油タンク
【課題】特別に気泡を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油に気泡が混入するのを確実に防ぐことができる油タンクを提供する。
【解決手段】流入口１６から流入した気泡４０を含んだ油２５を、分離部１０によってタンク本体２６に予め収容されている油２５と分離して収容し、やがて分離部１０の上端から越流した油２５を、つば部１２によってタンク本体２６に予め収容された油２５の油面へと導くことにより、タンク本体２６の底辺部に設けられた流出口３１から常に気泡４０を含まない油を流出させる。
【解決手段】流入口１６から流入した気泡４０を含んだ油２５を、分離部１０によってタンク本体２６に予め収容されている油２５と分離して収容し、やがて分離部１０の上端から越流した油２５を、つば部１２によってタンク本体２６に予め収容された油２５の油面へと導くことにより、タンク本体２６の底辺部に設けられた流出口３１から常に気泡４０を含まない油を流出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧回路における油タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建設機械は、作業機の一部であるシリンダなどを駆動するため、コントロールバルブやポンプなどが設けられた油圧回路を有している。シリンダを駆動する際、その油圧回路を通してシリンダに油を供給しているが、特に初めて油圧回路に油を循環させた場合、油圧回路内に予め滞留していた空気が油内に気泡として混入される。その後、気泡を含んだ油が油タンクに回収され、再度油圧回路やシリンダなどに供給されることになる。ここで、気泡を含んだ油が再度油圧回路を循環すると、油圧回路内でキャビテーションが起こりやすくなり、ポンプなどを破損させる恐れがあった。そのため、回収した油から気泡を取り除くため、一度油圧回路内に油を循環させた後に油タンク内で気泡が消えるまで長時間放置したり、仮説のフラッシング専用ポンプやタンクを用いて、仮の油を循環させたりする必要があり、時間的にもコスト的にも不便であった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、気泡が混入した戻り油の流れを整流して油タンク内に流出させる整流手段、および油タンク内上方で緩傾斜にして配置され、油タンク内に流入する戻り油を上面に沿って緩やかに流過させ、混入している気泡を油タンク内に放出させる泡消し板を設けた戻り油泡消し装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、油タンク内に設けられたサイクロン型気泡除去装置によって、油圧回路を通って油タンクに戻ってきた油に混入された気泡を取り除く液体タンクが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４４０７号公報
【特許文献２】特開２００４−８４９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された戻り油泡消し装置は、整流手段を通って泡消し板の上面に流下する際の衝撃で、油に新たに空気が入り込んでしまう恐れがあった。また、流下された油を一旦収容する所も無いため、油の流速が速い場合、次々と流れる油によって、泡消し板上での気泡の除去が出来ずにそのまま油タンクに戻される場合があるなどの問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に開示された液体タンク内に設けられたサイクロン型気泡除去装置は、粘性の高い油を上手くサイクロン気流に乗せるためのサイクロン室、サイクロン室から油を流出させる流出口、除去した気泡をサイクロン室から排出する排出口、およびそれらを構成するその他の部材が必要となり、その分コストも掛かってくる。また、例えば油圧回路内を循環して戻ってきた油の流速が極端に遅い場合だと、上手くサイクロン気流を作れない恐れもある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を鑑みてされたものであり、特別に気泡を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油に気泡が混入するのを確実に防ぐことができる油タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明の油タンクは、油を収容するタンク本体と、前記タンク本体の底辺部に設けられ、前記油を外部に流出する流出口と、前記流出口から流出した前記油が前記タンク本体に再度流入する流入口と、前記タンク本体に収容された前記油の油面から突出して設けられ、前記タンク本体に予め収容された前記油と前記流入口から流入した油とを分離する分離部と、前記分離部の上端部に設けられ、前記分離部の上端から越流した前記流入口から流入した前記油を前記油面に導くつば部と、を備える。
【００１０】
上記の構成によれば、外部から流入口を介して流入した油は、タンク本体に予め収容された油と分離されて収容される。これにより、外部で気泡を含んだ油がタンク本体に流入した場合でも、タンク本体に予め収容されている油全体に気泡が混入するのを防ぐことができる。また、次々と流入口から流入された油は、やがて分離部の上端から越流し、つば部によって予め収容された油の油面に戻される。ここで、油面に戻された油に気泡が混入されていた場合でも、油よりも比重が軽い気泡は常に油面近くのみに滞留するようになる。このように、タンク本体に予め収容された油の油面近くのみに気泡を留まらせることができるため、タンク本体の底辺部に設けられた流出口からは常に気泡を含まない油を流出させることができる。さらに、分離部から越流した油をつば部上で流過させることにより、油の油膜厚さを薄くさせることができるため、油に混入した気泡が油内から離脱する距離を短くすることができる。これにより、油に混入した気泡をつば部上で離脱させ易くすることができるため、タンク本体に予め収容された油の油面近くに留まる気泡を最小限に抑えることができる。このように、特別に気泡を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油に気泡が混入するのを確実に防ぐことができる。
【００１１】
また、第２の発明の油タンクは、第１の発明の油タンクにおいて、前記つば部は、前記分離部の前記上端部から前記油面に向かって緩傾斜である。
【００１２】
上記の構成によれば、気泡が混入した油を、より滑らかにつば部を流過させて油面に戻すことができる。これにより、水平なつば部上から油を流下させたり、急な傾斜を有するつば部によって油面に戻したりするよりも、つば部を流過した油が油面に接触する時の衝撃を小さくすることができる。そのため、より油面近くに気泡を滞留させることができる。
【００１３】
また、第３の発明の油タンクは、第１または第２の発明の油タンクにおいて、前記つば部の表面には、金網が設けられている。
【００１４】
上記の構成によれば、油に混入された気泡を金網に接触させることによって、細かく潰すことができる。これにより、より細かい気泡を油面に滞留させることができる。
【００１５】
また、第４の発明の油タンクは、第１ないし第３の何れか一つの発明の油タンクにおいて、前記つば部によって導かれた前記油を前記油面近くで受けるクッション部が設けられている。
【００１６】
上記の構成によれば、気泡を含んだ油が油面に勢い良く戻った場合でも、クッション部によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡が混入することがなく、また、つば部上を流過した時の勢いで油中深くに気泡が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡を油面近くに滞留させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の油タンクによると、特別に気泡を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油に気泡が混入するのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧回路全体を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分離部の構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）本発明の実施形態に係る油タンクに油が貯油される様子を示す説明図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る油タンクに貯油された油が外部に流出する様子を示す説明図である。
【図４】（ａ）本発明の実施形態に係る油タンクに油が再度流入する様子を示す説明図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る分離部から油が越流する様子を示す説明図である。
【図５】（ａ）本発明の別の実施形態に係る油タンクを示す説明図である。（ｂ）本発明の別の実施形態に係る油タンクを示す説明図である。
