(57)【要約】【課  題】軸受部から流れ出したドレン油を強制的に吸引するとともに、そのドレン油を油圧源に回収して再利用することができるドレン油回収装置を提供することを目的とする。【解決手段】ドレン油回収装置は、軸受部（１６）からのドレン油が流入するドレン油流入路（２１）と、ドレン油流入路に接続されている排気室（２６）と、排気室の空気を排出するバキュームポンプ（３６）と、排気室と連通し排気室の油が流れ込むドレン油溜室（２７）と、連通部（２８）を開閉する隔離弁（３１）と、ドレン油溜室の油を油圧源（１１）に回収する回収流路と、ドレン油溜室に給気する給気弁（４３）と、ドレン油溜室の油量が回収開始油量になると、隔離弁を作動して連通部を閉じるとともに給気弁を開けてドレン油溜室の油を油圧源に排出する油回収用制御装置（５１）とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部から流れ出したドレン油を回収するドレン油回収装置において、
軸受部から流れ出したドレン油が流入するドレン油流入路と、
このドレン油流入路に接続されてドレン油流入路からのドレン油が流れ込む排気室と、
この排気室の空気を排出するバキュームポンプと、
前記排気室の下方に配置されるとともに排気室と連通し排気室のドレン油が流れ込むドレン油溜室と、
このドレン油溜室と排気室との連通部を開閉する隔離弁と、
前記ドレン油溜室のドレン油を油圧源に回収するとともに逆止機能を有する回収流路と、
前記ドレン油溜室に空気を供給するための給気弁と、
前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収開始油量になると、前記隔離弁を作動して前記連通部を閉じるとともに前記給気弁を開けて前記ドレン油溜室に空気を供給し前記ドレン油溜室のドレン油を前記回収流路を介して油圧源に排出しており、また、前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収停止油量になると、前記給気弁を閉じるとともに前記隔離弁を作動して前記連通部を開ける油回収用制御装置とを備えていることを特徴とするドレン油回収装置。
【請求項２】
前記回収流路に回収ポンプが設けられているとともに、
前記油回収用制御装置が、前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収開始油量になると、前記回収ポンプを稼働させ、また、前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収停止油量になると、前記回収ポンプを停止させることを特徴とする請求項１記載のドレン油回収装置。
【請求項３】
前記軸受部が複数箇所に設けられており、
前記排気室と接続するドレン油流入路が各軸受部毎に互いに独立して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のドレン油回収装置。
【請求項４】
ドレン油槽が設けられ、このドレン油槽の内部を上下に隔壁で分けるとともにこの隔壁に前記連通部としての連通開口を設けることにより、上側に前記排気室が、下側に前記ドレン油溜室が配置されていることを特徴とする請求項１，２または３記載のドレン油回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受部から流れ出したドレン油を回収するドレン油回収装置に関し、特に、油圧アクチュエータの軸受部から流れ出したドレン油を回収する油圧アクチュエータのドレン油回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のドレン油回収装置には、大きく分けて２個のタイプがある。第１のタイプのドレン油回収装置（たとえば、特許文献１参照）は、軸受部から流れ出したドレン油を油圧源の油タンクに、重力による自然落下により回収している。
また、第２のタイプのドレン油回収装置（たとえば、特許文献２参照）は、軸受部から流れ出したドレン油を真空ポンプで強制的に吸引している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１６９６０９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１３４８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１のタイプのドレン油回収装置では、ドレン油を油圧源に回収して再利用することが簡単にできるが、軸受部の近くに設けられている密封手段としてのシール材に比較的高い油圧が加わる。そのため、シール材は高い油圧に抗して密封する必要があり、シール材の接触圧を高めることになる。すると、シール材の磨耗速度が早くなるとともに、回転軸などの軸に傷が付き易くなる。そして、この軸の傷によりさらにシール材の磨耗が促進される。その結果、シール材の交換回数や軸のメンテナンスの回数が増大するという問題点が発生する。逆に、シール材の接触圧を低くすると、シール材や軸の耐久性は高まるが、油漏れが発生しやすくなるという問題点が発生する。
