(57)【要約】【課題】  高価でかつ維持管理を要する測定機器が不要であり、かつ分解等の手間を掛けずにブラシの寿命終期を確実に検知することが可能なブラシ摩耗検知装置を備える車載用液圧装置を提供する。【解決手段】  電源１０と、ブラシモータ３０と、液圧ポンプ５０と、アクチュエータ７０と、リリーフ弁６０と、を備える車載用液圧装置１００ａ（１００ｂ）において、前記車載用液圧装置は、前記ブラシモータのモータ電流（ブラシ温度）を検出する電流センサ８０ａ（温度センサ８０ｂ）と、前記ブラシモータのブラシの寿命終期を検知するブラシ摩耗検知装置９０と、を更に備え、前記ブラシ摩耗検知装置は、前記リリーフ弁による圧力の制限中、前記電流センサ（温度センサ）により検出した電流（温度）と基準電流（基準温度）との比較に基づき、前記ブラシモータのブラシの寿命終期を検知するように構成されている。【選択図】  図１
2008301567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する電源と、
前記電源からブラシ及びコミュテータを介して電力が供給されてその主軸が回転する電動機と、
前記電動機の主軸の回転によって作動用流体を圧送する流体圧送器と、
前記流体圧送器から圧送される前記作動用流体によって動力を発生する動力発生器と、
前記動力発生器へ圧送される前記作動用流体の圧力を制限する圧力制限器と、を備える流体圧装置において、
前記流体圧装置は、
前記電動機の主軸の前記回転と相関関係を有する所定の物理量を検出する検出器と、
前記電動機のブラシの寿命終期を検知するブラシ摩耗検知装置と、を更に備え、
前記ブラシ摩耗検知装置は、前記圧力制限器による前記圧力の制限中、前記検出器により検出した前記所定の物理量とこれに対応する基準物理量との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知するように構成されている、流体圧装置。
【請求項２】
前記検出器としての電流センサを備え、
前記ブラシ摩耗検知装置は、前記電流センサにより検出した前記所定の物理量としてのモータ電流値と前記基準物理量としての基準電流値との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する、請求項１記載の流体圧装置。
【請求項３】
前記検出器としての電流センサを備え、
前記ブラシ摩耗検知装置は、前記電流センサにより検出した前記所定の物理量としてのモータ電流変動幅と前記基準物理量としての基準電流変動幅との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する、請求項１記載の流体圧装置。
【請求項４】
前記ブラシ摩耗検知装置は、所定時間における前記モータ電流変動幅と前記基準電流変動幅との比較に基づき、前記寿命終期を検知する、請求項３記載の流体圧装置。
【請求項５】
前記検出器としての温度センサを備え、
前記ブラシ摩耗検知装置は、前記温度センサにより検出した前記所定の物理量としてのブラシ温度と前記基準物理量としての基準温度との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する、請求項１記載の流体圧装置。
【請求項６】
前記ブラシ摩耗検知装置は、所定時間経過後における前記ブラシ温度と前記基準温度との比較に基づき、前記寿命終期を検知する、請求項５記載の流体圧装置。
【請求項７】
前記検出器としての温度センサを備え、
前記ブラシ摩耗検知装置は、前記温度センサにより検出した前記所定の物理量としてのブラシ温度変化と前記基準物理量としての基準温度変化との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する、請求項１記載の流体圧装置。
【請求項８】
前記ブラシ摩耗検知装置は、所定時間における前記ブラシ温度変化と前記基準温度変化との比較に基づき、前記寿命終期を検知する、請求項７記載の流体圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシモータが備えるブラシの寿命終期を検知するためのブラシ摩耗検知装置を備える流体圧装置に関し、特に、ブラシ摩耗検知装置を備える車載用液圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力がブラシ及びコミュテータを介してコイルに供給されてその回転子が回転するブラシモータは、優れた回転特性と出力効率とを併せ持つため、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電力機器の１つとして、車載用液圧装置等の様々な流体圧装置において好適に用いられている。
【０００３】
ブラシモータは、回転モーメントの作用によりその主軸を中心に回転される回転子と、この回転子と相互作用してそれに所望の回転モーメントを発生させる固定子と、を備えている。又、このブラシモータは、回転子のコイルに電力を供給するためのブラシ及びコミュテータを備えている。ここで、これらのブラシとコミュテータとは、ブラシからコミュテータに対して電力を確実に供給するために、スプリング等の弾性部材により相互に加圧接触されている。かかるブラシモータでは、電力がブラシ及びコミュテータを介して回転子のコイルに供給されると、回転子には固定子との相互作用による回転モーメントが発生する。これにより、ブラシモータの回転子は、その主軸を中心に回転される。
【０００４】
以下、従来のブラシモータの構成について図面を参照しながら概説する。
【０００５】
図７は、従来のブラシモータの概略的な構成を模式的に示す断面図である。尚、この図７において、図７（ａ）は従来のブラシモータのａ−ａ線に沿った断面の構成を示しており、図７（ｂ）は従来のブラシモータのｂ−ｂ線に沿った断面の構成を示している。
【０００６】
図７に示すように、従来のブラシモータ１０１は、円柱状の主軸１０１ａを中心に回転される回転子１０１ｂと、この回転子１０１ｂに所望の回転モーメントを発生させる一対の固定子１０１ｃ，１０１ｃと、を備えている。又、この図７に示す従来のブラシモータ１０１は、主軸１０１ａの外周上に複数の電極が円筒状に配設されてなり、回転子１０１ｂが備えるコイルと電気的に接続するコミュテータ１０１ｄと、このコミュテータ１０１ｄに電力を供給するための一対のブラシ１０１ｅ，１０１ｅと、を備えている。ここで、図７に示すように、一対のブラシ１０１ｅ，１０１ｅとコミュテータ１０１ｄとは、一対のスプリング１０１ｆ，１０１ｆにより一対のブラシ１０１ｅ，１０１ｅがコミュテータ１０１ｄに押し付けられることで、相互に加圧接触されている。これにより、ブラシモータ１０１において、一対のブラシ１０１ｅ，１０１ｅからコミュテータ１０１ｄへの電力の供給が確実に行われる。
【０００７】
ところで、かかる従来のブラシモータでは、ブラシとコミュテータとがスプリング等の弾性部材により加圧接触されている状態においてコミュテータが主軸の回転に応じて回転されるため、その稼働時間に比例して、ブラシの摩耗が進行する。ここで、このブラシの摩耗は、ブラシモータの故障の原因となり得る。換言すれば、ブラシがその寿命終期を迎えると、ブラシモータを備える車載用液圧装置等の流体圧装置は故障する。従って、ブラシモータを備える車載用液圧装置等の流体圧装置を長期間に渡り適切に動作させるためには、ブラシモータが備えるブラシの寿命終期を適切に検知することが望ましい。しかし、このブラシの摩耗進度は、ブラシモータへの負荷の程度や、気温及び湿度等の使用環境条件等により大きく変わる。そのため、従来は、ブラシモータが備えるブラシの寿命終期を容易に検知することは困難であった。尚、ブラシの摩耗進度を把握するために、ブラシモータを分解してブラシの摩耗状態を目視により点検することは、車載用液圧装置等の流体圧装置の維持費用を上昇させる原因となる。
【０００８】
そこで、ブラシモータにおける絶縁抵抗値の低下を検出することによりブラシの摩耗状態を検知する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
この提案された構成では、ブラシの摩耗により発生する摩耗粉がブラシモータにおける絶縁抵抗値を変化させることに着目して、ブラシモータにおける絶縁抵抗値を測定することにより、ブラシの摩耗状態を検知する。例えば、ブラシの摩耗により摩耗粉が発生すると、その発生した摩耗粉がブラシ及びコミュテータの周辺に付着して、ブラシとコミュテータとの間に電子の移動経路が形成されるので、ブラシモータにおける絶縁抵抗値が低下する。そこで、この提案された構成では、ブラシモータにおける絶縁抵抗値が所定の閾値よりも低下した場合に、ブラシの摩耗が進行したと判定する。これにより、ブラシモータを定期的に分解することなく、ブラシモータが備えるブラシの摩耗状態の把握や、その寿命終期の検知を適切に行う。
