知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-05
(45)【発行日】2022-01-20
(54)【発明の名称】アクチュエータの動作検出装置
(51)【国際特許分類】
F15B 15/28 20060101AFI20220113BHJP
【ＦＩ】
F15B15/28 C
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2018159955
(22)【出願日】2018-08-29
(65)【公開番号】P2020034056
(43)【公開日】2020-03-05
【審査請求日】2020-03-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000106760
【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】特許業務法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】近藤 健元
【審査官】所村 陽一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０３３４６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５９５４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０４７２８１９５（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５１２４９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１５Ｂ １５／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複動型シリンダを有し、前記複動型シリンダ内の空間が、前記複動型シリンダ内に摺動可能に保持されるピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、前記ピストンの前記第２圧力作用室側端面にロッドが連結され、切換弁が、前記第１圧力作用室への圧縮空気の給気と、前記第２圧力作用室への圧縮空気の給気とを切り換えることで、前記ピストンが往復運動を行うことが可能な空気圧アクチュエータの、前記ピストンの動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置において、前記第１圧力作用室の圧力を検出する第１圧力検出器を備えること、
前記第２圧力作用室の圧力を検出する第２圧力検出器を備えること、
前記ピストンの前記第２圧力作用室に面する側の端面の第１受圧面積が、前記ピストンの前記第１圧力作用室に面する側の端面の第２受圧面積よりも、前記ロッドの外径分だけ小さいことを考慮し、前記第２圧力検出器が検出した圧力値に、前記第１受圧面積の、前記第２受圧面積に対する比率である受圧面積比率を乗じた値を、前記第１圧力検出器が検出した圧力値から減じることで、前記ピストンに作用する推力を算出する算出器を備えること、
前記推力の符号に基づいて、前記ピストンが前記複動型シリンダの前記第１圧力作用室に面する側の端面に向かって運動しているのか、または前記複動型シリンダの前記第２圧力作用室に面する側の端面に向かって運動しているのかを判定を行う監視器を備えること、
を特徴とするアクチュエータの動作検出装置。
【請求項2】
請求項１に記載のアクチュエータの動作検出装置において、前記監視器は、前記推力の変化率に基づいて、前記ピストンの動作状態を確認すること、
を特徴とするアクチュエータの動作検出装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載のアクチュエータの動作検出装置において、前記監視器は、前記ピストンが運動を開始したのか、または運動を停止したのかを判定し、かつ、前記ピストンが前記複動型シリンダの第１圧力作用室側端面に向かって運動しているのか、または前記複動型シリンダの第２圧力作用室側端面に向かって運動しているのかを判定を行うこと、
を特徴とするアクチュエータの動作検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複動型シリンダを有するアクチュエータであって、前記複動型シリンダ内の空間が、前記複動型シリンダ内に摺動可能に保持されるピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、前記ピストンの第２圧力作用室側の端面にロッドが連結されている前記アクチュエータの、前記ピストンの動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
食品工場などで使用されるロボットアームの制御には、複動型シリンダを有するアクチュエータが用いられる。
複動型シリンダの内部は、ピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、第１圧力作用室と第２圧力作用室のそれぞれに、圧縮空気を給気または排気する配管の一端が接続されている。該配管のもう一端には切換弁を介して圧縮空気供給源が接続され、第１圧力作用室への給気と、第２圧力作用室への給気を切換弁によって切り換えることで、ピストンがシリンダ内を往復運動する。
なお、ここで、ピストンの第２圧力作用室側端面にロッドが接続されているものとする。また、ピストンが複動型シリンダの第２圧力作用室側端面に向かって動作し、ロッドが複動型シリンダから突出する方向に動作するのを前進運動とし、ピストンが複動型シリンダ第１圧力作用室端面に向かって動作し、ロッドが複動型シリンダに収納される方向に動作するのを後進運動とする。
複動型シリンダの内部は、ピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、第１圧力作用室と第２圧力作用室のそれぞれに、圧縮空気を給気または排気する配管の一端が接続されている。該配管のもう一端には切換弁を介して圧縮空気供給源が接続され、第１圧力作用室への給気と、第２圧力作用室への給気を切換弁によって切り換えることで、ピストンがシリンダ内を往復運動する。
なお、ここで、ピストンの第２圧力作用室側端面にロッドが接続されているものとする。また、ピストンが複動型シリンダの第２圧力作用室側端面に向かって動作し、ロッドが複動型シリンダから突出する方向に動作するのを前進運動とし、ピストンが複動型シリンダ第１圧力作用室端面に向かって動作し、ロッドが複動型シリンダに収納される方向に動作するのを後進運動とする。
【0003】
上記のような複動型シリンダにおいては、ロッドに磁石を内蔵し、さらに複動型シリンダ本体の一端ともう一端に磁気検出センサを配置することで、ピストンが、複動型シリンダ本体の第１圧力作用室側端面または第２圧力作用室側端面に到達したか否かを検出し、ピストンの往復運動の監視を行っていた。
しかし、食品工場においては、食品等に使用する洗浄液が複動型シリンダ本体にかかる可能性があり、洗浄液がかかると、磁気検出センサや磁気検出センサの配線が腐食するおそれがあった。
しかし、食品工場においては、食品等に使用する洗浄液が複動型シリンダ本体にかかる可能性があり、洗浄液がかかると、磁気検出センサや磁気検出センサの配線が腐食するおそれがあった。
【0004】
そこで、特許文献１に示すように、第１圧力作用室に接続される配管内の流体の第１圧力値と、第２圧力作用室に接続される配管内の流体の第２圧力値とを検出し、第１圧力作用室の第１圧力値と、第２圧力作用室の第２圧力値との差圧が正の値であったか負の値であったかを見ることで、ピストンが複動型シリンダ本体の第１圧力作用室側端面または第２圧力作用室側端面に到達したか否かを監視するアクチュエータの動作検出装置が用いられている。
【0005】
すなわち、ピストン前進運動時は、第１圧力値が、第２圧力値よりも大きく、ピストン後進運動時は、第２圧力値が第１圧力値よりも大きいため、第１圧力値から第２圧力値を減じることで求められる差圧が、ピストンの前進運動時は正の値であり、ピストンの後進運動時は負の値となる。したがって、差圧が正の値であるときはピストンが前進運動をしていること、負の値であるときはピストンが後進運動をしていることが判断することができる。また、ピストンが複動型シリンダの一端に到達し前進運動または後進運動を完了したときは、差圧に急激な変動が生じるため、差圧の急激な変動を捕捉することで、ピストンが複動型シリンダの一端に到達したことを判断することできる。
したがって、差圧に急激な変動が生じる前に、差圧が正の値であったか負の値であったかを見ることで、ピストンが複動型シリンダのどちら側の端部に到達したのかを判断することが可能となるのである。
したがって、差圧に急激な変動が生じる前に、差圧が正の値であったか負の値であったかを見ることで、ピストンが複動型シリンダのどちら側の端部に到達したのかを判断することが可能となるのである。
【0006】
また、複動型シリンダが小型である場合には、ピストン容積が小さいために、プッシュ動作とプル動作が切り換わる際の第１圧力値と第２圧力値の圧力変動が微少である場合があり、ノイズによる誤検出が生じるおそれがある。そこで、特許文献２に示すように、圧力値を時間微分することで、圧力値の変化率を監視し、ピストンが複動型シリンダ本体の第１圧力作用室側端面または第２圧力作用室側端面に到達したか否かを監視するアクチュエータの動作検出装置が用いられている。
【0007】
