JP6819893B2 - シリンダの動作状態監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ本体と、シリンダ本体内の一端と他端との間を往復移動可能なピストンと、ピストンと一体に連結されたピストンロッドとを有するシリンダの動作状態監視装置に関する。

シリンダは、シリンダ本体と、該シリンダ本体内の一端と他端との間で往復移動するピストンと、該ピストンと一体に連結されたピストンロッドとを有する。シリンダ本体内の一端とピストンとの間には第１シリンダ室が形成され、シリンダ本体内の他端とピストンとの間には第２シリンダ室が形成される。ここで、流体供給源から第１配管を介して第１シリンダ室に流体を供給し、又は、第２配管を介して第２シリンダ室に流体を供給することにより、ピストン及びピストンロッドをシリンダ本体内の一端と他端との間で往復移動させることができる。

ところで、シリンダの近傍に近接センサを設置することにより、シリンダ本体内の一端又は他端へのピストンの到達を検出することが従来より行われている。例えば、近接センサとしてのリミットセンサを設置した場合、シリンダ本体外に突出したピストンロッドの先端部とリミットセンサとが機械的に接触したときに、リミットセンサ内部の接点が切り替わり、ピストンの到達を示す検出信号がリミットセンサから出力される。また、特許第３８５７１８７号公報には、ピストンロッドに磁石を内蔵させ、シリンダ本体の一端及び他端に該磁石の磁気を検知する位置検出センサを設けることが開示されている。

しかしながら、リミットセンサを用いた従来技術では、ピストンロッドとリミットセンサとの機械的接触によりピストンの到達を検出するため、接点の寿命等を考慮する必要があるという課題がある。

一方、特許第３８５７１８７号公報の技術では、機械的接触による検出方法ではないため、接点の寿命等の懸念は生じない。しかしながら、例えば、食品関係の設備にシリンダを使用した場合、食品等に対する洗浄液をシリンダが浴びると、位置検出センサ及び該位置検出センサの配線が腐食する可能性がある。そこで、位置検出センサ及びその配線の耐液性を確保しようとすれば、コストがかかる。

このように、従来は、シリンダ本体内の一端又は他端にピストンが到着したか否かを検出するため、シリンダの近傍にセンサが設置されているので、上記の課題が発生する。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、シリンダの近傍にセンサを設置することなく、シリンダ本体内の一端又は他端へのピストンの到達を検出することができるシリンダの動作状態監視装置を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダ本体内の一端とピストンとの間に第１シリンダ室が形成されると共に、前記シリンダ本体内の他端と前記ピストンとの間に第２シリンダ室が形成され、流体供給源から第１配管を介して前記第１シリンダ室に流体が供給され、又は、前記流体供給源から第２配管を介して前記第２シリンダ室に流体が供給されることで、ピストンロッドに連結された前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端と他端との間で往復移動するシリンダの動作状態監視装置に関する。

そして、上記の目的を達成するため、本発明に係るシリンダの動作状態監視装置は、前記第１配管内の流体の圧力を検出する第１圧力検出部と、前記第２配管内の流体の圧力を検出する第２圧力検出部と、前記第１圧力検出部及び前記第２圧力検出部が検出した各圧力に基づいて、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したか否かを判定する判定部とを有する。

前記シリンダにおいては、前記流体供給源から前記第１配管又は前記第２配管を介した前記第１シリンダ室又は前記第２シリンダ室への流体の供給によって、前記ピストン及び前記ピストンロッドが、前記シリンダ本体内の一端と他端との間を往復移動する。すなわち、前記流体の供給動作に応じた前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室の圧力の変化（増減）に応じて、前記ピストン及び前記ピストンロッドが往復移動する。

この場合、前記シリンダ本体内の一端に前記ピストンが到達したとき、前記第１シリンダ室の流体は外部に排出され、一方で、前記第２シリンダ室の圧力は、前記第２配管を介して供給される流体の圧力となる。また、前記シリンダ本体内の他端に前記ピストンが到達したとき、前記第１シリンダ室の圧力は、前記第１配管を介して供給される流体の圧力となり、一方で、前記第２シリンダ室の流体は、外部に排出される。

そして、前記第１シリンダ室の圧力に応じた前記第１配管内の流体の圧力は、前記第１圧力検出部で検出され、一方で、前記第２シリンダ室の圧力に応じた前記第２配管内の流体の圧力は、前記第２圧力検出部で検出される。従って、前記第１配管内の流体の圧力と、前記第２配管内の流体の圧力とは、容易に監視することが可能である。

そこで、本発明では、前記第１圧力検出部が検出した前記第１配管内の流体の圧力と、前記第２圧力検出部が検出した前記第２配管内の流体の圧力とに基づいて、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端又は他端に到達したか否かを判定する。

これにより、前記シリンダの近傍にセンサを設置することなく、前記シリンダ本体内の一端又は他端への前記ピストンの到達を検出することができる。また、前記シリンダの近傍へのセンサ及び該センサの配線の設置が不要となるので、食品関係の設備において、その洗浄工程でのセンサ及び配線の腐食等の問題が発生することはない。この結果、前記食品関係の設備に前記シリンダを好適に用いることができる。

ここで、前記判定部は、前記第１圧力検出部が検出した前記第１配管内の流体の圧力値である第１圧力値と、前記第２圧力検出部が検出した前記第２配管内の流体の圧力値である第２圧力値との差圧に基づいて、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したか否かを判定すればよい。

前記シリンダ本体内の一端と他端との間で前記ピストンが往復移動している場合、前記差圧は略一定の値を維持する。そして、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達すると、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室のうち、一方の室の圧力は、供給される流体の圧力となり、他方の室の圧力は略０に低下するので、前記差圧は急激に増加する。そこで、前記判定部は、このような前記差圧の変化を捉えることで、前記シリンダ本体内の一端又は他端への前記ピストンの到達を容易に検出することができる。

この場合、前記判定部は、前記第１圧力値と前記第２圧力値との差圧、及び、該差圧の符号に基づいて、前記シリンダ本体内の一端又は他端のどちらに前記ピストンが到達したのかを判定すればよい。これにより、前記差圧の急激な増加を捉えることで、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したか否かを判定できると共に、そのときの前記差圧の符号（正又は負）を特定することにより、前記シリンダ本体内の一端又は他端のどちらに前記ピストンが到達したのかを認識することが可能となる。

ここで、前記判定部における具体的な判定手法（第１〜第５の判定手法）について、以下に説明する。

第１の判定手法として、前記判定部は、前記第１圧力値から前記第２圧力値を減じた第１差圧が第１基準差圧を超えたときに、前記ピストンが前記シリンダ本体内の他端に到達したと判定する。また、前記判定部は、前記第２圧力値から前記第１圧力値を減じた第２差圧が第２基準差圧を超えたときに、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端に到達したと判定する。さらに、前記判定部は、前記第１差圧が前記第１基準差圧以下であり、且つ、前記第２差圧が前記第２基準差圧以下である場合には、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端と他端との間にあると判定する。

これにより、前記第１差圧及び前記第２差圧のみに基づいて、前記シリンダ本体内の一端又は他端への前記ピストンの到達を容易に判定することができる。

また、前記第１の判定手法において、前記第１圧力検出部は、前記第１圧力値に応じた第１圧力信号を前記判定部に出力し、前記第２圧力検出部は、前記第２圧力値に応じた第２圧力信号を前記判定部に出力してもよい。この場合、前記判定部は、比較回路を含み、且つ、前記第１基準差圧又は前記第２基準差圧に応じた基準電圧を調整可能に構成され、入力された前記第１圧力信号及び前記第２圧力信号の信号レベル差と前記基準電圧とを比較することにより、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したか否かを判定する。

このように、前記判定部がアナログ回路で構成されている場合には、前記第１差圧又は前記第２差圧に応じた前記信号レベル差と、前記第１基準差圧又は前記第２基準差圧に応じた前記基準電圧とを比較することにより、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したか否かを容易に判定することが可能となる。

また、前記シリンダの動作環境や該シリンダの種類に応じて、前記シリンダの動作特性（前記第１圧力値及び前記第２圧力値の時間変化特性）が異なってくる。そこで、前記基準電圧を調整可能とすることで、ユーザの要求に応じた適切な仕様に設定しつつ、前記シリンダ本体内の一端又は他端への前記ピストンの到達を検出することができる。

第２の判定手法として、前記動作状態監視装置は、前記流体供給源と前記第１配管又は前記第２配管との接続を切り替える切替弁と、該切替弁に指令信号を供給することにより前記切替弁を駆動させて前記接続を切り替えさせる制御部とをさらに有する。

この第２の判定手法において、前記判定部は、前記切替弁を介して前記流体供給源と前記第１配管とが接続されている場合、前記第１圧力値から前記第２圧力値を減じた第１差圧が第１基準差圧を超えたときに、前記シリンダ本体内の他端に前記ピストンが到達したと判定する。一方、前記判定部は、前記第１差圧が前記第１基準差圧以下であれば、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端と他端との間にあると判定する。

また、前記判定部は、前記切替弁を介して前記流体供給源と前記第２配管とが接続されている場合、前記第２圧力値から前記第１圧力値を減じた第２差圧が第２基準差圧を超えたときに、前記シリンダ本体内の一端に前記ピストンが到達したと判定する。一方、前記判定部は、前記第２差圧が前記第２基準差圧以下であれば、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端と他端との間にあると判定する。

前記切替弁が前記流体供給源を前記第１配管又は前記第２配管のどちらに接続しているかを把握することによって、前記シリンダ本体内での前記ピストンの移動方向を特定することができる。そこで、前記第２の判定手法では、前記切替弁による前記流体供給源と前記第１配管又は前記第２配管との接続関係に基づいて、前記シリンダ本体内における前記ピストンの移動方向を特定し、特定した移動方向について、前記第１差圧又は前記第２差圧と前記第１基準差圧又は前記第２基準差圧との比較に基づき、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端又は他端に到達したか否かを判定する。これにより、前記ピストンの前記シリンダ本体内の一端又は他端への到達を効率よく且つ確実に検出することが可能となる。

第３の判定手法として、前記動作状態監視装置は、前記制御部が前記切替弁に前記指令信号の供給を開始した時点から計時を行う計時部をさらに有する。

この第３の判定手法において、前記判定部は、前記第１差圧が前記第１基準差圧を超えたか、又は、前記第２差圧が前記第２基準差圧を超えた場合に、前記計時部の計時時間が基準時間範囲内にあれば、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したと判定する。一方、前記判定部は、前記計時時間が前記基準時間範囲から逸脱していれば、前記ピストン及び前記ピストンロッドの往復移動の動作が異常であると判定する。

例えば、前記ピストンロッドの先端が障害物に衝突している場合、前記第１基準差圧又は前記第２基準差圧が設定変更された場合、あるいは、前記シリンダ、前記第１配管又は前記第２配管から流体が漏れている場合のような異常状態では、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端と他端との間にあっても、前記第１差圧又は前記第２差圧が前記第１基準差圧又は前記第２基準差圧を超え、前記ピストンが一端又は他端に到達したと誤検出する可能性がある。また、上述の異常状態では、前記シリンダ本体内の一端又は他端への前記ピストンの到達時間が、正常状態での到達時間と比較して、短い場合又は長い場合が有り得る。そのため、前記第１差圧又は前記第２差圧と前記第１基準差圧又は前記第２基準差圧との比較だけでは、このような異常状態の検出が難しい。

そこで、前記第３の判定手法では、前記計時部で計時された前記計時時間が前記基準時間範囲内にあれば、前記シリンダ等が正常状態にあり、前記ピストン及び前記ピストンロッドが正常に往復移動の動作を行うことで、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端又は他端に到達したと判定する。一方、前記計時時間が前記基準時間範囲から逸脱していれば、前記シリンダ等が異常状態にあり、前記ピストン及び前記ピストンロッドの往復移動の動作が異常であると判定する。これにより、前記シリンダ等の異常状態の発生や、前記ピストン及び前記ピストンロッドの往復移動の動作の異常を容易に検出することができる。

第４の判定手法として、前記動作状態監視装置は、前記第１配管内の流体の流量を第１流量として検出する第１流量検出部と、前記第２配管内の流体の流量を第２流量として検出する第２流量検出部とをさらに有する。

