JP4037854B2 - 建設機械の走行駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は建設機械の走行駆動制御装置に関するものであり、特に、舗装機械等に於ける走行駆動輪のケーシング内に走行モータと減速機と該減速機を潤滑する潤滑油とを設けている舗装機械の走行駆動制御装置に関するものである。

従来、舗装機械等の建設機械に於いて、走行モータと減速機と該減速機を潤滑する潤滑油とを内蔵したケーシングを備え、該ケーシングが走行モータの回転を減速機を介して受けることにより回転し、この回転で舗装機械の駆動輪を駆動して走行する構造が知られている(例えば、特許文献１，２参照)。

又、特許文献１及び特許文献２に記載の何れの減速機も、その減速機を構成している歯車等の表面に対して潤滑油が供給され、その表面に油膜を設けて潤滑しながら駆動されるようになっている。
特開２００１−１９１７１８号公報。 特開２００１−１８６７０号公報。

特許文献１及び特許文献２に記載される発明のように、減速機を構成している歯車等の表面に潤滑油を供給している構造では、減速機内の油温が高温になると潤滑油の粘性が落ちる。この潤滑油の粘性の低下は油膜切れを起こし、油切れによる潤滑不良で減速機を破損させる虞もある。

前記油切れによる減速機の破損を防止するのに、減速機内に油温センサを配置して該減速機内の潤滑油の温度を監視し、この潤滑油の温度が許容限界温度を越えると走行モータを停止、或いは回転速度を低下させたりする対策を施している。しかしながら、減速機内に油温センサを設ける構造では、油温センサ自体が回転することになるため、信号の伝達方法が難しく、又、構造信号が複雑化し、コストが高くなっているという問題があった。

そこで、低コストで、減速機内の潤滑油の温度を監視し、その潤滑油による油切れをなくして減速機を保護するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の
発明は、走行モータと減速機と該減速機を潤滑する潤滑油とを内蔵したケーシングを有し、該ケーシングが前記走行モータの回転を前記減速機を介して受けて回転する建設機械の走行制御装置であって、
前記走行モータの回転を前記ケーシングの外側から検出するセンサと、前記減速機の回転速度と走行時間から前記潤滑油の温度を予想するマップとを有していると共に、前記センサ信号から前記減速機の回転速度と走行時間を検出して前記マップと対応させ、所定の条件が成立したときに前記潤滑油の温度が許容限界温度外であると判定処理する制御手段を備えた建設機械の走行駆動制御装置に於いて、
上記制御手段が、上記減速機の走行時間を上記ケーシングの回転から検出するようにした建設機械の走行駆動制御装置を提供するものである。

この構成によれば、減速機内の潤滑油の温度を直接測らなくても、走行モータの回転をケーシングの外側から検出することによって、減速機の回転速度と走行時間を計測し、これを予め用意してあるマップと対応させると、該マップから潤滑油の温度が許容限界温度を越えているか否かを判定できる。従って、温度センサを使用せずに、減速機内に於ける潤滑油の温度を知ることができる。
また、上記制御手段が、上記減速機の回転速度と走行時間を前記ケーシングの回転から検出するように構成しているため、ケーシングの外側から、該ケーシングの回転を測定し、この測定結果から減速機の走行時間を算出することができる。

請求項２記載の発明は、上記制御手段が前記潤滑油の温度が許容限界温度外であると判定したとき、外部に報知する報知手段を有する建設機械の走行駆動制御装置を提供する。

この構成によれば、潤滑油の温度が許容限界温度を越えて高くなると、この結果を報知手段を使用して外部に報知することができる。

請求項１記載の発明は、潤滑油の温度を直接測らなくても、減速機内の潤滑油の温度が許容限界温度を越えているか否かの判定処理を行うことができるので、判定処理のための構造の簡略化を図ることができ、低コストで実現できる。

さらに加えて、請求項１記載の発明は、ケーシングの外側から、潤滑油の温度が許容限界温度を越えているか否かの判定処理を行うことができるので、判定処理を更に簡単、且つ、低コストで実現することができる。

