JP4681236B2

JP4681236B2 - 潤滑剤の供給信号読出し装置、潤滑剤の供給状態監視装置及びプログラム

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Publication number: JP4681236B2
Application number: JP2004009521A
Authority: JP
Inventors: 吉弘明智; 秀司上見
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: JP2005201392A

Description

本発明は、回転機械の軸受け等の潤滑個所に供給される潤滑剤の供給状態を監視するための技術に関する。

工場などに備えられている生産設備には回転機械が多く用いられ、これと共に、回転機械の軸受等に一定時間間隔でグリースなどの潤滑剤を供給するための自動集中潤滑装置が多数使用されている。一方、回転機械の設備異常の主な原因の一つとして潤滑不良が挙げられており、それぞれの設備に潤滑剤が適正に供給されていることを監視することの重要性が指摘されている。

自動集中潤滑装置からの潤滑剤の供給状態を監視する方法として、次の２つの方法が知られている。
その１つは、潤滑剤が一定時間間隔で供給されるときに分配弁が動作することを利用し、所定時間内の分配弁の作動回数をカウントして、潤滑剤の供給が適正に行われているかどうかを確認するものである。

他の１つは、分配弁から軸受け等の潤滑剤供給機械部品への供給状態を確認する方法で、各潤滑個所直近の潤滑剤の供給配管に取り付けた圧力センサを用いて潤滑剤の供給状態を確認するものである。この圧力センサ方式には、該圧力センサで測定した各配管内の潤滑剤の圧力と予め設定した設定圧力とをコントローラで比較し、その比較結果に応じて潤滑剤の不供給、あるいは圧力センサの異常を判定して警報を発する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１６４９１６号公報

しかしながら、分配弁の作動回数をカウントして潤滑剤の供給状態を確認する方法では、分配弁以降の経路における潤滑剤の供給状態については知ることができないため、分配弁から軸受け等までの間で発生する潤滑剤の供給配管の破損、詰り等による潤滑剤の供給不良については監視することができない。

また、圧力センサを利用する方式では、各潤滑個所直近の各潤滑剤の供給配管に圧力センサを取り付け、更に該圧力センサに電源を供給する必要がある。従って、生産工場などでの数千個所に及ぶ監視ポイントをこの圧力センサ方式で構成しようとした場合には、監視装置が大掛かりとなり、設置費用も高価なものとなってしまうという問題がある。

さらに、センサで潤滑剤の供給を監視する際、監視すべき信号は数十分毎に２〜３秒の間だけ発生することに留意する必要がある。そして、生産工場などでの数千個所に及ぶ監視ポイントにおいてランダムに発生するこれらの感知信号を抜けなく効率良く監視することのできる監視技術が求められる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、回転機械の軸受け等の潤滑個所に供給される潤滑剤の供給状態を、効率良く安価に監視することのできる潤滑剤の供給信号読出し装置、潤滑剤の供給状態監視装置及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る請求項１に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置は、潤滑剤の供給が必要となる機器または潤滑剤の供給配管に設置されこの機器への潤滑剤の間欠的な供給状態を感知するセンサから出力信号を読み出すための潤滑剤の供給信号読出し装置であって、
所定周期で前記センサの出力信号を監視し、前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを取り出す手段と、
取り出した前記時系列データを外部装置に出力する手段と
を備え、
前記センサは、前記潤滑剤の供給配管に接続される潤滑剤通流部と、該潤滑剤通流部の中間部から垂直に伸び、検知部材が挿入される検知部材挿入部と前記検知部材挿入部に挿入する前記検知部材の長さを調節する挿入長調節部とを有するＴ型部材をさらに備え、前記検知部材の一端は前記挿入長調節部の上部に固定され、他端は前記潤滑剤通流部内に非拘束状態で位置するように配置され、前記検知部材は、前記潤滑剤の流れによって前記他端に変位が生じて曲げ変形し、前記挿入長調節部は、前記検知部材挿入部に一方の端部を接続されるニップルと、当該ニップルの他方の端部に接続される、プラグを内挿したソケットと、前記プラグに設けた開孔から前記ニップル内を貫通して前記検知部材挿入部に挿入される前記検知部材と、前記ソケットのプラグを設けた端部において前記検知部材の一端を固定するとともに前記潤滑剤の漏れを防止する樹脂とを有し、前記検知部材は、曲げ変形により電圧を発生する圧電素子で構成される。

