JP5339256B2 - 流体圧機器 - Google Patents

Description

本発明は、流体圧シリンダや流体切換弁等の流体圧機器に関するものであり、さらに詳しくは、ハウジングの摺動孔内を移動するピストンやスプールなどの仕切部材に、位置検出のための被検体であるマグネットを装着した流体圧機器に関する。

例えば、流体圧シリンダは、一般に、ハウジングに形成された摺動孔内を軸線方向に移動するピストンを有していて、このピストンの外周にゴム弾性材からなるパッキンを装着し、このパッキンでピストンの外周と摺動孔の内周との間をシールしている（例えば、特許文献１、２参照）。また、従来の流体圧シリンダにおいては、ピストンの動作位置を検出するために、ピストンに装着したマグネットと、ハウジングの外面に取り付けた磁気センサとで構成される位置検出機構が用いられている（例えば、下記特許文献３〜５参照）。

特開平９−７２３１０号公報 特開２００３−１２０６０２号公報 特開２００６−２４２３４１号公報 特開平１１−１３２２０４号公報 特開２００１−８２４１６号公報

上述したようにピストンの外周にはパッキンが設けられているが、従来技術の位置検出機構では、シール部材からピストンの軸線方向に離れた位置にマグネットを配置している。このように、従来技術では、パッキンとマグネットは、ピストンの軸線方向に間隔をおいてピストンに装着されるため、ピストンの軸線方向の寸法が大きくなる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ピストンにマグネットを装着した流体圧機器であって、軸線方向の寸法の増大を抑制できる流体圧機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る流体圧機器は、摺動孔が形成されたハウジングと、前記摺動孔内を軸線方向に往復移動する仕切部材と、前記仕切部材の外周に設けられたシール部材と、前記仕切部材に設けられた磁気構造部と、を備え、前記磁気構造部は、前記シール部材の内側に配置されたマグネットと、前記マグネット及び前記シール部材の両側に配置された磁性体からなる一対のヨークとを有する、ことを特徴とする。

上記の構成によれば、シール部材の内周側にマグネットが配置されているので、仕切部材の軸線方向の寸法の増大を抑制できる。また、マグネットの両側に一対のヨークが配置されているため、マグネットからの磁力線を、ヨークを介して仕切部材の外周側に導くことができ、ハウジング側に設けた磁気センサによる磁気の検知が可能である。すなわち、上記の構成によれば、マグネットはシール部材の内周側に配置されるためハウジングから離れた位置に設けられるが、ヨークにより磁力線をハウジングに近い位置まで導くことにより、仕切部材の軸線方向の寸法の増大を抑制しつつ、仕切部材の動作位置の検出を可能としている。

前記各ヨークの外周部は、前記仕切部材の外周部より突出しているとよい。

上記の構成によれば、マグネットからの磁力線をヨークにより仕切部材の外部まで導くことが可能であるため、仕切部材の外周側で磁力線を好適に形成することができ、ハウジング側に設けた磁気センサによる磁気検出をより安定化させることが可能となる。

前記仕切部材と一体的に連結され、前記仕切部材の変位を前記流体圧機器の外部に伝達する磁性体からなるロッド部材をさらに備え、前記ロッド部材と前記一対のヨークとは磁気的に絶縁されているとよい。

上記の構成によれば、ヨークとロッド部材が磁気的に絶縁されており、磁性体からなるロッド部材側に磁力線が形成されないので、仕切部材の外周側での磁力を向上させることができる。

前記一対のヨークの一方又は両方が、前記仕切部材の前部又は後部の構造部材として構成されているとよい。

上記の構成によれば、仕切部材の軸線方向の寸法を短くすることができる。

前記マグネットと前記シール部材との間に介装された保持部材をさらに備え、前記一対のヨークの互いに対向する側壁には、前記保持部材を支持する肩部が形成され、前記保持部材が前記シール部材から受ける半径方向内方の荷重を前記肩部で受けるとよい。

上記の構成によれば、保持部材は、一対のヨークに形成された肩部によって支持されるので、シール部材を介して保持部材に伝わる半径方向内方への荷重がマグネットに直接伝わらず、これによりマグネットの損傷を防止することができる。

