JP7465757B2 - 昇圧ポンプの監視装置 - Google Patents

Description

本開示は、昇圧ポンプの監視装置に関する。

昇圧ポンプは、例えば、特許文献１に開示されているように、駆動部（例えば直流モータ）から供給される駆動力でシリンダ内のピストンを往復させることで、シリンダ内に供給された流体（例えば、液体水素）を昇圧するピストン式の昇圧ポンプを含む。

特開２００９－２８７５７０号公報

しかしながら、ピストン式の昇圧ポンプは、ピストンとともに往復するピストンロッドを備えているが、このピストンロッドが動作中に傾斜し、シリンダに対するピストンの異常接触による不具合（異音やシリンダの変形など）を発生させる虞がある。

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、シリンダに対するピストンの異常接触を抑制できる昇圧ポンプの監視装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る昇圧ポンプの監視装置は、シリンダと、シリンダ内に配置されるピストンと、一端が前記シリンダから突き出るとともに、他端が前記ピストンに接続されるピストンロッドと、ピストンがシリンダ内を往復可能にピストンロッドを支持する軸受と、を含む昇圧ポンプを監視するため、軸受よりピストンロッドの一端側に位置するピストンロッドの第１部分の水平方向における第１方向の変位を取得する第１センサと、ピストンロッドの第１部分と軸受との間に位置するピストンロッドの第２部分の第１方向の変位を取得する第２センサと、第１センサが取得した第１部分の第１方向の変位と、第２センサが取得した第２部分の第１方向の変位とに基づいて、ピストンの第１方向の位置を算出する算出装置と、を備える。

本開示の昇圧ポンプの監視装置によれば、シリンダに対するピストンの異常接触を抑制できる。

一実施形態に係る水素スタンドの全体構成を模式的に示す図である。 一実施形態に係る昇圧ポンプの構成を概略的に示す断面図である。 本開示の第１実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成を概略的に示す構成図である。 第１実施形態に係るピストンロッドの第１部分及び第２部分のそれぞれの上下方向の位置を説明するための図である。 第１実施形態に係る算出装置がピストンの第１方向の位置を算出する方法を説明するための図である。 第１実施形態の変形例に係る昇圧ポンプの監視装置の構成を概略的に示す構成図である。 本開示の第２実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成を概略的に示す構成図である。 第２実施形態に係る算出装置がピストンの第２方向の位置を算出する方法を説明するための図である。 本開示の第３実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成を概略的に示す構成図である。 第３実施形態に係る表示装置によって表示されるピストンの端面の水平方向の位置を示す図である。 第３実施形態の変形例に係る昇圧ポンプの監視装置の構成を概略的に示す構成図である。 本開示の第４実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成を概略的に示す構成図である。 第４実施形態に係る表示装置によって表示されるピストンの端面の水平方向の位置を示す図である。 本開示の第５実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成を概略的に示す構成図である。 第５実施形態に係る接触位置算出装置による接触位置の検出方法について説明するための図である。

以下、本開示の実施の形態による昇圧ポンプの監視装置について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

（水素スタンド）
図１は、一実施形態に係る水素スタンド１００の全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、水素スタンド１００は、燃料電池を搭載する燃料電池車１０２に燃料である水素ガスの補給を行うための施設である。図１に例示する形態では、水素スタンド１００は、液体水素を貯槽するコンテナ１０４から供給される液体水素を所定の高圧状態に圧縮する圧縮装置１０６と、圧縮装置１０６で圧縮された高圧の液体水素を気化することで水素ガスを発生させる蒸発装置１０７と、蒸発装置１０７で発生させた水素ガスを燃料電池車１０２に充填するディスペンサ１０８と、を含む。尚、図１に例示する水素スタンド１００の圧縮装置１０６は液体水素を圧縮していたが、本開示はこの形態に限定されない。別の実施形態では、圧縮装置１０６は水素ガスを圧縮する。

圧縮装置１０６は、モータ１１０と、昇圧ポンプ１１２と、モータ１１０の動力を昇圧ポンプ１１２に伝達する減速機１１４と、を含む。昇圧ポンプ１１２は、往復動式のポンプであって、モータ１１０から伝達された動力でコンテナ１０４から供給される液体水素を昇圧し、この昇圧した液体水素を吐出する。つまり、昇圧ポンプ１１２は、水素スタンド１００に配置された水素昇圧ポンプである。

（昇圧ポンプ）
図２は、一実施形態に係る昇圧ポンプ１１２の構成を概略的に示す断面図である。図２に示すように、昇圧ポンプ１１２は、シリンダ１１６と、シリンダ１１６内に配置されるピストン１１８と、一端１２１がシリンダ１１６から突き出るとともに、他端１２３がピストン１１８に接続されるピストンロッド１２０と、ピストン１１８がシリンダ１１６内を往復可能にピストンロッド１２０を支持する軸受１２２と、を含む。

本開示では、ピストンロッド１２０の延在方向を単に「上下方向」と記載し、ピストンロッド１２０の延在方向一端１２１側を上側、ピストンロッド１２０の延在方向他端１２３側を下側として説明する。また、本開示では、この上下方向に対して直交する方向を「水平方向」とする。

図２に例示する形態では、昇圧ポンプ１１２は、モータ１１０の動力（回転運動）をピストン１１８の往復運動に変換するクランク機構１２４を含む。具体的には、クランク機構１２４は、クランクピン１２６に一端が連結されるクランクアーム１２８と、クランクアーム１２８の他端をピストンロッド１２０に連結するクロスヘッド１３０と、を備える。クランク機構１２４は、クランク軸（不図示）の軸中心の周りをクランクピン１２６が軌跡１３２を描くように回転することで、ピストン１１８を上下方向に沿って往復運動させる。シリンダ１１６には、下方向に開口する吸入口１１７と、水平方向に開口する吐出口１１９とが形成されている。液体水素は、ピストン１１８が上方に移動する際に吸入口１１７を通ってシリンダ１１６内に供給され、ピストン１１８が下方に移動する際に吐出口１１９を通ってシリンダ１１６から吐出される。

＜第１実施形態＞
（第１実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成）
本開示の第１実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１は、上述した構成を含む昇圧ポンプ１１２を監視するための装置である。図３は、本開示の第１実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の構成を概略的に示す構成図である。図３に示すように、監視装置１は、第１センサ２と、第２センサ４と、算出装置６と、を備える。

