JP2002131000A - シリンダ装置および地雷センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ装置におけるロッドの押送力を瞬間
的に制御する。また、前記シリンダ装置に計測機器を装
着した場合における、計測の妨げになる現象をなくす。 【解決手段】 地雷センサはシリンダ装置を有してい
る。前記シリンダ装置において、ロッド２を備えたピス
トン３に衝打させることにより、前記ロッド２を押送さ
せるフリーピストン４を設ける。また、前記ピストン３
と前記フリーピストン４とを任意に結合、切り離しする
機構１７、１８を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリンダ装置および
地雷センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について、図１５を参照しな
がら説明する。従来の技術としては、シリンダーチュー
ブ５１内にロッド５２を備えたピストン５３を嵌挿して
ヘッド室５４とロッド室５５を形成し、前記ヘッド室５
４と前記ロッド室５５を空圧源、もしくは油圧源とタン
クに交互に連通して前記ピストン５３とともに前記ロッ
ド５２を往復作動するシリンダ装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記シ
リンダ装置においては、第１に、前記ヘッド室５４、お
よび前記ロッド室５５に空気圧、もしくは油圧をかける
ことにより前記ピストン５３を動作させているために、
前記ロッド５２の押送力は供給される空気圧、もしくは
油圧に依存することとなり、前記ロッド５２の押送力を
瞬間的に変化させることができなかった。

【０００４】第２に、前記ロッド５２に土や埃などが付
着した場合、前記シリンダチューブ５１内部に前記付着
物が混入してしまい、前記シリンダ装置の動作に著しい
支障を来す可能性があるために、前記シリンダ装置を劣
悪な環境下で使用することができなかった。

【０００５】第３に、前記ロッド５２にセンサなどの計
測機器を取り付けた状態で、土などの物体に挿入した際
に、前記計測機器からの信号線を、前記シリンダチュー
ブ５１内部にかかる圧力が漏出しない状態を保持したま
まで外部に出すことができなかった。

【０００６】第４に、前記ロッド５２を、土などの物体
に挿入する際に、前記ロッド５２が前記物体から抵抗を
受けるため、挿入が困難であった。

【０００７】本発明は、ロッドの押送力を瞬間的に制御
することができるシリンダ装置を提供することを目的と
する。

【０００８】本発明の他の目的は、ロッドに不純物が付
着した場合においても、その不純物が装置内部に混入し
ないことより、劣悪な環境下においても使用することが
できるシリンダ装置を提供することである。

【０００９】本発明の他の目的は、ロッドの両端が絶え
ず外部に露出しているシリンダ装置を提供することであ
る。

【００１０】本発明の他の目的は、ロッドの、土などの
物体への圧入を可能にするシリンダ装置を提供すること
である。

【００１１】本発明の他の目的は、搭載した計測機器に
より、対象物体の計測を可能にするシリンダ装置を提供
することである。

【００１２】本発明の他の目的は、フリーピストンとピ
ストンとを任意に結合、あるいは切り離しすることがで
きるシリンダ装置を提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、ロッドの伸展量を計
測できるシリンダ装置を提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、地中に埋設された地
雷を地上より探査するセンサを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに１番目の発明では、シリンダチューブ内にロッドを
備えたピストンを摺動自在に嵌挿してロッド室、および
ヘッド室を形成し、前記ヘッド室内にフリーピストンを
設け、前記フリーピストンを往復動作させて前記ピスト
ンに衝打させることを繰り返すことにより前記ロッドを
押送することを特徴としている。

【００１６】２番目の発明では、ロッドを覆うジャバラ
を取り付けたことを特徴としている。

【００１７】３番目の発明では、シリンダチューブの全
長よりも長いロッドを有し、前記ロッドの両端がシリン
ダチューブの外部に絶えず露出していることを特徴とし
ている。

【００１８】４番目の発明では、ロッド部の先端を鋭利
に加工し、前記ロッド部の物体への挿入を容易とするこ
とを特徴としている。

【００１９】５番目の発明では、ロッド部に計測装置を
取り付け、前記計測センサを物体に圧接させることによ
り対象物体の計測を行うことを特徴としている。

【００２０】６番目の発明では、シリンダチューブ内に
ロッドを備えたピストンを摺動自在に嵌挿してロッド
室、およびヘッド室を形成し、前記ヘッド室内にフリー
ピストンを設け、前記フリーピストンを往復動作させて
前記ピストンに衝打させることを繰り返すことにより前
記ロッドを押送する、また、前記フリーピストンと前記
ピストンとを瞬時に保持する機構を有することを特徴と
している。

【００２１】７番目の発明では、ロッド伸展量計測セン
サにより、前記ロッドの伸展量の計測を行う事を特徴と
している。

【００２２】８番目の発明では、前記シリンダ装置を地
雷センサに用いたことを特徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、シリンダ装置に関わる第１
の発明の実施の形態について、図１を参照しながら詳細
に説明する。前記シリンダ装置は、シリンダチューブ１
を有している。前記シリンダチューブ１内部には、ピス
トン３、および前記ピストン３よりも大きな圧力作用面
積をもったフリーピストン４が摺動自在に嵌挿されてい
る。なお、前記ピストン３、および、前記フリーピスト
ン４と、前記シリンダチューブ１内部との摩擦力の発生
を防止するために、潤滑油などを前記シリンダチューブ
１内部と前記フリーピストン４、および前記ピストン３
との間に塗布するのが好ましい。また、前記シリンダチ
ューブ１外部には、第１端壁６、および第２端壁７が取
り付けられている。

【００２４】前記ピストン３は、前記ピストン３と前記
第２端壁７との間にロッド室５を画成し、前記ピストン
３と前記第１端壁６との間にヘッド室１０を画成してい
る。前記フリーピストン４は、前記ヘッド室１０内に嵌
挿されている。

【００２５】そして、前記ロッド室５は第１の電磁切換
弁１２を介し、前記ヘッド室１０は第２の電磁切換弁１
３を介してタンク１４にそれぞれ接続されている。前記
電磁切換弁１２、１３は、いずれも非励磁状態で前記ロ
ッド室５、および前記ヘッド室１０を大気に開放し、励
磁状態で前記ロッド室５、および前記ヘッド室１０を前
記タンク１４に連通させる。なお、前記タンク１４は、
油圧、空圧などの流体を加圧して前記シリンダチューブ
１に供給できるものであればよいが、実際の使用におけ
る簡便さを考慮すると空圧が好ましい。

【００２６】前記電磁切換弁１２、１３はコントローラ
１５によって制御される。前記コントローラ１５は、前
記ロッド室５、および前記ヘッド室１０に流体圧をかけ
る時間を演算し、その結果を基に前記第１電磁弁１２、
および前記第２電磁弁１３の励磁・非励磁時間を算出
し、出力する。