前記マグネットを囲繞するように前記一対のヨーク間に配設され、低摩擦材からなり、外周側に環状のシール装着溝を有するサポート部材をさらに備え、前記シール部材は、前記シール装着溝に装着され、外周部が前記サポート部材よりも外側に突出して前記摺動孔の内周面に接触し、前記仕切部材に横荷重が作用したとき、前記サポート部材の外周面が、前記摺動孔の内周面に当接して前記仕切部材が前記摺動孔の内周面に接触するのを防止するとよい。

上記の構成によれば、仕切部材に横荷重が作用したときに、サポート部材が摺動孔の内周面に接触することにより、仕切部材の外周が摺動孔の内周面に当接することを防止できる。このように、サポート部材が従来のウエアリングと少なくとも同等の機能を担っているので、仕切部材の軸線方向に間隔を置いた位置にパッキンとは別のウエアリングを配置する必要がない。このため、構成が簡単であり、また、仕切部材の軸線方向の寸法の増大を抑制できる。

前記一対のヨークの、互いに対向する側壁には、前記サポート部材を支持する肩部が形成され、前記サポート部材が前記シール部材から受ける半径方向内方の荷重を前記肩部で受けるとよい。

上記の構成によれば、サポート部材が一対のヨークに形成された肩部で支持されることで、シール部材を介してサポート部材に伝わる半径方向内方への荷重がマグネットに直接伝わらず、これによりマグネットの損傷を防止することができる。

前記サポート部材は、前記シール部材の両側で前記シール部材を支持する側壁部と、両側壁部の内端を連結する底辺部とが一体的に形成されたものであるとよい。

上記の構成によれば、サポート部材は、２つの側壁部と底辺部とが一体的に形成されたものであるため、部品点数が少なく、簡素な構成とすることができるとともに、一体型であるため横荷重に対する強度を高めることができる。

本発明に係る流体圧機器によれば、仕切部材の軸線方向の寸法の増大を抑制しつつ、仕切部材の動作位置を検出できる。

第１実施形態に係る流体圧機器の概略断面図である。 ピストン及びその周辺部位を示す一部省略断面図である。 第２実施形態に係る流体圧機器のピストン及びその周辺部位を示す一部省略断面図である。 第３実施形態に係る流体圧機器のピストン及びその周辺部位を示す一部省略断面図である。 第４実施形態に係る流体圧機器の横荷重が作用していない状態でのピストン及びその周辺部位を示す一部省略断面図である。 第４実施形態に係る流体圧機器の横荷重が作用している状態でのピストン及びその周辺部位を示す一部省略断面図である。

以下、本発明に係る流体圧機器について、いくつかの好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において、同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、第１実施形態に係る流体圧機器１０の部分断面側面図である。本実施形態において、流体圧機器１０は、ハウジング１２内でピストン１３が往復移動する流体圧シリンダ１０Ａとして構成されている。流体圧シリンダ１０Ａは、一対のポート１４、１６を備えたアルミニウム合金等の金属素材からなるハウジング１２の内部に、ポート１４、１６にそれぞれ連通する摺動孔１８を有し、この摺動孔１８の内部に、金属素材からなるピストン１３が配置されている。

図１において、符号Ｌ１はピストン１３の軸線を示し、符号Ｌ２は摺動孔１８の軸線を示す。図１の状態ではピストン１３の軸線Ｌ１と摺動孔１８の軸線Ｌ２とは一致している。このピストン１３は、ハウジング１２に収容され、一方のポート１４側の圧力室２０と、他方のポート１６側の圧力室２２とに仕切った状態で、摺動孔１８の軸線Ｌ２方向（図１で、矢印Ｘ方向）に移動自在な変位体である。すなわち、本実施形態におけるピストン１３は、摺動孔１８内を軸線Ｌ２方向に移動する「仕切部材」を構成するものである。

ピストン１３の外周には、環状溝２４が形成されている。この環状溝２４には、ともにリング状の磁気構造部２６及びシール部材２７（パッキン）が装着されている。磁気構造部２６は、磁気を発生する構造体であり、ピストン１３の動作位置を検出する際に被検体となるものである。

シール部材２７によりピストン１３の外周面と摺動孔１８の内周面との間がシールされている。シール部材２７は、図示例ではリング状に形成されているが、これに限らず、ピストン１３の軸線Ｌ１の周りを一周する範囲で延在する形状であればよい。ピストン１３にピストンロッド（ロッド部材）２８の基端部が連結され、このピストンロッド２８の先端部は、摺動孔１８の端部を塞ぐロッドカバー３０を貫通して摺動孔１８の外部に延出している。本実施形態において、ピストンロッド２８は磁性体により構成されている。

