JP2010007782A

JP2010007782A - 作動油の汚染度検出装置

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Publication number: JP2010007782A
Application number: JP2008168807A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Satake; 英敏佐竹
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: JP5015077B2; KR20110038065A; EP2302223A1; EP2302223A4; KR101600120B1; WO2009157550A1; EP2302223B1; US8812267B2; US20110153275A1

Abstract

【課題】油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる作動油の汚染度検出装置を提供すること。
【解決手段】油圧作業機械の油圧回路中の管路に設けられていて、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物を作動油から取り除くパイロットフィルタ１２と、パイロットフィルタ１２の上流側で異物の通過を検出する第１遮光式検出器２１と、パイロットフィルタ１２の下流側で異物の通過を検出する第２遮光式検出器２２とを備えている。車体コントローラ２３は、第１遮光式検出器２１による異物の検出頻度を判定する手段、第２遮光式検出器２２による異物の検出頻度を判定する手段、これらの手段の両方による判定結果に基づきパイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定する手段として機能する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械等の油圧作業機械に設けられていて、その油圧作業機械の動作不良の原因となる異物により汚染された作動油の汚染度を検出する作動油の汚染度検出装置に関する。

油圧作業機械は、油圧モータや油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ、油圧ポンプ、スプール弁等、作動油により駆動される油圧機器を含んだ油圧回路を備えている。この油圧回路を流れる作動油には固形の異物が混入している。異物の種類としては、油圧回路の製造時に油圧機器、配管、作動油タンクに残った異物（金属加工粉、鋳砂、塵埃等）、油圧回路の稼働中にこの油圧回路の内部で発生する異物（油圧機器の摺動部から生じる磨耗粉、作動油の酸化や劣化で生じるスラッジなど）、油圧回路の稼動中に外部環境から油圧システムに侵入する異物、メンテナンス時や修理時に油圧回路に侵入する異物がある。特に、油圧機器の摺動部の隙間の寸法とほぼ同じ大きさの粒度（５〜５０μｍ）の異物は、摺動部を異常に磨耗させたり固着させたりして油圧作業機械の動作不良を招く。

このような事情から、異物で汚染された作動油によって油圧作業機械に動作不良が生じる前に、作動油のフラッシングや交換等のメンテナンスを行う必要がある。このメンテナンスを行う時期かどうかを判断するために、以前から、作動油の汚染度検出装置を使用して、異物による作動油の汚染度を検出することが行われている。

従来の作動油の汚染度検出装置は、作動油中の異物を検出する遮光式検出器を備えている。この遮光式検出器は、管路を流れる作動油に対してレーザ光を照射する発光部と、そのレーザ光を受光する受光部とを有する。従来の汚染度検出装置は、受光部により受光されるレーザ光の光度の変化に基づいて作動油の汚染度を判定するように設定されている。

このように遮光式検出器を用いた作動油の汚染度検出装置は、複数の異物が同時にレーザ光内に存在した場合に、それら複数の異物を一塊の大きな異物として誤検出する可能性がある。このことは、動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の判定精度を低下させる。

この種の作動油の汚染度検出装置には、複雑な構造の遮光式検出器によって異物の粒度の検出精度を向上させたものがある（例えば特許文献１参照）。
特許第３８９００３６公報

前述のように複雑な構造の遮光式検出器を用いると、作動油の汚染度検出装置の製造コストがかさむという問題が生じる。

本発明は、前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる作動油の汚染度検出装置を提供することにある。

本発明の作動油の汚染度検出装置は次のように構成されている。

〔１〕前述の目的を達成するために、本発明の作動油の汚染度検出装置は、油圧作業機械の油圧回路を流れる作動油中の異物を検出器により検出し、その検出結果を用いて作動油の汚染度を判定する作動油の汚染度検出装置であって、前記油圧回路中の管路に設けられていて、油圧作業機械の動作不良の原因となる異物を作動油から取り除くフィルタと、前記フィルタの上流側で異物の通過を検出する第１遮光式検出器と、前記フィルタの下流側で異物の通過を検出する第２遮光式検出器と、前記第１遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第１頻度判定手段と、前記第２遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第２頻度判定手段と、前記第１，第２頻度判定手段のそれぞれによる判定結果の両方に基づいて前記フィルタの上流側の汚染度を判定する汚染度判定手段と、を備えていることを特徴とする。

