JPH04277229A - 衝撃リッパの故障診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブルドーザ等の建設機
械の後部に装着して岩石等の固い地層を掘削するリッパ
装置の故障診断方法に係り、特に油圧によりリッパを加
振する衝撃リッパの故障等の異常時における制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】掘削作業の多い大型ブルドーザにおいて
は、車体の前部にブレード装置、後部にリッパ装置を装
着し、これらの作業機によって土砂の掘削、押土を行う
ものがある。このうち、リッパ装置は、硬岩混じりの作
業地において使用され、ブレード装置では掘削が困難な
硬岩を掘削する場合に使用される。そして、近年、リッ
パ装置に油圧によるブレーカと呼ばれる加振機構を設け
て切削刃に打撃力を作用させ、ブルドーザの自重とリッ
パ装置の昇降シリンダによる押下げ力だけでは破砕が困
難な硬岩をも破砕できるような衝撃リッパ装置が開発さ
れている。この衝撃リッパ装置においては、複雑な電気
制御系によって油圧回路を制御し、ブレーカやシリンダ
を作動させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の衝撃リ
ッパ装置は、故障等の異常が生じた場合に、その旨を表
示パネル等に表示してオペレータに知らせるようになっ
ているが、直ちに装置を停止させなければいけないよう
な故障なのか、ある程度手動によって操作でき、装置を
安全または所定の状態に復帰させることができるか等を
知ることができなかった。このため、装置の異常時にさ
らに操作を継続して、ポンプの破損等のより重大な故障
を招くことのある。

【０００４】また、従来は、異常が生じた場合に、その
点検修理を行う場合に、オペレータや修理をする人の経
験によって異常の原因を推定し、点検修理を行うように
している。このため、異常の原因を発見するのに多くの
時間を必要とし、装置の稼働率を低下させる原因となっ
ていた。

【０００５】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、異常が生じた場合に、操作が可
能か否かを知ることができる衝撃リッパの故障診断方法
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る衝撃リッパの故障診断方法は、衝撃
リッパに生じうる各種の異常を複数のレベルに分類し、
この分類したレベルに応じて衝撃リッパの操作可能内容
を限定するとともに、異常が生じたときに、異常に対応
した前記レベルに応じて異常表示内容を異ならせること
を特徴としている。

【０００７】

【作用】上記の如く構成した発明は、衝撃リッパに生じ
うる異常に対応して、装置を直ちに停止すべき異常か、
手動操作は可能である異常か等を表示することにより、
オペレータは異常の程度を知ることができ、より重大な
故障に発展したり、危険な状態が生じるのを防ぐことが
できる。

【０００８】なお、検出した異常の原因や個所を表示す
るようにすれば、異常の点検修理の際に、異常の原因を
容易に知ることができ、修理時間の大幅な短縮が図れ、
装置の稼働率の向上、修理費の低減が図れ。

【０００９】

【実施例】本発明に係る衝撃リッパの故障診断方法の好
ましい実施例を、添付図面に従って詳説する。図１は、
衝撃リッパ装置を装備したブルドーザの側面図である。

【００１０】図１において、ブルドーザ１０は、車体１
２の前部に、掘削、押土をするためのブレード装置１４
が設けてある。このブレード装置１４は、ブレード１６
を上下するブレードリフトシリンダ１８と、ブレード１
６の傾きを制御するブレードチルトシリンダ２０とから
構成してある。そして、車体１２の後部には、衝撃リッ
パ装置３０が設けてある。

【００１１】衝撃リッパ装置３０は、保護部材３２の下
部に装着したシャンク３４の下端に、軸ピン３６を介し
て切削刃３８が着脱自在に取り付けてある。そして、保
護部材３２は、円筒ビーム４０に取り付けてあり、内部
にブレーカ４２と称する油圧駆動の加振機構が設けてあ
り、切削刃３８に打撃力を加え、切削刃３８を加振して
硬岩を破砕できるようにしてある。

