JP6778970B1 - 液圧シリンダの遠隔状態監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾電池電源で長期間の動作を可能とする液圧シリンダの遠隔状態監視装置を提供する。【解決手段】遠隔状態監視装置９０は、液圧シリンダの状態を検知するセンサ４０と、センサ４０の検知信号を情報端末８０に送信するとともに、情報端末８０からの信号を受信する無線通信回路５０と、無線通信回路５０に電源を供給する低圧電源１０と、低圧電源１０と接続して低圧電源１０の電圧を昇圧する昇圧回路２０と、昇圧回路２０により昇圧した電源をセンサ４０に選択的に供給する切替回路３０と、液圧シリンダの動作信号７０を入力し、切替回路３０を制御する制御回路６０と、を備え、制御回路６０は、液圧シリンダ動作信号がオンの場合には切替回路のオン制御およびオフ制御を所定の周期で繰り返し、液圧シリンダの動作信号がオフの場合には切替回路をオフ制御し、切替回路のオン制御は所定のオン時間を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、液圧シリンダの遠隔状態監視装置に関する。

近年、センサを用いて液圧シリンダの液漏れの有無など、機器の状態を遠隔から監視する装置に対する要望が高まっている。

特許文献１（特開平５−３３２８６１号公報）には、流体圧作動機器の作動状態を検出する無線式センサスイッチであって、ＣＰＵ、バッテリーおよび光線または電磁波による送受信回路で構成されるセンサ部と、ＣＰＵ、光線または電磁波による送受信回路および入出力回路で構成されるコントロール部とを備え、前記センサ部と前記コントロール部との間で互いに交信し、前記センサ部の作動状態を前記コントロール部を通じて外部に出力することを特徴とする流体圧作動機器の無線式センサスイッチが記載されている。

特許文献２（特開２０１８−１５５４９２号公報）には、流体の圧力が加えられる密封空間をシールする第１シール部における流体漏れを検出する流体漏れ検出装置であって、前記第１シール部に作用する第１荷重を検出する第１荷重検知部と、前記密封空間に対して前記第１シール部よりも外側の位置において前記密封空間をシールする第２シール部に作用する第２荷重を検出する第２荷重検知部と、前記第１荷重検知部で検知された前記第１荷重と前記第２荷重検知部で検知された前記第２荷重とに基づいて前記第１シール部の流体漏れを判定する判定部と、を備えることを特徴とする流体漏れ検出装置が記載されている。

特許文献３（特開２００５−３０１８３５号公報）には、主に屋外環境に設置されるものであって、大気の汚染状況を測定する大気汚染物質センサと該大気汚染物質センサを搭載するセンサステーションとから構成されるモニタリングシステムにおいて、該センサステーションが通信制御インタフェース，ステーション制御部および該ステーション制御部が制御するセンサ電源制御部を介し、センサ電源供給口にセンサ電源を供給する手段を有するセンサ接続インタフェースを備えており、該通信制御インタフェースおよび該ステーション制御部および該センサ電源制御部および該センサ接続インタフェースのそれぞれがセンサステーションに設けられたステーション電源部に接続されて駆動され、前記センサ接続インタフェースがセンサステーションおよび大気汚染物質センサ間を接続することを特徴とするモニタリングシステムが記載されている。

特許文献４（特開２０１６−１３３９１５号公報）には、対象物が有意状態かまたは非有意状態かを判別可能なセンサを、監視空間内にある全ての対象物毎に設置したセンサネットワークと、上記センサネットワークにおける一のセンサから一の対象物が有意状態である旨を判別された場合には、予め取得した各対象物間の有意状態および非有意状態の相関関係に基づいて、他の対象物に対して設置された他のセンサの状態を制御する制御手段とを備えることを特徴とするセンサネットワークの休止制御システムが記載されている。

特開平５−３３２８６１号公報 特開２０１８−１５５４９２号公報 特開２００５−３０１８３５号公報 特開２０１６−１３３９１５号公報

しかし、特許文献１に記載の無線式センサスイッチの場合は、センサ３がリードスイッチなどの磁気感応形センサであり、センサ自体の消費電力が低いことから、センサを常時動作させていても消費電力の課題はないが、センサの中に消費電力の大きな回路を含む場合には、センサに常時通電することによって装置としての消費電力が大きくなり、遠隔状態監視装置を乾電池電源等で長期間使用することができない。

また、特許文献２に記載の流体漏れ検出装置の場合も、通信部を介して遠隔地に配置された機械装置メンテナンス用のサーバ等に無線送信されてもよいと記載されてはいるが、特許文献２に記載の流体漏れ検出装置にはセンサを間欠動作する等の構成は記載されておらず、流体漏れ検出装置を乾電池電源等で長期間使用することはできない。

