KR20200080136A - 작동 유체 감시 센서 및 유체압 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

작동유의 청정도를 간이하면서도 정확하게 감시할 수 있도록 한다.
작동 유체 감시 센서(1)는, 가동부(3a)를 갖고, 가동부(3a)의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브(3)에 있어서의, 가동부(3a)의 구동에 관한 정보를 취득하는 취득부(1a)와, 정보에 기초하여 가동부(3a)의 미끄럼 이동 저항을 추정하는 추정부(1b)와, 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 작동 유체의 청정도를 판단하는 상태 판단부(1c)를 구비한다. 추정부(1b)는, 가동부를 가동시키는 구동력과 가동부의 변위 속도의 상관 관계로부터, 미끄럼 이동 저항을 추정해도 된다.

Description

작동 유체 감시 센서 및 유체압 구동 장치{WORKING FLUID MONITORING SENSOR AND HYDRAULIC PRESSURE DRIVING APPARATUS}
본 출원은, 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2018-243212, 출원일:12/26/2018)을 기초로 하여, 이 출원으로부터 우선의 이익을 향수한다. 이 출원을 참조함으로써, 동 출원의 내용 모두를 포함한다.
본 발명은, 작동 유체 감시 센서 및 유체압 구동 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 압연기의 유압 압하 장치를 제어하는 유압 압하 서보 밸브의 고장을 자동적으로 진단하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 서보 밸브의 스풀 위치의 명령값과 실제의 스풀 위치의 편차가 역치를 초과했는지 여부에 따라, 서보 밸브가 고장났는지 여부를 판단하고 있다.
일본 특허 공개 제2016-50785호 공보
그러나, 특허문헌 1에는, 서보 밸브가 고장나는 징후를 빠르게 검지하여, 고장을 피하는 것은 개시도 시사도 없다.
작동유에 이물이 혼입되거나 하여 작동유의 청정도가 저하되면, 스풀의 움직임이 느려져, 곧 스풀에 이물이 말려들어가 고착된다. 스풀이 고착되면, 서보 밸브의 분해 수리가 필요해져, 분해 수리에 수반하는 시간과 비용이 발생한다. 이 때문에, 스풀의 움직임이 느려진 것을 빠르게 검출하여, 작동유를 교환하는 등의 대책을 취하는 것이 중요하다. 스풀의 움직임은, 작동유의 청정도가 저하된 때에 느려지기 때문에, 작동유의 청정도를 감시하는 것이 중요하다.
본 발명의 일 형태는, 작동유의 청정도를 간이하면서도 정확하게 감시할 수 있는 작동 유체 감시 센서 및 유체압 구동 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에서는, 가동부를 갖고, 상기 가동부의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브에 있어서의, 가동부의 구동에 관한 정보를 취득하는 취득부와,
상기 정보에 기초하여 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는 추정부와,
상기 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는 상태 판단부를 구비하는, 작동 유체 감시 센서가 제공된다.
상기 추정부는, 상기 가동부를 가동시키는 구동력과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계로부터, 상기 미끄럼 이동 저항을 추정해도 된다.
본 발명의 다른 일 양태는, 가동부를 갖고, 상기 가동부의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브와,
상기 가동부의 가동 영역에 있어서의 위치를 검출하는 위치 센서와,
상기 가동부를 가동시키는 구동력과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는 추정부와,
상기 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 상기 작동 유체의 상태를 판단하는 상태 판단부를 구비하는, 유체압 구동 장치가 제공된다.
구동 전류 또는 구동 전압에 따라 상기 가동부를 가동시키는 구동부를 구비하고,
상기 상태 판단부는, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단해도 된다.
상기 상태 판단부는, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제1 값일 때에 상기 가동부의 변위 속도가 제2 값 미만인지 여부에 따라, 또는 상기 가동부의 변위 속도가 제3 값일 때에 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제4 값보다 큰지 여부에 따라, 상기 작동 유체의 청정도를 판단해도 된다.
소정의 기간 내에, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계가 상기 소정의 범위 외로 되는 횟수를 카운트하는 카운트부와,
상기 카운트된 횟수가 소정의 역치를 초과하고 있는지 여부를 판정하는 횟수 판정부를 구비하고,
상기 상태 판단부는, 상기 횟수 판정부가 상기 역치를 초과하고 있다고 판단한 경우에는, 소정의 경고 처리를 행해도 된다.
