JP2007051454A - Hydraulic oil cooling system for construction equipment - Google Patents

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Kenichi Kimura
研一 木村
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic oil cooling system for construction equipment which is economical, alleviates an excessive heat load imposed on an instrument of a hydraulic circuit, and contributes to the prevention of damage to the instrument to the possible extent. <P>SOLUTION: The hydraulic oil cooling system for the construction equipment is formed of hydraulic cylinders 21, 22, a hydraulic pump 20 for generating pressure oil for driving the hydraulic cylinders 21, 22, direction control valves 23, 24 for switching the flow and flow rate of the pressure oil from the hydraulic pump 20 to the hydraulic cylinders 21, 22, and an oil cooler 28 for cooling hydraulic oil, and functions to cool the hydraulic oil flowing in the hydraulic circuit by the oil cooler 28. Herein the hydraulic oil cooling system is further comprised of an oil cooler 29 across a feed pipe line a at a location between the hydraulic pump 20 and the direction control valve 23. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この出願の発明は、油圧アクチュエータと油圧ポンプとこの油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される作動油の流れや流量を切り換える方向制御弁と作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する油圧ショベルやクレーン等の建設機械の作動油冷却システムに関する。   The invention of this application includes a hydraulic actuator, a hydraulic pump, a directional control valve that switches a flow and a flow rate of hydraulic fluid supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, and hydraulic fluid cooling means that cools the hydraulic fluid. The present invention relates to a hydraulic oil cooling system for a construction machine such as a hydraulic excavator or a crane that cools flowing hydraulic oil with hydraulic oil cooling means.

油圧ショベルやクレーン等の建設機械は、クローラやホイールで走行する車体と、この車体に設置され掘削作業や荷揚げ作業等の建設作業を行う作業機とを有する。油圧ショベルを例にとると、車体は、大別すると、上部旋回体を設置するための基台となり作業現場を走行することが可能な下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体とからなる。これらのうち、下部走行体は、油圧アクチュエータとしての走行モータによりクローラを駆動して走行させることができ、上部旋回体は、油圧アクチュエータとしての旋回モータにより旋回装置を駆動して旋回させることができる。   Construction machines such as hydraulic excavators and cranes have a vehicle body that travels with a crawler and a wheel, and a work machine that is installed on the vehicle body and performs construction work such as excavation work and unloading work. Taking a hydraulic excavator as an example, the vehicle body can be broadly divided into a base for installing the upper revolving unit, a lower traveling unit capable of traveling on the work site, and a swivel mounted on the lower traveling unit. And an upper revolving body. Among these, the lower traveling body can be driven by driving a crawler by a traveling motor as a hydraulic actuator, and the upper swing body can be rotated by driving a turning device by a turning motor as a hydraulic actuator. .

一方、作業機は、垂直方向に回動駆動されるアーム、ブーム、バケット等の作業具を備えて上部旋回体上に設置されており、これらの作業具は、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダにより駆動されて掘削作業や積載作業等の種々の作業を行う。建設機械は、以上のような各種油圧アクチュエータを油圧で駆動するため、油圧回路を備えている。この油圧回路は、以上述べた油圧アクチュエータのほか、作動油を貯溜する作動油タンク、この作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプ、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁等の種々の機器を備えている。   On the other hand, the work implement is provided on the upper swing body with work tools such as an arm, a boom, and a bucket that are rotationally driven in the vertical direction, and these work tools are driven by a hydraulic cylinder as a hydraulic actuator. Then, various work such as excavation work and loading work is performed. The construction machine includes a hydraulic circuit in order to drive the various hydraulic actuators as described above with hydraulic pressure. In addition to the hydraulic actuator described above, this hydraulic circuit includes a hydraulic oil tank that stores hydraulic oil, a hydraulic pump that draws hydraulic oil in the hydraulic oil tank and generates pressure oil to drive the hydraulic actuator, Various devices such as a directional control valve for switching the flow and flow rate of the pressure oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator are provided.

建設機械において、油圧回路内を循環する作動油は、その循環の過程で、油圧回路との摩擦により激しく温度上昇する。そのため、建設機械の油圧回路には、作動油を冷却するためのオイルクーラと称する作動油冷却手段を付設しており、油圧回路を流れる作動油をこのオイルクーラで冷却するようにしている。本発明は、こうした作動油冷却手段を備えた建設機械の作動油冷却システムを改良しようとするものである。   In construction machines, hydraulic fluid circulating in the hydraulic circuit rises violently due to friction with the hydraulic circuit during the circulation process. Therefore, hydraulic oil cooling means for cooling the hydraulic oil is attached to the hydraulic circuit of the construction machine, and the hydraulic oil flowing through the hydraulic circuit is cooled by the oil cooler. The present invention seeks to improve a hydraulic fluid cooling system for construction machinery provided with such hydraulic fluid cooling means.

そこで、後に詳述する本発明の技術内容を容易に理解できるようにするため、建設機械の代表例であるクローラ式の油圧ショベルに関する概略的な構造と、建設機械の作動油冷却システムに関する従来例の技術内容とを図5及び図6に基づいて説明する。図5は、従来例の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルの構造の一例を示す斜視図、図6は、従来例の建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図である。   Therefore, in order to facilitate understanding of the technical contents of the present invention, which will be described in detail later, a schematic structure related to a crawler type hydraulic excavator, which is a typical example of a construction machine, and a conventional example related to a hydraulic oil cooling system for a construction machine The technical contents will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view showing an example of a structure of a hydraulic excavator provided with a conventional hydraulic oil cooling system, and FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a hydraulic oil cooling system for a construction machine according to a conventional example.

まず、作動油冷却システムが設置される建設機械の代表例であるクローラ式の油圧ショベルの一般的な構造を図5に基づいて概説する。   First, a general structure of a crawler type hydraulic excavator, which is a typical example of a construction machine in which a hydraulic oil cooling system is installed, will be outlined based on FIG.

同図において、1は図示していない下部走行体上に旋回可能に設置された上部旋回体、2はこの上部旋回体1を旋回可能に支持する旋回軸受とこの旋回軸受を旋回駆動するための旋回モータや減速機等の駆動機構を備え上部旋回体1を下部走行体に対して旋回させる旋回装置、3は後端部が上部旋回体1の前部に垂直方向に回動(傾動)可能に軸着されて設置されたブーム、4は後端部がこのブーム3の前端部に垂直方向に回動(揺動)可能に軸着されたアーム、5はこのアーム4の前端部に垂直方向に回動可能にかつ着脱可能に軸着されたバケット、3aは伸縮させてブーム3を回動させるように駆動するブームシリンダ、4aは伸縮させてアーム4を回動させるように駆動するアームシリンダ、5aは伸縮させてバケット5を回動させるように駆動するバケットシリンダ、6はブーム3、アーム4及びバケット5やブームシリンダ3a、アームシリンダ4a及びバケットシリンダ5aを設けて構成され掘削作業や積載作業等の種々の建設作業を行う作業機である。   In the figure, reference numeral 1 denotes an upper swing body that is pivotably installed on a lower traveling body (not shown), 2 is a pivot bearing that supports the upper swing body 1 so as to be pivotable, and a pivot drive for driving the pivot bearing. A turning device that is provided with a drive mechanism such as a turning motor and a speed reducer and that turns the upper turning body 1 with respect to the lower traveling body, the rear end of which can turn (tilt) in the vertical direction to the front part of the upper turning body 1 The boom 4 is pivotally mounted on the arm 4, the arm 4 is pivotally mounted so that the rear end of the boom 3 can rotate (swing) in the vertical direction to the front end of the boom 3, and 5 is perpendicular to the front end of the arm 4. A bucket 3a that is pivotably mounted in a direction and is detachably mounted, a boom cylinder that is driven to expand and contract to rotate the boom 3, and an arm that is driven to expand and contract and rotate the arm 4 The cylinder 5a is expanded and contracted to rotate the bucket 5. A bucket cylinder 6 for driving is provided with a boom 3, an arm 4 and a bucket 5, a boom cylinder 3a, an arm cylinder 4a and a bucket cylinder 5a, and is a working machine for performing various construction work such as excavation work and loading work. .

