(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、この方向制御弁を切り換え操作する操作装置とを有するとともに、熱交換器を有する建設機械に備えられ、
上記熱交換器に送風する冷却ファンを備えた建設機械の冷却装置において、
上記油圧アクチュエータからの戻り油を導く戻り油路に設けた蓄圧装置と、
この蓄圧装置の下流に設けられ、上記冷却ファンを駆動する油圧モータとを備え、
上記油圧モータは、上記油圧アクチュエータの作動時に上記戻り油によって作動し、上記油圧アクチュエータの非作動時に上記蓄圧装置に蓄圧された圧油による作動が可能なものから成ることを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の冷却装置において、
上記戻り油路から分岐させた分岐油路を設け、
この分岐油路に上記蓄圧装置を接続し、
この蓄圧装置の下流に位置する上記分岐油路の部分に上記油圧モータを設け、
上記戻り油路と上記分岐油路との分岐点とタンクとの間に位置する戻り油路の部分に、上記油圧アクチュエータの非作動、作動に伴って上記戻り油路を開閉する開閉手段を備えたことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械の冷却装置において、
上記開閉手段は、上記操作装置の操作時に上記戻り油路を閉じる閉位置と、上記操作装置の中立時に上記戻り油路を開く開位置とを有する開閉弁から成ることを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の建設機械の冷却装置において、
上記熱交換器は、上記開閉弁と上記タンクとの間に位置する戻り油路の部分に設けたオイルクーラから成ることを特徴とする建設機械の冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載の建設機械の冷却装置において、
上記油圧モータの下流に位置する上記分岐油路の端部を、上記開閉弁と上記オイルクーラとの間に位置する戻り油路の部分に接続したことを特徴とする建設機械の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に設けられ、熱交換器を冷却する冷却ファンを備えた建設機械の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、建設機械等に備えられる冷却装置であり、作動油を冷却する冷却ファンの駆動に消費されるエンジン馬力を低減させるために、油圧アクチュエータからの戻り油路に油圧ポンプモータを設け、この油圧ポンプモータを駆動させることによって冷却ファンを駆動する構成にしてある。
【０００３】
すなわち、この従来技術は、油圧アクチュエータの作動時には、油圧アクチュエータからの戻り油路に導かれる戻り油で油圧ポンプモータを駆動し、これによってこの油圧ポンプモータに機械的に連結された圧力変換器を形成する可変容量型油圧ポンプを駆動し、この可変容量型油圧ポンプの駆動によって第１油圧回転機械（油圧モータ）を駆動し、この第１油圧回転機械によって冷却ファンを駆動するようにしてある。また、油圧アクチュエータの非作動時には、エンジン等で駆動される油圧源からの圧油を第２油圧回転機械（油圧モータ）に供給し、第２油圧回転機械によって冷却ファンを駆動するようにしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８９７１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術は、冷却ファンを駆動するために第１油圧回転機械と第２油圧回転機械、すなわち２つの油圧モータを要し、また、第１油圧回転機械である油圧モータへの圧油は油圧アクチュエータからの戻り油を圧力変換器を形成する可変容量型油圧ポンプを介して供給することから、構成が非常に複雑になり、これに伴ってエネルギロスが増加する。また、油圧アクチュエータの非作動時には、エンジン馬力によって駆動させた油圧源のエネルギを使用して冷却ファンを駆動するようにしている。これらのことから、従来技術における建設機械等にあっては、エンジン馬力の低減効率の向上を見込み難い問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、冷却ファンの駆動に伴うエネルギロスを少なくすることができるとともに、エンジン馬力を使用することなく冷却ファンを駆動することができる建設機械の冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、この方向制御弁を切り換え操作する操作装置とを有するとともに、熱交換器を有する建設機械に備えられ、上記熱交換器に送風する冷却ファンを備えた建設機械の冷却装置において、上記油圧アクチュエータからの戻り油を導く戻り油路に設けた蓄圧装置と、この蓄圧装置の下流に設けられ、上記冷却ファンを駆動する油圧モータとを備え、この油圧モータは、上記油圧アクチュエータの作動時に上記戻り油によって作動し、上記油圧アクチュエータの非作動時に上記蓄圧装置に蓄圧された圧油による作動が可能なものから成ることを特徴としている。
