KR20010015330A - 전자밸브의 동작관리방법 및 장치 - Google Patents
전자밸브의 동작관리방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
전자밸브의 동작시간을 검출하여 그 동작시간으로부터 절환동작이 정상인지 아닌지를 판별하므로써, 고장 전에 전자밸브의 이상을 간단 또한 확실하게 검지할 수 있도록 한다.
전자밸브에 설치한 위치검출수단에 의해서 스풀의 스트로크단에서의 위치를 검출하고, 검출된 위치신호와 계측용 클럭신호로부터의 신호처리회로(12)에 있어서, 전자밸브의 구동신호가 온 또는 오프로 된 후 스풀이 상기 스트로크단에서 이동을 개시하기까지의 이동개시시간과, 상기 스트로크단에 도달하기까지의 이동종료시간을 계측하고, 이들 동작시간(T1) 내지 (T2)을 상기 신호처리회로(12)에 미리 입력된 복수의 기준치(T1a) 내지 (T4a), (T1b) 내지 (T4b)와 비교하므로써 스풀의 절환동작이 정상인지 아닌지를 판별하여, 판별결과에 따른 표시신호를 출력한다.
Description
본 발명은, 전자밸브의 절환동작을 감시하므로써 고장 전에 이상을 검지하고, 사전의 대책을 실시할 수 있도록 한, 절환동작관리를 위한 수단에 관한 것이다.
예컨대 자동차나 그 외의 기계기구류의 조립공정 등에 있어서는, 압축공기를 사용한 자동운전 시스템이 채용되어 있고, 압축공기의 절환에 많은 전자밸브가 사용되고 있다. 또한 이와 같은 자동운전시스템에서는, 효율을 높이기 위하여 장기간에 걸쳐서 운전이 계속된다. 따라서, 상기 전자밸브가 한개라도 고장나면, 시스템 전체의 가동이 정지하기 때문에 이것에 의해 받는 손해는 매우 큰 것으로 된다. 게다가, 통상은 시스템 전체의 규모가 크기 때문에, 고장난 전자밸브의 특정이나 그 수리 또는 교환 등에 시간을 요하며, 이것에 의해서 시스템이 정지하는 시간도 길어지기 때문에, 이것에 의한 손실은 더욱 크게 되버린다.
전자밸브의 고장을 사전에 예지할 수 있으면 이와 같은 문제는 해결할 수 있지만, 이것을 위한 효과적인 수단은 지금까지 제안되어 있지 않다.
예컨대 실개평2-66784호 공보에는, 스풀의 외주에 마그네트를 설치함과 아울러, 케이싱에 자기센서를 설치하고, 자기센서로 마그네트를 검출하므로써 스풀이 절환된 것을 검지하도록 한 것이 개시되어 있다.
그러나 이 제 1의 공지예는, 단지 스풀이 절환된 것인지 아닌지를 검출하는 정도의 것으로, 자기센서로부터 스풀의 절환신호가 출력되지 않을 때는 이미 전자밸브가 고장나 있는 상태이고, 전자밸브의 고장을 사전에 예지할 수가 없다.
또한, 실공평7-31021호 공보에는, 스풀의 일단에 연결한 피스톤에 마그네트를 설치함과 아울러, 케이싱에 검출코일을 설치하여, 마그네트의 이동에 의해 검출코일에 발생하는 유도전압을 검출하고, 이 유도전압의 크기로부터 이상을 검지하는 것이 개시되어 있다. 이것은 바꾸어 말하면, 피스톤 즉 스풀의 이동속도를 유도전압으로서 검출하고, 이 이동속도의 크기로부터 이상을 검지하는 것이다.
그러나, 이 제 2의 공지예는, 스트로크 중의 스풀의 이동속도를 검출하는 방식으로, 스풀의 이동이 원활하지 않을 경우를 고장으로서 검지하는 것이기 때문에, 예컨대 스풀이 스트로크단에 고정부착된 상태로 되어 이동개시가 지연되거나, 스트로크단에 도달하기 직전에 미끄러짐 저항이 증대하여 도달이 지연되는 경우에는, 이들을 검지하여 고장인지 아닌지를 판별할 수가 없다.
본 발명의 기술적 과제는, 전자밸브의 동작시간을 검출하여 그 절환동작이 정상인지 아닌지를 판별하므로써, 고장 전에 전자밸브의 이상을 간단 또한 확실하게 예지할 수 있는, 검지정밀도가 우수한 동작관리수단을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의하면, 전자밸브에 설치한 위치검출수단에 의해서 유로절환용 밸브부재의 동작위치를 검출하고, 검출된 위치신호를 계측용 클럭신호로부터의 신호처리회로에 있어서, 전자밸브의 구동신호가 온 또는 오프로 되고나서 상기 전자밸브가, 특정의 동작위치에 대해서 그 위치를 이동하거나 또는 그 위치에 도달하기까지의 동작시간을 계측하고, 이 동작시간을 상기 신호처리회로에 미리 입력된 복수의 기준치와 비교하므로써 밸브부재의 절환동작이 정상인지 아닌지를 판별하여, 판별결과에 따른 표시신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리방법이 제공된다.
