JP2001255239A - Actual work measuring instrument for gear - Google Patents

Actual work measuring instrument for gear

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JP2001255239A
JP2001255239A JP2000062467A JP2000062467A JP2001255239A JP 2001255239 A JP2001255239 A JP 2001255239A JP 2000062467 A JP2000062467 A JP 2000062467A JP 2000062467 A JP2000062467 A JP 2000062467A JP 2001255239 A JP2001255239 A JP 2001255239A
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JP
Japan
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gear
tooth
pinion
load
sensors
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Application number
JP2000062467A
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Japanese (ja)
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Shoji Yamaguchi
祥司 山口
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actual work measuring instrument for a gear detecting the use frequency and load frequency according to each tooth of a gear. SOLUTION: A pair of sensors 13A and 13B are arranged on a tooth side face of a rotary gear 4 at a prescribed interval and detect one tooth of the gear 4. A data processing device 12 calculates a difference (S1-S2) between signals S1 and S2 from the sensors 13A and 13B and calculates the teeth threadly engaged with a pinion 6 and the rotation direction at that time based on the calculated difference signal (S1-S2). The data processing device 12 calculates and stores the use frequency and load frequency of each tooth of the gear 4 according to each tooth based on the calculation results.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、建設機械
に用いられる歯車の実働状況を把握する装置であり、特
に、旋回歯車のような大型歯車の使用状況をモニタする
ために用いられる歯車用実働測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for ascertaining the actual working condition of a gear used in a construction machine, and more particularly to a device for monitoring the working condition of a large gear such as a turning gear. It relates to a working measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械では下部走行
体上に旋回機構を介して上部旋回体が設けられている。
旋回機構は、下部走行体に固定された旋回歯車と、上部
旋回体に固定されている外輪とを備えており、外輪と旋
回歯車との間にはボールベアリングが介在している。上
部旋回体に設けられた旋回モータで旋回歯車と噛合する
ピニオンギアを回転させることにより、上部旋回体を下
部走行体に対して旋回させる。この旋回歯車には疲労に
よるクラック等が発生する場合があるので、旋回歯車に
対して旋回する外輪の外周にリニアスケールを設け、上
部旋回体と下部走行体との相対旋回角度を測定し、旋回
歯車の各歯毎の使用頻度を計数しているものがある。
2. Description of the Related Art In construction machines such as hydraulic excavators, an upper revolving unit is provided on a lower traveling unit via a revolving mechanism.
The turning mechanism includes a turning gear fixed to the lower traveling body, and an outer ring fixed to the upper turning body, and a ball bearing is interposed between the outer ring and the turning gear. By rotating a pinion gear that meshes with a swing gear by a swing motor provided on the upper swing body, the upper swing body is swiveled with respect to the lower traveling body. Since a crack or the like may occur due to fatigue in this revolving gear, a linear scale is provided on the outer circumference of the outer ring that revolves with respect to the revolving gear, and the relative revolving angle between the upper revolving unit and the lower traveling unit is measured. In some cases, the frequency of use of each gear tooth is counted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たリニアスケールは外輪の外周に設けられているため、
汚れによって測定が不能となったり、土砂がセンサにぶ
つかってセンサに不具合が生じたりして、使い勝手が良
くなかった。また、上述した方法では、上部旋回体と下
部走行体との相対旋回角度から各歯毎の使用頻度を計数
しているため精度が悪く、歯毎の使用頻度を把握するこ
とが困難であった。
However, since the above-described linear scale is provided on the outer periphery of the outer ring,
The measurement was not possible due to dirt, or the sensor was deficient when the earth and sand collided with the sensor, resulting in poor usability. Further, in the above-described method, since the frequency of use for each tooth is counted from the relative rotation angle between the upper revolving unit and the lower traveling unit, accuracy is poor, and it is difficult to grasp the frequency of use for each tooth. .

