JP4540750B1 - サブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸２２により回転駆動されるポンプ本体の荷役能力を低下させずに、オイルモータ１の表面温度を低く抑えられる構造を実現する。
【解決手段】入口ポート２４及び出口ポート３１を設けた端板３５のうちで、この出口ポート３１の周縁部と流出側油圧パイプ１７の上流側端面との間にオリフィス３７を設ける。このオリフィス３７よりも上流側部分で前記端板３５の内部に、一端を前記出口ポート３１の内周面に、他端をモータケース２７内の室２８に、それぞれ開口させた通孔３６を設ける。この通孔３６を通じてこの室２８内に低温の作動油を送り込んで、温度上昇したドレン油の温度を低下させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、液体貨物輸送用船舶の貨物タンク内に設置するサブマージドポンプ装置を駆動する為のオイルモータの冷却機構の改良に関する。具体的には、このポンプ装置を駆動する性能を低下させる事無く、前記オイルモータを駆動する為の作動油の温度の上昇を抑えられる構造の実現を図るものである。

石油、石油精製品、各種液状化学製品等（以下、これらを「貨液」と称する）を船舶で大量輸送する場合には、輸送効率を向上させるべく、船舶に設けた複数の貨液タンクに、前記貨液を直接貯溜（バラ積み）して運搬する事が多い。言い換えれば、この貨液を、地上でも運搬可能な容器に積めたまま、船舶で輸送する様な方法を採用すると、輸送効率が悪化する。但し、この様に、船舶に設置した貨液タンクに貨液をバラ積みするには、この貨液タンクへの積み卸し作業が必要になる。この積み卸し作業のうち、卸し作業は、前記貨液タンクの底部に、サブマージドポンプと呼ばれる、貨液荷揚げ用のポンプを設置し、このサブマージドポンプにより、前記貨液タンク内の貨液を汲み上げる必要がある。貨液は可燃性のものや通電性を有するものが多い為、前記サブマージドポンプの回転駆動を電動モータにより行う事はできない。この為従来から、例えば特許文献１、２に記載されている様に、オイルモータ（油圧モータ）により、前記サブマージドポンプを回転駆動する事が行われている。

図５は、従来から知られている、オイルモータ１とポンプ本体２とを組み合わせた、貨液用の荷揚げ装置である、サブマージドポンプ装置の１例を示している。貨液３を貯溜する貨液タンク４は、甲板５とタンク底６との間にバルクヘッド７を掛け渡す事により構成している。この貨液タンク４の底部中央部は周囲部分よりも低くなった導液部８とし、この導液部８の最深部に向け前記ポンプ本体２の貨液吸入口９を開口させて、前記貨液タンク４内の貨液３のほぼ全量を吸い出せる様にしている。この貨液タンク４の底面を構成する前記タンク底６の上面（図示の例では、二重船底を構成する上板の上面）で前記導液部８を囲む部分に、ボトムサポート１０を設けている。前記ポンプ本体２は、このボトムサポート１０に昇降可能に案内されて、前記導液部８内に下半部を進入させ、前記貨液吸入口９をこの導液部８の底面に近接対向させる。この状態で前記ポンプ本体２は、前記オイルモータ１により回転駆動されて前記貨液３を吸入し、吐出管１１を通じて前記貨液タンク４外に送り出す。

ポンプ本体２とオイルモータ１とは、このポンプ本体２の被駆動軸とこのオイルモータ１の駆動軸とをトルク伝達可能な状態で結合し、前記貨液タンク４内空間の下部に設置している。この状態で、前記オイルモータ１を作動させる為の作動油が、前記貨液タンク４内に貯溜された貨液３中に混入する事を確実に防止する必要がある。この為に、前記ポンプ本体２の上端部に筒状の外側ケース１２の下端部を、液密を保持した状態で結合固定し、前記オイルモータ１をこの外側ケース１２の内側に収納している。又、この外側ケース１２の上端部にサポートパイプ１３の下端部を、液密を保持した状態で結合固定して、前記ポンプ本体２及び前記オイルモータ１を、前記外側ケース１２を介して吊り下げ支持可能としている。更に、前記サポートパイプ１３は、中間部を前記バルクヘッド７に対し、中間サポート１４により、昇降可能に支持し、上端部を、前記甲板５に固定されたデッキカバー１５に結合している。

前記オイルモータ１は、特許請求の範囲に記載したエネルギ変換装置に相当するもので、前記サポートパイプ１３内に配設された流入側油圧パイプ１６を通じて送り込まれる高圧の作動油により駆動され、この作動油の圧力エネルギを、後述する駆動軸２２を回転させる運動エネルギに変換する。又、前記オイルモータ１を駆動した後の作動油は、やはり前記サポートパイプ１３内に配設された流出側油圧パイプ１７を通じて取り出される。更に、このサポートパイプ１３内には、ドレンパイプ１８を配設している。このドレンパイプ１８は、後述する様に、前記オイルモータ１内に存在する複数の摺動部から、このオイルモータ１の構成各部材を収めた、モータケース２７内に漏れ出した作動油を還流させる為のものである。この為に前記ドレンパイプ１８の下流端を、前記流出側油圧パイプ１７の途中に接続している。

