KR102124399B1 - 감시장치 - Google Patents

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Abstract

지지장치(50)는 대상물(2)을 사이에 두고 배치된 피스톤로드(53) 및 고정부재(60)와, 고정부재(60)의 대상물(2)측에 설치된 탄성부재(70)를 구비한다. 감시장치(1)는 열유속센서(10) 및 검출부(20)를 구비한다. 열유속센서(10)는 피스톤로드(53)의 이동에 의해 피스톤로드(53)와 고정부재(60) 사이에 대상물(2)이 지지될 때, 피스톤로드(53)로부터 인가되는 하중에 의해 압축되는 탄성부재(70)와 고정부재(60) 사이로 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력한다. 검출부(20)는 열유속센서(10)가 출력한 신호에 기초하여, 지지장치(50)에 의한 대상물(2)의 지지상태 또는 대상물(2)의 크기를 검출한다.

Description

감시장치
본 개시는 지지장치에 의해 지지되는 대상물의 지지상태를 감시하는 기술에 관한 것이다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 열유속에 따라 신호를 출력하는 열유속센서가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허 제5376086호 공보
대상물을 사이에 두고 배치된 복수의 지지부재에 의해 대상물을 지지하는 지지장치가 알려져 있다. 이 지지장치는 예를 들면, 대상물에 대하여 절삭가공 등을 실시할 때에 대상물을 사전에 결정된 위치에서 지지하기 위해 이용된다. 이때, 대상물을 지지하는 위치가 원래의 위치로부터 어긋나 있는 경우에는, 대상물의 절삭가공이 실시되면 가공불량이 발생한다. 또한, 대상물이 지지부재로부터 탈락해 있는 경우에는, 대상물의 절삭가공을 실시할 수는 없다. 일반적으로, 가공불량의 유무는 대상물을 가공한 후의 검사공정에 의하여 판별된다. 이 때문에, 지지장치에 의한 대상물의 지지가 정상이 아닌 경우에는, 검사공정에 의하여 가공불량품이 발견될 때까지 다수의 가공불량품이 제조될 염려가 있다. 따라서, 지지장치에 의한 대상물의 지지상태를 감시할 수 있는 감시장치의 실현이 요망된다.
이와 같은 감시장치의 실현에는 예를 들면, 지지장치가 구비되는 지지부재에 로드셀을 부착하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 로드셀은 다음과 같은 점에서 문제가 있다. 로드셀은 스트레인게이지(strain guage)가 변형함으로써 하중을 검출한다. 이 때문에, 로드셀은 스트레인게이지에 지지부재로부터 큰 하중이 인가되면 파손될 염려가 있다. 또한, 로드셀은 일반적으로 판두께가 크기 때문에 지지장치가 대형화하는 것이 염려된다. 이와 같이, 지지장치에 의한 대상물의 지지상태를 로드셀에 의하여 감시하는 방법에는, 로드셀의 강도나 사이즈 및 비용 등의 모든 면에서 문제가 있다.
또한, 상기한 감시장치에 관한 과제는 대상물의 절삭가공에 이용되는 지지장치를 감시하는 경우에 한정되지 않는다. 상기한 과제는 예를 들면, 대상물의 반송에 이용되는 지지장치를 감시하는 경우 등에 대해서도 동일하다.
본 개시는 지지장치에 의해 지지되는 대상물의 지지상태를 감시하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 기술의 일 양태인 감시장치는 지지장치(50)에 의해 지지되는 대상물(2)의 지지상태를 감시한다. 지지장치는 대상물을 사이에 두고 배치된 복수의 지지부재(51, 60)와, 복수의 지지부재의 적어도 한쪽에 설치된 탄성부재(70)를 구비한다.
감시장치는 열유속센서(10) 및 검출부(20)를 구비한다. 탄성부재는 적어도 하나의 지지부재의 이동에 의하여 복수의 지지부재의 사이에 대상물이 지지될 때, 지지부재로부터 인가되는 하중에 의해 탄성변형된다. 열유속센서는 탄성부재와 외부 사이로 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력한다. 검출부는 열유속센서가 출력한 신호에 기초하여, 복수의 지지부재에 의한 대상물의 지지상태, 또는 대상물의 크기를 검출한다.
탄성부재는 탄성변형에 동반하여 발열 또는 흡열된다. 그래서 상기 구성의 감시장치는 탄성부재와 외부(외기) 사이로 흐르는 열유속을 열유속센서에 의해 검출한다. 이에 따라, 감시장치는 복수의 지지부재에 의해 대상물이 올바른 위치에서 지지되어 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 또는, 감시장치는 대상물의 크기를 검출할 수 있다.
열유속센서는 지지부재로부터 판두께방향으로 인가되는 하중에 대하여 충분한 강성(剛性)을 구비한다. 또한, 열유속센서는 판두께가 얇다. 이 때문에, 지지장치가 대형화되지 않는다.
또한, 상기 각 요소의 괄호 내의 부호는 후술하는 실시형태에 기재된 구체적인 요소와 상기 요소와의 대응관계의 일례를 나타낸다.
도 1은 제 1 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치가 대상물을 올바른 위치에서 지지하고 있는 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1 중의 열유속센서의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ―Ⅲ선에서의 단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치가 대상물을 올바른 위치에서 지지할 때의 동작을 도시한 설명도이다.
도 5는 도 4의 상태에서의 열유속센서의 출력파형을 도시한 그래프이다.
도 6은 제 1 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치가 대상물을 정규의 위치로부터 어긋난 위치에서 지지할 때의 동작을 도시한 설명도이다.
도 7은 도 6의 상태에서의 열유속센서의 출력파형을 도시한 그래프이다.
도 8은 제 1 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치가 대상물을 탈락시킬 때의 동작을 도시한 설명도이다.
도 9는 도 8의 상태에서의 열유속센서의 출력파형을 도시한 그래프이다.
도 10은 제 1 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치가 정규의 크기보다 작은 대상물을 지지할 때의 동작을 도시한 설명도이다.
도 11은 도 10의 상태에서의 열유속센서의 출력파형을 도시한 그래프이다.
도 12는 제 1 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치가 정규의 크기보다 큰 대상물을 지지할 때의 동작을 도시한 설명도이다.
도 13은 도 12의 상태에서의 열유속센서의 출력파형을 도시한 그래프이다.
도 14는 제 2 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 단면도이다.
도 15는 제 3 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 단면도이다.
도 16은 제 4 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 단면도이다.
도 17은 제 5 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 단면도이다.
도 18은 제 6 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 19는 제 7 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 20은 제 8 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 21은 제 9 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 22는 제 10 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 23은 제 11 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 24는 제 12 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 25는 제 13 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 26은 제 14 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 27은 제 15 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 28은 제 16 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
도 29는 제 17 실시형태에서의 감시장치를 부착한 지지장치의 일부의 단면도이다.
이하, 본 개시의 기술의 일 양태인 감시장치의 실시형태에 대하여, 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시형태의 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일부호를 붙여서 설명을 실시한다.
(제 1 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 도 1에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태의 감시장치(1)는 지지장치(50)에 부착되어 있다. 감시장치(1)는 지지장치(50)에 의해 지지되는 대상물(2)의 지지상태를 감시한다.
