JP2013079626A - Hydraulic circuit of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等に用いられる建設機械の油圧回路に関し、特に、熱交換器用の冷却ファンを油圧モータによって駆動するようにした建設機械の油圧回路に関する。 The present invention relates to a hydraulic circuit of a construction machine used in, for example, a hydraulic excavator, a hydraulic crane, a wheel loader, and the like, and more particularly to a hydraulic circuit of a construction machine in which a cooling fan for a heat exchanger is driven by a hydraulic motor.
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、例えばラジエータ、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り冷却するため、前記冷却ファンをエンジンにより回転駆動する構成としている。しかし、冷却ファンの駆動に消費されるエンジン馬力を低減したいという要求がある。このため、油圧アクチュエータからの戻り油を利用して油圧モータを回転駆動し、この油圧モータを用いて前記冷却ファンを回転させる構成としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In general, a construction machine such as a hydraulic excavator is configured such that, for example, a heat exchanger such as a radiator or an oil cooler is cooled by cooling air from a cooling fan, so that the cooling fan is rotationally driven by an engine. However, there is a demand for reducing the engine horsepower consumed for driving the cooling fan. For this reason, a configuration has been proposed in which a hydraulic motor is driven to rotate using return oil from a hydraulic actuator, and the cooling fan is rotated using this hydraulic motor (see, for example, Patent Document 1).
この種の従来技術による建設機械は、前記冷却ファンを回転駆動する２つの油圧モータ（ファンモータ）を備えている。このうち、第１のファンモータは、油圧アクチュエータからの戻り油が流通することにより回転される。第２のファンモータは、前記油圧アクチュエータ用の油圧源とは別個の油圧源から圧油が供給されることにより回転するものである。 This type of prior art construction machine includes two hydraulic motors (fan motors) that rotationally drive the cooling fan. Among these, the first fan motor is rotated by the return oil from the hydraulic actuator circulating. The second fan motor rotates when pressure oil is supplied from a hydraulic source different from the hydraulic source for the hydraulic actuator.
ところで、従来技術の場合は、１つの冷却ファンに対して２つのファンモータを直列に取付ける構成とし、冷却ファンの回転軸は、両方のファンモータまたはいずれか一方のファンモータにより回転駆動される。このため、２つのファンモータにより油圧回路全体の構成が複雑化し、コスト低減を図るのが難しくなる。また、一方のファンモータが停止しているときには、他方のファンモータで冷却ファンの回転軸を回転させるため、前記一方のファンモータは他方のファンモータに対して回転負荷を与えることになり、エネルギ効率が悪くなるという問題がある。 By the way, in the case of a prior art, it is set as the structure which attaches two fan motors with respect to one cooling fan in series, and the rotating shaft of a cooling fan is rotationally driven by both fan motors or any one fan motor. For this reason, the configuration of the entire hydraulic circuit is complicated by the two fan motors, and it is difficult to reduce the cost. In addition, when one fan motor is stopped, the other fan motor rotates the rotation shaft of the cooling fan. Therefore, the one fan motor gives a rotational load to the other fan motor, and energy There is a problem of inefficiency.
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、回路構成を簡素化してコスト低減を図ることができると共に、エネルギ効率を高めることができるようにした建設機械の油圧回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the cost by simplifying the circuit configuration and improve the energy efficiency of the construction machine. It is to provide a hydraulic circuit.
上述した課題を解決するために、本発明は、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータと前記油圧ポンプとの間に設けられ前記油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧油を制御する方向制御弁と、該方向制御弁にパイロット圧を供給するためのパイロットポンプと、前記油圧アクチュエータから排出される戻り油をタンク側に還流させる戻り油路と、熱交換器に向けて冷却風を送風する冷却ファンと、圧油の供給により該冷却ファンを回転駆動するファンモータとを備えてなる建設機械の油圧回路に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a hydraulic pump driven by an engine, a hydraulic actuator operated by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and between the hydraulic actuator and the hydraulic pump. A directional control valve provided for controlling pressure oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, a pilot pump for supplying pilot pressure to the directional control valve, and return oil discharged from the hydraulic actuator on the tank side Applied to a hydraulic circuit of a construction machine, comprising a return oil passage for recirculation, a cooling fan that blows cooling air toward a heat exchanger, and a fan motor that rotationally drives the cooling fan by supply of pressure oil. The
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記油圧ポンプまたはパイロットポンプからなる油圧源に接続して設けられ前記ファンモータに向けて圧油を供給する圧油供給管路と、該圧油供給管路と前記戻り油路とのいずれか一方を前記タンク側に選択的に切換えて接続する切換弁とを備え、前記ファンモータは、該切換弁と前記タンクとの間に設ける構成としたことにある。
A feature of the configuration adopted by the invention of
また、請求項２の発明によると、前記方向制御弁は、パイロット操作弁から供給されるパイロット圧によって切換操作される油圧パイロット式方向制御弁により構成し、前記切換弁は、前記パイロット操作弁が中立位置にあるときに前記圧油供給管路からの圧油を前記ファンモータに供給し、前記パイロット操作弁が中立位置から作動位置に切換えられたときには前記戻り油路からの圧油を前記ファンモータに供給する構成としている。 According to a second aspect of the present invention, the directional control valve is constituted by a hydraulic pilot type directional control valve that is switched by a pilot pressure supplied from a pilot operated valve, and the directional control valve includes the pilot operated valve. Pressure oil from the pressure oil supply line is supplied to the fan motor when in the neutral position, and pressure oil from the return oil path is supplied to the fan motor when the pilot operation valve is switched from the neutral position to the operating position. It is configured to supply to the motor.
