WO2007091534A1

WO2007091534A1 - 油圧駆動式産業機械

Info

Publication number: WO2007091534A1
Application number: PCT/JP2007/051967
Authority: WO
Inventors: Mitsuhiro Yoshimoto; Genroku Sugiyama
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2007-08-16
Also published as: CN101379302A; JP2007211843A; KR101073531B1; EP1985869A4; KR20080091847A; EP1985869A1; CN101379302B; JP4725345B2; EP1985869B1; US8051649B2; US20090217656A1

Abstract

　作動油タンクからの作動油を加圧する可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油を、コントロールバルブを介して供給することにより駆動制御されて、所定の作業を実行する油圧アクチュエータとを備え、油圧アクチュエータからの戻り油を冷却するために、この戻り油の冷却率を変化させる冷却率可変式作動油冷却手段と、油圧アクチュエータによる作業負荷を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出される作業負荷に応じて戻り油の冷却率を変化させる制御手段とから構成される。

Description

明細書

油圧駆動式産業機械

技術分野

[0001] 本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械を含む油圧駆動式産業機械に関するものであり、特にその油圧回路システムにおける作動油の温度を有効に制御し、もつて省エネルギ的稼働を可能にするようにした油圧駆動式産業機械に関するものである。

背景技術

[0002] 油圧駆動式産業機械として、例えば掘削等の作業を行う作業手段を備えた油圧ショベル等の建設機械がある。この種の建設機械の油圧回路としては、エンジンにより駆動される可変容量式の油圧ポンプを備え、この油圧ポンプは作動油タンク力作動油を吸い込んで加圧するものである。油圧ポンプの吐出油はコントロールバルブを介して油圧シリンダや油圧モータ力なる油圧ァクチユエータに供給されて、これら油圧ァクチユエータが駆動される。その結果、車両の走行，旋回及び作業手段による所要の作業がなされる。油圧ァクチユエータからの戻り油はコントロールバルブを経て作動油タンクに還流される。従って、作動油タンクと油圧ポンプとの間は吸い込み配管で接続され、油圧ポンプとコントロールバルブとの間は吐出配管により接続される。コントロールバルブと各油圧ァクチユエ一タとはそれぞれ一対力もなる供給 z排出用配管で接続される。さらに、コントロールノレブと作動油タンクとが戻り配管により接続される。これによつて、全体として閉回路カゝらなる油圧回路が構成される。

[0003] 油圧ァクチユエータを駆動する際には熱が発生する。従って、閉回路を構成している油圧回路内を流れる作動油が加熱されるので、油圧ァクチユエ一タカの戻り油を冷却する。このために、前述した戻り配管に作動油冷却手段が設けられるが、建設機械に設けられる作動油冷却手段は、通常、内部に作動油を流通させる多数の細管にフィンを装着した冷却器力なるオイルクーラ力構成され、このオイルクーラに冷却ファンからの冷却風を供給するようにして!/、る。

[0004] 冷却ファンはエンジンにより駆動されることから、エンジン回転数に応じて冷却ファンの回転数が変動することになり、この冷却ファンの回転数によりオイルクーラによる戻り油の冷却率も変動することになる。このために、冷却ファンを独立した油圧モータにより駆動することによりエンジン回転数の変動に影響を受けない構成としたものが、例えば特許文献 1に開示されている。そして、この特許文献 1では、冷却ファンを駆動する油圧モータを可変容量式の油圧モータで構成し、作動油温を検出して、この作動油温に応じた回転数で冷却ファンを駆動するようになし、もって目標とする作動油温となるように制御している。

特許文献 1 :特開 2000— 130164号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 前述した建設機械の省エネルギ的稼動のために、油圧回路におけるエネルギを効率的に伝達し、無駄に消費されるエネルギロスを最小限に抑制しなければならな、。エネルギの伝達効率を高くするには、油圧ポンプの機械効率及び容積効率を向上させ、かつコントロールバルブ及び油圧配管等における圧力損失及び漏れ量を抑制する必要がある。後述するように、これら各要素は油圧回路内を流れる作動油の粘度に応じて変動する。作動油の温度と粘度とは概略比例するものであり、作動油の温度が低いときには、粘度が高ぐ作動油の温度が高くなればなるほど、粘度が低下する。従って、前述した特許文献 1に示されているように、目標とする作動油温を設定して、この目標とする作動油温に応じた回転数で冷却ファンを回転させるように制御することは重要である。

