JP7360605B2

JP7360605B2 - 故障診断システムおよび故障診断方法

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Publication number: JP7360605B2
Application number: JP2021508490A
Authority: JP
Inventors: 宙潤丹羽
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2023-10-13
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: WO2020194528A1; JPWO2020194528A1

Description

本発明は、液圧装置の故障診断システムおよび故障診断方法に関するものである。

従来、荷役装置などに液圧装置が利用されており、その液圧装置の故障を診断する装置が開発および開示されている。たとえば、下記の特許文献１の装置は、モーターでポンプを駆動させ、タンクに溜められた液体をポンプが吐出する。作動制御バルブがシリンダへの液体の供給および排出を制御している。特許文献１の装置は、圧力センサーでポンプの液体の吐出圧力を測定し、コントローラでモーターの回転速度を監視している。特許文献１の装置は、ポンプの吐出圧力とモーターの回転数によって故障を診断している。

特開２０１３－９１４６０号公報

ポンプが故障し、液体の吐出量が減少すると、圧力センサーの値は低圧になる。作動制御バルブが故障した場合、作動制御バルブからタンクに液体が流れてシリンダに液体を供給できず、圧力センサーの値が低圧になる。圧力センサーの値が低圧の場合、作動制御バルブとポンプのいずれが故障しているかを判断できない。故障箇所を特定する必要があり、修理に時間を要する。

本発明の目的は、液圧装置の故障箇所を特定するための故障診断システムおよび故障診断方法を提供することにある。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る故障診断システムおよび故障診断方法は、以下に述べるような構成を有する。

本発明の故障診断システムは、液圧装置の故障を診断する。液圧装置は、液圧シリンダと、液体を貯留するタンクと、前記タンクに貯留されている液体を液圧シリンダに向けて送り出すポンプと、前記液体を液圧シリンダに供給または排出するためのバルブとを備える。故障診断システムは、前記ポンプとバルブとの間に設けられ、液体の圧力を計測する第１圧力計測部と、前記バルブとタンクの間に設けられ、液体の流量を減流させる絞り部と、前記ポンプの駆動状態を検知する駆動検知部と、前記第１圧力計測部で計測された第１圧力および駆動検知部で検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する制御部とを備える。

上記故障診断システムを使用した故障診断方法は、前記バルブとタンクの間において液体の流量を減流させる減流ステップと、前記ポンプとバルブとの間において第１圧力計測部で液体の圧力を計測する第１圧力計測ステップと、前記ポンプの駆動状態を検知する駆動検知ステップと、前記第１圧力計測ステップで計測された第１圧力および駆動検知ステップで検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する故障判断ステップとを備える。

本発明によれば、絞り部を設けたことによって第１圧力計測部で絞り部の圧力を計測することが可能になっている。バルブが故障し液圧シリンダに液体が供給できなくなった時に第１圧力計測部で絞り部の液体の圧力が計測される。制御部は絞り部の圧力が計測されればバルブの故障であることを判断できる。また、ポンプが駆動しているにもかかわらず、第１圧力計測部で０または低圧の圧力が計測されたときに、ポンプの故障を判断できる。従来と異なり、バルブとポンプの故障の判断ができる。

本願の故障診断システムの構成を示す図である。トラックの荷役装置を示す図である。第２ラインの口径を狭めた絞り部の図である。第２ラインの中に板体を備えた絞り部の図である。第２ラインを２本有する液圧装置の故障診断システムの構成を示す図である。第２ラインで圧力を検知する故障診断システムの構成を示す図である。２本の第２ラインの中の１本で圧力を検知する故障診断システムの構成を示す図である。通信手段を使用した故障診断システムの構成を示す図である。複数の液圧シリンダを有する液圧装置の故障診断システムの構成を示す図である。

本発明の実施形態に係るその故障診断システムおよび故障診断方法について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

[実施形態１]
図１に示す本願の故障診断システム１０は、液圧装置１２の故障を診断する。液圧装置１２は、トラックまたはフォークリフトなどの荷役装置に使用される。たとえば図２に示すトラック１４の荷役装置１６は液圧装置１２と荷受台１８を備え、荷受台１８が液圧装置１２によって昇降させられる。

[液圧装置]
液圧装置１２は、液圧シリンダ２０、液体を貯留するタンク２２、そのタンク２２に貯留されている液体を液圧シリンダ２０に向けて送り出すポンプ２４、液圧シリンダ２０に対する液体の供給と排出を制御するバルブ２６を備える。

