JP2020183784A - Hydraulic device - Google Patents

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JP2020183784A
JP2020183784A JP2019087799A JP2019087799A JP2020183784A JP 2020183784 A JP2020183784 A JP 2020183784A JP 2019087799 A JP2019087799 A JP 2019087799A JP 2019087799 A JP2019087799 A JP 2019087799A JP 2020183784 A JP2020183784 A JP 2020183784A
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solenoid valve
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hydraulic
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圭太 角谷
Keita Sumiya
圭太 角谷
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Nachi Fujikoshi Corp
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Nachi Fujikoshi Corp
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Abstract

To provide a hydraulic device which reduces a sliding resistance caused by movement of a component and improves detection accuracy of abnormality.SOLUTION: A hydraulic device provided with a solenoid valve 118 with a spool position detector which is arranged on an oil passage and controls a flow of hydraulic oil and an abnormality detector which detects abnormality of the solenoid valve, includes a movable core 150 which moves for a main body 134 of the solenoid valve by excitation of a solenoid coil 130, a rod 154 integrally fixed to the movable core, a spool 132 which is pressed by the rod and is moved and, thereby, controls a flow of hydraulic oil and ball bushes 156a, 156b which are fixed to the main body and slidably support the rod. Therein, a gap is formed between a lateral surface with respect to a movement direction of the rod and the movable core and the main body.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電磁弁の異常を検出する異常検出装置を備えた油圧装置に関し、特に電磁弁のスプールの位置を検出することができるスプール位置検出器付き電磁弁を備えた油圧装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic device provided with an abnormality detecting device for detecting an abnormality of a solenoid valve, and more particularly to a hydraulic device provided with an electromagnetic valve having a spool position detector capable of detecting the position of a spool of the solenoid valve.

産業機械及び建設機械で使用される油圧装置は、シリンダや油圧モータ等のアクチュエータを有する加工母機に作動油を供給する装置である。ここで、油圧装置の方向制御弁には、弁体であるスプールの移動によって作動油の流れる方向を切り換えるスプール式の電磁弁が広く用いられている。この電磁弁では、電磁コイルの励磁による吸引力によって本体内部の可動鉄心を移動させ、この可動鉄心の移動をスプールに伝達することにより、スプールを移動させていた。可動鉄心とスプールとの間には、伝達手段として、ソレノイドガイドに保持されたロッドが介在していた。 A hydraulic device used in an industrial machine or a construction machine is a device that supplies hydraulic oil to a processing master machine having an actuator such as a cylinder or a hydraulic motor. Here, as the direction control valve of the hydraulic system, a spool-type solenoid valve that switches the direction in which hydraulic oil flows by moving the spool, which is a valve body, is widely used. In this solenoid valve, the movable iron core inside the main body is moved by the attractive force generated by the excitation of the electromagnetic coil, and the movement of the movable iron core is transmitted to the spool to move the spool. A rod held by a solenoid guide was interposed between the movable iron core and the spool as a transmission means.

さらに、従来の油圧装置には、作動油の汚染などの油圧装置の異常を早期に検出する異常検出装置が使用されていた。このような従来の油圧装置の異常検出に関する技術として、特許文献1には、油路にスプール位置検出器付き電磁弁を配置して、スプールの移動に関する応答時間を監視し、その応答時間としきい値とを比較判定することで異常の有無を検出する異常検出装置が開示されている。 Further, in the conventional hydraulic system, an abnormality detection device for early detection of an abnormality of the hydraulic system such as contamination of hydraulic oil has been used. As a technique for detecting an abnormality in such a conventional hydraulic system, Patent Document 1 describes a solenoid valve with a spool position detector in an oil passage, monitors a response time related to spool movement, and determines the response time. An abnormality detection device that detects the presence or absence of an abnormality by comparing and determining the value with the value is disclosed.

特開2016−31086号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-31086

従来の油圧装置の異常検出装置において電磁弁の切り換えが行われる際には、可動鉄心が電磁弁の本体に対して摺動し、ロッドも電磁弁の本体に対して摺動するため、スプールの応答時間がこれらの摺動抵抗の影響を受け、油圧装置が正常な状態であっても応答時間のばらつきが大きくなることがあった。そのため、応答時間に基づく判定において、異常の誤検出または異常の看過が発生するおそれがあった。 When the solenoid valve is switched in the abnormality detection device of the conventional hydraulic system, the movable iron core slides with respect to the main body of the solenoid valve, and the rod also slides with respect to the main body of the solenoid valve. The response time was affected by these sliding resistances, and even when the hydraulic system was in a normal state, the response time sometimes varied widely. Therefore, in the determination based on the response time, there is a possibility that an abnormality may be erroneously detected or an abnormality may be overlooked.

本発明は前記の問題点を解決するためになされたものであり、スプール以外の部品の移動で生じる摺動抵抗を低減させ、異常の検出精度を向上させた油圧装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic device that reduces sliding resistance caused by movement of parts other than spools and improves abnormality detection accuracy. To do.

