(57)【要約】  【課題】クーリングファンによる騒音を増加させることなくクーリングパッケージの冷却効率を向上した冷却装置を提供する。  【解決手段】補助クーリング手段14を、クーリングパッケージ12を介してクーリングファン13と反対側に設ける。クーリングファン13により吸引する冷却風を、冷却風と同方向成分を有する方向に吹付ける各吹付部31，32からの圧縮空気により補い、クーリングファンの出力を必要以上に上げたりクーリングファンを大型化したりする必要がなく、出力の増加および大型化に伴うクーリングファンによる騒音を増加させることなく、クーリングパッケージ12の冷却効率を向上できる。  【選択図】図１
2006316694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用のクーリングパッケージと、
このクーリングパッケージを通して冷却風を吸引するファンと、
空圧源からの圧縮空気を冷却風の上流側からクーリングパッケージへと吹付け可能な補助クーリング手段と、
クーリングパッケージの温度に関連する情報を検出し、この検出した情報に対応して補助クーリング手段からクーリングパッケージへと吹付けられる圧縮空気の風量を調整する制御手段と
を具備したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
制御手段は、
クーリングパッケージ内の被冷却流体の温度を検出する温度センサと、
空圧源から補助クーリング手段に供給される空圧を設定する可変リリーフ弁と、
温度センサにより検出された温度に対応して可変リリーフ弁のリリーフ設定圧を調整するコントローラとを備えている
ことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
補助クーリング手段は、クーリングパッケージへの圧縮空気の吹付け方向を可変可能である
ことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項４】
補助クーリング手段は、
複数の吹付孔を有しクーリングパッケージの縁部に沿って長尺状に設けられ、定位置で回動可能な吹付部と、
この吹付部を回動させる駆動機構とを備えている
ことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項５】
吹付部は、
複数の吹付孔を有しファンよりも上方にてクーリングパッケージの幅方向に長尺状に設けられ、上下方向に回動可能な上側吹付部と、
複数の吹付孔を有しファンよりも下方にてクーリングパッケージの幅方向に長尺状に設けられ、上下方向に回動可能な下側吹付部とを有し、
駆動機構は、
上側吹付部と下側吹付部とのいずれか一方に接続されたモータと、
上側吹付部と下側吹付部とに巻回されたベルト体とを有している
ことを特徴とする請求項４記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却用のクーリングパッケージを備えた冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば油圧ショベルなどの作業機械においては、エンジンを冷却する冷却水を冷却するためのラジエータおよび作動油を冷却するためのオイルクーラなどを有するクーリングパッケージと、このクーリングパッケージに冷却風を供給する冷却用のファンとを備えた冷却装置を搭載したものがある。
【０００３】
図３に従来の冷却装置を示し、この冷却装置は、機体１内に配設されたクーリングパッケージ２に対して、機体１の外部から冷却空気を吸引するクーリングファン３を機体１の内部側に配設し、このクーリングファン３を、図示されないエンジン、あるいは油圧源により駆動させる構成を有している。
【０００４】
しかしながら、このような冷却装置では、クーリングパッケージ２の所望のクーリング能力を得るために、クーリングファン３の回転数を上昇させたり、クーリングファン３を大型にしたりする必要があり、このような場合には、クーリングファン３による騒音が大きくなるおそれがある。
【０００５】
また、クーリングファン３によるクーリングは位置により風量の大小がある。例えば、図３に示されるように、クーリングファン３の中心側は、外周側よりも風量が小さい。このため、クーリングパッケージ２の冷却にむらが生じるおそれもある。
【０００６】