上述の如く、請求項１の発明によれば、油圧アクチュエータの作動が停止しているときには、切換弁が油圧源側位置となって圧油供給管路からの圧油をファンモータに供給することができ、該ファンモータによって冷却ファンを回転駆動することができる。一方、前記油圧アクチュエータが作動するときには前記切換弁を前記油圧源側位置から戻り油側位置に切換えることにより、戻り油路からタンクに向けて流通する戻り油（圧油）を前記ファンモータに供給することができ、この場合には戻り油を利用して冷却ファンを回転駆動することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, when the operation of the hydraulic actuator is stopped, the switching valve becomes the hydraulic source side position to supply the pressure oil from the pressure oil supply line to the fan motor. The cooling fan can be rotationally driven by the fan motor. On the other hand, when the hydraulic actuator operates, the switching valve is switched from the hydraulic power source side position to the return oil side position, thereby supplying return oil (pressure oil) flowing from the return oil path toward the tank to the fan motor. In this case, the cooling fan can be rotationally driven using the return oil.
従って、冷却ファンの駆動源を単一の油圧モータ（即ち、ファンモータ）により構成することができ、冷却用油圧回路全体の構成を簡素化し、コストの低減化を図ることができる。また、単一のファンモータにより冷却ファンを回転駆動するときに余分な負荷が発生することはなく、冷却ファンを効率的に回転できると共に、省エネルギ化を図ることができる。 Therefore, the drive source of the cooling fan can be configured by a single hydraulic motor (that is, a fan motor), the configuration of the entire cooling hydraulic circuit can be simplified, and the cost can be reduced. Further, when the cooling fan is rotationally driven by a single fan motor, no extra load is generated, and the cooling fan can be efficiently rotated and energy saving can be achieved.
また、請求項２の発明は、パイロット操作弁から方向制御弁に供給するパイロット圧を、切換弁の切換操作に用いることができ、切換弁を方向制御弁と一緒に切換えることができる。このため、油圧アクチュエータの停止時には切換弁を油圧源側位置として圧油供給管路からの圧油により冷却ファンを回転でき、前記油圧アクチュエータの作動時には、切換弁を油圧源側位置から戻り油側位置に切換えることにより前記油圧アクチュエータからの戻り油を利用して冷却ファンを駆動することができる。
In the invention of
以下、本発明の実施の形態による建設機械の油圧回路として、その代表例である油圧ショベルの油圧回路を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, as a hydraulic circuit of a construction machine according to an embodiment of the present invention, a hydraulic circuit of a hydraulic excavator as a representative example will be described as an example, and will be described in detail according to the accompanying drawings.
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は原動機としてのエンジンで、該エンジン１は、例えば油圧ショベルの上部旋回体（図示せず）に搭載され、後述の油圧ポンプ４，パイロットポンプ６等を回転駆動するものである。エンジン１は、熱交換器としてのラジエータ２と冷却水配管３を介して接続されている。ラジエータ２は、冷却水配管３内の冷却水を熱交換により冷却し、この冷却水によりエンジン１を冷却するものである。
Here, FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the figure,
４はエンジン１により回転駆動されるメインの油圧ポンプを示し、該油圧ポンプ４は、タンク５と共にメインの油圧源を構成している。また、油圧ポンプ４は、他の油圧ポンプであるパイロットポンプ６と共にエンジン１により回転駆動され、パイロットポンプ６は、タンク５と共にパイロット油圧源を構成している。油圧ポンプ４は吐出管路７内に向けて圧油を吐出し、パイロットポンプ６はパイロット圧導管８に向けてパイロット圧油を吐出するものである。
油圧ポンプ４の吐出側には、例えば吐出管路７とタンク５との間に高圧リリーフ弁（図示せず）が設けられ、この高圧リリーフ弁は、吐出管路７内の圧力が予め決められた高圧の設定値を越えたときに開弁して過剰圧をタンク５側にリリーフさせる。また、パイロットポンプ６の吐出側には、例えばパイロット圧導管８とタンク５との間に低圧リリーフ弁（図示せず）が設けられ、この低圧リリーフ弁は、パイロット圧導管８内の圧力が予め決められた低圧の設定値を越えたとき開弁して過剰圧をタンク５側にリリーフさせるものである。