液圧シリンダ２０は、その中に液体（作動油）を供給または排出されることでシリンダ内のピストンが直線運動するものである。ピストンにピストンロッドが取り付けられており、ピストンが直線運動することで、ピストンロッドの先端に取り付けられた部品が移動する。たとえば、ピストンロッドの先端に荷受台１８を取り付けた場合、荷受台１８を昇降させることができる。

ポンプ２４はタンク２２に貯留された液体を液圧シリンダ２０に向けて吐出する。ポンプ２４はモーター２８の動力によって駆動する。モーター２８は直流ブラシレスモータを使用するが、他のモーターを使用してもよい。

第１ライン３０がポンプ２４と液圧シリンダ２０およびバルブ２６を接続する。第１ライン３０はポンプ２４から吐出される液体を流す配管である。第２ライン３２がタンク２２とバルブ２６とを接続する。第２ライン３２はタンク２２に排出される液体を流す配管である。

バルブ２６は方向制御弁３４とリリーフ弁３６を備える。方向制御弁３４はソレノイドに電流を流して弁を切り換え、液体の流れを制御する。図１に示す方向制御弁３４はソレノイドを励磁しないとチェック弁（逆止弁）が選択された状態になり、ソレノイドを励磁させることで弁が開いた状態になる。チェック弁が選択された状態で液圧シリンダ２０に液体を供給できる。リリーフ弁３６は、液圧シリンダ２０の液体の圧力が一定値以上になると弁が開いた状態になり、液圧シリンダ２０に所定量以上の液体を供給できないようにするための弁である。

液圧装置１２は、必要に応じてチェック弁３８およびフィルターなどの部品を備えてもよい。

［故障診断システム］
本願の故障診断システム１０は、第１圧力計測部４０、絞り部４２、ポンプ２４の駆動検知部４４、故障を判断する制御部４６を備える。

［第１圧力計測部］
第１圧力計測部４０は第１ライン３０に接続される。すなわち、第１圧力計測部４０はポンプ２４とバルブ２６または液圧シリンダ２０との間に接続される。第１圧力計測部４０は第１ライン３０における液体の圧力を計測する。第１圧力計測部４０はブルドン管圧力計またはダイアフラム式圧力計などを使用できるが、液体の圧力が計測できれば第１圧力計測部４０は特に限定されない。なお、第１圧力計測部４０で計測される液体の圧力を第１圧力とも言う。

［絞り部］
絞り部４２はタンク２２とバルブ２６の間に設けられる。第２ライン３２は方向制御弁３４とリリーフ弁３６に分岐しているが、第２ライン３２の分岐していない部分に絞り部４２を設ける。絞り部４２は液体の流量を減流するものである。絞り部４２は絞り弁を使用することができる。絞り弁の開閉度を調整することで、液体の流量を減流させる。このように液体を減流させることで、バルブ２６を介してタンク２２に液体が流れている状態で、第１圧力計測部４０で計測される第１圧力は絞り部４２の液体の圧力である。

ポンプ２４が正常に駆動しているのにバルブ２６が故障し、バルブ２６を介してタンク２２に液体が流れる場合、第１圧力計測部４０で計測される第１圧力は絞り部４２の液体の圧力である。これにより、バルブ２６の故障を検出することができる。

絞り部４２は液体の流量を減流できれば絞り弁に限定されない。たとえば、図３のように第２ライン３２の口径を狭めて絞り部４２としてもよいし、図４のように第２ライン３２の中に設けられた板体４８などで口径を狭めて絞り部としてもよい。

［駆動検知部］
駆動検知部４４は、ポンプ２４が駆動していることを検知する。駆動検知部４４は、たとえばポンプ２４の回転数を計測する回転計が挙げられる。ポンプ２４が回転していることを計測することで、ポンプ２４の駆動を検知する。または駆動検知部４４はポンプ２４の回転を撮影するビデオカメラ、ポンプ２４の駆動時の音を集音するマイク、ポンプ２４の駆動時の振動を検知するセンサーであってもよい。マイクとセンサーはコンデンサマイクを使用し、コンデンサマイクでポンプ２４の駆動時の音または振動を検知してもよい。

［制御部］
制御部４６は第１圧力計測部４０で計測された第１圧力と駆動検知部４４で検知されたポンプ２４の駆動の有無を用いて液圧装置１２の故障を判断する。制御部４６はＩＣなどで構成することができる。故障を判断される部分はバルブ２６またはポンプ２４である。さらに、制御部４６は方向制御弁３４のソレノイドへの電流供給を制御したり、モーター２８の駆動を制御したりしてもよい。

