JPH11229430A - 作業機械の暖機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最近、バッテリ駆動の油圧ショベルなど有害
なガスを排出しない省エネルギー型の作業機械が使用さ
れているが、寒冷時に長時間暖機運転を行うと、その暖
機中にバッテリの電力を消耗して油圧ショベルの実作業
時の稼働時間が短くなってしまう。本発明は、暖機運転
時に作動油の循環する閉回路の容量を最小限度に設定す
ることによって、暖機運転時間を短縮できる暖機装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の暖機装置では、作動油の温度が
所定の設定温度に達していないときには、油圧ポンプか
らの吐出圧油は、前記油圧ポンプの吐出回路、コントロ
ールバルブの中立位置通路、暖機用切換弁の低温油用通
路、低温戻り油用油管、サクション回路、前記油圧ポン
プの吸入口を連通して形成された閉回路を循環するよう
にした。更に前記暖機用切換弁は、作動油温検出手段か
らの信号により切換作動される電磁切換弁に設定した。

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，油
圧クレーン等の油圧作業機械において、寒冷時に作動油
の温度を上昇させるための暖機運転を行っているとき、
油圧アクチュエータ制御用のコントロールバルブの操作
を開始した場合に支障なく微操作を行うことのできる暖
機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、実開昭６２−１２１４０６号公
報に記載されている一実施例ウォーミングアップ回路を
示す図である。図３に示す一実施例ウォーミングアップ
回路では、油圧切換弁群Ａ，Ｂからの戻り油路を、通過
する作動油の温度変化に伴い、２つの流出ポート（高温
時流出ポートＨと低温時流出ポートＩをいう）の一方を
閉止し他方を開放するサーモバルブ５の流入ポートＧに
導き、該サーモバルブ５の高温時流出ポートＨをオイル
クーラ２５の上流側油路３２に、低温時流出ポートＩを
オイルクーラ２５の下流側油路３１に連通している。な
お、１は油圧ショベルに搭載された原動機としてのエン
ジン、２，３はエンジン１により回転駆動されメイン圧
油を吐出するそれぞれ油圧ポンプ、２１は作動油タン
ク、３０はフィルタである。

【０００３】図３に示す一実施例ウォーミングアップ回
路を装備した油圧ショベルが寒冷時に作動油の温度を上
昇させるための暖機運転を行った場合に、作動油の温度
がサーモバルブ５の設定温度に達していないときには、
油圧ポンプ２，３からの吐出圧油は各油圧切換弁群Ａ，
Ｂの中立位置、それぞれ油路６，７、油路２３、サーモ
バルブ５の流入ポートＧ、該サーモバルブ５内の通路、
低温時流出ポートＩ、油路３１、フィルタ３０、油路２
４を通って、作動油タンク２１に戻される。上述のよう
な作動油の循環は作動油の温度が前記サーモバルブ５の
設定温度に上昇するまで行われ、前記設定温度に達した
時点には前記サーモバルブ５内の通路が自動的に切換わ
るので、設定温度以上に上昇した作動油は、高温時流出
ポートＨより油路３２、オイルクーラ２５、フィルタ３
０、油路２４を経て、作動油タンク２１に戻される。こ
れにより、寒冷時における油圧ショベルの暖機運転を行
うことができる。

【０００４】また図４は、特開昭５８−１９５６３７号
公報に記載されている従来技術の一実施例油圧駆動式ク
ローラクレーンの作動油予熱回路図である。図４に示す
作動油予熱回路をそなえたクローラクレーンを寒冷地あ
るいは極寒地で使用する場合にエンジン１５を始動する
と、そのエンジン１５の始動と同時に送水ポンプ１７が
駆動されて閉回路を形成している配管１６内の水が循環
する。そして前記エンジン１５の運転によりエンジン１
５から発生する熱と配管１６内の水とが第１の熱交換器
１８で熱交換して前記水が温水となり、その温水が第２
の熱交換器１９を流通するときに作動油タンク１４内の
作動油と熱交換するので、作動油を予熱することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近、搭載されたバッ
テリから電力を供給され、電動機等により油圧ポンプを
駆動し、前記油圧ポンプから吐出する流量で油圧アクチ
ュエータを作動させるバッテリ駆動の省エネルギー型の
建設機械，作業機械等が使用されているが、前記作業機
等の油圧システムを駆動する前記電動機は、電力節減の
ため、作業必要限度に応じてこまめにオン，オフ操作さ
れ、前記作業機等のアイドリング時間をほとんど取らな
いのが普通である。上述のような作業機械等の運転条件
では、寒冷時における暖機運転を長時間行うことができ
ないので、前記油圧システムの予熱がなかなか進まなか
った。

