JP2008126843A - 作業機械の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 清掃用空気流の流量を効果的に増大させ、熱交換器に付着したダスト等を吹き飛ばして清掃作業性を向上することができるようにする。
【解決手段】 第１，第２の熱交換器１４，１５を清掃するときに、第１，第２の方向制御弁２１，２５のうちいずれか一方の方向制御弁を切換位置（ｃ）に切換えて冷却ファン１６または１８を逆転制御し、他方の方向制御弁は停止位置（ａ）に切換えて冷却ファンの回転を停止させる。これにより、例えば方向制御弁２５を停止位置（ａ）に切換えたときには、油圧ポンプ１２からの圧油が油圧モータ１９側に分流されるのを遮断できる。そして、切換位置（ｃ）に切換えた一方の方向制御弁２１側では、該当する油圧モータ１７に対して油圧ポンプ１２からの圧油を全て供給し、冷却ファン１６を高速で逆回転させるものである。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ、荷役機械等に搭載され、ラジエータ、オイルクーラ等の熱交換器を冷却ファンからの冷却風によって冷却するのに好適に用いられる作業機械の冷却装置に関する。

一般に、油圧ショベル等の作業機械には、原動機および油圧機器を熱交換作用で冷却するために複数の熱交換器が搭載され、これらの熱交換器には冷却風を発生させるための冷却ファンが付設されている。そして、これらの冷却ファンを油圧モータにより回転駆動する構成としたものが知られている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

この種の従来技術では、例えば車体のフレーム上に機械室を画成する建屋カバーを設け、この機械室内には、ディーゼルエンジン等からなる原動機と、該原動機により回転駆動されタンクと共に油圧源を構成する油圧ポンプと、前記原動機の冷却水を冷却するラジエータ等からなる第１の熱交換器と、前記油圧源から油圧アクチュエータに給排する作動油を冷却するオイルクーラ等からなる第２の熱交換器と、これらの熱交換器に対して冷却風を供給する第１，第２の冷却ファン等が設けられている。

そして、これらの冷却ファンを原動機または油圧モータで回転駆動すると、外気が建屋カバー内の機械室に冷却風となって吸込まれ、この冷却風により前記原動機、油圧ポンプおよび各熱交換器等を外側から冷却（空気流により空冷）することができるものである。

また、この種の従来技術では、冷却ファンの駆動源として油圧モータを用いることにより、冷却ファンの回転方向を適宜に変えることができ、例えば熱交換器に対する清掃作業等を容易に行うことができるという利点がある。

即ち、冷却ファンの一方向回転（正転）により機械室内へと吸込まれる空気流（冷却風）中には、作業現場で発生し易い砂塵、塵埃等のダストが多量に含まれている。そして、これらのダストが熱交換器の防塵ネット、機器表面等に付着すると、冷却風による熱交換作用が低下してしまう。

このため、前記油圧モータで冷却ファンを他方向に回転（逆回転）することにより、例えば機械室内から外部に向けた空気流を清掃用空気流として定期的に発生させることができ、熱交換器に付着したダスト等を清掃用空気流で吹き飛ばして外部に除去することができる。

特開２０００−２７４２４２号公報 特開２００２−１９２９５９号公報 特開２００６−６３８８２号公報

ところで、上述した従来技術では、第１，第２の冷却ファンのうち一方の冷却ファンを原動機によって回転駆動し、他方の冷却ファンを油圧モータにより回転駆動する構成としているものが多い。

このため、例えば第１，第２の熱交換器に対する清掃作業を行うときに、油圧モータを用いた方の冷却ファン側では、逆回転操作を行うことによって清掃作業を行うことができるが、原動機で回転される方の冷却ファン側では、当該冷却ファンを原動機で逆回転することができず、熱交換器の清掃作業を行うのが難しいという問題がある。

そこで、本発明者等は、第１，第２の冷却ファンをそれぞれ油圧モータを用いて回転駆動することを検討した。しかし、この場合には、例えば第１，第２の熱交換器に対する清掃作業を行うときに、第１，第２の冷却ファンをそれぞれの油圧モータにより逆回転させるだけである。

このため、第１，第２の冷却ファンを夫々の油圧モータで逆回転させることにより発生できる清掃用空気流は、ダスト等を吹き飛ばすのに十分な流量まで増大することができず、清掃用空気流の流量が不足してしまうという未解決な問題がある。

即ち、単一の油圧源から２つの油圧モータに給排される圧油の流量は、各油圧モータを共に逆回転させるためには、例えば１／２の流量に分流して各油圧モータに供給される。これにより、各冷却ファンの回転数（逆転操作時の回転数）は、各油圧モータ毎の分流量に比例した回転数に制限されてしまう。

この結果、冷却ファンの逆転による清掃用空気流の流量（風量）が不足して、熱交換器にはダスト等が付着したままとなり、本来の熱交換作用が付着または目詰りしたダスト等により阻害され、所謂オーバヒート等の原因になり易いという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、清掃用空気流の流量を効果的に増大させ、熱交換器に付着したダスト等を吹き飛ばして清掃作業性を向上できると共に、熱交換器や冷却ファンの運転効率を高めることができるようにした作業機械の冷却装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、請求項１の発明による作業機械の冷却装置は、作業機械の原動機の冷却水を冷却する第１の熱交換器と、油圧機器の作動油を冷却する第２の熱交換器と、前記第１，第２の熱交換器に対して冷却風を送風する第１，第２の冷却ファンと、油圧源から圧油が給排されることにより該第１，第２の冷却ファンを回転駆動する第１，第２の油圧モータと、該第１，第２の油圧モータと前記油圧源との間に互いに並列となって設けられ該第１，第２の油圧モータに対する圧油の給排方向を切換える第１，第２の方向制御弁とを備え、前記第１，第２の方向制御弁は、前記第１，第２の冷却ファンを止めるため前記圧油の給排を停止する停止位置と、前記第１，第２の冷却ファンを正転させるため前記圧油を一方向に給排する第１の切換位置と、前記第１，第２の冷却ファンを逆転させるため前記圧油を他方向に給排する第２の切換位置とのいずれかに切換えられる構成とし、前記第１，第２の熱交換器を清掃するときには、前記第１，第２の方向制御弁のうちいずれか一方の方向制御弁を前記第２の切換位置に切換えて冷却ファンを逆転制御し、他方の方向制御弁は前記停止位置に切換えて冷却ファンの回転を停止する構成としている。

