JP2013253674A

JP2013253674A - 流体圧ユニット

Info

Publication number: JP2013253674A
Application number: JP2012130906A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Yamazaki; 健輔山崎
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-19

Abstract

【課題】ラジエータの異常と、緊急停止の要因となる他の異常とを、区別でき、これらの異常を特定するための作業者の手間を省くことができる流体圧ユニットを提供する。
【解決手段】異常推定手段３６は、ラジエータ異常推定手段３６１と、ポンプ容積効率低下推定手段３６２と、リリーフ弁異常推定手段３６３と、ポンプ摺動抵抗増加推定手段３６４と、オイルフィルタ目詰まり推定手段３６５とを有する。これによって、ラジエータの異常と、ポンプ容積効率の低下と、リリーフ弁異常と、ポンプ摺動抵抗増加と、オイルフィルタ目詰まりとを、区別できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、流体圧ユニットに関する。

従来、流体圧ユニットとしては、特開２０１０−９６３２４号公報（特許文献１）に開示されたものがある。

この従来の流体圧ユニットは、油タンクと、可変のポンプ用モータによって駆動され、油タンクの作動油をアクチュエータに供給する油圧ポンプと、油タンクの作動油を冷却するためのラジエータファンと、保圧時のポンプ用モータの回転数を検出してラジエータファンの異常を予知する異常警告手段とを備えている。

上記従来の液体圧ユニットでは、ラジエータファンの冷却性能が低下して油温が上昇すると保圧時のモータ回転数が上昇するということに着目し、異常警告手段によって保圧時のモータ回転数の上昇を検出することで、液体圧ユニットが緊急停止する前にその要因となるラジエータファンの異常を予知している。

特開２０１０−９６３２４号公報

ところで、上記従来の流体圧ユニットを実際に使用すると、油圧ポンプの斜板等の摺動部が、経年劣化したりスラッジによって摩耗して、ポンプの容積効率が、低下するといった問題が発生し、また、油圧ポンプの吐出ラインに接続されるリリーフ弁が、スラッジの詰まりによって、完全に閉じないといった問題が発生する。このポンプ容積効率の低下やリリーフ弁の異常も、液体圧ユニットの緊急停止の要因となる。

そして、このポンプ容積効率の低下やリリーフ弁の異常においても、保圧時のモータ回転数は、上昇する。

このため、上記従来の流体圧ユニットにおいて、上記異常警告手段によって、モータ回転数の上昇を検出するだけでは、ラジエータファンの異常と、ポンプ容積効率の低下やリリーフ弁の異常とを、区別することができない。

しかるに、上記従来の液体圧ユニットでは、作業者が、液体圧ユニットを分解して、これらの異常を特定する必要があり、作業が手間であった。

そこで、この発明の課題は、ラジエータの異常と、ポンプ容積効率低下またはリリーフ弁異常とを、区別でき、これらの異常を特定するための作業者の手間を省くことができる流体圧ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の流体圧ユニットは、
流体タンクの流体を流体圧アクチュエータに供給する流体圧ポンプと、
上記流体圧ポンプを駆動する可変速モータと、
上記流体タンクの流体を冷却するためのラジエータと、
上記可変速モータの回転数を制御して上記流体圧ポンプの吐出流量を設定値にする流量制御と、上記可変速モータの回転数を制御して上記流体圧ポンプの吐出圧力を設定値にする圧力制御とを切り換えて行う回転数制御手段と、
上記流体タンクの流体の温度を検出する流体温度センサと、
周囲の温度を検出する周囲温度センサと、
上記周囲温度センサによって検出された周囲温度と、上記流体温度センサによって検出された流体温度と、圧力制御時の吐出圧力とに基づいて、上記ラジエータの異常を推定するラジエータ異常推定手段と、
上記圧力制御時の上記可変速モータの回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータの電流値が予め定めた基準値を下回ると、上記流体圧ポンプの容積効率の低下を推定するポンプ容積効率低下推定手段と
を備えることを特徴としている。

この発明の流体圧ユニットによれば、上記ラジエータ異常推定手段は、周囲温度センサによって検出された周囲温度と、上記流体温度センサによって検出された流体温度と、圧力制御時の吐出圧力とに基づいて、ラジエータの異常を推定する。一方、上記ポンプ容積効率低下推定手段は、圧力制御時の可変速モータの回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、流量制御時の可変速モータの電流値が予め定めた基準値を下回ると、流体圧ポンプの容積効率の低下を推定する。

したがって、ラジエータの異常と、ポンプ容積効率の低下とを、区別でき、作業者は、液体圧ユニットを分解して、これらの異常を特定する必要が無く、異常特定のための作業の手間を省くことができる。

