JP6868166B2 - 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シリンダ室に流体を供給し、又は、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。特許文献１には、このようなシリンダにおいて、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。

特許第３８５７１８７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、シリンダの近傍に位置検出センサが設置されているので、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。

また、特許文献１の技術では、シリンダ本体内の一端と他端との間のピストンの移動時間を計測し、計測した移動時間が規定値から外れたときには、エラーとしてカウントする。そして、カウントしたエラー回数が許容エラー回数に到達すれば、シリンダの故障と判断する。従って、ピストンの往復移動の動作について、正常状態と異常状態との間の中間状態に対する判断基準がない。この結果、正常な動作であっても、初期状態から性能が劣化した中間状態を判断することができない。

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、正常状態と異常状態との間の中間状態を判断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シリンダ室の圧力値を検出する第１圧力検出部と、前記第２シリンダ室の圧力値を検出する第２圧力検出部と、前記第１圧力検出部が検出した圧力値と前記第２圧力検出部が検出した圧力値との差圧を算出する差圧算出部と、前記差圧算出部が算出した差圧に基づいて前記ピストンの往復移動の動作が正常状態と異常状態との間の中間状態にあるか否かを判定する判定部とをさらに有する。

この構成によれば、前記流体供給源から前記第１シリンダ室又は前記第２シリンダ室への流体の供給経路の圧力を検出すれば、前記第１シリンダ室又は前記第２シリンダ室の圧力値を検出することが可能となる。従って、本発明では、前記シリンダの近傍にセンサを設置することが不要となる。

また、前記判定部は、前記第１シリンダ室の圧力値と前記第２シリンダ室の圧力値との前記差圧に基づいて、前記ピストンの往復移動の動作が前記中間状態にあるか否かを判定する。このように、前記中間状態に対する判定処理（故障予知機能）が付加されることにより、正常な動作であっても初期状態から性能が劣化した前記中間状態を判断することができる。

ここで、前記動作状態監視装置は、前記ピストンの往復移動中、前記第１圧力検出部が前記第１シリンダ室の圧力値を検出し、前記第２圧力検出部が前記第２シリンダ室の圧力値を検出し、前記差圧算出部が前記各圧力値の差圧を算出した場合、算出された前記差圧を記憶する記憶部をさらに有してもよい。この場合、前記判定部は、前記往復移動の動作の終了後に、前記記憶部に記憶された前記差圧に基づいて前記往復移動の動作が前記中間状態にあるか否かを判定する。

これにより、前記往復移動中に算出した前記差圧を、前記往復移動の動作終了後に解析するので、前記往復移動の動作が前記中間状態にあるか否かの判定を精度良く行うことができる。この結果、判定結果の信頼性を高めることができる。

また、前記ピストンの往復移動中の差圧は、略一定であることが知られている。そのため、前記差圧のレベルが変化することは、前記シリンダ（の動作に関わる部品）の劣化又は故障等の異常が発生していると捉えることができる。従って、前記差圧に基づいて判定することにより、前記往復移動の動作に対する判定処理を効率よく行うことができる。

また、前記流体供給源は、第１配管を介して前記第１シリンダ室に流体を供給するか、又は、第２配管を介して前記第２シリンダ室に流体を供給する。この場合、前記第１圧力検出部は、前記第１シリンダ室の圧力値に応じた前記第１配管内の流体の第１圧力値を検出し、前記第２圧力検出部は、前記第２シリンダ室の圧力値に応じた前記第２配管内の流体の第２圧力値を検出し、前記差圧算出部は、前記第１圧力値と前記第２圧力値との差圧を算出すればよい。

これにより、前記第１圧力値及び前記第２圧力値に基づく前記差圧を用いて、判定処理を効率よく行うことができる。また、前記第１配管に前記第１圧力検出部が設けられると共に、前記第２配管に前記第２圧力検出部が設けられるので、前記シリンダの近傍へのセンサの設置、及び、該センサに対する配線が不要となる。この結果、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、その洗浄工程でのセンサ及び配線の腐食等の発生を回避することができる。