On the discharge side of the
ここで、吐出管路７は、先端側の分岐点Ａで複数の供給管路７Ａ，７Ｂ（図１中では２本のみ図示）に分岐されている。これらの供給管路７Ａ，７Ｂのうち第１の供給管路７Ａは、例えば走行系の油圧アクチュエータ（後述する走行用モータ１０）に対し、後述の方向制御弁１２を介して圧油を供給する。第２の供給管路７Ｂは、例えば作業系の油圧アクチュエータ（後述の油圧シリンダ１３）に対し、後述の方向制御弁１５を介して圧油を供給するものである。
Here, the
９Ａ，９Ｂは供給管路７Ａ，７Ｂの途中部位から分岐した第１，第２のバイパス管路で、該第１，第２のバイパス管路９Ａ，９Ｂは、その先端側が接続点９Ｃの位置で共通の還流管路９Ｄに接続されている。このうち第１のバイパス管路９Ａは、後述の方向制御弁１２が中立位置（ｃ）にある間、第１の供給管路７Ａから供給される圧油を還流管路９Ｄに向けて流通させる。第２のバイパス管路９Ｂは、後述の方向制御弁１５が中立位置（ｃ）にある間、第２の供給管路７Ｂから供給される圧油を還流管路９Ｄに向けて流通させる。
１０は走行系の油圧アクチュエータを構成する走行用の油圧モータ（以下、走行用モータ１０という）で、該走行用モータ１０は、例えば油圧ショベルの下部走行体（図示せず）に設けられた左，右の走行用モータのいずれか一方を構成するものである。即ち、油圧ショベルの下部走行体には、走行系の油圧アクチュエータとして左，右の走行用モータ等が一般に設けられている。しかし、図１に示す油圧回路では、その説明を簡略化するために複数の走行系の油圧アクチュエータの代表例として走行用モータ１０を示したものである。
１１Ａ，１１Ｂは走行用モータ１０の圧油給排ポート等に接続された一対のモータ主管路を示し、該モータ主管路１１Ａ，１１Ｂは、例えば金属配管および可撓性ホース等の油圧配管により構成されている。そして、モータ主管路１１Ａ，１１Ｂは、油圧ポンプ４から吐出管路７、第１の供給管路７Ａを通じて供給された圧油を、後述の方向制御弁１２を介して走行用モータ１０に給排することにより、走行用モータ１０を回転駆動させるものである。
１２は走行用モータ１０用の方向制御弁で、該方向制御弁１２は、例えば６ポート３位置の油圧パイロット式方向制御弁により構成され、その左，右両側には一対の油圧パイロット部１２Ａ，１２Ｂが設けられている。そして、該油圧パイロット部１２Ａ，１２Ｂには、後述のパイロット弁２３からパイロット圧油が供給され、これにより、方向制御弁１２は中立位置（ｃ）から左，右の作動位置（ａ），（ｂ）のいずれかに切換えられるものである。
ここで、方向制御弁１２が中立位置（ｃ）から作動位置（ａ）に切換えられたときには、油圧ポンプ４からの圧油が吐出管路７、第１の供給管路７Ａ、モータ主管路１１Ａを介して走行用モータ１０に供給され、走行用モータ１０からの戻り油はモータ主管路１１Ｂ、後述の排出管路１６Ａ、還流管路１６Ｄ、戻り油路１７を介してタンク５に戻される。これにより、走行用モータ１０は、一方向（例えば、車両の前進方向）に回転駆動される。
Here, when the
また、方向制御弁１２が中立位置（ｃ）から作動位置（ｂ）に切換えられたときには、油圧ポンプ４からの圧油が吐出管路７、第１の供給管路７Ａ、モータ主管路１１Ｂを介して走行用モータ１０に供給され、戻り油はモータ主管路１１Ａ、排出管路１６Ａ、還流管路１６Ｄ、戻り油路１７を介してタンク５に戻される。これにより、走行用モータ１０は、他方向（例えば、車両の後進方向）に回転駆動される。
When the
１３は作業系の油圧アクチュエータを構成する作業用の油圧シリンダで、該油圧シリンダ１３は、例えば油圧ショベルに設ける作業装置のブームシリンダ、アームシリンダまたは作業具シリンダ（図示せず）等のいずれかを構成するものである。油圧シリンダ１３は、図１に示す如く油室１３Ａ，１３Ｂおよびロッド１３Ｃ等を有し、このロッド１３Ｃは、油室１３Ａ，１３Ｂに給排される圧油により伸長，縮小されるものである。
なお、油圧ショベルには、前記ブームシリンダ、アームシリンダ、作業具シリンダの他に、旋回用の油圧モータ（図示せず）等が作業系の油圧アクチュエータとして一般に設けられている。しかし、図１に示す油圧回路では、その説明を簡略化するために複数の作業系の油圧アクチュエータの代表例として油圧シリンダ１３を示したものである。
Note that, in addition to the boom cylinder, arm cylinder, and work tool cylinder, the hydraulic excavator is generally provided with a turning hydraulic motor (not shown) or the like as a working system hydraulic actuator. However, in the hydraulic circuit shown in FIG. 1, a
１４Ａ，１４Ｂは油圧シリンダ１３の油室１３Ａ，１３Ｂに接続された一対のシリンダ主管路を示し、該シリンダ主管路１４Ａ，１４Ｂは、例えば金属配管および可撓性ホース等の油圧配管により構成されている。そして、シリンダ主管路１４Ａ，１４Ｂは、油圧ポンプ４から吐出管路７、第２の供給管路７Ｂを通じて供給された圧油を、後述の方向制御弁１５を介して油圧シリンダ１３の油室１３Ａ，１３Ｂに給排することにより、油圧シリンダ１３のロッド１３Ｃを伸縮動作させるものである。
１５は油圧シリンダ１３用の方向制御弁で、該方向制御弁１５は、例えば６ポート３位置の油圧パイロット式方向制御弁により構成され、その左，右両側には一対の油圧パイロット部１５Ａ，１５Ｂが設けられている。そして、該油圧パイロット部１５Ａ，１５Ｂには、後述のパイロット弁２４からパイロット圧油が供給され、これにより、方向制御弁１５は中立位置（ｃ）から左，右の作動位置（ａ），（ｂ）のいずれかに切換えられるものである。
ここで、方向制御弁１５が中立位置（ｃ）から作動位置（ａ）に切換えられたときには、油圧ポンプ４からの圧油が吐出管路７、第２の供給管路７Ｂ、シリンダ主管路１４Ａを介して油圧シリンダ１３の油室１３Ａに供給され、油室１３Ｂからの戻り油はシリンダ主管路１４Ｂ、後述の排出管路１６Ｂ、還流管路１６Ｄ、戻り油路１７を介してタンク５に戻される。これにより、油圧シリンダ１３は、ロッド１３Ｃが伸長する方向に駆動される。
