JPS59136894A - 作業機械の故障監視装置 - 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】 本発明は、油圧ショベル、クレーン等、原動機を備えた
作業機械において、その各部の異常の有無を監視する作
業機械の故障監視装置に関する。

作業機械に所期の機能を発揮せしめるためには、その主
要個所の状態を監視し、異常が発生したとき、これをオ
ペレータに報らせてその異常を取り除く必要がある。こ
のような監視な行なう従来の故障監視装置は、運転席に
設けられろ数個のメータで構成され、オペレータがこれ
らメータヶ監視するようになっていた。しかし、作業機
械の運転中、オペレータは作業に気をとられてメータの
見落し又は見誤りが生じ易（、これが事故発生につなが
るという欠点があった。このため、これらメータと併せ
て表示ランプを使用し、故障発生を確実にオペレータに
報らせろ故障監視装置が提案されている。しかしながら
、この表示ランプ使用のものにあっては、作業機械が複
雑になろにしたがって被監視個所が増大し、必然的に表
示ランプの数も増加し、オペレータはこれら多数の表示
ランプを前にして、そのうちの故障発生を報らせろ表示
ランプの点灯に対しどのように対応すればよいか容易に
判断ができないという欠点があった。

本発明の目的は、上記従来の欠点ケ除き、表示器が作動
したとき、オペレータがどのように対応すべきかを容易
に判断することができろ作業機械の故障監視装置を提供
するにある。

この目的ン達成するため、本発明は、多数の被監視個所
ケ、作業開始時に点検すべき第１の被監視個所群と、作
業機の運転中に発生した異常に対して、例えば直ちに作
業機の運転を停止する等の緊急の処置を講じろ必要があ
る第２の被監視個所群と、作業機の運転中に発生した異
常に対して、例えば暫らく作業機の運転を継続しても支
障を生じない等のため緊急の処置を必要としない第３の
被監視個所群の３つの監視個所群に区分し、各監視個所
につい℃検出器と表示器イ設け、第１の被監視個所群に
つい′ては点検スイッチの作動により検出器の状態に応
じて表示器が作動するようにし、第２の被監視個所群に
ついては検出器の状態に応じて表示器と警報器が同時に
作動するようにし、第３の被監視個所群については検出
器の状態に応とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る作業機械の故障監視装置
の回路図である。図で、１は作業機械の各被監視個所に
設置された検出器群を示ｆ０検出器群１は複数の検出器
スイッチ（図では６個の検出器スイッチが例示されてい
る。）より成る。

１１ｆｔ作業機のエンジンのオイルパンπ取付けらレタ
エンジンオイルレベルスイッチであり、エンジンオイル
が適正油量のとき＋ｘ　ＯＮ状態、規定油量以下になる
とＯＦＦ状態となる。１２はエンジンのラジェータ又は
リザーブタンクに取付けられた冷却水レベルスイッチで
あり、冷却水が適正水量のときはＯＮ状態、規定水量以
下ではＯＦＦ状態トなる。１３はエンジンのエアクリー
ナの出口側（エンジン吸気管）に取付けられたエアクリ
ーナエレメント目詰り検出スイッチ（真空スイッチ）で
あり、エアクリーナエレメントが目詰り状態にないとき
はＯＦＦ状態、ゝ目詰りするとＯＮ状態となる−８１４
はオイルフィルタに取付けられたオイルフィルタエレメ
ント目詰り検出スイッチ（差圧スイッチ）であり、オイ
ルフィルタエレメントが目詰り状態ｖｃないときはＯＦ
Ｆ状態、目詰りするとＯＮ状態となる６　１．はエンジ
ンに取付けられたエンジンオイル圧力スイッチであり、
エンジンの潤滑油の油圧が規定圧を超えているとぎはＯ
ＦＦ状態、規定圧以下になるとＯＮ状態となる。１６は
エンジンの冷却水回路に取付けられた冷却水オーバーヒ
ートスイッチであり、冷却水温度が低温であるときはＯ
ＦＦ状態、冷却水温度が沸騰する温度に近づくとＯＮ状
態となる。

２は被監視個所の異常７報らせろ表示器群であり、表示
ランプ２１〜２６より成る。表示ランプ２□、２２は緑
色であり、それぞれ検出スイッチ１１．１□がＯＮ状態
のとき点灯する。表示ランプ２３．２４は黄色又は赤色
であり、それぞれ検出スイッチ”３＃　　１４がＯＮ状
態のとき点灯する。

