JP6772605B2

JP6772605B2 - 吐出異常検出装置およびその検出方法

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Publication number: JP6772605B2
Application number: JP2016137881A
Authority: JP
Inventors: 司坂▲崎▼; 佳路東山; 仲　正美; 正美仲
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2020-10-21
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Description

この発明は吐出異常検出装置およびその検出方法に関し、特に、圧電素子を利用した流体供給装置における流体の吐出動作の異常を検知する検出装置およびその検出方法に関する。

圧電素子をアクチュエータとして利用するポンプが知られている。このようなポンプはダイヤフラム式ポンプとも呼ばれる。このポンプは、超微量の流体を吐出可能であるため、流体の供給頻度を抑える必要のある流体供給装置に採用されている。

たとえば、特開２００４−１０８３８８号公報（特許文献１）や特開２０１２−１０２８０３号公報（特許文献２）は、このようなポンプを利用した流体供給装置であって、転がり軸受と一体型の給油装置（給油ユニット）を開示している。

特開２００４−１０８３８８号公報特開２０１２−１０２８０３号公報

流体供給装置に搭載されたポンプに異常が生じると、ポンプから流体が吐出されなくなるおそれがある。特に、流体供給装置が転がり軸受に一体型に搭載されている給油ユニットである場合には、転がり軸受は振動などによってポンプに異常が生じ、転がり軸受の潤滑不良を引き起こす場合もある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、流体供給装置における流体の吐出動作の異常を高精度に検出することができる吐出異常検出装置およびその検出方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる吐出異常検出装置は、駆動電圧をパルス状に出力する駆動部、駆動電圧がパルス状に印加されることによって繰り返し変形する圧電素子、および供給する流体を貯留する貯留部を有し、貯留部の容積が圧電素子の変形に伴って減少することによって流体を貯留部から吐出する流体供給装置における流体の吐出動作の異常を検出する吐出異常検出装置であって、圧電素子の端子電圧を測定する測定部と、測定部によって測定された端子電圧の、１回の駆動電圧印加時における経時的な変化の有無に基づいて吐出動作の異常を判断する判断部と、を備え、前記測定部は、前記１回の駆動電圧印加時の少なくとも２つの測定時の端子電圧を測定し、前記判断部は、前記１回の駆動電圧印加時の第１の測定時における測定値である第１端子電圧と、前記第１の測定時より後の第２の測定時における測定値である第２端子電圧とを比較し、前記第２端子電圧が前記第１端子電圧より大きいか否かを判断することで前記吐出動作の異常を判断する。
この構成によって、圧電体の端子電圧に基づいて流体供給装置における吐出動作が正常であるか否かが判断される。すなわち、吐出動作が正常である場合には端子電圧はのこぎり波を示し、吐出動作が異常である場合は矩形波を示すことが知られている。したがって、１回の駆動電圧印加時において端子電圧が経時的に変化するか否かを判断することによって、吐出動作が異常であるか否かを判断することができる。
また、この構成によって、１回の駆動電圧印加時に端子電圧が経時的な変化を有するか否かが簡易に判断され、それによって流体供給装置における吐出動作の正常／異常が簡易に判断される。

好ましくは、判断部は、１回の駆動電圧印加時における単位時間あたりの端子電圧の変化率を予め記憶しておき、第１端子電圧から第２端子電圧への増加量が、第１の測定時から第２の測定時までの時間と変化率とから得られる増加量と一致するか否かを判断することで吐出動作の異常を判断する。
この構成によって、第１の測定時から第２の測定時までの時間および単位時間あたりの端子電圧の変化率に応じた増加量で１回の駆動電圧印加時に端子電圧が経時的に変化しているか否かが簡易に、かつ精度よく判断され、それによって流体供給装置における吐出動作の正常／異常が簡易に、かつ精度よく判断される。
より具体的に、前記判断部は、前記第１端子電圧に対する第１閾値と、前記第２端子電圧に対する、前記第１閾値よりも大きい第２閾値とを予め記憶しておき、前記第１端子電圧が前記第１閾値よりも大きく、かつ前記第２端子電圧が前記第２閾値よりも大きい場合に、前記吐出動作が正常であると判断し、それ以外の場合には前記吐出動作に異常があると判断するものであってもよい。

