JP2002054181A - 建設機械の故障判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コントローラの入力ポートを増やすことな
く、故障箇所の判定を容易に行えるようにする。 【解決手段】 圧力センサ４５〜４７の入力端子（＋端
子,−端子）を基準電圧５Ｖを発生させる電圧発生回路
５０に接続し、出力端子（ｓ端子）をハーネス５１〜５
３を介して運転室後方のユーティリティースペース１０
に配列された測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａに接続す
る。オペレータは、端子５１ａ,５２ａ,５３ａと端子５
１ｂ,５２ｂ,５３ｂ間の電圧をテスタ６０で測定する。
これによって、センサ４５〜４７をコントローラ４３に
接続することなく、センサ４５〜４７からの出力信号を
容易に読み取ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサ等から
の出力信号により機体に搭載された油圧部品などの故障
箇所を判定するようにした建設機械の故障判定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、油圧システムを用いた建設機
械では、油圧回路の複数の箇所に圧力センサを接続し、
それら圧力センサからの検出値に基づいて故障箇所を判
定することが行われる。ところが、油圧部品は機体の各
部に分散し、しかも奥まったところに配置されることが
多いため、故障判定作業の度に圧力センサを接続するの
は多大な労力を有し、作業性が悪化する。また、圧力セ
ンサは使用箇所に応じて低圧から高圧まで各種のものを
用意しなければならず、面倒である。

【０００３】このような問題に対し、例えば特開平６−
１１４１９号公報には、油圧部品などの故障判定作業を
容易にするようにした装置が開示されている。この公報
記載の装置によると、故障判定作業のために必要なセン
サを予め油圧部品などに取り付けておき、それらセンサ
からの信号をコントローラに取り込み、コントローラで
所定の演算を行って故障箇所を判定する。これによっ
て、故障判定作業の度に圧力センサを接続することが不
要となり、作業性が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載の装置で
は、多数のセンサをコントローラに接続するため、コン
トローラには多数の入力ポートが必要となる。しかしな
がら、故障判定作業にしか用いられないセンサのために
コントローラに入力ポートを設け、それらセンサをコン
トローラに常時接続したのでは、入力ポートの無駄使い
であり、コスト高となる。

【０００５】本発明の目的は、入力ポートを増やすこと
なく、故障判定作業を容易に行うことができる建設機械
の故障判定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図面
を参照して説明する。 （１）請求項１の発明は、図１〜３に示すように、建設
機械の機体１,３に装着された部品の故障を判定するた
めの故障判定センサ４５〜４７と、制御部品４１,４２
の駆動を制御するための制御センサ３３〜３９と、この
制御センサ３３〜３９からの出力信号に基づいて制御部
品４１,４２の駆動を制御する制御手段４３とを有し、
故障判定センサ４５〜４７および制御センサ３３〜３９
からの出力信号に基づいて部品の故障を判定する装置で
あって、少なくとも故障判定用センサ４５〜４７からの
出力信号を導く信号線５１〜５３を、機体１,３の外側
からアクセス可能な所定箇所１０に集中して引き回すよ
うにしたことにより上述した目的は達成される。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載の建設機械の
故障判定装置において、制御センサ３３〜３９からの出
力信号を導く信号線を、所定箇所１０を経由することな
く制御手段４３に接続するようにしたものである。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の建
設機械の故障判定装置において、センサ４５〜４７へ基
準電圧を供給する電圧供給手段４４,５０を機体３に備
えるものである。 （４）請求項４の発明は、請求項１または２に記載の建
設機械の故障判定装置において、図１,５に示すよう
に、故障判定センサ４５〜４７および制御センサ３３〜
３９は、基準電圧供給用の信号線７１〜７３をそれぞれ
有し、少なくとも故障判定センサ４５〜４７からの出力
信号を導く信号線７１〜７３およびその信号線７１〜７
３と対になった基準電圧供給用の信号線５１〜５３を所
定箇所１０に引き回すようにしたものである。