特許文献３に記載の大気汚染物質センサでは、ステーション電源部からのセンサ電源を、間欠通電するように制御することで、大気汚染物質センサによる間欠測定が可能となり、センサモジュール全体の低消費電力化が可能となる。したがって、特許文献３に記載の大気汚染物質センサでは、特許文献１および特許文献２に記載のセンサに比べて乾電池電源等でのセンサの使用期間を長くすることができる。ただし、本発明のように、液圧シリンダの遠隔状態監視装置に特許文献３の構成を適用した場合には、液圧シリンダが動作していない間もセンサが常に間欠動作し、乾電池電源等の寿命が短くなるとの課題がある。もちろん、液圧シリンダを動作させるたびにセンサの電源をオンオフさせることは可能ではあるが、そのような作業をすることは煩雑であり、また、センサの電源をオンしないで液圧シリンダを動作させた場合、液圧シリンダの液漏れ等のトラブルを検知できない可能性がある。

特許文献４に記載のセンサネットワークの休止制御システムでは、一のセンサと他のセンサとの相関関係に基づいて、一のセンサの出力に応じて他のセンサを休止させることで、全体の消費電力を下げることができる。しかし、特許文献４に記載のセンサネットワークの休止制御システムのように一のセンサと他のセンサとの消費電力が類似の場合には、消費電力の減少割合は最大でも５０％であり、十分とは言えない。

タイヤ成形機等に使用する液圧シリンダや、ダムの水門開閉等を行う液圧シリンダにおいては、電気配線がなく、作動液配管のみで機械に取付けられるものが多い。一方、液圧シリンダで最も多い故障は、シリンダのピストンロッドとロッドカバー間の液体シール部からの作動液体の漏洩である。
本発明の主な目的は、新たに配線を施すことなくワイヤレスで、このような作動液体の漏洩故障の予兆である初期の液体シール部からの作動液体の僅かな漏洩を検知し、故障に至る前に計画的に、すなわち適時、適切にメンテナンスを可能とするもので、特に乾電池電源で長期間の動作を可能とする液圧シリンダの遠隔状態監視装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、液圧シリンダの温度、圧力など様々な状態を検知して、乾電池電源で長期間の動作を可能とする液圧シリンダの遠隔状態監視装置を提供することにある。

（１）
一局面に従う遠隔状態監視装置は、液圧シリンダの状態を監視する遠隔状態監視装置であって、液圧シリンダの動的および静的な状態を検知して検知信号を出力するセンサと、センサの検知信号を受けて無線信号を情報端末に送信するとともに、情報端末からの無線信号を受信する無線通信回路と、無線通信回路に電源を供給する低圧電源と、低圧電源と接続して低圧電源の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路により昇圧した電源をセンサに選択的に供給する切替回路と、低圧電源に接続され、液圧シリンダ動作信号を入力し、切替回路を制御する制御回路と、を備え、制御回路は、液圧シリンダ動作信号がオンの場合には切替回路のオン制御およびオフ制御を所定の周期で繰り返し、液圧シリンダの動作信号がオフの場合には切替回路をオフ制御し、切替回路のオン制御は所定のオン時間を含む。
なお、液圧シリンダの動的な状態を検知するとは検知結果の時間変化を検知量とすることであり、静的な状態を検知するとは検知結果の絶対値を検知量とすることである。
また、切替回路が昇圧した電源をセンサに選択的に供給するとは、切替回路をオン制御すると昇圧した電源がセンサに供給され、切替回路をオフ制御すると切替回路が遮断され、センサには電源が供給されないことである。
また、液圧シリンダ動作信号がオンとは、液圧シリンダが動作している状態であること、具体的には、例えば、ピストンがシリンダの中央付近に位置していること、あるいは、液圧シリンダの作動液体を駆動する液体駆動装置が動作状態であることなどを意味している。

一般的に、無線通信回路は低電圧低消費電流動作であり、例えばＩＥＥ８０２．１５．４規格のナローバンド通信を行う半導体通信チップ等においては、ＤＣ３Ｖ駆動で、待機時の消費電流は０．１μＡ、通信時は１７ｍＡで、１パケット通信に要する時間は約３４ｍｓのため、５秒毎に通信した場合に平均電流は０．１２ｍＡであり、単三アルカリ電池を直列２本接続した電源で約１８０００時間と、２年以上動作可能である。
一方、シリンダの状態を検知するセンサは、一般的に、半導体通信チップに比べて高電圧高消費電流であり、例えば、作動液体の漏洩を検知するセンサでは、ＤＣ５〜２４Ｖ駆動で、ＤＣ６Ｖの場合は消費電流は２０ｍＡである。
したがって、シリンダの状態を検知するセンサを連続通電させた状態でセンサの信号を無線通信しようとすると、昇圧回路を通じて電圧を昇圧しても、乾電池４本では約１４０時間と、６日足らずで電池が切れてしまう。したがって、長期間にわたりシリンダの状態を検知する場合は、検知器に別途給電のための配線を設ける必要があった。
一局面に従う遠隔状態監視装置では、液圧シリンダ動作信号を受けて、液圧シリンダ動作時には所定のオン時間および所定の周期でセンサの電源のオンとオフを繰り返し、液圧シリンダの動作停止時にはセンサの電源をオフすることによって、装置としての消費電力を抑え、乾電池の電源で、長期間の動作を可能としている。

