特許 6085710 アタッチメント監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6085710

(24)【登録日】2017年2月3日

(45)【発行日】2017年2月22日

(54)【発明の名称】アタッチメント監視システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20170213BHJP

   E02F 3/36 20060101ALI20170213BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/20 N

   E02F3/36 A

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-90326(P2016-90326)

(22)【出願日】2016年4月28日

【審査請求日】2016年9月9日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596105998

【氏名又は名称】東空販売株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】399076312

【氏名又は名称】安川情報システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 栄基

(72)【発明者】

【氏名】弘川 靖雄

(72)【発明者】

【氏名】坂本 俊一

(72)【発明者】

【氏名】高井 淳至

(72)【発明者】

【氏名】小畑 昌之

【審査官】 亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５１４８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００８４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７３３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１７８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４３０６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ３／３６、３／４０、９／２０、９／２６

Ｂ２５Ｄ １７／００

Ｇ０６Ｑ ５０／００

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業アームを有する作業機械と、
前記作業アームの先端部に取り付けられ、流体圧によって駆動可能に設けられるアタッチメントと、
個体識別情報に基づいて識別される前記アタッチメントの駆動時における振動および前記流体圧を計測可能に設けられる計測ユニットと、
前記作業機械に設けられ、前記計測ユニットの計測結果を取得する端末装置と、
前記端末装置から前記アタッチメントごとの前記計測結果を収集し、収集した前記計測結果に基づいて前記アタッチメントごとの稼働状況を解析するサーバ装置と
を備え、
前記計測ユニットは、
前記個体識別情報を取得する取得部と、
前記振動を検出する振動センサと、
前記流体圧を検出する流体圧センサと、
前記振動センサの検出結果および前記流体圧センサの検出結果を前記計測結果として前記端末装置へ送信する通信部と
を備えることを特徴とするアタッチメント監視システム。

【請求項2】

前記計測ユニットは、前記作業アームに取り付けられること
を特徴とする請求項１に記載のアタッチメント監視システム。

【請求項3】

前記作業機械は、
前記流体圧を発生させる流体圧発生装置と、
前記流体圧発生装置からの流体の給排路である第１給排路と
を備え、
前記アタッチメントは、
当該アタッチメントへの前記流体の給排路である第２給排路
を備え、
前記計測ユニットは、
前記第１給排路と前記第２給排路との間に設けられ、前記第１給排路と前記第２給排路とを接続すること
を特徴とする請求項１または２に記載のアタッチメント監視システム。

【請求項4】

前記サーバ装置は、
前記アタッチメントごとの前記振動センサの検出結果および前記流体圧センサの検出結果の組み合わせに基づいて当該アタッチメントの稼働状況を推定すること
を特徴とする請求項１、２または３に記載のアタッチメント監視システム。

【請求項5】

前記個体識別情報は、
前記アタッチメント側に保持され、
前記取得部は、
前記アタッチメント側との通信によって前記個体識別情報を取得し、
前記通信部は、
前記取得部によって取得された前記個体識別情報ごとの前記計測結果を前記端末装置へ送信すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のアタッチメント監視システム。

【請求項6】

前記計測ユニットは、
少なくとも前記通信部を保護するように設けられる緩衝材
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のアタッチメント監視システム。

【請求項7】

前記計測ユニットは、
さらに、前記アタッチメントを駆動させる流体の流量を計測可能に設けられること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のアタッチメント監視システム。

【請求項8】

前記作業機械は、油圧ショベルであり、
前記アタッチメントは、油圧ブレーカであること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のアタッチメント監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、アタッチメント監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、油圧ショベルやブルドーザといった建設機械につき、稼働時間等を監視する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

なお、特許文献１に開示の技術は、建設機械のエンジン、旋回体、足回りおよびその他装置（エアコン等）といった主に建設機械の移動体としての機能に関する機械情報を検出して、かかる機械情報に基づき、建設機械そのものの次のメンテナンス予定日を特定するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２２４５６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した従来技術を用いた場合、建設機械そのもののメンテナンス予定日を特定することはできるものの、たとえば建設機械の作業アームに取り付けられる油圧ブレーカ等のアタッチメントの稼働状況については把握することができなかった。

【0006】

なお、アタッチメントは、たとえばリース契約等によってエンドユーザに貸し出される場合があり、この場合、同一のアタッチメントは、異なる複数の建設機械の間で組み合わせを変えつつ取り付けられ、使用される。したがって、アタッチメント個体の稼働状況は通常、建設機械の稼働状況に一致しない。

【0007】

また、アタッチメントに対しては、建設機械との組み合わせが変わるたび、取り付けを含むセッティング作業が行われるため、セッティング不良による不具合を誘発する可能性も高かった。

【0008】

なお、かかる課題は、建設機械に限らず、作業アームに対しアタッチメントを取り付けて、かかるアタッチメントにより所定の作業を行うことが可能な作業機械全般に共通する課題である。

【0009】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、アタッチメントごとの稼働状況を監視することができるアタッチメント監視システム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】

