JP7123021B2 - working machine - Google Patents
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Description
本発明は、塵埃の多い環境で使用するのに好適な作業機械に関する。 The present invention relates to working machines suitable for use in dusty environments.
従来より、油圧ショベルに代表される作業機械は、例えば輸送船の船倉内で木材チップや石炭等を収集する作業、金属スクラップの解体や廃棄作業、或いは産業廃棄物の分別作業といった塵埃が多い環境下での作業を行うことも多い。このような環境で使用される作業機械は、建屋カバー内に侵入した塵埃によって熱交換器の冷却性能が低下するのを防止するために、建屋カバーの開口と熱交換器との間に防塵フィルタを配置するのが一般的である。 Conventionally, working machines such as hydraulic excavators have been used in dusty environments such as collecting wood chips and coal in the holds of transport ships, dismantling and disposing of metal scraps, and sorting industrial waste. I often work underneath. A work machine used in such an environment should have a dust filter installed between the opening of the building cover and the heat exchanger to prevent the cooling performance of the heat exchanger from deteriorating due to dust entering the building cover. is generally placed.
ここで、防塵フィルタに塵埃が付着して目詰まりを起こすと、建屋カバー内への冷却風の流入量が減るので、防塵フィルタを定期的に清掃する必要ある。例えば特許文献1には、建屋カバーの開放が検出されると冷却ファンの逆回転を禁止し、建屋カバーの閉塞が検出された場合にのみ冷却ファンの逆回転を許容することによって、より安全に防塵フィルタの清掃作業を行うことができる技術が開示されている。
Here, if the dust-proof filter is clogged with dust, the amount of cooling air flowing into the building cover is reduced, so the dust-proof filter needs to be cleaned periodically. For example, in
しかしながら、特許文献1の技術では、「建屋カバーが開放されている」という限定された条件でのみ、冷却ファンの逆回転が禁止される。そのため、油圧ショベルの周囲で作業をする作業者がより安全に作業を行うために改善の余地があった。
However, in the technique disclosed in
本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、防塵フィルタの目詰まりを解消する処理を、適切なタイミングで実行可能な作業機械を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a working machine capable of executing a process for removing clogging of a dust filter at an appropriate timing.
上記目的を達成するために、本発明は、自走可能な車体と、前記車体の内部空間を覆うと共に、空気を流通させる開口を有する建屋カバーと、前記内部空間に収容されて、前記車体の外部から前記開口を通じて前記内部空間に冷却風を流入させる順流状態、及び前記内部空間から前記開口を通じて前記車体の外部に空気を排出させる逆流状態に切り換え可能な冷却ファンと、前記内部空間に収容されて、前記車体の搭載機器に供給される流体を冷却風と熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器より冷却風の流通方向の上流側に配置される防塵フィルタとを備える作業機械であって、前記車体の周囲で且つ前記開口に対面する位置を含む検知範囲に存在する人を検知する障害物検知装置と、前記防塵フィルタの空気の流通状態を検出する防塵フィルタ詰まり検出装置と、前記冷却ファンの状態を切り換えるコントローラとを備え、前記コントローラは、前記防塵フィルタ詰まり検出装置の検出結果により防塵フィルタの空気の流通性能が所定値を下回ったか否かを判定し、前記防塵フィルタ詰まり検出装置の検出結果により流通性能が所定値を下回ったと判定され、且つ前記障害物検知装置によって人が検知されない場合に、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換え、前記防塵フィルタ詰まり検出装置の検出結果により流通性能が所定値を下回ったと判定され、且つ前記障害物検知装置によって人が検知された場合に、前記冷却ファンを前記順流状態に維持することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a self-propellable vehicle body, a building cover that covers an internal space of the vehicle body and has an opening for circulating air, a cooling fan that can be switched between a forward flow state in which cooling air flows into the internal space from the outside through the opening and a reverse flow state in which air is discharged from the internal space through the opening to the outside of the vehicle body; a working machine comprising: a heat exchanger for exchanging heat between a fluid supplied to equipment mounted on the vehicle body and cooling air; and a dust filter disposed upstream of the heat exchanger in a direction in which the cooling air flows. an obstacle detection device for detecting a person existing in a detection range around the vehicle body and including a position facing the opening; a dust filter clogging detection device for detecting an air circulation state of the dust filter; a controller for switching the state of the cooling fan, wherein the controller determines whether or not the air circulation performance of the dust filter is below a predetermined value based on the detection result of the dust filter clogging detector, and the dust filter clogging detector. When it is determined that the flow performance has fallen below a predetermined value and the obstacle detection device does not detect a person, the cooling fan is switched from the forward flow state to the reverse flow state, and the dust filter clogging detection device is switched from the forward flow state to the reverse flow state. The cooling fan is maintained in the forward flow state when the detection result determines that the flow performance is below a predetermined value and the obstacle detection device detects a person.