【特許文献１】特開平７−３１１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の提案による場合、ブラシモータの絶縁抵抗値を測定するためには、絶縁抵抗計が必要になる。ここで、この絶縁抵抗計は、通常、比較的高い絶縁抵抗値を正確に測定するための格別の構成を備えているため、一般的な抵抗計と比べて著しく高価である。又、この絶縁抵抗計は、絶縁抵抗値を長期間に渡り正確に測定するため、定期的な校正を必要とする。従って、上記従来の提案を車載用液圧装置等の流体圧装置に適用すると、車載用液圧装置等の流体圧装置の初期費用及び維持費用が著しく上昇する。
【００１１】
又、上記従来の提案による場合、ブラシモータの絶縁抵抗値を測定するためには、ブラシモータをその駆動回路から電気的に切り離す必要がある。つまり、上記従来の提案による場合には、車載用液圧装置等の流体圧装置からブラシモータを検査の都度取り外す必要がある。従って、上記従来の提案を車載用液圧装置等の流体圧装置に適用すると、車載用液圧装置等の流体圧装置の維持費用が更に上昇する。
【００１２】
つまり、上記従来の提案は、車載用液圧装置等の流体圧装置に対して近年特に強い低価格化の要請に十分応えることができなかった。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、高価でかつ維持管理を要する測定機器が不要であり、かつ分解等の手間を掛けずにブラシの寿命終期を確実に検知することが可能なブラシモータのブラシ摩耗検知装置を備える車載用液圧装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の発明者らは、ブラシモータのブラシが摩耗すると、ブラシとコミュテータとの接触状態が悪化して、ブラシモータに流れる電流（以下、「モータ電流」という）に著しい乱れが発生することや、ブラシの温度（以下、「ブラシ温度」という）が著しく上昇することに着目して、本発明の構成を完成させるに至った。
【００１５】
そして、上記課題を解決するために、本発明に係る流体圧装置は、電力を供給する電源と、前記電源からブラシ及びコミュテータを介して電力が供給されてその主軸が回転する電動機と、前記電動機の主軸の回転によって作動用流体を圧送する流体圧送器と、前記流体圧送器から圧送される前記作動用流体によって動力を発生する動力発生器と、前記動力発生器へ圧送される前記作動用流体の圧力を制限する圧力制限器と、を備える流体圧装置において、前記流体圧装置は、前記電動機の主軸の前記回転と相関関係を有する所定の物理量を検出する検出器と、前記電動機のブラシの寿命終期を検知するブラシ摩耗検知装置と、を更に備え、前記ブラシ摩耗検知装置は、前記圧力制限器による前記圧力の制限中、前記検出器により検出した前記所定の物理量とこれに対応する基準物理量との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知するように構成されている。
【００１６】
かかる構成とすると、ブラシ摩耗検知装置が圧力制限器による圧力の制限中に検出器により検出した所定の物理量とこれに対応する基準物理量との比較に基づき電動機のブラシの寿命終期を検知するので、高価でかつ維持管理を要する測定機器を用いることなくかつ分解等の手間を掛けずにブラシの寿命終期を確実に検知することが可能な車載用液圧装置等の流体圧装置を提供することが可能になる。
【００１７】
この場合、前記検出器としての電流センサを備え、前記ブラシ摩耗検知装置は、前記電流センサにより検出した前記所定の物理量としてのモータ電流値と前記基準物理量としての基準電流値との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する。
【００１８】
かかる構成とすると、非常に安価な電流センサを用いて電動機のブラシの寿命終期を検知するので、車載用液圧装置等の流体圧装置を非常に安価に提供することが可能になる。
【００１９】
又、上記の場合、前記検出器としての電流センサを備え、前記ブラシ摩耗検知装置は、前記電流センサにより検出した前記所定の物理量としてのモータ電流変動幅と前記基準物理量としての基準電流変動幅との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する。
【００２０】
かかる構成とすると、モータ電流変動幅と基準物理量としての基準電流変動幅との比較に基づき電動機のブラシの寿命終期を検知するので、ブラシの寿命終期を正確に検知することが可能になる。
【００２１】
この場合、前記ブラシ摩耗検知装置は、所定時間における前記モータ電流変動幅と前記基準電流変動幅との比較に基づき、前記寿命終期を検知する。
【００２２】
かかる構成とすると、所定時間におけるモータ電流変動幅と基準電流変動幅との比較に基づきブラシの寿命終期を検知するので、ブラシの寿命終期を短時間で正確に検知することが可能になる。
【００２３】
又、上記の場合、前記検出器としての温度センサを備え、前記ブラシ摩耗検知装置は、前記温度センサにより検出した前記所定の物理量としてのブラシ温度と前記基準物理量としての基準温度との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する。
【００２４】
かかる構成とすると、非常に安価な温度センサを用いて電動機のブラシの寿命終期を検知するので、車載用液圧装置等の流体圧装置を非常に安価に提供することが可能になる。
【００２５】
この場合、前記ブラシ摩耗検知装置は、所定時間経過後における前記ブラシ温度と前記基準温度との比較に基づき、前記寿命終期を検知する。
【００２６】
かかる構成とすると、所定時間経過後におけるブラシ温度と基準温度との比較に基づきブラシの寿命終期を検知するので、ブラシの寿命終期を短時間で検知することが可能になる。
【００２７】
又、上記の場合、前記検出器としての温度センサを備え、前記ブラシ摩耗検知装置は、前記温度センサにより検出した前記所定の物理量としてのブラシ温度変化と前記基準物理量としての基準温度変化との比較に基づき、前記電動機のブラシの寿命終期を検知する。
【００２８】
かかる構成とすると、ブラシ温度変化と基準物理量としての基準温度変化との比較に基づき電動機のブラシの寿命終期を検知するので、ブラシの寿命終期を正確に検知することが可能になる。
【００２９】
この場合、前記ブラシ摩耗検知装置は、所定時間における前記ブラシ温度変化と前記基準温度変化との比較に基づき、前記寿命終期を検知する。
【００３０】
かかる構成とすると、所定時間におけるブラシ温度変化と基準温度変化との比較に基づきブラシの寿命終期を検知するので、ブラシの寿命終期を短時間で検知することが可能になる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る流体圧装置の構成によれば、高価でかつ維持管理を要する測定機器が一切不要となり、かつ分解等の手間を一切掛けることなく、ブラシモータが備えるブラシの寿命終期を安価にかつ確実に検知することが可能になる。従って、本発明に係る流体圧装置の構成によれば、ブラシモータが備えるブラシの寿命終期を確実に検知することが可能になるので、適切な時期に、必要最低限の労力により、ブラシモータが備えるブラシを交換することが可能になる。これにより、ブラシモータを備える車載用液圧装置等の流体圧装置を長期間に渡り好適に利用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための最良の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るブラシ摩耗検知装置を備えた車載用液圧装置の構成を模式的に示すブロック図である。尚、図１（ａ）では、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを図示しており、その他の構成要素は図示を省略している。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る車載用液圧装置１００ａ（例えば、テールゲートリフタ）は、電源１０と、この電源１０から後述するブラシモータ３０への電力の供給を断続する開閉器２０と、この開閉器２０を介して電源１０から電力が供給されてその回転子が回転するブラシモータ３０と、このブラシモータ３０の主軸により駆動されて作動油タンク４０から後述するアクチュエータ７０に向けて作動油４０ａを圧送する液圧ポンプ５０と、この液圧ポンプ５０から圧送される作動油４０ａを必要に応じて作動油タンク４０へ戻すリリーフ弁６０と、このリリーフ弁６０により作動油タンク４０に戻されなかった液圧ポンプ５０からの作動油４０ａが供給されて力学エネルギーを物理運動量に変換するアクチュエータ７０と、を備えている。そして、図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る車載用液圧装置１００ａは、電源１０からブラシモータ３０に電力が供給されている際の電流を検出する電流センサ８０ａと、この電流センサ８０ａの出力電圧に基づきブラシモータ３０が備えるブラシの寿命終期を検知するブラシ摩耗検知装置９０とを、その特徴的な構成要素として備えている。
