KR102059644B1 - 이상 진단 장치 - Google Patents

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Abstract

이상 진단 장치는 대상 장치(200)로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출하는 센서부(2)와, 대상 장치(200)의 이상을 판정하는 판정부(3)를 구비한다. 센서부(2)는 제 1 열유속 센서와, 제 2 열유속 센서와, 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서의 사이에 배치되어, 사전에 결정된 열용량을 가지는 열완충체를 가진다. 제 1 열유속 센서는 대상 장치(200)측으로부터 열완충체측을 향하여 제 1 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 1 센서 신호를 출력한다. 제 2 열유속 센서는 열완충체측에서 대상 장치(200)로부터 이격된 측을 향하여 제 2 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 2 센서 신호를 출력한다. 판정부는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호에 기초하여, 대상 장치(200)의 이상의 유무를 판정한다.

Description

이상 진단 장치
본 발명은 대상 장치의 이상의 유무를 진단하는 이상 진단 장치에 관한 것이다.
열유속을 검출하는 열유속 센서로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시된 것이 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특허 제5376086호 공보
그런데 본 발명자는 열유속 센서를 이용하여, 진단 대상인 대상 장치의 이상 진단을 실시하는 이상 진단 장치를 검토한 바, 하기의 과제를 발견했다.
생산 설비 등의 대상 장치는 작동과 정지가 반복된다. 작동 시에는 마찰, 진동 등에 의하여 대상 장치가 발열한다. 정지 시에는 대상 장치의 발열이 정지한다. 이 때문에, 대상 장치의 작동과 정지가 반복되면, 대상 장치로부터 발생하는 열유속은 시간 경과에 동반하여 증대와 감소를 반복하는 파형을 그린다. 그리고 대상 장치가 정상이면, 대상 장치로부터 발생하는 열유속은 사전에 결정된 범위 내에서 변화한다. 한편, 대상 장치에 이상이 발생하면, 대상 장치로부터 발생하는 열유속은 사전에 결정된 범위에서 벗어난다.
그래서 이상 진단 장치는 열유속 센서와 판정부를 구비한다. 열유속 센서가 대상 장치로부터 발생하는 열유속을 검출한다. 판정부가, 열유속 센서의 검출값이 사전에 결정된 범위 내인지의 여부를 판정한다. 이 이상 진단 장치에 따르면, 검출값이 사전에 결정된 범위에서 벗어났을 때에 이상으로 진단할 수 있다.
그러나 대상 장치 주위의 환경 온도가 변화하면, 환경 온도의 영향을 받아서 열유속 센서가 검출하는 열유속도 변화한다. 이 때문에, 종래의 열유속 센서를 이용한 경우, 대상 장치의 상태가 정상이어도 검출값이 사전에 결정된 범위로부터 벗어나 버려서, 이상 진단 장치가 이상으로 오진단할 염려가 있다. 또한, 환경 온도의 영향을 고려하여, 사전에 결정된 범위를 넓게 설정하면, 대상 장치가 이상이어도 정상으로 오진단할 염려가 있다.
본 발명은 상기 점을 감안하여, 대상 장치의 이상 진단을 고정밀도로 실시할 수 있는 이상 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상 진단 장치에 관련되는 제 1 형태는, 대상 장치의 이상을 진단하는 이상 진단 장치로서, 대상 장치에 설치되어, 대상 장치로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출하는 센서부와, 대상 장치의 이상을 판정하는 판정부를 구비하고, 센서부는 제 1 열유속 센서와, 제 1 열유속 센서보다도 대상 장치로부터 이격된 측에 배치된 제 2 열유속 센서와, 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서의 사이에 배치되어, 사전에 결정된 열용량을 가지는 열완충체를 가지고, 제 1 열유속 센서는 대상 장치측으로부터 열완충체측을 향하여 제 1 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 1 센서 신호를 출력하고, 제 2 열유속 센서는 열완충체측으로부터 열완충체측의 반대측을 향하여 제 2 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 2 센서 신호를 출력하고, 판정부는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호에 기초하여 대상 장치의 이상의 유무를 판정한다.
이 이상 진단 장치에서 센서부는 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서의 사이에 열완충체가 배치되어 있다. 이 때문에, 대상 장치로부터 방출되는 열유속이 변화했을 때, 제 2 열유속 센서를 통과하는 열유속은 제 1 열유속 센서를 통과하는 열유속보다도 지연되어 완만하게 변화한다. 따라서, 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호의 상이에서, 대상 장치로부터 방출되는 열유속의 변화를 검출할 수 있다.
그리고 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서는 열완충체의 양측에 배치되어 있고, 양자는 비교적 가까운 위치에 배치되어 있다. 또한, 센서부가 설치되는 환경의 온도인 환경 온도의 변화는 통상, 장기간에 걸쳐서 완만하게 발생한다. 이 때문에, 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서가 환경 온도로부터 받는 영향은 같거나 또는 거의 같다. 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서의 각각은 같거나 또는 거의 같은 환경 온도의 영향을 받은 열유속에 따른 센서 신호를 출력한다. 따라서, 양자의 센서 신호를 이용함으로써 센서부의 검출 결과에 대한 환경 온도의 영향을 제외 또는 저감할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이상 진단 장치에 따르면, 대상 장치의 이상 진단을 고정밀도로 실시할 수 있다.
또한, 특허 청구 범위에서 기재한 각 수단의 괄호 내의 부호는 후술하는 실시 형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타내는 일례이다.
첨부된 도면에 있어서,
도 1은 제 1 실시 형태에서의 자동 절삭기와 이상 진단 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 센서부의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 열유속 센서의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 Ⅳ―Ⅳ선에서의 열유속 센서의 단면도이다.
도 5는 드릴의 날이 정상인 상태인 때의 센서부의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 6은 드릴의 날이 파손된 상태인 때의 센서부의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 7은 제 1 실시 형태의 이상 진단 제어를 도시한 흐름도이다.
