JP5685556B2 - ホイールローダおよび作業機械のタンク - Google Patents

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Description

本発明は、ホイールローダおよび作業機械のタンクに関する。
エンジンで駆動される作業機械には、エンジンに供給する燃料を貯蔵する燃料タンクが設けられている。作業機械として、たとえばホイールローダの場合には、燃料タンクは、後部車体の下面に取り付けられている。すなわち、ホイールローダは、アーム、バケット、前輪等を有する前部車体と、運転室、エンジン室、後輪等を有する後部車体とを備えている。後部車体のフレーム上にはエンジンが載置されている。燃料タンクは、後部車体のフレームの下面に取り付けられている(特許文献1参照)。
特開2005−133492号公報
ホールローダでは地上の障害物との干渉を防止するため、地上最低高をできるだけ高くする必要がある。上述したようにホイールローダではフレームの下面に燃料タンクが設けられるので、地上の障害物との干渉を防止するために燃料タンクの下面の高さをできるだけ高くする必要がある。しかし、燃料タンクの上面の高さはホイールローダのフレームの下面の高さによって制限されてしまう。そのため、ホイールローダの燃料タンクは、前後左右方向の寸法に比べて高さ方向の寸法が小さくなってしまう。
このように、ホイールローダの燃料タンクでは上面で水平となる部分の面積が広くなってしまうため、給油時に燃料タンク内の空気が外部に逃げにくくなってしまう。このため、給油時に給油口から燃料が吹き返してしまうなどの不具合が生じるおそれがある。
(1) 請求項1の発明によるホイールローダは、前後左右の4つのタイヤと、タイヤに支持され屈曲可能に設けられた車体と、車体を構成する前側フレームおよび後側フレームと、後側フレームの前方側に設けられた運転室と、後側フレームの後方側に設けられたエンジン室と、前側フレームに対し上下方向に回動可能に設けられたアームと、アームの先端に回動可能に設けられたバケットと、後側フレームの後方下側に設けられた燃料タンクとを備えるホイールローダであって、燃料タンクは、タンク上面を覆う天板と、天板に取り付けられて、天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ天板の下面に集まった燃料タンク内の空気を外部に導く空気抜き部とを有することを特徴とする。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載のホイールローダにおいて、天板保持部材は、上方に向かって凹む凹状に形成された凹部が下面に設けられ、凹部が天板の上面に溶接されていて天板を凹部の形状に沿って上方に向かって撓ませており、空気抜き部は、天板に対して凹部の最も凹んだ位置の近傍に設けられていることを特徴とする。
(3) 請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のホイールローダにおいて、燃料タンクは、後側フレームの後方下側に取り付けるための取付マウントが複数設けられており、取付マウントの少なくとも1つは、天板の上面に設けられていることを特徴とする。
(4) 請求項4の発明は、請求項3に記載のホイールローダにおいて、取付マウントの少なくとも1つは、タンク上板の上面において、天板保持部材から離間した位置に溶接にて取り付けていることを特徴とする。
(5) 請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のホイールローダにおいて、燃料タンクは、上下左右前後方向から見たそれぞれの投影面積のうち、上方または下方から見たときの投影面積が最も大きくなる形状に形成されていることを特徴とする。
(6) 請求項6の発明による作業機械のタンクは、作業機械に搭載される、液体を入れるためのタンクであって、タンク上面を覆う天板と、天板に取り付けられて、天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ天板の下面に集まった容器内の空気を外部に導く空気抜き部とを有することを特徴とする。
(1) 請求項1の発明によるホイールローダは、燃料タンクが、タンク上面を覆う天板と、天板に取り付けられて、天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ天板の下面に集まった燃料タンク内の空気を外部に導く空気抜き部とを有するように構成されている。これにより、簡単な構成によって天板を撓ませて燃料タンク内の空気を空気抜き部の下部に集めて外部に導くことができ、また、燃料タンクの制作工程が複雑化しないので、コスト増を抑制できる。