上記課題を解決するための本発明に係る請求項２に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置は、潤滑剤の供給が必要となる機器または潤滑剤の供給配管に設置されこの機器への潤滑剤の間欠的な供給状態を感知するセンサから出力信号を読み出すための潤滑剤の供給信号読出し装置であって、
所定周期で前記センサの出力信号を監視し、前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを取り出す手段と、
外部装置からの前記センサの出力信号要求に対応して、取り出した前記時系列データを前記外部装置に出力する手段と
を備え、
前記センサは、前記潤滑剤の供給配管に接続される潤滑剤通流部と、該潤滑剤通流部の中間部から垂直に伸び、検知部材が挿入される検知部材挿入部と前記検知部材挿入部に挿入する前記検知部材の長さを調節する挿入長調節部とを有するＴ型部材をさらに備え、前記検知部材の一端は前記挿入長調節部の上部に固定され、他端は前記潤滑剤通流部内に非拘束状態で位置するように配置され、前記検知部材は、前記潤滑剤の流れによって前記他端に変位が生じて曲げ変形し、前記挿入長調節部は、前記検知部材挿入部に一方の端部を接続されるニップルと、当該ニップルの他方の端部に接続される、プラグを内挿したソケットと、前記プラグに設けた開孔から前記ニップル内を貫通して前記検知部材挿入部に挿入される前記検知部材と、前記前記ソケットのプラグを設けた端部において前記検知部材の一端を固定するとともに前記潤滑剤の漏れを防止する樹脂とを有し、前記検知部材は、曲げ変形により電圧を発生する圧電素子で構成される。

また本発明に係る請求項３に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置は、上記記載の発明である潤滑剤の供給信号読出し装置において、前記検知部材は、前記圧電素子が破損した場合であっても、潤滑剤中に破損片が混入することがないように前記圧電素子を弾力性のある被覆材で覆って形成される。

また本発明に係る請求項４に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置は、上記記載の発明である潤滑剤の供給信号読出し装置において、前記センサと前記潤滑剤の供給信号読出し装置とが一体として構成されている。

また本発明に係る請求項５に記載の潤滑剤の供給状態監視装置は、上記記載の発明である潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置であって、前記潤滑剤の供給信号読出し装置から前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを受取る信号受け取り手段と、この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定手段とを備え、前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続される。

また本発明に係る請求項６に記載の潤滑剤の供給状態監視装置は、上記記載の発明である潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置であって、前記潤滑剤の供給信号読出し装置に対して、所定周期で前記センサの出力信号要求を出力する信号要求手段と、前記出力要求に対応して前記潤滑剤の供給信号読出し装置から出力される時系列データを受取る信号受け取り手段と、この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定手段とを備え、前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続される。

また本発明に係る請求項７に記載の潤滑剤の供給状態監視装置は、上記記載の発明である潤滑剤の供給状態監視装置において、前記検知部材は、前記圧電素子が破損した場合であっても、潤滑剤中に破損片が混入することがないように前記圧電素子を弾力性のある被覆材で覆って形成される。

また本発明に係る請求項８に記載の潤滑剤の供給状態監視装置は、上記記載の発明である潤滑剤の供給状態監視装置において、前記センサと前記潤滑剤の供給信号読出し装置とが一体として構成されている。

また本発明に係る請求項９に記載のプログラムは、上記記載の発明である潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置のプログラムであって、前記潤滑剤の供給信号読出し装置から前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを受取る信号受け取りステップと、この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させ、前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続される。

また本発明に係る請求項１０に記載のプログラムは、上記記載の発明である潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置のプログラムであって、前記潤滑剤の供給信号読出し装置に対して、所定周期で前記センサの出力信号要求を出力する信号要求ステップと、前記出力要求に対応して前記潤滑剤の供給信号読出し装置から出力される時系列データを受取る信号受け取りステップと、この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させ、前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続される。

本発明によれば、回転機械の軸受け等の潤滑個所に供給される潤滑剤の供給状態を、効率良く安価に監視することができる。

図１は、本発明に係る第１の実施の形態の潤滑剤の供給状態監視装置に用いられる、潤滑剤の供給状態監視センサの構成を示す断面図である。
潤滑剤の供給状態監視センサ１は、潤滑剤の供給配管に接続するＴ型管継手２の継手にニップル３を接続するとともに、そのニップル３の反対側に、プラグ４を挿入したソケット５を接続し、更にセンシング素子を有する板状の検出部６をプラグ４に設けた開孔からＴ型管継手２に挿入した構成である。ここで、プラグ４の上部部分は図１に示すように、樹脂７で固めて検出部６の片端を固定するとともに、Ｔ型管継手２からの潤滑剤の漏れを防止している。

