JPH11241973A

JPH11241973A - 油圧式建設機械の油漏れ検出装置

Info

Publication number: JPH11241973A
Application number: JP5736798A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Oowada; 義宜大和田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 1999-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧回路を構成する油圧機器や配管等から油
漏れが生じていると、それを早期に、しかも確実に検出
できるようにする。【解決手段】作動油量変化検出手段２４に作動油タン
ク１３の液面高さを検出するレベルセンサ２３を接続し
て、キースイッチ２６と連動して作動油量変化検出手段
２４を作動させる。キースイッチ２６がＯＦＦとなった
後に、所定の時間経過した時に、レベルセンサ２３から
の信号を作動油量変化検出手段２４に取り込み、キース
イッチ２６がＯＮされると、タイマ２４ｃからその時の
時間とレベルセンサ２３から作動油タンク１３の液面高
さ位置をレベルセンサ２３から読み取り、油圧ショベル
の休車の間の作動油タンク１３内の液面高さの変化を演
算して油漏れを検出する。油漏れがあると、ブザー５ａ
とランプ２５ｂとからなる警報手段２５により油漏れ警
報が発せられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等、油圧アクチュエータで作動する油圧式建設機械に
おいて、機械に装着される作動油タンクから各油圧アク
チュエータに至る油圧回路における油漏れを検出する油
圧式建設機械の油漏れ検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧式建設機械の一例として油圧ショベ
ルがあるが、油圧ショベルは、図７に示したように構成
される。同図において、１は下部走行体、２は上部旋回
体、３はフロント作業機構をそれぞれ示す。下部走行体
１は左右の走行履帯４，４を有し、これら両走行履帯４
は油圧モータにより駆動される。また、上部旋回体２は
下部走行体１に旋回装置５を介して連結されており、こ
の旋回装置５は油圧モータにより駆動されて、上部旋回
体２を水平方向に旋回させることができるようになって
いる。さらに、フロント作業機構３は土砂の掘削等の作
業を行うためのものであり、上部旋回体２に俯仰動作可
能に設けたブーム６と、このブーム６の先端に上下方向
に回動可能に設けたアーム７と、アーム７の先端に回動
可能に連結したフロントアタッチメントとしてのバケッ
ト８とから構成される。なお、フロントアタッチメント
としては、バケット８以外にも種々の構成のものが取り
付けられる。これらフロント作業機構３を構成する各部
は油圧シリンダで駆動されるようになっている。

【０００３】以上のように、油圧ショベルにあっては、
油圧モータや油圧シリンダからなる油圧アクチュエータ
が多数設けられており、これら各油圧アクチュエータは
油圧ポンプにより駆動される。そこで、図８に油圧ショ
ベルの油圧回路の概略構成を示す。同図において、１１
はエンジン、１２ａ，１２ｂはこのエンジン１１により
駆動される油圧ポンプ、１３は作動油タンクをそれぞれ
示す。エンジン１１により油圧ポンプ１２ａ，１２ｂを
駆動すると、これら油圧ポンプ１２ａ，１２ｂは作動油
タンク１３から作動油を吸い込んで加圧した上で吐出す
る。油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからの圧油はコントロー
ルバルブユニット１４を介して、各油圧アクチュエータ
に供給される。コントロールバルブユニット１４は複数
の方向切換弁１４ａ〜１４ｈから構成され、オペレータ
が操作する操作レバーや操作ペダルにより切り換え操作
されるものである。

【０００４】コントロールバルブユニット１４に接続さ
れる油圧アクチュエータとしては、少なくとも左右の走
行用油圧モータ１５Ｌ，１５Ｒ，旋回用油圧モータ１
６，ブーム用の油圧シリンダ１７，アーム用の油圧シリ
ンダ１８及びバケット用の油圧シリンダ１９である。こ
れらの各油圧アクチュエータのうち、ブームシリンダ１
７とアームシリンダ１８とは、作用する負荷が大きいた
めに、両油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからの圧油を合流さ
せるようにしている。コントロールバルブユニット１４
を構成する方向切換弁１４ａ〜１４ｈのうちの少なくと
もいずれかが切り換えられると、それに接続した油圧ア
クチュエータのうちの一方のポートに圧油が供給され、
他方のポートは作動油タンク１３に接続されることにな
り、これら両ポートの差圧により各油圧アクチュエータ
が駆動される。

【０００５】前述した油圧回路の構成において、エンジ
ン１１は上部旋回体２に設けられ、運転室９の後方に位
置する建屋１０に設置されている。また、油圧ポンプ１
２ａ，１２ｂと、コントロールバルブユニット１４及び
作動油タンク１３も建屋１０に設けられており、それら
の間の配管も当然建屋１０内に設けられる。また、コン
トロールバルブユニット１４から各油圧アクチュエータ
にそれぞれ２本の接続配管が接続されるが、走行用油圧
モータ１５Ｌ，１５Ｒは下部走行体１に設けられる関係
から、それらに対する接続配管も建屋１０の内部からセ
ンタージョイントを介して下部走行体１側に引き回され
る。また、旋回用油圧モータ１６も建屋１０内に設けら
れており、この旋回用油圧モータ１６への配管も建屋１
０から外に出ないのが一般的である。ブーム，アーム及
びバケットの各油圧シリンダ１７〜１９に接続される配
管は、建屋１０から導き出されて、これら各油圧シリン
ダ１７〜１９に接続されることになる。