これらのアクチュエータの動作検出装置によれば、複動型シリンダ近傍に磁気検出センサや、磁気検出センサのための配線を配置する必要がなく、食品工場における洗浄工程で磁気検出センサや磁気検出センサの配線が腐食するおそれがなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】国際公開第２０１７／１８７９３４号
【文献】特開２０１８－５９５４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記先行技術には次のような問題があった。
＜問題点１＞
特許文献１に開示される圧力値によってピストン動作を監視するアクチュエータの動作検出装置においては、スピードコントローラにより動作タクトを遅くした場合に、ピストンの動作を正確に監視することができなくなることを、本願出願人は発見した。
例えば、切換弁の切換周期が１ｓｅｃであるのに対し、スピードコントローラにより排気量を制限し、ピストンの動作タクトを９００ｍｓｅｃまで遅くしたとすると、図５に示すように、切換弁のソレノイドに電気信号が送られ（ｔ０時点）、切換弁が切り換わり（ｔ１時点）、第１圧力作用室への給気が開始されて第１圧力値Ｐ１が上昇を開始するとともに、第２圧力作用室の排気が開始されて第２圧力値Ｐ２が減少を開始するが、第１圧力値Ｐ１と第２圧力値Ｐ２が逆転せず、第２圧力値Ｐ２が第１圧力値Ｐ１よりも大きい状態のまま、ピストンが前進運動を開始してしまう（ｔ３時点）。
＜問題点１＞
特許文献１に開示される圧力値によってピストン動作を監視するアクチュエータの動作検出装置においては、スピードコントローラにより動作タクトを遅くした場合に、ピストンの動作を正確に監視することができなくなることを、本願出願人は発見した。
例えば、切換弁の切換周期が１ｓｅｃであるのに対し、スピードコントローラにより排気量を制限し、ピストンの動作タクトを９００ｍｓｅｃまで遅くしたとすると、図５に示すように、切換弁のソレノイドに電気信号が送られ（ｔ０時点）、切換弁が切り換わり（ｔ１時点）、第１圧力作用室への給気が開始されて第１圧力値Ｐ１が上昇を開始するとともに、第２圧力作用室の排気が開始されて第２圧力値Ｐ２が減少を開始するが、第１圧力値Ｐ１と第２圧力値Ｐ２が逆転せず、第２圧力値Ｐ２が第１圧力値Ｐ１よりも大きい状態のまま、ピストンが前進運動を開始してしまう（ｔ３時点）。
【0010】
第２圧力値Ｐ２が第１圧力値Ｐ１よりも大きい状態のままピストンが前進運動を開始してしまう原因は、スピートコントローラにより排気量を制限すると、排気側の第２圧力作用室の第２圧力値Ｐ２が、排気量の制限を行わない場合と比べて高く維持されるが、ピストンの第２圧力作用室側端面の受圧面積は、ロッドが接続されている分小さいため、第２圧力値Ｐ２が、第１圧力値Ｐ１よりも高い状態であっても、ピストンの第１圧力作用室側端面に作用する力（以下第１作用力Ｆ１）よりも、第２圧力作用室側端面に作用する力（以下第２作用力Ｆ２）が低くなり、前進運動が可能となるためである。
【0011】
そして、ピストンの前進運動完了（ｔ４時点）後、第１圧力値Ｐ１が上昇し、第２圧力値Ｐ２が減少するが、直後に切換弁のソレノイドに電気信号が送られ（ｔ５時点）、切換弁が切り換わり第２圧力作用室に給気が開始されるとともに第１圧力作用室の排気が開始される（ｔ６時点）。すると、第２圧力値Ｐ２の減少が止まり、第１圧力値Ｐ１が減少を開始するため、第１圧力値Ｐ１と第２圧力値Ｐ２が逆転することがなく、ピストンは後進運動を開始する。
【0012】
ピストンの前進運動時、後進運動時を通して、第１圧力値Ｐ１と第２圧力値Ｐ２が逆転することがないため、常に第１圧力値Ｐ１が第２圧力値Ｐ２よりも小さく、第１圧力値Ｐ１から第２圧力値Ｐ２を減じた差圧は、常に負の値となる。よって、差圧の符号によっては、ピストンが前進運動をしているのか、後進運動をしているのか判断することができず、ピストンの動作を正確に監視することができなくなる。
【0013】
そこで、本願出願人は、物体の動作には、当該物体に作用する推力が関係するのであり、圧力値によってピストンの動作を監視するには限界があると考え、ピストンに作用する推力によってピストンの動作を監視するのが望ましいという結論に至った。ピストンが前進運動をしている場合は、ピストンの第１作用力Ｆ１が、第２作用力Ｆ２よりも大きく、ピストンが後進運動をしている場合には、ピストンの第２作用力Ｆ２が、第１作用力Ｆ１よりも大きい関係にある。このような関係はいかなる動作タクトにおいても変わることがなく、推力がピストンの前進方向に作用しているのか、後進方向に作用しているのか、明確となるためである。
【0014】
＜問題点２＞
また、特許文献２に開示されるアクチュエータの動作検出装置においては、アクチュエータの動作検出装置に内蔵されるマイクロコンピュータの情報処理に遅延が生じるおそれがあった。
例えば、第１圧力値Ｐ１および第２圧力値Ｐ２を時間微分することで、圧力値の変化率を監視し、ピストンが複動型シリンダ本体の第１圧力作用室側端面または第２圧力作用室側端面に到達したか否かを監視する場合、図６に示すように、第１圧力作用室の第１圧力値Ｐ１の時間微分値ｄＰ１は、ピストンの動作開始時（ｔ３時点）の直前に正方向に大きく変動する一方で、動作終了時（ｔ４時点）の変動は小さいため、動作開始時の検出が容易であるが、動作終了時の検出はノイズにより誤検出が発生する可能性がある。また、図７に示すように、第２圧力作用室の第２圧力値Ｐ２の時間微分値ｄＰ２は、ピストンの動作開始時（ｔ３時点）直前の変動は小さい一方で、動作終了時（ｔ４時点）直前に大きく負方向に変動するため、動作終了時の検出が容易であるが、動作開始時の検出はノイズにより誤検出が発生する可能性がある。
また、特許文献２に開示されるアクチュエータの動作検出装置においては、アクチュエータの動作検出装置に内蔵されるマイクロコンピュータの情報処理に遅延が生じるおそれがあった。
例えば、第１圧力値Ｐ１および第２圧力値Ｐ２を時間微分することで、圧力値の変化率を監視し、ピストンが複動型シリンダ本体の第１圧力作用室側端面または第２圧力作用室側端面に到達したか否かを監視する場合、図６に示すように、第１圧力作用室の第１圧力値Ｐ１の時間微分値ｄＰ１は、ピストンの動作開始時（ｔ３時点）の直前に正方向に大きく変動する一方で、動作終了時（ｔ４時点）の変動は小さいため、動作開始時の検出が容易であるが、動作終了時の検出はノイズにより誤検出が発生する可能性がある。また、図７に示すように、第２圧力作用室の第２圧力値Ｐ２の時間微分値ｄＰ２は、ピストンの動作開始時（ｔ３時点）直前の変動は小さい一方で、動作終了時（ｔ４時点）直前に大きく負方向に変動するため、動作終了時の検出が容易であるが、動作開始時の検出はノイズにより誤検出が発生する可能性がある。
【0015】
上記ノイズによる誤検出を防止するため、動作開始時および動作終了時を確実に検出するためには、動作開始時は、第１圧力値Ｐ１の変化率によって検出し、動作終了時は第２圧力値Ｐ２の変化率によって検出する、というように、第１圧力値Ｐ１の変化率と、第２圧力値Ｐ２の変化率と、の双方を並行して監視しなければならず、アクチュエータの動作検出装置に内蔵されるマイクロコンピュータの情報処理に遅延が生じるおそれがあった。
【0016】
本発明は、上記の問題点１、問題点２を解決するためのものであり、動作タクトの速度に関わらずピストンの動作を正確に監視することが可能であるとともに、情報処理の遅延を防止することができるアクチュエータの動作検出装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記課題を解決するために、本発明のアクチュエータの動作検出装置は、次のような構成を有している。
（１）複動型シリンダを有し、複動型シリンダ内の空間が、複動型シリンダ内に摺動可能に保持されるピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、ピストンの第２圧力作用室側端面にロッドが連結され、切換弁が、前記第１圧力作用室への圧縮空気の給気と、前記第２圧力作用室への圧縮空気の給気とを切り換えることで、前記ピストンが往復運動を行うことが可能な空気圧アクチュエータの、ピストンの動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置において、第１圧力作用室の圧力を検出する第１圧力検出器を備えること、第２圧力作用室の圧力を検出する第２圧力検出器を備えること、ピストンの第２圧力作用室に面する側の端面の第１受圧面積が、ピストンの第１圧力作用室に面する側の端面の第２受圧面積よりも、ロッドの外径分だけ小さいことを考慮し、第２圧力検出器が検出した圧力値に、第１受圧面積の、第２受圧面積に対する比率である受圧面積比率を乗じた値を、第１圧力検出器が検出した圧力値から減じることで、ピストンに作用する推力を算出する算出器を備えること、推力の符号に基づいて、ピストンが複動型シリンダの第１圧力作用室に面する側の端面に向かって運動しているのか、または複動型シリンダの第２圧力作用室に面する側の端面に向かって運動しているのかを判定を行う監視器を備えること、を特徴とする。
（１）複動型シリンダを有し、複動型シリンダ内の空間が、複動型シリンダ内に摺動可能に保持されるピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、ピストンの第２圧力作用室側端面にロッドが連結され、切換弁が、前記第１圧力作用室への圧縮空気の給気と、前記第２圧力作用室への圧縮空気の給気とを切り換えることで、前記ピストンが往復運動を行うことが可能な空気圧アクチュエータの、ピストンの動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置において、第１圧力作用室の圧力を検出する第１圧力検出器を備えること、第２圧力作用室の圧力を検出する第２圧力検出器を備えること、ピストンの第２圧力作用室に面する側の端面の第１受圧面積が、ピストンの第１圧力作用室に面する側の端面の第２受圧面積よりも、ロッドの外径分だけ小さいことを考慮し、第２圧力検出器が検出した圧力値に、第１受圧面積の、第２受圧面積に対する比率である受圧面積比率を乗じた値を、第１圧力検出器が検出した圧力値から減じることで、ピストンに作用する推力を算出する算出器を備えること、推力の符号に基づいて、ピストンが複動型シリンダの第１圧力作用室に面する側の端面に向かって運動しているのか、または複動型シリンダの第２圧力作用室に面する側の端面に向かって運動しているのかを判定を行う監視器を備えること、を特徴とする。