【０００８】
このように構成した本発明は、油圧アクチュエータの作動時には、油圧アクチュエータの戻り油路に導かれた戻り油が蓄圧装置に蓄圧されるとともに、戻り油によって油圧モータが作動し、この油圧モータによって冷却ファンが駆動して熱交換器に送風がなされ、この熱交換器を冷却することができる。すなわち、油圧モータから戻り油路を介して導かれる戻り油のエネルギだけで油圧モータを作動させて冷却ファンを駆動することができる。
【０００９】
また、油圧アクチュエータの非作動時には、蓄圧装置に蓄えられた圧油が油圧モータに導かれて、この油圧モータを作動させ、冷却ファンを駆動することができる。
【００１０】
すなわち本発明は、圧力変換器等を要することなく、戻り油路に導かれた戻り油のエネルギを油圧モータに与えて、この油圧モータを駆動することができる。したがって、圧力変換器等における無駄なエネルギロスの発生を抑え、冷却ファンの駆動に伴うエネルギロスを少なくすることができる。また、油圧アクチュエータの作動時、非作動時に拘わらず、エンジン馬力を使用することなく冷却ファンを駆動させ、熱交換器を冷却することができる。
【００１１】
また本発明は、上記発明において、上記戻り油路から分岐させた分岐油路を設け、この分岐油路に上記蓄圧装置を接続し、この蓄圧装置の下流に位置する上記分岐油路の部分に上記油圧モータを設け、上記戻り油路と上記分岐油路との分岐点とタンクとの間に位置する戻り油路の部分に、上記油圧アクチュエータの非作動、作動に伴って上記戻り油路を開閉する開閉手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
このように構成した本発明は、油圧アクチュータの作動時には、開閉手段によって戻り油路が閉じられるとともに、戻り油路から分岐油路に戻り油が導かれ、この分岐油路に導かれた戻り油が蓄圧装置に蓄えられるとともに、戻り油によって油圧モータが作動する。また、油圧アクチュエータの非作動時には、開閉手段によって戻り油路が開かれて戻り油路がタンクに連通するとともに、蓄圧装置に蓄えられた圧油が分岐油路を介して油圧モータに導かれ、この油圧モータを作動させることができる。
【００１３】
また本発明は、上記発明において、上記開閉手段は、上記操作装置の操作時に上記戻り油路を閉じる閉位置と、上記操作装置の中立時に上記戻り油路を開く開位置とを有する開閉弁から成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、油圧アクチュエータを作動させる操作装置の操作に関連させて開閉弁を切り換えることができる。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記熱交換器は、上記開閉弁と上記タンクとの間に位置する戻り油路の部分に設けたオイルクーラから成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、油圧モータの作動により冷却ファンを駆動させ、この冷却ファンによって生起させた風をオイルクーラに与えて作動油を冷却することができる。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、上記油圧モータの下流に位置する上記分岐油路の端部を、上記開閉弁と上記オイルクーラとの間に位置する戻り油路の部分に接続したことを特徴としている。このように構成した本発明は、油圧モータにおいて温度上昇した作動油をオイルクーラに導くことができ、作動油の冷却機能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、圧力変換器等を要することなく、戻り油路に導かれた戻り油のエネルギを油圧モータに与えて、この油圧モータを駆動することができる。したがって、圧力変換器等における無駄なエネルギロスの発生を抑え、冷却ファンの駆動に伴うエネルギロスを少なくすることができる。また、油圧アクチュエータの作動時、非作動時に拘わらず、エンジン馬力を使用することなく冷却ファンを駆動させ、熱交換器を冷却することができる。