JP7434051B2 - 作業機 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された作業機は、機体に搭載された原動機を有している。
ところが、燃料ボンベには燃料残量を検出する検出装置が備えられていない場合が多い。そこで、燃料残量を把握するために、燃料ボンベからエンジンまでの燃料供給経路にリザーブタンクを設置し、リザーブタンク内の燃料液面が所定高さまで低下したときに通知を行う方法が考えられる。この方法では、燃料ボンベの燃料残量が十分にある場合には燃料ボンベからリザーブタンクに燃料が液体で供給されるのでリザーブタンク内は液体で満たされるが、燃料ボンベの燃料残量が低下して燃料ボンベからリザーブタンクに燃料が気体で供給されるようになるとリザーブタンク内の液面が低下するという現象を利用し、リザーブタンク内の液面が所定高さまで低下したことを検知して通知を行う。
本発明は、前記問題点に鑑み、燃料ボンベを交換した後の燃料残量の推移を把握することのできる作業機を提供することを目的とする。
図1は、本実施形態に係る作業機(旋回作業機)1であるバックホーの全体構成を示す概略側面図である。図2は、旋回作業機1の全体構成を示す概略平面図である。
以下に説明する実施形態では本発明を作業機1であるバックホーに適用する例について説明するが、本発明の適用対象はこれに限らず、各種の建設機械、土木機械、農業機械等、多様な作業機に適用できる。
本実施形態においては、作業機1の運転席8に着座した作業者(オペレータ)の前側の方向(図1、図2の矢印A1方向)を前方、作業者の後側の方向(図1、図2の矢印A2方向)を後方、作業者の左側の方向(図1の手前側、図2の矢印B1方向)を左方、作業者の右側の方向(図1の奥側、図2の矢印B2方向)を右方として説明する。
作業具(油圧アタッチメント)を装着することが可能である。この他の作業具としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノーブロア等が例示できる。
パライザ39は、燃料ボンベ130に接続されており、燃料ボンベ130から送られる燃料を気化して原動機4(インジェクタ37)に供給する気化器である。詳しくは、燃料ボンベ130内の燃料は、原動機4に対して燃料ボンベ130から液体状態で供給され、ベーパライザ39で暖められて気化し、気化状態でインジェクタ37に供給される。インジェクタ37に供給された気化状態の燃料は、インジェクタ37から噴射され、空気と混合して燃焼室32Aに供給される。
燃料ボンベ130とベーパライザ39との間の燃料供給経路41には、リザーブタンク42が設けられている。リザーブタンク42は、燃料ボンベ130から供給される燃料を内部に収容(貯留)し、燃料ボンベ130内の燃料残量が所定量以下に低下した(残り少なくなった)場合に、原動機4に燃料を供給する。リザーブタンク42から原動機4に燃料が供給されているときにでも、燃料ボンベ130からリザーブタンク42へ燃料は流れる。そして、燃料ボンベ130内の燃料が空になっても、作業機1は、リザーブタンク42内の燃料を用いて駆動を継続することができる。つまり、燃料ボンベ130内の燃料残量が少なくなった場合であっても、作業機1は、即時に作業を停止することなく、作業を継続することができる。リザーブタンク42には、該リザーブタンク42内の燃料が少なくなったことを検出する残量センサ43が設けられている。残量センサ43は、リザーブタンク42内の燃料残量が所定量に達したことを検出する。具体的には、残量センサ43は、例えば、リザーブタンク42内の燃料の液面を検出する光センサであり、リザーブタンク42内の燃料の液面が所定高さよりも下がると、光センサが露出してリザーブタンク42内の燃料の残量が所定量に達したことを検出する。つまり、残量センサ43の出力は、OFF(残量あり)、ON(残量なし)の2値である。
ラムの命令を実行するCPU(Central Processing Unit)等の演算回路と、上記プログラムおよび各種データを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、演算回路が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、制御装置47の機能が実現される。