【0018】
（２）（１）に記載のアクチュエータの動作検出装置において、監視器は、推力の変化率に基づいて、ピストンの動作状態を確認すること、を特徴とする。
【0019】
（３）（１）または（２）のいずれか１つに記載のアクチュエータの動作検出装置において、監視器は、ピストンが運動を開始したのか、または運動を停止したのかを判定し、かつ、ピストンが複動型シリンダの第１圧力作用室側端面に向かって運動しているのか、または複動型シリンダの第２圧力作用室側端面に向かって運動しているのかを判定を行うこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明のアクチュエータの動作検出装置は、上記構成を有することにより次のような作用・効果を有する。
（１）複動型シリンダを有するアクチュエータであって、複動型シリンダ内の空間が、複動型シリンダ内に摺動可能に保持されるピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、ピストンの第２圧力作用室側端面にロッドが連結されているアクチュエータの、ピストンの動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置において、第１圧力作用室の圧力を検出する第１圧力検出器を備えること、第２圧力作用室の圧力を検出する第２圧力検出器を備えること、第１圧力検出器が検出した圧力と、第２圧力検出器が検出した圧力と、ピストンの受圧面積と、に基づき、ピストンに作用する推力を算出する算出器を備えること、推力に基づいて、ピストンの動作状態を確認する監視器を備えること、を特徴とするので、第１圧力検出器および第２圧力検出器が、それぞれ第１圧力作用室の圧力および第２圧力作用室の圧力を検出し、算出器が、第１圧力作用室の圧力、第２圧力作用室の圧力およびピストンの受圧面積にもとづいて、ピストンに作用する推力を算出する。そして、算出された推力に基づいて、監視器がピストンの動作状態を確認することができる。ピストン前進運動時はピストンの第１作用力Ｆ１が、第２作用力Ｆ２より大きく、ピストン後進運動時は第２作用力Ｆ２が第１作用力Ｆ１より大きいという関係がある。当該関係は、動作タクトの速度によって変わることがないため、ピストンに作用する推力が算出されることで、ピストンの前進運動をしているのか、後進運動をしているのかが明確となり、動作タクトの速度に関わらず正確なピストン動作の監視をすることが可能である。
（１）複動型シリンダを有するアクチュエータであって、複動型シリンダ内の空間が、複動型シリンダ内に摺動可能に保持されるピストンにより、第１圧力作用室と、第２圧力作用室とに区画され、ピストンの第２圧力作用室側端面にロッドが連結されているアクチュエータの、ピストンの動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置において、第１圧力作用室の圧力を検出する第１圧力検出器を備えること、第２圧力作用室の圧力を検出する第２圧力検出器を備えること、第１圧力検出器が検出した圧力と、第２圧力検出器が検出した圧力と、ピストンの受圧面積と、に基づき、ピストンに作用する推力を算出する算出器を備えること、推力に基づいて、ピストンの動作状態を確認する監視器を備えること、を特徴とするので、第１圧力検出器および第２圧力検出器が、それぞれ第１圧力作用室の圧力および第２圧力作用室の圧力を検出し、算出器が、第１圧力作用室の圧力、第２圧力作用室の圧力およびピストンの受圧面積にもとづいて、ピストンに作用する推力を算出する。そして、算出された推力に基づいて、監視器がピストンの動作状態を確認することができる。ピストン前進運動時はピストンの第１作用力Ｆ１が、第２作用力Ｆ２より大きく、ピストン後進運動時は第２作用力Ｆ２が第１作用力Ｆ１より大きいという関係がある。当該関係は、動作タクトの速度によって変わることがないため、ピストンに作用する推力が算出されることで、ピストンの前進運動をしているのか、後進運動をしているのかが明確となり、動作タクトの速度に関わらず正確なピストン動作の監視をすることが可能である。
【0021】
（２）（１）に記載のアクチュエータの動作検出装置において、算出器は、ピストンの第２圧力作用室側端面の受圧面積が、ピストンの第１圧力作用室側端面の受圧面積よりも、ロッドの外径サイズ分だけ小さいことを考慮し、推力を算出すること、監視器は、推力の符号に基づいて、ピストンの動作状態を確認すること、を特徴とするので、ピストンの第２圧力作用室側端面にはロッドが接続されているため、受圧面積が、ピストンの第１圧力作用室側端面の受圧面積よりも、ロッドの外径サイズ分だけ小さくなることを考慮し、推力が算出されることとなる。
ここで、推力とは、第１圧力値から、第２圧力値に受圧面積比率を乗じて得た値を減じて求められる値をいう。
受圧面積比率とは、ピストンの第１圧力作用室側端面の受圧面積に対する第２圧力作用室側端面の受圧面積の比率であり、例えば、シリンダ径２５ｍｍ、ロッド径１２ｍｍである場合、ピストンの第２圧力作用室側の受圧面積の、第１圧力作用室側の受圧面積に対する比率は、約０．７５となる。つまり、第１圧力値から、第２圧力値に０．７５を乗じた値を減じて求められる値がピストンに作用する推力となる。なお、受圧面積比率は、シリンダ径や、ロッド径など、アクチュエータ固有の仕様により変動する値である。
ここで、推力とは、第１圧力値から、第２圧力値に受圧面積比率を乗じて得た値を減じて求められる値をいう。
受圧面積比率とは、ピストンの第１圧力作用室側端面の受圧面積に対する第２圧力作用室側端面の受圧面積の比率であり、例えば、シリンダ径２５ｍｍ、ロッド径１２ｍｍである場合、ピストンの第２圧力作用室側の受圧面積の、第１圧力作用室側の受圧面積に対する比率は、約０．７５となる。つまり、第１圧力値から、第２圧力値に０．７５を乗じた値を減じて求められる値がピストンに作用する推力となる。なお、受圧面積比率は、シリンダ径や、ロッド径など、アクチュエータ固有の仕様により変動する値である。
【0022】
圧力によってピストン往復運動を監視すると、スピードコントローラにより排気量を制御された状態で運動の監視をピストンが前進運動を行う際、ピストンの第２圧力作用室側端面の受圧面積が、ロッドが接続されている分小さいため、第２圧力作用室の第２圧力値は、第１圧力作用室の第１圧力値よりも高い状態であっても、ピストンの第１圧力作用室側端面に作用する力よりも、第２圧力作用室側端面に作用する力が低くなり、前進運動が可能となる。したがって、第１圧力と第２圧力の大小関係よっては、ピストンの往復運動を正確に監視することができないケースが生じるが、受圧面積を考慮し、ピストンに作用する推力を求めることで、ピストンが前進運動を行っているときは常に推力が正の値であり、ピストンが後進運動を行っているときは常に推力が負の値となる。
そして、推力が正の値であるか、負の値であるかにより、ピストンが前進運動をしているのか、後進運動をしているのかが明確となるため、監視器が、推力の符号によってピストンがどのような動作を行っているのか正確に監視をすることが可能である。
そして、推力が正の値であるか、負の値であるかにより、ピストンが前進運動をしているのか、後進運動をしているのかが明確となるため、監視器が、推力の符号によってピストンがどのような動作を行っているのか正確に監視をすることが可能である。
【0023】
（３）（１）または（２）に記載のアクチュエータの動作検出装置において、監視器は、推力の変化率に基づいて、ピストンの動作状態を確認すること、を特徴とするので、監視器は、推力の時間微分値である変化率のみに基づき情報処理を行えばよく、従来技術のように第１圧力作用室の第１圧力値の変化率と、第２圧力作用室の第２圧力値の変化率と、の双方を並行して情報処理をする必要がないため、アクチュエータの動作検出装置に内蔵されるマイクロコンピュータの情報処理に遅延が生じるおそれが解消される。
【0024】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のアクチュエータの動作検出装置において、監視器は、ピストンが運動を開始したのか、または運動を停止したのかを判定し、かつ、ピストンがシリンダの第１圧力作用室側端面に向かって運動しているのか、または前記シリンダの第２圧力作用室側端面に向かって運動しているのかを判定を行うこと、を特徴とするので、例えば、アクチュエータの動作検出装置が表示装置を備えていれば、監視器が判定した情報を該表示装置に表示させることで、使用者はアクチュエータの正確な動作状況を把握することができるため、給気する流体の圧力や、スピードコントローラ等の調整をしながら、使用者の希望する動作タクトを設定することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】アクチュエータの動作検出装置２０を用いたアクチュエータ監視システム１の回路図である。
【図2】アクチュエータの動作検出装置２０の構成を示すブロック図である。