【００２７】前記シリンダチューブ１は耐圧容器、およ
び内部に設置する前記ピストン３と前記フリーピストン
４が往復作動する際のガイドの役割を果たす。形状は円
筒形、角パイプ形などパイプ状の形状であればよいが、
前記フリーピストン４に効果的に圧力をかけられる点よ
り、円筒形が好ましい。材質はアルミニウム、スチール
などの金属の他、硬化プラスチックなど、内部にかかる
圧力に耐えうる材質ならばよいが、装置の軽量化と耐久
性を兼ね備えた材質として、アルミニウムが好ましい。

【００２８】前記ピストン３は、ロッド２を結合してお
り、前記フリーピストン４から与えられた衝撃力により
前記シリンダチューブ１内部を摺動することで、前記ロ
ッド２を押送させる。前記ピストン３は、前記シリンダ
チューブ１の内径よりも１〜２ｍｍ程度小さい径の円柱
形であるが、前記シリンダチューブ１の内部形状に即し
た形状であり、前記ヘッド室１０側の面積が、前記シリ
ンダチューブ１の断面積よりも小さければよい。材質は
スチールであるが、アルミニウム、硬化プラスチックな
ど、前記フリーピストン４が与える衝撃力により塑性変
形しない材質であればよい。

【００２９】前記ピストン３は、前記ロッド室５側の面
に前記ロッド２を備えている。前記ピストン３の前記ロ
ッド室５側の面にねじ孔を設け、前記ロッド２に切った
ねじによりねじ止めされているが、接着、焼きばめなど
前記ピストン３と前記ロッド２との結合が失われないよ
うな方法であれば結合方法は問わない。

【００３０】前記ピストン３には流体が通過するための
円筒形の孔９が開いており、前記ピストン３と前記フリ
ーピストン４との間の空間と、前記ロッド室５との間に
圧力差を生じさせないようにしてある。なお、この圧力
差を生じさせない方法は、この方法には限らない。例え
ば、流体が通過するための孔の形状を多角形状にする、
あるいは、前記ピストン３においては、形状を前記シリ
ンダチューブ１の内部形状に即した形状としたが、前記
フリーピストン４を衝打させたときの衝撃力を前記ロッ
ド２に伝えることが可能となる範囲内において、形状を
前記シリンダチューブ１の内部形状に関わらず、例えば
凹多角形のように、前記ピストン３にかかる圧力の作用
面積を小さくするような形状にすることによっても圧力
差を生じさせなくすることが可能となる。

【００３１】前記ロッド２は前記ピストン３と結合さ
れ、押送されることにより、前記シリンダチューブ１の
外部に出ている端面（以下、この面を「ロッド先端」と
呼ぶ）に取り付けたセンサ、テーブルなどの物体を押送
させることが可能となるほか、地面や粘土などの物体に
衝打させることによりそれらの物体を圧壊させることも
可能となる。前記ロッド２は、円筒形の棒であるが、角
柱など、軸に垂直方向の断面形状が同一な棒状の形状で
あればよい。この他、パイプ形など、中空部分を持った
形状にすると、ロッド先端に取り付けたセンサなどから
の信号線、電力線などを内包することもできる。材質は
スチールであるが、アルミニウムなどの金属の他、プラ
スチックなど、押送、あるいは物体との衝打の際に塑性
変形しない材質であればよい。

【００３２】前記フリーピストン４は、前記シリンダチ
ューブ１内部にかかる圧力を利用して、前記シリンダチ
ューブ１内部を往復作動する。前記第１電磁弁１２が励
磁され、前記第２電磁弁１３が非励磁の状態であると、
前記タンク１４からの流体圧が前記ロッド室５にかか
り、その圧力が、前記流体通過孔９を通り、前記フリー
ピストン４の前記第２端壁７側の面にかかることによ
り、前記フリーピストン４は前記第１端壁６側へと移動
する。次に、前記第２電磁弁１３を励磁し、前記第１電
磁弁１２を非励磁とすると、前記タンク１４からの流体
圧が前記ヘッド室１０にかかり、前記フリーピストン４
は、前記第２端壁７方向に移動し、さらに移動すると前
記ピストン３に衝打し、前記ピストン３を前記第２端壁
７方向に押送する。この動作を繰り返すことにより、前
記ロッド２を押送させることが可能となる他、前記ロッ
ド先端に物体がある場合にも、その物体を圧壊させて前
記ロッド２を押送させることができる。

【００３３】前記フリーピストン４は、前記シリンダチ
ューブ１の内径とほぼ同じ径を持つ円柱形であるが、前
記シリンダチューブ１の内部形状に即した形状であり、
前記シリンダチューブ１内部にかかる圧力を漏出せずに
受けることができる形状ならばよい。材質はスチールで
あるが、アルミニウム、硬化プラスチックなど、前記ピ
ストン３に衝撃力を与え、前記ロッド２を押送させる力
を生じるのに充分な質量を持つ材質であればよい。な
お、前記シリンダチューブ１内部にかかる圧力を最大限
に活用するために、前記フリーピストン４の前記シリン
ダチューブ１に接する面にスリットを刻み、そのスリッ
トにＯリングなどをはめ込むことにより、圧力作用面積
を増加させることが好ましい。

【００３４】前記第１端壁６、および前記第２端壁７
は、前記シリンダチューブ１にねじ止め、接着、焼きば
めなど、前記シリンダチューブ１内部にかかる圧力を漏
出させない方法により結合されるが、前記シリンダチュ
ーブ１内部の維持管理の容易さの点より、ねじ止めが好
ましい。材質は、前記シリンダチューブ１と同材質が好
ましいが、アルミニウム、スチールなどの金属の他、硬
化プラスチックなど、前記シリンダチューブ１内部にか
かる圧力に耐えうる材質ならばよい。

【００３５】なお、前記第２端壁７には前記ロッド２が
通るための孔と、前記シリンダチューブ１内部にかかる
圧力を漏出させないためのＯリング８を取り付けるため
のスリットを設けてある。なお、圧力を漏出させないた
めの方法は、Ｏリングには限らない。例えば、前記第２
端壁７と前記ロッド２との間に、高粘度のゲル状物質を
封入する方法がある。

【００３６】本発明の構成において、前記電磁切替弁１
２、１３の励磁・非励磁の周期を長くすると、前記シリ
ンダチューブ１内部における前記フリーピストン４の移
動距離が長くなり、加速度が大きくなる。このことによ
り、前記フリーピストン４が前記ピストン３に衝打した
際に生じる衝撃力が大きくなり、前記ロッド２の押送力
を強めることができる。また、これとは反対に、前記電
磁切替弁１２、１３の励磁・非励磁の周期を短くする
と、前記フリーピストン４の移動距離が短くなり、加速
度が小さくなる。このことにより、前記ピストン３に衝
打した際に生じる衝撃力が小さくなり、前記ロッド２の
押送力を弱めることができる。なお、前記電磁切替弁１
２、１３の励磁・非励磁の周期の変更は、前記コントロ
ーラ１５により随時行うことが可能である。

