KR20180123530A - 감시장치 - Google Patents

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KR20180123530A
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도시카즈 하라다
아츠시 사카이다
도시히사 다니구치
노리오 고우코
게이지 오카모토
게이타 사이토우
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가부시키가이샤 덴소
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Abstract

에어실린더(50)는 통형상의 실린더(52) 및 실린더(52)의 내측에 설치된 방(56, 57)에 공급되는 유체의 압력에 의해 이동하는 피스톤(51)을 구비한다. 감시장치(1)는 열유속센서(10) 및 검출부(13)를 구비한다. 열유속센서(10)는 실린더(52)에 설치되어, 피스톤(51)의 동작에 따른 방(56, 57)의 유체의 압축 또는 팽창에 의해 실린더(52)에 흐르는 열유속을 검출한다. 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호에 기초하여, 피스톤(51)의 동작상태를 검출한다.

Description

감시장치
본 개시는 대상장치가 구비하는 이동체의 동작을 감시하는 기술에 관한 것이다.
종래에는, 에어실린더장치 등에 의해 이동하는 이동체의 움직임을 검출하는 수단으로서, 오토스위치가 알려져 있다. 특허문헌 1에 개시된 기술은 이동체인 하부푸셔의 위치를 오토스위치를 이용하여 검출한다. 일반적으로, 오토스위치는 자석 등의 자계발생부재를 부착한 이동체가 오토스위치의 검출범위에 들어가거나, 또는 그 검출범위로부터 나옴으로써(이격됨으로써) 온오프(On-Off)신호를 출력한다.
특허문헌 1: 일본국 특개2015―223592호 공보
그러나 오토스위치는 이동체가 오토스위치의 검출범위에 들어갈 때, 또는 그 검출범위로부터 나올 때 이외에는 이동체가 어떠한 움직임을 하고 있는 것인지를 감시할 수 없다. 그 때문에, 이동체의 동작상태를 감시하기 위해서는, 새로운 구성의 검출수단을 구비하는 감시장치가 요구되고 있다.
본 개시는 대상장치가 구비하는 이동체의 동작상태를 감시하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 기술의 일 양태인 감시장치는, 대상장치(50)가 구비하는 이동체(51)의 동작을 감시한다. 대상장치는 통형상의 실린더(52) 및 이동체를 구비한다. 이동체는 실린더의 내측에 설치된 방(56, 57)에 공급되는 유체의 압력에 의해 이동한다.
감시장치는 열유속센서(10) 및 검출부(11, 12, 13)를 구비한다. 열유속센서는 실린더에 설치되어 있고, 이동체의 동작에 따른 방의 유체의 압축 또는 팽창에 의해 실린더로 흐르는 열유속을 검출한다. 검출부는 열유속센서의 출력신호에 기초하여 이동체의 동작상태를 검출한다.
상기 구성의 감시장치에서는 대상장치가 가지는 방에 공급되는 유체의 압력이 상승 또는 저하되면, 그 압력에 의해 이동체가 이동한다. 이때, 방의 유체의 압축 또는 팽창과 함께, 유체의 온도는 상승 또는 저하된다. 그 때문에, 실린더에 설치된 열유속센서는 이동체의 동작에 따른 신호를 출력한다. 그 결과, 검출부는 열유속센서의 출력신호에 기초하여 이동체의 동작상태를 검출할 수 있다. 따라서, 감시장치는 대상장치가 구비하는 이동체의 동작상태를 감시할 수 있다.
또한, 상기 각 요소의 괄호 내의 부호는 후술하는 실시형태에 기재된 구체적인 요소와 상기 요소와의 대응관계의 일례를 나타낸다.
도 1은 제 1 실시형태에 관련되는 감시장치를 부착한 대상장치의 구성을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ선에서의 실린더의 단면도이다.
도 3은 도 2 중의 열유속센서를 실린더에 부착하기 전의 상태의 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ―Ⅳ선에서의 단면도이다.
도 5는 감시장치가 구비하는 열유속센서, 오토스위치 및 제어유닛의 각 출력신호의 파형의 일례를 도시한 그래프이다.
도 6은 제 2 실시형태에 관련되는 감시장치를 부착한 실린더를 도시한 부분단면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ―Ⅶ선에서의 단면도이다.
도 8은 제 3 실시형태에 관련되는 감시장치를 부착한 실린더를 도시한 단면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ부분의 확대도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ―Ⅹ선에서의 단면도이다.
도 11은 제 4 실시형태에 관련되는 감시장치를 부착한 실린더를 도시한 단면도이다.
이하, 본 개시의 기술의 일 양태인 감시장치의 실시형태에 대하여, 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각각의 실시형태의 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일부호를 붙여서 설명을 실시한다.
(제 1 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 도 1 및 도 2에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태의 감시장치(1)는 대상장치로서의 에어실린더(50)에 부착되어 있다. 감시장치(1)는 에어실린더(50)가 구비하는 피스톤(51)(이동체)의 동작을 감시한다.
우선, 에어실린더(50)에 대하여 설명한다.
에어실린더(50)는 공기압을 동력으로 하여 피스톤(51)을 왕복이동시키는 동력실린더장치이다. 에어실린더(50)는 실린더(52), 피스톤(51) 및 피스톤로드(53)를 구비하고 있다.
실린더(52)는 통형상으로 형성되어 있다. 실린더(52)의 내측에는 2개의 방(56, 57)(내부공간)을 가지고 있다. 또한, 실린더(52)는 직경방향 외측의 외벽으로부터 방(56, 57)을 향하여 오목한 오목부(54)를 가지고 있다. 오목부(54)는 실린더(52)의 축방향으로 연장되어 있다.
도 1에 예시하는 바와 같이, 실린더(52)의 방(56, 57)에는 피스톤(51)이 배치되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 피스톤(51)의 피스톤로드(53)와는 반대측의 방(56)을 제 1 실(56)이라 한다. 또한, 피스톤로드(53)측의 방(57)을 제 2 실(57)이라 한다. 피스톤(51)은 제 1 실(56) 또는 제 2 실(57)에 공급되는 공기의 압력에 의하여 실린더(52)의 축방향으로 왕복이동이 가능하다.
피스톤로드(53)는 피스톤(51)과 연동하는 축부재이다. 피스톤로드(53)는 일단은 피스톤(51)에 접속되고, 타단은 실린더(52)의 축방향의 단부에 설치된 구멍(55)으로부터 돌출해 있다. 피스톤로드(53)는 반송 또는 지지 등의 여러 가지 작업을 대상물(60)에 대하여 실시할 수 있다.
실린더(52)에는 제 1 실(56)에 연통하는 제 1 개구부(58)가 형성되어 있다. 또한, 실린더(52)에는 제 2 실(57)에 연통하는 제 2 개구부(59)가 형성되어 있다.
