JP2017003023A - 流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】流体圧シリンダにおいて、製造コストの削減並びに軽量化を図る。
【解決手段】流体圧シリンダを構成するピストンユニット１８には、そのリング体１００に孔部を介して複数のマグネット１２２が設けられる。このマグネット１２２は、連結ロッド８８に装着された検出センサ９２に臨むように設けられ、前記連結ロッド８８と同数で設けられる。また、リング体１００の内部には、ヘッドカバーからロッドカバー１６まで延在するガイドロッド１２４が挿通される。そして、ピストンユニット１８がシリンダチューブ１２に沿って変位する際、ガイドロッド１２４に沿って変位することで回転変位が規制され、常にマグネット１２２が連結ロッド８８に対峙するように保持される。そのため、ピストンユニット１８の位置がマグネット１２２を介して検出センサ９２によって検出される。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸方向に沿って変位させる流体圧シリンダに関する。

従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有した流体圧シリンダが用いられており、本出願人は、シリンダチューブの両端部をヘッドカバー及びロッドカバーによって閉塞し、４本の連結ロッドで前記シリンダチューブを前記ヘッドカバー及び前記ロッドカバーと共に締結した流体圧シリンダを提案している。

このような流体圧シリンダでは、シリンダチューブの内部にピストン及びピストンロッドが変位自在に設けられ、前記シリンダチューブと前記ピストンとの間に形成されたシリンダ室へ圧力流体を供給することで、前記ピストンを軸方向に沿って変位させる。

特開２００８−１３３９２０号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、製造コストの削減並びに軽量化を図ることが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内部にシリンダ室を有した筒状のシリンダチューブと、シリンダチューブの端部に装着されるカバー部材と、シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンとを有する流体圧シリンダにおいて、
ピストンの周方向に沿った所定位置に設けられる磁性体と、
ピストンの回転変位を規制する回転規制手段と、
を備え、
磁性体が、シリンダチューブの周面に沿って配置された検出センサに臨む位置に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、流体圧シリンダを構成するピストンには、その周方向に沿った所定位置に磁性体が設けられ、且つ、磁性体はシリンダチューブの周面に沿って配置された検出センサに臨む位置に設けられると共に、ピストンの回転変位が回転規制手段によって規制される。

従って、回転規制手段によってピストンの回転変位を確実に規制することで、ピストンの所定位置に設けられた磁性体を常に検出センサに臨む位置としてピストンの位置を検出センサと磁性体より確実に検出することが可能となる。そのため、従来の流体圧シリンダのように、ピストンの外周面に沿った環状の磁性体を設ける必要がなく、使用される磁性体の量を削減することができる。その結果、流体圧シリンダにおける製造コストの削減を図りつつ、軽量化を図ることが可能となる。

また、回転規制手段を、シリンダチューブの内部に設けられ、カバー部材に固定されると共にピストンに挿通されるロッドとするとよい。

さらに、ロッドを、シリンダチューブの両端部に一組のカバー部材を連結するための連結ロッドとするとよい。

さらにまた、回転規制手段を、ピストンに連結されるピストンロッドの外周面に形成された嵌合部と、カバー部材に形成され嵌合部の挿通される嵌合孔と、から構成するとよい。

またさらに、磁性体を、形状及び／又は磁気特性の異なる複数のマグネットとするとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、流体圧シリンダを構成するピストンは、その周方向に沿った所定位置に磁性体を備え、且つ、磁性体をシリンダチューブの周面に沿って配置された検出センサに臨む位置に設けると共に、ピストンの回転変位を回転規制手段によって規制することにより、ピストンの所定位置に設けられた磁性体が常に検出センサに臨む位置に保持されるため、ピストンの位置を検出センサによって確実に検出することが可能となる。その結果、従来の流体圧シリンダのように、ピストンの外周面に沿った環状の磁性体を設ける必要がないため、磁性体の使用量を削減することで流体圧シリンダの軽量化を図りつつ、製造コストの削減を図ることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。 図１の流体圧シリンダにおけるピストンユニット近傍を示す拡大断面図である。 図３Ａは、図１の流体圧シリンダにおけるヘッドカバー側から見た正面図であり、図３Ｂは、図１の流体圧シリンダにおけるロッドカバー側から見た正面図である。 図４Ａは、図３Ａのヘッドカバーをシリンダチューブ側から見た一部断面正面図であり、図４Ｂは、図３Ｂのロッドカバーをシリンダチューブ側から見た一部断面正面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図１の流体圧シリンダにおけるピストンユニット及びピストンロッドを示す外観斜視図である。 図６に示すピストンユニットの正面図である。 変形例に係るピストンユニットの分解斜視図である。 第２の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。 第３の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。 第４の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。 図１２Ａは、第５の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示す流体圧シリンダにおけるヘッドカバー側から見た正面図である。 図１３Ａは、第６の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図であり、図１３Ｂは、図１３ＡのＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢに沿った断面図である。

本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。

この流体圧シリンダ１０は、図１に示されるように、円筒状のシリンダチューブ１２と、該シリンダチューブ１２の一端部に装着されるヘッドカバー（カバー部材）１４と、前記シリンダチューブ１２の他端部に装着されるロッドカバー（カバー部材）１６と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストンユニット（ピストン）１８と、前記ピストンユニット１８に連結されるピストンロッド２０とを含む。

