JP5331986B2 - 流体圧機器の駆動検出回路及び駆動検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧力流体の供給作用下に駆動する流体圧機器の駆動状態を検出するための流体圧機器の駆動検出回路及び駆動検出方法に関する。

従来から、例えば、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に移動するピストンを有する流体圧シリンダが用いられている。このような流体圧シリンダでは、筒状のシリンダ本体の内部に画成されたシリンダ室にピストンが移動自在に設けられると共に、前記シリンダ本体の両端部にそれぞれヘッドカバー及びロッドカバーが装着され、前記シリンダ室を閉塞する構成としている。

また、このピストンの外周面には、環状溝を介してマグネットが設けられ、該マグネットの磁気を、シリンダ本体の外部に装着された磁気検出センサによって検出して電気信号として制御部へと出力することにより、前記ピストンのストローク位置を検出している。

特開２００８−２００３２号公報

しかしながら、特許文献１に係る従来技術においては、流体圧シリンダを、例えば、防爆雰囲気環境で用いる場合や電気配線が困難な環境で用いる場合には磁気検出センサによるピストンの移動検出を行うことができないという問題がある。また、流体圧シリンダが大きく可動する場合に、磁気検出センサに接続された電気配線が引っ張られて断線することが懸念される。さらに、強磁界環境で使用した場合には、磁気検出センサの誤作動を招くことが懸念され、正確にピストンの位置検出を行うことが困難となる。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、流体圧機器の設置環境に関わらず、移動体の移動状態を確実に検出することが可能な流体圧機器の駆動検出回路及び駆動検出方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、流体の供給作用下に駆動する移動体を有した流体圧機器の駆動状態を検出するための流体圧機器の駆動検出回路であって、
流体を供給するための流体供給源と、
前記流体供給源と前記流体圧機器との間を接続し、前記流体が流通する一組の配管と、
前記配管を通じて前記流体供給源から前記流体圧機器へと供給される前記流体の供給状態を切り換える切換機構と、
前記配管に設けられ、該配管内を流通する前記流体の流量を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部と前記切換機構とは第１空間部内に設けられ、
前記流体圧機器は前記第１空間部とは独立した第２空間部内に設けられ、
前記第１空間部内に配設された前記検出部と前記第２空間部内に配設された流体圧機器とは前記一組の配管によって連通されることを特徴とする。

本発明によれば、移動体を有する流体圧機器と流体供給源との間を、一組の配管で接続すると共に、検出部と切換機構とを第１空間部内に設け、流体圧機器を第１空間部とは独立した第２空間部内に設け、第１空間部内に配設された検出部と第２空間部内に配設された流体圧機器とは前記一組の配管によって連通されている。このため、流体供給源から一方の配管を通じて流体圧機器へと流体が供給され、移動体が前記流体の押圧作用下に移動する際、また、前記移動体の移動に伴って前記流体圧機器のポートから排出された流体が他方の配管へと流通する際、検出部によって前記流体の流量が検出できる。

従って、例えば、流体圧機器が、防爆雰囲気や強磁界である第２空間部内に設置された場合でも、検出部が、前記流体圧機器が設けられた第２空間部とは独立した第１空間部内に設けられているため、前記検出部によって流体の流量を安全に検出して出力することが可能となる。すなわち、流体圧機器を、防爆雰囲気環境等に設置する場合でも、検出部が前記防爆雰囲気環境とは独立した第１空間部内に設けられているため、電気信号を出力する検出部を用いた場合でも流体の流量を安全に検出し、その検出結果に基づいて前記流体圧機器における移動体の移動状態を確実に確認することができる。

また、検出部を、一組の配管の少なくともいずれか一方に設けることにより、前記配管を通じて流体圧機器へと供給される流体、又は、前記流体圧機器から排出される流体の流量を検出部によって検出することができるため、前記流量に基づいて移動体の移動状態を確実に確認することができる。

さらに、検出部を、一組の配管にそれぞれ設けることにより、前記配管を通じて流体圧機器へと供給される流体、又は、前記流体圧機器から排出される流体の流量を一組の検出部によってそれぞれ検出することができるため、前記流量に基づいて移動体の移動状態をより一層確実に確認することができる。

さらにまた、流体の流量を、検出部から検出信号として制御部へと出力することにより、前記制御部において前記検出信号から流体圧機器の移動体が移動状態にあるか停止状態にあるかを確認することができる。

