けられた排出口３３３は、作動油の液面よりも高い位置に配置され、常に空気に開放されている。排出口３３３の先端側には、逆流を防止する例えばチェックバルブなどの逆流抑制手段３３４が設けられている。この逆流抑制手段３３４は、サイクロン室３２１内が負圧（気泡の排出先より低い圧力）になった時に排出口３３３から空気が逆流するのを防止する。これにより、気泡が除去されたサイクロン室３２１内の作動油に気泡が再び混入するのを抑制している。
【００７８】
図５に示されるように、タンク本体１０には作動油タンク１内の空気圧を外気圧とほぼ同じに保つブリーザ１５が設けられている。ブリーザ１５は、外気に開放した管１５１を備え、これにより作動油タンク１内部と外気とが連通可能とされている。ブリーザ１５の内部には、作動油タンク１内部と外気とをつなぐ経路を連通・遮断可能な弁が設けられている。弁は、ばね等により付勢されており、外気圧と作動油タンク１内の圧力との差が所定範囲を超えると作動油タンク１と管１５１とを連通する。この弁は２種類設けられ、それぞれに開閉圧が設定されている。例えば、作動油タンク１内の圧力が一方の弁のセット圧になると、この一方の弁が開いて作動油タンク１内の空気を排出する。そして、作動油タンク１内の圧力が他方の弁のセット圧になると、この他方の弁が開いて外気を作動油タンク１内に吸入する。
【００７９】
このような作動油タンク１では、戻り口１４２から戻ってきた作動油は、フィルタ収容部１４３Ａ内部に流入し、フィルタ２０の外周から内周へ濾過されながら通過し、縦管１４３へ流入する。その後気泡除去装置３０において第一実施形態と同様に気泡が除去される。除去された気泡は、逆流抑制手段３３４および排出口３３３を通って作動油タンク１内の空気に排出される。一方、気泡の除去された作動油は、図４および図５の点線矢印で示されるように流出口３２２から勢いよく流れ出し、サイクロン側ガイド１２９Ａによってストレーナ１２５に導かれ、再び油圧回路へ送られる。ここで、何らかの理由によりフィルタ収容部１４３Ａ内部の圧力が所定値より高くなった場合には、リリーフバルブ２１２が開く。これにより、フィルタ収容部１４３Ａ内の作動油は、フィルタ２０をバイパスして縦管１４３へ流入する。
【００８０】
油圧回路のシリンダの動きによって大量の作動油が必要となり、気泡除去装置３０から流出した作動油を再度送り込むだけでは足りない場合には、作動油タンク１内にもともと収容されている作動油も送り込む必要がある。この場合には、図４および図５の実線矢印で示されるように、作動油はガイド部１２９が配置されていない側、つまり液面から離れた下方側からストレーナ１２５に流入する。この時、作動油の液面はＬまで減少する。また、反対に、少量の作動油のみが必要な場合には、戻り口１４２から戻ってきた作動油は、気泡除去装置３０を通って作動油タンク１へ戻り、この時液面はＨまで増加する。
【００８１】
従来の液体タンクとは異なり、本実施形態の作動油タンク１は、加圧装置を備えていないので、作動油タンク１内の圧力の調整はブリーザ１５によって行う。作動油タンク１内の液面がＨ側へ上がり、作動油タンク１内の圧力が高くなると、ブリーザ１５内部の弁が開き作動油タンク１と管１５１とを連通させて空気を外部に放出する。反対に、作動油タンク１内の液面がＬ側へ下がり、作動油タンク１内の圧力が低くなると、ブリーザ１５内部の別の弁が開いて管１５１から作動油タンク１内へ空気を吸入する。
【００８２】
このような第二実施形態によれば、第一実施形態における（１）、（２）、（４）、（６）、（７）、（８）、（11）、および（13）の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（１４）流出口３２２の周囲にサイクロン側ガイド１２９Ａが設けられ、かつストレーナ１２５の液面側に近い部分にもストレーナ側ガイド１２９Ｂが設けられているので、気泡除去後の作動油が直接ストレーナ１２５にガイドされる。よって、良質の作動油を効率よく油圧回路に再送することができる。
また、作動油タンク１内に収容されている作動油を送り込んで作動油タンク１内の液面レベルがＬ側へ下がっても、ストレーナ側ガイド１２９Ｂが液面に近い側を覆っているので、作動油はストレーナ１２５の下方からのみ供給される。よって、ストレーナ１２５が大量に作動油を吸入しても液面の渦の発生を防止できる。渦の発生による作動油への気泡の混入がないので、どのような状況下でも良質の作動油を常にポンプに送ることができる。