前記貨液タンク４内の貨液３を汲み出す際には、前記甲板５上に設けた、作動油タンク、送油ポンプ及び制御弁等を備えた、図示しない圧油供給源から前記オイルモータ１に高圧の作動油を、前記流入側油圧パイプ１６を通じて送り込む。このオイルモータ１としては、例えば図６に示す様な斜軸型ピストンモータを使用している。この斜軸型ピストンモータの構造及び作用は公知であり、後述の実施の形態の説明部分でも簡単に説明する為、この部分では詳しい説明は省略する。

要するに前記オイルモータ１は、前記流入側油圧パイプ１６を通じて送り込まれた高圧の作動油により、各シリンダ１９、１９内でピストン２０、２０を往復移動させる。すると、これら各ピストン２０、２０が、球面継手２１、２１を介して、前記駆動軸２２の基端部（上端部）に固設した回転板２３を回転させる。この結果、この回転板２３と一体の駆動軸２２が回転するので、この駆動軸２２により、前記ポンプ本体２内の被駆動翼（羽根車）を回転させれば、このポンプ本体２が前記貨液タンク４内の貨液３を、前記貨液吸入口９から吸引し、前記吐出管１１に押し出す。この吐出管１１の上部は、前記デッキカバー１５に結合支持されており、この吐出管１１の上端部に上流端を結合された図示しない送液ホース（或は送液管）の下流端は、地上のタンク設備に通じている。前記吐出管１１を通じて送り出される貨液３の量は、前記制御弁により、前記各シリンダ１９、１９内に送り込む作動油の圧力及び量を変える事により調節可能である。

上述の様な荷役作業の為のモータ本体２の運転時に、前記流入側油圧パイプ１６から入口ポート２４を通じて前記各シリンダ１９、１９内に送り込まれた高圧の作動油の一部は、これら各シリンダ１９、１９の内周面と前記各ピストン２０、２０の外周面との摺動部に存在する微小隙間や、これら各シリンダ１９、１９を設けたシリンダブロック２５とポートプレート２６との摺動部に存在する微小隙間を通じて、前記モータケース２７の内部に存在する空間である、室２８に漏出する。この室２８内に漏出した作動油であるドレン油は、前記各摺動部並びに前記駆動軸２２を回転自在に支持した軸受ユニット２９を潤滑してから、前記モータケース２７のドレンポート３０に上流端を接続した、前記ドレンパイプ１８に送り出される。このドレンパイプ１８内に送り出された前記ドレン油は、前記各シリンダ１９、１９から出口ポート３１を通じて前記流出側油圧パイプ１７に送り出された作動油と共に、前記圧油供給源を構成する作動油タンクに戻されてから、再度作動油として循環使用される。

ところで、前記ドレン油を含み、前記作動油タンクに戻される作動油の温度は、前記流入側油圧パイプ１６から前記入口ポート２４を通じて前記各シリンダ１９、１９内に送り込まれる作動油の温度よりも高くなる。この理由は、潤滑に伴う摩擦熱の吸収と作動油の圧力低下に基づく温度上昇とによる。このうちの摩擦熱は、前記軸受ユニット２９や、前記各シリンダ１９、１９の内周面と前記各ピストン２０、２０の外周面との摺動部を潤滑するのに伴って、前記軸受ユニット２９部分やこれら各摺動部で発生する摩擦熱を吸収する事による。又、圧力低下による温度上昇は、前記各微小隙間を通過して前記室２８内に漏出したドレン油の圧力が、前記入口ポート２４から前記各シリンダ１９、１９内に送り込まれる作動油の圧力よりも低くなる事による。これら２通りの理由により、前記ドレンパイプ１８を通じて前記作動油タンクに戻されるドレン油（作動油）の温度は、前記入口ポート２４部分の作動油の温度よりも高くなる。

特に、近年、荷役作業の能率化等の為、サブマージドポンプの運転を、従来に比べて高回転、高圧力で行う様になっている。これに伴って、前記ポンプ本体２を駆動する為のオイルモータ１に送り込む作動油の流入量が増加し、流入圧力が高くなっている。例えば、前記入口ポート２４部分の圧力を２２ＭＰａ程度、流量を１９３Ｌ／min程度として、前記駆動軸２２の回転速度を３０００min^-1程度としている。この様な条件下では、ドレン油の流量は、前記入口ポート２４から送り込まれる作動油の流入量の１％程度になる。そして、前記ドレン油の温度は、前記入口ポート２４部分での（流入時）作動油の温度よりも、凡そ３５℃程度高くなる。この様に温度上昇したドレン油が前記作動油タンク内に戻される結果、この作動油タンク内の作動油、延いてはこの作動油タンクから前記流入側油圧パイプ１６を通じて前記ポンプ本体２に送り込まれる作動油の温度が、徐々に上昇する。