【００３５】
以下、車載用液圧装置１００ａの各構成要素について順を追って詳細に説明すると、電源１０は、蓄電池（バッテリ）を備えている。この蓄電池としては、例えば、出力電圧が２４Ｖである車載用のバッテリが配設される。
【００３６】
開閉器２０は、スイッチ、或いは、継電器（リレー）等で構成されている。この開閉器２０としては、例えば、機械式又は半導体式のスイッチ、電磁式の継電器、半導体式の継電器等が配設される。尚、一般的なテールゲートリフタ等の車載用液圧装置では、通常、作業者が手動により適宜操作する機械式のスイッチが用いられる。
【００３７】
ブラシモータ３０は、図１（ａ）では図示しないが、従来の一般的なブラシモータと同様にして、回転モーメントの作用により主軸を中心に回転される回転子と、この回転子と相互作用してそれに回転モーメントを発生させる固定子と、を備えている。又、このブラシモータ３０は、図１（ａ）では図示しないが、回転子が備えるコイルに電力を供給するためのブラシ及びコミュテータを備えている。ここで、これらのブラシとコミュテータとは、従来の一般的なブラシモータの場合と同様、ブラシからコミュテータに電力を確実に供給するために、スプリング等の弾性部材により相互に加圧接触されている。これにより、ブラシモータ３０において、ブラシからコミュテータへの電力の供給が確実に行われる。
【００３８】
作動油タンク４０は、アクチュエータ７０を作動させるための作動油４０ａをその内部に蓄える。この作動油４０ａとしては、環境温度の影響による粘度変化や、油圧回路における圧力損失分のエネルギーによる粘度変化を考慮して、アクチュエータ７０の運動性能及びその位置決め精度等に問題が発生しないように、適切な作動油が選択される。
【００３９】
液圧ポンプ５０は、ブラシモータ３０の回転子の回転運動に係る機械エネルギーのトルクと速度とを、作動油４０ａの流体エネルギーの圧力と流量とに変換する。この液圧ポンプ５０としては、例えば、ギヤポンプ、ねじポンプ等のポンプが配設される。この液圧ポンプ５０の主軸がブラシモータ３０の主軸により回転駆動されると、液圧ポンプ５０の主軸に連結されたギヤ等の液送部材が回転駆動され、これにより、作動油タンク４０からアクチュエータ７０に向けて作動油４０ａが圧送される。
【００４０】
リリーフ弁６０は、所謂安全弁であって、液圧ポンプ５０とアクチュエータ７０とを接続する配管内の作動油４０ａの圧力が所定の圧力閾値を超えると、そのバルブを自動的に開放状態として、その配管内から作動油タンク４０に向けて過剰な作動油４０ａを自動的に排出させる。つまり、このリリーフ弁６０は、作動油タンク４０から作動油４０ａがアクチュエータ７０に向けて過剰に供給されることを防止することで、アクチュエータ７０の誤動作を適切に防止する。尚、このリリーフ弁６０に設定される所定の圧力閾値は、車載用液圧装置１００ａの仕様等に基づき、予め適切に設定される。又、この所定の圧力閾値は、通常、一度設定されると、安全性を確保するために、その後に変更されることはない。
【００４１】
アクチュエータ７０は、液圧ポンプ５０により作動油タンク４０から作動油４０ａが供給されると、その作動油４０ａが有する力学エネルギーを利用して、伸縮運動や屈伸運動等の物理的な運動を発生させる。そして、このアクチュエータ７０は、伸縮運動や屈伸運動等の物理的な運動を発生させることにより、車両が備えるテールゲートを上昇及び下降させる。尚、このアクチュエータ７０は、車載用液圧装置１００ａに要求される昇降仕様等に基づき、適切に選定される。
【００４２】
一方、本実施の形態において特徴的に配設される電流センサ８０ａは、電源１０とブラシモータ３０とを電気的に接続する配線の近傍、或いは、その配線を自己に貫通させるようにして、適切に配設される。ここで、この電流センサ８０ａとしては、例えば、磁気比例型センサ、磁気平衡型センサ、磁気コイル型センサ、コアレスコイル型センサ等のセンサが用いられる。この電流センサ８０ａは、電源１０からブラシモータ３０に電力が供給されている際、電源１０とブラシモータ３０とを電気的に接続する配線に流れるモータ電流を、それに比例する直流電圧に変換して出力する。ここで、電流センサ８０ａは、ブラシモータ３０に流れるモータ電流の乱れの周期（周波数）に応じて、そのモータ電流の乱れを確実に検知できるよう、適切に選定される。尚、この電流センサ８０ａとしては、シャント抵抗を使用した電流計を用いることも可能である。この場合、電流計は、電源１０とブラシモータ３０との間に直列に接続されたシャント抵抗間の電圧差を測定して、その測定した電圧差を出力する。
【００４３】
又、本実施の形態において特徴的に配設されるブラシ摩耗検知装置９０は、電流センサ８０ａが検出する直流電流に基づき、その電流センサ８０ａが出力する直流電流の例えば下限値が所定の電流閾値を下回る場合、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定して、その旨を警告ランプ等の表示機器を介して作業者に伝達する。
【００４４】
以下、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置９０の内部構成について説明する。
【００４５】
図２は、本発明の実施の形態１に係るブラシ摩耗検知装置の内部の構成を模式的に示すブロック図である。尚、図２（ａ）は、ブラシ摩耗検知装置の第１の内部構成を模式的に示している。又、図２（ｂ）は、ブラシ摩耗検知装置の第２の内部構成を模式的に示している。又、図２では、本発明に係るブラシ摩耗検知装置を説明するために必要となる構成要素のみを図示しており、その他の構成要素は図示を省略している。
【００４６】
本発明では、ブラシ摩耗検知装置９０の内部構成としては、図２（ａ）に示す第１の内部構成を適用してもよく、或いは、図２（ｂ）に示す第２の内部構成を適用してもよい。尚、何れの内部構成が採られる場合でも、それらを構成する構成要素の駆動用の電力は、車載用液圧装置１００ａの電源１０から供給される。
【００４７】
先ず、ブラシ摩耗検知装置９０の第１の内部構成について説明する。
【００４８】
図２（ａ）に示すように、本実施の形態に係る第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、電流センサ８０ａが出力する直流電圧値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器９１と、このＡ／Ｄ変換器９１の出力と、メモリ９３の記憶情報と、タイマ９４の出力と、に基づきブラシモータ３０が備えるブラシの寿命終期を検知するためのＣＰＵ９２と、このＣＰＵ９２の出力に基づき警告を行う警告ランプ９５と、を備えている。
【００４９】
以下、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａの各構成要素について順を追って詳細に説明すると、Ａ／Ｄ変換器９１は、電流センサ８０ａが出力する連続的なアナログ値を所定のサンプリング周期でサンプリングして量子化し、そのアナログ値をそれに比例する離散的なデジタル値に変換する。ここで、Ａ／Ｄ変換器９１としては、ブラシモータ３０が備える回転子の回転数と、そのブラシモータ３０が備えるコミュテータにおける電極の枚数と、を十分に考慮して、モータ電流の乱れを確実に検知可能な変換時間（或いは、サンプリング周期）を有するＡ／Ｄ変換器を選定する。
【００５０】