【００８３】
（１５）ストレーナ側ガイド１２９Ｂによって渦の発生を防止できるので、作動油タンク１内の作動油の液面を低く設定することができる。よって、作動油タンク１の小型化を促進できる。
【００８４】
（１６）気泡除去装置３０によって気泡を除去できるので、高地など気圧が低く、ポンプ入口で負圧が発生しやすい状況下での作業でもポンプのキャビテーションを防止できる。よって、ポンプの破損を防止できる。また、これにより従来必要であった加圧装置が不要となり、油圧回路のシステム全体のスペースが削減できる。そして、加圧装置が不要なので、作動油タンク１の強度を高く設定する必要がなく、作動油タンク１を安価に製造できる。
【００８５】
（１７）作動油タンク１にブリーザ１５が設けられているので、作動油タンク１内を常に外気圧付近に調整できる。よって、作動油の移動によって作動油タンク１内の液面が増減しても、作動油タンク１内の空気の圧力変動を所定範囲内に抑えることができる。つまり、液面のレベルがＬになった場合でも、作動油タンク１内の空気が負圧になるのを防止でき、ポンプに良好に作動油を送ることができる。また、液面のレベルがＨになった場合でも、作動油タンク１内の空気の圧力が過剰にならないので、作動油タンク１の破損、寿命低下等を防止できる。すなわち、従来ではこのような圧力調整を大がかりな加圧装置で行っていたが、本実施形態ではブリーザ１５を取り付けることで、簡単な構造で同様の効果を奏することができる。
また、必要な時にのみ弁が開閉して吸気、排気を行うので、作動油タンク１内へのゴミや埃の混入を防止できる。これは、作動油タンク１が建設機械など、外部の悪環境で使用される場合に特に有用である。
【００８６】
（１８）フランジ部１４３Ｂがフランジ１３に嵌合され、上部から蓋部材１４でボルト止めされているので、フィルタ２０の交換をする際には、蓋部材１４を開ければよい。つまり、気泡除去装置３０が取り付けられた縦管１４３ごと取り外す必要がないので、フィルタ２０を容易に交換できる。
【００８７】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、ストレーナ１２５の向きが第一、第二実施形態とは異なる。また、第一、第二実施形態でのガイド部１２８，１２９に相当する部材が用いられておらず、気泡除去装置３０には代わりに勢力低減部７５が設けられている。ただし、そのようなガイド部１２８，１２９と勢力低減部７５とを併用してもよい。
さらに、本実施形態では、気泡除去装置３０の形態が第１実施形態とは大きく異なっている。図６には、第三実施形態に係る作動油タンク１を断面した正面図が、また、図７には側面図が示されている。図８ないし図１０には、本実施形態で用いられる気泡除去装置３０の斜視図、分解斜視図、および要部の底面図が示されている。
【００８８】
図６、図７において先ず、作動油のポンプ側への送出口１２３は作動油タンク１の底板１１Ａに設けられ、これに伴ってジョイント部材１２４およびストレーナ１２５が上下方向に鉛直に取り付けられている。また、気泡除去装置３０は、ストレーナ１２５（送出口１２３）の上方ではなく、横方向にずれた位置に配置され、気泡除去装置３０の下部側がストレーナ１２５の上部よりも僅かに下方に位置している。また、気泡除去装置３０の気泡の排出口３３３は、ストレーナ１２５から離間した側に位置するようになっており、排出口３３３から排出される気泡をストレーナ１２５に吸い込まれにくくしている。
【００８９】
図６ないし図１０において、気泡除去装置３０は、第一実施形態とは異なって中実コア部３１１（図１）を有していないタイプであり、円筒状のフィルタ２０の中空部からの戻りの作動油が気泡除去装置３０の上部中央に流れ込むようになっている。
具体的に気泡除去装置３０は、縦管１４３に設けられた下部フランジ１４３Ｃの下面にボルト止めされる第１部材６０と、この第１部材６０の下部側にボルト止めされて上部が当該第１部材６０内に収容される第２部材７０とで構成されている。
【００９０】