상기 작동 유체가 흐르는 유체 경로 내에, 복수의 상기 유량 제어 밸브가 마련되어 있고,
상기 상태 판단부는, 상기 복수의 유량 제어 밸브의 각각에 있어서의 상기 상관 관계에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단해도 된다.
상기 가동부는, 제1 가동부를 갖고,
상기 유량 제어 밸브로부터의 작동 유체의 토출량에 따라 위치를 변화 가능한 제2 가동부를 갖는 액추에이터를 구비하고,
상기 추정부는, 상기 제1 가동부를 가동시키는 구동력과 제2 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정해도 된다.
상기 액추에이터는, 상기 제2 가동부의 위치에 따라, 상기 액추에이터와는 상이한 다른 액추에이터에 대한 작동 유체의 공급량을 제어하는 밸브여도 된다.
상기 가동부는 스풀이고,
상기 유량 제어 밸브는 스풀 밸브여도 된다.
본 발명에 따르면, 작동유의 청정도를 간이하면서도 정확하게 감시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 작동 유체 감시 센서를 구비한 유체압 구동 장치의 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 구동부가 유량 제어 스풀 밸브의 전자 코일에 흐르게 하는 구동 전류와, FV 스풀의 변위 속도의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 3은 작동 유체 감시 센서의 처리 동작의 일례를 도시하는 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본건 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해의 용이함의 편의상, 적절히 축척 및 종횡의 치수비 등을, 실물의 그것들로부터 변경하여 과장하고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 사용하는, 형상이나 기하학적 조건, 그리고 그것들의 정도를 특정하는, 예를 들어 「평행」, 「직교」, 「동일」 등의 용어나 길이나 각도의 값 등에 대해서는, 엄밀한 의미에 구속되지 않고, 동일한 기능을 기대할 수 있을 정도의 범위를 포함하여 해석하기로 한다. 이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 작동 유체 감시 센서(1)를 구비한 유체압 구동 장치(2)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1의 유체압 구동 장치(2)는 유량 제어 스풀 밸브(이하, FV)(3)와, 액추에이터(이하, ACTV)(4)와, 작동 유체 감시 센서(1)를 내장하는 컨트롤러(5)를 구비하고 있다. FV(3)는 유량 제어 밸브의 일례이다. 또한, 도 1에서는, 컨트롤러(5)에 작동 유체 감시 센서(1)를 내장하는 예를 도시하고 있지만, 컨트롤러(5)와는 별개로 작동 유체 감시 센서(1)를 마련해도 된다.
FV(3)는 중공의 슬리브 내를 이동 가능한 스풀(제1 가동부, 이하, FV 스풀)(3b)을 갖는다. FV(3)는, FV 스풀(3a)의 위치에 따라 작동유의 토출량을 제어한다. ACTV(4)는 중공의 슬리브 내를 이동 가능한 피스톤(제2 가동부, 이하, ACTV 피스톤)(4b)을 갖는다. ACTV(4)는 FV(3)로부터의 작동유의 토출량에 따라 ACTV 피스톤(4a)의 위치를 가변시킨다.
FV(3)는 FV 스풀(3a)의 위치를 검출하는 스풀 센서(이하, FV 스풀 센서)(3b)를 구비하고 있어도 된다. FV 스풀 센서(3b)는, 예를 들어 FV(3)의 긴 변 방향의 일단부에 설치되고, FV 스풀(3a)과의 거리를 비접촉으로 검출한다. FV 스풀 센서(3b)에서 검출한 FV 스풀(3a)의 위치는 컨트롤러(5)로 전달된다.
ACTV(4)는, ACTV 피스톤(4a)의 위치를 검출하는 피스톤 센서(이하, ACTV 피스톤 센서)(4b)를 구비하고 있어도 된다. ACTV 피스톤 센서(4b)는, 예를 들어 ACTV(4)의 긴 변 방향의 일단부에 설치되고, ACTV 피스톤(4a)과의 거리를 비접촉으로 검출한다. ACTV 피스톤 센서(4b)에서 검출한 ACTV 피스톤(4a)의 위치는 컨트롤러(5)로 전달된다.
