JP3904992B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧シリンダに関し、特に、ピストン部材の進出限界位置と退入限界位置とを検出する為の構造をコンパクトに構成したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、油圧等の高圧の流体圧で作動する流体圧シリンダには、流体圧シリンダの作動状態を確認するために、ピストン部材の進出限界位置と退入限界位置とを検出可能な位置検出手段が設けられているものがある。しかし、このような流体圧シリンダにおいては、進出限界位置と退入限界位置とを夫々検出する２つの位置検出手段が、シリンダ本体の外側でピストン部材のストローク分だけ互いに離れた位置に設けられていることが多いが、特に、ピストン部材のストロークが比較的大きい流体圧シリンダでは、必然的にこのような位置検出の為の構造が大きくなってしまうため、流体圧シリンダを小型化することが困難であった。
【０００３】
そこで、ピストン部材の進出限界位置と退入限界位置とを検出可能で且つその検出の為の構造をコンパクトに構成した種々の流体圧シリンダが提案されている。例えば、特開２０００−１７０７１３号公報に記載の流体圧シリンダには、ロッド部側（ロッド部の進出側）において、ピン部材と、このピン部材をピストン部材の退入側へ付勢する付勢部材とが設けられ、さらに、ピン部材と協働してピストン部材の進出限界位置を検出するリミットスイッチもシリンダ本体の外側に露出して設けられており、これらピン部材、付勢部材、リミットスイッチによりピストン部材の進出限界位置を検出可能に構成されている。
【０００４】
同様に、ヘッド部側（ロッド部の退入側）においても、ピン部材、付勢部材、リミットスイッチによりピストン部材の退入限界位置を検出可能に構成されている。従って、ピストン部材が進出限界位置又は退入限界位置に達したときにはじめてピン部材がピストン部材で操作されて、ピストン部材の位置が検出されることになるため、流体圧シリンダのストローク方向の長さを短くすることが可能である。
【０００５】
一方、特開２０００−３２９１１２号公報に記載の流体圧シリンダにおいては、ピストン部材の内部にロッド部と平行な挿通孔が形成され、この挿通孔には非磁性体であるステンレス製の保護管が挿通されており、この保護管内には、ピストン部材の進出限界位置と退入限界位置とを検出可能な２つのリードスイッチを夫々内部に備えた２本のパイプが配設されている。
【０００６】
２つのリードスイッチは、従来の流体圧シリンダと同じく、ピストン部材のストローク分だけ互いに離れた位置に配設する必要があるが、ピストン部材の内部の空間を有効に利用しているため、流体圧シリンダのストローク方向の長さが長くなることはない。さらに、挿通孔の内周部にはマグネットが装着され、ピストン部材が進出限界位置又は退入限界位置まで到達してマグネットがリードスイッチの位置に達すると、マグネットの磁場によりリードスイッチが作動してピストン部材の進出限界位置と退入限界位置とを検出するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記前者公報の流体圧シリンダにおいては、ロッド側とヘッド側の両方にリミットスイッチを設けることになるため、リミットスイッチのリード線を何れか一方に束ねることは困難であり、流体圧シリンダの使用される作業環境によっては各種作業の邪魔になりかねない。また、リミットスイッチがシリンダ本体の外側に露出して設けられているため、特に、作業環境の悪い場所でこの流体圧シリンダを使用すると、リミットスイッチに水、油、塵等が付着してリミットスイッチが誤って作動したり、リミットスイッチが破損する虞もある。
【０００８】
一方、後者公報の流体圧シリンダにおいては、ピストン部材の内部に２つのリードスイッチを設けることにより、流体圧シリンダの全長を短くすることができる。しかし、ピストン部材の進出時にはリードスイッチを保護する保護管に高圧（例えば、約７ＭＰａ）の流体圧が作用することになるため、強度を確保するためには肉厚の厚い保護管を使用せざるを得ず、必然的に、ピストン部材、特にロッド部の径が大きくなり、ロッド部の径の小さい流体圧シリンダに適用することは困難である。また、ストロークが異なる複数種類の流体圧シリンダでは、２つのリードスイッチ間の距離や保護管の長さが異なるため、パイプ、保護管等、共通化できない部品が多くなり、製作コスト面で不利である。
【０００９】
