JP7214079B2 - 流体回路用選定システム及び流体回路用選定方法 - Google Patents

Description

本発明は、エアシリンダの流体回路等の流体回路用選定システム及び流体回路用選定方法に関する。

特許文献１記載の流体圧シリンダ駆動装置は、排出圧力を再利用して流体圧シリンダを復帰させることで省エネを図りつつ、復帰に必要な時間を可及的に短縮すること、並びに、排出圧力を再利用して流体圧シリンダを復帰させるための回路を簡素化することを課題としている。

当該課題を解決するため、特許文献１記載の流体圧シリンダ駆動装置は、切換弁、高圧エア供給源、排気口及びチェック弁を備える。切換弁の第１位置において、ヘッド側シリンダ室が高圧エア供給源に連通すると共に、ロッド側シリンダ室が排気口に連通する。切換弁の第２位置において、ヘッド側シリンダ室がチェック弁を介してロッド側シリンダ室に連通すると共に、ヘッド側シリンダ室が排気口に連通する。

特開２０１８－５４１１７号公報

ところで、特許文献１記載の流体圧シリンダ駆動装置のような排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路を実現するためには、適正な機器のサイズを選定しなければ、要求条件と仕様を満たすことは難しい。

すなわち、上述のような排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路において、各種機器（流体制御弁、配管、チェック弁、パイロットチェック弁、バルブ、サイレンサ、タンク等）のサイズによっては、性能が低下するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路に使用される駆動装置のサイズを適正に選定することができる流体回路用選定システム及び流体回路用選定方法を提供することを目的とする。

［１］ 本発明の第１の態様は、少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定システムであって、
前記シリンダを選定するシリンダ選定処理部と、
予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースと、
前記データベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定処理部と、
前記組合せ選定処理部で選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う再選定処理部と、を有する。

［２］ 本発明の第２の態様は、少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定システムであって、
前記シリンダを選定するシリンダ選定処理部と、
予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースと、
前記データベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定処理部と、
前記組合せ選定処理部で選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第１再選定処理部と、
選定された全ての機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、今回選定された機器による復帰工程後の圧力が前回選定された機器による復帰工程後の圧力以上の場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第２再選定処理部と、を有する。

［３］ 本発明の第３の態様は、少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定方法であって、
前記シリンダを選定するシリンダ選定ステップと、
予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定ステップと、
前記組合せ選定ステップで選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う再選定処理ステップと、を有する。

［４］ 本発明の第４の態様は、少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定方法であって、
前記シリンダを選定するシリンダ選定ステップと、
予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定ステップと、
前記組合せ選定ステップで選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第１再選定ステップと、
選定された全ての機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、今回選定された機器による復帰工程後の圧力が前回選定された機器による復帰工程後の圧力以上の場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第２再選定ステップと、を有する。

本発明によれば、排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路に使用される駆動装置のサイズを適正に選定することができる。

図１Ａは、第１流体回路のバルブを第１状態とした場合の回路図であり、図１Ｂは、第１流体回路の駆動工程の状態を示す説明図である。 図２Ａは、第１流体回路のバルブを第２状態とした場合の回路図であり、図２Ｂは、第１流体回路の復帰工程の状態を示す説明図である。 シリンダの外観の一例を示す斜視図である。 図４Ａは、第２流体回路のバルブを第１状態とした場合の回路図であり、図４Ｂは、第２流体回路の駆動工程の状態を示す説明図である。 図５Ａは、第２流体回路のバルブを第２状態とした場合の回路図であり、図５Ｂは、第２流体回路の復帰工程の状態を示す説明図である。 本実施の形態に係る流体回路用選定システムの構成を示すブロック図である。 図７Ａはシリンダデータベースの内訳の例を示す説明図であり、図７Ｂは配管データベースの内訳の例を示す説明図であり、図７Ｃはタンクデータベースの内訳の例を示す説明図である。 図８Ａは速度制御弁データベースの内訳の例を示す説明図であり、図８Ｂはチェック弁データベースの内訳の例を示す説明図であり、図８Ｃはバルブデータベースの内訳の例を示す説明図であり、図８Ｄはサイレンサデータベースの内訳の例を示す説明図である。 機器組合せデータベースの内訳の例を示す説明図である。 第２の機器組合せデータベースの内訳の例を示す説明図である。 図１１Ａはシリンダ駆動システムの物理モデルを示す説明図であり、図１１Ｂは絞りの基礎方程式を示す説明図であり、図１１Ｃはシリンダの基礎方程式を示す説明図である。 図１２Ａは特性計算で使用される管路モデルを示す説明図であり、図１２Ｂは管路の基礎方程式を示す説明図であり、図１２Ｃは管路をｎ個に分割した際のｉ番目の要素の管路離散モデルを示す説明図であり、図１２Ｄは前記ｉ番目の要素の管路離散モデルにおける基礎方程式を示す説明図である。 図１１Ａ～図１１Ｃ並びに図１２Ａ～図１２Ｄに示す基礎方程式の記号及び添字の説明図である。 特性計算処理部でのシミュレーション計算例の結果を示すグラフである。 選定システムの処理動作を示すフローチャート（その１）である。 機器の組合せＮＯ．１～１８における駆動工程でのストローク時間及び復帰工程後圧力を示すグラフである。 選定システムの処理動作を示すフローチャート（その２）である。 機器の組合せＮＯ．１８～２１における駆動工程でのストローク時間及び復帰工程後圧力を示すグラフである。 選定システムの処理動作を示すフローチャート（その３）である。

以下、本発明に係る流体回路用選定システム及び流体回路用選定方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る流体回路用選定システム（以下、選定システム１００と記す）について、図１Ａ～図１９を参照しながら説明する。

この選定システム１００は、各種データベースに記憶されたシリンダ、チューブ、機器等のサイズに関するデータに基づいて、排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路に使用される駆動装置のサイズを選定するシステムである。

ここで、選定対象である排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路の例について、図１Ａ～図５Ｂを参照しながら説明する。

先ず、第１流体回路１０Ａは、図１Ａに示すように、第１配管１２ａ（Ｂ）、第２配管１２ｂ（Ａ）、バルブ１６（Ｈ）を含む。

シリンダ３０は、図３に示すように、シリンダチューブ３２、ヘッドカバー３４、ロッドカバー３６、並びに図１Ａに示すように、ピストン３８、ピストンロッド４０等から構成される。シリンダチューブ３２の一端側はロッドカバー３６によって閉塞され、シリンダチューブ３２の他端側はヘッドカバー３４によって閉塞される。シリンダチューブ３２の内部にピストン３８（図１Ａ参照）が往復移動自在に配設されている。シリンダチューブ３２の内部空間は、例えば図１Ａに示すように、ピストン３８とロッドカバー３６との間に形成される第１エア室４２ａと、ピストン３８とヘッドカバー３４との間に形成される第２エア室４２ｂとに区画される。

ピストン３８に連結されたピストンロッド４０は第１エア室４２ａを縦断し、その端部がロッドカバー３６を通って外部に延びる。シリンダ３０は、ピストンロッド４０の押し出し時（伸長時）に図示しないワークの位置決め等の仕事を行い、ピストンロッド４０の引き込み時には仕事をしない。

