JPH10169440A - 建設機械の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回および／あるいは作業機の各アクチュエ
ータから排出される油圧エネルギーを再生利用して冷却
フアンを駆動して効率向上およびラジエータ、作動油ク
ーラをエンジンに対して別置にして冷却フアンの騒音を
低減する。 【解決手段】 建設機械の冷却装置であって、ラジエー
タ２０および作動油クーラ２１を冷却する冷却フアン４
６と、冷却フアン４６を駆動する駆動源４５とをエンジ
ンルーム４外に別置して前記駆動源４５は前記旋回およ
び／あるいは作業機アクチュエータ３５，３８からの戻
り油により駆動され油圧エネルギーを再生利用する構成
としたものである。

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建
設機械の冷却装置に係り、特にエンジンの設置位置に対
してラジエータ、作動油クーラおよび冷却フアン等を別
置し、ラジエータおよび作動油クーラを冷却する冷却フ
アンの駆動源を旋回および作業機のアクチュエータから
の戻り油により駆動するようにした油圧エネルギーを再
生利用する建設機械の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は油圧ショベルの全体側面図であ
り、下部走行体１の上部に旋回サークル３を介して上部
旋回体２（以下、車体２と言う。）が図示しない旋回ア
クチュエータにより左右の旋回が可能となっている。こ
の車体２の後方にはエンジンルーム４が配設されてい
る。また、車体２の前部にはブーム５が取着されてい
る。このブーム５はブーム用アクチュエータ３８（以
下、作業機アクチュエータ３８と言う。）の駆動により
上下に作動可能となっている。ブーム５の先端にはアー
ム６が取着されている。このアーム６はアームシリンダ
３８ａの駆動により掘削・ダンプの作動が可能となって
いる。このアーム６の先端にはバケット７が取着されて
いる。このバケット７はバケットシリンダ３８ｂの駆動
により掘削・ダンプの作動が可能となっている。図６に
示すように、車体２の前後方向に対して横置きにエンジ
ン１０を載置している。この油圧ショベルの冷却装置は
エンジンルーム４内に、エンジン１０に装着された冷却
ファン１１の前方側にエンジンの冷却水を冷却するラジ
エータ２０，作動油を冷却する作動油クーラ２１を直列
に配置している。このエンジン１０は油圧ポンプ３１を
駆動している。また、エンジンにはエアを吸い込むため
のエアクリーナ１６，エア管路１７，ターボチャージャ
１５等が搭載されている。前記冷却フアン１１で送られ
る風を車外に出すためにエンジンルーム４は密閉状態に
はできない。冷却フアン音は低周波（約２００Hz〜５０
０Hz））の騒音が高く、エンジン音は中〜高周波（約１
０００Hz以上）の騒音が高い。したがって、エンジンル
ーム４内の低周波〜高周波の騒音が車外に出ることにな
る。

【０００３】ところで、従来の油圧ショベル等の建設機
械は、ブーム下げ停止や旋回停止のように大きな慣性力
に打ち勝ってアクチュエータをコントロールする場合に
は、その戻り油を方向切換弁で絞る必要があるので方向
切換弁を通過するときの発熱により作動油温が上昇する
との問題がある。

【０００４】建設機械の冷却装置の先行技術として、例
えば、実公平６−２５６３７号公報によれば、エンジン
室内にエンジン、エンジン冷却用ラジエータおよび別に
設けた電動ファンで冷却される水冷のインタクーラ冷却
用ラジエータを配置し、水冷インタクーラに流れる冷却
水の水量を制御してエンジンへ供給される吸気温度を最
適に制御するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図６に示す冷却装置の配置では、ラジエータ２０，およ
び作動油クーラ２１を冷却する冷却フアン１１の駆動を
エンジン１０により行うため、また前述の如くエンジン
ルーム４内を密閉状態にできないのでエンジン騒音、冷
却フアン騒音が車外に出るため騒音大との問題がある。

【０００６】また、油圧ショベルの旋回および作業機の
各アクチュエータから排出される戻り油の全量を方向切
換弁で絞ることによる発熱を防止し、その油圧エネルギ
ーを再生利用して他の油圧機器等を駆動することによる
効率を向上する必要がある。

【０００７】また、上記の実公平６−２５６３７号公報
に記載された先行技術は、エンジンルーム内にエンジン
と各種熱交換器とを収納したため、エンジンルーム内の
温度が上昇して熱交換器の効率を低下させるという問題
がある。