本発明によれば、防塵フィルタの目詰まりを解消する処理を、適切なタイミングで実行することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the process which eliminates clogging of a dustproof filter can be performed at appropriate timing. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
[第1実施形態]
本発明に係る作業機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る作業機械の代表例である油圧ショベル1の斜視図である。なお、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル1に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。また、作業機械の具体例は油圧ショベル1に限定されず、ダンプトラック、ホイールローダ、クレーン車などにも本発明を適用することができる。
[First embodiment]
An embodiment of a working machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a
油圧ショベル1は、下部走行体2と、下部走行体2に支持された上部旋回体3とを備える。下部走行体2及び上部旋回体3は、車体の一例である。下部走行体2は、左右一対のクローラ(無限軌道帯)を備える。そして、走行モータ(図示省略)の駆動により、クローラ8が回転する。これにより、油圧ショベル1が走行する。但し、下部走行体2は、無限軌道に代えて、装輪式であってもよい。
A
上部旋回体3は、旋回モータ(図示省略)によって旋回可能に下部走行体2に支持されている。上部旋回体3は、ベースとなる旋回フレーム5と、旋回フレーム5の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機(作業機)4と、旋回フレーム5の前方左側に配置されたキャブ(運転席)7と、旋回フレーム5の後部に配置されたカウンタウェイト6と、エンジン建屋10とを主に備える。
The upper revolving
フロント作業機4は、上部旋回体3に起伏可能に支持されたブーム4aと、ブーム4aの先端に揺動可能に支持されたアーム4bと、アーム4bの先端に揺動可能に支持されたバケット4cと、ブーム4aを駆動させるブームシリンダ4d,アーム4bを駆動させるアームシリンダ4e,及びバケット4cを駆動させるバケットシリンダ4f等の油圧アクチュエータとを含む。カウンタウェイト6は、フロント作業機4との重量バランスを取るためのもので、上部旋回体3の後端に取り付けられた重量物である。
The
キャブ7には、油圧ショベル1を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ7の内部には、オペレータが着席するシート(図示省略)と、シートに着席したオペレータにより操作される操作装置が配置されている。そして、キャブ7に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、下部走行体2が走行し、上部旋回体3が旋回し、フロント作業機4が動作する。
The
より詳細には、操作装置は、走行レバー7a及び旋回レバー7b(図5参照)を含む。走行レバー7aは、下部走行体2を走行(前進、後退、旋回)させるオペレータの操作に対応する操作信号を、後述するコントローラ50(図5参照)に出力する。旋回レバー7bは、上部旋回体3を旋回(右旋回、左旋回)させるオペレータの操作に対応する操作信号を、コントローラ50に出力する。
More specifically, the operating device includes a
エンジン建屋10は、フロント作業機4及びキャブ7より後方で、カウンタウェイト6より前方において、旋回フレーム5に設けられている。また、エンジン建屋10は、旋回フレーム5の左右方向の全域に延設されている。そして、エンジン建屋10は、建屋カバー11、12、13によって覆われることで、エンジン室や冷却室等の内部空間が形成される。
The
建屋カバー11は、エンジン建屋10の上方を覆う。建屋カバー12は、エンジン建屋10の側面の後半分を覆う。建屋カバー13は、エンジン建屋10の側面の前半分を覆う。また、建屋カバー12、13には、エンジン建屋10の内外を連通させる開口12a、13aが設けられている。すなわち、エンジン建屋10の内外は、開口12a、13aを通じて空気が流通する。
The
開口12a、13aは、エンジン建屋10の内部空間に冷却風を取り込む吸気口として機能する。また、開口12a、13aから取り込まれた冷却風は、エンジン建屋10の内部空間に収容された搭載機器の間を通過して、エンジン建屋10の右端に設けられた開口(図示省略)を通じて、エンジン建屋10から排出される。そこで第1実施形態では、エンジン建屋10の内部空間の左から右に向かう向きを、「冷却風の流通方向」と定義する。さらに、開口12a、13aは、後述する各ファン26、27が逆回転された場合には、エンジン建屋10の内部空間から排気風を排出する排気口としても機能する。
The
図2は、エンジン建屋10の内部構造を模式的に表す斜視図である。図3は、エンジン建屋10の内部構造を模式的に表す平面図である。図4は、建屋カバー11を取り付けた状態の上部旋回体3の平面図である。図5は、油圧ショベル1のブロック図である。図6は、空気差圧センサ44の構成を示す図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the internal structure of the
エンジン建屋10の内部空間には、図3及び図4に示すように、エンジン21と、作動油タンク22と、油圧ポンプ23と、ラジエータ24と、オイルクーラ25と、第1冷却ファン26と、第2冷却ファン27と、第1フィルタ28と、第2フィルタ29とが収容されている。
3 and 4, the internal space of the
