(57)【要約】【課題】走行系のドレン管路を直接タンクに接続してドレン管路長を短くする構成をとりながら、走行回路の機器を効率良く冷却できるようにする。【解決手段】走行回路のドレン管路３２，３３，３４を直接油タンクＴに接続する一方、走行中、作業用油圧ポンプ３を駆動して油をオイルクーラー８経由で作業回路６と油タンクＴとの間で循環させ、これによって冷却されたタンク油を補助ポンプ１６によって走行回路のポンプ回路Ａ及びモータ回路Ｂに補給する構成とした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に原動機と、走行時にこの原動機によって駆動される作業用及び走行用両油圧ポンプと、上記作業用油圧ポンプを油圧源として作業用油圧アクチュエータを駆動する作業回路と、油タンクと、上記作業回路からこの油タンクに戻る油を冷却するオイルクーラーとを設ける一方、上記下部走行体に走行駆動源としての走行用油圧モータを設け、この走行用油圧モータと上記走行用油圧ポンプとをスイベルジョイントを介して接続して閉回路の走行回路を構成し、走行時に、上記走行回路のドレン油をドレン管路によって直接上記油タンクに戻す一方、上記作業用油圧ポンプを駆動して油を上記オイルクーラー経由で上記作業回路と油タンクとの間で循環させ、油タンク内の油を油補給ポンプにより上記走行回路に補給して走行系を冷却することを特徴とする上部旋回式油圧走行車両の走行系の冷却方法。
【請求項２】
下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に原動機と、走行時にこの原動機により駆動される走行用油圧ポンプと、作業時及び走行時を通じて上記原動機により駆動される作業用油圧ポンプと、上記作業用油圧ポンプを油圧源として作業用油圧アクチュエータを駆動する作業回路と、油タンクと、上記作業回路からこの油タンクに戻る油を冷却するオイルクーラーとが設けられる一方、上記下部走行体に走行駆動源としての走行用油圧モータが設けられ、この走行用油圧モータと上記走行用油圧ポンプとがスイベルジョイントを介して接続されて閉回路の走行回路が構成され、かつ、この走行回路のドレン油を直接上記油タンクに戻すドレン管路と、上記油タンクから上記走行回路に油を補給する油補給ポンプとがそれぞれ設けられ、走行時に上記作業用油圧ポンプにより油を上記オイルクーラー経由で上記作業回路と油タンクとの間で循環させ、油タンク内の油を上記油補給ポンプにより上記走行回路に補給するように構成されたことを特徴とする上部旋回式油圧走行車両。
【請求項３】
作業用油圧ポンプとして可変容量型の油圧ポンプが用いられるとともに、この油圧ポンプの吐出量を油温上昇時に増加させる方向に制御するポンプ制御手段が設けられたことを特徴とする請求項２記載の上部旋回式油圧走行車両。
【請求項４】
ポンプ制御手段は、作業用油圧ポンプの傾転を制御するポンプレギュレータと、このポンプレギュレータに作動圧を送る電磁比例弁と、油温を検出する油温検出手段と、この油温検出手段によって検出される油温に応じて電磁比例弁の作動を制御するコントローラとによって構成されたことを特徴とする請求項３記載の上部旋回式油圧走行車両。
【請求項５】
ドレン管路にドレン用オイルクーラーが設けられたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の上部旋回式油圧走行車両。
【請求項６】
走行回路のドレン油の一部を、走行用油圧モータの回転力を減速する走行減速機に通す減速機冷却管路が設けられたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の上部旋回式油圧走行車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホイールクレーンのような上部旋回式でかつＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＝静油圧式無段変速機）付きの油圧走行車両、及びその走行系の冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＳＴ車両においては、走行用の油圧ポンプと油圧モータを主管路で接続して閉回路を構成するため、この走行回路内の油の入れ替えは、ドレンによって不足した分を回路に補充するだけの少量となる。
【０００３】
従って、走行回路内の油温が高くなり、機器の過熱が起こり易いため、走行回路を冷却する必要がある。
【０００４】