【０００８】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、ラジエータ、作動油クーラおよび冷却フアン等
をエンジンに対して別置にして水温および油温のオーバ
ヒートしない範囲内で密閉状態とすることにより冷却フ
アンの低周波音の低減をすると共に、この冷却フアンは
旋回および作業機の各アクチュエータから排出される油
圧エネルギーを再生利用して駆動するようにした建設機
械の冷却装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記の目
的を達成するために、本発明に係る建設機械の冷却装置
の第１発明は、車体のエンジンルーム内に配設されるエ
ンジンと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油
圧ポンプから吐出される圧油を旋回および作業機のアク
チュエータへ供給する方向切換弁と、前記エンジンの冷
却水を冷却するラジエータと、旋回および作業機のアク
チュエータの作動油を冷却する作動油クーラと、このラ
ジエータおよび作動油クーラを冷却する冷却フアンを駆
動する駆動源とを備えた建設機械の冷却装置において、
前記ラジエータ２０、前記作動油クーラ２１、ラジエー
タ２０および作動油クーラ２１を冷却する冷却フアン４
６および冷却フアンを駆動する駆動源を前記エンジンに
対して別置し、かつ、前記駆動源は前記旋回および／あ
るいは作業機のアクチュエータ３５，３８からの戻り油
により駆動され油圧エネルギーを再生利用する構成とし
たものである。上記構成によれば、ラジエータ２０、前
記作動油クーラ２１、ラジエータ２０および作動油クー
ラ２１を冷却する冷却フアン４６および冷却フアンを駆
動する駆動源をエンジンと別置にして、冷却フアン４６
によりラジエータ２０と作動油クーラ２１を冷却するよ
うにした。また、冷却フアン４６を駆動する駆動源は旋
回および／あるいは作業機のアクチュエータ３５，３８
からの戻り油により駆動されるので油圧エネルギーを再
生利用することができる。さらに、旋回および／あるい
は作業機のアクチュエータ３５，３８からの戻り油によ
り駆動源を駆動するようにしたので、従来の方向切換弁
を介してタンクへドレーンする構造に比して戻り油の発
熱を防止することができる。さらにまた、従来はエンジ
ンで駆動するために必要であった冷却フアンの消費馬力
は不必要となりエンジンの駆動効率が向上する。したが
って、従来のようにエンジンルーム内で低周波のフアン
音と、中〜高周波のエンジン音が混在して騒音大となっ
ていた構造に比して、ラジエータ、作動油クーラおよび
冷却フアンをエンジンに対して別置にしたので冷却フア
ン音は騒音低減が可能となり、車外に出る騒音の全体も
低減することができる。また、油圧エネルギーを再生利
用することにより無駄な油のドレーンによる発熱を防止
し油圧機器の耐久性が向上する。

【００１０】第２発明は、車体のエンジンルーム内に配
設されるエンジンと、エンジンにより駆動される油圧ポ
ンプと、油圧ポンプから吐出される圧油を旋回および作
業機のアクチュエータへ供給する方向切換弁と、前記エ
ンジンの冷却水を冷却するラジエータと、旋回および作
業機のアクチュエータの作動油を冷却する作動油クーラ
と、このラジエータおよび作動油クーラを冷却する冷却
フアンを駆動する駆動源とを備えた建設機械の冷却装置
において、前記旋回および／あるいは作業機のアクチュ
エータ３５，３８からの戻り油により冷却フアン４６を
駆動する駆動源と、前記ラジエータ２０の水温を検知す
る水温検知手段２０ａと、前記作動油クーラ２１の油温
を検知する油温検知手段２１ａとを有し、これらの水温
検知手段２０ａおよび油温検知手段２１ａからの信号を
受けて、予め記憶されている水温および油温と冷却フア
ン回転数との関数に応じて冷却フアン４６の回転数を制
御するように駆動源に指令を出力するコントローラ５０
を備えた構成としたものである。上記構成によれば、ラ
ジエータ２０の水温および作動油クーラ２１の油温に応
じて駆動源４５を可変駆動して冷却フアン回転数を増減
制御することができる。これにより、旋回および作業機
のアクチュエータ３５，３８に加わる負荷が軽負荷のと
きは水温および油温は低いので、これに対応して冷却フ
アンの回転数を低くすれば冷却フアンの騒音を低くする
ことができる。したがって、冷却フアンの騒音を低減す
ると共に、冷却フアンの駆動の効率を向上することがで
きる。

【００１１】第３発明は、車体のエンジンルーム内に配
設されるエンジンと、エンジンにより駆動される油圧ポ
ンプと、油圧ポンプから吐出される圧油を旋回および作
業機のアクチュエータへ供給する方向切換弁と、前記エ
ンジンの冷却水を冷却するラジエータと、旋回および作
業機のアクチュエータの作動油を冷却する作動油クーラ
と、このラジエータおよび作動油クーラを冷却する冷却
フアンを駆動する駆動源とを備えた建設機械の冷却装置
において、前記旋回および／あるいは作業機のアクチュ
エータ３５，３８からの戻り油により冷却フアン４６を
駆動する駆動源と、前記旋回アクチュエータ３５の駆動
管路内に発生する油圧を検知する第１検知手段４９ａ，
４９ｂと、前記作業機アクチュエータ３８の駆動管路内
に発生する油圧を検知する第２検知手段４９ｃ，４９ｄ
とを有し、これらの第１検知手段４９ａ，４９ｂおよび
第２検知手段４９ｃ，４９ｄからの信号を受けて、予め
記憶されている油圧とフアン回転数との関数に応じて冷
却フアン４６の回転数を制御するように駆動源に指令を
出力するコントローラ５０を備えた構成としたものであ
る。上記構成によれば、旋回用アクチュエータ３５の駆
動管路の油圧および作業機アクチュエータ３８の駆動管
路の油圧に応じて駆動源４５を可変駆動して冷却フアン
回転数を増減制御することができる。これにより、旋回
および作業機のアクチュエータ３５，３８に加わる負荷
が軽負荷のときは油圧は低いので、これに対応する冷却
フアンの回転数を低くすれば冷却フアンの騒音を低くす
ることができる。したがって、従来のようにエンジンの
一定回転で駆動される冷却フアンの騒音に比して、本発
明の構成によれば旋回および作業機のアクチュエータに
加わる負荷に応じて冷却フアンの回転数が制御されるの
で冷却フアンの騒音を低減すると共に、冷却フアンの駆
動の効率を向上することができる。

【００１２】第４発明は、第１乃至第３発明のうちのい
ずれかに記載される構成において、前記旋回および作業
機のアクチュエータが停止しているときは、エンジンで
駆動される油圧ポンプから吐出する圧油により前記駆動
源を駆動して冷却フアンを回転駆動する構成としたもの
である。上記構成によれば、建設機械が作業待ちで停車
しているときでもエンジン３０で駆動される油圧ポンプ
３１，３３の吐出する圧油によって駆動源４５を駆動し
て冷却フアン４６を回転駆動させることができる。した
がって、建設機械が停車しているときでもラジエータお
よび作動油クーラを冷却することができる。