Here, when the
また、方向制御弁１５が中立位置（ｃ）から作動位置（ｂ）に切換えられたときには、油圧ポンプ４からの圧油が吐出管路７、第２の供給管路７Ｂ、シリンダ主管路１４Ｂを介して油圧シリンダ１３の油室１３Ｂに供給され、油室１３Ａからの戻り油はシリンダ主管路１４Ａ、後述の排出管路１６Ｂ、還流管路１６Ｄ、戻り油路１７を介してタンク５に戻される。これにより、油圧シリンダ１３は、ロッド１３Ｃが縮小する方向に駆動される。
When the
１６Ａ，１６Ｂは方向制御弁１２，１５の低圧（排出）ポート側に接続された第１，第２の排出管路で、該第１，第２の排出管路１６Ａ，１６Ｂは、その先端側（下流側）が接続点１６Ｃの位置で共通の還流管路１６Ｄに接続されている。このうち第１の排出管路１６Ａは、方向制御弁１２が中立位置（ｃ）から作動位置（ａ），（ｂ）のいずれかに切換わったときに、走行用モータ１０から排出される戻り油（圧油）を還流管路１６Ｄに向けて流通させる。第２の排出管路１６Ｂは、方向制御弁１５が中立位置（ｃ）から作動位置（ａ），（ｂ）のいずれかに切換わったときに、油圧シリンダ１３から排出される戻り油（圧油）を還流管路１６Ｄに向けて流通させる。
１７は前記戻り油をタンク５側に還流させる戻り油路で、該戻り油路１７は、その上流側が還流管路９Ｄ，１６Ｄに接続され、下流側は後述の切換弁２２を介してタンク管路１８に接続される。このタンク管路１８は、後述の切換弁２２を油圧源側位置（ｄ）から戻り油側位置（ｅ）に切換えたときに、油圧アクチュエータ（例えば、走行用モータ１０、油圧シリンダ１３）から排出される戻り油（圧油）を戻り油路１７を介してタンク５へと還流させる。
１９はラジエータ２に向けて冷却風を送風する冷却ファン、２０は該冷却ファン１９を回転駆動する油圧モータからなるファンモータである。このファンモータ２０は、切換弁２２とタンク５との間に位置してタンク管路１８の途中に設けられている。ファンモータ２０は、タンク管路１８内をタンク５に向けて流れる圧油（油液）により回転駆動され、このときに冷却ファン１９を一緒に回転させる。このため、冷却ファン１９の回転速度は、タンク管路１８内を流れる油液の流量に比例して増減されるものである。
２１は吐出管路７から分岐点Ｂの位置で分岐した分岐管路からなる圧油供給管路で、該圧油供給管路２１は、油圧ポンプ４から吐出管路７に吐出される圧油の一部を後述の切換弁２２を介してタンク管路１８側に供給する。これにより、第１の実施の形態では、メインの油圧ポンプ４がタンク５と共に本発明の構成要件である油圧源を構成するものである。
２２は戻り油路１７と圧油供給管路２１のいずれか一方をタンク管路１８に接続する切換弁で、該切換弁２２は、例えば４ポート２位置の油圧パイロット式方向制御弁により構成されている。切換弁２２は、ばね２２Ａにより初期位置としての油圧源側位置（ｄ）におかれる。この油圧源側位置（ｄ）では、戻り油路１７がタンク管路１８に対して遮断され、圧油供給管路２１がタンク管路１８に接続される。このため、切換弁２２は、油圧ポンプ４から吐出され圧油供給管路２１に流れる圧油を直接的にタンク管路１８側のファンモータ２０に短絡させて供給することができる。
A switching
また、切換弁２２は油圧パイロット部２２Ｂを有し、この油圧パイロット部２２Ｂには、後述のパイロット管路２７Ａからパイロット圧が供給される。切換弁２２は、このパイロット圧によりばね２２Ａに抗して油圧源側位置（ｄ）から戻り油側位置（ｅ）に切換えられる。切換弁２２が切換位置としての戻り油側位置（ｅ）に切換えられたときには、戻り油路１７がタンク管路１８に接続され、圧油供給管路２１は遮断された状態となる。これにより、前記油圧アクチュエータ（例えば、走行用モータ１０、油圧シリンダ１３）から排出される戻り油（圧油）は、戻り油路１７側からタンク管路１８を介してタンク５へと還流される。
Further, the switching
２３は走行用モータ１０を遠隔操作する走行系のパイロット操作弁（以下、パイロット弁２３という）で、該走行系のパイロット弁２３は、減圧弁型パイロット弁により構成され、運転室内のオペレータが走行レバー・ペダル（図示せず）傾転操作することにより、方向制御弁１２に対してパイロット圧油を供給するものである。
ここで、走行系のパイロット弁２３は、そのポンプポートがパイロット圧導管８に接続され、パイロット弁２３のタンクポート（図示せず）はタンク５に接続されている。一方、パイロット弁２３の出力ポートは、パイロット管路２３Ａ，２３Ｂを介して方向制御弁１２の油圧パイロット部１２Ａ，１２Ｂに接続されている。走行系のパイロット弁２３は、オペレータが前記走行レバー・ペダルを中立位置から作動位置に操作したときに、その操作量に対応したパイロット圧をパイロット管路２３Ａ，２３Ｂを通じて方向制御弁１２の油圧パイロット部１２Ａ，１２Ｂに供給する。これにより、方向制御弁１２は、図１に示す中立位置（ｃ）から作動位置（ａ），（ｂ）のいずれかに切換えられるものである。
The traveling
２４は油圧シリンダ１３を遠隔操作する作業系のパイロット操作弁（以下、パイロット弁２４という）で、該作業系のパイロット弁２４は、例えば減圧弁型パイロット弁により構成され、運転室内のオペレータが操作レバー（図示せず）を傾転操作することにより方向制御弁１５に対してパイロット圧油を供給するものである。
ここで、作業系のパイロット弁２４は、そのポンプポートがパイロット圧導管８に接続され、パイロット弁２４のタンクポート（図示せず）はタンク５に常時接続されている。一方、パイロット弁２４の出力ポートは、パイロット管路２４Ａ，２４Ｂを介して方向制御弁１５の油圧パイロット部１５Ａ，１５Ｂに接続されている。作業系のパイロット弁２４は、オペレータが前記操作レバーを中立位置から作動位置に傾転操作したときに、その操作量に対応したパイロット圧油をパイロット管路２４Ａ，２４Ｂを通じて方向制御弁１５の油圧パイロット部１５Ａ，１５Ｂに供給する。これにより、方向制御弁１５は、図１に示す中立位置（ｃ）から作動位置（ａ），（ｂ）のいずれかに切換えられるものである。
Here, the working