また、一実施形態の流体圧ユニットでは、
上記流体圧ポンプの吐出配管に設けられたリリーフ弁と、
上記圧力制御時の上記可変速モータの回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータの電流値が予め定めた基準値を満たすと、上記リリーフ弁の異常を推定するリリーフ弁異常推定手段を備える。

この実施形態の流体圧ユニットによれば、上記リリーフ弁異常推定手段は、圧力制御時の可変速モータの回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、流量制御時の可変速モータの電流値が予め定めた基準値を満たすと、リリーフ弁の異常を推定する。

したがって、リリーフ弁の異常を、さらに、区別することができ、異常特定のための作業の手間を、より省くことができる。

また、一実施形態の流体圧ユニットでは、
上記圧力制御時の上記可変速モータの回転数が予め定めた基準値を満たし、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータの電流値が予め定めた基準値を超えると、上記流体圧ポンプの摺動部の抵抗の増加を推定するポンプ摺動抵抗増加推定手段を備える。

この実施形態の流体圧ユニットによれば、上記ポンプ摺動抵抗増加推定手段は、圧力制御時の可変速モータの回転数が予め定めた基準値を満たし、かつ、流量制御時の可変速モータの電流値が予め定めた基準値を超えると、流体圧ポンプの摺動部の抵抗の増加を推定する。

したがって、流体圧ポンプの摺動部の抵抗増加を、さらに、区別することができ、異常特定のための作業の手間を、より省くことができる。

また、一実施形態の流体圧ユニットでは、
上記油圧ポンプの吸入側に設けられたオイルフィルタと、
上記圧力制御時の上記可変速モータの回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータの電流値が予め定めた基準値を超えると、上記オイルフィルタの目詰まりを推定するオイルフィルタ目詰まり推定手段と
を備える。

この実施形態の流体圧ユニットによれば、上記オイルフィルタ目詰まり推定手段は、圧力制御時の可変速モータの回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、流量制御時の可変速モータの電流値が予め定めた基準値を超えると、オイルフィルタの目詰まりを推定する。

したがって、オイルフィルタの目詰まりを、さらに、区別することができ、異常特定のための作業の手間を、より省くことができる。

この発明の流体圧ユニットによれば、少なくとも、ラジエータ異常とポンプ容積効率の低下とを、区別できるので、作業者は、液体圧ユニットを分解して、これらの異常を特定する必要が無く、異常特定のための作業の手間を省くことができる。

本発明の流体圧ユニットの一例の油圧ユニットを示す回路図である。油圧ポンプの吐出圧力−吐出流量特性図である。圧力制御時のモータ回転数を示すグラフである。流量制御時のモータ電流値を示すグラフである。各種異常とモータ回転数およびモータ電流値との関係を示す表である。保圧時動作継続した場合の、油温とラジエータ目詰まりとの関係を示すグラフである。油温と周囲温度の差とラジエータ目詰まりとの関係を示すグラフである。ラジエータ目詰まり参照テーブルを示す表である。ラジエータ異常推定手段の動作を示すフローである。ポンプ容積効率低下推定手段の動作を示すフローである。ポンプ容積効率低下推定手段の動作を示すフローである。リリーフ弁異常推定手段の動作を示すフローである。リリーフ弁異常推定手段の動作を示すフローである。ポンプ摺動抵抗増加推定手段の動作を示すフローである。ポンプ摺動抵抗増加推定手段の動作を示すフローである。オイルフィルタ目詰まり推定手段の動作を示すフローである。オイルフィルタ目詰まり推定手段の動作を示すフローである。各推定手段の動作を同時に行う場合を示すフローである。各推定手段の動作を同時に行う場合を示すフローである。各推定手段の動作を同時に行う場合を示すフローである。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施形態の油圧ユニットを示す回路図である。この油圧ユニット１は、本発明の流体圧ユニットの一例であり、例えば、旋盤、研磨盤、表面仕上げ機械、削り盤、マシニングセンタ等の工作機械に用いられる。

工作機械は、図示しないが、例えば、心押台クランプや刃物台クランプ、チャック等のように、ワークや工具を固定する複数の油圧アクチュエータを有し、これら油圧アクチュエータが、油圧ユニット１によって駆動される。

上記油圧ユニット１は、油圧回路１０と、この油圧回路１０を制御するための制御ユニット３０とを備えている。

上記油圧回路１０は、油タンク１１と、油圧ポンプ１３と、この油圧ポンプ１３を駆動するポンプ用モータ１４と、絞り通路２１と、ラジエータ２３とを備えている。

上記油圧ポンプ１３は、流体圧ポンプの一例であり、流体タンクの一例である上記油タンク１１の作動油を、吸入して、油圧アクチュエータに吐出する。この油圧ポンプ１３は、例えばピストンポンプであり、固定容量型ポンプで構成されている。