例えば、ブラシモータ３０が備える回転子の回転速度を３０００ｍｉｎ-1とし、ブラシモータ３０が備えるコミュテータにおける電極の枚数が２５枚であると仮定すると、モータ電流の乱れの周波数は１．２５ｋＨｚ程度となるので、モータ電流の乱れの周期は８００μＳ程度となることが予想される。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、このモータ電流の乱れを確実に検知するために、変換時間が８００μＳ未満、望ましくは、変換時間が１００μＳ以下であるＡ／Ｄ変換器を選定する。このような変換時間を有するＡ／Ｄ変換器は、安価な組み込み型マイコンが内蔵するＡ／Ｄ変換器であってもその変換時間が５０μＳ以下であることから、容易にかつ非常に安価に入手することが可能である。尚、ブラシモータ３０が備える回転子の回転数や、ブラシモータ３０が備えるコミュテータにおける電極の枚数によっては、モータ電流の乱れの周期が非常に短くなる。この場合、モータ電流の乱れを確実に検知可能な変換時間を有する適切なＡ／Ｄ変換器を選定する必要がある。
【００５２】
一方、ＣＰＵ９２は、Ａ／Ｄ変換器９１の出力と、メモリ９３に予め記憶されているプログラム及び所定の閾値と、タイマ９４の出力と、に基づき、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたか否かを判定する。そして、このＣＰＵ９２は、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定すると、警告ランプ９５を点灯させるための制御信号を出力する。ここで、ＣＰＵ９２としては、Ａ／Ｄ変換器９１の出力を適切に利用可能なクロック周波数を有するＣＰＵを選定する。尚、このようなクロック周波数を有するＣＰＵは、Ａ／Ｄ変換器９１の変換時間が短くても１００μＳ程度であるので、容易にかつ非常に安価に入手することが可能である。
【００５３】
メモリ９３は、ブラシモータ３０が備えるブラシの寿命終期を検知するために必要となるプログラム及び所定の閾値を格納する。ここで、このメモリ９３としては、本実施の形態において格納されるプログラム及び所定の閾値のデータ容量が比較的少ないため、その種類が特に限定されることはなく、容易にかつ非常に安価に入手可能な汎用型のメモリを利用することが可能である。
【００５４】
タイマ９４は、ＣＰＵ９２がブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたか否かを判定する際の経過時間をカウントする。ここで、このタイマ９４としては、カウントする経過時間が数秒から数分程度であり、かつカウントする経過時間に高精度が要求されることはないため、その構成が特に限定されることはなく、如何なる構成のタイマであっても適用可能である。例えば、タイマ９４をハードウェアにより構成してもよく、或いは、それをソフトウェアにより構成してもよい。
【００５５】
警告ランプ９５は、ＣＰＵ９２がブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定して、警告ランプ９５を点灯させるための制御信号を出力すると、その制御信号に基づきランプの点灯或いは点滅により作業者に向けて警告を行う。尚、本実施の形態では、警告ランプ９５がランプの点灯等により警告を行う形態を示しているが、このような形態に限定されることはない。例えば、音声、ブザー音、エラーメッセージの表示等、如何なる警告形態が採られてもよい。
【００５６】
ここで、図２（ａ）に示す第１のブラシ摩耗検知装置９０ａでは、Ａ／Ｄ変換器９１、ＣＰＵ９２、メモリ９３、タイマ９４等を個々に配設する形態に代えて、それらの構成要素を全て具備するマイクロコンピュータＭを配設する形態を採ることが、より一層望ましい。このような、Ａ／Ｄ変換器、ＣＰＵ、メモリ、タイマ等を具備するマイクロコンピュータは、通常、非常に安価に流通している。従って、かかる構成とすると、本発明に係るブラシ摩耗検知装置９０ａを非常に安価に構成することが可能になる。
【００５７】
次に、ブラシ摩耗検知装置９０の第２の内部構成について説明する。
【００５８】
図２（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、電源１０の出力電圧を分圧して基準電圧値Ｖｓｔｄを生成する抵抗器９６ａ，９６ｂと、電流センサ８０ａが出力する直流電圧値（検出電流値）と基準電圧値Ｅｓｔｄとの比較に基づきブラシモータ３０が備えるブラシの寿命終期を検知するための比較器（オペアンプ、或いは、コンパレータ）９７と、この比較器９７の出力に基づき警告を行う警告ランプ９５と、を備えている。尚、この第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂにおいて、警告ランプ９５の構成は、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａにおける警告ランプ９５の構成と同様である。
【００５９】
以下、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂの各構成要素について順を追って詳細に説明すると、直列接続された抵抗器９６ａ，９６ｂは、電源１０の出力端子とグランド（車体シャーシ）との間に直列に挿入され、電源１０の出力電圧値を分圧することにより、比較器９７がブラシの寿命終期を検知する際に必要となる基準電圧値Ｖｓｔｄを生成する。尚、抵抗器９６ａ，９６ｂとしては、電源１０が出力する直流電圧値を単に分圧可能であればよいため、その種類が特に限定されることはなく、如何なる種類の抵抗器であっても適用することが可能である。
【００６０】
一方、比較器９７は、電流センサ８０ａが出力する直流電圧値と、抵抗器９６ａ，９６ｂにより生成された基準電圧値Ｖｓｔｄと、を比較する。そして、この比較器９７は、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えた場合に、警告ランプ９５を点灯等させる。ここで、この比較器９７としては、Ａ／Ｄ変換器９１を選定する場合と同様、ブラシモータ３０が備える回転子の回転数と、ブラシモータ３０が備えるコミュテータにおける電極の枚数とを考慮して、モータ電流の乱れを確実に検知可能な応答時間を有する比較器を選定する。尚、このような応答時間を有する比較器は、通常の比較器の応答時間が１μＳ程度と十分に短いことから、容易にかつ非常に安価に入手することが可能である。但し、ブラシモータ３０が備える回転子の回転数や、ブラシモータ３０が備えるコミュテータにおける電極の枚数により、モータ電流の乱れの周期が非常に短くなる場合には、それを十分に考慮して、適切な変換器を選定する必要がある。
【００６１】
以下、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置９０の特徴的な動作について説明する。
尚、以下の説明では、ブラシモータ３０のモータ電流に基づきブラシの寿命終期を検知する形態を説明するが、便宜上、モータ電流或いはそれに対応する電圧値（例えば、電流センサ８０ａの出力電圧値）に基づく形態として説明する。
【００６２】
図３は、ブラシ摩耗検知装置がブラシモータにおけるブラシの寿命終期を検知するための第１の原理を説明する解説図である。尚、図３（ａ）は、ブラシが寿命終期を迎える以前におけるモータ電流の経時的な変化を示している。又、図３（ｂ）は、ブラシが寿命終期を迎えた以後におけるモータ電流の経時的な変化を示している。
【００６３】
図３では、ブラシモータに印加する直流電圧を２４Ｖ±５％とし、モータ電流が約８０Ａとなるように設定し、回転子の回転速度を約３０００ｍｉｎ-1とした場合のモータ電流の経時的な変化を、５０μｓのサンプリングレートで測定した結果を示している。尚、本測定の際には、作動油の吐出ポートを盲栓にて閉鎖することでリリーフ弁を動作させることにより（以下、「リリーフ状態」という）、液圧ポンプに対する負荷が一定の負荷となるように調整した。又、ブラシモータには、その回転子が１１秒間回転した後、それが７０秒間停止するように、直流電圧を印加した。又、モータ電流は、ブラシモータの直近部分において電流プローブにより測定した。
【００６４】
図３（ａ）に示すように、ブラシモータのブラシが寿命終期を迎える以前では、リリーフ状態におけるモータ電流の値は、ブラシとコミュテータとの接触状態の影響を受けて若干変動はするが、比較的小さい変動幅ａの範囲内において概ね一定の値で推移する。
【００６５】
