(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の冷却システムであって、
機械に作動的に連結されたエンジンと；
エンジンを通してエンジン冷却液を循環するように適合した第１冷却システムと；
エンジン冷却液が連通するように第１冷却システム中に配置された熱交換機と；
機械に取り付けられた少なくとも１つの車軸アセンブリと；
車軸アセンブリ及び熱交換機を通して油を循環するように適合した第２冷却システムと；
エンジンと駆動係合して油を選択的に循環させる第２冷却システム中に配置されたポンプと；
ポンプとエンジンとの間の駆動を選択的に確立するためにポンプとエンジンとの間に配置されたクラッチ部材と；
エンジンの温度を検出するためにエンジンと係合するように適合し、エンジンの温度が所定温度に達するとクラッチを係合するためにクラッチ部材に作動的に接続された第１センサーと；
車軸アセンブリの温度を検出するために車軸アセンブリと係合するように適合し、車軸アセンブリの温度が所定温度に達するとクラッチを係合するためにクラッチ部材と作動的に接続された第２センサーと；
を具備したことを特徴とする機械の冷却システム。
【請求項２】
第２車軸アセンブリが機械に取り付けられており、前記第２車軸アセンブリはそれを通して油を循環させるように適合した第３冷却システムと連通していることを特徴とする請求項１記載の機械の冷却システム。
【請求項３】
第３冷却システムは熱交換機を通して油を循環させるポンプを含んでおり、このポンプはエンジン及びクラッチ部材と作動的に係合していることを特徴とする請求項２記載の機械の冷却システム。
【請求項４】
第３冷却システム中の油は第２冷却システム中の油と連通しないような方法で熱交換機を通して循環することを特徴とする請求項４記載の機械の冷却システム。
【請求項５】
熱交換機は油と水との間の熱交換機であることを特徴とする請求項１記載の機械の冷却システム。
【請求項６】
ラジエーターが第１冷却システム中に配置されており、該ラジエーターは空気と水との間の熱交換機能を有していることを特徴とする請求項５記載の機械の冷却システム。
【請求項７】
車軸アセンブリは第２冷却システムと連通するように配置された複数のブレーキ要素を含んでいることを特徴とする請求項１記載の機械の冷却システム。
【請求項８】
第１センサーは第１冷却システム中のエンジン冷却液の温度を検出し、第２センサーは第２冷却システム中の油の温度を検出することを特徴とする請求項１記載の機械の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に冷却システムに関し、特に、機械の作動モードに応じて車軸アセンブリ中の油の温度を減少させるか、又はエンジン冷却液の温度を減少させる冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の作動においては、機械がいくつかの異なった作業モードに晒されるのが一般的である。例えばホイールローダーにおいては、トラックへの積み込み、荷物の運搬、及び他のより特殊な作業を含んでいる。
【０００３】
例えば、荷物の運搬作業においては、荷物をある場所から他の場所に運搬するので、機械が比較的高速度で移動する大量の機械の動きがある。
【０００４】
ブレーキ作用はこれらの高速度を達成してから機械を停止にもたらす必要があるので、前部車軸及び後部車軸へのブレーキの適用は非常に厳しいものとなる。ブレーキを掛けるとしばしばブレーキ及びブレーキが配置されている車軸ハウジング中の油を高温に加熱する。
【０００５】
トラックへの積み込みあるいは機械が走行せずに作業器具を使用する頻度が高い場合には、ブレーキはそれほどしばしば使用されないため車軸温度に関しては問題はない。しかし、これらの場合には、エンジンの温度が過熱するのを防止するためにエンジン冷却システムの増強は非常に効果的である。
【０００６】
上述した両方の場合において、熱は異なる作業の副産物であり、数多くの部品に過度の磨耗及び時期の早い損傷をもたらすことが知られている。エンジンの過熱に関しては、いくつかの対策が大変有効であることが知られている。
【０００７】
これらの対策は冷却システムの容量を拡大すること、又は冷却システム中に冷媒を付加することを含んでいる。車軸アセンブリの過熱に関しては、熱を減少させるためのいくつかの方法が知られている。あるシステムでは、車軸ハウジング中で空気対油冷却器を通して油を循環させるか、車軸ハウジング中で油を通して冷却液を循環させる。
【０００８】
これらのシステムはある程度効果的であることが知られているが、多くの場合比較的複雑であって、望ましい結果を達成するために数多くの余分な部品が必要となる。加えるに、これらのシステムは常に作動しており、汎用性が非常に限定されたものである。
【０００９】
よって本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を克服した機械の冷却システムを提供することである。
【００１０】
