JP2015055143A

JP2015055143A - 作動油タンク冷却装置および作業機械

Info

Publication number: JP2015055143A
Application number: JP2013190926A
Authority: JP
Inventors: 明利西川; Akitoshi Nishikawa; 孝行大東; Takayuki Daito
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-23
Also published as: CN203979013U

Abstract

【課題】作動油タンクを直接冷却することで、戻り油配管中の冷却手段の負担を軽減できる作動油タンク冷却装置を提供する。
【解決手段】油圧回路17に用いる作動油Ｌを貯留した作動油タンク７への戻り油配管18中の戻り油を冷却するオイルクーラ19とは別に、作動油タンク７を冷却する作動油タンク冷却装置21を設ける。この作動油タンク冷却装置21は、作動油タンク７内で開口した戻り油配管18の出口22に対向して作動油タンク７内の作動油Ｌの油面より上側で、戻り油の落下流を受けて回転するインペラ23を回転自在に設ける。作動油タンク７内のインペラ23に対し作動油タンク７の外部に、インペラ23により回転して作動油タンク７の外表面に風を吹き付けるファン25を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、作動油タンクへの戻り油流を有効利用する作動油タンク冷却装置およびこの冷却装置を搭載した作業機械に関する。

作動油タンクから油圧回路に供給された作動油は、戻り油となって作動油タンクに戻されるが、その戻り油配管中に油圧流式発電機を設け、この油圧流式発電機の動翼を油圧流によって回転させ、発電機から出力された電力をバッテリに充電する油圧作業機械がある（例えば、特許文献１参照）。

一方、作動油は、エンジンからポンプを介して与えられた油圧エネルギにより仕事をするが、そのエネルギの一部は熱量に変換されて高温の戻り油となって作動油タンクに戻されるので、戻り油配管中に設けられたオイルクーラによって戻り油を冷却した上で作動油タンクに戻すようにしている。

特開２０１３−２３０３４号公報

オイルクーラでの冷却能力は完全なものではなく、オイルクーラでの冷却能力の向上を図るには、オイルクーラを大容量化する必要があり、その場合、オイルクーラがレイアウト上の制限を受け易いとともにコスト面でも問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、作動油タンクを直接冷却することで、戻り油配管中の冷却手段の負担を軽減することができる作動油タンク冷却装置およびこの冷却装置を搭載した作業機械を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、作動油タンクへの戻り油配管中の戻り油を冷却する冷却手段とは別に設けられ、作動油タンクを冷却する作動油タンク冷却装置であって、作動油タンク内の戻り油により回転されるインペラと、作動油タンクの外部に配置され、インペラの回転により回転されて作動油タンクの外表面に風を吹き付けるファンとを具備した作動油タンク冷却装置である。

請求項２に記載された発明は、機体と、機体に搭載された作業装置と、機体および作業装置を作動する油圧回路と、油圧回路に用いられる作動油を貯留した作動油タンクに対して設けられた請求項１記載の作動油タンク冷却装置とを具備した作業機械である。

請求項１記載の発明によれば、作動油タンク内の戻り油で回転するインペラにより回転されて作動油タンクの外表面に風を吹き付けるファンを作動油タンクの外部に配置したので、作動油タンクを直接冷却することができ、戻り油配管中の戻り油を冷却する冷却手段の負担を軽減することができる。

請求項２記載の発明によれば、作動油タンクを直接冷却することで冷却手段の負担を軽減できるので、この冷却手段の小容量化すなわち小型化による機体上でのレイアウト上の自由度向上を図れる作業機械を提供できる。

本発明に係る作動油タンク冷却装置の一実施の形態を示す斜視図である。同上冷却装置を搭載した作業機械の一例を示す斜視図である。

以下、本発明を、図１および図２に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。

図２は、作業機械としての油圧ショベルHEを示し、この油圧ショベルHEの機体１は、走行モータ（図示せず）により駆動される履帯を装着した下部走行体２に対して、上部旋回体３が旋回モータ（図示せず）により旋回可能に設けられ、上部旋回体３上に作業装置４、エンジン室５、キャブ６、作動油タンク７、燃料タンク８などが搭載されている。

作業装置４は、ブーム4bmがブームシリンダ4c1により上下方向回動自在に軸支され、このブーム4bmの先端にスティック4stがスティックシリンダ4c2により回動自在に軸支され、このスティック4stの先端にバケット4bkがバケットシリンダ4c3により回動自在に軸支されている。

作業装置４とエンジン室５との間には、上記油圧アクチュエータ（走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ4c1、スティックシリンダ4c2、バケットシリンダ4c3など）の動作を制御するコントロール弁などを設置した油機室が配置されている。

図１は、機体１の走行モータおよび旋回モータ、作業装置４のブームシリンダ4c1、スティックシリンダ4c2およびバケットシリンダ4c3などの油圧アクチュエータを作動する作動油Ｌを貯留した作動油タンク７を示し、この作動油タンク７の下部から引き出された配管11に、エンジン12により駆動されるメインポンプ13およびパイロットポンプ14の吸込口を接続し、これらのメインポンプ13およびパイロットポンプ14の吐出口に配管15，16を介して油圧回路17を接続する。

