(57)【要約】【課題】熱源を無駄にすることなく暖機運転を行うことができる作業機械を提供する。【解決手段】本発明の作業機械は、エンジンによって駆動される油圧ポンプ（１１０）と、前記油圧ポンプによって吸入される作動油を貯蔵する作動油タンク（１０７）と、前記作動油タンクから前記油圧ポンプに作動油を送る吸込配管（１０９）と、エンジン排気ガスが流れるマフラー（１０１）と、前記マフラー内のエンジン排気ガスの熱を作動油に伝える伝熱ユニット（１０６）と、前記伝熱ユニットの伝熱量を調整する熱量調整機構（１０３）と、前記熱量調整機構の作動を制御する制御部（１０４）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプによって吸入される作動油を貯蔵する作動油タンクと、
前記作動油タンクから前記油圧ポンプに作動油を送る吸込配管と、
エンジン排気ガスが流れるマフラーと、
前記マフラー内のエンジン排気ガスの熱を作動油に伝える伝熱ユニットと、
前記伝熱ユニットの伝熱量を調整する熱量調整機構と、
前記熱量調整機構の作動を制御する制御部と、を備えた作業機械。
【請求項２】
請求項１において、
作動油温度を測定する温度センサと、
前記マフラーから分岐して設けられる分岐管と、をさらに備え、
前記伝熱ユニットは、前記分岐管を流れるエンジン排気ガスの熱を、前記作動油タンク内の作動油または前記吸込配管を流れる作動油に伝える構成から成り、
前記熱量調整機構としての分岐弁が前記分岐管に設けられ、
前記制御部は、前記温度センサにて検知された作動油温度のデータに基づいて前記分岐弁の作動を制御することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１において、
作動油温度を測定する温度センサと、
前記油圧ポンプによって駆動する油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータの駆動を制御するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブからの作動油を前記作動油タンクへと戻す作動油戻り配管と、
前記作動油戻り配管から分岐し、前記作動油戻り配管を流れる作動油を前記作動油タンクまたは前記吸込配管に戻すバイパス管と、をさらに備え、
前記伝熱ユニットは、前記マフラー内のエンジン排気ガスの熱を、前記バイパス管を流れる作動油に伝達する構成から成り、
前記熱量調整機構としてのバイパス弁が前記バイパス管に設けられ、
前記制御部は、前記温度センサにて検知された作動油温度のデータに基づいて前記バイパス弁の作動を制御することを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１において、
作動油温度を測定する温度センサと、
前記マフラーから分岐して設けられる分岐管と、をさらに備え、
前記伝熱ユニットは、前記分岐管を流れるエンジン排気ガスの熱を、前記作動油タンク内の作動油または前記吸込配管を流れる作動油に伝える可撓性の伝熱部材を有する構成から成り、
前記熱量調整機構としての分岐弁が前記分岐管に設けられ、
前記制御部は、前記温度センサにて検知された作動油温度のデータに基づいて前記分岐弁の作動を制御することを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械の代表例である油圧ショベルは、多くの油圧アクチュエータによって駆動されている。作業機械を負荷運転するにあたっては、油圧アクチュエータに作動油を吐出する油圧ポンプを軽負荷で運転し作動油を暖める暖機運転と言われる運転が最初に行われる。例えば寒冷地などで稼働する作業機械には、作業開始前に効率的に暖機運転を行うために、作動油タンクと油圧ポンプを結ぶ作動油の吸込管路に新たな熱源としてのヒータが組み込まれている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８４９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、作動油を暖めるためにヒータを用いるため、エネルギ消費が増大してしまうという課題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その目的は、熱源を無駄にすることなく暖機運転を行うことができる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る作業機械は、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプによって吸入される作動油を貯蔵する作動油タンクと、前記作動油タンクから前記油圧ポンプに作動油を送る吸込配管と、エンジン排気ガスが流れるマフラーと、前記マフラー内のエンジン排気ガスの熱を作動油に伝える伝熱ユニットと、前記伝熱ユニットの伝熱量を調整する熱量調整機構と、前記熱量調整機構の作動を制御する制御部と、を備える。