[0006] ところで、油圧ポンプの機械効率を向上させ、また油圧配管等における圧力損失を最小限に抑制するには、作動油の粘度はある程度低い方が良い。一方、油圧ポンプの容積効率を向上させ、またコントロールバルブ等の漏れ量を最小限に抑制するためには、むしろ作動油の粘度を高くしなければならない。従って、油圧ポンプの吐出圧と吐出流量との関係で、油圧回路内を流れる作動油の粘度を低下させた方が動力の伝達効率が良くなる場合があり、省エネルギの観点からは、これとは逆に作動油の粘度を高くした方が良い場合もある。

[0007] 産業機械に作用する作業負荷が一定であり、かつ油圧回路内を流れる作動油の流量が一定であれば、油圧ポンプを効率的に作動させ、かつ油圧回路を流れる作動油の圧力損失及びコントロールバルブにおける漏れ油量を最小限に抑制し、もって機械を効率的に稼働させるのに最適な作動油温は一定になるので、作動油温が所定の設定温度となるように管理すれば良い。しかしながら、例えば油圧ショベル等にあっては、固い地盤や岩石等が多量に含まれる地面を掘削する場合のように、作業手段に高い負荷が作用する重掘削作業があり、また整地作業や軟弱地の掘削等のように比較的小さな負荷のみが作用する軽作業があるというように、作業の種類に応じて負荷が大きく変化する。従って、作動油温が一定となるように制御した場合、作業の種類によっては、油圧回路の全システムにおける効率が良好とはならない。

[0008] そこで、本発明の解決すべき課題は、産業機械において、作業負荷の変動に応じて戻り油の冷却率を変化させ、もって油圧回路システムの効率を良好なものとなし、省エネルギ化を図ることにある。課題を解決するための手段

[0009] 前述した目的を達成するために、本発明は、作動油タンクからの作動油を加圧する可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油を、コントロールバルブを介して供給することにより駆動制御されて、所定の作業を実行する油圧ァクチユエータとを備えた油圧駆動式産業機械であって、前記油圧ァクチユエ一タカの戻り油を冷却するために、この戻り油の冷却率を変化させる冷却率可変式作動油冷却手段と、前記油圧ァクチユエータによる作業負荷を検出する負荷検出手段と、前記負荷検出手段により検出される作業負荷に応じて前記戻り油の冷却率を変化させる制御手段とを備える構成としたことをその特徴とするものである。

[0010] ここで、冷却率可変式作動油冷却手段は、戻り油の管路を、冷却器を介する冷却経路と、冷却器を介さない非冷却経路とに分岐させる構成とし、この流路分岐部にこれら両経路への戻り油の分配比率を変化させる可変分配手段で構成することができる。例えば、戻り油の管路を、冷却器を介する流路と冷却器をバイパスする流路と〖こ分岐させ、この流路分岐部に電磁比例弁等力なる分配弁を設ける構成とすることができる。この場合、冷却器は空冷式または水冷式とすることができる。空冷式の冷却器を設ける場合には、冷却ファンを油圧モータ等の駆動手段で回転駆動するようになし、この冷却ファンの回転数を制御する回転数制御手段を設けて、制御手段からの制御信号に基づいて回転数制御手段による冷却ファンの回転数を制御することによって冷却率可変式作動油冷却手段とする。

[0011] また、油圧ァクチユエータによる作業負荷を検出する負荷検出手段としては、油圧ポンプの吐出圧または吐出流量を検出する構成とする。これによつて、容易に、しかも確実に負荷の検出を行うことができる。ここで、作業時には、必ずしも一定の負荷が作用するものではなぐ常に変動するため、ある一定の時間における圧力（または流量)の平均値を作業負荷として検出するように構成する。制御手段では、このようにして検出される作業負荷に応じて、高負荷作業時には戻り油の冷却率が高ぐ低負荷作業時には戻り油の冷却率が低くなるように冷却率可変制式作動油冷却手段による冷却率を変化させるが、この冷却率の変化は少なくとも高負荷状態と低負荷状態との 2段階に制御するようになし、また複数段階に制御するように構成しても良ぐさらに段階的ではなぐ連続的に制御する構成とすることもできる。

