JP4726771B2

JP4726771B2 - 油圧ブレーカの作動油清浄装置

Info

Publication number: JP4726771B2
Application number: JP2006332478A
Authority: JP
Inventors: 秀人曲木
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-12-08
Also published as: JP2008144456A

Description

本発明は、油圧ブレーカから作動油タンクに戻る作動油を清浄する油圧ブレーカの作動油清浄装置に関するものである。

従来、破砕作業等に使用される油圧ブレーカは、数多く知られている(例えば、特許文献１、特許文献２参照)。また、油圧ショベルのバケットに替えてアタッチメントとしてのブレーカを装着し、該油圧ショベルを油圧ブレーカとして使用する建設機械も知られている（例えば、特許文献３参照）。

一般に、油圧ショベル等の建設機械で油圧ブレーカを作動させる場合は、図４に示すように、機体に搭載されているエンジン５１で油圧ポンプ５２を駆動し、該油圧ポンプ５２により作動油タンク５３から汲み上げられた作動油は、作動油供給用の油路５４からコントロールバルブ５５へ送られ、該コントロールバルブ５５の制御によって、作動油供給用の油路５６から油圧ブレーカ５７に供給される。そして、油圧ブレーカ５７から排出される作動油は、戻り油路５８から作動油タンク５３に戻される構成になっている。

ところで、油圧ブレーカ５７で岩石等を破砕するときには、多量の塵埃が発生し、また破砕現場の環境は破砕粉による塵埃が多い。このため、油圧ブレーカ５７のブレーカロッドとバルブの隙間からコンタミ（コンタミナント）がブレーカ５７内に侵入しやすく、侵入したコンタミで油圧ポンプ５２等を損傷する虞がある。

この対策として、従来は、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているように、ダストシールの緊迫力を高めて隙間を無くすことにより、コンタミの侵入を防止したり、あるいは特許文献３に開示されているように、ブレーカロッドの動きによって生ずる負圧発生を無くして、ブレーカロッドとバルブの隙間からコンタミが侵入するのを防止したりする等、色々な手段がとられているが、何れも十分なものではなかった。

このため、今日では、図４に示されるように、油圧ブレーカ５７内を通った作動油の戻り油路５８にフィルタ５９を設けて、作動油内に混入されたコンタミをフィルタエレメント５９ａで捕獲し、作動油を清浄化する手段が併用されている。
実開平５−３７８号公報特開平１１−１８８６６２号公報実開昭６２−１６８２７９号公報

しかしながら、フィルタ５９を用いた場合では、フィルタエレメント５９ａを定期的に交換する必要があるが、オペレータは途中で交代する場合が多く、オペレータ側では実際に稼働した時間の把握がしにくく、またフィルタエレメント５９ａの目詰まり状態は、外側からは確認がしづらい。

このため、フィルタエレメント５９ａの適切な交換時期を逸することが多く、交換時期を過ぎたフィルタエレメント５９ａの清浄化性能の低下により、油圧ポンプ５２が損傷するに至る懸念が生じている。逆に、フィルタエレメント５９ａの交換時期が未だ先であっても良いのに、交換時期と判断をして、無駄な交換をしてしまうこともあった。

そこで、フィルタの交換に適切に対処し、フィルタの目詰まりをなくす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、油圧ブレーカから作動油タンクに戻る作動油を清浄する油圧ブレーカの作動油清浄装置において、
前記油圧ブレーカからの戻り油路中に設けられたフィルタと、
前記油圧ブレーカに供給される作動油の圧力が所定圧以上になるとカウントを開始し、所定圧以下になるとカウントを停止することにより前記油圧ブレーカの稼働時間をカウントするカウント機能部ならびに該カウント機能部によりカウントされた稼働時間から前記フィルタの目詰まり状態を判別して目詰まり情報を出力する目詰まり状態判別機能部を有するコントローラと、
前記コントローラより出力された前記目詰まり情報を外部表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする油圧ブレーカの作動油清浄装置を提供する。