第１部材６０は有天円筒状とされ、上面部分には下方に窪んだ凹状の作動油入力ポート６１が設けられている。この入力ポート６１の内部上面には、径方向に沿って上方に膨出した一条の流れ方向変換部６２が設けられている。流れ方向変換部６２の表面はなめらかな曲面で形成されており、上方から入力ポート６１に流れ落ちた作動油が流れ方向変換部６２を境にして二方向に分流するようになっている。また、入力ポート６１の内周面には、周方向に沿った長孔状の側部開口６３が径方向に対向して一対設けられ、流れ方向変換部６２で分流された作動油がこれらの側部開口６３に導かれる。さらに、第１部材６０全体の中空部分において、その内周面には肉厚が薄くなるように窪んだ導入流路形成部６４がやはり、径方向に対向して一対設けられ、これらの導入流路形成部６４と前記側部開口６３とが連通している。
【００９１】
一方の第２部材７０は有底筒状とされ、その上部には上方に突出した導入流路形成壁７１を備えている。この導入流路形成壁７１の外周面には、外側に膨出した案内部７２が径方向に対向して一対設けられており、導入流路形成壁７１が第１部材６０の中空部分に挿入された際に、その案内部７２が第１部材６０の導入流路形成部６４内に嵌め込まれる。そして、導入流路形成部６４、導入流路形成壁７１、および案内部７２で囲まれた空間により、作動油をサイクロン室３２１へ導くための導入流路３１４が形成され、第１部材６０側の側部開口６３を通して導入流路３１４内に作動油が流れ込む。この際、案内部７２の上面部分は、周方向の一端側から他端側にかけて下方に急傾斜した後、導入流路形成壁７１に切欠状に設けられた流入口７３に至るまで略一定の上下厚みで形成されている。従って、導入流路３１４内に流れ込んだ作動油は、その傾斜部分で周方向に案内されて流入口７３に導かれ、サイクロン室３２１に接線方向から流入する。
【００９２】
ところで、第１部材６０には、流れ方向変換部６２に対応した位置に横孔部３３１Ｂが形成され、出口ポート３３１Ａと連通している。第１部材６０の筒状部分の厚肉とされた部分には縦孔部３３１Ｃが形成され、横孔部３３１Ｂの一端側と連通している。横孔部３３１Ｂの他端側はプラグ等で封止されている。
これに対して、第２部材７０の周面部３２１Ａに上下にわたって設けられた突出部７４には、取付フランジ７０Ａから下方に向かう縦孔部３３１Ｄと、縦孔部３３１Ｄの下端に連通するように斜め上方から下方に向かう傾斜孔部３３１Ｅとが穿設されており、第１、第２部材６０，７０同士を結合させた際に、縦孔部３３１Ｄの上端が第１部材６０側の縦孔部３３１Ｃに連通する。また、傾斜孔部３３１Ｅの開口部分が気泡の排出口３３３になっている。
そして、それぞれの孔部３３１Ａ〜３３１Ｅにより、気泡の排出流路３３が形成されている。このような排出流路３３は、全体が気泡除去装置３０内に形成されており、第１実施形態のようなチューブ等からなる外部流路３３２（図２、図３）は設けられていない。
【００９３】
第２部材７０の下部側には、径方向の外側に突出した勢力低減部７５が設けられている。この勢力低減部７５は、作動油の流出口３２２を覆うように位置しており、第２部材７０の周面部３２１Ａに沿って連続した鍔部７６と、鍔部７６の端縁から下方に垂下した下垂片部７７とを備え、下垂片部７７には等周間隔で複数（本実施形態では４つ）の切欠開口７８が設けられている。これらの切欠開口７８は、図１０に示すように、流出口３２２からずれた位置に複数（本実施形態では４つ）設けられており、流出口３２２から流出した作動油は、そのまま切欠開口７８を通して拡がるのではなく、一旦下垂片部７７に当たって勢いが低減し、この後に切欠開口７８や下垂片部７７の下方から作動油タンク１内に拡がる。この際、本実施形態では、流出口３２２がサイクロン室３２１内での旋回方向に沿った形状で、かつ周面部３２１Ａと端面部３２１Ｂ（図１０）とに跨って開口しており、作動油をサイクロン室３２１から流れを乱さずに流出させつつ、下垂片部７７に確実に衝突させて流出直後の勢いを低減させている。なお、このような勢力低減部７５は、気泡除去装置３０に一体に設けられる他、気泡除去装置３０と別体で設けられて作動油タンク１の内周面に取り付けられてもよい。
【００９４】
本実施形態によれば、前記第１、第２実施形態とは異なる構成により、以下の効果がある。
（１９）すなわち、気泡除去装置３０には、流出口３２２から流出した直後の作動油の勢いを低減させる勢力低減部７５が設けられているので、流出口３２２から流出した作動油の勢いで液面が大きく盛り上がったり、あるいは噴水状に噴き上がったりする心配がない。従って、液面が波立って液面上の空気を新たに巻き込むおそれがなく、気泡を生じにくくでき、気泡除去をより確実に行える。
【００９５】