우선, 지지장치(50)에 대하여 설명한다.
지지장치(50)는 가동부재(51), 고정부재(60) 및 탄성부재(70)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 가동부재(51)는 에어실린더(52)에 구비되는 피스톤로드(53)이다. 피스톤로드(53)와 고정부재(60)는 대상물(2)을 사이에 두고 배치된다. 가동부재(51)로서의 피스톤로드(53)와 고정부재(60)는 모두 청구범위에 기재된 “지지부재”의 일례에 상당한다.
에어실린더(52)는 실린더(54), 피스톤(55) 및 상기한 피스톤로드(53) 등을 구비하고 있다. 에어실린더(52)는 공기압을 동력으로 하여 피스톤(55) 및 피스톤로드(53)를 왕복이동시킨다.
실린더(54)는 통형상으로 형성되어 있다. 실린더(54)의 내측에는 2개의 방(56, 57)(내부공간)을 가지고 있다.
실린더(54)의 방(56, 57)에는 피스톤(55)이 배치되어 있다. 피스톤(55)은 방(56, 57)에 공급되는 공기의 압력에 의하여 실린더(54)의 축방향으로 왕복이동이 가능하다.
피스톤로드(53)는 피스톤(55)과 연동하는 축부재이다. 피스톤로드(53)는, 일단은 피스톤(55)에 접속되고, 타단은 실린더(54)의 축방향의 단부에 설치된 구멍(541)으로부터 돌출해 있다.
이하의 설명에 있어서, 피스톤로드(53)와는 반대측의 방을 제 1 실(56)이라 한다. 또한, 피스톤로드(53)측의 방을 제 2 실(57)이라 한다.
실린더(54)에는 제 1 실(56)에 연통하는 제 1 개구부(58)가 형성되어 있다. 또한, 실린더(54)에는 제 2 실(57)에 연통하는 제 2 개구부(59)가 형성되어 있다. 제 1 개구부(58)로부터 제 1 실(56)에 압축공기가 공급될 때, 제 2 실(57)은 제 2 개구부(59)를 통하여 대기로 개방된다. 이에 따라, 피스톤(55)과 피스톤로드(53)는 화살표(D1)의 방향으로 이동한다.
이에 비하여, 제 2 개구부(59)로부터 제 2 실(57)에 압축공기가 공급될 때, 제 1 실(56)은 제 1 개구부(58)를 통하여 대기로 개방된다. 이에 따라, 피스톤(55)과 피스톤로드(53)는 화살표(D2)의 방향으로 이동한다. 이와 같이 하여, 피스톤(55)과 피스톤로드(53)는 제 1 실(56) 또는 제 2 실(57)에 공급되는 공기의 압력에 의하여 실린더(54)의 축방향으로 왕복이동이 가능하다.
고정부재(60)는 피스톤로드(53)에 대하여, 대상물(2)을 사이에 둔 위치에 배치되어 있다. 고정부재(60)는 대상물(2)이 탑재되는 탑재부(61)와, 탑재부(61)에 접속하는 고정부(62)를 가지고 있다.
탄성부재(70)는 고정부(62)의 대상물(2)측에 설치되어 있다. 탄성부재(70)는 예를 들면, 고무 등으로 형성되어 있다. 탄성부재(70)는 대상물(2)의 이동을 규제하는 스토퍼로서 기능한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 피스톤로드(53)가 화살표(D1)의 방향으로 이동하고, 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)의 사이에 대상물(2)이 끼워지면, 대상물(2)은 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)에 의해 지지된다.
이에 비하여, 피스톤로드(53)가 화살표(D2)의 방향으로 이동하면, 대상물(2)은 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)에 의한 지지로부터 개방된다.
다음으로, 상기한 지지장치(50)에 의해 지지되는 대상물(2)의 지지상태를 감시하는 감시장치(1)에 대하여 설명한다.
감시장치(1)는 열유속센서(10) 및 검출부(20) 등을 구비하고 있다.
열유속센서(10)는 고정부재(60)의 고정부(62)와 탄성부재(70) 사이에 설치된다. 피스톤로드(53)의 이동에 의해 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 대상물(2)이 지지될 때, 탄성부재(70)는 피스톤로드(53)로부터 인가되는 하중과, 고정부(60)로부터의 반력에 의해 압축되어 발열된다. 열유속센서(10)는, 이때에 해당 열유속센서(10)를 경유하여 탄성부재(70)와 외부(외기)의 사이로 흐르는 열유속에 따른 전압신호를 출력한다.
여기에서, 열유속센서(10)의 구조에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 열유속센서(10)는 다음과 같은 구조를 가지고 있다. 열유속센서(10)는 절연기재(100), 표면보호부재(110) 및 이면보호부재(120)가 일체화되어 있다. 열유속센서(10)는, 이 일체화된 부재의 내부에 있어서, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속되어 있다. 또한, 도 2에서는 표면보호부재(110)가 생략되어 있다. 절연기재(100), 표면보호부재(110), 이면보호부재(120)는 필름형상으로서, 열가소성 수지 등의 가요성을 가지는 수지재료로 구성되어 있다. 절연기재(100)는 두께방향으로 관통하는 복수의 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)이 형성되어 있다. 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)에는 서로 다른 금속이나 반도체 등의 열전재료로 구성된 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 매립되어 있다. 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)의 접속부는 다음과 같이 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)의 한쪽의 접속부는 절연기재(100)의 표면(100a)에 배치된 표면도체패턴(111)에 의하여 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)의 다른쪽의 접속부는 절연기재(100)의 이면(100b)에 배치된 이면도체패턴(121)에 의하여 구성되어 있다.
열유속센서(10)의 두께방향에 있어서, 열유속이 열유속센서(10)를 통과하면, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)의 한쪽의 접속부와 다른쪽의 접속부에 온도차가 발생한다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)에는 제벡(seebeck)효과에 의한 열기전력이 발생한다. 열유속센서(10)는 발생한 열기전력을 센서신호(예를 들면, 전압신호)로 출력한다.
도 1에 예시하는 바와 같이, 열유속센서(10)가 출력한 신호는 검출부(20)에 전송된다. 검출부(20)는 마이크로컴퓨터 등을 가지고, 연산장치로서 구성되어 있다. 검출부(20)는 열유속센서(10)가 출력한 신호에 기초하여, 지지장치(50)에 의한 대상물(2)의 지지상태 또는 대상물(2)의 크기를 검출할 수 있다.
도 4(A), (B)에는 지지장치(50)가 대상물(2)을 올바른 위치에서 지지할 때의 동작예가 도시되어 있다.
지지장치(50)는 대상물(2)을 지지하는 경우, 다음과 같이 동작한다. 구체적으로는 우선, 도 4(A)의 상태로부터 피스톤로드(53)가 화살표(D1)의 방향으로 이동하고, 대상물(2)을 탄성부재(70)측으로 이동시킨다. 그 후, 도 4(B)에 도시한 바와 같이, 대상물(2)은 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 끼워짐으로써 지지된다. 이때, 탄성부재(70)는 피스톤로드(53)로부터 인가되는 하중에 의해 압축된다. 도 4(B)에서는 이때의 탄성부재(70)의 압축량을 E1으로 도시한다.