도 8은 1개의 열유속 센서를 이용한 비교예에 있어서, 드릴의 날이 정상인 상태인 때로서, 환경 온도의 영향을 받았을 때의 열유속 센서의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 9는 제 2 실시 형태에서의 이송 장치와 이상 진단 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시한 이송 장치의 X화살 표시도이다.
도 11은 가이드 블록의 슬라이딩부가 정상인 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 12는 가이드 블록의 슬라이딩부가 마모 이상인 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 13은 1개의 열유속 센서를 이용한 비교예에 있어서, 가이드 블록의 슬라이딩부가 정상인 상태인 때로서, 환경 온도의 영향을 받았을 때의 열유속 센서의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 14는 제 3 실시 형태에서의 센서부의 단면도이다.
도 15는 제 4 실시 형태에서의 센서부의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명을 실시한다.
(제 1 실시 형태)
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 이상 진단 장치(1)는 자동 절삭기(200)를 이상 진단의 대상 장치로 하고 있다.
자동 절삭기(200)는 드릴(201)과 척부(202)를 구비한다. 드릴(201)은 절삭 가공에 이용되는 절단 공구이다. 척부(202)는 가공 대상물인 워크(203)를 지지하는 지지 장치이다. 자동 절삭기(200)는 가공과 정지를 반복함으로써 복수의 워크(203)를 차례로 가공한다. 가공 시에는 드릴(201)과 워크(203)의 접촉부에서 발열한다. 이 때문에, 이 접촉부로부터 척부(202)로 열류가 흐른다. 척부(202)로부터 외부로 열류가 흐른다.
이상 진단 장치(1)는 센서부(2)와, 제어 장치(3)와, 표시 장치(4)를 구비하고 있다.
센서부(2)는 척부(202)로부터 외부를 향하는 열유속을 검출한다. 센서부(2)는 척부(202)로부터 외부를 향하는 열유속에 따른 센서 신호를 제어 장치(3)를 향하여 출력한다. 센서부(2)는 척부(202)의 표면에 부착되어 있다. 센서부(2)의 구조의 상세에 대해서는 후술한다.
제어 장치(3)의 입력측에 센서부(2)가 접속되어 있다. 제어 장치(3)는 자동 절삭기(200)의 이상 진단 제어를 실시한다. 이 이상 진단 제어는 센서부(2)의 검출 결과에 기초하여, 자동 절삭기(200)에 이상이 있는지의 여부를 판정하는 제어이다. 따라서, 제어 장치(3)가, 열유속 센서(10)의 검출 결과에 기초하여, 대상 장치에 이상이 있는지의 여부를 판정하는 판정부를 구성하고 있다. 자동 절삭기(200)의 이상이란, 예를 들면, 드릴(201)의 파손이다.
제어 장치(3)의 출력측에는 표시 장치(4)가 접속되어 있다. 제어 장치(3)는 이상이 있을 때에 이상이 있는 것을 표시 장치(4)에 표시시킨다. 제어 장치(3)는 마이크로컴퓨터, 기억 장치 등을 가지고 구성된다.
표시 장치(4)는 이상이 있는 것을 사용자에게 통지하기 위한 통지 장치이다. 표시 장치(4)로서는, 액정 디스플레이 등이 이용된다.
다음으로, 센서부(2)의 구조에 대하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 센서부(2)는 2개의 열유속 센서(10)와, 열완충체(11)와, 방열체(12)를 구비하고 있다. 2개의 열유속 센서(10), 열완충체(11) 및 방열체(12)는 모두 평판 형상이다.
2개의 열유속 센서(10)의 내부 구조는 같다. 2개의 열유속 센서(10)의 한쪽이 제 1 열유속 센서(10a)이다. 2개의 열유속 센서(10)의 다른쪽이 제 2 열유속 센서(10b)이다.
제 1 열유속 센서(10a)는 척부(202)의 외면에 접하여 배치되어 있다. 제 2 열유속 센서(10b)는 제 1 열유속 센서(10a)에 대하여 척부(202)로부터 이격된 측에 배치되어 있다. 열완충체(11)는 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 사이에 배치되어 있다. 방열체(12)는 제 2 열유속 센서(10b)에 대하여 척부(202)로부터 이격된 측에 배치되어 있다. 즉, 센서부(2)는 척부(202)에 가까운 측에서 척부(202)로부터 이격된 측을 향하여 제 1 열유속 센서(10a), 열완충체(11), 제 2 열유속 센서(10b), 방열체(12)가 차례로 배치되어 있다.
제 1 열유속 센서(10a)는 제 1 열유속 센서(10a)의 척부(202)측으로부터 열완충체(11)측을 향하여 제 1 열유속 센서(10a)를 통과하는 열유속에 따른 제 1 센서 신호를 출력한다. 제 2 열유속 센서(10b)는 제 2 열유속 센서(10b)의 열완충체(11)측으로부터 그 반대측을 향하여 제 2 열유속 센서(10b)를 통과하는 열유속에 따른 제 2 센서 신호를 출력한다. 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 각각의 평면 형상은 형태와 크기가 같은 직사각형이다.
열완충체(11)는 사전에 결정된 열용량을 가지고 있다. 열완충체(11)는 금속 재료 또는 수지 재료로 구성된다. 열완충체(11)는 후술하는 대로, 척부(202)로부터 외부를 향하여 방출되는 열유속의 변화를 검출할 수 있는 열용량으로 되도록 재질이나 두께가 설정되어 있다. 열완충체(11)의 평면 형상은 제 1 열유속 센서(10a)의 평면 형상과 형태와 크기가 같다. 또한, 열완충체(11)의 평면 형상은 제 1 열유속 센서(10a)의 평면 형상과 형태와 크기가 달라도 좋다.