そして、前記判定部は、前記差圧が第１差圧閾値未満である場合には、前記ピストンの往復移動の動作が前記正常状態にあると判定する。また、前記判定部は、前記差圧が前記第１差圧閾値以上且つ第２差圧閾値未満である場合には、前記往復移動の動作が正常であるものの前記シリンダの性能劣化が発生している前記中間状態にあると判定する。さらに、前記判定部は、前記差圧が前記第２差圧閾値以上である場合には、前記往復移動の動作が前記異常状態にあると判定する。

これにより、前記判定部は、前記往復移動の動作について、前記正常状態、前記中間状態及び前記異常状態の判定をそれぞれ行うことが可能となる。また、基準値としての前記第１差圧閾値及び前記第２差圧閾値を用いて前記中間状態に対する判定処理（故障予知機能）が行われるので、正常な動作であっても初期状態から性能が劣化した前記中間状態を容易に判定することができる。

さらに、前記動作状態監視装置は、前記シリンダ本体内の一端と他端との間の前記ピストンの移動時間を計時する計時部をさらに有する。この場合、前記計時部は、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端又は他端から移動を開始した時点より、該ピストンが前記シリンダ本体内の他端又は一端に到達して前記差圧が一定値から増加する時点までを前記移動時間として計時し、前記判定部は、前記移動時間に基づいて、前記ピストンの往復移動の動作が前記中間状態にあるか否かを判定してもよい。

前記移動時間が変化すれば、前記シリンダ（の動作に関わる部品）の劣化又は故障等の異常が発生していると捉えることができるので、前記移動時間に基づいて、前記往復移動の動作に対する判定処理を効率よく行うことができる。

そして、前記判定部は、前記移動時間が第１閾値時間内にある場合には、前記ピストンの往復移動の動作が前記正常状態にあると判定する。また、前記判定部は、前記移動時間が前記第１閾値時間を逸脱し且つ第２閾値時間内にある場合には、前記往復移動の動作が正常であるものの前記シリンダの性能劣化が発生している前記中間状態にあると判定する。さらに、前記判定部は、前記移動時間が前記第２閾値時間を逸脱している場合には、前記往復移動の動作が前記異常状態にあると判定する。

この場合でも、前記判定部は、前記往復移動の動作について、前記正常状態、前記中間状態及び前記異常状態の判定をそれぞれ行うことができる。また、基準値としての前記第１閾値時間及び前記第２閾値時間を用いて前記中間状態に対する判定処理（故障予知機能）が行われるので、正常な動作であっても初期状態から性能が劣化した前記中間状態を容易に判定することができる。

また、前記動作状態監視装置は、前記判定部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。

上述の中間状態を故障等の異常に対する警告状態と位置付ければ、前記シリンダが故障に至る前に、前記動作状態監視装置の上位システム等に該シリンダの性能劣化を報知することができる。これにより、前記シリンダのメンテナンス時期をユーザに通知することが可能となり、システム全体のダウンタイムを最小限にすることができる。

本発明によれば、流体供給源から第１シリンダ室又は第２シリンダ室への流体の供給経路の圧力を検出すれば、第１シリンダ室又は第２シリンダ室の圧力値を検出することが可能となる。従って、本発明では、シリンダの近傍にセンサを設置することが不要となる。

また、判定部は、第１シリンダ室の圧力値と第２シリンダ室の圧力値との差圧に基づいて、ピストンの往復移動の動作が中間状態にあるか否かを判定する。このように、中間状態に対する判定処理（故障予知機能）が付加されることにより、正常な動作であっても初期状態から性能が劣化した中間状態を判断することができる。

本実施形態に係る監視装置のブロック図である。 図１の検出器の内部構成を示すブロック図である。 本実施形態のフローチャートである。 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。 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。 シリンダの移動時間を示すタイミングチャートである。 図３のステップＳ７の処理を示すフローチャートである。 図７のフローチャートの判定処理に応じたタイミングチャートである。 図３のステップＳ７の他の処理を示すフローチャートである。 図９のフローチャートの判定処理に応じたタイミングチャートである。

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。

具体的に、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。さらに、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。