상기 방법에 의하면, 전자밸브가 온 또는 오프로 되고나서 밸브부재가 특정의 동작위치를 이동 또는 도달하기까지의 동작시간을 계측하고, 이 동작시간으로부터 절환동작이 정상인지 아닌지를 판별할 수 있도록 하고 있기 때문에, 상기 밸브부재의 스트로크단에서의 시동이나 스트로단으로의 도달이 지연된 경우에도, 이들을 이상으로서 확실하게 검지할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 위치검출수단으로 밸브부재의 적어도 한쪽의 스트로크단에서의 위치가 검출되고, 전자밸브의 구동신호가 온 또는 오프로 된 후 밸브부재가 상기 스트로크단에서 이동을 개시하기까지의 시간과, 상기 스트로크단에 도달하기까지의 시간 중 적어도 한쪽이 계측된다.
본 발명에 있어서는, 상기 복수의 기준치가, 동작시간의 정상범위를 나타내는 제 1기준치와, 이상 예지범위를 나타내는 제 2기준치를 포함하고 있어서, 밸브부재의 동작시간이 제 1기준치 이하였을 때에는 정상신호를 출력하고, 제 1기준치와 제 2기준치의 사이에 있을 때에는 이상 예지신호를 출력하고, 제 2기준치를 넘고 있을 때에는 이상신호를 출력하도록 되어 있다.
또한, 상기 방법을 실시하기 위한 본 발명에 의하면, 전자밸브에 설치되어서 유로절환용 밸브부재의 동작위치를 검출하는 위치검출수단과; 이 위치검출수단에서의 위치신호에 기초하여 밸브부재의 동작시간을 계측하고, 이 동작시간으로부터 상기 밸브부재의 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하는 신호처리회로를 구비하고, 이 신호처리회로가, 전자밸브에 대한 온 또는 오프의 구동신호를 시작신호로 하여 시간계측을 개시하고, 위치검출수단으로부터 출력되는 위치신호에 기초하여 상기 밸브부재가 절환되기까지의 동작시간을 계측하는 계측부와; 미리 예정된 동작시간에 대해서의 복수의 기준치를 보유하고 있어서, 상기 계측기에서 계측된 밸브부재의 동작시간과 이들 복수의 기준치를 비교하므로써, 상기 밸브부재의 절환동작이 정상인지 이상인지을 판별하는 비교부와; 이 비교부에 의한 판별결과에 기초하여 정상인지 이상인지의 표시신호를 출력하는 신호출력부를 보유하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리장치가 제공된다.
본 발명의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 위치검출수단이, 밸브부재의 양 스트로크단에서의 위치를 검출가능하도록 구성되어 있어서, 상기 신호처리회로의 계측부가, 전자밸브의 구동신호가 온으로 된 후 밸브부재가 제 1스트로크단에서 이동을 개시하기까지의 시간을 계측하는 제 1계측기와, 제 2스트로크단에 도달하기까지의 시간을 계측하는 제 2계측기와, 전자밸브의 구동신호가 오프로 된 후 상기 밸브부재가 제 2스트로크단에서 복귀동작을 개시하기까지의 시간을 계측하는 제 3계측기와, 제 1스트로크단에 도달하기까지의 복귀시간을 계측하는 제 4계측기를 보유하며, 또한 상기 비교부가, 상기 각 계측기에 접속되어서 이 계측기에서 계측된 동작시간을 복수의 기준치와 비교하는 제 1 내지 제 4의 비교기를 보유하고 있다.
본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 위치검출수단이, 밸브부재와 동기하여 이동하도록 설치된 마그네트와, 이 마그네트에서의 자속을 검출하는 적어도 한개의 위치센서를 포함하고 있어서, 상기 위치검출센서가, 밸브부재의 전체 스트로크영역에 있어서 상기 마그네트에서의 자속을 검출가능하도록 설치되어 있는 것이다.
도 1은, 본 발명을 적용한 전자밸브의 제 1실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 제 1실시예의 위치검출수단으로부터 출력되는 위치신호를 나타내는 도이다.
도 3은, 신호처리회로의 구성도이다.
도 4는, 신호처리의 타이밍을 나타내는 타이밍 챠트이다.
