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Title:
HYDRAULIC OIL TANK AND METHOD OF PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/139409
Kind Code:
A1
Abstract:
A hydraulic oil tank (15) adapted such that, without a change in the shape and the size of a tank body and without an addition of an external air tank, the volume of an air chamber is increased to suppress a variation in the pressure in the tank.  The hydraulic oil tank (15) is provided with a tank body (16) for containing therein hydraulic oil (30) and having a main air chamber (23) formed above the hydraulic oil, at least one box (27) having formed therein a sealed sub-air chamber (29) and mounted and fixed to the bottom of the tank body (16), and a communicating pipe (28) for interconnecting the main air chamber (23) and the sub-air chamber (29) in the box (27).

Inventors:
KAWAMOTO KENJI
NINOMIYA CHIKARA
Application Number:
PCT/JP2009/058908
Publication Date:
November 19, 2009
Filing Date:
May 13, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KOBELCO CONSTR MACHINERY LTD (JP)
KAWAMOTO KENJI
NINOMIYA CHIKARA
International Classes:
F15B1/26; E02F9/00
Foreign References:
JPS57143401U1982-09-08
JPS49126904U1974-10-30
JP2006177012A2006-07-06
JPS5985401U1984-06-09
Attorney, Agent or Firm:
KOTANI, Etsuji et al. (JP)
Etsuji Kotani (JP)
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Claims:
 作動油を収容する作動油タンクであって、
 内部に作動油を収容し、この作動油の上側に主空気室が形成されてこの主空気室における空気圧が前記作動油を加圧するタンク本体と、
 内部に密閉された補助空気室を形成し、前記タンク本体の底部に配置されて当該タンク本体に固定される少なくとも一つの箱体と、
 前記箱体内の補助空気室と前記主空気室とを連通するように配置される連通管とを備える、作動油タンク。
 請求項1記載の作動油タンクにおいて、前記タンク本体の底部に設けられ、このタンク本体に収容される作動油を油圧ポンプに向けて導出するための作動油導出部を備え、この作動油導出部は、前記箱体と隣接する位置に設けられる、作動油タンク。
 請求項2記載の作動油タンクにおいて、前記箱体として、少なくとも、特定方向に並ぶ複数の箱体を含み、これらの箱体のうち互いに隣接する特定の箱体同士の間に前記作動油導出部が設けられる、作動油タンク。
 請求項3記載の作動油タンクにおいて、前記作動油導出部は、前記特定方向について前記タンク本体の底部の中央位置に設けられ、この作動油導出部を前記特定方向に挟んでその両側の位置にそれぞれ箱体が配置される、作動油タンク。
 請求項1~4のいずれかに記載の作動油タンクにおいて、前記連通管が前記箱体から上方に延び、かつ、当該連通管の上端が前記タンク本体内の主空気室の上端近傍の位置に保持されるように、当該連通管の下端部が当該箱体に固定される、作動油タンク。
 作動油を収容する作動油タンクであって、内部に作動油を収容し、この作動油の上側に主空気室が形成されてこの主空気室における空気圧が前記作動油を加圧するタンク本体と、内部に密閉された補助空気室を形成し、前記タンク本体の底部に配置されて当該タンク本体に固定される少なくとも一つの箱体と、前記箱体内の補助空気室と前記主空気室とを連通するように配置される連通管とを備える作動油タンクを製造するための方法であって、
 前記箱体に前記連通管を接続する工程と、
 前記タンク本体を構成する部材のうちの一部の特定の部材に前記箱体を接合する工程と、
 前記箱体への前記連通管の接続及び前記特定の部材への前記箱体の接合が終了した後に、当該特定の部材に前記タンク本体を構成する他の部材を接合して当該タンク本体を組み上げる工程とを含む、作動油タンクの製造方法。
Description:
作動油タンク及びその製造方法

 本発明は、作動油を収容する作動油タン であって、その作動油の油面が空気圧によ 加圧される方式のもの、及びこれを製造す ための方法に関する。

 油圧ショベルや、これを転用して構成さ る破砕機、掘削機等の建設機械は、ベース シンを備え、このベースマシンは、図4に示 すようなクローラ式の下部走行体1と、その に縦軸まわりに旋回自在に搭載される上部 回体2とを備える。この上部旋回体2はアッパ ーフレーム3を有し、このアッパーフレーム3 に、ブーム、アーム、バケット等を備えた 業アタッチメント(図示しない)、キャビン4 作動油を貯留する作動油タンク5、同タンク 5内の作動油をブームシリンダその他の油圧 クチュエータに供給する油圧ポンプ、同ポ プを駆動するエンジン(いずれも図示省略)等 が設置される。