즉, 탄성부재(70)는 피스톤로드(53)의 운동에너지를 흡수하여 대상물(2)을 지지할 때, 운동에너지(충돌에너지)를 탄성력의 위치에너지로 변환하고 있다. 탄성부재(70)는 흡수한 운동에너지를 내부에너지(반발력)로서 축적한다. 이때에 분자의 나열이 변형된다. 이 때문에, 탄성부재(70)에는 내부의 마찰에 의하여 열이 발생한다. 이러한 열량은 탄성부재(70)의 변형량에 비례한다. 따라서, 감시장치(1)는, 이러한 변형량을 감시함으로써 탄성부재(70)가 축적하는 내부에너지(반발력)의 크기를 감시할 수 있다.
상기한 바와 같이, 도 4(A)의 상태로부터 피스톤로드(53)가 화살표(D1)의 방향으로 이동하면, 대상물(2)은 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)에 의해 지지된다. 이때, 탄성부재(70)는 압축되어 발열된다. 그 결과, 열유속센서(10)를 경유하여 탄성부재(70)와 고정부재(60)의 사이로 열류가 흐른다. 따라서, 열유속센서(10)는 이와 같이 하여 흐르는 열유속에 따른 전압신호를 출력한다. 열유속센서(10)가 출력한 신호는 검출부(20)에 전송된다.
다음으로, 도 4(B)의 상태로부터 피스톤로드(53)가 화살표(D2)의 방향으로 이동하면, 대상물(2)은 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)에 의한 지지로부터 개방된다. 그리고 탄성부재(70)는 대상물(2)을 지지하기 전의 두께(원래의 두께)로 되돌아간다. 이때, 탄성부재(70)는 주위의 열을 흡수한다. 그 결과, 열유속센서(10)를 경유하여 탄성부재(70)의 주위를 열류가 흐른다. 이와 같이, 탄성부재(70)의 발열에 의해 발생하는 열유속과 마찬가지로, 흡열에 의해 발생하는 열유속도 열유속센서(10)에 의하여 검출된다. 열유속센서(10)가 출력한 신호는 검출부(20)에 전송된다.
도 5의 그래프에는 올바른 위치에 있어서, 대상물(2)의 지지동작 및 지지개방동작을 실시한 경우에서의 열유속센서(10)의 출력파형의 실측값의 예가 도시되어 있다. 구체적으로는, 피스톤로드(53)가 도 4(A)의 상태로부터 도 4(B)의 상태로 이행하고, 대상물(2)을 일정시간 지지한다. 그 후, 다시 도 4(B)의 상태로부터 도 4(A)의 상태로 이행하고, 대상물(2)의 지지상태를 개방한다. 도 5의 그래프에 도시한 실측값은 이와 같은 피스톤로드(53)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력파형을 실측한 것이다.
피스톤로드(53)는 시간(t0) 이후에, 도 4(A)에 도시한 화살표(D1)의 방향으로 이동한다. 그 후, 피스톤로드(53)와 함께 이동한 대상물(2)은 시간(t1)에 탄성부재(70)와 접촉한다. 이 때문에, 시간(t0)에서 시간(t1)까지는 열유속센서(10)의 출력신호는 대략 일정한 값(V1)을 나타낸다.
대상물(2)은 시간(t1)에서 시간(t2)의 사이에서, 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 지지된 상태로 된다. 그 사이, 피스톤로드(53)는 대상물(2)을 통하여 탄성부재(70)에 하중을 인가한다. 이에 따라, 탄성부재(70)는 압축되어 발열된다. 그 결과, 열유속센서(10)를 통하여 탄성부재(70)로부터 고정부재(60)로 열류가 흐른다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t1) 이후에는 한 번 저하하지만, 그 후, 시간(t2)에 이르기까지는 상승하고, 시간(t2) 부근에서 최대값(V2)을 나타낸다.
피스톤로드(53)는 시간(t2) 이후에, 도 4(B)에 도시한 화살표(D2)의 방향으로 이동한다. 그 후, 시간(t2)에서 시간(t3)의 사이에 대상물(2)을 통하여 피스톤로드(53)로부터 탄성부재(70)에 인가되어 있던 하중이 해제된다. 이에 따라, 탄성부재(70)는 대상물(2)을 지지하기 전의 두께(원래의 두께)로 되돌아간다. 이 때문에, 탄성부재(70)는 흡열된다. 그 결과, 열유속센서(10)를 통하여 고정부재(60)로부터 탄성부재(70)로 열류가 흐른다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t2) 이후에는 저하하고, 시간(t3)에서는 대상물(2)과 탄성부재(70)가 접촉하기 전의 값과 대략 같은 값(V1)으로 된다. 시간(t3) 이후에는 열유속센서(10)의 출력신호는 대략 일정하다.
여기에서, 대상물(2)이 올바른 위치에서 지지되는 상태에 있어서, 상기한 대상물(2)의 지지동작 및 지지개방동작의 실험을 복수회 실시했다고 하자. 이 경우, 열유속센서(10)로부터 출력되는 신호의 최대값은 대략 일정한 값을 나타낸다. 그래서 본 실시형태에서는 이와 같은 복수회의 실험 등에 기초하여, 열유속센서(10)의 출력신호의 최대값의 하한값을 미리 구한다. 그리고 검출부(20)는 예를 들면, 해당 검출부(20)에 구비되는 메모리 등의 비천이적 실체적 기록매체를 포함하는 기억장치(사전에 결정된 기억영역)에, 구한 하한값을 제 1 한계값(Th1)으로서 기억하고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 시간(t1)에서 시간(t3)의 사이에 있어서, 열유속센서(10)의 출력의 최대값(V2)이 제 1 한계값(Th1)보다 큰 경우, 검출부(20)는 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)에 의해 대상물(2)이 올바른 위치에서 지지되어 있다고 판정한다. 또한 이때, 검출부(20)는 대상물(2)의 크기가 정규의 크기인지, 또는 정규의 크기보다 큰지도 판정할 수 있다. 또한, 검출부(20)에 의한 대상물(2)의 크기의 판정방법에 대해서는 후술한다.
도 6(A), (B)에는, 지지장치(50)가 대상물(2)을 피스톤로드(53)의 축심에 대하여 정규의 위치로부터 어긋난 위치에서 지지할 때의 동작예가 도시되어 있다.
도 6(A), (B)에서는 대상물(2)의 정규의 위치는 일점쇄선(P1)으로 도시하고 있다. 도 6(A), (B)에서는, 대상물(2)은 정규의 위치로부터 어긋난 위치에 있다. 이 때문에, 도 6(B)에 도시한 바와 같이, 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 대상물(2)이 지지될 때, 탄성부재(70)의 일부의 면적에는 피스톤로드(53)로부터의 하중이 인가된다. 따라서, 탄성부재(70)의 하중이 인가된 일부는 압축된다. 도 6(B)에서는 이때의 탄성부재(70)의 압축량을 E2로 도시한다. 또한, 도 6(B)에 도시한 압축량(E2)은 도 4(B)에 도시한 압축량(E1)보다 크다.