ロッドカバー３０の内周部に形成された環状溝３４には、ロッドカバー３０の内周面とピストンロッド２８の外周面との間をシールするシール部材３４が装着されている。ロッドカバー３０の外周部に形成された環状溝３６には、ロッドカバー３０の外周面と摺動孔１８の内周面との間をシールするシール部材３８が装着されている。

上記２つのポート１４、１６から２つの圧力室２０、２２の内部に圧縮エア等の圧力流体を交互に供給及び排出することにより、ピストン１３が摺動孔１８の軸線Ｌ２方向に往復移動してピストンロッド２８が進退移動する。

ハウジング１２の外面には、上記磁気構造部２６とともにピストン位置検出機構を構成する２つの磁気センサ４０、４２が取り付けられている。一方の磁気センサ４０は、ピストン１３が前進ストローク端の位置に来たときに磁気構造部２６からの磁気を感知し、他方の磁気センサ４２は、ピストン１３が後退ストローク端に来たときに磁気構造部２６からの磁気を感知する。これにより、ピストン１３の前進ストローク端の位置と後退ストローク端の位置を検出することができる。

図２は、図１に示した流体圧シリンダ１０Ａの要部拡大図であって、ピストン１３及びその周辺部位を示す一部省略断面図である。

図２に示すように、ピストン１３は、第１ピストン部材１５と第２ピストン部材１７とに軸線方向に２分割されている。第１ピストン部材１５は、ピストンロッド２８の基端部に設けられた小径部２８ａのＸ１方向寄りの位置に嵌挿され、第２ピストン部材１７は、小径部２８ａのＸ２方向寄りの位置に嵌挿されている。

第１ピストン部材１５は、中空状の円筒部４４と、この円筒部４４のＸ１方向側の端部に設けられたフランジ部４５とを有する。第２ピストン部材１７は、円盤状であり、そのＸ１方向側の側面が、第１ピストン部材１５のＸ２方向側の端面（円筒部４４の端面）に当接している。第１ピストン部材１５及び第２ピストン部材１７は、小径部２８ａに挿入されたあと、小径部２８ａの端部をかしめて第２ピストン部材１７に係止させることにより、ピストンロッド２８に連結されている。

本実施形態において、第１ピストン部材１５と第２ピストン部材１７は、非磁性体により構成されている。このような非磁性体としては、アルミニウム合金、銅合金、亜鉛合金、ステンレス鋼、合成樹脂等が挙げられる。

第１ピストン部材１５のフランジ部４５のＸ２方向側の側面と、円筒部４４の外周面と、フランジ部４５のＸ１方向側の側面とにより、シール部材２７と磁気構造部２６を収容する環状溝２４が構成されている。

ピストン１３は、図示例ではリング状（円形）であるが、これに限らず、ピストン１３の軸線Ｌ１の周りを一周する範囲で延在する形状であればよく、楕円形もしくは角部にＲをもつ四角に近い形状であってもよい。このような円形以外の形状にピストン１３が形成される場合、環状溝２４に代えて、非円形のピストン１３の形状に合わせてピストン１３の外周部を一周するように延在する溝が設けられる。

磁気構造部２６は、シール部材２７の半径方向内側に配置されたマグネット（永久磁石）４６と、マグネット４６及びシール部材２７の両側に配置された磁性体からなる一対のヨーク４８、４９とを有する。マグネット４６は、第１ピストン部材１５の円筒部４４に挿入されており、図示例では、リング状に形成されている。マグネット４６は、炭素鋼、コバルト鋼、アルニコ、合成ゴム、またはその他の材料を用いて形成されたものである。

なお、ピストン１３が非円形に形成される場合、マグネット４６についても、ピストン１３の軸線Ｌ１の周りを一周する範囲で延在する、ピストン１３と同様の非円形に形成されてよい。また、マグネット４６は、周方向のいずれかの位置に角状の部分を設けてもよい。さらに、マグネット４６は、ピストン１３の軸線Ｌ１の周りを一周する一体形成でなくてもよく、周方向に複数に分割されたものであってもよい。

マグネット４６の軸線方向両側の端面は、それぞれヨーク４８、４９の一側面に当接している。ヨーク４８、４９は、図示例ではリング状に形成されているが、これに限らず、ピストン１３が非円形に形成される場合、ヨーク４８、４９についても、ピストン１３の軸線Ｌ１の周りを一周する範囲で延在する、ピストン１３と同様の非円形に形成されてよい。

