JP2006112496A - 建設機械のグリース加温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 グリース缶内のグリースの温度が極端に低下していても、迅速に加温して、摺動各部に遅滞なく円滑に供給できる。
【解決手段】 運転室８内に設けた室内暖房装置２６に温水を供給するために、エンジン２２にはウォータポンプ２４により送水されるウォータジャケット２３が設けられて、温水化されるが、この温水を利用して、グリース缶１０内のグリースを加温する。グリース缶１０の加温機構３０を設けて、ウォータジャケット２３から室内暖房装置２６に温水を供給する温水供給管２５の途中に流路切換弁３１によって、温水供給管２５内を流れる温水を直接暖房装置２６に供給する状態と、加温機構３０内に温水を供給する状態とに切り換えられるようにしている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、特に寒冷地等のように、周囲環境の温度が低い状態であっても、円滑かつ確実に、しかも迅速にグリースを加温する装置に関するものである。

建設機械の一例として、例えば油圧ショベルは、土砂の掘削等の作業を行うものであって、このためにクローラ式（またはホイール式）の下部走行体に旋回装置を介して上部構造体としての上部旋回体が設けられている。この上部旋回体にブーム，アーム，バケット等のフロントアタッチメントからなる作業手段が装着されている。この機械を操作するために、また、上部旋回体にはオペレータが搭乗する運転室（キャブ）が上部旋回体に設置されている。

以上のように、機械の駆動各部としては、作業手段が主なものであるが、下部走行体における走行手段は旋回装置等も駆動部である。これら各駆動部の動きを円滑にするためには、相互に摺動する部位には潤滑材が十分に供給されて、油膜が切れないように保持しなければならない。このために、油圧ショベル等の建設機械には給脂装置を備えており、この給脂装置によって、前述した摺動各部に潤滑材としてのグリースを供給する構成としたものは、従来から広く使用されている。ここで、給脂装置としては、一般的に、グリースを貯留するグリース缶と、このグリース缶からのグリースを圧送するグリースポンプ等からなるグリース供給手段とを含む構成としている。

ところで、油圧ショベル等の建設機械は、冬場や寒冷地、特に寒冷地の冬場等のように周囲の温度が極端に低い状況下でも作動するものであり、また作業休止時には野外で停車していることになる。従って、特に作業休止時には、グリース缶内のグリースが著しく高い粘度状態となり、グリース供給手段を作動させても、摺動各部にグリースを送り込めない場合がある。しかしながら、このような状況下でもグリースを摺動各部に供給することを要求される場合がある。

従って、グリースが低温状態となっている際には、使用可能な状態まで温度を上昇させなければならない。このグリースの加温のために、例えば作動油のうち、油圧ポンプからの戻り油を熱源とする構成とすることが、例えば特許文献１において提案されている。この公知のグリース加温装置は、グリースリザーバに温度センサを設けると共に、グリースリザーバの外周部に加温チャンバを設けて、この加温チャンバには補助油圧ポンプからの油圧パイロット配管を接続する構成となし、温度センサによってグリース温度が使用温度範囲以下であることを検出したときには、補助油圧ポンプからの戻り油を加温チャンバに供給して、グリースを加温するようにしている。
特開平９−２８０４８７号公報

前述したように、特許文献１の構成では、グリース専用の加温装置を設ける必要がないという利点があるものの、補助油圧ポンプからの戻り油をグリースリザーバに付設した加温チャンバに導入しただけでは、必ずしも迅速にグリースの加温を行うことができない。給脂は建設機械の起動毎に行う場合があるが、寒冷地の冬場等においては、機械の起動時には補助油圧ポンプにより供給される戻り油も低温状態となり、グリースを使用状態にまで加温するのに極めて長時間が必要となってしまう。従って、その間は作業を行なえない状態となるので、作業効率が悪くなるという問題点がある。また、給脂が不能な場合には、給脂せずに作業に入ることも考えられるが、これが繰り返されると、いずれかの摺動部にグリース切れが生じて、故障を発生させることも考えられる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、グリースの温度が極端に低下していても、迅速に加温して、摺動各部に遅滞なく円滑に供給できるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、自走式車両に運転室及び建屋を設けた上部構造体には、その運転室内部を暖房するために、この運転室内に室内暖房装置が設けられ、また建屋内に温水発生装置が設置されており、この温水発生装置と室内暖房装置との間で温水を循環させる循環経路を備えた建設機械において、前記上部構造体には、グリース缶と、このグリース缶から機械の作動各部に設けた摺動部にグリースを供給するグリース供給手段とからなる給脂装置が設けられており、前記グリース缶に加温機構を装着し、このグリース缶の内部に貯留されているグリースを加温するために、前記循環経路を流れる温水を導く構成としたことをその特徴とするものである。

