JP2020051586A - 流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】緩衝部材からヘッドカバーに作用する抗力を抑制して、ピストン又はヘッドカバーに加わる衝撃力を緩衝部材によって安定的に吸収すること。【解決手段】変形部２２における係止爪３１と対向する部位に、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形したときに変形部２２が係止爪３１に接触することを抑制するための逃がし部であるテーパ部２３を設けた。よって、テーパ部２３が設けられていない場合に比べると、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形していく途中で、変形部２２が係止爪３１に接触してしまうことが抑制される。その結果、変形部２２の変形量が増えても、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力が抑えられる。したがって、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑えつつも、緩衝部材２０の歪エネルギーが増加する。【選択図】図５

Description

本発明は、流体圧シリンダに関する。

従来から、流体圧シリンダにおいては、シリンダチューブ内に往復動可能に収容されるピストンがストロークエンドに到ったときに、ピストンからの衝撃を吸収し、ピストンをストロークエンドで緩衝的に停止させる緩衝部材を備えたものが、例えば特許文献１に知られている。特許文献１の流体圧シリンダでは、ロッドカバーの内端面におけるピストンと対向する位置、及びピストンにおけるヘッドカバーと対向する端面に、ゴム等の弾性材料からなる緩衝部材がそれぞれ設けられている。

そして、ピストンがロッドカバー側のストロークエンドに到ると、ピストンがロッドカバーの内端面に設けられた緩衝部材に当接する。これにより、緩衝部材が押し潰されて緩衝部材の歪エネルギーが増加することで、ピストン又はロッドカバーに加わる衝撃力が緩衝部材によって吸収され、ピストンがロッドカバー側のストロークエンドで緩衝的に停止する。一方、ピストンがヘッドカバー側のストロークエンドに到ると、ピストンの端面に設けられた緩衝部材がヘッドカバーに当接する。これにより、緩衝部材が押し潰されて緩衝部材の歪エネルギーが増加することで、ピストン又はヘッドカバーに加わる衝撃力が緩衝部材によって吸収され、ピストンがヘッドカバー側のストロークエンドで緩衝的に停止する。

特開２００５−３２０９９４号公報

図１１（ａ）に示すように、流体圧シリンダ１００の小型化を図るために、シリンダチューブ１０１の体格を小さくすると、シリンダチューブ１０１内に収容されるピストン１０２の外径が小さくなる。このため、ピストン１０２の端面１０２ａに設けられた緩衝部材１０３の歪エネルギーを増加させるためには、緩衝部材１０３とヘッドカバー１０４との接触面積を増加させる必要があるため、緩衝部材１０３の形状が略円盤形状となる。すると、緩衝部材１０３の厚みに対する緩衝部材１０３の外径が大きくなっていき、緩衝部材１０３の弾性変形が行われ難くなる。このため、緩衝部材１０３からヘッドカバー１０４に作用する抗力が増加するため、ピストン１０２又はヘッドカバー１０４に大きな衝撃力が加わってしまい、ピストン１０２又はヘッドカバー１０４が破損してしまう虞がある。また、ピストン１０２が小型になると、ピストン１０２の動作速度が速くなる。このとき、緩衝部材１０３の弾性変形が行われ難く、緩衝部材１０３からヘッドカバー１０４に作用する抗力が増加してしまう構成であると、ピストン１０２のサイズに対してピストン１０２に加わる衝撃力が大きくなり易いという問題もある。

ピストン１０２の端面１０２ａには、収容凹部１０５が形成されている。収容凹部１０５の内周面には、収容凹部１０５の内側に突出する係止爪１０５ａが形成されている。緩衝部材１０３は、係止爪１０５ａに係止可能なフランジ１０３ａと、フランジ１０３ａに連続するとともに係止爪１０５ａの内側を介して収容凹部１０５から外部に突出する変形部１０３ｂと、を有している。そして、フランジ１０３ａが係止爪１０５ａに係止されるように、緩衝部材１０３を収容凹部１０５に挿入することにより、緩衝部材１０３が収容凹部１０５に嵌め込まれた状態で支持されている。