실린더(52)의 제 1 개구부(58)에는 제 1 배관(61)이 접속되어 있다. 제 2 개구부(59)에는 제 2 배관(62)이 접속되어 있다. 제 1 배관(61)과 제 2 배관(62)은 모두 유로전환밸브(63)에 접속되어 있다. 유로전환밸브(63)는 공급관(65)과 배기관(66)에 접속되어 있다. 공급관(65)은 유로전환밸브(63)를 통하여 실린더(52)에 압축공기를 공급하기 위한 배관이고, 공기압축기(64)에 접속되어 있다. 배기관(66)은 유로전환밸브(63)를 통하여 실린더(52)로부터 공기를 배기하기 위한 배관이고, 대기로 개방되어 있다. 유로전환밸브(63)는 제어유닛(12)으로부터 출력되는 동작신호에 의해 구동한다. 이에 따라, 유로전환밸브(63)는 상기한 배관의 연통 및 차단을 전환한다.
구체적으로, 유로전환밸브(63)는 배관의 연통 및 차단을 다음과 같이 하여 전환한다. 유로전환밸브(63)는 도 1에 도시한 A의 위치에서 배관이 접속되면, 제 1 배관(61)과 공급관(65)을 연통하고, 제 2 배관(62)과 배기관(66)을 연통한다. 이때, 제 1 실(56)에는 공기압축기(64)로부터 압축공기가 공급된다. 제 2 실(57)은 대기로 개방된다. 이에 따라, 피스톤(51)은 실선(C)의 위치로부터 파선(D)의 위치로 이동한다.
또한, 유로전환밸브(63)는 B의 위치에서 배관이 접속되면, 제 1 배관(61)과 배기관(66)을 연통하고, 제 2 배관(62)과 공급관(65)을 연통한다. 이때, 제 1 실(56)은 대기로 개방된다. 제 2 실(57)에는 공기압축기(64)로부터 압축공기가 공급된다. 이에 따라, 피스톤(51)은 파선(D)의 위치로부터 실선(C)의 위치로 이동한다.
다음으로, 상기한 피스톤(51)의 동작을 감시하는 감시장치(1)에 대하여 설명한다.
감시장치(1)는 열유속센서(10), 전압계(11) 및 제어유닛(12) 등을 구비하고 있다. 또한, 전압계(11)와 제어유닛(12)에 의하여 검출부(13)가 구성된다.
열유속센서(10)는 실린더(52)의 축방향의 제 1 실(56)측의 단부에 설치되어 있다. 열유속센서(10)는 피스톤(51)의 동작에 따른 제 1 실(56)의 공기의 압축 또는 팽창에 동반하여 실린더(52)의 내측과 외측의 사이를 흐르는 열유속을 검출한다.
다음으로, 열유속센서(10)의 구조에 대하여 설명한다.
도 3 및 도 4에 예시하는 바와 같이, 열유속센서(10)는 다음과 같은 구조를 가지고 있다. 열유속센서(10)는 절연기재(100), 표면보호부재(110), 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 3에서는 표면보호부재(110)를 생략하고 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, 열류가 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 2에 예시하는 바와 같이, 열유속센서(10)는 실린더(52)의 오목부(54)에 설치되어 있다. 실린더(52)의 오목부(54)의 내벽은 곡면형상으로 형성되어 있다. 상기한 바와 같이, 열유속센서(10)는 필름형상이다. 열유속센서(10)는 오목부(54)의 내벽을 따라서 만곡하는 가요성을 가지고 있다. 그 때문에, 열유속센서(10)는 오목부(54)의 내벽을 따른 곡면형상으로 되어 있다.
열유속센서(10)에 대하여 오목부(54)의 내벽과는 반대측에는 누름(pressing force)부재(14)가 설치되어 있다. 누름부재(14)는 예를 들면, 우레탄파이프 등으로 형성되어 있다. 누름부재(14)는 통형상으로 둥글게 된 경우에 직경방향 외측으로 넓어지는 장력을 가지고 있다. 그 때문에, 누름부재(14)는 열유속센서(10)를 오목부(54)의 내벽으로 눌러서, 열유속센서(10)와 오목부(54)의 내벽이 밀착된다. 이에 따라, 오목부(54)의 내벽과 열유속센서(10)와 누름부재(14) 사이로 열류가 양호하게 흐른다. 따라서, 열유속센서(10)는 실린더(52)의 오목부(54)의 내벽측의 면과 누름부재(14)측의 면 사이를 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력한다.
도 1에 예시하는 바와 같이, 열유속센서(10)가 출력하는 전압신호는 전압계(11)에 의하여 계측된다. 열유속센서(10)와 전압계(11)를 접속하는 배선(15, 16)은 튜브형상의 실드선(shielding wire)(17)의 내부를 지나고 있다. 실드선(17)은 외부로부터의 전자파의 침입을 막기 위한 도체(171)를 가지고 있다. 또한, 도 1에서는 설명을 위해, 도체(171)를 파선직선으로 도시하고 있다. 실제로, 도체(171)는 실드선(17)의 내부에 있어서, 배선(15, 16)을 둘러싸도록 통형상으로 형성되어 있다.
실드선(17)이 가지는 도체(171)는 배선(18) 등을 통하여 실린더(52)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 실드선(17)이 가지는 도체(171)는 실린더(52)에 직접 접속해도 좋다. 실드선(17)이 가지는 도체(171)는 그라운드(ground)(19)에 접속하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 열유속센서(10)가 출력하는 전압신호에 대한 노이즈를 저감할 수 있다.
또한, 실린더(52)와 그라운드(19)는 어스선(비도시)에 의해 직접 접속해도 좋다.
전압계(11)의 계측값은 제어유닛(12)으로 전송된다. 제어유닛(12)은 마이크로컴퓨터 등을 가지고, 연산장치로서 구성되어 있다. 제어유닛(12)은 전압계(11)에 의해 계측된 열유속센서(10)의 출력신호에 기초하여, 피스톤(51)의 동작상태를 검출한다. 피스톤(51)의 동작상태를 검출하는 방법에 대해서는 후술한다.
도 1 및 도 2에 예시하는 바와 같이, 실린더(52)의 오목부(54)에는 2개의 오토스위치(20, 21)가 설치되어 있다. 오토스위치(20, 21)는 다음과 같이 동작한다. 예를 들면, 피스톤(51)에 설치된 자석 등의 자계발생부재로부터 발생하는 자계가 오토스위치(20, 21)의 검출범위에 들어간다. 그러면, 오토스위치(20, 21)는 내부에 설치되어 있는 스위치의 접점을 온(On)한다. 한편, 그 자계가 오토스위치(20, 21)의 검출범위로부터 나온다(이격된다). 그러면, 오토스위치(20, 21)는 내부에 설치되어 있는 스위치의 접점을 오프(Off)한다.