【０００７】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
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 −第１の実施の形態− 図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる故障判定装
置の構成を示す油圧回路図であり、図３は、その故障判
定装置の搭載された油圧ショベルの側面図である。な
お、本実施の形態では、圧力センサを用いて故障箇所を
判定する場合について説明する。図３に示すように、油
圧ショベルは、下部走行体１と、旋回装置２を介して下
部走行体１の上部に旋回可能に連結された上部旋回体３
とを有する。上部旋回体３には、ブーム５Ａ、アーム５
Ｂ、バケット５Ｃからなる作業アタッチメント５と、運
転室６と、機械室７と、カウンタウエイト８とが設けら
れている。運転室６の後方のカバー９は開閉自在とさ
れ、カバー９の内側には防水空間としてのユーティリテ
ィースペース１０が形成されている。

【０００９】図１に示すように、油圧回路は、エンジン
Ｍによって駆動される可変容量型の油圧ポンプ１１と、
油圧ポンプ１１から吐出される圧油によってそれぞれ駆
動する走行用油圧モータ１２、旋回用油圧モータ１３、
ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５、バケットシ
リンダ１６の各アクチュエータと、油圧ポンプ１１から
これらアクチュエータ１２〜１６に供給される圧油の流
れをそれぞれ制御する制御弁１７〜２１と、オペレータ
がアクチュエータ１２〜１６の駆動指令をそれぞれ入力
する操作レバー２２〜２６と、操作レバー２２〜２６に
よりそれぞれ駆動されるパイロット弁２７Ａ,２７Ｂ,２
８Ａ,２８Ｂ,２９Ａ,２９Ｂ,３０Ａ,３０Ｂ,３１Ａ,３
１Ｂと、パイロット弁２７Ａ,２７Ｂ,２８Ａ,２８Ｂ,２
９Ａ,２９Ｂ,３０Ａ,３０Ｂ,３１Ａ,３１Ｂに圧油を供
給するパイロットポンプ３２と、油圧ポンプ１１からの
吐出圧を検出する圧力センサ３３と、パイロット弁２７
Ａ,２７Ｂ,２９Ａ,２９Ｂ,３０Ａ,３０Ｂからのパイロ
ット圧を検出する圧力センサ３４〜３９と、作業モード
等の情報を入力する入力部４０と、これらセンサ３３〜
３９（制御用センサ）および入力部４０からの信号に基
づいて所定の処理を実行し、ガバナ４１およびポンプレ
ギュレータ４２に制御信号を出力するコントローラ４３
と、コントローラ４３に電気を供給する電源４４とを有
している。なお、コントローラ４３は所定の基準電圧
（例えば５Ｖ）を発生させて圧力センサ３３〜３９に供
給し、圧力センサ３３〜３９からの出力信号を取り込ん
で圧力値を算出する。

【００１０】さらに、本実施の形態では、走行用油圧回
路の故障箇所を判定するために、走行用油圧モータ１２
の駆動圧力を検出する圧力センサ４５,４６と、パイロ
ットポンプ３２からの吐出圧を検出する圧力センサ４７
が設けられている。これら圧力センサ４５〜４７（故障
判定用センサ）はコントローラ４３に接続されず、以下
のように出力電圧が測定される。

【００１１】図２は、圧力センサ４５〜４７の配線状態
を示す電気回路図である。図２に示すように、電源４４
は所定の基準電圧５Ｖを発生させる電圧発生回路５０に
接続されている。電圧発生回路５０はハーネスを介して
圧力センサ４５〜４７の入力端子（＋端子,−端子）に
接続され、圧力センサ４５〜４７に基準電圧５Ｖが供給
される。前述したユーティリティースペース１０には一
対の測定端子５１ａ,５１ｂ,５２ａ,５２ｂ,５３ａ,５
３ｂが配列されている。圧力センサの出力端子（ｓ端
子）はハーネス５１〜５３を介して測定端子の一方５１
ａ,５２ａ,５３ａにそれぞれ接続され、測定端子の他方
５１ｂ,５２ｂ,５３ｂはそれぞれ接地されている。これ
によって、センサ４５〜４７からの出力信号は機体３の
外側からアクセス可能な箇所に集中して導かれる。な
お、電圧発生回路５０はコントローラ４３とともに運転
室６内に設けられている。