도 5는, 본 발명을 적용한 전자밸브의 제 2실시예를 나타내는 요부단면도이다.
도 6은, 제 2실시예의 위치검출수단으로부터 출력되는 위치신호를 나타내는 도이다.
도 7은, 본 발명에 적용가능한 다른 위치신호를 나타내는 도이다.
도 8은, 본 발명에 적용가능한 또 다른 위치신호를 나타내는 도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 ㆍㆍㆍ 전자밸브 5 ㆍㆍㆍ 스풀
11 ㆍㆍㆍ 위치검출수단 12 ㆍㆍㆍ 신호처리회로
15 ㆍㆍㆍ 마그네트 16 ㆍㆍㆍ 위치센서
21 ㆍㆍㆍ 계측부 21a, 21b, 21c, 21d ㆍㆍㆍ 계측기
22 ㆍㆍㆍ 비교부 22a, 22b, 22c, 22d ㆍㆍㆍ 비교기
23 ㆍㆍㆍ 신호출력부 S ㆍㆍㆍ 위치신호
T1, T2, T3, T4 ㆍㆍㆍ 동작시간
T1a, T2a, T3a, T4a ㆍㆍㆍ 제 1기준치
T1b, T2b, T3B, T4b ㆍㆍㆍ 제 2기준치
X ㆍㆍㆍ 정상신호
Y ㆍㆍㆍ 이상 예지신호
Z ㆍㆍㆍ 이상신호
도 1은 본 발명을 적용한 전자밸브의 제 1실시예를 나타내는 것으로, 여기에 예시된 전자밸브(1)는, 한 개의 파일럿밸브(3)로 주밸브(2)를 절환하는 싱글 파일럿식 전자밸브이다.
상기 전자밸브(1)는, 비자성체 소재로 이루어진 케이싱(4)에, 압축공기 등의 작동유체가 유통하는 복수의 포트(P), (E1), (E2), (A), (B)와, 이들 각 포트가 개구하는 밸브구멍(5)과, 이 밸브구멍(5) 내에 미끄러질 수 있게 수용된 유로절환용 밸브부재인 스풀(6)과, 이 스풀(6)의 양단에 위치하는 크고 작은 두 개의 피스톤 (7a), (7b)을 설치함과 아울러, 케이싱(4)에 있어서의 대경의 제 1피스톤(7a)측의 단부에, 이 제 1피스톤(7a)측의 제 1압력실(8a)에 파일럿유체를 공급하는 상기 파일럿밸브(3)를 설치한 것이다. 게다가 상기 제 1압력실(8a)은, 파일럿유로(9a), (9b)에 의해 파일럿밸브(3)를 통해서 공급포트(P)에 연이어 통하고, 소경의 제 2피스톤(7b)측의 제 2압력실(8b)은, 파일럿유로(9c)에 의해 공급포트(P)에 언제나 연이어 통하고 있다.
상기 전자밸브(1)에 있어서, 파일럿밸브(3)가 오프의 상태로서 제 1압력실 (8a)에 파일럿유체가 공급되고 있지 않을 때에는, 제 2압력실(8b)에 공급되어 있는 파일럿유체압에 의해 제 2피스톤(7b)이 눌려지기 때문에, 스풀(6)은 도면에서 나타내는 바와 같이 좌측의 제 1스트로크단으로 이동하여 있다. 이 상태에서 상기 파일럿밸브(3)가 온으로 되어서 제 1압력실(8a)에 파일럿유체가 공급되면, 두 개의 피스톤(7a), (7b)의 수압면적의 차에 의해, 제 1피스톤(7a)에 작용하는 유체압작동력이 제 2피스톤(7b)에 작용하는 유체압작용력보다 크기 때문에, 스풀(6)은 이 제 1피스톤(7a)에 의해 도면의 우측으로 눌려져서, 제 2스트로크단으로 이동한다.
상기 전자밸브(1)는, 상기 스풀(6)의 절환동작을 관리하기 위한 동작관리장치가 설치되어 있다. 이 관리장치는, 스풀(6)의 동작위치를 검출하기 위한 위치검출수단(11)과, 이 위치검출수단(11)에서의 위치신호에 기초하여 스풀(6)의 동작시간을 계측하고, 이 동작시간으로부터 상기 스풀(6)의 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하는 신호처리회로(12)를 구비하고 있다. 이 신호처리회로(12)는, 도시한 바와 같이 전자밸브(1)의 상면이나 측면 등의 적당한 장소에 설치하는 것이 가능하다. 또는, 전자밸브를 탑재하는 베이스나, 복수의 전자밸브를 집합화할 때 함께 결합되는 앤드 블록이나 포트 블록 혹은 배전블록 등에 설치하여도 좋고, 이 이외의 적당한 장소에 설치하여도 좋다.
