(57)【要約】【課題】運転状況に応じた摺動部品寿命や摺動部品残存寿命を求めることができるフォークリフト等の産業車両の摺動部品故障診断方法及び装置を提供する。【解決手段】検出した摺動部品の面圧Ｐと検出した摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算してＰＶ値を求め、このＰＶ値を積分してＰＶ積算値ＰＶｔを計算し、このＰＶ積算値ＰＶｔに基づいて、このＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて摺動部品寿命ＬHを計算する構成とする。更に、前記摺動部品寿命ＬHと検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて摺動部品残存寿命ＬRを計算する構成とする。【選択図】図２
2010066187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業車両における摺動部品の故障を診断する方法であって、
検出した前記摺動部品の面圧Ｐと、検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算してＰＶ値を求め、
このＰＶ値を、次の［数１］式のように積分して、ＰＶ積算値ＰＶｔを計算し、
【数１】
2010066187.tif 000010
このＰＶ積算値ＰＶｔに基づいて、このＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と、寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて、摺動部品寿命ＬHを計算すること、
を特徴とする産業車両の摺動部品故障診断方法。
【請求項２】
請求項１に記載する産業車両の摺動部品故障診断方法において、
前記摺動部品寿命ＬHと、検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて、次の［数２］式から、摺動部品残存寿命ＬRを計算すること、
【数２】
2010066187.tif 000011
を特徴とする産業車両の摺動部品故障診断方法。
【請求項３】
産業車両における摺動部品の故障を診断する装置であって、
前記摺動部品の面圧Ｐを検出する面圧検出手段と、
前記摺動部品に関する回転速度Ｖを検出する回転速度検出手段と、
前記面圧検出手段で検出した前記摺動部品の面圧Ｐと、前記回転速度検出手段で検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算して、ＰＶ値を求めるＰＶ値計算手段と、
このＰＶ値計算手段で計算したＰＶ値を、次の［数３］式のように積分して、ＰＶ積算値ＰＶｔを計算するＰＶ積算値計算手段と、
【数３】
2010066187.tif 000012
このＰＶ積算値計算手段で計算したＰＶ積算値ＰＶｔに基づいて、このＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と、寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて、摺動部品寿命ＬHを計算する摺動部品寿命計算手段と、
を備えたことを特徴とする産業車両の摺動部品故障診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載する産業車両の摺動部品故障診断装置において、
産業車両の稼働時間ｔNを検出する車両稼働時間検出手段と、
前記摺動部品寿命計算手段で計算した摺動部品寿命ＬHと、前記車両稼働時間検出手段で検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて、次の［数４］式から、摺動部品残存寿命ＬRを計算する摺動部品残存寿命計算手段と、
【数４】
2010066187.tif 000013
を備えたことを特徴とする産業車両の摺動部品故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業車両の摺動部品故障診断方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフトなどの産業車両では、従来、リアルタイムで前記産業車両におけるスラストワッシャ、ブッシュ、ポンプギヤなどの摺動部品の面圧を検出するセンサの検出信号を監視し、この検出信号の値としきい値とを比較することによって、前記摺動部品の正常／異常の判断を行っている。
【０００３】
なお、関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００２−９２１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特にフォークリフト等の産業車両では、その運転状況（運転の頻度や負荷の大きさなどの状況）がユーザの作業内容などに応じて実に様々である。従って、フォークリフトのスラストワッシャ、ブッシュ、ポンプギヤなどの摺動部品の摩耗による故障時期（寿命）も、前記運転状況に応じて実に様々であるため、前記摺動部品のメンテナンス時期を一律に設定することはできない。このため、例えば事前に交換部品の準備など行って効率的に前記摺動部品のメンテナンスを行おうとする場合、前記運転状況に応じた前記摺動部品の寿命を求めることによって、前記摺動部品のメンテナンス時期を推定する必要がある。
【０００５】
