(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される作動油中の気泡を除去するための気泡除去手段を設けて構成される建設機械の油圧回路において、前記油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の制御切換えをすべく配した作動油制御バルブは、パイロット制御バルブからのパイロット圧油の供給により切換えられ、前記気泡除去手段は、パイロット制御バルブからの戻り油路に設けられたものとし、かつ該気泡除去手段を、送り込まれた気泡含有作動油に渦巻き流を発生させ、該渦巻き流によって生じる遠心力により作動油と気泡を分離するように構成するにあたり、気泡除去手段は、円筒形状をした筒体で形成され、中心に気泡排出管を有し、該気泡除去手段の気泡排出端側の筒底部は、前記送り込まれる気泡含有作動油を一周近くのあいだ気泡排出管側の作動油とは仕切られた状態で筒体外周部側を円弧状に流れてから気泡排出筒側の作動油と合流するように形成されていると共に、前記気泡排出管に集結された気泡はエアートラップ配管を経由して油タンクの油面表面部に排出されるものとし、前記パイロット戻り油路には、気泡除去手段の下流側に位置して気泡除去手段に背圧を与えるための背圧付加手段が設けられている建設機械の油圧回路における作動油気泡除去装置。
【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配設される油圧回路の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種建設機械には、油圧ポンプから供給される作動油により作動する油圧アクチュエータが設けられるが、このものにおいて、油圧アクチュエータの作動に伴う作動油の圧縮膨張等により、作動油中に気泡が含まれることになる。そしてこの気泡が含まれた作動油がサクションラインを経由して油圧ポンプに供給されたとき、前記気泡はポンプ内で急激な断熱圧縮を受け、これによって大きな騒音や振動が発生したり、作動油が発熱して劣化が促進されたりするという問題がある。さらには、油圧アクチュエータの作動効率の低下や不安定化、制御性能の悪化等の原因となる惧れもあり、そこで脱気することが要求される。
ところがこの様な気泡の脱気は、油タンクが充分に大きかったり、静止的な使用である場合、作動油中の気泡が油表面に自然に浮いてくることで行われるためあまり問題にならないが、コストやスペース等の関係から油タンクの容量をあまり大きくできない場合や激しく振動するような状態で使用される機械では、気泡の除去が難しく、残留したままとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、作動油中の気泡を脱気するための気泡除去手段を用いることが提唱されるが、従来のものは、油タンクから専用の気泡除去油路を形成し、該気泡除去油路に気泡除去手段を設けて作動油中の気泡を除去するようにしていたが、このものでは、油タンク中の作動油を気泡除去手段に送るための油送ポンプ等の専用の部材装置が必要で、部品点数が多く、また配管も複雑になってしまい、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される作動油中の気泡を除去するための気泡除去手段を設けて構成される建設機械の油圧回路において、前記油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の制御切換えをすべく配した作動油制御バルブは、パイロット制御バルブからのパイロット圧油の供給により切換えられ、前記気泡除去手段は、パイロット制御バルブからの戻り油路に設けられたものとし、かつ該気泡除去手段を、送り込まれた気泡含有作動油に渦巻き流を発生させ、該渦巻き流によって生じる遠心力により作動油と気泡を分離するように構成するにあたり、気泡除去手段は、円筒形状をした筒体で形成され、中心に気泡排出管を有し、該気泡除去手段の気泡排出端側の筒底部は、前記送り込まれる気泡含有作動油を一周近くのあいだ気泡排出管側の作動油とは仕切られた状態で筒体外周部側を円弧状に流れてから気泡排出筒側の作動油と合流するように形成されていると共に、前記気泡排出管に集結された気泡はエアートラップ配管を経由して油タンクの油面表面部に排出されるものとし、前記パイロット戻り油路には、気泡除去手段の下流側に位置して気泡除去手段に背圧を与えるための背圧付加手段が設けられている建設機械の油圧回路における作動油気泡除去装置。
