建設機械用メンテナンス情報管理装置及び建設機械用メンテナンス情報管理方法
【課題】建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握できるようにする。
【解決手段】特定の作業の作業時に検出された前記消耗品の負荷を代表させる代表値を累積して記憶する記憶手段５６と、記憶手段５６に累積して記憶された負荷代表値に基づいて、当該消耗品のメンテナンス時期に関する情報を導出する導出手段５９が含まれている。記憶手段５６は、吊り作業又はブーム起伏作業によって負荷のかかる油圧ホース類の負荷代表値として、当該作業の作業半径と吊り荷重との積であるモーメントと作業時間とに基づくモーメント時間を累積して記憶する。
【解決手段】特定の作業の作業時に検出された前記消耗品の負荷を代表させる代表値を累積して記憶する記憶手段５６と、記憶手段５６に累積して記憶された負荷代表値に基づいて、当該消耗品のメンテナンス時期に関する情報を導出する導出手段５９が含まれている。記憶手段５６は、吊り作業又はブーム起伏作業によって負荷のかかる油圧ホース類の負荷代表値として、当該作業の作業半径と吊り荷重との積であるモーメントと作業時間とに基づくモーメント時間を累積して記憶する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用メンテナンス情報管理装置及び建設機械用メンテナンス情報管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１〜４に開示されているように、クレーン等の建設機械に設けられている部品の修理又は交換時期についての情報を管理する技術が公知となっている。このうち特許文献１のものでは、油圧ショベルの部位毎の稼働時間を収集しておき、交換部品が関わる部位の稼働時間により、当該交換部品の交換時間間隔についての情報を蓄積するようにしている（文献１の図８等参照）。そして、例えばエンジンオイルフィルタの交換時間間隔を、エンジンの稼働時間ベースでデータベースに格納するようにしている（特許文献１の図９等参照）。特許文献２及び３のものでも、交換部品の関わる部位の稼働時間を蓄積する点で特許文献１と同様である。そして特許文献２では、その蓄積されたデータを基に当該交換部品の修理交換時期を算出し、また特許文献３では、その蓄積されたデータを基に今後の機械管理費用及び機械価値推移を算出するようにしている。
【０００３】
一方、特許文献４では、建設機械を構成する主要部品について、作業内容、作業負荷、稼動環境条件及び使用条件と対応させた評価係数を設定し、この評価係数と、入力された稼働時間情報を基に当該部品の余命を算出している（特許文献４の図７、図１１等参照）。ここで作業内容とは、掘削作業、整地作業等を指し、作業負荷は機械の機種ごとに複数段階に設定され、稼動環境条件とは砂塵地域、高地地域等をいい、使用条件は潤滑油の種類等に応じて選択されると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０７３２１７号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２１２９０号公報
【特許文献３】特開２００４−４６５５０号公報
【特許文献４】特開２００２−９９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１〜３のものでは、エンジン、アタッチメント等の部位ごとの稼働時間データを基に各部品の修理交換時期等を取得している。しかしながら、単に稼働時間を考慮するだけでは、部品の消耗度合いを的確に把握することは困難である。すなわち、エンジンが稼動しているといってもその負荷は作業時と待機時とでは大きく異なるため、それに応じて部品の消耗度合いも大きく異なる。このため、単に稼働時間を考慮するだけでは建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握することは困難であるという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献４に開示されているシステムでは、主要部品についての余命を算出するに際し、作業負荷等が考慮されている。しかしながら、この作業負荷等は予め設定されるものなので、作業負荷等を考慮するからといって、作業時に実際に主要部品にかかる負荷を的確に把握できるものではない。このため、このものでも建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握することは困難であるという問題が残されている。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する装置であって、巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶する記憶手段と、前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出手段が含まれている。
【０００９】
本発明では、クレーンの消耗品としての巻上げウィンチのワイヤロープについてのメンテナンス時期を的確に把握することが可能となる。また、本発明では、ワイヤロープ自体の寿命に基づくメンテナンス時期を推定することが可能となる。
【００１０】
そして、前記記憶手段は、吊り作業の作業回数を累積して記憶するのが好ましく、この場合には、前記導出手段は、前記記憶手段に累積して記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出するのが好ましい。
【００１１】
また、前記記憶手段は、巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積して記憶するのが好ましく、この場合には、前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出するのが好ましい。
【００１２】
吊り作業によって巻上げウィンチに実際にかかった負荷は、この巻上げウィンチのオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本態様では、巻上げウィンチの負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチのオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該オイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００１３】
また、前記記憶手段は、ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時にブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶するのが好ましく、この場合には、前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出するのが好ましい。
【００１４】
ブームを起伏させる際にブーム起伏用ウィンチに実際にかかった負荷は、ブーム起伏用ウィンチのオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本態様では、ブーム起伏用ウィンチの負荷率とブーム起伏作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチのオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該オイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００１５】
また、本発明は、クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する方法であって、巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶するステップと、前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップとが含まれている。
【００１６】
本発明では、建設機械の消耗品としての巻上げウィンチのワイヤロープについてのメンテナンス時期を的確に把握することが可能となる。また、本発明では、ワイヤロープ自体の寿命に基づくメンテナンス時期を推定することが可能となる。
【００１７】
ここで、メンテナンス情報管理方法には、吊り作業の作業回数を累積して記憶する蓄積ステップと、前記記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれているのが好ましい。
【００１８】
また、メンテナンス情報管理方法には、巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に前記巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、吊り作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれているのが好ましい。
【００１９】
また、メンテナンス情報管理方法には、ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時に前記ブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る建設機械用メンテナンス情報管理装置とクレーンの制御器との制御ブロック図である。
【図２】前記クレーンの構成を概略的に示す図である。
【図３】油圧ホース類の設定表示画面を示す図である。
【図４】アワーメータ稼働時間による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図５】経年時間による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図６】負荷代表値による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図７】作業回数による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図８】アワーメータ稼働時間によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図９】経年時間によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図１０】負荷代表値によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図１１】作業回数によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図１２】アワーメータ稼働時間によるギアオイル類の管理画面を示す図である。
【図１３】経年時間によるギアオイル類の管理画面を示す図である。
【図１４】負荷代表値によるギアオイル類の管理画面を示す図である。
【図１５】メンテナンス情報管理に関するクレーンの動作制御を示すフロー図である。
【図１６】メンテナンス情報管理に関する情報管理装置の動作制御を示すフロー図である。
【図１７】本発明の実施形態３に係る情報管理装置が適用されたクレーンの構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る建設機械用メンテナンス情報管理装置の一実施形態と、この情報管理装置１と通信可能な建設機械の一例としてのクレーン１０とを概略的に示している。情報管理装置１は、例えば管理センタ５に設けられている。情報管理装置１の詳細については後述することとし、まずクレーン１０の構成について図２を参照しつつ説明する。