また、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、他の種類の周知の電磁弁であってもよい。また、切替弁３２は、単動型の電磁弁に代えて、複動型の周知の電磁弁を使用してもよい。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。

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）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）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配管２６は、第１シリンダ室２０に接続されているため、第１圧力値Ｐ１は、第１シリンダ室２０の圧力値に応じた圧力値である。また、第２配管３０は、第２シリンダ室２２に接続されているため、第２圧力値Ｐ２は、第２シリンダ室２２の圧力値に応じた圧力値である。さらに、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可能であるが、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。

また、検出器５４は、ピストン１６の往復移動の完了後、ピストン１６がシリンダ本体１４の一端と他端との間を移動しているときの第１圧力値Ｐ１と第２圧力値Ｐ２との差圧、及び／又は、シリンダ本体１４の一端と他端との間でのピストン１６の移動時間Ｔに基づいて、シリンダ１２の動作状態の正常又は異常（故障）の判定処理や、シリンダ１２の初期状態からの性能劣化の判定処理（故障前の中間状態の判定処理）を実行し、その判定結果を報知信号として外部に報知する。

検出器５４における上述の各判定処理の詳細については後述する。

図２は、検出器５４の内部構成を示すブロック図である。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。

検出器５４は、入出力インターフェース部６０（報知部）、マイクロコンピュータ６２（差圧算出部、判定部）、操作部６４、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。

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。さらに、マイクロコンピュータ６２がシリンダ１２の動作状態（正常状態、異常状態又は中間状態（故障前の性能劣化））を判定した場合、入出力インターフェース部６０は、その判定結果を示す報知信号を外部（例えば、シリンダ１２を含む流体システムの上位コンピュータ）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（１）〜（６）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の一端と他端との間をピストン１６が移動しているときの第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１に対する第１閾値としての第１差圧閾値Ｘ１（図８参照）。第１差圧閾値Ｘ１は、シリンダ１２の動作（ピストン１６の往復動作）が正常状態であるときの第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１の上限値（閾値）である。従って、当該第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１が第１差圧閾値Ｘ１以上であれば、シリンダ１２の動作は正常であるが、該シリンダ１２の性能が初期状態から劣化している中間状態にあると判定することができる。

（４）シリンダ本体１４の一端と他端との間をピストン１６が移動しているときの第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１に対する第２閾値としての第２差圧閾値Ｘ２（図８参照）。第２差圧閾値Ｘ２は、シリンダ１２の動作（ピストン１６の往復動作）が異常状態であるときの第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１の下限値（閾値）である。従って、当該第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１が第２差圧閾値Ｘ２以上であれば、シリンダ１２の動作が異常状態にある（シリンダ１２が故障している）と判定することができる。

（５）ピストン１６の移動時間Ｔに対する第１の許容範囲である第１閾値時間ΔＴ１（図１０参照）。第１閾値時間ΔＴ１は、シリンダ１２の初期状態での移動時間Ｔ０を中心とする所定の時間範囲である。移動時間Ｔが第１閾値時間ΔＴ１の範囲内にあれば、ピストン１６が正常に動作している（シリンダ１２の動作が正常状態にある）と判定することができる。

（６）ピストン１６の移動時間Ｔに対する第２の許容範囲である第２閾値時間ΔＴ２（図１０参照）。第２閾値時間ΔＴ２は、シリンダ１２の初期状態での移動時間Ｔ０を中心として、第１閾値時間ΔＴ１よりも長く設定された所定の時間範囲である。移動時間Ｔが第２閾値時間ΔＴ２の範囲内にあれば、ピストン１６は正常に動作している（シリンダ１２の動作は正常である）が、該シリンダ１２の性能が初期状態から劣化している中間状態にあると判定することができる。従って、移動時間Ｔが第２閾値時間ΔＴ２から逸脱していれば、シリンダ１２の動作が異常状態にある（シリンダ１２が故障している）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を演算して、第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１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と、上記の基準値（第１基準差圧ΔＰ１２ｒｅｆ及び第２基準差圧ΔＰ２１ｒｅｆ）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エンド端に到達したことを示す第１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エンド端に到達したことを示す第２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。