そこで、冷却用のクーリングファンに代えて、エンジンなどにより駆動されたポンプからの圧縮空気をクーリングパッケージに吹付ける複数のノズルを備えた冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−２８７４５０号公報（第３−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の冷却装置では、クーリングファンによる騒音は抑制できるものの、冷却に関しては、クーリングパッケージにノズルから圧縮空気を吹付けるだけであるため、充分な冷却効率を得ることが容易でないという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ファンによる騒音を増加させることなくクーリングパッケージの冷却効率を向上した冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、冷却用のクーリングパッケージと、このクーリングパッケージを通して冷却風を吸引するファンと、空圧源からの圧縮空気を冷却風の上流側からクーリングパッケージへと吹付け可能な補助クーリング手段と、クーリングパッケージの温度に関連する情報を検出し、この検出した情報に対応して補助クーリング手段からクーリングパッケージへと吹付けられる圧縮空気の風量を調整する制御手段とを具備した冷却装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の冷却装置において、制御手段が、クーリングパッケージ内の被冷却流体の温度を検出する温度センサと、空圧源から補助クーリング手段に供給される空圧を設定する可変リリーフ弁と、温度センサにより検出された温度に対応して可変リリーフ弁のリリーフ設定圧を調整するコントローラとを備えているものである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の冷却装置において、補助クーリング手段が、クーリングパッケージへの圧縮空気の吹付け方向を可変可能であるものである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の冷却装置において、補助クーリング手段が、複数の吹付孔を有しクーリングパッケージの縁部に沿って長尺状に設けられ、定位置で回動可能な吹付部と、この吹付部を回動させる駆動機構とを備えているものである。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の冷却装置において、吹付部が、複数の吹付孔を有しファンよりも上方にてクーリングパッケージの幅方向に長尺状に設けられ、上下方向に回動可能な上側吹付部と、複数の吹付孔を有しファンよりも下方にてクーリングパッケージの幅方向に長尺状に設けられ、上下方向に回動可能な下側吹付部とを有し、駆動機構が、上側吹付部と下側吹付部とのいずれか一方に接続されたモータと、上側吹付部と下側吹付部とに巻回されたベルト体とを有しているものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、クーリングパッケージの温度に関連する情報を制御手段により検出し、この検出した情報に応じて、補助クーリング手段により空圧源からの圧縮空気をファンにより吸引される冷却風の上流側からクーリングパッケージへと吹付けることで、ファンにより吸引される冷却風を、補助クーリング手段から吹付けられる圧縮空気により補い、ファンの出力を必要以上に上げたりファンを大型化したりする必要がなくなるので、クーリングファンの出力の増加および大型化などに伴う騒音の発生を抑制しつつ、クーリングパッケージの冷却効率を向上できる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、温度センサにより検出された被冷却流体の温度に対応して、可変リリーフ弁のリリーフ設定圧をコントローラにより調整することで、空圧源から補助クーリング手段に供給される空圧を被冷却流体の温度に対応して可変させ、被冷却流体の過冷却を防止できるとともに、クーリングパッケージの冷却効率を向上できる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、補助クーリング手段によるクーリングパッケージへの圧縮空気の吹付け方向を可変可能とすることで、クーリングパッケージの冷却むらを抑制できる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、クーリングパッケージの縁部に沿って長尺状に設けた吹付部を、駆動機構により定位置で回動させることで、複数の吹付孔からの圧縮空気の吹付け方向をファンからの冷却風が不足しやすいクーリングパッケージの縁部近傍で変化させ、クーリングパッケージの冷却むらを抑制できる