本発明の目的は、ピストン部材の進出限界位置と退入限界位置を検出する為の構造をコンパクトに構成して流体圧シリンダのサイズを小型化すること、ストロークの異なる流体圧シリンダの間で極力多くの部品を共通化できるように構成して汎用性を高めること、等である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の流体圧シリンダは、ヘッド側壁とロッド側壁とを含むシリンダ本体と、ロッド側壁を挿通するロッド部を含むピストン部材とを備えた流体圧シリンダにおいて、前記ピストン部材にロッド部と平行にロッド部と反対側から形成された挿入穴と、前記シリンダ本体のヘッド側壁に挿入穴と対向状に形成された保持穴と、前記保持穴を貫通して挿入穴に挿入され且つ保持穴に所定距離移動可能に保持された軸部材と、前記軸部材のうちの挿入穴側の先端部に形成された係合受動部と、前記ピストン部材に設けられ、ピストン部材が進出限界位置に移動するときその進出限界位置の近傍位置で前記係合受動部に係合して軸部材をロッド部側へ移動させる係合能動部と、前記軸部材と協働してピストン部材の進出限界位置を検出可能な第１位置検出手段と、ヘッド側壁にロッド部と平行に且つピストン部材に対向状に形成されたピン孔およびこのピン孔に所定距離移動自在に挿通されたピン部材と、このピン部材と協働してピストン部材の退入限界位置を検出可能な第２位置検出手段とを備え、前記第１、第２位置検出手段はヘッド側壁の外側に配設され、これら第１、第２位置検出手段をカバーするカバー部材をヘッド側壁に取付け、前記カバー部材に摺動自在に内嵌されたスリーブ部材を介して前記ピン部材をピストン部材側へ付勢する第２付勢部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
ピストン部材に流体圧が作用してピストン部材が進出側へ駆動されたときに、ヘッド側壁の保持穴に保持された軸部材はロッド部側（進出側）へすぐには移動せず、初めはピストン部材のみが進出側へ移動する。さらにピストン部材が進出側へ移動して進出限界位置の近傍位置まで到達すると、ピストン部材に設けられた係合能動部が軸部材の先端部に形成された係合受動部に係合して、ようやく軸部材がピストン部材と一体的にロッド部側へ移動し始める。そして、ピストン部材が進出限界位置に到達したときには、軸部材は少し（進出限界位置からその近傍位置までの距離）だけ移動した状態となり、第１位置検出手段によりピストン部材の進出限界位置が検出される。ここで、第１位置検出手段としては、リミットスイッチや近接スイッチ、フォトインタラプタ等、種々のスイッチ、センサを使用できる。
【００１２】
このように、ピストン部材が進出限界位置の近傍位置から進出限界位置まで進出する間だけ軸部材がピストン部材と共に進出側へ移動するため、軸部材の移動量が小さくなって、流体圧シリンダのストローク方向の長さを短くして、流体圧シリンダを小型化することが可能になる。さらに、この進出限界位置を検出する為の構成のうちの大部分（例えば、係合能動部、第１位置検出手段等）は、ピストン部材のストロークとは無関係に構成できるため、ストロークの異なる複数種類の流体圧シリンダについて、このような部分を共通化して汎用性を高めることができる。
ピストン部材が退入側へ移動するときには、そのピストン部材の移動に伴ってピン部材はピストン部材により退入側へ移動駆動される。さらにピストン部材が退入して退入限界位置まで移動したときには、ピン部材は所定距離移動した状態となり、ピン部材と第２位置検出手段との協働によりピストン部材の退入限界位置が検出される。
従って、流体圧シリンダを作業環境の悪い場所で使用する場合でも、第１、第２位置検出手段がカバー部材で覆われているため、第１、第２位置検出手段に水、油、塵等が付着して第１、第２位置検出手段が誤って作動するのを防止できる。
ピン部材は、ピストン部材の進退方向に移動可能にピン孔に挿通されているため、ピストン部材が退入限界位置よりも進出側にある状態では、ピン部材がピストン部材の退入側へ移動して、第２位置検出手段が誤って作動してしまう虞がある。
そこで、第２付勢部材によりピン部材をピストン部材側へ付勢してピン部材の先端をピストン部材に押し付けておくことで、ピストン部材が退入限界位置よりも進出側にある状態では、ピン部材は第２付勢部材の付勢力によりピストン部材側へ移動するため、ピン部材がピストン部材の移動とは無関係に移動して第２位置検出手段が誤って作動するのを防止できる。さらに、ピン部材は、スリーブ部材を介して第２付勢部材にピストン部材側へ付勢されているため、ピン部材に対して、第２付勢部材の付勢力をピン部材に平行な方向へ作用させて、ピン部材に曲げモーメントが作用するのを防止できる。
【００１３】
