JP2010013906A

JP2010013906A - 油圧回路の冷却システム

Info

Publication number: JP2010013906A
Application number: JP2008177368A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Abekawa; 利治安部川; Atsuhiko Hirozawa; 敦彦広沢; Masashi Imayuki; 将司今雪
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-07-07
Also published as: JP5072746B2

Abstract

【課題】油圧回路を効率的に冷却することにより、油圧回路の効率を向上する。
【解決手段】油圧アクチュエータ１０と、油圧アクチュエータ１０へ作動油を供給する油圧ポンプ２０と、油圧ポンプ２０から油圧アクチュエータ１０へ作動油を供給するための流路Ｐ１、Ｐ２に設けられた制御弁３０と、油圧アクチュエータ１０からの戻り作動油が通る戻り流路Ｐ４に設けられ、前記作動油を冷却する冷却装置２８と、制御弁３０の内部または周囲に設けられ、冷却装置２８で冷却された作動油が流れる制御弁冷却流路３６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械などにおける油圧回路の冷却システムに関し、特に制御弁の冷却を効率的に行う建設機械の冷却システムに関する。

従来、図３に示すような油圧回路の冷却システムが知られている。すなわち、油圧回路の作動油を冷却するために、油圧アクチュエータ及び制御弁からの戻り作動油の流路にオイルクーラを設けている。

また、油圧アクチュエータ及びバルブ等の油圧機器の劣化を抑制するために、油圧ポンプと制御弁との間にオイルクーラを配置した建設機械の作動油冷却システムが知られている（例えば、特許文献１）。

さらに、制御弁の劣化を抑制するために、制御弁に冷却水を通過せせる水路を設けた作動油冷却システムが知られている（例えば、特許文献２）。
特開２００７−５１４５４号公報特開２００７−８５０９０号公報

特許文献１の場合、オイルクーラでの圧力損失が大きく、油圧回路の効率が悪化する。また、オイルクーラで圧力損失が生じても、油圧アクチュエータに供給される圧油の圧力を十分に保つとともに、必要な流量を確保し、かつ、オイルクーラで十分な冷却効果を得るためには、非常に大きなオイルクーラを必要とする。

特許文献２の場合、制御弁冷却用の冷却装置に冷却水を循環させるための動力が必要となり、油圧システムの効率が悪化する。さらに、この場合には、冷却水と圧油の両方の冷却が必要となり、冷却器の能力を大きくする必要がある。

そこで、本発明の目的は、油圧回路を効率的に冷却することにより、油圧回路の効率を向上することである。

本発明の一つの実施態様に従う油圧回路の冷却システムは、油圧アクチュエータ（１０）と、前記油圧アクチュエータ（１０）へ作動油を供給する油圧ポンプ（２０）と、前記油圧ポンプ（２０）から前記油圧アクチュエータ（１０）へ作動油を供給するための供給流路（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）に設けられた制御弁（３０）と、前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油が通る戻り流路（Ｐ４）に設けられ、前記作動油を冷却する冷却装置（２８）と、前記制御弁（３０）の内部または周囲に設けられ、前記冷却装置（２８）で冷却された作動油が流れる制御弁冷却流路（３６）と、を備える。

好適な実施形態では、前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油を前記冷却装置（２８）へ流すか、または、前記冷却装置（２８）をバイパスして前記制御弁冷却流路（３６）へ流すかを切り替える切替弁（４０）と、前記戻り流路（Ｐ４）に設けられ、前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油の温度を計測する温度センサ（５０）と、をさらに備え、前記温度センサ（５０）が計測した前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油の温度が所定温度以下の場合、前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油が前記冷却装置（２８）をバイパスして前記制御弁冷却流路（３６）へ流れるように、前記切替弁（４０）が流路切り替えを行うようにしてもよい。

好適な実施形態では、前記制御弁（３０）の表面に、前記制御弁（３０）内の流路から漏れ出た漏れ作動油が流れる漏れ油流路（３４）をさらに備え、前記制御弁冷却流路（３６）は、前記漏れ油流路（３４）と隣り合って配置されていて、前記漏れ油流路（３４）を流れる漏れ作動油を冷却するようにしてもよい。

以下、本発明の一実施形態に係る油圧回路の冷却システムについて、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る建設機械などで使用される油圧回路の冷却システム１の構成図である。

油圧回路の冷却システム１は、建設機械の作業機などを動作させる油圧アクチュエータ１０と、エンジン２４によって駆動され、油圧アクチュエータ１０へ作動油を供給する油圧ポンプ２０と、油圧アクチュエータ１０と油圧ポンプ２０との間に配置され、油圧アクチュエータ１０への作動油を供給するか、または停止するかの切り替えを行う制御弁３０とを備える。

制御弁３０は、制御弁本体３２と、制御弁本体３２を冷却するための制御弁冷却流路３６とを有する。

制御弁本体３２は、例えばソレノイド弁であって、図示しない制御装置の指示に従って、油圧アクチュエータ１０への作動油の供給停止、ヘッド側への作動油供給及びボトム側への作動油供給の切り替えを行う。

制御弁冷却流路３６は、制御弁３０の図示しない筐体の内部に配置され、冷却装置２８で冷却された作動油が流れる冷却流路である。制御弁冷却流路３６は、後述するように、特に、制御弁本体３２から漏れ出る作動油を冷却するために、制御弁本体３２から漏れ出る作動油が流れる流路の近くに配置される。制御弁冷却流路３６は、制御弁３０の図示しない筐体の外側に配置され、筐体の外部から制御弁本体３２を冷却する構造でもよい。