【図６】（ａ）本発明の別の実施形態に係る油タンクに設けられた自動弁が、開放された状態を示す説明図である。（ｂ）本発明の別の実施形態に係る油タンクに設けられた自動弁が、閉塞された状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
（油タンク）
図１に示すように、本実施形態に係る油タンク２０は、油２５を収容するタンク本体２６と、タンク本体２６の底辺部に設けられ、油２５を外部に流出する流出口３１と、流出口３１から流出した油２５がタンク本体２６に再度流入する流入口１６と、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して設けられ、タンク本体２６に予め収容された油２５と流入口１６から流入した油２５とを分離する分離部１０と、分離部１０の上端部に設けられ、分離部１０の上端から越流した流入口１６から流入した油２５を油面に導くつば部１２と、を備えている。
【００２１】
また、本実施形態に係る油タンク２０におけるつば部１２は、分離部１０の上端部から油面に向かって緩傾斜である。
【００２２】
さらに、本実施形態に係る油タンク２０におけるつば部１２の表面には、金網１３が設けられている。
【００２３】
ここで、本実施形態における油２５とは、例えば産業機械に用いられるシリンダなどの作業機を駆動する油圧作動油のことである。なお、本発明において、油２５は油圧作動油に限定される必要はなく、他種類のものであってもよい。
【００２４】
油タンク２０の主体となるタンク本体２６は、直方体状の筐体を有し、シリンダ５０を駆動する油２５を収容する。なお、タンク本体２６の形状は直方体に限定される必要はなく、例えば円筒状であってもよい。
【００２５】
流出口３１は、タンク本体２６の底辺部に位置しており、流出管３６の先端部に設けられている。また、流出口３１は、流出管３６の途中経路に設けられたポンプ３４と接続されている。ここで、タンク本体２６の底辺部とは、タンク本体２６に収容される油２５の油面よりも下部に位置し、油面近くに滞留する気泡４０が流出口３１から流出しない位置である。このような構成により、ポンプ３４を駆動することによって、タンク本体２６に収容された油２５が流出口３１から流出され、流出管３６を通ってシリンダ５０に供給されるようになっている。また、流出口３１には、図示しないフィルタが貼り付けられており、油２５内に浮遊するゴミや埃などが油圧回路１内に入り込むことを防いでいる。
【００２６】
流入口１６は、円部Ｓ１に示すように、流入管３５の先端部に設けられている。流入口１６からは、シリンダ５０で使用された油２５が流入管３５を通って、タンク本体２６に再度流入されるようになっている。ここで、流入口１６は、タンク本体２６に予め収容された油２５と流入口１６から流入した油２５とを分離する分離部１０とタンク本体２６の側面とからなる収容部３０に連絡しており、流入管３５を通って回収された油２５が、必ず収容部３０に収容されるようになっている。
【００２７】
（分離部）
分離部１０は、図２に示すように、複数の側面１１ａと底面１１ｂとからなり、上面に開口部１５を有する凹型形状の筐体を主体としている。また、分離部１０は、４つの側面のうちの１つが一部分開口されている。具体的に、４つの側面１１ａのうちの１つには、開口部１７が形成されており、これにより上面１８ａと下面１８ｂを除いて開口されている。上面１８ａには、ネジ穴１９ａが形成されており、タンク本体２６の側面に、分離部１０をネジ止めして固定できるようになっている。同様に、下面１８ｂには、ネジ穴１９ｂが形成されており、タンク本体２６の側面に、分離部１０をネジ止めして固定できるようになっている。また、分離部１０の上端部には、つば部１２が設けられている。つば部１２は、分離部１０の上端部から下方に向けて緩傾斜されている。なお、分離部１０の形状は、直方体に限定される必要はなく、例えば円筒状であってもよく、その上縁に沿ってつば部１２が設けられていてもよい。また、つば部１２が設けられている場所は、分離部１０の上端部に限定される必要はなく、例えば、分離部１０の側面１１ａに設けられていてもよい。つば部１２は、タンク本体２６に予め収容されている油２５の油面よりも上方に位置する場所であれば、分離部１０の側面１１ａにおける如何なる位置に設けられていてもよい。
【００２８】
図１の円部Ｓ１に示すように、分離部１０は、開口部１７がタンク本体２６の側面に向くようにして、タンク本体２６の側面にネジ止めされて取り付けられる。この時、分離部１０とタンク本体２６の側面との間にできる空間によって収容部３０が形成されるようになっている。そして、分離部１０が取り付けられる際、流入管３５は収容部３０内に挿入されるようになっている。ここで、流入管３５が収容部３０に挿入できるように、分離部１０の横断面積は、流入管３５の横断面積よりも大きくなるように設計されている。さらに、流入口１６からタンク本体２６に再度流入した油２５が収容部３０内を満たしながら上昇する流速、および分離部１０の上端を越流した油２５がつば部１２を流過する流速は、流入管３５の横断面積と収容部３０の横断面積との関係で制御されている。具体的には、本実施形態の場合、収容部３０の横断面積（言い替えると分離部１０の横断面積）は、流入管３５の横断面積の約１０倍となるように設計されている。なお、本発明において、分離部１０の横断面積は流入管３５の横断面積の約１０倍と限定される必要はなく、つば部１２を流過する油２５の流速が、つば部１２上において気泡４０が外部の空気層へ逃げやすい流速であり、かつ油２５が緩やかに油面に戻れるような流速となっていればよい。また、分離部１０は、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して取り付けられ、上端部に設けられたつば部１２が、タンク本体２６に収容された油２５の油面よりも上方に位置するようになっている。これにより、つば部１２は、分離部１０の上端部からタンク本体２６に貯油された油２５の油面に向かって緩やかな傾斜をするようになっている。さらに、つば部１２の表面には金網１３が設けられている。
【００２９】
上記のような構成により、流入口１６から流入した油２５は、タンク本体２６に収容された油２５と混じることなく分離され、収容部３０に収容されるようになっている。そして、収容部３０を満たした油２５は、やがて分離部１０の上端を越流し、つば部１２の金網１３上をゆっくりと流過して、油面に戻されるようになっている。この時、油２５に混入された気泡４０も同様に、収容部３０内をゆっくりと上昇し、やがて分離部１０の上端を越流して油面に戻される。なお、つば部１２を流過する油２５の流速は、気泡４０が外部の空気層へ逃げやすい流速であり、かつ油２５が緩やかに油面に戻れるような流速となっている。ここで、図１の円部Ｓ２に示すように、つば部１２をゆっくりと流過する油２５は、つば部１２上で広がっていくため、油膜厚さが薄くなる。そのため、油２５に混入された気泡４０が外部の空気層に逃げられる距離が短くなり、つば部１２上を流過する間に油２５から気泡４０が離脱する。また、つば部１２上に設けられた金網１３に気泡４０が接触することによって、気泡４０を細かく潰すことができるようになっている。従って、油面近くに留まる気泡４０は、最小限の数で、ごく小さいものに限られるようになっている。
【００３０】
また、流入管３５の先端近くには、孔１４が設けられている。孔１４は、流入管３５内を流過する油２５の量や流速の変化によって起こるサージ圧を緩和する役割を有している。さらに、流入管３５は、タンク本体２６に入る前に２つの経路に別れている。一つは、その端部が流入口１６となり、収容部３０内に連絡している。もう一つは、止弁３３を経由して、タンク本体２６内の空気層に連絡している。止弁３３は、図示しないハンドルを手動で回すことによって、その前後の経路を開閉可能にしている。
【００３１】
また、タンク本体２６の天板上には、エアブリーザ３２が設けられている。エアブリーザ３２は、油タンク２０から流出する油２５と油タンク２０内へ流入する油２５との油量の差から起因するタンク内圧の増減を抑えるために、フィルターを通して給排気できるようになっている。
【００３２】
上記のような構成を有する油タンク２０は、ポンプ３４、方向切替弁３７、多機能弁６０、およびシリンダ５０などから構成された油圧回路１に供給する油２５を貯油している。なお、本実施形態に係る油圧回路１は、特に水門を開閉するアクチュエータなどに利用される大規模なものであるが、これに限定される必要はなく、その他の用途に用いられていてもよい。
【００３３】
（ポンプ）
ポンプ３４は、２つの歯車が噛み合うことによって回転し、タンク本体２６に収容された油２５を吸入し、後の経路へ排出する。これにより、ポンプ３４を駆動することによって、タンク本体２６に収容された油２５を流出口３１から吸出し、シリンダ５０へと供給できるようになっている。なお、ポンプ３４は、歯車式ポンプに限らず、他種類のポンプを用いていてもよい。
【００３４】
（シリンダ）
シリンダ５０は、シリンダケース５２と、シリンダケース５２内を長手方向に進退するロッド５１と、シリンダケース５２内でロッド５１の先端に設けられた図示しないピストンと、を備えている。上記のピストンは、シリンダケース５２の内周を摺動自在になっており、このピストンの運動によってロッド５１がＡ方向またはＢ方向に進退し、シリンダ５０がアクチュエータとしての役割を担うことができる。
【００３５】
（方向切替弁）