【００３７】以上のことから、本実施の形態によれば、
前記シリンダ装置における前記ロッド２の押送力を瞬間
的に制御することが可能となる。

【００３８】なお、本発明は実施の形態に限らず本発明
の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００３９】次に、シリンダ装置に関わる第２の発明の
実施の形態について、図２を参照しながら詳細に説明す
る。図２は、図１のシリンダ装置における前記ピストン
３と前記第２端壁７との間に、前記シリンダチューブ１
の内径よりも小さい外径、かつ、前記ロッド２の外径よ
りも大きい内径を持つジャバラ２２を結合したことを示
す図である。結合方法は、ねじ止め、接着など、結合が
失われない方法であればよい。なお、この結合の際、前
記シリンダチューブ１内部にかかる圧力を前記ジャバラ
２２内部に漏出させないような結合方法を採ると、第１
の発明における構成の様に、前記シリンダチューブ１内
部にかかる圧力を前記シリンダチューブ１の外部に漏出
することを、前記第２端壁７に前記Ｏリング８を取り付
けることにより防ぐ必要はなく、前記Ｏリング８を省略
することができる。このことにより、前記ロッド２と前
記Ｏリング８との間の摩擦を無くすことができること
で、前記ロッド２の往復作動を滑らかに行うことが可能
となる。

【００４０】また、前記ロッド２を地中に挿入したあと
に、抜き取ると、前記ロッド２には土などの不純物が付
着している場合が多い。前記ジャバラ２２を装着しない
状態で、前記不純物が付着したまま前記ロッド２を前記
シリンダチューブ１内部に引き入れると、前記シリンダ
チューブ１内部、また、前記シリンダチューブ１内部を
通じて、前記第１電磁弁１２、および第２電磁弁１３に
前記不純物が混入してしまい、前記シリンダ装置の動作
に著しい支障を来す可能性がある。これに対し、前記ジ
ャバラ２２を装着していると、これらの支障をなくすこ
とができる。

【００４１】前記ジャバラ２２の形状は、伸縮性に富
み、伸縮の過程において、前記シリンダチューブ１内部
や、前記ロッド２に触れることで摩擦力を生じ、前記ピ
ストン３の往復作動を阻害してしまう形状でなければよ
い。また、前記ジャバラ２２の材質は、ゴム、プラスチ
ックなどの他、スチール、アルミニウムなどの金属製な
ど、前記ジャバラ２２を構成するのに適格な材質であれ
ばよい。

【００４２】なお、本実施の形態においては前記ジャバ
ラ２２を使用したが、ジャバラに限らず、代替品として
布やフィルム状のものなど、伸縮性に富み、伸縮の過程
において、前記シリンダチューブ１内部や、前記ロッド
２に触れることで摩擦力を生じ、前記ピストン３の往復
作動を阻害してしまう形状ではなく、かつ、前記シリン
ダチューブ１内部にかかる圧力を外部に漏出させないも
のであればよい。また、ジャバラなどの取り付けは、前
記シリンダチューブ１内部に限らず、前記ロッド２の外
部を覆う形であれば、前記シリンダチューブ１の外部に
取り付けても良い。

【００４３】以上のことから、本実施の形態によれば、
前記シリンダ装置における前記ロッド２と、前記第２端
壁７に取り付けた前記Ｏリング８との間に生じる摩擦力
を無くすことができることで、前記ロッド２の往復作動
を滑らかに行うことが可能となる他、前記ロッド２に付
着した不純物が前記シリンダチューブ１内部など、前記
シリンダ装置内部に混入してしまい、前記シリンダ装置
の動作に著しく支障を来す可能性をなくすことができ
る。

【００４４】なお、本発明は実施の形態に限らず本発明
の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００４５】次に、シリンダ装置に関わる第３の発明の
実施の形態について、図３を参照しながら詳細に説明す
る。図３は、図１のシリンダ装置における前記ロッド２
に換えて、全長を前記ロッド２の全長の２倍以上に延ば
したロッド２’を取り付け、前記ロッド２’の両端が、
前記ロッド２’の動きによらず、絶えず前記シリンダチ
ューブ１の外部に出ている状態にする。図１のシリンダ
装置における前記ピストン３に前記ロッド２’が通るよ
うな貫通穴を開けたものを前記ロッド２’の中点にねじ
止めや接着など、前記ピストン３と前記ロッド２との結
合が失われないような方法により結合させ、さらに、前
記第１端壁６に換わり、前記ロッド２’が通るための孔
を開けた第１端壁６’を取り付け、その孔に前記シリン
ダチューブ１内部にかかる圧力を漏出させないためのＯ
リング８’を取り付ける。また、図１のシリンダ装置に
おける前記フリーピストン４に、前記ロッド２’との間
に摩擦を生じないような貫通孔を設ける。前記フリーピ
ストン４と前記ロッド２’は結合されず、前記フリーピ
ストン４は前記ロッド２’に関係なく前記シリンダチュ
ーブ１内部を往復作動できる。

【００４６】以上のことから、本実施の形態によれば、
前記ロッド２’の両端が、前記ロッド２’の動きによら
ず、絶えず前記シリンダチューブ１の外部に出ているこ
とになるために、前記ロッド２’の片端にセンサなどの
計測機器を取り付け、土などの物体に挿入する際に、前
記ロッド２’をパイプ状の形状にすることにより、前記
計測機器からの信号線を、前記シリンダチューブ１内部
にかかる圧力が漏出しない状態を保持したままで外部に
引き出すことが可能となる。またその際、前記ロッド
２’の移動量が、たとえ片端が土などの物体に挿入され
ていたとしても、もう片端が前記シリンダチューブ１の
外部に出ているために、その部分の移動量から推測でき
るので、前記ロッド２’を土などの物体に挿入した場合
などにおいても、前記ロッド２’の移動量の測定が容易
となる。さらに、前記フリーピストン４に貫通孔を開
け、前記貫通孔に前記ロッド２’を通す構成より、前記
フリーピストン４が前記シリンダチューブ１内部を摺動
する際に、前記フリーピストン４が傾くことによる、前
記シリンダチューブ１内部との摩擦の発生を防ぐ、ガイ
ドの役割を果たすこともできる。

【００４７】なお、本発明は実施の形態に限らず本発明
の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００４８】次に、シリンダ装置に関わる第４の発明の
実施の形態について、図４、および図５を参照しながら
詳細に説明する。図４は図１のシリンダ装置における前
記ロッド先端を円錐状に加工した事を示す図である。な
お、この加工は、前記ロッド先端が鋭利となるのであれ
ば、円錐状には限らない。この加工により、前記ロッド
先端が土などの物体に接触したあと、その状態からさら
に前記ロッド２を押送し、土などの物体に圧入させてい
く場合の、前記ロッド先端にかかる、土などの物体から
受ける抵抗を、加工をする前と比較すると小さくするこ
とができる。

【００４９】図５は図４と同様、図１のシリンダ装置に
おける前記ロッド先端を円錐状に加工した事を示す図で
あるが、図４と異なるのは、前記ロッド先端部の一部分
が、前記ロッド２本体よりも大きな断面積を有すること
である。図５における前記ロッド２を土などの物体に挿
入すると、前記ロッド２本体よりも大きな断面積を有す
る部分を有することにより、前記物体に前記ロッド２本
体よりも大きな穴が空くこととなる。このことにより、
図４における前記ロッド２の形状の場合には、前記ロッ
ド２本体と前記物体との間に摩擦が生じるために、前記
ピストン３から前記ロッド２に加わった力を完全には前
記ロッド２の押送力に使うことができなかったことに対
し、図５における前記ロッド２の形状の場合には、前記
ロッド２本体と前記物体との間に空間が生じ、摩擦が発
生しないために、前記ピストン３から前記ロッド２に加
わった力を完全に前記ロッド２の押送力に使うことが可
能となる。