（２）
第２の発明にかかる遠隔状態監視装置は、一局面に従う遠隔状態監視装置において、液圧シリンダの側面に設けられるリードスイッチと、液圧シリンダのピストンに設けられるマグネットと、をさらに備え、リードスイッチはマグネットの磁場によるリードスイッチの開閉信号が液圧シリンダ動作信号として制御回路に入力されてもよい。

この場合、液圧シリンダ単独で液圧シリンダ動作信号を生成することができ、液圧シリンダと液圧シリンダの制御装置との間の配線が不要であるため、液圧シリンダと液圧シリンダの制御装置との距離が離れた場合も容易に遠隔状態監視装置を設置することができる。また、液圧シリンダの制御装置など、従来の周辺装置がそのまま使用できる。

（３）
第３の発明にかかる遠隔状態監視装置は、一局面に従う遠隔状態監視装置において、無線通信回路が受信する動作指令信号を、液圧シリンダ動作信号として前記制御回路に入力してもよい。

この場合、遠隔状態監視装置の据え付けに伴う液圧シリンダのハードウエアの改造を最小限にとどめることができる。

（４）
第４の発明にかかる遠隔状態監視装置は、一局面から第３の発明にかかる遠隔状態監視装置において、昇圧回路および切替回路は、シャットダウン機能付きＤＣ−ＤＣコンバータで構成してもよい。

この場合、シャットダウン機能付きの昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を用いることによって、昇圧回路および切替回路の構成をシンプルにすることができる。

（５）
第５の発明にかかる遠隔状態監視装置は、一局面から第４の発明にかかる遠隔状態監視装置において、制御回路は、液圧シリンダ動作信号がオンの場合に所定のオン時間および所定の周期で切替回路のオン制御およびオフ制御を繰り返すことに加えて、さらに、液圧シリンダ動作信号をカウントし、液圧シリンダ動作信号のカウント数が所定値となった場合に、切替回路をオン制御するようにしてもよい。

液圧シリンダには、ダムの水門開閉等を行う液圧シリンダのようにピストンの変位が緩慢な液圧シリンダと、タイヤ成形機等に使用する液圧シリンダのように短周期でピストンが往復動作をする液圧シリンダとがある。そして、短周期でピストンが往復動作をする液圧シリンダの場合には、ピストンの往復動作回数に対応して、作動液体の漏洩のリスクが高まる。
そこで、短周期でピストンが往復動作をする液圧シリンダに対しては、所定の周期での切替回路のオンオフ制御に加えて、液圧シリンダ動作信号、例えばリードスイッチの開閉信号、あるいは、液圧シリンダの作動液体の駆動方向の変化を示す信号をカウントして、カウント数が所定の数に達した場合にも、切替回路をオン制御することによって、ピストンの往復動作回数に対応する作動液体の漏洩を確実に検知することができるようになる。
この場合、所定の周期を短くすることによっても作動液体の漏洩を確実に検知することができるが、ピストンの往復動作周期が変動するような場合には、直接、液圧シリンダ動作信号をカウントして、カウント数が所定値となった場合に、所定のオン時間、切替回路をオン制御したほうが、より確実に、作動液体の漏洩の検知と遠隔状態監視装置の低消費電力化を両立させることができる。

（６）
第６の発明にかかる遠隔状態監視装置は、一局面から第５の発明にかかる遠隔状態監視装置において、検知信号が所定のしきい値を超えて変動した場合、所定の周期が短縮されてもよい。具体的には、例えば、初期状態ではセンサの検知信号が小さい場合、センサの検知信号が所定のしきい値より大きくなると、切替回路のオンオフ制御の周期を短くする。逆に、初期状態でセンサの検知信号が大きい場合には、センサの検知信号が所定のしきい値より小さくなると、切替回路のオンオフ制御の周期を短くする。

例えば、作動液体の漏洩検知用の遠隔状態監視装置の場合、作動液体の漏洩によるセンサの検知信号の変動は微小な漏洩の間は緩やかであるが、一定以上の漏洩が始まると、センサの検知信号が急激に変動する。したがって、センサの検知信号がわずかに変動した時点、すなわち微小な漏洩を検知した時点で切替回路のオンオフ制御の周期を短くすることによって、出力値が急激に変動するタイミングを確実にとらえることができる。