図示はしていないが、クローラ式の油圧ショベルは、上部旋回体1を設置するための基台となりエンドレスチェーン状のクローラベルトにより作業現場を走行する下部走行体を備えている。上部旋回体1は、この下部走行体上に旋回装置2で旋回可能に支持されて設置されている。この上部旋回体1は、上部旋回体1の基盤をなす旋回フレームと、この旋回フレーム上に設置した、後述する弁ユニット9、油圧ポンプ10及びエンジン11等の油圧駆動・制御用の機器や運転室16等の諸装置とで構成された集合体を指称する。油圧ショベルは、大別すると、こうした下部走行体及び上部旋回体1と、この上部旋回体1に設置した作業機6とで構成されている。そして、油圧アクチュエータとして、前記したブームシリンダ3aやアームシリンダ4aやバケットシリンダ5aのほか、下部走行体のクローラベルトを駆動するための走行モータや上部旋回体1を旋回駆動するための旋回モータ等、図示しない種々の油圧アクチュエータを備えている。   Although not shown, the crawler-type hydraulic excavator includes a lower traveling body that serves as a base for installing the upper revolving body 1 and travels on the work site by an endless chain-shaped crawler belt. The upper swing body 1 is installed on the lower traveling body so as to be swingable by the swing device 2. The upper swing body 1 includes a swing frame that forms the base of the upper swing body 1 and hydraulic drive / control devices and operations such as a valve unit 9, a hydraulic pump 10, and an engine 11, which will be described later, installed on the swing frame. An assembly composed of various devices such as the chamber 16 is designated. The hydraulic excavator is roughly divided into a lower traveling body and an upper swing body 1, and a work machine 6 installed on the upper swing body 1. As the hydraulic actuator, in addition to the boom cylinder 3a, the arm cylinder 4a, and the bucket cylinder 5a, a traveling motor for driving the crawler belt of the lower traveling body, a swing motor for driving the upper swing body 1 to rotate, etc. Various hydraulic actuators (not shown) are provided.

7は作動油を貯溜するための作動油タンク、8はエンジン11の燃料タンク、9はブームシリンダ3a、アームシリンダ4a、バケットシリンダ5a等の前記の種々の油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換えて各油圧アクチュエータの運動を制御するための種々の方向制御弁を備えた方向制御弁ユニット、10は作動油タンク7内の作動油を吸入して前記の種々の油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプとその周辺の機器とからなるポンプ装置、11はこのポンプ装置10における油圧ポンプを駆動するためのエンジン、12は作動油を冷却するための作動油冷却手段としてのオイルクーラ、13はエンジン11の冷却後のエンジン冷却水を冷却するためのラジエータ、14はエンジン11で駆動されオイルクーラ12やラジエータ13等を空冷するための空気流を起す冷却ファン、15はエンジン11が吸入する空気を冷却するためのインタークーラ、16は油圧ショベルの操縦を行うための運転室である。   7 is a hydraulic oil tank for storing hydraulic oil, 8 is a fuel tank of the engine 11, 9 is a flow of pressure oil supplied to the various hydraulic actuators such as the boom cylinder 3a, the arm cylinder 4a, and the bucket cylinder 5a. A directional control valve unit 10 having various directional control valves for controlling the movements of the hydraulic actuators by switching the flow rate and the flow rate 10 sucks the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 7 and drives the various hydraulic actuators. A pump device comprising a variable displacement hydraulic pump that generates pressure oil and peripheral devices, 11 an engine for driving the hydraulic pump in the pump device 10, and 12 for cooling the hydraulic oil An oil cooler as a hydraulic oil cooling means, 13 is a radiator for cooling the engine coolant after cooling the engine 11, and 14 is an engine The cooling fan is driven by the engine 11 and generates an air flow for air-cooling the oil cooler 12, the radiator 13, etc., 15 is an intercooler for cooling the air taken in by the engine 11, and 16 is for operating the hydraulic excavator. It is a cab.

方向制御弁ユニット9は、前記の種々の方向制御弁をユニット化して一体の弁ブロックをなすように形成されていて、これらの方向制御弁の集合体をなしている。オイルクーラ12は、細いパイプで形成されており、作動油は、この細いパイプ内に送られて冷却ファン14で冷却される。図には明示されていないが、上部旋回体1は、エンジン冷却水をエンジン11の被冷却部からラジエータ13へ送った後にエンジン11の被冷却部に戻すための循環管路と、この循環管路を通じてエンジン冷却水を循環させるための冷却水ポンプとを設けており、通常時は、ラジエータ13で冷却されたエンジン冷却水をこの冷却水ポンプにより絶えずエンジン11へ送って循環させることができるようにしている。   The directional control valve unit 9 is formed so that the above-mentioned various directional control valves are unitized to form an integral valve block, and constitutes an assembly of these directional control valves. The oil cooler 12 is formed by a thin pipe, and the hydraulic oil is sent into the thin pipe and cooled by the cooling fan 14. Although not clearly shown in the figure, the upper-part turning body 1 includes a circulation pipe for returning the engine cooling water from the cooled part of the engine 11 to the radiator 13 and then returning it to the cooled part of the engine 11, and the circulation pipe. A cooling water pump for circulating the engine cooling water through the road is provided. In normal times, the engine cooling water cooled by the radiator 13 can be continuously sent to the engine 11 by the cooling water pump and circulated. I have to.

次に、従来例の建設機械の作動油冷却システムを図6に基づいて説明する。図6は、この従来例の作動油冷却システムを分かりやすく説明するため、不特定の建設機械の油圧回路を模式的に示したものである。   Next, a conventional hydraulic oil cooling system for construction machines will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows a hydraulic circuit of an unspecified construction machine in order to easily explain the conventional hydraulic oil cooling system.

同図において、20は作動油タンク27内の作動油を吸入して後記油圧シリンダ21,22を駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプ、21はこの油圧ポンプ20で発生した圧油により駆動される油圧アクチュエータとしての第1の油圧シリンダ、22は油圧ポンプ20で発生した圧油により駆動される油圧アクチュエータとしての第2の油圧シリンダ、23は第1の油圧シリンダ21へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同油圧シリンダ21の運動を制御する第1の方向制御弁、24は第2の油圧シリンダ22へ供給される圧油の流れや流量を切り換えて同油圧シリンダ22の運動を制御する第2の方向制御弁、25は油圧ポンプ20を駆動するためのエンジン、26はこのエンジン15で駆動される冷却ファン、27はフィルタ27aを内蔵した作動油タンク、28は作動油を冷却するための作動油冷却手段としてのオイルクーラである。   In the figure, reference numeral 20 denotes a variable displacement hydraulic pump that sucks the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 27 and generates pressure oil for driving the hydraulic cylinders 21 and 22 described later, and 21 is generated by the hydraulic pump 20. A first hydraulic cylinder as a hydraulic actuator driven by pressure oil, 22 is a second hydraulic cylinder as a hydraulic actuator driven by pressure oil generated by the hydraulic pump 20, and 23 is supplied to the first hydraulic cylinder 21. The first directional control valve 24 controls the movement of the hydraulic cylinder 21 by switching the flow and flow rate of the pressurized oil, and the hydraulic pressure 24 is switched by switching the flow and flow rate of the pressure oil supplied to the second hydraulic cylinder 22. A second directional control valve for controlling the movement of the cylinder 22, 25 an engine for driving the hydraulic pump 20, 26 a cooling fan driven by the engine 15, 2 Hydraulic oil tank with a built-in filter 27a, the 28 is an oil cooler, hydraulic oil cooling means for cooling the hydraulic oil.

