(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の機体に装着された部品の故障を判定するための故障判定センサと、制御部品の駆動を制御するための制御センサと、この制御センサからの出力信号に基づいて前記制御部品の駆動を制御する制御手段とを有し、前記故障判定センサおよび制御センサからの出力信号に基づいて前記部品の故障を判定する装置であって、
前記制御センサからの出力信号を導く信号線は、前記制御手段に接続され、
前記機体の外側からアクセス可能な所定箇所には、一対の測定端子が設けられ、前記故障判定センサの出力端子は、信号線によって前記制御手段を介さずに前記一対の測定端子の一方に接続され、
前記一対の測定端子の他方は接地されていることを特徴とする建設機械の故障判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の故障判定装置において、
前記制御センサからの出力信号を導く信号線は、前記所定箇所を経由することなく前記制御手段に接続されることを特徴とする建設機械の故障判定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の建設機械の故障判定装置において、
前記故障判定センサへ基準電圧を供給する電圧供給手段を前記機体に備えることを特徴とする建設機械の故障判定装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の建設機械の故障判定装置において、
前記故障判定センサおよび制御センサは、基準電圧供給用の信号線をそれぞれ有し、少なくとも前記故障判定センサからの出力信号を導く信号線およびその信号線と対になった前記基準電圧供給用の信号線は前記所定箇所に引き回されることを特徴とする建設機械の故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサ等からの出力信号により機体に搭載された油圧部品などの故障箇所を判定するようにした建設機械の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、油圧システムを用いた建設機械では、油圧回路の複数の箇所に圧力センサを接続し、それら圧力センサからの検出値に基づいて故障箇所を判定することが行われる。ところが、油圧部品は機体の各部に分散し、しかも奥まったところに配置されることが多いため、故障判定作業の度に圧力センサを接続するのは多大な労力を有し、作業性が悪化する。また、圧力センサは使用箇所に応じて低圧から高圧まで各種のものを用意しなければならず、面倒である。
【０００３】
このような問題に対し、例えば特開平６−１１４１９号公報には、油圧部品などの故障判定作業を容易にするようにした装置が開示されている。この公報記載の装置によると、故障判定作業のために必要なセンサを予め油圧部品などに取り付けておき、それらセンサからの信号をコントローラに取り込み、コントローラで所定の演算を行って故障箇所を判定する。これによって、故障判定作業の度に圧力センサを接続することが不要となり、作業性が向上する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報記載の装置では、多数のセンサをコントローラに接続するため、コントローラには多数の入力ポートが必要となる。しかしながら、故障判定作業にしか用いられないセンサのためにコントローラに入力ポートを設け、それらセンサをコントローラに常時接続したのでは、入力ポートの無駄使いであり、コスト高となる。
【０００５】
本発明の目的は、入力ポートを増やすことなく、故障判定作業を容易に行うことができる建設機械の故障判定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図面を参照して説明する。
（１）請求項１の発明は、図１〜３に示すように、建設機械の機体１,３に装着された部品の故障を判定するための故障判定センサ４５〜４７と、制御部品４１,４２の駆動を制御するための制御センサ３３〜３９と、この制御センサ３３〜３９からの出力信号に基づいて制御部品４１,４２の駆動を制御する制御手段４３とを有し、故障判定センサ４５〜４７および制御センサ３３〜３９からの出力信号に基づいて部品の故障を判定する装置であって、制御センサ３３〜３９からの出力信号を導く信号線は、制御手段４３に接続され、機体１，３の外側からアクセス可能な所定箇所１０には、一対の測定端子が設けられ、故障判定センサ４５〜４７の出力端子は、信号線５１〜５３によって制御手段４３を介さずに一対の測定端子の一方５１ａ，５２ａ，５３ａに接続され、一対の測定端子の他方５１ｂ，５２ｂ，５３ｂは接地されていることにより上述した目的は達成される。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の建設機械の故障判定装置において、制御センサ３３〜３９からの出力信号を導く信号線を、所定箇所１０を経由することなく制御手段４３に接続するようにしたものである。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の建設機械の故障判定装置において、故障判定センサ４５〜４７へ基準電圧を供給する電圧供給手段４４,５０を機体３に備えるものである。
