(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
このモータによって回転駆動する回転軸と、
この回転軸が所定量以下のクリアランスをもって挿通されるとともに外部から前記クリアランス部へ作動油を導く流通路を有するブッシュと、
前記モータを駆動する電気回路と、
前記回転軸に作用する負荷に関連する状態量を検出する検出手段と、
所定量の固形物を前記作動油中に混入させたときの前記検出手段からの信号を基準値とし、この基準値と実際の測定時に前記検出手段から入力した信号とに基づき前記作動油の汚れ状態を判別する状態判別手段と
を備えたことを特徴とする作動油の汚れ状態診断装置。
【請求項２】
前記検出手段がモータに流れる電流を検出する電流検出器であることを特徴とする請求項１に記載の作動油の汚れ状態診断装置。
【請求項３】
前記状態判別手段は、前記基準値を記憶する記憶部と、前記検出手段から入力した信号と前記基準値とを比較する比較部と、この比較結果を表示する表示部とを有することを特徴とする請求項１に記載の汚れ状態診断装置。
【請求項４】
前記回転軸および前記ブッシュが、少なくとも金属およびセラミックスのいずれか一方を主材料とすることを特徴とする請求項１に記載の作動油の汚れ状態診断装置。
【請求項５】
前記回転軸と前記ブッシュとのクリアランスが０．０２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の作動油の汚れ状態診断装置。
【請求項６】
前記回転軸と前記ブッシュとのクリアランスが０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の作動油の汚れ状態診断装置。
【請求項７】
前記ブッシュに設けられた流通路が、作動油タンクと、この作動油タンクに貯油された作動油を圧油として吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される圧油の流れを制御する制御弁と、この制御弁を介し供給された圧油によって駆動する油圧アクチュエータとを備えた油圧駆動回路の所定個所から分岐した分岐管路に接続されることを特徴とする請求項１に記載の作動油の汚れ状態診断装置。
【請求項８】
前記油圧駆動回路が前記制御弁を駆動するためのパイロット圧を供給するパイロット管路を有し、前記分岐管路が前記パイロット管路から分岐されることを特徴とする請求項７に記載の作動油の汚れ状態診断装置。
【請求項９】
作動油タンクと、
この作動油タンクに貯油された作動油を圧油として吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される圧油の流れを制御する制御弁と、この制御弁を介し供給された圧油によって駆動する油圧アクチュエータとを備えた油圧駆動回路と、
モータと、このモータによって回転駆動する回転軸と、この回転軸が所定量以下のクリアランスをもって挿通されるとともに、前記油圧駆動回路の所定個所から分岐した分岐管路に接続され前記クリアランス部へ作動油を導く流通路を有するブッシュと、前記モータを駆動する電気回路と、前記回転軸に作用する負荷に関連する状態量を検出する検出手段と、所定量の固形物を前記作動油中に混入させたときの前記検出手段からの信号を基準値とし、この基準値と実際の測定時に前記検出手段から入力した信号とに基づき前記作動油の汚れ状態を判別する状態判別手段とを有する作動油の汚れ状態診断装置とを備えたことを特徴とする作動油の汚れ状態診断装置を備えた建設機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧駆動回路を搭載した油圧ショベル等の建設機械に設けられ、作動油中に混入した金属粉および砂等の固形物からなる不純物を検出するのに好適に用いられる作動油の汚れ状態診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、作動油を収容する作動油タンクと、この作動油タンクに貯油された作動油を吸込み高圧の圧油として吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプからの圧油が給排されることにより作動する油圧シリンダ、あるいは油圧モータ等の油圧アクチュエータと、圧油の流れを制御する方向切換弁とを備えた油圧駆動回路が搭載されている。