【0010】

実施形態の一態様に係るアタッチメント監視システムは、作業機械と、アタッチメントと、計測ユニットと、端末装置と、サーバ装置とを備える。前記作業機械は、作業アームを有する。前記アタッチメントは、前記作業アームの先端部に取り付けられ、流体圧によって駆動可能に設けられる。前記計測ユニットは、個体識別情報に基づいて識別される前記アタッチメントの駆動時における振動および前記流体圧を計測可能に設けられる。前記端末装置は、前記作業機械に設けられ、前記計測ユニットの計測結果を取得する。前記サーバ装置は、前記端末装置から前記アタッチメントごとの前記計測結果を収集し、収集した前記計測結果に基づいて前記アタッチメントごとの稼働状況を解析する。また、前記計測ユニットは、前記個体識別情報を取得する取得部と、前記振動を検出する振動センサと、前記流体圧を検出する流体圧センサと、前記振動センサの検出結果および前記流体圧センサの検出結果を前記計測結果として前記端末装置へ送信する通信部とを備える。

【発明の効果】

【0011】

実施形態の一態様によれば、アタッチメントごとの稼働状況を監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】図１Ａは、実施形態に係るブレーカ監視システムの概要説明図（その１）である。

【図1B】図１Ｂは、実施形態に係るブレーカ監視システムの概要説明図（その２）である。

【図1C】図１Ｃは、実施形態に係るブレーカ監視システムの概要説明図（その３）である。

【図2A】図２Ａは、油圧ショベルの構成を示す図である。

【図2B】図２Ｂは、計測ユニットの構成を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係るブレーカ監視システムのブロック図である。

【図4A】図４Ａは、計測ユニットが送信するデータ形式の一例を示す図である。

【図4B】図４Ｂは、端末装置が送信するデータ形式の一例を示す図である。

【図5A】図５Ａは、ブレーカ稼働情報ＤＢに蓄積されるデータ形式の一例を示す図である。

【図5B】図５Ｂは、図５Ａに示す「累積稼働時間」の変形例を示す図である。

【図6A】図６Ａは、ブレーカの「空打ち」の説明図である。

【図6B】図６Ｂは、ブレーカによる「はわき」の説明図である。

【図7A】図７Ａは、ブレーカの稼働状況の推定の一例を示す図（その１）である。

【図7B】図７Ｂは、ブレーカの稼働状況の推定の一例を示す図（その２）である。

【図8】図８は、その他の実施形態に係る油圧ショベルのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して、本願の開示するアタッチメント監視システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0014】

また、以下では、アタッチメントが油圧ブレーカであり、かかる油圧ブレーカが取り付けられる作業機械が「油圧ショベル」である場合を主たる例に挙げて説明を行う。なお、油圧ブレーカについては以下、「ブレーカ」と記載する。

【0015】

また、以下では、同一の構成要素が複数個ある場合、かかる構成要素の符号に「−ｎ」（ｎは自然数）の形式で付番を行い、それぞれを識別可能にあらわす場合がある。なお、かかる構成要素を総称する場合、上述の付番は行わない。

【0016】

まず、実施形態に係るブレーカ監視システムの概要について、図１Ａ〜図１Ｃを参照して説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、本実施形態に係るブレーカ監視システム１の概要説明図（その１）〜（その３）である。

【0017】

図１Ａに示すように、ブレーカ監視システム１は、複数の油圧ショベル１０と、ネットワークＮと、インターネットＷと、サーバ装置２０と、各種端末３０，４０とを含んでいる。なお、図１Ａでは、便宜上、３台の油圧ショベル１０−１，１０−２，１０−３を図示しているが、無論、油圧ショベル１０の台数を限定するものではない。

【0018】

油圧ショベル１０−１，１０−２，１０−３にはそれぞれ、ブレーカ１５−１，１５−２，１５−３が取り付けられる。また、油圧ショベル１０−１，１０−２，１０−３にはそれぞれ、端末装置１７−１，１７−２，１７−３が設けられている。

【0019】

端末装置１７−１，１７−２，１７−３はそれぞれ、対応するブレーカ１５−１，１５−２，１５−３の稼働状況をネットワークＮへ送信する（ステップＳ１）。ネットワークＮは、たとえば携帯電話回線網である。

【0020】

ここで、図１Ａに示すＭ１部を拡大した図１Ｂおよび図１Ｃを参照して、ブレーカ１５の稼働状況を取得する方法について説明する。図１Ｂに示すように、ブレーカ監視システム１は、計測ユニット１６を備える。

【0021】

計測ユニット１６は、油圧ショベル１０のアーム１４（「作業アーム」の一例に相当）に取り付けられる。また、計測ユニット１６は、個体識別情報に基づいて識別されるブレーカ１５の駆動時における振動および油圧を計測可能に設けられる。

【0022】

ブレーカ１５の個体識別は、たとえばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）を利用して行われる。具体的には、ブレーカ１５の個体識別情報は、たとえばかかる個体識別情報が記録されたＩＣ（Integrated Circuit）タグ１５ａがブレーカ１５に貼り付けられることによって、ブレーカ１５側に保持される。

【0023】

かかる場合、計測ユニット１６は、ＩＣタグ１５ａの個体識別情報を、無線通信によって読み取り可能に設けられる。たとえば、ＩＣタグ１５ａがパッシブタグであれば、計測ユニット１６は、ＩＣタグ１５ａへ向けて電波を送信し、その反射波に乗せられて返された個体識別情報を受信することによって、ブレーカ１５を個体識別する（ステップＳ１−１）。

【0024】

なお、ここではＩＣタグ１５ａがパッシブタグである例を挙げたが、アクティブタグやセミアクティブタグであってもよい。また、ＲＦＩＤを利用する場合に限らなくともよい。したがって、有線通信であってもよい。

