(57)【要約】      （修正有）【課題】外気温度によらず作動油温度を所定温度に維持可能な作動油回路、及び作動油回路を備え迅速に作動開始可能な油圧式作業機械を提供する。【解決手段】油圧式作業機械の作動油回路１０は、作動油が循環する第１の循環油路を形成する第１の循環配管Ｌ１０を備えている。第１の循環配管Ｌ１０上には作動油タンク１２と、作動油によって駆動される油圧機器を駆動する油圧機器駆動部１４が配置されている。第１の循環配管Ｌ１０から分岐する分岐配管Ｌ１３上には、蓄熱体を有する蓄熱部１１が配置されている。作動油の油路は、切替部Ｖ１，Ｖ２によって、分岐配管Ｌ１３を経由する油路と経由しない油路Ｌ１２との間で切り替えられる。【選択図】図３
2016102295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油回路であって、
作動油が循環する第１の循環油路を形成する第１の循環配管と、
前記第１の循環配管上に配置されている作動油タンクと、
前記第１の循環配管上に配置され、前記作動油によって駆動される油圧機器を駆動するための油圧機器駆動部と、
前記第１の循環配管から分岐する分岐配管と、
蓄熱体を有し、前記分岐配管上に配置されている蓄熱部と、
前記作動油の油路を前記分岐配管を経由する油路と経由しない油路との間で切り替える切替部とを備える、作動油回路。
【請求項２】
請求項１に記載の作動油回路において、さらに、
前記作動油タンクと前記蓄熱部とを連通し、前記作動油が循環する第２の循環油路を形成するための第２の循環配管を備え、
前記第２の循環油路の管路長は、前記第１の循環油路の管路長よりも短い、作動油回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作動油回路において、
前記分岐配管は前記蓄熱体に内包されている、作動油回路。
【請求項４】
請求項３に記載の作動油回路において、
前記蓄熱体は、内燃機関の排気ガスと熱交換を行うための熱交換部を有する、作動油回路。
【請求項５】
請求項１または２に記載の作動油回路において、
前記蓄熱体は、内燃機関の排気ガスと熱交換を行うための第１の熱交換部を有し、
前記第１の循環配管は、前記蓄熱体と熱交換を行うための第２の熱交換部を有する、作動油回路。
【請求項６】
作動油回路であって、
作動油が循環する第１の循環油路を形成する第１の循環配管と、
前記第１の循環配管上に配置されている作動油タンクと、
前記第１の循環配管上に配置され、前記作動油によって駆動される油圧機器を駆動するための油圧機器駆動部と、
内燃機関の排気ガスと熱交換を行うための第１の熱交換部を有する蓄熱体を有する蓄熱部と、
前記第１の循環配管上に配置されている、前記蓄熱体と熱交換を行うための第２の熱交換部と、を備える作動油回路。
【請求項７】
請求項６に記載の作動油回路において、さらに、
前記作動油タンクと前記第２の熱交換部とを連通し、前記作動油が循環する第２の循環油路を形成するための第２の循環配管を備え、
前記第２の循環油路の管路長は、前記第１の循環油路の管路長よりも短い、作動油回路。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の作動油回路において、さらに、
少なくとも前記蓄熱部を含むカウンターウエイトを備える、作動油回路。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の作動油回路を備える油圧式作業機械。
【請求項１０】
請求項２または７に記載の作動油回路を備える油圧式作業機械において、さらに、
前記油圧式作業機械の停止時に、前記作動油を前記第２の循環油路を介して前記作動油タンクと前記蓄熱部または前記第２の熱交換部との間で循環させる循環部を備える、油圧式作業機械。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の油圧式作業機械において、さらに、
前記油圧機器とカウンターウエイトとを有する機体部を備え、
前記蓄熱体は、前記機体部における前記カウンターウエイトが配置されている側に配置されている、油圧式作業機械。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の油圧式作業機械において、
前記カウンターウエイトには、前記作動油回路のうち、少なくとも前記蓄熱体が含まれている、油圧式作業機械。
【請求項１３】
油圧式作業機械に用いられるカウンターウエイトであって、
作動油との間で熱交換を行うための蓄熱体を有する蓄熱部を備える、カウンターウエイト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作動油回路、作動油回路を備える油圧式作業機械、および作動油回路の一部を構成するカウンターウエイトに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧により作動する油圧作動機器では、油圧モータ、油圧シリンダといった油圧式アクチュエータは適切な粘度の作動油にて駆動されることが望ましい。作動油の粘度は作動油温度に依存するため、作動油を適切な粘度で用いるためには作動油温度の管理が要求される。従来の技術として、例えば、オートマチックトランスミッションの駆動に用いられる作動油の温度制御を行う油温度制御装置が知られている。この作動油温度制御装置は、潜熱蓄熱材容器に蓄えられている熱を利用して、作動油温度を上昇させ、エンジン始動時におけるオートマチックトランスミッションの暖機を促進させる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７５０５０号公報
【０００４】
しかしながら、従来の技術は、オートマチックトランスミッションの暖機に関する技術であり、潜熱蓄熱材容器は、オートマチックトランスミッションのオイルパン内に備えられ、常に作動油に曝されている。したがって、蓄熱材の温度が低い場合には、作動油の温度上昇を妨げるという問題がある。油圧式作業機械、例えば、ショベルカーといった建設機械は、作業終了後、翌日の作業再開まで屋外に置かれることが多く蓄熱材の温度は外気温度まで低下してしまう。特に、外気温度の低い季節にあっては、外気温度と同程度の温度まで低下した蓄熱材を介することで作動油の加熱が妨げられる。この結果、作動油の加熱（暖機運転）に時間を要したり、十分な暖機運転が行われない結果、作動油によって駆動される油圧式アクチュエータの動作不良を招くという問題ある。
【０００５】
また、従来の技術では、内燃機関から排出される、熱源として有効な排気ガスは作動油を加熱するために用いられておらず、排気ガスが有する熱エネルギの有効利用が十分に考慮されていない。さらに、従来の技術では、特に長時間停止後の作業再開時に、迅速に作動油を適正温度まで上昇させる、あるいは、油圧式アクチュエータを作動させることができず、この点について未だ改良の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、外気温度によらず作動油温度を所定温度に維持可能な作動油回路、迅速に作動開始可能な油圧式作業機械が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することが可能である。
