(57)【要約】【課題】リフティングマグネット機の油圧回路の作動油温を低減する。【解決手段】発電機駆動用の油圧モータ４と、油圧モータ４に一定流量の作動油を供給する定流量供給手段１Ａ，１Ｂ，３Ａ，３Ｂとを備えたリフティングマグネット機の油圧回路において、油圧モータ４の戻り側管路に、作動油に混入した気泡を除去する気泡除去装置２０を配設する。これにより高圧側管路で気泡が圧縮された際に発生する発熱を抑えることができ、作動油温を低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機駆動用の油圧モータと、
前記油圧モータに一定流量の作動油を供給する定流量供給手段とを備えたリフティングマグネット機の油圧回路において、
前記油圧モータの戻り側管路に、作動油に混入した気泡を除去する気泡除去装置を配設することを特徴とするリフティングマグネット機の油圧回路。
【請求項２】
請求項１に記載のリフティングマグネット機の油圧回路において、
さらに前記気泡除去装置の下流側の前記油圧モータの戻り側回路にオイルクーラを配設することを特徴とするリフティングマグネット機の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧駆動のリフティングマグネット機の油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油圧駆動のリフティングマグネット機の油圧回路が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の油圧回路では、流量優先弁を介して油圧ポンプからの吐出油の一定量を発電機駆動用油圧モータに供給し、発電機の回転を一定に保つようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１８３６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、発電機駆動用油圧モータには常時一定量の圧油が供給されるため、作動油温が上昇しやすい。しかしながら、上記特許文献１記載の油圧回路は、油温上昇を抑制するための対策を施しておらず、油圧機器の寿命にとって悪影響を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、発電機駆動用の油圧モータと、油圧モータに一定流量の作動油を供給する定流量供給手段を備えたリフティングマグネット機の油圧回路において、油圧モータの戻り側管路に、作動油に混入した気泡を除去する気泡除去装置を配設することを特徴とする。
さらに気泡除去装置の下流側の油圧モータの戻り側回路にオイルクーラを配設することが好ましい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、発電機駆動用油圧モータの戻り側管路に気泡除去装置を配設するようにしたので、高圧側管路で気泡が圧縮される際に生じる発熱を抑えることができ、作動油温の上昇を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図１〜図４を参照して本発明によるリフティングマグネット機の油圧回路の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係るリフティングマグネット機の油圧回路図である。１Ａ，１Ｂは建設機械に搭載されたエンジンによって駆動される可変容量形油圧ポンプであり、油圧ポンプ１Ａ，１Ｂの吐出流量は、常に後述する流量優先弁３Ａ，３Ｂの優先流量以上とされる。２Ａ，２Ｂは油圧ポンプ１Ａ，１Ｂに対応して設けられた操作弁であり、建設機械の作業用アクチュエータを駆動操作するためのものである。操作弁２Ａはポンプ１Ａにより供給される圧油で作業用アクチュェータ１０を操作し、操作弁２Ｂはポンプ１Ｂにより供給される圧油で操作弁２Ａとは独立に他の作業用アクチュェータを操作する。
【０００７】
３Ａ，３Ｂはそれぞれ油圧ポンプ１Ａ，１Ｂからの吐出油のうち、常に一定流量を油圧モータ４に供給するための流量優先弁であり、流量優先リリーフ弁１３と流量優先弁スプール１４とから成る。流量優先弁スプール１４は、図３に示すようにＡ位置とＢ位置との間で切換可能とされ、その切換位置に応じた量の圧油を優先流量ポートＰＴ１に導き、残りの圧油を余剰流量ポートＰＴ２に導く。スプール１４がＢ位置に切換わるにつれ優先流量ポート側への流量が少なくなり、Ｂ位置では全流量が余剰流量ポートＰＴ２側に流れるようになっている。優先流量ポートＰＴ１側の管路には絞り５１が設けられ、絞り５１の上流の圧力がスプール１４のＢ位置側パイロットポートに、下流の圧力がＡ位置側パイロットポートにそれぞれ作用する。１４ａはスプール１４をＡ位置切換方向に付勢するばねである。