방열체(12)는 사전에 결정된 열용량을 가지고 있다. 방열체(12)는 금속 재료 또는 수지 재료로 구성되어 있다. 방열체(12)는, 그 열용량이 열완충체(11)의 열용량보다도 커지도록 재질이나 두께가 설정되어 있다. 방열체(12)의 평면 형상은 제 1 열유속 센서(10a), 열완충체(11), 제 2 열유속 센서(10b)의 평면 형상보다도 크다. 방열체(12)는 제 1 열유속 센서(10a), 열완충체(11), 제 2 열유속 센서(10b)를 끼운 상태에서 척부(202)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 방열체(12)의 외주부에 나사 구멍이 형성되어 있다. 나사 구멍에 삽입된 나사(13)에 의하여 방열체(12)가 척부(202)에 고정되어 있다. 또한, 척부(202)와 방열체(12)의 사이에는 스페이서(14)가 배치되어 있다. 나사(13)는 스페이서(14)의 내부를 관통하고 있다.
도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 1개의 열유속 센서(10)는 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 일체화되고, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1, 제 2 열전 부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속된 구조를 가진다. 또한, 도 3에서는 표면 보호 부재(110)를 생략하고 있다. 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)는 필름 형상으로서, 열가소성 수지 등의 가요성을 가지는 수지 재료로 구성되어 있다. 절연 기재(100)는, 그 두께 방향으로 관통하는 복수의 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)이 형성되어 있다. 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)에 서로 다른 금속이나 반도체 등의 열전 재료로 구성된 제 1, 제 2 열전 부재(130, 140)가 매립되어 있다. 절연 기재(100)의 표면(100a)에 배치된 표면 도체 패턴(11)에 의하여 제 1, 제 2 열전 부재(130, 140)의 한쪽의 접속부가 구성되어 있다. 절연 기재(100)의 이면(100b)에 배치된 이면 도체 패턴(121)에 의하여 제 1, 제 2 열전 부재(130, 140)의 다른쪽의 접속부가 구성되어 있다.
열유속 센서(10)의 두께 방향에서 열유속이 열유속 센서(10)를 통과하면, 제 1, 제 2 열전 부재(130, 140)의 한쪽의 접속부와 다른쪽의 접속부에 온도차가 발생한다. 이에 따라, 제벡(seebeck) 효과에 의하여 제 1, 제 2 열전 부재(130, 140)에 열기전력이 발생한다. 열유속 센서(10)는, 이 열기전력, 구체적으로는, 전압을 센서 신호로서 출력한다.
본 실시 형태에서 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 각각 통과하는 열유속이 같은 크기인 때, 절대값이 같은 크기의 센서 신호를 출력하도록 구성되어 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 서로 직렬로 접속된 상태에서 제어 장치(3)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 척부(202)로부터의 열유속이 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)를 차례로 통과했을 때에 극성이 반대인 관계를 가지는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 출력하도록 배치되어 있다.
구체적으로, 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)는 서로의 표면 보호 부재(110)가 대향하도록 배치되어 있다. 그리고 도시하고 있지 않지만, 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)의 표면 도체 패턴(111)끼리가 외부 배선(151)을 통하여 접속되어 있다. 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)의 각각의 이면 도체 패턴(121)이 외부 배선(152)을 통하여 제어 장치(3)와 접속되어 있다. 이에 따라, 열유속이 제 1 열유속 센서(10a)를 이면 보호 부재(120)측으로부터 표면 보호 부재(110)측으로 통과하는 경우에는, 해당 열유속이 제 2 열유속 센서(10b)를 표면 보호 부재(110)측으로부터 이면 보호 부재(120)측으로 통과하기 때문에 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)로부터 출력되는 제 1, 제 2 센서 신호의 극성이 반대로 된다.
또한, 본 실시 형태에서 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)는 이면 보호 부재(120)측으로부터 표면 보호 부재(110)측을 향하여 열유속이 통과했을 때, 플러스의 센서 신호를 출력한다. 이 때문에, 척부(202)측으로부터 방열체(12)측을 향하여 열유속이 흐르면, 제 1 열유속 센서(10a)로부터 플러스의 센서 신호가 출력되고, 제 2 열유속 센서(10b)로부터 마이너스의 센서 신호가 출력된다.
그리고 센서부(2)는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 합친 센서 신호를 제어 장치(3)를 향하여 출력한다. 이때, 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)를 통과하는 열유속끼리의 차가 크면, 센서부(2)로부터 출력되는 센서 신호가 커진다. 이와 같은 경우로서는 예를 들면, 대상물로부터 방출되는 열유속이 급증했을 때가 해당된다. 한편, 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)를 통과하는 열유속끼리의 차가 작으면, 센서부(2)로부터 출력되는 출력이 작아진다. 이와 같은 경우로서는 예를 들면, 대상물로부터 방출되는 열유속이 감소했을 때나 대상물로부터 방출되는 열유속이 일정하고, 사전에 결정된 시간이 경과했을 때가 해당된다.
다음으로, 제어 장치(3)가 실시하는 이상 진단 제어에 대하여 설명한다.
우선, 센서부(2)를 통과하는 열유속 및 센서부(2)로부터 출력되는 센서 신호에 대하여 설명한다.
자동 절삭기(200)는 1개의 워크(203)의 가공이 끝나면, 다음의 워크(203)의 가공 준비가 완료될 때까지 정지 상태로 대기한다. 다음의 워크(203)의 가공 준비가 완료되면, 다음의 워크(203)의 가공을 개시한다. 이와 같이, 자동 절삭기(200)는 가공과 정지를 1사이클로 하는 가동 사이클을 반복한다.
드릴(201)의 날이 정상인 상태인 때, 가공 중에는 센서부(2)의 출력값이 증가하고, 다음의 가공까지의 대기 중에는 센서부(2)의 출력값이 저하한다. 이 때문에, 도 5에 도시한 바와 같이, 시간 경과에 동반하는 센서부(2)의 출력값의 변화를 나타내는 파형은 자동 절삭기(200)의 가동 사이클에 따라서 규칙적으로 증감하는 파형으로 된다.