【００１２】円筒ビーム４０の両端には、支持部材４４
が取り付けてある。支持部材４４は、下端部が支持リン
ク４６の先端に軸着してある。さらに、支持リンク４６
の基端部は、車体１２に設けたブラケット４８に固定し
てある。また、ブラケット４８には、リッパ用のチルト
シリンダ５０とリフトシリンダ５２とが設けてある。そ
して、リッパチルトシリンダ５０のロッドは、支持部材
４４の上端部に連結してあり、リッパリフトシリンダ５
２のロッドが支持部材４４の下部に連結してあって、シ
リンダ５０、５２を駆動することにより、切削刃３６の
向きを変えることができるとともに、切削刃３６を上下
させることができるようになっている。

【００１３】このように構成してある衝撃リッパ装置３
０は、手動またはリッパ制御装置５４によって油圧駆動
される。すなわち、衝撃リッパ装置３０のブレーカ４２
は、図２のようにブレーカ回路６０を介して電磁弁６２
に接続されており、電磁弁６２を介してポンプ６４から
作動油を供給されるようになっている。

【００１４】電磁弁６２は、ブルドーザ１０のブレード
や衝撃リッパ装置３０を操作するシリンダに作動油を供
給する作業機操作部６６が接続してある作業機回路６８
とブレーカ回路６０とのいずれかに作動油を供給する切
換弁７０と、この切換弁７０を切り換える電磁パイロッ
ト弁７２とを主構成要素としている。そして、電磁パイ
ロット弁７２は、ソレノイドａ、ｂがブレーカオン・オ
フリレ−７６を介して電源７８に接続さており、リレ−
７６を切り換えることにより、ソレノイドａ、ｂの励磁
を切り換えることができるようにしてある。

【００１５】切換弁７０は、ソレノイドａが励磁される
と、図の左側にパイロット回路７４の油圧を受け、図示
のように作業機回路６８に作動油を供給し、ソレノイド
ｂが励磁されるとブレーカ回路６０に作動油を供給する
。

【００１６】一方、ポンプ６４の出口部には、ブレーカ
４２のアキュムレータ（図示せず）の異常を監視するた
めの油圧センサ８２が設けてあり、ポンプ６４の出口部
の油圧を検出してリッパ制御装置５４に送るようになっ
ている。

【００１７】リッパ制御装置５４には、モニタパネル８
４が接続してあり、詳細を後述するように、衝撃リッパ
装置３０の異常等をモニタパネル８４に表示できるよう
にしおてある。また、リッパ制御装置５４は、ブレーカ
オン・オフリレ−７６に制御信号を送出し、リレ−７６
を制御するとともに、リレ−７６の状態を検知するよう
になっている。また、リッパ制御装置５４には、手動操
作部８６が接続され、手動操作部８６からも切換信号が
入力するようになっている。

【００１８】すなわち、手動で衝撃リッパ装置３０を作
動させる時手動操作部８６には、レバー８８の上端部に
手動スイッチ９０が設けてあり、この手動スイッチ９０
を操作することにより、リッパ制御装置５４を介してソ
レノイドａ、ｂの励磁を切り換えられるようにしてある
。さらに、手動操作部８６は、レバー８８を操作するこ
とにより、リッパ上げスイッチ９２、リッパ下げスイッ
チ９４、リッパチルトスイッチ９６を選択して操作でき
るようにしてある。そして、リッパ上げスイッチ９２、
リッパ下げスイッチ９４およびリッパチルトスイッチ９
６からの信号は、リッパ制御装置５４に入力するように
してある。

【００１９】作業機操作部６６には、図３に示したよう
にブレードリフト操作弁１００が設けてあり、ブレード
リフト操作弁１００を介して、作業機回路６８に電磁弁
６２から供給された作動油がブレードリフトシリンダ１
８に流入し、ブレード１６を昇降できるようになってい
る。さらに、作業機回路６８に流入した作動油は、ブレ
ードリフト操作弁１００から弁１０２を介して、ブレー
ドチルト操作弁１０４とリッパリフト・チルト操作弁１
０６と供給されるようになっている。