この第４の判定手法において、前記判定部は、前記第１差圧が前記第１基準差圧を超えた場合に、前記第１流量から前記第２流量を減じた第１流量差が第１基準流量差未満であれば、前記シリンダ本体内の他端に前記ピストンが到達したと判定する。一方、前記判定部は、前記第１流量差が前記第１基準流量差以上であれば、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端と他端との間にあると判定する。

また、前記判定部は、前記第２差圧が前記第２基準差圧を超えた場合に、前記第２流量から前記第１流量を減じた第２流量差が第２基準流量差未満であれば、前記シリンダ本体内の一端に前記ピストンが到達したと判定する。一方、前記判定部は、前記第２流量差が前記第２基準流量差以上であれば、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端と他端との間にあると判定する。

このように、前記判定部は、前記第１差圧又は前記第２差圧と前記第１基準差圧又は前記第２基準差圧との比較に加え、前記第１流量差又は前記第２流量差と前記第１基準流量差又は前記第２基準流量差との比較も行う。これにより、前記シリンダ本体内の一端又は他端への前記ピストンの到達に関する判定結果の信頼性を向上させることができる。

第５の判定手法として、前記動作状態監視装置は、前記第１配管内の流体の流量を第１流量として検出する第１流量検出部と、前記第２配管内の流体の流量を第２流量として検出する第２流量検出部と、前記第１流量を積算して第１積算流量を算出するか、又は、前記第２流量を積算して第２積算流量を算出する積算流量算出部とをさらに有する。

この第５の判定手法において、前記判定部は、前記第１差圧が前記第１基準差圧を超えたか、又は、前記第２差圧が前記第２基準差圧を超えた場合に、前記第１積算流量又は前記第２積算流量が基準流量範囲内にあれば、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したと判定する。一方、前記判定部は、前記第１積算流量又は前記第２積算流量が前記基準流量範囲から逸脱していれば、前記ピストン及び前記ピストンロッドの往復移動の動作が異常であると判定する。

前記第１積算流量又は前記第２積算流量を算出することにより、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達するまでの動作ストロークを推定することができる。これにより、前記ピストンの移動距離を特定することができる。

上述の第３又は第５の判定手法において、前記動作状態監視装置は、前記判定部が前記ピストン及び前記ピストンロッドの往復移動の動作が異常であると判定した場合、この判定結果を外部に報知する報知部をさらに有してもよい。これにより、ユーザに異常状態の発生を報知することができる。

なお、上述の第２〜第５の判定手法において、前記切替弁は、単動型又は複動型の電磁弁であることが好ましい。複動型の電磁弁には、電磁弁の両側にソレノイドが１個ずつ設けられた両側ソレノイドタイプの電磁弁や、電磁弁の片側に複数のソレノイドをまとめて配置した片側ソレノイドタイプの電磁弁が含まれる。

また、上述の第１〜第５の判定手法において、前記判定部での判定処理をデジタル信号処理で行ってもよい。具体的に、前記動作状態監視装置は、前記第１基準差圧及び前記第２基準差圧を少なくとも設定する基準値設定部と、設定された前記第１基準差圧及び前記第２基準差圧を少なくとも表示する表示部と、設定された前記第１基準差圧及び前記第２基準差圧を少なくとも記憶する記憶部とをさらに有する。

この場合、前記第１圧力検出部は、前記第１圧力値に応じた第１圧力信号を前記判定部に出力し、前記第２圧力検出部は、前記第２圧力値に応じた第２圧力信号を前記判定部に出力する。前記判定部は、マイクロコンピュータを含み構成され、入力された前記第１圧力信号及び前記第２圧力信号に応じた前記第１圧力値及び前記第２圧力値と、設定された前記第１基準差圧及び前記第２基準差圧とを用いて、前記シリンダ本体内の一端又は他端に前記ピストンが到達したか否かを判定する。

これにより、前記判定部をアナログ回路で構成した場合と比較して、前記第１基準差圧及び前記第２基準差圧を容易に設定することができる。

また、本発明において、前記動作状態監視装置は、少なくとも前記第１圧力検出部及び前記第２圧力検出部で検出された各圧力を前記判定部に入力し、一方で、前記判定部の判定結果を外部に出力する入出力部をさらに有してもよい。

さらに、前記シリンダは、前記第１シリンダ室側又は前記第２シリンダ室側に前記ピストンロッドが前記ピストンと一体に連結された片軸型のシリンダ、あるいは、前記第１シリンダ室側及び前記第２シリンダ室側に前記ピストンロッドがそれぞれ前記ピストンと一体に連結された両軸型のシリンダであることが好ましい。

添付した図面と協同する次の好適な実施の形態例の説明から、上記の目的、特徴及び利点がより明らかとなるだろう。

図１は、本実施形態に係る監視装置のブロック図である。 図２は、図１の監視装置の他の構成を図示したブロック図である。 図３は、図１及び図２の検出器の内部構成を示すブロック図である。 図４は、図１及び図２の検出器の他の内部構成を示す回路図である。 図５は、両軸型のシリンダを図示した説明図である。 図６は、本実施形態の第１の判定手法を示すフローチャートである。 図７は、図６の第１の判定手法における第１圧力値及び第２圧力値の時間変化を示すタイミングチャートである。 図８は、図６の第１の判定手法における第１圧力値及び第２圧力値の時間変化を示すタイミングチャートである。 図９は、図６の第１の判定手法における第１圧力値及び第２圧力値の時間変化を示すタイミングチャートである。 図１０は、本実施形態の第２の判定手法を示すフローチャートである。 図１１は、本実施形態の第３の判定手法を示すフローチャートである。 図１２は、ピストンロッドの先端が障害物に衝突した場合を図示した説明図である。 図１３は、ピストンの位置の時間変化を図示したタイミングチャートである。 図１４は、本実施形態の第４の判定手法を示すフローチャートである。 図１５は、図１４の第４の判定手法における第１圧力値、第２圧力値、第１流量及び第２流量の時間変化を示すタイミングチャートである。 図１６は、図１４の第４の判定手法における第１圧力値、第２圧力値、第１流量及び第２流量の時間変化を示すタイミングチャートである。 図１７は、図１４の第４の判定手法における第１圧力値、第２圧力値、第１流量及び第２流量の時間変化を示すタイミングチャートである。 図１８は、本実施形態の第５の判定手法を示すフローチャートである。

本発明に係るシリンダの動作状態監視装置の好適な実施形態について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。

［１．本実施形態の構成］
図１は、本実施形態に係るシリンダの動作状態監視装置１０（以下、本実施形態に係る監視装置１０ともいう。）のブロック図である。監視装置１０は、シリンダ１２の動作状態の監視装置として機能する。

シリンダ１２は、シリンダ本体１４と、該シリンダ本体１４の内部で移動自在に設けられたピストン１６と、ピストン１６に連結されたピストンロッド１８とを有する。この場合、シリンダ本体１４内において、図１の左側の一端とピストン１６との間には第１シリンダ室２０が形成され、図１の右側の他端とピストン１６との間には第２シリンダ室２２が形成されている。

なお、図１において、ピストンロッド１８は、ピストン１６における第２シリンダ室２２に臨む側面に連結され、該ピストンロッド１８の先端は、シリンダ本体１４の右端から外部に延出している。従って、シリンダ１２は、片軸型のシリンダである。

シリンダ本体１４の側面における第１シリンダ室２０側には、第１ポート２４が形成され、該第１ポート２４に第１配管２６の一端部が接続されている。一方、シリンダ本体１４の側面における第２シリンダ室２２側には、第２ポート２８が形成され、該第２ポート２８に第２配管３０の一端部が接続されている。

第１配管２６の他端部は、切替弁３２の第１接続ポート３４に接続されている。また、第２配管３０の他端部は、切替弁３２の第２接続ポート３６に接続されている。切替弁３２の供給ポート３８には、供給配管４０が接続されている。供給配管４０は、流体供給源４２に接続され、該供給配管４０の途中には、減圧弁４４が設けられている。

切替弁３２は、単動型の５ポート電磁弁であり、外部から指令信号（電流）がソレノイド４６に供給されることにより駆動する。なお、本実施形態において、切替弁３２は、図１に示す電磁弁に限定されることはなく、他の種類の電磁弁であってもよい。

例えば、単動型の３ポートの電磁弁を２個用意し、一方の電磁弁を第１配管２６用の電磁弁（第１シリンダ室２０の圧力制御用の電磁弁）として使用すると共に、他方の電磁弁を第２配管３０用の電磁弁（第２シリンダ室２２の圧力制御用の電磁弁）として使用してもよい。また、切替弁３２は、単動型の電磁弁に代えて、複動型の電磁弁を使用してもよい。複動型の電磁弁には、電磁弁の両側にソレノイドが１個ずつ設けられた両側ソレノイドタイプの電磁弁や、電磁弁の片側に複数のソレノイドをまとめて配置した片側ソレノイドタイプの電磁弁が含まれる。

以下の説明では、図１に示す単動型の５ポート電磁弁が切替弁３２である場合について説明する。但し、上述した他の種類の電磁弁は周知であるため、単動型の５ポート電磁弁から他の種類の電磁弁に置き換えることは容易である。

ここで、指令信号がソレノイド４６に供給されていない非通電時には、供給ポート３８と第２接続ポート３６とが連通すると共に、第１接続ポート３４が外部に開放される。これにより、流体供給源４２から供給された流体は、減圧弁４４によって所定圧力に変換され、供給配管４０を介して切替弁３２の供給ポート３８に供給される。圧力変換後の該流体（圧力流体）は、供給ポート３８、第２接続ポート３６、第２配管３０及び第２ポート２８を介して、第２シリンダ室２２に供給される。

この結果、該圧力流体によってピストン１６が第１シリンダ室２０側に押圧されて矢印Ｃ方向に移動すると共に、ピストン１６によって押圧された第１シリンダ室２０内の流体（圧力流体）が第１ポート２４から第１配管２６、第１接続ポート３４及び切替弁３２を介して外部に排出される。

一方、指令信号がソレノイド４６に供給される通電時には、供給ポート３８と第１接続ポート３４とが連通すると共に、第２接続ポート３６が外部に開放される。これにより、流体供給源４２から供給され、減圧弁４４によって所定圧力に変換された圧力流体は、供給配管４０から供給ポート３８、第１接続ポート３４、第１配管２６及び第１ポート２４を介して、第１シリンダ室２０に供給される。

この結果、該圧力流体によってピストン１６が第２シリンダ室２２側に押圧されて矢印Ｄ方向に移動すると共に、ピストン１６によって押圧された第２シリンダ室２２内の圧力流体が第２ポート２８から第２配管３０、第２接続ポート３６及び切替弁３２を介して外部に排出される。

このように、切替弁３２の切替動作に起因して、流体供給源４２から第１配管２６を介して第１シリンダ室２０に圧力流体を供給し、又は、第２配管３０を介して第２シリンダ室２２に圧力流体を供給することにより、ピストン１６及びピストンロッド１８を矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向に往復移動させることができる。すなわち、シリンダ１２は、複動型のシリンダである。

なお、本実施形態において、矢印Ｃ方向に沿ってシリンダ本体１４内の一端にピストン１６が移動したときのピストンロッド１８の先端位置をＡ位置、矢印Ｄ方向に沿ってシリンダ本体１４内の他端にピストン１６が移動したときのピストンロッド１８の先端位置をＢ位置とする。また、以下の説明において、ソレノイド４６の通電時（切替弁３２のオン時）に、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端から矢印Ｄ方向に沿って他端に移動する場合を「前進」ともいう。また、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達し、且つ、ピストンロッド１８の先端位置がＢ位置に到達する場合、ストローク端である該他端及びＢ位置を「第１エンド端」ともいう。

一方、以下の説明において、ソレノイド４６の非通電時（切替弁３２のオフ時）に、ピストン１６がシリンダ本体１４内の他端から矢印Ｃ方向に沿って一端に移動する場合を「後退」ともいう。また、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達し、且つ、ピストンロッド１８の先端位置がＡ位置に到達する場合、ストローク端である該一端及びＡ位置を「第２エンド端」ともいう。

