JP4901583B2 - 自動給脂装置の動作制御システム - Google Patents

Description

本発明は、建設機械等のように、複数個所に給脂の必要のある機械において、所定時間間隔毎に各々の要給脂箇所に順次自動的に給脂する自動給脂装置、特にこの自動給脂装置の給脂ポンプの動作を制御する自動給脂装置の動作制御システムに関するものである。

建設機械の一例として、土砂の掘削等の作業を行う油圧ショベルには、フロント作業機が設けられており、このフロント作業機におけるブームの根元部分、ブームとアームとの連結部分、アームとバケットとを連結するリンク機構、その他各所にはピン連結部材が設けられる。これらのピン連結部には、所定の時間間隔毎に給脂を行って、摺動する部分の潤滑を図るようにしている。そして、この給脂作業を自動化したのが自動給脂装置である。

自動給脂装置は、例えば特許文献１にあるように、給脂ポンプと分配弁とを備えるものであり、給脂ポンプはコントローラにより作動制御がなされる。また、分配弁は、一般的に、複数のピストンを直列に設けた直列作動式のものとして構成される。即ち、まず第１段目から順にピストンが作動して、グリースを所定の給脂箇所に接続した給脂管に押し出すようになし、この第１段目のピストンがストロークエンドに達すると、第２段目のピストンの作動が開始して、次の給脂箇所に接続した給脂管に給脂を行い、この第２段目のピストンがストロークエンドに達すると、第３段目のピストンが作動するというように、各給脂箇所に順次給脂を行うことになる。また、給脂箇所が多数あるときには、１個の分配弁を親分配弁とし、この親分配弁に複数の子分配弁を接続して、これら各子分配弁に複数の給脂管を接続し、これら各給脂管が各部の給脂箇所に接続されることになる。

給脂のタイミングはコントローラにより設定されており、所定時間間隔毎にコントローラからの信号に基づいて給脂ポンプの作動が開始する。そして、分配弁（親分配弁と子分配弁とがある場合には、親分配弁）にはピストンの作動を検出する検出手段が設けられ、この分配弁の最終段のピストンがストロークエンドまで作動したことを検出手段が検出すると、これが給脂終了信号となり、コントローラからの信号に基づいて給脂ポンプの作動を停止するように制御される。
特開平９−１３７４６６号公報

前述したように、検出手段により給脂が終了したことを検出したときには、給脂ポンプの作動が停止するが、何らかの理由によって、検出手段による給脂の終了、つまり最終段のピストンがストロークエンドまで達したことが検出されないことがある。このような場合に、何時までも給脂を継続していたのでは、グリースが無駄に消費されて、グリースの不足が生じることになり、また給脂が終了しない原因として、例えば配管が損傷していたり、接続部が外れていたりした場合には、周囲を汚損することになる。従って、給脂可能な最長時間を予め設定しておき、この最長時間内に給脂が完了しない場合には、異常状態であるとして給脂ポンプの作動を停止させるように制御する必要がある。

ところで、給脂可能な最長時間を設定するに当って、実際に分配弁が正常に機能して、給脂各所にグリースが供給されている間は必ず設定時間内としなければならない。一方、設定時間を極端に長くすると、前述したグリースの無駄及び周囲の汚損等といった不都合を回避できなくなる。

給脂を実行している時間が常に一定であれば、この時間に基づいて設定時間を決めることができる。しかしながら、給脂条件により設定時間が大きく変動することがある。例えば、給脂箇所の数及び分配弁からの距離等に応じて、給脂に要する時間が大きく変動することになる。また、フロントアタッチメントを交換すると、給脂箇所の数が増減し、しかも給脂箇所までの距離が変化するから、給脂に要する時間も変化する。さらに、使用するグリースの種類によっても、給脂のための時間が変化することになり、給脂ポンプの構造等によっても給脂のために必要な時間が異なってくる。従って、給脂可能な最長時間として所定の時間を設定するにしても、この時間を固定的なものとして設定することはできない。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、給脂作業が完了していないにも拘らず、給脂ポンプを強制的に停止させる給脂最長可動時間を、給脂条件に応じて最適な時間となるように設定することにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、給脂ポンプと、この給脂ポンプから供給されるグリースを複数の給脂箇所に分配する分配弁とからなり、この分配弁は複数のピストンを直列に配列した直列作動式のものであり、各ピストンの作動を検出手段により検出するようになし、コントローラからの信号に基づいて前記給脂ポンプの動作制御を行う自動給脂装置の動作制御システムであって、前記コントローラには、給脂条件に基づいて、前記給脂ポンプの可動最長時間を給脂最長可動時間として設定しておき、エンジンキースイッチまたは給脂開始ボタンをＯＮしたときに、前記給脂ポンプが始動すると共に、前記コントローラから給脂最長可動時間が読み出され、給脂最長可動時間内で給脂が完了したことが前記検出手段により検出されるか、または前記給脂ポンプの作動時間がこの給脂最長可動時間を経過したときに、前記給脂ポンプを停止させ、給脂最長可動時間内に給脂が完了したときには、前記コントローラに給脂完了までの給脂時間を基準として、実際の給脂時間より、正常に給脂作業が行われているにも拘わらず、作業の途中で停止することがない程度にまで長い時間を給脂可能時間として設定し、給脂最長可動時間はこの給脂可能時間に基づいて決定するようになし、また給脂最長可動時間を経過しても給脂が完了したことが前記検出手段で検出されないときには、異常状態として警報を発生させることをその特徴とするものである。