前記作動油タンク内の作動油の温度が所定値以上になると、前記圧油供給源部分に設置したオイルクーラが作動して、前記作動油タンク内の作動油を冷却する。この様にオイルクーラが作動した状態では、前記入口ポート２４部分での作動油の温度は、５０〜６０℃の範囲内で安定する。前記ドレン油の温度は、この５０〜６０℃から更に３５℃程度上昇するので、このドレン油がその内面に接触する、前記オイルモータ１を構成するモータケース２７の表面温度は、８５〜９５℃程度になる。ＮＫ（日本海事協会）鋼船規則Ｓ編１５．３．２−８の規定で、サブマージドポンプ等の運転機器の表面温度は８０℃以下に抑える事が要求されている。上述した運転状態では、前記モータケース２７の表面温度が８０℃を超える可能性があるので、これを抑える必要がある。前記オイルクーラの性能を向上させて、前記作動油タンク内の作動油の温度を低く（例えば３０〜４０℃程度に）抑える事も考えられる。但し、この様な方法では、前記オイルクーラを大型化する必要があるだけでなく、作動油の粘性抵抗が大きくなって、少ないエネルギで前記サブマージドポンプの性能を向上させる面からは不利になる。

これらの事を考慮すれば、前記規定を満たす為には、前記ドレン油の温度上昇を低く抑える事が最も適切である。このドレン油の温度上昇を低く抑える事は、ドレン油の量を増加させる事で解決できる。例えば図６〜７に記載した構造の場合には、前記ポートプレート２６に、例えば内径が０．７mm程度の小通孔３２を、このポートプレート２６に設けた前記入口ポート２４と、前記室２８とを連通させる状態で形成している。又、図８に記載した構造の場合には、流入側油圧パイプ１６の途中からフラッシングパイプ３３を分岐すると共に、このフラッシングパイプ３３の下流端を室２８に開口させて、フラッシングラインを構成している。又、このフラッシングラインの途中に、内径が０．７mm程度のオリフィス３４を設置している。

これら何れの構造でも、前述した様な、各摺動部から室２８に漏出するドレン油に加えて、一定量の作動油が、前記小通孔３２、又は、前記オリフィス３４を設けたフラッシングラインを通じて、前記室２８に追加注入される。これら小通孔３２やオリフィス３４を通じてこの室２８に追加注入される作動油にしても、圧力低下により温度上昇はするが、摩擦熱を吸収する事による温度上昇はない。この為、前記室２８内に存在するドレン油の温度を下げて、ポンプ本体２を構成するモータケース２７の表面温度を低く抑えられる。即ち、何れの構造でも、前記室２８内に流入するドレン油の量は、前記流入側圧力パイプ１６を通じて前記オイルモータ１に送られる作動油の流入量の４％程度になる。そして、この流入側圧力パイプ１６を通じて送られる作動油の温度に対するドレン油の温度上昇を、２０℃以下に抑えられる。この為、前述の様に、オイルクーラにより作動油タンク内の作動油の温度を５０〜６０℃に抑えれば、前記ドレン油の温度、延いてはモータケース２７の表面温度を、７０〜８０℃程度に抑えられる。

但し、上述の様な方法により、前記モータケース２７の表面温度を下げると、このオイルモータ１に送り込まれる作動油のうちで、駆動軸２２を回転させる為に利用されずに、ドレンパイプ１８を通じて作動油タンクに戻される作動油の割合が多くなる。この結果、前記オイルモータ１の性能が低下する。具体的には、前記駆動軸２２の回転速度が低下して、前記ポンプ本体２が吸引し、吐出する貨液３の量が少なくなる。即ち、サブマージドポンプの貨液移送能力が低下する。例えば、ドレン油の量が、前述の様に、定常の状態で作動油流入量の１％程度であった場合に、前記小通孔３２や前記オリフィス３４を通じて前記室２８に作動油を追加注入し、この室２８内に注入される作動油の合計量を４％程度にすると、この追加注入に伴って、前記オイルモータ１の回転速度は概略で３％程度低下する。

前記貨液移送能力を確保すべく、前記オイルモータ１の回転速度を低下させない為には、前記圧油供給源から前記流入側圧力パイプ１６を通じて前記オイルモータ１に送られる作動油の量を、前記小通孔３２や前記オリフィス３４を通じて前記室２８に追加注入される作動油分だけ増やす必要がある。この様な方法により前記貨液移送能力を確保するには、前記圧油供給源を構成する送油ポンプの出力を増やさなければならない。特に図６〜８に示した構造の場合には、前述した通り、前記小通孔３２や前記オリフィス３４を通過した作動油の温度が、圧力低下により上昇する。