また、請求項２の発明は、前記熱交換器の清掃を行うための操作手段を備え、該操作手段を清掃モードに設定したときには、前記一方の方向制御弁を第２の切換位置に切換制御し、他方の方向制御弁を停止位置に切換制御する構成としている。

さらに、請求項３の発明によると、前記油圧源は、前記原動機により回転駆動される可変容量型の油圧ポンプを用いて構成し、前記操作手段を清掃モードとしたときには、前記油圧ポンプの吐出容量を小容量側から大容量側に切換える構成としている。

上述の如く、請求項１に記載の発明によれば、第１，第２の熱交換器を清掃するときに、第１，第２の方向制御弁のうちいずれか一方の方向制御弁を第２の切換位置に切換えて冷却ファンを逆転制御し、他方の方向制御弁は停止位置に切換えて冷却ファンの回転を停止する構成としているので、前記第２の切換位置に切換えられた一方の方向制御弁側では、該当する油圧モータに対して油圧源からの圧油を分流させることなく、全ての圧油を供給することができ、当該油圧モータの回転速度を圧油の流量に比例して増大できると共に、逆転制御する冷却ファンの回転数を効率的に高めて、清掃用空気流の流量を増大することができる。

従って、第１，第２の熱交換器の清掃作業時には、一方の冷却ファンを逆転制御し、他方の冷却ファンは一時的に停止させることにより、清掃用空気流の流量を効果的に増大でき、熱交換器に付着したダスト等を吹き飛ばして清掃作業性を向上することができる。これにより、熱交換器や冷却ファンの運転効率を高めることができ、本来の熱交換作用を長期にわたって維持することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、操作手段を清掃モードに設定したときには、一方の方向制御弁と他方の方向制御弁とを第２の切換位置と停止位置とに切換制御する構成としているので、操作手段による清掃モードの選択操作に従って、第１，第２の冷却ファンを選択的に逆転制御することができ、熱交換器の清掃作業を必要な時間にわたって大なる流量で行うことができる。

さらに、請求項３に記載の発明は、原動機により回転駆動される可変容量型の油圧ポンプを用いて油圧源を構成し、操作手段を清掃モードとしたときには、前記油圧ポンプの吐出容量を小容量側から大容量側に切換える構成としているので、油圧源から第１，第２の油圧モータに給排する圧油の流量が急激に変化するのを防ぐことができ、例えばサージ圧等の発生を抑えて、油圧モータの正，逆転、停止制御を滑らかに行うことができる。

以下、本発明の実施の形態による作業機械の冷却装置を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は作業機械としての油圧ショベルで、この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とによって車体が構成され、上部旋回体３の前部側には掘削作業用の作業装置４が設けられている。

そして、油圧ショベル１の冷却装置は、後述する第１，第２の熱交換器１４，１５、第１，第２の冷却ファン１６，１８、第１，第２の油圧モータ１７，１９、第１，第２の方向制御弁２１，２５、コントロールユニット２８および第１，第２のスイッチ２９，３０等により構成されるものである。

５は上部旋回体３のベースをなす車体フレームとしての旋回フレームで、該旋回フレーム５の前部側には、作業装置４が俯仰動可能に取付けられ、旋回フレーム５の後端側には、作業装置４との重量バランスをとるカウンタウエイト６が取付けられている。

また、旋回フレーム５上には、上部旋回体３の前部左側となる位置に運転室を画成するキャブ７が設けられ、該キャブ７の内部には、オペレータが着席する運転席、操作レバー（いずれも図示せず）および後述のスイッチ２９，３０等が設けられている。

８は旋回フレーム５上に設けられた作動油タンクで、該作動油タンク８は、図２に示すようにキャブ７の後方となる左側位置に配置され、走行用、旋回用および作業用等、各種の油圧アクチュエータに供給すべき作動油が貯留されるものである。また、旋回フレーム５の右側となる位置には燃料タンク９が設けられ、該燃料タンク９は、後述のエンジン１１に供給される燃料を貯留するものである。

１０はカウンタウエイト６の前側に位置して旋回フレーム５上に設けられた建屋カバーで、該建屋カバー１０は、図１〜図３に示す如く後述のエンジン１１、油圧ポンプ１２、熱交換器１４，１５、冷却ファン１６，１８等を外側から覆う外装カバーを構成するものである。また、建屋カバー１０の側面部には、例えば右側の側面部に防塵ネット１０Ａ，１０Ｂが着脱可能に取付けられている。

ここで、防塵ネット１０Ａ，１０Ｂは、建屋カバー１０内に冷却風を流通させるための通風口を構成し、図１、図２に示すように建屋カバー１０の前，後方向に並列状態で配置されている。そして、防塵ネット１０Ａ，１０Ｂは、作業現場等に発生する粉塵、塵埃等のダストが建屋カバー１０内に侵入するのを防ぐもので、防塵ネット１０Ａは、後述の熱交換器１４を外側から覆っている。また、防塵ネット１０Ｂは、後述の熱交換器１５等を外側から覆うものである。

