(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン始動時の暖機運転及び作業中のヒートバランスを簡単かつ確実に確保することを目的とする。【解決手段】パイロット制御式方向切換弁１４又はソレノイド制御式方向切換弁２１の下流をオイルクーラ１５を有する冷却油路１６とオイルクーラを有しない非冷却油路１８で構成すると共に、リモコン弁１２と主方向切換弁７を接続する一対のパイロット油路間を繋ぐ連通路にシャトル弁２０を設け、該シャトル弁２０を前記戻り油路に介設したパイロット制御式方向切換弁１４のパイロット制御部に直接接続するか又はソレノイド制御式方向切換弁２１のソレノイド制御部に圧力スイッチ２３等を介して接続し、リモコン弁１２操作時は前記冷却油路１６を介して戻り油をタンク１７に戻す一方、前記リモコン弁１２非操作時は前記非冷却油路１８を介して戻り油をタンク１７に戻すようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主油圧ポンプと、該主油圧ポンプからの圧油により駆動されるアクチュエータと、該アクチュエータに供給される圧油の方向を制御する主方向切換弁と、該主方向切換弁のパイロット制御部にパイロットポンプのパイロット圧を導出するリモコン弁を含む油圧回路において、前記主方向切換弁の下流の戻り油路にパイロット制御式方向切換弁を介設し、該パイロット制御式方向切換弁の下流をオイルクーラを有する冷却油路とオイルクーラを有しない非冷却油路で構成すると共に、前記リモコン弁と主方向切換弁のパイロット制御部を接続する一対のパイロット油路間を繋ぐ連通油路にシャトル弁を設け、該シャトル弁を前記戻り油路に介設したパイロット制御式方向切換弁のパイロット制御部に接続し、前記リモコン弁操作時は前記冷却油路を介して戻り油をタンクに戻す一方、前記リモコン弁非操作時は前記非冷却油路を介して戻り油をタンクに戻すようにしたことを特徴とする油圧作業機械の油圧回路。
【請求項２】
主油圧ポンプと、該主油圧ポンプからの圧油により駆動されるアクチュエータと、該アクチュエータに供給される圧油の方向を制御する主方向切換弁と、該主方向切換弁のパイロット制御部にパイロットポンプのパイロット圧を導出するリモコン弁を含む油圧回路において、前記主方向切換弁の下流の戻り油路にソレノイド制御式方向切換弁を介設し、該ソレノイド制御式方向切換弁の下流をオイルクーラを有する冷却油路とオイルクーラを有しない非冷却油路で構成すると共に、前記リモコン弁の作動を検出するセンサを設け、該センサを前記戻り油路に介設したソレノイド制御式方向切換弁のソレノイド制御部に接続し、前記リモコン弁操作時は前記冷却油路を介して戻り油をタンクに戻す一方、前記リモコン弁非操作時は前記非冷却油路を介して戻り油をタンクに戻すようにしたことを特徴とする油圧作業機械の油圧回路。
【請求項３】
主油圧ポンプと、該主油圧ポンプからの圧油により駆動されるアクチュエータと、該アクチュエータに供給される圧油の方向を制御する主方向切換弁と、該主方向切換弁のパイロット制御部にパイロットポンプのパイロット圧を導出するリモコン弁を含む油圧回路において、前記主方向切換弁の下流の戻り油路にソレノイド制御式方向切換弁を介設し、該ソレノイド制御式方向切換弁の下流をオイルクーラを有する冷却油路とオイルクーラを有しない非冷却油路で構成すると共に、前記リモコン弁と主方向切換弁のパイロット制御部を接続する一対のパイロット油路間を繋ぐ連通油路にシャトル弁を設け、該シャトル弁を前記戻り油路に介設したソレノイド制御式方向切換弁のソレノイド制御部に圧力スイッチを介して接続し、前記リモコン弁操作時は前記冷却油路を介して戻り油をタンクに戻す一方、前記リモコン弁非操作時は前記非冷却油路を介して戻り油をタンクに戻すようにしたことを特徴とする油圧作業機械の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオイルクーラを装着した油圧作業機械の油圧回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベル、クレーン等の油圧作業機械においては、バルブ、アクチュエータ等の油圧機器の作動を滑らかにすると共に、バルブ及びアクチュエータ等の油圧機器のトラブル発生を防止するために始動時、特に寒冷時に作動油の温度を上昇させる暖機運転を行っている（例えば、特許文献１参照）。