【０００８】
第１の態様は作動油回路を提供する。第１の態様に係る作動油回路は、作動油が循環する第１の循環油路を形成する第１の循環配管と、前記第１の循環配管上に配置されている作動油タンクと、前記第１の循環配管上に配置され、前記作動油によって駆動される油圧機器を駆動するための油圧機器駆動部と、前記第１の循環配管から分岐する分岐配管と、蓄熱体を有し、前記分岐配管上に配置されている蓄熱部と、前記作動油の油路を前記分岐配管を経由する油路と経由しない油路との間で切り替える切替部とを備える。
【０００９】
第１の態様に係る作動油回路によれば、外気温度によらず作動油温度を所定温度に維持することができる。
【００１０】
第１の態様に係る作動油回路において、さらに、前記作動油タンクと前記蓄熱部とを連通し、前記作動油が循環する第２の循環油路を形成するための第２の循環配管を備え、前記第２の循環油路の管路長は、前記第１の循環油路の管路長よりも短くても良い。この態様によれば、第２の循環油路を循環する作動油温度の変動を、第１の循環油を循環する作動油温度の変動よりも抑制することができる。
【００１１】
第１の態様に係る作動油回路において、前記分岐配管は前記蓄熱体に内包されていても良い。この場合には、分岐配管と蓄熱体との間における熱交換の効率を向上させることができる。
【００１２】
第１の態様に係る作動油回路において、前記蓄熱体は、内燃機関の排気ガスと熱交換を行うための熱交換部を有しても良い。この態様によれば、作動油の熱に加えて、排気ガス温度の熱を利用することができる。
【００１３】
第１の態様に係る作動油回路において、前記蓄熱体は、内燃機関の排気ガスと熱交換を行うための第１の熱交換部を有し、前記第１の循環配管は、前記蓄熱体と熱交換を行うための第２の熱交換部を有しても良い。この場合には、作動油の熱劣化を抑制または防止することができる。
【００１４】
第２に態様は作動油回路を提供する。第２の態様に係る作動油回路は、作動油が循環する第１の循環油路を形成する第１の循環配管と、前記第１の循環配管上に配置されている作動油タンクと、前記第１の循環配管上に配置され、前記作動油によって駆動される油圧機器を駆動するための油圧機器駆動部と、内燃機関の排気ガスと熱交換を行うための第１の熱交換部を有する蓄熱体を有する蓄熱部と、前記第１の循環配管上に配置されている、前記蓄熱体と熱交換を行うための第２の熱交換部と、を備えている。
【００１５】
第２の態様に係る作動油回路によれば、外気温度によらず作動油温度を所定温度に維持することができる。
【００１６】
第２の態様に係る作動油回路において、さらに、前記作動油タンクと前記第２の熱交換部とを連通し、前記作動油が循環する第２の循環油路を形成するための第２の循環配管を備え、前記第２の循環油路の管路長は、前記第１の循環油路の管路長よりも短くても良い。この態様によれば、第２の循環油路を循環する作動油温度の変動を、第１の循環油を循環する作動油温度の変動よりも抑制することができる。
【００１７】
第１または第２の態様に係る作動油回路において、さらに、少なくとも前記蓄熱部を含むカウンターウエイトを備えても良い。この場合には、蓄熱部の配置スペースを削減することができる。
【００１８】
第３の態様は、第１または第２の態様に係る作動油回路を備える油圧式作業機械を提供する。第３の態様に係る油圧式作業機械によれば、迅速に作動を開始させることができる。
【００１９】
第３の態様に係る油圧式作業機械において、さらに、前記油圧式作業機械の停止時に、前記作動油を前記第２の循環油路を介して前記作動油タンクと前記蓄熱部または前記第２の熱交換部との間で循環させる循環部を備えても良い。この態様によれば、油圧式作業機械の停止にも作動油温度を所定温度に維持することが可能となり、油圧式作業機械の次回の作業開始を迅速に実行させることができる。
【００２０】
第３の態様に係る油圧式作業機械において、さらに、前記油圧機器とカウンターウエイトとを有する機体部を備え、前記蓄熱体は、前記機体部における前記カウンターウエイトが配置されている側に配置されていても良い。この場合には、蓄熱部をカウンターウエイトの一部として利用することができる。
【００２１】
第３の態様に係る油圧式作業機械において、前記カウンターウエイトには、前記作動油回路のうち、少なくとも前記蓄熱体が含まれていても良い。この場合には、蓄熱部の配置スペースを削減することができる。
【００２２】
第４の態様は、油圧式作業機械に用いられるカウンターウエイトを提供する。第４の態様に係るカウンターウエイトは、作動油との間で熱交換を行うための蓄熱体を有する蓄熱部を備える。
【００２３】
第４の態様に係るカウンターウエイトによれば、蓄熱部の配置スペースを削減することができる。
【００２４】
本発明は、この他に、油冷式の内燃機関、各種油圧式アクチュエータを駆動するための作動油回路を含む車両、油によって加温を行う暖房装置としても実現され得る。  
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態において用いられるショベルカーを概略的に示す説明図。
【図２】機体における第１の実施形態に係る作動油回路を含む各種装置の配置例を概念的に示す説明図。
【図３】第１の実施形態に係る作動油回路のブロック図。
【図４】第１の実施形態に係る作動油回路における通常時の作動油の流れを示す説明図。
【図５】第１の実施形態に係る作動油回路における蓄熱部加熱時または作動油加熱時の作動油の流れを示す説明図。
【図６】第１の実施形態に係る作動油回路における作動油保温時の作動油の流れを示す説明図。
【図７】機体における第２の実施形態に係る作動油回路を含む各種装置の配置例を概念的に示す説明図。
【図８】第２の実施形態に係る作動油回路のブロック図。
【図９】機体における第３の実施形態に係る作動油回路を含む各種装置の配置例を概念的に示す説明図。
【図１０】第３の実施形態に係る作動油回路のブロック図。
【図１１】第３の実施形態に係る作動油回路における通常時の作動油の流れを示す説明図。
【図１２】第３の実施形態に係る作動油回路における作動油保温時の作動油の流れを示す説明図。
【図１３】変形例に係るカウンターウエイトの平面図。
【図１４】図１３に示すカウンターウエイトを矢印Ｆ１４から見た正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
第１の実施形態：
本発明に係る作動油回路およびカウンターウエイトを有する油圧式作業機械の一態様として、建設機械であるショベルカーを例にとって以下説明する。図１は本実施形態において用いられるショベルカーを概略的に示す説明図である。
【００２７】
ショベルカー５００は、走行部５１０、機体５２０および作業装置５３０を備えている。走行部５１０はショベルカー５００の移動に用いられる一対のクローラ５１１を備えている。機体５２０は走行部５１０の上部に旋回可能に配置されている。機体５２０には、ディーゼルエンジン（以下、「エンジン」と呼ぶ。）５２１、キャブ５２２、作動油回路１０、およびカウンターウエイト４０が備えられている。エンジン５２１は、ショベルカー５００の動作に必要な油圧を発生させる作動油ポンプを駆動するための動力源として用いられる。
【００２８】