一方、図３（ｂ）に示すように、ブラシモータのブラシが寿命終期を迎えた以後においては、リリーフ状態におけるモータ電流の値は、ブラシとコミュテータとの接触状態の悪化の影響を受けて、変動幅ａを大きく超える変動幅ｂの範囲内で経時的に変動する。例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、寿命終期を迎える以前のモータ電流の変動幅が約１０Ａであるのに対して、寿命終期を迎えた以後のモータ電流の変動幅は約４０Ａである。このモータ電流の変動幅の増加は、ブラシモータのブラシが寿命終期に近付くと、ブラシの表面が荒れることにより、ブラシとコミュータとの接触状態が悪化して、コミュータとブラシとの間に異常なアークが発生することに起因する。
【００６６】
そこで、本実施の形態では、車載用液圧装置１００ａの始業前点検時等において、リリーフ状態におけるモータ電流を検出して、その検出したモータ電流の値の変動幅が所定の変動閾値以上となる場合、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定する。例えば、リリーフ状態におけるモータ電流を検出して、その検出したモータ電流の値の変動幅ΔＩｄ（平均値）が定格電流値８０Ａの２０％である１６Ａ以上となる場合、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定する。
【００６７】
或いは、本実施の形態では、車載用液圧装置１００ａの始業前点検時等において、リリーフ状態におけるモータ電流を検出して、その検出したモータ電流の値の上限値又は下限値が所定の電流閾値以上又は以下となる場合、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定する。例えば、リリーフ状態におけるモータ電流を検出して、その検出したモータ電流の値の上限値（下限値）が定格電流値８０Ａの＋２０％である９６Ａ以上となる場合（定格電流値８０Ａの−２０％である６４Ａ以下となる場合）、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定する。
【００６８】
そして、本実施の形態では、作業者は、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたことをブラシ摩耗検知装置９０により検知すると、車載用液圧装置１００ａからブラシモータ３０を取り出し、そのブラシモータ３０のブラシを交換する。尚、作業者は、ブラシモータ３０のブラシを交換した後、車載用液圧装置１００ａの運転を開始する。
【００６９】
以下、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置９０の特徴的な動作について説明する。
【００７０】
図４は、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置の特徴的な動作を具体的に例示するフローチャートである。尚、図４（ａ）は、第１のブラシ摩耗検知装置の具体的な動作を例示している。又、図４（ｂ）は、第２のブラシ摩耗検知装置の具体的な動作を例示している。又、図４では、ブラシ摩耗検知装置の特徴的な動作を説明するための特徴的なステップを示し、その他の一般的なステップは省略している。
【００７１】
図４（ａ）に示すように、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、作業者がブラシモータ３０におけるブラシの寿命終期を検知するための所定の操作を開閉器２０により実行すると、先ず、リリーフ弁６０の出力信号に基づき、リリーフ弁６０の状態がリリーフ状態であるか否かを、ＣＰＵ９２により判定する（ステップＳ１）。
【００７２】
第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ＣＰＵ９２によりリリーフ弁６０の状態がリリーフ状態ではないと判定すると（ステップＳ１でＮＯ）、リリーフ弁６０の状態がリリーフ状態となったか否かを継続して判定する。
【００７３】
一方、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ＣＰＵ９２によりリリーフ弁６０の状態がリリーフ状態であると判定すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、そのリリーフ状態での所定の期間において電流センサ８０ａが出力する出力電圧値をＡ／Ｄ変換器９１によりＡ／Ｄ変換した後、その変換後の出力電圧値に基づき、モータ電流の値の平均値Ｉａｖｇを算出する（ステップＳ２）。
【００７４】
次いで、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、平均電流値Ｉａｖｇと、予めメモリ９３に記憶される基準電流値ＩＬ（下限の基準値）及び基準電流値ＩＵ（上限の基準値）と、に基づき、平均電流値Ｉａｖｇが基準電流値ＩＬを超えかつ基準電流値ＩＵを下回っているか否かを判定する（ステップＳ３）。尚、本実施の形態において、基準電流値ＩＬは、リリーフ状態における正常なモータ電流の平均値をＩｎとすると、例えば、ＩＬ＝０．９５Ｉｎとして設定される。又、本実施の形態において、基準電流値ＩＵは、リリーフ状態における正常なモータ電流の平均値をＩｎとして、例えば、ＩＵ＝１．０５Ｉｎとして設定される。つまり、このステップＳ３では、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、所定の期間における平均電流値Ｉａｖｇが正常なモータ電流の平均値Ｉｎ±５％の範囲内であるか否かを判定する。
【００７５】
第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、平均電流値Ｉａｖｇが基準電流値ＩＬ以下であるか、或いは、平均電流値Ｉａｖｇが基準電流値ＩＵ以上であると判定すると（ステップＳ３でＮＯ）、ブラシモータ３０においてブラシの寿命終期以外の重大な異常が発生していると判定して、所定の警告を行う（ステップＳ４）。
【００７６】
一方、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、平均電流値Ｉａｖｇが基準電流値ＩＬを超えかつ基準電流値ＩＵを下回っていると判定すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、ブラシモータ３０においてはブラシの摩耗以外の重大な異常は発生していないと判定して、電流センサ８０ａによるモータ電流Ｉｄの検出を開始する（ステップＳ５）。
【００７７】
次いで、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、モータ電流Ｉｄの検出を開始してからの経過時間Ｔｄをタイマ９４により計測することにより、経過時間Ｔｄが予めメモリ９３に記憶される所定の時間閾値Ｔｓｔｄ（例えば、１秒間）に到達したか否かをＣＰＵ９２により判定する（ステップＳ６）。
【００７８】
第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、経過時間Ｔｄが所定の時間閾値Ｔｓｔｄに到達してはいないと判定すると（ステップＳ６でＮＯ）、経過時間Ｔｄが所定の時間閾値Ｔｓｔｄに到達したか否かを継続して判定する。
【００７９】
一方、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、経過時間Ｔｄが所定の時間閾値Ｔｓｔｄに到達したと判定すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、電流センサ８０ａの出力電圧値に基づき、モータ電流の値の上限平均値及び下限平均値をＣＰＵ９２により各々算出した後、その算出したモータ電流の値の上限平均値と下限平均値との差としての変動幅ΔＩｄ（平均値）をＣＰＵ９２により更に算出する（ステップＳ７）。
【００８０】
そして、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ステップＳ７で算出したモータ電流の値の変動幅ΔＩｄと、予めメモリ９３に記憶される所定の電流変動閾値ΔＩｓｔｄと、に基づき、モータ電流の値の変動幅ΔＩｄが所定の電流変動閾値ΔＩｓｔｄ以上であるか否かをＣＰＵ９２により判定する（ステップＳ８）。
【００８１】