【００２４】
クレーン１０は、図２に示すように、クレーン本体１１と、このクレーン本体１１に装着されるアタッチメント１２とからなっている。クレーン本体１１は、クローラ式の下部走行体１４と、この下部走行体１４上に縦軸（旋回軸）まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体１５とを備えている。下部走行体１４には、左右のクローラ１７を個別に駆動する走行モータ１９が設けられている。
【００２５】
前記アタッチメント１２は、上部旋回体１５に横軸（起伏軸）まわりに起伏可能に支持されたブーム２１を備えている。ブーム２１の先端部には種々のシーブ２３，２４が取り付けられている。本実施形態１では、クレーン１０は、ブーム２１だけで荷物を吊る狭義のクレーン作業形態をとる。
【００２６】
上部旋回体１５には、ブーム２１等を起伏動作させるためのブーム起伏用ウィンチ２６が設けられていて、このウィンチ２６からブーム起伏用のワイヤロープであるブーム起伏ロープ２７が引き出されるようになっている。このブーム起伏ロープ２７の繰り出し、引き込みによりブーム２１を起伏動作させるようになっている。
【００２７】
上部旋回体１５には、主巻ウィンチ３０と補巻ウィンチ３１とが搭載されている。主巻ウィンチ３０は、主巻用のワイヤロープである主巻ロープ３２の繰り出し、引き込みにより主巻フック２８を上げ下げする。主巻ウィンチ３０から引き出された主巻ロープ３２は、ブーム先端のシーブ２３を介して垂下されて多数本掛け状態で主巻フック２８を吊持し、主として大重量物を低速で上げ下げする主巻吊り作業を行うのに利用される。一方、補巻ウィンチ３１は、補巻用のワイヤロープである補巻ロープ３３の繰り出し、引き込みにより補巻フック２９を上げ下げする。補巻ウィンチ３１から引き出された補巻ロープ３３は、補助シーブブラケット３５のシーブ２４から垂下されて補巻フック２９を一本掛け状態で吊持し、主として軽量物を高速で上げ下げする補巻吊り作業を行うのに利用される。なお、主巻吊り作業と補巻吊り作業が同時に行われる場合もある。
【００２８】
運転室内には、オペレータがウィンチ２６，３０，３１を図略の制御弁等を介して操作するための操作レバー３７（図１参照）が設けられている。この操作レバー３７に取り付けた図略のリミットスイッチ（検出手段）の出力信号から各種作業時間を検出するようにしている。この作業時間は、たとえエンジンオンであったとしても、オペレータが、この操作レバー３７を操作していない時間は、ブーム２１等による作業時間に含めない場合と、操作レバー３７を操作していなくても作業時間に含める場合に分かれるが、評価の項目により、適切な計測がなされるものとする。
【００２９】
クレーン１０には、制御器４１（図１参照）が設けられている。この制御器４１には、操作レバー３７、センサ４５，４７，４９、アワーメータ５１等から出力された信号が入力される。センサ４５は、ブーム２１の作業角度αを検出するセンサである。センサ４５としては、例えばエンコーダやポテンショメータが用いられる。センサ４７は、主巻フック２８による吊り荷重Ｗを検出する検出手段としてのセンサである。またセンサ４９は、補巻フック２９による吊り荷重Ｗを検出する検出手段としてのセンサである。これらセンサ４７，４９としては、例えばロードセルが用いられる。また、厳密に言えば、吊り荷重Ｗには各種自重成分が含まれているので、実荷重はこの自重成分を差し引いたものであるが、本実施形態では、説明の簡単化のために、吊り荷重Ｗを実荷重と略等しいものとしている。
【００３０】
制御器４１には、入力信号を計測時刻等と関連付けて記憶する記憶部４１ａと、これらの入力信号に基づいてクレーン１０の種々の動作に関する制御を実行する運転制御部４１ｂと、ウィンチ２６，３０，３１の過負荷を防止する過負荷防止装置４１ｃとが設けられており、運転制御部４１ｂは所定の制御信号をウィンチ２６，３０，３１の上記制御弁等にそれぞれ出力するようになっている。
【００３１】
過負荷防止装置４１ｃは、ブーム２１の作業角度αと、予め記憶部４１ａに記憶したおいたブーム長さＬと、下部走行体１４上における上部旋回体１５の旋回軸からブーム２１の起伏軸までの距離Ｒ０とに基づいて作業半径Ｒを演算する（作業半径の検出手段として機能）。この演算式は、以下のとおりである。
【００３２】
Ｒ＝Ｌ・ｃｏｓ（α）＋Ｒ０ ・・・（１）
また制御器４１には、通信制御部４１ｄが設けられていて、管理センタ５との通信が可能となっており、記憶部４１ａに記憶された各種データを、そのクレーン１０の号機シリアル番号（例えば１号機、２号機、・・・）や機種名称等のデータとともに、所定のタイミングで管理センタ５に送信するようになっている。
【００３３】
なお、制御器４１は、図略のＣＰＵ等を備えており、上記運転制御部４１ｂと、通信制御部４１ｄと、過負荷防止装置４１ｃとは、例えば記憶部４１ａの特定記憶領域に予め記憶された各種プログラムを、このＣＰＵに読み込んで実行することにより構築されるものである。
【００３４】
一方、前記情報管理装置１は、クレーン１０の消耗品の消耗度合いを評価するためのものであって、本実施形態では、この情報管理装置１は管理センタ５に設けられている。管理センタ５とは、クレーンメーカのサービス部門、クレーン販売会社等、クレーンのメンテナンス等が可能な組織を有するセンタを意味している。
【００３５】
情報管理装置１は、例えば図１に示すように、通信手段５５と、記憶手段５６と、負荷演算手段５７と、作業回数演算手段５８と、導出手段５９と、報知手段６０と、検索手段６１とを備えている。なお、この情報管理装置１についても、図略のＣＰＵ等を備えており、通信手段５５と負荷演算手段５７と作業回数演算手段５８と導出手段５９と報知手段６０と検索手段６１とは、例えば記憶手段５６の特定記憶領域に予め記憶された各種プログラムを、このＣＰＵに読み込んで実行することにより構築されるものである。
【００３６】
また、情報管理装置１は、例えばＣＲＴ等の出力手段６５のメニュー画面上に表示されるソフトスイッチである入力手段６４を用いて、そのメニュー画面上で所定の操作を行うことによって、クレーン１０の種々の消耗品についてのメンテナンス情報の管理を行うように構成されている。
【００３７】
消耗品としては、例えば油圧ホース類、ギアオイル類、ワイヤロープ類等が挙げられる。油圧ホース類にはブレーキホース、クラッチホース、プレッシャラインホース等が含まれる。ギアオイル類には、旋回モータ、ウィンチ２６，３０，３１等のギアオイルが含まれる。ワイヤロープ類には、主巻ウィンチ３０、補巻ウィンチ３１、ブーム起伏用ウィンチ２６等のワイヤロープ３２，３３，２７が含まれる。なお、消耗品としての油圧ホース類は、本発明の参考例に係るものである。また、本明細書において、この油圧ホース類に係る記載部分は、本発明の参考例に係る記載である。
【００３８】
各消耗品に対して、メンテナンス情報の管理項目がそれぞれ複数設定されている。例えば、油圧ホース類及びワイヤロープ類については、アワーメータ５１による稼働時間、経年時間、後述の負荷代表値及び作業回数の４つの管理項目が設定されている。またギアオイル類については、アワーメータ５１による稼働時間、経年時間及び後述の負荷代表値の３つの管理項目が設定されている。
【００３９】
通信手段５５は、クレーン１０の通信制御部４１ｄと通信用アンテナ４１ｅ及び通信用アンテナ５５ａを介して無線通信できるように構成されている。これにより、管理センタ５に配置された情報管理装置１は、各作業現場にあるクレーン１０の１号機、２号機、・・・とデータ授受が可能となっている。
【００４０】
記憶手段５６には、各種初期設定値、予め入力されたユーザ登録データ、Ｍ／Ｌ（過負荷防止装置）コード、ユーザデータ等が記憶されている。また、記憶手段５６は、複数のクレーン１０から所定のタイミングで送信されてくる各種データを、その号機シリアル番号や機種名称のデータに基づいて、１号機、２号機・・・ごと、その機種ごとに分け、それらを累積して記憶するようになっている。
【００４１】
前記負荷演算手段５７は、クレーン１０の消耗品にかかった負荷を代表させる代表値（負荷代表値）を、演算により消耗品ごとに導出する。そして、記憶手段５６は、この導出された負荷代表値を消耗品ごとに累積して記憶する。
【００４２】
前記負荷代表値とは、特定の作業において、その作業時に数値で検出されるものであって、その消耗品にかかった負荷そのものではなく、当該負荷に影響を与えるものをいう。言い換えると、消耗品の消耗度合いに影響する負荷そのものを検出するのではなく、クレーン１０が元々有するセンサ等を利用して消耗品の消耗度合いを予測している。
【００４３】
負荷代表値を具体的に説明すると、例えばブレーキホース、プレッシャラインホース等に対する負荷代表値としては、モーメント時間ＭＴが該当する。ウィンチ２６，３０，３１等のギアオイルの負荷代表値としては、ウィンチ負荷率積ＬＴが該当する。旋回モータのブレーキホースやギアオイルについての負荷代表値としては、旋回時間が該当する。クラッチホースの負荷代表値としては、クラッチ断接回数が該当する。
【００４４】
前記モーメント時間ＭＴは、作業半径Ｒと吊り荷重Ｗとの積であるモーメントＭに作業時間Ｔがさらに乗算されたものであり、演算式は、以下の通りである。
【００４５】
ＭＴ＝Ｒ・Ｗ・Ｔ ・・・（２）
なお、モーメント時間ＭＴは、モーメントのべき乗に作業時間Ｔを乗算して求めるようにしてもよい。この場合の演算式は以下のとおり
ＭＴ＝（Ｒ・Ｗ）ｎ・Ｔ ・・・（２’）
となる。ただし、ｎ＝１，２，・・・である。
【００４６】
前記ウィンチ負荷率積ＬＴは、ウィンチ２６，３０，３１の定格荷重（ラインプル定格値）Ｗｏに対するロープ１本当りの張力Ｓ（＝Ｗ／Ｋ）の割合である負荷率に作業時間Ｔが乗算されたものである。Ｗは吊り荷重であり、Ｋはロープ掛け数である。ウィンチ負荷率積ＬＴの演算式は、
ＬＴ＝（Ｓ／Ｗｏ）・Ｔ ・・・（３）
となる。ここでいう作業時間Ｔは、主巻ウィンチ３０、補巻ウィンチ３１を駆動する作業では、これらのウィンチ３０，３１による吊上げ作業の時間となり、一方、ブーム起伏用ウィンチ２６を駆動する作業では、このブーム起伏用ウィンチ２６によるブーム２１の起伏動作の時間となる。
【００４７】
前記作業回数演算手段５８は、操作レバー３７の操作に基づいて吊り作業回数及び旋回回数を演算する。例えば、吊り荷を引き上げる操作が行われて、その後に旋回操作及び吊り荷を降ろす操作が行われると吊り作業回数を１回とカウントする。演算された吊り作業回数及び旋回回数は記憶手段５６に記憶されて積算されるようになっている。
【００４８】
記憶手段５６には、アワーメータ５１によって計時された稼働時間が累積的に記憶されるとともに、エンジン駆動に関係なく計時される経年時間が累積的に記憶される。稼働時間及び経年時間は、消耗品が交換された場合、または所定の場合にリセットされる。
【００４９】
前記導出手段５９は、各種演算を行うことにより、消耗品についてのメンテナンス時期に関する情報を導出する。すなわち、導出手段５９は、基準値から負荷演算手段５７によって演算された負荷代表値を減算することにより、その差（残負荷）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。例えば、クラッチホース以外の油圧ホース類については、負荷代表値としてモーメント時間を導出し、クラッチホースについては断接回数を導出する。またワイヤロープ類については、負荷代表値として負荷率積指数を導出し、旋回モータ以外のギアオイル類については、負荷代表値として負荷率積指数を導出し、旋回モータのギアオイルについては、負荷代表値として旋回時間を導出する。なお、ワイヤロープ類の負荷代表値としての負荷率積は、本発明の参考例に係るものである。また、本明細書においてワイヤロープ類の負荷代表値として負荷率積を用いることに係る記載部分は、本発明の参考例に係る記載である。