方向切替弁３７は、油タンク２０とシリンダ５０との間の経路に設けられており、３つのスイッチを適宜切り替えることによって油２５の流れ方向を変え、シリンダ５０におけるロッド５１の進退を変更させる役割を有する。具体的に、方向切替弁３７は、スイッチ３７ａとスイッチ３７ｂとスイッチ３７ｃとに切り替えることができる。スイッチ３７ａに切り替えた場合、ロッド５１はＡ方向に伸びるようになっている。一方、スイッチ３７ｃに切り替えた場合、ロッド５１はＢ方向に縮むようになっている。また、スイッチ３７ｂに切り替えた場合、ロッド５１の伸縮が止まるようになっている。
【００３６】
（多機能弁）
本実施形態における多機能弁６０は、水門油圧開閉装置用多機能弁である。多機能弁６０は、シリンダ５０の直下に接続されており、塞止弁６２・６３と、バイパス弁６１と、を有している。塞止弁６２は、流出管３６と接続されており、タンク本体２６とシリンダ５０との通路を開閉する。一方、塞止弁６３は、流入管３５と接続されており、タンク本体２６とシリンダ５０との通路を開閉する。また、バイパス弁６１は、流出管３６と流入管３５との通路を開閉する。このような構成を有する多機能弁６０を利用して、塞止弁６２・６３およびバイパス弁６１を開閉することによって、シリンダ５０や流出管３６、流入管３５における不具合箇所の検知が出来るようになっている。また、多機能弁６０を用いることによって、タンク本体２６に収容された油２５を途切れさせることなく油圧回路１内で循環させて、タンク本体２６に再度戻すことができるようになっている。なお、本発明において、多機能弁６０は、水門油圧開閉装置用多機能弁を必ずしも用いる必要はなく、他の多機能弁を用いていてもよい。
【００３７】
（油圧回路へ油を循環させた時の油タンクの様子）
次に、図３および図４を用いて、本実施形態に係る油圧回路１へ油２５を循環させた時の油タンク２０の様子を説明する。
【００３８】
まず、図３（ａ）に示すように、作業者によって、図示しない供給口からタンク本体２６に油２５が貯油される。この時、分離部１０とタンク本体２６の側面とからなる収容部３０内にも、分離部１０の開口部１７によってできる隙間から徐々に油２５が入り込むようになっている。そのため、作業者は、収容部３０内にも油２５が満たされるまで暫く待機する。なお、タンク本体２６および収容部３０内に油２５が満たされた時の油面を、タンク本体２６、収容部３０共に、油面レベルＨ１の高さとする。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示すように、ポンプ３４の駆動によって、流出口３１から油２５が外部へ流出される。ここで、多機能弁６０における塞止弁６２・６３は閉められており、バイパス弁６１は開けられている。さらに、方向切替弁３７は、スイッチ３７ｂに切り替えられている。つまり、シリンダ５０内には油２５が供給されずに、流出管３６および流入管３５のみに油２５が供給されるようになっている。流出口３１から流出した油２５は、シリンダ５０や流出管３６、および流入管３５などの油圧回路１内に予め滞留していた空気を押し出しながら循環し、やがてタンク本体２６へと戻ってくる。この時、収容部３０には予め油２５が貯油されているため、収容部３０側への経路は圧力が高くなっている。そのため、油２５によって押し出された空気は、開放状態にされた止弁３３側へと流れてタンク本体２６の空気層へと逃げていく。また、この時のタンク本体２６に収容された油２５の油面は、油圧回路１に供給された油２５の分だけ下がり、例えば油面レベルＨ２の高さとなる。
【００４０】
次に、図４（ａ）に示すように、油圧回路１内に滞留していた空気が空気層へ逃げた後、作業者によって止弁３３が手動で閉塞状態にされる。これにより、今度は油２５が収容部３０側へと流れ出し、流入口１６から収容部３０へ流入される。収容部３０へ流入された油２５は、収容部３０をさらに満たしていき、収容部３０の上端部にまで油２５の油面を上げていく。なお、この時の油２５は、空気層へ逃げ切れなかった空気を気泡４０として含んだ状態である。油２５に混入された気泡４０は、収容部３０を満たす間に、徐々に上昇していく。なお、油２５に混入された気泡４０は、分離部１０の開口部１７からタンク本体２６に予め収容された油２５内へ流出する場合も考えられるが、流出したとしても短時間で極微量であるため、問題にはならない。なお、この時の収容部３０に貯油された油２５の油面は、流入口１６から流入された油２５の分だけ上がり、油面レベルＨ３の高さとなる。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、収容部３０を満たしていった油２５は、やがて分離部１０の上端から溢れ出す。分離部１０を越流した油２５は、つば部１２の金網１３上をゆっくりと流過して、タンク本体２６に収容された油２５の油面近くに流れ込むようになる。この時、つば部１２上を流過する油２５は膜厚が薄くなるため、油２５に混入された一部の気泡４０は外部の空気層に離脱する。また、つば部１２の表面に設けられた金網１３に気泡４０が接触することによって、気泡４０がさらに細かく潰される。つまり、油面近くに留まる気泡４０は、最小限の数で、ごく小さいものに限られる。また、この時の収容部３０に貯油された油２５の油面は、分離部１０の上端から越流した油２５の分だけ上がり、油面レベルＨ４の高さとなるが、つば部１２は、この高さよりも高くなるように予め設定されているため、収容部３０を越流した油２５は、必ず油面よりも上から戻されるようになっている。このように、気泡４０を含んだ油２５は、タンク本体２６に収容された油２５の油面近くのみに滞留するため、タンク本体２６の底辺部に設けられた流出口３１からは、常に気泡４０を含まない油２５が流出されるようになる。
【００４２】
以上より、油圧回路１内の流出管３６および流入管３５に予め滞留していた空気を抜くことができる。次に、シリンダ５０内に油２５を供給する場合を説明する。先ず、多機能弁における塞止弁６２・６３を開け、バイパス弁６１を閉める。さらに、方向切替弁３７をスイッチ３７ａ若しくはスイッチ３７ｂに交互に切り替え、シリンダ５０のロッド５１を進退させる。これにより、シリンダ５０内に油２５を供給することができる。ここで、シリンダ５０内に予め滞留していた空気は、気泡４０となって回収される油２５と共に流出管３６および流入管３５を通り、収容部３０に収容されるようになっている。その後、気泡４０は、分離部１０を越流し、つば部１２を流過することによってタンク本体２６に予め収容されていた油２５の油面に戻される。これにより、油圧回路１内に予め滞留していた全ての空気を抜くことができる。
【００４３】
なお、本実形態に係る油圧回路１は、塞止弁６２・６３およびバイパス弁６１を１つにまとめた多機能弁６０を有しているが、夫々が別個に備えられた油圧回路１であってもよい。多機能弁６０を用いることによって、塞止弁６２、塞止弁６３およびバイパス弁６１との間に存在する配管を最小限に抑えることができるため、油圧回路１内で抜かなければならない空気を最小限に抑えることができる。
【００４４】
また、シリンダ５０に多機能弁６０を接続させていることにより、タンク本体２６に収容された油２５を途切れさせることなく油圧回路１内で循環させて、タンク本体２６に再度戻すことができる。そして、油圧回路１内に滞留していた空気は、止弁３３の開閉を利用することによってタンク本体２６の空気層へと逃がしてやることができる。さらに、油２５に残留した気泡４０は、分離部１０およびつば部１２を利用することによって油面上のみに滞留させることができ、流出口３１からは常に気泡４０を含まない油２５を再度油圧回路１へ循環させることができる。
【００４５】
（本実施形態の概要）
以上のように、本実施形態に係る油タンク２０は、油２５を収容するタンク本体２６と、タンク本体２６の底辺部に設けられ、油２５を外部に流出する流出口３１と、流出口３１から流出した油２５がタンク本体２６に再度流入する流入口１６と、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して設けられ、タンク本体２６に予め収容された油２５と流入口１６から流入した油２５とを分離する分離部１０と、分離部１０の上端部に設けられ、分離部１０の上端から越流した流入口１６から流入した油２５を油面に導くつば部１２と、を備えている。
【００４６】
上記の構成によれば、外部から流入口１６を介して流入した油２５は、タンク本体２６に予め収容された油２５と分離されて収容される。これにより、外部で気泡４０を含んだ油２５がタンク本体２６に流入した場合でも、タンク本体２６に予め収容されている油２５全体に気泡４０が混入するのを防ぐことができる。また、次々と流入口１６から流入された油２５は、やがて分離部１０の上端から越流し、つば部１２によって予め収容された油２５の油面に戻される。ここで、油面に戻された油２５に気泡４０が混入されていた場合でも、油２５よりも比重が軽い気泡４０は常に油面近くのみに滞留するようになる。このように、タンク本体２６に予め収容された油２５の油面近くのみに気泡４０を留まらせることができるため、タンク本体２６の底辺部に設けられた流出口３１からは常に気泡４０を含まない油２５を流出させることができる。さらに、分離部１０から越流した油２５をつば部１２上で流過させることにより、油２５の油膜厚さを薄くさせることができるため、油２５に混入した気泡４０が油２５内から離脱する距離を短くすることができる。これにより、油２５に混入した気泡４０をつば部１２上で離脱させ易くすることができるため、タンク本体２６に予め収容された油２５の油面近くに留まる気泡４０を最小限に抑えることができる。このように、特別に気泡４０を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油２５に気泡４０が混入するのを確実に防ぐことができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る油タンク２０において、つば部１２は、分離部１０の上端部から油面に向かって緩傾斜である。