【０００６】前述した各油圧アクチュエータのうち、ブ
ーム，アーム及びバケットの各油圧シリンダ１７〜１９
はその作動ストロークにより容積が変化する。即ち、シ
リンダからはピストンロッドが導出されており、このピ
ストンロッドの他端はシリンダ内に位置するので、その
進入体積の変化分だけシリンダ内の作動油の量が変化す
る。このために、作動油タンク１３に所定の容積を持た
せて、油圧シリンダのストロークによる作動油量の増減
を補償するようにしている。ここで、作動油タンク１３
には作動油が貯留されるが、作動油タンク１３の内部は
作動油で満杯にするのではなく、上部にある容積の空気
層を形成して、この空気層を実質的に大気圧とすること
によって、作動油タンク１３への戻り油に背圧が生じな
いようにしている。そして、この空気層は、少なくとも
油圧シリンダ１７〜１９が最縮小状態になっても、なお
作動油タンク１３内が実質的に大気圧の状態に保持でき
る容積を持たせなければならない。従って、油圧回路全
体のうち、作動油量が変化するのは油圧シリンダと作動
油タンクとである。

【０００７】油圧回路内の作動油は、例えば油圧アクチ
ュエータの作動時に摺動部の隙間から作動油が流出する
等の原因で、徐々に減少する。作動油タンク１３内の作
動油の量が少なくなると、油圧ポンプ１２ａ，１２ｂで
作動油を吸い込む際に、空気が混入してキャビテーショ
ンが発生する等のおそれがあるために、作動油タンク１
３にレベルセンサを設けて、このレベルセンサにより常
時作動油の量を検出するようにしている。そして、作動
油タンク１３内の作動油の量が予め設定したレベル以下
になると、オペレータ等に作動油を補給すべき旨の警報
を発するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した油
圧回路において、油圧ポンプ１２ａ，１２ｂや、コント
ロールバルブ１４、さらには各油圧アクチュエータ等と
いった油圧機器における可動部に設けたシール部材が破
損する等により油漏れが生じるおそれがあり、また油圧
配管の損傷等によっても油漏れが発生する可能性があ
る。このようなシール機能の低下や油圧配管の損傷に起
因する油漏れが生じている事態を放置しておくと、機械
の周囲を汚損するだけでなく、作動油が無駄になる問題
点がある。例えば、油圧配管に僅かな亀裂が生じた時
に、当初においては油漏れの量も少ないが、そのままの
状態で油圧ショベルの作動を継続すると、この配管内に
極めて高圧の作動油が流れた時に、亀裂等により脆弱と
なっている部位に応力が集中して破損箇所が大きく広が
って、作動油が激しく噴出する等といった不都合が生じ
ることもある。従って、油漏れはできるだけ早期に発見
する方が好ましい。しかしながら、従来技術において
は、油漏れを検出する機構を備えてはおらず、油圧機器
の作動に異常が来していることが確認された時や、実際
に作動油が漏れていることを発見する以外に油漏れを検
出できなかった。なお、作動油タンク内にはレベルセン
サが設けられているが、このレベルセンサでは作動油タ
ンク内の液面が予め設定された最低レベルを保っている
限りは、何等の警報も出すようにはなってはおらず、こ
のために油漏れ検出を行う上で格別の機能は果たさな
い。

【０００９】ここで、例えばブーム，アーム及びバケッ
トの各油圧シリンダ１７〜１９のように、外部に露出し
ている油圧機器や配管にあっては、油漏れが生じている
ことを発見するのはある程度は可能であるが、必ずしも
油漏れを早期に発見できる訳ではない。また、油圧機器
や油圧配管等のうち、建屋内その他通常の状態では外部
から目視できない部位に配置されているものにあって
は、油漏れを早期に発見するのは困難であり、油漏れに
起因して作動油タンク内の作動油の貯留量が最低レベル
に低下するまでは気づかないこともあり、著しい量の作
動油が無駄に漏出してしまう等といった問題点がある。

【００１０】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、油圧回路を構成する
油圧機器や配管等から油漏れが生じていると、それを早
期に、しかも確実に検出できるようにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、油圧式建設機械に設置した作動油タ
ンクには、その液面高さを検出する液面高さ検出手段
と、この作動油タンクの静止状態での液面高さ位置を液
面高さ検出手段で複数回検出し、少なくとも前後の検出
時での液面高さの差からこの油圧回路での油漏れの有無
を検出する作動油量変化検出手段とを備える構成とした
ことをその特徴とするものである。