本実施の形態において、所定の電流変動閾値ΔＩｓｔｄは、リリーフ状態における正常なモータ電流の平均値をＩｎとすると、例えば、ΔＩｓｔｄ＝０．２Ｉｎとして設定される。具体的には、上述したように、リリーフ状態における正常なモータ電流が８０Ａである場合には、ΔＩｓｔｄを８０Ａの２０％である１６Ａとする。尚、この所定の電流変動閾値ΔＩｓｔｄは、車載用液圧装置１００ａが備えるブラシモータ３０の性能に応じて、適切に設定される。
【００８２】
そして、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、モータ電流の値の変動幅ΔＩｄが所定の電流変動閾値ΔＩｓｔｄ以上であると判定すると（ステップＳ８でＹＥＳ）、ブラシモータ３０が備えるブラシが寿命終期を迎えたと判定して、警告ランプ９５により作業者に向けて警告を行う（ステップＳ４）。尚、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、モータ電流の値の変動幅ΔＩｄが所定の電流変動閾値ΔＩｓｔｄ以上ではないと判定すると（ステップＳ８でＮＯ）、ブラシの寿命終期を検知するための一連の動作を終了する。
【００８３】
一方、図４（ｂ）に示すように、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、作業者がブラシモータ３０におけるブラシの寿命終期を検知するための所定の操作を開閉器２０により実行すると、リリーフ状態における電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄ（この場合、電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄの下限電圧値Ｖｍｉｎ）と、基準電圧値Ｖｓｔｄと、に基づき、電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄが基準電圧値Ｖｓｔｄ以下であるか否かを、比較器９７により判定する（ステップＳ１）。或いは、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、作業者がブラシモータ３０におけるブラシの寿命終期を検知するための所定の操作を開閉器２０により実行すると、リリーフ状態における電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄ（この場合、電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄの上限電圧値Ｖｍａｘ）と、基準電圧値Ｖｓｔｄと、に基づき、電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄが基準電圧値Ｖｓｔｄ以上であるか否かを、比較器９７により判定する。
【００８４】
本実施の形態において、基準電圧値Ｖｓｔｄは、リリーフ状態における定格電流値の＋２０％（又は、−２０％）の電流値に対応する電圧値に設定される。例えば、上述したように、リリーフ状態における正常なモータ電流が８０Ａである場合には、基準電圧値Ｖｓｔｄは、定格電流値８０Ａの＋２０％である９６Ａに対応する電圧値に設定される。或いは、基準電圧値Ｖｓｔｄは、定格電流値８０Ａの−２０％である６４Ａに対応する電圧値に設定される。
【００８５】
そして、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄが基準電圧値Ｖｓｔｄ以下であると判定すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定して、警告ランプ９５により作業者に向けて警告を行う（ステップＳ２）。或いは、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、電流センサ８０ａの出力電圧値Ｖｄが基準電圧値Ｖｓｔｄ以上であると判定すると、同様にしてブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定して、警告ランプ９５により作業者に向けて警告を行う。尚、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、ステップＳ１においてブラシモータ３０のブラシは未だ寿命終期を迎えてはいないと判定すると（ステップＳ１でＮＯ；出力電圧値Ｖｄの下限電圧値Ｖｍｉｎがそれに対応する基準電圧値Ｖｓｔｄ以下ではない場合、及び、出力電圧値Ｖｄの上限電圧値Ｖｍａｘがそれに対応する基準電圧値Ｖｓｔｄ以上ではない場合の各々の場合）、ブラシの寿命終期を検知するための一連の動作を終了する。
【００８６】
以上、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置１００ａの構成によれば、リリーフ状態においてブラシモータ３０のモータ電流を検出することにより、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたか否かを判定するので、高価でかつ維持管理を要する絶縁抵抗計等の測定機器が一切不要となり、かつ分解等の手間を一切掛けることなく、ブラシモータ３０におけるブラシの寿命終期を確実に検知することが可能になる。これにより、ブラシ摩耗検知装置９０を備える車載用液圧装置１００ａにおいて、ブラシモータ３０におけるブラシの寿命終期を確実に検知することが可能になるので、適切な時期に必要最低限の労力によりブラシモータ３０のブラシを交換することが可能になる。従って、本実施の形態によれば、ブラシモータ３０を備える車載用液圧装置１００ａ等の流体圧装置を長期間に渡り好適に利用することが可能になる。
【００８７】
（実施の形態２）
図１（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るブラシ摩耗検知装置を備えた車載用液圧装置の構成を模式的に示すブロック図である。尚、図１（ｂ）では、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを図示しており、その他の構成要素は図示を省略している。
【００８８】
本実施の形態に係る車載用液圧装置１００ｂの構成は、図１（ａ）に示す電流センサ８０ａに代えて温度センサ８０ｂを備えている点を除き、図１（ａ）に示す実施の形態１に係る車載用液圧装置１００ａの構成と同様である。従って、以下の説明では、車載用液圧装置１００ｂにおける車載用液圧装置１００ａの構成要素と同様の構成要素に関する説明は省略し、両者の相違点についてのみ説明する。
【００８９】
図１（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る車載用液圧装置１００ｂは、実施の形態１の場合と同様にして、電源１０と、開閉器２０と、ブラシモータ３０と、作動油タンク４０と、液圧ポンプ５０と、リリーフ弁６０と、アクチュエータ７０と、ブラシ摩耗検知装置９０とを備えている。しかし、図１（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る車載用液圧装置１００ｂは、電源１０からブラシモータ３０に電力が供給され、回転子が回転駆動されている際のブラシの温度を検出するための温度センサ８０ｂを、車載用液圧装置１００ａの電流センサ８０ａに代えて備えている。
【００９０】
本実施の形態において特徴的に配設される温度センサ８０ｂは、ブラシモータ３０におけるブラシの近傍、或いは、ブラシモータ３０のブラシの内部に埋設される。この温度センサ８０ｂとしては、例えば、サーミスタ、熱電対等の一般的に入手容易な測温素子が配設される。この温度センサ８０ｂは、電源１０からブラシモータ３０に電力が供給され、その回転子が回転駆動されている際、ブラシモータ３０が備えるブラシの温度に比例する直流電圧を出力する。ここで、温度センサ８０ｂは、ブラシの熱容量等の物理特性に応じて、ブラシモータ３０が備えるブラシの温度変化を正確に検出することが可能な、適切な応答特性を備える温度センサが選定される。又、温度センサ８０ｂの配設位置は、ブラシモータ３０の放熱特性等を考慮して、ブラシの温度変化を正確に検出することが可能な適切な位置に配設される。
【００９１】
