KR20180064522A

KR20180064522A - 가동 상태의 진단 장치

Info

Publication number: KR20180064522A
Application number: KR1020187013460A
Authority: KR
Inventors: 노리오 고우코; 아츠시 사카이다; 도시히사 다니구치; 게이지 오카모토; 요시히코 시라이시
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-06-14
Also published as: TWI620355B; EP3702751A1; US10859447B2; KR102134003B1; WO2017082302A1; CN108351276A; EP3376199A1; CN108351276B; US20180274994A1; JP6358234B2; TW201731130A; JP2017090319A; EP3376199A4

Abstract

가동 상태의 진단 장치(1)는 센서부(2)와 제어부(3)를 구비한다. 센서부(2)는 설비의 구성 부품으로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출한다. 제어부(3)는 센서부(2)가 검출한 검출 결과에 기초하여, 설비의 가동 상태가 구성 부품의 난기가 완료된 난기 완료 상태인지의 여부를 판정한다.

Description

가동 상태의 진단 장치

본 발명은 설비의 가동 상태를 진단하는 가동 상태의 진단 장치에 관한 것이다.

열유속을 검출하는 열유속 센서로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시된 것이 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특허 제5376086호 공보

그런데 생산 설비 등의 설비에 있어서는, 운전 개시 직후부터 설비가 안정된 상태로 될 때까지 설비의 온도를 상승시키는 난기(warm up) 운전이 실시된다. 난기가 완료되었을 때에 설비의 운전 상태가 난기 운전에서 정상 운전으로 전환된다. 정상 운전이란, 설비가 안정된 상태에서의 운전이다. 바꾸어 말하면, 정상 운전이란, 본래의 성능을 충분히 발휘할 수 있는 상태에서의 운전이다.

그러나 난기 운전의 시간이 길면, 정상 운전의 개시가 늦어진다. 이 때문에, 난기가 완료된 상태로 되었을 때에 즉시 정상 운전으로 전환되는 것이 요망된다. 이를 실현하기 위해서는, 난기가 완료된 난기 완료 상태인지의 여부를 적절히 진단할 수 있는 것이 필요하게 된다.

본 발명은 상기 점을 감안하여, 난기 완료 상태인지의 여부를 적절히 진단할 수 있는 가동 상태의 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

가동 상태의 진단 장치에 관련되는 제 1 형태는, 설비의 가동 상태를 진단하는 가동 상태의 진단 장치로서, 설비의 구성 부품으로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출하는 센서부와, 센서부가 검출한 검출 결과에 기초하여, 설비의 가동 상태가 구성 부품의 난기가 완료된 난기 완료 상태인지의 여부를 판정하는 제어부를 구비한다.

난기 중인 때와 난기 완료 상태인 때에서는 열유속의 변화 경향이 다르다. 이 때문에, 본 발명의 진단 장치에 따르면, 난기 완료 상태인지의 여부를 진단할 수 있다.

또한, 특허 청구 범위에서 기재한 각 수단의 괄호 내의 부호는 후술하는 실시 형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타내는 일례이다.

도 1은 제 1 실시 형태에서의 이송 장치와 가동 상태의 진단 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 이송 장치의 Ⅱ화살 표시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 이송 장치의 Ⅲ화살 표시도이다.
도 4는 도 1에 도시한 센서부의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 열유속 센서의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 Ⅵ―Ⅵ선에서의 열유속 센서의 단면도이다.
도 7은 난기 상태와 난기 완료 상태인 때의 센서부의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 8은 제 1 실시 형태에서의 이송 장치의 운전 제어를 도시한 흐름도이다.
도 9는 1개의 열유속 센서를 이용한 제 1 실시 형태의 변형예에 있어서, 환경 온도가 높을 때 및 환경 온도가 낮을 때의 열유속 센서의 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 10은 제 2 실시 형태에서의 자동 절삭기와 가동 상태의 진단 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 제 3 실시 형태에서의 센서부의 단면도이다.
도 12는 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 1, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 가동 상태의 진단 장치(1)는 이송 장치(300)의 난기 완료 상태를 진단한다. 이송 장치(300)는 가공 대상물인 워크(W1)의 가공을 실시하는 생산 설비에 구비된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 이송 장치(300)는 볼 나사(301)를 이용한 직선 이동 기구(M1)와 로봇(M2)을 구비하고 있다. 이송 장치(300)는 직선 이동 기구(M1)와 로봇(M2)에 의하여 워크(W1)를 이송한다. 직선 이동 기구(M1)는 D1방향으로 워크(W1)를 이송한다. 로봇(M2)은 D2방향, D3방향 등으로 워크(W1)를 이송한다.