【００５０】
また、導出手段５９は、基準値から作業回数演算手段５８によって演算された吊り作業回数を減算することにより、その差（残回数）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。また導出手段５９は、基準値から作業回数演算手段５８によって演算された旋回回数を減算することにより、その差（残回数）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。また導出手段５９は、基準値からアワーメータ５１によって計測された稼働時間を減算することにより、その差（残時間）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。また導出手段５９は、基準値から交換またはメンテナンス後の経年時間を減算することにより、その差（残時間）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。
【００５１】
前記基準値は、何れも記憶手段５６に記憶されている。各基準値は、経験に基づいて妥当な値として設定されたものである。例えば、ブレーキホースの負荷代表値の基準値は、定格荷重の１０％の荷重及び平均的な作業半径Ｒで吊り作業を行ったときの２年分（例えば４００日）の作業時間に相当するモーメント時間ＭＴが設定されている。またブレーキホースについての吊り作業回数の基準値は、経験によって得られている１日あたりの平均的な吊り作業回数で２年間（例えば４００日）吊り作業したときの吊り作業回数が設定されている。また、アワーメータによる稼働時間及び経年時間の基準値は、２年分に相当する時間が採用されており、機種別の一覧表となって記憶されている。
【００５２】
前記報知手段６０は、導出手段５９によって導出された差（残負荷など）が所定の値以下のときに出力手段６５の画面上でメンテナンスを促すための表示を行う。この表示は、例えば「メンテナンスをしてください」等の表示でもよく、あるいは文字色や背景色を変える等によって強調する表示であってもよい。また導出手段５９によって導出された値がマイナスになったとき（即ち、メンテナンス時期を経過しているとき）には、その表示をさらに強調したり表示を点滅させたりしてもよい。
【００５３】
出力手段６５の表示画面として、メニュー画面、消耗品グループごとの管理画面等が用意されている。メニュー画面には、メンテナンス管理を行う消耗品グループを選択する項目や他の選択項目が用意されている。
【００５４】
各消耗品グループの管理画面には、設定表示画面とメンテナンス管理画面とが設けられている。図３に油圧ホース類の設定表示画面７０を例示している。
【００５５】
前記設定表示画面７０は、各消耗品についての設定等を行うための画面であり、この画面７０には、交換回数表示ボタン７０ａ、交換履歴出力ボタン７０ｂ、交換実施ボタン７０ｃ、リセットボタン７０ｄ、設定ボタン７０ｅが消耗品ごとに設けられている。交換回数表示ボタン７０ａが押されると、その消耗品の交換回数が表示される。交換履歴出力ボタン７０ｂを押すと、その消耗品の交換履歴が表示される。交換実施ボタン７０ｃが押されると、その消耗品の交換又はメンテナンスが行われたことを示す信号が出力されて、経年時間等がリセットされるとともに交換回数がカウントされ、交換履歴に記憶される。リセットボタン７０ｄが押されると、経年時間等はリセットされるが、交換回数・交換履歴には反映されない。設定ボタン７０ｅは、基準値の設定及び変更をするためのボタンである。
【００５６】
前記メンテナンス管理画面は、各消耗品のメンテナンス時期を管理するための画面であり、各消耗品グループに対して管理項目ごとに用意にされている。例えば油圧ホース類のメンテナンス管理画面は、アワーメータ稼働時間による管理画面７２（図４）と、経年時間による管理画面７３（図５）と、負荷代表値による管理画面７４（図６）と、作業回数による管理画面７５（図７）が用意されている。アワーメータ稼働時間及び経年時間による管理画面７２，７３においては、基準値と、交換後の計測時間と、その差（残時間）とが時間単位で表示される。また負荷代表値指数による管理画面７４においては、基準値と、交換後の計測値（負荷代表値）と、その差（残指数）とがモーメント時間単位で表示される。また作業回数による管理画面７５においては、基準値と、交換後の作業回数と、その差（残回数）とが作業回数単位で表示される。
【００５７】
また例えばワイヤロープ類のメンテナンス管理画面は、アワーメータ稼働時間による管理画面７６（図８）と、経年時間による管理画面７７（図９）と、負荷代表値による管理画面７８（図１０）と、作業回数による管理画面７９（図１１）が用意されている。また例えばギアオイル類のメンテナンス画面は、アワーメータ稼働時間による管理画面８０（図１２）と、経年時間による管理画面８１（図１３）と、負荷代表値による管理画面８２（図１４）とが用意されている。
【００５８】
前記検索手段６１は、機型、機号、ユーザ、消耗品グループ、消耗品の名称、管理項目、稼動地等によるキーワード検索を可能に構成されている。そして、検索手段６１は、ユーザ、残時間等によるデータのソーティングを可能に構成されている。
【００５９】
次に、クレーン１０と情報管理装置１のメンテナンス情報管理に関する動作制御について説明する。図１５はクレーン１０の関連動作を示すフローチャート、図１６は管理センタ５内の情報管理装置１の制御動作を示すフローチャートである。
【００６０】
図１５において、クレーン１０の動作中、操作レバー３７の操作信号が、制御器４１に入力され（ステップＳＴ１１）、図略の制御弁等を動かすことで、ウィンチ２６，３０，３１等を駆動する。一方、動作によってクレーン１０のブーム２１が動くことで、そのブーム２１に取り付けられたセンサ４５で作業角度αを検出して、制御器４１の過負荷防止装置４１ｃに入力される。すると、この過負荷防止装置４１ｃで、ブーム２１の作業角度αと、ブーム長さＬとを、前記（１）式に代入することにより、作業半径Ｒを演算する。この作業半径Ｒが運転制御部４１ｂに入力される。また、負荷を吊っているワイヤロープの張力の変化等をセンサ４７，４９で計測することで吊り荷重Ｗを検出し、操作レバー３７の操作状況からブーム２１による吊り作業の時間Ｔを検出して、制御器４１の運転制御部４１ｂにそれらの検出データを含む各種データが入力される（ステップＳＴ１２）。
【００６１】
このとき、運転制御部４１ｂ内には、作業半径Ｒ、作業時間Ｔ等の各データが存在している。さらに、センサ４７，４９による負荷実荷重のデータも存在している。これらのデータをサンプリングタイムごとに関連付けて制御器４１の記憶部４１ａ内に蓄積して（ステップＳＴ１３）、一定時間ごとに通信制御部４１ｄへ送信する（ステップＳＴ１４）。この通信制御部４１ｄは、決められた時刻等にブーム２１の作業半径Ｒと作業時間Ｔとの組み合わせのまま、通信用アンテナ４１ｅを介して管理センタ５側にデータを送信する。
【００６２】
各クレーン１０から送信されたデータは、図１６に示すように、通信用アンテナ５５ａを介して、管理センタ５内に設けられた情報管理装置１の通信手段５５で受信される（ステップＳＴ５１）。この受信データは、記憶手段５６に一旦蓄積される（ステップＳＴ５２）。その蓄積時において、受信データは、クレーン１０の１号機、２号機、・・・ごと、機種ごとに分けて記憶される。このデータには負荷代表値等が含まれている。すなわち、ステップＳＴ５２は、負荷代表値を累積して記憶する蓄積ステップを構成している。
【００６３】
この蓄積されたデータは、クレーン１０の各種消耗品のメンテナンス時期に関する情報の生成に供される。すなわち、負荷演算手段５７が、前記（２）式を用いてモーメント時間ＭＴを求めるとともに、前記（３）式を用いてウィンチ負荷率積ＬＴを求める（ステップＳＴ５３）。また、作業回数演算手段５８が、吊り作業回数及び旋回回数を積算する（ステップＳＴ５４）。そして、導出手段５９によって、各消耗品について管理項目ごとにメンテナンス時期に関する情報が導出される（ステップＳＴ５５）。すなわち、ステップＳＴ５５は導出ステップを構成している。
【００６４】
例えば主巻ロープ３２については、アワーメータによる稼働時間（管理項目１）、経年時間（管理項目２）、負荷代表値（管理項目３）、吊り作業回数（管理項目４）についてメンテナンス時期に関する情報が導出される。
【００６５】
そして、管理センタ５でのオペレータの操作に応じて、各消耗品の管理画面において、基準値、現在までの計測値、残時間等が表示される（ステップＳＴ５６）。このとき、各消耗品に対してそれぞれ全管理項目の情報が表示される。そして、少なくとも１つの管理項目の残時間等が所定値未満であれば、メンテナンスを促すための表示がなされる。これにより、管理センタ５のオペレータは、メンテナンス時期が近づいている消耗品を的確に把握することができる。しかもこのとき、残時間等が所定値未満になっているものが強調されて表示されるので、オペレータが一見してメンテナンスすべき消耗品を認識することができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態によれば、実際に作業を行っている時に検出された消耗品の負荷についての代表値を累積し、その累積値に基づいて、当該消耗品のメンテナンス時期を導出するので、クレーン１０の消耗品についてのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００６７】
そして、実際の作業時に油圧ホース類にかかる負荷に影響を与えるモーメント時間を累積し、その累積値に基づいて、当該油圧ホース類のメンテナンス時期を導出すれば、油圧ホース類のメンテナンス時期を的確に把握することができるようになる。すなわち、吊り作業等では、油圧ホース類にモーメント時間と相関のある負荷が蓄積されるので、このモーメント時間に基づいて演算を行うことにより、油圧ホース類のメンテナンス時期を的確に把握できるようになる。
【００６８】
また、メンテナンス時期に関する情報として、モーメント時間に基づくものと、作業回数に基づくものとの双方が得られれば、機種、作業形態等に応じて、より適した基準を採用できるようになり、油圧ホース類のメンテナンス時期をより正確に把握できるようになる。
【００６９】
一方、吊り作業によって主巻ウィンチ３０及び補巻ウィンチ３１に実際にかかった負荷と、そのウィンチ３０，３１から繰り出される主巻ロープ３２及び補巻ロープ３３の消耗度合いとは、相関がある。したがって、主巻ウィンチ３０の負荷率及び補巻ウィンチ３１の負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて主巻ロープ３２及び補巻ロープ３３のメンテナンス時期に関する情報を導出すれば、当該ワイヤロープ３２，３３のメンテナンス時期を的確に把握することができるようになる。
【００７０】
また、ブーム２１を起伏させる際にブーム起伏用ウィンチ２６に実際にかかった負荷と、ブーム起伏ロープ２７の消耗度合いとは、相関がある。したがって、ブーム起伏用ウィンチ２６の負荷率とブーム起伏作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいてブーム起伏ロープ２７のメンテナンス時期を導出すれば、当該ロープ２７のメンテナンス時期を的確に把握することができるようになる。
【００７１】
