JP6927524B2

JP6927524B2 - 自動給脂システムおよび自動給脂方法

Info

Publication number: JP6927524B2
Application number: JP2018049103A
Authority: JP
Inventors: 章弘古瀬; 俊太郎井石
Original assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2038-03-16
Also published as: JP2019158094A

Description

本発明は、自動給脂システムおよび自動給脂方法に関し、より詳細には、被給脂部において潤滑油の一部が硬化している場合にも、潤滑油を送り出すポンプが異常高圧となることなく、被給脂部に安定して自動給脂することができる自動給脂システムおよび自動給脂方法に関する。

岸壁クレーンや建設機械等には、ピン結合部やシリンダ部などの被給脂部に所定時間毎に潤滑油（グリース）を給脂する自動給脂装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。例えば、岸壁クレーン（アンローダ、コンテナクレーン等）では、自動給脂装置によって岸壁クレーンの走行装置を構成するイコライザピンやボギーピンなどに潤滑油を給脂している。

ところで、前回の給脂から時間的な間隔があいたときや、気温が低いときには、被給脂部の油孔や油溝において潤滑油の一部が硬化してしまうことがある。被給脂部の油孔や油溝は径が小さいため、被給脂部において潤滑油の一部が硬化し、潤滑油の通路がさらに狭くなると、その被給脂部における配管抵抗が大きくなる。配管抵抗が大きくなると、その被給脂部に作用するポンプの圧力が相対的に低下するため、その被給脂部に潤滑油が給脂され難い状態となる。特に、岸壁クレーンなどの大型の機械では、被給脂部に大きな荷重が掛かり、被給脂部の油孔や油溝が拡張し難い状態となるため、被給脂部において潤滑油の一部が硬化してしまうと、その被給脂部に潤滑油を循環させることが難しくなる。詰まった状態の被給脂部に合わせてポンプの圧力が高まると、ポンプが異常高圧となる可能性もある。

特許文献１に記載の自動給脂装置では、エンジンが駆動しているときにポンプ手段を駆動させる構成としているが、給脂を行なうときのグリース給脂部（被給脂部）の状態は考慮されていない。それ故、被給脂部において潤滑油の一部が硬化してしまった場合には、その被給脂部に潤滑油が十分に給脂されない可能性や、ポンプが異常高圧となる可能性がある。

特開平９−１３７４６６号公報

上記の状況を鑑みて、本発明者らは、潤滑油の硬化による被給脂部の詰まりを軽減できる条件や自動給脂のタイミング等に関して分析を行った。その結果、被給脂部において潤滑油の一部が硬化している場合にも、被給脂部が振動しているときに、潤滑油が通過可能なすき間が生じ易くなり、硬化した潤滑油による被給脂部の詰まりが軽減されるとの知見を得た。

本発明の目的は、被給脂部において潤滑油の一部が硬化している場合にも、潤滑油を送り出すポンプが異常高圧となることなく、被給脂部に安定して自動給脂することができる自動給脂システムおよび自動給脂方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明の自動給脂システムは、被給脂部に潤滑油を給脂する自動給脂システムにおいて、前記潤滑油を送り出すポンプと、このポンプおよび前記被給脂部を繋ぐ配管と、前記被給脂部の振動に関するパラメータを検知する振動検知装置と、この振動検知装置および前記ポンプに接続された制御装置と、前記被給脂部が振動した累積時間を計測する計測装置とを備えて、前記振動検知装置が検知した前記パラメータに基づいて、前記制御装置により、前記被給脂部が振動したときに前記ポンプを駆動させて、その被給脂部に前記潤滑油が給脂される制御を行う構成にし、前記給脂される制御は、前記計測装置が計測した前記被給脂部が振動した累積時間が、前記被給脂部に前記潤滑油の給脂を行う時間間隔として予め設定されている給脂時間を超えたときに行われる制御であることを特徴とする。