【０００７】
本発明によれば、マフラー内のエンジン排気ガスの熱を作動油に伝達できるため、熱源を無駄にすることなく、暖機運転を行うことができる。さらに、制御部が熱量調整機構の作動を制御するため、熱エネルギを効果的に利用することができる。
【０００８】
なお、本発明における「マフラー」とは、エンジン排気ガスが流れる管路全体を含む広義の概念で用いられている。よって、本発明において、マフラーはサイレンサに限定されない。
【０００９】
上記した発明において、好ましい態様を以下に挙げる。
（１）作動油温度を測定する温度センサと、前記マフラーから分岐して設けられる分岐管と、をさらに備え、前記伝熱ユニットは、前記分岐管を流れるエンジン排気ガスの熱を、前記作動油タンク内の作動油または前記吸込配管を流れる作動油に伝える構成から成り、前記熱量調整機構としての分岐弁が前記分岐管に設けられ、前記制御部は、前記温度センサにて検知された作動油温度のデータに基づいて前記分岐弁の作動を制御する構成とする。
【００１０】
（２）作動油温度を測定する温度センサと、前記油圧ポンプによって駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータの駆動を制御するコントロールバルブと、前記コントロールバルブからの作動油を前記作動油タンクへと戻す作動油戻り配管と、前記作動油戻り配管から分岐し、前記作動油戻り配管を流れる作動油を前記作動油タンクまたは前記吸込配管に戻すバイパス管と、をさらに備え、前記伝熱ユニットは、前記マフラー内のエンジン排気ガスの熱を、前記バイパス管を流れる作動油に伝達する構成から成り、前記熱量調整機構としてのバイパス弁が前記バイパス管に設けられ、前記制御部は、前記温度センサにて検知された作動油温度のデータに基づいて前記バイパス弁の作動を制御する構成とする。
【００１１】
（３）作動油温度を測定する温度センサと、前記マフラーから分岐して設けられる分岐管と、をさらに備え、前記伝熱ユニットは、前記分岐管を流れるエンジン排気ガスの熱を、前記作動油タンク内の作動油または前記吸込配管を流れる作動油に伝える可撓性の伝熱部材を有する構成から成り、前記熱量調整機構としての分岐弁が前記分岐管に設けられ、前記制御部は、前記温度センサにて検知された作動油温度のデータに基づいて前記分岐弁の作動を制御する構成とする。
【００１２】
上記（１）〜（３）の何れの構成であっても、既存の作業機械に簡単な改良を行うだけで、暖機運転を効率的に行うことができる。加えて、温度センサのデータに基づいて伝熱量を制御できるため、暖機運転時の作動油の温度管理を正確に行えるといった利点もある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジン排気ガスの熱を用いて作動油を暖めることができるため、熱源を無駄にすることなく暖機運転を行うことができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルの第１実施例に係る暖機装置の概略構成図である。
【図３】図２に示す伝熱ユニットの一例を示す構成図である。
【図４】図２に示す伝熱ユニットの一例を示す構成図である。
【図５】図２に示す伝熱ユニットの一例を示す構成図である。
【図６】平板フィンの構成を説明する図である。
【図７】ピンフィンの構成を説明する図である。
【図８】第１実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベルの暖機運転時の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】第１実施例に係る暖気装置の効果を見積もりする際に用いた伝熱ユニットのフィンの構成図である。
【図１０】従来の油圧ショベルと第１実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベルとで暖機運転時の作動油温度の変化を比べた図である。
【図１１】図１に示す油圧ショベルの第２実施例に係る暖機装置の概略構成図である。