グリース缶は常に加温する必要はなく、グリースが低温状態となり、給脂不能な粘度状態であり、かつグリースを供給する間だけ加温すれば良い。グリース缶に暖房用の温水を導くようにすることによって、グリースの迅速な加温が可能となる。しかも、グリース缶を加温した後の温水は、なお周囲の温度より高いことから、室内暖房機能を発揮する。そこで、循環経路のうち、温水発生装置から室内暖房装置に向けての温水供給管の途中に加温機構への接続部を設け、この温水供給管には、内部を流れる温水を加温機構を介さずに直接室内暖房装置に供給される状態と、接続部から加温機構に温水を流入させてグリース缶を加温した後に室内暖房装置に供給する状態とに切り換える切換手段を備える構成とするのが望ましく、加温機構の具体的な構成としては、グリース缶の外周部に設けた円筒状の容器や、このグリース缶の外周部に巻回させたホース等で構成することもできる。

以上のように、本発明では、グリースを加温するために、格別の加熱装置を設けることなく、しかも寒冷地の冬場での起動時等、最も条件の悪い中でも、迅速かつ確実にグリースを各摺動部に供給できる程度にまで加温することができ、グリースの加温の長時間化に基づく供給不能等といった事態の発生を確実に防止できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成を示す。図中において、１はクローラ式走行手段を有する下部走行体であって、この下部走行体１上には上部構造体が設置されているが、この上部構造体は旋回装置２を介して設置した上部旋回体３で構成されている。この上部旋回体３には、作業手段としてのフロント作業機４が装着されている。フロント作業機４は上部旋回体３に対して俯仰動作可能に連結したブーム５と、このブーム５の先端に上下方向に所定角度回動可能に連結したアーム６とを有し、このアーム６の先端にフロントアタッチメントとして、例えばバケット７が連結されている。これらブーム５，アーム６及びバケット７は油圧シリンダにより駆動されるものである。また、下部走行体１による車両の走行及び旋回装置２による上部旋回体３の旋回動作は、それぞれ油圧モータを作動させることにより行なわれることになる。

このために、上部旋回体３にはオペレータが油圧ショベルの作動を制御するための運転室８が設置されており、この運転室８内には操作レバー等の操作手段が設けられている。オペレータは、例えば前述したフロント作業機４を構成するブーム５，アーム６及びバケット７の連結部である関節各部を作動させることによって、土砂の掘削等の作業を行うことになる。ここで、これら関節各部はピンとブッシュとを用いて連結されており、これらピンとブッシュと間が摺動することになる。ここで、前述したピンとブッシュとの間等、摺動部の摺動を円滑に行なわせるために、摺動部分には潤滑材が供給され、かつ常に潤滑材が全周に行き届いていなければならない。

潤滑材としては、一般に、グリースが用いられるが、このグリースは前述した摺動部から漏出する等のために、常に補給を行なわなければならない。そこで、給脂装置を装備しておき、適宜のタイミング毎に各摺動部に向けてグリースを供給するようにしている。ここで、給脂装置の構成としては、手動によりグリースを供給するものもあるが、例えば大型の油圧ショベルでは、１回の給脂量も多いこと等から、一般的に自動給脂が可能な構成を有する給脂装置９が設けられる。図２に自動給脂用としての給脂装置の具体的な一例を示す。なお、本発明の給脂装置はこの種の構造のものに限定されないことはいうまでもない。

図中において、１０はグリース缶、１１はグリースポンプ、１２はグリース供給配管をそれぞれ示す。グリースポンプ１１は往復動ポンプからなり、その下端部には吸い込み管１３が接続されている。吸い込み管１３はグリース缶１０内に挿入されており、この吸い込み管１３の下端近傍位置には吸い込み口１３ａが開口している。従って、グリースポンプ１１を作動させると、グリース缶１０内のグリースが吸い込み口１３ａから吸い込み管１３内に吸引されて、グリース供給配管１２に圧送される。そして、グリース供給配管１２は前述した摺動各部に接続した給脂配管（図示せず）に分岐しており、潤滑が必要な摺動各部にグリースが供給されることになる。

ここで、グリース缶１０は、一般的に有底円筒形をなし、その上部には、グリースポンプ１１が設置された上蓋１０ａと、中蓋１０ｂとを備えている。上蓋１０ａは固定的に設置されており、中蓋１０ｂはグリース缶１０内におけるグリース貯留量の増減により昇降する可動蓋である。グリースは粘度が高いために、グリース供給時にはその液面が均一に下降しない可能性がある。しかしながら、グリースの消費量に応じて中蓋１０ｂがその自重により低下することになるから、グリース液面は常に平らな状態で減少していくことになる。