上記ポンプ用モータ１４は、油圧ポンプ１３に接続され、油圧ポンプ１３を駆動する可変速モータである。このポンプ用モータ１４には、ポンプ用モータ１４の回転速度に応じたパルス信号を出力するパルスジェネレータ１５が接続されている。

上記油圧ポンプ１３の吸入側には、オイルフィルタ１２が設けられている。油圧ポンプ１３の吐出配管１８には、油圧ポンプ１３の吐出圧力が所定圧力を超えないようにリリーフ弁１６が設けられている。

上記油圧ポンプ１３の吐出配管１８には、油圧ポンプ１３の吐出圧力を検出する圧力センサ１７が設けられている。油圧ポンプ１３の吐出配管１８は、図示しない方向切換弁を介して、工作機械側の油圧アクチュエータに接続されている。

上記絞り通路２１は、油タンク１１と油圧ポンプ１３の吐出配管１８とに接続されている。この絞り通路２１には、可変絞り弁２２が設けられている。絞り通路２１は、常時油圧ポンプ１３から吐出された作動油の一部が工作機械側へは流れずに油タンク１１に戻るように構成されている。この油タンク１１への戻り量は、可変絞り弁２２によって調節される。

上記絞り通路２１を設けることにより、油圧ポンプ１３が低回転領域で運転されるのを確実に回避することができる。つまり、油圧ポンプ１３から吐出された作動油の一部が絞り通路２１へ流れるため、油圧ポンプ１３の吐出流量は工作機械のアクチュエータで必要な流量よりも多くなる。そうすると、油圧ポンプ１３は比較的高い回転領域で運転されることとなる。これによって、油圧ポンプ１３が低回転で運転されるのを避けることができ、圧力制御／流量制御を安定に行うことができる。

上記ラジエータ２３は、絞り通路２１における可変絞り弁２２の下流側に設けられている。ラジエータ２３は、ラジエータ本体２３１と、ラジエータファン２３２と、ファンモータ２３３とを有する。

上記ラジエータ本体２３１は、絞り通路２１に接続されている。上記ラジエータファン２３２は、ラジエータ本体２３１を通過する作動油を冷却する。上記ファンモータ２３３は、ラジエータファン２３２を駆動する。

このように、上記ラジエータ２３は、油タンク１１の作動油を冷却して、作動油の温度上昇を抑制する。

上記油圧ポンプ１３には、ドレン通路２５が設けられている。このドレン通路２５は、絞り通路２１における可変絞り弁２２とラジエータ２３との間に接続されている。ドレン通路２５では、油圧ポンプ１３内で漏れた作動油が絞り通路２１に流れる。

上記油タンク１１内には、流体温度センサの一例の油温センサ４１が設けられ、油温センサ４１は、油タンク１１の作動油の温度を検出する。上記油タンク１１外には、周囲温度センサ４２が設けられ、周囲温度センサ４２は、油タンク１１の周囲の温度を検出する。

上記制御ユニット３０は、ＰＱ制御部３１と、速度制御部３２と、インバータ３３と、速度検出部３４と、異常警告部３５と、異常推定手段３６と、電流検出部３７とを備えている。

上記ＰＱ制御部３１には、圧力センサ１７から油圧ポンプ１３の吐出圧力が、入力される。そして、ＰＱ制御部３１は、入力された吐出圧力と、図２に示す吐出圧力−吐出流量特性（以下、Ｐ−Ｑ特性という。）とに基づいて、速度指令を出力する。

上記速度検出部３４は、パルスジェネレータ１５からパルス信号が入力され、そのパルス信号同士の間隔を測定することにより、ポンプ用モータ１４の回転数回転速度を、現在速度として検出する。

上記速度制御部３２は、ＰＱ制御部３１から速度指令が、速度検出部３４から現在速度が入力される。そして、速度制御部３２は、速度指令と現在速度を用いて速度制御演算を行い、電流指令を出力する。

上記インバータ３３は、速度制御部３２から電流指令が入力され、それに基づいてポンプ用モータ１４の回転数を制御する。

上記電流検出部３７は、インバータ３３からポンプ用モータ１４に出力される電流値を、現在電流として検出する。

上記ＰＱ制御部３１と上記速度制御部３２と上記インバータ３３とは、回転数制御手段を構成している。そして、この回転数制御手段は、図２に示すＰ−Ｑ特性に基づいて、油圧ポンプ１３の流量制御と圧力制御とを切り換えて行う。