方向制御弁３４のチェック弁が選択されていると、ポンプ２４から液圧シリンダ２０に液体が供給できる。液圧シリンダ２０が液体で満たされ、液圧がリリーフ圧になると、液圧シリンダ２０に入らない液体がリリーフ弁３６を通してタンク２２に流される。この状態で第１圧力計測部４０で検出される第１圧力は液圧シリンダ２０における液体の圧力（リリーフ圧）である。この場合、液圧シリンダ２０に液体が供給されていると判断でき、ポンプ２４とバルブ２６は正常と判断する。

方向制御弁３４とリリーフ弁３６の少なくとも１つが故障した場合、ポンプ２４から吐出された液体が液圧シリンダ２０に供給できず、故障した方向制御弁３４またはリリーフ弁３６を通り、さらに絞り部４２を通ってタンク２２に流れる。第２ライン３２に絞り部４２があるため、第１圧力計測部４０で検知される第１圧力は絞り部４２での液体の圧力になる。この圧力は、リリーフ圧よりは低いが０よりは高い圧力である。絞り部４２の液体の圧力が第１圧力計測部４０で検知されれば、バルブ２６が故障していると判断する。

ポンプ２４が故障して液体が吐出されなかったり吐出量が少なくなれば、第１圧力計測部４０で検知される第１圧力は０または低圧になる。なお、この低圧は絞り部４２の液体の圧力よりも低圧である。０または低圧になれば、ポンプ２４から所定量の液体が吐出されていないと判断できる。さらに、駆動検知部４４はポンプ２４の駆動を検知する。第１圧力計測部４０で計測される圧力が０または低圧になり、ポンプ２４が駆動していれば、ポンプ２４から所定量の液体が吐出できていないことがわかり、ポンプ２４の故障と判断する。

一方、ポンプ２４が駆動していなければ、モーター２８の駆動と関連付けてポンプ２４の故障を判断してもよい。制御部４６は、モーター２８が駆動していれば、ポンプ２４の故障と判断し、モーター２８が駆動していなければ、ポンプ２４の停止と判断する。制御部４６がモーター２８の駆動を制御することで、モーター２８の駆動の有無を識別でき、さらにポンプ２４の故障と停止を判断できる。

本願の故障診断システム１０はトラック１４の荷役装置１６をはじめとして、種々の荷役装置に取り付けられる。荷役装置に限らず、液圧装置１２を使用する装置であれば、その液圧装置１２に本願の故障診断システム１０を備えてもよい。

［故障診断方法］
次に故障診断システム１０を使用した故障診断方法について説明する。（１）モーター２８が駆動することで、ポンプ２４が駆動する。液圧シリンダ２０に液体を供給する場合、方向制御弁３４はチェック弁を選択して、液圧シリンダ２０に液体を供給する。液圧シリンダ２０に液体が満たされたら、リリーフ弁３６を介して液体がタンク２２に排出される。第２ライン３２に絞り部４２があるため、液体は絞り部４２で減流されながらタンク２２に排出される。

（２）第１圧力計測部４０で液体の圧力を計測し、駆動検知部４４でポンプ２４の駆動を検知する。

（３）制御部４６は第１圧力およびポンプ２４の駆動の検知の有無によってバルブ２６またはポンプ２４の故障を判断する。上記したように、方向制御弁３４のチェック弁が選択されている状態で、第１圧力が絞り部４２の圧力であればバルブ２６の故障と判断する。ポンプ２４の駆動を検知し、第１圧力が０または低圧であれば、ポンプ２４の故障と判断する。ポンプ２４の駆動を検知できなければ、モーター２８の駆動と関連付けてポンプ２４の故障を判断する。

従来はバルブ２６の故障とポンプ２４の故障の区別がつけられなかったが、本願は絞り部４２および駆動検知部４４を備えるため、バルブ２６の故障とポンプ２４の故障の区別がつけられる。故障箇所を特定でき、修理するときの準備が予めでき、修理しやすくなっている。

[実施形態２]
図１の故障診断システム１０において、制御部４６は液圧シリンダ２０の状態を判断してもよい。絞り部４２における液体の流れる断面の面積と第１圧力計測部４０で検知される第１圧力から液圧シリンダ２０から排出される液体の流量を求める。液圧シリンダ２０の流量を求めることで、液圧シリンダ２０のピストンの動きを求めることになる。所定のスピードと異なるスピードでピストンが動いている場合、液圧シリンダ２０の故障と判断できる。