【００１２】ここで、油圧回路を構成する各部のうち、
油圧ポンプと油圧モータ、さらには油圧配管の内部の作
動油の量は実質的に変化しないが、作動油タンク及び油
圧アクチュエータとしての油圧シリンダは、その内部に
おける作動油の量が変化する。従って、油圧アクチュエ
ータとして油圧シリンダが含まれる場合には、油漏れの
有無を判定するに当って、この油圧シリンダの容積を同
一の状態とした上で、作動油タンク内の作動油の液面高
さまたは作動油量を検出するか、作動油タンク内の作動
油の量と油圧シリンダ内の作動油の量とを検出するよう
になし、ある時間を置いて取得した前後の検出値を比較
し、その差に基づいて油漏れの有無を検出する。

【００１３】そこで、作動油量変化検出手段としては、
油圧式建設機械が休車状態になった後、所定の時間が経
過した時の液面高さ検出手段による作動油タンクの液面
高さと、この休車状態から再起動する時の液面高さとを
検出して、これら前後の液面高さの差を所定の設定値と
比較して、液面高さの差がこの設定値より大きくなった
時に油漏れがあったと判定するように構成することがで
きる。また、油圧式建設機械に燃料を補給する際には、
油圧シリンダは通常は一定の状態に保持されるのが一般
的であるから、給油姿勢を取らせる毎に液面高さ検出手
段で作動油タンクの液面高さを検出して、これら前後の
液面高さの差を所定の設定値と比較して、液面高さの差
がこの設定値より大きくなった時に油漏れがあったと判
定する構成としても良い。

【００１４】ただし、作動油タンクが傾いていると、誤
差が生じることから、液面高さ検出手段に作動油タンク
における液面の傾きを検出する機構を持たせて、この液
面高さ検出手段により検出される液面高さと液面の傾き
とから作動油量変化検出手段でこの作動油タンク内の作
動油の量を演算するように構成するのが好ましい。ま
た、油圧アクチュエータのうち、油圧シリンダには、そ
のピストンロッドの突出量を検出するストローク検出手
段を設ける構成とした場合には、作動油量変化検出手段
は、このストローク検出手段により油圧シリンダ内の作
動油の量を演算すると共に、液面高さ検出手段で検出さ
れた液面高さから作動油タンク内の作動油の量を演算す
ることができる。従って、油圧回路における作動油量の
可変部である作動油タンク内及び油圧シリンダ内の作動
油量を演算により求めることができる。

【００１５】以上のことから、作動油量変化検出手段で
は、前後の検出時における油圧シリンダ内と作動油タン
ク内との作動油の合計量の差を演算して、この演算結果
が所定の設定値より大きくなった時に油漏れがあると判
定する構成とすることができる。これによって、作動油
タンクの傾き及び油圧シリンダのストローク位置のばら
つき等による誤差をほぼ完全に排除でき、油漏れ検出精
度が著しく向上することになり、また検出は作動油タン
ク内の液面が安定していること以外には全く条件的な制
約がなくなる。

【００１６】ところで、油圧回路内全体の作動油は時間
の経過と共に摺動部の間から流出する等、経時的な作動
油の損失が生じるのを避けることはできない。従って、
油漏れ検出を行うに当って、検出精度をより高くするに
は、この時間の要素も加味する方が好ましい。このため
には、作動油量変化検出手段にタイマを持たせて、前後
の検出時間の時間をこのタイマで計測して、単位時間当
り液面高さまたはこの液面高さに基づく作動油タンク内
の作動油の量の変化を求めて、これと所定の設定値とを
比較する構成とすれば良い。

【００１７】油漏れが生じていると、その旨をオペレー
タに報知すれば、オペレータはそれに対する対処を迅速
に行うことができ、作動油の流出量を最小限に抑制でき
る。そこで、作動油量変化検出手段には、油漏れが検出
された時に油漏れ警報を発生させる警報手段を接続し、
この警報手段は油圧式建設機械に設置した運転室内に設
けたブザーまたはランプの少なくともいずれか一方また
は双方で構成するのが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。ここで、以下においては、
油圧式建設機械の一例として油圧ショベルについて説明
するが、本発明は、油圧ショベル以外にも、例えば油圧
クレーンその他の建設機械にも適用できることは言うま
でもない。而して、油圧ショベルの全体構成について
は、前述した従来技術のものと格別の差異はないので、
従来技術と同一または均等な部材については、同一の符
号を付して引用する。

【００１９】そこで、図１に油漏れ検出装置の回路構成
を示す。同図には油漏れ検出装置に加えて、図８で説明
した油圧回路の概略構成とが示されている。而して、油
圧回路は、作動油タンク１３，油圧ポンプ１２，油圧ア
クチュエータ等の油圧機器が含まれ、またこれらの油圧
機器間に引き回された配管を備えている。ここで、油圧
ポンプ１２としては、機械によっては、１個だけ設けら
れる場合もあり、また図８の油圧ポンプ１２ａ，１２ｂ
というように２個乃至それ以上の数を備えている場合も
あり、またパイロットポンプ等の補助ポンプも設けられ
る。従って、油圧ポンプ１２はこれらを総称したもので
ある。

