JP2019113140A - Actuator system - Google Patents
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Abstract
【課題】アクチュエータの累積作動量をモニタリング可能な新規のアクチュエータシステムを提供する。アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブの作動に基づいてアクチュエータの累積作動量をモニタリングすることができるアクチュエータシステムを提供する。【解決手段】アクチュエータシステム1は、アクチュエータと、アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブ4と、ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を算出する積算ユニット20と、を備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel actuator system capable of monitoring a cumulative actuation amount of an actuator. Provided is an actuator system capable of monitoring the cumulative operating amount of an actuator based on the operation of a solenoid valve that controls the supply and discharge of a working fluid to the actuator. An actuator system 1 includes an actuator, a solenoid valve 4 that controls the supply and discharge of a working fluid to the actuator, and an integration unit 20 that calculates an integrated value of parameters related to the operation of the solenoid valve. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本開示は、アクチュエータを備えるアクチュエータシステムに関する。 The present disclosure relates to an actuator system comprising an actuator.
航空機等の輸送機器及び各種産業機械では、可動部材を駆動するためにアクチュエータが広く用いられている。かかるアクチュエータの一種として流体圧式アクチュエータが知られている。流体圧式アクチュエータは、一般に、シリンダと、当該シリンダの内部空間を2つの圧力室に区画するピストンを有するピストンユニットと、を有している。流体圧式アクチュエータは、流体圧源及びリザーバと当該流体圧式アクチュエータとの間での作動流体の流れを切り換えるソレノイドバルブに接続される。流体圧式アクチュエータの作動は、ソレノイドバルブにより当該一対のシリンダ室への作動流体の給排を切り換えることで制御される。 BACKGROUND ART In transportation equipment such as aircraft and various industrial machines, an actuator is widely used to drive movable members. A hydraulic actuator is known as one of such actuators. A hydraulic actuator generally includes a cylinder and a piston unit having a piston that divides the internal space of the cylinder into two pressure chambers. The hydraulic actuator is connected to a solenoid valve that switches the flow of the working fluid between the hydraulic pressure source and the reservoir and the hydraulic actuator. The operation of the hydraulic actuator is controlled by switching supply and discharge of the working fluid to and from the pair of cylinder chambers by a solenoid valve.
アクチュエータの累積での作動量(例えば、作動時間や作動回数)が増えると、アクチュエータの構成部材に疲労が蓄積し、そのことが動作不良の原因となり得る。したがって、アクチュエータについては、その作動量の正確な把握が望まれる。しかしながら、稼働中のアクチュエータは、輸送機器や産業機械に組み込まれているため、その作動量を把握することは容易ではない。 As the cumulative amount of actuation (eg, actuation time and number of actuations) of the actuator increases, fatigue may build up on the components of the actuator, which may cause malfunction. Therefore, with regard to the actuator, accurate grasping of the operation amount is desired. However, since the actuators in operation are incorporated into transportation equipment and industrial machines, it is not easy to grasp the amount of operation.
特開2012−025521号公報には、油圧アクチュエータの仕事率を算出し、この算出された仕事率を積算して積算仕事量を求め、この積算仕事量に基づいて当該油圧アクチュエータのメンテナンス時期を推定する装置が開示されている。当該装置では、油圧アクチュエータの一種である油圧モータの仕事率が、当該油圧モータの有効圧力及び吸入流量に基づいて算出される。油圧モータの有効圧力は、当該油圧モータの上流および下流のそれぞれに圧力センサを設け、当該圧力センサが検出した圧力に基づいて算出される。 In JP 2012-025521 A, the power of the hydraulic actuator is calculated, the calculated power is integrated to obtain the integrated work amount, and the maintenance time of the hydraulic actuator is estimated based on the integrated work amount. Apparatus is disclosed. In this device, the power of a hydraulic motor, which is a type of hydraulic actuator, is calculated based on the effective pressure and suction flow rate of the hydraulic motor. The effective pressure of the hydraulic motor is calculated based on the pressure detected by the pressure sensor by providing pressure sensors upstream and downstream of the hydraulic motor.
本開示は、アクチュエータの累積作動量をモニタリング可能な新規のアクチュエータシステムを提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a novel actuator system capable of monitoring the accumulated actuation amount of the actuator.
本開示のより具体的な目的の一つは、アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブの作動に基づいてアクチュエータの累積作動量をモニタリングすることができるアクチュエータシステムを提供することである。 One of the more specific objects of the present disclosure is to provide an actuator system capable of monitoring the accumulated operation amount of the actuator based on the operation of a solenoid valve that controls the supply and discharge of the working fluid to the actuator. .
本発明の上記以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。 Other objects of the invention will become apparent by reference to the entire specification.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、アクチュエータと、前記アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブと、前記ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を算出する積算ユニットと、を備える。 An actuator system according to one aspect of the present invention includes an actuator, a solenoid valve that controls supply and discharge of a working fluid to the actuator, and an integration unit that calculates an integrated value of parameters related to the operation of the solenoid valve. .