一方、作業中はバルブやアクチュエータの発熱により、作動油の油温が上昇し、粘度の低下により油洩れが生じたり、作動油が劣化しやすくなるため、オイルクーラで作動油を適正な油温まで冷却している（例えば、特許文献２参照）。そして、暖機運転時に作動油の温度を迅速に上昇させて、暖機運転時間の短縮を図る一方、作動油のヒートバランスを常に良好に保つために、戻り流路に冷却流路と非冷却流路を設け、冷却流路にはオイルクーラを、非冷却流路には電磁比例弁を夫々配設したものも出現してきた（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平８−２８４９０７号公報（第２〜４頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−６５５２７号公報（第２〜４頁、図１）
【特許文献３】特開２００２−１３０２１６号公報（第２〜５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載の発明は、作動油タンクと油圧ポンプとを接続する吸込管路に発熱ヒータ等の加熱装置を設け、作動油を暖めることによりエンジン始動時の油圧ポンプの負荷を軽減することができ、また、エンジン始動後の作動油の暖機時間の短縮及び燃費の節約を可能としたものであり、エンジン始動時、特に寒冷時における作動油の暖機を短時間で行うことができるものである。この特許文献１に記載されている発明は、加熱装置を設けて積極的に作動油を暖める点で極寒地においては最も効果的な手段であるが、ヒータ及び油温センサ等の特別な装置を必要とし、また、我が国においては北海道を除き、加熱装置を設けてまで作動油を加熱する必要はなく、エンジンを始動して作動油を循環させる程度の暖機運転で十分である。
【０００４】
一方、特許文献２記載の発明は、特許文献１と逆に作業中におけるバルブやアクチュエータの発熱により上昇した作動油の油温を冷却するために作動油冷却器を設けたものであり、この作動油冷却器にかかるピーク圧力を緩和して寿命を延ばすためにバイパス回路を設け、このバイパス回路にリリーフ弁を介挿したものであるが、リリーフ弁のセット圧力以下ではバイパス回路が遮断されるため、作動油冷却器を介して作動油がタンクに戻されることになり、エンジン始動時又は寒冷時には粘度が高い作動油が作動油冷却器を通過し、作動油冷却器に悪影響を及ぼすことになる。
【０００５】
そして、特許文献３記載の発明は、冷却流路に設けたオイルクーラの上流の圧力を検出する圧力計を設け、その圧力計の圧力が高い場合は作動油の粘度が高いと判断してコントローラから比例制御信号を電磁比例弁に導出し電磁比例弁を通る油量を調整するもので、作動油の油温に応じて変化する作動油の粘度に基づいてオイルクーラを介してタンクに戻る油量、或いはオイルクーラを介さずにタンクに戻る油量を変化させるものである。しかし、フィルタ付きのオイルクーラの場合は、フィルタの目詰まりによりオイルクーラ上流の圧力が上昇し、圧力計の検出圧力と作動油の粘度との間の関係を導き出すことが困難と思われるが、この点に関しては特許文献３の明細書第５頁第７欄１７行目〜第８欄４行目に「オイルクーラに付設したフィルタの目詰まり」に関する記載があり、対処可能と思われる。一方、作動油の粘度が高いと油圧ポンプの吸入抵抗及び動力損失が増えると共に、流動に伴う圧力損失が増大し、一般にオイルクーラは最も下流に設けられる場合が多いので、作動油の粘度が高くてもオイルクーラ手前の作動油の圧力が高いとは言えない場合もあり、オイルクーラ手前の作動油の圧力を測定して電磁比例弁を適正に制御することは難しいという問題がある。