【0025】

また、具体的には図２Ｂ以降において図示するが、計測ユニット１６は、油圧センサ１６ｂと、振動センサ１６ｃとを備える。計測ユニット１６は、かかる油圧センサ１６ｂと、振動センサ１６ｃとによって、ブレーカ１５の振動および油圧を計測する（ステップＳ１−２）。なお、本実施形態では、ブレーカ１５を駆動させる作動油に関し、油圧センサ１６ｂによりその油圧を計測する例を挙げて説明を進めるが、流量を計測してもよい。その場合、計測ユニット１６は、たとえば流量計を備えることとなる。

【0026】

そして、さらに、計測ユニット１６は、油圧ショベル１０に設けられた端末装置１７と通信可能に設けられている。端末装置１７は、かかる通信可能な計測ユニット１６から、ブレーカ１５の個体識別情報および計測結果を取得する（ステップＳ１−３）。

【0027】

このように、本実施形態では、ブレーカ１５を個体識別し、かかるブレーカ１５ごとの個体識別情報および計測結果を紐付けて取得することとした。したがって、図１Ｃに示すように、たとえば同一のブレーカ１５−１が、作業機械ＤＩＧ＿１，ＤＩＧ＿２，ＲＢＴ＿１に順次取り付けられ、使用されても、作業機械との組み合わせに関わりなく、ブレーカ１５−１個体の稼働状況を随時取得することが可能となる。

【0028】

図１Ａの説明に戻り、つづいてサーバ装置２０について説明する。サーバ装置２０は、たとえばインターネットＷ上の仮想サーバとして設けられ、ステップＳ１において送信された各ブレーカ１５−１，１５−２，１５−３の稼働状況を、ネットワークＮを介して収集する（ステップＳ２）。

【0029】

また、サーバ装置２０は、収集した各稼働状況を解析し、ブレーカ稼働情報ＤＢ（データベース）２２ａへ蓄積する（ステップＳ３）。また、サーバ装置２０は、解析した解析結果の内容を含む、ブレーカ１５ごとの稼働情報を各種端末３０，４０へ提供する（ステップＳ４）。

【0030】

かかる情報提供は、たとえばＷｅｂ画面を介した閲覧形式にて行われる。したがって、各種端末３０，４０を保有する保守拠点の保守員や、営業マン、該当のブレーカ１５を実際に使用中のエンドユーザ等が、時や場所を問わずに、所望のブレーカ１５の稼働情報を閲覧することができる。

【0031】

また、稼働情報には、たとえば計測ユニット１６の計測結果に基づいて推定されるブレーカ１５の異常やその予兆、ブレーカ１５ごとの累積稼働時間や現在位置等を含むことができる。また、ブレーカ１５の異常やその予兆に対しては、かかる異常や予兆の内容を示すアラーム通知を行うことができる。

【0032】

したがって、たとえば、ブレーカ１５の部品に深刻なダメージを与える前に保守員にメンテナンスを促すことができるので、修理コストが嵩むのを抑えることができる。なお、計測ユニット１６の計測結果に基づいてブレーカ１５の異常やその予兆を推定する方法の一例については、図６Ａ〜図７Ｂを用いた説明で後述する。

【0033】

また、たとえばブレーカ１５の累積稼働時間に基づき、経年劣化に伴うメンテナンス予測等を行うことができる。また、営業マンにとっては、累積稼働時間を含むブレーカ１５ごとの稼働情報を正確に把握することができるため、エンドユーザとのたとえばリース契約交渉において、部品交換の最適なタイミングの提示等を含めた適切な交渉を行うことができる。また、ブレーカ１５を構成する消耗部品の交換時期の予測と告知を可能にすることもできる。

【0034】

このように、本実施形態によれば、作業機械との組み合わせに関わりなく、ブレーカ１５ごとの稼働状況を監視することができるとともに、その監視結果により、保守員、営業マン、エンドユーザら各関係者の業務活動が良質なものとなるように支援することができる。

【0035】

以下、より具体的に、ブレーカ監視システム１を構成する各構成要素について説明してゆく。図２Ａは、油圧ショベル１０の構成を示す図である。また、図２Ｂは、計測ユニット１６の構成を示す図である。

【0036】

図２Ａに示すように、油圧ショベル１０は、クローラー１１と、基台部１２と、ブーム１３と、アーム１４と、ブレーカ１５と、計測ユニット１６と、端末装置１７と、照明１８とを備える。

【0037】

クローラー１１は、不整地での移動を可能に設けられた移動機構であって、たとえば図２Ａに示すように無限軌道として構成される。基台部１２は、クローラー１１に対し、図示略の鉛直軸まわりに旋回可能に設けられ、操縦するためのコックピットを備える。

【0038】

ブーム１３は、基端部において、基台部１２に対し図示略の水平軸まわりに回動可能に設けられる。ブーム１３は、基台部１２とブーム１３とを連結する第１シリンダ１２ａの伸縮によって回動する。

【0039】

アーム１４は、基端部において、ブーム１３の先端部に対し図示略の水平軸まわりに回動可能に設けられる。アーム１４は、ブーム１３とアーム１４とを連結する第２シリンダ１３ａの伸縮によって回動する。

【0040】

ブレーカ１５は、アーム１４の先端部に設けられ、アーム１４の先端部に対し図示略の水平軸まわりに揺動可能に設けられる。ブレーカ１５は、アーム１４とブレーカ１５とを連結する第３シリンダ１４ａの伸縮によって揺動する。

【0041】

なお、第１シリンダ１２ａ、第２シリンダ１３ａ、第３シリンダ１４ａはそれぞれ油圧シリンダであるが、図２Ａではこれらを伸縮させる油圧系統については、説明の便宜上、図示を省略している。