ここで、予め設定される給脂ポンプを作動させる最長の時間、つまり給脂最長可動時間は固定的なものとしても良いが、給脂箇所及びこれら給脂箇所から分配弁までの距離、グリースの種類及びその粘度、さらには給脂ポンプの種類等に応じて、異なる時間設定を行うようにすることもできる。このように、予め設定されている時間は演算値であり、実際の給脂時間よりは長い時間が設定されることになる。この給脂最長可動時間が前述した各種の条件に基づいて設定されている場合には、実際の給脂時間より僅かに長い時間として設定することができる。ここで、給脂最長可動時間は、少なくとも実際に給脂したときにおいて、給脂が終了するまでの時間より長くなっていなければならない。従って、最長の時間を設定しておけば、実際の給脂最長可動時間より短い時間でタイムアップするようなことはない。また、給脂条件に応じて給脂最長可動時間を細かく設定した場合には、異常状態であるにも拘らず、長い時間給脂ポンプの作動が継続することはない。ただし、給脂条件を変更する毎に給脂最長可動時間を設定しなければならない。

いずれにしろ、スタータキースイッチがＯＮするか、または給脂作動スイッチがＯＮしたときには、所定のタイミングをもってまず第１回目の給脂が行われるが、この給脂の実行により実際の給脂時間が決定される。従って、それ以後はこの実際の給脂時間に基づいて設定される給脂可能時間により給脂ポンプの制御を行うことができる。また、給脂作業が行われる毎に、この実際の給脂時間に基づいて、給脂可能時間の調整を行うようにすることもできる。

分配弁に設けた検出手段により給脂作業が完了したことを検出していないにも拘らず、給脂ポンプを強制的に停止させる給脂最長可動時間を設定するに当って、給脂条件に応じて最適な給脂最長可動時間に設定されて、グリースに無駄が生じたり、周囲を汚損したりする等といった不都合が生じることはない。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に自動給脂装置が装着されている機械の一例として油圧ショベルを示す。図中において、１は下部走行体、２は上部旋回体であり、上部旋回体２にはフロント作業機３が設けられている。また、上部旋回体２には運転室４が設置されており、オペレータはこの運転室４内でこの油圧ショベルの操作を行う。

図２にフロント作業機３の構成を示す。フロント作業機３は、ブーム５を有し、このブーム５はピン１０によって上部旋回体２のフレームに設けたブラケット９，９に連結されている。ブーム５の先端にはアーム６が連結されており、このブーム５とアーム６との間はピン１１を介して連結され、アーム６はリンク機構７によって、バケット８と連結されている。上部旋回体２のフレームとブーム５との間にはブームシリンダ５ａが、ブーム５とアーム６との間にはアームシリンダ６ａが、アーム６とリンク機構７との間にバケットシリンダ８ａが接続されている。ここで、ブームシリンダ５ａは左右に２箇所設けられている。従って、これら各シリンダ５ａ，６ａ，８ａを駆動することにより、フロント作業機３を作動させて、土砂の掘削等の作業が行われる。

フロント作業機３において、給脂が必要な箇所としては、図１及び図２から明らかなように、ブーム５とブラケット９との間に設けたピン１０と、ブーム５とアーム６とを連結するピン１１とであり、またブームシリンダ５ａの両端部，リンク機構７とアーム６との連結部と取付部，アームシリンダ６ａの両端取付，バケットシリンダ８ａの両端取付部を構成する各連結ピン１２にも給脂が必要である。さらに、これら以外にも給脂箇所は存在する。リンク機構７にはバケット８に代えて、他のフロントアタッチメントを装着できるようになっているが、この他のフロントアタッチメントにも要給脂箇所を有するものもある。これらの要給脂箇所には給脂管が接続されており、所定の時間毎に給脂管を介して自動的に給脂されることになる。

