JP3462774B2 - 冷却装置を備えた油圧回路 - Google Patents
冷却装置を備えた油圧回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
作業機に設けられる冷却装置を備えた油圧回路の技術分
野に属するものである。 【0002】 【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業機の油圧
回路においては、可変容量式の油圧ポンプと、該油圧ポ
ンプからの圧油供給により作動する油圧アクチュエータ
と、タンクに戻るリターン油を冷却するためのオイルク
ーラー等の冷却装置とを備えたものがある。この様な油
圧回路として、例えば図4に示すようなものが知られて
いるが、このものは、温度検出器30で油タンク13内
の作動油温度を検出し、該作動油温度が設定温度以上に
なった場合には、制御部16から指令を出力して電磁切
換弁17を切換え、これにより冷却用モータ6を駆動さ
せてオイルクーラー14に冷却風を送り、該オイルクー
ラーで作動油の冷却を行うように構成されている。一
方、前記油圧回路において、油圧ポンプ2の吐出流量
は、ネガティブコントロールリリーフ弁19の入口側油
路の圧力を流量制御装置3に導くことにより、コントロ
ールバルブ9、10が中立位置Nのときには最小流量と
なるよう制御される一方、操作具11a、12aの操作
に対応してコントロールバルブ9、10が圧油供給位置
XまたはYに切換わることにより吐出流量が増加するよ
うに制御されており、これにより省エネルギー化および
操作性の向上を計っている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来のも
のにおいて、運転中に何らかの原因で作動油温度が異常
に上昇した場合や、機械を修理するために急いで作動油
温度を下げる必要がある場合等において、作動油温度を
下げるべくコントロールバルブ9、10を中立位置Nに
して油圧シリンダ7、8の作動を停止させると共に、冷
却用モータ6を駆動させてオイルクーラー14に冷却風
を送っても、前述したようにコントロールバルブ9、1
0が中立位置Nのときには油圧ポンプ2の吐出流量は最
小となるため、オイルクーラー14を通過する流量が少
なくなり、このため作動油がなかなか冷えないという問
題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があっ
た。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、作動油の供給をする可変容量式
の油圧ポンプと、該油圧ポンプからの圧油供給により作
動する油圧アクチュエータと、タンクに戻るリターン油
路を流れるリターン油を冷却するための冷却装置と、油
圧アクチュエータ非作動状態でのポンプ流量を低下させ
る一方、油圧アクチュエータ作動状態でのポンプ流量を
増大させる流量制御機構とを備えて構成される油圧回路
において、作動油温度の検出をする温度検出器と、該温
度検出器で検出された作動油温度が予め設定される設定
温度未満の場合にはOFF信号を出力し、設定温度以上
の場合にはON信号を出力する温度調節器とを備え、該
温度調節器からON信号が出力された場合に冷却装置が
リターン油の冷却をするように構成するにあたり、リタ
ーン油の急冷却を行うべくON−OFF操作される急冷
却操作手段と、該急冷却操作手段のON操作に基づいて
前記冷却装置を作動させる冷却装置作動手段と、急冷却
操作手段のON操作に基づいてポンプ流量を増大させる
急冷却時流量増大手段と、前記急冷却操作手段がOFF
の場合には温度調節器からの信号を冷却装置に伝達すべ
く温度調節器側に接続され、急冷却操作手段がONの場
合には該急冷却操作手段の信号を冷却装置に伝達すべく
急冷却操作手段側に接続される信号切換器とを備え、油
圧回路は、急冷却操作手段のON操作に基づいて油圧ア
クチュエータを非作動状態に保持するためのロック手段
と、油圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに供給
しない中立位置と供給する圧油供給位置とに切換わるコ
ントロールバルブと、中立位置のコントロールバルブを
通過してリリーフ弁に至るセンタバイパス油路とを備
え、流量制御機構は、リリーフ弁の入口側油路の圧力が
高い場合にはポンプ流量を低下させる一方、圧力が低い
場合にはポンプ流量を増大させる構成であり、さらに急
冷却時流量増大手段は、前記センタバイパス油路の油を
リリーフ弁を経由することなくリターン油路に流す急冷
却時バイパス油路と、該急冷却時バイパス油路を急冷却
操作手段のON操作に基づいて開放することで、前記リ
リーフ弁入口側油路の圧力を低下してポンプ流量を増大
させ、該増大した油を前記リリーフ弁を経由することな
く前記開放した急冷却時 バイパス油路を経由してリター
ン油路に流して急冷却するための急冷却時バイパス油路
開放手段とを備えて構成した冷却装置を備えた油圧回路
である。そして、この様にすることにより、急冷却操作
手段を操作すると、冷却装置が作動すると共に、ポンプ
流量が増大することになって、冷却装置により冷却され
るリターン油の流量を増大させることができ、短時間の
うちに油温度を下げることができ、急冷却時に油圧アク
チュエータを非作動状態に保持でき、急冷却時において
ポンプ流量を増大させることができる。 【0005】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1に、油圧ショベル等の作業機
の油圧回路を示すが、該油圧回路において、1は原動
機、2は原動機1の動力により駆動する可変容量型のメ
インポンプ(本発明の油圧ポンプに相当する)であっ
て、該メインポンプ2は、斜板2aの変位に基づいて吐
出量が変化する斜板式アキシァルピストンポンプを用い
て構成されている。さらに、3は前記斜板2aの変位制
御を行う斜板制御装置、4はパイロット用ポンプ、5は
後述する冷却用モータ6に圧油を供給するための冷却用
ポンプであって、これらパイロット用ポンプ4および冷
却用ポンプ5も、前記原動機1の動力により駆動する。 【0006】また、7、8は前記油圧回路に設けられる