尚、ニップル３とソケット５は、検出部６の長さを調整するために設けたもので、潤滑剤の供給状態監視センサ１に必ずしも必要とされるものではないが、後に説明するように、センサの感度を良くするためにはある程度の長さが必要となるため、設けることが望ましい。

また、Ｔ型管継手２以外にも、Ｙ型管継手やクロスにプラグを取り付けた継手を用いるものであっても良い。但し、構成のし易さからＴ型管継手２を用いることが望ましい。

図２は、検出部６の構成を示す側面から見た断面図である。
検出部６は、長方形状を有する角板形圧電材料であるピエゾ素子８を中心に設け、そのピエゾ素子８の表裏両面を補強板９で挟み、更に全体を弾力性のある被覆材１０で覆った構成である。

そして、ピエゾ素子８の表面と裏面に設けた端部電極には、ピエゾ素子８で発生した電荷を取り出すためのリード線１１がハンダ付けなどで接続されている。このため、図２において、左右方向に曲げ応力が作用して歪が生じた場合、リード線の両端には電圧が発生する。

ここで、ピエゾ素子８を補強板９で挟むのは、曲げ応力によるピエゾ素子８の破損を起こしにくくするためである。補強板９としては、所定の曲げ応力に対してピエゾ素子８の破損を防止できる材料であれば良く、ピエゾ素子８と絶縁されていれば鉄などの金属あるいはプラスチックなどの高分子材料であっても良い。尚、補強板９は、ピエゾ素子８の両面に設けなくとも片面に設けるものであっても良い。

また、被覆材１０で全体を覆うのは、ピエゾ素子８と補強板９とを１体として形成して保護するとともに、もしピエゾ素子８が破損した場合であっても、潤滑剤中に破損片が混入して設備異常を発生させることのないように配慮したものである。尚、被覆材１０は、ピエゾ素子８に対する防湿、電気的絶縁を強化する働きも有しているため、検出部６の構成要素として用いることが望ましい。

尚、ピエゾ素子８の材質、使用条件などにより、補強板９及び被覆材１０は、一層で構成しても良く、多層で構成するものであっても良い。ピエゾ素子８は、圧電セラミックスや高分子圧電フィルム等が適しているが、他の圧電性物質であっても良い。また、ピエゾ素子８の形状は、潤滑剤の流れによる曲げを受けるようにある程度の長さがあれば、棒状でも、管を半割にした樋形等どのような形状でも良いが、取り扱い易さや製造コストを勘案すると長方形状が望ましい。

尚、本実施の形態では、ピエゾ素子８と補強板９と被覆材１０とを用いて検出部６を形成したが、この形態に限定されず、補強板９を用いずに、ピエゾ素子８と被覆材１０とを用いて検出部６を形成するものであっても良い。

またピエゾ素子８は、板状のピエゾ素子を２枚貼合わせて、これを力Ｆによって屈曲させると一方の素子が伸び他方の素子が縮むことによって両素子が共に電荷を発生するように構成されたバイモルフ型エレメントを用いるものであっても良い。さらに板状のピエゾ素子を複数枚貼合わせて構成するものであっても良い。

図３は、潤滑剤の供給状態監視センサを潤滑剤の供給回路に組込んだ構成例を示す図である。
潤滑剤の供給状態監視センサ１は、一定間隔で潤滑剤を供給する自動集中潤滑装置で構成される潤滑剤の供給回路の一部に組み込まれている。具体的には、分配弁１２から分岐される潤滑剤の供給配管１３の途中に設置するが、潤滑個所への潤滑剤の供給を監視できるためには、潤滑個所である軸受け１４の直近あるいは軸受け１４自体に取り付けることが望ましい。

このようにして設置された潤滑剤の供給状態監視センサ１に潤滑剤が供給されたときは、図１に示す検出部６に矢印の方向に潤滑剤の流れが発生する。そうすると、検出部６は、樹脂７により固定された部分を支点として流れの下流方向に曲げられる。この結果、ピエゾ素子８の表裏面にそれぞれ逆の電荷が発生してリード線１１の両端に電圧が発生する。

図４は、潤滑剤の供給状態監視センサ１の出力波形を示す図である。
縦軸はリード線１１に発生する電圧を示し、横軸は左から右に経過する時間を示している。間欠的な潤滑剤の圧送流が検出部６に作用して生ずる曲げによってパルス状の電圧１７が発生する。そして、潤滑剤の流れが停止すると検出部６はピエゾ素子８と補強板９の弾性力により元の状態に復元する。このとき、加えられていた曲げ歪が減少する結果、逆の極性をもつパルス状の電圧１８が発生する。