制御装置47には、アクセルダイヤル48が接続されている。アクセルダイヤル48は、原動機4の回転数を、ローアイドル(例えば、1350rpm)からハイアイドル(例えば、2600rpm)まで変化させるアクセル操作具である。制御装置47は、アクセルダイヤル48の操作を取得し、原動機4の回転数をアクセルダイヤル48の操作量に対応する回転数に制御する。アクセルダイヤル48は、操作した位置に自己保持可能である。
ところで、寒冷地で原動機4が冷えている状態では、エンジン冷却水の温度も低いため、ベーパライザ39の気化能力が低い。気化能力が低い(エンジン冷却水が温まっていない)状態で、原動機4に負荷を掛けたり、原動機4の回転数を上げて燃料が増量されると、燃料であるLPG等の気化が追いつかなくなり、LPG等がエンジンに液体状態で供給されようになるため、燃料過多になって空燃比が小さくなりすぎて(燃料リッチになりすぎて)原動機4がストール(エンジンストール)を起こす。燃料がLPGの場合、LPGはプロパンとブタンとを主成分とする混合燃料なので各成分の配合比率によって沸点は異なるが、ベーパライザ39の温度がLPGの沸点よりも高い場合には、LPGは気化する。しかしながら、ベーパライザ39の気化能力が低いまま気化していくと、気化熱によってだんだんと(徐々に)ベーパライザ39が冷えていき、ベーパライザ39がLPGの沸点以下になるとLPGを十分に気化できなくなって、エンジンストールを起こす。このような原因でエンジンストールを起こす場合、原動機4は、一旦は簡単に始動して回転数がスムーズに上がるが、その後にエンジンストールが起こるので、突然のエンジンストールにオペレータは、違和感を感じる(オペレータは、故障かガス欠と感じる)。
器44)が検出した温度が第1温度よりも高い第2温度以上になると回転数の制限(ベーパライザ39から原動機4へ流れる燃料の流量の抑制)を解除する。温度検出器44として、原動機4に予め装備された水温センサ44Aを利用することで、安価に構成することができる。
また、温度検出器44として、油温センサ44Cを採用した場合、原動機4の始動時において、作動油の温度(油温)が、例えば、-10℃(第1温度)以下の場合に、回転数制限部47Aは、原動機4の回転数の上限を制限する。この場合は、油温が5℃(第2温度)に達したら回転数の制限が解除される。
また、原動機4を始動してから、ある程度の時間が経過すると、エンジン冷却水の水温(原動機4の温度)が上昇していることが予想されるので、解除部47Cは、原動機4を始動してから所定時間経過後に回転数の制限(燃料の流量の抑制)を解除するものであってもよい。この所定時間は、例えば、120秒である。つまり、解除部47Cは、原動機4を始動してから120秒経過したら回転数の制限を解除する。所定時間は、120秒に限定されることはない。また、原動機4を始動してから回転数の制限を解除するまでの時間は、一定でなくてもよい。つまり、原動機4を始動してから回転数の制限を解除するまでの時間は、原動機4の始動時に温度検出器44が検出した温度(水温、ガス温、油温)に応じて変更してもよい。
図4に示すように、制御装置47には、原動機4へ流れる燃料の流量が抑制されていることを表示する表示部49が接続されている。制御装置47は、原動機4の回転数の上限が制限されている場合、又は原動機4の出力が制限されている場合に、これら制限が行われていることを表示部49に表示する。表示部49は、運転席8の近傍のオペレータが視認することができる場所に設けられる。表示部49は、例えば、ランプ等で構成されるインジケータである。また、表示部49は、運転席8の近傍に設けられたディスプレイに表示されるものであってもよい。表示部49の表示は、回転数の上限の制限、出力の制限が解除されるときに解除される。