【００１２】次に、第１の実施の形態の動作を説明す
る。図１の油圧回路において、走行用操作レバー２２を
Ａ方向またはＢ方向へ操作すると、その操作量に応じて
パイロット弁２７Ａまたは２７Ｂが駆動され、パイロッ
トポンプ３２からの圧油はパイロット弁２７Ａまたは２
７Ｂを介して方向制御弁１７のパイロットポートへ供給
される。これによって、方向制御弁１７は位置Ａ側また
は位置Ｂ側へ切り換えられ、油圧ポンプ１１からの圧油
は方向制御弁１７を介して油圧モータ１２に供給され、
油圧モータ１２が回転する。なお、他のアクチュエータ
１３〜１６も操作レバー２３〜２６の操作により同様に
動作する。このとき、入力部４０および制御用圧力セン
サ３３〜３９からの信号はコントローラ４３に取り込ま
れ、その入力信号に応じてガバナ４１およびレギュレー
タ４２が駆動され、エンジン回転数とポンプ傾転角が作
業モード等に応じて適切に制御される。

【００１３】走行用油圧回路の故障箇所を判定する際に
は、ブレーキを作動して車体を停止させたまま上述した
ように油圧モータ２に圧油を供給し、電圧発生回路５０
のスイッチをオンする。これによって、故障判定用圧力
センサ４５〜４７に基準電圧５Ｖが供給され、出力端子
（ｓ端子）からはセンサ４５〜４７の検出値に応じた信
号が出力される。その状態で、オペレタータは運転室６
後方のカバー７を開放し、図２に示すテスタ６０の端子
６０ａと６０ｂを測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａと５１
ｂ,５２ｂ,５３ｂにそれぞれ接続し、端子５１ａ,５２
ａ,５３ａと端子５１ｂ,５２ｂ,５３ｂ間の電圧を測定
する。そして、この電圧測定値を換算表などを用いて圧
力値に換算し、予め設定された正常時における基準圧力
と比較する。一方、走行用油圧回路の制御用圧力センサ
３３〜３５については、その検出値をコントローラ４３
からの出力によりモニターなどに表示し、予め設定され
た正常時における基準圧力と比較する。

【００１４】このとき、圧力センサ３３,４７の検出値
が基準圧力と異なる場合には、ポンプ１１,３２やリリ
ーフ弁７１,７２などの故障が考えられ、圧力センサ３
４,３５の検出値が基準圧力と異なる場合には、パイロ
ット弁２７Ａ,２７Ｂや方向制御弁１７などの故障が考
えられ、圧力センサ４５,４６の検出値が基準圧力と異
なる場合には、方向制御弁１７やリリーフ弁７３,７４
などの故障が考えられる。これによって、走行油圧回路
を構成する油圧部品の故障箇所を判定することができ
る。

【００１５】このように第１の実施の形態によると、油
圧回路に故障判定用の圧力センサ４５〜４７を設け、圧
力センサ４５〜４７の出力端子をハーネス５１〜５３を
介してユーティリティースペース１０の測定端子５１
ａ,５２ａ,５３ａに接続するようにした。これによっ
て、オペレータはセンサ４５〜４７からの出力信号に容
易に、かつ集中的にアクセス可能となり、測定端子５１
ａ,５２ａ,５３ａにテスタ６０を接続してその出力値を
読み取ることで、故障箇所の判定が可能となる。また、
圧力センサ４５〜４７をコントローラ４３に接続する必
要がないので、コントローラ４３の入力ポートをむやみ
に増やすこともない。この場合、コントローラ４３に接
続されている制御用の圧力センサ３３〜３５を故障判定
時に併せて用いるので、故障判定用としての圧力センサ
の追加は必要最低限に抑えられ、また、信号線の取り回
しも必要最低限である。さらに、機体３に電源４４と電
圧発生回路５０を設け、センサ４５〜４７に基準電圧５
Ｖを供給するようにしたので、故障判定作業時にテスタ
６０だけを準備すればよく、作業が容易である。