上記流量制御では、油圧ポンプ１３の吐出流量が流量設定値Ｑａとなるように、ポンプ用モータ１４の回転数（回転速度）が制御される。つまり、図２のＡ点の流量制御時には、例えば、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダは一定速度で伸長動作または収縮動作を行い、ワークや工具が所定位置まで移動する。その際、油圧ポンプ１３の吐出圧力は比較的低い値となる。

上記圧力制御では、油圧ポンプ１３の吐出圧力が設定値（デッドヘッド圧力）Ｐａとなるように、ポンプ用モータ１４の回転数（回転速度）が制御される。つまり、図２のＢ点の圧力制御時には、例えば、油圧シリンダは伸縮動作を行わず、ワークや工具が所定力でクランプされて保持される。この状態は、油圧ポンプ１３の吐出流量が殆どゼロであり、デッドヘッド状態にある。

上記異常推定手段３６は、上記回転数制御手段、上記速度検出部３４および上記電流検出部３７などから、圧力制御時のポンプ用モータ１４の回転数と、流量制御時のポンプ用モータ１４の電流値とを検出し、上記油温センサ４１から作動油の温度を検出し、上記周囲温度センサ４２から周囲温度を検出し、上記圧力センサ１７から吐出圧力を検出する。そして、異常推定手段３６は、上記検出結果を、予め求めた基準データと比較して、いかなる異常であるかを推定する。

上記異常推定手段３６は、ラジエータ異常推定手段３６１と、ポンプ容積効率低下推定手段３６２と、リリーフ弁異常推定手段３６３と、ポンプ摺動抵抗増加推定手段３６４と、オイルフィルタ目詰まり推定手段３６５とを有する。各推定手段３６１〜３６５については、後述する。

上記異常警告部３５は、上記異常推定手段３６によって推定された異常を、表示や音声などによって、使用者に知らせる。

上記異常推定手段３６で予め求めた上記基準データとしては、図３と図４のデータがある。

図３は、圧力制御時のモータ回転数を吐出圧力および油温との関係で示すグラフである。図３に示すように、ポンプ用モータ１４の正常回転数は、デッドヘッド圧力Ｐａおよび作動油の温度（油温）によって異なる。この「正常回転数」の範囲は、デッドヘッド圧力Ｐａおよび油温をパラメータとして、予め実験で求められる。この「正常回転数」の範囲が、圧力制御時のポンプ用モータ１４の回転数の基準値となる。そして、ポンプ用モータ１４の回転数が、基準値である「正常回転数」の範囲を超える（上回る）と、「回転数増加異常」となり、下回ると「回転数減少異常」となる。

図４は、流量制御時のモータ電流値を吐出圧力および油温との関係で示すグラフである。図４に示すように、ポンプ用モータ１４の正常電流値は、モータ１４の吐出圧力および作動油の温度（油温）によって異なる。この「正常電流値」の範囲は、吐出圧力および油温をパラメータとして、予め実験で求められる。この「正常電流値」の範囲が、流量制御時のポンプ用モータ１４の電流値の基準値となる。そして、ポンプ用モータ１４の電流値が、基準値である「正常電流値」の範囲を超える（上回る）と、「電流値増加異常」となり、下回ると「電流値減少異常」となる。

上記異常推定手段３６によって推定される異常には、図５に示す、ラジエータ異常と、ポンプ容積効率低下と、リリーフ弁異常と、ポンプ摺動抵抗増加と、オイルフィルタ目詰まりとがある。

図５に示すように、上記ラジエータ異常とは、ラジエータ２３の目詰まりによって、作動油の温度が上昇することをいう。このラジエータ２３の目詰まりとは、例えば、ラジエータ本体２３１やラジエータファン２３２に埃が付着することをいう。

このラジエータ異常では、油温の上昇により作動油の粘度が低下して、油圧ポンプ１３の漏れ量が増加することにより、圧力制御時のモータ回転数（図３参照）は、正常範囲より増加し、流量制御時のモータ電流値（図４参照）は、正常範囲より減少する。

上記ポンプ容積効率低下とは、油圧ポンプ１３の斜板等の摺動部が、経年劣化したりスラッジ（コンタミ）によって摩耗することで、油圧ポンプ１３の容積効率が低下することをいう。

このポンプ容積効率低下では、油圧ポンプ１３の吐出量が減少するため、圧力制御時のモータ回転数は、正常範囲より増加し、流量制御時のモータ電流値は、正常範囲より減少する。

