JP7316055B2 - 油圧サーボバルブの状態診断方法、および油圧サーボバルブシステム - Google Patents
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Description
このような油圧サーボバルブでは、スプールはポート間を連通する領域とポート間を非連通にする中立領域とに移動するように制御される。油圧サーボバルブが劣化すると、スプールが中立領域にある場合にも、ポート間が僅かに連通して作動油の漏れ量が増大する。漏れ量が増大すると、非連通ポートに接続された接続機器の動作に悪影響を及ぼすことがあるため、劣化した油圧サーボバルブには交換や修理などの保守作業を要する。
これらから、本発明者は、特許文献1に記載の技術には油圧サーボバルブを精度よく診断する観点から、改善の余地があることを認識した。
このような課題は、エンジンに使用される油圧サーボバルブに限らず、船舶に搭載された他の種類の機器に使用される油圧サーボバルブについても生じうる。
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
図面を参照して、本発明の第1実施形態に係る油圧サーボバルブの状態診断方法S100を説明する。診断方法S100は、各種の油圧サーボバルブに適用できるが、ここでは船舶エンジン80に用いられる油圧サーボバルブ10に適用される例について説明する。
診断方法S100では、漏れ量計測装置30を油圧サーボバルブ10とメインバルブ20とに取付けた状態で漏れ量を計測する。このため、漏れ量計測装置30を先に説明する。図3に示すように、漏れ量計測装置30は、流量計32と、管座34と、判定装置50とを含む。流量計32は、油圧サーボバルブ10から漏れ出した作動油48の量を計測する。管座34は、流量計32を油圧サーボバルブ10のポート16に接続する治具である。判定装置50は、流量計32の計測値に基づき保守の要否を判定する。
図3、図4、図6を参照して装着ステップS110を説明する。図6は、装着ステップS110の一例を示すフローチャートである。このステップでは、油圧サーボバルブ10とメインバルブ20とに漏れ量計測装置30を装着するために、船上において以下のプロセスが実行される。
(1)漏れ量計測装置30を装着する前に、ボルトB1を外して油圧サーボバルブ10をメインバルブ20から分離する(ステップS112)。
(2)次に、管座34を油圧サーボバルブ10とメインバルブ20との間に挟んだ状態でこれらと連結する(ステップS114)。具体的には、管座配管をメインバルブ配管部およびポート16に対応させた状態で、複数のボルトB2を貫通孔34hおよび貫通孔10hを通じて雌ねじ20hに螺合する。ボルトB2は、ボルトB1より管座34の厚みに相当するだけ長いものであってもよい。
図3、図4、図7を参照して計測ステップS120を説明する。図7は、計測ステップS120の一例を示すフローチャートである。ステップS120は、Aポート16aを閉塞するステップと、油圧サーボバルブ10に作動油48を供給するステップと、その流量計32によりその漏れ量を計測するステップとを含む。ステップS120では、漏れ量計測装置30が装着された油圧サーボバルブ10について以下のプロセスが実行される。
(1)弁体14が中立領域に位置するように、スプール駆動部18を制御する。例えば、弁体14を中立領域に移動させる指令を上位制御装置からスプール駆動部18に出力する(ステップS122)。
(4)ステップS126で漏れ量が計測されている間、流量計32は、その計測結果を判定装置50に出力する(ステップS128)。
図3、図4、図8を参照して判定ステップS130を説明する。図8は、判定ステップS130の一例を示すフローチャートである。このステップでは、判定装置50によって、計測ステップS120の計測結果をもとに油圧サーボバルブ10の保守の要否を判定する。
図3、図5を参照して判定装置50を説明する。判定装置50は、漏れ量計測装置30とは別に設けられてもよいが、この例では一体に設けられている。本実施形態の判定装置50は、操作結果取得部50bと、計測値取得部50cと、記憶部50mと、判定部50eと、表示制御部50dと、出力部50hとを有する。
閾値Tについて説明する。閾値Tは予め設定された値に固定してもよいが、摩耗の状況は様々な要因によって異なるため、これらの要因に応じて閾値Tを変化させてもよい。以下、幾つかの要因と閾値Tの関係を説明する。
図9、図10を参照して、作動油48の清浄度を計測するプロセスを説明する。このプロセスは、作動油48の清浄度を計測する清浄度計測ステップS150を含んでいる。清浄度計測ステップS150は、診断方法S100のプロセスとは切り離して実行されてもよい。この説明では、上述の判定ステップS130の終了後に、診断方法S100の一連のプロセスの中において、ステップS150が実行される例を示す。
図10に示すように、清浄度検査装置36は、異物検査装置38と、管座40とを含む。異物検査装置38は、作動油48の清浄度を検査可能なものであればよく、本実施形態では、光学的に異物の数を計数して清浄度を検査するものである。管座40は、異物検査装置38をメインバルブ20のポンプ側配管部22pとタンク側配管部22tとの間に接続するためのものである。