機体５２０の前部には作業装置５３０が配置されている。作業装置５３０は、支持部材５３１およびショベル５３２、並びに支持部材５３１およびショベル５３２を作動させる油圧式アクチュエータ５３３を備えている。油圧式アクチュエータ５３３は、後述する作動油回路を流動する作動油によって伸縮駆動される、油圧シリンダである。支持部材５３１およびショベル５３２は互いを連結する回動部を支点として、油圧式アクチュエータ５３３の伸縮動作によって回動され、所望の作動を実現する。なお、ショベルカー５００は、油圧式アクチュエータ５３３として、油圧シリンダの他にも、ショベルカー５００を走行、あるいは、機体５２０を旋回させるための駆動力を発生する油圧モータを備えている。すなわち、回転運動により駆動力を発生する油圧モータと、直線運動により駆動力を発生する油圧シリンダとが油圧式アクチュエータ５３３に含まれる。
【００２９】
第１の実施形態に係るショベルカー５００の機体５２０における、作動油回路１０を含む各種装置の配置例について説明する。図２は、機体における、第１の実施形態に係る作動油回路を含む各種装置の配置例を概念的に示す説明図である。平面視において機体５２０の左前方には、オペレータが着席するキャブ５２２が配置され、右前方には燃料タンク５２３および作動油タンク１２が配置されている。機体５２０の中央部には、エンジン５２１が配置され、エンジン５２１にはＥＧＲを含む排気装置５２４が備えられ、排気装置５２４からは排気管５２５が機外に延びている。機体５２０に配置されている、第１の実施形態に係る作動油回路１０は、第１の循環配管Ｌ１０、蓄熱部１１、作動油タンク１２、作動油ポンプ１３、油圧制御バルブ１４、電動ポンプ１５、第２の循環配管Ｌ２０、第１切替弁Ｖ１、第２切替弁Ｖ２および第３切替弁Ｖ３を備えている。なお、作動油回路１０は、少なくとも、第１の循環配管Ｌ１０、蓄熱部１１、作動油タンク１２、作動油ポンプ１３、油圧制御バルブ１４、電動ポンプ１５、第１切替弁Ｖ１および第２切替弁Ｖ２を備えていれば良い。
【００３０】
第１の循環配管Ｌ１０は、複数の配管によって作動油が通常時に循環する第１の循環油路を形成している。第１の循環配管Ｌ１０は、油圧制御バルブ１４と第１切替弁Ｖ１とを連通する第１配管Ｌ１１、第１切替弁Ｖ１と第２切替弁Ｖ２とを直接連通する第２配管Ｌ１２、蓄熱部１１を介して第１切替弁Ｖ１および第２切替弁Ｖ２とを連通する第３配管Ｌ１３、第２切替弁Ｖ２と作動油タンク１２とを連通する第４配管Ｌ１４、作動油ポンプ１３を介して作動油タンク１２と油圧制御バルブ１４とを連通する第５配管Ｌ１５とを有している。第５配管Ｌ１５における油圧タンク１２と作動油ポンプ１３との間には第３切替弁Ｖ３が配置されている。第１の循環配管Ｌ１０のいずれかの位置、例えば、第１配管Ｌ１１、第２配管Ｌ１２、第５配管Ｌ１５には、作動油を冷却するために冷却装置（ラジエタ（熱交換器））が配置されていても良い。なお、冷却装置は、第１配管Ｌ１１における第１切替弁Ｖ１と蓄熱部１１との間、第３配管Ｌ１３には配置されないことが望ましい。これらの油路は、作動油の保温のための油路だからである。各配管Ｌ１１〜Ｌ１５は、金属製または１００℃程度の温度に耐えられる耐熱性樹脂から構成されており、必要に応じて断熱材で覆われていても良い。また、各配管Ｌ１１〜Ｌ１５のうち、少なくとも、第３配管Ｌ１３は、配管からの放熱を抑制するために、機体５２０の内部、すなわち、外気に曝されない位置に配置されていることが望ましい。
【００３１】
本実施形態において用いられる第１切替弁Ｖ１および第２切替弁Ｖ２は、三方弁である。本実施形態における第１切替弁Ｖ１は、少なくとも、第１配管Ｌ１１と第２配管Ｌ１２を連通する切替パターン、第１配管Ｌ１１と第３配管Ｌ１３とを連通する切替パターン、および全閉パターンのいずれかのパターンで用いられる。本実施形態における第２切替弁Ｖ２は、少なくとも、第２配管Ｌ１２と第４配管Ｌ１４を連通する切替パターン、および第３配管Ｌ１３と第４配管Ｌ１４とを連通する切替パターンのいずれかのパターンで用いられる。本実施形態において用いられる第３切替弁Ｖ３は、二方弁であり、作動油タンク１２と第５配管Ｌ１５との連通を許容する開パターン、および作動油タンク１２と第５配管Ｌ１５との連通を許容しない閉パターンのいずれかのパターンで用いられる。本実施形態において用いられる第１〜第３切替弁Ｖ１〜Ｖ３は、例えば、ソレノイド、モータ、空気によって駆動される弁である。
【００３２】
蓄熱部１１は、内部に蓄熱体を内包する。蓄熱体（蓄熱部材）としては、潜熱蓄熱材および顕熱蓄熱材の少なくともいずれか一方が用いられ得る。潜熱蓄熱材が用いられる場合には、比較的長い時間にわたって温度変化（温度低下）の少ない加熱を実現することができるだけでなく、蓄熱密度を高めることができるため蓄熱体の配置スペースを削減することができる。潜熱蓄熱材としては、例えば、ポリエチレングリコール、パラフィンワックス、酢酸ナトリウム三水和物、アルミニウム潜熱蓄熱材、ＬｉＮＯ２、ＮａＮＯ２等の硝酸塩系溶融塩、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ等のナトリウム塩系溶融塩、ＬｉＣＯ２、Ｋ２ＣＯ２等のアルカリ金属炭酸塩系溶融塩を用いることができる。顕熱蓄熱材としては、例えば、コンクリート、軟鉄、セラミックス材、金属粉末の焼結体、メタルハニカム等を用いることができる。これら蓄熱材としてはこの他にも種々の材料が知られており、本実施形態においては、当業者にとって周知な蓄熱材が適宜用いられ得る。蓄熱部材の温度が作動油の温度よりも低い場合には、作動油が有する熱エネルギ（熱量）が蓄熱部材に吸収され、蓄熱部材の温度が作動油の温度よりも高い場合には、蓄熱部材が有する熱エネルギが作動油に対して放出される。蓄熱部１１は、例えば、外気温が０℃〜１０℃の場合であっても、１２時間後の蓄熱部１１の内部温度が３０℃程度に維持される熱容量を有している。蓄熱部１１は、カウンターウエイト４０の一部または全部として用いられても良い。すなわち、カウンターウエイト４０の内部に蓄熱部１１の全部または一部が含まれるように配置されていても良い。この構成を採る場合には、蓄熱部１１の配置位置を新たに作り出すことなく、容易に機体５２０上に蓄熱部１１を配置するスペースを確保することができる。なお、以下では、蓄熱体を含めて蓄熱部１１として説明する。
【００３３】
作動油タンク１２は、作動油を貯留するためのタンクである。作動油タンク１２内の作動油は、第５配管Ｌ１５および作動油ポンプ１３を介して油圧制御バルブ１４に対して供給され、油圧式アクチュエータ５３３の駆動に用いられる。油圧式アクチュエータ５３３の駆動に用いられた作動油は、油圧制御バルブ１４から、第１配管Ｌ１１を介して作動油タンク１２に戻される。作動油タンク１２は、金属製または１００℃程度の温度に耐えられる耐熱性樹脂から構成されている。なお、一般的には、作動油タンク１２は、アクチュエータの駆動により加熱された作動油の温度を低下させるために用いられるが、必要に応じて二重構造のハウジング、あるいは、ハウジングを覆う断熱材を備え、外部環境と断熱されていても良い。
【００３４】
作動油ポンプ１３は、エンジン５２１によって駆動され、所定圧力値の油圧を発生させるポンプであり、例えば、ベーンタイプまたはプランジャタイプのポンプである。作動油ポンプ１３によって発生された油圧は、ショベルカー５００が備える種々の油圧式アクチュエータ５３３を駆動するために用いられる。