上記のような目的を達成するための本発明の自動給脂方法は、被給脂部に潤滑油を給脂する自動給脂方法において、振動検知装置によって前記被給脂部の振動に関するパラメータを検知し、検知したそのパラメータに基づいて、計測装置により前記被給脂部が振動した累積時間を計測し、その累積時間が前記被給脂部に前記潤滑油の給脂を行う時間間隔として予め設定した給脂時間を超えたときに、制御装置により、ポンプを駆動させて、そのポンプから配管を経由して振動している前記被給脂部に潤滑油を給脂することを特徴とする。

本発明によれば、被給脂部の振動により、硬化した潤滑油による詰まりが軽減され、被給脂部に潤滑油が流れやすい状態のときに、被給脂部に潤滑油を給脂する。それ故、被給脂部において潤滑油の一部が硬化してしまった場合にも、潤滑油を送り出すポンプが異常高圧となることなく、被給脂部に安定して自動給脂することが可能となる。

本発明に係る実施形態の自動給脂システムを備えた岸壁クレーンを側面視で模式的に例示する説明図である。図１のＡ矢視図である。図１の自動給脂システムの構成を示す説明図である。図１の自動給脂システムによる自動給脂方法のフローを示す説明図である。本発明に係る別の実施形態の自動給脂システムによる自動給脂方法のフローを示す説明図である。

以下、本発明の自動給脂システムおよび自動給脂方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。本願図中のＸ方向は岸壁クレーンの横行方向、Ｙ方向は岸壁クレーンの走行方向、Ｚ方向は岸壁クレーンの上下方向（鉛直方向）を示している。なお、図２の右下の１点鎖線で囲われた枠内の図は、ボギーピンを拡大して例示した断面図である。

図１に例示するように、本発明に係る実施形態の自動給脂システム１は、潤滑油が給脂される被給脂部ＧＳを有する岸壁クレーン１０に搭載される。被給脂部ＧＳとしては、例えば、油孔や油溝を有するピン結合部やシリンダ部等が例示できる。自動給脂システム１を塔載する機械としては、岸壁クレーン１０（アンローダやコンテナクレーン等）の他にも、建設機械（クレーンや油圧ショベル等）、鉄道車両、自動車などが例示できる。

図１に示すように、岸壁クレーン１０は、脚構造体１１と、脚構造体１１の下部に設けられた走行装置１３と、脚構造体１１の上部に設けられた横行方向Ｘに延在するガーダおよびブームを備えている。アンローダ１０は、さらに、ガーダおよびブームに沿って横行方向Ｘに横行するトロリと、トロリの下方に配置される荷役具とを備えている。

図２に示すように、走行装置１３は、横行方向Ｘに延在する第１イコライザピン１４を介して脚構造体１１の下部に傾動可能に連結された第１イコライザ１５と、横行方向Ｘに延在する第２イコライザピン１６を介して第１イコライザ１５の下部に傾動可能に連結された第２イコライザ１７とを備えている。さらに、走行装置１３は、横行方向Ｘに延在する第３イコライザピン１８を介して第２イコライザ１７の下部に傾動可能に連結された第３イコライザ１９と、横行方向Ｘに延在するボギーピン２０を介して第２イコライザ１７または第３イコライザ１９の下部に傾動可能に連結されたボギー２１とを備えている。それぞれのボギー２１には、複数の車輪２２が設置されている。

この実施形態では、第１イコライザピン１４、第２イコライザピン１６、第３イコライザピン１８、およびボギーピン２０がそれぞれ被給脂部ＧＳとなっている。図２の右下の破線で囲われた枠内の図に示すように、それぞれの被給脂部ＧＳ（ピン１４、１６、１８、２０）には、潤滑油が通過する油孔ＯＨが形成されている。この実施形態の自動給脂システム１は、被給脂部ＧＳであるピン１４、１６、１８、２０のそれぞれの油孔ＯＬにそれぞれ潤滑油を給脂する構成となっている。

