JP2014062371A

JP2014062371A - Hydraulic circuit of construction machine

Info

Publication number: JP2014062371A
Application number: JP2012206901A
Authority: JP
Inventors: Hironori Hamano; 博紀濱野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-04-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new hydraulic circuit of a construction machine, capable of efficiently cooling hydraulic oil in the case of a construction machine in which a large amount of return oil occurs as in the case of a super large-sized hydraulic shovel.SOLUTION: A return change-over valve 50 is provided in a hydraulic line L3. When a hydraulic motor 41 for evolution is operated and a large amount of hydraulic oil (return oil) occurs, the hydraulic oil is returned to a hydraulic oil tank 42 as it is, and when the hydraulic motor 41 for evolution is not operated, a small amount of hydraulic oil (return oil) is made to flow to an oil cooler 44. Thereby, an excellent cooling efficiency can be exhibited while avoiding damage of the oil cooler 44 even when a large amount of return oil occurs as in the case of a super large-sized hydraulic shovel 100.

Description

本発明は、作動油の油圧によって各部が動作する油圧ショベルなどの建設機械に係り、特に、その作動油を冷却するためのオイルクーラを備えた油圧回路に関するものである。 The present invention relates to a construction machine such as a hydraulic excavator in which each part operates by hydraulic pressure of hydraulic oil, and more particularly to a hydraulic circuit including an oil cooler for cooling the hydraulic oil.

一般に油圧ショベルなどの建設機械は、油圧シリンダや油圧モータなどの油圧式アクチュエータによって作動するようになっているが、その作動油の温度が上昇して適正温度を超えると、作動油の劣化やシールの老化などを招くおそれがある。そのため、作動油が流れる油圧回路には、オイルクーラ（熱交換器）が設けられており、高温となった作動油（戻り油）をこのオイルクーラに流して冷却することによって適正温度に制御している。 Generally, construction machines such as hydraulic excavators are operated by hydraulic actuators such as hydraulic cylinders and hydraulic motors. However, when the temperature of the hydraulic oil rises and exceeds the appropriate temperature, the hydraulic oil deteriorates and seals. There is a risk of aging. For this reason, an oil cooler (heat exchanger) is provided in the hydraulic circuit through which the hydraulic oil flows, and the hydraulic oil (return oil) that has reached a high temperature is flowed through the oil cooler to be cooled to an appropriate temperature. ing.

例えば、以下の特許文献１では、作動油の温度を検出する手段を備え、作動油の温度が適正温度を越えたときには、旋回ポンプの吐出流量を増やしてオイルクーラを通過する作動油（戻り油）の量を増やして冷却を促進することで作動油の温度上昇を抑制している。また、以下の特許文献２では、オイルクーラを設けた戻り油冷却管路の管路抵抗を、リリーフ弁を設けたバイパス管路の管路抵抗より大きくしてそれらの作動油の流量を変化させることで作動油が適正温度に保たれるように調整している。 For example, in Patent Document 1 below, a means for detecting the temperature of hydraulic oil is provided, and when the temperature of the hydraulic oil exceeds an appropriate temperature, hydraulic oil (return oil) that increases the discharge flow rate of the swivel pump and passes through the oil cooler. ) To increase the temperature of the hydraulic oil by suppressing cooling. In Patent Document 2 below, the pipe resistance of the return oil cooling pipe provided with the oil cooler is made larger than the pipe resistance of the bypass pipe provided with the relief valve to change the flow rate of the hydraulic oil. Therefore, the hydraulic oil is adjusted to be kept at an appropriate temperature.

特開平４−３２２４６号公報JP-A-4-32246 特開２００４−１９６７５号公報JP 2004-19675 A

ところで、この油圧回路に備わっているオイルクーラは圧力損失が大きいため、戻り油の流量が一気に増えるとオイルクーラの入口部が高圧となり、ダメージを受けるおそれがある。そのため、鉱山の露天掘り作業などに用いられる超大型油圧ショベル（マイニング機械）のように大量の戻り油が発生する建設機械の場合には、リリーフ弁を設けるほかに、戻り油の一部、例えば旋回動作を行う旋回用油圧モータからの戻り油はオイルクーラを通さずに直接作動油タンクに戻すようにしている。 By the way, since the oil cooler provided in this hydraulic circuit has a large pressure loss, when the flow rate of the return oil increases at a stretch, the inlet portion of the oil cooler becomes high pressure and may be damaged. For this reason, in the case of construction machinery that generates a large amount of return oil, such as an ultra-large hydraulic excavator (mining machine) used for open-pit mining operations in mines, in addition to providing a relief valve, a part of the return oil, for example, turning The return oil from the turning hydraulic motor that performs the operation is directly returned to the hydraulic oil tank without passing through the oil cooler.

しかし、このように戻り油の一部をオイルクーラを通さずにそのまま直接作動油タンクに戻すような油圧回路では、十分な冷却効率が得られない。そのため、オイルクーラを大型化することも考えられるが、そうするとコストが上昇する上に、戻り油の過冷却を防ぐための新たな構造や制御が必要となるといった問題が生ずる。 However, in such a hydraulic circuit in which a part of the return oil is directly returned to the hydraulic oil tank without passing through the oil cooler, sufficient cooling efficiency cannot be obtained. For this reason, it is conceivable to increase the size of the oil cooler. However, this increases the cost and requires a new structure and control for preventing overcooling of the return oil.

そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、超大型の油圧ショベルのように大量の戻り油が発生する建設機械の場合でもオイルクーラのダメージを回避しつつ効率良く作動油を冷却できる新規な建設機械の油圧回路を提供するものである。 Therefore, the present invention has been devised to solve these problems, and its purpose is to reduce the damage of the oil cooler even in the case of a construction machine that generates a large amount of return oil such as an ultra-large hydraulic excavator. A hydraulic circuit for a new construction machine capable of efficiently cooling hydraulic oil while avoiding it is provided.

通常、鉱山（マイニング）向け数百トンクラスの大型または超大型油圧ショベルには、油圧シリンダや油圧モータなどのアクチュエータを作動させるための制御弁が複数（例えば３つ）搭載されている。そのうちの１つには、ブームやアーム、バケットを作動させるための各油圧シリンダと共に、旋回体の旋回動作を行うための旋回用油圧モータが設けられている。 Usually, a large or very large hydraulic excavator of several hundred tons class for mining is equipped with a plurality (for example, three) of control valves for operating actuators such as a hydraulic cylinder and a hydraulic motor. One of them is provided with a turning hydraulic motor for performing a turning operation of the turning body together with each hydraulic cylinder for operating the boom, the arm, and the bucket.

通常、この旋回用油圧モータが設けられた制御弁では、旋回用油圧モータからの戻り油のみならず、油圧シリンダからの戻り油もオイルクーラを通過させずに、直接作動油タンクに流すようになっている。これは旋回動作を行う旋回用油圧モータの戻り油の流量が多いため、これをオイルクーラに流すとそのオイルクーラの入口が高圧になってダメージを与えてしまうからである。よって、この制御弁の油圧シリンダからの戻り油も冷却されることがないため、効率の良い冷却が行われていないのが現状である。 Normally, in the control valve provided with this turning hydraulic motor, not only the return oil from the turning hydraulic motor but also the return oil from the hydraulic cylinder flows directly to the hydraulic oil tank without passing through the oil cooler. It has become. This is because the flow rate of the return oil of the turning hydraulic motor that performs the turning operation is large, and if this is passed through the oil cooler, the inlet of the oil cooler becomes high pressure, causing damage. Therefore, since the return oil from the hydraulic cylinder of the control valve is not cooled, efficient cooling is not performed at present.

一方、この超大型油圧ショベルの一般的な稼働である掘削積込み作業は、「土砂の掘削」、「旋回体の旋回」、「掘削した土砂の放土（積込み）」、「掘削位置への戻り」という動作を繰り返すことによって行われる。例えば、バックホウ仕様でダンプトラックへの積込み作業であれば、「土砂の掘削」はブーム、アーム、バケットを操作して掘削土砂をバケットに取り込み、「上部旋回体の旋回」はブームを上げながら上部旋回体を後方へ旋回させ、ダンプトラックの積込み位置までバケットを移動させる。また、「土砂の放土」はその状態からバケットを下方に回動させ、取り込んだ土砂をダンプトラックに積み込む。「掘削位置への戻り」はダンプ積込み位置から上部旋回体を旋回させながらブームを下げ、アーム、バケットを操作して掘削位置に戻ることになる。 On the other hand, the excavation and loading work, which is the general operation of this ultra-large hydraulic excavator, includes “sediment excavation”, “swivel turning”, “unloading excavated soil (loading)”, “returning to excavation position” Is repeated. For example, when loading work on a dump truck with backhoe specifications, “digging earth and sand” operates the boom, arm, and bucket to bring the excavated earth and sand into the bucket, and “turning the upper swing body” is the upper part while raising the boom. The revolving unit is swiveled backward, and the bucket is moved to the dump truck loading position. In addition, “earth and sand release” turns the bucket downward from that state and loads the taken earth and sand into the dump truck. “Return to excavation position” means that the boom is lowered while turning the upper swing body from the dump loading position, and the arm and bucket are operated to return to the excavation position.

そして、これら一連の掘削土砂の積込み作業において、作動油の戻り量は、油圧シリンダのみが作動する「掘削」と「放土」動作時には少なく、油圧シリンダと同時に旋回用油圧モータも作動する「旋回」、「戻り」動作時には多くなる。そのため、戻り流量が少ない「掘削」や「放土」動作時には、オイルクーラには余裕があり、この余裕分を利用すれば、オイルクーラを大型化することなく、効率良く戻り油を冷却することが可能である。 In this series of excavation and sediment loading operations, the return amount of hydraulic oil is small during “excavation” and “releasing” operations in which only the hydraulic cylinder operates, and “swirl” in which the hydraulic motor for revolving operates simultaneously with the hydraulic cylinder. ”And“ Return ”operation. Therefore, there is a margin in the oil cooler during digging and earthing operations where the return flow rate is small, and using this margin allows efficient cooling of the return oil without increasing the size of the oil cooler. Is possible.

そこで、前記課題を解決するために第１の発明は、作動油タンク内の作動油を圧送する油圧ポンプと、当該油圧ポンプから圧送される作動油によって旋回用油圧モータと油圧シリンダのいずれかあるいは両方を作動する制御弁と、当該制御弁から排出される作動油の流れを切り換えるリターン切換弁とを備え、当該リターン切換弁は、前記旋回用油圧モータが作動しているときには前記制御弁から排出される作動油を前記作動油タンク側に流し、前記旋回用油圧モータが停止しているときには前記制御弁から排出される作動油をオイルクーラ側に流すことを特徴とする建設機械の油圧回路である。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the first invention is a hydraulic pump that pumps hydraulic oil in a hydraulic oil tank, and either a hydraulic hydraulic motor for rotation and a hydraulic cylinder by hydraulic oil pumped from the hydraulic pump, or A control valve that operates both, and a return switching valve that switches a flow of hydraulic oil discharged from the control valve. The return switching valve is discharged from the control valve when the turning hydraulic motor is operating. A hydraulic circuit for a construction machine, wherein the hydraulic oil discharged from the control valve is allowed to flow to the oil cooler side when the turning hydraulic motor is stopped. is there.