第一、第二のシリンダ、9、10は第一、第二シリンダ
7、8への圧油供給制御をそれぞれ行う第一、第二のコ
ントロールバルブ、11、12は第一、第二の操作具1
1a、12aの操作に基づいて第一、第二コントロール
バルブ9、10にそれぞれパイロット圧油を供給する第
一、第二のパイロットバルブ、13は油タンクである。
尚、本実施の形態では、メインポンプ2からの圧油供給
により作動する油圧アクチュエータとして前記第一、第
二シリンダ7、8を示したが、これに限定されないこと
は勿論である。そして、前記第一、第二コントロールバ
ルブ9、10は、第一、第二パイロットバルブ11、1
2からパイロット圧油が出力されていない状態では、第
一、第二シリンダ7、8に圧油を供給しない中立位置N
に位置しているが、第一、第二パイロットバルブ11、
12からパイロット圧油が供給されることに伴い、メイ
ンポンプ2からの圧油を第一、第二シリンダ7、8の伸
長側油室または縮小側油室に供給する一方、縮小側油室
または伸長側油室からの油を油タンク13に排出する伸
長側位置Xまたは縮小側位置Yに切換るように構成され
ている。さらに、前記第一、第二コントロールバルブ
9、10は、中立位置Nに位置している状態では、後述
するセンタバイパス油路Aを連通する弁路9a、10a
を開き、伸長側位置Xまたは縮小側位置Yに位置してい
る状態では、上記弁路9a、10aを閉じるように設定
されている。 【0007】また、Bは前記第一、第二コントロールバ
ルブ9、10から油タンク13に至るリターン油路であ
って、該リターン油路Bには、油タンク13に戻る油を
冷却するためのオイルクーラー14が配設されている。 【0008】さらに、15は前記オイルクーラー14に
冷却風を送る冷却ファンであって、該冷却ファン15
は、前記冷却用モータ6の駆動に基づいて回転する。こ
の冷却用モータ6は、冷却用ポンプ5からの圧油供給に
基づいて駆動するが、冷却用ポンプ5から冷却用モータ
6に至る油路Cには、該油路Cの油を冷却用モータ6を
経由することなくリターン油路Bに流す第一バイパス油
路Dが分岐形成されている。さらに該第一バイパス油路
Dには、後述する制御部16からの指令に基づいて、第
一バイパス油路Dを開くOFF位置と第一バイパス油路
Dを閉じるON位置とに切換わる第一電磁切換弁17が
配設されている。そしてこの第一電磁切換弁17がOF
F位置に位置している状態では、前記冷却用ポンプ5か
らの圧油は第一バイパス油路Dを介してリターン油路B
に流れ、これにより冷却用モータ6は駆動しないが、第
一電磁切換弁17が第一バイパス油路Dを閉じるON位
置に切換ることにより、冷却用ポンプ5からの圧油が冷
却用モータ6に供給されて冷却用モータ6が駆動するよ
うになっている。尚、図1中、18は冷却用モータ6の
負圧防止用のチェック弁である。 【0009】一方、前記センタバイパス油路Aは、メイ
ンポンプ2から前記中立位置Nの第一、第二コントロー
ルバルブ9、10の弁路9a、10aを経由してネガテ
ィブコントロールリリーフ弁19(本発明のリリーフ弁
に相当する)に至る油路であって、該ネガティブコント
ロールリリーフ弁19を通過した油は、リターン油路B
のオイルクーラー14の上流側に合流する。さらに、ネ
ガティブコントロールリリーフ弁19の入口側(上流
側)油路の圧力Pは、ネガティブコントロールラインE
を介して前記斜板制御装置3に導かれる。そして該斜板
制御装置3は、図3のポンプ特性図に示す如く、前記ネ
ガティブコントロールリリーフ弁19の入口側油路の圧
力Pが予め設定される設定圧力P1以下(P≦P1)の
場合には、メインポンプ2の吐出流量Qが最大流量Qma
xとなるように制御し、また圧力Pが予め設定される設
定圧力P2以上(P≧P2、但しP1<P2)の場合に
は、吐出流量Qが最小流量Qminとなるように制御し、
さらに圧力PがP1からP2のあいだの場合には、吐出
流量Qが圧力Pが大きくなるにつれて小さくなるように
制御する。つまり、第一、第二操作具11a、12aが
操作されておらず第一、第二コントロールバルブ9、1
0が中立位置Nに位置していて弁路9a、10aが開い
ている状態では、メインポンプ2からの圧油がセンタバ
イパス油路Aを経由してネガティブコントロールリリー
フ弁19に供給されるため、該ネガティブコントロール
リリーフ弁19の入口側油路の圧力Pは前記設定圧力P
2より高くなり、而してメインポンプ2の吐出流量Qは
最小流量Qminとなるよう制御される。一方、第一、第
二操作具11a、12aの操作に基づいて第一、第二コ
ントロールバルブ9、10が伸長側位置Xまたは縮小側
位置Yに切換わると、操作量に対応して弁路9a、10
aが徐々に閉じていき、ネガティブコントロールリリー
フ弁19の入口側油路の圧力Pは低下していく。そして
弁路9a、10aが全閉すると上記圧力Pはタンク圧近
くまで低下して設定圧P1以下となり、而してメインポ
ンプ2の吐出流量Qは最大流量Qmaxとなるよう制御さ
れる。 【0010】さらに、Fは前記ネガティブコントロール
リリーフ弁19の入口側油路から分岐してリターン油路
Bのオイルクーラー14の上流側に合流する第二バイパ
ス油路(本発明の急冷却時バイパス油路に相当する)で
あって、該第二バイパス油路Fには、パイロットチェッ
ク弁20(本発明の急冷却時バイパス油路開放手段に相
当する)が配設されている。このパイロットチェック弁
20は、パイロットポート20aにパイロット圧油が供
給されていない状態では、ネガティブコントロールリリ
ーフ弁19の入口側油路からリターン油路Bに至る弁路
を閉じているが、パイロットポート20aにパイロット
圧油が供給されることに基づいて上記弁路を開き、これ
によりセンタバイパス油路Aの油を、ネガティブコント
ロールリリーフ弁19を経由することなく、第二バイパ
ス油路Fを経由してリターン油路Bに流すようになって
いる。そして、前記センタバイパス油路Aの油が第二バ
イパス油路Fを経由してリターン油路Bに流れている状
態では、第一、第二コントロールバルブ9、10が中立
位置Nに位置していても、ネガティブコントロールリリ
ーフ弁19の入口側油路の圧力Pは低下する。而して、
該低い圧力PがネガティブコントロールラインEを介し
て前記斜板制御装置3に導かれることになって、メイン
