CN110073114B - 活塞组装体以及流体压力装置 - Google Patents

Abstract

流体压力缸(10A)具有活塞组装体(17A)。活塞组装体(17A)的活塞主体(38)具有活塞侧卡合部(40)。活塞杆(20)具有与活塞侧卡合部(40)卡合的杆侧卡合部(42)。活塞侧卡合部(40)和杆侧卡合部(42)通过将一方的卡合部从侧方插入到另一方的卡合部而以限制活塞主体(38)与活塞杆(20)的轴向的相对位移的方式卡合。

Description

活塞组装体以及流体压力装置

技术领域

本发明涉及沿着滑动孔进行往复动作的活塞组装体以及流体压力装置。

背景技术

以往，作为具备活塞的流体压力装置，已知有各种装置。例如，作为工件等的搬运单元(致动器)，具有在压力流体的供给的作用下位移的活塞的流体压力缸是公知的。一般而言，流体压力缸具有：缸筒、以能够在轴向上移动的方式配置于缸筒内的活塞、以及与活塞连结的活塞杆(例如参照日本特开2014-114874号公报)。在这样的流体压力缸中，当空气等压力流体被供给至缸筒内时，活塞被压力流体推压从而在轴向上位移，与活塞连结的活塞杆也在轴向上位移。

可是，以往的流体压力装置的活塞和活塞杆例如通过将活塞杆的一端部插入到设置于活塞中心部的孔部并将该一端部铆接(使其塑性变形)来组装。因此，在组装时需要专用工具或装置，并且组装作业繁杂。

发明内容

本发明是考虑这样的问题而做出的，其目的在于提供一种能够简化组装作业的活塞组装体以及流体压力装置。

为了实现上述的目的，本发明是一种活塞组装体，该活塞组装体具备活塞主体和活塞杆，该活塞主体能够在滑动孔内沿轴向位移，该活塞杆从所述活塞主体沿轴向突出，本发明的特征在于，所述活塞主体具有活塞侧卡合部，所述活塞杆具有与所述活塞侧卡合部卡合的杆侧卡合部，所述活塞侧卡合部和所述杆侧卡合部通过将一方的卡合部从侧方插入另一方的卡合部而以限制所述活塞主体与所述活塞杆的轴向上的相对位移的方式卡合。

也可以是，所述活塞侧卡合部和所述杆侧卡合部中的一方的卡合部具有U字状、C字状或半圆弧状的卡合槽，所述活塞侧卡合部和所述杆侧卡合部中的另一方的卡合部具有插入到所述卡合槽的环状的卡合突起。

也可以是，所述卡合槽设置于所述活塞侧卡合部，所述卡合突起设置于所述杆侧卡合部。

所述活塞侧卡合部和所述杆侧卡合部也可以以能够将所述活塞主体的轴作为中心而相对旋转的方式卡合。

也可以是，具备减振机构，该减振机构缓和至少一方的行程终点到达时的冲击，所述减振机构以在行程终点到达时不向所述活塞主体传递冲击载荷的方式支承于所述活塞主体。

也可以是，所述减振机构具有外周侧减振器，该外周侧减振器配置于所述活塞杆的外周部，在所述活塞杆的所述外周部设有在周向上延伸的止动件安装槽，在所述止动件安装槽安装有沿周向分割成多个的止动部件，所述外周侧减振器覆盖所述止动部件，由此，所述外周侧减振器被所述止动部件支承，并且阻止了所述止动部件从所述止动件安装槽脱离。

也可以是，所述减振机构具有配置于所述活塞杆的端面的端部侧减振器，所述端部侧减振器保持于所述活塞主体与所述活塞杆之间，并且从设置于所述活塞主体的中心部的贯通孔突出。

所述端部侧减振器也可以对所述活塞主体与所述活塞杆之间进行密封。

所述端部侧减振器也可以弹性按压所述活塞杆的所述端面。

通过该结构，能够防止活塞主体与活塞杆之间的晃动。

所述活塞主体也可以由树脂制成。

也可以是，在所述活塞主体设置有减重部，该减重部包围所述活塞侧卡合部并在所述活塞主体的轴向上具有深度。

也可以是，所述活塞侧卡合部构成为从所述活塞主体的端面沿轴向隆起并从轴向观察呈U字状，在所述活塞侧卡合部的内周面设置有U字状卡合槽，所述杆侧卡合部具有插入到所述U字状卡合槽的环状的卡合突起。

具备外周侧减振器和间隔件，该外周侧减振器呈环状，配置于所述活塞杆的外周部，缓和行程终点到达时的冲击，该间隔件呈环状，夹装于所述活塞主体与所述外周侧减振器之间，所述活塞主体、所述间隔件以及所述外周侧减振器在轴向上层叠。

另外，本发明是一种流体压力装置，该流体压力装置具备机体和活塞组装体，该机体在内部具有滑动孔，该活塞组装体配置成能够沿着所述滑动孔往复移动，本发明的特征在于，所述活塞组装体具备：活塞主体，该活塞主体能够在所述滑动孔内沿轴向位移；以及活塞杆，该活塞杆从所述活塞主体沿轴向突出，所述活塞主体具有活塞侧卡合部，所述活塞杆具有与所述活塞侧卡合部卡合的杆侧卡合部，所述活塞侧卡合部和所述杆侧卡合部通过将一方的卡合部从侧方插入另一方的卡合部而以限制所述活塞主体与所述活塞杆的轴向上的相对位移的方式卡合。

所述流体压力装置也可以构成为流体压力缸、阀装置、测长缸、滑动台或卡盘装置。

根据本发明的活塞组装体以及流体压力装置，在连接活塞主体和活塞杆的组装工序中，通过使活塞侧卡合部和杆侧卡合部在与活塞主体的轴垂直的方向上位移并卡合，能够将活塞主体和活塞杆简单地连接。另外，该组装能够不使用专用工具、设备或装置而通过手工操作来简单地进行。因此，根据本发明的活塞组装体，能够简化组装作业。