上記リリーフ弁異常とは、リリーフ弁１６が、スラッジ（コンタミ）の詰まりによって、完全に閉じないことをいう。

このリリーフ弁異常では、リリーフ弁１６からの漏れ量が増加するため、圧力制御時のモータ回転数は、正常範囲より増加し、流量制御時のモータ電流値は、正常範囲となる。

上記ポンプ摺動抵抗増加とは、油圧ポンプ１３の摺動部に、スラッジ（コンタミ）が入り込んで、油圧ポンプ１３の摺動部の抵抗が増加することをいう。

このポンプ摺動抵抗増加では、油圧ポンプ１３の動作抵抗が増加するため、圧力制御時のモータ回転数は、正常範囲となり、流量制御時のモータ電流値は、正常範囲より増加する。

上記オイルフィルタ目詰まりとは、オイルフィルタ１２にスラッジ（コンタミ）が詰まることをいう。

このオイルフィルタ目詰まりでは、油圧ポンプ１３が作動油を吸い込み難くなるため、圧力制御時のモータ回転数は、正常範囲より増加し、流量制御時のモータ電流値は、正常範囲より増加する。

なお、上記全ての異常において、圧力制御時のモータ電流値は、正常範囲より増加し、流量制御時のモータ回転数は、設定値である。

次に、上記各推定手段３６１〜３６５について、説明する。

上記ラジエータ異常推定手段３６１は、周囲温度センサ４２によって検出された周囲温度と、油温センサ４１によって検出された作動油の温度と、圧力制御時の吐出圧力とに基づいて、ラジエータ２３の異常を推定する。

このとき、上記ラジエータ異常推定手段３６１は、予め求めた基準データに基づいて、異常を推定する。この基準データは、予め実験で求められる。

つまり、保圧状態を継続し、継続時間、周囲温度、油温を実機で測定する。その際、例えば、ラジエータ２３の目詰まりの割合を、０％から１００％まで段階的に変化させて測定し図６に示すように、データベースを作成する。

図６は、圧力４ＭＰａ、周囲温度２５℃で保圧時動作継続した場合の、作動油温とラジエータ目詰まりとの関係を示す。「ラジエータ目詰まり０％」とは、ラジエータ２３に埃が付着していない工場出荷時の状態をいう。

続いて、運転開始からの経過時間と周囲温度に対する油温の相対的な変化をパラメータとして、図７に示すように、データベースを作成する。

図７では、運転開始からの経過時間をｔとする。運転時間ｔは、作動油の温度上昇が安定する、運転サイクルに対して十分長い時間である。ラジエータ目詰まり０％のときのｔに置けるΔＴを、ｆ_０（ｔ）と表す。同様に、目詰まり１０％〜１００％のときを、ｆ_１（ｔ）〜ｆ_１０（ｔ）とする。

そして、図８のラジエータ目詰まり参照テーブルを作成する。この参照テーブルでは、ｆ_ｉ（ｔ）としたときの、ｉ（＝０，１，・・・，１０）に対するラジエータ目詰まり（０％，１０％，・・・，１００％）を示す。

そして、上記ラジエータ異常推定手段３６１は、図７のグラフと図８のテーブルに基づいて、ラジエータ目詰まりを求め、ラジエータ異常を推定する。

つまり、上記ラジエータ異常推定手段３６１は、図９の動作を行う。図９に示すように、ｉ＝０とし、ΔＴ（作動油温度−周囲温度）［℃］と、ｔ（運転開始からの経過時間）とを入力する（ステップＳ１１）。

そして、ΔＴ≦ｆ_０（ｔ）を満たさなければ（ステップＳ１２）、ｉ＝１とし（ステップＳ１３）、ΔＴ≦ｆ_１（ｔ）を満たすかを判断する（ステップＳ１２）。もし満たさなければ、繰り返し、ｉ＝ｉ＋１とし（ステップＳ１３）、ΔＴ≦ｆ_ｉ（ｔ）を満たすまで行うか（ステップＳ１２）、または、ｉ＝１０となるまで行う（ステップＳ１４）。

そして、このときのｉの値により、図８の参照テーブルから、ラジエータ目詰まり推定値（％）を求める（ステップＳ１５）。

なお、圧力制御の目標値を変更して同様のデータベースを作成してもよく、汎用性が高まる。ラジエータ目詰まりは、保圧状態継続時の値であるが、例えば、流量制御時の油温上昇データも含めてデータベース化しておけば、推定精度を向上することができる。データベースをメモリあるいは近似式の形でプログラム化し、油圧ユニットのマイコンで実行してもよく、また、油圧ユニットの外部でパソコン等を使って実行してもよい。

上記ポンプ容積効率低下推定手段３６２は、圧力制御時の可変速モータ１４の回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、流量制御時の可変速モータ１４の電流値が予め定めた基準値を下回ると、流体圧ポンプ１３の容積効率の低下を推定する。