【発明の開示】
本発明の１つの側面においては、機械の冷却システムが提供される。冷却システムは機械に関連しているエンジンと、エンジン中を循環しているクーラント（冷却液）を冷却するように適合した第１冷却システムを含んでいる。第１冷却システム中には熱交換機が配置されていて、この熱交換機を通してエンジンの冷却液が循環する。
【００１１】
少なくとも１つの車軸アセンブリが機械に取り付けられており、この車軸アセンブリ及び熱交換機を介して油を循環する第２冷却システムが設けられている。
【００１２】
第２冷却システム中で油を選択的に循環し、エンジンに駆動係合するように適合したポンプが第２冷却システム中に配置されている。ポンプとエンジンとの間の駆動を選択的に係合するために、クラッチ部材がポンプとエンジンとの間に配置されている。
【００１３】
エンジン温度を検出する第１センサーがエンジンに係合するように適合している。エンジンの温度が所定温度に達すると、クラッチを係合するように第１センサーはクラッチ部材に作動的に接続されている。
【００１４】
車軸温度を検出するために、第２センサーが車軸に係合するように適合している。車軸の温度が所定温度に達すると、クラッチを係合するように第２センサーはクラッチ部材に作動的に接続されている。
【００１５】
本発明の他の側面においては、エンジンと、機械に動的パワーを提供するためにエンジンに駆動的に連結された一対の車軸と、エンジンの作動温度を減少させる冷却システムとを含んだ機械の改良が提供される。
【００１６】
この機械の改良はエンジン冷却システム中に位置付けされた熱交換機と、油を車軸アセンブリの１つ及び熱交換機を介して循環させる第２冷却システムを含んでいる。
【００１７】
油を他の車軸アセンブリ及び熱交換機を介して循環させる第３冷却システムが設けられている。各車軸及び熱交換機を通して油を選択的に循環させる手段が設けられている。
【００１８】
エンジン及び車軸アセンブリの温度を検出する手段も設けられている。エンジン又は車軸のいずれかの温度が所定温度に達したのに応じて、検出手段が循環手段を作動する。
【００１９】
上述した冷却システムにおいては、一対のセンサーが一方又は両方の車軸アセンブリ及びエンジン冷却システム中のエンジン冷却液に関連付けられている。車軸アセンブリ又はエンジン冷却液の温度が所定温度に達すると、ポンプが作動されてエンジン冷却システム中に配置された熱交換機を通して流体を車軸アセンブリ中で循環させる。
【００２０】
もし車軸の油の温度が過剰の場合には、エンジンの冷却液が熱交換機を通過して車軸の油温を減少させる。逆に、エンジン冷却液の温度が高すぎる場合には、冷たい車軸の油が熱交換機を循環してエンジン冷却液の温度を減少させる。このように構成されているため、本発明の冷却システムは機械の作動モードに応じて必要とされる冷却を提供する。
【００２１】
【発明を実施するための最良の形態】
図面を参照すると、機械の冷却システム１０が示されている。機械（図示せず）はここでは示されていない従来の方法により一対の車軸アセンブリ１４，１６に駆動的に連結されたエンジン１２を含んでいる。
【００２２】
エンジン１２は従来設計による内部冷却システムを有する従来の構造をしている。エンジン冷却システム１８は、上部及び下部ラジエーターホース２２及び２４によりエンジン１２に連結され、従来の方法でエンジンの冷却液の冷却を提供するラジエーター２０を含んでいる。
【００２３】
エンジン冷却液が循環する管路２６がエンジン冷却システムに付加されており、管路２６は出口ポート２８からエンジンを出て流体を熱交換機３０に連通させるように示されている。
【００２４】
他の管路３２が熱交換機３０とエンジンの入り口ポート３４との間に接続されて、エンジンの冷却液をエンジンの冷却システム中に再び取り入れている。熱交換機３０は、エンジンにより駆動されるポンプ３６によりエンジンの冷却液が循環するように管路２６と３２に連通して配置されている。
【００２５】
第１車軸アセンブリ１４は差動アセンブリと、両側に伸長して従来の方法で一対の車輪を駆動する一対の車軸シャフトを有する従来構造をしている。
【００２６】
複数のブレーキアセンブリが車軸シャフトに連結されて、従来の方法により機械のブレーキ作用を提供する。これらの部品の全ては共通の車軸ハウジング３８中に収容されており、個々の部品は図示されていない。
【００２７】
第１車軸アセンブリ１４は符号４０で示されている第２冷却システムを含んでいる。第２冷却システム４０は、車軸ハウジング３８の下部部分の出口ポート４４から伸長し、車軸ハウジング中の油をポンプ４６に連通させる管路４２を含んでいる。
【００２８】
他の管路４８がポンプ４６からの油を熱交換機３０に連通させる。熱交換機３０からの油は管路５０及び５２を介して車軸ハウジングに戻され、一対の入り口ポート５４及び５６を通して車軸ハウジングに入る。
【００２９】
第２車軸アセンブリ１６は第１車軸アセンブリ１４と実質上同一である。第２車軸アセンブリ１６は符号５８で示されている第３冷却システムを含んでいる。