またさらに、流体圧機器を、シリンダ本体と、前記シリンダ本体の内部に変位自在に設けられるピストンとを備え、前記流体の供給作用下に前記ピストンを軸線方向に沿って自在に変位させる流体圧シリンダとするとよい。

一方、本発明は、第１空間部と、前記第１空間部とは独立した第２空間部を備え、
前記第１空間部内に流体圧機器の駆動状態を検出するための検出部と、前記流体圧機器の駆動を制御する制御部を配置し、
一方、前記流体圧機器を前記第２空間部内に配置し、
前記第１空間部内の検出部と前記第２空間部内の流体圧機器とを一組の配管によって接続して流体の供給作用下に駆動する移動体を有した流体圧機器の駆動状態を検出するための流体圧機器の駆動検出方法であって、
前記一組の配管を通過して、前記流体圧機器に供給される流体、又は、該流体圧機器から排出される流体の少なくともいずれか一方の流量を前記検出部で検出する工程と、
前記検出部で検出された流体の流量を検出信号として前記制御部へと出力する工程と、
前記制御部において、前記検出信号に基づいて前記流体圧機器の移動体が移動又は停止した状態のいずれの状態にあるかを判断する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、流体供給源から配管を通じて流体圧機器へと流体が供給され、移動体が前記流体の押圧作用下に移動する際、また、前記移動体の移動に伴って前記流体圧機器のポートから排出された流体が他方の配管へと流通する際、検出部によって前記配管を流通する流体の流量が検出され、前記検出部で検出された流体の流量を検出信号として制御部へと出力した後、前記制御部において前記検出信号に基づいて前記移動体が移動状態にあるか停止した状態にあるかを判断している。

従って、検出部において検出した流体の流量に基づいて制御部で流体圧機器の移動体が移動状態にあるか停止した状態にあるかを判断し、該流体圧シリンダの駆動状態を確認することが可能となる。

また、検出信号が制御部に入力された後、該検出信号が予め設定された設定値を超えた場合に、外部に対して出力信号を出力するとよい。これにより、流体圧機器における移動体の移動状態に基づいて出力信号を出力して外部機器を連動して制御することができる。

さらに、制御部に入力される検出信号に基づいて流体の流量を積算して積算流量を算出する工程と、
予め設定された設定値を前記積算流量が超えた場合に、外部に対して出力信号を出力するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、移動体を有する流体圧機器のポートと流体供給源との間を、一組の配管で接続し、前記配管に対して流体の流量を検出可能な検出部を設けると共に、前記流体圧機器を、前記検出部の設置された第１空間部とは独立した第２空間部内に設けることにより、前記流体圧機器を、例えば、防爆雰囲気や強磁界である第２空間部内に設置した場合でも、検出部が、前記流体圧機器が設けられた第２空間部とは独立した第１空間部内に設けられているため、電気信号を出力する検出部を用いた場合でも流体の流量を安全に検出し、その検出結果に基づいて前記流体圧機器における移動体の移動状態を確実に確認することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路の概略構成図である。 図１の駆動検出回路における第１及び第２フローセンサで検出された圧力流体の流量と、流体圧シリンダにおけるピストンの動作状態と時間との関係を示すタイムチャート図である。 図２に対してピストンの動作状態に対応して出力される出力信号を加えた場合を示すタイムチャート図である。 図３に対して第１及び第２フローセンサで検出された流量を積算した積算流量の関係を加えたタイムチャート図である。 本発明の第２の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路の概略構成図である。 図５の駆動検出回路におけるフローセンサで検出された圧力流体の流量と、流体圧シリンダにおけるピストンの動作状態と時間との関係を示すタイムチャート図である。 図６に対してフローセンサで検出された流量を積算した積算流量の関係を加えたタイムチャート図である。

本発明に係る流体圧機器の駆動検出回路及び駆動検出方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路を示す。なお、ここでは、流体圧機器として、圧力流体の供給作用下にストローク変位するピストン（移動体）２６を有した流体圧シリンダ１４を用いる場合について説明する。