つまり、上記ポンプ容積効率低下推定手段３６２は、図１０Ａと図１０Ｂの動作を行う。図１０Ａと図１０Ｂに示すように、圧力制御中に（ステップＳ２１）、モータ回転数が正常範囲の上限を超えているとき（ステップＳ２２）、つまり、モータ回転数が予め定めた基準値を超えているとき、保圧時モータ回転数を増加異常と判断する（ステップＳ２３）。

続いて、保圧時モータ回転数が増加異常であり（ステップＳ２４）、流量制御中に（ステップＳ２５）、モータ電流推定値を求める（ステップＳ２６）。このモータ電流推定値は、図４のデータベース（または近似式）に、現在の油温、圧力、モータ回転数を入力して、出力される。

そして、このモータ電流推定値と現在のモータ電流値との差が、予め定めた正常範囲（ΔＩｃ＿Ｍａｘ）を超えると（ステップＳ２７）、ポンプ容積効率低下と推定する（ステップＳ２８）。

ΔＩｃ＿Ｍａｘとは、予め定めた流量制御時の（モータ電流推定値−モータ電流値）の正常範囲最大値である。言い換えると、モータ電流値が、予め定めた基準値（正常範囲）を下回ると、ポンプ容積効率低下と推定される。

なお、流量制御時のモータ電流値とモータ電流推定値の代わりに、流量制御時のモータ電流積算値とモータ電流推定値の積算値でも可能である。流量制御時のモータ電流積算値は、（運転開始からのモータ電流積算値−保圧時のモータ電流積算値）の結果でも可能である。

上記リリーフ弁異常推定手段３６３は、圧力制御時の可変速モータ１４の回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、流量制御時の可変速モータ１４の電流値が予め定めた基準値を満たすと、リリーフ弁１６の異常を推定する。

つまり、上記リリーフ弁異常推定手段３６３は、図１１Ａと図１１Ｂの動作を行う。図１１Ａと図１１Ｂに示すように、圧力制御中に（ステップＳ３１）、モータ回転数が正常範囲の上限を超えているとき（ステップＳ３２）、つまり、モータ回転数が予め定めた基準値を超えているとき、保圧時モータ回転数を増加異常と判断する（ステップＳ３３）。

続いて、保圧時モータ回転数が増加異常であり（ステップＳ３４）、流量制御中に（ステップＳ３５）、モータ電流推定値を求める（ステップＳ３６）。このモータ電流推定値は、図４のデータベース（または近似式）に、現在の油温、圧力、モータ回転数を入力して、出力される。

そして、このモータ電流推定値と現在のモータ電流値との差が、予め定めた正常範囲（ΔＩｃ）以内であれば（ステップＳ３７）、リリーフ弁異常と推定する（ステップＳ３８）。

ΔＩｃとは、予め定めた流量制御時の（モータ電流推定値−モータ電流値）の正常範囲である。言い換えると、モータ電流値が、予め定めた基準値を満たすと、リリーフ弁異常と推定される。

なお、流量制御時のモータ電流値とモータ電流推定値の代わりに、流量制御時のモータ電流積算値とモータ電流推定値の積算値でも可能である。流量制御時のモータ電流積算値は、（運転開始からのモータ電流積算値−保圧時のモータ電流積算値）でも算出可能である。

上記ポンプ摺動抵抗増加推定手段３６４は、圧力制御時の可変速モータ１４の回転数が予め定めた基準値を満たし、かつ、流量制御時の可変速モータ１４の電流値が予め定めた基準値を超えると、流体圧ポンプ１３の摺動部の抵抗の増加を推定する。

つまり、上記ポンプ摺動抵抗増加推定手段３６４は、図１２Ａと図１２Ｂの動作を行う。図１２Ａと図１２Ｂに示すように、圧力制御中に（ステップＳ４１）、モータ回転数が正常範囲の上限と下限の間にあるとき（ステップＳ４２）、つまり、モータ回転数が予め定めた基準値を満たしているとき、保圧時モータ回転数を正常と判断する（ステップＳ４３）。

続いて、保圧時モータ回転数が正常であり（ステップＳ４４）、流量制御中に（ステップＳ４５）、モータ電流推定値を求める（ステップＳ４６）。このモータ電流推定値は、図４のデータベース（または近似式）に、現在の油温、圧力、モータ回転数を入力して、出力される。

そして、現在のモータ電流値とこのモータ電流推定値との差が、予め定めた正常範囲（ΔＩｃ＿Ｍａｘ）を超えると（ステップＳ４７）、ポンプ摺動抵抗増加と推定する（ステップＳ４８）。