即ち、前記流入側圧力パイプ１６を通じて送られてくる作動油を、前記小通孔３２や前記オリフィス３４を通じて前記室２８内に追加注入すると、例えば２２ＭＰａ程度の高圧の作動油を、瞬間的に、例えば０．０５ＭＰａ程度の室２８の圧力に変化させる。この結果、前記作動油の圧力エネルギが熱エネルギに変化し、前記追加注入される作動油の温度が上昇する。
要するに前記図６〜８に示した２例の構造は何れも、軸受ユニット２９や、シリンダ１９、１９とピストン２０、２０の摺動部等を潤滑して温度上昇しているドレン油に、圧力低下によって温度上昇した作動油を追加する事で、前記室２８内に存在する作動油（ドレン油）の温度上昇を抑えるものである。この為、前記モータケース２７の表面温度を十分に低下させる為に前記室２８内に追加注入しなければならない作動油の必要量が多く、前記オイルモータ１の回転速度を低下させる程度が著しくなる。

特公昭４６−２１５４１号公報 実公平７−４４７８９号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、サブマージドポンプを構成するポンプ本体の荷役能力を低下させずに、オイルモータ（モータケース）の表面温度を低く抑えられる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構は、前述の図６、８に示したサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構と同様に、モータケースと、駆動軸と、入口ポート及び出口ポートと、エネルギ変換装置と、ドレンパイプとを備える。
前記駆動軸は、前記モータケースの一端部（下端部）内側に、軸受ユニット等により回転自在に支持されている。そして、前記モータケース外に突出した先端部により、ポンプ本体の被駆動部を回転駆動する。
又、前記入口ポート及び出口ポートは、それぞれが前記モータケースの他端部に設けられている。このうちの入口ポートは、圧油供給源の吐出口に通じる流入側油圧パイプの下流端を接続する。又、前記出口ポートは、この圧油供給源の作動油タンクに通じる流出側油圧パイプの上流端を接続する。
又、前記エネルギ変換装置は、前記入口ポート及び出口ポートと前記駆動軸の基端部との間に設けられて、この入口ポートからこの出口ポートに向けて流れる加圧された作動油の圧力エネルギを、前記駆動軸を回転させる運動エネルギに変換する。
更に、前記ドレンパイプは、前記モータケースの中間部に上流端を、前記作動油タンクに下流端を、それぞれ通じさせて、このモータケース内に漏出したドレン油をこの作動油タンクに戻す。尚、前記ドレンパイプの下流端は、前記流出側油圧パイプの途中に接続し、この流出側油圧パイプを介して前記ドレン油を前記作動油タンクに戻す様に構成する事が、前記ドレンパイプが徒に長くなるのを防止する為に好ましい。

特に、本発明のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構に於いては、前記エネルギ変換装置の出口側から、前記出口ポート及び前記流出側油圧パイプを通じて前記作動油タンクに通じる、作動油戻し流路の途中に絞り部材を設けている。そして、この作動油戻し流路内の圧力を、この絞り部材よりも上流側（前記エネルギ変換装置側）で下流側（前記作動油タンク側）よりも、少しだけ高くしている。
更に、前記絞り部材よりも上流側と前記モータケースの内部空間との間に、前記出口ポートから前記作動油タンクに向けて前記戻し流路を流れる作動油の一部を前記内部空間に送り込む為の還流通路を設けている。

この様な本発明を実施する場合、より具体的には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記絞り部材を、前記入口ポート及び前記出口ポートを設けた端板のうちで、この出口ポートの周縁部と流出側油圧パイプの上流側端面との間に挟持されたオリフィスとする。そして、前記還流通路を、前記端板の内部に設けられて、一端を前記出口ポートの内周面に、他端をモータケースの内部に、それぞれ開口させた通孔とする。
或は、請求項３に記載した発明の様に、前記絞り部材を、前記流出側油圧パイプの途中に設けられたオリフィスとする。そして、前記還流通路を、この流出側油圧パイプの途中でこのオリフィスよりも上流側部分から分岐してモータケース内に下流端を開口させた還流パイプとする。
この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記還流パイプの途中に第二のオリフィスを設ける。

上述の様に構成する本発明のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構によれば、サブマージドポンプを構成するポンプ本体の荷役能力を低下させずに、オイルモータの表面温度を低く抑えられる。
即ち、本発明の構造によれば、戻し流路のうちで絞り部材の上流側から還流通路を介してモータケース内に送り込まれる作動油がこのモータケース内に存在するドレン油と混ざり合う事で、このモータケースの温度上昇が抑えられる。前記戻し流路の途中に前記絞り部材を設ける事で、この絞り部材の上流側から、前記還流通路を通じて前記モータケース内に送り込まれた作動油の温度が多少上昇はするが、その上昇量は僅少に抑えられる。その理由は、次の(1)(2)の通りである。