【０００６】なお図３に示す従来技術の一実施例ウォー
ミングアップ回路では暖機運転を行う場合に、作動油の
温度がサーモバルブ５の設定温度に達していないときに
は、油圧ポンプ２，３からの吐出圧油は各油圧切換弁群
Ａ，Ｂの中立位置サーモバルブ５内の通路、低温時流出
ポートＩ、フィルタ３０、を通って、作動油タンク２１
に戻される。この場合に前記作動油タンク２１の作動油
容量がかなり大きくて、油温がなかなか上昇しないの
で、暖機運転時間を短くして油圧ショベルの微操作を行
うことが困難であった。また前記ウォーミングアップ回
路に配設されているサーモバルブ５は、サーモバルブ５
本体内にサーモスタットを一体型に組込んでいるので、
その制作費が高価であるばかりでなくメンテナンス上、
具合が悪い。

【０００７】また図４に示す従来技術の一実施例作動油
予熱回路では第１の熱交換器１８と第２の熱交換器１９
とをそなえているが、第１の熱交換器１８により温度上
昇された温水は、第２の熱交換器１９を流通するときに
作動油タンク１４内の作動油と熱交換する。この場合に
前記作動油タンク１４の作動油容量がかなり大きくて、
油温がなかなか上昇しないので、暖機運転時間を短くし
てクローラクレーンの微操作を開始することは困難であ
った。

【０００８】本発明は、作業機械等が暖機運転を行う場
合に、作動油を油圧回路内の閉回路に循環させるとき、
その作動油を作動油タンク内を通過させることなく暖機
運転時間を短縮できる暖気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】本発明では、原動機と、
前記原動機により駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポ
ンプに作動油を供給する作動油タンクと、前記作動油の
温度を検出する作動油温検出手段と、前記油圧ポンプの
吐出回路に接続される油圧アクチュエータ制御用のコン
トロールバルブと、前記コントロールバルブの中立位置
から前記作動油タンク側に戻される戻り油の流路を低温
油用通路位置と高温油用通路位置とに切換可能な暖機用
切換弁とを有し、前記作動油温検出手段により検出され
た作動油の温度が設定温度となったとき、前記暖機用切
換弁を切換えるようにした暖機装置において、前記暖機
用切換弁の前記低温油用通路位置の下流側に接続される
低温戻り油用油管の流出口を、前記作動油タンクと、前
記油圧ポンプの吸入口との間のサクション回路に連通す
るようにした。

【００１０】前記暖機装置の構成により、作業機械が寒
冷時に暖機運転を行った場合に、作動油の温度が所定の
設定温度に達していないときには、前記暖機用切換弁は
低温油用通路位置にある。油圧ポンプからの吐出圧油
は、前記油圧ポンプの吐出回路、コントロールバルブの
中立位置通路、暖機用切換弁の低温油用通路、低温戻り
油用油管、前記サクション回路を経て、前記油圧ポンプ
の吸入口に戻され、上述のように形成された閉回路を循
環する。前記閉回路では作動油が作動油タンクを通るよ
うにしていないので、前記閉回路内の作動油容量が小さ
い。したがって前記閉回路内の作動油は、短時間のうち
に温度上昇する。これにより、寒冷時に運転休止してい
た作業機械は短時間のうちに微操作できるようになるの
で、作業機械を動かすことが早く可能となり、作業上非
常に好都合である。

【００１１】なお前記暖機運転を行っている場合に、前
記閉回路内の作動油の温度が上昇して所定の設定温度に
達したときにはその温度を前記作動油温検出手段が検出
し、その作動油温検出手段は前記暖機切換弁に対して信
号を出力する。前記暖機用切換弁が低温油用通路位置よ
り高温油用通路位置に切換わるので、前記高温油用通路
位置から流出される作動油は作動油タンクに戻される。
これにより、作業機械は通常の作業を十分に行うことが
できる。