第１センサ２は、軸受１２２よりピストンロッド１２０の一端１２１側に位置するピストンロッド１２０の第１部分Ｐ１の水平方向における第１方向Ｄ１の変位ｘ１を取得する。このような第１センサ２は、特に限定されないが、例えば、測定対象物（ピストンロッド１２０の第１部分Ｐ１）に向けてレーザビームを照射するとともに該測定対象物の表面における反射光を受信し、該反射光の信号強度を特定することで測定対象物との距離を検出するように構成される。

第２センサ４は、ピストンロッド１２０の第１部分Ｐ１と軸受１２２との間に位置するピストンロッド１２０の第２部分Ｐ２の第１方向Ｄ１の変位ｘ２を取得する。このような第２センサ４は、特に限定されないが、例えば、測定対象物（ピストンロッド１２０の第２部分Ｐ２）に向けてレーザビームを照射するとともに該測定対象物の表面における反射光を受信し、該反射光の信号強度を特定することで測定対象物との距離を検出するように構成される。尚、第２部分Ｐ２は、ピストンロッド１２０の周方向において、第１部分Ｐ１と同じ位置であってもよいし、異なる位置（但し、ピストンロッド１２０の中心を挟んで正反対側となる位置を除く）であってもよい。

ここで、図４を参照して、第１実施形態に係る第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２のそれぞれの上下方向の位置について説明する。図４は、第１実施形態に係る第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２のそれぞれの上下方向の位置を説明するための図である。

図４に示すように、上下方向（ピストンロッド１２０の延在方向）において、軸受１２２の中心１３５から第１部分Ｐ１までの距離をｈ１、軸受１２２の中心１３５から第２部分Ｐ２までの距離をｈ２とすると、ｈ２≦ｈ１／２を満たす。このため、上下方向において、第２部分Ｐ２を軸受１２２に近接した位置にすることができる。また、上下方向において、第２部分Ｐ２を軸受１２２に近接した位置にしつつ、第１部分Ｐ１を軸受１２２から離れた位置にすることができる。一実施形態では、上下方向において、第２センサ４は軸受１２２と隣り合って位置する。一実施形態では、ｈ２はゼロである。尚、図４に例示する形態では、ｈ１及びｈ２のそれぞれを軸受１２２の中心１３５からの距離として説明したが、本開示はこの形態に限定されない。例えば、軸受１２２の下面１３４から第１部分Ｐ１までの距離をｈ１、軸受１２２の下面１３４から第２部分Ｐ２までの距離をｈ２としてもよい。

図３に戻り、第１実施形態に係る監視装置１の構成について説明する。算出装置６は、第１センサ２が取得した第１部分Ｐ１の第１方向Ｄ１の変位ｘ１と、第２センサ４が取得した第２部分Ｐ２の第１方向Ｄ１の変位ｘ２とに基づいて、ピストン１１８の第１方向Ｄ１の位置を算出する。算出装置６は、例えば電子制御装置などのコンピュータであって、第１センサ２及び第２センサ４のそれぞれと電気的に接続されている。算出装置６は、図示しないＣＰＵやＧＰＵといったプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、及びＩ／Ｏインターフェイスなどを備える。このような算出装置６は、メモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作（演算等）することで、ピストン１１８の第１方向Ｄ１の位置を算出する。

ここで、図５を参照して、算出装置６によるピストン１１８の第１方向Ｄ１の位置を算出する方法の一例について説明する。図５は、算出装置６がピストン１１８の第１方向Ｄ１の位置を算出する方法を説明するための図である。

図５に例示する形態では、算出装置６は、ピストンロッド１２０に接続される側とは反対側のピストン１１８の端面１３６の位置を算出する。具体的に説明すると、上下方向におけるピストンロッド１２０の第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２との間の距離をｄ１（＝ｈ１－ｈ２）とし、軸受１２２の中心１３５と上死点に位置するときのピストン１１８の端面１３６との間の距離をｄ３とする。算出装置６は、距離ｄ１及び距離ｄ３を予め記憶している。算出装置６は、（ｘ１－ｘ２）×ｄ３／ｄ１よりピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置を算出する。つまり、算出装置６は、第１部分Ｐ１が軸受１２２より上方に位置し、且つピストン１１８の端面１３６が軸受１２２より下方に位置することを利用している。別の言い方をすると、互いに相似となる２つの仮想の直角三角形を形成し、一方の直角三角形の辺の長さから他方の直角三角形の辺の長さ（ピストン１１８の端面１３６の位置）を算出している。この場合、上述したように、上下方向において、第２部分Ｐ２は軸受１２２に近接しているので、ｄ１＝ｈ１（ｈ２＝０）とみなしている。そして、（ｘ１－ｘ２）×ｄ３／ｄ１よりピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の変位ｘ３（すなわち位置）を算出している。尚、上死点とは、ピストン１１８の端面１３６が最も下方に位置していることを指し、液体水素が最も圧縮されている状態である。

（第１実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の作用・効果）
本開示の第１実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の作用・効果について説明する。第１実施形態によれば、算出装置６によってピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置が算出されるので、この算出されたピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置を監視して、シリンダ１１６に対するピストン１１８の異常接触の発生を抑制できる。

ピストンロッド１２０は軸受１２２を中心として傾斜する。このため、軸受１２２より上方に位置する第１部分Ｐ１の第１方向Ｄ１の変位及び軸受１２２の上下方向の位置から、ピストンロッド１２０の他端１２３に接続されるピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置を容易に算出することができる。第１実施形態によれば、ｈ２≦ｈ１／２を満たすので、上下方向において、第２部分Ｐ２を軸受１２２に近接させることができる。よって、上下方向における第２部分Ｐ２の位置を軸受１２２の位置とみなし、ピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置を容易に算出することができる。

図６は、第１実施形態の変形例に係る昇圧ポンプの監視装置１の構成を概略的に示す構成図である。図６に示すように、監視装置１は、第１ローパスフィルタ５と、第２ローパスフィルタ７と、をさらに備える。

第１ローパスフィルタ５は、第１センサ２が取得した第１部分Ｐ１の第１方向Ｄ１の変位ｘ１から第１部分Ｐ１の振動成分を除外する。第２ローパスフィルタ７は、第２センサ４が取得した第２部分Ｐ２の第１方向Ｄ１の変位ｘ２から第２部分Ｐ２の振動成分を除外する。そして、算出装置６は、第１ローパスフィルタ５によって振動成分が除外された第１部分Ｐ１の第１方向Ｄ１の変位ｘ１、及び第２ローパスフィルタ７によって振動成分が除外された第２部分Ｐ２の第１方向Ｄ１の変位ｘ２に基づいて、ピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置を算出する。振動成分とは、ピストンロッド１２０が上下方向に沿って往復運動する際にピストンロッド１２０に発生する水平方向の変位である。