이하의 설명에 있어서, 실린더(52)의 축방향의 제 1 실(56)측의 단부에 설치된 오토스위치(20)를 제 1 오토스위치(20)라 한다. 또한, 제 2 실(57)측의 단부에 설치된 오토스위치(21)를 제 2 오토스위치(21)라 한다.
제 1 오토스위치(20)는 실린더(52)의 제 1 실(56)측의 단부에 피스톤(51)이 위치하면(검출범위에 들어간 경우에), 스위치를 온으로 한다. 또한, 제 1 오토스위치(20)는 실린더(52)의 제 1 실(56)측의 단부로부터 피스톤(51)이 이격되면(검출범위로부터 나온 경우에), 스위치를 오프로 한다. 제 2 오토스위치(21)는 실린더(52)의 제 2 실(57)측의 단부에 피스톤(51)이 위치하면(검출범위에 들어간 경우에), 스위치를 온으로 한다. 또한, 제 2 오토스위치(21)는 실린더(52)의 제 2 실(57)측의 단부로부터 피스톤(51)이 이격되면(검출범위로부터 나온 경우에), 스위치를 오프로 한다.
제 1 및 제 2 오토스위치(20, 21)의 신호는 제어유닛(12)으로 전송된다.
이어서, 제어유닛(12)이 피스톤(51)의 동작상태를 검출하는 방법에 대하여 설명한다.
상기한 바와 같이, 제어유닛(12)은 유로전환밸브(63)를 구동하기 위한 동작신호를 출력한다. 또한, 제어유닛(12)에는 전압계(11)에 의해 계측된 열유속센서(10)의 출력신호 및 제 1 및 제 2 오토스위치(20, 21)의 온오프신호가 입력된다.
도 5(A)에는 피스톤(51)이 1사이클 동작할 때의 열유속센서(10)의 출력신호의 파형(거동)이 예시되어 있다. 여기에서, '1사이클 동작'이란, 피스톤(51)의 다음과 같은 동작을 의미한다. 구체적으로는, 피스톤(51)이 도 1의 실선(C)으로 도시한 위치로부터 파선(D)으로 도시한 위치로 이동(전진)하고, 피스톤로드(53)의 위치를 일정시간 유지한 후, 다시 파선(D)으로 도시한 위치로부터 실선(C)으로 도시한 위치로 이동(후퇴)하는 동작을 의미한다.
도 5(A)의 실선(E)으로 도시한 파형은 복수회의 실험에 의해 검출된 정상동작 시의 평균파형을 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 정상동작 시의 평균파형은 에어실린더(50)의 형상 또는 크기, 공기압축기(64)로부터 공급되는 압축공기의 기압변동, 또는 대상물(60)의 형상 또는 크기 등에 의해 변화한다.
도 5(B)에는 피스톤(51)이 1사이클 동작할 때의 제 1 및 제 2 오토스위치(20, 21)의 온오프신호의 파형이 예시되어 있다.
도 5(C)에는 피스톤(51)이 1사이클 동작할 때에 제어유닛(12)으로부터 유로전환밸브(63)에 대하여 전송되는 동작신호의 파형이 예시되어 있다.
＜전진동작＞
도 5(C)에 도시한 바와 같이, 시각(t1)에서는 제어유닛(12)으로부터 유로전환밸브(63)에 대하여, 피스톤(51)을 전진시키기 위한 동작신호로서 전진신호가 전송된다. 이에 따라, 유로전환밸브(63)는 도 1에 도시한 A의 위치로 된다. 그 때문에, 압축공기는 공기압축기(64)로부터 공급관(65) 및 제 1 배관(61)을 지나서 제 1 실(56)로 공급된다. 또한, 제 2 실(57)은 제 2 배관(62) 및 배기관(66)에 연통하고, 대기로 개방된다. 따라서, 제 1 실(56)의 공기는 가압되고, 제 2 실(57)의 공기는 대기로 개방된다. 이에 따라, 피스톤(51)은 실선(C)의 위치로부터 파선(D)의 위치를 향하여 이동한다.
시각(t2)에서는 피스톤(51)에 설치된 자계발생부재로부터 발생하는 자계가 제 1 오토스위치(20)의 검출범위로부터 나온다(제 1 실(56)측의 단부로부터 피스톤(51)이 이격된다). 그 결과, 도 5(B)에 도시한 바와 같이, 시각(t2)에서는 제 1 오토스위치(20)가 오프로 된다. 그 후, 시각(t3)에서는 피스톤(51)에 설치된 자계발생부재로부터 발생하는 자계가 제 2 오토스위치(21)의 검출범위에 들어간다(제 2 실(57)측의 단부에 피스톤(51)이 위치한다). 그 결과, 도 5(B)에 도시한 바와 같이, 시각(t3)에서는 제 2 오토스위치(21)가 온으로 된다. 그리고 시각(t4)에서는 피스톤(51)의 전진동작이 종료되고, 피스톤로드(53)의 위치가 유지된다.
도 5(A)의 실선(E)으로 도시한 바와 같이, 시각(t1)의 전진개시로부터 시각(t3)의 전진종료까지의 사이에서, 정상동작 시의 평균파형은 상승한다. 이것은, 제 1 실(56)의 공기가 압축되고, 열을 발생시킴으로써 실린더(52)의 제 1 실(56)로부터 외부로 열류가 흐르기 때문이다.
＜유지동작＞
시각(t4)에 있어서, 피스톤로드(53)의 위치가 유지된 후, 그 유지동작은 다음과 같이 계속된다. 구체적으로는, 시각(t5)에 있어서, 그 유지동작은 제어유닛(12)으로부터 유로전환밸브(63)에 대하여, 피스톤(51)을 후퇴시키기 위한 동작신호로서 후퇴신호가 전송될 때까지 계속된다. 도 5(A)의 실선(E)으로 도시한 바와 같이, 시각(t3)에서 시각(t6)의 사이, 정상동작 시의 평균파형은 저하한다. 이것은, 피스톤(51)의 정지에 의해 실린더(52)의 제 1 실(56)의 공기의 유동이 멈추고, 실린더(52)의 제 1 실(56)로부터 외부로 흐르는 열류가 감소하기 때문이다.
＜후퇴동작＞
도 5(C)에 도시한 바와 같이, 시각(t5)에서는 제어유닛(12)으로부터 유로전환밸브(63)에 대하여, 피스톤(51)의 후퇴신호가 전송된다. 이에 따라, 유로전환밸브(63)는 도 1에 도시한 B의 위치로 된다. 그 때문에, 압축공기는 공기압축기(64)로부터 공급관(65) 및 제 2 배관(62)을 지나서 제 2 실(57)에 공급된다. 또한, 제 1 실(56)은 제 1 배관(61) 및 배기관(66)에 연통하고, 대기로 개방된다. 따라서, 제 2 실(57)의 공기는 압축되고, 제 1 실(56)의 공기는 대기로 개방된다. 이에 따라, 피스톤(51)이 파선(D)의 위치로부터 실선(C)의 위치를 향하여 이동한다.