【００１３】第５発明は、第１乃至第３発明のうちのい
ずれかに記載される構成において、前記駆動源は、前記
旋回および／あるいは作業機のアクチュエータ３５，３
８からの戻り油により冷却フアン４６を駆動する油圧モ
ータ４５、あるいは、前記旋回および／あるいは作業機
のアクチュエータ３５，３８からの戻り油により油圧駆
動装置６０を介して駆動される給電器６１からの出力電
圧によって駆動する電気モータ６３からなる構成とした
ものである。上記構成によれば、機種やアクチュエータ
の油圧回路の形態に応じて油圧モータ４５あるいは電気
モータ６３を選択できるようにしたので建設機械の冷却
装置として有用である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る建設機械の
冷却装置の一実施例を図１乃至図４により説明する。
尚、図５，図６と同一符号を付したものは同一であり、
図５，図６を参照して説明する。先ず、図４に示すよう
に、車体２の後方にはエンジンルーム４を設けている。
このエンジンルーム４内にはエンジン１０（後述する実
施例ではエンジン３０として説明する。）が配設されて
いる。エンジン１０は図６で説明したものと同一である
が図は省略してある。このエンジンルーム４の横に専用
冷却ルーム４ａが設けている。この専用冷却ルーム４ａ
内にラジエータ２０および作動油クーラ２１が配設され
ている。図では専用冷却ルーム４ａを設けているが、こ
の例以外にエンジンルーム４内にラジエータ２０および
作動油クーラ２１を別置にするようにしても良い。ラジ
エータ２０は水管路２３，２４を介してエンジン１０，
水ポンプ１２と接続している。冷却フアン４６は駆動源
４５，６３により回転駆動される。このように、エンジ
ンとは別置に専用冷却ルーム４ａ内にラジエータ２０、
作動油クーラ２１、冷却フアン４６、駆動源４５，６３
を配設している。この駆動源は、例えば、図１に示すよ
うに油圧モータ４５を固定ポンプにして、この固定ポン
プに供給する前記戻り油の流量を制御する比例電磁式制
御弁４０ｆを備えて固定ポンプの回転を可変駆動するよ
うにしても良い。また、油圧モータ４５を可変モータに
して、この可変モータの斜板角を制御するようにしても
良い。さらに、図２に示すように油圧駆動装置６０を介
して駆動される給電器６１からの出力電圧によって駆動
する電気モータ６３にしても良い。これらの駆動源およ
び制御回路については図１乃至図３により詳細説明す
る。

【００１５】本発明に係る建設機械の冷却装置の第１実
施例を図１により説明する。エンジン３０は主油圧ポン
プ３１および副油圧ポンプ３３を駆動している。この主
油圧ポンプ３１は管路３２を介して第１方向切換弁５０
と接続している。この第１方向切換弁５０の下流側の管
路３４ａ，３４ｂを介して旋回アクチュエータ３５と接
続している。この第１方向切換弁５０の操作部５０ａに
コントローラ５０からの指令信号ｉ01が入力される。同
弁５０の操作部５０ｂにコントローラ５０からの指令信
号ｉ02が入力される。前記主油圧ポンプ３１は管路３２
から分岐する管路３２ａを介して第２方向切換弁５１と
接続している。この第２方向切換弁５１の下流側の管路
３７ａ，３７ｂを介して作業機アクチュエータ３５と接
続している。この第２方向切換弁５１の操作部５１ａに
コントローラ５０からの指令信号ｉ03が入力される。同
弁５１の操作部５１ｂにコントローラ５０からの指令信
号ｉ04が入力される。

【００１６】第１方向切換弁５０の下流側の管路３４ｂ
は分岐する管路３４ｅを介して第１開閉弁４０ａと接続
している。この第１開閉弁４０ａは開位置ａと閉位置ｂ
の２位置を有し、コントローラ５０からの指令信号ｉ05
により開位置ａに作動する。この第１開閉弁４０ａは逆
止弁４１ａから管路４２を通って逆止弁４１ｄから管路
４３を介して比例電磁式制御弁４０ｆと接続している。
第１方向切換弁５０の下流側の管路３４ａは分岐する管
路３４ｆを介して第２開閉弁４０ｂと接続している。こ
の第２開閉弁４０ｂは開位置ａと閉位置ｂの２位置を有
し、コントローラ５０からの指令信号ｉ06により開位置
ａに作動する。この第２開閉弁４０ｂは逆止弁４１ｂか
ら管路４２を通って逆止弁４１ｄから管路４３を介して
比例電磁式制御弁４０ｆと接続している。第２方向切換
弁５１の下流側の管路３７ｂは分岐する管路３７ｅを介
して第３開閉弁４０ｃと接続している。この第３開閉弁
４０ｃは開位置ａと閉位置ｂの２位置を有し、コントロ
ーラ５０からの指令信号ｉ07により開位置ａに作動す
る。この第３開閉弁４０ｃは逆止弁４１ｃから管路４２
を通って逆止弁４１ｄから管路４３を介して比例電磁式
制御弁４０ｆと接続している。前記主油圧ポンプ３１は
管路３２から分岐する管路３２ａを介して第４開閉弁４
０ｄと接続している。この第４開閉弁４０ｄは開位置ａ
と閉位置ｂの２位置を有し、コントローラ５０からの指
令信号ｉ08により開位置ａに作動する。この第４開閉弁
４０ｄは逆止弁４１ｆから管路４３を介して比例電磁式
制御弁４０ｆと接続している。