この油圧回路17は、機体１の走行モータおよび旋回モータ、作業装置４のブームシリンダ4c1、スティックシリンダ4c2およびバケットシリンダ4c3などを作動するコントロール弁などを備えた回路であり、この油圧回路17から作動油タンク７への戻り油配管18中には、冷却手段としてのオイルクーラ19が設けられ、さらに作動油中のゴミを除去するオイルフィルタ20が設けられている。

オイルクーラ19は、油圧回路17から作動油タンク７への戻り油配管18中の戻り油を冷却するものであり、このオイルクーラ19とは別に、作動油タンク７に対して作動油タンク冷却装置21が設けられている。

この作動油タンク冷却装置21は、作動油タンク７内で開口された戻り油配管18の出口22に対向して、作動油タンク７内の作動油Ｌの油面より上側で、戻り油の落下流を受けて回転するインペラ23が回転軸24により回転自在に設けられ、この作動油タンク７内のインペラ23に対し作動油タンク７の外部に、インペラ23の回転により回転されて作動油タンク７の外表面に風を吹き付けるファン25が配置されている。

インペラ23は、作動油タンク７の側壁にベアリング（図示せず）などを介して回転自在に軸支された回転軸24によりファン25を回転するように設置することで、インペラ23の回転をファン25に直接伝達してもよいし、あるいは、プーリおよび無端ベルトなどの回転伝動機構によりファン25に回転を伝達するようにしてもよい。

次に、この実施の形態の作用効果を説明する。

戻り油配管18の出口22からタンク内に排出された戻り油を、作動油タンク７の内部に回転自在に設けられたインペラ23の片側に位置する羽根23aに当てるように落下させると、この戻り油を油面に落とす際の位置エネルギを有効に活用してインペラ23を回し、ファン25を回転駆動させることができる。

このファン25より生じた風は、作動油タンク７のタンク壁面に向かって送られ、タンク壁面に当たって、このタンク壁面を冷却させることにより、タンク表層の放熱効果を促進できるとともに、近傍の油機（オイルフィルタ20や、図示しないコントロール弁など）にも風を当てることができ、作動油タンク７および油機の表層熱を奪うことにより、作動油Ｌの温度を下げることができる。

特に、ファン25が設置された作動油タンク７の壁面に臨んで位置する油機室の通気性をよくした場合は、この油機室内の換気により作動油タンク７から周囲に放出された熱気を外部へ効率よく逃がすことができ、ヒートバランス性能を向上させることができる。

これにより、作動油Ｌを冷却する本来の冷却器であるオイルクーラ19の容量を小さくコンパクトにすることができ、レイアウトに有利であるとともに、コスト低減も図れる。

このように、作動油タンク７内で開口された戻り油配管18の出口22に対向して作動油タンク７内の作動油Ｌの油面より上側で、戻り油の落下流を受けて回転するインペラ23を回転自在に設け、このインペラ23の回転により回転されて作動油タンク７の外表面に風を吹き付けるファン25を作動油タンク７の外部に配置したので、作動油タンク７を直接冷却することができ、戻り油配管18中の戻り油を冷却するオイルクーラ19の負担を軽減できる。

さらに、オイルクーラ19の負担軽減により、このオイルクーラ19の小容量化すなわち小型化を図れるので、作業機械HEの機体１上でのレイアウト上の自由度を向上できる。

なお、メンテナンスの観点では、上記油機室の密閉性を確保するとともに、この油機室に対してエアフィルタなどを介しファン25により外気を吹き込むように構成することも可能であり、この場合は、外気圧に対して上記油機室の圧力が高くなるので、外界の粉塵が上記油機室に侵入することを防止でき、油機室内を清潔に保つことができる。

さらに、インペラ23によりファン25を駆動する冷却技術に加えて、インペラ23を回して得られたエネルギを発電機（図示せず）で電力に変換して、低電圧ＬＥＤランプや周囲確認カメラなどの低電圧機器に供給するようにしてもよい。

本発明は、作動油タンク冷却装置および作業機械の製造、販売などに携わる事業者にとって利用可能である。

HE 作業機械としての油圧ショベル
Ｌ作動油
１機体
４作業装置
７作動油タンク
17 油圧回路
18 戻り油配管
19 冷却手段としてのオイルクーラ
21 作動油タンク冷却装置
23 インペラ
25 ファン

Claims

作動油タンクへの戻り油配管中の戻り油を冷却する冷却手段とは別に設けられ、作動油タンクを冷却する作動油タンク冷却装置であって、
作動油タンク内の戻り油により回転されるインペラと、
作動油タンクの外部に配置され、インペラの回転により回転されて作動油タンクの外表面に風を吹き付けるファンと
を具備したことを特徴とする作動油タンク冷却装置。
機体と、
機体に搭載された作業装置と、
機体および作業装置を作動する油圧回路と、
油圧回路に用いられる作動油を貯留した作動油タンクに対して設けられた請求項１記載の作動油タンク冷却装置と
を具備したことを特徴とする作業機械。