도 7의 그래프에는 어긋난 위치에 있어서, 대상물(2)의 지지동작 및 지지개방동작을 실시한 경우에서의 열유속센서(10)의 출력파형의 실측값의 예가 도시되어 있다. 구체적으로는, 피스톤로드(53)가 도 6(A)의 상태로부터 도 6(B)의 상태로 이행하고, 대상물(2)을 일정시간 지지한다. 그 후, 다시 도 6(B)의 상태로부터 도 6(A)의 상태로 이행하고, 대상물(2)의 지지상태를 개방한다. 도 7의 그래프에 도시한 실측값은 이와 같은 피스톤로드(53)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력파형을 실측한 것이다.
피스톤로드(53)는 시간(t0) 이후에, 도 6(A)에 도시한 화살표(D1)의 방향으로 이동한다. 그 후, 피스톤로드(53)와 함께 이동한 대상물(2)은 시간(t1)에 탄성부재(70)와 접촉한다.
대상물(2)은 시간(t1)에서 시간(t2)의 사이에서, 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 지지된 상태로 된다. 그 사이, 피스톤로드(53)는 대상물(2)을 통하여 탄성부재(70)에 하중을 인가한다. 그러나 대상물(2)이 정규의 위치로부터 어긋난 위치에 있는 경우, 탄성부재(70)의 일부의 면적에 하중이 인가된다. 이에 따라, 탄성부재(70)의 일부가 압축되어 변형된다. 그 결과, 탄성부재(70)의 발열량은 대상물(2)이 정규의 위치에서 지지되었을 때의 탄성부재(70)의 발열량보다도 작다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t1) 이후부터 시간(t2)에 이르기까지는 상승하고, 시간(t2) 부근에서 최대값(V3)을 나타낸다. 이때의 출력신호의 최대값(V3)은 도 5에 도시한 최대값(V2)보다도 작다.
피스톤로드(53)는 시간(t2) 이후에, 도 6(B)에 도시한 화살표(D2)의 방향으로 이동한다. 그 후, 시간(t2)에서 시간(t3)의 사이에 대상물(2)을 통하여 피스톤로드(53)로부터 탄성부재(70)에 인가되어 있던 하중이 해제된다. 이에 따라, 탄성부재(70)는 대상물(2)을 지지하기 전의 두께(원래의 두께)로 되돌아간다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t2) 이후에는 저하하고, 시간(t3)에서는 대상물(2)과 탄성부재(70)가 접촉하기 전의 값과 대략 같은 값(V1)으로 된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 시간(t1)에서 시간(t3)의 사이에 있어서, 열유속센서(10)의 출력의 최대값(V3)이 제 1 한계값(Th1)보다 작은 경우, 검출부(20)는 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)에 의해 대상물(2)이 정규의 위치로부터 어긋난 위치에서 지지되어 있다고 판정한다. 또한 이때, 검출부(20)는 대상물(2)의 크기가 정규의 크기보다 작은지도 판정할 수 있다. 또한, 검출부(20)에 의한 대상물(2)의 크기의 판정방법에 대해서는 후술한다.
도 8(A), (B)에는 지지장치(50)가 대상물(2)을 지지하지 않고, 대상물(2)이 탈락했을 때의 동작예가 도시되어 있다.
도 8(B)에 도시한 바와 같이, 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)의 사이로부터 대상물(2)이 탈락했을 때, 탄성부재(70)에는 피스톤로드(53)로부터의 하중이 인가되지 않는다. 따라서, 탄성부재(70)는 탄성변형되지 않는다.
도 9의 그래프에는 대상물(2)을 지지하지 않고, 피스톤로드(53)가 동작을 실시한 경우에서의 열유속센서(10)의 출력파형의 실측값의 예가 도시되어 있다. 구체적으로는, 피스톤로드(53)가 도 8(A)의 상태로부터 도 8(B)의 상태로 이행하고, 대상물(2)을 지지하지 않고, 다시 도 8(B)의 상태로부터 도 8(A)의 상태로 이행한다. 도 9의 그래프에 도시한 실측값은 이와 같은 피스톤로드(53)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력파형을 실측한 것이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 시간(t0)에서 시간(t3)의 사이에 있어서, 열유속센서(10)의 출력신호는 대략 일정한 값(V1)을 나타낸다. 이 경우, 검출부(20)는 피스톤로드(53)와 탄성부재(70)에 의해 대상물(2)이 지지되어 있지 않다고 판정한다.
다음으로, 검출부(20)에 의한 대상물의 크기의 판정방법에 대하여 설명한다.
도 10(A), (B)에는 정규의 크기보다도 작은 대상물(2＊)을 지지장치(50)가 지지할 때의 동작예가 도시되어 있다.
또한 여기에서, 피스톤로드(53)는 축방향의 이동범위 또는 제 1 실(56)에 공급되는 기압이 정해져 있는 것으로 한다.
도 10(A), (B)에서 대상물의 정규의 크기는 일점쇄선(P2)으로 도시하고 있다. 도 10(A), (B)에서 대상물(2＊)은 정규의 크기보다도 작다. 이 때문에, 도 10(B)에 도시한 바와 같이, 대상물(2＊)이 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 지지될 때, 탄성부재(70)가 압축되는 두께는 작다. 도 10(B)에서는 이때의 탄성부재(70)의 압축량을 E3으로 도시한다. 또한, 도 10(B)에 도시한 압축량(E3)은 도 4(B)에 도시한 압축량(E1)보다 작다.
도 11의 그래프에는 정규의 크기보다도 작은 대상물(2＊)의 지지동작 및 지지개방동작을 실시한 경우에서의 열유속센서(10)의 출력파형의 실측값의 예가 도시되어 있다. 구체적으로는, 피스톤로드(53)가 도 10(A)의 상태로부터 도 10(B)의 상태로 이행하고, 대상물(2＊)을 일정시간 지지한다. 그 후, 다시 도 10(B)의 상태로부터 도 10(A)의 상태로 이행하고, 대상물(2＊)의 지지상태를 개방한다. 도 11의 그래프에 도시한 실측값은 이와 같은 피스톤로드(53)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력파형을 실측한 것이다.
피스톤로드(53)는 시간(t0) 이후에, 도 10(A)에 도시한 화살표(D1)의 방향으로 이동한다. 그 후, 피스톤로드(53)와 함께 이동한 대상물(2＊)은 시간(t1)에 탄성부재(70)와 접촉한다.
대상물(2＊)은 시간(t1)에서 시간(t2)의 사이에서, 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 지지된 상태로 된다. 그 사이, 피스톤로드(53)는 대상물(2＊)을 통하여 탄성부재(70)에 하중을 인가한다. 그러나 상기한 바와 같이, 탄성부재(70)의 압축량(E3)은 도 4(B)에 도시한 압축량(E1)보다도 작다. 이 때문에, 탄성부재(70)의 발열량은 대상물(2＊)이 정규의 크기인 때의 탄성부재(70)의 발열량보다도 작다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t1) 이후부터 시간(t2)에 이르기까지는 상승하고, 시간(t2) 부근에서 최대값(V4)을 나타낸다. 이때의 출력신호의 최대값(V4)은 도 5에 도시한 출력신호의 최대값(V2)보다도 작다.
