(57)【要約】【課題】冷却ファン、オイルクーラ、及び戻り配管等の配置に制約を受けずに戻り配管を流れる作動油を十分に冷却することができる建設機械の冷却構造の提供。【解決手段】エンジン１２の駆動力で回転する油圧ポンプ１４と、作動油を貯蔵する作動油タンク１５と、作動油を冷却するオイルクーラ１７と、油圧ポンプ１４に接続されて作動油を制御する多連バルブ１６と、多連バルブ１６からオイルクーラ１７へ作動油を戻す第１の戻り配管２０Ａと、オイルクーラ１７から作動油タンク１５へ作動油を戻す第２の戻り配管２０Ｂとを備え、これら第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂは、断面が円形状の通常配管部２０Ａ１等と、この通常配管部２０Ａ１等に連設され、短辺が通常配管部２０Ａ１等の半径よりも小さい楕円状断面部２０Ａ２等とをそれぞれ有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力で回転する油圧ポンプと、この油圧ポンプに吸入される作動油を貯蔵する作動油タンクと、前記作動油を冷却するオイルクーラと、前記油圧ポンプに接続されて前記油圧ポンプから吐出される前記作動油を制御する多連バルブと、前記多連バルブから前記オイルクーラへ前記作動油を戻す第１の戻り配管と、前記オイルクーラから前記作動油タンクへ前記作動油を戻す第２の戻り配管とを備えた建設機械の冷却構造において、
前記第１の戻り配管及び前記第２の戻り配管のうち少なくとも一方は、断面が円形状の通常配管部と、この通常配管部に連設され、中心に近い内面と中心から遠い内面のうちの前記近い内面と、前記中心までの距離が前記通常配管部の半径よりも小さい異形断面部とを有することを特徴とする建設機械の冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の冷却構造において、
前記異形断面部の断面形状は楕円形状であることを特徴とする建設機械の冷却構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の建設機械の冷却構造において、
前記異形断面部の内面を有する前記第１の戻り配管又は前記第２の戻り配管は、前記異形断面部の内面と前記通常配管部の内面とを連設させるテーパ状部を備えたことを特徴とする建設機械の冷却構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の建設機械の冷却構造において、
前記異形断面部は内壁に凹凸を有することを特徴とする建設機械の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多連バルブからオイルクーラを介して作動油タンクへ作動油を戻す戻り配管を備えた建設機械の冷却構造に係り、特にこの戻り配管を流れる作動油を冷却する冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に油圧ショベル等で知られる旋回式の建設機械は、履帯等を有して走行する走行体と、走行体の上方に連結されて左右方向に旋回する旋回体と、この旋回体の前方に設けられ、各アクチュエータを有して掘削等の作業を行うフロント作業機とから構成されている。
【０００３】
この旋回体は、エンジンの駆動力で回転する油圧ポンプと、この油圧ポンプに吸入される作動油を貯蔵する作動油タンクと、作動油を冷却するオイルクーラと、油圧ポンプに接続されて油圧ポンプから吐出される作動油、すなわち圧油を制御する多連バルブとを備えている。また、旋回体は、多連バルブからオイルクーラへ油を戻す戻り配管と、オイルクーラから作動油タンクへ油を戻す戻り配管とを備えている。ここで、便宜的にこれらの戻り配管をそれぞれ第１の戻り配管、第２の戻り配管と呼ぶことにする。
【０００４】
このように構成される建設機械の旋回体は、エンジンが駆動されることによって油圧ポンプが作動油タンクから吸入した圧油を多連バルブへ供給し、多連バルブはこの圧油を各アクチュエータに導く。これにより、例えばフロント作業機を駆動することができ、掘削等の作業を行う。
【０００５】
そして、各アクチュエータから多連バルブに戻った油は高温となるので、多連バルブから第１の戻り配管を通ってオイルクーラで冷却され、冷却された油は第２の戻り配管を通って作動油タンクへ戻る。
【０００６】
しかし、建設機械の種類によっては旋回体内のエンジン、オイルクーラ、及び戻り配管等の構造配置の関係から戻り配管がエンジンの熱によって加熱されることがある。そのため、多連バルブからオイルクーラを介して作動油タンクへ戻る過程で作動油の温度が上昇し、この作動油を適正な温度まで冷却するためにオイルクーラが大型化することが問題となっていた。
【０００７】
