(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量形の油圧ポンプ及びこれを駆動する電動機がタンク内の作動油中に浸漬して設置された油圧ユニットにおいて、電動ファン部の両端に、それぞれ冷却油の入口ポート、出口ポートを有したラジエータ部を一体的に取り付けて、電動ファン部により一方のラジエータ部をへて吸入される冷却空気が、この電動ファン部より他方のラジエータ部をへて排出される空冷式のオイルクーラをタンクの上に配置するとともに、オイルクーラを覆うカバーを設け、冷却空気の吸入口が形成されるオイルクーラの一端側をカバーの外に突出させ、吸入口には空気をろ過するフィルタを着脱自在に取り付け、オイルクーラのどちらか一方のラジエータ部の入口ポートを油圧ポンプのドレン油を導くドレン路に接続し、他方のラジエータ部の入口ポートを作動油の戻り路に接続し、両ラジエータ部の出口ポートは別々の径路でタンク内に通じさせた油圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ポンプに可変容量形のポンプを用い、この油圧ポンプと駆動用の電動機とをタンク内の作動油中に浸漬して設置した、各種油圧作動機械等の油圧源となる油圧ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の出願に係る特願平５−２４０４０３号には、可変容量形の油圧ポンプとこれを駆動する電動機とをタンク内の作動油中に浸漬して設置した油圧ユニットが記載されている。
【０００３】
そして、通常、可変容量形の油圧ポンプとこれを駆動する電動機とをタンクの外に配置する油圧ユニットでは、作動油の冷却のために油圧ポンプのドレン油を冷却することが行なわれている。すなわち、油圧ポンプを可変容量形とするときには、定容量形としたときのように、リリーフ弁から余剰油をタンクに戻すことを通常行なわなくてよく、これによる大きな発熱が回避されるので、主たる発熱源として、油圧ポンプのドレンのみを考慮すれば十分の場合が多いからである。このドレン油の冷却には、電動ファン部の一端側に、冷却油の入口ポート、出口ポートを備えるラジエータ部を一体的に取り付けた、周知の空冷式のオイルクーラを用いることが多く、入口ポートよりラジエータ部へ導き出口ポートを介しタンクへ排出するドレン油を、このラジエータ部において、電動ファン部により生じる冷却空気により冷却するのである。
【０００４】
ところが、可変容量形の油圧ポンプを電動機とともに作動油中に浸漬する場合では、タンク内の作動油が、電動機の発熱によって加熱されるので、単に油圧ポンプのドレン油のみを冷却しても、外気温が高い場合にタンクからの放熱がさほど期待できなくなってタンク内の作動油の冷却不良となり、タンク内油温が許容範囲を越えて上昇する可能性がある。
【０００５】
そして、もともとドレン油は、吐出圧力の低い油圧ポンプの低負荷時にはほとんど生じなく、吐出圧力の増大に応じて増し、油圧ポンプのデッドヘッド状態で最大となるもので、このため、油圧ポンプのドレン油のみを冷却するときには、オイルクーラで冷却されてタンク内作動油の冷却に寄与できる冷却済油が常に十分タンク内に流入できるものではなく、多少能力の大きいオイルクーラを選定しても、前述の如き冷却不良の解消に大きな効果は期待できないのである。
【０００６】
そこで本発明者は、可変容量形の油圧ポンプを電動機とともに作動油中に浸漬する場合での上記の如く予期される冷却不良の解消を図るため、図８の如く、油圧ポンプの吐出油を受けて作動する油圧アクチュエータからタンクへ戻される戻し油を油圧ポンプのドレン油とともに共通のオイルクーラのラジエータ部へ導くことを検討した。
【０００７】