ここで、この図6の要素と前記図5の要素との対応関係を述べると、図6中の油圧ポンプ20は、図5中のポンプ装置10における可変容量型の油圧ポンプに相当し、同じく、油圧シリンダ21,22は、ブームシリンダ3a、アームシリンダ4a、バケットシリンダ5aのうちの何れか二つの油圧シリンダに相当し、方向制御弁23,24は、方向制御弁ユニット9における方向制御弁に相当している。また、図6におけるエンジン25、冷却ファン26、作動油タンク27及びオイルクーラ28は、それぞれ、図5におけるエンジン11、冷却ファン14、作動油タンク7及びオイルクーラ12に相当していて、以上の図6における各要素は、対応する図5における各要素と同等の働きをする。   Here, the correspondence between the elements in FIG. 6 and the elements in FIG. 5 will be described. The hydraulic pump 20 in FIG. 6 corresponds to the variable displacement hydraulic pump in the pump device 10 in FIG. The hydraulic cylinders 21 and 22 correspond to any two hydraulic cylinders of the boom cylinder 3a, the arm cylinder 4a, and the bucket cylinder 5a, and the directional control valves 23 and 24 are directional control valves in the directional control valve unit 9. It corresponds. Further, the engine 25, the cooling fan 26, the hydraulic oil tank 27, and the oil cooler 28 in FIG. 6 correspond to the engine 11, the cooling fan 14, the hydraulic oil tank 7, and the oil cooler 12 in FIG. Each element in FIG. 6 performs the same function as each corresponding element in FIG.

方向制御弁23,24は、操作手段の操作により左位置に切り換えられたときに、油圧ポンプ20の圧油を油圧シリンダ21,22の各ロッド側に供給するとともに、これらの各ボトム側の圧油を作動油タンク27に排出し、これにより、各油圧シリンダ21,22を縮小させることができる。また、右位置に切り換えられたときには、油圧ポンプ20の圧油を油圧シリンダ21,22の各ボトム側に供給するとともに、これらのロッド側の圧油を作動油タンク27に排出し、これにより、各油圧シリンダ21,22を伸長させることができる。その場合、操作手段の操作量に応じて開口量が調節され、これにより、油圧シリンダ21,22の伸縮する速度を制御することができる。   The directional control valves 23 and 24 supply pressure oil from the hydraulic pump 20 to the rod sides of the hydraulic cylinders 21 and 22 as well as pressures at the bottoms thereof when switched to the left position by operating the operating means. The oil is discharged to the hydraulic oil tank 27, whereby the hydraulic cylinders 21 and 22 can be reduced. When switched to the right position, the pressure oil of the hydraulic pump 20 is supplied to the bottom sides of the hydraulic cylinders 21 and 22, and the pressure oil on the rod side is discharged to the hydraulic oil tank 27. Each hydraulic cylinder 21, 22 can be extended. In that case, the opening amount is adjusted in accordance with the operation amount of the operation means, whereby the speed at which the hydraulic cylinders 21 and 22 expand and contract can be controlled.

図6には、便宜上、油圧アクチュエータとして油圧シリンダ21,22を図示しているが、油圧アクチュエータは、必ずしも油圧シリンダ21,22のようなものである必要はなく、前述した油圧ショベルの走行モータや旋回モータのような油圧モータであってもよい。なお、図示はしていないが、冷却ファン26とオイルクーラ28との間には、冷却ファン26でエンジン冷却水を空冷することができるように、ラジエータ13のようなラジエータを配置している。   In FIG. 6, for convenience, the hydraulic cylinders 21 and 22 are illustrated as the hydraulic actuators. However, the hydraulic actuators are not necessarily the same as the hydraulic cylinders 21 and 22, A hydraulic motor such as a swing motor may be used. Although not shown, a radiator such as the radiator 13 is disposed between the cooling fan 26 and the oil cooler 28 so that the engine cooling water can be air-cooled by the cooling fan 26.

こうした従来の建設機械の作動油冷却システムでは、オイルクーラ28を、図6に示すように油圧回路中の戻り管路bに配置することが当然のこととして定着していた。その理由について述べると、油圧シリンダ21,22に対して圧油を供給排出するための主管路内の油圧は、パイロット管路内の油圧パイロット圧のような油圧とは異なり非常に高く、特に、油圧ポンプ20の圧油を方向制御弁23,24へ供給するための供給管路a内の油圧は、例えば300kg/cm2 〜350kg/cm2 ときわめて高い。これに対して、方向制御弁23,24を通過した圧油を作動油タンク27に戻すための戻り管路b内の油圧は、例えば30kg/cm2 弱であってかなり高圧ではあるが、供給管路a内の油圧に比べれば、同油圧の1/10以下ときわめて低い。そのため、オイルクーラ28を油圧回路に配置する場合、戻り管路bに配置した方が供給管路aに配置するよりもオイルクーラ28のパイプの強度を低くする(パイプの肉厚を薄くする)ことができ、これにより、オイルクーラ28を安価に製作することができる。 In such a conventional hydraulic oil cooling system for construction machinery, it is natural that the oil cooler 28 is disposed in the return line b in the hydraulic circuit as shown in FIG. The reason is as follows. The hydraulic pressure in the main line for supplying and discharging the pressure oil to and from the hydraulic cylinders 21 and 22 is very high, unlike the hydraulic pressure such as the hydraulic pilot pressure in the pilot line. hydraulic pressure in the supply conduit a to supply the pressure oil of the hydraulic pump 20 to the directional control valve 23 and 24, for example, very high and 300kg / cm 2 ~350kg / cm 2 . On the other hand, the hydraulic pressure in the return pipe b for returning the pressure oil that has passed through the directional control valves 23 and 24 to the hydraulic oil tank 27 is, for example, less than 30 kg / cm 2 and is considerably high. Compared to the hydraulic pressure in the pipe a, it is extremely low, 1/10 or less of the hydraulic pressure. For this reason, when the oil cooler 28 is arranged in the hydraulic circuit, the strength of the pipe of the oil cooler 28 is lower when the oil cooler 28 is arranged in the return pipe b than in the supply pipe a (the thickness of the pipe is reduced). As a result, the oil cooler 28 can be manufactured at low cost.

また、オイルクーラ28をこのように圧油の戻り管路bに配置することにより、オイルクーラ28のパイプの肉厚を薄くすることができるため、熱伝達も良好になってオイルクーラ28内の作動油を空冷することが可能となり、同じ冷却ファン26により、ラジエータ内のエンジン冷却水と共に作動油を空冷することが可能となる。こうしたことから、従来の建設機械の作動油冷却システムでは、オイルクーラ28を油圧回路中の戻り管路bに配置して、作動油タンク27に戻される作動油を標的にして作動油をオイルクーラ28で冷却するようにしていた。このようにオイルクーラ28を戻り管路bに配置するようにした建設機械の作動油冷却システムは、例えば、特許文献1に開示されている。
実願平4ー33202号(実開平5ー67655号)のCD−ROM(第4−10頁、図1−4)
Further, by arranging the oil cooler 28 in the pressure oil return pipe b in this way, the wall thickness of the pipe of the oil cooler 28 can be reduced, so that heat transfer is also improved and the oil cooler 28 has an internal structure. The hydraulic oil can be air-cooled, and the same cooling fan 26 can cool the hydraulic oil together with the engine coolant in the radiator. For this reason, in the conventional hydraulic oil cooling system for construction machinery, the oil cooler 28 is arranged in the return line b in the hydraulic circuit, and the hydraulic oil is returned to the hydraulic oil tank 27 as a target to supply the hydraulic oil to the oil cooler. It was made to cool by 28. A hydraulic oil cooling system for a construction machine in which the oil cooler 28 is arranged in the return pipe b in this manner is disclosed in, for example, Patent Document 1.
CD-ROM (No. 4-10, Fig. 1-4) of Japanese Utility Model No. 4-33202 (Japanese Utility Model Publication No. 5-67655)

こうした従来の建設機械の作動油冷却システムにあっては、前記の利点がある反面、油圧ポンプ20から油圧シリンダ21,22へ至る油圧経路すなわち油圧ポンプ20の吐出側の油圧経路に設けられた部品が劣化、損傷するという問題が発生した。例えば、こうした油圧経路中に部分的に設けられているホースの寿命が低下したり、このホースとパイプの連結部のOリング及び方向制御弁23,24内のOリングや油圧シリンダ21,22内のオイルシールが損傷したりするというトラブルが少なからず発生した。その原因を究明したところ、こうした部品が作動油から過大な熱負荷を受けて、この過大な熱負荷による熱で劣化、損傷することが判明した。   Such a conventional hydraulic oil cooling system for construction machinery has the above-mentioned advantages, but on the hydraulic path from the hydraulic pump 20 to the hydraulic cylinders 21, 22, that is, the parts provided in the hydraulic path on the discharge side of the hydraulic pump 20. The problem of deterioration and damage occurred. For example, the service life of a hose partially provided in such a hydraulic path is reduced, the O-ring of the connecting portion of the hose and the pipe, the O-ring in the direction control valves 23 and 24, and the hydraulic cylinders 21 and 22 There was a lot of trouble that the oil seal was damaged. As a result of investigating the cause, it was found that these parts were subjected to an excessive heat load from the hydraulic oil, and deteriorated and damaged by the heat due to the excessive heat load.