【００５０】以上のことから、本実施の形態によれば、
前記シリンダ装置における前記ロッド２の、土などの物
体への圧入を容易とすることができる。

【００５１】なお、本発明は実施の形態に限らず本発明
の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００５２】次に、シリンダ装置に関わる第５の発明の
実施の形態について、図６を参照しながら詳細に説明す
る。図６は図１におけるシリンダ装置の前記ロッド２先
端に圧力計測センサ１６を取り付けた事を示す図であ
る。このことにより、前記ロッド先端が物体に接触した
際、その圧力を検出することにより、前記ロッド先端の
接触状況を推測することが可能となる。

【００５３】また、前記圧力計測センサ１６に換わり、
温度センサを取り付けると、プローブ先端の温度を計測
できることから、たとえば地温の計測が可能となる。前
記圧力計測センサ１６に換わり、有毒ガス検出センサを
取り付けると、たとえば地中に含まれる有毒ガスの検出
が可能となる。前記圧力計測センサ１６に換わり、加速
度ピックアップを取り付けると、インパクトハンマーと
しても使用できる。その他にも、様々な計測機器を取り
付けることにより、各種の計測が実現できる。

【００５４】以上のことから、本実施の形態によれば、
前記シリンダ装置における前記ロッド２に圧力センサな
どの各種計測機器を取り付けることにより、その目的に
応じた計測を実現できる。

【００５５】なお、本発明は実施の形態に限らず本発明
の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００５６】次に、シリンダ装置に関わる第６の発明の
実施の形態について、図７、図８、および図９を参照し
ながら詳細に説明する。図７は、図１のシリンダ装置に
おいて、前記ピストン３と前記フリーピストン４とを任
意に結合させることを目的として、前記フリーピストン
４に第１の保持機構１７、前記ピストン３に第２の保持
機構１８を取り付けたことを示す図である。前記第１保
持機構１７は、２つの爪を持つ爪付き板バネ１７ａと突
起１７ｂから構成されている。前記シリンダ装置におけ
る、第１端壁６は、端壁６ａの他、爪付き板バネ６ｂ、
突起２４、モーター２５ａ、およびギア２５ｂにより構
成する。また、前記シリンダチューブ１内部に、前記第
１保持機構１７と前記第１端壁６ａとの直接の衝打によ
る破壊を防止するストッパー２３を取り付けてある。

【００５７】前記爪付き板バネ１７ａは、短冊状の形状
をしており、前記フリーピストン４の第１端壁６ａ側の
面にのみ結合されている。材質はスチールであるが、プ
ラスチックなど、前記爪付き板バネ１７ａにおける爪を
持ち上げた際に塑性変形しない材質であればよい。前記
突起１７ｂは、円柱形の形状であり、前記フリーピスト
ン４に前記フリーピストン４から抜け出ない範囲内にお
いて摺動自在に取り付けてある。前記突起１７ｂにはス
リット１７ｃ、およびスリット１７ｄが刻んである。材
質はスチールであるが、アルミニウムなど、前記爪付き
板バネ６ｂ、および前記爪付き板バネ１７ａにより塑性
変形しない材質であればよい。前記突起２４は円柱形の
形状をしてあり、前記ギア２５ｂと噛み合うギアが刻ん
である。前記突起２４は、前記第１端壁６ａに前記第１
端壁６ａから抜け出ない範囲内において摺動自在に取り
付けてある。材質はスチールであるが、アルミニウムな
ど、前記突起１７ｂとの衝突により塑性変形しない材質
であればよい。前記爪付き板バネ６ｂは、短冊状の形状
をしており、前記第１端壁６ａとのみ結合されている。
材質はスチールであるが、プラスチックなど、前記爪付
き板バネ６ｂにおける爪を持ち上げた際に塑性変形しな
い材質であればよい。前記ストッパー２３は円筒形の形
状をしてあり、前記シリンダチューブ１内部に固定す
る。材質はゴムであるが、プラスチックなど、前記フリ
ーピストン４が衝打した際にその衝撃力を吸収するよう
な材質であればよい。

【００５８】図７に示した状態において、前記フリーピ
ストン４を前記ピストン３に衝打させると、前記爪付き
板バネ１７ａの前記ピストン３側の爪が前記第２保持機
構１８に噛み合う。この状態において、前記フリーピス
トン４と前記ピストン３とは結合し、一体となって動作
する。また、あらかじめ、前記突起２４を前記第１端壁
６ａに取り付けた前記モーター２５ａ、および前記ギア
２５ｂにより前記ピストン３方向へ移動させ、前記爪付
き板バネ６ｂの爪を前記シリンダチューブ１の側壁方向
へ押し上げた状態にする。この状態において、結合され
た前記フリーピストン４と前記ピストン３を前記第１端
壁方向に衝打させると、前記突起１７ｂが前記突起２４
に衝打されることにより、前記フリーピストン４内部に
圧入され、前記爪付き板バネ１７ａの前記第１端壁６ａ
側の爪を持ち上げることにより、前記爪付き板バネ１７
ａの前記ピストン３側の爪と前記第２保持機構１８との
噛み合いが解放され、さらに、前記スリット１７ｃに前
記第１端壁６ａ側の爪がひっかかり、前記爪付き板バネ
１７ａの前記ピストン３側の爪と前記第２保持機構１８
との噛み合いが解放された状態を保持する。この状態に
おいて、前記フリーピストン４を前記ピストン３に衝打
させても、前記爪付き板バネ１７ａの前記ピストン３側
の爪と前記第２保持機構１８との噛み合いが生じない。

【００５９】前記突起１７ｂが前記フリーピストン４に
圧入された状態において、前記突起２４を前記モーター
２５ａ、および前記ギア２５ｂにより前記第１端壁６ａ
方向へ移動させ、前記爪付き板バネ６ｂの爪を前記シリ
ンダチューブ１の側壁方向へ押し上げた状態を解消す
る。この状態において、前記フリーピストン４を前記第
１端壁６ａ方向に衝打させると、前記スリット１７ｄと
前記爪付き板バネ６ｂの爪が噛み合う。この状態におい
て、前記フリーピストン４を前記ピストン３側に動作さ
せると、前記突起１７ｂが前記爪付き板バネ６ｂに固定
されたまま前記フリーピストン４が動作するために、前
記爪付き板バネ１７ａの前記第１端壁６ａ側の爪と前記
スリット１７ｃとの噛み合いが解放される。さらに前記
フリーピストン４を動作させると、前記スリット１７ｄ
と前記爪付き板バネ６ｂの爪との噛み合いが解放され、
図７に示す状態に戻る。このことにより、前記フリーピ
ストン４と前記ピストン３との任意の瞬間の結合・切り
離しが可能となる。