ヨーク４８、４９の内径は、マグネット４６の内径と略同じである。ヨーク４８、４９の外径は、マグネット４６の外径よりも大きく、摺動孔１８の内径よりも小さい。好ましくは、ヨーク４８、４９の外径は、ピストン１３の外径よりも大きく設定される。すなわち、図２に示すように、ヨーク４８、４９の外周端部は、ピストン１３の外周面から半径方向外側に突出するのがよい。

シール部材２７は、弾性材（例えば、ゴム材）からなり、軸線周りの全周にわたって延在する環状を呈する部材である。図２に示すように、シール部材２７は、マグネット４６を囲繞するように一対のヨーク４８、４９間に配置されている。シール部材２７の外径は、自然状態（何らの圧縮荷重が作用してなく弾性変形していない状態）で、ピストン１３の外径よりも大きく、従って、シール部材２７の外周部は、ピストン１３の外周面よりも半径方向外側に突出している。

本実施形態に係る流体圧機器１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。

図２に示すように、シール部材２７を装着したピストン１３を摺動孔１８に挿入した状態では、シール部材２７は、摺動孔１８の内周面とマグネット４６との間に挟まれ、この結果、シール部材２７が弾性圧縮変形して摺動孔１８の内周面に周方向の全周にわたって密着し、シール機能が発揮される。そしてこの状態で、ピストン１３は摺動孔１８の軸線Ｌ２方向に往復移動し、これによりシール部材２７の外周面は、摺動孔１８の内周面に対して接触しながら移動する。

ピストン１３に装着された磁気構造部２６は磁気を発生しており、その磁気をハウジング１２の外面に取り付けた磁気センサ４０、４２（図１参照）により感知することで、ピストン１３の動作位置が検出される。すなわち、磁気構造部２６のマグネット４６による磁気は、一対のヨーク４８、４９を介してピストン１３の外周側まで導かれ、ピストン１３の外周において磁力線が形成される。この磁力線は、非磁性体からなるハウジング１２を貫通するため、ピストン１３が進出ストローク端に来たときには進出側（Ｘ１方向側）の磁気センサ４０により磁気が検出され、ピストン１３が後退ストローク端に来たときには後退側（Ｘ２方向側）の磁気センサ４２により磁気が検出される。

上述したように、本実施形態に係る流体圧機器１０によれば、シール部材２７の内周側にマグネット４６が配置されているので、ピストン１３の軸線方向の寸法の増大を抑制できる。また、マグネット４６の両側に一対のヨーク４８、４９が配置されているため、マグネット４６からの磁力線を、ヨーク４８、４９を介してピストン１３の外周側に導くことができ、ハウジング１２側に設けた磁気センサ４０、４２による磁気の検知が可能である。すなわち、上記の構成によれば、マグネット４６自体はシール部材２７の内周側に配置されるためハウジング１２から離れた位置に設けられるが、ヨーク４８、４９により磁力線をハウジング１２に近い位置まで導くことにより、ピストン１３の軸線方向の寸法の増大を抑制しつつ、ピストン１３の動作位置の検出を可能としている。

また、各ヨーク４８、４９の外周部がピストン１３の外周部より突出しているので、マグネット４６からの磁力線をヨーク４８、４９によりピストン１３の外部まで効果的に導くことができる。これにより、ピストン１３の外周側で磁力線を好適に形成することができ、ハウジング１２側に設けた磁気センサ４０、４２による磁気検出をより安定化させることが可能となる。

さらに、ピストン１３が非磁性体からなることでヨーク４８、４９とロッド部材が磁気的に絶縁されているため、磁性体からなるピストンロッド２８側に磁力線が形成されない。このため、ピストン１３の外周側での磁力を向上させることができ、ハウジング１２側に設けた磁気センサ４０、４２による磁気検出を一層好適に安定化させることが可能となる。

なお、上述した構成では、ピストン１３の進出ストローク端と後退ストローク端の位置に対応させて２つの磁気センサ４０、４２を設けたが、進出ストローク端と後退ストローク端のいずれか一方のみの検出でよい場合には、磁気センサ４０または磁気センサ４２を省略してもよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る流体圧機器について、図３を参照して説明する。図３に示す第２実施形態において、ピストンロッド２９は、非磁性体からなる。ピストンロッド２９の基端部に設けられた小径部２９ａには、摺動孔１８の軸線Ｌ２に沿って往復移動可能なピストン５０が固定されている。