好ましくは、判断部は、測定時ごとの電圧値の閾値を予め記憶しておき、少なくとも２つの端子電圧のそれぞれを、対応する閾値と比較することによって吐出動作の異常を判断する。
この構成によって、１回の駆動電圧印加時に端子電圧が経時的な変化を有するか否かが簡易に、かつ精度よく判断され、それによって流体供給装置における吐出動作の正常／異常が簡易に、かつ精度よく判断される。

好ましくは、測定部は、さらに、駆動電圧の印加を停止した直後の圧電素子の端子電圧を測定し、判断部は、さらに、駆動電圧の印加を停止した直後に測定部によって測定された端子電圧が、駆動電圧と一致するか否かに基づいて吐出動作の異常を判断する。
この構成によって流体供給装置における吐出動作の正常／異常がより高精度に判断される。

好ましくは、判断部は、１回の駆動電圧印加時に測定部によって測定された端子電圧が駆動電圧と一致する場合に、吐出動作が異常と判断する。
この構成によって、さらに、吐出動作の異常の原因を特定することができる。

本発明にかかる吐出異常検出方法は、駆動電圧をパルス状に出力する駆動部、駆動電圧がパルス状に印加されることによって繰り返し変形する圧電素子、および供給する流体を貯留する貯留部を有し、貯留部の容積が圧電素子の変形に伴って減少することによって流体を貯留部から吐出する流体供給装置における流体の吐出動作の異常を検出する方法であって、１回の駆動電圧の印加時に圧電素子の電圧を測定するステップと、測定された端子電圧の経時的な変化の有無に基づいて吐出動作の異常を判断するステップと、を備え、前記圧電素子の電圧を測定するステップでは、前記１回の駆動電圧印加時の少なくとも２つの測定時の端子電圧を測定し、前記吐出動作の以上を判断するステップでは、前記１回の駆動電圧印加時の第１の測定時における測定値である第１端子電圧と、前記第１の測定時より後の第２の測定時における測定値である第２端子電圧とを比較し、前記第２端子電圧が前記第１端子電圧より大きいか否かを判断することで前記吐出動作の異常を判断する。
この構成によって、圧電体の端子電圧に基づいて流体供給装置における吐出動作が正常であるか否かが判断される。すなわち、吐出動作が正常である場合には端子電圧はのこぎり波を示し、吐出動作が異常である場合は矩形波を示すことが知られている。したがって、１回の駆動電圧印加時において端子電圧が経時的に変化するか否かを判断することによって、吐出動作が異常であるか否かを判断することができる。
また、この構成によって、１回の駆動電圧印加時に端子電圧が経時的な変化を有するか否かが簡易に判断され、それによって流体供給装置における吐出動作の正常／異常が簡易に判断される。

この発明によると、流体供給装置に搭載されているポンプの異常を高精度に検出することができる。

実施の形態にかかる軸受装置を、軸の中心線を含む平面に沿って切断した断面図である。図１のＡ−Ａ位置における軸受装置の断面図である。軸受装置に含まれるポンプの構成を説明するための概略図である。吐出異常検出装置の構成を表したブロック図である。圧電素子を駆動できないときの、１回の電駆動圧印加時の端子電圧の波形の概略を表した図である。圧電素子が正常であるときの、１回の駆動電圧印加時の端子電圧の波形の概略を表した図である。吐出動作が正常である場合の、異常検出に用いる閾値と端子電圧との関係を表した図である。吐出動作が異常である場合の、異常検出に用いる閾値と端子電圧との関係を表した図である。吐出異常検出装置での検出動作の流れを表したフローチャートである。

以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。

＜全体構成＞
図１は、本実施の形態にかかる吐出異常検出装置を搭載した軸受装置１００を、軸の中心線を含む平面に沿って切断した断面図である。図２は、軸受装置１００の図１のＡ−Ａ位置における断面図である。図１および図２を参照して、軸受装置１００は、電源部１０と、軸受本体２０と、流体供給装置の一例である給油ユニット４０と、駆動部７０と、制御部８０とを備えている。軸受装置１００は、たとえば工作機械の主軸（軸７）を回転可能に支持するために、軸受ハウジング８内に収容された状態にある。