図4に示すように、制御装置47には、残量センサ43が接続されている。制御装置47は、残量センサ43が検出した検出情報を取得可能である。また、制御装置47には、報知器50が接続されている。制御装置47は、報知器50を制御する報知制御部47Dを有する。報知制御部47Dは、残量センサ43が検出した検出情報を取得可能である。報知器50と報知制御部47Dとは、残量センサ43が、リザーブタンク42内の燃料残量が所定量に達したことの検出を行った後に、所定の報知態様で残りの燃料の減少変化を
報知する報知部51を構成している。
報知部51(報知制御部47D)は、残りの燃料の量の減少に応じて報知態様を段階的に変化させる。即ち、図5に示すように、残量センサ43がリザーブタンク42内の燃料残量が所定量に達したことを検出していない非検出状態53では、報知部51(報知器50)は警告音を発しなく、残量センサ43がリザーブタンク42内の燃料残量が所定量に達したことを検出した検出状態54で報知部51(報知器50)は警告音を発する。本実施形態の場合は、報知態様(警告音)を4段階55A~55Dに変化させる。第1段階55Aは、非検出状態53から検出状態54に切り換わったときの状態である。第1段階55Aでは、警告音を所定間隔56A(例えば、1分間隔)で繰り返すように構成されている。第2段階55Bは、警告音を第1段階55Aよりも短い間隔56B(例えば、10秒間隔)で繰り返すように構成されている。第3段階55Cは、警告音を第2段階55Bよりも短い間隔56C(例えば、5秒間隔)で繰り返すように構成されている。第4段階55Dは、警告音を連続的に発するように構成されている。
原動機4の運転時間:大→燃料消費:大
スロットルバルブ38の開度:大→燃料消費:大
原動機4の回転速度:大→燃料消費:大
シリンダ32へ流れる空気流量:大→燃料消費:大
空燃比:大→燃料消費:小
原動機4の出力:大→燃料消費:大
図6に示すように、報知器50は、指示針58を有するメータ(針メータ)50Aであってもよい。メータ50Aは、運転席8の近傍のオペレータが視認できる場所に設けられる。メータ50Aは、複数(5つ)の目盛線(第1目盛線59a~第5目盛線59e)を含む表示面61を有している。残量センサ43が非検出状態であるときには、指示針58は、第1目盛線59aを指し示している。残量センサ43が検出状態に切り換わると、指
示針58は、第2目盛線59b(第1段階)を指し示す。その後、指示針58は、時間の経過又は燃料消費量に応じて、第3目盛線59c(第2段階)、第4目盛線59d(第3段階)、第5目盛線59e(第4段階、最終段階)へと段階的に移行する。したがって、この報知器50がメータ50Aである場合の報知態様は、指示針58が第2目盛線59b~第5目盛線59eを指し示す状態である。また、この場合も、報知態様は、4段階に段階的に変化する。
ところで、燃料補給の際に、燃料ボンベ130を交換するタイプの作業機1にあっては、燃料ボンベ130の充填量はボンベサイズによって異なるので、交換直後からの運転時間で燃料残量を推定するのは、困難である。
図7に示すように、制御装置47は、燃料ボンベ130を交換した後の原動機4の駆動中における経過時間(原動機4の駆動時間)を積算するための経過時間積算部47Eと、原動機4を停止した際に、経過時間積算部47Eがそれまで積算した経過時間を保持する保持部47Fと、オペレータが時間を設定可能な時間設定部47Gと、経過時間積算部47Eで積算した経過時間が時間設定部47Gで設定された時間に達した際に後述する警告器101に信号を送る警告部47Hと、経過時間積算部47Eが積算した経過時間及び画面表示部93に表示される経過時間をリセットするリセット部47Jとを有している。
図7に示すように、制御装置47には、表示装置91が接続されている。制御装置47と表示装置91とは相互に通信可能である。つまり、制御装置47は、表示装置91からの信号を取得可能であり、表示装置91は、制御装置47からの信号を取得可能である。表示装置91は、例えば、作業機1の車速や原動機4の回転数、原動機4の冷却水の水温などを表示可能なメータである。表示装置91は、運転席8の近傍のオペレータが視認す
ることができる場所に設けられる。
なお、画面表示部93に表示される経過時間の表示には上限が設けられる。該上限は、例えば、20時間である。
