JP2007303092A - 建設機械の油圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシング内の圧力を低圧に維持して、シューの浮き上がりを防止し、シリンダブロックによる攪拌抵抗を減少させるとともに、油圧ポンプの最大回転数の上昇を可能にして油圧ポンプの効率の向上を図る。
【解決手段】油圧ポンプ３ａ，３ｂの作動時に、油圧ポンプ３ａ，３ｂのケーシング内に漏れる作動油を、ドレン配管１３，１４を介して作動油タンク２内へ戻す建設機械の油圧装置であって、油圧ポンプポンプ３ａ，３ｂと作動油タンク２との間に、ケーシング内のドレン油を排出して、ケーシング内に所定量以上のドレン油が貯まらないようにするドレン排出ポンプ３ｃを設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧装置に関するものであり、特に、油圧ポンプのケーシング内部にドレン油が充満しないようにする建設機械の油圧装置に関するものである。

一般に、油圧ショベル、油圧クレーンなどの建設機械には、油圧ポンプから供給される圧油によって作動する、圧油アクチュエータが搭載され、切換弁によって油圧ポンプからの圧油の給排を制御することにより、油圧アクチュエータの作動を制御するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１などで知られる、従来技術による建設機械の油圧装置は、図３に示すような構造になっている。図３において、油圧装置は、図示せぬ作業装置の俯仰動などを行う複数の油圧シリンダ１ａ，１ｂと、作動油が貯えられている作動油タンク２と、油圧ポンプ３ａ，３ｂと、多連弁４などを備えてなる。

油圧ポンプ３ａ，３ｂは、可変容量型の油圧ポンプで、エンジン５の出力軸５ａに同軸に連結されている。そして、各油圧ポンプ３ａ，３ｂは、エンジン５によって駆動され、作動油タンク２内の作動油を多連弁４側へ吐出するようになっている。

作動油タンク２と各油圧ポンプ３ａ，３ｂとの間には、吸い込み配管６を設けている。吸い込み排管６は、その一端側が作動油タンク２内に伸長し、他端側が各油圧ポンプ３ａ，３ｂの吸い込みポート７ａ，７ｂに接続されている。

多連弁４は、油圧ショベルに搭載された各種アクチュエータに対する圧油の給排を制御する複数の切換弁からなり、例えば作業装置の各油圧シリンダ１ａ，１ｂが圧油給排管８，８を介して接続されている。そして、この多連弁４を構成する各切換弁(図示せず)は、外部からの信号に応じて開閉する。また、各吐出排管９ａ，９ｂを介して多連弁４に供給された、各油圧ポンプ３ａ，３ｂからの圧油は、各切換弁に接続された圧油給排管８，８を介して、所定の油圧アクチュエータに、選択的に供給また排出されるようになっている。

多連弁４と作動油タンク２との間は、リターン配管１０で接続されている。このリターン配管１０は、各油圧ポンプ３ａ，３ｂから吐出した作動油のうちの、余剰油または各種油圧シリンダ１ａ，１ｂなどからの戻り油を、作動油タンク２側に戻すようになっている。

各油圧ポンプ３ａ，３ｂと作動油タンク２との間には、ドレン配管１１が接続されている。このドレン配管１１は、一端側が分岐管等を介して油圧ポンプ３ａのドレンポート１２ａ、および油圧ポンプ３ｂのドレンポート１２ｂに接続され、他端側がリターン配管１０に接続されている。該ドレン配管１１は、油圧ポンプ３ａ，３ｂの作動時に、該油圧ポンプ３ａ，３ｂのケーシング(図示しない)内に漏れるドレン油を、ケーシング内のドレン圧によりリターン配管１０に流下させて、該リターン配管１０内に流れる戻り油と共に作動油タンク２側に排出するようになっている。尚、油圧ポンプの運転初期には、油圧ポンプ内の空気を抜き、油圧ポンプ内を作動油で充満させ、油圧ポンプ運転中の摺動部の潤滑／冷却を行う。
特開平９−１３７４７６号公報。

しかしながら、このような油圧ポンプ３ａ，３ｂの作動時に、ケーシング内に漏れるドレン油を、ケーシング内のドレン圧によってドレン配管１１へ流下させている、従来の油圧装置および特許文献１に記載される油圧装置にあっては、シリンダブロック回りは油で満たされており、シリンダブロックの回転による攪拌抵抗が生じていた。