피스톤로드(53)는 시간(t2) 이후에, 도 10(B)에 도시한 화살표(D2)의 방향으로 이동한다. 그 후, 시간(t2)에서 시간(t3)의 사이에 대상물(2)을 통하여 피스톤로드(53)로부터 탄성부재(70)에 인가되어 있던 하중이 해제된다. 이에 따라, 탄성부재(70)는 대상물(2＊)을 지지하기 전의 두께(원래의 두께)로 되돌아간다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t2) 이후에는 저하하고, 시간(t3)에서는 대상물(2＊)과 탄성부재(70)가 접촉하기 전의 값과 대략 같은 값(V1)으로 된다.
도 11에 도시한 바와 같이, 시간(t1)에서 시간(t3)의 사이에 있어서, 열유속센서(10)의 출력의 최대값(V4)이 제 1 한계값(Th1)보다 작은 경우, 검출부(20)는 대상물(2＊)이 정규의 위치로부터 어긋난 위치에서 지지되어 있는지, 또는 대상물(2)이 정규의 크기보다 작은지를 판정할 수 있다.
도 12(A), (B)에는 정규의 크기보다도 큰 대상물(2＊＊)을 지지장치(50)가 지지할 때의 동작예가 도시되어 있다.
또한 여기에서는 상기한 바와 같이, 피스톤로드(53)는 축방향의 이동범위 또는 제 1 실(56)에 공급되는 기압이 정해져 있다.
도 12(A), (B)에서 대상물의 정규의 크기는 일점쇄선(P3)으로 도시하고 있다. 도 12(A), (B)에서 대상물(2＊＊)은 정규의 크기보다도 크다. 이 때문에, 도 12(B)에 도시한 바와 같이, 대상물(2＊＊)이 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 지지될 때, 탄성부재(70)가 압축되는 두께는 크다. 도 12(B)에서는 이때의 탄성부재(70)의 압축량을 E4로 도시한다. 또한, 도 12(B)에 도시한 압축량(E4)은 도 4(B)에 도시한 압축량(E1)보다 크다.
도 13의 그래프에는 정규의 크기보다도 큰 대상물(2＊＊)의 지지동작 및 지지개방동작을 실시한 경우에서의 열유속센서(10)의 출력파형의 실측값의 예가 도시되어 있다. 구체적으로는, 피스톤로드(53)가 도 12(A)의 상태로부터 도 12(B)의 상태로 이행하고, 대상물(2＊＊)을 일정시간 지지한다. 그 후, 다시 도 12(B)의 상태로부터 도 12(A)의 상태로 이행하고, 대상물(2＊＊)의 지지상태를 개방한다. 도 13의 그래프에 도시한 실측값은 이와 같은 피스톤로드(53)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력파형을 실측한 것이다.
피스톤로드(53)는 시간(t0) 이후에, 도 12(A)에 도시한 화살표(D1)의 방향으로 이동한다. 그 후, 피스톤로드(53)와 함께 이동한 대상물(2＊＊)은 시간(t1)에 탄성부재(70)와 접촉한다.
대상물(2＊＊)은 시간(t1)에서 시간(t2)의 사이에서, 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 지지된 상태로 된다. 그 사이, 피스톤로드(53)는 대상물(2＊＊)을 통하여 탄성부재(70)에 하중을 인가한다. 이때, 상기한 바와 같이, 피스톤로드(53)의 축방향의 이동범위 또는 제 1 실(56)에 공급되는 기압은 정해져 있다. 이 때문에, 탄성부재(70)의 압축량(E4)은 도 4(B)에 도시한 압축량(E1)보다도 크다. 이 때문에, 탄성부재(70)의 발열량은 대상물(2＊＊)이 정규의 위치에서 지지되었을 때의 탄성부재(70)의 발열량보다도 크다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t1) 이후부터 시간(t2)에 이르기까지는 상승하고, 시간(t2) 부근에서 최대값(V5)을 나타낸다. 이때의 출력신호의 최대값(V5)은 도 5에 도시한 출력신호의 최대값(V2)보다도 크다.
피스톤로드(53)는 시간(t2) 이후에, 도 10(B)에 도시한 화살표(D2)의 방향으로 이동한다. 그 후, 시간(t2)에서 시간(t3)의 사이에, 대상물(2)을 통하여 피스톤로드(53)로부터 탄성부재(70)에 인가되어 있던 하중이 해제된다. 이에 따라, 탄성부재(70)는 대상물(2＊＊)을 지지하기 전의 두께(원래의 두께)로 되돌아간다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 다음과 같은 출력특징을 나타낸다. 구체적으로, 출력신호는 시간(t2) 이후에는 저하하고, 시간(t3)에서는 대상물(2＊＊)과 탄성부재(70)가 접촉하기 전의 값과 대략 같은 값(V1)으로 된다.
여기에서, 상기한, 대상물(2＊＊)의 지지동작 및 개방동작의 실험을 복수회 실시했다고 하자. 이 경우, 대상물(2＊＊)이 정규의 크기이고, 또한 올바른 위치에서 지지될 때에 열유속센서(10)로부터의 출력신호의 최대값은 대략 일정한 값을 나타낸다. 그래서 본 실시형태에서는 이와 같은 복수회의 실험 등에 기초하여, 열유속센서(10)의 출력신호의 최대값의 상한값을 미리 구한다. 그리고 검출부(20)는 구한 상한값을 제 2 한계값(Th2)으로서 기억하고 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 시간(t1)에서 시간(t3)의 사이에 있어서, 열유속센서(10)의 출력의 최대값(V5)이 제 2 한계값(Th2)보다 큰 경우, 검출부(20)는 대상물(2＊＊)의 크기가 정규의 크기보다 크다고 판정한다.
이상에서 설명한 대로, 본 실시형태의 감시장치(1)는 다음과 같은 작용효과를 이룬다.
(1) 본 실시형태에서는 피스톤로드(53)의 이동에 의해 피스톤로드(53)와 고정부재(60) 사이에 대상물(2)이 지지될 때, 탄성부재(70)는 피스톤로드(53)로부터 인가되는 하중에 의해 탄성변형하고, 발열 또는 흡열된다. 그래서 감시장치(1)는 탄성부재(70)와 외부의 사이로 흐르는 열유속을 열유속센서(10)에 의해 검출한다. 이에 따라, 감시장치(1)는 피스톤로드(53)와 고정부재(60)에 의해 대상물(2)이 올바른 위치에서 지지되어 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 또는, 감시장치(1)는 대상물(2A)의 크기를 검출할 수 있다.
열유속센서(10)는 피스톤로드(53)로부터 판두께방향으로 인가되는 하중에 대하여 충분한 강성을 구비한다. 또한, 열유속센서(10)는 판두께가 얇다. 이 때문에, 지지장치(50)가 대형화되지 않는다.
(2) 본 실시형태에서 검출부(20)는 열유속센서(10)의 출력이 제 1 한계값(Th1)보다 클 때, 피스톤로드(53)와 고정부재(60)에 의해 대상물(2)이 올바른 위치에서 지지되어 있다고 판정한다. 한편, 검출부(20)는 열유속센서(10)의 출력이 제 1 한계값(Th1)보다 작을 때, 피스톤로드(53)와 고정부재(60)에 의해 대상물(2)이 올바른 위치에서 지지되어 있지 않다고 판정한다. 또는, 검출부(20)는 대상물(2)의 크기가 정규의 크기보다 작다고 판정한다.