【００３５】
油圧制御バルブ１４は、複数の油圧式アクチュエータ５３３と接続されている複数のポートを有しており、弁によるポートの開閉によって所望の油圧式アクチュエータ５３３の動作を制御する。油圧制御バルブ１４は、一般的には、圧力を制御するためのリリーフ弁機能、速度を制御するための流量調整弁機能、および作動油の流れ方向を制御するための方向制御弁機能の各弁機能を有している。作動油ポンプ１３によって供給された作動油は、油圧制御バルブ１４から所望の油圧式アクチュエータ５３３に対して所望の速度（圧力）で供給され、油圧式アクチュエータ５３３において用いられた作動油は、作動油の流れ方向を切り替えることで油圧制御バルブ１４に戻され、作動油タンク１２に向かって流れる。
【００３６】
第１の実施形態に係る作動油回路の詳細構成について説明する。図３は、第１の実施形態に係る作動油回路のブロック図である。蓄熱部１１は、第１の循環配管Ｌ１０から分岐する分岐配管である第３配管Ｌ１３上に配置されており、蓄熱部１１の内部において、蓄熱体の内部または蓄熱体の近傍には、第３配管Ｌ１３上に配置されている熱交換部１１１が配置されている。熱交換部１１１を備えることによって、蓄熱部材と第３配管Ｌ１３内部を流れる作動油との間における熱交換がより効率良く実現される。熱交換部１１１は、第３配管Ｌ１３に対して熱交換用の放熱フィンを装着することによって実現されても良く、あるいは／加えて、第３配管Ｌ１３が螺旋状、蛇行状等、冗長な管路長を有するように加工されることによって実現されても良い。
【００３７】
本実施形態に係る作動油回路１０は、油圧式アクチュエータ５３３の駆動に要する第１の循環配管Ｌ１０に加えて、第３配管Ｌ１３、第１切替弁Ｖ１および第２切替弁Ｖ２によって実現される分岐油路を備えている。すなわち、第３配管Ｌ１３は分岐配管であり、第１切替弁Ｖ１および第２切替弁Ｖ２は、作動油の油路を分割配管（第３配管Ｌ１３）を経由する経路と、経由しない経路との間で切り替える切替部に該当する。
【００３８】
分岐油路は、作動油と蓄熱部１１との間の熱交換を実現させるための油路であり、第１切替弁Ｖ１が第１配管Ｌ１１と第３配管Ｌ１３とを連通し、第２切替弁Ｖ２が第３配管Ｌ１３と第４配管Ｌ１４とを連通することによって、第３配管Ｌ１３を作動油が流れ、作動油と蓄熱部１１との間の熱交換が可能となる。分岐油路への切替は、作動油温度が十分に高い場合に、蓄熱部１１を加熱し、蓄熱させるために実行され、あるいは、蓄熱部１１の温度が十分に高く、作動油温度が加熱を要するほど低い場合に実行される。ここで、作動油温度が十分高いとは、例えば、ショベルカー５００の暖機終了後における油温である、５０℃程度を意味し、加熱を要するほど低い作動油温度とは、例えば、十分な流動性を得ることができない３０℃以下を意味する。一方、蓄熱部１１の加熱が不要である場合、若しくは、ショベルカー５００の始動時であって、蓄熱部１１の温度が低く、例えば、蓄熱されておらず、あるいは、蓄熱後の放熱により４０℃以下の場合には、分割油路への切替は実行されない。蓄熱部１１の温度が低い場合には、分岐油路を介することで、作動油の熱エネルギが蓄熱部１１によって奪われ、作動油温度の上昇が妨げられるからである。この場合には、第１切替弁Ｖ１は第１配管Ｌ１１と第２配管Ｌ１２とを連通し、第２切替弁Ｖ２は第２配管Ｌ１２と第４配管Ｌ１４とを連通することによって、分割油路を経由しない油路を実現する。
【００３９】
本実施形態に係る作動油回路１０は、通常時に、油圧式アクチュエータ５３３の駆動に用いられる第１の循環油路に加えて、第２の循環配管Ｌ２０、第３配管Ｌ１３、第４配管Ｌ１４、第１切替弁Ｖ１、第２切替弁Ｖ２、第３切替弁Ｖ３および電動ポンプ１５によって実現される第２の循環油路を備えている。第２の循環配管Ｌ２０は、配管からの放熱抑制・防止のため機体５２０の内部に配置されていることが望ましく、また、断熱材によって覆われていることが好ましい。第２の循環油路は、第１切替弁Ｖ１が全閉とされ、第２切替弁Ｖ２が第３配管Ｌ１３と第４配管Ｌ１４とを連通し、第３切替弁Ｖ３が閉じられる場合に、第２の循環配管Ｌ２０、第３配管Ｌ１３および第４配管Ｌ１４によって形成される。本実施形態に係る作動油回路１０は、第２の循環配管Ｌ２０上に電動ポンプ１５を備えているので、ショベルカー５００が駐機されている際には、作動油タンク１２と蓄熱部１１との間で作動油を循環させて、作動油を加熱することができる。この結果、ショベルカー５００の次回始動時には作動油温度は適温に維持され、あるいは、暖機に要する時間を低減できる程度の油温まで昇温されているので、ショベルカー５００の作動に要する時間が短縮され得る。
【００４０】
一方で、第１の循環油路を介して蓄熱部１１から作動油タンク１２へ作動油を戻す場合には、第１の循環油路における作動油から油路外部への熱損失がある。本実施形態においては、第１の循環油路に加えて、第２の循環油路を備え、第２の循環油路の管路長は、第１の循環油路の管路長と比較して短い。したがって、第２の循環油路における油路を流れる作動油から油路外部への熱損失は第１の循環油路における熱損失よりも少なく、例えば、外気温が低い季節に、作業終了後のショベルカー５００が露天に駐機される場合であっても、作動油タンク１２と蓄熱部１１との間における作動油の循環に伴う熱損失を低減することが可能となる。
【００４１】
本実施形態に係る作動油回路１０は、制御部３０によって制御されている。制御部３０は、図示しない演算部、記憶部および入出力部を備えている。制御部３０は、第１切替弁Ｖ１、第２切替弁Ｖ２、第３切替弁Ｖ３、油圧制御バルブ１４および電動ポンプ１５と制御信号線ＳＬを介して接続されており、制御信号線ＳＬを介して、これら制御対象の動作を制御する。制御部３０には、制御信号線を介して、温度センサ３１および蓄熱部温度センサ（図示しない）によって検出された温度値が入力される。制御部３０は入力された温度値に基づいて、分岐配管である第３配管Ｌ１３に対して作動油を経由させるか否かを決定する。
【００４２】
第１の実施形態における作動油の流れについて詳細に説明する。図４は第１の実施形態に係る作動油回路における通常時の作動油の流れを示す説明図である。図５は第１の実施形態に係る作動油回路における蓄熱部加熱時または作動油加熱時の作動油の流れを示す説明図である。図６は第１の実施形態に係る作動油回路における作動油保温時の作動油の流れを示す説明図である。
【００４３】
ショベルカー５００が始動され、各種装置および作動油の暖機が完了した後の作動油温度は、油圧式アクチュエータ５３３における機械的な摩擦等により上昇するが、油路に配置されている冷却装置によって、例えば、４０℃〜７０℃に維持される。この状態にあっては、作動油を加熱する必要はなく、また、蓄熱部１１に十分な熱量が保たれている場合には、蓄熱部１１を介して作動油を循環させる必要はない。したがって、制御部３０は、第１配管Ｌ１１と第２配管Ｌ１２とを連通するように第１切替弁Ｖ１の連通状態（弁状体）を切り替え、第２配管Ｌ１２と第４配管Ｌ１４とを連通するように第２切替弁Ｖ２の連通状態（弁状体）を切り替える。また、制御部３０は、第３切替弁Ｖ３を連通状態に切り替えて、作動油ポンプ１３を介した作動油タンク１２から油圧制御バルブ１４への作動油の供給を許容する。この結果、図４において黒塗りにて示された弁口および配管から構成される第１の循環油路が形成される。なお、切替弁において黒塗りで示されている弁口の組合せが連通状態にあり、各弁口に接続されている配管を連通している。