すなわち、オイルクーラＡのラジエータ部の入口ポートには戻り路Ｂと、油圧ポンプＰのドレン路Ｃが接続され、ＤはオイルクーラＡに許容以上の圧力が作用することを防止するリリーフ弁（逆止め弁で代用）Ｅを設けた逃がし路、Ｆはドレン路Ｃに設けた逆止め弁、Ｇはドレン路Ｃから分岐させてリリーフ弁（逆止め弁で代用）Ｈを設けた逃がし路である。一般に油圧ポンプＰでは、ケーシング内のドレン域に大きな圧力が作用することを想定しておらず、このような圧力が生じると、軸シール部より油が噴出したり、軸シールが離脱したりする等の不都合が生じる。一方、戻り油は、油圧アクチュエータが停止状態から作動し始めると急激に増してオイルクーラＡのラジエータ部及びその出口ポートからタンクへの管路の抵抗により大きな背圧をサージ的に生じさせる（一般にリリーフ弁Ｅでの完全除去は困難である）ので、逆止め弁Ｆは閉止によってこの大きな背圧がポンプＰのケーシング内に作用することを防止するため設けられ、また、逃がし路Ｇとリリーフ弁Ｈは、逆止め弁Ｆの閉止時に、ドレン油の排出径路を確保して前記ケーシング内に許容以上の圧力が生じないようにするため設けるものである。
【０００８】
このものでは、油圧ポンプＰのドレン油がほとんど生じない、油圧アクチュエータが低負荷で作動するときでも、油圧アクチュエータからの戻り油がオイルクーラＡへ流れるので、オイルクーラＡによる冷却済の油のタンクへ流れる量が、ドレン油のみをオイルクーラへ導く場合より十分に多くなり、タンク内作動油を良好に冷却でき、冷却不良を解消できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの場合、オイルクーラＡはラジエータ部に戻り油とドレン油とを流通させるため、単にドレン油のみを流通させる場合より大形となって径方向の寸法が大きくなり、タンクの上に設置する場合やタンクの側壁に沿ってタンクの側方に設置する場合に、油圧ユニットが上方や側方にかさばった形状となり、そのコンパクト性を損なうとともに、ドレン路に逃がし路Ｇを分岐させるとともに逆止め弁Ｆやリリーフ弁Ｈを設置する必要から配管施工上の手間が増して製作が面倒となる問題点がある。
【００１０】
本発明は、格別な大形化や製作の面倒さを招くことなく、戻り油とドレン油とをオイルクーラに導くようにして、作動油の冷却不良を防止する油圧ユニットを実現するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため本発明では、電動ファン部の両端に、それぞれ冷却油の入口ポート、出口ポートを有したラジエータ部を一体的に取り付けて、電動ファン部により一方のラジエータ部をへて吸入される冷却空気が、この電動ファン部より他方のラジエータ部をへて排出される空冷式のオイルクーラをタンクの上に配置するとともに、オイルクーラを覆うカバーを設け、冷却空気の吸入口が形成されるオイルクーラの一端側をカバーの外に突出させ、吸入口には空気をろ過するフィルタを着脱自在に取り付け、オイルクーラのどちらか一方のラジエータ部の入口ポートを油圧ポンプのドレン油を導くドレン路に接続し、他方のラジエータ部の入口ポートを作動油の戻り路に接続し、両ラジエータ部の出口ポートは別々の径路でタンク内に通じさせるようにした。
【００１２】
【作用】
このような構成によると、両ラジエータ部はそれぞれ別々にドレン油と戻り油を流通させて、両方を流通させる場合よりも小形でよいのでオイルクーラの径方向寸法を格別大きくせず、また、各ラジエータ部をへてタンクへ達するドレン油と戻り油の径路が分離されるので戻り路側の圧力変化がドレン路の影響を与えることが防止されて、ドレン路に逆止め弁を置き、リリーフ弁を設置した逃がし路を分岐するといった処置は不要となって、油圧ユニットの格別な大形化や製作の面倒さを招くことを防止できる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
図１から図５において、１は作動油を収容するタンクで、内部には、電動機２とこれにより駆動される可変容量形の油圧ポンプ３とを、収容する作動油中に浸漬状態となるよう設置している。タンク１は、その上方開口を閉じる上蓋３、４備え、上蓋３上にはマニホールド５と空冷式のオイルクーラ６が設置され、７は、これらを覆うカバーである。