請求項２の流体圧シリンダは、請求項１の発明において、前記ヘッド側壁の外側へ突出する軸部材の外端部に軸部材と直交方向へ延びるアーム部材を固定し、このアーム部材に第１位置検出手段を検出作動させる被検出体を設けたことを特徴とするものである。このように、被検出体をアーム部材を介して軸部材の軸心からその径方向へずらして配設したので、ヘッド側壁の外側において、比較的小さなスペースに被検出体と第１位置検出手段をコンパクトに配置することができ、流体圧シリンダを小型化することが可能になる。
【００１４】
請求項３の流体圧シリンダは、請求項１又は２の発明において、前記軸部材をロッド部と反対側へ付勢する第１付勢部材を設けたことを特徴とするものである。軸部材はヘッド側壁の保持穴に移動可能に保持されているため、特に、軸部材に高圧の流体圧が作用しないピストン部材の退入動作時に、軸部材がピストン部材の移動とは無関係に移動してしまい第１位置検出手段が誤作動を起こす虞がある。そこで、第１付勢部材で軸部材をロッド部と反対側（ピストン部材の退入側）へ付勢しておくことで、軸部材がロッド部側へ移動せず、第１位置検出手段が誤って作動してしまうことがない。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００２０】
請求項４の流体圧シリンダは、請求項１の発明において、前記ヘッド側壁に、スリーブ部材の回転を規制する回転規制部材を設けたことを特徴とするものである。この回転規制部材によりスリーブ部材の回転が規制されるため、スリーブ部材の回転によりピン部材ががたつくことがなくなり、第２位置検出手段により確実にピストン部材の退入限界位置を検出することができる。
【００２１】
請求項５の流体圧シリンダは、請求項１の発明において、前記第１、第２位置検出手段は、夫々リミットスイッチからなることを特徴としている。従って、２つのリミットスイッチにより、ピストン部材の進出限界位置と退入限界位置を検出することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、成形機用金型の中子を進退駆動する中子駆動用の油圧シリンダに本発明を適用したものである。図１〜図３に示すように、この油圧シリンダ１は、ヘッド側壁１１とロッド側壁１２とを含むシリンダ本体２と、ロッド側壁１２を挿通するロッド部３ｂを含むピストン部材３とを備えている。さらに、中子（図示略）の位置を確認してから金型の型開き等の作業を行う必要があるため、図４〜図９に示すように、この油圧シリンダ１は、中子に連結されたピストン部材３の進出限界位置（図８参照）を検出する第１位置検出機構４と、ピストン部材３の退入限界位置（図５、図６参照）を検出する第２位置検出機構５を備えている。
【００２３】
シリンダ本体２は、円筒状の本体部材１０と、本体部材１０の右側に位置する円柱状のヘッド側壁１１と、本体部材１０の左側に位置する側面視矩形状のロッド側壁１２とを備えている。図５〜図８に示すように、本体部材１０の内部にはシリンダ穴１３が左右貫通状に形成され、このシリンダ穴１３の左端部には、ヘッド側壁１１の右端部が嵌合されている。ヘッド側壁１１の側面視での中心部分には、後述の軸部材３１を保持する保持穴１４が左右貫通状に形成されている。ヘッド側壁１１の右端部には、第１、第２位置検出機構４，５のリミットスイッチ等をカバーする円筒状のカバー部材１５が取付けられている。カバー部材１５の右端部には閉塞板１６も設けられ、閉塞板１６の側面視での中心部分には、リミットスイッチ３３，５２のリード線を外部へ導出するための円形の導出穴１６ａが形成されている。ロッド側壁１２の側面視での中心部分には、ロッド部３ｂが挿通されるロッド挿通孔１７が形成されている。ロッド挿通孔１７とロッド部３ｂとの間にはシール部材１８が装着され、さらに、シリンダ穴１３に塵等が侵入するのを防ぐダストシール１９も設けられている。
【００２４】
ピストン部材３は、右端側のピストン部３ａと、このピストン部３ａから左方へ延びるロッド部３ｂを一体形成したものである。ピストン部３ａは、本体部材１０のシリンダ穴１３に摺動自在に内嵌され、シリンダ穴１３とピストン部３ａとの間にはシール部材２０が装着されている。ピストン部３ａの右側にはピストン部材３を左方へ進出駆動する進出側油室２１が形成され、ピストン部３ａの左側にはピストン部材３を右方へ退入駆動する退入側油室２２が形成されている。
【００２５】
進出側油室２１と図示しない外部の油圧供給源との間では、ヘッド側壁１１に設けられた油圧ポート２３、油路２４を介して油圧が給排される。一方、退入側油室２２と外部の油圧供給源との間でも、ロッド側壁１２に設けられた油圧ポート２５と油路２６を介して油圧が給排される。ロッド部３ｂは中子（図示略）に連結されており、ピストン部材３の左右方向への進退動作に伴って中子を左右に進退駆動するように構成されている。