１１はカウンタウエイト６の前側に位置して旋回フレーム５の後部側に設けられた原動機としてのエンジンで、該エンジン１１は、図２、図４に示すように旋回フレーム５の後部側で左，右方向に延在するように横置き状態に配置されている。そして、エンジン１１の左側位置には、油圧ポンプ１２とパイロットポンプ１３等とが設けられ、これらの油圧ポンプ１２、パイロットポンプ１３は、エンジン１１により回転駆動されるものである。

ここで、油圧ポンプ１２は、図５に示すように容量可変部１２Ａを有する可変容量型の油圧ポンプからなり、作動油タンク８と共にメインの油圧源を構成している。そして、油圧ポンプ１２は、作動油タンク８内の作動油を吸込んで高圧の圧油を吐出し、このときの吐出量は、容量可変部１２Ａの傾転角等に応じて可変に制御されるものである。また、パイロットポンプ１３は、作動油タンク８と共に補助油圧源を構成し、作動油タンク８内の作動油を吸込んで後述のパイロット圧を比較的低圧な圧油として吐出するものである。

１４はエンジン１１の右側となる位置に配設された第１の熱交換器で、該第１の熱交換器１４は、図３、図４に示すようにラジエータ１４Ａ、インタクーラ１４Ｂ等により構成され、ラジエータ１４Ａは、エンジン１１の冷却水を後述の如く熱交換作用により冷却するものである。また、インタクーラ１４Ｂは、ターボ過給機（図示せず）によって吸入される空気（過給気）の熱を冷却風との熱交換により冷却するものである。

１５は第１の熱交換器１４よりも前側に位置して建屋カバー１０内に配設された第２の熱交換器で、該第２の熱交換器１５は、オイルクーラ１５Ａ、エアコン用コンデンサ１５Ｂおよび燃料クーラ１５Ｃ等により構成されている。そして、オイルクーラ１５Ａは、油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータ等の油圧機器から作動油タンク８に向けて戻る作動油（戻り油）の熱を、冷却風との熱交換により冷却し、作動油タンク８内の油温を相対的に低い温度に保つものである。

また、エアコン用のコンデンサ１５Ｂは、キャブ７内の空気を調和する空調装置（図示せず）の冷媒を冷却するものである。一方、燃料クーラ１５Ｃは、例えば排気ガス中の有害成分を低減する目的で、燃料タンク９内に収容される燃料を冷却するものである。

１６は第１の熱交換器１４に対面して建屋カバー１０内に設けられた第１の冷却ファンで、該第１の冷却ファン１６は、第１の油圧モータ１７で回転駆動されることにより、防塵ネット１０Ａ側から建屋カバー１０内に外気を吸込み、この外気を図４中に示す矢示Ａ方向の冷却風として、第１の熱交換器１４（ラジエータ１４Ａ、インタクーラ１４Ｂ）およびエンジン１１等に流通（供給）するものである。

また、作業現場で発生した砂塵、塵埃等のダストが防塵ネット１０Ａの通気孔周囲等に付着し、防塵ネット１０Ａに目詰まり等が生じるような場合には、第１の冷却ファン１６が後述の如く逆回転（逆転）され、このときには図４中の矢示Ａ方向とは逆向き（矢示Ａ1 方向）に清掃用空気流を発生させるものである。

１８は第２の熱交換器１５に対面して建屋カバー１０内に設けられた第２の冷却ファンで、該第２の冷却ファン１８は、第２の油圧モータ１９で回転駆動されることにより、防塵ネット１０Ｂ側から建屋カバー１０内に外気を吸込み、この外気を冷却風として図４中の矢示Ｂ方向に流通させる。そして、第２の熱交換器１５（オイルクーラ１５Ａ、コンデンサ１５Ｂ、燃料クーラ１５Ｃ）は、冷却ファン１８による矢示Ｂ方向の冷却風で熱交換により冷却されるものである。

また、第２の冷却ファン１８も後述の如く必要に応じて逆回転（逆転）され、図４中の矢示Ｂ方向とは逆向き（矢示Ｂ1 方向）に清掃用空気流を発生させる。そして、防塵ネット１０Ｂに付着したダスト等を、この清掃用空気流で吹き飛ばすことにより防塵ネット１０Ｂの目詰まり等を防ぐものである。

２０Ａ，２０Ｂは第１の油圧モータ１７に圧油を給排する第１の主管路で、該主管路２０Ａ，２０Ｂは、図５に示すように可変容量型の油圧ポンプ１２と作動油タンク８とを第１の油圧モータ１７に接続し、油圧ポンプ１２からの圧油を第１の油圧モータ１７に給排するものである。

２１は主管路２０Ａ，２０Ｂの途中に設けられた第１の方向制御弁で、該第１の方向制御弁２１は、例えば４ポート３位置の方向制御弁により構成され、その左，右両側には油圧パイロット部２１Ａ，２１Ｂが設けられている。そして、方向制御弁２１の油圧パイロット部２１Ａ，２１Ｂは、パイロット管路２２Ａ，２２Ｂを介してパイロットポンプ１３と作動油タンク８とに選択的に接続されるものである。

ここで、方向制御弁２１は、油圧パイロット部２１Ａ，２１Ｂに供給されるパイロット圧に従って停止位置（ａ）、第１の切換位置（ｂ）または第２の切換位置（ｃ）のいずれかに切換制御され、停止位置（ａ）では、圧油の給排を停止して油圧モータ１７の回転を止めるものである。