第１の実施形態の遠隔状態監視装置の構成を示す模式的ブロック図である。 液圧シリンダおよび漏洩検知用のセンサの構造を示す模式的断面図である。 漏洩検知用のセンサの構造と動作原理を示す模式的図面である。 遠隔状態監視装置の動作を示すタイミングチャートである。 遠隔状態監視装置の動作を示すフローチャートである。 図６（ａ）はＤＣ−ＤＣコンバータを低圧電源の出力に接続して構成した昇圧回路の模式的ブロック図であり、図６（ｂ）は電池を低圧電源の出力に接続して構成した昇圧回路の模式的ブロック図である。 図７（ａ）はＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いて構成した切替回路およびセンサの模式的ブロック図であり、図７（ｂ）はＰチャネルＭＯＳトランジスタを用いて構成した切替回路およびセンサの模式的ブロック図である。 昇圧回路と切替回路とをシャットダウン機能付きＤＣ−ＤＣコンバータで構成した場合の模式的ブロック図である。 第２の実施形態の遠隔状態監視装置の構成を示す模式的ブロック図である。 第２の実施形態の遠隔状態監視装置の液圧シリンダ、漏洩検知センサ、およびリードスイッチの構造を示す模式的断面図である。 第３の実施形態の遠隔状態監視装置の構成を示す模式的ブロック図である。 第４の実施形態の遠隔状態監視装置の動作を示すタイミングチャートである。 第４の実施形態の遠隔状態監視装置の動作を示すフローチャートである。 第５の実施形態の遠隔状態監視装置の構成を示す模式的ブロック図である。 第５の実施形態の遠隔状態監視装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。

［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態の遠隔状態監視装置９０の構成を示す模式的ブロック図、図２は液圧シリンダ１００および漏洩検知用センサ４１の構造を示す模式的断面図、図３は漏洩検知用センサ４１の構造と動作原理とを示す模式的図面、図４は遠隔状態監視装置９０の動作を示すタイミングチャートである。

（遠隔状態監視装置９０の構成）
遠隔状態監視装置９０は低圧電源１０、昇圧回路２０、切替回路３０、センサ４０、無線通信回路５０、アンテナ５１を備える。無線通信回路５０は、アンテナ５１を介して無線信号を送受信し、アンテナ５２を備える情報端末８０と通信することができる。
低圧電源１０の出力１１は昇圧回路２０、制御回路６０、および無線通信回路５０に電源電圧を供給する。
昇圧回路２０の出力２１は切替回路３０を介してセンサ４０に接続される。低圧電源１０の出力１１の電圧は例えば３Ｖであり、昇圧回路２０の出力２１の電圧は例えば６Ｖである。
制御回路６０には液圧シリンダ動作信号７０が入力されており、後述のタイミングチャートおよびフローチャートに基づいて切替回路制御信号７１を出力する。
センサ４０は切替回路３０から電源電圧が供給されたときに液圧シリンダ１００の動的および静的な状態を検知し、センサ４０の検知信号４６は無線通信回路５０を介して情報端末８０に送られる。
なお、図には記載されていないが、センサ４０は昇圧回路２０の出力２１（例えば６Ｖ）を電源として動作し、一方、無線通信回路５０は低圧電源１０の出力１１（例えば３Ｖ）を電源として動作するため、センサ４０の検知信号４６と無線通信回路５０の入力との間に信号レベル変換回路が挿入される場合がある。
また、第１の実施形態のセンサ４０は液圧シリンダ１００の作動液体４５の漏洩検知用のセンサ４０であるが、その他、温度センサ、または、圧力センサなどをセンサ４０として用いてもよい。

（液圧シリンダ１００およびセンサ４０の構造）
図２は液圧シリンダ１００、および漏洩検知用センサ４１を備えたセンサ４０の構造を示す模式的断面図である。
液圧シリンダ１００は、シリンダチューブ１１０、ピストン１２０、ピストンロッド１３０、貫通部１４０を備えたロッドカバー１５０、およびフランジ底１８０から構成されている。
ピストン１２０およびピストンロッド１３０は第１供給排出口２００または第２供給排出口２１０から作動液体４５を供給することによって図２の左右方向に移動する。ロッドカバー１５０の貫通部１４０には環状溝１６０が形成され、環状溝１６０にはロッドパッキン１７０が装着されている。環状溝１６０の出口側（図２の左側）にはドレイン孔１９０が形成され、ロッドカバー１５０の側面に設置されるセンサ４０の孔を通して漏洩検知用センサ４１の底部に接続されている。
ロッドパッキン１７０の劣化等により、液圧シリンダ１００の内部の作動液体４５がロッドパッキン１７０を超えて出口側に漏洩した場合、漏洩した作動液体４５はドレイン孔１９０を経由して、漏洩検知用センサ４１の底部に到達する。