この場合、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端又は他端へのピストン１６の到達の有無に関わりなく、上記の判定処理を行う毎に、判定結果と、該判定処理に用いた第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１とをメモリ部６８に記憶する。

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、タイマ７０が計時した移動時間Ｔをメモリ部６８に記憶する。

なお、図４、図５、図８及び図１０に示すように、シリンダ本体１４内の一端又は他端からピストン１６が移動を開始し、シリンダ本体１４内の他端又は一端に到達した際、略一定値であった第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１は、時間経過に伴って、急激に増加する。従って、移動時間Ｔは、指令信号の供給開始時刻（時点ｔ１、ｔ５）から、ピストン１６がシリンダ本体１４内の他端又は一端に到達することにより、略一定値であった第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１が急激に増加する時刻（時点ｔ４、ｔ８）までの時間である。

そして、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の往復動作の完了後、メモリ部６８に記憶された第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１のうち、ピストン１６が第１エンド端又は第２エンド端に到達していない判定結果（ピストン１６が往復移動中であったときの判定結果）に応じた第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１を読み出し、読み出した第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１と、第１差圧閾値Ｘ１及び第２差圧閾値Ｘ２との比較に基づき、シリンダ１２の動作が正常状態又は異常状態にあるか、さらには、シリンダ１２の性能劣化が発生している中間状態にあるか否かを判定する。

あるいは、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の往復動作の完了後、メモリ部６８に記憶された移動時間Ｔを読み出し、読み出した移動時間Ｔと、第１閾値時間ΔＴ１及び第２閾値時間ΔＴ２との比較に基づき、シリンダ１２の動作が正常状態又は異常状態にあるか、さらには、シリンダ１２の性能劣化が発生している中間状態にあるか否かを判定してもよい。

マイクロコンピュータ６２は、この判定結果（正常状態、異常状態又は中間状態）を示す報知信号を表示部６６に出力することにより、表示部６６に判定結果を表示させ、ユーザに報知する。あるいは、入出力インターフェース部６０を介して外部の上位コンピュータ等に報知信号を出力し、判定結果を報知する。

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や、上述の判定結果、第１差圧ΔＰ１２、第２差圧ΔＰ２１及び移動時間Ｔ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。

［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３〜図１０を参照しながら説明する。この説明では、必要に応じて、図１及び図２も参照しながら説明する。

ここでは、ピストン１６の往復移動の動作中、マイクロコンピュータ６２において、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繰り返し判定し（図３のステップＳ１〜Ｓ６）、その判定結果と、第１差圧ΔＰ１２、第２差圧ΔＰ２１及び移動時間Ｔとをメモリ部６８に順次格納する。

そして、ピストン１６の往復移動の動作完了後、マイクロコンピュータ６２において、シリンダ本体１４内の一端と他端との間をピストン１６が往復移動中であったときの第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１、又は、移動時間Ｔを用いて、シリンダ１２の動作状態に対する判定処理（正常状態、異常状態又は中間状態の判定）が行われる（ステップＳ７）。

具体的に、図３、図７及び図９のフローチャートと、図４〜図６、図８及び図１０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３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４は、図１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５は、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。ここでは、図４及び図５のタイミングチャートをそれぞれ説明した後に、図３の判定処理について説明する。

図４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（時点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、時点ｔ１前の時間帯では、第１圧力値Ｐ１が略０である共に、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２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４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５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、時点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２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４の第１差圧ΔＰ１２の絶対値と、図５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。

そして、本実施形態では、ピストン１６の往復移動の動作中、上述した時点ｔ４、ｔ８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２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３に示す判定処理を実行する。

具体的に、図３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。さらに、マイクロコンピュータ６２は、この判定結果と、該判定結果に用いた第１差圧ΔＰ１２とをメモリ部６８に記憶する。

次のステップＳ３において、ピストン１６の往復動作が継続して行われる場合（ステップＳ３：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１の判定処理を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１でΔＰ１２≦ΔＰ１２ｒｅｆの場合（ステップＳ１：ＮＯ）、次のステップＳ４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Ｓ４：ＹＥＳ）、次のステップＳ５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。さらに、マイクロコンピュータ６２は、この判定結果と、該判定結果に用いた第２差圧ΔＰ２１とをメモリ部６８に記憶する。