以上のように、燃料ボンベ130を交換した後に、オペレータがリセットスイッチ96を押すことで、それ以前に経過時間積算部47Eが積算した経過時間及び画面表示部93に表示された経過時間がリセットされ、燃料ボンベ130の交換後(リセット後)の原動機4の駆動中における経過時間が画面表示部93に表示される。したがって、燃料ボンベ130を交換した後、原動機4を始動する前にリセットスイッチ96を押すことにより、燃料ボンベ130を交換した直後(燃料が満量状態)からの原動機4の駆動中における経過時間をオペレータが知ることができる。即ち、燃料残量の推移を検出することのできるフロート等のセンサが無い交換式の燃料ボンベ130を使用した方式の作業機1であっても、燃料ボンベ130の燃料残量の見積もりを、燃料ボンベ130を交換してからの経過時間によってオペレータが知ることができる。本実施形態の作業機1にあっては、残量センサ43が、リザーブタンク42内の燃料の残量が所定量に達したことを検出するまでの間に燃料をどのくらい使用したかの把握ができる。
図9に示すように、画面表示部93は、経過時間積算部47Eが積算した経過時間を表示する時間表示画面97と、時間表示画面97以外の少なくとも1つの他の表示画面98とを切り換え表示可能である。リセットスイッチ96による経過時間のリセットは、時間表示画面97で行われ、他の表示画面98では行われない。これにより、経過時間のリセットの誤操作を抑制することができる。
モードであるAUXモードの場合に表示されるAUXモード表示画面98D、警告が発せられているときに表示される警告表示画面98Eである。
図7に示すように、制御装置47には、時間設定具100が接続されている。制御装置47は、時間設定具100からの操作信号を取得可能である。時間設定具100は、オペレータによって操作されて制御装置47に操作信号を出力する。詳しくは、時間設定具100は、オペレータが操作する操作部材と、該操作部材で設定される時間を表示する画面部とを有しており、操作部材で設定した時間が制御装置47に出力される。時間設定具100からの操作信号によって、時間設定部47Gに時間が設定される。時間設定具100は、表示装置91に設けられていてもよい。
本実施形態にあっては、種々の変更が可能である。上記の実施形態では、経過時間積算部47Eで積算した経過時間及び画面表示部93に表示された経過時間のリセットは、オペレータがリセットスイッチ96を手動操作することによって行うようにしているが、自動で経過時間のリセットが行われるようにしてもよい。例えば、燃料ボンベ130を交換した後に、リザーブタンク42内の燃料残量が所定量以上であることを残量センサ43が検出した際にリセット部47Jが経過時間のリセットを行うようにすることができる。具体的には、残量センサ43の出力がON(燃料の残量小)からOFF(燃料の残量あり)になったときに自動で経過時間積算部47Eが積算した経過時間及び時間表示画面97に表示された経過時間をクリア(0に)する。この場合は、残量センサ43がリセットスイッチを構成する。あるいは、燃料ボンベ130の交換作業が行われたことを検知する各種スイッチや各種センサ等の交換検知装置(図示せず)を備え、燃料ボンベ130の交換が検知されたときにリセット部47Jが経過時間のリセットを行うようにしてもよい。上記の交換検知装置は、例えば、燃料ボンベ130自体の装着状態を検知するものであってもよく、燃料ボンベ130の着脱機構や支持機構の位置、姿勢、動作等を検知するものであ
ってもよい。
また、本実施形態では、経過時間積算部47Eが積算する経過時間をオペレータに表示する表示態様として、7セグメータによる表示としたが、指示針を有するメータ(針メータ)による表示であってもよい。詳しくは、表示装置を、指示針と、0から0.1時間刻みで表示された目盛りとを備えた針メータで構成し、経過時間積算部47Eが積算する経過時間に合わせて指針が0から時間が増大する方向に移動するようにしてもよい。
この構成によれば、燃料ボンベ130を交換した後の原動機4の駆動時間を表示装置91に表示することにより、オペレータは、燃料ボンベ130の交換後の燃料残量の推移を把握することができる。これにより、燃料ボンベ130の燃料残量を見積もることができる。