로봇(M2)이 워크(W1)를 직선 이동 기구(M1)의 받침대(304)까지 이송한다. 로봇(M2)이 워크(W1)를 받침대(304)에 탑재한다. 직선 이동 기구(M1)가, 탑재된 워크(W1)를 이송한다.

도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 직선 이동 기구(M1)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 3에서는 이해하기 쉽게 하기 위해, 지지 부재(302)를 생략하여 도시하고 있다.

볼 나사(301)는 이송 장치(300)의 구성 부품이다. 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 워크(W1)를 탑재하기 위한 것이다. 받침대(304)는 나사 축(311)의 축방향과 직교하는 방향(즉, 도 1의 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 3에 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.

도 1에 도시한 바와 같이, 진단 장치(1)는 센서부(2)와 제어 장치(3)를 구비하고 있다.

센서부(2)는 볼 나사(301)로부터 외부로 향하는 열유속을 검출한다. 센서부(2)는 볼 나사(301)로부터 외부로 향하는 열유속에 따른 센서 신호를 제어 장치(3)를 향하여 출력한다. 센서부(2)는 너트(312)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 볼 나사(301)의 가동 상태를 진단한다. 이 진단에서는 센서부(2)의 검출 결과에 기초하여, 볼 나사(301)의 가동 상태가 난기 완료 상태인지의 여부를 판정한다. 따라서, 제어 장치(3)가, 열유속 센서(10)의 검출 결과에 기초하여, 설비의 가동 상태가 설비의 구성 부품의 난기가 완료된 난기 완료 상태인지의 여부를 판정하는 제어부를 구성하고 있다.

제어 장치(3)의 출력측에는 이송 장치(300)의 구동 기기인 모터(303), 로봇(M2)이 접속되어 있다. 제어 장치(3)는 진단 결과에 기초하여 이송 장치(300)의 운전 제어를 실시한다. 또한, 제어 장치(3)는 마이크로컴퓨터, 기억 장치 등을 가지고 구성된다.

다음으로, 센서부(2)의 구조에 대하여 설명한다. 도 4에 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 너트(312)의 외면에 접하여 배치되어 있다. 제 2 열유속 센서(10b)는 제 1 열유속 센서(10a)에 대하여 너트(312)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 너트(312)로부터 이격된 측에 배치되어 있다. 즉, 센서부(2)는 너트(312)에 가까운 측에서 너트(312)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 너트(312)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, 너트(312)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 형태나 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 너트(312)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 방열체(12)의 외주부에 나사 구멍이 형성되어 있다. 나사 구멍에 삽입된 나사(13)에 의하여 방열체(12)가 너트(312)에 고정되어 있다. 또한, 너트(312)와 방열체(12)의 사이에는 스페이서(14)가 배치되어 있다. 나사(13)는 스페이서(14)의 내부를 관통하고 있다.

도 5, 도 6에 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 5에서는 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 크기일 때, 절대값이 같은 크기의 센서 신호를 출력하도록 구성되어 있다.

또한, 도 4에 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 너트(312)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, 너트(312)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 이송 장치(300)의 운전 제어 및 볼 나사(301)의 가동 상태의 진단에 대하여 설명한다.

우선, 이송 장치(300)의 운전 제어에 대하여 설명한다. 제어 장치(3)는 이송 장치(300)의 운전이 개시되면, 난기 운전을 실시한다. 난기 운전은 운전 개시 직후부터 볼 나사(301)의 온도를 상승시키는 것을 목적으로 하는 운전이다. 난기 운전에서는 워크(W1)를 탑재하지 않은 상태에서 직선 이동 기구(M1)를 가동시킨다. 난기 운전에서는 로봇(M2)을 구동시키지 않고, 직선 이동 기구(M1)의 모터(303)를 구동시킨다.