本発明に係る油圧装置は、油路に配置されて作動油の流れる方向を切り換えるスプール位置検出器付き電磁弁と、前記電磁弁の異常を検出する異常検出装置とを備えた油圧装置であって、
前記電磁弁は、
電磁コイルと、
前記電磁コイルの励磁により前記電磁弁の本体に対して移動する可動鉄心と、
前記可動鉄心に一体的に固定されるロッドと、
前記ロッドに押圧されて移動することにより作動油の流れる方向を切り換えるスプールと、
前記本体に固定され、前記ロッドを摺動可能に支持するボールブッシュと、
前記スプールが所定の位置にあるか否かを検出する位置検出器とを備え、
前記異常検出装置は、
前記位置検出器に接続され、前記スプールが所定の区間を移動するためにかかる応答時間を取得する監視部と、
前記応答時間または前記応答時間に基づいて算出された所定の算出値が所定のしきい値を超えたか否かを判定する判定部とを備え、
前記ロッドおよび前記可動鉄心の移動方向に対する側面と前記本体との間に隙間が形成されることを特徴とする。
The hydraulic device according to the present invention is a hydraulic device including a solenoid valve with a spool position detector that is arranged in an oil passage and switches the flow direction of hydraulic oil, and an abnormality detection device that detects an abnormality in the solenoid valve. ,
The solenoid valve is
With an electromagnetic coil
A movable iron core that moves with respect to the main body of the solenoid valve by excitation of the solenoid coil,
A rod that is integrally fixed to the movable iron core,
A spool that switches the direction in which hydraulic oil flows by being pressed by the rod and moving.
A ball bush that is fixed to the main body and slidably supports the rod,
A position detector for detecting whether or not the spool is in a predetermined position is provided.
The abnormality detection device is
A monitoring unit that is connected to the position detector and acquires the response time required for the spool to move in a predetermined section.
A determination unit for determining whether or not a predetermined response time or a predetermined calculated value calculated based on the response time exceeds a predetermined threshold value is provided.
A gap is formed between the side surface of the rod and the movable iron core in the moving direction and the main body.

本発明の油圧装置によれば、可動鉄心およびロッドの移動で生じる摺動抵抗を低減させることにより、スプールの応答時間のばらつきを小さくして、異常検出の精度を向上させることができる。 According to the hydraulic system of the present invention, by reducing the sliding resistance generated by the movement of the movable iron core and the rod, the variation in the response time of the spool can be reduced and the accuracy of abnormality detection can be improved.

本発明の第1実施形態に係る油圧装置を示した概略的な構成図である。It is a schematic block diagram which showed the hydraulic system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同油圧装置のスプール位置検出器付き電磁弁を示した図である。It is a figure which showed the solenoid valve with the spool position detector of the same hydraulic system. 図2中のA部の拡大図である。It is an enlarged view of the part A in FIG. 同油圧装置のスプール位置検出器付き電磁弁を示した図である。It is a figure which showed the solenoid valve with the spool position detector of the same hydraulic system. 図4中のB部の拡大図である。It is an enlarged view of the part B in FIG. 同油圧装置の油圧シリンダを駆動させたときの電磁弁の応答波形を示した図である。It is a figure which showed the response waveform of the solenoid valve when the hydraulic cylinder of the hydraulic system was driven. 同油圧装置の異常検出装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the abnormality detection device of the hydraulic system. 同油圧装置の異常検出装置が行う処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed by the abnormality detection device of the hydraulic system.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in such an embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate description, and elements not directly related to the present invention are illustrated or described. Is omitted.

図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧装置100を示した概略的な構成図である。油圧装置100は、油路106を流れる作動油を媒体として外部の加工母機102に動力を伝達する装置である。油路106は、タンク120の作動油を送り出す油圧ポンプ等を含む油圧源108から出発して加工母機102に接続されていて、作動油の圧力によって加工母機102を駆動させる。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a hydraulic device 100 according to a first embodiment of the present invention. The hydraulic device 100 is a device that transmits power to an external processing master machine 102 using hydraulic oil flowing through the oil passage 106 as a medium. The oil passage 106 starts from a hydraulic source 108 including a hydraulic pump for delivering hydraulic oil from the tank 120 and is connected to the machining master machine 102, and drives the machining master machine 102 by the pressure of the hydraulic oil.

加工母機102は、油圧駆動のアクチュエータの例として、油圧シリンダ110を含んでいる。 The processing master machine 102 includes a hydraulic cylinder 110 as an example of a hydraulically driven actuator.

油圧装置100において、油圧源108から加工母機102への経路に配置されたスプール位置検出器付き電磁弁である電磁弁118は、作動油の流れる方向を切り換える弁である。モータ112は、油圧源108を駆動させる。チェック弁114は、作動油の逆流を防止する弁である。リリーフ弁116は、油路106全体の最高圧を制御する弁である。フィルタ122は、作動油から異物を除去する。 In the hydraulic device 100, the solenoid valve 118, which is a solenoid valve with a spool position detector arranged in the path from the hydraulic source 108 to the processing base machine 102, is a valve for switching the flow direction of hydraulic oil. The motor 112 drives the hydraulic source 108. The check valve 114 is a valve that prevents the backflow of hydraulic oil. The relief valve 116 is a valve that controls the maximum pressure of the entire oil passage 106. The filter 122 removes foreign matter from the hydraulic oil.