【００６０】図８は前記ピストン３に電磁石１９を埋め
込んだ状態を示している。前記電磁石１９を励磁させる
ための電気線は、前記ロッド２をパイプ状にしたうえで
内包するなどの方法で前記シリンダ装置外部に出す。前
記フリーピストン４は前記電磁石１９を励磁させると両
者が吸着するような材質にしておくことにより、前記フ
リーピストン４と前記ピストン３との任意の瞬間の結合
・切り離しが可能となる。

【００６１】図９は、図１のシリンダ装置において、前
記ピストン３と前記フリーピストン４とを任意に結合さ
せることを目的として、前記フリーピストン４に第１の
保持機構１７、および第２の保持機構１８を取り付けた
ことを示す図である。図９において、前記第１保持機構
１７は、磁石１７ｅ、突起１７ｊ、板バネ１７ｇ、板バ
ネ１７ｈ、および板バネ１７ｉから構成される。また、
前記第２保持機構１８は、流体通過孔１８ａと電磁切替
弁１８ｂから構成される。

【００６２】前記突起１７ｊは、円柱形の形状であり、
前記フリーピストン４に前記フリーピストン４から抜け
出ない範囲内において摺動自在に取り付けてある。材質
はスチールであるが、アルミニウムなど、塑性変形しな
い材質であればよい。前記板バネ１７ｇ、１７ｈ、１７
ｉは、それぞれが円筒状の板バネであり、前記突起１７
ｊに結合してある。材質はスチールであるが、プラスチ
ックなど、前記突起１７ｊの動作範囲内において塑性変
形しない材質であればよい。前記磁石１７ｅは永久磁石
であり、前記突起１７ｊに結合されている。前記ピスト
ン３は、材質を、前記磁石１７ｅに吸着する材質とす
る。

【００６３】前記磁石１７ｅがどの位置にある場合にお
いても、板バネ１７ｇ、１７ｈ、１７ｉによる前記突起
１７ｊの引っ張り力が第１端壁６方向で、しかも前記引
っ張り力の絶対値が前記ピストン３方向の磁気吸着力と
常に一致するような非線形特性を持たせるように、前記
板バネ１７ｇ、１７ｈ、１７ｉの作動間隙をずらすこと
により近似的に実現できるように、前記フリーピストン
４内部に前記板バネ１７ｇ、１７ｈ、１７ｉの形状に即
したスリット１７ｆを設ける。この構成により、前記磁
石１７ｅの左右動には磁気吸着力とバネ力がバランス
し、何のエネルギも必要としなくなる。しかしその一方
で、前記フリーピストン４が前記ピストン３に吸着する
力は、前記磁石１７ｅが前記ピストン３に接している状
態では、前記フリーピストン４は前記板バネ１７ｇ、１
７ｈ、１７ｉで前記ピストン３に強力に押しつけられ、
前記磁石１７ｅが充分に前記ピストン３から離れている
とその押しつけ力がゼロになると、最大値からゼロまで
変動する。この効果により、前記磁石１７ｅは、容易に
引き剥がせる。

【００６４】前記流体通過孔１８ａは、前記ピストン３
に開けた孔であり、前記フリーピストン４側は、前記フ
リーピストン４の中心に向けて孔が空いている。前記電
磁弁１８ｂは励磁状態で前記流体通過孔１８ａに流体を
通過させ、非励磁状態で前記流体通過孔１８ａを閉じ
る。

【００６５】図９において、前記ロッド先端が物体と接
している状態とすると、前記ピストン３はこの状態で前
記第１端壁６と反対方向には動作できないこととなる。
この状態において、前記フリーピストン４を前記ピスト
ン３に衝打させる。その衝撃力により、前記磁石１７ｅ
が前記ピストン３と接触し、前記フリーピストン４と前
記ピストン３とが磁力により吸着する。この状態のまま
前記フリーピストン４を動作させると、前記ピストン３
と一体となり動作することとなる。

【００６６】前記フリーピストン４と前記ピストン３と
が磁力により吸着した状態において、前記電磁弁１８ｂ
を励磁させると前記流体通過孔１８ａが開く。この状態
で、前記第１電磁切替弁１２を励磁すると、前記ロッド
室５にかかる圧力が前記流体通過孔１８ａを通り、前記
磁石１７ｅを押送するために、前記フリーピストン４と
前記ピストン３との接触が解消され、前記フリーピスト
ン４と前記ピストン３との結合が解消し、図９に示す状
態に戻る。このことにより、前記フリーピストン４と前
記ピストン３との任意の瞬間の結合・切り離しが可能と
なる。

【００６７】以上のことから、本実施の形態によれば、
図７、図９における前記保持機構１７、１８の動作、お
よび、図８における前記電磁石１９の励磁、非励磁によ
り前記フリーピストン４と前記ピストン３が結合され、
前記流体流出入孔９がふさがれることにより、前記タン
ク１４から前記電磁切替弁１２、１３を通じて供給され
る流体により、前記フリーピストン４と前記ピストン３
は一体となって動作することが可能となる。この状態の
まま、前記電磁切替弁１２を励磁させることにより、前
記ピストン３、および前記ピストン３に結合されている
前記ロッド２を前記シリンダチューブ１内部に引き戻す
ことが可能となる。

【００６８】次に、シリンダ装置に関わる第７の発明の
実施の形態について、図１０、図１１、図１２、および
図１３を参照しながら詳細に説明する。図１０は、ロッ
ド伸展量計測センサ１１を示す図である。前記ロッド伸
展量計測センサ１１は、可変抵抗２６、第１保持部２７
ａ、第２保持部２７ｂ、およびプーリー２８からなる。
前記可変抵抗２６は、軸の回転量により内部の抵抗値が
変わる装置であり、ポテンショメーターなどを代替品と
して使用しても良い。前記可変抵抗２６は、本体部分を
前記第１保持部２７ａに固定されており、軸部分を前記
第１保持部２７ａ、および前記第２保持部２７ｂに、ベ
アリングなどを介して回転自由に固定される。前記可変
抵抗２６の軸部分には、前記プーリー２８が固定されて
おり、前記プーリー２８の回転に伴い、前記可変抵抗２
６の軸が回転することで、前記可変抵抗２６の抵抗値が
変化する。

【００６９】前記プーリー２８には、片端を前記ロッド
２に固定されたワイヤが前記プーリー２８に巻き付けた
うえで固定してある。このことにより、前記ロッド２が
伸展すると、前記ワイヤが引っ張られることにより、前
記プーリー２８とともに、前記可変抵抗２６の軸も回転
することで、前記可変抵抗２６の抵抗値が変化する。前
記可変抵抗２６の軸部分の回転量と、前記可変抵抗２６
の抵抗値との関係をあらかじめ把握しておくことで、前
記ロッド２の伸展量を計測できることが可能となる。前
記可変抵抗２６の軸に、前記ロッド２が伸展していく際
の回転方向と逆向きに力を発生するような渦巻き状のバ
ネなどの装置を装着しておくと、前記ロッド２が前記シ
リンダチューブ１に引き戻される際も前記ワイヤを巻き
取ることができ、かつ、前記ロッド２が前記シリンダチ
ューブ１に引き戻される方向の移動量も測定できる。