その後、ステップＳ３において、ピストン１６の往復動作が継続して行われる場合（ステップＳ３：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１に戻り、該ステップＳ１の判定処理を繰り返し実行する。

また、ステップＳ４でΔＰ２１≦ΔＰ２１ｒｅｆの場合（ステップＳ４：ＮＯ）、次のステップＳ６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。この場合、ステップＳ６での判定結果は、ステップＳ１、Ｓ４の判定処理を経たものであるため、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ本体１４内の一端と他端との間にピストン１６が存在する旨の判定結果と、この判定結果に用いられた第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１とをメモリ部６８に記憶する。

その後、ステップＳ３において、ピストン１６の往復動作が継続して行われる場合（ステップＳ３：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１に戻り、該ステップＳ１の判定処理を繰り返し実行する。

従って、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の往復動作中、第１圧力値Ｐ１及び第２圧力値Ｐ２が入力される毎に、ステップＳ１〜Ｓ６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。

また、ピストン１６の往復移動中、タイマ７０は、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Ｔを計時する。従って、マイクロコンピュータ６２は、図３のステップＳ１〜Ｓ６の判定処理と並行して、タイマ７０が計時した移動時間Ｔをメモリ部６８に記憶する処理も併せて行う。

ステップＳ３でピストン１６の往復移動の動作が完了した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、次のステップＳ７において、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ１２の動作状態の正常又は異常、さらには、初期状態からの性能劣化（中間状態）を判定する。

図６は、シリンダ１２が正常状態である場合（実線）、初期状態から性能が劣化している中間状態の場合（一点鎖線）、及び、故障等の異常が発生している異常状態の場合（破線）での移動時間Ｔの相違を図示したタイミングチャートである。

シリンダ１２の動作が正常状態にある場合、ピストン１６は、移動時間Ｔ１内でシリンダ本体１４内の一端と他端との間を移動する。また、シリンダ１２の動作が正常であるものの初期状態から性能が劣化している中間状態の場合、ピストン１６は、移動時間Ｔ１よりも長い移動時間Ｔ２でシリンダ本体１４内の一端と他端との間を移動する。この場合、移動時間Ｔ１から時間ΔＴ経過するまでの時間帯が、シリンダ１２の性能劣化が発生している時間帯（故障前の中間状態の時間帯）となる。さらに、移動時間Ｔ１から時間ΔＴ経過した移動時間Ｔ３を超える時間帯では、シリンダ１２の故障等の異常が発生している異常状態の可能性がある。

従来、シリンダ１２の動作が正常状態にあるか、又は、故障等の異常状態にあるかについての判定処理は行われていた。しかしながら、故障までは至らないものの、シリンダ１２の初期状態から性能が劣化している故障前の中間状態については、判断基準がなかったため、該中間状態に対する判定処理は行われていなかった。

そこで、本実施形態では、図７〜図１０に示す中間状態に対する判定処理も加味したシリンダ１２の動作状態の判定処理を行う。

ここでは、（１）ピストン１６の往復動作中の第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１（ｔ３〜ｔ４の時間帯の第１差圧ΔＰ１２、ｔ７〜ｔ８の時間帯の第２差圧ΔＰ２１）を用いてシリンダ１２の動作状態の判定処理を行う場合（図７及び図８参照）と、（２）ピストン１６の往復動作の移動時間Ｔを用いてシリンダ１２の動作状態の判定処理を行う場合（図９及び図１０参照）とについて、それぞれ説明する。

先ず、図７及び図８の判定処理について説明する。

図７のステップＳ１１において、マイクロコンピュータ６２は、メモリ部６８から、図３のステップＳ６の判定結果に対応する第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１を読み出す。次に、マイクロコンピュータ６２は、第１差圧ΔＰ１２又は第２差圧ΔＰ２１が第１差圧閾値Ｘ１未満であるか否かを判定する。