図３は、漏洩検知用センサ４１の構造と動作原理を示す模式的図面である。
図３（ａ）は作動液体４５の漏洩がない場合に相当する。この場合、プリズム４４と空気４７との屈折率の差が大きいため、発光素子４２から出た光は大部分がプリズム４４と空気４７との界面で２回全反射し、受光素子４３に入射する。
図３（ｂ）は作動液体４５が漏洩した場合に相当する。この場合、プリズム４４と作動液体４５との屈折率の差が小さいため、発光素子４２から出た光は大部分がプリズム４４と作動液体４５との界面を透過し、その結果、受光素子４３に入射する光の光量が小さくなる。
したがって、受光素子４３に入射する光の光量を検出することで、作動液体４５の漏洩の有無を検知できる。
なお、図３の漏洩検知用センサ４１は吸着紙無タイプの漏洩検知用センサであるが、本発明の遠隔状態監視装置は、そのほか、吸着紙を用いるタイプの漏洩検知用センサを使用することもできる。吸着紙を用いた漏洩検知用センサの例としては、白色の吸着紙が乾燥している状態では光を反射し、作動液体４５を吸収している状態では光の反射量が減少することを利用して、漏洩を検知するものがある。

（遠隔状態監視装置９０のタイミングチャート）
図４に、遠隔状態監視装置９０の動作を示すタイミングチャートを示す。図４において、７０は制御回路６０に入力される液圧シリンダ動作信号であり、７１は制御回路６０から切替回路３０に送られる切替回路制御信号である。液圧シリンダ動作信号７０は高電圧（Ｈ）の時に液圧シリンダ１００が動作中であることを意味し、切替回路制御信号７１はＨの時に切替回路３０がオンしている、すなわち、センサ４０に電源電圧が供給されていることを意味する。
液圧シリンダ動作信号７０が低電圧（Ｌ）からＨに切り替わると、制御回路６０は切替回路制御信号７１をＬからＨに立ち上げる。そして所定のオン時間Ｔｏｎが経過すると、制御回路６０は切替回路制御信号７１をＨからＬに立ち下げる。さらに、切替回路制御信号７１を前回立ち上げてから所定の時間Ｔ１が経過すると、再度切替回路制御信号７１を立ち上げる。ただし、切替回路制御信号７１を立ち上げるタイミングにおいて、液圧シリンダ動作信号７０がＬに切り替わっていた場合は、切替回路制御信号７１はＬのままとする。すなわち、液圧シリンダ動作信号７０がＨの間は切替回路制御信号７１は所定のオン時間Ｔｏｎおよび所定の周期Ｔ１で間欠的にＨ，Ｌを繰り返し、液圧シリンダ動作信号７０がＬに切り替わると切替回路制御信号７１もＬのままとなる。すなわち、液圧シリンダ１００の動作停止時には切替回路３０をオフ制御する
したがって、切替回路３０は、液圧シリンダ動作信号７０がＨの間は所定のオン時間Ｔｏｎおよび所定の周期Ｔ１で間欠的にセンサ４０に電源電圧を供給し、液圧シリンダ動作信号７０がＬの間はセンサ４０に電源電圧を供給しない。

（遠隔状態監視装置９０のフローチャート）
図５に、遠隔状態監視装置９０の動作を示すフローチャートを示す。以下、各ステップの処理内容を説明する。
Ｓ１：液圧シリンダ動作信号７０をチェックして、液圧シリンダ動作信号７０がＨになるまで待機する。
Ｓ２：時間Ｔを０に設定する。
Ｓ３：切替回路制御信号７１をＨに設定する。
Ｓ４：時間ＴがＴｏｎになるまで待機する。
Ｓ５：切替回路制御信号７１をＬに設定する。
Ｓ６：時間ＴがＴ１になるまで待機し、Ｔ１になるとＳ１に戻る。

（昇圧回路２０および切替回路３０の構成）
図６（ａ）および（ｂ）には、昇圧回路２０の２種類の構成例を示す。
図６（ａ）では、３Ｖの電池１２を備える低圧電源１０の出力１１がＤＣ−ＤＣコンバータ２２を備える昇圧回路２０に入力され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の出力が昇圧回路２０の出力２１となる。
図６（ｂ）では、３Ｖの電池１２と同じく３Ｖの電池１３が縦続接続されており、電池１２と電池１３の中点が低圧電源１０の出力１１となり、電池１３のプラス側端子が昇圧回路２０の出力２１となっている。この場合、低圧電源１０の出力１１は約３Ｖ、昇圧回路２０の出力２１は約６Ｖとなる。