(1) 前記絞り部材は、前記戻し流路を流れる作動油の一部を前記還流通路に分流させる為に、この絞り部材の上流側の圧力を下流側の圧力よりも少しだけ大きくすれば良い。従って、この絞り部材の上流側部分の圧力を高める程度は僅かで良い。
(2) エネルギ変換装置を通過して出口ポートから前記戻し流路に吐出される作動油の圧力は、流入側油圧パイプから前記エネルギ変換装置に送り込まれる作動油の圧力に比べて低い。従って、前記戻し流路の途中に絞り部材を設けても、元々この絞り部材の上流側に存在する作動油の圧力はあまり高くはない。
これら(1)(2)の理由により、前記絞り部材の上流側から前記還流通路を通じて前記モータケース内に送り込まれる作動油の圧力がこのモータケース内で低下する程度、延いてはこの作動油の温度が上昇する程度は僅少で済む。この為、前記還流通路からこのモータケース内に送り込まれる作動油により、前記ドレン油の温度を効果的に低下させられる。

上述の様に本発明の構造の場合には、戻し流路を通じて前記モータケース内に、ドレン油の温度を低下させる為に十分な量の作動油を送り込める。又、このドレン油の温度を低下させる為に、流入側油圧パイプから前記エネルギ変換装置に送り込む作動油は使用しない。即ち、このエネルギ変換装置を作動させてオイルモータの駆動軸を回転させる為、圧油供給源から、流入側油圧パイプを介して入口ポートに送り込む作動油のほぼ全量を、前記駆動軸を回転駆動する為に利用できる。この為、この作動油を有効利用して、この駆動軸の回転速度を十分に速くできる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、オイルモータ部分の縦断面図。 図１のＸ部拡大図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、オイルモータ部分の縦断面図。 同第３例を示す、オイルモータ部分の縦断面図。 サブマージドポンプを使用した荷役状況を示す縦断面図。 従前の構造の第１例を示す、オイルモータ部分の縦断面図。 図６のＹ部拡大図。 従前の構造の第２例を示す、オイルモータ部分の縦断面図。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構の特徴は、入口ポート２４及び出口ポート３１を設けた端板３５の一部に、この出口ポート３１とモータケース２７内とを連通する通孔３６を設けると共に、この出口ポート３１の下流端開口部にオリフィス３７を設けた点にある。即ち、これら通孔３６とオリフィス３７とを設ける事により、前記出口ポート３１内を流れる作動油の一部を前記モータケース２７内に注入し、このモータケース２７内に漏出した、各部を潤滑する等により温度上昇したドレン油の温度を低下させる点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図６、８により説明した従前の構造と同様であるから、同等部分に関する説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、及び、先に説明しなかった部分を中心に説明する。

図示しない圧油供給源の吐出口に通じる流入側油圧パイプ１６から前記入口ポート２４内に送り込まれた高圧の作動油は、複数のシリンダ１９、１９のうちで、エネルギ変換装置３８に関する作動油の入口側である、ピストン２０が深く入り込んでいる、図１の左側のシリンダ１９内に、次述するシリンダブロック２５の回転に伴って、順次送り込まれる。そして、これら各シリンダ１９、１９内に嵌装されたピストン２０、２０を、これら各シリンダ１９、１９から順次押し出す。すると、これら各シリンダ１９、１９を設けたシリンダブロック２５が、センタピン３９を中心として回転する。この結果発生する前記各ピストン２０、２０の公転運動が、球面継手２１、２１を介して回転板２３に伝わり、駆動軸２２を回転させる。更にこの駆動軸２２が、ポンプ本体２（図５参照）の被駆動軸を回転駆動して、荷役を行わせる。前記シリンダブロック２５の回転に伴って、前記各シリンダ１９、１９内で押し出し方向に変位した前記各ピストン２０、２０が再びこれら各シリンダ１９、１９内に押し戻される際に、これら各シリンダ１９、１９内に送り込まれていた作動油が前記各ピストン２０、２０により、前記出口ポート３１に向け押し出される。即ち、図１に示した前記各シリンダ１９、１９のうちで、ピストン２０の嵌合深さが浅い、図１の右側のシリンダ１９が、前記エネルギ変換装置３８に関する作動油の出口側である。