また、方向制御弁２１が停止位置（ａ）から第１の切換位置（ｂ）に切換えられたときには、油圧ポンプ１２から油圧モータ１７に向けて圧油が一方向に給排され、油圧モータ１７は正方向に回転（正転）される。一方、方向制御弁２１が第１の切換位置（ｂ）から第２の切換位置（ｃ）に切換えられたときには、油圧ポンプ１２から油圧モータ１７に向けて圧油が他方向に給排され、これにより油圧モータ１７を逆方向に回転（逆転）させるものである。

２３Ａ，２３Ｂはパイロット管路２２Ａ，２２Ｂの途中に設けられた切換弁としての電磁弁で、該電磁弁２３Ａ，２３Ｂは、後述するコントロールユニット２８からの制御信号に従って励磁または消磁される。そして、電磁弁２３Ａ，２３Ｂは、図５に示す如く常時は消磁されることにより、油圧パイロット部２１Ａ，２１Ｂに供給すべきパイロット圧をタンク圧まで低下させ、このときには方向制御弁２１を第１の切換位置（ｂ）に保持するものである。

また、電磁弁２３Ａ，２３Ｂのうち一方の電磁弁２３Ａが励磁され、他方の電磁弁２３Ｂが消磁された状態では、一方の油圧パイロット部２１Ａ側でパイロット圧が上昇することにより、方向制御弁２１は第１の切換位置（ｂ）から第２の切換位置（ｃ）に切換えられる。そして、一方の電磁弁２３Ａが消磁され、他方の電磁弁２３Ｂが励磁された状態では、他方の油圧パイロット部２１Ｂ側でパイロット圧が上昇することにより、方向制御弁２１は第１の切換位置（ｂ）から停止位置（ａ）に切換えられるものである。

２４Ａ，２４Ｂは第２の油圧モータ１９に圧油を給排する第２の主管路で、該第２の主管路２４Ａ，２４Ｂは、図５に示すように可変容量型の油圧ポンプ１２と作動油タンク８とに対して第１の主管路２０Ａ，２０Ｂと並列に接続されている。そして、主管路２４Ａ，２４Ｂは、可変容量型の油圧ポンプ１２と作動油タンク８とを第２の油圧モータ１９に接続し、油圧ポンプ１２からの圧油を第２の油圧モータ１９に給排するものである。

２５は主管路２４Ａ，２４Ｂの途中に設けられた第２の方向制御弁で、該第２の方向制御弁２５は、例えば４ポート３位置の方向制御弁により構成され、その左，右両側には油圧パイロット部２５Ａ，２５Ｂが設けられている。そして、方向制御弁２５の油圧パイロット部２５Ａ，２５Ｂは、パイロット管路２６Ａ，２６Ｂを介してパイロットポンプ１３と作動油タンク８とに選択的に接続されるものである。

ここで、第２の方向制御弁２５は、主管路２０Ａ，２０Ｂ側の方向制御弁２１と主管路２４Ａ，２４Ｂを介して並列状態に配設されている。そして、方向制御弁２５は、油圧パイロット部２５Ａ，２５Ｂに供給されるパイロット圧に従って停止位置（ａ）、第１の切換位置（ｂ）または第２の切換位置（ｃ）のいずれかに切換制御され、停止位置（ａ）では、圧油の給排を停止して油圧モータ１９の回転を止めるものである。

また、方向制御弁２５が停止位置（ａ）から第１の切換位置（ｂ）に切換えられたときには、油圧ポンプ１２から油圧モータ１９に向けて圧油が一方向に給排され、油圧モータ１９は正方向に回転（正転）される。一方、方向制御弁２５が第１の切換位置（ｂ）から第２の切換位置（ｃ）に切換えられたときには、油圧ポンプ１２から油圧モータ１９に向けて圧油が他方向に給排され、これにより油圧モータ１９を逆方向に回転（逆転）させるものである。

２７Ａ，２７Ｂはパイロット管路２６Ａ，２６Ｂの途中に設けられた切換弁としての電磁弁で、該電磁弁２７Ａ，２７Ｂは、後述するコントロールユニット２８からの制御信号に従って励磁または消磁される。そして、電磁弁２７Ａ，２７Ｂは、図５に示す如く常時は消磁されることにより、油圧パイロット部２５Ａ，２５Ｂに供給すべきパイロット圧をタンク圧まで低下させ、このときには方向制御弁２５を第１の切換位置（ｂ）に保持するものである。

また、電磁弁２７Ａ，２７Ｂのうち一方の電磁弁２７Ａが励磁され、他方の電磁弁２７Ｂが消磁された状態では、一方の油圧パイロット部２５Ａ側でパイロット圧が上昇することにより、方向制御弁２５は第１の切換位置（ｂ）から第２の切換位置（ｃ）に切換えられる。そして、一方の電磁弁２７Ａが消磁され、他方の電磁弁２７Ｂが励磁された状態では、他方の油圧パイロット部２５Ｂ側でパイロット圧が上昇することにより、方向制御弁２５は第１の切換位置（ｂ）から停止位置（ａ）に切換えられるものである。

２８はマイクロコンピュータ等によって構成されるコントロールユニットで、該コントロールユニット２８は、その入力側が操作手段としてのスイッチ２９，３０に接続され、出力側は電磁弁２３Ａ，２３Ｂ、電磁弁２７Ａ，２７Ｂ等に接続されている。また、コントロールユニット２８は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部２８Ａを有し、この記憶部２８Ａには、図６に示す冷却ファン１６，１８の回転制御用プログラム等が格納されている。