図２に示すように、自動給脂システム１は、潤滑油を送り出すポンプ２と、ポンプ２および被給脂部ＧＳを繋ぐ配管３と、被給脂部ＧＳの振動に関するパラメータ（以下、振動パラメータという）を検知する振動検知装置４と、振動検知装置４およびポンプ２に接続された制御装置５とを備えている。さらに、この実施形態の自動給脂システム１は、被被給脂部ＧＳが振動した累積時間を計測する計測装置７を備えている。

ポンプ２、振動検知装置４、制御装置５、および計測装置７は、脚構造体１１を構成する下部フレーム１２上に設置されている。ポンプ２とそれぞれの被給脂部ＧＳ（ピン１４、１６、１８、２０）は、分配弁を介して複数に分岐した配管３によってそれぞれ繋がれている。ポンプ２を駆動させると、配管３を通じてそれぞれの被給脂部ＧＳに潤滑油が給脂される。なお、ポンプ２、配管３、振動検知装置４、制御装置５、および計測装置７のそれぞれの数や配置は特に限定されず、機械１０や被給脂部ＧＳの仕様に応じて適宜決定できる。例えば、ポンプ２や振動検知装置４、制御装置５などを複数設けることもできる。それぞれの被給脂部ＧＳごとにポンプ２、配管３、振動検知装置４、制御装置５、および計測装置７を設けることもできる。

この実施形態では、振動検知装置４を岸壁クレーン１０の走行速度を検知する速度センサで構成している。振動検知装置４としては、被給脂部ＧＳの振動パラメータを検知するセンサとして他にも、被給脂部ＧＳの振動を検知する振動センサや、機械１０の加速度を計測する加速度センサ、機械１０に搭載された駆動装置（エンジンやモータ等）の回転速度を計測する回転センサなどが例示できる。振動検知装置４としては、他にも例えば、被給脂部ＧＳの振動パラメータを検知する測定機器として、走行装置１３の駆動源となる電動機の出力の大小を測定する出力測定器などが例示できる。

図３に示すように、制御装置５は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、および各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。この実施形態では、計測装置７は、制御装置５にプログラムとして組み込まれている。制御装置５は、振動検知装置４およびポンプ２と通信可能に接続されている。なお、計測装置７は制御装置５とは別のハードウェアで構成することもできる。

この実施形態の制御装置５は、振動判定部６、計測装置７、および制御部８を有して構成されている。振動判定部６は、振動検知装置４が検知した振動パラメータに基づいて被給脂部ＧＳが振動しているか否かを判定する機能要素である。計測装置７は、振動判定部６の判定に基づいて被給脂部ＧＳが振動した累積時間を計測する機能要素である。制御部８は、計測装置７で計測した累積時間が予め設定した給脂時間を超えたと判定したときに、ポンプ２を駆動させて、被給脂部ＧＳに潤滑油が給脂される制御を行う機能要素である。なお、ここでいう給脂時間とは、被給脂部ＧＳに潤滑油の給脂を行う時間間隔（インターバル）を意味している。給脂時間は被給脂部ＧＳや潤滑油の仕様によって適宜設定できるが、例えば、数時間〜数十時間程度に設定される。

振動判定部６による被給脂部ＧＳが振動しているか否かの判定基準は、予め実験やシミュレーションを行って、振動検知装置４が検知する振動パラメータ（例えば、走行速度）と、被給脂部ＧＳの振動の有無との関係を予め把握しておくことで設定できる。例えば、この実施形態のように、振動検知装置４を速度センサで構成する場合には、被給脂部ＧＳが振動する岸壁クレーン１０の走行速度の条件を予め把握しておく。そして、振動判定部６は、振動検知装置４（速度センサ）が検知した走行速度が、被給脂部ＧＳが振動する走行速度の条件を満足しているか否かを判定する。