【００１７】前記副油圧ポンプ３３は管路３３ａから逆
止弁４１ｅを通って管路４３を介して比例電磁式制御弁
４０ｆと接続している。同ポンプ３３は管路３３ｂを介
して第５開閉弁４０ｅと接続している。この第５開閉弁
４０ｅは開位置ａと閉位置ｂの２位置を有し、コントロ
ーラ５０からの指令信号ｉ09により開位置ａに作動す
る。前記比例電磁式制御弁４０ｆは開位置ａと閉位置ｂ
の２位置を有し、コントローラ５０からの指令信号ｉ10
により開位置ａに作動する。同弁４０ｆは管路４４を介
して油圧モータ４５（以下、駆動源４５と言う。）と接
続している。この駆動源４５は冷却フアン４６と連結し
ている。この駆動源４５の回転駆動により冷却フアン４
６が回転する。この冷却フアン４６の回転によりラジエ
ータ２０および作動油クーラ２１へ冷却風が送られるよ
うになっている。このラジエータ２０には水温を検知す
る水温センサ２０ａ（以下、水温検知手段２０ａと言
う。）が取着されている。この水温検知手段２０ａから
水温を検知した信号をコントローラ５０に入力してい
る。作動油クーラ２１ａには油温を検知する油温センサ
２１ａが（以下、油温検知手段２１ａと言う。）が取着
されている。この油温検知手段２１ａから油温を検知し
た信号をコントローラ５０に入力している。

【００１８】前記第１方向切換弁５０の下流側の管路３
４ａは分岐する管路３４ｃを介して油圧センサ４９ａ
（以下、第１検知手段４９ａと言う。）と接続してい
る。この第１検知手段４９ａ油圧を検知した信号をコン
トローラ５０に入力している。同弁５０の下流側の管路
３４ｂは分岐する管路３４ｄを介して油圧センサ４９ｂ
（以下、第１検知手段４９ｂと言う。）と接続してい
る。この第１検知手段４９ｂから油圧を検知した信号を
コントローラ５０に入力している。前記第２方向切換弁
５１の下流側の管路３７ｂは分岐する管路３７ｃを介し
て油圧センサ４９ｃ（以下、第２検知手段４９ｃと言
う。）と接続している。この第２検知手段４９ｃから油
圧を検知した信号をコントローラ５０に入力している。
同弁５１の下流側の管路３７ａは分岐する管路３７ｄを
介して油圧センサ４９ｄ（以下、第２検知手段４９ｄと
言う。）と接続している。この第２検知手段４９ｄから
油圧を検知した信号をコントローラ５０に入力してい
る。前記主油圧ポンプ３２の吐出管路３２は分岐管路３
２ｂを介して油圧センサ４９ｅ（以下、第５検知手段４
９ｅと言う。）と接続している。この第５検知手段４９
ｅから油圧を検知した信号をコントローラ５０に入力し
ている。前記比例電磁式制御弁４０ｆの上流側の管路４
３は分岐する管路４３ａを介して油圧センサ４９ｆ（以
下、第６検知手段４９ｆと言う。）と接続している。こ
の第６検知手段４９ｆから油圧を検知した信号をコント
ローラ５０に入力している。

【００１９】次に、前記第１および第２方向切換弁５
０，５１の切換えについて説明する。ポテンショメータ
５４は電気レバー５２の操作変位に対応する電圧信号Ｖ
1 を発生し、この電圧信号Ｖ1 をコントローラ５０に出
力する。このコントローラ５０は電圧信号Ｖ1 に基づき
第１方向切換弁５０の操作部５０ａ，５０ｂへの指令信
号ｉ01, ｉ02を演算し、これらの指令信号ｉ01, ｉ02は
コントローラ５０に内蔵される増幅器によって増幅され
る。例えば、電気レバー５２を左旋回側に操作したとき
は、コントローラ５０から指令信号ｉ01が同弁５０の操
作部５０ａに作用する。このため、同弁５０はａ位置に
切換わり、主油圧ポンプ３１から吐出される圧油は管路
３２から同弁５０のａ位置を通って管路３４ｂを介して
旋回アクチュエータ３５に流入する。これにより、旋回
アクチュエータ３５は左回転し車体２を左旋回せしめ
る。同レバー５２を右旋回側に操作したときは、コント
ローラ５０から指令信号ｉ02が同弁５０の操作部５０ｂ
に作用する。このため、同弁５０はｂ位置に切換わり、
主油圧ポンプ３１から吐出される圧油は管路３２から同
弁５０のｂ位置を通って管路３４ａを介して旋回アクチ
ュエータ３５に流入する。これにより、旋回アクチュエ
ータ３５は右回転し車体２を右旋回せしめる。

【００２０】ポテンショメータ５３は電気レバー５１の
操作変位に対応する電圧信号Ｖ1 を発生し、この電圧信
号Ｖ1 をコントローラ５０に出力する。このコントロー
ラ５０は電圧信号Ｖ1 に基づき第２方向切換弁５１の操
作部５１ａ，５１ｂへの指令信号ｉ03, ｉ04を演算し、
これらの指令信号ｉ03, ｉ04はコントローラ５０に内蔵
される増幅器によって増幅される。例えば、電気レバー
５1 をブーム上げ側に操作したときは、コントローラ５
０から指令信号ｉ03が同弁５１の操作部５１ａに作用す
る。このため、同弁５１はａ位置に切換わり、主油圧ポ
ンプ３１から吐出される圧油は管路３２から分岐管路３
２ａを介して同弁５１のａ位置を通って管路３７ｂから
作業機アクチュエータ３８のボトム室ｂに流入する。こ
れにより、作業機アクチュエータ３８は伸長駆動し図５
に示すブーム５を上げ作動せしめる。同レバー５２をブ
ーム下げ側に操作したときは、コントローラ５０から指
令信号ｉ04が同弁５１の操作部５１ｂに作用する。この
ため、同弁５１はｂ位置に切換わり、主油圧ポンプ３１
から吐出される圧油は管路３２から分岐管路３２ａを介
して同弁５１のｂ位置を通って管路３７ａをから作業機
アクチュエータ３８のヘッド室ａに流入する。これによ
り、作業機アクチュエータ３８は短縮駆動し図５に示す
ブーム５を下げ作動せしめる。