【００３０】
第３冷却システム５８は車軸ハウジング６４の下部部分に位置している出口ポート６２から伸長し、車軸ハウジング６４中の油をポンプ４６に連通する管路６０を含んでいる。
【００３１】
他の管路６６がポンプ４６からの油を熱交換機３０に連通させる。熱交換機３０からの油は管路６８及び７０を介して車軸ハウジング６４に戻されて、２つの入り口ポート７２及び７４を通して車軸ハウジング６４に入る。
【００３２】
両方の車軸アセンブリ１４及び１６からの油は共通の熱交換機３０を介して共通のポンプ４６により循環されるが、２つのシステムの間の相互汚染の可能性を除去するために、各冷却システムは互いに分離維持されていることに注意されたい。
【００３３】
ポンプ４６は電気クラッチ部材７６により駆動される。クラッチ部材７６は一対のセンサー７８及び８０のうちの一方により作動される。
【００３４】
第１センサー７８は、エンジン冷却液の温度を検出するためにエンジンの水ジャケット中に位置付けされているプローブ（図示せず）によりエンジン１２に接続されている。
【００３５】
このプローブはワイヤー８２によりセンサー７８に接続されている。エンジン冷却液が所定温度に到達すると、センサーから信号が電気クラッチ７６に供給されてポンプ４６を駆動する。
【００３６】
第２センサー８０もまた第１車軸１４に接続されたプローブ型センサーであり、車軸アセンブリ中の油の温度を検出する。このプローブはワイヤー８４によりセンサーに接続されている。
【００３７】
油が所定温度に到達すると、第２センサー８０が電気クラッチ７６に信号を供給してポンプ４６を駆動する。センサー７８，８０はエンジン冷却液あるいは車軸油の温度に応じてポンプ４６を作動し、互いに完全に独立して作動することに注意されたい。
【００３８】
【産業上の利用可能性】
ホイールローダー等の建設機械の作動中においては、いくつかの作動モードのうちの１つで機械を作動することが一般的である。
【００３９】
１つの一般的なモードにおいては、機械を移動させることはあまりなく数多くの作業器具を作動させるのにエンジンを過度に使用するトラックへの積載等の仕事に機械が利用される。
【００４０】
この作業モードにおいては、エンジン冷却液の温度が上昇する。エンジン冷却液の温度が所定温度、本実施形態においては約９８℃に上昇すると、第１センサーが作動されて、電気クラッチ７６が係合されてポンプ４６をエンジン１２により駆動する。
【００４１】
これにより、ポンプ４６は車軸ハウジング３８及び６４中の油を熱交換機３０を介して循環させる。機械は大量の動きがなくブレーキ操作が余りないモードで作動しているので、車軸ハウジング中の油はエンジン冷却液よりも非常に冷たい状態となっている。
【００４２】
エンジン冷却液及び車軸アセンブリからの油は同じ熱交換機を循環しているので、エンジン冷却液の温度は減少される。エンジン冷却液の温度が約９５℃に達すると、第１センサー７８がクラッチに信号を送って、エンジンとポンプとの間の駆動を断つ。
【００４３】
例えば荷物の運搬等の他の作動モードにおいては、機械は物質を１つの場所から他の場所に運搬するのに利用される。この運動の間、機械は通常高速速度レンジで作動される。
【００４４】
目的地に到達すると、速度を緩めて機械が停止するために大量のブレーキ容量が要求される。これにより、各車軸ハウジング３８及び６４中の油は車軸ハウジング中に収容されているブレーキアセンブリにより加熱される。
【００４５】
油の温度が所定温度、本実施形態では約６５℃に達すると、第２センサー８０が作動されて電気クラッチ７６を係合する。上述したように、電気クラッチ７６がエンジン１２の駆動をポンプ４６に伝達し、各車軸アセンブリ１４及び１６中の油を熱交換機３０を介して循環させる。
【００４６】
この作動モードのときにはエンジン冷却液の温度が車軸ハウジング中の油よりも低いので、車軸ハウジング中の油の温度は熱交換機３０を循環するとき減少される。車軸ハウジングの油の温度が約５７℃に達すると、ポンプ４６の駆動はクラッチ７６により断たれることになる。
【００４７】
本発明の冷却システムによると、エンジン及び車軸アセンブリの両方に付加的な冷却容量を提供することにより、数多くの機械部品の過度の磨耗及び早期の損傷を顕著に減少することができる。更に、この付加的な冷却は機械の作動状態に応じて自動的に達成される。
【００４８】
本発明の他の側面、目的及び利益は添付図面、発明の詳細な説明及び特許請求の範囲を研究することにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を具備した機械の冷却システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１０  冷却システム
１２  エンジン
１４，１６  車軸アセンブリ
１８  エンジン冷却システム
３０  熱交換機
３６  ポンプ
４０  第２冷却システム
５８  第３冷却システム
７８，８０  センサー
【図１】
0004285819.tif 000002