（２０）この気泡除去装置３０では、気泡の排出流路３３が全て装置内に形成されており、第１実施形態のような外部流路３２２（図２、図３）を備えていないので、そのような外部流路３２２を形成するための別体のチューブ等を不要にでき、部品点数や組立工数を少なくしてコストを削減できる。
【００９６】
（２１）気泡除去装置３０の第１部材６０に設けられた入力ポート６１には流れ方向変換部６２が設けられているため、第１部材６０の中央に入り込む作動油を流れ方向変換部６２で二方向に確実に分流でき、作動油を導入流路３１４内にスムーズに導入させることができる。
【００９７】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、第二、第三実施形態では、縦管１４３の上部にフィルタ収容部１４３Ａを設け、蓋部材１４から分離して設けたので、蓋部材１４を開けるだけで上方からフィルタ２０のみを交換できるようにしていたが、このような構造に限られない。
【００９８】
例えば、図１１に示されるように、縦管１４３を蓋部材１４から分離してタンク本体１０側に支持させる等の構造であってもよい。
この図１１において、蓋部材１４と縦管１４３とは別部材として設けられており、縦管１４３の上端が環状のシール材５１を介して蓋部材１４の下面に当接されている。また、フィルタ２０のコア部材２１も、蓋部材１４に対してシール材５２を介して当接されており、第一実施形態とは異なってねじ込まれていない。さらに、縦管１４３の上下方向の途中には、環状の外フランジ部５３が設けられ、この外フランジ部５３が筒体１１の内周に設けられた内フランジ部５４上に載置されている。また、内フランジ部５４には、給油された作動油を下方に流すための開口部５５あるいは任意な形状の切欠部等が設けられている。
以上の構造により、戻りの作動油がフィルタ２０の中側から外側に向けて濾過される構造においても、蓋部材１４を外すことで、縦管１４３内のコア部材２１やエレメント２２を取り外すことができ、その交換を気泡除去装置３０の着脱なしに行える。
【００９９】
第一実施形態では、気泡が排出される排出口３３３が作動油中に開口していることで、排出口３３３自身が気体の逆流抑制手段として機能していたが、逆流抑制手段としてはこの他、例えば第二実施形態のように排出口３３３側に設けられたチェックバルブ等で構成してもよく、このような場合には、逆流する気体を略完全になくすことができる。
ただし、このような逆流抑制手段は本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて設けられればよい。
【０１００】
その他、タンク本体１０、フィルタ２０、および気泡除去装置３０等の具体的な形状や構造などは、前記各実施形態に限定されるものではなく、その実施に際して、本発明の目的を達成できる範囲で任意に変更可能である。
【０１０１】
例えば、前記各実施形態では、フィルタ２０および気泡除去装置３０が作動油タンク１内に収容されていたが、フィルタ２０を作動油タンク１の外部に設置した場合でも、本発明に含まれる。
【０１０２】
前記各実施形態でのストレーナ１２５は、必要に応じて設けられればよく、作動油タンクの構造によっては省略可能である。ただし、ストレーナ１２５が設けられない場合には、送出口１２３の近傍、より好ましくは直上に気泡除去装置３０を設けることが望ましい。反対に、ストレーナ１２５を設けた場合では、このストレーナ１２５の近傍、より好ましくは直上に気泡除去装置３０を設けることが望ましく、この際の、送出口１２３の位置は任意であってよい。
すなわち、気泡除去装置３０は、送出口１２３やストレーナ１２５の直上に位置していることが、作動油の流れの観点からはより好ましいのであるが、送出口１２３やストレーナ１２５に対して直上ではなく、若干ずれた近傍位置に配置された場合でも、作動油の流れが妨げられない程度であれば、前述の(５)の効果を略同様に得ることができる。
【０１０３】
第一実施形態ではガイド部１２８が、また、第二実施形態ではガイド部１２９が案内機能を有しており、気泡除去装置３０から流出した作動油をストレーナ１２５側に案内していたが、ガイド部としてはこれに限らない。
例えば、図１２に示されるように、ガイド部１２８は、送出空間１２６とドレイン空間１２７とを仕切る仕切部１２８Ａと、油受部材１２に一体的に形成され、気泡除去装置３０の流出口３２２よりも上方で、液面と略平行に設けられた別の仕切部１２８Ｂとを備えている。また、仕切部１２８Ａの下部側には、送出空間１２６とドレイン空間１２７とを連通する連通孔１２８Ｃが設けられている。この場合には、排出口３３３は第二実施形態と同様に常に空気に開放となっており、先端側にチェックバルブなどの逆流抑制手段３３４を備えている。