このように、シリンダ１２が構成されている場合において、本実施形態に係る監視装置１０は、前述の流体供給源４２、減圧弁４４及び切替弁３２等に加え、第１圧力センサ５０（第１圧力検出部）、第２圧力センサ５２（第２圧力検出部）及び検出器５４（判定部）をさらに有する。

第１圧力センサ５０は、第１配管２６内の圧力流体の圧力値（第１圧力値、圧力）Ｐ１を逐次検出し、検出した第１圧力値Ｐ１に応じた第１圧力信号を検出器５４に出力する。第２圧力センサ５２は、第２配管３０内の圧力流体の圧力値（第２圧力値、圧力）Ｐ２を逐次検出し、検出した第２圧力値Ｐ２に応じた第２圧力信号を検出器５４に出力する。

なお、第１圧力センサ５０及び第２圧力センサ５２は、公知の種々の圧力検出手段を採用することができる。具体的には、（１）金属歪みゲージ又は半導体歪みゲージ等の歪みゲージ式（ストレインゲージ）の圧力検出手段、（２）金属ダイヤフラム又はシリコンダイヤフラム等の容量式の圧力検出手段、（３）インダクタンス式の圧力検出手段、（４）力平衡式の圧力検出手段、あるいは、（５）振動式の圧力検出手段を、第１圧力センサ５０及び第２圧力センサ５２として採用可能である。なお、これらの圧力検出手段についての説明は省略する。

検出器５４は、第１圧力信号及び第２圧力信号が逐次入力される場合に、第１圧力信号に応じた第１圧力値Ｐ１と、第２圧力信号に応じた第２圧力値Ｐ２とに基づいて、シリンダ本体１４の一端（第２エンド端）又は他端（第１エンド端）にピストン１６が到達したか否かの判定処理を行う。この判定処理の結果として、検出器５４は、ピストン１６が第１エンド端に到達したことを示す信号（第１エンド端信号）、又は、ピストン１６が第２エンド端に到達したことを示す信号（第２エンド端信号）を出力する。検出器５４の具体的な判定処理については後述する。

また、本実施形態に係る監視装置１０は、図１の構成に代えて、図２の構成を採用することも可能である。図２において、監視装置１０は、第１流量センサ５６（第１流量検出部）と、第２流量センサ５８（第２流量検出部）とをさらに有する。

第１流量センサ５６は、第１配管２６の途中に設けられ、第１配管２６内の圧力流体の流量（第１流量）Ｆ１を逐次検出し、検出した第１流量Ｆ１に応じた第１流量信号を検出器５４に出力する。第２流量センサ５８は、第２配管３０内の圧力流体の流量（第２流量）Ｆ２を逐次検出し、検出した第２流量Ｆ２に応じた第２流量信号を検出器５４に出力する。

検出器５４は、第１圧力信号及び第２圧力信号に加え、第１流量信号及び第２流量信号が入力された場合に、第１圧力信号に応じた第１圧力値Ｐ１、第２圧力信号に応じた第２圧力値Ｐ２、第１流量信号に応じた第１流量Ｆ１、及び、第２流量信号に応じた第２流量Ｆ２に基づいて、第１エンド端又は第２エンド端にピストン１６が到達したか否かの判定処理を行う。この場合も、検出器５４は、判定処理の結果として、第１エンド端信号又は第２エンド端信号を出力する。

図３は、検出器５４の内部構成を示すブロック図であり、図４は、検出器５４の他の内部構成を示す回路図である。すなわち、図３の検出器５４は、第１圧力信号及び第２圧力信号（並びに第１流量信号及び第２流量信号）を用いて、所定のデジタル信号処理（判定処理）を行うことにより、第１エンド端信号又は第２エンド端信号等を生成する。また、図４の検出器５４は、第１圧力信号及び第２圧力信号を用いて、所定のアナログ信号処理（判定処理）を行うことにより、第１エンド端信号又は第２エンド端信号を生成する。

図３のデジタル信号処理方式の検出器５４は、入出力インターフェース部６０（入出力部）、マイクロコンピュータ６２（制御部、積算流量算出部）、操作部６４（基準値設定部）、表示部６６（報知部）、メモリ部６８（記憶部）及びタイマ７０（計時部）を備える。

なお、監視装置１０は、第１流量センサ５６及び第２流量センサ５８を有しない構成（図１参照）と、第１流量センサ５６及び第２流量センサ５８を有する構成（図２参照）とがある。そのため、図３の説明では、第１流量信号及び第２流量信号に関わる記載内容に関しては、括弧書きで記載する。

入出力インターフェース部６０は、第１圧力信号及び第２圧力信号（並びに第１流量信号及び第２流量信号）を逐次取り込み、第１圧力信号の示す第１圧力値Ｐ１及び第２圧力信号の示す第２圧力値Ｐ２（並びに第１流量信号の示す第１流量Ｆ１及び第２流量信号の示す第２流量Ｆ２）をマイクロコンピュータ６２に出力する。また、後述するように、マイクロコンピュータ６２が第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２（並びに第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２）に基づき第１エンド端信号又は第２エンド端信号を生成した場合、入出力インターフェース部６０は、第１エンド端信号又は第２エンド端信号を外部に出力する。

操作部６４は、監視装置１０及びシリンダ１２のユーザが操作する操作パネル、操作ボタン等の操作手段である。ユーザは、操作部６４を操作することにより、マイクロコンピュータ６２でのデジタル信号処理（判定処理）に必要な基準値を設定する。設定された基準値は、マイクロコンピュータ６２に供給される。従って、ユーザは、操作部６４を操作することにより、シリンダ１２の動作環境及び該シリンダ１２の種類等に応じて、上記の基準値を適宜設定することが可能である。なお、基準値としては、下記のようなものがある。

（１）第１圧力値Ｐ１と第２圧力値Ｐ２との第１差圧（Ｐ１−Ｐ２）＝ΔＰ１２に対する基準値としての第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ。第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆは、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達したときの第１差圧ΔＰ１２の最小値（閾値）を示す。従って、第１差圧ΔＰ１２が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆより大きければ、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達したと判定することができる。

（２）第２圧力値Ｐ２と第１圧力値Ｐ１との第２差圧（Ｐ２−Ｐ１）＝ΔＰ２１に対する基準値としての第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆ。第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆは、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達したときの第２差圧ΔＰ２１の最小値（閾値）を示す。従って、第２差圧ΔＰ２１が第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆより大きければ、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達したと判定することができる。

（３）シリンダ本体１４内の一端と他端との間をピストン１６が移動する際に、該ピストン１６が正常に動作しているときの移動時間Ｔの許容範囲を示す基準時間範囲Ｔｒｅｆ。移動時間Ｔが基準時間範囲Ｔｒｅｆに収まっていれば、ピストン１６が正常に動作していると判定することができ、一方で、移動時間Ｔが基準時間範囲Ｔｒｅｆから逸脱していれば、ピストン１６の動作が異常であると判定することができる。

（４）第１流量Ｆ１と第２流量Ｆ２との第１流量差（Ｆ１−Ｆ２）＝ΔＦ１２に対する基準値としての第１基準流量差ΔＦ１２ｒｅｆ。第１基準流量差ΔＦ１２ｒｅｆは、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達したときの第１流量差ΔＦ１２の最大値（閾値）を示す。従って、第１流量差ΔＦ１２が第１基準流量差ΔＦ１２ｒｅｆよりも小さければ、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達したと判定することができる。

（５）第２流量Ｆ２と第１流量Ｆ１との第２流量差（Ｆ２−Ｆ１）＝ΔＦ２１に対する基準値としての第２基準流量差ΔＦ２１ｒｅｆ。第２基準流量差ΔＦ２１ｒｅｆは、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達したときの第２流量差ΔＦ２１の最大値（閾値）を示す。従って、第２流量差ΔＦ２１が第２基準流量差ΔＦ２１ｒｅｆよりも小さければ、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達したと判定することができる。

（６）ピストン１６が正常に動作しているときの第１流量Ｆ１の積算値（第１積算流量）Ｑ１及び第２流量Ｆ２の積算値（第２積算流量）Ｑ２の許容範囲を示す基準流量範囲Ｑｒｅｆ。第１積算流量Ｑ１又は第２積算流量Ｑ２が基準流量範囲Ｑｒｅｆに収まっていれば、ピストン１６が正常に動作していると判定することができ、一方で、第１積算流量Ｑ１又は第２積算流量Ｑ２が基準流量範囲Ｑｒｅｆから逸脱していれば、ピストン１６の動作が異常であると判定することができる。

なお、上述の各基準値の設定作業は、監視装置１０やシリンダ１２等を含むシステムをユーザが構築し、その後の試運転時に、シリンダ１２の動作条件出しを行いながら、ユーザが操作部６４を操作することにより実行してもよい。あるいは、外部との通信等により、入出力インターフェース部６０を介して、各基準値が設定又は変更されてもよい。

マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０から逐次入力された第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２（並びに第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２）を演算して、第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１（並びに第１流量差ΔＦ１２、第２流量差ΔＦ２１、第１積算流量Ｑ１及び第２積算流量Ｑ２）を算出する。

そして、マイクロコンピュータ６２は、算出した第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１（並びに第１流量差ΔＦ１２、第２流量差ΔＦ２１、第１積算流量Ｑ１及び第２積算流量Ｑ２）と、上記の基準値（第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ及び第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆ（並びに基準時間範囲Ｔｒｅｆ、第１基準流量差ΔＦ１２ｒｅｆ、第２基準流量差ΔＦ２１ｒｅｆ及び基準流量範囲Ｑｒｅｆ））との比較に基づいて、シリンダ本体１４内の一端（第２エンド端）又は他端（第１エンド端）にピストン１６が到達したか否かを判定する。

マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達した場合、ピストン１６及びピストンロッド１８が第２エンド端（Ａ位置）に到達したことを示す第２エンド端信号を生成する。一方、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達した場合、ピストン１６及びピストンロッド１８が第１エンド端（Ｂ位置）に到達したことを示す第１エンド端信号を生成する。生成された第１エンド端信号又は第２エンド端信号は、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力される。

また、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して切替弁３２のソレノイド４６に指令信号を供給することが可能である。

さらに、マイクロコンピュータ６２からソレノイド４６への指令信号の供給開始時刻でタイマ７０が計時を開始し、当該時刻からピストン１６が第１エンド端に到達するまでの移動時間（経過時間）Ｔをタイマ７０が計時した場合、マイクロコンピュータ６２は、移動時間Ｔと基準時間範囲Ｔｒｅｆとの比較に基づいて、ピストン１６の動作が異常であるか否かを判定することが可能である。また、マイクロコンピュータ６２は、第１積算流量Ｑ１又は第２積算流量Ｑ２と基準流量範囲Ｑｒｅｆとの比較に基づいて、ピストン１６の動作が異常であるか否かを判定することも可能である。ピストン１６の動作が異常であると判定した場合、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の動作状態が異常であることを示す警告を、表示部６６を介してユーザに報知し、あるいは、入出力インターフェース部６０を介して外部に報知する。

表示部６６は、ユーザの操作部６４の操作により設定された基準値を表示し、又は、マイクロコンピュータ６２での各種の判定処理の結果を表示する。メモリ部６８は、操作部６４で設定された各基準値を格納する。タイマ７０は、前述のように、マイクロコンピュータ６２からソレノイド４６への指令信号の供給開始時刻から計時を開始することで、シリンダ本体１４内におけるピストン１６の移動時間Ｔを計時する。

一方、図４において、アナログ信号処理方式の検出器５４は、４つのオペアンプ回路７２〜７８を有する。

前段のオペアンプ回路７２は、差動アンプ（比較回路）であり、第１圧力信号（第１圧力値Ｐ１）と第２圧力信号（第２圧力値Ｐ２）との信号レベル差を検出し、検出した信号レベル差を示す前段出力信号を後段のオペアンプ回路７４、７６に出力する。なお、前段出力信号は、第１差圧ΔＰ１２に応じた出力信号である。

オペアンプ回路７４は、比較回路であり、前段出力信号と、第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆに応じた基準値（基準電圧）Ｖ１２ｒｅｆとを比較し、前段出力信号の電圧値が基準電圧Ｖ１２ｒｅｆを上回った場合、該オペアンプ回路７４の出力信号を反転させる。符号の反転した出力信号が第１エンド端信号となる。