【０００５】
また、第２のタイプのドレン油回収装置では、軸受部からのドレン油を真空ポンプで吸引しており、シール材にかかる油圧は低くなる。したがって、シール材の耐久性や密封性能は向上する。しかしながら、真空ポンプで吸引されたドレン油の圧力は油圧源の圧力よりもかなり低く、その圧力差に逆らって、ドレン油を油圧源に戻すことは現在行われていない。その結果、ドレン油を油圧源に回収して再利用することができないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、軸受部から流れ出したドレン油を強制的に吸引するとともに、そのドレン油を油圧源に回収して再利用することができるドレン油回収装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のドレン油回収装置は軸受部（１６）から流れ出したドレン油を回収する。そして、ドレン油回収装置は、軸受部から流れ出したドレン油が流入するドレン油流入路（２１）と、このドレン油流入路に接続されてドレン油流入路からのドレン油が流れ込む排気室（２６）と、この排気室の空気を排出するバキュームポンプ（３６）と、前記排気室の下方に配置されるとともに排気室と連通し排気室のドレン油が流れ込むドレン油溜室（２７）と、このドレン油溜室と排気室との連通部（２８）を開閉する隔離弁（３１）と、前記ドレン油溜室のドレン油を油圧源（１１）に回収するとともに逆止機能を有する回収流路と、前記ドレン油溜室に空気を供給するための給気弁（４３）と、前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収開始油量になると、隔離弁を作動して前記連通部を閉じるとともに前記給気弁を開けてドレン油溜室に空気を供給しドレン油溜室のドレン油を回収流路を介して油圧源に排出しており、また、前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収停止油量になると、前記給気弁を閉じるとともに隔離弁を作動して前記連通部を開ける油回収用制御装置（５１）とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記回収流路に回収ポンプ（４６）が設けられているとともに、前記油回収用制御装置が、前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収開始油量になると、前記回収ポンプを稼働させ、また、前記ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収停止油量になると、前記回収ポンプを停止させることがある。
【０００９】
さらに、前記軸受部が複数箇所に設けられており、前記排気室と接続するドレン油流入路が各軸受部毎に互いに独立して設けられていることがある。
【００１０】
そして、ドレン油槽（２２）が設けられ、このドレン油槽の内部を上下に隔壁（２３）で分けるとともにこの隔壁に前記連通部としての連通開口を設けることにより、上側に前記排気室が、下側に前記ドレン油溜室が配置されていることがある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明におけるドレン油回収装置の実施の一形態を説明する。図１は本発明のドレン油回収装置の概略の油圧回路図である。図２は油圧アクチュエータの要部拡大断面図である。図３は油回収用制御装置の入出力図である。図４は油回収のフローチャートである。図５は隔離弁が閉じた状態でのドレン油回収装置の概略の油圧回路図である。図６はドレン油溜室の油量の変化を示すグラフである。
【００１２】
ロータリーアクチュエータとも呼ばれる回転型電動油圧サーボアクチュエータ１（以下「油圧アクチュエータ」）は、ローターである入力軸２と出力軸３を具備している。入力軸２および出力軸３はケーシング４に回転可能に支持されている。そして、サーボコントローラー６は、制御信号をサーボ弁７に入力して、入力軸２の回転と出力軸３の回転との位相差を制御する。サーボ弁７には、油圧源１１が油圧配管１４ａ，１４ｂで接続されている。油圧源１１は油圧ポンプ１２および油タンク１３を具備しており、油圧ポンプ１２が稼働すると、油タンク１３の油をサーボ弁７に供給する。また、入力軸２には図示しない電動モータが連結される。この油圧アクチュエータ１は、車両の駆動軸、クラッチやトランスミッションなどの疲労耐久試験機に利用される。
【００１３】