２５は高圧選択弁としてのシャトル弁で、該シャトル弁２５は、パイロット管路２３Ａ，２３Ｂのうち高圧側を選択し、高圧側のパイロット管路（２３Ａまたは２３Ｂ）内を流れるパイロット圧油を、次のパイロット管路２５Ａ内に向けて供給する。
25 is a shuttle valve as a high pressure selection valve. The
２６は他の高圧選択弁としてのシャトル弁で、該シャトル弁２６は、パイロット管路２４Ａ，２４Ｂのうち高圧側を選択し、高圧側のパイロット管路（２４Ａまたは２４Ｂ）内を流れるパイロット圧油を、次のパイロット管路２６Ａ内に向けて供給する。
２７は別の高圧選択弁としてのシャトル弁を示している。このシャトル弁２７は、パイロット管路２５Ａ，２６Ａのうち高圧側を選択し、高圧側のパイロット管路（２５Ａまたは２６Ａ）内を流れるパイロット圧油を、次のパイロット管路２７Ａ内に向けて供給する。このパイロット管路２７Ａは、切換弁２２の油圧パイロット部２２Ｂに接続されている。
これにより、運転室内のオペレータがパイロット弁２３，２４のいずれかを中立位置から切換操作すると、このときのパイロット圧油は、シャトル弁２５〜２７を介して高圧選択されパイロット管路２７Ａに導入される。切換弁２２は、パイロット管路２７Ａから油圧パイロット部２２Ｂに供給されるパイロット圧油により、ばね２２Ａに抗して油圧源側位置（ｄ）から戻り油側位置（ｅ）に切換えられる。
As a result, when the operator in the cab switches from one of the
第１の実施の形態による建設機械としての油圧ショベルの油圧回路は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。 The hydraulic circuit of the hydraulic excavator as the construction machine according to the first embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
まず、油圧ショベルのオペレータは、上部旋回体の運転室に搭乗し、エンジン１を起動する。エンジン１が稼動されると、油圧ポンプ４がパイロットポンプ６と一緒に駆動されるため、タンク５内の油液が油圧ポンプ４に吸込まれつつ、吐出管路７内に向けて圧油が吐出される。吐出管路７内の圧力は、前記高圧リリーフ弁により圧力設定され、過剰圧はタンク５へとリリーフされる。
First, the operator of the hydraulic excavator gets into the cab of the upper swing body and starts the
また、パイロットポンプ６は、パイロット圧導管８内に向けてパイロット圧油を吐出する。このパイロット圧油は、前記低圧リリーフ弁により圧力設定され、過剰圧は同様にタンク５側にリリーフされる。このとき、オペレータがパイロット弁２３，２４を共に傾転操作することなく、中立位置に配置している間は、方向制御弁１２，１５が共に中立位置（ｃ）に保持されている。
The
このため、切換弁２２は、ばね２２Ａにより初期位置としての油圧源側位置（ｄ）に置かれ、吐出管路７内の圧油は圧油供給管路２１、切換弁２２を介してタンク管路１８へと還流される。これにより、ファンモータ２０は、吐出管路７、圧油供給管路２１から直接的にタンク管路１８へと流れる圧油によって回転駆動される。即ち、油圧アクチュエータ（例えば、走行用モータ１０、油圧シリンダ１３）が停止している間は、冷却ファン１９がファンモータ２０と一緒に吐出管路７、圧油供給管路２１から短絡して供給される圧油により回転駆動される。
For this reason, the switching
この結果、エンジン１の起動後に、例えば走行用モータ１０、油圧シリンダ１３等の油圧アクチュエータを停止している間でも、油圧源側位置（ｄ）にある切換弁２２により圧油供給管路２１からの圧油をファンモータ２０に供給することができ、ファンモータ２０で冷却ファン１９を回転駆動することにより、ラジエータ２に対して冷却風を送風することができる。
As a result, even after the start of the
次に、運転室内のオペレータが、例えば油圧ショベルを走行駆動するためにパイロット弁２３を中立位置から作動位置に傾転操作すると、走行系の方向制御弁１２が中立位置（ｃ）から作動位置（ａ）または作動位置（ｂ）に切換えられる。これにより、吐出管路７内の圧油は、第１の供給管路７Ａ、方向制御弁１２、モータ主管路１１Ａまたは１１Ｂを介して走行用モータ１０に供給される。走行用モータ１０からの戻り油は、第１の排出管路１６Ａ、還流管路１６Ｄを介して戻り油路１７へと排出される。
Next, when the operator in the cab inclines the
一方、パイロット弁２３の傾転操作時には、パイロット管路２３Ａまたは２３Ｂ内に発生したパイロット圧が、シャトル弁２５，２７を介してパイロット管路２７Ａ内へと導出される。このため、切換弁２２は、ばね２２Ａに抗して油圧源側位置（ｄ）から戻り油側位置（ｅ）に切換わり、戻り油路１７内の戻り油（圧油）は、切換弁２２を介してタンク管路１８へと還流される。これにより、ファンモータ２０は、戻り油路１７からタンク管路１８に流れる圧油によって回転駆動される。
On the other hand, when the
即ち、走行用モータ１０により油圧ショベルを走行駆動している間は、冷却ファン１９がファンモータ２０と一緒に戻り油路１７からの圧油により回転駆動される。この結果、油圧ショベルの走行時には、切換弁２２を戻り油側位置（ｅ）に切換えることにより、戻り油路１７からタンク管路１８に流れる圧油によってファンモータ２０を回転駆動することができ、ファンモータ２０で冷却ファン１９を回転することにより、ラジエータ２に対して冷却風を送風することができる。
That is, while the hydraulic excavator is driven to travel by the traveling
また、運転室内のオペレータが、例えば油圧ショベルの作業装置を作動させるためにパイロット弁２４を中立位置から傾転操作すると、作業系の方向制御弁１５が中立位置（ｃ）から作動位置（ａ）または作動位置（ｂ）に切換えられる。これにより、吐出管路７内の圧油は、第２の供給管路７Ｂ、方向制御弁１５、シリンダ主管路１４Ａまたは１４Ｂを介して油圧シリンダ１３の油室１３Ａまたは１３Ｂに供給される。油圧シリンダ１３からの戻り油は、第２の排出管路１６Ｂ、還流管路１６Ｄを介して戻り油路１７へと排出される。