第１センサ２が取得する変位ｘ１及び第２センサ４が取得する変位ｘ２のそれぞれには振動成分が含まれている場合がある。振動成分が含まれていると、算出装置６によるピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置の算出精度が低下する。これに対して、第１実施形態の変形例によれば、算出装置６は、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２の振動成分が除外された状態でピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置を算出する。このため、ピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置の監視が容易になり、シリンダ１１６に対するピストン１１８の異常接触の発生を抑制できる。

＜第２実施形態＞
本開示の第２実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１について説明する。第２実施形態は、第３センサ８及び第４センサ１０がさらに設けられている点で第１実施形態とは異なるが、それ以外の構成は第１実施形態で説明した構成と同じである。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

（第２実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成）
図７は、本開示の第２実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の構成を概略的に示す構成図である。図７に示すように、監視装置１は、第３センサ８及び第４センサ１０をさらに備える。

第３センサ８は、軸受１２２よりピストンロッド１２０の一端１２１側に位置するピストンロッド１２０の第３部分Ｐ３の第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２の変位ｙ１を取得する。図７に例示する形態では、第１方向Ｄ１は、第２方向Ｄ２と直交する。上下方向において、第３部分Ｐ３は第１部分Ｐ１と同じ位置である。このような第３センサ８は、特に限定されないが、例えば、測定対象物（ピストンロッド１２０の第３部分Ｐ３）に向けてレーザビームを照射するとともに該測定対象物の表面における反射光を受信し、該反射光の信号強度を特定することで測定対象物との距離を検出するように構成される。尚、一実施形態では、第３部分Ｐ３は、上下方向において、第１部分Ｐ１と異なる位置であってもよい。

第４センサ１０は、ピストンロッド１２０の第３部分Ｐ３と軸受１２２との間に位置するピストンロッド１２０の第４部分Ｐ４の第２方向Ｄ２の変位ｙ２を取得する。図７に例示する形態では、上下方向において、第４部分Ｐ４は第２部分Ｐ２と同じ位置である。このような第４センサ１０は、特に限定されないが、例えば、測定対象物（ピストンロッド１２０の第４部分Ｐ４）に向けてレーザビームを照射するとともに該測定対象物の表面における反射光を受信し、該反射光の信号強度を特定することで測定対象物との距離を検出するように構成される。尚、第４部分Ｐ４は、ピストンロッド１２０の周方向において、第３部分Ｐ３と同じ位置であってもよいし、異なる位置（但し、ピストンロッド１２０の中心を挟んで正反対側となる位置を除く）であってもよい。また、一実施形態では、第４部分Ｐ４は、上下方向において、第２部分Ｐ２と異なる位置であってもよい。

算出装置６は、第３センサ８及び第４センサ１０のそれぞれとも電気的に接続されている。そして、算出装置６は、第３センサ８が取得した第３部分Ｐ３の第２方向Ｄ２の変位ｙ１と、第４センサ１０が取得した第４部分Ｐ４の第２方向Ｄ２の変位ｙ２とに基づいて、ピストン１１８の第２方向Ｄ２の位置を算出する。算出装置６によるピストン１１８の第２方向Ｄ２の位置を算出する方法は、例えば、図５を参照して説明した方法と同様であり、算出装置６はピストン１１８の端面１３６の第２方向Ｄ２の変位ｙ３を算出する。

図８は、算出装置６がピストン１１８の第２方向Ｄ２の位置を算出する方法を説明するための図である。上下方向におけるピストンロッド１２０の第３部分Ｐ３と第４部分Ｐ４との間の距離をｄ２とする。この距離ｄ２は、上述した距離ｄ１と同じ距離である。算出装置６は、距離ｄ２を予め記憶している。算出装置６は、（ｙ１－ｙ２）×ｄ３／ｄ２よりピストン１１８の端面１３６の第２方向Ｄ２の変位ｙ３（すなわち位置）を算出する。

このように、算出装置６は、ピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置に加え、ピストン１１８の端面１３６の第２方向Ｄ２の位置も算出する。すなわち、算出装置６は、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置を算出可能となっている。具体的には、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置は、第１方向Ｄ１に直交する第１直線であって、ピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置の座標を通過する第１直線と、第２方向Ｄ２に直交する第２直線であって、ピストン１１８の端面１３６の第２方向Ｄ２の位置の座標を通過する第２直線とが交差する位置である。

（第２実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の作用・効果）
本開示の第２実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の作用・効果について説明する。第２実施形態によれば、算出装置６によってピストン１１８の第２方向Ｄ２の位置も算出されるので、ピストン１１８の第１方向Ｄ１の位置及び第２方向Ｄ２の位置からピストン１１８の水平方向の位置を算出できる。このため、ピストン１１８の水平方向の位置を監視して、シリンダ１１６に対するピストン１１８の異常接触の発生を抑制できる。

第２実施形態によれば、第１方向Ｄ１は第２方向Ｄ２と直交しているので、第１方向Ｄ１が第２方向Ｄ２と直交以外の状態で交差している場合と比較して、ピストン１１８の第１方向Ｄ１の位置及び第２方向Ｄ２の位置からピストン１１８の水平方向の位置を高精度に算出できる。尚、本開示は、第１方向Ｄ１が第２方向Ｄ２と直交していることに限定するものではない。第１方向Ｄ１は第２方向Ｄ２と交差していればよい。

＜第３実施形態＞
本開示の第３実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１について説明する。第３実施形態は、表示装置１２がさらに設けられている点で第２実施形態とは異なるが、それ以外の構成は第２実施形態で説明した構成と同じである。第３実施形態において、第２実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

（第３実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成）
図９は、本開示の第３実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の構成を概略的に示す構成図である。図９に示すように、監視装置１は、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置を表示する表示装置１２をさらに備える。表示装置１２は、算出装置６と電気的に接続されており、算出装置６が算出したピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置を取得するようになっている。表示装置１２は、所定の時間が経過するたびに、第１方向Ｄ１に延びるｘ軸（後述する図１０において、左右に延びる破線）及び第２方向Ｄ２に延びるｙ軸（後述する図１０において上下に延びる破線）から構成されるグラフに、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置をプロットする。

図１０は、表示装置１２によって表示されるピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置を示す図である。図１０に例示する形態では、表示装置１２は、円形状を有するシリンダ１１６の内周面１３８を表示している。表示装置１２は、連続的にピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置をプロットすることで形成されるピストン１１８の端面１３６の移動の軌跡１３７を表示している。尚、シリンダ１１６の内周面１３８は、任意の形状であってもよく、円形状に限定されない。