シリンダチューブ１２は、例えば、金属製材料から形成され軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一定断面積で延在した筒体からなり、その内部にはピストンユニット１８の収容されるシリンダ室２２ａ、２２ｂが形成される。また、シリンダチューブ１２の両端部には、環状溝を介してリング状のシール部材（図示せず）がそれぞれ装着される。

ヘッドカバー１４は、図１〜図３Ａ及び図４Ａに示されるように、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成されたプレート体であり、シリンダチューブ１２の一端部を閉塞するように設けられる。この際、シリンダチューブ１２の端部に設けられたシール部材（図示せず）がヘッドカバー１４へと当接することで、前記シリンダチューブ１２と前記ヘッドカバー１４との間を通じたシリンダ室２２ａからの圧力流体の漏れが防止される。

また、図４Ａに示されるように、ヘッドカバー１４の四隅近傍には、後述する連結ロッド８８が挿通される４つの第１孔部２６がそれぞれ形成されると共に、前記第１孔部２６に対してヘッドカバー１４の中央側となる位置には第１連通孔２８が形成される。第１孔部２６及び第１連通孔２８は、図１及び図２に示されるヘッドカバー１４の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）にそれぞれ貫通している。

このヘッドカバー１４の外壁面１４ａには、圧力流体を供給・排出するための第１ポート部材３０が設けられ、図示しない配管を介して圧力流体供給源と接続される。この第１ポート部材３０は、例えば、金属製材料から形成されたブロック体からなり溶接等によって固定される。また、第１ポート部材３０の内部には、断面Ｌ字状に形成されたポート通路３２が形成され、その開口部がシリンダチューブ１２の軸線と直交方向に開口した状態でヘッドカバー１４の外壁面１４ａに対して固定される。

そして、第１ポート部材３０は、ポート通路３２がヘッドカバー１４の第１連通孔２８と連通することで、前記第１ポート部材３０とシリンダチューブ１２の内部とが連通する。

なお、第１ポート部材３０を設ける代わりに、例えば、第１連通孔２８に対して配管接続用の継手を直接接続するようにしてもよい。

一方、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ方向）となるヘッドカバー１４の内壁面１４ｂには、図１、図２及び図４Ａに示されるように、前記シリンダチューブ１２の内周径に対して小径となる円周ピッチ上に複数（例えば、３個）の第１ピン孔３４が形成され、前記第１ピン孔３４にはそれぞれ第１インローピン３６が挿入される。第１ピン孔３４は、ヘッドカバー１４の中心に対する所定直径上に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成される。

この第１インローピン３６は、第１ピン孔３４と同数となるように複数設けられ、断面円形状で形成された鍔部３８と、該鍔部３８に対して小径で第１ピン孔３４へ挿入される軸部４０とからなる。そして、第１インローピン３６は、軸部４０が第１ピン孔３４へと圧入されることで、それぞれヘッドカバー１４の内壁面１４ｂに対して固定され、鍔部３８がヘッドカバー１４の内壁面１４ｂに対して突出した状態となる。

この第１インローピン３６の鍔部３８は、その外周面がヘッドカバー１４に対してシリンダチューブ１２を組み付ける際、図４Ａに示されるように該シリンダチューブ１２の内周面に対してそれぞれ内接することで、ヘッドカバー１４に対するシリンダチューブ１２の位置決めがなされる。すなわち、複数の第１インローピン３６は、ヘッドカバー１４に対してシリンダチューブ１２の一端部を位置決めするための位置決め手段として機能する。

換言すれば、第１インローピン３６は、その外周面がシリンダチューブ１２の内周面に内接するような所定直径の円周上に配置されている。

ヘッドカバー１４の内壁面１４ｂにはリング状の第１ダンパ４２が設けられる。この第１ダンパ４２は、図４Ａに示されるように、例えば、ゴム等の弾性材料から所定厚さで形成され、その内周面が第１連通孔２８よりも半径外方向となるように配置される（図２及び図４Ａ参照）。

また、第１ダンパ４２には、その外周面から半径内方向に向かって断面略円形状に窪んだ複数の切欠部４４を有し、前記切欠部４４には第１インローピン３６が挿入される。すなわち、切欠部４４は、第１インローピン３６と同数且つ同一円周上に同ピッチで設けられる。そして、第１ダンパ４２は、図２に示されるように、第１インローピン３６の鍔部３８によってヘッドカバー１４の内壁面１４ｂとの間に挟持されることで、該内壁面１４ｂに対して所定高さだけ突出した状態で保持される。

すなわち、第１インローピン３６は、シリンダチューブ１２の一端部をヘッドカバー１４に対して所定位置へ位置決めする位置決め手段（インロー手段）であると同時に、第１ダンパ４２を前記ヘッドカバー１４へ固定するための固定手段としても機能する。

そして、ピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと変位した際、その端部が第１ダンパ４２へと当接することで、前記ピストンユニット１８が前記ヘッドカバー１４に対して直接接触することが回避され、接触に伴う衝撃及び衝撃音の発生が好適に防止される。

また、ヘッドカバー１４には、第１連通孔２８に対してさらに中央側となる位置に、後述するガイドロッド（ロッド）１２４の支持される第１ロッド孔４６が形成される。なお、第１ロッド孔４６は、ヘッドカバー１４の内壁面１４ｂ側（矢印Ａ方向）に開口し外壁面１４ａまでは貫通していない。