エンジン建屋10の内部空間の後方側(すなわち、建屋カバー12に対面する領域)には、第1フィルタ28、ラジエータ24、第1冷却ファン26、エンジン21、及び油圧ポンプ23が、冷却風の流通方向の上流側から下流側に向けてこの順に配置されている。すなわち、開口12aを通じてエンジン建屋10の内部空間に流入する冷却風の流通方向において、第1フィルタ28は、ラジエータ24より上流側に配置されている。
A
また、エンジン建屋10の内部空間の前方左側(すなわち、建屋カバー13に対面する領域)には、第2フィルタ29、オイルクーラ25、及び第2冷却ファン27が、冷却風の流通方向の上流側から下流側に向けてこの順に配置されている。すなわち、開口13aを通じてエンジン建屋10の内部空間に流入する冷却風の流通方向において、第2フィルタ29は、オイルクーラ25より上流側に配置されている。さらに、エンジン建屋10の内部空間の前方右側には、作動油タンク22が配置されている。
A
エンジン21は、油圧ショベル1を動作させるための駆動力を発生させる。作動油タンク22は、油圧ポンプ23に供給する作動油を貯留する。油圧ポンプ23は、エンジン21の駆動力が伝達されることによって回転し、作動油タンク22に貯留された作動油を油圧アクチュエータ(走行モータ、旋回モータ、油圧シリンダ4d~4f、及び油圧モータ31)に圧送する。エンジン21及び油圧ポンプ23は、油圧ショベル1の搭載機器の一例である。
The
エンジン21は、化石燃料を燃焼させて駆動力を発生させるので、駆動時に熱を発生させる。そこで、エンジン21の内部には、冷却液が通過する冷却液通路が形成されている。冷却液は、ラジエータ24から供給され、冷却液通路を通過してエンジン21を冷却した後、再びラジエータ24に還流する。ラジエータ24は、エンジン21に供給される冷却液(流体)を、第1冷却ファン26によって供給される冷却風と熱交換させる熱交換器の一例である。
Since the
また、油圧ポンプ23から圧送される作動油は、圧力の上昇によって高温になる。そこで、油圧アクチュエータから排出される作動油は、作動油タンク22に還流する前に、オイルクーラ25で冷却される。オイルクーラ25は、油圧アクチュエータから作動油タンク22に還流する作動油(流体)を、第2冷却ファン27によって供給される冷却風と熱交換させる熱交換器の一例である。
Moreover, the hydraulic oil pressure-fed from the
なお、熱交換器は、エンジン21に供給される冷却液を冷却するラジエータ24、油圧アクチュエータに供給される作動油を冷却するオイルクーラ25のみならず、ターボチャージャ(図示省略)からの過給空気(流体)を冷却するインタークーラ、エアコンの冷媒(流体)を冷却するコンデンサなどであってもよい。
The heat exchanger includes not only a
第1冷却ファン26は、ラジエータ24に対面する位置に配置されている。第2冷却ファン27は、オイルクーラ25に対面する位置に配置されている。そして、第1冷却ファン26及び第2冷却ファン27は、それぞれが順流状態及び逆流状態に切り換え可能に構成されている。
The
順流状態とは、油圧ショベル1の外部から開口12a、13aを通じてエンジン建屋10の内部空間に冷却風を流入させる状態である。一方、逆流状態とは、エンジン建屋10の内部空間から開口12a、13aを通じて油圧ショベル1の外部に空気を排出させる状態である。
The forward flow state is a state in which cooling air flows from the outside of the
第1冷却ファン26は、例えば、エンジン21の駆動力が伝達されて回転する。そして、第1冷却ファン26は、例えば、後述するコントローラ50(図5参照)の制御に従って、エンジン21の駆動力を伝達する伝達装置(ギヤ、ベルト等)の連結状態が切り換えられることによって、正回転と逆回転とに切り換えられる。本明細書では、後述する第2冷却ファン27を含めて各ファン26、27が正回転された場合の冷却風の流れの状態を順流状態とし、各ファン26、27が逆回転された場合の冷却風の流れの状態を逆流状態として説明する。
The driving force of the
一方、第2冷却ファン27は、油圧モータ31の駆動力が伝達されて回転する。油圧モータ31は、油圧ポンプ23から作動油が供給されることによって、回転駆動される。また、油圧ポンプ23から油圧モータ31に至る作動油の流路には、電磁切換弁32が配置されている。電磁切換弁32は、コントローラ50の制御に従って、位置A及び位置Bに切換可能に構成されている。
On the other hand, the driving force of the
位置Aは、油圧モータ31を第1方向に回転させる向きに作動油を供給する位置である。位置Bは、油圧モータ31を第1方向と逆向きの第2方向に回転させる向きに作動油を供給する位置である。電磁切換弁32の初期位置は位置Aである。そして、電磁切換弁32は、ソレノイド32aに制御電圧が印加されることによって、位置Aから位置Bに切り換えられる。さらに、電磁切換弁32は、ソレノイド32aへの制御電圧の印加が停止すると、位置Bから位置Aに戻る。
Position A is a position where hydraulic fluid is supplied in a direction that rotates the
そして、第2冷却ファン27は、油圧モータ31の回転方向が切り換えられることによって、順流状態と逆流状態とに切り換えられる。すなわち、第2冷却ファン27は、油圧モータ31が第1方向に回転(電磁切換弁32が位置A)するとき、順流状態となる。また、第2冷却ファン27は、油圧モータ31が第2方向に回転(電磁切換弁32が位置B)するとき、逆流状態となる。
The
第1フィルタ28は、開口12aとラジエータ24との間に配置されている。第2フィルタ29は、開口13aとオイルクーラ25との間に配置されている。第1フィルタ28及び第2フィルタ29は、開口12a、13aを通じてエンジン建屋10の内部に進入する冷却風及び塵埃のうち、冷却風の通過を許容し、塵埃の通過を阻止する。第1フィルタ28及び第2フィルタ29は、防塵フィルタの一例である。
A