[0012] 制御手段による戻り油の冷却率の制御は、負荷検出手段で測定される作業負荷に基づいて行われるが、機械の作業負荷は常に変動する。この変動に応じて冷却率を常時変動させるように設定すると、作動油冷却手段等の負担が著しいものとなる。この作動油冷却手段の作動の安定性を確保するには、所定の単位時間を設定して、この単位時間当たりの作業負荷の平均値 (例えば平均油温または平均圧力等)を作業負荷履歴とし、この作業負荷履歴カゝら最適な戻り油の冷却率を割り出すように設定することができる。ここで、単位時間は、 1時間乃至それ以上が望ましぐ例えば、 1時間若しくは 2時間， 3時間等を単位時間とすることができ、また 1日を単位時間として設定することちできる。

[0013] 油圧駆動式産業機械のうち、例えば油圧ショベル等の建設機械においては、ある作業現場で所定の作業態様で稼働させる場合、ほぼ一定の稼働条件を継続させることが多ぐこの間は負荷率が概略一定となるのが一般的である。そこで、制御手段では、作業現場が変わる毎に、または作業状態が変わる毎に、所定時間の作業負荷履歴を算定して、戻り油の冷却率を見直すように設定することができる。そして、この場合には、作業現場乃至作業状態が変化しない限り、一定の冷却率となるように制御する。制御手段による戻り油の冷却率の見直しは、機械を操作するオペレータによる制御手段の操作により、または作業現場が移動したことを検出して、この検出信号等に基づいて作業負荷履歴を算定することもできる。より微細に制御するには、所定の時間を 1つの単位として、 1単位毎に作業負荷履歴を算出して、次の 1単位の時間分における戻り油の冷却率を決定し、単位時間毎に戻り油の冷却率を見直すようにすることもできる。さらに、複数単位の作業負荷履歴の移動平均を求め、この移動平均に基づいて次の 1単位の時間分における前記戻り油の冷却率を決定するようにしても良い。

発明の効果

[0014] 以上のように、作業負荷に応じて戻り油の冷却率を変化させることによって、作業負荷の変動に応じて油圧ポンプ力油圧ァクチユエータへのエネルギの伝達効率を向上させることができ、機械の省エネルギ的な運転が可能になる。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図 1に産業機械における油圧回路の概略構成を示す。ここで、油圧駆動式産業機械の一例として、作業負荷が大きく変動する建設機械としての油圧ショベルを例示する。ただし、本発明の油圧回路システムが搭載される産業機械はこれに限定されない。

[0016] 而して、図 1において、 1は例えば斜軸式または斜板式等力なる可変容量式の油圧ポンプであり、この油圧ポンプ 1は吸い込み配管 2によって作動油タンク 3から吸い込んだ作動油を加圧して吐出するものであり、この油圧ポンプ 1の吐出配管 4はコントロールバルブ 5に接続されて!、る。コントロールバルブ 5と例えば油圧シリンダ（または油圧モータ)力もなる油圧ァクチユエータ 6との間には一対力もなる供給 Z排出用配管 7, 7が接続されている。さらに、コントロールバルブ 5には戻り配管 8が接続されており、この戻り配管 8の他端は作動油タンク 3に接続されるが、その途中位置には戻り油の冷却手段としてのオイルクーラ 9が設けられている。なお、図 1では、構成の簡略化のために、 1個の油圧ポンプ 1と、 1個の油圧ァクチユエータ 6とを示した力油圧ショベルその他の産業機械においては、油圧ァクチユエータ 6は通常複数備えており、また油圧ポンプ 1も複数設ける構成とするのが一般的である。 [0017] 油圧ショベルは作業の態様や種類に応じて負荷が大きく変動する。油圧ポンプ 1からの出力圧 (P)と出力流量 (Q)との関係、所謂 P— Q特性は図 2に示したように、油圧ポンプ 1の吐出圧が低いときには、吐出流量が多くなり、油圧ポンプ 1からの吐出圧が高くなると、吐出流量が少なくなるという傾向を示す。従って、作業負荷が大きく、高い吐出圧が必要なときには、吐出流量が少なぐ軽い作業を実行するために、油圧ポンプ 1からの吐出圧が低いときには、その吐出流量が多くなる。