제어 장치(3)는 볼 나사(301)의 난기 완료 후에 정상 운전을 실시한다. 정상 운전은 볼 나사(301)가 안정된 상태에서의 운전이다. 정상 운전에서는 워크(W1)를 받침대(304)에 탑재하여 이송한다. 정상 운전에서는 로봇(M2)과 직선 이동 기구(M1)의 모터(303)를 구동시킨다.

난기 운전을 실시하는 이유는 다음과 같다. 이송 장치(300)의 운전 개시 직후부터 어느 정도의 기간에서는 너트(312) 내부의 볼(313)의 마찰열이 방열되지 않고, 너트(312)에 열이 축적된 상태로 된다. 이에 따라, 볼 나사(301)의 온도가 상승한다. 볼 나사(301)의 온도가 상승하면, 볼 나사(301)가 열팽창한다. 볼 나사(301)가 계속 열팽창하고 있는 상태에서 직선 이동 기구(M1)를 구동시키면, 받침대(304)의 정지 위치의 정밀도가 나빠진다. 이 결과, 워크(W1)의 반송 불량이 발생해 버린다. 나아가서는, 워크(W1)의 가공 불량이 발생해 버린다.

보다 구체적으로 설명하면, 나사 축(311)의 회전수에 따라서 너트(312)의 이동 거리가 결정된다. 워크(W1)의 이송에서는 받침대(304)의 정지 위치가 사전에 결정된 위치로 되도록 나사 축(311)의 회전수가 설정되어 있다. 그러나 나사 축(311)이나 너트(312)가 축방향으로 열팽창하면, 나사 축(311)의 회전수가 같아도 너트(312)의 이동 거리가 다르다. 이 때문에, 받침대(304)의 정지 위치가 바뀌어 버린다. 워크(W1)를 반송한 위치에서 가공하는 경우, 정지 위치가 사전에 결정된 위치와 다르면, 워크(W1)의 가공을 할 수 없게 되어 버린다.

그래서 볼 나사(301)가 안정된 상태로 될 때까지 난기 운전이 실시된다. 난기 완료 후에 정상 운전으로 전환된다. 이에 따라, 워크(W1)의 반송 불량의 발생을 억제할 수 있다.

다음으로, 센서부(2)를 통과하는 열유속 및 센서부(2)로부터 출력되는 센서 신호에 대하여 설명한다.

직선 이동 기구(M1)는 볼 나사(301)의 가동과 정지를 1사이클로 하는 가동 사이클을 반복한다. 볼 나사(301)의 가동 중에는 볼(313)의 마찰열이 너트(312)로부터 방열되기 때문에 센서부(2)의 출력값이 증가한다. 볼 나사(301)의 정지 중에는 마찰열이 발생하지 않기 때문에 센서부(2)의 출력값이 감소한다. 이 때문에, 난기 중의 난기 상태 및 난기가 완료된 난기 완료 상태의 어느 쪽에서도 가동 사이클에 따라서 센서부(2)의 출력값이 증감한다.

직선 이동 기구(M1)의 운전 개시 직후의 너트(312)의 온도가 낮을 때에는 마찰열이 너트(312)에 축적된다. 너트(312) 내측의 온도가 너트(312) 외측의 온도보다도 먼저 상승한다. 이 때문에, 난기 완료 상태와 비교하여 너트(312)로부터 외부로의 방열량이 적다. 너트(312)의 전체에 열이 축적되어 온도가 상승하면, 너트(312)로부터 외부로의 방열량이 증대한다. 이 때문에, 난기 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형은 도 7에 도시한 바와 같이, 시간 경과와 함께 상승하는 파형으로 된다.

한편, 볼 나사(301)가 난기 완료 상태로 되면, 너트(312)의 축열이 종료된 상태로 된다. 볼(313)의 마찰에 의한 발열량과 너트(312)로부터 외부로의 방열량이 동등해진다. 이 때문에, 난기 완료 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형은 도 7에 도시한 바와 같이, 출력값이 난기 상태인 때보다도 크고, 또한 거의 일정한 크기로 증감하는 파형으로 된다.