図９に例示する形態では、監視装置１は、ピストン１１８の水平方向の位置からシリンダ１１６の内周面１３８までの距離が、予め定められた閾値より小さくなると報知する第１報知装置１４をさらに備える。第１報知装置１４は、表示装置１２がピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置をプロットするたびに、そのプロットした位置からシリンダ１１６の内周面１３８までの最短距離ｄ４を算出する。そして、第１報知装置１４は、最短距離ｄ４が閾値より小さくなると、例えば、警告音を鳴らすことで報知する。尚、この閾値は任意に設定することができるようになっている。

（第３実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の作用・効果）
第３実施形態によれば、表示装置１２を介して、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置を視認することができる。よって、ピストン１１８がシリンダ１１６に対して接近していること、又は、ピストン１１８がシリンダ１１６に対して接触していることを知ることができる。

第３実施形態によれば、第１報知装置１４を介して、ピストン１１８がシリンダ１１６に対して接近していること、又はピストン１１８がシリンダ１１６に対して接触していることを速やかに知ることができる。

図１１は、第３実施形態の変形例に係る昇圧ポンプの監視装置１の構成を概略的に示す構成図である。図１１に示すように、監視装置１は、第１温度センサ１６と、第２温度センサ１８と、第２報知装置２０と、をさらに備える。

第１温度センサ１６は、シリンダ１１６の一部１４２の第１温度Ｔ１を取得する。第２温度センサ１８は、シリンダ１１６の一部１４２とは上下方向（シリンダ１１６の延在方向）における位置が異なる別の一部１４４の第２温度Ｔ２を取得する。第１温度センサ１６及び第２温度センサ１８は、例えば、熱電対である。図１１に例示する形態では、シリンダ１１６の一部１４２は、シリンダ１１６の別の一部１４４よりも上方に位置している。第２報知装置２０は、第１温度センサ１６及び第２温度センサ１８のそれぞれと電気的に接続されている。第２報知装置２０は、第１温度センサ１６が取得する第１温度Ｔ１と第２温度センサ１８が取得する第２温度Ｔ２との温度差が、予め設定された閾値を超えると、例えば、警告音を鳴らすことで報知する。

ピストン１１８はシリンダ１１６内を上下方向に沿って往復するので、ピストンロッド１２０が傾斜すると、ピストン１１８がシリンダ１１６に対して接触し、シリンダ１１６とピストン１１８とが接触する部分は摩擦熱によって温度が上昇する。第３実施形態の変形例によれば、第２報知装置２０は、上下方向の位置が互いに異なるシリンダ１１６の一部１４２とシリンダ１１６の別の一部１４４との温度差が閾値を超えると報知する。このため、ピストン１１８がシリンダ１１６に対して接触している状態であることを知ることができる。

＜第４実施形態＞
本開示の第４実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１について説明する。第４実施形態は、第１ローパスフィルタ５、第２ローパスフィルタ７、第３ローパスフィルタ２２、第４ローパスフィルタ２４、第１ハイパスフィルタ２６、第２ハイパスフィルタ２８がさらに設けられている点で第３実施形態とは異なるが、それ以外の構成は第３実施形態で説明した構成と同じである。第４実施形態において、第３実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

（第４実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成）
図１２は、本開示の第４実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の構成を概略的に示す構成図である。図１２に示すように、監視装置１は、第１ローパスフィルタ５と、第２ローパスフィルタ７と、第３ローパスフィルタ２２と、第４ローパスフィルタ２４と、第１ハイパスフィルタ２６と、第２ハイパスフィルタ２８と、をさらに備える。

第１ローパスフィルタ５は、既に説明したように、第１センサ２が取得した第１部分Ｐ１の第１方向Ｄ１の変位ｘ１から第１部分Ｐ１の振動成分を除外する。第２ローパスフィルタ７は、既に説明したように、第２センサ４が取得した第２部分Ｐ２の第１方向Ｄ１の変位ｘ２から第２部分Ｐ２の振動成分を除外する。第３ローパスフィルタ２２は、第３センサ８が取得した第３部分Ｐ３の第２方向Ｄ２の変位ｙ１から第３部分Ｐ３の振動成分を除外する。第４ローパスフィルタ２４は、第４センサ１０が取得した第４部分Ｐ４の第２方向Ｄ２の変位ｙ２から第４部分Ｐ４の振動成分を除外する。

第１ハイパスフィルタ２６は、第２センサ４が取得した第２部分Ｐ２の第１方向Ｄ１の変位ｘ２から第２部分Ｐ２の振動成分を抜き出す。図１２に例示する形態では、第２ローパスフィルタ７及び第１ハイパスフィルタ２６は並列に配置されている。つまり、第２センサ４が取得した変位ｘ２は、第２ローパスフィルタ７及び第１ハイパスフィルタ２６のそれぞれに供給されるようになっている。算出装置６は、第２ローパスフィルタ７で振動成分が除外された変位ｘ２、及び、第１ハイパスフィルタ２６で抜き出された第２部分Ｐ２の振動成分を取得する。

第２ハイパスフィルタ２８は、第４センサ１０が取得した第４部分Ｐ４の第２方向Ｄ２の変位ｙ２から第４部分Ｐ４の振動成分を抜き出す。図１２に例示する形態では、第４ローパスフィルタ２４及び第２ハイパスフィルタ２８は並列に配置されている。つまり、第４センサ１０が取得した変位ｙ２は、第４ローパスフィルタ２４及び第２ハイパスフィルタ２８のそれぞれに供給されるようになっている。算出装置６は、第４ローパスフィルタ２４で振動成分が除外された変位ｙ２、及び、第２ハイパスフィルタ２８で抜き出された第４部分Ｐ４の振動成分を取得する。

図１２に例示する形態では、監視装置１は、第１増幅器３０、第２増幅器３２、第３増幅器３４、及び第４増幅器３６をさらに備える。第１増幅器３０は、第１センサ２と第１ローパスフィルタ５との間に配置され、第１センサ２が取得した変位ｘ１を増幅する。第２増幅器３２は、第２センサ４と第２ローパスフィルタ７との間に配置され、第２センサ４が取得した変位ｘ２を増幅する。第２増幅器３２で増幅された変位ｘ２は、第２ローパスフィルタ７及び第１ハイパスフィルタ２６の両方に供給されるようになっている。第３増幅器３４は、第３センサ８と第３ローパスフィルタ２２との間に配置され、第３センサ８が取得した変位ｙ１を増幅する。第４増幅器３６は、第４センサ１０と第４ローパスフィルタ２４との間に配置され、第４センサ１０が取得した変位ｙ２を増幅する。第４増幅器３６で増幅された変位ｙ２は、第４ローパスフィルタ２４及び第２ハイパスフィルタ２８の両方に供給されるようになっている。