すなわち、本発明は、冷却ファンの駆動に伴うエネルギロスを少なくすることができるとともに、エンジン馬力を使用することなく冷却ファンを駆動することができ、当該建設機械におけるエンジン馬力の低減効率を従来に比べて向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る冷却装置が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明に係る冷却装置の第１実施形態の要部構成を示す油圧回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態の要部構成を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る建設機械の冷却装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る冷却装置が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルの側面図である。
【００２０】
この図１に示す油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置され、旋回駆動装置３によって旋回する旋回体２とを備えている。また、この油圧ショベルは、旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられるブーム４と、このブーム４を駆動するブームシリンダ５と、ブーム４の先端に上下方向の回動可能に取り付けられるアーム６と、このアーム６を駆動するアームシリンダ７と、アーム６の先端に上下方向の回動可能に取り付けられるバケット８と、このバケット８を駆動するバケットシリンダ９とを備えている。
【００２１】
ブーム４、アーム６、バケット８、及びブームシリンダ５、アームシリンダ７、バケットシリンダ９によって、土砂の掘削作業等に伴う作業装置が構成されている。また、ブームシリンダ５、アームシリンダ７、バケットシリンダ９、旋回駆動装置３に含まれる後述の旋回モータ３ａ、走行体１を走行させる図示しない走行モータ等によって、この油圧ショベルに備えられる油圧アクチュエータが構成されている。
【００２２】
図２は本発明に係る冷却装置の第１実施形態の要部構成を示す油圧回路図である。
【００２３】
本発明に係る冷却装置の第１実施形態が備えられる油圧ショベルは、上述した構成の他に、図２に示すように、エンジン１０と、このエンジン１０によって駆動する油圧ポンプ１１と、この油圧ポンプ１１から吐出される圧油によって作動する上述したブームシリンダ５、旋回モータ３ａ等の油圧アクチュエータとを備えている。また、この油圧ショベルは、油圧ポンプ１１からブームシリンダ５に供給される圧油の流れを制御するブーム用方向制御弁１３ａ、油圧ポンプ１１から旋回モータ３ａに供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁１３ｂと、ブーム用方向制御弁１３ａを切り換え操作するブーム用操作装置１２ａと、旋回用方向制御弁１３ｂを切り換え操作する旋回用操作装置１２ｂとを備えている。さらに、この油圧ショベルは、戻り回路１５に含まれ、ブームシリンダ５、旋回モータ３ａから排出される油をタンク３０に戻す戻り油路１５ａに、熱交換器、例えばオイルクーラ１６を配置してある。
【００２４】
このような油圧ショベルに備えられる第１実施形態に係る冷却装置は、オイルクーラ１６を冷却する風を生起させる冷却ファン１７と、蓄圧装置１９と、この蓄圧装置１９の下流に設けられ、冷却ファン１７を駆動する油圧モータ１８とを備えている。この油圧モータ１８は、ブームシリンダ５、旋回モータ３ａ等の油圧アクチュエータの作動時には、油圧アクチュエータからの戻り油によって作動し、ブームシリンダ５、旋回モータ３ａ等の油圧アクチュエータの非作動時には、蓄圧装置１９に蓄圧された圧油による作動が可能なものから成っている。
【００２５】
すなわち同図２に示すように、この第１実施形態は、戻り油路１５ａから分岐させた分岐油路１５ｂを設け、この分岐油路１５ｂに蓄圧装置１９を接続してある。また、この第１実施形態は、蓄圧装置１９の下流に位置する分岐油路１５ｂの部分に油圧モータ１８を設けてある。また、この第１実施形態は、蓄圧装置１９の上流に位置する分岐油路１５ｂの部分に設けられ、戻り油路１５ａに導かれた油の蓄圧装置１９方向への流れを許容し、逆方向への油の流れを阻止する逆止弁２１と、分岐油路１５ｂの圧力を所定圧に保つリリーフ弁２２とを備えている。
【００２６】
さらに、この第１実施形態は、戻り油路１５ａと分岐油路１５ｂの分岐点３１と、オイルクーラ１６との間に位置する戻り油路１５ａの部分に、ブームシリンダ５、旋回モータ３ａ等の油圧アクチュエータの非作動、作動に伴って戻り油路１５ａを開閉する開閉手段を備えている。この開閉手段は、例えばブーム用操作装置１２ａ、旋回用操作装置１２ｂ等の操作装置の操作に伴って発生するパイロット圧によって戻り油路１５ａを閉じる閉位置２０ａと、ブーム用操作装置１２ａ、旋回用操作装置１２ｂ等の操作装置の中立時に、戻り油路１５ａを開く開位置２０ｂとを有する油圧パイロット式の開閉弁２０から成っている。