그 이유는 다음과 같다. 가공 중에는 척부(202)를 흐르는 열유속이 증대한다. 가공이 종료되면, 척부(202)를 흐르는 열유속이 감소한다. 이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 열유속 센서(10a)는 척부(202)로부터의 열유속을 차단하는 것이 없다. 이 때문에, 제 1 열유속 센서(10a)를 통과하는 열유속은 척부(202)를 흐르는 열유속과 동일하게 증감한다. 한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 제 2 열유속 센서(10b)는 제 1 열유속 센서(10a)측에 열완충체(11)가 배치되어 있다. 열완충체(11)는 축열과 방열을 실시한다. 이 때문에, 제 2 열유속 센서(10b)를 열유속이 통과하지 않는다. 또는, 제 2 열유속 센서(10b)를 통과하는 열유속은 제 1 열유속 센서(10a)를 통과하는 열유속에 대하여 지연되어 완만하게 증감한다. 센서부(2)로부터 제어 장치(3)를 향하여 출력되는 센서 신호는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 합친 것이다. 이 때문에, 센서부(2)의 출력값은 자동 절삭기(200)의 가동 사이클에 따라서 규칙적으로 증감한다.
한편, 가공 중에 드릴(201)의 날에 돌발적 이상, 예를 들면, 파손이 발생했을 때, 워크(203)와 드릴(201)이 스쳐서 이상 발열이 일어난다. 이 때문에, 도 6에 도시한 바와 같이, 드릴(201)의 날에 돌발적 이상이 발생했을 때에는 출력값이 상승하여 정상 시보다도 커진다. 이로부터, 정상 시와 돌발적 이상 시를 판별하기 위한 한계값을 미리 설정해 두고, 센서부(2)의 출력값과 한계값을 비교한다. 이에 따라, 돌발적 이상의 유무를 판정할 수 있다.
그래서 도 7에 도시한 바와 같이, 제어 장치(3)는 센서부(2)의 검출 결과에 기초하여 이상 진단을 실시한다. 또한, 도 7 중에 도시한 각 단계는 각종 기능을 실현하는 기능 실현부를 구성하는 것이다.
구체적으로, 제어 장치(3)는 단계 S1에서 센서부(2)의 검출값을 취득한다. 여기에서, 제어 장치(3)는 사전에 결정된 시각에서의 센서부(2)의 출력값(구체적으로는, 전압값)을 취득한다. 또한, 센서부(2)의 출력값을 그대로 이용하는 대신에, 출력값을 보정한 보정값을 검출값으로서 취득해도 좋다.
이어서, 제어 장치(3)는 단계 S2에서 검출값과 한계값을 비교하여, 이상이 있는지의 여부를 판정한다. 여기에서는, 도 6에 도시한 시간(T1)인 때와 같이, 검출값이 한계값을 넘고 있지 않은 경우, 이상이 없다고 판정한다. 이상이 없다고 판정한 경우, 다시 제어 장치(3)는 단계 S1을 실시한다. 한편, 도 6에 도시한 시간(T2)인 때와 같이, 검출값이 한계값을 넘고 있는 경우, 제어 장치(3)는 이상이 있다고 판정한다.
이상이 있다고 판정한 경우, 제어 장치(3)는 단계 S3에서 표시 장치(4)에 이상이 있는 것의 표시를 하게 하기 위한 제어 신호를 출력한다. 이에 따라, 보수 작업원에게 이상을 통지한다. 이 결과, 보수 작업원이 필요한 조치, 즉, 드릴(201)의 교환을 실시할 수 있다.
이상의 설명과 같이, 본 실시 형태의 이상 진단 장치(1)는 척부(202)로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출하는 센서부(2)와, 드릴(201)의 이상을 판정하는 제어 장치(3)를 구비하고 있다. 척부(202)로부터 흐르는 열유속은 드릴(201)과 워크(203)의 접촉부에서의 발열에 의하여 발생한 것이다. 센서부(2)에 있어서는, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 사이에 열완충체(11)가 배치되어 있다. 열완충체(11)는 열의 축적과 방출을 실시한다. 이 때문에, 척부(202)로부터 방출되는 열유속이 변화했을 때, 제 2 열유속 센서(10b)를 통과하는 열유속은 제 1 열유속 센서(10a)를 통과하는 열유속보다도 지연되어 완만하게 변화한다. 따라서, 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호의 상이에서, 척부(202)로부터 방출되는 열유속의 변화를 검출할 수 있다.
그런데 본 실시 형태의 센서부(2) 대신에, 1개의 열유속 센서(10)만을 이용해도 척부(202)로부터 방출되는 열유속을 검출할 수 있다.
그러나 이 경우, 척부(202) 주위의 환경 온도가 변화하면, 환경 온도의 영향을 받아서 열유속 센서(10)를 통과하는 열유속도 변화한다. 즉, 드릴(201)과 워크(203)의 접촉부에서의 발열량이 바뀌지 않아도, 환경 온도가 저하하면, 열유속 센서(10)를 통과하는 열유속이 증가한다. 이 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이, 드릴(201)의 날이 정상인 상태이어도, 하루의 환경 온도의 변동에 의하여 센서부(2)의 출력값이 한계값을 넘어 버리는 경우가 있다. 이 경우, 제어 장치(3)는 드릴(201)의 날이 이상이라고 오판정해 버린다. 또한, 이 오판정을 회피하기 위해, 환경 온도의 변동을 고려하여, 한계값을 높게 설정하는 것이 생각된다. 그러나 이 경우에는 드릴(201)의 날이 파손되어도 정상으로 오판정해 버린다. 즉, 드릴(201)의 이상 검출의 감도가 저하해 버린다.