一方、オペアンプ回路７６は、前段出力信号を反転してオペアンプ回路７８に出力する反転増幅回路である。なお、オペアンプ回路７６から出力される出力信号（前段出力信号を反転させた信号）は、第２差圧ΔＰ２１に応じた出力信号となる。

オペアンプ回路７８は、オペアンプ回路７４と同様の比較回路であり、オペアンプ回路７６からの出力信号と、第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆに応じた基準値（基準電圧）Ｖ２１ｒｅｆとを比較し、該出力信号の電圧値が基準電圧Ｖ２１ｒｅｆを上回った場合、該オペアンプ回路７８の出力信号を反転させる。符号の反転した出力信号が第２エンド端信号となる。

なお、図３のデジタル信号処理方式の検出器５４と同様に、図４のアナログ信号処理方式の検出器５４においても、ユーザは、シリンダ１２の動作環境やシリンダ１２の種類等に応じて、基準電圧Ｖ１２ｒｅｆ、Ｖ２１ｒｅｆの値を適宜調整することが可能である。

また、図１及び図２には片軸型のシリンダ１２が図示されているが、本実施形態に係る監視装置１０は、図５に示すように、ピストン１６における第１シリンダ室２０の側面にピストンロッド８０が連結されると共に、ピストン１６における第２シリンダ室２２の側面にピストンロッド１８が連結された両軸型のシリンダ１２の動作状態の監視にも適用可能である。この場合、監視装置１０の構成は、片軸型のシリンダ１２の場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

［２．本実施形態の動作］
本実施形態に係る監視装置１０は、以上のように構成される。次に、監視装置１０の動作について、図６〜図１８を参照しながら説明する。

ここでは、検出器５４における判定処理（第１〜第５の判定手法）について説明する。また、第１〜第５の判定手法の説明では、デジタル信号処理方式の検出器５４において、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達したか否かを検出器５４のマイクロコンピュータ６２が判定する場合について説明する。さらに、第１〜第５の判定手法の説明では、必要に応じて、図１〜図３も参照しながら説明する。

［２．１ 第１の判定手法］
第１の判定手法は、全ての判定手法の基本となる判定処理である。すなわち、第１の判定手法は、第１差圧ΔＰ１２（＝Ｐ１−Ｐ２）と第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆとの比較、及び／又は、第２差圧ΔＰ２１（＝Ｐ２−Ｐ１）と第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆとの比較のみに基づいて、シリンダ本体１４内の一端（第２エンド端）又は他端（第１エンド端）にピストン１６が到達したか否かを判定する。

具体的に、図６のフローチャートと、図７〜図９のタイミングチャートとを参照しながら説明する。なお、図６は、マイクロコンピュータ６２での判定処理を示すフローチャートである。図７は、片軸型のシリンダ１２（図１参照）において、ピストン１６及びピストンロッド１８を矢印Ｄ方向に前進させたときの第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化を示すタイミングチャートである。図８は、片軸型のシリンダ１２において、ピストン１６及びピストンロッド１８を矢印Ｃ方向に後退させたときの第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化を示すタイミングチャートである。図９は、両軸型のシリンダ１２（図５参照）において、ピストン１６及びピストンロッド１８を矢印Ｃ方向に後退させたときの第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化を示すタイミングチャートである。

ここでは、図７〜図９のタイミングチャートをそれぞれ説明した後に、図６の判定処理について説明する。

図７のピストン１６の前進動作の場合、図１の切替弁３２のオフ時（ｔ１前の時間帯）には、流体供給源４２から減圧弁４４、供給ポート３８、第２接続ポート３６及び第２配管３０を介して第２シリンダ室２２に圧力流体が供給される。これにより、ピストン１６は、シリンダ本体１４内の一端に押圧されている。一方、第１シリンダ室２０は、第１配管２６及び第１接続ポート３４を介して大気に連通しているので、第１シリンダ室２０の流体は、第１配管２６から切替弁３２を介して排出されている。従って、ｔ１前の時間帯では、第１圧力値Ｐ１が略０であると共に、第２圧力値Ｐ２が所定圧力値（減圧弁４４から出力される圧力流体の圧力値Ｐｖ）となる。

次に、時点ｔ１で図３のマイクロコンピュータ６２からソレノイド４６に指令信号を供給すると、切替弁３２が駆動してオンとなる。この結果、切替弁３２での接続状態が切り替わり、流体供給源４２から減圧弁４４、供給ポート３８、第１接続ポート３４及び第１配管２６を介した第１シリンダ室２０への圧力流体の供給が開始される。一方、第２シリンダ室２２が第２配管３０及び第２接続ポート３６を介して大気に連通することにより、第２配管３０から切替弁３２を介した外部への第２シリンダ室２２の圧力流体の排出が開始される。

これにより、時点ｔ１から、第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１は、時間経過に伴って急激に増加すると共に、第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って急激に減少する。時点ｔ２で第１圧力値Ｐ１が第２圧力値Ｐ２を上回る。

その後、時点ｔ３で、第１圧力値Ｐ１は、所定の圧力値（例えば、時点ｔ１以前の第２圧力値Ｐ２（圧力値Ｐｖ））まで上昇し、ピストン１６は、矢印Ｄ方向への前進を開始する。この場合、ピストン１６が矢印Ｄ方向への前進を開始すると、第１シリンダ室２０の体積変化によって、第１圧力値Ｐ１は圧力値Ｐｖから下降すると共に、第２圧力値Ｐ２も減少する。

なお、図７では、時点ｔ３で第１圧力値Ｐ１が圧力値Ｐｖまで上昇する場合を例示しているが、実際には、第１圧力値Ｐ１が圧力値Ｐｖまで上昇する前にピストン１６が矢印Ｄ方向への前進を開始する場合もある。以下の説明では、第１圧力値Ｐ１又は第２圧力値Ｐ２が圧力値Ｐｖ又はその近傍の値にまで上昇した後にピストン１６が前進又は後退を開始する場合について説明する。

ピストン１６の前進中、第１シリンダ室２０及び第２シリンダ室２２の体積変化により、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って緩やかに減少する。この場合、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、略一定の第１差圧ΔＰ１２（＝Ｐ１−Ｐ２）を維持しながら減少する。

時点ｔ４でピストン１６がシリンダ本体１４内の他端（第１エンド端）に到達すると、第２シリンダ室２２の体積は略０となる。そのため、時点ｔ４以降、第２圧力値Ｐ２は、略０（大気圧）に低下すると共に、第１圧力値Ｐ１は、圧力値Ｐｖに向かって上昇する。すなわち、ピストン１６がシリンダ本体１４内の他端に到達すると、第１差圧ΔＰ１２は、一定値から急激に増加する。

一方、図８のピストン１６の後退動作の場合、図１の切替弁３２のオン時（ｔ５前の時間帯）には、流体供給源４２から減圧弁４４、供給ポート３８、第１接続ポート３４及び第１配管２６を介して第１シリンダ室２０に圧力流体が供給されており、ピストン１６は、シリンダ本体１４内の他端に押圧されている。一方、第２シリンダ室２２は、第２配管３０及び第２接続ポート３６を介して大気に連通しているので、第２シリンダ室２２の圧力流体は、第２配管３０から切替弁３２を介して排出されている。従って、ｔ５前の時間帯では、第１圧力値Ｐ１が圧力値Ｐｖであると共に、第２圧力値Ｐ２が略０である。

次に、時点ｔ５で図３のマイクロコンピュータ６２からソレノイド４６への指令信号の供給を停止すると、切替弁３２が駆動を停止してオフとなる。この結果、切替弁３２のバネの弾発力によって、切替弁３２での接続状態が切り替わり、流体供給源４２から減圧弁４４、供給ポート３８、第２接続ポート３６及び第２配管３０を介した第２シリンダ室２２への圧力流体の供給が開始される。一方、第１シリンダ室２０が第１配管２６及び第１接続ポート３４を介して大気に連通することにより、第１配管２６から切替弁３２を介した外部への第１シリンダ室２０の圧力流体の排出が開始される。

これにより、時点ｔ５から、第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って急激に増加する。その後、第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１は、時間経過に伴って急激に減少を開始する。この結果、時点ｔ６で第２圧力値Ｐ２が第１圧力値Ｐ１を上回る。

その後、時点ｔ７で、第２圧力値Ｐ２は、所定圧力値（例えば、圧力値Ｐｖ）まで上昇し、ピストン１６は、矢印Ｃ方向への後退を開始する。この場合、第２シリンダ室２２の体積変化によって、第２圧力値Ｐ２は圧力値Ｐｖから下降すると共に、第１圧力値Ｐ１も減少する。

ピストン１６の後退中、第１シリンダ室２０及び第２シリンダ室２２の体積変化により、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って緩やかに減少する。この場合、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、略一定の第２差圧ΔＰ２１（＝Ｐ２−Ｐ１）を維持しながら減少する。

なお、図７の第１差圧ΔＰ１２の絶対値と、図８の第２差圧ΔＰ２１の絶対値とは、互いに異なる大きさとなる。これは、図１のピストン１６における第２シリンダ室２２の側面（右側面）にピストンロッド１８が連結されることにより、ピストン１６における第１シリンダ室２０の側面（左側面）と右側面との間で、受圧面積が異なることに起因したものである。

時点ｔ８でピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達すると、第１シリンダ室２０の体積は略０となる。そのため、時点ｔ８以降、第１圧力値Ｐ１は、略０（大気圧）に低下すると共に、第２圧力値Ｐ２は、圧力値Ｐｖに向かって上昇する。すなわち、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達すると、第２差圧ΔＰ２１は、一定値から急激に増加する。

図９の両軸型のシリンダ１２（図５参照）におけるピストン１６の後退動作においても、図８の後退動作と同様に、図１の切替弁３２のオン時（ｔ９前の時間帯）には、第１シリンダ室２０に圧力流体が供給され、ピストン１６は、シリンダ本体１４内の他端に押圧されている。一方、第２シリンダ室２２の流体は、第２配管３０から切替弁３２を介して排出されている。従って、ｔ９前の時間帯では、第１圧力値Ｐ１が圧力値Ｐｖであると共に、第２圧力値Ｐ２が略０である。

次に、時点ｔ９で図３のマイクロコンピュータ６２からソレノイド４６への指令信号の供給を停止すると、切替弁３２が駆動を停止してオフとなる。この結果、切替弁３２の接続状態が切り替わり、流体供給源４２から第２シリンダ室２２への圧力流体の供給が開始される一方、第１配管２６から切替弁３２を介した外部への第１シリンダ室２０の圧力流体の排出が開始される。

これにより、時点ｔ９から、第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って急激に増加すると共に、第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１は、時間経過に伴って急激に減少する。この結果、時点ｔ１０で第２圧力値Ｐ２が第１圧力値Ｐ１を上回る。

その後、時点ｔ１１で、第２圧力値Ｐ２は、所定圧力値（例えば、圧力値Ｐｖ近傍の圧力値）まで上昇し、ピストン１６は、矢印Ｃ方向への後退を開始する。この場合、第２シリンダ室２２の体積変化によって、第２圧力値Ｐ２は圧力値Ｐｖから下降すると共に、第１圧力値Ｐ１も減少する。

ピストン１６の後退中、第１シリンダ室２０及び第２シリンダ室２２の体積変化により、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って、略一定の第２差圧ΔＰ２１（＝Ｐ２−Ｐ１）を維持しながら緩やかに減少する。

時点ｔ１２でピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達すると、第１シリンダ室２０の体積は略０となる。この結果、時点ｔ１２以降、第１圧力値Ｐ１は、略０（大気圧）に低下し、一方で、第２圧力値Ｐ２は、圧力値Ｐｖに向かって上昇する。これにより、第２差圧ΔＰ２１は、一定値から急激に増加する。

なお、両軸型のシリンダ１２は、ピストン１６の両側面にピストンロッド１８、８０がそれぞれ連結されており、両側面の受圧面積は略同一である。そのため、ピストン１６の前進動作時に関しては、図９の第１圧力値Ｐ１の時間変化特性を第２圧力値Ｐ２の特性に置き換え、第２圧力値Ｐ２の時間変化特性を第１圧力値Ｐ１に置き換え、第２差圧ΔＰ２１を第１差圧ΔＰ１２に置き換えることにより、前進動作時の時間変化特性とすることが可能である。