燃料ボンベ130が満量状態でリセット部47Jによって経過時間積算部47Eが積算した駆動時間及び駆動時間の表示のリセットが行われることにより、燃料ボンベ130の満量状態からの燃料残量の把握を行える。
この構成によれば、オペレータの意志によって駆動時間のリセットを行うことができる。
また、表示装置91は、画面表示部93を有し、画面表示部93は、駆動時間を表示する時間表示画面97と、時間表示画面97以外の少なくとも1つの他の表示画面98とを切り換え表示可能であり、駆動時間及び駆動時間の表示のオペレータによるリセットは、時間表示画面97で行われ、他の表示画面98では行われない。
また、経過時間積算部47Eは、原動機4の回転数が所定回転数以上であるときに駆動時間を積算する。
この構成によれば、経過時間積算部47Eが作業機1の実稼働時間以外の時間を積算するのを排除することができる。
この構成によれば、燃料残量の推移の正確性を高めることができる。
また、オペレータが時間を設定可能な時間設定部47Gと、経過時間積算部47Eで積算した駆動時間が時間設定部47Gで設定された時間に達した際に所定の警告態様で警告する警告装置102とを備えている。
この構成によれば、燃料残量が少なくなったときの注意喚起時期をオペレータが設定することができる。
この構成によれば、経過時間のリセットを自動で行うことができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
4 原動機
42 リザーブタンク
43 残量センサ
47E 経過時間積算部
47F 保持部
47G 時間設定部
47J リセット部
91 表示装置
93 画面表示部
96 リセットスイッチ
97 時間表示画面
98 他の表示画面
102 警告装置
130 燃料ボンベ
Claims (10)
- 機体と、
前記機体に搭載された原動機と、
前記原動機に供給される燃料を収容する交換式の燃料ボンベと、
前記原動機に接続され、前記原動機が駆動しているか否かの情報を取得可能な制御装置と、
前記制御装置が取得した前記情報により、前記燃料ボンベを交換した後の前記原動機の駆動時間をカウントして積算する経過時間積算部と、
前記経過時間積算部で積算された前記駆動時間を表示可能な表示装置と、
前記燃料ボンベから前記原動機への燃料供給経路に設けられ、前記燃料ボンベから供給される燃料を内部に貯留し、前記燃料ボンベ内の燃料残量が所定量以下に低下した場合に、貯留した前記燃料を前記原動機に供給するリザーブタンクと、
前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量に低下したことを検出する残量センサと、
前記残量センサが、前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量に低下したことを検出したときに報知を行う報知部と、
オペレータが時間を設定可能な時間設定部と、
前記経過時間積算部で積算した前記駆動時間が前記時間設定部で設定された時間に達した際に前記残量センサが前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量に達したことを検出した際の報知にかかわらず指令信号を出す警告部と、前記警告部からの指令信号により所定の警告態様で警告を発する警告器とを有する警告装置と、
を備え、
前記表示装置には、前記経過時間積算部がカウントする前記原動機の駆動時間が0から数値をカウントアップしながら表示されるか、あるいは、前記経過時間積算部がカウントする前記原動機の駆動時間が予め設定された時間から時間経過とともに数値をカウントダウンしながら表示され、
前記表示装置は、前記カウントアップされる前記駆動時間、あるいは、前記カウントダウンされる前記駆動時間を数値で表示する時間表示画面を有している作業機。 - 前記経過時間積算部が積算した前記駆動時間及び前記駆動時間の表示をリセットするリセット部を備えている請求項1に記載の作業機。
- オペレータによって操作されるリセットスイッチを備え、
前記リセット部は、前記リセットスイッチに所定の操作が行われたときに前記リセットを行う請求項2に記載の作業機。 - 機体と、前記機体に搭載された原動機と、前記原動機に供給される燃料を収容する交換式の燃料ボンベと、