さらに、油圧ショベル1は、図4及び図5に示すように、赤外線センサ(障害物検知装置)41、42と、作動油温センサ43と、空気差圧センサ44、45と、回転灯(報知装置)46と、スピーカ(報知装置)47とを備える。作動油温センサ43及び空気差圧センサ44、45は、第1フィルタ28及び第2フィルタ29の空気の流通状態を検出する防塵フィルタ詰まり検出装置の一例である。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the
赤外線センサ41、42は、油圧ショベル1の周囲の検知範囲41a、42aに存在する人を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ50に出力する。より詳細には、赤外線センサ41、42は、検知範囲41a、42a内から放出される赤外線を検知する。赤外線センサ41、42は、上部旋回体3の幅方向の内側において、建屋カバー11に設置されている。また、赤外線センサ41、42は、上部旋回体3の左方を向いている。
The
検知範囲41a、42aは、例えば、赤外線センサ41、42を要の位置とする扇形の領域である。また、検知範囲41a、42aは、開口12a、13aから排気される排気風に晒される可能性のある領域である。検知範囲41aは、開口12aの位置を含む。検知範囲42aは、開口13aの位置を含む。
The detection ranges 41a and 42a are, for example, fan-shaped areas with the
第1実施形態では、開口12a、13aを通じて排出される排気風を受ける範囲を2mとして、検知範囲41a、42aの半径を2mとしてもよい。さらに、排気風を受ける範囲に近づく人を事前に検知するために、検知範囲41a、42aの半径を2m+1.25mとしてもよい。但し、粉塵の種類ごとに飛散距離が変わるので、検知範囲41a、42aの半径は、油圧ショベル1の使用環境(塵埃の種類)に応じて変更可能としてもよい。
In the first embodiment, the range receiving the exhaust air discharged through the
作動油温センサ43は、作動油の温度を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ50に出力する。作動油温センサ43の設置位置は、例えば、作動油タンク22、オイルクーラ25の入口、或いはオイルクーラ25の出口等が考えられる。
The hydraulic
空気差圧センサ45は、第2フィルタ29の両側の空気圧の差を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ50に出力する。空気差圧センサ45は、例えば図6に示すように、第2フィルタ29より冷却風の流通方向の上流に配置される第1センサ45aと、第2フィルタ29より冷却風の流通方向の下流に配置される第2センサ45bとを含む。
The differential
第1センサ45a及び第2センサ45bは、設置位置における空気圧(より詳細には、風圧、風速など)を検知する。そして、空気差圧センサ45は、第1センサ45aで検知した空気圧と、第2センサ45bで検知した空気圧との差を、空気差圧として検知する。空気差圧センサ44は、第1フィルタ28の両側の空気圧の差を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ50に出力する。空気差圧センサ44の具体的な構成は、空気差圧センサ45と共通する。
The
回転灯46は、コントローラ50の制御に従って、点灯しながら回転する。回転灯46は、検知範囲41a、42aに存在する人から視認し得る位置に設置される。第1実施形態に係る回転灯46は、キャブ7の上面に設置される。スピーカ47は、コントローラ50の制御に従って、音声を出力する。スピーカ47は、検知範囲41a、42aに存在する人に音声が聞こえる位置に設置される。第1実施形態に係るスピーカ47は、赤外線センサ41、42の間において、上部旋回体3の左方に向けて建屋カバー11上に設置される。
The revolving
コントローラ50は、CPU(Central Processing Unit)51、ROM(Read Only Memory)52、及びRAM(Random Access Memory)53を備える。コントローラ50は、ROM52に格納されたプログラムコードをCPU51が読み出して実行することによって、後述する処理を実現する。RAM53は、CPU51がプログラムを実行する際のワークエリアとして用いられる。
The
但し、コントローラ50の具体的な構成はこれに限定されず、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアによって実現されてもよい。
However, the specific configuration of the
コントローラ50は、走行レバー7a及び旋回レバー7bから出力される操作信号、赤外線センサ41、42、作動油温センサ43、及び空気差圧センサ44、45から出力される検知信号に基づいて、電磁切換弁32の位置を切り換えると共に、回転灯46及びスピーカ47を作動させる。
The
図7は、フィルタ清掃処理のフローチャートである。コントローラ50は、エンジン21が始動している期間において、所定の時間が経過する度にフィルタ清掃処理を実行する。フィルタ清掃処理の開始時点において、電磁切換弁32は位置A(第2冷却ファン27が順流状態)である。すなわち、開口13aを通じて油圧ショベル1の外部からエンジン建屋10の内部空間に冷却風が流入し、オイルクーラ25において作動油と冷却風との間で熱交換が行われている。
FIG. 7 is a flowchart of filter cleaning processing. While the
コントローラ50は、作動油温センサ43の検知信号で特定される作動油温度Tと、予め定められた閾値温度Tthとを比較する(S11)。閾値温度Tthは、第2フィルタ29が目詰まりを起こしていない状態で油圧アクチュエータを動作させた場合の作動油温度Tの上限値より高く、且つ油圧回路がオーバーヒートする温度より低く設定される。そして、閾値温度Tthは、ROM52に記憶されている。
The
開口13aを通じてエンジン建屋10の内部空間に冷却風が取り込まれる際に、塵埃も一緒に取り込まれる。そして、第2フィルタ29は、開口13aから取り込まれた冷却風及び塵埃のうち、冷却風を通過させ、塵埃を捕集する。その結果、時間の経過と共に第2フィルタ29に目詰まりが起こる。第2フィルタ29に目詰まりが起こると、第2フィルタ29の空気の流通性能が低下する。その結果、オイルクーラ25における熱交換効率が低下して、作動油温度Tが上昇する。
