(57)【要約】【課題】油圧回路の機器類が受ける過大な熱負荷を低減して同機器類の損傷を極力防止する経済的な建設機械の作動油冷却システムを提供する。【解決手段】油圧シリンダ２１，２２と、油圧シリンダ２１，２２を駆動するための圧油を発生する油圧ポンプ２０と、この油圧ポンプ２０から油圧シリンダ２１，２２へ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁２３，２４と、作動油を冷却するオイルクーラ２８とを備え、油圧回路を流れる作動油をオイルクーラ２８で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、油圧ポンプ２０と方向制御弁２３との間の供給管路ａにオイルクーラ２９を設けた。【選択図】        図１
2007051454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設けたことを特徴とする建設機械の作動油冷却システム。
【請求項２】
油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油を水で冷却するための水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けたことを特徴とする建設機械の作動油冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、油圧アクチュエータと油圧ポンプとこの油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される作動油の流れや流量を切り換える方向制御弁と作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する油圧ショベルやクレーン等の建設機械の作動油冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルやクレーン等の建設機械は、クローラやホイールで走行する車体と、この車体に設置され掘削作業や荷揚げ作業等の建設作業を行う作業機とを有する。油圧ショベルを例にとると、車体は、大別すると、上部旋回体を設置するための基台となり作業現場を走行することが可能な下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体とからなる。これらのうち、下部走行体は、油圧アクチュエータとしての走行モータによりクローラを駆動して走行させることができ、上部旋回体は、油圧アクチュエータとしての旋回モータにより旋回装置を駆動して旋回させることができる。
【０００３】
一方、作業機は、垂直方向に回動駆動されるアーム、ブーム、バケット等の作業具を備えて上部旋回体上に設置されており、これらの作業具は、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダにより駆動されて掘削作業や積載作業等の種々の作業を行う。建設機械は、以上のような各種油圧アクチュエータを油圧で駆動するため、油圧回路を備えている。この油圧回路は、以上述べた油圧アクチュエータのほか、作動油を貯溜する作動油タンク、この作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプ、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁等の種々の機器を備えている。
【０００４】
建設機械において、油圧回路内を循環する作動油は、その循環の過程で、油圧回路との摩擦により激しく温度上昇する。そのため、建設機械の油圧回路には、作動油を冷却するためのオイルクーラと称する作動油冷却手段を付設しており、油圧回路を流れる作動油をこのオイルクーラで冷却するようにしている。本発明は、こうした作動油冷却手段を備えた建設機械の作動油冷却システムを改良しようとするものである。
【０００５】
そこで、後に詳述する本発明の技術内容を容易に理解できるようにするため、建設機械の代表例であるクローラ式の油圧ショベルに関する概略的な構造と、建設機械の作動油冷却システムに関する従来例の技術内容とを図５及び図６に基づいて説明する。図５は、従来例の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルの構造の一例を示す斜視図、図６は、従来例の建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図である。
【０００６】
まず、作動油冷却システムが設置される建設機械の代表例であるクローラ式の油圧ショベルの一般的な構造を図５に基づいて概説する。
【０００７】