Further, when the operator in the cab inclines the
パイロット弁２４の傾転操作時には、パイロット管路２４Ａまたは２４Ｂ内に発生したパイロット圧が、シャトル弁２４，２７を介してパイロット管路２７Ａ内へと導出される。このため、切換弁２２は、ばね２２Ａに抗して油圧源側位置（ｄ）から戻り油側位置（ｅ）に切換わり、戻り油路１７内の戻り油（圧油）は、切換弁２２を介してタンク管路１８へと還流される。これにより、ファンモータ２０は、戻り油路１７からタンク管路１８に流れる圧油によって回転駆動される。
During the tilting operation of the
即ち、油圧シリンダ１３により油圧ショベルの作業装置を作動している間は、冷却ファン１９がファンモータ２０と一緒に戻り油路１７からの圧油により回転駆動される。この結果、油圧ショベルによる作業時には、切換弁２２を戻り油側位置（ｅ）に切換えることにより戻り油路１７からタンク管路１８に流れる圧油によってファンモータ２０を回転駆動することができ、ファンモータ２０で冷却ファン１９を回転することにより、ラジエータ２に対して冷却風を送風することができる。
In other words, while the hydraulic excavator working device is operated by the
また、方向制御弁１５を中立位置（ｃ）から作動位置（ａ），（ｂ）に完全に切換える操作の他に、所謂ハーフ操作を行うこともある。例えば、方向制御弁１５を中立位置（ｃ）と作動位置（ａ）との間でハーフ操作した場合には、第２の供給管路７Ｂから一部の圧油がバイパス管路９Ｂに流れると共に、残余の圧油はシリンダ主管路１４Ａを介して油圧シリンダ１３の油室１３Ａに供給される。このため、油圧シリンダ１３の油室１３Ｂからは圧油が排出され、これは戻り油となってシリンダ主管路１４Ｂ、方向制御弁１５、第２の排出管路１６Ｂ、還流管路１６Ｄを介して戻り油路１７へと排出される。
In addition to the operation of completely switching the
前記バイパス通路９Ｂに流れた圧油も、接続点９Ｃ、還流管路９Ｄを介して戻り油路１７へと排出される。このため、戻り油路１７には、２つの還流管路９Ｄ，１６Ｄを通じて戻り油（圧油）を導くことができ、両方の油液を切換弁２２を介してファンモータ２０へと供給することができる。なお、走行系の方向制御弁１２についても、所謂ハーフ操作を行った場合は、同様に２つの還流管路９Ｄ，１６Ｄを通じて戻り油（圧油）を戻し流路１７に導くことができる。
The pressure oil that has flowed into the
かくして、第１の実施の形態によれば、タンク５に接続されたタンク管路１８の途中にファンモータ２０を設け、該ファンモータ２０に圧油を供給するためタンク管路１８の上流側には、油圧パイロット式の切換弁２２を用いて戻り油路１７と圧油供給管路２１とのいずれかを選択的に切換えて接続する構成としている。切換弁２２の油圧パイロット部２２Ｂには、パイロット管路２７Ａ、シャトル弁２７、パイロット管路２６Ａ、シャトル弁２６、パイロット管路２５Ａ、シャトル弁２５を介してパイロット弁２３，２４のうち、最も高圧となるパイロット圧油を選択的に供給する構成としている。
Thus, according to the first embodiment, the
これにより、パイロット弁２３，２４から方向制御弁１２，１５に供給するパイロット圧を、切換弁２２の切換操作に用いることができ、切換弁２２を複数の方向制御弁１２，１５等のうち、いずれか一つの方向制御弁と一緒に切換え操作することができる。このため、油圧ショベルに設ける油圧アクチュエータ（例えば、走行用モータ１０および油圧シリンダ１３等）がエンジン１の起動後に停止しているときには、切換弁２２を初期位置としての油圧源側位置（ｄ）に配置し、吐出管路７から圧油供給管路２１、切換弁２２へと短絡して流れる圧油をタンク管路１８に流通させることにより、ファンモータ２０を冷却ファン１９と一緒に回転駆動することができる。
Thereby, the pilot pressure supplied from the
一方、走行用モータ１０、油圧シリンダ１３等の油圧アクチュエータが作動するときには、油圧パイロット部２２Ｂに供給されるパイロット圧により切換弁２２を油圧源側位置（ｄ）から戻り油側位置（ｅ）に切換えることができ、この場合には、前記油圧アクチュエータから戻り油路１７に戻される戻り油を利用してファンモータ２０を冷却ファン１９と一緒に回転駆動することができる。
On the other hand, when the hydraulic actuators such as the traveling
従って、第1の実施の形態によれば、冷却ファン１９の駆動源を単一の油圧モータであるファンモータ２０により構成することができ、冷却用油圧回路全体の構成を簡素化し、コストの低減化を図ることができる。また、単一のファンモータ２０により冷却ファン１９を回転駆動するときに余分な負荷が発生することはなく、冷却ファン１９を効率的に回転できると共に、省エネルギ化を図ることができる。
Therefore, according to the first embodiment, the drive source of the cooling
特に、第１の実施の形態では、切換弁２２が油圧源側位置（ｄ）にあるときには、油圧ショベルの油圧アクチュエータが停止し、吐出管路７内で余剰となった圧油を圧油供給管路２１、切換弁２２を通じてタンク管路１８に流通させることにより、ファンモータ２０を回転駆動することができ、油圧ポンプ４から吐出される圧油を無駄にタンク５側に排出して消費することなく、有効に活用して冷却ファン１９を回転させることができる。
In particular, in the first embodiment, when the switching