【００７０】なお、前記ロッド伸展量計測センサ１１
は、前記ロッド２の伸展量を測定するための方法の一例
であり、この方法に限らない。代替品としては、光学
的、物理的な変位センサ、レーザーなどを用いた長さセ
ンサなどが考えられる。

【００７１】図１２は、前記ロッド伸展量計測センサ１
１を、図１のシリンダ装置に装着したことを示す図であ
る。前記ロッド伸展量計測センサ１１における前記保持
部２７ａ、および前記保持部２７ｂを前記シリンダ装置
における前記第２端壁７に固定することで、前記ロッド
伸展量計測センサ１１を前記シリンダ装置に装着する。

【００７２】図１１は、前記ロッド伸展量計測センサ１
１を装着した際の、前記コントローラ１５の動作方法に
ついて示した図である。前記ロッド伸展量計測センサ１
１からの信号が、前記コントローラ１５の入力部１５ａ
に入力される。その後、前記入力部１５ａから演算部１
５ｂに、前記ロッド伸展量計測センサ１１から出力され
た信号が、アナログである場合にはデジタルに変換する
など、適切な処理がなされた後に、信号が出力される。
前記入力部１５ａを構成する装置としては、前記ロッド
伸展量計測センサ１１の構成にも依存するが、アナログ
入力ポート、アナログ／デジタル変換部などから構成さ
れるＡＤボードや、前記ＡＤボードを稼働させるための
電源系などが考えられる。

【００７３】前記演算部１５ｂにおいては、前記入力部
１５ａから入力された信号を基に、目的に応じた演算を
行う。演算を行う内容としては、前記ロッド伸展量計測
センサ１１からの信号から前記ロッド２の伸展量を算出
することなどが考えられる。また、前記シリンダチュー
ブ１内に供給する圧力と、前記シリンダチューブ１の断
面積を基に、前記シリンダチューブ１内に圧力が供給さ
れる時間が分かれば前記フリーピストン４の移動量が計
算できることから、前記ピストン３に衝打する際に与え
る衝撃力を、前記圧力供給時間を演算することにより任
意に設定することが可能となる。ここで、前記ロッド伸
展量計測センサ１１を用いることで、前記ロッド２の伸
展量を基に、前記ピストン３の移動量が分かり、そのこ
とで、前記フリーピストン４と前記ピストン３の間の距
離が分かるので、前記ロッド２が押送されて、前記フリ
ーピストン４と前記ピストン３の間の距離が初期位置と
異なった状況になった場合においても、補正を行うこと
が可能となる。これらの演算結果は、出力部１５ｃへと
出力される。前記演算部１５ｂを構成する装置として
は、演算用ＣＰＵ、メモリー、およびそれらを稼働させ
るための電源系などにより構成されるパーソナルコンピ
ュータ、マイクロコンピュータなどが考えられる。

【００７４】前記出力部１５ｃにおいては、前記演算部
１５ｂから入力された信号を基に、前記電磁切替弁１
２、１３へと出力を行う。前記出力部１５ｃを構成する
装置としては、前記電磁切替弁１２、１３の構成にも依
存するが、アナログ出力ポート、デジタル／アナログ変
換部などから構成されるＤＡボードや、前記ＤＡボー
ド、および前記電磁切替弁１２、１３を稼働させるため
の電源系などが考えられる。

【００７５】図１３は、上記実施例の動作手順を示した
フローチャートを示した図である。動作開始により、３
１において、前記第２電磁切替弁１３を励磁させること
により、前記ピストン３、および前記ロッド２を押送す
る。３２において、前記ロッド２の伸展量ΔＬが０とな
らず、前記ロッド２が伸びている間は前記第２電磁切替
弁１３を励磁しておく。前記ロッド２の伸展が止まり、
ΔＬが０となったら、３３において、前記第２電磁切替
弁１３を非励磁にして、前記フリーピストン４の動作を
止める。３４において、前記フリーピストン４の動作回
数Ｘ_ｉ、および、前記ロッド２の押送力を入力する。３
５において、前記ロッド伸展量計測センサ１１の計測値
Ｌを０とする。３６において、前記コントローラ１５内
の前記演算部１５ｂにおいて、前記電磁切替弁１２、１
３の励磁時間Ｔ_１２Ｔ_１３を算出する。３７において、
前記第１電磁切替弁１２を励磁する。３８において、３
７からの経過時間Ｔ_３がＴ_１２に達しない場合はそのま
ま前記第１電磁切替弁１２を励磁し、Ｔ_ａがＴ_１２に達
した場合は３９において前記第１電磁切替弁を非励磁と
する。次に、４０において、前記第２電磁切替弁１３を
励磁し、４１において、４０からの経過時間Ｔ_ｂがＴ
_１３に達しない場合はそのまま前記第２電磁切替弁１３
を励磁し、Ｔ_ｂがＴ_１３に達した場合は４２において前
記第２電磁切替弁１３を非励磁とする。次に、４３にお
いて、前記ロッド伸展量計測センサ１１の計測値Ｌが０
であれば、４５において前記ピストン３、および前記フ
リーピストン４に取り付けてある、前記保持機構１７、
１８を作動させる。４６において前記第１電磁切替弁１
２を励磁させる。４６からの経過時間Ｔ_ｃがＴ_１２に達
しない場合はそのまま前記第１電磁切替弁１２を励磁
し、Ｔ_ｃがＴ_１２に達した場合は４８において前記第１
電磁切替弁を非励磁とすることで、前記ピストン３、お
よび前記ロッド２を前記シリンダチューブ１内部に引き
戻す。次に、前記保持機構１７、１８を解除することに
より、動作開始前の初期状態に戻して動作を終了する。
４３において、前記ロッド伸展量計測センサ１１の計測
値Ｌが０でなければ、４４において、３６からの前記ロ
ッド２の動作回数ＸがＸ_ｉよりも少ない場合は３６に戻
り同様の動作を繰り返す。なお、この場合、前記電磁切
替弁１２、１３の励磁時間Ｔ_１２Ｔ_１３を算出する際に
は、補正値として前記ロッド伸展量計測センサの計測値
Ｌを利用する。４４において、３６からの前記ロッド２
の動作回数ＸがＸ_ｉよりも多い場合は動作を終了する。

【００７６】以上のことから、本実施の形態によれば、
前記シリンダ装置における前記ロッド２の伸展量が測定
できることにより、前記ロッド２を土などの物体に挿入
した際に、前記ロッド２が挿入されたことによる、前記
物体に生じた穴の深さを推測できる。また、本実施の形
態におけるシリンダ装置を複数用いると、複数の前記シ
リンダ装置における前記ロッド２が、同一の物体に接触
していた際に、各々の装置間の距離と、各々の前記ロッ
ド２の伸展量とから、前記接触物体の形状を推測するこ
とができる。このことにより、例えば地中に埋設された
物体など、ある物体間に内包された物体の形状を推測す
ることが可能となる。