このように、間欠的な潤滑剤の流れによって正負の対になった電圧が発生し、図４に示すように、ノイズの少ない波形が得られる。従って、検出部６の長さが長ければ曲げ歪が大きくなるため大きな発生電圧が得られる。本実施の形態の潤滑剤の供給状態監視センサ１においては、これらの原理に基づいて設計しているため、発生する電圧も大きく信号処理する際にも特別な増幅処理、ノイズ除去処理を必要としないレベルである。したがって、安価に処理回路を構成することが可能となる。

また、この原理によれば流れる潤滑剤の量が多くなれば検出部６の曲げ歪は大きくなるため、発生する電圧１７のピークも大きくなることがわかる。従って、電圧１７が一定以上の大きさであれば十分な量の潤滑剤が供給され、逆に、電圧１７が一定以下であれば供給される潤滑剤の量は不十分であると判定することができる。

尚、本実施の形態では、検出部６にピエゾ素子８を用いているため、潤滑剤の供給状態監視センサ１を小型、安価とすることができる。

図５は、潤滑剤の供給状態監視センサ１の他の構成を示す断面図である。
本構成の潤滑剤の供給状態監視センサ１は、潤滑剤の供給配管に接続するＴ型管継手２の継手をニップル３で接続するとともに、そのニップル３の反対側に、更に別のＴ型管継手２を接続した構成である。そして、継ぎ足したＴ型管継手２の、ニップル３と接続していない他の２個所の端部にはそれぞれプラグ４を挿入し、更にセンシング素子を有する板状の検出部６を一方のプラグ４に設けた開孔からＴ型管継手２に挿入し、両端のプラグ４で受けて支持している。ここで、一方の端部は図５に示すように樹脂７で固めて検出部６の片端を固定するとともに、Ｔ型管継手２からの潤滑剤の漏れを防止している。

このようにして設置された潤滑剤の供給状態監視センサ１に潤滑剤が供給されたときは、図５に示す検出部６に矢印の方向に潤滑剤の流れが発生し、流れの一部は分岐され検出部６を加圧する。そうすると、検出部６はプラグ４によって両端を支持されているため、その中心付近に応力を受けて曲げられ歪を発生する。この結果、ピエゾ素子８の表裏面にそれぞれ逆の電荷が発生してリード線１１の両端に電圧が発生する。

本構成の潤滑剤の供給状態監視センサ１は、潤滑剤の供給配管中に設置していないため、もし潤滑剤の供給状態監視センサ１が破損した場合であっても設備異常の発生を回避することができる。

しかし、本構成に示す検出部６の両端を支持する方式では、発生する歪が小さいため、図１に示す検出部６の片側を支持する方式に比較すると、出力電圧が小さい点に留意する必要がある。即ち、出力電圧が小さいときは、増幅処理またはノイズ除去処理が必要とされる場合があることに留意する必要がある。

次に、潤滑剤の供給状態監視センサ１を用いて、潤滑剤の供給状態を監視する方法について説明する。

図６は、センサ出力波形を潤滑剤の供給状態と対応付けて示す図である。図６の左より右に向かって、正常な供給状態、供給不足の状態、供給無しの状態、センサよりも下流側に詰りが発生した状態のそれぞれの出力波形を示している。

図６に示されるように、センサ出力波形のピーク値（ピーク電圧値）が所定値以下になったときは、供給不良として判定できることがわかる。また、センサの出力信号のピーク値が別の所定値以上となった場合には、センサより下流側に詰りが発生したと判定できることが示される。センサより下流側に詰りが発生するとセンサ部分の圧力が上昇し、ピエゾ素子に大きな力が加わるためピーク電圧も高くなるためと考えられる。

続いて、以上説明した潤滑剤の供給状態監視センサ１及び潤滑剤の供給状態監視方法を用いて、潤滑剤の供給状態を監視するための監視装置について説明する。

図７は、本発明に係る第１の実施の形態の監視装置を用いた監視システムの構成を示す図である。

監視システムは、処理回路２１、分岐装置２２、インターフェース装置２３及び監視装置２５で構成されている。

処理回路２１は、潤滑剤の供給状態監視センサ１からの出力信号を読込むと共に監視装置２５との間でデータの授受を行う。なお、処理回路２１は、潤滑剤の供給状態監視センサ１と一体として構成しても良く、また複数の処理回路２１をまとめた装置を構成して潤滑剤の供給状態監視センサ１と別置しても良い。

分岐装置２２及びインターフェース装置２３は、複数の潤滑剤の供給状態監視センサ１をデイジーチェーン（daisy chain）接続するための構成部品である。このデイジーチェーン接続は、多数の潤滑剤の供給状態監視センサ１と監視装置２５とを接続する際の配線工事費用を低減する効果がある。