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、クーリングパッケージの幅方向に長尺状の上側吹付部と、クーリングパッケージの幅方向に長尺状の下側吹付部とのいずれか一方にモータを接続し、上側吹付部と下側吹付部とにベルト体を巻回することで、モータにより各吹付部のいずれか一方が回動されると、ベルト体により各吹付部の他方が連動して回動するので、各吹付部の吹付孔の向きをモータとベルト体との簡単な構成で互いに連動させて容易に可変させることができ、かつ、上側吹付部と下側吹付部とにより、ファンからの冷却風が不足しやすいファンの上方および下方のクーリングパッケージの縁部近傍でクーリングパッケージに圧縮空気を吹付けでき、クーリングパッケージの冷却むらを確実に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図１および図２に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１に冷却装置11を示し、この冷却装置11は、図示されない作業機械の機体内などに搭載されるものである。そして、この冷却装置11は、冷却用のクーリングパッケージ12と、このクーリングパッケージ12に対向して設けられたファンとしてのクーリングファン13と、クーリングパッケージ12を介してクーリングファン13と反対側に設けられた補助クーリング手段14と、この補助クーリング手段14およびクーリングファン13などの駆動を制御する制御手段15とを備えている。
【００２１】
クーリングパッケージ12は、図１および図２に示されるように、薄型の直方体状に形成され、前面となる一主面側が機体の外部に向き、背面となる他主面側が機体の内部に向くように配設されている。そして、このクーリングパッケージ12は、被冷却流体としての作動油を冷却するオイルクーラ21と、被冷却流体としてのエンジンの冷却水を冷却するラジエータ22とを少なくとも有し、これらオイルクーラ21とラジエータ22とを、例えばクーリングパッケージ12の前後方向、すなわち図１に示す上下方向に隣接させて構成されている。
【００２２】
クーリングファン13は、エンジン、あるいは図示されない油圧ポンプ・モータなどにより駆動されるもので、クーリングパッケージ12の背面側に配設され、駆動されることによりクーリングパッケージ12を通して外気を吸引し、クーリングパッケージ12のオイルクーラ21を通過する作動油およびラジエータ22を通過する冷却水の熱交換を促進するものである。
【００２３】
補助クーリング手段14は、クーリングファン13により吸引される冷却風の上流側に位置し、配管25を介して空圧源26に接続されており、この空圧源26から配管25を介して供給された圧縮空気をクーリングパッケージ12の前面に吹付ける回動可能な吹付部27と、この吹付部27を回動させる駆動機構28とを有している。
【００２４】
空圧源26は、例えば油圧ポンプ・モータにより一定駆動されるコンプレッサ、あるいはエンジンＰＴＯより直接動力を得るコンプレッサなどである。
【００２５】
吹付部27は、クーリングファン13よりも上方に配設されたパイプ状の上側吹付部31と、クーリングファン13よりも下方に配設されたパイプ状の下側吹付部32とを有している。
【００２６】
上側吹付部31は、クーリングファン13の外周の外方あるいは近傍であるクーリングパッケージ12の前面の上縁部に沿って、クーリングパッケージ12の幅方向に長尺状に設けられ、図１に示す配管25に接続されているとともに、クーリングパッケージ12側である後側に、複数の吹付孔としての上側吹付孔35が長尺方向に離間されて穿設されている。また、この上側吹付部31の一端部である図２に示す右端部は、クーリングパッケージ12の側方に設けられた柱状体36の上端近傍に軸支され、他端部である図２に示す左端部は、クーリングパッケージ12を介して柱状体36と反対側に設けられた軸支体37に軸支されて、上下方向に回動可能となっている。
【００２７】
下側吹付部32は、クーリングファン13の外周の外方あるいは近傍であるクーリングパッケージ12の前面の下縁部に沿って、クーリングパッケージ12の幅方向に長尺状に設けられ、図１に示す配管25に接続されているとともに、クーリングパッケージ12側である後側に、複数の吹付孔としての下側吹付孔41が長尺方向に離間されて穿設されている。すなわち、下側吹付部32は、上側吹付部31と略平行となるように配設されている。また、この下側吹付部32の一端部である図２に示す右端部は、柱状体36の下端近傍に軸支され、他端部である図２に示す左端部は、駆動機構28に接続されて上下方向に回動可能となっている。