[実施形態３]
図５の液圧装置５２のように、方向制御弁３４とリリーフ弁３６に繋がった第２ライン３２がタンク２２まで２本に分かれたままであってもよい。図５の故障診断システム５０は、方向制御弁３４とタンク２２の間、リリーフ弁３６とタンク２２の間にそれぞれ絞り部４２を設ける。方向制御弁３４とタンク２２の間の絞り部４２は、実施形態１で説明した絞り弁など以外に流量制御弁を用いることもできる。液圧シリンダ２０から液体を排出するときに、荷物および荷受台１８の重みで一気に液体が排出されることを防止する。

[実施形態４]
図５の故障診断システム５０において、２つの絞り部４２は液体の流量を異ならせてもよい。各絞り部４２の液体の流量が異なることで、方向制御弁３４またはリリーフ弁３６が故障したときに第１圧力計測部４０で検知される第１圧力が異なる。第１圧力計測部４０が検知した第１圧力の違いで方向制御弁３４とリリーフ弁３６のいずれが故障したかを判別することが可能になる。

[実施形態５]
図６の故障診断システム５４のように、図５の液圧装置５２において、それぞれの第２ライン３２に第２圧力計測部５６ａ、５６ｂを備えてもよい。各第２圧力計測部５６ａ、５６ｂはそれぞれの第２ライン３２にある絞り部４２の圧力を測定する。第２圧力計測部５６ａ、５６ｂが計測する液体の圧力を第２圧力とする。方向制御弁３４またはリリーフ弁３６が故障したとき、第１圧力計測部４０で測定された第１圧力といずれかの第２圧力計測部５６ａ、５６ｂで測定された第２圧力が同じになる。制御部４６が、第１圧力と一致する第２圧力を示す第２圧力計測部５６ａ、５６ｂがいずれであるかを判断することで、方向制御弁３４とリリーフ弁３６のいずれが故障したかを判断する。

[実施形態６]
第２圧力計測部５６ａ、５６ｂはいずれか１つであってもよい。たとえば図７の故障診断システム５８のように、方向制御弁３４に繋がる第２ライン３２に第２圧力計測部５６ａが備えられるとする。方向制御弁３４のチェック弁が選択された状態で第１圧力計測部４０の第１圧力と第２圧力計測部５６ａの第２圧力が一致すれば方向制御弁３４の故障であり、第１圧力計測部４０の第１圧力と第２圧力計測部５６ａの第２圧力が一致しなければリリーフ弁３６の故障である。制御部４６は第１圧力計測部４０の第１圧力と第２圧力計測部５６ａの第２圧力の一致または不一致から方向制御弁３４とリリーフ弁３６の故障を判断できる。

図７の故障診断システム５８は方向制御弁３４に繋がる第２圧力計測部５６ａを用いたが、リリーフ弁３６に繋がる第２圧力計測部５６ｂを使用してもよい。方向制御弁３４のチェック弁が選択された状態で第１圧力計測部４０の第１圧力と第２圧力計測部５６ｂの第２圧力が一致すればリリーフ弁３６の故障であり、第１圧力計測部４０の第１圧力と第２圧力計測部５６ｂの第２圧力が一致しなければ方向制御弁３４の故障である。

[実施形態７]
図８の故障診断システム６０のように、第１圧力計測部４０および駆動検知部４４で検知した値を通信するための通信部６２を備えてもよい。通信部６２はネットワーク６４を介して移動体通信をおこなえる装置、ＷｉＦｉで通信する装置などが挙げられる。各検知した値を通信部６２によって送信し、ホストコンピュータ６６の記憶手段で記憶する。また、制御部４６がおこなう故障の判断をホストコンピュータ６６で行ってもよい。ホストコンピュータ６６で判断された結果をネットワーク６４を介して操作者が使用する装置で表示してもよい。さらに、ホストコンピュータ６６からネットワーク６４を介して操作者のコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレットに結果を送信してもよい。ホストコンピュータ６６に繋がるコンピュータで故障を確認できることで、修理部品の名称を確認できたり、修理部品の手配をすることも可能になる。