【０００３】
このような油圧駆動回路にあっては、作動油タンク内の作動油を油圧ポンプにより高圧の圧油として油圧アクチュエータに供給した後に、この圧油は低圧の戻り油となり順次作動油タンク内へと戻される。
【０００４】
そして、作動油を継続して使用すると、作動油中に水分が侵入したり、金属の摩耗粉や砂等の固形物が不純物となって混入したりすることがあり、これらの不純物により作動油は徐々に汚染され、その品質が徐々に劣化することが知られている。
【０００５】
このため、一定の期間毎に作動油を交換する必要が生じており、油圧駆動回路内を流れる作動油の劣化・汚染状態を把握するために、下記のような様々の提案がなされている。
【０００６】
例えば、作動油の劣化状態を評価する指標として全酸価や粘度等があり、これらは定期的に作動油タンクから作動油を抽出して、バッチ処理によって評価されているのが一般的である。
【０００７】
また、インラインで作動油の全酸価を測定する方法としては、特開平５−２８１１８８号公報（以下、第１の従来技術という）に記載のように、作動油内に挿入した電極と基準電極との電位差によって行うものがある。
【０００８】
一方、作動油の汚染状態を評価する指標としては、作動油中の水分量を測定する方法と、作動油中に混入した金属の摩耗粉や砂等の固形物量を測定する方法がある。そして、特開平６−０６６７０５号公報（以下、第２の従来技術という）記載の方法は、バッチ処理により作動油を抽出して加熱し、蒸発させることにより油中の水分量を測定するものである。
【０００９】
また、作動油中の金属粉をインラインで検出する方法として、特開平９−３１８５７４号公報（以下、第３の従来技術という）には、所定電圧を印加した電極対を作動油中に浸し、摩耗粉等の金属粉によって前記電極が短絡した際のピーク電圧を検知して金属粉を検出することが記載されている。
【００１０】
さらに、特開平５−１９６５７１号公報、および、特開平５−１８０７６４号公報（以下、第４の従来技術という）には、発光素子と受光素子を用い、光の透過量から金属粉や砂等の固形物の混入量を検出することが開示されている。
【００１１】
また、作動油の劣化・汚染状態を常時監視し、その寿命を検出する装置として、特開平１０−２９９７２１号公報（以下、第５の従来技術という）には、作動油の寿命に関する情報を検出するセンサ群と作動油寿命検出手段により作動油の寿命を評価することが記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来技術のうち、例えば第２の従来技術によるものは、作動油の劣化、汚染状態を評価するためにバッチ処理による測定方法を採用しているため、定期的に作動油を抽出する必要があり、操作が煩雑になるという問題がある。
【００１３】
また、このような場合には、バッチ処理による測定結果に基づいて作動油の劣化・汚染状態を判断するため、作動油の抽出時と測定結果の判別時との間にタイムラグが生じることになり、作動油の交換タイミングに遅れが生じ易く、油圧機器に損傷を与えることがある。
【００１４】
また、上記第１の従来技術、および、第３の従来技術にあっては、電極を用いた測定方法および装置であるために、導電性の金属粉は検出可能であるが、非導電性の砂等は検出することができず、作動油の汚染状態を必ずしも有効に判別することができないという問題がある。
【００１５】
また、上記第５の従来技術にあっても、金属粉や水分等の不溶解異物をセンサで検出し、作動油の寿命を判定することは記載されているが、センサ構造及びその検出原理が具体的に記載されておらず、例えば作動油の汚染に大きな影響を与える非導電性の砂等を検出するのは難しい。
【００１６】
さらに、上記第４の従来技術にあっては、発光素子によって発光した光が作動油中を透過させるために作動油の流路として透明な材料であって、しかも作動油の圧力に耐え得る強度を備えた材料を使用する必要がある。また、インラインで使用するためには、使用期間中流路部材の透明度を確保しなければならないが、特に屋外で稼動する機器が診断の対象である場合には、塵埃、温度や湿度の変化に伴う結露等に対する対応が必要となる。しかし、上記第４の従来技術では、材料や環境に関する配慮がなされておらず、インラインで使用するには問題が残されている。