【０１０４】
このような構造においても、第二実施形態と同様に、気泡除去後の作動油が仕切部１２８Ａおよび別の仕切部１２８Ｂによってストレーナ１２５側に案内される。そして、除去された気泡は逆流抑制手段３３４および排出口３３３を通って空気に排出される。作動油を大量に必要とする場合には、送出空間１２６の上部側が別の仕切部１２８Ｂで仕切られているために、作動油が主に連通孔１２８Ｃを通ってドレイン空間１２７の下方からストレーナ１２５に補填されるので、液面の渦の発生を防止できる。この時、第一実施形態とは異なり、除去された気泡は排出口３３３から液面より上の空気に排出され、ドレイン空間１２７の作動油とは混じらない。よって常に良質な作動油がストレーナ１２５に案内される。
【０１０５】
前記第一、第二実施形態では、ストレーナ１２５および送出口１２３は、気泡除去装置３０の軸に対して直角に設けられていたが、これに限らない。例えば、送出口１２３を気泡除去装置３０の真下に設け、ストレーナ１２５をフィルタ２０およびサイクロン室３２１と同軸上に配置してもよい。この場合には第二実施形態において、ストレーナ側ガイド１２９Ｂを設けず、サイクロン側ガイド１２９Ａが流出口３２２の周囲を覆うと同時にストレーナ１２５の上部の液面に近い部分を覆っていてもよい。このような構造では、サイクロン側ガイド１２９Ａが気泡除去後の作動油をストレーナ１２５に導くと同時に、作動油を大量に必要とする時にはサイクロン側ガイド１２９Ａの下端から吸入するので、第二実施形態と同様に液面の渦の発生を防止できる。
【０１０６】
前記第一、第二実施形態では、気泡除去装置３０の排出流路３３を形成している出口ポート３３１Ａや、横孔部３３１Ｂ、あるいは水平部３３２Ａにわたって気泡の結合域部３４が設けられていたが、この結合域部３４の設けられる位置等は、図１３（Ａ）〜（Ｈ）および図１４（Ａ）〜（Ｉ）に示すように、排出流路３３の形状や形成位置等を勘案して任意に決められてよい。なお、図１３、図１４においては、サイクロン室内への作動油の流入口（上部開口）やサイクロン室からの流出口の図示を省略してあるが、基本的には前記各実施形態と同様な位置に設けられているものである。また、図１４では、気泡がサイクロン室の底側の端面部から排出される構造である。そして、以上においては特に、図１３（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｈ）、および図１４（Ｃ）、（Ｅ）に示す結合域部３４が、気泡溜まりを積極的に形成でき、より効果的である。
さらに、図を省略するが、結合域部３４が設けられる排出流路３３としては、排出口３３３が作動油中に開口しているものに限定されず、作動油タンク１内の気体中に開放しているものであってもよい。すなわち、例えば、図１３（Ｃ）のような排出流路３３の形状で、かつ先端がより上方まで延びて排出口３３３（図中での符号は省略）が気体中に開放していてもよく、このような場合でも、排出流路３３内で大きくなった気泡を、当該排出流路３３内をよりスムーズに浮上させて気体中に放出できる。
【０１０７】
前記各実施形態としては、本発明に係る液体が建設機械の油圧システムに用いられる作動油であったが、本発明の液体タンクで扱う液体としてはこれに限定されず、水やその他の任意の液体を適用できる。勿論、液体タンクが用いられるシステムについても、油圧等の油圧システムの他、廃液タンクを備えた廃液貯蔵システムや廃液浄化システム、燃料タンクから噴射燃料を圧送する燃料噴射システム等、任意のシステムに本発明の液体タンクを適用できる。
【０１０８】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１…液体タンクである作動油タンク、１５…ブリーザ、２０…フィルタ、３０…気泡除去装置、３３…排出流路、３４…結合域部、７５…勢力低減部、１２３…送出口、１２５…ストレーナ、１２８，１２９…ガイド部、１２８Ａ…仕切部、１２８Ｂ…別の仕切部、１２９…ガイド部、１２９Ａ…サイクロン側ガイド、１２９Ｂ…ストレーナ側ガイド、３２１…サイクロン室、３２１Ａ…周面部、３２１Ｂ…端面部、３２２…流出口、３３３…排出口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する液体タンク（１）において、