상기 위치검출수단(11)은, 비자성 소재로 이루어진 스풀(6)에 설치되어서 이 수풀(6)과 함께 이동하는 마그네트(15)와, 케이싱(4)의 정해진 위치에 설치되어서 상기 마그네트(15)의 이동에 따르는 자속밀도의 변화를 검출하는 위치센서(16)로 구성되어 있다. 이 위치센서(16)는, 스풀(6)의 전체 스트로크에 있어서 마그네트 (15)에서의 자속밀도를 검출할 수 있도록 설치되어 있어서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 스풀(6)이 제 1스트로크단에서 제 2스트로크단으로 이동함에 따라서 크기가 점점 감소하는 아날로그신호로서의 위치신호(S)를 출력하는 것이다.
한편, 상기 신호처리회로(12)는, 도 3에서 나타내는 바와 같이, 위치판별기 (2)와, 계측부(21)와, 비교부(22)와, 신호출력부(23)를 포함하고 있다.
상기 위치판별기(20)는, 상기 위치센서(16)에 접속되어 있어서, 이 위치센서 (16)에서 출력되는 위치신호(S) 상에 시간계측의 대상으로 되는 특정의 동작위치를 설정하기 위한 한계치(M), (N)(도 2참조)를 정하고, 이들 한계치(M), (N)로 설정된 동작위치가 검출되었을 때에 후단의 계측부(21)에 제어용 위치판별신호(m), (n)를 출력하는 것이다.
이 실시예에 있어서는, 상기 위치신호(S)의 양 스트로크단 부분의 위치에 두 개의 한계치(M), (N)를 설정하므로써, 스풀(6)의 위치를 양 스트로크단에서 검출하도록 하고 있다. 게다가, 전자밸브(1)의 구동신호가 온으로 되어서 스풀(6)이 제 1스트로크단에서 제 2스트로크단으로 절환되는 경우, 도 2에서 나타내는 바와 같이, 위치센서(16)에서 출력되는 위치신호(S)가 한계치(M)를 넘기까지, 즉 스풀(6)이 이동을 개시하기까지는, 상기 위치판별기(20)에서 위치판별신호(m)가 출력되며, 상기 위치판별신호(m)가 오프로 절환되고, 게다가, 위치신호(S)가 한계치(N)에 도달하였을 때, 즉 스풀(6)이 제 2스트로크단에 도달하였을 때에, 상기 위치판별신호(n)가 온으로 되도록 되어 있다.
또한, 전자밸브(1)의 구동신호가 오프로 되어서 스풀(6)이 제 2스트로크단에서 제 1스트로크단으로 복귀하는 경우에는, 위치센서(16)에서의 위치신호(S)가 한계치(N)를 넘기까지, 즉 스풀(6)이 복귀동작을 개시하기까지는, 위치판별기(20)에서 위치판별신호(n)가 출력되고, 위치신호가 한계치(N)를 넘었을 때, 즉 스풀(6)이 복귀동작을 개시하였을 때에, 상기 위치판별신호(n)가 오프로 절환되며, 게다가, 상기 위치신호가 한계치(M)에 이르렀을 때, 즉 스풀(6)이 제 1스트로크단에 도달하였을 때에, 위치판별신호(m)가 온으로 되도록 구성되어 있다.
한편, 상기 계측부(21)는, 전자밸브(1)에 대한 온 또는 오프의 구동신호를 시작신호로 하여 클럭 펄스에 의한 시간계측을 개시하고, 상기 위치판별기(20)를 통하여 입력되는 위치신호에 기초하여 상기 스풀(6)이 특정의 동작위치에 도달하기까지의 동작시간을 계측하는 것으로, 이들 계측을 상기 위치판별기(20)에 접속된 제 1 내지 제 4의 복수의 계측기(21a) 내지 (21d)로 행하는 것이다.
상기 제 1계측기(21a)는, 전자밸브(1)의 구동신호가 온으로 된 후, 스풀(6)이 제 1스트로크단에서 이동을 개시하기까지의 동작시간(T1)을 계측하는 것으로, 구동신호의 입력과 동시에 클럭 펄스를 카운트하므로써 계측을 개시하고, 스풀(6)이 이동을 개시하였을 때, 즉 상기 위치판별기(20)에서의 위치판별신호(m)가 오프로 되었을 때에, 이 계측을 정지하므로써 상기 동작시간(T1)을 구하고, 이 계측신호를 후단의 비교부(22)의 제 1비교기(22a)로 향하여 출력하는 것이다.