【０００６】
そこで、バルブやアクチュエータを作動して作動油の油温が高くなってきたときには、戻り油の全てをオイルクーラを介してタンクに導く一方、エンジン始動時、特に寒冷時の作動油の油温が低い場合においては、戻り油の全てをオイルクーラを通さずに直接タンクに戻すことによりオイルクーラに及ぼす悪影響を取り除き、エンジン始動時の暖機運転及び作業中のヒートバランスを簡単かつ確実に確保するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、主油圧ポンプと、該主油圧ポンプからの圧油により駆動されるアクチュエータと、該アクチュエータに供給される圧油の方向を制御する主方向切換弁と、該主方向切換弁のパイロット制御部にパイロットポンプのパイロット圧を導出するリモコン弁を含む油圧回路において、前記主方向切換弁の下流の戻り油路にパイロット制御式方向切換弁を介設し、該パイロット制御式方向切換弁の下流をオイルクーラを有する冷却油路とオイルクーラを有しない非冷却油路で構成すると共に、前記リモコン弁と主方向切換弁のパイロット制御部を接続する一対のパイロット油路間を繋ぐ連通油路にシャトル弁を設け、該シャトル弁を前記戻り油路に介設したパイロット制御式方向切換弁のパイロット制御部に接続し、前記リモコン弁操作時は前記冷却油路を介して戻り油をタンクに戻す一方、前記リモコン弁非操作時は前記非冷却油路を介して戻り油をタンクに戻すようにした油圧作業機械の油圧回路である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、主油圧ポンプと、該主油圧ポンプからの圧油により駆動されるアクチュエータと、該アクチュエータに供給される圧油の方向を制御する主方向切換弁と、該主方向切換弁のパイロット制御部にパイロットポンプのパイロット圧を導出するリモコン弁を含む油圧回路において、前記主方向切換弁の下流の戻り油路にソレノイド制御式方向切換弁を介設し、該ソレノイド制御式方向切換弁の下流をオイルクーラを有する冷却油路とオイルクーラを有しない非冷却油路で構成すると共に、前記リモコン弁の作動を検出するセンサを設け、該センサを前記戻り油路に介設したソレノイド制御式方向切換弁のソレノイド制御部に接続し、前記リモコン弁操作時は前記冷却油路を介して戻り油をタンクに戻す一方、前記リモコン弁非操作時は前記非冷却油路を介して戻り油をタンクに戻すようにした油圧作業機械の油圧回路である。
【０００９】
そして、請求項３記載の発明は、主油圧ポンプと、該主油圧ポンプからの圧油により駆動されるアクチュエータと、該アクチュエータに供給される圧油の方向を制御する主方向切換弁と、該主方向切換弁のパイロット制御部にパイロットポンプのパイロット圧を導出するリモコン弁を含む油圧回路において、前記主方向切換弁の下流の戻り油路にソレノイド制御式方向切換弁を介設し、該ソレノイド制御式方向切換弁の下流をオイルクーラを有する冷却油路とオイルクーラを有しない非冷却油路で構成すると共に、前記リモコン弁と主方向切換弁のパイロット制御部を接続する一対のパイロット油路間を繋ぐ連通油路にシャトル弁を設け、該シャトル弁を前記戻り油路に介設したソレノイド制御式方向切換弁のソレノイド制御部に圧力スイッチを介して接続し、前記リモコン弁操作時は前記冷却油路を介して戻り油をタンクに戻す一方、前記リモコン弁非操作時は前記非冷却油路を介して戻り油をタンクに戻すようにした油圧作業機械の油圧回路である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１乃至請求項３記載の発明は、作動油の油温が低く、粘度が比較的高いエンジン始動時においては、リモコン弁の操作レバーを中立位置に保持することにより、主油圧ポンプから吐出される作動油は非冷却油路を介して循環されるため、オイルクーラに悪影響を及ぼすことがなく、暖機も早く行うことができる。