このように構成された本発明の作動油の汚染度検出装置では、フィルタの上流側と下流側の両方における異物の検出頻度に基づいてフィルタの上流側の汚染度を判定するので、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる。

〔２〕本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記フィルタは、前記油圧回路に含まれるパイロットラインの作動油から異物を取り除くパイロットフィルタであることを特徴とするものであってもよい。油圧作業機械のパイロット系油圧回路において、スプール弁等の油圧機器の摺動部が異常に磨耗したり固着したりすると、油圧作業機械が制御困難になる可能性がある。したがって、パイロットフィルタの目開きとしては、油圧作業機械が制御困難になることを確実に防止するために、動作不良の原因となる粒度の異物も取り除くことができる大きさが選択されている。つまり、本発明の作動油の汚染度検出装置におけるフィルタは、油圧回路中の既設のパイロットフィルタを利用したものであるから、より安価な作動油の汚染度検出装置を実現できる。

また、遮光式検出器は、複数の異物が同時にレーザ光内に存在した場合に、それら複数の異物を大きな一塊の異物として誤検出する。この誤検出は、管路が細く流量の少ないほうが生じにくい。油圧作業機械の油圧回路ではパイロット系油圧回路中の管路の方が駆動系油圧回路中の管路よりも、管路が細く、流される作動油の流量が少ない。本発明の作動油の汚染度検出装置は、パイロット系油圧回路中の管路に第１，第２遮光式検出器が設けられているので、駆動系油圧回路に第１，第２遮光式検出器が設けられる場合よりも汚染度の検出精度を得やすく、油圧ショベルの油圧回路に遮光式検出器専用の管路が設けられる場合よりも安価な汚染度検出装置を実現できる。

〔３〕本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔２〕」に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記パイロットラインの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段をさらに備えていて、前記汚染度判定手段は、前記流量判定手段により前記パイロットラインの流量が所定流量以下であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されていることを特徴とするものであってもよい。これにより、汚染度の検出精度を安定させることができる。

〔４〕本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔３〕」に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記油圧回路には前記パイロットラインに圧油を供給するパイロットポンプが含まれ、前記パイロットポンプの回転数を検出する回転数検出器をさらに備えていて、前記流量判定手段は、この回転数検出器による回転数の検出結果が所定回転数以下かどうかを判定する回転数判定手段とからなるものであってもよい。パイロットポンプに定容量形油圧ポンプを使用していた場合、パイロットポンプの吐出流量と回転数とは正比例の関係である。したがって、パイロットポンプの回転数の検出結果が所定回転数以下かどうかを判定することは、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定することと同じことである。本発明の作動油の汚染度検出装置は、パイロットポンプの回転数が所定回転数以下かどうかの判定を行うことによって、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を行うので、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を、パイロットポンプの吐出流量を実測して判定する場合よりも簡単な構成で精度よく行うことができる。

〔５〕本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」〜「〔４〕」のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、作動油の温度を検出する油温検出器と、この油温検出器による検出温度が所定温度以上かどうかを判定する油温判定手段と、をさらに備えていて、前記汚染度判定手段は、前記油温判定手段により検出温度が所定温度以上であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されていることを特徴とするものであってもよい。作動油は、低温時に粘度が高く、気泡が消滅しにくくなる。気泡は遮光式検出器により検出されてしまう。本発明の作動油の汚染度検出装置は、作動油の温度が所定温度以上のときに汚染度を判定するので、汚染度の検出を気泡が消滅しにくい低温時には行わないようにすることができる。これにより、遮光式検出器による気泡の検出頻度を低減でき、したがって、気泡に起因する汚染度の検出精度の低下を防止することができる。