【図１２】図１に示す油圧ショベルの第３実施例に係る暖機装置の概略構成図である。
【図１３】第３実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベルの暖機運転時の動作手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１に示す油圧ショベルの第４実施例に係る暖機装置の概略構成図である。
【図１５】図１に示す油圧ショベルの第５実施例に係る暖機装置の概略構成図である。
【図１６】図１５に示す伝熱ユニットの一例を示す構成図である。
【図１７】第５実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベルの暖機運転時の動作手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１に示す油圧ショベルの第６実施例に係る暖機装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る作業機械の一実施形態について、図を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。図１に示す油圧ショベル１は、主に、下部走行体１０、下部走行体１０に旋回可能に設けられる上部旋回体２０、運転室５、上部旋回体２０に設けられ、各種作業を行うフロント作業機３０、およびフロント作業機３０を駆動する油圧アクチュエータ３２，３４，３６を備えて構成される。
【００１６】
下部走行体１０は、一対のクローラ１１およびクローラフレーム１２、各クローラ１１を独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータと減速機構等（図示しない）で構成されている。
【００１７】
上部旋回体２０は、旋回フレーム２１、旋回フレーム２１上に設けられたエンジン２２、エンジン２２によって発電可能な発電機モータ２３、旋回用油圧モータ（以下、旋回モータと称する）２５、発電機モータ２３と電気的に接続されたバッテリ２４、旋回モータ２５の回転を減速する減速機構（図示せず）、旋回モータ２５の駆動力により下部走行体１０に対して上部旋回体２０（旋回フレーム２１）を旋回駆動させるための旋回機構２６等で構成されている。なお、発電機モータ２３およびバッテリ２４は必要に応じて適宜設置すれば良い。
【００１８】
フロント作業機３０は、主に、ブーム３１、ブーム３１の先端部近傍に回転自在に軸支されたアーム３３、アーム３３の先端部近傍に回転可能に軸支されたバケット３５を備えて構成される。フロント作業機３０は、油圧アクチュエータによって駆動される。具体的には、ブームシリンダ３２によってブーム３１が駆動され、アームシリンダ３４によってアーム３３が駆動され、バケットシリンダ３６によってバケット３５が駆動される。
【００１９】
また、上部旋回体２０の旋回フレーム２１上には、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６、旋回モータ２５、および走行用油圧モータ（図示しない）等を駆動するための油圧を発生する油圧ポンプ１１０（図２参照）、および各油圧アクチュエータ３２，３４，３６を駆動制御するためのコントロールバルブ４２を含む油圧システム４０が搭載されている。なお、本実施形態における油圧ポンプ１１０は、エンジン２２で駆動し、必要に応じて発電機モータ２３のアシストを受けて駆動することができる構成となっている。
【００２０】
運転室５には、ブーム３１、アーム３３、バケット３５等を操作するレバーや、作業モードを選択するスイッチ、暖機運転を行うための暖機装置起動ボタンなどの操作者が操作する各種操作装置が設けられている。
【００２１】
「第１実施例」
図２は、油圧ショベル１の第１実施例に係る暖機装置の概略構成図である。なお、図中の矢印は、エンジン排気ガスの流れ方向を示している。図２に示すように、第１実施例に係る暖機装置は、作動油を貯蔵する作動油タンク１０７と、エンジン２２によって駆動され、作動油タンク１０７から作動油を吸入し、所定の圧力まで加圧して吐出する油圧ポンプ１１０と、作動油タンク１０７から油圧ポンプ１１０に作動油を送る吸込配管１０９と、エンジン２２から排出されたエンジン排気ガスが流れるマフラー１０１と、マフラー１０１から分岐して設けられる分岐管１０２と、分岐管１０２へ流れ込むエンジン排気ガスの流量を調整することのできる分岐弁（熱量調整機構）１０３と、分岐管１０２を流れるエンジン排気ガスの熱を作動油タンク１０７内部の作動油に伝えることのできる伝熱ユニット１０６と、分岐管１０２を流れるエンジン排気ガスを排出する排気管１０５と、作動油タンク１０７内にある作動油の温度を計測する温度センサ１０８と、温度センサ１０８の値から必要に応じて分岐弁１０３の弁開度を調整する分岐弁制御器（制御部）１０４と、を有している。