図１１（ｂ）に示すように、緩衝部材１０３の変形部１０３ｂがヘッドカバー１０４に当接して押し潰されると、変形部１０３ｂが係止爪１０５ａに向けて膨らむように弾性変形していく途中で、変形部１０３ｂの外面１０３ｃが係止爪１０５ａに接触する。すると、変形部１０３ｂの弾性変形がそれ以上行われ難くなり、緩衝部材１０３からヘッドカバー１０４に作用する抗力が急激に増加する。その結果、ピストン１０２又はヘッドカバー１０４に大きな衝撃力が加わってしまい、ピストン１０２又はヘッドカバー１０４が破損してしまう虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、緩衝部材からヘッドカバーに作用する抗力を抑制して、ピストン又はヘッドカバーに加わる衝撃力を緩衝部材によって安定的に吸収することができる流体圧シリンダを提供することにある。

上記課題を解決する流体圧シリンダは、シリンダチューブと、前記シリンダチューブの一端部に取り付けられるヘッドカバーと、前記シリンダチューブ内に往復動可能に収容されるピストンと、前記ピストンにおける前記ヘッドカバーと対向する端面に設けられる弾性材料からなる緩衝部材と、を備え、前記ピストンの端面には、収容凹部が形成されており、前記収容凹部の内周面には、前記収容凹部の内側に突出する係止爪が設けられており、前記緩衝部材は、前記係止爪に係止可能なフランジと、前記フランジに連続するとともに前記係止爪の内側を介して前記収容凹部から外部に突出する変形部と、を有し、前記変形部が前記ヘッドカバーに当接して押し潰されて前記係止爪に向けて膨らむように弾性変形することで、前記ピストン又は前記ヘッドカバーに加わる衝撃力を前記緩衝部材によって吸収する流体圧シリンダであって、前記変形部における前記係止爪と対向する部位、及び前記係止爪における前記変形部と対向する部位の少なくとも一方には、前記変形部が押し潰されて前記係止爪に向けて膨らむように弾性変形したときに前記変形部が前記係止爪に接触することを抑制するための逃がし部が設けられている。

上記流体圧シリンダにおいて、前記逃がし部は、前記緩衝部材に最大の歪エネルギーが加わったとしても前記変形部と前記係止爪との非接触状態が確保される形状であり、前記変形部における前記フランジからの突出量は、前記緩衝部材に最大の歪エネルギーが加わったとしても前記ピストンの端面と前記ヘッドカバーとの非接触状態が確保される突出量に設定されているとよい。

上記流体圧シリンダにおいて、前記逃がし部は、前記変形部が弾性変形して前記ピストンの端面と前記ヘッドカバーとが接触したとしても、前記変形部と前記係止爪との非接触状態が確保される形状であるとよい。

上記流体圧シリンダにおいて、前記逃がし部は、前記変形部における前記係止爪と対向する部位に設けられているとよい。
上記流体圧シリンダにおいて、前記逃がし部は、前記フランジから離間するにつれて前記係止爪から離間していくように傾斜するテーパ部であるとよい。

上記流体圧シリンダにおいて、前記緩衝部材は、前記緩衝部材が弾性変形したときに前記収容凹部の内周面に接触することを抑制する収容凹部側逃がし部をさらに有しているとよい。

この発明によれば、緩衝部材からヘッドカバーに作用する抗力を抑制して、ピストン又はヘッドカバーに加わる衝撃力を緩衝部材によって安定的に吸収することができる。

実施形態における流体圧シリンダを示す断面図。 ピストン及び緩衝部材を示す拡大断面図。 緩衝部材の斜視図。 緩衝部材がヘッドカバーに当接した状態を示す拡大断面図。 緩衝部材が弾性変形した状態を示す拡大断面図。 緩衝部材からヘッドカバーに作用する抗力と緩衝部材の変形量との関係を示すグラフ。 緩衝部材からヘッドカバーに作用する抗力と緩衝部材の歪エネルギーとの関係を示すグラフ。 別の実施形態におけるピストン及び緩衝部材を示す拡大断面図。 別の実施形態における緩衝部材の斜視図。 別の実施形態における緩衝部材の斜視図。 （ａ）は従来例における流体圧シリンダの一部を示す断面図、（ｂ）は緩衝部材が弾性変形した状態を示す拡大断面図。

以下、流体圧シリンダを具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
図１に示すように、流体圧シリンダ１０は、筒状のシリンダチューブ１１と、シリンダチューブ１１の軸方向の一端部に取り付けられるヘッドカバー１２と、シリンダチューブ１１の軸方向の他端部に取り付けられるロッドカバー１３と、を備えている。ヘッドカバー１２は、シリンダチューブ１１の一端側の開口を閉塞している。ロッドカバー１３は、シリンダチューブ１１の他端側の開口を閉塞している。そして、シリンダチューブ１１、ヘッドカバー１２、及びロッドカバー１３によって、シリンダチューブ１１内にシリンダ室１４が区画されている。シリンダ室１４を形成するシリンダチューブ１１の内周面は円筒状である。