シリンダ３０の第１エア室４２ａとバルブ１６（Ｈ）との間に第１配管１２ａ（Ｂ）が設けられ、シリンダ３０の第２エア室４２ｂとバルブ１６（Ｈ）との間に第２配管１２ｂ（Ａ）が設けられている。

第２配管１２ｂ（Ａ）の途中には、２つの速度制御弁（第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）及び第２速度制御弁５０ｂ（Ｇ））が介設されている。第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）は、メータアウトと呼ばれる形式の可変絞り弁であり、第２エア室４２ｂから排出されるエアの流量を手動により調整可能な制御弁である。一方、第２速度制御弁５０ｂ（Ｇ）は、メータインと呼ばれる形式の可変絞り弁であり、第２エア室４２ｂに供給されるエアの流量を手動により調整可能な制御弁である。第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）を操作することによって、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアを第１エア室４２ａに向けて供給する量と外部に排出する量との割合を調整することができる。

第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）は、第１チェック弁５２ａと第１絞り弁５４ａとが並列に接続されて構成されている。第１チェック弁５２ａは、バルブ１６（Ｈ）を介してシリンダ３０の第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を許容し、シリンダ３０の第２エア室４２ｂからバルブ１６（Ｈ）に向かうエアの流通を阻止する。第１絞り弁５４ａは、シリンダ３０の第２エア室４２ｂからバルブ１６（Ｈ）に向かうエアの流量を調整する。

第２速度制御弁５０ｂは、第２チェック弁５２ｂと第２絞り弁５４ｂとが並列に接続されて構成されている。第２チェック弁５２ｂは、シリンダ３０の第２エア室４２ｂからバルブ１６（Ｈ）に向かうエアの流通を許容し、バルブ１６（Ｈ）を介してシリンダ３０の第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を阻止する。第２絞り弁５４ｂは、バルブ１６（Ｈ）を介してシリンダ３０の第２エア室４２ｂに向かうエアの流量を調整する。

また、この第１流体回路１０Ａは、第２配管１２ｂ（Ａ）のうち、シリンダ３０と第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）との間の任意のポイントに、第３チェック弁５２ｃ（Ｅ）が接続されている。この第３チェック弁５２ｃ（Ｅ）は、第２配管１２ｂ（Ａ）からバルブ１６（Ｈ）に向かうエアの流通を許容し、バルブ１６（Ｈ）から第２配管１２ｂ（Ａ）に向かうエアの流通を阻止する。

一方、バルブ１６（Ｈ）は、第１ポート６０ａ～第５ポート６０ｅを有し、第１位置と第２位置との間で切り換え可能な５ポート２位置電磁弁として構成される。第１ポート６０ａは第１配管１２ａ（Ｂ）に繋がっており、第２ポート６０ｂは第２配管１２ｂ（Ａ）に繋がっている。第３ポート６０ｃはエア供給源６２に繋がっている。第４ポート６０ｄはサイレンサ６３（Ｉ）が付設された排気口６４に繋がっており、第５ポート６０ｅは上述した第３チェック弁５２ｃ（Ｅ）に繋がっている。また、第１ポート６０ａと第４ポート６０ｄが繋がり、且つ、第２ポート６０ｂと第３ポート６０ｃが繋がっている。第３チェック弁５２ｃ（Ｅ）からバルブ１６（Ｈ）の第５ポート６０ｅまでの第３配管１２ｃ（Ｃ）は１つのエア貯留部として機能する。

そして、図１Ａに示すように、バルブ１６（Ｈ）が第１位置にあるとき、第１ポート６０ａと第４ポート６０ｄが繋がり、且つ、第２ポート６０ｂと第３ポート６０ｃが繋がる。一方、図２Ａに示すように、バルブ１６（Ｈ）が第２位置にあるときは、第１ポート６０ａと第５ポート６０ｅが繋がり、且つ、第２ポート６０ｂと第４ポート６０ｄが繋がる。

なお、バルブ１６（Ｈ）は、非通電時はばねの付勢力により第２位置に保持され、通電時に第２位置から第１位置に切り換わる。なお、バルブ１６（Ｈ）に対する通電又は非通電は、図示しない上位装置であるＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）からバルブ１６（Ｈ）への通電指令の出力（通電）又は通電停止指令の出力（非通電）によって行われる。

ピストンロッド４０が押し出されるシリンダ３０の駆動工程では、バルブ１６（Ｈ）が第１位置とされ、ピストンロッド４０が引き込まれるシリンダ３０の復帰工程ではバルブ１６（Ｈ）が第２位置とされる。

第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントには、タンク６８（Ｄ）が介設されている。タンク６８（Ｄ）は、エアを蓄積するエアタンクとして作用するように容積を大きくとってある。

なお、図１Ａ～図２Ｂは、第１流体回路１０Ａを回路図によって概念的に示したもので、シリンダ３０の内部に組み込まれる流路も、便宜上、シリンダ３０の外側に配設されているかの如く描かれている。

実際には、図１Ａの一点鎖線で囲まれた部分、すなわち、第３チェック弁５２ｃを含む第２配管１２ｂ（Ａ）の一部及びタンク６８（Ｄ）を含む第１配管１２ａ（Ｂ）の一部は、シリンダ３０の内部に組み込まれている。

また、例えば、図１Ａの一点鎖線で囲まれた領域の第１配管１２ａ（Ｂ）は、図３に示すように、ロッドカバー３６とシリンダチューブ３２とヘッドカバー３４とに亘って設けられ、そのうちシリンダチューブ３２に設けられる部分がタンク６８（Ｄ）となっている。タンク６８（Ｄ）は、例えば、シリンダチューブ３２を内側チューブと外側チューブからなる二重構造とし、両者の間に形成される空間によって構成してもよい。

第１流体回路１０Ａは、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、図１Ａ～図２Ｂを参照しながら、その作用について説明する。なお、図１Ａに示すように、バルブ１６（Ｈ）が第１位置にあり、ピストンロッド４０が最も引き込まれた状態を初期状態とする。

先ず、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、駆動工程は、初期状態において、エア供給源６２からのエアが第２配管１２ｂ（Ａ）を介して第２エア室４２ｂに供給され、第１エア室４２ａ内のエアが第１配管１２ａ（Ｂ）を介して排気口６４から外部に排出されるようになる。このとき、第２速度制御弁５０ｂ（Ｇ）では、エアが第２絞り弁５４ｂによって流量が調整され、第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）では、第１チェック弁５２ａを介して第２エア室４２ｂに供給される。また、エア供給源６２からのエアは、第２配管１２ｂ（Ａ）から第３チェック弁５２ｃ（Ｅ）を介して第３配管１２ｃ（Ｃ）に供給される。

これにより、第２エア室４２ｂの圧力が上昇し始めると共に、第１エア室４２ａの圧力が下降し始める。第２エア室４２ｂの圧力がピストン３８の静止摩擦抵抗に打ち勝つ分だけ第１エア室４２ａの圧力を上回ると、ピストンロッド４０の押し出し方向への移動が始まる。そして、図１Ｂに示すように、ピストンロッド４０は最大位置まで伸長し、大きな推力でその位置に保持される。

ピストンロッド４０が伸長してワークの位置決め等の作業が行われた後、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、バルブ１６（Ｈ）が第１位置から第２位置に切り換えられる。すなわち、ピストンロッド４０の復帰工程が開始される。