[0018] この図 2の P— Q特性線図において、低負荷作業を行っている状態を作動状態 aとし、また高負荷作業を行っている状態を作動状態 bとしたときにおいて、作動油の動粘度（cSt)の変化と、油圧ポンプ 1の効率，コントロールバルブ 5の効率及び配管、特に高圧となる吐出配管 4及び一方の供給 Z排出配管 7の効率との関係を図 3 (a) 〜（c)に示す。ここで、これらの図において、容積効率（ r? V)は全流量に対する実際に油圧ァクチユエータ 6を駆動するために使用される流量の比、機械効率（ 7? m)は油圧ポンプ 1にあっては、設定圧 (理論値）に対する出力圧の比、コントロールノレブ 5及び配管の効率については、入力側の圧力に対する出力側の圧力の比、つまり圧損の程度である。

[0019] 図 3 (a)には、作動油粘度に対する油圧ポンプ 1の容積効率及び機械効率の関係が示されており、作動状態 aの容積効率は曲線（ r? v a) ,作動状態 bの容積効率は曲線（r? v'b)となる。また、作動状態 aの機械効率は曲線（7? m' a) ,作動状態 bの機械効率は曲線（ 7? m-b)となる。従って、この線図からは、容積効率は作動油の粘度が高くなればなるほど高効率になり、これとは逆に機械効率は作動油の粘度が低い方が高効率となる。その結果、油圧ポンプ 1の全効率（ r? t)は、作動状態 aでは曲線（ r? t ' a)、作動状態 bでは曲線（ 7? t'b)となる。また、図 3 (b)に示したように、作動油粘度に対するコントロールバルブ 5の容積効率及び機械効率の関係も前述した油圧ポンプ 1とほぼ同様の傾向を示しており、作動状態 aの容積効率は曲線（7? ν· a) ,作動状態 bの容積効率は曲線（ 7? v'b)となり、作動状態 aの機械効率は曲線（ 7? m' a) , 作動状態 bの機械効率は曲線（ r? m-b)となる。そして、コントロールノレブ 5の全効率（ r? t)は、作動状態 aでは曲線（ 7? f a)、作動状態 bでは曲線（ r? f b)となる。さらに、配管内では圧損が生じるものの、実質的に作動油の漏れがないことから、図 3 (c )に示したように、作動状態 aの機械効率は曲線（ r? m- a) ,作動状態 bの機械効率は曲線（rj m'b)となる。

[0020] 以上の点から、油圧回路全体の効率としては、図 4に示したように、作動状態 aでの全効率特性は曲線 aTとなり、また作動状態 bの全効率特性は曲線 bTとなる。従って、作動状態 aでは、作動油の動粘度が値 A (cSt)のときが最も高い作業効率を発揮し、作動状態 bでは、作動油の動粘度が値 A (cSt)より低い値 B (cSt)で最高の作業効率を発揮することがわかる。

[0021] 作動油の粘度は作動油温度と実質的に比例するので、油圧ポンプ 1が低圧 *大流量で作動し、機械が軽作業を行っている作動状態 aでは作動油の粘度が値 A (cSt) となるように作動油の温度を高くする。これに対して、油圧ポンプ 1が高圧'小流量で駆動されて、重作業を行っている作動状態 bでは、作動油の粘度が値 B (cSt)となるように作動油の温度を低下させるようにする。これによつて、油圧回路システム全体の効率が向上し、油圧ショベルの省エネルギ的稼働を図ることができる。

[0022] そこで、作業負荷に応じて作動油の温度を変化させるための具体的な一構成例を図 5に示す。この図 5において、 10はエンジン 11により駆動される可変容量式の油圧ポンプであり、この油圧ポンプ 10と作動油タンク 12との間を接続する吸い込み配管 1 3から供給される作動油を加圧して吐出配管 14に供給する。吐出配管 14は複数の方向切換弁 15aからなるコントロールバルブユニット 15に接続されており、このコントロールバルブユニット 15には複数の供給 Z排出配管 16が接続されており、これら各供給 Z排出配管 16は油圧シリンダ 17Cや油圧モータ 17Mと、つた油圧ァクチユエータ 17に接続されている。そして、コントロールバルブ 15における戻り配管 18は冷却手段 19を介して戻り油を冷却して作動油タンク 12に還流される。

