(57)【要約】【課題】フィルタ圧力（フィルタの圧力損失）の時間変化を時々刻々検知して、フィルタの目詰まり作動油の異物混入状況を常時把握することにより、フィルタ目詰まり作動油の異物混入への対処を早めて油圧装置の稼動性及びメインテナンス性を向上した油圧駆動装置を提供する。【解決手段】油圧アクチュエータへの油圧回路におけるフィルタの圧力を検出する圧力センサ、及び前記圧力センサの作動時間を計時するタイマーをそなえ、フィルタ圧力検出値を経時的に記憶する圧力記憶手段からのフィルタ圧力の記憶値及びタイマーからの時間信号に基づきフィルタ圧力の時間変化を算出し、フィルタ圧力時間変化の算出値とフィルタ圧力時間変化の許容値とを比較してフィルタ圧力時間変化算出値がフィルタ圧力時間変化許容値を超えたとき作動油中の異物過多を判定するフィルタ圧力コントローラをそなえたことを特徴とする。【選択図】図２
2008232244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油により駆動される油圧アクチュエータへの油圧回路に、前記作動油中の異物をろ過するフィルタを設置してなる油圧駆動装置において、
前記油圧回路におけるフィルタの圧力を検出する圧力センサ、及び前記圧力センサの作動時間を計時するタイマーをそなえるとともに、
前記圧力センサから入力されるフィルタ圧力の検出値に基づきフィルタ圧力を経時的に記憶する圧力記憶手段と、
前記圧力記憶手段からのフィルタ圧力の記憶値及び前記タイマーからの時間信号に基づきフィルタ圧力の時間変化を算出する圧力時間変化算出手段と、
前記フィルタ圧力時間変化の許容値が設定された圧力時間変化許容値設定手段と、
前記圧力時間変化算出手段からのフィルタ圧力時間変化の算出値と前記圧力時間変化許容値設定手段に設定されたフィルタ圧力時間変化の許容値とを比較して前記フィルタ圧力時間変化算出値が前記フィルタ圧力時間変化許容値を超えたとき作動油中の異物混入の過多を判定する圧力時間変化判定手段とを有するフィルタ圧力コントローラをそなえた
ことを特徴とするフィルタ圧力制御機構をそなえた油圧駆動装置。
【請求項２】
前記フィルタ圧力コントローラは、前記フィルタ圧力時間変化の算出値により該フィルタ圧力時間変化が前記フィルタ圧力時間変化の許容値に到達するまでの時間を推定し、この推定時間を表示装置に表示せしめるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のフィルタ圧力制御機構をそなえた油圧駆動装置。
【請求項３】
前記フィルタ圧力コントローラは、前記フィルタ圧力時間変化において作動油中の異物混入の過多を判定したとき、警報装置に警報を発信せしめるように構成されてなることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のフィルタ圧力制御機構をそなえた油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の油圧回路等に適用され、作動油により駆動される油圧アクチュエータへの油圧回路に、前記作動油中の異物をろ過するフィルタを設置してなる油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルの油圧回路には、通常、複数のオイルフィルタ（以下フィルタという）が設置されているが、該油圧ショベルの稼動現場によっては埃等の異物が作動油に混入し易い環境にあるため、フィルタの目詰まりが発生し易い。かかるフィルタの目詰まり作動油の異物混入状態は、たとえば特許文献１（特開平９−２５０５１０号公報）に開示されているように、フィルタ入口圧力を監視することにより把握している。
【０００３】
即ち、前記特許文献１においては、フィルタの圧力損失を検知する圧力検知センサと、作動油中の汚染度を検出する汚染度検出センサと、エンジン回転数を下げて油圧回路の出力を低下させる出力低下手段とを設け、前記圧力検知センサの圧力損失検出値が予め設定された許容値以上となったとき、出力低下手段を作動させて油圧装置の出力を低下させることにより、油圧装置を保護している。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５０５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のように、前述の油圧ショベルの油圧回路に設置されるフィルタは、該油圧ショベルの稼動現場によっては埃等の異物が作動油に混入し易い環境にあるため、フィルタの目詰まりが発生し易い。