この流体圧機器の駆動検出回路１０は、圧力流体供給源（流体供給源）１２と、該圧力流体供給源１２から供給される圧力流体によって駆動する流体圧シリンダ１４と、前記圧力流体供給源１２と流体圧シリンダ１４とを接続する配管１６と、前記圧力流体供給源１２と流体圧シリンダ１４との間に設けられ、該流体圧シリンダ１４に対する前記圧力流体の供給状態を切り換える切換弁（切換機構）１８と、前記配管１６内を流通する前記圧力流体の流量を検出する流量検出部（検出部）２０と、前記流量検出部２０で検出された流量が検出信号として入力される制御部２２とを含む。

そして、流体圧機器の駆動検出回路１０は、圧力流体供給源１２、切換弁１８、流量検出部２０及び制御部２２が、一般的な大気を有した環境である領域（第１空間部）Ａに設置され、一方、流体圧シリンダ１４が、例えば、防爆雰囲気環境、強磁界環境下である領域（第２空間部）Ｂに設置される。なお、圧力流体供給源１２と流体圧シリンダ１４とを接続する配管１６は、領域Ａと領域Ｂとに跨るように配置されている。

上述した防爆雰囲気環境とは、例えば、塗料の一部が気化した可燃性ガスの漂う製品の塗装ライン等であり、電気信号を出力する磁気センサを設置することができず、一方、強磁界環境とは、例えば、自動車用パネルの溶接ライン等であり、強い磁界が発生することによって該磁気センサによる検出結果の精度が低下してしまうことがある。すなわち、領域Ｂは、電気的に検出を行う磁気センサ等による流体圧機器の駆動検出が困難な環境である。

流体圧シリンダ１４は、筒状のシリンダ本体２４と、該シリンダ本体２４の内部に移動自在に設けられたピストン２６と、該ピストン２６に連結されたピストンロッド２８とを含み、前記シリンダ本体２４の側面に設けられた第１及び第２ポート３０、３２にそれぞれ第１及び第２配管３４、３６（後述する）の一端部が接続される。そして、第１又は第２ポート３０、３２を通じて圧力流体供給源１２から圧力流体が供給されることにより、シリンダ本体２４内に導入された圧力流体によってピストン２６が押圧されシリンダ本体２４の軸線方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に沿って移動する。

配管１６は、流体圧シリンダ１４の第１ポート３０に接続される第１配管３４と、該流体圧シリンダ１４の第２ポート３２に接続される第２配管３６と、圧力流体供給源１２と切換弁１８との間に接続される供給配管３８とからなる。詳細には、第１配管３４は、一端部側が第１ポート３０に接続され、他端部側が切換弁１８の第１接続ポート４４（後述する）に接続される。また、第２配管３６は、一端部側が第２ポート３２に接続され、他端部側が切換弁１８の第２接続ポート４６（後述する）に接続される。さらに、供給配管３８は、一端部側が圧力流体供給源１２に接続され、他端部側が切換弁１８の供給ポート４２（後述する）に接続される。なお、供給配管３８の途中には、圧力流体供給源１２から供給される圧力流体の圧力を調整可能なレギュレータ３９と、該圧力を確認可能な圧力計４０が接続されている。

切換弁１８は、例えば、図示しないコントローラからの制御信号（電流）によって駆動する電磁弁からなり、供給配管３８を介して圧力流体供給源１２に接続される供給ポート４２と、第１配管３４が接続される第１接続ポート４４と、第２配管３６が接続される第２接続ポート４６とを有する。そして、切換弁１８に制御信号が入力されていない非通電時には、供給ポート４２と第１接続ポート４４とが連通し、圧力流体供給源１２からの圧力流体が第１配管３４を通じて流体圧シリンダ１４の第１ポート３０へと供給され、一方、前記切換弁１８に制御信号が入力された通電時には、ソレノイド部１８ａが励磁して供給ポート４２と第２接続ポート４６とが連通するように切り換えられ、前記圧力流体供給源１２からの圧力流体が第２配管３６を通じて流体圧シリンダ１４の第２ポート３２へと供給されることとなる。

すなわち、切換弁１８は、制御信号によって第１接続ポート４４又は第２接続ポート４６と供給ポート４２とを連通させ、圧力流体供給源１２から供給される圧力流体を、流体圧シリンダ１４の第１ポート３０又は第２ポート３２のいずれか一方へと流通させている。