【００２１】次に、本発明の建設機械の冷却装置の第１
実施例の図１，図４の作動について説明する。先ず、図
４に示すように、エンジンルーム４外の冷却専用ルーム
４ａ内にラジエータ２０と作動油クーラ２１を別置し
て、冷却フアン４６によりラジエータ２０と作動油クー
ラ２１を冷却するようにしたので、冷却専用ルーム４ａ
は水温および油温のオーバヒートしない範囲内で密閉状
態にすることができる。これにより、従来のようにエン
ジンルーム内で低周波のフアン音と、中〜高周波のエン
ジン音が混在して騒音大となっていた構造に比して冷却
フアン音は騒音低減が可能となり、車外に出る騒音の全
体も低減することができる。

【００２２】図１に示す制御回路によれば、旋回アクチ
ュエータ３５と作業機アクチュエータ３８を単独あるい
は同時操作しているときは、第１検知手段４９ａ，４９
ｂ，および第２検知手段４９ｃ，４９ｄから油圧を検知
した信号がコントローラ５０に入力される。この第１検
知手段４９ａ，４９ｂ，および第２検知手段４９ｃ，４
９ｄからの信号を受けて、コントローラ５０から第１開
閉弁４０ａ，第２開閉弁４０ｂおよび第３開閉弁４０ｃ
に指令信号ｉ05, ｉ06, ｉ07 が出力され、それぞれ開
位置ａとなる。このため、旋回アクチュエータ３５およ
び作業機アクチュエータ３８から排出される戻り油は第
１開閉弁４０ａ，第２開閉弁４０ｂおよび第３開閉弁４
０ｃから逆止弁４１ａ，４１ｂ，４１ｃを通って管路４
２に流入する。これと同時に、コントローラ５０から比
例電磁式制御弁４０ｆに指令信号ｉ10が出力され、同弁
４０ｆは開位置ａとなっている。これにより、管路４２
に流入した戻り油は逆止弁４１ｄを通って同弁４０ｆの
開位置ａから管路４４を介して駆動源４５に流入する。
この駆動源４５が駆動することにより冷却フアン４６が
回転し、ラジエータ２０および作動油クーラ２１を冷却
することができる。このような構成となっており、冷却
フアン４６を駆動する駆動源４５は旋回および作業機の
アクチュエータ３５，３８からの戻り油により駆動され
るので油圧エネルギーを再生利用することができる。ま
た、旋回および作業機のアクチュエータ３５，３８から
の戻り油により駆動源４５を駆動するようにしたので、
従来の方向切換弁を介してタンクへドレーンする構造に
比して無駄な油のドレーンによる発熱を防止し油圧機器
の耐久性が向上する。さらに、従来はエンジンで駆動す
るために必要であった冷却フアンの消費馬力は不必要と
なりエンジンの駆動効率が向上する。

【００２３】また、図１に示す制御回路によれば、ラジ
エータ２０の水温を検知する水温検知手段２０ａ，およ
び作動油クーラ２１の油温を検知する油温検知手段２１
ａを備えている。この水温検知手段２０ａから水温を検
知した信号、および油温検知手段２１ａから油温を検知
した信号がコントローラ５０に入力している。このラジ
エータ２０の水温および作動油クーラ２１の油温に応じ
て、コントローラ５０に予め記憶されている水温および
油温と冷却フアン回転数との関数に応じて比例電磁式制
御弁４０ｆの開口量を調整し冷却フアン４６の回転数を
制御する。例えば、コントローラ５０はラジエータ２０
の水温が所定値以下となり、水温がオーバクールとなっ
たときは比例電磁式制御弁４０ｆの開口量を調整し冷却
フアン４６の回転数を低下させる指令を出力するように
なっている。また、旋回および作業機のアクチュエータ
３５，３８に加わる負荷が軽負荷のときは水温および油
温は低いので、この水温および油温に対応して冷却フア
ンの回転数を低くすれば冷却フアンの騒音を低くするこ
とができると共に、冷却フアンの駆動の効率を向上する
ことができる。

【００２４】さらに、図１に示す制御回路によれば、旋
回用アクチュエータ３５の駆動管路の油圧および作業機
のアクチュエータ３８の駆動管路の油圧に応じて比例電
磁式制御弁４０ｆの開口量を調整して駆動源４５を駆動
し冷却フアン回転数を制御するようになっている。これ
により、旋回および作業機のアクチュエータ３５，３８
に加わる負荷が軽負荷のときは油圧は低いので、この油
圧に対応して冷却フアンの回転数を低くすれば冷却フア
ンの騒音を低くすることができる。このように、従来の
ようにエンジンの一定回転で駆動される冷却フアンの騒
音に比して、本発明の構成によれば旋回および作業機の
アクチュエータ３５，３８に加わる負荷に応じて油圧が
変化するので、この油圧に応じて冷却フアンの回転数が
制御されるので冷却フアンの騒音を低減すると共に、冷
却フアンの駆動の効率を向上することができる。

【００２５】ここで、比例電磁式制御弁４０ｆの作動に
ついて説明する。前記旋回および作業機のアクチュエー
タ３５，３８の駆動中、あるいは、旋回および作業機の
アクチュエータ３５，３８の駆動停止中でもエンジンに
より主油圧ポンプ３１および副油圧ポンプ３３が駆動さ
れているときは、コントローラ５０から指令信号ｉ10が
比例電磁式制御弁４０ｆに出力され、同弁４０ｆは開位
置ａとなっている。この主油圧ポンプ３１および副油圧
ポンプ３３が駆動中であるか否かをコントローラが演算
するようになっており、主油圧ポンプ３１および副油圧
ポンプ３３から吐出されて管路３２，３２ｂ，４３ａ内
で発生する油圧は油圧センサ４９ｅ，４９ｆで検知さ
れ、コントローラ５０へ油圧信号を入力している。この
油圧信号をコントローラ５０が受けて、その油圧が所定
値以上であるときは主油圧ポンプ３１および副油圧ポン
プ３３が駆動中であるとコントローラ５０が判定し、前
述のようにコントローラ５０から指令信号ｉ10が比例電
磁式制御弁４０ｆに出力され、同弁４０ｆは開位置ａと
なる。