【0042】

また、基台部１２は、その内部に、作動油タンク１２ｂと、油圧ポンプ１２ｃ（「流体圧発生装置」の一例に相当）と、コントロールバルブ１２ｄと、フットペダル１２ｅとを備える。コントロールバルブ１２ｄからは、ブーム１３およびアーム１４沿いにブレーカ１５用の配管１２ｆ（「第１給排路」の一例に相当）が延びている。

【0043】

ブレーカ１５は、チゼル１５ｂと、シリンダ１５ｃと、油圧ホース１５ｄ（「第２給排路」の一例に相当）とを備える。ブレーカ１５は、作業員によるフットペダル１２ｅの操作に応じ、油圧ポンプ１２ｃ側から配管１２ｆ、油圧ホース１５ｄを介して給排される作動油の流体圧によって、シリンダ１５ｃのピストンを連続的に昇降させる（図中の矢印２０１参照）。なお、かかる昇降には、シリンダ１５ｃのピストン上部に封入された窒素ガス等のガスも寄与しており、かかるガスは、ピストンの上昇に伴う圧縮に対し反発することによって下降するピストンを加速させ、ピストンへ強い打撃力を付与する。そして、かかるピストンの下降の際、チゼル１５ｂの基端部を打撃することによってチゼル１５ｂへ衝撃力を伝達する。

【0044】

チゼル１５ｂは、ピストンより伝達された衝撃力によって、先端部において接した物を打撃することにより、その物を破壊する。なお、ブレーカ１５の作動原理は公知であるので、ここでのより詳細な説明については省略する。

【0045】

端末装置１７は、たとえば基台部１２のコックピット内に配置される。なお、コックピット内の作業員が携帯していてもよい。照明１８は、たとえばブーム１３の先端部に設けられ、夜間作業の際等に使用される。なお、図２Ａに示す例の場合、かかる照明１８用電源がブーム１３の先端部の近傍に設けられている。

【0046】

計測ユニット１６は、配管１２ｆと、油圧ホース１５ｄとを接続しつつ、アーム１４に設けられる。具体的には、図２Ｂに示すように、計測ユニット１６は、油圧ポンプ１２ｃ側からの配管１２ｆと、ブレーカ１５側の油圧ホース１５ｄとの間に設けられ、配管１２ｆと油圧ホース１５ｄとを接続する。すなわち、計測ユニット１６は、配管１２ｆおよび油圧ホース１５ｄのジョイント部として機能する。

【0047】

計測ユニット１６は、通信部等を含む制御部１６ａと、油圧センサ１６ｂと、振動センサ１６ｃと、給排路１６ｄとを備える。制御部１６ａは、たとえば緩衝材Ｂによって保護されるように設けられることが好ましい。これにより、言わばデリケートな構成部品である制御部１６ａを、ブレーカ１５から伝達される強い衝撃から保護することができる。緩衝材Ｂとしては、たとえばアルファーゲル（登録商標）等の衝撃吸収・振動吸収素材を用いることができる。

【0048】

油圧センサ１６ｂは、給排路１６ｄに設けられ、給排路１６ｄを流れる作動油の油圧を検出する。振動センサ１６ｃは、アーム１４へ伝達されるブレーカ１５の駆動時における振動を検出する。なお、計測ユニット１６への供給電源は、前述の照明１８用電源を利用することができる。このような構成により、計測ユニット１６を、ブレーカ１５に直接設けるよりも衝撃を受けにくい位置に、かつ、ブレーカ１５の振動および油圧を計測可能な位置に、配置することができる。

【0049】

なお、図２Ｂでは、模式的に計測ユニット１６内の各種機器の配置を示したが、あくまで説明の便宜上のものであって、これら各種位置の計測ユニット１６内における配置位置を限定するものではない。また、図２Ｂには、計測ユニット１６の電源に関し、照明１８用電源を利用する例を示したが、計測ユニット１６への給電形態を限定するものではなく、たとえば電池により給電されてもよいし、無線給電を利用してもよい。

【0050】

次に、図３は、本実施形態に係るブレーカ監視システム１のブロック図である。なお、図３では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素を機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

【0051】

換言すれば、図３に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。たとえば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。たとえば上述した作動油の流量をさらに計測するケースには、計測ユニット１６の内部に流量計が追加される。

【0052】

なお、図３を参照した説明では、これまで既に述べた構成要素については、説明を簡略化するか、省略する場合がある。

【0053】

まず、油圧ショベル１０側から説明する。既に述べたが、図３に示すように、油圧ショベル１０は、ブレーカ１５と、計測ユニット１６と、端末装置１７とを備える。ブレーカ１５は、ＩＣタグ１５ａを介し、個体識別情報を保持する。

【0054】

計測ユニット１６は、制御部１６ａと、油圧センサ１６ｂと、振動センサ１６ｃと、通信インタフェース１６ｅ，１６ｆとを備える。通信インタフェース１６ｅは、たとえば近距離無線通信用の通信規格に対応したインタフェースである。通信インタフェース１６ｆは、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に対応したインタフェースである。

【0055】

制御部１６ａは、取得部１６ａａと、通信部１６ａｂとを備える。取得部１６ａａは、通信インタフェース１６ｅを介したブレーカ１５側との通信によって、ＩＣタグ１５ａからブレーカ１５の個体識別情報を取得する。