【００４８】
上記の構成によれば、気泡４０が混入した油２５を、より滑らかにつば部１２を流過させて油面に戻すことができる。これにより、水平なつば部１２上から油２５を流下させたり、急な傾斜を有するつば部１２によって油面に戻したりするよりも、つば部１２を流過した油２５が油面に接触する時の衝撃を小さくすることができる。そのため、より油面近くに気泡４０を滞留させることができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る油タンク２０において、つば部１２の表面には、金網１３が設けられている。
【００５０】
上記の構成によれば、油２５に混入された気泡４０を金網１３に接触させることによって、細かく潰すことができる。これにより、より細かい気泡４０を油面に滞留させることができる。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態を説明した。なお、本発明は上記の実施形態に限定される必要はない。
【００５２】
（別の実施形態）
例えば、図５（ａ）に示すように、別の実施形態に係る油タンク１２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるふるい８０が設けられていてもよい。ふるい８０は、表裏面がメッシュ状態に形成されており、そのメッシュ部分は、つば部１２を流過してきた油２５を一旦受けて落下の衝撃を吸収するとともに、目詰まりを起こすことなく油面下へ油２５を落とす役割を有している。これにより、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、ふるい８０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００５３】
また、図５（ｂ）に示すように、別の実施形態に係る油タンク２２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるフロート部９０が設けられていてもよい。フロート部９０は、タンク本体２６に収容された油２５の油面に浮かんでおり、油面が上昇または下降するのに伴って上下移動するようになっている。そのため、つば部１２を流過した油２５は、油面に戻る前に、油面と水平となったフロート部９０上をゆっくりと流過し、静かに油面上へ戻されるようになっている。このように、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、フロート部９０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、流入口１６から流入された気泡４０を含んだ油２５が、分離部１０とタンク本体２６の側面との間にできる収容部３０に収容されるようになっているが、本発明においてはこれに限定される必要はない。例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、分離部１０の代わりに、側面と底面とから構成され、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して開口された凹型形状の筐体を有し、タンク本体２６に予め収容された油２５から分離して流入口１６から流入した油２５を収容する収容部１００が設けられていてもよい。つまり、収容部１００は、上部が開口している以外は完全に閉鎖されているため、流入口１６から流入された油２５は、タンク本体２６に予め収容された油２５から分離されて収容部１００内へ収容される。そして、収容部１００を貯油していった油２５は、やがて収容部１００の上端から越流し、つば部１２を流過して油面に戻されるようになっている。
【００５５】
また、本実施形態においては、油圧回路１内に油２５を循環させる際に止弁３３を手動で開閉していたが、別の実施形態に係る油タンク３２０は、自動的に開閉する止弁７０が設けられていてもよい。具体的には、図６（ａ）に示すように、止弁７０は、主体となるケース７１と、球状の弁体７２と、弁座７４と、弁体７２が弁座７４から離れる方向に付勢するスプリング７３と、から構成される。これにより、弁体７２にスプリング７３の付勢力に勝る押圧力が働くと、弁体７２が弁座７４に近づいたり遠ざかったりと、自由に遊動するようになっている。このような構成を有する止弁７０は、油２５によって押し出された空気を通過させ、タンク本体２６の空気層へと逃がす。この時、弁体７２は、空気の流過抵抗では弁座７４まで押圧されないように予め設定されている。次に、図６（ｂ）に示すように、タンク本体２６の空気層に逃げた空気から油２５に切り替わると、油２５の流過抵抗によって弁体７２が弁座７４まで押圧される。このように、空気が通る間は止弁７０が開放状態となり、油２５が通る間は止弁７０が閉塞状態に自動的に切り替わるようにようになっている。これにより、わざわざ手動で止弁７０を開閉する必要がなく、より効率良く油２５から空気を抜くことができる。
【００５６】
（別の実施形態の概要）
以上のように、別の実施形態に係る油タンク１２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるふるい８０が設けられている。
【００５７】
上記の構成によれば、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、ふるい８０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００５８】
また、別の実施形態に係る油タンク２２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるフロート部９０が設けられている。
【００５９】
上記の構成によれば、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、フロート部９０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００６０】
また、別の実施形態に係る油タンク１２０は、側面と底面とから構成され、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して開口された凹型形状の筐体を有し、タンク本体２６に予め収容された油２５から分離して流入口１６から流入した油２５を収容する収容部１００が設けられている。
【００６１】
上記の構成によれば、流入口１６から流入された油２５が、凹型形状の収容部１００内へ収容されるため、タンク本体２６に予め収容されている油２５全体に気泡４０が混入するのを防ぐことができる。
【００６２】
また、別の実施形態に係る油タンク３２０は、自動的に開閉する止弁７０が設けられている。
【００６３】
上記の構成によれば、空気が通る間は止弁７０が開放状態となり、油２５が通る間は止弁７０が閉塞状態に自動的に切り替わるため、わざわざ手動で止弁７０を開閉する必要がなく、より効率良く油圧回路内の空気を抜くことができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、油回路における油タンクについて利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１ 油圧回路
１０ 分離部
１２ つば部
１３ 金網
１４ 孔
１５ 開口部
１６ 流入口
２０ 油タンク
２５ 油
２６ タンク本体
３１ 流出口
３０ 収容部
３２ エアブリーザ
３３ 止弁
３４ ポンプ
３５ 流入管
３６ 流出管
３７ 方向切替弁
３７ａ スイッチ
３７ｂ スイッチ
３７ｃ スイッチ
４０ 気泡
５０ シリンダ
５１ ロッド
５２ シリンダケース
６０ 多機能弁
６１ バイパス弁
６２ 塞止弁
６３ 塞止弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧回路における油タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建設機械は、作業機の一部であるシリンダなどを駆動するため、コントロールバルブやポンプなどが設けられた油圧回路を有している。シリンダを駆動する際、その油圧回路を通してシリンダに油を供給しているが、特に初めて油圧回路に油を循環させた場合、油圧回路内に予め滞留していた空気が油内に気泡として混入される。その後、気泡を含んだ油が油タンクに回収され、再度油圧回路やシリンダなどに供給されることになる。ここで、気泡を含んだ油が再度油圧回路を循環すると、油圧回路内でキャビテーションが起こりやすくなり、ポンプなどを破損させる恐れがあった。そのため、回収した油から気泡を取り除くため、一度油圧回路内に油を循環させた後に油タンク内で気泡が消えるまで長時間放置したり、仮説のフラッシング専用ポンプやタンクを用いて、仮の油を循環させたりする必要があり、時間的にもコスト的にも不便であった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、気泡が混入した戻り油の流れを整流して油タンク内に流出させる整流手段、および油タンク内上方で緩傾斜にして配置され、油タンク内に流入する戻り油を上面に沿って緩やかに流過させ、混入している気泡を油タンク内に放出させる泡消し板を設けた戻り油泡消し装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、油タンク内に設けられたサイクロン型気泡除去装置によって、油圧回路を通って油タンクに戻ってきた油に混入された気泡を取り除く液体タンクが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４４０７号公報