[実施形態８]
１つのポンプ２４から液体を供給される液圧シリンダ２０の数は任意である。たとえば、図９の液圧装置６８のように、荷受台１８を格納および引き出すための液圧シリンダ７０、その液圧シリンダ７０に液体を供給または排出するためのバルブ７２を備えてもよい。図９の液圧装置６８は図１の液圧装置１２に対して荷受台１８を荷台７４（図２）の下方に格納および引き出しするための構成が追加されている。

図９の液圧装置６８において、バルブ７２は２つの方向制御弁７６、７８で構成されている。荷受台１８を荷台７４の下方から引き出す（液圧シリンダ７０のピストンを押し出す）場合は、ポンプ２４と液圧シリンダ２０の間に設けられた方向制御弁８０のソレノイドを励磁させずにチェック弁を選択し、液圧シリンダ２０に液体が供給されないようにする。その上で、方向制御弁７６のソレノイドが励磁され、方向制御弁７８のソレノイドが励磁されないようにする。タンク２２から方向制御弁７６を介して液圧シリンダ７０のピストンの一方側Ａまでの液体の経路が形成される。ポンプ２４から液圧シリンダ７０の途中に流量制御弁を設け、液圧シリンダ７０へ供給する液体の流量が調整してもよい。液体が液圧シリンダ７０のピストンの一方側Ａに流入され、ピストンの他方側Ｂの液体は排出されて一方側Ａに流れる。なお、一方側Ａと他方側Ｂの液体の圧力が同じになる場合、液圧シリンダ７０を傾斜させて配置させたり、手動で荷受台１８を引き出せるようにして、一方側Ａに液体が流れるようにしてもよい。ピストンが移動し、荷台７４の下方に収納された荷受台１８が引き出される。

荷受台１８を荷台７４の下方に格納する場合、方向制御弁７８のソレノイドが励磁され、方向制御弁７６のソレノイドが励磁されないようにする。ポンプ２４から液圧シリンダ７０の他方側Ｂまでの液体の経路が形成され、さらに液圧シリンダ７０の一方側Ａから方向制御弁７８を介してタンク２２までの液体の経路が形成される。タンク２２の液体が液圧シリンダ７０のピストンの他方側Ｂに入ると同時に、液圧シリンダ７０のピストンの一方側Ａの液体が方向制御弁７８を通してタンク２２に流れる。

バルブ８４は荷受台１８の格納または引き出しが終了した後に液圧シリンダ７０に入らない液体をタンク２２に流すためのバルブである。バルブ８４は方向制御弁８６とリリーフ弁８８とから構成されている。液圧シリンダ７０を駆動させるときは、方向制御弁８６のソレノイドを励磁させて弁を開け、リリーフ弁８８が駆動できる状態にしておく。液圧シリンダ７０に液体が入りきらなくなってリリーフ圧になると、リリーフ弁８８が作動し、タンク２２に向けて液体が流れる。

バルブ７２、８４から第３ライン９２を通してタンク２２に液体が排出される。故障診断システム９０は、この第３ライン９２に絞り部４２を設ける。バルブ７２またはバルブ８４が故障したときに第３ライン９２の絞り部４２の圧力が第１圧力計測部４０で測定される。実施形態１と同様にバルブ７２、８４とポンプ２４の故障を判断できる。第３ライン９２は第２ライン３２と繋げられてもよい。

図９の液圧装置６８は、バルブ７８、８４ごとに第３ライン９２が接続され、それぞれの第３ライン９２がタンク２２まで繋がっていてもよい。この場合、第３ライン９２ごとに絞り部４２を設けてもよい。さらに、第３ライン９２ごとに第２圧力計測部５６を備えるようにしてもよい。いずれの構成であっても、上記した実施形態と同様にバルブ７２、８４とポンプ２４の故障を検知することができる。

以上のように、本願は液圧シリンダ２０、７０の数、バルブ２６、７２、８４の数は任意である。タンク２２に液体を排出するラインに絞り部４２、４２を設け、バルブ２６、７２、８４が故障したときにその絞り部４２、４２の液体の圧力が検知できれば、本願は種々の液圧装置に適用できるものである。

（第１項）本願の故障診断システムは液圧装置の故障を診断する。液圧装置は、液圧シリンダと、液体を貯留するタンクと、前記タンクに貯留されている液体を液圧シリンダに向けて送り出すポンプと、前記液体を液圧シリンダに供給または排出するためのバルブとを備える。本願の一態様に係る故障診断システムは、前記ポンプとバルブとの間に設けられ、液体の圧力を計測する第１圧力計測部と、前記バルブとタンクの間に設けられ、液体の流量を減流させる絞り部と、前記ポンプの駆動状態を検知する駆動検知部と、前記第１圧力計測部で計測された第１圧力および駆動検知部で検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する制御部とを備える。