[0023] 冷却手段 19はオイルクーラ 20を有し、このオイルクーラ 20により油圧ァクチユエ一タ 17を駆動することにより加熱された戻り油が冷却される。ただし、戻り配管 18から作動油タンク 12に還流される戻り油の全量がオイルクーラ 20により必ず冷却されるのではない。オイルクーラ 20の前段には分配弁 21が装着されている。この分配弁 21には、オイルクーラ 20を介して作動油タンク 12に還流させる冷却戻り配管 22aと、オイルクーラを介さないで作動油タンク 12に還流させる非冷却戻り配管 22bとに分岐している。従って、冷却戻り配管 22aに流す戻り油量と非冷却戻り配管 22bとの流量比を制御することによって、作動油タンク 12内の油温を変化させることができる。従って、これらによって冷却率可変式作動油冷却手段が構成される。

[0024] 作動油タンク 12には作動油の温度を測定する温度センサ 23が装着されており、この温度センサ 23により検出される作動油温信号が制御回路 24に取り込まれるようになっている。また、吐出配管 14 (または油圧ポンプ 10)には、その圧力を検出する圧力センサ 25が接続されており、この圧力センサ 25は作業負荷検出手段として機能するものであり、その検出信号も制御回路 24に取り込まれるようになつている。制御回路 24は記憶部 24aと演算部 24bとを備えており、記憶部 24aには油圧ポンプ 10の吐出圧に応じて最も高い効率で機械を駆動するのに最適な作動油の温度を記憶し、演算部 24bでは、記憶部 24aに記憶されている最適な作動油温に関するデータを読み出して、温度センサ 23により検出した作動油温と比較して、分配弁 21における冷却戻り配管 22aと非冷却戻り配管 22bとの流量比が求められる。温度センサ 23による作動油温に関するデータは、所定時間内、例えば 1時間内での平均油温とする。このようにして演算した平均油温が作業負荷履歴となり、これが記憶部 24aに記憶されているデータと比較されて、当該負荷率での最適油温が算出されることになる。そして、この演算結果に基づいて、制御回路 24から分配弁 21に対して目標とする流量比で戻り油の冷却戻り配管 22a及び非冷却戻り配管 22bに流量の分配を行うように制御する。

[0025] ここで、図 4に示したように、油圧ショベルが軽作業を行って、る作動状態 aでは、油圧ポンプ 10が低圧 '大流量で駆動されることになるので、作動油の設定温度は高い温度として、作動油の粘度が同図の値 A (cSt)となるように設定する。これに対して、油圧ポンプ 10が高圧 '小流量で駆動されて、重作業を行っている作動状態 bでは作動油の設定温度は低い温度として、作動油の粘度を同図の値 B (cSt)となるように設定する。即ち、作動油の設定温度を高温状態と低温状態との 2段階に制御される。

[0026] 即ち、図 6にあるように、油圧ポンプ 10が作動して、油圧ショベルの作動が開始すると、油圧ポンプ 10の吐出圧が測定され、かつ作動油タンク 12の油温が測定される（ステップ 1)。この吐出圧の測定は機械が作動している間は継続的に行われるものであり、制御回路 24においては、直前 15分間の圧力平均値 Prefとそれより前 1時間分の圧力平均値 Pmeanとの差（Pref—Pmean ) = Δ Ρを求める（ステップ 2)。なお、この平均値の差分 Δ Pには所定のヒステリシス特性を持たせるために、ある不感帯となる領域を設定しておき、差 Δ Ρはこの不感帯を勘案した設定値 Δ Ρ'と比較される。そして、差 Δ Ρが設定値 Δ Ρ'より小さい場合には (ステップ 3)、作業の性質に変化がないとして、設定油温を変更することなく (ステップ 4)、分配弁 21における戻り油の分配比を変化させない (ステップ 5)。一方、差 Δ Ρが設定値 Δ Ρ'より大きい場合にはステツプ 6になり、作業の性質が変化し、重作業から軽作業に、または軽作業から重作業に変化したとして、設定油温を変更する (ステップ 7)。ここで、設定温度が変更されたときには、分配弁 21における戻り油の分配比を変化させる (ステップ 8)。