同図において、１は図示していない下部走行体上に旋回可能に設置された上部旋回体、２はこの上部旋回体１を旋回可能に支持する旋回軸受とこの旋回軸受を旋回駆動するための旋回モータや減速機等の駆動機構を備え上部旋回体１を下部走行体に対して旋回させる旋回装置、３は後端部が上部旋回体１の前部に垂直方向に回動（傾動）可能に軸着されて設置されたブーム、４は後端部がこのブーム３の前端部に垂直方向に回動（揺動）可能に軸着されたアーム、５はこのアーム４の前端部に垂直方向に回動可能にかつ着脱可能に軸着されたバケット、３ａは伸縮させてブーム３を回動させるように駆動するブームシリンダ、４ａは伸縮させてアーム４を回動させるように駆動するアームシリンダ、５ａは伸縮させてバケット５を回動させるように駆動するバケットシリンダ、６はブーム３、アーム４及びバケット５やブームシリンダ３ａ、アームシリンダ４ａ及びバケットシリンダ５ａを設けて構成され掘削作業や積載作業等の種々の建設作業を行う作業機である。
【０００８】
図示はしていないが、クローラ式の油圧ショベルは、上部旋回体１を設置するための基台となりエンドレスチェーン状のクローラベルトにより作業現場を走行する下部走行体を備えている。上部旋回体１は、この下部走行体上に旋回装置２で旋回可能に支持されて設置されている。この上部旋回体１は、上部旋回体１の基盤をなす旋回フレームと、この旋回フレーム上に設置した、後述する弁ユニット９、油圧ポンプ１０及びエンジン１１等の油圧駆動・制御用の機器や運転室１６等の諸装置とで構成された集合体を指称する。油圧ショベルは、大別すると、こうした下部走行体及び上部旋回体１と、この上部旋回体１に設置した作業機６とで構成されている。そして、油圧アクチュエータとして、前記したブームシリンダ３ａやアームシリンダ４ａやバケットシリンダ５ａのほか、下部走行体のクローラベルトを駆動するための走行モータや上部旋回体１を旋回駆動するための旋回モータ等、図示しない種々の油圧アクチュエータを備えている。
【０００９】
７は作動油を貯溜するための作動油タンク、８はエンジン１１の燃料タンク、９はブームシリンダ３ａ、アームシリンダ４ａ、バケットシリンダ５ａ等の前記の種々の油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換えて各油圧アクチュエータの運動を制御するための種々の方向制御弁を備えた方向制御弁ユニット、１０は作動油タンク７内の作動油を吸入して前記の種々の油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプとその周辺の機器とからなるポンプ装置、１１はこのポンプ装置１０における油圧ポンプを駆動するためのエンジン、１２は作動油を冷却するための作動油冷却手段としてのオイルクーラ、１３はエンジン１１の冷却後のエンジン冷却水を冷却するためのラジエータ、１４はエンジン１１で駆動されオイルクーラ１２やラジエータ１３等を空冷するための空気流を起す冷却ファン、１５はエンジン１１が吸入する空気を冷却するためのインタークーラ、１６は油圧ショベルの操縦を行うための運転室である。
【００１０】
方向制御弁ユニット９は、前記の種々の方向制御弁をユニット化して一体の弁ブロックをなすように形成されていて、これらの方向制御弁の集合体をなしている。オイルクーラ１２は、細いパイプで形成されており、作動油は、この細いパイプ内に送られて冷却ファン１４で冷却される。図には明示されていないが、上部旋回体１は、エンジン冷却水をエンジン１１の被冷却部からラジエータ１３へ送った後にエンジン１１の被冷却部に戻すための循環管路と、この循環管路を通じてエンジン冷却水を循環させるための冷却水ポンプとを設けており、通常時は、ラジエータ１３で冷却されたエンジン冷却水をこの冷却水ポンプにより絶えずエンジン１１へ送って循環させることができるようにしている。
【００１１】
次に、従来例の建設機械の作動油冷却システムを図６に基づいて説明する。図６は、この従来例の作動油冷却システムを分かりやすく説明するため、不特定の建設機械の油圧回路を模式的に示したものである。
【００１２】
同図において、２０は作動油タンク２７内の作動油を吸入して後記油圧シリンダ２１，２２を駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプ、２１はこの油圧ポンプ２０で発生した圧油により駆動される油圧アクチュエータとしての第１の油圧シリンダ、２２は油圧ポンプ２０で発生した圧油により駆動される油圧アクチュエータとしての第２の油圧シリンダ、２３は第１の油圧シリンダ２１へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同油圧シリンダ２１の運動を制御する第１の方向制御弁、２４は第２の油圧シリンダ２２へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同油圧シリンダ２２の運動を制御する第２の方向制御弁、２５は油圧ポンプ２０を駆動するためのエンジン、２６はこのエンジン１５で駆動される冷却ファン、２７はフィルタ２７ａを内蔵した作動油タンク、２８は作動油を冷却するための作動油冷却手段としてのオイルクーラである。
【００１３】
ここで、この図６の要素と前記図５の要素との対応関係を述べると、図６中の油圧ポンプ２０は、図５中のポンプ装置１０における可変容量型の油圧ポンプに相当し、同じく、油圧シリンダ２１，２２は、ブームシリンダ３ａ、アームシリンダ４ａ、バケットシリンダ５ａのうちの何れか二つの油圧シリンダに相当し、方向制御弁２３，２４は、方向制御弁ユニット９における方向制御弁に相当している。また、図６におけるエンジン２５、冷却ファン２６、作動油タンク２７及びオイルクーラ２８は、それぞれ、図５におけるエンジン１１、冷却ファン１４、作動油タンク７及びオイルクーラ１２に相当していて、以上の図６における各要素は、対応する図５における各要素と同等の働きをする。