또한, 제 2계측기(21b)는, 전자밸브(1)의 구동신호가 온으로 된 후, 스풀(6)이 제 2스트로크단에 도달하기까지의 동작시간(T2)을 계측하는 것으로, 구동신호의 입력과 동시에 클럭펄스를 카운트하므로써 계측을 개시하고, 스풀(6)이 제 2스트로크단에 도달하였을 때, 즉 상기 위치판별기(20)에서의 위치판별신호(n)가 온으로 되었을 때에, 이 계측을 정지하므로써 상기 동작시간(T2)을 구하고, 이 계측신호를 후단의 비교부(22)의 제 2비교기(22b)로 향하여 출력하는 것이다.
게다가, 제 3계측기(21c)는, 전자밸브(1)의 구동신호가 오프로 된 후, 스풀(6)이 제 2스트로크단에서 복귀동작을 개시하기까지의 동작시간(T3)을 계측하는 것으로, 오프의 구동신호의 입력과 동시에 클럭펄스를 카운트하므로써 계측을 개시하고, 스풀(6)이 복귀동작을 개시하였을 때, 즉 상기 위치판별기(20)에서 의 위치판별신호(n)가 오프로 되었을 때에, 이 계측을 정지하므로써 상기 동작시간 (T3)을 구하고, 이 계측신호를 후단의 비교부(22)의 제 3비교기(22c)로 향하여 출력하는 것이다.
게다가, 제 4계측기(21d)는, 전자밸브(1)의 구동신호가 오프로 된 후, 스풀(6)이 제 1스트로크단에 복귀하기까지의 동작시간(T4)을 계측하는 것으로, 오프의 구동신호의 입력과 동시에 클럭펄스를 카운트하므로써 계측을 개시하고, 스풀 (6)이 복귀스트로크단에 도달하였을 때, 즉 상기 위치판별기(20)에서의 위치판별신호(m)가 온으로 되었을 때에, 이 계측을 정지하므로써 상기 동작시간(T4)을 구하고, 이 계측신호를 후단의 비교부(22)의 제 4비교기(22d)로 향하여 출력하는 것이다.
또한, 상기 비교부(22)는, 스풀(6)의 동작시간에 대해서의 복수의 기준치를 설정할 수 있도록 되어 있어서, 상기 계측기(21a) 내지 (21d)로 계측된 동작시간 (T1) 내지 (T4)과 이들 복수의 기준치를 비교하므로써, 스풀(6)의 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하는 것으로, 제 1 내지 제 4의 복수의 비교기(22a) 내지 (22d)를 보유하고 있다.
상기 제 1비교기(22a)는, 제 1계측기(21a)로 계측된 상기 동작시간(T1)에 대해서, 이 정상의 동작시간의 상한인 제 1기준치(T1a)와, 이 제 1기준치(T1a)보다는 크고, 이상은 아니지만 이상의 전단계인 이상 예지시간의 상한을 나타내는 제 2기준치(T1b)를 설정할 수 있도록 되어 있어서, 상기 동작시간(T1)을 이들 기준치와 비교하고, 동작시간(T1)이 제 1기준치(T1a)이하(0<T1≤T1a)였을 때에는 정상신호 (X)를 출력하고, 제 1기준치(T1a)보다 크고 또한 제 2기준치(T1b)이하 (T1a<T1≤T1b)였을 때는 이상 예지신호(Y)를 출력하며, 제 2기준치(T1b)보다 클 (T1b<T1) 때에는 이상신호(Z)를 출력하는 것이다.
상기 제 1비교기(22b)는, 제 2계측기(21b)로 계측된 상기 동작시간(T2)에 대해서, 이 정상의 동작시간의 상한인 제 1기준치(T2a)와, 이상 예지시간의 상한을 나타내는 제 2기준치(T2b)를 설정할 수 있도록 되어 있어서, 상기 동작시간(T2)을 이들 기준치와 비교하고, 동작시간(T2)이 제 1기준치(T2a)이하(0<T2≤T2a)였을 때에는 정상신호(X)를 출력하고, 제 1기준치(T2a)보다 크고 또한 제 2기준치(T2b)이하(T2a<T2≤T2b)였을 때는 이상 예지신호(Y)를 출력하며, 제 2기준치(T2b)보다 클(T2b<T2) 때에는 이상신호(Z)를 출력하는 것이다.
