(57)【要約】  【課題】コストアップなどをすることなく清掃能力を確保できる油圧回路を提供する。  【解決手段】第１切換弁30がファン22の反転側に切換わった際に、油圧ポンプ26からの圧油を油圧モータ27に供給するとともに、第２切換弁40により流路を切換えて、旋回モータ35に圧油を供給する旋回用ポンプ36からの圧油を、油圧モータ27のファン反転時の圧油供給側に供給する。既設の旋回用ポンプ36を有効に利用して油圧モータ27に効率よく圧油を供給して油圧モータ27を介して反転時のファン22の回転を増速でき、コストアップなどをすることなくファン22によるクーリングパッケージ21の清掃能力を確保できる。  【選択図】図１
2007046761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体圧ポンプと、
この第１流体圧ポンプから加圧供給された流体により駆動される流体圧モータと、
この流体圧モータの駆動により回転され、正転時にはクーリングパッケージを冷却し、反転時にはクーリングパッケージを清掃するファンと、
所定条件時に、第１流体圧ポンプから流体圧モータへの加圧流体の供給方向を切換えて、流体圧モータを介してファンの回転方向を反転可能な第１切換弁と、
流体圧モータと異なる流体圧アクチュエータに流体を加圧供給可能な第２流体圧ポンプと、
第１切換弁がファンの反転側に切換わった際に、第２流体圧ポンプからの加圧流体を、流体圧モータのファン反転時加圧流体供給側に供給するように流路を切換え可能な第２切換弁と
を具備したことを特徴とする流体圧回路。
【請求項２】
流体圧アクチュエータは、旋回型作業機械用の旋回モータである
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧回路。
【請求項３】
第１流体圧ポンプから流体を加圧供給して流体圧モータを駆動し、この流体圧モータの駆動によりファンを回転させ、このファンの正転時にはクーリングパッケージを冷却するとともに、所定条件時に、第１流体圧ポンプから流体圧モータへの加圧流体を方向制御して、流体圧モータを逆転させることでファンを反転させてクーリングパッケージを掃除する流体圧回路の制御方法であって、
ファンが反転した際に、流体圧モータと異なる流体圧アクチュエータに流体を加圧供給可能な第２流体圧ポンプからの加圧流体を流体圧モータのファン反転時加圧流体供給側に供給するように流路を切換える
ことを特徴とする流体圧回路の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正転時にはクーリングパッケージを冷却し、反転時にはクーリングパッケージを清掃するファンを備えた流体圧回路および流体圧回路の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば油圧ショベルなどの作業機械には、エンジン冷却水の冷却用のラジエータおよび作動油の冷却用のオイルクーラなどを備えたクーリングパッケージが搭載されている。このクーリングパッケージには、ファンが対向して設けられ、このファンの回転によりクーリングパッケージを通過する冷却風と、ラジエータを通過するエンジン冷却水、あるいはオイルクーラを通過する作動油とが熱交換されることで、エンジン冷却水、あるいは作動油が冷却されるように構成されている。
【０００３】
ところで、このクーリングパッケージには、冷却風の通過により土埃などの塵埃が付着して目詰まりを起こすことがある。そして、クーリングパッケージがこのような目詰まり状態のままであると、クーリングパッケージによる熱交換機能が低下するおそれがある。
【０００４】
しかしながら、塵埃が付着したクーリングパッケージをオペレータがその都度清掃すると、手間が掛かってしまいメンテナンスが煩雑であるという問題がある。
【０００５】
そこで、所定条件時、例えばオペレータが手動により指令を与えた際に、ファンを冷却時とは反転させることで、クーリングパッケージに対して冷却風と反対方向に風を通過させてクーリングパッケージを逆洗し、このクーリングパッケージに付着した塵埃を除去する油圧回路が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００６】