ロッドカバー１６は、図１、図３Ｂ及び図４Ｂに示され、ヘッドカバー１４と同様に、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成されたプレート体であり、シリンダチューブ１２の他端部を閉塞するように設けられる。この際、シリンダチューブ１２の端部に設けられたシール部材（図示せず）がロッドカバー１６へと当接することで、前記シリンダチューブ１２と前記ロッドカバー１６との間を通じたシリンダ室２２ｂからの圧力流体の漏れが防止される。

このロッドカバー１６の中央には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したロッド孔４８が形成されると共に、その四隅には後述する連結ロッド８８が挿通される４つの第２孔部５０が形成される。また、ロッドカバー１６には、第２孔部５０に対して中心側となる位置に第２連通孔５２が形成される。このロッド孔４８、第２孔部５０及び第２連通孔５２は、それぞれロッドカバー１６の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通して形成される。

このロッド孔４８には、ピストンロッド２０を変位自在に支持するホルダ（ロッドホルダ）５４が設けられる。このホルダ５４は、図１に示されるように、例えば、金属製材料から絞り加工等によって形成され、円筒状のホルダ本体５６と、該ホルダ本体５６の一端部に形成され半径外方向に拡径したフランジ部５８とを有し、前記ホルダ本体５６の一部が前記ロッドカバー１６から外側に突出するように設けられる。

そして、ロッドカバー１６のロッド孔４８にホルダ本体５６が挿通され、フランジ部５８がシリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に配置された状態で、前記フランジ部５８をロッドカバー１６の内壁面１６ｂに当接させ複数（例えば、４本）の第１リベット６０を前記フランジ部５８の第１貫通孔６２を介して前記ロッドカバー１６の第１リベット孔６４へ挿入して係合させる。これにより、ロッドカバー１６のロッド孔４８に対してホルダ５４が固定される。この際、ホルダ５４は、ロッド孔４８と同軸上となるように固定される。

この第１リベット６０は、例えば、円形状の鍔部６６と、該鍔部６６に対して縮径した軸状のピン部６８とを有した自己穿孔式リベットである。そして、第１リベット６０を、フランジ部５８側から第１貫通孔６２へと挿入し、その鍔部６６を前記フランジ部５８に係合させた状態で、前記ピン部６８を前記ロッドカバー１６の第１リベット孔６４へと打ち込むことで、該ピン部６８が第１貫通孔６２に対して係合されフランジ部５８がロッドカバー１６に対して固定される。

なお、第１リベット６０は、自己穿孔式リベットに限定されるものではなく、例えば、ピン部６８をロッドカバー１６の外壁面１６ａ側まで突出させた後に押し潰して変形させ固定する一般的なリベットであってもよい。

このホルダ５４の内部には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って並ぶようにブッシュ７０及びロッドパッキン７２が設けられ、後述するピストンロッド２０が内部に挿通されることで、前記ブッシュ７０によって軸方向に沿ってガイドされると同時に、ロッドパッキン７２が摺接することで前記ホルダ５４と前記ロッドパッキン７２との間を通じた圧力流体の漏れが防止される。

このロッドカバー１６の外壁面１６ａには、図１及び図３Ｂに示されるように、圧力流体を供給・排出するための第２ポート部材７４が設けられ、図示しない配管を介して圧力流体供給源と接続される。この第２ポート部材７４は、例えば、金属製材料から形成されたブロック体からなり溶接等によって固定される。また、第２ポート部材７４の内部には、断面Ｌ字状に形成されたポート通路７６が形成され、その開口部がシリンダチューブ１２の軸線と直交方向に開口した状態でロッドカバー１６の外壁面１６ａに対して固定される。

そして、第２ポート部材７４は、ポート通路７６がロッドカバー１６の第２連通孔５２と連通することで、前記第２ポート部材７４とシリンダチューブ１２の内部とが連通する。

なお、第２ポート部材７４を設ける代わりに、例えば、第２連通孔５２に対して配管接続用の継手を直接接続するようにしてもよい。

一方、シリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）となるロッドカバー１６の内壁面１６ｂには、図１及び図４Ｂに示されるように、前記シリンダチューブ１２の内周径に対して小径となる円周ピッチ上に複数（例えば、３個）の第２ピン孔７８が形成され、前記第２ピン孔７８にはそれぞれ第２インローピン８０が挿入される。すなわち、第２インローピン８０は、第２ピン孔７８と同数となるように複数設けられる。

第２ピン孔７８は、ロッドカバー１６の中心に対する所定直径上に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成される。なお、第２インローピン８０は、第１インローピン３６と同一形状で形成されるため、その詳細な説明については省略する。

そして、第２インローピン８０の軸部４０が第２ピン孔７８へと圧入されることで、前記第２インローピン８０がそれぞれロッドカバー１６の内壁面１６ｂに対して固定され、鍔部３８がロッドカバー１６の内壁面１６ｂに対して突出した状態となる。

また、第２インローピン８０の鍔部３８は、その外周面がロッドカバー１６に対してシリンダチューブ１２を組み付ける際、図４Ｂに示されるように、該シリンダチューブ１２の内周面に対してそれぞれ内接することで、ロッドカバー１６に対するシリンダチューブ１２の位置決めがなされる。すなわち、複数の第２インローピン８０は、ロッドカバー１６に対してシリンダチューブ１２の他端部を位置決めするための位置決め手段として機能する。