ピストン５０は、非磁性体からなるリング状のピストン部材５２を有する。ピストン部材５２は、第１実施形態における第１ピストン部材１５（図２参照）と略同様の構成であり、すなわち、円筒部５４とフランジ部５６を有するが、円筒部５４の軸線方向の長さは、ヨーク４９（図２参照）の厚さに相当する分だけ第１ピストン部材１５の円筒部４４のそれよりも短い。

第２実施形態では、第１実施形態におけるヨーク４９及び第２ピストン部材１７に代えて、ピストン部材５２のＸ２方向側に、ピストン５０のヘッド側の構造部材及びヨークを兼ねる磁性体からなるリング状の端部構成部材５８が設けられている。端部構成部材５８は第１実施形態における第２ピストン部材１７よりも薄く形成され、また、小径部２９ａは小径部２８ａよりも短く形成されている。端部構成部材５８の外径は、ヨーク４８の外径と略同じである。

ピストン部材５２及び端部構成部材５８は、小径部２９ａに挿入されたあと、小径部２９ａの端部をかしめて端部構成部材５８に係止させることにより、ピストンロッド２９に連結されている。

このように構成された第２実施形態に係る流体圧機器によれば、一方のヨーク（端部構成部材５８）が、ピストン５０のヘッド側の構造部材として構成されているので、図２に示したピストン１３と比較して、ピストン５０の軸線方向の寸法を短くすることができる。

図３に示した構成では、ピストン５０のヘッド側にヨークをピストンの構造部材と兼ねた端部構成部材５８を配設したが、ピストンロッド２９側においても同様に、ヨークとピストンの構造部材を兼ねた端部構成部材を配設する構成を採用してもよい。

なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する各構成部分については、第１の実施形態における当該共通の各構成部分がもたらす作用及び効果と同一又は同様の作用及び効果が得られることは勿論である。

次に、本発明の第３実施形態に係る流体圧機器について、図４を参照して説明する。図４に示す第３実施形態において、ピストンロッド２８の基端部に設けられた小径部２８ａには、ピストン６０が連結されている。ピストン６０は、第１ピストン部材６２と第２ピストン部材６４とに軸線方向に２分割されている。ピストン６０は、図示例ではリング状に形成されているが、第１実施形態におけるピストン１３と同様に非円形に形成されてもよい。

第１ピストン部材６２は、中空状の円筒部６６と、この円筒部６６のＸ１方向側の端部に設けられたフランジ部６８とを有する。第２ピストン部材６４は、円盤状であり、そのＸ１方向側の側面が、第１ピストン部材６２のＸ２方向側の端面（円筒部６６の端面）に当接している。第１ピストン部材６２及び第２ピストン部材６４は、小径部２８ａに挿入されたあと、小径部２８ａの端部をかしめて第２ピストン部材６４に係止させることにより、ピストンロッド２８に連結されている。第１ピストン部材６２と第２ピストン部材６４は、非磁性体により構成されている。

第１ピストン部材６２のフランジ部６８のＸ２方向側の側面と、円筒部６６の外周面と、第２ピストン部材６４のＸ１方向側の側面とにより、シール部材７０、磁気構造部７２及び保持部材７４を収容する環状溝７６が構成されている。

磁気構造部７２は、ピストン６０の動作位置を検出する際に被検体となるものであり、シール部材７０の半径方向内側に配置されたマグネット（永久磁石）７８と、マグネット７８及びシール部材７０の両側に配置された磁性体からなる一対のヨーク８０、８２とを有する。マグネット７８及びヨーク８０、８２は、図示例ではともにリング状に形成されているが、これに限らず、第１実施形態におけるマグネット４６及びヨーク４８、４９と同様に非円形であってもよい。マグネット７８は、第１ピストン部材６２の円筒部６６に挿入されている。マグネット７８は、炭素鋼、コバルト鋼、アルニコ、合成ゴム、またはその他の材料を用いてリング状に形成されたものである。