次に、図２は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、パイロットポンプを圧油供給管路に接続して用いる構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, which is characterized in that a pilot pump is connected to a pressure oil supply line for use. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図中、３１はパイロット圧導管８から分岐点Ｃの位置で分岐した圧油供給管路である。この圧油供給管路３１は、第１の実施の形態で述べた圧油供給管路２１に替えて用いられている。圧油供給管路３１は、油圧源となるパイロットポンプ６からパイロット圧導管８に吐出されるパイロット圧油を、切換弁２２を介してタンク管路１８側に供給する。
In the figure, 31 is a pressure oil supply pipe branched from the
かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、ファンモータ２０に圧油を供給するためタンク管路１８の上流側に対し、戻り油路１７と圧油供給管路３１とのいずれか一方を、油圧パイロット式の切換弁２２により選択的に切換えて接続することができ、前記第１の実施の形態とほぼ同様な効果を奏することができる。
Thus, in the second embodiment configured as described above, either the
特に、第２の実施の形態によれば、走行用モータ１０および油圧シリンダ１３等の油圧アクチュエータが停止しているときには、切換弁２２を初期位置としての油圧源側位置（ｄ）に配置し、パイロット圧導管８から圧油供給管路３１、切換弁２２を介してタンク管路１８に流通する圧油により、ファンモータ２０を冷却ファン１９と一緒に回転駆動することができる。このため、パイロットポンプ６から吐出されるパイロット圧油が無駄に消費されるのを防ぎ、エネルギ効率を高めることができる。
In particular, according to the second embodiment, when the hydraulic actuators such as the traveling
次に、図３は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、熱交換器としてオイルクーラを用い、このオイルクーラを冷却ファンからの冷却風によって冷却する構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that an oil cooler is used as a heat exchanger, and the oil cooler is cooled by cooling air from a cooling fan. It is to have done. Note that in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図中、４１は熱交換器としてのオイルクーラで、該オイルクーラ４１は、ファンモータ２０よりも下流側に位置してタンク管路１８の途中に設けられている。オイルクーラ４１には、冷却ファン１９の回転により発生した冷却風が送風される。これにより、タンク管路１８を通じてオイルクーラ４１内をタンク５に向けて流れる油液は、冷却ファン１９からの冷却風により冷却され、相対的に温度が低下した状態でタンク５内に戻される。
In the figure, 41 is an oil cooler as a heat exchanger, and the
かくして、このように構成される第３の実施の形態でも、タンク５に接続されたタンク管路１８の途中にファンモータ２０とオイルクーラ４１とを設け、タンク管路１８の上流側には、油圧パイロット式の切換弁２２を用いて戻り油路１７と圧油供給管路２１とのいずれかを選択的に切換えて接続することができ、前記第１の実施の形態とほぼ同様な効果を奏することができる。
Thus, also in the third embodiment configured as described above, the
特に、第３の実施の形態によれば、冷却ファン１９からの冷却風によりオイルクーラ４１内の油液を冷却することができる、このため、油圧ポンプ４とパイロットポンプ６とは、タンク５内の油液を吸込むときに、相対的に低い温度状態の油液を吸込むことができ、作動油の寿命を向上して油圧回路の信頼性を高めることができる。
In particular, according to the third embodiment, the oil liquid in the
なお、前記第１，第２の実施の形態では、冷却ファン１９からの冷却風により熱交換器としてのラジエータ２を冷却する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、例えば第３の実施の形態で述べたオイルクーラ４１をラジエータ２と一緒に冷却する構成としてもよい。
In the first and second embodiments, the case where the
また、冷却ファン１９からの冷却風により冷却する熱交換器としては、ラジエータ、オイルクーラに限るものではなく、例えばエンジンの過給機に付設するインタクーラ、空調装置用の冷媒を凝縮させるコンデンサ、エンジンに供給する燃料を冷却する燃料クーラ等を用いる構成としてもよい。
Further, the heat exchanger for cooling with the cooling air from the cooling
また、前記第１の実施の形態では、パイロット弁２３，２４からのパイロット圧を複数のシャトル弁２５，２６，２７により高圧選択して切換弁２２の油圧パイロット部２２Ｂに導く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、例えば複数の切換弁等を組合せることにより構成した高圧選択手段を用いて切換弁の油圧パイロット部にパイロット圧を供給する構成としてもよい。この点は、第２，第３の実施の形態についても同様である。
In the first embodiment, the pilot pressure from the