컨트롤러(5)는, FV 스풀(3a)의 위치를 명령하는 신호를 FV(3)로 보낸다. FV(3)는, 예를 들어 전자 밸브이고, 컨트롤러(5)로부터의 명령 신호에 따른 위치로 FV 스풀(3a)을 이동시킨다. 컨트롤러(5)는, FV 스풀(3a)을 이동시키는 구동력을 발생시키는 구동부(5a)를 갖는다. FV(3)가 전자 밸브인 경우, 구동부(5a)는, FV(3)의 전자 코일에 구동 전류 또는 구동 전압을 공급한다. 구동부(5a)는, FV 스풀 센서(3b)에서 검출된 FV 스풀(3a)의 위치에 기초하여, FV 스풀(3a)이 원하는 이동 목표 위치에 도달하도록, FV 스풀(3a)을 구동한다.
컨트롤러(5)가 내장하는 작동 유체 감시 센서(1)는, 취득부(1a)와, 추정부(1b)와, 상태 판단부(1c)를 갖는다. 취득부(1a)는, FV 스풀(3a)의 구동에 관한 정보를 취득한다. 구동에 관한 정보란, 예를 들어 구동부(5a)에 의한 FV 스풀(3a)의 구동력이나, FV 스풀(3a)의 변위 속도 등이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 구동에 관한 정보는, 작동 유체의 압력이나 스풀의 개방도 등의 정보를 포함하고 있어도 된다.
추정부(1b)는, 취득부(1a)가 취득한 FV 스풀(3a)의 구동에 관한 정보에 기초하여, FV 스풀(3a)의 상태를 추정한다. 상태란, 예를 들어 FV 스풀(3a)의 미끄럼 이동 저항이다. 미끄럼 이동 저항이란, FV 스풀(3a)의 이동하기 쉬움을 정량적으로 나타내는 지표이다. 보다 구체적으로는, 추정부(1b)는, FV 스풀(3a)을 구동시키는데 필요로 하는 구동부(5a)의 구동력과 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, FV 스풀(3a)의 미끄럼 이동 저항을 추정해도 된다. FV 스풀(3a)의 미끄럼 이동 저항에 의해, 작동 유체의 청정도를 판단할 수 있다. 미끄럼 이동 저항이 클수록, 작동 유체의 청정도가 저하되어 있는 것을 나타내고 있고, FV 스풀(3a)의 미끄럼 이동 저항은, 작동 유체의 청정도를 판단하는 척도로 된다.
상태 판단부(1c)는, 추정부(1b)가 추정한 FV 스풀(3a)의 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 작동 유체의 청정도를 판단한다. 보다 구체적으로는, 상태 판단부(1c)는, FV 스풀(3a)에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제1 값일 때에 FV 스풀(3a)의 변위 속도가 제2 값 미만인지 여부에 따라, 또는 FV 스풀(3a)의 변위 속도가 제3 값일 때에 FV 스풀(3a)에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제4 값보다 큰지 여부에 따라, 작동 유체의 청정도를 판단해도 된다. 이와 같이, 상태 판단부(1c)는, FV 스풀(3a)에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압과, FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계에 정상 범위를 설정해 두고, 검출된 상관 관계가 정상 범위 내인지 여부에 따라, 작동 유체의 청정도를 추정한다.
작동 유체 감시 센서(1)는, FV 스풀 센서(3b)에서 검출된 FV 스풀(3a)의 위치의 시간 변화에 기초하여, FV 스풀(3a)의 변위 속도를 검출하는 변위 검출부(1d)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 상태 판단부(1c)는, FV 스풀(3a)의 변위 속도와, FV 스풀(3a)에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압의 상관 관계가 소정의 범위(상술한 정상 범위) 외로 되는지 여부로, 작동 유체의 청정도를 판단해도 된다.