게다가, 제 3비교기(22c)는, 제 2계측기(21b)로 계측된 상기 동작시간(T3)에 대해서, 이 정상의 동작시간의 상한인 제 1기준치(T3a)와, 이상 예지시간의 상한을 나타내는 제 2기준치(T3b)를 설정할 수 있도록 되어 있어서, 상기 동작시간(T3)을 이들 기준치와 비교하고, 동작시간(T3)이 제 1기준치(T3a)이하(0<T3≤T3a)였을 때에는 정상신호(X)를 출력하고, 제 1기준치(T3a)보다 크고 또한 제 2기준치(T3b)이하(T3a<T3≤T3b)였을 때는 이상 예지신호(Y)를 출력하며, 제 2기준치(T3b)보다 클 (T3b<T3) 때에는 이상신호(Z)를 출력하는 것이다.
또한, 제 4비교기(22d)는, 제 2계측기(21b)로 계측된 상기 동작시간(T4)에 대해서, 이 정상의 동작시간의 상한인 제 1기준치(T4a)와, 이상 예지시간의 상한을 나타내는 제 2기준치(T4b)를 설정할 수 있도록 되어 있어서, 상기 동작시간(T4)을 이들 기준치와 비교하고, 동작시간(T4)이 제 1기준치(T4a)이하(0<T4≤T4a)였을 때에는 정상신호(X)를 출력하고, 제 1기준치(T4a)보다 크고 또한 제 2기준치(T4b)이하(T4a<T4≤T4b)였을 때는 이상 예지신호(Y)를 출력하며, 제 2기준치(T4b)보다 클(T4b<T4) 때에는 이상신호(Z)를 출력하는 것이다.
이들 각 계측기(21a) 내지 (21d)와 비교기(22a) 내지 (22d)의 동작의 타이밍은, 도 4에 나타내져 있는 바와 같다.
게다가, 상기 신호출력부(23)는, 상기 각 비교기(22a) 내지 (22d)에 의한 판별결과에 기초하여 정상인지 이상인지의 표시신호를 출력하는 것으로, 제 1 내지 제 3의 OR회로(24a) 내지 (24c)와, 이들 각 OR회로(24a) 내지 (24c)에 접속된 제 1 내지 제 3의 래치회로(25a) 내지 (25c)를 구비하고 있다.
제 1의 OR회로(24a)는, 상기 제 1 내지 제 4의 비교기(22a) 내지 (22d)로부터 정상신호(X)가 입력되도록 되어 있어서, 어느 비교기로부터의 신호의 입력이 있을 때 제 1래치회로(25a)에 동작신호를 출력하는 것이다.
또한, 제 2의 OR회로(24b)는, 상기 제 1 내지 제 4의 비교기(22a) 내지 (22d)에서 이상 예지신호(Y)가 입력되도록 되어 있어서, 어느 출력기로부터의 신호의 입력이 있을 때 제 2래치회로(25b)에 동작신호를 출력하는 것이다.
게다가, 제 3의 OR회로(24c)는, 상기 제 1 내지 제 4의 비교기(22a) 내지 (22d)에서 이상신호(Z)가 입력되도록 되어 있어서, 어느 비교기로부터의 신호의 입력이 있을 때 제 3래치회로(25c)에 동작신호를 출력하는 것이다.
게다가 상기 각 래치회로(25a) 내지 (25c)는, 상기 OR회로(24a) 내지 (24c)에서 신호가 입력되면, 도시하지 않은 컨트롤러 혹은 디스플레이장치로 향하여 정상신호(X)가 이상 예지신호(Y) 혹은 이상신호(Z) 등의 표시신호를 출력하는 것이다. 이 경우, 상기 신호처리회로(12)에 통신회로를 설치하고, 이 통신회로에 의해서 통신하도록 구성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 각 래치회로(25a) 내지 (25c)는 컨트롤러에 접속되고, 이 컨트롤러에서의 리셋신호에 의해 리셋되도록 되어 있다.
이렇게 하여, 전자밸브(1)가 온 또는 오프로 되고나서 스풀(6)이 절환되기까지의 동작시간을 계측하고, 이 동작시간으로부터 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하므로써, 상기 스풀(6)이 스트로크단에서의 시동이나 스트로크단으로의 도달이 지연되었을 경우에도, 이들이 이상 예지상태인가 혹은 이상상태인가를 확실하게 검지할 수 있다. 게다가, 절환동작이 이상 예지의 단계에 있는가 또는 이상의 단계에 있은가가 판별되었을 경우에는, 확실하게 고장 등이 발생하기 이전에 이 이상의 정도에 따른 예방적 보전장치를 즉시 실시할 수 있고, 자동운전 시스템을 장시간에 걸쳐서 가동시키는 경우의 안전성과 신뢰성에 우수하다.
또한, 만일 고장 시에도, 이 전자밸브에서의 신호에 의해 고장장소를 특정하는 것이 용이하기 때문에, 신속한 복구가 가능하고, 시스템의 정지에 의한 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.