この構成によれば、コントローラのカウント機能部が油圧ブレーカの稼働時間をカウントし、かつ該カウント機能部でカウントされた稼働時間から目詰まり状態判別機能部がフィルタの目詰まり状態を判別し、フィルタの交換が必要な時期になったら目詰まり情報を出力すると、この出力情報に基づいて、表示部においてフィルタが交換時期にあることを外部に表示するので、オペレータはこの表示からフィルタが交換時期に来ていることを知ることができる。

この構成によれば、油圧ブレーカに供給される作動油のパイロット圧が所定圧以上になるとカウントを開始し、作動油の供給が断たれて所定圧以下になるとカウントが停止することにより、油圧ブレーカの実稼働時間を検出することができる。

請求項２記載の発明は、上記目詰まり状態判別機能部は、上記目詰まり情報に加えて上記カウント機能部でカウントされた稼働時間を更新しながら累積稼働時間情報を出力し、
上記表示部は前記コントローラから出力された目詰まり情報と、前記更新された累積稼働時間情報とを外部表示することを特徴とする請求項１記載の油圧ブレーカの作動油清浄装置を提供する。

この構成によれば、表示部には、目詰まり情報の他に、カウントされた稼働時間の情報が更新されながら累積稼働時間として表示されるので、交換の指示がなくても、現在までの累積稼働時間を知ることにより、交換がいつ頃になるかをオペレータが認識できる。

請求項１記載の発明は、オペレータは、表示部に表示される情報から適切なフィルタ交換を行うことができるので、交換遅延による機器の損傷等を未然に防ぐことができる。また、交換時期の判断をオペレータに頼らず、制御部のカウントによって自動的に判別するので、途中でオペレータ等が交代しても、適切な判別ができる。

この発明は、油圧ブレーカの実稼動時間を検出して交換時期の判断を行うので、上記の効果に加えて、判別精度の向上が図れる。

請求項２記載の発明は、現在までの累積稼働時間をしることにより、交換がいつ頃になるかをオペレータがいつでも認識できるので、誤った判断による早期交換が無くなる。これにより、上記の効果に加えて、不経済を防ぐことができる。

フィルタの交換に適切に対処し、フィルタの目詰まりをなくすという目的を達成するために、油圧ブレーカから作動油タンクに戻る作動油を清浄する油圧ブレーカの作動油清浄装置において、前記油圧ブレーカからの戻り油路中に設けられたフィルタと、前記油圧ブレーカの稼働時間をカウントするカウント機能部と該カウント機能部によりカウントされた稼働時間から前記フィルタの目詰まり状態を判別して目詰まり情報を出力する目詰まり状態判別機能部とを有するコントローラと、前記コントローラより出力された前記目詰まり情報を外部表示する表示部とを備える構成にしたことにより実現した。

以下、本発明の油圧ブレーカの作動油清浄装置について、好適な実施例をあげて説明する。図１は、本発明の一実施の形態として示す油圧ショベルの側面図で、油圧ブレーカを取り付けた状態で示している。図１において、油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回機構３を介して旋回自在に設置された上部旋回体４とよりなる。

下部走行体２は、センターフレーム５と、該センターフレーム５の両側に、互いに平行するように設けられた１対のサイドフレーム６，６よりなるロワーフレーム７を有している。各サイドフレーム６，６の一端側には、アイドラ８が前後移動可能に支承され、他端側には、油圧モータでなる走行モータ９により回転駆動されるスプロケット１０が設けられている。

アイドラ８とスプロケット１０の間には、無端状のトラックシュー１１が捲装され、サイドフレーム６，６の上下部には、複数のトラックローラ１２，１２…が回転自在に支承されている。そして、トラックシュー１１をスプロケット１０で駆動し、トラックローラ１２，１２…でトラックシュー１１の走行を案内することにより、下部走行体２が自走できるようになっている。