請求項２記載の発明は、潤滑油の温度が許容限界温度を外れると、その結果を報知手段を用いて外部に報知するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、潤滑油の温度が許容限界温度を越えたことを、外部に対して確実に知らせることができる。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、走行モータと減速機と該減速機を潤滑する潤滑油とを内蔵したケーシングを有し、該ケーシングが前記走行モータの回転を前記減速機を介して受けて回転する建設機械の走行制御装置であって、前記走行モータの回転を前記ケーシングの外側から検出するセンサと、前記減速機の回転速度と走行時間から前記潤滑油の温度を予想するマップとを有していると共に、前記センサ信号から前記減速機の回転速度と走行時間を検出して前記マップと対応させ、所定の条件が成立したときに前記潤滑油の温度が許容限界温度外であると判定処理する制御手段を備えた建設機械の走行駆動制御装置に於いて、上記制御手段が、上記減速機の走行時間を上記ケーシングの回転から検出するように構成して、建設機械の走行駆動制御装置における減速機内潤滑油の便利な監視と低コスト化を実現した。

図１は本発明を適用した建設機械である舗装機械の側面図で、図２は該舗装機械の走行駆動装置の機構部を示す一部切欠側面図、図３は該舗装機械の走行駆動装置の制御系に関する構成回路ブロック図である。

図１乃至図３に於いて、舗装機械１は、クローラ式の舗装機械である。該舗装機械１は、クローラ式の下部走行体２と、この下部走行体２上に載置される本体３と、下部走行体２の後方に配設される舗装装置４とから成る。そして、下部走行体２のドライブスプロケット５の回転によりクローラ６が作動して、舗装機械１は走行するように構成されている。

又、前記ドライブスプロケット５は、図２に示すように、走行モータ７の外周に設けられるケーシング８の外周面に、該ケーシング８と一体に形成されている。又、図示しないがケーシング８には、内周に図示せぬ内歯が刻設され、該走行モータ７に配設された減速機９(図３参照)の外周リングギヤを兼用している。その減速機９の内部には、該減速機９の内部に於ける図示せぬ減速歯車を潤滑するための潤滑油１０(図３参照)が収納されている。更に、ケーシング８の外側には、該ケーシング８の回転を検出するための回転センサ１１が設けられている。

而して、走行モータ７の駆動によりケーシング８が回転すると、該ケーシング８と一体となったドライブスプロケット５も回転し、該ドライブスプロケット５の回転によりクローラ６が作動する。又、ケーシング８の回転は、該ケーシング８の外側から回転センサ１１により検出される。この回転センサ１１は、例えば走行モータ７の回転をケーシング８の回転から検出するもので、ドライブスプロケット５に信号波を当て、ドライブスプロケット５から反射する信号波からケーシング８の回転を知り、その信号を制御部１４に出力する。

更に、本実施の形態の走行駆動装置に於ける制御系構成を図３に基づいて説明すると、この走行駆動装置では、前記走行モータ７及び回転センサ１１の他に、コントローラ１２及び報知器１３等を備えている。又、コントローラ１２は、制御部１４と、メモリ１５と、回転速度検出手段１６と、タイマ１７と、油温判定手段１８と、報知手段１９等で構成されている。

制御部１４は、回転センサ１の検出信号に基づいて、走行モータ７の起動・停止、回転速度、稼働時間や、減速機９内の潤滑油１０の油温状態を把握し、該減速機９内の油温を最適化するための各種制御を実施する。

メモリ１５は、制御部１４が予め決められた手順で前記減速機９内の油温の最適化を図るための制御プログラム２１と、その油温の最適化を図るときに使用されるデータを持つマップ２２が格納されている。

マップ２２は、走行モータ７の回転数、即ち、該走行モータ７の回転に連動している減速機９の回転速度と走行時間から該減速機９内に於ける油温状態(減速機内温度)を予測するためのものである。一般に、減速機９内の油温は、減速機９の回転速度に比例して上昇することが知られている。例えば、低速で回転している場合と高速で回転している場合とでは、油温が許容限界温度に到達する迄の時間は高速で回転している方が早く到達する。そこで、ここでのマップ２２は、減速機９の回転速度毎に許容限界温度になる迄の時間を実測し、これをグラフ及びデータとしてメモリ１５に記録してなるもので、図４にマップ２２の一例を示す。

図４のマップ２２はグラフで記録されており、減速機９が回転速度Ｔで走行しているときに於ける、減速機９内の油温の変化を走行時間と共に示しているもので、縦軸に減速機９内の油温(℃)、横軸に減速機９の走行時間(ｔ)をそれぞれ示している。このマップ２２からは、回転速度Ｔで走行している減速機９内の油温は、走行時間がｔ１に到達すると、減速機９内の温度が許容限界温度Ｌに到達することが記録されている。そして、このマップ２２は、減速機９の回転速度毎に実証されたものが複数用意されている。

