JP2012227001A - 建設機械用コネクタ端子部の導通不良防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械のコネクタの金属端子部に生じる絶縁被膜を除去し、コネクタにおける導通不良を防止して誤動作を防止しうる導通不良防止装置を提供する。
【解決手段】建設機械に用いられる電気配線同士を接続するコネクタ３８を、通常作業時に接続される回路と、付加回路との間で切換え接続する切換回路４０，４１を設ける。切換回路４０，４１を付加回路側への接続を指令するキースイッチ５０等の切換指令手段とを備える。切換指令手段からの指令信号により切換回路４０，４１を電源４２や抵抗４６を含む付加回路側に切換えてコネクタ３８内の金属端子部に一時的に通電する。これにより、金属端子部に発生した絶縁被膜を除去する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械において、電気配線同士を接続するコネクタに発生する絶縁性の被膜による導通不良を防止する装置に関する。

油圧ショベルにおいては、例えば特許文献１に記載の電気操作レバーとアクチュエータの組み合わせ変更装置のように、電気配線同士の接続を行なうためのコネクタが使用される。このように電気操作レバーを使用した場合、電気操作レバーの操作態様と対象となる油圧アクチュエータ（走行モータ、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等）との組み合わせがメーカーによって異なることを考慮し、異なるメーカーの油圧ショベルであっても、オペレータの慣れ親しんだメーカーと同様の電気操作レバーの操作態様で他のメーカーの油圧ショベルの操作も可能となるように、接続設定を行なうものである。

また、近年においては、電気操作レバーとアクチュエータ用コントロール弁のパイロット弁との間に制御用コントローラを介在させ、電気操作レバーをコントローラに接続し、コントローラの演算処理により油圧アクチュエータを駆動制御している。この場合、圧力センサ等のセンサ類とコントローラとの間のケーブルをコネクタによって接続することが行なわれる。

特開昭６３−３１２４３０号公報

上述のような油圧ショベル等の建設機械は、風雨や粉塵等に曝される環境で稼動するため、電気配線の接続を行なうコネクタとして、防水型のコネクタが使用される。また、これらのコネクタの防水用パッキンとして、シリコンゴム系のものが使用される。このように防水用パッキンとしてシリコン系ゴムを使用する場合、パッキンから放出されるシリコン系ガスであるシロキサンがコネクタ内部の金属端子部に絶縁被膜を生じさせ、結果として電気的な導通不良を生じ、誤動作を起こすことがあるという問題点がある。また、湿度の高い環境で長時間休車すると、コネクタの金属端子部に酸化被膜を生じ、これが導通不良を生じることがある。

また、圧力センサ等のセンサ類とコントローラとを接続する電気配線は、コントローラ内部において、高い抵抗値の入力回路に接続されており、微弱な電流が流れることになる。そしてこの微弱電流によりコネクタの金属端子部に酸化物からなる絶縁被膜を生じ、この絶縁被膜が電気的な導通不良を生じ、誤動作を起こすことがあるという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、建設機械のコネクタの金属端子部に生じる絶縁被膜を除去し、コネクタにおける導通不良を防止して誤動作を防止しうる導通不良防止装置を提供することを目的とする。

請求項１の建設機械用コネクタ端子部の導通不良防止装置は、
建設機械に用いられる電気配線同士を接続するコネクタ回路に設けられ、前記コネクタを建設機械の通常作業時に接続される回路と、コネクタの金属端子部の絶縁被膜を除去可能な電流を流す付加回路との間で切換え接続する切換回路と、
前記切換回路を前記付加回路側へ接続する指令を発する切換指令手段とを備え、
前記切換指令手段からの指令信号により前記切換回路を前記付加回路側に切換えてコネクタ内の金属端子部に一時的に通電し、前記金属端子部に発生した絶縁被膜を除去することを特徴とする。