流量検出部２０は、第１配管３４の途中に設けられ、該第１配管３４内を流通する圧力流体の流量を検出可能な第１フローセンサ４８と、第２配管３６の途中に設けられ、該第２配管３６内を流通する圧力流体の流量を検出可能な第２フローセンサ５０とからなる。第１及び第２フローセンサ４８、５０は、それぞれリード線５２を介して制御部２２に対して電気的に接続され、検出した圧力流体の流量値を検出信号として制御部２２へとそれぞれ出力する。

また、この流量検出部２０は、領域Ａに設置されているため、検出信号を制御部２２に対して電気的に出力することが可能である。

制御部２２は、流量検出部２０で検出された流量値に基づいて流体圧シリンダ１４におけるピストン２６の移動位置、移動量を算出すると共に、図示しない外部機器に対して前記ピストン２６の移動位置を出力する。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について図１及び図２を参照しながら説明する。なお、ここでは、図１に示されるように、流体圧シリンダ１４のピストン２６が第２ポート３２側（矢印Ｄ方向）に移動した状態を初期状態として説明すると共に、前記ピストン２６が、第１ポート３０側（矢印Ｃ方向）に向かって移動する場合を前進といい、第２ポート３２側（矢印Ｄ方向）に向かって移動する場合を後進という。

この初期状態では、切換弁１８が非通電状態（ＯＦＦ）にあり、圧力流体供給源１２と第１ポート３０とが前記切換弁１８を通じて連通し、圧力流体が第１ポート３０を通じてシリンダ本体２４の内部に導入され、ピストン２６を第２ポート３２側（矢印Ｄ方向）へと押圧して移動させ、該ピストン２６が初期位置で停止している（停止状態）。

先ず、切換弁１８のソレノイド部１８ａに制御信号を入力して通電することにより（ＯＮ）、その励磁作用下に供給ポート４２と第２接続ポート４６とが連通し、圧力流体が切換弁１８を通じて圧力流体供給源１２から流体圧シリンダ１４の第２ポート３２へと流通する。なお、第１ポート３０は、切換弁１８を介して大気開放されている。そして、第２ポート３２からシリンダ本体２４の内部に導入された圧力流体によってピストン２６が第１ポート３０側（矢印Ｃ方向）へと押圧されて前進すると共に、前記ピストン２６によって押圧されたシリンダ本体２４内の空気が第１ポート３０から第１配管３４を通じて切換弁１８側へと排出される。

この際、第２配管３６を流通する圧力流体の流量が第２フローセンサ５０で検出され、検出信号として制御部２２に出力されると共に、第１配管３４を流通して切換弁１８から外部へと排出される排出空気の流量が第１フローセンサ４８で検出されて検出信号として制御部２２に出力される。詳細には、第１及び第２フローセンサ４８、５０で検出される流量は、ピストン２６の移動が停止した初期状態と比較してそれぞれ増加している。

そして、図２に示されるように、制御部２２において第２フローセンサ５０の検出信号は、圧力流体が流体圧シリンダ１４側（矢印Ｃ方向）に向かって流通する際の流量を検出したものであるため、その検出信号はプラス（＋）で表され、反対に、第１フローセンサ４８の検出信号は、排出空気が流体圧シリンダ１４から切換弁１８側に向かって流通する際の流量を検出したものであるため、その検出信号はマイナス（−）で表される。換言すれば、第１及び第２フローセンサ４８、５０で検出される検出信号（流量値）は、圧力流体が流体圧シリンダ１４に供給される吸気側（正流側）をプラス（＋）、該流体シリンダから排出される側（逆流側）をマイナス（−）となるように表し、第１及び第２ポート３０、３２のいずれのポートが圧力流体の供給側、排出側であるかを確認することにより、ピストン２６の移動方向を検出することとしている。

この結果、第１及び第２フローセンサ４８、５０の検出結果から、流体圧シリンダ１４の第２ポート３２に圧力流体が供給され、且つ、前記流体圧シリンダ１４の第１ポート３０から空気が排出されていることが確認され、ピストン２６が第１ポート３０側（矢印Ｃ方向）に向かって移動している前進状態にあることが確認される。

次に、ピストン２６が所定距離だけ前進した後に、その移動の停止した移動終端位置へと到達する。この場合、図２に示されるように、ピストン２６が停止することによって流体圧シリンダ１４の第２ポート３２へと供給される圧力流体の流量が減少して一定となり、一方、第１ポート３０から排出される排出空気の流量も減少して一定となる。すなわち、第１及び第２フローセンサ４８、５０によって検出される圧力流体、排出空気の流量が、ピストン２６の前進時に対してそれぞれ減少して一定で推移することが制御部２２で確認され、前記ピストン２６の移動が停止した停止状態にあることが確認される。