由与附图相互参照的以下优选的实施方式例的说明，上述的目的、特征以及优点定会变得更加明确。

附图说明

图1是具备第一实施方式所涉及的活塞组装体的流体压力缸的剖视图。

图2是活塞组装体的从活塞主体侧观察的立体图。

图3是活塞组装体的从活塞杆侧观察的立体图。

图4A是活塞组装体的组装方法的第一说明图，图4B是活塞组装体的组装方法的第二说明图，图4C是活塞组装体的组装方法的第三说明图。

图5是第二实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图6是第二实施方式所涉及的活塞组装体的立体图。

图7是第三实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图8A是第四实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图，图8B是第五实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图9A是第六实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图，图9B是第七实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图10A是第八实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图，图10B是第九实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图11是第十实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图12是第十一实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图13是具备第十二实施方式所涉及的活塞组装体的流体压力缸的剖视图。

图14A是构成为单动型气缸的流体压力缸的剖视图，图14B是构成为单动型气缸的另一流体压力缸的剖视图。

图15是第十三实施方式所涉及的活塞组装体的剖视图。

图16是图15所示的活塞组装体的从活塞杆侧观察的立体图。

具体实施方式

以下，对本发明所涉及的活塞组装体以及流体压力装置列举优选的实施方式，并一面参照附图，一面进行说明。

作为流体压力装置的一个例子，图1所示的流体压力缸10A包括：中空筒状的缸筒12(机体)；头盖14，该头盖配置于缸筒12的一端部；端盖16，该端盖配置于缸筒12的另一端部；以及活塞组装体17A，该活塞组装体配置成能够沿缸筒12的轴向往复移动。

活塞组装体17A具有活塞单元18和活塞杆20，该活塞单元18以能够沿轴向(箭头X方向)移动的方式配置于缸筒12内，该活塞杆20与活塞单元18连结。该流体压力缸10A用作例如用于工件的搬运等的致动器。

缸筒12由例如铝合金等金属材料构成，由沿轴向延伸的筒体构成。在本实施方式中，缸筒12形成为中空圆筒形。缸筒12具有：设置于轴向的一端侧(箭头X2方向侧)的第一端口12a、设置于轴向的另一端侧(箭头X1方向侧)的第二端口12b、以及与第一端口12a和第二端口12b连通的滑动孔13(缸室)。

头盖14例如是由与缸筒12同样的金属材料构成的板状体，并设置成闭塞缸筒12的一端部(箭头X2方向侧的端部)。通过头盖14而将缸筒12的一端部气密地封闭。

端盖16例如是由与缸筒12同样的金属材料构成的圆形环状的部件，并设置成闭塞缸筒12的另一端部(箭头X1方向侧的端部)。在端盖16的外周部形成有外侧环状槽24。在外侧环状槽24安装有外侧密封部件26，该外侧密封部件26由对端盖16的外周面与滑动孔13的内周面之间进行密封的弹性材料构成。

在端盖16的内周部形成有内侧环状槽28。在内侧环状槽28安装有内侧密封部件30，该内侧密封部件30由对端盖16的内周面与活塞杆20的外周面之间进行密封的弹性材料构成。此外，端盖16被固定于缸筒12的另一端侧的内周部的止动件32卡止。

活塞单元18以能够沿轴向滑动的方式收纳于缸筒12内(滑动孔13)，并将滑动孔13内分隔为第一端口12a侧的第一压力室13a和第二端口12b侧的第二压力室13b。在本实施方式中，活塞单元18与活塞杆20的一端部20a(以下，称为“基端部20a”)连结。

如图1所示，活塞单元18具有：活塞主体38，该活塞主体38与活塞杆20连接；以及衬垫34和磁铁48，该衬垫34和磁铁48安装于活塞主体38。

活塞主体38是从活塞杆20的基端部20a向径向外侧突出的环状的部件。活塞主体38的外径大于活塞杆20的外径。在活塞主体38的中心部设有在轴向上贯通的贯通孔38a。在活塞主体38的外周部(以下，称为“活塞外周部38b”)，沿轴向隔开间隔地设置有环状的衬垫安装槽36以及环状的磁铁安装槽49。

在活塞主体38设置有与活塞杆20的后述的杆侧卡合部42卡合的活塞侧卡合部40。活塞侧卡合部40具有向侧方开口的形状。在图3中，活塞侧卡合部40形成为从包围贯通孔38a的圆盘状壁部38c沿轴向突出并局部地包围贯通孔38a的半圆弧状。

如图1所示，在活塞侧卡合部40的内周部设有卡合槽44。卡合槽44与活塞侧卡合部40同样地呈半圆弧状延伸。与卡合槽44相邻地设有向内方突出的内方突起45。活塞侧卡合部40(卡合槽44)不局限于形成为半圆弧状，也可以形成为C字状或U字状。

在活塞主体38设置有减重部46，该减重部46包围活塞侧卡合部40并且在活塞主体38的轴向上具有深度。在图1和图3中，减重部46形成为向杆罩16侧开口的环状，并且设置在活塞侧卡合部40与磁铁安装槽49之间。此外，减重部46也可以由沿周向隔开间隔地设置的多个孔构成。也可以不设置减重部46。

在图3中，在磁铁安装槽49的形成底部的周壁49a设置有沿周向延伸的孔部50。孔部50设置在与活塞侧卡合部40的侧方开口相对的位置，在厚度方向上贯通周壁49a。在周壁49a设置有与孔部50连通的切口部52。切口部52具有将周壁49a的内周部局部切除的圆弧形状。详情后述，孔部50及切口部52在活塞杆20向活塞主体38组装时被利用。

在图1和图2中，在活塞主体38的头盖14侧的面38d设置有向活塞杆20侧凹陷的减重部53。减重部53形成为环状，并且设置在衬垫安装槽36与贯通孔38a之间。此外，减重部53也可以由沿周向隔开间隔地设置的多个孔构成。也可以不设置减重部53。

活塞主体38由硬质树脂构成。能够通过例如注塑成形来制作树脂制的活塞主体38。另外，活塞主体38不局限于树脂制，也可以由例如碳素钢、不锈钢、铝合金等金属材料构成。

衬垫34是由安装于活塞外周部38b(衬垫安装槽36)的弹性体构成的圆环状密封部件(例如O型圈)。作为衬垫34的构成材料，可列举出橡胶材料、弹性体材料等弹性材料。衬垫34遍及于其整周地与滑动孔13的内周面及活塞外周部38b(衬垫安装槽36)气密或液密地紧贴。活塞单元18的外周面与滑动孔13的内周面之间被衬垫34密封，滑动孔13内的第一压力室13a和第二压力室13b被气密或液密地分隔开。