【0004】本発明の目的は、歯車に形成された全ての
歯に関して、各歯毎に使用頻度や負荷頻度を検出するこ
とができる歯車用実働測定装置を提供することにある。
[0004] It is an object of the present invention to provide a gear working measuring device capable of detecting the frequency of use and the frequency of load for each tooth formed on the gear.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図2および図3に対応付けて説明する。 (1)図2に対応付けて説明すると、請求項1の発明に
よる歯車用実働測定装置は、ピニオン6と噛合する歯車
4に形成された複数の歯の、いずれの歯がピニオン6と
噛合しているかを検出する噛合位置検出手段11,1
2,13A,13Bと、噛合位置検出手段11,12,
13A,13Bの検出結果に基づいて、ピニオン6との
噛合の回数を歯車4の各歯毎に計数する使用頻度計数手
段11,12,13A,13Bとを備えて上述の目的を
達成する。 (2)請求項2の発明による歯車用実働測定装置は、ピ
ニオン6と噛合する歯車4に形成された複数の歯の、い
ずれの歯がピニオン6と噛合しているかを検出する噛合
位置検出手段11,12,13A,13Bと、噛合して
いる歯に作用する負荷が所定値以上か否かを検出する負
荷検出手段10と、噛合位置検出手段11,12,13
A,13Bおよび負荷検出手段10の検出結果に基づい
て、所定値以上の負荷でピニオン6と噛合した回数を歯
車4の各歯毎に計数する負荷頻度計数手段12とを備え
て上述の目的を達成する。 (3)図2および図3に対応付けて説明すると、請求項
3の発明は、請求項1または請求項2に記載の歯車用実
働測定装置において、噛合位置検出手段11,12,1
3A,13Bは、歯車4の歯の任意の一つをそれぞれ検
出することができる一対のセンサ13A,13Bを備
え、この一対のセンサ13A,13Bの検出信号S1,
S2に基づいて、歯車4のいずれの歯がピニオン6と噛
合しているかを検出するものである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. (1) When described in association with FIG. 2, the gear working measuring device according to the first aspect of the present invention is configured such that any one of a plurality of teeth formed on the gear 4 meshing with the pinion 6 meshes with the pinion 6. Position detecting means 11, 1 for detecting whether or not
2, 13A, 13B and meshing position detecting means 11, 12,
The above-mentioned object is achieved by providing use frequency counting means 11, 12, 13A and 13B for counting the number of engagements with the pinion 6 for each tooth of the gear 4 based on the detection results of 13A and 13B. (2) The gear working measuring device according to the second aspect of the present invention is a gear position detecting means for detecting which of the plurality of teeth formed on the gear 4 meshing with the pinion 6 is engaged with the pinion 6. 11, 12, 13A, 13B, load detecting means 10 for detecting whether or not the load acting on the meshing teeth is equal to or greater than a predetermined value, and meshing position detecting means 11, 12, 13
A load frequency counting means 12 for counting, for each tooth of the gear 4, the number of engagements with the pinion 6 with a load equal to or more than a predetermined value, based on the detection results of the A, 13B and the load detecting means 10, To achieve. (3) Explaining in association with FIG. 2 and FIG. 3, the invention of claim 3 is the actual operation measuring device for gears according to claim 1 or 2, wherein the engagement position detecting means 11, 12, 1
3A and 13B are provided with a pair of sensors 13A and 13B capable of detecting any one of the teeth of the gear 4, respectively, and the detection signals S1 and S1 of the pair of sensors 13A and 13B are provided.
Based on S2, which tooth of the gear 4 meshes with the pinion 6 is detected.

【0006】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easier to understand. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図9を参照して本発
明の一実施の形態を説明する。図1は油圧ショベルの側
面図(一部断面)であり、下部走行体1の上にフロント
作業装置3(一部のみを示した)を有する上部旋回体2
が旋回自在に設けられている。下部走行体1には旋回歯
車4が固定され、上部旋回体2側には旋回輪7が固定さ
れている。旋回歯車4と旋回輪7との間には多数のベア
リングボール8が介在されており、旋回輪7は旋回歯車
4に対して回転自在となっている。旋回歯車4に噛合す
るピニオン6を上部旋回体2のメインフレームに設けら
れた旋回モータ5で回動することにより、上部旋回体2
全体が下部走行体1に対して矢印Rのように旋回する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view (partially in section) of a hydraulic excavator, and an upper revolving unit 2 having a front working device 3 (only a part is shown) on a lower traveling unit 1.
Are provided so as to be freely rotatable. A turning gear 4 is fixed to the lower traveling structure 1, and a turning wheel 7 is fixed to the upper turning structure 2 side. Many bearing balls 8 are interposed between the turning gear 4 and the turning wheel 7, and the turning wheel 7 is rotatable with respect to the turning gear 4. By rotating a pinion 6 meshing with the revolving gear 4 by a revolving motor 5 provided on a main frame of the upper revolving structure 2, the upper revolving structure 2 is rotated.
The entire body turns with respect to the lower traveling body 1 as shown by an arrow R.