【００２２】
エンジン２２にて発生したエンジン排気ガスは、マフラー１０１を流れてマフラー出口１０１ａから大気に排出されるほか、分岐管１０２を流れて排気管１０５から大気に排出される。なお、図示しないが、マフラー１０１と油圧ポンプ１１０などの機器とを隔てるためのファイヤーウォールが設置されており、マフラー１０１からのエンジン排気ガスが油圧ポンプ１１０等に向けて噴き出すことがないよう構成されている。勿論、マフラー出口１０１ａから出たエンジン排気ガスおよび排気管１０５から出たエンジン排気ガスは、エンジン室内で充満することなく、安全に所定の排気口からエンジン室外に排出されるように構成されている。
【００２３】
分岐弁制御器１０４は、温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータをもとに、分岐弁１０３の弁開度を制御し、分岐管１０２に流れ込むエンジン排気ガスの流量を調節する。ここで、分岐弁制御器１０４は、温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータをそのまま用いて分岐弁１０３を制御しても良いし、このデータに基づいて作動油タンク１０７内の特定の場所の作動油温度の予測値を求め、その予測値を用いて分岐弁１０３を制御しても良い。なお、分岐弁１０３は弁開度を調整できる形式のものだけでなく、単に弁を開閉する形式のものも適用可能である。
【００２４】
伝熱ユニット１０６は、例えば図３に示すように、エンジン排気ガスから熱を吸収するためのフィン３０１と、その熱を作動油に伝えるための伝熱部材３０２とから構成されている。フィン３０１として、例えば、図６に示す平板フィン３０１Ａを用いることができる。また、図７に示すピンフィン３０１Ｂをフィン３０１として採用することもできる。一方、伝熱部材３０２として、例えば銅などの熱伝導率の高い素材からなる棒材などを使うことができる。また、ヒートパイプなどさらに熱伝導率の高い部品を伝熱部材３０２として用いても構わない。
【００２５】
ここで、伝熱ユニット１０６を、例えば図４のように、エンジン排気ガスから熱を吸収するフィン４０１、その熱を伝える伝熱部材４０２に加え、伝達部材４０２に伝達された熱を作動油に効率的に伝えるフィン４０３を持つような構成とすることもできる。さらに、図５に示すように、２つのフィン５０１，５０４の間に２つの伝熱部材５０２，５０３を備えた構成を伝熱ユニット１０６として採用することもできる。また、伝熱ユニット１０６を複数設ける構成としても良い。
【００２６】
次に、第１実施例に係る暖機装置を備えた油圧ショベル１の作用について、図８を参照して説明する。図８は油圧ショベル１の暖機運転時の動作手順を示すフローチャートである。図８に示すように、操作者は例えば運転室５内の運転席に設けられた暖機装置起動ボタンを押すことにより暖機装置を起動させる（Ｓ８０１）。なお、操作者が油圧ショベル１を起動させた時に、暖機装置起動ボタンを押すことなく自動的に暖機装置を起動する構成としても良い。
【００２７】
暖機装置が起動されると、分岐弁制御器１０４は分岐弁１０３を操作し、マフラー１０１を流れるエンジン排気ガスを分岐管１０２に導入する（Ｓ８０２）。導入されたエンジン排気ガスは分岐管１０２の中を通り、排気管１０５から大気に排出される。分岐管１０２を流れる間に、エンジン排気ガスの熱が伝熱ユニット１０６を介して作動油タンク１０７内に貯蔵されている作動油に伝達される。分岐弁制御器１０４は、温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータが予め決められた温度（例えば５０度）に達したか否かを判定する（Ｓ８０４）。Ｓ８０４でＹｅｓの場合、分岐弁制御器１０４は分岐弁１０３を閉じ、エンジン排気ガスが分岐管１０２に流れないようにする（Ｓ８０５）。
【００２８】