アクチュエータは、ソレノイドバルブを作動させて当該アクチュエータへ作動流体を供給及び排出することにより作動される。上記実施形態では、当該ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値が算出されるため、この算出された積算値に基づいてアクチュエータの累積での作動量を把握することができる。よって、当該積算値に基づいて、アクチュエータの適切なメンテナンス時期を定めることができる。上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を用いてアクチュエータの累積作動量が把握されるので、アクチュエータに改変を加えることなくその累積作動量が把握される。よって、上記実施形態によって、様々なアクチュエータの累積作動量の把握が可能となる。 The actuator is actuated by actuating a solenoid valve to supply and drain a working fluid to the actuator. In the above embodiment, since the integrated value of the parameter related to the operation of the solenoid valve is calculated, it is possible to grasp the operation amount in the accumulation of the actuator based on the calculated integrated value. Therefore, an appropriate maintenance time of the actuator can be determined based on the integrated value. According to the above-mentioned embodiment, since the cumulative operation amount of the actuator is grasped using the integrated value of the parameter related to the operation of the solenoid valve, the cumulative operation amount is grasped without modifying the actuator. Therefore, according to the above-mentioned embodiment, grasping of the amount of accumulation operation of various actuators is attained.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブに設けられた電磁コイルが通電されている時間であり、前記積算ユニットは、前記電磁コイルが通電されている時間を積算して積算通電時間を算出するように構成される。 In the actuator system according to one aspect of the present invention, the parameter is a time during which an electromagnetic coil provided to the solenoid valve is energized, and the integration unit integrates time during which the electromagnetic coil is energized. The system is configured to calculate the integrated energization time.
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの電磁コイルが通電されている時間を積算して得られる積算通電時間に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to grasp the operation amount of the accumulation of the actuator based on the integrated energization time obtained by integrating the time during which the electromagnetic coil of the solenoid valve is energized.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブに設けられた電磁コイルに供給される電流であり、前記積算ユニットは、前記電磁コイルに供給される電流を積算して積算電流を算出するように構成される。 In the actuator system according to one aspect of the present invention, the parameter is a current supplied to an electromagnetic coil provided to the solenoid valve, and the integration unit integrates the current supplied to the electromagnetic coil to integrate the current Is configured to calculate
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの電磁コイルに供給される電流を積算して得られる積算電流に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to grasp the operation amount in the accumulation of the actuator based on the integrated current obtained by integrating the current supplied to the electromagnetic coil of the solenoid valve.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブの開放時間であり、前記積算ユニットは、前記ソレノイドバルブの開放時間を積算して積算開放時間を算出するように構成される。 In the actuator system according to one aspect of the present invention, the parameter is an open time of the solenoid valve, and the integration unit is configured to calculate an integrated open time by integrating the open time of the solenoid valve.
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの開放時間を積算して得られる積算開放時間に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to grasp the operation amount in the accumulation of the actuator based on the integrated release time obtained by integrating the open time of the solenoid valve.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブに設けられた可動コアの移動距離であり、前記積算ユニットは、前記可動コアの移動距離を積算して積算移動距離を算出するように構成されている。 In the actuator system according to one aspect of the present invention, the parameter is a moving distance of the movable core provided to the solenoid valve, and the integration unit integrates the moving distances of the movable core to calculate an integrated moving distance. Is configured as.
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの可動コアの移動距離を積算して得られる積算移動距離に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。 According to the above embodiment, it is possible to grasp the operation amount in the accumulation of the actuator based on the integrated movement distance obtained by integrating the movement distance of the movable core of the solenoid valve.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、前記前記積算ユニットは、前記積算通電時間、前記積算電流、前記算開放時間、及び前記積算移動距離の少なくとも一つを記憶装置に記憶するように構成される。 In the actuator system according to one aspect of the present invention, the integration unit is configured to store in the storage device at least one of the integration energization time, the integration current, the calculation opening time, and the integration movement distance. .
上記実施形態によれば、記憶装置に記憶されているソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値(積算通電時間、積算電流、算開放時間、及び積算移動距離の少なくとも一つ)を読み出して利用することができる。例えば、当該積算値を用いて、アクチュエータのメンテナンス時期の判断やアクチュエータが搭載される機器または装置の稼働管理を行うことができる。 According to the above embodiment, the integrated value of the parameter related to the operation of the solenoid valve stored in the storage device (at least one of the integrated energizing time, the integrated current, the calculated open time, and the integrated moving distance) is read and used can do. For example, using the integrated value, it is possible to determine the maintenance time of the actuator and manage the operation of the device or apparatus on which the actuator is mounted.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、前記積算通電時間、前記積算電流、前記算開放時間、及び積算移動距離の少なくとも一つを外部装置に送信するように構成される。 The actuator system according to an aspect of the present invention is configured to transmit at least one of the integrated energizing time, the integrated current, the open operation time, and an integrated moving distance to an external device.
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を外部装置において利用することができる。 According to the above embodiment, the integrated value of the parameter related to the operation of the solenoid valve can be used in the external device.
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、前記アクチュエータ及び前記ソレノイドバルブが実装されるマニホールドをさらに備え、前記マニホールドは、内部空間が形成されたハウジングを備え、前記積算ユニットの少なくとも一部は、前記内部空間に収容されている。 The actuator system according to one aspect of the present invention further comprises a manifold on which the actuator and the solenoid valve are mounted, the manifold including a housing in which an internal space is formed, and at least a portion of the integration unit is the internal It is housed in space.
上記実施形態によれば、低温環境下でも積算ユニットを正常に動作させることが可能となる。 According to the above embodiment, it is possible to operate the integration unit normally even in a low temperature environment.
本発明の実施形態によって、アクチュエータの累積作動量をモニタリング可能な新規のアクチュエータシステムが提供される。 Embodiments of the present invention provide a novel actuator system capable of monitoring the accumulated actuation amount of the actuator.
以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、各図面において共通する構成要素に対しては同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The same reference numerals are given to constituent elements common to the respective drawings. It should be noted that the drawings are not necessarily drawn to scale for the convenience of the description.