【0056】

通信部１６ａｂは、取得部１６ａａによって取得されたブレーカ１５の個体識別情報ごとの、油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果を、通信インタフェース１６ｆを介し、端末装置１７へ向けて送信する。なお、通信部１６ａｂは、油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果をアナログ−デジタル変換する機能を有する。

【0057】

端末装置１７は、制御部１７ａと、通信インタフェース１７ｂ，１７ｃとを備える。通信インタフェース１７ｂは、前述の通信インタフェース１６ｆに応じた、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に対応したインタフェースである。通信インタフェース１７ｃは、たとえばネットワークＮ、すなわち携帯電話回線網に対応したインタフェースである。なお、ここでは、計測ユニット１６および端末装置１７間の通信形態が無線通信である場合を例に挙げているが、有線通信であってもよい。したがって、通信インタフェース１６ｆ，１７ｂは有線通信用の規格に対応したインタフェースであってもよい。また、ネットワークＮも携帯電話回線網に限らず無線ＬＡＮ等を利用したものであってもよい。

【0058】

制御部１７ａは、データ整形部１７ａａと、通信部１７ａｂとを備える。データ整形部１７ａａは、通信インタフェース１７ｂ、通信部１７ａｂを介して受信した、ブレーカ１５の個体識別情報ごとの、油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果を、データクレンジングする処理を行う。

【0059】

通信部１７ａｂは、データ整形部１７ａａによってデータクレンジングされたデータを、通信インタフェース１７ｃを介し、ネットワークＮへ向けて送信する。

【0060】

ここで、計測ユニット１６および端末装置１７がそれぞれ送信するデータ形式の一例について述べておく。図４Ａは、計測ユニット１６が送信するデータ形式の一例を示す図である。また、図４Ｂは、端末装置１７が送信するデータ形式の一例を示す図である。

【0061】

図４Ａに示すように、計測ユニット１６は、たとえばブレーカ１５の個体識別情報に対し、油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果を紐付けたデータ形式のデータを端末装置１７へ向けて送信する。

【0062】

これに対し、図４Ｂに示すように、端末装置１７は、計測ユニット１６から受信したデータに対し、データ整形部１７ａａにより、通信効率が向上するようにたとえばデータを圧縮したり、処理効率が向上するように不要部分を削除したり、不足部分を補ったりといったデータクレンジングを施す。

【0063】

そして、かかるデータクレンジングを施した整形後のデータ形式のデータに対し、さらに現在位置といった情報を付加したうえで、ネットワークＮへ向けて送信することも可能である。たとえば現在位置は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信する電波に基づいて自装置の現在位置を取得する処理を行うＧＰＳ部に相当するデバイスを、たとえば端末装置１７が備えることで取得することができる。

【0064】

なお、ＧＰＳ部は、たとえば油圧ショベル１０自体が備えていてもよいし、端末装置１７がたとえばコックピット内の作業員の保有する携帯電話等である場合、かかる携帯電話が備えるＧＰＳ部を利用することができる。

【0065】

図３の説明に戻り、つづいてサーバ装置２０について説明する。図３に示すように、サーバ装置２０は、制御部２１と、記憶部２２と、通信インタフェース２３とを備える。制御部２１は、通信部２１ａと、収集部２１ｂと、解析部２１ｃと、蓄積部２１ｄと、提供処理部２１ｅとを備える。

【0066】

記憶部２２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、ブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａを記憶する。通信インタフェース２３は、インターネットＷへの接続に対応したインタフェースである。

【0067】

制御部２１は、サーバ装置２０の全体制御を行う。通信部２１ａは、通信インタフェース２３を介したデータの送受信処理を行う。収集部２１ｂは、通信インタフェース２３および通信部２１ａ経由で、各ブレーカ１５の稼働状況を適宜収集する処理を行う。また、収集部２１ｂは、収集した各ブレーカ１５の稼働状況を解析部２１ｃへ渡す処理をあわせて行う。

【0068】

解析部２１ｃは、収集した各ブレーカ１５の稼働状況を解析する処理を行う。また、解析部２１ｃは、解析した解析結果を蓄積部２１ｄへ渡す処理をあわせて行う。また、解析部２１ｃは、解析した解析結果にたとえばブレーカ１５の異常やその予兆を示す内容が含まれる場合に、提供処理部２１ｅに対し、かかる異常やその予兆に応じたアラーム通知の処理要求を行う。

【0069】

蓄積部２１ｄは、解析部２１ｃの解析結果に基づき、各ブレーカ１５の現在の状態を含むブレーカ１５ごとの稼働情報を、ブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａへ蓄積する処理を行う。

【0070】

提供処理部２１ｅは、解析部２１ｃによるアラーム通知の処理要求を受け付けた場合に、かかる処理要求に応じたアラーム通知を生成し、各種端末３０，４０や端末装置１７に対して通信部２１ａおよび通信インタフェース２３経由で送信する処理を行う。

【0071】

また、提供処理部２１ｅは、各種端末３０，４０や端末装置１７から通信インタフェース２３および通信部２１ａ経由で、たとえば所望のブレーカ１５の稼働情報に対する提供要求を受け付けた場合に、かかる提供要求に応じた稼働情報をブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａから抽出する処理を行う。

【0072】

また、提供処理部２１ｅは、抽出した稼働情報に基づき、たとえばＷｅｂ画面上で閲覧者が一目で把握が可能となるように、グラフや画像等を含ませつつ稼働情報の閲覧画面を生成し、各種端末３０，４０や端末装置１７に対して通信部２１ａおよび通信インタフェース２３経由で送信する処理をあわせて行う。