【００２０】各油圧機器の間に引き回される配管として
は、少なくとも作動油タンク１３から油圧ポンプ１２を
経てコントロールバルブユニット１４に至る供給側配管
２０と、コントロールバルブユニット１４から作動油タ
ンク１３に至る戻り側配管２１と、コントロールバルブ
ユニット１４と各油圧アクチュエータとを結ぶ接続配管
２２とから構成され、これら各配管２０〜２２はそれぞ
れ必要本数設けられる。これら各配管２０〜２２のう
ち、供給側配管２０における油圧ポンプ１１からコント
ロールバルブユニット１４までの間は高圧が作用する。
ただし、供給側配管２０のうち、作動油タンク１３から
油圧ポンプ１１までは低圧であり、また戻り側配管２１
は低圧の作動油が流れる。一方、接続配管２２はコント
ロールバルブユニット１４を構成する方向切換弁の切り
換えにより高圧または低圧の作動油が流れることにな
る。

【００２１】作動油タンク１３内にはその液面高さを検
出する液面高さ検出手段としてのレベルセンサ２３が設
けられており、このレベルセンサ２３により作動油タン
ク１３内に貯留されている作動油の量を検出できるよう
になっている。ここで、レベルセンサ２３としては、作
動油タンク１３内の液面がキャビテーション防止等の観
点から定められた最低液面レベルになったことを検出す
るためのものと共用できる。油圧ショベルの作動中は、
作動油タンク１３が振動したり、揺動する等によって、
液面が揺れて安定しないことから、液面レベルを正確に
検出することはできない。従って、レベルセンサ２３に
よる作動油タンク１３内の液面検出は、油圧ショベルが
停止して作動油タンク１３が静止状態になった時に行わ
れる。

【００２２】また、２４は作動油量変化検出手段であっ
て、この作動油量変化検出手段２４にはレベルセンサ２
３が接続されており、このレベルセンサ２３の検出信号
に基づいて、前述した各油圧機器や配管等における油漏
れの検出を行うためのものである。この油漏れ検出は、
少なくとも作動油タンク１３内の作動油の液面レベルを
ある時間間隔を置いて検出することにより行われる。そ
して、当該の検出値を比較データとして、前回取得した
検出値からなる基準データとの差を求めて、比較データ
の値が基準データの値より小さい時で、その差が検出誤
差等を考慮して予め設定された値を越えた時に油漏れで
あると判断するものである。従って、作動油量変化検出
手段２４としては、少なくとも基準データを記憶するメ
モリ２４ａと、この基準データと比較データとの差を演
算して設定値と比較する演算比較手段２４ｂとを含むも
のである。

【００２３】さらに、２５は警報手段であって、この警
報手段２５はブザー２５ａとランプ２５ｂとから構成さ
れる。そして、これらブザー２５ａ及びランプ２５ｂは
運転室９の内部に設けられており、油漏れが発生してい
ることが検出された時には、ブザー２５ａが鳴動すると
共に、ランプ２５ｂが点灯するようになり、これによっ
てオペレータにその旨を報知するようになされている。

【００２４】以上の構成により油漏れ検出が行われる
が、この油漏れ検出を行うに当っては、作動油タンク１
３の液面レベルの検出タイミングや、油漏れ検出をより
高精度に行うには、液面レベルに加えてどのようなデー
タを取得するかによって、いくつかの検出方式を採用す
ることができる。

【００２５】まず第１の検出方式としては、油圧ショベ
ルの休車の前後での作動油タンク１３の液面変化を検出
することにより行うものである。このために、図１に示
したように、キースイッチ２６と連動して作動油量変化
検出手段２４を作動させるように構成している。油圧シ
ョベルを休車にする時には、スタータキーの操作により
キースイッチ２６をＯＦＦの状態となし、再起動する際
には、キースイッチ２６をＯＮの状態にする。そこで、
このキースイッチ２６からの信号を作動油量変化検出手
段２４に接続して、そのＯＮ，ＯＦＦ状態を検出するよ
うに構成する。ただし、キースイッチ２６がＯＦＦとな
っても、作動油タンク１３内の液面が直ちに静止する訳
ではないから、作動油量変化検出手段２４にタイマ２４
ｃを持たせて、キースイッチ２６がＯＦＦになった後
に、所定の時間経過した時に、レベルセンサ２３から作
動油タンク１３内における液面の検出を実行する。従っ
て、このタイマ２４ｃを含む作動油量変化検出手段２４
はバックアップ電源によりキースイッチ２６がＯＦＦの
状態になっていても作動状態に保持されるようになって
いる。

【００２６】そこで、図２に示したフローチャートに基
づいて、この第１の検出方式により油漏れ検出を行う手
順について説明する。

【００２７】而して、油漏れ検出の開始は油圧ショベル
全体の動きを停止させた時から始まるものであり、ステ
ップ１にあるように、キースイッチ２６がＯＦＦになっ
たか否かの検出が行われる。キースイッチ２６がＯＦＦ
になると、まず作動油量変化検出手段２４におけるタイ
マ２４ｃの作動が開始する（ステップ２）。ここで、油
圧ショベルが休車となった時から、作動油タンク１３内
の液面が静止するまでの時間（Ｔ_set ）が予め設定され
ており、この時間（Ｔ_set ）が経過するまで待機し（ス
テップ３）、キースイッチ２６がＯＦＦの状態になって
時間（Ｔ_set ）が経過すると、ステップ４に示したよう
に、レベルセンサ２３により検出した液面レベルを作動
油量変化検出手段２４に取り込んで、そのデータをメモ
リ２４ａに基準データ（Ｌ_ref ）として記憶させる。こ
れが基準データの取り込み作業である。