マグネット７８の軸線方向両側の端面は、それぞれヨーク８０、８２の一側面に当接している。ヨーク８０、８２の内径は、マグネット７８の内径と略同じである。ヨーク８０、８２の外径は、マグネット７８の外径よりも大きく、摺動孔１８の内径よりも小さい。好ましくは、ヨーク８０、８２の外径は、ピストン６０の外径よりも大きく設定される。すなわち、図４に示すように、ヨーク８０、８２の外周端部は、ピストン６０の外周面から半径方向外側に突出するのがよい。

保持部材７４は、非磁性体からなる部材であり、マグネット７８とシール部材７０との間に挟まれ、かつ一対のヨーク８０、８２間に配置されている。保持部材７４の軸線方向の幅は、マグネット７８のそれよりも大きい。保持部材７４は、マグネット７８の周囲を一周するリング状に形成されてもよく、あるいは、周方向に分割された複数のセグメントからなるものであってもよい。

一対のヨーク８０、８２の互いに対向する側壁には、保持部材７４を支持する肩部８０ａ、８２ａが形成され、保持部材７４がシール部材７０から受ける半径方向内方の荷重を肩部８０ａ、８２ａで受けるようになっている。一対のヨーク８０、８２の互いに対向する側面の半径方向外側の部位と、保持部材７４の外周面とにより、シール部材７０を収容（装着）するシール装着溝が形成されている。

シール部材７０は、弾性材（例えば、ゴム材）からなり、軸線周りの全周にわたって延在する部材である。シール部材７０は、図示例ではリング状に形成されているが、第１実施形態におけるシール部材２７と同様に非円形であってもよい。図４に示すように、シール部材７０は、マグネット７８を囲繞するように一対のヨーク８０、８２間に配置されている。シール部材７０の外径は、自然状態（何らの圧縮荷重が作用してなく弾性変形していない状態）で、ピストン６０の外径よりも大きく、従って、シール部材７０の外周部は、ピストン６０の外周面よりも半径方向外側に突出している。

上記のように構成された第３実施形態に係る流体圧機器によれば、シール部材７０の内周側にマグネット７８が配置され、かつマグネット７８の両側に一対のヨーク８０、８２が配置されているため、第１実施形態に係る流体圧機器１０と同様に、ピストン６０の軸線方向の寸法の増大を抑制しつつ、ピストン６０の動作位置を検出することができる。

また、保持部材７４が一対のヨーク８０、８２に形成された肩部８０ａ、８２ａによって支持されるので、シール部材７０を介して保持部材７４に伝わる半径方向内方への荷重がマグネット７８に直接伝わらず、これによりマグネット７８の損傷を防止することができる。

なお、第３実施形態において、第１実施形態と同様または類似する構成部分については、第１の実施形態の該当する構成部分によりもたらされる作用及び効果と同一又は同様の作用及び効果が得られることは勿論である。

次に、本発明の第４実施形態に係る流体圧機器について、図５及び図６を参照して説明する。図５に示す第４実施形態において、ピストンロッド２８の基端部に設けられた小径部２８ａには、ピストン６０が連結されている。ピストン６０は、図４に示したピストン６０と同一構成である。

第１ピストン部材６２のフランジ部６８のＸ２方向側の側面と、円筒部６６の外周面と、第２ピストン部材６４のＸ１方向側の側面とにより、シール部材８８、磁気構造部７２及びサポート部材（サポートリング）８４を収容する環状溝７６が構成されている。磁気構造部７２は、第３実施形態における磁気構造部７２と同一構成である。

サポート部材８４は、マグネット７８を囲繞するように一対のヨーク８０、８２の間に配置され、かつ、マグネット７８及びピストン６０と同心状に装着されており、シール部材８８の両側でシール部材８８を支持する側壁部８４ａと、両側壁部８４ａの内端を連結する底辺部８４ｂとが一体的に形成されたものである。サポート部材８４は、図示例ではリング状に形成されているが、ピストン６０が非円形に形成される場合には、ピストン６０の軸線Ｌ１の周りを一周する範囲で延在する、ピストン６０と同様の非円形に形成されてよい。

サポート部材８４には、軸線周りの全周にわたって延在し、半径方向外側に開口する環状のシール装着溝８６が設けられている。

各側壁部８４ａの外周面は、サポート面９０として構成されている。このサポート面９０は、サポート部材８４の最外周面であり、ピストン６０の軸線Ｌ１と平行であり、その外径は、ヨーク８０、８２の最外周面の外径よりも大きく、かつ摺動孔１８の内径よりも小さい。このため、サポート部材８４は、側壁部８４ａの箇所において、ヨーク８０、８２の外周面から突出した状態で配置されている。