これにより、専用の気泡除去油路を形成することなく、作動油制御バルブからの戻り油路に気泡除去手段を設けただけの簡単な構造で、効率良い脱気を行うことができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、参考例と本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、第一の参考例の一つの油圧回路を図１に示すが、該図面において、１は油圧ショベル等の建設機械に設けられるシリンダ式の油圧アクチュエータであって、該油圧アクチュエータ１に対する油圧回路に本発明の作動油気泡除去装置が実施されている。
ここにおいて、２は前記油圧アクチュエータ１に作動油を供給するための油圧ポンプであって、該油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ１に至る油路中には、油圧アクチュエータ１への作動油供給制御を行うための作動油制御バルブ３が配設されている。
【０００６】
前記作動油制御バルブ３は、三位置切換え弁であって、第一ポート３ａは前記油圧ポンプ２に、第二ポート３ｂは後述する冷却器４、気泡除去装置５等を経由して油タンク６に至る戻り油路Ａに、第三ポート３ｃは前記油圧アクチュエータ１の伸長側ポート１ａに、第四ポート３ｄは縮小側ポート１ｂにそれぞれ接続されている。さらに作動油制御バルブ３には、伸長側および縮小側の各パイロットポート３ｅ、３ｆが形成されている。そして、両パイロットポート３ｅ、３ｆにパイロット圧油が供給されていない状態では、第一〜第四ポート３ａ〜３ｄが閉じた中立位置に位置しているが、伸長側パイロットポート３ｅにパイロット圧油が供給されることにより、油圧ポンプ２からの作動油が伸長側ポート１ａに供給され、かつ縮小側ポート１ｂからの作動油が戻り油路Ａに排出される伸長側位置に切換り、また縮小側パイロットポート３ｆにパイロット圧油が供給されることにより、油圧ポンプ２からの作動油が縮小側ポート１ｂに供給され、かつ伸長側ポート１ａからの作動油が戻り油路Ａに排出される縮小側位置に切換わるように構成されている。
【０００７】
一方、７はパイロットポンプであって、該パイロットポンプ７から供給されるパイロット圧油は、フィルタ８、後述のパイロット制御バルブ９を経由して、前記作動油制御バルブ３のパイロットポート３ｅ、３ｆに供給されるように構成されている。
【０００８】
つまり、前記パイロット制御バルブ９は、伸長側バルブ部９Ｘと縮小側バルブ部９Ｙとから構成されるものであるが、両バルブ部９Ｘ、９Ｙは同じ構造のものであるため、いま伸長側バルブ部９Ｘについて説明すると、該バルブ部９Ｘの第一ポート９ａは前記フィルタ８に接続され、第二ポート９ｂは作動油制御バルブ３の伸長側パイロットポート３ｅに接続されている。また第三ポート９ｃは、前記油タンク６から油圧ポンプ２およびパイロットポンプ７に至るサクションラインＢに合流するパイロット戻り油路Ｃに接続されている。そして各バルブ部９Ｘ、９Ｙは、図示しない操作レバーが中立位置のときには、第一ポート９ａが閉じ、かつ第二ポート９ｂと第三ポート９ｃとが連通する状態となっているが、操作レバーを伸長側あるいは縮小側に操作することに基づいて、対応する伸長側バルブ部９Ｘまたは縮小側バルブ部９Ｙの第一ポート９ａと第二ポート９ｂとが連通する状態となり、これによって前記パイロットポンプ７からのパイロット圧油が各対応するパイロットポート３ｅまたは３ｆに供給されるようになっている。
尚、１０は前記フィルタ８からパイロット制御バルブ９に至る油路から分岐してパイロット戻り油路Ｃに合流するリリーフ油路Ｇに設けられるパイロットリリーフ弁であって、該パイロットリリーフ弁１０によってパイロットポンプ７からパイロット制御バルブ９に供給される圧油の供給圧力が決定されるようになってている。
【０００９】
また、前述の作動油制御バルブ３から油タンク６に至る戻り油路Ａには、作動油制御バルブ３側から冷却器４、気泡除去装置５、フィルタ１１が配されている。ここで冷却器４は、作動油を冷却するためのものであるが、該冷却器４に対して並列接続される冷却器用バイパス油路Ｄには、該バイパス油路Ｄを油タンク６側に向けて流れる作動油の圧力が所定圧以上となったときに開くバネ付チェック弁１２が配されており、これによって冷却器４に過剰な圧力がかかってしまうことを回避できるようになっている。
尚、冷却器４は、図３に示す第二の参考例の如く、気泡除去装置５の下流側に設けても良い。
【００１０】