シリンダチューブ１１の外周壁におけるヘッドカバー１２寄りには、シリンダチューブ１１の内周面に開口する第１流体給排ポート１１ａが形成されている。シリンダチューブ１１の外周壁におけるロッドカバー１３寄りには、シリンダチューブ１１の内周面に開口する第２流体給排ポート１１ｂが形成されている。

シリンダ室１４には、シリンダ室１４内を往復動可能な円環状のピストン１５が収容されている。よって、ピストン１５は、シリンダチューブ１１内に往復動可能に収容されている。ピストン１５は、シリンダ室１４を、ヘッドカバー１２側の第１圧力作用室１４ａと、ロッドカバー１３側の第２圧力作用室１４ｂとに区画している。第１圧力作用室１４ａは第１流体給排ポート１１ａに連通するとともに、第２圧力作用室１４ｂは第２流体給排ポート１１ｂに連通している。

ピストン１５の外周面には、第１圧力作用室１４ａと第２圧力作用室１４ｂとの間をシールするゴム製のピストンパッキン１５ｓが装着されている。また、ピストン１５の外周面におけるピストンパッキン１５ｓよりもロッドカバー１３寄りには、ピストン位置検出用のマグネット１６が装着されている。さらに、ピストン１５の外周面におけるピストンパッキン１５ｓよりもヘッドカバー１２寄りには、スリットを有する不完全環状のウェアリング１７が装着されている。ウェアリング１７の外周面は、ピストン１５の外周面よりもピストン１５の径方向外側に位置している。そして、ウェアリング１７の外周面がシリンダチューブ１１の内周面に摺接することにより、ピストン１５が偏心してしまうことが抑制されている。

ピストン１５には、ピストンロッド１８が取り付けられている。ピストンロッド１８におけるピストン１５とは反対側の端部は、ロッドカバー１３に形成されたロッド挿通孔１３ｈを介して外部に突出している。ピストン１５とピストンロッド１８とは、シリンダチューブ１１の軸方向に沿って一体的に移動する。よって、ピストンロッド１８は、シリンダチューブ１１に対して出没可能になっている。

ピストン１５におけるロッドカバー１３側の端面１５ａには、円環状の緩衝部材１９が設けられている。緩衝部材１９は、弾性材料であるゴムからなる。緩衝部材１９は、ピストンロッド１８に圧入されることにより、ピストン１５側の端面がピストン１５の端面１５ａに当接した状態で位置決めされている。さらに、ピストン１５におけるヘッドカバー１２側の端面１５ｂには、円環状の緩衝部材２０が設けられている。よって、流体圧シリンダ１０は、ピストン１５におけるヘッドカバー１２と対向する端面１５ｂに設けられる弾性材料からなる緩衝部材２０を備えている。緩衝部材２０は、ゴム製である。

図２に示すように、ピストン１５の端面１５ｂには、円穴状の収容凹部３０が形成されている。収容凹部３０の開口端部には、収容凹部３０の開口端部から収容凹部３０の内側に突出する円環状の係止爪３１が設けられている。

図３に示すように、緩衝部材２０は、係止爪３１に係止可能な円環状のフランジ２１と、フランジ２１に連続するとともに係止爪３１の内側を介して収容凹部３０から外部に突出する円盤状の変形部２２と、を有している。図２に示すように、変形部２２における係止爪３１と対向する部位は、フランジ２１から離間するにつれて係止爪３１から離間していくように傾斜するテーパ部２３になっている。よって、変形部２２は、フランジ２１から離れるにつれて外径が徐々に縮径していく。テーパ部２３におけるフランジ２１とは反対側の端縁に連続する変形部２２の端面２２ｅは平坦面状である。