【００２０】そして、ブレードチルトシリンダ２０は、
ブレードチルト操作弁１０４を介して作動油を受け、ブ
レード１６の角度を制御する。また、リッパ操作弁１０
２及び１０６は、リッパリフトシリンダ５２またはリッ
パチルトシリンダ５０に作動油を供給し衝撃リッパ装置
３０の切削刃３８の昇降と、切削刃３８の地中の挿入角
度を変えることができるようになっている。そして、リ
ッパリフトシリンダ５２の油圧回路には、油圧センサ１
０８が設けてあり、この回路の油圧を検出してリッパ制
御装置５４に入力し、リッパリフトシリンダ５２のボト
ム圧に基づき車体１２の振動状態を監視できるようにし
てある。

【００２１】ブルドーザ１０の動力源であり、ポンプ６
４を駆動するエンジン１１０には、図４に示したように
、トルクコンバータ１１２が接続してあり、トルクコン
バータ１１２の出力側にトランスミッション１１４が接
続してある。そして、エンジン１１０とトルクコンバー
タ１１２との間にはエンジン回転センサ１１６が設けて
あり、エンジン１１０の回転数を検出できるようにして
ある。さらに、トルクコンバータ１１２とトランスミッ
ション１１４との間には、回転センサ１１８が設けてあ
り、トルクコンバータ１１２の出力軸の回転数を検出で
きるようにしてある。そして、各回転センサ１１６、１
１８の検出信号は、リッパ制御装置５４に入力され、リ
ッパ制御装置５４が回転センサ１１６、１１８の検出し
た回転数の差に基づいて、車体１２の牽引力と履帯車連
を算出するようにしている。

【００２２】一方、トランスミッション１１４には、前
進（Ｆ）クラッチセンサ１２０と１速クラッチセンサ１
２２とが設けてあり、これらのクラッチセンサ１２０、
１２２がリッパ制御装置５４に入力され、こららのクラ
ッチセンサ１２０、１２２によってクラッチが前進１速
にセットされているときに、ブレーカ４２が自動で駆動
可能なように制御している。また、リッパ制御装置５４
は、ブルドーザ１０の後退時に、前進クラッチセンサ１
２０によって、クラッチが後退位置に入れられたことを
検知した場合には、バックアラームスイッチ１２４を投
入し、周囲の人に注意を促す、いわゆるバックアラーム
１２６を作動させる。

【００２３】リッパ制御装置５４には、図５に例示した
ように、衝撃リッパ装置３０に生ずる可能性がある異常
（または故障）を複数のレベル（実施例においては２つ
のレベル）に分類し、異常が発生した場合に、異常が属
するレベルに応じて衝撃リッパ装置３０を操作できる範
囲を限定するような命令が、図示しないメモリ介して与
えてある。

【００２４】すなわち、リッパ制御装置５４は、各セン
サからの出力信号を受け、衝撃リッパ装置３０の作動状
態を監視しているとともに、各スイッチが正常か否かを
監視している。そして、例えばリッパ制御装置５４は、
油圧センサ８２からポンプ６４の吐出圧を受けると、こ
の吐出圧の所定の時間内における圧力変動幅を求め、そ
の変動幅が基準値を超えるような場合に、ブレーカ４２
の図示しないアキュムレータ４２に異常が生じたと判断
し、ブレーカ４２の駆動を継続すると、ポンプ６４の破
損につながるおそれがあるため、ブレーカ４２の作動を
停止するとともに、自動、手動による作動がともに不可
である旨をモニタパネル８４に表示する。

【００２５】モニタパネル８４には、例えば図６のよう
にスイッチモジュール１３０、モニタモジュール１３２
、故障表示モジュール１３４が設けてあるとともに、後
述するブレーカ４２の断続駆動時の休止の際に、ブレー
カ４２が休止中であることをオペレータに知らせるチャ
イム１５０、異常や故障が生じたことを知らせるブザー
１５２が設けてある。