本発明は、アクチュエータを備えるアクチュエータシステムに適用され得る。本発明は、例えば、ソレノイドバルブの制御により作動流体が給排されるアクチュエータを備えるアクチュエータシステムに適用され得る。 The invention can be applied to an actuator system comprising an actuator. The present invention can be applied to, for example, an actuator system provided with an actuator whose working fluid is supplied and discharged by control of a solenoid valve.
図1は、本発明の一態様によるアクチュエータシステム1を模式的に示す図である。このアクチュエータシステム1は、アクチュエータ10を作動させることにより航空機の動翼1Aを駆動するように構成されている。図示のアクチュエータシステム1は、本発明を適用可能なアクチュエータシステムの一例である。本発明によるアクチュエータシステムは、航空機の動翼を駆動する用途以外にも様々な用途において用いられ得る。
FIG. 1 schematically shows an
アクチュエータシステム1は、動翼1Aを駆動させるためのアクチュエータ10と、アクチュエータ10に圧油を供給する油圧源2と、アクチュエータ10から排出された油を貯留するリザーバ3と、ソレノイドバルブ4と、ソレノイドバルブ4に電圧を印加する電源5と、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータを積算する積算ユニット20と、を備える。
The
積算ユニット20は、コントローラ21と、アワーメータ22と、を備える。コントローラ21は、各種の演算処理を行うプロセッサ21aと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ21bと、アワーメータ22及びこれ以外の機器と接続される機器インタフェース21cと、を備える。
The
図示の実施形態において、アクチュエータ10は、油圧式アクチュエータである。アクチュエータ10は、圧油以外の作動液体により作動される液体圧式アクチュエータ、圧縮空気により作動される空気圧式アクチュエータ、及びこれら以外の作動流体により作動される任意の流体圧式アクチュエータであってもよい。アクチュエータシステム1は、複数のアクチュエータを備えてもよい。
In the illustrated embodiment, the
アクチュエータ10は、中空のシリンダ11と、シリンダ11内に設けられたピストンユニット12と、を有する。シリンダ11は、その長手方向(中心軸Aに沿う方向)の一方が開口し他方が閉塞するように構成されている。
The
ピストンユニット12は、ピストン13と、ピストン13に接続されたピストンロッド14と、を有する。ピストン13及びピストンロッド14は、シリンダ11の内部に配置されている。ピストンロッド14は、その一部がシリンダ11の開口を介してシリンダ11の外部に突出している。
The
ピストン13は、円筒形状に形成されている。ピストン13は、その外周面がシリンダ11の内周面と当接するように、シリンダ11の内側に配置されている。これにより、ピストン13は、シリンダ11を第1油圧室19aおよび第2油圧室19bに区画する。
The
ピストンユニット12は、シリンダ11に対してその中心軸Aに沿って移動可能に設けられている。ピストンユニット12が中心軸Aに沿った第1移動方向W1に移動するとアクチュエータ10は伸長し、ピストンユニット12が中心軸A沿った第2移動方向W2に移動するとアクチュエータ10は収縮する。第2移動方向W2は、中心軸Aに沿う第1移動方向W1と逆向きの方向である。
The
アクチュエータ10は、第1油圧室19a及び第2油圧室19bに対して圧油が給排されることで作動する。アクチュエータ10が作動されるとピストン13がシリンダ11内で変位する。これにより、ピストンロッド14を介して動翼1Aが駆動される。動翼1Aは、例えば、補助翼(エルロン)、方向舵(ラダー)、及び昇降舵(エレベータ)などの主操縦翼面、または、フラップ及びスポイラーなどの二次操縦翼面である。
The
アクチュエータ10は、ピストンユニット12の位置を検出する位置センサを備えてもよい。この位置センサは、例えば、線形可変差動変圧器(LVDT)である。
The
アクチュエータ10と油圧源2およびリザーバ3との間には、ソレノイドバルブ4が設けられている。ソレノイドバルブ4は、油圧源2と油路7aにより接続されており、リザーバ3とは油路7bにより接続されている。また、ソレノイドバルブ4は、アクチュエータ10の第1油圧室19aと油路8aにより接続されており、アクチュエータ10の第2油圧室19bと油路8bにより接続されている。
A
ソレノイドバルブ4は、励磁された電磁コイルから生じる磁束により可動コアを変位させることで作動流体の制御を切り換えるように構成される。ソレノイドバルブ4には、公知のソレノイドバルブが用いられ得る。ソレノイドバルブ4は、例えば、ケーシングと、当該ケーシングに設けられたボビンと、当該ボビンに巻回された電磁コイルと、固定コアと、当該電磁コイルに対して移動可能に設けられた可動コアと、当該可動コアに固定された弁体と、を有する。ソレノイドバルブ4においては、電磁コイルが励磁されることにより、可動コアが固定コアに吸引され、この可動コアの変位に伴って弁体も変位する。この弁体の変位により圧油の流路が切り換えられる。ソレノイドバルブ4は、例えば、第1電磁コイルと第2電磁コイルとを有する。このソレノイドバルブ4は、第1電磁コイルを励磁する一方第2電磁コイルを無励磁とすることにより、第1油圧室19aに油を供給し第2油圧室19bから油を排出する第1連通位置に切り換えられ、第1電磁コイルを無励磁とする一方第2電磁コイルを励磁することにより、第1油圧室19aから油を排出し第2油圧室19bに油を供給する第2連通位置に切り換えられ、また、第1電磁コイル及び第2電磁コイルの両方を無励磁とすることにより、各油圧室19a,19bへの油の供給および各油圧室19a,19bからの油の排出を遮断する遮断位置に切り換えられる。
The
ソレノイドバルブ4の電磁コイルは、電源5に接続されている。電源5は、例えばDC電源である。ソレノイドバルブ4は、電源5から印加される電圧によって通電及び励磁される。電源5からソレノイドバルブ4の電磁コイルへの電圧の印加は、コントローラ21からの制御パルスによって制御され得る。例えば、電源5とソレノイドバルブ4の各電磁コイルとの間には、コントローラ21からの制御パルスによりオンオフされるスイッチング素子が設けられてもよい。このスイッチング素子は、制御パルスがHighレベルの期間においてオンされる一方Lowレベルの期間においてはオフされるように構成されてもよい。これにより、コントローラ21からの制御パルスによって、ソレノイドバルブ4の電磁コイルへの通電をオンオフ制御することができる。
The electromagnetic coil of the