このため、前記特許文献１（特開平９−２５０５１０号公報）の技術のように、圧力検知センサによってフィルタの圧力損失を検出して、圧力損失検出値が予め設定された許容値以上となったとき出力低下手段を作動させる手段では、圧力損失が許容値に達するまでフィルタの目詰まりの進行が検知できないことから、逆洗等によるフィルタエレメントの清掃やフィルタエレメント、作動油の交換等の、フィルタ目詰まり作動油の異物混入への対処が遅れて油圧ショベルのメインテナンス性が低下するとともに、油圧ショベルの稼動に支障を来たす可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑み、フィルタ圧力（フィルタの圧力損失）の時間変化を時々刻々検知して、フィルタの目詰まり作動油の異物混入状況を常時把握することにより、フィルタ目詰まり作動油異物混入への対処を早めて、油圧装置の稼動性及びメインテナンス性を向上した油圧駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の目的を達成するもので、作動油により駆動される油圧アクチュエータへの油圧回路に、前記作動油中の異物をろ過するフィルタを設置してなる油圧駆動装置において、前記油圧回路におけるフィルタの圧力を検出する圧力センサ、及び前記圧力センサの作動時間を計時するタイマーをそなえるとともに、前記圧力センサから入力されるフィルタ圧力の検出値に基づきフィルタ圧力を経時的に記憶する圧力記憶手段と、前記圧力記憶手段からのフィルタ圧力の記憶値及び前記タイマーからの時間信号に基づきフィルタ圧力の時間変化を算出する圧力時間変化算出手段と、前記フィルタ圧力時間変化の許容値が設定された圧力時間変化許容値設定手段と、前記圧力時間変化算出手段からのフィルタ圧力時間変化の算出値と前記圧力時間変化許容値設定手段に設定されたフィルタ圧力時間変化の許容値とを比較して前記フィルタ圧力時間変化算出値が前記フィルタ圧力時間変化許容値を超えたとき作動油中の異物混入の過多を判定する圧力時間変化判定手段とを有するフィルタ圧力コントローラをそなえたことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
また、本発明は前記構成に加えて次のように構成することもできる。
即ち、前記フィルタ圧力コントローラは、前記フィルタ圧力時間変化の算出値により該フィルタ圧力時間変化が前記フィルタ圧力時間変化の許容値に到達するまでの時間を推定し、この推定時間を表示装置に表示せしめるように構成される（請求項２）。
【０００９】
さらに、前記構成に加えて、次のように構成するのが好ましい。
前記フィルタ圧力コントローラは、前記フィルタ圧力時間変化においてフィルタ圧力の過大を判定したとき、警報装置に警報を発信せしめるように構成されてなる（請求項３）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フィルタの圧力を検出する圧力センサと該圧力センサの作動時間を計時するタイマーとを設けて、該圧力センサからフィルタ圧力の検出値をタイマーから時間信号をフィルタ圧力コントローラにそれぞれ入力し、該フィルタ圧力コントローラにおいて、前記圧力センサからのフィルタ圧力の検出値を経時的に記憶しておき、前記タイマーからの時間信号を用いてフィルタ圧力の時間変化を算出し、このフィルタ圧力時間変化の算出値と予め設定されたフィルタ圧力時間変化の許容値とを比較して、前記フィルタ圧力時間変化算出値が前記フィルタ圧力時間変化許容値を超えたとき、作動油の異物混入の過多と判定するように構成したので（請求項１）、フィルタ圧力（フィルタの圧力損失）の時間変化及び該フィルタ圧力の上昇度を時々刻々検知できて、フィルタの目詰まり、作動油の異物混入状況を常時精度よく検知できるとともに、フィルタエレメント・作動油の清掃時期あるいはフィルタエレメントの交換時期を早い時期に予測できる。そして、作動油中の異物が過多の場合、フィルタエレメント・作動油交換により、油圧機器のダメージを最小限に留めることができる。
これにより、フィルタ目詰まり作動油への異物混入への対処を早期に且つ必要なタイミングで実施できて、メインテナンス性が向上するとともに、油圧装置の稼動率の低下を抑制できる。
【００１１】
また、前記フィルタ圧力コントローラを、フィルタ圧力時間変化の算出値により該フィルタ圧力時間変化がフィルタ圧力時間変化の許容値に到達するまでの時間を推定し、この推定時間を表示装置に表示せしめるように構成すれば（請求項２）、フィルタの使用中の時点で、フィルタエレメントの清掃あるいはフィルタエレメント・作動油交換までにどの程度の時間を要するか、表示装置を目視するのみで、きわめて簡単に判断できる。これにより油圧装置のメインテナンス性が向上する。