【0073】

次に、図５Ａおよび５Ｂを参照してブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａに蓄積されるデータ形式の具体例について説明する。図５Ａは、ブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａに蓄積されるデータ形式の一例を示す図である。また、図５Ｂは、図５Ａに示す「累積稼働時間」の変形例を示す図である。

【0074】

図５Ａに示すように、ブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａには、たとえば「ブレーカ個体識別情報」によって識別されるブレーカ１５ごとの稼働状況に関する稼働情報が随時蓄積される。たとえば、図５Ａでは、「ブレーカ個体識別情報」がそれぞれＢＲ＿１，ＢＲ＿２，ＢＲ＿３で識別されるブレーカ１５ごとの稼働情報を一例として示している。

【0075】

たとえばブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａには、ＢＲ＿１，ＢＲ＿２，ＢＲ＿３のブレーカ１５ごとの「累積稼働時間」が蓄積される。かかる「累積稼働時間」は、取り付けられる作業機械に関わらない、ブレーカ１５個体の累計稼働時間である。

【0076】

また、たとえばブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａには、ＢＲ＿１，ＢＲ＿２，ＢＲ＿３のブレーカ１５ごとの「現在位置」が格納される。かかる「現在位置」は、たとえばブレーカ１５の所在位置の確認だけでなく、ブレーカ１５が盗難された場合の探索にも利用することができる。

【0077】

また、たとえばブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａには、ＢＲ＿１，ＢＲ＿２，ＢＲ＿３のブレーカ１５ごとの「現在状況」が格納される。「現在状況」にはたとえば「正常」や「注意喚起」、「異常」を示す値が格納されており、「注意喚起」の場合には、これに該当するＢＲ＿２のブレーカ１５の関係者（保守員やエンドユーザ）に対し「注意喚起」を示すアラーム通知を行うよう、提供処理部２１ｅが処理を行う。関係者はかかるアラーム通知を受けたならば、異常が起こる予防保全のための作業準備を行うことができる。

【0078】

また、たとえば「異常」の場合には、これに該当するＢＲ＿３のブレーカ１５の関係者に対し「異常」を示すアラーム通知を行うよう、提供処理部２１ｅが処理を行う。関係者はかかるアラーム通知を受けたならば、異常によりそれ以上ブレーカ１５の不具合が進んで修理コストが嵩むことのないよう、即座に修理作業を行うことができる。

【0079】

また、たとえばブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａには、ＢＲ＿１，ＢＲ＿２，ＢＲ＿３のブレーカ１５ごとの現在の「接続機械」や、過去の「アラーム履歴」、「リース履歴」等を含むことができる。

【0080】

「アラーム履歴」は、たとえばそのブレーカ１５が不具合を起こしやすいものであるかの目安に利用することができる。また、「リース履歴」を加味すれば、たとえばそのブレーカ１５が不具合を起こしにくい優良品であるかの目安に利用することができる。

【0081】

たとえば、「リース履歴」が多いにも関わらず、「アラーム履歴」が少ないならば、これに該当するブレーカ１５は不具合を起こしにくい優良品と判定することができ、たとえば営業マンはお薦めのブレーカ１５としてエンドユーザに提示することができる。

【0082】

ところで、図５Ａには、単なる「累積稼働時間」を示したが、図５Ｂに示すように、かかる「累積稼働時間」をさらに詳細に区分して蓄積してもよい。たとえば図５Ｂに示すように、「累積稼働時間」中、物に対する通常打撃が行われている「通常打撃時間」、ブレーカ１５に異常を誘発させかねない「空打ち時間」および「はわき時間」等のそれぞれの累計を蓄積していってもよい。

【0083】

ここで、図６Ａおよび図６Ｂを参照して、ブレーカ１５の「空打ち」および「はわき」について説明しておく。図６Ａは、ブレーカ１５の「空打ち」の説明図である。また、図６Ｂは、ブレーカ１５による「はわき」の説明図である。

【0084】

図６Ａに示すように、「空打ち」は、破壊すべき物Ｄに対し、チゼル１５ｂが接していない状態で、シリンダ１５ｃのピストンを昇降させてしまう稼働状況を指す（図中の矢印６０１参照）。かかる「空打ち」が行われると、シリンダ１５ｃからの打撃によりチゼル１５ｂに対し伝達される衝撃力は物Ｄに伝達されず、ブレーカ１５自体を打撃することとなるので、ブレーカ１５自体に異常を誘発しやすい。

【0085】

また、図６Ｂに示すように、「はわき」は、たとえば地面Ｇに転がった破砕片等をチゼル１５ｂを用いて掃くように動作させてしまう稼働状況を指す（図中の矢印６０２参照）。かかる「はわき」が行われると、ブレーカ１５が打撃を行っていないにも関わらず、たとえば地面Ｇとの接触により無用な振動がブレーカ１５に伝達されるので、やはりブレーカ１５自体に異常を誘発しやすい。

【0086】

こうした「空打ち」や「はわき」等のブレーカ１５の稼働状況を、サーバ装置２０は、解析部２１ｃにより、ブレーカ１５ごとの油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果の組み合わせに基づいて推定することができる。

【0087】

かかる場合の一例について、図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、ブレーカ１５の稼働状況の推定の一例を示す図（その１）および（その２）である。なお、油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果の組み合わせは、いずれか一方のみを用いる場合を含むものとする。