この復帰工程では、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの一部が第３チェック弁５２ｃ（Ｅ）を通って第１エア室４２ａに向けて流通し、それと同時に、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの他の一部が第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）、第２速度制御弁５０ｂ（Ｇ）及びバルブ１６（Ｈ）を介して排気口６４から排出される。このとき、第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）では、エアが第１絞り弁５４ａによって流量が調整され、第２速度制御弁５０ｂ（Ｇ）では、第２チェック弁５２ｂを介してバルブ１６（Ｈ）に向けて流通する。

一方、第１エア室４２ａに向けて供給されるエアは、主にタンク６８（Ｄ）に蓄積される。ピストンロッド４０の引き込みが始まる前は、第１エア室４２ａと配管通路とを含めて第３チェック弁５２ｃ（Ｅ）から第１エア室４２ａまでの間にエアが存在し得る領域のうち、最も大きな空間を占めるのはタンク６８（Ｄ）であるからである。

その後、第２エア室４２ｂのエア圧が減少し、第１エア室４２ａのエア圧が上昇して、第１エア室４２ａのエア圧が第２エア室４２ｂのエア圧よりも所定以上大きくなると、ピストンロッド４０の引き込みが始まる。そして、ピストンロッド４０が最も引き込まれた初期状態に復帰する。

次に、第２流体回路１０Ｂは、図４Ａに示すように、上述した第１流体回路１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第３配管１２ｃ（Ｃ）が第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントＭ１と第２配管１２ｂ（Ａ）の任意のポイントＭ２との間に設けられている点で異なる。

すなわち、第２流体回路１０Ｂは、第１配管１２ａ（Ｂ）の途中から第３配管１２ｃ（Ｃ：バイパス流路）が分岐し、該第３配管１２ｃ（Ｃ）は第２配管１２ｂ（Ａ）の途中に合流している。すなわち、第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントＭ１と第２配管１２ｂ（Ａ）の任意のポイントＭ２との間に第３配管（Ｃ）が設けられている。

第３配管１２ｃ（Ｃ）には、第２配管１２ｂ（Ａ）の任意のポイントＭ２に近い側に第４チェック弁５２ｄ（Ｅ）が介設され、第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントＭ１に近い側にパイロットチェック弁５６（Ｅ）が介設されている。第４チェック弁５２ｄ（Ｅ）は、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を許容し、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を阻止する。

パイロットチェック弁５６（Ｅ）は、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を許容する。また、パイロットチェック弁５６（Ｅ）は、所定圧力以上のパイロット圧が作用していないときは、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を阻止し、所定圧力以上のパイロット圧が作用しているときは、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を許容する。換言すれば、パイロットチェック弁５６（Ｅ）は、パイロット圧が作用していないときは、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を許容すると共に、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を阻止する逆止弁として機能し、パイロット圧が作用しているときは、エアがいずれの方向にも流通可能となり、逆止弁として機能しない。

第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントＭ１とバルブ１６（Ｈ）との間の第１配管１２ａ（Ｂ）に第５チェック弁５２ｅ（Ｅ）が介設されている。第５チェック弁５２ｅ（Ｅ）は、第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントＭ１からバルブ１６（Ｈ）に向かうエアの流通を許容し、バルブ１６（Ｈ）から第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントＭ１に向かうエアの流通を阻止する。第５チェック弁５２ｅ（Ｅ）とバルブ１６（Ｈ）との間の第１配管１２ａ（Ｂ）から分岐してパイロットチェック弁５６（Ｅ）に至るパイロット流路５８が設けられている。

第２流体回路１０Ｂのバルブ１６（Ｈ）も、第１ポート６０ａ～第５ポート６０ｅを有し、第１位置と第２位置との間で切り換え可能な５ポート２位置電磁弁として構成される。第１ポート６０ａは第１配管１２ａ（Ｂ）に繋がっており、第２ポート６０ｂは第２配管１２ｂ（Ａ）に繋がっている。

第３ポート６０ｃは第１サイレンサ６３ａ（Ｉ）が付設された第１排気口６４ａに繋がっている。第４ポート６０ｄはエア供給源６２に繋がっており、第５ポート６０ｅは第２サイレンサ６３ｂ（Ｉ）が付設された第２排気口６４ｂに繋がっている。

なお、図４Ａの一点鎖線で囲まれた部分、すなわち、タンク６８（Ｄ）、第４チェック弁５２ｄ（Ｅ）とパイロットチェック弁５６（Ｅ）を含む第３配管１２ｃ（Ｃ：バイパス流路）、第５チェック弁５２ｅ（Ｅ）を含む第１配管１２ａ（Ｂ）の一部、第２配管１２ｂ（Ａ）の一部及びパイロット流路５８は、シリンダ３０の内部に組み込まれている。

第２流体回路１０Ｂは、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、図４Ａ～図５Ｂを参照しながら、その作用について説明する。なお、図４Ａに示すように、バルブ１６（Ｈ）が第１位置にあり、ピストンロッド４０が最も引き込まれた状態を初期状態とする。

先ず、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、駆動工程は、初期状態において、エア供給源６２からのエアが第２配管１２ｂ（Ａ）を介して第２エア室４２ｂに供給され、第１エア室４２ａ内のエアが第１配管１２ａ（Ｂ）を介して第２排気口６４ｂから外部に排出されるようになる。このとき、第２速度制御弁５０ｂ（Ｇ）では、エアが第２絞り弁５４ｂによって流量が調整され、第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）では、第１チェック弁５２ａを介して第２エア室４２ｂに供給される。

これにより、第２エア室４２ｂの圧力が上昇し始めるとともに、第１エア室４２ａの圧力が下降し始める。第２エア室４２ｂの圧力がピストン３８の静止摩擦抵抗に打ち勝つ分だけ第１エア室４２ａの圧力を上回ると、ピストンロッド４０の押し出し方向への移動が始まる。そして、図４Ｂに示すように、ピストンロッド４０は最大位置まで伸長し、大きな推力でその位置に保持される。

ピストンロッド４０が伸長してワークの位置決め等の作業が行われた後、図５Ａに示すように、バルブ１６（Ｈ）が第１位置から第２位置に切り換えられる。すなわち、ピストンロッド４０の復帰工程が開始される。

復帰工程では、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、エア供給源６２からのエアが第５チェック弁５２ｅ（Ｅ）とバルブ１６（Ｈ）との間の第１配管１２ａ（Ｂ）内に流れ込み、第５チェック弁５２ｅ（Ｅ）によって流れを阻まれた該第１配管１２ａ（Ｂ）内のエアの圧力が上昇する。そして、第１配管１２ａ（Ｂ）に接続されたパイロット流路５８の圧力も所定以上になり、パイロットチェック弁５６（Ｅ）が逆止弁として機能しなくなる。