監視装置２５は、潤滑剤の供給状態監視センサ１で測定した信号と、潤滑剤の自動供給装置（不図示）からの運転ＤＩとに基づいて潤滑剤の供給状態を判定すると共に、判定結果を他システム等に送信する。

図８は、監視装置２５の構成を示す図である。

監視装置２５は、表示部２７と制御装置２８で構成されている。そして、制御装置２８は、入出力制御部３１、データ収集部３２、状態判定部３３、警報出力部３４、データ管理部３５及びデータメモリ３８を備えている。

入出力制御部３１は、インターフェース装置２３、表示部２７、潤滑剤の自動供給装置（不図示）及び他システム等との間の信号授受動作を制御するインターフェースである。

データ収集部３２は、周期的に潤滑剤の供給状態監視センサ１の測定波形信号を収集する。状態判定部３３は、収集した測定波形信号に基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する。警報出力部３４は、潤滑剤の供給状態が不良の場合に、警報を所定の場所に出力する。データ管理部３５は、収集したデータの履歴管理を行うと共に、このデータに基づいて潤滑剤の供給状態の傾向管理を行う。データメモリ３８は、収集したデータを保存する。

次に、監視システムの動作について説明する。

図９は、処理回路２１のセンサ出力信号獲得動作を示す概略のフロー図である。処理回路２１は、所定時間（約数十ｍ秒）周期で以下の動作を実行する。

処理回路２１は、潤滑剤の供給状態監視センサ１の出力信号を読込み（Ｓ０１）、その出力信号に所定範囲外の電圧、即ち、所定値以上（または所定値以下）の電圧が発生したかどうかを調べる（Ｓ０２）。

所定範囲外の電圧が発生した場合（Ｓ０２Ｙｅｓ）は、その電圧が所定範囲内に納まって安定するまで潤滑剤の供給状態監視センサ１の出力信号をメモリ（不図示）に書込む動作を続け（Ｓ０３）、出力信号に変化が見られなくなったときにデータの書込みを終了する（Ｓ０４）。そして、書込んだ出力信号を送信用データバッファ（不図示）に移し、メモリのデータをクリアする。

以上の動作により、処理回路２１の送信用データバッファには、潤滑剤の供給状態監視センサ１が測定した波形信号が常に記憶される。

図１０は、データ収集部３２のデータ収集動作を示す概略のフロー図である。データ収集部３２は、制御装置内のタイマ機能によって所定時間（数分〜数十分）周期で起動して以下の動作を実行する。

データ収集部３２は、潤滑剤の供給状態監視センサ１のアドレスを指定して収集データの送信要求をインターフェース装置２３に出力する（Ｔ０１）。

収集データの送信要求を受信した該当アドレスをもつ処理回路２１は、送信用データバッファに格納されているデータを送信し（Ｓ１０）、その後、送信用データバッファをクリアする（Ｓ１１）。

データ収集部３２は、送信された該当アドレスのセンサの出力波形信号を受取り（Ｔ０２）、また、そのセンサが設けられている潤滑剤の供給ラインが運転中かどうかを示す運転ＤＩを読込む（Ｔ０３）。運転ＤＩがＯＮとなっている場合は、受取ったデータが有効なものと判断することができる。そして、センサの出力波形信号、運転ＤＩ、現在時刻をデータメモリ３８に格納する（Ｔ０４）。

以上の動作を、全センサについて実行し、全センサの出力波形をデータメモリに格納した後（Ｔ０５）で、状態判定部３３を起動し、次回の起動タイマーを設定して（Ｔ０６）終了する。

なお、ステップＴ０１の送信要求を受信した場合において、処理回路２１の送信用データバッファにデータがない場合は、処理回路２１は波形信号を送信せず、送信すべきデータが無い旨の情報を送信しても良い。これによって、通信の負荷を下げることができる。

図１１は、状態判定部３３の判定動作を示す概略のフロー図である。状態判定部３３は、データ収集部３２から起動されて以下の動作を実行する。

状態判定部３３は、データメモリ３８からセンサの出力波形のデータを読み出し（Ｔ１０）、その出力波形から信号処理を容易にするための波形整形処理を実行する（Ｔ１１）。

そして、第１の異常判定処理を実行する（Ｔ１２）。第１の異常判定処理は、送信されたデータに基づいて異常の有無を判定する処理であって、出力波形のピーク値から、図６に示す、正常、供給不足、詰りなどの状態を判定する。

