JP6394658B2 - 作動油タンク - Google Patents

Description

本発明は、油圧ポンプや油圧アクチュエータの油圧回路に設けられる作動油タンクに関する。

建設機械等に用いられる油圧ポンプや油圧アクチュエータ等の油圧機器は、油圧回路に設けた作動油タンクから加圧送出される作動油により作動する。作動油タンクから送出された作動油は、油圧回路の往路から油圧機器に供給された後、油圧回路の復路から作動油タンクに戻る。

作動油は、上記のような油圧機器を接続した油圧回路を循環するために、循環中に金属粉やシール破片等の異物が混入することがある。そこで、従来より、油圧回路の復路から戻る作動油から異物を除去するフィルタを備えた作動油タンクが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

即ち、この種の作動油タンクは、作動油を貯留するタンク部と、作動油をろ過するろ過部とを備えている。ろ過部は、作動油から異物を除去するフィルタと、このフィルタを収容するフィルタケースとで構成されている。フィルタケースには、油圧回路から戻る作動油を導入する導入口と、フィルタを通過して異物が除去された作動油をタンク部に導出する導出口とが設けられている。

特開２００２−２１８０３号公報

ところで、油圧機器が作動するとき、油圧回路内の作動油の量には変動が生じるが、油圧機器の作動によっては、油圧回路から一時的に大量の作動油が作動油タンクに戻ることがある。具体的には、油圧機器として油圧シリンダを例に挙げると、比較的容量の大きな複数の油圧シリンダが同時に作動油を油圧回路に排出した場合に、作動油の戻り流量が極めて大きくなる。

そして、導入口からフィルタケースの内部に大量の作動油が流入し、作動油がフィルタに勢いよく衝突した場合には、フィルタに振動や傾きが生じるだけでなくフィルタの変形や損傷が生じる不都合がある。

また、導入口からフィルタケースの内部に流入した作動油がフィルタに当たらない位置を流れる場合であっても、作動油がフィルタケースの側壁に勢いよく衝突して、フィルタケースの側壁に歪みが生じ、例えば、フィルタケースが溶接により強固に組み立てられているときには、当該溶接部分が損傷するおそれもある。

更に、導入口からフィルタケースの内部に勢いよく流入した作動油が、フィルタの外周に沿った旋回流を形成するとフィルタに回転力が付与され、例えば、フィルタの上端と下端とが、夫々フィルタケースの上壁と下壁とに支持されている場合には、フィルタが回転してフィルタとフィルタケースとの接触部分が摩耗するおそれもある。

上記の点に鑑み、本発明は、フィルタケースの内部に導入される作動油の勢いを緩和することによりフィルタ及びフィルタケースの振動及び損傷を防止して耐久性を向上させた作動油タンクを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、作動油が循環する油圧回路に設けられる作動油タンクであって、前記油圧回路に送出する作動油を貯留するタンク部と、前記油圧回路を経た作動油をろ過して前記タンク部に戻すろ過部とを備え、前記ろ過部は、上下方向に長手の柱状のフィルタと、該フィルタを収容する箱状のフィルタケースと、該フィルタケースの一側壁に形成されて前記油圧回路を経た作動油を導入する導入口と、前記フィルタがろ過した作動油を前記タンク部に導出する導出口とを備え、前記フィルタケースは、前記フィルタをその上端及び下端で支持する上壁及び下壁と、前記導入口が形成された側壁を前側壁としたときに該前側壁に対向する後側壁とを備え、前記導入口は、作動油の流れが前記フィルタの側方の空間を通過して前記後側壁に向かうように、作動油の導入方向が設定され、前記後側壁は、前記導入口から該後側壁に向かう作動油の流れを、該後側壁の壁面に沿って上下方向に案内する作動油案内部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、導入口からフィルタケース内に導入された作動油の流れがフィルタの側方の空間を通過してフィルタケースの後側壁に向かうので、作動油がフィルタに強く当ることがなく、フィルタの振動や傾きを防止することができ、また、フィルタの変形や損傷も防止することができる。