[0027] 以上のようにして、目標となる油温が決定されると、ステップ 9において、作動油タンク 12内の作動油の温度が目標値となるように、戻り油の油温が制御される。即ち、温度センサ 23により測定した作動油温が目標となる作動油温より低いと、冷却手段 19 における分配弁 21の流量比が非冷却戻り配管 22bの方を大流量となし、もって戻り油の冷却率を低下させる。一方、測定作動油温が目標値より高いと、分配弁 21における冷却戻り配管 22aの方の流量を多くして、戻り油の冷却率を高くする。前述した 1 時間は作業負荷履歴を取得する上での単位時間となるものであり、この作業負荷履歴を取得することによって、戻り油の分配比の見直しが行われる力この戻り油の分配比の見直しは単位時間である 1時間毎に行われる。

[0028] 以上の制御は、温度センサ 23で測定される作動油タンク 12内の作動油温が正確に設定温度とするのではなぐ所定のヒステリシスを持たせるように設定しておく。従つて、作動油温が所定の設定範囲内となると、その温度状態が維持される。これによつて、油圧ショベルが稼働する際に、油圧回路を構成する全システムの効率が良好となり、省エネルギを図ることができる。

[0029] ここで、油圧ショベルに作用する作業負荷に応じて戻り油の温度制御がなされるが、作業負荷を高負荷作業と低負荷作業との 2段階に分けるようにしている。ただし、作業の種類によっては、さらに多段に制御することができ、さらに連続的に制御するように構成することもできる。つまり、油圧ショベルは様々な種類の作業を行うことができ、作業の種類によっては、高負荷作業と低負荷作業との中間の作業が継続して行われる場合もある。例えば、図 4において、作動状態 aの軽作業時に最適な作動油の温度と、作動状態 bの重作業時に最適な作動油の温度との中間の温度（1または複数の作動油温）に調整する方が効率を高くすることができる場合には、制御回路 24からの制御信号に基づいてそれに見合った分配弁 21による冷却戻り配管 22aと非冷却戻り配管 22bとの分配比率となるように微細に制御することもできる。

[0030] 次に、図 7に作動油の温度制御を行う機構の他の例を示す。同図、前述した図 5と同一または均等な部材については、それと同一の符号を付すものとする。この図 7では、負荷検出手段として、油圧ポンプ 10の吐出流量を検出する流量センサ 30で構成している。図 2の P— Q特性から、油圧ポンプ 10の吐出流量を検出することによつても、作業負荷を検出することはできる。また、オイルクーラ 20において、戻り油を冷却ファン 31からの冷却風により冷却する構成としている。冷却ファン 31はファン駆動用油圧モータ 32により駆動されるものであり、このファン駆動用油圧モータ 32は、油圧ァクチユエータ 17を駆動するメインポンプとしての油圧ポンプ 10と共にエンジン 11 により駆動されるファン駆動用油圧ポンプ 33に接続されている。そして、ファン駆動用油圧ポンプ 33とファン駆動用油圧モータ 32との間には、このファン駆動用油圧モータ 32の回転数を制御するための回転数制御部 34が設けられている。これによつて、冷却ファン 31の回転数が制御され、もってオイルクーラ 20の冷却率が可変な冷却率可変式作動油冷却手段を構成する。この回転数制御部 34は、前述した第 1の実施の形態と同様、流量センサ 30により検出される作業負荷と、温度センサ 23により検出される作動油タンク 12内の作動油温とから、記憶部 24a及び演算部 24bを備えた制御回路 24からの制御信号に基づいて制御される。

[0031] 以上のように構成することによつても、前述した第 1の実施の形態と同様、作業負荷に応じて油圧回路を流れる作動油が最適な温度となるように調整することができ、もつて省エネルギ化を図ることができる。図面の簡単な説明

[0032] [図 1]油圧駆動式産業機械における油圧回路の構成例を示す油圧回路図である。

[図 2]油圧ポンプの吐出圧と吐出流量との関係を示す線図である。 [図 3]作動油の動粘度の変化による油圧ポンプの効率，コントロールバルブの効率及び配管の効率の変化を示す線図である。

圆 4]作動油の動粘度の変化による油圧回路の全効率の変化を示す線図である。圆 5]本発明における第 1の実施の形態を示す油圧ショベルの油圧回路の構成説明図である。

[図 6]図 5の油圧回路における制御回路による戻り油の温度制御を実行するためのフローチャート図である。圆 7]本発明における第 2の実施の形態を示す油圧ショベルの油圧回路の構成説明図である。