〔６〕本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」〜「〔５〕」のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記汚染度判定手段により判定された汚染度の判定結果が、メンテナンスの必要な汚染度として予め設定された上限汚染度に達したかどうかを判定するメンテナンス時期到達判定手段と、このメンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを報知するメンテナンス時期到達報知手段とを、さらに備えたことを特徴とするものであってもよい。このように構成された本発明の汚染度検出装置によれば、作動油のメンテナンスを適切な時期に行うことに貢献できる。

〔７〕本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」〜「〔６〕」のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、異なる時点の汚染度を比較して汚染度の進行速度を推定する汚染進行速度判定手段と、この汚染進行速度判定手段により推定された進行速度に基づいて、作動油のメンテナンス時期を推定するメンテナンス時期推定手段と、このメンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を報知する推定メンテナンス時期報知手段とを、さらに備えていることを特徴とするものであってもよい。このように構成された本発明の汚染度検出装置によっても、作動油のメンテナンスを適切な時期に行うことに貢献できる。

本発明によれば、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる作動油の汚染度検出装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置について図を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置を備えた油圧作業機械の油圧回路の概略図である。図２は本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置の構成を示すブロック図である。図３は本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置により算出された汚染度進行速度関数を示す図である。

油圧作業機械、例えば油圧ショベルは、走行や旋回の駆動源である油圧モータ、フロント作業機を駆動する油圧シリンダを備えている。図１では、それらの油圧アクチュエータを代表して油圧シリンダ１を描いてある。油圧シリンダ１は、エンジン２を駆動源とするメインポンプ３の吐出油により駆動される。メインポンプ３と油圧シリンダ１との間にはコントロールバルブ４が介在していて、このコントロールバルブ４によりメインポンプ３から油圧シリンダ１に導かれる圧油の流れが制御される。油圧シリンダ１から押し出された圧油は、コントロールバルブ４および戻り管路５により作動油タンク６に導かれる。戻り管路５、作動油タンク６にはリターンフィルタ７（フルフローフィルタ）、サクションフィルタ８がそれぞれ作動油から異物を取り除くために設けられている。

コントロールバルブ４はパイロット圧を与えられて切り換わるスプール弁である。そのパイロット圧は、エンジン２を駆動源とするパイロットポンプ９の吐出圧を１次圧として、パイロットバルブ１０により生成される。パイロットポンプ９からパイロットバルブ１０に１次圧を導く管路１１（パイロットライン）にも、作動油を濾過するためのパイロットフィルタ１２が設けられている。パイロット系油圧回路においてコントロールバルブ４（スプール弁）等の油圧機器の摺動部が異常に磨耗したり固着したりすると、油圧ショベルが制御困難になり、オペレータが意図した動作を行うことができない状態になるため、そのような状態の発生を確実に防止するために、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度（５μｍ〜５０μｍ）の異物も作動油から取り除くことのできる大きさが選択されている。なお、リターンフィルタ７やサクションフィルタ８の目開きは、駆動系回路で使用される大流量の作動油の流れを妨げない大きさであり、パイロットフィルタ１２よりも大きい。

特に本実施形態に係る汚染度検出装置２０では、パイロットフィルタ１２の上流側と下流側に第１，第２遮光式検出器２１，２２がそれぞれ設けられている。第１遮光式検出器２１Ａは、管路１１を流れる作動油に対してレーザ光Ｌａを照射する発光部２１ａと、そのレーザ光Ｌａを受光する受光部２１ｂとを有し、発光部２１ａから照射されたレーザー光Ｌａが作動油中の異物により遮られることで受光部２１ｂによって受光されたレーザー光の光度が変化（低下）し、異物の状態を検出する。レーザ光Ｌａは作動油の流れに対して直交する方向に照射され、受光部２１ｂはそのレーザ光Ｌａを受光し、受光したレーザ光Ｌａの光度を光度信号Ｓｌａ（電気信号）に変換して出力する。第２遮光式検出器２２も、第１遮光式検出器２１と同様に構成されたものであり、管路１１を流れる作動油に対してレーザ光Ｌｂを照射する発光部２２ａと、そのレーザ光Ｌｂを受光する受光部２２ｂとを有する。受光部２２ｂはレーザ光Ｌｂを受光して、受光したレーザ光Ｌｂの光度を光度信号Ｓｌｂ（電気信号）に変換して出力する。