시각(t6)에서는 피스톤(51)에 설치된 자계발생부재로부터 발생하는 자계가 제 2 오토스위치(21)의 검출범위로부터 나온다(제 2 실(57)측의 단부로부터 피스톤(51)이 이격된다). 그 결과, 도 5(B)에 도시한 바와 같이, 시각(t6)에서는 제 2 오토스위치(21)가 오프로 된다. 그 후, 시각(t7)에서는 피스톤(51)에 설치된 자계발생부재로부터 발생하는 자계가 제 1 오토스위치(20)의 검출범위에 들어간다(제 1 실(56)측의 단부에 피스톤(51)이 위치한다). 그 결과, 도 5(B)에 도시한 바와 같이, 시각(t7)에서는 제 1 오토스위치(20)가 온으로 된다. 그리고 시각(t8)에서는 피스톤(51)의 후퇴동작이 종료된다.
도 5(A)의 실선(E)으로 도시한 바와 같이, 피스톤(51)의 후퇴개시로부터 시각(t8)의 후퇴종료까지의 사이, 정상동작 시의 평균파형은 완만한 변동으로 된다. 이것은, 제 1 실(56)의 공기가 대기로 개방되어 있기 때문에 실린더(52)의 제 1 실(56)과 외부의 사이의 열류가 적기 때문이다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태의 감시장치(1)는 피스톤(51)의 동작 중에서의 열유속센서(10)의 출력신호를 계측할 수 있다. 그리고 감시장치(1)는 계측한 출력신호의 파형(거동)과 동작신호의 제휴상태를 그래프에 나타내거나, 또는 수치화할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 감시장치(1)는 출력신호의 파형에 기초하여, 피스톤(51)의 거동을 시각화하여 감시할 수 있다.
＜정상동작영역의 파악＞
피스톤(51)이 정상적으로 동작할 때, 열유속센서(10)의 출력신호는 일정범위의 거동을 나타낸다. 이 점에 착안하여, 복수회의 실험을 실시하고, 피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 통계를 낸다. 이에 따라, 제어유닛(12)을 가지는 검출부(13)에는 피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위를 미리 설정할 수 있다.
도 5(A)에는, 피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 상한이 일점쇄선(F)으로 도시되고, 하한이 일점쇄선(G)으로 도시되어 있다. 도 5(A)에 예시하는 바와 같이, 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위는 일점쇄선(F)과 일점쇄선(G)의 사이의 영역이다. 이하의 설명에 있어서, 이 영역을 '정상판정영역(H)'이라 한다. 정상판정영역(H)은 검출부(13)가 가지는 기억장치(예를 들면, 제어유닛(12)이 가지는 메모리 등의 비천이적 실체적 기록매체)의 사전에 결정된 기억영역에 미리 기억되어 있다.
＜이상동작영역의 파악＞
피스톤(51)이 전진동작할 때, 예를 들면, 실린더(52)의 내벽과 피스톤(51)의 사이에 이물이 들어갔다고 하면, 피스톤(51)의 움직임은 정상동작 시에 비하여 늦어진다(움직임이 나빠진다). 그 결과, 제 1 실(56)의 공기는 정상동작 시보다도 압축된다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호의 상승률은 커진다. 이에 대하여, 실린더(52)의 내벽 또는 피스톤(51)의 외벽이 마모되고, 그 간극이 커지면, 피스톤(51)의 움직임은 정상동작 시에 비하여 빨라진다. 그 결과, 제 1 실(56)의 공기는 정상동작 시보다도 팽창한다. 따라서, 열유속센서(10)의 출력신호는 정상동작 시보다도 하강하거나, 또는 정상동작 시보다도 상승률이 작아진다. 이들의 점에 착안하여, 복수회의 실험을 실시하고, 피스톤(51)의 이상동작 시 또는 이상징조 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위를 미리 설정할 수 있다.
도 5(A)에는, 피스톤(51)의 이상동작징조 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 상한이 파선(I)으로 도시되고, 하한이 파선(J)으로 도시되어 있다. 도 5(A)에 예시하는 바와 같이, 이상징조 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위는 정상판정영역(H)을 제외한 파선(I)과 파선(J)의 사이의 영역이다. 이하의 설명에 있어서, 이 영역을 이상징조판정영역(K1, K2)이라 한다. 이상징조판정영역(K1, K2)은 검출부(13)가 가지는 기억장치(예를 들면, 제어유닛(12)이 가지는 메모리 등의 비천이적 실체적 기록매체)의 사전에 결정된 기억영역에 미리 기억되어 있다.
＜정상파형ㆍ이상징조파형ㆍ이상파형의 검출＞
본 실시형태의 감시장치(1)는 피스톤(51)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 내(정상거동범위 내)에 있는지의 여부를 검출한다. 또는, 감시장치(1)는 피스톤(51)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호가 이상징조판정영역(K1, K2)의 범위 내(이상징조거동범위 내)에 있는지의 여부를 검출한다.
예를 들면, 도 5(A)의 실선(E)으로 도시한 바와 같이, 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 내에 있는 경우에는, 제어유닛(12)을 포함하는 검출부(13)가 가지는 판정회로는 피스톤(51)의 동작이 정상이라고 판정한다.
도 5(A)의 파선(L)으로 도시한 바와 같이, 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 외에 있고, 또한 이상징조판정영역(K1, K2)의 범위 내에 있는 경우에는, 검출부(13)가 가지는 판정회로는 피스톤(51)의 동작이 이상징조의 상태라고 판정한다.
도 5(A)의 이점쇄선(M)으로 도시한 바와 같이, 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 외에 있고, 또한 이상징조판정영역(K1, K2)의 범위 외에 있는 경우에는, 검출부(13)가 가지는 판정회로는 피스톤(51)의 동작이 이상이라고 판정한다.
또한, 검출부(13)는 상기의 방법과는 다른 방법에 의해서도, 피스톤(51)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 내에 있는지의 여부를 검출할 수 있다. 또는, 검출부(13)는 피스톤(51)의 동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호가 이상징조판정영역(K1, K2)의 범위 내에 있는지의 여부를 검출할 수 있다.
즉, 본 실시형태에서 검출부(13)가 가지는 판정회로는 다음과 같은 파형판정을 실시한다. 판정회로는 열유속센서(10)의 출력신호의 파형이 피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 파형에 기초하여 미리 설정한 허용변형파형보다도 크게 변형되는지의 여부를 판정한다. 여기에서, 허용변형파형이란, 다음과 같은 파형을 의미한다. 구체적으로는, 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 파형의 기울기에 대하여, 검출신호의 파형의 기울기가 사전에 결정된 각도 이내인 파형을 의미한다. 또는, 검출신호의 파형의 기울기가 사전에 결정된 각도 이상인 상태가 계속되는 시간이 사전에 결정된 시간 내인 파형을 의미한다.