上述の様にして、前記エネルギ変換装置３８の出口側から前記出口ポート３１に押し出される作動油の圧力は、前記流入側油圧パイプ１６から前記入口ポート２４内に送り込まれる作動油の圧力よりも遥かに低いが、陽圧（正圧）である。そこで本例の場合には、前記通孔３６とオリフィス３７とを利用して、前記出口ポート３１内を流れる作動油の一部を前記モータケース２７内に注入し、このモータケース２７内に漏出したドレン油の温度を低下させる様にしている。この為に本例の場合には、前記オリフィス３７を、前記入口ポート２４及び前記出口ポート３１を設けた端板３５のうちで、この出口ポート３１の周縁部と流出側油圧パイプ１７の上流側端面との間に挟持している。前記オリフィス３７の内径は、これら出口ポート３１及び流出側油圧パイプ１７の内径よりも少しだけ小さい（前記通孔３６の内径等、前記出口ポート３１部分の作動油を前記モータケース２７内に戻す流路の断面積等との関係で変わるが、例えば、この内径の６０〜９０％程度としている）。又、前記通孔３６は、前記端板３５の内部に、前記出口ポート３１に対し傾斜方向に設けて、一端（上端、上流端）をこの出口ポート３１の内周面に、他端（下端、下流端）を前記モータケース２７の内部空間である室２８に、それぞれ開口させている。

この様な構成を採用する事により本例のサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構は、前記入口ポート２４から前記エネルギ変換装置３８内に送り込まれてこのエネルギ変換装置３８の微小隙間から前記モータケース２７内の室２８に漏出し、更に軸受ユニット２９等を潤滑する等に起因して温度上昇したドレン油の温度を、十分に低下させられる。即ち、本例の構造によれば、前記オリフィス３７の上流側から、還流通路である前記通孔３６を通じて前記モータケース２７内の室２８に送り込まれる作動油が、この室２８内に存在する、前記温度上昇したドレン油と混ざり合う事で、このドレン油の温度を低下させる。この結果、このドレン油にその内面を曝らされた、前記モータケース２７の温度上昇が抑えられる。尚、この様な、ドレン油が発生し、しかもその温度が上昇する理由は、図６に示した従前の構造の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。何れにしても、前記出口ポート３１から前記通孔３６内に送り込まれる作動油の圧力は、前述した(1)(2)の様な理由によりあまり高くない為、この通孔３６から前記室２８内に送り込まれた作動油の温度上昇は極く僅かである。この結果、この通孔３６からこの室２８内に送り込まれる作動油により、前記ドレン油の温度を効果的に低下させられる。

しかも本例の構造の場合には、前記ドレン油の温度を低下させる為に、前記流入側油圧パイプ１６から前記入口ポート２４を介して前記エネルギ変換装置３８に送り込む作動油は使用しない。即ち、このエネルギ変換装置３８を作動させてオイルモータ１の駆動軸２２を回転させる為、前記圧油供給源から、前記流入側油圧パイプ１６を介して前記入口ポート２４に送り込む作動油のうち、前述した様な、各摺動部で発生する１％程度の漏洩分を除き、ほぼ全量を、前記駆動軸２２を回転駆動する為に利用できる。この為、前記作動油を有効利用して、この駆動軸２２の回転速度を十分に速くできる。要するに本例の構造によれば、前記圧油供給源の能力を特に高くしなくても、前記駆動軸２２により回転駆動されるポンプ本体２（図５参照）の荷役能力を低下させずに、前記オイルモータ１（を構成するモータケース２７）の表面温度を低く抑えられる。

前記通孔３６から前記室２８に流入した作動油は、先に図６、８により説明した従前構造の場合と同様に、ドレン油と共に、ドレンパイプ１８を通じて前記圧油供給源の作動油タンクに戻される。尚、このドレンパイプ１８の下流端は、前記流出側油圧パイプ１７のうちで、前記オリフィス３７よりも下流側に接続しても、或は、直接前記作動油タンクに通じさせても良い。
又、前記オリフィス３７の上流側に設けて、前記エネルギ変換装置３８の出口部分から吐出された作動油を前記室２８に送り込む通孔は、前記端板３５の内部に代えて、ポートプレート２６の内部に設ける事もできる。

［実施の形態の第２例］
図３は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、絞り部材であるオリフィス３７ａを、流出側油圧パイプ１７ａの途中に設けている。即ち、この流出側油圧パイプ１７ａを、上流部分４０と下流部分４１とに分割し、これら両部分４０、４１同士を接続するフランジ同士の間に、前記オリフィス３７ａを挟持している。このオリフィス３７ａの内径は、前記両部分４０、４１の内径よりも少しだけ（例えばこの内径の６０〜９０％程度に）小さくしている。そして、還流通路である還流パイプ４２の上流端を、流出側油圧パイプ１７ａのうちの上流部分４０から分岐している。更に、この還流パイプ４２の下流端を、モータケース２７内の室２８に通じさせている。尚、この還流パイプ４２を設けた事に伴って、ドレンパイプ１８ａの上流端を、前記モータケース２７の反対側の下部に接続している。