【００４４】
制御部３０は、ショベルカー５００の動作中に、蓄熱部１１の加熱が必要であると判断すると、図５に示すように、第１配管Ｌ１１と第３配管Ｌ１３とを連通するように第１切替弁Ｖ１の連通状態を切り替え、第３配管Ｌ１３と第４配管Ｌ１４とを連通するように第２切替弁Ｖ２の連通状態を切り替える。この結果、分岐配管である第３配管Ｌ１３を経由する第１の循環油路が形成される。蓄熱部１１の温度は、既述のように温度センサを介して取得され得る。また、外気温が低く、冷却装置による作動油の冷却を要しない場合には、作動油温度を下げるために、あるいは、維持するために、蓄熱部１１を介する油路が形成されても良い。
【００４５】
制御部３０は、ショベルカー５００の始動時であって、蓄熱部１１に十分な熱が蓄熱されている場合には、図５に示すように、分岐配管を経由する第１の循環油路を形成するように各切替弁Ｖ１、Ｖ２の連通状態を切り替える。この結果、蓄熱部１１の熱エネルギによって作動油は加熱され、作動油温度は上昇し、ショベルカー５００の暖機に要する時間が短縮される。なお、作動油は油圧式アクチュエータ５３３の作動によっても加熱されるが、作動油粘度が高い始動時、特に冷間始動時には、油圧式アクチュエータ５３３に高負荷が掛かる動作を実行することは望ましくないので、油温の上昇は緩やかである。そこで、初期油温を上げることによって、作動油温度の上昇を促進させ、早期に油圧式アクチュエータ５３３を用いた高負荷動作を実行できるようにする。なお、蓄熱部１１に十分な熱量が蓄えられていない場合には、蓄熱部１１を介することによって作動油の熱エネルギが吸収され、ショベルカー５００始動時における作動油温度の上昇を妨げるので、制御部３０は、図４に示す通常時の連通状態に各切替弁Ｖ１、Ｖ２を切り替える。
【００４６】
制御部３０は、ショベルカー５００の稼働が停止され、駐機状態になると、図６に示すように、第３配管Ｌ１３と第４配管Ｌ１４とを連通するように第２切替弁Ｖ２の連通状態を切り替え、第３切替弁Ｖ３を非連通状態に切り替えて、第３配管Ｌ１３、第４配管Ｌ１４および第２の循環配管Ｌ２０によって第２の循環油路を形成する。第２の循環油路が形成された状態において、電動ポンプ１５を作動させると、作動油は、作動油タンク１２と蓄熱部１１との間で循環する。この結果、作動油タンク１２内の作動油は、蓄熱部１１によって加熱され、所定温度に維持され得る。また、第２の循環油路の管路長は、第１の循環油路の管路長よりも短く設定されているので、管路の途中での管路外への放熱量を抑制することができる。さらに、第２の循環油路を形成する配管の内、少なくとも第３配管Ｌ１３と第２の循環配管Ｌ２０とは、機体５２０の内部に配置されており、外気に曝されないので、配管を流動する作動油の温度低下が抑制される。なお、第２の循環油路への切り替えおよび作動油の循環は、駐機状態となった後、作動油温度が所定値以下となった場合に実行されれば良い。一般的に、作動油温度は、駐機後直ちには低温度とならないので、所定値以下となった場合に、温度維持の処理が実行されれば良い。所定温度以下であるか否かは、作動油温度を検出することによって判断されても良く、ショベルカー５００の作動時間や、外気温に基づいて、ショベルカー５００の作動停止後の経過時間と作動油温度とを予め対応付けておき、所定時間経過後に、第２の循環油路への切り替えおよび作動油の循環が実行されても良い。
【００４７】
第２の循環油路および作動油の循環は、ショベルカー５００が次回、始動されるまで継続されることが望ましい。電動ポンプ１５の作動は、連続的であっても良く、あるいは、間欠的であっても良い。また、第２の循環油路への切り替え、および作動油の循環は、予め定められた時刻に実行開始されても良い。この場合には、蓄熱部１１に蓄えられている熱量をより有効に、ショベルカー５００および作動油の暖機促進に適用することができる。
【００４８】
以上説明したように、第１の実施形態に係る作動油回路１０、ショベルカー５００によれば、作動油を熱源として作動油が有する熱エネルギによって加熱され、蓄熱した蓄熱部１１によって、作動油が加熱されるので、作動油の加熱温度が、作動油の耐熱温度、例えば、８０℃〜１００℃を超えることはなく、蓄熱部１１の温度管理は不要である。したがって、分岐配管である第３配管Ｌ１３を経由する油路と経由しない油路とを切り替えるだけで、作動油温度を所定温度に維持することができる。
【００４９】
第１の実施形態に係る作動油回路１０、ショベルカー５００によれば、分岐配管である第３配管Ｌ１３を備えるので、ショベルカー５００の長期放置等により蓄熱部１１の温度が作動油加熱に適当な温度よりも低くなっている場合には、蓄熱部１１を介することなく作動油を循環させることが可能となり、温度の低い蓄熱部１１を介することによって、却って、作動油温度の上昇を妨げる事態を回避することができる。
【００５０】
第１の実施形態に係る作動油回路１０、ショベルカー５００によれば、作動油温度を所定温度に維持するための第２の循環油路への切り替えが可能なので、ショベルカー５００の始動に先立って、作動油温度を所定温度まで上昇させる、あるいは、所定温度に維持しておくことができる。したがって、ショベルカー５００の始動後における暖機を不要、または、暖機時間を短縮することが可能となり、暖機が不十分な状態での無理な作業実施による油圧式アクチュエータの損傷、油圧回路に対する過負荷を抑制または回避することができる。
【００５１】
第１の実施形態に係る作動油回路１０、ショベルカー５００によれば、蓄熱部１１の温度が作動油の加熱には適当でない程に低く、作動油温度が適正温度、例えば、５０℃である場合には、第３配管Ｌ１３を経由し、蓄熱部１１を通過する油路とすることによって、作動油を冷却、すなわち、作動油の熱エネルギを蓄熱部１１によって吸収することができる。したがって、作動油の冷却に要する冷却装置の容量を小さくすることが可能となり、ショベルカー５００全体の重量を削減させることができる。
【００５２】
第２の実施形態：
図７は、機体における、第２の実施形態に係る作動油回路を含む各種装置の配置例を概念的に示す説明図である。図８は第２の実施形態に係る作動油回路のブロック図である。第２の実施形態に係る作動油回路１０ａは、作動油に加えて、排気ガスによっても蓄熱部１１ａを加熱する構成を備えている点において第１の実施形態に係る作動油回路１０と異なる。すなわち、蓄熱部１１ａの具体的構成および排気管５２５の具体的構成において相違する他は、第２の実施形態に係る作動油回路１０ａは第１の実施形態に係る作動油回路１０と同等の構成を備えている。したがって、以下では、蓄熱部１１ａおよび排気管５２５の構成を中心に説明し、第１の実施形態に係る作動油回路１０と同等の構成には同一の符号、あるいは、同一の符号の末尾に「ａ」を付すことで詳細な説明は省略する。
【００５３】