예를 들면, 도 5(A)의 화살표(N)에는 실선(E)으로 도시한 파형의 일정시간의 기울기가 예시되어 있다. 또한, 화살표(O)에는 파선(L)으로 도시한 파형의 일정시간의 기울기가 예시되어 있다. 이때, 화살표(N)의 기울기보다도 화살표(O)의 기울기는 사전에 결정된 각도 이상이고, 그 상태는 사전에 결정된 시간 계속되고 있다고 하자. 이에 따라, 검출부(13)는 파선(L)으로 도시한 파형이 미리 설정한 허용변형파형보다 크게 변형되어 있다고 판정한다. 이 경우, 검출부(13)는 파선(L)으로 도시한 파형에 기초하여, 피스톤(51)의 동작이 이상징조의 상태에 있다고 판정한다.
검출부(13)의 판정결과에 기초하여, 경고부(22)(도 1 참조)는 경고신호를 발생한다. 경고부(22)는 예를 들면, 모니터, 버저, 또는 램프 등이다. 경고부(22)는 예를 들면, 화상, 소리, 또는 빛 등에 의한 경고신호를 발생한다. 이에 따라, 경고부(22)에서는 감시장치(1)의 사용자에 대하여, 제품의 양부(良否)판정, 대상장치의 보전경고, 또는 에어실린더(50)의 긴급정지 등을 통지할 수 있다. 또한, 경고부(22)는 경고신호를 발생하고, 또한 에어실린더(50)의 동작을 정지해도 좋다.
이와 같이 하여, 제어유닛(12)을 가지는 검출부(13)는 피스톤(51)의 동작상태를 검출한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 감시장치(1)는 다음과 같은 작용효과를 이룬다.
(1) 본 실시형태에서 실린더(52)에 설치된 열유속센서(10)는 피스톤(51)의 동작에 따른 신호를 출력한다. 그 결과, 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호에 기초하여, 피스톤(51)의 동작상태를 검출할 수 있다. 따라서, 감시장치(1)는 에어실린더(50)가 구비하는 피스톤(51)의 동작상태를 감시할 수 있다.
(2) 본 실시형태에서 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호가 사전에 결정된 거동범위 내(피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위 내)에 있는지의 여부를 판정한다.
피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호는 일정범위의 거동을 나타낸다. 따라서, 검출부(13)에는 실험결과 등에 기초하여, 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위를 미리 설정할 수 있다. 따라서, 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호에 기초하여, 피스톤(51)의 동작이 정상인지의 여부를 판정할 수 있다.
(3) 본 실시형태에서 검출부(13)는 피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위인 정상판정영역(H)을 사전에 결정된 기억영역에 기억하고 있다. 또한, 검출부(13)는 이상징조 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 거동범위인 이상징조판정영역(K1, K2)을 사전에 결정된 기억영역에 기억하고 있다. 그리고 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 내에 있는 경우에, 피스톤(51)의 동작이 정상이라고 판정한다. 또한, 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 외이고, 또한 이상징조판정영역(K1, K2)의 범위 내에 있는 경우에, 피스톤(51)의 동작이 이상징조의 상태라고 판정한다. 또한, 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호가 정상판정영역(H)의 범위 외이고, 또한 이상징조판정영역(K1, K2)의 범위 외에 있는 경우에, 피스톤(51)의 동작이 이상이라고 판정한다.
검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호에 기초하여, 피스톤(51)의 동작에 대해서 다음과 같이 판정할 수 있다. 구체적으로, 검출부(13)는 피스톤(51)의 동작이 정상인지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 검출부(13)는 피스톤(51)의 동작이 이상징조인지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 검출부(13)는 피스톤(51)의 동작이 이상인지의 여부를 판정할 수 있다.
(4) 본 실시형태에서 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호의 파형이 사전에 결정된 허용변형파형(피스톤(51)의 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 파형에 기초하여 미리 설정한 허용변형파형)보다도 크게 변형되는지의 여부를 판정한다.
정상동작 시의 피스톤(51)은 실린더(52)의 제 1 실(56)에 공급되는 공기의 압력에 따라서 일정한 동작을 한다. 따라서, 검출부(13)에서는 복수회 실시한 실험결과로부터, 정상동작 시에서의 열유속센서(10)의 출력신호의 파형에 기초한 허용변형파형을 미리 설정할 수 있다. 따라서, 검출부(13)는 열유속센서(10)의 출력신호의 파형에 기초하여, 피스톤(51)의 동작이 정상인지의 여부를 판정할 수 있다.
(5) 본 실시형태에서는, 검출부(13)의 판정결과에 기초하여, 경고신호를 발생하는 경고부(22)를 더 구비한다.
경고부(22)에서는 제품의 양부판정, 에어실린더(50)의 보전경고, 또는 에어실린더(50)의 긴급정지 등을 감시장치(1)의 사용자에 대하여 통지할 수 있다.
(6) 본 실시형태에서 열유속센서(10)는 실린더(52)의 외벽으로부터 제 1 실(56)을 향하여 오목한 오목부(54)에 설치된다.
열유속센서(10)는 열원인 제 1 실(56)에 가까운 위치에 설치되어 있다. 따라서, 감시장치(1)는 열유속센서(10)에 의한 열유속의 검출정밀도를 높일 수 있다.
(7) 본 실시형태에서 열유속센서(10)는 곡면형상으로 형성된 오목부(54)의 내벽을 따라서 만곡하는 가요성을 가지고 있다.
열유속센서(10)와 오목부(54)의 내벽은 공기가 통하지 않게 밀착된다. 따라서, 감시장치(1)는 열유속센서(10)에 의한 검출정밀도가 높아진다.
(8) 본 실시형태에서 감시장치(1)는 열유속센서(10)를 오목부(54)의 내벽으로 누르는 누름부재(14)를 구비한다.
열유속센서(10)와 오목부(54)의 내벽의 사이에는 간극이 발생하지 않는다(간극의 발생을 방지할 수 있다).
(제 2 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 본 실시형태는 제 1 실시형태에 대하여, 열유속센서(10)의 부착방법이 다르다. 그 밖에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. 그 때문에, 이하에는 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 6 및 도 7에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태의 열유속센서(10)는 누름부재(30)에 의하여 실린더(52)의 오목부(54)에 설치되어 있다. 오목부(54)는 실린더(52)의 축방향의 단부에 개구해 있다. 그 때문에, 열유속센서(10)와 누름부재(30)는 실린더(52)의 축방향의 단부의 개구로부터 오목부(54)로 삽입되고, 사전에 결정된 위치에 부착된다. 또한, 실린더(52)의 오목부(54)는 원통홈(541) 및 개구홈(542)을 가지고 있다. 원통홈(541)은 제 1 실(56)측에 형성되어 있다. 개구홈(542)은 원통홈(541)으로부터 실린더(52)의 외벽측으로 연장된다. 개구홈(542)의 폭은 원통홈(541)의 내경보다도 작다. 그 때문에, 실린더(52)는 원통홈(541)과 개구홈(542)의 접속부분에 숄더부(shoulder)(543)를 가진다.