상기 실시예에서는, 위치검출수단(11)이 한 개의 위치센서(16)를 구비하고 있는 경우에 대해서 나타내고 있지만, 도 5에서 나타내는 제 2실시예와 같이, 위치센서를 복수 설치하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 두 개의 위치센서(16a), (16b)를 스풀(6)의 양 스트로크단에 있어서 마그네트(15)로 서로 향하도록 설치하고, 이들 위치센서(16a), (16b)로부터 도 6에서 나타내는 바와 같은 대칭형을 한 두개의 위치신호(Sa), (Sb)가 얻어지도록 하여, 이들 두개의 위치신호(Sa), (Sb) 상에 M, N 두개의 한계치를 설정하므로써, 스풀(6)의 양 스트로크단의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있다.
이 제 2실시예의 상기 이외의 구성과 그 작용이나 효과 등에 대해서는, 실질적으로 상기 제 1실시예의 경우와 마찬가지이기 때문에, 이들 설명은 생략한다.
또한, 상기 제 2실시예에서는, 두개의 위치센서(16a), (16b)가 아날로그형의 위치신호(Sa), (Sb)를 출력하는 경우가 나타내져 있지만, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 위치검출수단이 온ㆍ오프의 디지털적인 위치신호(Sa), (Sb)를 출력하는 것으로 하여도 좋다. 도 7에서 나타내는 경우는, 두개의 위치센서가 각각 스풀(6)의 어느 한쪽의 스트로크단에 있어서만 위치신호(Sa), (Sb)를 출력하는 것이다. 또한, 도 8에서 나타내는 경우는, 두개의 위치센서에서의 위치신호(Sa), (Sb)가 스트로크의 중간에서 오버랩하고, 이 오버랩하고 있는 부분(Sc)의 위치신호를 무시하는 것에 의해, 양 스트로크단에서 스풀(6)의 위치를 검출하는 것이 가능하다.
또한, 상기 각 실시예에 있어서, 위치판별신호(n) 및 (m)가 동시에 오프일 때에는 스풀(6)이 이동 도중인 것을 나타내고 있지만, 이 사이의 시간을 연산처리하므로써 스풀(6)의 이동시간과 이동속도를 동시에 검출하는 것이 가능하다.
게다가, 상기 실시예에서는, 스풀(6)의 양 스트로크단에서의 위치를 검출하던가, 어느 한쪽의 스트로크단만을 검출하여, 스풀이 이 위치에서 이동하기까지의 시간이나 위치로 도달하기까지의 시간을 계측하는 경우에도, 스트로크 도중의 1개소 또는 복수 개소의 동작위치를 검출하고, 스풀이 이들 위치에 도달하기까지 또는 거기를 분리하기(이동하기)까지의 시간을 계측하는 경우에도, 본 발명은 적용하는 것이 가능하다. 이들의 경우에는, 검출위치의 수 등에 따라서 신호처리회로에 있어서의 계수기나 비교기의 수가 변하는 것은 당연하다.
또한, 스풀(6)의 동작위치를 직접 검출하지 않고, 피스톤(7a) 또는 (7b)의 동작위치를 검출하므로써 간접적으로 스풀(6)의 동작위치를 검출하도록 하여도 좋다.
게다가, 본 발명을 적용할 수 있는 전자밸브는 싱글 파일럿식의 전자밸브에 한정되지 않는다. 예컨대 두개의 파일럿밸브를 보유하는 더블 파일럿식의 전자밸브로 하여도 좋다, 또는 전자적 또는 전기적인 구동수단에 의해서 스풀이 직접 구동되는 직동형의 전자밸브로 하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 위치검출수단으로서 마그네트와 자기센서로 이루어진 자기검출식의 것이 나타내져 있지만, 위치검출수단도 이와 같은 것에 한정되지 않는다. 광센서를 사용하여 광학적으로 검출하는 것이나, 정전용량을 검출하는 것, 혹은 교번자계를 발생하는 회로의 임피던스의 변화를 측정하는 것 등, 각종 방식의 검출수단을 이용하는 것이 가능하다.
이상에 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 전자밸브의 동작시간을 검출하여 이 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하므로써, 고장 전에 전자밸브의 이상을 간단 또한 확실하게 검지할 수 있다.