이에 대하여, 본 실시 형태의 센서부(2)의 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 열완충체(11)의 양측에 배치되어 있다. 따라서, 양자는 비교적 가까운 위치에 배치되어 있다. 또한, 센서부(2) 주위의 환경 온도의 변화는 통상, 하루라는 장기간에 걸쳐서 완만하게 발생한다. 이 때문에, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 사이에 열완충체(11)가 배치되어 있어도, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)가 환경 온도로부터 받는 영향은 같거나 또는 거의 같다. 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 각각은 같은 환경 온도의 영향을 받은 열유속에 따른 센서 신호를 출력한다. 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)에 있어서, 같은 열유속의 크기에 대한 출력의 절대값은 같다. 따라서, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 출력의 합을 이용함으로써 센서부(2)의 검출 결과에 대한 환경 온도의 영향을 제외(즉, 캔슬)할 수 있다.
이 때문에, 드릴(201)의 날이 정상인 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형은 도 5에 도시한 바와 같이, 환경 온도의 영향이 제외된 것으로 된다. 이에 따라, 하루의 환경 온도의 변동에 의한 오판정을 회피할 수 있다. 또한, 환경 온도의 변동을 고려하여, 한계값을 높게 설정할 필요가 없어진다.
따라서, 본 실시 형태의 이상 진단 장치(1)에 따르면, 자동 절삭기(200)의 이상 진단을 고정밀도로 실시할 수 있다. 또한, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)에 있어서, 같은 열유속의 크기에 대한 출력의 절대값은 반드시 같지 않아도 좋다. 양자의 출력의 절대값이 가까우면 좋다. 이 경우에도 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 출력의 합을 이용함으로써 센서부(2)의 검출 결과에 대한 환경 온도의 영향을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 센서부(2)에 있어서, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 척부(202)로부터의 열유속이 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)를 차례로 통과했을 때에 극성이 반대인 관계를 가지는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 출력한다. 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 서로 직렬로 접속된 상태에서 제어 장치(3)에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 합친 센서 신호를 센서부(2)로부터 제어 장치(3)를 향하여 출력할 수 있다. 이 때문에, 제어 장치(3)에서의 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호의 합의 연산을 생략할 수 있다. 즉, 제어 장치(3)의 연산 처리를 간소화할 수 있다.
그런데 센서부(2)는 방열체(12)를 가지지 않는 구성이어도 좋다. 그러나 센서부(2)가 방열체(12)를 가지지 않는 경우, 제 2 열유속 센서(10b)의 표면에 바람이 닿는 등의 이유에 의해, 제 2 열유속 센서(10b)의 표면 온도가 순간적으로 변화해 버린다. 이것이 센서부(2)를 통과하는 열유속에 영향을 준다. 이 때문에, 센서부(2)의 열유속의 검출 정밀도가 저하해 버린다.
이에 대하여, 본 실시 형태의 센서부(2)는 사전에 결정된 열용량을 가지는 방열체(12)를 구비하고 있다. 이에 따라, 단기간에 센서부(2)의 표면 온도가 변화하는 경우이어도, 방열체(12)에서의 축열과 방열에 의하여 제 2 열유속 센서(10b)의 온도 변화의 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 센서부(2)의 열유속의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 센서부(2)에 있어서, 방열체(12)의 열용량은 열완충체(11)의 열용량보다도 크다. 이에 따라, 척부(202)로부터 큰 열이 방출되었을 때에도 척부(202)로부터 방열체(12)를 향하여 열을 흘릴 수 있다. 이 때문에, 센서부(2)의 내부에 열이 가득 차는 것을 억제할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 이상 진단 장치(1)는 이송 장치(300)를 이상 진단의 대상 장치로 하고 있다.
도 9, 도 10에 도시한 바와 같이, 이송 장치(300)는 볼 나사(301)와, 지지 부재(302)와, 모터(303)와, 받침대(304)와, 레일(305)과, 가이드 블록(306)을 구비한다. 또한, 도 10에서는 이해하기 쉽게 하기 위해, 지지 부재(302)를 생략하여 도시하고 있다.
볼 나사(301)는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기계 요소 부품이다. 볼 나사(301)는 나사 축(311)과, 너트(312)와, 볼(313)을 가지고 있다. 나사 축(311)과 너트(312)의 사이에 볼(313)이 넣어져 있다. 나사 축(311)이 회전하면, 너트(312)가 직선 운동을 한다. 지지 부재(302)는 나사 축(311)의 축방향의 양단부를 지지하고 있다. 모터(303)는 나사 축(311)을 회전시키는 동력원이다.
받침대(304)는 이송하고 싶은 장치 등을 탑재하기 위한 것이다. 받침대(304)는 나사 축(311)의 축방향과 직교하는 방향(즉, 도 9의 상하 방향)을 세로 방향으로 하는 평면 직사각형상으로 되어 있다. 받침대(304)는 세로 방향의 대략 중앙부가 너트(312)와 연결되어 있다. 받침대(304)는 세로 방향의 양단부가 가이드 블록(306)과 연결되어 있다. 레일(305)은 직선 형상 부재이다. 레일(305)은 2개 이용되고 있고, 도 10에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(307)에 고정되어 있다. 가이드 블록(306)은 레일(305)에 걸어 맞추어져 있다. 가이드 블록(306)은 레일(305)을 따라서 이동하는 가이드 부재이다. 가이드 블록(306)은 레일(305)에 대하여 슬라이딩한다.
이와 같은 이송 장치(300)는 모터(303)에 의하여 나사 축(311)이 회전하면, 받침대(304)가 너트(312)와 함께 레일(305)을 따라서 주행한다. 이에 따라, 원하는 부분으로 받침대(304)를 이송할 수 있다.
본 실시 형태의 이상 진단 장치(1)의 구성은 제 1 실시 형태의 이상 진단 장치(1)와 같다. 센서부(2)는 이송 장치(300)의 가이드 블록(306)의 표면에 부착되어 있다. 센서부(2)는 도시하지 않지만, 가이드 블록(306)에 가까운 측에서 가이드 블록(306)으로부터 이격된 측을 향하여 제 1 열유속 센서(10a), 열완충체(11), 제 2 열유속 센서(10b), 방열체(12)가 차례로 배치되어 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 이상 진단 제어에 대하여 설명한다.