次に、第２の異常判定処理を実行する（Ｔ１３）。第２の異常判定処理は、既に読込まれている過去の所定数のデータに基づいて異常の有無を判定する処理であって、所定時間に所定数のセンサ出力がない場合、即ち時間当りのカウント数が少ない場合は異常が発生しているものと判断する。

以上の判定処理を全センサについて実行し（Ｔ１４）、異常有りと判定された場合（Ｔ１５）は、警報出力部３４を起動する（Ｔ１６）。

図１２は、警報出力部３４の動作を示す概略のフロー図である。警報出力部３４は、状態判定部３３から起動されて以下の動作を実行する。

警報出力部３４は、異常発生センサに関する情報と異常内容とを受取り（Ｔ２０）、表示部２７の表示画面に異常メッセージを出力し、警報を吹鳴する（Ｔ２１）。また、他システムに対して異常発生センサと異常内容に関する情報を送信し（Ｔ２２）、異常関連情報を管理用データとしてデータメモリ３８に保存する（Ｔ２３）。

ここで、他システムとしては、例えば、潤滑剤の供給状態監視センサ１が設置されている製造工場の運転監視用のシステム、あるいはその製造工場の設備のメンテナンス用監視システム等が該当する。

図１３は、データ管理部３５の動作を示す概略のフロー図である。データ管理部３５は、本潤滑剤の供給状態監視システムの使用者の操作により起動されて以下の動作を実行する。

データ管理部３５は、データメモリ３８から過去のデータの履歴を読み出す（Ｔ２５）。そして、状態判定指数（例えば、ピーク値、時間当りカウント値等）の過去からの推移に基づいて傾向管理を行い、異常発生の恐れの有無、異常発生時期の予測などを行う。この傾向管理は、異常に至る前段階である警告領域にあるセンサを抽出して予防保全をおこなうＣＢＭ（状態基準保全）を実行するために利用される。

以上の管理処理を全センサについて実行し（Ｔ２７）、その管理結果を表示部２７に表示し、あるいはプリンタ（不図示）に出力する（Ｔ２８）。

以上説明した、第１の実施の形態の潤滑剤の供給状態監視システムによれば、潤滑剤の供給時間間隔がそれぞれ異なる膨大な数の潤滑剤の供給状態監視センサ１を対象として、その出力信号を効率的に処理して、異常の発生を監視することが可能となる。

なお、第１の実施の形態では、制御装置２８が図１１に示す第１の異常判定処理を実施しているが、処理回路２１も第１の異常判定処理を実施し、異常の発生が検知されたときは、潤滑剤の供給状態監視センサ１あるいは処理回路２１に異常を示す警報ランプを点灯しても良い。そうすれば、異常の発生した潤滑剤の供給状態監視センサ１を現地において容易に特定することができる。

次に本発明に係る第２の実施の形態の監視装置について説明する。第２の実施の形態では、図７に示す監視システム及び図８に示す監視装置の構成と同様であるが、データ収集部３２が処理回路２１からのデータ読み込み要求に基づいて波形信号を読込む点が第１の実施の形態と異なっている。従って、同一の部分には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。

図１４は、第２の実施の形態に係る処理回路２１のセンサ出力信号獲得動作を示す概略のフロー図である。処理回路２１は、所定時間（約数十ｍ秒）周期で以下の動作を実行する。

処理回路２１は、潤滑剤の供給状態監視センサ１の出力信号を読込み（Ｓ２１）、その出力信号に所定範囲外の電圧、即ち、所定値以上（または所定値以下）の電圧が発生したかどうかを調べる（Ｓ２２）。

所定範囲外の電圧が発生した場合（Ｓ２２Ｙｅｓ）は、その電圧が所定範囲内に納まって安定するまで潤滑剤の供給状態監視センサ１の出力信号をメモリ（不図示）に書込む動作を続け（Ｓ２３）、出力信号に変化が見られなくなったときにデータの書込みを終了する（Ｓ２４）。そして、書き込んだ出力信号と潤滑剤の供給状態監視センサ１のアドレスとを、制御装置２８に対して送信する（Ｓ２５）。

以上の動作により、処理回路２１は潤滑剤の供給状態監視センサ１が潤滑剤の供給状態を検知する毎に測定した波形信号を制御装置２８に送信する。

図１５は、第２の実施の形態に係るデータ収集部３２のデータ収集動作を示す概略のフロー図である。データ収集部３２は、処理回路２１からのデータ送信によって起動して以下の動作を実行する。