その原因についての検討結果を述べると、オイルクーラ28で冷却された戻り管路b側の作動油は、一旦作動油タンク27に戻された後、油圧ポンプ20で加圧されるが、このとき、作動油は、油圧ポンプ20での加圧により高温となる。この高温の作動油は、方向制御弁23,24のポートを通過して油圧シリンダ21,22に供給されるが、特に、方向制御弁23,24のポートを通過するときの摩擦抵抗により多量の熱を発生し、油圧ポンプ20から吐出した高温の作動油は、極度に高温となる。その結果、油圧ポンプ20の吐出側の油圧経路に設けられた部品、特に、方向制御弁23,24以降のホースやシール類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷することが判明した。   The result of the investigation on the cause will be described. The hydraulic oil on the return line b side cooled by the oil cooler 28 is once returned to the hydraulic oil tank 27 and then pressurized by the hydraulic pump 20. The hydraulic oil becomes hot due to pressurization by the hydraulic pump 20. This high-temperature hydraulic oil passes through the ports of the directional control valves 23 and 24 and is supplied to the hydraulic cylinders 21 and 22, and in particular, a large amount due to frictional resistance when passing through the ports of the directional control valves 23 and 24. The high-temperature hydraulic fluid that generates heat and is discharged from the hydraulic pump 20 becomes extremely hot. As a result, it has been found that parts provided in the hydraulic path on the discharge side of the hydraulic pump 20, particularly hoses and seals after the direction control valves 23 and 24, are deteriorated and damaged due to excessive heat load from the hydraulic oil. did.

一方、従来の建設機械の作動油冷却システムでは、こうした問題を防止するため、油圧ポンプ20の吸入側の作動油に対するオイルクーラ28の冷却能力を増強しようとしても困難な問題が伴う。この点について言及すると、方向制御弁23,24の個所で極度に高温になった作動油は、その後、油圧回路を流通する過程で漸次放熱して戻り管路b上のオイルクーラ28に送られるため、作動油と外気との温度差は、オイルクーラ28の付近では油圧ポンプ20の吐出側と比べてかなり小さくなる。そのため、オイルクーラ28内の作動油を冷却ファン26により外気で冷却するための冷却効率が悪く、オイルクーラ28の冷却能力を増強しようとすると、オイルクーラ28を著しく大型化することが必要となって作動油冷却システムを経済的に製作することができない。   On the other hand, in the conventional hydraulic oil cooling system for construction machinery, in order to prevent such a problem, it is difficult to increase the cooling capacity of the oil cooler 28 with respect to the hydraulic oil on the suction side of the hydraulic pump 20. Referring to this point, the hydraulic oil that has become extremely hot at the locations of the directional control valves 23 and 24 is gradually radiated in the course of flowing through the hydraulic circuit and sent to the oil cooler 28 on the return line b. Therefore, the temperature difference between the hydraulic oil and the outside air is considerably smaller in the vicinity of the oil cooler 28 than on the discharge side of the hydraulic pump 20. Therefore, the cooling efficiency for cooling the hydraulic oil in the oil cooler 28 with the outside air by the cooling fan 26 is poor, and if the cooling capacity of the oil cooler 28 is to be increased, the oil cooler 28 needs to be significantly enlarged. Therefore, the hydraulic oil cooling system cannot be manufactured economically.

この出願の発明は、こうした従来の技術の問題を解決するために創作されたものであって、その技術課題は、油圧回路の機器類が受ける過大な熱負荷を低減して同機器類の損傷を極力防止する経済的な建設機械の作動油冷却システムを提供することにある。   The invention of this application was created in order to solve such problems of the prior art, and the technical problem was to reduce the excessive heat load received by the equipment of the hydraulic circuit and damage the equipment. It is an object of the present invention to provide an economical hydraulic fluid cooling system for construction machinery that prevents as much as possible.

こうした技術課題を達成するため、この出願の第1番目の発明では、次の1)の手段を採用し、この出願の第2番目の発明では、次の2)の手段を採用した。   In order to achieve such a technical problem, the first invention of this application employs the following means 1), and the second invention of this application employs the following 2) means.

1)油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設ける。 1) The hydraulic actuator, a hydraulic pump that generates hydraulic oil for sucking the hydraulic oil in the hydraulic oil tank and driving the hydraulic actuator, and the flow and flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator In a hydraulic fluid cooling system for a construction machine that includes a directional control valve for switching and hydraulic fluid cooling means for cooling the hydraulic fluid, and that cools hydraulic fluid flowing through the hydraulic circuit by the hydraulic fluid cooling means, the hydraulic fluid cooling means is a hydraulic pump Provided in the hydraulic circuit between the directional control valve.

2)油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油を水で冷却するための水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設ける。 2) The hydraulic actuator, the hydraulic pump that generates hydraulic oil for sucking the hydraulic oil in the hydraulic oil tank and driving the hydraulic actuator, and the flow and flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator In order to cool hydraulic fluid with water in a hydraulic fluid cooling system for a construction machine that includes a directional control valve for switching and hydraulic fluid cooling means for cooling hydraulic fluid, and that cools hydraulic fluid flowing through a hydraulic circuit by hydraulic fluid cooling means The water cooling type hydraulic oil cooling means is provided integrally with the hydraulic pump.

すでに述べたように、油圧ポンプから吐出した高温の作動油は、油圧アクチュエータへの供給時に、方向制御弁のポートを通過するときの摩擦抵抗により多量の熱を発生して極度に高温となる。前記1)の手段を採用したこの出願の第1番目の発明に係る建設機械の作動油冷却システムでは、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設けているので、油圧ポンプでの加圧により高温となった作動油は、作動油冷却手段により直接的に冷却される。そのため、特に、作動油が多量の熱を発する方向制御弁に対しては、従来のように高温の作動油が送られることはなく、作動油冷却手段で冷却された温度の低い作動油が送られることとなる。それゆえ、作動油は、方向制御弁を通過するときに相当発熱はするものの、極度に高温となるようなことはなく、従来のように方向制御弁内のOリングを始めとする油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するようなことはない。   As described above, the high-temperature hydraulic oil discharged from the hydraulic pump generates a large amount of heat due to frictional resistance when passing through the port of the directional control valve when it is supplied to the hydraulic actuator, and becomes extremely hot. In the hydraulic oil cooling system for a construction machine according to the first invention of this application that employs the means 1), the hydraulic oil cooling means is provided in the hydraulic circuit between the hydraulic pump and the directional control valve. The hydraulic oil that has become hot due to pressurization by the hydraulic pump is directly cooled by the hydraulic oil cooling means. For this reason, in particular, the high-temperature hydraulic oil is not sent to the directional control valve that generates a large amount of heat, and the low-temperature hydraulic oil cooled by the hydraulic oil cooling means is not sent. Will be. Therefore, although the hydraulic oil generates a considerable amount of heat when passing through the directional control valve, it does not become extremely hot, and the hydraulic oil such as an O-ring in the directional control valve as in the conventional art is not used. The parts on the discharge side are not deteriorated or damaged by receiving an excessive heat load from the hydraulic oil.