【図3】（ａ）は第１圧力値Ｐ１と圧力値Ｐ３との時間経過に伴う挙動を表したグラフであり、（ｂ）はピストン１０２に作用する推力Ｆの時間経過に伴う挙動を表したグラフであり、（ｃ）は推力Ｆの時間微分値ｄＦの時間経過に伴う挙動を表したグラフである。
【図4】マイクロコンピュータ２０１が、ピストン１０２の動作を判定するフローチャートである。
【図5】従来技術における、第１圧力値Ｐ１と第２圧力値Ｐ２との時間経過に伴う挙動を表したグラフである。
【図6】従来技術における、第１圧力値Ｐ１の時間微分値ｄＰ１の時間経過に伴う挙動を表したグラフである。
【図7】従来技術における、第２圧力値Ｐ２の時間微分値ｄＰ２の時間経過に伴う挙動を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明のアクチュエータの動作検出装置２０の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はアクチュエータの動作検出装置２０を用いたアクチュエータ監視システム１の回路図である。アクチュエータの動作検出装置２０は、アクチュエータ１０を構成する複動型シリンダ１０１の内部に摺動可能に保持されるピストン１０２の動作状態を監視する装置として機能する。
図１はアクチュエータの動作検出装置２０を用いたアクチュエータ監視システム１の回路図である。アクチュエータの動作検出装置２０は、アクチュエータ１０を構成する複動型シリンダ１０１の内部に摺動可能に保持されるピストン１０２の動作状態を監視する装置として機能する。
【0027】
複動型シリンダ１０１の内部は、ピストン１０２により、第１圧力作用室１０３と、第２圧力作用室１０４とに区画されている。また、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂには、ロッド１０５が接続されており、ロッド１０５は、複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室側端面１０１ｂの挿通孔１０１ｃを貫通し、複動型シリンダ１０１の外部に延出している。
【0028】
第１圧力作用室１０３には、圧縮空気を給気または排気する第１配管１１の一端が接続されており、第１配管１１のもう一端は、切換弁１３の第１接続ポート１３１に接続されている。
そして、第２圧力作用室１０４には、圧縮空気を給気または排気する第２配管１２の一端が接続されており、第２配管１２のもう一端は、切換弁１３の第２接続ポート１３２に接続されている。
また、第１配管１１および第２配管１２上には、スピードコントローラ１４がそれぞれ設けられている。
そして、第２圧力作用室１０４には、圧縮空気を給気または排気する第２配管１２の一端が接続されており、第２配管１２のもう一端は、切換弁１３の第２接続ポート１３２に接続されている。
また、第１配管１１および第２配管１２上には、スピードコントローラ１４がそれぞれ設けられている。
【0029】
切換弁１３は、圧縮空気を入力する入力ポート１３３を有し、入力ポート１３３には給気配管１５の一端が接続され、給気配管１５のもう一端は、圧縮空気供給源１６に接続されている。
【0030】
切換弁１３は、ダブルソレノイド型電磁弁であり、外部からソレノイド１３４Ａ、１３４Ｂに電気信号が与えられることで、内部の弁体（図示せず）が駆動する。
ソレノイド１３４Ａに電気信号が与えられると、切換弁１３の弁体が、ソレノイド１３４Ａ側に引き寄せられ、入力ポート１３３と、第１接続ポート１３１が連通するとともに、第２接続ポート１３２が外部に開放される。
入力ポート１３３と、第１接続ポート１３１が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第１接続ポート１３１から出力される。第１接続ポート１３１から出力された圧縮空気は、第１配管１１を流れ、複動型シリンダ１０１の第１圧力作用室１０３に給気される。
ソレノイド１３４Ａに電気信号が与えられると、切換弁１３の弁体が、ソレノイド１３４Ａ側に引き寄せられ、入力ポート１３３と、第１接続ポート１３１が連通するとともに、第２接続ポート１３２が外部に開放される。
入力ポート１３３と、第１接続ポート１３１が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第１接続ポート１３１から出力される。第１接続ポート１３１から出力された圧縮空気は、第１配管１１を流れ、複動型シリンダ１０１の第１圧力作用室１０３に給気される。
【0031】
第１圧力作用室１０３に圧縮空気が給気されることで、第１圧力作用室１０３内部の圧力が上昇し、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａが押圧され、ピストンが前進方向（図中矢印Ｘ）に移動する。ピストンが前進方向に移動するとともに、第２圧力作用室１０４の排気が始まり、第２配管１２、第２接続ポート１３２および切換弁１３を介して、第２圧力作用室１０４に給気されていた圧縮空気が外部に排出される。
【0032】
一方、ソレノイド１３４Ｂに電気信号が与えられると、切換弁１３の弁体が、ソレノイド１３４Ｂ側に引き寄せられ、入力ポート１３３と、第２接続ポート１３２が連通するとともに、第１接続ポート１３１が外部に開放される。
入力ポート１３３と、第２接続ポート１３２が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第２接続ポート１３２から出力される。第２接続ポート１３２から出力された圧縮空気は、第２配管１２を流れ、複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室１０４に給気される。
入力ポート１３３と、第２接続ポート１３２が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第２接続ポート１３２から出力される。第２接続ポート１３２から出力された圧縮空気は、第２配管１２を流れ、複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室１０４に給気される。
【0033】
第２圧力作用室１０４に圧縮空気が給気されることで、第２圧力作用室１０４内部の圧力が上昇し、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂが押圧され、ピストン１０２が後進方向（図中矢印Ｙ）に移動する。ピストン１０２が後進方向に移動するとともに、第１圧力作用室１０３の排気が始まり、第１配管１１、第１接続ポート１３１および切換弁１３を介して、第１圧力作用室１０３に給気されていた圧縮空気が外部に排出される。
【0034】
切換弁１３のソレノイド１３４Ａ、Ｂへの通電によって弁体を駆動させることで、第１圧力作用室１０３への圧縮空気の給気と、第２圧力作用室１０４への圧縮空気の給気とを切り換えることができ、該切り換えの繰り返しによりピストン１０２が往復運動を行うことができる。そして、ピストン１０２の往復運動に伴い、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂに接続されたロッド１０５が往復運動を行う。
【0035】
第１配管１１および第２配管１２上であって、スピードコントローラ１４とアクチュエータ１０の間には、アクチュエータの動作検出装置２０が接続されており、第１配管１１の第１圧力値Ｐ１と、第２配管１２の第２圧力値Ｐ２を逐次検出し、アクチュエータ１０のピストン１０２の動作を監視している。
【0036】
次に、アクチュエータの動作検出装置２０の構成について説明する。図２は、アクチュエータの動作検出装置２０の構成を示すブロック図である。
アクチュエータの動作検出装置２０は、マイクロコンピュータ２０１と、第１圧力検出器２０２と、第２圧力検出器２０３と、差動増幅回路２０５と、表示部２０６と、設定部２０７と、通信手段２０８と、信号出力回路２０９と、を備えている。
アクチュエータの動作検出装置２０は、マイクロコンピュータ２０１と、第１圧力検出器２０２と、第２圧力検出器２０３と、差動増幅回路２０５と、表示部２０６と、設定部２０７と、通信手段２０８と、信号出力回路２０９と、を備えている。
【0037】
第１圧力検出器２０２は、第１配管１１に接続され、第１配管１１における圧縮空気の圧力である第１圧力値Ｐ１を検出する。そして、第２圧力検出器２０３は、第２配管１２に接続され、第２配管１２における圧縮空気の圧力である第２圧力値Ｐ２を検出する。なお、第１配管１１の圧力は、第１圧力作用室１０３の圧力に応じて変動し、第２配管１２の圧力は、第２圧力作用室１０４の圧力に応じで変動するため、第１配管１１および第２配管１２において圧力値を検出することは、第１圧力作用室１０３および第２圧力作用室の圧力値を検出するのと同義である。
【0038】
第１圧力検出器２０２は、差動増幅回路２０５に接続されており、第１圧力検出器２０２が検出する第１圧力値Ｐ１に応じた信号を差動増幅回路２０５に出力する。
【0039】
第２圧力検出器２０３は分圧器２０４を介して差動増幅回路２０５に接続されており、第２圧力検出器２０３で検出した第２圧力値Ｐ２に応じた信号が、分圧器２０４によって分圧された上、差動増幅回路２０５に入力される。つまり、ピストンの第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積は、ロッド１０５が接続されているため、ロッド１０５の外径分だけ受圧面積が、第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積と比べて小さくなる。分圧器２０４は第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積と第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積の比率に基づき、第２圧力値Ｐ２に応じた信号を分圧し、圧力値Ｐ３として出力する。