この実施形態では、計測装置７を備えた自動給脂システム１を例示しているが、自動給脂システム１は、計測装置７を備えない構成にすることもできる。計測装置７を備えない場合には、制御部８は、振動判定部６が被給脂部ＧＳが振動していると判定したときに、ポンプ２を駆動させて、被給脂部ＧＳに潤滑油が給脂される制御を行う機能要素となる。なお、この実施形態の制御装置５を構成する各機能要素は、プログラムとして内部記憶装置に記憶されているが、各機能要素は個別のハードウェアで構成されてもよい。

次に、自動給脂システム１０による自動給脂方法を説明する。

図４に示すように、自動給脂システム１０による自動給脂方法は、所定の周期ごと（例えば、数秒毎）に、振動検知装置４によって被給脂部ＧＳの振動パラメータを検知する。そして、検知したその振動パラメータに基づいて、制御装置５により、被給脂部ＧＳが振動したときにポンプ２を駆動させて、そのポンプ２から配管３を経由して被給脂部ＧＳに潤滑油を給脂する方法である。以下では、計測装置７を備えた場合の自動給脂方法のフローを説明する。

始めに、振動検知装置４によって被給脂部ＧＳの振動パラメータを検知する（Ｓ１０）。次いで、振動検知装置４が検知した振動パラメータに基づいて、振動判定部６により、被給脂部ＧＳが振動しているか否かを判定する（Ｓ２０）。被給脂部ＧＳが振動している（Ｓ２０：ＹＥＳ）と判定すると、計測装置７により、被給脂部ＧＳが振動した累積時間（ｔｘ＋△ｔ→ｔｘ）を計測する（Ｓ３０）。

次いで、制御部８が、累積時間（ｔｘ）が予め設定した給脂時間（ｔｓ）を超えた（Ｓ４０：ＹＥＳ）と判定すると、制御部８によりポンプ２を駆動させて、ポンプ２から配管３を経由して被給脂部ＧＳに予め設定された所定量の潤滑油を給脂し、その所定量の潤滑油の給脂を終えた後、ポンプ２を停止させる（Ｓ５０）。そして、制御部８によってポンプ２を駆動させると、計測装置７で計測した累積時間（ｔｘ）を初期値（０）にリセットする（Ｓ６０）。なお、Ｓ５０における所定量の潤滑油とは、被給脂部ＧＳを潤滑した状態にできる潤滑油の適正量を示しており、被給脂部ＧＳ毎に予め設定される。Ｓ５０では、被給脂部ＧＳに潤滑油を予め設定された所定時間給脂して、その所定時間経過後、ポンプ２を停止させる構成にすることもできる。ここでいう所定時間は、潤滑油を適正量給脂するのに要する時間であり、被給脂部ＧＳ毎に予め設定される。

振動判定部６により、被給脂部ＧＳが振動していない（Ｓ２０：ＮＯ）と判定すると、周期のスタートにリターンする。即ち、この場合には計測装置７による累積時間（ｔｘ＋△ｔ）の計測（加算）は行わない。制御部８により、計測装置７が計測した累積時間（ｔｘ）が予め設定した給脂時間（ｔｓ）以下である（Ｓ４０：ＮＯ）と判定すると、周期のスタートにリターンする。以上の周期（Ｓ１０〜Ｓ６０）を繰り返し実施する。

なお、この実施形態では、計測装置７を設けた場合の自動給脂方法のフローを例示したが、計測装置７を設けない場合には、計測装置７に関係するステップ（Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ６０）を省いた、制御装置５によるステップ（Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ５０）のみからなる自動給脂方法にすることもできる。

このように、自動給脂システム１によれば、被給脂部ＧＳの振動により、硬化した潤滑油による詰まりが軽減され、被給脂部ＧＳに潤滑油が流れやすい状態のときに、被給脂部ＧＳに潤滑油を給脂する。それ故、被給脂部ＧＳにおいて潤滑油の一部が硬化してしまった場合にも、潤滑油を送り出すポンプ２が異常高圧となることなく、被給脂部ＧＳに安定して自動給脂することが可能となる。