また、吊り作業によって主巻ウィンチ３０及び補巻ウィンチ３１に実際にかかった負荷は、このウィンチ３０，３１のギアオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本実施形態１では、主巻ウィンチ３０の負荷率及び補巻ウィンチ３１の負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチ３０，３１のギアオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該ギアオイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００７２】
ブームを起伏させる際にブーム起伏用ウィンチ２６に実際にかかった負荷は、ブーム起伏用ウィンチ２６のギアオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本実施形態１では、ブーム起伏用ウィンチ２６の負荷率とブーム起伏作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチ２６のギアオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該ギアオイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００７３】
なお、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図２に示す構成では、巻上げ用のウィンチとして主巻ウィンチ３０と補巻ウィンチ３１の２つのウィンチが設けられる構成としたが、これ以外の巻上げウィンチ（例えば、副巻ウィンチ等）が設けられる構成にしてもよい。この場合には、副巻ウィンチ等についても主巻ウィンチ３０、補巻ウィンチ３１と同様にギアオイル、ワイヤロープ等のメンテナンス情報を導出することができる。
【００７４】
また本実施形態１では、管理センタ５側に情報管理装置１を設けている場合について説明したが、情報管理装置１の全部又は一部をクレーン１０に設けてもよい。情報管理装置１の全部をクレーン１０に設けた場合には、クレーン１０と情報管理装置１との間の通信手段が不要となる。また、情報管理装置１の一部として、モーメント時間ＭＴの演算を行う負荷演算手段５７をクレーン１０に設けた場合には、通信データ量が少なくなり、その分だけ通信費用を節約することができる。
【００７５】
本実施形態１では、いわゆるラチス構造のブーム２１を備えたクローラクレーン（ＬＢＣＣ）について説明したが、この発明の適用範囲はこれに限定されず、本発明を、例えばボックス構造の伸縮ブームを備えたホイールクレーンについても、上記と同様に適用できるのはもちろんである。
【００７６】
また、本実施形態１では、クレーン１０と管理センタ５との間を無線で通信可能としているが、これは現地から管理センタ５に戻ってこないクレーンなどを想定しているからであり、例えば管理センタ５に戻ってくるクレーンの場合には、現地から管理センタ５に帰ってくる都度にデータの授受をカード等で行ってもよい。
【００７７】
（実施形態２）
本実施形態２では、ワイヤロープ類のメンテナンス時期を導出するための負荷代表値として、負荷率積を用いる代わりに、ロープ径、シーブ径及び通過シーブ個数を負荷代表値として用いている。以下具体的に説明する。
【００７８】
ワイヤロープの寿命推定式として、以下の式（４）が提唱されている（ニーマンの式）。
【００７９】
【数１】
【００８０】
ここで、ａはシーブ形状による係数、ｂはワイヤロープの構成による係数である。この推定式によってワイヤロープの寿命を推定することは可能だが、絶対的な寿命の算出は困難であるばかりでなく、各機種についてワイヤロープごとにデータを記憶するとなるとデータ量が膨大になるという不具合も生ずる。そこで、本実施形態２では、基本となる基準値を予め設定しておいてその基準値との差を導出することにより、メンテナンス時期を得るようにしている。
【００８１】
すなわち、ロープ径をｄとし、シーブ径をＤとし、ワイヤロープが通過するシーブ個数（ただし、ウィンチを除く）をｎとし、基準となるメンテナンス時期に相当するものとしてＤ／ｄ＝２０、ｎ＝１の場合の基準値を例えば２０００００回と設定した場合、前記ニーマンの式を簡略化して表すと、
２０００００＝１／ｎ×定数×｛（Ｄ／ｄ）／σｔ｝２ ・・・（５）
の関係式が成り立つ。そして（５）式を用いると、Ｄ／ｄ＝１８の場合には、Ｎ＝１６２０００回となり、さらに通過シーブ数ｎが２の場合には、Ｎ＝８１０００回となる。実際にはσｔ（荷重による応力成分）にも依存するため、絶対的な寿命の推定にはならないが、経験に基づいて設定される基準値を基にして、ワイヤロープについての負荷代表値の相対的な基準値を得ることができる。そして、ワイヤロープ類の管理項目３として、この相対的な基準値を用いてメンテナンス時期に関する情報の導出を行うことができる。
【００８２】
したがって、本実施形態２では、ワイヤロープの寿命推定式を間接的に利用しているので、ワイヤロープ自体の寿命に基づくメンテナンス時期を推定することができる。しかも、経験から得られた基準値を基にして相対的な予測値を導出するようにしているので、実際の荷重から応力を計算して絶対的予測値を導出する場合に比べ、データ量を大幅に低減することができる。この結果、メモリ容量が膨大になるのを回避しつつ、ワイヤロープのメンテナンス時期を予測することが可能となる。一方、ロープの寿命予測についてもウィンチの定格荷重に対する負荷（負荷率）に基づく負荷率積を基準としている場合には、ロープの定格荷重よりも小さな定格荷重に設定されるウィンチの定格荷重に基づくクレーンとしての仕事を代表しやすく、ワイヤロープの消耗度合いを過大に評価してしまうのを防止することができる。
【００８３】
なおその他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。
【００８４】
（実施形態３）
図１７に示すように、本実施形態３は、ブーム２１の先端にラッフィングジブ８４を取り付けたクレーン１０に適用したものである。このクレーン１０では、ラッフィングジブ８４先端で荷物を吊るラッフィング作業形態となる。
【００８５】
クレーン１０の上部旋回体１５には、ジブ起伏ウィンチ８５が搭載されている。このウィンチ８５からジブ起伏用のワイヤロープであるジブ起伏ロープ８６が繰り出され、引き込まれることによりジブ８４を起伏動作させるようになっている。
【００８６】
また、クレーン１０には、実施形態１に加え、ラッフィングジブ８４の作業角度βを検出するセンサ８８が設けられている。センサ８８としては、例えばエンコーダやポテンショメータが用いられる。
【００８７】
過負荷防止装置４１ｃは、ブーム２１の作業角度α及び予め記憶部４１ａに記憶したおいたブーム長さＬと、ラッフィングジブ８４の作業角度β及び予め記憶部４１ａに記憶したおいたジブ長さＬ’と、予め記憶部４１ａに記憶したおいた下部走行体１４上における上部旋回体１５の旋回軸からブーム２１の起伏軸までの距離Ｒ０に基づいて作業半径Ｒ’を演算する。この演算式は、以下のとおりである。
【００８８】
Ｒ’＝Ｌ・ｃｏｓ（α）＋Ｌ’・ｓｉｎ（β）＋Ｒ０ ・・・（６）
一方、情報管理装置１の負荷演算手段５７は、前記式（２）（２’）における作業半径Ｒをこの式（６）の作業半径Ｒ’に読み替えて演算する。またウィンチ負荷率積ＬＴについては、ジブ起伏ウィンチ８５についてもブーム起伏用ウィンチ２６と同様に式（３）を用いて演算する。
【００８９】
本クレーン１０の消耗品としては、ワイヤロープ類の中にジブ起伏用ウィンチ８５等のワイヤロープ（ジブ起伏ロープ）８６が含まれる。そして、このジブ起伏ロープ８６のメンテナンス時期に関する情報の導出は、ブーム起伏用ロープ２７と同様の手法で行われる。
【００９０】
したがって、実施形態３も実施形態１と同様に、実際に作業を行っている時に検出された消耗品の負荷についての代表値を累積し、その累積値に基づいて、当該消耗品のメンテナンス時期を導出するので、クレーン１０の消耗品についてのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００９１】
なおその他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。
【符号の説明】
【００９２】
２６ ブーム起伏用ウィンチ
２７ ブーム起伏用ロープ（消耗品）
３０ 主巻ウィンチ（巻上げウィンチ）
３１ 補巻ウィンチ（巻上げウィンチ）
３２ 主巻ロープ（消耗品）
３３ 補巻ロープ（消耗品）
５６ 記憶手段
５９ 導出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用メンテナンス情報管理装置及び建設機械用メンテナンス情報管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１〜４に開示されているように、クレーン等の建設機械に設けられている部品の修理又は交換時期についての情報を管理する技術が公知となっている。このうち特許文献１のものでは、油圧ショベルの部位毎の稼働時間を収集しておき、交換部品が関わる部位の稼働時間により、当該交換部品の交換時間間隔についての情報を蓄積するようにしている（文献１の図８等参照）。そして、例えばエンジンオイルフィルタの交換時間間隔を、エンジンの稼働時間ベースでデータベースに格納するようにしている（特許文献１の図９等参照）。特許文献２及び３のものでも、交換部品の関わる部位の稼働時間を蓄積する点で特許文献１と同様である。そして特許文献２では、その蓄積されたデータを基に当該交換部品の修理交換時期を算出し、また特許文献３では、その蓄積されたデータを基に今後の機械管理費用及び機械価値推移を算出するようにしている。
【０００３】
一方、特許文献４では、建設機械を構成する主要部品について、作業内容、作業負荷、稼動環境条件及び使用条件と対応させた評価係数を設定し、この評価係数と、入力された稼働時間情報を基に当該部品の余命を算出している（特許文献４の図７、図１１等参照）。ここで作業内容とは、掘削作業、整地作業等を指し、作業負荷は機械の機種ごとに複数段階に設定され、稼動環境条件とは砂塵地域、高地地域等をいい、使用条件は潤滑油の種類等に応じて選択されると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０７３２１７号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２１２９０号公報
【特許文献３】特開２００４−４６５５０号公報
【特許文献４】特開２００２−９９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１〜３のものでは、エンジン、アタッチメント等の部位ごとの稼働時間データを基に各部品の修理交換時期等を取得している。しかしながら、単に稼働時間を考慮するだけでは、部品の消耗度合いを的確に把握することは困難である。すなわち、エンジンが稼動しているといってもその負荷は作業時と待機時とでは大きく異なるため、それに応じて部品の消耗度合いも大きく異なる。このため、単に稼働時間を考慮するだけでは建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握することは困難であるという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献４に開示されているシステムでは、主要部品についての余命を算出するに際し、作業負荷等が考慮されている。しかしながら、この作業負荷等は予め設定されるものなので、作業負荷等を考慮するからといって、作業時に実際に主要部品にかかる負荷を的確に把握できるものではない。このため、このものでも建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握することは困難であるという問題が残されている。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する装置であって、巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶する記憶手段と、前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出手段が含まれている。