【0008】図2は本発明による実働測定装置の概略構
成を示すブロック図である。旋回モータ5にはコントロ
ールバルブ9を介して油圧ポンプおよびオイルタンクが
接続されている。旋回モータ5への圧油の供給をコント
ロールバルブ9で制御して、旋回モータ5を正回転およ
び逆回転させ、上部旋回体2を旋回させる。旋回モータ
5の油圧回路中には高圧側の油圧を検出する圧力スイッ
チ10が設けられており、旋回モータ5の負荷が増加し
て油圧が所定値P0以上となると、圧力スイッチ10が
オフからオンになる。圧力スイッチ10から出力された
信号はA/D変換器11でデジタル量に変換された後、
マイクロコンピュータ等のデータ処理装置12に入力さ
れる。14はシャトル弁である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a working measuring apparatus according to the present invention. A hydraulic pump and an oil tank are connected to the swing motor 5 via a control valve 9. The supply of the pressure oil to the swing motor 5 is controlled by the control valve 9, and the swing motor 5 is rotated forward and reverse to rotate the upper swing body 2. A pressure switch 10 for detecting a high-pressure side oil pressure is provided in the hydraulic circuit of the swing motor 5, and when the load on the swing motor 5 increases and the oil pressure becomes a predetermined value P0 or more, the pressure switch 10 is turned on from off. become. The signal output from the pressure switch 10 is converted into a digital quantity by the A / D converter 11,
The data is input to a data processing device 12 such as a microcomputer. 14 is a shuttle valve.

【0009】13A,13Bは旋回歯車4の歯の側面と
の間に所定のギャップを設けて配設されている非接触型
のセンサであり、例えば、非接触型渦電流センサが用い
られる。センサ13A,13Bは上部旋回体2側に固定
されており、上部旋回体2を旋回させると、センサ13
A,13Bも一体となって歯側面上方を旋回移動する。
センサ13A,13Bから出力された信号S1,S2
は、A/D変換器11を介してデータ処理装置12に入
力される。
Reference numerals 13A and 13B denote non-contact type sensors provided with a predetermined gap between the side surfaces of the teeth of the revolving gear 4 and, for example, non-contact type eddy current sensors. The sensors 13A and 13B are fixed to the upper revolving superstructure 2 side.
A and 13B also turn integrally above the tooth side surface.
Signals S1 and S2 output from sensors 13A and 13B
Is input to the data processing device 12 via the A / D converter 11.

【0010】データ処理装置12では、センサ13A,
13Bからの信号および圧力スイッチ10のオン・オフ
信号に基づいて旋回歯車4の各歯毎の使用状況が演算さ
れ、その演算結果が記憶される。図3は、センサ13
A,13Bの信号S1,S2から旋回歯車4の歯を検出
する際の、検出方法を説明する図である。図3は旋回歯
車4の一部を上方から見た図であり、センサ13A,1
3Bは旋回歯車4の軸心を中心とする円周L上に間隔d
で配設される。この間隔dは、円周L上における歯の幅
をWとしたときに、W/2と設定される。以下では、図
2,3において、旋回輪7(すなわち上部旋回体2)が
時計回りに回転する場合を正回転、反時計回りに回転す
る場合を逆回転として説明する。
In the data processing device 12, sensors 13A,
Based on the signal from 13B and the ON / OFF signal of the pressure switch 10, the use condition of each tooth of the revolving gear 4 is calculated, and the calculation result is stored. FIG.
It is a figure explaining the detection method at the time of detecting the teeth of the turning gear 4 from the signals S1 and S2 of A and 13B. FIG. 3 is a view of a part of the revolving gear 4 as viewed from above, and shows the sensors 13A, 13A.
3B is an interval d on a circumference L around the axis of the orbiting gear 4.
It is arranged in. This interval d is set to W / 2, where W is the width of the teeth on the circumference L. Hereinafter, in FIGS. 2 and 3, the case where the rotating wheel 7 (that is, the upper rotating body 2) rotates clockwise is referred to as forward rotation, and the case where the rotating wheel 7 rotates counterclockwise is referred to as reverse rotation.

【0011】センサ13A,13Bは、歯の側面と対向
しているときには歯溝部分と対向している場合よりも高
い出力を示す。センサ13Aはセンサ13Bに対してW
/2だけ正回転方向に進んでいるので、旋回輪7が正回
転すると、図4(a)に示すように信号S1,S2の時
間変化は全く同一であるが信号S1の方が位相が進んで
いることになる。各信号S1,S2のピークの間隔は旋
回歯車4の回転速度に応じて変化するが、センサ13
A,13B間の間隔がW/2になっているので、回転速
度には関わらず信号S1のピークαと信号S2のピーク
αとの位相のずれは、常にピーク幅Tαの1/2となっ
ている。このピーク幅Tαは、センサ13A,13Bの
各々が一つの歯の検出を開始してから終了するまでの時
間である。
The sensors 13A and 13B exhibit a higher output when facing the side surfaces of the teeth than when facing the tooth spaces. The sensor 13A is at W with respect to the sensor 13B.
When the turning wheel 7 rotates forward, the time change of the signals S1 and S2 is exactly the same as shown in FIG. 4A, but the phase of the signal S1 is advanced. You will be in. The interval between the peaks of the signals S1 and S2 changes according to the rotation speed of the revolving gear 4, but the sensor 13
Since the interval between A and 13B is W / 2, the phase shift between the peak α of the signal S1 and the peak α of the signal S2 is always の of the peak width Tα regardless of the rotation speed. ing. This peak width Tα is the time from when each of the sensors 13A and 13B starts detecting one tooth to when it ends.