そこで、第１の判定手法では、上述した時点ｔ４、ｔ８、ｔ１２での第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１の急激な変化を捉えることにより、シリンダ本体１４内の一端（第２エンド端）又は他端（第１エンド端）にピストン１６が到達したか否かを判定する。

すなわち、図１及び図５の第１圧力センサ５０が検出した第１圧力値Ｐ１、及び、第２圧力センサ５２が検出した第２圧力値Ｐ２は、図３の入出力インターフェース部６０を介して、マイクロコンピュータ６２に逐次入力される。そこで、マイクロコンピュータ６２は、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が入力される毎に、図６に示す第１の判定手法に従った判定処理を実行する。

具体的に、図６のステップＳ１において、マイクロコンピュータ６２は、第１圧力値Ｐ１から第２圧力値Ｐ２を減算して第１差圧ΔＰ１２を算出する。次に、マイクロコンピュータ６２は、第１差圧ΔＰ１２が、メモリ部６８に予め格納された基準値としての第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ１２＞ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、次のステップＳ２において、マイクロコンピュータ６２は、ΔＰ１２及びΔＰ１２ｒｅｆの符号がプラスであるため、シリンダ本体１４内の一端から他端に向かってピストン１６が前進し、該他端にピストン１６が到達した（ピストンロッド１８がＢ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が該他端に到達したことを示す第１エンド端信号を生成し、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する。また、マイクロコンピュータ６２は、その判定結果を表示部６６に表示し、第１エンド端へのピストン１６の到達をユーザに通知する。

一方、ΔＰ１２≦ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ３において、マイクロコンピュータ６２は、第２圧力値Ｐ２から第１圧力値Ｐ１を減算して第２差圧ΔＰ２１を算出する。なお、マイクロコンピュータ６２は、第１差圧ΔＰ１２の符号を反転させて第２差圧ΔＰ２１（＝−ΔＰ１２）を算出してもよい。次に、マイクロコンピュータ６２は、第２差圧ΔＰ２１が、メモリ部６８に予め格納された基準値としての第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ２１＞ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、次のステップＳ４において、マイクロコンピュータ６２は、ΔＰ２１及びΔＰ２１ｒｅｆの符号がプラスであるため、シリンダ本体１４内の他端から一端に向かってピストン１６が後退し、該一端にピストン１６が到達した（ピストンロッド１８がＡ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が該一端に到達したことを示す第２エンド端信号を生成し、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する。また、マイクロコンピュータ６２は、その判定結果を表示部６６に表示し、第２エンド端へのピストン１６の到達をユーザに通知する。

一方、ΔＰ２１≦ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ３：ＮＯ）、次のステップＳ５において、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達していない（一端と他端との間にピストン１６がある）と判定する。

従って、第１の判定手法において、マイクロコンピュータ６２は、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が入力される毎に、図６の判定処理を繰り返し実行し、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達の有無を判定する。

［２．２ 第２の判定手法］
第２の判定手法は、図６〜図９の第１の判定手法に、切替弁３２のオン又はオフ（マイクロコンピュータ６２からソレノイド４６への指令信号の供給の有無）も考慮して、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達したか否かを判定する処理である。従って、第２の判定手法の説明では、第１の判定手法と同じ処理に関しては、簡略化して説明するか、又は、説明を省略し、以下同様とする。

第２の判定手法においても、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、図３の入出力インターフェース部６０を介して、マイクロコンピュータ６２に逐次入力され、マイクロコンピュータ６２は、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が入力される毎に、図１０に示す第２の判定手法に従った判定処理を繰り返し実行する。

具体的に、図１０のステップＳ６において、図３のマイクロコンピュータ６２は、電磁弁としての切替弁３２がオンであるか否か（ソレノイド４６に指令信号を供給しているか否か）を判定する。

切替弁３２がオンである場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、供給ポート３８と第１接続ポート３４とが接続され、流体供給源４２から第１シリンダ室２０に圧力流体が供給されることにより、シリンダ本体１４内の一端から他端に向けてピストン１６が前進動作を行っていると判定する。

そして、次のステップＳ７において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ１と同様に、第１差圧ΔＰ１２を算出し、算出した第１差圧ΔＰ１２が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ１２＞ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、次のステップＳ８において、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達した（ピストンロッド１８がＢ位置に到達した）と判定する。この場合、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第１エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、第１エンド端へのピストン１６の到達をユーザに通知する。

一方、ΔＰ１２≦ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ９において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｄ方向に沿って前進しているが、シリンダ本体１４内の他端に到達していないと判定する。

前述のステップＳ６において、切替弁３２がオフである場合（ステップＳ６：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、供給ポート３８と第２接続ポート３６とが接続され、流体供給源４２から第２シリンダ室２２に圧力流体が供給されることにより、シリンダ本体１４内の他端から一端に向けてピストン１６が後退動作を行っていると判定する。

そして、次のステップＳ１０において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ３と同様に、第２差圧ΔＰ２１を算出し、算出した第２差圧ΔＰ２１が第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ２１＞ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、次のステップＳ１１において、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達した（ピストンロッド１８がＡ位置に到達した）と判定する。この場合、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第２エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、第２エンド端へのピストン１６の到達をユーザに通知する。

一方、ΔＰ２１≦ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ１２において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｃ方向に沿って後退しているが、シリンダ本体１４内の一端に到達していないと判定する。

従って、第２の判定手法では、第１の判定手法に加え、切替弁３２のオン又はオフを認識して、ピストン１６の移動方向を特定することにより、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達に関わる判定処理の信頼性を向上させることができる。

［２．３ 第３の判定手法］
第３の判定手法は、図１０の第２の判定手法に、ピストン１６の移動時間も考慮して、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達したか否かを判定する処理である。

ここでは、図１２及び図１３を参照して、ピストン１６の移動時間について説明した後に、マイクロコンピュータ６２による第３の判定手法に従った判定処理について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。

図１２は、ピストン１６及びピストンロッド１８が矢印Ｄ方向に前進している場合に、ピストンロッド１８の先端が障害物８２に衝突している場合を図示した説明図である。図１２のような異常状態では、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端と他端との間にあっても、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超え、ピストン１６が一端又は他端に到達したと誤検出する可能性がある。

また、ユーザの操作部６４の操作によって、第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆが設定変更された場合、あるいは、シリンダ１２、第１配管２６又は第２配管３０等から圧力流体が漏れている場合において、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端と他端との間にあっても、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超え、ピストン１６が一端又は他端に到達したと誤検出する可能性がある。

そして、上述の各異常状態では、図１３に示すように、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の移動時間（到達時間）Ｔが、正常状態での到達時間Ｔ１と比較して、短くなる場合又は長くなる場合が有り得る。

すなわち、正常状態では、ｔ＝０で切替弁３２をオンにした後、到達時間Ｔ１経過した時点ｔ１３でピストン１６がシリンダ本体１４内の他端に到達する。これに対して、異常状態では、ｔ＝０から到達時間Ｔ２経過した時点ｔ１４でピストン１６がシリンダ本体１４内の他端に早く到達し、あるいは、ｔ＝０から到達時間Ｔ３経過した時点ｔ１５でピストン１６がシリンダ本体１４内の他端に遅く到達する場合が有り得る。

これに対して、前述の第１及び第２の判定手法のように、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１と第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆとの比較だけでは、このような異常状態の検出は難しい。

そこで、第３の判定手法では、シリンダ本体１４内でのピストン１６の移動時間Ｔ（一端と他端との間の移動時間）が所定の基準時間範囲Ｔｒｅｆ内にあるか否かを判定することにより、ピストン１６の移動動作が異常であるか否かを判定する。なお、第３の判定手法においても、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、図３の入出力インターフェース部６０を介して、マイクロコンピュータ６２に逐次入力される。従って、マイクロコンピュータ６２は、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が入力される毎に、図１１に示す第３の判定手法に従った判定処理を繰り返し実行する。

具体的に、図１１のステップＳ１３において、図３のマイクロコンピュータ６２は、図１０のステップＳ６と同様に、切替弁３２がオンであるか否かを判定する。

切替弁３２がオンである場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、流体供給源４２から第１シリンダ室２０に圧力流体が供給されることにより、シリンダ本体１４内の一端から他端に向けてピストン１６が前進動作を行っていると判定する。

そして、次のステップＳ１４において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ１及び図１０のステップＳ７と同様に、第１差圧ΔＰ１２を算出し、算出した第１差圧ΔＰ１２が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ１２＞ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達している（ピストンロッド１８がＢ位置に到達している）可能性があると判定する。そして、次のステップＳ１５において、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端から他端までのピストン１６の移動時間Ｔが、メモリ部６８に予め格納された基準時間範囲Ｔｒｅｆ内にあるか否かを判定する。

移動時間Ｔが基準時間範囲Ｔｒｅｆ内にある場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、次のステップＳ１６において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が正常な前進動作によりシリンダ本体１４内の他端に到達した（ピストンロッド１８がＢ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第１エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、ピストン１６が第１エンド端に正常に到達したことをユーザに通知する。

一方、移動時間Ｔが基準時間範囲Ｔｒｅｆから逸脱している場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１７において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の動作が異常であると判定し、その判定結果を表示部６６に表示させることにより、ユーザに警告する。

また、ステップＳ１４において、ΔＰ１２≦ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１８において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｄ方向に沿って前進しているが、シリンダ本体１４内の他端に到達していないと判定する。

前述のステップＳ１３において、切替弁３２がオフである場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、流体供給源４２から第２シリンダ室２２に圧力流体が供給されることにより、シリンダ本体１４内の他端から一端に向けてピストン１６が後退動作を行っていると判定する。

そして、次のステップＳ１９において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ３及び図１０のステップＳ１０と同様に、第２差圧ΔＰ２１を算出し、算出した第２差圧ΔＰ２１が第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ２１＞ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達している（ピストンロッド１８がＡ位置に到達している）可能性があると判定する。そして、次のステップＳ２０において、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の他端から一端までのピストン１６の移動時間Ｔが、基準時間範囲Ｔｒｅｆ内にあるか否かを判定する。

移動時間Ｔが基準時間範囲Ｔｒｅｆ内にある場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、次のステップＳ２１において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が正常な後退動作によりシリンダ本体１４内の一端に到達した（ピストンロッド１８がＡ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第２エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、ピストン１６が第２エンド端に正常に到達したことをユーザに通知する。

一方、移動時間Ｔが基準時間範囲Ｔｒｅｆから逸脱している場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ステップＳ２２において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の動作が異常であると判定し、その判定結果を表示部６６に表示させることにより、ユーザに警告する。

また、ステップＳ１９において、ΔＰ２１≦ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、ステップＳ２３において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｃ方向に沿って後退しているが、シリンダ本体１４内の一端に到達していないと判定する。

このように、第３の判定手法では、第２の判定手法に加え、ピストン１６の移動時間Ｔの判定処理も行っているので、ピストン１６の移動動作の異常の有無を検出することができる。

［２．４ 第４の判定手法］
第４の判定手法は、図１０の第２の判定手法に、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２も考慮して、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達したか否かを判定する処理である。

ここでは、図１５〜図１７を参照して、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２の時間変化特性を説明した後に、マイクロコンピュータ６２による第４の判定手法に従った判定処理について、図１４のフローチャートを参照しながら説明する。

図１５は、片軸型のシリンダ１２（図２参照）において、ピストン１６及びピストンロッド１８を矢印Ｄ方向に前進させたときの第１圧力値Ｐ１、第２圧力値Ｐ２、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２の時間変化を示すタイミングチャートである。従って、図１５の第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化特性は、図７の第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化特性と同様である。

図１６は、片軸型のシリンダ１２において、ピストン１６及びピストンロッド１８を矢印Ｃ方向に後退させたときの第１圧力値Ｐ１、第２圧力値Ｐ２、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２の時間変化を示すタイミングチャートである。従って、図１６の第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化特性は、図８の第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化特性と同様である。

図１７は、両軸型のシリンダ１２（図５参照）において、ピストン１６及びピストンロッド１８を矢印Ｃ方向に後退させたときの第１圧力値Ｐ１、第２圧力値Ｐ２、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２の時間変化を示すタイミングチャートである。従って、図１７の第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化特性は、図９の第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化特性と同様である。

そして、図１５〜図１７のタイミングチャートの説明では、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２についての説明は簡略化し、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２を中心に説明する。