 前記作動油タンク5は、例えば、図5に示 ようなタンク本体6と、このタンク本体6に接 続される給油管7及び吸込み管8とを有する。 ンク本体6は、天板、底板、及び前後左右各 側板によって形成される直方体状の箱体であ り、その中に作動油30を収容する。このタン 本体6に収容された作動油30は前記給油管7を 通じて油圧ポンプに送られ、前記吸込み管8 通じて油圧アクチュエータからタンク本体6 に吸い込まれる。タンク本体6内の上部には 空気室9が形成され、この空気室9の空気圧が ンク本体6内の作動油30を上方から加圧する

 さらに、この作動油タンク5は、前記空気 室9内に空気を供給するための給気管10と、こ の給気管10に設けられた減圧弁11とを有し、 の減圧弁11は空気室9の圧力が設定圧力より 低くなると開いて空気室9に圧力空気を補給 る。また、タンク本体6の上面にエアブリー ザー12が設けられ、空気室9の圧力が設定値を 超えるとエアブリーザー12が開いて圧力空気 タンク本体6の外部に逃がす。

 この作動油タンク5では、空気室9の容量 拡大が重要な課題である。例えば、この作 油タンク5が大型の破砕機のように多数の油 アクチュエータを含んで作動油の使用量が い機械に搭載されると、作動油タンク5内の 油面の上下変化が激しく、空気室9の圧力の 動も激しくなる。このような変動を抑制し 油圧ポンプのキャビテーションの防止等を るには空気室9の容量を増やすのが有効であ 。しかし、作動油タンク5の設置スペースに 制約があるため、前記空気室9の容量の拡大 ために作動油タンク5を大型化するには限界 ある。

 そこで、制約されたスペース内でタンク 量(空気室容積)を増加させる技術として、 来、特許文献1及び2に示されたものが知られ ている。特許文献1に記載される技術では、 部旋回体の既存設備である箱状構造物(たと ばメインフレーム等と称される梁材)が外置 きのエアタンクとして利用され、その構造物 と作動油タンクとが配管で接続されることに より空気室容量が実質的に増加される。特許 文献2に開示されるタンクは、タンク本体と その内部を主空気室と補助空気室とに仕切 垂直な隔壁と、これらの空気室同士を連通 せる逆U字形の連通管とを有する。

 しかし、特許文献1記載の技術では、コス ト面及び技術面上、既存設備本来の機能を生 かしつつ、エアタンクとしての気密性を確保 することが困難である。また、特許文献2記 のタンクでは、タンク本体に加えてその内 に配置される隔壁及びその外部に配管され 連通管が著しいコストアップ及び重量の増 を招く。また、タンクの組立作業も面倒で る。

実開昭59-85401号公報

実開昭57-143401号公報

 本発明は、タンク本体の著しい形状やサ ズの変更、外置きのエアタンクの増設を伴 ことなく、空気室の容積を拡張して内圧の 動を抑えることができる作動油タンク、及 これを容易に製造することができる方法を 供することを目的とする。

 この目的を達成するため、本発明に係る 動油タンクは、内部に作動油を収容し、こ 作動油の上側に主空気室が形成されてこの 空気室における空気圧が前記作動油を加圧 るタンク本体と、内部に密閉された補助空 室を形成し、前記タンク本体の底部に配置 れて当該タンク本体に固定される少なくと 一つの箱体と、前記箱体内の補助空気室と 記主空気室とを連通するように配置される 通管とを備える。

 また、本発明に係る方法は、前記作動油 ンクを製造するために、前記箱体に前記連 管を接続する工程と、前記タンク本体を構 する部材のうちの一部の特定の部材に前記 体を接合する工程と、前記箱体への前記連 管の接続及び前記特定の部材への前記箱体 接合が終了した後に、当該特定の部材に前 タンク本体を構成する他の部材を接合して 該タンク本体を組み上げる工程とを含む。

