JPH11336974A - 建設機械の低圧配管接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質パイプと可撓管とを連結するに当って、
クランプ部材に格別強力な締め付け力を作用させなくて
も、十分な連結強度とシール性能を発揮させることがで
きるようにする。 【解決手段】 配管１１を構成する金属パイプ１３とゴ
ムホース１４との連結部では、硬質部材である金属パイ
プ１３を内側にし、可撓性を有するゴムホース１４を外
側にして嵌合させるようにするが、金属パイプ１３には
所定の幅Ｂ_１と深さＤ_１を有する円環状の凹溝１５が１
箇所形成され、ゴムホース１４における凹溝１５に対応
する位置の内周面には、自由状態では幅Ｂ_１より短い幅
Ｂ_２と深さＤ_１より厚い厚みＤ_２とを有する円環状突条
１６が設けられ、ゴムホース１４を金属パイプ１３に嵌
合させて、円環状突条１６と凹溝１５とを嵌合させた状
態で、クランプ部材１７を締着してそれらを連結・固定
すると共に、この連結部から流体が流出しないようにシ
ールされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械に装着され、一つの機器と他の機器との間に作
動油や冷却水等の流体であって、低圧状態の流体を流通
させるために、両機器間を接続する低圧配管の接続構造
に関するものであり、特に配管を構成する硬質パイプと
可撓管との接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の一例として油圧ショベルがあ
るが、この油圧ショベルには、油圧シリンダや油圧モー
タからなる複数の油圧アクチュエータを備え、これら各
油圧アクチュエータに圧油を供給することにより作動す
るようになっている。このために、油圧ショベルは、エ
ンジンで駆動される油圧ポンプ、方向切換弁及び作動油
タンク等の機器を備えている。そして、作動油タンクか
らの作動油が油圧ポンプに吸い込まれて、この油圧ポン
プの作動により加圧される。油圧ポンプから吐出される
圧油は、その方向及び流量を制御するための方向切換弁
を介して各油圧アクチュエータに供給されることによ
り、当該の油圧アクチュエータが作動する。また、油圧
アクチュエータからの戻り油はオイルクーラ等の機器を
経て作動油タンクに還流される。

【０００３】従って、作動油タンクと油圧ポンプとの
間、油圧ポンプと方向切換弁との間、方向切換弁と油圧
アクチュエータとの間はそれぞれ供給側の配管で接続さ
れ、また戻り側の配管は、油圧アクチュエータと方向切
換弁との間、方向切換弁とオイルクーラとの間、またオ
イルクーラと作動油タンクの間を接続するものである。
前述した各配管のうち、少なくとも作動油タンクと油圧
アクチュエータとの間の配管、オイルクーラから作動油
タンクに至る配管等は内部圧力がほぼ大気圧乃至大気圧
より僅かに高い圧力状態となった低圧配管となってい
る。この低圧配管は、高圧油が流れる耐圧ホース等とは
異なり、簡単な構成で十分な強度を持たせるために、例
えば金属パイプ等の硬質パイプで構成されるのが一般的
である。

【０００４】ただし、作動油タンクと油圧ポンプとの間
を直接硬質パイプで接続した場合には、作動油タンクと
油圧ポンプとを厳格に位置決めしなければならず、また
車両の振動により無理な力が作用して硬質パイプが破損
することになる。従って、両機器間の相対位置ずれを吸
収するために、また振動を吸収するために、硬質パイプ
の途中位置には、１乃至複数箇所で、ゴム等の可撓性を
有する可撓管を介在させるのが一般的である。また、作
動油を流通させる配管だけでなく、例えばエンジンとラ
ジエータとの間にはエンジン冷却水を流通させるための
配管が設けられるが、この配管も同様に低圧配管であ
り、前述と同様の理由で基本的には硬質パイプで構成さ
れ、途中位置においては可撓管で接続する。

【０００５】作動油を流通させる配管であれ、冷却水等
他の流体を流通させる配管であれ、硬質パイプと可撓管
とから構成される以上、その間を接続しなければならな
い。この配管は低圧配管であり、内部の圧力はあまり高
くないことから、硬質パイプと可撓管との間は比較的簡
単な連結構造としている。そこで、図６乃至図８に従来
技術による硬質パイプと可撓管との連結構造を示す。