【００２６】そして、図１に示す制御回路によれば、旋
回および作業機のアクチュエータ３５，３８の駆動を停
止しているときは、第１検知手段４９ａ，４９ｂ，およ
び第２検知手段４９ｃ，４９ｄからの油圧信号はコント
ローラ５０に入力されない。これにより、コントローラ
５０からの指令信号ｉ05, ｉ06, ｉ07は出力されず、前
記第１開閉弁４０ａ，第２開閉弁４０ｂおよび第３開閉
弁４０ｃは、いずれも閉位置ｂとなる。これと同時に、
前述のように油圧センサ４９ｅ，４９ｆからの油圧信号
を受けて、主油圧ポンプ３１および副油圧ポンプ３３が
駆動中であるとコントローラ５０が判定したときは、指
令信号ｉ08が第４開閉弁４０ｄに出力され、同弁４０ｄ
は開位置ａとなる。また指令信号ｉ10が比例電磁式制御
弁４０ｆに出力され、同弁４０ｆは開位置ａとなる。し
たがって、旋回および作業機のアクチュエータ３５，３
８の駆動を停止しているときは、主油圧ポンプ３１から
吐出される圧油は管路３２から分岐管路３２ａを通って
第４開閉弁４０ｄの開位置ａから逆止弁４１ｆを介して
管路４３に流入する。これと同時に、副油圧ポンプ３３
から吐出される圧油は管路３３ａから逆止弁４１ｅを通
って管路４３に流入する。この主油圧ポンプ３１から吐
出される圧油と副油圧ポンプ３３から吐出される圧油は
管路４３で合流し、比例電磁式制御弁４０ｆの開位置ａ
から管路４４を介して駆動源４５に流入する。これによ
り、この駆動源４５が駆動することにより冷却フアン４
６が回転し、ラジエータ２０および作動油クーラ２１を
冷却することができる。この副油圧ポンプ３３の吐出管
路３３ａから分岐する管路３３ｂに設けた第５開閉弁４
０ｅの作動について説明する。ラジエータ２０の水温が
所定値以下となったときにコントローラ５０から指令信
号ｉ09が出力され、同弁４０ｅは開位置ａとなる。この
ため、副油圧ポンプ３３から吐出される圧油は管路３３
ｂから同弁４０ｅの開位置ａを通ってタンクへドレーン
される。これにより、主油圧ポンプ３１から吐出される
圧油のみで駆動源４５駆動することにより冷却フアン４
６が回転し、ラジエータ２０および作動油クーラ２１を
冷却することができる。

【００２７】次に、本発明の建設機械の冷却装置の第２
実施例を説明する。尚、第２実施例は冷却フアンの回転
駆動を電気回路を用いたものであり、その他の基本制御
回路は第１実施例の図１と同一であり、図２では省略し
てあるが図１，図２を参照して説明する。図１に示す比
例電磁式制御弁４０ｆは図２に示す管路４４を介して給
電器６１（オルタネータとも言う。）を駆動する油圧駆
動装置６０と接続している。この油圧駆動装置６０は、
油圧モータ、油圧モータの出力軸に噛合うピニオン、ギ
ャおよび駆動軸等からなっている。油圧モータの回転駆
動を駆動軸に伝達し、この駆動軸により給電器６１が駆
動される。この油圧駆動装置６０により駆動される給電
器６１はバッテリ６４と電圧変換器６２とを並列に接続
し、電圧変換器６２を介して電気モータ６３と接続して
いる。この電気モータ６３に冷却フアン４６が連結して
いる。２０はラジエータ、２１は作動油クーラである。

【００２８】第２実施例の図２の作動について説明す
る。図１に示す旋回および作業機のアクチュエータ３
５，３８が駆動中は、そのアクチュエータ３５，３８か
らの戻り油は比例電磁式制御弁４０ｆから管路４４を介
して油圧駆動装置６０に流入する。この油圧駆動装置６
０により給電器６１が駆動して発電される。また、旋回
および作業機のアクチュエータ３５，３８が駆動停止し
てもエンジン３０が駆動中は主油圧ポンプ３１および副
油圧ポンプ３３から吐出される圧油は比例電磁式制御弁
４０ｆから管路４４を介して油圧駆動装置６０に流入す
る。この油圧駆動装置６０により給電器６１が駆動して
発電される。このようになっており、図１に示すラジエ
ータ２０の水温、作動油クーラ２１の油温、あるいは、
第１検知手段４９ａ，４９ｂで検知される旋回アクチュ
エータ３５の油圧、第２検知手段４９ｃ，４９ｄで検知
される作業機アクチュエータ３８の油圧の各信号を受け
て、コントローラ５０は予め記憶されている水温、油温
および油圧と冷却フアン回転数との関数に応じて電気モ
ータ６３の速度指令値ｉ1,ｉ2,ｉ3 ……を演算し指令出
力する。このコントローラ５０からの指令値ｉ1,ｉ2,ｉ
3 ……は電圧変換器６２に出力される。電圧変換器６２
は電気モータ６３を回転させる速度指令値ｉ1,ｉ2,ｉ3
……に対応するように給電器６１の出力電圧Ｖをオン−
オフ（スイッチング）する。このスイッチングした電圧
を電圧変換器６２に内蔵されるコンデンサ等で平滑化し
て直流電圧を得る。電圧変換器６２は直流電圧値が前記
コントローラ５０からの速度指令値ｉ1,ｉ2,ｉ3 ……に
比例するようにスイッチングするオン時間を制御し直流
電圧を出力する。この出力電圧を電気モータ６３に印加
して所定の回転速度に制御するようになっている。