軸受本体２０は、内輪２１、外輪２２、複数の転動体（玉）２３、および環状の保持器２４を有している。保持器２４は複数の転動体２３を保持する。内輪２１は、軸７に外嵌する円筒状の部材である。内輪２１の外周に、軌道溝（以下、内輪軌道溝２５という。）が形成されている。外輪２２は、軸受ハウジング８の内周面に固定される円筒状の部材である。外輪２２の内周に軌道溝（以下、外輪軌道溝２６という。）が形成されている。内輪２１と外輪２２とは同心状に配置されている。同心状に配置された内輪２１と外輪２２との間には環状空間２８が形成されている。本実施の形態では、外輪２２に対して内輪２１が軸７と共に回転する。
複数の転動体２３は、内輪２１と外輪２２との間の環状空間２８に介在しており、内輪軌道溝２５および外輪軌道溝２６を転動する。

保持器２４は、環状空間２８に設けられている。保持器２４は、環状の部材からなり、複数の転動体２３それぞれを保持する複数のポケット２７が周方向に沿って一定間隔ごとに形成されている。保持器２４は、各転動体２３の軸方向両側に設けられている一対の環状部３１，３２と、これら環状部３１，３２を連結している複数の柱部３３とを有している。複数の柱部３３は、周方向に間隔をあけて設けられている。これら環状部３１，３２と周方向で隣り合う２つの柱部３３とによって囲まれる領域がポケット２７となる。各ポケット２７に一つの転動体２３が収容され、これにより、保持器２４は、複数の転動体２３を周方向に並べて保持することができる。

軸受本体２０の環状空間２８の軸方向一方側の隣に流体供給装置としての給油ユニット４０が設けられている。給油ユニット４０は、環状空間２８に対して、流体の一例である潤滑油（オイル）を供給可能である。給油ユニット４０は、ケース４１と、当該ケース４１から軸方向に延びて設けられているノズル４２とを有している。

給油ユニット４０に含まれるケース４１内部の空間には、さらに、潤滑油を貯留するためのタンク６２およびポンプ６１が設けられている。ポンプ６１は、潤滑油を内部に貯留可能であって、貯留された潤滑油が供給される圧力室６３と、圧力室６３に面して配置されたダイヤフラム（振動板）６４（図３）と、ダイヤフラム６４に接して圧力室６３の裏面側に配置された、電圧の印加によって変形する圧電体６５とを有する。圧電体６５の変形に伴って、当該圧電体６５に接して配置されたダイヤフラム６４が変形する。ダイヤフラム６４の変形に伴って、ポンプ６１の圧力室６３の容積が減少する。つまり、ダイヤフラム６４は、圧電体６５の変形を圧力室６３に伝える。

圧力室６３の容積が減少することによって、圧力室６３内の微量の潤滑油がノズル４２を経て環状空間２８へ吐出される。圧力室６３から吐出されて環状空間２８に供給される潤滑油の量は、たとえばピコリットル単位の流量よりも少ない超微小な流量である。圧力室６３の容積が増加することによって、ポンプ６１はタンク６２から潤滑油を吸引し、圧力室６３に潤滑油が補充される。

図２を参照して、ケース４１内部の空間には、電源部１０と、駆動部７０と制御部８０とが設けられている。
駆動部７０は、給油ユニット４０に搭載されたポンプ６１を駆動する。制御部８０は駆動部７０に接続されて、駆動部７０によるポンプ６１の駆動を制御する。したがって、給油ユニット４０は制御部８０の制御にしたがって給油動作を行う。電源部１０は図示しないバッテリを含み、制御部８０に電力を供給する。

＜ポンプの構成＞
図３は、ポンプ６１の構成を説明するための概略図である。ポンプ６１はダイヤフラム式ポンプである。詳しくは、ポンプ６１に含まれる圧力室６３には、タンク６２に向けて貫通する吸入口６３ａと、ノズル４２に連通する吐出口６３ｂとが設けられる。ポンプ６１は、圧力室６３に面して配置されたダイヤフラム６４と、ダイヤフラム６４に接して圧力室６３の裏面側に配置された圧電体６５と、圧電体６５に電圧を供給する一対の電極６６とを含む。圧電体６５と電極６６とで圧電素子６９が構成される。

駆動部７０は電力線６７によって圧電素子６９の端子６８に接続されており、この電力線６７を介して端子６８に対して一定の駆動電圧をパルス状に出力する。端子６８は電極６６に接続されている。圧電体６５は、たとえばピエゾ素子であり、電極６６に駆動電圧が印加されることによって、圧電体６５は変形する。