【００１６】−第２の実施の形態− 図４を用いて第２の実施の形態を説明する。第１の実施
の形態では、制御用センサ３３〜３５からの出力信号
を、コントローラ４３により表示させるようにしたが、
第２の実施の形態では、テスタ６０を用いて測定する。
図４は、圧力センサ３３〜３５の配線状態を示す電気回
路図である。なお、第２の実施の形態における故障判定
装置の油圧回路図、およびその故障判定装置を構成する
圧力センサ４５〜４７の電気回路図は図１、２と同様で
あり、その説明は省略する。図４に示すように、圧力セ
ンサ３３〜３５の入力端子（＋端子,−端子）と出力端
子（ｓ端子）はそれぞれコントローラ４３に接続される
とともに、センサ３３〜３５の出力端子（ｓ端子）はハ
ーネス５４〜５６を介してユーティリティースペース１
０の測定端子５４ａ,５５ａ,５６ａにも接続されてい
る。故障箇所の判定時には、前述した端子５１ａ,５２
ａ,５３ａと端子５１ｂ,５２ｂ,５３ｂ間の電圧をテス
タ６０で測定し、さらに端子５４ａ,５５ａ,５６ａと端
子５４ｂ,５５ｂ,５６ｂ間の電圧をテスタ６０で測定す
る。

【００１７】このように第２の実施の形態によると、制
御用の圧力センサ３３〜３５の出力端子を、ハーネス５
４〜５６を介してユーティリティースペース１０の測定
端子５４ａ,５５ａ,５６ａに接続するようにしたので、
オペレータは運転室６内のモニタなどを見る必要がな
く、ユーティリティースペース１０において全ての圧力
センサ３３〜３５,４５〜４７からの出力信号を測定す
ることができ、作業効率が向上する。

【００１８】以上のように本発明は、故障判定用センサ
４５〜４７からの出力信号をハーネス５１〜５３を介し
てユーティリティースペース１０等、機体の外側からア
クセスしやすい場所に導くようにしたことを趣旨とする
ものであり、それは上記実施の形態に限らず種々の形態
で実現することができる。例えば、上記実施の形態で
は、走行用油圧回路の故障箇所を判定するようにした
が、他の油圧回路も同様にして故障箇所を判定すればよ
い。また、上記実施の形態では、圧力センサ４５〜４７
を用いて故障箇所を判定するようにしたが、基準圧力で
オンする圧力スイッチを用いてもよい。これにより、基
準電圧５Ｖが不要となる。さらに、温度センサや応力セ
ンサを用いてもよい。

【００１９】また、上記実施の形態では、測定端子５１
ａ,５２ａ,５３ａ,５１ｂ,５２ｂ,５３ｂをユーティリ
ティースペース１０に集中して設けたが、アクセスしや
すい場所であれば他の場所、例えば運転室６に設けても
よく、また、１箇所に集中して設けずに、上部旋回体３
側と行体１側にそれぞれ分けて設けるようにしてもよ
い。さらに、上記実施の形態では、電圧発生回路５０を
用いて圧力センサ４５〜４７に基準電圧５Ｖを供給する
ようにしたが、コントローラ４３の基準電圧を用いても
よい。さらにまた、測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａ,５
１ｂ,５２ｂ,５３ｂの代わりにカプラーを用い、カプラ
ーとテスタ６０を接続するようにしてもよい。この場
合、カプラー６０に防水キャップを取り付けておけば、
防水スペースに設ける必要はない。

【００２０】また、上記実施の形態では、換算表を用い
て出力電圧の測定値を圧力に変換するようにしたが、テ
スタ自身に電圧を圧力に変換させるような機能をもたせ
てもよい。さらに、図５に示すように、センサ４５〜４
７の出力端子（ｓ端子）に加え、センサ４５〜４７の入
力端子（＋端子,−端子）をハーネス７１〜７３を介し
てユーティリティースペース１０に配列された端子７１
ａ,７１ｂ,７２ａ,７２ｂ,７３ａ,７３ｂにそれぞれ接
続し、テスタ７０に電源４４および電圧発生回路５０を
設けてセンサ４５〜４７に基準電圧５Ｖを供給するよう
にしてもよい。これにより、センサ４５〜４７の入力側
および出力側のハーネスをひとまとめにすることがで
き、ハーネスの引き回しが容易になる。