油圧装置100は、例えば作動油の汚染など、油圧装置の異常を検出する異常検出装置104を備えている。異常検出装置104は、電磁弁118に電気的に接続されていて、電磁弁118の動作を基にしてユーザに異常の発生を知らせる。以下では、異常検出装置104の具体的な動作の説明に先立って、電磁弁118の動作から詳しく説明する。 The hydraulic device 100 includes an abnormality detecting device 104 that detects an abnormality of the hydraulic device such as contamination of hydraulic oil. The abnormality detection device 104 is electrically connected to the solenoid valve 118, and notifies the user of the occurrence of an abnormality based on the operation of the solenoid valve 118. In the following, the operation of the solenoid valve 118 will be described in detail prior to the specific operation of the abnormality detection device 104.

図2および図4は、スプール位置検出器付き電磁弁118を示した図である。電磁弁118は、一端付近に電磁コイル130を備えたスプール式の油浸形2位置電磁弁である。図2はスプール132がその可動範囲において図2中の紙面に向かって左側の位置にある状態を示していて、図4はスプール132が左側の位置から図4中の紙面に向かって右側の位置に移動した状態を示している。以下、スプール132が移動する際に動かない電磁弁118の構成部材を総称して、本体134というが、後述するボールブッシュ156a,156bは本体134に含まれない。 2 and 4 are views showing a solenoid valve 118 with a spool position detector. The solenoid valve 118 is a spool-type oil-immersed two-position solenoid valve provided with an electromagnetic coil 130 near one end. FIG. 2 shows a state in which the spool 132 is in the position on the left side of the paper in FIG. 2 in its movable range, and FIG. 4 shows the position of the spool 132 on the right side of the paper in FIG. 4 from the position on the left side. Shows the state of moving to. Hereinafter, the constituent members of the solenoid valve 118 that do not move when the spool 132 moves are collectively referred to as the main body 134, but the ball bushes 156a and 156b described later are not included in the main body 134.

電磁弁118の本体134には、油路106(図1参照)の各所とつながっている複数のポート(供給ポート136、負荷ポート138a,138b、タンクポート140a,140b)が設けられている。中央の供給ポート136は油圧源108とつながっていて、その両脇の負荷ポート138a,138bは加工母機102とつながっている。さらに両端側にはタンク120とつながるタンクポート140a,140bが設けられている。スプール132には各ポートの接続を遮断するランド142a,142bが設けられていて、スプール132が図2中の紙面に向かって左側の位置および右側の位置の間を移動することで各ポートの接続が切り換えられ、作動油の流れる経路が切り換えられる。 The main body 134 of the solenoid valve 118 is provided with a plurality of ports (supply port 136, load ports 138a, 138b, tank ports 140a, 140b) connected to various parts of the oil passage 106 (see FIG. 1). The central supply port 136 is connected to the hydraulic pressure source 108, and the load ports 138a and 138b on both sides thereof are connected to the processing master machine 102. Further, tank ports 140a and 140b connected to the tank 120 are provided on both ends. The spool 132 is provided with lands 142a and 142b that cut off the connection of each port, and the spool 132 moves between the left side position and the right side position with respect to the paper surface in FIG. 2 to connect the ports. Is switched, and the path through which the hydraulic oil flows is switched.

スプール132の左方には、スプール132に近い側から順に、固定鉄心152と可動鉄心150とが並べて配置されている。 On the left side of the spool 132, the fixed iron core 152 and the movable iron core 150 are arranged side by side in order from the side closer to the spool 132.

可動鉄心150は略円筒形状に形成され、電磁コイル130の内部に、固定鉄心152に対して接近離間可能に配置されている。電磁コイル130に通電することで、可動鉄心150が固定鉄心152へ吸引され、電磁弁118の本体134に対して図2中の紙面に向かって右側へ移動する。図5に示すように、固定鉄心152における可動鉄心150側の端面にはリング状のスペーサ158が配置されているため、可動鉄心150が固定鉄心152に最も接近した状態でも、可動鉄心150と固定鉄心152との間には隙間が設けられる。 The movable iron core 150 is formed in a substantially cylindrical shape, and is arranged inside the electromagnetic coil 130 so as to be close to and separated from the fixed iron core 152. By energizing the solenoid coil 130, the movable core 150 is attracted to the fixed core 152 and moves to the right with respect to the main body 134 of the solenoid valve 118 toward the paper surface in FIG. As shown in FIG. 5, since the ring-shaped spacer 158 is arranged on the end face of the fixed core 152 on the movable core 150 side, the movable core 150 is fixed to the movable core 150 even when it is closest to the fixed core 152. A gap is provided between the iron core 152 and the iron core 152.