油圧アクチュエータ１の軸２，３は、図２に図示するように、ケーシング４の軸受部１６で回転可能に支持されており、この軸受部１６には油が供給され潤滑している。この軸受部１６の外側（外気側）にはシール材としてのオイルシール１７が配置されている。ケーシング４に設けられているこのオイルシール１７は、軸受部１６から流れ出したドレン油が外側に漏れることを防止しており、リング状の本体１７ａと、この本体１７ａから軸受部１６配置側に向かって斜めに突出するヒレ部１７ｂとを具備している。そして、軸受部１６とオイルシール１７との間には、ドレン油流入路２１が接続されている。このドレン油流入路２１にドレン油が流入する。
【００１４】
このドレン油流入路２１は軸受部１６毎に複数独立して設けられ、その各先端はドレン油槽２２に接続されている。ドレン油槽２２はその内部が隔壁２３で上下に分けられており、上側に排気室２６が、また、下側にドレン油溜室２７が形成されている。なお、ドレン油流入路２１は排気室２６に接続されている。また、隔壁２３には、排気室２６とドレン油溜室２７とを連通させる連通部としての連通開口２８が形成されている。この連通開口２８を隔離弁３１が開閉する。隔離弁３１は隔離用油圧シリンダ３２で駆動される。油圧シリンダ３２は、油圧源１１からの高圧側の油圧配管１４ａに隔離用電磁弁３３を介して接続されている。そして、隔離用電磁弁３３がＯＮされると、油圧源１１からの油圧が油圧シリンダ３２に供給され隔離弁３１が下降し連通開口２８を閉じ、図５に図示する状態となる。一方、隔離用電磁弁３３がＯＦＦされると、油圧源１１からの油圧が遮断され、油圧シリンダ３２の内部の付勢手段としてのスプリング（図示しない）により隔離弁３１が上昇し、連通開口２８が開き、図１に図示する状態に戻る。
さらに、排気室２６には、真空ポンプなどのバキュームポンプ３６が接続され、バキュームポンプ３６が稼働すると、排気室２６内の空気をフィルター３７を介して排気する。
【００１５】
ドレン油溜室２７には、溜まったドレン油の油量を検出する上側レベルスイッチ４１および下側レベルスイッチ４２が設けられている。このレベルスイッチ４１，４２はフロートスイッチなどで構成されている。また、ドレン油溜室２７には、給気弁としての給気用電磁弁４３が接続されている。この給気用電磁弁４３はＯＮ信号が入力されると開き、フィルター４４を介して外気がドレン油溜室２７内に流入することができる。一方、ＯＦＦ信号が入力されると給気用電磁弁４３は閉じ、外気の流入が遮断される。
【００１６】
さらに、ドレン油溜室２７の下部には逆止機能付きの回収ポンプ４６が接続されている。この回収ポンプ４６の吐出側はフィルター４７を介して油圧源１１に接続されている。この油圧源１１への接続は、より具体的には、油タンク１３または、油圧ポンプ１２への低圧側回路（たとえば、低圧側の油圧配管１４ｂ）などになされる。
【００１７】
そして、ドレン油流入路２１、ドレン油槽２２、隔離弁３１、バキュームポンプ３６、隔離用電磁弁３３、給気用電磁弁４３、レベルスイッチ４１，４２、回収ポンプ４６などで構成されるドレン油回収装置は、油回収用制御装置５１で制御される。油回収用制御装置５１はマイコンなどで構成され、その入力側にはレベルスイッチ４１，４２が、また、出力側にはバキュームポンプ３６、隔離用電磁弁３３、給気用電磁弁４３および回収ポンプ４６などが接続されている。また、油回収用制御装置５１には、回収開始油量である上側レベルおよび、回収停止油量である下側レベルが予め設定される。
【００１８】
油回収用制御装置５１によるドレン油回収のフローを図４のフローチャートに基づいて説明する。
初期状態として、ドレン油回収装置は新設で、ドレン油槽２２内にはドレン油が溜まっていないものとする。
【００１９】
ステップ１において、油回収用制御装置５１は、バキュームポンプ３６に稼働信号を出力してバキュームポンプ３６を稼働させ、隔離用電磁弁３３にＯＦＦ信号を出力して閉じて隔離弁３１を開け、給気用電磁弁４３にＯＦＦ信号を出力して閉じ、かつ、回収ポンプ４６にＯＦＦ信号を出力して停止させる。この様にして、ドレン油槽２２内の空気をバキュームポンプ３６で排出して、ドレン油槽２２内（すなわち、排気室２６およびドレン油溜室２７）の気圧を低下させる。この気圧の低下にともなって、ドレン油流入路２１および軸受部１６付近の流体（ドレン油および空気）がドレン油槽２２に吸引される。そして、オイルシール１７では、外気が外側から内側に引き込まれ、ドレン油流入路２１側に吸い込まれる。また、軸受部１６からのドレン油もドレン油流入路２１側に吸い込まれる。この様にしてドレン油流入路２１内に流入した流体は、ドレン油槽２２内に流れ込み、空気はバキュームポンプ３６でドレン油槽２２の外に排出され、ドレン油は連通開口２８を通ってドレン油溜室２７に溜まっていく。
【００２０】