算出装置６は、上述したように、第１ローパスフィルタ５によって振動成分が除外された第１部分Ｐ１の第１方向Ｄ１の変位ｘ１、及び第２ローパスフィルタ７によって振動成分が除外された第２部分Ｐ２の第１方向Ｄ１の変位ｘ２に基づいて、ピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置を算出する。また、算出装置６は、第３ローパスフィルタ２２によって振動成分が除外された第３部分Ｐ３の第２方向Ｄ２の変位ｙ１、及び第４ローパスフィルタ２４によって振動成分が除外された第４部分Ｐ４の第２方向Ｄ２の変位ｙ２に基づいて、ピストン１１８の端面１３６の第２方向Ｄ２の位置を算出する。そして、算出装置６は、ピストン１１８の端面１３６の第１方向Ｄ１の位置、及び第２方向Ｄ２の位置からピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置を算出する。

表示装置１２は、上述したように、所定の時間が経過するたびに、第１方向Ｄ１に延びるｘ軸及び第２方向Ｄ２に延びるｙ軸から構成されるグラフに、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置をプロットする。

図１３は、表示装置１２によって表示されるピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置を示す図である。表示装置１２は、連続的にピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置をプロットすることで形成されるピストン１１８の端面１３６の移動の軌跡１３９を表示している。第４実施形態に係る軌跡１３９は、第１ローパスフィルタ５、第２ローパスフィルタ７、第３ローパスフィルタ２２及び第４ローパスフィルタ２４によって振動成分が除外されているので、第３実施形態に係る軌跡１３７（図１０参照）と比較して滑らかになっている（視認性が向上している）。

そして、表示装置１２は、第１ハイパスフィルタ２６によって抜き出された第２部分Ｐ２の振動成分、及び第２ハイパスフィルタ２８によって抜き出された第４部分Ｐ４の振動成分を軌跡１３９に重畳する。図１３に例示するように、軌跡１３９に第２部分Ｐ２の振動成分及び第４部分Ｐ４の振動成分が重畳されることで、領域Ｒが表示されるようになっている。軌跡１３９への第２部分Ｐ２の振動成分及び第４部分Ｐ４の振動成分の重畳は、例えば、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置がプロットされると行われる。幾つかの実施形態では、第１報知装置１４は、領域Ｒからシリンダ１１６の内周面１３８までの最短距離ｄ５が閾値より小さくなると報知する。幾つかの実施形態では、領域Ｒの形状に応じて、閾値が変化するように構成されてもよい。例えば、領域Ｒの形状が円形状である場合には、領域Ｒの形状が矩形状である場合よりも閾値を大きくする。

（第４実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の作用・効果）
第４実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の作用・効果について説明する。第４実施形態によれば、振動成分が除外された第１部分Ｐ１の変位ｘ１、振動成分が除外された第２部分Ｐ２の変位ｘ２、振動成分が除外された第３部分Ｐ３の変位ｙ１、及び振動成分が除外された第４部分Ｐ４の変位ｙ２に基づいて算出されるピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置に、第２部分Ｐ２及び第４部分Ｐ４の振動成分を重畳することで、ピストン１１８の端面１３６の水平方向の位置の監視精度を高めることができる。

＜第５実施形態＞
本開示の第５実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１について説明する。第５実施形態は、第１実施形態に対して、ＡＥセンサ３８と、周期検出装置４０と、接触位置算出装置４２と、がさらに設けられている。第５実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。別の実施形態では、第２～第４実施形態に対して、ＡＥセンサ３８と、周期検出装置４０と、接触位置算出装置４２と、がさらに設けられてもよい。

（第５実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の構成）
図１４は、本開示の第５実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の構成を概略的に示す構成図である。図１４に示すように、監視装置１は、ＡＥセンサ３８と、周期検出装置４０と、接触位置算出装置４２と、をさらに備える。尚、接触位置算出装置４２は、算出装置６とは物理的に異なる装置として監視装置１に設けられてもよいし、算出装置６の一部として物理的に一体的な装置として監視装置１に設けられてもよい。

ＡＥセンサ３８は、シリンダ１１６とピストン１１８との接触によって発生するＡＥ波Ｗを検出する。ＡＥセンサ３８は、ＡＥ波Ｗを検出するのであれば特に限定されないが、例えばピストンロッド１２０の外周面からＡＥ波Ｗを検出する。ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波Ｗは、シリンダ１１６が変形あるいは破壊する際に放出され、数１０ｋＨｚ～数ＭＨｚといった非常に高い周波数成分を有している。

周期検出装置４０は、ピストン１１８の往復運動の周期Ａを検出する。このような周期検出装置４０は、例えば、クランク機構１２４のクランク軸に取り付けられる角度センサである。別の一実施形態では、周期検出装置４０はモータ１１０の回転軸に取り付けられる角度センサである。尚、周期検出装置４０は、ピストン１１８の往復運動の周期Ａを検出するのであれば、角度センサに限定されない。

接触位置算出装置４２は、例えば電子制御装置などのコンピュータであって、ＡＥセンサ３８及び周期検出装置４０のそれぞれと電気的に接続されており、ＡＥセンサ３８が検出するＡＥ波Ｗと周期検出装置４０が検出する周期Ａとに基づいて、ピストン１１８とシリンダ１１６とが接触する接触位置を算出する。

接触位置算出装置４２による接触位置の検出方法について説明する。図１５は、接触位置算出装置４２による接触位置の検出方法について説明するための図である。ｔ１及びｔ７はピストン１１８が上死点に位置するタイミングであって、ｔ１～ｔ７までの期間が１回のピストン１１８の往復運動の周期Ａを示している。ｔ４は、ピストン１１８が下死点に位置するタイミングである。ｔ２及びｔ５は、ＡＥセンサ３８によるＡＥ波Ｗの検出が開始されたタイミングである。ｔ３及びｔ６は、ＡＥセンサ３８がＡＥ波Ｗを検出しなくなったタイミングである。図１５に例示する形態では、ピストン１１８は、１往復中にシリンダ１１６に２回接触している。ｔ１～ｔ７のそれぞれのタイミングは、周期検出装置４０が検出するピストン１１８の往復運動の周期Ａ（クランク軸の回転角度）から算出される。