以上のように、アクチュエータ10は、ソレノイドバルブ4の電磁弁が通電されているときに作動する。ソレノイドバルブ4は、その電磁弁が通電されているときに開放され、圧油がアクチュエータ10の各油圧室19a,19bに供給される。よって、アクチュエータ10は、ソレノイドバルブが開放されているときに作動する。
As described above, the
図示の実施形態において、アワーメータ22は、電源5とソレノイドバルブ4との間に設けられ、ソレノイドバルブ4の電磁コイルが通電されている通電時間を積算するように構成される。アワーメータ22は、例えば、ソレノイドバルブ4の電磁コイルの通電時間をカウントすることにより、当該通電時間を積算した積算通電時間を計測することができる。ソレノイドバルブ4が複数の電磁コイルを有する場合には、その各々の通電時間をカウントし、そのカウント値の合計を当該ソレノイドバルブ4の積算通電時間とすることができる。例えば、ソレノイドバルブ4が第1電磁コイル及び第2電磁コイルを有する場合には、アワーメータ22は、第1電磁コイルの通電時間をカウントしたカウント値T1と、第2電磁コイルの通電時間をカウントしたカウント値T2と、を合計したT1+T2を積算通電時間とすることができる。
In the illustrated embodiment, the
アワーメータ22は、ディスプレイ22aを備えてもよい。アワーメータ22により計測されたソレノイドバルブ4の電磁コイルの積算通電時間は、ディスプレイ22aに表示されてもよい。
The
アワーメータ22により計測されたソレノイドバルブ4の電磁コイルの積算通電時間は、機器インタフェース21cを介して、コントローラ21に入力されてもよい。
The integrated energization time of the electromagnetic coil of the
次に、アクチュエータシステム1の動作について説明する。動作開始時に、ピストンユニット12は中立位置にあるものとする。アクチュエータ10を収縮させる場合、コントローラ21は、制御パルスを出力し、ソレノイドバルブ4の第1電磁コイルを通電させる。これにより、ソレノイドバルブ4の可動コアが変位し、ソレノイドバルブ4は第1連通位置に切り換えられる。アワーメータ22は、ソレノイドバルブ4の第1電磁コイルが通電されている通電時間を積算する。
Next, the operation of the
ソレノイドバルブ4が第1連通位置に切り換えられたことにより、油圧源2から第1油圧室19aに圧油が供給され、第2油圧室19bからリザーバ3に圧油が排出される。これにより、ピストンユニット12は、中立位置から第2移動方向W2に移動する。すなわち、アクチュエータ10は収縮する。
By switching the
一方、アクチュエータ10を伸長させる場合、コントローラ21は、制御パルスを出力し、ソレノイドバルブ4の第2電磁コイルを通電させる。これにより、ソレノイドバルブ4の可動コアが変位し、ソレノイドバルブ4は第2連通位置に切り換えられる。アワーメータ22は、制御パルスによりソレノイドバルブ4の第2電磁コイルが通電されている通電時間を積算する。
On the other hand, when the
ソレノイドバルブ4が第2連通位置に切り換えられたことにより、油圧源2から第2油圧室19bに圧油が供給され、第1油圧室19aからリザーバ3に圧油が排出される。これにより、ピストンユニット12は、第1移動方向W1に移動する。すなわち、アクチュエータ10は伸長する。
By switching the
上記実施形態によれば、アクチュエータ10は、ソレノイドバルブ4の電磁弁が通電されているときに作動するように構成されているから、アワーメータ22によって計測される積算通電時間は、アクチュエータ10の累積での作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、アワーメータ22によって計測される積算通電時間に基づいてアクチュエータ10の累積での作動量を把握することができる。
According to the above embodiment, since the
次に、図2を参照して、本発明の別の態様によるアクチュエータシステム301について説明する。図2に示されているアクチュエータシステム301は、コントローラ31を有する積算ユニット30を備えている。コントローラ31は、各種の演算処理を行うプロセッサ31aと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ31bと、センサ等の各種機器と接続される機器インタフェース31cと、カウンタ31dと、を備える。
An
カウンタ31dは、コントローラ31から出力される制御パルスのパルス数を計数するように構成される。この制御パルスは、ソレノイドバルブ4の電磁コイルを駆動するためのパルス信号である。カウンタ31dによりカウントされたカウント値は、例えば、メモリ31bに格納される。
The
コントローラ31から出力される制御パルスは、例えば、電源5とソレノイドバルブ4の各電磁コイルとの間に設けられたスイッチング素子に出力されてもよい。カウンタ31dは、ソレノイドバルブ4の第1電磁コイルを通電するための制御パルス、ソレノイドバルブ4の第2電磁コイルを通電するための制御パルス、及びこれら以外のソレノイドバルブ4の電磁コイルを駆動するための任意の制御パルスを計数するように構成され得る。アクチュエータシステム301は、例えば、制御パルスがHighレベルの期間にソレノイドバルブ4の電磁コイルに対して電源5の電圧が印加される(つまり、電磁コイルが通電される)一方、制御パルスがLowレベルの期間にはソレノイドバルブ4の電磁コイルに対して電源5の電圧が印加されない(つまり、電磁コイルが通電されない)ように構成される。
The control pulse output from the
コントローラ31は、カウンタ31dによりカウントされたカウント値と制御パルスのパルス幅とに基づいて、ソレノイドバルブ4の電磁コイルが通電されている通電時間の積算値である積算通電時間を算出することができる。この算出された積算値に基づいてアクチュエータ10の累積での作動量が把握される。
The
上記の各実施形態においては、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ4の電磁コイルが通電されている通電時間が用いられている。ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータは、ソレノイドバルブ4の電磁コイルの通電時間には限られない。本発明で利用可能なソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータには、ソレノイドバルブ4の電磁コイルの通電時間以外に、例えば、ソレノイドバルブ4に設けられた電磁コイルに供給される電流、ソレノイドバルブ4の開放時間、及びソレノイドバルブ4の可動コアの移動距離が含まれ得る。これらのパラメータは、組み合わせて用いられてもよい。以下、レノイドバルブ4の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ4に設けられた電磁コイルに供給される電流、ソレノイドバルブ4の開放時間、及びソレノイドバルブ4の可動コアの移動距離が用いられている実施形態について説明する。