【００２８】基準データ（Ｌ_ref ）が取り込まれると、
キースイッチ２６がＯＮされるまで待機状態となる（ス
テップ５）。そして、キースイッチ２６がＯＮされる
と、タイマ２４ｃからその時の時間（Ｔ₀ ）を読み取り
（ステップ６）、またその時の作動油タンク１３の液面
高さ位置をレベルセンサ２３から読み取る（ステップ
７）。このようにして読み取ったレベルセンサ２３によ
る液面高さに関するデータを比較データ（Ｌ_com ）とし
て、油圧ショベルの休車の間における作動油タンク１３
内の液面高さの変化を演算する（ステップ８）。この液
面高さの変化の検出は（Ｌ_ref −Ｌ_com ）／（Ｔ₀ −Ｔ
_set ）＝ΔＤを演算することにより実行される。そし
て、作動油量変化検出手段２４には、レベルセンサ２３
の検出精度等を考慮して、液面高さの差における誤差範
囲が予め設定値αとして設定されており、演算結果ΔＤ
と設定値αとが比較されて（ステップ９）、ΔＤ＞αで
あると、警報手段２５により油漏れ警報が発せられる
（ステップ１０）。一方、ΔＤ＜αであれば、油漏れが
発生していないとして、油圧ショベルが通常の状態で制
御できる通常制御状態に入る（ステップ１１）。また、
油漏れ警報が行われたとしても、油圧ショベルは通常の
状態で制御できるようにするのが好ましいので、ΔＤ＞
αとなっていたとしても通常制御状態に入る。ただし、
油漏れが生じている可能性が高いので、オペレータ等は
その点検を行う必要がある。なお、警報手段２５を構成
するブザー２５ａ及びランプ２５ｂは手動操作により鳴
動及び点灯の解除を行えるようにする。

【００２９】ここで、ステップ８で求めた液面高さの変
化ΔＤは単位時間当りの液面高さの変化である。これに
よって、自然状態での作動油の経時的損失による誤差の
発生を抑制できる。また、設定値αは検出精度上での誤
差を排除するためのものであり、このαの値を小さくす
ると、検出精度が向上するものの、実際に油漏れがない
のに警報を発することになり、またαの値を大きくし過
ぎると、僅かな油漏れを検出できなくなる。従って、設
定値αはレベルセンサ２３の検出精度その他の検出精度
等から総合勘案して最適な値とする必要がある。

【００３０】ところで、油圧ショベルの休車中において
は、コントロールバルブユニット１４における各方向切
換弁は中立位置となっており、従ってこのコントロール
バルブユニット１４より下流側、即ち接続配管２２及び
各油圧アクチュエータは供給配管２０及び戻り配管２１
とから遮断された状態になっている。従って、この第１
の検出方式では、コントロールバルブユニット１４より
下流側のいずれかの箇所に油漏れがあっても、実質的に
その検出を行うことはできない。ただし、フロント作業
機構３を駆動するための各油圧シリンダ１７〜１９及び
それらに接続される接続配管２２は外部に露出している
ので、これらについては目視により油漏れの有無を確認
できる。従って、容易には油漏れを検出できないのは、
外部に露出していない走行用油圧モータ１５Ｌ，１５Ｒ
及び旋回用油圧モータ１６と、それらへの接続配管２２
である。ただし、走行時及び旋回時には負荷が小さいこ
とから、たとえ僅かな油漏れが生じていたとしても、急
激に破損箇所が広がって作動油が噴出する等といった事
態が生じる可能性は少ない。

【００３１】そこで、コントロールバルブユニット１４
より下流側の油漏れも同時に検出するには、第２の油漏
れ検出方式を採用することができる。コントロールバル
ブユニット１４より下流側には油圧アクチュエータが接
続されているが、これらの油圧アクチュエータのうち油
圧シリンダ１７〜１９は、そのストローク位置によって
は容積が変化するから、単純に作動油タンク１３の液面
高さを検出しただけでは、油漏れの検出を行うことがで
きない。ただし、油圧ショベルが繰り返しほぼ一定の姿
勢で静止するという状態が存在すれば、この状態で静止
する毎に、作動油タンク１３の液面高さを検出して、そ
の前に検出したレベルとを比較すれば、油圧回路全体に
おける油漏れの検出を行うことができる。

【００３２】ここで、図１０には油圧ショベルに燃料を
補給する給油状態での姿勢が示されている。この給油姿
勢はブーム６とアーム７とをくの字状に曲げて、バケッ
ト８を接地させた状態にする。また、燃料を補給する際
には、燃料タンクを真直ぐにする必要があるから、平坦
な場所で給油がなされる。従って、油圧ショベルに給油
を行う毎に作動油タンク１３内の液面高さを検出して、
前回の給油時における液面高さとを比較することにより
油漏れ検出を行える。しかも、油圧ショベルにおける給
油は通常１日から数日程度の頻度で行われるから、油漏
れの早期検出が可能になる。