(2) 請求項5の発明による作業機械のタンクは、タンク上面を覆う天板と、天板に取り付けられて、天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ天板の下面に集まった容器内の空気を外部に導く空気抜き部とを有するように構成されている。これにより、簡単な構成によって天板を撓ませてタンク内の空気を空気抜き部の下部に集めて外部に導くことができ、また、タンクの制作工程が複雑化しないので、コスト増を抑制できる。
本実施の形態に係るホイールローダの側面図である。 燃料タンクの斜視図である。 燃料タンクのフレームへの取り付け状態を示す斜視図である。 燃料タンクのフレームへの取り付け状態を示す斜視図である。 反らせ板によって燃料タンクの上板が上方に向かって凸状に撓ませて保持されている状態を説明する図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。
図1〜5を参照して、本発明によるホイールローダおよび作業機械のタンクの一実施の形態を説明する。図1は、本実施の形態に係るホイールローダの側面図である。ホイールローダ100は、アーム111,バケット112,タイヤ113等を有する前部車体110と、運転室121,エンジン室122,タイヤ123等を有する後部車体120とで構成される。エンジン室122は、建屋カバー131で覆われている。エンジン室122の内部には、不図示のエンジンが後部車体120のフレーム150に取り付けられている。後部車体120の後部、すなわちフレーム150の後部にはカウンタウェイト124が取り付けられている。フレーム150の後部下面には、後に詳述する燃料タンク200が取り付けられている。
アーム111は不図示のアームシリンダの駆動により上下方向に回動(俯仰動)し、バケット112はバケットシリンダ115の駆動により上下方向に回動(ダンプまたはクラウド)する。前部車体110と後部車体120はセンタピン101により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ116の伸縮により後部車体120に対し前部車体110が左右に屈折する。説明の便宜上、本実施の形態では各図に記載したように前後左右方向および上下方向を規定する。なお、図1における紙面奥側が右方向であり、紙面手前側が左方向である。また、以下の説明では、ホイールローダ100が水平で平坦な地面に置かれていることを前提とする。
図2は燃料タンク200の斜視図であり、図3,4は燃料タンク200のフレーム150への取り付け状態を示す斜視図である。なお、図3,4では、後述するブリーザホース212等の細部の記載を省略している。燃料タンク200は、材質がたとえば鉄等の鋼材であり、燃料タンク200の上面を覆う天板(または上板)201と、底面である底板202と、左右の側面である右側の側板203および左側の側板204と、前面である前板205と、後面である後板206とを有する。燃料タンク200をフレーム150に取り付けると、上板201は略水平となり、底板202は前方に向かうにつれて下方へ下がるように傾斜し、側板203,204、前板205および後板206は略垂直となる。
上板201の略水平である部位の右前部および左前部には、燃料タンク200をフレーム150に取り付けるための取付マウント207がそれぞれ設けられている。取付マウント207は、厚肉板形状を呈している。後板206の右上部および左上部には、燃料タンク200をフレーム150に取り付けるための取付マウント208がそれぞれ設けられている。取付マウント208は上下方向に延在する部分と前後方向に延在する部分とを有する略L字状断面を呈する部材である。取付マウント208の上下方向に延在する部分は後板206に溶接で接合され、前後方向に延在する部分(上面)は、フレーム150の下面に当接してフレーム150にボルト155で締結される。すなわち、燃料タンク200は、フレーム150の下面に取付マウント207,208の上面を当接させ、フレーム150と取付マウント207,208とをボルト155で締結することによってフレーム150に取り付けられている。