【０００６】而して、図６及び図７において、１は硬質
パイプとしての金属パイプ、２はゴム等の可撓管として
のゴムホースからなるである。これら金属パイプ１とゴ
ムホース２との連結は、ゴムホース２を金属パイプ１に
嵌合させるようにして行われる。そして、両者を連結し
た状態で安定的に保持し、かつ連結部から流体が漏れな
いようにシールするために、図７に示したように、金属
パイプ１にゴムホース２を嵌合させるようになし、しか
も金属パイプ１の外周面におけるゴムホース２の嵌合部
に２箇所にわたって円環状の凹溝３，４を設けるように
する。そして、ゴムホース２を金属パイプ１に嵌合させ
た後に、金属帯片等で構成したクランプ部材５を２箇
所、つまり凹溝３及び４に対応する位置に巻着して締着
することにより両者を連結状態に固定するようにしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した金属パイプ１
とゴムホース２との間の連結構造にあっては、内部を流
通する流体が外部に漏れないようにシールする機能は、
図８に示したように、金属パイプ１に形成した凹溝３，
４のエッジ部分３ａ，４ａにゴムホース２の内面を押し
当てることにより発揮させるようにしている。ここで、
ゴムホース２には凹溝３，４におけるエッジ部分３ａ，
４ａの前後の部位を弾性変形させなければならないか
ら、クランプ部材５によるクランプ箇所は最低２箇所必
要になる。

【０００８】このように、ゴムホース２を弾性変形させ
ることにより達成されるシール機能をより完全なものと
するには、クランプ部材５に対して強力な締め付け力を
作用させて、ゴムホース２を凹溝３，４のエッジ部分３
ａ，４ａに食い込ませるようにしなければならない。ク
ランプ部材５の締め付け力が弱いと、ゴムホース２の内
面とエッジ部分３ａ，４ａとの接触が実質的に線接触に
近い状態となってシール性能が著しく低下する。従っ
て、機械の作動中に振動が伝達されると、内部の流体が
漏れ出すおそれがある。とりわけ、内部を流れる流体が
作動油である場合には、たとえ極僅かな量の流体が滲み
出すようにして漏れたとしても、周囲を汚損することに
なる。しかしながら、クランプ部材５として薄い金属帯
片を用いると、強力な締め付け力を作用させると破損等
のおそれがある。これを避けるには、クランプ部材５の
強度を高くすることになるが、そうするとクランプ部材
の剛性が増すことから、締め付け作業が困難になり、特
に近接した位置に２箇所のクランプ部材５を強力に締め
付ける作業は極めて煩わしいものとなる。

【０００９】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、硬質パイプと可撓管
とを連結するに当って、クランプ部材に格別強力な締め
付け力を作用させなくても、十分な連結強度とシール性
能を発揮できるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、建設機械に設けられ、一つの機器か
ら他の機器に低圧流体を流通させるための配管を硬質パ
イプで構成して、その途中に可撓管を介装するようにし
て接続するようにしたものであって、硬質パイプの外周
面に、可撓管が嵌合される部位に所定の幅と深さとを有
する円環状の止着溝を少なくとも１箇所形成し、またこ
の可撓管の内周面には、止着溝の幅より狭く、深さより
大きい厚みを有する円環状突条を形成して、この可撓管
を、その円環状突条が止着溝に係合するようにして硬質
パイプに嵌合し、かつ円環状突条の位置する部位の外側
からクランプ部材で締め付ける構成としたことをその特
徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】そこで、本発明の実施の一形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。而して、この
実施の形態においては、図１に示したように、オイルク
ーラ１０と作動油タンク１１との間を接続する配管１２
の連結構造を例にとって説明する。この配管１２は、硬
質パイプである金属パイプ１３と、可撓管としてのゴム
ホース１４とから構成される。図示のものにあっては、
オイルクーラ１０への接続部及び作動油タンク１１への
接続部と、それらの中間位置とに３つの金属パイプ１３
を用い、これら各金属パイプ１３は２箇所においてゴム
ホース１４で連結されている。なお、配管としては、オ
イルクーラ１０と作動油タンク１１との間を接続するた
めのものの他、他の機器間に接続され、低圧流体が流通
する配管であっても良く、またゴムホース１４で連結す
る箇所は図示の２箇所に限定されず、配管１２の経路の
うち、必要に応じて適宜の箇所に１乃至複数箇所設ける
ようにすれば良い。