このような構成によれば、旋回用油圧モータが作動しているときにはその制御弁から排出される大量の作動油（戻り油）が直接作動油タンク側に流れるため、オイルクーラにダメージを与えることがない。一方、旋回用油圧モータが停止しているときにはその制御弁から排出される少量の戻り油がオイルクーラ側に流れるため、戻り油を効率良く冷却することができる。 According to such a configuration, when the turning hydraulic motor is in operation, a large amount of hydraulic oil (return oil) discharged from the control valve flows directly to the hydraulic oil tank side, and thus damages the oil cooler. There is no. On the other hand, when the turning hydraulic motor is stopped, a small amount of return oil discharged from the control valve flows to the oil cooler side, so that the return oil can be efficiently cooled.

第２の発明は、第１の発明において、前記旋回用油圧モータの操作を油圧によって行うパイロット回路を備え、前記リターン切換弁は、前記パイロット回路の第１のパイロット油圧ラインの油圧と第２のパイロット油圧ラインの油圧とに差圧が発生したときは、前記制御弁から排出される作動油を前記作動油タンク側に流すように前記作動油の流れを切り換え、前記差圧が発生してないときは、前記制御弁から排出される作動油を前記オイルクーラ側に流すように前記作動油の流れを切り換えることを特徴とする建設機械の油圧回路である。このような構成によれば、旋回用油圧モータの作動・停止状態を確実に検知できるため、リターン切換弁による戻り油の流れの切換動作を適切に行うことができる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a pilot circuit that operates the turning hydraulic motor by hydraulic pressure is provided, and the return switching valve includes a hydraulic pressure of a first pilot hydraulic line of the pilot circuit and a second pressure When a differential pressure occurs in the hydraulic pressure of the pilot hydraulic line, the flow of the hydraulic oil is switched so that the hydraulic oil discharged from the control valve flows to the hydraulic oil tank side, and the differential pressure is not generated. The hydraulic circuit of the construction machine is characterized by switching the flow of the hydraulic oil so that the hydraulic oil discharged from the control valve flows to the oil cooler side. According to such a configuration, since the operation / stop state of the turning hydraulic motor can be reliably detected, the switching operation of the return oil flow by the return switching valve can be appropriately performed.

第３の発明は、第２の発明において、前記パイロット回路の第１のパイロット油圧ラインと第２のパイロット油圧ラインとに差圧が生じたときにその圧油を前記リターン切換弁に送るシャトル弁を備え、前記リターン切換弁は、前記シャトル弁からの圧油によって切換動作することを特徴とする建設機械の油圧回路である。このような構成によれば、パイロット回路の第１の油圧ラインと第２の油圧ラインとに差圧を正確に検知して確実にリターン切換弁を動作することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, when a differential pressure is generated between the first pilot hydraulic line and the second pilot hydraulic line of the pilot circuit, the shuttle valve sends the pressure oil to the return switching valve. The return switching valve is a hydraulic circuit of a construction machine that is switched by pressure oil from the shuttle valve. According to such a configuration, it is possible to accurately detect the differential pressure between the first hydraulic line and the second hydraulic line of the pilot circuit and to reliably operate the return switching valve.

第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、他の油圧シリンダを制御する制御弁を併設し、当該制御弁から排出される作動油を前記オイルクーラに流すことを特徴とする建設機械の油圧回路である。このような構成によれば、他の油圧シリンダを制御する制御弁から排出される戻り油を効率的に冷却することができる。 A fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, a control valve for controlling another hydraulic cylinder is provided, and hydraulic oil discharged from the control valve is caused to flow to the oil cooler. It is a hydraulic circuit of a construction machine. According to such a configuration, the return oil discharged from the control valve that controls the other hydraulic cylinder can be efficiently cooled.

本発明によれば、旋回用油圧モータが作動しているときにはその制御弁から排出される大量の作動油（戻り油）が直接作動油タンク側に流れるため、オイルクーラにダメージを与えることがない。一方、旋回用油圧モータが停止しているときにはその制御弁から排出される少量の戻り油がオイルクーラ側に流れるため、戻り油を効率良く冷却することができる。 According to the present invention, when the turning hydraulic motor is operating, a large amount of hydraulic oil (return oil) discharged from the control valve flows directly to the hydraulic oil tank side, so that the oil cooler is not damaged. . On the other hand, when the turning hydraulic motor is stopped, a small amount of return oil discharged from the control valve flows to the oil cooler side, so that the return oil can be efficiently cooled.

本発明の油圧回路を備えた超大型油圧ショベル（建設機械）１００の実施の一形態を示す全体図である。1 is an overall view showing an embodiment of an ultra-large hydraulic excavator (construction machine) 100 including a hydraulic circuit according to the present invention. 本発明に係る油圧回路２００の実施の一形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of a hydraulic circuit 200 according to the present invention. 油圧ラインＬ３にリターン切換弁５０を備えない油圧回路２００の一例を示した回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a hydraulic circuit 200 that does not include a return switching valve 50 in a hydraulic line L3.