When the cooling air is drawn into the internal space of the
そこで、コントローラ50は、作動油温度Tが閾値温度Tth未満である場合に(S11:No)、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定値以上であると判定して、ステップS12以降の処理を実行せずに、フィルタ清掃処理を終了する。すなわち、コントローラ50は、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定値以上である場合に、第2フィルタ29の清掃を行わない。
Therefore, when the hydraulic oil temperature T is less than the threshold temperature Tth (S11: No), the
一方、コントローラ50は、作動油温度Tが閾値温度Tth以上である場合に(S11:Yes)、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定を下回ったと判定する。そして、コントローラ50は、赤外線センサ42によって検知範囲42aに人が検知されたか否かを判定する(S12)。また、コントローラ50は、走行レバー7a及び旋回レバー7bの操作信号に基づいて、下部走行体2が走行しているか否か及び上部旋回体3が旋回しているか否かを判定する(S13)。
On the other hand, when the hydraulic oil temperature T is equal to or higher than the threshold temperature Tth (S11: Yes), the
次に、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知された場合(S12:Yes)、ステップS14以降の処理の実行を待機して、電磁切換弁32を位置A(すなわち、第2冷却ファン27を順流状態)に維持する。また、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知されておらず(S12:No)、下部走行体2が走行しているか又は上部旋回体3が旋回していると判定した場合も(S13:Yes)、ステップS14以降の処理の実行を待機して、電磁切換弁32を位置Aに維持する。
Next, when a person is detected by the infrared sensor 42 (S12: Yes), the
一方、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知されず、且つ下部走行体2及び上部旋回体3の両方が停止していると判定した場合に(S12:No&S13:No)、ソレノイド32aで制御電圧を印加して、電磁切換弁32を位置Aから位置B(すなわち、第2冷却ファン27を順流状態から逆流状態)に切り換える(S14)。ソレノイド32aへの制御電圧の印加は、後述するステップS18を実行するまで継続される。
On the other hand, when the
これにより、エンジン建屋10の内部空間から開口13aを通じて油圧ショベル1の外部に排気風が排出される。そして、この排気風は、第2フィルタ29を通過する際に、第2フィルタ29に捕集された塵埃を取り込んで油圧ショベル1の外部に排出する。すなわち、第2冷却ファン27を逆流状態にすることによって、第2フィルタ29の目詰まりが解消される。
As a result, exhaust air is discharged from the internal space of the
次に、コントローラ50は、電磁切換弁32を位置Bに維持した状態で、赤外線センサ42によって検知範囲42aに人が検知されたか否か(S15)、下部走行体2及び上部旋回体3が動作を開始したか否か(S16)、及び電磁切換弁32を位置Bに切り換えてから予め定められた閾値時間が経過したか否かを判定する(S17)。ステップS15、S16の処理は、前述したステップS12、S13と共通する。また、コントローラ50は、ステップS14において、閾値時間に設定したタイマ(図示省略)をスタートさせればよい。
Next, the
そして、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知されず、且つ下部走行体2及び上部旋回体3の両方が停止していると判定した場合(S15:No&S16:No)、閾値時間が経過するまで(S17:No)、電磁切換弁32を位置B(すなわち、第2冷却ファン27を逆流状態)に維持する。
When the
次に、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知されず、且つ下部走行体2及び上部旋回体3の両方が停止している状態で(S15:No&S16:No)、閾値時間が経過した場合に(S17:Yes)、ソレノイド32aへの制御電圧の印加を停止して、電磁切換弁32を位置Bから位置A(すなわち、第2冷却ファン27を逆流状態から順流状態)に切り換える(S18)。そして、コントローラ50は、フィルタ清掃処理を終了する。
Next, when the
一方、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知された場合(S15:Yes)、下部走行体2が走行を開始したか又は上部旋回体3が旋回を開始したと判定した場合に(S16:Yes)、閾値時間が経過するのを待たずに、電磁切換弁32を位置Bから位置A(すなわち、第2冷却ファン27を逆流状態から順流状態)に切り換えて(S18)、フィルタ清掃処理を終了する。すなわち、コントローラ50は、第2冷却ファン27の逆流状態を途中で中止する。
On the other hand, when the
第1実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。 According to 1st Embodiment, there exist the following effects, for example.
