JP4986920B2 - 作動油タンクの配管閉塞装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械等のように、油圧アクチュエータで駆動される機構を有する機械に設けた作動油タンクに、作動油を貯留した状態でこの作動油タンクからの流出配管を閉鎖する作動油タンクの配管閉塞装置に関するものである。

油圧アクチュエータにより駆動される機械の一例として、例えば油圧ショベルがある。油圧ショベルは、周知のように、下部走行体の走行，上部旋回体の旋回及びフロント作業機は、油圧シリンダや油圧モータからなる油圧アクチュエータにより駆動されるものである。このために、エンジン等により駆動される油圧ポンプを備えており、この油圧ポンプからの圧油が方向切換弁を介して各油圧アクチュエータに供給される。また、油圧アクチュエータからの戻り油は作動油タンクに還流することになり、再び油圧ポンプに吸い込まれる。つまり、作動油タンクから油圧ポンプに吸い込まれた圧油が方向切換弁を介して油圧アクチュエータに供給された後、作動油タンクに還流する閉ループの油圧回路が設けられる。

作動油タンクの構成としては、例えば特許文献１に示したものが従来から広く用いられている。この特許文献１によれば、作動油タンクは油圧ポンプへの流出配管が接続されており、また油圧アクチュエータからの戻り油を流入させる流入配管が接続されている。流出配管は作動油タンクの底面に接続され、また流入配管は上部に接続される。流入配管から流入する戻り油から異物を除去するためにフィルタが設けられ、また流出配管にストレーナが装着されており、作動油が油圧ポンプに供給される際には、異物や汚損物を含まない清浄なものとなる。作動油タンクは密閉性を有するものであり、その内部の液面が変化したときに、内部の圧力が変化しないようにするためにエアブリーザが装着されている。
特開平５−１８７４０１号公報

作動油タンクの流出配管は油圧ポンプに接続されており、油圧ポンプが駆動されると、作動油が吸い込まれる。この油圧ポンプへの吸い込み時に、抵抗を最小限にするために、流出配管には開閉弁等が設けられないのが一般的である。作動油タンクに対しては適宜メンテナンスが行われる。メンテナンスの頻度が最も高いのは流入側に設けられるフィルタや流出側に設けられるストレーナの交換である。フィルタは作動油タンクの上面に取り付けられているので、汚損したフィルタの取り出し、また新たなフィルタの装着は作動油タンクの上部側から行うことができる。一方、ストレーナは作動油タンクの底面に設けた流出配管に装着されており、このストレーナはエアブリーザの下方位置に設けられる。エアブリーザは作動油タンクの上面に設けた開口部に装着されており、エアブリーザとストレーナとは連結杆により連結することによって、エアブリーザを取り外すと、連結杆と共にストレーナを取り出すことができる。

また、作動油タンク内の作動油が劣化したり、汚損したりすると、作動油を交換するが、この作動油の交換は、流出配管から作動油を排出し、作動油タンクの内部をクリーニングした後、新たな作動油が供給される。