누름부재(30)는 원기둥부재(31), 지지부재(32) 및 나사부재(33) 등으로 구성되어 있다. 원기둥부재(31)는 금속 등의 도체로 형성되어 있다.
원기둥부재(31)는 원기둥부(311) 및 축부(312)를 가지고 있다. 축부(312)는 원기둥부(311)의 축방향의 양단에 설치되어 있다. 열유속센서(10)는 필름형상이다. 열유속센서(10)는 원기둥부(311)의 외주에 감겨 있다.
지지부재(32)는 지지본체부(321), 2개의 아암부(322) 및 실드선부착부(323) 등을 가지고 있다. 지지본체부(321)는 상기한 원기둥부재(31)로부터 이격된 위치에 원기둥부재(31)의 축방향을 따르도록 설치되어 있다. 2개의 아암부(322)는 지지부재(32)의 양단부로부터 각각 원기둥부재(31)측으로 연장되어 있다. 아암부(322)는 환형상부(324) 및 연결부(325)를 가지고 있다. 환형상부(324)의 폭은 개구홈(542)의 폭보다 크다. 연결부(325)는 환형상부(324)의 외주의 일부로부터 직경방향으로 연장되어 있다. 연결부(325)의 폭은 개구홈(542)의 폭보다도 작다. 환형상부(324)에는 원구멍(326)이 설치되어 있다. 원구멍(326)의 내경은 원기둥부재(31)의 축부(312)의 외경보다도 크다. 원기둥부재(31)의 축부(312)는 원구멍(326)에 끼워져 통과하고 있다.
또한, 실드선부착부(323)에는 튜브형상의 실드선(17)이 부착된다. 실드선(17)이 가지는 도체(171)는 실드선부착부(323)에 전기적으로 접속되어 있다. 실드선(17)이 가지는 도체(171)는 그라운드(19)에 접속되어 있다. 또한, 도 6 및 도 7에서는 설명을 위해, 도체(171)를 파선직선으로 도시하고 있다. 실제로, 도체(171)는 실드선(17)의 내부에 있어서, 배선(15, 16)을 둘러싸도록 통형상으로 형성되어 있다.
나사부재(33)는 헤드부(331)가 지지본체부(321)에 맞닿고, 나사구멍(313)에 나사식으로 맞추어져 있다. 나사구멍(313)은 헤드부(331)와는 반대측의 단부가 원기둥부(311)에 설치되어 있다. 나사부재(33)는 예를 들면, 각형 렌치 등의 체결용의 지그를 지지본체부(321)에 설치된 구멍(327)을 통하여 헤드부(331)의 각형구멍(角孔)(332)에 삽입한다. 이에 따라, 나사부재(33)는 축 주위로 회전할 수 있다. 나사부재(33)가 이러한 축 주위의 한쪽으로 회전하면, 원기둥부재(31)와 지지본체부(321)의 거리는 멀어진다. 그리고 원기둥부재(31)와, 원기둥부재(31)에 감긴 열유속센서(10)는 원통홈(541)의 내벽으로 압박된다. 아암부(322)의 환형상부(324)는 실린더(52)의 숄더부(543)에 맞닿는다. 그 때문에, 열유속센서(10)와 오목부(54)의 내벽은 밀착된다. 이에 따라, 오목부(54)의 내벽과 열유속센서(10)와 누름부재(30) 사이로 열류가 양호하게 흐른다. 따라서, 열유속센서(10)는 두께방향으로 통과하는 열류(열유속)에 따른 신호를 출력한다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는 나사부재(33)의 축력에 의하여 원기둥부재(31)와 열유속센서(10)가 원통홈(541)의 내벽으로 눌러진다. 그 반력에 의해 아암부(322)의 환형상부(324)는 실린더(52)의 숄더부(543)에 맞닿는다. 이에 따라, 누름부재(30)와 실린더(52)는 전기적으로 접속된다. 따라서, 실린더(52)는 누름부재(30)를 통하여 전기적으로 그라운드(19)에 접속된다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)의 출력신호에 대하여 실린더(52)로부터 발생하는 노이즈의 영향을 저감할 수 있다.
(제 3 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 본 실시형태도 제 1 실시형태에 대하여, 열유속센서(10)의 부착방법이 다르다. 그 밖에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. 그 때문에, 이하에는 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 8 내지 도 10에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태의 실린더(52)의 오목부(54)는 각통홈(角筒溝)(544) 및 개구홈(545)을 가지고 있다. 각통홈(544)은 실린더(52)의 방(56, 57)측(제 1 실(56)측 및 제 2 실(57)측)에 형성되어 있다. 개구홈(545)은 각통홈(544)으로부터 실린더(52)의 외벽측으로 연장된다. 각통홈(544)은 단면이 대략 직사각형상이다. 개구홈(545)의 폭은 각통홈(544)의 폭보다도 작다. 그 때문에, 실린더(52)는 각통홈(544)과 개구홈(545)의 접속부분에 숄더부(546)를 가진다.
열유속센서(10)는 누름부재(40)에 의하여 실린더(52)의 오목부(54)에 설치되어 있다. 오목부(54)는 실린더(52)의 축방향의 단부에 개구해 있다. 그 때문에, 열유속센서(10)와 누름부재(40)는 실린더(52)의 축방향의 단부의 개구로부터 오목부(54)로 삽입되어, 사전에 결정된 위치에 부착된다.
누름부재(40)는 판형상부재(41), 맞닿음부재(42) 및 나사부재(43) 등으로 구성되어 있다. 판형상부재(41)는 금속 등의 도체로 형성되어 있다. 판형상부재(41)의 폭은 각통홈(544)의 폭보다도 작고, 개구홈(545)의 폭보다도 크다.
맞닿음부재(42)는 열유속센서(10)에 고정되어 있다.
나사부재(43)는 판형상부재(41)에 설치된 나사구멍(411)에 나사식으로 맞추어져 있다. 나사부재(43)는 축방향의 한쪽의 단부에 각형구멍(431)을 가지고, 다른쪽의 단부가 맞닿음부재(42)에 맞닿아 있다. 나사부재(43)는 예를 들면, 각형 렌치 등의 체결용의 지그를 각형구멍(431)에 삽입한다. 이에 따라, 나사부재(43)는 축 주위로 회전할 수 있다. 나사부재(43)가 그 축 주위의 한쪽으로 회전하면, 판형상부재(41)와 맞닿음부재(42)의 거리는 멀어진다. 그리고 나사부재(43)의 축력에 의해 판형상부재(41)는 실린더(52)의 숄더부(546)에 맞닿는다. 맞닿음부재(42)와 열유속센서(10)는 각통홈(544)의 내벽으로 압박된다. 그 때문에, 열유속센서(10)와 오목부(54)의 내벽은 밀착된다. 이에 따라, 오목부(54)의 내벽과 열유속센서(10)와 누름부재(40)의 사이로 열류가 양호하게 흐른다. 따라서, 열유속센서(10)는 두께방향으로 통과하는 열류(열유속)에 따른 신호를 출력한다.