第２の実施形態に係る作動油回路１０ａを含む各種装置の配置は、図７に示す通りである。第２の実施形態係る作動油回路１０ａにおいては、蓄熱部１１ａと排気管５２５との間に蓄熱部１１ａが排気ガスと熱交換を行うための熱交換器６０ａが配置されている。また、第２の実施形態における蓄熱部１１ａは、排気ガスの熱エネルギを利用するが、排気ガスの温度は約３００℃程度であり、作動油が熱劣化を起こさない上限温度である８０℃〜１００℃と比較すると極めて高温である。したがって、排気ガス（排気管５２５）と蓄熱部１１ａとの間で直接熱交換を行うと、蓄熱部１１ａを流れる作動油を熱劣化させてしまう可能性がある。そこで、第２の実施形態に係る作動油回路１０ａでは、排気管５２５と蓄熱部１１ａとの間に熱交換器６０ａを配置し、排気ガスの熱エネルギを利用して蓄熱部１１ａを加熱する際の温度を低下させる。なお、蓄熱部１１ａが熱交換器６０ａまたは熱交換部機能を有すると言うこともできる。また、熱交換器６０ａの機能としては単なる熱交換機能および交換される熱量を調整する熱量調整機能の双方を含み得る。
【００５４】
図８に示すように、熱交換器６０ａを除く作動油回路１０ａの構成は、第１の実施形態に係る作動油回路１０と同等である。熱交換器６０ａは、熱媒管６１ａおよび熱媒管６１ａからの放熱を促進するための放熱部６２ａを備えている。熱媒管６１ａの一端６１ａ１は熱交換部機能を備えて蓄熱部１１ａ内に配置され、熱媒管６１の他端６１ａ２は熱交換部機能を備えて排気管５２５内に配置されている。熱交換部機能とは、熱媒管６１ａが蛇行する等、冗長な管路長を有する形状を備える、あるいは、フィン、突部等、表面積を大きくするための構成を外表面に備えることによって、熱交換を促進する機能を意味する。熱媒管６１ａ中の熱媒としては、空気や不凍液等の媒体を用いることができる。熱媒管６１ａは、環状に閉じていてもよく、あるいは、両端部が開放されていても良い。いずれの場合にも、ポンプによって熱媒は循環させられる必要がある。熱媒管６１ａは、放熱部６２ａにおいて蛇行する等、冗長な管路長を有する形状を備え、放熱部６２ａからの放熱の促進が図られても良い。放熱部６２ａは、フィン、突部等、表面積を大きくするための構成を外表面に備えていても良い。放熱部６２ａは、機体５２０において通風を受けやすい場所に配置されていることが望ましく、場合によっては、空気を流動させるために電動ファンが備えられていても良い。
【００５５】
熱交換器６０ａにおける温度調整は、例えば、熱媒管６１ａ中における熱媒の流量調整を行うことによって、あるいは、通風に対する放熱部６２ａの接触面積を変化させることによって、さらには、電動ファンによる通風量を増大させることによって実行され得る。また、熱媒管６１ａの管路の途中に放熱部６２ａを迂回するバイパス管路を設けて、バイパス管路を経由する管路と経由しない管路とを切り替えることで温度調整が実行されても良い。温度調整に際しては、熱媒管６１ａの途中に温度センサを配置し、熱媒の温度に基づき温度調整が行われても良い。さらに、蓄熱部１１ａは、蓄熱部１１ａと排気管５２５とを直接熱的に接続する熱媒管６１ａに代えて、排気管５２５と放熱部６２ａ、放熱部６２ａと蓄熱部１１ａとをそれぞれ熱的に接続する２つの熱媒管によって間接的に接続されていても良い。この場合には、構造的に、排気管５２５の熱エネルギが、作動油に直接作用する事態を回避でき、作動油の熱的劣化を防止することができる。
【００５６】
第２の実施形態に係る作動油回路１０ａにおける油路の切り替えは、第１の実施形態に係る作動油回路１０における油路の切り替えと同様に実行される。
【００５７】
以上説明したように、第２の実施形態に係る作動油回路１０ａ、ショベルカー５００によれば、作動油に加えて作動油よりも高温な排気ガスを熱源として蓄熱部１１ａを加熱するので、蓄熱部１１ａに短時間でより多くの熱エネルギを蓄えさせることができる。また、作動油は適温で用いられる必要があるため蓄熱部１１ａの温度によっては蓄熱部１１ａの加熱（蓄熱）に用いることができないが、排気ガスの熱エネルギは再利用されない熱エネルギであるから蓄熱部１１ａの温度によらず、蓄熱部１１ａの蓄熱に用いることが可能であり、蓄熱部１１ａの蓄熱の迅速化を図ることができる。また、排気ガスの熱エネルギを利用することによって、をショベルカー５００全体におけるエネルギ効率を向上させることができる。
【００５８】
第２の実施形態に係る作動油回路１０ａ、ショベルカー５００によれば、この他にも、第１の実施形態に係る作動油回路１０、ショベルカー５００と同様の利点を得ることができる。
【００５９】
上記第２の実施形態においては、熱交換器６０ａを備えているが、排気管５２５を蓄熱部１１ａに近接して配置し、排気管５２５と蓄熱部１１ａとの間の空間に存在する空気を媒介とする熱伝導、および排気管５２５からの輻射熱によって蓄熱部１１ａを加熱する構成を備えても良い。この場合には、熱交換器６０ａを新たに備えることなく、蓄熱部１１ａの蓄熱に際して、排気ガスの熱エネルギを利用することができる。
【００６０】
第３の実施形態：
図９は、機体における、第３の実施形態に係る作動油回路を含む各種装置の配置例を概念的に示す説明図である。図１０は第３の実施形態に係る作動油回路のブロック図である。第３の実施形態に係る作動油回路１０ｂは、作動油に代えて、排気ガスによって蓄熱部１１ｂを加熱する構成を備えている点、蓄熱部１１ｂと作動油との熱交換部が第３配管Ｌ１３ｂに備えられている点、において第１の実施形態に係る作動油回路１０と異なる。すなわち、蓄熱部１１ｂの具体的構成および第１の循環配管Ｌ１０の具体的構成において相違する。第３の実施形態に係る作動油回路１０ｂの構成のうち、第１の実施形態に係る作動油回路１０と同等の構成については、同一の符号、あるいは、同一の符号の末尾に「ｂ」を付すことで詳細な説明は省略する。したがって、以下では、蓄熱部１１ｂおよび第１の循環配管Ｌ１０の構成を中心に説明する。
【００６１】
第１の循環配管Ｌ１０ｂは、複数の配管によって作動油が通常時に循環する第１の循環油路を形成している。第１の循環配管Ｌ１０ｂは、油圧制御バルブ１４と第４切替弁Ｖ４とを連通する第１配管Ｌ１１ｂ、第４切替弁Ｖ４と作動油タンク１２とを連通する第３配管Ｌ１３ｂ、作動油ポンプ１３を介して作動油タンク１２と油圧制御バルブ１４とを連通する第５配管Ｌ１５とを有している。第５配管Ｌ１５における作動油ポンプ１２と作動油ポンプ１３との間には第３切替弁Ｖ３が配置されている。第１の循環配管Ｌ１０のいずれかの位置、例えば、第１配管Ｌ１１ｂ、第５配管Ｌ１５には、作動油を冷却するために冷却装置（ラジエタ（熱交換器））が配置されていても良い。各配管Ｌ１１ｂ、Ｌ１３ｂおよびＬ１５は、金属製または１００℃程度の温度に耐えられる耐熱性樹脂から構成されており、必要に応じて断熱材で覆われていても良い。また、各配管Ｌ１１ｂ、Ｌ１３ｂおよびＬ１５のうち、少なくとも、第３配管Ｌ１３ｂは、配管からの放熱を抑制するために、機体５２０の内部、すなわち、外気に曝されない位置に配置されていることが望ましい。
【００６２】
第２の循環配管Ｌ２０は、第４切替弁Ｖ４と作動油タンク１２とを連通し、第２の循環配管Ｌ２０上には電動ポンプ１５が配置されている。
【００６３】