符号の説明

10 油圧ポンプ 11

12 作動油タンク 13 吸い込み配管

14 吐出配管 15 コントローノレバノレブュニ

16 供給 Z排出配管 17 油圧ァクチユエータ

18 戻り配管 19 冷却手段

20 オイルクーラ 21 分配弁

22a 冷却戻り配管 22b 非冷却戻り配管

23 温度センサ 24 制御回路

24a 記憶部 24b 演算部

30 流量センサ 31 冷却ファン

32 ファン駆動用油圧モータ

33 ファン駆動用油圧ポンプ

Claims

請求の範囲

[1] 作動油タンクからの作動油を加圧する可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油を、コントロールバルブを介して供給することにより駆動制御されて、所定の作業を実行する油圧ァクチユエ一タとを備えた油圧駆動式産業機械において、前記油圧ァクチユエ一タカの戻り油を冷却するために、この戻り油の冷却率を変化させる冷却率可変式作動油冷却手段と、

前記油圧ァクチユエータによる作業負荷を検出する負荷検出手段と、

前記負荷検出手段により検出される作業負荷に応じて前記戻り油の冷却率を変化させる制御手段と

を備える構成としたことを特徴とする油圧駆動式産業機械。

[2] 前記冷却率可変式作動油冷却手段は、前記戻り油の管路を、冷却器を介する冷却経路と、冷却器を介さない非冷却経路とに分岐させ、この分岐部にこれら両経路への戻り油の分配比率を変化させる分配手段を備える構成としたことを特徴とする請求項 1記載の油圧駆動式産業機械。

[3] 前記冷却率可変式作動油冷却手段は、冷却ファンからの冷却風が供給される冷却器力もなり、この冷却ファンの回転数を制御する回転数制御手段を備える構成としたことを特徴とする請求項 1記載の油圧駆動式産業機械。

[4] 前記負荷検出手段は、前記油圧ァクチユエータへの供給圧力及び供給流量のうち、少なくとも 1種類のデータを検出するものであることを特徴とする請求項 1記載の油圧駆動式産業機械。

[5] 前記制御手段は、高負荷作業時には前記戻り油の冷却率が高ぐ低負荷作業時には前記戻り油の冷却率が低くなるように少なくとも 2段階で制御する構成としたことを特徴とする請求項 1記載の油圧駆動式産業機械。

[6] 前記制御手段は、高負荷作業時には前記戻り油の冷却率が高ぐ低負荷作業時には前記戻り油の冷却率が低くなるように連続的に制御する構成としたことを特徴とする請求項 1記載の油圧駆動式産業機械。

[7] 前記制御手段は、前記負荷検出手段で少なくとも 1時間の間に測定される負荷率を

1単位として、この 1単位の負荷率の平均値を作業負荷履歴とし、この作業負荷履歴に基づいて前記戻り油の冷却率を割り出す構成としたことを特徴とする請求項 1記載の油圧駆動式産業機械。

[8] 前記制御手段は、作業状態が変化する毎に前記 1単位の作業負荷履歴を算出可能とし、この作業状態が変化しない限り一定の冷却率で前記戻り油を冷却する構成としたことを特徴とする請求項 7記載の油圧駆動式産業機械。

[9] 前記制御手段は、前記 1単位毎に作業負荷履歴を算出して、次の 1単位の時間分における前記戻り油の冷却率を決定する構成としたことを特徴とする請求項 7記載の油圧駆動式産業機械。

[10] 前記制御手段は、複数単位の前記作業負荷履歴の移動平均を求め、この移動平均に基づいて次の 1単位の時間分における前記戻り油の冷却率を決定する構成としたことを特徴とする請求項 7記載の油圧駆動式産業機械。

[11] 前記制御手段による前記戻り油の冷却率を決定する際に、前記 1単位の負荷率の平均値に所定の不感帯を持たせて設定値を演算し、前記次の 1単位の時間分の測定値が前記不感帯を含む設定値と比較することを特徴とする請求項 10記載の油圧駆動式産業機械。

[12] 前記産業機械は油圧ショベルを含む建設機械であることを特徴とする請求項 1記載の油圧駆動式産業機械。

13 前記制御手段は作業現場を変える毎に前記戻り油の冷却率を決定することを特徴とする請求項 11記載の油圧駆動式産業機械。