【００１２】更に前記暖機用切換弁は、前記作動油温検
出手段からの信号により切換作動される電磁切換弁に設
定した。これにより、前記作動油温検出手段から出力さ
れる電気信号によって前記電磁切換弁を確実かつ容易に
切換えできるとともに、前記電磁切換弁は市販の安価な
ものを使用できるので、経済的であり、またメンテナン
ス上、非常に有利である。

【００１３】更に、前記油圧ポンプの前記吐出回路の少
くとも一部の外面が電熱により加熱されるようにした。
これにより、前記油圧ポンプから吐出される作動油の予
熱を早くして、暖機運転時間を短縮することができる。
なお前記電熱により加熱を行ういわゆるヒータは、その
ヒータを装備していない作業機械等のポンプ吐出回路に
対しても後付け装着が容易であるし、更に前記作業機械
等が温暖地などへ移送されて前記ヒータが不要になった
場合には、前記ヒータを容易に取外すことができる。ま
た前記ヒータは作動油タンクに内蔵しないためにメンテ
ナンス性が良く、更に前記油圧ポンプの吐出回路外面側
に電熱線を所要に応じて配索することにより、必要なだ
け加熱を行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形
態の暖機装置を装備したバッテリ駆動の油圧ショベル
（油圧ショベルの全体図は図示していない）の上部旋回
体８を示す切開要部平面図である。図において、９は上
部旋回体８の後方に配置されているバッテリ（バッテリ
９は複数のバッテリ個体、いわゆるセルで構成されてい
る）、１０は上部旋回体８の側方に搭載された原動機で
ある電動機、１１は電動機１０によって駆動されメイン
圧油を吐出する油圧ポンプ、１２は作動油タンクであ
る。なお図１に示す上部旋回体８をそなえたバッテリ駆
動の油圧ショベルは、有害なガスを排出しない省エネル
ギー型の建設機械であるが、搭載されたバッテリ９から
電動機１０に対して電力を供給し、前記電動機１０によ
り油圧ポンプ１１を駆動し、前記油圧ポンプ１１から吐
出する流量で油圧アクチュエータ（油圧ショベルの機体
や作業アタッチメントに装備している油圧アクチュエー
タであるが図示していない）を作動させるようにしてい
る。

【００１５】図２は、図１に示す上部旋回体８に装備し
た一実施形態の暖機装置を示す要部回路図である。図に
おいて、１３は油圧ショベルに装備した実施例の油圧ア
クチュエータ、２６は油圧アクチュエータ１３制御用の
コントロールバルブ（このコントロールバルブ２６は多
連弁用のいわゆるメインコントロールバルブである）、
２７は暖機用切換弁としての電磁切換弁、２８は油圧ポ
ンプ１１の吐出口２９よりコントロールバルブ２６に通
じる吐出回路である吐出回路、３３は作動油タンク１２
より油圧ポンプ１１の吸入口３４に通じるサクション回
路であるサクション回路、３５，３６はそれぞれフィル
タ、３７は作動油温検出手段としての温度センサスイッ
チ、３８は電熱を発生するヒータ、３９は電源、４０は
ヒータ用スイッチである。

【００１６】次に、本実施形態の暖機装置の構成及び作
用を図１及び図２について述べる。本実施形態の暖機装
置は、搭載されたバッテリ９から電力を供給される電動
機１０と、前記電動機１０により駆動される油圧ポンプ
１１と、前記油圧ポンプ１１に作動油を供給する作動油
タンク１２と、前記作動油の温度を検出する作動油温検
出手段（温度センサスイッチ３７）と、前記油圧ポンプ
１１の吐出管路２８に接続される油圧アクチュエータ１
３制御用のコントロールバルブ２６と、前記コントロー
ルバルブ２６の中立位置（詳くはコントロールバルブ２
６の中立位置を貫通しているセンタバイパス通路）から
前記作動油タンク１２側に戻される戻り油の流路を低温
油用通路位置（符号イで示す）と高温油用通路位置（符
号ロで示す）とに切換可能な電磁切換弁（暖機用切換
弁）とを有し、前記温度センサスイッチ３７により検出
された作動油の温度が所定の設定温度となったとき、前
記電磁切換弁２７を切換えるようにした暖機装置であっ
て、前記電磁切換弁２７の低温油用通路位置イの下流側
に接続される低温戻り油用管路４１ａ−４１ｂ（管路４
１ａと４１ｂとの間にはフィルタ３５が介設されてい
る）の流出口（符号ハで示す）を、前記作動油タンク１
２と、前記油圧ポンプ１１の吸入口３４との間のサクシ
ョン管路３３に連通するようにした。

