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公開番号2025047152
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023155471
出願日2023-09-21
発明の名称液圧回転機械の異常検出システム
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F04B 51/00 20060101AFI20250326BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】閾値を用いずに液圧回転機械の異常を正確に検出することができる液圧回転機械の異常検出システムを提供する。
【解決手段】一実施形態に係る液圧回転機械1の異常検出システム7は、液圧回転機械1のドレン圧を計測するセンサ71と、処理回路72を含む。液圧回転機械1は、M本のピストンを含むアキシャルピストン式である。処理回路73は、センサ71の計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数のM倍である回転M次成分の圧力振幅が前記回転周波数の1倍である回転1次成分の圧力振幅の所定割合よりも小さければ正常であると判定し、前記回転M次成分の圧力振幅が前記回転1次成分の圧力振幅の前記所定割合よりも大きければ異常であると判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｍ本のピストンを含むアキシャルピストン式の液圧回転機械の異常検出システムであって、
前記液圧回転機械のドレン圧を計測するセンサと、
前記センサの計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数のＭ倍である回転Ｍ次成分の圧力振幅が前記回転周波数の１倍である回転１次成分の圧力振幅の所定割合よりも小さければ正常であると判定し、前記回転Ｍ次成分の圧力振幅が前記回転１次成分の圧力振幅の前記所定割合よりも大きければ異常であると判定する処理回路と、
を備える、液圧回転機械の異常検出システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
Ｍ本のピストンを含むアキシャルピストン式の液圧回転機械の異常検出システムであって、
前記液圧回転機械のドレン圧を計測するセンサと、
前記センサの計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数の２倍乃至Ｍ倍である回転２次成分乃至回転Ｍ次成分のうちから選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅の合計が前記回転周波数の１倍である回転１次成分の圧力振幅の所定割合よりも小さければ正常であると判定し、前記合計が前記回転１次成分の圧力振幅の前記所定割合よりも大きければ異常であると判定する処理回路と、
を備える、液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項３】
前記処理回路は、前記選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅の合計を求める際に、前記選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅のそれぞれに係数を乗算する、請求項２に記載の液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項４】
前記選択される少なくとも２つの回転次数成分は、前記回転２次成分と、前記回転Ｍ次成分である、請求項２または３に記載の液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項５】
前記液圧回転機械はＬ気筒（Ｌは偶数）のエンジンにより駆動されるアキシャルピストンポンプであり、
前記選択される少なくとも２つの回転次数成分は、回転（Ｌ／２）次成分以外の回転次数成分である、請求項２または３に記載の液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項６】
Ｍ本のピストンを含むアキシャルピストン式の液圧回転機械の異常検出システムであって、
前記液圧回転機械のドレン圧を計測するセンサと、
前記センサの計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数のＭ倍乃至（２Ｍ）倍である回転Ｍ次成分乃至回転（２Ｍ）次成分のうちから選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅の合計が前記回転周波数の１倍である回転１次成分の圧力振幅の所定割合よりも小さければ正常であると判定し、前記合計が前記回転１次成分の圧力振幅の前記所定割合よりも大きければ異常であると判定する処理回路と、
を備える、液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項７】
前記処理回路は、前記選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅の合計を求める際に、前記選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅のそれぞれに係数を乗算する、請求項６に記載の液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項８】
前記選択される少なくとも２つの回転次数成分は、前記回転Ｍ次成分と、前記回転（２Ｍ）次成分である、請求項６または７に記載の液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項９】
前記液圧回転機械はエンジンにより駆動される、複数の液圧アクチュエータと共に建設機械の液圧回路を構成するアキシャルピストンポンプであり、
前記処理回路は、前記アキシャルピストンポンプが前記複数の液圧アクチュエータのうちの少なくとも１つに作動液を供給している間に前記センサにより計測されるドレン圧を前記圧力波形として記憶し、記憶した圧力波形を周波数分析する、請求項１乃至３、６、７の何れか一項に記載の液圧回転機械の異常検出システム。
【請求項１０】
前記液圧回転機械はエンジンにより駆動される、複数の液圧アクチュエータと共に建設機械の液圧回路を構成するアキシャルピストンポンプであり、
前記エンジンは、前記複数の液圧アクチュエータの非動作時にアイドリング運転に移行し、
前記処理回路は、前記アイドリング運転中に前記アキシャルピストンポンプの吐出圧が所定値に保たれた状態で前記センサにより計測されるドレン圧を前記圧力波形として記憶し、記憶した圧力波形を周波数分析する、請求項１乃至３、６、７の何れか一項に記載の液圧回転機械の異常検出システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、液圧回転機械の異常検出システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
アキシャルピストン式の液圧回転機に対しては、種々の方法で異常を検出することが行われている。例えば、特許文献１には、アキシャルピストンポンプの吐出圧またはドレン圧を用いてアキシャルピストンポンプの異常を検出する異常検出装置が開示されている。
【０００３】
具体的に、特許文献１の異常検出装置は、アキシャルピストンポンプの吐出圧またはドレン圧をセンサで計測し、センサの計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数の圧力振幅を閾値と比較して異常の有無を判定している。なお、回転周波数は、ポンプの回転数をＮ［ｒｐｍ］としたとき、Ｎ／６０［Ｈｚ］である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１７０５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の異常検出装置では、アキシャルピストンポンプである液圧回転機械の異常を正確に検出するための適切な閾値の設定が困難である。
【０００６】
そこで、本開示は、閾値を用いずに液圧回転機械の異常を正確に検出することができる液圧回転機械の異常検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、第１の側面から、Ｍ本のピストンを含むアキシャルピストン式の液圧回転機械の異常検出システムであって、前記液圧回転機械のドレン圧を計測するセンサと、前記センサの計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数のＭ倍である回転Ｍ次成分の圧力振幅が前記回転周波数の１倍である回転１次成分の圧力振幅の所定割合よりも小さければ正常であると判定し、前記回転Ｍ次成分の圧力振幅が前記回転１次成分の圧力振幅の前記所定割合よりも大きければ異常であると判定する処理回路と、を備える、液圧回転機械の異常検出システムを提供する。
【０００８】
本開示は、第２の側面から、Ｍ本のピストンを含むアキシャルピストン式の液圧回転機械の異常検出システムであって、前記液圧回転機械のドレン圧を計測するセンサと、前記センサの計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数の２倍乃至Ｍ倍である回転２次成分乃至回転Ｍ次成分のうちから選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅の合計が前記回転周波数の１倍である回転１次成分の圧力振幅の所定割合よりも小さければ正常であると判定し、前記合計が前記回転１次成分の圧力振幅の前記所定割合よりも大きければ異常であると判定する処理回路と、を備える、液圧回転機械の異常検出システムを提供する。
【０００９】
本開示は、第３の側面から、Ｍ本のピストンを含むアキシャルピストン式の液圧回転機械の異常検出システムであって、前記液圧回転機械のドレン圧を計測するセンサと、前記センサの計測結果である圧力波形を周波数分析して周波数スペクトラムを作成し、前記周波数スペクトラムにおける回転周波数のＭ倍乃至（２Ｍ）倍である回転Ｍ次成分乃至回転（２Ｍ）次成分のうちから選択される少なくとも２つの回転次数成分の圧力振幅の合計が前記回転周波数の１倍である回転１次成分の圧力振幅の所定割合よりも小さければ正常であると判定し、前記合計が前記回転１次成分の圧力振幅の前記所定割合よりも大きければ異常であると判定する処理回路と、を備える、液圧回転機械の異常検出システムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、閾値を用いずに液圧回転機械の異常を正確に検出することができる液圧回転機械の異常検出システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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