図３に自動的に給脂を行うための自動給脂装置の構成を示す。図中において、２０は給脂ポンプであり、この給脂ポンプ２０は給脂モータ２１により駆動されて、給脂タンク２２からグリースを吸い込んで各々の要給脂箇所にグリースを供給するためのものである。給脂ポンプ２０の吐出管２３には親分配弁２４が接続されている。この親分配弁２４には、グリースを供給する供給配管が複数本、図示したものにあっては３本の供給配管２５ａ，２５ｂ及び２５ｃが接続されている。そして、各供給配管２５ａ〜２５ｃには、それぞれ子分配弁２６ａ〜２６ｃが接続されている。各々の子分配弁２６ａ〜２６ｃには、要給脂箇所からの給脂管２７が所要本数、即ち前述したフロント作業機３の構造にあっては、給脂管２７ａ〜２７ｋが接続されている。

さらに、親分配弁２４には、この親分配弁２４に設けた複数のピストン（図示せず）が作動する毎に、それを検出して、検出信号を出力する検出手段２８が付設されており、この検出手段２８によるピストンの作動についての検出信号はコントローラ２９に送信されるようになっている。このコントローラ２９によって、給脂ポンプ２０の動作制御が行われることになる。

コントローラ２９には、１回の給脂作業での検出手段２８からの出力信号の累積値と、給脂最長可動時間とが設定されている。コントローラ２９では、検出手段２８の出力信号から、全ての要給脂箇所に給脂されたことを検出することになるが、この給脂最長可動時間は、給脂条件に応じて、何らかのトラブルに起因して、それ以上給脂を継続しても、全ての要給脂箇所への給脂が完了しないと推定される時間である。ここで、給脂最長可動時間は、給脂条件に基づいて、即ち給脂箇所の数とそれらの位置、給脂ポンプ２０の能力、グリースの粘度等から演算により求められ、この演算値が予めコントローラ２９に設定されている。従って、給脂モータ２１を作動させて、給脂ポンプ２０が連続的に駆動されるのは、このようにして設定された給脂最長可動時間までであり、検出手段２８から全ての要給脂箇所への給脂が完了したことの検出信号が出力されなくても、この給脂最長可動時間がタイムアップすると、給脂ポンプ２０の作動が停止するように制御されることになる。また、コントローラ２９には、警報ブザー等の警報手段３１が接続されており、給脂最長可動時間がタイムアップしても、なお給脂が終了しないときには、この警報手段３１が作動して、オペレータに給脂が完了しないまま給脂作業が停止したことを報知する構成となっている。

以上のように構成される自動給脂装置の作動を図４のフローチャートに基づいて説明する。ここで、自動給脂装置は、給脂開始ボタンのＯＮ操作に基づいて作動を開始するか、またはエンジンのスタータキーをＯＮする操作に連動して給脂動作を開始するように構成されることになる。そこで、図４のフローチャート図では、コントローラ２９にはスタータキースイッチ３０が接続されており、このスタータキースイッチ３０がＯＮされたことをコントローラ２９で認識したときに、自動給脂動作が開始するように設定されているものとしている。なお、給脂開始ボタンが設けられている場合には、この給脂開始ボタンの操作によりＯＮ，ＯＦＦするスイッチがコントローラ２９と接続されるようになる。

而して、ステップ１にあるように、スタータキースイッチ３０がＯＮされると、給脂態勢に入る。即ち、ステップ２において、コントローラ２９に記録されている給脂最長可動時間が読み出されて、この給脂最長可動時間がセットされる。そして、ステップ３にあるように、時間カウントがスタートし、これによってステップ４にあるように、給脂モータ２１の作動が開始する。

給脂モータ２１が作動すると、給脂ポンプ２０の吐出管２３から親分配弁２４にグリースが供給される。その結果、親分配弁２４の第１段目のピストンが作動して、所定量のグリースが子分配弁２６ａに供給され、この子分配弁２６ａの第１段目のピストンが作動して、給脂管２７ａにグリースが供給される。給脂ポンプ２０は連続的に作動しており、親分配弁２４における第１段目のピストンがストロークエンドに達すると、第２段目のピストンの作動が開始し、この第２段目のピストンが設けられているグリースのチャンバに接続した子分配弁２６ｂの第１段目のピストンが作動し、給脂管２７ｂからそれに接続した給脂箇所に給脂がなされる。さらに、第３段目のピストンが作動することになるが、その後に第１段目のピストンから順に作動することになる。その結果、各々の要給脂箇所に順次給脂がなされることになる。