【００１２】図２及び図３に金属パイプ１３とゴムホー
ス１４との連結部の構成を示す。金属パイプ１３とゴム
ホース１４とは、硬質部材である金属パイプ１３を内側
にし、可撓性を有するゴムホース１４を外側にして嵌合
させるようにする。そして、金属パイプ１３の外径とゴ
ムホース１４の内径とでは、ほぼ同じか、ゴムホース１
４の内径の方が僅かに小さくなっている。そして、金属
パイプ１３の端部近傍における外周面には所定の幅Ｂ_１
と深さＤ_１を有する円環状の凹溝１５が１箇所形成され
ており、またゴムホース１４における凹溝１５に対応す
る位置の内周面には、自由状態では幅Ｂ_２と厚みＤ_２と
を有する円環状突条１６が設けられている。ゴムホース
１４を金属パイプ１３に嵌合させて、ゴムホース１４の
円環状突条１６を金属パイプ１３の凹溝１５に嵌合させ
た状態で、その外側の部位を、例えば金属帯片を有する
クランプ部材１７を締着することによって、それらを連
結・固定すると共に、この連結部から流体が流出しない
ようにシールされる。

【００１３】ここで、図３から明らかなように、凹溝１
５の幅Ｂ_１と円環状突条１６の幅Ｂ _２とでは、幅Ｂ_１の
方が大きく、また凹溝１５の深さＤ_１と円環状突条１６
の厚みＤ_２とでは、Ｄ_２の方が大きくなっている。この
Ｄ_１とＤ_２との寸法差は円環状突条１６の撓み代であ
り、またＢ_１とＢ_２との寸法差は円環状突条１６が撓ん
だ時に、その側方への逃げ部を形成するためのものであ
る。従って、凹溝１５の断面積と円環状突条１６の断面
積とをほぼ同じ大きさとなるように設定するのが望まし
い。また、ゴムホース１４のばね定数を小さくすること
により可撓性に富ませ、かつ凹溝１５の深さＤ_１と円環
状突条１６の厚みＤ_２との差をできるだけ大きく取るこ
とによって、ゴムホース１４と金属パイプ１３とを連結
した状態での円環状突条１６の撓み量を大きくする。

【００１４】ゴムホース１４の先端部分の内径のうち最
も小さいのは、その円環状突条１６を設けた部位であ
り、その内径は、金属パイプ１３の外径寸法より小さい
ことから、両者を接続するに当っては、ゴムホース１４
を拡径するようにして金属パイプ１３に嵌合させる。そ
して、ゴムホース１４が所定の嵌合長となる位置まで金
属パイプ１３に対して押し込むと、円環状突条１６が、
金属パイプ１３の凹溝１５に嵌合する。この状態で、図
４及び図５に示したように、ゴムホース１４の外面にお
いて、円環状突条１６が設けられている部位にクランプ
部材１７で囲繞させて、締め付け力を作用させる。ここ
で、円環状突条１６の厚みＤ_２は凹溝１５の深さＤ_１よ
り大きくなっているので、弾性部材である円環状突条１
６が凹溝１５内で弾性変形して、少なくとも凹溝１５の
溝底に圧接されることになる。

【００１５】従って、この円環状突条１６と凹溝１５と
の係合によりゴムホース１４は金属パイプ１３に強固に
連結・固定されることになる。また、この連結部のシー
ル機能は、少なくとも円環状突条１６の凹溝１５の溝底
への圧接力により発揮するものであり、このシール部は
面接触によるものであるから、極めて高いシール性能を
発揮する。とりわけ、円環状突条１６の厚みＤ_２と凹溝
１５の深さＤ_１との寸法差をできるだけ大きくすること
により、両者の圧接力がより強力に発揮することにな
り、さらにシール性が高くなる。また、凹溝１５の断面
積と円環状突条１６の断面積とをほぼ同じ大きさとする
と、凹溝１５内で円環状突条１６が弾性変形した時に、
単に凹溝１５の溝底だけでなく、溝の立ち上がり壁にも
圧接されることになることから、シール面積がさらに増
大する。この結果、車両が極めて激しく振動して、この
振動が金属パイプ１３に伝わる等の状況下でも、この連
結部はほぼ完全にシールされて、内部の流体が漏れ出す
おそれは全くない。