図１５のピストン１６の前進動作の場合、図２の切替弁３２のオフ時（ｔ１６前の時間帯）には、第２シリンダ室２２に圧力流体が供給され、ピストン１６は、シリンダ本体１４内の一端に押圧されている。一方、第１シリンダ室２０の流体は、第１配管２６から切替弁３２を介して排出されている。従って、ｔ１６前の時間帯では、第１圧力値Ｐ１が略０、且つ、第２圧力値Ｐ２が圧力値Ｐｖであると共に、第１配管２６の圧力流体の流量である第１流量Ｆ１と、第２配管３０の圧力流体の流量である第２流量Ｆ２とは、互いに略０である。

次に、時点ｔ１６で図３のマイクロコンピュータ６２からソレノイド４６に指令信号を供給すると、切替弁３２が駆動してオンとなる。この結果、切替弁３２の接続状態が切り替わり、第１シリンダ室２０への圧力流体の供給が開始されると共に、第２シリンダ室２２からの圧力流体の排出が開始される。

これにより、時点ｔ１６から、第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１は、時間経過に伴って急激に増加すると共に、第１流量Ｆ１（第１シリンダ室２０への圧力流体の供給量）は、時間経過に伴って急激に増加する。一方、第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って急激に減少すると共に、第２流量Ｆ２（第２シリンダ室２２からの圧力流体の排出量）は、時間経過に伴って急激に増加する。

なお、図１５〜図１７の第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２の時間変化特性において、第１シリンダ室２０又は第２シリンダ室２２に圧力流体が供給される場合、供給される圧力流体の流量の符号が正とされ、一方で、第１シリンダ室２０又は第２シリンダ室２２から圧力流体が排出される場合、排出される圧力流体の流量の符号が負とされていることに留意する。

時点ｔ１７で第１圧力値Ｐ１が第２圧力値Ｐ２を上回り、時点ｔ１８で第１圧力値Ｐ１が所定圧力値（例えば、圧力値Ｐｖ）まで上昇し、ピストン１６が矢印Ｄ方向への前進を開始する場合、第１流量Ｆ１は、時間経過に伴って正方向（第１シリンダ室２０への供給方向）に増加し、一方で、第２流量Ｆ２は、時間経過に伴って負方向（第２シリンダ室２２からの排出方向）に増加する。

その後、ピストン１６の前進動作中、第１シリンダ室２０の体積変化によって第１圧力値Ｐ１が圧力値Ｐｖから下降すると共に、第２圧力値Ｐ２も減少することにより、略一定の第１差圧ΔＰ１２を維持しながら第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が減少する場合に、時点ｔ１９以降、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は、飽和して一定の流量に維持される。

その後、時点ｔ２０でピストン１６がシリンダ本体１４内の他端（第１エンド端）に到達すると、第２シリンダ室２２の体積は略０となる。これにより、時点ｔ２０以降、第２圧力値Ｐ２は、略０に低下すると共に、第１圧力値Ｐ１は、圧力値Ｐｖに向かって上昇する。この場合、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は、所定の流量から略０に減少する。すなわち、ピストン１６がシリンダ本体１４内の他端に到達すると、第１差圧ΔＰ１２は、一定値から急激に増加する一方で、第１流量Ｆ１と第２流量Ｆ２との第１流量差ΔＦ１２（＝Ｆ１−Ｆ２）は、略０まで低下する。

一方、図１６のピストン１６の後退動作の場合、図２の切替弁３２のオン時（ｔ２１前の時間帯）には、第１シリンダ室２０に圧力流体が供給され、ピストン１６は、シリンダ本体１４内の他端に押圧されている。一方、第２シリンダ室２２の流体は、第２配管３０から切替弁３２を介して排出されている。従って、ｔ２１前の時間帯では、第１圧力値Ｐ１が圧力値Ｐｖ、且つ、第２圧力値Ｐ２が略０であると共に、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は略０である。

次に、時点ｔ２１で図３のマイクロコンピュータ６２からソレノイド４６への指令信号の供給を停止すると、切替弁３２が駆動を停止してオフとなる。この結果、切替弁３２の接続状態が切り替わり、第２シリンダ室２２への圧力流体の供給が開始されると共に、第１シリンダ室２０からの圧力流体の排出が開始される。

これにより、時点ｔ２１から、第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って急激に増加すると共に、第２流量Ｆ２（第２シリンダ室２２への圧力流体の供給量）は、時間経過に伴って急激に正方向に増加する。一方、第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１は、時間経過に伴って急激に減少を開始すると共に、第１流量Ｆ１（第１シリンダ室２０からの圧力流体の排出量）は、時間経過に伴って負方向に急激に増加する。

その後、時点ｔ２２で第２圧力値Ｐ２が第１圧力値Ｐ１を上回り、時点ｔ２３で第２圧力値Ｐ２が所定圧力値（例えば、圧力値Ｐｖ）まで上昇し、ピストン１６が矢印Ｃ方向への後退を開始する。ピストン１６の後退動作中、第２シリンダ室２２の体積変化によって、第２圧力値Ｐ２が圧力値Ｐｖから下降すると共に、第１圧力値Ｐ１も減少することにより、略一定の第２差圧ΔＰ２１を維持しながら第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が減少する場合に、時点ｔ２４以降、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は、飽和して一定の流量に維持される。

その後、時点ｔ２５でピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達すると、第１シリンダ室２０の体積が略０となる。これにより、時点ｔ２５以降、第１圧力値Ｐ１は、略０に低下すると共に、第２圧力値Ｐ２は、圧力値Ｐｖに向かって上昇する。この場合、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は、所定の流量から略０に減少する。すなわち、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達すると、第２差圧ΔＰ２１は、一定値から急激に増加する一方で、第２流量Ｆ２と第１流量Ｆ１との第２流量差ΔＦ２１（＝Ｆ２−Ｆ１）は、略０まで低下する。

また、図１７の両軸型のシリンダ１２（図５参照）におけるピストン１６の後退動作についても、図１６の後退動作と同様に、図２の切替弁３２のオン時（ｔ２６前の時間帯）には、第１シリンダ室２０に圧力流体が供給され、ピストン１６は、シリンダ本体１４内の他端に押圧されている。一方、第２シリンダ室２２の流体は、第２配管３０から切替弁３２を介して排出されている。従って、ｔ２６前の時間帯では、第１圧力値Ｐ１が圧力値Ｐｖ且つ第２圧力値Ｐ２が略０であると共に、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は略０である。

次に、時点ｔ２６で図３のマイクロコンピュータ６２からソレノイド４６への指令信号の供給を停止すると、切替弁３２が駆動を停止してオフとなる。この結果、切替弁３２の接続状態が切り替わり、第２シリンダ室２２への圧力流体の供給が開始されると共に、第１シリンダ室２０からの圧力流体の排出が開始される。

これにより、時点ｔ２６から、第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２は、時間経過に伴って急激に増加すると共に、第２流量Ｆ２は、時間経過に伴って急激に正方向に増加する。一方、第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１は、時間経過に伴って急激に減少すると共に、第１流量Ｆ１は、時間経過に伴って負方向に急激に増加する。

その後、時点ｔ２７で第２圧力値Ｐ２が第１圧力値Ｐ１を上回り、時点ｔ２８で第２圧力値Ｐ２が所定圧力値（例えば、圧力値Ｐｖ近傍の圧力値）まで上昇し、ピストン１６が矢印Ｃ方向への後退を開始する。ピストン１６の後退動作中、第２シリンダ室２２の体積変化によって、第２圧力値Ｐ２が圧力値Ｐｖから下降すると共に、第１圧力値Ｐ１も減少することにより、略一定の第２差圧ΔＰ２１を維持しながら第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が減少する場合に、時点ｔ２９以降、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は、飽和して一定の流量に維持される。

その後、時点ｔ３０でピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達すると、第１シリンダ室２０の体積が略０となる。これにより、時点ｔ３０以降、第１圧力値Ｐ１は、略０に低下すると共に、第２圧力値Ｐ２は、圧力値Ｐｖに向かって上昇する。この場合、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２は、所定の流量から略０に減少する。すなわち、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達すると、第２差圧ΔＰ２１は、一定値から急激に増加する一方で、第２流量Ｆ２と第１流量Ｆ１との第２流量差ΔＦ２１は、略０まで低下する。

なお、両軸型のシリンダ１２におけるピストン１６の前進動作時については、図１７の第１圧力値Ｐ１の時間変化特性を第２圧力値Ｐ２の特性に置き換え、第２圧力値Ｐ２の時間変化特性を第１圧力値Ｐ１に置き換え、第２差圧ΔＰ２１を第１差圧ΔＰ１２に置き換え、第１流量Ｆ１を第２流量Ｆ２に置き換え、第２流量Ｆ２を第１流量Ｆ１に置き換え、第２流量差ΔＦ２１を第１流量差ΔＦ１２に置き換えることにより、前進動作時の時間変化特性とすることが可能である。

そこで、第４の判定手法では、第１及び第２の判定手法に加え、時点ｔ２０、ｔ２５、ｔ３０以降での第１流量差ΔＦ１２又は第２流量差ΔＦ２１の低下を捉えることにより、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達したか否かの判定処理の信頼性をさらに向上させる。

すなわち、図２の第１圧力センサ５０が検出した第１圧力値Ｐ１、第２圧力センサ５２が検出した第２圧力値Ｐ２、第１流量センサ５６が検出した第１流量Ｆ１、及び、第２流量センサ５８が検出した第２流量Ｆ２は、図３の入出力インターフェース部６０を介して、マイクロコンピュータ６２に逐次入力される。そこで、マイクロコンピュータ６２は、第１圧力値Ｐ１、第２圧力値Ｐ２、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２が入力される毎に、図１４に示す第４の判定手法に従った判定処理を実行する。

具体的に、図１４のステップＳ２４において、図３のマイクロコンピュータ６２は、図１０のステップＳ６及び図１１のステップＳ１３と同様に、切替弁３２がオンであるか否かを判定する。

切替弁３２がオンである場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、流体供給源４２から第１シリンダ室２０に圧力流体が供給されることにより、ピストン１６が前進動作を行っていると判定する。

次のステップＳ２５において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ１、図１０のステップＳ７及び図１１のステップＳ１４と同様に、第１差圧ΔＰ１２を算出し、算出した第１差圧ΔＰ１２が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ１２＞ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達している（ピストンロッド１８がＢ位置に到達している）可能性があると判定する。そして、次のステップＳ２６において、マイクロコンピュータ６２は、第１流量Ｆ１から第２流量Ｆ２を減じて第１流量差ΔＦ１２を算出し、算出した第１流量差ΔＦ１２が、メモリ部６８に予め格納された基準値としての第１基準流量差ΔＦ１２ｒｅｆ未満であるか否かを判定する。

ΔＦ１２＜ΔＦ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、次のステップＳ２７において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が前進動作によりシリンダ本体１４内の他端に到達した（ピストンロッド１８がＢ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第１エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、ピストン１６が第１エンド端に到達したことをユーザに通知する。

一方、ΔＦ１２≧ΔＦ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、ステップＳ２８において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｄ方向に沿って前進しているが、シリンダ本体１４内の他端に到達していないと判定する。また、ステップＳ２５において、ΔＰ１２≦ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ２８の処理を行い、ピストン１６がシリンダ本体１４内の他端に到達していないと判定する。

前述のステップＳ２４において、切替弁３２がオフである場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、流体供給源４２から第２シリンダ室２２に圧力流体が供給されることにより、シリンダ本体１４内の他端から一端に向けてピストン１６が後退動作を行っていると判定する。

そして、次のステップＳ２９において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ３、図１０のステップＳ１０及び図１１のステップＳ１９と同様に、第２差圧ΔＰ２１を算出し、算出した第２差圧ΔＰ２１が第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ２１＞ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達している（ピストンロッド１８がＡ位置に到達している）可能性があると判定する。そして、次のステップＳ３０において、マイクロコンピュータ６２は、第２流量Ｆ２から第１流量Ｆ１を減じて第２流量差ΔＦ２１を算出し、算出した第２流量差ΔＦ２１が、メモリ部６８に予め格納された基準値としての第２基準流量差ΔＦ２１ｒｅｆ未満であるか否かを判定する。