具体的に、図４に示されるように、この種の油圧回路は、クーリングパッケージ１に対向してファン２が設けられ、図示されないエンジンなどにより回転される油圧ポンプ４と、この油圧ポンプ４から供給される作動油により駆動されてファン２を正転あるいは反転させる油圧モータ５と、油圧ポンプ４およびタンク６と油圧モータ５の２つのポートとを接続する油圧管路7a，7b中に介在された切換弁である切換弁８とを備えている。
【０００７】
そして、この切換弁８は、ファン正転用の正転位置Ａと、ファン反転用の反転位置Ｂとを有する２位置４ポート切換弁であり、所定のパイロット信号源からのパイロット信号に応じて油圧ポンプ４から油圧モータ５に供給される作動油を方向制御することにより、油圧モータ５の回転を正転または反転させる。
【特許文献１】特開２００１−３２９５６８号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−１９２９５９号公報（第３頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、ファン２は、クーリングパッケージ１の冷却用に設計されているため、クーリングパッケージ１の冷却時である正転時と、クーリングパッケージ１の清掃時である反転時とで、同一回転数の場合でも風量が異なり、多くの場合、反転時の風量が少なく（例えば正転時の６０％程度）なる。
【０００９】
このため、ファン２の反転時に、クーリングパッケージ１の清掃風の風量が充分に得られず、清掃能力が充分でないという問題点を有している。
【００１０】
このような問題点に対して、油圧ポンプ４の容量を大きくすることが考えられるものの、このように油圧ポンプ４の容量を大きくすると、正転時には過剰スペックとなり、コストアップとなってしまうだけでなく、油圧ポンプ４の大きさが過大となってレイアウト上の問題を生じるおそれがある。
【００１１】
また、上記問題点に対して、油圧モータ５のサイズを低下させることでも対応可能であるものの、このように油圧モータ５のサイズを低下させると、油圧モータ５の駆動圧が上がってしまうので、油圧モータ５のサイズの低下にも限界がある。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コストアップなどをすることなく清掃能力を確保できる流体圧回路および流体圧回路の制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、第１流体圧ポンプと、この第１流体圧ポンプから加圧供給された流体により駆動される流体圧モータと、この流体圧モータの駆動により回転され、正転時にはクーリングパッケージを冷却し、反転時にはクーリングパッケージを清掃するファンと、所定条件時に、第１流体圧ポンプから流体圧モータへの加圧流体の供給方向を切換えて、流体圧モータを介してファンの回転方向を反転可能な第１切換弁と、流体圧モータと異なる流体圧アクチュエータに流体を加圧供給可能な第２流体圧ポンプと、第１切換弁がファンの反転側に切換わった際に、第２流体圧ポンプからの加圧流体を、流体圧モータのファン反転時加圧流体供給側に供給するように流路を切換え可能な第２切換弁とを具備した流体圧回路である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の流体圧回路において、流体圧アクチュエータが、旋回型作業機械用の旋回モータであるものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、第１流体圧ポンプから流体を加圧供給して流体圧モータを駆動し、この流体圧モータの駆動によりファンを回転させ、このファンの正転時にはクーリングパッケージを冷却するとともに、所定条件時に、第１流体圧ポンプから流体圧モータへの加圧流体を方向制御して、流体圧モータを逆転させることでファンを反転させてクーリングパッケージを掃除する流体圧回路の制御方法であって、ファンが反転した際に、流体圧モータと異なる流体圧アクチュエータに流体を加圧供給可能な第２流体圧ポンプからの加圧流体を流体圧モータのファン反転時加圧流体供給側に供給するように流路を切換えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、第１切換弁がファンの反転側に切換わった際には、第１流体圧ポンプからの加圧流体を流体圧モータに供給するとともに、第２切換弁により流路を切換えて、流体圧モータと異なる流体圧アクチュエータに流体を加圧供給可能な第２流体圧ポンプからの加圧流体を、流体圧モータのファン反転時加圧流体供給側に供給することで、既設の第２流体圧ポンプを有効に利用して流体圧モータに効率よく加圧流体を供