データ収集部３２は、送信されたセンサの出力波形信号をセンサのアドレスとを受け取り（Ｔ３０）、また、そのセンサが設けられている潤滑剤の供給ラインが運転中かどうかを示す運転ＤＩを読込む（Ｔ３１）。運転ＤＩがＯＮとなっている場合は、受取ったデータが有効なものと判断することができる。

そして、センサの出力波形信号、運転ＤＩ、現在時刻をデータメモリ３８に格納し（Ｔ３２）、状態判定部３３を起動して（Ｔ３３）終了する。

状態判定部３３の動作は、データが送信されたタイミングで、センサごとに実行される点が第１の実施の形態での動作と異なっている。さらに、所定周期（例えば、数十分）で全センサについて第２の異常判定を実行する点が第１の実施の形態と異なっている。これは、センサからの出力がなされない場合に、本状態判定動作が実行されないことに対応するためである。

警報出力部３４及びデータ管理部３５の動作は第１の実施の形態と同一である。従って、これらの詳細の動作の説明は省略する。

以上説明した第２の実施形態では、センサが潤滑剤の供給状態を検知しない状態では、処理回路２１からの送信は行われない。従って、通信の負荷をさらに下げることができ、また、それに伴い、制御装置２８内の各処理が動作する頻度も低下するため、制御装置２８の処理効率を上げることができる。

本発明に係る潤滑剤の供給状態監視装置は、潤滑剤の供給状態を、潤滑個所あるいは潤滑剤の供給配管に設置した潤滑剤の供給状態監視センサ１を用いて、所定量以上の潤滑剤が供給されたか否かを監視するものである。この潤滑剤の供給状態監視センサ１に必要に応じた各部品、装置を組み合わせて構成することにより、新たな機能を有する潤滑剤の供給状態監視装置を構築することができる。従って、潤滑個所あるいは潤滑個所直近の潤滑剤の供給状態を監視することができ、潤滑剤の供給不良による初期異常を未然に防止することができ、かつ必要十分な装置構成とすることができる。

尚、本発明に係る潤滑剤の供給状態監視センサ、潤滑剤の供給状態監視装置は、グリースだけでなくオイルなどの潤滑剤についても適用することができる。

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

更に、各機能は図示しない記憶媒体に格納したプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現させることもできる。ここで本実施の形態における記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明に係る、第１の実施の形態の潤滑剤の供給状態監視センサの構成を示す断面図検出部の構成を示す側面から見た断面図。潤滑剤の供給状態監視センサを潤滑剤の供給回路に組込んだ構成例を示す図。潤滑剤の供給状態監視センサの出力波形を示す図。潤滑剤の供給状態監視センサの他の構成を示す断面図。センサ出力波形を潤滑剤の供給状態と対応付けて示す図。本発明に係る第１の実施の形態の監視装置を使用する監視システムの構成を示す図。監視装置の構成を示す図。処理回路のセンサ出力信号獲得動作を示す概略のフロー図。データ収集部のデータ収集動作を示す概略のフロー図。状態判定部の判定動作を示す概略のフロー図。警報出力部の動作を示す概略のフロー図。データ管理部の動作を示す概略のフロー図。第２の実施の形態に係る処理回路のセンサ出力信号獲得動作を示す概略のフロー図。第２の実施の形態に係るデータ収集部のデータ収集動作を示す概略のフロー図。

符号の説明

１…潤滑剤の供給状態監視センサ、２…Ｔ型管継手、６…検出部、８…ピエゾ素子、９…補強板、１０…被覆材、１１…リード線、１２…分配弁、１３…潤滑剤の供給配管、１４…軸受け、２１…処理回路、２２…分岐装置、２３…インターフェース装置、２５…監視装置、２７…表示部、２８…制御装置、３２…データ収集部、３３…状態判定部、３４…警報出力部、３５…データ管理部、３８…データメモリ。