이와 같이, 본 실시형태에서 검출부(20)는 실험 등에 의해 구한 한계값을 기억장치(사전에 결정된 기억영역)에 기억하고 있다. 이에 따라, 감시장치(1)는 열유속센서(10)가 출력한 신호에 기초하여, 대상물(2)이 올바른 위치에서 지지되어 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 또는, 감시장치(1)는 대상물(2)의 크기가 정규의 크기보다 작은지의 여부를 판정할 수 있다.
(3) 본 실시형태에서 검출부(20)는 제 1 한계값(Th1)과, 제 1 한계값(Th1)보다 큰 제 2 한계값(Th2)을 기억하고 있다. 검출부(20)는 열유속센서(10)의 출력이 제 2 한계값(Th2)보다 클 때, 대상물(2)의 크기가 정규의 크기보다 크다고 판정한다.
대상물(2)의 크기가 정규의 크기보다 클 때, 탄성부재(70)의 압축량은 커진다. 이 때문에, 탄성부재(70)의 가열량은 커지고, 열유속센서(10)의 출력도 커진다. 그래서 본 실시형태에서는 실험 등에 의해 구한 제 2 한계값(Th2)을 검출부(20)의 사전에 결정된 기억영역에 기억해 둔다. 이에 따라, 감시장치(1)는 열유속센서(10)가 출력한 신호에 기초하여, 대상물(2)의 크기가 정규의 크기보다 큰지의 여부를 판정할 수 있다.
(4) 본 실시형태에서 열유속센서(10)는 탄성부재(70)와 고정부재(60) 사이에 설치되어 있다.
이에 따라, 본 실시형태에서는 탄성부재(70)와 열유속센서(10)와 고정부재(60)의 사이로 열류가 양호하게 흐른다. 이 때문에, 열유속센서(10)의 검출정밀도를 높일 수 있다.
예를 들면, 열유속센서(10)를 탄성부재(70)의 외부측(외기측)의 면에 부착했다고 하자. 이 경우, 열유속센서(10)의 주위의 공기는 체류하여, 열유속센서(10)를 통과하는 열류의 흐름이 나빠진다. 이에 비하여, 본 실시형태에서는 탄성부재(70)와 고정부재(60) 사이에 열유속센서(10)를 설치함으로써 열류가 양호하게 흐르도록 할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 구성에서는 열유속센서(10)를 탄성부재(70)의 외부측(외기측)의 면에 부착한 경우에 비하여, 열유속센서(10)가 탄성부재(70)로부터 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다.
(5) 본 실시형태에서 탄성부재(70)는 고정부재(60)의 대상물(2)측에 설치되어 있다. 또한, 열유속센서(10)는 탄성부재(70)와 고정부재(60) 사이에 설치되어 있다.
예를 들면, 열유속센서(10)를 피스톤로드(53)에 부착했다고 하자. 이 경우, 피스톤로드(53)의 동작과 함께 마찰열이 발생한다. 그 결과, 마찰열에 기인하는 열유속이 열유속센서(10)의 출력에 영향을 준다. 이에 대하여, 본 실시형태에서는 탄성부재(70)와 고정부재(60) 사이에 열유속센서(10)를 설치함으로써 마찰열이 발생하지 않아서, 열유속센서(10)의 출력에 영향을 주지 않는다.
(제 2 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 후술하는 제 2 내지 제 5 실시형태는 제 1 실시형태에 비하여, 지지장치(50)의 구성과, 열유속센서(10)의 부착방법이 다르다. 그 밖에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. 이 때문에, 이후에는 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 14에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태의 지지장치(50)에서는 가동부재(51)로서의 피스톤로드(53)의 대상물(2)측에 탄성부재(70)가 설치되어 있다.
고정부재(60)가 가지는 고정부(62)는 대상물(2)의 이동을 규제하는 스토퍼로서 기능한다. 이 때문에, 대상물(2)은 피스톤로드(53)에 설치된 탄성부재(70)와 고정부재(60) 사이에서 지지된다.
감시장치(1)에 구비되는 열유속센서(10)는 피스톤로드(53)와 탄성부재(70) 사이에 설치되어 있다. 피스톤로드(53)의 이동에 의해 탄성부재(70)와 고정부재(60) 사이에 대상물(2)이 지지될 때, 탄성부재(70)는 피스톤로드(53)로부터 인가되는 하중과, 대상물(2)로부터의 반력에 의해 압축되어 발열된다. 열유속센서(10)는 그 때에 해당 열유속센서(10)를 경유하여 탄성부재(70)와 피스톤로드(53)의 사이로 흐르는 열유속에 따른 전압신호를 출력한다.
열유속센서(10)가 출력한 신호는 검출부(20)에 전송된다. 검출부(20)는 상기한 제 1 실시형태와 동일한 방법에 의해 지지장치(50)에 의한 대상물(2)의 지지상태 또는 대상물(2)의 크기를 검출한다.
따라서, 본 실시형태의 감시장치(1)는 상기한 제 1 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 3 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 도 15에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서 지지장치(50)는 2개의 가동부재(51)와, 탄성부재(70)를 구비하고 있다. 2개의 가동부재(51)는 청구범위에 기재된 “지지부재”의 일례에 상당한다.
2개의 가동부재(51)는 모두 2개의 에어실린더(52)에 각각 구비되는 피스톤로드(531, 532)이다. 2개의 피스톤로드(531, 532)는 대상물(2)을 사이에 두고 배치된다. 본 실시형태의 설명에 있어서, 대상물(2)을 사이에 두고 배치되는 한쪽의 피스톤로드(53)를 제 1 피스톤로드(531)라 한다. 또한, 다른쪽의 피스톤로드(53)를 제 2 피스톤로드(532)라 한다.
본 실시형태도 제 2 실시형태와 마찬가지로, 제 1 피스톤로드(531)의 대상물(2)측에 탄성부재(70)가 설치되어 있다. 이 때문에, 대상물(2)은 제 1 피스톤로드(531)에 설치된 탄성부재(70)와 제 2 피스톤로드(532) 사이에서 지지된다.
감시장치(1)에 구비되는 열유속센서(10)와 검출부(20)의 구성은 상기한 제 2 실시형태의 구성과 실질적으로 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
본 실시형태의 감시장치(1)는 상기한 제 1 및 제 2 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 4 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 도 16에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서 지지장치(50)는 3개의 가동부재(51)와, 탄성부재(70)를 구비하고 있다. 3개의 가동부재(51)는 모두 청구범위에 기재된 “지지부재”의 일례에 상당한다.
3개의 가동부재(51)는 모두 3개의 에어실린더(52)가 각각 구비하는 피스톤로드(531, 532, 533)이다. 3개의 피스톤로드(531, 532, 533)는 대상물(2)을 중심으로 일 둘레방향에 배치되어 있다. 본 실시형태의 설명에 있어서, 대상물(2)을 중심으로 하여 배치되는 3개의 피스톤로드를 각각 제 1 피스톤로드(531), 제 2 피스톤로드(532) 및 제 3 피스톤로드(533)라 한다.
본 실시형태도 제 2 및 제 3 실시형태와 마찬가지로, 제 1 피스톤로드(531)의 대상물(2)측에 탄성부재(70)가 설치되어 있다. 이 때문에, 대상물(2)은 제 1 피스톤로드(531)에 설치된 탄성부재(70)와, 제 2 피스톤로드(532)와, 제 3 피스톤로드(533) 사이에서 지지된다.