そして、フランジ２１が係止爪３１に係止されるように、緩衝部材２０を収容凹部３０に挿入することにより、緩衝部材２０が収容凹部３０に嵌め込まれた状態で支持されている。緩衝部材２０が弾性変形する前の状態では、フランジ２１の外周面２１ａと収容凹部３０の内周面３０ａとは非接触状態である。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図１に示すように、第１流体給排ポート１１ａから第１圧力作用室１４ａに流体が供給されると、ピストン１５がロッドカバー１３に向けて移動し始める。すると、第２圧力作用室１４ｂの流体が第２流体給排ポート１１ｂを介して外部へ排出され、ピストン１５がロッドカバー１３側のストロークエンドに到るまで移動する。これにより、ピストンロッド１８がシリンダチューブ１１に対して突出する方向へ移動する。ピストン１５がロッドカバー１３側のストロークエンドに到ると、緩衝部材１９がロッドカバー１３に当接する。これにより、緩衝部材１９が押し潰されてシリンダチューブ１１の内周面に向けて膨らむように弾性変形して、緩衝部材１９の歪エネルギーが増加することで、ピストン１５又はロッドカバー１３に加わる衝撃力が緩衝部材１９によって吸収され、ピストン１５がロッドカバー１３側のストロークエンドで緩衝的に停止する。

緩衝部材１９は、押し潰されてシリンダチューブ１１の内周面に向けて膨らむように弾性変形していく途中で、緩衝部材１９の外周面がシリンダチューブ１１の内周面に接触しないように、緩衝部材１９の外周面とシリンダチューブ１１の内周面とのクリアランスが予め設定されている。

第２流体給排ポート１１ｂから第２圧力作用室１４ｂに流体が供給されると、ピストン１５がヘッドカバー１２に向けて移動し始める。すると、第１圧力作用室１４ａの流体が第１流体給排ポート１１ａを介して外部へ排出され、ピストン１５がヘッドカバー１２側のストロークエンドに到るまで移動する。これにより、ピストンロッド１８がシリンダチューブ１１に対して没入する方向へ移動する。

図４に示すように、ピストン１５がヘッドカバー１２側のストロークエンドに到ると、緩衝部材２０の変形部２２の端面２２ｅがヘッドカバー１２に当接する。これにより、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形して、緩衝部材２０の歪エネルギーが増加することで、ピストン１５又はヘッドカバー１２に加わる衝撃力が緩衝部材２０によって吸収され、ピストン１５がヘッドカバー１２側のストロークエンドで緩衝的に停止する。

図５に示すように、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形しても、変形部２２における係止爪３１と対向する部位がテーパ部２３になっているため、変形部２２が係止爪３１に接触しないようになっている。よって、テーパ部２３は、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形したときに変形部２２が係止爪３１に接触することを抑制するための逃がし部である。したがって、変形部２２における係止爪３１と対向する部位には、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形したときに変形部２２が係止爪３１に接触することを抑制するための逃がし部が設けられている。

また、変形部２２が押し潰されて弾性変形することに伴ってフランジ２１も弾性変形する。フランジ２１の弾性変形は、フランジ２１の外周面２１ａが収容凹部３０の内周面３０ａに接触するまで行われる。そして、フランジ２１の外周面２１ａが収容凹部３０の内周面３０ａに接触すると、フランジ２１の弾性変形が行われなくなり、緩衝部材２０においては、変形部２２の弾性変形のみが継続され、変形部２２が係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形していく。

そして、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったときに、変形部２２と係止爪３１とは非接触状態になっている。よって、本実施形態において、テーパ部２３は、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったとしても変形部２２と係止爪３１との非接触状態が確保される形状になっている。

また、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったときに、ピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが非接触状態になっている。よって、本実施形態において、変形部２２におけるフランジ２１からの突出量は、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったとしてもピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２との非接触状態が確保される突出量に設定されている。さらに、変形部２２が押し潰されて弾性変形し、ピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが接触したとしても、変形部２２と係止爪３１とが非接触になっている。よって、本実施形態において、テーパ部２３は、変形部２２が弾性変形してピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが接触したとしても、変形部２２と係止爪３１との非接触状態が確保される形状になっている。

図２において二点鎖線で示すように、変形部２２にテーパ部２３が形成されておらず、変形部２２の外径が、例えば、テーパ部２３におけるフランジ２１との境界部と同じ外径である円柱状の変形部２２である場合を考える。このような図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の従来例のような場合、本実施形態のように変形部２２にテーパ部２３が形成されている場合に比べると、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形していく途中で、変形部２２が係止爪３１に接触し易くなる。