ドレン油溜室２７の油量は漸次増えていき、油面のレベルは上昇する。そして、ドレン油溜室２７の油量が回収開始油量になると、上側レベルスイッチ４１がＯＦＦからＯＮに変化し、このＯＮ信号が油回収用制御装置５１に入力される。この様に、上側レベルスイッチ４１は回収開始油量を検出する手段である。ところで、ステップ２において、油回収用制御装置５１は上側レベルスイッチ４１からの信号がＯＮになったか否か（すなわち、ドレン油溜室２７の油量が回収開始油量になったか否か）を判断しており、ＯＦＦ（すなわち、回収開始油量になっていない）の場合には待機し、ＯＮ（すなわち、回収開始油量になる）の場合には、ステップ３に行く。
【００２１】
ステップ３において、油回収用制御装置５１は隔離用電磁弁３３にＯＮ信号を出力して隔離弁３１を下降させて連通開口２８を閉じ、ドレン油溜室２７と排気室２６とを互いに隔離する。このステップ３に相前後してステップ４において、油回収用制御装置５１は給気用電磁弁４３にＯＮ信号を出力して開け、外気をドレン油溜室２７内に給気する。このステップ４に相前後してステップ５において、油回収用制御装置５１は回収ポンプ４６にＯＮ信号（すなわち稼働信号）を出力して稼働させ、ドレン油溜室２７に溜まった油を油圧源１１に排出して回収する。
【００２２】
ところで、ステップ３からステップ５が実行された状態では、ドレン油槽２２の排気室２６内の空気は、依然としてバキュームポンプ３６で排出されており、オイルシール１７と出力軸３との間を通った空気および、軸受部１６からのドレン油は排気室２６内に流れ込み続ける。そして、排気室２６内の空気はバキュームポンプ３６によりドレン油槽２２の外に排出される。また、排気室２６に流れ込んだドレン油は、隔離弁３１が閉じているため、排気室２６内に溜まっていく。
【００２３】
一方、ドレン油溜室２７においては、給気用電磁弁４３が開いて、外気がドレン油溜室２７内に流入して気圧が上昇するとともに、ドレン油溜室２７内の油が回収ポンプ４６により油圧源１１に回収される。この様に、給気用電磁弁４３を開けてドレン油溜室２７の気圧を上昇させることにより、ドレン油溜室２７の油が円滑に油圧源１１に流れることができる。
【００２４】
ドレン油溜室２７の油量は漸次減少していき、油面のレベルは低下する。そして、ドレン油溜室２７の油量が回収停止油量になると、下側レベルスイッチ４２がＯＮからＯＦＦに変化し、このＯＦＦ信号が油回収用制御装置５１に入力される。この様に、下側レベルスイッチ４２は回収停止油量を検出する手段である。ところで、ステップ６において、油回収用制御装置５１は下側レベルスイッチ４２からの信号がＯＦＦになったか否か（すなわち、ドレン油溜室２７の油量が回収停止油量になったか否か）を判断しており、ＯＮ（すなわち、回収停止油量になっていない）の場合には待機し、ＯＦＦ（すなわち、回収停止油量になる）の場合には、ステップ７に行く。
【００２５】
ステップ７において、油回収用制御装置５１は回収ポンプ４６にＯＦＦ信号（すなわち停止信号）を出力して停止させ、油圧源１１への回収を停止させる。このステップ７に相前後してステップ８において、油回収用制御装置５１は給気用電磁弁４３にＯＦＦ信号を出力して閉じ、ドレン油溜室２７内への給気を停止する。このステップ８に相前後してステップ９において、油回収用制御装置５１は隔離用電磁弁３３にＯＦＦ信号を出力して隔離弁３１を上昇させて連通開口２８を開け、ドレン油溜室２７と排気室２６とを連通させる。この様にして、再び、ドレン油溜室２７にドレン油を溜め始める。ついで、ステップ２に戻る。
【００２６】
この油回収用制御装置５１の制御により、ドレン油溜室２７の油量は、図６に図示するように変化する。なお、下側レベルスイッチ４２のＯＦＦ後、油量が急増するのは、隔離弁３１が開くことにより、排気室２６に溜まっていた油がドレン油溜室２７に落下するためである。
【００２７】
この様にして、制御手段である油回収用制御装置（５１）は、ドレン油溜室（２７）の油量を検出する手段（４１，４２）からの信号により、ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収開始油量になったか否かを判断する回収開始油量判断手段と、回収開始油量になった際に隔離弁（３１）を作動して連通部（２８）を閉じるとともに給気弁（４３）を開けてドレン油溜室に空気を供給しドレン油溜室のドレン油を回収流路を介して油圧源（１１）に排出する油回収手段と、ドレン油溜室の油量を検出する手段からの信号により、ドレン油溜室の油量が予め設定されている回収停止油量になったか否かを判断する回収停止油量判断手段と、回収停止油量になった際に給気弁を閉じるとともに隔離弁を作動して連通部を開ける油回収停止手段などを具備している。