감시장치(1)에 구비되는 열유속센서(10)와 검출부(20)의 구성은 상기한 제 2 및 제 3 실시형태의 구성과 실질적으로 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
본 실시형태의 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 3 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 5 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 도 17에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 1 실시형태에서 설명한 지지장치(50)에 비하여, 탄성부재(70)의 대상물(2)측에 플레이트(71)를 구비하고 있다.
이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 4 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
이하, 제 6 내지 제 17 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 제 6 내지 제 17 실시형태는 제 1 실시형태에 비하여, 고정부재(60)에 대한 열유속센서(10)의 고정방법이 다르다. 이 때문에, 제 6 내지 제 17 실시형태에 대응하는 도 18 내지 도 29에는 감시장치(1)를 부착한 지지장치(50)의 일부의 단면도가 예시되어 있다.
또한, 제 6 내지 제 17 실시형태에 나타내는 열유속센서(10)의 고정방법은 임의로 조합해도 좋다. 또한, 제 6 내지 제 17 실시형태에 나타내는 열유속센서(10)의 고정방법은 상기한 제 2 내지 제 5 실시형태에도 적용할 수 있다.
(제 6 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 18에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)의 크기(L2)가 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 작다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 5 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 7 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 19에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)의 크기(L3)가 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 크다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 6 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 8 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 20에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)의 크기와, 탄성부재(70)의 크기(L1)는 대략 같다. 열유속센서(10)는 접착제(30)에 의해 고정부(62) 및 탄성부재(70)에 부착되어 있다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 7 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 9 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 21에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)의 크기(L2)가 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 작다. 열유속센서(10)는 접착제(30)에 의해 고정부(62) 및 탄성부재(70)에 부착되어 있다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 8 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 10 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 22에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)의 크기(L3)가 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 크다. 열유속센서(10)는 접착제(30)에 의해 고정부(62) 및 탄성부재(70)에 부착되어 있다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 9 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 11 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 23에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서 고정부(62)는 탄성부재(70)가 부착되는 면에 탄성부재(70)와는 반대측으로 오목한 오목부(63)를 가진다. 열유속센서(10)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)에 부착되어 있다. 열유속센서(10)의 크기와, 탄성부재(70)의 크기(L1)는 대략 같다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 10 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 12 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 24에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 11 실시형태와 마찬가지로, 고정부(62)는 오목부(63)를 가진다. 열유속센서(10)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)에 부착되어 있다. 열유속센서(10)의크기(L2)는 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 작다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 11 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 13 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 25에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 11 실시형태와 마찬가지로, 고정부(62)는 오목부(63)를 가진다. 열유속센서(10)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)에 부착되어 있다. 열유속센서(10)의크기(L3)는 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 크다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 12 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 14 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 26에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 11 실시형태와 마찬가지로, 고정부(62)는 오목부(63)를 가진다. 열유속센서(10)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)에 부착되어 있다. 열유속센서(10)의크기와, 탄성부재(70)의 크기(L1)는 대략 같다. 열유속센서(10)는 접착부(30)에 의해 고정부(62)의 오목부(63) 및 탄성부재(70)에 부착되어 있다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 13 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 15 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 27에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 11 실시형태와 마찬가지로, 고정부(62)는 오목부(63)를 가진다. 열유속센서(10)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)에 부착되어 있다. 열유속센서(10)의크기(L2)는 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 작다. 열유속센서(10)는 접착부(30)에 의해 고정부(62)의 오목부(63) 및 탄성부재(70)에 부착되어 있다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 14 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 16 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 28에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 11 실시형태와 마찬가지로, 고정부(62)는 오목부(63)를 가진다. 열유속센서(10)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)에 부착되어 있다. 열유속센서(10)의크기(L3)는 탄성부재(70)의 크기(L1)보다도 크다. 열유속센서(10)는 접착부(30)에 의해 고정부(62)의 오목부(63) 및 탄성부재(70)에 부착되어 있다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 15 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 17 실시형태)
본 실시형태에 대하여 설명한다. 도 29에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 11 실시형태와 마찬가지로, 고정부(62)는 오목부(63)를 가진다. 열유속센서(10)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)에 부착되어 있다. 열유속센서(10)는 접착제(30)에 의해 고정부(62)의 오목부(63) 및 탄성부재(70)에 부착되어 있다. 다만, 열유속센서(10)와 탄성부재(70)를 접착하는 접착제(30)는 고정부(62)가 가지는 오목부(63)로부터 탄성부재(70)측으로 튀어나와 있다. 이와 같은 구성이어도, 감시장치(1)는 상기한 제 1 내지 제 16 실시형태와 동일한 효과를 이룬다.
(다른 실시형태)
본 개시의 기술은 상기한 각 실시형태의 내용에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술은 청구범위에 기재한 범위 내에서 적절히 변경해도 좋다. 구체적으로는, 이하와 같다.
(1) 상기 각 실시형태에서는 에어실린더(52)에 구비되는 피스톤로드(53)를 가동부재(51)의 예로서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서 가동부재(51)는 예를 들면, 리니어모터 또는 유압실린더 등, 여러 가지 부재가 그에 상당한다.
(2) 상기 각 실시형태에서는 고무를 탄성부재(70)의 예로서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 탄성부재(70)는 고무 외에, 예를 들면, 금속이나 수지 등, 그 재질에 한정되지 않는다. 다른 실시형태에서 탄성부재(70)는 탄성변형에 의하여 내부에너지가 축적되는 부재이면, 예를 들면, 실리콘고무나 우레탄고무 등의 엘라스토머, 또는 코일스프링 등, 여러 가지 부재가 그에 상당한다.
(3) 상기 각 실시형태에서는 탄성부재(70)와 열유속센서(10)를 별도부재에 의해 구성하는 예에 대하여 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는 예를 들면, 열유속센서(10)에 구비되는 표면보호부재(110) 또는 이면보호부재(120)를 탄성변형에 의해 발열하는 탄성부재(70)로 해도 좋다. 즉, 탄성부재(70)와 열유속센서(10)는 일체로 구성해도 좋다.
(4) 상기 각 실시형태에서는 지지장치(50)가 대상물(2)을 지지할 때, 탄성부재(70)가 압축되는 구성을 예로 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는 지지장치(50)가 대상물(2)을 지지할 때, 탄성부재(70)가 신장 또는 만곡 등의 탄성변형을 하는 구성으로 해도 좋다.
(5) 상기 각 실시형태에서는 탄성부재(70)와 외부 사이로 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력하는 열유속센서(10)로서, 다음과 같은 열유속센서(10)를 예로 설명했다. 구체적으로는, 고정부재(60)와 탄성부재(70) 사이에 설치된 열유속센서(10) 및 가동부재(51)와 탄성부재(70) 사이에 설치된 열유속센서(10)를 예로 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태로서, 탄성부재(70)의 외벽에 부착한 열유속센서(10)에 의해 탄성부재(70)와 외부(외기) 사이로 흐르는 열유속을 검출해도 좋다.