油圧ポンプ２０は、流路Ｐ１を介して制御弁本体３２へ作動油を供給する。制御弁本体３２からの戻り作動油は、流路Ｐ４を流れる。制御弁本体３２は、油圧アクチュエータ１０のシリンダボトム側に流路Ｐ２、シリンダヘッド側に流路Ｐ３がそれぞれ接続されている。

流路Ｐ４には、温度センサ５０と、冷却ファン２６によって作動油を冷却するための冷却装置２８とが設けられている。

上述のような構成を備えた油圧回路では、作動油は以下のように循環する。すなわち、油圧ポンプ２０が、オイルタンク２２から作動油を吸い上げて流路Ｐ１を介して制御弁本体３２へ作動油を供給すると、制御弁本体３２の状態に従って、流路Ｐ２またはＰ３を介して、作動油が油圧アクチュエータ１０へ供給される。そして、油圧アクチュエータ１０から流路Ｐ２またはＰ３を介して戻ってき作動油と、制御弁本体３２で漏れ出た作動油が流路Ｐ４へ流れ込む。ここで、流路Ｐ４に設けられた冷却装置２８で作動油が冷却される。冷却装置２８で冷却された作動油は、流路Ｐ５を介して制御弁冷却流路３６へ供給される。制御弁冷却流路３６で制御弁本体３２を冷却した作動油は、オイルタンク２２へ戻る。

流路Ｐ４には、さらに、冷却装置２８をバイパスするための切替弁４０が設けられている。つまり、切替弁４０に作動油を流せば、冷却装置２８を通らずに制御弁冷却流路３６へ作動油を供給することができる。温度センサ５０で計測した温度に応じて切替弁４０を切り替えてもよい。つまり、図示しない制御装置が、作動油が所定の温度よりも低いときは、切替弁４０を開いて、冷却装置２８を通さずに制御弁冷却流路３６へ作動油を供給してもよい。

図２は、制御弁本体３２の断面を模式的に示した図である。

制御弁本体３２は、流路の切り替えを行うスプール３３と、スプール３３の周囲から漏れ出た漏れ作動油を流路Ｐ４へ流す漏れ油配管３４とを備える。制御弁冷却流路３６は、漏れ油配管３４の隣り合う位置に配置されている。

これにより、制御弁本体３２で漏れ出た作動油を集中的に冷却することができる。これは、漏れ油の流量は、流路Ｐ１などと比べると微量であるので、効率的に冷却することができる。

漏れ油配管３４において冷却された作動油は、ここからさらに流路Ｐ４を介して冷却装置２８へ流れ込み、冷却装置２８で冷却される。従って、冷却装置２８での冷却も効率的に行うことができる。

本実施形態によれば、冷却された戻り作動油を使って制御弁を冷却するので、従来の油圧回路に簡単な構成を追加するだけで、効率的に冷却することができる。特に、本実施形態では、制御弁で漏れ出た作動油が流れる配管の隣りに、冷却された戻り作動油が流れる配管を配置し、制御弁で漏れ出た作動油を、冷却装置での冷却の直前に集中的に冷却することにより、作動油を効率的に冷却することができる。

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

本発明の一実施形態に係る油圧回路の冷却システム１の構成図である。制御弁本体の断面を模式的に示した図である。従来の油圧回路の冷却システムである。

符号の説明

１油圧回路冷却システム
１０油圧アクチュエータ
２０油圧ポンプ
２２オイルタンク
２４エンジン
２６冷却ファン
２８冷却装置
３０制御弁
３２制御弁本体
３３スプール
３４油配管
３６制御弁冷却流路
４０切替弁
５０温度センサ

Claims

油圧アクチュエータ（１０）と、
前記油圧アクチュエータ（１０）へ作動油を供給する油圧ポンプ（２０）と、
前記油圧ポンプ（２０）から前記油圧アクチュエータ（１０）へ作動油を供給するための供給流路（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）に設けられた制御弁（３０）と、
前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油が通る戻り流路（Ｐ４）に設けられ、前記作動油を冷却する冷却装置（２８）と、
前記制御弁（３０）の内部または周囲に設けられ、前記冷却装置（２８）で冷却された作動油が流れる制御弁冷却流路（３６）と、を備えた油圧回路の冷却システム。
前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油を前記冷却装置（２８）へ流すか、または、前記冷却装置（２８）をバイパスして前記制御弁冷却流路（３６）へ流すかを切り替える切替弁（４０）と、
前記戻り流路（Ｐ４）に設けられ、前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油の温度を計測する温度センサ（５０）と、をさらに備え、
前記温度センサ（５０）が計測した前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油の温度が所定温度以下の場合、前記油圧アクチュエータ（１０）からの戻り作動油が前記冷却装置（２８）をバイパスして前記制御弁冷却流路（３６）へ流れるように、前記切替弁（４０）が流路切り替えを行うことを特徴とする請求項１記載の油圧回路の冷却システム。
前記制御弁（３０）の表面に、前記制御弁（３０）内の流路から漏れ出た漏れ作動油が流れる漏れ油流路（３４）をさらに備え、
前記制御弁冷却流路（３６）は、前記漏れ油流路（３４）と隣り合って配置されていて、前記漏れ油流路（３４）を流れる漏れ作動油を冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の油圧回路の冷却システム。