JP2006132706A - 油圧システムの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動の冷却ファンを用いることなくポンプモータ等の油圧システム内の発熱部分を効率よく冷却することができる油圧システムの冷却装置を提供することを課題とする。
【解決手段】フォーク上昇時には、荷役レバーの操作に基づいて、コントロールバルブ５により油圧ポンプ６と油圧シリンダ１の作動油室３の作動油口３ａとが連通されると共に、ポンプモータ８が作動して油圧ポンプ６が駆動されることにより、作動油タンク７内に貯留された作動油が作動油室３へ供給され、これによりピストン２が押し上げられてインナマスト及びフォークが上昇される。このとき、フォーク下降時に空気室４に吸い込まれていた冷却用空気が、ピストン２の上昇に伴って送出用チェックバルブ１２及び導入配管１３を介して流路形成部９内に導入されると共に外部流路９ａに流通され、これによりポンプモータ８が冷却される。
【選択図】図１

Description

この発明は、油圧システムの冷却装置に係り、特に油圧シリンダに作動油を供給して駆動させる油圧システムの冷却装置に関する。

バッテリフォークリフト等では、ポンプモータで油圧ポンプを駆動することにより荷役作業用の油圧シリンダに作動油を供給しているが、このようなポンプモータには、その回転軸に冷却ファンが取り付けられ、ポンプモータの回転時にこのモータの回転により冷却ファンが回転駆動されてポンプモータが自己冷却されるものがある。
ところが、上述のような冷却ファンでは冷却能力が十分でない虞があり、そのため、例えば特許文献１では、電動の冷却ファンをポンプモータにさらに外付けし、この冷却ファンに専用の電源を設けて駆動することによりポンプモータを冷却している。

特開２０００−１６６１７７号公報

しかしながら、特許文献１のように電動の冷却ファンを外付けすると、この冷却ファンを駆動するための専用の電源を必要とするため、消費電力が大きくなってしまう。
また、特許文献１の電動の冷却ファンを常時回転させると、荷役作業を行っていないときでもファンの回転音が発生して騒音となる虞があり、一方、荷役作業時だけ回転させようとすると、冷却ファンが荷役作業時だけ回転するように制御するための制御部が新たに必要となって複雑な構成となってしまう。
さらに、設置場所によっては、この電動の冷却ファンを駆動制御する電気回路を防水するための構造が必要になってしまう。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、電動の冷却ファンを用いることなくポンプモータ等の油圧システム内の発熱部分を効率よく冷却することができる油圧システムの冷却装置を提供することを目的とする。

この発明に係る冷却装置は、油圧シリンダに作動油を供給して駆動させる油圧システムの冷却装置において、油圧シリンダに連動して冷却用空気を吸入し吐出する空気送出手段と、空気送出手段により吸入または吐出される冷却用空気を油圧システム内の発熱部分へ導入して冷却するための導入配管とを備えるものである。
油圧シリンダに連動して空気送出手段により吸入または吐出される冷却用空気が導入配管を介して油圧システム内の発熱部分へ導入されることにより、この発熱部分が冷却される。

油圧シリンダとして、ピストンの両側に作動油室及び空気室を有する単動式シリンダを用い、空気送出手段が、単動式シリンダの空気室とこの空気室に形成された２つの通気孔にそれぞれ接続された２つのチェックバルブとを有するように構成することができる。
また、油圧シリンダとして、ピストンの両側にそれぞれ作動油室を有する複動式シリンダを用い、空気送出手段が、空気室を有し且つ複動式シリンダに従動するように連結された空気シリンダとこの空気室に形成された２つの通気孔にそれぞれ接続された２つのチェックバルブとを有するように構成することもできる。

発熱部分の周囲に冷却用空気を通すための外部流路を形成し、導入配管を介して導入される冷却用空気を外部流路に流通させることにより発熱部分を冷却することができ、この場合には、発熱部分に接触するヒートシンクを外部流路内に配置することがより好ましい。
また、発熱部分の内部に冷却用空気を通すための内部流路を形成し、導入配管を介して導入される冷却用空気を内部流路に流通させることにより発熱部分を冷却することもできる。
また、油圧シリンダに作動油を供給するためのポンプモータを発熱部分として冷却することができる。