Claims (9)
- 전자밸브에 설치한 위치검출수단에 의해서 유로절환용 밸브부재의 동작위치를 검출하고, 검출된 위치신호와 계측용 클럭신호로부터의 신호처리회로에 있어서, 전자밸브의 구동신호가 온 또는 오프로 되고나서 상기 밸브부재가 특정의 동작위치를 이동하거나 또는 그 위치에 도달하기까지의 동작시간을 계측하고, 이 동작시간을 상기 신호처리회로에 미리 입력된 복수의 기준치와 비교하므로써, 밸브부재의 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하여, 판별결과에 따른 표시신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 위치검출수단으로 밸브부재의 적어도 한쪽의 스트로크단에서의 위치를 검출하고, 전자밸브의 구동신호가 온 또는 오프로 된 후 밸브부재가 상기 스트로크단에서 이동을 개시하기까지의 시간과, 상기 스트로크단에 도달하기까지의 시간 중 적어도 한쪽을 계측하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 복수의 기준치가, 동작시간의 정상범위를 나타내는 제 1기준치와, 이상 예지범위를 나타내는 제 2기준치를 포함하고 있어서, 밸브부재의 동작시간이 제 1기준치 이하였을 때에는 정상신호를 출력하고, 제 1기준치와 제 2기준치의 사이에 있을 때에는 이상 예지신호를 출력하며, 제 2기준치를 넘을 때에는 이상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리방법.
- 전자밸브에 설치되어서 유로절환용 밸브부재의 동작위치를 검출하는 위치검출수단과; 이 위치검출수단에서의 위치신호에 기초하여 밸브부재의 동작시간을 계측하고, 이 동작시간으로부터 상기 밸브부재의 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하는 신호처리회로를 구비하며,상기 신호처리회로가, 전자밸브에 대한 온 또는 오프의 구동신호를 시작신호로 하여 시간계측을 개시하고, 위치검출수단에서 출력되는 위치신호에 기초하여 상기 밸브부재가 절환되기까지의 동작시간을 계측하는 계측부와, 미리 설정된 동작시간에 대해서의 복수의 기준치를 보유하고 있어서, 상기 계측부에서 계측된 밸브부재의 동작시간과 이들 복수의 기준치를 비교하므로써, 상기 밸브부재의 절환동작이 정상인지 이상인지를 판별하는 비교부와, 이 비교부에 의한 판별결과에 기초하여 정상인지 이상인지의 표시신호를 출력하는 신호출력부를 보유하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 위치검출수단이, 밸브부재의 양 스트로크단에서의 위치를 검출할 수 있도록 구성되고,상기 신호처리회로의 계측부가, 전자밸브의 구동신호가 온으로 된 후 밸브부재가 제 1스트로크단에서 이동을 개시하기까지의 시간을 계측하는 제 1계측기와, 제 2스트로크단에 도달하기까지의 시간을 계측하는 제 2계측기와, 전자밸브의 구동신호가 오프로 된 후 상기 밸브부재가 제 2스트로크단에서 복귀동작을 개시하기까지의 시간을 계측하는 제 3계측기와, 제 1스트로크단에 도달하기까지의 복귀시간을 계측하는 제 4계측기를 보유하고, 또한 상기 비교부가, 상기 각 계측기에 각각 접속되어서 이 계측기로 계측된 동작시간을 복수의 기준치와 비교하는 제 1 내지 제 4의 비교기를 보유하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 비교부에 설정되어 있는 복수의 기준치가, 정상의 동작시간의 상한인 제 1기준치와, 이 제 1기준치보다는 크고, 이상은 아니지만 이상의 전단계인 이상 예지시간의 상한을 나타내는 제 2기준치로서, 이 비교부가, 상기 계측부에서 계측된 밸브부재의 동작시간이 제 1기준치 이하일 때는 정상신호를 출력하고, 제 1기준치보다 크고 또한 제 2기준치 이하일 때는 이상 예지신호를 출력하며, 제 2기준치보다 클 때에는 이상신호를 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 4의 비교기에 각각 설정되어 있는 복수의 기준치가, 정상의 동작시간의 상한인 제 1기준치와, 이 제 1기준치보다는 크고, 이상은 아니지만 이상의 전단계인 이상 예지시간의 상한을 나타내는 제 2기준치로서, 이들 제 1 내지 제 4의 비교기가 각각, 상기 제 1 내지 제 4의 계측기로 계측된 밸브부재의 동작시간이 상기 제 1기준치 이하일 때에는 정상신호를 출력하고, 제 1기준치보다 크고 또한 제 2기준치 이하일 때에는 이상 예지신호를 출력하며, 제 2기준치보다 클 때에는 이상신호를 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 위치검출수단이, 상기 전자밸브에 밸브부재와 동기하여 이동하도록 설치된 마그네트와, 이 마그네트에서의 자속을 검출하는 한개이상의 위치센서를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 마그네트가, 상기 밸브부재의 일단의 유체유로와는 떨어진 위치에 설치되고, 상기 위치센서가, 전자밸브의 케이싱에 있어서의 상기 마그네트에 근접하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 동작관리장치.
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