換言すれば、第２インローピン８０は、その外周面がシリンダチューブ１２の内周面に内接するような所定直径の円周上に配置されている。

ロッドカバー１６の内壁面１６ｂにはリング状の第２ダンパ８２が設けられる。この第２ダンパ８２は、図４Ｂに示されるように、例えば、ゴム等の弾性材料から所定厚さで形成され、その内周面が第２連通孔５２よりも半径外方向となるように配置される。

また、第２ダンパ８２には、その外周面から半径内方向に向かって断面略円形状に窪んだ複数の切欠部８４を有し、前記切欠部８４には第２インローピン８０が挿入される。そして、第２ダンパ８２は、第２インローピン８０の鍔部３８によってロッドカバー１６の内壁面１６ｂとの間に挟持されることで、該内壁面１６ｂに対して所定高さだけ突出した状態で保持される。

すなわち、切欠部８４は、第２インローピン８０と同数且つ同一円周状に同ピッチで設けられる。

このように、第２インローピン８０は、シリンダチューブ１２の他端部をロッドカバー１６に対して所定位置へ位置決めする位置決め手段（インロ―手段）であると同時に、第２ダンパ８２を前記ロッドカバー１６へ固定するための固定手段としても機能する。

そして、ピストンユニット１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと変位した際、その端部が第２ダンパ８２へと当接することで、前記ピストンユニット１８が前記ロッドカバー１６に対して直接接触することが回避され、接触に伴う衝撃及び衝撃音の発生が好適に防止される。

また、第２連通孔５２に対してさらにロッドカバー１６の中心側となる位置に、後述するガイドロッド１２４の支持される第２ロッド孔８６が形成される。なお、第２ロッド孔８６は、図１に示されるように、ロッドカバー１６の内壁面１６ｂ側（矢印Ｂ方向）に開口し外壁面１６ａまでは貫通していない。

そして、シリンダチューブ１２の一端部にヘッドカバー１４の内壁面１４ｂを当接させ、他端部にロッドカバー１６の内壁面１６ｂを当接させた状態で、４つの第１及び第２孔部２６、５０に連結ロッド８８をそれぞれ挿通させ、その両端部に締結ナット９０（図１、図３Ａ、図３Ｂ参照）を螺合させ前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６の外壁面１４ａ、１６ａに当接するまで締め付ける。これにより、シリンダチューブ１２がヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間に挟持された状態で固定される。

また、連結ロッド８８には、図５に示されるように、ピストンユニット１８の位置を検出するための検出センサ９２を保持するセンサ保持体９４が設けられる。

このセンサ保持体９４は、連結ロッド８８の延在方向に対して略直交するように設けられ、該連結ロッド８８に沿って移動可能に設けられると共に、該連結ロッド８８に保持された部位から延在して検出センサ９２の装着される装着部９６を有している。装着部９６には、例えば、断面円形状で連結ロッド８８と略平行な溝部が形成され、該溝部に検出センサ９２が収納され保持される。

この検出センサ９２は、後述するリング体１００のマグネット（磁性体）１２２が有している磁気を検出可能な磁気センサである。なお、この検出センサ９２を含むセンサ保持体９４は必要に応じた数量だけ選択的に設けられる。

ピストンユニット１８は、図１、図２、図６及び図７に示されるように、ピストンロッド２０の一端部に連結される円盤状のプレート体９８と、該プレート体９８の外縁部に連結されるリング体１００とを含む。

プレート体９８は、例えば、弾性を有した金属製の板材から略一定厚さで形成され、その中央部には厚さ方向に貫通した複数（例えば、４個）の第２貫通孔１０２（図１及び図２参照）が設けられる。そして、第２貫通孔１０２には第２リベット１０４が挿入され、その先端がピストンロッド２０の一端部に形成された第２リベット孔１０６へ挿入され係合されることで、前記ピストンロッド２０の一端部にプレート体９８が略直交するように連結される。

この第２リベット１０４は、第１リベット６０と同様に、例えば、自己穿孔式リベットであり、その鍔部６６がプレート体９８のヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となるように挿入した後、ピン部６８を前記ピストンロッド２０の内部へと打ち込むことで第２リベット孔１０６に対して係合させ、プレート体９８がピストンロッド２０に対して係止される。

また、プレート体９８の外縁部には、厚さ方向に貫通した複数（例えば、４個）の第３貫通孔１０８（図１及び図２参照）が設けられ、前記第３貫通孔１０８は、前記プレート体９８の周方向に沿って互いに等間隔離間して形成されると共に、前記プレート体９８の中心に対して同一直径上となるように形成される。

さらに、プレート体９８には、第３貫通孔１０８より内周側となる位置に、厚さ方向に貫通したロッド挿通孔１１０が形成され、後述するガイドロッド１２４が挿通される。

さらにまた、プレート体９８には、ピストンロッド２０に固定される中心部と外縁部との間となる位置に、例えば、断面湾曲状に突出したリブ１１２を有し、前記リブ１１２は、周方向に沿った環状に形成されると共に、ピストンロッド２０側とは反対側（矢印Ｂ方向）に向かって突出するように形成される。また、リブ１１２は、ピストンロッド２０側（矢印Ａ方向）に向かって突出するように形成してもよい。なお、リブ１１２は、ロッド挿通孔１１０より内周側となる位置に形成される。