【００３３】而して、前述した第１の検出方式とは、レ
ベルセンサ２３による作動油タンク１３の液面高さの検
出タイミングが異なるのみである。即ち、第１の検出方
式ではキースイッチ２６に連動してレベルセンサ２３の
液面高さ位置を取り込むようにしたが、この第２の検出
方式では図３に示したように、判定スイッチ３０を設け
る。この判定スイッチ３０は、油漏れ検出を行う毎に手
動操作によりＯＮするようにしても良く、また例えば給
油時には燃料タンクのキャップを開き、給油終了後には
キャップを閉じることになるから、このキャップの開閉
動作のいずれかに連動して判定スイッチ３０が自動的に
ＯＮするように設定することもできる。この第２の検出
方式の手順については、図２と同様であり、液面高さの
検出データの取り込みタイミングが変わるだけである。
つまり、図２のステップ１では、前回の判定スイッチ３
０の操作となり、この操作により基準データが取り込ま
れる。また、ステップ５では比較データを取得するため
に２度目における判定スイッチ３０の操作となる。

【００３４】以上のように、給油のタイミング毎に油漏
れ検出を行うようにしているから、基準データとなる前
回の液面高さ位置を検出した時から、比較データとなる
今回の液面高さ位置の検出時との間に油圧アクチュエー
タが作動するから、コントロールバルブユニット１４の
上流側における油漏れがあると、作動油タンク１３の液
面高さに影響を及ぼすことになる。従って、油圧回路全
体における油漏れの検出を行うことができる。

【００３５】ただし、この第２の検出方式では、前回の
給油時と今回の給油時とで、油圧ショベルの姿勢及び位
置が全く同一であることを前提とする。しかしながら、
給油時に油圧ショベルを全く同じ状態とするのは実質的
に不可能であり、従ってこの場合にはこれらの誤差を見
込む必要があることから、設定値αをかなり大きな値と
しなければならない。ここで、見込まなければならない
誤差としては、作動油タンク１３の傾きと油圧シリンダ
１７〜１９のストローク位置とである。

【００３６】まず、作動油タンク１３が完全に水平な状
態であれば、またたとえ液面が傾いていても、前回の給
油時と今回の給油時とで実質的に同じであれば良いが、
燃料の補給は通常は平坦な場所で行われるが、なお作動
油タンク１３の液面に多少のばらつきが生じる。そこ
で、液面高さと共にこの傾きを検出して、作動油タンク
１３内の作動油の量を演算で求めれば、作動油タンク１
３の状態による誤差の発生を防止乃至抑制できる。この
ためには、レベルセンサを図４に示したように構成す
る。

【００３７】同図から明らかなように、３個のレベルセ
ンサ２３ａ〜２３ｃを用いる。そして、作動油タンク１
３にＸ軸と、このＸ軸と直交する方向のＹ軸とを設定す
る。そして、好ましくはＸ軸とＹ軸との交点は作動油タ
ンク１３を平面視における中心位置に配置する。そし
て、これら３個のレベルセンサ２３ａ〜２３ｃのうち、
２個のレベルセンサ２３ａ，２３ｂは、Ｘ軸上において
Ｙ軸から等距離だけ離間させた位置に配置し、他の１個
のレベルセンサ２３ｃはＹ軸上でＸ軸との交点から所定
の距離だけ離れた位置に配置する。

【００３８】以上のように構成することによって、レベ
ルセンサ２３ａ，２３ｂの検出値の差に基づいてＸ軸方
向の傾きを、またレベルセンサ２３ａ，２３ｂの検出値
の平均値とレベルセンサ２３ｃの検出値とに基づいてＹ
軸方向の傾きをそれぞれ検出できる。従って、これらの
検出値から作動油タンク１３内の液面の傾き方向及び角
度が正確に割り出される。従って、例えばレベルセンサ
２３ａ，２３ｂの検出値である作動油タンク１３の中央
部の液面高さと液面の傾きに基づいて、所定の演算を行
うことによって、作動油タンク１３内の作動油の量を正
確に検出できる。この結果、作動油タンク１３の角度状
態による誤差の発生を抑制できるようになり、油漏れ検
出の精度がより向上する。なお、この場合には、作動油
量変化検出手段に３個のレベルセンサ２３ａ〜２３ｃか
らの検出信号に基づいて作動油タンク１３内の作動油の
量を演算する機能を持たせる必要がある。

【００３９】また、第２の検出方式では、前後の検出時
における油圧シリンダ１７〜１９が同じストローク位置
にあること、つまり油圧ショベルのフロント作業機構３
の姿勢が同一であるとした上でのものであり、給油時に
はフロント作業機構３の姿勢は全く同一にすることは実
質的に不可能であり、ある程度のずれが生じることにな
る。そこで、油圧回路全体のうち作動油の量が変化する
可能性のある作動油タンク１３内の作動油の量と、油圧
シリンダ１７〜１９内の作動油の量とを求めるように構
成すれば、作動油タンク１３の液面が静止している限
り、油圧ショベルがどのような状況下であっても油漏れ
検出を行うことができ、給油時等に限定されない。作動
油タンク１３内における作動油の量は前述した図４に示
したようにして求められる。また、油圧シリンダ１７〜
１９については、そのストローク位置を検出することに
よって、その内部における作動油の量を検出できる。