【００１２】
さらに、前記フィルタ圧力コントローラを、フィルタ圧力時間変化において作動油の異物混入の過多を判定してとき、警報装置に警報を発信せしめるように構成すれば（請求項３）、フィルタ圧力時間変化が許容値を超えたとき、警報装置からの警報によって、フィルタエレメントの清掃あるいはフィルタエレメント・作動油の交換等の対処を迅速に行うことができて、油圧駆動装置の作動安定性を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明が適用される油圧ショベルを示す図４において、符号１で示す油圧ショベルは、油圧ショベル本体（上部旋回体）３、下部走行体（クローラ）２、ブーム８、アーム９、該アーム９の先端に取り付けられた掘削用のバケット１０、前記ブーム８及びアーム９及びバケット１０をそれぞれ駆動するブーム駆動シリンダ１１及びアーム駆動シリンダ１２及びバケット駆動シリンダ１３等をそなえている。
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係る油圧ショベルの油圧駆動装置の系統図である。図１において、この油圧駆動装置は、エンジンEの動力により駆動される油圧ポンプ１４、パイロットポンプ１５、油タンク１６、左右の走行モータ５，６、旋回モータ７、前記ブーム駆動シリンダ１１及びアーム駆動シリンダ１２及びバケット駆動シリンダ１３の制御バルブ１７，１８，１９，２０，２１，２２、これらの制御バルブ１７〜２２切換用のパイロットバルブ２３，２４，２５，２６，２７，２８等をそなえている。
前記油圧駆動装置における、前記各制御バルブ１７〜２２のタンクポートから前記油タンク１６に至るメイン油路Aにはリリーフ弁２９ａ付きの第1フィルタ２９が設置され、前記パイロットポンプ１５から各パイロットバルブ２３〜２８のポンプポートに至るパイロットポンプ油路Bにはリリーフ弁３０ａ付きの第２フィルタ３０が設置されている。
【００１５】
以上の構成は、通常の油圧ショベルの油圧駆動装置と同様である。本発明はかかる油圧駆動装置におけるフィルタ圧力制御機構に関するものである。
図１において、符号６０で示されるフィルタコントローラには、第1圧力センサ５１で検出された前記第1フィルタ２９のフィルタ圧力の検出値、及び第２圧力センサ５２で検出された前記第２フィルタ３０のフィルタ圧力の検出値がそれぞれ入力されている。前記第1圧力センサ５１及び第２圧力センサ５２で検出されるフィルタ圧力は、前記第1フィルタ２９及び第２フィルタ３０のフィルタ入口圧力でも、前記第1フィルタ２９及び第２フィルタ３０のオイル出入口間の圧力差（つまり圧力損失）でもよい。
また、前記フィルタコントローラ６０には、タイマー５４から時間信号が入力されている。そして、該フィルタコントローラ６０は、前記フィルタ圧力制御演算結果を表示装置５５に表示するとともに、該フィルタ圧力制御演算結果によって、警報装置５３に警報を出力するようになっている。
【実施例１】
【００１６】
次に、図２に基づき、本発明の第1実施例に係る、前記構成からなる油圧装置のフィルタ圧力制御について説明する。尚、以下の説明では、前記第1フィルタィルタ２９用の第1圧力センサ５１からの圧力検出信号を用いる場合について説明するが、前記第２フィルタ３０用の第２圧力センサ５２からの圧力検出信号を用いる場合についても同様である。
【００１７】
前記第1圧力センサ５１からの第1フィルタ２９におけるフィルタ圧力の検出値は、前記フィルタコントローラ６０の圧力記憶手段６１に連続的に入力され、該圧力記憶手段６１は、前記フィルタ圧力の検出値を経時的に記憶して、圧力時間変化算出手段６２に入力する。また、前記タイマー５４からは、前記第1圧力センサ５１からのフィルタ圧力の検出と同時に時間信号を発生して、前記圧力時間変化算出手段６２に入力する。
該圧力時間変化算出手段６２においては、前記フィルタ圧力の経時的な検出値と前記タイマー５４からの時間信号によって、図３のA線に示すようなフィルタ圧力の時間変化を算出して、圧力時間変化判定手段６４に入力する。
【００１８】
符号６３で示される圧力時間変化許容値設定手段には、図３のB線に示すような、フィルタ圧力時間変化の許容値、つまり第1フィルタ２９に目詰まりが発生して該第1フィルタ２９のフィルタエレメントの清掃あるいは交換、または作動油の交換を必要とするフィルタ圧力時間変化の限界値が、実験結果あるいはシミュレーション計算によって予め設定されている。