一方、Ｓ８０４でＮｏの場合、分岐弁制御器１０４は温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータをもとに分岐弁１０３の弁開度を調整し、作動油温度が適切な温度まで上昇するよう制御する（Ｓ８０３）。なお、分岐弁１０３の操作は分岐弁制御器１０４による遠隔自動操作だけでなはなく、温度センサ１０８で計測された作動油タンク１０７の作動油の温度をもとに、操作者による手動操作としても構わない。
【００２９】
このように、第１実施例に係る暖機装置を備えた油圧ショベル１によれば、エンジン排気ガスの熱エネルギを利用して作動油タンク１０７の作動油を暖めることができるから、熱源を無駄にすることがない。また、電気ヒータ等を設けなくても良いため、エネルギ消費を抑えることができる。さらに、伝熱ユニット１０６を介してエンジン排気ガスの熱を作動油に伝達できる構成であるため、エンジン排気ガスが作動油に直接触れることがない。よって、安全面においても優れる。また、分岐弁制御器１０４は、温度センサ１０８からのデータに基づいて分岐弁１０３の弁開度を制御するため、作動油の温度を正確に調整できる。
【００３０】
「効果の見積もり」
ここで、発明者らは、上記第１実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベル１を例にとり、その効果の定量的な見積もりを行った。なお、伝熱ユニット１０６は１つで、図３のような構造をしていると仮定する。また、伝熱ユニット１０６のフィンは、図９に示すような形状と寸法のアルミ製の平板フィン３０１Ａであり、伝熱部材３０２は熱抵抗０．００９［Ｑ／Ｋ］のヒートパイプであるとする。さらに、分岐管１０２を流れるエンジン排気ガスの速度は５ｍ／ｓとする。また、作動油の総量は約２００リットルとする。
【００３１】
図１０に、従来の油圧ショベルで暖機運転を行った場合、および第１実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベル１で暖機運転を行った場合の作動油温度の変化を示す。なお、暖機運転を始める前の作動油温度を−２０℃とし、従来の油圧ショベルで暖機運転を行った場合に作動油に与えられる発熱量が５０ｋＷであると仮定している。図１０より、例えば５０℃まで作動油温度を上昇させるのに必要な時間は、従来の油圧ショベルの場合では９．３２分であるのに対して、第１実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベル１の場合は８．２４分であり、約１割暖機時間を短縮することができることが確認できた。
【００３２】
「第２実施例」
図１１は、油圧ショベル１の第２実施例に係る暖機装置の概略構成図である。なお、図中の矢印は、エンジン排気ガスの流れ方向を示している。図１１に示すように、第２実施例に係る暖機装置は、図２に示す第１実施例と比べて伝熱ユニット１０６の設置場所が異なる構成となっている。そこで、以下、第１実施例と異なる部分について説明し、それ以外の部分についての説明は省略する。
【００３３】
第２実施例に係る暖気装置は、伝熱ユニット１０６を分岐管１０２と吸込管路１０９との間に配置し、分岐管１０２を流れるエンジン排気ガスの熱を、吸込管路１０９を流れる作動油に伝達する構成である。即ち、第１実施例ではエンジン排気ガスの熱を作動油タンク１０７内の作動油に伝達することで作動油を昇温する構成であったが、第２実施例では、エンジン排気ガスの熱を、吸込管路１０９内を流れる作動油に伝達して作動油を昇温する構成としている点で両者は相違する。
【００３４】
この構成であっても、第１実施例にて説明したような暖機運転の制御を行うことにより、エンジン排気ガスの熱を有効利用して作動油を暖めることができるから、第１実施例と同様に熱源が無駄にならない。また、安全面および作動油温度の調整の面においても第１実施例と同様に優れている。
【００３５】
「第３実施例」
図１２は、油圧ショベル１の第３実施例に係る暖機装置の概略構成図である。図中の矢印は、エンジン排気ガスの流れ方向を示している。なお、上記した第１実施例または第２実施例と同じ構成については、同一符号を付して説明は省略する。図１２に示すように、第３実施例に係る暖気装置は、コントロールバルブ４２（図１参照）からの作動油を作動油タンク１０７に戻す作動油戻り配管１４０１と、作動油戻り配管１４０１から分岐し、マフラー１０１近くを通り作動油タンク１０７に導入されるバイパス管９０１と、バイパス管９０１内部に取り付けられ、作動油内の異物を取り除くフィルタ１４０２と、バイパス管９０１を流れる作動油の流量を調整するためのバイパス弁（熱量調整機構）９０３と、そのバイパス弁９０３を作動油温度に基づいて制御するバイパス弁制御器（制御部）９０４と、を備えている点に主な特徴がある。なお、図示しないが、マフラー１０１と油圧ポンプ１１０などの機器とを隔てるためのファイヤーウォールが設置されている。