ここで、第１のスイッチ２９は、第１の方向制御弁２１を切換操作するものであり、例えばオペレータの手動によって「正転操作」、「逆転操作」または「停止操作」の３位置で選択的に切換えられる。そして、第１のスイッチ２９を「正転操作」としたときには、コントロールユニット２８からの信号で電磁弁２３Ａ，２３Ｂが共に消磁されたままとなり、第１の方向制御弁２１は図５に示す第１の切換位置（ｂ）に置かれるものである。

また、第１のスイッチ２９を「逆転操作」としたときには、コントロールユニット２８からの信号で電磁弁２３Ａが励磁され、電磁弁２３Ｂは消磁状態に保持されることにより、第１の方向制御弁２１は図５に示す第１の切換位置（ｂ）から第２の切換位置（ｃ）に切換えられる。一方、第１のスイッチ２９を「停止操作」としたときには、コントロールユニット２８からの信号で電磁弁２３Ａが消磁され、電磁弁２３Ｂは励磁されることにより、第１の方向制御弁２１は図５に示す第１の切換位置（ｂ）から停止位置（ａ）に切換えられるものである。

また、第２のスイッチ３０は、第２の方向制御弁２５を切換操作するもので、オペレータの手動により「正転操作」、「逆転操作」または「停止操作」の３位置で選択的に切換えられる。そして、第２の方向制御弁２５は、スイッチ３０の操作に従って第１の方向制御弁２１と同様に、第１の切換位置（ｂ）、第２の切換位置（ｃ）または停止位置（ａ）に切換操作されるものである。

なお、図５中の符号３１はリリーフ弁を示し、該リリーフ弁３１は、例えば主管路２０Ａ，２０Ｂ、主管路２４Ａ，２４Ｂ内の最高圧力を設定し、これ以上の過剰圧が油圧モータ１７，１９、方向制御弁２１，２５等に作用するのを防ぐものである。

本実施の形態による油圧ショベル１の冷却装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントロールユニット２８による冷却ファン１６，１８の回転制御処理について、図６を参照して説明する。

まず、エンジン１１の起動等に伴って処理動作がスタートすると、ステップ１で両スイッチ２９，３０の操作を読込み、ステップ２では、両方のスイッチ２９，３０が共に「正転操作」されているか否かを判定する。そして、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ３に移って圧油の流量を最小流量に下げる制御を行う。

即ち、ステップ３の制御では、図５に示す油圧ポンプ１２の容量可変部１２Ａを最小容量になるように傾転駆動すると共に、エンジン１１の回転数を所謂ローアイドル回転数（例えば、８００ｒｐｍ程度）まで下げ、これによって、油圧モータ１７，１９に給排される圧油の流量を最小流量まで低下させ、方向制御弁２１，２５を切換えるときにサージ圧等が発生するのを抑えるものである。

そして、次なるステップ４では、スイッチ２９，３０が共に「正転操作」されている場合であるから、これに従って方向制御弁２１，２５を共に第１の切換位置（ｂ）にそれぞれ切換える。これにより、油圧モータ１７，１９には、油圧ポンプ１２からの圧油が一方向（正方向）に給排され、第１，第２の冷却ファン１６，１８は共に正転される。

次に、ステップ５では、方向制御弁２１，２５を共に第１の切換位置（ｂ）にそれぞれ切換えた状態で、従来から知られている通常の冷却処理（冷却用の制御処理）に移行し、油圧モータ１７，１９に給排する圧油の流量を通常通りに増大させる。即ち、この場合には、油圧ポンプ１２の容量可変部１２Ａを大容量側に傾転駆動すると共に、エンジン１１の回転数を通常のエンジン回転数まで上げ、これによって、油圧モータ１７，１９に給排される圧油の流量を必要流量まで増大させるものである。

この結果、図４に示す上部旋回体３の建屋カバー１０内では、第１の冷却ファン１６の正転動作に伴って防塵ネット１０Ａ側から矢示Ａ方向に向けた冷却風が発生し、この冷却風により第１の熱交換器１４（ラジエータ１４Ａ、インタクーラ１４Ｂ）を熱交換により冷却できると共に、エンジン１１等も外側から冷却することができる。

また、このときには第２の冷却ファン１８も正方向に回転（正転）しているので、建屋カバー１０内では防塵ネット１０Ｂ側から矢示Ｂ方向に向けた冷却風を発生でき、この冷却風によって第２の熱交換器１５（オイルクーラ１５Ａ、コンデンサ１５Ｂ、燃料クーラ１５Ｃ）を熱交換により冷却できると共に、エンジン１１等も外側から冷却することができる。そして、その後はステップ６でメインの制御処理（図示せず）にリターンする。

次に、ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、両スイッチ２９，３０が共に「正転操作」されていない場合であるから、次なるステップ７に移って両スイッチ２９，３０のうち一方が「逆転操作」されているか否かを判定する。そして、ステップ７で「ＹＥＳ」と判定したときには、次なるステップ８に移って他方のスイッチが「停止操作」されているか否かを判定する。

そして、ステップ８で「ＹＥＳ」と判定したときには、スイッチ２９，３０のうち一方が「逆転操作」され、他方は「停止操作」されている場合であるから、操作手段としてスイッチ２９，３０は、清掃モードに設定されていると判断することができる。

そこで、この場合には、例えば図５中に示す油圧モータ１７（または油圧モータ１９）のみを逆転させ、油圧モータ１９（または油圧モータ１７）を停止させることにより、油圧ポンプ１２からの圧油を油圧モータ１７，１９に分流させることなく、一方の油圧モータに全ての圧油を集中して給排でき、その逆転速度（回転数）を確実に増大させ、所謂清掃作業を効率的に行うことができる。