表示ランプ２６，２６は赤色であり、それぞれ検出スイ
ッチ’５＊　　１６がＯＮ状態のとき点灯する。

３はブザー等の音を発する警報器であり、後述する如く
、エンジン作動中検出スイッチ”ｌｌｙ　　１６がＯＮ
状態となったとき表示ランプ２５，２６と共に作動し、
音を発する。４は、端子４１１ｙ’□２．４２□、４□
２　　’Ｂｙ　’Ｅ　’備えたスイッチングユニット、
５は、端子５ｉｓ　５２ｐ　５Ｒｙ　５ｃｅ　５７３ｅ
５Ｅ′？備えた警報器制御ユニットである。スイッチン
グユニット４．警報器制御ユニット５の詳細についてを
１後述する。６は作業機械の運転前に所定の被監視個所
の状態を点検する仕業点検スイッチである。本実施例の
場合、エンジン尤イルレベルおよび冷却水レベルがこの
被監視個所に相当し、仕業点検スイッチ６　ｆｌｏＮと
することにより、検出スイッチ１□、１□の状態を表示
ランプ２１゜２２で表示する。７は表示ランプ２１〜２
６の断線をチェックするチェックスイッチ、８は電源、
９は主スィッチ、１０はエンジンで駆動され、電源８の
充電や電気的負荷の電源となる発電機、１０Ｂ）丈その
端子、１１は発電機１０のレギュレータ、１１Ｂ、１１
Ｒはその端子、１２は作業機の運転席等に備えられろラ
ジオである。

第２図は第１図に示すスイッチングユニット４の一具体
例を示す回路図である。図で、４１１゜４１２．４２１
，４２２はトランジスタであり、トランジスタ４２１の
コレクタハ端′子４□１　ｖｃ、エミッタは接地端子４
ＥｖＣ，又、トランジスタ４２２のコレクタは端子４□
２Ｖｃ、エミッタは接地端子４．ＩＣ接続されている。

トランジスタ４１１のコレクタはトランジスタ４２１の
ベースに、エミッタは電源端子４Ｂｖｃ、ベースは抵抗
ケ介して電源端子４Ｂおよび端子４１１に接続され、ト
ランジスタ４１２のコレクタはトランジスタ４２２０ベ
ースに、エミツタハ電源端子４Ｂに、ベースは抵抗ケ介
して電源端子４Ｂおよび端子４，２に接続されて（ミろ
。この回路では、電源端子４Ｂに電源電圧が印加された
とき、端子４．１　が接地電位にあればトランジスタ４
２１が導通し、端子４□２が接地電位にあればトランジ
スタ４２２が導通す石。

第３図は第１図に示すスイッチングユニット４の他の具
体例ケ示す回路図である。図で、４５１゜４５２はリレ
ーであり、各リレー４５１，４５２の励磁コイルの一端
は共通に電源端子４Ｂｖｃ、他端はそれぞれ端子４□□
ｙ４１２に接続されている。

又、各リレー４５１，４５２の各接点の一端は共通に接
地端子４つに、他端は端子４２□、、４２□に接続され
ている。この回路では、電源端子４Ｂに電源電圧が印加
されたとき、端子４□１　が接地電位にあればリレー４
５１が作動してその接点ケ閉じ、端子４１２　が接地電
位にあればリレー４５２が作動してその接点を閉じろ。

第４図は第１図に示す警報器制御ユニット５の具体例を
示す回路図である。図で、５００，５０１゜５０２＆”
！）ランジスタ、５０３は所定のツェナー電圧を有する
ツェナダイオード、５ｏ４，５ｏ５は抵抗である。端子
５Ｒに加わる電圧がツェナダイオード５０３のツェナー
電圧に達するとツェナダイオード５０３が導通し、トラ
ンジスタ５００゜５０１．５０２が順次導通し、端子５
゜に電源電圧が加えられろ。

以上述べた構成ケ有する本実施例の故障監視装置にあっ
ては、その監視項目（被監視個所）を次の３つに区分す
るものである。即ち、■、作業機械の運転前に点検すべ
き仕業点検監視項目、■、作業機械の運転中において、
適宜の時機に保守。