ところで、流出配管には、適宜の位置に継ぎ手部が設けられており、この継ぎ手部によって、流出配管を分岐させたり、分岐をなくしたり、経路を変えたりすることができる。従って、この継ぎ手部を取り外して、付け替えを行うことによって、配管の分岐や分岐の解消を行うことができ、この配管のレイアウトを変更することはかなりの頻度で行われる。このときには、吸い上げポンプによって作動油タンクの内部から作動油を抜き取って、適宜の容器に収容させる。このときに、作動油に異物が混入する等により汚損される可能性があり、これを再度作動油タンクに戻して使用すると、油圧ポンプを初め、油圧回路を構成する各部を損傷させるおそれがある。このために、配管のレイアウトを変更したときには、作動油タンク内の作動油を無駄に廃棄しなければならないという問題点がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、流出配管の一部を取り外したときにも、作動油が汚損されない状態で作動油タンク内に貯留できるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、底面から突出するように設けた流出配管にストレーナが着脱可能に装着され、このストレーナに連結杆を連結し、この連結杆の他端に連結したエアブリーザを上面部の開口部に着脱可能に装着された作動油タンクに着脱可能に装着され、前記流出配管を閉鎖するための作動油タンクの配管閉塞装置であって、前記開口部内に挿通可能な外径を有し、前記ストレーナを脱着した前記流出配管を閉塞させる閉塞部材と、この閉塞部材に連結した連結ロッドとを備え、前記連結ロッドは、前記閉塞部材により前記流出配管が閉塞されたときに、前記作動油タンク内の最高液面位置より高い位置まで延在する長さを有し、前記閉塞部材は前記流出配管に嵌合されるキャップから構成され、このキャップの内面には前記流出配管の外周面に当接する弾性部材からなるシール部材を有する構成とし、前記キャップには、異なる径の流出配管に嵌着可能な複数のシール部材を装着する構成としたことを特徴とするものである。また、本発明は、底面から突出するように設けた流出配管にストレーナが着脱可能に装着され、このストレーナに連結杆を連結し、この連結杆の他端に連結したエアブリーザを上面部の開口部に着脱可能に装着された作動油タンクに着脱可能に装着され、前記流出配管を閉鎖するための作動油タンクの配管閉塞装置であって、前記開口部内に挿通可能な外径を有し、前記ストレーナを脱着した前記流出配管を閉塞させる閉塞部材と、この閉塞部材に連結した連結ロッドとを備え、前記連結ロッドは、前記閉塞部材により前記流出配管が閉塞されたときに、前記作動油タンク内の最高液面位置より高い位置まで延在する長さを有し、前記閉塞部材は前記流出配管に嵌合されるキャップから構成され、このキャップの内面には前記流出配管の外周面に当接する弾性部材からなるシール部材を有する構成とし、前記連結ロッドには、前記キャップの内部空間を大気と連通させる空気通路を設ける構成としたことを特徴とするものである。

作動油タンクの外からの操作によって、流出配管の作動油タンクからの流出口を閉塞する。閉塞部材は流出配管内に挿入されるものであっても、また流出配管の外周面に嵌合されるものであっても良い。さらに、流出配管の開口端部のエッジ部分に閉塞部材を当接させるようにしても、この流出配管を閉塞することもできる。作動油は非圧縮性の流体であるから、流出配管内に挿入するのではなく、流出配管の外周面に嵌合されるキャップを用いるのが容易であり、また完全な閉塞を行うためにも望ましい。

キャップを用いる場合、その内周面に流出配管の外周面に当接する弾性部材からなるシール部材を設けて、流出配管に嵌合させたときに、シール部材が弾性変形するように構成すると、密閉性を高めることができる。作動油タンクは、その流出配管の外径寸法が異なるものもある。このために、キャップは外径寸法の異なる複数の流出配管に嵌着できるようにするのが望ましい。キャップの内面に段差を設けるか、またはキャップの内面に内径の異なるリング部材を着脱可能に連結する構成とすることができる。

キャップを伏椀状にして作動油タンク内に沈めるようにすれば、内部に空気が封じ込められる。この空気は圧縮性を有することから、キャップを流出配管に押し込むように嵌合させることができる。ただし、キャップ内の空気を圧縮させた状態で流出用配管と連結していると、キャップには、押し上げる方向の反力が作用することから、十分な安定性がえられないことがある。このために、キャップ内の空気を大気に排出する機構を設けるのが望ましい。キャップの内部に通路の一端を臨ませ、この通路の他端を大気と連通させるように構成することができる。この通路を独立のものとして構成することもできるが、連結ロッドを中空にして、その内部に空気通路を形成することもできる。