一方、切換弁１８に対する制御信号の入力を停止し非通電状態（ＯＦＦ）とすることにより、ソレノイド部１８ａが非励磁状態となり、それに伴って、スプリング１８ｂ（図１参照）の弾発作用下に供給ポート４２と第１接続ポート４４とが連通するように切り換えられる。そして、圧力流体が切換弁１８を通じて圧力流体供給源１２から流体圧シリンダ１４の第１ポート３０へと流通すると共に、第２ポート３２は切換弁１８を介して大気開放される。

これにより、第１ポート３０からシリンダ本体２４の内部に導入された圧力流体によってピストン２６が第２ポート３２側（矢印Ｄ方向）へと押圧されて後退すると共に、前記ピストン２６によって押圧されたシリンダ本体２４内の空気が第２ポート３２から第２配管３６を通じて切換弁１８へと排出される。

この際、第１配管３４を流通する圧力流体の流量が、第１フローセンサ４８で検出されて検出信号として制御部２２に出力され、この圧力流体は、流体圧シリンダ１４の供給される吸気側であるため前記検出信号はプラス（＋）で表される。一方、第２配管３６を流通して切換弁１８から外部へと排出される排出空気の流量が、第２フローセンサ５０で検出されて検出信号として制御部２２に出力され、この空気は、前記流体圧シリンダ１４から排出される側であるため、前記制御部２２において前記検出信号がマイナス（−）で表される。

この結果、第１及び第２フローセンサ４８、５０の検出結果から、流体圧シリンダ１４の第１ポート３０に圧力流体が供給され、且つ、前記流体圧シリンダ１４の第２ポート３２から空気が排出されていることが確認され、ピストン２６が第２ポート３２側（矢印Ｃ方向）に向かって移動している後退状態にあることが確認される。

そして、ピストン２６が所定距離だけ後進した後に、その移動が停止した移動終端位置へと到達する。この場合、図２に示されるように、流体圧シリンダ１４の第１ポート３０へと供給される圧力流体の流量が減少して一定となり、一方、第２ポート３２から排出される排出空気の流量も減少して一定となる。すなわち、第１及び第２フローセンサ４８、５０によって検出される圧力流体、排出空気の流量が、ピストン２６の前進、後進時に対してそれぞれ減少して一定で推移することが制御部２２で確認され、前記ピストン２６の移動が停止した停止状態にあることが確認される。

以上のように、第１の実施の形態では、流体圧シリンダ１４が、例えば、防爆雰囲気環境、強磁界環境下である領域Ｂに設置された場合においても、一般的な大気環境下である領域Ａに設けられた第１及び第２フローセンサ４８、５０で前記流体圧シリンダ１４に供給・排気される圧力流体、空気の流量を検出することにより、前記流体圧シリンダ１４におけるピストン２６の移動状態を確実且つ高精度に確認することができる。その結果、ピストン２６の移動状態を検知するための検出手段を領域Ｂに設置する必要がないため、検出手段によって流体圧シリンダ１４の設置環境（領域Ｂ）が限定されることなく、ピストン２６の移動位置を確実且つ高精度に検出することができる。

すなわち、この流体圧機器の駆動検出回路１０では、領域Ｂに電気を利用したピストン２６の移動検出手段（例えば、磁気検出センサ）を設けた場合に懸念される安全性の問題を回避することができ、前記ピストン２６の移動位置を安全に検出することができる。

また、例えば、領域Ｂに磁気検出センサを設けた場合に必要となされる電気配線が不要となり、流体圧シリンダ１４には、圧力流体を供給するための第１及び第２配管３４、３６のみを接続すればよいため、簡素な構成で、ピストン２６の移動位置、移動量を検出することが可能となると共に、前記電気配線を接続する際に要していた作業時間を削減することができて好適である。

さらに、従来、磁気センサに接続されていた電気配線のためのスペースが不要となり、駆動検出回路１０の小型化、省スペース化を図ることができる。

さらにまた、従来の磁気センサを用いていた流体圧シリンダにおいて、該流体圧シリンダが大きく可動した場合に懸念された電気配線の断線を防止することができ、該断線に起因した検出不具合が回避されて好適である。