また、ドレン油をタンクへ戻すためポンプが高圧となり、リーク量が多い場合は特にケーシング内の圧力が上昇し、図示せぬシューが浮き上がるという問題があった。

そこで、ケーシング内の圧力を低圧に維持して、シューの浮き上がりを防止し、シリンダブロックによるドレン油の攪拌抵抗を減少させるとともに、油圧ポンプの最大回転数の上昇を可能にして油圧ポンプの効率の向上を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、油圧ポンプの作動時に、油圧ポンプのケーシング内に漏れるドレン油を、ドレン配管を介して作動油タンク内へ戻す建設機械の油圧装置において、前記油圧ポンプと作動油タンクとの間に、前記ケーシング内のドレン油を排出して、前記ケーシング内に所定量以上のドレン油が貯まらないようにするドレン排出ポンプを設けた建設機械の油圧装置を提供する。

この構成によれば、ケーシング内に漏れて貯まるドレン油を、ドレン排出ポンプにより強制的に作動油タンク内へ戻し、ケーシング内に貯まるドレン油が所定量以上になるのを抑え、ケーシング内を低圧に維持することができる。これにより、シューの浮き上がり等を無くしてシリンダブロックによるドレン油の攪拌抵抗を減少させ、かつ最大回転数をアップさせることも可能になる。

請求項２記載の発明によれば、上記ドレン排出ポンプを、エンジンで駆動する建設機械の油圧装置を提供する。

この構成によれば、エンジンを駆動源として、ドレン排出ポンプを動作させることができる。

請求項１記載の発明は、ケーシング内に漏れて貯まるドレン油を、ドレン排出ポンプによって作動油タンク内へ強制的に戻し、ケーシング内のドレン油が所定量以上になるのを抑えるので、ケーシング内を低圧に維持することができる。これにより、シューの浮き上がりを防止し、シリンダブロックによるドレン油の攪拌抵抗を減少させるとともに、油圧ポンプの最大回転数をアップさせて、油圧ポンプの性能を向上させることも可能になる。

請求項２記載の発明は、ドレン排出ポンプの駆動源をエンジンとしているので、ドレン排出ポンプ用の駆動源を別に設ける必要がないので、請求項１記載の発明の効果に加えて、構造の簡略化が図れる。

ケーシング内の圧力を低圧に維持して、シューの浮き上がりを防止し、シリンダブロックによる攪拌抵抗を減少させるとともに、油圧ポンプの最大回転数の上昇を可能にして油圧ポンプの効率の向上を図るという目的を、油圧ポンプの作動時に、油圧ポンプのケーシング内に漏れるドレン油を、ドレン配管を介して作動油タンク内へ戻す建設機械の油圧装置において、前記油圧ポンプと作動油タンクとの間に、前記ケーシング内のドレン油を排出して、前記ケーシング内に所定量以上のドレン油が貯まらないようにするドレン排出ポンプを設けることにより実現した。

以下、本発明に係る建設機械の油圧装置について、好適な実施例をあげて説明する。
図１は本発明を適用した建設機械としての油圧ショベルを示す。油圧ショベル２０は、自走可能な下部走行体２１と、該下部走行体２１上に旋回機構２２を介して旋回可能に取り付けられた上部旋回体２３と、該上部旋回体２３の前方一側部に設けられた運転室を画成するキャブ２４と、該上部旋回体２３の前方側部に設けられた作業装置２５とによって大略構成してなる。なお、作業装置２５は、ブーム２６、アーム２７、バケット２８等で構成してなる。

図２は、油圧ショベル２０の油圧装置を示している。なお、図２において、図３に示した従来の油圧装置と対応する部材には、同じ符号を付して説明する。油圧装置は、上記作業装置２５のブーム２６、アーム２７、バケット２８の俯仰動などを行うための複数の油圧シリンダ１ａ，１ｂと、作動油が貯えられている作動油タンク２と、油圧ポンプ３ａ，３ｂ、およびドレン排出用の油圧ポンプ３ｃ（以下、これを「ドレン排出ポンプ３ｃ」という）と、多連弁４などを備えてなる。

油圧ポンプ３ａ，３ｂは、可変容量型の油圧ポンプで、ドレン排出ポンプ３ｃは油圧ポンプ３ａ，３ｂ内のケーシング(図示しない)内に漏れるドレン油を、ケーシング内から強制的に排出して作動油タンク２内に戻すものである。これら油圧ポンプ３ａ，３ｂ，ドレン排出ポンプ３ｃは、エンジン５の出力軸５ａに同軸に連結されている。そして、エンジン５の駆動力で、油圧ポンプ３ａ，３ｂは作動油タンク２内の作動油を多連弁４側へ吐出し、ドレン排出ポンプ３ｃは、各油圧ポンプ３ａ，３ｂのケーシング内に貯まったドレン油を作動油タンク２側へ排出できるようになっている。

