JP2001132020A - 油圧シリンダの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧回路を介して並列的に接続した複数本の
油圧シリンダの故障診断を容易に行なえる油圧シリンダ
の故障診断装置を提供する。 【解決手段】 一対の油圧シリンダ７，８を油圧回路１
１，１２を介して並列的に接続し、自重保持側の油圧回
路１１にストップバルブ１７を設け、それぞれの自重保
持圧を測定する圧力計１８，１９を設けた。これによ
り、例えば油圧シリンダ７に内部リークが生じた場合、
圧力保持側の油圧回路１１をストップバルブ１７で分離
すると、油圧シリンダ８のみで負荷１６を保持するので
油圧シリンダ８の自重保持圧が大きく、一方、油圧シリ
ンダ７では内部を通って反対側の油圧回路１２へ作動油
が流動して自重保持圧が小さい。そこで圧力計１８，１
９で測定した自重保持圧を比較して油圧シリンダ７の内
部リークを確認する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械に設けられる油圧シリンダの故障診断装置に係
り、特に、油圧回路を介して並列的に接続された複数本
の油圧シリンダの故障診断を行なう油圧シリンダの故障
診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧シリンダにより駆動される機構を備
えた建設機械として、例えば油圧ショベルがある。図２
はこの種の油圧ショベルの構成を示す側面図、図３は図
２の油圧ショベルの油圧回路図であり、図２に示す油圧
ショベルは、下部走行体１と、この下部走行体１上に旋
回可能に搭載された上部旋回体２と、この上部旋回体２
の前部に回転可能に取付けられた作業機、例えばバック
ホウフロント３とからなっている。バックホウフロント
３は、ブーム４とアーム５およびバケット６などの複数
の可動部材から構成されており、特に大型油圧ショベル
の場合、ブーム４に最も大きな荷重が作用することか
ら、ブーム４は２本の油圧シリンダ７，８で駆動され、
他のアーム５およびバケット６はそれぞれ油圧シリンダ
９，１０により駆動される。図３に示すように、ブーム
４用の油圧シリンダ７，８は、油圧回路１１，１２およ
びコントロールバルブ１３を介して油圧ポンプ１４と油
圧タンク１５とに接続されており、図示を省略したが他
の油圧シリンダ９，１０も同様である。ブーム４用の油
圧シリンダ７，８はパラレル接続されており、すなわ
ち、ボトム側（下側）同士が自重保持側の油圧回路１１
を介して互いに接続され、ロッド側（上側）同士が他の
油圧回路１２を介して互いに接続されている。

【０００３】このような油圧ショベルでは、コントロー
ルバルブ１３のブーム上げ操作により、油圧ポンプ１４
から吐出される高圧の作動油がコントロールバルブ１３
と自重保持側の油圧回路１１を介して油圧シリンダ７，
８のボトム側（下側）に流入すると共に、油圧シリンダ
７，８のロッド側（上側）から作動油が流出して他の油
圧回路１２とコントロールバルブ１３を介して油圧タン
ク１５に戻ることにより、油圧シリンダ７，８が伸長し
てブーム４が上昇する。その反対に、コントロールバル
ブ１３のブーム下げ操作により、油圧シリンダ７，８の
ボトム側（下側）から作動油が流出して油圧タンク１５
に戻ると共に、油圧シリンダ７，８のロッド側（上側）
に作動油が流入することにより、油圧シリンダ７，８が
縮んでブーム４が下降する。また、油圧シリンダ７，８
の内部に設けられる図示しないシール機構により内部リ
ーク（油漏れ）が防止されているので、バックホウフロ
ント３の自重等により油圧シリンダ７，８が縮む方向に
負荷１６が掛かっているにも拘らず、コントロールバル
ブ１３の中立時には油圧シリンダ７，８が停止状態に保
たれる。

【０００４】上記のような油圧ショベルにあっては、油
圧シリンダ７，８のいずれかのシール機構が劣化などに
より損傷した場合、内部リークが発生してバックホウフ
ロント３が自然沈下するため、積荷の保持を行なえず安
全性が損なわれるばかりか、油圧シリンダ７，８の摺動
部材も損傷して金属部分がかじりや焼き付き等の大きな
故障が生じることもある。したがって、このような場合
はできるだけ早期に油圧シリンダ７，８の内部リークを
検出する必要があるが、油圧シリンダ７，８のシール機
構を外部から直接確認することができないため、並列的
に接続された油圧シリンダ７，８のどちらに故障が生じ
たかを判断することが難しかった。