従来、ＨＳＴ車両において機器を冷却する技術として、走行回路からのドレン油をモータケース及びポンプケースに一旦溜めて油圧モータ及び油圧ポンプを冷却し、熱を吸収したドレン油をタンクに戻す技術が公知である（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開平５−２７４２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにドレン油を冷却媒体として機器を冷却する公知技術を上部旋回式のＨＳＴ車両に転用すると、次の問題が生じる。
【０００７】
たとえば、ホイールクレーンの一種であるラフテレーンクレーンにおいて、下部走行体をＨＳＴ付きの油圧モータで駆動する構成をとる場合、油圧モータが下部走行体に設けられるのに対し、原動機、油圧ポンプ、タンクは上部旋回体に設けられるため、油圧ポンプ側の主管路及びドレン管路と、油圧モータ側の主管路及びドレン管路とはそれぞれスイベルジョイントを介して長い管路で接続されることとなる。
【０００８】
従って、上記公知技術をそのまま転用すると、走行系のドレン管路の全長が長くなって背圧が高くなるため、走行回路の機器各部（たとえば油圧モータのシール）の背圧負荷が大きくなってこれらが損傷するおそれがある。
【０００９】
一方、走行回路のドレン管路が最短ですむように、同管路を、公知技術のようにモータケース、ポンプケースで中継するのではなく、直接油タンクに接続すると、肝腎のドレン油による走行回路の機器（モータ及びポンプ）の冷却作用が失われてしまう。
【００１０】
そこで本発明は、走行系のドレン管路を直接油タンクに接続する構成をとりながら、走行回路の機器を効率良く冷却することができる上部旋回式油圧走行車両、及びその走行系の冷却方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明（冷却方法）は、下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に原動機と、走行時にこの原動機によって駆動される作業用及び走行用両油圧ポンプと、上記作業用油圧ポンプを油圧源として作業用油圧アクチュエータを駆動する作業回路と、油タンクと、上記作業回路からこの油タンクに戻る油を冷却するオイルクーラーとを設ける一方、上記下部走行体に走行駆動源としての走行用油圧モータを設け、この走行用油圧モータと上記走行用油圧ポンプとをスイベルジョイントを介して接続して閉回路の走行回路を構成し、走行時に、上記走行回路のドレン油をドレン管路によって直接上記油タンクに戻す一方、上記作業用油圧ポンプを駆動して油を上記オイルクーラー経由で上記作業回路と油タンクとの間で循環させ、油タンク内の油を油補給ポンプにより上記走行回路に補給して走行系を冷却するものである。
【００１２】
請求項２の発明（油圧走行車両）は、下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に搭載され、この上部旋回体に原動機と、走行時にこの原動機により駆動される走行用油圧ポンプと、作業時及び走行時を通じて上記原動機により駆動される作業用油圧ポンプと、上記作業用油圧ポンプを油圧源として作業用油圧アクチュエータを駆動する作業回路と、油タンクと、上記作業回路からこの油タンクに戻る油を冷却するオイルクーラーとが設けられる一方、上記下部走行体に走行駆動源としての走行用油圧モータが設けられ、この走行用油圧モータと上記走行用油圧ポンプとがスイベルジョイントを介して接続されて閉回路の走行回路が構成され、かつ、この走行回路のドレン油を直接上記油タンクに戻すドレン管路と、上記油タンクから上記走行回路に油を補給する油補給ポンプとがそれぞれ設けられ、走行時に上記作業用油圧ポンプにより油を上記オイルクーラー経由で上記作業回路と油タンクとの間で循環させ、油タンク内の油を上記油補給ポンプにより上記走行回路に補給するように構成されたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、作業用油圧ポンプとして可変容量型の油圧ポンプが用いられるとともに、この油圧ポンプの吐出量を油温上昇時に増加させる方向に制御するポンプ制御手段が設けられたものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、ポンプ制御手段は、作業用油圧ポンプの傾転を制御するポンプレギュレータと、このポンプレギュレータに作動圧を送る電磁比例弁と、油温を検出する油温検出手段と、この油温検出手段によって検出される油温に応じて電磁比例弁の作動を制御するコントローラとによって構成されたものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかの構成において、ドレン管路にドレン用オイルクーラーが設けられたものである。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項２乃至５のいずれかの構成において、走行回路のドレン油の一部を、走行用油圧モータの回転力を減速する走行減速機に通す減速機冷却管路が設けられたものである。