一方、本建設機械の作動油冷却システムでは、こうした過大な熱負荷の発生を防ぐための作動油冷却手段を、特に、油圧ポンプの吐出側に配置しているので、作動油と外気との温度差が少ない油圧ポンプの吸入側に作動油冷却手段を配置した従来の作動油冷却システムにおいて、その作動油冷却手段の冷却能力を増強する場合とは異なり、作動油冷却手段が過度に大型化するようなことはない。したがって、本発明によれば、油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができる経済的な建設機械の作動油冷却システムを得ることができる。   On the other hand, in the hydraulic fluid cooling system of this construction machine, hydraulic fluid cooling means for preventing the occurrence of such an excessive heat load is disposed particularly on the discharge side of the hydraulic pump, so that the temperature of the hydraulic fluid and the outside air can be reduced. In the conventional hydraulic oil cooling system in which the hydraulic oil cooling means is arranged on the suction side of the hydraulic pump with a small difference, the hydraulic oil cooling means becomes excessively large, unlike when the cooling capacity of the hydraulic oil cooling means is increased. There is no such thing. Therefore, according to the present invention, there is obtained an economical hydraulic fluid cooling system for construction equipment capable of preventing parts on the discharge side of the hydraulic pump from being deteriorated and damaged by receiving an excessive heat load from the hydraulic fluid. be able to.

前記2)の手段を採用したこの出願の第2番目の発明に係る建設機械の作動油冷却システムでは、水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けているので、前記の第1番目の発明の作動油冷却システムと同様、油圧ポンプからの高温の作動油が方向制御弁へ送られることはなく、油圧ポンプと一体の作動油冷却手段で冷却された作動油が送られることとなる。また、作動油冷却手段は、油圧ポンプと一体に設けられ、かつ、水冷式であるので、従来の作動油冷却システムでオイルクーラの冷却能力を増強する場合とは異なり、作動油冷却手段が従来のように過度に大型化するようなこともない。したがって、本発明によっても、油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止できる経済的な建設機械の作動油冷却システムを得ることができる。   In the hydraulic oil cooling system for a construction machine according to the second invention of this application that adopts the means of 2), the water-cooled hydraulic oil cooling means is provided integrally with the hydraulic pump. As with the hydraulic oil cooling system of the invention, high-temperature hydraulic oil from the hydraulic pump is not sent to the directional control valve, but hydraulic oil cooled by hydraulic oil cooling means integrated with the hydraulic pump is sent. . In addition, since the hydraulic oil cooling means is provided integrally with the hydraulic pump and is water-cooled, the hydraulic oil cooling means is different from the conventional case where the cooling capacity of the oil cooler is enhanced by the conventional hydraulic oil cooling system. There is no such thing as oversizing. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an economical hydraulic fluid cooling system for construction machinery that can prevent the components on the discharge side of the hydraulic pump from being deteriorated and damaged by receiving an excessive heat load from the hydraulic fluid.

以下の説明から明らかなように、この出願の第1番目の発明及び第2番目の発明は、それぞれ、〔課題を解決するための手段〕の項に示した前記の1)の手段及び2)の手段を採用しているので、何れの発明によっても、油圧ポンプの吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができる経済的な建設機械の作動油冷却システムを得ることができる。その結果、従来よりも油圧回路の信頼性を向上させることができる。   As will be apparent from the following description, the first invention and the second invention of this application are the means 1) and 2) shown in the section of [Means for Solving the Problems], respectively. Therefore, in any of the inventions, an economical construction machine that can prevent the parts on the discharge side of the hydraulic pump from being deteriorated or damaged by excessive heat load from the hydraulic oil. The hydraulic fluid cooling system can be obtained. As a result, the reliability of the hydraulic circuit can be improved as compared with the conventional art.

特に、この出願の第2番目の発明に係る建設機械の作動油冷却システムでは、水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けているので、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設ける場合に必要とする油圧回路と作動油冷却手段との接続部品のような余分な部品を必要としない。そのため、接続部品等の部品が熱負荷を受けて劣化、損傷するというトラブルが発生する恐れはなく、油圧回路の信頼性を一層向上させることができる。また、このように水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けているので、水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプ潤滑用の潤滑油を冷却する手段としても兼用することができる。   In particular, in the hydraulic fluid cooling system for a construction machine according to the second invention of this application, since the water-cooled hydraulic fluid cooling means is provided integrally with the hydraulic pump, the hydraulic fluid cooling means is the hydraulic pump and the direction control valve. No extra parts such as a connecting part between the hydraulic circuit and the hydraulic oil cooling means, which are required when the hydraulic circuit is provided between the hydraulic circuit and the hydraulic oil cooling unit, are required. Therefore, there is no possibility that troubles such as deterioration and damage of components such as connection components due to heat load occur, and the reliability of the hydraulic circuit can be further improved. Further, since the water-cooled hydraulic oil cooling means is provided integrally with the hydraulic pump as described above, the water-cooled hydraulic oil cooling means can also be used as a means for cooling the lubricating oil for lubricating the hydraulic pump.

以下、この出願の第1番目の発明及び第2番目の発明が実際上どのように具体化されるのかを図1乃至図4を用いて説明することにより、この出願の各発明を実施するための望ましい形態を明らかにする。   In order to carry out each invention of this application by explaining how the first invention and the second invention of this application are actually embodied with reference to FIGS. The desired form of is clarified.

図1は、この出願の第1番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図、図2は、この出願の第2番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルを示す斜視図、図3は、図2の要部の拡大斜視図、図4は、図2の要部の拡大断面図である。これらの図において図5及び図6と同一符号を付けた部分は、両図と同等の部分を表すので、詳述しない。   FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a hydraulic oil cooling system for a construction machine configured by embodying the first invention of this application, and FIG. 2 embodying the second invention of this application. FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. In these drawings, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6 represent the same portions as those in FIGS.

以下に述べるこの出願の第1番目の発明及び第2番目の発明をそれぞれ具体化して構成した各建設機械の作動油冷却システムは、何れも、すでに述べた従来例の建設機械の作動油冷却システムと同様、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ21,22と、作動油タンク27内の作動油を吸入して油圧シリンダ21,22を駆動するための圧油を発生する可変容量型の油圧ポンプ20と、この油圧ポンプ20から油圧シリンダ21,22へ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁23,24と、作動油を冷却する作動油冷却手段としてのオイルクーラとを備え、油圧回路を流れる作動油をオイルクーラで冷却するためのものである。なお、冷却ファン26とオイルクーラ28との間には、図6の作動油冷却システムと同様、冷却ファン26でエンジン冷却水を空冷することができるように、ラジエータ13のような図示しないラジエータを配置している。   The hydraulic oil cooling system for each construction machine that is configured by embodying the first invention and the second invention of this application described below, respectively, is the hydraulic oil cooling system for a construction machine according to the conventional example described above. Similarly to the hydraulic cylinders 21 and 22 as hydraulic actuators, a variable displacement hydraulic pump 20 that draws hydraulic oil in the hydraulic oil tank 27 and generates pressure oil for driving the hydraulic cylinders 21 and 22; The hydraulic pump 20 includes directional control valves 23 and 24 for switching the flow and flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump 20 to the hydraulic cylinders 21 and 22 and an oil cooler as hydraulic oil cooling means for cooling the hydraulic oil. It is for cooling the flowing hydraulic oil with an oil cooler. A radiator (not shown) such as the radiator 13 is provided between the cooling fan 26 and the oil cooler 28 so that the engine cooling water can be air-cooled by the cooling fan 26 as in the hydraulic oil cooling system of FIG. It is arranged.

そこで、図1に基づき、この出願の第1番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムについてその特徴的な技術内容を説明する。   Therefore, based on FIG. 1, the characteristic technical contents of the hydraulic oil cooling system for a construction machine constructed by embodying the first invention of this application will be described.

