JP2009275877A

JP2009275877A - 作動油タンク

Info

Publication number: JP2009275877A
Application number: JP2008129765A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kawamoto; 健二川本; Tsutomu Ninomiya; 力二野宮
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP5098799B2; WO2009139409A1

Abstract

【課題】既存のタンク本体の形状、サイズを変えずに、かつ、外置きのエアタンクを増設することなく、空気室の容積を拡張して内圧の変動を抑え、しかも組立が簡単でコストダウン、重量ダウンを実現する。
【解決手段】タンク本体１６の底板１８に、密閉された一対の箱体２７,２７を、タンク組立状態で作動油Ａ中に浸る状態で、かつ、対ポンプ供給部２６を挟んで両側に取付けることによってタンク本体内の底部に補助空気室２９,２９を形成する。また、本体上部の主空気室２３とこの補助空気室２９,２９とを連通させる連通管２８,２８を、タンク組立状態で上端が主空気室２３に開口する状態で箱体２７,２７に取付けた。
【選択図】図１

Description

本発明は空気圧で油面を加圧する方式の作動油タンクに関するものである。

油圧ショベルや、これを転用して構成される破砕機、掘削機等の建設機械のベースマシンは、図４に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２を縦軸まわりに旋回自在に搭載して構成され、上部旋回体２のアッパーフレーム３にブーム、アーム、バケット等を備えた作業アタッチメント（図示しない）が装着される。４はキャビンである。

上部旋回体２には、作動油を貯留する作動油タンク５、同タンク５内の作動油をブームシリンダその他の油圧アクチュエータに供給する油圧ポンプ、同ポンプを駆動するエンジン（いずれも図示省略）等が設置される。

作動油タンク５は、図５に示すように天、底板、前後左右各側板によって直方体の箱状に形成されたタンク本体６に、収容された作動油Ａを油圧ポンプに送る給油管７と、油圧アクチュエータからの戻り油を吸い込む吸い込み管８とが接続されるとともに、同本体内の上部に空気室９が形成され、この空気室９の空気圧によりタンク内の作動油Ａを上方から加圧する方式がとられている。

図４中、１０は空気室９に空気を供給する給気管、１１はこの給気管１０に設けられた減圧弁で、空気室９の圧力が設定圧力よりも低くなるとこの減圧弁１１が開いて空気室９に圧気が補給される。

また、タンク本体６の上面にエアブリーザー１２が設けられ、空気室９の圧力が設定値を超えるとエアブリーザー１２が開いて圧気が噴出する。

この構成において、大型の破砕機のように使用する油圧アクチュエータが多くて作動油の使用量が多い機械では、作動油タンク５内の油面の上下変化が激しく、空気室９の圧力の変動も激しくなるため、油圧ポンプのキャビテーション防止等の観点から、作動油タンク５を大形化して空気室９の容量を増やしたいという要請がある。しかし、作動油タンク５の設置スペースに制約があることから、上記要請に応えられなかった。

従来、スペースの制約内でタンク容量（空気室容積）を増加させる技術として、特許文献１に示されたものが公知である。

この公知技術１では、上部旋回体２の既存設備である箱状構造物（たとえばメインフレーム等と称される梁材）を外置きのエアタンクとして利用し、同構造物と作動油タンクとを配管で接続することによって空気室容量を実質的に増加させる構成をとっている。

一方、公知技術２として、特許文献２に示されるようにタンク本体内を垂直な隔壁で仕切ることによって、主空気室とは別に補助空気室を形成し、主空気室とこの補助空気室とを、外部に設けた逆Ｕ字形の連通管で連通させた技術が公知である。
実開昭５９−８５４０１号公報実開昭５７−１４３４０１号公報

しかし、公知技術１の構成によると、既存設備本来の機能を生かしつつ、エアタンクとしての気密性を確保することがコスト面、技術面で困難となる。

一方、公知技術２の構成によると、タンク本体を組立てた後、同本体内全体を隔壁で気密に仕切り、かつ、外部に連通管を取付ける必要があるため、タンクの組立が面倒となるとともに大幅なコストアップ、重量アップとなる。

そこで本発明は、既存のタンク本体の形状、サイズのまま、かつ、外置きのエアタンクを増設することなく、空気室の容積を拡張して内圧の変動を抑え、しかも公知技術２と比較して組立が簡単でコストダウン、重量ダウンを実現することができる作動油タンクを提供するものである。