例えば、シリンダ径２５ｍｍ、ロッド径１２ｍｍである場合、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積の、第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積に対する比率は、約０．７５となる。したがって、第２圧力値Ｐ２に０．７５を乗じた値が圧力値Ｐ３となる。
例えば、シリンダ径２５ｍｍ、ロッド径１２ｍｍである場合、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積の、第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積に対する比率は、約０．７５となる。したがって、第２圧力値Ｐ２に０．７５を乗じた値が圧力値Ｐ３となる。
【0040】
そして、差動増幅回路２０５において、第１圧力値Ｐ１から圧力値Ｐ３を減じた差分が計算される。当該差分がピストン１０２に作用する推力Ｆとなる。
ピストン１０２の前進運動時は、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力が、第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力より大きく、ピストン１０２の後進運動時は第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力が第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力より大きいという関係がある。当該関係は、動作タクトの速度によって変わることがない
第１圧力値Ｐ１から圧力値Ｐ３を減じた差分である推力Ｆは、ピストンが前進運動を行っているときは常に推力Ｆが正の値であり、ピストンが後進運動を行っているときは常に推力Ｆが負の値となる。
ピストン１０２の前進運動時は、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力が、第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力より大きく、ピストン１０２の後進運動時は第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力が第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力より大きいという関係がある。当該関係は、動作タクトの速度によって変わることがない
第１圧力値Ｐ１から圧力値Ｐ３を減じた差分である推力Ｆは、ピストンが前進運動を行っているときは常に推力Ｆが正の値であり、ピストンが後進運動を行っているときは常に推力Ｆが負の値となる。
【0041】
差動増幅回路２０５は、マイクロコンピュータ２０１に接続されており、差動増幅回路２０５により算出されたピストン１０２に作用する推力Ｆが、マイクロコンピュータ２０１に入力される。
そして、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆに基づきピストンの動作を監視する。
より具体的に説明すると、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの符号に基づき、差動増幅回路２０５から入力される推力Ｆに基づき、ピストン１０２が前進運動をしているのか、後進運動をしているのかを判定処理を行う。推力Ｆが正の値であるのか、負の値であるのかによって、ピストンが前進運動をしているのか、後進運動をしているのか明確となるため、動作タクトの速度に関わらず正確なピストン動作の監視をすることが可能である。
そして、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆに基づきピストンの動作を監視する。
より具体的に説明すると、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの符号に基づき、差動増幅回路２０５から入力される推力Ｆに基づき、ピストン１０２が前進運動をしているのか、後進運動をしているのかを判定処理を行う。推力Ｆが正の値であるのか、負の値であるのかによって、ピストンが前進運動をしているのか、後進運動をしているのか明確となるため、動作タクトの速度に関わらず正確なピストン動作の監視をすることが可能である。
【0042】
さらに、マイクロコンピュータ２０１は、差動増幅回路２０５から入力される推力Ｆの変化率に基づき、ピストン１０２が運動を開始したのか、または運動を停止したのかを判定を行うことができる。
【0043】
マイクロコンピュータ２０１は、差動増幅回路２０５から入力される推力Ｆに対し、時間微分を行い、推力Ｆの変化率である微分値ｄＦを算出する。
そして、マイクロコンピュータ２０１は、微分値ｄＦが時間経過に伴い、正方向または負方向に急激に変動したか否かを監視し、微分値ｄＦの急激な変動を捕捉した場合は、ピストン１０２の運動が開始または停止されたと判定する。マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの微分値ｄＦに基づきピストン１０２の動作について判定を行うため、従来技術のように第１圧力作用室の第１圧力値Ｐ１の微分値と、第２圧力作用室の第２圧力値の微分値と、の双方を並行して情報処理をする必要がない。よって、マイクロコンピュータ２０１の情報処理に遅延が生じるおそれが解消される。
そして、マイクロコンピュータ２０１は、微分値ｄＦが時間経過に伴い、正方向または負方向に急激に変動したか否かを監視し、微分値ｄＦの急激な変動を捕捉した場合は、ピストン１０２の運動が開始または停止されたと判定する。マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの微分値ｄＦに基づきピストン１０２の動作について判定を行うため、従来技術のように第１圧力作用室の第１圧力値Ｐ１の微分値と、第２圧力作用室の第２圧力値の微分値と、の双方を並行して情報処理をする必要がない。よって、マイクロコンピュータ２０１の情報処理に遅延が生じるおそれが解消される。
【0044】
マイクロコンピュータ２０１には、表示部２０６と、通信手段２０８と、信号出力回路２０９が接続されており、マイクロコンピュータ２０１が判定処理した情報を、表示部２０６に表示したり、通信手段２０８や信号出力回路２０９を介して外部に出力したりすることができる。
マイクロコンピュータ２０１が判定処理した情報を、表示部２０６に表示したり、外部に出力したりすることで、使用者はアクチュエータ１０の正確な動作状況を把握することができるため、給気する流体の圧力や、スピードコントローラ１４の調整をしながら、使用者の希望する動作タクトを設定することが容易となる。
また、マイクロコンピュータ２０１には、設定部２０７が接続されており、ピストン径等のマイクロコンピュータ２０１における判定処理に必要な情報を、使用者が入力し、設定することができる。なお、通信手段２０８を介して、マイクロコンピュータ２０１がピストン１０２の運動について判定処理を行うために必要な情報を、外部から入力することも可能である。
マイクロコンピュータ２０１が判定処理した情報を、表示部２０６に表示したり、外部に出力したりすることで、使用者はアクチュエータ１０の正確な動作状況を把握することができるため、給気する流体の圧力や、スピードコントローラ１４の調整をしながら、使用者の希望する動作タクトを設定することが容易となる。
また、マイクロコンピュータ２０１には、設定部２０７が接続されており、ピストン径等のマイクロコンピュータ２０１における判定処理に必要な情報を、使用者が入力し、設定することができる。なお、通信手段２０８を介して、マイクロコンピュータ２０１がピストン１０２の運動について判定処理を行うために必要な情報を、外部から入力することも可能である。
【0045】
次に、第１圧力値Ｐ１および圧力値Ｐ３の時間経過に対する挙動について説明する。図３（ａ）は、切換弁１３の切換周期が１ｓｅｃであるのに対し、スピードコントローラ１４により排気量を調整し、ピストン１０２の動作タクトを９００ｍｓｅｃとした場合の第１圧力値Ｐ１および圧力値Ｐ３の挙動を表したグラフである。
【0046】
図３中ｔ０時点で、ソレノイド１３４Ａに電気信号が与えられる。ソレノイド１３４Ａに電気信号が与えられると、切換弁１３の弁体が、ソレノイド１３４Ａ側に引き寄せられ、入力ポート１３３と、第１接続ポート１３１が連通するとともに、第２接続ポート１３２が外部に開放される（図３中ｔ１時点）。
入力ポート１３３と、第１接続ポート１３１が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第１接続ポート１３１から出力される。第１接続ポート１３１から出力された圧縮空気は、第１配管１１を流れ、第１圧力作用室１０３に給気される。
一方、第２圧力作用室１０４は、第２配管１２と、切換弁１３とを介して大気と連通し、圧縮空気の排気を開始する（図３中ｔ１時点）。
入力ポート１３３と、第１接続ポート１３１が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第１接続ポート１３１から出力される。第１接続ポート１３１から出力された圧縮空気は、第１配管１１を流れ、第１圧力作用室１０３に給気される。