作動油タンクは深底のものであり、連結ロッドを操作しても、閉塞部材としてのキャップを流出配管に嵌合する操作を円滑に行えない場合がある。エアブリーザを装着するための開口部と流出配管とはほぼ同心位置に設けられるのが一般的である。そこで、一端側にキャップを設けた連結ロッドに蓋体部材を挿通させて設け、この蓋体部材を作動油タンクの上面における開口部の周囲に固定できるように構成する。これによって、蓋体部材と作動油タンクの上面に設けた開口部とを位置合わせすれば、キャップを正確に流出配管に嵌合することができる。また、蓋体部材により開口部を実質的に密閉状態にすることができるので、作動油タンク内の作動油に対する汚損防止機能を発揮させることもできる。

作動油タンクの底面に接続した流出配管のレイアウトを変更する等のために、流出配管の一部を取り外したときにも、作動油が汚損されない状態で作動油タンク内に貯留でき、作動油タンク内の作動油を流出配管の再装着後も継続的に使用できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に配管閉塞装置が装着される作動油タンクの断面構造を示す。図中において、１は作動油タンクであって、この作動油タンク１は、例えば油圧ショベルの上部旋回体のフレームＦに設置されている。作動油タンク１は配管２によって油圧ポンプ３と接続されている。ここで、図示した構成にあっては、油圧ポンプ３は２基設けられている。作動油タンク１と油圧ポンプ３との間の配管２は、作動油タンク１から所定の位置まではパイプからなる流出配管部４となっており、また油圧ポンプ３への接続側から所定の長さ分も同様、パイプからなるサクション配管部５となっている。これら流出配管部４とサクション配管部５との間は接続配管部６で連結されている。接続配管部６は、流出配管部４側から、第１の可撓管６ａ，パイプからなる連結管６ｂ及び第２の可撓管６ｃから構成されている。

作動油タンク１の内部は、仕切り板７が設けられており、この仕切り板７によって作動油タンク１は流入側と流出側との２つのチャンバ８ａ，８ｂに区画形成されている。そして、仕切り板７には連通孔７ａが形成されており、この連通孔７ａによってチャンバ８ａとチャンバ８ｂとが連通している。そして、作動油タンク１の側壁１ｂの上部位置には流入配管９が接続されており、この流入配管９から戻り油が流入することになる。流入配管９は流入側のチャンバ８ａに装着したフィルタ１０の内部に接続されている。ここで、流入配管９に応じた数のフィルタ１０が設けられており、本実施の形態においては、２本のフィルタ１０が設けられて、それぞれに流入配管９が接続されている。

流出側のチャンバ８ｂには、その底面１ａに流出配管部４が接続されているが、この流出配管部４にはストレーナ１１が嵌合して設けられている。従って、流出配管部４は底面１ａ表面からこのストレーナ１１の嵌合代分乃至それ以上の長さ分だけ作動油タンク１内に突出している。そして、このストレーナ１１の配設位置の上方にはエアブリーザ１２が装着されている。このために、作動油タンク１の上面１ｃには円形の開口部１３が形成されており、この開口部１３の周囲には円環状のボルト座１４が設けられている。エアブリーザ１２はこの開口部１３の周囲にボルト１５で固定されている。さらに、エアブリーザ１２の下面とストレーナ１１の上面との間は連結杆１６により連結されている。従って、ボルト１５を取り外して、エアブリーザ１２を持ち上げれば、ストレーナ１１を流出配管部４から脱着して取り出すことができる。

作動油タンク１と油圧ポンプ３との間を連結している配管２は適宜変更できるものである。つまり、配管２のレイアウトを変えることができるようになっている。接続配管部６は、この配管２のレイアウトの変更を可能にするために設けられており、流出配管部４から分離可能となっている。流出配管部４と接続配管部６とを分離したときに、作動油タンク１から作動油が流出しないようにするために、流出配管部４の作動油タンク１内への接続口を配管閉塞装置２０により閉塞させるようにする。

図２及び図３に配管閉塞装置２０の構成を示す。図中において、２１は流出配管部４を閉塞させるキャップ、２２はキャップ２１に螺挿するようにして連結した連結ロッドをそれぞれ示す。キャップ２１は、有蓋円筒形状の金属部材から構成され、その外径は開口部１３の孔径より小さいものである。このキャップ２１の内周面は段差を有する形状となっており、開口端側は大径部２１Ｌとなり、奥側は小径部２１Ｓとなっている。そして、これら大径部２１Ｌ及び小径部２１Ｓには、それぞれシールリング２３，２４が装着されている。