給して流体圧モータを介して反転時のファンの回転を増速でき、コストアップなどをすることなく清掃能力を確保できる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、旋回型作業機械用の旋回モータは、クーリングパッケージの清掃時には駆動されないため、この旋回モータに流体を加圧供給可能な第２流体圧ポンプを、ファン反転時の回転増速用として有効に利用できる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、ファンが反転側に切換わった際には、第１流体圧ポンプからの加圧流体を流体圧モータに供給するとともに、流路を切換えて、流体圧モータと異なる流体圧アクチュエータに流体を加圧供給可能な第２流体圧ポンプからの加圧流体を、流体圧モータのファン反転時加圧流体供給側に供給することで、既設の第２流体圧ポンプを有効に利用して流体圧モータに効率よく加圧流体を供給して流体圧モータを介して反転時のファンの回転を増速でき、コストアップなどをすることなく清掃能力を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態を図１および図２を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図２に旋回型作業機械としての油圧ショベル11を示し、この油圧ショベル11は、下部走行体12の上部に旋回部13を介して上部旋回体14が旋回可能に設けられた機械本体15を備えている。この機械本体15の上部旋回体14には、オペレータの運転空間を囲むキャブ16が搭載されているとともに、前部に作業装置17が作動可能に突設されている。
【００２１】
また、上部旋回体14上には、図示されないエンジン、および、作動流体としての作動油を貯留する図示されない作動油タンクなどが搭載されている。さらに、上部旋回体14上には、エンジン冷却水を冷却するラジエータおよび作動油を冷却するオイルクーラなどを有するクーリングパッケージ21が設けられ、このクーリングパッケージ21には、ファン22が対向して設けられている。
【００２２】
そして、図１は、ファン22に対して、このファン22の回転を正転および反転のいずれかの回転方向に切換える流体圧回路としての油圧式のファン駆動回路25を示し、このファン駆動回路25は、エンジンにより駆動される第１流体圧ポンプとしての可変容量型の油圧ポンプ26と、この油圧ポンプ26から供給される作動油により駆動される正逆反転可能な流体圧モータとしての油圧モータ27と、油圧ポンプ26およびタンク28と油圧モータ27の２つのポートとを接続する油圧管路29a，29b中に介在された第１切換弁30とを備えている。
【００２３】
また、このファン駆動回路25の油圧管路29a，29bの油圧ポンプ26と第１切換弁30との間には、油圧モータ27の過負荷を防止するオーバロードリリーフ用のリリーフ弁31と、油圧モータ27のキャビテーション防止用のチェック弁32とが、それぞれ介在されている。
【００２４】
さらに、このファン駆動回路25には、上部旋回体（図２）を旋回させる流体圧アクチュエータとしての旋回モータ35と、この旋回モータ35に作動油を加圧供給する第２流体圧ポンプとしての可変容量型の旋回用ポンプ36と、旋回用ポンプ36およびタンク28と旋回モータ35の２つのポートとを接続する油圧管路37a，37b中に介在された切換弁38とを備えた他の流体圧回路としての旋回モータ回路39が、第２切換弁40を介して接続されている。
【００２５】
そして、これらファン駆動回路25と旋回モータ回路39とは、コントローラ41により動作が制御される。
【００２６】
ここで、このコントローラ41は、例えば図示されないパイロットポンプから吐出されたパイロット圧油を、図示されない電磁比例弁などのパイロット弁を介して各切換弁30，38，40、および、各ポンプ26，36の斜板を制御する容量可変手段（レギュレータ）などに出力するものである。また、このコントローラ41は、各種油圧回路の動作を強制停止させる油圧ロック信号を出力する図示されない油圧ロックレバー、および、ファン22の回転時の風量を測定する図示されない風量計などとそれぞれ接続されている。
【００２７】