パイロットチェック弁５６（Ｅ）が逆止弁としての機能を失うと、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの一部は、第２配管１２ｂ（Ａ）の任意のポイントＭ２を経て、第４チェック弁５２ｄ（Ｅ）とパイロットチェック弁５６（Ｅ）を含む第３配管１２ｃ（Ｃ：バイパス流路）を通り、第１配管１２ａ（Ｂ）の任意のポイントＭ１から第１エア室４２ａに向けて供給される。それと共に、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの他の一部は、第２配管１２ｂ（Ａ）を介して第１排気口６４ａから外部に排出される。このとき、第１速度制御弁５０ａ（Ｆ）では、エアが第１絞り弁５４ａによって流量が調整され、第２速度制御弁５０ｂ（Ｇ）では、第２チェック弁５２ｂを介してバルブ１６に向けて流通する。これにより、第２エア室４２ｂの圧力が下降し始めるとともに、第１エア室４２ａの圧力が上昇し始める。このとき、第１エア室４２ａに向けて供給されるエアは、主にタンク６８（Ｄ）に蓄積される。

第２エア室４２ｂの圧力が減少し、第１エア室４２ａの圧力が上昇して、第２エア室４２ｂの圧力が第１エア室４２ａの圧力に等しくなると、第４チェック弁５２ｄ（Ｅ）の作用により、第２エア室４２ｂのエアが第１エア室４２ａに向けて供給されなくなり、第１エア室４２ａの圧力の上昇が止まる。一方、第２エア室４２ｂの圧力は下降し続ける。そして、第１エア室４２ａの圧力がピストン３８の静止摩擦抵抗に打ち勝つ分だけ第２エア室４２ｂの圧力を上回ると、ピストンロッド４０の引き込み方向への移動が始まる。

ピストンロッド４０が引き込み方向へ移動を始めると、第１エア室４２ａの容積が増加するため、第１エア室４２ａの圧力は下降するが、タンク６８（Ｄ）の存在によって第１エア室４２ａの容積は実質的に大きなものとなっており、圧力が下降する割合は小さい。そして、第２エア室４２ｂの圧力はそれより大きな割合で下降するので、第１エア室４２ａの圧力が第２エア室４２ｂの圧力を上回る状態は継続する。また、一旦、移動を始めたピストン３８の摺動抵抗は静止状態でのピストン３８の摩擦抵抗よりも小さいので、ピストンロッド４０の引き込み方向への移動は支障なく行われる。こうして、ピストンロッド４０が最も引き込まれた初期状態に戻る。再びバルブ１６（Ｈ）が切り換えられるまでこの状態が維持される。

次に、本実施の形態に係る選定システム１００について、図６～図１９を参照しながら説明する。以下の説明では、第２配管１２ｂを配管Ａ、第１配管１２ａを配管Ｂ、第３配管１２ｃを配管Ｃ、タンク６８をタンクＤ、第１速度制御弁５０ａを速度制御弁Ｆ、第２速度制御弁５０ｂを速度制御弁Ｇ、バルブ１６をバルブＨ、サイレンサ６３をサイレンサＩと記す。また、第１流体回路１０Ａに適用した第３チェック弁５２ｃ、第２流体回路１０Ｂに適用した第４チェック弁５２ｄ、第５チェック弁５２ｅ及びパイロットチェック弁５６をそれぞれチェック弁Ｅと記す。

選定システム１００は、図６に示すように、各種データベースＤＢ１～ＤＢ８と、コンピュータ１０２と、入力装置１０４（キーボード、マウス等）と、ディスプレイ１０６とを有する。

各種データベースの内訳は、例えばシリンダデータベースＤＢ１、配管データベースＤＢ２、タンクデータベースＤＢ３、速度制御弁データベースＤＢ４、チェック弁データベースＤＢ５、バルブデータベースＤＢ６、サイレンサデータベースＤＢ７、機器組合せデータベースＤＢ８等が挙げられる。

シリンダデータベースＤＢ１は、シリンダ３０に関するデータが、例えばサイズ（例えばボア径Ｄ、ロッド径ｄ）の小さい順に配列され、それぞれ品番が付されて格納されている。シリンダ３０に関するデータとしては、例えば図７Ａに示すように、品番、ボア径Ｄ、ロッド径ｄ、固定絞り音速コンダクタンスＣ０、静止摩擦力Ｆｓ、動摩擦力Ｆｄ、クーロン摩擦係数、ロッド、ピストン質量、シリンダ最低使用圧力Ｐｍｉｎ等が挙げられる。

配管データベースＤＢ２は、配管（配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃ）に関するデータが、例えばサイズ（例えば配管外径、配管内径）の小さい順に配列され、それぞれ品番毎に区分けされて格納されている。配管に関するデータとしては、例えば図７Ｂに示すように、品番、配管外径Ｄｅ、配管内径Ｄｉ、材質等が格納されている。

タンクデータベースＤＢ３は、タンクＤに関するデータが、例えば容積の小さい順に配列され、それぞれ品番が付されて格納されている。タンクＤに関するデータとしては、例えば図７Ｃに示すように、品番、容積、サイズ（最大外径、最大長さ）等が格納されている。

速度制御弁データベースＤＢ４は、速度制御弁Ｆ及び速度制御弁Ｇに関するデータが、例えばサイズの小さい順に配列され、それぞれ品番が付されて格納されている。速度制御弁Ｆ、Ｇに関するデータとしては、例えば図８Ａに示すように、品番、サイズ、音速コンダクタンス等が格納されている。

チェック弁データベースＤＢ５は、チェック弁Ｅに関するデータが、例えばサイズの小さい順に配列され、それぞれ品番が付されて格納されている。チェック弁Ｅに関するデータとしては、例えば図８Ｂに示すように、品番、サイズ、音速コンダクタンス等が格納されている。

バルブデータベースＤＢ６は、バルブＨに関するデータが、例えばサイズの小さい順に配列され、それぞれ品番が付されて格納されている。バルブＨに関するデータは、例えば図８Ｃに示すように、品番、サイズ、音速コンダクタンス、応答時間等が格納されている。

サイレンサデータベースＤＢ７は、サイレンサＩに関するデータが、例えばサイズの小さい順に配列され、それぞれ品番が付されて格納されている。サイレンサＩに関するデータは、例えば図８Ｄに示すように、品番、サイズ、音速コンダクタンス等が格納されている。

機器組合せデータベースＤＢ８は、例えば図９に示すように、各種機器の組合せデータが配列され、それぞれ組合せＮＯ．が付されて格納されている。組合せデータは、例えば図１Ａに示す第１流体回路１０Ａ並びに図４Ａに示す第２流体回路１０Ｂに沿って示すと、配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃ、タンクＤ、チェック弁Ｅ、速度制御弁Ｆ及び速度制御弁Ｇに対応して各サイズが配列されたデータ形態となっている。各組合せデータは、必ず１つの機器のサイズが異なるように構成されている。

なお、バルブＨについては、選定した速度制御弁と同じ流量特性を有するバルブＨをバルブデータベースＤＢ６から選定する。この選定は、例えばオペレータが入力装置１０４を使用して選定する。サイレンサＩについても、選定した速度制御弁の２倍の流量特性を有するサイレンサＩをサイレンサデータベースＤＢ７から選定する。この選定も、例えばオペレータが入力装置１０４を使用して選定する。

もちろん、図１０に示す第２の機器組合せデータベースＤＢ８ａに示すように、バルブＨ及びサイレンサＩについても、他の機器と同様に、組合せＮＯ．に対応したサイズを登録してもよい。この場合、バルブＨ及びサイレンサＩの選定が自動的に行われるため、オペレータの入力操作によるバルブＨ及びサイレンサＩの選定を省略することができる。