整備すべきことを予告するメンテナンス監視項目、■、
作業機械の運転中において、緊急に処置すべきことを指
令する緊急警報監視項目の３区分である。本実施例で、
■の監視項目はエンジンオイルレベルおよび冷却水レベ
ル、■の監視項目はエアクリーナエレメントの目詰りお
よびオイルフィルタエレメントの目詰り、■の監視項目
はエンジンオイルの圧力および冷却水温度である。そし
て、■の監視項目に該当する個所の状態が正常であれば
、緑の表示ランプが点灯するようにし、■の監視項目に
該当する個所に保守、整備の必要が生じたときは黄色又
は赤の表示ランプが点灯するようにし、■の監視項目に
該当する個所に異常状態が生じたときは赤ランプを点灯
するとともに警報器を吹鳴させてオペレータに確実に異
常を報・らせろようにする。本実施例では、このような
構成とすることにより、作業機の各被監視個所の異常発
生に対して、容易に正確な対応ケなし得ろようにするも
のであり、特に運転中の監視項目な、緊急に処置すべき
ものとそうでないものとに明確に区分したことによりオ
ペレータの負担を大幅に軽減しようとするものである。

以下、本実施例の動作を説明する。

今、作業機械を運転するために主スィッチ９をＯＮにす
る。エンジンオイルさせるに先立ち、エンジンオイルの
量とエンジン冷却水の量が規定量以上入っているか否か
を、仕業点検スイッチ６を０Ｎｖｒすることπより点検
する。エンジンオイルおよびエンジン冷却水とも規定量
以上入っている場合は、検出スイッチ１１，１□ともＯ
Ｎとなる。

したがって、スイッチングユニット４の端子４１□、４
１□　は接地電位となり、かつ、電源端子４ＢＫは電源
が接続されているので、トランジスタ４２１．４２２は
導通しく第２図）、又はリレー４５１．４５２の接点が
閉じ（第３図）、端子４□１，４２□は接地電位となり
、表示ランプ２１゜２２は緑色に点灯する。これＶｒ、
Ｊ、す、オペレータはエンジンオイルおよび冷却水が規
定量以上入っていることを確認することができろ。これ
に反して、例えばエンジン冷却水が規定量よ−り少ない
場合は、検出スイッチ１２がＯＦＦ状態のままであるの
で、端子４□２は接地されず、トランジスタ４２２は遮
断状態となり（第２図）、又はリレー４５２がＯＦＦ’
となり（第３図）、端子４□２は接地されず、表示ラン
プ２□は点灯しない。これにより、オペレータはエンジ
ン冷却水が規定量より少ないことケ知り、適宜の処置を
採るご）ができろ。なお、本実施例とは逆に、表示ラン
プ２１゜２□ヶ異常時点灯とした場合、異常の発見は多
少容易になるが、反面、異常が発生していても、表示ラ
ンプ２１，２□に断線があったり、スイッチングユニッ
ト４に故障が存在している場合、表示ランプ２１，２□
は点灯しないので、これを正常と誤認して異常発生を見
過してしまうおそれがある。本実施例では正常のときの
み点灯するよ５Ｆしたので、このような誤認、見過しの
おそれは全くなく、加えて一般社会通念上安全を意味す
る緑色の発光と併せて、緑色点灯器正常という自然で確
実な点検を実施才ろことができろ。又、スイッチングユ
ニット４を使用することにより、検出スイッチ１□、１
□ｖｃは電流容量の小さなものを使用することが可能と
なる。

次いで、エンジンを始動して作業機械ケ運転するが、そ
の運転中エアクリーナエレメントおよびオイルフィルタ
エレメントに目詰りが生じてぃた−　い場合、検出スイ
ッチ１３ｙ　　１４はＯＦＦ状態にある。したがって表
示ランプ２３ｙ　　２４は点灯せず、両者に目詰りを生
じていないことを示す。しかし、例えば運転中オイルフ
ィルタエレメントに目詰りが生じろと検出スイッチ１４
がＯＮとなり表示ランプ２４が黄色又は赤色に点灯する
。これにより、オペレータはオイルフィルタエレメント
の目詰りを知る。ところで、エアクリーナエレメントや
オイルフィルタエレメントの目詰り＆マ、直ちに作業機
械の運転ケ停止して処置ケ行なわなければ事故が発生す
るという性格のものではな（、作業が一段落した後エレ
メントの交換等の処置を施せばよい場合が程んどである
。したがって、作業機械の運転により発生するこのより
な異常状態に対しては単に黄色又は赤色や点灯のみにと
どめ、音ｙよる報告は行□なわない。このため、オペレ
ータは、警報音を伴なわず黄色又は赤色点灯のみの異常
に対しては直ちに処置を行なう必要がないということを
容易に判断することができる。