【特許文献２】特開２００４−８４９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された戻り油泡消し装置は、整流手段を通って泡消し板の上面に流下する際の衝撃で、油に新たに空気が入り込んでしまう恐れがあった。また、流下された油を一旦収容する所も無いため、油の流速が速い場合、次々と流れる油によって、泡消し板上での気泡の除去が出来ずにそのまま油タンクに戻される場合があるなどの問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に開示された液体タンク内に設けられたサイクロン型気泡除去装置は、粘性の高い油を上手くサイクロン気流に乗せるためのサイクロン室、サイクロン室から油を流出させる流出口、除去した気泡をサイクロン室から排出する排出口、およびそれらを構成するその他の部材が必要となり、その分コストも掛かってくる。また、例えば油圧回路内を循環して戻ってきた油の流速が極端に遅い場合だと、上手くサイクロン気流を作れない恐れもある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を鑑みてされたものであり、特別に気泡を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油に気泡が混入するのを確実に防ぐことができる油タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明の油タンクは、油を収容するタンク本体と、前記タンク本体の底辺部に設けられ、前記油を外部に流出する流出口と、前記流出口から流出した前記油が前記タンク本体に再度流入する流入口と、前記タンク本体に収容された前記油の油面から突出して設けられ、前記タンク本体に予め収容された前記油と前記流入口から流入した油とを分離する分離部と、前記分離部の上端部に設けられ、前記分離部の上端から越流した前記流入口から流入した前記油を前記油面に導くつば部と、を備える。
【００１０】
上記の構成によれば、外部から流入口を介して流入した油は、タンク本体に予め収容された油と分離されて収容される。これにより、外部で気泡を含んだ油がタンク本体に流入した場合でも、タンク本体に予め収容されている油全体に気泡が混入するのを防ぐことができる。また、次々と流入口から流入された油は、やがて分離部の上端から越流し、つば部によって予め収容された油の油面に戻される。ここで、油面に戻された油に気泡が混入されていた場合でも、油よりも比重が軽い気泡は常に油面近くのみに滞留するようになる。このように、タンク本体に予め収容された油の油面近くのみに気泡を留まらせることができるため、タンク本体の底辺部に設けられた流出口からは常に気泡を含まない油を流出させることができる。さらに、分離部から越流した油をつば部上で流過させることにより、油の油膜厚さを薄くさせることができるため、油に混入した気泡が油内から離脱する距離を短くすることができる。これにより、油に混入した気泡をつば部上で離脱させ易くすることができるため、タンク本体に予め収容された油の油面近くに留まる気泡を最小限に抑えることができる。このように、特別に気泡を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油に気泡が混入するのを確実に防ぐことができる。
【００１１】
また、第２の発明の油タンクは、第１の発明の油タンクにおいて、前記つば部は、前記分離部の前記上端部から前記油面に向かって緩傾斜である。
【００１２】
上記の構成によれば、気泡が混入した油を、より滑らかにつば部を流過させて油面に戻すことができる。これにより、水平なつば部上から油を流下させたり、急な傾斜を有するつば部によって油面に戻したりするよりも、つば部を流過した油が油面に接触する時の衝撃を小さくすることができる。そのため、より油面近くに気泡を滞留させることができる。
【００１３】
また、第３の発明の油タンクは、第１または第２の発明の油タンクにおいて、前記つば部の表面には、金網が設けられている。
【００１４】
上記の構成によれば、油に混入された気泡を金網に接触させることによって、細かく潰すことができる。これにより、より細かい気泡を油面に滞留させることができる。
【００１５】
また、第４の発明の油タンクは、第１ないし第３の何れか一つの発明の油タンクにおいて、前記つば部によって導かれた前記油を前記油面近くで受けるクッション部が設けられている。
【００１６】
上記の構成によれば、気泡を含んだ油が油面に勢い良く戻った場合でも、クッション部によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡が混入することがなく、また、つば部上を流過した時の勢いで油中深くに気泡が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡を油面近くに滞留させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の油タンクによると、特別に気泡を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油に気泡が混入するのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧回路全体を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分離部の構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）本発明の実施形態に係る油タンクに油が貯油される様子を示す説明図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る油タンクに貯油された油が外部に流出する様子を示す説明図である。
【図４】（ａ）本発明の実施形態に係る油タンクに油が再度流入する様子を示す説明図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る分離部から油が越流する様子を示す説明図である。
【図５】（ａ）本発明の別の実施形態に係る油タンクを示す説明図である。（ｂ）本発明の別の実施形態に係る油タンクを示す説明図である。
【図６】（ａ）本発明の別の実施形態に係る油タンクに設けられた自動弁が、開放された状態を示す説明図である。（ｂ）本発明の別の実施形態に係る油タンクに設けられた自動弁が、閉塞された状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
（油タンク）
図１に示すように、本実施形態に係る油タンク２０は、油２５を収容するタンク本体２６と、タンク本体２６の底辺部に設けられ、油２５を外部に流出する流出口３１と、流出口３１から流出した油２５がタンク本体２６に再度流入する流入口１６と、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して設けられ、タンク本体２６に予め収容された油２５と流入口１６から流入した油２５とを分離する分離部１０と、分離部１０の上端部に設けられ、分離部１０の上端から越流した流入口１６から流入した油２５を油面に導くつば部１２と、を備えている。
【００２１】
また、本実施形態に係る油タンク２０におけるつば部１２は、分離部１０の上端部から油面に向かって緩傾斜である。
【００２２】
さらに、本実施形態に係る油タンク２０におけるつば部１２の表面には、金網１３が設けられている。
【００２３】
ここで、本実施形態における油２５とは、例えば産業機械に用いられるシリンダなどの作業機を駆動する油圧作動油のことである。なお、本発明において、油２５は油圧作動油に限定される必要はなく、他種類のものであってもよい。
【００２４】
油タンク２０の主体となるタンク本体２６は、直方体状の筐体を有し、シリンダ５０を駆動する油２５を収容する。なお、タンク本体２６の形状は直方体に限定される必要はなく、例えば円筒状であってもよい。
【００２５】
流出口３１は、タンク本体２６の底辺部に位置しており、流出管３６の先端部に設けられている。また、流出口３１は、流出管３６の途中経路に設けられたポンプ３４と接続されている。ここで、タンク本体２６の底辺部とは、タンク本体２６に収容される油２５の油面よりも下部に位置し、油面近くに滞留する気泡４０が流出口３１から流出しない位置である。このような構成により、ポンプ３４を駆動することによって、タンク本体２６に収容された油２５が流出口３１から流出され、流出管３６を通ってシリンダ５０に供給されるようになっている。また、流出口３１には、図示しないフィルタが貼り付けられており、油２５内に浮遊するゴミや埃などが油圧回路１内に入り込むことを防いでいる。