光度信号Ｓｌａ，Ｓｌｂは、車体コントローラ２３に入力される。この車体コントローラ２３はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含み、予め記憶したコンピュータプログラムに従って動作するものである。この車体コントローラ２３は光度信号Ｓｌａに示された光度に基づいてパイロットフィルタ１２の上流側の異物の検出頻度を判定する第１頻度判定手段として機能するように設定されている。また、光度信号Ｓｌｂに示された光度に基づいてパイロットフィルタ１２の下流側の異物の検出頻度を判定する第２頻度判定手段として機能するようにも設定されている。

第１頻度判定手段は、受光部２１ｂにより受光されたレーザＬａの光度が所定光度以下に低下したときに、このときの光度に基づいて異物の粒度を算出するとともに、レーザ光Ｌａの光度が所定時間内で所定光度以下に低下する回数を計数して、予め設定された複数種類の異物の粒度範囲毎の作動油の汚染度を判定する。第２頻度判定手段も第１頻度判定手段と同様に、受光部２２ｂにより受光されたレーザＬｂの光度が所定光度以下に低下したときに、このときの光度に基づいて異物の粒度を算出するとともに、レーザ光Ｌａの光度が所定時間内で所定光度以下に低下する回数を計数して、前記異物の粒度範囲毎の作動油の汚染度を判定する。

パイロットポンプ９には、その回転数を検出して、検出した回転数に相応する回転数信号Ｓｒ（電気信号）を出力する回転数検出器２４が設けられている。車体コントローラ２３は、回転数信号Ｓｒを入力し、この回転数信号Ｓｒにより示された検出回転数が所定回転数以下かどうかを判定する回転数判定手段として機能するように設定されている。パイロットポンプ９は定容量形油圧ポンプであるから、パイロットポンプ９の吐出流量と回転数と正比例の関係である。したがって、回転数検出器２４による回転数の検出結果が所定回転数以下であると判定することは、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下と判定することと同じことである。つまり、回転数判定手段は、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段を構成している。なお、所定回転数とは、例えば、エンジン２のローアイドル時のパイロットポンプ９の回転数である。

作動油タンク６には、作動油の温度を検出して、検出した温度に相応する油温信号Ｓｔ（電気信号）を出力する油温検出器２４が設けられている。車体コントローラ２３は、油温信号Ｓｔを入力し、この油温信号Ｓｔにより示された検出温度が所定温度以上かどうかを判定する油温判定手段として機能するように設定されている。

車体コントローラ２３は、第１，第２頻度判定手段のそれぞれによる判定結果の両方に基づいて、パイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定する汚染度判定手段として機能するように設定されている。パイロットフィルタ１２の目開きは、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度の異物を作動油から取り除く大きさであるから、パイロットフィルタ１２の上流側では油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度以上の異物が検出され、同下流側ではその粒度以上の異物は検出される頻度は少なくなる。また、第１遮光式検出器２１による誤検出の頻度と第２遮光式検出器２２による誤検出の頻度とはほぼ同じである。これらのことから、汚染度判定手段は、パイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定する際に、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度の異物の検出頻度の第１頻度判定手段による判定結果から、同粒度の異物の検出頻度の第２頻度判定手段による判定結果を比較することによって、汚染度の判定結果に対する第１遮光式検出器２１の誤検出の影響を校正するようになっている。

また、前記汚染度判定手段は、回転数判定手段によりパイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下であると判定され、かつ、油温判定手段により検出温度が所定温度以上であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されている。