작동 유체 감시 센서(1)는, 카운트부(1e)와 횟수 판정부(1f)를 구비하고 있어도 된다. 카운트부(1e)는 소정의 기간 내에, FV 스풀(3a)의 변위 속도와, FV 스풀(3a)에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압의 상관 관계가 소정의 범위(상술한 정상 범위) 외로 되는 횟수를 카운트한다. 횟수 판정부(1f)는 카운트부(1e)에서 카운트된 횟수가 소정의 역치를 초과하고 있는지 여부를 판정한다. 이 경우, 상태 판단부(1c)는, 횟수 판정부(1f)가 역치를 초과하고 있다고 판단한 경우에는, 소정의 경고 처리를 행한다.
FV 스풀(3a)이 중립 위치일 때는, 본래적으로는 FV(3)로부터 작동유는 토출되지 않고, ACTV 피스톤(4a)은 정지 상태이다. 즉, ACTV 피스톤(4a)은, FV 스풀(3a)이 중립 위치로 되기 직전에 ACTV 피스톤(4a)이 존재한 위치에 계속해서 정지한다.
FV 스풀(3a)을 중립 위치로부터 제1 방향(예를 들어, 도 1의 상방)으로 어긋나게 하면, ACTV(4)의 하단부에 작동유가 공급되어, ACTV 피스톤(4a)은 상방으로 이동한다. 이로써, 예를 들어 ACTV(4)의 액추에이터축(4c)이 상방으로 변위된다. 한편, FV 스풀(3a)을 중립 위치로부터 제1 방향과는 역방향의 제2 방향으로 어긋나게 하면, ACTV(4)의 상단부에 작동유가 공급되어, ACTV 피스톤(4a)은 하방으로 이동한다. 이로써, ACTV(4)의 액추에이터축(4c)이 하방으로 변위된다.
또한, ACTV(4)는 직접 액추에이터축(4c)을 움직이게 하는 것은 아니고, 별도 마련한 액추에이터로 작동유를 공급하는 제어 밸브여도 된다. 이때, ACTV(4)에 의해 작동유의 공급을 받는 액추에이터는 1개인 것만은 아니고, ACTV 피스톤(4a)의 위치에 따라 복수의 액추에이터를 구동해도 된다. 예를 들어, 복수의 액추에이터는, 연료 분사 펌프와 배기 밸브 액추에이터여도 된다. ACTV 피스톤(4a)의 이동 위치를 복수 개소에 순서대로 전환함으로써, ACTV(4)는 연료 분사 펌프와 배기 밸브 액추에이터를 교대로 구동할 수 있다.
FV 스풀(3a)이 중립 위치에 있는 경우는, FV(3)로부터 ACTV(4)로 작동유가 토출되지 않도록, 확실하게 작동유를 시일할 수 있게 하지 않으면 안된다. 또한, FV 스풀(3a)이 중립 위치로부터 조금이라도 어긋나면, 작동유가 흐르지 않으면 안된다.
유체압 구동 장치(2)의 사용 기간이 길어짐에 따라, 유량 제어 스풀 밸브(3) 내를 통과하는 작동유의 청정도가 저하되고, 작동유에 포함되는 이물의 양도 증가한다. 작동유의 청정도가 저하됨에 따라, FV 스풀(3a)의 움직임이 나빠지고, 구동부(5a)가 FV 스풀(3a)에 동일한 구동력을 부여한 경우라도, FV 스풀(3a)의 변위 속도는 저하된다. 따라서, FV 스풀(3a)의 변위 속도를 감시하고 있으면, 작동유의 청정도를 추정할 수 있다. FV 스풀(3a)의 변위 속도는, FV 스풀(3a)의 위치를 시간 미분함으로써 계산할 수 있다. 이 계산은, 변위 검출부(1d)에서 행해진다. 또한, FV 스풀(3a)의 변위 속도는, 기본적으로는, 구동부(5a)의 구동력과 상관이 있고, 구동부(5a)의 구동력이 클수록, FV 스풀(3a)의 변위 속도가 빨라진다.
도 2는 구동부(5a)가 유량 제어 스풀 밸브(3)의 전자 코일에 흐르게 하는 구동 전류와, FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계를 도시하는 도면이다. 도 2의 각 플롯은, 실험 또는 시뮬레이션에 의해 얻어진 데이터이다. ●플롯은 FV 스풀(3a)이 정상적으로 동작하고 있는 정상 데이터를 나타내고, ▲플롯은 FV 스풀(3a)의 변위 속도가 느려진 이상 데이터를 나타내고 있다.