ここで、作動油タンク１の底面１ａから流出配管部４が所定の長さ突出しており、キャップ２１は、ストレーナ１１に代えて、この流出配管部４に嵌合される。従って、キャップ２１の内周面は流出配管部４の外径より大きくなっている。ここで、流出配管部４は機種によって異なるサイズとしたものがあり、例えば、接続されている油圧ポンプ３の数等に応じて流出配管部４のサイズが異なるものが用いられる。キャップ２１に大径部２１Ｌと小径部２１Ｓとを形成したのは、図４に示した大径の流出配管部４Ｌと、図５に示したように、小径の流出配管部４Ｓとに対応可能とするためである。ここで、実際に流出配管部４Ｌなり４Ｓなりと当接するのは、キャップ２１における大径部２１Ｌや小径部２１Ｓの内壁面ではなく、それらに装着したシールリング２３，２４であり、これらのシールリング２３，２４はこのときに圧縮されるようになる。これによって、流出配管部４とキャップ２１の内面との間はシールされた状態となる。

連結ロッド２２はキャップ２１の蓋体部２１ｃに連結して設けられており、その連結位置は蓋体部２１ｃの中心位置となっている。そして、連結ロッド２２の先端部には左右に張り出すように設けた把持部２５が設けられており、この配管閉塞装置２０を作動油タンク１に着脱する際には、作業者はこの把持部２５を手で把持することになる。しかも、連結ロッド２２は中空パイプからなるものであって、内部に一端がキャップ２１の内面に開口し、他端が把持部２５から外部に開口する空気通路２６が形成されている。

連結ロッド２２の長さは、キャップ２１が流出配管４に嵌着された状態で、少なくとも作動油タンク１の最高液面より高い位置に保持できる長さとする。好ましくは、作動油タンク１の上面１ｃより突出する長さを持たせて、この連結ロッド２２の先端に設けた把持部２５を作動油タンク１の外部で把持できるようにする。ここで、作動油タンク１は様々な高さを有するものであるが、要は把持部２５が作動油タンク１の上面１ｃから突出しておれば、作動油タンクの種類によって突出長さ異なっても格別差支えはない。

さらに、連結ロッド２２には、蓋体部材として、円板状の蓋体プレート２７が挿通されている。この蓋体プレート２７は作動油タンク１の上面１ｃに形成した開口部１３の孔径より大径の金属板体からなり、連結ロッド２２を挿通させるロッド挿通部２７ａがその中央部に形成されており、蓋体プレート２７は連結ロッド２２の軸線方向に移動可能となっている。そして、蓋体プレート２７の外周近傍の部位にはボルト挿通孔２８が形成されており、この蓋体プレート２７はエアブリーザ１２に代えて、ボルト１５をボルト挿通孔２８に挿通させて、ボルト座１４に螺挿することにより作動油タンク１の上面１ｃに固定可能となっている。

以上のように構成される配管閉塞装置２０は、作動油タンク１からの配管２のレイアウトを変える際等において、エアブリーザ１２を取り外して、このエアブリーザ１２に代えて作動油タンク１に装着され、流出配管部４を閉塞させて、作動油タンク１内に貯留されている作動油が流出するのが防止される。

例えば、配管２において、接続配管部６のうち、連結管６ｂの部位で分岐させるように変化させる際には、この連結管６ｂに代えて、分岐部を有する連結管を取り付ける。このためには、連結管６ｂを第１の可撓管６ａから、または第１の可撓管６ａを流出配管部４から取り外す。その前に、作動油タンク１からエアブリーザ１２を取り外すが、このためにボルト１５を脱着して、エアブリーザ１２を持ち上げるように操作する。エアブリーザ１２には連結杆１６が連結されており、この連結杆１６の他端部にはストレーナ１１が連結されているので、エアブリーザ１２を引き出すと、ストレーナ１１が流出配管部４から脱着されて、連結杆１６と共に作動油タンク１から取り出される。