【0088】

たとえば図７Ａに示すように、解析部２１ｃは、油圧センサ１６ｂの検出結果に基づき、ブレーカ１５の稼働状況が「通常打撃」であるか「空打ち」であるかを推定することができる。具体的には、解析部２１ｃは、油圧センサ１６ｂによって検出される油圧が、ブレーカ１５が打撃中であることを示す所定の閾値を超える波形を示す場合に、たとえばかかる波形の形によって「通常打撃」であるか「空打ち」であるかを推定する。

【0089】

すなわち、図７Ａに示すように、解析部２１ｃは、たとえば所定の閾値を大幅に超え、より急峻な波形の形を示す場合を「空打ち」と推定する。また、所定の閾値を超えるものの、「空打ち」の場合よりも急峻でなく幅広な波形の形を示す場合を「通常打撃」と推定する。

【0090】

そして、解析部２１ｃは、それぞれ「通常打撃」および「空打ち」と推定される時間の幅を切り出し、たとえば図５Ｂに示した「累計稼働時間」の「通常打撃時間」および「空打ち時間」にそれぞれ累計する。

【0091】

なお、図７Ａには図示していないが、たとえばブレーカ１５によって打撃中であるにも関わらず、前述の所定の閾値を超えない場合には、解析部２１ｃはたとえばブレーカ１５の「セッティング異常」と推定することとしてもよい。かかる場合には、提供処理部２１ｅに対し、該当するブレーカ１５の関係者へ「セッティング異常」である旨をアラーム通知させることによって、該当の関係者にブレーカ１５のセッティングのチェックを迅速に行わせることができる。

【0092】

また、たとえば図７Ｂに示すように、解析部２１ｃは、油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果に基づき、ブレーカ１５の稼働状況が「はわき」であるかを推定することができる。具体的には、解析部２１ｃは、油圧センサ１６ｂによって検出される油圧が、所定の閾値に満たない、ブレーカ１５が打撃待機中であることを示す波形を示す場合に、たとえば振動センサ１６ｃによって振動が検出されたならば（図中のＭ２部参照）、かかる場合を「はわき」であると推定する。

【0093】

そして、解析部２１ｃは、「はわき」と推定される時間の幅を切り出し、たとえば図５Ｂに示した「累計稼働時間」の「はわき時間」に累計する。

【0094】

また、解析部２１ｃは、かかる場合には、提供処理部２１ｅに対し、該当するブレーカ１５を実際に使用中のエンドユーザに「はわきは異常を誘発しやすいので控えるべき」旨をアラーム通知させることによって、エンドユーザに異常の予防保全に相応しい運用を行わせることができる。

【0095】

このように、サーバ装置２０は、ブレーカ１５ごとの油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果の組み合わせに基づいてブレーカ１５の稼働状況を推定する。なお、これまで述べた例以外にも、たとえば油圧センサ１６ｂの検出結果に基づいて解析部２１ｃにブレーカ１５の打撃力を演算させ、その演算結果がブレーカ１５の有する性能値の範囲内であるか否かを判定させることもできる。また、たとえば振動センサ１６ｃの検出結果に基づいて解析部２１ｃにシリンダ１５ｃ（図２Ａ参照）のピストンの一定時間（たとえば、分）ごとの打撃数を演算させ、その演算結果がブレーカ１５の有する性能値の範囲内であるか否かを判定させることもできる。これらの判定結果により、たとえば上述した「セッティング異常」を推定することが可能である。また、油圧や振動に限らず、上述したようにたとえば作動油の流量を計測して、その計測結果をさらに組み合わせた解析を行うことにより、ブレーカ１５の稼働状況を推定してもよい。

【0096】

したがって、本実施形態によれば、ブレーカ１５ごとの稼働状況をより詳しい内容を伴って監視することができ、その内容に応じた適切な作業を行えるよう関係者を支援することができる。

【0097】

上述してきたように、実施形態に係るブレーカ監視システム１（「アタッチメント監視システム」の一例に相当）は、油圧ショベル１０（「作業機械」の一例に相当）と、ブレーカ１５（「アタッチメント」の一例に相当）と、計測ユニット１６と、端末装置１７と、サーバ装置２０とを備える。

【0098】

油圧ショベル１０は、アーム１４（「作業アーム」の一例に相当）を有する。ブレーカ１５は、アーム１４の先端部に取り付けられ、油圧（「流体圧」の一例に相当）によって駆動可能に設けられる。計測ユニット１６は、個体識別情報に基づいて識別されるブレーカ１５の駆動時における振動および油圧を計測可能に設けられる。

【0099】

端末装置１７は、油圧ショベル１０に設けられ、計測ユニット１６の計測結果を取得する。サーバ装置２０は、端末装置１７からブレーカ１５ごとの計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいてブレーカ１５ごとの稼働状況を解析する。

【0100】

したがって、本実施形態に係るブレーカ監視システム１によれば、ブレーカ１５ごとの稼働状況を監視することができる。

【0101】

ところで、上述した実施形態では、ブレーカ１５の個体識別情報をＩＣタグ１５ａによってブレーカ１５側において保持し、計測ユニット１６の取得部１６ａａが無線通信によってＩＣタグ１５ａから個体識別情報を取得する例を挙げたが、これに限られない。たとえば個体識別情報は、手入力によって入力されてもよい。

【0102】

図８は、その他の実施形態に係る油圧ショベル１０Ａのブロック図である。なお、図８は、図３に示した油圧ショベル１０のブロック図に対応しているため、重複する説明は避け、図３とは異なる部分についてのみ説明する。