図６において、実線Ｌ１では、本実施形態における緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力と緩衝部材２０の変形量との関係を示し、二点鎖線Ｌ２では、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の従来例に示す比較例における緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力と緩衝部材２０の変形量との関係を示している。図６に示すように、変形部２２が弾性変形していき、変形部２２の変形量が増加していくにつれて、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力は徐々に増加していく。緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力は、変形部２２が係止爪３１に接触すると、変形部２２の弾性変形が行われ難くなるため、急激に増加していく。ここで、本実施形態では、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形しても、変形部２２が係止爪３１に接触しないため、変形部２２の変形量が増えても、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力の増加量が比較例に比べて少なくなっている。

図７において、実線Ｌ１１では、本実施形態における緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力と緩衝部材２０の歪エネルギーとの関係を示し、二点鎖線Ｌ１２では、比較例における緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力と緩衝部材２０の歪エネルギーとの関係を示している。図７に示すように、本実施形態では、変形部２２の変形量による歪エネルギーが増えても、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力の増加量が比較例に比べて少ないため、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑えつつも、緩衝部材２０の歪エネルギーを増加させることが可能となっている。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）変形部２２における係止爪３１と対向する部位には、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形したときに変形部２２が係止爪３１に接触することを抑制するための逃がし部であるテーパ部２３が設けられている。これによれば、テーパ部２３が設けられていない場合に比べると、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形していく途中で、変形部２２が係止爪３１に接触してしまうことが抑制される。その結果、変形部２２の変形量が増えても、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑えることができる。したがって、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑えつつも、緩衝部材２０の歪エネルギーを増加させることができる。その結果、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑制して、ピストン１５又はヘッドカバー１２に加わる衝撃力を緩衝部材２０によって安定的に吸収することができる。

（２）テーパ部２３は、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったとしても変形部２２と係止爪３１との非接触状態が確保される形状になっている。また、変形部２２におけるフランジ２１からの突出量は、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったとしてもピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２との非接触状態が確保される突出量に設定されている。これによれば、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったときの緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を効率良く低下させることができる。さらには、シリンダチューブ１１の軸方向の寸法を最も短く設定することができる。

（３）テーパ部２３は、変形部２２が弾性変形してピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが接触したとしても、変形部２２と係止爪３１との非接触状態が確保される形状になっている。これによれば、変形部２２が弾性変形してピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが接触したときに、変形部２２と係止爪３１とが接触状態になる場合に比べると、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったときの緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を低下させ易くすることができる。

（４）テーパ部２３を、変形部２２における係止爪３１と対向する部位に設けた。これによれば、例えば、係止爪３１における変形部２２と対向する部位に、逃がし部であるテーパ部を設ける場合に比べると、ピストン１５の形状が複雑なものにならず、ピストン１５の成形を容易なものとすることができる。

（５）変形部２２における係止爪３１と対向する部位に、フランジ２１から離間するにつれて係止爪３１から離間していくように傾斜するテーパ部２３を、逃がし部として設けた。これによれば、例えば、変形部２２に、係止爪３１から離間する方向に弧状に凹む湾曲部を、逃がし部として設ける場合に比べると、緩衝部材２０の形状が複雑なものにならず、緩衝部材２０の成形を容易なものとすることができる。

（６）緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑えることができるため、緩衝部材２０の厚みに対する緩衝部材２０の外径が大きくなって、緩衝部材２０の弾性変形が行われ難くなる構成であっても、ピストン１５又はヘッドカバー１２に大きな衝撃力が加わってしまうことを抑制することができる。

（７）緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑制して、ピストン１５に加わる衝撃力を緩衝部材２０によって安定的に吸収することができるため、ピストン１５が小型になって、ピストン１５の動作速度が速くなったとしても、ピストン１５のサイズに対してピストン１５に加わる衝撃力が大きくなってしまうことを抑制できる。

（８）緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑えるために、例えば、緩衝部材２０の厚みを増加させる必要が無いため、流体圧シリンダ１０を小型化することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・ 図８に示すように、変形部２２にテーパ部２３を設けずに、係止爪３１における変形部２２と対向する部位に、逃がし部であるテーパ部３３を設けてもよい。テーパ部３３は、収容凹部３０の開口に向かうにつれて変形部２２から離間していくように傾斜している。これによれば、テーパ部３３が設けられていない場合に比べると、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形していく途中で、変形部２２が係止爪３１に接触してしまうことが抑制される。