또한, 나사부재(43)의 축력에 의해 판형상부재(41)는 실린더(52)의 숄더부(546)에 맞닿는다. 이에 따라, 판형상부재(41)와 실린더(52)는 전기적으로 접속된다. 따라서, 실린더(52)는 판형상부재(41)를 통하여 전기적으로 그라운드(19)에 접속된다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)의 출력신호에 대하여, 실린더(52)로부터 발생하는 노이즈의 영향을 저감할 수 있다.
(제 4 실시형태)
본 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 설명한다. 본 실시형태도 제 1 실시형태에 대하여, 열유속센서(10)의 부착방법이 다르다. 그 밖에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. 그 때문에, 이하에는 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 11에 예시하는 바와 같이, 본 실시형태의 실린더(52)는 튜브타입 실린더(원통형상의 실린더)이다.
열유속센서(10)는 탄성 링부재(45)(예를 들면, 호스밴드)에 의하여 실린더(52)의 외벽에 부착되어 있다. 열유속센서(10)는 실린더(52)의 외벽을 따라서 만곡하는 가요성을 가지고 있다. 그 때문에, 열유속센서(10)는 탄성 링부재(45)의 탄성력에 의하여 실린더(52)의 외벽에 밀착된다. 그 때문에, 실린더(52)의 외벽과 열유속센서(10)와 탄성 링부재(45)의 사이로 열류가 양호하게 흐른다. 따라서, 열유속센서(10)는 두께방향으로 통과하는 열류(열유속)에 따른 신호를 출력한다.
(다른 실시형태)
본 개시의 기술은 상기 각각의 실시형태의 내용에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술은 청구범위에 기재한 범위 내에서 적절히 변경해도 좋다. 구체적으로는, 이하와 같다.
(1) 상기 각각의 실시형태에서 에어실린더(50)(대상장치)는 피스톤(51)(이동체)에 접속하는 피스톤로드(53)가 직선이동하는 것에 대하여 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는 피스톤로드(53)는 예를 들면, 링크기구 등을 경유하여, 대상물(60)을 지지하기 위한 아암기구를 구성하는 장치 등으로 해도 좋다.
(2) 상기 각각의 실시형태에서는 에어실린더(50)를 대상장치의 예로서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서 대상장치는 예를 들면, 유압실린더 등으로 해도 좋다. 대상장치는 이동체를 이동하기 위한 유체가 공급되는 방(56, 57)을 가지는 장치이면 좋다.
(3) 상기 각각의 실시형태에서는 열유속센서(10)를 실린더(52)의 오목부(54)에 부착했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는 예를 들면, 열유속센서(10)를 실린더(52)의 외벽에 부착해도 좋다.
(4) 상기 각각의 실시형태에서는 열유속센서(10)를 실린더(52)의 제 1 실(56)측의 단부에 부착했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는 예를 들면, 열유속센서(10)를 실린더(52)의 제 2 실(57)측의 단부에 부착해도 좋다.
(5) 상기 각각의 실시형태는 서로 관계 없는 것은 아니며, 조합이 명백히 불가한 경우를 제외하고는, 적절히 조합이 가능하다. 또한, 상기 각각의 실시형태에 있어서, 실시형태를 구성하는 요소는 특별히 필수적이라고 명시한 경우 및 원리적으로 명백히 필수적이라고 생각되는 경우 등을 제외하고, 반드시 필수적인 것은 아니다.
(정리)
상기 각각의 실시형태의 일부 또는 전부로 나타난 제 1 관점에 따르면, 본 개시의 기술의 일 양태인 감시장치는 통형상의 실린더 및 실린더의 내측에 설치된 방에 공급되는 유체의 압력에 의해 이동하는 이동체를 구비하는 대상장치에서의 이동체의 동작을 감시한다. 감시장치는 열유속센서 및 검출부를 구비한다. 열유속센서는 실린더에 설치되고, 이동체의 동작에 따른 방의 유체의 압축 또는 팽창에 의해 발생하는 열유속을 검출한다. 검출부는 열유속센서의 출력신호에 기초하여 이동체의 동작상태를 검출한다.
제 2 관점에 따르면, 검출부는 열유속센서의 출력신호가, 미리 설정한 정상동작 시에서의 열유속센서의 출력신호의 거동범위 내에 있는지의 여부를 판정한다.
이동체의 정상동작 시에서의 열유속센서의 출력신호는 일정범위의 거동을 나타낸다. 따라서, 검출부에는 실험결과 등에 기초하여, 정상동작 시에서의 열유속센서의 출력신호의 거동범위를 미리 설정할 수 있다(기억해 둘 수 있다). 따라서, 검출부는 열유속센서의 출력신호에 기초하여 이동체의 동작이 정상인지의 여부를 판정할 수 있다.
제 3 관점에 따르면, 검출부는 열유속센서의 출력신호가, 이동체의 동작상태가 정상 시에서의 열유속센서의 출력신호의 거동범위로부터 사전에 결정된 값 이상으로 커지면, 이동체의 동작상태가 이상(異常)이라고 판정한다.
검출부는 열유속센서의 출력신호에 기초하여 이동체의 동작이 이상인지의 여부를 판정할 수 있다.
제 4 관점에 따르면, 검출부는 정상동작 시에서의 열유속센서의 출력신호의 거동범위인 정상판정영역과, 정상판정영역 외의 영역으로서, 이상징조를 나타내는 열유속센서의 출력신호의 거동범위인 이상징조판정영역을 기억하고 있다. 검출부는 열유속센서의 출력신호가 정상판정영역 내에 있을 때, 이동체의 동작상태가 정상이라고 판정한다. 검출부는 열유속센서의 출력신호가 정상판정영역 외이고, 또한 이상징조판정영역 내에 있을 때, 이동체의 동작상태가 이상징조의 상태라고 판정한다. 검출부는 열유속센서의 출력신호가 정상판정영역 외이고, 또한 이상징조판정영역 외에 있을 때, 이동체의 동작상태가 이상이라고 판정한다.
검출부에는 실험결과 등에 기초하여, 정상판정영역 및 이상징조판정영역을 미리 설정할 수 있다(기억해 둘 수 있다). 따라서, 검출부는 열유속센서의 출력신호에 기초하여, 이동체의 동작이 정상인지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 검출부는 이동체의 동작이 이상징조인지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 검출부는 이동체의 동작이 이상인지의 여부를 판정할 수 있다.