또한, 볼 나사(301)가 정지하면, 너트(312)에 축적된 열이 방출된다. 그러나 열의 방출 도중에서 볼 나사(301)가 가동된다. 즉, 너트(312)에 열이 어느 정도 축적되는 가동 사이클로 볼 나사(301)는 운전된다. 이 때문에, 난기 완료 상태인 때의 센서부(2)의 출력값은 볼 나사(301)의 정지 기간이 있어도 난기 상태인 때보다도 큰 값으로 된다.

이와 같이, 난기 상태와 난기 완료 상태에서는 센서부(2)의 출력값이 다르다. 이로부터, 난기 완료 상태인지의 여부를 판별하기 위한 한계값을 미리 설정해 두고, 센서부(2)의 출력값과 한계값을 비교한다. 이에 따라, 난기 완료 상태인지의 여부를 진단할 수 있다.

그래서 제어 장치(3)는 도 8에 도시한 바와 같이, 이송 장치(300)의 난기 운전으로부터 정상 운전으로의 전환 제어에 있어서, 센서부(2)의 검출 결과에 기초하여 볼 나사(301)의 가동 상태의 진단을 실시한다. 이 전환 제어는 이송 장치(300)의 난기 운전이 개시되었을 때에 실행된다. 또한, 도 8 중에 도시한 각 단계는 각종 기능을 실현하는 기능 실현부를 구성한다.

구체적으로, 제어 장치(3)는 단계 S1에서 센서부(2)의 검출값을 취득한다. 여기에서는 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 미리 기억 장치에 기억된 한계값을 비교하여, 검출값이 한계값보다도 높은지의 여부를 판정한다. 이때, 제어 장치(3)는 단계 S1에서 난기 운전 개시로부터의 경과 시간이 다른 복수의 검출값을 취득한다. 제어 장치(3)는 단계 S2에서 복수의 검출값의 전부가 한계값보다도 높은지의 여부를 판정하는 것이 바람직하다.

단계 S2에 있어서, 검출값이 한계값보다도 낮은 경우, 제어 장치(3)는 NO 판정하여 도 8에 도시한 제어 흐름을 종료한다. 그리고 제어 장치(3)는 다시 단계 S1을 실시한다.

한편, 검출값이 한계값보다도 높은 경우, 제어 장치(3)는 YES 판정하여 단계 S3으로 진행한다. 단계 S3에서 제어 장치(3)는 이송 장치(300)의 운전 상태를 난기 운전에서 정상 운전으로 전환한다. 이에 따라, 직선 이동 기구(M1)와 로봇(M2)에 의하여 워크(W1)가 이송된다. 그리고 워크(W1)의 가공이 개시된다.

이상의 설명과 같이, 본 실시 형태의 진단 장치(1)에 따르면, 볼 나사(301)의 가동 상태가 난기 완료 상태인지의 여부를 적절하게 판정할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 진단 장치(1)에 있어서, 센서부(2)는 제 1 열유속 센서(10a)와 제 2 열유속 센서(10b)의 사이에 열완충체(11)가 배치되어 있다. 제어 장치(3)는 제 1 열유속 센서(10a)가 출력하는 제 1 센서 신호와 제 2 열유속 센서(10b)가 출력하는 제 2 센서 신호에 기초하여, 볼 나사(301)가 난기 완료 상태인지의 여부를 판정한다.

열완충체(11)는 열의 축적과 방출을 실시한다. 이 때문에, 너트(312)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, 너트(312)로부터 방출되는 열유속의 변화를 검출할 수 있다.

그런데 본 실시 형태의 센서부(2) 대신에, 1개의 열유속 센서(10)만을 이용해도 너트(312)로부터 방출되는 열유속을 검출할 수 있다.