駆動部７０から電極６６に駆動電圧が印加されると、圧電体６５は、変形（伸長）して、ダイヤフラム６４を圧力室６３に向かう方向に押圧する。ダイヤフラム６４による押圧によって圧力室６３の容積が減少し、圧力室６３内の微量の潤滑油がノズル４２を経て環状空間２８へ吐出される。この動作を吐出動作とも称する。

駆動部７０が電極６６へ駆動電圧を印加している状態から駆動電圧の印加を中止し、低下させると、伸長していた圧電体６５は、収縮して元の位置に戻り、ダイヤフラム６４に対する押圧を解消する。ダイヤフラム６４による押圧が解消することにより、圧力室６３の容積が元の体積に戻り、タンク６２から潤滑油が流入する。つまり、ポンプ６１がタンク６２から潤滑油を吸引する。この動作を吸入動作とも称する。

駆動部７０は圧電素子６９に一定の駆動電圧をパルス状に印加するので、ポンプ６１では、吐出動作と吸入動作とが交互に繰り返して行われる。これにより、給油ユニット４０から軸受本体２０に潤滑油を供給する動作（給油動作）が繰り返される。

＜検出装置の構成＞
制御部８０は、さらに、給油ユニット４０における吐出動作の異常を検出する吐出異常検出装置として機能する。図４は、当該吐出異常検出装置の構成を表したブロック図である。図４を参照して、吐出異常検出装置は、制御部８０に加えて、駆動部７０と電極６６とを接続する電力線６７に接続され、一対の電極６６間の電圧（端子電圧）を測定する測定部１３をさらに含む。測定部１３は図示しないコンバータなどを含んで測定された電圧（端子電圧）を制御部８０に適した電圧に降圧して、制御部８０に入力する。制御部８０はマイコン等を含み、測定された端子電圧の、駆動電圧印加時の経時的な変化の有無に基づいて吐出動作の異常を判断する判断部として機能する。

＜異常検出原理＞
図５および図６を用いて、検出装置での給油ユニット４０の異常を検出する原理について説明する。図５は、圧電素子６９の故障等により圧電素子６９を駆動できないときの、１回の駆動電圧印加時Ｔの端子電圧の波形、つまり、駆動部７０の出力波形の概略を表した図である。図６は、圧電素子６９が正常であるときの、１回の駆動電圧印加時Ｔの端子電圧の波形の概略を表した図である。図５および図６を参照して、駆動部７０は一定周期ごとに電圧を出力して、パルス状に圧電体６５に電圧Ｅを印加する。図６に示すように、圧電体６５の端子電圧は、初期電圧Ｅ０が１回の駆動電圧印加時Ｔに経時的に増加し、駆動電圧印加時Ｔの直後に初期電圧Ｅ０まで戻る。

１回の駆動電圧印加時の端子電圧が図６に示された経時的な変化を有する場合、判断部として機能する制御部８０は、吐出動作が正常に行われていると判断する。つまり、この場合、電極６６に対する圧電体６５の接触や、圧電素子６９の機構が正常であると言える。このことより、図６の波形は、吐出動作が正常であることを判断するための基準波形であると言える。

１回の駆動電圧印加時の端子電圧が図６に示された経時的な変化を有しない場合、制御部８０は、吐出動作が正常ではない（異常である）と判断する。この場合、さらに、制御部８０は、１回の駆動電圧印加時の端子電圧の波形に基づいて、異常を次の２つに分類する。

１回の駆動電圧印加時の端子電圧が図６に示された経時的な変化を有しない場合であり、かつ、図５に示されたように経時的な変化を有する場合、制御部８０は、吐出動作の異常を、ポンプ６１内の回路異常や接続部の異常によるものと判断する。ポンプ６１内の回路異常や接続部の異常は、たとえば、電極６６と圧電体６５との接触不良、電極６６と端子６８との接続不良、端子６８と駆動部７０との接続不良、および圧電素子６９の機械的故障、などを原因とする異常である。

１回の駆動電圧印加時の端子電圧が図６に示された基準波形でも図５の波形でもない場合、制御部８０は、吐出動作の異常をポンプ６１内の回路異常以外の異常によるものと判断する。ポンプ６１内の回路異常以外の異常は、たとえば、電極６６に電圧を印加する回路の不良、図示しないバッテリの充電不足、電極６６自体の異常、などを原因とする異常、つまり制御部の異常である。このように、１回の駆動電圧印加時の端子電圧が図６に示された基準波形でなく、吐出動作が異常であると判断したときに、さらに、図５の波形であるか否かを判断することによって、異常の原因を推測することができるようになる。