磁铁48是圆形环状的部件，安装于活塞外周部38b(磁铁安装槽49)。磁铁48构成为能够弹性变形。磁铁48是塑料磁铁，在周向的一部分设置有狭缝54(切缝)。因此，磁铁48在向磁铁安装槽49安装时通过弹性变形而能够容易地安装。

此外，在缸筒12的外表面，在相当于活塞单元18的行程两端的位置处安装有未图示的磁传感器。通过利用磁传感器来感知磁铁48所产生的磁力，从而检测活塞单元18的动作位置。

活塞杆20是沿着滑动孔13的轴向延伸的柱状(圆柱状)的部件。活塞杆20的基端部20a与活塞主体38连接。在活塞杆20的基端部20a设置有与活塞侧卡合部40卡合的杆侧卡合部42。活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42通过将一方的卡合部从侧方插入到另一方的卡合部而以限制活塞主体38与活塞杆20的轴向上的相对位移的方式卡合。

在沿着活塞杆20的轴向的截面中，杆侧卡合部42具有T字状的形状。具体而言，杆侧卡合部42具有插入到卡合槽44的环状的卡合突起56。卡合突起56在周向上呈圆环状延伸。在活塞杆20的外周部，与卡合突起56相邻地设置有在周向上呈圆环状延伸的环状槽58。

在图1所示的活塞组装体17A的组装状态下，杆侧卡合部42的卡合突起56被插入到活塞侧卡合部40的卡合槽44中，活塞侧卡合部40的内方突起45被插入到杆侧卡合部42的环状槽58中。由此，活塞主体38与活塞杆20以轴向的相对移动已被阻止的状态连接。因此，由流体压力产生的活塞主体38的推力被良好地传递到活塞杆20。

此外，也可以将活塞侧卡合部40的构造和杆侧卡合部42的构造相互置换。即，也可以是，活塞侧卡合部40形成为上述具有卡合突起56的构造，杆侧卡合部42形成为上述具有卡合槽44的构造。

活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42以能够以活塞主体38的轴a1为中心相对旋转的方式卡合。因此，活塞主体38和活塞杆20能够以活塞主体38的轴a1为中心相对旋转。

活塞杆20贯通端盖16。活塞杆20的作为与基端部20a相反一侧的端部的顶端部20b露出于滑动孔13的外部。作为活塞杆20的构成材料，例如可列举出碳素钢、不锈钢、铝合金等金属材料或硬质树脂等。

活塞组装体17A具备减振机构60，该减振机构60缓和行程终点到达时的冲击。在图1～图3中，减振机构60具有配置于活塞杆20的外周部的外周侧减振器62和配置于活塞杆20的端面的端部侧减振器64。外周侧减振器62以及端部侧减振器64例如由橡胶材料或弹性体材料等弹性材料(聚氨酯橡胶等)构成。

外周侧减振器62缓和端盖16侧的行程终点到达时的冲击。外周侧减振器62在比活塞主体38靠端盖16侧处配置于活塞主体38的附近部位。外周侧减振器62形成为圆环状，并以包围活塞杆20的方式配置。

在活塞杆20的外周部，于活塞主体38的附近部位设置有圆环状的止动件安装槽70。在止动件安装槽70安装有圆环状的止动部件72。止动部件72由沿周向分割的多个止动件构件72a构成。各止动件构件72a形成为弧状。

在图2和图3中，止动部件72成为对开结构，由两个半圆弧状的止动件构件72a构成。止动部件72的内周部(止动件构件72a的内周部)插入到止动件安装槽70。止动部件72由硬质材料例如与上述的活塞杆20同样的材料构成。

外周侧减振器62覆盖止动部件72而安装于该止动部件72。具体而言，外周侧减振器62具有覆盖止动部件72的端盖16侧(箭头X1方向侧)的减振器主体部62a和覆盖止动部件72的外周部的外周覆盖部62b。外周覆盖部62b安装于止动部件72的外周部。由此，外周侧减振器62被止动部件72支承。另外，通过将外周侧减振器62安装于止动部件72，从而阻止了止动部件72从止动件安装槽70脱离。

端部侧减振器64缓和头盖14侧的行程终点到达时的冲击。端部侧减振器64被保持于活塞主体38与活塞杆20之间，并且从设于活塞主体38的中心部的贯通孔38a突出。在图1中，端部侧减振器64比活塞主体38的头盖14侧的面38d更向头盖14侧(箭头X2方向侧)突出。

此外，端部侧减振器64的突出端面也可以位于比活塞主体38的头盖14侧的端面更靠端盖16侧，但在该情况下，在头盖14设置向活塞组装体17A侧突出的突起。

在图2和图3中，端部侧减振器64具有圆筒形状(或圆盘形状)。具体而言，在端部侧减振器64的活塞杆20侧的端部设有向径向外侧突出的环状的凸缘部64a。在图1中，凸缘部64a保持在设于活塞主体38的内周部的台阶部38e(缩径部)与活塞杆20的端面20c之间。

在图1中，端部侧减振器64与活塞主体38的内周部及活塞杆20的端面20c紧贴，由此，将活塞主体38与活塞杆20之间气密或液密地密封。

端部侧减振器64的设有凸缘部64a的一侧的端部具有在组装前的状态(被保持到活塞杆20与活塞主体38之间之前的状态)下沿轴向隆起的隆起部64b(参照图1的虚线)。由此，端部侧减振器64在组装状态(被保持于活塞杆20与活塞主体38之间的状态)下弹性按压活塞杆20的端面20c。因此，能够抑制活塞杆20与活塞主体38的晃动。

此外，在流体压力缸10A中，可以去掉外周侧减振器62和端部侧减振器64中的任意一方，或者可以去掉外周侧减振器62和端部侧减振器64双方。

接着，说明如上述那样构成的活塞组装体17A的组装方法的一例。

首先，如图4A那样，准备活塞主体38、活塞杆20以及端部侧减振器64。接着，将端部侧减振器64从设置有活塞侧卡合部40的一侧插入到活塞主体38的贯通孔38a。然后，使活塞主体38与活塞杆20在轴向上相对位移，进而如图4B那样将活塞杆20的基端部20a(杆侧卡合部42)插入到活塞侧卡合部40与活塞外周部38b之间(减重部46)。