そして、後側壁の壁面に向った作動油は、後側壁の壁面に衝突するに先立って作動油案内部により上下方向に案内される。これにより、作動油が後側壁に衝突するに先立って上下に分けられて作動油の衝撃力が緩和される。しかも、フィルタの上端及び下端がフィルタケースの上壁及び下壁により支持されていることにより、フィルタの軸線が上下方向に延びるのに対し、フィルタケースの内部に形成される作動油の流れは作動油案内部により上下方向の旋回流となる。従って、フィルタケースの内部に形成される作動油の流れは、フィルタの軸線回りの回転力を付与することがないから、フィルタの回転を防止することができる。

更に、後側壁は、作動油案内部が一体的に設けられて補強されていることにより、作動油が後側壁に当たった際の後側壁の歪み及びそれに伴うフィルタケースの損傷を防止することができる。

また、本発明において、前記作動油案内部は、前記フィルタの軸線に対して直交する方向に延設され、前記後側壁に近づくにつれ次第に上昇する方向に傾斜して前記後側壁に突き当る作動油を上方に案内する第１案内面と、該第１案内面の最下位置に連設され、前記後側壁に近づくにつれ次第に下降する方向に傾斜して前記後側壁に突き当る作動油を下方に案内する第２案内面とを備えることが好ましい。

これによれば、作動油案内部の第１案内面と第２案内面が互いに連設された境界部分が頂部となって作動油の流れに対向するので、作動油の流れが円滑に上下方向に分かれ、作動油の衝突に伴う衝撃を確実に緩和することができる。

また、本発明において、前記フィルタケースは、前記前側壁と前記後側壁との対向方向に直交する方向に所定距離の空間を存して複数の前記フィルタを支持し、前記導入口は、互いに隣り合う前記フィルタ間の中央部空間を通過して前記後側壁に向かうように、作動油の導入方向が設定されていることを特徴とする。

複数のフィルタが設けられている場合には、導入口からの作動油の導入方向を、互いに隣り合うフィルタ間の中央部空間を通過させることにより、両フィルタから作動油の流れを均等に遠ざけることができ、フィルタに対する作動油の流れの影響を効率よく軽減することができる。

本発明の一実施形態の作動油タンクの構成を示す説明的縦断面図。 本実施形態の作動油タンクの構成を示す説明的横断面図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の作動油タンク１は、図示しない建設機械等の油圧回路に設けられ、図１及び図２に示すように、作動油を貯留するタンク部２と、作動油をろ過するろ過部３とを備えている。

タンク部２は、前板４、後板５、一対の側板６，７（図２参照）、天板８、及び底板９により箱形状に形成されて、その内部に作動油を貯留する。タンク部２の底板９には、出口部１０が貫通して形成され、出口部１０には作動油を油圧回路に送り出すための送出配管１１が接続されている。

ろ過部３は、複数の（本実施形態では、図２に示すように２つの）リターンフィルタ１２，１２（フィルタ）と、このリターンフィルタ１２，１２を収容するフィルタケース１３とにより構成されている。

図１及び図２に示すように、フィルタケース１３は、タンク部２に隣接する領域に形成されている。フィルタケース１３の前板４（前側壁）、一対の側板６，７、及び天板８（上壁）は、タンク部２のものと共通である。フィルタケース１３は、その後方隔壁板１４（後側壁）と下方隔壁板１５（下壁）とにより、タンク部２と仕切られている。

各リターンフィルタ１２，１２は、円筒状に形成されており、油圧回路から戻った作動油をその周面からろ材部１２ａを通過させて内部の取り込み室１２ｂに取り込むことにより、作動油に混入していた金属粉等の異物を除去し、取り込み室１２ｂからは清浄化された作動油が得られるようになっている。

各リターンフィルタ１２，１２は、その軸線が上下方向となる起立姿勢で横方向（前板４に平行となる方向）に所定間隔を存して配設されている。これにより、互いに隣り合うリターンフィルタ１２，１２間の空間においては、前板４と後方隔壁板１４とが対向する。

下方隔壁板１５には、各リターンフィルタ１２，１２の取り込み室１２ｂに連通する導出管１６（導出口）が設けられている。導出管１６は、取り込み室１２ｂの清浄化された作動油の流下を案内して作動油をタンク部２に導出する。