【００７７】なお、本発明は実施の形態に限らず本発明
の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００７８】次に、地雷センサに関わる発明の実施の形
態について、図１４を参照しながら説明する。図１４
は、本発明のシリンダ装置の応用例を示している。ここ
では、地中に埋設された地雷を発見するセンサを取り上
げる。

【００７９】このシリンダ装置を地上に設置し、前記電
磁切替弁１２、および前記電磁切替弁１３の励磁、非励
磁状態を切り替えることにより前記フリーピストン４を
前記ピストン３に衝打させることを繰り返すことによ
り、前記ロッド２を地中へと挿入させる。本発明のシリ
ンダ装置の動作方法を用いると、前記ロッド２の先端に
衝撃力を与えながら、前記ロッド２を地中に挿入する事
が可能であるため、地中に含まれる小石や砂粒などの粉
体を砕壊させながら前記ロッド２を押送できることによ
り、従来のシリンダ装置における、供給する流体の圧力
をそのままロッドに伝達して前記ロッドを圧入させる方
法に比較して、容易なロッドの挿入を実現できる。

【００８０】前記ロッド２の先端には前記圧力計測セン
サ１６が取り付けられているため、前記地中埋設物２０
に前記ロッド２の先端が接触した際には前記圧力計測セ
ンサ１６からの信号により認識できるようになってい
る。また、前記ロッド２の先端が前記地中埋設物２０と
接触したことが確認された後、前記フリーピストン４を
動作させ、前記ピストン３を通して前記ロッド２の先端
に衝撃力を与えることにより、前記地中埋設物２０内部
に発生させた衝撃波を、前記圧力計測センサ１６により
計測し、得た信号を高速フーリエ変換、ウェーブレット
などの解析法を用いて解析することで、前記信号に含ま
れる周波数帯の違いが明確化される。前記地中埋設物２
０の内部状態が、中空であるのか、中実であるのかによ
って、前記地中埋設物２０に衝撃を与えた際に発生する
衝撃波に含まれる周波数帯が異なることより、この方法
を用いることで前記地中埋設物２０の内部状態を推測で
きることから、測定対象となっている前記地中埋設物２
０が地雷のような中空の物体であるのか、それとも石の
ような中実の物体であるのかを判別することが可能とな
り、このことにより地雷探査作業において、危険な地雷
と安全な石との判別が可能となることから、全ての埋設
物に繊細な探査作業が要求されていた従来の探査作業と
比較すると、地雷探査作業の時間短縮を実現することが
可能となる。なお、衝撃波の測定の際、前記第１、第２
保持機構１７、１８を作動させることにより、前記ロッ
ド先端を前記地中埋設物２０に衝打させ、衝撃波を発生
させた状態を保ちながら圧接させたままでいることがで
きることから、前記ロッド先端が前記地中埋設物２０か
ら離れてしまうことによる、衝撃波の測定漏れ、あるい
は、前記フリーピストン４が前記ピストン３に衝打した
際、前記フリーピストン４と前記ピストン３との間に反
発力が生まれ、いったん前記フリーピストン４と前記ピ
ストン３が離れるものの、前記フリーピストン４に圧力
がかかり続けていた場合にはもういちど前記フリーピス
トン４と前記ピストン３とが衝打されるということから
生じる、前記圧力計測センサ１６の二度打ち、などによ
る衝撃波の測定誤差を防止することができる。

【００８１】以上のことから、本実施の形態によれば、
地中に埋設された地雷を発見するために、地中に前記ロ
ッド２を挿入し、前記ロッド先端の接触状況を前記圧力
計測センサ１６により測定することによって、前記地中
埋設物２０の存在を認識し、さらには前記圧力計測セン
サ１６からの信号を解析することにより、認識した前記
地中埋設物２０の内部状況を推測し、危険な地雷と安全
な石との判別が可能となることから、地雷探査作業の時
間短縮を図ることができる。また、前記圧力計測センサ
１６と前記地中埋設物２０との接触不良や二度打ちなど
による計測ミスを防ぐことができる。さらには、これら
のシリンダ装置を複数本並べて、前記シリンダ装置に搭
載した前記ロッド伸展量測定装置１１を用いて各々の前
記ロッド２の伸展量を測定することにより、前記地中埋
設物２０の形状を推測することで、前記地中埋設物２０
が、地雷などの幾何学形状をした、人工的な物体なの
か、石などの、幾何学形状ではない、自然界に存在する
物体なのかを判別することができることにより、前記圧
力計測センサ１６からの信号を解析することと同様に、
危険な地雷と安全な石との判別が可能となることから、
地雷探査作業の時間短縮を図ることができる。

【００８２】なお、本発明は実施の形態に限らず本発明
の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００８３】