作動油タンク２と各油圧ポンプ３ａ，３ｂとの間には、吸い込み配管６を設けている。吸い込み排管６は、その一端側が作動油タンク２内に伸長し、他端側が各油圧ポンプ３ａ，３ｂの吸い込みポート７ａ，７ｂに接続されている。

多連弁４は、油圧ショベルに搭載された各種アクチュエータに対する圧油の給排を制御する複数の切換弁からなり、例えば作業装置２５の各油圧シリンダ１ａ，１ｂが圧油給排管８，８を介して接続されている。そして、この多連弁４を構成する各切換弁(図示せず)は、外部からの信号に応じて開閉する。また、各吐出排管９ａ，９ｂを介して多連弁４に供給された各油圧ポンプ３ａ，３ｂからの圧油は、各切換弁に接続された圧油給排管８，８を介して、所定の油圧アクチュエータに選択的に供給また排出されるようになっている。

多連弁４と作動油タンク２との間は、リターン配管１０で接続されている。このリターン配管１０は、各油圧ポンプ３ａ，３ｂから吐出した作動油のうちの、余剰油または各種油圧シリンダ１ａ，１ｂなどからの戻り油を、作動油タンク２側に戻すようになっている。

各油圧ポンプ３ａ，３ｂとドレン排出ポンプ３ｃとの間にはドレン配管１３が接続され、ドレン排出ポンプ３ｃと作動油タンク２との間には、ドレン配管１４が接続されている。ドレン配管１３は、一端側が分岐管等を介して油圧ポンプ３ａのドレンポート１２ａおよび油圧ポンプ３ｂのドレンポート１２ｂに接続されているとともに、他端側がドレン排出ポンプ３ｃの吸い込みポート１５に接続されている。ドレン配管１４は、一端側がドレン排出ポンプ３ｃの吐出ポート１６に接続され、他端側が作動油タンク２内に伸長されている。

そして、ドレン配管１３は、油圧ポンプ３ａ，３ｂの作動時に、該油圧ポンプ３ａ，３ｂのケーシング(図示しない)内に漏れるドレン油を流入させ、これをドレン排出ポンプ３ｃで強制的に吸い取らせて、さらにドレン配管１４を通して作動油タンク２側に戻し、油圧ポンプ３ａ，３ｂの各ケーシング内に貯まるドレン油が所定容量以上になるのを抑え、ケーシング内を低圧に維持する。

したがって、本実施形態の油圧装置によれば、ケーシング内に漏れて貯まる作動油を、ドレン配管１３を通してドレン排出ポンプ３ｃで強制的に吸い取り、これをドレン配管１４を通して作動油タンク２に戻すので、ケーシング内を常に低圧に維持することができる。これにより、シューの浮き上がりを無くし、シリンダブロックによる攪拌抵抗を減少させ、油圧ポンプの最大回転数をアップさせて、油圧ポンプの性能を向上させることも可能になる。

なお、ドレン排出ポンプ３ｃは、油圧ポンプ３ａ，３ｂのケーシング内部のドレン油を排出できる構成であれば、どのようなタイプのもであってもよい。また、ケーシング内の油量を減らすことによる潤滑性低下は、油浴かき上げ式による油のはね上げや他の油圧源からの油の供給により対応する。

ここで、他の油圧源としては、低下したポンプケーシング圧以上であればよく、リターンラインとすることも可能である。

さらに、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明を適用した油圧ショベルの側面図。 本発明の実施形態による油圧装置の油圧回路図。 従来技術による油圧装置の油圧回路図。

符号の説明

１ａ，１ｂ 油圧シリンダ
２ 作動油タンク
３ａ，３ｂ 油圧ポンプ
３ｃ 油圧ポンプ（ドレン排出ポンプ）
４ 多連弁
５ エンジン
５ａ 出力軸
６ 吸い込み配管
７ａ，７ｂ 吸い込みポート
８ 圧油給排管
９ａ，９ｂ 吐出配管
１０ リターン配管
１１ ドレン配管
１２ａ，１２ｂ ドレンポート
Ｃ ケース
１３ ドレン配管
１４ ドレン配管
１５ 吸い込みポート
１６ 吐出ポート

Claims (2)

1. 油圧ポンプの作動時に、油圧ポンプのケーシング内に漏れるドレン油を、ドレン配管を介して作動油タンク内へ戻す建設機械の油圧装置において、
   前記油圧ポンプと作動油タンクとの間に、前記ケーシング内のドレン油を排出して、前記ケーシング内に所定量以上のドレン油が貯まらないようにするドレン排出ポンプを設けたことを特徴とする建設機械の油圧装置。
2. 上記ドレン排出ポンプを、エンジンで駆動することを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧装置。
   
   

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