In each of the above-described embodiments, as a parameter related to the operation of the
まず、図3を参照して本発明のさらに別の態様によるアクチュエータシステム401について説明する。アクチュエータシステム401では、レノイドバルブ4の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ4に設けられた電磁コイルに供給される電流が用いられる。
First, referring to FIG. 3, an
図3に示されているアクチュエータシステム401は、コントローラ41と、電流センサ42と、を有する積算ユニット40を備えている。コントローラ41は、各種の演算処理を行うプロセッサ41aと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ41bと、電流センサ42及びそれ以外の各種機器と接続される機器インタフェース41cと、を備える。
The
電流センサ42は、ソレノイドバルブ4及び電源5に接続されており、電源5とソレノイドバルブ4の間で流れる電流を検出する。電流センサ42の検出信号は、機器インタフェース41cを介して、コントローラ41に入力されてもよい。電流センサ42の検出信号は、電源5からソレノイドバルブ4の電磁コイルに供給される電流の検出値を示す。
The
コントローラ41は、電流センサ42からの検出信号に基づいて、電源5とソレノイドバルブ4の間で流れる電流を積算し、積算電流を算出するように構成される。
The
アクチュエータ10は、ソレノイドバルブ4の電磁弁が通電されているときに作動するように構成されているから、電流センサ42によって検出される電流を積算した積算電流は、アクチュエータ10の累積での作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、算出された積算電流に基づいてアクチュエータ10の累積での作動量を把握することができる。
Since the
次に、図4を参照して、本発明のさらに別の態様によるアクチュエータシステム501について説明する。アクチュエータシステム401では、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ4の開放時間が用いられる。
An
図4に示されているアクチュエータシステム501においては、ソレノイドバルブ4に位置センサ15が設けられている。位置センサ15は、ソレノイドバルブの可動コアの位置を検出するように構成される。アクチュエータシステム501は、コントローラ51を有する積算ユニット50を備えている。コントローラ51は、各種の演算処理を行うプロセッサ51aと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ51bと、位置センサ15等の各種機器と接続される機器インタフェース51cと、を備える。
In the
位置センサ15の検出信号は、機器インタフェース51cを介してコントローラ51に入力される。本発明の一態様において、コントローラ51は、位置センサ15からの検出信号に基づいて、ソレノイドバルブ4が開放されているか否かを判定し、その判定結果に応じてソレノイドバルブ4が開放されている時間を積算して積算開放時間を算出するように構成される。
The detection signal of the
上記実施形態によれば、アクチュエータ10は、ソレノイドバルブ4が開放されているときに、ソレノイドバルブ4を介して供給される圧油により作動するように構成されているから、算出された積算開放時間は、アクチュエータ10の累積での作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、算出されたソレノイドバルブ4の積算開放時間に基づいてアクチュエータ10の累積での作動量を把握することができる。
According to the above embodiment, since the
本発明の他の態様において、コントローラ51は、位置センサ15からの検出信号に基づいて、ソレノイドバルブ4の可動コアの移動距離を算出するように構成される。コントローラ51は、アクチュエータ10を作動させるたびに、各作動サイクルにおける可動コアの移動距離を算出し、算出された移動距離を例えばメモリ21bに格納する。コントローラ51は、各作動サイクルにおいて算出された可動コアの移動距離を積算し、積算移動距離を算出するように構成される。
In another aspect of the present invention, the
第1作動サイクルにおいてアクチュエータ10を中立位置から収縮させ、次に、第2作動サイクルにおいてアクチュエータ10を伸長させる場合を例に、コントローラ51における積算移動距離の算出について説明する。まず、アクチュエータ10を中立位置から収縮させる場合には、ソレノイドバルブ4の可動コアを遮断位置から第1連通位置まで移動させる。コントローラ51は、位置センサ15からの検出信号に基づいて、当該第1作動サイクルにおける遮断位置から第1連通位置までの可動コアの移動距離L1をメモリ51bに格納する。次に、アクチュエータ10を伸長する場合には、ソレノイドバルブ4の可動コアを第1連通位置から第2連通位置まで移動させる。コントローラ51は、位置センサ15からの検出信号に基づいて、当該第2作動サイクルにおける第1連通位置から第2連通位置までの可動コアの移動距離L2をメモリ51bに格納する。コントローラ51は、移動距離L1及び移動距離L2をメモリ51bから読み出し、読み出された移動距離を示す値を加算することにより、積算移動距離を算出することができる。繰り返される作動サイクルが増加しても同様の方法で積算移動距離を算出することができる。
Calculation of the integrated movement distance in the
ソレノイドバルブ4の可動コアの移動距離を積算した積算移動距離は、アクチュエータ10の累積の作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、算出されたソレノイドバルブ4の可動コアの積算移動距離に基づいてアクチュエータ10の累積での作動量を把握することができる。
The integrated movement distance obtained by integrating the movement distance of the movable core of the
上記の各実施形態によれば、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータの積算値に基づいて、アクチュエータ10の累積での作動量が把握可能となる。そして、このアクチュエータ10の累積作動量に基づいて、アクチュエータ10の適切なメンテナンス時期を定めることができる。これにより、故障や不具合の発生前に、アクチュエータ10のメンテナンスまたは交換を行うことができる。
According to each of the above-described embodiments, it is possible to grasp the accumulated operation amount of the