우선, 센서부(2)로부터 출력되는 센서 신호에 대하여 설명한다. 이송 장치(300)는 받침대(304)의 주행과 정지를 1사이클로 하는 가동 사이클을 반복한다. 받침대(304)의 주행 중에는 가이드 블록(306)의 슬라이딩부의 마찰에 의하여 센서부(2)의 출력값이 증가한다. 받침대(304)의 정지 중에는 센서부(2)의 출력값이 저하한다.
이 때문에, 도 11에 도시한 바와 같이, 가이드 블록(306)의 슬라이딩부가 정상인 상태인 때, 시간 경과에 동반하는 센서부(2)의 출력값의 변화를 나타내는 파형은 이송 장치(300)의 가동 사이클에 따라서 규칙적으로 증감하는 파형으로 된다.
한편, 가이드 블록(306)의 슬라이딩부의 마모가 진행됨에 따라서, 슬라이딩부의 슬라이딩 저항이 올라간다. 이 때문에, 받침대(304)의 주행 중에 슬라이딩부의 마찰에 의하여 발생하는 발열량이 서서히 많아진다. 이 결과, 가이드 블록(306)에 마모에 의한 경년적 이상, 즉, 마모 이상이 발생했을 때, 도 12에 도시한 바와 같이, 출력값이 상승하여 정상 시보다도 커진다. 이로부터, 정상 시와 경년적 이상 시를 판별하기 위한 한계값을 미리 설정해 두고, 센서부(2)의 출력값과 한계값을 비교함으로써 경년적 이상의 유무를 판정할 수 있다.
그래서 본 실시 형태에 있어서도 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 제어 장치(3)는 센서부(2)의 검출 결과에 기초하여 이상 진단을 실시한다. 구체적으로, 제어 장치(3)는 센서부(2)의 검출값과 한계값을 비교한다. 도 12 중의 파선과 같이, 검출값이 한계값을 넘고 있지 않은 경우, 제어 장치(3)는 이상이 없다고 판정한다. 한편, 도 12 중의 실선과 같이, 검출값이 한계값을 넘고 있는 경우, 제어 장치(3)는 이상이 있다고 판정한다. 이와 같이 하여, 본 실시 형태의 이상 진단 장치(1)에 따르면, 이송 장치(300)의 경년적 이상의 유무를 진단할 수 있다.
그런데 본 실시 형태의 센서부(2) 대신에, 1개의 열유속 센서(10)만을 이용해도, 가이드 블록(306)으로부터 방출되는 열유속을 검출할 수 있다.
그러나 이 경우, 제 1 실시 형태에서의 설명과 마찬가지로, 가이드 블록(306) 주위의 환경 온도가 변화하면, 환경 온도의 영향을 받아서 열유속 센서(10)를 통과하는 열유속도 변화한다. 즉, 가이드 블록(306)의 슬라이딩부에서의 발열량이 바뀌지 않아도, 환경 온도가 저하하면, 열유속 센서(10)를 통과하는 열유속이 증가한다.
이 때문에, 도 13에 도시한 바와 같이, 가이드 블록(306)이 정상인 상태이어도, 하루의 환경 온도의 변동에 의하여 센서부(2)의 출력값이 한계값을 넘어 버리는 경우가 있다. 이 경우, 제어 장치(3)는 가이드 블록(306)이 이상이라고 오판정해 버린다. 또한, 이 오판정을 회피하기 위해, 환경 온도의 변동을 고려하여, 한계값을 높게 설정하는 것이 생각된다. 그러나 이 경우에는 가이드 블록(306)의 이상 검출의 감도가 저하해 버린다.
이에 대하여, 본 실시 형태의 센서부(2)에 따르면, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 출력의 합을 이용함으로써 센서부(2)의 검출 결과에 대한 환경 온도의 영향을 제외할 수 있다.
이 때문에, 가이드 블록(306)의 슬라이딩부가 정상인 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형은 도 10에 도시한 바와 같이, 환경 온도의 영향이 제외된 것으로 된다. 이에 따라, 하루의 환경 온도의 변동에 의한 오판정을 회피할 수 있다. 또한, 환경 온도의 변동을 고려하여, 한계값을 높게 설정할 필요가 없어진다.
따라서, 본 실시 형태의 이상 진단 장치(1)에 따르면, 이송 장치(300)의 이상 진단을 고정밀도로 실시할 수 있다.
(제 3 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 센서부(2)의 구성을 변경한 것이다. 이상 진단 장치(1)의 그 밖의 구성은 제 1 실시 형태와 같다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 센서부(2)는 평판 형상의 수열체(16)를 가지고 있다. 수열체(16)는 제 1 열유속 센서(10a)보다도 척부(202)측에 배치되어 있다. 즉, 수열체(16)는 척부(202)와 제 1 열유속 센서(10a)의 사이에 배치되어 있다.
수열체(16)는 열완충체(11)나 방열체(12)와 마찬가지로, 사전에 결정된 열용량을 가지고 있다. 수열체(16)는 금속 재료 또는 수지 재료로 구성된다. 수열체(16)는, 그 열용량이 열완충체(11) 및 방열체(12)보다 작아지도록 재질이나 두께가 설정되어 있다. 수열체(16)의 평면 형상은 제 1 열유속 센서(10a)의 평면 형상과 형태와 크기가 같다. 또한, 수열체(16)의 평면 형상은 제 1 열유속 센서(10a)의 평면 형상과 형태와 크기가 달라도 좋다.
본 실시 형태의 센서부(2)에서는 수열체(16)의 축열과 방열에 의하여 검출 목적은 아닌 노이즈 등의 단기적으로 발생하는 열유속의 변화가 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 센서부(2)에서는 수열체(16)의 열용량을 작게 설정하고 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 센서부(2)는 검출 목적인 드릴(201)의 작동과 정지에 의한 열유속 변화를 검출할 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 센서부(2)에서 수열체(16)의 열용량은 드릴(201)의 작동과 정지에 의한 열유속 변화를 검출할 수 있는 크기로 설정되어 있다.