請求項１の発明は、タンク本体内の上部に、同本体内に収容された作動油を空気圧によって加圧する主空気室を形成する一方、密閉された箱体を、タンク本体の底板または一つの側板の下部に、タンク組立状態で作動油中に浸る状態で取付けることによってタンク本体内の底部に補助空気室を形成し、かつ、タンク本体内で上記主空気室とこの補助空気室とを連通させる連通管を、タンク組立状態で上端が上記主空気室に開口する状態で箱体に取付けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、油圧ポンプに作動油を供給する対ポンプ供給部をタンク本体内底部の中央部に設け、一対の箱体をこの対ポンプ供給部を挟んで水平一方向の両側に設けたものである。

本発明によると、タンク本体の底板または一つの側板の下部に密閉された箱体を、タンク組立状態で作動油中に浸る状態で取付けることによって補助空気室を形成し、かつ、主空気室とこの補助空気室とを連通させる連通管を、タンク組立状態で上端が主空気室に開口する状態で箱体に取付けたから、タンク本体の形状、サイズを変えずに、かつ、外置きのエアタンクを増設することなく空気室の容積を拡張し、内圧変動を抑えることができる。

さらに、連通管付きの箱体をタンク本体の底板または一つの側板に取付けるため、取付けられた底板または側板を他のメンバーと結合するだけで、補助空気室付きでかつ主、補助両空気室が連通したタンクを簡単に組立てることができる。すなわち、タンク本体の組立後に同本体内を隔壁で気密に仕切り、かつ、外部に逆Ｕ字形の連通管を取付ける公知技術２と比較して、タンクの組立が格段に容易となるとともに、コストダウン及び重量ダウンを実現することができる。

ところで、タンク内の作動油を油圧ポンプに供給する対ポンプ供給部（図５の給油管７の上端側が接続される給油口とフィルタとから成る）が空気を吸い込むとポンプの故障を招く。そこで、この対ポンプ供給部は常時作動油に浸った状態となるようにタンク本体内の底部に設置される。

しかし、機械の傾斜によって油面が大きく傾くと対ポンプ供給部が油外に出て空気を吸い込むおそれがある。このため、従来は、機械が最大限に傾斜しても対ポンプ供給部が油中から出ないように、タンク本体内に必要量以上の作動油を入れて油面を上げており、これによりコストアップ、重量アップとなるという問題があった。

この点、本発明によると、箱体をタンク本体内の底部に沈めることによって作動油面を嵩上げできるため、対ポンプ供給部を常時油中に浸しながら作動油量を最小限に節減することができる。このため、コストダウン、重量ダウンが可能となる。

ここで、請求項２の発明によると、対ポンプ供給部をタンク本体内底部の中央部に設け、一対の箱体をこの対ポンプ供給部を挟んで水平一方向の両側に設けたから、対ポンプ供給部を常に油中に位置させるという条件を満足しながら、補助空気室を最大限に大きくとることができる。

本発明の実施形態を図１〜図３によって説明する。

実施形態にかかる作動油タンク１５の基本構成、すなわち、
（Ａ）タンク本体１６が天、底板１７,１８と前後左右の各側板１９〜２２によって直方体の箱状に形成される点、
（Ｂ）このタンク本体１６に、収容された作動油Ａを油圧ポンプに送る給油管と、油圧アクチュエータからの戻り油を吸い込む吸い込み管（いずれも図示省略）とが接続される点、
（Ｃ）タンク本体１６内の上部に主空気室２３が形成され、この主空気室２３の空気圧によりタンク内の作動油Ａを上方から加圧する点、
（Ｄ）主空気室２３に空気を供給する給気管、減圧弁及びエアブリーザー（ここでは図示省略）が設けられる点
は図５に示す従来の作動油タンク５と同じである。

なお、ここではタンク本体１６の天板１７と前後両側板１９,２０とが逆Ｕ字形の一枚板で一体に形成され、この一枚板に底板１８及び左右両側板２１,２２が結合される構成を例示している。

実施形態においては、タンク本体１６の底板１８の上面中央部に、フィルタ２４及び給油口２５から成る対ポンプ供給部２６が取付けられるとともに、タンク本体１６よりも小さい直方体状の一対の箱体２７,２７がこの対ポンプ供給部２６を挟んで前後両側に設けられている。

この箱体２７,２７は、気密状態に密閉された空気箱として独立して形成され、図１に示すタンク組立・使用状態で全体（機械の傾斜によっては一部が）作動油Ａ中に浸るようにタンク本体底板１８に取付けられている。