【００１７】
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、例えば油圧ショベル等の建設機械に用いられている油圧駆動回路の作動油中に混入した金属の摩耗粉および非導電性の砂等の固形物を不純物として連続的に検出でき、かつ、環境の影響をほとんど受けることのない作動油の汚れ状態診断装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の作動油の汚れ状態診断装置は、モータと、このモータによって回転駆動する回転軸と、この回転軸が所定量以下のクリアランスをもって挿通されるとともに外部から前記クリアランス部へ作動油を導く流通路を有するブッシュと、前記モータを駆動する電気回路と、前記回転軸に作用する負荷に関連する状態量を検出する検出手段と、所定量の固形物を前記作動油中に混入させたときの前記検出手段からの信号を基準値とし、この基準値と実際の測定時に前記検出手段から入力した信号とに基づき前記作動油の汚れ状態を判別する状態判別手段とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
以上のように構成した請求項１記載の作動油の汚れ状態診断装置では、ブッシュに設けた流通路を介し、ブッシュの外部よりブッシュと回転軸とのクリアランス部に作動油が導入される。このクリアランス部に導入された作動油の粘性抵抗により回転駆動している回転軸に負荷が発生する。その際、作動油中に金属の摩耗粉や土砂等の不純物が含まれていない場合には、回転軸に作動油の粘性抵抗によるほぼ一定の負荷が生じ、検出手段から状態判別手段への信号はほぼ一定値となる。
【００２０】
一方、作動油中に固形物が含まれていると、回転軸とブッシュとのクリアランスが所定量以下に設定されているため、回転軸とブッシュとの間に固形物が挟まったり、あるいは、回転軸に固形物が衝突することにより、回転軸に生じる負荷が変化する。この負荷の変化に伴い、負荷に関連する状態量も変化し、その結果、検出手段から状態判別手段への信号が変化する。
【００２１】
状態判別手段は、所定量の固形物を作動油中に混入させたときの前記検出手段からの信号を基準値とし、この基準値と実際の測定時に検出手段から入力した信号とに基づき作動油の汚れ状態を判別する。
【００２２】
したがって、請求項１記載の発明によれば、作動油中に混入した金属の摩耗粉および砂等の固形物を不純物として連続的に検出できる。また、回転軸に生じる負荷は、上記した固形物の混入量によって変化するが、それ以外の振動、衝撃、周囲温度等の外部環境の影響をほとんど受けることがない。また、検出手段からの信号と基準値との大小関係を比較するだけで、作動油を交換すべきかどうかを容易に判別することができる。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明は、検出手段がモータに流れる電流を検出する電流検出器であることを特徴とする。
【００２４】
上記した回転軸に生じる負荷が変化すると、モータのトルクも変化する。例えば、作動油中の固形物の混入量が多い場合には、上記した理由により回転軸に生じる負荷が増大し、モータのトルクも増加する。一般に、トルクが増加すると、モータに流れる電流値も増加するため、このモータに流れる電流値を検出することにより、作動油中の固形物の混入量を検出することができる。
【００２７】
さらに、請求項３に記載の発明は、上記請求項１の構成において、状態判別手段が、基準値を記憶する記憶部と、検出手段から入力した信号と基準値とを比較する比較部と、この比較結果を表示する表示部とを有することを特徴とする。
【００２８】
このように、比較結果を表示部に表示させることにより、作動油を交換すべきかどうかを、作業者あるいは管理者が容易に認識することができる。
【００２９】
また、回転軸およびブッシュは、少なくとも金属およびセラミックスのいずれか一方を主材料とする高硬度の材料を用いることが望ましい。
【００３０】
また、固形物の大きさを考慮すると、回転軸とブッシュとのクリアランスは０．０２ｍｍ以下が好ましいが、０．００１ｍｍ以上０．０１ｍｍ以下であればより精度良く診断することができる。
【００３１】