このリブ１１２を設けることで弾性を有したプレート体９８の撓み具合を所定量に設定している。換言すれば、このリブ１１２の位置や形状を適宜変更することで、プレート体９８の撓み量を自在に調整することが可能となる。また、上述したリブ１１２を設けなくてもよい。

なお、このプレート体９８は、ピストンロッド２０の端部に第２リベット１０４で連結される場合に限定されるものではなく、例えば、前記ピストンロッド２０の端部に加締めたり、溶接することで連結してもよいし、圧接や接着によって連結したり、ねじ込むことで連結するようにしてもよい。さらに、ピンを圧入して端部を塑性変形させることで連結するようにしてもよい。

リング体１００は、例えば、金属製材料から断面円形状に形成され、ヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となる端面にプレート体９８の外縁部が当接し、複数の第３リベット１１４によって固定されている。この第３リベット１１４は、第１及び第２リベット６０、１０４と同様に、例えば、自己穿孔式リベットであり、その鍔部６６をプレート体９８のヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となるように挿入した後、ピン部６８を前記リング体１００の第３リベット孔１１５へと打ち込むことで内部に係合され係止される。

また、リング体１００には、図２に示されるように、外周面に形成された環状溝を介してピストンパッキン１１６及びウェアリング１１８が設けられ、前記ピストンパッキン１１６が前記シリンダチューブ１２の内周面に摺接することで、前記リング体１００と前記シリンダチューブ１２との間を通じた圧力流体の漏出を防止し、前記ウェアリング１１８が前記シリンダチューブ１２の内周面に摺接することで、前記リング体１００が前記シリンダチューブ１２に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に案内される。

さらに、図１、図２、図５及び図６に示されるように、ヘッドカバー１４に臨むリング体１００の側面には、軸方向に沿って開口した複数（例えば、４個）の孔部１２０（図２及び図７参照）が形成され、その内部には円柱状のマグネット１２２がそれぞれ圧入される。このマグネット１２２の配置は、ピストンユニット１８をシリンダチューブ１２の内部に設けた際、図５に示されるように、４本の連結ロッド８８に臨む位置となるように設けられ、前記連結ロッド８８に設けられたセンサ保持体９４の検出センサ９２によって前記マグネット１２２の磁気が検出される。

ガイドロッド１２４は、図１、図２、図４Ａ〜図５に示されるように、断面円形状で軸状に形成され、その一端部がヘッドカバー１４の第１ロッド孔４６へ挿入され、他端部がロッドカバー１６の第２ロッド孔８６へと挿入されると共に、プレート体９８のロッド挿通孔１１０へ挿通される。これにより、ガイドロッド１２４は、シリンダチューブ１２の内部において、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６に固定されピストンユニット１８の軸方向（変位方向）と平行に設けられると共に、前記ピストンユニット１８が軸方向に変位する際に回転してしまうことが防止される。換言すれば、ガイドロッド１２４はピストンユニット１８の回り止めとして機能する。

また、ロッド挿通孔１１０にはОリングが設けられ、該ロッド挿通孔１１０とガイドロッド１２４との間を通じた圧力流体の漏れを防止している。

ピストンロッド２０は、図１及び図６に示されるように、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有した軸体からなり、略一定径で形成された本体部１２６と、該本体部１２６の他端部に形成された小径な先端部１２８とを有し、前記先端部１２８がホルダ５４を介してシリンダチューブ１２の外側に露出するように設けられる。この本体部１２６の一端部は、ピストンロッド２０の軸方向と直交した略平面状に形成され、プレート体９８が連結されている。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）に変位した状態を初期位置として説明する。

先ず、図示しない圧力流体供給源から圧力流体を第１ポート部材３０へと導入する。この場合、第２ポート部材７４は、図示しない切換弁による切換作用下に大気開放状態としておく。これにより、圧力流体が、第１ポート部材３０からポート通路３２及び第１連通孔２８へと供給され、前記第１連通孔２８からシリンダ室２２ａへと導入された圧力流体によってピストンユニット１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと押圧される。そして、ピストンユニット１８と共にピストンロッド２０がホルダ５４に案内されながら変位し、リング体１００の端面が第２ダンパ８２へと当接することで変位終端位置となる。

一方、ピストンユニット１８を前記とは反対方向（矢印Ｂ方向）に変位させる場合には、第２ポート部材７４へ圧力流体を供給すると共に、第１ポート部材３０を切換弁（図示せず）の切換作用下に大気開放状態とする。そして、圧力流体が、第２ポート部材７４からポート通路７６及び第２連通孔５２を通じてシリンダ室２２ｂへと供給され、該シリンダ室２２ｂへと導入された圧力流体によってピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと押圧される。

そして、ピストンユニット１８の変位作用下にピストンロッド２０がホルダ５４に案内されることで変位し、前記ピストンユニット１８のリング体１００がヘッドカバー１４の第１ダンパ４２へと当接することで初期位置へと復帰する。

また、上述したようにピストンユニット１８がシリンダチューブ１２に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に変位する際、ピストンユニット１８の内部に挿通されたガイドロッド１２４に沿って変位することで回転変位してしまうことがなく、該ピストンユニット１８に設けられたマグネット１２２が検出センサ９２に臨む位置となり、ピストンユニット１８の変位が検出センサ９２によって確実に検出される。