・ 実施形態において、変形部２２における係止爪３１と対向する部位にテーパ部２３が設けられており、係止爪３１における変形部２２と対向する部位にもテーパ部３３が設けられている構成であってもよい。要は、変形部２２における係止爪３１と対向する部位、及び係止爪３１における変形部２２と対向する部位の少なくとも一方に逃がし部が設けられていればよい。

・ 図９に示すように、緩衝部材２０は、緩衝部材２０が弾性変形したときに収容凹部３０の内周面３０ａに接触することを抑制する収容凹部側逃がし部２２ａをさらに有していてもよい。図９に示す実施形態では、緩衝部材２０は、３つの接触部４１を有している。３つの接触部４１の外面は、変形部２２におけるテーパ部２３よりも変形部２２の端面２２ｅとは反対側の部位から膨出する半円形状である。３つの接触部４１は、緩衝部材２０の周方向で１２０度置きに配置されている。３つの接触部４１は、係止爪３１に係止可能なフランジとして機能するとともに、収容凹部３０の内周面３０ａに接触して、緩衝部材２０における収容凹部３０に対する位置決めを行う。収容凹部側逃がし部２２ａは、変形部２２におけるテーパ部２３よりも変形部２２の端面２２ｅとは反対側の部位であって、且つ緩衝部材２０の周方向で隣り合う接触部４１同士を繋ぐ部位である。

そして、変形部２２が押し潰されることに伴って収容凹部側逃がし部２２ａが収容凹部３０の内周面３０ａに向けて膨らむように弾性変形しても、収容凹部側逃がし部２２ａが収容凹部３０の内周面３０ａに接触しないようになっている。図６では、図９に示す実施形態における緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力と緩衝部材２０の変形量との関係を一点鎖線Ｌ３で示している。図９に示す実施形態では、変形部２２が押し潰されることに伴って収容凹部側逃がし部２２ａが収容凹部３０の内周面３０ａに向けて膨らむように弾性変形しても、収容凹部側逃がし部２２ａが収容凹部３０の内周面３０ａに接触しないようになっている。よって、図３に示す実施形態のように、変形部２２が押し潰されて弾性変形することに伴ってフランジ２１の外周面２１ａ全体が収容凹部３０の内周面３０ａに接触する構成では無いため、変形部２２の変形量が増えても、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力の増加量が実線Ｌ１に比べて少なくなっている。

図７では、図９に示す実施形態における緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力と緩衝部材２０の歪エネルギーとの関係を一点鎖線Ｌ１３で示している。図９に示す実施形態では、変形部２２の変形量による歪エネルギーが増えても、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力の増加量が実線Ｌ１に比べて少ない。このため、図７において実線Ｌ１１と一点鎖線Ｌ１３とを比較して分かるように、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力を抑えつつも、緩衝部材２０の歪エネルギーを増加させることが可能である。

これによれば、緩衝部材２０は、緩衝部材２０が弾性変形したときに収容凹部３０の内周面３０ａに接触することを抑制する収容凹部側逃がし部２２ａをさらに有しているため、緩衝部材２０からヘッドカバー１２に作用する抗力が抑え易く、緩衝部材２０の歪エネルギーを増加させ易くすることができる。また、緩衝部材２０における収容凹部３０に対しての位置決め精度を向上させることができ、均等な逃がし寸法が確保できることから、緩衝部材２０の体積低下を少なくすることができる。

・ 図１０に示すように、フランジ２１が、複数の接触部４１と、収容凹部側逃がし部４２と、から構成されていてもよい。収容凹部側逃がし部４２は円環状であるとともに、複数の接触部４１は、収容凹部側逃がし部４２の外周面４２ａからそれぞれ突出している。このような構成であっても、図９に示す実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

・ 図９及び図１０に示す実施形態において、接触部４１の数は３つに限定されるものではなく、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
・ 例えば、フランジ２１の外周面の一部分を切り欠くことにより、収容凹部側逃がし部を設けてもよい。

・ 実施形態において、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったときに、変形部２２と係止爪３１とが接触状態になっていてもよい。したがって、テーパ部２３は、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったとしても変形部２２と係止爪３１との非接触状態が確保される形状になっていなくてもよい。

・ 実施形態において、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったときに、ピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが接触状態になっていてもよい。したがって、変形部２２におけるフランジ２１からの突出量は、緩衝部材２０に最大の歪エネルギーが加わったとしてもピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２との非接触状態が確保される突出量に設定されていなくてもよい。