【００１７】
上記油圧走行車両及び冷却方法によると、走行回路のドレン油を直接油タンクに戻すため、モータケースやポンプケースに一旦溜める公知技術と比較してドレン管路の全長を最小限に短縮することができる。このため、ドレン管路の背圧を抑え、機器各部の損傷を防止することができる。
【００１８】
しかも、走行中、作業用油圧ポンプを駆動して作業回路の油をオイルクーラー経由で循環させ、これによって冷却された油を補給ポンプによって走行回路に補給するため、走行回路の油温を低下させ、走行回路を効率良く冷却することができる。
【００１９】
また、作業用油圧ポンプを利用して補給油を冷却するため、別ポンプを追加する場合と比較してコスト及びエネルギー効率の点で有利となる。
【００２０】
この場合、請求項３，４の構成によると、油温上昇時に作業用油圧ポンプの吐出量を増加させるため、オイルクーラーによる冷却効率を高めて油温を適温に保ち、走行回路の冷却性能を一定に維持することができる。
【００２１】
また、請求項５の構成によると、ドレン管路にもオイルクーラーを設けているため、走行回路のドレン油をこのドレン用オイルクーラーによって冷却し、作業回路のオイルクーラーによる冷却作用と合わせて高い冷却性能を得ることができる。
【００２２】
請求項６の構成によると、ドレン油の一部を走行減速機に通すため、走行回路とともにこの走行減速機をも冷却し、そのオーバーヒートを防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００２４】
第１実施形態（図１，２参照）
図１において、１は原動機で、この原動機１により動力分配機２を介して作業用及び走行用両油圧ポンプ（以下、作業ポンプ、走行ポンプという）３，４が駆動される。
【００２５】
作業ポンプ３は、作業ポンプ用レギュレータ５によって傾転が制御される可変容量型ポンプとして構成され、同ポンプ３からの圧油により、作業回路６に設けられた図示しない複数の作業用油圧アクチュエータ（ラフテレーンクレーンの例でいえば、ブーム起伏シリンダ、ウィンチモータ、旋回モータ等）が駆動される。
【００２６】
作業回路６のタンクライン７にオイルクーラー８が設けられ、作業回路６のアクチュエータから出た戻り油がこのオイルクーラー８により冷却されて油タンクＴに戻る。９はオイルクーラー８と並列に設けられたチェック弁である。
【００２７】
作業ポンプ用レギュレータ５は、コントローラ１０によって制御される電磁比例弁１１を介してパイロット圧源１２に接続され、油温センサ１３によって検出されるタンク油温に応じて、コントローラ１０からの信号に基づいて電磁比例弁１１の二次圧が変化し、これにより作業ポンプ用レギュレータ５の作動ストロークが変化してポンプ傾転が大小制御される（この点は後に詳述する）。
【００２８】
一方、走行ポンプ４は、双方向型でかつ走行用ポンプレギュレータ１４によって傾転が制御される可変容量型ポンプとして構成されている。
【００２９】
この走行ポンプ４を油圧源とする走行回路は、ポンプ回路Ａとモータ回路Ｂとによって構成され、ポンプ回路Ａが作業ポンプ３及び作業回路６とその関連機器とともに上部旋回体に、モータ回路Ｂが下部走行体にそれぞれ設置される。
【００３０】
ポンプ回路Ａは、走行ポンプ４と、コントローラ１０からの信号に基づいて走行用ポンプレギュレータ１４の作動を制御する電磁切換弁１５と、油タンクＴから油を吸い上げる固定容量型の補助ポンプ（油補給ポンプ）１６と、この補助ポンプ１６の吐出量に応じた圧力を発生させる絞り１７と、この絞り１７によって発生した圧力を減圧して電磁切換弁１５経由で走行用ポンプレギュレータ１４に送る減圧弁１８と、低圧リリーフ弁１９と、回路圧力の最大値を規制するオーバーロードリリーフ弁２０，２０と、補助ポンプ１６からの油の一部を回路に補充するためのチェック弁２１，２１とを具備している。
【００３１】
モータ回路Ｂは、走行用油圧モータ（以下、走行モータという）２２と、余剰油を回路外に排出するフラッシングバルブ２３と、このフラッシングバルブ２３の下流側に設けられた絞り２４及び流量制御弁２５とを具備し、このモータ回路Ｂの両側モータ管路２６，２７とポンプ回路Ａの両側主管路２８，２９とがスイベルジョイント３０経由で接続されて閉回路が構成されている。