도 2의 예에서는, 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계를 나타내는 각 플롯이 도시한 2개의 곡선 cb1, cb2의 범위 내에 위치하면 FV 스풀(3a)의 동작은 정상이고, 작동유의 청정도는 높다고 판단할 수 있고, 각 플롯이 2개의 곡선 cb1, cb2의 범위 외에 위치하면 FV 스풀(3a)의 동작은 이상이고, 작동유의 청정도가 낮다고 판단할 수 있다. 본 명세서에서는, 도 2의 2개의 곡선 cb1, cb2의 범위 내를, 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계의 정상 범위라고 칭한다.
보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 의한 작동 유체 감시 센서(1)는, 이하의 1) 내지 3)의 적어도 하나의 기준에 의해, 작동유의 청정도를 판단해도 된다.
1) FV(3)의 전자 코일에 소정의 구동 전류를 흐르게 한 경우의 FV 스풀(3a)의 변위 속도가 상정한 값보다도 작은 경우, 또는 FV 스풀(3a)이 소정의 변위 속도인 경우에 전자 코일에 흐르는 구동 전류가 상정한 값보다도 큰 경우에, 작동유의 청정도가 저하되었다고 판단한다.
2) 전자 코일의 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계를 나타내는 플롯도에 상한 역치와 하한 역치를 설정하고(예를 들어, 도 2의 2개의 곡선 cb1, cb2), 상한 역치와 하한 역치 사이의 범위(정상 범위)로부터 벗어난 플롯의 수를 카운트하여, 소정 시간 내에서의 카운트수에 따라, 작동유의 청정도를 판단한다.
3) 유체압 구동 장치(2)에, 작동유를 공용하는 복수의 유량 제어 스풀 밸브(3)가 존재하는 경우에는, 어떤 유량 제어 스풀 밸브(3)에 있어서도, 상술한 카운트수가 소정의 역치를 초과한 때에, 작동유의 청정도가 저하되었다고 판단한다.
도 3은 작동 유체 감시 센서(1)의 처리 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다. 작동 유체 감시 센서(1)는, 유체압 구동 장치(2)가 동작하고 있는 동안, 도 3의 흐름도의 처리를 반복해서 실행한다.
먼저, 상술한 2)의 카운트를 행하는 주기 dT에 도달했는지 여부를 판단하기 위한 시간 변수 t를 초기화한다(스텝 S1).
이어서, 취득부(1a)는, FV 스풀 센서(3b)에서 검출된 FV 스풀(3a)의 위치 SPt와, 구동부(5a)가 FV(3)의 전자 코일에 공급하는 구동 전류 It를 취득한다(스텝 S2). 또한, 구동 전류 It를 취득하는 대신에, 전자 코일에 공급하는 구동 전압을 취득해도 된다.
이어서, 변위 검출부(1d)는, FV 스풀(3a)의 위치 SPt를 시간 미분함으로써, FV 스풀(3a)의 변위 속도를 검출한다(스텝 S3). 또한, 스텝 S3에서는, FV 스풀(3a)의 변위 속도를 직접 검출하는 속도 센서를 마련하고, 이 속도 센서의 검출값을 취득해도 된다.
이어서, 시각 t가 주기 dT 미만인지 여부를 판정한다(스텝 S4). 주기 dT 미만이면, 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계의 정상 범위를 갱신하고(스텝 S5), 스텝 S2 이후의 처리를 반복한다.
스텝 S4에서 시각 t가 주기 dT에 도달했다고 판정되면, 시각 t에서의 구동 전류에 대한 FV 스풀(3a)의 변위 속도가, 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계의 정상 범위 내인지 여부를 판정한다(스텝 S6). 상술한 바와 같이, 정상 범위는, 예를 들어 도 2의 2개의 곡선 cb1, cb2의 범위 내이다. 정상 범위 내이면, 에러 카운트수를 줄여(스텝 S7), 스텝 S5의 처리를 행한다.