【００１６】前述したシール機能をより高めるために
は、ゴムホース１４のばね定数を小さくして、ある程度
容易に弾性変形するようにするのが望ましい。しかしな
がら、ゴムホース１４のばね定数を小さくすると、それ
だけ強度が低下する。従来技術のように、ゴムホースを
エッジに食い込ませるようにしてシールする場合には、
振動等の影響で、ゴムホースに様々な方向の力が作用し
た時に、ゴムホースが損傷するおそれがあるが、本願発
明にあっては、ゴムホース１４に設けた円環状突条１６
を凹溝１５に面接触させて、面圧が低くなるようにして
いるから、車両の振動等によりゴムホース１４と金属パ
イプ１３との間に引っ張り方向の力やゴムホース１４を
剪断する方向の力が繰り返し作用したとしても、ゴムホ
ース１４に損傷等が生じるおそれは少ない。また、ゴム
ホース１４は、長期間の間には劣化して硬化することに
なるが、円環状突条１６を大きな撓み代をもって金属パ
イプ１３の凹溝１５に圧接させているので、ゴムホース
１４がある程度硬化しても、シール機能が低下すること
もない。

【００１７】さらに、クランプ部材１７の締着により、
円環状突条１６は金属パイプ１３の管軸に直交する方向
に圧縮するようにしてゴムホース１４を連結状態に固定
し、かつシール機能を発揮させるようにしているので、
円環状突条１６及び金属パイプ１３の凹溝１５は１箇所
設けるだけでも、十分にその機能を発揮する。ただし、
油圧アクチュエータからの戻り側の配管に用いる場合に
は、この部位の配管を流通するのは基本的には低圧流体
であるが、油圧アクチュエータが高速で作動する際等に
は、瞬間的に圧力が上昇することもある。従って、この
ような場合には、円環状突条１６及び凹溝１５は２箇所
乃至それ以上設け、これら各部にクランプ部材１７で締
め付けるようにするのが望ましい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、硬
質パイプと可撓管とを連結するに当って、クランプ部材
に格別強力な締め付け力を作用させなくても、十分な連
結強度とシール性能を発揮させることができる等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】オイルクーラと作動油タンクとの間の配管の構
成説明図である。

【図２】図１の配管における金属パイプとゴムホースと
の連結部を分離した状態で示す断面図である。

【図３】金属パイプに形成した凹溝とゴムホースに設け
た円環状突条との寸法関係を示す説明図である。

【図４】金属パイプとゴムホースとを連結した状態の断
面図である。

【図５】図４のＸ−Ｘ断面図である。

【図６】従来技術による配管を構成する金属パイプとゴ
ムホースとを連結した状態を示す断面図である。

【図７】図６の金属パイプとゴムホースとの連結部を分
離した状態にして示す断面図である。

【図８】図６の要部拡大図である。

【符号の説明】

１０ オイルクーラ １１ 作動油
タンク １２ 配管 １３ 金属パ
イプ １４ ゴムホース １５ 凹溝 １６ 円環状突条 １７ クラン
プ部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械に設けられ、一つの機器と他の
   機器間に低圧流体を流通させるために、硬質パイプと可
   撓管とで配管を構成し、これら硬質パイプと可撓管と接
   続するための構造において、前記硬質パイプの外周面
   に、前記可撓管が嵌合される部位に所定の幅と深さとを
   有する円環状の止着溝を少なくとも１箇所形成し、また
   この可撓管の内周面には、止着溝の幅より狭く、深さよ
   り大きい厚みを有する円環状突条を形成して、この可撓
   管を、その円環状突条が止着溝に係合するようにして硬
   質パイプに嵌合し、かつ円環状突条の位置する部位の外
   側からクランプ部材を締着する構成としたことを特徴と
   する建設機械の低圧配管接続構造。