【００３２】
３１は走行モータ２２の回転力を減速して図示しない走行駆動輪に伝える走行減速機である。
【００３３】
また、ポンプ回路Ａには、走行ポンプ４からの洩れ油及び低圧リリーフ弁１９からのリリーフ油が流入するポンプ側ドレン管路３２、モータ回路Ｂには、走行モータ２２からの洩れ油及びフラッシングバルブ２３からの排出油が流入するモータ側ドレン管３３がそれぞれ設けられ、この両ドレン管路３２，３３が、スイベルジョイント３０及び合流ドレン管路３４を介してタンクＴに接続されている。
【００３４】
このように、ドレン管路３２，３３，３４が最短経路でタンクＴに接続されているため、管路長が最小限に短くてすむ。従って、ドレン管路長が長くなる上部旋回式の車両においても、ドレン管路３２，３３，３４によって走行回路に発生する背圧を低く抑えることができるため、機器各部（たとえば走行モータ２２のシール）の背圧負荷が軽減され、これらの損傷が防止される。
【００３５】
上記構成において、図示しないシフトレバーが操作されると、その操作信号に基づくコントローラ１０からの信号によって電磁切換弁１５が切換わり作動し、補助ポンプ１６からの油がこの電磁切換弁１５経由で走行ポンプ用レギュレータ１４に送られて走行ポンプ４の傾転が増加する。
【００３６】
これにより、同ポンプ４から吐出された油がモータ回路Ｂに送られて走行モータ２２が回転し、車両が走行する。
【００３７】
この走行中、走行ポンプ４及び走行モータ２２から洩れ出た油、それに低圧リリーフ弁１９及びフラッシングバルブ２３を介して排出された油がドレン管路３２，３３、合流ドレン管路３４を介して油タンクＴに戻される。
【００３８】
一方、このとき作業回路６は停止しているが、作業ポンプ３は駆動され、同ポンプ３から吐出された油が作業回路６を通り、オイルクーラー８で冷却されて油タンクＴ、さらにポンプ３へと循環する。
【００３９】
この作業系の油の循環作用により、上記走行回路からのドレン油が冷却され、その上で補助ポンプ１６により走行回路に補給されるため、走行ポンプ４及び走行モータ２を含む閉回路である走行回路（ポンプ回路Ａ及びモータ回路Ｂ）が冷却される。
【００４０】
すなわち、ドレン管路３２，３３，３４を、公知技術のようにポンプケースやモータケースに通さずに直接油タンクＴに接続した構成をとりながら、走行回路を、オイルクーラー８を通した低温の油によって冷却し適温に保持することができる。
【００４１】
この場合、作業ポンプ３から吐出される大流量の油をオイルクーラー８で冷却するため、タンク油温を効率良く冷却でき、これにより走行回路の冷却作用を効率良く行わせることができる。
【００４２】
また、この実施形態においては、タンク油温に応じて冷却運転が制御される。これを図２のフローチャートを併用して説明する。
【００４３】
コントローラ１０には、予め油温について、冷却能力を上げるべき温度としての基準値と、この基準値よりも低温の設定値とが定められ、ステップＳ１で、油温センサ１３によって検出されたタンク油温と基準値とが比較される。
【００４４】
ここでＹＥＳの場合、すなわち、タンク油温が基準値以上の高温である場合は、ステップＳ２で電磁比例弁１１を通じて作業ポンプ用レギュレータ５に大傾転を指令する。
【００４５】
これにより、作業ポンプ３の吐出量が増加し、大流量がオイルクーラー８によって冷却されるため、油温が速やかに低下し、走行回路の冷却能力が高められる。
【００４６】
一方、ステップＳ１でＮＯ（基準値未満）の場合は、ステップＳ３でさらにタンク油温が設定値以上か否かが判別され、ＮＯ（設定値未満）の場合は冷却能力を上げる必要がないため、ステップＳ４で作業ポンプ３を小傾転側（たとえば最小傾転）に制御する。
【００４７】
これに対し、ステップＳ３でタンク油温が設定値以上であると判別されると、ステップＳ５で前回ポンプが大傾転側に制御されたか否かが判別され、ＮＯの場合はステップＳ４で作業ポンプ３が小傾転側に、ＹＥＳの場合はステップＳ２で作業ポンプ３が大傾転側にそれぞれ制御される。
【００４８】
このステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ２の制御により、作業ポンプ３が一旦大傾転側に制御されたときはタンク油温が設定値未満に下がるまで大傾転が維持される。
【００４９】
このように、タンク油温に応じた冷却能力の制御を行うことにより、走行回路をより効率良く冷却し、より適温に保つことが可能となる。
【００５０】