一方、作業機械の運転中、エンジンの潤滑油の油圧が規
定圧ケ超え、エンジンの冷却水が低温にある場合、検出
スイッチ１５，１．はｏＦＦ状態にあるので、警報器制
御ユニット５の端子５１゜５□は接地されていない。し
たがって、端子５Ｒにツェナダイオード５０３のツェナ
ー電圧が印加されていてもツェナダイオード５０３は導
通せず、トランジスタ５００，５０１，５０２も導通せ
ず、端子５ｃＶｃは電源電圧は印加されない。それ故、
警報器３は作動しない。又、表示ランプ２．．２６も点
灯しない。しかし、例えばエンジンの冷却水がオーバー
ヒートすると検出スイッチ１６がＯＮとなり、表示ラン
プ２６が赤色に点灯する。同時ｒ、警報器制御ユニット
５の端子５□が接地電位となるので、ツェナダイオード
５０３．）ランジスタ５００，５０１，５０２が導通し
、警報器３が作動して警報ケ吹鳴する。これにより、オ
ペレータはエンジン冷却水のオーバーヒートを知ること
ができ、この報知は音響ＶＣよりさらに確実に行なわれ
る。ここで、エンジン潤滑油の油圧の低下は直ちにエン
ジンの焼付につながり、同じくエンジン冷却水のオーバ
ーヒートもエンジンの焼付につながる。したがって、オ
ペレータは、潤滑油油圧低下に対しては速かにエンジン
停止の処置を行なわなければならず、又、冷却水オーバ
ーヒートに対しては速かにエンジン負荷軽減の処置を行
なわなければならない。このように、警報音を伴う赤色
点灯の場合の異常に対しては、オペレータは二次故障防
止のため迅速に所要の処Ｗ２行なう必要があることを容
易に判断することができろ。

ところで、上記警報音ケ伴なう緊急警報監視項目のうち
、エンジンの潤滑油の油圧について考察する。潤滑油の
油圧はエンジンが回転していないときにはＯであるため
、検出スイッチ１５はＯＮ状態となる。したがって、主
スィッチ９を０Ｎｖｃすると表示ランプ２５が点灯する
。上記の趣旨にしたがうと、この場合警報器３も当然作
動すべ芒である。しかし、主スィッチ９ｖＯＮＶｒして
エンジンが回転するまでの間、表示ランプ２．のみなラ
ス常に警報器３が作動するのは、オペレータにとって非
常にわずられしいこととなる。本実施例では、このわず
られしさを避けろため、上記の場合、警報器３が作動し
ないよつＶｒ警報器制御ユニット５７Ｉ／構成したもの
である。

以下、警報器３の作動機構について第５図のグラフを参
照しながら説明する。今、仮に作業機械停止中、オペレ
ータがラジ第１２’％−聴くため主スィッチ９ｆｊ１０
Ｎにしたとする。この場合、エンジンも停止しているの
で発電機１０は回転せず、そのレギュレータ１１の端子
１］Ｒ１’ｃは（即ち、警報器制御ユニット５の端子５
Ｒには）ツェナダイオード５０３のツェナー電圧は印加
されない。したがって、警報器３は作動せず、オペレー
タは警報音にわずられされろことなくラジ第１２ケ聴く
ことができろ。一方、作業機械を運転すべくエンジンを
回転すると発電機１０が回転し、レギュレータ１１の端
子１１Ｒには電圧が発生する。第５図にエンジンの回転
数に対する端子１１Ｒに発生する電圧の特性？示す。即
ち、箪５図では、横軸にエンジン回転数Ｎ。がとってあ
り、縦軸に端子ｌＩＲに発生する電圧Ｅがとっである。

エンジンの回転数が所定の回転数Ｎ１を超えると電圧は
急激に上昇し、ツェナダイオード５０３のツェナー電圧
以上の値となる。なお、このような発電機１０およびそ
のレギュレータ１１の構成は周知であるので、詳細な説
明は省略する。エンジンが回転を開始すると、ポンプが
回転して潤滑油を送り出すので潤滑油の油圧が上昇し、
以後この油圧は一定圧力でエンジンがフル回転となる。