前記圧力時間変化判定手段６４においては、前記フィルタ圧力時間変化の算出値（図３のA線）と前記フィルタ圧力時間変化の許容値（図３のB線）とを比較して、前記フィルタ圧力時間変化の算出値がフィルタ圧力時間変化の許容値を超えるようになったとき（図３のZ点以上）、作動油の異物混入過多と判定する。
【００１９】
かかる判定結果は、表示装置５５に表示されるとともに、警報装置５３に伝送され、該警報装置５３によって第1フィルタ２９の目詰まり作動油の異物混入過多の警報が発信される。
【００２０】
以上の第1実施例によれば、フィルタ（この例では第1フィルタ２９）の圧力を検出する圧力センサ（この例では第1圧力センサ５１）と該圧力センサ５１の作動時間を計時するタイマー５４とを設けて、該圧力センサ５１からのフィルタ圧力の検出値及びタイマー５４からの時間信号をフィルタ圧力コントローラ６０にそれぞれ入力し、該フィルタ圧力コントローラ６０において、前記圧力センサ５１からのフィルタ圧力の検出値を経時的に記憶しておき、前記タイマー５４からの時間信号を用いてフィルタ圧力の時間変化を算出し（図３のA線）、このフィルタ圧力時間変化の算出値と予め設定されたフィルタ圧力時間変化の許容値（図３のB線）とを比較して、前記フィルタ圧力時間変化算出値が前記フィルタ圧力時間変化許容値を超えたとき（図３のZ点以上）、フィルタ圧力の過大と判定するように構成したので、フィルタ圧力（フィルタの圧力損失）の時間変化及び該フィルタ圧力の上昇度を時々刻々検知できて、フィルタ２９の目詰まり状況を常時精度よく検知できるとともに、フィルタエレメントの清掃時期あるいはフィルタエレメントの交換時期を早い時期に予測できる。
これにより、フィルタ目詰まり作動油の異物混入への対処を早期に且つ必要なタイミングで実施できて、メインテナンス性が向上するとともに、油圧装置の稼動率の低下を抑制できる。
【実施例２】
【００２１】
本発明の第２実施例は、前記フィルタ圧力コントローラ６０において、前記第１実施例におけるフィルタ圧力時間変化の算出値に基づき、図３にＡ線で示すフィルタ圧力時間変化の算出値が、同図にＢ線で示すフィルタ圧力時間変化許容値への到達点（つまり図３のZ点）に達する以前の任意の時点ｔにおける、フィルタ圧力時間変化の算出値（図３のＡ線）の上昇度合い、つまり前記Ａ線の勾配によって当該時点から前記到達点（Z点）までの推定時間即ちフィルタエレメントの清掃あるいは交換までの推定時間を算出する。
そして、前記フィルタ圧力コントローラ６０は、前記フィルタエレメントの清掃あるいはフィルタエレメント・作動油交換までの推定時間を、前記表示装置５５に表示せしめる。
【００２２】
かかる第２実施例によれば、フィルタの使用中の時点で、フィルタエレメントの清掃あるいはフィルタエレメント・作動油交換までにどの程度の時間を要するか、表示装置５５を目視するのみで、きわめて簡単に判断できる。これにより油圧装置のメインテナンス性が向上する。
【００２３】
また、前記第１，第２実施例において、警報装置５３をそなえることにより、フィルタ圧力時間変化が許容値を超えたとき、該警報装置５３からの警報によって、フィルタエレメントの清掃あるいはフィルタエレメント・作動油の交換等の対処を迅速に行うことができて、油圧駆動装置の作動安定性を保持できる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、フィルタ圧力（フィルタの圧力損失）の時間変化を時々刻々検知して、フィルタの目詰まり状況を常時把握することにより、フィルタ目詰まり作動油の異物混入への対処を早めて、油圧装置の稼動性及びメインテナンス性を向上した油圧駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１、第２実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置の系統図である。
【図２】本発明の第１実施例におけるフィルタ圧力の制御ブロック図である。
【図３】前記第１実施例におけるフィルタ圧力の時間変化線図である。
【図４】本発明が適用される油圧ショベルの外観斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  油圧ショベル
２９  第１フィルタ
３０  第２フィルタ
５１  第1圧力センサ
５２  第２圧力センサ
５３  警報装置
５４  タイマー
５５  表示装置
６０  フィルタコントローラ
６１  圧力記憶手段
６２  圧力時間変化算出手段
６４  圧力時間変化判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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