ΔＰ１２（ΔＰ２１）＜Ｘ１の場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、次のステップＳ１２において、シリンダ１２の動作は正常状態にあると判定し、正常状態であった旨の判定結果を示す報知信号を、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１３において、マイクロコンピュータ６２は、報知信号を表示部６６に出力し、シリンダ１２の動作が正常状態にあることを表示部６６に表示させることにより、ユーザに報知する。

ステップＳ１１において、ΔＰ１２（ΔＰ２１）≧Ｘ１の場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、次のステップＳ１４において、Ｘ１≦ΔＰ１２（ΔＰ２１）＜Ｘ２であるか否かを判定する。

ステップＳ１４で肯定的な判定結果であった場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ１２の動作は正常であるものの、初期状態から性能が劣化している中間状態にあると判定する（ステップＳ１５）。その後、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１３において、シリンダ１２の性能が劣化している中間状態である旨の判定結果を示す報知信号を、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する一方で、表示部６６に出力し、シリンダ１２の性能劣化（中間状態）を表示部６６に表示させることにより、ユーザに報知する。

さらに、ステップＳ１４でΔＰ１２（ΔＰ２１）≧Ｘ２であった場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ１２が異常状態にある（故障している）と判定する（ステップＳ１６）。これにより、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ１３において、シリンダ１２が故障している旨の判定結果を示す報知信号を、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する一方で、表示部６６に出力し、シリンダ１２の故障（異常状態）を表示部６６に表示させることにより、ユーザに報知する。

次に、図９及び図１０の判定処理について説明する。

移動時間Ｔを用いた判定処理では、図９のステップＳ２１において、マイクロコンピュータ６２は、メモリ部６８から移動時間Ｔを読み出し、移動時間Ｔが第１閾値時間ΔＴ１の範囲内であるか否かを判定する。

移動時間Ｔが第１閾値時間ΔＴ１の範囲内にある場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、次のステップＳ２２において、シリンダ１２の動作は正常状態にあると判定し、正常状態であった旨の判定結果を示す報知信号を、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する（ステップＳ２３）。また、ステップＳ２３において、マイクロコンピュータ６２は、報知信号を表示部６６に出力し、シリンダ１２の動作が正常状態にあることを表示部６６に表示させることにより、ユーザに報知する。

ステップＳ２１において、移動時間Ｔが第１閾値時間ΔＴ１から逸脱している場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、次のステップＳ２４において、移動時間Ｔが第２閾値時間ΔＴ２の範囲内であるか否かを判定する。

移動時間Ｔが第２閾値時間ΔＴ２の範囲内にある場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ１２の動作は正常であるものの、初期状態から性能が劣化している中間状態にあると判定する（ステップＳ２５）。その後、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ２３において、シリンダ１２の性能が劣化している中間状態である旨の判定結果を示す報知信号を、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する一方で、表示部６６に出力し、シリンダ１２の性能劣化（中間状態）を表示部６６に表示させることにより、ユーザに報知する。

さらに、ステップＳ２４で移動時間Ｔが第２閾値時間ΔＴ２から逸脱している場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、マイクロコンピュータ６２は、シリンダ１２が異常状態にある（故障している）と判定する（ステップＳ２６）。これにより、マイクロコンピュータ６２は、ステップＳ２３において、シリンダ１２が故障している旨の判定結果を示す報知信号を、入出力インターフェース部６０を介して外部に出力する一方で、表示部６６に出力し、シリンダ１２の故障（異常状態）を表示部６６に表示させることにより、ユーザに報知する。

従って、図７〜図１０の処理では、正常状態、中間状態又は異常状態のいずれの判定結果でも、報知信号として外部に出力され、又は、表示部６６に表示される。そのため、上位システムの管理者又はユーザは、報知信号の内容又は表示部６６の表示内容に基づいて、例えば、異常状態の判定結果であれば、シリンダ１２を含む流体システムを停止する等の適切な対応を取ることができる。

また、本実施形態では、図７及び図８の処理、又は、図９及び図１０の処理のうち、いずれか一方の処理が行われる。但し、メモリ部６８に差圧ΔＰ１２、ΔＰ２１及び移動時間Ｔが記憶されているので、マイクロコンピュータ６２は、ピストン１６の往復移動の終了後に、図７及び図８の処理と、図９及び図１０の処理との双方を実行し、正常状態、中間状態又は異常状態の判定を行うことも可能である。