【００２６】
流入口１６は、円部Ｓ１に示すように、流入管３５の先端部に設けられている。流入口１６からは、シリンダ５０で使用された油２５が流入管３５を通って、タンク本体２６に再度流入されるようになっている。ここで、流入口１６は、タンク本体２６に予め収容された油２５と流入口１６から流入した油２５とを分離する分離部１０とタンク本体２６の側面とからなる収容部３０に連絡しており、流入管３５を通って回収された油２５が、必ず収容部３０に収容されるようになっている。
【００２７】
（分離部）
分離部１０は、図２に示すように、複数の側面１１ａと底面１１ｂとからなり、上面に開口部１５を有する凹型形状の筐体を主体としている。また、分離部１０は、４つの側面のうちの１つが一部分開口されている。具体的に、４つの側面１１ａのうちの１つには、開口部１７が形成されており、これにより上面１８ａと下面１８ｂを除いて開口されている。上面１８ａには、ネジ穴１９ａが形成されており、タンク本体２６の側面に、分離部１０をネジ止めして固定できるようになっている。同様に、下面１８ｂには、ネジ穴１９ｂが形成されており、タンク本体２６の側面に、分離部１０をネジ止めして固定できるようになっている。また、分離部１０の上端部には、つば部１２が設けられている。つば部１２は、分離部１０の上端部から下方に向けて緩傾斜されている。なお、分離部１０の形状は、直方体に限定される必要はなく、例えば円筒状であってもよく、その上縁に沿ってつば部１２が設けられていてもよい。また、つば部１２が設けられている場所は、分離部１０の上端部に限定される必要はなく、例えば、分離部１０の側面１１ａに設けられていてもよい。つば部１２は、タンク本体２６に予め収容されている油２５の油面よりも上方に位置する場所であれば、分離部１０の側面１１ａにおける如何なる位置に設けられていてもよい。
【００２８】
図１の円部Ｓ１に示すように、分離部１０は、開口部１７がタンク本体２６の側面に向くようにして、タンク本体２６の側面にネジ止めされて取り付けられる。この時、分離部１０とタンク本体２６の側面との間にできる空間によって収容部３０が形成されるようになっている。そして、分離部１０が取り付けられる際、流入管３５は収容部３０内に挿入されるようになっている。ここで、流入管３５が収容部３０に挿入できるように、分離部１０の横断面積は、流入管３５の横断面積よりも大きくなるように設計されている。さらに、流入口１６からタンク本体２６に再度流入した油２５が収容部３０内を満たしながら上昇する流速、および分離部１０の上端を越流した油２５がつば部１２を流過する流速は、流入管３５の横断面積と収容部３０の横断面積との関係で制御されている。具体的には、本実施形態の場合、収容部３０の横断面積（言い替えると分離部１０の横断面積）は、流入管３５の横断面積の約１０倍となるように設計されている。なお、本発明において、分離部１０の横断面積は流入管３５の横断面積の約１０倍と限定される必要はなく、つば部１２を流過する油２５の流速が、つば部１２上において気泡４０が外部の空気層へ逃げやすい流速であり、かつ油２５が緩やかに油面に戻れるような流速となっていればよい。また、分離部１０は、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して取り付けられ、上端部に設けられたつば部１２が、タンク本体２６に収容された油２５の油面よりも上方に位置するようになっている。これにより、つば部１２は、分離部１０の上端部からタンク本体２６に貯油された油２５の油面に向かって緩やかな傾斜をするようになっている。さらに、つば部１２の表面には金網１３が設けられている。
【００２９】
上記のような構成により、流入口１６から流入した油２５は、タンク本体２６に収容された油２５と混じることなく分離され、収容部３０に収容されるようになっている。そして、収容部３０を満たした油２５は、やがて分離部１０の上端を越流し、つば部１２の金網１３上をゆっくりと流過して、油面に戻されるようになっている。この時、油２５に混入された気泡４０も同様に、収容部３０内をゆっくりと上昇し、やがて分離部１０の上端を越流して油面に戻される。なお、つば部１２を流過する油２５の流速は、気泡４０が外部の空気層へ逃げやすい流速であり、かつ油２５が緩やかに油面に戻れるような流速となっている。ここで、図１の円部Ｓ２に示すように、つば部１２をゆっくりと流過する油２５は、つば部１２上で広がっていくため、油膜厚さが薄くなる。そのため、油２５に混入された気泡４０が外部の空気層に逃げられる距離が短くなり、つば部１２上を流過する間に油２５から気泡４０が離脱する。また、つば部１２上に設けられた金網１３に気泡４０が接触することによって、気泡４０を細かく潰すことができるようになっている。従って、油面近くに留まる気泡４０は、最小限の数で、ごく小さいものに限られるようになっている。
【００３０】
また、流入管３５の先端近くには、孔１４が設けられている。孔１４は、流入管３５内を流過する油２５の量や流速の変化によって起こるサージ圧を緩和する役割を有している。さらに、流入管３５は、タンク本体２６に入る前に２つの経路に別れている。一つは、その端部が流入口１６となり、収容部３０内に連絡している。もう一つは、止弁３３を経由して、タンク本体２６内の空気層に連絡している。止弁３３は、図示しないハンドルを手動で回すことによって、その前後の経路を開閉可能にしている。
【００３１】
また、タンク本体２６の天板上には、エアブリーザ３２が設けられている。エアブリーザ３２は、油タンク２０から流出する油２５と油タンク２０内へ流入する油２５との油量の差から起因するタンク内圧の増減を抑えるために、フィルターを通して給排気できるようになっている。
【００３２】
上記のような構成を有する油タンク２０は、ポンプ３４、方向切替弁３７、多機能弁６０、およびシリンダ５０などから構成された油圧回路１に供給する油２５を貯油している。なお、本実施形態に係る油圧回路１は、特に水門を開閉するアクチュエータなどに利用される大規模なものであるが、これに限定される必要はなく、その他の用途に用いられていてもよい。
【００３３】
（ポンプ）
ポンプ３４は、２つの歯車が噛み合うことによって回転し、タンク本体２６に収容された油２５を吸入し、後の経路へ排出する。これにより、ポンプ３４を駆動することによって、タンク本体２６に収容された油２５を流出口３１から吸出し、シリンダ５０へと供給できるようになっている。なお、ポンプ３４は、歯車式ポンプに限らず、他種類のポンプを用いていてもよい。
【００３４】
（シリンダ）
シリンダ５０は、シリンダケース５２と、シリンダケース５２内を長手方向に進退するロッド５１と、シリンダケース５２内でロッド５１の先端に設けられた図示しないピストンと、を備えている。上記のピストンは、シリンダケース５２の内周を摺動自在になっており、このピストンの運動によってロッド５１がＡ方向またはＢ方向に進退し、シリンダ５０がアクチュエータとしての役割を担うことができる。
【００３５】
（方向切替弁）
方向切替弁３７は、油タンク２０とシリンダ５０との間の経路に設けられており、３つのスイッチを適宜切り替えることによって油２５の流れ方向を変え、シリンダ５０におけるロッド５１の進退を変更させる役割を有する。具体的に、方向切替弁３７は、スイッチ３７ａとスイッチ３７ｂとスイッチ３７ｃとに切り替えることができる。スイッチ３７ａに切り替えた場合、ロッド５１はＡ方向に伸びるようになっている。一方、スイッチ３７ｃに切り替えた場合、ロッド５１はＢ方向に縮むようになっている。また、スイッチ３７ｂに切り替えた場合、ロッド５１の伸縮が止まるようになっている。
【００３６】
（多機能弁）
本実施形態における多機能弁６０は、水門油圧開閉装置用多機能弁である。多機能弁６０は、シリンダ５０の直下に接続されており、塞止弁６２・６３と、バイパス弁６１と、を有している。塞止弁６２は、流出管３６と接続されており、タンク本体２６とシリンダ５０との通路を開閉する。一方、塞止弁６３は、流入管３５と接続されており、タンク本体２６とシリンダ５０との通路を開閉する。また、バイパス弁６１は、流出管３６と流入管３５との通路を開閉する。このような構成を有する多機能弁６０を利用して、塞止弁６２・６３およびバイパス弁６１を開閉することによって、シリンダ５０や流出管３６、流入管３５における不具合箇所の検知が出来るようになっている。また、多機能弁６０を用いることによって、タンク本体２６に収容された油２５を途切れさせることなく油圧回路１内で循環させて、タンク本体２６に再度戻すことができるようになっている。なお、本発明において、多機能弁６０は、水門油圧開閉装置用多機能弁を必ずしも用いる必要はなく、他の多機能弁を用いていてもよい。
【００３７】
（油圧回路へ油を循環させた時の油タンクの様子）
次に、図３および図４を用いて、本実施形態に係る油圧回路１へ油２５を循環させた時の油タンク２０の様子を説明する。
【００３８】