フィルタケース１３の上記の天板８には、各リターンフィルタ１２，１２に対応する位置に開口部８ａが形成されている。開口部８ａは、天板８から着脱自在の蓋板８ｂにより閉じられている。蓋板８ｂは、各リターンフィルタ１２，１２の上端に弾発的に当接するバネ８ｃを備えている。バネ８ｃの付勢により各リターンフィルタ１２，１２の下端が下方隔壁板１５上のシール部材１５ａに圧接される。

これにより、各リターンフィルタ１２，１２はその上端と下端とが、夫々天板８の一部となる蓋板８ｂと下方隔壁板１５とに挟持された状態でフィルタケース１３の内部に支持される。また、蓋板８ｂを取り外すと、バネ８ｃの付勢が解除されてリターンフィルタ１２，１２が取り出し自在になり、リターンフィルタ１２，１２が交換可能となる。

フィルタケース１３の前板４には、油圧回路から戻る作動油が流動する図示しない戻り管が接続された導入管１７（導入口）が設けられている。導入管１７は、その中心軸線が延びる方向でフィルタケース１３内への作動油の導入方向を設定することができる。本実施形態においては、導入管１７の中心軸線の延長線が互いに隣り合う両リターンフィルタ１２，１２間の中央部空間を貫く方向に設定されている。これにより、導入管１７から勢いよく導入される作動油は、互いに隣り合う両リターンフィルタ１２，１２間の中央部空間を抜けて後方隔壁板１４に向かって流動する。

フィルタケース１３の後方隔壁板１４（後側壁）には、後方隔壁板１４に突き当る作動油の流れを後方隔壁板１４の壁面に沿って上下方向に案内する作動油案内部材１８が設けられている。作動油案内部材１８は、本発明の作動油案内部に相当するものである。

作動油案内部材１８は、三角筒体を横倒姿勢として、後方隔壁板１４の横方向（一対の側板６，７の対向方向であり、リターンフィルタ１２，１２の軸線に対して直交する方向）の全長にわたって延設されている。また、作動油案内部材１８は、導入管１７に対向する位置に設けられている。

作動油案内部材１８は、図１に示すように、第１案内面１８ａと第２案内面１８ｂと、両案内面１８ａ，１８ｂが交わる境界部分の頂部１８ｃとを備えている。第１案内面１８ａは、後方隔壁板１４に近づくにつれ次第に上昇する方向に傾斜する面であり、第２案内面１８ｂは、後方隔壁板１４に近づくにつれ次第に下降する方向に傾斜する面である。

以上の構成による作動油タンク１における作動油の流れを説明する。図１及び図２を参照して、先ず、導入管１７からフィルタケース１３に作動油が導入される。この時の作動油の流量が比較的大きい場合には、導入管１７からフィルタケース１３の内部に作動油が勢いよく噴出する。

導入管１７から勢いよく導入された作動油は、両リターンフィルタ１２，１２間の中央部空間を通過した後、作動油案内部材１８に当たる。このとき、作動油の流れが両リターンフィルタ１２，１２に直接当たることがないので、リターンフィルタ１２，１２が傾いたり、損傷したりということが防止される。また、後方隔壁板１４がその横方向の全長にわたる作動油案内部材１８を備えることにより、後方隔壁板１４の歪み等の変形に対する強度が向上している。これによって、導入管１７から勢いよく導入された作動油が後方隔壁板１４に到達しても、後方隔壁板１４の歪みが軽減されフィルタケース１３の耐久性が向上する。

そして、図１に示すように、作動油案内部材１８の頂部１８ｃに当たった作動油は、その流れが頂部１８ｃにより上下に分断され、更に、第１案内面１８ａに案内されて上方に向かう作動油の流れと、第２案内面１８ｂに案内されて下方に向かう作動油の流れとが形成される。このように、フィルタケース１３の内部において、作動油の上下方向に旋回する流れが生じることにより、作動油がリターンフィルタ１２，１２の周囲を旋回する流れを抑えることができ、リターンフィルタ１２，１２の上下方向の軸線を回転軸とした回転が防止できる。

そして、作動油は、各リターンフィルタ１２，１２の内部に浸透して金属粉等の異物が除去され、導出管１６からタンク部２の内部に導出されて清浄化された作動油がタンク部２に溜まる。タンク部２の底板９上における出口部１０に対応する位置には、出口フィルタ１９が設けられている。油圧回路に送出される作動油は、出口フィルタ１９を通過することにより再度清浄化される。

なお、本実施形態においては、２つのリターンフィルタ１２，１２を備える例を示したが、リターンフィルタ１２の数はこれに限らない。そして、例えば図示しないが、リターンフィルタ１２が単一である場合には、導入管１７の作動油の導入方向を、リターンフィルタ１２の一側方の空間を通過して後方隔壁板１４に向かうように設定すればよい。

また、本実施形態においては、作動油案内部材１８を後方隔壁板１４の横方向の全長にわたって設けた例を示したが、図示しないが、作動油案内部は後方隔壁板１４の横方向の全長よりも短い寸法とされたものでもよい。

また、本実施形態においては、三角柱状の作動油案内部材１８を採用した例を示したが、作動油案内部材１８の形状は、導入管１７から勢いよく導入される作動油が突き当たったときに上下方向に流れを変えることができる形状であればよい。他の形状として、図示しないが、半円柱状の作動油案内部材（作動油案内部）であってもよい。

また、本実施形態においては、作動油案内部材１８を後方隔壁板１４に取り付けることによって作動油案内部としたものを示しているが、これに限るものではなく、図示しないが、後方隔壁板１４の一部に折り曲げ加工を施す等により、フィルタケース１３の内側に突出して横方向に延びる作動油案内部を形成してもよい。

１…作動油タンク、２…タンク部、３…ろ過部、４…前板（前側壁）、８…天板（上壁）、１２，１２…リターンフィルタ（フィルタ）、１３…フィルタケース、１４…後方隔壁板（後側壁）、１５…下方隔壁板（下壁）、１６…導出管（導出口）、１７…導入管（導入口）、１８…作動油案内部材（作動油案内部）、１８ａ…第１案内面、１８ｂ…第２案内面。

Claims (3)

1. 作動油が循環する油圧回路に設けられる作動油タンクであって、
   前記油圧回路に送出する作動油を貯留するタンク部と、前記油圧回路を経た作動油をろ過して前記タンク部に戻すろ過部とを備え、
   前記ろ過部は、上下方向に長手の柱状のフィルタと、該フィルタを収容する箱状のフィルタケースと、該フィルタケースの一側壁に形成されて前記油圧回路を経た作動油を導入する導入口と、前記フィルタがろ過した作動油を前記タンク部に導出する導出口とを備え、
   前記フィルタケースは、前記フィルタをその上端及び下端で支持する上壁及び下壁と、前記導入口が形成された側壁を前側壁としたときに該前側壁に対向する後側壁とを備え、
   前記導入口は、作動油の流れが前記フィルタの側方の空間を通過して前記後側壁に向かうように、作動油の導入方向が設定され、
   前記後側壁は、前記導入口から該後側壁に向かう作動油の流れを、該後側壁の壁面に沿って上下方向に案内する作動油案内部を備えることを特徴とする作動油タンク。
2. 前記作動油案内部は、前記フィルタの軸線に対して直交する方向に延設され、前記後側壁に近づくにつれ次第に上昇する方向に傾斜して前記後側壁に突き当る作動油を上方に案内する第１案内面と、該第１案内面の最下位置に連設され、前記後側壁に近づくにつれ次第に下降する方向に傾斜して前記後側壁に突き当る作動油を下方に案内する第２案内面とを備えることを特徴とする請求項１記載の作動油タンク。
3. 前記フィルタケースは、前記前側壁と前記後側壁との対向方向に直交する方向に所定距離の空間を存して複数の前記フィルタを支持し、
   前記導入口は、互いに隣り合う前記フィルタ間の中央部空間を通過して前記後側壁に向かうように、作動油の導入方向が設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の作動油タンク。