【００２６】スイッチモジュール１３０には、異常のレ
ベルを示すために、自動、手動不可を示す発光ダイオー
ド等による赤ランプ１３６、手動のみ可能であることを
示す緑ランプ１３８、自動モードと手動モードとの選択
をする選択スイッチ１４０、１４２、いずれかのモード
が選択されたかを示す表示ランプ１４４、１４６が配設
してある。さらに、スイッチモジュール１３０の下部に
は、断続駆動されるブレーカ４２の駆動時間を表示する
ための打撃時間表示ランプ１４８が設けてある。

【００２７】モニタパネル８４のモニタモジュール１３
２には、エンジン１１０を駆動するための燃料量、クー
ラント温度、トランスミッション油温、これらの温度異
常の注意表示、エンジン油圧、バッテリの充電状態等が
表示されるようになっている。そして、故障表示モジュ
ール１３４には、衝撃リッパ装置３０に生じた異常個所
、故障個所がランプ１５４によって表示される。

【００２８】同様に、リッパ制御装置５４は、ポンプ６
４の出口油圧を検出する油圧センサ８２の出力信号（電
圧）を常時監視し、その信号が異常値（設定した範囲の
電圧以上または以下）を示した場合には、「ポンプ出口
圧センサ異常」と判断して、衝撃リッパ装置３０の破損
を検出できなくなるので、衝撃リッパ装置３０の運転を
停止し、赤ランプ１３６を点灯して自動、手動ともに不
可の表示し、ブザー１５２を鳴らして警告する。

【００２９】また、リッパ制御装置５４は、回転センサ
１１８、エンジン回転センサ１１６の出力を監視し、こ
れらが異常信号を出力すると、「トランスミッション回
転センサ異常」、「エンジン回転センサ異常」と判断す
る。そして、リッパ制御装置５４は、これらの異常の場
合、車体牽引力及び履帯車連の検出ができないので、自
動による操作を不可能にするが、手動による操作を可能
にし、緑ランプ１３８を点灯してその旨をモニタパネル
８４に表示し、ブザー１５２を鳴らす。

【００３０】リッパ制御装置５４は、リッパリフトシリ
ンダ５２のボトム油圧を検出する油圧センサ１０８が異
常になった場合には、車体１２の振動が生じても衝撃リ
ッパ装置３０の運転を自動停止しないが、重大な事故を
生ずるおそれがないため、自動不可、手動可能である旨
の表示をする。さらに、「モード選択異常」以下の異常
に対しては、衝撃リッパ装置の破損や暴走等を生ずるお
それがあるため、自動、手動ともに不可とし、その旨を
表示する

【００３１】「モード選択異常」は、例えばモード選択
スイッチ１４０、１４２を操作した場合に、両スイッチ
が同時にオンしたり、オフしたりする状態である。また
、「タイムオーバ異常」は、ブレーカ４２を連続駆動し
ている場合に、ブレーカ４２の連続駆動時間が設定時間
を超えても駆動が停止されないときや、休止時間が所定
の時間を経過したのに駆動されない状態である。

【００３２】そして、「ブレーカオン・オフ出力異常」
は、ブレーカオン・オフスイッチ７６がオンしてもソレ
ノイドｂに電流が流れなかったり、スイッチ７６をオフ
してもソレノイドｂに電流が流れ続けるような場合であ
る。さらに、「電子システム異常出力異常」は、ケーブ
ル等の断線、ショート等により、出力が異常になる状態
出あり、「コントロ−ラ異常」はコントロ−ラの電源や
ＣＰＵに異常が発生した状態である。