車体コントローラ２３は、汚染度判定手段による汚染度の判定結果が、メンテナンスの必要な汚染度の上限として予め設定された上限汚染度Ｃｌとに達したかどうかを判定するメンテナンス時期到達判定手として機能するように設定されている。さらに、車体コントローラ２３は、油圧ショベルのキャブ内に設けられた車内モニタ２６を制御し、この車内モニタ２６に、メンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを示す画面を表示させるように設定されている。つまり、車体コントローラ２３と車内モニタ２６は、メンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを報知するメンテナンス時期到達報知手段を構成している。

車体コントローラ２３は、異なる時点の汚染度を比較して汚染度の進行速度を推定する汚染進行速度判定手段として機能するように設定されているとともに、この汚染進行速度判定手段により推定された進行速度に基づいて、作動油のメンテナンス時期を推定するメンテナンス時期推定手段として機能するように設定されている。車体コントローラ２３は車内モニタ２６を制御し、この車内モニタ２６に、メンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を示す画面を表示させるように設定されている。つまり、車体コントローラ２３と車内モニタ２６は、メンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を報知する推定メンテナンス時期報知手段を構成している。

前記汚染進行速度判定手段は、図３に示すように、時点Ｔ１における汚染度がＣ１、時点Ｔ２における汚染度がＣ２と判定されたときに、これらの値から、汚染進行速度関数Ａ１を算出する（Ａ１＝（Ｃ２−Ｃ１）／（Ｔ２−Ｔ１））。メンテナンス時期推定主手段は、汚染進行度関数Ａ１と上限汚染度Ｃｌとの交点Ｉ１から得られる時点Ｔｉ１を算出し、次に、時点Ｔ２から時点Ｔｉ１に達するまでの時間「Ｔｉ１−Ｔ２」を算出し、この時間「Ｔｉ１−Ｔ２」と汚染度を検出した時点Ｔ２の日時とから、メンテナンス時期を算出する。

前記汚染進行速度関数Ａ１は油圧ショベルによる採石作業時に得られたものの一例であり、汚染進行速度関数はその汚染度進行速度Ａ１に限らず、油圧ショベルの作業現場の環境や作業内容によって異なる。同図３に示す汚染進行速度関数Ａ２（＝（Ｃ４−Ｃ３）／（Ｔ２−Ｔ１））は、油圧ショベルにバケットに替えてブレーカを装備させて行った破砕作業時に得られたものの一例である。破砕作業の現場では多量の粉塵が飛散していて、その中でブレーカが毎分数百回の往復運動を行っている。このため、ブレーカを駆動する油圧シリンダにおいてシリンダチューブとピストンロッドとの間から粉塵（異物）が侵入しやすく、汚染進行速度関数Ａ２と上限汚染度Ｃｌとの交点Ｉ２から得られる時点Ｔｉ２と時点Ｔ２との間隔は、前述した時点Ｔｉ１と時点Ｔ２との間隔よりも短くなる。つまり、破砕作業では採石作業よりも作動油のメンテナンス時期の間隔が短くなる。また、油圧ショベルに搭載された油圧機器に異常が発生し、磨耗粉の発生が増加した場合も早期のメンテナンスが必要になる。

車体コントローラ２３は、アンテナ２８，２９を介して監視センタ装置２７に通信可能に接続されている。監視センタ装置２７は、油圧ショベルの状態を監視するためのデータを作成する監視用コンピュータ２７ａと、車体コントローラ２３から送信されてくる油圧ショベルの各種データや、監視用コンピュータ２７ａにより作成されたデータを蓄積する情報サーバ２７ｂを備えている。前記各種データには、第１遮光式検出器による検出結果、第２遮光式検出器による検出結果、回転数検出器による検出結果、油温検出器による検出結果、第１頻度判定手段による判定結果、第２頻度判定手段による判定結果、回転数判定手段による判定結果、油温判定手段による判定結果、汚染度判定手段による判定結果、汚染進行速度推定手段による推定結果、メンテナンス時期推定手段による推定結果、メンテナンス時期到達判定手段による判定結果が含まれる。監視用コンピュータ２７ａは車体コントローラ２３からのデータを用いて作動油の汚染度の詳細な分析を行うことが可能なものである。また、監視センタ装置２７は、顧客に対して汚染進行速度、推定メンテナンス時期、作動油の汚染度が上限汚染度Ｃｌに達したことなどを、通信回線を使用して連絡する。