一方、作業中において作動油の油温が高くなった場合は、リモコン弁の操作により戻り油路に介設した方向切換弁が切り換えられ、作動油は冷却油路を介して循環されオイルクーラにより冷却されるため、過熱を防止でき、ヒートバランスを保つことができる。また、作業中においても操作レバーを中立に戻すと作動油は非冷却油路を介してタンクに戻ることになり、オイルクーラで冷却されないが、作業中は操作レバーを非中立（ＯＮ）にしている場合が多いので、作動油は冷却油路を通過する方が多く、ヒートバランス上問題になることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は本発明に係る油圧回路を採用した油圧ショベルの全体側面図を示し、図２は本発明の第１実施形態に係る油圧回路図、図３は本発明の第２実施形態に係る電気油圧回路図、そして図４は本発明の第３実施形態に係る電気油圧回路図を示す。
【００１２】
図１において、１は下部走行体で、該下部走行体１に上部旋回体２が旋回可能に装架され、該上部旋回体２前部中央にフロントアタッチメント３が俯仰動可能に枢着され、上部旋回体２の前部一側に運転室４が載置され、上部旋回体２の後端にはカウンタウエイト５が取り付けられている。
【００１３】
図２の本発明の第１実施形態に係る油圧回路図において、主油圧ポンプ６の吐出口は主方向切換弁７のＰポートに接続され、該主方向切換弁７のＡ、Ｂポートは夫々アクチュエータ８に接続され、主方向切換弁７のＴポートは油路９を介して戻り油路１０に接続されている。
【００１４】
また、パイロットポンプ１１は操作レバー１２ａを有するリモコン弁１２に接続され、該リモコン弁１２は一対のパイロット油路１３ａ、１３ｂにより前記主方向切換弁７のパイロット制御部７ａ、７ｂに夫々接続されている。
【００１５】
前記主方向切換弁７の中立流路７ｃと接続される戻り油路１０はパイロット制御式方向切換弁１４のＰポートに接続され、該パイロット制御式方向切換弁１４のＡポートはオイルクーラ１５を介挿した冷却油路１６を介してタンク１７に接続され、方向切換弁１４のＢポートは非冷却油路１８を介して直接タンク１７に接続されている。
【００１６】
そして、前記一対のパイロット油路１３ａ、１３ｂ間を繋ぐ連通油路１９にはシャトル弁２０が介挿され、該シャトル弁２０は前記パイロット制御式方向切換弁１４のパイロット制御部１４ａに接続されている。
【００１７】
リモコン弁１２の操作レバー１２ａを中立位置に保持したままエンジンを始動させた場合、パイロットポンプ１１のパイロット圧は主方向切換弁７のパイロット制御部７ａ、７ｂ及びパイロット制御式方向切換弁１４のパイロット制御部１４ａのいずれにも導出されないので、主方向切換弁７は中立位置に保持され、一方、パイロット制御式方向切換弁１４はバネの付勢力によりポジション１４ｂに保持される。その結果、主油圧ポンプ６から吐出された作動油は主方向切換弁７の中立流路７ｃ、戻り油路１０、パイロット制御式方向切換弁１４のポジション１４ｂ、非冷却油路１８を通ってタンク１７に戻り、再び主油圧ポンプ６から吐出され、循環することにより作動油の油温が上昇し、暖機される。
【００１８】
この暖機の初期の段階においては、作動油の油温が低く、粘度が比較的高いものの、作動油は非冷却油路１８を通ってタンク１７に戻り、オイルクーラ１５がある冷却油路１６を通らないため、オイルクーラ１５に悪影響を与えることはない。
【００１９】
一方、暖機により作動油の油温が上昇し作業が可能になった場合に、前記リモコン弁１２の操作レバー１２ａを操作すると、パイロットポンプ１１のパイロット圧が前記主方向切換弁７のパイロット制御部７ａ、７ｂのいずれかに導出されると共に、前記シャトル弁２０を介して前記パイロット制御式方向切換弁１４のパイロット制御部１４ａに導出され、主方向切換弁７及びパイロット制御式方向切換弁１４を切り換え、主油圧ポンプ６から吐出された作動油は主方向切換弁７を介してアクチュエータ８に導かれ、アクチュエータ８からの戻り油は主方向切換弁７のＴポートから油路９、戻り油路１０、パイロット制御式方向切換弁１４のポジション１４ｃ、オイルクーラ１５が介挿されている冷却油路１６を通ってタンク１７に戻るため、作動油は冷却される。