まず、図３（ａ）に示すように、作業者によって、図示しない供給口からタンク本体２６に油２５が貯油される。この時、分離部１０とタンク本体２６の側面とからなる収容部３０内にも、分離部１０の開口部１７によってできる隙間から徐々に油２５が入り込むようになっている。そのため、作業者は、収容部３０内にも油２５が満たされるまで暫く待機する。なお、タンク本体２６および収容部３０内に油２５が満たされた時の油面を、タンク本体２６、収容部３０共に、油面レベルＨ１の高さとする。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示すように、ポンプ３４の駆動によって、流出口３１から油２５が外部へ流出される。ここで、多機能弁６０における塞止弁６２・６３は閉められており、バイパス弁６１は開けられている。さらに、方向切替弁３７は、スイッチ３７ｂに切り替えられている。つまり、シリンダ５０内には油２５が供給されずに、流出管３６および流入管３５のみに油２５が供給されるようになっている。流出口３１から流出した油２５は、シリンダ５０や流出管３６、および流入管３５などの油圧回路１内に予め滞留していた空気を押し出しながら循環し、やがてタンク本体２６へと戻ってくる。この時、収容部３０には予め油２５が貯油されているため、収容部３０側への経路は圧力が高くなっている。そのため、油２５によって押し出された空気は、開放状態にされた止弁３３側へと流れてタンク本体２６の空気層へと逃げていく。また、この時のタンク本体２６に収容された油２５の油面は、油圧回路１に供給された油２５の分だけ下がり、例えば油面レベルＨ２の高さとなる。
【００４０】
次に、図４（ａ）に示すように、油圧回路１内に滞留していた空気が空気層へ逃げた後、作業者によって止弁３３が手動で閉塞状態にされる。これにより、今度は油２５が収容部３０側へと流れ出し、流入口１６から収容部３０へ流入される。収容部３０へ流入された油２５は、収容部３０をさらに満たしていき、収容部３０の上端部にまで油２５の油面を上げていく。なお、この時の油２５は、空気層へ逃げ切れなかった空気を気泡４０として含んだ状態である。油２５に混入された気泡４０は、収容部３０を満たす間に、徐々に上昇していく。なお、油２５に混入された気泡４０は、分離部１０の開口部１７からタンク本体２６に予め収容された油２５内へ流出する場合も考えられるが、流出したとしても短時間で極微量であるため、問題にはならない。なお、この時の収容部３０に貯油された油２５の油面は、流入口１６から流入された油２５の分だけ上がり、油面レベルＨ３の高さとなる。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、収容部３０を満たしていった油２５は、やがて分離部１０の上端から溢れ出す。分離部１０を越流した油２５は、つば部１２の金網１３上をゆっくりと流過して、タンク本体２６に収容された油２５の油面近くに流れ込むようになる。この時、つば部１２上を流過する油２５は膜厚が薄くなるため、油２５に混入された一部の気泡４０は外部の空気層に離脱する。また、つば部１２の表面に設けられた金網１３に気泡４０が接触することによって、気泡４０がさらに細かく潰される。つまり、油面近くに留まる気泡４０は、最小限の数で、ごく小さいものに限られる。また、この時の収容部３０に貯油された油２５の油面は、分離部１０の上端から越流した油２５の分だけ上がり、油面レベルＨ４の高さとなるが、つば部１２は、この高さよりも高くなるように予め設定されているため、収容部３０を越流した油２５は、必ず油面よりも上から戻されるようになっている。このように、気泡４０を含んだ油２５は、タンク本体２６に収容された油２５の油面近くのみに滞留するため、タンク本体２６の底辺部に設けられた流出口３１からは、常に気泡４０を含まない油２５が流出されるようになる。
【００４２】
以上より、油圧回路１内の流出管３６および流入管３５に予め滞留していた空気を抜くことができる。次に、シリンダ５０内に油２５を供給する場合を説明する。先ず、多機能弁における塞止弁６２・６３を開け、バイパス弁６１を閉める。さらに、方向切替弁３７をスイッチ３７ａ若しくはスイッチ３７ｂに交互に切り替え、シリンダ５０のロッド５１を進退させる。これにより、シリンダ５０内に油２５を供給することができる。ここで、シリンダ５０内に予め滞留していた空気は、気泡４０となって回収される油２５と共に流出管３６および流入管３５を通り、収容部３０に収容されるようになっている。その後、気泡４０は、分離部１０を越流し、つば部１２を流過することによってタンク本体２６に予め収容されていた油２５の油面に戻される。これにより、油圧回路１内に予め滞留していた全ての空気を抜くことができる。
【００４３】
なお、本実形態に係る油圧回路１は、塞止弁６２・６３およびバイパス弁６１を１つにまとめた多機能弁６０を有しているが、夫々が別個に備えられた油圧回路１であってもよい。多機能弁６０を用いることによって、塞止弁６２、塞止弁６３およびバイパス弁６１との間に存在する配管を最小限に抑えることができるため、油圧回路１内で抜かなければならない空気を最小限に抑えることができる。
【００４４】
また、シリンダ５０に多機能弁６０を接続させていることにより、タンク本体２６に収容された油２５を途切れさせることなく油圧回路１内で循環させて、タンク本体２６に再度戻すことができる。そして、油圧回路１内に滞留していた空気は、止弁３３の開閉を利用することによってタンク本体２６の空気層へと逃がしてやることができる。さらに、油２５に残留した気泡４０は、分離部１０およびつば部１２を利用することによって油面上のみに滞留させることができ、流出口３１からは常に気泡４０を含まない油２５を再度油圧回路１へ循環させることができる。
【００４５】
（本実施形態の概要）
以上のように、本実施形態に係る油タンク２０は、油２５を収容するタンク本体２６と、タンク本体２６の底辺部に設けられ、油２５を外部に流出する流出口３１と、流出口３１から流出した油２５がタンク本体２６に再度流入する流入口１６と、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して設けられ、タンク本体２６に予め収容された油２５と流入口１６から流入した油２５とを分離する分離部１０と、分離部１０の上端部に設けられ、分離部１０の上端から越流した流入口１６から流入した油２５を油面に導くつば部１２と、を備えている。
【００４６】
上記の構成によれば、外部から流入口１６を介して流入した油２５は、タンク本体２６に予め収容された油２５と分離されて収容される。これにより、外部で気泡４０を含んだ油２５がタンク本体２６に流入した場合でも、タンク本体２６に予め収容されている油２５全体に気泡４０が混入するのを防ぐことができる。また、次々と流入口１６から流入された油２５は、やがて分離部１０の上端から越流し、つば部１２によって予め収容された油２５の油面に戻される。ここで、油面に戻された油２５に気泡４０が混入されていた場合でも、油２５よりも比重が軽い気泡４０は常に油面近くのみに滞留するようになる。このように、タンク本体２６に予め収容された油２５の油面近くのみに気泡４０を留まらせることができるため、タンク本体２６の底辺部に設けられた流出口３１からは常に気泡４０を含まない油２５を流出させることができる。さらに、分離部１０から越流した油２５をつば部１２上で流過させることにより、油２５の油膜厚さを薄くさせることができるため、油２５に混入した気泡４０が油２５内から離脱する距離を短くすることができる。これにより、油２５に混入した気泡４０をつば部１２上で離脱させ易くすることができるため、タンク本体２６に予め収容された油２５の油面近くに留まる気泡４０を最小限に抑えることができる。このように、特別に気泡４０を取り除く気泡除去装置などを設けずに、時間をかけることなく外部へ流出する油２５に気泡４０が混入するのを確実に防ぐことができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る油タンク２０において、つば部１２は、分離部１０の上端部から油面に向かって緩傾斜である。
【００４８】
上記の構成によれば、気泡４０が混入した油２５を、より滑らかにつば部１２を流過させて油面に戻すことができる。これにより、水平なつば部１２上から油２５を流下させたり、急な傾斜を有するつば部１２によって油面に戻したりするよりも、つば部１２を流過した油２５が油面に接触する時の衝撃を小さくすることができる。そのため、より油面近くに気泡４０を滞留させることができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る油タンク２０において、つば部１２の表面には、金網１３が設けられている。
【００５０】
上記の構成によれば、油２５に混入された気泡４０を金網１３に接触させることによって、細かく潰すことができる。これにより、より細かい気泡４０を油面に滞留させることができる。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態を説明した。なお、本発明は上記の実施形態に限定される必要はない。
【００５２】
（別の実施形態）
例えば、図５（ａ）に示すように、別の実施形態に係る油タンク１２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるふるい８０が設けられていてもよい。ふるい８０は、表裏面がメッシュ状態に形成されており、そのメッシュ部分は、つば部１２を流過してきた油２５を一旦受けて落下の衝撃を吸収するとともに、目詰まりを起こすことなく油面下へ油２５を落とす役割を有している。これにより、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、ふるい８０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００５３】