ポンプ2の吐出流量Qが最大流量Qmaxとなるように制
御される。 【0011】一方、Gは前記パイロット用ポンプ4から
第一、第二パイロットバルブ11、12に至るパイロッ
ト油路であって、該パイロット油路Gには、制御部16
からの指令に基づいて、パイロット油路Gを閉じるOF
F位置とパイロット油路Gを開くON位置とに切換わる
第二電磁切換弁21が配設されている。そしてこの第二
電磁切換弁21がOFF位置に位置している状態では、
パイロット用ポンプ4から第一、第二パイロットバルブ
11、12にパイロット圧油が供給されず、これにより
第一、第二操作具11a、12aを操作しても第一、第
二パイロットバルブ11、12からパイロット圧油が出
力されないようになっているが、第二電磁切換弁21を
ON位置に切換えることにより、パイロット用ポンプ4
から第一、第二パイロットバルブ11、12にパイロッ
ト圧油が供給され、これにより第一、第二操作具11
a、12aの操作に基づいて第一、第二パイロットバル
ブ11、12からパイロット圧油が出力されるようにな
っている。 【0012】さらに、Hはパイロット用ポンプ4から前
記第二電磁切換弁21に至るパイロット油路Gから分岐
して、前記パイロットチェック弁20のパイロットポー
ト20aに至る分岐パイロット油路であって、該分岐パ
イロット油路Hには、第三電磁切換弁22が配設されて
いる。この第三電磁切換弁22は、制御部16からの指
令に基づいて、パイロットチェック弁パイロットポート
20aからの油を油タンク13に排出するOFF位置
と、パイロット用ポンプ4からの圧油をパイロットチェ
ック弁パイロットポート20aに供給するON位置とに
切換わるように構成されている。そして、該第三電磁切
換弁22がON位置に切換わってパイロットチェック弁
パイロットポート20aにパイロット圧油が供給される
ことにより、前述したようにパイロットチェック弁20
の弁路が開いて、センタバイパス油路Aの油を第二バイ
パス油路Fを経由してリターン油路Bに流すようになっ
ている。尚、図1中、23はメイン回路用のリリーフ
弁、24はパイロット回路用のリリーフ弁である。 【0013】また、前記制御部16は、マイクロコンピ
ュータ等を用いて構成されるものであるが、該制御部1
6は、後述する第一、第二信号切換器25、26、温度
調節器27を備えている。そしてこの制御部16は、作
業機の運転席部に配設される後述の安全スイッチ28、
急冷用スイッチ29、油タンク13に設けられる温度検
出器30からの信号を入力し、該入力信号に基づき、前
記第一、第二信号切換器25、26、温度調節器27を
介して、前記第一、第二、第三電磁切換弁17、21、
22に対しOFF−ON切換え信号を出力する構成とな
っている。 【0014】前記安全スイッチ28は、オペレータが作
業機を離れる場合やエンジン始動時にはOFF側に操作
され、作業時にはON側に操作されるものであって、該
安全スイッチ28の信号は、第一信号切換器25に入力
される。この第一信号切換器25は、急冷用スイッチ2
9からの入力信号によってON側とOFF側とに切換え
られるものであって、ON側に切換えられている状態で
は、前記安全スイッチ28の入力信号を第二電磁切換弁
21に伝達する。つまり、安全スイッチ28がOFFの
場合には第二電磁切換弁21をOFF位置に切換え、安
全スイッチ28がONの場合には第二電磁切換弁21を
ON位置に切換える。また、第一信号切換器25がOF
F側に切換えられている状態では、安全スイッチ28の
信号は第二電磁切換弁21に伝達されず、第二電磁切換
弁21はOFF位置に保持される。 【0015】また、急冷用スイッチ29は、本発明の急
冷却操作手段に相当するものであって、通常時にはOF
F側に操作されているが、作動油温度が異常に上昇した
場合や作動油温度を急激に下げたい場合等にON側に操
作されるものであって、該急冷用スイッチ29の信号
は、第一、第二信号切換器25、26に入力されると共
に、第三電磁切換弁22に伝達される。そして第一信号
切換器25は、急冷用スイッチ29がOFFの場合には
前述したON側に切換り、急冷用スイッチ29がONの
場合にはOFF側に切換わる。また第二信号切換器(本
発明の「信号切換器」に相当する)26は、急冷用スイ
ッチ29がOFFの場合には、温度調節器27からの信
号を第一電磁切換弁17に伝達する温度調節器側に接続
され、急冷用スイッチ29がONの場合には、該急冷用
スイッチ29の信号を第一電磁切換弁17に伝達する急
冷用スイッチ側に接続される。そして、該第二信号切換
器26が急冷用スイッチ側に接続されている状態では、
急冷用スイッチ29のON信号が第一電磁切換弁17に
伝達されて、第一電磁切換弁17はON位置に切換わ
る。さらに第三電磁切換弁22は、急冷用スイッチ29
がOFFの場合にはOFF位置に切換えられ、急冷用ス
イッチ29がONの場合にはON位置に切換えられる。 【0016】またさらに、温度検出器30は、油タンク
13内の作動油温度を検出するものであるが、該温度検
出器30の信号は、温度調節器27に入力される。この
温度調節器27は、温度検出器30で検出された作動油
の温度Tが予め設定される設定温度T1未満(T<T
1)の場合には、OFF信号を前記第二信号切換器26
に出力し、検出温度Tが設定温度T1以上(T≧T1)
の場合には、ON信号を第二信号切換器26に出力す
る。そして、第二信号切換器26が前述した温度調節器
側に切換わっている状態では、上記温度調節器27から
出力された信号が第一電磁切換弁17に伝達される。つ
まり、温度調節器27からOFF信号が出力された場合
には第一電磁切換弁17はOFF位置に切換えられ、温
度調節器27からON信号が出力された場合には第一電
磁切換弁17はON位置に切換えられる。 【0017】このものにおいて、通常時には、急冷用ス
イッチ29をOFF側に操作しておく。そして該急冷用
スイッチ29がOFFの状態では、前述したように、第
一信号切換器25はON側に切換わっていて、安全スイ
ッチ28からの入力信号は第二電磁切換弁21に伝達さ
れる。また、第二信号切換器26は温度調節器側に接続
されていて、温度調節器27からの信号が第一電磁切換
弁17に伝達される。さらに、第三電磁切換弁22はO
