(57)【要約】【課題】ハイブリッド作業機械の電動機を省スペース、低コストで冷却する油冷システムを構築する。【解決手段】油圧回路のメインポンプ１に接続されたセンターバイパスライン１０の最下流側に冷却回路１７を分岐して並列に設ける。この冷却回路１７に、冷却ジャケット１８によって冷却通路１９が形成された発電電動機３を設け、メインポンプ１からセンターバイパスライン１０を通ってタンクＴに戻る低圧の戻り油を冷却通路１９に流して発電電動機３の本体３ａを油冷するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてのエンジンと、油圧アクチュエータを作動させる油圧回路と、電動機とを備えたハイブリッド作業機械において、上記油圧回路の油圧源となる油圧ポンプの吐出油を冷却媒体として上記電動機を冷却する冷却回路が設けられたことを特徴とするハイブリッド作業機械の電動機冷却装置。
【請求項２】
上記油圧回路は、メインポンプを油圧源とするメイン回路と、パイロットポンプを油圧源とするパイロット回路とを備え、上記冷却回路は上記パイロット回路に設けられたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド作業機械の電動機冷却装置。
【請求項３】
上記油圧回路は、メインポンプを油圧源とするメイン回路と、パイロットポンプを油圧源とするパイロット回路とを備え、上記冷却回路は上記メイン回路に設けられたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド作業機械の電動機冷却装置。
【請求項４】
上記冷却回路は上記油圧回路の戻り油ラインに設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド作業機械の電動機冷却装置。
【請求項５】
上記冷却回路は、油圧回路から分岐して設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド作業機械の電動機冷却装置。
【請求項６】
エンジンにより駆動されて発電機作用と電動機作用とを行う発電電動機が冷却対象として上記冷却回路に設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド作業機械の電動機冷却装置。
【請求項７】
発電電動機または発電機を電源とする作業用電動機が冷却対象として上記冷却回路に設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド作業機械の電動機冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧力と電力とを併用するハイブリッド作業機械において、電源としての発電電動機または旋回用等の作業用電動機を冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ショベルを例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
図３にハイブリッドショベルの構成例を示す。
【０００４】
油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプ（メインポンプ）１と、操作用のパイロット油圧源となるパイロットポンプ２、それに発電機作用と電動機作用とを行う発電電動機３がエンジン４に接続され、発電電動機３の発電機作用によってバッテリ（蓄電装置）５が充電されるとともに、このバッテリ５の蓄電力により発電電動機３が電動機作用を行ってエンジン４をアシストする（特許文献１参照）。
【０００５】
発電電動機３にはコンバータ６及びインバータ７を介して旋回電動機８が接続され、この旋回電動機８の回転力が旋回用減速機構８ａを介して旋回歯車に伝えられてショベルの上部旋回体が旋回駆動される。
【０００６】
油圧回路Ａにおいて、メイン回路の油圧源であるメインポンプ１は、油圧パイロット式のコントロールバルブ（ここでは二つだけを示す）９，９を介して図示しない油圧アクチュエータ（ブーム、アーム、バケット各シリンダ、走行用油圧モータ等）及びタンクＴに接続される。
【０００７】
１０はメイン油圧回路各コントロールバルブ９，９を縦貫するセンターバイパスラインである。このセンターバイパスライン１０は、各コントロールバルブ９，９が中立状態でメインポンプ１の吐出油タンクＴに戻す戻り油ラインとなる。
【０００８】
コントロールバルブ９，９の両側パイロットポートには、パイロットライン１１，１２を介してリモコン弁１３，１３が接続され、このリモコン弁１３，１３によってコントロールバルブ９，９が切換わり操作される。
【０００９】
リモコン弁１３，１３の一次側はパイロット一次圧ライン１４を介して油圧源であるパイロットポンプ２に接続され、これによってパイロット回路が構成される。
【００１０】
１５はメインポンプ１の吐出側に接続されたメイン回路用のメインリリーフ弁、１６はパイロットポンプ２の吐出側に接続されたパイロット回路用のパイロットリリーフ弁である。