【００１７】前記暖機装置の構成により、前記油圧ショ
ベルが寒冷時に暖機運転を行った場合に、作動油の温度
が所定の設定温度に達していないときには、前記電磁切
換弁２７は低温油用通路位置イにある。油圧ポンプ１１
からの吐出圧油は、吐出管路２８，コントロールバルブ
２６の中立位置通路、管路４２、電磁切換弁２７の低温
油用通路位置イ、低温戻り油用管路４１ａ、フィルタ３
５、低温戻り油用管路４１ｂ、サクション管路３３を経
て、前記油圧ポンプ１１の吸入口３４に戻され、上述の
ように形成された閉回路を循環する。前記閉回路では作
動油が作動油タンク１２を通るようにしていないので、
前記閉回路内の作動油容量が小さい。したがって前記閉
回路内の作動油は、短時間のうちに温度上昇する。これ
により、寒冷時に運転休止していた油圧ショベルは短時
間のうちに微操作できるようになるので、油圧ショベル
を動かすことが早く可能となり、作業上非常に好都合で
ある。

【００１８】なお前記暖機運転を行っている場合に、前
記閉回路内の作動油の温度が上昇して所定の設定温度に
達したときにはその温度を温度センサスイッチ３７が検
出し、その温度センサスイッチ３７は前記電磁切換弁２
７のソレノイド４３に対して電気信号を出力する。前記
電磁切換弁２７が低温油用通路位置イより高温油用通路
位置ロに切換わるので、前記高温油用通路位置ロから流
出される作動油は、管路４４，フィルタ３６，管路４５
を経て、作動油タンク１２に戻される。これにより、油
圧ショベルは通常の作業を十分に行うことができる。

【００１９】上述のように本実施形態における暖機用切
換弁は、前記温度センサスイッチ３７からの信号により
切換作動される電磁切換弁２７に設定した。これによ
り、前記温度センサスイッチ３７から出力される電気信
号（この電気信号はソレノイド４３を通電させる電流信
号である）によって前記電磁切換弁２７を確実かつ容易
に切換えできるとともに、前記電磁切換弁２７は市販の
安価なものを使用できるので、経済的であり、またメン
テナンス上、非常に有利である。

【００２０】更に、前記油圧ポンプ１１の吐出回路であ
る吐出管路２８の少くとも一部の外面が電熱（ヒータ３
８によって発生される電熱）により加熱されるようにし
た。これにより、前記油圧ポンプ１１から吐出される作
動油の予熱を早くして、暖機運転時間を短縮することが
できる。なお前記電熱により加熱を行ういわゆるヒータ
（３８）は、そのヒータを装備していない作業機械等の
ポンプ吐出回路に対しても後付け装着が容易であるし、
更に前記作業機械等が温暖地などへ移送されて前記ヒー
タが不要になった場合には、前記ヒータを容易に取外す
ことができる。また前記ヒータ３８は作動油タンク１２
に内蔵しないためにメンテナンス性が良く、更に前記油
圧ポンプ１１の吐出管路２８外面側に電熱線を所要に応
じて配索することにより、必要なだけ加熱を行うことが
できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の暖機装置を装備した作業機械が
寒冷時に暖機運転を行った場合に、作動油の温度が所定
の設定温度に達していないときには、暖機用切換弁は低
温油用通路位置にある。油圧ポンプからの吐出圧油は、
前記油圧ポンプの吐出回路、コントロールバルブの中立
位置通路、前記暖機用切換弁の低温油用通路、低温戻り
油用油管、サクション管路、前記油圧ポンプの吸入口を
連通して形成された閉回路を循環する。前記閉回路では
作動油が作動油タンクを通るようにしていないので、前
記閉回路内の作動油容量が小さい。したがって前記閉回
路内の作動油は、短時間のうちに温度上昇する。これに
より、寒冷時に運転休止していた作業機械は短時間のう
ちに微操作できるようになるので、作業機械を動かすこ
とが早く可能となり、作業上非常に好都合である。