ΔＦ２１＜ΔＦ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、次のステップＳ３１において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が後退動作によりシリンダ本体１４内の一端に到達した（ピストンロッド１８がＡ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第２エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、ピストン１６が第２エンド端に到達したことをユーザに通知する。

一方、ΔＦ２１≧ΔＦ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、ステップＳ３２において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｃ方向に沿って後退しているが、シリンダ本体１４内の一端に到達していないと判定する。また、ステップＳ２９において、ΔＰ２１≦ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ２９：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ３２の処理を行い、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達していないと判定する。

このように、第４の判定手法では、第１及び第２の判定手法に加え、第１流量Ｆ１及び第２流量Ｆ２を用いた判定処理も行っているので、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達を確実に判定することができる。

［２．５ 第５の判定手法］
第５の判定手法は、図１４〜図１７の第４の判定手法を一部変更することで、第３の判定手法と同様のピストン１６の動作異常の判定処理を行う。第５の判定手法では、第１流量Ｆ１の積算量（所定時間内のトータルの流量）である第１積算流量Ｑ１と、第２流量Ｆ２の積算量である第２積算流量Ｑ２とに基づいて、ピストン１６の動作異常の有無を判定する。

具体的に、図１８のステップＳ３３において、図３のマイクロコンピュータ６２は、図１０のステップＳ６、図１１のステップＳ１３及び図１４のステップＳ２４と同様に、切替弁３２がオンであるか否かを判定する。

切替弁３２がオンである場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、流体供給源４２から第１シリンダ室２０に圧力流体が供給されることにより、ピストン１６が前進動作を行っていると判定する。

次のステップＳ３４において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ１、図１０のステップＳ７、図１１のステップＳ１４及び図１４のステップＳ２５と同様に、第１差圧ΔＰ１２を算出し、算出した第１差圧ΔＰ１２が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ１２＞ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達している（ピストンロッド１８がＢ位置に到達している）可能性があると判定する。

次のステップＳ３５において、マイクロコンピュータ６２は、切替弁３２のオン時点から現時点までの第１流量Ｆ１の積算処理を行い、その積算量を第１積算流量Ｑ１として算出する。例えば、マイクロコンピュータ６２は、図１５の時点ｔ１６から時点ｔ２０までの第１流量Ｆ１の積算処理を行うことにより、第１積算流量Ｑ１を算出する。そして、マイクロコンピュータ６２は、第１積算流量Ｑ１が、メモリ部６８に予め格納された基準流量範囲Ｑｒｅｆ内にあるか否かを判定する。

第１積算流量Ｑ１が基準流量範囲Ｑｒｅｆ内にある場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、次のステップＳ３６において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が正常な前進動作によりシリンダ本体１４内の他端に到達した（ピストンロッド１８がＢ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第１エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、ピストン１６が第１エンド端に正常に到達したことをユーザに通知する。

一方、第１積算流量Ｑ１が基準流量範囲Ｑｒｅｆから逸脱している場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３７において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の動作が異常であると判定し、その判定結果を表示部６６に表示させることにより、ユーザに警告する。

また、ステップＳ３４において、ΔＰ１２≦ΔＰ１２ｒｅｆである場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、ステップＳ３８において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｄ方向に沿って前進しているが、シリンダ本体１４内の他端に到達していないと判定する。

前述のステップＳ３３において、切替弁３２がオフである場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、第２シリンダ室２２に圧力流体が供給されることにより、シリンダ本体１４内の他端から一端に向けてピストン１６が後退動作を行っていると判定する。

そして、次のステップＳ３９において、マイクロコンピュータ６２は、図６のステップＳ３、図１０のステップＳ１０、図１１のステップＳ１９及び図１４のステップＳ２９と同様に、第２差圧ΔＰ２１を算出し、算出した第２差圧ΔＰ２１が第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超えているか否かを判定する。

ΔＰ２１＞ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達している（ピストンロッド１８がＡ位置に到達している）可能性があると判定する。

次のステップＳ４０において、マイクロコンピュータ６２は、切替弁３２のオフ時点から現時点までの第２流量Ｆ２の積算処理を行い、その積算量を第２積算流量Ｑ２として算出する。例えば、マイクロコンピュータ６２は、図１６の時点ｔ２１から時点ｔ２５まで、又は、図１７の時点ｔ２６から時点ｔ３０までの第２流量Ｆ２の積算処理を行うことにより、第２積算流量Ｑ２を算出する。そして、マイクロコンピュータ６２は、第２積算流量Ｑ２が基準流量範囲Ｑｒｅｆ内にあるか否かを判定する。

第２積算流量Ｑ２が基準流量範囲Ｑｒｅｆ内にある場合（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、次のステップＳ４１において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が正常な後退動作によりシリンダ本体１４内の一端に到達した（ピストンロッド１８がＡ位置に到達した）と判定する。そして、マイクロコンピュータ６２は、入出力インターフェース部６０を介して第２エンド端信号を外部に出力すると共に、上記の判定結果を表示部６６に表示し、ピストン１６が第２エンド端に正常に到達したことをユーザに通知する。

一方、第２積算流量Ｑ２が基準流量範囲Ｑｒｅｆから逸脱している場合（ステップＳ４０：ＮＯ）、ステップＳ４２において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の動作が異常であると判定し、その判定結果を表示部６６に表示させることにより、ユーザに警告する。

また、ステップＳ３９において、ΔＰ２１≦ΔＰ２１ｒｅｆである場合（ステップＳ３９：ＮＯ）、ステップＳ４３において、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６が矢印Ｃ方向に沿って後退しているが、シリンダ本体１４内の一端に到達していないと判定する。

このように、第５の判定手法では、第１積算流量Ｑ１及び第２積算流量Ｑ２の判定処理も行っているので、ピストン１６の移動動作の異常の有無を検出することができる。

［３．本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係る監視装置１０によれば、流体供給源４２から第１配管２６又は第２配管３０を介した第１シリンダ室２０又は第２シリンダ室２２への圧力流体の供給によって、ピストン１６及びピストンロッド１８は、シリンダ本体１４内の一端と他端との間を往復移動する。すなわち、圧力流体の供給動作に応じた第１シリンダ室２０及び第２シリンダ室２２の圧力変化（圧力の増減）に応じて、ピストン１６及びピストンロッド１８が往復移動する。

この場合、シリンダ本体１４内の一端にピストン１６が到達したとき、第１シリンダ室２０の圧力流体は外部に排出され、一方で、第２シリンダ室２２の圧力は、第２配管３０を介して供給される圧力流体の圧力となる。また、シリンダ本体１４内の他端にピストン１６が到達したとき、第１シリンダ室２０の圧力は、第１配管２６を介して供給される圧力流体の圧力となり、一方で、第２シリンダ室２２の圧力流体は、外部に排出される。

そして、第１シリンダ室２０の圧力に応じた第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１は、第１圧力センサ５０で検出され、一方で、第２シリンダ室２２の圧力に応じた第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２は、第２圧力センサ５２で検出される。従って、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２は、容易に監視することが可能である。

そこで、本実施形態に係る監視装置１０では、第１圧力センサ５０が検出した第１配管２６内の圧力流体の第１圧力値Ｐ１と、第２圧力センサ５２が検出した第２配管３０内の圧力流体の第２圧力値Ｐ２とに基づいて、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端又は他端に到達したか否かを判定する。

これにより、シリンダ１２の近傍にセンサを設置することなく、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達を検出することができる。また、シリンダ１２の近傍へのセンサ及び該センサの配線の設置が不要となるので、食品関係の設備において、その洗浄工程でのセンサ及び配線の腐食等の問題が発生することはない。この結果、食品関係の設備にシリンダ１２を好適に用いることができる。

具体的に、シリンダ本体１４内の一端と他端との間でピストン１６が往復移動している場合、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１は略一定の値を維持する。そして、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達すると、第１シリンダ室２０及び第２シリンダ室２２のうち、一方の室の圧力は、供給される圧力流体の圧力（圧力値Ｐｖ）となり、他方の室の圧力は略０に低下するので、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１は急激に増加する。そこで、検出器５４のマイクロコンピュータ６２は、このような第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１の変化を捉えることで、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達を容易に検出することができる。

この場合、マイクロコンピュータ６２は、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１の急激な増加を捉えることで、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達したか否かを判定できると共に、そのときの第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１の符号（正又は負）を特定することにより、シリンダ本体１４内の一端又は他端のどちらにピストン１６が到達したのかを認識することが可能となる。

また、第１の判定手法では、第１差圧ΔＰ１２が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆを超えたときに、ピストン１６がシリンダ本体１４内の他端に到達したと判定する。また、第２差圧ΔＰ２１が第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超えたときに、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端に到達したと判定する。さらに、第１差圧ΔＰ１２が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ以下であり、且つ、第２差圧ΔＰ２１が第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆ以下である場合には、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端と他端との間にあると判定する。

これにより、第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１のみに基づいて、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達を容易に判定することができる。

また、第１の判定手法において、図４のように、アナログ信号処理方式によりシリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達の有無を判定する場合には、検出器５４は、オペアンプ回路７２〜７８を含み構成され、第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆに応じた基準電圧Ｖ１２ｒｅｆ又はＶ２１ｒｅｆを調整可能に構成されている。これにより、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２に基づく出力信号と基準電圧Ｖ１２ｒｅｆ、Ｖ２１ｒｅｆとの比較に基づいて、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達したか否かを容易に判定することが可能となる。

また、シリンダ１２の動作環境や該シリンダ１２の種類に応じて、シリンダ１２の動作特性（第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２の時間変化特性）が異なってくる。そこで、基準電圧Ｖ１２ｒｅｆ又はＶ２１ｒｅｆを調整可能とすることで、ユーザの要求に応じた適切な仕様に設定しつつ、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達を検出することができる。

第２の判定手法では、切替弁３２が流体供給源４２を第１配管２６又は第２配管３０のどちらに接続しているかを把握することによって、シリンダ本体１４内でのピストン１６の移動方向を特定することができる。そこで、第２の判定手法では、切替弁３２による流体供給源４２と第１配管２６又は第２配管３０との接続関係に基づいて、シリンダ本体１４内におけるピストン１６の移動方向を特定し、特定した移動方向について、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１と第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆとの比較に基づき、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端又は他端に到達したか否かを判定する。これにより、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達を効率よく且つ確実に検出することが可能となる。

特に、図５の両軸型のシリンダ１２では、図１及び図２の片軸型のシリンダ１２と比較して、ピストン１６の両側面の受圧面積が略同じであり、第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１が小さくなる。従って、第２の判定手法によって、ピストン１６の移動方向を特定することにより、上記の判定処理の信頼性を向上させることができる。

また、例えば、ピストンロッド１８の先端が障害物８２に衝突している場合、第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆが設定変更された場合、あるいは、シリンダ１２、第１配管２６又は第２配管３０から流体が漏れている場合のような異常状態では、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端と他端との間にあっても、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１が第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆを超え、ピストン１６が一端又は他端に到達したと誤検出する可能性がある。また、上述の異常状態では、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達時間（移動時間Ｔ）が、正常状態での到達時間（移動時間Ｔ１）と比較して、短い場合（移動時間Ｔ２）又は長い場合（移動時間Ｔ３）が有り得る。そのため、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１と第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆとの比較だけでは、このような異常状態の検出が難しい。

そこで、第３の判定手法では、タイマ７０で計時された計時時間（移動時間Ｔ）が基準時間範囲Ｔｒｅｆ内にあれば、シリンダ１２等が正常状態にあり、ピストン１６及びピストンロッド１８が正常に往復移動の動作を行うことで、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端又は他端に到達したと判定する。一方、移動時間Ｔが基準時間範囲Ｔｒｅｆから逸脱していれば、シリンダ１２等が異常状態にあり、ピストン１６及びピストンロッド１８の往復移動の動作が異常であると判定する。これにより、シリンダ１２等の異常状態の発生や、ピストン１６及びピストンロッド１８の往復移動の動作の異常を容易に検出することができる。

第４の判定手法として、マイクロコンピュータ６２は、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１と第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ又は第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆとの比較に加え、第１流量差ΔＦ１２又は第２流量差ΔＦ２１と第１基準流量差ΔＦ１２ｒｅｆ又は第２基準流量差ΔＦ２１ｒｅｆとの比較も行う。これにより、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達に関する判定結果の信頼性を向上させることができる。