ファン駆動回路25の第１切換弁30は、油圧管路29aから油圧モータ27に圧油を供給し油圧管路29bから戻すファン正転用の正転位置ＡFと、油圧管路29bから油圧モータ27に圧油を供給し油圧管路29aから戻すファン反転用の反転位置ＢFとを有するパイロット操作式の２位置４ポート切換弁であり、コントローラ41からのパイロット信号に応じてスプール弁体を動かして、油圧ポンプ26から油圧モータ27に供給される作動油を方向制御することにより、油圧モータ27の回転を正転または反転させることで、ファン22を正転または反転させる。
【００２８】
旋回モータ回路39の切換弁38は、旋回モータ停止用の停止位置ＮSと、油圧管路37aから油圧モータ27に圧油を供給し油圧管路37bから戻す旋回モータ正転用の正転位置ＡSと、油圧管路37bから油圧モータ27に圧油を供給し油圧管路37aから戻す旋回モータ反転用の反転位置ＢSとを有する例えばパイロット操作式の３位置４ポート切換弁であり、コントローラ41からのパイロット信号に応じてスプール弁体を動かして、旋回用ポンプ36から旋回モータ35に供給される作動油を方向制御することにより、旋回モータ35の回転を停止あるいは回転させることで、上部旋回体14（図２）を回転あるいは停止させる。
【００２９】
旋回モータ回路39の第２切換弁40は、旋回用ポンプ36からの吐出路42を油圧管路37aへと接続する通常位置ＡCと、吐出路42を油圧管路29bの油圧モータ27と第１切換弁30との間にてファン反転時の圧油供給側に接続された通路45へと接続する増速位置ＢCとを有する例えばパイロット操作式の２位置４ポート切換弁であり、コントローラ41などからのパイロット信号に応じてスプール弁体を動かして、旋回用ポンプ36から供給される作動油を、油圧モータ27側と旋回モータ35側とに方向制御する。
【００３０】
次に、上記一実施の形態の作用効果を、図３に示されたフローチャートを参照しながら説明する。なお、このフローチャート中の丸数字は、制御手順のステップ番号を示す。
【００３１】
通常運転時には、第１切換弁30が正転位置ＡFとなっているとともに、第２切換弁40が通常位置ＡCとなっており、油圧ポンプ26から吐出された圧油が油圧管路29aから油圧モータ27へと供給されて油圧管路29bから戻されることで油圧モータ27が駆動されてファン22が正転し、クーリングパッケージ21を冷却風が通過して、エンジン冷却水、あるいは作動油などが冷却されるとともに、旋回用ポンプ36から吐出された圧油が、オペレータの操作に応じて切換弁38が切換えられて油圧管路37a，37bから旋回モータ35へと給排されることで、この旋回モータ35が正転、反転、あるいは停止し、上部旋回体14（図２）が旋回、あるいは停止する。
【００３２】
次いで、ファン22の反転によるクーリングパッケージ21の清掃を開始する指示、すなわちリバースファン開始指示が出力される（ステップ１）と、コントローラ41は、油圧ロックレバーがロックされているかどうかを判断する（ステップ２）。
【００３３】
なお、リバースファン開始指示は、オペレータが所定のスイッチを操作したり、あるいはコントローラ41が所定条件時に自動的に発生させたりする。
【００３４】
ステップ２において、油圧ロックレバーがロックされていないと判断した場合には、ファン22を反転作動させず（ステップ３）、油圧ロックレバーがロックされていると判断した場合には、ファン回転数を所定値まで低下させ、第１切換弁30をファン反転位置ＢFに切換えるとともに、第２切換弁40を増速位置ＢCに切換え、さらに、油圧ポンプ26から油圧モータ27に供給される作動油の流量を、油圧ポンプ26の斜板を制御することで増加させてファン22の回転を増速させる（ステップ４）。この結果、ファン22が、増速反転によりクーリングパッケージ21に清掃風を吹付けてクーリングパッケージ21を逆洗し、このクーリングパッケージ21に付着した土埃などの塵埃をクーリングパッケージ21から除去する。
【００３５】
このとき、コントローラ41は、例えば風量計によりファン22の清掃風の風量を計測して、この風量を予め設定された所定の閾値と比較するなどすることで、ファン22による清掃能力が充分であるかどうかを判断し（ステップ５）、清掃能力が充分でないと判断した場合には、旋回用ポンプ36の斜板を制御して流量を適宜増加させて清掃能力を向上させ（ステップ６）、例えば清掃開始から所定時間が経過したかどうかなどに基づいてコントローラ41が清掃完了かどうかを判断し（ステップ７）、清掃が完了するまでステップ５に戻って清掃を継続する。
【００３６】
一方、ステップ５において、清掃能力が充分であると判断した場合には、そのままステップ７に進む。
【００３７】