この建設機械の作動油冷却システムの最大の特徴的は、作動油冷却手段としてのオイルクーラ29を、油圧ポンプ20と方向制御弁23,24との間の油圧回路である供給管路aに設けた点にあり、図1に示す例では、オイルクーラ29として空冷式のものを設けている。その場合、戻り管路bには、従来例のようなオイルクーラ28を設けてもよいし、設けなくてもよく、その何れにするかは、設計上適宜選択することができる。図1に示す例では、戻り管路bに従来例のようなオイルクーラ28を設けた例を示しているが、こうしたオイルクーラ28を設ける場合でも、その冷却能力を従来例におけるオイルクーラ28よりも小さくすることができる。   The greatest characteristic of the hydraulic oil cooling system for this construction machine is that an oil cooler 29 as hydraulic oil cooling means is provided in a supply line a which is a hydraulic circuit between the hydraulic pump 20 and the directional control valves 23 and 24. In the example shown in FIG. 1, an air-cooled type oil cooler 29 is provided. In this case, the return pipe b may be provided with an oil cooler 28 as in the conventional example, or may not be provided, and it can be selected as appropriate in design. In the example shown in FIG. 1, an example in which an oil cooler 28 as in the conventional example is provided in the return pipe b is shown, but even when such an oil cooler 28 is provided, the cooling capacity thereof is higher than that in the oil cooler 28 in the conventional example. Can also be reduced.

こうした手段を採用した本建設機械の作動油冷却システムに関する作用効果について説明する。   The effects of the hydraulic oil cooling system for the construction machine adopting such means will be described.

すでに「発明が解決しようとする課題」の項で述べたように、油圧ポンプ20での加圧により高温となった作動油は、方向制御弁23,24を通過して油圧シリンダ21,22へ供給されるが、この高温の作動油は、特に、方向制御弁23,24のポートを通過するときの摩擦抵抗により、多量の熱を発生して極度に高温となる。本建設機械の作動油冷却システムでは、オイルクーラ29を油圧ポンプ20と方向制御弁23,24との間の油圧回路である供給管路aに設けているので、油圧ポンプ20での加圧により高温となった作動油は、オイルクーラ29により直接的に冷却される。   As already described in the section “Problems to be Solved by the Invention”, the hydraulic oil that has become hot due to pressurization by the hydraulic pump 20 passes through the directional control valves 23, 24 to the hydraulic cylinders 21, 22. Although supplied, this high-temperature hydraulic oil generates a large amount of heat and becomes extremely hot due to the frictional resistance particularly when passing through the ports of the direction control valves 23 and 24. In the hydraulic oil cooling system of the present construction machine, the oil cooler 29 is provided in the supply pipe line a which is a hydraulic circuit between the hydraulic pump 20 and the direction control valves 23, 24. The hydraulic oil that has reached a high temperature is directly cooled by the oil cooler 29.

そのため、特に、作動油が多量の熱を発する方向制御弁23,24に対しては、従来のように高温の作動油が送られることはなく、オイルクーラ29で冷却された温度の低い作動油が送られることとなる。その結果、作動油は、方向制御弁23,24を通過するときに相当発熱はするものの、従来のように極度に高温となるようなことはなく、方向制御弁内23,24のOリングを始めとする油圧ポンプ20の吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するようなことはない。   Therefore, in particular, the high-temperature hydraulic oil is not sent to the directional control valves 23 and 24 where the hydraulic oil generates a large amount of heat, and the hydraulic oil cooled by the oil cooler 29 is low. Will be sent. As a result, the hydraulic oil generates a considerable amount of heat when passing through the direction control valves 23 and 24, but does not reach an extremely high temperature as in the prior art. Components on the discharge side of the hydraulic pump 20 such as the beginning are not deteriorated or damaged by receiving an excessive heat load from the hydraulic oil.

一方、本建設機械の作動油冷却システムでは、こうした過大な熱負荷の発生を防ぐためのオイルクーラ29を、特に、油圧ポンプ20の吐出側に配置しているので、作動油と外気との温度差が少ない油圧ポンプ20の吸入側にオイルクーラ29を配置した従来の作動油冷却システムにおいて、そのオイルクーラ28の冷却能力を増強する場合とは異なり、オイルクーラ29が過度に大型化するようなことはない。したがって、本建設機械の作動油冷却システムは、油圧ポンプ20の吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができ、かつ、経済的に製作することができる。その結果、従来よりも油圧回路の信頼性を向上させることができる。   On the other hand, in the hydraulic oil cooling system of the construction machine, the oil cooler 29 for preventing the occurrence of such an excessive heat load is disposed particularly on the discharge side of the hydraulic pump 20, so that the temperature of the hydraulic oil and the outside air is reduced. In the conventional hydraulic oil cooling system in which the oil cooler 29 is arranged on the suction side of the hydraulic pump 20 with little difference, unlike the case where the cooling capacity of the oil cooler 28 is increased, the oil cooler 29 is excessively enlarged. There is nothing. Therefore, the hydraulic oil cooling system of the construction machine can prevent the parts on the discharge side of the hydraulic pump 20 from being deteriorated or damaged by receiving an excessive heat load from the hydraulic oil, and can be manufactured economically. can do. As a result, the reliability of the hydraulic circuit can be improved as compared with the conventional art.

図2乃至図4に基づき、この出願の第2番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムについてその特徴的な技術内容を説明する。   Based on FIG. 2 thru | or FIG. 4, the technical content characteristic about the hydraulic fluid cooling system of the construction machine which actualized and comprised the 2nd invention of this application is demonstrated.

この建設機械の作動油冷却システムの最大の特徴的は、作動油を水で冷却するための水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプ20と一体に設けた点にある。図2乃至図4中、符号30は、作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けた装置の一例であるポンプオイルクーラである。図3及び図4に基づき、このポンプオイルクーラ30の具体的な構造やその周辺の事項について以下に説明する。   The greatest characteristic of the hydraulic oil cooling system for this construction machine is that a water-cooled hydraulic oil cooling means for cooling the hydraulic oil with water is provided integrally with the hydraulic pump 20. 2 to 4, reference numeral 30 denotes a pump oil cooler which is an example of a device in which hydraulic oil cooling means is provided integrally with a hydraulic pump. Based on FIG.3 and FIG.4, the concrete structure of this pump oil cooler 30 and the matter of the periphery are demonstrated below.

これらの図において、20は既述の可変容量型の油圧ポンプ、31はこの油圧ポンプ20から吐出された作動油を冷却するためにポンプオイルクーラ30内に特設された作動油冷却用の油路、32は同じくポンプオイルクーラ30内に特設され作動油冷却用の油路31から分岐した作動油冷却用の分岐油路、33はこれらの油路31や分岐油路32を流通した作動油をポンプオイルクーラ30の外に導くための作動油吐出口、34は冷却水をポンプオイルクーラ30内に導くための冷却水吸入口、35は油圧ポンプ20や油路31及び分岐油路32を冷却するための冷却水を流通させる冷却水路、36はこの冷却水路35を流通した冷却水をポンプオイルクーラ30の外に導くための冷却水吐出口、37はこの冷却水吐出口36に設けられ冷却水の温度が所定温度よりも低下したときに閉じ、又は開口量を減少させて冷却水の吐出量を減少される働きをするサーモスタット(弁の一種)である。   In these drawings, 20 is a variable displacement hydraulic pump, and 31 is a hydraulic oil cooling passage specially provided in the pump oil cooler 30 for cooling the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 20. , 32 is also provided in the pump oil cooler 30 and is branched from the oil passage 31 for cooling the hydraulic oil, and 33 is a branch oil passage for cooling the hydraulic oil, and 33 is the hydraulic oil flowing through the oil passage 31 and the branched oil passage 32. The hydraulic oil discharge port for guiding the pump oil cooler 30 to the outside, 34 is a cooling water suction port for guiding the cooling water into the pump oil cooler 30, and 35 cools the hydraulic pump 20, the oil passage 31 and the branch oil passage 32. A cooling water channel 36 for circulating cooling water for the purpose of cooling, a cooling water discharge port 36 for guiding the cooling water flowing through the cooling water channel 35 to the outside of the pump oil cooler 30, and a cooling water port 37 provided in the cooling water discharge port 36. It closed when the temperature of the water falls below a predetermined temperature, or an opening amount reduces serve to reduce the discharge amount of the cooling water thermostat (a type of valve).