【００１４】
マニホールド５には、一端をそれぞれ図示しない管路、各種弁を介して油圧アクチュエータへ接続する接続口８Ａ、９Ａとした通孔８、９が設けられ、油圧ポンプ３の吐出管（可撓管で形成）１０が通孔８の他端に、また逆止め弁１１を介在した戻り管１２が通孔９の他端に、それぞれタンク１内で接続されている。なお、この逆止め弁１１は、低圧設定のリリーフ弁作用を得るため設けたものである。そして、吐出管１０と通孔８により、油圧アクチュエータへ吐出油供給のための吐出路１３が形成され、通孔９と戻り管１２により油圧アクチュエータからの戻り油を導く戻り路１４が形成されている。
【００１５】
オイルクーラ６は、電動ファン部１５の両端にそれぞれ第１、第２ラジエータ部１６Ａ、１６Ｂを配置して、これらを一体的に組み付けている。電動ファン部１５は、図４の如く、両端が開口した筒状のケース１７内に、電動機１８とこれにより駆動される軸流形のファン１９をケース１７と同軸状に設けており、電動機１８の駆動により、第１ラジエータ１６Ａ側から、ケース１７内をへて第２ラジエータ１６Ｂ側へ空気を流通させるものである。なお、この電動機１８は、周知のように、タンク１内の油温を検出する図示しない手段を介して、この油温が設定値以上となったとき作動され、油温が別の設定値以下に低下したとき停止されるようになっている。
【００１６】
各ラジエータ部１６Ａ、１６Ｂは、図３に示すように、両端が開口した方形のケース２０内に偏平状の流通管２１を蛇行状に収容し、この流通管２１の間に屈曲状の冷却フィン２２を、流通管２１に接触固定して設置し、冷却フィン２２の屈曲片間で、ケース２０の両開口を結ぶ方向に沿った多数の通風路２３を形成している。そして、流通管２１の両端は、ケース２０から吐出してフランジ２４、２５が取り付けられ、各フランジ２４、２５の下面には、流通管１８内に通じるポート２６、２７が開口形成され、これらポート２６、２７のどちらか一方のポートを、この場合にはポート２６を被冷却油が流入する入口ポートとし、他方のポート２７を被冷却油が流出する出口ポートとしている。
【００１７】
各ラジエータ部１６Ａ、１６Ｂは、図４の如く、ケース２０の電動ファン部１５側の開口を対向する電動ファン部１５のケース１７開口に合致させてビス２８により該ケース１７に組み付けられている。これにより、第１ラジエータ部１６Ａにおけるケース２０の反電動ファン部側開口を空気の吸入口２９とし、第２ラジエータ部１６Ｂにおけるケース２０の反電動ファン部側開口を空気の排出口３０として、吸入口２９から第１ラジエータ部１６Ａの通風路２３、電動ファン部１５を介して第２ラジエータ部１６Ｂの通風路２３より排出口３０への、ファン１９による空気流れ径路が形成されるようになっている。
【００１８】
３１は、前記吸入路２９を覆うよう設置されて吸入空気をろ過するフィルタであり、ビス３２により第１ラジエータ部１６Ａのケース２０に着脱自在に取り付けられている。そして、このオイルクーラ６は、上蓋３にガスケット３３を介して取り付けられる取り付け板３４にフランジ２４、２５の下面を当接してねじ３５により固定されることで、上蓋３上に設置され、さらに、その吸入口２９側をカバー７の背板７Ａから後方に突出させて部分的にカバー７に覆われている。
【００１９】
３６は、第１ラジエータ部１６Ａの入口ポート２６を戻り路１４に接続する配管で、カバー７を除いて示した図２の如く、その一端がマニホールド５の通孔９から分岐した分岐孔３７に、また、他端が取り付け板３４を挿通して入口ポート２６に、それぞれ接続されている。第１ラジエータ部１６Ａの出口ポート２７は、配管３８によりタンク１内に通じており、この配管３８は、一端が取り付け板３４を挿通して出口ポート２７に接続されるとともに、他端側は、タンク１の背部側壁１Ａを挿通してタンク１内に挿入されている。
【００２０】