一方、前記気泡除去装置５は、図２に示す如く、円筒形状の筒体５ａに外周部側から作動油を送り込むことによって渦巻き流を発生させ、該渦巻き流によって生じる遠心力により、比重差のある作動油と気泡とを分離するものであって、この場合に、作動油に比べて比重の小さい気泡は筒体５ａの中心側に集結されて大きな気泡となって気泡排出管５ｂの孔を通り、これがエアートラップ配管（ドレンライン）Ｅを経由して油タンク６の油面表面部に排出されるように構成されている。つまり気泡除去装置５は、図２から明らかなように、円筒形状をした筒体５ａで形成され、中心に気泡排出管５ｂを有し、該気泡除去装置５の気泡排出端側の筒底部は、前記送り込まれる気泡を含有した作動油を一周近くのあいだ気泡排出管側の作動油とは仕切られた状態で、その外側である筒体外周部側を円弧状に流れてから気泡排出筒５ｂ側で渦巻き流となっている作動油と合流するように形成されている。
【００１１】
さらに、Ｆは前記気泡除去装置５に対して並列接続される気泡除去装置用バイパス回路であって、該バイパス油路Ｆには、該油路Ｆを油タンク６側に向けて流れる作動油の圧力が所定圧以上となったときに開くバネ付チェック弁１３が配されており、これにより、気泡除去装置５が有効に作用しない大流量の作動油が気泡除去装置５を通過してしまうことを回避できると共に、気泡除去装置５にピーク圧が働いてしまうことを回避できるようになっている。因みに、バネ付チェック弁１３に換えて、リリーフ弁等の適宜加圧されることで開放される開放手段を採用できることはいうまでもない。
【００１２】
叙述の如く構成されたものにおいて、作動油中に含まれる気泡は、作動油制御バルブ３から油タンク６に至る戻り油路Ａに設けられた気泡除去装置５によって除去されることになる。この結果、スペースやコスト等の関係から油タンク６の容量をあまり大きくできない場合や激しく振動するような状態で使用されるものであっても、有効に脱気できることになって、気泡が残留した場合に生じる油圧アクチュエータ１の作動効率の低下等の不具合の発生を回避できる。
【００１３】
しかも前記気泡除去装置５は、作動油制御バルブ３から油タンク６に至る戻り油路Ａに設けられているため、従来の油タンクから専用の気泡除去油路を形成して気泡除去手段を設けるもののように、油送ポンプ等の専用の部材装置を必要としたり配管が複雑となってしまうことがなく、油圧アクチュエータ１の圧油回路に必要な戻り油路Ａに気泡除去装置５を設けただけの簡単な構造で、油圧アクチュエータ１の制御に影響のない効率良い脱気を行えることになる。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を図４に示すが、該図面において、第一の参考例と共通するもの（同一のもの）については、同一の符号を付して引出すと共にその詳細については省略する。
このものにおいて、気泡除去装置５は、作動油制御バルブ３から油タンク６に至る戻り油路Ａにではなく、パイロットリリーフ弁１０からサクションラインＢに合流するパイロット戻り油路Ｃに設けられている。さらに、このパイロット戻り油路Ｃには、気泡除去装置５の下流側に位置して、所定圧以上の圧力が加わったときに開くバネ付チェック弁１４が配されており、これによって気泡除去装置５に必要な背圧が与えられることになって、気泡除去装置５の気泡排出管５ｂの孔よりの気泡排出効率を促進できる。
【００１５】
上記本発明の実施の形態において、パイロット戻り油路Ｃを流れる戻り油は、流量は少ないもののパイロットリリーフ弁１０の排出油量の変動が小さな安定した流れであるため、効率のよい気泡除去を安定して行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の参考例を示す油圧回路図である。
【図２】（Ａ）は気泡除去装置の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第二の参考例を示す油圧回路図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１  油圧アクチュエータ
２  油圧ポンプ
３  作動油制御バルブ
４  冷却器
５  気泡除去装置
９  パイロット制御バルブ
１０  パイロットリリーフ弁
１３  バネ付チェック弁
１４  バネ付チェック弁
Ａ  戻り油路
Ｃ  パイロット戻り油路
Ｆ  気泡除去装置用バイパス油路
【図１】
0003578529.tif 000002
【図２】
0003578529.tif 000003
【図３】
0003578529.tif 000004
【図４】
0003578529.tif 000005