一方、コンピュータ１０２は、図６に示すように、演算部１１０と、記憶部１１２と、入出力インターフェース１１４等を有する。演算部１１０は、ＣＰＵ等を備えるプロセッサを有し、プロセッサが記憶部１１２に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。

本実施の形態において、演算部１１０は、シリンダ選定処理部１２０と、条件入力部１２２と、第１組合せ選定処理部１２４Ａと、第２組合せ選定処理部１２４Ｂと、特性計算処理部１２６と、第１再選定処理部１２８Ａと、第２再選定処理部１２８Ｂと、バルブ選定処理部１３０と、サイレンサ選定処理部１３２と、開度別演算処理部１３４と、選定結果出力部１３６と、通信制御部１３８として機能する。

なお、記憶部１１２には、例えば揮発性メモリと、不揮発性メモリとが備えられている。揮発性メモリは、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等により構成されている。

シリンダ選定処理部１２０は、オペレータの操作入力に基づいて、先ず、シリンダデータベースＤＢ１から、例えばシリンダタイプ（丸形、角形、薄形、ガイド付き等）の情報を読み出し、シリンダ品番と共にディスプレイ１０６に表示する。もちろん、入力されたボア径、シリンダ長さ等に基づいて、シリンダデータベースＤＢ１から適合するシリンダ３０を選定し、シリンダ品番と共にディスプレイ１０６に表示してもよい。さらに、シリンダ選定処理部１２０は、オペレータの操作に基づいて入力されたシリンダ品番を記憶部１１２に格納する。

条件入力部１２２は、入力装置１０４を通じて入力された各種パラメータを通信制御部１３８を介して記憶部１１２に格納する。各種パラメータは、用途／動作方向条件（用途：搬送、圧入、クランプ、取付姿勢／駆動工程方向：水平／押出、水平／引込、垂直上向／上昇、垂直下向／下降）、ストローク／圧力条件（ストローク、上限ストローク時間Ｔｍａｘ、供給圧力ＰＳ）、配管条件（配管長さ（左）Ｌ１、配管長さ（右）Ｌ２）、負荷条件（駆動工程負荷質量Ｍｗ、復帰工程負荷質量Ｍｒ、圧入力、クランプ力、外部ガイド：不使用、使用転がり、使用すべり、任意、摩擦係数）等が挙げられる。

第１組合せ選定処理部１２４Ａ及び第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、機器組合せデータベースＤＢ８から組合せＮＯ．を小さい順に読み出して、読み出した組合せＮＯ．に対応する配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃの各データを配管データベースＤＢ２から読み出す。また、第１組合せ選定処理部１２４Ａ及び第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、読み出した組合せＮＯ．に対応するタンクＤのデータをタンクデータベースＤＢ３から読み出し、チェック弁Ｅのデータをチェック弁データベースＤＢ５から読み出す。このとき、第１流体回路１０Ａに対しては、第３チェック弁５２ｃに対応したチェック弁Ｅのデータが読み出され、第２流体回路１０Ｂに対しては、第４チェック弁５２ｄ、第５チェック弁５２ｅ及びパイロットチェック弁５６に対応したチェック弁Ｅのデータが読み出される。また、第１組合せ選定処理部１２４Ａ及び第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、読み出した組合せＮＯ．に対応する速度制御弁Ｆ、速度制御弁Ｇの各データを速度制御弁データベースＤＢ４から読み出す。そして、第１組合せ選定処理部１２４Ａ及び第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、上述の各種データを読み出した後、特性計算処理部１２６を起動する。

特性計算処理部１２６は、選定されたシリンダ駆動システム（流体回路１０）の各種特性をシミュレーションにて求める。このシミュレーションは、図１１Ａ～図１１Ｃ並びに図１２Ａ～図１２Ｄに示すシリンダ３０、配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃ、タンクＤ、チェック弁Ｅ、速度制御弁Ｆ及び速度制御弁Ｇ等の基礎方程式を連立して数値計算を行う。

すなわち、特性計算処理部１２６は、上述したシリンダ、配管、タンク、チェック弁、速度制御弁の各サイズ等に基づいてシミュレーションを実施することで、駆動工程でのストローク時間Ｔｓ及び復帰工程での復帰工程後圧力Ｐｒを得る。必要があれば、さらにバルブ及びサイレンサを含めて数値計算を行って、駆動工程でのストローク時間Ｔｓ及び復帰工程での復帰工程後圧力Ｐｒを得る。

具体的には、図１１Ａに示すシリンダ駆動システムの物理モデルは、図１１Ｂの絞りの基礎方程式として、絞りの質量流量ｑｍは式（１ａ），（１ｂ）で表すことができる。つまり、チョーク流れの場合、すなわち、ｐ２／ｐ１≦ｂであるとき、式（１ａ）で表され、亜音速流れの場合、すなわち、ｐ２／ｐ１＞ｂであるとき、式（１ｂ）で表される。

図１１Ｂに示す式（１ａ），（１ｂ）から速度制御弁、バルブ、サイレンサ等の質量流量の式が得られる。空気の温度変化を考慮すると、図１１Ｃのシリンダの基礎方程式として、シリンダについて状態方程式（２）～（４）、エネルギ方程式（５）～（７）及び運動方程式（８）が成り立つ。

図１２Ａの管路モデルについて、図１２Ｂにおける管路（配管）の基礎方程式は連続式（９）、状態方程式（１０）、運動方程式（１１）及びエネルギ方程式（１２）として表される。

図１２Ｃのように管路をｎ個に分割して、ｉ番目の要素について考えると基礎方程式は、図１２Ｄに示すように、連続式（１３）、状態方程式（１４）、運動方程式（１５）及びエネルギー方程式（１６）として表される。なお、図１１Ａ～図１１Ｃ並びに図１２Ａ～図１２Ｄに示す基礎方程式の記号及び添字については、図１３に説明が記載されている。

また、特性計算処理部１２６でのシミュレーション計算によるグラフを図１４に示す。図１４において、点線Ｌ１はピストン３８の変位を示し、一点鎖線Ｌ２はシリンダ３０のヘッド側圧力を示し、実線Ｌ３はシリンダ３０のロッド側圧力を示す。Ｔｓは駆動工程でのストローク時間、Ｐｒは復帰工程での復帰工程後圧力を示す。

一方、第１再選定処理部１２８Ａは、選定されたシリンダ３０並びに選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超える場合、あるいは、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下である場合に、機器のサイズアップによる再選定を行う。すなわち、第１再選定処理部１２８Ａは、第１組合せ選定処理部１２４Ａで使用する選定のためのインデックス（組合せＮＯ．）を＋１して、第１組合せ選定処理部１２４Ａを起動する。なお、上記一部の機器は、配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃ、タンクＤ、チェック弁Ｅ、速度制御弁Ｆ及び速度制御弁Ｇである。

第２再選定処理部１２８Ｂは、選定された全ての機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超える場合、あるいは、今回選定された機器による復帰工程後圧力Ｐｒが前回選定された機器による復帰工程後圧力Ｐｒ以上の場合に、機器のサイズアップによる再選定を行う。すなわち、第２再選定処理部１２８Ｂは、第２組合せ選定処理部１２４Ｂで使用する選定のためのインデックス（組合せＮＯ．）を＋１して、第２組合せ選定処理部１２４Ｂを起動する。