接触位置算出装置４２は、例えば、ｔ２のタイミングにおけるピストン１１８の位置を、ピストン１１８とシリンダ１１６とが接触する接触位置として算出する。具体的には、１回転（３６０度）に対して（ｔ２－ｔ１）／Ａを乗算して、ｔ２のタイミングにおけるピストン１１８の位置（角度位置）を算出する。尚、別の実施形態では、接触位置算出装置４２は、ｔ２とｔ３との中間のタイミングにおけるピストン１１８の位置を接触位置として算出してもよいし、ｔ３のタイミングにおけるピストン１１８の位置を接触位置として算出してもよい。

（第５実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置の作用・効果）
第５実施形態に係る昇圧ポンプの監視装置１の作用・効果について説明する。第５実施形態によれば、ピストン１１８とシリンダ１１６とが接触する接触位置を速やかに知ることができる。

幾つかの実施形態では、接触位置算出装置４２は、ｔ２のタイミングにおけるピストン１１８の位置及びｔ３のタイミングにおけるピストン１１８の位置（Δｔ＝ｔ３－ｔ２）から、ピストン１１８がシリンダ１１６に対して接触した状態で移動した接触距離を算出してもよい。

幾つかの実施形態では、監視装置１は、ＡＥセンサ３８と接触位置算出装置４２との間に配置され、ＡＥセンサ３８が検出したＡＥ波Ｗを整流する整流装置をさらに備えてもよい。このような構成によれば、ＡＥ波Ｗの波形を滑らかにし、接触位置算出装置４２による接触位置の検出精度を高めることができる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

［１］本開示に係る昇圧ポンプ（１１２）の監視装置（１）は、シリンダ（１１６）と、前記シリンダ内に配置されるピストン（１１８）と、一端（１２１）が前記シリンダから突き出るとともに、他端（１２３）が前記ピストンに接続されるピストンロッド（１２０）と、前記ピストンが前記シリンダ内を往復可能に前記ピストンロッドを支持する軸受（１２２）と、を含む昇圧ポンプを監視する昇圧ポンプの監視装置であって、前記軸受より前記ピストンロッドの一端側に位置する前記ピストンロッドの第１部分（Ｐ１）の水平方向における第１方向の変位を取得する第１センサ（２）と、前記ピストンロッドの前記第１部分と前記軸受との間に位置する前記ピストンロッドの第２部分（Ｐ２）の前記第１方向の変位を取得する第２センサ（４）と、前記第１センサが取得した前記第１部分の前記第１方向の変位と、前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位とに基づいて、前記ピストンの前記第１方向の位置を算出する算出装置（６）と、を備える。

上記［１］に記載の構成によれば、算出装置によってピストンの水平方向における第１方向の位置が算出されるので、この算出されたピストンの第１方向の位置を監視して、シリンダに対するピストンの異常接触の発生を抑制できる。

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］に記載の構成において、前記ピストンロッドの延在方向において、前記軸受から前記第１部分までの距離をｈ１、前記軸受から前記第２部分までの距離をｈ２とすると、ｈ２≦ｈ１／２を満たす。

ピストンロッドは軸受を中心として傾斜する。このため、軸受よりピストンロッドの一端側に位置するピストンロッドの第１部分の第１方向の変位、及びピストンロッドの延在方向における軸受の位置に基づいて、ピストンロッドの他端に接続されるピストンの第１方向の位置を容易に算出することができる。上記［２］に記載の構成によれば、ｈ２≦ｈ１／２を満たすので、ピストンロッドの延在方向において、ピストンロッドの第２部分を軸受に近接させることができる。よって、ピストンロッドの延在方向におけるピストンロッドの第２部分の位置を軸受の位置とみなし、ピストンの第１方向の位置を容易に算出することができる。

［３］幾つかの実施形態では、上記［１］又は［２］に記載の構成において、前記第１センサが取得した前記第１部分の前記第１方向の変位から前記第１部分の振動成分を除外する第１ローパスフィルタ（５）と、前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位から前記第２部分の振動成分を除外する第２ローパスフィルタ（７）と、をさらに備え、前記算出装置は、前記第１ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第１部分の前記第１方向の変位、及び前記第２ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第２部分の前記第１方向の変位に基づいて、前記ピストンの前記第１方向の位置を算出する。

上記［３］に記載の構成によれば、算出装置は、第１部分及び第２部分の振動成分が除外された状態でピストンの第１方向の位置を算出する。このため、ピストンの第１方向の位置の監視が容易になり、シリンダに対するピストンの異常接触の発生を抑制できる。

［４］幾つかの実施形態では、上記［１］から［３］の何れか１つに記載の構成において、前記軸受より前記ピストンロッドの一端側に位置する前記ピストンロッドの第３部分（Ｐ３）の前記第１方向と交差する第２方向の変位を取得する第３センサ（８）と、前記ピストンロッドの前記第３部分と前記軸受との間に位置する前記ピストンロッドの第４部分（Ｐ４）の前記第２方向の変位を取得する第４センサ（１０）と、をさらに備え、前記算出装置は、前記第３センサが取得した前記第３部分の前記第２方向の変位と前記第４センサが取得した前記第４部分の前記第２方向の変位とに基づいて、前記ピストンの前記第２方向の位置を算出する。

上記［４］に記載の構成によれば、算出装置によってピストンの水平方向における第２方向の位置も算出されるので、ピストンの第１方向の位置及び第２方向の位置からピストンの水平方向の位置を算出できる。このため、ピストンの水平方向の位置を監視して、シリンダに対するピストンの異常接触の発生を抑制できる。

［５］幾つかの実施形態では、上記［４］に記載の構成において、前記第１方向は、前記第２方向と直交する方向である。

上記［５］に記載の構成によれば、第１方向が第２方向と直交以外の状態で交差している場合と比較して、ピストンの第１方向の位置及び第２方向の位置からピストンの水平方向の位置を高精度に算出できる。

［６］幾つかの実施形態では、上記［４］又は［５］に記載の構成において、前記第１センサが取得する前記ピストンロッドの前記第１部分の前記第１方向の変位をｘ１、前記第２センサが取得する前記ピストンロッドの前記第２部分の前記第１方向の変位をｘ２、前記第３センサが取得する前記ピストンロッドの前記第３部分の前記第２方向の変位をｙ１、前記第４センサが取得する前記ピストンロッドの前記第４部分の前記第２方向の変位をｙ２、前記ピストンロッドの延在方向における前記ピストンロッドの前記第１部分と前記第２部分との間の距離をｄ１、前記ピストンロッドの延在方向における前記ピストンロッドの前記第３部分と前記第４部分との間の距離をｄ２、前記ピストンロッドの延在方向における前記軸受と上死点に位置するときの前記ピストンとの間の距離をｄ３とすると、前記算出装置は、（ｘ１－ｘ２）×ｄ３／ｄ１より前記ピストンの前記第１方向の位置を算出し、（ｙ１－ｙ２）×ｄ３／ｄ２より前記ピストンの前記第２方向の位置を算出する。