스텝 S6에서 정상 범위 내가 아니라고 판정되면, 에러 카운트수를 증가시킨다(스텝 S8). 에러 카운트수가 소정값 이내인지 여부를 판정하여(스텝 S9), 소정값 이내이면, 스텝 S2 이후의 처리를 반복한다. 스텝 S9에서 에러 카운트수가 소정값보다 크다고 판정되면, 작동유의 청정도가 저하된 취지의 경고 처리를 행한다(스텝 S10). 경고 처리의 상세는 특별히 상관없지만, 예를 들어 도시하지 않은 표시 장치에 작동유의 청정도가 저하된 것을 표시해도 되고, 음성으로 작동유의 청정도가 저하된 것을 통지해도 된다. 경고 처리를 받아, 보수 작업원은, 예를 들어 작동유를 교환하는 등의 보수 작업을 행하게 된다.
도 3의 스텝 S3에서, 변위 검출부(1d)가 FV 스풀(3a)의 변위 속도를 검출할 때에는, 작동유의 유체력을 고려하여 변위 속도를 검출해도 된다. 작동유가 흐르고 있는 경우, 작동유에는 유체력이 발생하고 있고, 유체력은 FV 스풀(3a)의 변위 속도에 영향을 끼친다. 작동유의 유체력은, FV 스풀(3a)의 개방도에 따라 상이하다. 이 때문에, FV 스풀(3a)의 개방도에 따라 유체력을 추정하고, 유체력에 기초하여 FV 스풀(3a)의 변위 속도를 보정해도 된다. FV 스풀(3a)의 개방도는, 예를 들어 개방도 센서에 의해 검출 가능하다. 또한, 작동유의 유압에 의해서도 유체력이 변화되고, 또한 작동유의 온도에 따라 작동유의 점도가 변화된다. 따라서, 변위 검출부(1d)는, 작동유의 유체력이나 점도에 따라, FV 스풀(3a)의 변위 속도를 보정해도 된다.
또한, FV 스풀(3a)의 위치에 따라, 동일한 구동 전류를 전자 코일에 흐르게 해도, FV 스풀(3a)의 변위 속도가 상이한 경우가 있다. 그래서, FV 스풀(3a)의 위치에 따라, FV 스풀(3a)의 변위 속도를 보정해도 된다.
또한, 전자 코일에 흐르는 구동 전류에 대한 FV 스풀(3a)의 변위 속도가, 전자 코일이나 FV 스풀(3a)의 열화 등의 요인에 의해 경시 변화되는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 장기간 내의 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계로부터, 정상 범위를 설정해도 된다. 장기간에 걸친 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계를, 예를 들어 도시하지 않은 상관 관계 기억부에 기억해 두고, 추정부(1b)는, 이 상관 관계 기억부로부터 상관 관계를 판독하여, 평균화 처리 등에 의해, 정상 범위를 설정해도 된다.
상기에서는, 전자 코일에 갖는 유량 제어 스풀 밸브(3)에 있어서, 구동 전류와 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계가 정상 범위 내인지 여부에 따라, 작동유의 청정도를 판단하는 예를 설명했지만, 본 실시 형태는, 전자 코일 이외의 구동력(예를 들어, 유압 구동력 등)에 의해 FV 스풀(3a)을 이동시키는 경우에도 적용 가능하다. 따라서, FV 스풀(3a)을 구동시키는 구동력과 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계가 정상 범위 내인지 여부에 따라, 작동유의 청정도를 판단하면 된다. FV 스풀(3a)을 구동시키는 구동력과 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계가 정상 범위 내인지 여부를 판단하는 것은, FV 스풀(3a)의 미끄럼 이동 저항에 기초하여 작동 유체의 상태를 판단하는 것과 등가이다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, FV 스풀(3a)의 구동력과 FV 스풀(3a)의 변위 속도의 상관 관계가 정상 범위 내인지 여부에 따라, 작동 유체의 청정도를 판단하기 때문에, FV 스풀(3a)이 고착 불량을 일으키기 전에, 빠르게 작동 유체의 청정도가 저하된 것을 파악할 수 있고, 작동유를 교환하는 등의 보수 작업을 정확한 타이밍에 행할 수 있다. 이로써, FV 스풀(3a)이 고착되어 유체압 구동 장치(2)를 분해 수리하는 등의 비용과 시간이 걸리는 보수 작업을 행하는 빈도를 삭감할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, FV(3)와 ACTV(4)를 구비한 유체압 구동 장치(2)에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태는, 유량 제어 밸브(3)와 액추에이터(4)를 구비한 유체압 구동 장치(2)에 폭넓게 적용 가능하다. 유량 제어 밸브(3)는 가동부를 갖고, 가동부의 위치에 따라 작동유의 토출량을 제어하는 것이면 된다. 유량 제어 밸브의 구체예는, 상술한 FV(3) 등의 스풀 밸브(3) 외에, 포핏 밸브, 볼 밸브, 니들 밸브 등에도 적용 가능하다. 액추에이터(4)는 유량 제어 밸브로부터의 작동유의 토출량에 따라 위치를 가변 가능한 제2 가동부를 갖고, 제2 가동부의 위치에 따라 액추에이터축(4c)을 직접 구동하는 것 외에, 제2 가동부는 위치에 따라, 별도 마련한 액추에이터에 대한 작동유의 공급량을 제어하는 밸브여도 된다. 액추에이터(4)의 구체예는, 상술한 피스톤식의 액추에이터 ACTV(4) 외에, 스풀 밸브(3)나 포핏 밸브여도 되고, 유압 모터 등의 유체압 구동 모터여도 된다.