さらに、請求項７に記載の発明は、ブッシュに設けられた流通路が、作動油タンクと、この作動油タンクに貯油された作動油を圧油として吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される圧油の流れを制御する制御弁と、この制御弁を介し供給された圧油によって駆動する油圧アクチュエータとを備えた油圧回路の所定個所から分岐した分岐管路に接続されたことを特徴とする。
【００３２】
このように構成することにより、例えば油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動回路に容易に組み込むことができ、インラインによる診断を容易に行うことができる。
【００３３】
また、請求項７の構成において、油圧回路が、制御弁を駆動するためのパイロット圧を供給するためのパイロット管路を有し、分岐管路をパイロット管路から分岐しても良い。
【００３４】
一般に、パイロット圧はアクチュエータを作動する主油圧回路内の圧力よりも低圧となる。したがって、分岐管路も低圧用の管を使用でき、また、モータの機械的な強度をそれほど考慮する必要がない。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による作動油の汚れ状態診断装置の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
【００３６】
図１〜図９は本発明による実施の形態を説明するための図であり、図１は作動油中の固形物を検出する検出部の要部断面図、図２は全体油圧回路図、図３はモータの駆動回路および汚れ状態の診断部の回路図、図４はモータの等価回路図、図５はモータのトルクと回転数および電流値との関係を示す図、図６は新油と固形物を１００ｐｐｍ混入させたときの実験結果を示す図、図７は作動油中の固形物の混入量と電流値との関係を示す図、図８は油圧回路内の固形物の粒子径と混入量を測定した結果を示す図、図９は油圧ショベルの概観図である。
【００３７】
油圧ショベルは、図９に示すように、履帯１０１を有する左右の走行体１００と、走行体１００上に旋回可能に搭載され運転室１０２を有する旋回体１０３と、この旋回体１０３に対し上下方向に回動可能に設けられたブーム１０４と、このブーム１０４に回動可能に設けられたアーム１０５と、アーム１０５に回動可能に設けられたアタッチメントとしてのバケット１０６とから形成されている。ブーム１０４、アーム１０５、バケット１０６は、ぞれぞれ油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ１０８、アームシリンダ１０９、バケットシリンダ１１０によって動作する。なお、旋回体１０３には、各アクチュエータに対し圧油を供給するための油圧駆動回路１０７が搭載されている。また、旋回体１０３は不図示の旋回モータにより旋回動作を行うようになっている。
【００３８】
次に、図２を参照して油圧駆動回路１０７について説明する。
【００３９】
作動油タンク１５は内部に作動油を収容し、旋回体１０３を形成する不図示の旋回フレームに設けられる。油圧ポンプ１２は作動油タンク１５とともに油圧源を形成し、吸込管路１７を介し作動油タンク１５と接続され、吐出側には吐出管路２２が接続されている。
【００４０】
そして、油圧ポンプ１２は作動油タンク１５から吸込んだ作動油を高圧の圧油として吐出管路２２側に吐出する。油圧ポンプ１２から吐出された圧油は、制御弁１３により流量および流れの方向が制御され、主管路１８，１９を介し油圧アクチュエータ１４に供給される。油圧アクチュエータ１４からの戻り油は、制御弁１３および戻り管路２０を介して作動油タンク１５内へと還流される。なお、図２では、油圧アクチュエータ１４は、上述したブームシリンダ１０８、アームシリンダ１０９、バケットシリンダ１１０、不図示の旋回モータを代表させたものとなっている。
【００４１】
また、１６ａは吸込み管路１７に設けられたフィルタ、１６ｂは戻り管路２０に設けられたフィルタであり、作動油内に混入した金属の摩耗粉や砂等の固形物を捕捉し、各油圧機器を保護するものである。
【００４２】
次に、作動油の汚れ診断を行うための要部構成について説明する。
【００４３】
図２に示すように作動油中の固形物を検出するための検出部１は、戻り管路２０から分岐した採取管２１から作動油を取り込むようになっている。なお、図示はしていないが、採取管２１には流量を調節するための調整弁が設けられている。