図７（ａ）および（ｂ）には、切替回路３０の具体的な構成例を示す。
図７（ａ）は切替回路３０としてＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１を用いた場合で、切替回路制御信号７１がＨの場合にＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１のゲートに高電圧が印加され、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１が導通する。
一方、図７（ｂ）は切替回路３０としてＰチャネルＭＯＳトランジスタ３２を用いた場合で、切替回路制御信号７１とＰチャネルＭＯＳトランジスタ３２のゲートとの間にはインバータ７２が接続され、切替回路制御信号７１がＨの場合にＰチャネルＭＯＳトランジスタ３２のゲートに低電圧が印加され、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ３２が導通する。

図８は昇圧回路２０および切替回路３０をシャットダウン機能付きＤＣ−ＤＣコンバータ２３で構成した場合のブロック図を示す。ＤＣ−ＤＣコンバータには、シャットダウン制御端子に低電圧（Ｌ）を印加することで、出力電圧をシャットダウンする機能を備えたものがある。シャットダウン機能付きＤＣ−ＤＣコンバータ２３を用い、シャットダウン制御端子に切替回路制御信号７１を印加することで、昇圧回路２０および切替回路３０の機能をシャットダウン機能付きＤＣ−ＤＣコンバータ２３だけで実現することができる。

［第２の実施形態］
図９は第２の実施形態の遠隔状態監視装置９０の構成を示す模式的ブロック図、図１０は液圧シリンダ１００、センサ４０、およびリードスイッチ２３０の構造を示す模式的断面図である。
図９の遠隔状態監視装置９０は、図１の第１の実施形態の遠隔状態監視装置９０に、リードスイッチ２３０を追加し、リードスイッチ２３０の出力を液圧シリンダ動作信号７０としている。その他の構成は図１の第１の実施形態の遠隔状態監視装置９０と同一である。
図１０の液圧シリンダ１００は、図２の液圧シリンダ１００のピストン１２０にマグネット２２０を追加し、シリンダチューブ１１０の側面にリードスイッチ２３０を追加したものである。その他の構造は図２の第１の実施形態の液圧シリンダ１００と同一である。

図１０において、リードスイッチ２３０は、シリンダチューブ１１０の側面でピストン動作方向の中央部分に設置される。これにより、ピストン１２０が図１０の横方向でリードスイッチ２３０の近傍にある場合マグネット２２０の磁場によりリードスイッチ２３０がオンし、ピストン１２０がロッドカバー１５０の近傍、またはフランジ底１８０の近傍にある場合にはリードスイッチ２３０がオフする。したがって、リードスイッチ２３０の開閉信号である液圧シリンダ動作信号７０はピストン１２０が１往復するたびに２個のパルスを出力する。
そして、制御回路６０はこのパルスをトリガーとして、所定のオン時間Ｔｏｎおよび所定の周期Ｔ１で間欠的にＨ，Ｌを繰り返す切替回路制御信号７１を出力することができる。また、液圧シリンダ１００が動作を停止し、ピストン１２０がロッドカバー１５０の近傍、またはフランジ底１８０の近傍の位置で停止している場合は、液圧シリンダ動作信号７０はＬのままとなり、切替回路制御信号７１もＬのままとなる。なお、マグネット２２０はリードスイッチ２３０がマグネット２２０の磁場を検出できる場所に配置されていればよく、例えば、ピストン１２０のピストンロッド１３０側に配置されていてもよいし、ピストンロッド１３０に配置されていてもよい。あるいは、ピストン１２０自体が磁性体であってもよい。
第２の実施形態の遠隔状態監視装置９０は、液圧シリンダ１００単独で液圧シリンダ動作信号７０を生成することができ、液圧シリンダ１００の駆動装置など、従来の周辺装置がそのまま使用できる。

［第３の実施形態］
図１１は第３の実施形態の遠隔状態監視装置９０の構成を示す模式的ブロック図である。
第３の実施形態の遠隔状態監視装置９０は、無線通信回路５０が受信する動作指令信号を、図１の第１の実施形態の遠隔状態監視装置９０の液圧シリンダ動作信号７０として、制御回路６０に入力している。その他の構成は図１の第１の実施形態の遠隔状態監視装置９０と同一である。
第３の実施形態の動作指令信号としては、例えば、液圧シリンダ１００の液体駆動装置の動作信号、あるいは液圧シリンダ１００の液体駆動装置の作動液体４５の駆動方向の変化を示す信号などを用いることが好ましい。
第３の実施形態の遠隔状態監視装置９０は、遠隔状態監視装置９０の据え付けに伴う液圧シリンダ１００のハードウエアの改造を最小限にとどめることができる。具体的には、通常、液圧シリンダ１００に設けられているドレイン孔１９０にセンサ４０を接続するのみで、遠隔状態監視装置９０を液圧シリンダ１００に設置することができる。

