(57)【要約】【課題】  オイルクーラによる作動油の冷却効率を高める。【解決手段】  油圧アクチュエータ回路３の戻り油ライン４に、作動油を冷却するオイルクーラ９を設けた作動油冷却装置において、オイルクーラ９に対する送風用のファン１０を駆動するファンモータ１１をオイルクーラ９とパラレルに接続する。ファンモータ１１は可変容量型として構成し、油温センサ１５によって検出される油温に応じて、コントローラ１３とレギュレータ１４により、油温上昇時にファンモータ１１の容量を小さくする方向でモータ容量を自動制御するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータから出た作動油をタンクに戻す戻り油ラインに設けられた作動油冷却用のオイルクーラと、このオイルクーラに送風する冷却ファンと、上記オイルクーラとパラレル状態で上記戻り油ラインに接続されて上記冷却ファンを駆動する可変容量型油圧モータからなるファンモータと、このファンモータの容量を制御するモータ容量制御手段とを具備することを特徴とする建設機械の作動油冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の作動油冷却装置において、モータ容量制御手段は、作動油の温度を検出する油温センサを備え、この油温センサによって検出される温度に応じて、油温上昇時に上記ファンモータの容量を小さくする方向でモータ容量を自動制御するように構成されたことを特徴とする作動油冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧ショベル等の建設機械において、アクチュエータを作動させる作動油を冷却する作動油冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動油冷却装置として、作業アタッチメント等を作動させる油圧アクチュエータ回路の戻り油ラインにオイルクーラを設け、アクチュエータから出た作動油をこのオイルクーラで冷却した上でタンクに戻す構成をとっている。
【０００３】
しかし、これだけではオイルクーラの冷却能力が十分ではなく、作動油温度が上昇して回路機器に悪影響を与える場合があった。
【０００４】
一方、建設機械におけるラジエータ冷却装置として、エンジン馬力のうちラジエータファンの駆動に費やされる分を節減するために、アクチュエータ回路の戻り油ラインに油圧モータを設け、この油圧モータでラジエータファンを駆動する構成をとるものが公知である(特許文献１参照)。
【０００５】
従って、この公知技術を作動油冷却装置に転用し、アクチュエータ回路の戻り油ラインに油圧モータを設け、この油圧モータでオイルクーラ用のファンを駆動してオイルクーラに送風することにより、オイルクーラの冷却を助ける構成をとることが考えられる。
【特許文献１】特開平１０−１８４３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このようにオイルクーラに送風するだけではなお、オイルクーラの冷却効率の向上は十分ではなく、とくに長時間の連続作業等によって作動油が高温化した場合に効果的な作動油冷却効果は望めない。
【０００７】
そこで本発明は、作動油の冷却効率を飛躍的に高めることができる建設機械の作動油冷却装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、油圧アクチュエータから出た作動油をタンクに戻す戻り油ラインに設けられた作動油冷却用のオイルクーラと、このオイルクーラに送風する冷却ファンと、上記オイルクーラとパラレル状態で上記戻り油ラインに接続されて上記冷却ファンを駆動する可変容量型油圧モータからなるファンモータと、このファンモータの容量を制御するモータ容量制御手段とを具備するものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、モータ容量制御手段は、作動油の温度を検出する油温センサを備え、この油温センサによって検出される温度に応じて、油温上昇時に上記ファンモータの容量を小さくする方向でモータ容量を自動制御するように構成されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、必要に応じてモータ容量を変えることにより、オイルクーラの冷却能力を変えることができる。
【００１１】
すなわち、ファンモータの容量を小さくすれば、同モータ圧力が上昇して、これにパラレルに接続されたオイルクーラの流量が増加するため、オイルクーラの冷却能力を高めることができる。また、ファンモータの回転数(ファン回転数)が増加し、送風量が増えることでさらにオイルクーラの冷却効率を高めることができる。
【００１２】
一方、モータ容量を大きくすれば、オイルクーラの通過流量を減少させて圧力損失を低くし、オイルクーラの発熱を抑えることができる。
【００１３】
この場合、請求項２の発明によると、油温センサによって作動油の温度を検出し、この検出された油温に応じて、油温上昇時にファンモータの容量を小さくする(油温低下時には容量を大きくする)方向でモータ容量を自動制御することができる。このため、上記オイルクーラの冷却能力アップ及び圧力損失減少の両作用が自動的にかつ確実に行なわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に油圧アクチュエータ回路を示す。