本発明の実施形態にかかる作動油タン の断面正面図である。 同タンクの一部を切り開いて示す断面 視図である。 (a)は同タンクの製造方法を示す斜視図 あって当該タンクのタンク本体の底板に箱 が接合される工程を示す斜視図、(b)は前記 板に他の板が接合される工程を示す斜視図 ある。 同タンクが設置される建設機械のベー マシンを示す側面図である。 従来の作動油タンクの概略断面図であ 。

 本発明の実施形態を図1~図3によって説明 る。

 この実施形態にかかる作動油タンク15は 図5に示される従来の作動油タンク5と共通点 を有する。この共通点に関する事項は次のと おりである。

 (A)作動油タンク15は、タンク本体16を有し 、このタンク本体16は、天板17、底板18、及び 前後左右の各側板19,20,21,22によって直方体状 箱体に形成される。

 (B)前記タンク本体16に、このタンク本体16 に収容された作動油30を油圧ポンプに送るた の給油管と、油圧アクチュエータからの戻 油をタンク本体16内に吸い込むための吸い み管とが接続される(いずれも図示省略)。

 (C)タンク本体16内の上部に主空気室23が形 成され、この主空気室23の空気圧によりタン 内の作動油30が上方から加圧される。

 (D)主空気室23に空気を供給するための給 管、減圧弁及びエアブリーザーを備える(い れも図示省略)。

 この実施の形態に係るタンク本体16では その天板17と前後両側板19,20とが逆U字形の一 枚の板で形成され、この一枚の板に底板18及 左右両側板21,22が結合される。

 この作動油タンク15は、前記タンク本体16 の底板18の上面中央部に取付けられる作動油 出部26を備えるのに加え、その特徴として 前記作動油導出部26を挟んで前後両側に設け られる一対の箱体27,27と、各箱体27にそれぞ 接続される連通管28とを有する。

 前記作動油導出部26は、タンク本体16内の 外部に開口して図略の油圧ポンプに接続され る導出口25と、この導出口25から導出される 動油30中の異物を捕捉するフィルタ24とを有 る。

 前記各箱体27は、前記タンク本体16よりも 小さい直方体状の独立した空気箱として形成 され、その内部に気密状態に密閉された補助 空気室29を形成する。これらの箱体27は、図1 示すようなタンク使用状態において、その 体(または機械の傾斜によっては一部が)作 油30中に浸るように、タンク本体16の底板18 固定される。

 前記各連通管28は、合成樹脂チューブ等 らなる直管状のもので、対応する箱体27の内 部に連通し、かつ、この箱体27から上向きに びるように、当該箱体27に接続され、固定 れる。この連通管28の上端位置は、タンク使 用状態において当該連通管28の天板17に近接 る位置(作動油30が入り込まない位置)で主空 室23に開口する位置に設定される。つまり この作動油タンク15では、タンク本体16内の 部に、各箱体27,27により囲まれた補助空気 29が形成され、かつ、各補助空気室29がこれ 対応する連通管28を通じてタンク本体16内の 上部に形成された主空気室23に連通される。

 この作動油タンク15では、図1に示すタン 組立状態において、主空気室23に加えて各 体27内に補助空気室29が形成されることが、 ンク内空気室全容積を拡張する。このこと 、大型破砕機のように使用される油圧アク ュエータが多くて作動油の使用量が多い機 に作動油タンク15が搭載された場合にも、 面の上下動に伴う主空気室23の圧力変動が小 さく抑えられることを可能にする。つまり、 油面が安定した圧力で加圧されるのを可能に し、これにより、油圧ポンプのキャビテーシ ョン等のトラブル発生を防止する。しかも、 タンク本体16の形状やサイズの変更、あるい 外置きのエアタンクの増設を伴わないので 低いコスト及び小重量の構造で前記効果が 現される。