【００２８】
駆動機構28は、下側吹付部32の左端部に接続されたモータ45と、上側吹付部31と下側吹付部32とに巻回されたベルト体46とを有している。
【００２９】
モータ45は、下側吹付部32を上下方向に回動させるもので、制御手段５によりその駆動を制御され、正転および逆転が可能となっている。
【００３０】
ベルト体46は、両吹付部31，32の左端部近傍でかつクーリングパッケージ12の左側方に配設され、モータ45による下側吹付部32の上下方向の回動を上側吹付部31に伝達し、この上側吹付部31を、下側吹付部32の上下方向への回動に連動して上下方向に回動させるものである。
【００３１】
制御手段15は、配管25に配設された可変リリーフ弁51と、この可変リリーフ弁51のソレノイド51aに接続されて可変リリーフ弁51の設定圧などを制御するコントローラ52と、クーリングパッケージ12の温度に関連する情報であるオイルクーラ21の作動油の温度を検出する温度センサとしての油温センサ53と、クーリングパッケージ12の温度に関連する情報であるラジエータ22の冷却水の温度を検出する温度センサとしての水温センサ54とを備えている。
【００３２】
可変リリーフ弁51は、空圧源26から供給される空圧の上限値を設定するもので、ソレノイド51aの磁力を変化させることで、スプリング51bのリリーフ設定圧を可変制御できる。
【００３３】
コントローラ52は、クーリングファン13の回転制御、あるいは、油温センサ53で検出した作動油の温度と水温センサ54で検出した冷却水の温度との少なくともいずれか一方に応じて、電気信号を介して可変リリーフ弁51のリリーフ設定圧を可変制御し、各吹付部31，32の各吹付孔35，41からの圧縮空気の吹付け風量の調整などをするものである。
【００３４】
次に、上記一実施の形態の作用効果を説明する。
【００３５】
作業機械を駆動させると、この駆動に伴い冷却装置11が駆動される。
【００３６】
すなわち、コントローラ52は、クーリングファン13を一定速度で回転駆動させ、クーリングパッケージ12を通して外気を冷却風として吸引するとともに、油温センサ53で検出した作動油の温度と水温センサ54で検出した冷却水の温度との少なくともいずれか一方に応じて、必要な場合には電気信号を介して可変リリーフ弁51のリリーフ設定圧を可変制御して、各吹付部31，32の吹付孔35，41から所望の吹付け風量でクーリングパッケージ12の前面に圧縮空気を吹付ける。
【００３７】
具体的に、各センサ53，54からの出力により、機械稼動初期で冷却が必要ないとコントローラ52が判断した際には、コントローラ52が出力電流値を最大にして可変リリーフ弁51を開放状態にすることで、空圧源26からの圧縮空気を大気中に逃がして過冷却を防止する。
【００３８】
一方、各センサ53，54からの出力により、作動油、あるいは冷却水の温度が上昇し冷却が必要な状態であるとコントローラ52が判断した際には、コントローラ52が出力電流値を下げることで可変リリーフ弁51のスプリング51bによるリリーフ設定圧を高くして空圧源26からの空圧を高くし、各吹付孔35，41からの吹付け風量を増加させて冷却効率を高める。
【００３９】
さらに、各センサ53，54からの出力により、作動油、あるいは冷却水の温度が低下しているとコントローラ52が判断した際には、コントローラ52が出力電流値を上げることで可変リリーフ弁51のスプリング51bによるリリーフ設定圧を低くして空圧源26からの空圧を低くし、各吹付孔35，41からの吹付け風量を減少させて冷却効率を抑制する。
【００４０】
このように、上記一実施の形態によれば、補助クーリング手段14により、クーリングファン13による冷却風の上流側からクーリングパッケージ12に吹付けることにより、クーリングファン13により吸引される冷却風を各吹付部31，32からの圧縮空気により補い、クーリングファン13の出力を必要以上に上げたりクーリングファン13を大型化したりすることなくクーリングパッケージ12を確実に冷却でき、クーリングファン13の出力の増加および大型化などに伴う騒音の発生を抑制しつつ、クーリングパッケージ12の冷却効率を向上できる。
【００４１】
しかも、補助クーリング手段14をクーリングパッケージ12を介してクーリングファン13と反対側に設けることで、クーリングファン13と補助クーリング手段14とが、互いの邪魔となることがない。
【００４２】