【００４４】
この検出部１は、図１に示すように、モータ２と、このモータ２の駆動軸とカップリング８により接続された直径２０ｍｍのステンレス鋼製の回転軸３と、この回転軸３が所定のクリアランスをもって相通される長さ２０ｍｍのアルミニウム製のブッシュ５とを備えている。このブッシュ５には、採取管２１から供給される作動油をクリアランス部１１に導く流通路４が設けられ、クリアランス部１１に導かれた作動油は、回転軸３の下部側からタンク１５に戻される。モータ２およびブッシュ５は、カバー１０、固定治具９、および、固定台６により作動油タンク１５の近傍に固定されている。なお、７は回転軸３の回転がぶれないように支持するベアリングである。また、本実施の形態で用いたモータ２は、直流モータであり、定格電圧１２Ｖ、定格トルク９．８ｍＮｍとなっている。
【００４５】
図３は、モータ２を駆動するための電気回路、および、作動油の汚れ状態を診断する装置構成を示す。上述したように、モータ２には直流電源３０によりＥａ（１２Ｖ）の電圧が印加され、この電源から供給される電流Ｉにより回転駆動する。この駆動回路を流れる電流値Ｉは電流検出器３１により検出され、この検出した電流値Ｉに相当する信号ｉは状態判別手段としてのコントローラ３２に送られる。コントローラ３２は、後述する所定の条件で検出した電流検出器３１からの信号ｉ０を予め記憶する記憶部と、実際の測定時に検出された信号ｉとを比較し、その結果に応じた信号をモニタ３３に出力する比較部から形成され、表示部としてのモニタ３３は比較部からの出力信号に応じて汚れ状態を表示する。
【００４６】
以上のように構成した本実施の形態では、直流電源３０によりモータ２が回転する。図４は、モータ２を電機子抵抗Ｒとコイルによる内部発電機３５に置き換えた等価回路を示す図である。モータ２のコイル部では、モータ２の回転数Ｎに比例して逆起電力が発生し、この発電電圧をＥｂとすると、この電気回路に流れる電流Ｉは、
Ｉ＝（Ｅａ−Ｅｂ）／Ｒ ………… （１） となる。
【００４７】
一方、採取管２１からブッシュ５と回転軸３とのクリアランス部１１に供給された作動油中に金属の摩耗粉や砂等の固形物が混入されていると、この固形物がクリアランス部１１に挟まったり、あるいは固形物が回転軸３にぶつかるために、回転軸３の回転を妨げようとする力が作用する。この回転軸３に作用する負荷が大きくなると、回転軸３の回転数Ｎが減少する。上述したように回転軸３の回転数Ｎの減少に伴い、内部発電機３５の発電電圧Ｅｂも減少する。この発電電圧Ｅｂの減少により、上記式（１）から明らかなように、回路を流れる電流Ｉが増加する。図５は、モータのトルクＴと、回転数Ｎおよび電流値Ｉとの関係を示す図で、横軸がトルクＴ、縦軸が回転数Ｎ，電流値Ｉとなっている。同図５からも明らかなように、モータのトルクＴが大きくなるにつれ、回転数Ｎは減少し、電流値Ｉは増加する。
【００４８】
図６は、未使用の作動油を使用した場合の電流値（図６（ｂ））と、作動油中に粒径０．０５〜０．１ｍｍのけい砂からなる固形物を１００ｐｐｍ混入した場合の電流値（図６（ａ））を測定した実験結果を示す。なお、この実験ではブッシュ５と回転軸３とのクリアランスは０．００１ｍｍに設定している。同図６からわかるように、固形物が混入されていない新油の場合、回転軸３には作動油の粘性抵抗による負荷だけが作用し、約２０ｍＡの電流値となるのに対し、１００ｐｐｍ固形物を混入した作動油では約３０ｍＡ程度の電流値となっている。
【００４９】
図７は、固形物の混入量を５０〜１５０ｐｐｍの範囲で変えていった際に得られた電流値の変化を示す図である。この場合、図６同様粒径０．０５〜０．１ｍｍのけい砂を用い、作動油温度２５℃、ブッシュ５と回転軸３とのクリアランス０．００１ｍｍで測定したものである。また、測定に際しては、ローパスフィルタを介して電流の短時間での変化分を除去するようにしている。この図７からも明らかなように、モータ２に流れる電流Ｉは、固形物の混入量が多くなるほど高くなり、回転軸３に作用する負荷が大きくなるなることがわかる。なお、図８は、実際の油圧ショベルにおける油圧回路中に含まれる作動油中の固形物の粒径の分布を測定した結果を示す図で、作動油タンク１５内、および、戻り管路２０の作動油を採取したものである。