제 5 관점에 따르면, 검출부는 이동체의 동작상태가 정상 시에서의 열유속센서의 출력신호의 파형에 기초하여 미리 설정한 허용변형파형을 기억하고 있다. 검출부는 열유속센서의 출력신호의 파형이 허용변형파형보다 작은 변형인 때, 이동체의 동작상태가 정상이라고 판정한다. 검출부는 열유속센서의 출력신호의 파형이 허용변형파형보다 큰 변형인 때, 이동체의 동작상태가 이상징조의 상태라고 판정한다.
정상동작 시의 이동체는 실린더의 방에 공급되는 유체의 압력에 따라서 일정한 동작을 한다. 따라서, 검출부에는 실험결과 등에 기초하여, 정상동작 시에서의 열유속센서의 출력신호의 파형에 기초하는 허용변형파형을 미리 설정할 수 있다. 따라서, 검출부는 열유속센서의 출력신호의 파형에 기초하여, 이동체의 동작이 정상인지의 여부를 판정할 수 있다.
제 6 관점에 따르면, 검출부의 판정결과에 기초하여, 경고신호를 발생하는 경고부를 더 구비한다.
경고부에서는 제품의 양부판정, 대상장치의 보전경고, 또는 대상장치의 긴급정지 등을 감시장치의 사용자에 대하여 통지할 수 있다.
제 7 관점에 따르면, 열유속센서는 실린더의 외벽으로부터 방을 향하여 오목한 오목부에 설치된다.
열유속센서는 열원인 방의 유체에 가까운 위치에 설치되어 있다. 따라서, 감시장치는 열유속센서에 의한 열유속의 검출정밀도를 높일 수 있다.
제 8 관점에 따르면, 오목부의 내벽은 곡면형상으로 형성되고, 열유속센서는 오목부의 내벽을 따라서 만곡하는 가요성을 가지고 있다.
감시장치는 열유속센서와 오목부의 내벽이 밀착된다. 따라서, 감시장치는 열유속센서에 의한 검출정밀도가 높아진다.
제 9 관점에 따르면, 감시장치는 열유속센서를 오목부의 내벽으로 누르는 누름부재를 구비한다.
열유속센서와 오목부의 내벽의 사이에는 간극이 발생하지 않는다(간극의 발생을 방지할 수 있다).
제 10 관점에 따르면, 감시장치는 실린더와 누름부재가 맞닿고, 실린더는 누름부재를 통하여 전기적으로 그라운드에 접속되어 있다.
감시장치는 열유속센서의 출력신호에 대하여, 실린더로부터 발생하는 노이즈의 영향을 저감할 수 있다. 따라서, 방의 용적이 작은 소형의 실린더에 대해서도, 감시장치는 열유속센서의 출력신호에 의해 이동체의 동작상태를 감시할 수 있다.
1: 감시장치
10: 열유속센서
11: 전압계
12: 제어유닛
13: 검출부
50: 에어실린더(대상장치)
51: 피스톤(이동체)
52: 실린더
56, 57: 방

Claims (11)

  1. 통형상의 실린더(52) 및 상기 실린더의 내측에 설치된 방(56, 57)에 공급되는 유체의 압력에 의해 이동하는 이동체(51)를 구비하는 대상장치(50)에서의 상기 이동체의 동작을 감시하는 감시장치로서,
    상기 실린더에 설치되어, 상기 이동체의 동작에 따른 상기 방의 유체의 압축 또는 팽창에 의해 상기 실린더로 흐르는 열유속을 검출하는 열유속센서(10); 및
    상기 열유속센서의 출력신호에 기초하여, 상기 이동체의 동작상태를 검출하는 검출부(11, 12, 13)를 구비하는
    감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 열유속센서의 출력신호가, 상기 이동체의 동작상태가 정상 시에서의 상기 열유속센서의 출력신호의 거동범위 내에 있는지의 여부를 판정하는
    감시장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 열유속센서의 출력신호가, 상기 이동체의 동작상태가 정상 시에서의 상기 열유속센서의 출력신호의 거동범위로부터 사전에 결정된 값 이상으로 커지면, 상기 이동체의 동작상태가 이상(異常)이라고 판정하는
    감시장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 이동체의 동작상태가 정상 시에서의 상기 열유속센서의 출력신호의 거동범위인 것을 나타내는 정상판정영역(H)과, 상기 정상판정영역 외의 영역으로서, 상기 이동체의 동작상태가 이상징조 시에서의 상기 열유속센서의 출력신호의 거동범위인 것을 나타내는 이상징조판정영역(K1, K2)을 기억하고 있고,
    상기 열유속센서의 출력신호가 상기 정상판정영역 내에 있을 때, 상기 이동체의 동작상태가 정상이라고 판정하고,
    상기 열유속센서의 출력신호가 상기 정상판정영역 외이고, 또한 상기 이상징조판정영역 내에 있을 때, 상기 이동체의 동작상태가 이상징조의 상태라고 판정하고,
    상기 열유속센서의 출력신호가 상기 정상판정영역 외이고, 또한 상기 이상징조판정영역 외에 있을 때, 상기 이동체의 동작상태가 이상이라고 판정하는
    감시장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 이동체의 동작상태가 정상 시에서의 상기 열유속센서의 출력신호의 파형에 기초하여 미리 설정한 허용변형파형을 기억하고 있고,
    상기 열유속센서의 출력신호의 파형이 상기 허용변형파형보다 작은 변형인 때, 상기 이동체의 동작상태가 정상이라고 판정하고,
    상기 열유속센서의 출력신호의 파형이 상기 허용변형파형보다 큰 변형인 때, 상기 이동체의 동작상태가 이상징조의 상태라고 판정하는
    감시장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출부의 판정결과에 기초하여, 경고신호를 발생하는 경고부(22)를 더 구비하는
    감시장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열유속센서는 상기 실린더의 외벽으로부터 상기 방을 향하여 오목한 오목부(54)에 설치되는
    감시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오목부의 내벽은 곡면형상으로 형성되고,
    상기 열유속센서는 상기 오목부의 내벽을 따라서 만곡하는 가요성을 가지는
    감시장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 열유속센서를 상기 오목부의 내벽으로 누르는 누름부재(14, 30, 40)를 더 구비하는
    감시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 누름부재(30, 40)는 상기 열유속센서를 상기 오목부의 내벽으로 누르고, 또한, 상기 누름부재의 일부가 상기 실린더(543, 546)에 맞닿아 있고,
    상기 실린더는 상기 누름부재를 통하여 전기적으로 그라운드(19)에 접속되어 있는
    감시장치.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열유속센서를 상기 실린더의 외벽으로 누르는 탄성 링부재(45)를 구비하는
    감시장치.
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