特許ウォッチ

公開番号2025032851
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023138341
出願日2023-08-28
発明の名称建設機械の作動油冷却装置
出願人日本車輌製造株式会社
代理人個人,個人
主分類F01P 7/16 20060101AFI20250305BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】エンジンのアイドル回転状態において作動油の冷却効率を高めることが可能な建設機械の作動油冷却装置を提供する。
【解決手段】固定容量型の第1油圧ポンプ40の吐出側油路48には、オイルクーラ31の冷却ファン37を駆動する油圧モータ38が設けられるとともに、コントローラ47の指令を受けて作動油の流れを油圧モータに向かう流れと油圧モータを迂回して合流部45に直接向かう流れとに配分可能な流量比調節弁51が設けられ、コントローラは、エンジンの回転数毎に油温と冷却ファンの回転数とを対応付けて記憶するテーブルを参照し、油温が閾値以下であって、かつ、エンジンが定格回転状態から該エンジンの油圧負荷を最小にしたアイドル回転状態へと復帰する場合に、流量比調節弁に対して作動油の流量配分を調節する指令を与えて、冷却ファンの回転数をアイドル回転状態への復帰前と復帰後とで一定にする制御を行う。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
可変容量型の油圧ポンプと固定容量型の油圧ポンプとを含む複数の油圧ポンプと、全油圧ポンプの動力源となるエンジンと、油圧アクチュエータの制御弁を経由して作動油タンクに戻る作動油が流れる戻り油路と、該戻り油路に設けられたオイルクーラと、外気を取り込んで前記オイルクーラに送風する冷却ファンと、該冷却ファンを駆動する油圧モータと、作動油の温度を検出する油温センサと、該油温センサで検出した油温の上昇に応じて前記冷却ファンの回転数を増加側に設定するコントローラと、該コントローラに参照され、前記エンジンの回転数毎に前記油温と前記冷却ファンの回転数とを対応付けて記憶するテーブルとを備えた建設機械の作動油冷却装置において、
前記オイルクーラに作動油を供給する前記固定容量型の第１油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータに作動油を供給する第２油圧ポンプと、前記オイルクーラの上流側の前記戻り油路に設けられ、前記第１油圧ポンプ及び前記第２油圧ポンプからの作動油を合流させる合流部とを有し、
前記第１油圧ポンプの吐出側油路には、前記油圧モータが設けられるとともに、前記コントローラの指令を受けて作動油の流れを前記油圧モータに向かう流れと前記油圧モータを迂回して前記合流部に直接向かう流れとに配分可能な流量比調節弁が設けられ、
前記コントローラは、前記油温が閾値以下であって、かつ、前記エンジンが定格回転状態から該エンジンの油圧負荷を最小にしたアイドル回転状態へと復帰する場合に、前記流量比調節弁に対して作動油の流量配分を調節する指令を与えて、前記冷却ファンの回転数を前記アイドル回転状態への復帰前と復帰後とで一定にする制御を行うことを特徴とする建設機械の作動油冷却装置。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
下部走行体上に上部旋回体が旋回可能に設けられ、前記エンジンは、前記上部旋回体の幅方向一側部に設けられ、前記オイルクーラは、前記冷却ファン及び前記油圧モータと一体的に前記上部旋回体の幅方向他側部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の建設機械の作動油冷却装置。
【請求項３】
前記オイルクーラに作動油を供給する前記固定容量型の第３油圧ポンプを更に有していることを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械の作動油冷却装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の作動油冷却装置に関し、詳しくは、冷却ファン駆動用の油圧モータの回転数を制御して作動油を冷却する建設機械の作動油冷却装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