【００４０】そこで、油圧シリンダのストローク検出手
段の一例を図５に示す。同図から明らかなように、油圧
シリンダのピストンロッド４０に軸線方向に多数の磁性
スケール４１が設けられている。ここで、ピストンロッ
ド４０は通常磁性体で形成されることから、磁気スケー
ル４１を構成する帯片４１ａは非磁性体で形成する。そ
して、磁気抵抗素子４２ａを備えた磁気センサ４２をピ
ストンロッド４０におけるこの磁気スケール４１に対向
配設して、ピストンロッド４０の伸縮時に磁気センサ４
２の部位を通過する磁気スケール４１の帯片４１ａの数
を計数することによって、そのストローク位置を検出で
きる。従って、磁気センサ４２からの信号に基づいて油
圧シリンダの容積、即ち油圧シリンダ内の作動油の量を
検出できる。なお、ブーム６，アーム７及びバケット８
は軸を中心として回動するものであるから、ストローク
検出手段に代えて、例えば可動部と軸との間の角度を検
出する角度センサを用いることによっても、油圧シリン
ダのストローク位置を検出できる。

【００４１】従って、作動油量変化検出手段を図６に示
したように構成すれば、作動油タンク１３が静止してい
る状態であれば、油漏れ検出を行うに当ってのタイミン
グの制約がなくなる。即ち、同図に示したように、作動
油量変化検出手段５０は、レベルセンサ２３ａ〜２３ｃ
からの液面高さ検出信号に基づいて作動油タンク１３内
の作動油量を演算により求めるタンク内作動油量演算回
路５１と、磁気センサ４２からのピストンロッド４０の
位置検出信号に基づいて油圧シリンダ１７〜１９内の作
動油量を演算するシリンダ内作動油量演算回路５２とを
有し、これらタンク内作動油量演算回路５１とシリンダ
内作動油量演算回路５２とからの出力信号を加算器５３
で加算されるようになっている。また、この作動油量変
化検出手段５０にはメモリ５４及びタイマ５５を内蔵さ
れており、さらに単位時間当りにおける作動油量の変
化、つまり作動油量の差を演算する変化量演算回路５６
と比較器５７とを備えている。

【００４２】作動油量変化検出手段５０を以上のように
構成することによって、例えば図３で示した判定スイッ
チ３０が操作されると、作動油タンク１３の液面が静止
されるのを待って、レベルセンサ２３ａ〜２３ｃからの
検出信号と、磁気センサ４２からの検出信号とがそれぞ
れタンク内作動油量演算回路５１及びシリンダ内作動油
量演算回路５２に取り込まれて、それぞれの演算回路５
１，５２で作動油量の演算が行われて、これらの検出レ
ベルが加算器５３で加算される。この加算器５３からの
出力信号は合計の作動油量に関するデータを構成し、こ
のデータは前回のデータを基準データとした時の比較デ
ータであり、また次回の油漏れ検出時の比較データに対
する基準データでもある。

【００４３】いま、既にメモリ５４には前回のデータが
基準データとして記憶されているとする。ここで、メモ
リ５４に記憶されているデータとしては基準となる作動
油量データ（Ｑ_ref ）とこのデータの取得時間（Ｔ
_ref ）とである。一方、判定スイッチ３０の操作により
油漏れ検出を行うと、レベルセンサ２３ａ〜２３ｃから
の検出信号と、磁気センサ４２からの検出信号とがタン
ク内作動油量演算回路５１及びシリンダ内作動油量演算
回路５２に取り込まれて、所要の演算を行った結果の出
力信号が加算器５３で加算されて比較データ（Ｑ_com ）
として変化量演算回路５６に取り込まれる。また、これ
と同時にタイマ５５からこの比較データの取り込み時間
（Ｔ_com ）が入力される。これによって、変化量演算回
路５６では、（Ｑ_ref −Ｑ_com ）／（Ｔ_com −Ｔ_ref ）
＝ΔＱを演算する。この出力信号ΔＱが所定の設定値α
と比較されて、この設定値αを上回ると、油漏れ信号が
警報手段２５に伝送されて、油漏れ警報がなされる。ま
た、この信号処理によって、メモリ５４における前回の
基準データがクリアされ、今回取り込まれた比較データ
が基準データとしてメモリ５４に記憶される。

【００４４】以上が第３の検出方式であり、この第３の
油漏れを検出する構成とした場合には、給油時等という
ように油圧ショベルの姿勢状態とは無関係に、作動油タ
ンク１３の液面が静止している時に油漏れを検出でき、
油漏れの発生を極めて早い時期に、確実に検出できるよ
うになり、誤検出が発生する度合いが少なくなる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、作動油
タンクの静止状態での液面高さ位置を時間間隔を置いて
検出し、前後の検出時での液面高さの差に基づいて油圧
回路での油漏れの有無を検出する構成としたので、油圧
回路を構成する油圧機器や配管等から油漏れが生じてい
ると、それを早期に、しかも確実に検出できて、作動油
が無駄に流出するのを最小限に抑制できる等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における油漏れ検出
装置を、油圧回路と共に示す構成説明図である。