しかしながら、上記の如く従来はリアルタイムでセンサの検出信号を監視して正常／異常の判断を行っているだけであるため、前記摺動部品がどれくらいの稼働時間で故障するのか（どれくらい寿命があるのか）を判断することができず、前記摺動部品のメンテナンス時期を推定することができなかった。
【０００６】
従って本発明は上記の事情に鑑み、運転状況に応じた摺動部品寿命や摺動部品残存寿命を求めることができるフォークリフト等の産業車両の摺動部品故障診断方法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１発明の産業車両の摺動部品故障診断方法は、産業車両における摺動部品の故障を診断する方法であって、
検出した前記摺動部品の面圧Ｐと、検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算してＰＶ値を求め、
このＰＶ値を、次の［数５］式のように積分して、ＰＶ積算値ＰＶｔを計算し、
【数５】
2010066187.tif 000003
このＰＶ積算値ＰＶｔに基づいて、このＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と、寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて、摺動部品寿命ＬHを計算すること、
を特徴とする。
【０００８】
また、第２発明の産業車両の摺動部品故障診断方法は、第１発明の産業車両の摺動部品故障診断方法において、
前記摺動部品寿命ＬHと、検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて、次の［数６］式から、摺動部品残存寿命ＬRを計算すること、
【数６】
2010066187.tif 000004
を特徴とする。
【０００９】
また、第３発明の産業車両の摺動部品故障診断装置は、産業車両における摺動部品の故障を診断する装置であって、
前記摺動部品の面圧Ｐを検出する面圧検出手段と、
前記摺動部品に関する回転速度Ｖを検出する回転速度検出手段と、
前記面圧検出手段で検出した前記摺動部品の面圧Ｐと、前記回転速度検出手段で検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算して、ＰＶ値を求めるＰＶ値計算手段と、
このＰＶ値計算手段で計算したＰＶ値を、次の［数７］式のように積分して、ＰＶ積算値ＰＶｔを計算するＰＶ積算値計算手段と、
【数７】
2010066187.tif 000005
このＰＶ積算値計算手段で計算したＰＶ積算値ＰＶｔに基づいて、このＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と、寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて、摺動部品寿命ＬHを計算する摺動部品寿命計算手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明の産業車両の摺動部品故障診断装置は、第３発明の産業車両の摺動部品故障診断装置において、
産業車両の稼働時間ｔNを検出する車両稼働時間検出手段と、
前記摺動部品寿命計算手段で計算した摺動部品寿命ＬHと、前記車両稼働時間検出手段で検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて、次の［数８］式から、摺動部品残存寿命ＬRを計算する摺動部品残存寿命計算手段と、
【数８】
2010066187.tif 000006
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明の産業車両の摺動部品故障診断方法によれば、産業車両における摺動部品の故障を診断する方法であって、検出した前記摺動部品の面圧Ｐと検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算してＰＶ値を求め、このＰＶ値を［数５］式のように積分してＰＶ積算値ＰＶｔを計算し、このＰＶ積算値ＰＶｔに基づいて、このＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて摺動部品寿命ＬHを計算することを特徴としているため、産業車両の運転状況に応じた摺動部品寿命ＬHを求めることができる。
【００１２】
第２発明の産業車両の摺動部品故障診断方法によれば、第１発明の産業車両の摺動部品故障診断方法において、前記摺動部品寿命ＬHと検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて［数６］式から摺動部品残存寿命ＬRを計算することを特徴としているため、産業車両の運転状況に応じた摺動部品残存寿命ＬRを求めることができる。従って、この摺動部品残存寿命ＬRに基づいて、産業車両の運転状況に応じた摺動部品のメンテナンス時期を推定することもできる。
【００１３】
第３発明の産業車両の摺動部品故障診断装置によれば、産業車両における摺動部品の故障を診断する装置であって、前記摺動部品の面圧Ｐを検出する面圧検出手段と、前記摺動部品に関する回転速度Ｖを検出する回転速度検出手段と、前記面圧検出手段で検出した前記摺動部品の面圧Ｐと前記回転速度検出手段で検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算してＰＶ値を求めるＰＶ値計算手段と、このＰＶ値計算手段で計算したＰＶ値を［数７］式のように積分してＰＶ積算値ＰＶｔを計算するＰＶ積算値計算手段と、このＰＶ積算値計算手段で計算したＰＶ積算値ＰＶｔに基づいてこのＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて摺動部品寿命ＬHを計算する摺動部品寿命計算手段とを備えたことを特徴としているため、上記第１発明と同様、産業車両の運転状況に応じた摺動部品寿命ＬHを求めることができる。