【０００９】
本発明では、クレーンの消耗品としての巻上げウィンチのワイヤロープについてのメンテナンス時期を的確に把握することが可能となる。また、本発明では、ワイヤロープ自体の寿命に基づくメンテナンス時期を推定することが可能となる。
【００１０】
そして、前記記憶手段は、吊り作業の作業回数を累積して記憶するのが好ましく、この場合には、前記導出手段は、前記記憶手段に累積して記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出するのが好ましい。
【００１１】
また、前記記憶手段は、巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積して記憶するのが好ましく、この場合には、前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出するのが好ましい。
【００１２】
吊り作業によって巻上げウィンチに実際にかかった負荷は、この巻上げウィンチのオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本態様では、巻上げウィンチの負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチのオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該オイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００１３】
また、前記記憶手段は、ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時にブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶するのが好ましく、この場合には、前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出するのが好ましい。
【００１４】
ブームを起伏させる際にブーム起伏用ウィンチに実際にかかった負荷は、ブーム起伏用ウィンチのオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本態様では、ブーム起伏用ウィンチの負荷率とブーム起伏作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチのオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該オイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００１５】
また、本発明は、クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する方法であって、巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶するステップと、前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップとが含まれている。
【００１６】
本発明では、建設機械の消耗品としての巻上げウィンチのワイヤロープについてのメンテナンス時期を的確に把握することが可能となる。また、本発明では、ワイヤロープ自体の寿命に基づくメンテナンス時期を推定することが可能となる。
【００１７】
ここで、メンテナンス情報管理方法には、吊り作業の作業回数を累積して記憶する蓄積ステップと、前記記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれているのが好ましい。
【００１８】
また、メンテナンス情報管理方法には、巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に前記巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、吊り作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれているのが好ましい。
【００１９】
また、メンテナンス情報管理方法には、ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時に前記ブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、建設機械の消耗品のメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る建設機械用メンテナンス情報管理装置とクレーンの制御器との制御ブロック図である。
【図２】前記クレーンの構成を概略的に示す図である。
【図３】油圧ホース類の設定表示画面を示す図である。
【図４】アワーメータ稼働時間による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図５】経年時間による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図６】負荷代表値による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図７】作業回数による油圧ホース類の管理画面を示す図である。
【図８】アワーメータ稼働時間によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図９】経年時間によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図１０】負荷代表値によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図１１】作業回数によるワイヤロープ類の管理画面を示す図である。
【図１２】アワーメータ稼働時間によるギアオイル類の管理画面を示す図である。
【図１３】経年時間によるギアオイル類の管理画面を示す図である。
【図１４】負荷代表値によるギアオイル類の管理画面を示す図である。
【図１５】メンテナンス情報管理に関するクレーンの動作制御を示すフロー図である。
【図１６】メンテナンス情報管理に関する情報管理装置の動作制御を示すフロー図である。
【図１７】本発明の実施形態３に係る情報管理装置が適用されたクレーンの構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る建設機械用メンテナンス情報管理装置の一実施形態と、この情報管理装置１と通信可能な建設機械の一例としてのクレーン１０とを概略的に示している。情報管理装置１は、例えば管理センタ５に設けられている。情報管理装置１の詳細については後述することとし、まずクレーン１０の構成について図２を参照しつつ説明する。
【００２４】
クレーン１０は、図２に示すように、クレーン本体１１と、このクレーン本体１１に装着されるアタッチメント１２とからなっている。クレーン本体１１は、クローラ式の下部走行体１４と、この下部走行体１４上に縦軸（旋回軸）まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体１５とを備えている。下部走行体１４には、左右のクローラ１７を個別に駆動する走行モータ１９が設けられている。
【００２５】
前記アタッチメント１２は、上部旋回体１５に横軸（起伏軸）まわりに起伏可能に支持されたブーム２１を備えている。ブーム２１の先端部には種々のシーブ２３，２４が取り付けられている。本実施形態１では、クレーン１０は、ブーム２１だけで荷物を吊る狭義のクレーン作業形態をとる。
【００２６】
上部旋回体１５には、ブーム２１等を起伏動作させるためのブーム起伏用ウィンチ２６が設けられていて、このウィンチ２６からブーム起伏用のワイヤロープであるブーム起伏ロープ２７が引き出されるようになっている。このブーム起伏ロープ２７の繰り出し、引き込みによりブーム２１を起伏動作させるようになっている。
【００２７】
上部旋回体１５には、主巻ウィンチ３０と補巻ウィンチ３１とが搭載されている。主巻ウィンチ３０は、主巻用のワイヤロープである主巻ロープ３２の繰り出し、引き込みにより主巻フック２８を上げ下げする。主巻ウィンチ３０から引き出された主巻ロープ３２は、ブーム先端のシーブ２３を介して垂下されて多数本掛け状態で主巻フック２８を吊持し、主として大重量物を低速で上げ下げする主巻吊り作業を行うのに利用される。一方、補巻ウィンチ３１は、補巻用のワイヤロープである補巻ロープ３３の繰り出し、引き込みにより補巻フック２９を上げ下げする。補巻ウィンチ３１から引き出された補巻ロープ３３は、補助シーブブラケット３５のシーブ２４から垂下されて補巻フック２９を一本掛け状態で吊持し、主として軽量物を高速で上げ下げする補巻吊り作業を行うのに利用される。なお、主巻吊り作業と補巻吊り作業が同時に行われる場合もある。
【００２８】
運転室内には、オペレータがウィンチ２６，３０，３１を図略の制御弁等を介して操作するための操作レバー３７（図１参照）が設けられている。この操作レバー３７に取り付けた図略のリミットスイッチ（検出手段）の出力信号から各種作業時間を検出するようにしている。この作業時間は、たとえエンジンオンであったとしても、オペレータが、この操作レバー３７を操作していない時間は、ブーム２１等による作業時間に含めない場合と、操作レバー３７を操作していなくても作業時間に含める場合に分かれるが、評価の項目により、適切な計測がなされるものとする。
【００２９】
クレーン１０には、制御器４１（図１参照）が設けられている。この制御器４１には、操作レバー３７、センサ４５，４７，４９、アワーメータ５１等から出力された信号が入力される。センサ４５は、ブーム２１の作業角度αを検出するセンサである。センサ４５としては、例えばエンコーダやポテンショメータが用いられる。センサ４７は、主巻フック２８による吊り荷重Ｗを検出する検出手段としてのセンサである。またセンサ４９は、補巻フック２９による吊り荷重Ｗを検出する検出手段としてのセンサである。これらセンサ４７，４９としては、例えばロードセルが用いられる。また、厳密に言えば、吊り荷重Ｗには各種自重成分が含まれているので、実荷重はこの自重成分を差し引いたものであるが、本実施形態では、説明の簡単化のために、吊り荷重Ｗを実荷重と略等しいものとしている。
【００３０】
制御器４１には、入力信号を計測時刻等と関連付けて記憶する記憶部４１ａと、これらの入力信号に基づいてクレーン１０の種々の動作に関する制御を実行する運転制御部４１ｂと、ウィンチ２６，３０，３１の過負荷を防止する過負荷防止装置４１ｃとが設けられており、運転制御部４１ｂは所定の制御信号をウィンチ２６，３０，３１の上記制御弁等にそれぞれ出力するようになっている。
【００３１】
過負荷防止装置４１ｃは、ブーム２１の作業角度αと、予め記憶部４１ａに記憶したおいたブーム長さＬと、下部走行体１４上における上部旋回体１５の旋回軸からブーム２１の起伏軸までの距離Ｒ０とに基づいて作業半径Ｒを演算する（作業半径の検出手段として機能）。この演算式は、以下のとおりである。
【００３２】
Ｒ＝Ｌ・ｃｏｓ（α）＋Ｒ０ ・・・（１）
また制御器４１には、通信制御部４１ｄが設けられていて、管理センタ５との通信が可能となっており、記憶部４１ａに記憶された各種データを、そのクレーン１０の号機シリアル番号（例えば１号機、２号機、・・・）や機種名称等のデータとともに、所定のタイミングで管理センタ５に送信するようになっている。