以上のように、第１の実施の形態では、流体圧シリンダ１０を構成するピストンユニット１８において、リング体１００の内部に複数のマグネット１２２を収納し、前記マグネット１２２を、４本の連結ロッド８８に臨む位置となるように設けると共に、ヘッドカバー１４とロッドカバー１６に接続されたガイドロッド１２４を前記リング体１００の内部に挿通させている。

これにより、ガイドロッド１２４によってピストンユニット１８が回転変位してしまうことが防止され、常にマグネット１２２が検出センサ９２に対峙するように保持されるため、前記ピストンユニット１８の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った位置を前記検出センサ９２によって確実に検出することができ、しかも、ピストンの外周面に沿うように環状のマグネットを設けていた従来の流体圧シリンダと比較し、マグネットの使用量を削減できるため、その分だけ軽量化を図ることができると共に、該マグネットのコストを削減することができる。

その結果、流体圧シリンダ１０における製造コストの削減を図りつつ、軽量化を図ることが可能となる。

また、上述したマグネット１２２のように、複数設けられるマグネット１２２の全てが同一の形状のものに限定されるものではなく、例えば、図８に示されるピストンユニット１３０のように、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って長手寸法の異なるマグネット１３２ａ、１３２ｂを収納するようにしてもよいし、磁気特性の異なるマグネットを設けるようにしてもよい。

このように、複数のマグネット１３２ａ、１３２ｂをピストンユニット１３０へ収納可能な構成とし、形状や性能の異なる複数種類のマグネット１３２ａ、１３２ｂを予めリング体１００に設けておくことで、例えば、強磁界雰囲気において流体圧シリンダ１０を用いる場合に、強い磁気を有した磁気特性のマグネットを予め設けておくことで、前記強磁界雰囲気でも磁気の強いマグネットを選択的に検出センサ９２で検出し、確実にピストンユニット１３０の位置を検出することが可能となる。

また、例えば、軸寸法の長いマグネット１３２ａを設定し、該マグネット１３２ａを検出センサ９２で検出可能とすることで、ピストンユニット１３０が変位した際に通常の検出位置よりも早めの段階で検出することが可能となる。

なお、マグネット１２２、１３２ａ、１３２ｂを収納する代わりに、磁性体である鉄片等を収納するようにしてもよい。すなわち、検出センサ９２によって検出可能な磁性体であればよい。

次に、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１５０を図９に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１５０では、シリンダチューブ１２の両端部に設けられた第１及び第２エンドカバー１５２、１５４から一組のピストンロッド１５６ａ、１５６ｂの端部がそれぞれ突出した両ロッド式の流体圧シリンダである点で、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と相違している。

この流体圧シリンダ１５０は、図９に示されるように、シリンダチューブ１２の両端部にそれぞれ第１及び第２エンドカバー１５２、１５４を備え、前記第１及び第２エンドカバー１５２、１５４は、前記シリンダチューブ１２を挟んで略対称形状となるように形成される。この第１及び第２エンドカバー１５２、１５４の内壁面にはガイドロッド１５８の両端部が保持される。

また、シリンダチューブ１２の内部にはピストン１６０が変位自在に設けられ、その中央部に一組のピストンロッド１５６ａ、１５６ｂが連結されると共に、該中央部より半径外方向となる位置にはガイドロッド１５８が挿通されている。ピストンロッド１５６ａ、１５６ｂは、ピストン１６０の一側面側及び他側面側からそれぞれ連結されている。

このように、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１５０では、第１エンドカバー１５２と第２エンドカバー１５４との間に単一のガイドロッド１５８を設け、ピストン１６０を貫通させることで、前記ピストン１６０の回転変位を確実に規制することができる。その結果、ピストンロッド１５６ａ、１５６ｂと同様にガイドロッドを一組設ける場合と比較し、単一のガイドロッド１５８で回転を規制できるため、流体圧シリンダ１５０における部品点数の削減を図ることができると共に、組み付け工数の削減を図ることが可能となる。

次に、第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１７０を図１０に示す。なお、上述した第１及び第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１７０では、一組の第１及び第２シリンダチューブ１７２、１７４が同軸上に設けられ、その内部に一組の第１及び第２ピストン１７６、１７８が変位自在に設けられたタンデム式の流体圧シリンダである点で、第１及び第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０と相違している。

この流体圧シリンダ１７０は、図１０に示されるように、ヘッドカバー１８０とロッドカバー１８２との間に中間プレート１８４が設けられ、前記ヘッドカバー１８０と前記中間プレート１８４との間に第１シリンダチューブ１７２が設けられ、前記ロッドカバー１８２と前記中間プレート１８４との間には第２シリンダチューブ１７４が設けられた状態で一体的に連結されている。

また、第１シリンダチューブ１７２の内部には、第１ピストン１７６及び第１ピストンロッド１８６が変位自在に設けられ、該第１ピストンロッド１８６の他端部が中間プレート１８４の第１ロッド孔１８８に変位自在に支持される。

一方、第２シリンダチューブ１７４の内部には、第２ピストン１７８及び第２ピストンロッド１９０が変位自在に設けられ、該第２ピストンロッド１９０の他端部がロッドカバー１８２の第２ロッド孔１９２に変位自在に支持される。