【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。請求項１記載の発明によれば、前記シリンダ
装置における前記ロッド２の押送力を瞬間的に制御する
ことが可能となる。請求項２記載の発明によれば、シリ
ンダ装置における前記ロッド２と、前記第２端壁７に取
り付けた前記Ｏリング８との間に生じる摩擦力を無くす
ことができることで、前記ロッド２の往復作動を滑らか
に行うことが可能となる他、前記ロッド２に付着した不
純物が前記シリンダチューブ１内部など、シリンダ装置
内部に混入してしまい、前記シリンダ装置の動作に著し
く支障を来す可能性をなくすことができる。請求項３記
載の発明によれば、前記ロッド２’の両端が、前記ロッ
ド２’の動きによらず、絶えず前記シリンダチューブ１
の外部に出ていることになるために、前記ロッド２’の
片端にセンサなどの測定機器を取り付け、土などの物体
に挿入する際に、前記ロッド２’をパイプ状の形状にす
ることにより、前記測定機器からの信号線を、前記シリ
ンダチューブ１内部にかかる圧力が漏出しない状態を保
持したままで外部に引き出すことが可能となる。またそ
の際、前記ロッド２’の移動量が、たとえ片端が土など
の物体に挿入されていたとしても、もう片端が前記シリ
ンダチューブ１の外部に出ているために、その部分の移
動量から推測できるので、前記ロッド２’を土などの物
体に挿入した場合などにおいても、前記ロッド２’の移
動量の測定が容易となる。さらに、前記フリーピストン
４に貫通孔を開け、前記貫通孔に前記ロッド２’を通す
構成より、前記フリーピストン４が前記シリンダチュー
ブ１内部を摺動する際に、前記フリーピストン４が傾く
ことによる、前記シリンダチューブ１内部との摩擦の発
生を防ぐ、ガイドの役割を果たすこともできる。請求項
４記載の発明によれば、シリンダ装置における前記ロッ
ド２の、土などの物体への圧入を容易とすることができ
る。請求項５記載の発明によれば、シリンダ装置におけ
る前記ロッド２に圧力センサなどの各種計測機器を取り
付けることにより、その目的に応じた計測を実現でき
る。請求項６記載の発明によれば、図７、図９における
前記保持機構１７、１８、および図８における前記電磁
石１９を作動させると、前記フリーピストン４と前記ピ
ストン３が結合され、前記流体流出入孔９がふさがれる
ことにより、前記タンク１４から前記電磁切替弁１２、
１３を通じて供給される流体により、前記フリーピスト
ン４と前記ピストン３は一体となって動作することが可
能となる。この状態のまま、前記電磁切替弁１２を励磁
させることにより、前記ピストン３、および前記ピスト
ン３に結合されている前記ロッド２を前記シリンダチュ
ーブ１内部に引き戻すことが可能となる。また、前記ロ
ッド先端が物体と接している際には、前記電磁切替弁１
３を励磁状態にして、その状態を保っておくことで、前
記ロッド２と前記物体との間に圧接状態を保つことがで
きる。請求項７記載の発明によれば、前記シリンダ装置
における前記ロッド２の伸展量が測定できることによ
り、前記ロッド２を土などの物体に挿入した際に、前記
ロッドが挿入されたことによる、前記物体に生じた穴の
深さを推測できる。また、本実施の形態におけるシリン
ダ装置を複数用いると、複数の前記シリンダ装置におけ
る前記ロッド２が同一の物体に接触していた際に、各々
の装置間の距離と、各々の前記ロッド２の伸展量とか
ら、前記接触物体の形状を推測することができる。この
ことにより、たとえば地中に埋設された物体など、ある
物体間に内包された物体の形状を推測することが可能と
なる。請求項８記載の発明によれば、地中に埋設された
地雷を発見するために、地中に前記ロッド２を挿入し、
前記ロッド先端の接触状況を前記圧力計測センサ１６に
より測定することによって、前記地中埋設物２０の存在
を認識し、さらには前記圧力計測センサ１６からの信号
を解析することにより、認識した前記地中埋設物２０の
内部状況を推測し、危険な地雷と安全な石との判別が可
能となることから、地雷探査作業の時間短縮を図ること
ができる。また、前記圧力計測センサ１６と前記地中埋
設物２０との接触不良や二度打ちなどによる計測ミスを
防ぐことができる。さらには、これらのシリンダ装置を
複数本並べて、前記シリンダ装置に搭載した前記ロッド
伸展量測定装置１１を用いて各々の前記ロッド２の伸展
量を測定することにより、前記地中埋設物２０の形状を
推測することで、前記地中埋設物２０が、地雷などの幾
何学形状をした、人工的な物体なのか、石などの、幾何
学形状ではない、自然界に存在する物体なのかを判別す
ることができることにより、前記圧力計測センサ１６か
らの信号を解析することと同様に、危険な地雷と安全な
石との判別が可能となることから、地雷探査作業の時間
短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるシリンダ装置を示
す断面図である。

【図２】図１のシリンダ装置内部にジャバラを取り付け
ることを示す断面図である。

【図３】図１のシリンダ装置におけるロッドの全長を延
ばすことを示す断面図である。

【図４】図１のシリンダ装置におけるロッド部を鋭利に
加工することを示す図である。

【図５】図１のシリンダ装置におけるロッド部を鋭利に
加工することを示す図である。

【図６】図２のロッド部に圧力計測センサを取り付けた
ことを示す断面図である。

【図７】保持機構１７、１８の実施例を示す断面図であ
る。

【図８】保持機構１７の実施例を示す断面図である。

【図９】保持機構１７、１８の実施例を示す断面図であ
る。

【図１０】ロッド伸展量計測センサを示す正面図、およ
び側面図である。

【図１１】コントローラ１５の詳細を示すブロック図で
ある。

【図１２】図１のシリンダ装置にロッド伸展量計測セン
サ、および第１、第２保持機構を取り付けたことを示す
断面図である。

【図１３】図１２のシリンダ装置の動作手順を示すフロ
ーチャートを示す図である。

【図１４】本発明のシリンダ装置の応用例を示す断面図
である。

【図１５】従来の技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１…シリンダチューブ、２…ロッド、３…ピストン、４
…フリーピストン、５…ロッド室、６…第１端壁、６’
…第１端壁、７…第２端壁、８…Ｏリング、８’…Ｏリ
ング、９…流体流出入孔、１０…ヘッド室、１１…ロッ
ド伸展量計測センサ、１２…第１電磁切替弁、１３…第
２電磁切替弁、１４…タンク、１５…コントローラ、１
５ａ…コントローラ入力部、１５ｂ…コントローラ演算
部、１５ｃ…コントローラ出力部、１６…圧力計測セン
サ、１７…第１保持機構、１７ａ…爪付き板バネ、１７
ｂ…突起、１７ｃ…スリット、１７ｄ…スリット、１７
ｅ…磁石、１７ｆ…スリット、１７ｇ…板バネ、１７ｈ
…板バネ、１７ｉ…板バネ、１７ｊ…突起、１８ａ…流
体通過孔、１８ｂ…電磁切替弁、１８…第２保持機構、
１９…電磁石、２０…地中埋設物、２１…地面、２２…
ジャバラ、２３…ストッパー、２４…突起、２５ａ…モ
ーター、２５ｂ…ギア、２６…可変抵抗、２７ａ…第１
保持部、２７ｂ…第２保持部、２８…プーリー、５１…
シリンダチューブ、５２…ロッド、５３…ピストン、５
４…ヘッド室、５５…ロッド室、５６…第１端壁、５７
…第２端壁、５８…Ｏリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 釜 剛史 埼玉県浦和市道祖土１丁目18番９号 (72)発明者 加藤 恵輔 東京都杉並区上高井戸１丁目27番９号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブ内にロッドを備えたピ
   ストンを摺動自在に嵌挿してロッド室、およびヘッド室
   を形成し、前記ヘッド室内にフリーピストンを設け、前
   記フリーピストンを往復動作させて前記ピストンに衝打
   させることを繰り返すことにより前記ロッドを押送する
   ことを特徴とするシリンダ装置。
2. 【請求項２】 ロッドを覆うジャバラを取り付けたこと
   を特徴とする請求項１記載のシリンダ装置。
3. 【請求項３】 シリンダチューブの全長よりも長いロッ
   ドを有し、前記ロッドの両端が前記シリンダチューブの
   外部に絶えず露出していることを特徴とする請求項１記
   載のシリンダ装置。
4. 【請求項４】 ロッド部の先端を鋭利に加工し、前記ロ
   ッド部の物体への挿入を容易とすることを特徴とする請
   求項１記載のシリンダ装置。
5. 【請求項５】 ロッド部に計測装置を取り付け、計測セ
   ンサを物体に圧接させることにより対象物体の計測を行
   うことを特徴とする請求項１記載のシリンダ装置。
6. 【請求項６】 フリーピストンとピストンとを瞬時に保
   持する機構を有することを特徴とする請求項１記載のシ
   リンダ装置。
7. 【請求項７】 ロッド伸展量計測センサにより、ロッド
   の伸展量の計測を行うことを特徴とする請求項１または
   ６記載のシリンダ装置。
8. 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６、または
   ７記載のシリンダ装置を用いたことを特徴とする地雷セ
   ンサ。