그러나 이 경우, 이송 장치(300) 주위의 환경 온도가 변화하면, 환경 온도의 영향을 받아서 열유속 센서(10)를 통과하는 열유속도 변화한다. 구체적으로는, 너트(312)의 내부에서의 발열량이 같아도, 환경 온도가 높을 때보다도 환경 온도가 낮을 때쪽이 열유속 센서(10)를 통과하는 열유속이 커진다. 너트(312)의 내부에서의 발열량이 같아도, 환경 온도가 낮을 때보다도 높을 때쪽이 열유속 센서(10)를 통과하는 열유속이 작아진다.

이 때문에, 도 9 중의 실선으로 도시한 바와 같이, 환경 온도가 도 9 중의 파선으로 도시한 때보다도 낮으면, 볼 나사(301)가 난기 상태이어도, 센서부(2)의 출력값이 한계값을 넘어 버리는 경우가 있다. 이 경우, 제어 장치(3)는 볼 나사(301)가 난기 상태이어도, 난기 완료 상태라고 오판정해 버린다. 또한, 도 9 중의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이, 환경 온도가 도 9 중의 파선으로 도시한 때보다도 높으면, 볼 나사(301)가 난기 완료 상태이어도, 센서부(2)의 출력값이 한계값을 넘지 않는 경우가 있다. 이 경우, 제어 장치(3)는 볼 나사(301)가 난기 완료 상태이어도, 난기 상태라고 오판정해 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, 난기 완료 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형은 도 7에 도시한 바와 같이, 환경 온도의 영향이 제외된 것으로 된다. 이에 따라, 하루의 환경 온도의 변동에 의한 오판정을 회피할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태의 진단 장치(1)에 따르면, 난기 완료 상태의 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 너트(312)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, 너트(312)로부터 큰 열이 방출되었을 때에도 너트(312)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 10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 가동 상태의 진단 장치(1)는 자동 절삭기(400)의 난기 완료 상태를 진단한다.

자동 절삭기(400)는 드릴(401)과, 드릴용 척부(402)와, 워크용 척부(403)를 구비한다. 드릴(401)은 절삭 가공에 이용되는 절단 공구이다. 드릴용 척부(402)는 드릴(401)을 지지하는 지지부이다. 워크용 척부(403)는 가공 대상물인 워크(W2)를 지지하는 지지부이다. 자동 절삭기(400)는 가공과 정지를 반복함으로써 복수의 워크(W2)를 1개씩 차례로 가공한다. 가공 시에는 드릴(401)과 워크(W2)의 마찰에 의하여 드릴(401)이 발열한다. 드릴(401)에서 발생한 열이 드릴용 척부(402)로부터 외부로 방출된다.

진단 장치(1)는 센서부(2)와 제어 장치(3)를 구비하고 있다.

센서부(2)는 드릴용 척부(402)의 표면에 부착되어 있다. 센서부(2)는 드릴(401)로부터 드릴용 척부(402)를 통하여 외부로 향하는 열유속을 검출한다. 센서부(2)는 드릴(401)로부터 드릴용 척부(402)를 통하여 외부로 향하는 열유속에 따른 센서 신호를 제어 장치(3)를 향해서 출력한다. 센서부(2)의 구성은 제 1 실시 형태의 센서부(2)와 같다.

제어 장치(3)는 자동 절삭기(400)의 운전 제어 및 드릴(401)의 가동 상태의 진단을 실시한다. 자동 절삭기(400)의 운전 제어에서 제어 장치(3)는 자동 절삭기(400)의 운전이 개시되면, 드릴(401)의 난기 운전을 실시한다. 난기 운전은 가공 목적의 워크(W2) 대신에, 난기용의 워크를 가공하는 운전이다. 제어 장치(3)는 드릴(401)의 난기 운전 후에 정상 운전을 실시한다. 정상 운전은 가공 목적의 워크(W2)를 가공하는 운전이다.

자동 절삭기(400)의 운전 개시 직후부터 어느 정도의 기간에서는 드릴(401)의 발열에 의하여 드릴(401)의 온도가 상승한다. 드릴(401)의 온도가 상승하면, 드릴(401)이 열팽창한다. 드릴(401)이 계속 열팽창하고 있는 상태에서 워크(W2)를 가공하면, 가공 정밀도가 나빠져 버린다. 그래서 드릴(401)이 안정된 상태로 될 때까지 난기 운전을 실시한다. 난기가 완료되면, 제어 장치(3)는 난기 운전에서 정상 운전으로 전환한다.