また、被給脂部ＧＳが振動していないときに比して、被給脂部ＧＳが振動しているときには、硬化した潤滑油が被給脂部ＧＳの振動の影響を受けることで流れやすい状態となる。それ故、被給脂部ＧＳが振動しているときに新たな潤滑油を給脂することで、硬化していた潤滑油を効果的に流し出して被給脂部ＧＳの詰まりを改善することができる。これに伴い、被給脂部ＧＳやポンプ２のメンテナンスに要する時間や労力の低減を図ることができる。

この実施形態のように、計測装置７を備え、制御装置５による給脂の制御を、計測装置が計測した累積時間が予め設定した給脂時間を超えたときに行われる制御にすると、被給脂部ＧＳに新たな潤滑油を給脂する必要が生じた適切なタイミングで、被給脂部ＧＳに自動給脂することが可能となる。これにより、所定時間毎に潤滑油を給脂する自動給脂方法に比して、潤滑油の使用量を削減することが可能となる。

即ち、所定時間毎に潤滑油を給脂する自動給脂方法では、被給脂部ＧＳが動いていない間の時間も加算することになるため、被給脂部ＧＳに既に給脂されている潤滑油が劣化する前に、新たな潤滑油が給脂される場合がある。一方、計測装置７によって被給脂部ＧＳが振動した累積時間を計測する構成にすると、既に給脂されている潤滑油が劣化するまでの被給脂部ＧＳの作動時間を精度よく計測できる。それ故、不要な潤滑油の使用を回避できる。

本発明に係る実施形態の自動給脂システム１および自動給脂方法は、図５に示すような構成にすることもできる。

図５に示すように、この実施形態の自動給脂システム１０では、振動検知装置４が検知した振動パラメータに基づいて、制御装置５により、振動パラメータから推定される被給脂部ＧＳの振動の大きさが予め設定した閾値以上であると判定されたときにポンプ２を駆動させて、その被給脂部ＧＳに潤滑油が給脂される制御を行う構成となっている。その他の構成は図１〜図４に示した実施形態の自動給脂システム１０と同じである。

なお、ここで言う、被給脂部ＧＳの振動の大きさとは、被給脂部ＧＳの振動加速度、振動数、振動変位（振幅）、振動速度のいずれか１つの値、または、複数の組み合わせに基づいて設定した値を意味している。閾値は、硬化した潤滑油による被給脂部ＧＳの詰まりを軽減するのに有効な、振動パラメータから推定される被給脂部ＧＳの振動の大きさの最小値を意味している。閾値は、例えば、予め実験やコンピュータシミュレーションを行うことで設定することができる。

図５に示すように、この実施形態では、計測装置７で計測した累積時間が予め設定した給脂時間以上であると判定されると、次いで、振動検知装置４が検知した振動パラメータに基づいて、被給脂部ＧＳの振動の大きさが予め設定した閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ４５）。そして、被給脂部ＧＳの振動の大きさが予め設定した閾値以上である（Ｓ４５：ＹＥＳ）と判定されると、制御部８によりポンプ２を駆動させて、ポンプ２から配管３を経由して被給脂部ＧＳに予め設定された所定量の潤滑油を給脂し、その所定量の潤滑油の給脂を終えた後、ポンプ２を停止させる（Ｓ５０）。そして、制御部８によってポンプ２を駆動させると、計測装置７で計測した累積時間（ｔｘ）を初期値（０）にリセットする（Ｓ６０）。一方、被給脂部ＧＳの振動の大きさが予め設定した閾値未満である（Ｓ４５：ＮＯ）と判定すると、周期のスタートにリターンする。その他のフローは図４に示したフローと同じである。