在该情况下，活塞主体38的切口部52容许活塞杆20的卡合突起56的通过，并且孔部50接受卡合突起56的周向的一部分。即，卡合突起56的周向的一部分通过活塞主体38的切口部52并插入到孔部50。这样，切口部52和孔部50作为用于避免活塞杆20的卡合突起56与活塞外周部38b干涉的避让部而发挥作用。

在图4B中，活塞主体38的轴a1与活塞杆20的轴a2相互错开，杆侧卡合部42位于活塞侧卡合部40的侧方。因此，如图4C那样，使活塞主体38和活塞杆20在与活塞主体38的轴a1垂直的方向上相对移动以使活塞主体38的轴a1与活塞杆20的轴a2一致，将卡合突起56插入到卡合槽44。由此，活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42成为卡合状态，活塞主体38和活塞杆20成为已连接的状态。

接着，将衬垫34及磁铁48安装于活塞主体38，并且将止动部件72及外周侧减振器62安装于活塞杆20。此外，衬垫34以及磁铁48向活塞主体38的安装也可以在向活塞主体38安装端部侧减振器64及活塞杆20之前进行。

在向活塞杆20安装止动部件72及外周侧减振器62时，首先，将两个止动件构件72a分别安装(嵌入)于活塞杆20的止动件安装槽70以形成环状的止动部件72。接着，使外周侧减振器62从活塞杆20的顶端部20b侧朝着基端部20a侧移动，将外周侧减振器62覆盖在止动部件72(两个止动件构件72a)上。由此，阻止了止动部件72从止动件安装槽70脱离，并且将外周侧减振器62保持于活塞杆20的外周部的规定位置。

通过以上，得到图1所示的活塞组装体17A。在如图1那样活塞组装体17A已装入于流体压力缸10A的状态下，包括活塞主体38的活塞单元18被缸筒12支承，活塞杆20被端盖16支承。因此，维持活塞主体38的轴a1与活塞杆20的轴a2一致的状态。因此，维持活塞侧卡合部40与杆侧卡合部42的卡合。

接着，说明如上述那样构成的图1所示的流体压力缸10A的作用及效果。流体压力缸10A通过经由第一端口12a或第二端口12b而导入的压力流体(例如压缩空气)的作用来使活塞单元18在滑动孔13内沿轴向移动。由此，与该活塞单元18连结的活塞杆20进退移动。

具体而言，为了使活塞单元18向端盖16侧位移(前进)，使第二端口12b成为向大气开放状态，将压力流体从未图示的压力流体供给源经由第一端口12a而向第一压力室13a供给。于是，活塞单元18被压力流体向头盖16侧推压。由此，活塞单元18与活塞杆20一起向端盖16侧位移(前进)。

然后，外周侧减振器62抵接于端盖16的端面，从而活塞单元18的前进动作停止。在该情况下，通过由弹性材料构成的外周侧减振器62，避免了活塞主体38与端盖16直接抵接。由此，能够有效地防止或抑制随着活塞主体38到达前进位置(端盖16侧的行程终点)所带来的冲击及冲击声的产生。

另一方面，为了使活塞单元18向头盖14侧位移(后退)，使第一端口12a成为向大气开放状态，将压力流体从未图示的压力流体供给源经由第二端口12b而向第二压力室13b供给。于是，活塞单元18被压力流体向头盖14侧推压。由此，活塞单元18向头盖14侧位移。

然后，端部侧减振器64的端面64c抵接于头盖14，从而活塞单元18的后退动作停止。在该情况下，通过由弹性材料构成的端部侧减振器64，避免了活塞主体38与头盖14直接抵接。由此，能够有效地防止或抑制随着活塞单元18到达后退位置(头盖14侧的行程终点)所带来的冲击及冲击声的产生。

在该情况下，在本实施方式所涉及的活塞组装体17A中，活塞主体38具有活塞侧卡合部40，活塞杆20具有与活塞侧卡合部40卡合的杆侧卡合部42。并且，活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42通过将一方的卡合部从侧方插入到另一方的卡合部而以限制活塞主体38与活塞杆20的轴向的相对位移的方式卡合。

因此，在连接活塞主体38和活塞杆20的组装工序中，通过使活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42在与活塞主体38的轴a1垂直的方向上位移并卡合，能够将活塞主体38和活塞杆20简单地连接。另外，该组装能够不使用专用工具、设备或装置而通过手工操作来简单地进行。因此，根据本发明的活塞组装体17A，能够简化组装作业。

在本实施方式中，活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42中的一方的卡合部具有U字状、C字状或半圆弧状的卡合槽44，活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42中的另一方的卡合部具有插入到卡合槽44的环状的卡合突起56。因此，通过将一方的卡合部从侧方插入到另一方的卡合部，从而能够以简单的结构实现以限制活塞主体38与活塞杆20的轴向的相对位移的方式卡合的构造。另外，根据该构造，可获得活塞主体38与活塞杆20的足够的轴向连接强度。

在本实施方式中，活塞侧卡合部40和杆侧卡合部42以能够以活塞主体38的轴a1为中心而相对旋转的方式卡合。因此，在向设备安装流体压力缸10A时，能够容易地使活塞杆20旋转，较为便利。另外，活塞杆20能够旋转这一点对于后述的具备多边形的活塞主体38A的活塞组装体17B(图5以及图6)也是同样的。

在本实施方式中，具备减振机构60，该减振机构60缓和行程终点到达时的冲击，减振机构60以在行程终点到达时不向活塞主体38传递冲击载荷的方式支承于活塞主体38。因此，活塞主体38只要设计成具有能够承受来自工作流体的压力的程度的强度即可，能够设为树脂制。即，即使在为树脂制的活塞主体38的情况下，也易于获得实用的耐久性。通过使活塞主体38为树脂制，能够实现活塞组装体17A的轻量化。