【００１４】
第４発明の産業車両の摺動部品故障診断装置によれば、第３発明の産業車両の摺動部品故障診断装置において、産業車両の稼働時間ｔNを検出する車両稼働時間検出手段と、前記摺動部品寿命計算手段で計算した摺動部品寿命ＬHと前記車両稼働時間検出手段で検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて［数８］式から摺動部品残存寿命ＬRを計算する摺動部品残存寿命計算手段とを備えたことを特徴としているため、上記第２発明と同様、産業車両の運転状況に応じた摺動部品残存寿命ＬRを求めることができる。従って、この摺動部品残存寿命ＬRに基づいて、産業車両の運転状況に応じた摺動部品のメンテナンス時期を推定することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態例に係るフォークリフトの動力伝達系と摺動部品故障診断装置の概要図、図２は前記摺動部品故障診断装置の機能を説明するブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、フォークリフトの動力伝達系ではエンジン１の動力を、トランスミッション３を介して駆動輪５（実際には２輪であるが、図１では簡略的に１輪のみを図示している）へ伝達する。その結果、エンジン１の動力によって駆動輪５が、矢印Ａの如く回転駆動される。
【００１８】
このとき、例えばトランスミッション３の内部では軸方向の荷重を支持するスラストワッシャなどの摺動部品が、回転軸などの回転体との相対的な摺動によって摩耗し、ついには摩耗量が限界に達して摺動部品としての十分な機能を発揮しなくなる。このため、摺動部品は適宜メンテナンスする必要がある。しかし、摺動部品がどれくらいの稼働時間で故障するのか、即ち、どれくらいの稼働時間で摩耗量が限界に達するのか（どれくらいの寿命を有しているのか）は、フォークリフトの運転状況に応じて様々である。
【００１９】
従って、本実施の形態例ではフォークリフトに備えた摺動部品故障診断装置１１によって、フォークリフトの運転状況に応じた摺動部品寿命ＬHと摺動部品残存寿命ＬRとを求める。なお、摺動部品としてはスラストワッシャ以外にも、リヤアクスルなどに設けられたブッシュや、ポンプギヤなどがあり、本発明の摺動部品故障診断装置１１は、これら各種の摺動部品に対する故障診断に適用することができる。
【００２０】
図１及び図２に基づき、この摺動部品故障診断装置１１の各手段について詳述する。なお、摺動部品故障診断装置１１はマイクロコンピュータを備えたものであり、各手段の計算処理などはソフトウエアによって実施される。
【００２１】
図２に示すように、摺動部品故障診断装置１１では、まず、面圧検出手段２１によってスラストワッシャなどの摺動部品の面圧Ｐを検出し、且つ、回転速度検出手段２２によって前記摺動部品に関する回転速度Ｖを検出する。
【００２２】
面圧検出手段２１としては、例えば、摺動部品に作用する押圧力Ｆを検出する歪ゲージなど押圧力センサ（例えば図１に例示するようなトランスミッション３内のスラストワッシャなどの摺動部品に作用する押圧力Ｆを検出する押圧力センサ２１Ａなど）と、この押圧力センサで検出した押圧力Ｆと当該押圧力Ｆを受ける摺動部品の面積Ａとに基づいてＰ＝Ｆ／Ａの式から面圧Ｐを計算する手段とを備えた構成とすることができる。
【００２３】
回転速度検出手段２２としては、摺動部品が支持する回転軸などの回転体の回転速度Ｖを検出する回転速度センサ（例えば図１に例示するようなトランスミッション３内のスラストワッシャなど摺動部品が支持する回転軸の回転速度Ｖを検出する回転速度センサ２２Ａなど）を用いることができる。なお、摺動部品が回転する場合には、当該摺動部品の回転速度Ｖを検出する回転速度センサを、回転速度検出手段２２として用いる。
【００２４】
続いて、ＰＶ値計算手段２３では、面圧検出手段２１で検出した前記摺動部品の面圧Ｐと、回転速度検出手段２２で検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖ（即ち摺動部品が支持するか回転体の回転速度Ｖ、又は、摺動部品の回転速度Ｖ）との積Ｐ×Ｖを計算して、ＰＶ値を求める。
【００２５】
次に、ＰＶ積算値計算手段２４では、ＰＶ値計算手段２３で計算したＰＶ値（Ｐ×Ｖ）を、次の［数９］式のように積分して、ＰＶ積算値ＰＶｔを計算する。
【数９】
2010066187.tif 000007
【００２６】
次に、摺動部品寿命計算手段２５では、ＰＶ積算値計算手段２４で検出したＰＶ積算値ＰＶｔに基づいて、例えば直線近似や最小二乗法などの近似手段により、このＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定する。例えば、上記の［数９］に基づいてＰＶ値（Ｐ×Ｖ）を、０〜ｔ1まで積分したＰＶ積算値ＰＶｔ1と、０〜ｔ2までの積分したＰＶ積算値ＰＶｔ2と、０〜ｔ3まで積分したＰＶ積算値ＰＶｔ3のような複数のＰＶ積算値ＰＶｔの値に基づいて、図示例のようなＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定する。
【００２７】