バルブ選定処理部１３０は、オペレータの操作入力に基づいて、先ず、バルブデータベースＤＢ６から、例えば外部パイロットバルブ回路（単体の直接配管形、単体のベース配管形等）の情報を読み出し、バルブ品番と共にディスプレイ１０６に表示する。さらに、バルブ選定処理部１３０は、オペレータの操作に基づいて入力されたバルブ品番を記憶部１１２に格納する。

サイレンサ選定処理部１３２は、バルブ選定処理部１３０によって選定されたバルブＨに接続可能なサイレンサＩを選定する。この選定は、例えばバルブ－サイレンサ対応テーブル等を使用して選定する。バルブ選定処理部１３０は、選定されたサイレンサＩの品番を記憶部１１２に格納する。

開度別演算処理部１３４は、速度制御弁Ｇの開度別に、ピストン３８の駆動工程におけるストローク時間Ｔｓ、平均速度、終端速度、運動エネルギー／許容エネルギー、９０％推力確立時間等を演算する。また、開度別演算処理部１３４は、速度制御弁Ｆの開度別に、ピストン３８の復帰工程における復帰工程後圧力Ｐｒ、ストローク時間、平均速度、終端速度、運動エネルギー／許容エネルギー等を演算する。

選定結果出力部１３６は、各種選定処理部によって選定された結果を通信制御部１３８を通じてディスプレイ１０６に出力し、ディスプレイ１０６に選定結果を表示する。

選定結果としては、例えば品番、削減率、削減空気消費量、空気消費量、駆動工程（速度制御弁Ｇ）に関する結果、復帰工程（速度制御弁Ｆ）に関する結果、横荷重／許容横荷重である。

品番は、選定されたシリンダ、バルブ、配管、タンク、速度制御弁、チェック弁、サイレンサに対応する各品番である。

駆動工程（速度制御弁Ｇ）に関する結果は、開度別のストローク時間Ｔｓ、平均速度、終端速度、運動エネルギー／許容エネルギー、９０％推力確立時間等である。復帰工程（速度制御弁Ｆ）に関する結果は、復帰工程後圧力Ｐｒ、ストローク時間Ｔｓ、平均速度、終端速度、運動エネルギー／許容エネルギー等である。

通信制御部１３８は、上述した各種選定処理部等からの指示に基づいて、入出力インターフェース１１４を介して、各種データベースからシリンダ、配管、機器等のデータをダウンロードし、記憶部１１２に記憶する。また、通信制御部１３８は、入力装置１０４によって入力されたデータを、入出力インターフェース１１４を介して記憶部１１２に記憶する。また、通信制御部１３８は、上述した各種選定処理部等の処理によって記憶部１１２に格納されたデータ（例えばグラフデータや表データ等）を入出力インターフェース１１４を介してディスプレイ１０６に出力する。

次に、本実施の形態に係る選定システム１００の処理動作について、図１５～図１７を参照しながら説明する。

先ず、図１５のステップＳ１において、シリンダ選定処理部１２０は、オペレータの操作入力に基づいて、シリンダデータベースＤＢ１から、例えばシリンダタイプ（丸形、角形、薄形、ガイド付き等）の情報を読み出し、シリンダ品番と共にディスプレイ１０６に表示する。シリンダ選定処理部１２０は、オペレータの操作に基づいて入力されたシリンダ品番を記憶部１１２に格納する。

ステップＳ２において、条件入力部１２２は、入力装置１０４を通じて入力された各種条件を、通信制御部１３８を介して記憶部１１２に格納する。

ステップＳ３において、第１組合せ選定処理部１２４Ａは、機器組合せデータベースＤＢ８から組合せＮＯ．を小さい順に選択し、選択した組合せＮＯ．に対応する配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃの各データを配管データベースＤＢ２から読み出す。また、第１組合せ選定処理部１２４Ａは、選択した組合せＮＯ．に対応するタンクＤのデータをタンクデータベースＤＢ３から読み出し、チェック弁Ｅのデータをチェック弁データベースＤＢ５から読み出す。また、第１組合せ選定処理部１２４Ａは、選択した組合せＮＯ．に対応する速度制御弁Ｆ、速度制御弁Ｇの各データを速度制御弁データベースＤＢ４から読み出す。その後、第１組合せ選定処理部１２４Ａは、特性計算処理部１２６を起動する。

ステップＳ４において、特性計算処理部１２６は、選定されたシリンダ３０、配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃ、タンクＤ、チェック弁Ｅ、速度制御弁Ｆ、速度制御弁Ｇの各サイズ等に基づいてシミュレーションを実施することで、駆動工程でのストローク時間Ｔｓ及び復帰工程での復帰工程後圧力Ｐｒを得る。

ステップＳ５において、第１再選定処理部１２８Ａは、上記ステップＳ４にて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘ以下であるか否かを判別する。この判別結果が肯定であれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、次のステップＳ６に進み、第１再選定処理部１２８Ａは、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下であるか否かを判別する。

上記ステップＳ５での判別結果が否定（ステップＳ５：ＮＯ）、あるいは、ステップＳ６での判別結果が肯定であれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７に進み、機器のサイズアップによる再選定を行う。すなわち、第１再選定処理部１２８Ａは、第１組合せ選定処理部１２４Ａで使用する選定のためのインデックス（組合せＮＯ．）を＋１し、第１組合せ選定処理部１２４Ａを起動して、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。

上述したステップＳ３～Ｓ６の処理においては、例えば図１６に示すように、機器の選定が行われる。すなわち、例えば組合せＮＯ．＝１～５にかけては、動作しないことが判明し、選定候補から外れる。組合せＮＯ．＝６～１１のうち、ＮＯ．６及び１１については、ストローク時間Ｔｓが上限ストローク時間Ｔｍａｘ以下であるが、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下であるため、選定候補から外れる。ＮＯ．７～１０についても、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下であるため、選定候補から外れる。

同様に、組合せＮＯ．＝１２～１４にかけては、動作しないことが判明し、選定候補から外れる。組合せＮＯ．＝１５～１７については、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下であるため、選定候補から外れる。そして、ＮＯ．１８については、ストローク時間Ｔｓが上限ストローク時間Ｔｍａｘ以下であり、且つ、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎより大きいため、選定候補となる。

一方、図１５の上記ステップＳ６での判別結果が否定であれば（ステップＳ６：ＮＯ、図１６の例では、ＮＯ．１８の段階）、図１７のステップＳ８に進み、バルブ選定処理部１３０は、オペレータの操作入力に基づいて、先ず、バルブデータベースＤＢ６から、例えば外部パイロットバルブ回路（単体の直接配管形、単体のベース配管形等）の情報を読み出し、バルブＨの品番と共にディスプレイ１０６に表示する。このとき、バルブ選定処理部１３０は、オペレータの操作に基づいて入力された例えばバルブＨの品番を記憶部１１２に格納する。

ステップＳ９において、サイレンサ選定処理部１３２は、バルブ選定処理部１３０によって選定されたバルブＨに接続可能なサイレンサＩをサイレンサデータベースＤＢ７から選定する。このとき、サイレンサ選定処理部１３２は、オペレータの操作に基づいて入力された例えばサイレンサＩの品番を記憶部１１２に格納する。