３９は、油圧ポンプ３のドレン路を形成する、可撓管より成る配管で、一端が油圧ポンプ３のドレンポートに接続されるとともに、他端がタンク１の上蓋３、取り付け板３４を挿通してタンク１内より、第２ラジエータ部１６Ｂの入口ポート２６に接続されている。また、第２ラジエータ部１６Ｂの出口ポート２７には、取り付け板３４、上蓋３を挿通してタンク１内へ延びる配管４０が接続されており、該配管４０により、前記出口ポート２７はタンク１内に通じている。
【００２１】
なお、４１は油圧ポンプ１の吸い込み管４２に、また、４３は、戻り管１２に、それぞれ設けたフィルタであり、４４は、吐出路１３の圧力検出用の圧力計である。
【００２２】
次にこの実施例の作動を説明する。
図示しない油圧アクチュエータのため電動機２により油圧ポンプ３が駆動されて油圧ユニットが作動すると、油圧アクチュエータの作動に応じ、戻り路１４へ戻り油が導かれる。この戻り油は配管３６よりオイルクーラ６の第１ラジエータ部１６Ａへ導かれ配管３８よりタンクへ流入する。
【００２３】
そして、戻り油の流量が増し、配管３６、３８や第１ラジエータ部１６Ａでの抵抗により、戻り路１４へ導かれる戻り油の圧力が逆止め弁１１のクラッキング圧力以上に達すると、逆止め弁１１が開き戻り油を戻り管１２へ流通させ、第１ラジエータ部１６Ａへ多量の戻り油が流れ大きな背圧発生で第１ラジエータ部１６Ａが破損するような事態を防止する。このような逆止め弁１１のリリーフ弁作用によって、戻り油が生じたときには少なくともその一部が第１ラジエータ部１６Ａへ通過することが保証される。また一方、油圧ポンプで生じたドレン油は、配管３９から第２ラジエータ部１６Ｂを通過し配管３８よりタンク１内へ流入する。
【００２４】
ここで、タンク１内の油温が設定値以上に達すると、電動ファン部１５の電動機１８が作動し、ファン１９によって吸入口２９から吸入されて排出口３０より排出される空気により各ラジエータ部１６Ａ、１６Ｂを通過する油は冷却され、この冷却済油がタンク１内へ流入してタンク１内の作動油を冷却する。これによって、タンク１内の油温が設定値以下に低下すると、電動機１８が停止して、オイルクーラ６の冷却作用が停止する。このような作動が油圧ユニットの作動中に反復され、タンク１内の油温を適正に保つのである。
【００２５】
この作動において、ドレン油のタンク１へ流入する径路は、戻り油のタンク１へ流入する径路とは全く別であるので、戻り油の急増により戻り路１４にサージ的な圧力上昇が生じても、配管３９側には何ら影響はなく、従来例に示したような逆止め弁やリリーフ弁を配管３９のために設ける必要はなく、配管施工上の手間が増えて油圧ユニットの製作が面倒になるといった事態を解消できる。また、各ラジエータ部１６Ａ、１６Ｂは、ドレン油と戻り油の両方を流通させるものではないので、両方を流通させるものと比較すると小形にでき、径方向の寸法が大きくならず、油圧ユニットがタンク１の上方にかさばった形状となることが防止でき、カバー７も小形状にできて、コンパクトな油圧ユニットが実現できる。
【００２６】
そして、タンク１上のマニホールド５やオイルクーラ６がカバー７で覆われているので、全体がすっきりして意匠的価値も増し、オイルクーラ６をカバー７で覆うものの、その吸入口２９側がカバー７から突出しているので、フィルタ３１の洗浄等の際の脱着が容易に行なうことができる。また、電動ファン部と一つのラジエータ部を有したオイルクーラをドレン油用と戻り油用にそれぞれ用いる場合と比較すると、ファン駆動用の電動機が少なくてすみ制御回路が簡単となって廉価にできるとともに、オイルクーラ設置スペースも少なくなり、また、吸入口のフィルタも少なくてよいので、保守が楽になる利点がある。
【００２７】
図６、図７は他の実施例を示す。先の実施例と同等部分には同符号を付し、先の実施例と異なった部分について説明するが、図７はカバー７を取り外した状態で示してある。
【００２８】