この発明によれば、電動の冷却ファンを用いることなくポンプモータ等の油圧システム内の発熱部分を効率よく冷却することができる

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る冷却装置を有する油圧システムの構成を示す。この油圧システムは、バッテリフォークリフト等に設置されて荷役作業等を行うものであり、図示しないフォークを昇降するための油圧シリンダ１を有している。この油圧シリンダ１は、ピストン２の両側に作動油室３と空気室４とを有する単動式シリンダから形成されており、作動油室３の作動油口３ａにはコントロールバルブ５を介して油圧ポンプ６が接続されると共に、油圧ポンプ６に作動油タンク７が接続されている。また、油圧ポンプ６にはポンプモータ８が連結されており、このポンプモータ８により油圧ポンプ６が駆動される。さらに、ポンプモータ８は筒形状の流路形成部９により覆われており、ポンプモータ８の外周部と流路形成部９との間には隙間、すなわち外部流路９ａが形成されている。

なお、作動油タンク７とコントロールバルブ５とは油戻り配管１０を介して接続されている。また、図１に破線で示されるように、コントロールバルブ５、油圧ポンプ６、作動油タンク７、ポンプモータ８、流路形成部９及び油戻り配管１０は、カバー等により周囲を覆われた車両室内に配置されており、流路形成部９はその一端部で車両室内に開口している。また、油圧シリンダ１のピストン２の作業用ロッド２ａには図示しないインナマストが接続され、このインナマストを介して図示しないフォークを昇降するように構成されている。

油圧シリンダ１の空気室４には２つの通気孔４ａ及び４ｂが形成されている。一方の通気孔４ａは、吸込用チェックバルブ１１を介して外気に連通している。また、他方の通気孔４ｂは、送出用チェックバルブ１２及び導入配管１３を介して流路形成部９の内部に連通している。なお、吸込用チェックバルブ１１は空気室４へ外気、すなわち冷却用空気を吸い込む方向にだけ開くと共に、送出用チェックバルブ１２は油圧シリンダ１の空気室４から冷却用空気を送出する方向にだけ開くように設けられた逆止弁である。油圧シリンダ１のピストン２の下降時には、吸込用チェックバルブ１１が開くと共に送出用チェックバルブ１２が閉じて冷却用空気が吸込用チェックバルブ１１及び一方の通気孔４ａを介して空気室４へ吸い込まれ、ピストン２の上昇時には、吸込用チェックバルブ１１が閉じると共に送出用チェックバルブ１２が開いて冷却用空気が他方の通気孔４ｂ及び送出用チェックバルブ１２を介して空気室４から送出されるように構成されている。

次に、この発明の実施の形態１に係る油圧システムの冷却装置の動作を説明する。フォーク上昇時には、図示しない荷役レバーの操作に基づいて、コントロールバルブ５により油圧ポンプ６と油圧シリンダ１の作動油室３の作動油口３ａとが連通されると共に、ポンプモータ８が作動して油圧ポンプ６が駆動されることにより、作動油タンク７内に貯留された作動油が作動油室３へ供給される。これによりピストン２が押し上げられて、図示しないインナマスト及びフォークが上昇される。このとき、後述するフォーク下降時に油圧シリンダ１の空気室４に吸い込まれていた冷却用空気が、ピストン２の上昇に伴って送出用チェックバルブ１２及び導入配管１３を介して流路形成部９内に導入されると共に、流路形成部９の内面とポンプモータ８の外周部との間に形成された外部流路９ａに流通され、これによりポンプモータ８が冷却される。なお、冷却用空気は、外部流路９ａを流通した後に流路形成部９の一端部から車両室内へ排出される。