本実施形態に係る汚染度検出装置２０によれば次の効果を得られる。

汚染度検出装置２０は、パイロットフィルタ１２の上流側と下流側の両方における異物の検出頻度に基づいてパイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定するので、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる。

汚染度検出装置２０では、第１，第２遮光式検出器２１，２２の設置個所がパイロットフィルタ１２の上流側と下流側である。つまり、油圧ショベルの油圧回路中の既設のパイロットフィルタを利用したものであるから、より安価な作動油の汚染度検出装置を実現できる。

第１遮光式検出器２１や第２遮光式検出器２２は、複数の異物が同時にレーザ光ＬａやＬｂ内に存在した場合に、それら複数の異物を大きな一塊の異物として誤検出する。この誤検出は、管路が細く流量の少ないほうが生じにくい。油圧ショベルの油圧回路ではパイロット系油圧回路中の管路の方が駆動系油圧回路中の管路よりも、管路が細く、流される作動油の流量が少ない。汚染度検出装置２０は、パイロット系油圧回路中の管路１１に第１，第２遮光式検出器２１，２２が設けられているので、駆動系油圧回路に第１，第２遮光式検出器２１，２２が設けられる場合よりも汚染度の検出精度を得やすく、油圧ショベルの油圧回路に検出器専用の管路が設けられる場合よりも安価な汚染度検出装置を実現できる。

汚染度検出装置２０は、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段を備えていて、汚染度判定手段は、流量判定手段によりパイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下であると判定されたときに、汚染度を判定するよう設定されている。これにより、汚染度の検出精度を安定させることができる。さらに、所定流量がエンジン２のローアイドル時のパイロットポンプ９の流量なので、第１，第２遮光式検出器２１，２２による異物の検出精度を高い状態で安定させることができる。

汚染度検出装置２０は、パイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下かどうかの判定を行うことによって、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を行うので、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を、パイロットポンプ９の吐出流量の実測値から判定する場合よりも簡単な構成で精度よく行うことができる。

汚染度検出装置２０では、油温検出器２４による検出温度が油温判定手段により所定温度以上であると判定されたときに、汚染度判定手段が汚染度を判定するよう設定されている。作動油は、低温時に粘度が高く、気泡が消滅しにくくなる。気泡は第１，第２遮光式検出器２１，２２により検出されてしまう。汚染度検出装置２０は、作動油の温度が所定温度以上のときに汚染度を判定するので、汚染度の判定を気泡が消滅しにくい低温時には行わないようにすることができる。これにより、第１，第２遮光式検出器２１，２２による気泡の検出頻度を低減でき、したがって、気泡に起因する汚染度の検出精度の低下を防止することができる。

汚染度検出装置２０は、作動油の汚染度が上限汚染度Ｃｌに達したことや、推定メンテナンス時期を、車内モニタ２６で報知するので、作動油のメンテナンスを適切な時期に行うことに貢献できる。

なお、前述の実施形態では、車体コントローラ２３が第１頻度判定手段、第２頻度判定手段、回転数判定手段、油温判定手段、汚染度判定手段、汚染進行速度推定手段、メンテナンス時期推定手段およびメンテナンス時期到達判定手段として機能するように設定されているが、本発明におけるこれらの手段は車体コントローラ２３に機能させるものに限定されず、これらの手段のうちの一部または全部の機能を監視センタ装置２７が果すように設定されていてもよい。