在本实施方式中，减振机构60具有配置于活塞杆20的外周部的外周侧减振器62，在活塞杆20的外周部设置有沿周向延伸的止动件安装槽70。在止动件安装槽70安装有沿周向分割成多个的止动部件72。而且，外周侧减振器62覆盖止动部件72，由此，外周侧减振器62被止动部件72支承，并且阻止了止动部件72从止动件安装槽70脱离。通过这种结构的外周侧减振器62，能够良好地阻止在一方的行程终点到达时冲击载荷被传递至活塞主体38。

在本实施方式中，减振机构60具有配置于活塞杆20的端面20c的端部侧减振器64，端部侧减振器64保持于活塞主体38与活塞杆20之间，并且从设于活塞主体38的中心部的贯通孔38a突出。通过这种结构的端部侧减振器64，能够良好地阻止在另一方的行程终点到达时冲击载荷被传递到活塞主体38。

在本实施方式中，端部侧减振器64对活塞主体38与活塞杆20之间进行密封。因此，端部侧减振器64兼作活塞主体38与活塞杆20之间的密封部件，因此与将减振器和密封部件设置为不同的部件的结构相比，能够实现部件个数的削减。

在本实施方式中，端部侧减振器64弹性按压活塞杆20的端面20c。通过该结构，能够防止活塞主体38与活塞杆20之间的晃动。

本实施方式在活塞主体38设置有减重部46，该减重部46包围活塞侧卡合部40并且在活塞主体38的轴向上具有深度。因此，能够实现包括活塞主体38的活塞组装体17A的轻量化。进而，通过活塞组装体17A的轻量化，能够削减压力流体的消耗量，实现节能化。

本发明不局限于应用于上述的圆形的活塞主体38，也能够应用于多边形的活塞主体38。因此，在流体压力缸中，可以取代具备圆形的活塞主体38的活塞组装体17A而采用图5和图6所示的具备多边形的活塞主体38A的活塞组装体17B。

活塞组装体17B的活塞主体38A构成为八边形。在活塞主体38A沿周向隔开间隔地设置有多个磁铁安装槽74。具体而言，多个磁铁安装槽74设置于活塞主体38A的一侧的面，并且在活塞主体38A的轴向上具有深度。在一个磁铁安装槽74中安装有磁铁76。磁铁76例如是铁氧体磁铁、稀土类磁铁等。

在活塞主体38A的外周部设有环状的衬垫安装槽78。衬垫安装槽78的底部在周向上呈圆环状延伸。在衬垫安装槽78安装有由弹性部件构成的衬垫79。衬垫79的外周部形状形成为与活塞主体38A相同的多边形(在图6的情况下为八边形)。衬垫79的内周部形状形成为圆形。

活塞组装体17B的其它部分与活塞组装体17A同样地构成。

由活塞组装体17B，也能够不使用专用工具、设备或装置而通过手工操作来简单地进行组装等，获得与活塞组装体17A同样的效果。

在上述的活塞组装体17A(图1)中采用了实心结构的活塞杆20，但也可以如图7所示的活塞组装体17C那样采用中空结构的活塞杆20A。通过该结构，可获得实现了进一步的轻量化及节能化的活塞组装体17C。此外，活塞杆20A的一端侧的开口被端部侧减振器64气密或液密地封闭。

在上述的活塞组装体17A(图1)中，采用了仅向活塞主体38的一侧突出的活塞杆20，但也可以如图8A以及图8B所示的活塞组装体17D、17E那样采用向活塞主体38B的两侧突出的活塞杆82、84。

图8A所示的活塞组装体17D具有活塞主体38B和活塞杆82，该活塞主体38B设置有衬垫安装槽36及磁铁安装槽49，该活塞杆82与活塞主体38B连接。活塞主体38B在轴向的两侧分别具有活塞侧卡合部40(以下，称为“第一活塞侧卡合部40A”、“第二活塞侧卡合部40B”)。

活塞杆82具有与第一活塞侧卡合部40A卡合的第一杆82A和与第二活塞侧卡合部40B卡合的第二杆82B。第一杆82A及第二杆82B与上述的活塞杆20同样地构成，具有实心结构。在第一杆82A与第二杆82B之间插装有中间部件83。

中间部件83可以由与上述的外周侧减振器62同样的弹性材料构成。由此，中间部件83按压第一杆82A的端面82A1以及第二杆82B的端面82B1，抑制了活塞主体38B与第一杆82A之间的晃动，并且抑制了活塞主体38B与第二杆82B之间的晃动。中间部件83与活塞主体38B、第一杆82A以及第二杆82B紧贴，由此，兼作第一杆82A侧和第二杆82B侧的气封。

与活塞杆20(图1)同样地，在第一杆82A和第二杆82B的外周部分别配置有外周侧减振器62，并且通过安装于第一杆82A和第二杆82B的止动部件72来分别支承外周侧减振器62。

图8B所示的活塞组装体17E是将图8A所示的活塞组装体17D中的第一杆82A、第二杆82B以及中间部件83变更为中空结构而成的活塞组装体。即，活塞组装体17E具有活塞主体38B和与活塞主体38B连接的中空状的活塞杆84(第一杆84A以及第二杆84B)，在第一杆84A与第二杆84B之间插装有中空状的中间部件83a。

在活塞组装体17A(图1)中，虽然设置有外周侧减振器62和端部侧减振器64这两者，但也可以如图9A所示的活塞组装体17F那样只设置外周侧减振器62作为减振机构。活塞组装体17F的活塞主体38C除了未设置在轴向上贯通的贯通孔以外，均与活塞组装体17A的活塞主体38同样地构成。或者，作为减振机构，也可以只设置端部侧减振器64(也可以在活塞组装体17A中省略外周侧减振器62)。也可以如图9B所示的活塞组装体17G那样不设置减振机构。

在活塞组装体17A(图1)中，也可以省略磁铁48。在该情况下，可以如图10A所示的活塞组装体17H那样一直将磁铁安装槽49保留在活塞主体38。或者，也可以如图10B所示的活塞组装体17I那样采用省略了磁铁安装槽的活塞主体38D。

在活塞组装体17A(图1)中，在活塞主体38由低摩擦材料构成的情况下，活塞外周部38b作为耐磨环发挥作用。也可以与此不同，如图11所示的活塞组装体17J那样，采用设有环状的耐磨环安装槽86的活塞主体38E，在耐磨环安装槽86安装由低摩擦材料构成的耐磨环88。