この様な本例の場合も、上述した実施の形態の第１例の場合と同様に、入口ポート２４からエネルギ変換装置３８内に送り込まれてこのエネルギ変換装置３８の微小隙間から前記モータケース２７内の室２８に漏出し、更に軸受ユニット２９等を潤滑する等して温度上昇したドレン油の温度を、十分に低下させられる。又、圧油供給源の能力を特に高くしなくても、駆動軸２２により回転駆動されるポンプ本体２の荷役能力を確保できる。

［実施の形態の第３例］
図４は、請求項１、３、４に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、還流通路である還流パイプ４２ａとして上述した実施の形態の第２例のものよりも太いものを使用する代わりに、この還流パイプ４２ａの途中に第二のオリフィス４３を設けている。そして、この第二のオリフィス４３により、この還流パイプ４２ａを通じてモータケース２７内に還流する作動油の流量を調節して（絞って）いる。又、流出側油圧パイプ１７ａの上流部分４０と下流部分４１との間に挟持したオリフィス３７ｂの内径を、上述した第２例の場合よりも大きくしている。その他の部分の構成及び作用は、この実施の形態の第２例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

図１〜２に示した実施の形態の第１例を実施する場合に於ける、具体的な、圧力、流量、寸法等の関係の１例に就いて説明する。
入口ポート２４部分の圧力 ： ２２ＭＰａ
同じく流量 ： １９３Ｌ／min
出口ポート３１部分の圧力 ： ０．１ＭＰａ
同じく流量 ： １９１Ｌ／min
出口ポート３１の下流端部分の内径 ： ２０mm
オリフィス３７の内径 ： １５mm
通孔３６の内径 ： ３．３mm

以上の条件で、前記オリフィス３７の上流側と下流側との間に、０．０５ＭＰａの圧力差が発生する。同程度の圧力差が、前記出口ポート３１部分と室２８内の作動油との間に発生する。そして、前記通孔３６を通じてこの室２８内に、３Ｌ／minの割合で作動油が流入する。この作動油の温度は、前記通孔３６から前記室２８内に吐出する瞬間に、圧力低下に伴って上昇する。但し、この温度上昇は、出口ポート３１部分の圧力と前記室２８部分との圧力差である、凡そ０．０５ＭＰａ分の圧力低下に基づくものであり、極く僅少に抑えられる。この結果、エネルギ変換装置３８の微小隙間からモータケース２７内に漏出し、更に軸受ユニット２９等を潤滑する等に起因して温度上昇したドレン油の、前記入口ポート２４部分の作動油に対する温度上昇分を、２０℃以下に抑えられる。従って、前述の様に、オイルクーラにより前記入口ポート２４部分での作動油の温度を５０〜６０℃に維持すれば、モータケース２７の表面の温度を、十分に８０℃以下に抑えられる。

図３に示した、実施の形態の第２例を実施する場合に於ける、具体的な、圧力、流量、寸法等の関係の１例に就いて説明する。
入口ポート２４部分の圧力 ： ２２ＭＰａ
同じく流量 ： １９３Ｌ／min
出口ポート３１部分の圧力 ： ０．０７ＭＰａ
同じく流量 ： １９１Ｌ／min
流出側油圧パイプ１７ａの上流部分４０の内径 ： ２１．４mm
オリフィス３７ａの内径 ： １９mm
還流パイプ４２の内径 ： ７mm

以上の条件で、前記オリフィス３７ａの上流側と下流側との間に、０．０２ＭＰａの圧力差が発生する。同程度の圧力差が、前記流出側油圧パイプ１７aの上流部分４０と室２８内の作動油との間に発生する。そして、前記還流パイプ４２を通じてこの室２８内に、３Ｌ／minの割合で作動油が流入する。この作動油の温度に就いても、前記還流パイプ４２から前記室２８内に吐出する瞬間に、圧力低下に伴って上昇する。但し、この温度上昇は、前記出口ポート３１部分と前記室２８内との圧力差である、凡そ０．０２ＭＰａ分の圧力低下に基づくものであり、極く僅少に抑えられる。この結果、エネルギ変換装置３８の微小隙間からモータケース２７内に漏出し、更に軸受ユニット２９等を潤滑する等して温度上昇したドレン油の、前記入口ポート２４部分の作動油に対する温度上昇分を、１４．５℃程度に抑えられる。従って、前述の様に、オイルクーラにより前記入口ポート２４部分での作動油の温度を５０〜６０℃に維持すれば、モータケース２７の表面の温度を、十分に８０℃以下に抑えられる。