また、フォーク停止時には、図示しない荷役レバーの操作に基づいて、コントロールバルブ５により油圧シリンダ１の作動油室３の作動油口３ａが閉じられると共に、ポンプモータ８が停止して油圧ポンプ６の駆動が停止される。作動油口３ａが閉じると、作動油の作動油室３への供給または作動油室３からの排出が停止されてピストン２が停止し、これにより図示しないインナマスト及びフォークの動作が停止されると共に、冷却用空気の空気室４への吸い込みまたは空気室４からの送出も停止される。
また、フォーク下降時には、図示しない荷役レバーの操作に基づいて、コントロールバルブ５により油圧シリンダ１の作動油室３の作動油口３ａと油戻り配管１０とが連通されて、インナマスト及びフォーク等の自重によりピストン２が下降すると共に作動油室３の作動油３が作動油タンク７へと戻され、これにより図示しないインナマスト及びフォークが下降される。このとき、ピストン２の下降に伴って、外気が冷却用空気として吸込用チェックバルブ１１及び一方の通気孔４ａを通って空気室４へ吸い込まれる。なお、このときポンプモータ８は停止している。

以上のように、油圧シリンダ１のピストン２の上昇及び下降に伴って冷却用空気がポンプモータ８へ送出されることによりポンプモータ８が冷却される。このように荷役作業の度に冷却用空気、すなわち車両室内より低い温度を有する外気によりポンプモータ８が冷却されるため、電動型の冷却ファンを用いることなくポンプモータ８を効率よく冷却することができる。したがって、電動型の冷却ファンを用いる場合のように専用の電源を設ける必要がないだけでなく、ファンを荷役作業時のみ回転させるための制御部や防水構造等を必要としないため、省エネルギーで単純な構成の冷却装置を実現することができる。
また、冷却用空気は、外部流路９ａを流通した後に流路形成部９の一端部から車両室内へ排出されるため、この冷却用空気により車両室内の温度上昇を抑制することができる。

なお、上述の実施の形態１において、油圧シリンダ１の空気室４を用いて冷却用空気を送出する代わりに、油圧シリンダ１に従動する専用の空気シリンダを設け、この空気シリンダを用いてポンプモータ８へ冷却用空気を送出することもできる。この場合も、実施の形態１における空気室４と同様に、空気シリンダに吸込用チェックバルブ１１と送出チェックバルブ１２とを接続する。また、空気シリンダのピストンに油圧シリンダ１の作業用ロッド２ａを連結して空気シリンダを油圧シリンダ１に従動させる。このような構成にしても、油圧シリンダ１のピストン２の上昇及び下降により、空気シリンダの空気室へ冷却用空気が吸い込まれると共に空気室から冷却用空気がポンプモータ８へ送出され、これによりポンプモータ８が冷却される。したがって、上述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図２を参照して、この発明の実施の形態２に係る油圧システムの冷却装置を説明する。この油圧システムは、上述の実施の形態１における油圧システムにおいて、単動式シリンダからなる油圧シリンダ１の代わりに、複動式シリンダからなる油圧シリンダ２１を用いるものである。油圧シリンダ２１は、ピストン２２の両側にそれぞれ第１作動油室２３及び第２作動油室２４を有している。第１作動油室２３へ作動油を供給すると共に第２作動油室２４から作動油を排出する、或いは第２作動油室２４へ作動油を供給すると共に第１作動油室２３から作動油を排出することにより、ピストン２２を油圧シリンダ２１内で第２作動油室２４側または第１作動油室２３側に移動し、これによりピストン２２に接続された作業用ロッド２５を介して図示しないフォーク等のアタッチメントが作動されるように構成されている。

また、この冷却装置は、油圧シリンダ２１に隣接するように配置された空気シリンダ２６を有しており、空気シリンダ２６は、ピストン２７とその両側にそれぞれ配置される第１空気室２８及び第２空気室２９とを有している。また、ピストン２７は、連結機構３０を介して油圧シリンダ２１の作業用ロッド２５に連結されており、油圧シリンダ２１の作業用ロッド２５に従動する、すなわちピストン２２に従動するように構成されている。また、空気シリンダ２６の第１空気室２８及び第２空気室２９はそれぞれ２つの通気孔を有している。各空気室２８及び２９の一方の通気孔には、外気を冷却用空気として対応する空気室２８及び２９へ吸い込むための吸込用チェックバルブ３１及び３２が、他方の通気孔には、冷却用空気を空気室２８及び２９から送出するための送出用チェックバルブ３３及び３４がそれぞれ接続されている。なお、送出用チェックバルブ３３及び３４はそれぞれ図示しない導入配管を介して流路形成部９に接続されている。