(6) 상기 각 실시형태는 서로 관계 없는 것은 아니고, 조합이 명백히 불가한 경우를 제외하고는, 적절히 조합이 가능하다. 또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 실시형태를 구성하는 요소는 특별히 필수적이라고 명시한 경우 및 원리적으로 명백히 필수적이라고 생각되는 경우 등을 제외하고, 반드시 필수적인 것은 아니다.
(정리)
상기 각 실시형태의 일부 또는 전부로 나타난 제 1 관점에 따르면, 본 개시의 기술의 일 양태인 지지장치는 대상물을 사이에 두고 배치된 복수의 지지부재와, 복수의 지지부재의 적어도 하나에 설치된 탄성부재를 구비한다. 본 개시의 기술의 일 양태인 감시장치는, 이 지지장치에 의해 지지되는 대상물의 지지상태를 감시한다. 감시장치는 열유속센서 및 검출부를 구비한다. 열유속센서는 적어도 하나의 지지부재의 이동에 의해 복수의 지지부재 사이에 대상물이 지지될 때, 지지부재로부터 인가되는 하중에 의해 탄성변형하는 탄성부재와 외부 사이로 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력한다. 검출부는 열유속센서가 출력한 신호에 기초하여, 복수의 지지부재에 의한 대상물의 지지상태 또는 대상물의 크기를 검출한다.
제 2 관점에 따르면, 검출부는 열유속센서의 출력이 사전에 결정된 한계값보다 클 때, 복수의 지지부재에 의해 대상물이 올바른 위치에서 지지되어 있다고 판정한다. 검출부는 열유속센서의 출력이 사전에 결정된 한계값보다 작을 때, 복수의 지지부재에 의해 대상물이 올바른 위치에서 지지되어 있지 않거나, 또는 대상물의 크기가 정규의 크기보다 작다고 판정한다.
검출부는 실험 등에 의해 구한 한계값을 기억장치(사전에 결정된 기억영역)에 기억해 둔다. 이에 따라, 감시장치는 열유속센서가 출력한 신호에 기초하여, 대상물이 올바른 위치에서 지지되어 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 또는, 감시장치는 대상물의 크기가 정규의 크기보다 작은지의 여부를 판정할 수 있다.
제 3 관점에 따르면, 상기 사전에 결정된 한계값은 제 1 한계값이다. 검출부는 제 1 한계값을 기억하고 있고, 또한 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값을 기억하고 있다. 검출부는 열유속센서의 출력이 제 2 한계값보다 클 때, 대상물의 크기가 정규의 크기보다 크다고 판정한다.
대상물의 크기가 정규의 크기보다 클 때, 탄성부재의 압축량은 커진다. 이 때문에, 탄성부재의 가열량은 커지고, 열유속센서의 출력도 커진다. 그래서 검출부는 실험 등에 의해 구한 제 2 한계값을 기억장치(사전에 결정된 기억영역)에 기억해 둔다. 이에 따라, 감시장치는 열유속센서가 출력한 신호에 기초하여, 대상물의 크기가 정규의 크기보다 큰지의 여부를 판정할 수 있다.
제 4 관점에 따르면, 열유속센서는 탄성부재와 지지부재 사이에 설치되어 있다.
이에 따라, 탄성부재와 열유속센서와 지지부재 사이로 열류가 양호하게 흐른다. 이 때문에, 본 개시의 기술에서는 열유속센서의 검출정밀도를 높일 수 있다.
예를 들면, 열유속센서를 탄성부재의 외기측의 면에 부착했다고 하자. 이 경우, 열유속센서의 주위의 공기는 체류하여, 열유속센서를 통과하는 열류의 흐름이 나빠진다. 이에 비하여, 본 개시의 기술에서는 탄성부재와 지지부재 사이에 열유속센서를 설치함으로써 열류가 양호하게 흐르도록 할 수 있다.
또한, 본 개시의 기술에서는 열유속센서를 탄성부재의 외기측의 면에 부착한 경우에 비하여, 열유속센서가 탄성부재로부터 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다.
제 5 관점에 따르면, 복수의 지지부재는 고정부재 및 고정부재에 대하여 대상물을 사이에 두고 배치되는 가동부재를 가진다. 상기 가동부재는 상기 고정부재에 대하여 상대이동 가능하다. 탄성부재는 고정부재의 대상물측에 설치되어 있다. 열유속센서는 탄성부재와 고정부재 사이에 설치되어 있다.
예를 들면, 열유속센서를 가동부재에 부착했다고 하자. 이 경우, 가동부재의 동작과 함께 마찰열이 발생한다. 그 결과, 마찰열에 기인하는 열유속이 열유속센서의 출력에 영향을 준다. 이에 대하여, 본 개시의 기술에서는 탄성부재와 고정부재 사이에 열유속센서를 설치함으로써 마찰열이 발생하지 않아서, 열유속센서의 출력에 영향을 주지 않는다.
1: 감시장치
2: 대상물
10: 열유속센서
20: 검출부
50: 지지장치
51: 가동부재
60: 고정부재
70: 탄성부재

Claims (5)

  1. 대상물(2)을 사이에 두고 배치된 복수의 지지부재(51, 60)와, 복수의 상기 지지부재의 적어도 하나에 설치된 탄성부재(70)를 구비하는 지지장치(50)에 의해 지지되는 상기 대상물의 지지상태를 감시하는 감시장치로서,
    적어도 하나의 상기 지지부재의 이동에 의해 복수의 상기 지지부재 사이에 상기 대상물이 지지될 때, 상기 지지부재로부터 인가되는 하중에 의해 탄성변형하는 상기 탄성부재와 외부 사이로 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력하는 열유속센서(10); 및
    상기 열유속센서가 출력한 신호에 기초하여, 복수의 상기 지지부재에 의한 상기 대상물의 지지상태 또는 상기 대상물의 크기를 검출하는 검출부(20)를 구비하는
    감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 열유속센서의 출력이 사전에 결정된 한계값(Th1)보다 클 때, 복수의 상기 지지부재에 의해 상기 대상물이 올바른 위치에서 지지되어 있다고 판정하고,
    상기 열유속센서의 출력이 상기 사전에 결정된 한계값보다 작을 때, 복수의 상기 지지부재에 의해 상기 대상물이 올바른 위치에서 지지되어 있지 않거나, 또는 상기 대상물의 크기가 정규의 크기보다 작다고 판정하는
    감시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사전에 결정된 한계값은 제 1 한계값이고,
    상기 검출부는,
    상기 제 1 한계값을 기억하고 있고, 또한 상기 제 1 한계값보다 큰 제 2 한계값(Th2)을 기억하고 있고,
    상기 열유속센서의 출력이 상기 제 2 한계값보다 클 때, 상기 대상물의 크기가 정규의 크기보다 크다고 판정하는
    감시장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열유속센서는 상기 탄성부재와 상기 지지부재 사이에 설치되고, 상기 탄성부재와 상기 지지부재 사이로 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력하는
    감시장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 지지부재는 고정부재(60) 및 상기 고정부재에 대하여 상기 대상물을 사이에 두고 배치되고, 상기 고정부재에 대하여 상대이동 가능한 가동부재(51)를 가지며,
    상기 탄성부재는 상기 고정부재의 상기 대상물측에 설치되어 있고,
    상기 열유속센서는 상기 탄성부재와 상기 고정부재 사이에 설치되어 있는
    감시장치.
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