JP2008128301A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作動油タンクを小型化してコントロールバルブとの間に圧力補償スプール着脱のための十分な作業空間を形成し、しかも必要なタンク容量を確保する。
【解決手段】コントロールバルブ１３と並んで設置された作動油タンク２８のタンク本体２９におけるコントロールバルブ１３に対向する面２９aの後半部２９ａ１をコントロールバルブ１３から遠ざかる方向の傾斜面状に凹ませることにより、両者間に、コントロールバルブ１３の圧力補償スプール１８を着脱するために必要な作業空間Ｓを形成する一方、戻り配管を、タンク本体２９内のフィルタケースの側壁に対し上下に分散して接続した。複数の戻り配管を上下に分散してもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は作動油タンクとコントロールバルブが並んで設置される油圧ショベル等の建設機械に関するものである。

本発明の好適例である油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図５に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２を旋回自在に搭載し、この上部旋回体２に作業アタッチメント３を装着して構成される。

この作業アタッチメント３は、起伏自在なブーム４と、このブーム４の先端に取付けられたアーム５と、このアーム５の先端に取付けられたバケット６と、これらを駆動する油圧アクチュエータであるブーム、アーム、バケット各シリンダ７,８,９とによって構成される。

図６はこの油圧ショベルの上部旋回体２における一部の機器配置を示し、図７はさらにその一部を拡大して示す。

図示のように、動力源としてのエンジン１０、及び油圧源としての油圧ポンプ１１は、上部旋回体２のベースとなるアッパーフレーム１２の後部に設置され、これらよりも前方の左右片側（図例では右側）において、上記各油圧シリンダ７〜９等の油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブ１３と、油圧アクチュエータに作動油を供給する作動油タンク１４がコントロールバルブ１３を外側にして左右に並んで設置される。

なお、アッパーフレーム右側端部にガードカバー１５が前側を中心として開閉自在に取付けられ、このガードカバー１５を開いてコントロールバルブ１３のメンテナンスが行われる。

コントロールバルブ１３は、図７に示すように、アクチュエータごとにレバー操作に基づいて作動方向と速度を制御するための複数のメインスプール（図では一つのみ示す）１６が一つのバルブブロック１７内に階層状に組み込まれて構成されている。

このコントロールバルブ１３において、メインスプール１６は、各ポートに対する配管接続の都合等から作動油タンク１４と平行、つまり前後方向に設けられている。

また、油圧アクチュエータの作動圧力を補償し、負荷の変動に関係なく一定の操作性を確保する所謂圧力補償機能が必要な場合に、圧力補償スプール（ロードセンシングスプールともいわれる）１８がメインスプール１６と直角方向、つまり左右方向に設けられる。

図７中、１９はこの圧力補償スプール１８の出し入れ口を塞ぐボルトで、バルブ組立時及びメンテナンス時に、このボルト１９を取外した状態で圧力補償スプール１８がバルブブロック１７に対して着脱される。

一方、従来の作動油タンク１４の構成を図８,９に示す。

この作動油タンク１４は、タンク本体２０内に有底筒状のフィルタケース２１を取付けて内部にリターンフィルタ２２を収容し、油圧アクチュエータから複数の戻り配管２３…を通って還流する戻り油をリターンフィルタ２２で濾過した上で、フィルタケース底壁２１ａの中心部に貫設されたリターンパイプ２４によってタンク本体２０内に戻す構成となっている。

リターンフィルタ２２は、フィルタケース２１の底壁２１ａ上に載置され、押しバネ２５によって保持される。

図中、２６は送り油を濾過するサクションフィルタ、２７はサクション配管である。

このタンク構造において、従来は図示のようにリターンフィルタ２２よりも上方、つまりフィルタケース側壁２１ｂの上部にすべての戻り配管２３…を接続する構成をとっている。

以上の構成のうち、コントロールバルブ１３と作動油タンク１４が並設される点は特許文献１に、圧力補償スプール１８を含むコントロールバルブ構造は特許文献２に、作動油タンク１４の構成は特許文献３にそれぞれ示されている。
特開平１１−１９０４４９号公報 特開２００２−１３６５６号公報 特開２００５−２８２８０５号公報