【００２９】例えば、ラジエータ２０の水温が所定値以
下となり、水温がオーバクールとなったときはコントロ
ーラ５０から電気モータ６３の回転速度を低下させる速
度指令値ｉ5 が出力される。この速度指令値ｉ5 に対応
するように給電器６１の出力電圧Ｖをオン−オフ（スイ
ッチング）して、スイッチングした電圧を電圧変換器６
２に内蔵されるコンデンサ等で平滑化して直流電圧を得
る。電圧変換器６２は直流電圧値が前記コントローラ５
０からの速度指令値ｉ5 に比例するようにスイッチング
するオン時間を制御し直流電圧を出力する。この出力電
圧を電気モータ６３に印加して回転速度を低下してラジ
エータ２０の水温がオーバクールとならないように制御
が可能としてある。

【００３０】また、旋回および作業機のアクチュエータ
３５，３８の駆動中の油圧が低いときは軽負荷である。
その軽負荷の油圧が一定時間続いたときは、この油圧信
号を受けて、コントローラ５０は予め記憶されている油
圧と冷却フアン回転数との関数に応じて電気モータ６３
の速度指令値ｉ6 を演算し指令出力する。この速度指令
値ｉ6 に対応するように給電器６１の出力電圧Ｖをオン
−オフ（スイッチング）して、スイッチングした電圧を
電圧変換器６２に内蔵されるコンデンサ等で平滑化して
直流電圧を得る。電圧変換器６２は直流電圧値が前記コ
ントローラ５０からの速度指令値ｉ6 に比例するように
スイッチングするオン時間を制御し直流電圧を出力す
る。この出力電圧を電気モータ６３に印加して回転速度
を低下させる制御が可能としてある。このように、図２
の制御回路によれば、各水温、油温および油圧信号を受
けてコントローラで電気モータ６３への速度指令値ｉ1,
ｉ2,ｉ3 ……を演算し、この速度指令値ｉ1,ｉ2,ｉ3 …
…により電気モータ６３を回転駆動させることにより、
冷却フアンの回転数の増減が自動的に行うことが可能と
なる。したがって、第１実施例と同様に冷却フアン４６
を駆動する電気モータ６３は旋回および作業機のアクチ
ュエータ３５，３８からの戻り油を再生利用して油圧駆
動装置６０を駆動し、同装置６０により給電器６１が発
電されるので油圧エネルギーを再生利用することができ
る。また、旋回および作業機のアクチュエータ３５，３
８からの戻り油を油圧駆動装置６０に直接流入するよう
にしたので、従来の方向切換弁を介してタンクへドレー
ンする構造に比して無駄な油のドレーンによる発熱を防
止し油圧機器の耐久性が向上する。さらに、従来はエン
ジンで駆動するために必要であった冷却フアンの消費馬
力は不必要となりエンジンの駆動効率が向上する。そし
て、コントローラからの速度指令値によって電気モータ
６３を回転駆動させるようにしたので、冷却フアンの駆
動効率が向上すると共に、従来のエンジンの一定回転速
度で駆動される冷却フアンの騒音に比して、第２実施例
の制御回路により冷却フアンの回転速度を各水温、油温
および油圧に対応して制御されるので冷却フアン騒音を
低くすることができる。

【００３１】次に、本発明の建設機械の冷却装置の第３
実施例を説明する。尚、第３実施例は第１実施例の副油
圧ポンプを廃止し、主油圧ポンプの吐出する圧油により
駆動源が駆動するようにしたものである。これ以外の基
本制御回路は第１実施例の図１と同一であり、図３では
省略してあるが図１，図３を参照して説明する。先ず、
第１実施例と異なる部分について説明する。エンジン３
０により駆動される主油圧ポンプ３１は、管路３２から
分岐する管路３２ｃを通って逆止弁４１ｇから管路４３
を介して比例電磁式制御弁４０ｆと接続している。この
管路４３には図１に示す旋回および作業機のアクチュエ
ータ３５，３８の戻り油と、前記主油圧ポンプ３１の吐
出する圧油が合流するようになっている。比例電磁式制
御弁４０ｆは管路４４を介して冷却フアン４６を駆動す
る駆動源４５と接続している。この管路４４から分岐す
る管路４４ａに油圧センサ４９ｇが設けられている。こ
の油圧センサ４９ｇから検知される油圧信号はコントロ
ーラ５０に入力されている。これ以外は図１と同じであ
り説明は省略する。

【００３２】次に、第３実施例の図３の作動を説明す
る。この第３実施例は図１に示す副油圧ポンプ３３を廃
止している。図１に示す、旋回および作業機のアクチュ
エータ３５，３８が駆動停止しても主油圧ポンプ３１か
ら吐出する圧油により駆動源４５を駆動して冷却フアン
４６を回転駆動するものである。油圧センサ４９ｆ，４
９ｇから検知される油圧信号をコントローラ５０が受け
て、比例電磁式制御弁４０ｆに指令信号ｉ10を出力し、
同弁４０ｆを開位置ａに制御するようになっている。こ
の制御回路によれば、小型の建設機械でラジエータ２
０，作動油クーラ２１の熱交換器が小型の場合は主油圧
ポンプ３１が１つでも駆動源４５を駆動して冷却フアン
４６を回転駆動することができる。第１実施例と同様
に、旋回および作業機のアクチュエータ３５，３８から
の戻り油により駆動源４５を駆動することができるの
で、油圧エネルギーの再生利用が可能である。