上板201の後部からは、燃料タンク200へ燃料を給油するための給油口209が後上方に向かって突出している。上板201の上面には、燃料タンク200の内外を空気が流通するためのブリーザ211が取り付けられている。ブリーザ211にはブリーザホース212が接続されている。すなわち、燃料タンク200にはブリーザ211およびブリーザホース212を介して空気が出入りするように構成されている。
ホールローダ100では地上の障害物との干渉を防止するため、地上最低高をできるだけ高くする必要がある。したがって、フレーム150の下面に取り付けられる燃料タンク200は、下面(底板205)を地面からできるだけ離間させる必要がある。しかし、燃料タンク200の上面(上板201)の高さはフレーム150の下面の高さによって制限されてしまう。そのため、燃料タンク200は、前後左右方向の寸法に比べて高さ方向の寸法が小さくなってしまい、上方または下方から見たときの投影面積が前後方向もしくは左右方向から見たときの投影面積よりも大きくなる形状とされている。
そして、上板201の水平部分の面積が側板203,204、前板205および後板206の面積より広くなってしまうため、そのままでは燃料タンク200内の空気が一カ所に集まり難い。そのため、給油時に燃料タンク200内の空気がブリーザ211およびブリーザホース212を介して外部に逃げ難くなるので、給油時に給油口209から燃料が吹き返してしまうなどの不具合が生じるおそれがある。そこで、本実施の形態では、図5に示す反らせ板250を上板201の上面に取り付けている。
反らせ板250は、上板(天板)201を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材であり、左右方向に延在している。反らせ板250は、上下前後方向に延在する平面に沿って切断すると略方形の断面を呈する(図2〜5参照)。反らせ板250は、上板201の略水平な部分における前後方向の中央近傍で燃料タンク200の略全幅にわたって立設されている。反らせ板250は、略水平な上面251と、上方に向かって凹む凹状に形成された下面252とを備えている。このように、前後方向から見たときに下面252が左右端側から左右方向中央近傍に向かうにつれて上方に向かって凹む緩やかな曲線状に形成されているので、反らせ板250の高さは、左右方向の中央近傍の高さh1が最も低く、左右端近傍の高さh2が最も高い(図5)。なお、燃料タンク200の形状が左右で略対称なので、反らせ板250の形状も左右で略対称とされている。
反らせ板250の下面252と上板201の上面とを溶接にて接合することで、上板201は下面252の形状に沿って上方に向かって凸状に撓む。そのため、燃料タンク200に燃料を注入すると、燃料タンク200内の空気は、上板201の下面のうち、反らせ板250によって上方に向かって凸状に撓ませることで最も高くなった部位に向かって集まる。ブリーザ211は、上板201に対して、反らせ板250における上方に向かって最も凹んだ位置、の近傍に設けられている。すなわち、ブリーザ211は、反らせ板250によって上方に向かって凸状に撓んだ上板201の下面に集まった燃料タンク200内の空気を外部に導くように取り付けられている。
これにより、燃料タンク200内の空気が給油時にブリーザ211およびブリーザホース212を介してスムーズに外部に抜けるので、給油時に給油口209から燃料が吹き返してしまうなどの不具合を防止できる。
上述したように厚肉板形状を呈する取付マウント207は、上板201の水平部分における前部左右端近傍(以下、単に前部左右端近傍と呼ぶ)に設けられており、下面が上板201の上面に溶接によって接合されている。上板201の前部左右端近傍では、上板201が取り付けられている側板203または側板204と前板205との影響を受けるため、および、反らせ板250から離れているため、反らせ板250による上板201の撓み(変形)の影響が少なくなる。そのため、上板201の前部左右端近傍では、取付マウント207の姿勢は反らせ板250による上板201の撓みの影響を受け難い。したがって、取付マウント207の上面と下面とが平行のままでも、燃料タンク200のフレーム150への取り付けに影響がない。すなわち、上面と下面とのなす角度を敢えて変更する必要がなく、取付マウント207の製作コストを抑制できる。