 さらに、この作動油タンク15は、それぞ 連通管28が接続された一対の箱体27がタンク 体底板18の上面に取付けられる構造を有す ので、その組立が簡単に行われる。具体的 は、図3(a)に示すように、予めそれぞれ連通 28が接続された一対の箱体27を底板18(タンク 本体16を構成する部材のうちの特定の部材)の 上面に接合する工程と、この底板18を図3(b)に 示すような他の板(タンク本体16の構成部材)17 ,20,21,22と接合する工程とを含む方法により、 前記のように主空気室23及び一対の補助空気 29を有してこれらの室23,29同士が相互に連通 されるた作動油タンク15が、簡単に組立てら る。例えば、特許文献2に記載されるタンク を組立てるには、そのタンク本体の組立後に 同本体内を隔壁で仕切る工程及び外部に逆U 形の連通管を取付ける工程が必要であるの くらべ、前記作動油タンク15の組立は格段に 容易であり、かつ、当該タンクの大幅なコス トダウン及び重量低減が実現される。

 なお、前記箱体27への前記連通管28の接続 は、当該箱体27と前記底板18等との接続が終 した後に行われてもよい。

 さらに、前記箱体27同士の間に作動油導 部26が配置されることは、これらの箱体27が ぶ特定方向について、この作動油導出部26 作動油30中に浸されるのを可能にする傾斜角 度の上限値を大幅に上昇させる。すなわち、 前記作動油タンク15では、一対の箱体27がタ ク本体16内の底部に沈められることによって 作動油面30Aを嵩上げし、かつ、これらの箱体 27同士の間に作動油導出部26が配置されるの 、油面30Aが作動油導出部26よりも上側に位置 することを可能にする最大の傾斜角度(油面30 Aがタンク本体16に対して図1の二点鎖線で示 れる位置まで相対的に傾斜する角度)がきわ て大きくなる。このことは、作動油量を節 しながら作動油導出部26からポンプへの正 な作動油の導出が保証されることを可能に 、作動油タンク15のさらなるコストダウン及 び重量低減に寄与する。

 従来のタンクでは、空気室の容積の増大 油面の低下に直結するため、当該空気室の 加による内圧変動の抑制及び作動油量の節 と、作動油導出部の浸漬状態の確保とを両 させることができない。これに対して前記 動油タンク15では、補助空気室29を形成する 一対の箱体27が底板18上に設けられ、その間 作動油導出部26が設けられることが、前記の 両立を可能にする。

 本発明は、以上説明した実施の形態に限 されず、それ以外の形態にも適宜変更され 実施されることが可能である。

 例えば、タンク本体の底部に設けられる 体の個数や位置は限定されない。作動油導 部が前後のいずれかまたは左右の何れかに った位置に設けられる場合には、その反対 に比較的大型の単一の箱体が配置されても い。その場合、当該箱体が前記作動油導出 よりも下位となる向きへのタンク本体の傾 に対し、前記箱体による効果が有効に発揮 れる。また、図1に示されるように作動油導 出部26を両側から挟む箱体27以外に他の箱体 追加的に設けられてもよい。また、一対の 体27が並ぶ方向は左右方向であってもよい。

 箱体やタンク本体の形状も、適宜設定が 能である。しかし、本発明は、タンク本体 底板の高さが全面にわたり一定である場合 、特に有効である。

 箱体がタンク本体に固定される部位は底 に限られない。例えば、図3(b)に示される側 板19,20,21,22のいずれかの下部に箱体27が固定 れてもよい。その場合も、当該固定後に、 の固定された板(特定の部材)に対して他の板 が接合されることが、作動油タンク15の組立 を容易にする。

 本発明では、タンク本体を構成する部材 一部(例えば図1に示される底板18、あるいは 側板19~22のうちの少なくとも一つの下部)が、 箱体の一部を構成してもよい。

 本発明に係る連通管は、直管に限られな 。例えば、タンク本体内に設けられる機器( 弁など)を迂回するように曲がっていてもよ 。要は、その上端開口部の位置が主空気室 に保持されていればよい。

 以上のように、本発明によれば、タンク 体の著しい形状やサイズの変更、外置きの アタンクの増設を伴うことなく、空気室の 積を拡張して内圧の変動を抑えることがで る作動油タンクが提供される。この作動油 ンクは、内部に作動油を収容し、この作動 の上側に主空気室が形成されてこの主空気 における空気圧が前記作動油を加圧するタ ク本体と、内部に密閉された補助空気室を 成し、前記タンク本体の底部に配置されて 該タンク本体に固定される少なくとも一つ 箱体と、前記箱体内の補助空気室と前記主 気室とを連通するように配置される連通管 を備える。この作動油タンクの箱体は、前 タンク本体の底部に補助空気室を形成する とにより、タンク本体の形状やサイズの変 、あるいは外置きのエアタンクの増設を伴 ことなく、タンク本体内の空気室の総容積 拡張して内圧変動の抑制に寄与する。