【００２６】
次に、第１位置検出機構４について説明する。
図４〜図８に示すように、第１位置検出機構４は、ピストン部材３にロッド部３ｂと平行に右側（ロッド部３ｂと反対側）から形成された挿入穴３０と、ヘッド側壁１１に挿入穴３０と対向状に形成された保持穴１４と、保持穴１４を貫通して挿入穴３０に挿入され且つ保持穴１４に所定距離移動可能に保持された軸部材３１と、軸部材３１のうちの左側（挿入穴３０側）の先端部に形成された係合受動部３１ｃと、ピストン部材３に設けられ、ピストン部材３が進出限界位置に移動するときその進出限界位置の近傍位置で係合受動部３１ｃに係合して軸部材３１をロッド部３ｂ側へ移動させる環状の係合能動部材３２（係合能動部）と、軸部材３１と協働してピストン部材３の進出限界位置を検出可能なリミットスイッチ３３（第１位置検出手段）とを備えている。
【００２７】
軸部材３１は、左側軸部材３１ａと右側軸部材３１ｂを一体的に連結したものであり、左側軸部材３１ａは挿入穴３０に挿入され、右側軸部材３１ｂは保持穴１４により左右に移動可能に保持され、右側軸部材３１ｂの右端部はヘッド側壁１１の外側（右方）へ突出している。左側軸部材３１ａの左端部には円形鍔状の係合受動部３１ｃが形成されている。右側軸部材３１ｂの左端部には、ヘッド側壁１１の段部１１ａに係合して軸部材３１が所定以上に右方へ移動するのを規制する為の環状突出部３１ｄが形成されている。右側軸部材３１ｂと保持穴１４の間にはシール部材３５が装着されており、ヘッド側壁１１の保持穴１４の右側部分には、シール部材３５の左右方向への移動を規制する環状規制部材３６が複数のボルトで固定されている。
【００２８】
挿入穴３０の右端部には環状の係合能動部材３２が嵌合されており、この係合能動部材３２には左側軸部材３１ａが摺動自在に内嵌されている。係合能動部材３２の内径は係合受動部３１ｃの外径よりも小さく形成され、係合能動部材３２は、ピストン部材３と共に左方へ移動したときに係合受動部３１ｃに右方から係合するように構成されている。
【００２９】
図４に示すように、軸部材３１の右端部（外端部）には、軸部材３１と直交する方向に延びるアーム部材３７が固定され、このアーム部材３７には、リミットスイッチ３３を検出作動させる被検出体３８が設けられている。つまり、被検出体３８は、軸部材３１からその径方向にずれた位置に配設されている。
ここで、特にピストン部材３の退入動作時には、進出側油室２１の油圧が排出されているため軸部材３１に高圧の油圧が作用せず、ピストン部材３の移動とは無関係に軸部材３１が左方に移動してリミットスイッチ３３が誤作動を起こす虞がある。このような誤作動を防止するために、軸部材３１の右端部には、軸部材３１を右方（ロッド部３ｂと反対側）へ付勢するコイルバネ３９（第１付勢部材）が装着されており、軸部材３１はコイルバネ３９で常に右方へ付勢された状態である。
【００３０】
リミットスイッチ３３は、マイクロスイッチを収容したスイッチ本体４０と、このスイッチ本体４０の下側に設けられた作動体４１を有する。図４、図５に示すように、スイッチ本体４０は、軸部材３１の後側において、取付部材４２を介してヘッド側壁１１に取付けられている。図８に示すように、ピストン部材３が進出限界位置に達すると、被検出体３８が作動体４１に接触して作動体４１を介してリミットスイッチ３３がＯＮになり、ピストン部材３の進出限界位置が検出されることになる。
【００３１】
この第１位置検出機構４によるピストン部材３の進出限界位置の検出動作について図５〜図８を参照して説明する。図５、図６に示すように、先ず、進出側油室２１の油圧によりピストン部材３が退入限界位置から左方へ駆動されると、軸部材３１の左端面に進出側油室２１の油圧が作用するために最初は軸部材３１は左方へ移動せず、挿入穴３０と軸部材３１との間に左右方向の相対移動が生じる。尚、このときには、軸部材３１の環状突出部３１ｄがヘッド側壁１１の段部１１ａに係合しており、軸部材３１は右方へ移動しないように規制されている。
【００３２】
さらにピストン部材３が左方へ移動して、図７に示すように、ピストン部材３が進出限界位置の近傍位置に達すると、鍔状の係合受動部３１ｃに環状の係合能動部材３２が右方から係合して、軸部材３１がピストン部材３と一体的に左方へ移動し、軸部材３１の右端部に設けられた被検出体３８も左方へ移動する。さらにピストン部材３と軸部材３１が左方へ移動して、図８に示すように、ピストン部３ａの左端がロッド側壁１２に当接する進出限界位置に達すると、被検出体３８がリミットスイッチ３３の作動体４１に接触して作動体４１が操作されてリミットスイッチ３３がＯＮになり、ピストン部材３の進出限界位置が検出される。