ロッド154は、可動鉄心150の内部を図2中の紙面に向かって左右方向に貫通する棒状の部材であり、可動鉄心150に一体的に固定されている。ロッド154のスプール132側の端部はスプール132に当接しており、電磁コイル130に通電した際には可動鉄心150とともに右方向に移動してスプール132を押圧する。 The rod 154 is a rod-shaped member that penetrates the inside of the movable iron core 150 in the left-right direction toward the paper surface in FIG. 2, and is integrally fixed to the movable iron core 150. The end of the rod 154 on the spool 132 side is in contact with the spool 132, and when the electromagnetic coil 130 is energized, it moves to the right together with the movable iron core 150 and presses the spool 132.

図2および図3に示すように、ロッド154は、可動鉄心150を左右で挟むように配置された一対のボールブッシュ156a,156bに挿入され、ボールブッシュ156a,156bによって摺動可能に支持されている。ボールブッシュ156a,156bは、略円筒形状の保持器の内部に多数のボールを有し、これらのボールでロッド154に接触し支持するとともに、ボールの転がりを利用し、わずかな摺動抵抗でロッド154を図2中の紙面に向かって左右方向に摺動させることができる。ボールブッシュ156a,156bは、電磁弁118の本体134に対して固定されている。可動鉄心150とスプール132との間に設けられたボールブッシュ156aは、固定鉄心152の内部に配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the rod 154 is inserted into a pair of ball bushes 156a and 156b arranged so as to sandwich the movable iron core 150 on the left and right, and is slidably supported by the ball bushes 156a and 156b. There is. The ball bushes 156a and 156b have a large number of balls inside a substantially cylindrical cage, and these balls contact and support the rod 154, and utilize the rolling of the balls to make the rod with a slight sliding resistance. The 154 can be slid in the left-right direction toward the paper surface in FIG. The ball bushes 156a and 156b are fixed to the main body 134 of the solenoid valve 118. The ball bush 156a provided between the movable iron core 150 and the spool 132 is arranged inside the fixed iron core 152.

図2および図4に示すように、ロッド154の移動方向に対する側面である外周面と、本体134との間には、隙間が設けられている。したがって、ロッド154はボールブッシュ156a,156bとのみ摺動し、電磁弁118の他の部材とは摺動しない。 As shown in FIGS. 2 and 4, a gap is provided between the outer peripheral surface, which is a side surface of the rod 154 with respect to the moving direction, and the main body 134. Therefore, the rod 154 slides only with the ball bushes 156a and 156b, and does not slide with the other members of the solenoid valve 118.

また、図3および図5に示すように、可動鉄心150の移動方向に対する側面である外周面と、本体134との間にも、隙間Sが設けられている。したがって、可動鉄心150は電磁弁118の他の部材とは摺動しない。 Further, as shown in FIGS. 3 and 5, a gap S is also provided between the outer peripheral surface, which is a side surface of the movable iron core 150 with respect to the moving direction, and the main body 134. Therefore, the movable iron core 150 does not slide with other members of the solenoid valve 118.

図2のようにスプール132が左側の位置にあるとき、電磁コイル130は通電されておらず、非励磁の状態になっている。このとき、スプール132は、右端付近に設けられたスプリング143に右から押されることで左側の位置に配置されている。このとき、供給ポート136と負荷ポート138aが接続されるとともに、負荷ポート138bとタンクポート140bが接続され、加工母機102へ作動油が供給される。 When the spool 132 is in the left position as shown in FIG. 2, the electromagnetic coil 130 is not energized and is in a non-excited state. At this time, the spool 132 is arranged at a position on the left side by being pushed from the right by a spring 143 provided near the right end. At this time, the supply port 136 and the load port 138a are connected, and the load port 138b and the tank port 140b are connected to supply hydraulic oil to the processing base machine 102.

図2の状態から電磁コイル130が励磁されると、電磁コイル130に挿入されている可動鉄心150が固定鉄心152に引き寄せられて右方向に移動し、可動鉄心150に一体的に固定されたロッド154がスプール132を押圧し、スプール132はスプリング143を圧縮しながら右方向に移動する。このとき、図3および図5に示すように、ロッド154および可動鉄心150がボールブッシュ156a,156b以外の部材と摺動しないため、摺動抵抗はごく小さいものとなる。図4に示すようにスプール132が右側の位置まで移動すると、供給ポート136と負荷ポート138bが接続されるとともに、負荷ポート138aとタンクポート140aが接続され、加工母機102へ作動油が供給される。 When the electromagnetic coil 130 is excited from the state of FIG. 2, the movable iron core 150 inserted in the electromagnetic coil 130 is attracted to the fixed iron core 152 and moves to the right, and the rod integrally fixed to the movable iron core 150. 154 presses the spool 132, and the spool 132 moves to the right while compressing the spring 143. At this time, as shown in FIGS. 3 and 5, the rod 154 and the movable iron core 150 do not slide with the members other than the ball bushes 156a and 156b, so that the sliding resistance is extremely small. When the spool 132 moves to the right position as shown in FIG. 4, the supply port 136 and the load port 138b are connected, the load port 138a and the tank port 140a are connected, and hydraulic oil is supplied to the processing base machine 102. ..