当該タンク（１）内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置（３０）が設けられており、
この気泡除去装置（３０）は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室（３２１）を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室（３２１）から流出させる流出口（３２２）と、除去した気泡をサイクロン室（３２１）から排出する排出口（３３３）とを、それぞれ個別に備え、
前記気泡除去装置（３０）の排出口（３３３）は、前記サイクロン室に対して、送出口（１２３）または送出口（１２３）に取り付けられたストレーナ（１２５）から離間した側に位置し、かつ当該液体タンク（１）内に収容された液体中に開口している
ことを特徴とする液体タンク（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の液体タンク（１）において、
前記排出口（３３３）は上向きに開口している
ことを特徴とする液体タンク（１）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体タンク（１）において、
前記気泡除去装置（３０）は、液体を前記サイクロン室（３２１）へ導くための一対の導入流路（３１４）と、上方からの液体を前記一対の導入流路（３１４）に向けて分流する流れ方向変換部（６２）とを備え、
かつ前記気泡除去装置（３０）は、前記送出口（１２３）または前記ストレーナ（１２５）の近傍であって、気泡を含んだ液体を濾過するフィルタ（２０）の直下に設けられている
ことを特徴とする液体タンク（１）。
【請求項１】
液体を収容する液体タンク（１）において、
当該タンク（１）内には、液体中に含まれる気泡を除去する気泡除去装置（３０）が設けられており、
この気泡除去装置（３０）は、気泡が混じった液体に旋回流を生じさせるサイクロン室（３２１）を備えているとともに、気泡除去後の液体をサイクロン室（３２１）から流出させる流出口（３２２）と、除去した気泡をサイクロン室（３２１）から排出する排出口（３３３）とを、それぞれ個別に備え、
前記気泡除去装置（３０）の排出口（３３３）は、前記サイクロン室に対して、送出口（１２３）または送出口（１２３）に取り付けられたストレーナ（１２５）から離間した側に位置し、かつ当該液体タンク（１）内に収容された液体中に開口している
ことを特徴とする液体タンク（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の液体タンク（１）において、
前記排出口（３３３）は上向きに開口している
ことを特徴とする液体タンク（１）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体タンク（１）において、
前記気泡除去装置（３０）は、液体を前記サイクロン室（３２１）へ導くための一対の導入流路（３１４）と、上方からの液体を前記一対の導入流路（３１４）に向けて分流する流れ方向変換部（６２）とを備え、
かつ前記気泡除去装置（３０）は、前記送出口（１２３）または前記ストレーナ（１２５）の近傍であって、気泡を含んだ液体を濾過するフィルタ（２０）の直下に設けられている
ことを特徴とする液体タンク（１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１９４２６（Ｐ２０１０−１９４２６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４５４５９（Ｐ２００９−２４５４５９）
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【分割の表示】特願２００６−３５０３４１（Ｐ２００６−３５０３４１）の分割
【原出願日】平成１５年１月８日（２００３．１．８）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【分割の表示】特願２００６−３５０３４１（Ｐ２００６−３５０３４１）の分割
【原出願日】平成１５年１月８日（２００３．１．８）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]