상술한 실시 형태의 기술 사상은, 이하의 (1) 내지 (10)에 정리할 수 있다.
(1) 가동부를 갖고, 상기 가동부의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브에 있어서의, 가동부의 구동에 관한 정보를 취득하는 취득부와,
상기 정보에 기초하여 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는 추정부와,
상기 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는 상태 판단부를 구비하는, 작동 유체 감시 센서.
(2) 상기 추정부는, 상기 가동부를 가동시키는 구동력과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계로부터, 상기 미끄럼 이동 저항을 추정하는, (1)에 기재된 작동 유체 감시 센서.
(3) 가동부를 갖고, 상기 가동부의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브와,
상기 가동부의 가동 영역에 있어서의 위치를 검출하는 위치 센서와,
상기 가동부를 가동시키는 구동력과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는 추정부와,
상기 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 상기 작동 유체의 상태를 판단하는 상태 판단부를 구비하는, 유체압 구동 장치.
(4) 구동 전류 또는 구동 전압에 따라 상기 가동부를 가동시키는 구동부를 구비하고,
상기 상태 판단부는, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는, (3)에 기재된 유체압 구동 장치.
(5) 상기 상태 판단부는, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제1 값일 때에 상기 가동부의 변위 속도가 제2 값 미만인지 여부에 따라, 또는 상기 가동부의 변위 속도가 제3 값일 때에 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제4 값보다 큰지 여부에 따라, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는, (4)에 기재된 유체압 구동 장치.
(6) 소정의 기간 내에, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계가 상기 소정의 범위 외로 되는 횟수를 카운트하는 카운트부와,
상기 카운트된 횟수가 소정의 역치를 초과하고 있는지 여부를 판정하는 횟수 판정부를 구비하고,
상기 상태 판단부는, 상기 횟수 판정부가 상기 역치를 초과하고 있다고 판단한 경우에는, 소정의 경고 처리를 행하는, (5)에 기재된 유체압 구동 장치.
(7) 상기 작동 유체가 흐르는 유체 경로 내에, 복수의 상기 유량 제어 밸브가 마련되어 있고,
상기 상태 판단부는, 상기 복수의 유량 제어 밸브의 각각에 있어서의 상기 상관 관계에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는, (3) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 유체압 구동 장치.
(8) 상기 가동부는, 제1 가동부를 갖고,
상기 유량 제어 밸브로부터의 작동 유체의 토출량에 따라 위치를 변화 가능한 제2 가동부를 갖는 액추에이터를 구비하고,
상기 추정부는, 상기 제1 가동부를 가동시키는 구동력과 제2 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는, (3) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 유체압 구동 장치.
(9) 상기 액추에이터는, 상기 제2 가동부의 위치에 따라, 상기 액추에이터와는 상이한 다른 액추에이터에 대한 작동 유체의 공급량을 제어하는 밸브인, (8)에 기재된 유체압 구동 장치.