耐磨环88是用于防止活塞主体38E的外周面与滑动孔13(图1)的内周面接触的环状部件。耐磨环88的外径比活塞主体38E的外径大。作为低摩擦材料，可列举出诸如聚四氟乙烯(PTFE)之类的兼具低摩擦性和耐磨损性的合成树脂材料、金属材料(例如轴承钢)等。

也可以如图12所示的活塞组装体17K那样采用不安装磁铁以及耐磨环的活塞主体38F，并且省略减振机构。

图13所示的流体压力缸10B具备：中空筒状的缸筒102(机体)、配置于缸筒102的一端部的头盖104、以及配置于缸筒102的另一端部的端盖106。流体压力缸10B还具备：活塞组装体17L，该活塞组装体17L配置成能够相对于缸筒102往复移动；减振机构60A；以及缓冲机构110，该缓冲机构110缓和活塞单元18在一方和另一方的行程终点处的冲击。活塞组装体17L具有：活塞单元18，该活塞单元18以能够沿轴向(箭头X方向)移动的方式配置于缸筒102内；以及活塞杆108，该活塞杆108与活塞单元18连结。

缸筒102由圆筒体构成，在其内部收容有活塞单元18，并形成有被头盖104及端盖106封闭的滑动孔103(缸室)。

头盖104的第一台部112插入到缸筒102的箭头X2方向侧的端部。在头盖104形成有第一中央空洞部116和与该第一中央空洞部116连通的第一端口118。经由第一端口118而进行压力流体的供给/排出。

端盖106的第二台部120插入到缸筒102的箭头X1方向侧的端部。在端盖106形成有第二中央空洞部124和与该第二中央空洞部124连通的第二端口126。经由第二端口126而进行压力流体的供给/排出。在端盖106的内周部配置有环状的衬套130及衬垫132。

活塞单元18与活塞组装体17A(图1)的活塞单元18同样地构成。

减振机构60A具有配置于活塞杆108的外周部的外周侧减振器62(与图1所示的外周侧减振器62的结构相同)和配置于活塞杆108的端面108a的端部侧减振器64A。外周侧减振器62位于第二缓冲部件142的活塞主体38侧的端部。端部侧减振器64A是将端部侧减振器64(图1)改变为中空状的部件，被保持于活塞杆108的端面108a与活塞主体38的内周部之间。

缓冲机构110具有：设置于可动部(活塞杆108)侧的第一缓冲部件140及第二缓冲部件142(缓冲环)；以及由弹性部件构成的环状的第一缓冲密封件144及第二缓冲密封件146，该第一缓冲密封件144及第二缓冲密封件146设置于固定部(头盖104和端盖106)侧。

第一缓冲部件140在活塞杆108的箭头X2方向侧的端部被设置为与活塞杆108同轴状。具体而言，第一缓冲部件140形成为比活塞杆108的直径小，并且从活塞杆108的端面108a以及端部侧减振器64A的端面向箭头X2方向突出。第一缓冲部件140形成为中空或实心的圆筒状。第一缓冲部件140的外径小于端部侧减振器64A的外径。

第一缓冲部件140也可以是与活塞杆108一体成形的部分，或者也可以是与活塞杆108接合的独立部件。在第一缓冲部件140是与活塞杆108独立的部件的情况下，第一缓冲部件140能够通过例如焊接、粘接、螺纹结合等接合手段来与活塞杆108接合。

第一缓冲密封件144被保持于环状的第一保持件148的内周部。第一保持件148固定于头盖104的第一台部112的内周部。在第一缓冲部件140未插入到第一保持件148的孔部148a的状态下，滑动孔103与第一中央空洞部116经由孔部148a而连通。在将第一缓冲部件140插入到第一保持件148的孔部148a时，第一缓冲密封件144遍及整周地与第一缓冲部件140的外周面滑动接触。

第二缓冲部件142与活塞单元18的端盖106侧(箭头X1方向侧)相邻，并在活塞单元18的附近被设置为与活塞杆108同轴状。第二缓冲部件142是形成为直径大于活塞杆108且小于活塞单元18的环状的部件，通过例如焊接、粘接等而接合于活塞杆108的外周面。在图13中，第二缓冲部件142的外径为比活塞杆108的外径稍大的程度。

第二缓冲密封件146被保持于环状的第二保持件150的内周部。第二保持件150固定于头盖106的第二台部120的内周部。在第二缓冲部件142未插入到第二保持件150的孔部150a的状态下，滑动孔103与第二中央空洞部124经由孔部150a而连通。在将第二缓冲部件142插入到第二保持件150的孔部150a时，第二缓冲密封件146遍及整周地与第二缓冲部件142的外周面滑动接触。

接着，说明如上述那样构成的流体压力缸10B的作用。此外，在以下的说明中，说明使用空气(压缩空气)作为压力流体的情况，但也可以使用空气以外的气体。

流体压力缸10B通过经由第一端口118或第二端口126而导入的压力流体的作用来使活塞单元18在滑动孔103内沿轴向移动。由此，与该活塞单元18连结的活塞杆108进退移动。

具体而言，在活塞单元18已位于图13所示的后退位置的状态下，使第二端口126成为向大气开放状态，将空气从未图示的压力流体供给源经由第一端口118、第一中央空洞部116以及孔部148a而向第一压力室103a供给。由此，活塞单元18与活塞杆108一起向端盖106侧位移(前进)。在该情况下，第二压力室103b内的空气经由第二保持件150的孔部150a及第二中央空洞部124而从第二端口126排出。

然后，外周侧减振器62抵接于第二保持件150，由此活塞单元18的前进动作停止。此外，外周侧减振器62也可以形成为在活塞单元18来到前进位置时抵接于端盖106(以及第二保持件150)的大小。

在活塞单元18向前进位置接近时，第二缓冲部件142插入到第二保持件150的孔部150a。伴随于此，第二缓冲密封件146的内周部与第二缓冲部件142的外周面接触，在该接触部分形成气密密封。