【図２】油漏れ検出を行う手順を示すフローチャート図
である。

【図３】本発明の第２の実施の形態における図１と同様
の構成説明図である。

【図４】作動油タンクの液面の傾きを検出する機構の構
成説明図である。

【図５】油圧シリンダのストローク検出機構の構成説明
図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態における作動油量変
化検出手段を示すブロック図である。

【図７】油圧式建設機械の一例としての油圧ショベルの
外観図である。

【図８】油圧ショベルの油圧回路図である。

【符号の説明】

１下部走行体２上部旋回体３フロント作業機構５旋回装置９運転室１０建屋１２油圧ポンプ１３作動油タ
ンク１４コントロールバルブユニット１５Ｌ，１５Ｒ
走行用油圧モータ１６旋回用油圧モータ１７〜１９油
圧シリンダ２０供給側配管２１戻り側配
管２２接続配管２３，２３ａ〜
２３ｃレベルセンサ２４，５０作動油量変化検出手段２４ａメモリ２４ｂ比較演算手段２５警報手段２５ａブザー２５ｂランプ２６キースイッチ３０判定スイ
ッチ４０ピストンロッド４１磁気スケ
ール４２磁気センサ５１タンク内
作動油量演算回路５２シリンダ内作動油量演算回路５３加算器５４メモリ５５タイマ５６変化量演算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ポンプと、この油圧ポンプで駆動さ
れる油圧アクチュエータと、作動油タンクとを備えた油
圧回路を有する油圧式建設機械において、前記作動油タ
ンクには、その液面高さを検出する液面高さ検出手段
と、この作動油タンクの静止状態での液面高さ位置を液
面高さ検出手段で時間間隔を置いて検出し、前後の検出
時での液面高さの差に基づいてこの油圧回路での油漏れ
の有無を検出する作動油量変化検出手段とを備える構成
としたことを特徴とする油圧式建設機械の油漏れ検出装
置。
【請求項２】前記作動油量変化検出手段は、前記油圧
式建設機械が休車状態になった後、所定の時間が経過し
た時の前記液面高さ検出手段による前記作動油タンクの
液面高さと、この休車状態から再起動する時の液面高さ
とを検出して、これら前後の液面高さの差を所定の設定
値と比較して、液面高さの差がこの設定値より大きくな
った時に油漏れがあったと判定するものであることを特
徴とする請求項１記載の油圧式建設機械の油漏れ検出装
置。
【請求項３】前記作動油量変化検出手段は、前記油圧
式建設機械が給油姿勢となる毎に前記液面高さ検出手段
で前記作動油タンクの液面高さを検出して、前後の検出
時における液面高さの差を所定の設定値と比較して、液
面高さの差がこの設定値より大きくなった時に油漏れが
あったと判定するものであることを特徴とする請求項１
記載の油圧式建設機械の油漏れ検出装置。
【請求項４】前記油圧アクチュエータのうち、油圧シ
リンダにはそのピストンロッドの突出量を検出するスト
ローク検出手段を設けるようになし、前記作動油量変化
検出手段は、このストローク検出手段により油圧シリン
ダ内の作動油の量を演算すると共に、前記液面高さ検出
手段で検出された液面高さから前記作動油タンク内の作
動油の量を演算して、前後の検出時における油圧シリン
ダ内と作動油タンク内との作動油の合計量の差を演算し
て、この演算結果が所定の設定値より大きくなった時に
油漏れがあると判定するものであることを特徴とする請
求項１記載の油圧式建設機械の油漏れ検出装置。
【請求項５】前記液面高さ検出手段は、前記作動油タ
ンクにおける液面の傾きを検出する機構を備えたもので
構成し、前記作動油量変化検出手段は、この液面高さ検
出手段により検出される液面高さと液面の傾きとからこ
の作動油タンク内の作動油の量を演算する構成としたこ
とを特徴とする請求項３または請求項４記載の油圧式建
設機械の油漏れ検出装置。
【請求項６】前記作動油量変化検出手段はタイマを含
み、前後の検出時間の時間をこのタイマで計測して、単
位時間当り液面高さまたはこの液面高さに基づく作動油
タンク内の作動油の量の変化を求めて、これと所定の設
定値とを比較するようにしたことを特徴とする請求項２
乃至請求項５のいずれかに記載の油圧式建設機械の油漏
れ検出装置。
【請求項７】前記作動油量変化検出手段には、油漏れ
が検出された時に油漏れ警報を発生させる警報手段を接
続し、この警報手段は前記油圧式建設機械に設置した運
転室内に設けたブザーまたはランプの少なくともいずれ
か一方で構成したことを特徴とする請求項１記載の油圧
式建設機械の油漏れ検出装置。