図６,７に示す機器レイアウトをとると、コントロールバルブ１３のメンテナンス時に、メインスプール１６については前後両側の空間によって前後方向に容易に着脱できるものの、圧力補償スプール１８についてはその着脱を行うための作業側となる左側空間Ｓが作動油タンク１４で塞がれた状態となっているため、そのままでは着脱作業が困難または不可能となる。

このため、メンテナンス時にはコントロールバルブ１３全体をアッパーフレーム１２から取外さなければならず、作業が非常に面倒となっていた。

対策として、
（Ａ） 作動油タンク１４を内側（左側）にずらしてコントロールバルブ１３との間に十分な作業空間を確保すること、
（Ｂ） 作動油タンク１４を左右方向に縮小すること
が考えられる。

しかし、（Ａ）の策は、油圧ショベル、とくに小旋回型等の小型ショベルでは機器設置スペースが制限される等の理由から実現困難である。

また、（Ｂ）の策によると、作動油タンク１４のタンク容量が減少し、必要な作動油量を確保できなくなるため、これもまた実現困難である。

なお、図８,９に示すフィルタケース２１等のリターン構造を小型化（小径化）することによってタンク本体２０の実効容量を増加させ、その分、タンクを小型化することが考えられる。

ところが、前記のように従来の作動油タンク１４においては、全戻り配管２３…がフィルタケース２１の側壁上部に集中してたこ足状に接続されているため、この配管接続面積を確保するためにフィルタケース２１の周長を大きくとらざるを得ない。この結果、同ケース２１の小径化は実質不可能となり、これが障害となってタンクの小型化は現実には困難となっていた。

本発明は上記の事情に鑑み、コントロールバルブと作動油タンクが並んで設置され、かつ、コントロールバルブに、タンクが着脱の障害となる部品（上記例では圧力補償スプール）が組み込まれるという状況下で、作動油タンクを小型化してコントロールバルブとの間にスプール着脱のための十分な作業空間を確保でき、しかも必要なタンク容量を確保することができる建設機械を提供するものである。

請求項１の発明は、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブと作動油タンクとが並んで設置され、作動油タンクのタンク本体内には、戻り油を濾過するリターンフィルタが収容されるフィルタケースが設けられるとともに、複数の戻り配管がこのフィルタケースの側壁に接続される建設機械において、上記作動油タンクのタンク本体における上記コントロールバルブに対向する面を内向きに凹ませることにより、両者間に、コントロールバルブの部品を着脱するために必要な作業空間を形成する一方、上記戻り配管を、上記フィルタケースの側壁に対し上下に分散して接続したものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、コントロールバルブは、油圧アクチュエータの作動方向と速度を制御するメインスプールと、このメインスプールと直角方向に設けられて油圧アクチュエータの作動圧力を補償する圧力補償スプールとを備え、コントロールバルブと作動油タンクとの間にこの圧力補償スプールを着脱するために必要な作業空間が形成されるようにタンク本体のコントロールバルブに対向する面を内向きに凹ませたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、タンク本体のコントロールバルブに対向する面を、コントロールバルブから遠ざかる方向の傾斜面状に凹ませることにより、一方向に向かって先広がりとなる作業空間を形成したものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、作動油タンクのフィルタケース内の下部にフィルタ受けプレートを、フィルタケース底壁との間に間隔を置いて設けるとともに、リターンフィルタをこのフィルタ受けプレート上に設け、複数の戻り配管を上下に分散して、かつ、下部ではフィルタ受けプレートよりも下方でフィルタケースの側壁に接続したものである。

本発明によると、作動油タンクのタンク本体のバルブ対向面を凹ませることにより、同タンクとコントロールバルブとの間にコントロールバルブの部品（請求項２では圧力補償スプール）の着脱のために必要な作業空間を形成したから、対象部品をこの作業空間によって容易に着脱することができる。