上記の各実施形態によれば、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータを用いてアクチュエータ10の累積作動量を把握しているので、アクチュエータ10が搭載されている機器の稼働時間に基づいて間接的に推定されるメンテナンス時期よりも正確にメンテナンス時期を推定することができる。
According to each of the above-described embodiments, since the cumulative operation amount of the
上記の各実施形態によれば、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータを用いてアクチュエータ10の累積作動量を把握しているので、アクチュエータ10に改変を加えることなく、その累積作動量を把握することが可能となる。
According to each of the above embodiments, since the cumulative operation amount of the
上記の各実施形態によれば、アクチュエータ10の作動に直接関連するパラメータ(例えば、アクチュエータ10内の作動流体の圧力)ではなく、当該アクチュエータ10への作動流体の給排を制御するソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータを用いているため、アクチュエータ10自身を改変する必要がない。このため、上記の各実施形態は、ソレノイドバルブにより給排される作動流体で作動するアクチュエータに幅広く適用され得る。
According to each of the above embodiments, of the
次に、図5を参照して、本発明のさらに別の態様によるアクチュエータシステム601について説明する。このアクチュエータシステム601は、積算ユニット60を備える。コントローラ61を有する積算ユニット60を備えている。コントローラ61は、各種の演算処理を行うプロセッサ61aと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ61bと、センサ等の各種機器と接続される機器インタフェース61cと、外部装置70,外部装置80及びこれら以外の外部装置と通信を行うための通信インタフェース61dと、を備える。外部装置70は、アクチュエータ10が搭載されている機器または装置に搭載され得る。外部装置80は、アクチュエータ10が搭載されている機器または装置から遠隔に配されてもよい。
An
コントローラ61は、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータの積算値を計測または算出するように構成される。コントローラ61は、上述したコントローラ21、コントローラ31、コントローラ41、またはコントローラ51と同様の方法でソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータの積算値を得ることができる。アクチュエータシステム601は、必要に応じて、アワーメータ21、電流センサ42、位置センサ15、またはこれら以外の装置を備えてもよい。
The
コントローラ61は、通信インタフェース61dを介して、各種データを外部装置70,外部装置80及びこれら以外の装置に送信することができる。コントローラ61は、例えば、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータの積算値を算出し、この算出した積算値を外部装置70及び外部装置80の少なくとも一方に送信することができる。外部装置70及び外部装置80は、任意の情報処理装置である。外部装置70及び外部装置80は、情報処理装置によってデータを読み出し可能なストレージ装置であってもよい。外部装置70または外部装置80がストレージ装置である場合には、コントローラ61は、ソレノイドバルブ4の作動に関連するパラメータの積算値を算出し、この算出した積算値を当該ストレージ装置に記憶することができる。コントローラ61と外部装置70,80との間の通信リンクは、無線リンクであってもよく、有線リンクであってもよい。
The
作業員は、外部装置70または外部装置80において、コントローラ61から受信したデータを用いて、アクチュエータの累積作動量を把握することができる。これにより、アクチュエータ10を設置対象機器から取り外すことなく、その累積作動量を把握することができる。また、外部装置80を用いることにより、遠隔からでもアクチュエータ10の累積作動量を把握することができる。
The worker can use the data received from the
次に、図6から図8を参照して、本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムについてさらに説明する。図6は、本発明の各実施形態によるアクチュエータシステムに備えられている各種装置が実装されるマニホールド90の断面を模式的に示す図であり、その一部を破断して示している。マニホールド90には、様々な流体圧装置が実装される。マニホールド90には、例えば、上記の実施形態において説明されたソレノイドバルブ4、アクチュエータ10、各積算ユニット、及びアクチュエータシステム1の前記以外の構成部材が実装されている。
An actuator system according to an embodiment of the present invention will now be further described with reference to FIGS. 6-8. FIG. 6 is a view schematically showing a cross section of a manifold 90 on which various devices provided in the actuator system according to each embodiment of the present invention are mounted, and a portion thereof is broken away. Various fluid pressure devices are mounted on the
マニホールド90は、内部空間92が形成されたマニホールドハウジング91を有する。マニホールドハウジング91には、ソレノイドバルブ4、アクチュエータ10、及びそれ以外の流体圧装置が組み付けられる。マニホールドハウジング91には、複数の油路及び各種油圧機器との複数の接続用ポートが形成されている。マニホールドハウジング91には、例えば、ソレノイドバルブ4とアクチュエータ10とを接続する流路が形成されている。マニホールドハウジング91は、アクチュエータ10のシリンダ11と一体に構成されてもよい。マニホールドハウジング91は、ソレノイドバルブ4のケーシングと一体に形成されてもよい。ソレノイドバルブ4のケーシングには、電磁コイル、可動コア、及び固定コアが収容される。
The manifold 90 has a