なお、上板201の後部左右端近傍では、上板201が取り付けられている側板203または側板204と後板206との影響を受けるため、および、反らせ板250から離れているため、反らせ板250による上板201の撓み(変形)の影響が少なくなる。そのため、上板201の後部左右端近傍に取付マウント207を設けたとしても、取付マウント207の姿勢は反らせ板250による上板201の撓みの影響を受け難い。したがって、取付マウント207を上板201の後部左右端近傍に設けた場合であっても、取付マウント207を上述したように上板201の前部左右端近傍に設けた場合と同様の作用効果を奏する。
すなわち、本実施の形態では、次の作用効果を奏する。
(1) 反らせ板250によって、上板201を上方に向かって凸状に撓ませて保持するように構成した。そして、反らせ板250によって上方に向かって凸状に撓んだ上板201の下面に集まった燃料タンク200内の空気をブリーザ211およびブリーザホース212を介して外部に導くように構成した。これにより、簡単な構成によって略水平の上板201を撓ませて燃料タンク200内の空気をブリーザ211の下部に集めて外部に導くことができ、また、燃料タンク200の制作工程が複雑化しないので、コスト増を抑制できる。
(2) 反らせ板250の下面252を、前後方向から見たときに左右端側から左右方向中央近傍に向かうにつれて上方に向かって凹む緩やかな曲線状に形成し、この下面252を上板201の上面に溶接で接合するように構成した。そして、ブリーザ211を上板201に対して、反らせ板250における上方に向かって最も凹んだ位置、の近傍に設けるように構成した。これにより、反らせ板250の構造を簡略化できるとともに、燃料タンク200内の空気を効率よく外部に導くことができる。すなわち、反らせ板250自体の制作費用や反らせ板250の取り付け費用を安価に抑えた上で、給油時の燃料タンク200内の空気の排気効率を向上できる。
(3) 厚肉板形状を呈する取付マウント207を、上板201の前部左右端近傍に設けるように構成した。これにより、タンク前側の取付マウント207を、後側の取付マウント208と同様の形状としてタンク前板205に取り付ける場合に比べて、タンク前板205の前方にタンク取り付けスペースを設ける必要がない。そのため、燃料タンク200の取付位置の自由を高めることができる。
(4) 燃料タンク200が上方または下方から見たときの投影面積が前後方向もしくは左右方向から見たときの投影面積よりも大きくなるように形成されているため、そのままでは燃料タンク200内の空気が一カ所に集まり難く、給油時に燃料タンク200内の空気が外部に逃げ難い。しかし、上述した本実施の形態では、反らせ板250によって、上板201を上方に向かって凸状に撓ませて保持し、上方に向かって凸状に撓んだ上板201の下面に集まった燃料タンク200内の空気をブリーザ211およびブリーザホース212を介して外部に導くように構成した。これにより、そのままでは燃料タンク200内の空気が一カ所に集まり難く、給油時に燃料タンク200内の空気が外部に逃げ難くなるような形状の燃料タンク200であっても、燃料タンク200内の空気を効率よく外部に導くことができる。したがって、限られたスペースに配設するために形状の制約を受けた燃料タンク200を使用できるので、燃料タンク200やホイールローダ100の各機器を効率的に配設できる。
(5) タンク上板201の上面において、取付マウント207を天板保持部材250から離間した位置に溶接にて取り付けるようにした。その結果、天板保持部材250による上板201の凸形状への変形を阻害することがない。上述の離間した位置とは、天板保持部材250の溶接により上板201が変形する量が少ない領域を意味する。このような領域では、多少変形する上板201と取付フレーム207の下面とが十分に接触するので、上下面を平行に加工した取付フレーム207を使用しても、すなわちコストをかけることなく、その取り付けに影響がない。
−−−変形例−−−
(1) 上述の説明では、上板201に設けた反らせ板250が1つであったが、本発明はこれに限定されず、上板201に2つ以上の反らせ板250を設けてもよい。
(2) 上述の説明では、反らせ板250の延在方向が左右方向であるが、本発明はこれに限定されず、反らせ板250の延在方向が前後方向であってもよく、前後方向よりも左右に傾いた斜め前後方向(斜め左右方向)であってもよい。
(3) 上述の説明では、上板201の水平部分における、反らせ板の延在方向(すなわち左右方向)と直交する方向(すなわち前後方向)の中央近傍に反らせ板250を配設しているが、本発明はこれに限定されず、燃料タンク200内の空気の排気に支障がなければ、直交する方向(すなわち前後方向)にずれていてもよい。