即ち、ステップ８で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ９に移って前述したステップ３の処理と同様に圧油の流量を最小流量に下げる制御を行う。そして、次なるステップ１０では一方の方向制御弁（例えば、方向制御弁２１）を第２の切換位置（ｃ）に切換えて、油圧モータ１７をゆっくりと逆転させる。また、ステップ１１では他方の方向制御弁（例えば、方向制御弁２５）を停止位置（ａ）に切換えて、油圧モータ１９を停止させる。

次に、この状態でステップ１２では、圧油の流量を増大させる制御を予め決められた所定の時間（例えば１０〜６０秒程度）だけ行う。そして、この場合には、油圧ポンプ１２の容量可変部１２Ａを大容量側に傾転駆動すると共に、エンジン１１の回転数をハイアイドル回転数（例えば、１９００ｒｐｍ程度）まで上げる。

これによって、逆回転を始めた油圧モータ１７に給排される圧油の流量を増大させ、冷却ファン１６の逆転速度を後述の清掃作業に必要な回転数まで上昇させる。そして、前記所定の時間が経過したときには、ステップ６に移ってリターンするものである。

一方、前記ステップ７で「ＮＯ」と判定したときには、例えば２つのスイッチ２９，３０を共に「逆転操作」した場合であるから、この場合にもステップ３〜５にわたる処理を実行する。そして、この場合は、スイッチ２９，３０の「逆転操作」に従って方向制御弁２１，２５をそれぞれ第２の切換位置（ｃ）に切換える。

これにより、油圧モータ１７，１９には、油圧ポンプ１２からの圧油が共に他方向（逆方向）に給排され、第１，第２の冷却ファン１６，１８は共に逆回転される。そして、このときには、第１の冷却ファン１６が図４中の矢示Ａ方向とは逆向き（矢示Ａ1 方向）に冷却風を発生し、第２の冷却ファン１８は、図４中の矢示Ｂ方向とは逆向き（矢示Ｂ1 方向）に冷却風を発生するものである。

また、前記ステップ８で「ＮＯ」と判定したときには、例えば２つのスイッチ２９，３０を共に「停止操作」した場合であるから、この場合にもステップ３〜５にわたる処理を実行する。そして、この場合は、スイッチ２９，３０の「停止操作」に従って方向制御弁２１，２５をそれぞれ停止位置（ａ）に切換え、油圧モータ１７，１９の回転を停止させると共に、冷却ファン１６，１８の回転を止める制御を行うものである。

かくして、本実施の形態によれば、第１，第２の熱交換器１４，１５を清掃するときに、第１，第２の方向制御弁２１，２５のうちいずれか一方の方向制御弁（例えば、方向制御弁２１）を第２の切換位置（ｃ）に切換えて冷却ファン１６を逆転制御し、他方の方向制御弁（例えば、方向制御弁２５）は停止位置（ａ）に切換えて冷却ファン１８の回転を停止する構成としている。

これにより、停止位置（ａ）に切換えた方向制御弁２５は、油圧ポンプ１２からの圧油が油圧モータ１９側に分流されるのを遮断でき、切換位置（ｃ）に切換えた一方の方向制御弁２１側では、該当する油圧モータ１７に対して油圧ポンプ１２からの圧油を全て供給することができる。

この結果、逆向きに回転する油圧モータ１７の回転速度を圧油の流量に比例して効果的に増大させることができ、清掃作業に伴って逆転制御する冷却ファン１６の回転数を効率的に高めることができると共に、図４中の矢示Ａ1 方向に向けた清掃用空気流の流量を増大することができ、例えば防塵ネット１０Ａ等に付着したダスト等を矢示Ａ1 方向の清掃用空気流により吹き飛ばして除去することができる。

また、方向制御弁２５を切換位置（ｃ）に切換えて冷却ファン１８を逆転制御し、方向制御弁２１を停止位置（ａ）に切換えて冷却ファン１６の回転を停止する場合には、逆向きに回転する油圧モータ１９の回転速度を圧油の流量に比例して効果的に増大させることができ、清掃作業に伴って逆転制御する冷却ファン１８の回転数を効率的に高めることができると共に、図４中の矢示Ｂ1 方向に向けた清掃用空気流の流量を増大することができ、例えば防塵ネット１０Ｂ等に付着したダスト等を矢示Ｂ1 方向の清掃用空気流により吹き飛ばして除去することができる。

従って、本実施の形態によれば、第１，第２の熱交換器１４，１５の清掃作業時には、２つの冷却ファン１６，１８のうち一方の冷却ファンを逆転制御し、他方の冷却ファンは一時的に停止させることにより、清掃用空気流の流量を効果的に増大でき、防塵ネット１０Ａ，１０Ｂ、熱交換器１４，１５の外側面等に付着したダスト等を吹き飛ばして清掃作業を容易に行うことができる。

これにより、熱交換器１４，１５等の清掃時間を短縮することができ、その清掃作業性を向上することができる。また、熱交換器１４，１５等を清浄な清掃状態に保つことにより、熱交換器１４，１５や冷却ファン１６，１８の運転効率を高めることができ、本来の熱交換作用を長期にわたって維持することができる。

次に、図７、図８は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

然るに、本実施の形態の特徴は、単一のスイッチ４１を用いて清掃モードの設定操作を実現し、第１，第２の熱交換器１４，１５に対する清掃作業をコントロールユニット４２により予め決められた順序で連続的に行う構成としたことにある。