FF位置に位置している。この状態で、作業を行うべく
安全スイッチ28をON操作すると、第二電磁切換弁2
1がON位置に切換わって、パイロット用ポンプ4から
のパイロット圧油が第一、第二パイロットバルブ11、
12に供給される。これにより、第一、第二操作具11
a、12aの操作に対応したパイロット圧油が第一、第
二パイロットバルブ11、12から出力されて第一、第
二コントロールバルブ9、10に供給され、第一、第二
シリンダ7、8の伸縮作動が行われる。またこのとき、
第三電磁切換弁22は前述したようにOFF位置に位置
しているため、パイロットチェック弁20のパイロット
ポート20aにパイロット圧油の供給はなく、パイロッ
トチェック弁20は、ネガティブコントロールリリーフ
弁19の入口側油路からリターン油路Bに至る弁路を閉
じている。これによりメインポンプ2の吐出流量は、前
述したように、第一、第二コントロールバルブ9、10
が中立位置Nに位置している状態では最小流量となり、
伸長側位置Xまたは縮小側位置Yに位置している状態で
は、操作具11a、12aの操作量に対応して流量が増
大するように制御される。さらにこのとき、第二信号切
換器26は前述したように温度調節器側に接続されてい
るため、温度調節器27から出力されるOFF−ON信
号に基づいて第一電磁切換弁17はOFF位置とON位
置とに切換わる。つまり、温度検出器30により検出さ
れた作動油温度Tが設定温度T1未満の場合には、温度
調節器27からOFF信号が出力されることで第一電磁
切換弁17はOFF位置に位置しており、これにより冷
却用モータ6は停止しているが、長時間作業を続行した
場合や外気温が高い場合等に作動油温度Tが上昇して設
定温度T1以上になると、温度調節器27からON信号
が出力されることで第一電磁切換弁17がON位置に切
換り、これにより冷却用モータ6が駆動して冷却ファン
15からオイルクーラー14に冷却風が送られ、該オイ
ルクーラー14により油タンク13に戻る作動油が冷却
される。 【0018】一方、運転中に何らかの原因で作動油温度
が異常に上昇した場合や、作業機を修理するために急い
で作動油温度を下げる必要がある場合等には、急冷用ス
イッチ29をON側に操作する。これにより、第一信号
切換器25がOFF側に切換わって、第二電磁切換弁2
1はOFF位置に保持される。また、第二信号切換器2
6は急冷用スイッチ側に接続され、これにより第一電磁
切換弁17はON位置に切換わる。さらに、第三電磁切
換弁22もON位置に切換わる。そして、前記第一電磁
切換弁17がON位置に切換ることにより、冷却用モー
タ6が駆動して冷却ファン15からオイルクーラー14
に冷却風が送られ、これにより油タンク13に戻る作動
油が冷却される。また、第二電磁切換弁21がOFF位
置に保持されることにより、第一、第二パイロットバル
ブ11、12へのパイロット圧油の供給が断たれ、これ
により操作具11a、12aを操作しても第一、第二コ
ントロールバルブ9、10にパイロット圧油は供給され
ず、第一、第二コントロールバルブ9、10は中立位置
Nに保持される。さらに、第三電磁切換弁22がON位
置に切換わることにより、パイロットチェック弁20の
パイロットポート20aにパイロット圧油が供給されて
第二バイパス油路Fが開き、これにより前記中立位置N
の第一、第二コントロールバルブを経由したセンタバイ
パス油路Aの油は、ネガティブコントロールリリーフ弁
19を経由することなく第二バイパス油路Fを経由して
リターン油路Bに流れる。而してネガティブコントロー
ルリリーフ弁19の入口側油路の圧力Pが低下して、メ
インポンプ2の吐出流量は最大流量となるように制御さ
れる。 【0019】叙述の如く構成されたものにおいて、運転
中に何らかの原因で作動油温度が異常に上昇したとき
や、作業機を修理するとき等、急いで作動油温度を下げ
る必要がある場合には、急冷用スイッチ29をON側に
操作すると、前述したように、冷却用モータ6が駆動し
てオイルクーラー14による作動油の冷却が行われると
共に、メインポンプ2の吐出流量が最大となる。この結
果、作動油温度を急激に下げたい場合に、オイルクーラ
ー14を通過する油の流量が増大することになって、短
時間のうちに作動油温度を下げることができ、作業能率
が向上する。
作業機に設けられる冷却装置を備えた油圧回路の技術分
野に属するものである。 【0002】 【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業機の油圧
回路においては、可変容量式の油圧ポンプと、該油圧ポ
ンプからの圧油供給により作動する油圧アクチュエータ
と、タンクに戻るリターン油を冷却するためのオイルク
ーラー等の冷却装置とを備えたものがある。この様な油
圧回路として、例えば図4に示すようなものが知られて
いるが、このものは、温度検出器30で油タンク13内
の作動油温度を検出し、該作動油温度が設定温度以上に
なった場合には、制御部16から指令を出力して電磁切
換弁17を切換え、これにより冷却用モータ6を駆動さ
せてオイルクーラー14に冷却風を送り、該オイルクー
ラーで作動油の冷却を行うように構成されている。一
方、前記油圧回路において、油圧ポンプ2の吐出流量
は、ネガティブコントロールリリーフ弁19の入口側油
路の圧力を流量制御装置3に導くことにより、コントロ
ールバルブ9、10が中立位置Nのときには最小流量と
なるよう制御される一方、操作具11a、12aの操作
に対応してコントロールバルブ9、10が圧油供給位置
XまたはYに切換わることにより吐出流量が増加するよ
うに制御されており、これにより省エネルギー化および
操作性の向上を計っている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来のも
のにおいて、運転中に何らかの原因で作動油温度が異常
に上昇した場合や、機械を修理するために急いで作動油
温度を下げる必要がある場合等において、作動油温度を
下げるべくコントロールバルブ9、10を中立位置Nに
して油圧シリンダ7、8の作動を停止させると共に、冷
却用モータ6を駆動させてオイルクーラー14に冷却風
を送っても、前述したようにコントロールバルブ9、1
0が中立位置Nのときには油圧ポンプ2の吐出流量は最