尚、本実施の形態において、ブラシ摩耗検知装置９０は、温度センサ８０ｂの出力電圧値に基づき、例えば温度センサ８０ｂにより検知されるブラシの温度変化（終期温度−初期温度）が所定の温度閾値以上となる場合、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定して、その旨を警告ランプ等の表示機器を介して作業者に伝達する。従って、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置９０のハードウェア上の構成は、実施の形態１に示すブラシ摩耗検知装置９０のハードウェア上の構成と同様である。しかし、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置９０のソフトウェア上の構成は、実施の形態１に示すブラシ摩耗検知装置９０の場合とは異なり、温度センサ８０ｂの出力電圧値に基づきブラシモータ３０のブラシの寿命終期を検知可能な構成とされている。
【００９２】
以下、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置の特徴的な動作について説明する。
【００９３】
図５（ａ）は、ブラシ摩耗検知装置がブラシモータにおけるブラシの寿命終期を検知するための第２の原理を説明するための解説図である。尚、図５（ａ）において、曲線ａはブラシの寿命初期におけるブラシの温度変化を経時的に示し、曲線ｂはブラシの寿命終期におけるブラシの温度変化を経時的に示している。
【００９４】
図５（ａ）では、ブラシモータに印加する直流電圧を２４Ｖ±５％とし、モータ電流が約８０Ａとなるように設定し、回転子の回転速度を約３０００ｍｉｎ-1とした場合のブラシ温度の経時的な変化を、１００ｍｓのサンプリングレートで繰り返し測定した結果を示している。尚、この測定の際、実施の形態１の場合と同様にして、リリーフ状態を擬似的に構成することにより、液圧ポンプに対する負荷を一定とした。又、ブラシモータには、回転子を１１秒間回転駆動し、その後、７０秒間停止させるように、直流電圧を周期的に印加した。又、ブラシの温度は、温度センサとしての熱電対をブラシの内部に埋設することにより測定した。
【００９５】
図５（ａ）の曲線ａに示すように、ブラシモータのブラシが寿命初期である場合、リリーフ状態におけるブラシの温度は、ブラシとコミュテータとの摩擦の影響を受けて若干上昇するが、１周期（１１秒間）における温度上昇の程度は比較的穏やかである。
【００９６】
一方、図５（ａ）の曲線ｂに示すように、ブラシモータのブラシが寿命終期を迎えた場合には、リリーフ状態におけるブラシの温度は、ブラシとコミュテータとの接触状態の悪化の影響を受けて、１周期において急激に上昇する。例えば、図５（ａ）に示すように、第１周期においては、寿命初期のブラシの上昇温度が約５０℃であるのに対して、寿命終期のブラシの上昇温度は約９０℃である。尚、このブラシの温度の急激な上昇は、実施の形態１の場合と同様、ブラシが寿命終期を迎えると、ブラシの表面が荒れることによりブラシとコミュータとの接触状態が悪化して、コミュータとブラシとの間に異常なアークが発生することに起因する。この異常なアークが、ブラシの温度を短期間において急激に上昇させる。
【００９７】
そこで、本実施の形態では、車載用液圧装置１００ｂの始業前点検時等に、リリーフ状態においてブラシの温度を所定の期間検出して、その所定の期間において検出したブラシの温度変化が所定の温度閾値以上である場合、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定する。
【００９８】
図５（ｂ）は、ブラシ摩耗検知装置がブラシモータにおけるブラシの寿命終期を検知するための技術的な構成例を具体的に説明するための解説図である。尚、図５（ｂ）において、曲線ａは、ブラシモータの回転子を回転駆動するための制御信号の変化を経時的に示している。又、曲線ｂは、ブラシの温度変化を経時的に示している。
【００９９】
本実施の形態では、図５（ｂ）の曲線ａに示すように、ブラシ摩耗検知装置９０が、リリーフ状態において、ブラシモータ３０の回転子を例えば１０秒間回転駆動させる。この間、ブラシ摩耗検知装置９０は、その温度センサ８０ｂによりブラシモータ３０が備えるブラシの温度を継続して検出する。一方、図５（ｂ）の曲線ｂに示すように、ブラシモータ３０の回転子が回転駆動されると、そのブラシの温度は経時的に上昇する。そこで、本実施の形態では、ブラシ摩耗検知装置９０が、１０秒間のリリーフ状態におけるブラシの温度変化ΔＴｍを算出する。そして、ブラシ摩耗検知装置９０は、その算出した温度変化ΔＴｍが例えば７０Ｋ以上である場合、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定する。尚、実施の形態１の場合と同様、作業者は、ブラシモータ３０のブラシがその寿命終期を迎えたことを知ると、車載用液圧装置１００ｂからブラシモータ３０を取り出し、ブラシモータ３０のブラシを交換する。又、作業者は、ブラシモータ３０のブラシを交換した後、車載用液圧装置１００ｂの運転を開始する。
【０１００】
図６は、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置の特徴的な動作を具体的に例示するフローチャートである。尚、図６（ａ）は、第１のブラシ摩耗検知装置の具体的な動作を例示している。又、図６（ｂ）は、第２のブラシ摩耗検知装置の具体的な動作を例示している。又、図６では、ブラシ摩耗検知装置の特徴的な動作を説明するための特徴的なステップを示し、その他の一般的なステップは省略している。
【０１０１】
図６（ａ）に示すように、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ブラシが常温時に作業者がブラシモータ３０におけるブラシの寿命終期を検知するための所定の操作を開閉器２０により実行すると、先ず、リリーフ弁６０の出力信号に基づき、リリーフ弁６０の状態がリリーフ状態であるか否かを、ＣＰＵ９２により判定する（ステップＳ１）。
【０１０２】
第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ＣＰＵ９２によりリリーフ弁６０の状態がリリーフ状態ではないと判定すると（ステップＳ１でＮＯ）、リリーフ弁６０の状態がリリーフ状態となったか否かを継続して判定する。
【０１０３】
一方、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ＣＰＵ９２によりリリーフ弁６０の状態がリリーフ状態であると判定すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、そのリリーフ状態において温度センサ８０ｂが出力する出力電圧値に基づき、ブラシモータ３０が備えるブラシの初期温度Ｔｍ１を検出する（ステップＳ２）。
【０１０４】
次いで、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、電源１０からブラシモータ３０に向けて所定の電力が供給されるように制御することにより、ブラシモータ３０の駆動を開始させる（ステップＳ３）。
【０１０５】
次いで、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ブラシモータ３０の駆動が開始されてからの経過時間Ｔｄをタイマ９４により計測することにより、経過時間Ｔｄが予めメモリ９３に記憶される所定の時間閾値Ｔｓｔｄ（例えば、１０秒間）に到達したか否かをＣＰＵ９２により判定する（ステップＳ４）。
【０１０６】
第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、経過時間Ｔｄが所定の時間閾値Ｔｓｔｄに到達してはいないと判定すると（ステップＳ４でＮＯ）、経過時間Ｔｄが所定の時間閾値Ｔｓｔｄに到達したか否かを継続して判定する。
【０１０７】
一方、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、経過時間Ｔｄが所定の時間閾値Ｔｓｔｄに到達したと判定すると（ステップＳ４でＹＥＳ）、温度センサ８０ｂが出力する出力電圧値に基づき、ブラシモータ３０が備えるブラシの後期温度Ｔｍ２を検出する（ステップＳ５）。
【０１０８】
次いで、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ステップＳ２において検出したブラシの初期温度Ｔｍ１と、ステップＳ５において検出したブラシの後期温度Ｔｍ２と、の各々に基づき、その検出したブラシの後期温度Ｔｍ２と初期温度Ｔｍ１との差としての温度変化ΔＴｍをＣＰＵ９２により算出する（ステップＳ６）。
【０１０９】