本実施形態の電磁弁118は、スプール132の位置を検出する位置検出器の機能が付いており、スプール132の位置を外部から電気的に検出することができる。位置検出器は、構成要素としてリング144およびリテーナ146を含んでいる。 The solenoid valve 118 of the present embodiment has a function of a position detector for detecting the position of the spool 132, and can electrically detect the position of the spool 132 from the outside. The position detector includes a ring 144 and a retainer 146 as components.

電磁弁118の位置検出器は、いわゆるスイッチ式の構造になっている。具体的には、本体134には固定接点であるリング144が設けられており、スプール132の外周には可動接点であるリテーナ146が設けられている。リテーナ146は図2の紙面に向かってリング144の右側に配置され、スプリング148によってリング144側に付勢されている。リテーナ146はスプール132に伴って移動するが、スプール132に完全には固定されていない。 The position detector of the solenoid valve 118 has a so-called switch type structure. Specifically, the main body 134 is provided with a ring 144 which is a fixed contact, and a retainer 146 which is a movable contact is provided on the outer circumference of the spool 132. The retainer 146 is arranged on the right side of the ring 144 with respect to the paper surface of FIG. 2, and is urged to the ring 144 side by the spring 148. The retainer 146 moves with the spool 132, but is not completely fixed to the spool 132.

リング144は図示しないリング側電気端子と電気的につながっている。リテーナ146は筐体と電気的につながっていて、また図示しないリテーナ側電気端子も筐体に電気的につながっているため、リテーナ146はリテーナ側電気端子と電気的につながっている。図2に示すようにスプール132が左側の位置にあるとき、リング144とリテーナ146が接触しているため、リング側電気端子とリテーナ側電気端子とは互いに導通している。一方、図4に示すようにスプール132が右側の位置に移動した状態では、スプール132の移動に伴ってリテーナ146がリング144から離れているため、リング側電気端子とリテーナ側電気端子とは導通していない。 The ring 144 is electrically connected to a ring-side electric terminal (not shown). Since the retainer 146 is electrically connected to the housing and the retainer-side electric terminal (not shown) is also electrically connected to the housing, the retainer 146 is electrically connected to the retainer-side electric terminal. As shown in FIG. 2, when the spool 132 is in the left position, the ring 144 and the retainer 146 are in contact with each other, so that the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal are electrically connected to each other. On the other hand, when the spool 132 is moved to the right position as shown in FIG. 4, since the retainer 146 is separated from the ring 144 as the spool 132 moves, the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal are electrically connected. Not done.

したがって、リング側電気端子とリテーナ側電気端子とが導通している場合には、図2のようにスプール132が左側の位置にあることがわかる。また、リング側電気端子とリテーナ側電気端子とが導通していない場合には、図4のようにスプール132が右側の位置に移動した状態にあることがわかる。 Therefore, when the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal are conducting, it can be seen that the spool 132 is in the left position as shown in FIG. Further, when the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal are not conducting, it can be seen that the spool 132 is in a state of being moved to the right position as shown in FIG.

図6は、油圧シリンダ110(図1参照)を駆動させたときの電磁弁118の応答波形を示した図である。図6において、「圧力」のグラフは、右方向に時間の経過を示し、上下方向に油圧シリンダ110の圧力の大小を示している。「モニタリングスイッチ信号の電圧」のグラフは、右方向に時間の経過を示し、上下方向に上述したリング側電気端子とリテーナ側電気端子との導通状態を示す信号の電圧の大小を示している。「ソレノイド通電信号の電圧」のグラフは、右方向に時間の経過を示し、上下方向に電磁コイル130に通電するときのる通電信号の電圧の大小を示している。 FIG. 6 is a diagram showing a response waveform of the solenoid valve 118 when the hydraulic cylinder 110 (see FIG. 1) is driven. In FIG. 6, the graph of "pressure" shows the passage of time in the right direction and the magnitude of the pressure of the hydraulic cylinder 110 in the vertical direction. The graph of "monitoring switch signal voltage" shows the passage of time in the right direction, and shows the magnitude of the voltage of the signal indicating the conduction state between the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal in the vertical direction. The graph of "voltage of solenoid energization signal" shows the passage of time in the right direction, and shows the magnitude of the voltage of the energization signal when energizing the electromagnetic coil 130 in the vertical direction.