ΔＩｃ＿Ｍａｘとは、予め定めた流量制御時の（モータ電流値−モータ電流推定値）の正常範囲最大値である。言い換えると、モータ電流値が、予め定めた基準値（正常範囲）を超えると、ポンプ摺動抵抗増加と推定される。

上記オイルフィルタ目詰まり推定手段３６５は、圧力制御時の可変速モータ１４の回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、流量制御時の可変速モータ１４の電流値が予め定めた基準値を超えると、オイルフィルタ１２の目詰まりを推定する。

つまり、上記オイルフィルタ目詰まり推定手段３６５は、図１３Ａと図１３Ｂの動作を行う。図１３Ａと図１３Ｂに示すように、圧力制御中に（ステップＳ５１）、モータ回転数が正常範囲の上限を超えているとき（ステップＳ５２）、つまり、モータ回転数が予め定めた基準値を超えているとき、保圧時モータ回転数を増加異常と判断する（ステップＳ５３）。

続いて、保圧時モータ回転数が増加異常であり（ステップＳ５４）、流量制御中に（ステップＳ５５）、モータ電流推定値を求める（ステップＳ５６）。このモータ電流推定値は、図４のデータベース（または近似式）に、現在の油温、圧力、モータ回転数を入力して、出力される。

そして、現在のモータ電流値とこのモータ電流推定値との差が、予め定めた正常範囲（ΔＩｃ＿Ｍａｘ）を超えると（ステップＳ５７）オイルフィルタ目詰まりと推定する（ステップＳ５８）。

ΔＩｃ＿Ｍａｘとは、予め定めた流量制御時の（モータ電流値−モータ電流推定値）の正常範囲最大値である。言い換えると、モータ電流値が、予め定めた基準値（正常範囲）を超えると、オイルフィルタ目詰まりと推定される。

次に、上記各推定手段３６１〜３６５の動作を同時に行う場合を、図１４Ａ〜図１４Ｃを用いて説明する。

まず、図１４Ａに示すように、ラジエータ異常を推定する。この理由としては、ラジエータの目詰まりが進み油の冷却性能が低下すると、油が高温になり酸化劣化が進みスラッジ（コンタミ）が多く生成されることになる。このスラッジに油中の異物が付着することで粒が大きくなり、全ての異常の要因となる。

つまり、最初にラジエータの目詰まりを判別する（ステップＳ６１）。ラジエータ目詰まり推定値が０％でなければ（ステップＳ６２）、ラジエータ目詰まりの推定結果を通知する（ステップＳ６３）。

一方、ラジエータ目詰まり推定値が０％であれば（ステップＳ６２）、図１４Ｂの動作を行う。つまり、圧力制御中に（ステップＳ６４）、モータ回転数の判定を行う（ステップＳ６５）。

この結果、モータ回転数が正常範囲の上限を超えているときは、保圧時モータ回転数を増加異常と判定する（ステップＳ６６）。モータ回転数が正常範囲内であるときは、保圧時モータ回転数を正常と判定する（ステップＳ６７）。モータ回転数が正常範囲の下限を下回っているときは、保圧時モータ回転数を減少異常と判定する（ステップＳ６８）。

続いて、図１４Ｃの動作を行う。つまり、流量制御中に（ステップＳ６９）、モータ電流推定値を求めて（ステップＳ７０）、モータ電流値の判定を行う（ステップＳ７１）。

この結果、モータ電流値が正常範囲の上限を超え、かつ、保圧時モータ回転数が増加異常と判定されていれば（ステップＳ７２）、オイルフィルタ目詰まりと推定される（ステップＳ７３）。

また、モータ電流値が正常範囲の上限を超え、かつ、保圧時モータ回転数が正常と判定されていれば（ステップＳ７２）、ポンプ摺動抵抗増加と推定される（ステップＳ７４）。

また、モータ電流値が正常範囲内であり、かつ、保圧時モータ回転数が増加異常と判定されていれば（ステップＳ７５）、リリーフ弁異常と推定される（ステップＳ７６）。

また、モータ電流値が正常範囲の下限を下回り、かつ、保圧時モータ回転数が増加異常と判定されていれば（ステップＳ７７）、ポンプ容積効率低下と推定される（ステップＳ７８）。

上記構成の油圧ユニットによれば、上記各推定手段３６１〜３６５を有するので、ラジエータの異常と、ポンプ容積効率の低下と、リリーフ弁異常と、ポンプ摺動抵抗増加と、オイルフィルタ目詰まりとを、区別でき、作業者は、油圧ユニットを分解して、これらの異常を特定する必要が無く、異常特定のための作業の手間を省くことができる。