小となるため、オイルクーラー14を通過する流量が少
なくなり、このため作動油がなかなか冷えないという問
題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があっ
た。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、作動油の供給をする可変容量式
の油圧ポンプと、該油圧ポンプからの圧油供給により作
動する油圧アクチュエータと、タンクに戻るリターン油
路を流れるリターン油を冷却するための冷却装置と、油
圧アクチュエータ非作動状態でのポンプ流量を低下させ
る一方、油圧アクチュエータ作動状態でのポンプ流量を
増大させる流量制御機構とを備えて構成される油圧回路
において、作動油温度の検出をする温度検出器と、該温
度検出器で検出された作動油温度が予め設定される設定
温度未満の場合にはOFF信号を出力し、設定温度以上
の場合にはON信号を出力する温度調節器とを備え、該
温度調節器からON信号が出力された場合に冷却装置が
リターン油の冷却をするように構成するにあたり、リタ
ーン油の急冷却を行うべくON−OFF操作される急冷
却操作手段と、該急冷却操作手段のON操作に基づいて
前記冷却装置を作動させる冷却装置作動手段と、急冷却
操作手段のON操作に基づいてポンプ流量を増大させる
急冷却時流量増大手段と、前記急冷却操作手段がOFF
の場合には温度調節器からの信号を冷却装置に伝達すべ
く温度調節器側に接続され、急冷却操作手段がONの場
合には該急冷却操作手段の信号を冷却装置に伝達すべく
急冷却操作手段側に接続される信号切換器とを備え、油
圧回路は、急冷却操作手段のON操作に基づいて油圧ア
クチュエータを非作動状態に保持するためのロック手段
と、油圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに供給
しない中立位置と供給する圧油供給位置とに切換わるコ
ントロールバルブと、中立位置のコントロールバルブを
通過してリリーフ弁に至るセンタバイパス油路とを備
え、流量制御機構は、リリーフ弁の入口側油路の圧力が
高い場合にはポンプ流量を低下させる一方、圧力が低い
場合にはポンプ流量を増大させる構成であり、さらに急
冷却時流量増大手段は、前記センタバイパス油路の油を
リリーフ弁を経由することなくリターン油路に流す急冷
却時バイパス油路と、該急冷却時バイパス油路を急冷却
操作手段のON操作に基づいて開放することで、前記リ
リーフ弁入口側油路の圧力を低下してポンプ流量を増大
させ、該増大した油を前記リリーフ弁を経由することな
く前記開放した急冷却時 バイパス油路を経由してリター
ン油路に流して急冷却するための急冷却時バイパス油路
開放手段とを備えて構成した冷却装置を備えた油圧回路
である。そして、この様にすることにより、急冷却操作
手段を操作すると、冷却装置が作動すると共に、ポンプ
流量が増大することになって、冷却装置により冷却され
るリターン油の流量を増大させることができ、短時間の
うちに油温度を下げることができ、急冷却時に油圧アク
チュエータを非作動状態に保持でき、急冷却時において
ポンプ流量を増大させることができる。 【0005】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1に、油圧ショベル等の作業機
の油圧回路を示すが、該油圧回路において、1は原動
機、2は原動機1の動力により駆動する可変容量型のメ
インポンプ(本発明の油圧ポンプに相当する)であっ
て、該メインポンプ2は、斜板2aの変位に基づいて吐
出量が変化する斜板式アキシァルピストンポンプを用い
て構成されている。さらに、3は前記斜板2aの変位制
御を行う斜板制御装置、4はパイロット用ポンプ、5は
後述する冷却用モータ6に圧油を供給するための冷却用
ポンプであって、これらパイロット用ポンプ4および冷
却用ポンプ5も、前記原動機1の動力により駆動する。 【0006】また、7、8は前記油圧回路に設けられる
第一、第二のシリンダ、9、10は第一、第二シリンダ
7、8への圧油供給制御をそれぞれ行う第一、第二のコ
ントロールバルブ、11、12は第一、第二の操作具1
1a、12aの操作に基づいて第一、第二コントロール
バルブ9、10にそれぞれパイロット圧油を供給する第
一、第二のパイロットバルブ、13は油タンクである。
尚、本実施の形態では、メインポンプ2からの圧油供給
により作動する油圧アクチュエータとして前記第一、第
二シリンダ7、8を示したが、これに限定されないこと
は勿論である。そして、前記第一、第二コントロールバ
ルブ9、10は、第一、第二パイロットバルブ11、1
2からパイロット圧油が出力されていない状態では、第
一、第二シリンダ7、8に圧油を供給しない中立位置N
に位置しているが、第一、第二パイロットバルブ11、
12からパイロット圧油が供給されることに伴い、メイ
ンポンプ2からの圧油を第一、第二シリンダ7、8の伸
長側油室または縮小側油室に供給する一方、縮小側油室
または伸長側油室からの油を油タンク13に排出する伸
長側位置Xまたは縮小側位置Yに切換るように構成され
ている。さらに、前記第一、第二コントロールバルブ
9、10は、中立位置Nに位置している状態では、後述
するセンタバイパス油路Aを連通する弁路9a、10a
を開き、伸長側位置Xまたは縮小側位置Yに位置してい
る状態では、上記弁路9a、10aを閉じるように設定
されている。 【0007】また、Bは前記第一、第二コントロールバ
ルブ9、10から油タンク13に至るリターン油路であ
って、該リターン油路Bには、油タンク13に戻る油を
冷却するためのオイルクーラー14が配設されている。 【0008】さらに、15は前記オイルクーラー14に
冷却風を送る冷却ファンであって、該冷却ファン15
は、前記冷却用モータ6の駆動に基づいて回転する。こ
の冷却用モータ6は、冷却用ポンプ5からの圧油供給に
基づいて駆動するが、冷却用ポンプ5から冷却用モータ
6に至る油路Cには、該油路Cの油を冷却用モータ6を
経由することなくリターン油路Bに流す第一バイパス油
路Dが分岐形成されている。さらに該第一バイパス油路
Dには、後述する制御部16からの指令に基づいて、第