【００２０】
作業中において、リモコン弁１２の操作レバー１２ａを中立位置に戻せば、前記パイロット制御式方向切換弁１４のパイロット制御部１４ａにパイロット圧が導出されないため、主油圧ポンプ６から吐出された作動油はオイルクーラ１５を介挿した冷却油路１６を通らずに非冷却油路１８を通るため冷却されないことになるが、作業中は操作レバーを非中立（ＯＮ）にしている場合が多いので、作動油は冷却油路を通過する方が多く、ヒートバランス上問題になることはない。
【００２１】
図３の本発明の第２実施形態に係る電気油圧回路図は、図２の本発明の第１実施形態に係る油圧回路図におけるパイロット制御式方向切換弁１４の代わりにソレノイド制御式方向切換弁２１を戻り油路１０に介設し、前記一対のパイロット油路１３ａ、１３ｂ間を繋ぐ連通油路１９及び該連通油路１９に介挿したシャトル弁２０の代わりに前記操作レバー１２ａの近傍にリモコン弁１２の作動を検出するセンサ２２を設け、該センサ２２を前記ソレノイド制御式方向切換弁２１のソレノイド制御部２１ａに接続したもので、基本的には第１実施形態とほぼ同じ構成であり、同様の作用、効果を奏する。
【００２２】
すなわち、前記主方向切換弁７の中立流路７ｃと接続される戻り油路１０はソレノイド制御式方向切換弁２１のＰポートに接続され、該ソレノイド制御式方向切換弁２１のＡポートはオイルクーラ１５を介挿した冷却油路１６を介してタンク１７に接続され、ソレノイド制御式方向切換弁２１のＢポートは非冷却油路１８を介して直接タンク１７に接続されている。
【００２３】
そして、リモコン弁１２の操作レバー１２ａを中立位置に保持したままエンジンを始動させた場合、パイロットポンプ１１のパイロット圧は主方向切換弁７のパイロット制御部７ａ、７ｂに導出されず、センサ２２からソレノイド制御式方向切換弁２１のソレノイド制御部２１ａに信号が導出されないので、主方向切換弁７は中立位置に保持され、また、ソレノイド制御式方向切換弁２１はバネの付勢力によりポジション２１ｂに保持される。その結果、主油圧ポンプ６から吐出された作動油は主方向切換弁７の中立流路７ｃ、戻り油路１０、ソレノイド制御式方向切換弁２１のポジション２１ｂ、非冷却油路１８を通ってタンク１７に戻り、再び主油圧ポンプ６から吐出され、循環することにより作動油の油温が上昇し、暖機される。
【００２４】
一方、暖機により作動油の油温が上昇し作業が可能になった場合に、前記リモコン弁１２の操作レバー１２ａを操作すると、パイロットポンプ１１のパイロット圧が前記主方向切換弁７のパイロット制御部７ａ、７ｂのいずれかに導出されると共に、前記センサ２２の検出信号が前記ソレノイド制御式方向切換弁２１のソレノイド制御部２１ａに導出され、主方向切換弁７及びソレノイド制御式方向切換弁２１を切り換え、主油圧ポンプ６から吐出された作動油は主方向切換弁７を介してアクチュエータ８に導かれ、アクチュエータ８からの戻り油は主方向切換弁７のＴポートから油路９、戻り油路１０、ソレノイド制御式方向切換弁２１のポジション２１ｃ、オイルクーラ１５が介挿されている冷却油路１６を通ってタンク１７に戻るため、作動油は冷却される。
【００２５】
その結果、操作レバー非操作時、特にエンジン始動時においては、戻り油の全てがオイルクーラを通ることなく、循環させられるので、早く暖機することができ、一方、操作レバー操作時は戻り油の全てがオイルクーラを通るため、冷却効率を高めることができ、操作レバーの操作・非操作に連動して暖機・冷却を選択でき、特別な装置を必要とせず、通常の操作で適正なヒートバランスを得ることができる。
【００２６】