【０００５】そこで従来、どの油圧シリンダのシール機
構が破損したかを容易に検出するため、例えば特開平１
０−２２０４１６号公報に記載されているように、シー
ル部材および摺動部材をそれぞれ油圧シリンダ毎に異な
る色で着色した油圧シリンダの故障診断装置が提案され
ている。かかる従来の故障診断装置では、油圧シリンダ
のシール部材が破損した場合、そのシール部材の破損片
が油圧ショベルの戻り配管に設けたフィルタに捕捉され
るので、このフィルタを取外して破損片の色を確認する
ことにより、どの油圧シリンダのシール部材が破損した
かを検出できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術では、油圧シリンダのシール部材は内部リークの
防止のため比較的高度のシール特性が求められるが、実
際上は、シール特性を損なわずに油圧シリンダ毎にシー
ル部材をそれぞれ異なる色で着色することが困難であっ
た。また、油圧シリンダのシール部材の点検のため、油
圧ショベルの戻り配管に設けたフィルタを取外す必要が
あり、作業性が劣るという問題もあった。さらに、油圧
シリンダのシール部材が劣化して破損した場合、その破
損片が油圧ショベルの油圧回路内を流動することによ
り、破損片の一部が戻り配管に設けたフィルタに捕捉さ
れるので、シール部材の破損の程度がかなり進まないと
シール部材の破損を確実に検出できないという問題もあ
った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、並列的に接続
された油圧シリンダの圧力保持側の油圧回路を分離した
状態で、各油圧シリンダの圧力保持圧を比較することに
より、各油圧シリンダの内部リークの有無を検知するこ
ととする。このように構成すると、複数本の油圧シリン
ダのいずれかでシール部材が損傷して内部リークが生じ
た場合、圧力保持側の油圧回路を分離することにより、
内部リークが生じない油圧シリンダのみで負荷を保持し
てこの油圧シリンダの自重保持圧が大きくなる。一方、
内部リークが生じた油圧シリンダでは、この油圧シリン
ダの内部を通って反対側の油圧回路へ作動油が流動して
自重保持圧が小さくなるので、複数本の油圧シリンダの
いずれで内部リークが生じたかを容易に診断できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明による油圧シリンダの故障
診断装置では、建設機械の作業機を駆動する複数本の油
圧シリンダが油圧回路を介して並列的に接続され、前記
複数本の油圧シリンダの故障診断を行なう油圧シリンダ
の故障診断装置において、前記油圧シリンダの自重保持
側の油圧回路に作動油の流れ管路を閉じるストップバル
ブを設けると共に、前記油圧シリンダの自重保持圧を測
定する圧力計を設けた。

【０００９】このように構成すると、コントロールバル
ブの中立時、すなわちコントロールバルブから油圧シリ
ンダに作動油が流出入しない状態で、ストップバルブで
作動油の流れ管路を閉じると、並列的に接続された油圧
シリンダの自重保持側の油圧回路が分離する。この状態
で油圧シリンダの自重保持圧を圧力計により測定し、こ
れら測定した油圧シリンダの自重保持圧を比較すること
により、前記の油圧シリンダの内部リークの発生を確認
できる。したがって、油圧シリンダの外部からの確認に
より容易に複数本の油圧シリンダのいずれで内部リーク
が生じたかを診断できる。

【００１０】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は本発明の一実施例に係る油圧シリンダの故障診断
装置を備えた油圧ショベルの油圧回路図である。なお、
図１において前述した図２，図３に示すものと同等のも
のには同一符号を付してある。

【００１１】図１に示す本実施例の故障診断装置では、
一方の油圧シリンダ７の自重保持側（ボトム側）の油圧
回路１１に、作動油の流れ管路を閉じるストップバルブ
１７を設けると共に、両方の油圧シリンダ７，８の自重
保持側（ボトム側）にそれぞれ自重保持圧を測定する圧
力計１８，１９を設けてあり、その他の構成は従来の場
合と同様である。なお、油圧シリンダ７，８には通常、
圧力測定用の取り出し口がそれぞれ設けられているの
で、ボトム側の圧力取り出し口に前記の圧力計１８，１
９を取り付ける。