制御部８０は、１回の駆動電圧印加時の少なくとも２つの測定時にそれぞれ測定された少なくとも２つの端子電圧に基づいて、１回の駆動電圧印加時に端子電圧が経時的に増加しているか否かを判断する。一例として、制御部８０には、１回の駆動電圧印加時Ｔを概ね三等分した測定時ｔ１，ｔ２が予め設定されている（ｔ１＜ｔ２）。好ましくは、さらに、駆動電圧印加時Ｔ直後の測定時ｔ３も設定されている（ｔ２＜ｔ３）。そして、制御部８０は、測定部１３によって測定時ｔ１，ｔ２それぞれで測定された端子電圧Ｅ１，Ｅ２が測定時ｔ１から測定時ｔ２の間に経時的に変化（増加）しているか否かを判断する。

図７および図８は、吐出異常検出装置において吐出動作の異常を検出する方法の一例を説明するための図である。一例として、制御部８０は、測定時ｔ１，ｔ２それぞれに対応した電圧値の閾値ＴＡ，ＴＢを予め記憶しておく。閾値ＴＡは、初期電圧Ｅ０よりも大きく、かつ、図６に示された基準波形における測定時ｔ１での端子電圧よりも小さい値である。閾値ＴＢは、閾値ＴＡよりも大きく、かつ、図６の基準波形における測定時ｔ２での端子電圧よりも小さい値である。そして、制御部８０は、端子電圧Ｅ１，Ｅ２を閾値ＴＡ，ＴＢと比較することで、端子電圧Ｅ１，Ｅ２が測定時ｔ１から測定時ｔ２までに経時的に増加しているか否かを判断する。

図７は、端子電圧が図６に示された経時的な変化を有する場合の、端子電圧と閾値ＴＡ，ＴＢとの関係を表している。図７を参照して、この場合、端子電圧Ｅ１は閾値ＴＡよりも大きく閾値ＴＢよりも小さい。また、端子電圧Ｅ２は閾値ＴＢよりも大きい。さらに、端子電圧Ｅ３は初期電圧であって、閾値ＴＡよりも小さい。以上の関係より、端子電圧が図６に示された経時的な変化を有する場合、端子電圧Ｅ１〜Ｅ３は下の式（１），（２）を満たす。式（１）、（２）を第１の条件と称する。
Ｅ３≦ＴＡ≦Ｅ１ …（１）
ＴＢ≦Ｅ２ …（２）

図８は、端子電圧が経時的な変化を有さず、図５に示されたような矩形波形である場合の、端子電圧と閾値ＴＡ，ＴＢとの関係を表している。図８を参照して、端子電圧Ｅ１および端子電圧Ｅ２が概ね等しく、ともに閾値ＴＢよりも大きい。また、端子電圧Ｅ３は閾値ＴＡよりも小さい。以上の関係より、端子電圧が図５に示されたような矩形波形である場合、端子電圧Ｅ１〜Ｅ３は下の式（３）〜（６）を満たす。式（３）〜（６）を第２の条件と称する。
ＴＢ≦Ｅ１ …（３）
ＴＢ≦Ｅ２ …（４）
Ｅ３≦ＴＡ …（５）
Ｅ１≒Ｅ２ …（６）

なお、上記第１の条件および第２の条件は、吐出動作の異常を検出するために用いる条件の一例である。すなわち、１回の駆動電圧印加時の端子電圧が経時的な変化を有するか否かを判断する方法の一例である。上記のように、制御部８０が予め閾値を記憶しておいて該閾値を用いることで、１回の駆動電圧印加時の端子電圧が経時的な変化を有するか否かの判断を容易な処理で実現することができる。なお、制御部８０は、上記した方法において、駆動電圧印加時直後の端子電圧Ｅ３を用いた判断を行わなくてもよい。これにより、より容易な処理にて判断を行うことができる。