【００１５】
同図において、１はエンジン２によって駆動される油圧ポンプで、この油圧ポンプ１からの圧油が、複数の油圧アクチュエータを備えた油圧アクチュエータ回路３に送られ、同回路３から戻り油ライン４を経てタンクＴに戻される。
【００１６】
ここでは、油圧アクチュエータとして油圧シリンダ５と油圧モータ６とを示す。７,８はコントロールバルブである。
【００１７】
戻り油ライン４にはオイルクーラ９が設けられ、油圧アクチュエータ回路３で高温化した作動油がこのオイルクーラ９で冷却される。
【００１８】
このオイルクーラ９の冷却能力を高めるためにファン１０が設けられ、このファン１０を駆動するファンモータ(油圧モータ)１１が、オイルクーラ９とパラレル状態で戻り油ライン４に接続されている。
【００１９】
１２はファンモータ１１にパラレルに接続されたチェック弁である。
【００２０】
ファンモータ１１は、容量が大小変化する可変容量型として構成され、コントローラ１３からの制御信号に基づくレギュレータ１４の作動によって容量が変化する。
【００２１】
コントローラ１３には、戻り油ライン４の作動油温度を検出する油温センサ１５からの信号が入力され、検出された油温に応じて、コントローラ１３からレギュレータ１４に、油温上昇時にはモータ容量を小さくする方向の制御信号が出力される。
【００２２】
この点の作用を詳述する。
【００２３】
図２はモータ容量が最大のときと最小のときのモータ容量とモータ圧力の関係を示す。同図から分かるように、モータ容量とモータ圧力は図示のように比例関係にあり、モータ容量が大きいほどモータ圧力が低くなる。
【００２４】
従って、図１のようにオイルクーラ９とファンモータ１１をパラレルに接続した回路において、モータ容量を大きくするほどファンモータ１１の圧力が低下して同モータ１１に油が流れ易くなり、その分、オイルクーラ９の通過流量が減少する。一方、ファンモータ１１については、容量が大きくなることで流量は増えるが回転数(ファン回転数＝送風量)は低下する。
【００２５】
逆に、モータ容量を小さくするほどファンモータ１１の圧力が高くなることでオイルクーラ９の通過流量が増加する一方で、ファンモータ１１の回転数も増加する。
【００２６】
図３は油温の変化によってオイルクーラ９の通過流量と圧力損失の関係が変化することを示すもので、通過流量と圧力損失は比例関係にあるが、油温が低くなるほど圧力損失が大きくなり、それだけ発熱量も大きくなる。(イ)は油温が９０℃の場合、(ロ)は油温が０℃の場合をそれぞれ示す。
【００２７】
従って、油温が低いときはオイルクーラ９の通過流量を減らすことにより、その圧力損失を小さくして発熱を抑えることができる。
【００２８】
図４は、オイルクーラ９の通過流量(図例では３００L／min、４００L／min、５００L／min)によってオイルクーラ９のコア前面風速と放熱量の関係が変化することを示し、コア前面風速が同じでも通過流量が多いほど放熱量が増加する。
【００２９】
この装置においては、以上の点から、作動油の温度が高くなるとファンモータ１１の容量を小さく設定することにより、オイルクーラ９の通過流量とファンモータ１１の回転数を増加させて作動油の冷却能力を高め、作動油の温度が低くなるとファンモータ１１の容量を大きく設定することにより、オイルクーラ９の通過流量を減らしてその発熱を抑えるように構成されている。
【００３０】
この場合、コントローラ１３において油温とモータ容量の関係について予めテーブル化しておき、油温の変化に応じてモータ容量を連続的に変化させる制御を行なってもよいし、予め設定した温度を基準にして、この基準値以上か未満かで、モータ容量を決まった値(たとえば最小値と最大値)で大小変化させる制御を行なってもよい。
【００３１】
また、上記実施形態ではコントローラ１３とレギュレータ１４と油温センサ１５とによってモータ容量制御手段を構成し、油温センサ１５で検出された油温に応じてモータ容量を自動制御する構成をとったが、他の構成として、たとえばスイッチ操作に基づいてモータ容量を制御する構成をとってもよい。
【００３２】
あるいは、油圧アクチュエータの作動／非作動を検出し、作動時にモータ容量を小さくする方向で自動制御するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を示す油圧回路及び制御系の構成図である。
【図２】モータ容量が最大と最小の状態でのモータ流量とモータ圧力の関係を示す図である。
【図３】(イ)は油温９０℃の場合、(ロ)は油温０℃の場合のオイルクーラ通過流量と圧力損失の関係を示す図である。
【図４】オイルクーラの通過流量によってオイルクーラの前面風速と放熱量の関係が変化することを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
３  油圧アクチュエータ回路
４  戻り油ライン
９  オイルクーラ
１０  ファン
１１  ファンモータ
１３  モータ容量制御手段を構成するコントローラ
１４  同、レギュレータ
１５  同、油温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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