(4) 反らせ板250の形状は左右方向で対称であってもよく、左右方向で対称でなくてもよい。すなわち、燃料タンク200内の空気の排気に支障がなければ、反らせ板250における最も高さが低くなる位置(上下方向の厚みが最も薄くなる位置、すなわち反らせ板250における上方に向かって最も凹んだ位置)が左右方向の中央から右方または左方にずれていてもよい。
(5) 上述の説明では、ブリーザ211を上板201に対して、反らせ板250における上方に向かって最も凹んだ位置、の近傍に設けているが、本発明はこれに限定されない。燃料タンク200内の空気の排気に支障がなければ、たとえば、ブリーザ211を上記の位置からずれた位置に設けてもよい。また、ブリーザ211を2カ所以上設けてもよい。
(6) 上述の説明では、左右2つの取付マウント207が上板201の上面に設けられているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、取付マウント207の少なくとも1つが上板201の上面に設けられていれば、上述したように、燃料タンク200の取付位置の自由度を高めることができるという作用効果を奏する。また、燃料タンク200の後側の取付マウント208の双方を前側の取付マウント207と同様の形状として、上板201の上面に設ければ、タンク後方の設置スペースも不要となり、燃料タンク200の取付位置の自由度をさらに高めることができるという作用効果を奏する。換言すると、タンク上板201とフレーム150との間に取付部材を設けることにより、タンク200の前方および/または後方に、タンク取付のスペースを設ける必要がなく、タンク設置自由度を高めることができる。
なお、本発明では、取付マウント207または取付マウント208を上板201の上面に設けることは必須ではない。
(7) 上述の説明では、反らせ板250の下面252を上方に向かって凹む凹状に形成し、この下面252と上板201の上面とを溶接にて接合することで、上板201を下面252の形状に沿って上方に向かって凸状に撓ませたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図6に示すように、下面262の左右方向の略中央で下に向かって突出する突部263を設けた反らせ板260を用いてもよい。そして、反らせ板260の左右端をそれぞれ、側板204,203に溶接して固定し、突部263を上板201の上面に溶接して上板201の左右方向の略中央を上方に引き上げて保持することで、上板201を上方に向かって凸状に撓ませて保持するように構成してもよい。
また、たとえば図7に示すように各部を構成してもよい。すなわち、燃料タンク200の上方で、左右方向に延在してフレーム150に溶接やボルト止め等で固定される上板引き上げ用梁151を設ける。上板201の上面には、雌ねじが設けられた上板引き上げ用ボス270を取り付ける。そして、上板引き上げ用梁151に設けられた不図示の貫通穴の上方から上板引き上げ用ボルト271を挿入して上板引き上げ用ボス270の雌ねじへ螺合させる。この上板引き上げ用ボルト271によって引き上げ用ボス270および上板201を上方に引き上げることで、図7の2点鎖線で示すように上板201を上方に向かって凸状に撓ませて保持するように構成してもよい。なお、ラジエータフレームなど、上板引き上げ用梁151に代えて用いることができる部材が既にある場合には、当該部材を上板引き上げ用梁151に代えて利用してもよい。
(8) 上述の説明では、ホイールローダ100の燃料タンク200について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ホイールローダ100以外に油圧ショベルや、移動式クレーン、フォークリフト、土質改良機、リサイクル作業等、他の作業機械に本発明を適用してもよい。また、燃料タンク200に限らず、作動油や潤滑油、土質改良機やリサイクル作業機等の各種作業機械における原料や添加剤等で液状のもの等、燃料以外の各種の液体のタンクに本発明を適用してもよい。
(9) 上述の説明では、燃料タンク200の材質がたとえば鉄等の鋼材であるが、本発明はこれに限定されない。燃料タンク200の材質は鉄に限らず、たとえばステンレス等の他の鋼材であってもよく、鋼材以外に樹脂等であってもよく、FRP等の複合材であってもよい。