また、この両箱体２７,２７の上面に合成樹脂チューブ等からなる直管状の連通管２８,２８が、箱体２７,２７内に連通し、かつ、タンク組立・使用状態で上端が天板１７に近接する位置（作動油Ａが入り込まない位置）で主空気室２３に開口する状態で上向き垂直に取付けられている。

これにより、タンク本体１６内の底部に両箱体２７,２７による補助空気室２９,２９が、同本体内上部の主空気室２３と連通した状態で形成される。

この構成によると、図１に示すタンク組立状態で、主空気室２３に補助空気室２９,２９が加わることで空気室容積が拡張されるため、大型破砕機のように使用される油圧アクチュエータが多くて作動油の使用量が多い機械でも、油面の上下動に伴う主空気室２３の圧力変動が小さく抑えられる。従って、安定した圧力で油面を加圧できるため、油圧ポンプのキャビテーション等のトラブル発生を防止することができる。

しかも、タンク本体１６の形状、サイズを変える必要も、また外置きのエアタンクを増設する必要もないため、コストダウン、重量ダウンとなる。

さらに、連通管２８,２８付きの箱体２７,２７をタンク本体底板１８の上面に取付けた構成であるため、図３に示すように、タンク組立に際してこの連通管付きの箱体２７,２７を底板１８に取付けておき、この底板１８を他のタンク本体メンバーと結合するだけで、補助空気室付きでかつ主、補助両空気室２３,２９,２９が連通した作動油タンク１５を簡単に組立てることができる。

すなわち、公知技術２のようにタンク本体の組立後に同本体内を隔壁で気密に仕切り、かつ、外部に逆Ｕ字形の連通管を取付ける場合と比較して、タンク１５の組立が格段に容易となるとともに、大幅なコストダウン及び重量ダウンを実現することができる。

また、箱体２７,２７をタンク本体１６内の底部に沈めることによって作動油面Ａ１を嵩上げできるため、対ポンプ供給部２６を、機械の傾斜（図１中、二点鎖線で傾斜時の油面Ａを示す）にかかわらず常時油中に浸しながら、作動油量を最小限に節減することができる。このため、さらなるコストダウン、重量ダウンが可能となる。

ここで、対ポンプ供給部２６をタンク本体内底部の中央部に設け、一対の箱体２７,２７をこの対ポンプ供給部２６を挟んで前後両側に設けたから、対ポンプ供給部２６を常に油中に位置させるという条件を満足しながら、補助空気室２９,２９を最大限に大きくとることができる。

他の実施形態
（１）上記実施形態では、一対の箱体２７,２７を、対ポンプ供給部２６を挟んで前後両側に設けたが、左右両側に設けてもよい。

あるいは、対ポンプ供給部２６が底板中央から前後または左右に位置ずれして設置される場合は、底部の広い側の空き空間に大きめの一つの箱体２７を取付けてもよい。

（２）箱体２７を各側板１９〜２２の一つの下部に取付けてもよい。

（３）上記実施形態では箱体２７を独立して形成したが、タンク本体底板１８に取付ける場合は底板１８を、側板下部に取付ける場合はその側板を、箱体２７の底板、一つの側板として共用する構成をとってもよい。

本発明の実施形態にかかる作動油タンクの断面図である。同タンクの一部を切り開いて示す斜視図である。同タンクの組立状況を示す斜視図である。同タンクが設置される建設機械のベースマシンを示す側面図である。従来の作動油タンクの概略断面図である。

符号の説明

１５作動油タンク
１６タンク本体
１７タンク本体の天板
１８同底板
１９〜２２同側板
Ａ作動油
２３主空気室
２６対ポンプ供給部
２７,２７箱体
２８,２８連通管
２９,２９補助空気室

Claims

タンク本体内の上部に、同本体内に収容された作動油を空気圧によって加圧する主空気室を形成する一方、密閉された箱体を、タンク本体の底板または一つの側板の下部に、タンク組立状態で作動油中に浸る状態で取付けることによってタンク本体内の底部に補助空気室を形成し、かつ、タンク本体内で上記主空気室とこの補助空気室とを連通させる連通管を、タンク組立状態で上端が上記主空気室に開口する状態で箱体に取付けたことを特徴とする作動油タンク。
油圧ポンプに作動油を供給する対ポンプ供給部をタンク本体内底部の中央部に設け、一対の箱体をこの対ポンプ供給部を挟んで水平一方向の両側に設けたことを特徴とする請求項１記載の作動油タンク。