そこで、多連バルブから作動油タンクに作動油を戻す戻り配管が、旋回体内の冷却ファンを回転駆動したときに発生する冷却風の流れ方向に対しほぼ直交する方向に延びる放熱配管部を備え、この冷却風によって放熱配管部内を流通する作動油を冷却する旋回式建設機械が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５５９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に開示された従来の旋回式建設機械は、放熱配管部を旋回体内の冷却ファンによる冷却風の流れ方向に対してほぼ直交させる必要があるので、旋回体内に備えられる冷却ファン、オイルクーラ、及び戻り配管等の配置が制約される。そのため、十分な長さの放熱配管部を設けるスペースがない建設機械等、あるいは旋回体内の構成によって放熱配管部を冷却風の流れ方向に対して直交させることができない建設機械等に適用することができない問題がある。
【００１０】
なお、上述の旋回式建設機械では、冷却風を当てる放熱配管部は多連バルブからオイルクーラに作動油を流入させる側の配管、すなわち第１の戻り配管に設けられており、オイルクーラから作動油タンクに作動油を流入させる側の配管、すなわち第２の戻り配管には設けられていない。そこで、この第２の戻り配管にも第１の戻り配管と同様に放熱配管部を設けた場合、これら第１の戻り配管及び第２の戻り配管の放熱配管部を冷却ファンの冷却風の流れ方向に対しほぼ直交する方向に配置させる必要があるので、オイルクーラ、第１の戻り配管及び第２の戻り配管の構成が複雑となり、これらの配設が困難である。したがって、第２の戻り配管に放熱配管部を備えて作動油を冷却することができない問題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、冷却ファン、オイルクーラ、及び戻り配管等の配置に制約を受けずに戻り配管を流れる作動油を十分に冷却することができる建設機械の冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の建設機械の冷却構造は、エンジンの駆動力で回転する油圧ポンプと、この油圧ポンプに吸入される作動油を貯蔵する作動油タンクと、前記作動油を冷却するオイルクーラと、前記油圧ポンプに接続されて前記油圧ポンプから吐出される前記作動油を制御する多連バルブと、前記多連バルブから前記オイルクーラへ前記作動油を戻す第１の戻り配管と、前記オイルクーラから前記作動油タンクへ前記作動油を戻す第２の戻り配管とを備えた建設機械の冷却構造において、前記第１の戻り配管及び前記第２の戻り配管のうち少なくとも一方は、断面が円形状の通常配管部と、この通常配管部に連設され、中心に近い内面と中心から遠い内面のうちの前記近い内面と、前記中心までの距離が前記通常配管部の半径よりも小さい異形断面部とを有することを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、第１の戻り配管及び第２の戻り配管のうち少なくとも一方に備えられた異形断面部が中心に近い内面と中心から遠い内面のうちの近い内面と、その中心までの距離が通常配管部の半径よりも小さいので、この異形断面部を通過する作動油の温度を異形断面部の表面に効率よく伝え、通常配管部よりも熱を放射し易くなっている。そのため、第１の戻り配管又は第２の戻り配管に冷却風を当てなくても放熱性を向上させることができ、旋回体内に備えられる冷却ファン、オイルクーラ、及び戻り配管等の配置に制約を受けずに第１の戻り配管又は第２の戻り配管を流れる作動油を十分に冷却することができる。
【００１４】
なお、本発明は、第１の戻り配管と第２の戻り配管のそれぞれに通常配管部と異形断面部とを有する場合でも、オイルクーラ、第１の戻り配管及び第２の戻り配管の構成が複雑となることがなく、これらの配設を容易に行うことができるので、第１の戻り配管及び第２の戻り配管から作動油の熱を放熱することができる。このように、第１の戻り配管及び第２の戻り配管のそれぞれが、通常配管部と異形断面部とを有する場合には、作動油の熱をより放熱することができる。
【００１５】
また、本発明に係る建設機械の冷却構造は、前記発明において、前記異形断面部の断面形状は楕円形状であることを特徴としている。このように構成すると、通常の配管にプレス加工等の簡単な加工を行うことにより、容易に第１の戻り配管又は第２の戻り配管に異形断面部を設けることができ、製作コストを抑えることができる。
【００１６】
また、本発明に係る建設機械の冷却構造は、前記異形断面部の内面を有する前記第１の戻り配管又は前記第２の戻り配管は、前記異形断面部の内面と前記通常配管部の内面とを連設させるテーパ状部を備えたことを特徴としている。このように構成すると、異形断面部を有する第１の戻り配管又は第２の戻り配管を流通する作動油が異形断面部から通常配管部を流れる際に受ける抵抗を減少させることができるので、この抵抗によって作動油の温度が上昇することを防ぎ、放熱性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る建設機械の冷却構造は、前記発明において、前記異形断面部は内壁に凹凸を有することを特徴としている。このように構成すると、異形断面部を有する第１の戻り配管又は第２の戻り配管を流通する作動油が異形断面部を流れる際に乱流を生じさせることができるので、作動油の温度分布の偏りをなくして放熱させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の建設機械の冷却構造は、第１の戻り配管及び第２の戻り配管のうち少なくとも一方が、断面が円形状の通常配管部と、この通常配管部に連設され、中心に近い内面と中心から遠い内面のうちの近い内面と、中心までの距離が通常配管部の半径よりも小さい異形断面部とを有している簡単な構成としており、第１の戻り配管又は第２の戻り配管の異形断面部から通常配管部に比べて十分な熱を放射することができる。