前記上部旋回体４は、底部が車体フレーム１３で構成され、この車体フレーム１３の前部中央に作業機１４が装着されている。

作業機１４は、基端が車体フレーム１３に枢着され、ブームシリンダ１５により俯仰自在なブーム１６と、該ブーム１６の先端に基端側が枢着され、アームシリンダ１７により回動可能なアーム１８と、該アーム１８の先端に枢着され、シリンダ１９により回動可能なアタッチメントとしての油圧ブレーカ２０とより構成されている。なお、油圧ブレーカ２０は、油圧ショベル１の使用目的に応じて現場で取り外し、同じくアタッチメントとしてのバケット(図示せず)等と交換できるようになっている。

車体フレーム１３の前部には、作業機１４の左側方に位置し、かつ作業機１４に近接してキャブ２１が設置され、車体フレーム１３の後部には、ボンネットカバー２２により覆われたエンジン室２３が設置されている。該エンジン室２３内には動力用のエンジン２４(図２参照)が収容されており、車体フレーム１３の後端にはカウンタウエイト２５が取り付けられている。

図２は、油圧ブレーカ２０の内部を通過した作動油を清浄化する作動油清浄化装置の一例を示す制御回路図である。図２において、前記エンジン２４の駆動軸には、油圧ショベル１の各種油圧アクチュエータ等を駆動する油圧ポンプ２６が取り付けられている。油圧ポンプ２６の吸い込み口は、作動油吸い込み用の油路２７を経て作動油タンク２８に連通され、油圧ポンプ２６の吐出口は、作動油供給用の油路２９を経てコントロールバルブ３０の供給ポートに連通されている。

コントロールバルブ３０を構成する複数のスプールのうち、油圧ブレーカ用のスプール３１は、図示せぬ油圧ブレーカ操作用スイッチの操作により開閉し、油圧ポンプ２６から油圧ブレーカ２０に供給される作動油の断続を制御する。該油圧ブレーカ２０用のスプール３１のポートは、作動油供給用の油路３２によって油圧ブレーカ２０の作動油供給口に連通されている。

油圧ブレーカ２０の作動油排出口から作動油タンク２８への戻り油路３４の途中には、フィルタ３５が設けられている。該フィルタ３５には、油圧ブレーカ２０から戻り油路３４を通って作動油タンク２８内へ戻る作動油の中に混入している塵埃等のコンタミを捕集し、作動油を清浄化する交換可能なフィルタエレメント３５ａが内蔵されている。

すなわち、フィルタ３５は、長時間に亘る使用によってフィルタエレメント３５ａが目詰まり状態になったときには、フィルタ本体を開放してフィルタエレメント３５ａの交換が行えるように構成されている。該フィルタエレメント３５ａの交換時期の判断は、制御部としてのコントローラ３６により自動的に行われ、また交換を必要とする指示はコントローラ３６に接続されている表示部であるモニタ３７を介して行われる。なお、モニタ３７は、例えばＬＣＤ(液晶表示装置)を使用する。

前記コントローラ３６は、ＣＰＵ３８を中心に構成されており、このＣＰＵ３８にはＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＰＲＯＭ等のメモリ３９と、時間をカウントするカウンタ４１等が備わっている。そして、予めＲＯＭに記憶された各種プログラムをＲＡＭに読み出すことにより、油圧ブレーカ２０の作動油清浄装置を含む油圧ショベル１全体の動作を予め決められた手順にしたがって制御できるようになっている。

本実施の形態においては、コントローラ３６の上記プログラムの１つに、カウンタ４１でカウントされる値を油圧ブレーカ２０の稼働時間としてカウントするカウント機能部３６aとして動作するプログラムと、該カウント機能部３６aによりカウントされた稼働時間からフィルタ３５におけるフィルタエレメント３５ａの目詰まり状態を判別して目詰まり情報、及び上記カウント機能部３６aでカウントされた稼働時間を更新しながら累積稼働時間情報を逐次出力する目詰まり状態判別機能部３６ｂとして動作するプログラムとを備えている。

なお、アーム１８の先端部近傍にブレーカモードスイッチ４２が設けられており、アタッチメントをバケットから油圧ブレーカ２０に取り替えて装着したときは、該ブレーカモードスイッチ４２がＯＮとなってコントローラ３６にＯＮ信号を出力するので、コントローラ３６は油圧ブレーカ２０が装着されたことを検出できる。