【0012】これらの信号S1,S2に対して、データ
処理装置12では、信号S1を基準に差分を算出する。
この差分信号(S1−S2)は図4(a)のようにな
り、歯を一つ検出すると差分信号(S1−S2)に符号
Fで示すようなプラスおよびマイナスのピークのペアが
生じ、正回転の場合にはプラスピーク、マイナスピーク
の順で発生する。一方、逆回転の場合には、図4(b)
のように信号S1に対して信号S2の方がTα/2だけ
位相が進むことになり、差分信号(S1−S2)にはマ
イナスピーク、プラスピークの順にピークRが生じる。
The data processor 12 calculates a difference between the signals S1 and S2 based on the signal S1.
The difference signal (S1-S2) is as shown in FIG. 4A. When one tooth is detected, a pair of plus and minus peaks as shown by a symbol F is generated in the difference signal (S1-S2), and In the case of rotation, a positive peak and a negative peak occur in this order. On the other hand, in the case of reverse rotation, FIG.
As described above, the phase of the signal S2 is advanced by Tα / 2 with respect to the signal S1, and the difference signal (S1-S2) has a peak R in the order of a negative peak and a positive peak.

【0013】なお、センサ13A,13Bの間隔dを、
円周L上における歯の幅のWの1/2に設定すると、ピ
ークF,Rに含まれるプラスピークとマイナスピークと
が図4のように連続的に出現し、差分信号(S1−S
2)の中のピークF,Rを検出し易くなる。そのため、
ピークF,Rが検出し易ければ、必ずしも間隔dをW/
2に設定する必要はない。これとは別に、円周Lに関し
ては、図5(a)に示すように歯の幅Wと溝幅Wdとが
等しくなるように円周Lを設定すると、信号S1に対す
る正回転時の信号S2および逆回転時の信号S2’は図
5(b)のようになる。このこときの、差分信号(S1
−S2),(S1−S2’)は図5(c)に示すように
全く同じパターンで繰り返されるため、正回転および逆
回転の判別が困難となる。そのため、円周LはW≠Wd
となるように設定される。
The distance d between the sensors 13A and 13B is
When the width of the teeth on the circumference L is set to の of the width W of the teeth, positive peaks and negative peaks included in the peaks F and R appear continuously as shown in FIG.
The peaks F and R in 2) can be easily detected. for that reason,
If the peaks F and R are easy to detect, the interval d is necessarily set to W /
There is no need to set it to 2. Separately, when the circumference L is set so that the tooth width W and the groove width Wd are equal as shown in FIG. 5A, the signal S2 at the time of the forward rotation with respect to the signal S1 is obtained. And the signal S2 'at the time of reverse rotation is as shown in FIG. This difference signal (S1
-S2) and (S1-S2 ') are repeated in exactly the same pattern as shown in FIG. 5 (c), so that it is difficult to distinguish between normal rotation and reverse rotation. Therefore, the circumference L is W ≠ Wd
Is set to be

【0014】データ処理装置12では、このようにして
求められた差分信号(S1−S2)に基づいて各歯毎の
使用頻度、すなわちピニオン6との噛合の回数を算出す
る。図6はデータ処理装置12で行われている処理の概
要を説明する図である。図6においてSpは圧力スイッ
チ10からのオン・オフ信号であり、その右側には差分
信号(S1−S2)を示した。図6では、信号の時間軸
は図の下方に向かって取る。データ処理装置12には、
旋回歯車4の歯数Nと同数の領域を有するメモリM1,
M2が設けられるとともに、メモリM1,M2と各歯と
を関連づけるためのアドレスAが設けられている。これ
らのアドレスAやメモリM1,M2の値は、油圧ショベ
ルの主電源がオフされてもバックアップ電源等により記
憶されている。
The data processor 12 calculates the frequency of use for each tooth, that is, the number of times of meshing with the pinion 6, based on the difference signal (S1-S2) obtained in this manner. FIG. 6 is a diagram illustrating an outline of a process performed by the data processing device 12. In FIG. 6, Sp is an on / off signal from the pressure switch 10, and a differential signal (S1-S2) is shown on the right side thereof. In FIG. 6, the time axis of the signal is taken toward the bottom of the figure. The data processing device 12 includes:
A memory M1, which has an area of the same number as the number N of teeth of the revolving gear 4,
M2 is provided, and an address A for associating the memories M1 and M2 with each tooth is provided. These addresses A and the values of the memories M1 and M2 are stored by the backup power supply or the like even when the main power supply of the excavator is turned off.