また、ヘッドカバー１８０の内壁面とロッドカバー１８２の内壁面との間にはガイドロッド１９４が設けられ、前記ヘッドカバー１８０と前記ロッドカバー１８２によって両端部が保持されると共に、その中間部位が中間プレート１８４に挿通され、且つ、第１及び第２ピストン１７６、１７８の内部に挿通されている。すなわち、第１及び第２ピストン１７６、１７８は、ガイドロッド１９４に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）へ変位する。

そして、ヘッドカバー１８０の第１ポート１９６から圧力流体を第１シリンダチューブ１７２の内部へと供給することで、第１ピストン１７６及び第１ピストンロッド１８６がロッドカバー１８２側（矢印Ａ方向）に向かって変位し、前記第１ピストンロッド１８６の他端部によって押圧された第２ピストン１７８が一体的に変位する。

また、第１ポート１９６へ圧力流体を供給せずに、中間プレート１８４の中間ポート１９９へ圧力流体を供給することで、第２シリンダチューブ１７４内へ供給された圧力流体によって第２ピストン１７８のみを変位させることも可能である。

一方、ロッドカバー１８２の第２ポート１９８から圧力流体を第２シリンダチューブ１７４の内部へと供給することで、第２ピストン１７８が中間プレート１８４側（矢印Ｂ方向）に向かって変位し、第１ピストンロッド１８６の他端部を押圧することで、第１ピストン１７６も一体的にヘッドカバー１８０側（矢印Ｂ方向）へと変位する。

これらの場合、第１及び第２ピストン１７６、１７８は、ガイドロッド１９４に沿って変位することで回転変位することがなく、前記第１及び第２ピストン１７６、１７８に装着されたマグネット１２２が常に検出センサ９２に対峙した位置となり、前記第１及び第２ピストン１７６、１７８の変位位置が前記検出センサ９２によって確実に検出される。

このように、第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１７０では、同軸上に設けられた第１及び第２シリンダチューブ１７２、１７４内に沿って単一のガイドロッド１９４を設け、第１及び第２ピストン１７６、１７８の内部に前記ガイドロッド１９４を挿通させることで、一組の第１及び第２シリンダチューブ１７２、１７４毎にガイドロッドをそれぞれ設けた場合と比較し、単一のガイドロッド１９４で第１及び第２ピストン１７６、１７８の回転を規制できるため、流体圧シリンダ１７０における部品点数の削減を図ることができると共に、組み付け工数の削減を図ることが可能となる。

次に、第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ２００を図１１に示す。なお、上述した第１〜第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０、１７０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ２００は、図１１に示されるように、ヘッドカバー２０２に第１及び第２ポート２０４、２０６を有している点で、第１〜第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０、１７０と相違している。

このヘッドカバー２０２には、外壁面の中央に開口した第１ポート２０４と、前記外壁面の外縁部近傍に開口した第２ポート２０６とを有し、前記第１及び第２ポート２０４、２０６は、前記ヘッドカバー２０２の厚さ方向に貫通すると共に略平行に形成される。換言すれば、第１及び第２ポート２０４、２０６は、流体圧シリンダ２００の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って形成されている。

また、ヘッドカバー２０２の内壁面には、ガイドロッド２０８の一端部が保持される第１ロッド孔２１０が形成され、前記第１ロッド孔２１０は、第２ポート２０６と連通している。

一方、ロッドカバー２１１の内壁面には、ガイドロッド２０８の他端部が保持される第２ロッド孔２１２が形成される。ガイドロッド２０８は、その内部に空間２１４を有した中空状で、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一直線状に形成される。

そして、ガイドロッド２０８は、その一端部が第１ロッド孔２１０に挿入されることで、内部の空間２１４が第２ポート２０６と連通し、前記ガイドロッド２０８の外周面に開口した連通ポート２１６を介して前記空間２１４とシリンダチューブ１２のシリンダ室２２ｂとが連通する。

また、ガイドロッド２０８は、ピストン１６０の内部に挿通され、該ピストン１６０を軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位自在に案内する。

このように、第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ２００では、ピストン１６０を軸方向に沿って案内し回転変位を規制するガイドロッド２０８を中空状とし、その内部の空間２１４を、第２ポート２０６に供給された圧力流体をピストン１６０とロッドカバー２１１との間のシリンダ室２２ｂへと供給する通路として利用することで、前記ガイドロッド２０８がピストン１６０の回転規制手段と圧力流体の供給手段とを兼ね備えることができる。

その結果、ピストン１６０の回転規制手段と圧力流体の供給手段とをそれぞれ別に設けた場合と比較し、流体圧シリンダ２００の構成を簡素化することが可能となり、それに伴って、製造コストの削減並びに組み付け工数の削減を図ることができる。

次に、第５の実施の形態に係る流体圧シリンダ２２０を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。なお、上述した第１〜第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０、１７０、２００と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第５の実施の形態に係る流体圧シリンダ２２０では、シリンダチューブ１２を挟んでヘッドカバー２２２とロッドカバー２２４とを連結する複数の連結ロッド２２６を前記シリンダチューブ１２の内部に挿通させるように設けている点で、第１〜第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０、１７０、２００と相違している。