前述の実施形態は、回転数判定手段がパイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下かどうかを判定するために回転数検出器２４による検出結果を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。回転数検出器２４に代えてエンジン２の回転数を検出する回転数検出器による検出結果や、エンジン２への回転数の指令値を用いて、パイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下かどうかを間接的に判定するように設定されたものでもあってもよい。

前述の実施形態では、異物を検出する第１，第２遮光式検出器として、レーザ光を使用する第１，第２遮光式検出器２１，２２を用いているが、本発明は第１，第２遮光式検出器をレーザ光を使用するものに限定するものではなく、一般的な光を使用する遮光式検出器を用いてもよい。

本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置を備えた油圧作業機械の油圧回路の概略図である。本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置により算出された汚染度進行速度関数を示す図である。

符号の説明

１油圧シリンダ
２エンジン
３メインポンプ
４コントロールバルブ
５戻り管路
６作動油タンク
７リターンフィルタ
８サクションフィルタ
９パイロットポンプ
１０パイロットバルブ
１１管路
１２パイロットフィルタ
２０汚染度検出装置
２１第１遮光式検出器
２１ａ発光部
２１ｂ受光部
２２第２遮光式検出器
２２ａ発光部
２２ｂ受光部
２３車体コントローラ
２４回転数検出器
２５油温検出器
２６車内モニタ
２７監視センタ装置
２７ａ監視用コンピュータ
２７ｂ情報サーバ
２８アンテナ
２９アンテナ

Claims

油圧作業機械の油圧回路を流れる作動油中の異物を遮光式検出器により検出し、その検出結果を用いて作動油の汚染度を判定する作動油の汚染度検出装置であって、
前記油圧回路中の管路に設けられていて、油圧作業機械の動作不良の原因となる異物を作動油から取り除くフィルタと、
前記フィルタの上流側で異物の通過を検出する第１遮光式検出器と、
前記フィルタの下流側で異物の通過を検出する第２遮光式検出器と、
前記第１遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第１頻度判定手段と、
前記第２遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第２頻度判定手段と、
前記第１，第２頻度判定手段のそれぞれによる判定結果の両方に基づいて前記フィルタの上流側の汚染度を判定する汚染度判定手段と、を備えている
ことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
請求項１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
前記フィルタは、前記油圧回路に含まれるパイロットラインの作動油から異物を取り除くパイロットフィルタである
ことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
請求項２に記載の作動油の汚染度検出装置において、
前記パイロットラインの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段をさらに備えていて、
前記汚染度判定手段は、前記流量判定手段により前記パイロットラインの流量が所定流量以下であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されている
ことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
請求項３に記載の作動油の汚染度検出装置において、
前記油圧回路には前記パイロットラインに圧油を供給するパイロットポンプが含まれ、
前記パイロットポンプの回転数を検出する回転数検出器をさらに備えていて、
前記流量判定手段は、この回転数検出器による回転数の検出結果が所定回転数以下かどうかを判定する回転数判定手段とからなる
ことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
請求項１〜４のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
作動油の温度を検出する油温検出器と、この油温検出器による検出温度が所定温度以上かどうかを判定する油温判定手段と、をさらに備えていて、
前記汚染度判定手段は、前記油温判定手段により検出温度が所定温度以上であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されている
ことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
請求項１〜５のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
前記汚染度判定手段により判定された汚染度の判定結果が、メンテナンスの必要な汚染度として予め設定された上限汚染度に達したかどうかを判定するメンテナンス時期到達判定手段と、
このメンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを報知するメンテナンス時期到達報知手段とを、さらに備えた
ことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
請求項１〜６のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
異なる時点の汚染度を比較して汚染度の進行速度を推定する汚染進行速度判定手段と、
この汚染進行速度判定手段により推定された進行速度に基づいて、作動油のメンテナンス時期を推定するメンテナンス時期推定手段と、
このメンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を報知する推定メンテナンス時期報知手段とを、さらに備えている
ことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。