ここで、コントロールユニット４２は、第１の本実施の形態で述べたコントロールユニット２８とほぼ同様に構成され、その記憶部４２Ａには図８に示す冷却ファン１６，１８の回転制御用プログラム等が格納されている。そして、コントロールユニット４２の出力側には、電磁弁２３Ａ，２３Ｂ、電磁弁２７Ａ，２７Ｂ等が接続されている。しかし、コントロールユニット４２の入力側には、操作手段として単一のスイッチ４１が接続されている点で、第１の実施の形態とは異なるものである。

即ち、この場合のスイッチ４１は、オペレータの手動操作により「通常操作」と「清掃操作」との２位置で選択的に切換えられるものである。そして、スイッチ４１を「清掃操作」に切換えたときには、清掃モードとなって後述の如く冷却ファン１６，１８が選択的に逆転制御され、第１，第２の熱交換器１４，１５に対する清掃作業が予め決められた順番で実行される。

また、スイッチ４１を「清掃操作」から「通常操作」に切換えたときには、後述の如く冷却ファン１６，１８が共に正方向で回転するように正転制御され、第１，第２の熱交換器１４，１５に対する冷却風の供給動作が通常の冷却処理として行われるものである。

本実施の形態による油圧ショベル１の冷却装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントロールユニット４２による冷却ファン１６，１８の回転制御処理について、図８を参照して説明する。

まず、エンジン１１の起動等に伴って処理動作がスタートすると、ステップ２１でスイッチ４１の操作を読込み、ステップ２２では、スイッチ４１が「清掃操作」されているか否かを判定する。そして、ステップ２２で「ＮＯ」と判定するときには、スイッチ４１が「通常操作」側に切換えられた場合である。

そこで、この場合には、ステップ２３に移って冷却ファン１６，１８を共に正転動作させる制御を行うものである。即ち、前述した図６中のステップ３，４と同様の制御を行い、方向制御弁２１，２５を共に第１の切換位置（ｂ）にそれぞれ切換えることにより、油圧ポンプ１２からの圧油を一方向（正方向）で油圧モータ１７，１９に給排しつつ、第１，第２の冷却ファン１６，１８を共にゆっくりと正転させる。

そして、次なるステップ２４では、従来から知られている通常の冷却処理に移行し、油圧モータ１７，１９に給排する圧油の流量を通常通りに増大させる。これにより、油圧モータ１７，１９に給排される圧油の流量を必要流量まで増大させ、冷却ファン１６，１８の正転動作に伴う冷却風により、第１の熱交換器１４（ラジエータ１４Ａ、インタクーラ１４Ｂ）と第２の熱交換器１５（オイルクーラ１５Ａ、コンデンサ１５Ｂ、燃料クーラ１５Ｃ）とを冷却する。そして、その後はステップ２５でメインの制御処理（図示せず）にリターンする。

次に、ステップ２２で「ＹＥＳ」と判定したときには、スイッチ４１が「清掃操作」に切換えられ、清掃モードに設定されている場合である。そこで、この場合には次なるステップ２６に移って、圧油の流量を最小流量に下げる制御を行うものである。即ち、図６中のステップ９と同様に油圧ポンプ１２の容量可変部１２Ａを最小容量になるように傾転駆動すると共に、エンジン１１の回転数を所謂ローアイドル回転数まで下げ、これによって、油圧モータ１７，１９に給排される圧油の流量を最小流量まで低下させる。

そして、次なるステップ２７では、例えば図７中に示す一方の方向制御弁２１を切換位置（ｃ）に切換えることにより、油圧モータ１７をゆっくりと逆転させて冷却ファン１６の逆転制御を行う。また、ステップ２８では他方の方向制御弁２５を停止位置（ａ）に切換えることにより、油圧モータ１９を停止させ、冷却ファン１８の停止制御を行う。

次に、この状態でステップ２９では、圧油の流量を増大させる制御を予め決められた所定の時間（例えば１０〜６０秒程度）だけ行う。即ち、この場合には、油圧ポンプ１２の容量可変部１２Ａを大容量側に傾転駆動すると共に、エンジン１１の回転数をハイアイドル回転数まで上げる。これにより、逆回転を始めた油圧モータ１７に給排される圧油の流量を増大させ、冷却ファン１６の逆転速度を清掃作業に必要な回転数まで上昇させる。

そして、前記所定の時間が経過すると、次なるステップ３０に移り、前述したステップ２６の処理と同様に圧油の流量を最小流量に下げる制御を行う。次に、ステップ３１では、方向制御弁２５を切換位置（ｃ）に切換えることにより、油圧モータ１９をゆっくりと逆転させ、冷却ファン１８の逆転制御を行う。

また、ステップ３２では、方向制御弁２１を停止位置（ａ）に切換えることにより、油圧モータ１７を停止させ、冷却ファン１６の停止制御を行う。そして、この状態で次なるステップ３３では、圧油の流量を増大させる制御を前述したステップ２９と同様に予め決められた所定の時間だけ行う。

これにより、逆回転を始めた油圧モータ１９に給排される圧油の流量を増大させ、冷却ファン１８の逆転速度を清掃作業に必要な回転数まで上昇させる。そして、前記所定の時間が経過すると、熱交換器１４，１５に対する清掃作業が終了または完了した場合であるから、次なるステップ３４に移り、前述したステップ２６の処理と同様に圧油の流量を最小流量に下げる制御を行う。