請求項２の建設機械用コネクタ端子部の導通不良防止装置は、請求項１に記載の建設機械用コネクタ端子部の導通不良防止装置において、
前記切換指令手段として、建設機械を起動するキースイッチの投入状態検出信号を用いることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、スイッチ等の切換指令手段によってコネクタにつながる切換回路を付加回路側に切換えることにより、コネクタの金属端子部に生じている酸化被膜などの絶縁被膜を除去することができ、コネクタにおける導通不良を解消することができる。

請求項２の発明によれば、切換指令手段として、建設機械を作動可能状態とするキースイッチからの信号を用いるため、オペレータはコネクタの導通状態について考慮する煩わしさなく導通不良を解消することができる。

本発明のコネクタ端子部の導通不良防止装置を適用する建設機械の一例を示す側面図である。 本発明のコネクタ端子部の導通不良防止装置の一実施の形態を示す電気油圧回路図である。 図２の回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明のコネクタ端子部の導通不良防止装置の他の実施の形態を示す電気油圧回路図である。

図１は本発明のコネクタ端子部の導通不良防止装置を適用する建設機械の一例である油圧ショベルを示す側面図である。この油圧ショベルは、下部走行体１上に旋回装置２を介して旋回フレーム３ａを設置し、旋回フレーム３ａ上に油圧パワーユニット４、運転室５およびカウンタウエイト６等を搭載して上部旋回体３を構成する。下部走行体１は、左右のサイドフレーム１ａの各後端に走行モータ（図示せず）により回転される駆動輪１ｂを取付け、前端に従動輪１ｃを取付け、駆動輪１ｂと従動輪１ｃに履帯１ｄを掛け回して構成する。

旋回フレーム３ａには作業用フロント７を取付ける。作業用フロント７は、旋回フレーム３ａにブームシリンダ８により俯仰可能に取付けたブーム９と、ブーム９の先端にアームシリンダ１０により回動可能に取付けたアーム１１と、アーム１１の先端にバケットシリンダ１２およびリンク１３，１４により回動可能に取付けたバケット１５とにより構成する。

図２は本発明によるコネクタ端子部の導通不良防止装置の一実施の形態を示す電気油圧回路図である。１８は旋回フレーム３ａ上に搭載されたコントローラである。２０A，２０Bは油圧パワーユニット４に含まれる主油圧ポンプであり、エンジンにより駆動されるものである。２１は同じく油圧パワーユニット４に含まれ、エンジンにより駆動されるパイロット油圧ポンプである。

２２A，２２Bはそれぞれ主油圧ポンプ２０A，２０Bの吐出回路に設けられた走行モータ（図示せず）用のコントロール弁であり、一方が右側走行モータ、他方が左側走行モータに対応する。２３A，２３Bはブームシリンダ８用のコントロール弁である。２４は旋回装置２に備える旋回モータ（図示せず）用のコントロール弁である。２５はアームシリンダ１０用のコントロール弁である。２６はバケットシリンダ１２用のコントロール弁である。２７は必要に応じて設けられる油圧アクチュエータ（図示せず）用のコントロール弁である。これらのコントロール弁２２A，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４〜２７は、中立位置から作動位置に切換えることにより、対応する油圧アクチュエータに作動油を送り、作動させるものである。

２８〜３１はそれぞれコントロール弁２３A，２３Ｂ，２４〜２６の電磁操作式パイロット弁であり、コントローラ１８からの制御信号によってパイロット油圧ポンプ２１からのパイロット圧油のコントロール弁２３A，２３Ｂ，２４〜２６への操作室への供給を切換え制御することにより、コントロール弁２３A，２３Ｂ，２４〜２６の切換えを行なうものである。この例と異なり、パイロット弁２８〜３１とコントロール弁２３A，２３Ｂ，２４〜２６との間に油圧パイロット弁を介在させる場合もある。