次に、本発明の実施の一形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る油圧回路を備えた大型油圧ショベル１００の全体構造を示したものである。図示するように、この大型油圧ショベル１００は、地上を走行する走行体１０と、この走行体１０の上部に旋回可能に搭載された旋回体２０と、この旋回体２０の前部に設けられたフロント装置３０とから構成されている。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the overall structure of a large excavator 100 having a hydraulic circuit according to the present invention. As shown in the drawing, the large excavator 100 is provided on a traveling body 10 that travels on the ground, a revolving body 20 that is turnably mounted on the top of the traveling body 10, and a front portion of the revolving body 20. The front apparatus 30 is comprised.

走行体１０は、平面視略Ｈ字形状をしたトラックフレーム１１の左右両側にそれぞれ駆動輪１２と従動輪１３を設けると共に、この駆動輪１２と従動輪１３間に無限軌道履帯（クローラ）１４を架け渡してなるものであり、この駆動輪１２を走行用油圧モータ１５により駆動してクローラ１４を回転駆動することで地上を走行するようになっている。 The traveling body 10 is provided with driving wheels 12 and driven wheels 13 on the left and right sides of a track frame 11 having a substantially H shape in plan view, and an endless track crawler (crawler) 14 between the driving wheels 12 and the driven wheels 13. The vehicle is run across the ground, and is driven on the ground by driving the driving wheel 12 by a traveling hydraulic motor 15 and rotationally driving the crawler 14.

一方、旋回体２０は、基礎下部構造をなす旋回フレーム２１上にエンジンユニット２２と、運転室２３と、この運転室２３を支持する運転室ベッド２４と、フロント装置３０との重量バランスをとるためのカウンタウエイト２５などを一体的に設けて構成されている。この旋回体２０は、旋回フレーム２１までの地上高さが例えば約２ｍであり、その運転室２３までの地上高さは例えば約７ｍに達している。そのため、この旋回体２０の側面には、地上から運転室２３に行くための階段２６や通路２７が設けられている。 On the other hand, the swivel body 20 is for balancing the weight of the engine unit 22, the cab 23, the cab bed 24 that supports the cab 23, and the front device 30 on the swivel frame 21 that forms the foundation lower structure. The counterweight 25 and the like are integrally provided. The revolving body 20 has a ground height to the revolving frame 21 of about 2 m, for example, and the ground height to the operator's cab 23 has reached about 7 m, for example. Therefore, a staircase 26 and a passage 27 for going from the ground to the cab 23 are provided on the side surface of the revolving structure 20.

そして、この旋回体２０は、走行体１０の略中央部に配置された旋回輪２８を介して走行体３上に設けられており、この旋回輪２８の中心近傍に設けられた複数の図示しない旋回用油圧モータによってこの旋回輪２８を回転駆動することで走行体１０に対して水平方向に旋回動自在となっている。 The revolving unit 20 is provided on the traveling unit 3 via a revolving wheel 28 disposed at a substantially central portion of the traveling unit 10, and a plurality of unillustrated units provided near the center of the revolving wheel 28. The turning wheel 28 is rotationally driven by a turning hydraulic motor so that it can turn in a horizontal direction with respect to the traveling body 10.

フロント装置３０は、旋回体２０から前方に延びるブーム３１と、このブーム３１の先端に軸支されたアーム３２と、このアーム３２の先端に設けられたバケット３３およびこれらを駆動するブームシリンダ３４と、アームシリンダ３５と、バケットシリンダ３６などの油圧アクチュエータから構成されている。そして、エンジンで動作する図示しない油圧ポンプからの油圧によってこれら各油圧アクチュエータを伸縮させてブーム３１とアーム３２とバケット３３を動かすことで掘削作業などの各種作業を行うようになっている。 The front device 30 includes a boom 31 extending forward from the revolving unit 20, an arm 32 pivotally supported at the tip of the boom 31, a bucket 33 provided at the tip of the arm 32, and a boom cylinder 34 for driving them. The arm cylinder 35 and the bucket cylinder 36 are used as hydraulic actuators. Then, various operations such as excavation work are performed by moving these booms 31, arms 32, and buckets 33 by expanding and contracting each hydraulic actuator by hydraulic pressure from a hydraulic pump (not shown) that is operated by the engine.

図２は、この大型油圧ショベル１００に設けられる本発明の油圧回路２００を示したものである。図において符号４０は、ディーゼルエンジン（原動機）であり、本実施の形態ではこのディーゼルエンジン４０が３つの容量可変型油圧ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、ファンポンプＰ４と、パイロットポンプＰ５とを駆動するようになっている。そして、これら３つの油圧ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３の各油圧ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３には、それぞれ第１制御弁Ｖ１、第２制御弁Ｖ２、第３制御弁Ｖ３が設けられており、これら３つの制御弁Ｖ１乃至Ｖ３によって前述した各種油圧アクチュエータを駆動制御するようになっている。 FIG. 2 shows a hydraulic circuit 200 of the present invention provided in the large hydraulic excavator 100. In the figure, reference numeral 40 denotes a diesel engine (prime mover). In this embodiment, the diesel engine 40 drives three variable displacement hydraulic pumps P1, P2, P3, a fan pump P4, and a pilot pump P5. It is like that. A first control valve V1, a second control valve V2, and a third control valve V3 are provided in the hydraulic lines L1, L2, and L3 of the three hydraulic pumps P1, P2, and P3, respectively. The various hydraulic actuators described above are driven and controlled by two control valves V1 to V3.