【００１４】
方向制御弁２３，２４は、操作手段の操作により左位置に切り換えられたときに、油圧ポンプ２０の圧油を油圧シリンダ２１，２２の各ロッド側に供給するとともに、これらの各ボトム側の圧油を作動油タンク２７に排出し、これにより、各油圧シリンダ２１，２２を縮小させることができる。また、右位置に切り換えられたときには、油圧ポンプ２０の圧油を油圧シリンダ２１，２２の各ボトム側に供給するとともに、これらのロッド側の圧油を作動油タンク２７に排出し、これにより、各油圧シリンダ２１，２２を伸長させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量が調節され、これにより、油圧シリンダ２１，２２の伸縮する速度を制御することができる。
【００１５】
図６には、便宜上、油圧アクチュエータとして油圧シリンダ２１，２２を図示しているが、油圧アクチュエータは、必ずしも油圧シリンダ２１，２２のようなものである必要はなく、前述した油圧ショベルの走行モータや旋回モータのような油圧モータであってもよい。なお、図示はしていないが、冷却ファン２６とオイルクーラ２８との間には、冷却ファン２６でエンジン冷却水を空冷することができるように、ラジエータ１３のようなラジエータを配置している。
【００１６】
こうした従来の建設機械の作動油冷却システムでは、オイルクーラ２８を、図６に示すように油圧回路中の戻り管路ｂに配置することが当然のこととして定着していた。その理由について述べると、油圧シリンダ２１，２２に対して圧油を供給排出するための主管路内の油圧は、パイロット管路内の油圧パイロット圧のような油圧とは異なり非常に高く、特に、油圧ポンプ２０の圧油を方向制御弁２３，２４へ供給するための供給管路ａ内の油圧は、例えば３００ｋｇ／ｃｍ2 〜３５０ｋｇ／ｃｍ2 ときわめて高い。これに対して、方向制御弁２３，２４を通過した圧油を作動油タンク２７に戻すための戻り管路ｂ内の油圧は、例えば３０ｋｇ／ｃｍ2 弱であってかなり高圧ではあるが、供給管路ａ内の油圧に比べれば、同油圧の１／１０以下ときわめて低い。そのため、オイルクーラ２８を油圧回路に配置する場合、戻り管路ｂに配置した方が供給管路ａに配置するよりもオイルクーラ２８のパイプの強度を低くする（パイプの肉厚を薄くする）ことができ、これにより、オイルクーラ２８を安価に製作することができる。
【００１７】
また、オイルクーラ２８をこのように圧油の戻り管路ｂに配置することにより、オイルクーラ２８のパイプの肉厚を薄くすることができるため、熱伝達も良好になってオイルクーラ２８内の作動油を空冷することが可能となり、同じ冷却ファン２６により、ラジエータ内のエンジン冷却水と共に作動油を空冷することが可能となる。こうしたことから、従来の建設機械の作動油冷却システムでは、オイルクーラ２８を油圧回路中の戻り管路ｂに配置して、作動油タンク２７に戻される作動油を標的にして作動油をオイルクーラ２８で冷却するようにしていた。このようにオイルクーラ２８を戻り管路ｂに配置するようにした建設機械の作動油冷却システムは、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】実願平４ー３３２０２号（実開平５ー６７６５５号）のＣＤ−ＲＯＭ（第４−１０頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
こうした従来の建設機械の作動油冷却システムにあっては、前記の利点がある反面、油圧ポンプ２０から油圧シリンダ２１，２２へ至る油圧経路すなわち油圧ポンプ２０の吐出側の油圧経路に設けられた部品が劣化、損傷するという問題が発生した。例えば、こうした油圧経路中に部分的に設けられているホースの寿命が低下したり、このホースとパイプの連結部のＯリング及び方向制御弁２３，２４内のＯリングや油圧シリンダ２１，２２内のオイルシールが損傷したりするというトラブルが少なからず発生した。その原因を究明したところ、こうした部品が作動油から過大な熱負荷を受けて、この過大な熱負荷による熱で劣化、損傷することが判明した。
【００１９】
その原因についての検討結果を述べると、オイルクーラ２８で冷却された戻り管路ｂ側の作動油は、一旦作動油タンク２７に戻された後、油圧ポンプ２０で加圧されるが、このとき、作動油は、油圧ポンプ２０での加圧により高温となる。この高温の作動油は、方向制御弁２３，２４のポートを通過して油圧シリンダ２１，２２に供給されるが、特に、方向制御弁２３，２４のポートを通過するときの摩擦抵抗により多量の熱を発生し、油圧ポンプ２０から吐出した高温の作動油は、極度に高温となる。その結果、油圧ポンプ２０の吐出側の油圧経路に設けられた部品、特に、方向制御弁２３，２４以降のホースやシール類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷することが判明した。
【００２０】
一方、従来の建設機械の作動油冷却システムでは、こうした問題を防止するため、油圧ポンプ２０の吸入側の作動油に対するオイルクーラ２８の冷却能力を増強しようとしても困難な問題が伴う。この点について言及すると、方向制御弁２３，２４の個所で極度に高温になった作動油は、その後、油圧回路を流通する過程で漸次放熱して戻り管路ｂ上のオイルクーラ２８に送られるため、作動油と外気との温度差は、オイルクーラ２８の付近では油圧ポンプ２０の吐出側と比べてかなり小さくなる。そのため、オイルクーラ２８内の作動油を冷却ファン２６により外気で冷却するための冷却効率が悪く、オイルクーラ２８の冷却能力を増強しようとすると、オイルクーラ２８を著しく大型化することが必要となって作動油冷却システムを経済的に製作することができない。
【００２１】
この出願の発明は、こうした従来の技術の問題を解決するために創作されたものであって、その技術課題は、油圧回路の機器類が受ける過大な熱負荷を低減して同機器類の損傷を極力防止する経済的な建設機械の作動油冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
こうした技術課題を達成するため、この出願の第１番目の発明では、次の１）の手段を採用し、この出願の第２番目の発明では、次の２）の手段を採用した。
【００２３】
１）油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設ける。
【００２４】
２）油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油を水で冷却するための水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設ける。
【００２５】
すでに述べたように、油圧ポンプから吐出した高温の作動油は、油圧アクチュエータへの供給時に、方向制御弁のポートを通過するときの摩擦抵抗により多量の熱を発生して極度に高温となる。前記１）の手段を採用したこの出願の第１番目の発明に係る建設機械の作動油冷却システムでは、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設けているので、油圧ポンプでの加圧により高温となった作動油は、作動油冷却手段により直接的に冷却される。そのため、特に、作動油が多量の熱を発する方向制御弁に対しては、従来のように高温の作動油が送られることはなく、作動油冷却手段で冷却された温度の低い作動油が送られることとなる。それゆえ、作動油は、方向制御弁を通過するときに相当発熱はするものの、極度に高温となるようなことはなく、従来のように方向制御弁内のＯリングを始めとする油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するようなことはない。
【００２６】
一方、本建設機械の作動油冷却システムでは、こうした過大な熱負荷の発生を防ぐための作動油冷却手段を、特に、油圧ポンプの吐出側に配置しているので、作動油と外気との温度差が少ない油圧ポンプの吸入側に作動油冷却手段を配置した従来の作動油冷却システムにおいて、その作動油冷却手段の冷却能力を増強する場合とは異なり、作動油冷却手段が過度に大型化するようなことはない。したがって、本発明によれば、油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができる経済的な建設機械の作動油冷却システムを得ることができる。
【００２７】
前記２）の手段を採用したこの出願の第２番目の発明に係る建設機械の作動油冷却システムでは、水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けているので、前記の第１番目の発明の作動油冷却システムと同様、油圧ポンプからの高温の作動油が方向制御弁へ送られることはなく、油圧ポンプと一体の作動油冷却手段で冷却された作動油が送られることとなる。また、作動油冷却手段は、油圧ポンプと一体に設けられ、かつ、水冷式であるので、従来の作動油冷却システムでオイルクーラの冷却能力を増強する場合とは異なり、作動油冷却手段が従来のように過度に大型化するようなこともない。したがって、本発明によっても、油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止できる経済的な建設機械の作動油冷却システムを得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以下の説明から明らかなように、この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明は、それぞれ、〔課題を解決するための手段〕の項に示した前記の１）の手段及び２）の手段を採用しているので、何れの発明によっても、油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができる経済的な建設機械の作動油冷却システムを得ることができる。その結果、従来よりも油圧回路の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