其结果是，在第二压力室103b形成气垫。第二压力室103b的气垫成为活塞单元18向端盖106侧位移时的位移阻力，从而使活塞单元18的位移在端盖106侧的行程终点附近处减速。因此，能够进一步缓和活塞单元18到达了行程终点时的冲击。此外，空气经由未图示的小孔部而向第二端口126少量地一点一点地排气。

另一方面，在活塞单元18已位于前进位置(端盖106侧的行程终点)的状态下，使第一端口118成为向大气开放状态，将空气从未图示的压力流体供给源经由第二端口126、第二中央空洞部124以及孔部150a而向第二压力室103b供给。由此，活塞单元18向头盖104侧位移(后退)。在该情况下，第一压力室103a内的空气经由第一保持件148的孔部148a以及第一中央空洞部116而从第一端口118排出。然后，端部侧减振器64A抵接于第一保持件148，由此活塞单元18的后退动作停止。

在活塞单元18向后退位置接近时，第一缓冲部件140插入到第一保持件148的孔部148a。伴随于此，第一缓冲密封件144的内周部与第一缓冲部件140的外周面接触，进而在该接触部分形成气密密封。

其结果是，在第一压力室103a形成气垫。第一压力室103a的气垫成为活塞单元18向头盖104侧位移时的位移阻力，从而使活塞单元18的位移在头盖104侧的行程终点附近处减速。因此，能够进一步缓和活塞单元18到达了行程终点时的冲击。

图14A所示的流体压力缸10C构成为所谓的单动型气缸。具体而言，该流体压力缸10C在流体压力缸10A(图1)中在活塞单元18与端盖16之间配置了弹簧154。在该情况下，第二端口12b被向大气开放。

在流体压力缸10C中，当经由第一端口12a而向第一压力室13a供给压力流体时，活塞单元18通过压力流体而向端盖16侧位移(前进)，到达前进位置的行程终点。然后，当停止压力流体向第一端口12a的供给并且使第一端口12a向大气开放时，活塞单元18通过弹簧154的弹性作用力而向头盖14侧位移(后退)，并到达后退位置的行程终点。

图14B所示的流体压力缸10D也构成为所谓的单动型气缸。具体而言，该流体压力缸10D在流体压力缸10A(图1)中在活塞单元18与头盖14之间配置了弹簧154。在该情况下，第一端口12a被向大气开放。

在流体压力缸10D中，当经由第二端口12b而向第二压力室13b供给压力流体时，活塞单元18通过压力流体而向头盖14侧位移(后退)，并到达后退位置的行程终点。然后，当停止压力流体向第二端口12b的供给并使第二端口12b向大气开放时，活塞单元18通过弹簧154的弹性作用力而向端盖16侧位移(前进)，并到达前进位置的行程终点。

在上述的流体压力缸10A～10D中，也可以采用图15以及图16所示的活塞组装体17M。活塞组装体17M具有活塞单元18a和与活塞单元18a连结的活塞杆160。

活塞单元18a具有：活塞主体162，该活塞主体162与活塞杆160连接；以及衬垫34和磁铁48，该衬垫34和磁铁48安装于活塞主体162的外周部。活塞主体162的构成材料能够从作为上述的活塞主体38(图1等)的构成材料而已例示的材料中选择。在活塞主体162与活塞杆160之间配置有端部侧减振器64。端部侧减振器64安装于设置在活塞主体162的贯通孔162a。

在活塞主体162通过一体成形而设置有活塞侧卡合部166。活塞侧卡合部166具有向侧方开口的形状。在图16中，活塞侧卡合部166构成为从活塞主体162的端面162b沿轴向(箭头X方向)隆起并从轴向观察呈U字状。在活塞侧卡合部166的内周面设置有U字状卡合槽166a。

活塞侧卡合部166具有沿着贯通孔162a的外周形状而呈圆弧状延伸的弯曲部167和从弯曲部167的两端分别呈直线状且相互平行地延伸出的两个臂部168。从活塞主体162的轴向观察，两个臂部168的顶端与贯通孔162a相比位于径向外侧。

这样，在活塞主体162设置有构成为U字状的活塞侧卡合部166。因此，活塞侧卡合部166作为加强肋发挥作用，活塞主体162被加强。由此，能够提高活塞主体162针对装入有活塞组装体17M的流体压力缸工作时产生的静压的强度。

在活塞杆160的基端部160a设有与活塞侧卡合部166的U字状卡合槽166a卡合的杆侧卡合部42。杆侧卡合部42由环状的卡合突起56构成。与卡合突起56相邻地形成有环状槽58。通过将卡合突起56从侧方插入到U字状的活塞侧卡合部166，从而限制了活塞主体162与活塞杆160的轴向的相对位移。活塞杆160的构成材料能够从已作为上述的活塞杆20(图1等)的构成材料例示的材料中选择。

在活塞杆160的外周部配置有环状的外周侧减振器170，该外周侧减振器170缓和箭头X1方向侧的行程终点到达时的冲击，并由弹性材料构成。在活塞主体162与外周侧减振器170之间夹装有环状的间隔件172。间隔件172与活塞侧卡合部166抵接。

活塞主体162、间隔件172及外周侧减振器170在轴向上层叠。间隔件172由比外周侧减振器170硬质的材料构成。间隔件172的构成材料能够从已作为上述的活塞杆20(图1等)的构成材料列举的材料中选择。

在活塞组装体17M的结构中，箭头X1方向侧的行程终点到达时的载荷经由外周侧减振器170而传递至活塞主体162。因此，活塞主体162承受行程终点到达时的载荷。在活塞主体162由金属材料构成的情况下，由于金属材料的强度高于树脂材料的强度，因此能够充分地确保活塞主体162的强度。

此时，在活塞主体162与外周侧减振器170之间夹装有比外周侧减振器170硬质的环状的间隔件172，因此外周侧减振器170不是被U字状的活塞侧卡合部166而是被环状的间隔件172遍及整周地支承。因此，能够防止由弹性材料构成的外周侧减振器170因行程终点到达时的载荷而破损。

本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。例如，本发明也能够应用于活塞单元以及缸筒的截面形状为非圆形(四边形状、椭圆形状等长圆形状等)的流体压力缸(图5的活塞组装体17B是其中的一例)。另外，本发明也能够应用于具备多个活塞及活塞杆的多杆型(双杆型等)的流体压力缸。