第1実施形態によれば、検知範囲42aに人が存在する場合に(S12:Yes)、電磁切換弁32を位置Aから位置B(すなわち、第2冷却ファン27を順流状態から逆流状態)に切り換えない。これにより、検知範囲42aで作業をする作業者が塵埃を含む排気風を受けて、作業に支障をきたすことを防止できる。
According to the first embodiment, when a person is present in the
また、第1実施形態によれば、下部走行体2が走行しているか又は上部旋回体3が旋回している場合に(S13:Yes)、電磁切換弁32を位置Aから位置Bに切り換えない。これは、直前まで検知範囲42a外で作業をしていた作業員が、下部走行体2及び上部旋回体3の動作によって検知範囲42a内に入る可能性があるからである。これにより、検知範囲42aで作業をする作業者が塵埃を含む排気風を受けて、作業に支障をきたすことを、さらに有効に防止できる。
Further, according to the first embodiment, when the
また、第1実施形態では、第2冷却ファン27を逆流状態にしている間に、検知範囲42aで人を検知した場合(S15:Yes)、及び下部走行体2及び上部旋回体3が動作を開始した場合(S16:Yes)に、第2冷却ファン27を逆流状態から順流状態に切り換える。これにより、事後的に検知範囲42aに入った人が排気風を受けるのを防止することができる。
Further, in the first embodiment, when a person is detected in the
なお、第1実施形態では、作動油温度Tに基づいて第2フィルタ29の空気の流通性能を判定する例を説明したが、ステップS11の処理はこれに限定されない。他の例として、コントローラ50は、空気差圧センサ45の検知信号に基づいて、第2フィルタ29の空気の流通性能を判定してもよい。すなわち、コントローラ50は、ステップS11において、第2フィルタ29の両側の空気差圧Pと、予め定められた閾値差圧Pthとを比較すればよい。
In the first embodiment, an example in which the air circulation performance of the
第2フィルタ29が目詰まりを起こすと、第2フィルタ29を通過する冷却風の量が減少する。その結果、第2フィルタ29の目詰まりが進むほど、空気差圧Pが大きくなる。そこで、コントローラ50は、空気差圧Pが閾値差圧Pth未満の場合に、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定値以上だと判定すればよい。一方、コントローラ50は、空気差圧Pが閾値差圧Pth以上の場合に、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定値を下回ったと判定すればよい。
When the
さらに、コントローラ50は、ステップS11において、作動油温度Tと空気差圧Pとの両方に基づいて、第2フィルタ29の空気の流通性能を判定してもよい。すなわち、コントローラ50は、作動油温度Tが閾値温度Tth未満で且つ空気差圧Pが閾値差圧Pth未満の場合に、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定値以上だと判定すればよい。一方、コントローラ50は、作動油温度Tが閾値温度Tth未満か又は空気差圧Pが閾値差圧Pth以上の場合に、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定値を下回ったと判定すればよい。
Further, the
また、第1実施形態のステップS13、S16では、下部走行体2の走行及び上部旋回体3の旋回を監視する例を説明したが、フロント作業機4の動作をさらに監視してもよい。第2冷却ファン27を逆流状態にすると、エンジン建屋10の内部空間への冷却風の供給が停止するので、オイルクーラ25の熱交換効率が下がって、作動油温度Tが上昇する。そこで、フロント作業機4を停止させた状態で第2冷却ファン27を逆流状態にすることによって、作動油温度Tが上がり過ぎるのを防止できる。
Further, in steps S13 and S16 of the first embodiment, an example of monitoring the travel of the
また、コントローラ50は、ステップS16に代えて、第2冷却ファン27が逆流状態の間、油圧アクチュエータの動作を規制してもよい。より詳細には、コントローラ50は、油圧ポンプ23から油圧アクチュエータに至る油路を遮断して、操作装置から操作信号を受信しても油圧アクチュエータを動作させないようにしてもよい。
Further, instead of step S16, the
また、検知装置の具体例は、赤外線センサ41、42に限定されず、マイクロ波や超音波などの他の周波数帯域の電磁波を用いて、検知範囲41a、42aの人を検知するものであってもよい。さらに、検知装置は、電磁波を用いて人を検知するものに限定されない。
Further, specific examples of the detection device are not limited to the
他の例として、検知装置は、検知範囲41a、42aを撮影するカメラでもよい。すなわち、コントローラ50は、ステップS12、S15において、カメラが撮影した映像を画像処理して、検知範囲41a、42aに人が存在するか否かを判定してもよい。さらに他の例として、検知装置は、RFIDタグが送信する無線信号を受信するアンテナでもよい。そして、油圧ショベル1の周囲で作業をする作業者には、所定の距離(すなわち、検知範囲41a、42a)まで到達する無線信号を出力するRFIDタグを携帯させてもよい。
As another example, the sensing device may be a camera that captures the
また、第1実施形態では、第2冷却ファン27の状態を適切なタイミングで切り換えて、第2フィルタ29の目詰まりを解消する処理を説明した。しかしながら、図7に示すフィルタ清掃処理は、第1冷却ファン26の状態を適切なタイミングで切り換えて、第1フィルタ28の目詰まりを解消するのにも適用できる。この場合、ステップS11では冷却水の温度を検知する温度センサ(図示省略)を利用し、ステップS12、S15では赤外線センサ41の検知信号を利用すればよい。
Further, in the first embodiment, the process of switching the state of the
また、第1実施形態では、第1冷却ファン26をエンジン21の駆動力で回転させ、第2冷却ファン27を油圧モータ31の駆動力で回転させる例を説明した。しかしながら、第1冷却ファン26及び第2冷却ファン27それぞれは、エンジン21、油圧モータ31、及び電動モータ(図示省略)のいずれかで回転されればよい。
Further, in the first embodiment, an example in which the driving force of the