【0103】

図８に示すように、油圧ショベル１０Ａのブレーカ１５ＡはＩＣタグ１５ａを有さない。また、計測ユニット１６Ａは、ブレーカ１５Ａに対し、対応する通信インタフェース１６ｅを有さない。

【0104】

取得部１６ａａは、たとえばブレーカ１５Ａを取り付けるセッティングの際に、たとえば手入力Ｈを受け付けることによって、ブレーカ１５Ａの個体識別情報を取得する。取得された個体識別情報は、計測ユニット１６Ａの図示しない内部メモリ等に保持され、油圧センサ１６ｂの検出結果および振動センサ１６ｃの検出結果に紐付けられて端末装置１７へ向けて送信されることとなる。

【0105】

その他の実施形態に係る油圧ショベル１０Ａを採用した場合、ＲＦＩＤを用いるためのＩＣタグ１５ａや通信インタフェース１６ｅが不要となるので、計測ユニット１６Ａの低コスト化に資するというメリットがある。

【0106】

また、上述した各実施形態では、アーム１４が作業アームの一例に相当し、計測ユニット１６はかかる作業アームに設けられることとしたが、作業アームには、ブーム１３が含まれてもよい。すなわち、計測ユニット１６は、ＩＣタグ１５ａとの通信が可能な範囲にあり、かつ、ブレーカ１５の駆動時における振動および油圧が計測可能であるならば、ブーム１３に設けられてもよい。

【0107】

また、上述した各実施形態では、計測ユニット１６は作業アームに設けられることとしたが、計測ユニット１６の筐体の剛性や、緩衝材Ｂ等を用いた計測ユニット１６内部の構成部品の保護等により、計測ユニット１６の耐久性および計測性能を確保できれば、計測ユニット１６はブレーカ１５に設けられてもよい。

【0108】

また、上述した各実施形態では、ブレーカ１５が油圧によって駆動可能であることとして説明したが、上述のように窒素ガス等のガス圧を併用するものであってもよい。また、ガス圧のみを用いるものであってもよい。これらを採用する場合、油圧センサ１６ｂに対応するセンサはガス圧を含めた流体圧を計測可能であればよい。

【0109】

また、上述した各実施形態では、ブレーカ１５の個体識別情報を計測ユニット１６，１６Ａが取得することとしたが、端末装置１７が取得してブレーカ１５を個体識別してもよい。この場合、計測ユニット１６，１６Ａは、各センサ１６ｂ，１６ｃの検出結果を端末装置１７へ送信し、個体識別情報と各センサ１６ｂ，１６ｃの検出結果との紐付けは、端末装置１７にて行われることとなる。

【0110】

また、上述した各実施形態では、解析部２１ｃがサーバ装置２０側に配置される場合を例に挙げたが、端末装置１７側に配置されてもよい。この場合、端末装置１７は、計測ユニット１６によって計測された計測結果に基づいてブレーカ１５，１５Ａの稼働状況を解析する処理を行い、たとえば解析結果をデータ整形部１７ａａおよび通信部１７ａｂを介してサーバ装置２０側へ送信する。なお、解析結果にたとえばブレーカ１５，１５Ａの異常やその予兆を示す内容が含まれる場合、端末装置１７がまず端末装置１７自体の表示部等へかかる異常やその予兆に応じたアラーム通知を行ってもよい。サーバ装置２０では、収集部２１ｂが各端末装置１７における解析結果を収集し、収集された解析結果に基づいて蓄積部２１ｄが各ブレーカ１５，１５Ａの稼働情報をブレーカ稼働情報ＤＢ２２ａへ蓄積する。

【0111】

また、上述した各実施形態では、アタッチメントがブレーカ１５，１５Ａである場合を例に挙げたが、アタッチメントの種別を限定するものではない。たとえば、アタッチメントとして、バケットや、油圧クラッシャー、油圧カッター等が取り付けられる場合であってもよい。

【0112】

また、上述した各実施形態では、作業機械が油圧ショベル１０，１０Ａである場合を例に挙げたが、作業機械の種別を限定するものではない。作業アームを有し、かかる作業アームにアタッチメントを取り付け可能であれば、たとえば作業機械はロボットであってもよい。

【0113】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0114】

１ ブレーカ監視システム
１０，１０Ａ 油圧ショベル
１２ｃ 油圧ポンプ
１２ｆ 配管
１４ アーム
１５，１５Ａ ブレーカ
１５ａ ＩＣタグ
１５ｄ 油圧ホース
１６，１６Ａ 計測ユニット
１６ａａ 取得部
１６ａｂ 通信部
１６ｂ 油圧センサ
１６ｃ 振動センサ
１６ｄ 給排路
１７ 端末装置
２０ サーバ装置
２２ａ ブレーカ稼働情報ＤＢ
Ｂ 緩衝材
Ｎ ネットワーク
Ｗ インターネット

【要約】

【課題】アタッチメントごとの稼働状況を監視すること。
【解決手段】実施形態の一態様に係るアタッチメント監視システムは、作業機械と、アタッチメントと、計測ユニットと、端末装置と、サーバ装置とを備える。作業機械は、作業アームを有する。アタッチメントは、作業アームの先端部に取り付けられ、流体圧によって駆動可能に設けられる。計測ユニットは、個体識別情報に基づいて識別されるアタッチメントの駆動時における振動および流体圧を計測可能に設けられる。端末装置は、作業機械に設けられ、計測ユニットの計測結果を取得する。サーバ装置は、端末装置からアタッチメントごとの計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいてアタッチメントごとの稼働状況を解析する。
【選択図】図３

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】