［第４の実施形態］
図１２は第４の実施形態の遠隔状態監視装置９０の、液圧シリンダ動作信号７０をカウントして切替回路制御信号７１を生成するモードの動作を示すタイミングチャートである。第４の実施形態の遠隔状態監視装置９０の構成は図１、図９または図１１と同一であり、また、液圧シリンダ１００の構造は図２、または図１０と同一である。第４の実施形態の遠隔状態監視装置９０は、制御回路６０の動作として、図４の液圧シリンダ動作信号７０をトリガーとした間欠動作モードに、液圧シリンダ動作信号７０をカウントして切替回路制御信号７１を生成するモードが追加されている。
具体的には、例えば、図９および図１０のリードスイッチ２３０の出力信号である液圧シリンダ動作信号７０をカウントし、カウント数Ｃｏｕｎｔが所定値Ｎに達するたびに所定のオン時間Ｔｏｎの間、切替回路制御信号７１をＨとし、切替回路３０をオンとし、センサ４０に昇圧回路２０の出力２１を電源電圧として印加する。これにより、タイヤ成形機等に使用する液圧シリンダ１００のように短周期でピストン１２０が往復動作をする液圧シリンダ１００であっても、作動液体の漏洩を確実に検知しつつ、遠隔状態監視装置９０の消費電力を最小限にすることができる。

図１３は第４の実施形態の遠隔状態監視装置９０の動作を示すフローチャートである。
図１３のフローチャートには、図５のフローチャートにさらにＳ７が追加されており、（Ｓ６の）時間ＴがＴ１になるまで待機している間に、並行して液圧シリンダ動作信号７０をカウントし、カウント数ＣｏｕｎｔがＮに達すると、時間ＴがＴ１に達しなくてもＳ１に戻る。
なお、図１３では、Ｓ２において時間Ｔを０に設定すると同時にＣｏｕｎｔを０に設定する。

液圧シリンダ１００には、ダムの水門開閉等を行う液圧シリンダ１００のようにピストン１２０の変位が緩慢な液圧シリンダ１００と、タイヤ成形機等に使用する液圧シリンダ１００のように短周期でピストン１２０が往復動作をする液圧シリンダ１００とがある。そして、短周期でピストン１２０が往復動作をする液圧シリンダ１００の場合には、ピストン１２０の往復動作回数が多くなることによって、作動液体４５の漏洩のリスクが高まる。
そこで、短周期でピストン１２０が往復動作をする液圧シリンダ１００に対しては、所定の周期Ｔ１での切替回路３０のオンオフ制御に加えて、液圧シリンダ動作信号７０、例えばリードスイッチ２３０の開閉信号、あるいは、液圧シリンダ１００の作動液体４５の駆動方向の変化を示す信号をカウントして、カウント数Ｃｏｕｎｔが所定の数Ｎに達した場合にも、切替回路３０をオン制御することによって、ピストン１２０の往復動作回数が多くなることによる作動液体４５の漏洩を確実に検知することができるようになる。

［第５の実施形態］
図１４は第５の実施形態の遠隔状態監視装置９０の構成を示す模式的ブロック図である。
図１４の第５の実施形態の遠隔状態監視装置９０では、センサ４０の検知信号４６が無線通信回路５０に加えて、制御回路６０にも入力されている。その他の構成は図１の第１の実施形態の遠隔状態監視装置９０と同一である。

図１４において、例えばセンサ４０の検知信号４６の初期値（例えば作動液体４５の漏洩が全くない場合の検知信号４６の値）が小さい場合、制御回路６０は、入力されたセンサ４０の検知信号４６の値が所定のしきい値Ｖ１以下の場合は所定の周期Ｔ１として、より長い周期Ｔ１１を設定し、検知信号４６の値が所定のしきい値Ｖ１より大きい場合は所定の周期Ｔ１として、より短い周期Ｔ１２を設定する。したがって、センサ４０の検知信号４６の値が大きくなると切替回路３０のオンオフ制御の周期Ｔ１、すなわち、センサ４０の間欠動作の周期が短くなる。
なお、上記、オンオフ制御の周期Ｔ１の切替では、例えば、所定のしきい値を２つ以上設け、オンオフ制御の周期を３種類以上設け、それらを切り替えてもよい。

図１５は第５の実施形態の遠隔状態監視装置９０の動作を示すフローチャートである。
図１５のフローチャートには、図５のフローチャートにさらにＳ８−Ｓ１０が追加されており、（Ｓ５）切替回路制御信号７１をＬに設定した後、センサ４０の検知信号４６の値Ｖ４２が所定のしきい値Ｖ１以下の場合は、所定の周期Ｔ１として、より長い周期Ｔ１１を設定し、Ｖ１より大きい場合は、より短い周期Ｔ１２を設定する。その他は図５と同じである。