しかも、フィルタケースに対して戻り配管を上下に分散して接続することにより、フィルタケースを小型化（小径化）し、その分、タンク本体の実効容量を増加させることができるため、作業空間確保のためにバルブ対向面を凹ませた分をカバーし、必要なタンク容量を確保することができる。

また、戻り配管の上下に分散することで戻り配管の取り合いの制限が緩和されるため、戻り配管の形状及び接続構造が簡素化され、製作性及びコストの面で有利となる。この点の効果は、とくに小型ショベルに搭載された小型タンクに顕著となる。

一方、戻り油をリターンフィルタの上下両側から導入して濾過できるため、同フィルタの濾過面を広く使うことができる。このため、フィルタの寿命を向上させることができる。

請求項３の発明によると、タンク本体のバルブに対向面を、コントロールバルブから遠ざかる方向の傾斜面状に凹ませることにより、一方向に向かって先広がりとなる作業空間を形成したから、タンク面の中間部を凹陥部として凹ませる場合と比較して、必要な作業空間を確保しながらタンクの容量減少を最小限に抑えることができる。また、タンクの加工が容易となる。

ところで、戻り配管の一部をフィルタケースの下部に接続すると、この下部配管からの戻り油（とくにメイン配管の高圧油）がフィルタ側面を直撃し、その圧力でフィルタ面（濾紙）を傷めるおそれがある。

この点、請求項４の発明によると、フィルタケース内の下部にフィルタ受けプレートを設けて、フィルタをケース底壁から浮かせた状態で設置することにより、同ケース下部に、フィルタ側面への戻り油の直撃を避けながら戻り配管を接続することが可能となる。

いいかえれば、フィルタ側面が戻り油の直撃で傷んだり、これを避けるために戻り油導入部分に邪魔板を取付ける複雑な構造をとったりする弊害を招くことなく、戻り配管を上下に分散して接続することが可能となる。

本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。実施形態では油圧ショベルを適用対象として例にとっている。

図１,２はアッパーフレーム１２の一部の機器配置を示し、図６,７に示す従来技術に対応する。

この実施形態の基本的構成、すなわち、
（ｉ） アッパーフレーム１２の後部にエンジン１０及び油圧ポンプ１１が設置され、これらよりも前方の右側においてコントロールバルブ１３と作動油タンク２８が左右に並設される点、
（ｉｉ） アッパーフレーム右側端部にガードカバー１５が前側を中心として開閉自在に取付けられ、このガードカバー１５を開いてコントロールバルブ１３及び作動油タンク２８のメンテナンスが行われる点、
（ｉｉｉ） コントロールバルブ１３は、複数のメインスプール１６（一つのみ図示）が一つのバルブブロック１７内に階層状に組み込まれて構成されている点、
（ｉｖ） メインスプール１６は作動油タンク２８と平行（前後方向）に設けられている点、
（ｖ） 圧力補償スプール１８がメインスプール１６と直交して設けられ、ボルト１９を取外した状態で、作動油タンク２８との間の作業空間Ｓによって同スプール１８が着脱される点
は従来技術と同じである。

一方、作動油タンク２８の構成を示す図３,４は図８,９に示す従来技術と対応する。

作動油タンク２８の基本的構成は従来技術と同じで、タンク本体２９内に有底筒状のフィルタケース３０を取付けて内部にリターンフィルタ３１を収容し、油圧アクチュエータから複数の戻り配管３２…を通って還流する戻り油をリターンフィルタ３１で濾過した上で、フィルタケース底壁３１ａの中心部に貫設されたリターンパイプ３３によってタンク本体２９内に戻す構成となっている。

リターンフィルタ３１は、フィルタケース３０の底壁３０ａ上に載置され、押しバネ３４によって保持される。図中、３５は送り油を濾過するサクションフィルタ、３６はサクション配管である。

この実施形態においては、従来技術との相違点として、まず、作動油タンク２８のタンク本体２９におけるコントロールバルブ１３と対向する面（右側面）２９ａの後半部、つまり圧力補償スプール１８の着脱のために必要な作業空間Ｓを形成する部分２９ａ１をコントロールバルブ１３から遠ざかる方向（内向き）の傾斜面状に凹ませることにより、作業空間Ｓを後側に向かって先広がりに形成している。