【００３３】
次に、第２位置検出機構５について説明する。
図４〜図９に示すように、第２位置検出機構５は、ヘッド側壁１１にロッド部３ｂと平行に且つピストン部材３に対向状に形成されたピン孔５０と、このピン孔に所定距離移動自在に挿通されたピン部材５１と、このピン部材５１と協働してピストン部材３の退入限界位置を検出可能なリミットスイッチ５２（第２位置検出手段）とを備えている。
【００３４】
ピン孔５０は、ヘッド側壁１１の軸心からその径方向にずれた位置に形成されており、このピン孔５０に挿通されたピン部材５１は、図４に示すように軸部材３１からその径方向にずれた位置で且つ第１位置検出機構４の被検出体３８と前後に対称な位置に配設されている。このピン部材５１の右側部分には鍔部５１ａが形成されている。
ところで、ヘッド側壁１１よりも外側には、カバー部材１５に摺動自在に内嵌されたスリーブ部材５３と、このスリーブ部材５３を左方へ付勢するコイルバネ５４（第２付勢部材）も設けられており、図９に示すように、スリーブ部材５３に形成されたピン挿通穴５３ａにピン部材５１の右側部分が挿通され、鍔部５１ａがピン挿通穴５３ａの部分でスリーブ部材５３に係合している。尚、図６〜図８に示すように、ヘッド側壁１１には２本の回転規制ピン５５（回転規制部材）が固定的に設けられており、これら２本の回転規制ピン５５によりスリーブ部材５３の回転が規制されている。
【００３５】
結局、ピン部材５１はスリーブ部材５３を介してコイルバネ５４に左方へ付勢されており、図９に示すように、ピストン部材３が退入限界位置にある状態では、ピストン部３ａによりコイルバネ５４の付勢力に抗してピン部材５１とスリーブ部材５３は右方へ押圧されているが、ピストン部材３が退入限界位置よりも進出側にあるときには、コイルバネ５４の付勢力によりピン部材５１の左端部がシリンダ穴１３内へ突出する。尚、このように、スリーブ部材５３を介してピン部材５１を左方へ付勢するので、ピン部材５１に対して、コイルバネ５４の付勢力がピン部材５１に平行な方向へ作用することになり、ピン部材５１に曲げモーメントが作用するのを防止できる。
【００３６】
リミットスイッチ５２は、第１位置検出機構４のリミットスイッチ３３と同様に、マイクロスイッチを収容したスイッチ本体５６と、このスイッチ本体５６の下側に設けられた作動体５７を有する。図４、図５に示すように、スイッチ本体５６は、軸部材３１の前側においてリミットスイッチ３３と前後対称な位置に、取付部材５８を介してヘッド側壁１１に取付けられている。図５、図６に示すように、ピストン部材３が退入限界位置にある状態では、ピストン部３ａによりピン部材５１がコイルバネ５４の付勢力に抗して右方へ押圧されて、ピン部材５１の右端部が作動体５７に接触して作動体５７を介してリミットスイッチ５２がＯＮになる。
【００３７】
図８に示すように、ピストン部材３が進出限界位置にあるときには、第２位置検出機構５において、ピン部材５１はコイルバネ５４で左方へ付勢されてピン部材５１の左端部がシリンダ穴１３内に突出して、ピン部材５１の右端部は作動体５７に接触していない状態である。この状態から、退入側油室２２に油圧が供給されてピストン部材３が退入側へ移動すると、ピストン部３ａの右端面にピン部材５１の左端が当接して、ピン部材５１はコイルバネ５４の付勢力に抗してピストン部材３により右方へ駆動される。さらにピストン部材３が移動してピストン部３ａの右端面がヘッド側壁１１に当接して、ピストン部材３が退入限界位置に達すると、図９に示すように、ピン部材５１の右端部が作動体５７に接触してリミットスイッチ５２がＯＮになり、ピストン部材３の退入限界位置が検出されることになる。
【００３８】
尚、リミットスイッチ３３を含む第１位置検出機構４の大部分、及びリミットスイッチ５２を含む第２位置検出機構５の大部分はカバー部材１５の内部に収容されており、リミットスイッチ３３，５２のリード線（図示略）は、カバー部材１５の右端部に設けられた閉塞板１６の導出穴１６ａから外部へ導出される。また、第１、第２位置検出機構５は、ピストン部材３、軸部材３１を除けば、ピストン部材３のストロークとは無関係に構成されるため、ストロークの異なる複数種類の油圧シリンダの間で、ストロークと無関係な部分の構成を共通化することが可能である。
【００３９】
次に、油圧シリンダ１の作用について説明する。
図５、図６に示すように、ピストン部材３が退入限界位置にあるときには、ピン部材５１がピストン部３ａにより右方へ押し出されて、図９に示すように、ピン部材５１の右端部がリミットスイッチ５２の作動体５６と接触してリミットスイッチ５２がＯＮになっており、ピストン部材３の退入限界位置が検出されている状態である。この状態から、進出側油室２１に油圧が供給されてピストン部材３が左方へ移動し始めると、それに伴いピン部材５１もコイルバネ５４の付勢力により左方へ移動して、ピン部材５１の右端部が作動体４１から離れリミットスイッチ５２がＯＦＦになる。