第１項に記載する故障診断システムによると、絞り部を設けたことで第１圧力計測部で絞り部の圧力を計測することが可能になっている。バルブが故障し液圧シリンダに液体が供給できなくなった時に第１圧力計測部で絞り部の液体の圧力が計測される。制御部は絞り部の圧力が計測されればバルブの故障であることを判断できる。また、第１圧力計測部で０または低圧の圧力が計測されたときに、ポンプの駆動状態によってポンプの故障を判断できる。従来と異なり、バルブとポンプの故障の判別ができる。

（第２項）前記バルブと絞り部の間に設けられ、液体の圧力を計測する第２圧力計測部を備える。前記制御部は、前記第１圧力計測部で計測された第１圧力、第２圧力計測部で計測された第２圧力、または該第１圧力と第２圧力の両方および駆動検知部で検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する。

第２項に記載する故障診断システムによると、第２圧力計測部が第２圧力を計測することで、第１圧力と第２圧力が一致するとバルブの故障と判断できる。

（第３項）前記絞り部は、絞り弁、流量制御弁または液体の流れる配管の断面を狭めた部分である。

第３項に記載する故障診断システムによると、絞り部による液圧を液圧シリンダによる液圧と異ならせることで、第１圧力計測部で計測される圧力によって故障箇所を見分けることが可能になる。

（第４項）前記制御部は、前記第１圧力または第２圧力と前記絞り部における液体の流れる面積から液圧シリンダから排出される液体の流量を求める。

第４項に記載する故障診断システムによると、液圧シリンダの液体の流量を求めることで液圧シリンダの動作状態を確認することができ、所定の動作でなければ故障と判断できる。

(第５項）前記バルブが方向制御弁とリリーフ弁を備え、前記絞り部が方向制御弁とタンクの間およびリリーフ弁とタンクの間にそれぞれ設けられ、それぞれの絞り部における液体の流量が異なる。

第５項に記載する故障診断システムによると、絞り部によって液体の流量が異なるため、絞り部によって第１圧力が異なる。第１圧力によって方向制御弁またはリリーフ弁のいずれが故障したかを判別することができる。

（第６項）本願の一態様に係る故障診断方法は、前記バルブとタンクの間において液体の流量を減流させる減流ステップと、前記ポンプとバルブとの間において第１圧力計測部で液体の圧力を計測する第１圧力計測ステップと、前記ポンプの駆動状態を検知する駆動検知ステップと、前記第１圧力計測ステップで計測された第１圧力および駆動検知ステップで検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する故障判断ステップとを備える。

第６項に記載する故障診断方法によると、液体をタンクに排出する前に減流させることで、バルブが故障したときに減流させた圧力を測定することになる。また、圧力が０または低圧の場合にポンプの駆動を検知していればポンプの故障と判断できる。バルブとポンプの故障を見分けることができる。

（第７項）前記バルブの下流かつ液体の流量を減流されるまでの位置において、液体の圧力を計測する第２圧力計測ステップを備える。前記故障判断ステップは、前記第１圧力計測ステップで計測された第１圧力、第２圧力計測ステップで計測された第２圧力、または該第１圧力と第２圧力の両方および駆動検知ステップで検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する。

第７項に記載する故障診断方法によると、第１圧力と第２圧力とが一致することでバルブの故障と判断できる。

（第８項）前記故障判断ステップは、前記第１圧力または第２圧力と前記絞り部における流体の流れる面積から液圧シリンダから排出される液体の流量を求め、該流量から液圧シリンダの故障を判断する。

第８項に記載する故障診断方法によると、液圧シリンダから排出される液体の流量を求めることができ、適切に液圧シリンダが動作していることを確認できる。

(第９項）前記バルブが方向制御弁とリリーフ弁を備え、前記絞り部が方向制御弁とタンクの間およびリリーフ弁とタンクの間にそれぞれ設けられ、それぞれの絞り部における液体の流量が異なり、前記故障判断ステップにおけるバルブの故障を判断した場合に、第１圧力によって方向制御弁またはリリーフ弁のいずれが故障しているかを判別する。