따라서, 본 실시 형태의 이상 진단 장치(1)는 자동 절삭기(200)의 이상 진단을 보다 고정밀도로 실시할 수 있다. 또한, 제 2 실시 형태에 있어서도, 센서부(2)가 수열체(16)를 가지는 구성으로 해도 좋다. 이에 따라, 본 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 4 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 센서부(2)의 구성을 변경한 것이다. 이상 진단 장치(1)의 그 밖의 구성은 제 1 실시 형태와 같다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 센서부(2)는 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)가 접어 구부러진 형상을 가지는 굴곡 형상부(10c)를 통하여 연결되어 있다. 굴곡 형상부(10c)는 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)와 마찬가지로, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 적층된 구조이다. 이와 같이, 본 실시 형태의 센서부(2)는 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)가 일체화되어 있다.
바꾸어 말하면, 본 실시 형태의 센서부(2)는 1개의 열유속 센서(10)가 열완충체(11)를 끼우도록 접어 구부러진 구조를 가진다. 열유속 센서(10)는 상기와 같이, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 각각 가요성을 가지는 수지 재료로 구성되어 있다. 이 때문에, 열유속 센서(10)를 용이하게 접어 구부릴 수 있다. 이에 따라, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 사이에 열완충체(11)가 배치된 구성이 실현되어 있다.
제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)는 서로의 이면 도체 패턴(121)끼리가 연결되어 있다. 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)는 외부 배선(151)은 아니고, 열유속 센서(10)의 내부의 배선 패턴에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)는 서로의 표면 도체 패턴(111)끼리가 연결되어 있어도 좋다.
이에 따르면, 제 1, 제 2 열유속 센서(10a, 10b)를 1개의 열유속 센서(10)로 구성하고 있고, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)를 접속하기 위한 외부 배선(151)을 없앨 수 있다. 따라서, 부품수의 삭감을 도모할 수 있다.
(다른 실시 형태)
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 하기와 같이, 특허 청구 범위에 기재한 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다.
(1) 제 1 실시 형태에서는 이상 진단 장치(1)가 자동 절삭기(200)의 파손이라는 돌발적인 이상의 유무를 진단했지만, 자동 절삭기(200) 이외의 다른 설비에 발생하는 돌발적인 이상의 유무에 대해서도 동일하게 진단할 수 있다. 진단 가능한 대상 장치는 사전에 결정된 사이클로 발열량의 증감이 일어남으로써 열유속이 변화하는 장치이다.
(2) 제 2 실시 형태에서는 이상 진단 장치(1)가 이송 장치(300)의 마모 이상이라는 경년적인 이상의 유무를 진단했지만, 이송 장치(300) 이외의 다른 설비에 발생하는 경년적인 이상의 유무에 대해서도 동일하게 진단할 수 있다. 진단 가능한 대상 장치는 사전에 결정된 사이클로 발열량의 증감이 일어남으로써 열유속이 변화하는 장치이다. 경년적인 이상으로서는, 슬라이딩부의 마모, 슬라이딩부의 윤활제 부족 등을 들 수 있다.
(3) 제 1∼제 3 실시 형태의 센서부(2)에서는 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)가 서로 직렬로 접속된 상태에서 제어 장치(3)에 전기적으로 접속되어 있었지만, 제어 장치(3)에 대하여 병렬로 접속되어 있어도 좋다.
또한, 제 1∼제 3 실시 형태의 센서부(2)에서는 극성이 반대인 관계를 가지는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 출력하도록 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)가 배치되어 있었지만, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 배치는 이에 한정되지 않는다. 극성이 같은 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 출력하도록 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)가 배치되어 있어도 좋다. 이 경우, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 제어 장치(3)에 대하여 병렬로 접속된다. 또한, 이상 진단에 있어서, 제어 장치(3)는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호의 차를 연산한다. 이에 따라, 제 1, 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 이상 진단 제어를 실시할 수 있다.
(4) 제 1∼제 3 실시 형태의 센서부(2)에 있어서는, 열유속 센서(10)의 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 수지 재료 이외의 가요성을 가지는 절연 재료로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 가요성을 가지지 않는 절연 재료로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 열유속 센서(10)가 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)를 가지지 않는 구조이어도 좋다. 또한, 열유속 센서(10)로서, 상기한 구성과는 별도의 구성의 것을 이용해도 좋다.
(5) 제 4 실시 형태의 센서부(2)에 있어서는, 열유속 센서(10)의 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 수지 재료 이외의 가요성을 가지는 절연 재료로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 열유속 센서(10)가 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)를 가지지 않는 구조이어도 좋다. 이 경우, 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)는 절연 기재(100)로 구성된 굴곡 형상부(10c)를 통하여 연결되어 있는 구조로 된다. 요컨대, 굴곡 형상부(10c)는 절연 기재(100)와 같은 절연 재료를 포함하여 구성되어 있으면 좋다.
(6) 상기 각 실시 형태의 센서부(2)는 2개의 열유속 센서(10)와, 열완충체(11)와, 방열체(12)를 구비하고 있었지만, 방열체(12)를 구비하고 있지 않아도 좋다. 이 경우, 센서부(2)의 고정은 고정 부재를 이용하거나, 접착제를 이용하여 실시된다.
(7) 상기 각 실시 형태에서는 센서부(2)의 센서 신호로서 전압을 이용했지만, 전류를 이용해도 좋다.
(8) 상기 각 실시 형태는 서로 관계 없는 것은 아니고, 조합이 명백히 불가한 경우를 제외하고, 적절히 조합이 가능하다. 또한, 상기 각 실시 형태에 있어서, 실시 형태를 구성하는 요소는 특별히 필수라고 명시한 경우 및 원리적으로 명백히 필수라고 생각되는 경우 등을 제외하고, 반드시 필수의 것이 아닌 것은 말할 것도 없다.