 この作動油タンクにおいて、前記タンク 体の底部に設けられ、このタンク本体に収 される作動油を油圧ポンプへ導出するため 作動油導出部を備える場合、この作動油導 部が前記箱体と隣接する位置に設けられる が、よい。この作動油導出部の配置は、前 タンク本体の傾斜にかかわらず、また作動 の増量を伴うことなく、油圧ポンプ等への 常な作動油の導出を維持することを可能に る。

 具体的に、タンク本体内の作動油が前記 動油導出部を通じて油圧ポンプに吸い込ま る際、当該作動油とともに空気が吸い込ま るとポンプの故障を招くため、当該油圧ポ プの吸い込みによる正常な作動油の導出を 証するには、前記作動油導出部が前記作動 中に浸漬された状態を保つ必要がある。こ ため、前記作動油導出部はタンク本体内の 部に設置されるが、作動油タンクが搭載さ る機械の傾斜に伴って油面がタンク本体に して相対的に大きく傾くことにより作動油 出部が作動油外部に露出するおそれがある この傾斜に起因する露出を防ぐため、従来 、油面レベルの維持のために作動油の増量 余儀なくされていたが、この作動油の増量 、コストアップ及びタンクの重量増大に直 する。

 これに対し、前記作動油導出部が前記箱 に隣接する位置に設けられる作動油タンク は、この箱体が前記作動油導出部よりも下 に位置するようにタンク本体が傾いたとき 当該箱体の存在が作動油導出部の上側に油 を押し上げることにより、当該作動油導出 が作動油に浸漬される状態を維持する。こ ことが、作動油量の節減を図りながら、作 油導出部による正常な作動油の導出を許容 るタンク本体の傾斜角度の上限値をアップ ることを可能にし、タンクのコストダウン び重量低減に寄与する。

 さらに、前記箱体として、少なくとも、 定方向に並ぶ複数の箱体を含み、これらの 体のうち互いに隣接する特定の箱体同士の に前記作動油導出部が設けられるものでは 当該作動油導出部を挟む箱体のうちのいず の側にタンク本体が傾いても、当該作動油 出部の浸漬状態を保つ効果が保証される。

 特に、前記作動油導出部が前記特定方向 ついて前記タンク本体の底部の中央位置に けられ、この作動油導出部を挟んでその両 の位置にそれぞれ箱体が配置されるもので 、前記特定方向の両側について略均等に、 記傾斜時に油面を維持する効果を得ること できる。

 前記連通管としては、前記箱体から上方 延び、かつ、当該連通管の上端が前記タン 本体内の主空気室の上端近傍の位置に保持 れるように、当該連通管の下端部が当該箱 に固定されるものが、好適である。この連 管は、タンク本体の傾斜にかかわらず、当 連通管内への作動油の流入を防ぎながら前 主空気室と前記補助空気室との連通を保つ とができる。

 また本発明は、前記のような効果を奏し る作動油タンクの製造方法を提供する。こ 方法は、前記箱体に前記連通管を接続する 程と、前記タンク本体を構成する部材のう の一部の特定の部材に前記箱体を接合する 程と、前記箱体への前記連通管の接続及び 記特定の部材への前記箱体の接合が終了し 後に、当該特定の部材に前記タンク本体を 成する他の部材を接合して当該タンク本体 組み上げる工程とを含む。

 この方法では、タンク本体が組み上げら る前の段階で、箱体への連通管の接続や、 該箱体を構成する特定の部材の一部と箱体 の接合を容易に行うことができ、その後に 該特定の部材とそれ以外の箱体の構成部材 を接合することにより、作動油タンクを完 することができる。従って、特許文献2に示 されるタンクの製造方法のように、タンク本 体の組立後に同本体内を隔壁で気密に仕切る 工程と、タンク本体の外部に逆U字形の連通 を取付ける工程とを含む方法に比べ、前記 優れた効果を奏する作動油タンクを低コス で製造することができる。