前記燃料ボンベを交換した後の前記原動機の駆動時間を積算するための経過時間積算部と、
前記経過時間積算部で積算された前記駆動時間を表示可能な表示装置と、
前記経過時間積算部が積算した前記駆動時間及び前記駆動時間の表示をリセットするリセット部と、
オペレータによって操作されるリセットスイッチと、
を備え、
前記リセット部は、前記リセットスイッチに所定の操作が行われたときに前記リセットを行い、
前記表示装置は、画面表示部を有し、
前記画面表示部は、前記駆動時間を表示する時間表示画面と、前記時間表示画面以外の少なくとも1つの他の表示画面とを切り換え表示可能であり、
前記駆動時間及び前記駆動時間の表示のオペレータによるリセットは、前記時間表示画面で行われ、前記他の表示画面では行われない作業機。 - 前記経過時間積算部は、前記原動機の回転数が所定回転数以上であるときに前記駆動時間を積算する請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機。
- 前記原動機を停止した際に、それまで積算された前記駆動時間を保持する保持部を備え、
前記経過時間積算部は、前記原動機を停止した際に、前記駆動時間の積算を停止し、前記原動機の駆動を再開した際に、前記保持部で保持した駆動時間から前記駆動時間の積算を再開する請求項1~5のいずれか1項に記載の作業機。 - 前記燃料ボンベから供給される燃料を貯留し、前記燃料ボンベ内の燃料残量が所定量以下に低下した場合に、前記原動機に燃料を供給するリザーブタンクと、
前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量に達したことを検出する残量センサと、
を備え、
前記リセット部は、前記燃料ボンベを交換した後に、前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量以上であることを前記残量センサが検出した際に前記リセットを行う請求項2に記載の作業機。 - 前記燃料ボンベの交換が行われたことを検知する交換検知装置を備え、
前記リセット部は、前記燃料ボンベの交換が検知された時に前記リセットを行う請求項2に記載の作業機。 - 機体と、
前記機体に搭載された原動機と、
前記原動機に供給される燃料を収容する交換式の燃料ボンベと、
前記原動機に接続され、前記原動機が駆動しているか否かの情報を取得可能な制御装置と、
前記制御装置が取得した前記情報により、前記燃料ボンベを交換した後の前記原動機の駆動時間をカウントして積算する経過時間積算部と、
前記経過時間積算部で積算された前記駆動時間を表示可能な表示装置と、
前記燃料ボンベから前記原動機への燃料供給経路に設けられ、前記燃料ボンベから供給される燃料を内部に貯留し、前記燃料ボンベ内の燃料残量が所定量以下に低下した場合に、貯留した前記燃料を前記原動機に供給するリザーブタンクと、
前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量に低下したことを検出する残量センサと、
前記残量センサが、前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量に低下したことを検出したときに報知を行う報知部と、
を備え、
前記表示装置には、前記経過時間積算部がカウントする前記原動機の駆動時間が予め設定された時間から時間経過とともにカウントダウンしながら表示され、
前記表示装置に前記経過時間積算部がカウントする前記原動機の駆動時間が予め設定された時間から時間経過とともにカウントダウンしながら表示される場合における前記予め設定された時間は、前記燃料ボンベを満量状態で装着してから交換するまでの時間の過去のデータに基づいて設定される作業機。 - 前記報知部は、前記残量センサが前記リザーブタンク内の燃料残量が所定量に達した後、前記リザーブタンク内の燃料残量の減少に応じて報知態様を段階的または連続的に変化させる請求項1に記載の作業機。
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