同図８からわかるように、作動油タンク１５では、図２に示したフィルタ１６ｂにより比較的大きな粒径の固形物が捕捉されるため、０．００１ｍｍ〜０．０１ｍｍと比較的小さな粒径の範囲に分布し、戻り管路２０では粒径が０．０１〜０．１ｍｍ弱に分布しその平均値は約０．０２ｍｍと比較的大きな粒径となっている。本実施の形態では、回転軸３に作用する負荷の変化は、ブッシュ５と回転軸３とのクリアランスに固形物が挟み込まれる、あるいは、回転軸３に固形物が衝突することによって生ずることから、クリアランス量は、この粒径に関連して設定される。すなわち、混入している固形物の粒径よりも小さいクリアランス量であれば、その感度も向上する。本実施の形態では、検出感度を優先し、クリアランスを測定したデータと比較して若干小さ目の０．００１ｍｍとしているが、クリアランスがあまりにも小さいとクリアランス部１１に固形物が入り込めなくなり正確な測定ができなくなる事態も考えられる。また、このクリアランス部１１へのかじりが生じることも考えられるため、平均粒径０．０２ｍｍよりも狭いクリアランス量が好ましく、より感度を向上する観点で、戻り管路２０に検出部１を設けるときには０．００１〜０．０１ｍｍ程度のクリアランスが望ましい。
【００５０】
電流検出器３１は、回路を流れる電流値Ｉを検出し、この電流値Ｉに応じた信号ｉをコントローラ３２に出力する。上述したように、コントローラ３２の記憶部には予め所定の条件で検出した電流値Ｉ０に相当する基準値ｉ０が記憶されており、この基準値ｉ０と実際の測定時に検出された信号ｉとを比較部にて比較する。本実施の形態では、未使用の新油を使用した際に電流検出器３１で検出した電流値Ｉ０に相当する信号を基準値ｉ０として記憶部に記憶させている。この比較の結果、検出信号ｉと基準値ｉ０との比ｉ／ｉ０が予め設定した比、例えば１２０％を超えたときに、注意を促す信号をモニタ３３に出力する。モニタ３３では、この信号を入力すると、例えばモニタ画面上に「作動油交換要」と表示する。
【００５１】
したがって、本実施の形態によれば、モータ２に流れる電流値Ｉを電流検出器３１で検出することにより、作動油中の固形物の混入量を不純物として連続的に検出できる。また、固形物が混入していない新油での電流値Ｉ０を基準値とし、この基準値と実際の測定時に検出された電流値Ｉとを比較することにより作動油を交換すべきかどうかを容易に判別することができるとともに、判別結果を表示部に表示させることにより、作動油を交換すべきかどうかを、作業者あるいは管理者が容易に認識することができる。
【００５２】
さらに、上述した従来技術に比べ、安価な部品で装置を構成できるとともに、部品点数が極めて少なく信頼性の面でも優れている。
【００５３】
また、検出部１を戻り管路２０から分岐させた採取管２１に接続することにより、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動回路に容易に組み込むことができ、インラインによる診断を容易に行うことができる。さらに、回転軸に作用する負荷は、上記した固形物の混入量によって変化するが、それ以外の振動、衝撃、周囲温度等の外部環境の影響をほとんど受けることがない。
【００５４】
なお、本実施の形態では、回転軸３に作用する負荷に関連する状態量として、モータ２の駆動回路を流れる電流を用いたが、電流に変えて例えばブッシュ５の振動を用いても良い。図１０は、上述した図６と同じ方法により実験した際に、ブッシュ５に加速度センサを取り付け、その振動を測定した結果を示す図である。同図１０（ａ）は１００ｐｐｍの固形物を混入させた際に得られる加速度を、図１０（ｂ）は新油のときに得られる加速度を時系列データで示したものである。同図１０から明らかなように、固形物が混入している方が、大きな加速度が検出されている。これは、固形物によって回転軸３に作用する負荷の変動が、振動を生じさせたものと考えられる。
【００５５】
また、本実施の形態では、主油圧回路の戻り管路２０から採取管２１を分岐させるようにしたが、例えば制御弁１３を駆動させるためのパイロット管路中から採取管２１を分岐させるようにしても良い。
【００５６】