以上の給脂動作は検出手段２８により検出される。つまり、親分配弁２４におけるピストンの作動が検出手段により検出されて、１つのピストンがストロークエンドに到達する毎にカウントされ、このカウント値が予め設定された規定値、つまり給脂箇所の数と一致するまで給脂ポンプ２０の作動を継続する。

従って、ステップ４で給脂モータ２１の作動が開始した後において、ステップ５にあるように、給脂最長可動時間以内であれば給脂を継続し、検出手段２８のカウント値が規定値となるまで給脂モータ２１の作動を継続する（ステップ６）。検出手段２８のカウント値が規定値となったときに、ステップ７に移行して、時間カウントをストップし、ステップ８にあるように、給脂モータ２１の作動を停止させる。この時間カウントのスタートからストップまでの時間が実際に１回の給脂を行う際に要する給脂時間であり、ステップ９において、このデータが給脂可能時間としてコントローラ２９に記録され、以後はこの給脂可能時間を基準として自動給脂動作が行われる。つまり、所定時間が経過すると、再び自動給脂が開始されて、ステップ２〜ステップ９の動作が繰り返される際には、給脂が可能な時間としては、新たに設定された給脂可能時間が基準となる。

一方、ステップ５において、給脂最長可動時間（２回目の作動以後においては給脂可能時間）が経過したにも拘らず、検出手段２８により各部への給脂が完了したことが検出されない場合には、ステップ１０に移り、給脂モータ２１を停止させる。そして、この状況は異常事態であるから、ステップ１１において、警報手段３１による警報を発生させて、処理が終了する。

以上のように、油圧ショベルの作動中に繰り返し行われる自動給脂作業において、何等かの異常が発生したときのために設定される給脂可能時間を、前述したようにして実測した給脂時間に基づいて、具体的にはこの給脂時間より若干長い時間を給脂可能時間として設定する。これによって、給脂可能時間が適正に設定され、正常に給脂作業が行われているにも拘らず、作業の途中で停止してしまう不都合がなく、また給脂作業に異常を来たしているにも拘らず、長時間にわたって給脂作業を継続して、グリースがいたずらに漏出してしまうこともなくなる。従って、グリースの無駄が生じることがなく、また周囲環境を汚損することもない。

自動給脂装置が装着されている油圧ショベルの正面図である。 図１の平面図である。 自動給脂装置の構成説明図である。 自動給脂装置の作動手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 下部走行体 ２ 上部旋回体
３ フロント作業機 ５ ブーム
６ アーム ８バケット
１０，１１ ピン １２ 連結ピン
２０ 給脂ポンプ ２１ 給脂モータ
２２ 給脂タンク ２４ 親分配弁
２６ａ〜２６ｃ 子分配弁 ２７ａ〜２７ｋ 給脂管
２８ 検出手段 ２９ コントローラ
３１ 警報手段

Claims (1)

1. 給脂ポンプと、この給脂ポンプから供給されるグリースを複数の給脂箇所に分配する分配弁とからなり、この分配弁は複数のピストンを直列に配列した直列作動式のものであり、各ピストンの作動を検出手段により検出するようになし、コントローラからの信号に基づいて前記給脂ポンプの動作制御を行う自動給脂装置の動作制御システムであって、
   前記コントローラには、給脂条件に基づいて、前記給脂ポンプの可動最長時間を給脂最長可動時間として設定しておき、
   エンジンキースイッチまたは給脂開始ボタンをＯＮしたときに、前記給脂ポンプが始動すると共に、前記コントローラから給脂最長可動時間が読み出され、
   給脂最長可動時間内で給脂が完了したことが前記検出手段により検出されるか、または前記給脂ポンプの作動時間がこの給脂最長可動時間を経過したときに、前記給脂ポンプを停止させ、
   給脂最長可動時間内に給脂が完了したときには、前記コントローラに給脂完了までの給脂時間を基準として、実際の給脂時間より、正常に給脂作業が行われているにも拘わらず、作業の途中で停止することがない程度にまで長い時間を給脂可能時間として設定し、
   給脂最長可動時間はこの給脂可能時間に基づいて決定するようになし、
   また給脂最長可動時間を経過しても給脂が完了したことが前記検出手段で検出されないときには、異常状態として警報を発生させる
   ことを特徴とする自動給脂装置の動作制御システム。

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