さらに、第1実施形態では、第1冷却ファン26及び第2冷却ファン27の回転方向を切り換えることによって、順流状態と逆流状態とを切り換える例を説明した。他の例として、第1冷却ファン26及び第2冷却ファン27は、放射状に延びる複数の羽根の傾きを変更する機構を有していてもよい。そして、コントローラ50は、ステップS14、S18において、羽根の傾きを切り換えるアクチュエータを作動させることによって、順流状態と逆流状態とを切り換えてもよい。
Furthermore, in the first embodiment, the forward flow state and the reverse flow state are switched by switching the rotation directions of the
[第2実施形態]
次に図8を参照して、第2実施形態に係る油圧ショベル1の処理を説明する。図8は、報知処理のフローチャートである。なお、第1実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。第2実施形態に係る油圧ショベル1は、図8に示す報知処理をさらに実行する点で第1実施形態と相違し、その他の点で第1実施形態と共通する。
[Second embodiment]
Next, with reference to FIG. 8, processing of the
報知処理は、開口13aを通じて排気風が排出されることを、油圧ショベル1の周囲の作業員に報知する処理である。コントローラ50は、例えば、図7のAのタイミングで報知処理を実行する。すなわち、コントローラ50は、第2フィルタ29の空気の流通性能が所定を下回ったと判定した場合に(S11:Yes)、ステップS12、S13の処理を実行する前に報知処理を実行する。
The notification process is a process of notifying workers around the
まず、コントローラ50は、第1段階の報知を実行する(S21)。そして、コントローラ50は、予め定められた時間t1(例えば、60sec)が経過するまで(S22:No)、第1段階の報知を継続する。すなわち、コントローラ50は、ステップS21において、時間t1に設定したタイマーをスタートさせる。
First, the
第1段階の報知は、開口13aを通じて排気風が排出されるので、検知範囲42aから離れることを作業者に促す処理である。コントローラ50は、例えばステップS21において、回転灯46を回転させると共に、スピーカ47に短音(ピッ、ピッ、ピッ、ピッ・・・)を出力させる。
The first-stage notification is a process for prompting the operator to leave the
次に、コントローラ50は、第1段階の報知を開始してから時間t1が経過した場合に(S22:Yes)、第1段階の報知から第2段階に移行する(S23)。すなわち、コントローラ50は、第1段階の報知を終了して、第2段階の報知を開始する。そして、コントローラ50は、予め定められた時間t2(例えば、5sec)が経過するまで(S24:No)、以降の処理の実行を待機する。すなわち、コントローラ50は、ステップS23において、時間t2に設定したタイマーをスタートさせる。
Next, when time t1 has elapsed since the start of the first -stage notification (S22: Yes), the
第2段階の報知は、検知範囲42aから直ちに離れることを促す処理であって、第1段階の報知より切迫感の強い報知である。コントローラ50は、例えばステップS23において、回転灯46を回転させると共に、スピーカ47に長音(ピー、ピー、ピー、ピー・・・)を出力させる。また、第2段階の報知では、回転灯46の回転速度が第1段階の報知より速くてもよいし、スピーカ47から出力する音声が第1段階の報知より大きくてもよい。
The second-stage notification is a process for prompting the user to leave the
次に、コントローラ50は、第2段階の報知を開始してから時間t2が経過した場合に(S24:Yes)、報知処理を終了して、ステップS12以降の処理を実行する。一例として、コントローラ50は、時間t2が経過したタイミングで第2段階の報知を終了してもよい。他の例として、コントローラ50は、電磁切換弁32を位置Aに戻すまで(S18)、第2段階の報知を継続し、ステップS18の後に第2段階の報知を終了してもよい。
Next, when time t2 has elapsed since the start of the second -stage notification (S24: Yes), the
第2実施形態によれば、第2冷却ファン27を逆流状態にするのに先立って、検知範囲42aから離れることが作業員に報知される。これにより、検知範囲42aで作業をする作業者が塵埃を含む排気風を受けて作業に支障をきたすことを、さらに有効に防止できる。また、第2冷却ファン27を順流状態に切り換えるまで第2段階の報知を継続すれば、事後的に検知範囲42aに人が入るのを防止できる。
According to the second embodiment, the operator is notified of the departure from the
なお、報知処理の実行タイミングは、図7のAに限定されず、第2冷却ファン27を順流状態から逆流状態に切り換える前であれば、任意のタイミングであってもよい。他の例として、コントローラ50は、図7のBのタイミングで報知処理を実行してもよい。
The execution timing of the notification process is not limited to A in FIG. 7, and may be any timing as long as it is before the
すなわち、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知された場合(S12:Yes)、下部走行体2が走行しているか又は上部旋回体3が旋回していると判定した場合に(S13:Yes)、報知処理を実行すればよい。これにより、検知範囲42aにいる作業員及びこれから検知範囲42aに入る可能性がある作業員に、検知範囲42aから出ることを促すことができる。
That is, when the
一方、コントローラ50は、赤外線センサ42によって人が検知されず、且つ下部走行体2及び上部旋回体3の両方が停止していると判定した場合に(S12:No&S13:No)、報知処理を実行しない。このように、作業員が排気風を受ける可能性が低い場合に報知処理を省略することにより、第2冷却ファン27の目詰まりを迅速に解消することができる。
On the other hand, when the
上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。 The above-described embodiments are illustrative examples of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the invention in various other forms without departing from the spirit of the invention.