さらに、本実施の形態では、回転軸３およびブッシュ５の素材として、ステンレス鋼およびアルミニウム等の金属を用いたが、セラミックスのように比較的硬い材料を使用しても良い。このように、比較的硬度の高い材料を用いることにより固形物が回転軸とブッシュとのクリアランス部に挟まったり、ぶつかっても損傷の程度は軽微なもので済み、長時間の使用に耐えることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、モータによって回転駆動する回転軸の負荷に関連する状態量を検出手段によって検出し、この検出手段からの信号に基づき状態判別手段によって作動油の汚れ状態を判別するようにしたので、作動油中に混入した金属の摩耗粉および砂等の固形物を不純物として連続的に検出できる。また、回転軸に作用する負荷は、固形物の混入量によって変化するが、それ以外の振動、衝撃、周囲温度等の外部環境の影響をほとんど受けることがない。また、状態判別手段は、所定量の固形物を前記作動油中に混入させたときの前記検出手段からの信号を基準値とし、この基準値と実際の測定時に前記検出手段から入力した信号とに基づき前記作動油の汚れ状態を判別するので、検出手段からの信号と基準値との大小関係を比較するだけで、作動油を交換すべきかどうかを容易に判別することができる。
【００５８】
また、請求項２に記載の発明は、モータに流れる電流値を電流検出器で検出することことができ、従来技術に比べ、安価な部品で装置を構成できるとともに、部品点数が極めて少なく信頼性の面でも優れている。
【００６０】
さらに、請求項３に記載の発明は、比較結果を表示部に表示させるようにしたため、作動油を交換すべきかどうかを、作業者あるいは管理者が容易に認識することができる。
【００６１】
また、請求項４に記載の発明では、回転軸およびブッシュを、金属あるいはセラミックスのような高硬度の材料としており、固形物が回転軸とブッシュとのクリアランス部に挟まったり、ぶつかっても損傷の程度は軽微なもので済み、長時間の使用に耐えることができる。
【００６２】
さらに、請求項５、請求項６に記載の発明では、油圧ショベル等に用いられる作動油中の固形物の大きさを考慮してクリアランスが０．０２ｍｍ以下、あるいは、０．００１〜０．０１ｍｍとしており、検出精度および耐久性の面で優れている。
【００６３】
また、請求項７に記載の発明によれば、例えば油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動回路に容易に組み込むことができ、インラインによる診断を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による作動油中の固形物を検出する検出部の要部断面図である。
【図２】実施の形態による作動油の汚れ診断装置を備えた油圧ショベルの油圧回路図である。
【図３】実施の形態におけるモータの駆動回路および汚れ状態の診断部の回路図である。
【図４】実施の形態におけるモータの等価回路図である。
【図５】モータのトルクと回転数および電流値との関係を示す図である。
【図６】実施の形態において新油と固形物を１００ｐｐｍ混入させたときの実験結果を示す図である。
【図７】実施の形態における作動油中の固形物の混入量と電流値との関係を示す図である。
【図８】油圧ショベルの作動油に含まれる固形物の粒子径と混入量を測定した結果を示す図である。
【図９】油圧ショベルの概観図である。
【図１０】ブッシュに生じる振動を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
１  検出部
２  モータ
３  回転軸
４  流通路
５  ブッシュ
１１  クリアランス部
１２  ポンプ
１３  制御弁
１４  油圧アクチュエータ
１５  作動油タンク
３１  電流検出器（検出手段）
３２  コントローラ（状態判別手段，記憶部，比較部）
３３  モニタ（表示部）
【図１】
0003868782.tif 000002
【図２】
0003868782.tif 000003
【図３】
0003868782.tif 000004
【図４】
0003868782.tif 000005
【図５】
0003868782.tif 000006
【図６】
0003868782.tif 000007
【図７】
0003868782.tif 000008
【図８】
0003868782.tif 000009
【図９】
0003868782.tif 000010
【図１０】
0003868782.tif 000011