また、作動油供給用の油路３２にプレッシャスイッチ３３が設けられ、コントロールバルブ３０のスプール３１が開かれて油圧ブレーカ２０に作動油が供給されると、作動油供給用の油路３２の作動油圧が所定圧以上になってプレッシャスイッチ３３がＯＮとなり、スプール３１が閉じられて油圧ブレーカ２０への作動油が断たれると、作動油供給用の油路３２の作動油圧が所定圧より低下してプレッシャスイッチ３３がＯＦＦとなるので、コントローラ３６はプレッシャスイッチ３３のＯＮ・ＯＦＦ信号により、油圧ブレーカ２０が稼働状態か、あるいは非稼動状態かを検出できる。

図３は、フィルタ交換判別動作の制御の一例を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートを用いて、図２に示したコントローラ３６のフィルタ交換判別動作を説明する。アーム１８の先端部に油圧ブレーカ２０が取り付けられると、ブレーカモードスイッチ４２がＯＮとなり、該ブレーカモードスイッチ４２のＯＮ信号から、コントローラ３６はアーム１８に油圧ブレーカ２０が取り付けられたことを検出する。

しかるとき、コントローラ３６のＣＰＵ３８は、メモリ３９から前回までの累積稼働時間(Ｔ_０)を読み込み、これをモニタ３７の表示部に、例えば「現在までのブレーカ稼働時間：○○○時間」あるいは「フィルタエレメントの次回交換まで○○○時間」として、前回までの累積稼働時間(Ｔ_０)の情報を表示する(ステップST1)。その後、コントローラ３６はプレッシャスイッチ３３がＯＮであるかどうかを監視する(ステップ ST2)。

油圧ブレーカ操作用スイッチ等の操作によって、コントロールバルブ３０のスプール３１が開かれると、油圧ポンプ２６からの作動油が油圧ブレーカ２０に供給され、作動油供給用の油路３２内における作動油圧が所定圧以上になると、プレッシャスイッチ３３がＯＮとなる。しかるときは、コントローラ３６は、油圧ブレーカ２０が稼動状態であると判断し、カウント機能部３６aは、プレッシャスイッチ３３がＯＮになっている時間すなわち油圧ブレーカ２０の稼動時間(Ｔ_１)をカウントする。

コントローラ３６の目詰まり状態判別機能部３６ｂは、現在の稼働時間(Ｔ_１)を順次更新しながら前記累積稼働時間(Ｔ_０) に積算して、現在の累積稼働時間(Ｔ_０＋Ｔ_１)をモニタ３７に出力する。また、モニタ３７では該累積稼働時間の情報(Ｔ_０＋Ｔ_１)を表示面上に表示する(ステップST3)。

そして、油圧ブレーカ操作用スイッチ等の操作によって、コントロールバルブ３０のスプール３１が閉じられると、油圧ブレーカ２０へ作動油の供給が断たれて、作動油供給用の油路３２の作動油圧が所定圧よりも低下してプレッシャスイッチ３３がＯＦＦとなる(ステップST4)。

しかるときは、コントローラ３６は、油圧ブレーカ２０が非稼動状態であると判断し、カウント機能部３６aのカウントすなわち稼働時間(Ｔ_１)の計時を停止する。したがって、モニタ３７の表示面には、前記目詰まり状態判別機能部３６ｂから出力されている現在までの累積稼働時間の情報(Ｔ_０＋Ｔ_１)が表示されたままになる(ステップST5)。

そして、ステップST2へ戻り、プレッシャスイッチ３３が再びＯＮになるのを監視する。なお、この後、油圧ブレーカ２０が取り外されて、ブレーカモードスイッチ４２がＯＦＦされたときは、ここまでの累積稼働時間 (Ｔ_０＋Ｔ_１) の情報をメモリ３９に記憶して制御を終了する。