第５の判定手法では、第１積算流量Ｑ１又は第２積算流量Ｑ２を算出することにより、シリンダ本体１４内の一端又は他端にピストン１６が到達するまでの動作ストロークを推定することができる。これにより、ピストン１６の移動距離を特定することができる。

また、上述の第３又は第５の判定手法において、監視装置１０は、マイクロコンピュータ６２がピストン１６及びピストンロッド１８の往復移動の動作が異常であると判定した場合、この判定結果を外部に報知する表示部６６をさらに有する。これにより、ユーザに異常状態の発生を報知することができる。

また、上述の第１〜第５の判定手法において、マイクロコンピュータ６２を用いたデジタル信号処理によりシリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達の有無を判定することで、検出器５４をアナログ回路で構成した場合と比較して、第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ及び第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆ等の基準値を容易に設定することができる。また、正常なシリンダ１２の動作に応じた基準値（動作条件）を予め設定することで、監視装置１０に対してティーチングを行うことになるので、異常状態の検出等が容易となる。

［４．変形例］
本実施形態に係る監視装置１０では、シリンダ１２のアプリケーションとして、ピストンロッド１８、８０の先端部を物体に押し付ける、又は、ピストンロッド１８、８０の先端部で物体を掴む（クランプする）といった作業を行うことが可能である。

この場合、物体の大きさ（ワークサイズ）が既知である場合、シリンダ１２が操作されてピストンロッド１８、８０の先端部が停止する位置（押し付け位置、把持位置)の近傍に図示しないセンサを予め設置しておくことで、該センサの検出結果に基づき、物体に対する作業の完了を認識できれば、次工程へ進むことができる。

一方、物体の大きさが頻繁に異なる場合には、物体の大きさによってピストンロッド１８、８０の先端部の停止位置も異なってくるため、センサを用いた作業完了の判断処理が困難となる。このようなアプリケーションに対しても、本実施形態に係る監視装置１０では、上述の第１、第２、第４及び第５の判定手法（図６〜図１０及び図１４〜図１８参照）を用いることにより、物体に対する作業の完了を容易に判断し、次工程へ進むことが可能となる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、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勿論である。

Claims (12)

1. シリンダ本体（１４）内の一端とピストン（１６）との間に第１シリンダ室（２０）が形成されると共に、前記シリンダ本体（１４）内の他端と前記ピストン（１６）との間に第２シリンダ室（２２）が形成され、流体供給源（４２）から第１配管（２６）を介して前記第１シリンダ室（２０）に流体が供給され、又は、前記流体供給源（４２）から第２配管（３０）を介して前記第２シリンダ室（２２）に流体が供給されることで、ピストンロッド（１８、８０）に連結された前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の一端と他端との間で往復移動するシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記第１配管（２６）の途中に接続され、前記第１配管（２６）内の流体の圧力（Ｐ１）を検出する第１圧力検出部（５０）と、
   前記第２配管（３０）の途中に接続され、前記第２配管（３０）内の流体の圧力（Ｐ２）を検出する第２圧力検出部（５２）と、
   前記第１圧力検出部（５０）が検出した前記第１配管（２６）内の流体の圧力値である第１圧力値（Ｐ１）と、前記第２圧力検出部（５２）が検出した前記第２配管（３０）内の流体の圧力値である第２圧力値（Ｐ２）との差圧（ΔＰ１２、ΔＰ２１）と、基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ、ΔＰ２１ｒｅｆ）との比較に基づいて、前記シリンダ本体（１４）内の一端又は他端のどちらに前記ピストン（１６）が到達したのかを判定する判定部（５４）と、
   を有することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
2. 請求項１記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記判定部（５４）は、
   前記第１圧力値（Ｐ１）から前記第２圧力値（Ｐ２）を減じた第１差圧（ΔＰ１２）が第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）を超えたときに、前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の他端に到達したと判定し、
   前記第２圧力値（Ｐ２）から前記第１圧力値（Ｐ１）を減じた第２差圧（ΔＰ２１）が第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を超えたときに、前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の一端に到達したと判定し、
   前記第１差圧（ΔＰ１２）が前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）以下であり、且つ、前記第２差圧（ΔＰ２１）が前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）以下である場合には、前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の一端と他端との間にあると判定することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
3. 請求項２記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記第１圧力検出部（５０）は、前記第１圧力値（Ｐ１）に応じた第１圧力信号を前記判定部（５４）に出力し、
   前記第２圧力検出部（５２）は、前記第２圧力値（Ｐ２）に応じた第２圧力信号を前記判定部（５４）に出力し、
   前記判定部（５４）は、比較回路を含み、且つ、前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）又は前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）に応じた基準電圧（Ｖ１２ｒｅｆ、Ｖ２１ｒｅｆ）を調整可能に構成され、入力された前記第１圧力信号及び前記第２圧力信号の信号レベル差と前記基準電圧（Ｖ１２ｒｅｆ、Ｖ２１ｒｅｆ）とを比較することにより、前記シリンダ本体（１４）内の一端又は他端に前記ピストン（１６）が到達したか否かを判定することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
4. 請求項１記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記流体供給源（４２）と前記第１配管（２６）又は前記第２配管（３０）との接続を切り替える切替弁（３２）と、該切替弁（３２）に指令信号を供給することにより前記切替弁（３２）を駆動させて前記接続を切り替えさせる制御部（６２）とをさらに有し、
   前記判定部（５４）は、
   前記切替弁（３２）を介して前記流体供給源（４２）と前記第１配管（２６）とが接続されている場合、前記第１圧力値（Ｐ１）から前記第２圧力値（Ｐ２）を減じた第１差圧（ΔＰ１２）が第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）を超えたときに、前記シリンダ本体（１４）内の他端に前記ピストン（１６）が到達したと判定し、一方で、前記第１差圧（ΔＰ１２）が前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）以下であれば、前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の一端と他端との間にあると判定し、
   前記切替弁（３２）を介して前記流体供給源（４２）と前記第２配管（３０）とが接続されている場合、前記第２圧力値（Ｐ２）から前記第１圧力値（Ｐ１）を減じた第２差圧（ΔＰ２１）が第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を超えたときに、前記シリンダ本体（１４）内の一端に前記ピストン（１６）が到達したと判定し、一方で、前記第２差圧（ΔＰ２１）が前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）以下であれば、前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の一端と他端との間にあると判定することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
5. 請求項４記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記制御部（６２）が前記切替弁（３２）に前記指令信号の供給を開始した時点から計時を行う計時部（７０）をさらに有し、
   前記判定部（５４）は、前記第１差圧（ΔＰ１２）が前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）を超えたか、又は、前記第２差圧（ΔＰ２１）が前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を超えた場合に、前記計時部（７０）の計時時間（Ｔ）が基準時間範囲（Ｔｒｅｆ）内にあれば、前記シリンダ本体（１４）内の一端又は他端に前記ピストン（１６）が到達したと判定し、一方で、前記計時時間（Ｔ）が前記基準時間範囲（Ｔｒｅｆ）から逸脱していれば、前記ピストン（１６）及び前記ピストンロッド（１８、８０）の往復移動の動作が異常であると判定することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
6. 請求項４記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記第１配管（２６）内の流体の流量を第１流量（Ｆ１）として検出する第１流量検出部（５６）と、前記第２配管（３０）内の流体の流量を第２流量（Ｆ２）として検出する第２流量検出部（５８）とをさらに有し、
   前記判定部（５４）は、
   前記第１差圧（ΔＰ１２）が前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）を超えた場合に、前記第１流量（Ｆ１）から前記第２流量（Ｆ２）を減じた第１流量差（ΔＦ１２）が第１基準流量差（ΔＦ１２ｒｅｆ）未満であれば、前記シリンダ本体（１４）内の他端に前記ピストン（１６）が到達したと判定し、一方で、前記第１流量差（ΔＦ１２）が前記第１基準流量差（ΔＦ１２ｒｅｆ）以上であれば、前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の一端と他端との間にあると判定し、
   前記第２差圧（ΔＰ２１）が前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を超えた場合に、前記第２流量（Ｆ２）から前記第１流量（Ｆ１）を減じた第２流量差（ΔＦ２１）が第２基準流量差（ΔＦ２１ｒｅｆ）未満であれば、前記シリンダ本体（１４）内の一端に前記ピストン（１６）が到達したと判定し、一方で、前記第２流量差（ΔＦ２１）が前記第２基準流量差（ΔＦ２１ｒｅｆ）以上であれば、前記ピストン（１６）が前記シリンダ本体（１４）内の一端と他端との間にあると判定することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
7. 請求項４記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記第１配管（２６）内の流体の流量を第１流量（Ｆ１）として検出する第１流量検出部（５６）と、前記第２配管（３０）内の流体の流量を第２流量（Ｆ２）として検出する第２流量検出部（５８）と、前記第１流量（Ｆ１）を積算して第１積算流量（Ｑ１）を算出するか、又は、前記第２流量（Ｆ２）を積算して第２積算流量（Ｑ２）を算出する積算流量算出部（６２）とをさらに有し、
   前記判定部（５４）は、前記第１差圧（ΔＰ１２）が前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）を超えたか、又は、前記第２差圧（ΔＰ２１）が前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を超えた場合に、前記第１積算流量（Ｑ１）又は前記第２積算流量（Ｑ２）が基準流量範囲（Ｑｒｅｆ）内にあれば、前記シリンダ本体（１４）内の一端又は他端に前記ピストン（１６）が到達したと判定し、一方で、前記第１積算流量（Ｑ１）又は前記第２積算流量（Ｑ２）が前記基準流量範囲（Ｑｒｅｆ）から逸脱していれば、前記ピストン（１６）及び前記ピストンロッド（１８、８０）の往復移動の動作が異常であると判定することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
8. 請求項５又は７記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記判定部（５４）が前記ピストン（１６）及び前記ピストンロッド（１８、８０）の往復移動の動作が異常であると判定した場合、この判定結果を外部に報知する報知部（６６）をさらに有することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
9. 請求項４〜８のいずれか１項に記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
   前記切替弁（３２）は、単動型又は複動型の電磁弁であることを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
10. 請求項２、４〜９のいずれか１項に記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
    前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）及び前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を少なくとも設定する基準値設定部（６４）と、
    設定された前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）及び前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を少なくとも表示する表示部（６６）と、
    設定された前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）及び前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）を少なくとも記憶する記憶部（６８）と、
    をさらに有し、
    前記第１圧力検出部（５０）は、前記第１圧力値（Ｐ１）に応じた第１圧力信号を前記判定部（５４）に出力し、
    前記第２圧力検出部（５２）は、前記第２圧力値（Ｐ２）に応じた第２圧力信号を前記判定部（５４）に出力し、
    前記判定部（５４）は、マイクロコンピュータ（６２）を含み構成され、入力された前記第１圧力信号及び前記第２圧力信号に応じた前記第１圧力値（Ｐ１）及び前記第２圧力値（Ｐ２）と、設定された前記第１基準差圧（ΔＰ１２ｒｅｆ）及び前記第２基準差圧（ΔＰ２１ｒｅｆ）とを用いて、前記シリンダ本体（１４）内の一端又は他端に前記ピストン（１６）が到達したか否かを判定することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
11. 請求項１、２〜１０のいずれか１項に記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
    少なくとも前記第１圧力検出部（５０）及び前記第２圧力検出部（５２）で検出された各圧力（Ｐ１、Ｐ２）を前記判定部（５４）に入力し、一方で、前記判定部（５４）の判定結果を外部に出力する入出力部（６０）をさらに有することを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。
12. 請求項１、２〜１１のいずれか１項に記載のシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）において、
    前記シリンダ（１２）は、前記第１シリンダ室（２０）側又は前記第２シリンダ室（２２）側に前記ピストンロッド（１８、８０）が前記ピストン（１６）と一体に連結された片軸型のシリンダ、あるいは、前記第１シリンダ室（２０）側及び前記第２シリンダ室（２２）側に前記ピストンロッド（１８、８０）がそれぞれ前記ピストン（１６）と一体に連結された両軸型のシリンダであることを特徴とするシリンダ（１２）の動作状態監視装置（１０）。

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