【００１２】次に、上記実施例の動作を説明する。

【００１３】例えば、図１に示す右側の油圧シリンダ８
で内部リークが生じ、左側の油圧シリンダ７で内部リー
クが生じていない場合、コントロールバルブ１３の中立
時、すなわちコントロールバルブ１３から油圧シリンダ
７，８に作動油が流出入しない状態で、ストップバルブ
１７で自重保持側の油圧回路１１を閉じると、油圧シリ
ンダ７のみで負荷１６が保持されるので、図２のブーム
４の沈下が阻止される。このとき、油圧シリンダ７の自
重保持圧を圧力計１８で測定すると、この測定した自重
保持圧が比較的大きく、特に、内部リークの程度が著し
い場合、油圧シリンダ７の自重保持圧は通常の保持圧の
約２倍となる。一方、内部リークが生じた油圧シリンダ
８では、この油圧シリンダ８内部を通って反対側の油圧
回路１２へ作動油が流動するので自重保持圧が比較的小
さく、特に、内部リークの程度が著しい場合、油圧シリ
ンダ８の自重保持圧はほとんど立たない。

【００１４】また、その反対に図１に示す左側の油圧シ
リンダ７で内部リークが生じ、右側の油圧シリンダ８で
内部リークが生じていない場合、ストップバルブ１７で
自重保持側の油圧回路１１を閉じると、油圧シリンダ８
のみで負荷１６が保持されるので、圧力計１９で測定し
た油圧シリンダ８の自重保持圧が比較的大きく、一方、
内部リークが生じた油圧シリンダ７では、この油圧シリ
ンダ７内部を通って反対側の油圧回路１２へ作動油が流
動するので油圧シリンダ７の自重保持圧が比較的小さ
い。

【００１５】このように、上記実施例にあっては、スト
ップバルブ１７で作動油の流れ管路を閉じて圧力保持側
の油圧回路１１を分離した後、油圧シリンダ７，８の自
重保持圧をそれぞれ圧力計１８，１９により測定し、こ
れら測定した自重保持圧を比較することにより、容易に
油圧シリンダ７，８のいずれで内部リークが生じたかを
診断することができる。

【００１６】なお、上記実施例では、一方の油圧シリン
ダ７の自重保持側の油圧回路１１にストップバルブ１７
を設けた場合を例示したが、必要に応じて他の油圧シリ
ンダ８の自重保持側の油圧回路１１にストップバルブを
設けてもよい。

【００１７】また、上記実施例では、ブーム４用として
２本の油圧シリンダ７，８を設けた場合を例示したが、
他のアーム用やバケット用として複数本の油圧シリンダ
を設ける場合にも、自重保持側の油圧回路にストップバ
ルブを備えることにより同様の効果が得られる。

【００１８】また、上記実施例では、２本のブーム用油
圧シリンダ７，８を設けた場合を例示したが、本発明は
これに限らず、３本以上の油圧シリンダを備える場合も
同様であり、これら複数本の油圧シリンダのいずれで内
部リークが生じたかを容易に診断できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２０】コントロールバルブの中立時に、並列的に
接続した複数本の油圧シリンダの圧力保持側の油圧回路
を分離した状態で、油圧シリンダの自重保持圧をそれぞ
れ圧力計で測定し、これら測定した自重保持圧を比較す
ることにより、前記の油圧シリンダのいずれで内部リー
クが生じたかを容易に診断できる。したがって、従来の
ように油圧シリンダの故障診断のために油圧ショベルの
フィルタ取外しや、油圧シリンダのシール部材の着色加
工を要せずに済むので、油圧ショベルの保守点検時の作
業性を向上できると共にコストを低減できる。また、油
圧シリンダのシール部材の破損程度が比較的少ない状態
であっても内部リークを検出できるため、油圧シリンダ
の故障を早期に検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る油圧シリンダの故障診
断装置を備えた油圧ショベルの油圧回路図である。

【図２】一般的な油圧ショベルの構成を示す側面図であ
る。

【図３】図２の油圧ショベルの油圧回路図である。

【符号の説明】

７，８ 油圧シリンダ １１ 自重保持側の油圧回路 １２ 他の油圧回路 １７ ストップバルブ １８，１９ 圧力計

フロントページの続き (72)発明者 生田目 哲生 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D015 GA02 GB04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械の作業機を駆動する複数本の油
   圧シリンダが油圧回路を介して並列的に接続され、前記
   複数本の油圧シリンダの故障診断を行なう油圧シリンダ
   の故障診断装置において、 前記油圧シリンダの自重保持側の油圧回路に作動油の流
   れ管路を閉じるストップバルブを設けると共に、前記油
   圧シリンダの自重保持圧を測定する圧力計を設けたこと
   を特徴とする油圧シリンダの故障診断装置。