図４に示した、実施の形態の第３例を実施する場合に於ける、具体的な、圧力、流量、寸法等の関係の１例に就いて説明する。
入口ポート２４部分の圧力 ： ２２ＭＰａ
同じく流量 ： １９３Ｌ／min
出口ポート３１部分の圧力 ： ０．１５ＭＰａ
同じく流量 ： １９１Ｌ／min
流出側油圧パイプ１７ａの上流部分４０の内径 ： ２１．４mm
オリフィス３７ｂの内径 ： １４mm
還流パイプ４２の内径 ： １６．１mm
第二のオリフィス４３の内径 ： ２．７mm

以上の条件で、このオリフィス３７ａの上流側と下流側との間に、０．１ＭＰａの圧力差が発生する。同程度の圧力差が、前記流出側油圧パイプ１７aの上流部分４０と室２８内の作動油との間に発生する。そして、前記還流パイプ４２を通じてこの室２８内に、３Ｌ／minの割合で作動油が流入する。この作動油の温度に就いても、前記還流パイプ４２aの途中の第二のオリフィス４３を通過する際、圧力低下に伴って上昇する。但し、この温度上昇に就いても、出口ポート３１部分の圧力と前記室２８部分との圧力差である、凡そ０．１ＭＰａ分の圧力低下に基づくものであり、極く僅少に抑えられる。この結果、本実施例の場合も、ドレン油の、前記入口ポート２４部分の作動油に対する温度上昇分を、１４．５℃程度に抑えられる。従って、本実施例の場合も、前述した実施例１、２と同様の条件下で、モータケース２７の表面の温度を、十分に８０℃以下に抑えられる。

１ オイルモータ
２ ポンプ本体
３ 貨液
４ 貨液タンク
５ 甲板
６ タンク底
７ バルクヘッド
８ 導液部
９ 貨液吸入口
１０ ボトムサポート
１１ 吐出管
１２ 外側ケース
１３ サポートパイプ
１４ 中間サポート
１５ デッキカバー
１６ 流入側油圧パイプ
１７、１７ａ 流出側油圧パイプ
１８、１８ａ ドレンパイプ
１９ シリンダ
２０ ピストン
２１ 球面継手
２２ 駆動軸
２３ 回転板
２４ 入口ポート
２５ シリンダブロック
２６ ポートプレート
２７ モータケース
２８ 室
２９ 軸受ユニット
３０ ドレンポート
３１ 出口ポート
３２ 小通孔
３３ フラッシングパイプ
３４ オリフィス
３５ 端板
３６ 通孔
３７、３７ａ、３７ｂ オリフィス
３８ エネルギ変換装置
３９ センタピン
４０ 上流部分
４１ 下流部分
４２、４２ａ 還流パイプ
４３ 第二のオリフィス

Claims (4)

1. モータケースと、このモータケースの一端部内側に回転自在に支持されて、このモータケース外に突出した先端部によりポンプ本体の被駆動部を回転駆動する駆動軸と、それぞれがこのモータケースの他端部に設けられた、圧油供給源の吐出口に通じる流入側油圧パイプの下流端を接続する入口ポート及びこの圧油供給源の作動油タンクに通じる流出側油圧パイプの上流端を接続する出口ポートと、これら入口ポート及び出口ポートと前記駆動軸の基端部との間に設けられて、この入口ポートからこの出口ポートに向けて流れる加圧された作動油の圧力エネルギを、前記駆動軸を回転させる運動エネルギに変換するエネルギ変換装置と、前記モータケースの中間部に上流端を、前記作動油タンクに下流端を、それぞれ通じさせて、このモータケース内に漏出したドレン油をこの作動油タンクに戻すドレンパイプとを備えたサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構に於いて、前記エネルギ変換装置の出口側から、前記出口ポート及び前記流出側油圧パイプを通じて前記作動油タンクに通じる、作動油戻し流路の途中に絞り部材を設けると共に、この絞り部材よりも上流側と前記モータケースの内部空間との間に、前記出口ポートから前記作動油タンクに向けて前記戻し流路を流れる作動油の一部を前記内部空間に送り込む為の還流通路を設けた事を特徴とするサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構。
2. 前記絞り部材が、前記入口ポート及び前記出口ポートを設けた端板のうちで、この出口ポートの周縁部と前記流出側油圧パイプの上流側端面との間に挟持されたオリフィスであり、前記還流通路が、前記端板の内部に設けられて、一端を前記出口ポートの内周面に、他端を前記モータケースの内部に、それぞれ開口させた通孔である、請求項１に記載したサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構。
3. 前記絞り部材が、前記流出側油圧パイプの途中に設けられたオリフィスであり、前記還流通路が、この流出側油圧パイプの途中でこのオリフィスよりも上流側部分から分岐して前記モータケース内に下流端を開口させた還流パイプである、請求項１に記載したサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構。
4. 前記還流パイプの途中に第二のオリフィスを設けている、請求項３に記載したサブマージドポンプ駆動用オイルモータの冷却機構。

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