【００３３】
なお、制御器４１は、図略のＣＰＵ等を備えており、上記運転制御部４１ｂと、通信制御部４１ｄと、過負荷防止装置４１ｃとは、例えば記憶部４１ａの特定記憶領域に予め記憶された各種プログラムを、このＣＰＵに読み込んで実行することにより構築されるものである。
【００３４】
一方、前記情報管理装置１は、クレーン１０の消耗品の消耗度合いを評価するためのものであって、本実施形態では、この情報管理装置１は管理センタ５に設けられている。管理センタ５とは、クレーンメーカのサービス部門、クレーン販売会社等、クレーンのメンテナンス等が可能な組織を有するセンタを意味している。
【００３５】
情報管理装置１は、例えば図１に示すように、通信手段５５と、記憶手段５６と、負荷演算手段５７と、作業回数演算手段５８と、導出手段５９と、報知手段６０と、検索手段６１とを備えている。なお、この情報管理装置１についても、図略のＣＰＵ等を備えており、通信手段５５と負荷演算手段５７と作業回数演算手段５８と導出手段５９と報知手段６０と検索手段６１とは、例えば記憶手段５６の特定記憶領域に予め記憶された各種プログラムを、このＣＰＵに読み込んで実行することにより構築されるものである。
【００３６】
また、情報管理装置１は、例えばＣＲＴ等の出力手段６５のメニュー画面上に表示されるソフトスイッチである入力手段６４を用いて、そのメニュー画面上で所定の操作を行うことによって、クレーン１０の種々の消耗品についてのメンテナンス情報の管理を行うように構成されている。
【００３７】
消耗品としては、例えば油圧ホース類、ギアオイル類、ワイヤロープ類等が挙げられる。油圧ホース類にはブレーキホース、クラッチホース、プレッシャラインホース等が含まれる。ギアオイル類には、旋回モータ、ウィンチ２６，３０，３１等のギアオイルが含まれる。ワイヤロープ類には、主巻ウィンチ３０、補巻ウィンチ３１、ブーム起伏用ウィンチ２６等のワイヤロープ３２，３３，２７が含まれる。なお、消耗品としての油圧ホース類は、本発明の参考例に係るものである。また、本明細書において、この油圧ホース類に係る記載部分は、本発明の参考例に係る記載である。
【００３８】
各消耗品に対して、メンテナンス情報の管理項目がそれぞれ複数設定されている。例えば、油圧ホース類及びワイヤロープ類については、アワーメータ５１による稼働時間、経年時間、後述の負荷代表値及び作業回数の４つの管理項目が設定されている。またギアオイル類については、アワーメータ５１による稼働時間、経年時間及び後述の負荷代表値の３つの管理項目が設定されている。
【００３９】
通信手段５５は、クレーン１０の通信制御部４１ｄと通信用アンテナ４１ｅ及び通信用アンテナ５５ａを介して無線通信できるように構成されている。これにより、管理センタ５に配置された情報管理装置１は、各作業現場にあるクレーン１０の１号機、２号機、・・・とデータ授受が可能となっている。
【００４０】
記憶手段５６には、各種初期設定値、予め入力されたユーザ登録データ、Ｍ／Ｌ（過負荷防止装置）コード、ユーザデータ等が記憶されている。また、記憶手段５６は、複数のクレーン１０から所定のタイミングで送信されてくる各種データを、その号機シリアル番号や機種名称のデータに基づいて、１号機、２号機・・・ごと、その機種ごとに分け、それらを累積して記憶するようになっている。
【００４１】
前記負荷演算手段５７は、クレーン１０の消耗品にかかった負荷を代表させる代表値（負荷代表値）を、演算により消耗品ごとに導出する。そして、記憶手段５６は、この導出された負荷代表値を消耗品ごとに累積して記憶する。
【００４２】
前記負荷代表値とは、特定の作業において、その作業時に数値で検出されるものであって、その消耗品にかかった負荷そのものではなく、当該負荷に影響を与えるものをいう。言い換えると、消耗品の消耗度合いに影響する負荷そのものを検出するのではなく、クレーン１０が元々有するセンサ等を利用して消耗品の消耗度合いを予測している。
【００４３】
負荷代表値を具体的に説明すると、例えばブレーキホース、プレッシャラインホース等に対する負荷代表値としては、モーメント時間ＭＴが該当する。ウィンチ２６，３０，３１等のギアオイルの負荷代表値としては、ウィンチ負荷率積ＬＴが該当する。旋回モータのブレーキホースやギアオイルについての負荷代表値としては、旋回時間が該当する。クラッチホースの負荷代表値としては、クラッチ断接回数が該当する。
【００４４】
前記モーメント時間ＭＴは、作業半径Ｒと吊り荷重Ｗとの積であるモーメントＭに作業時間Ｔがさらに乗算されたものであり、演算式は、以下の通りである。
【００４５】
ＭＴ＝Ｒ・Ｗ・Ｔ ・・・（２）
なお、モーメント時間ＭＴは、モーメントのべき乗に作業時間Ｔを乗算して求めるようにしてもよい。この場合の演算式は以下のとおり
ＭＴ＝（Ｒ・Ｗ）ｎ・Ｔ ・・・（２’）
となる。ただし、ｎ＝１，２，・・・である。
【００４６】
前記ウィンチ負荷率積ＬＴは、ウィンチ２６，３０，３１の定格荷重（ラインプル定格値）Ｗｏに対するロープ１本当りの張力Ｓ（＝Ｗ／Ｋ）の割合である負荷率に作業時間Ｔが乗算されたものである。Ｗは吊り荷重であり、Ｋはロープ掛け数である。ウィンチ負荷率積ＬＴの演算式は、
ＬＴ＝（Ｓ／Ｗｏ）・Ｔ ・・・（３）
となる。ここでいう作業時間Ｔは、主巻ウィンチ３０、補巻ウィンチ３１を駆動する作業では、これらのウィンチ３０，３１による吊上げ作業の時間となり、一方、ブーム起伏用ウィンチ２６を駆動する作業では、このブーム起伏用ウィンチ２６によるブーム２１の起伏動作の時間となる。
【００４７】
前記作業回数演算手段５８は、操作レバー３７の操作に基づいて吊り作業回数及び旋回回数を演算する。例えば、吊り荷を引き上げる操作が行われて、その後に旋回操作及び吊り荷を降ろす操作が行われると吊り作業回数を１回とカウントする。演算された吊り作業回数及び旋回回数は記憶手段５６に記憶されて積算されるようになっている。
【００４８】
記憶手段５６には、アワーメータ５１によって計時された稼働時間が累積的に記憶されるとともに、エンジン駆動に関係なく計時される経年時間が累積的に記憶される。稼働時間及び経年時間は、消耗品が交換された場合、または所定の場合にリセットされる。
【００４９】
前記導出手段５９は、各種演算を行うことにより、消耗品についてのメンテナンス時期に関する情報を導出する。すなわち、導出手段５９は、基準値から負荷演算手段５７によって演算された負荷代表値を減算することにより、その差（残負荷）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。例えば、クラッチホース以外の油圧ホース類については、負荷代表値としてモーメント時間を導出し、クラッチホースについては断接回数を導出する。またワイヤロープ類については、負荷代表値として負荷率積指数を導出し、旋回モータ以外のギアオイル類については、負荷代表値として負荷率積指数を導出し、旋回モータのギアオイルについては、負荷代表値として旋回時間を導出する。なお、ワイヤロープ類の負荷代表値としての負荷率積は、本発明の参考例に係るものである。また、本明細書においてワイヤロープ類の負荷代表値として負荷率積を用いることに係る記載部分は、本発明の参考例に係る記載である。
【００５０】
また、導出手段５９は、基準値から作業回数演算手段５８によって演算された吊り作業回数を減算することにより、その差（残回数）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。また導出手段５９は、基準値から作業回数演算手段５８によって演算された旋回回数を減算することにより、その差（残回数）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。また導出手段５９は、基準値からアワーメータ５１によって計測された稼働時間を減算することにより、その差（残時間）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。また導出手段５９は、基準値から交換またはメンテナンス後の経年時間を減算することにより、その差（残時間）をメンテナンス時期に関する情報として導出する。
【００５１】
前記基準値は、何れも記憶手段５６に記憶されている。各基準値は、経験に基づいて妥当な値として設定されたものである。例えば、ブレーキホースの負荷代表値の基準値は、定格荷重の１０％の荷重及び平均的な作業半径Ｒで吊り作業を行ったときの２年分（例えば４００日）の作業時間に相当するモーメント時間ＭＴが設定されている。またブレーキホースについての吊り作業回数の基準値は、経験によって得られている１日あたりの平均的な吊り作業回数で２年間（例えば４００日）吊り作業したときの吊り作業回数が設定されている。また、アワーメータによる稼働時間及び経年時間の基準値は、２年分に相当する時間が採用されており、機種別の一覧表となって記憶されている。
【００５２】
前記報知手段６０は、導出手段５９によって導出された差（残負荷など）が所定の値以下のときに出力手段６５の画面上でメンテナンスを促すための表示を行う。この表示は、例えば「メンテナンスをしてください」等の表示でもよく、あるいは文字色や背景色を変える等によって強調する表示であってもよい。また導出手段５９によって導出された値がマイナスになったとき（即ち、メンテナンス時期を経過しているとき）には、その表示をさらに強調したり表示を点滅させたりしてもよい。
【００５３】
出力手段６５の表示画面として、メニュー画面、消耗品グループごとの管理画面等が用意されている。メニュー画面には、メンテナンス管理を行う消耗品グループを選択する項目や他の選択項目が用意されている。
【００５４】
各消耗品グループの管理画面には、設定表示画面とメンテナンス管理画面とが設けられている。図３に油圧ホース類の設定表示画面７０を例示している。
【００５５】
前記設定表示画面７０は、各消耗品についての設定等を行うための画面であり、この画面７０には、交換回数表示ボタン７０ａ、交換履歴出力ボタン７０ｂ、交換実施ボタン７０ｃ、リセットボタン７０ｄ、設定ボタン７０ｅが消耗品ごとに設けられている。交換回数表示ボタン７０ａが押されると、その消耗品の交換回数が表示される。交換履歴出力ボタン７０ｂを押すと、その消耗品の交換履歴が表示される。交換実施ボタン７０ｃが押されると、その消耗品の交換又はメンテナンスが行われたことを示す信号が出力されて、経年時間等がリセットされるとともに交換回数がカウントされ、交換履歴に記憶される。リセットボタン７０ｄが押されると、経年時間等はリセットされるが、交換回数・交換履歴には反映されない。設定ボタン７０ｅは、基準値の設定及び変更をするためのボタンである。
【００５６】
前記メンテナンス管理画面は、各消耗品のメンテナンス時期を管理するための画面であり、各消耗品グループに対して管理項目ごとに用意にされている。例えば油圧ホース類のメンテナンス管理画面は、アワーメータ稼働時間による管理画面７２（図４）と、経年時間による管理画面７３（図５）と、負荷代表値による管理画面７４（図６）と、作業回数による管理画面７５（図７）が用意されている。アワーメータ稼働時間及び経年時間による管理画面７２，７３においては、基準値と、交換後の計測時間と、その差（残時間）とが時間単位で表示される。また負荷代表値指数による管理画面７４においては、基準値と、交換後の計測値（負荷代表値）と、その差（残指数）とがモーメント時間単位で表示される。また作業回数による管理画面７５においては、基準値と、交換後の作業回数と、その差（残回数）とが作業回数単位で表示される。
【００５７】