（４）請求項４の発明は、請求項１または２に記載の建設機械の故障判定装置において、図１,５に示すように、故障判定センサ４５〜４７および制御センサ３３〜３９は、基準電圧供給用の信号線７１〜７３をそれぞれ有し、少なくとも故障判定センサ４５〜４７からの出力信号を導く信号線５１〜５３およびその信号線５１〜５３と対になった基準電圧供給用の信号線７１〜７３を所定箇所１０に引き回すようにしたものである。
【０００７】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる故障判定装置の構成を示す油圧回路図であり、図３は、その故障判定装置の搭載された油圧ショベルの側面図である。なお、本実施の形態では、圧力センサを用いて故障箇所を判定する場合について説明する。図３に示すように、油圧ショベルは、下部走行体１と、旋回装置２を介して下部走行体１の上部に旋回可能に連結された上部旋回体３とを有する。上部旋回体３には、ブーム５Ａ、アーム５Ｂ、バケット５Ｃからなる作業アタッチメント５と、運転室６と、機械室７と、カウンタウエイト８とが設けられている。運転室６の後方のカバー９は開閉自在とされ、カバー９の内側には防水空間としてのユーティリティースペース１０が形成されている。
【０００９】
図１に示すように、油圧回路は、エンジンＭによって駆動される可変容量型の油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１から吐出される圧油によってそれぞれ駆動する走行用油圧モータ１２、旋回用油圧モータ１３、ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５、バケットシリンダ１６の各アクチュエータと、油圧ポンプ１１からこれらアクチュエータ１２〜１６に供給される圧油の流れをそれぞれ制御する制御弁１７〜２１と、オペレータがアクチュエータ１２〜１６の駆動指令をそれぞれ入力する操作レバー２２〜２６と、操作レバー２２〜２６によりそれぞれ駆動されるパイロット弁２７Ａ,２７Ｂ,２８Ａ,２８Ｂ,２９Ａ,２９Ｂ,３０Ａ,３０Ｂ,３１Ａ,３１Ｂと、パイロット弁２７Ａ,２７Ｂ,２８Ａ,２８Ｂ,２９Ａ,２９Ｂ,３０Ａ,３０Ｂ,３１Ａ,３１Ｂに圧油を供給するパイロットポンプ３２と、油圧ポンプ１１からの吐出圧を検出する圧力センサ３３と、パイロット弁２７Ａ,２７Ｂ,２９Ａ,２９Ｂ,３０Ａ,３０Ｂからのパイロット圧を検出する圧力センサ３４〜３９と、作業モード等の情報を入力する入力部４０と、これらセンサ３３〜３９（制御用センサ）および入力部４０からの信号に基づいて所定の処理を実行し、ガバナ４１およびポンプレギュレータ４２に制御信号を出力するコントローラ４３と、コントローラ４３に電気を供給する電源４４とを有している。なお、コントローラ４３は所定の基準電圧（例えば５Ｖ）を発生させて圧力センサ３３〜３９に供給し、圧力センサ３３〜３９からの出力信号を取り込んで圧力値を算出する。
【００１０】
さらに、本実施の形態では、走行用油圧回路の故障箇所を判定するために、走行用油圧モータ１２の駆動圧力を検出する圧力センサ４５,４６と、パイロットポンプ３２からの吐出圧を検出する圧力センサ４７が設けられている。これら圧力センサ４５〜４７（故障判定用センサ）はコントローラ４３に接続されず、以下のように出力電圧が測定される。
【００１１】
図２は、圧力センサ４５〜４７の配線状態を示す電気回路図である。図２に示すように、電源４４は所定の基準電圧５Ｖを発生させる電圧発生回路５０に接続されている。電圧発生回路５０はハーネスを介して圧力センサ４５〜４７の入力端子（＋端子,−端子）に接続され、圧力センサ４５〜４７に基準電圧５Ｖが供給される。前述したユーティリティースペース１０には一対の測定端子５１ａ,５１ｂ,５２ａ,５２ｂ,５３ａ,５３ｂが配列されている。圧力センサの出力端子（ｓ端子）はハーネス５１〜５３を介して測定端子の一方５１ａ,５２ａ,５３ａにそれぞれ接続され、測定端子の他方５１ｂ,５２ｂ,５３ｂはそれぞれ接地されている。これによって、センサ４５〜４７からの出力信号は機体３の外側からアクセス可能な箇所に集中して導かれる。なお、電圧発生回路５０はコントローラ４３とともに運転室６内に設けられている。
【００１２】
次に、第１の実施の形態の動作を説明する。
図１の油圧回路において、走行用操作レバー２２をＡ方向またはＢ方向へ操作すると、その操作量に応じてパイロット弁２７Ａまたは２７Ｂが駆動され、パイロットポンプ３２からの圧油はパイロット弁２７Ａまたは２７Ｂを介して方向制御弁１７のパイロットポートへ供給される。これによって、方向制御弁１７は位置Ａ側または位置Ｂ側へ切り換えられ、油圧ポンプ１１からの圧油は方向制御弁１７を介して油圧モータ１２に供給され、油圧モータ１２が回転する。なお、他のアクチュエータ１３〜１６も操作レバー２３〜２６の操作により同様に動作する。このとき、入力部４０および制御用圧力センサ３３〜３９からの信号はコントローラ４３に取り込まれ、その入力信号に応じてガバナ４１およびレギュレータ４２が駆動され、エンジン回転数とポンプ傾転角が作業モード等に応じて適切に制御される。