(10) 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、前後左右の4つのタイヤと、タイヤに支持され屈曲可能に設けられた車体と、車体を構成する前側フレームおよび後側フレームと、後側フレームの前方側に設けられた運転室と、後側フレームの後方側に設けられたエンジン室と、前側フレームに対し上下方向に回動可能に設けられたアームと、アームの先端に回動可能に設けられたバケットと、後側フレームの後方下側に設けられた燃料タンクとを備えるホイールローダであって、燃料タンクは、タンク上面を覆う天板と、天板に取り付けられて、天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ天板の下面に集まった燃料タンク内の空気を外部に導く空気抜き部とを有することを特徴とする各種構造のホイールローダを含むものである。
また、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、作業機械に搭載される、液体を入れるためのタンクであって、タンク上面を覆う天板と、天板に取り付けられて、天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ天板の下面に集まった容器内の空気を外部に導く空気抜き部とを有することを特徴とする各種構造の作業機械のタンクを含むものである。
100 ホイールローダ、110 前部車体、120 後部車体、150 フレーム、200 燃料タンク、201 天板(または上板)、207,208 取付マウント、211 ブリーザ、250,260,270 反らせ板、252 下面

Claims (6)

  1. 前後左右の4つのタイヤと、
    前記タイヤに支持され屈曲可能に設けられた車体と、
    前記車体を構成する前側フレームおよび後側フレームと、
    前記後側フレームの前方側に設けられた運転室と、
    前記後側フレームの後方側に設けられたエンジン室と、
    前記前側フレームに対し上下方向に回動可能に設けられたアームと、
    前記アームの先端に回動可能に設けられたバケットと、
    前記後側フレームの後方下側に設けられた燃料タンクとを備えるホイールローダであって、
    前記燃料タンクは、
    タンク上面を覆う天板と、
    前記天板に取り付けられて、前記天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、
    前記天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ前記天板の下面に集まった前記燃料タンク内の空気を外部に導く空気抜き部とを有することを特徴とするホイールローダ。
  2. 請求項1に記載のホイールローダにおいて、
    前記天板保持部材は、上方に向かって凹む凹状に形成された凹部が下面に設けられ、前記凹部が前記天板の上面に溶接されていて前記天板を前記凹部の形状に沿って上方に向かって撓ませており、
    前記空気抜き部は、前記天板に対して前記凹部の最も凹んだ位置の近傍に設けられていることを特徴とするホイールローダ。
  3. 請求項1または請求項2に記載のホイールローダにおいて、
    前記燃料タンクは、後側フレームの後方下側に取り付けるための取付マウントが複数設けられており、
    前記取付マウントの少なくとも1つは、前記天板の上面に設けられていることを特徴とするホイールローダ。
  4. 請求項3に記載のホイールローダにおいて、
    前記取付マウントの少なくとも1つは、タンク上板の上面において、天板保持部材から離間した位置に溶接にて取り付けていることを特徴とするホイールローダ。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のホイールローダにおいて、
    前記燃料タンクは、上下左右前後方向から見たそれぞれの投影面積のうち、上方または下方から見たときの投影面積が最も大きくなる形状に形成されていることを特徴とするホイールローダ。
  6. 作業機械に搭載される、液体を入れるためのタンクであって、
    タンク上面を覆う天板と、
    前記天板に取り付けられて、前記天板を上方に向かって凸状に撓ませて保持する天板保持部材と、
    前記天板保持部材によって上方に向かって凸状に撓んだ前記天板の下面に集まった前記容器内の空気を外部に導く空気抜き部とを有することを特徴とする作業機械のタンク。
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