第３の実施形態に係る蓄熱部１１ｂは、排気ガスと熱交換を行うために、内部を排気管５２５が貫通する構成を備えており、排気ガスの熱エネルギを直接吸収することによって蓄熱を行う。すなわち、蓄熱部１１ｂにおける排気管５２５と接触する領域は排気ガスと熱交換を行う熱交換部１１１である。既述のように、排気ガス温度は作動油温度と比較して高温であるため、短時間で蓄熱部１１ｂの蓄熱を完了することができる。蓄熱部１１ｂに蓄えられた熱は、熱交換器６０ｂを介して作動油に伝達される。熱交換器６０ｂは、熱媒管６１ｂおよび熱媒管６１ｂからの放熱を促進するための放熱部６２ａを備えている。熱媒管６１ｂの一端６１ｂ１は熱交換部機能を備えて蓄熱部１１ｂ内に配置され、熱媒管６１の他端６１ｂ２は熱交換部機能を備えて第３配管Ｌ１３ｂにおける熱交換部Ｌ１３ｂ１に配置されている。熱交換部Ｌ１３ｂ１は、蓄熱部１１ｂが有する熱エネルギにより作動油を加熱するために、熱媒管６１ｂの一端６１ｂ１が第３配管Ｌ１３ｂ内に配置されて形成される熱交換部であり、第３配管Ｌ１３ｂの一部を構成する。したがって、作動油から蓄熱部１１ｂへの熱交換は想定されていない。なお、図９では、第３配管Ｌ１３ｂ内に配置される熱媒管６１ｂの端部６１ｂ１を明瞭に示すために、第３配管Ｌ１３ｂの熱交換部Ｌ１３ｂ１を拡大表示している。熱交換部機能とは、熱媒管６１ａが蛇行する等、冗長な管路長を有する形状を備える、あるいは、フィン、突部等、表面積を大きくするための構成を外表面に備えることによって、熱交換を促進する機能を意味する。なお、蓄熱部１１ｂが熱交換器６０ｂまたは熱交換部機能を有すると言うこともできる。また、熱交換器６０ｂの機能としては単なる熱交換機能および交換される熱量を調整する熱量調整機能の双方を含み得る。
【００６４】
熱媒管６１ｂ中の熱媒としては、空気や不凍液等の媒体を用いることができる。熱媒管６１ｂは、環状に閉じていてもよく、あるいは、両端部が開放されていても良い。いずれの場合にも、ポンプによって熱媒は循環させられる必要がある。熱媒管６１ｂは、放熱部６２ｂにおいて蛇行する等、冗長な管路長を有する形状を備え、放熱部６２ｂからの放熱の促進が図られても良い。放熱部６２ｂは、フィン、突部等、表面積を大きくするための構成を外表面に備えていても良い。放熱部６２ｂは、機体５２０において通風を受けやすい場所に配置されていることが望ましく、場合によっては、空気を流動させるために電動ファンが備えられていても良い。なお、熱媒管６１ｂにおける熱媒の流動（循環・停止）および流量は、制御部３０によって制御される。
【００６５】
第３の実施形態に係る蓄熱部１１ｂに蓄えられる熱エネルギは高く、蓄熱部１１ｂと作動油との間で直接熱交換を行うと、作動油の熱劣化を招く可能性があるので、熱交換器６０ｂによる熱媒の温度調整が必要となる。熱交換器６０ｂにおける温度調整は、例えば、熱媒管６１ｂ中における熱媒の流量調整を行うことによって、あるいは、通風に対する放熱部６２ｂの接触面積を変化させることによって、さらには、電動ファンによる通風量を増大させることによって実行され得る。また、熱媒管６１ｂの管路の途中に放熱部６２ｂを迂回するバイパス管路を設けて、バイパス管路を経由する管路と経由しない管路とを切り替えることで温度調整が実行されても良い。温度調整に際しては、熱媒管６１ａの途中に温度センサを配置し、熱媒の温度に基づき温度調整が行われても良い。さらに、蓄熱部１１ｂは、蓄熱部１１ｂと第３配管Ｌ１３ｂとを直接熱的に接続する熱媒管６１ｂに代えて、蓄熱部１１ｂと放熱部６２ｂ、放熱部６２ｂと第３配管Ｌ１３ｂとをそれぞれ熱的に接続する２つの熱媒管によって間接的に接続されていても良い。この場合には、構造的に、蓄熱部１１ｂの熱エネルギが、作動油に直接作用する事態を回避でき、作動油の熱的劣化を防止することができる。
【００６６】
第３の実施形態における作動油の流れについて詳細に説明する。図１１は第３の実施形態に係る作動油回路における通常時の作動油の流れを示す説明図である。図１２は第３の実施形態に係る作動油回路における作動油保温時の作動油の流れを示す説明図である。
【００６７】
ショベルカー５００が始動され、各種装置および作動油の暖機が完了した後の作動油温度は、油圧式アクチュエータ５３３における機械的な摩擦等により上昇するが、油路に配置されている冷却装置によって、例えば、４０℃〜７０℃に維持される。第３の実施形態においては、専ら排気ガスを熱源として蓄熱部１１ｂの加熱を行っているので、作動油温度に応じた、すなわち、作動油によって蓄熱部１１ｂを加熱するための油路保切り替えは不要であり、実行されない。この状態にあっては、制御部３０は、第１配管Ｌ１１ｂと第３配管Ｌ１３ｂとを連通するように第４切替弁Ｖ４の連通状態（弁状体）を切り替え、第３切替弁Ｖ３を連通状態に切り替えて、第５配管Ｌ１５による作動油ポンプ１３を介した作動油タンク１２から油圧制御バルブ１４への作動油の供給を許容する。この結果、図１１において黒塗りにて示された弁口および配管から構成される第１の循環油路が形成される。なお、切替弁において黒塗りで示されている弁口の組合せが連通状態にあり、各弁口に接続されている配管を連通している。なお、作動油温度が油圧式アクチュエータ５３３の駆動に十分な温度に到達している場合には、蓄熱部１１ｂによって作動油を加熱する必要はないので、熱媒の流動は停止される。
【００６８】
制御部３０は、ショベルカー５００の始動時であって、蓄熱部１１ｂに十分な熱が蓄熱されている場合には、熱交換器６０ｂを作動、すなわち、熱媒管６１ｂ中の熱媒を循環させる。この結果、蓄熱部１１ｂの熱エネルギによって作動油は加熱され、作動油温度は上昇し、ショベルカー５００の暖機に要する時間が短縮される。作動油の初期温度を上昇させる利点は第１の実施形態において述べた通りである。なお、蓄熱部１１ｂに十分な熱量が蓄えられていない場合には、蓄熱部１１ｂを介することによって作動油の熱エネルギが吸収され、ショベルカー５００始動時における作動油温度の上昇を妨げるので、制御部３０は、熱媒の流動を停止させる。
【００６９】
制御部３０は、ショベルカー５００の稼働が停止され、駐機状態になると、図１２に示すように、第３配管Ｌ１３ｂと第２の循環配管Ｌ２０とを連通するように第４切替弁Ｖ４の連通状態を切り替え、第３切替弁Ｖ３を非連通状態に切り替えて、第３配管Ｌ１３ｂおよび第２の循環配管Ｌ２０によって第２の循環油路を形成する。第２の循環油路が形成された状態において、電動ポンプ１５を作動させると、作動油は、作動油タンク１２を起点とする第２の循環油路内で循環する。この結果、作動油タンク１２内の作動油は、第３配管Ｌ１３ｂ内に配置されている熱媒管６１ｂによって加熱され、所定温度に維持され得る。また、第２の循環油路の管路長は、第１の循環油路の管路長よりも短く設定されているので、管路の途中での管路外への放熱量を抑制することができる。さらに、第２の循環油路を形成する配管の内、少なくとも第３配管Ｌ１３ｂと第２の循環配管Ｌ２０とは、機体５２０の内部に配置されており、外気に曝されないので、配管を流動する作動油の温度低下が抑制される。なお、第２の循環油路への切り替えおよび作動油の循環は、第１の実施形態において述べたように実行され得る。
【００７０】
以上説明したように、第３の実施形態に係る作動油回路１０ｂ、ショベルカー５００によれば、作動油に代えて作動油よりも高温な排気ガスを熱源として蓄熱部１１ｂを加熱するので、蓄熱部１１ｂに短時間でより多くの熱エネルギを蓄えさせることができる。また、作動油は適温で用いられる必要があるため蓄熱部１１ｂの温度によっては作動油の加熱に用いることができないが、熱交換器６０ｂによって熱媒管６１ｂ内の熱媒体の温度を適温に調整することによって作動油の加熱に用いることができる。排気ガスの熱エネルギは再利用されない熱エネルギであるから蓄熱部１１ｂの温度によらず、蓄熱部１１ｂの蓄熱に用いることが可能であり、蓄熱部１１ｂの蓄熱の迅速化を図ることができる。また、排気ガスの熱エネルギを利用することによって、をショベルカー５００全体におけるエネルギ効率を向上させることができる。