作動油冷却用の分岐油路32は、作動油冷却用の油路31と連通する開口32aを有して複数設けられ、互いに並列に接続されている。そして、これら複数の分岐油路32の開口32aの総面積は、作動油冷却用の油路31の流路の面積よりも大きくなるようにしている。作動油冷却手段を油圧ポンプ20の吐出側に付設すると、アクチュエータへ供給するための圧油に圧力損失が発生するが、このように作動油冷却用の油路31に複数の作動油冷却用の分岐油路32を接続することにより、作動油冷却用の油路31の下流側の流路の面積を同油路31の流路の面積よりも大きくすることができるため、こうした圧力損失の発生を極力防ぐことができる。   The branch oil passage 32 for cooling the hydraulic oil is provided with a plurality of openings 32a communicating with the oil passage 31 for cooling the hydraulic oil, and is connected in parallel to each other. The total area of the openings 32a of the plurality of branch oil passages 32 is made larger than the area of the flow passage of the oil passage 31 for cooling the hydraulic oil. When the hydraulic oil cooling means is provided on the discharge side of the hydraulic pump 20, pressure loss is generated in the pressure oil supplied to the actuator. Thus, a plurality of hydraulic oil cooling channels 31 are provided in the hydraulic oil cooling passage 31. By connecting the branch oil passage 32, the area of the flow path on the downstream side of the oil path 31 for cooling the hydraulic oil can be made larger than the area of the flow path of the oil passage 31, so that such pressure loss occurs. Can be prevented as much as possible.

冷却水路35は、図4に示すように、油圧ポンプ20の周囲や油路31及び分岐油路32の周囲を覆うように各所に配置されて水冷式のウォータジャケットをなしている。このウォータジャケットは、高圧の油圧ポンプ20の吐出油が流れる個所に配置するため、耐圧構造としている。図には明示されていないが、ポンプオイルクーラ30内の各所に入り組んで配置されている冷却水路35は、冷却水吸入口34から吸入された冷却水が何れの個所の冷却水路35にも行き渡り、何れの個所の冷却水路35を流通した冷却水も冷却水吐出口36に導かれるように形成されている。冷却水吸入口34へは、エンジン11のラジエータ13で冷却されたエンジン冷却水又は別途設置された専用のラジエータ(図示せず)の冷却水を供給することとし、この冷却水は、冷却水吐出口36からこうしたラジエータに戻して循環させるようにする。   As shown in FIG. 4, the cooling water passage 35 is disposed in various places so as to cover the periphery of the hydraulic pump 20 and the oil passage 31 and the branch oil passage 32 to form a water-cooled water jacket. The water jacket has a pressure-resistant structure because it is disposed at a location where the discharge oil of the high-pressure hydraulic pump 20 flows. Although not clearly shown in the figure, the cooling water passage 35 arranged in various places in the pump oil cooler 30 is arranged such that the cooling water sucked from the cooling water suction port 34 reaches the cooling water passage 35 at any location. The cooling water flowing through the cooling water passage 35 at any location is formed so as to be guided to the cooling water discharge port 36. The cooling water suction port 34 is supplied with engine cooling water cooled by the radiator 13 of the engine 11 or cooling water of a dedicated radiator (not shown) separately installed. It returns to such a radiator from the outlet 36 to be circulated.

ポンプオイルクーラ30に使用する冷却水をエンジン冷却水にした場合には、建設機械を極寒の環境下で運転するときに、比較的暖かいエンジン冷却水を冷却水路35に導いて放熱器として用いることにより、極寒の環境下での高粘度の作動油を暖めて暖機運転を助成し、通常運転の開始を早めることができる。サーモスタット37は、通常時には全開されており、冷却水の温度が必要以上に低下すると、冷却水吐出口36を閉じ、又は絞って作動油の過冷却を防止する。こうしたサーモスタット37を冷却水吐出口36に設けることにより、例えば、建設機械のアイドリング運転時に冷却水吐出口36を絞って、作動油の過冷却により作動油の粘性が増加するのを防止し、作動油の粘性増加に起因する方向制御弁23,24等の寿命の短縮や損傷を防ぐ。   When the cooling water used for the pump oil cooler 30 is engine cooling water, when the construction machine is operated in an extremely cold environment, the relatively warm engine cooling water is guided to the cooling water passage 35 and used as a radiator. As a result, it is possible to warm up the high-viscosity hydraulic oil in an extremely cold environment and subsidize the warm-up operation, thereby speeding up the start of the normal operation. The thermostat 37 is normally fully opened, and when the temperature of the cooling water drops more than necessary, the cooling water discharge port 36 is closed or squeezed to prevent overcooling of the hydraulic oil. By providing such a thermostat 37 at the cooling water discharge port 36, for example, the cooling water discharge port 36 is throttled during idling operation of the construction machine to prevent the hydraulic oil from being increased in viscosity due to overcooling of the hydraulic oil. The directional control valves 23, 24, etc. due to the increase in oil viscosity are prevented from being shortened or damaged.

以上のようなポンプオイルクーラ30を設ける場合、図1の例と同様、戻り管路bにオイルクーラ28を設けてもよいし、設けなくてもよく、その何れにするかは、設計上適宜選択することができる。また、ポンプオイルクーラ30を設けた場合には、オイルクーラ28の冷却能力を従来例のものよりも減少させることができる。なお、図3中、38は方向制御弁23,24等を制御するための油圧パイロット圧を発生させる、ポンプオイルクーラ30に付設されたパイロットポンプ、39は油圧ポンプ20を駆動するためのエンジン11が取り付けられるエンジン取付け部である。図3の例では、パイロットポンプ38のパイロット油を冷却するための冷却手段は、設置しておらず、冷却手段を設置するにしても、油圧パイロット圧は、作動油の油圧に比べてかなり低圧であるため、作動油冷却手段とは異なり、設置する上での制約条件はない。   When the pump oil cooler 30 as described above is provided, the oil cooler 28 may or may not be provided in the return line b as in the example of FIG. You can choose. Further, when the pump oil cooler 30 is provided, the cooling capacity of the oil cooler 28 can be reduced as compared with the conventional one. In FIG. 3, reference numeral 38 denotes a pilot pump attached to the pump oil cooler 30 for generating a hydraulic pilot pressure for controlling the directional control valves 23, 24, etc., and 39 is an engine 11 for driving the hydraulic pump 20. Is an engine attachment portion to which is attached. In the example of FIG. 3, the cooling means for cooling the pilot oil of the pilot pump 38 is not installed, and even if the cooling means is installed, the hydraulic pilot pressure is considerably lower than the hydraulic oil pressure. Therefore, unlike the hydraulic oil cooling means, there are no restrictions on installation.

以上のようなポンプオイルクーラ30を設置した本建設機械の作動油冷却システムに関する作用効果について説明する。   The effects of the hydraulic oil cooling system for the construction machine provided with the pump oil cooler 30 as described above will be described.