すなわち、旋回体内に備えられる冷却ファン、オイルクーラ、及び戻り配管等の配置に制約を受けずに作動油の熱を十分に放射することができる。これにより、従来技術におけるような十分な長さの放熱配管部を設けるスペースがない建設機械等、あるいは旋回体内の構成によって放熱配管部を冷却風の流れ方向に対して直交させることができない建設機械等にも適用することができ、従来に比べて汎用性及び放熱性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る冷却構造の第１実施形態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を示す側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルの旋回体に備えられる本発明に係る冷却構造の第１実施形態の構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す冷却構造の第１実施形態に備えられる戻り配管の要部を示す図であり、（ａ）図は楕円状断面部を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図に示す楕円状断面部の側面図、（ｃ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図、（ｄ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明に係る建設機械の冷却構造の第２実施形態に備えられる戻り配管の要部を示す図であり、（ａ）図は楕円状断面部を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図に示す楕円状断面部の側面図である。
【図５】本発明に係る建設機械の冷却構造の第３実施形態に備えられる戻り配管の三日月状断面部の断面を拡大して示す図である。
【図６】本発明に係る建設機械の冷却構造の第４実施形態に備えられる戻り配管の上下湾曲形成断面部の断面を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る建設機械の冷却構造を実施するための形態を図に基づいて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は本発明に係る冷却構造の第１実施形態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を示す側面図、図２は図１に示す油圧ショベルの旋回体に備えられる本発明に係る冷却構造の第１実施形態の構成を示す平面図、図３は図２に示す冷却構造の第１実施形態に備えられる戻り配管の要部を示す図であり、（ａ）図は楕円状断面部を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図に示す楕円状断面部の側面図、（ｃ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図、（ｄ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係る建設機械の冷却構造の第１実施形態は、建設機械、例えば油圧ショベル１に適用される。この油圧ショベル１は、走行体２と、この走行体２の上側に配置され、旋回フレーム３ａを有する旋回体３と、この旋回体３の前方に取り付けられて上下方向に回動するフロント作業機４とから構成されている。また、旋回体３は、前方にキャブ７を備え、後方にカウンタウェイト６を備え、また、これらキャブ７及びカウンタウェイト６の間にエンジンルーム５を備えている。
【００２３】
この旋回体３は、図２に示すように、エンジンルーム５に収容されるエンジン１２を冷却する冷却ファン１３と、エンジン１２の駆動力で回転する油圧ポンプ１４と、この油圧ポンプ１４に吸入される作動油を貯蔵する作動油タンク１５と、作動油を冷却するオイルクーラ１７と、このオイルクーラ１７に隣接した位置に配置されたラジエータ１８及びインタークーラ１９と、油圧ポンプ１４に接続されて油圧ポンプ１４から吐出され、フロント作業機４を駆動するアクチュエータ等に供給される作動油を制御する多連バルブ１６とを備えている。
【００２４】
また、旋回体３は、多連バルブ１６からオイルクーラ１７へ作動油を戻す第１の戻り配管２０Ａと、オイルクーラ１７から作動油タンク１５へ作動油を戻す第２の戻り配管２０Ｂとを備え、この第２の戻り配管２０Ｂは両端にクランプ３０を介して固定されている。さらに旋回体３には、多連バルブ１６及び第１の戻り配管２０Ａの作動油の温度が低くオイルクーラ１７へ流入する抵抗が大きい場合に多連バルブ１６から作動油タンク１５へ直接作動油を戻すバイパスとしての戻り配管２１が設けられている。
【００２５】