グリースポンプ１１は油圧ポンプ１４により駆動されるものである。そして、グリースポンプ１１の駆動制御を行うために、コントローラ１５が設けられている。従って、コントローラ１５に設定された手順に応じて給脂が行われる。ここで、コントローラ１５は油圧ショベルが所定時間稼動する毎に自動的に給脂するように設定され、またオペレータが給脂を行う必要があると判断した時に、このオペレータの操作によっても、グリースポンプ１１を作動させることができるようになっている。油圧ポンプ１４からの配管１６には、電磁開閉弁１７，減圧弁１８及び電磁切換弁１９が設けられており、電磁切換弁１９にはサイクルタイマ２０が接続されている。そして、電磁開閉弁１７及びサイクルタイマ２０はコントローラ１５により制御されるものである。

油圧ショベルが稼動すると、油圧ポンプ１４は常時駆動されるようになっている。ただし、給脂を行わない時には、無負荷運転状態となるか、または他の経路に圧油を供給するようになっている。コントローラ１５から給脂を行う指令が出されると電磁開閉弁１７が開く。これによって、油圧ポンプ１４からの圧油は減圧弁１８により圧力調整がなされ、もって適正な駆動圧として、グリースポンプ１１に供給され、グリースポンプ１１が作動することになる。なお、油圧ポンプ１４からの吐出圧がグリースポンプ１１に必要な駆動圧と一致する場合には減圧弁１８を設ける必要はない。グリースポンプ１１は往復動ポンプである関係から、一定のタイミングで圧油の供給方向を切り換える必要がある。このために、電磁切換弁１９が設けられており、この電磁切換弁１９による切換サイクルに応じた量のグリースが圧送される。サイクルタイマ２０は、このグリースポンプ１１への圧油の供給切り換えタイミングを設定するものである。このサイクルタイマ２０はコントローラ１５に接続されており、このコントローラ１５からの指令によりサイクルタイマ２０のサイクル数を制御することによって、給脂量を調整できるようになっている。

ここで、グリース缶１０は、上部旋回体２において、運転室８の後方位置に設置されている。運転室８の後方部には建屋２１が設けられ、この建屋２１内には後述するようにエンジン２２が配置されており、このエンジン２２は作動中に高温となるが、このエンジン２２の熱がグリースに直接作用しないように、通常、エンジン等の熱源となる機構の近傍には配置されない。

油圧ショベル等の建設機械は野外に配置されるものであり、特に寒冷地における冬場等においては、グリース缶１０は冷えて高粘度状態となる。その結果、油圧ポンプ１４を駆動しても、グリースポンプ１１によるグリースの圧送が行なえなくなることがある。このような事態の発生を防止するために、グリース缶１０を加温して、このグリース缶１０内のグリースの粘度をグリースポンプ１１が作動可能な状態に保持するようにしている。このために、一般に、寒冷地等で使用される油圧ショベルに装備される室内暖房装置を利用するようにしている。

そこで、図３に一般的な室内暖房装置の具体的な構成を示す。図中において、エンジン２２にはウォータジャケット２３が設けられており、このウォータジャケット２３はウォータポンプ２４によって、流入する水を加温して温水となし、この温水を温水供給管２５によって運転室８内に設けた室内暖房装置２６に送り込まれるようになっている。この室内暖房装置２６は、ラジエータ２７とファン２８とからなり、ウォータジャケット２３からの温水がラジエータ２７を通る際に、ファン２８の送風により空気が加温されて、運転室８内が暖房されることになる。そして、ラジエータ２７からの戻り水はウォータポンプ２４により戻り配管２９を介してウォータジャケット２３に還流し、温水化されて室内暖房装置２６に循環するように構成されている。

本発明においては、エンジン２２と室内暖房装置２６との間を循環する温水を利用して、グリース缶１０内のグリースを加温する構成としている。このために、グリース缶１０の加温機構３０を設けて、このウォータジャケット２３から室内暖房装置２６に温水を供給する温水供給管２５の途中に流路切換弁３１が設けられている。そして、この流路切換弁３１より上流側の位置には温水供給管２５が、また下流側の位置には流出管３３がそれぞれ温水供給管２５に接続されている。従って、流路切換弁３１を開いて、温水供給管２５内を流れる温水を直接暖房装置２６に供給する状態と、流路切換弁３１を閉鎖させて、流入管３２から加温機構３０内に温水を供給し、この加温機構３０から流出管３３を介して温水供給管２５に戻すようにバイパスさせる状態とに切り換え可能となっている。そして、流入管３２側には絞り部３４が設けられており、この絞り部３４の作用によって、温水の逆流が防止されると共に、流路切換弁３１の開放状態において、温水が加温機構３０側に流れるのを実質的に防止している。