【００２２】なお前記暖機運転を行っている場合に、前
記閉回路内の作動油の温度が上昇して所定の設定温度に
達したときには前記作動油温検出手段から前記暖機用切
換弁に対して信号が出力され、前記暖機用切換弁が低温
油用通路位置より高温油用通路位置に切換わるので、前
記高温油用通路位置から流出される作動油は作動油タン
クに戻される。これにより、作業機械は通常の作業を十
分に行うことができる。

【００２３】更に前記暖機用切換弁は、前記作動油温検
出手段からの信号により切換作動される電磁切換弁に設
定した。これにより、前記作動油温検出手段から出力さ
れる電気信号によって前記電磁切換弁を確実かつ容易に
切換えできるとともに、前記電磁切換弁は市販の安価な
ものを使用できるので、経済的であり、またメンテナン
ス上、非常に有利である。

【００２４】更に、前記油圧ポンプの前記吐出回路の少
くとも一部の外面が電熱により加熱されるようにした。
これにより、前記油圧ポンプから吐出される作動油の予
熱を早くして、暖機運転時間を短縮することができる。
なお前記電熱により加熱を行ういわゆるヒータは、その
ヒータを装備していない作業機械等のポンプ吐出回路に
対しても後付け装着が容易であるし、更に前記作業機械
等が温暖地などへ移送されて前記ヒータが不要になった
場合には、前記ヒータを容易に取外すことができる。ま
た前記ヒータは作動油タンクに内蔵しないためにメンテ
ナンス性が良く、更に前記油圧ポンプの吐出回路外面側
に電熱線を所要に応じて配索することにより、必要なだ
け加熱を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の暖機装置を装備したバッ
テリ駆動の油圧ショベルの上部旋回体を示す切開要部平
面図である。

【図２】図１に示す上部旋回体に装備した一実施形態の
暖機装置を示す要部回路図である。

【図３】従来技術の一実施例ウォーミングアップ回路を
示す図である。

【図４】従来技術の一実施例油圧駆動式クローラクレー
ンの作動油予熱回路図である。

【符号の説明】

２，３，１１ 油圧ポンプ ８ 上部旋回体 ９ バッテリ １０ 電動機 １２，１４，２１ 作動油タンク １３ 油圧アクチュエータ ２６ コントロールバルブ ２７ 電磁切換弁（暖機用切換弁） ２８ 吐出管路（吐出回路） ２９ 吐出口 ３３ サクション管路（サクション管路） ３４ 吸入口 ３７ 温度センサスイッチ（作動油温検出手段） ３８ ヒータ ４１ａ，４１ｂ 低温戻り油用油管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機と、前記原動機により駆動される
   油圧ポンプと、前記油圧ポンプに作動油を供給する作動
   油タンクと、前記作動油の温度を検出する作動油温検出
   手段と、前記油圧ポンプの吐出回路に接続される油圧ア
   クチュエータ制御用のコントロールバルブと、前記コン
   トロールバルブの中立位置から前記作動油タンク側に戻
   される戻り油の流路を低温油用通路位置と高温油用通路
   位置とに切換可能な暖機用切換弁とを有し、前記作動油
   温検出手段により検出された作動油の温度が設定温度と
   なったとき、前記暖機用切換弁を切換えるようにした暖
   機装置において、前記暖機用切換弁の前記低温油用通路
   位置の下流側に接続される低温戻り油用油管の流出口
   を、前記作動油タンクと、前記油圧ポンプの吸入口との
   間のサクション回路に連通することを特徴とする作業機
   械の暖機装置。
2. 【請求項２】 前記暖機用切換弁は、前記作動油温検出
   手段からの信号により切換作動される電磁切換弁に設定
   したことを特徴とする請求項１記載の作業機械の暖機装
   置。
3. 【請求項３】 前記油圧ポンプの前記吐出回路の少くと
   も一部の外面が電熱により加熱されるようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の作業機械の暖機装置。