【００１３】
走行用油圧回路の故障箇所を判定する際には、ブレーキを作動して車体を停止させたまま上述したように油圧モータ２に圧油を供給し、電圧発生回路５０のスイッチをオンする。これによって、故障判定用圧力センサ４５〜４７に基準電圧５Ｖが供給され、出力端子（ｓ端子）からはセンサ４５〜４７の検出値に応じた信号が出力される。その状態で、オペレタータは運転室６後方のカバー７を開放し、図２に示すテスタ６０の端子６０ａと６０ｂを測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａと５１ｂ,５２ｂ,５３ｂにそれぞれ接続し、端子５１ａ,５２ａ,５３ａと端子５１ｂ,５２ｂ,５３ｂ間の電圧を測定する。そして、この電圧測定値を換算表などを用いて圧力値に換算し、予め設定された正常時における基準圧力と比較する。一方、走行用油圧回路の制御用圧力センサ３３〜３５については、その検出値をコントローラ４３からの出力によりモニターなどに表示し、予め設定された正常時における基準圧力と比較する。
【００１４】
このとき、圧力センサ３３,４７の検出値が基準圧力と異なる場合には、ポンプ１１,３２やリリーフ弁６１,６２などの故障が考えられ、圧力センサ３４,３５の検出値が基準圧力と異なる場合には、パイロット弁２７Ａ,２７Ｂや方向制御弁１７などの故障が考えられ、圧力センサ４５,４６の検出値が基準圧力と異なる場合には、方向制御弁１７やリリーフ弁６３,６４などの故障が考えられる。これによって、走行油圧回路を構成する油圧部品の故障箇所を判定することができる。
【００１５】
このように第１の実施の形態によると、油圧回路に故障判定用の圧力センサ４５〜４７を設け、圧力センサ４５〜４７の出力端子をハーネス５１〜５３を介してユーティリティースペース１０の測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａに接続するようにした。これによって、オペレータはセンサ４５〜４７からの出力信号に容易に、かつ集中的にアクセス可能となり、測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａにテスタ６０を接続してその出力値を読み取ることで、故障箇所の判定が可能となる。また、圧力センサ４５〜４７をコントローラ４３に接続する必要がないので、コントローラ４３の入力ポートをむやみに増やすこともない。この場合、コントローラ４３に接続されている制御用の圧力センサ３３〜３５を故障判定時に併せて用いるので、故障判定用としての圧力センサの追加は必要最低限に抑えられ、また、信号線の取り回しも必要最低限である。さらに、機体３に電源４４と電圧発生回路５０を設け、センサ４５〜４７に基準電圧５Ｖを供給するようにしたので、故障判定作業時にテスタ６０だけを準備すればよく、作業が容易である。
【００１６】
−第２の実施の形態−
図４を用いて第２の実施の形態を説明する。第１の実施の形態では、制御用センサ３３〜３５からの出力信号を、コントローラ４３により表示させるようにしたが、第２の実施の形態では、テスタ６０を用いて測定する。図４は、圧力センサ３３〜３５の配線状態を示す電気回路図である。なお、第２の実施の形態における故障判定装置の油圧回路図、およびその故障判定装置を構成する圧力センサ４５〜４７の電気回路図は図１、２と同様であり、その説明は省略する。図４に示すように、圧力センサ３３〜３５の入力端子（＋端子,−端子）と出力端子（ｓ端子）はそれぞれコントローラ４３に接続されるとともに、センサ３３〜３５の出力端子（ｓ端子）はハーネス５４〜５６を介してユーティリティースペース１０の測定端子５４ａ,５５ａ,５６ａにも接続されている。故障箇所の判定時には、前述した端子５１ａ,５２ａ,５３ａと端子５１ｂ,５２ｂ,５３ｂ間の電圧をテスタ６０で測定し、さらに端子５４ａ,５５ａ,５６ａと端子５４ｂ,５５ｂ,５６ｂ間の電圧をテスタ６０で測定する。
【００１７】
このように第２の実施の形態によると、制御用の圧力センサ３３〜３５の出力端子を、ハーネス５４〜５６を介してユーティリティースペース１０の測定端子５４ａ,５５ａ,５６ａに接続するようにしたので、オペレータは運転室６内のモニタなどを見る必要がなく、ユーティリティースペース１０において全ての圧力センサ３３〜３５,４５〜４７からの出力信号を測定することができ、作業効率が向上する。
【００１８】
以上のように本発明は、故障判定用センサ４５〜４７からの出力信号をハーネス５１〜５３を介してユーティリティースペース１０等、機体の外側からアクセスしやすい場所に導くようにしたことを趣旨とするものであり、それは上記実施の形態に限らず種々の形態で実現することができる。例えば、上記実施の形態では、走行用油圧回路の故障箇所を判定するようにしたが、他の油圧回路も同様にして故障箇所を判定すればよい。また、上記実施の形態では、圧力センサ４５〜４７を用いて故障箇所を判定するようにしたが、基準圧力でオンする圧力スイッチを用いてもよい。これにより、基準電圧５Ｖが不要となる。さらに、温度センサや応力センサを用いてもよい。