(10) 상기 가동부는 스풀이고,
상기 유량 제어 밸브는 스풀 밸브인, (3) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 유체압 구동 장치.
본 발명의 양태는, 상술한 개개의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 당업자가 상도할 수 있는 다양한 변형도 포함하는 것이고, 본 발명의 효과도 상술한 내용에 한정되지 않는다. 즉, 특허 청구범위에 규정된 내용 및 그 균등물로 도출되는 본 발명의 개념적인 사상과 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 추가, 변경 및 부분적 삭제가 가능하다.
1: 작동 유체 감시 센서
1a: 취득부
1b: 추정부
1c: 상태 판단부
1d: 변위 검출부
1e: 카운트부
1f: 횟수 판정부
2: 유체압 구동 장치
3: 유량 제어 스풀 밸브
3a: FV 스풀
3b: FV 스풀 센서
4: 액추에이터
4a: ACTV 피스톤
4b: ACTV 피스톤 센서
5: 컨트롤러

Claims (10)

  1. 가동부를 갖고, 상기 가동부의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브에 있어서의, 가동부의 구동에 관한 정보를 취득하는 취득부와,
    상기 정보에 기초하여 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는 추정부와,
    상기 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는 상태 판단부를 구비하는, 작동 유체 감시 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추정부는, 상기 가동부를 가동시키는 구동력과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계로부터, 상기 미끄럼 이동 저항을 추정하는, 작동 유체 감시 센서.
  3. 가동부를 갖고, 상기 가동부의 위치에 따라 작동 유체의 토출량을 제어하는 유량 제어 밸브와,
    상기 가동부의 가동 영역에 있어서의 위치를 검출하는 위치 센서와,
    상기 가동부를 가동시키는 구동력과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는 추정부와,
    상기 미끄럼 이동 저항에 기초하여, 상기 작동 유체의 상태를 판단하는 상태 판단부를 구비하는, 유체압 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 구동 전류 또는 구동 전압에 따라 상기 가동부를 가동시키는 구동부를 구비하고,
    상기 상태 판단부는, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는, 유체압 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상태 판단부는, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제1 값일 때에 상기 가동부의 변위 속도가 제2 값 미만인지 여부에 따라, 또는 상기 가동부의 변위 속도가 제3 값일 때에 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압이 제4 값보다 큰지 여부에 따라, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는, 유체압 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서, 소정의 기간 내에, 상기 가동부에 공급되는 구동 전류 또는 구동 전압과 상기 가동부의 변위 속도의 상관 관계가 상기 소정의 범위 외로 되는 횟수를 카운트하는 카운트부와,
    상기 카운트된 횟수가 소정의 역치를 초과하고 있는지 여부를 판정하는 횟수 판정부를 구비하고,
    상기 상태 판단부는, 상기 횟수 판정부가 상기 역치를 초과하고 있다고 판단한 경우에는, 소정의 경고 처리를 행하는, 유체압 구동 장치.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 유체가 흐르는 유체 경로 내에, 복수의 상기 유량 제어 밸브가 마련되어 있고,
    상기 상태 판단부는, 상기 복수의 유량 제어 밸브의 각각에 있어서의 상기 상관 관계에 기초하여, 상기 작동 유체의 청정도를 판단하는, 유체압 구동 장치.
  8. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가동부는, 제1 가동부를 갖고,
    상기 유량 제어 밸브로부터의 작동 유체의 토출량에 따라 위치를 변화 가능한 제2 가동부를 갖는 액추에이터를 구비하고,
    상기 추정부는, 상기 제1 가동부를 가동시키는 구동력과 제2 가동부의 변위 속도의 상관 관계에 기초하여 상기 가동부의 미끄럼 이동 저항을 추정하는, 유체압 구동 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 제2 가동부의 위치에 따라, 상기 액추에이터와는 상이한 다른 액추에이터에 대한 작동 유체의 공급량을 제어하는 밸브인, 유체압 구동 장치.
  10. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가동부는 스풀이고,
    상기 유량 제어 밸브는 스풀 밸브인, 유체압 구동 장치.
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