一方、図３に示されるように、制御部２２において、流体圧シリンダ１４に供給される圧力流体の流量が、第１フローセンサ４８によって検出された場合に出力信号を出力するための設定値Ｅを設定すると共に、前記流体圧シリンダ１４に供給される圧力流体の流量が、第２フローセンサ５０によって検出された場合に出力信号を出力するための設定値Ｆを設定するようにしてもよい。この設定値Ｅは、流体圧シリンダ１４の停止状態において第１フローセンサ４８で検出される流量（＝０）に対してプラス（＋）側となり、時間の経過によって変化することがなく略一定に設定される。一方、設定値Ｆも同様に、流体圧シリンダ１４の停止状態において第２フローセンサ５０で検出される流量（＝０）に対してプラス（＋）側となり、時間の経過によって変化することがなく略一定に設定される。

すなわち、ピストン２６が前進状態にある場合には、第２フローセンサ５０の検出信号が設定値Ｆを超え、制御部２２から出力信号を出力する。なお、この出力信号は、制御部２２から図示しない外部機器へと出力信号を出力することにより、流量検出部２０の検出結果に基づいて得られたピストン２６の移動位置（前進）を、外部機器に対して出力して連動させて制御することも可能となる。一方、ピストン２６が後進状態にある場合には、第１フローセンサ４８の検出信号が設定値Ｅを超え、制御部２２から出力信号を出力する。なお、この出力信号は、制御部２２から図示しない外部機器へと出力信号を出力することにより、流量検出部２０の検出結果に基づいて得られたピストン２６の移動位置（後進）を、外部機器に対して出力して連動させて制御することも可能となる。

なお、上述したように、設定値Ｅ、Ｆは、ピストン２６が前進、後進状態にある場合に出力信号を出力する場合に限定されるものではなく、例えば、設定値Ｅ、Ｆを流体圧シリンダ１４の停止状態における流量に対してマイナス（−）側にそれぞれ設定し、第１フローセンサ４８の検出信号に基づいてピストン２６の前進状態を検知し、第２フローセンサ５０の検出信号に基づいてピストン２６の後進状態を検知可能としてもよい。

さらに、図４に示されるように、第１及び第２フローセンサ４８、５０で検出された圧力流体、排出空気の流量を制御部２２においてそれぞれ積算して積算流量Ｑ１、Ｑ２を算出すると共に、ピストン２６の移動が停止した停止状態において、一旦、積算流量Ｑ１、Ｑ２をリセットして零とし、再び前記ピストン２６が移動開始してから流量の積算を開始して新たに積算流量Ｑ１、Ｑ２を算出するようにしてもよい。また、圧力流体が供給された際に積算流量Ｑ１、Ｑ２が算出されるプラス（＋）側に、設定値Ｇ、Ｈをそれぞれ設定することにより、該積算流量Ｑ１、Ｑ２が一定となったピストン２６の停止状態で該積算流量Ｑ１、Ｑ２が前記設定値Ｇ、Ｈを超え、制御部２２から図示しない外部機器へと出力信号が出力される。

すなわち、第１及び第２フローセンサ４８、５０で検出された圧力流体、排出空気の流量から積算流量Ｑ１、Ｑ２を算出し、予め設定された設定値Ｇ、Ｈを越えた際に出力信号を出力することにより、流体圧シリンダ１４のピストン２６が停止状態にあることを確認できると共に、外部機器を前記ピストン２６の停止に連動させるように制御することも可能となる。

また、例えば、制御部２２において積算流量Ｑ１、Ｑ２を監視することによって、何らかの原因でピストン２６が初期位置と変位終端位置との間となる中間位置で停止してしまった場合でも、その移動位置を容易且つ確実に確認することが可能となる。

なお、上述した第１及び第２フローセンサ４８、５０を切換弁１８の内部に対して一体的に設けるようにしてもよい。

さらに、タイマー機能を備える第１及び第２フローセンサ４８、５０を採用するようにしてもよいし、流量を積算可能な流量積算機能が備えられていてもよいし、瞬時流量に応じて出力信号を出力可能な信号出力機能が設けられていてもよいし、前記流量積算機能によって積算された積算流量に基づいた出力信号を出力可能な構成としてもよい。これらを第１及び第２フローセンサ４８、５０に備えることによって制御部２２の構成を簡素化することが可能となり、該制御部２２に要するコストを削減することができる。