図４の本発明の第３実施形態に係る電気油圧回路図は、図２の本発明の第１実施形態に係る油圧回路図におけるパイロット制御式方向切換弁１４の代わりにソレノイド制御式方向切換弁２１を戻り油路１０に介設すると共に、該ソレノイド式方向切換弁２１のソレノイド制御部２１ａと前記シャトル弁２０とを圧力スイッチ２３を介して接続したもので、基本的には第１実施形態及び第２実施形態とほぼ同じ構成であり、同様の作用、効果を奏する。
【００２７】
すなわち、前記主方向切換弁７の中立流路７ｃと接続される戻り油路１０はソレノイド制御式方向切換弁２１のＰポートに接続され、該ソレノイド制御式方向切換弁２１のＡポートはオイルクーラ１５を介挿した冷却油路１６を介してタンク１７に接続され、ソレノイド制御式方向切換弁２１のＢポートは非冷却油路１８を介して直接タンク１７に接続されている。
【００２８】
そして、リモコン弁１２の操作レバー１２ａを中立位置に保持したままエンジンを始動させた場合、パイロットポンプ１１のパイロット圧は主方向切換弁７のパイロット制御部７ａ、７ｂ及び圧力スイッチ２３に導出されず、主方向切換弁７は中立位置に保持され、一方、ソレノイド制御式方向切換弁２１はバネの付勢力によりポジション２１ｂに保持される。その結果、主油圧ポンプ６から吐出された作動油は主方向切換弁７の中立流路７ｃ、戻り油路１０、ソレノイド制御式方向切換弁２１のポジション２１ｂ、非冷却油路１８を通ってタンク１７に戻り、再び主油圧ポンプ６から吐出され、循環することにより作動油の油温が上昇し、暖機される。
【００２９】
一方、暖機により作動油の油温が上昇し作業が可能になった場合に、前記リモコン弁１２の操作レバー１２ａを操作すると、パイロットポンプ１１のパイロット圧が前記主方向切換弁７のパイロット制御部７ａ、７ｂのいずれかに導出されると共に、前記シャトル弁２０を介して圧力スイッチ２３に導出され、該圧力スイッチ２３の出力信号が前記ソレノイド制御式方向切換弁２１のソレノイド制御部２１ａに導かれ、主方向切換弁７及びソレノイド制御式方向切換弁２１を切り換え、主油圧ポンプ６から吐出された作動油は主方向切換弁７を介してアクチュエータ８に導かれ、アクチュエータ８からの戻り油は主方向切換弁７のＴポートから油路９、戻り油路１０、ソレノイド制御式方向切換弁２１のポジション２１ｃ、オイルクーラ１５が介挿されている冷却油路１６を通ってタンク１７に戻るため、作動油は冷却される。
【００３０】
その結果、操作レバー非操作時、特にエンジン始動時においては、戻り油の全てがオイルクーラを通ることなく、循環させられるので、早く暖機することができ、一方、操作レバー操作時は戻り油の全てがオイルクーラを通るため、冷却効率を高めることができ、操作レバーの操作・非操作に連動して暖機・冷却を選択でき、特別な装置を必要とせず、通常の操作で適正なヒートバランスを得ることができる。
【００３１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る油圧回路を採用した油圧ショベルの全体側面図
【図２】本発明の第１実施形態に係る油圧回路図
【図３】本発明の第２実施形態に係る電気油圧回路図
【図４】本発明の第３実施形態に係る電気油圧回路図
【符号の説明】
【００３３】
６        主油圧ポンプ
７        主方向切換弁
８        アクチュエータ
９        油路
１０        戻り油路
１１        パイロットポンプ
１２        リモコン弁
１２ａ  操作レバー
１４        パイロット制御式方向切換弁
１５        オイルクーラ
１６        冷却油路
１７        タンク
１８        非冷却油路
１９        連通油路
２０        シャトル弁
２１        ソレノイド制御式方向切換弁
２２        センサ
２３        圧力スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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