【００３３】リッパ制御装置５４は、さらに次のような
スイッチ系のチェック時に、そのスイッチ系が故障して
いるか、否かをモニタパネル８４等に表示し、知らせる
。なお、このスイッチ系のチェックは、エンジン１１０
を停止させ、キースイッチをオフし、トランスミッショ
ンレバ−を前進側ニュ−トラルとし、手動モ−ドスイッ
チ１４２を押したままキ−スイッチをオンする。

【００３４】（ａ）リッパチルトスイッチ系の異常リッ
パチルトスイッチ９６をオンしても、ショートしている
ためにリッパチルトシリンダ５０しか作動せず、リッパ
リフトシリンダやブレーカ４２が作動しなかったり、ま
た断線のため、リッパチルトシリンダが作動しなかった
り、作動してもブレーカ４２が止まらない場合。

【００３５】（ｂ）リッパ下げスイッチ系の異常リッパ
を下げた場合に、ショートしているためにブレーカ４２
が作動しなかったり、断線によりリッパリフトシリンダ
５２を作動させてもブレーカ４２が止まらない場合。

【００３６】（ｃ）リッパ上げスイッチ系の異常リッパ
を上げた場合に、ショートのためにブレーカ４２が作動
しなかったり、断線しているために、リッパリフトシリ
ンダ５２を作動させてもブレーカ４２が止まらない場合
。

【００３７】（ｄ）バックアラームスイッチ系の異常ト
ランスミッション１１４のレバーをニュートラルにした
ときに、ショートによりバックアラーム１２６が鳴り止
まず、ブレーカ４２が自動打撃できない場合、またトラ
ンスミッション１１４を後退に入れたときに、断線のた
めにバックアラーム１２６が鳴らず、自動打撃が止まら
ない場合。

【００３８】（ｅ）トランスミッションスイッチ系の異
常 トランスミッション１１４が２速以上であるにもかかわ
らず、ショートしているためにブレーカ４２が自動で打
撃できたり、断線により１速のときに自動で打撃をする
ことができない場合。

【００３９】（ｆ）手動スイッチ系の異常手動スイッチ
９０を操作しても、ショートしているためにブレーカ４
２が停止しなかったり、断線のためにブレーカ４２が作
動しない場合。

【００４０】このように、実施例においては、衝撃リッ
パ装置３０に生ずる各種の異常をレベル分けし、レベル
に応じて装置の操作内容を限定するとともに、異常の発
生時に、異常に応じてレベルを表示するため、操作を誤
ってより重大な異常（事故）に発展したり、危険な状態
が生ずるのを防止することができる。また、実施例にお
いては、異常の個所を表示するようにしているため、点
検修理に際して、異常の発生個所を容易に確認すること
ができ、点検修理の時間が短縮されて装置の稼働率を向
上できる。

【００４１】なお、前記実施例においては、多数のラン
プを用いて異常のレベルや故障個所を表示する場合につ
いて説明したが、例えば２つないし３つのランプを用い
、その点灯状態（点灯しいるか否か、早い点滅か遅い点
滅か等の組合せ）によって、異常のレベルや故障個所を
表示するようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
、衝撃リッパに生じうる異常に対応して、装置を直ちに
停止すべき異常か、手動操作が可能な異常かを表示する
ことにより、オペレータは異常の程度を知ることができ
、より重大な故障に発展したり、危険な状態を生じるの
を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】衝撃リッパ装置を備えたブルドーザの側面図で
ある。

【図２】衝撃リッパ装置のブレーカの制御系の説明図で
ある。

【図３】作業機の油圧回路図である。

【図４】エンジンの動力伝達系に設けたセンサの説明図
である。

【図５】異常の種類と異常のレベルの一例を示す図であ
る。

【図６】モニタパネルの実施例の正面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　衝撃リッパに生じうる各種の異常を複
   数のレベルに分類し、この分類したレベルに応じて衝撃
   リッパの操作可能内容を限定するとともに、異常が発生
   したときに、異常に対応した前記レベルに応じて異常表
   示内容を異ならせることを特徴とする衝撃リッパの故障
   診断方法。