これに対して、従来の液体圧ユニットでは、モータ回転数の上昇で異常を検出していたため、本発明のモータ回転数が上昇する各種異常を、区別して検出することは、できない。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。

上記実施形態では、絞り通路２１を設けたが、油圧ポンプにドレン通路が存在する場合（例えば、ピストンポンプ等のとき）、絞り通路を設けなくてもよい。

上記実施形態では、油圧ポンプ１３にドレン通路２５を設けたが、油圧ポンプが外装ギアポンプ等である場合、ドレン通路を設けなくてもよい。

上記実施形態では、ラジエータ異常と、ポンプ容積効率低下と、リリーフ弁異常と、ポンプ摺動抵抗増加と、オイルフィルタ目詰まりとを、区別するようにしたが、ラジエータ異常と、ポンプ容積効率低下、リリーフ弁異常、ポンプ摺動抵抗増加およびオイルフィルタ目詰まりの少なくともポンプ容積効率低下とを、区別するようにしてもよい。

また、本発明は、工作機械以外の装置や、作動油以外の流体を用いる流体圧ユニットであっても同様に適用することができる。

１油圧ユニット（流体圧ユニット）
１０油圧回路
１１油タンク（流体タンク）
１２オイルフィルタ
１３油圧ポンプ（流体圧ポンプ）
１４ポンプ用モータ（可変速モータ）
１６リリーフ弁
１７圧力センサ
２３ラジエータ
２３１ラジエータ本体
２３２ラジエータファン
２３３ファンモータ
３０制御ユニット
３１ＰＱ制御部（回転数制御手段）
３２速度制御部（回転数制御手段）
３３インバータ（回転数制御手段）
３５異常警告部
３６異常推定手段
３６１ラジエータ異常推定手段
３６２ポンプ容積効率低下推定手段
３６３リリーフ弁異常推定手段
３６４ポンプ摺動抵抗増加推定手段
３６５オイルフィルタ目詰まり推定手段
４１油温センサ（流体温度センサ）
４２周囲温度センサ

Claims

流体タンク（１１）の流体を流体圧アクチュエータに供給する流体圧ポンプ（１３）と、
上記流体圧ポンプ（１３）を駆動する可変速モータ（１４）と、
上記流体タンク（１１）の流体を冷却するためのラジエータ（２３）と、
上記可変速モータ（１４）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（１３）の吐出流量を設定値にする流量制御と、上記可変速モータ（１４）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（１３）の吐出圧力を設定値にする圧力制御とを切り換えて行う回転数制御手段（３１，３２，３３）と、
上記流体タンク（１１）の流体の温度を検出する流体温度センサ（４１）と、
周囲の温度を検出する周囲温度センサ（４２）と、
上記周囲温度センサ（４２）によって検出された周囲温度と、上記流体温度センサ（４１）によって検出された流体温度と、圧力制御時の吐出圧力とに基づいて、上記ラジエータ（２３）の異常を推定するラジエータ異常推定手段（３６１）と、
上記圧力制御時の上記可変速モータ（１４）の回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータ（１４）の電流値が予め定めた基準値を下回ると、上記流体圧ポンプ（１３）の容積効率の低下を推定するポンプ容積効率低下推定手段（３６２）と
を備えることを特徴とする流体圧ユニット。
請求項１に記載の流体圧ユニットにおいて、
上記流体圧ポンプ（１３）の吐出配管（１８）に設けられたリリーフ弁（１６）と、
上記圧力制御時の上記可変速モータ（１４）の回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータ（１４）の電流値が予め定めた基準値を満たすと、上記リリーフ弁（１６）の異常を推定するリリーフ弁異常推定手段（３６３）と
を備えることを特徴とする流体圧ユニット。
請求項１または２に記載の流体圧ユニットにおいて、
上記圧力制御時の上記可変速モータ（１４）の回転数が予め定めた基準値を満たし、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータ（１４）の電流値が予め定めた基準値を超えると、上記流体圧ポンプ（１３）の摺動部の抵抗の増加を推定するポンプ摺動抵抗増加推定手段（３６４）を備えることを特徴とする流体圧ユニット。
請求項１から３の何れか一つに記載の流体圧ユニットにおいて、
上記油圧ポンプ（１３）の吸入側に設けられたオイルフィルタ（１２）と、
上記圧力制御時の上記可変速モータ（１４）の回転数が予め定めた基準値を超え、かつ、上記流量制御時の上記可変速モータ（１４）の電流値が予め定めた基準値を超えると、上記オイルフィルタ（１２）の目詰まりを推定するオイルフィルタ目詰まり推定手段（３６５）と
を備えることを特徴とする流体圧ユニット。