［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シリンダ室２０又は第２シリンダ室２２への流体の供給経路の圧力（第１配管２６内の第１圧力値Ｐ１、第２配管３０内の第２圧力値Ｐ２）を検出することにより、第１シリンダ室２０又は第２シリンダ室２２の圧力値を検出することが可能となる。従って、本実施形態では、シリンダ１２近傍にセンサを設置することが不要となる。

また、マイクロコンピュータ６２は、第１シリンダ室２０の圧力値に応じた第１圧力値Ｐ１と、第２シリンダ室２２の圧力値に応じた第２圧力値Ｐ２との第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１に基づいて、ピストン１６の往復移動の動作が中間状態にあるか否かを判定する。このように、中間状態に対する判定処理（故障予知機能）が付加されることにより、シリンダ１２が正常な動作であっても、初期状態から性能が劣化した中間状態を判断することができる。

また、ピストン１６の往復移動中、第１圧力センサ５０は、第１圧力値Ｐ１を検出し、第２圧力センサ５２は、第２圧力値Ｐ２を検出し、マイクロコンピュータ６２は、第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１を算出してメモリ部６８に記憶する。マイクロコンピュータ６２は、往復移動の動作の終了後に、メモリ部６８に記憶された第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１に基づいて、往復移動の動作が中間状態にあるか否かを判定する。

これにより、ピストン１６の往復移動中に算出した第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１を、往復移動の動作終了後に解析するので、往復移動の動作が中間状態にあるか否かの判定を精度良く行うことができる。この結果、判定結果の信頼性を高めることができる。

また、ピストン１６の往復移動中の第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１は、略一定であることが知られている。そのため、第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１のレベルが変化することは、シリンダ１２（の動作に関わる部品）の劣化又は故障等の異常が発生していると捉えることができる。そのため、マイクロコンピュータ６２は、第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１に基づいて判定することにより、往復移動の動作に対する判定処理を効率よく行うことができる。

また、第１配管２６に第１圧力センサ５０が設けられると共に、第２配管３０に第２圧力センサ５２が設けられるので、シリンダ１２近傍へのセンサの設置、及び、該センサに対する配線が不要となる。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、その洗浄工程でのセンサ及び配線の腐食等の発生を回避することができる。

そして、マイクロコンピュータ６２は、図７に示す判定処理を行うことにより、往復移動の動作について、正常状態、中間状態及び異常状態の判定をそれぞれ行うことが可能となる。また、基準値としての第１差圧閾値Ｘ１及び第２差圧閾値Ｘ２を用いて中間状態に対する判定処理（故障予知機能）が行われるので、正常な動作であっても初期状態から性能が劣化した中間状態を容易に判定することができる。

また、タイマ７０は、ピストン１６がシリンダ本体１４内の一端又は他端から移動を開始した時点より、該ピストン１６がシリンダ本体１４内の他端又は一端に到達して第１差圧ΔＰ１２及び第２差圧ΔＰ２１が一定値から増加する時点までを移動時間Ｔとして計時し、マイクロコンピュータ６２は、移動時間Ｔに基づいて、ピストン１６の往復移動の動作が中間状態にあるか否かを判定する。

移動時間Ｔが変化すれば、シリンダ１２（の動作に関わる部品）の劣化又は故障等の異常が発生していると捉えることができる。そのため、マイクロコンピュータ６２は、移動時間Ｔに基づいて、往復移動の動作に対する判定処理を効率よく行うことができる。

そして、マイクロコンピュータ６２は、図９に示す判定処理を行うことにより、往復移動の動作について、正常状態、中間状態及び異常状態の判定をそれぞれ行うことができる。また、基準値としての第１閾値時間ΔＴ１及び第２閾値時間ΔＴ２を用いて中間状態に対する判定処理（故障予知機能）が行われるので、正常な動作であっても初期状態から性能が劣化した中間状態を容易に判定することができる。