マニホールドハウジング91の内部空間92には、図7に示されているように複数のワイヤ96が収容される。図6では、図示の便宜上、ワイヤ96が省略されている。この複数のワイヤ96の各々は、コントローラ21等の各種コントローラ、ソレノイドバルブ4、アクチュエータ10、及びこれ以外のアクチュエータシステム1の構成部材を互いに電気的に接続する。
In the
図7に示されているように、マニホールドハウジング91には、内部空間92と外部空間とを接続する開口が形成されており、当該開口は、リッド95により閉塞されている。リッド95は、マニホールドハウジング91に例えばねじ止めされる。
As shown in FIG. 7, the
マニホールドハウジング91には、コネクタ93及びコネクタ94が設けられている。コネクタ93及びコネクタ94にはそれぞれ複数の端子が形成されており、これらの端子に、マニホールドハウジング91に実装されているソレノイドバルブ4等の各種機器からのワイヤ96が接続される。コネクタ93及びコネクタ94には各種の外部装置が接続される。マニホールドハウジング91に実装された各種装置と外部装置との間では、このコネクタ93及びコネクタ94を介して電気信号が伝送される。
The
マニホールドハウジング91の内部空間92には、上記各実施形態における積算ユニットの構成部材が収容されてもよい。積算ユニットの構成部材は、その一部またはその全部が内部空間92内に収容される。図示の実施形態においては、内部空間92に、積算ユニット20のアワーメータ22の一部が収容されている。内部空間92には、アワーメータ22以外に、電流センサ42が収容されてもよい。
In the
図示の実施形態において、リッド95の中央付近に開口が形成されており、アワーメータ22は、その開口を閉塞するようにリッド95に取り付けられている。これにより、アワーメータ22は、その一部がマニホールドハウジング91の内部空間92内に収容され、残部が内部空間92から外部空間(リッド95に対して内部空間92と反対側の空間)に露出している。具体的には、アワーメータ22は、そのディスプレイ22aが外部空間に露出するようにリッド95に取り付けられている。これにより、リッド95を取り外すことなく、ディスプレイ22aに表示されるアワーメータ22の計測値を読み取ることができる。
In the illustrated embodiment, an opening is formed near the center of the
上記の各実施形態によるアクチュエータシステムは、低温環境で使用される可能性がある。例えば、上記の各実施形態によるアクチュエータシステムが航空機の動翼を駆動する動翼駆動システムに適用される場合には、航空機が高高度を飛行しているときに、当該アクチュエータシステムは低温環境に置かれることになる。かかる低温環境においては、電子部品が動作しなかったり、電子部品の性能が低下したりすることがある。マニホールドハウジング91には、比較的高温(例えば、38°程度)の作動流体が通る流路が形成されているため、この流路からの熱により、内部空間92内は電子部品の動作にとって支障の無い程度の温度に保たれる。上記実施形態によれば、アワーメータ22等の積算ユニットの構成要素がマニホールドハウジング91の内部空間92内に収容されているため、アクチュエータシステムが低温環境に置かれる場合であっても、アワーメータ22またはそれ以外の積算ユニットに含まれる電子部品を正常に動作させることができる。
The actuator system according to the above embodiments may be used in a low temperature environment. For example, in the case where the actuator system according to each of the above-described embodiments is applied to a blade drive system for driving the blades of an aircraft, the actuator system is placed in a low temperature environment when the aircraft is flying at high altitudes. It will be beaten. In such a low temperature environment, the electronic component may not operate or the performance of the electronic component may be degraded. The
図9及び図10に、本発明の他の実施形態によるマニホールド190を示す。マニホールド190には、アワーメータ22に代えて、アワーメータ122が収容されている。これらの図に示されているように、アワーメータ122は、その全部が内部空間92内に収容されてもよい。図9に示されている実施形態においては、マニホールドハウジング91の開口は、リッド195によって閉塞されている。リッド195にはアワーメータ122を取り付けるための開口は設けられていない。アワーメータ122は、リッド195の内部空間92に臨んでいる面に、例えばねじ止めにより取り付けられている。アワーメータ122の計測値は、ディスプレイ122aに表示される。このディスプレイ122aもマニホールドハウジング91に収容されているため、アワーメータ122の計測値は、リッド195を開けて確認される。
9 and 10 show a manifold 190 according to another embodiment of the present invention. In the manifold 190, an
上記実施形態によれば、アワーメータ122の全部が内部空間92に収容されているので、アワーメータ122における低温による不具合の発生をさらに抑制することができる。
According to the above embodiment, since all of the
本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。 The dimensions, materials, and arrangements of each component described herein are not limited to those explicitly described in the embodiments, and each component is optional within the scope of the present invention. Can be deformed to have the dimensions, materials, and arrangement of In addition, components that are not explicitly described in the present specification can be added to the described embodiments, or some of the components described in the embodiments can be omitted.