【００７１】
第３の実施形態に係る作動油回路１０ｂによれば、作動油温度を比較して高温の排気ガスを熱源として用いるため、蓄熱部材として高蓄熱密度の材料を用いた場合であっても、蓄熱部材を所定の温度まで迅速に加熱、上昇させることができる。
【００７２】
第３の実施形態に係る作動油回路１０ｂ、ショベルカー５００によれば、この他にも、第１の実施形態に係る作動油回路１０、ショベルカー５００と同様の利点を得ることができる。
【００７３】
上記第３の実施形態においては、熱交換器６０ｂを備えているが、排気管５２５を蓄熱部１１ｂに近接して配置し、排気管５２５と蓄熱部１１ｂとの間の空間に存在する空気を媒介とする熱伝導、および排気管５２５からの輻射熱によって蓄熱部１１ｂを加熱する構成を備えても良い。この場合には、熱交換器６０ｂを新たに備えることなく、蓄熱部１１ｂの蓄熱に際して、排気ガスの熱エネルギを利用することができる。
【００７４】
第４の実施形態：  
上記各実施形態において用いられているカウンターウエイト４０の変形例について図１３および図１４を用いて説明する。図１３は変形例に係るカウンターウエイトの平面図である。図１４は図１３に示すカウンターウエイトを矢印Ｆ１４から見た正面図である。カウンターウエイトは、ショベルカー５００が重量物を取り扱う際の転倒等を防止するためのバランスウエイトであり、一般的には鋳物形成体が用いられている。そこで、カウンターウエイト４０の一部に各実施形態における蓄熱部１１、１１ａ、１１ｂ（以下、蓄熱部１１として総称する）を収納するためのスペースを予め設けておき、蓄熱部１１をビルトイン収容することが考えられる。機体５２０上のスペースは限られており、新たに蓄熱部１１を搭載する場合には、既存の搭載物の大幅なレイアウト変更が求められる。そこで、ショベルカー５００等の作業機械において一般的に装備されるカウンターウエイト４０の一部として蓄熱部１１を搭載すれば、機体５２０における既存レイアウトの大幅な変更は不要となる。蓄熱部１１自体も蓄熱部材によっては十分な重量物であり、カウンターウエイト４０の一部として機能し得る。
【００７５】
変形例におけるカウンターウエイト４１は、平面視において中央部分に蓄熱部１１を内包し、蓄熱部１１を搭載することによる、カウンターウエイト４１を構成する他の部分との重量バランスが図られている。カウンターウエイト４１は正面視において底面側に配置されている。カウンターウエイト４１には、作動油回路１０を構成する配管と蓄熱部１１内の配管とを接続するための接続部が設けられている。接続部は、蓄熱部１１に作動油を導入するために、例えば、第３配管Ｌ１３と接続される導入接続部１１ｉｎ、蓄熱部１１から作動油を排出するために、同じく第３配管Ｌ１３と接続される排出接続部１１ｏｕｔ、および蓄熱部１１と作動油タンク１２との間で作動油を循環させるために循環用の作動油を導入するための循環接続部１１ｃｉｒを含んでいる。機体５２０側にも各接続部１１ｉｎ、１１ｏｕｔ、１１ｃｉｒに対応する位置に機体側接続部を配置しておくことによって、簡単に配管接続を行うことができる。したがって、作業に応じてカウンターウエイト４１を交換する際にも容易な交換を実現することができる。なお、脱着に伴うエア抜きの必要性を低減させる貯めに、双方の接続部には、取り外し時に接続部に対するエアの侵入を防止する封止機構が設けられていることが望ましい。
【００７６】
さらに、カウンターウエイト４１には、作動油回路１０を構成する装置のうち、作動油タンク１２、電動ポンプ１５が内包されていても良い。作動油タンク１２は重量物であり、バランスウエイトとして好適である。
【００７７】
変形例：
上記各実施形態においては、ショベルカー５００を例にとって説明したが、油圧式アクチュエータにより走行および所定の作業を行う作業機械であれば、クレーン車、ブルドーザ等の他の移動式の作業機械、あるいは固定式のクレーンであっても良い。また、エンジンとしては、ディーゼルエンジンの他、ガソリンエンジンが用いられても良い。
【００７８】
上記各実施形体では、全ての動力源を作動油ポンプによって提供する態様に基づいて説明したが、例えば、機体５２０の旋回には電動モータが使用されているといった、いわゆる、ハイブリッド作業機械に対しても適用可能であることは言うまでもない。
【００７９】
上記各実施形体では、蓄熱部１１、１１ａ、１１ｂの形状について特に言及していないが、円柱状、矩形柱状等、配置位置の形状に合わせて任意の形状を有していても良い。
【００８０】
上記各実施形態においては、作動油回路１０を備える対象として作業機械を例にとって説明したが、例えば、エンジンの潤滑に用いられるオイル、トランスミッションのミッションオイルまたはＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）といったオイル系等を備える車両に適用されても良い。特に寒冷地において用いられる車両においては、潤滑油の暖機に時間を要するので、上記実施形態に係る作動油回路１０を備えることによって、潤滑系の早期暖機完了を実現することができる。
【００８１】
上記各実施形態においては、蓄熱部１１、１１ａ、１１ｂはカウンターウエイト４０内に一部または全部が配置されているが、作動油タンク１２内に備えられても良い。すなわち、ショベルカー５００における重量バランス、機体５２０上の配置スペースに応じて配置位置が決定されれば良い。
【００８２】
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０…作動油回路
１０ａ…作動油回路
１０ｂ…作動油回路
１１…蓄熱部
１１ｉｎ…導入接続部
１１ｏｕｔ…排出接続部
１１ｃｉｒ…循環接続部
１１ａ…蓄熱部
１１ｂ…蓄熱部
１２…作動油タンク
１３…作動油ポンプ
１４…油圧制御バルブ
１５…電動ポンプ
３０…制御部
３１…温度センサ
４０…カウンターウエイト
６０ａ…熱交換器
６０ｂ…熱交換器
６１ａ…熱媒管
６１ａ１…第１の熱交換部
６１ａ２…第２の熱交換部
６１ｂ…熱媒管
６１ｂ１…第１の熱交換部
６１ｂ２…第２の熱交換部
６２ａ…放熱部
６２ｂ…放熱部
１１１…熱交換部
５００…ショベルカー
５１０…走行部
５１１…クローラ
５２０…機体
５２１…エンジン
５２２…キャブ
５２３…燃料タンク
５２４…排気装置
５２５…排気管
５３０…作業装置
５３１…支持部材
５３２…ショベル
５３３…油圧式アクチュエータ
Ｌ１０…第１の循環配管
Ｌ１０ｂ…第１の循環配管
Ｌ１１…第１配管
Ｌ１１ｂ…第１配管
Ｌ１２…第２配管
Ｌ１３…第３配管
Ｌ１３ｂ…第３配管
Ｌ１４…第４配管
Ｌ１５…第５配管
Ｌ２０…第２の循環配管
Ｌ１３ｂ１…熱交換部
Ｖ１…第１切替弁
Ｖ２…第２切替弁
Ｖ３…第３切替弁
Ｖ４…第４切替弁
ＳＬ…制御信号線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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