具体的には、第１制御弁Ｖ１および第２制御弁Ｖ２は、前述した走行用油圧モータ１５と、バケットシリンダ３６と、アームシリンダ３５と、ブームシリンダ３４とを、運転室２３内の走行レバーやコントロールレバーなどの操作によって制御するようになっている。一方、第３制御弁Ｖ３は、前記旋回体２０の旋回輪２８を回転駆動するための旋回用油圧モータ４１と、バケットシリンダ３６と、アームシリンダ３５と、ブームシリンダ３４とを、同じく運転室２３内に設けられたコントロールレバーなどの操作によって駆動制御するようになっている。 Specifically, the first control valve V <b> 1 and the second control valve V <b> 2 include the traveling hydraulic motor 15, the bucket cylinder 36, the arm cylinder 35, and the boom cylinder 34 described above, and a traveling lever in the cab 23. And control by operating the control lever. On the other hand, the third control valve V3 includes a turning hydraulic motor 41 for rotating the turning wheel 28 of the turning body 20, a bucket cylinder 36, an arm cylinder 35, and a boom cylinder 34 in the same manner in the cab 23. Drive control is performed by operating a control lever or the like provided inside.

これら３つの制御弁Ｖ１乃至Ｖ３が設けられた各油圧ラインＬ１乃至Ｌ３のうち、第１制御弁Ｖ１が設けられた油圧ラインＬ１は、第２制御弁Ｖ２が設けられた油圧ラインＬ２と合流し、その合流ラインＬ４は、作動油タンク４２側に延びている。そして、この合流ラインＬ４の途中にはオイルクーラ（熱交換器）４４が設けられており、合流ラインＬ４を流れる高温の作動油（戻り油）を空気冷却するようになっている。 Of the hydraulic lines L1 to L3 provided with these three control valves V1 to V3, the hydraulic line L1 provided with the first control valve V1 merges with the hydraulic line L2 provided with the second control valve V2. The merge line L4 extends to the hydraulic oil tank 42 side. An oil cooler (heat exchanger) 44 is provided in the middle of the merging line L4, and the high-temperature working oil (return oil) flowing through the merging line L4 is air-cooled.

一方、第３制御弁Ｖ３が設けられた油圧ラインＬ３には、リターン切換弁５０が設けられている。このリターン切換弁５０は、旋回用油圧モータ４１を制御するパイロット回路７０に設けられたシャトル弁８０からの油圧によって動作する方向切換弁であり、油圧が掛からないときは、油圧ラインＬ３をリターンラインＬ５側に接続し、油圧が掛かったときには、油圧ラインＬ３を戻りラインＬ６側に接続するように切り換えるようになっている。そして、このリターン切換弁５０から延びるリターンラインＬ５は、オイルクーラ４４の入口側の合流ラインＬ４に合流するように接続され、戻りラインＬ６は作動油タンク４２側に接続されている。 On the other hand, a return switching valve 50 is provided in the hydraulic line L3 provided with the third control valve V3. The return switching valve 50 is a directional switching valve that is operated by the hydraulic pressure from the shuttle valve 80 provided in the pilot circuit 70 that controls the turning hydraulic motor 41. When no hydraulic pressure is applied, the return switching valve 50 is connected to the hydraulic pressure line L3. When the hydraulic pressure is applied by connecting to the L5 side, the hydraulic line L3 is switched to connect to the return line L6 side. The return line L5 extending from the return switching valve 50 is connected so as to join the joining line L4 on the inlet side of the oil cooler 44, and the return line L6 is connected to the hydraulic oil tank 42 side.

また、このオイルクーラ４４の上流側の合流ラインＬ４であって、リターンラインＬ５の合流点よりも下流側には、バイパスラインＬ７がこれより分岐して設けられている。そして、このバイパスラインＬ７には、リリーフ弁５１が設けられており、オイルクーラ４４の入口の油圧が所定圧を越えたときに作動（開いて）して合流ラインＬ４を流れる戻り油を、オイルクーラ４４をバイパスしてこのバイパスラインＬ７から作動油タンク４２側に流すようになっている。 A bypass line L7 is branched from the merging line L4 on the upstream side of the oil cooler 44 and downstream of the merging point of the return line L5. The bypass line L7 is provided with a relief valve 51. When the hydraulic pressure at the inlet of the oil cooler 44 exceeds a predetermined pressure, the bypass line L7 operates (opens) to return oil flowing through the merging line L4. The cooler 44 is bypassed to flow from the bypass line L7 to the hydraulic oil tank 42 side.

他方、ファンポンプＰ４の油圧ラインＬ８には、ファンポンプＰ４から圧送される作動油で回転駆動するファンモータ６０が設けられており、オイルクーラ４４を空冷するためのファン６１を駆動するようになっている。なお、この油圧ラインＬ８は、オイルクーラ４４の出口側に接続されており、ファンモータ６０を駆動した後の作動油を、オイルクーラ４４で冷却された作動油と共に作動油タンク４２に戻すようになっている。 On the other hand, the hydraulic line L8 of the fan pump P4 is provided with a fan motor 60 that is rotationally driven by hydraulic oil pumped from the fan pump P4, and drives a fan 61 for air-cooling the oil cooler 44. ing. The hydraulic line L8 is connected to the outlet side of the oil cooler 44 so that the hydraulic oil after driving the fan motor 60 is returned to the hydraulic oil tank 42 together with the hydraulic oil cooled by the oil cooler 44. It has become.