【００４０】
このとき、第１位置検出機構４の軸部材３１の左端面にも油圧が作用しているため、最初は、軸部材３１は左方へ移動しない。しかし、図７に示すように、ピストン部材３が進出限界位置の近傍位置まで移動すると、ピストン部材３に設けられた環状の係合能動部材３２が、軸部材３１の鍔状の係合受動部３１ｃ に係合するため、軸部材３１がピストン部材３と一体的に左方へ移動し始める。さらにピストン部材３が左方へ移動して、図８に示すように、ピストン部３ａの左端面がロッド側壁１２に当接する進出限界位置に達したときに、軸部材３１の右端部に設けられた被検出体３８がリミットスイッチ３３の作動体４１に接触してリミットスイッチ３３がＯＮになり、ピストン部材３の進出限界位置が検出される。
【００４１】
以上説明した油圧シリンダ１によれば、次のような効果が得られる。
１）ピストン部材３の進出動作時に、ピストン部材３が、図７に示す進出限界位置の近傍位置から図８に示す進出限界位置まで進出する間だけ軸部材３１がピストン部材３と共に進出側へ移動して、リミットスイッチ３３によりピストン部材３の進出限界位置を検出するため、軸部材３１の移動量が小さくなり、油圧シリンダ１の左右方向（ストローク方向）の長さを短くすることができるので、油圧シリンダ１を小型化することが可能になる。
【００４２】
２）第１、第２位置検出機構４，５は、軸部材３１、ピストン部材３を除けば、ピストン部材３のストロークとは無関係に構成されるため、ストロークの異なる複数種類の油圧シリンダ１について、ストロークとは無関係な部分の構成を共通化することができ、汎用性を高めることができる。
【００４３】
３）被検出体３８が、アーム部材３７を介して軸部材３１から径方向へずれた位置に配設されるとともに、ピン部材５１も、軸部材３１から径方向へずれた位置であって、被検出体３８と前後に対称な位置に配設されたので、被検出体３８、ピン部材５１、リミットスイッチ３３，５２等をカバー部材１５内でコンパクトに構成することができ、油圧シリンダ１を小型化することが可能になる。
【００４４】
４）軸部材３１をロッド部３ｂと反対側へ付勢するコイルバネ５４を設けたので、ピストン部材３の退入動作時においても、コイルバネ５４により軸部材３１が右方へ付勢されているために軸部材３１がロッド部３ｂ側へ移動することがない。従って、実際にはピストン部材３が進出限界位置にないときに、リミットスイッチ５２が誤って作動することがない。
５）２つのリミットスイッチ３３，５２を含む第１、第２位置検出機構４，５の大部分が、カバー部材１５によりカバーされているため、油圧シリンダ１を作業環境の悪い場所で使用する場合でも、カバー部材１５によりリミットスイッチ３３，５２等に水、油、塵等が付着して、リミットスイッチ３３，５２が誤って作動するのを防止できる。
【００４５】
６）ピン部材５１は、カバー部材１５に摺動自在に内嵌されたスリーブ部材５３を介してコイルバネ５４でピストン部材３側へ付勢されているので、ピストン部材３が退入限界位置から進出限界位置へ移動する場合に、ピン部材５１はコイルバネ５４の付勢力によりピストン部材３側へ移動するため、ピン部材５１がピストン部材３の移動とは無関係に移動してしまうことはなく、リミットスイッチ５２が誤って作動するのを防止できる。さらに、ピン部材５１は、スリーブ部材５３を介してコイルバネ５４でピストン部材３側へ付勢されているため、ピン部材５１に対して、コイルバネ５４の付勢力をピン部材５１に平行な方向へ作用させて、ピン部材５１に曲げモーメントが作用するのを防止できる。
【００４６】
７）ヘッド側壁１１に、スリーブ部材５３の回転を規制する２本の回転規制ピン５５を設けたので、これら回転規制ピンによりスリーブ部材５３の回転が規制されるため、スリーブ部材５３の回転によりピン部材５１ががたつくことがなく、リミットスイッチ５２により確実にピストン部材３の退入限界位置を検出することができる。
【００４７】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］図１０に示すように、第２位置検出機構５Ａのピン部材５１Ａを、進出側油室２１Ａの油圧で左方へ押圧するように構成してもよい。即ち、油圧シリンダ１Ａにおいて、ヘッド側壁１１Ａの右端部に、ピン部材５１Ａを左方へ駆動する油室６０ａを有する油圧シリンダ６０が設けられており、その油室６０ａと進出側油室２１Ａとは油路６１，６２及び環状油路６３で接続されている。
