(57)【要約】【課題】外気の侵入による油槽内の作動油への水分や異物の混入を防ぎながら油槽内の圧力変動に対応できるとともに、油槽内の急激な圧力変動にも適切に対応できる油圧タンクを提供する。【解決手段】油圧機器用の作動油１２を蓄えた油槽１１の外部に、一端が油槽１１の油面１２ａの上部の閉鎖空間１５に通じ、他端が大気に開放され、内部に液体１９を収納した略Ｕ字状の外気遮断配管１８を設けている。これにより、油槽１１内の圧力が変動すると、その圧力変動は、外気遮断配管１８の内部の液体１９の移動によって補われるとともに、油槽１１内に急激な圧力上昇があった場合には、外気遮断配管１８の内部の液体１９が外気遮断配管１８の開放端１８ａから大気に飛び出して、油槽１１を大気と連通させ、機器の損傷を防止する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧機器の作動油を蓄えた油槽を備え、前記作動油を油圧機器に供給する油圧タンクにおいて、前記油槽の外側に、一端が前記油槽の油面の上部の閉鎖空間に通じ、他端が大気に開放され、内部に液体を収納した略Ｕ字状の外気遮断配管を備えていることを特徴とする油圧タンク。
【請求項２】
前記略Ｕ字状の外気遮断配管の内部に収納された液体は、前記作動油であることを特徴とする請求項１記載の油圧タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧機器の作動油を蓄えた油槽を備え、前記作動油を油圧機器に供給する油圧タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、油圧シリンダ等の油圧機器には油圧タンクが設けられている。油圧タンクは、油圧機器用の作動油を蓄えた油槽を備え、油圧機器の作動に応じて、油圧機器に作動油を送り出したり、油圧機器から作動油を受け取ったりするようになっている。
【０００３】
図３は、従来の油圧タンクを示す断面図である。油圧タンクは、内部に油圧機器用の作動油１２を蓄え、ほぼ密閉された構造の油槽１１と、油槽１１から油圧機器（図示せず）に作動油１２を送り出すための行き配管１３と、油圧機器から油槽１１に作動油１２を受け取るための戻り配管１４とを備えている。そして、油圧機器の作動に応じて作動油１２を送り出したり、作動油１２を受け取ったりすることにより、油槽１１内の作動油１２の油面１２ａが上下するので、その際の油槽１１内の圧力変動に対応するために、油槽１１内の油面１２ａ上部の閉鎖空間１５を外気と連通させる通気口２１が油槽１１の上部に設けられている。
【０００４】
したがって、このような従来の油圧タンクにおいては、外気が通気口２１を経由して油槽１１内への侵入と吐出を繰り返すことになり、油圧タンク周辺の外気が水分や粉塵等の異物を含んでいる場合、この外気の侵入によって油槽１１内の作動油１２に水分や異物が混入する。その結果、以下のような問題が発生する。
【０００５】
すなわち、作動油１２に多量の水分が混入した場合、作動油１２の乳化が発生する。乳化した作動油はサーボ弁等の油圧機器の内部部品に付着したり、フィルターの目詰まりを引き起こし、油圧機器の作動不良の原因となる。作動油１２に多量の異物が混入した場合も同様の結果となる。
【０００６】
また、乳化した作動油が油圧配管内に付着堆積した場合、フィルターの目詰まりが短期間で発生する。その都度フィルターを取替えるとフィルター取替費用が増大するし、油圧配管のフラッシングを行うと、補修費が増大する。
【０００７】
そこで、上記の問題に対応するために、油槽内の圧力変動を吸収できるような柔軟に変形する容器を油槽に取り付けることにより、油槽を外気と遮断した構造の油圧タンクが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
図４は、上記特許文献１に示されている油圧タンクを説明するための断面図である。この油圧タンクにおいては、図３における通気口２１に代えて、油槽１１の上部外側に、風船等の柔軟に変形する容器２２が取り付けられており、油槽１１内の油面１２ａの上下による油槽１１内の圧力変動を、この容器２２の変形によって吸収するようになっている。これによって、油槽を外気に連通させなくとも油槽内の圧力変動に対応できるようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−１５１１０２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に示されている油圧タンクにおいては、風船等の柔軟に変形する容器によって油槽内の圧力変動を吸収するようにしていることから、容器自体の強度が機械的外力に対して不充分となる。そのため、容器に保護カバーを取り付けることが必要になり、保守点検等に手間が掛かる。逆に、容器の機械的強度を上げると、油槽内に急激な圧力変動が生じた場合、容器の変形が追従できずに油槽内の圧力変動を吸収できなくて、機器の損傷を招く危険性がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、外気の侵入による油槽内の作動油への水分や異物の混入を防ぎながら油槽内の圧力変動に対応できるとともに、油槽内の急激な圧力変動にも適切に対応できる油圧タンクを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１３】
［１］油圧機器の作動油を蓄えた油槽を備え、前記作動油を油圧機器に供給する油圧タンクにおいて、前記油槽の外側に、一端が前記油槽の油面の上部の閉鎖空間に通じ、他端が大気に開放され、内部に液体を収納した略Ｕ字状の外気遮断配管を備えていることを特徴とする油圧タンク。