パイロットポンプＰ５には、パイロット回路７０が接続されている。このパイロット回路７０は、パイロットポンプＰ５からの圧油を流すパイロットラインＬ９と、このパイロットラインＬ９に設けられたパイロット切換弁７１と、このパイロット切換弁７１から第３制御弁Ｖ３側に延びる一対のパイロット油圧ラインＬ１０、Ｌ１１とから主に構成されている。 A pilot circuit 70 is connected to the pilot pump P5. The pilot circuit 70 includes a pilot line L9 through which pressure oil from the pilot pump P5 flows, a pilot switching valve 71 provided in the pilot line L9, and a pair of pilot circuits extending from the pilot switching valve 71 to the third control valve V3 side. It is mainly composed of pilot hydraulic lines L10 and L11.

そして、このパイロット切換弁７１を切り換えるためのコントロールレバー７２を運転手が操作してパイロット油圧ラインＬ１０、Ｌ１１のパイロット圧を変化させて第３制御弁Ｖ３のスプールを動かすことで旋回用油圧モータ４１を正逆いずれか任意の方向に対して回転駆動するようになっている。また、このパイロットラインＬ９にも、パイロットリリーフ弁７３を備えたバイパスラインＬ１２がこれより分岐して設けられており、パイロットラインＬ９の油圧が所定圧を越えたときにパイロットリリーフ弁７３が開いてパイロットラインＬ９の圧油を作動油タンク４２に流してその圧力を下げるようになっている。 Then, the driver operates the control lever 72 for switching the pilot switching valve 71 to change the pilot pressure in the pilot hydraulic lines L10 and L11 to move the spool of the third control valve V3, thereby turning the hydraulic motor 41 for turning. Is driven to rotate in any direction, either forward or reverse. The pilot line L9 is also provided with a bypass line L12 provided with a pilot relief valve 73 which branches off from the pilot line L9. When the pilot line L9 exceeds a predetermined pressure, the pilot relief valve 73 opens. The pressure oil in the pilot line L9 is caused to flow through the hydraulic oil tank 42 to reduce the pressure.

なお、図２では、油圧ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３を流れる作動油を受ける作動油タンク４２と、パイロット回路７０を流れる作動油を受ける作動油タンク４２を別々に記載しているが、これらは１つのタンクで構成されており、すべての戻り油はこの作動油タンク４２で合流するようになっている。また、各油圧ポンプＰ１乃至Ｐ３、ファンポンプＰ４と、パイロットポンプＰ５は、この作動油タンク４２内に溜まった作動油をオイルフィルターで濾過してから汲み上げるようにして循環させている。 In FIG. 2, the hydraulic oil tank 42 that receives the hydraulic oil flowing through the hydraulic lines L1, L2, and L3 and the hydraulic oil tank 42 that receives the hydraulic oil flowing through the pilot circuit 70 are illustrated separately. It is composed of two tanks, and all the return oils are merged in this hydraulic oil tank 42. The hydraulic pumps P1 to P3, the fan pump P4, and the pilot pump P5 circulate the hydraulic oil accumulated in the hydraulic oil tank 42 by filtering it through an oil filter and pumping it up.

次に、このような構成をした本発明の油圧回路２００の作用を説明する。前述したように、この超大型油圧ショベル１００の一般的な稼働である掘削積込み作業は、「土砂の掘削」、「旋回体２０の旋回」、「掘削した土砂の放土（積込み）」、「掘削位置への戻り」という動作を繰り返すことによって行われる。そして、これら一連の掘削積込み作業において、作動油の戻り量は、油圧シリンダのみが作動する「掘削」と「放土」動作時には少なく、油圧シリンダと同時に旋回用油圧モータも作動する「旋回」、「戻り」動作時には多くなる。そのため、作動油の戻り量が少ない「掘削」や「放土」動作時には、オイルクーラ４４には余裕があり、この余裕分を利用すれば、オイルクーラを大型化することなく、効率良く戻り油を冷却することが可能である。 Next, the operation of the hydraulic circuit 200 of the present invention having such a configuration will be described. As described above, the excavation and loading work, which is a general operation of the ultra-large hydraulic excavator 100, includes “sediment excavation”, “swivel of the revolving structure 20”, “releasing excavated earth and sand (loading)”, “ This is performed by repeating the operation of “returning to the excavation position”. And in these series of excavation and loading work, the return amount of hydraulic oil is small at the time of “digging” and “soil-off” operation in which only the hydraulic cylinder is operated, “swing” in which the hydraulic motor for turning is also operated simultaneously with the hydraulic cylinder, Increased during “return” operation. Therefore, the oil cooler 44 has a margin during the “digging” and “soil-off” operations in which the return amount of hydraulic oil is small. If this margin is used, the return oil can be efficiently returned without increasing the size of the oil cooler. Can be cooled.

（掘削、放土動作時：旋回用油圧モータ４１非作動時）
先ず、旋回体２０の旋回動を伴わない掘削、放土動作時には、旋回用油圧モータ４１を動かさないため、パイロット回路７０のパイロット油圧ラインＬ１０、Ｌ１１のパイロット圧（油圧）に差圧が生じていない。そのため、リターン切換弁５０は、リターンラインＬ５側に接続された状態となっている。したがって、油圧ラインＬ３を流れる作動油（戻り油）は、リターン切換弁５０からリターンラインＬ５を介して合流ラインＬ４側に流れ、油圧ラインＬ１およびＬ２から流れてきた作動油（戻り油）と合流してオイルクーラ４４に流れ込む。 (During excavation and earthing operation: when hydraulic motor 41 is not operating)
First, during excavation and earthing operations that do not involve the turning motion of the revolving structure 20, since the turning hydraulic motor 41 is not moved, a differential pressure is generated in the pilot pressure (hydraulic pressure) of the pilot hydraulic lines L10 and L11 of the pilot circuit 70. Absent. Therefore, the return switching valve 50 is connected to the return line L5 side. Accordingly, the hydraulic oil (return oil) flowing through the hydraulic line L3 flows from the return switching valve 50 to the merging line L4 via the return line L5, and merges with the hydraulic oil (return oil) flowing from the hydraulic lines L1 and L2. And flows into the oil cooler 44.