一バイパス油路Dを開くOFF位置と第一バイパス油路
Dを閉じるON位置とに切換わる第一電磁切換弁17が
配設されている。そしてこの第一電磁切換弁17がOF
F位置に位置している状態では、前記冷却用ポンプ5か
らの圧油は第一バイパス油路Dを介してリターン油路B
に流れ、これにより冷却用モータ6は駆動しないが、第
一電磁切換弁17が第一バイパス油路Dを閉じるON位
置に切換ることにより、冷却用ポンプ5からの圧油が冷
却用モータ6に供給されて冷却用モータ6が駆動するよ
うになっている。尚、図1中、18は冷却用モータ6の
負圧防止用のチェック弁である。 【0009】一方、前記センタバイパス油路Aは、メイ
ンポンプ2から前記中立位置Nの第一、第二コントロー
ルバルブ9、10の弁路9a、10aを経由してネガテ
ィブコントロールリリーフ弁19(本発明のリリーフ弁
に相当する)に至る油路であって、該ネガティブコント
ロールリリーフ弁19を通過した油は、リターン油路B
のオイルクーラー14の上流側に合流する。さらに、ネ
ガティブコントロールリリーフ弁19の入口側(上流
側)油路の圧力Pは、ネガティブコントロールラインE
を介して前記斜板制御装置3に導かれる。そして該斜板
制御装置3は、図3のポンプ特性図に示す如く、前記ネ
ガティブコントロールリリーフ弁19の入口側油路の圧
力Pが予め設定される設定圧力P1以下(P≦P1)の
場合には、メインポンプ2の吐出流量Qが最大流量Qma
xとなるように制御し、また圧力Pが予め設定される設
定圧力P2以上(P≧P2、但しP1<P2)の場合に
は、吐出流量Qが最小流量Qminとなるように制御し、
さらに圧力PがP1からP2のあいだの場合には、吐出
流量Qが圧力Pが大きくなるにつれて小さくなるように
制御する。つまり、第一、第二操作具11a、12aが
操作されておらず第一、第二コントロールバルブ9、1
0が中立位置Nに位置していて弁路9a、10aが開い
ている状態では、メインポンプ2からの圧油がセンタバ
イパス油路Aを経由してネガティブコントロールリリー
フ弁19に供給されるため、該ネガティブコントロール
リリーフ弁19の入口側油路の圧力Pは前記設定圧力P
2より高くなり、而してメインポンプ2の吐出流量Qは
最小流量Qminとなるよう制御される。一方、第一、第
二操作具11a、12aの操作に基づいて第一、第二コ
ントロールバルブ9、10が伸長側位置Xまたは縮小側
位置Yに切換わると、操作量に対応して弁路9a、10
aが徐々に閉じていき、ネガティブコントロールリリー
フ弁19の入口側油路の圧力Pは低下していく。そして
弁路9a、10aが全閉すると上記圧力Pはタンク圧近
くまで低下して設定圧P1以下となり、而してメインポ
ンプ2の吐出流量Qは最大流量Qmaxとなるよう制御さ
れる。 【0010】さらに、Fは前記ネガティブコントロール
リリーフ弁19の入口側油路から分岐してリターン油路
Bのオイルクーラー14の上流側に合流する第二バイパ
ス油路(本発明の急冷却時バイパス油路に相当する)で
あって、該第二バイパス油路Fには、パイロットチェッ
ク弁20(本発明の急冷却時バイパス油路開放手段に相
当する)が配設されている。このパイロットチェック弁
20は、パイロットポート20aにパイロット圧油が供
給されていない状態では、ネガティブコントロールリリ
ーフ弁19の入口側油路からリターン油路Bに至る弁路
を閉じているが、パイロットポート20aにパイロット
圧油が供給されることに基づいて上記弁路を開き、これ
によりセンタバイパス油路Aの油を、ネガティブコント
ロールリリーフ弁19を経由することなく、第二バイパ
ス油路Fを経由してリターン油路Bに流すようになって
いる。そして、前記センタバイパス油路Aの油が第二バ
イパス油路Fを経由してリターン油路Bに流れている状
態では、第一、第二コントロールバルブ9、10が中立
位置Nに位置していても、ネガティブコントロールリリ
ーフ弁19の入口側油路の圧力Pは低下する。而して、
該低い圧力PがネガティブコントロールラインEを介し
て前記斜板制御装置3に導かれることになって、メイン
ポンプ2の吐出流量Qが最大流量Qmaxとなるように制
御される。 【0011】一方、Gは前記パイロット用ポンプ4から
第一、第二パイロットバルブ11、12に至るパイロッ
ト油路であって、該パイロット油路Gには、制御部16
からの指令に基づいて、パイロット油路Gを閉じるOF
F位置とパイロット油路Gを開くON位置とに切換わる
第二電磁切換弁21が配設されている。そしてこの第二
電磁切換弁21がOFF位置に位置している状態では、
パイロット用ポンプ4から第一、第二パイロットバルブ
11、12にパイロット圧油が供給されず、これにより
第一、第二操作具11a、12aを操作しても第一、第
二パイロットバルブ11、12からパイロット圧油が出
力されないようになっているが、第二電磁切換弁21を
ON位置に切換えることにより、パイロット用ポンプ4
から第一、第二パイロットバルブ11、12にパイロッ
ト圧油が供給され、これにより第一、第二操作具11
a、12aの操作に基づいて第一、第二パイロットバル
ブ11、12からパイロット圧油が出力されるようにな
っている。 【0012】さらに、Hはパイロット用ポンプ4から前
記第二電磁切換弁21に至るパイロット油路Gから分岐
して、前記パイロットチェック弁20のパイロットポー
ト20aに至る分岐パイロット油路であって、該分岐パ
イロット油路Hには、第三電磁切換弁22が配設されて
いる。この第三電磁切換弁22は、制御部16からの指
令に基づいて、パイロットチェック弁パイロットポート
20aからの油を油タンク13に排出するOFF位置
と、パイロット用ポンプ4からの圧油をパイロットチェ
ック弁パイロットポート20aに供給するON位置とに
切換わるように構成されている。そして、該第三電磁切
換弁22がON位置に切換わってパイロットチェック弁
パイロットポート20aにパイロット圧油が供給される
ことにより、前述したようにパイロットチェック弁20
の弁路が開いて、センタバイパス油路Aの油を第二バイ
パス油路Fを経由してリターン油路Bに流すようになっ
ている。尚、図1中、23はメイン回路用のリリーフ
弁、24はパイロット回路用のリリーフ弁である。 【0013】また、前記制御部16は、マイクロコンピ