また、第１及び第２フローセンサ４８、５０によって検出される圧力流体、排出空気の流量を常時監視することによって、流体圧シリンダ１４におけるピストン２６の移動速度を検出することも可能となる。

さらに、同様に、第１及び第２フローセンサ４８、５０によって検出される圧力流体、排出空気の流量を常時監視することによって、流体圧シリンダ１４、配管１６における流体の漏れを確認することができるため、この漏れを迅速に防止することによって省エネルギー化を促進できると共に、流体圧機器の駆動検出回路１０の故障診断や故障予防診断の機能を持たせることも可能となる。これにより、例えば、流体の漏れを検知することによって流体圧シリンダ１４や配管１６の交換時期やメンテナンス時期を容易に判断することが可能となる。

次に、第２の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路１００を図５に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路１００では、流量検出部１０２が単一のフローセンサ１０４から設けられ、該フローセンサ１０４が第２ポート３２に接続された第２配管３６のみに設けられている点で、第１の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路１０と相違している。

この流体圧機器の駆動検出回路１００は、第２配管３６を通じた流体シリンダの第２ポート３２への圧力流体の供給と、該第２ポート３２からの排出空気の排出とをフローセンサ１０４の流量を検出することによって確認可能な構成としている。

このような構成を採用することにより、流量検出部２０を２つの第１及び第２フローセンサ４８、５０から構成し、第１及び第２ポート３０、３２に供給・排出される圧力流体の流量をそれぞれ検出していた第１の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路１０と比較し、回路構成の簡素化を図ることができるため、コストを削減することが可能となる。また、単一のフローセンサ１０４であるため、そのメンテナンスも容易となる。なお、このフローセンサ１０４は、上述したように第２配管３６に対して設けられる場合に限定されるものではなく、第１配管３４に設け、第１ポート３０に供給・排出される圧力流体及び排出空気の流量を検出するようにしてもよい。

また、第１の実施の形態に係る流体圧機器の駆動検出回路１０と同様に、図６に示されるように、制御部２２において、流体圧シリンダ１４からの排気空気の流量がフローセンサ１０４によって検出された場合に出力信号を出力するための設定値Ｅを設定すると共に、前記流体圧シリンダ１４に供給される圧力流体の流量が検出された場合に出力信号を出力するための設定値Ｆとを設定するようにしてもよい。この設定値Ｅは、流体圧シリンダ１４の停止状態においてフローセンサ１０４で検出される流量（＝０）に対してプラス（＋）側となり、時間の経過によって変化することがなく略一定に設定される。一方、設定値Ｆは、流体圧シリンダ１４の停止状態においてフローセンサ１０４で検出される流量（＝０）に対してマイナス（−）側となり、時間の経過によって変化することがなく略一定に設定される。

そして、フローセンサ１０４からの検出信号が設定値Ｅ、Ｆを超えた場合に、制御部２２からピストン２６が前進又は後進状態にあることを図示しない外部機器に出力信号として出力してもよい。

さらに、図７に示されるように、単一のフローセンサ１０４で検出された圧力流体、排出空気の流量を制御部２２においてそれぞれ積算して積算流量Ｑを算出すると共に、ピストン２６の移動が停止した停止状態において、一旦、積算流量Ｑをリセットして零とし、再び前記ピストン２６が移動開始してから積算し始めて新たに積算流量Ｑを算出するようにしてもよい。また、圧力流体が供給された際に積算流量Ｑが算出されるプラス（＋）側に設定値Ｊ１を設定し、排気空気が排出された際に積算流量Ｑが算出されるマイナス（−）側に設定値Ｊ２をそれぞれ設定することにより、該積算流量Ｑが一定となったピストン２６の停止状態で該積算流量Ｑが前記設定値Ｊ１、Ｊ２を超え、制御部２２から図示しない外部機器へと出力信号が出力される。詳細には、図７から諒解されるように、積算流量Ｑは、ピストン２６が前進状態から停止した際に設定値Ｊ１を上回り、反対に、前記ピストン２６が後進状態から停止した際に設定値Ｊ２を下回り、それぞれ出力信号として出力されることとなる。