また例えばワイヤロープ類のメンテナンス管理画面は、アワーメータ稼働時間による管理画面７６（図８）と、経年時間による管理画面７７（図９）と、負荷代表値による管理画面７８（図１０）と、作業回数による管理画面７９（図１１）が用意されている。また例えばギアオイル類のメンテナンス画面は、アワーメータ稼働時間による管理画面８０（図１２）と、経年時間による管理画面８１（図１３）と、負荷代表値による管理画面８２（図１４）とが用意されている。
【００５８】
前記検索手段６１は、機型、機号、ユーザ、消耗品グループ、消耗品の名称、管理項目、稼動地等によるキーワード検索を可能に構成されている。そして、検索手段６１は、ユーザ、残時間等によるデータのソーティングを可能に構成されている。
【００５９】
次に、クレーン１０と情報管理装置１のメンテナンス情報管理に関する動作制御について説明する。図１５はクレーン１０の関連動作を示すフローチャート、図１６は管理センタ５内の情報管理装置１の制御動作を示すフローチャートである。
【００６０】
図１５において、クレーン１０の動作中、操作レバー３７の操作信号が、制御器４１に入力され（ステップＳＴ１１）、図略の制御弁等を動かすことで、ウィンチ２６，３０，３１等を駆動する。一方、動作によってクレーン１０のブーム２１が動くことで、そのブーム２１に取り付けられたセンサ４５で作業角度αを検出して、制御器４１の過負荷防止装置４１ｃに入力される。すると、この過負荷防止装置４１ｃで、ブーム２１の作業角度αと、ブーム長さＬとを、前記（１）式に代入することにより、作業半径Ｒを演算する。この作業半径Ｒが運転制御部４１ｂに入力される。また、負荷を吊っているワイヤロープの張力の変化等をセンサ４７，４９で計測することで吊り荷重Ｗを検出し、操作レバー３７の操作状況からブーム２１による吊り作業の時間Ｔを検出して、制御器４１の運転制御部４１ｂにそれらの検出データを含む各種データが入力される（ステップＳＴ１２）。
【００６１】
このとき、運転制御部４１ｂ内には、作業半径Ｒ、作業時間Ｔ等の各データが存在している。さらに、センサ４７，４９による負荷実荷重のデータも存在している。これらのデータをサンプリングタイムごとに関連付けて制御器４１の記憶部４１ａ内に蓄積して（ステップＳＴ１３）、一定時間ごとに通信制御部４１ｄへ送信する（ステップＳＴ１４）。この通信制御部４１ｄは、決められた時刻等にブーム２１の作業半径Ｒと作業時間Ｔとの組み合わせのまま、通信用アンテナ４１ｅを介して管理センタ５側にデータを送信する。
【００６２】
各クレーン１０から送信されたデータは、図１６に示すように、通信用アンテナ５５ａを介して、管理センタ５内に設けられた情報管理装置１の通信手段５５で受信される（ステップＳＴ５１）。この受信データは、記憶手段５６に一旦蓄積される（ステップＳＴ５２）。その蓄積時において、受信データは、クレーン１０の１号機、２号機、・・・ごと、機種ごとに分けて記憶される。このデータには負荷代表値等が含まれている。すなわち、ステップＳＴ５２は、負荷代表値を累積して記憶する蓄積ステップを構成している。
【００６３】
この蓄積されたデータは、クレーン１０の各種消耗品のメンテナンス時期に関する情報の生成に供される。すなわち、負荷演算手段５７が、前記（２）式を用いてモーメント時間ＭＴを求めるとともに、前記（３）式を用いてウィンチ負荷率積ＬＴを求める（ステップＳＴ５３）。また、作業回数演算手段５８が、吊り作業回数及び旋回回数を積算する（ステップＳＴ５４）。そして、導出手段５９によって、各消耗品について管理項目ごとにメンテナンス時期に関する情報が導出される（ステップＳＴ５５）。すなわち、ステップＳＴ５５は導出ステップを構成している。
【００６４】
例えば主巻ロープ３２については、アワーメータによる稼働時間（管理項目１）、経年時間（管理項目２）、負荷代表値（管理項目３）、吊り作業回数（管理項目４）についてメンテナンス時期に関する情報が導出される。
【００６５】
そして、管理センタ５でのオペレータの操作に応じて、各消耗品の管理画面において、基準値、現在までの計測値、残時間等が表示される（ステップＳＴ５６）。このとき、各消耗品に対してそれぞれ全管理項目の情報が表示される。そして、少なくとも１つの管理項目の残時間等が所定値未満であれば、メンテナンスを促すための表示がなされる。これにより、管理センタ５のオペレータは、メンテナンス時期が近づいている消耗品を的確に把握することができる。しかもこのとき、残時間等が所定値未満になっているものが強調されて表示されるので、オペレータが一見してメンテナンスすべき消耗品を認識することができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態によれば、実際に作業を行っている時に検出された消耗品の負荷についての代表値を累積し、その累積値に基づいて、当該消耗品のメンテナンス時期を導出するので、クレーン１０の消耗品についてのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００６７】
そして、実際の作業時に油圧ホース類にかかる負荷に影響を与えるモーメント時間を累積し、その累積値に基づいて、当該油圧ホース類のメンテナンス時期を導出すれば、油圧ホース類のメンテナンス時期を的確に把握することができるようになる。すなわち、吊り作業等では、油圧ホース類にモーメント時間と相関のある負荷が蓄積されるので、このモーメント時間に基づいて演算を行うことにより、油圧ホース類のメンテナンス時期を的確に把握できるようになる。
【００６８】
また、メンテナンス時期に関する情報として、モーメント時間に基づくものと、作業回数に基づくものとの双方が得られれば、機種、作業形態等に応じて、より適した基準を採用できるようになり、油圧ホース類のメンテナンス時期をより正確に把握できるようになる。
【００６９】
一方、吊り作業によって主巻ウィンチ３０及び補巻ウィンチ３１に実際にかかった負荷と、そのウィンチ３０，３１から繰り出される主巻ロープ３２及び補巻ロープ３３の消耗度合いとは、相関がある。したがって、主巻ウィンチ３０の負荷率及び補巻ウィンチ３１の負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて主巻ロープ３２及び補巻ロープ３３のメンテナンス時期に関する情報を導出すれば、当該ワイヤロープ３２，３３のメンテナンス時期を的確に把握することができるようになる。
【００７０】
また、ブーム２１を起伏させる際にブーム起伏用ウィンチ２６に実際にかかった負荷と、ブーム起伏ロープ２７の消耗度合いとは、相関がある。したがって、ブーム起伏用ウィンチ２６の負荷率とブーム起伏作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいてブーム起伏ロープ２７のメンテナンス時期を導出すれば、当該ロープ２７のメンテナンス時期を的確に把握することができるようになる。
【００７１】
また、吊り作業によって主巻ウィンチ３０及び補巻ウィンチ３１に実際にかかった負荷は、このウィンチ３０，３１のギアオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本実施形態１では、主巻ウィンチ３０の負荷率及び補巻ウィンチ３１の負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチ３０，３１のギアオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該ギアオイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００７２】
ブームを起伏させる際にブーム起伏用ウィンチ２６に実際にかかった負荷は、ブーム起伏用ウィンチ２６のギアオイルの消耗度合いに影響を与える。したがって本実施形態１では、ブーム起伏用ウィンチ２６の負荷率とブーム起伏作業時間との乗算値を累積し、その累積値に基づいて当該ウィンチ２６のギアオイルのメンテナンス時期を導出するので、当該ギアオイルのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００７３】
なお、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図２に示す構成では、巻上げ用のウィンチとして主巻ウィンチ３０と補巻ウィンチ３１の２つのウィンチが設けられる構成としたが、これ以外の巻上げウィンチ（例えば、副巻ウィンチ等）が設けられる構成にしてもよい。この場合には、副巻ウィンチ等についても主巻ウィンチ３０、補巻ウィンチ３１と同様にギアオイル、ワイヤロープ等のメンテナンス情報を導出することができる。
【００７４】
また本実施形態１では、管理センタ５側に情報管理装置１を設けている場合について説明したが、情報管理装置１の全部又は一部をクレーン１０に設けてもよい。情報管理装置１の全部をクレーン１０に設けた場合には、クレーン１０と情報管理装置１との間の通信手段が不要となる。また、情報管理装置１の一部として、モーメント時間ＭＴの演算を行う負荷演算手段５７をクレーン１０に設けた場合には、通信データ量が少なくなり、その分だけ通信費用を節約することができる。
【００７５】
本実施形態１では、いわゆるラチス構造のブーム２１を備えたクローラクレーン（ＬＢＣＣ）について説明したが、この発明の適用範囲はこれに限定されず、本発明を、例えばボックス構造の伸縮ブームを備えたホイールクレーンについても、上記と同様に適用できるのはもちろんである。
【００７６】
また、本実施形態１では、クレーン１０と管理センタ５との間を無線で通信可能としているが、これは現地から管理センタ５に戻ってこないクレーンなどを想定しているからであり、例えば管理センタ５に戻ってくるクレーンの場合には、現地から管理センタ５に帰ってくる都度にデータの授受をカード等で行ってもよい。
【００７７】
（実施形態２）
本実施形態２では、ワイヤロープ類のメンテナンス時期を導出するための負荷代表値として、負荷率積を用いる代わりに、ロープ径、シーブ径及び通過シーブ個数を負荷代表値として用いている。以下具体的に説明する。
【００７８】
ワイヤロープの寿命推定式として、以下の式（４）が提唱されている（ニーマンの式）。
【００７９】
【数１】
【００８０】
ここで、ａはシーブ形状による係数、ｂはワイヤロープの構成による係数である。この推定式によってワイヤロープの寿命を推定することは可能だが、絶対的な寿命の算出は困難であるばかりでなく、各機種についてワイヤロープごとにデータを記憶するとなるとデータ量が膨大になるという不具合も生ずる。そこで、本実施形態２では、基本となる基準値を予め設定しておいてその基準値との差を導出することにより、メンテナンス時期を得るようにしている。
【００８１】
すなわち、ロープ径をｄとし、シーブ径をＤとし、ワイヤロープが通過するシーブ個数（ただし、ウィンチを除く）をｎとし、基準となるメンテナンス時期に相当するものとしてＤ／ｄ＝２０、ｎ＝１の場合の基準値を例えば２０００００回と設定した場合、前記ニーマンの式を簡略化して表すと、
２０００００＝１／ｎ×定数×｛（Ｄ／ｄ）／σｔ｝２ ・・・（５）
の関係式が成り立つ。そして（５）式を用いると、Ｄ／ｄ＝１８の場合には、Ｎ＝１６２０００回となり、さらに通過シーブ数ｎが２の場合には、Ｎ＝８１０００回となる。実際にはσｔ（荷重による応力成分）にも依存するため、絶対的な寿命の推定にはならないが、経験に基づいて設定される基準値を基にして、ワイヤロープについての負荷代表値の相対的な基準値を得ることができる。そして、ワイヤロープ類の管理項目３として、この相対的な基準値を用いてメンテナンス時期に関する情報の導出を行うことができる。
【００８２】