油圧シリンダ２１のピストン２２が図２の右側へ移動する、すなわち第２作動油室２４側へ移動すると、空気シリンダ２６のピストン２７が第２空気室２９側へ移動する。このとき、第１空気室２８では、吸込用チェックバルブ３１が開くと共に送出用チェックバルブ３３が閉じて冷却用空気が吸込用チェックバルブ３１を介して第１空気室２８へ吸い込まれる一方、第２空気室２９では、吸込用チェックバルブ３２が閉じると共に送出用チェックバルブ３４が開いて第２空気室２９の冷却用空気が送出用チェックバルブ３４及び図示しない導入配管を介して流路形成部９内へ導入され、ポンプモータ８の周囲に形成された外部流路９ａに流通される。

また、油圧シリンダ２１のピストン２２が図２の左側へ移動する、すなわち第１作動油室２３側へ移動すると、空気シリンダ２６のピストン２７が第１空気室２８側へ移動する。このとき、第１空気室２８では、吸込用チェックバルブ３１が閉じると共に送出用チェックバルブ３３が開いて第１空気室２８の冷却用空気が送出用チェックバルブ３３及び図示しない導入配管を介して流路形成部９内へ導入され、ポンプモータ８の周囲に形成された外部流路９ａに流通される一方、第２空気室２９では、吸込用チェックバルブ３２が開くと共に送出用チェックバルブ３４が閉じて冷却用空気が吸込用チェックバルブ３２を介して第２空気室２９へ吸い込まれる。

このように、油圧シリンダ２１のピストン２２に従動して空気シリンダ２６のピストン２７が空気シリンダ２６内を往復することにより冷却用空気がポンプモータ８へ送出され、これによりポンプモータ８が冷却される。すなわち、荷役作業の度に、冷却用空気によりポンプモータ８が冷却されるため、上述の実施の形態１と同様に、電動型の冷却ファンを用いることなくポンプモータ８を効率よく冷却することができる。
加えて、この実施の形態２では、空気シリンダ２６が第１及び第２空気室２８及び２９を有し、空気ピストン２７が第１空気室２８側または第２空気室２９側のどちらに移動しても、一方の空気室２８または２９からポンプモータ８へ冷却用空気が送出されるため、より効率よくポンプモータ８を冷却することができる。

なお、上述の実施の形態１及び２では、ポンプモータ８を流路形成部９により覆ってポンプモータ８の外周部全体に外部流路９ａを形成していたが、ポンプモータ８の外周部に部分的に外部流路９ａを形成してもよい。
また、図３に示されるように、ヒートシンク４１をポンプモータ８の外周部に取り付け、このヒートシンク４１を外部流路９ａ内に配置することもできる。このような構成にすれば、ポンプモータ８と冷却用空気との接触面積が大きくなって冷却効果を高めることができる。

また、上述のようにポンプモータ８の外周部に外部流路９ａを形成する代わりに、図４に示されるように、ポンプモータ８が吸気孔４２及び排気孔４３を有するものであれば、導入配管をポンプモータ８の吸気孔４２に接続して、ポンプモータ８内の吸気孔４２から排気孔４３へ冷却用空気を通す内部流路４４を形成することにより、ポンプモータ８を冷却することができる。この場合、ポンプモータ８の内部に直接に冷却用空気が導入されて冷却されるため、冷却効果を高めることができる。

なお、上述の実施の形態１及び２では、空気室４，２８，２９から送出された冷却用空気によりポンプモータ８を冷却していたが、その代わりに、空気室４，２８，２９へ吸い込まれる冷却用空気によりポンプモータ８を冷却することもできる。この場合、吸込用チェックバルブ１１，３１，３２の上流に導入配管を接続し、空気室４，２８，２９へ吸い込まれる冷却用空気が導入配管によりポンプモータ８の周辺または内部に導入された後に吸込用チェックバルブ１１，３１，３２及び一方の通気孔を介して空気室４，２８，２９へ流入するように構成することにより、ポンプモータ８を冷却する。