【００３６】
次に、第３実施例に係る暖機装置を備えた油圧ショベル１の作用について、図１３を参照して説明する。図１３は油圧ショベル１の暖機運転時の動作手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、操作者は例えば運転室５内の運転席に設けられた暖機装置起動ボタンを押すことにより暖機装置を起動させる（Ｓ１５０１）。なお、操作者が油圧ショベル１を起動させた時に、暖機装置起動ボタンを押すことなく自動的に暖機装置を起動する構成としても良い。
【００３７】
暖機装置が起動されると、バイパス弁制御器９０４はバイパス弁９０３を操作し、作動油戻り配管１４０１を流れる作動油をバイパス管９０１に導入する（Ｓ１５０２）。導入された作動油はバイパス管９０１の中を通り、フィルタ１４０２でゴミ等がろ過された後、作動油タンク１０７に戻される。バイパス管９０１を流れる間に、エンジン排気ガスの熱が伝熱ユニット１０６を介して作動油に伝達される。バイパス弁制御器９０４は、温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータが予め決められた温度（例えば５０度）に達したか否かを判定する（Ｓ１５０４）。Ｓ１５０４でＹｅｓの場合、バイパス弁制御器９０４はバイパス弁９０３を閉じ、コントロールバルブ４２からの作動油の戻りがバイパス管９０１に流れないようにする（Ｓ１５０５）。
【００３８】
なお、バイパス弁９０３を閉じた状態で油圧ポンプ１１０が駆動すると、バイパス弁９０３からフィルタ１４０２までの間にある作動油は油圧ポンプ１１０によって吸入されるから、バイパス弁９０３からフィルタ１４０２までの間に作動油が滞留してエンジン排気ガスの熱で作動油が劣化するという心配はない。
【００３９】
一方、Ｓ１５０４でＮｏの場合、バイパス弁制御器９０４は温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータをもとにバイパス弁９０３の弁開度を調整し、作動油温度が適切な温度まで上昇するよう制御する（Ｓ１５０３）。なお、バイパス弁９０３の操作はバイパス弁制御器９０４による遠隔自動操作だけでなはなく、温度センサ１０８で計測された作動油タンク１０７の作動油の温度をもとに、操作者による手動操作としても構わない。
【００４０】
このように、第３実施例に係る暖機装置を備えた油圧ショベル１によれば、エンジン排気ガスの熱エネルギを利用して作動油タンク１０７の作動油を暖めることができるから、熱源を無駄にすることがない。また、電気ヒータ等を設けなくても良いため、エネルギ消費を抑えることができる。さらに、伝熱ユニット１０６を介してエンジン排気ガスの熱を作動油に伝達できる構成であるため、エンジン排気ガスが作動油に直接触れることがない。よって、安全面においても優れる。また、バイパス弁制御器９０４は、温度センサ１０８からのデータに基づいてバイパス弁９０３の弁開度を制御するため、作動油の温度を正確に調整できる。
【００４１】
さらに、油圧ポンプ１１０がバイパス管９０１内の作動油を吸入するので、バイパス管９０１とマフラー１０１とが伝熱ユニット１０６を介して常時熱的に接触していても、バイパス管９０１内の作動油がエンジン排気ガスの熱により劣化するのを防止できる。
【００４２】
なお、バイパス弁制御器９０４は、温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータをそのまま用いてバイパス弁９０３の弁開度を制御してバイパス管９０１を流れる作動油の流量を調整しても良いし、このデータに基づいて作動油タンク１０７内の特定の場所の作動油温度の予測値を求め、その予測値を用いてバイパス弁９０３を制御しても良い。なお、バイパス弁９０３は弁開度を調整できる形式のものだけでなく、単に弁を開閉する形式のものも適用可能である。
【００４３】
また、バイパス管９０１のバイパス弁９０３とフィルタ１４０２との間の位置にチェック弁を設け、このチェック弁により、バイパス弁９０３からフィルタ１４０２に向かう場合にのみ作動油が流れる構成としても良い。この構成によれば、作動油タンク１０７からバイパス弁９０３側に作動油が逆流することがないため、バイパス弁９０３とフィルタ１４０２との間に作動油がより一層滞留し難くなり、作動油がエンジン排気ガスの熱で劣化する可能性を更に低減することができる。