図6には、記号Tで示す各波形の変化の時間差も示している。これらの時間差は、電磁弁118や油圧シリンダ110の動作の応答時間を表している。例えば時間差T1は、電磁コイル130(図2参照)への通電のONからスプール132が切り換わり供給ポート136から負荷ポート138bに作動油が流れ始めるまでの応答時間である。時間差T2は、電磁コイル130への通電のOFFからスプール132が切り換わり供給ポート136から負荷ポート138aに作動油が流れ始めるまでの応答時間である。時間差T3は、電磁コイル130への通電のONからリング側電気端子とリテーナ側電気端子とがOFFになるまでの応答時間である。時間差T4は、電磁コイル130への通電のOFFからリング側電気端子とリテーナ側電気端子とが再びONになるまでの応答時間である。 FIG. 6 also shows the time difference of the change of each waveform represented by the symbol T. These time differences represent the response times of the operations of the solenoid valve 118 and the hydraulic cylinder 110. For example, the time difference T1 is the response time from when the energization of the electromagnetic coil 130 (see FIG. 2) is turned on until the spool 132 is switched and the hydraulic oil starts to flow from the supply port 136 to the load port 138b. The time difference T2 is the response time from when the energization of the electromagnetic coil 130 is turned off until the spool 132 is switched and the hydraulic oil starts to flow from the supply port 136 to the load port 138a. The time difference T3 is a response time from when the energization of the electromagnetic coil 130 is turned on to when the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal are turned off. The time difference T4 is a response time from when the energization of the electromagnetic coil 130 is turned off to when the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal are turned on again.

以上のように、スプール位置検出器付き電磁弁118では、スプール132の動作の応答時間を電気的に検出することができる。前述した異常検出装置104は、電磁弁118と電気的に接続することでスプール132を監視し、スプール132の応答時間を基にして油圧装置100や加工母機102を含めた油路機器の異常を検出する。 As described above, the solenoid valve 118 with the spool position detector can electrically detect the response time of the operation of the spool 132. The above-mentioned abnormality detection device 104 monitors the spool 132 by electrically connecting to the solenoid valve 118, and based on the response time of the spool 132, detects an abnormality in the oil passage equipment including the hydraulic device 100 and the processing base machine 102. To detect.

次に、異常検出装置104の内部構成について説明する。図7は異常検出装置104の内部構成を示すブロック図である。異常検出装置104は、設定部500、信号入力部502、監視部504、判定部506、および通知部508を備えている。 Next, the internal configuration of the abnormality detection device 104 will be described. FIG. 7 is a block diagram showing an internal configuration of the abnormality detection device 104. The abnormality detection device 104 includes a setting unit 500, a signal input unit 502, a monitoring unit 504, a determination unit 506, and a notification unit 508.

設定部500は、異常の判定を行うためのしきい値Tthを設定し、判定部506に送信する。このしきい値Tthは、技術者がプログラムに事前に設定または入力するデータであり、スプール132の応答時間の異常検出の基準となる。スプール132の応答時間は、例えば図6にて説明したソレノイド通電信号の変化(ON)からモニタリングスイッチ信号の変化(OFF)までの時間差T3を基準とする。ただし、時間差T3に代えて、時間差T4を用いてもよい。 The setting unit 500 sets a threshold value Tth for determining an abnormality and transmits it to the determination unit 506. This threshold value Tth is data set or input in advance to the program by the engineer, and serves as a reference for detecting an abnormality in the response time of the spool 132. The response time of the spool 132 is based on, for example, the time difference T3 from the change (ON) of the solenoid energization signal to the change (OFF) of the monitoring switch signal described with reference to FIG. However, the time difference T4 may be used instead of the time difference T3.

信号入力部502は、電磁コイル130に通電するときのソレノイド通電信号を取得する。また、信号入力部502は、リング側電気端子とリテーナ側電気端子との導通状態を示すモニタリングスイッチ信号を取得する。ソレノイド通電信号およびモニタリングスイッチ信号は、監視部504へ送られる。 The signal input unit 502 acquires a solenoid energization signal when energizing the electromagnetic coil 130. Further, the signal input unit 502 acquires a monitoring switch signal indicating a conduction state between the ring-side electric terminal and the retainer-side electric terminal. The solenoid energization signal and the monitoring switch signal are sent to the monitoring unit 504.

監視部504は、信号入力部502から受け取ったソレノイド通電信号およびモニタリングスイッチ信号から、スプール132の応答時間tを検出し、判定部506に送信する。この応答時間tとしては時間差T3を用いるが、時間差T4を用いてもよい。 The monitoring unit 504 detects the response time t of the spool 132 from the solenoid energization signal and the monitoring switch signal received from the signal input unit 502, and transmits the response time t to the determination unit 506. Although the time difference T3 is used as the response time t, the time difference T4 may be used.

判定部506は、監視部504から受け取った応答時間tが、設定部500から受け取ったしきい値Tthを超えているか否かを判定し、判定結果を通知部508へ送信する。 The determination unit 506 determines whether or not the response time t received from the monitoring unit 504 exceeds the threshold value Tth received from the setting unit 500, and transmits the determination result to the notification unit 508.

通知部508は、判定部506から受け取った判定結果に基づいて、ユーザへの通知を出力する。 The notification unit 508 outputs a notification to the user based on the determination result received from the determination unit 506.