第９項に記載する故障診断方法によると、第１圧力によって方向制御弁の故障またはリリーフ弁の故障を判別することができる。故障箇所を詳細に把握することができ、修理準備を的確にできる。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０、５０、５４、５８、６０、９０：故障診断システム
１２、５２、６８：液圧装置
１４：トラック
１６：荷役装置
１８：荷受台
２０、７０：液圧シリンダ
２２：タンク
２４：ポンプ
２６、７２、８４：バルブ
２８：モーター
３０：第１ライン
３２：第２ライン
３４、７６、７８、８０、８６：方向制御弁
３６、８８：リリーフ弁
３８：チェック弁
４０：第１圧力計測部
４２：絞り部
４４：駆動検知部
４６：制御部
４８：板体
５６ａ、５６ｂ：第２圧力計測部
６２：通信部
６４：ネットワーク
６６：ホストコンピュータ
７４：荷台
９２：第３ライン

Claims

液圧シリンダと、
液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留されている液体を前記液圧シリンダに向けて送り出すポンプと、
前記ポンプと前記液圧シリンダとを接続する第１ラインと、
前記タンクと前記第１ラインとを接続する第２ラインと、
前記第２ライン上に設けられ、前記液圧シリンダに前記液体が流れ込んでいる状態では前記第２ラインを閉止しているバルブと、を備えた液圧装置における故障を診断する故障診断システムであって、
前記第１ラインの圧力を計測する第１圧力計測部と、
前記バルブよりも下流側の前記第２ラインに設けられた絞り部と、
前記ポンプの駆動状態を検知する駆動検知部と、
前記バルブが閉止側に駆動されている場合に、前記絞り部の上流側の圧力、前記第１圧力計測部で計測された第１圧力および前記駆動検知部で検知された前記ポンプの駆動状態を用いて、前記ポンプまたは前記バルブのどちらの故障かを区別する制御部と、
を備えた故障診断システム。
液圧シリンダと、
液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留されている液体を液圧シリンダに向けて送り出すポンプと、
前記ポンプと前記液圧シリンダとを接続する第１ラインと、
前記タンクと前記第１ラインとを接続する第２ラインと、
前記第２ライン上に設けられ、前記液圧シリンダに前記液体が流れ込んでいる状態では前記第２ラインを閉止しているバルブと、を備えた液圧装置における故障を診断する故障診断システムであって、
前記第１ラインの圧力を計測する第１圧力計測部と、
前記バルブよりも下流側の前記第２ラインに設けられた絞り部と、
前記ポンプの駆動状態を検知する駆動検知部と、
前記第１圧力計測部で計測された第１圧力および駆動検知部で検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する制御部と、
前記バルブと前記絞り部との間に設けられ、前記絞り部の上流側の圧力を計測する第２圧力計測部をさらに備え、
前記バルブが閉止側に駆動されている場合に、
前記制御部は、
前記第１圧力と前記絞り部の上流側の圧力である第２圧力とが等しい場合に、前記バルブが故障していると判断し、前記第１圧力が前記第２圧力よりも低圧である場合、又は、前記第１圧力が０である場合に、前記ポンプが故障していると判断する故障診断システム。
前記制御部は、前記バルブの閉止不良を前記バルブの故障と判断する、請求項１又は２に記載の故障診断システム。
前記制御部が、前記第１圧力または前記絞り部の上流側の圧力である第２圧力と前記絞り部の流路断面積とを用いて、前記液圧シリンダから排出される液体の流量を求める請求項１乃至３の何れか一項に記載の故障診断システム。
前記バルブは、前記液圧シリンダに対して液体を供給または排出する方向に液体の流れを制御する方向制御弁と、前記ポンプの吐出圧を一定以下に保つリリーフ弁とを有し、
前記方向制御弁は、前記液圧シリンダに前記液体が流れ込んでいる状態では前記第２ラインを閉止しているものであり、
前記絞り部が前記方向制御弁と前記タンクの間および前記リリーフ弁と前記タンクの間にそれぞれ設けられ、
前記制御部は、前記方向制御弁が閉止側に駆動されている場合に、前記絞り部の上流側の圧力、前記第１圧力計測部で計測された第１圧力及び前記駆動検知部で検知された前記ポンプの駆動状態を用いて、前記ポンプまたは前記バルブのどちらの故障かを区別する、請求項１に記載の故障診断システム。