＜動作フロー＞
図９は、吐出異常検出装置での検出動作の流れの一例を表したフローチャートである。図９を参照して、制御部８０は、測定部１３から測定された端子電圧を示す電圧信号の入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。制御部８０は、電圧信号から端子電圧Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を読み出し、予め記憶している閾値Ｔ１，ＴＢと比較する。その結果、端子電圧Ｅ１〜Ｅ３が上の式（１），（２）を満たす、つまり上記第１の条件を満たす場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、制御部８０は吐出動作が正常と判断する（ステップＳ１０５）。

端子電圧Ｅ１〜Ｅ３が上の式（１），（２）を満たさず、かつ、上の式（３）〜（６）を満たす、つまり上記第２の条件を満たす場合（ステップＳ１０３でＮＯ、かつステップＳ１０７でＹＥＳ）、制御部８０はポンプ６１内の回路や接続部が異常であると判断する（ステップＳ１０９）。

端子電圧Ｅ１〜Ｅ３が上の式（１）〜（６）を満たさない場合、つまり上記第１の条件も第２の条件も満たさない場合（ステップＳ１０３でＮＯ、かつステップＳ１０７でＮＯ）、制御部８０は、上記の制御部の異常（駆動部７０の回路異常など）と判断する（ステップＳ１１１）。

好ましくは、吐出異常検出装置は情報を出力するための発信部を含む。発信部は、無線通信であってもよいし、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やブザーなどであってもよい。これら発信部が吐出異常検出装置に含まれる場合、制御部８０は発信部とも接続されて、発信部での発信を制御する。上記ステップＳ１０９またはステップＳ１１１で吐出動作の異常が検出された場合、好ましくは、制御部８０は、発信部に発信させることでエラー通知する（ステップＳ１１３）。エラー通知は、ステップＳ１０９の判断結果とステップＳ１１１の判断結果とを区別した通知であってもよい。

＜実施の形態の効果＞
たとえば給油ユニット４０である流体供給装置での吐出動作の異常を検出するための吐出異常検出装置が、端子電圧の、１回の駆動電圧印加時における経時的な変化の有無に基づいて吐出動作の異常を判断することによって、センサ等の特別な装置を不要として、簡易に高精度で吐出動作の異常を検出することができる。これによって、流体の供給異常に迅速に対処することができる。

吐出異常検出装置が１回の駆動電圧印加時の少なくとも２つの測定時ｔ１、ｔ２の端子電圧を測定し、少なくとも２つの端子電圧Ｅ１，Ｅ２に基づいて１回の駆動電圧印加時に端子電圧が経時的な変化を有するか否かを判断することによって、吐出動作の正常／異常を容易に判断することができる。

吐出異常検出装置が測定時ごとの電圧値の閾値ＴＡ，ＴＢを予め記憶しておき、少なくとも２つの端子電圧Ｅ１，Ｅ２のそれぞれを、対応する閾値と比較することによって、１回の駆動電圧印加時に端子電圧が経時的な変化を有するか否かを簡易に、かつ精度よく判断することができる。それによって吐出動作の正常／異常を簡易に、かつ精度よく判断することができる。

［変形例１］
１回の駆動電圧印加時の端子電圧が経時的な変化を有するか否かを判断する他の方法として、制御部８０は、端子電圧Ｅ１，Ｅ２を比較し、これらがＥ１≦Ｅ２を満たすか否かを判断してもよい。このようにすることで、１回の駆動電圧印加時の端子電圧が経時的な変化を有するか否かの判断を容易な処理で実現することができる。これによって、吐出動作の正常／異常を簡易に判断することができる。

［変形例２］
１回の駆動電圧印加時の端子電圧が経時的な変化を有するか否かを判断する他の方法として、制御部８０は、単位時間当たりの端子電圧の変化率αを予め記憶しておく。変化率αは、図６の基準波形に示された端子電圧の変化率（傾き）に相当する。そして、制御部８０は、端子電圧Ｅ１から端子電圧Ｅ２への増加量（Ｅ２−Ｅ１）が、測定時ｔ１から測定時ｔ２までの時間（ｔ２−ｔ１）と変化率αとから得られる増加量α（ｔ２−ｔ１）であるか否かを判断する。このようにすることで、駆動電圧印加時の端子電圧の増加率が、図６の基準波形である増加率に一致するか否かを簡易に、かつ精度よく判断することができる。つまり、１回の駆動電圧印加時の端子電圧が経時的な変化を有するか否かを簡易に、かつ精度よく判断することができる。これによって、吐出動作の正常／異常を簡易に、かつ精度よく判断することができる。

