JPH047A - 汚染物質混合油供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、油圧機器の性能試験、耐久試験等を行う際に
用いられる汚染物質混合油供給装置に閏する。

［従来の技術］ 建設機械をはじめ各種機械装置、車両等に使用される油
圧機器の性能や耐久性を確認する場合、清浄油を用いた
各種性能試験、耐久試験の他に、油中にあらかじめ金属
摩耗粉や油の劣化成分等を混入させた汚染物質混合油を
用いて、試験対象とする油圧機器がどの程度まで汚染物
質混合油に耐えられるかその限界を確認する試験も行っ
ている。

汚染物質混合油による限界試験を行う場合、従来は第２
図に示すように、油圧ポンプから供試アクチュエータを
経て油タンクに至る回路を設け、油タンク内の油にあら
かじめ金属摩耗粉や油の劣化成分等を所定量混入し、こ
れを回路内に循環させて試験を行っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記構造の試験装置においては、汚染物質
混合油が回路全体を循環するため、試験装置として用い
られている油圧ポンプの性能が低下し、供試アクチュエ
ータに所定の油量、油圧な加えることができなくなった
り、油圧ポンプの故障による試験中断等を起こしやすい
。また油圧ポンプの摩耗が促進されてその摩耗粉が汚染
物質混合油に混入し、供試アクチュエータに対する汚染
物質混入量が変化するため、試験精度が低下するという
問題点がある。

上記従来の問題点を解決するため、本発明者らは第３図
ζこ示す汚染物質混合油供給装置を案出した。第３図に
おいて、汚染物質混合油供給装置の油圧ポンプ１と供試
アクチュエータ７とを結ぶ油圧回路内に２個の汚染物質
混合油槽４，１０を設け、この汚染物質混合油槽４，１
０をそれぞれフリーピストン４ａ、１０ａで気密分離し
、油圧ポンプ１から吐出される清浄油で前記フリーピス
トン４ａ、１０ａを駆動することにより、汚染物質混合
油槽の一方に充填した汚染物質混合油が供試アクチュエ
ータフに供給される。そして回路中に設けた切換弁２を
操作することにより２個の汚染物質混合油槽４．１０か
ら汚染物質混合油が交互に連続的に供試アクチュエータ
フに供給されるとともに、油圧ポンプ１には常に清浄油
が流れるので試験装置の汚染物質混合油による性能劣化
を防止することができる。

しかしこの汚染物質混合油供給装置においては、汚染物
質混合油に含まれろ汚染物質の濃度を変更しようとする
場合、試験を中断して汚染物質混合油槽の汚染物質混合
油を入れ換えなければならない。このため汚染物質混合
油入れ換え工数がかかり、煩雑であることと、汚染物質
の濃度が不連続に変化するので試験精度の面からみて好
ましくない。

本発明はこのような問題点に着目し、汚染物質混合油供
給装置自体は汚染物質混合油の影響を受けることなく、
供試アクチュエータにのみ汚染物質混合油を供給するこ
とができるとともに、試験実施中に汚染物質の濃度を任
意に変更することができるような汚染物質混合油供給装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明に係る汚染物質混合油
供給装置は、油圧ポンプから切換弁を経て一側の汚染物
質混合油槽に至る清浄油回路と、この汚染物質混合油槽
から切換弁を経て供試アクチュエータに至る汚染物質混
合油回路と、供試アクチュエータから切換弁を経て他側
の汚染物質：置台油槽に至る汚染物質混合油回路と、他
側の汚染物質混合油槽から切換弁を経て清浄油タンクに
至る清浄油回路と、前記油圧ポンプと切換弁とを結ぶ清
浄油回路から分岐して、切換弁と供試アクチュエータの
入口ポートとを結ぶ汚染物質混合油回路に接続する合流
回路と、供試アクチュエータの出口ポートと切換弁とを
結ぶ汚染物質混合油回路から分岐して汚染物質混合油タ
ンクに至る分岐回路とによって構成され、前記汚染物質
混合油槽は清浄油と汚染物質混合油とを気密分離するフ
リーピストンによって仕切られ、切換弁は汚染物質混合
油槽と切換弁間の各回路の流れの方向を切り換える機能
を備えるとともに、前記合流回路内に流量制御弁を設け
、分岐回路内にリリーフ弁を設ける構成とし、このよう
な構成において、流量制御弁は遠隔操作可能なパイロッ
ト操作弁を備えているものとし、かつ、パイロット操作
弁が圧力補償付パイロット操作弁である構成とした。

［作用コ 上記構成によれは、汚染物質混合油供給装置の油圧ポン
プと供試アクチュエータとを結ぶ油圧回路内に２個の汚
染物質混合油槽を設け、この汚染物質混合油槽をフリー
ピストンで気密分離したので、油圧ポンプから吐出され
る清浄油でピストンを駆動することにより、汚染物質混
合油槽の一方に充填した汚染物質混合油が供試アクチュ
エータに供給される。そして回路中に設けた切換弁の操
作により２個の汚染物質混合油槽から汚染物質混合油が
交互に連続的に供試アクチュエータに供給されるととも
に、油圧ポンプには常に清浄油が流れることになる。

また油圧ポンプから吐出される清浄油を汚染物質混合油
に合流させる回路構成としたので、供試アクチュエータ
に流入する汚染物質混合油の汚染物質濃度を試験中に、
かつ連続的に変化させることがてきる。

更に、汚染物質混合油に合流させる清浄油の流量制御弁
を、圧力補償付パイロット操作弁によって遠隔操作でき
るようにしたので、合流させる清浄油の流量は油圧ポン
プの吐出圧、供試アクチュエータの圧力等に影響される
ことなく、一定値を維持することができる。

［実施例］ 以下に本発明に係る汚染物質混合油供給装置の実施例に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。

第１図において、油圧ポンプ１と切換弁２とは清浄油回
路３て、また切換弁２と一側の汚染物質混合油槽４の左
端とは清浄油回路５てそれぞれ接続され、汚染物質混合
油槽４の右端と切換弁２とは汚染物質混合油回路６て、
また切換弁２と供試アクチュエータ７の入口ポートとは
汚染物質混合油回路８でそれぞれ接続されている。供試
アクチュエータ７の出口ポートと切換弁２とは汚染物質
混合油回路９て、また切換弁２と他側の汚染物質混合油
槽１０の右端とは汚染物質混合油回路１１で接続され、
汚染物質混合油槽１０の左端と切換弁２とは清浄油回路
１２で、また切換弁２と清浄油タンク１３とは清浄油回
路１４でそれぞれ接続されている。

前記清浄油回路３から分岐する合流回路１５は、切換弁
２と供試アクチュエータ７の入口ポートとを結ぶ汚染物
質混合油回路８に入点で接続され、合流回路１５内には
流量制御弁１６が設けられている。この流量制御弁１６
には手動操作の圧力補償付パイロット操作弁１７が接続
されていて、圧力補償付パイロット操作弁１７により流
量制御弁１６を遠隔操作することができるとともに、回
路８の圧力の変動にかかわらず所定の流量を合流させる
ことができるようになっている。なお圧力補償付パイロ
ット操作弁は、本発明者らがさきに出願した特願昭６０
−２６８９２５によるものである。

更に、供試アクチュエータフの出口ポートと切換弁２と
を結ぶ汚染物質混合油回路９の分岐回路１８は、リリー
フ弁１９を経て汚染物質混合油タンク２０に接続されて
いる。

切換弁２は８ボ一ト２位置切換弁で、手動により切り換
えられる。また、汚染物質混合油槽４゜１０はいずれも
清浄油と汚染物質混合油とを気密分離するフリーピスト
ン４ａ、１０ａを備えたシリンダで、汚染物質混合油槽
４，１００−側に清浄油、他側に汚染物質混合油が充填
されている。

また、前記汚染物質混合油回路６に接続する配管２１に
はコック２２．２３と、汚染物質補給口２４とが設けら
れている。

次に上記汚染物質混合油供給装置の作動について説明す
る。供試アクチュエータフに回路８．９を接続した後、
油圧ポンプ１を駆動する。油圧ポンプ１から吐出された
清浄油は回路３、切換弁２、回路５を経て汚染物質混合
油槽４に流入し、フリーピストン４ａを第１図において
右方に押す。これにより汚染物質混合油槽４内の汚染物
質混合油が押し出され、回路６、切換弁２、回路８を経
て供試アクチュエータ７因に流入する。同時に回路３か
ら分岐する合流回路１５を流れる清誓争油は、流量制御
弁１６を経てＡ点て回路８を流れる汚染物質混合油と合
流する。

合流回路１５を流れる清浄油の流量をＱｃ、回路８を流
れる汚染物質混合油の流量をＱｄとすると、供試アクチ
ュエータフには上記流量の比率に応した濃度を有する汚
染物質混合油流ＩＬＱｃ＋Ｑｄ　＝Ｑｓが流入する。今
これらの油中に含まれる汚染物質濃度をそれぞれＰｃ、
Ｐｄ、Ｐｓとし、単位時間当りの流量たとえば（ｊ／ｍ
ｉｎ中に含まれる汚染物質の重量をそれぞれＸＣ，Ｘｄ
、Ｘｓとすると、 またＡ点において合流するから Ｘｓ　＝Ｘｃ　＋Ｘｄ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（４）（４）式に（１）、　　（２）、　　（３
）式を代入して整理すると、 油圧ポンプ１の吐出量をＱｏとすると Ｑｏ　＝Ｑｓ　　（＝　一定）・・・・・・・・・・・
・・・（６）Ｑｄ　＝Ｑｏ−Ｑｃ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（７）（６）、　　（７）式を（５）
式に代入するとすなわち供試アクチュエータへの流入濃
度Ｐｓは、清浄油流量Ｑｃの一次関数として決定される
。従って流量制御弁によって流１１　Ｑ　ｃを定めれは
濃度Ｐｓが定まる。

汚染物質混合油は供試アクチュエータ７の出口ポートか
ら回路９、切換弁２、回路１１を経て汚染物質混合油槽
１０の右側に流入し、その油圧でフリーピストン１０ａ
は左方に押され、汚染物質混合油槽１０内の清浄油は回
路１２、切換弁２、回路１４を経て清浄油タンク１３に
戻る。

汚染物質混合油槽４のフリーピストン４ａがストローク
エンドに達したとき、切換弁２を手動操作して切り換え
ると、油圧ポンプ１から吐出された清浄油は回路３、切
換弁２、回路１２を経て汚染物質混合油槽１０の左側に
流入し、フリーピストン１０ａを右方に押す。これによ
り汚染物質混合油槽１０内の汚染物質混合油が押し出さ
れ、回路１１、切換弁２、回路８を経て、Ａ点で合流回
路１５の清浄油と合流の上、供試アクチュエータ７内に
流入する。

リリーフ弁１９は合流によって増加した油量を汚染物質
混合油タンク２０にトレンさせるものである。すなわち
、−側の汚染物質混合油槽４から押し出された流量Ｑｄ
がＡ点での合流によってＱｄ　＋Ｑｃ　＝Ｑｓとなり、
増量する。これが他側の汚染物質混合油槽１０に流入す
るわけて、フリーピストン１０ａは４ａより先にストロ
ークエンドに達する。フリーピストン１０ａがストロー
クエンドに達すると、供試アクチュエータフの出口油圧
が上昇するので、この油圧上昇によりリリーフ弁１９が
開口し、流量Ｑｓは汚染物質混合油タンク２０にドレン
される。この汚染物質混合油タンク２０は清浄油タンク
１３と分離されているので、清浄油タンク１３の清浄油
は汚染されない。

切換弁２を切り換えて、他側の汚染物質混合油槽１０か
ら汚染物質混合油が押し出される場合も前記と同様に、
フリーピストン４ａがストロークエンドに達した時点で
リリーフ弁１９が作動する。

なお、前記合流回路１５を流れる清浄油をＡ点て合流さ
せることにより、供試アクチュエータフに流入する汚染
物質混合油の汚染物質濃度Ｐｓは連続的に低下する。前
記濃度Ｐｓを一定に維持したい場合、あるいは濃度Ｐｓ
を連続的に増大させる場合は、回路６に接続する汚染物
質補給口２４から所定量の汚染物質を補給することによ
り、前記目的を達成することができる。

汚染物質混合油槽１０に清浄油が充満して、フリーピス
トン１０ａがストロークエンドに達すると、再度切換弁
２を手動操作して切り換え、最初の状態に戻す。以下向
し作動を繰り返すことにより、供試アクチュエータには
絶えず所定濃度の汚染物質混合油が供給され、汚染物質
混合油による限界試験を円滑に行うことができる。

供試アクチュエータが、たとえば油圧シリンダのように
油の流れを切り換える必要がある場合は、切換弁２と供
試アクチュエータ７とを結ぶ回路８゜９内に更に切換弁
を追加設置し、一定時間ことにこれを切り換え操作すれ
ばよい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、フリーピストンで
気密分離した汚染物質混合油槽を２個設置し、供試アク
チュエータと前記２個の汚染物質混合油槽との間に配設
された回路のみに汚染物質混合油を流通させる構成とし
たので、汚染物質混合油供給装置に用いられる油圧ポン
プには常に清浄油が流れることになる。従って、油圧ポ
ンプは汚染物質混合油の影響を受けず、従来から問題と
なっている汚染物質混合油による油圧ポンプの性能、耐
久性の低下あるいは故障による試験の中断を防止するこ
とができる。

これに伴って油圧ポンプの摩耗等による汚染物質混合油
の汚染物質成分の変動も防止することができ、試験精度
が向上する。

次に本発明では、油圧ポンプから吐出される清浄油を汚
染物質混合油に合流させる回路構成としたので、供試ア
クチュエータに流入する汚染物質混合油の汚染物質濃度
を試験中に、かつ連続的に変化させることができる。

また、汚染物質混合油に合流させる清浄油の流量制御弁
を、圧力補償付パイロット操作弁によって遠隔操作でき
るようにしたので、安全上有利であるとともに、合流さ
せる清浄油の流量は回路内の負荷変動に影響されること
なく、一定値を維持することができ、供試アクチュエー
タに一定の濃度の汚染物質混合油を供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る汚染物質混合油供給装置の油圧回
路図、第２図は従来の技術による汚染物質混合油供給装
置の油圧回路図、第３図は本発明者らがさきに案出した
汚染物質混合油供給装置の油圧回路図である。 １・・・・・・油圧ポンプ ２・・・・・・切換弁 ３、　５．　１２．　１４・・・・・・清浄油回路４．
１０・・・・・・汚染物質混合油槽４ａ、１０ａφ０・
ΦΦフリーピストン６、　８．　９．　１１・・・・・
・汚染物質混合油回路７・・・・・・供試アクチュエー
タ １３・・・・・・清浄油タンク １５・・・・・・合流回路 １６・・・・・・流量制御弁 １７・・・・・・パイロット操作弁 １８・・・・・・分岐回路 １９・・・・・・リリーフ弁 ２０・・・・・・汚染物質混合油タンク特許出願人　株
式会社小松製作所 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧ポンプ１から切換弁２を経て一側の汚染物質
   混合油槽４に至る清浄油回路３、５と、この汚染物質混
   合油槽４から切換弁２を経て供試アクチュエータ７に至
   る汚染物質混合油回路６、８と、供試アクチュエータ７
   から切換弁２を経て他側の汚染物質混合油槽１０に至る
   汚染物質混合油回路９、１１と、他側の汚染物質混合油
   槽１０から切換弁２を経て清浄油タンク１３に至る清浄
   油回路１２、１４と、前記油圧ポンプ１と切換弁２とを
   結ぶ清浄油回路３から分岐して、切換弁２と供試アクチ
   ュエータ７の入口ポートとを結ぶ汚染物質混合油回路８
   に接続する合流回路１５と、供試アクチュエータ７の出
   口ポートと切換弁２とを結ぶ汚染物質混合油回路９から
   分岐して汚染物質混合油タンク２０に至る分岐回路１８
   とによって構成され、前記汚染物質混合油槽４、１０は
   清浄油と汚染物質混合油とを気密分離するフリーピスト
   ン４ａ、１０ａによって仕切られ、切換弁２は汚染物質
   混合油槽４、１０と切換弁２間の各回路５、６、１１、
   １２の流れの方向を切り換える機能を備えるとともに、
   前記合流回路１５内に流量制御弁１６を設け、分岐回路
   １８内にリリーフ弁１９を設けたことを特徴とする汚染
   物質混合油供給装置。
2. （２）流量制御弁１６が遠隔操作可能なパイロット操作
   弁１７を備えていることを特徴とする請求項（１）記載
   の汚染物質混合油供給装置。
3. （３）パイロット操作弁１７が圧力補償付パイロット操
   作弁である請求項（２）記載の汚染物質混合油供給装置
   。