【0015】例えば、アドレスA=1には1番目の歯
が、アドレスA=2にはその隣の2番目の歯が、…、ア
ドレスA=NにはN番目の歯が順に対応付けられてい
る。なお、N個ある歯の内のどの歯をアドレスA=1に
対応付けるかは、次のようにすれば良い。例えば、上部
旋回体2を下部走行体1に対して予め定めた相対旋回角
度に設定する。そして、そのとき、図7のようにピニオ
ン6に完全に噛合する旋回歯車4の歯4aをアドレスA
=1に対応させ、旋回輪7が正回転する側(図示左側)
の歯4bをアドレスA=2に、旋回輪7が逆回転する側
(図示右側)の歯4cをアドレスA=Nにそれぞれ対応
させれば良い。上述した予め定めた相対旋回角度におい
て、ピニオン6に噛合する歯4aは設計値として既知で
ある。
For example, the address A = 1 is associated with the first tooth, the address A = 2 is adjacent with the second tooth,..., And the address A = N is associated with the N-th tooth in order. I have. Which of the N teeth is associated with address A = 1 may be determined as follows. For example, the upper swing body 2 is set to a predetermined relative swing angle with respect to the lower traveling body 1. At this time, as shown in FIG. 7, the teeth 4a of the revolving gear 4 completely meshing with the pinion 6 are
= 1, the side where the turning wheel 7 rotates forward (left side in the figure)
And the tooth 4c on the side where the turning wheel 7 rotates in the reverse direction (right side in the figure) may correspond to the address A = N. At the above-mentioned predetermined relative turning angle, the teeth 4a meshing with the pinion 6 are known as design values.

【0016】図8に示すフローチャートは油圧ショベル
の電源がオンになったならばスタートし、ステップS1
0へ進む。ステップS10は上部旋回体2が旋回してい
るか否かを判定するステップであり、オフの場合にはス
テップS10の処理を繰り返し行い、オンと判定される
とステップS11へ進む。なお、上部旋回体2が旋回し
ているか否かは、例えば、信号S1,S2に変化がある
か否かで判定できる。ステップS11では、受信した信
号S1,S2から差分(S1−S2)を算出する。ステ
ップS12は、差分信号(S1−S2)の形態から上部
旋回体2が正転か逆転か、すなわち、差分信号(S1−
S2)のピークの形態が、図4(a)に示すFのような
形態か、図4(b)に示すRのような形態かを判定する
ステップである。ステップS12においてFと判定され
ると、ステップS13へ進んでアドレスAを1だけ増加
させ、Rと判定されるとステップS14へ進んでアドレ
スAを1だけ減少させる。
The flowchart shown in FIG. 8 starts when the power supply of the excavator is turned on, and proceeds to step S1.
Go to 0. Step S10 is a step of determining whether or not the upper revolving superstructure 2 is turning. If the upper turning body 2 is off, the process of step S10 is repeated, and if it is determined on, the process proceeds to step S11. Note that whether or not the upper-part turning body 2 is turning can be determined by, for example, whether or not the signals S1 and S2 change. In step S11, a difference (S1-S2) is calculated from the received signals S1 and S2. Step S12 is based on the form of the difference signal (S1-S2), indicating whether the upper swing body 2 is rotating forward or reverse, that is, the difference signal (S1-S2).
This is a step of determining whether the form of the peak in S2) is a form like F shown in FIG. 4A or a form like R shown in FIG. 4B. If it is determined to be F in step S12, the process proceeds to step S13 to increase the address A by 1. If it is determined to be R, the process proceeds to step S14 to decrease the address A by 1.

【0017】ステップS15は圧力スイッチ10がオン
か否かを判定するステップであり、オンと判定されると
ステップS16に進んでメモリM1,M2の値をそれぞ
れ1だけ増加させた後にステップS10へ戻る。一方、
ステップS15でオフと判定されると、ステップS17
に進んでメモリM1のみの値を1だけ増加させた後にス
テップS10へ戻る。
Step S15 is a step of determining whether or not the pressure switch 10 is on. If it is determined that the pressure switch 10 is on, the process proceeds to step S16 to increase the values of the memories M1 and M2 by 1 and then returns to step S10. . on the other hand,
If it is determined in step S15 to be off, step S17
To increase the value of only the memory M1 by 1, and then return to step S10.