サポート部材８４は、非磁性体の性質を有する低摩擦材からなる。このため、サポート部材８４（具体的には、サポート面９０）と摺動孔１８の内周面との間の摩擦係数は、シール部材７０と摺動孔１８の内周面との間の摩擦係数も小さい。このような低摩擦材としては、例えば、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）のような低摩擦性と耐摩耗性とを兼ね備えた合成樹脂材料や、非磁性体の金属材料等が挙げられる。

一対のヨーク８０、８２の互いに対向する側壁に形成された肩部８０ａ、８２ａは、サポート部材８４を支持する部分であり、サポート部材８４がシール部材８８から受ける半径方向内方の荷重を肩部８０ａ、８２ａで受けるようになっている。

シール部材８８は、弾性材（例えば、ゴム材）からなり、軸線周りの全周にわたって延在する環状を呈する部材であり、サポート部材８４のシール装着溝８６に装着されている。ピストン６０に横荷重が作用しない状態では、シール部材８８の外周部は、サポート部材８４よりも半径方向外側に突出している。

シール部材８８の外径は、自然状態（何らの圧縮荷重が作用してなく弾性変形していない状態）で、摺動孔１８の内径よりも大きい。このため、シール部材８８を装着したピストン６０が摺動孔１８に挿入された状態では、図５に示すように、シール部材８８が摺動孔１８の内周面とシール装着溝８６の底部との間に挟まれ、この結果、シール部材８８が弾性圧縮変形して摺動孔１８の内周面に周方向の全周にわたって密着する。

次に、上記のように構成された第４実施形態に係る流体圧機器の作用及び効果について説明する。

流体圧シリンダのピストン６０に連結する部材によっては、ピストン６０は、横荷重を受けることがある。この横荷重とは、ピストンロッド２８の先端に連結して作業を行う部材により、ピストンロッド２８を介してピストン６０に作用する横向きの力（図６中、矢印Ａ方向の力）のことで、ピストン６０の軸線Ｌ１を摺動孔１８の軸線Ｌ２からずらしたり、傾けたりする力である。

図５に示すように、ピストン６０に横荷重が作用していない状態では、ピストン６０の軸線Ｌ１と摺動孔１８の軸線Ｌ２とは略一致しており、シール部材８８は、周方向の全周にわたって摺動孔１８の内周面に当接し、弾性圧縮変形している。一方、サポート部材８４の外径は摺動孔１８の内径よりも小さく、ピストン６０の軸線Ｌ１と摺動孔１８の軸線Ｌ２とは略一致しているため、サポート部材８４の外周面であるサポート面９０は、摺動孔１８の内周面に接触していない。図５に示す状態で、ピストン６０は摺動孔１８の軸線Ｌ２方向に往復移動し、これによりシール部材８８の外周面は、摺動孔１８の内周面に対して接触しながら移動する。

シール部材８８は弾性変形可能であるため、図６に示すように、ピストン６０に矢印Ａ方向の所定以上の横荷重が作用した場合、サポート部材８４がＡ方向に変位して、サポート面９０が摺動孔１８の内周面に当接する。この場合、サポート部材８４のサポート面９０は、ピストン６０及びヨーク８０、８２の最外周よりも半径方向外側に位置するので、ピストン６０及びヨーク８０、８２の外周は摺動孔１８の内周面に接触しない。すなわち、サポート部材８４により、ピストン６０及びヨーク８０、８２が摺動孔１８の内周面に接触することが防止される。

上記のように構成された第４実施形態に係る流体圧機器によれば、シール部材８８の内周側にマグネット７８が配置され、かつマグネット７８の両側に一対のヨーク８０、８２が配置されているため、第１実施形態に係る流体圧機器と同様に、ピストン６０の軸線方向の寸法の増大を抑制しつつ、ピストン６０の動作位置を検出することができる。

また、ピストン６０に横荷重が作用したときに、サポート部材８４が摺動孔１８の内周面に接触することにより、ピストン６０の外周が摺動孔１８の内周面に当接することを防止できる。このように、サポート部材８４が従来のウエアリングと少なくとも同等の機能を担っているので、ピストン６０の軸線Ｌ１方向に間隔を置いた位置にシール部材８８とは別のウエアリングを配置する必要がない。このため、構成が簡単であり、また、ピストン６０の軸線方向の寸法の増大を抑制できる。