上記［６］に記載の構成によれば、算出装置によってピストンの第１方向の位置及び第２方向の位置が算出されるので、ピストンの水平方向の位置を算出できる。このため、ピストンの水平方向の位置を監視して、シリンダに対するピストンの異常接触の発生を抑制できる。

［７］幾つかの実施形態では、上記［４］から［６］の何れか１つに記載の構成において、前記ピストンの前記第１方向の位置、及び前記第２方向の位置から算出される前記ピストンの水平方向の位置を表示する表示装置（１２）をさらに備える。

上記［７］に記載の構成によれば、表示装置を介して、ピストンの水平方向の位置を視認することができる。よって、ピストンがシリンダに対して接近していること、又は、ピストンがシリンダに対して接触していることを知ることができる。

［８］幾つかの実施形態では、上記［７］に記載の構成において、前記第１センサが取得した前記第１部分の前記第１方向の変位から前記第１部分の振動成分を除外する第１ローパスフィルタ（５）と、前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位から前記第２部分の振動成分を除外する第２ローパスフィルタ（７）と、前記第３センサが取得した前記第３部分の前記第２方向の変位から前記第３部分の振動成分を除外する第３ローパスフィルタ（２２）と、前記第４センサが取得した前記第４部分の前記第２方向の変位から前記第４部分の振動成分を除外する第４ローパスフィルタ（２４）と、前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位から前記第２部分の振動成分を抜き出す第１ハイパスフィルタ（２６）と、前記第４センサが取得した前記第４部分の前記第２方向の変位から前記第４部分の振動成分を抜き出す第２ハイパスフィルタ（２８）と、をさらに備え、前記算出装置は、前記第１ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第１部分の前記第１方向の変位、及び前記第２ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第２部分の前記第１方向の変位に基づいて、前記ピストンの前記第１方向の位置を算出するとともに、前記第３ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第３部分の前記第２方向の変位、及び前記第４ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第４部分の前記第２方向の変位に基づいて、前記ピストンの前記第２方向の位置を算出し、前記表示装置は、前記算出装置によって算出された前記ピストンの前記第１方向の位置、及び前記第２方向の位置から算出される前記ピストンの水平方向の位置に、前記第１ハイパスフィルタによって抜き出された前記第２部分の振動成分、及び前記第２ハイパスフィルタによって抜き出された前記第４部分の振動成分を重畳する。

上記［８］に記載の構成によれば、振動成分が除外された第１～第４部分の変位に基づいて算出されるピストンの水平方向の位置に第２部分及び第４部分の振動成分を重畳することで、ピストンの水平方向の位置の監視精度を高めることができる。

［９］幾つかの実施形態では、上記［４］から［８］の何れか１つに記載の構成において、前記ピストンの前記第１方向の位置、及び前記第２方向の位置から算出される前記ピストンの水平方向の位置から前記シリンダの内周面（１３８）までの距離が、予め定められた閾値より小さくなると報知する第１報知装置（１４）をさらに備える。

上記［９］に記載の構成によれば、ピストンがシリンダに対して接近していること、又はピストンがシリンダに対して接触していることを速やかに知ることができる。

［１０］幾つかの実施形態では、上記［９］に記載の構成において、前記シリンダの一部の第１温度を取得する第１温度センサ（１６）と、前記シリンダの前記一部とは前記シリンダの延在方向における位置が異なる別の一部の第２温度を取得する第２温度センサ（１８）と、前記第１温度センサが取得する前記第１温度と前記第２温度センサが取得する前記第２温度との温度差が、予め設定された閾値を超えると報知する第２報知装置（２０）と、をさらに備える。

ピストンはシリンダ内を往復するので、ピストンロッドが傾斜すると、ピストンがシリンダに対して接触し、シリンダとピストンとが接触する部分は摩擦熱によって温度が上昇する。上記［１０］に記載の構成によれば、第２報知装置は、シリンダの延在方向における位置が互いに異なるシリンダの一部とシリンダの別の一部との温度差が閾値を超えると報知する。このため、ピストンがシリンダに対して接触している状態であることを知ることができる。

［１１］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１０］の何れか１つに記載の構成において、前記シリンダと前記ピストンとの接触によって発生するＡＥ波を検出するＡＥセンサ（３８）と、前記ピストンの往復運動の周期を検出する周期検出装置（４０）と、前記ＡＥセンサが検出するＡＥ波と前記周期検出装置が検出する前記周期とに基づいて、前記ピストンと前記シリンダとが接触する接触位置を算出する接触位置算出装置（４２）と、をさらに備える。

上記［１１］に記載の構成によれば、ピストンとシリンダとが接触する接触位置を速やかに知ることができる。

［１２］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１１］の何れか１つに記載の構成において、前記昇圧ポンプは、水素スタンド（１００）に配置された水素昇圧ポンプを含む。

上記［１２］に記載の構成によれば、本開示に係る昇圧ポンプの監視装置を、水素スタンドに配置された水素昇圧ポンプの監視装置として適用することができる。

１ 監視装置
２ 第１センサ
４ 第２センサ
５ 第１ローパスフィルタ
６ 算出装置
７ 第２ローパスフィルタ
８ 第３センサ
１０ 第４センサ
１２ 表示装置
１４ 第１報知装置
１６ 第１温度センサ
１８ 第２温度センサ
２０ 第２報知装置
２２ 第３ローパスフィルタ
２４ 第４ローパスフィルタ
２６ 第１ハイパスフィルタ
２８ 第２ハイパスフィルタ
３８ ＡＥセンサ
４０ 周期検出装置
４２ 接触位置算出装置

１００ 水素スタンド
１１２ 昇圧ポンプ
１１６ シリンダ
１１８ ピストン
１２０ ピストンロッド
１２１ ピストンロッドの一端
１２２ 軸受
１２３ ピストンロッドの他端
１３８ シリンダの内周面

Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｐ１ 第１部分
Ｐ２ 第２部分
Ｐ３ 第３部分
Ｐ４ 第４部分
Ｔ１ 第１温度
Ｔ２ 第２温度
Ｗ ＡＥ波