３３はブームシリンダ８を操作するための電気操作レバー、３４は旋回装置２の旋回モータを操作するための電気操作レバー、３５はアームシリンダ１０を操作するための電気操作レバー、３６はバケットシリンダ１２を操作するための電気操作レバーである。実際には、電気操作レバー３３，３６は共通の操作レバーにより構成され、操作方向（左右方向であるか前後方向であるか）によって操作対象を変更するものである。電気操作レバー３４，３５も同様に共通の操作レバーにより構成され、操作方向（左右方向であるか前後方向であるか）によって操作対象を変更するものである。

３８は電気操作レバー３３〜３６と油圧アクチュエータ（旋回装置２の旋回モータ、ブームシリンダ８、アームシリンダ１０、バケットシリンダ１２の組み合わせ変更装置を構成する防水型コネクタである。このコネクタ３８は、電気操作レバー３３〜３６の操作態様と対象となる油圧アクチュエータとの組み合わせがメーカーによって異なることを考慮し、異なるメーカーの油圧ショベルであっても、オペレータの慣れ親しんだメーカーと同様の操作態様で他のメーカーの油圧ショベルの操作も可能となるように、接続設定を行なうものである。

４０，４１は図示の通常状態から導通不良解消のため、電源４２よりコネクタ３８の金属端子部に通電するための回路に切換える切換回路である。これらの切換回路４０，４１はリレーにより構成され、コントローラ１８から信号線４３を介して通電されるリレーコイル４４，４５と、各リレー４４，４５の可動接点４４ａ〜４４ｄ、４５ａ〜４５ｄからなる。４６はコネクタ３８の金属端子部に流す電流を制限する抵抗である。電源４２、抵抗４６およびこの抵抗と切換回路４０，４１に接続される回路４７およびグランドに接続される回路４８により、コネクタ３８の金属端子部の導通不良を解消するための付加回路が構成される。

５０は油圧ショベルを起動するキースイッチであり、その投入状態が信号線５１およびディジタル入力回路１８ａを介してコントローラ１８に加えられる。１８ｂはコントローラ１８から信号線４３を介してリレーコイル４４，４５に励磁電流を流すディジタル出力回路、１８ｃは電気操作レバー３３〜３６のアナログ出力をコントローラ１８に入力するアナログ入力回路である。コントローラ１８は、電気操作レバー３３〜３６からのアナログ入力信号をディジタル信号に変換した後、パイロット弁２８〜３１へのアナログ出力である制御信号を演算し、再度アナログ信号に変換してアナログ出力回路１８ｄからパイロット弁２８〜３１のソレノイドに出力する。なお、図２において、走行モータ用のコントロール弁２０A，２０Bおよび予備アクチュエータ用のコントロール弁２７は、不図示の別の操作手段により操作される。

次に図２の回路の動作を図３のフローチャートにより説明する。コントローラ１８はキースイッチ５０の操作信号により起動され、コントローラ１８の持つタイマを起動する（Ｓ１）と共に、リレーコイル４４，４５に通電（Ｓ２）して、可動接点４４ａ〜４４ｄ、４５ａ〜４５ｄを接点ａ側から接点ｂ側に切換える。これにより、電気操作レバー３３〜３６がコネクタ３８を介してコントローラ１８に接続された状態から、電気操作レバー３３〜３８から離れ、抵抗４６を介して電源４２に接続された状態となり、コネクタ３８の金属端子部に電源４２から通電される。

コントローラ１８はタイマの設定時間を監視し（Ｓ３）、タイマの設定時間が経過するとリレーコイル４４，４５への通電を停止し（Ｓ４）、可動接点４４ａ〜４４ｄ、４５ａ〜４５ｄを接点ｂ側から接点ａ側に戻す。

なお、通常、コネクタ３８の金属端子部に流れる電流は１０μＡ〜２０μＡ程度であり、起動時にコネクタ３８の金属端子部の酸化被膜等の除去に好適な電流値は好ましくは１ｍＡ以上であり、さらに好ましくは５０ｍＡ以上である。また、この金属端子部を通して前記付加回路を通して電流を流す時間は好ましくは０．１秒ないし５秒程度であり、より好ましくは１〜２秒である。