そして、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ステップＳ６において算出したブラシの温度変化ΔＴｍと、予めメモリ９３に記憶される所定の温度変化閾値ΔＴｍｓｔｄと、に基づき、ブラシの温度変化ΔＴｍが所定の温度変化閾値ΔＴｍｓｔｄ以上であるか否かをＣＰＵ９２により判定する（ステップＳ７）。
【０１１０】
本実施の形態において、所定の温度変化閾値ΔＴｍｓｔｄは、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えた際の所定の時間（本実施の形態では、１０秒間）におけるブラシの温度変化に基づき、適切に設定される。具体的には、本実施の形態では、所定の温度変化閾値ΔＴｍｓｔｄを７０Ｋ（ケルビン）に設定する。尚、この所定の温度変化閾値ΔＴｍｓｔｄは、実施の形態１の場合と同様、車載用液圧装置１００ａが備えるブラシモータ３０の性能に応じて、適切に設定される。
【０１１１】
そして、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ブラシの温度変化ΔＴｍが所定の温度変化閾値ΔＴｍｓｔｄ以上であると判定すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ブラシモータ３０が備えるブラシが寿命終期を迎えたと判定して、警告ランプ９５により作業者に向けて警告を行う（ステップＳ８）。尚、第１のブラシ摩耗検知装置９０ａは、ブラシの温度変化ΔＴｍが所定の温度変化閾値ΔＴｍｓｔｄ以上ではないと判定すると（ステップＳ７でＮＯ）、ブラシの寿命終期を検知するための一連の動作を終了する。
【０１１２】
一方、図６（ｂ）に示すように、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、経過時間Ｔｄが所定の時間閾値Ｔｓｔｄに到達したと判定すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、リリーフ状態における温度センサ８０ｂの出力電圧値Ｖｄと、基準電圧値Ｖｓｔｄと、に基づき、温度センサ８０ｂの出力電圧値Ｖｄが基準電圧値Ｖｓｔｄ以上であるか否かを、比較器９７により判定する（ステップＳ２）。
【０１１３】
本実施の形態において、基準電圧値Ｖｓｔｄは、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えた際の所定の時間（本実施の形態では、１０秒間）におけるブラシの上昇温度に対応する電圧値に設定される。例えば、所定の時間におけるブラシの上昇温度が７０Ｋであり、かつその際の気温が３０℃である場合、基準電圧値Ｖｓｔｄは、１００℃に対応する電圧値に設定される。
【０１１４】
そして、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、温度センサ８０ｂの出力電圧値Ｖｄが基準電圧値Ｖｓｔｄ以上であると判定すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたと判定して、警告ランプ９５により作業者に向けて警告を行う（ステップＳ３）。尚、第２のブラシ摩耗検知装置９０ｂは、ブラシモータ３０のブラシは未だ寿命終期を迎えてはいないと判定すると（ステップＳ２でＮＯ）、ブラシの寿命終期を検知するための一連の動作を終了する。
【０１１５】
このような、所定の時間が経過した後のブラシ温度に基づく実施形態は、例えば、年間の温度変化が比較的小さい地域等において特に有効な形態である。
【０１１６】
尚、本実施の形態では、ブラシモータ３０が備えるブラシの所定の時間における温度変化、或いは、ブラシモータ３０が備えるブラシの所定の時間が経過した後の絶対温度を温度センサ８０ｂにより検出して、これに基づき、ブラシの寿命終期を検知する形態を例示しているが、このような形態に限定されることはない。例えば、バイメタルスイッチ等のＯＮ／ＯＦＦスイッチを用いる形態としてもよい。この場合、規定温度（例えば、１００℃）にて導通状態となるバイメタルスイッチを、ブラシモータ３０が備えるブラシの近傍に配設する。そして、ブラシモータ３０のブラシが常温状態にある場合に、リリーフ状態において、ブラシモータ３０を規定時間（例えば、１０秒間）駆動させる。そして、バイメタルスイッチが導通状態となった場合に、このバイメタルスイッチを介して電源１０から電力が供給されて、警告ランプ９５が点灯等する形態としてもよい。かかる形態によれば、電子回路を構成する必要がないため、ブラシ摩耗検知装置９０を最も安価に構成することが可能になる。
【０１１７】
以上、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置１００ｂの構成によれば、リリーフ状態においてブラシモータ３０のブラシ温度を検出することにより、ブラシモータ３０のブラシが寿命終期を迎えたか否かを判定するので、高価でかつ維持管理を要する絶縁抵抗計等の測定機器が一切不要となり、かつ分解等の手間を一切掛けることなく、ブラシモータ３０におけるブラシの寿命終期を確実に検知することが可能になる。従って、本実施の形態によっても、ブラシ摩耗検知装置９０を備える車載用液圧装置１００ｂにおいて、適切な時期に必要最低限の労力によりブラシモータ３０のブラシを交換することが可能になる。よって、本実施の形態によっても、ブラシモータ３０を備える車載用液圧装置１００ｂ等の流体圧装置を長期間に渡り好適に利用することが可能になる。
【０１１８】
尚、その他の点については、実施の形態１の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明に係るブラシ摩耗検知装置を備える車載用液圧装置は、高価な測定機器が不要であり、かつ分解等の手間を掛けずにブラシの摩耗を検知可能なブラシモータのブラシ摩耗検知装置を備える車載用液圧装置として、産業上の利用可能性を十分に備えている。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るブラシ摩耗検知装置を備えた車載用液圧装置の構成を模式的に示すブロック図である。又、図１（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るブラシ摩耗検知装置を備えた車載用液圧装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係るブラシ摩耗検知装置の内部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】図３は、ブラシ摩耗検知装置がブラシモータにおけるブラシの寿命終期を検知するための第１の原理を説明する解説図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置の特徴的な動作を具体的に例示するフローチャートである。
【図５】図５（ａ）は、ブラシ摩耗検知装置がブラシモータにおけるブラシの寿命終期を検知するための第２の原理を説明するための解説図である。又、図５（ｂ）は、ブラシ摩耗検知装置がブラシモータにおけるブラシの寿命終期を検知するための技術的な構成例を具体的に説明するための解説図である。
【図６】図６は、本実施の形態に係るブラシ摩耗検知装置の特徴的な動作を具体的に例示するフローチャートである。
【図７】図７は、従来のブラシモータの概略的な構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  電源
２０  開閉器
３０  ブラシモータ
４０  作動油タンク
４０ａ  作動油
５０  液圧ポンプ
６０  リリーフ弁
７０  アクチュエータ
８０ａ  電流センサ
８０ｂ  温度センサ
９０  ブラシ摩耗検知装置
９０ａ  第１のブラシ摩耗検知装置
９０ｂ  第２のブラシ摩耗検知装置
９１  Ａ／Ｄ変換器
９２  ＣＰＵ
９３  メモリ
９４  タイマ
９５  警告ランプ
９６ａ，９６ｂ  抵抗器
９７  比較器
１００ａ，１００ｂ  車載用液圧装置
１０１  ブラシモータ
１０１ａ  主軸
１０１ｂ  回転子
１０１ｃ  固定子
１０１ｄ  コミュテータ
１０１ｅ  ブラシ
１０１ｆ  スプリング
Ｍ  マイクロコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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