以上の状態から、前述したエアブリーザ１２，連結杆１６及びストレーナ１１のユニットに代えて、作動油タンク１の上面１ｃに設けた開口部１３から配管閉塞装置２０を装着する。キャップ２１の外径はこの開口部１３の開口径より小さくなっているので、キャップ２１を円滑に作動油タンク１の内部に挿入できる。この状態で、蓋体プレート２７を開口部１３の周囲に設けたボルト座１４にボルト１５で固定する。

そして、図２に仮想線で示したように、キャップ２１が流出配管部４の上部位置にある状態から、連結ロッド２２を引き下ろすと、同図に実線で示したように、キャップ２１が流出配管部４の作動油タンク１の底面１ａからの突出部に嵌合される。ここで、蓋体プレート２７をボルト座１５に固定すると、そのロッド挿通部２７ａが連結ロッド２２のガイド部材となる。作動油タンク１の上面に固定した蓋体プレート２７のロッド挿通部２７ａを流出配管部４と同心状態としておくことによって、連結ロッド２２がロッド挿通部２７ａにガイドされて、真っ直ぐ下降して、キャップ２１は自動的に流出配管部４に対して調芯される。ここで、図４に示した流出配管部４Ｌのように、外径が大径のものである場合には、キャップ２１に装着したシールリング２３が当接し、また図５に示した小径の流出配管部４Ｓである場合には、シールリング２４が当接する。しかも、これらシールリング２３，２４は圧縮された状態となるので、その間のシール性が確保される。

キャップ２１の内部は連結ロッド２２に形成した空気通路２６を介して大気と連通している。従って、キャップ２１を流出配管部４に嵌合させる際に、キャップ２１の内部の圧力は大気圧に保持され、キャップ２１を押し上げる方向に圧力が作用することはない。しかも、作動油タンク１の内部の流出配管部４との連通は確実に遮断されているので、流出配管部４の他端部から接続配管部６を分離したとしても、作動油タンク１内の作動油が流出することはない。また、配管２の一部を分離したときには、流出配管部４の内部の作動油を迅速に、しかも完全に排出しなければならないが、流出配管部４の他端は大気に開放されているので、接続配管部６を分離したときに、この流出配管部４に残存する作動油は速やかに排出される。

この状態で配管２のレイアウト変更やその他の作業が行われる。ここで、開口部１３は蓋体プレート２７により覆われて、ほぼ密閉された状態となっているので、作業中に塵埃その他の汚損物が作動油タンク１内に侵入するおそれはなく、作動油は清浄な状態に保たれる。従って、少なくとも作動油タンク１内に貯留されている作動油は交換する必要はない。

配管２の交換等の作業が終了すると、蓋体プレート２７をボルト座１４から取り外して、配管閉塞装置２０を作動油タンク１から抜き出す。そして、必要に応じて作動油を補給するようになし、その後に連結杆１６によりストレーナ１１を装着したエアブリーザ１２を開口部１３内に挿入して、このエアブリーザ１２をボルト１５で作動油タンク１の上面１ｃに固定する。これによって、作動油タンク１及び油圧ポンプ３を含む油圧回路は作動可能な状態となる。

なお、キャップ２１の内周面に段差を設けて、外径の異なる２つの流出配管部に嵌合されて、この流出配管部を密閉する構成としたが、単一種類の流出配管部に嵌合させる場合には、段差を設けず、またシールリングは１箇所設ければ良い。また、連結ロッド２２はキャップ２１に対して螺挿していることから、流出配管部の外径に応じたキャップを交換して装着するように構成することもできる。さらに、図６に示した配管閉塞装置１２０のように、大径の流出配管部４Ｌに嵌合可能なキャップ１２１を連結ロッド１２２に連結して設け、このキャップ１２１の内周面におけるシールリング１２３の装着部より上方位置にめねじ部１３０を形成するようになし、このめねじ部１３０に小径の流出配管部４Ｓに嵌合可能なアダプタリング１３１を螺合させるようになし、このアダプタリング１３１に小径のシールリング１２４を装着する構成としても良い。また、連結ロッド１２２とキャップ１２１とは一体に設けるか、または溶接手段等により固着している。