これにより、図７との対比で分かるように従来技術よりも作業空間Ｓを内側に拡張し、図２中に仮想線で示すようにボルト１９及び圧力補償スプール１８をこの拡張された作業空間Ｓで着脱できるように構成している。

いいかえれば、コントロールバルブ１３と作動油タンク２８との間に圧力補償スプール１８を着脱するのに必要かつ十分な作業空間Ｓが形成されるように、タンク本体２９の右側面後半部２９ａ１を凹ませている。

こうすることにより、コントロールバルブ１３と作動油タンク２８の間隔を拡大せずに、そしてコントロールバルブ１３を取外すことなく圧力補償スプール１８のメンテナンス作業を簡単に能率良く行うことができる。

また、タンク本体２９の右側面２９ａ全体を凹ませるのではなく、圧力補償スプール１８の着脱の障害となる後半部２９ａ１のみを凹ませ、しかも凹陥状に凹ませるのでなく後半部２９ａ１をコントロールバルブ１３から遠ざかる方向に傾斜させたから、作業空間Ｓに必要な広さを確保しながら、凹ませることによるタンク本体２９の容量減少を最小限に抑えることができる。

さらに、この実施形態においては、上記タンク容量の減少分をカバーするために作動油タンク２８を次のように構成している。

図３,４に示すように、フィルタケース３０内の下部にフィルタ受けプレート３７を、フィルタケース底壁３０ａとの間に間隔Ａ（図３参照）を置いて設け、リターンフィルタ３１をこのフィルタ受けプレート３７上に載置して押しバネ３４で押し付け保持している。

フィルタ受けプレート３７は、フィルタケース底壁３０ａを貫通したリターンパイプ３３の上端部に、同パイプ３３によって中心部が貫通された状態で取付け、一乃至複数本（図例では二本）の戻り配管３２…をこのフィルタ受けプレート３７よりも下方（間隔Ａの範囲内）でケース側壁３０ｂの下部に接続している。

いいかえれば、フィルタケース側壁３０ｂの下部にも配管接続可能な部分を形成し、戻り配管３２…をフィルタケース側壁３０ｂの上部と下部とに分散して接続している。

この構成によると、図８,９に示す従来技術のようにすべての戻り配管２３…をフィルタケース側壁２１ｂの上部に集中してたこ足状に接続する場合と比べて、この配管接続のために必要なフィルタケース３０の周長を短くすることができる。

このため、フィルタケース３０を小径化し、その分、タンク本体３０の実効容積を拡大して、右側面２９ａを凹ませた分をカバーすること、すなわち、必要なタンク容量を確保することができる。

また、戻り配管３２…を上下に分散することで戻り配管３２…の取り合いの制限が緩和されるため、戻り配管３２…の形状及び接続構造が簡素化され、製作性及びコストの面で有利となる。この点の効果は、とくに小型ショベルに搭載された小型タンクに顕著となる。

一方、戻り油をリターンフィルタ３１の上下両側から導入して濾過できるため、同フィルタ３１の濾過面を広く使うことができる。このため、フィルタ３１の寿命を向上させることができる。

さらに、タンク２８に元々設けられるリターンパイプ３３を少し延長し、同パイプ３３によってフィルタ受けプレート３７を支持する構造であるため、同プレート３７を支持するための専用部材を追加する必要がない。このため、タンク構造の簡素化に有利となるとともに、フィルタケース３０内での作動油の流れが阻害されるおそれがない。

ところで、図８,９に示す従来のタンク構造を前提とした場合でも、戻り配管３２…の一部をフィルタケース側壁３０ｂの下部に接続することは可能である。しかし、こうすると下部配管からの戻り油（とくにメイン配管の高圧油）がフィルタ側面を直撃し、その圧力でフィルタ面（濾紙）を傷めるおそれがある。

この点、この実施形態では、フィルタケース３０内の下部にフィルタ受けプレート３７を設けて、フィルタ３１をケース底壁３０ａから浮かせた状態で設置したから、同ケース下部に、フィルタ側面への戻り油の直撃を避けながら戻り配管３２を接続することが可能となる。