図４は本発明のコネクタ端子部の導通不良防止装置の他の実施の形態を示す電気油圧回路図である。図４において、図２と同じ符号は同じ機能を発揮する部分、部品を示す。５４は例えば油圧を検出する圧力センサ等のセンサであり、このセンサ５４には、通常の作業状態においては、コントローラ１８に含まれる入力回路の抵抗５５を介して１０μＡ前後の電流がコネクタ３８を介して流され、センサ５４の出力は、コントローラ１８で演算処理するためにＡ／Ｄ変換回路５６に入力される。このように、コネクタ３８の常時微弱電流が流れるため、金属端子部には酸化被膜からなる絶縁被膜が発生しやすく、この絶縁被膜がコネクタ３８の導通不良を発生しやすい。

このようなコネクタ３８における導通不良を防止するため、前記実施の形態と同じく切換回路４０，４１を設け、キースイッチ５０が操作されると、コントローラ１８からリレーコイル４４，４５に励磁電流を前記所定時間流し、可動接点４４ａ，４４ｂおよび４５ａ，４５ｂを固定接点ａ側からｂ側に切換える。これによりコネクタ３８の金属端子部に発生する絶縁被膜を除去する。

このように、スイッチ等の切換指令手段によってコネクタ３８につながる切換回路４０，４１を電源４２側に切換えることにより、コネクタ３８の金属端子部に生じている酸化被膜などの絶縁被膜を除去することができ、コネクタにおける導通不良を解消することができる。

本発明を実施する場合、切換指令手段としてオペレータが操作するスイッチを用いてもよいが、上記実施の形態においては、建設機械を起動するキースイッチの切換指令手段として用いるため、導通不良が自動的に解消され、オペレータは導通不良を解消することについて煩わされることなく、常に良好なコネクタの導通状態を保つことができる。

なお、本発明を実施する場合、建設機械の稼働、休車状態を記憶しておき、休車時間が長い場合には付加回路による通電時間を長くするかあるいは電流を大きくする等の変更を加えるようにしてもよい。その他、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。

１：下部走行体、２：旋回装置、３：上部旋回体、３ａ：旋回フレーム、４：油圧パワーユニット、５：運転室、６：カウンタウエイト、７：作業用フロント、８：ブームシリンダ、９：ブーム、１０：アームシリンダ、１１：アーム、１２：バケットシリンダ、１３，１４：リンク、１５：バケット、１８：コントローラ、２０：主油圧ポンプ、２１：パイロット油圧ポンプ、２３Ａ，２３Ｂ，２４〜２６：コントロール弁、２８〜３１：電磁操作式パイロット弁、３３〜３６：電気操作レバー、３８：防水型コネクタ、４０，４１：切換回路、４２：電源、４４，４５：リレーコイル、４４ａ〜４４ｄ、４５ａ〜４５ｄ：リレー可動接点、４６：抵抗、５０：キースイッチ、５４：センサ、５５；抵抗、５６：Ａ／Ｄ変換回路

Claims (2)

1. 建設機械に用いられる電気配線同士を接続するコネクタ回路に設けられ、前記コネクタを建設機械の通常作業時に接続される回路と、コネクタの金属端子部の絶縁被膜を除去可能な電流を流す付加回路との間で切換え接続する切換回路と、
   前記切換回路を前記付加回路側への接続を指令する切換指令手段とを備え、
   前記切換指令手段からの指令信号により前記切換回路を前記付加回路側に切換えてコネクタ内の金属端子部に一時的に通電し、前記金属端子部に発生した絶縁被膜を除去することを特徴とする建設機械用コネクタ端子部の導通不良防止装置。
2. 請求項１に記載の建設機械用コネクタ端子部の導通不良防止装置において、
   前記切換指令手段として、建設機械を起動するキースイッチの投入状態検出信号を用いることを特徴とする建設機械用コネクタ端子部の導通不良防止装置。

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