前記方向制御弁と前記タンクの間および前記リリーフ弁と前記タンクの間にそれぞれ設けられたそれぞれの前記絞り部を通過する液体の流量が異なる請求項５に記載の故障診断システム。
液圧シリンダと、
液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留されている液体を液圧シリンダに向けて送り出すポンプと、
前記ポンプと前記液圧シリンダとを接続する第１ラインと、
前記タンクと前記第１ラインとを接続する第２ラインと、
前記第２ライン上に設けられ、前記液圧シリンダに前記液体が流れ込んでいる状態では前記第２ラインを閉止しているバルブと、を備えた液圧装置における故障を診断する故障診断システムであって、
前記第１ラインの圧力を計測する第１圧力計測部と、
前記バルブよりも下流側の前記第２ラインに設けられた絞り部と、
前記ポンプの駆動状態を検知する駆動検知部と、
前記第１圧力計測部で計測された第１圧力および駆動検知部で検知されたポンプの駆動状態からポンプまたはバルブの故障を判断する制御部と、
前記バルブと前記絞り部の間に設けられ、液体の圧力を計測する第２圧力計測部を備え、
前記制御部は、前記第１圧力計測部で計測された第１圧力、前記第２圧力計測部で計測された第２圧力、または該第１圧力と第２圧力の両方および前記駆動検知部で検知された前記ポンプの駆動状態から前記ポンプまたは前記バルブの故障を判断する、故障診断システム。
前記バルブは、前記液圧シリンダに対して液体を供給または排出する方向に液体の流れを制御する方向制御弁と、前記ポンプの吐出圧を一定以下に保つリリーフ弁とを有し、
前記方向制御弁は、前記液圧シリンダに前記液体が流れ込んでいる状態では前記第２ラインを閉止しているものであり、
前記絞り部が、前記方向制御弁と前記タンクとの間に設けられた第１の絞り部と、前記リリーフ弁と前記タンクとの間に設けられた第２の絞り部とを含み、
前記第２圧力計測部は、前記第１の絞り部の上流側の圧力を測定する圧力測定部と、前記第２の絞り部の上流側の圧力を測定する圧力測定部とを含み、
前記方向制御弁が前記第２ラインを閉止するように駆動されている場合に、前記制御部は、前記第１圧力と前記第１の絞り部の上流側の圧力とが等しい場合に前記方向制御弁が故障していると判断し、前記第１圧力と前記第２の絞り部の上流側の圧力とが等しい場合に前記リリーフ弁が故障していると判断する、請求項７に記載の故障診断システム。
前記バルブは、前記液圧シリンダに対して液体を供給または排出する方向に液体の流れを制御する方向制御弁と、前記ポンプの吐出圧を一定以下に保つリリーフ弁とを有し、
前記方向制御弁は、前記液圧シリンダに前記液体が流れ込んでいる状態では前記第２ラインを閉止しているものであり、
前記絞り部が、前記方向制御弁と前記タンクとの間に設けられた第１の絞り部と、前記リリーフ弁と前記タンクとの間に設けられた第２の絞り部とを含み、
前記第２圧力計測部は、前記第１の絞り部の上流側の圧力を測定するものであり、
前記方向制御弁が前記第２ラインを閉止するように駆動されている場合に、前記制御部は、前記第１圧力と前記第１の絞り部の上流側の圧力とが等しい場合に前記方向制御弁が故障していると判断し、前記制御部は、前記第１圧力と前記第１の絞り部の上流側の圧力とが等しくない場合に前記リリーフ弁が故障していると判断する、請求項７に記載の故障診断システム。
前記絞り部が、絞り弁、流量制御弁または液体の流れる管の断面を狭めた部分である請求項１乃至９の何れか一項に記載の故障診断システム。
前記バルブは、前記液圧シリンダに対して液体を供給または排出する方向に液体の流れを制御する方向制御弁と、前記ポンプの吐出圧を一定以下に保つリリーフ弁とを有し、
前記方向制御弁は、前記液圧シリンダに前記液体が流れ込んでいる状態では前記第２ラインを閉止しているものであり、
前記絞り部が前記方向制御弁と前記タンクの間および前記リリーフ弁と前記タンクの間にそれぞれ設けられ、
前記方向制御弁が閉止側に駆動されている場合に、
前記制御部は、
前記第１圧力と前記絞り部の上流側の圧力である第２圧力とが等しい場合に、前記バルブが故障していると判断し、前記第１圧力が前記第２圧力よりも低圧である場合、又は、前記第１圧力が０である場合に、前記ポンプが故障していると判断する、請求項２に記載の故障診断システム。