この様に、油回収用制御装置は、上記手段以外にも、実行される各作用に対応して各々作用を実行する手段を具備している。また、上記に記載された手段の全てを具備している必要は必ずしもない。
【００２８】
前述のように、この実施の形態では、軸受部１６とシール材であるオイルシール１７との間の空間にドレン油流入路２１が接続され、このドレン油流入路２１の流体をバキュームポンプ３６が吸引している。したがって、軸受部１６から流れ出したドレン油はバキュームポンプ３６により強制的に吸引され、オイルシール１７にかかる油圧は低くなる。その結果、オイルシール１７の耐久性や、密封性能（ドレン油の外部への漏れを防止する性能）は向上する。
【００２９】
また、バキュームポンプ３６で吸引されたドレン油は、ドレン油槽２２で空気と分離され、ドレン油のみが油圧源１１に回収され、空気は外に排出される。したがって、ドレン油を回収することができるとともに、空気が油圧源１１に流入することを防止することができる。
【００３０】
さらに、オイルシール１７と軸２，３との間には外気が流れている。この空気の流れで油の漏れを防止するとともに、オイルシール１７を冷却することができ、オイルシール１７の耐久性を向上させることができる。
【００３１】
また、ドレン油流入路２１は軸受部１６毎に独立して設けられており、各軸受部１６に対して、吸い込む能力を等しく発揮することができる。
【００３２】
なお、油圧アクチュエータにおける軸受部からのドレン油だけでなく、他の装置の軸受部のドレン油も回収することができる。
また、隔離弁３１を駆動する手段や油圧源１１の構成などは、適宜変更可能である。
そして、軸受部の構造は、油が供給されている構造であれば、適宜変更可能である。
【００３３】
さらに、回収ポンプ４６を設けずに、ドレン油溜室２７の油を重力で自然に油圧源１１に排出することも可能である。ただし、回収ポンプ４６で円滑に油を油圧源１１に排出することが好ましい。
また、排気室２６およびドレン油溜室２７は、ドレン油槽２２を隔壁２３で仕切って構成されているが、排気室２６とドレン油溜室２７とを別体で構成することも可能である。ただし、ドレン油溜室２７は排気室２６の下方に配置される。
そして、各弁の構造や形式は適宜変更可能である。
さらに、油回収用制御装置５１は、必ずしも油回収の制御の専用である必要はなく、他の用途の制御も実行可能である。
また、軸受部で軸受けされる軸は回転可能であるが、回転させずに、軸心方向に移動可能に設けることも可能である。
そして、軸受部で軸受けされる軸を二重軸とすることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受部からのドレン油をバキュームポンプが吸引しており、油が外部へ漏れることを防止するシール材などにかかる油圧を低くすることができる。そして、吸引された油は排気室で油と空気とに分離されて、空気は外に排出され、油は油圧源に回収されている。したがって、油を油圧源として再利用することができるとともに、空気が油圧源に流入することを防止することができる。
【００３５】
また、ドレン油溜室から回収ポンプで油圧源に排出しているので、短時間で効率よく油圧源に油を回収することができる。
【００３６】
さらに、排気室と接続するドレン油流入路が各軸受部毎に互いに独立して設けられているので、各軸受部に対して、吸い込む能力を等しく発揮することができる。
【００３７】
そして、ドレン油槽の内部を上下に隔壁で分けて、排気室およびドレン油溜室を形成しているので、コンパクトにすることができるとともに、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のドレン油回収装置の概略の油圧回路図である。
【図２】図２は油圧アクチュエータの要部拡大断面図である。
【図３】図３は油回収用制御装置の入出力図である。
【図４】図４は油回収のフローチャートである。
【図５】図５は隔離弁が閉じた状態でのドレン油回収装置の概略の油圧回路図である。
【図６】図６はドレン油溜室の油量の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１１  油圧源
１６  軸受部
２１  ドレン油流入路
２２  ドレン油槽
２３  隔壁
２６  排気室
２７  ドレン油溜室
２８  連通開口（連通部）
３１  隔離弁
３６  バキュームポンプ
４３  給気用電磁弁（給気弁）
４６  回収ポンプ
５１  油回収用制御装置
【図１】
2004308867.tif 000003
【図２】
2004308867.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004308867.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004308867.tif 000008