【００１１】
このようなハイブリッドショベルにおいて、電動機（図３の構成例では発電電動機３及び旋回電動機８）は使用中に発熱するため冷却する必要がある。この場合、空冷方式または水冷方式をとることが考えられる。
【００１２】
一方、特許文献２には、冷却専用のクーリングポンプを追加し、タンク油を冷却媒体とする油冷式の電動機冷却システムを構築する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１２２７４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、空冷方式では必要な冷却能力を得るための設備が大がかりとなり、水冷方式では新たな水冷システムを構築する必要があるため、ただでさえ設備が多くてスペースに余裕のないハイブリッドショベルには不向きとなる。
【００１５】
一方、特許文献２に記載された公知技術によると、クーリングポンプという別圧源を追加して冷却専用のシステムを構築するため、スペースの制約から実用的でないとともにコストが高くなる。
【００１６】
そこで本発明は、スペースをとらず、コストも安くてすむハイブリッド作業機械の電動機冷却装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明は、動力源としてのエンジンと、油圧アクチュエータを作動させる油圧回路と、電動機とを備えたハイブリッド作業機械において、上記油圧回路の油圧源となる油圧ポンプの吐出油を冷却媒体として上記電動機を冷却する冷却回路が設けられたものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記油圧回路は、メインポンプを油圧源とするメイン回路と、パイロットポンプを油圧源とするパイロット回路とを備え、上記冷却回路は上記パイロット回路に設けられたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、上記油圧回路は、メインポンプを油圧源とするメイン回路と、パイロットポンプを油圧源とするパイロット回路とを備え、上記冷却回路は上記メイン回路に設けられたものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記冷却回路は上記油圧回路の戻り油ラインに設けられたものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、上記冷却回路は、油圧回路から分岐して設けられたものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの構成において、エンジンにより駆動されて発電機作用と電動機作用とを行う発電電動機が冷却対象として上記冷却回路に設けられたものである。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの構成において、発電電動機または発電機を電源とする作業用電動機が冷却対象として上記冷却回路に設けられたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、機械に元々装備された油圧回路とその油圧源である油圧ポンプ（請求項２ではパイロット回路とパイロットポンプ、請求項３ではメイン回路とメインポンプ）を利用して油冷式の電動機冷却システム（請求項６では発電電動機、請求項７では作業用電動機をそれぞれ冷却対象とする）を構成するため、空冷式や水冷式の場合のような大がかりな追加設備が不要となる。
【００２５】
一方、特許文献２に記載された公知技術のように冷却専用の別圧源（クーリングポンプ）を追加する必要もない。
【００２６】
従って、電動機冷却のための設備が最小限ですみ、スペースをとらず、スペースに余裕のないハイブリッド作業機械に容易に適用できるとともに、低コストですむ。
【００２７】
また、冷却回路を油圧回路の戻り油ラインに設けた請求項４の発明によると、電動機冷却媒体として必要な量の低圧油を安定して確保し、確実な電動機冷却効果を得ることができる。
【００２８】
さらに、低圧の戻り油を冷却媒体とするため、ジャケット１８を含めて発電電動機３の強度を殊更高くする必要がない。すなわち、発電電動機３の加工が簡単で、しかも低コストですむ。
【００２９】
請求項５の発明によると、冷却回路を油圧回路から分岐して設けるため、動力損失を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す回路図である。
【図３】ハイブリッドショベルの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施形態において、図３と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００３２】
実施形態では、発電電動機３を冷却対象としている。