ュータ等を用いて構成されるものであるが、該制御部1
6は、後述する第一、第二信号切換器25、26、温度
調節器27を備えている。そしてこの制御部16は、作
業機の運転席部に配設される後述の安全スイッチ28、
急冷用スイッチ29、油タンク13に設けられる温度検
出器30からの信号を入力し、該入力信号に基づき、前
記第一、第二信号切換器25、26、温度調節器27を
介して、前記第一、第二、第三電磁切換弁17、21、
22に対しOFF−ON切換え信号を出力する構成とな
っている。 【0014】前記安全スイッチ28は、オペレータが作
業機を離れる場合やエンジン始動時にはOFF側に操作
され、作業時にはON側に操作されるものであって、該
安全スイッチ28の信号は、第一信号切換器25に入力
される。この第一信号切換器25は、急冷用スイッチ2
9からの入力信号によってON側とOFF側とに切換え
られるものであって、ON側に切換えられている状態で
は、前記安全スイッチ28の入力信号を第二電磁切換弁
21に伝達する。つまり、安全スイッチ28がOFFの
場合には第二電磁切換弁21をOFF位置に切換え、安
全スイッチ28がONの場合には第二電磁切換弁21を
ON位置に切換える。また、第一信号切換器25がOF
F側に切換えられている状態では、安全スイッチ28の
信号は第二電磁切換弁21に伝達されず、第二電磁切換
弁21はOFF位置に保持される。 【0015】また、急冷用スイッチ29は、本発明の急
冷却操作手段に相当するものであって、通常時にはOF
F側に操作されているが、作動油温度が異常に上昇した
場合や作動油温度を急激に下げたい場合等にON側に操
作されるものであって、該急冷用スイッチ29の信号
は、第一、第二信号切換器25、26に入力されると共
に、第三電磁切換弁22に伝達される。そして第一信号
切換器25は、急冷用スイッチ29がOFFの場合には
前述したON側に切換り、急冷用スイッチ29がONの
場合にはOFF側に切換わる。また第二信号切換器(本
発明の「信号切換器」に相当する)26は、急冷用スイ
ッチ29がOFFの場合には、温度調節器27からの信
号を第一電磁切換弁17に伝達する温度調節器側に接続
され、急冷用スイッチ29がONの場合には、該急冷用
スイッチ29の信号を第一電磁切換弁17に伝達する急
冷用スイッチ側に接続される。そして、該第二信号切換
器26が急冷用スイッチ側に接続されている状態では、
急冷用スイッチ29のON信号が第一電磁切換弁17に
伝達されて、第一電磁切換弁17はON位置に切換わ
る。さらに第三電磁切換弁22は、急冷用スイッチ29
がOFFの場合にはOFF位置に切換えられ、急冷用ス
イッチ29がONの場合にはON位置に切換えられる。 【0016】またさらに、温度検出器30は、油タンク
13内の作動油温度を検出するものであるが、該温度検
出器30の信号は、温度調節器27に入力される。この
温度調節器27は、温度検出器30で検出された作動油
の温度Tが予め設定される設定温度T1未満(T<T
1)の場合には、OFF信号を前記第二信号切換器26
に出力し、検出温度Tが設定温度T1以上(T≧T1)
の場合には、ON信号を第二信号切換器26に出力す
る。そして、第二信号切換器26が前述した温度調節器
側に切換わっている状態では、上記温度調節器27から
出力された信号が第一電磁切換弁17に伝達される。つ
まり、温度調節器27からOFF信号が出力された場合
には第一電磁切換弁17はOFF位置に切換えられ、温
度調節器27からON信号が出力された場合には第一電
磁切換弁17はON位置に切換えられる。 【0017】このものにおいて、通常時には、急冷用ス
イッチ29をOFF側に操作しておく。そして該急冷用
スイッチ29がOFFの状態では、前述したように、第
一信号切換器25はON側に切換わっていて、安全スイ
ッチ28からの入力信号は第二電磁切換弁21に伝達さ
れる。また、第二信号切換器26は温度調節器側に接続
されていて、温度調節器27からの信号が第一電磁切換
弁17に伝達される。さらに、第三電磁切換弁22はO
FF位置に位置している。この状態で、作業を行うべく
安全スイッチ28をON操作すると、第二電磁切換弁2
1がON位置に切換わって、パイロット用ポンプ4から
のパイロット圧油が第一、第二パイロットバルブ11、
12に供給される。これにより、第一、第二操作具11
a、12aの操作に対応したパイロット圧油が第一、第
二パイロットバルブ11、12から出力されて第一、第
二コントロールバルブ9、10に供給され、第一、第二
シリンダ7、8の伸縮作動が行われる。またこのとき、
第三電磁切換弁22は前述したようにOFF位置に位置
しているため、パイロットチェック弁20のパイロット
ポート20aにパイロット圧油の供給はなく、パイロッ
トチェック弁20は、ネガティブコントロールリリーフ
弁19の入口側油路からリターン油路Bに至る弁路を閉
じている。これによりメインポンプ2の吐出流量は、前
述したように、第一、第二コントロールバルブ9、10
が中立位置Nに位置している状態では最小流量となり、
伸長側位置Xまたは縮小側位置Yに位置している状態で
は、操作具11a、12aの操作量に対応して流量が増
大するように制御される。さらにこのとき、第二信号切
換器26は前述したように温度調節器側に接続されてい
るため、温度調節器27から出力されるOFF−ON信
号に基づいて第一電磁切換弁17はOFF位置とON位
置とに切換わる。つまり、温度検出器30により検出さ
れた作動油温度Tが設定温度T1未満の場合には、温度
調節器27からOFF信号が出力されることで第一電磁
切換弁17はOFF位置に位置しており、これにより冷
却用モータ6は停止しているが、長時間作業を続行した
場合や外気温が高い場合等に作動油温度Tが上昇して設
定温度T1以上になると、温度調節器27からON信号
が出力されることで第一電磁切換弁17がON位置に切
換り、これにより冷却用モータ6が駆動して冷却ファン
15からオイルクーラー14に冷却風が送られ、該オイ
ルクーラー14により油タンク13に戻る作動油が冷却
される。 【0018】一方、運転中に何らかの原因で作動油温度
が異常に上昇した場合や、作業機を修理するために急い
で作動油温度を下げる必要がある場合等には、急冷用ス