また、前記第１の実施の形態では、パイロット弁２３，２４からのパイロット圧により切換弁２２を切換操作する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、例えば電磁弁等を用いて切換弁を構成し、方向制御弁１２，１５等の切換操作に従って切換弁を電気的に切換える構成としてもよい。この点は、第２，第３の実施の形態についても同様である。
Further, in the first embodiment, the case where the switching
さらに、前記各実施の形態では、建設機械の代表例として油圧ショベルを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限ものではなく、油圧ポンプ、パイロットポンプ、油圧アクチュエータ、方向制御弁、熱交換器、冷却ファン等を備えた各種の建設機械、例えば油圧クレーン、ダンプトラック、ホイールローダまたはブルドーザ等の種々の建設機械にも適用することができるものである。 Further, in each of the above embodiments, a hydraulic excavator has been described as an example of a construction machine as a representative example. However, the present invention is not limited to this, and various construction machines including a hydraulic pump, a pilot pump, a hydraulic actuator, a directional control valve, a heat exchanger, a cooling fan, etc., such as a hydraulic crane, a dump truck, a wheel loader or The present invention can also be applied to various construction machines such as bulldozers.
１ エンジン（原動機）
２ ラジエータ（熱交換器）
４ 油圧ポンプ
５ タンク
６ パイロットポンプ
７ 吐出管路
７Ａ，７Ｂ 供給管路
８ パイロット圧導管
９Ａ，９Ｂ バイパス管路
９Ｄ，１６Ｄ 還流管路
１０ 走行用モータ（走行系の油圧アクチュエータ）
１２，１５ 方向制御弁
１３ 油圧シリンダ（作業系の油圧アクチュエータ）
１６Ａ，１６Ｂ 排出管路
１７ 戻り油路
１８ タンク管路
１９ 冷却ファン
２０ ファンモータ（油圧モータ）
２１，３１ 圧油供給管路
２２ 切換弁
２３，２４ パイロット弁（パイロット操作弁）
２５，２６，２７ シャトル弁（高圧選択弁）
４１ オイルクーラ（熱交換器）
1 engine (motor)
2 Radiator (heat exchanger)
4
12, 15
16A,
21, 31 Pressure
25, 26, 27 Shuttle valve (high pressure selection valve)
41 Oil cooler (heat exchanger)
Claims (2)
前記油圧ポンプまたはパイロットポンプからなる油圧源に接続して設けられ前記ファンモータに向けて圧油を供給する圧油供給管路と、
該圧油供給管路と前記戻り油路とのいずれか一方を前記タンク側に選択的に切換えて接続する切換弁とを備え、
前記ファンモータは、該切換弁と前記タンクとの間に設ける構成としたことを特徴とする建設機械の油圧回路。 A hydraulic pump driven by an engine, a hydraulic actuator operated by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a pressure provided between the hydraulic actuator and the hydraulic pump and supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator A directional control valve for controlling oil, a pilot pump for supplying pilot pressure to the directional control valve, a return oil passage for returning return oil discharged from the hydraulic actuator to the tank side, and a heat exchanger In a hydraulic circuit of a construction machine comprising a cooling fan that blows cooling air and a fan motor that rotationally drives the cooling fan by supplying pressure oil,
A pressure oil supply line that is connected to a hydraulic source comprising the hydraulic pump or pilot pump and supplies pressure oil toward the fan motor;
A switching valve for selectively switching and connecting either the pressure oil supply pipe or the return oil path to the tank side;
A hydraulic circuit for a construction machine, wherein the fan motor is provided between the switching valve and the tank.
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