以下で、異常検出装置104の処理の詳細を説明する。図8は異常検出装置104が行う処理を示すフローチャートである。 The details of the processing of the abnormality detection device 104 will be described below. FIG. 8 is a flowchart showing the processing performed by the abnormality detection device 104.

まず、ステップS600にて、設定部500は、スプール132の応答時間の標準偏差を判定するためのしきい値Tthを設定する。 First, in step S600, the setting unit 500 sets the threshold value Tth for determining the standard deviation of the response time of the spool 132.

次に、ステップS602にて、監視部504は、信号入力部502を通じてスプール132の応答時間tを取得する。 Next, in step S602, the monitoring unit 504 acquires the response time t of the spool 132 through the signal input unit 502.

そして、ステップS604にて、判定部506は、応答時間tがしきい値Tth以下か否か判定する(t≦Tth)。応答時間tがしきい値Tth以下であった場合(ステップS604のYES)、油圧装置100等は正常であり、ステップS606に移行する。他方、応答時間tがしきい値Tthを超えていた場合(ステップS604のNO)、油圧装置100等の状態は異常であり、ステップS608に移行する。 Then, in step S604, the determination unit 506 determines whether or not the response time t is equal to or less than the threshold value Tth (t ≦ Tth). When the response time t is equal to or less than the threshold value Tth (YES in step S604), the hydraulic device 100 and the like are normal, and the process proceeds to step S606. On the other hand, when the response time t exceeds the threshold value Tth (NO in step S604), the state of the hydraulic device 100 and the like is abnormal, and the process proceeds to step S608.

ステップS606では、通知部508は緑色のランプを点灯させてユーザに正常であることを通知する。そして、ステップS602に移行して処理を続ける。 In step S606, the notification unit 508 lights a green lamp to notify the user that it is normal. Then, the process proceeds to step S602 to continue the process.

一方、ステップS608では、通知部508は赤色のランプを点灯させてユーザに異常を通知し、処理を終了する。 On the other hand, in step S608, the notification unit 508 lights a red lamp to notify the user of the abnormality, and ends the process.

本実施形態の油圧装置100では、ロッド154がボールブッシュ156a,156bによって摺動可能に支持され、ロッド154および可動鉄心150の移動方向に対する側面と本体134との間に隙間が形成されることにより、可動鉄心150およびロッド154の摺動抵抗を低減させ、摺動抵抗によるスプール132の応答時間のばらつきを防止することができるので、異常検出の精度を向上させることができる。 In the hydraulic device 100 of the present embodiment, the rod 154 is slidably supported by the ball bushes 156a and 156b, and a gap is formed between the side surface of the rod 154 and the movable iron core 150 in the moving direction and the main body 134. Since the sliding resistance of the movable iron core 150 and the rod 154 can be reduced and the variation in the response time of the spool 132 due to the sliding resistance can be prevented, the accuracy of abnormality detection can be improved.

本実施形態の油圧装置100では、ボールブッシュ156a,156bによってロッド154を摺動可能に支持していたが、ボールブッシュに代えて、他の転動体を使用したガイドやメタルブッシュによってロッドを摺動可能に支持してもよい。この場合にも、ロッドおよび可動鉄心がガイドまたはメタルブッシュ以外の部材と摺動することがないため、摺動抵抗を低減して、異常検出の精度を向上させることができる。 In the hydraulic device 100 of the present embodiment, the rod 154 is slidably supported by the ball bushes 156a and 156b, but instead of the ball bush, the rod is slidable by a guide or a metal bush using another rolling element. It may be supported as much as possible. Also in this case, since the rod and the movable iron core do not slide with the member other than the guide or the metal bush, the sliding resistance can be reduced and the accuracy of abnormality detection can be improved.

本実施形態の異常検出装置104は、応答時間tとしきい値Tthとを比較して異常の判定を行っているが、これに代えて、応答時間tに基づいて算出される所定の算出値と、この算出値に対応するしきい値とを比較して異常の判定を行ってもよい。算出値としては、たとえば複数の応答時間tの標準偏差や、測定時の油温に応じた補正値を応答時間tに加えた補正後応答時間を例示することができるが、これらに限定されない。この場合には、監視部504から応答時間tを受け取り、応答時間tに基づいて算出値を算出し、算出値を判定部506へ送信する演算部を設ける。このような算出値を用いて異常の判定を行うことにより、検出の精度をさらに向上させることができる。 The abnormality detection device 104 of the present embodiment determines the abnormality by comparing the response time t with the threshold value Tth, but instead of this, a predetermined calculated value calculated based on the response time t is used. , The abnormality may be determined by comparing with the threshold value corresponding to this calculated value. Examples of the calculated value include, but are not limited to, a standard deviation of a plurality of response times t and a corrected response time obtained by adding a correction value corresponding to the oil temperature at the time of measurement to the response time t. In this case, a calculation unit is provided that receives the response time t from the monitoring unit 504, calculates the calculated value based on the response time t, and transmits the calculated value to the determination unit 506. By determining the abnormality using such a calculated value, the accuracy of detection can be further improved.