また、図５（ｂ）に示すように、別の実施形態に係る油タンク２２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるフロート部９０が設けられていてもよい。フロート部９０は、タンク本体２６に収容された油２５の油面に浮かんでおり、油面が上昇または下降するのに伴って上下移動するようになっている。そのため、つば部１２を流過した油２５は、油面に戻る前に、油面と水平となったフロート部９０上をゆっくりと流過し、静かに油面上へ戻されるようになっている。このように、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、フロート部９０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、流入口１６から流入された気泡４０を含んだ油２５が、分離部１０とタンク本体２６の側面との間にできる収容部３０に収容されるようになっているが、本発明においてはこれに限定される必要はない。例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、分離部１０の代わりに、側面と底面とから構成され、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して開口された凹型形状の筐体を有し、タンク本体２６に予め収容された油２５から分離して流入口１６から流入した油２５を収容する収容部１００が設けられていてもよい。つまり、収容部１００は、上部が開口している以外は完全に閉鎖されているため、流入口１６から流入された油２５は、タンク本体２６に予め収容された油２５から分離されて収容部１００内へ収容される。そして、収容部１００を貯油していった油２５は、やがて収容部１００の上端から越流し、つば部１２を流過して油面に戻されるようになっている。
【００５５】
また、本実施形態においては、油圧回路１内に油２５を循環させる際に止弁３３を手動で開閉していたが、別の実施形態に係る油タンク３２０は、自動的に開閉する止弁７０が設けられていてもよい。具体的には、図６（ａ）に示すように、止弁７０は、主体となるケース７１と、球状の弁体７２と、弁座７４と、弁体７２が弁座７４から離れる方向に付勢するスプリング７３と、から構成される。これにより、弁体７２にスプリング７３の付勢力に勝る押圧力が働くと、弁体７２が弁座７４に近づいたり遠ざかったりと、自由に遊動するようになっている。このような構成を有する止弁７０は、油２５によって押し出された空気を通過させ、タンク本体２６の空気層へと逃がす。この時、弁体７２は、空気の流過抵抗では弁座７４まで押圧されないように予め設定されている。次に、図６（ｂ）に示すように、タンク本体２６の空気層に逃げた空気から油２５に切り替わると、油２５の流過抵抗によって弁体７２が弁座７４まで押圧される。このように、空気が通る間は止弁７０が開放状態となり、油２５が通る間は止弁７０が閉塞状態に自動的に切り替わるようにようになっている。これにより、わざわざ手動で止弁７０を開閉する必要がなく、より効率良く油２５から空気を抜くことができる。
【００５６】
（別の実施形態の概要）
以上のように、別の実施形態に係る油タンク１２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるふるい８０が設けられている。
【００５７】
上記の構成によれば、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、ふるい８０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００５８】
また、別の実施形態に係る油タンク２２０は、つば部１２によって導かれた油２５を油面近くで受けるフロート部９０が設けられている。
【００５９】
上記の構成によれば、気泡４０を含んだ油２５が油面に勢い良く戻った場合でも、フロート部９０によってその勢いを吸収することができる。これにより、油面との接触による衝撃でさらに気泡４０が混入することがなく、また、勢いで油中深くに気泡４０が潜ってしまうことがないため、より確実に気泡４０を油面近くに滞留させることができる。
【００６０】
また、別の実施形態に係る油タンク１２０は、側面と底面とから構成され、タンク本体２６に収容された油２５の油面から突出して開口された凹型形状の筐体を有し、タンク本体２６に予め収容された油２５から分離して流入口１６から流入した油２５を収容する収容部１００が設けられている。
【００６１】
上記の構成によれば、流入口１６から流入された油２５が、凹型形状の収容部１００内へ収容されるため、タンク本体２６に予め収容されている油２５全体に気泡４０が混入するのを防ぐことができる。
【００６２】
また、別の実施形態に係る油タンク３２０は、自動的に開閉する止弁７０が設けられている。
【００６３】
上記の構成によれば、空気が通る間は止弁７０が開放状態となり、油２５が通る間は止弁７０が閉塞状態に自動的に切り替わるため、わざわざ手動で止弁７０を開閉する必要がなく、より効率良く油圧回路内の空気を抜くことができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、油回路における油タンクについて利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１ 油圧回路
１０ 分離部
１２ つば部
１３ 金網
１４ 孔
１５ 開口部
１６ 流入口
２０ 油タンク
２５ 油
２６ タンク本体
３１ 流出口
３０ 収容部
３２ エアブリーザ
３３ 止弁
３４ ポンプ
３５ 流入管
３６ 流出管
３７ 方向切替弁
３７ａ スイッチ
３７ｂ スイッチ
３７ｃ スイッチ
４０ 気泡
５０ シリンダ
５１ ロッド
５２ シリンダケース
６０ 多機能弁
６１ バイパス弁
６２ 塞止弁
６３ 塞止弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油を収容するタンク本体と、
前記タンク本体の底辺部に設けられ、前記油を外部に流出する流出口と、
前記流出口から流出した前記油が前記タンク本体に再度流入する流入口と、
前記タンク本体に収容された前記油の油面から突出して設けられ、前記タンク本体に予め収容された前記油と前記流入口から流入した油とを分離する分離部と、
前記分離部の上端部に設けられ、前記分離部の上端から越流した前記流入口から流入した前記油を前記油面に導くつば部と、
を備えたことを特徴とする油タンク。
【請求項２】
前記つば部は、前記分離部の前記上端部から前記油面に向かって緩傾斜であることを特徴とする請求項１に記載の油タンク。
【請求項３】
前記つば部の表面には、金網が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の油タンク。
【請求項４】
前記つば部によって導かれた前記油を前記油面近くで受けるクッション部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の油タンク。
【請求項１】
油を収容するタンク本体と、
前記タンク本体の底辺部に設けられ、前記油を外部に流出する流出口と、
前記流出口から流出した前記油が前記タンク本体に再度流入する流入口と、
前記タンク本体に収容された前記油の油面から突出して設けられ、前記タンク本体に予め収容された前記油と前記流入口から流入した油とを分離する分離部と、
前記分離部の上端部に設けられ、前記分離部の上端から越流した前記流入口から流入した前記油を前記油面に導くつば部と、
を備えたことを特徴とする油タンク。
【請求項２】
前記つば部は、前記分離部の前記上端部から前記油面に向かって緩傾斜であることを特徴とする請求項１に記載の油タンク。
【請求項３】
前記つば部の表面には、金網が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の油タンク。
【請求項４】
前記つば部によって導かれた前記油を前記油面近くで受けるクッション部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の油タンク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１５８０２９（Ｐ２０１１−１５８０２９Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００８５（Ｐ２０１０−２００８５）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（５００４０８８５４）株式会社ユーテック (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（５００４０８８５４）株式会社ユーテック (12)
【Ｆターム（参考）】
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