このとき、検出スイッチ１５はＯＦＦ状態であるので、
端子１１Ｒの電圧の如何に拘わらず警報器は作動しない
。そして、エンジンが回転数Ｎ１＆超えて回転し、潤滑
油油圧が上昇してこ・る正常状態にある筈のとき潤滑油
油圧が低下すると検出スイッチ１５がＯＮとなり、この
場合、端子５Ｒ１には第５図に示す高い電圧が印加され
ているので、前述のように表示ランプ２５とともに警報
器３が作動して異常を報らせろこととなる。したがって
、警報器３はエンジンが回転数Ｎ、％−超えて回転して
いる場合で、かつ、緊急警報監視項目に異常が発生した
ときのみ作動し、このため、オペレータはエンジン停止
中においては警報音にわずられされろことはない。

このように、本実施例では、監視項目ケ仕業点検監視項
目、メンテナンス監視項目、緊急警報監視項目に区分し
、仕業点検項目は仕業点検スイッチ作動時のみ表示を行
ない、メンテナンス監視項目は異常時に表示のみを行な
い、緊急警報監視項目は異常時に表示と警報の両者を行
なうようにしたので、オペレータは異常状態発生に対し
てどのように対応すればよいか容易に判断することがで
きろ。又、仕業点検監視項目については、正常状態を緑
色の点灯で表示するよ５にしたので、自然で確実な点検
２行なうことができ、かつ、スイッチングユニツ）＆使
用したので容量の小さい検出スイブチを使用することが
できろ。さらに、エンジンの所定回転数以下では警報器
が作動しないようにしたので、オペレータがむやみｖｃ
警報音にわずられされることはない。

なお、以上の実施例では、監視項目はそれぞれ２つ、計
６つを例示したが、必ずしもこれらの項目に限定されろ
ことはなく、さらに多くの項目の付加が可能である。又
、表示器は表示ランプに限ることはなく、他の種々の表
示器を使用することができろ。さらに、各表示器な監視
項目毎に段別丁に又は行別に区分してまとめて設置すれ
ばよいのは明らかである。

以上述べたように、本発明では、監視項目（被監視個所
）ケ仕業点検監視項目、メンテナンス監視項目、緊急警
報監視項目に区分し、仕業点検項目は仕業点検スイッチ
作動時のみ表示を行ない、メンテナンス監視項目は異常
時に表示のみを行ない、緊急警報監視項目は異常時に表
示と警報の両者ケ行なうようにしたので、オペレータ＜
ｘ　異常状態発生に対してどのように対応すればよいか
容易に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る作業機械の故障監視装置
の回路図、第２図および第３図はそれぞれ第１図に示す
スイッチングユニットの具体例を示す回路図、第４図は
第１図に示す警報器制御ユニットの具体例を示す回路図
、第５図はレギュレータ端子に発生する電圧の特性図で
ある。 １・・・・・・検出器群、１、〜１６・・・・・・検出
スイッチ、２・・・・・・表示器群、２１〜２６・・・
・・・表・示ランプ、３・・・・・・警報器、４・・・
・・・スイッチングユニット、５・・・・・・警報器制
御ユニット、６・・・・・・仕業点検ユニット、９・・
・・・・主スィッチ、ｌＯ・・・・・・発電機、１１・
・・・・・レギュレータ。 第１図 第２　Ｅ二く） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原動機を備え、かつ、複数の被監視個所を有する作
   業機械において、作業開始時に点検すべき第１の被監視
   個所群に設置されてその状態を検出する第１の検出器群
   と、これら第１の検出器のそれぞれの状態を点検スイッ
   チの作動ＶＣより表示する第１の表示器群と、前記作業
   機械の運転中発生する異常に対して緊急に処置すべき第
   ２の被監視個所群に設置されてその状態を検出する第２
   の検出器群と、これら第２の検出器のそれぞれの状態に
   応じて作動する第２の表示器群および警報器と、前記作
   業機械の運転中発生する異常に対して緊急の処ｔを必要
   としない第３の被監視個所群−に設置された第３の検出
   器群と、これらｆＪ！、３の検出器のそれぞれの作動に
   応じて作動する＠３の表示器群と？備えたことケ特徴と
   する作業機械の故障監視装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記６第１の表示
   器は、前記第１の被監視個所ｒ異常がな（・とき作動状
   態となることケ特徴とする作業機械の故障監視装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記警報器は、作
   業機の前記原動機が所定の回転数以下であるとき不作動
   状態とされろことケ特徴とする作業機械の故障監視装置
   。