このものでは、先の実施例のオイルクーラと同じ構成の、第１オイルクーラ６Ａ、第２オイルクーラ６Ｂの二つのオイルクーラを有している。そして、第１オイルクーラ６Ａにおける第１ラジエータ部１６Ａの入口ポートが配管３６に、また、出口ポートが第２オイルクーラ６Ｂにおける第１ラジエータ部１６Ａの入口ポートにそれぞれ接続され、第２オイルクーラ６Ｂにおける第１ラジエータ部１６Ａの出口ポートに配管３８が接続されて、配管３６、３８間に第１、第２オイルクーラ６Ａ、６Ｂの各第１ラジエータ部１６Ａが直列状に配置されている。
【００２９】
そしてまた、第１オイルクーラ６Ａにおける第２ラジエータ部１６Ｂの入口ポートが配管３９に、また、出口ポートが第２オイルクーラ６Ｂにおける第２ラジエータ部１６Ｂの入口ポートにそれぞれ接続され、第２オイルクーラ６Ｂにおける第２ラジエータ部１６Ｂの出口ポートに配管４０が接続されて、配管３９、４０間に第１、第２オイルクーラ６Ａ、６Ｂの各第２ラジエータ部１６Ｂが直列状に配置されている。
【００３０】
このように構成することにより、先の実施例と同様な効果が得られるほか、小形の油圧ユニット用のオイルクーラを組み合わせて大形の油圧ユニットに適用でき、多数種のオイルクーラを用意しなくても各種油圧ユニットを製作できる。
【００３１】
【発明の効果】
このように本発明によると、ドレン油のタンクへ流入する径路は、戻り油のタンクへ流入する径路とは全く別であるので、戻り油の急増により戻り路にサージ的な圧力上昇が生じても、ドレン路側には何ら影響はなく、従来例に示したような逆止め弁やリリーフ弁をドレン路のために設ける必要はなく、配管施工上の手間が増えて油圧ユニットの製作が面倒になるといった事態を解消できる。また、各ラジエータ部は、ドレン油と戻り油の両方を流通させるものではないので、両方を流通させるものと比較すると小形にでき、オイルクーラの径方向の寸法が大きくならず、油圧ユニットがかさばった形状となることが防止でき、コンパクトな油圧ユニットが実現できる。
【００３２】
また、電動ファン部と一つのラジエータ部を有したオイルクーラをドレン油用と戻り油用にそれぞれ用いる場合と比較すると、ファン駆動用の電動機が少なくてすみ制御回路が簡単となって廉価にできるとともに、オイルクーラ設置スペースも少なくなる。
【００３３】
そして、オイルクーラをタンクの上に配置するとともに、オイルクーラを覆うカバーを設け、冷却空気の吸入口が形成されるオイルクーラの一端側をカバーの外に突出させ、吸入口には空気をろ過するフィルタを着脱自在に取り付けているため、吸入口がカバーの外に位置して、洗浄、交換等でフィルタを脱着する際に、カバーを取り外さずに作業でき、保守の容易な油圧ユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
図１
本発明の１実施例の一部断面で示した右側面図
図２
本発明の１実施例におけるカバーを除いて示した部分背面図
図３
本発明の１実施例におけるオイルクーラのラジエータ部の説明図
図４
本発明の１実施例におけるオイルーラの拡大部分断面図
図５
本発明の１実施例の油圧回路図
図６
本発明の他の実施例の油圧回路図
図７
図６のものでの部分平面図
図８
従来例を示す油圧回路図
【符号の説明】
１  タンク
２  電動機
３  油圧ポンプ
７  カバー
６  オイルクーラ
１４  戻り路
１５  電動ファン部
１６Ａ、１６Ｂ  ラジエータ部
２９  吸入口
３９  ドレン路
【図１】
0003623538.tif 000002
【図２】
0003623538.tif 000003
【図３】
0003623538.tif 000004
【図４】
0003623538.tif 000005
【図５】
0003623538.tif 000006
【図６】
0003623538.tif 000007
【図７】
0003623538.tif 000008
【図８】
0003623538.tif 000009