本建設機械の作動油冷却システムでは、油圧ポンプ20と一体の構造を有するポンプオイルクーラ30を設置ているので、既述の図1の作動油冷却システムと同様、油圧ポンプ20からの高温の作動油が方向制御弁23,24へ送られることはなく、油圧ポンプ20と一体の作動油冷却手段としてのウォータジャケット式の冷却水路35で冷却された作動油が送られることとなる。また、作動油冷却手段は、油圧ポンプ20と一体に設けられ、しかも、水冷式であるので、従来の作動油冷却システムでオイルクーラ28の冷却能力を増強する場合とは異なり、作動油冷却手段が従来のように過度に大型化するようなこともない。したがって、本建設機械の作動油冷却システムも、図1の作動油冷却システムと同様、油圧ポンプ20の吐出側の部品類が作動油から過大な熱負荷を受けて劣化、損傷するのを防止することができ、かつ、経済的に製作することができる。   In the hydraulic oil cooling system of this construction machine, since the pump oil cooler 30 having a structure integrated with the hydraulic pump 20 is installed, the high-temperature operation from the hydraulic pump 20 is performed as in the hydraulic oil cooling system of FIG. The oil is not sent to the direction control valves 23 and 24, and the hydraulic oil cooled by the water jacket type cooling water passage 35 as hydraulic oil cooling means integrated with the hydraulic pump 20 is sent. Further, since the hydraulic oil cooling means is provided integrally with the hydraulic pump 20 and is water-cooled, the hydraulic oil cooling means is different from the case where the cooling capacity of the oil cooler 28 is enhanced by a conventional hydraulic oil cooling system. However, it does not become excessively large as in the past. Therefore, the hydraulic oil cooling system of the construction machine also prevents the parts on the discharge side of the hydraulic pump 20 from being deteriorated or damaged due to an excessive heat load from the hydraulic oil, like the hydraulic oil cooling system of FIG. Can be produced economically.

既述の図1の作動油冷却システムのように、作動油冷却手段としてのオイルクーラ29を供給管路aに設けた場合には、この供給管路aとオイルクーラ29との接続部品等の余分な部品が必要となるため、その接続部品等の部品が熱負荷を受けて劣化、損傷するというトラブルが発生したり、こうしたトラブルの発生の予防措置を講じることが必要となったりする。これに対し、本建設機械の作動油冷却システムでは、ポンプオイルクーラ30により作動油冷却手段を油圧ポンプ20と一体に設けているので、前記接続部品等の部品が劣化、損傷するというトラブルは、発生する恐れがなく、油圧回路の信頼性を一層向上させることができる。   When the oil cooler 29 as the hydraulic oil cooling means is provided in the supply pipeline a as in the hydraulic fluid cooling system of FIG. 1 described above, the connecting parts of the supply pipeline a and the oil cooler 29, etc. Since extra parts are required, troubles such as deterioration and damage of parts such as connecting parts due to heat load may occur, or it may be necessary to take preventive measures against such troubles. On the other hand, in the hydraulic oil cooling system of this construction machine, the hydraulic oil cooling means is provided integrally with the hydraulic pump 20 by the pump oil cooler 30. There is no fear of occurrence, and the reliability of the hydraulic circuit can be further improved.

ところで、油圧ポンプ20のケーシング内には、油圧ポンプ潤滑用の潤滑油として、作動油が作動油タンク7から吸入されて内部を潤滑した後、作動油タンク7に戻されて循環する。この油圧ポンプ20を潤滑して作動油タンク7に戻される作動油タンク7は、油圧ポンプ20で加熱されてかなり高温であるため、こうした作動油の循環が繰り返されると、作動油タンク7内の作動油の温度が著しく上昇する。本建設機械の作動油冷却システムでは、特に、作動油冷却手段としてのウォータジャケット式の冷却水路35を油圧ポンプ20と一体に設けているので、ウォータジャケット式の冷却水路35を油圧ポンプ潤滑用の潤滑油を冷却する手段としても兼用することができる。   By the way, in the casing of the hydraulic pump 20, hydraulic oil is sucked from the hydraulic oil tank 7 as a lubricating oil for lubricating the hydraulic pump, lubricates the inside, and then returned to the hydraulic oil tank 7 and circulates. The hydraulic oil tank 7 lubricated by the hydraulic pump 20 and returned to the hydraulic oil tank 7 is heated by the hydraulic pump 20 and has a considerably high temperature. Therefore, when the circulation of the hydraulic oil is repeated, The temperature of the hydraulic oil rises significantly. In the hydraulic oil cooling system of the present construction machine, in particular, since the water jacket type cooling water channel 35 as the hydraulic oil cooling means is provided integrally with the hydraulic pump 20, the water jacket type cooling water channel 35 is used for lubricating the hydraulic pump. It can also be used as a means for cooling the lubricating oil.

この出願の第1番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図である。1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a hydraulic oil cooling system for a construction machine configured by embodying the first invention of this application. FIG. この出願の第2番目の発明を具体化して構成した建設機械の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the hydraulic shovel which installed the hydraulic fluid cooling system of the construction machine which actualized and comprised the 2nd invention of this application. 図2の要部の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the principal part of FIG. 図2の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part of FIG. 図5は、従来例の作動油冷却システムを設置した油圧ショベルの構造の一例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an example of a structure of a hydraulic excavator provided with a conventional hydraulic oil cooling system. 従来例の建設機械の作動油冷却システムを模式的に示す油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram which shows typically the hydraulic fluid cooling system of the construction machine of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 上部旋回体
3 ブーム
3a ブームシリンダ
4 アーム
4a アームシリンダ
5 バケット
5a バケットシリンダ
6 作業機
7 作動油タンク
9 方向制御弁ユニット
10 ポンプ装置
11 エンジン
12 オイルクーラ
13 ラジエータ
14 冷却ファン
20 可変容量型の油圧ポンプ
21,22 油圧シリンダ
23,24 方向制御弁
25 エンジン
26 冷却ファン
27 作動油タンク
28 オイルクーラ
29 オイルクーラ
30 ポンプオイルクーラ
31 作動油冷却用の油路
32 作動油冷却用の分岐油路
33 作動油吐出口
34 冷却水吸入口
35 冷却水路
36 冷却水吐出口
37 サーモスタット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper revolving body 3 Boom 3a Boom cylinder 4 Arm 4a Arm cylinder 5 Bucket 5a Bucket cylinder 6 Working machine 7 Hydraulic oil tank 9 Directional control valve unit 10 Pump apparatus 11 Engine 12 Oil cooler 13 Radiator 14 Cooling fan 20 Variable capacity hydraulic pressure Pumps 21, 22 Hydraulic cylinders 23, 24 Directional control valve 25 Engine 26 Cooling fan 27 Hydraulic oil tank 28 Oil cooler 29 Oil cooler 30 Pump oil cooler 31 Oil path for cooling hydraulic oil 32 Branch oil path for cooling hydraulic oil 33 Operation Oil outlet 34 Cooling water inlet 35 Cooling water channel 36 Cooling water outlet 37 Thermostat

Claims (2)

油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油冷却手段を油圧ポンプと方向制御弁との間の油圧回路に設けたことを特徴とする建設機械の作動油冷却システム。   A hydraulic actuator, a hydraulic pump that generates hydraulic oil for sucking the hydraulic oil in the hydraulic oil tank and driving the hydraulic actuator, and a direction for switching the flow and flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator In a hydraulic fluid cooling system for a construction machine that includes a control valve and hydraulic fluid cooling means that cools hydraulic fluid, and that cools hydraulic fluid flowing in a hydraulic circuit by hydraulic fluid cooling means, the hydraulic fluid cooling means and the hydraulic pump and direction control A hydraulic oil cooling system for a construction machine, which is provided in a hydraulic circuit between the valve and the valve. 油圧アクチュエータと、作動油タンク内の作動油を吸入して油圧アクチュエータを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れや流量を切り換える方向制御弁と、作動油を冷却する作動油冷却手段とを備え、油圧回路を流れる作動油を作動油冷却手段で冷却する建設機械の作動油冷却システムにおいて、作動油を水で冷却するための水冷式の作動油冷却手段を油圧ポンプと一体に設けたことを特徴とする建設機械の作動油冷却システム。
A hydraulic actuator, a hydraulic pump that generates hydraulic oil for sucking the hydraulic oil in the hydraulic oil tank and driving the hydraulic actuator, and a direction for switching the flow and flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator A water cooling system for cooling hydraulic oil with water in a hydraulic oil cooling system for a construction machine that includes a control valve and hydraulic oil cooling means for cooling the hydraulic oil, and that cools the hydraulic oil flowing through the hydraulic circuit by the hydraulic oil cooling means. A hydraulic fluid cooling system for construction machinery, wherein a hydraulic fluid cooling means of the type is provided integrally with a hydraulic pump.
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