【００４４】
「第４実施例」
図１４は、油圧ショベル１の第４実施例に係る暖機装置の概略構成図である。なお、図中の矢印は、エンジン排気ガスの流れ方向を示している。図１４に示すように、第４実施例に係る暖機装置は、バイパス管９０１の戻りを作動油タンク１０７ではなく吸込配管１０９にした点が第３実施例と相違する。この構成であっても、第３実施例にて説明したような暖機運転の制御を行うことにより、エンジン排気ガスの熱を有効利用して作動油を暖めることができるから、第３実施例と同様に熱源が無駄にならない。また、安全面および作動油温度の調整の面においても第３実施例と同様に優れている。さらに、バイパス管９０１内に作動油が溜まって熱により劣化するといった心配がないことも第３実施例と同じである。
【００４５】
「第５実施例」
図１５は、油圧ショベル１の第５実施例に係る暖機装置の概略構成図である。図中の矢印は、エンジン排気ガスの流れ方向を示している。なお、上記した第１実施例〜第４実施例と同じ構成については、同一符号を付して説明は省略する。図１５に示すように、第５実施例に係る暖気装置は、マフラー１０１からのエンジン排気ガスが流れる排気バイパス管（分岐管）１２０４と、排気バイパス管１２０４内を流れるエンジン排気ガスの熱を作動油タンク１０７内の作動油に伝えるための伝熱ユニット１２０３と、排気バイパス管１２０４を流れるエンジン排気ガスの流量を調整する分岐弁（熱量調整機構）１２０１と、分岐弁１２０１を温度センサ１０８から得られる作動油温度のデータをもとに制御する分岐弁制御器（制御部）１２０２と、を備えている点に特徴がある。なお、図示しないが、マフラー１０１と油圧ポンプ１１０などの機器とを隔てるためのファイヤーウォールが設置されている。
【００４６】
伝熱ユニット１２０３は、例えば図１６に示すように、エンジン排気ガスの熱を吸収するフィン１３０１と、吸収した熱を作動油タンクに伝える伝熱部材１３０２と、吸収した熱を効率的に作動油に伝えるフィン１３０３とから構成される。なお、フィン１３０３がない構成も考えられる。また、伝熱部材１３０２は平編銅線など柔軟な構造でできており、油圧ショベル１の振動によりマフラー１０１と作動油タンク１０７の相対的位置が変わった場合でも、その差異を吸収できるようにしている。
【００４７】
なお、排気バイパス管１２０４の出口をマフラー１０１に繋いでエンジン排気ガスをマフラー出口１０１ａから排出するようにしても良いし、排気バイパス管１２０４の出口を車体外部まで延ばして、エンジン排気ガスを大気に直接排出するようにしても良い。
【００４８】
次に、第５実施例に係る暖機装置を備えた油圧ショベル１の作用について、図１７を参照して説明する。図１３は油圧ショベル１の暖機運転時の動作手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、操作者は例えば運転室５内の運転席に設けられた暖機装置起動ボタンを押すことにより暖機装置を起動させる（Ｓ１６０１）。なお、操作者が油圧ショベル１を起動させた時に、暖機装置起動ボタンを押すことなく自動的に暖機装置を起動する構成としても良い。
【００４９】
暖機装置が起動されると、分岐弁制御器１２０２は分岐弁１２０１を操作し、排気バイパス管１２０４にエンジン排気ガスを導入する（Ｓ１６０２）。導入されたエンジン排気ガスは、排気バイパス管１２０４を流れる間に、伝熱ユニット１２０３を介してエンジン排気ガスの熱が作動油タンク１０７に伝達される。分岐弁制御器１２０２は、温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータが予め決められた温度（例えば５０度）に達したか否かを判定する（Ｓ１６０４）。Ｓ１６０４でＹｅｓの場合、分岐弁制御器１２０２は分岐弁１２０１を閉じ、排気バイパス管１２０４にエンジン排気ガスが流入しないようにする（Ｓ１６０５）。
【００５０】
一方、Ｓ１６０４でＮｏの場合、分岐弁制御器１２０２は温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータをもとに分岐弁１２０１の弁開度を調整し、作動油温度が適切な温度まで上昇するよう制御する（Ｓ１６０３）。なお、分岐弁１２０１の操作は分岐弁制御器１２０２による遠隔自動操作だけでなはなく、温度センサ１０８で計測された作動油タンク１０７の作動油の温度をもとに、操作者による手動操作としても構わない。