杭打機やアースドリル、クレーンなどの建設機械は、旋回体の一側部にエンジン、該エンジンで駆動される油圧ポンプ、エンジン冷却水用のラジエータ、吸気冷却用のインタークーラ、作動油冷却用のオイルクーラ、冷却風送風用の冷却ファンなどの各種機器を収容したエンジン収容ハウス（エンジン室）が設置され、ハウス壁部の冷却空気吸込口から取り入れた冷却風を前後あるいは左右に並設したラジエータ、インタークーラ、オイルクーラの各熱交換器に送るように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の建設機械に設けられる冷却ファンは、エンジン出力軸の伝達動力によって駆動される方式が多いが、エンジン及び油圧機器系統を同時に冷却する構成であるため、冷却効率が悪く、オーバーヒートを招きやすいという欠点がある。その上、エンジン始動直後などでは、例えば、作動油の温度（以下、油温ともいう）が機械稼働に適した暖気温度に達していないときにも冷却風をオイルクーラに送ることになり、暖気運転に余計な時間がかかるという欠点もある。こうした問題を解決する先行技術として、エンジンから独立して回転制御される冷却ファン駆動用の油圧モータを備え、油温に応じて冷却ファンの回転数を増減させる方式のものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１３８６５６号公報
特開２００６－３７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載されたこの種の作動油冷却装置は、油圧アクチュエータの非作動時（エンジンの油圧負荷を最小にした状態）においては燃費向上、騒音対策を図る観点から、油圧アクチュエータの作動時と比べてエンジンの回転数がアイドル回転数に低く調整される。しかしながら、このアイドル回転状態では、油圧ポンプからの吐出流量が少ない流量に制限されるため、オイルクーラを通過する作動油の流量と冷却ファン駆動用の油圧モータの流量とが両方とも減少し、その結果、オイルクーラでの作動油の冷却効率が低下することになる。特に、エンジンの回転数を最大のエンジン定格回転で運転した場合には、アイドル回転状態に移行しても作動油のオーバーヒートの防止効果には直接寄与しないという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、エンジンのアイドル回転状態において作動油の冷却効率を高めることが可能な建設機械の作動油冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の建設機械の作動油冷却装置は、可変容量型の油圧ポンプと固定容量型の油圧ポンプとを含む複数の油圧ポンプと、全油圧ポンプの動力源となるエンジンと、油圧アクチュエータの制御弁を経由して作動油タンクに戻る作動油が流れる戻り油路と、該戻り油路に設けられたオイルクーラと、外気を取り込んで前記オイルクーラに送風する冷却ファンと、該冷却ファンを駆動する油圧モータと、作動油の温度を検出する油温センサと、該油温センサで検出した油温の上昇に応じて前記冷却ファンの回転数を増加側に設定するコントローラと、該コントローラに参照され、前記エンジンの回転数毎に前記油温と前記冷却ファンの回転数とを対応付けて記憶するテーブルとを備えた建設機械の作動油冷却装置において、前記オイルクーラに作動油を供給する前記固定容量型の第１油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータに作動油を供給する第２油圧ポンプと、前記オイルクーラの上流側の前記戻り油路に設けられ、前記第１油圧ポンプ及び前記第２油圧ポンプからの作動油を合流させる合流部とを有し、前記第１油圧ポンプの吐出側油路には、前記油圧モータが設けられるとともに、前記コントローラの指令を受けて作動油の流れを前記油圧モータに向かう流れと前記油圧モータを迂回して前記合流部に直接向かう流れとに配分可能な流量比調節弁が設けられ、前記コントローラは、前記油温が閾値以下であって、かつ、前記エンジンが定格回転状態から該エンジンの油圧負荷を最小にしたアイドル回転状態へと復帰する場合に、前記流量比調節弁に対して作動油の流量配分を調節する指令を与えて、前記冷却ファンの回転数を前記アイドル回転状態への復帰前と復帰後とで一定にする制御を行うことを特徴としている。
【０００８】
また、下部走行体上に上部旋回体が旋回可能に設けられ、前記エンジンは、前記上部旋回体の幅方向一側部に設けられ、前記オイルクーラは、前記冷却ファン及び前記油圧モータと一体的に前記上部旋回体の幅方向他側部に設けられていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、前記オイルクーラに作動油を供給する前記固定容量型の第３油圧ポンプを更に有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の建設機械の作動油冷却装置によれば、固定容量型の第１油圧ポンプの吐出側油路に冷却ファン駆動用の油圧モータを設けるとともに流量比調節弁を設けて構成し、コントローラにおいて、油温が閾値以下であって、かつ、エンジンが定格回転状態からアイドル回転状態へと復帰する場合に、流量比調節弁に対して作動油の流量配分を調節する指令を与えて、冷却ファンの回転数をアイドル回転状態への復帰前と復帰後とで一定にする制御を行うので、エンジンの回転数に依存せずに油温の変化のみに応じて冷却ファンを回転制御することが可能となり、低燃費、低騒音を図りながらオイルクーラでの作動油の冷却性を確保した運転ができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許