そして、次なるステップ３５では、冷却ファン１６，１８を共に正転動作させる通常の制御に戻すため、方向制御弁２１，２５を共に切換位置（ｂ）にそれぞれ切換え、これによって油圧ポンプ１２からの圧油を油圧モータ１７，１９に給排しつつ、第１，第２の冷却ファン１６，１８を共に正転させる。そして、その後は前述したステップ２４に戻って、従来から知られている通常の冷却処理に移行し、油圧モータ１７，１９に給排する圧油の流量を通常通りに増大させる。そして、その後はステップ２５でリターンする。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前述した第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができ、冷却ファン１６，１８を選択的に逆回転させることにより、第１，第２の熱交換器１４，１５に対する清掃作業を効率的に行うことができる。

特に、本実施の形態では、オペレータの手動操作によりスイッチ４１を「通常操作」と「清掃操作」との２位置で選択的に切換める構成としているので、「通常操作」を選択してときには、冷却ファン１６，１８による冷却風で熱交換器１４，１５等を冷却することができる。

そして、スイッチ４１により「清掃操作」を選択したときには、図８中のステップ２６〜３３にわたる処理を連続的に行うことができ、冷却ファン１６，１８の逆転制御を予め決められた順番で選択的に行いつつ、第１，第２の熱交換器１４，１５に対する清掃作業を効率的に行うことができるものである。

なお、前記第２の実施の形態では、第１の熱交換器１４側で清掃作業を行うため冷却ファン１６の逆転制御を先に行い、その後に第２の熱交換器１５側で清掃作業を行うため冷却ファン１８の逆転制御を行う場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば冷却ファン１８の逆転制御（熱交換器１５側の清掃作業）を先に行い、その後に冷却ファン１６の逆転制御（熱交換器１４側の清掃作業）を行う構成としてもよいものである。

また、前記各実施の形態では、冷却対象の作業機械として油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば油圧クレーン、ホイールローダ、ブルドーザ、荷役機械等のように複数の熱交換器を備えた種々の作業機械にも広く適用できるものである。

また、前記各実施の形態では、第１，第２の熱交換器１４，１５と、これに付設される第１，第２の冷却ファン１６，１８等とを備えた作業機械の冷却装置を例に挙げて説明した。しかし、本発明は２つの冷却ファンを用いる場合に限定されるものではなく、例えば３台以上の冷却ファンを夫々の油圧モータにより並列接続された各方向制御弁を用いて駆動制御する場合にも適用できるものである。

本発明の第１の実施の形態による冷却装置が適用された油圧ショベルを示す正面図である。 図１の油圧ショベルを上方からみた平面図である。 図１中の防塵ネットを取外した状態で熱交換器等を示す油圧ショベルの正面図である。 建屋カバーの一部を取外して内部のエンジン、油圧ポンプおよび第１，第２の熱交換器等を示す平面図である。 第１，第２の冷却ファン等を駆動制御する冷却装置の油圧回路図である。 図５中のコントロールユニットによる各冷却ファンの回転制御処理等を示す流れ図である。 第２の実施の形態による冷却装置の油圧回路図である。 図７中のコントロールユニットによる各冷却ファンの回転制御処理等を示す流れ図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル（作業機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
５ 旋回フレーム
８ 作動油タンク
９ 燃料タンク
１０ 建屋カバー
１０Ａ，１０Ｂ 防塵ネット
１１ エンジン（原動機）
１２ 油圧ポンプ（油圧機器）
１２Ａ 容量可変部
１４ 第１の熱交換器
１４Ａ ラジエータ
１４Ｂ インタクーラ
１５ 第２の熱交換器
１５Ａ オイルクーラ
１５Ｂ コンデンサ
１５Ｃ 燃料クーラ
１６ 第１の冷却ファン
１７ 第１の油圧モータ
１８ 第２の冷却ファン
１９ 第２の油圧モータ
２１ 第１の方向制御弁
２３Ａ，２３Ｂ，２７Ａ，２７Ｂ 電磁弁（切換弁）
２５ 第２の方向制御弁
２８，４２ コントロールユニット
２９，３０，４１ スイッチ（操作手段）

Claims (3)

1. 作業機械の原動機の冷却水を冷却する第１の熱交換器と、油圧機器の作動油を冷却する第２の熱交換器と、前記第１，第２の熱交換器に対して冷却風を送風する第１，第２の冷却ファンと、油圧源から圧油が給排されることにより該第１，第２の冷却ファンを回転駆動する第１，第２の油圧モータと、該第１，第２の油圧モータと前記油圧源との間に互いに並列となって設けられ該第１，第２の油圧モータに対する圧油の給排方向を切換える第１，第２の方向制御弁とを備え、
   前記第１，第２の方向制御弁は、前記第１，第２の冷却ファンを止めるため前記圧油の給排を停止する停止位置と、前記第１，第２の冷却ファンを正転させるため前記圧油を一方向に給排する第１の切換位置と、前記第１，第２の冷却ファンを逆転させるため前記圧油を他方向に給排する第２の切換位置とのいずれかに切換えられる構成とし、
   前記第１，第２の熱交換器を清掃するときには、前記第１，第２の方向制御弁のうちいずれか一方の方向制御弁を前記第２の切換位置に切換えて冷却ファンを逆転制御し、他方の方向制御弁は前記停止位置に切換えて冷却ファンの回転を停止する構成としてなる作業機械の冷却装置。
2. 前記熱交換器の清掃を行うための操作手段を備え、該操作手段を清掃モードに設定したときには、前記一方の方向制御弁を第２の切換位置に切換制御し、他方の方向制御弁を停止位置に切換制御する構成としてなる請求項１に記載の作業機械の冷却装置。
3. 前記油圧源は、前記原動機により回転駆動される可変容量型の油圧ポンプを用いて構成し、前記操作手段を清掃モードとしたときには、前記油圧ポンプの吐出容量を小容量側から大容量側に切換える構成としてなる請求項２に記載の作業機械の冷却装置。

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