【0018】例えば、上述した図7の状態から、上部旋
回体2を旋回歯車4の歯1個分だけ正回転させた場合、
すなわち、歯4bがピニオン6に噛合した状態を考え
る。このとき、センサ13A,13Bが歯を一つ検出し
て形態F(図4(a)参照)の差分信号(S1−S2)
が得られ、アドレスAが1増加してアドレスA=2とな
る。この際に、旋回モータ5の油圧が所定値P0以上に
なって圧力スイッチ10がオンとなっていれば、アドレ
スA=2のメモリM1,M2の値をそれぞれ1だけ増加
させ、圧力スイッチ10がオフ(油圧<P0)であれ
ば、メモリM1の値のみを1だけ増加させる。一方、図
7の状態から上部旋回体2を歯1つ分だけ逆回転した場
合には、アドレスAは1だけ減少してアドレスA=Nと
なり、圧力スイッチ10がオンであれば、アドレスA=
NのメモリM1,M2の値をそれぞれ1だけ増加させ
る。
For example, when the upper revolving unit 2 is rotated forward by one tooth of the revolving gear 4 from the state shown in FIG.
That is, a state in which the teeth 4b mesh with the pinion 6 is considered. At this time, the sensors 13A and 13B detect one tooth and detect the difference signal (S1-S2) of the form F (see FIG. 4A).
Is obtained, and the address A is incremented by 1, and the address A = 2. At this time, if the hydraulic pressure of the swing motor 5 becomes equal to or more than the predetermined value P0 and the pressure switch 10 is turned on, the values of the memories M1 and M2 of the address A = 2 are respectively increased by 1, and the pressure switch 10 If it is off (oil pressure <P0), only the value of the memory M1 is increased by one. On the other hand, when the upper revolving unit 2 is reversely rotated by one tooth from the state shown in FIG. 7, the address A decreases by 1 and the address A = N, and if the pressure switch 10 is on, the address A =
The value of each of the memories M1 and M2 of N is increased by one.

【0019】これからも分かるように、本実施の形態に
おいて、アドレスA=k(ただし、k=1,2,…,
N)のメモリM1の値は、旋回歯車4のk番目の歯が軽
負荷(油圧<P0)および重負荷(油圧≧P0)に関係
なくピニオン6と噛合した回数(使用頻度)を表し、一
方、メモリM2の値は旋回歯車4のk番目の歯が重負荷
で噛合した回数(重負荷頻度)を表している。図9にお
いて、下側のグラフは各歯に関するメモリM1の値(使
用頻度)を示したものであり、上側のグラフは各歯に関
するメモリM2の値(重負荷頻度)を示したものであ
る。図9の横軸は、各歯に対応するアドレスAを表して
いる。
As can be seen from the above, in this embodiment, the address A = k (where k = 1, 2,...,
The value of the memory M1 of N) indicates the number of times (frequency of use) that the k-th tooth of the orbiting gear 4 meshes with the pinion 6 irrespective of the light load (oil pressure <P0) and the heavy load (oil pressure ≧ P0). The value of the memory M2 indicates the number of times the k-th tooth of the revolving gear 4 meshes with a heavy load (heavy load frequency). In FIG. 9, the lower graph shows the value (frequency of use) of the memory M1 for each tooth, and the upper graph shows the value of the memory M2 (heavy load frequency) for each tooth. The horizontal axis in FIG. 9 represents the address A corresponding to each tooth.

【0020】図9に示すように各アドレスAのメモリM
1,M2の値によって、旋回歯車4の使用状況が歯毎に
分かる。そして、メモリM1の値は各歯の剥離等の発生
に関連しており、メモリM2の値は歯元部分の疲労の度
合いに関連している。そのため、これらの各歯の使用状
況をモニタすることにより、旋回歯車4の歯毎の管理を
リアルタイムに行うことができ、それに基づいてメンテ
ナンスを適切に行うことにより不具合の発生を未然に防
ぐことができる。また、センサ13A,13bは上部旋
回体2の内部(旋回輪7の内部)に設けられているの
で、外部環境の影響を受けることがなく、従来のような
汚れによって測定が不能となったり、センサ13A,1
3bに土砂がぶつかって不具合を発生させるというよう
なことが無い。
As shown in FIG. 9, the memory M of each address A
The use status of the revolving gear 4 can be determined for each tooth based on the values of 1, M2. The value of the memory M1 is related to the occurrence of peeling of each tooth, and the value of the memory M2 is related to the degree of fatigue of the root portion. Therefore, by monitoring the usage status of each tooth, the management of each tooth of the revolving gear 4 can be performed in real time, and by appropriately performing maintenance based on the management, it is possible to prevent the occurrence of trouble. it can. Further, since the sensors 13A and 13b are provided inside the upper revolving superstructure 2 (inside the revolving wheel 7), they are not affected by the external environment, and the measurement becomes impossible due to the conventional dirt. Sensor 13A, 1
There is no possibility that the earth and sand collide with 3b and cause a problem.