【００４８】
油室６０ａにおけるピン部材５１Ａの受圧面積は、進出側油室２１Ａにおける受圧面積よりも大きく構成されており、進出側油室２１Ａに油圧が供給されてピストン部３ａが左方へ移動するときには、この油圧が油室６０ａにも供給されてピン部材５１Ａは左方へ駆動されるため、ピストン部材３が退入限界位置でないときにリミットスイッチ５２が誤って作動するのを防ぐことができる。尚、この場合には、前記実施形態における、スリーブ部材５３、コイルバネ５４、回転規制ピン５５が不要となる。
【００４９】
２］係合受動部と係合能動部は、前記実施形態のように鍔状及び環状に形成されて全周に亙って係合する必要は必ずしもなく、例えば、ピン等により軸部材３１またはピストン部材３に複数の突出部を形成して係合受動部や係合能動部を構成することもできる。
３］シール部材３５における摩擦などにより、ピストン部材３の退入動作時でも軸部材３１がロッド部３ｂ側に移動することがない場合には、コイルバネ３９を省略することができる。
【００５０】
４］カバー部材１５のサイズが十分大きく、カバー部材１５内のスペースに余裕がある場合には、アーム部材３７を省略して被検出体３８を軸部材３１の右端部に直接設けることもできる。
５］進出限界位置、退入限界位置を検出する第１、第２位置検出手段としては、前記実施形態のリミットスイッチ３３，５２の他、近接スイッチ、フォトインタラプタ等、種々のスイッチやセンサを用いることができる。
６］その他、加圧エアで作動するエアシリンダ等、高圧の流体で作動する種々の流体圧シリンダにも本発明を適用できる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ピストン部材の進出動作時に、ピストン部材が進出限界位置の近傍位置から進出限界位置まで進出する間だけ軸部材がピストン部材と共に進出側へ移動して、第１位置検出手段によりピストン部材の進出限界位置を検出するため、軸部材の移動量が小さくなり、流体圧シリンダのストローク方向の長さを短くして、流体圧シリンダを小型化することが可能になる。さらに、この進出限界位置を検出する為の構成のうちの大部分（例えば、係合能動部、第１位置検出手段等）は、ピストン部材のストロークとは無関係に構成されるので、ストロークの異なる複数種類の流体圧シリンダについて、このような部分を共通化して、汎用性を高めることができる。
ヘッド側壁にロッド部と平行に且つピストン部材に対向状に形成されたピン孔と、このピン孔に所定距離移動自在に挿通されたピン部材と、このピン部材と協働してピストン部材の退入限界位置を検出可能な第２位置検出手段とを備えたので、ピストン部材が退入して退入限界位置まで移動したときに、ピン部材は所定距離移動した状態となって、このピン部材と第２位置検出手段との協働によりピストン部材の退入限界位置を検出することができる。
第１、第２位置検出手段はヘッド側壁の外側に配設され、これら第１、第２位置検出手段をカバーするカバー部材をヘッド側壁に取付けたので、流体圧シリンダを作業環境の悪い場所で使用する場合でも、第１、第２位置検出手段がカバー部材で覆われているため、第１、第２位置検出手段に水、油、塵等が付着して第１、第２位置検出手段が誤って作動するのを防止できる。
カバー部材に摺動自在に内嵌されたスリーブ部材を介してピン部材をピストン部材側へ付勢する第２付勢部材を設けたので、ピストン部材が退入限界位置よりも進出側にある状態では、ピン部材は第２付勢部材の付勢力によりピストン部材側へ移動するため、ピン部材がピストン部材の移動と無関係に移動して第２位置検出手段が誤って作動するのを防止できる。さらに、ピン部材は、スリーブ部材を介して第２付勢部材にピストン部材側へ付勢されているため、ピン部材に対して、第２付勢部材の付勢力をピン部材に平行な方向へ作用させて、ピン部材に曲げモーメントが作用するのを防止できる。
【００５２】
請求項２の発明によれば、ヘッド側壁の外側へ突出する軸部材の外端部に軸部材と直交方向へ延びるアーム部材を固定し、このアーム部材に第１位置検出手段を検出作動させる被検出体を設けたので、被検出体がアーム部材を介して軸部材の軸心から流体圧シリンダの径方向へずれた位置に配設されることになり、ヘッド側壁の外側において、比較的小さなスペースに被検出体と第１位置検出手段をコンパクトに配置することができ、流体圧シリンダを小型化することが可能になる。
【００５３】
請求項３の発明によれば、軸部材をロッド部と反対側へ付勢する第１付勢部材を設けたので、第１付勢部材により軸部材がロッド部と反対側に付勢されているため、ピストン部材の退入動作時でも軸部材がロッド部側に移動せず、第１位置検出手段が誤って作動するのを防止できる。