回転速度検出手段１６は、回転センサ１１からの信号とタイマ１７からの信号とに基づき、減速機９内の回転速度を検出するものである。

油温判定手段１８は、回転速度検出手段１６で検出された減速機９の回転速度Ｔに対応するマップ２２を、メモリ１５に回転速度毎に用意されている複数のマップ２２の中から取り出し、減速機９の回転速度Ｔから許容限界温度Ｌになるまでの走行時間を算出する。又、算出後はタイマ１７から得られる時間に基づいて許容走行時間に到達するのを監視する。

報知手段２７は、油温判定手段１８が、減速機９内の油温が許容限界温度ｔ１に到達したと判定した場合に、それを報知器１３を介して外部に報知するものである。尚、報知器１３での報知は、例えばランプや音声、或いは文字表示等である。

図５は、プログラム２１に従って制御部１４がコントローラ１２の動作全体を制御する処理の一例を示すフローチャートである。図５のフローチャートに従って図３に於ける走行駆動制御装置の動作を説明する。先ず、走行モータ７の回転が減速機９を介してケーシング８に伝達され、該ケーシング８が回転されると、回転センサ１１から該ケーシング８の回転速度に応じたパルス信号が制御部１４に入力される。この回転センサ１１からの信号は、回転速度検出手段１６で処理され、該回転速度検出手段１６では減速機９の回転速度を算出する(ステップＳ１)。この回転速度検出手段１６で算出された減速機９の回転速度は油温判定手段１８に送られ、油温判定手段１８では減速機９の回転速度に対応したマップ２２をメモリ１５内から取り出す。又、取り出したマップ２２から、減速機９内の油温が許容限界温度Ｌになるまでの時間ｔ１を算出し、算出後はタイマ１７から得られる時間から、時間ｔ１になると、許容限界温度Ｌになったと判断処理し、報知手段１９に信号を出力する(ステップＳ２)。この信号を受けた報知手段１９では、許容限界温度Ｌになったことを報知器１３を通して外部に報知する(ステップＳ３)。

従って、本実施の形態の構造によれば、減速機９内に於ける潤滑油１０の温度を温度センサを用いて直接計らなくても、その減速機９内の潤滑油１０の温度が許容限界温度Ｌを越えているか否かの判定処理を行うことができるので、判定処理のための構造の簡略化が図れ、低コストで実現できることになる。又、潤滑油１０の温度が許容限界温度Ｌを越えると、その結果を報知器１３を用いて外部に報知することができるので、潤滑油１０の温度が許容限界温度Ｌを越えたことを外部に対して確実に知らせることができる。これにより、減速機９内の油温が高温になると潤滑油１０の粘性が落ちて油膜切れを起こし、油切れによる潤滑不良で減速機９を破損させる虞があったが、これを防止することができる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明を適用した舗装機械の一実施の形態として示すクローラ式走行体の側面図。 本発明を適用したクローラ式走行体の走行駆動装置の一部切欠側面図。 同上走行駆動装置に於ける制御系の構成回路ブロック図。 本実施の形態で使用するマップの一例を示す図。 制御装置の処理を説明するためのフローチャート。

符号の説明

５ ドライブスプロケット
６ クローラ
７ 走行モータ
８ ケーシング
９ 減速機
１０ 潤滑油
１１ 回転センサ
１２ コントローラ
１３ 報知器
１４ 制御部
１５ メモリ
１６ 回転速度出手段
１７ タイマ
１８ 油温判定手段
１９ 報知手段
２１ プログラム
２２ マップ

Claims (2)

1. 走行モータと減速機と該減速機を潤滑する潤滑油とを内蔵したケーシングを有し、該ケーシングが前記走行モータの回転を前記減速機を介して受けて回転する建設機械の走行制御装置であって、
   前記走行モータの回転を前記ケーシングの外側から検出するセンサと、前記減速機の回転速度と走行時間から前記潤滑油の温度を予想するマップとを有していると共に、前記センサ信号から前記減速機の回転速度と走行時間を検出して前記マップと対応させ、所定の条件が成立したときに前記潤滑油の温度が許容限界温度外であると判定処理する制御手段を備えた建設機械の走行駆動制御装置に於いて、
   上記制御手段が、上記減速機の走行時間を上記ケーシングの回転から検出するようにしたことを特徴とする建設機械の走行駆動制御装置。
2. 上記制御手段が、上記潤滑油の温度が許容限界温度外である判定したとき、外部に報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１記載の建設機械の走行駆動制御装置。

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