Claims

潤滑剤の供給が必要となる機器または潤滑剤の供給配管に設置されこの機器への潤滑剤の間欠的な供給状態を感知するセンサから出力信号を読み出すための潤滑剤の供給信号読出し装置であって、
所定周期で前記センサの出力信号を監視し、前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを取り出す手段と、
取り出した前記時系列データを外部装置に出力する手段と
を備え、
前記センサは、前記潤滑剤の供給配管に接続される潤滑剤通流部と、該潤滑剤通流部の中間部から垂直に伸び、検知部材が挿入される検知部材挿入部と前記検知部材挿入部に挿入する前記検知部材の長さを調節する挿入長調節部とを有するＴ型部材をさらに備え、前記検知部材の一端は前記挿入長調節部の上部に固定され、他端は前記潤滑剤通流部内に非拘束状態で位置するように配置され、前記検知部材は、前記潤滑剤の流れによって前記他端に変位が生じて曲げ変形し、前記挿入長調節部は、前記検知部材挿入部に一方の端部を接続されるニップルと、当該ニップルの他方の端部に接続される、プラグを内挿したソケットと、前記プラグに設けた開孔から前記ニップル内を貫通して前記検知部材挿入部に挿入される前記検知部材と、前記ソケットのプラグを設けた端部において前記検知部材の一端を固定するとともに前記潤滑剤の漏れを防止する樹脂とを有し、前記検知部材は、曲げ変形により電圧を発生する圧電素子で構成されることを特徴とする潤滑剤の供給信号読出し装置。
潤滑剤の供給が必要となる機器または潤滑剤の供給配管に設置されこの機器への潤滑剤の間欠的な供給状態を感知するセンサから出力信号を読み出すための潤滑剤の供給信号読出し装置であって、
所定周期で前記センサの出力信号を監視し、前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを取り出す手段と、
外部装置からの前記センサの出力信号要求に対応して、取り出した前記時系列データを前記外部装置に出力する手段と
を備え、
前記センサは、前記潤滑剤の供給配管に接続される潤滑剤通流部と、該潤滑剤通流部の中間部から垂直に伸び、検知部材が挿入される検知部材挿入部と前記検知部材挿入部に挿入する前記検知部材の長さを調節する挿入長調節部とを有するＴ型部材をさらに備え、前記検知部材の一端は前記挿入長調節部の上部に固定され、他端は前記潤滑剤通流部内に非拘束状態で位置するように配置され、前記検知部材は、前記潤滑剤の流れによって前記他端に変位が生じて曲げ変形し、前記挿入長調節部は、前記検知部材挿入部に一方の端部を接続されるニップルと、当該ニップルの他方の端部に接続される、プラグを内挿したソケットと、前記プラグに設けた開孔から前記ニップル内を貫通して前記検知部材挿入部に挿入される前記検知部材と、前記前記ソケットのプラグを設けた端部において前記検知部材の一端を固定するとともに前記潤滑剤の漏れを防止する樹脂とを有し、前記検知部材は、曲げ変形により電圧を発生する圧電素子で構成されることを特徴とする潤滑剤の供給信号読出し装置。
前記検知部材は、前記圧電素子が破損した場合であっても、潤滑剤中に破損片が混入することがないように前記圧電素子を弾力性のある被覆材で覆って形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置。
前記センサと前記潤滑剤の供給信号読出し装置とが一体として構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置。
請求項１に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置であって、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置から前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを受取る信号受け取り手段と、
この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定手段と
を備え、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続されることを特徴とする潤滑剤の供給状態監視装置。
請求項２に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置であって、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置に対して、所定周期で前記センサの出力信号要求を出力する信号要求手段と、
前記出力要求に対応して前記潤滑剤の供給信号読出し装置から出力される時系列データを受取る信号受け取り手段と、
この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定手段と
を備え、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続されることを特徴とする潤滑剤の供給状態監視装置。
前記検知部材は、前記圧電素子が破損した場合であっても、潤滑剤中に破損片が混入することがないように前記圧電素子を弾力性のある被覆材で覆って形成されることを特徴とする請求項５または６に記載の潤滑剤の供給状態監視装置。
前記センサと前記潤滑剤の供給信号読出し装置とが一体として構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の潤滑剤の供給状態監視装置。
請求項１に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置のプログラムであって、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置から前記センサが潤滑剤の供給を感知したことを表わす時系列データを受取る信号受け取りステップと、
この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続されることを特徴とするプログラム。
請求項２に記載の潤滑剤の供給信号読出し装置と信号接続して、該センサの出力信号に基づいて潤滑剤の供給状態を監視する監視装置のプログラムであって、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置に対して、所定周期で前記センサの出力信号要求を出力する信号要求ステップと、
前記出力要求に対応して前記潤滑剤の供給信号読出し装置から出力される時系列データを受取る信号受け取りステップと、
この時系列データに基づいて潤滑剤の供給状態の良否を判定する判定ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記潤滑剤の供給信号読出し装置と前記潤滑剤の供給状態監視装置とはデイジーチェーン方式で信号接続されることを特徴とするプログラム。
前記検知部材は、前記圧電素子が破損した場合であっても、潤滑剤中に破損片が混入することがないように前記圧電素子を弾力性のある被覆材で覆って形成されることを特徴とする請求項９または１０に記載のプログラム。
前記センサと前記潤滑剤の供給信号読出し装置とが一体として構成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載のプログラム。