本明細書で明示されるアクチュエータシステム1,301,401,501,601の構成部材の具体的な形状及び配置は例示である。本発明の趣旨に反しない限り、アクチュエータシステム1,301,401,501,601の各構成部材の形状、配置、及び機能は、適宜変更され得る。アクチュエータシステム1,301,401,501,601の変形例の一部を以下で説明する。以下で説明される変形例はあくまで例示に過ぎず、アクチュエータシステム1,301,401,501の構成,601部材に対して、本明細書で明示的に説明されない変形を加えることも可能である。
The specific shapes and arrangements of the component parts of the
積算ユニット20,30,40,50,60により行われる制御及び演算は、複数のコントローラによって分散して実行されてもよい。また、積算ユニット20,30,40,50,60により行われる制御及び演算の一部又は全部は、積算ユニット20,30,40,50,60に備えられているコントローラとは別のコントローラにより実行されてもよい。
The control and operation performed by the
上記の各実施形態は、適宜、組み合わせることが可能である。例えば、本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムに備えられる積算ユニットは、アワーメータ22、カウンタ31d、電流センサ42、及び位置センサ15のうち複数以上の機器を備えてもよい。
Each of the above embodiments can be combined as appropriate. For example, the integration unit included in the actuator system according to an embodiment of the present invention may include more than one of the
本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムに備えられる積算ユニットは、ソレノイドバルブ4の作動に関連する複数のパラメータの積算値を算出してもよい。かかる積算ユニットは、例えば、ソレノイドバルブ4に設けられた電磁コイルが通電されている時間、ソレノイドバルブ4に設けられた電磁コイルに供給される電流、ソレノイドバルブ4の開放時間、ソレノイドバルブ4の可動コアの移動距離、及び前記以外のソレノイドバルブ4の作動を示す任意のパラメータのうちの二つ以上のパラメータを用いることができる。
The integration unit provided in the actuator system according to an embodiment of the present invention may calculate an integrated value of a plurality of parameters related to the operation of the
本明細書におけるパラメータの積算値は、所定の基準時以降に測定または検出された当該パラメータの測定値または検出値を積算した値を意味する。所定の基準時は、例えば、アクチュエータ10が製造後に始めて設置対象機器に搭載されたとき、アクチュエータ10のメンテナンスを行ったとき、またはこれら以外の基準となるときを意味する。
The integrated value of the parameter in the present specification means a value obtained by integrating the measured value or the detected value of the parameter measured or detected after the predetermined reference time. The predetermined reference time means, for example, when the
本明細書において、アクチュエータの作動量は、例えば、当該アクチュエータが作動されている作動時間、または、当該アクチュエータが作動された作動回数を意味することができる。アクチュエータの作動時間は、当該アクチュエータに作動流体が供給されている時間を意味してもよい。 In this specification, the amount of actuation of an actuator can mean, for example, the actuation time of the actuator being actuated or the number of actuations of the actuator being actuated. The actuation time of the actuator may mean the time during which the working fluid is supplied to the actuator.
1,301,401,501,601 アクチュエータシステム
4 ソレノイドバルブ
10 アクチュエータ
20,30,40,50 積算ユニット
22,122 アワーメータ
42 電流センサ
70,80 外部装置
90,190 マニホールド
91 マニホールドハウジング
92 内部空間
1, 301, 401, 501, 601
Claims (8)
前記アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブと、
前記ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を算出する積算ユニットと、
を備えるアクチュエータシステム。 An actuator,
A solenoid valve for controlling supply and discharge of working fluid to the actuator;
An integration unit that calculates an integrated value of parameters related to the operation of the solenoid valve;
An actuator system comprising:
前記積算ユニットは、前記電磁コイルが通電されている通電時間を積算して積算通電時間を算出するように構成される、
請求項1に記載のアクチュエータシステム。 The parameter is an energization time during which an electromagnetic coil provided to the solenoid valve is energized,
The integration unit is configured to integrate an energization time during which the electromagnetic coil is energized to calculate an integrated energization time.
The actuator system according to claim 1.
前記積算ユニットは、前記電磁コイルに供給される電流を積算して積算電流を算出するように構成される、
請求項1または請求項2に記載のアクチュエータシステム。 The parameter is a current supplied to an electromagnetic coil provided to the solenoid valve,
The integration unit is configured to integrate the current supplied to the electromagnetic coil to calculate an integrated current.
The actuator system according to claim 1 or 2.
前記積算ユニットは、前記ソレノイドバルブの開放時間を積算して積算開放時間を算出するように構成される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のアクチュエータシステム。 The parameter is an open time of the solenoid valve,
The integration unit is configured to integrate an open time of the solenoid valve to calculate an integrated open time.
The actuator system according to any one of claims 1 to 3.
前記積算ユニットは、前記可動コアの移動距離を積算して積算移動距離を算出するように構成される、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアクチュエータシステム。 The parameter is a moving distance of a movable core provided to the solenoid valve,
The integration unit is configured to integrate the moving distance of the movable core to calculate an integrated moving distance.
The actuator system according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のアクチュエータシステム。 The integration unit is configured to store in the storage device at least one of the integrated energization time, the integrated current, the calculated open time, and the integrated movement distance.
The actuator system according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のアクチュエータシステム。 Configured to transmit at least one of the accumulated conduction time, the accumulated current, the calculated opening time, and the accumulated movement distance to an external device.
The actuator system according to any one of claims 1 to 6.
前記マニホールドは、内部空間が形成されたハウジングを備え、
前記積算ユニットの少なくとも一部は、前記内部空間に収容されている、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のアクチュエータシステム。
It further comprises a manifold on which the actuator and the solenoid valve are mounted,
The manifold includes a housing in which an internal space is formed,
At least a part of the integration unit is accommodated in the internal space,
The actuator system according to any one of claims 1 to 7.
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