特に、この出願の第２番目の発明に係る建設機械の作動油冷却システムでは、水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けているので、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設ける場合に必要とする油圧回路と作動油冷却手段との接続部品のような余分な部品を必要としない。そのため、接続部品等の部品が熱負荷を受けて劣化、損傷するというトラブルが発生する恐れはなく、油圧回路の信頼性を一層向上させることができる。また、このように水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けているので、水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプ潤滑用の潤滑油を冷却する手段としても兼用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明が実際上どのように具体化されるのかを図１乃至図４を用いて説明することにより、この出願の各発明を実施するための望ましい形態を明らかにする。
【００３１】
図１は、この出願の第１番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図、図２は、この出願の第２番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルを示す斜視図、図３は、図２の要部の拡大斜視図、図４は、図２の要部の拡大断面図である。これらの図において図５及び図６と同一符号を付けた部分は、両図と同等の部分を表すので、詳述しない。
【００３２】
以下に述べるこの出願の第１番目の発明及び第２番目の発明をそれぞれ具体化して構成した各建設機械の作動油冷却システムは、何れも、すでに述べた従来例の建設機械の作動油冷却システムと同様、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ２１，２２と、作動油タンク２７内の作動油を吸入して油圧シリンダ２１，２２を駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプ２０と、この油圧ポンプ２０から油圧シリンダ２１，２２へ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁２３，２４と、作動油を冷却する作動油冷却手段としてのオイルクーラとを備え、油圧回路を流れる作動油をオイルクーラで冷却するためのものである。なお、冷却ファン２６とオイルクーラ２８との間には、図６の作動油冷却システムと同様、冷却ファン２６でエンジン冷却水を空冷することができるように、ラジエータ１３のような図示しないラジエータを配置している。
【００３３】
そこで、図１に基づき、この出願の第１番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムについてその特徴的な技術内容を説明する。
【００３４】
この建設機械の作動油冷却システムの最大の特徴的は、作動油冷却手段としてのオイルクーラ２９を、油圧ポンプ２０と方向制御弁２３，２４との間の油圧回路である供給管路ａに設けた点にあり、図１に示す例では、オイルクーラ２９として空冷式のものを設けている。その場合、戻り管路ｂには、従来例のようなオイルクーラ２８を設けてもよいし、設けなくてもよく、その何れにするかは、設計上適宜選択することができる。図１に示す例では、戻り管路ｂに従来例のようなオイルクーラ２８を設けた例を示しているが、こうしたオイルクーラ２８を設ける場合でも、その冷却能力を従来例におけるオイルクーラ２８よりも小さくすることができる。
【００３５】
こうした手段を採用した本建設機械の作動油冷却システムに関する作用効果について説明する。
【００３６】
すでに「発明が解決しようとする課題」の項で述べたように、油圧ポンプ２０での加圧により高温となった作動油は、方向制御弁２３，２４を通過して油圧シリンダ２１，２２へ供給されるが、この高温の作動油は、特に、方向制御弁２３，２４のポートを通過するときの摩擦抵抗により、多量の熱を発生して極度に高温となる。本建設機械の作動油冷却システムでは、オイルクーラ２９を油圧ポンプ２０と方向制御弁２３，２４との間の油圧回路である供給管路ａに設けているので、油圧ポンプ２０での加圧により高温となった作動油は、オイルクーラ２９により直接的に冷却される。
【００３７】
そのため、特に、作動油が多量の熱を発する方向制御弁２３，２４に対しては、従来のように高温の作動油が送られることはなく、オイルクーラ２９で冷却された温度の低い作動油が送られることとなる。その結果、作動油は、方向制御弁２３，２４を通過するときに相当発熱はするものの、従来のように極度に高温となるようなことはなく、方向制御弁内２３，２４のＯリングを始めとする油圧ポンプ２０の吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するようなことはない。