제어 장치(3)는 난기 운전에서 정상 운전으로 전환하기 위해, 드릴(401)의 가동 상태를 진단한다. 구체적으로, 제어 장치(3)는 센서부(2)의 검출 결과에 기초하여, 드릴(401)의 가동 상태가 난기 완료 상태인지의 여부를 판정한다.

드릴(401)이 난기 상태인 때와 난기 완료 상태인 때의 센서부의 출력 파형은 제 1 실시 형태에서 설명한 도 7에 도시한 파형과 동일하다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서도 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 난기 완료 상태인지의 여부를 판별하기 위한 한계값을 미리 제어 장치(3)에 기억해 둔다. 그리고 제어 장치(3)는 센서부(2)의 출력값과 한계값을 비교한다. 이에 따라, 제어 장치(3)는 난기 완료 상태인지의 여부를 진단할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 진단 장치(1)에 이용하는 센서부(2)는 제 1 실시 형태의 센서부(2)와 같은 구성의 것이다. 이 때문에, 본 실시 형태의 진단 장치(1)에 있어서도, 제 1 실시 형태의 진단 장치(1)와 동일한 효과를 이룬다.

또한, 본 실시 형태의 진단 장치(1)에 이용하는 센서부(2)로서, 제 1 열유속 센서(10)만을 이용해도 좋다.

(제 3 실시 형태)

본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 센서부(2)의 구성을 변경한 것이다. 진단 장치(1)의 그 밖의 구성은 제 1 실시 형태와 같다.

도 11에 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 너트(312)측에 배치되어 있다. 따라서, 수열체(16)는 너트(312)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 볼 나사(301)의 가동과 정지에 의한 열유속 변화를 검출할 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 센서부(2)에서 수열체(16)의 열용량은 볼 나사(301)의 가동과 정지에 의한 열유속 변화를 검출할 수 있는 크기로 설정되어 있다.

따라서, 본 실시 형태의 진단 장치(1)는 볼 나사(301)가 난기 완료 상태인지의 여부의 진단을 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)

도 12에 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 형태의 진단 장치(1)는 이송 장치(300)를 진단 대상으로 하고 있었다. 제 2 실시 형태의 진단 장치(1)는 자동 절삭기(400)를 진단 대상으로 하고 있었다. 진단 장치(1)의 진단 대상은 이들에 한정되지 않는다. 진단 장치(1)는 난기 운전이 실시되는 다른 설비를 진단 대상으로 할 수 있다.

(2) 제 1 실시 형태에서는 난기 완료 상태인지의 여부를 진단하기 위해, 제어 장치(3)가, 단계 S2에서 검출값의 절대값이 한계값보다도 높은지의 여부를 판정했지만, 다른 판정을 실시해도 좋다. 제 1 실시 형태에서의 설명대로, 난기 완료 상태인 때의 센서부(2)의 출력 파형은 거의 일정한 크기로 증감하는 파형으로 된다. 그래서 제어 장치(3)가 사전에 결정된 기간 내에서의 검출값의 최소값과 최대값의 차인 변동폭을 산출하고, 산출한 변동폭이 사전에 결정된 폭보다도 작은지의 여부를 판정하도록 해도 좋다.

(3) 제 1 실시 형태에서는 1개의 제어 장치(3)가, 난기 운전에서 정상 운전으로의 전환 제어의 일부로서, 난기 완료 상태의 진단을 실시했지만, 별개체의 2개의 제어 장치의 한쪽이 전환 제어를 실시하고, 2개의 제어 장치의 다른쪽이 진단을 실시해도 좋다. 이 경우, 진단을 실시하는 제어 장치가 가동 상태의 진단 장치의 제어부를 구성한다.