図３に示すように、第１の戻り配管２０Ａは、（ｃ）図に示す断面が円形状の通常配管部２０Ａ１と、この通常配管部２０Ａ１に（ａ）（ｂ）図に示すテーパ状部２０ａを介して連設され、断面が楕円形状であって短辺が通常配管部２０Ａ１の半径よりも小さい（ｄ）図に示す楕円状断面部２０Ａ２とを有している。
【００２６】
第２の戻り配管２０Ｂも図示しないが、前述した第１の戻り配管２０Ａと同様に、断面が円形状の通常配管部と、この通常配管部にテーパ状部を介して連設され、断面が楕円形状であって短辺が通常配管部の半径よりも小さい楕円状断面部とを有している。なお、第２の戻り配管２０Ｂは楕円状断面部の両端の通常配管部にそれぞれクランプ３０が取り付けられて固定されている。また、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの楕円状断面部２０Ａ２等は、通常の配管をプレス加工することによって形成されている。
【００２７】
このように構成した本発明の一実施形態によれば、第１の戻り配管２０Ａに備えられた楕円状断面部２０Ａ２の短辺が通常配管部２０Ａ１の半径よりも小さいので、作動油の温度が効率よく第１の戻り配管２０Ａに伝わり、通常配管部２０Ａ１よりも楕円状断面部２０Ａ２の中心に近い内面から熱を放射し易くなっている。そのため、第１の戻り配管２０Ａに冷却風を当てなくても熱の放射性を向上させることができる。第２の戻り配管２０Ｂにおいても前述と同様である。したがって、旋回体３内に備えられる冷却ファン１３、オイルクーラ１７、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの配置に制約をうけずに第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂを流れる作動油を十分に冷却することができる。これにより、従来技術におけるような十分な長さの放熱配管部を設けるスペースがない建設機械等、あるいは旋回体３内の構成によって放熱配管部を冷却風の流れ方向に対して直交させることができない建設機械等にも適用することができ、従来に比べて汎用性及び放熱性を向上することができる。
【００２８】
なお、本発明の第１実施形態は、前述したように第１の戻り配管２０Ａだけでなく第２の戻り配管２０Ｂも通常配管部と楕円状断面部とを有しているので、第１の戻り配管２０Ａだけが通常配管部２０Ａ１と楕円状断面部２０Ａ２とを有する場合に比べて、作動油の熱をより十分放熱することができる。
【００２９】
また、本発明の第１実施形態は通常の配管にプレス加工を行うことにより、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂに通常配管部２０Ａ１等及び楕円状断面部２０Ａ２等が塑性変形して通常配管部２０Ａ１等の表面積よりも楕円状断面部２０Ａ２等の表面積が増大するので、作動油の熱をより放射することができる。
【００３０】
さらに、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの楕円状断面部２０Ａ２等は、通常の配管にプレス加工で第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂに楕円状断面部２０Ａ２等を容易に設けることができるので、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの製作コストを抑えることができる。
【００３１】
また、本発明の第１実施形態は、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの楕円状断面部２０Ａ２等の内面と通常配管部２０Ａ１等の内面とを連設させるテーパ状部２０ａ等により、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂを流通する作動油が楕円状断面部２０Ａ２等から通常配管部２０Ａ１等をそれぞれ流れる際に受ける抵抗を減少させることができるので、この抵抗によって作動油の温度が上昇することを防ぎ、放熱性を向上させることができる。
【００３２】
なお、本発明の第１実施形態では、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの楕円状断面部２０Ａ２等の多連バルブ１６に対する向きを調整してこれら第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂを多連バルブ１６、オイルクーラ１７及び作動油タンク１５にそれぞれ接続することにより、多連バルブ１６上方への投影面積を通常の配管よりも小さくすることができる。これにより、図示しないスプールの交換作業やメンテナンス作業を簡便に行うことができる。
【００３３】
［第２実施形態］
図４は本発明に係る建設機械の冷却構造の第２実施形態に備えられる戻り配管の要部を示す図であり、（ａ）図は楕円状断面部を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図に示す楕円状断面部の側面図である。
【００３４】
