JP2001132705A - 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、各油圧シリンダ７，
８にその油圧室内の金属粉等を吸着するマグネット１
７，１８をそれぞれ着脱可能に取付けた。これにより、
例えば油圧シリンダ７，８のいずれか一方にシール機構
の損傷等の故障が発生した場合、各マグネット１７，１
８をシリンダチューブから取外し、そこに吸着されてい
る金属粉の量を確認することにより、どちらの油圧シリ
ンダ７，８に故障が発生したかを容易に判定できる。

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に内部リークの
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は困難であっ
た。また、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。さらに、油圧シリンダがシール部材
の劣化以外の要因で故障した場合、例えばピストンとピ
ストンロッドを連結するピンが脱落した場合は、どの油
圧シリンダに故障が生じたかを判断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、パラレル接続
された複数本の油圧シリンダにそれぞれマグネットを着
脱可能に取付け、これらマグネットを各油圧シリンダの
油圧室内に臨ませることとする。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に故障が発生し、
例えばピストンとシリンダチューブがメタル接触して金
属粉を生じたり、ピストンとピストンロッドを連結する
ピンが脱落した場合、これら金属粉やピン等の磁性体は
油圧室内でマグネットに吸着されるため、マグネットを
油圧シリンダから取外して吸着物を確認することによっ
て、複数本の油圧シリンダのいずれに故障が発生したか
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、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、これら各油圧シリンダによって共
通の可動部材が駆動される建設機械において、前記各油
圧シリンダにそれぞれマグネットを着脱可能に取付ける
と共に、これらマグネットを前記各油圧シリンダの油圧
室内に臨ませ、前記各油圧シリンダの故障診断を前記マ
グネットに吸着される磁性体に基づいて行うように構成
した。

【０００９】このように構成すると、複数本の油圧シリ
ンダのいずれかに故障が発生し、例えばピストンとシリ
ンダチューブがメタル接触して金属粉を生じたり、ピス
トンとピストンロッドを連結するピンが脱落した場合、
これら金属粉やピン等の磁性体は油圧室内でマグネット
に吸着されるため、マグネットを油圧シリンダから取外
して吸着物を確認することによって、複数本の油圧シリ
ンダのいずれに故障が発生したかを容易に診断できる。

【００１０】上記構成において、前記マグネットは各油
圧シリンダに対して少なくとも１つ装着されていれば良
いが、各油圧シリンダのロッド側とボトム側それぞれに
マグネットを着脱可能に取付けると、作動油の流れ方向
に拘らず金属粉を確実にマグネットに吸着させることが
でき、より正確な故障診断を行うことが可能になる。

【００１１】

【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において図３と同等のものには同一符号を付してあ
る。

【００１２】本実施例が前述した従来例と相違する点
は、一方の油圧シリンダ７のボトム側とロッド側にマグ
ネット１７を装着すると共に、他方の油圧シリンダ８の
ボトム側とロッド側にマグネット１８を装着してあり、
その他の構成は基本的に同様である。すなわち、共通の
負荷１６を駆動する２本のブーム用油圧シリンダ７，８
はパラレル接続されており、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。各マグネット１７，１８は対応する油圧
シリンダ７，８の油圧室内に達しており、ねじ等の手段
を用いて油圧シリンダ７，８のシリンダチューブに着脱
可能に取付けられている。

【００１３】このように構成された実施例においては、
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。

【００１４】ここで、油圧シリンダ７，８のいずれか一
方にシール機構の損傷等の故障が発生すると、故障した
方の油圧シリンダ７または８においてボトム側の作動油
がロッド側に内部リークするため、負荷１６を保持でき
ずにバックホウフロント３が自然沈下する。このような
場合は、シール損傷した方の油圧シリンダにピストンと
シリンダチューブのメタル接触に伴う金属粉が多量に生
じるため、各マグネット１７，１８をシリンダチューブ
から取外して金属粉の吸着量を確認することにより、ど
ちらの油圧シリンダ７，８に故障が発生したかを容易に
判定できる。また、油圧シリンダ７，８のいずれか一方
がシール損傷以外の要因で故障した場合、例えばピスト
ンとピストンロッドを連結するピンが脱落した場合も、
各マグネット１７，１８をシリンダチューブから取外し
て脱落したピンを確認することにより、どちらの油圧シ
リンダ７，８に故障が発生したかを容易に判定できる。

【００１５】このように、上記実施例にあっては、各マ
グネット１７，１８に吸着された金属体を目視確認する
ことにより、どちらの油圧シリンダ７，８に故障が発生
したかを容易に診断することができる。

【００１６】なお、上記実施例では、共通の負荷１６を
駆動する２本の油圧シリンダ７，８にそれぞれマグネッ
ト１７，１８を装着した場合について説明したが、本発
明は３本以上の油圧シリンダを備えたものにも適用可能
である。

【００１７】また、上記実施例では、本発明の故障診断
装置をブーム駆動用の油圧シリンダ７，８に適用した場
合について説明したが、他のアーム用やバケット用とし
ても同様に適用可能である。

【００１８】

【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。

【００１９】パラレル接続された複数本の油圧シリンダ
にそれぞれマグネットを着脱可能に取付け、これらマグ
ネットを各油圧シリンダの油圧室内に臨ませると、複数
本の油圧シリンダのいずれかに故障が発生した場合、マ
グネットを油圧シリンダから取外して吸着物を確認する
ことにより、複数本の油圧シリンダのいずれに故障が発
生したかを容易に診断できる。

【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 自己保持側の油圧回路 １２ 他の油圧回路 １３ コントロールバルブ １４ 油圧ポンプ １５ 油圧タンク １６ 負荷 １７，１８ マグネット

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） 3H081 AA03 BB02 CC21 DD39 HH01 3H089 BB30 CC01 CC11 DA02 DB03 DB32 FF01 FF11 FF23 GG02 JJ01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、これら各油圧シリンダによって共
   通の可動部材が駆動される建設機械において、 前記各油圧シリンダにそれぞれマグネットを着脱可能に
   取付けると共に、これらマグネットを前記各油圧シリン
   ダの油圧室内に臨ませ、前記各油圧シリンダの故障診断
   を前記マグネットに吸着される磁性体に基づいて行うよ
   うに構成したことを特徴とする油圧シリンダの故障診断
   装置。