【0021】その際、車両運転室内にモニタ15(図2
参照)を設け、そのモニタ15に図9に示すような使用
頻度状況等を表示するようにしても良い。さらに、疲労
強度曲線とメモリM2の値とを関係付け、メモリM2の
いずれかのアドレスの値、頻度が所定値以上になったと
きに、メンテナンスすべき警告を表示するようにしても
良い。また、メンテナンス時に、サービス員がデータ処
理装置12からデータを吸い上げて別置きのモニタに表
示することにより、旋回歯車4の点検に生かすこともで
きる。また、このようなデータを、油圧ショベル等の設
計に反映させることも可能である。さらに、このような
データを車両から管理基地に無線で送信し、管理基地で
複数の油圧ショベルの旋回歯車の使用状況を一括管理す
ることもできる。
At this time, the monitor 15 (FIG.
9) may be provided, and the monitor 15 may display a usage frequency state as shown in FIG. Further, the fatigue strength curve may be associated with the value of the memory M2, and when the value or frequency of any address of the memory M2 becomes a predetermined value or more, a warning for maintenance may be displayed. In addition, at the time of maintenance, a service person can download data from the data processing device 12 and display the data on a separate monitor, which can be utilized for inspection of the turning gear 4. Further, such data can be reflected in the design of a hydraulic excavator or the like. Further, such data can be wirelessly transmitted from the vehicle to the management base, and the management base can collectively manage the usage of the turning gears of the plurality of excavators.

【0022】なお、本実施の形態では、図2に示すよう
に2つのセンサ13A,13Bを設けて各歯を検出する
とともに、旋回歯車4の旋回方向を検出するようにした
が、検出手段はこのような構成に限らない。例えば、一
つのセンサで歯を検出し、旋回モータ5の作動油供給回
路の何れが高圧側となるかを検出して旋回歯車4の旋回
方向を求めるようにしても良い。また、重負荷状態か否
かを一つの圧力値P0を基準に決定したが、例えば、3
種類の基準値P0,P1,P2(ただし、P0>P1>
P2)を設定するとともに、これらに対応するメモリM
2,M3,M4を設定し、重負荷状態を3段階に分けて
頻度を算出するようにしても良い。この種類は3種類に
限定されない。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, two sensors 13A and 13B are provided to detect each tooth and to detect the turning direction of the turning gear 4. It is not limited to such a configuration. For example, a single sensor may be used to detect the teeth, and which of the hydraulic oil supply circuits of the turning motor 5 is on the high pressure side may be detected to determine the turning direction of the turning gear 4. In addition, whether or not a heavy load state is determined based on one pressure value P0.
Type reference values P0, P1, P2 (where P0>P1>
P2) and the corresponding memory M
2, M3, and M4 may be set, and the heavy load state may be divided into three stages to calculate the frequency. This type is not limited to three types.

【0023】上述した実施の形態では、油圧ショベルを
例に本発明を説明したが、本発明は油圧ショベルに限ら
ず、各種建設機械に用いられる旋回歯車の実働測定装置
に適用することができる。さらに、旋回歯車4のような
大型の歯車の他に、ラックアンドピニオンのようなリニ
ヤ歯車の実働測定装置にも適用することができる。上述
したピニオン6のように小型歯車の場合には全ての歯が
均一に使用されるが、旋回歯車4のように大型の歯車や
リニヤ歯車の場合には偏った使い方がされる。そのた
め、上述したような実働測定装置により各歯毎の使用状
況を調べることにより、より適切なメンテナンスを行う
ことができる。
In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking a hydraulic shovel as an example. However, the present invention is not limited to a hydraulic shovel, but can be applied to a practical measuring device of a turning gear used in various construction machines. Further, the present invention can be applied not only to a large gear such as the revolving gear 4 but also to an actual measurement device for a linear gear such as a rack and pinion. In the case of a small gear like the pinion 6 described above, all the teeth are used uniformly, but in the case of a large gear such as the revolving gear 4 or a linear gear, the usage is biased. Therefore, more appropriate maintenance can be performed by checking the usage status of each tooth using the actual measurement device as described above.

【0024】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、旋回歯車4は歯車を、データ
処理装置12は使用頻度計数手段および負荷頻度計数手
段を、圧力スイッチ10は負荷検出手段をそれぞれ構成
し、A/D変換器11,データ処理装置12およびセン
サ13A,13Bは噛合位置検出手段を構成する。
In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the turning gear 4 is a gear, the data processing device 12 is a use frequency counting unit and a load frequency counting unit, and the pressure switch 10 is a load detection unit. The A / D converter 11, the data processing device 12, and the sensors 13A and 13B constitute meshing position detecting means.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピニオンとの噛合の回数や、所定値以上の負荷でピニオ
ンと噛合した回数を歯車の各歯毎に計数することができ
るので、これらを管理することにより歯車の効率的なメ
ンテナンスを行うことができるとともに、歯車の不具合
の発生を未然に防ぐことができる。請求項3の発明で
は、噛合位置検出手段に設けられた一対のセンサで歯車
の一つの歯をそれぞれ検出し、それによってピニオンと
の噛合の回数を計数しているので、確実な計数を行うこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
Since the number of times of meshing with the pinion and the number of times of meshing with the pinion with a load of a predetermined value or more can be counted for each tooth of the gear, efficient maintenance of the gear can be performed by managing these. At the same time, it is possible to prevent the occurrence of a gear failure. According to the third aspect of the present invention, since one tooth of the gear is detected by a pair of sensors provided in the meshing position detecting means, and the number of meshing with the pinion is thereby counted, a reliable counting can be performed. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】油圧ショベルの側面図である。FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator.