すなわち、フローセンサ１０４で検出された圧力流体、排出空気の流量から積算流量Ｑを算出し、予め設定された設定値Ｊ１、Ｊ２を越えた際に出力信号を出力することにより、流体圧シリンダ１４のピストン２６が停止状態にあることを確認できると共に、外部機器を前記ピストン２６の停止に連動させるように制御することも可能となる。

また、例えば、制御部２２において積算流量Ｑを監視することによって、何らかの原因でピストン２６が初期位置と変位終端位置との間となる中間位置で停止してしまった場合でも、その移動位置を容易且つ確実に確認することが可能となる。

なお、本発明に係る流体圧機器の駆動検出回路及び駆動検出方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１００…流体圧機器の駆動検出回路
１２…圧力流体供給源 １４…流体圧シリンダ
１６…配管 １８…切換弁
２０、１０２…流量検出部 ２２…制御部
２４…シリンダ本体 ２６…ピストン
３０…第１ポート ３２…第２ポート
３４…第１配管 ３６…第２配管
３８…供給配管 ４８…第１フローセンサ
５０…第２フローセンサ １０４…フローセンサ

Claims (8)

1. 流体の供給作用下に駆動する移動体を有した流体圧機器の駆動状態を検出するための流体圧機器の駆動検出回路であって、
   流体を供給するための流体供給源と、
   前記流体供給源と前記流体圧機器との間を接続し、前記流体が流通する一組の配管と、
   前記配管を通じて前記流体供給源から前記流体圧機器へと供給される前記流体の供給状態を切り換える切換機構と、
   前記配管に設けられ、該配管内を流通する前記流体の流量を検出する検出部と、
   を備え、
   前記検出部と前記切換機構とは第１空間部内に設けられ、
   前記流体圧機器は前記第１空間部とは独立した第２空間部内に設けられ、
   前記第１空間部内に配設された前記検出部と前記第２空間部内に配設された流体圧機器とは前記一組の配管によって連通されることを特徴とする流体圧機器の駆動検出回路。
2. 請求項１記載の駆動検出回路において、
   前記検出部は、前記一組の配管の少なくともいずれか一方に設けられることを特徴とする流体圧機器の駆動検出回路。
3. 請求項１記載の駆動検出回路において、
   前記検出部は、前記一組の配管にそれぞれ設けられることを特徴とする流体圧機器の駆動検出回路。
4. 請求項１記載の駆動検出回路において、
   前記流体の流量が、前記検出部から検出信号として制御部へと出力されることを特徴とする流体圧機器の駆動検出回路。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動検出回路において、
   前記流体圧機器は、シリンダ本体と、前記シリンダ本体の内部に変位自在に設けられるピストンとを備え、前記流体の供給作用下に前記ピストンを軸線方向に沿って自在に変位させる流体圧シリンダであることを特徴とする流体圧機器の駆動検出回路。
6. 第１空間部と、前記第１空間部とは独立した第２空間部を備え、
   前記第１空間部内に流体圧機器の駆動状態を検出するための検出部と、前記流体圧機器の駆動を制御する制御部を配置し、
   一方、前記流体圧機器を前記第２空間部内に配置し、
   前記第１空間部内の検出部と前記第２空間部内の流体圧機器とを一組の配管によって接続して流体の供給作用下に駆動する移動体を有した流体圧機器の駆動状態を検出するための流体圧機器の駆動検出方法であって、
   前記一組の配管を通過して、前記流体圧機器に供給される流体、又は、該流体圧機器から排出される流体の少なくともいずれか一方の流量を前記検出部で検出する工程と、
   前記検出部で検出された流体の流量を検出信号として前記制御部へと出力する工程と、
   前記制御部において、前記検出信号に基づいて前記流体圧機器の移動体が移動又は停止した状態のいずれの状態にあるかを判断する工程と、
   を有することを特徴とする流体圧機器の駆動検出方法。
7. 請求項６記載の駆動検出方法において、
   前記検出信号が前記制御部に入力された後、該検出信号が予め設定された設定値を超えた場合に、外部に対して出力信号を出力することを特徴とする流体圧機器の駆動検出方法。
8. 請求項６記載の駆動検出方法において、
   前記制御部に入力される前記検出信号に基づいて前記流体の流量を積算して積算流量を算出する工程と、
   予め設定された設定値を前記積算流量が超えた場合に、外部に対して出力信号を出力することを特徴とする流体圧機器の駆動検出方法。

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