また、油温センサ53により検出された作動油の温度と水温センサ54により検出された冷却水の温度との少なくともいずれか一方に対応して、可変リリーフ弁51のリリーフ設定圧をコントローラ52により調整することで、空圧源26から補助クーリング手段14に供給される空圧を作動油と冷却水との少なくともいずれか一方の温度に対応して可変させ、機械稼動初期などでの作動油、あるいは冷却水の過冷却を防止するとともに、作動油、あるいは冷却水の冷却が必要な際には充分に冷却して冷却不足を解消し、クーリングパッケージ12の冷却効率を向上できる。
【００４３】
さらに、補助クーリング手段14によるクーリングパッケージ12への圧縮空気の吹付け方向を可変可能とすることで、クーリングパッケージ12の冷却むらを抑制できる。
【００４４】
具体的に、下側吹付部32にモータ45を接続し、上側吹付部31と下側吹付部32とにベルト体46を巻回することで、モータ45により下側吹付部32が回動されると、ベルト体46により上側吹付部31が連動して回動するので、各吹付部31，32の吹付孔35，41の向きをモータ45とベルト体46との簡単な構成で互いに連動させて容易に可変させることができ、かつ、各吹付部31，32により、クーリングファン13からの冷却風が不足しやすいクーリングファン13の上方および下方のクーリングパッケージ12の縁部近傍にてクーリングパッケージ12に圧縮空気を吹付けでき、クーリングパッケージ12の冷却むらを確実に抑制できる。
【００４５】
しかも、各吹付部31，32との上下方向間は、クーリングファン13による冷却風が容易に通過でき、クーリングファン13により吸引される冷却風による冷却の効率を低下させることもない。
【００４６】
なお、上記一実施の形態において、各吹付部31，32の各吹付孔35，41からの圧縮空気の吹付け風量の調整機構は、例えば各吹付孔35，41に可変絞りを設け、この可変絞りの開閉量を制御手段15により制御するものなど、他の様々な構成を適用できる。
【００４７】
また、補助クーリング手段14の吹付部27としては、クーリングファン13の風量が不足しやすい部分、例えば正面視でクーリングファン13の両側方などにも設けることが可能である。
【００４８】
さらに、補助クーリング手段14の吹付部27は、定位置で回動させるだけでなく、例えばガイドレールなどを使用してクーリングパッケージ12に対して移動するように構成することも可能である。
【００４９】
そして、補助クーリング手段14の吹付部27は、上記構成以外の他の様々な構成とすることができる。この場合には、クーリングパッケージ12の形状、および、クーリングファン13の大きさなどに応じて、吹付部27をクーリングファン13により吸引される冷却風が当たりにくい位置などに設けることが好ましい。
【００５０】
また、駆動機構28は、各吹付部31，32を、それぞれ別個のモータなどで駆動させて連動させる構成、ギヤにより連動させる構成、および、リンクにより連動させる構成など、他の様々な構成とすることが可能である。
【００５１】
さらに、コントローラ52は、例えば予め設定された作動油の複数の温度閾値および冷却水の複数の温度閾値と各センサ53，54からの出力電流値とを比較して可変リリーフ弁51のリリーフ設定圧を段階的に可変させる制御などとすることも可能である。
【００５２】
そして、制御手段15で検出するクーリングパッケージ12の温度に関連する情報としては、例えばクーリングファン13をエンジンＰＴＯにより駆動している場合にはエンジンの回転数など、エンジンの冷却水温度、あるいは作動油の温度以外の他の様々な情報とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る冷却装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上冷却装置を示す説明斜視図である。
【図３】従来例の冷却装置を示す説明平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
11    冷却装置
12    クーリングパッケージ
13    ファンとしてのクーリングファン
14    補助クーリング手段
15    制御手段
26    空圧源
27    吹付部
28    駆動機構
31    上側吹付部
32    下側吹付部
35    吹付孔としての上側吹付孔
41    吹付孔としての下側吹付孔
45    モータ
46    ベルト体
51    可変リリーフ弁
52    コントローラ
53    温度センサとしての油温センサ
54    温度センサとしての水温センサ
【図１】
2006316694.tif 000003
【図２】
2006316694.tif 000004
【図３】
2006316694.tif 000005