【００１９】
また、上記実施の形態では、測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａ,５１ｂ,５２ｂ,５３ｂをユーティリティースペース１０に集中して設けたが、アクセスしやすい場所であれば他の場所、例えば運転室６に設けてもよく、また、１箇所に集中して設けずに、上部旋回体３側と行体１側にそれぞれ分けて設けるようにしてもよい。さらに、上記実施の形態では、電圧発生回路５０を用いて圧力センサ４５〜４７に基準電圧５Ｖを供給するようにしたが、コントローラ４３の基準電圧を用いてもよい。さらにまた、測定端子５１ａ,５２ａ,５３ａ,５１ｂ,５２ｂ,５３ｂの代わりにカプラーを用い、カプラーとテスタ６０を接続するようにしてもよい。この場合、カプラーに防水キャップを取り付けておけば、防水スペースに設ける必要はない。
【００２０】
また、上記実施の形態では、換算表を用いて出力電圧の測定値を圧力に変換するようにしたが、テスタ自身に電圧を圧力に変換させるような機能をもたせてもよい。さらに、図５に示すように、センサ４５〜４７の出力端子（ｓ端子）に加え、センサ４５〜４７の入力端子（＋端子,−端子）をハーネス７１〜７３を介してユーティリティースペース１０に配列された端子７１ａ,７１ｂ,７２ａ,７２ｂ,７３ａ,７３ｂにそれぞれ接続し、テスタ７０に電源４４および電圧発生回路５０を設けてセンサ４５〜４７に基準電圧５Ｖを供給するようにしてもよい。これにより、センサ４５〜４７の入力側および出力側のハーネスをひとまとめにすることができ、ハーネスの引き回しが容易になる。
【００２１】
以上の実施の形態と請求項との対応において、ガバナ４１とレギュレータ４２が制御部品を、コントローラ４３が制御手段を、電源４４と電圧発生回路５０または電源４４とコントローラ４３が電圧供給手段をそれぞれ構成し、ユーティリティースペース１０が所定箇所に対応する。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏する。
（１）請求項１の発明によれば、建設機械の機体に部品の故障を判定するための故障判定センサと、制御部品の駆動を制御するための制御センサとを装着し、少なくとも故障判定センサからの出力信号を、信号線を介して機体の外側からアクセス可能な所定箇所に集中して導くようにしたので、オペレータは信号線に容易にアクセスすることができ、センサからの出力信号をテスタなどにより容易に測定することができる。また、故障判定センサをコントローラ等の制御手段に接続する必要がないので、入力ポートをむやみに増やすこともない。
（２）請求項２の発明によれば、制御センサから信号線を機体の外側に導くことなく制御手段にそのまま接続するようにしたので、信号線の所定箇所への引き回しは最低限に抑えられる。
（３）請求項３の発明によれば、センサへ基準電圧を供給する電圧供給手段を機体に備えるようにしたので、故障判定作業時にテスタのみを準備すればよく、作業が容易である。
（４）請求項４の発明によれば、故障判定センサからの出力信号を導く信号線およびその信号線と対になった基準電圧供給用の信号線を所定箇所に導くようにしたので、センサの入力側および出力側の信号線をひとまとめにすることができ、信号線の引き回しが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる故障判定装置の構成を示す油圧回路図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる故障判定装置を構成する圧力センサの配線状態を示す電気回路図。
【図３】本発明の実施の形態に係わる故障判定装置を搭載したクレーンの側面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる故障判定装置を構成する圧力センサの配線状態を示す電気回路図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる故障判定装置を構成する圧力センサの他の配線状態を示す電気回路図。
【符号の説明】
３３〜３９  圧力センサ（制御用センサ）
４５〜４７  圧力センサ（故障判定用センサ）
１  下部走行体                      ３  上部旋回体
１０  ユーティリティースペース      ４１  ガバナ
４２  レギュレータ                  ４３  コントローラ
４４  電源                          ５０  電圧発生回路
５１〜５３  ハーネス          ５１ａ,５２ａ,５３ａ  測定端子
６０,７０  テスタ                  ７１〜７３  ハーネス
【図１】
0004310035.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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