ステップ７において、清掃が完了したと判断した場合には、油圧ポンプ26の流量および旋回用ポンプ36の流量を所定量まで減少させ、第２切換弁40を再度通常位置ＡCに切換えるとともに、第１切換弁30を再度正転位置ＡFに切換えた後、油圧ポンプ26の流量を増加させて通常制御時のファン回転数まで上げ（ステップ８）、リターンする。
【００３８】
すなわち、冷却用のファン22を反転させてクーリングパッケージ21を逆洗して清掃する油圧回路では、ファン22は、正転用に設計されているので、反転時には正転時と同一回転数では充分な送風能力が出ないため、充分な清掃風を得るために、反転時にはファン22の回転を増速する必要がある。
【００３９】
一方で、油圧ポンプ26の容量を大きくすると、正転時には過剰スペックとなり、コストアップとなってしまうだけでなく、油圧ポンプ26の大きさが過大となってレイアウト上の問題を生じるおそれがあり、また、油圧モータ27のサイズを低下させると、油圧モータ27の駆動圧が上がってしまうので、油圧モータ27のサイズの低下にも限界がある。
【００４０】
そこで、上記一実施の形態では、第１切換弁30がファン22の反転側に切換わった際に、油圧ポンプ26からの圧油を油圧モータ27に供給するとともに、第２切換弁40により流路を切換えて、旋回モータ35に圧油を供給する旋回用ポンプ36からの圧油を、通路45を経て油圧モータ27のファン反転時の圧油供給側に供給する構成とした。
【００４１】
この結果、油圧ポンプ26を大きくしたり、油圧モータ27のサイズを低下させたりすることなく、既設の旋回用ポンプ36を有効に利用して油圧モータ27に効率よく圧油を供給して油圧モータ27を介して反転時のファン22の回転を増速でき、コストアップ、レイアウト上の問題などを防止しつつ、ファン22によるクーリングパッケージ21の清掃能力を確保できる。
【００４２】
また、油圧ショベル11の旋回モータ35は、クーリングパッケージ21の清掃時には駆動されないものであるから、この旋回モータ35に圧油を供給する旋回用ポンプ36にて供給する油量を、油圧モータ27へと油圧ポンプ26から供給する油量に合流させることで、旋回用ポンプ36を、ファン反転時の回転増速用として有効に利用できる。
【００４３】
さらに、コントローラ41が、ファン反転時に清掃能力を検出し、この清掃能力が充分でない場合には油圧ポンプ26からの油量を増加させるだけでなく旋回用ポンプ36からの油量をも増加させてファン22の回転数をより増速することで、クーリングパッケージ21の充分な清掃能力を確実に得ることができる。
【００４４】
そして、油圧ロックレバーによりロック信号が出力された場合にのみ、ファン22の反転を開始するため、作業中などに誤って上記ファン反転システムを起動させることもない。
【００４５】
なお、上記一実施の形態において、旋回モータ回路39以外にも、他の任意の流体圧アクチュエータに加圧流体を供給する流体圧ポンプを備えたメイン回路などの他の任意の油圧回路を、ファン反転時の増速用として使用可能である。
【００４６】
また、旋回型作業機械としては、油圧ショベル11に限らず、他の様々なものを選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の流体圧回路の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上流体圧回路を備えた旋回型作業機械を示す側面図である。
【図３】同上流体圧回路の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】従来例の流体圧回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４８】
11    旋回型作業機械としての油圧ショベル
21    クーリングパッケージ
22    ファン
26    第１流体圧ポンプとしての油圧ポンプ
27    流体圧モータとしての油圧モータ
30    第１切換弁
35    流体圧アクチュエータとしての旋回モータ
36    第２流体圧ポンプとしての旋回用ポンプ
40    第２切換弁
【図１】
2007046761.tif 000003
【図２】
2007046761.tif 000004
【図３】
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【図４】
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