この連結ロッド２２６は、例えば、２本設けられ、ヘッドカバー２２２を貫通した挿通孔２２８に挿通され、シリンダチューブ１２の内部に挿入した後、他端部をロッドカバー２２４のねじ穴２３０に対して螺合させることで連結される。そして、ヘッドカバー２２２の外側に突出した連結ロッド２２６の一端部に対して締結ナット９０を螺合させて締め付けることで、前記シリンダチューブ１２がヘッドカバー２２２とロッドカバー２２４とによって挟まれた状態で固定される。

また、この連結ロッド２２６は、シリンダチューブ１２の内部において、ピストン２３２の内部に挿通されることで、該ピストン２３２の回転変位を規制している。

このように、第５の実施の形態に係る流体圧シリンダ２２０では、ヘッドカバー２２２、シリンダチューブ１２及びロッドカバー２２４を軸方向に締結するための複数の連結ロッド２２６を備え、該連結ロッド２２６を前記シリンダチューブ１２の内部に設け、且つ、ピストン２３２の内部に挿通させる構成としている。これにより、連結ロッド２２６を利用してピストン２３２の回転変位を規制することができ、しかも、前記連結ロッド２２６をシリンダチューブ１２の外側に配置する場合（図１２Ｂ中、二点鎖線形状）と比較し、流体圧シリンダ２２０の軸方向と直交する断面形状の小型化を図ることができると共に、軽量化を図ることも可能となる。

次に、第６の実施の形態に係る流体圧シリンダ２４０を図１３Ａ及び図１３Ｂに示す。なお、上述した第１〜第５の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０、１７０、２００、２２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第６の実施の形態に係る流体圧シリンダ２４０では、ガイドロッドを設ける代わりに、ピストンロッド２４２の外周面に第１平坦部（嵌合部）２４４を設け、ロッドカバー２４６のロッド孔（嵌合孔）２４８に対して係合させることでピストン２５０の回転変位を規制している点で、第１〜第５の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１５０、１７０、２００、２２０と相違している。

この流体圧シリンダ２４０では、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように、ピストンロッド２４２における外周面の一部を平面状に切り欠いた一組の第１平坦部２４４が形成され、該第１平坦部２４４は、ピストンロッド２４２の本体部１２６に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に延在している。

ロッドカバー２４６は、図１３Ｂに示されるように、ピストンロッド２４２の挿通されるロッド孔２４８の内周面が、該ピストンロッド２４２の断面形状に対応した断面形状で形成され、第１平坦部２４４に臨む一組の第２平坦部２５２を有している。

そして、ピストンロッド２４２の他端部をロッド孔２４８へと挿通させ、第１平坦部２４４と第２平坦部２５２とを対向させるように配置することで、前記ピストンロッド２４２が前記ロッド孔２４８において回転することが規制される。

このように、第６の実施の形態に係る流体圧シリンダ２４０では、シリンダチューブ１２の内部にガイドロッドを設けることなく、ピストンロッド２４２の外周面、ロッド孔２４８の内周面に平面状の第１及び第２平坦部２４４、２５２をそれぞれ加工することで、ピストンロッド２４２を介してピストン２５０の回転変位を規制することが可能となる。

その結果、ガイドロッドを用いてピストンの回転規制を行う場合と比較し、流体圧シリンダ２４０の部品点数をさらに削減することが可能となり、しかも、組み付け工数もさらに削減することができる。

なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、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もちろんである。

１０、１５０、１７０、２００、２２０、２４０…流体圧シリンダ
１２…シリンダチューブ
１４、１８０、２０２、２２２…ヘッドカバー
１６、１８２、２１１、２２４、２４６…ロッドカバー
１８、１３０…ピストンユニット
２０、１５６ａ、１５６ｂ、２４２…ピストンロッド
８８、２２６…連結ロッド ９０…締結ナット
９２…検出センサ ９４…センサ保持体
９８…プレート体 １００…リング体
１２２、１３２ａ、１３２ｂ…マグネット
１２４、１５８、１９４、２０８…ガイドロッド
１５２…第１エンドカバー １５４…第２エンドカバー
１６０、２３２、２５０…ピストン １７２…第１シリンダチューブ
１７４…第２シリンダチューブ １７６…第１ピストン
１７８…第２ピストン １８４…中間プレート
１８６…第１ピストンロッド １９０…第２ピストンロッド
２１４…空間 ２４４…第１平坦部
２５２…第２平坦部

Claims (5)

1. 内部にシリンダ室を有した筒状のシリンダチューブと、該シリンダチューブの端部に装着されるカバー部材と、前記シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンとを有する流体圧シリンダにおいて、
   前記ピストンの周方向に沿った所定位置に設けられる磁性体と、
   前記ピストンの回転変位を規制する回転規制手段と、
   を備え、
   前記磁性体が、前記シリンダチューブの周面に沿って配置された検出センサに臨む位置に設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記回転規制手段は、前記シリンダチューブの内部に設けられ、前記カバー部材に固定されると共に前記ピストンに挿通されたロッドであることを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 請求項２記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記ロッドは、前記シリンダチューブの両端部に一組のカバー部材を連結するための連結ロッドであることを特徴とする流体圧シリンダ。
4. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記回転規制手段は、前記ピストンに連結されるピストンロッドの外周面に形成された嵌合部と、
   前記カバー部材に形成され前記嵌合部が挿通される嵌合孔と、
   からなることを特徴とする流体圧シリンダ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記磁性体は、形状及び／又は磁気特性の異なる複数のマグネットからなることを特徴とする流体圧シリンダ。

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