【０００８】
スプール１４のＢ側パイロットポート，Ａ側パイロットポートに作用する圧力をそれぞれＰ１，Ｐ２とし、スプール１４のパイロットポートの受圧面積をＳ、ばね１４ａのばね力をＦとすると、スプール１４のＢ位置切換側への押圧力はＰ１×Ｓ、Ａ位置切換側への押圧力はＰ２×Ｓ＋Ｆとなり、これらの押圧力に応じてスプール１４が切換わる。流量優先リリーフ弁１３はＡ位置側パイロットポートに作用する圧力Ｐ２を設定値以内に制限するもので、その設定圧力は油圧モータ４の最高使用圧力よりも高くされる。
【０００９】
各スプール１４から余剰流量ポートＰＴ２側に流れた圧油は上記作業用の操作弁２Ａ，２Ｂにそれぞれ導かれ、作業用アクチュエータを駆動する。一方、優先流量ポートＰＴ１側に流れた圧油は互いに合流して切換弁５に導かれ、切換弁５を通過して油圧モータ４に導かれる。切換弁５の下流の戻り側管路Ｌ１には気泡除去装置２０とオイルクーラ２１が配設され、油圧モータ４に導かれた圧油は切換弁５，気泡除去装置２０，オイルクーラ２１を通過し、タンクに戻る。
【００１０】
切換弁５はスプール１５とリリーフ弁１６と逆止弁１７とから成り、スプール１５は優先流量ポートと油圧モータ４とを遮断するａ位置と、両者を連通するｂ位置とに切換可能とされる。ａ位置ではスプール１５の入力ポートは完全にブロックされ、したがって優先流量ポートからの圧油がスプール１５を通って油圧モータ４および作業用操作弁２に流れることはない。切換弁スプール１５の切換えはスイッチ７，制御ポンプ８および開閉弁９から成る切換操作装置により行われる。リリーフ弁１６は油圧モータ４のキャビテーション防止用のメイクアップリリーフ弁である。
【００１１】
気泡除去装置２０は、作動油中に混入した気泡を除去するものであり、例えば流体室内において作動油に旋回流を発生させ、その遠心力により気泡を中心部に、作動油を外周部に集積させて気液分離し、気泡を除去する。このように旋回流を発生させて気泡を除去するためには常に一定流量を気泡除去装置２０に供給する必要があり、本実施の形態では油圧モータ４に一定流量を供給する発電機駆動用回路に気泡除去装置２０を設ける。なお、この種の気泡除去装置２０は公知であり、詳細な説明は省略する。気泡除去装置７で除去した気泡は図示しないドレンラインを介してタンク内に排気される。
【００１２】
気泡除去装置７で作動油中の気泡を除去すると、作動油の発熱が抑制され、作動油温を低減することができる。すなわち、作動油中に気泡が混入した状態で油圧ポンプ１Ａ，１Ｂに油が吸い込まれ、気泡が圧縮されて高圧状態になると、気泡の温度が上昇して作動油が発熱するが、油圧ポンプ１Ａ，１Ｂに油が吸い込まれる前に気泡を除去することで、作動油の発熱を抑えることができる。オイルクーラ２１では例えば外気との熱交換により作動油が冷却される。
【００１３】
６は油圧モータ４により駆動されるリフティングマグネット発電機、１１はコントローラである。コントローラ１１は発電機６で発電した電気を整流し、発電機６の回転がある一定範囲であれば安定した電圧をリフティングマグネット１２に供給可能である。リフティングマグネット１２はコントローラ１１によって供給された電気を磁力に変え、鉄やスクラップ等を吸着して荷役を行う。
【００１４】
以上のように構成された油圧駆動装置において、油圧モータ４を駆動しないとき（発電機６を駆動しないとき）にはスイッチ７をオフにして切換弁５のスプール１５をａ位置に保持する（図２）。このとき、各流量優先弁スプール１４の優先流量ポートＰＴ１側の管路がブロックされる。そのため、油圧モータ４には圧油が流れず、油圧ポンプ１Ａ，１Ｂの吐出油は切換弁５の位置に拘らず、全量が余剰流量ポートＰＴ２から操作弁２Ａ，２Ｂにそれぞれ導かれ、各作業用アクチュエータの駆動に寄与する。
【００１５】