したがって、本実施形態２では、ワイヤロープの寿命推定式を間接的に利用しているので、ワイヤロープ自体の寿命に基づくメンテナンス時期を推定することができる。しかも、経験から得られた基準値を基にして相対的な予測値を導出するようにしているので、実際の荷重から応力を計算して絶対的予測値を導出する場合に比べ、データ量を大幅に低減することができる。この結果、メモリ容量が膨大になるのを回避しつつ、ワイヤロープのメンテナンス時期を予測することが可能となる。一方、ロープの寿命予測についてもウィンチの定格荷重に対する負荷（負荷率）に基づく負荷率積を基準としている場合には、ロープの定格荷重よりも小さな定格荷重に設定されるウィンチの定格荷重に基づくクレーンとしての仕事を代表しやすく、ワイヤロープの消耗度合いを過大に評価してしまうのを防止することができる。
【００８３】
なおその他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。
【００８４】
（実施形態３）
図１７に示すように、本実施形態３は、ブーム２１の先端にラッフィングジブ８４を取り付けたクレーン１０に適用したものである。このクレーン１０では、ラッフィングジブ８４先端で荷物を吊るラッフィング作業形態となる。
【００８５】
クレーン１０の上部旋回体１５には、ジブ起伏ウィンチ８５が搭載されている。このウィンチ８５からジブ起伏用のワイヤロープであるジブ起伏ロープ８６が繰り出され、引き込まれることによりジブ８４を起伏動作させるようになっている。
【００８６】
また、クレーン１０には、実施形態１に加え、ラッフィングジブ８４の作業角度βを検出するセンサ８８が設けられている。センサ８８としては、例えばエンコーダやポテンショメータが用いられる。
【００８７】
過負荷防止装置４１ｃは、ブーム２１の作業角度α及び予め記憶部４１ａに記憶したおいたブーム長さＬと、ラッフィングジブ８４の作業角度β及び予め記憶部４１ａに記憶したおいたジブ長さＬ’と、予め記憶部４１ａに記憶したおいた下部走行体１４上における上部旋回体１５の旋回軸からブーム２１の起伏軸までの距離Ｒ０に基づいて作業半径Ｒ’を演算する。この演算式は、以下のとおりである。
【００８８】
Ｒ’＝Ｌ・ｃｏｓ（α）＋Ｌ’・ｓｉｎ（β）＋Ｒ０ ・・・（６）
一方、情報管理装置１の負荷演算手段５７は、前記式（２）（２’）における作業半径Ｒをこの式（６）の作業半径Ｒ’に読み替えて演算する。またウィンチ負荷率積ＬＴについては、ジブ起伏ウィンチ８５についてもブーム起伏用ウィンチ２６と同様に式（３）を用いて演算する。
【００８９】
本クレーン１０の消耗品としては、ワイヤロープ類の中にジブ起伏用ウィンチ８５等のワイヤロープ（ジブ起伏ロープ）８６が含まれる。そして、このジブ起伏ロープ８６のメンテナンス時期に関する情報の導出は、ブーム起伏用ロープ２７と同様の手法で行われる。
【００９０】
したがって、実施形態３も実施形態１と同様に、実際に作業を行っている時に検出された消耗品の負荷についての代表値を累積し、その累積値に基づいて、当該消耗品のメンテナンス時期を導出するので、クレーン１０の消耗品についてのメンテナンス時期を的確に把握することができる。
【００９１】
なおその他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。
【符号の説明】
【００９２】
２６ ブーム起伏用ウィンチ
２７ ブーム起伏用ロープ（消耗品）
３０ 主巻ウィンチ（巻上げウィンチ）
３１ 補巻ウィンチ（巻上げウィンチ）
３２ 主巻ロープ（消耗品）
３３ 補巻ロープ（消耗品）
５６ 記憶手段
５９ 導出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する装置であって、
巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出手段が含まれている建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、吊り作業の作業回数を累積して記憶し、
前記導出手段は、前記記憶手段に累積して記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出する請求項１に記載の建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積して記憶し、
前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する請求項１に記載の建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時にブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶し、
前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する請求項１に記載の建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項５】
クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する方法であって、
巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶するステップと、
前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップとが含まれている建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【請求項６】
吊り作業の作業回数を累積して記憶する蓄積ステップと、
前記記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれている請求項５に記載の建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【請求項７】
巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に前記巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、吊り作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、
前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれている請求項５に記載の建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【請求項８】
ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時に前記ブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、
前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれている請求項５に記載の建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【請求項１】
クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する装置であって、
巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出手段が含まれている建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、吊り作業の作業回数を累積して記憶し、
前記導出手段は、前記記憶手段に累積して記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出する請求項１に記載の建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と吊り作業時間との乗算値を累積して記憶し、
前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する請求項１に記載の建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時にブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶し、
前記導出手段は、前記乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する請求項１に記載の建設機械用メンテナンス情報管理装置。
【請求項５】
クレーンの消耗品についてのメンテナンス情報を管理する方法であって、
巻上げウィンチから繰り出される前記消耗品としてのワイヤロープの負荷を代表させる代表値として、シーブ径、シーブ個数及びロープ径と、基準となるメンテナンス時とを関連付けて記憶するステップと、
前記巻上げウィンチから繰り出されたワイヤロープが通過するシーブのシーブ径及びシーブ個数と、当該ワイヤロープのロープ径とに基づいて、当該ワイヤロープのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップとが含まれている建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【請求項６】
吊り作業の作業回数を累積して記憶する蓄積ステップと、
前記記憶された作業回数に基づいて、前記巻上げウィンチのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれている請求項５に記載の建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【請求項７】
巻上げウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、前記巻上げウィンチの定格負荷に対する吊り作業時に前記巻上げウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、吊り作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、
前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれている請求項５に記載の建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【請求項８】
ブーム起伏用ウィンチのオイルの負荷を代表させる代表値として、ブーム起伏用ウィンチの定格負荷に対するブーム起伏作業時に前記ブーム起伏用ウィンチにかかった負荷の割合である負荷率と、ブーム起伏作業時間との乗算値を累積して記憶する蓄積ステップと、
前記記憶された乗算値に基づいて、前記オイルのメンテナンス時期に関する情報を導出する導出ステップが含まれている請求項５に記載の建設機械用メンテナンス情報管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２４７９９６（Ｐ２０１０−２４７９９６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８０１３５（Ｐ２０１０−１８０１３５）
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【分割の表示】特願２００６−３１１８２３（Ｐ２００６−３１１８２３）の分割
【原出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【分割の表示】特願２００６−３１１８２３（Ｐ２００６−３１１８２３）の分割
【原出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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