例えば、作動液体４５の漏洩検知用の遠隔状態監視装置９０の場合、作動液体４５の漏洩によるセンサ４０の出力値の変動は、微小な漏洩の間は緩やかであるが、一定以上の漏洩が始まると、出力値が急激に変動する。したがって、例えば、センサ４０の出力値がわずかに変動した時点で切替回路３０のオンオフ制御の周期Ｔ１を短くすることによって、出力値が急激に変動するタイミングを確実にとらえることができる。

本発明において、液圧シリンダ１００が『液圧シリンダ』に相当し、遠隔状態監視装置９０が『遠隔状態監視装置』に相当し、検知信号４６が『検知信号』に相当し、センサ４０が『センサ』に相当し、情報端末８０が『情報端末』に相当し、無線通信回路５０が『無線通信回路』に相当し、低圧電源１０が『低圧電源』に相当し、昇圧回路２０が『昇圧回路』に相当し、切替回路３０が『切替回路』に相当し、液圧シリンダ動作信号７０が『液圧シリンダ動作信号』に相当し、制御回路６０が『制御回路』に相当し、リードスイッチ２３０が『リードスイッチ』に相当し、ピストン１２０が『ピストン』に相当し、マグネット２２０が『マグネット』に相当し、液圧シリンダ動作信号７０が『液圧シリンダ動作信号』に相当する。

本発明の好ましい一実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１０ 低圧電源
２０ 昇圧回路
２３ シャットダウン機能付ＤＣ−ＤＣコンバータ
３０ 切替回路
４０ センサ
４６ 検知信号
５０ 無線通信回路
６０ 制御回路
７０ 液圧シリンダ動作信号
８０ 情報端末
９０ 遠隔状態監視装置
１００ 液圧シリンダ
１２０ ピストン
２２０ マグネット
２３０ リードスイッチ

Claims (7)

1. 液圧シリンダの状態を監視する遠隔状態監視装置であって、前記遠隔状態監視装置は、
   前記液圧シリンダの動的および静的な状態を検知して検知信号を出力するセンサと、
   前記センサの検知信号を受けて無線信号を情報端末に送信するとともに、前記情報端末からの無線信号を受信する無線通信回路と、
   前記無線通信回路に電源を供給する低圧電源と、
   前記低圧電源と接続して前記低圧電源の電圧を昇圧する昇圧回路と、
   前記昇圧回路により昇圧した電源を前記センサに選択的に供給する切替回路と、
   前記低圧電源に接続され、前記液圧シリンダが動作状態にあるか非動作状態にあるかを示す液圧シリンダ動作信号を入力し、前記切替回路を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記液圧シリンダ動作信号が、前記液圧シリンダが動作状態にあることを示すオン状態の場合には前記切替回路のオン制御およびオフ制御を所定の周期で繰り返し、前記液圧シリンダの動作信号が、前記液圧シリンダが非動作状態にあることを示すオフ状態の場合には前記切替回路をオフ制御し、
   前記切替回路のオン制御は所定のオン時間を含む、遠隔状態監視装置。
2. 前記液圧シリンダの側面に設けられるリードスイッチと、前記液圧シリンダのピストンに設けられるマグネットと、をさらに備え、
   前記マグネットの磁場により前記リードスイッチの開閉信号が閉状態にある場合は前記液圧シリンダ動作信号がオン状態であるとして前記制御回路に入力され、前記リードスイッチの開閉信号が開状態にあるときは前記液圧シリンダ動作信号がオフ状態であるとして前記制御回路に入力される、請求項１に記載の遠隔状態監視装置。
3. 前記無線通信回路が受信する動作指令信号を、前記液圧シリンダ動作信号として前記制御回路に入力する、請求項１に記載の遠隔状態監視装置。
4. 前記昇圧回路および前記切替回路は、シャットダウン機能付きＤＣ−ＤＣコンバータで構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の遠隔状態監視装置。
5. 前記制御回路は、前記液圧シリンダ動作信号がオンの場合に所定のオン時間および所定の周期で前記切替回路のオン制御およびオフ制御を繰り返すことに加えて、さらに、前記液圧シリンダ動作信号をカウントし、前記液圧シリンダ動作信号のカウント数が所定値となった場合に、前記切替回路をオン制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の遠隔状態監視装置。
6. 前記検知信号が所定のしきい値を超えて変動した場合、前記所定の周期が短縮される、請求項１から５のいずれか１項に記載の遠隔状態監視装置。
7. 前記センサは、作動液体の漏洩検知用のセンサ、温度センサ、または圧力センサである、請求項１から６のいずれか１項に記載の遠隔状態監視装置。