さらに、サポート部材８４が一対のヨーク８０、８２に形成された肩部８０ａ、８２ａによって支持されるので、シール部材８８を介してサポート部材８４に伝わる半径方向内方への荷重がマグネット７８に直接伝わらず、これによりマグネット７８の損傷を防止することができる。

またさらに、サポート部材８４は、２つの側壁部８４ａと底辺部８４ｂとが一体的に形成されたものであるため、部品点数が少なく、簡素な構成とすることができるとともに、一体型であるため横荷重に対する強度を高めることができる。

なお、第４実施形態において、第１実施形態と同様または類似する構成部分については、第１の実施形態の該当する構成部分によりもたらされる作用及び効果と同一又は同様の作用及び効果が得られることは勿論である。

上述した第１実施形態では、流体圧機器１０の一例として流体圧シリンダ１０Ａを示したが、この流体圧機器１０は、ハウジング１２に形成された摺動孔１８内を摺動するスプールで流体流路を切り換える流体切換弁であってもよい。この場合、前記スプールが仕切部材を形成することになる。第２〜第４実施形態においても同様に、流体圧機器は流体切換弁であってもよい。

上記において、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

１０…流体圧機器 １２…ハウジング
１３…ピストン １８…摺動孔
２６…磁気構造部 ２７、７０、８８…シール部材
２８、２９…ピストンロッド ４０、４２…磁気センサ
４６、７８…マグネット ４８、４９、８０、８２…ヨーク
２８、２９…ピストンロッド ７４…保持部材
８４…サポートリング（サポート部材）

Claims (8)

1. 摺動孔が形成されたハウジングと、
   前記摺動孔内を軸線方向に往復移動する仕切部材と、
   前記仕切部材の外周に設けられたシール部材と、
   前記仕切部材に設けられた磁気構造部と、を備え、
   前記磁気構造部は、前記シール部材の内側に配置されたマグネットと、前記マグネット及び前記シール部材の両側に配置された磁性体からなる一対のヨークとを有し、
   前記一対のヨークは、前記マグネットよりも外方に突出して、外周部が前記シール部材の両側に位置する、
   ことを特徴とする流体圧機器。
2. 請求項１記載の流体圧機器において、
   前記各ヨークの前記外周部は、前記仕切部材の外周部より突出している、
   ことを特徴とする流体圧機器。
3. 請求項１または２記載の流体圧機器において、
   前記仕切部材と一体的に連結され、前記仕切部材の変位を前記流体圧機器の外部に伝達する磁性体からなるロッド部材をさらに備え、
   前記ロッド部材と前記一対のヨークとは磁気的に絶縁されている、
   ことを特徴とする流体圧機器。
4. 請求項１または２記載の流体圧機器において、
   前記一対のヨークの一方又は両方が、前記仕切部材の前部又は後部の構造部材として構成されている、
   ことを特徴とする流体圧機器。
5. 請求項１または２記載の流体圧機器において、
   前記マグネットと前記シール部材との間に介装された保持部材をさらに備え、
   前記一対のヨークの互いに対向する側壁には、前記保持部材を支持する肩部が形成され、前記保持部材が前記シール部材から受ける半径方向内方の荷重を前記肩部で受ける、
   ことを特徴とする流体圧機器。
6. 請求項１または２記載の流体圧機器において、
   前記マグネットを囲繞するように前記一対のヨーク間に配設され、低摩擦材からなり、外周側にシール装着溝を有するサポート部材をさらに備え、
   前記シール部材は、前記シール装着溝に装着され、外周部が前記サポート部材よりも外側に突出して前記摺動孔の内周面に接触し、
   前記仕切部材に横荷重が作用したとき、前記サポート部材の外周面が、前記摺動孔の内周面に当接して前記仕切部材が前記摺動孔の内周面に接触するのを防止する、
   ことを特徴とする流体圧機器。
7. 請求項６記載の流体圧機器において、
   前記一対のヨークの、互いに対向する側壁には、前記サポート部材を支持する肩部が形成され、前記サポート部材が前記シール部材から受ける内方の荷重を前記肩部で受ける、
   ことを特徴とする流体圧機器。
8. 請求項６または７記載の流体圧機器において、
   前記サポート部材は、前記シール部材の両側で前記シール部材を支持する側壁部と、両側壁部の内端を連結する底辺部とが一体的に形成されたものである、
   ことを特徴とする流体圧機器。

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