なお、上記の例では作業ポンプ３の傾転を大小二通りのみに切換えるようにしたが、タンク油温の変化に応じて同ポンプ傾転を三段階以上または無段連続的に変化させるようにしてもよい。
【００５１】
また、ポンプ傾転を大小二通りのみに切換える場合、油温センサ１３に代えて、設定温度でオン（またはオフ）となる油温スイッチを用い、かつ、電磁比例弁１１に代えて電磁切換弁を用いてもよい。この場合、コントローラ１０を介さずに、油温スイッチのオン／オフによって直接電磁切換弁を切換える構成をとってもよい。
【００５２】
第２実施形態（図３参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００５３】
第２実施形態においては、第１実施形態の構成を前提として、
（イ）走行回路から油タンクＴに戻るドレン油を独自のオイルクーラーで冷却し、
（ロ）走行減速機３１も同時に冷却する
構成が付加されている。
【００５４】
すなわち、合流ドレン管路３４にドレン用の補助オイルクーラー３５が設けられるとともに、モータ回路Ｂのドレン管路３３から分岐して走行減速機３１を通る減速機冷却管路３６が設けられている。
【００５５】
３７は補助オイルクーラー３５と並列に設けられたチェック弁、３８は減速機冷却管路３６から走行モータ２２側への油の逆流を阻止するためのチェック弁である。
【００５６】
この構成によると、走行回路からのドレン油が補助オイルクーラー３５によって冷却された後、油タンクＴに戻り、その上で作業ポンプ３とオイルクーラー８による主冷却作用を受けるため、冷却効果が高められ、とくに作業ポンプ３の最大吐出量が少なくて主冷却作用が十分でない可能性のある車両において効果を発揮する。
【００５７】
また、減速機冷却管路３６によって走行減速機３１にドレン油が供給され、このドレン油によって走行減速機３１が冷却されるため、この走行減速機３１のオーバーヒートをも防止することができる。
【００５８】
なお、補助オイルクーラー３５は、オイルクーラー８とともに、エンジンルーム内においてラジエータ前に配置し、共通のファンによって空冷するように構成すればよい。この場合、両オイルクーラー８，３５はラジエータ前に左右に並べて配置してもよいし、前後に配置してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、走行回路のドレン管路を直接油タンクに接続してドレン管路の全長を短くし、その背圧による走行回路の機器各部の損傷を防止しながら、走行中、作業用油圧ポンプを駆動して作業回路の油をオイルクーラー経由で循環させ、これによって冷却されたタンク油を補給ポンプによって走行回路に補給する構成としたから、走行系の機器（油圧モータ、油圧ポンプ）を効率良く冷却することができる。
【００６０】
また、作業用油圧ポンプを利用して補給油を冷却するため、別ポンプを追加する場合と比較してコスト及びエネルギー効率の点で有利となる。
【００６１】
この場合、請求項３，４の発明によると、油温上昇時に作業用油圧ポンプの吐出量を増加させるため、オイルクーラーによる冷却効率を高めて油温を適温に保ち、走行回路の冷却性能を一定に維持することができる。
【００６２】
また、請求項５の発明によると、ドレン管路にもオイルクーラーを設けているため、走行回路のドレン油をこのドレン用オイルクーラーによって冷却し、作業回路のオイルクーラーによる冷却作用と合わせて高い冷却性能を得ることができる。
【００６３】
請求項６の発明によると、ドレン油の一部を走行減速機に通して同減速機をも冷却し、そのオーバーヒートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す回路構成図である。
【図２】同実施形態におけるポンプ制御作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１  原動機
３  作業用油圧ポンプ
４  走行用油圧ポンプ
５  ポンプ制御手段を構成する作業用油圧ポンプのレギュレータ
１０  同コントローラ
１１  同電磁比例弁
１３  同油温センサ
１６  補助ポンプ（油補給ポンプ）
２２  走行用油圧モータ
Ａ  走行回路を構成するポンプ回路
Ｂ  同モータ回路
６  作業回路
８  作業回路用のオイルクーラー
３０  スイベルジョイント
３１  走行減速機
３２，３３，３４  ドレン管路
３５  ドレン用の補助オイルクーラー
３６  減速機冷却管路
【図１】
2004347083.tif 000003
【図２】
2004347083.tif 000004
【図３】
2004347083.tif 000005