油圧モータ４を駆動すべく（発電機６を駆動すべく）スイッチ７をオンにすると、開閉弁９が切換わってポンプ８の吐出圧力が切換弁スプール１５作用し、スプール１５がｂ位置に切換わる（図１）。これにより流量優先弁スプール１４の優先流量ポートＰＴ１と油圧モータ４とが連通し、油圧モータ４が駆動される。Ｐ１×Ｓ＜Ｐ２×Ｓ＋Ｆのときにはスプール１４はＡ位置側に移動し、優先流量ポートＰＴ１すなわち油圧モータ４への流量が増加する。Ｐ１×Ｓ＞Ｐ２×Ｓ＋Ｆのときにはスプール１４はＢ位置側に移動し、油圧モータ４への流量が減少する。また、圧力Ｐ２が上昇してリリーフ弁１３の設定圧力（油圧モータ４の最高使用圧力よりも高い）に達すると、リリーフ弁１３が開いて圧力Ｐ２が減少し、スプール１４はＢ位置側に切換わって優先流量ポート側への流量が絞られる。
【００１６】
このように流量優先弁スプール１４が優先流量ポート側に設けた絞り５１の前後差圧に基づいて駆動されるので、油圧ポンプ１Ａ，１Ｂの吐出容量に拘らず常に一定流量の圧油を油圧モータ４に供給でき、リフティングマグネット１２の吸着性能を安定化できる。
【００１７】
油圧モータ４を通過した作動油は、気泡除去装置２０を通過して気泡が除去された後、オイルクーラ２１で外気との熱交換により冷却される。これにより、油圧回路の高圧側における作動油の発熱を抑えることができ、油圧機器の耐久性を向上させることができる。すなわち上述したようにリフティングマグネット機の油圧回路には一定流量の作動油を流す必要があるため作動油温が上昇しやすいが、回路の低圧側で気泡を除去することで、高圧側での作動油温の上昇を効果的に抑えることができる。
【００１８】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）発電機駆動用の油圧モータ４からタンクへの戻り管路Ｌ１（低圧側管路）に気泡除去装置２０を配設するようにしたので、高圧側管路において気泡が圧縮されることによって生じる発熱を抑えることができ、作動油温を低減できる。その結果、油圧機器の寿命を延ばすことができる。また、作動油の発熱を抑えた分、オイルクーラ２１の冷却能力を小さくすることができ、オイルクーラ２１を小型化できる。
（２）気泡除去装置７をオイルクーラ２１の上流に配設し、気泡除去後の作動油をオイルクーラ２１に導くようにしたので、オイルクーラ２１を通過する際の作動油の密度が大きくなり、オイルクーラ２１で効率よく油温を低減できる。
【００１９】
（３）一定流量の圧油を油圧モータ４に供給する発電機駆動用の油圧回路に、旋回流を発生させて気泡を除去するタイプの気泡除去装置７を設けるようにしたので、一定流量を供給するための回路を別に構成する必要がない。すなわち、発電機駆動用以外の油圧回路、例えば油圧シリンダ駆動用の油圧回路には一定流量の圧油が供給されないため、気泡除去装置７を取り付けるためには、一定流量を供給するための油圧ポンプを別に設け、定流量回路を構成する必要があり、回路構成が複雑化する。これに対し、本実施の形態のように発電機駆動用油圧回路に気泡除去装置７を設ける場合には、油圧ポンプを追加する必要がなく、回路構成が複雑とならない。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、油圧ポンプ１Ａ，１Ｂからの圧油の一定量を流量優先弁３Ａ，３Ｂを介して油圧モータ４に供給するようにしたが、定流量供給手段の構成はこれに限らない。例えば流量優先弁３Ａ，３Ｂを比例電磁弁としてもよい。また、油圧ポンプ１Ａ，１Ｂからの圧油を合流して油圧モータ４に導くのではなく、単一の油圧ポンプからの圧油により油圧モータ４を駆動してもよい。作動油に旋回流を発生させて遠心力によって気泡を除去するようにしたが、気泡除去装置２０の型式はこれに限らない。
【００２１】
すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のリフティングマグネット機の油圧回路に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係るリフティングマグネット機の油圧回路図であり、発電機駆動時の状態を示す。
【図２】本発明の実施の形態に係るリフティングマグネット機の油圧回路図であり、発電機非駆動時の状態を示す。
【図３】図１，２の流量優先弁の詳細を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
１Ａ，１Ｂ  油圧ポンプ
３Ａ，３Ｂ  流量優先弁
２０  気泡除去装置
２１  オイルクーラ
Ｌ１  戻り側管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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