【００２１】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、ガバナ４１とレギュレータ４２が制御部品を、コン
トローラ４３が制御手段を、電源４４と電圧発生回路５
０が電圧供給手段をそれぞれ構成し、ユーティリティー
スペース１０が所定箇所に対応する。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、以下のような効果を奏する。 （１）請求項１の発明によれば、建設機械の機体に部品
の故障を判定するための故障判定センサと、制御部品の
駆動を制御するための制御センサとを装着し、少なくと
も故障判定センサからの出力信号を、信号線を介して機
体の外側からアクセス可能な所定箇所に集中して導くよ
うにしたので、オペレータは信号線に容易にアクセスす
ることができ、センサからの出力信号をテスタなどによ
り容易に測定することができる。また、故障判定センサ
をコントローラ等の制御手段に接続する必要がないの
で、入力ポートをむやみに増やすこともない。 （２）請求項２の発明によれば、制御センサから信号線
を機体の外側に導くことなく制御手段にそのまま接続す
るようにしたので、信号線の所定箇所への引き回しは最
低限に抑えられる。 （３）請求項３の発明によれば、センサへ基準電圧を供
給する電圧供給手段を機体に備えるようにしたので、故
障判定作業時にテスタのみを準備すればよく、作業が容
易である。 （４）請求項４の発明によれば、故障判定センサからの
出力信号を導く信号線およびその信号線と対になった基
準電圧供給用の信号線を所定箇所に導くようにしたの
で、センサの入力側および出力側の信号線をひとまとめ
にすることができ、信号線の引き回しが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる故障判定装
置の構成を示す油圧回路図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる故障判定装
置を構成する圧力センサの配線状態を示す電気回路図。

【図３】本発明の実施の形態に係わる故障判定装置を搭
載したクレーンの側面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる故障判定装
置を構成する圧力センサの配線状態を示す電気回路図。

【図５】本発明の実施の形態に係わる故障判定装置を構
成する圧力センサの他の配線状態を示す電気回路図。

【符号の説明】

３３〜３９ 圧力センサ（制御用センサ） ４５〜４７ 圧力センサ（故障判定用センサ） １ 下部走行体 ３ 上部旋回体 １０ ユーティリティースペース ４１ ガバナ ４２ レギュレータ ４３ コントロ
ーラ ４４ 電源 ５０ 電圧発生
回路 ５１〜５３ ハーネス ５１ａ,５２ａ,５３ａ
測定端子 ６０,７０ テスタ ７１〜７３ ハ
ーネス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械の機体に装着された部品の故障
   を判定するための故障判定センサと、制御部品の駆動を
   制御するための制御センサと、この制御センサからの出
   力信号に基づいて前記制御部品の駆動を制御する制御手
   段とを有し、前記故障判定センサおよび制御センサから
   の出力信号に基づいて前記部品の故障を判定する装置で
   あって、 少なくとも前記故障判定センサからの出力信号を導く信
   号線は、前記機体の外側からアクセス可能な所定箇所に
   集中して引き回されることを特徴とする建設機械の故障
   判定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の建設機械の故障判定装
   置において、 前記制御センサからの出力信号を導く信号線は、前記所
   定箇所を経由することなく前記制御手段に接続されるこ
   とを特徴とする建設機械の故障判定装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の建設機械の故
   障判定装置において、 前記センサへ基準電圧を供給する電圧供給手段を前記機
   体に備えることを特徴とする建設機械の故障判定装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の建設機械の故
   障判定装置において、 前記故障判定センサおよび制御センサは、基準電圧供給
   用の信号線をそれぞれ有し、少なくとも前記故障判定セ
   ンサからの出力信号を導く信号線およびその信号線と対
   になった前記基準電圧供給用の信号線は前記所定箇所に
   引き回されることを特徴とする建設機械の故障判定装
   置。