図3を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態の図面および説明では、第1実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第1実施形態と重複する説明を適宜省略し、第1実施形態と相違する構成について重点的に説明する。本発明の第2実施形態は油圧サーボバルブシステム8である。このシステム8は、油圧サーボバルブ10と、油圧サーボバルブ10の作動油48の漏れ量を計測するための流量計32とを備える。この形態によれば、油圧サーボバルブ10の摩耗状態を容易に診断できる。また、被制御機器に装着された場合に、その状態で漏れ量を直接計測できるので間接的に推定する場合に比べて誤差要因が減り摩耗状態を的確に把握できる。油圧サーボバルブシステム8は、管座34を備えてもよい。
図3を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。第3実施形態の図面および説明では、第1実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第1実施形態と重複する説明を適宜省略し、第1実施形態と相違する構成について重点的に説明する。本発明の第3実施形態は油圧サーボバルブの状態診断装置6である。状態診断装置6は、油圧サーボバルブ10の作動油48の漏れ量を計測する流量計32と、流量計32の計測結果をもとに油圧サーボバルブ10の状態を判定する判定装置50とを備える。この形態によれば、油圧サーボバルブ10の摩耗状態を容易に診断できる。漏れ量を直接計測できるので、間接的に推定する場合に比べて、誤差要因が減り的確に状態診断できる。
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、第1実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
Claims (12)
- 船舶に搭載された油圧サーボバルブの作動油の漏れ量を計測可能にするように流量計を装着する装着ステップと、
前記油圧サーボバルブのスプールを中立領域にした状態で作動油を供給する供給ステップと、
前記流量計により前記油圧サーボバルブの作動油の漏れ量を計測する計測ステップと、
前記流量計の計測結果をもとに前記油圧サーボバルブの状態を判定する判定ステップと
を含む油圧サーボバルブの状態診断方法。 - 前記油圧サーボバルブは、作動油の供給を受けるPポートと、作動油を出力するAポートと、作動油を排出するTポートと、を有し、
前記計測ステップは、前記Aポートを閉塞するステップを含む請求項1に記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。 - 前記判定ステップでは、閾値に基づいて前記計測結果を複数の区分に分類する請求項2に記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 異なる時点における計測結果と前記油圧サーボバルブの使用履歴とに応じて前記閾値を変更する請求項3に記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 前記作動油の清浄度に応じて前記閾値を変更する請求項3または4に記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 前記船舶の種類、航路または使用時間に応じて前記閾値を変更する請求項3から5のいずれかに記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 前記作動油の温度に応じて前記閾値を変更する請求項3から6のいずれかに記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 前記計測ステップでは、前記中立領域において前記スプールの位置を変更して測定する請求項1から7のいずれかに記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 前記装着ステップは、管座に前記流量計と前記油圧サーボバルブとを取り付けるステップを含む請求項1から8のいずれかに記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 前記流量計の計測結果を前記船舶の外部に出力するステップをさらに含む請求項1から9のいずれかに記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 前記作動油の清浄度を計測するステップをさらに含む請求項1から10のいずれかに記載の油圧サーボバルブの状態診断方法。
- 船舶に搭載された油圧サーボバルブの作動油の漏れ量を計測する流量計と、
前記流量計と前記油圧サーボバルブとの間の流路を接続する管座と、
前記流量計の計測結果をもとに前記油圧サーボバルブの状態を判定する判定装置と、
を備える油圧サーボバルブシステム。
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