イッチ29をON側に操作する。これにより、第一信号
切換器25がOFF側に切換わって、第二電磁切換弁2
1はOFF位置に保持される。また、第二信号切換器2
6は急冷用スイッチ側に接続され、これにより第一電磁
切換弁17はON位置に切換わる。さらに、第三電磁切
換弁22もON位置に切換わる。そして、前記第一電磁
切換弁17がON位置に切換ることにより、冷却用モー
タ6が駆動して冷却ファン15からオイルクーラー14
に冷却風が送られ、これにより油タンク13に戻る作動
油が冷却される。また、第二電磁切換弁21がOFF位
置に保持されることにより、第一、第二パイロットバル
ブ11、12へのパイロット圧油の供給が断たれ、これ
により操作具11a、12aを操作しても第一、第二コ
ントロールバルブ9、10にパイロット圧油は供給され
ず、第一、第二コントロールバルブ9、10は中立位置
Nに保持される。さらに、第三電磁切換弁22がON位
置に切換わることにより、パイロットチェック弁20の
パイロットポート20aにパイロット圧油が供給されて
第二バイパス油路Fが開き、これにより前記中立位置N
の第一、第二コントロールバルブを経由したセンタバイ
パス油路Aの油は、ネガティブコントロールリリーフ弁
19を経由することなく第二バイパス油路Fを経由して
リターン油路Bに流れる。而してネガティブコントロー
ルリリーフ弁19の入口側油路の圧力Pが低下して、メ
インポンプ2の吐出流量は最大流量となるように制御さ
れる。 【0019】叙述の如く構成されたものにおいて、運転
中に何らかの原因で作動油温度が異常に上昇したとき
や、作業機を修理するとき等、急いで作動油温度を下げ
る必要がある場合には、急冷用スイッチ29をON側に
操作すると、前述したように、冷却用モータ6が駆動し
てオイルクーラー14による作動油の冷却が行われると
共に、メインポンプ2の吐出流量が最大となる。この結
果、作動油温度を急激に下げたい場合に、オイルクーラ
ー14を通過する油の流量が増大することになって、短
時間のうちに作動油温度を下げることができ、作業能率
が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の油圧回路図である。
【図2】制御ブロック図である。
【図3】メインポンプの特性を示す図である。
【図4】従来例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
2 メインポンプ
3 斜板制御装置
6 冷却用モータ
7 第一シリンダ
8 第二シリンダ
9 第一コントロールバルブ
10 第二コントロールバルブ
13 油タンク
14 オイルクーラー
17 第一電磁切換弁
19 ネガティブコントロールリリーフ弁
20 パイロットチェック弁
21 第二電磁切換弁
22 第三電磁切換弁
29 急冷用スイッチ
A センタバイパス油路
F 第二バイパス油路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 黒川 義一
兵庫県神戸市兵庫区和田宮通七丁目1番
14号 西菱エンジニアリング株式会社内
(56)参考文献 特開 平9−209416(JP,A)
特開 平7−167104(JP,A)
特開 昭62−188806(JP,A)
実開 平3−41212(JP,U)
実開 平5−45207(JP,U)
実開 平6−56141(JP,U)
実開 平2−127803(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
F15B 21/04
F15B 11/00 - 11/22
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 作動油の供給をする可変容量式の油圧ポ
ンプと、該油圧ポンプからの圧油供給により作動する油
圧アクチュエータと、タンクに戻るリターン油路を流れ
るリターン油を冷却するための冷却装置と、油圧アクチ
ュエータ非作動状態でのポンプ流量を低下させる一方、
油圧アクチュエータ作動状態でのポンプ流量を増大させ
る流量制御機構とを備えて構成される油圧回路におい
て、作動油温度の検出をする温度検出器と、該温度検出
器で検出された作動油温度が予め設定される設定温度未
満の場合にはOFF信号を出力し、設定温度以上の場合
にはON信号を出力する温度調節器とを備え、該温度調
節器からON信号が出力された場合に冷却装置がリター
ン油の冷却をするように構成するにあたり、リターン油
の急冷却を行うべくON−OFF操作される急冷却操作
手段と、該急冷却操作手段のON操作に基づいて前記冷
却装置を作動させる冷却装置作動手段と、急冷却操作手
段のON操作に基づいてポンプ流量を増大させる急冷却
時流量増大手段と、前記急冷却操作手段がOFFの場合
には温度調節器からの信号を冷却装置に伝達すべく温度
調節器側に接続され、急冷却操作手段がONの場合には
該急冷却操作手段の信号を冷却装置に伝達すべく急冷却
操作手段側に接続される信号切換器とを備え、油圧回路
は、急冷却操作手段のON操作に基づいて油圧アクチュ
エータを非作動状態に保持するためのロック手段と、油
圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに供給しない
中立位置と供給する圧油供給位置とに切換わるコントロ
ールバルブと、中立位置のコントロールバルブを通過し
てリリーフ弁に至るセンタバイパス油路とを備え、流量
制御機構は、リリーフ弁の入口側油路の圧力が高い場合
にはポンプ流量を低下させる一方、圧力が低い場合には
ポンプ流量を増大させる構成であり、さらに急冷却時流
量増大手段は、前記センタバイパス油路の油をリリーフ
弁を経由することなくリターン油路に流す急冷却時バイ
パス油路と、該急冷却時バイパス油路を急冷却操作手段
のON操作に基づいて開放することで、前記リリーフ弁
入口側油路の圧力を低下してポンプ流量を増大させ、該
増大した油を前記リリーフ弁を経由することなく前記開
放した急冷却時バイパス油路を経由してリターン油路に
流して急冷却するための急冷却時バイパス油路開放手段
とを備えて構成した冷却装置を備えた油圧回路。
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