1 油圧ショベル(作業機械)
2 下部走行体
3 上部旋回体
5 旋回フレーム
4 フロント作業機
4a ブーム
4b アーム
4c バケット
4d,4e,4f 油圧シリンダ
6 カウンタウェイト
7 キャブ
7a 走行レバー
7b 旋回レバー
10 エンジン建屋
11,12,13 建屋カバー
12a,12b 開口
21 エンジン
22 作動油タンク
23 油圧ポンプ
24 ラジエータ
25 オイルクーラ
26 第1冷却ファン
27 第2冷却ファン
28 第1フィルタ
29 第2フィルタ
31 油圧モータ
32 電磁切換弁
32a ソレノイド
41,42 赤外線センサ(障害物検知装置)
43 作動油温センサ(防塵フィルタ詰まり検出装置)
44,45 空気差圧センサ(防塵フィルタ詰まり検出装置)
45a 第1センサ
45b 第2センサ
46 回転灯(報知装置)
47 スピーカ(報知装置)
50 コントローラ
51 CPU
52 ROM
53 RAM
1 Hydraulic excavator (work machine)
2 lower traveling
43 Hydraulic oil temperature sensor (dust filter clogging detection device)
44, 45 Air differential pressure sensor (dust filter clogging detector)
45a
47 speaker (notification device)
50
52 ROMs
53 RAM
Claims (5)
前記車体の内部空間を覆うと共に、空気を流通させる開口を有する建屋カバーと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の外部から前記開口を通じて前記内部空間に冷却風を流入させる順流状態、及び前記内部空間から前記開口を通じて前記車体の外部に空気を排出させる逆流状態に切り換え可能な冷却ファンと、
前記内部空間に収容されて、前記車体の搭載機器に供給される流体を冷却風と熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換器より冷却風の流通方向の上流側に配置される防塵フィルタとを備える作業機械であって、
前記車体の周囲で且つ前記開口に対面する位置を含む検知範囲に存在する人を検知する障害物検知装置と、
前記防塵フィルタの空気の流通状態を検出する防塵フィルタ詰まり検出装置と、
前記冷却ファンの状態を切り換えるコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記防塵フィルタ詰まり検出装置の検出結果により防塵フィルタの空気の流通性能が所定値を下回ったか否かを判定し、
前記防塵フィルタ詰まり検出装置の検出結果により流通性能が所定値を下回ったと判定され、且つ前記障害物検知装置によって人が検知されない場合に、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換え、
前記防塵フィルタ詰まり検出装置の検出結果により流通性能が所定値を下回ったと判定され、且つ前記障害物検知装置によって人が検知された場合に、前記冷却ファンを前記順流状態に維持することを特徴とする作業機械。 a self-propelled vehicle body;
a building cover covering the internal space of the vehicle body and having an opening for circulating air;
It is housed in the internal space and can be switched between a forward flow state in which cooling air flows into the internal space from the outside of the vehicle body through the opening, and a reverse flow state in which air is discharged from the internal space to the outside of the vehicle body through the opening. cooling fan and
a heat exchanger that is housed in the internal space and exchanges heat between a fluid supplied to equipment mounted on the vehicle body and cooling air;
A working machine comprising a dust filter disposed upstream of the heat exchanger in a cooling air flow direction,
an obstacle detection device that detects a person present in a detection range around the vehicle body and including a position facing the opening;
a dust-proof filter clogging detection device that detects the air circulation state of the dust-proof filter;
a controller for switching the state of the cooling fan,
The controller is
determining whether or not the air circulation performance of the dust filter is below a predetermined value based on the detection result of the dust filter clogging detection device;
switching the cooling fan from the forward flow state to the reverse flow state when it is determined by the detection result of the dust filter clogging detection device that the flow performance is below a predetermined value and the obstacle detection device does not detect a person;
The cooling fan is maintained in the forward flow state when it is determined by the detection result of the dust filter clogging detection device that the flow performance is below a predetermined value and when the obstacle detection device detects a person. working machine.
前記コントローラは、前記冷却ファンが前記逆流状態のときに、前記障害物検知装置によって人が検知された場合に、前記冷却ファンを前記逆流状態から前記順流状態に切り換えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1,
The working machine, wherein the controller switches the cooling fan from the reverse flow state to the forward flow state when a person is detected by the obstacle detection device while the cooling fan is in the reverse flow state.
前記車体は、
自走可能な下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に支持され、前記内部空間を有する上部旋回体とを備え、
前記コントローラは、前記防塵フィルタ詰まり検出装置の検出結果により流通性能が所定値を下回ったと判定し、且つ前記障害物検知装置によって人が検知されない場合において、
前記下部走行体及び前記上部旋回体が停止している場合に、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換え、
前記下部走行体が走行しているか又は前記上部旋回体が旋回している場合に、前記冷却ファンを前記順流状態に維持することを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1,
The vehicle body
a self-propelled undercarriage;
an upper revolving body that is rotatably supported by the lower traveling body and has the internal space;
When the controller determines that the distribution performance has fallen below a predetermined value based on the detection result of the dust filter clogging detection device and the obstacle detection device does not detect a person,
switching the cooling fan from the forward flow state to the reverse flow state when the lower traveling body and the upper rotating body are stopped;
A working machine, wherein the cooling fan is maintained in the forward flow state when the lower traveling body is traveling or the upper revolving body is revolving.
前記コントローラは、前記冷却ファンが前記逆流状態のときに、前記下部走行体が走行を開始するか又は前記上部旋回体が旋回を開始した場合に、前記冷却ファンを前記逆流状態から前記順流状態に切り換えることを特徴とする作業機械。 In the working machine according to claim 3,
The controller shifts the cooling fan from the reverse flow state to the forward flow state when the lower traveling body starts traveling or the upper rotating body starts swinging when the cooling fan is in the reverse flow state. A working machine characterized by switching.
前記開口からの空気の排出を前記車体の周囲に報知する報知装置を備え、
前記コントローラは、前記冷却ファンを前記順流状態から前記逆流状態に切り換えるのに先立って、前記報知装置を作動させることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1,
A notification device that notifies the surroundings of the vehicle body of the discharge of air from the opening,
The working machine, wherein the controller activates the notification device prior to switching the cooling fan from the forward flow state to the reverse flow state.
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