ステップＳ１０において、第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、機器組合せデータベースＤＢ８のうち、上記ステップＳ３において選択していない組合せＮＯ．を小さい順に選択し、選択した組合せＮＯ．に対応する配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃの各データを配管データベースＤＢ２から読み出す。また、第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、選択した組合せＮＯ．に対応するタンクＤのデータをタンクデータベースＤＢ３から読み出し、チェック弁Ｅのデータをチェック弁データベースＤＢ５から読み出す。また、第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、選択した組合せＮＯ．に対応する速度制御弁Ｆ、速度制御弁Ｇの各データを速度制御弁データベースＤＢ４から読み出す。その後、第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、特性計算処理部１２６を起動する。

ステップＳ１１において、特性計算処理部１２６は、選定されたシリンダ３０、配管Ａ、配管Ｂ、配管Ｃ、タンクＤ、チェック弁Ｅ、速度制御弁Ｆ、速度制御弁Ｇ、バルブＨ及びサイレンサＩの各サイズ等に基づいてシミュレーションを実施することで、駆動工程でのストローク時間Ｔｓ及び復帰工程での復帰工程後圧力Ｐｒを得る。

ステップＳ１２において、第２再選定処理部１２８Ｂは、上記ステップＳ１１にて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘ以下であるか否かを判別する。この判別結果が肯定であれば、次のステップＳ１３に進み、第２再選定処理部１２８Ｂは、現在の組合せＮＯ．を「ＮＯ．Ｘ」、１つ前の組合せＮＯ．を「ＮＯ．Ｘ－１」としたとき、ＮＯ．Ｘ－１の復帰工程後圧力Ｐｒが、ＮＯ．Ｘの復帰工程後圧力Ｐｒ以下であるか否かを判別する。

上記ステップＳ１２での判別結果が否定（ステップＳ１２：ＮＯ）、あるいは、上記ステップＳ１３での判別結果が肯定（ステップＳ１３：ＹＥＳ）であれば、ステップＳ１４に進み、第２再選定処理部１２８Ｂは、機器のサイズアップによる再選定を行う。すなわち、第２再選定処理部１２８Ｂは、第２組合せ選定処理部１２４Ｂで使用する選定のためのインデックス（組合せＮＯ．）を＋１して、第２組合せ選定処理部１２４Ｂを起動し、ステップＳ１０以降の処理を繰り返す。

そして、第２組合せ選定処理部１２４Ｂは、ステップＳ１３での判別結果が否定であれば、ステップＳ１５において、現在の組合せＮＯ．の１つ前の組合せＮＯ．に対応する機器の組合せを最終的に選定する。

すなわち、上述したステップＳ１１～Ｓ１４の処理においては、例えば図１８に示すように、機器の選定が行われる。すなわち、例えば組合せＮＯ．＝１８～２１については、ストローク時間Ｔｓが上限ストローク時間Ｔｍａｘ以下であり、且つ、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎより大きいため、いずれも選定候補となる。しかし、組合せＮＯ．＝１８～２１のうち、ある組合せＮＯ．に対応する復帰工程後圧力Ｐｒが、１つ前の組合せＮＯ．に対応する復帰工程後圧力Ｐｒ未満である組合せＮＯ．はＮＯ．２１のみである。従って、ステップＳ１５では、組合せＮＯ．２１の１つ前の組合せＮＯ．２０を最終的に選定する。

その後、図１９のステップＳ１６において、開度別演算処理部１３４は、特性計算処理部１２６を起動して、速度制御弁Ｆ及びＧの開度別に、ピストン３８の駆動工程におけるストローク時間Ｔｓ、平均速度、終端速度、運動エネルギー／許容エネルギー、９０％推力確立時間等を演算する。

ステップＳ１７において、予め設定された開度別のシミュレーションが終了した否かを判別する。終了していなければ（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１８に進み、開度別演算処理部１３４は、速度制御弁Ｆ及びＧの開度を変更し、ステップＳ１６以降の処理を実施する。

この開度別の演算では、予め設定された開度別のシミュレーションが実施される。もちろん、全ての開度についてのシミュレーションを実施してもよいし、予め設定された複数の開度についてのシミュレーションを実施してもよい。

そして、上記ステップＳ１７において、予め設定された開度別のシミュレーションが終了したと判別された場合は（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１９に進み、選定結果出力部１３６は、各種選定部によって選定された結果を通信制御部１３８を通じてディスプレイ１０６に出力し、ディスプレイ１０６に選定結果を表示する。

このように、本実施の形態に係る流体回路用選定システム１００は、少なくともシリンダ３０と、シリンダ３０に接続される複数の機器とを有する流体回路１０のための流体回路用選定システムであって、シリンダ３０を選定するシリンダ選定処理部１２０と、予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースＤＢ８と、データベースＤＢ８から複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して機器を選定する組合せ選定処理部１２４Ａ（１２４Ｂ）と、組合せ選定処理部１２４Ａ（１２４Ｂ）で選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超える場合、あるいは、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下である場合に、機器のサイズアップによる再選定を行う再選定処理部１２８Ａ（１２８Ｂ）と、を有する。

流体圧シリンダ駆動装置のような排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路１０を実現するためには、適正な機器のサイズを選定しなければ、要求条件と仕様を満たすことは難しい。

すなわち、上述のような排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路１０において、駆動装置（速度制御弁、配管、チェック弁、バルブ、サイレンサ、タンク等）のサイズによっては、性能が低下するおそれがある。

そこで、予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースＤＢ８を使用して機器を選定する。さらに、組合せ選定処理部１２４Ａ（１２４Ｂ）で選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超える場合、あるいは、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う。これにより、排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路に使用される駆動装置のサイズを適正に選定することができる。

本実施の形態は、複数の機器に含まれるバルブＨを入力操作に従って選定するバルブ選定処理部１３０と、複数の機器に含まれるサイレンサＩを入力操作に従って選定するサイレンサ選定処理部１３２と、を有する。

データベースＤＢ８にバルブＨの情報やサイレンサＩの情報が格納されていない場合に有効である。また、１つのバルブＨで様々なサイズの機器に対応できる場合、いつも同じバルブＨを選定するよりは、入力操作によって、他のバルブＨを適用してみることで、性能向上等を確認することができる。

また、本実施の形態に係る流体回路用選定システム１００は、少なくともシリンダ３０と、シリンダ３０に接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定システムであって、シリンダ３０を選定するシリンダ選定処理部１２０と、予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースＤＢ８と、データベースＤＢ８から複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して機器を選定する組合せ選定処理部１２４Ａ（１２４Ｂ）と、組合せ選定処理部１２４Ａ（１２４Ｂ）で選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超える場合、あるいは、復帰工程後圧力Ｐｒが最低使用圧力Ｐｍｉｎ以下である場合に、機器のサイズアップによる再選定を行う第１再選定処理部１２８Ａと、選定された全ての機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超える場合、あるいは、今回選定された機器による復帰工程後圧力Ｐｒが前回選定された機器による復帰工程後圧力Ｐｒ以上の場合に、機器のサイズアップによる再選定を行う第２再選定処理部１２８Ｂと、を有する。