【００３８】
一方、本建設機械の作動油冷却システムでは、こうした過大な熱負荷の発生を防ぐためのオイルクーラ２９を、特に、油圧ポンプ２０の吐出側に配置しているので、作動油と外気との温度差が少ない油圧ポンプ２０の吸入側にオイルクーラ２９を配置した従来の作動油冷却システムにおいて、そのオイルクーラ２８の冷却能力を増強する場合とは異なり、オイルクーラ２９が過度に大型化するようなことはない。したがって、本建設機械の作動油冷却システムは、油圧ポンプ２０の吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができ、かつ、経済的に製作することができる。その結果、従来よりも油圧回路の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
図２乃至図４に基づき、この出願の第２番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムについてその特徴的な技術内容を説明する。
【００４０】
この建設機械の作動油冷却システムの最大の特徴的は、作動油を水で冷却するための水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプ２０と一体に設けた点にある。図２乃至図４中、符号３０は、作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けた装置の一例であるポンプオイルクーラである。図３及び図４に基づき、このポンプオイルクーラ３０の具体的な構造やその周辺の事項について以下に説明する。
【００４１】
これらの図において、２０は既述の可変容量型の油圧ポンプ、３１はこの油圧ポンプ２０から吐出された作動油を冷却するためにポンプオイルクーラ３０内に特設された作動油冷却用の油路、３２は同じくポンプオイルクーラ３０内に特設され作動油冷却用の油路３１から分岐した作動油冷却用の分岐油路、３３はこれらの油路３１や分岐油路３２を流通した作動油をポンプオイルクーラ３０の外に導くための作動油吐出口、３４は冷却水をポンプオイルクーラ３０内に導くための冷却水吸入口、３５は油圧ポンプ２０や油路３１及び分岐油路３２を冷却するための冷却水を流通させる冷却水路、３６はこの冷却水路３５を流通した冷却水をポンプオイルクーラ３０の外に導くための冷却水吐出口、３７はこの冷却水吐出口３６に設けられ冷却水の温度が所定温度よりも低下したときに閉じ、又は開口量を減少させて冷却水の吐出量を減少される働きをするサーモスタット（弁の一種）である。
【００４２】
作動油冷却用の分岐油路３２は、作動油冷却用の油路３１と連通する開口３２ａを有して複数設けられ、互いに並列に接続されている。そして、これら複数の分岐油路３２の開口３２ａの総面積は、作動油冷却用の油路３１の流路の面積よりも大きくなるようにしている。作動油冷却手段を油圧ポンプ２０の吐出側に付設すると、アクチュエータへ供給するための圧油に圧力損失が発生するが、このように作動油冷却用の油路３１に複数の作動油冷却用の分岐油路３２を接続することにより、作動油冷却用の油路３１の下流側の流路の面積を同油路３１の流路の面積よりも大きくすることができるため、こうした圧力損失の発生を極力防ぐことができる。
【００４３】
冷却水路３５は、図４に示すように、油圧ポンプ２０の周囲や油路３１及び分岐油路３２の周囲を覆うように各所に配置されて水冷式のウォータジャケットをなしている。このウォータジャケットは、高圧の油圧ポンプ２０の吐出油が流れる個所に配置するため、耐圧構造としている。図には明示されていないが、ポンプオイルクーラ３０内の各所に入り組んで配置されている冷却水路３５は、冷却水吸入口３４から吸入された冷却水が何れの個所の冷却水路３５にも行き渡り、何れの個所の冷却水路３５を流通した冷却水も冷却水吐出口３６に導かれるように形成されている。冷却水吸入口３４へは、エンジン１１のラジエータ１３で冷却されたエンジン冷却水又は別途設置された専用のラジエータ（図示せず）の冷却水を供給することとし、この冷却水は、冷却水吐出口３６からこうしたラジエータに戻して循環させるようにする。
【００４４】
ポンプオイルクーラ３０に使用する冷却水をエンジン冷却水にした場合には、建設機械を極寒の環境下で運転するときに、比較的暖かいエンジン冷却水を冷却水路３５に導いて放熱器として用いることにより、極寒の環境下での高粘度の作動油を暖めて暖機運転を助成し、通常運転の開始を早めることができる。サーモスタット３７は、通常時には全開されており、冷却水の温度が必要以上に低下すると、冷却水吐出口３６を閉じ、又は絞って作動油の過冷却を防止する。こうしたサーモスタット３７を冷却水吐出口３６に設けることにより、例えば、建設機械のアイドリング運転時に冷却水吐出口３６を絞って、作動油の過冷却により作動油の粘性が増加するのを防止し、作動油の粘性増加に起因する方向制御弁２３，２４等の寿命の短縮や損傷を防ぐ。
【００４５】