一方、第２圧力作用室１０４は、第２配管１２と、切換弁１３とを介して大気と連通し、圧縮空気の排気を開始する（図３中ｔ１時点）。
【0047】
第１圧力作用室１０３に給気されることで、第１圧力作用室１０３に接続されている第１配管１１の第１圧力値Ｐ１は急激に上昇する。一方で、第２圧力作用室１０４の排気が開始されることで、第２圧力作用室１０４に接続される第２配管１２の第２圧力値Ｐ２は減少するため、圧力値Ｐ３も減少する。
そして、図３中ｔ２時点で、第１圧力値Ｐ１と圧力値Ｐ３とが逆転し、その後ｔ３時点でピストン１０２が前進運動を開始する。
ピストン１０２が前進運動を開始すると、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室側端面１０１ｂに到達するｔ４時点まで、第１圧力値Ｐ１と、圧力値Ｐ３とが、緩やかに上昇する。
ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室側端面１０１ｂに到達すると、ピストン１０２は停止する。ピストン１０２が停止すると、第１圧力値Ｐ１は緩やかに上昇し、第２圧力値Ｐ２は急激に減少する。
そして、図３中ｔ２時点で、第１圧力値Ｐ１と圧力値Ｐ３とが逆転し、その後ｔ３時点でピストン１０２が前進運動を開始する。
ピストン１０２が前進運動を開始すると、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室側端面１０１ｂに到達するｔ４時点まで、第１圧力値Ｐ１と、圧力値Ｐ３とが、緩やかに上昇する。
ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室側端面１０１ｂに到達すると、ピストン１０２は停止する。ピストン１０２が停止すると、第１圧力値Ｐ１は緩やかに上昇し、第２圧力値Ｐ２は急激に減少する。
【0048】
次に、図３中ｔ５時点でソレノイド１３４Ｂに電気信号が与えられる。ソレノイド１３４Ｂに電気信号が与えられると、切換弁１３の弁体が、ソレノイド１３４Ｂ側に引き寄せられ、入力ポート１３３と、第２接続ポート１３２が連通するとともに、第１接続ポート１３１が外部に開放される（図３中ｔ６時点）。
入力ポート１３３と、第２接続ポート１３２が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第２接続ポート１３２から出力される。第２接続ポート１３２から出力された圧縮空気は、第２配管１２を流れ、第２圧力作用室１０４に給気される。
一方、第１圧力作用室１０３は、第１配管１１と、切換弁１３とを介して大気と連通し、圧縮空気の排気を開始する。
入力ポート１３３と、第２接続ポート１３２が連通することで、圧縮空気供給源１６から供給される圧縮空気が、入力ポート１３３から切換弁１３に入力され、第２接続ポート１３２から出力される。第２接続ポート１３２から出力された圧縮空気は、第２配管１２を流れ、第２圧力作用室１０４に給気される。
一方、第１圧力作用室１０３は、第１配管１１と、切換弁１３とを介して大気と連通し、圧縮空気の排気を開始する。
【0049】
第２圧力作用室１０４に給気されることで、第２圧力作用室１０４に接続されている第２配管１２の第２圧力値Ｐ２は急激に上昇するため、圧力値Ｐ３も急激に上昇する。一方で、第１圧力作用室１０３の排気が開始されることで、第１圧力作用室１０３に接続される第１配管１１の第１圧力値Ｐ１は減少する。
そして、図中ｔ７時点で、第１圧力値Ｐ１と圧力値Ｐ３とが逆転し、その後ｔ８時点でピストン１０２が前進運動を開始する。
ピストン１０２が前進運動を開始すると、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第１圧力作用室側端面１０１ａに到達するｔ９時点まで、第１圧力値Ｐ１と、圧力値Ｐ３とが、緩やかに上昇する。
ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第１圧力作用室側端面１０１ａに到達すると、ピストン１０２は停止する。ピストン１０２が停止されると、圧力値Ｐ３は緩やかに上昇し、第１圧力値Ｐ１は急激に減少する。
そして、図３中ｔ１０時点でソレノイド１３４Ａに電気信号が与えられ、その後の挙動は図３中ｔ０からｔ１０までと同一である。
そして、図中ｔ７時点で、第１圧力値Ｐ１と圧力値Ｐ３とが逆転し、その後ｔ８時点でピストン１０２が前進運動を開始する。
ピストン１０２が前進運動を開始すると、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第１圧力作用室側端面１０１ａに到達するｔ９時点まで、第１圧力値Ｐ１と、圧力値Ｐ３とが、緩やかに上昇する。
ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第１圧力作用室側端面１０１ａに到達すると、ピストン１０２は停止する。ピストン１０２が停止されると、圧力値Ｐ３は緩やかに上昇し、第１圧力値Ｐ１は急激に減少する。
そして、図３中ｔ１０時点でソレノイド１３４Ａに電気信号が与えられ、その後の挙動は図３中ｔ０からｔ１０までと同一である。
【0050】
以上のような第１圧力値Ｐ１および圧力値Ｐ３の時間経過に伴う挙動から、ピストン１０２に作用する推力Ｆを求め、表したのが図３（ｂ）のグラフである。具体的には、第１圧力値Ｐ１から、第２圧力値Ｐ２に受圧面積比率を乗じた値である圧力値Ｐ３を減じて求められた値が推力Ｆとなる。受圧面積比率とは、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積に対する、第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積の比率であり、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積が、ロッド１０５が接続されている分、第１圧力作用室側端面１０２ａよりも小さくなることを考慮したものである。例えば、ピストン径を２５ｍｍとし、ロッド径を１２ｍｍとした場合、受圧面積比率は、約０．７５となる。
【0051】
具体的に、推力Ｆの時間経過に伴う挙動について説明する。
切換弁１３のソレノイド１３４Ａに電気信号が送られるｔ０時点では、直前までピストン１０２が後進運動を行っていたため、推力Ｆは負の値である。ｔ１時点で切換弁１３の切り換えにより、第１圧力作用室１０３への給気と、第２圧力作用室１０４の排気が開始され、ピストン１０２に作用する推力Ｆが正の方向に急激に上昇する。ｔ２時点で推力Ｆが０を超え、その後ｔ３時点からピストン１０２が前進運動を始める。ピストン１０２の前進運動開始後、ピストン１０２の前進運動が完了するｔ４時点まで、推力Ｆはゆるやかに減少し、ピストン１０２の前進運動が完了した後は、ソレノイドに電気信号が送られ（ｔ５時点）、切換弁１３が切り換わるｔ６時点まで上昇する。
切換弁１３が切り換わると、第２圧力作用室１０４への給気が開始されるとともに、第１圧力作用室１０３の排気が開始されるため、ピストン１０２に作用する推力Ｆは、負の方向に急激に変動する。そして、ｔ７時点で推力Ｆが０以下となり、ｔ８時点からピストン１０２が後進運動を開始する。その後、ピストン１０２の後進運動が完了されるｔ９時点まで、推力Ｆは緩やかに下降する。そして、ピストン１０２の後進運動が完了されると、推力Ｆは急激に下降する。
切換弁１３のソレノイド１３４Ａに電気信号が送られるｔ０時点では、直前までピストン１０２が後進運動を行っていたため、推力Ｆは負の値である。ｔ１時点で切換弁１３の切り換えにより、第１圧力作用室１０３への給気と、第２圧力作用室１０４の排気が開始され、ピストン１０２に作用する推力Ｆが正の方向に急激に上昇する。ｔ２時点で推力Ｆが０を超え、その後ｔ３時点からピストン１０２が前進運動を始める。ピストン１０２の前進運動開始後、ピストン１０２の前進運動が完了するｔ４時点まで、推力Ｆはゆるやかに減少し、ピストン１０２の前進運動が完了した後は、ソレノイドに電気信号が送られ（ｔ５時点）、切換弁１３が切り換わるｔ６時点まで上昇する。
切換弁１３が切り換わると、第２圧力作用室１０４への給気が開始されるとともに、第１圧力作用室１０３の排気が開始されるため、ピストン１０２に作用する推力Ｆは、負の方向に急激に変動する。そして、ｔ７時点で推力Ｆが０以下となり、ｔ８時点からピストン１０２が後進運動を開始する。その後、ピストン１０２の後進運動が完了されるｔ９時点まで、推力Ｆは緩やかに下降する。そして、ピストン１０２の後進運動が完了されると、推力Ｆは急激に下降する。
【0052】
ピストン１０２が前進運動をしているときの推力Ｆは正の値であり、ピストン１０２が後進運動をしているときの推力Ｆは負の値であるため、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆが正の値であるのか、負の値であるのかに基づいて、ピストンが前進運動をしているのか、後進運動をしているのか判断することができ、動作タクトの速度に関わらず正確にピストン１０２の動作を監視することが可能である。
【0053】
推力Ｆの時間微分値ｄＦを求め、時間経過に伴う微分値ｄＦの挙動を表したものが図３（ｃ）のグラフである。
具体的に時間経過に伴う微分値ｄＦの挙動について説明する。
切換弁１３の切り換え時点（ｔ０）からピストン１０２が前進運動を開始する時点（ｔ３）の時間帯において、推力Ｆの急激な上昇に伴い、微分値は正方向に急激に変化する。ピストン１０２の前進運動開始から前進運動を完了するｔ４時点の直前までは略０を維持し、前進運動完了後に負方向に急激に変化する。
その後、ソレノイドに電気信号が送られるｔ５まで略０に向かい緩やかに上昇し、ｔ５時点で正方向に急激に変化する。その後、ピストン１０２が後進運動を開始するｔ８時点までに略０に向かい下降する。