一方、プレッシャスイッチ３３のＯＮが継続し、油圧ブレーカ２０の稼働が続いている場合はステップST6へ移行し、コントローラ３６の目詰まり状態判別機能部３６ｂにおいて、現在の累積稼働時間(Ｔ_０＋Ｔ_１)と、予め決められた交換時期までの累積稼働時間（Ｔ_Ｓ）とを比較する。ここで、フィルタ３５の交換が必要とされる累積稼働時間（Ｔ_Ｓ）になっていない、すなわち(Ｔ_０＋Ｔ_１)＜Ｔ_ＳのときはステップST3へ戻って同じ動作を繰り返す。

これに対して、フィルタ３５の交換を必要とする累積稼働時間（Ｔ_Ｓ）に至ったとき、すなわち(Ｔ_０＋Ｔ_１)≧Ｔ_Ｓになると、コントローラ３６の目詰まり状態判別機能部３６ｂからモニタ３７に目詰まり情報が出力される。しかるとき、モニタ３７には、例えば「フィルタ交換を行って下さい」と表示し、オペレータにフィルタ交換を指示する(ステップST7)。そして、ステップST3へ戻って同じ動作を繰り返すが、累積稼働時間の情報(Ｔ_０＋Ｔ_１)とともに、フィルタ交換指示の表示は、オペレータがフィルタ３５の交換処理を実施するまでは継続して表示される。

ここで、前記フィルタ交換の指示に従って、オペレータがフィルタエレメント３５ａの交換を終えたら、累積稼働時間をリセットする。リセット方法は、例えばブレーカモードスイッチ４２を、Ａ秒間の間にＢ回(例えば、５秒間の間に３回)繰り返して押すと、累積稼働時間がリセットされ、リセット後の新しい情報がモニタ３７の表示面上に表示される。

このように、本実施の形態における油圧ショベル１では、オペレータは、モニタ３７の表示面上に表示される情報から適切なフィルタ交換を行うことができるので、交換遅延による機器の損傷等を未然に防ぐことができる。また誤った判断による早期交換が無くなり、不経済を防ぐことができる。さらに、交換時期の判断をオペレータに頼らず、コントローラ３６でカウントされた累積稼働時間によって自動的に判別するので、途中でオペレータが交代しても、適切な判別ができる。また、従来装置の構造を大きく変えずに実施することができるので、コストアップを抑えることもできる。

なお、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。

本発明の一実施の形態として示す油圧ショベルの側面図。同上油圧ショベルにおける作動油清浄化装置の一例を示す制御回路図。同上作動油清浄化装置における一動作例を示すフローチャート。従来の油圧ブレーカにおける油圧駆動回路図。

符号の説明

２６油圧ポンプ
２８作動油タンク
３０コントロールバルブ
３１スプール
３３プレッシャスイッチ
３４戻り油路
３５フィルタ
３５ａフィルタエレメント
３６コントローラ(制御部)
３７モニタ(表示部)
３８ＣＰＵ
３９メモリ
４１カウンタ
４２ブレーカモードスイッチ

Claims

油圧ブレーカから作動油タンクに戻る作動油を清浄する油圧ブレーカの作動油清浄装置において、
前記油圧ブレーカからの戻り油路中に設けられたフィルタと、
前記油圧ブレーカに供給される作動油の圧力が所定圧以上になるとカウントを開始し、所定圧以下になるとカウントを停止することにより前記油圧ブレーカの稼働時間をカウントするカウント機能部ならびに該カウント機能部によりカウントされた稼働時間から前記フィルタの目詰まり状態を判別して目詰まり情報を出力する目詰まり状態判別機能部を有するコントローラと、
前記コントローラより出力された前記目詰まり情報を外部表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする油圧ブレーカの作動油清浄装置。
上記目詰まり状態判別機能部は、上記目詰まり情報に加えて上記カウント機能部でカウントされた稼働時間を更新しながら累積稼働時間情報を出力し、
上記表示部は前記コントローラから出力された目詰まり情報と、前記更新された累積稼働時間情報とを外部表示することを特徴とする請求項１記載の油圧ブレーカの作動油清浄装置。