また、本実施形態では、上述の中間状態を故障等の異常に対する警告状態と位置付けることで、シリンダ１２が故障に至る前に、監視装置１０の上位システム等に該シリンダ１２の性能劣化を報知することができる。これにより、シリンダ１２のメンテナンス時期をユーザに通知することが可能となり、システム全体のダウンタイムを最小限にすることができる。

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。

１０…監視装置 １２…シリンダ
１４…シリンダ本体 １６…ピストン
１８…ピストンロッド ２０…第１シリンダ室
２２…第２シリンダ室 ２４…第１ポート
２６…第１配管 ２８…第２ポート
３０…第２配管 ３２…切替弁
３４…第１接続ポート ３６…第２接続ポート
３８…供給ポート ４０…供給配管
４２…流体供給源 ４４…減圧弁
４６…ソレノイド ５０…第１圧力センサ
５２…第２圧力センサ ５４…検出器
６０…入出力インターフェース部 ６２…マイクロコンピュータ
６４…操作部 ６６…表示部
６８…メモリ部 ７０…タイマ

Claims (5)

1. 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おいて、
   前記第１シリンダ室の圧力値を検出する第１圧力検出部と、
   前記第２シリンダ室の圧力値を検出する第２圧力検出部と、
   前記第１圧力検出部が検出した圧力値と前記第２圧力検出部が検出した圧力値との差圧を算出する差圧算出部と、
   前記ピストンの往復移動中、前記第１圧力検出部が前記第１シリンダ室の圧力値を検出し、前記第２圧力検出部が前記第２シリンダ室の圧力値を検出し、前記差圧算出部が前記各圧力値の差圧を算出した場合、算出された前記差圧を記憶する記憶部と、
   前記ピストンの往復移動の動作の終了後に、前記記憶部に記憶された前記差圧に基づいて、前記ピストンの往復移動の動作について、前記シリンダ本体内の一端と他端との間の前記ピストンの移動時間が第１閾値時間内にある場合には正常状態と判定し、前記移動時間が前記第１閾値時間よりも長い第２閾値時間を超える場合には異常状態と判定し、前記移動時間が前記第１閾値時間を超えているが前記第２閾値時間内にある場合には前記シリンダの性能劣化が発生している中間状態と判定する判定部と、
   をさらに有することを特徴とするシリンダの動作状態監視装置。
2. 請求項１記載のシリンダの動作状態監視装置において、
   前記流体供給源は、第１配管を介して前記第１シリンダ室に流体を供給するか、又は、第２配管を介して前記第２シリンダ室に流体を供給し、
   前記第１圧力検出部は、前記第１シリンダ室の圧力値に応じた前記第１配管内の流体の第１圧力値を検出し、
   前記第２圧力検出部は、前記第２シリンダ室の圧力値に応じた前記第２配管内の流体の第２圧力値を検出し、
   前記差圧算出部は、前記第１圧力値と前記第２圧力値との差圧を算出することを特徴とするシリンダの動作状態監視装置。
3. 請求項１又は２記載のシリンダの動作状態監視装置において、
   前記判定部は、
   前記差圧が第１差圧閾値未満である場合には、前記ピストンの往復移動の動作が前記正常状態にあると判定し、
   前記差圧が前記第１差圧閾値以上且つ第２差圧閾値未満である場合には、前記往復移動の動作が前記中間状態にあると判定し、
   前記差圧が前記第２差圧閾値以上である場合には、前記往復移動の動作が前記異常状態にあると判定することを特徴とするシリンダの動作状態監視装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のシリンダの動作状態監視装置において、
   前記移動時間を計時する計時部をさらに有し、
   前記計時部は、前記ピストンが前記シリンダ本体内の一端又は他端から移動を開始した時点より、該ピストンが前記シリンダ本体内の他端又は一端に到達して前記差圧が一定値から増加する時点までを前記移動時間として計時し、
   前記判定部は、前記移動時間に基づいて、前記ピストンの往復移動の動作が前記中間状態にあるか否かを判定することを特徴とするシリンダの動作状態監視装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンダの動作状態監視装置において、
   前記判定部の判定結果を外部に報知する報知部をさらに有することを特徴とするシリンダの動作状態監視装置。

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