ピストン１０２の後進運動開始から後進運動を完了するｔ９時点の直前までは略０を維持し、後進運動完了後に正方向に急激に変化する。その後、切換弁１３の切り換え時点ｔ１０まで略０に向かい緩やかに下降する。
具体的に時間経過に伴う微分値ｄＦの挙動について説明する。
切換弁１３の切り換え時点（ｔ０）からピストン１０２が前進運動を開始する時点（ｔ３）の時間帯において、推力Ｆの急激な上昇に伴い、微分値は正方向に急激に変化する。ピストン１０２の前進運動開始から前進運動を完了するｔ４時点の直前までは略０を維持し、前進運動完了後に負方向に急激に変化する。
その後、ソレノイドに電気信号が送られるｔ５まで略０に向かい緩やかに上昇し、ｔ５時点で正方向に急激に変化する。その後、ピストン１０２が後進運動を開始するｔ８時点までに略０に向かい下降する。
ピストン１０２の後進運動開始から後進運動を完了するｔ９時点の直前までは略０を維持し、後進運動完了後に正方向に急激に変化する。その後、切換弁１３の切り換え時点ｔ１０まで略０に向かい緩やかに下降する。
【0054】
マイクロコンピュータ２０１は、差動増幅回路２０５から逐次入力される推力Ｆに対して時間微分値ｄＦを算出し、微分値ｄＦの正方向または負方向の急激な変化を捉えることで、ピストン１０２が運動を開始したのか、または運動を停止したのかを判定を行う。従来技術のように第１圧力作用室の第１圧力値Ｐ１の微分値と、第２圧力作用室の第２圧力値の微分値と、の双方を並行して情報処理をする必要がないため、マイクロコンピュータ２０１の情報処理に遅延が生じるおそれが解消される。
【0055】
図４は推力Ｆの符号および時間微分値ｄＦに基づき、ピストン１０２の動作を判定するフローチャートである。
マイクロコンピュータ２０１は、逐次入力される推力Ｆに基づき時間微分値ｄＦを算出し、算出した時間微分値ｄＦが急激に変動したか否かを判定する（Ｓ１）。時間微分値ｄＦが急激に変動していた場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の一端から他端に向かって動き始めたと判定し（Ｓ２）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ３）。
その後、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆが正の値か否かを判定する（Ｓ４）。推力Ｆが正の値である場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が前進運動をしていると判定し（Ｓ５）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ６）。
次に、マイクロコンピュータ２０１は、時間微分値ｄＦが急激に変動したか否かを判定する（Ｓ７）。時間微分値ｄＦが急激に変動していた場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の一端に到達し、運動を停止したと判定し（Ｓ８）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ９）。
マイクロコンピュータ２０１は、逐次入力される推力Ｆに基づき時間微分値ｄＦを算出し、算出した時間微分値ｄＦが急激に変動したか否かを判定する（Ｓ１）。時間微分値ｄＦが急激に変動していた場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の一端から他端に向かって動き始めたと判定し（Ｓ２）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ３）。
その後、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆが正の値か否かを判定する（Ｓ４）。推力Ｆが正の値である場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が前進運動をしていると判定し（Ｓ５）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ６）。
次に、マイクロコンピュータ２０１は、時間微分値ｄＦが急激に変動したか否かを判定する（Ｓ７）。時間微分値ｄＦが急激に変動していた場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の一端に到達し、運動を停止したと判定し（Ｓ８）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ９）。
【0056】
一方、マイクロコンピュータ２０１が、Ｓ４において推力Ｆが正の値でないと判定した場合（Ｓ４：Ｎｏ）、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆが負の値か否かを判定する（Ｓ１０）。推力Ｆが負の値である場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が後進運動をしていると判定し（Ｓ１１）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ１２）。
次に、マイクロコンピュータ２０１は、時間微分値ｄＦが急激に変動したか否かを判定する（Ｓ１３）。時間微分値ｄＦが急激に変動していた場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の一端に到達し、運動を停止したと判定し（Ｓ１４）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ１５）。
次に、マイクロコンピュータ２０１は、時間微分値ｄＦが急激に変動したか否かを判定する（Ｓ１３）。時間微分値ｄＦが急激に変動していた場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の一端に到達し、運動を停止したと判定し（Ｓ１４）、当該判定結果を、マイクロコンピュータ２０１は表示部２０６に表示し、使用者に通知する（Ｓ１５）。
【0057】
ピストン１０２が前進運動をしているときの推力Ｆは正の値であり、ピストン１０２が後進運動をしているときの推力Ｆは負の値であるため、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆが正の値であるのか、負の値であるのかに基づいて、ピストンが前進運動をしているのか、後進運動をしているのか判断することができ、動作タクトの速度に関わらず正確にピストン１０２の動作を監視することが可能である。
【0058】
また、マイクロコンピュータ２０１は、差動増幅回路２０５から逐次入力される推力Ｆに対して時間微分値ｄＦを算出し、微分値ｄＦの正方向または負方向の急激な変化を捉えることで、ピストン１０２が運動を開始したのか、または運動を停止したのかを判定を行う。従来技術のように第１圧力作用室の第１圧力値Ｐ１の微分値と、第２圧力作用室の第２圧力値の微分値と、の双方を並行して情報処理をする必要がないため、マイクロコンピュータ２０１の情報処理に遅延が生じるおそれが解消される。
【0059】
以上説明したように、本実施形態のアクチュエータの動作検出装置２０によれば、
（１）複動型シリンダ１０１を有するアクチュエータ１０であって、複動型シリンダ１０１内の空間が、複動型シリンダ１０１内に摺動可能に保持されるピストン１０２により、第１圧力作用室１０３と、第２圧力作用室１０４とに区画され、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂにロッド１０５が連結されているアクチュエータ１０の、ピストン１０２の動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置２０において、第１圧力作用室１０３の圧力を検出する第１圧力検出器２０２を備えること、第２圧力作用室１０４の圧力を検出する第２圧力検出器２０３を備えること、第１圧力検出器２０２が検出した圧力と、第２圧力検出器２０３が検出した圧力と、ピストン１０２の受圧面積と、に基づき、ピストン１０２に作用する推力Ｆを算出する差動増幅回路２０５を備えること、推力Ｆに基づいて、ピストン１０２の動作状態を確認するマイクロコンピュータ２０１を備えること、を特徴とするので、第１圧力検出器２０２および第２圧力検出器２０３が、それぞれ第１圧力作用室１０３の圧力および第２圧力作用室１０４の圧力を検出し、差動増幅回路２０５が、第１圧力作用室１０３の圧力、第２圧力作用室１０４の圧力およびピストン１０２の受圧面積にもとづいて、ピストン１０２に作用する推力Ｆを算出する。そして、算出された推力Ｆに基づいて、マイクロコンピュータ２０１がピストン１０２の動作状態を確認することができる。ピストン１０２前進運動時はピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力が、第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力より大きく、ピストン１０２後進運動時は第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力が第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力より大きいという関係がある。当該関係は、動作タクトの速度によっては変わることがないため、ピストン１０２に作用する推力Ｆが算出されることで、ピストン１０２の前進運動をしているのか、後進運動をしているのかが明確となり、正確なピストン１０２動作の監視をすることが可能である。