これによって、油圧ラインＬ１およびＬ２を流れる戻り油のみならず、油圧ラインＬ３を流れる戻り油も冷却されて作動油タンク４２に戻されるため、効率的な冷却が行われる。また、旋回用油圧モータ４１が作動していないことから、油圧ラインＬ３を流れる戻り油は少量で油圧も高くないため、オイルクーラ４４の入口部などにダメージを与えるようなこともない。 Thus, not only the return oil flowing through the hydraulic lines L1 and L2, but also the return oil flowing through the hydraulic line L3 is cooled and returned to the hydraulic oil tank 42, so that efficient cooling is performed. Further, since the turning hydraulic motor 41 is not operated, the return oil flowing through the hydraulic line L3 is small and the hydraulic pressure is not high, so that the inlet portion of the oil cooler 44 is not damaged.

（旋回、戻り動作時：旋回用油圧モータ４１作動時）
一方、旋回体２０の旋回動を伴う旋回、戻り時には、コントロールレバー７２が操作されることでパイロット回路７０のパイロット切換弁７１が作動し、パイロット油圧ラインＬ１０、Ｌ１１のパイロット圧（油圧）に差圧が生じて旋回用油圧モータ４１が動作する。すると、この差圧によってシャトル弁８０が作動してリターン切換弁５０に圧油が流れ、その油圧によってリターン切換弁５０が作動して油圧ラインＬ３を戻りラインＬ６に接続するように切り換える。 (When turning, returning operation: When turning hydraulic motor 41 is operating)
On the other hand, at the time of turning with the turning motion of the turning body 20 and returning, the control lever 72 is operated to operate the pilot switching valve 71 of the pilot circuit 70, and the difference between the pilot pressures (hydraulic pressures) of the pilot hydraulic lines L 10 and L 11. Pressure is generated, and the turning hydraulic motor 41 operates. Then, the differential pressure causes the shuttle valve 80 to operate and pressure oil flows to the return switching valve 50, and the hydraulic pressure causes the return switching valve 50 to operate so that the hydraulic line L3 is connected to the return line L6.

すると、油圧ラインＬ３を流れる大量の戻り油が戻りラインＬ６側を介して作動油タンク４２側に直接流れるため、オイルクーラ４４に大量の戻り油が流れ込むようなことがなくなり、オイルクーラ４４の入口にダメージを与えるようなこともない。 Then, a large amount of return oil flowing through the hydraulic line L3 flows directly to the hydraulic oil tank 42 side via the return line L6 side, so that a large amount of return oil does not flow into the oil cooler 44, and the inlet of the oil cooler 44 There will be no damage.

そして、作業員がコントロールレバー７２を操作して旋回用油圧モータ４１を停止すると、パイロット油圧ラインＬ１０、Ｌ１１のパイロット圧（油圧）に差圧がなくなるため、リターン切換弁５０が元の状態に戻って油圧ラインＬ３をリターンラインＬ５に接続する。これによって、油圧ラインＬ３を流れる戻り油は、このリターンラインＬ５を介して合流ラインＬ４側に流れ、油圧ラインＬ１およびＬ２から流れてきた戻り油と合流してオイルクーラ４４に流れ込んで冷却が行われることになる。 When the operator operates the control lever 72 to stop the turning hydraulic motor 41, the differential pressure in the pilot pressure (hydraulic pressure) in the pilot hydraulic lines L10 and L11 disappears, so that the return switching valve 50 returns to the original state. The hydraulic line L3 is connected to the return line L5. As a result, the return oil flowing through the hydraulic line L3 flows to the merge line L4 via the return line L5, merges with the return oil flowing from the hydraulic lines L1 and L2, flows into the oil cooler 44, and is cooled. It will be.

図３は、図２のように油圧ラインＬ３にリターン切換弁５０などを備えない油圧回路を示したものである。このような構成の油圧回路では、油圧ラインＬ３の戻り油のすべてが常に作動油タンク４２に戻されるようになるため、旋回用油圧モータ４１を動かすことによって発生する大量の戻り油が流れ込んでオイルクーラ４４の入口部などにダメージを与えるようなことはない。しかし、旋回用油圧モータ４１が作動していないときの少量の作動油もそのまますべて作動油タンク４２に戻されるため、冷却効率は良くない。 FIG. 3 shows a hydraulic circuit that does not include the return switching valve 50 or the like in the hydraulic line L3 as shown in FIG. In the hydraulic circuit having such a configuration, all of the return oil of the hydraulic line L3 is always returned to the hydraulic oil tank 42, so that a large amount of return oil generated by moving the turning hydraulic motor 41 flows into the oil circuit. There is no damage to the inlet of the cooler 44 or the like. However, since a small amount of hydraulic oil when the turning hydraulic motor 41 is not operating is all returned to the hydraulic oil tank 42 as it is, the cooling efficiency is not good.