従って、流路切換弁３１を開放状態にすると、ウォータジャケット２３からの温水は、そのほぼ全量が室内暖房装置２６側に供給されて、運転室８内を効率良く暖房することができるようになっている。一方、流路切換弁３１を閉鎖状態にすると、ウォータジャケット２３において生成されて温水供給管２５に供給された温水は流入管３２から加温機構３０内に導かれ、この加温機構３０に装着したグリース缶１０内のグリースを加温して、粘度を低下させることによって、グリースポンプ１１の作用により必要な摺動各部に向けてグリースを供給できるようになる。しかも、このように加温機構３０内にバイパスさせているものの、なお温水は周囲の温度より高い状態となっているので、この温水により運転室８の内部の暖房は可能である。

ここで、加温機構３０の具体的な構成としては、例えば図４に示したように、筒状の容器４０で構成され、この容器４０の下部位置に温水取り入れ口４１を設け、また容器４０の上部位置であって、回転方向に９０°以上位相をずらせた位置に取り出し口４２を設ける構成としたものである。そして、温水取り入れ口４１には流入管３２が着脱可能に接続され、取り出し口４２には流出管３３が着脱可能に接続されるものである。そして、容器４０の中央の開口部分にグリース缶１０が着脱可能に装着されるようになっている。

また、加温機構３０の他の構成例としては、例えば図５に示したように、長尺のホース５０により構成することもできる。このホース５０はグリース缶１０の周囲をほぼ密になるように巻回させたものであり、流入管３２はホース５０の下端部５０ａに着脱可能に接続され、流出管３３は上端部５０ｂに着脱可能に接続されるようになっている。

いずれにしろ、加温機構３０はグリース缶１０の下部側から加温するようにしており、従ってグリースポンプ１１によりグリースを吸い上げようとするグリース缶１０の下部側が先に加温されることになる。その結果、温水によるグリースの粘度低下機能がさらに発揮され、迅速にグリースポンプ１１により摺動各部に供給可能な粘度状態とすることができるようになる。そして、実質的にグリースの供給開始から終了までの間だけ流路切換弁３１を切り換えて、加温機構３０を介して温水が流れる状態に保持することによって、たとえ周囲環境がどのように厳寒な状況下であっても、迅速かつ確実に給脂を行うことができる。また、給脂が終了した後には、室内暖房装置２６側に温水を切り換えることによって、運転室８内の温度低下を最小限に抑制できる。

建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成図である。 給脂装置の構成説明図である。 グリース加温装置を含む室内暖房装置の概略構成図である。 加温機構の一例を示す構成説明図である。 加温機構の他の例を示す構成説明図である。

符号の説明

１ 下部走行体 ３ 上部旋回体
４ フロント作業機 ８ 運転室
９ 給脂装置 １０ グリース缶
１１ グリースポンプ １４ 油圧ポンプ
２１ 建屋 ２２ エンジン
２３ ウォータジャケット ２４ ウォータポンプ
２６ 室内暖房装置 ３０ 加温機構
３１ 流路切換弁 ３２ 流入管
３３ 流出管 ４０ 容器
４１ 温水取り入れ口 ４２ 取り出し口
５０ ホース ５０ａ 下端部
５０ｂ 上端部

Claims (3)

1. 自走式車両に運転室及び建屋を設けた上部構造体には、その運転室内部を暖房するために、この運転室内に室内暖房装置が設けられ、また建屋内に温水発生装置が設置されており、この温水発生装置と室内暖房装置との間で温水を循環させる循環経路を備えた建設機械において、
   前記上部構造体には、グリース缶と、このグリース缶から機械の作動各部に設けた摺動部にグリースを供給するグリース供給手段とからなる給脂装置が設けられており、
   前記グリース缶に加温機構を装着し、このグリース缶の内部に貯留されているグリースを加温するために、前記循環経路を流れる温水を導く
   構成としたことを特徴とする建設機械のグリース加温装置。
2. 前記循環経路のうち、前記温水発生装置から前記室内暖房装置に向けての温水供給管の途中に前記加温機構への接続部を設け、この温水供給管には、内部を流れる温水が前記加温機構を介さずに直接前記室内暖房装置に供給される状態と、前記接続部から前記加温機構に温水を流入させて前記グリース缶を加温した後に前記室内暖房装置に供給する状態とに切り換える切換手段を備える構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のグリース加温装置。
3. 前記加温機構は、前記グリース缶の外周部に設けた円筒状の容器またはこのグリース缶の外周部に巻回させたホースで構成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械のグリース加温装置。

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