（１）複動型シリンダ１０１を有するアクチュエータ１０であって、複動型シリンダ１０１内の空間が、複動型シリンダ１０１内に摺動可能に保持されるピストン１０２により、第１圧力作用室１０３と、第２圧力作用室１０４とに区画され、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂにロッド１０５が連結されているアクチュエータ１０の、ピストン１０２の動作状態を監視するアクチュエータの動作検出装置２０において、第１圧力作用室１０３の圧力を検出する第１圧力検出器２０２を備えること、第２圧力作用室１０４の圧力を検出する第２圧力検出器２０３を備えること、第１圧力検出器２０２が検出した圧力と、第２圧力検出器２０３が検出した圧力と、ピストン１０２の受圧面積と、に基づき、ピストン１０２に作用する推力Ｆを算出する差動増幅回路２０５を備えること、推力Ｆに基づいて、ピストン１０２の動作状態を確認するマイクロコンピュータ２０１を備えること、を特徴とするので、第１圧力検出器２０２および第２圧力検出器２０３が、それぞれ第１圧力作用室１０３の圧力および第２圧力作用室１０４の圧力を検出し、差動増幅回路２０５が、第１圧力作用室１０３の圧力、第２圧力作用室１０４の圧力およびピストン１０２の受圧面積にもとづいて、ピストン１０２に作用する推力Ｆを算出する。そして、算出された推力Ｆに基づいて、マイクロコンピュータ２０１がピストン１０２の動作状態を確認することができる。ピストン１０２前進運動時はピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力が、第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力より大きく、ピストン１０２後進運動時は第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力が第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力より大きいという関係がある。当該関係は、動作タクトの速度によっては変わることがないため、ピストン１０２に作用する推力Ｆが算出されることで、ピストン１０２の前進運動をしているのか、後進運動をしているのかが明確となり、正確なピストン１０２動作の監視をすることが可能である。
【0060】
（２）（１）に記載のアクチュエータの動作検出装置２０において、差動増幅回路２０５は、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積が、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積よりも、ロッド１０５の外径サイズ分だけ小さいことを考慮し、推力Ｆを算出すること、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの符号に基づいて、ピストン１０２の動作状態を確認すること、を特徴とするので、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂにはロッド１０５が接続されているため、受圧面積が、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積よりも、ロッド１０５の外径サイズ分だけ小さくなることを考慮し、推力Ｆが算出されることとなる。
ここで、推力Ｆとは、第１圧力作用室１０３の第１圧力値から、第２圧力作用室１０４の第２圧力値に受圧面積比率を乗じて得た値を減じて求められる値をいう。
受圧面積比率とは、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積に対する第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積の比率であり、例えば、複動型シリンダ１０１の径が２５ｍｍ、ロッド１０５の径が１２ｍｍである場合、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積の、第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積に対する比率は、約０．７５となる。つまり、第１圧力値から、第２圧力値に０．７５を乗じた値を減じた値がピストンに作用する推力Ｆとなる。
ここで、推力Ｆとは、第１圧力作用室１０３の第１圧力値から、第２圧力作用室１０４の第２圧力値に受圧面積比率を乗じて得た値を減じて求められる値をいう。
受圧面積比率とは、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積に対する第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積の比率であり、例えば、複動型シリンダ１０１の径が２５ｍｍ、ロッド１０５の径が１２ｍｍである場合、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積の、第１圧力作用室側端面１０２ａの受圧面積に対する比率は、約０．７５となる。つまり、第１圧力値から、第２圧力値に０．７５を乗じた値を減じた値がピストンに作用する推力Ｆとなる。
【0061】
圧力によってピストン１０２の往復運動を監視すると、スピードコントローラ１４により排気量を制御された状態でピストン１０２が前進運動を行う際、ピストン１０２の第２圧力作用室側端面１０２ｂの受圧面積が、ロッド１０５が接続されている分小さいため、第２圧力作用室１０４の第２圧力値が、第１圧力作用室１０３の第１圧力値よりも高い状態であっても、ピストン１０２の第１圧力作用室側端面１０２ａに作用する力よりも、第２圧力作用室側端面１０２ｂに作用する力が低くなり、前進運動が可能となる。したがって、第１圧力と第２圧力の大小関係よっては、ピストン１０２の往復運動を正確に監視することができないケースが生じるが、受圧面積を考慮し、ピストン１０２に作用する推力Ｆを求めることで、ピストン１０２が前進運動を行っているときは常に推力Ｆが正の値であり、ピストン１０２が後進運動を行っているときは常に推力Ｆが負の値となる。
【0062】
そして、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの符号によってピストン１０２の動作状態を確認することができるので、推力Ｆが正の値であるのか、負の値であるのかに基づいて、マイクロコンピュータ２０１が、ピストン１０２が前進運動をしているのか、後進運動をしているのか判定することができる。従って、ピストン１０２が前進運動をしているのか、後進運動をしているのか、明確となるため、正確にピストン１０２の動作を監視することが可能である。
【0063】
（３）（１）または（２）に記載のアクチュエータの動作検出装置２０において、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの変化率に基づいて、ピストン１０２の動作状態を確認すること、を特徴とするので、マイクロコンピュータ２０１は、推力Ｆの変化率のみに基づき情報処理を行えばよく、従来技術のように第１圧力作用室１０３の第１圧力値の変化率と、第２圧力作用室１０４の第２圧力値の変化率と、の双方を並行して情報処理をする必要がないため、アクチュエータの動作検出装置２０に内蔵されるマイクロコンピュータ２０１の情報処理に遅延が生じるおそれが解消される。
【0064】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のアクチュエータの動作検出装置２０において、マイクロコンピュータ２０１は、ピストン１０２が運動を開始したのか、または運動を停止したのかを判定し、かつ、ピストン１０２が複動型シリンダ１０１の第１圧力作用室側端面１０１ａに向かって運動しているのか、または複動型シリンダ１０１の第２圧力作用室側端面１０１ｂに向かって運動しているのかを判定を行うこと、を特徴とするので、アクチュエータの動作検出装置２０が表示部２０６を備えることで、マイクロコンピュータ２０１が判定した情報を表示部２０６に表示でき、使用者はアクチュエータ１０の正確な動作状況を把握することができるため、給気する流体の圧力や、スピードコントローラ１４等の調整をしながら、使用者の希望する動作タクトを設定するということが容易に行える。
【0065】
なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、本実施形態ではスピードコントローラ１４により排気量を制限した状態を説明しているが、スピードコントローラにより給気量を制御した状態でも本実施形態と同様の効果を得ることができる。
例えば、本実施形態ではスピードコントローラ１４により排気量を制限した状態を説明しているが、スピードコントローラにより給気量を制御した状態でも本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0066】
１０ アクチュエータ
２０ アクチュエータの動作検出装置
１０１ 複動型シリンダ
１０２ ピストン
１０３ 第１圧力作用室
１０４ 第２圧力作用室
１０５ ロッド
２０１ マイクロコンピュータ
２０２ 第１圧力検出器
２０３ 第２圧力検出器
２０４ 分圧器
２０５ 差動増幅回路
２０ アクチュエータの動作検出装置
１０１ 複動型シリンダ
１０２ ピストン
１０３ 第１圧力作用室
１０４ 第２圧力作用室
１０５ ロッド
２０１ マイクロコンピュータ
２０２ 第１圧力検出器
２０３ 第２圧力検出器
２０４ 分圧器
２０５ 差動増幅回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】