即ち、この実施形態では、計測装置７によって累積時間を計測（カウント）するか否かは、被給脂部ＧＳの振動の有無に基づいて判定し、ポンプ２を駆動させるか否かの最終的な判定は、被給脂部ＧＳの振動の有無だけでなく、振動検知装置４が検知した振動パラメータから推定される被給脂部ＧＳの振動の大きさに基づいて判定している。

この実施形態のように、制御装置５により、振動検知装置４が検知した振動パラメータから推定される被給脂部ＧＳの振動の大きさが、予め設定した閾値以上であると判定されたときにポンプ２を駆動させる構成にすると、ポンプ２を駆動させるか否かを被給脂部ＧＳの振動の大きさに基づいて決定することで、硬化した潤滑油による被給脂部ＧＳの詰まりがより確実に軽減された状態で、被給脂部ＧＳに潤滑油を自動給脂することが可能となる。これにより、被給脂部ＧＳにおいて潤滑油の一部が硬化してしまった場合にも、潤滑油を送り出すポンプ２が異常高圧となることなく、被給脂部ＧＳにより確実に自動給脂することが可能となる。

なお、上述した実施形態では、振動検知装置４を１つの速度センサで構成した場合を例示したが、例えば、複数の被給脂部ＧＳにそれぞれ振動検知装置４（例えば、振動センサ）を設け、複数の被給脂部ＧＳの振動パラメータを検知する構成にすることもできる。

複数の振動検知装置４を設ける場合には、例えば、振動検知装置４によって検知したそれぞれの被給脂部ＧＳの振動パラメータに基づいて、制御装置５により、すべての被給脂部ＧＳが振動しているか否かを判定し、すべての被給脂部ＧＳが振動していると判定されたときに、ポンプ２を駆動させて、それぞれの被給脂部ＧＳに潤滑油が給脂される構成とすることもできる。

このような構成にすると、いずれかの被給脂部ＧＳが振動していないときに、被給脂部ＧＳに潤滑油が給脂されることを確実に回避することができるので、被給脂部ＧＳに安定して自動給脂するには益々有利になる。

１自動給脂システム
２ポンプ
３配管
４振動検知装置
５制御装置
６振動判定部
７計測装置
８制御部
１０岸壁クレーン
ＧＳ被給脂部

Claims

被給脂部に潤滑油を給脂する自動給脂システムにおいて、
前記潤滑油を送り出すポンプと、このポンプおよび前記被給脂部を繋ぐ配管と、前記被給脂部の振動に関するパラメータを検知する振動検知装置と、この振動検知装置および前記ポンプに接続された制御装置と、前記被給脂部が振動した累積時間を計測する計測装置とを備えて、
前記振動検知装置が検知した前記パラメータに基づいて、前記制御装置により、前記被給脂部が振動したときに前記ポンプを駆動させて、その被給脂部に前記潤滑油が給脂される制御を行う構成にし、前記給脂される制御は、前記計測装置が計測した前記被給脂部が振動した累積時間が、前記被給脂部に前記潤滑油の給脂を行う時間間隔として予め設定されている給脂時間を超えたときに行われる制御であることを特徴とする自動給脂システム。
岸壁クレーンが有する前記被給脂部に前記潤滑油を給脂する前記自動給脂システムであり、前記振動検知装置として、前記岸壁クレーンに搭載された駆動装置の回転速度を計測する回転センサを備えている請求項１に記載の自動給脂システム。
被給脂部に潤滑油を給脂する自動給脂方法において、
振動検知装置によって前記被給脂部の振動に関するパラメータを検知し、検知したそのパラメータに基づいて、計測装置により前記被給脂部が振動した累積時間を計測し、その累積時間が前記被給脂部に前記潤滑油の給脂を行う時間間隔として予め設定した給脂時間を超えたときに、制御装置により、ポンプを駆動させて、そのポンプから配管を経由して振動している前記被給脂部に潤滑油を給脂することを特徴とする自動給脂方法。