なお、上述の実施の形態１及び２において、ポンプモータ８を冷却対象としていたが、これに限定されず、ポンプモータ８の制御部や、油圧シリンダ１、コントロールバルブ５、油圧ポンプ６、作動油タンク７、油戻り配管１０等の作動油用の配管及び車両室内など、油圧システム内で発熱して昇温する部分を冷却対象として冷却用空気により冷却することができる。特に、上述の実施の形態２では、２つの空気室２８及び２９の双方から送出される冷却用空気でポンプモータ８を、すなわち１つの発熱部分を冷却していたが、２つの空気室２８及び２９からの冷却用空気により油圧システム内の別々の発熱部分を冷却するように構成することもできる。
なお、例えば、ポンプモータ８の制御部を冷却する場合、制御部を構成する駆動制御回路が形成された基板にヒートシンクを取り付け、このヒートシンクを冷却用空気が通る外部流路内に配置して冷却することが好ましい。

なお、実施の形態１及び２において、ポンプモータ８の回転軸に冷却ファンを取り付け、ポンプモータ８の回転時にこのモータ８の回転により冷却ファンが回転駆動されるようにすれば、より効率よくポンプモータ８を冷却することができる。

なお、この発明の冷却装置は、上述の実施の形態１及び２のように、バッテリフォークリフトにおいてフォーク等のアタッチメントを作動するための油圧シリンダ１を有する油圧システムに対してだけでなく、車両のパワーステアリング用の油圧シリンダや、高所作業車等のビーム伸縮用の油圧シリンダなど、その他各種の作業用の油圧シリンダを有する油圧システムに適用することができる。

この発明の実施の形態１に係る冷却装置を備える油圧システムを示す図である。 この発明の実施の形態２に係る冷却装置を備える油圧システムの油圧シリンダ近傍の構造を示す断面図である。 実施の形態１及び２の変形例におけるポンプモータ近傍の構造を模式的に示す図である。 実施の形態１及び２の変形例におけるポンプモータ近傍の構造を模式的に示す図である。

符号の説明

１，２１ 油圧シリンダ、２，２２，２７ ピストン、２ａ，２５ 作業用ロッド、３ 作動油室、３ａ 作動油口、４ 空気室、４ａ，４ｂ 通気孔、５ コントロールバルブ、６ 油圧ポンプ、７ 作動油タンク、８ ポンプモータ、９ 流路形成部、９ａ 外部流路、１０ 油戻り配管、１１，３１，３２ 吸込用チェックバルブ、１２，３３，３４ 送出用チェックバルブ、１３ 導入配管、２３ 第１作動油室、２４ 第２作動油室、２６ 空気シリンダ、２８ 第１空気室、２９ 第２空気室、３０ 連結機構、４１ ヒートシンク、４２ 吸気孔、４３ 排気孔、４４ 内部流路。

Claims (7)

1. 油圧シリンダに作動油を供給して駆動させる油圧システムの冷却装置において、
   油圧シリンダに連動して冷却用空気を吸入し吐出する空気送出手段と、
   前記空気送出手段により吸入または吐出される冷却用空気を油圧システム内の発熱部分へ導入して冷却するための導入配管と
   を備えることを特徴とする油圧システムの冷却装置。
2. 前記油圧シリンダは、ピストンの両側に作動油室及び空気室を有する単動式シリンダからなり、前記空気送出手段は、前記単動式シリンダの空気室とこの空気室に形成された２つの通気孔にそれぞれ接続された２つのチェックバルブとを有する請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記油圧シリンダは、ピストンの両側にそれぞれ作動油室を有する複動式シリンダからなり、前記空気送出手段は、空気室を有し且つ前記複動式シリンダに従動するように連結された空気シリンダとこの空気室に形成された２つの通気孔にそれぞれ接続された２つのチェックバルブとを有する請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記発熱部分の周囲に冷却用空気を通すための外部流路が形成され、前記導入配管を介して導入される冷却用空気を前記外部流路に流通させて前記発熱部分を冷却する請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。
5. 前記発熱部分に接触すると共に前記外部流路内に配置されるヒートシンクをさらに備える請求項４に記載の冷却装置。
6. 前記発熱部分の内部に冷却用空気を通すための内部流路が形成され、前記導入配管を介して導入される冷却用空気を前記内部流路に流通させて前記発熱部分を冷却する請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。
7. 前記発熱部分は、前記油圧シリンダに作動油を供給するためのポンプモータである請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷却装置。

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