【００１４】
［２］前記略Ｕ字状の外気遮断配管の内部に収納された液体は、前記作動油であることを特徴とする前記［１］記載の油圧タンク。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る油圧タンクを示す断面図である。この実施形態に係る油圧タンクは、内部に油圧機器用の作動油１２を蓄え、ほぼ密閉された構造の油槽１１と、油槽１１から油圧機器（図示せず）に作動油１２を送り出すための行き配管１３と、油圧機器から油槽１１に作動油１２を受け取るための戻り配管１４と、一端が油槽１１の油面１２ａの上部の閉鎖空間１５に通じ、他端が大気に開放され、内部に液体１９を収納した略Ｕ字状の外気遮断配管１８（一種のＵ字管マノメータ）とを備えている。
【００１６】
上記のような構造の油圧タンクにおいては、油槽１１への作動油１２の出入りに伴う油面１２ａの上下によって油面１２ａの上部の閉鎖空間１５の容積が変化し、油槽１１内の圧力が変動すると、その圧力変動は、閉鎖空間１５に通じている外気遮断配管１８の内部の液体１９の移動によって補われる。
【００１７】
例えば、油面１２ａが上昇して油槽１１内の圧力が上昇すると、図２に示すように、外気遮断配管１８の油槽１１側の液面が低下し、大気側の液面が上昇する。その際、油槽１１内の圧力ＰＴと外気遮断配管１８内の液面差Δｈとの関係は、外気遮断配管１８の管径を均一とすると、Ｕ字管マノメータの原理から以下のように表される。
【００１８】
ＰＴ−ＰＡ＝ρｇΔｈ      ……（１）
ここで、ＰＡは大気圧、ρは液体１９の密度、ｇは重力加速度である。
【００１９】
このようにして、外気遮断配管１８内の液体１９の移動によって、油槽１１を外気と遮断しながら、油面１２ａの変位による油槽１１内の圧力変動を吸収することができる。
【００２０】
しかも、液体の配管内の移動によって圧力変動を吸収しているので、前記特許文献１のように容器の変形によって圧力変動を吸収するものに比べても、その応答速度（圧力感度）は一層良好である。
【００２１】
さらに、外気遮断配管１８自体が変形する訳ではないので、機械的外力に対して不充分な強度のものを用いて、そのための保護カバーを取り付ける必要もなく、構造上も簡易であり、保守点検は容易である。
【００２２】
そして、油槽１１内に急激な圧力上昇があった場合には、外気遮断配管１８の内部の液体１９が外気遮断配管１８の開放端１８ａから大気に飛び出して、油槽１１を大気と連通させるようになるので、機器の損傷を防止できる。また、油槽内に急激な圧力低下があった場合にも、外気遮断配管１８の内部の液体１９が外気遮断配管１８から油槽１１内に飛び込んで、油槽１１を大気と連通させるようになるので、機器の損傷を防止できる。その際、外気遮断配管１８の液体１９として、油槽１１内の作動油１２と同じものを用いていれば、液体１９が油槽１１内の作動油１２に混ざっても支障がない。
【００２３】
なお、油槽１１内の圧力ＰＴが所定の上限圧力に達したときに、外気遮断配管１８内の液体１９が大気に飛び出して油槽１１を大気と連通させるように設定するには、以下のようにすればよい。
【００２４】
すなわち、前記（１）式から、
Δｈ＝（ＰＴ−ＰＡ）／（ρｇ）      ……（２）
となるので、油槽１１内の圧力ＰＴが所定の上限圧力ＰＴｃｒに達したときの限界液面差Δｈｃｒは、
Δｈｃｒ＝（ＰＴｃｒ−ＰＡ）／（ρｇ）  ……（３）
となる。
【００２５】
したがって、（３）式によって算出される限界液面差Δｈｃｒが生じたときに液体１９の液面が開放端１８ａを越えるように、外気遮断配管１８の高さを調整しておけばよい。これによって、油槽１１内の圧力ＰＴが所定の上限圧力（遮断解除圧力）ＰＴｃｒに達した外気遮断配管１８内の液体１９が大気に飛び出して油槽１１を大気と連通させることができる。
【００２６】
油槽１１内の圧力ＰＴが所定の下限圧力に達したときに、外気遮断配管１８内の液体１９が油槽１１内に飛び込んで油槽１１を大気と連通させるように設定する場合も上記と同様に行えばよい。
【００２７】
このようにして、前記（３）式に基づいて、外気遮断配管１８の遮断解除圧力を精度良く設定することができる。これに対して、前記特許文献１のような容器の変形による場合には、その遮断解除圧力を適切に設定することは難しい。
【００２８】
上記のように、この実施形態に係る油圧タンクにおいては、油槽への外気の侵入を遮断しながら油槽内の圧力変動に対応することができるとともに、油槽内の急激な圧力変動にも適切に対応することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明においては、内部に液体を収納した略Ｕ字状の外気遮断配管を油槽に取り付けているので、外気の侵入による油槽内の作動油への水分や異物の混入を防ぎながら油槽内の圧力変動に対応することができるとともに、油槽内の急激な圧力変動にも適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における作動状態の説明図である。
【図３】従来技術の説明図である。
【図４】他の従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１１  油槽
１２  作動油
１２ａ  油面
１３  行き配管
１４  戻り配管
１５  閉鎖空間
１８  外気遮断配管
１８ａ  開放端
１９  液体
２１  通気口
２２  容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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