【００３３】
第１実施形態（図１参照）
油圧回路Ａ中のメイン回路を構成する戻り油ラインであるセンターバイパスライン１０の最下流側に、冷却回路１７がセンターバイパスライン１０から分岐して並列に設けられ、発電電動機３がこの冷却回路１７に設けられている。
【００３４】
発電電動機３は、本体３ａの外周に冷却ジャケット１８が互いの間にリング状、螺旋状等の冷却通路１９が形成される状態で設けられて成り、この冷却通路１９の流入口が冷却回路１７の上流側、流出口が同下流側（タンク側）にそれぞれ接続されている。
【００３５】
こうして、メインポンプ１の吐出油を冷却媒体とする油冷式の発電電動機冷却システムが構成され、センターバイパスライン１０を流れる低圧の戻り油が冷却回路１７に分流され、冷却通路１９を通ることによって発電電動機３の本体３ａが冷却される。
【００３６】
この構成によると、機械に元々装備された油圧回路Ａ（メイン回路）とその油圧源である油圧ポンプ（メインポンプ１）を利用して発電電動機３を油冷するため、空冷式や水冷式の場合のような大がかりな追加設備が不要となるし、特許文献２に記載された公知技術のように冷却専用の別圧源（クーリングポンプ）を追加する必要もない。
【００３７】
従って、発電電動機冷却のために追加する設備が、冷却ジャケット１８と冷却回路１７だけの最小限かつコンパクトですみ、スペースに余裕のないハイブリッド作業機械に容易に適用できるとともに、低コストですむ。
【００３８】
また、冷却回路１７を戻り油ライン（センターバイパスライン１０）に設けるため、電動機冷却に必要な量の低圧油を安定して確保し、確実な冷却効果を得ることができる。
【００３９】
この場合、圧力が０よりは少し高い程度の低圧油を冷却媒体とするため、ジャケット１８を含めて発電電動機３の強度を殊更高くする必要がない。すなわち、発電電動機３の加工が簡単で、しかも低コストですむ。
【００４０】
さらに、冷却回路１７をメイン回路から分岐して並列に設けるため、同回路１７を設けたことによる動力損失を軽減することができる。
【００４１】
第２実施形態（図２参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００４２】
第１実施形態では冷却回路１７が油圧回路Ａのメイン回路に設けられたのに対し、第２実施形態では、冷却回路１７がパイロット回路の戻り油ライン２０におけるパイロットリリーフ弁１６の下流側に、冷却回路１７から分岐して並列に設けられ、パイロットポンプ２の吐出油を冷却媒体として発電電動機３を油冷する構成がとられている。
【００４３】
発電電動機３そのものの構成、すなわち、冷却ジャケット１８によって冷却通路１９が形成され、この冷却通路１９の流入口が戻り油ライン２０の上流側に、流出口が下流側にそれぞれ設けられる点は第１実施形態と同じである。
【００４４】
この第２実施形態によっても第１実施形態と基本的に同じ作用効果を得ることができる。
【００４５】
他の実施形態
（１）上記両実施形態では発電電動機３を冷却対象としたが、旋回電動機８、あるいは他に作業用電動機（たとえば走行用電動機）が用いられる場合にはその電動機にも上記同様に適用することができる。
【００４６】
また、発電電動機ではなく発電機と電動機を分けて設ける機械においては、発電機と電動機の双方または一方を冷却対象として上記同様に適用することができる。なお、「発電機」も「電動機」と原理は同じであるため、本発明でいう「電動機」に含むものとする。
【００４７】
（２）冷却回路１７は、動力損失を抑える意味で上記両実施形態のように戻り油ラインから分岐して設けるのが望ましいが、動力損失が問題にならない場合には戻り油ライン中に設けてもよい。
【００４８】
（３）電動機の油冷システムにおいては冷却媒体として低圧油が適するため、上記両実施形態のようにメイン回路またはパイロット回路の戻り油ラインに冷却回路を設けるのが望ましいが、冷却対象となる電動機の冷却ジャケットを含めた構造体の強度に問題がない場合等には、高圧ラインに冷却回路を設けてもよい。
【００４９】
（４）本発明はハイブリッドショベルに限らず、油圧力と電力とを併用するハイブリッド式の各種作業機械に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ  油圧回路
１  油圧回路のメイン回路の油圧源となるメインポンプ
２  油圧回路のパイロット回路の油圧源となるパイロットポンプ
３  冷却対象となる発電電動機
３ａ  発電電動機の本体
４  エンジン
５  バッテリ
９  メイン回路のコントロールバルブ
１０  メイン回路の戻り油ラインであるセンターバイパスライン
１７  冷却回路
１８  冷却ジャケット
１９  冷却通路
２０  パイロット回路の戻り油ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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