これに対し、本発明に係る油圧回路２００は、前述したように油圧ラインＬ３にリターン切換弁５０を設け、旋回用油圧モータ４１が作動して大量の戻り油が発生したときには、その戻り油をそのまま作動油タンク４２に戻し、旋回用油圧モータ４１が作動していないときの少量の戻り油はオイルクーラ４４に流すようにしたものである。これによって、図１に示すような超大型油圧ショベル１００のように大量の戻り油が発生する建設機械の場合でもオイルクーラ４４のダメージを回避しつつ効率の良い作動油冷却を行うことができる。 On the other hand, the hydraulic circuit 200 according to the present invention is provided with the return switching valve 50 in the hydraulic line L3 as described above, and when a large amount of return oil is generated by the operation of the turning hydraulic motor 41, the return oil is supplied. The oil is returned to the hydraulic oil tank 42 as it is, and a small amount of return oil when the turning hydraulic motor 41 is not operating is caused to flow to the oil cooler 44. Thereby, even in the case of a construction machine that generates a large amount of return oil, such as an ultra-large hydraulic excavator 100 as shown in FIG. 1, it is possible to perform efficient hydraulic oil cooling while avoiding damage to the oil cooler 44.

なお、本実施の形態では、パイロット回路７０にシャトル弁８０を設け、このシャトル弁８０がパイロット油圧ラインＬ１０、Ｌ１１のパイロット圧（油圧）の差圧によって動作することによってリターン切換弁５０の切り換えを行うようにしているが、このリターン切換弁５０を電磁切換弁で構成し、コントロールレバー７２の操作や旋回用油圧モータ４１の作動をセンサで検知したときにその作動油の流れ方向を電磁的に切り換えるような構成にしても良い。 In the present embodiment, a shuttle valve 80 is provided in the pilot circuit 70, and the return switching valve 50 is switched by operating the shuttle valve 80 by the differential pressure of the pilot pressure (hydraulic pressure) in the pilot hydraulic lines L10 and L11. However, the return switching valve 50 is constituted by an electromagnetic switching valve, and when the operation of the control lever 72 and the operation of the turning hydraulic motor 41 are detected by a sensor, the flow direction of the hydraulic oil is electromagnetically changed. You may make it the structure which switches.

１００…超大型油圧ショベル（建設機械）
２００…油圧回路
１０…走行体
２０…旋回体
３０…フロント装置
４０…エンジン（原動機）
４２…作動油タンク
４１…旋回用油圧モータ
４４…オイルクーラ
５０…リターン切換弁
６０…ファンモータ
６１…ファン
７０…パイロット回路
８０…シャトル弁
Ｖ１…第１制御弁
Ｖ２…第２制御弁
Ｖ３…第３制御弁
Ｐ１〜Ｐ３…油圧ポンプ
Ｐ４…ファンポンプ
Ｐ５…パイロットポンプ
Ｌ１〜Ｌ３…油圧ライン
Ｌ４…合流ライン
Ｌ５…リターンライン
Ｌ６…戻りライン
Ｌ１０、Ｌ１１…パイロット油圧ライン 100 ... Super large excavator (construction machine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Hydraulic circuit 10 ... Running body 20 ... Revolving body 30 ... Front device 40 ... Engine (prime mover)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 42 ... Hydraulic oil tank 41 ... Turning hydraulic motor 44 ... Oil cooler 50 ... Return switching valve 60 ... Fan motor 61 ... Fan 70 ... Pilot circuit 80 ... Shuttle valve V1 ... 1st control valve V2 ... 2nd control valve V3 ... 1st 3 Control valves P1 to P3 ... Hydraulic pump P4 ... Fan pump P5 ... Pilot pump L1 to L3 ... Hydraulic line L4 ... Merging line L5 ... Return line L6 ... Return line L10, L11 ... Pilot hydraulic line

Claims

A hydraulic pump for pumping hydraulic oil in the hydraulic oil tank;
A control valve that operates either or both of the hydraulic motor for rotation and the hydraulic cylinder by hydraulic oil pumped from the hydraulic pump;
A return switching valve for switching the flow of hydraulic oil discharged from the control valve,
The return switching valve is
When the turning hydraulic motor is operating, the hydraulic oil discharged from the control valve is allowed to flow to the hydraulic oil tank side, and when the turning hydraulic motor is stopped, the hydraulic oil discharged from the control valve is supplied. Hydraulic circuit for construction machinery, which flows to the oil cooler side.

In the hydraulic circuit of the construction machine according to claim 1,
A pilot circuit that performs hydraulic operation of the turning hydraulic motor;
The return switching valve is
When a differential pressure is generated between the hydraulic pressure of the first pilot hydraulic line and the hydraulic pressure of the second pilot hydraulic line of the pilot circuit, the hydraulic oil discharged from the control valve is caused to flow to the hydraulic oil tank side. Switching the flow of the hydraulic oil,
A hydraulic circuit for a construction machine, wherein when the differential pressure is not generated, the flow of the hydraulic oil is switched so that the hydraulic oil discharged from the control valve flows to the oil cooler side.

In the hydraulic circuit of the construction machine according to claim 2,
A shuttle valve that sends the pressure oil to the return switching valve when a differential pressure occurs between the first pilot hydraulic line and the second pilot hydraulic line of the pilot circuit;
The hydraulic circuit for a construction machine, wherein the return switching valve is switched by pressure oil from the shuttle valve.

In the hydraulic circuit of the construction machine according to any one of claims 1 to 3,
A hydraulic circuit for a construction machine, wherein a control valve for controlling another hydraulic cylinder is provided, and hydraulic oil discharged from the control valve is caused to flow to the oil cooler.