いいかえれば、フィルタ側面が戻り油の直撃で傷んだり、これを避けるために邪魔板を取付ける複雑な構造をとったりする弊害を招くことなく、戻り配管３２…を上下に分散して接続することが可能となる。

他の実施形態
（１） フィルタ受けプレート３７の支持構造は、たとえば疎な網目を持った支持部材を同プレート３７とフィルタケース底壁３０ａとの間に設ける等、他のものに変更してもよい。

あるいは、図８,９に示す従来のリターン構造のまま戻り配管３２…を上下に分けてフィルタケース３０に接続する構成をとってもよい。この場合、フィルタ３１の下部側面に対する戻り油の直撃を公知の邪魔板で回避する構成をとってもよい。

（２） 作動油タンク２８とコントロールバルブ１３の位置関係によっては、タンク本体２９におけるバルブ対向面２９ａの前後方向中間部をバルブ高さ方向の一部または全高部分で平面視凹陥状に凹ませてもよい。

（３） 上記実施形態では、圧力補償スプール１８及びボルト１９を着脱対象とした場合について説明したが、コントロールバルブ１３に、同スプール１８と同様に作動油タンク２８が着脱の障害となる他のスプール等の部品が設けられる場合には、この部品を対象としてタンク本体２９の必要部分を凹ませればよい。

本発明の実施形態にかかる油圧ショベルのアッパーフレームと一部の機器配置を示す概略平面図である。 図１の一部を拡大して示す図である。 図２中の作動油タンクの断面図である。 図３の一部の拡大図である。 本発明の好適例である油圧ショベルの概略側面図である。 従来技術を説明するための図１相当図である。 同図２相当図である。 従来の作動油タンクの断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線拡大断面図である。

符号の説明

１２ 油圧ショベルのアッパーフレーム
１３ コントロールバルブ
１６ メインスプール
１８ タンクが着脱障害となる部品としての圧力補償スプール
１９ 同ボルト
２８ 作動油タンク
Ｓ コントロールバルブと作動油タンクとの間に形成した作業空間
２９ タンク本体
２９ａ コントロールバルブに対向する右側面
２９ａ１ 右側面後半部
３０ フィルタケース
３０ａ フィルタケース底壁
３０ｂ フィルタケース側壁
３１ リターンフィルタ
３２ 戻り配管
３３ リターンパイプ
３７ フィルタ受けプレート
Ａ フィルタケース底壁とフィルタ受けプレートの間隔

Claims (4)

1. 油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブと作動油タンクとが並んで設置され、作動油タンクのタンク本体内には、戻り油を濾過するリターンフィルタが収容されるフィルタケースが設けられるとともに、複数の戻り配管がこのフィルタケースの側壁に接続される建設機械において、上記作動油タンクのタンク本体における上記コントロールバルブに対向する面を内向きに凹ませることにより、両者間に、コントロールバルブの部品を着脱するために必要な作業空間を形成する一方、上記戻り配管を、上記フィルタケースの側壁に対し上下に分散して接続したことを特徴とする建設機械。
2. コントロールバルブは、油圧アクチュエータの作動方向と速度を制御するメインスプールと、このメインスプールと直角方向に設けられて油圧アクチュエータの作動圧力を補償する圧力補償スプールとを備え、コントロールバルブと作動油タンクとの間にこの圧力補償スプールを着脱するために必要な作業空間が形成されるようにタンク本体のコントロールバルブに対向する面を内向きに凹ませたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
3. タンク本体のコントロールバルブに対向する面を、コントロールバルブから遠ざかる方向の傾斜面状に凹ませることにより、一方向に向かって先広がりとなる作業空間を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械。
4. 作動油タンクのフィルタケース内の下部にフィルタ受けプレートを、フィルタケース底壁との間に間隔を置いて設けるとともに、リターンフィルタをこのフィルタ受けプレート上に設け、複数の戻り配管を上下に分散して、かつ、下部ではフィルタ受けプレートよりも下方でフィルタケースの側壁に接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械。

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