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
請求項４の発明によれば、ヘッド側壁に、スリーブ部材の回転を規制する回転規制部材を設けたので、この回転規制部材によりスリーブ部材の回転が規制されるため、スリーブ部材の回転によりピン部材ががたつくことがなくなり、第２位置検出手段により確実にピストン部材の退入限界位置を検出することができる。
請求項５の発明によれば、第１、第２位置検出手段は、夫々リミットスイッチからなるため、これら２つのリミットスイッチにより、ピストン部材の進出限界位置と退入限界位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧シリンダの斜視図である。
【図２】油圧シリンダの正面図である。
【図３】油圧シリンダの底面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ 線矢視図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ 線断面図（退入限界位置）である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ 線断面図（退入限界位置）である。
【図７】軸部材移動開始時の図６相当図である。
【図８】ピストン部材が進出限界位置にあるときの図６相当図である。
【図９】図３のＩＸ−ＩＸ 線断面図である。
【図１０】変更形態の図９相当図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 油圧シリンダ
２ シリンダ本体
３ ピストン部材
３ｂ ロッド部
１１，１１Ａ ヘッド側壁
１２ ロッド側壁
１４ 保持穴
１５ カバー部材
３０ 挿入穴
３１ 軸部材
３１ｃ 係合受動部
３２ 係合能動部材
３３ リミットスイッチ
３７ アーム部材
３８ 被検出体
３９ コイルバネ
５０ ピン孔
５１，５１Ａ ピン部材
５２ リミットスイッチ
５３ スリーブ部材
５４ コイルバネ
５５ 回転規制ピン

Claims (5)

1. ヘッド側壁とロッド側壁とを含むシリンダ本体と、ロッド側壁を挿通するロッド部を含むピストン部材とを備えた流体圧シリンダにおいて、
   前記ピストン部材にロッド部と平行にロッド部と反対側から形成された挿入穴と、
   前記シリンダ本体のヘッド側壁に挿入穴と対向状に形成された保持穴と、
   前記保持穴を貫通して挿入穴に挿入され且つ保持穴に所定距離移動可能に保持された軸部材と、
   前記軸部材のうちの挿入穴側の先端部に形成された係合受動部と、
   前記ピストン部材に設けられ、ピストン部材が進出限界位置に移動するときその進出限界位置の近傍位置で前記係合受動部に係合して軸部材をロッド部側へ移動させる係合能動部と、
   前記軸部材と協働してピストン部材の進出限界位置を検出可能な第１位置検出手段と、
   ヘッド側壁にロッド部と平行に且つピストン部材に対向状に形成されたピン孔およびこのピン孔に所定距離移動自在に挿通されたピン部材と、
   このピン部材と協働してピストン部材の退入限界位置を検出可能な第２位置検出手段とを備え、
   前記第１、第２位置検出手段はヘッド側壁の外側に配設され、これら第１、第２位置検出手段をカバーするカバー部材をヘッド側壁に取付け、
   前記カバー部材に摺動自在に内嵌されたスリーブ部材を介して前記ピン部材をピストン部材側へ付勢する第２付勢部材を設けた、
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 前記ヘッド側壁の外側へ突出する軸部材の外端部に軸部材と直交方向へ延びるアーム部材を固定し、このアーム部材に第１位置検出手段を検出作動させる被検出体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
3. 前記軸部材をロッド部と反対側へ付勢する第１付勢部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧シリンダ。
4. 前記ヘッド側壁に、スリーブ部材の回転を規制する回転規制部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
5. 前記第１、第２位置検出手段は、夫々リミットスイッチからなることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。

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