一般的な作動油タンクの断面図である。 本発明の実施の一形態を示す配管閉塞装置を装着した作動油タンクの断面図である。 図２の配管閉塞装置の要部拡大断面図である。 図３の配管閉塞装置のキャップを大径の流出配管部に嵌合させた状態を示す断面図である。 図３の配管閉塞装置のキャップを小径の流出配管部に嵌合させた状態を示す断面図である。 本発明の配管閉塞装置を構成するキャップの変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ 作動油タンク １ａ 底面
１ｃ 上面 ２ 配管
３ 油圧ポンプ ４ 流出配管部
５ サクション配管部 ６ 接続配管部
９ 流入配管 １０ フィルタ
１１ ストレーナ １２ エアブリーザ
１４ ボルト座 １５ ボルト
２０，１２０ 配管閉塞装置 ２１，１２１ キャップ
２０ａ 大径部 ２０ｂ 小径部
２２，１２２ 連結ロッド ２３，１２３，２４，１２４ シールリング
２５ 把持部 ２６ 空気通路
２７ 蓋片プレート ２７ａ ロッド挿通部
１３１ アダプタリング

Claims (3)

1. 底面から突出するように設けた流出配管にストレーナが着脱可能に装着され、このストレーナに連結杆を連結し、この連結杆の他端に連結したエアブリーザを上面部の開口部に着脱可能に装着された作動油タンクに着脱可能に装着され、前記流出配管を閉鎖するための作動油タンクの配管閉塞装置であって、
   前記開口部内に挿通可能な外径を有し、前記ストレーナを脱着した前記流出配管を閉塞させる閉塞部材と、この閉塞部材に連結した連結ロッドとを備え、
   前記連結ロッドは、前記閉塞部材により前記流出配管が閉塞されたときに、前記作動油タンク内の最高液面位置より高い位置まで延在する長さを有し、
   前記閉塞部材は前記流出配管に嵌合されるキャップから構成され、このキャップの内面には前記流出配管の外周面に当接する弾性部材からなるシール部材を有する構成とし、
   前記キャップには、異なる径の流出配管に嵌着可能な複数のシール部材を装着する構成としたことを特徴とする作動油タンクの配管閉塞装置。
2. 底面から突出するように設けた流出配管にストレーナが着脱可能に装着され、このストレーナに連結杆を連結し、この連結杆の他端に連結したエアブリーザを上面部の開口部に着脱可能に装着された作動油タンクに着脱可能に装着され、前記流出配管を閉鎖するための作動油タンクの配管閉塞装置であって、
   前記開口部内に挿通可能な外径を有し、前記ストレーナを脱着した前記流出配管を閉塞させる閉塞部材と、この閉塞部材に連結した連結ロッドとを備え、
   前記連結ロッドは、前記閉塞部材により前記流出配管が閉塞されたときに、前記作動油タンク内の最高液面位置より高い位置まで延在する長さを有し、
   前記閉塞部材は前記流出配管に嵌合されるキャップから構成され、このキャップの内面には前記流出配管の外周面に当接する弾性部材からなるシール部材を有する構成とし、
   前記連結ロッドには、前記キャップの内部空間を大気と連通させる空気通路を設ける構成としたことを特徴とする作動油タンクの配管閉塞装置。
3. 前記連結ロッドを、前記作動油タンクの前記開口部に固定可能な蓋体部材に挿通させて設け、前記閉塞部材を前記作動油タンク内に挿入したときに、この閉塞部材を前記流出配管の配設位置に導くように方向付ける構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の作動油タンクの配管閉塞装置。

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