以上のようなポンプオイルクーラ３０を設ける場合、図１の例と同様、戻り管路ｂにオイルクーラ２８を設けてもよいし、設けなくてもよく、その何れにするかは、設計上適宜選択することができる。また、ポンプオイルクーラ３０を設けた場合には、オイルクーラ２８の冷却能力を従来例のものよりも減少させることができる。なお、図３中、３８は方向制御弁２３，２４等を制御するための油圧パイロット圧を発生させる、ポンプオイルクーラ３０に付設されたパイロットポンプ、３９は油圧ポンプ２０を駆動するためのエンジン１１が取り付けられるエンジン取付け部である。図３の例では、パイロットポンプ３８のパイロット油を冷却するための冷却手段は、設置しておらず、冷却手段を設置するにしても、油圧パイロット圧は、作動油の油圧に比べてかなり低圧であるため、作動油冷却手段とは異なり、設置する上での制約条件はない。
【００４６】
以上のようなポンプオイルクーラ３０を設置した本建設機械の作動油冷却システムに関する作用効果について説明する。
【００４７】
本建設機械の作動油冷却システムでは、油圧ポンプ２０と一体の構造を有するポンプオイルクーラ３０を設置ているので、既述の図１の作動油冷却システムと同様、油圧ポンプ２０からの高温の作動油が方向制御弁２３，２４へ送られることはなく、油圧ポンプ２０と一体の作動油冷却手段としてのウォータジャケット式の冷却水路３５で冷却された作動油が送られることとなる。また、作動油冷却手段は、油圧ポンプ２０と一体に設けられ、しかも、水冷式であるので、従来の作動油冷却システムでオイルクーラ２８の冷却能力を増強する場合とは異なり、作動油冷却手段が従来のように過度に大型化するようなこともない。したがって、本建設機械の作動油冷却システムも、図１の作動油冷却システムと同様、油圧ポンプ２０の吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができ、かつ、経済的に製作することができる。
【００４８】
既述の図１の作動油冷却システムのように、作動油冷却手段としてのオイルクーラ２９を供給管路ａに設けた場合には、この供給管路ａとオイルクーラ２９との接続部品等の余分な部品が必要となるため、その接続部品等の部品が熱負荷を受けて劣化、損傷するというトラブルが発生したり、こうしたトラブルの発生の予防措置を講じることが必要となったりする。これに対し、本建設機械の作動油冷却システムでは、ポンプオイルクーラ３０により作動油冷却手段を油圧ポンプ２０と一体に設けているので、前記接続部品等の部品が劣化、損傷するというトラブルは、発生する恐れがなく、油圧回路の信頼性を一層向上させることができる。
【００４９】
ところで、油圧ポンプ２０のケーシング内には、油圧ポンプ潤滑用の潤滑油として、作動油が作動油タンク７から吸入されて内部を潤滑した後、作動油タンク７に戻されて循環する。この油圧ポンプ２０を潤滑して作動油タンク７に戻される作動油タンク７は、油圧ポンプ２０で加熱されてかなり高温であるため、こうした作動油の循環が繰り返されると、作動油タンク７内の作動油の温度が著しく上昇する。本建設機械の作動油冷却システムでは、特に、作動油冷却手段としてのウォータジャケット式の冷却水路３５を油圧ポンプ２０と一体に設けているので、ウォータジャケット式の冷却水路３５を油圧ポンプ潤滑用の潤滑油を冷却する手段としても兼用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この出願の第１番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図である。
【図２】この出願の第２番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルを示す斜視図である。
【図３】図２の要部の拡大斜視図である。
【図４】図２の要部の拡大断面図である。
【図５】図５は、従来例の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルの構造の一例を示す斜視図である。
【図６】従来例の建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    上部旋回体
３    ブーム
３ａ  ブームシリンダ
４    アーム
４ａ  アームシリンダ
５    バケット
５ａ  バケットシリンダ
６    作業機
７    作動油タンク
９    方向制御弁ユニット
１０    ポンプ装置
１１    エンジン
１２    オイルクーラ
１３    ラジエータ
１４    冷却ファン
２０    可変容量型の油圧ポンプ
２１，２２  油圧シリンダ
２３，２４  方向制御弁
２５    エンジン
２６    冷却ファン
２７    作動油タンク
２８    オイルクーラ
２９    オイルクーラ
３０    ポンプオイルクーラ
３１    作動油冷却用の油路
３２    作動油冷却用の分岐油路
３３    作動油吐出口
３４    冷却水吸入口
３５    冷却水路
３６    冷却水吐出口
３７    サーモスタット
【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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