Claims (12)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に配置されるピストンと、
   一端が前記シリンダから突き出るとともに、他端が前記ピストンに接続されるピストンロッドと、
   前記ピストンが前記シリンダ内を上下方向に沿って往復可能に前記ピストンロッドを支持する軸受と、を含む昇圧ポンプを監視する昇圧ポンプの監視装置であって、
   前記軸受より前記ピストンロッドの一端側に位置する前記ピストンロッドの第１部分の水平方向における第１方向の変位を取得する第１センサと、
   前記ピストンロッドの前記第１部分と前記軸受との間に位置する前記ピストンロッドの第２部分の前記第１方向の変位を取得する第２センサと、
   前記第１センサが取得した前記第１部分の前記第１方向の変位と、前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位とに基づいて、前記ピストンの前記ピストンロッドに接続される側とは反対側の端面の前記第１方向の位置を算出する算出装置と、を備える、
   昇圧ポンプの監視装置。
2. 前記ピストンロッドの延在方向において、前記軸受から前記第１部分までの距離をｈ１、前記軸受から前記第２部分までの距離をｈ２とすると、
   ｈ２≦ｈ１／２
   を満たす、
   請求項１に記載の昇圧ポンプの監視装置。
3. 前記第１センサが取得した前記第１部分の前記第１方向の変位から前記第１部分の振動成分を除外する第１ローパスフィルタと、
   前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位から前記第２部分の振動成分を除外する第２ローパスフィルタと、をさらに備え、
   前記算出装置は、前記第１ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第１部分の前記第１方向の変位、及び前記第２ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第２部分の前記第１方向の変位に基づいて、前記ピストンの前記第１方向の位置を算出する、
   請求項１又は２に記載の昇圧ポンプの監視装置。
4. 前記軸受より前記ピストンロッドの一端側に位置する前記ピストンロッドの第３部分の前記第１方向と交差する第２方向の変位を取得する第３センサと、
   前記ピストンロッドの前記第３部分と前記軸受との間に位置する前記ピストンロッドの第４部分の前記第２方向の変位を取得する第４センサと、をさらに備え、
   前記算出装置は、前記第３センサが取得した前記第３部分の前記第２方向の変位と前記第４センサが取得した前記第４部分の前記第２方向の変位とに基づいて、前記ピストンの前記第２方向の位置を算出する、
   請求項１から３の何れか一項に記載の昇圧ポンプの監視装置。
5. 前記第１方向は、前記第２方向と直交する方向である、
   請求項４に記載の昇圧ポンプの監視装置。
6. 前記第１センサが取得する前記ピストンロッドの前記第１部分の前記第１方向の変位をｘ１、
   前記第２センサが取得する前記ピストンロッドの前記第２部分の前記第１方向の変位をｘ２、
   前記第３センサが取得する前記ピストンロッドの前記第３部分の前記第２方向の変位をｙ１、
   前記第４センサが取得する前記ピストンロッドの前記第４部分の前記第２方向の変位をｙ２、
   前記ピストンロッドの延在方向における前記ピストンロッドの前記第１部分と前記第２部分との間の距離をｄ１、
   前記ピストンロッドの延在方向における前記ピストンロッドの前記第３部分と前記第４部分との間の距離をｄ２、
   前記ピストンロッドの延在方向における前記軸受と上死点に位置するときの前記ピストンとの間の距離をｄ３とすると、
   前記算出装置は、（ｘ１－ｘ２）×ｄ３／ｄ１より前記ピストンの前記第１方向の位置を算出し、（ｙ１－ｙ２）×ｄ３／ｄ２より前記ピストンの前記第２方向の位置を算出する、
   請求項４又は５に記載の昇圧ポンプの監視装置。
7. 前記ピストンの前記第１方向の位置、及び前記第２方向の位置から算出される前記ピストンの水平方向の位置を表示する表示装置をさらに備える、
   請求項４から６の何れか一項に記載の昇圧ポンプの監視装置。
8. 前記第１センサが取得した前記第１部分の前記第１方向の変位から前記第１部分の振動成分を除外する第１ローパスフィルタと、
   前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位から前記第２部分の振動成分を除外する第２ローパスフィルタと、
   前記第３センサが取得した前記第３部分の前記第２方向の変位から前記第３部分の振動成分を除外する第３ローパスフィルタと、
   前記第４センサが取得した前記第４部分の前記第２方向の変位から前記第４部分の振動成分を除外する第４ローパスフィルタと、
   前記第２センサが取得した前記第２部分の前記第１方向の変位から前記第２部分の振動成分を抜き出す第１ハイパスフィルタと、
   前記第４センサが取得した前記第４部分の前記第２方向の変位から前記第４部分の振動成分を抜き出す第２ハイパスフィルタと、をさらに備え、
   前記算出装置は、前記第１ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第１部分の前記第１方向の変位、及び前記第２ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第２部分の前記第１方向の変位に基づいて、前記ピストンの前記第１方向の位置を算出するとともに、前記第３ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第３部分の前記第２方向の変位、及び前記第４ローパスフィルタによって振動成分が除外された前記第４部分の前記第２方向の変位に基づいて、前記ピストンの前記第２方向の位置を算出し、
   前記表示装置は、前記算出装置によって算出された前記ピストンの前記第１方向の位置、及び前記第２方向の位置から算出される前記ピストンの水平方向の位置に、前記第１ハイパスフィルタによって抜き出された前記第２部分の振動成分、及び前記第２ハイパスフィルタによって抜き出された前記第４部分の振動成分を重畳する、
   請求項７に記載の昇圧ポンプの監視装置。
9. 前記ピストンの前記第１方向の位置、及び前記第２方向の位置から算出される前記ピストンの水平方向の位置から前記シリンダの内周面までの距離が、予め定められた閾値より小さくなると報知する第１報知装置をさらに備える、
   請求項４から８の何れか１項に記載の昇圧ポンプの監視装置。
10. 前記シリンダの一部の第１温度を取得する第１温度センサと、
    前記シリンダの前記一部とは前記シリンダの延在方向における位置が異なる別の一部の第２温度を取得する第２温度センサと、
    前記第１温度センサが取得する前記第１温度と前記第２温度センサが取得する前記第２温度との温度差が、予め設定された閾値を超えると報知する第２報知装置と、をさらに備える、
    請求項９に記載の昇圧ポンプの監視装置。
11. 前記シリンダと前記ピストンとの接触によって発生するＡＥ波を検出するＡＥセンサと、
    前記ピストンの往復運動の周期を検出する周期検出装置と、
    前記ＡＥセンサが検出するＡＥ波と前記周期検出装置が検出する前記周期とに基づいて、前記ピストンと前記シリンダとが接触する接触位置を算出する接触位置算出装置と、をさらに備える、
    請求項１から１０の何れか一項に記載の昇圧ポンプの監視装置。
12. 前記昇圧ポンプは、水素スタンドに配置された水素昇圧ポンプを含む、
    請求項１から１１の何れか一項に記載の昇圧ポンプの監視装置。

Images