【００３３】本願発明は、旋回および作業機のアクチュ
エータからの戻り油を従来はタンクへドレーンしていた
ものを、再生利用してラジエータや作動油クーラ等の熱
交換器を冷却する冷却フアンの駆動源を駆動するように
して油圧エネルギーを再生利用するものである。これに
より、ラジエータや作動油クーラ等の熱交換器をエンジ
ンに対して別置にして冷却フアンの回転速度も水温、油
温および油圧に対応して制御されるようにしたので冷却
フアンの効率が向上すると共に、冷却フアンの騒音を低
減することが可能となる。本願発明を油圧ショベルを一
例として説明したが、これ以外のクレーン車等の建設機
械に適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の建設機械の冷却装置の第１実施例の制
御回路図である。

【図２】同、第２実施例の制御回路図である。

【図３】同、第３実施例の制御回路図である。

【図４】同、ラジエータおよび作動油クーラ等を冷却専
用ルーム内に別置した説明図である。

【図５】油圧ショベルの側面図である。

【図６】従来のエンジンルーム内にラジエータおよび作
動油クーラ等を配置した説明図である。

【符号の説明】

４ エンジンルーム ４ａ 冷却フアン専用ルーム ２０ ラジエータ ２０ａ 水温センサ（水温検知手段） ２１ 作動油クーラ ２１ａ 油温センサ（油温検知手段） １０，３０ エンジン ３１ 主油圧ポンプ ３３ 副油圧ポンプ ３５ 旋回アクチュエータ ３８ 作業機アクチュエータ ４０ｆ 比例電磁式制御弁 ４５ 油圧モータ（駆動源） ４６ 冷却フアン ４９ａ，４９ｂ 油圧センサ（第１検知手段） ４９ｃ，４９ｄ 油圧センサ（第２検知手段） ５０ コントローラ ６０ 油圧駆動装置 ６１ 給電器 ６２ 電圧変換器 ６３ 電気モータ（駆動源）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体のエンジンルーム内に配設されるエ
   ンジンと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油
   圧ポンプから吐出される圧油を旋回および作業機のアク
   チュエータへ供給する方向切換弁と、前記エンジンの冷
   却水を冷却するラジエータと、旋回および作業機のアク
   チュエータの作動油を冷却する作動油クーラと、このラ
   ジエータおよび作動油クーラを冷却する冷却フアンを駆
   動する駆動源とを備えた建設機械の冷却装置において、
   前記ラジエータ、前記作動油クーラ、ラジエータおよび
   作動油クーラを冷却する冷却フアンおよび冷却フアンを
   駆動する駆動源は前記エンジンに対して別置し、かつ、
   前記駆動源は前記旋回および／あるいは作業機のアクチ
   ュエータからの戻り油により駆動され油圧エネルギーを
   再生利用することを特徴とする建設機械の冷却装置。
2. 【請求項２】 車体のエンジンルーム内に配設されるエ
   ンジンと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油
   圧ポンプから吐出される圧油を旋回および作業機のアク
   チュエータへ供給する方向切換弁と、前記エンジンの冷
   却水を冷却するラジエータと、旋回および作業機のアク
   チュエータの作動油を冷却する作動油クーラと、このラ
   ジエータおよび作動油クーラを冷却する冷却フアンを駆
   動する駆動源とを備えた建設機械の冷却装置において、
   前記旋回および／あるいは作業機のアクチュエータから
   の戻り油により冷却フアンを駆動する駆動源と、前記ラ
   ジエータの水温を検知する水温検知手段と、前記作動油
   クーラの油温を検知する油温検知手段とを有し、これら
   の水温検知手段および油温検知手段からの信号を受け
   て、予め記憶されている水温および油温と冷却フアン回
   転数との関数に応じて冷却フアンの回転数を制御するよ
   うに駆動源に指令を出力するコントローラを備えたこと
   を特徴とする建設機械の冷却装置。
3. 【請求項３】 車体のエンジンルーム内に配設されるエ
   ンジンと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油
   圧ポンプから吐出される圧油を旋回および作業機のアク
   チュエータへ供給する方向切換弁と、前記エンジンの冷
   却水を冷却するラジエータと、旋回および作業機のアク
   チュエータの作動油を冷却する作動油クーラと、このラ
   ジエータおよび作動油クーラを冷却する冷却フアンを駆
   動する駆動源とを備えた建設機械の冷却装置において、
   前記旋回および／あるいは作業機のアクチュエータから
   の戻り油により冷却フアンを駆動する駆動源と、前記旋
   回アクチュエータの駆動管路内に発生する油圧を検知す
   る第１検知手段と、前記作業機のアクチュエータの駆動
   管路内に発生する油圧を検知する第２検知手段とを有
   し、これらの第１検知手段および第２検知手段からの信
   号を受けて、予め記憶されている油圧とフアン回転数と
   の関数に応じて冷却フアンの回転数を制御するように駆
   動源に指令を出力するコントローラを備えたことを特徴
   とする建設機械の冷却装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のうちのいずれかに記載
   の建設機械の冷却装置において、前記旋回および作業機
   のアクチュエータが停止しているときは、エンジンで駆
   動される油圧ポンプから吐出する圧油により前記駆動源
   を駆動して冷却フアンを回転駆動するようにしたことを
   特徴とする建設機械の冷却装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３のうちのいずれかに記載
   の建設機械の冷却装置において、前記駆動源は、前記旋
   回および／あるいは作業機のアクチュエータからの戻り
   油により冷却フアンを駆動する油圧モータ、あるいは、
   前記旋回および／あるいは作業機のアクチュエータから
   の戻り油により油圧駆動装置を介して駆動される給電器
   からの出力電圧によって駆動する電気モータからなるこ
   とを特徴とする建設機械の冷却装置。