また、本実施形態では、図2、図4で参照したスイッチ式のスプール位置検出器を設けたが、これに代えて他の位置検出器を用いることもできる。スプール位置検出器の他の例としては、差動トランス型や磁気スイッチ型を挙げることができる。差動トランス型では、スプールと連動した可動鉄心の周囲に3つのコイルが設置され、両端のコイルの誘起電圧の差を利用することで可動鉄心を介してスプールの位置や応答時間を電気的に検出することができる。磁気スイッチ型では、スプールと連動した磁石と、ボディに固定された磁気検出素子とを利用することで、スプールの位置や応答時間を電気的に検出することができる。可動鉄心150、ロッド154およびボールブッシュ156a,156bを用いた本実施形態の構成によれば、いずれの方式のスプール位置検出器と組み合わせても、摺動抵抗を低減して、異常検出の精度を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the switch-type spool position detectors referred to in FIGS. 2 and 4 are provided, but other position detectors can be used instead. Other examples of the spool position detector include a differential transformer type and a magnetic switch type. In the differential transformer type, three coils are installed around the movable iron core linked with the spool, and by utilizing the difference in the induced voltage of the coils at both ends, the position and response time of the spool are electrically determined via the movable iron core. Can be detected. In the magnetic switch type, the position and response time of the spool can be electrically detected by using a magnet linked to the spool and a magnetic detection element fixed to the body. According to the configuration of the present embodiment using the movable iron core 150, the rod 154, and the ball bushes 156a and 156b, the sliding resistance is reduced and the accuracy of abnormality detection is improved regardless of the type of spool position detector. Can be improved.

100 油圧装置 102 加工母機
104 異常検出装置 106 油路
108 油圧源 110 油圧シリンダ
112 モータ 114 チェック弁
116 リリーフ弁 118 電磁弁
120 タンク 122 フィルタ
130 電磁コイル 132 スプール
134 本体 136 供給ポート
138a,138b 負荷ポート 140a,140b タンクポート
142a,142b ランド 143 スプリング
144 リング 146 リテーナ
148 スプリング 150 可動鉄心
152 固定鉄心 154 ロッド
156a,156b ボールブッシュ 158 スペーサ
500 設定部 502 信号入力部
504 監視部 506 判定部
508 通知部
100 Hydraulic device 102 Machining base machine 104 Abnormality detection device 106 Oil passage 108 Hydraulic source 110 Hydraulic cylinder 112 Motor 114 Check valve 116 Relief valve 118 Solenoid valve 120 Tank 122 Filter 130 Electromagnetic coil 132 Spool 134 Main body 136 Supply port 138a, 138b Load port 140a , 140b Tank port 142a, 142b Land 143 Spring 144 Ring 146 Retainer 148 Spring 150 Movable core 152 Fixed core 154 Rod 156a, 156b Ball bush 158 Spacer 500 Setting unit 502 Signal input unit 504 Monitoring unit 506 Notification unit 508

Claims (1)

油路に配置されて作動油の流れる方向を切り換えるスプール位置検出器付き電磁弁と、前記電磁弁の異常を検出する異常検出装置とを備えた油圧装置であって、
前記電磁弁は、
電磁コイルと、
前記電磁コイルの励磁により前記電磁弁の本体に対して移動する可動鉄心と、
前記可動鉄心に一体的に固定されるロッドと、
前記ロッドに押圧されて移動することにより作動油の流れる方向を切り換えるスプールと、
前記本体に固定され、前記ロッドを摺動可能に支持するボールブッシュと、
前記スプールが所定の位置にあるか否かを検出する位置検出器とを備え、
前記異常検出装置は、
前記位置検出器に接続され、前記スプールが所定の区間を移動するためにかかる応答時間を取得する監視部と、
前記応答時間または前記応答時間に基づいて算出された所定の算出値が所定のしきい値を超えたか否かを判定する判定部とを備え、
前記ロッドおよび前記可動鉄心の移動方向に対する側面と前記本体との間に隙間が形成されることを特徴とする油圧装置。
A hydraulic device including a solenoid valve with a spool position detector that is arranged in an oil passage and switches the flow direction of hydraulic oil, and an abnormality detection device that detects an abnormality in the solenoid valve.
The solenoid valve is
With an electromagnetic coil
A movable iron core that moves with respect to the main body of the solenoid valve by excitation of the solenoid coil,
A rod that is integrally fixed to the movable iron core,
A spool that switches the direction in which hydraulic oil flows by being pressed by the rod and moving.
A ball bush that is fixed to the main body and slidably supports the rod,
A position detector for detecting whether or not the spool is in a predetermined position is provided.
The abnormality detection device is
A monitoring unit that is connected to the position detector and acquires the response time required for the spool to move in a predetermined section.
A determination unit for determining whether or not a predetermined response time or a predetermined calculated value calculated based on the response time exceeds a predetermined threshold value is provided.
A hydraulic device characterized in that a gap is formed between a side surface of the rod and the movable iron core in a moving direction and the main body.
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