なお、以上の説明では、流体供給装置の一例として、軸受装置１００に搭載された給油ユニット４０が挙げられているが、流体供給装置は軸受けに対して給油するための給油ユニットに限定されない。たとえば、油圧モータやギアなどに対して給油するための給油ユニットなど、流体供給装置は、ピエゾ素子などの圧電体を用いて流体を供給するどのような装置であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１３測定部、４０給油ユニット、７０駆動部、８０制御部、６３圧力室、６５圧電体、６９圧電素子

Claims

駆動電圧をパルス状に出力する駆動部、前記駆動電圧がパルス状に印加されることによって繰り返し変形する圧電素子、および供給する流体を貯留する貯留部を有し、前記貯留部の容積が前記圧電素子の変形に伴って減少することによって前記流体を前記貯留部から吐出する流体供給装置における流体の吐出動作の異常を検出する吐出異常検出装置であって、
前記圧電素子の端子電圧を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された端子電圧の、１回の駆動電圧印加時における経時的な変化の有無に基づいて前記吐出動作の異常を判断する判断部と、を備え、
前記測定部は、前記１回の駆動電圧印加時の少なくとも２つの測定時の端子電圧を測定し、
前記判断部は、前記１回の駆動電圧印加時の第１の測定時における測定値である第１端子電圧と、前記第１の測定時より後の第２の測定時における測定値である第２端子電圧とを比較し、前記第２端子電圧が前記第１端子電圧より大きいか否かを判断することで前記吐出動作の異常を判断する、吐出異常検出装置。
前記判断部は、１回の駆動電圧印加時における単位時間あたりの端子電圧の変化率を予め記憶しておき、前記第１端子電圧から前記第２端子電圧への増加量が、前記第１の測定時から前記第２の測定時までの時間と前記変化率とから得られる増加量と一致するか否かを判断することで前記吐出動作の異常を判断する、請求項１に記載の吐出異常検出装置。
前記判断部は、前記１回の駆動電圧印加時の第１の測定時における測定値である第１端子電圧と、前記第１の測定時より後の第２の測定時における測定値である第２端子電圧とを比較し、前記第２端子電圧が前記第１端子電圧より大きいか否かを判断することで前記吐出動作の異常を判断する、請求項１に記載の吐出異常検出装置。
前記判断部は、前記第１端子電圧に対する第１閾値と、前記第２端子電圧に対する、前記第１閾値よりも大きい第２閾値とを予め記憶しておき、前記第１端子電圧が前記第１閾値よりも大きく、かつ前記第２端子電圧が前記第２閾値よりも大きい場合に、前記吐出動作が正常であると判断し、それ以外の場合には前記吐出動作に異常があると判断する、請求項１に記載の吐出異常検出装置。
前記測定部は、さらに、前記駆動電圧の印加を停止した直後の前記圧電素子の端子電圧を測定し、
前記判断部は、さらに、前記駆動電圧の印加を停止した直後に前記測定部によって測定された端子電圧が、前記駆動電圧と一致するか否かに基づいて前記吐出動作の異常を判断する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の吐出異常検出装置。
前記判断部は、前記１回の駆動電圧印加時に前記測定部によって測定された端子電圧が前記駆動電圧と一致する場合に、前記吐出動作が異常と判断する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の吐出異常検出装置。
駆動電圧をパルス状に出力する駆動部、前記駆動電圧がパルス状に印加されることによって繰り返し変形する圧電素子、および供給する流体を貯留する貯留部を有し、前記貯留部の容積が前記圧電素子の変形に伴って減少することによって前記流体を前記貯留部から吐出する流体供給装置における流体の吐出動作の異常を検出する方法であって、
１回の前記駆動電圧の印加時に前記圧電素子の電圧を測定するステップと、
測定された端子電圧の経時的な変化の有無に基づいて前記吐出動作の異常を判断するステップと、を備え、
前記圧電素子の電圧を測定するステップでは、前記１回の駆動電圧印加時の少なくとも２つの測定時の端子電圧を測定し、
前記吐出動作の以上を判断するステップでは、前記１回の駆動電圧印加時の第１の測定時における測定値である第１端子電圧と、前記第１の測定時より後の第２の測定時における測定値である第２端子電圧とを比較し、前記第２端子電圧が前記第１端子電圧より大きいか否かを判断することで前記吐出動作の異常を判断する、吐出異常検出方法。