(정리)
상기 각 실시 형태의 일부 또는 전부로 나타난 제 1 관점에 따르면, 이상 진단 장치는 센서부와 판정부를 구비한다. 센서부는 제 1 열유속 센서와, 제 2 열유속 센서와, 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서의 사이에 배치된 열완충체를 가진다. 제 1 열유속 센서는 제 1 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 1 센서 신호를 출력한다. 제 2 열유속 센서는 제 2 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 2 센서 신호를 출력한다. 판정부는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호에 기초하여, 대상 장치의 이상의 유무를 판정한다.
또한, 제 2 관점에 따르면, 센서부는 제 2 열유속 센서보다도 대상 장치로부터 이격된 측에 배치되어, 사전에 결정된 열용량을 가지는 방열체를 가진다.
이에 따르면, 단기간에 센서부의 표면 온도가 변화하는 경우이어도, 방열체에서의 축열과 방열에 의하여 제 2 열유속 센서의 온도 변화의 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 센서부의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제 3 관점에 따르면, 방열체의 열용량은 열완충체의 열용량보다도 크다. 이에 따르면, 대상 장치로부터 큰 열이 방출되었을 때에도 대상 장치로부터 방열체를 향하여 열을 흘릴 수 있다. 이 때문에, 센서부의 내부에 열이 가득 차는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 4 관점에 따르면, 센서부는 제 1 열유속 센서보다도 대상 장치측에 배치된 수열체를 가지고 있다. 수열체의 열용량은 열완충체의 열용량보다도 작아져 있다.
이에 따르면, 수열체의 축열과 방열에 의하여 검출 목적은 아닌 노이즈 등의 단기적으로 발생하는 열유속의 변화가 제 1, 제 2 열유속 센서에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다. 또한, 수열체의 열용량을 작게 설정함으로써 센서부에 의하여 검출 목적인 대상 장치로부터 방출되는 열유속의 변화를 검출할 수 있다.
또한, 제 5 관점에 따르면, 센서부는 대상 장치로부터의 열유속이 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서를 차례로 통과했을 때에, 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호의 극성이 반대로 되도록 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서가 배치되어 있다. 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서는 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.
이에 따르면, 센서부는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호를 합친 센서 신호를 출력할 수 있다. 이 때문에, 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호의 합의 연산 처리를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 제 6 관점에 따르면, 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서의 각각은 가요성을 가지는 필름 형상의 절연 기재와, 복수의 제 1 열전 부재와, 복수의 제 2 열전 부재를 가지고 구성된다. 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재는 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재가 번갈아 직렬로 접속되어 있다. 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서는 절연 재료를 포함하여 구성된 굴곡 형상부를 통하여 연결되어 있다.
이에 따르면, 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서를 접속하기 위한 외부 배선을 불필요하게 할 수 있다.
1: 이상 진단 장치
2: 센서부
3: 제어 장치
10a: 제 1 열유속 센서
10b: 제 2 열유속 센서
10c: 굴곡 형상부
11: 열완충체
12: 방열체
16: 수열체

Claims (6)

  1. 대상 장치(200, 300)의 이상을 진단하는 이상 진단 장치로서,
    상기 대상 장치에 설치되어, 상기 대상 장치로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출하는 센서부(2)와,
    상기 대상 장치의 이상을 판정하는 판정부(3)를 구비하고,
    상기 센서부는,
    제 1 열유속 센서(10a)와,
    상기 제 1 열유속 센서보다도 상기 대상 장치로부터 이격된 측에 배치된 제 2 열유속 센서(10b)와,
    상기 제 1 열유속 센서와 상기 제 2 열유속 센서의 사이에 배치되어, 사전에 결정된 열용량을 가지는 열완충체(11)를 가지고,
    상기 제 1 열유속 센서는 상기 대상 장치측으로부터 상기 열완충체측을 향하여 상기 제 1 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 1 센서 신호를 출력하고,
    상기 제 2 열유속 센서는 상기 열완충체측으로부터 상기 열완충체측의 반대측을 향하여 상기 제 2 열유속 센서를 통과하는 열유속에 따른 제 2 센서 신호를 출력하고,
    상기 판정부는 상기 제 1 센서 신호와 상기 제 2 센서 신호에 기초하여, 상기 대상 장치의 이상의 유무를 판정하는
    이상 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 제 2 열유속 센서보다도 상기 대상 장치로부터 이격된 측에 배치되어, 사전에 결정된 열용량을 가지는 방열체(12)를 가지는
    이상 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 방열체의 열용량은 상기 열완충체의 열용량보다도 커져 있는
    이상 진단 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 제 1 열유속 센서보다도 상기 대상 장치측에 배치된 수열체(16)를 가지고,
    상기 수열체의 열용량은 상기 열완충체의 열용량보다도 작아져 있는
    이상 진단 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 대상 장치로부터의 열유속이 상기 제 1 열유속 센서와 상기 제 2 열유속 센서를 차례로 통과했을 때에 상기 제 1 센서 신호와 상기 제 2 센서 신호의 극성이 반대로 되도록 상기 제 1 열유속 센서와 상기 제 2 열유속 센서가 배치되어 있고,
    상기 제 1 열유속 센서와 상기 제 2 열유속 센서는 전기적으로 직렬로 접속되어 있는
    이상 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제 1 열유속 센서와 상기 제 2 열유속 센서의 각각은,
    적어도 절연 재료로 구성되고, 가요성을 가지는 필름 형상의 절연 기재(100)와,
    상기 절연 기재에 형성되어, 열전 재료로 구성된 복수의 제 1 열전 부재(130)와,
    상기 절연 기재에 형성되어, 상기 제 1 열전 부재와 다른 열전 재료로 구성된 복수의 제 2 열전 부재(140)를 가지고,
    상기 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 상기 제 2 열전 부재는 상기 제 1 열전 부재와 상기 제 2 열전 부재가 번갈아 직렬로 접속되어 있고,
    상기 제 1 열유속 센서와 상기 제 2 열유속 센서는 상기 절연 재료를 포함하여 구성된 굴곡 형상부(10c)를 통하여 연결되어 있는
    이상 진단 장치.
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