【００５１】
このように、第５実施例に係る暖機装置を備えた油圧ショベル１によれば、エンジン排気ガスの熱エネルギを利用して作動油タンク１０７の作動油を暖めることができるから、熱源が無駄にならない。また、電気ヒータ等を設ける必要がないため、エネルギ消費を抑えることができる。さらに、伝熱ユニット１２０３を介してエンジン排気ガスの熱を作動油に伝達できる構成であるため、エンジン排気ガスが作動油に直接触れることがない。よって、安全面においても優れる。また、分岐弁制御器１２０２は、温度センサ１０８からのデータに基づいて分岐弁１２０１の弁開度を制御するため、作動油の温度を正確に調整できる。
【００５２】
さらに、伝熱ユニット１２０３を構成する伝熱部材１３０２はフレキシブルな構造体であるため、油圧ショベル１の振動等を吸収できる。よって、油圧ショベル１の作業中に伝熱部材１３０２が破損する等のトラブルを回避できる。
【００５３】
なお、分岐弁制御器１２０２は、温度センサ１０８から送られてくる作動油温度のデータをそのまま用いて分岐弁１２０１の弁開度を制御して排気バイパス管１２０４を流れる作動油の流量を調整しても良いし、このデータに基づいて作動油タンク１０７内の特定の場所の作動油温度の予測値を求め、その予測値を用いて分岐弁１２０１を制御しても良い。なお、分岐弁１２０１は弁開度を調整できる形式のものだけでなく、単に弁を開閉する形式のものも適用可能である。
【００５４】
「第６実施例」
図１８は、油圧ショベル１の第６実施例に係る暖機装置の概略構成図である。なお、図中の矢印は、エンジン排気ガスの流れ方向を示している。図１８に示すように、第６実施例に係る暖機装置は、伝熱ユニット１２０３が排気バイパス管１２０４内を流れるエンジン排気ガスの熱を、吸込配管１０９を流れる作動油に伝える構成となっている点が第５実施例と相違する。この構成であっても、第５実施例にて説明したような暖機運転の制御を行うことにより、エンジン排気ガスの熱を有効利用して作動油を暖めることができるから、第５実施例と同様に熱源が無駄になることはない。また、安全面、作動油温度の調節、および作業中の伝熱部材１３０２の破損防止においても第５実施例と同様に優れている。
【００５５】
以上説明したように、上記第１〜第６実施例に係る暖気装置を備えた油圧ショベル１によれば、熱源を無駄にすることなくエンジン排気ガスの熱を用いて安全に作動油を暖めることができ、暖機運転の時間を短縮することができる。
【００５６】
なお、上述の実施例は、本発明を実施するために好適なものであるが、その実施形式はこれらに限定されるものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において種々変形することが可能である。また、本発明に係る作業機械の一実施形態を、油圧ショベルを例に挙げて説明したが、本発明は油圧ショベルだけでなく、油圧システムを搭載した作業機械であれば、例えばダンプトラックやホイールローダ等のあらゆる作業機械に適用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５７】
１  油圧ショベル（作業機械）
２２  エンジン
３２  ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
３４  アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
３６  バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
４２  コントロールバルブ
１０１  マフラー
１０２  分岐管
１０３  分岐弁（熱量調整機構）
１０４  分岐弁制御器（制御部）
１０６，１２０３  伝熱ユニット
１０７  作動油タンク
１０８  温度センサ
１０９  吸込配管
１１０  油圧ポンプ
３０１，４０１，４０３，５０１，５０４，１３０１，１３０３  フィン
３０２，４０２，５０２，５０３，１３０３  伝熱部材
９０１  バイパス管
９０３  バイパス弁（熱量調整機構）
９０４  バイパス弁制御器（制御部）
１２０１  分岐弁（熱量調整機構）
１２０２  分岐弁制御器（制御部）
１２０４  排気バイパス管（分岐管）
１４０１  作動油戻り配管
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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