【００２７】
なお、この第１実施形態は、油圧モータ１８の下流の分岐油路１５ｂの端部１５ｂ１を、オイルクーラ１６とタンク３０との間に位置する戻り油路１５ａの部分に接続させてある。
【００２８】
このように構成した第１実施形態は、油圧アクチュエータ、例えばブーム用操作装置を操作してブーム下げ単独操作を実施する際のブームシリンダ５の収縮時に、そのボトム室５ａから排出した油がブーム用方向制御弁１３ａを介して戻り油路１５ａに導かれる。また、ブーム用操作装置１２ａの操作に応じて開閉弁２０が閉位置２０ａに切り換えられ、これにより開閉弁２０の上流に位置する戻り油路１５ａの部分が閉じられる。これらにより、上述したように、戻り油路１５ａに排出された油が分岐点３１を介して分岐油路１５ｂに導かれ、逆止弁２１を介して蓄圧装置１９に蓄えられる。また、分岐油路１５ｂに導かれた油が油圧モータ１８に供給される。これによって油圧モータ１８が作動し、この油圧モータ１８によって冷却ファン１７が駆動する。この冷却ファン１７によって生起させた風がオイルクーラ１６に与えられ、作動油を冷却することができる。
【００２９】
また、油圧アクチュエータ、例えば旋回用操作装置１２ｂ等とともに、ブーム用操作装置１２ａを中立位置に保ってブーム４を停止保持させたブームシリンダ５の非作動時には、開閉弁２０の切換圧力の低下に伴ってこの開閉弁２０が開位置２０ｂとなり、戻り油路１５ａに排出させた油が開閉弁２０、オイルクーラ１６を介してタンク３０に戻される。このとき、蓄圧装置１９に蓄えられた圧油が分岐油路１５ｂを介して油圧モータ１８に導かれ、この油圧モータ１８を作動させて冷却ファン１７を駆動することができる。
【００３０】
このように構成した第１実施形態は、戻り油のエネルギを圧力変換器等を要することなく戻り油路１５ａ、分岐油路１５ｂを介して油圧モータ１８に与えて、この油圧モータ１８を駆動することができるので、簡単な構成とすることができ、圧力変換器等における無駄なエネルギロスの発生を抑えることができる。また、この第１実施形態は、油圧アクチュエータ、例えばブームシリンダ５の作動時、非作動時に拘わらず、エンジン馬力を使用することなく冷却ファン１７を駆動させ、オイルクーラ１６を冷却させることができる。これにより、当該油圧ショベルにおけるエンジン馬力の低減効率を向上させることができる。
【００３１】
図３は本発明の第２実施形態の要部構成を示す油圧回路図である。
【００３２】
この図３に示す第２実施形態に係る冷却装置は、油圧モータ１８が設けられる分岐油路１５ｂの油圧モータ１８より下流に位置する端部１５ｂ１を、開閉弁２０とオイルクーラ１６との間に位置する戻り油路１５ａの部分に接続した構成にしてある。その他の構成は、例えば第１実施形態と同等である。
【００３３】
このように構成した第２実施形態に係る冷却装置によれば、第１実施形態と同等の作用効果が得られる他、油圧モータ１８において温度上昇した作動油をオイルクーラ１６に導くことができ、作動油の冷却機能を高めることができる。
【００３４】
なお、上記各実施形態では、冷却ファン１７によって生起される風によって冷却される熱交換器として、オイルクーラ１６を設けてあるが、冷却ファン１７によってラジエータやインタクーラを冷却するように構成してもよい。
【００３５】
また、上記各実施形態では、戻り油路１５ａを開閉する開閉手段として、油圧パイロット式の開閉弁２０を設けてあるが、このような油圧パイロット式の開閉弁２０に代えて、コントローラから出力される信号に応じて戻り油路１５ａを開閉する電磁弁を設けた構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１    走行体
２    旋回体
３    旋回駆動装置
３ａ  旋回モータ
４    ブーム
５    ブームシリンダ
５ａ  ボトム室
６    アーム
７    アームシリンダ
８    バケット
９    バケットシリンダ
１０    エンジン
１１    油圧ポンプ
１２ａ  ブーム用操作装置
１２ｂ  旋回用操作装置
１３ａ  ブーム用方向制御弁
１３ｂ  旋回用方向制御弁
１５    戻り回路
１５ａ  戻り油路
１５ｂ  分岐油路
１５ｂ１  端部
１６    オイルクーラ（熱交換器）
１７    冷却ファン
１８    油圧モータ
１９    蓄圧装置
２０    開閉弁（開閉手段）
２０ａ  閉位置
２０ｂ  開位置
２１    逆止弁
２２    リリーフ弁
３０    タンク
３１    分岐点
【図１】
0005492138.tif 000002
【図２】
0005492138.tif 000003
【図３】
0005492138.tif 000004