(4) 제 1 실시 형태에서는 제어 장치(3)가, 검출값이 한계값을 넘어서 난기 완료 상태라고 판정한 경우에, 단계 S3에서 난기 운전에서 정상 상태로 전환했다. 이에 대하여, 난기 운전에서 정상 상태로의 전환을 수동으로 실시하는 경우에는 단계 S3에서 난기 완료를 표시 장치에 표시시키도록 해도 좋다.

(5) 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.

(6) 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, 가동 상태의 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, 진단을 실시할 수 있다.

(7) 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.

(8) 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.

(9) 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 다른 고정 부재를 이용하거나, 접착제를 이용하여 실시된다.

(10) 상기 각 실시 형태에서는 센서부(2)의 센서 신호로서 전압을 이용했지만, 전류를 이용해도 좋다.

(11) 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, 가동 상태의 진단 장치는 센서부와 제어부를 구비한다. 센서부는 설비의 구성 부품으로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출한다. 제어부는 센서부가 검출한 검출 결과에 기초하여, 설비의 가동 상태가 구성 부품의 난기가 완료된 난기 완료 상태인지의 여부를 판정한다.

또한, 제 2 관점에 따르면, 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. 제어부는 제 1 센서 신호와 제 2 센서 신호에 기초하여, 난기 완료 상태인지의 여부를 판정한다.

제 2 관점에서, 센서부는 제 1 열유속 센서와 제 2 열유속 센서의 사이에 열완충체가 배치되어 있다. 이 때문에, 구성 부품으로부터 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, 구성 부품으로부터 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, 제 2 관점의 진단 장치에 따르면, 난기 완료 상태의 진단을 고정밀도로 실시할 수 있다.

또한, 제 3 관점에 따르면, 센서부는 제 2 열유속 센서보다도 구성 부품으로부터 이격된 측에 배치되고, 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 열유속의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제 4 관점에 따르면, 방열체의 열용량은 열완충체의 열용량보다도 크다. 이에 따르면, 구성 부품으로부터 큰 열이 방출되었을 때에도 구성 부품으로부터 방열체를 향하여 열을 흘릴 수 있다. 이 때문에, 센서부의 내부에 열이 가득 차는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제 5 관점에 따르면, 센서부는 제 1 열유속 센서보다도 구성 부품측에 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 구성 부품으로부터 방출되는 열유속의 변화를 검출할 수 있다.

또한, 제 6 관점에 따르면, 센서부는 구성 부품으로부터의 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 7 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: 난기 완료 상태의 진단 장치
2: 센서부
3: 제어 장치
10a: 제 1 열유속 센서
10b: 제 2 열유속 센서
11: 열완충체
12: 방열체
16: 수열체

Claims

설비의 가동 상태를 진단하는 가동 상태의 진단 장치로서,
상기 설비의 구성 부품(301, 401)으로부터 외부를 향하여 흐르는 열유속을 검출하는 센서부(2)와,
상기 센서부가 검출한 검출 결과에 기초하여, 상기 설비의 가동 상태가 상기 구성 부품의 난기가 완료된 난기 완료 상태인지의 여부를 판정하는 제어부(3)를 구비하는
가동 상태의 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
제 1 열유속 센서(10a)와,
상기 제 1 열유속 센서보다도 상기 구성 부품으로부터 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 구성 부품측으로부터 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 제어부는 상기 제 1 센서 신호와 상기 제 2 센서 신호에 기초하여, 상기 난기 완료 상태인지의 여부를 판정하는
가동 상태의 진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 센서부는 상기 제 2 열유속 센서보다도 상기 구성 부품으로부터 이격된 측에 배치되고, 사전에 결정된 열용량을 가지는 방열체(12)를 가지는
가동 상태의 진단 장치.
제3항에 있어서,
상기 방열체의 열용량은 상기 열완충체의 열용량보다도 커져 있는
가동 상태의 진단 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서부는 상기 제 1 열유속 센서보다도 상기 구성 부품측에 배치된 수열체(16)를 가지고,
상기 수열체의 열용량은 상기 열완충체의 열용량보다도 작아져 있는
가동 상태의 진단 장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서부는 상기 구성 부품으로부터의 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
가동 상태의 진단 장치.
제6항에 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 부재로 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
가동 상태의 진단 장치.