これにより、排気エアを再利用した省エネタイプの流体回路に使用される駆動装置のサイズを適正に選定することができる。特に、第１再選定処理部１２８Ａに加えて、第２再選定処理部１２８Ｂによって、機器の選定に関する最適化を行うことができる。すなわち、ストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超える場合、あるいは、今回選定された機器による復帰工程後圧力Ｐｒが前回選定された機器による復帰工程後圧力Ｐｒ以上の場合に、機器のサイズアップによる再選定を行う。その結果、ストローク時間Ｔｓが予め設定された上限ストローク時間Ｔｍａｘを超えることなく、且つ、上限ストローク時間Ｔｍａｘに最も近い時間に設定することができ、しかも、復帰工程後圧力Ｐｒが最も大きい機器の組み合わせを選定することができる。

本実施の形態において、第２再選定処理部１２８Ｂは、入力操作に従って選定されたバルブＨ及びサイレンサＩを除く機器について、サイズアップによる再選定を行う。

バルブＨやサイレンサＩについては、すでに入力操作によって選定されているため、第２再選定処理部１２８Ｂでの機器の最適化については、バルブＨやサイレンサＩを固定とした状態で実施し、バルブＨ及びサイレンサＩを除く機器について、サイズアップによる再選定を行う。これにより、選定時間の短縮化を図ることが可能となる。

本実施の形態において、流体回路１０は、ピストン３８によって区画される第１エア室４２ａと第２エア室４２ｂとを有するシリンダ３０と、ピストン３８の駆動工程と復帰工程とで切り換わるバルブ１６（Ｈ）と、第１エア室４２ａとバルブ１６（Ｈ）間の第１配管１２ａ（Ｂ）と、第２エア室４２ｂとバルブ１６（Ｈ）間の第２配管１２ｂ（Ａ）と、を有し、第１配管１２ａ（Ｂ）のうち、第１エア室４２ａ寄りにタンク６８（Ｄ）が設けられ、第２配管１２ｂ（Ａ）に、２つの速度制御弁５０ａ（Ｆ）、５０ｂ（Ｇ）が直列に設置されている。

ピストン３８の駆動工程では、バルブ１６（Ｈ）から第２エア室４２ｂへの供給流量を一方の速度制御弁５０ｂ（Ｇ）の可変絞り弁５４ｂで調整することができ、ピストン３８の復帰工程では、第２エア室４２ｂからバルブ１６（Ｈ）への排気流量を他方の速度制御弁５０ａ（Ｆ）の可変絞り弁５４ａで調整することができる。すなわち、シリンダ３０への供給流量とシリンダ３０からの排気流量とをそれぞれ独立に調整することができる。これは流体回路１０の要求特性である駆動工程でのストローク時間Ｔｓの短縮化、復帰工程後での流体圧シリンダ内の圧力Ｐｒの増大化につながる。しかも、第２配管１２ｂ（Ａ）に、２つの速度制御弁５０ａ（Ｆ）、５０ｂ（Ｇ）を直列に設置するだけでよいため、構造の簡単化も図ることができる。

本発明に係る流体回路用選定システム及び流体回路用選定方法は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０Ａ…第１流体回路 １０Ｂ…第２流体回路
１２ａ…第１配管（Ｂ） １２ｂ…第２配管（Ａ）
１２ｃ…第３配管（Ｃ） １６…バルブ（Ｈ）
３０…シリンダ ５０ａ…第１速度制御弁（Ｆ）
５０ｂ…第２速度制御弁（Ｇ） ５２ａ～５２ｅ…チェック弁（Ｅ）
５６…パイロットチェック弁（Ｅ） ６３…サイレンサ（Ｉ）
６４…排気口 ６８…タンク（Ｄ）
１００…選定システム １２０…シリンダ選定処理部
１２２…条件入力部 １２４Ａ…第１組合せ選定処理部
１２４Ｂ…第２組合せ選定処理部 １２６…特性計算処理部
１２８Ａ…第１再選定処理部 １２８Ｂ…第２再選定処理部
１３０…バルブ選定処理部 １３２…サイレンサ選定処理部
１３４…開度別演算処理部 １３６…選定結果出力部
ＤＢ１…シリンダデータベース ＤＢ２…配管データベース
ＤＢ３…タンクデータベース ＤＢ４…速度制御弁データベース
ＤＢ５…チェック弁データベース ＤＢ６…バルブデータベース
ＤＢ７…サイレンサデータベース ＤＢ８…機器組合せデータベース

Claims (8)

1. 少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定システムであって、
   前記シリンダを選定するシリンダ選定処理部と、
   予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースと、
   前記データベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定処理部と、
   前記組合せ選定処理部で選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う再選定処理部と、を有する、流体回路用選定システム。
2. 請求項１記載の流体回路用選定システムにおいて、
   前記複数の機器に含まれるバルブを入力操作に従って選定するバルブ選定処理部と、
   前記複数の機器に含まれるサイレンサを入力操作に従って選定するサイレンサ選定処理部と、を有する、流体回路用選定システム。
3. 少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定システムであって、
   前記シリンダを選定するシリンダ選定処理部と、
   予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースと、
   前記データベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定処理部と、
   前記組合せ選定処理部で選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第１再選定処理部と、
   選定された全ての機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、今回選定された機器による復帰工程後の圧力が前回選定された機器による復帰工程後の圧力以上の場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第２再選定処理部と、を有する、流体回路用選定システム。
4. 請求項３記載の流体回路用選定システムにおいて、
   前記複数の機器に含まれるバルブを入力操作に従って選定するバルブ選定処理部と、
   前記複数の機器に含まれるサイレンサを入力操作に従って選定するサイレンサ選定処理部と、を有する、流体回路用選定システム。
5. 請求項４記載の流体回路用選定システムにおいて、
   前記第２再選定処理部は、入力操作に従って選定された前記バルブ及び前記サイレンサを除く機器について、サイズアップによる再選定を行うことを特徴とする流体回路用選定システム。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の流体回路用選定システムにおいて、
   前記流体回路は、
   ピストンによって区画される第１エア室と第２エア室とを有するシリンダと、
   前記ピストンの駆動工程と復帰工程とで切り換わるバルブと、
   前記第１エア室と前記バルブ間の第１流路と、
   前記第２エア室と前記バルブ間の第２流路と、を有し、
   前記第１流路にタンクが設けられ、
   前記第２流路に、２つの速度制御弁が直列に設置されている、流体回路用選定システム。
7. 少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定方法であって、
   前記シリンダを選定するシリンダ選定ステップと、
   予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定ステップと、
   前記組合せ選定ステップで選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う再選定処理ステップと、を、コンピュータを用いて実行させる、流体回路用選定方法。
8. 少なくともシリンダと、前記シリンダに接続される複数の機器とを有する流体回路のための流体回路用選定方法であって、
   前記シリンダを選定するシリンダ選定ステップと、
   予め複数の機器の組み合わせ情報が少なくともサイズ順に登録されたデータベースから前記複数の機器の組み合わせ情報をサイズ順に読み出して前記機器を選定する組合せ選定ステップと、
   前記組合せ選定ステップで選定された一部の機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、復帰工程後の圧力が最低使用圧力以下である場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第１再選定ステップと、
   選定された全ての機器を含めてシミュレーションにて得られたストローク時間が予め設定された上限ストローク時間を超える場合、あるいは、今回選定された機器による復帰工程後の圧力が前回選定された機器による復帰工程後の圧力以上の場合に、前記機器のサイズアップによる再選定を行う第２再選定ステップと、を、コンピュータを用いて実行させる、流体回路用選定方法。
   

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