図４に示すように、本発明の第２実施形態が本発明の第１実施形態と異なるのは、第１の戻り配管２０Ａの楕円状断面部２０Ａ２が作動油の流れに沿って凸部４０Ａ及び凹部４１Ａを有していることである。また、第２の戻り配管２０Ｂも楕円状断面部に前述と同様の凸部及び凹部を有しており、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３５】
このように構成した本発明の第２実施形態によれば、作動油が第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの楕円状断面部２０Ａ２等を流れる際に作動油に乱流を生じさせることができるので、作動油の温度分布の偏りをなくすことができる。これにより、作動油の熱をより放射することができる。
【００３６】
［第３実施形態］
図５は本発明に係る建設機械の冷却構造の第３実施形態に備えられる戻り配管の三日月状断面部の断面を拡大して示す図である。
【００３７】
本発明の第３実施形態が本発明の第１実施形態と異なるのは、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂが楕円状断面部２０Ａ２等ではなく三日月状断面部２０Ａ３等をそれぞれ有していることであり、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３８】
このように構成した本発明の第３実施形態によれば、第一実施形態と同様に、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの両方にそれぞれ備えられた三日月状断面部２０Ａ３等の中心に近い内面と中心から遠い内面のうちの近い内面と、その中心までの距離が通常配管部２０Ａ１等の半径よりも小さいので、作動油の温度が効率よく第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂに伝わり、通常配管部２０Ａ１等よりも三日月状断面部２０Ａ３等の中心に近い内面から熱を放射し易くなっている。そのため、旋回体３内に備えられる冷却ファン１３、オイルクーラ１７、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの配置に制約をうけずに第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂを流れる作動油を十分に冷却することができる。これにより、従来技術におけるような十分な長さの放熱配管部を設けるスペースがない建設機械等、あるいは旋回体３内の構成によって放熱配管部を冷却風の流れ方向に対して直交させることができない建設機械等にも適用することができ、従来に比べて汎用性及び放熱性を向上することができる。
【００３９】
［第４実施形態］
図６は本発明に係る建設機械の冷却構造の第４実施形態に備えられる戻り配管の上下湾曲形成断面部の断面を拡大して示す図である。
【００４０】
本発明の第４実施形態が本発明の第１実施形態と異なるのは、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂが楕円状断面部２０Ａ２等ではなく上下湾曲形成断面部２０Ａ４等をそれぞれ有していることであり、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００４１】
このように構成した本発明の第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果が得られる他、第３実施形態の三日月状断面部２０Ａ３等よりも第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの両方にそれぞれ備えられた上下湾曲形成断面部２０Ａ４等の内面のほうがより近いので、作動油の温度が効率よく第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂに伝わり、第１の戻り配管２０Ａ及び第２の戻り配管２０Ｂの上下湾曲形成断面部２０Ａ４等のほうが三日月状断面部２０Ａ３等よりもさらに熱を放射し易くなっている。これにより、作動油の熱の放射性をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  油圧ショベル（建設機械）
２  走行体
３  旋回体
３ａ  旋回フレーム
４  フロント作業機
５  エンジンルーム
６  カウンタウェイト
７  キャブ
１２  エンジン
１３  冷却ファン
１４  油圧ポンプ
１５  作動油タンク
１６  多連バルブ
１７  オイルクーラ
１８  ラジエータ
１９  インタークーラ
２０Ａ  第１の戻り配管
２０Ｂ  第２の戻り配管
２１  戻り配管
２０ａ  テーパ状部
２０Ａ１  通常配管部
２０Ａ２  楕円状断面部（異形断面部）
２０Ａ３  三日月状断面部（異形断面部）
２０Ａ４  上下湾曲形成断面部（異形断面部）
３０  クランプ
４０Ａ  凸部
４１Ａ  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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