【図2】本発明による実働測定装置の概略構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a working measurement device according to the present invention.

【図3】旋回歯車4の一部を上方から見た図である。FIG. 3 is a view of a part of the revolving gear 4 as viewed from above.

【図4】信号S1,S2および差分信号(S1−S2)
を示す図であり、(a)は正回転の場合を、(b)は逆
回転の場合を示す。
FIG. 4 shows signals S1 and S2 and a difference signal (S1-S2).
(A) shows the case of forward rotation, and (b) shows the case of reverse rotation.

【図5】センサ13A,13Bの位置を説明する図であ
り、(a)はセンサ13A,13Bと旋回歯車4の歯と
の関係を、(b)は信号S1,S2,S2’を、(c)
は差分信号(S1−S2)および(S1−S2’)をそ
れぞれ示す。
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the positions of sensors 13A and 13B. FIG. 5A shows the relationship between the sensors 13A and 13B and the teeth of the revolving gear 4, FIG. 5B shows the signals S1, S2 and S2 ′, and FIG. c)
Indicates the difference signals (S1-S2) and (S1-S2 '), respectively.

【図6】データ処理装置12で行われる処理の概要を説
明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an outline of a process performed by the data processing device 12;

【図7】アドレスAの設定方法を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a method of setting an address A.

【図8】頻度算出の際の処理手順を示すフローチャート
である。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure for calculating a frequency.

【図9】各歯に関する使用頻度および重負荷頻度を示し
た図である。
FIG. 9 is a diagram showing a use frequency and a heavy load frequency for each tooth.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 下部走行体 2 上部旋回体 4 旋回歯車 5 旋回モータ 6 ピニオン 7 旋回輪 10 圧力スイッチ 11 A/D変換器 12 データ処理装置 13A,13B センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 2 Upper revolving superstructure 4 Revolving gear 5 Revolving motor 6 Pinion 7 Revolving wheel 10 Pressure switch 11 A / D converter 12 Data processing device 13A, 13B Sensor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピニオンと噛合する歯車に形成された複
数の歯の、いずれの歯が前記ピニオンと噛合しているか
を検出する噛合位置検出手段と、 前記噛合位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ピニ
オンとの噛合の回数を前記歯車の各歯毎に計数する使用
頻度計数手段とを備えることを特徴とする歯車用実働測
定装置。
A plurality of teeth formed on a gear meshing with the pinion; a mesh position detecting unit for detecting which tooth meshes with the pinion; and a detection result of the mesh position detecting unit. And a use frequency counting means for counting the number of meshes with the pinion for each tooth of the gear.
【請求項2】 ピニオンと噛合する歯車に形成された複
数の歯の、いずれの歯が前記ピニオンと噛合しているか
を検出する噛合位置検出手段と、 前記噛合している歯に作用する負荷が所定値以上か否か
を検出する負荷検出手段と、 前記噛合位置検出手段および前記負荷検出手段の検出結
果に基づいて、前記所定値以上の負荷で前記ピニオンと
噛合した回数を前記歯車の各歯毎に計数する負荷頻度計
数手段とを備えることを特徴とする歯車用実働測定装
置。
2. A plurality of teeth formed on a gear meshing with a pinion, meshing position detecting means for detecting which tooth meshes with the pinion, and a load acting on the meshing tooth. Load detecting means for detecting whether or not the gear is equal to or more than a predetermined value; and, based on detection results of the mesh position detecting means and the load detecting means, the number of times the pinion meshes with the load at or above the predetermined value is determined for each tooth of the gear. And a load frequency counting means for counting each time.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の歯車用
実働測定装置において、 前記噛合位置検出手段は、前記歯車の歯の任意の一つを
それぞれ検出することができる一対のセンサを備え、こ
の一対のセンサの検出信号に基づいて、前記歯車のいず
れの歯が前記ピニオンと噛合しているかを検出すること
を特徴とする歯車用実働測定装置。
3. The gear working measuring device according to claim 1, wherein the meshing position detecting means includes a pair of sensors capable of detecting any one of the teeth of the gear. A gear measuring device for detecting which tooth of the gear meshes with the pinion based on the detection signals of the pair of sensors.
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