そして、摺動部品寿命計算手段２５では、この設定した近似式と、寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて、摺動部品寿命ＬHを計算する。即ち、近似式の値が寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとなる時間を、摺動部品寿命ＬHとして求めることができる。例えば、ＰＶ積算値ＰＶｔを直線近似して近似式を設定した場合には、下記の［数１０］式によって、摺動部品寿命ＬHを計算することができる。
【数１０】
2010066187.tif 000008
【００２８】
寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitは、摺動部品故障診断装置１１に備えたＩＣメモリなどの記憶手段（図示省略）に予め記憶されている。寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitは、ＰＶ積算値に応じて増加する摺動部品の摩耗量が寿命限界となるときのＰＶ積算値、即ち、摺動部品が摩耗し過ぎて摺動部品としての機能を発揮しなくなる限界のＰＶ積算値であり、実験や机上計算によって求めることができる。
【００２９】
車両稼働時間検出手段２６では、フォークリフトが稼働した時間の積算値である車両稼働時間ｔNを検出する。車両稼働時間検出手段２６としては、例えば図１に示すようなアワメータ２６Ａを用いることができる。アワメータ２６Ａはフォークリフトのコンソールボックスに装備されており、エンジン１のスタータスイッチをＯＮにしてからＯＦＦにするまでの時間を積算するものである。
【００３０】
そして、摺動部品残存寿命計算手段２７では、摺動部品寿命計算手段２５で計算した摺動部品寿命ＬHと、車両稼働時間検出手段２４で検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて、次の［数１１］式から、摺動部品残存寿命ＬRを計算する。
【数１１】
2010066187.tif 000009
【００３１】
かくして、摺動部品故障診断装置１１ではスラストワッシャなどの摺動部品の故障診断、即ち、フォークリフトの運転状況に応じた摺動部品寿命ＬHの診断（推定）と摺動部品残存寿命ＬRの診断（推定）とが行われる。
【００３２】
また、図１に示すように、摺動部品故障診断装置１１にはランプやブザーなどの警報装置１２と、液晶ディスプレイなどの表示装置１３とが接続されている。図２に示すように、警報装置１２では摺動部品残存寿命ＬHの時間が所定時間以内になると警報を発し、表示装置１３では摺動部品残存寿命ＬHの時間を表示する。
【００３３】
以上のように、本実施の形態例に係るフォークリフトの摺動部品故障診断装置１１によれば、フォークリフトにおける摺動部品の故障を診断する装置であって、前記摺動部品の面圧Ｐを検出する面圧検出手段２１と、前記摺動部品に関する回転速度Ｖを検出する回転速度検出手段２２と、面圧検出手段２１で検出した前記摺動部品の面圧Ｐと回転速度検出手段２２で検出した前記摺動部品に関する回転速度Ｖとの積Ｐ×Ｖを計算してＰＶ値を求めるＰＶ値計算手段２３と、このＰＶ値計算手段２３で計算したＰＶ値を［数９］式のように積分してＰＶ積算値ＰＶｔを計算するＰＶ積算値計算手段２４と、このＰＶ積算値計算手段２４で計算したＰＶ積算値ＰＶｔに基づいてこのＰＶ積算値ＰＶｔの時間的な変化を表す近似式を設定し、この近似式と寿命限界のＰＶ積算値ＰＶｔlimitとに基づいて摺動部品寿命ＬHを計算する摺動部品寿命計算手段２５とを備えたことを特徴としているため、フォークリフトの運転状況に応じた摺動部品寿命ＬHを求めることができる。
【００３４】
更に、本実施の形態例のフォークリフトの摺動部品故障診断装置１１によれば、フォークリフトの稼働時間ｔNを検出する車両稼働時間検出手段２６と、摺動部品寿命計算手段２５で計算した摺動部品寿命ＬHと車両稼働時間検出手段２６で検出した車両稼動時間ｔNとに基づいて［数１１］式から摺動部品残存寿命ＬRを計算する摺動部品残存寿命計算手段２７とを備えたことを特徴としているため、フォークリフトの運転状況に応じた摺動部品残存寿命ＬRを求めることができる。従って、この摺動部品残存寿命ＬRに基づいて、フォークリフトの運転状況に応じたスラストワッシャなどの摺動部品のメンテナンス時期を推定することもできる。
【００３５】
なお、上記では本発明をフォークリフトに適用した場合について説明したが、これに限定するものではなく、本発明はフォークリフト以外の産業車両にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は産業車両の摺動部品故障診断方法及び装置に関するものであり、フォークリフトなどの産業車両におけるスラストワッシャなどの摺動部品の故障診断（摺動部品寿命や摺動部品残存寿命の推定）を行う場合に適用して有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態例に係るフォークリフトの動力伝達系と摺動部品故障診断装置の概要図である。
【図２】前記摺動部品故障診断装置の機能を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  エンジン
３  トランスミッション
５  駆動輪
１１  摺動部品故障診断装置
１２  警報装置
１３  表示装置
２１  面圧検出手段
２１Ａ  押圧力センサ
２２  回転速度検出手段
２２Ａ  回転速度センサ
２３  ＰＶ値計算手段
２４  ＰＶ積算値計算手段
２５  摺動部品寿命計算手段
２６  車両稼働時間検出手段
２６Ａ  アワメータ
２７  摺動部品残存寿命計算手段
【図１】
2010066187.tif 000014
【図２】
2010066187.tif 000015