另外，本发明不局限于用作致动器等的流体压力缸，也能够应用于具有活塞的其它方式的流体压力装置。作为能够应用本发明的具有活塞的其它方式的流体压力装置，例如可列举出阀装置、测长缸、滑动台、卡盘装置等，其中，阀装置通过活塞来使阀芯移动而进行流路的切换；测长缸将活塞杆作为输入轴并使与该活塞杆连结的活塞位移来进行测长；滑动台通过使活塞位移来使经由活塞杆而与活塞连结的工作台位移；卡盘装置通过把持部来把持工件，而该把持部通过使活塞位移并变换该活塞位移来进行开闭动作。

Claims (12)

1.一种活塞组装体(17A)，具备活塞主体(38)和活塞杆(20)，该活塞主体能够在滑动孔(13)内沿轴向位移，该活塞杆从所述活塞主体(38)沿轴向突出，所述活塞组装体的特征在于，

所述活塞主体(38)具有活塞侧卡合部(40)，

所述活塞杆(20)具有与所述活塞侧卡合部(40)卡合的杆侧卡合部(42)，

所述活塞侧卡合部(40)和所述杆侧卡合部(42)通过将一方的卡合部从侧方插入另一方的卡合部而以限制所述活塞主体(38)与所述活塞杆(20)的轴向的相对位移的方式卡合，

所述活塞组装体(17A)还具备减振机构(60)，该减振机构缓和至少一方的行程终点到达时的冲击，

所述减振机构(60)具有外周侧减振器(62)，该外周侧减振器配置于所述活塞杆(20)的外周部，

所述外周侧减振器(62)以在行程终点到达时不向所述活塞主体(38)传递冲击载荷的方式支承于所述活塞杆(20)，

在所述活塞杆(20)的所述外周部设有在周向上延伸的止动件安装槽(70)，

在所述止动件安装槽(70)安装有沿周向被分割成多个的止动部件(72)，

所述外周侧减振器(62)覆盖所述止动部件(72)，由此，所述外周侧减振器(62)被所述止动部件(72)支承，并且阻止了所述止动部件(72)从所述止动件安装槽(70)脱离。

2.根据权利要求1所述的活塞组装体(17A)，其特征在于，

所述活塞侧卡合部(40)和所述杆侧卡合部(42)中的一方的卡合部具有U字状、C字状或半圆弧状的卡合槽(44)，

所述活塞侧卡合部(40)和所述杆侧卡合部(42)中的另一方的卡合部具有插入到所述卡合槽(44)的环状的卡合突起(56)。

3.根据权利要求2所述的活塞组装体(17A)，其特征在于，

所述卡合槽(44)设置于所述活塞侧卡合部(40)，

所述卡合突起(56)设置于所述杆侧卡合部(42)。

4.根据权利要求1所述的活塞组装体(17A)，其特征在于，

所述活塞侧卡合部(40)和所述杆侧卡合部(42)以能够将所述活塞主体(38)的轴作为中心而相对旋转的方式卡合。

5.根据权利要求1所述的活塞组装体，其特征在于，

所述减振机构(60)具有端部侧减振器(64)，该端部侧减振器配置于所述活塞杆的端面，

所述端部侧减振器(64)保持于所述活塞主体与所述活塞杆之间，并且从设置于所述活塞主体的中心部的贯通孔(38a)突出。

6.根据权利要求5所述的活塞组装体，其特征在于，

所述端部侧减振器(64)对所述活塞主体与所述活塞杆之间进行密封。

7.根据权利要求5所述的活塞组装体，其特征在于，

所述端部侧减振器(64)弹性按压所述活塞杆的所述端面。

8.根据权利要求1所述的活塞组装体，其特征在于，

所述活塞主体由树脂制成。

9.根据权利要求1所述的活塞组装体，其特征在于，

在所述活塞主体设置有减重部(46)，该减重部包围所述活塞侧卡合部(40)并在所述活塞主体的轴向上具有深度。

10.根据权利要求1所述的活塞组装体(17A)，其特征在于，

所述活塞侧卡合部(40)构成为从所述活塞主体(38)的端面沿轴向隆起并从轴向观察呈U字状，

在所述活塞侧卡合部(40)的内周面设置有U字状卡合槽(44)，

所述杆侧卡合部(42)具有插入到所述U字状卡合槽(44)的环状的卡合突起(56)。

11.一种流体压力装置，具备机体和活塞组装体(17A)，该机体在内部具有滑动孔(13)，该活塞组装体配置成能够沿着所述滑动孔(13)往复移动，所述流体压力装置的特征在于，

所述活塞组装体(17A)具备活塞主体(38)和活塞杆(20)，所述活塞主体能够在所述滑动孔(13)内沿轴向位移，所述活塞杆从所述活塞主体(38)沿轴向突出，

所述活塞主体(38)具有活塞侧卡合部(40)，

所述活塞杆(20)具有与所述活塞侧卡合部(40)卡合的杆侧卡合部(42)，

所述活塞侧卡合部(40)和所述杆侧卡合部(42)通过将一方的卡合部从侧方插入另一方的卡合部而以限制所述活塞主体(38)与所述活塞杆(20)的轴向的相对位移的方式卡合，

所述活塞组装体(17A)还具备减振机构(60)，该减振机构缓和至少一方的行程终点到达时的冲击，

所述减振机构(60)具有外周侧减振器(62)，该外周侧减振器配置于所述活塞杆(20)的外周部，

所述外周侧减振器(62)以在行程终点到达时不向所述活塞主体(38)传递冲击载荷的方式支承于所述活塞杆(20)，

在所述活塞杆的所述外周部设有在周向上延伸的止动件安装槽(70)，

在所述止动件安装槽(70)安装有沿周向被分割成多个的止动部件(72)，

所述外周侧减振器(62)覆盖所述止动部件(72)，由此，所述外周侧减振器(62)被所述止动部件(72)支承，并且阻止了所述止动部件(72)从所述止动件安装槽(70)脱离。

12.根据权利要求11所述的流体压力装置，其特征在于，

所述流体压力装置构成为流体压力缸(10A～10D)、阀装置、测长缸、滑动台或卡盘装置。

Images