・ 実施形態において、変形部２２が弾性変形してピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが接触したときに、変形部２２と係止爪３１とが接触状態になっていてもよい。したがって、テーパ部２３は、変形部２２が弾性変形してピストン１５の端面１５ｂとヘッドカバー１２とが接触したとしても、変形部２２と係止爪３１との非接触状態が確保される形状になっていなくてもよい。

・ 実施形態において、例えば、変形部２２に、係止爪３１から離間する方向に弧状に凹む湾曲部を、逃がし部として設けてもよい。
・ 実施形態において、変形部２２にテーパ部２３が形成されておらず、変形部２２の外径が、変形部２２の端面２２ｅと同じ外径である円柱状の変形部２２であってもよい。この場合、変形部２２にテーパ部２３が形成されておらず、変形部２２の外径が、例えば、テーパ部２３におけるフランジ２１との境界部と同じ外径である円柱状の変形部２２である場合に比べると、変形部２２が押し潰されて係止爪３１に向けて膨らむように弾性変形していく途中で、変形部２２が係止爪３１に接触してしまうことが抑制される。よって、変形部２２の外周面は、変形部２２が係止爪３１に接触することを抑制するための逃がし部として機能する。

・ 実施形態において、収容凹部３０の開口端部に、収容凹部３０の内周面３０ａから収容凹部３０の内側に突出するとともに互いに対向配置される一対の係止爪３１が設けられていてもよい。要は、係止爪３１は環状でなくてもよい。

・ 実施形態において、例えば、樹脂製の緩衝部材２０を用いてもよく、緩衝部材２０の材料は、弾性材料であれば特に限定されるものではない。
・ 実施形態では、流体圧シリンダ１０を小型化した場合の課題について述べたが、大型の流体圧シリンダにおいても適用が可能である。

１０…流体圧シリンダ、１１…シリンダチューブ、１２…ヘッドカバー、１５…ピストン、１５ｂ…端面、２０…緩衝部材、２１…フランジ、２２…変形部、２２ａ，４２…収容凹部側逃がし部、２３，３３…逃がし部であるテーパ部、３０…収容凹部、３０ａ…内周面、３１…係止爪、４１…接触部。

Claims (6)

1. シリンダチューブと、
   前記シリンダチューブの一端部に取り付けられるヘッドカバーと、
   前記シリンダチューブ内に往復動可能に収容されるピストンと、
   前記ピストンにおける前記ヘッドカバーと対向する端面に設けられる弾性材料からなる緩衝部材と、を備え、
   前記ピストンの端面には、収容凹部が形成されており、
   前記収容凹部の内周面には、前記収容凹部の内側に突出する係止爪が設けられており、
   前記緩衝部材は、前記係止爪に係止可能なフランジと、前記フランジに連続するとともに前記係止爪の内側を介して前記収容凹部から外部に突出する変形部と、を有し、
   前記変形部が前記ヘッドカバーに当接して押し潰されて前記係止爪に向けて膨らむように弾性変形することで、前記ピストン又は前記ヘッドカバーに加わる衝撃力を前記緩衝部材によって吸収する流体圧シリンダであって、
   前記変形部における前記係止爪と対向する部位、及び前記係止爪における前記変形部と対向する部位の少なくとも一方には、前記変形部が押し潰されて前記係止爪に向けて膨らむように弾性変形したときに前記変形部が前記係止爪に接触することを抑制するための逃がし部が設けられていることを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 前記逃がし部は、前記緩衝部材に最大の歪エネルギーが加わったとしても前記変形部と前記係止爪との非接触状態が確保される形状であり、
   前記変形部における前記フランジからの突出量は、前記緩衝部材に最大の歪エネルギーが加わったとしても前記ピストンの端面と前記ヘッドカバーとの非接触状態が確保される突出量に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
3. 前記逃がし部は、前記変形部が弾性変形して前記ピストンの端面と前記ヘッドカバーとが接触したとしても、前記変形部と前記係止爪との非接触状態が確保される形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体圧シリンダ。
4. 前記逃がし部は、前記変形部における前記係止爪と対向する部位に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ。
5. 前記逃がし部は、前記フランジから離間するにつれて前記係止爪から離間していくように傾斜するテーパ部であることを特徴とする請求項４に記載の流体圧シリンダ。
6. 前記緩衝部材は、前記緩衝部材が弾性変形したときに前記収容凹部の内周面に接触することを抑制する収容凹部側逃がし部をさらに有していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ。