JP5711858B1 - 衝撃緩衝機能付きシリンダ - Google Patents

Abstract

ピストン部近傍に設けた位置検出用の磁石が存在する場合であっても、ピストン部に流入する作動油が微小流量のときに迅速にピストンロッドを動かすことができる操作性の良い衝撃緩衝機能付きシリンダを提供する。このため、ピストンバルブシート１１Ｈ，１１Ｂ間で往復動し、シリンダヘッド側油室１３Ｈからの作動油の流入によってシリンダボトム９側に移動してピストンバルブシート１１Ｂとの間でシールし、作動油のシリンダボトム９側への流出を阻止するとともに、シリンダボトム側油室１３Ｂからの作動油の流入によってシリンダヘッド８側に移動してピストンバルブシート１１Ｈとの間でシールし、作動油のシリンダヘッド８側への流出を阻止するピストンバルブ１２と、ピストンロッド３に対して摺動可能に外嵌され、シリンダヘッド８及びシリンダヘッド側作動片１２Ｈに当接可能に配置される、非磁性体で形成されたスライダ４０と、を有する。

Description

本発明は、ピストン部近傍に設けた位置検出用の磁石が存在する場合であっても、ピストン部に流入する作動油が微小流量のときに迅速にピストンロッドを動かすことができる操作性の良い衝撃緩衝機能付きシリンダに関する。

油圧シリンダ等のシリンダチューブの内部をピストンロッドとともに往復動するピストン部に永久磁石を設けるとともに、シリンダチューブの外部に磁力センサを設け、磁力センサを通過する磁力を検出することによって、シリンダストローク位置を計測するものがある。

例えば、特許文献１には、シリンダヘッドに、ピストンロッドの往復動量を回転量として検出するロータリエンコーダを設けるとともに、シリンダチューブの途中にあってチューブ外周面にリセット用磁力センサを設け、このリセット用磁力センサで、チューブ内部を往復動するピストン部に固定された磁石で発生した磁力を検出して、その磁力がピーク値に達したときに、ロータリエンコーダの検出値から得られる計測位置を原点位置にリセットするものが記載されている。

一方、特許文献２には、シリンダ内を往復動するピストンに、往復動方向に貫通する連通孔を設け、かつ、この連通孔に逆止弁を設け、ピストンのストロークエンド位置において逆止弁の弁体を開放させることによって、ピストンのストロークエンド当接における衝撃を緩衝するものが記載されている。

特開２００６−２２０６２１号公報 特開昭６２−１２４３０２号公報

ところで、上述したシリンダロッドのピストン部にピストンバルブを設けて、特許文献２と同様な衝撃緩衝機能を実現するものがある。このピストンバルブを用いたシリンダでは、ピストンロッドがシリンダのストロークエンドに到達した場合、それまで作動油をシールしていたピストンバルブが逆方向に押されてシールが解除され、作動油を逃がすことによって作動油の圧力を下げ、ピストンロッドのストロークエンドの当接時の衝撃を緩衝している。

また、このピストンバルブを用いたシリンダでは、ピストンロッドを中間ストローク方向に動かそうとする場合、微小流量の作動油をピストン部に加えるのみで、ピストン部における作動油の流通を堰き止めるピストンバルブのシール状態を形成し、ピストンロッドを動かすことができる。

ここで、ピストンバルブを有したピストン部近傍に位置検出用の磁石を設ける場合、磁性体であるピストンバルブは磁化される。また、シリンダチューブ内のボア径とピストンロッド径との差が小さく、シリンダヘッドが直接ピストンバルブを押すことが難しい場合、往復動方向に摺動可能なスライダを介してピストンバルブを押すようにしている。ここでスライダは磁性体であるため、磁化されたピストンバルブと磁力によって吸着する。

このため、ピストンロッドをシリンダヘッド側のストロークエンドから中間ストローク方向に動かそうとする場合、ピストンバルブはスライダに吸着した状態となる。そして、ピストンロッドを中間ストローク方向に動かそうとする場合、シリンダヘッド側からの作動油の流入によってピストンバルブを動かしてピストンバルブのシール状態を形成する必要があるが、ピストンバルブの可動範囲に比してスライダの可動範囲が小さい場合、ピストンバルブに加える力は、ピストンバルブとスライダとの吸着力を超える力が必要となる。ここで、ピストンバルブに加える力は、ピストンバルブを通る作動油の圧力損失に等しく、作動油の流量が小さいとき圧力損失は小さくなる。この結果、ピストンロッドを動かそうとする初期における微小流量の領域では、ピストンバルブに加わる力は小さく、しかも、ピストンバルブとスライダとの吸着力を超える力が必要となるため、ピストンバルブがシール状態を形成できない状態が長くなる。このため、操作者は、官能上のタイムラグを感じ、ピストンロッドの往復動の操作性が悪いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ピストン部近傍に設けた位置検出用の磁石が存在する場合であっても、ピストン部に流入する作動油が微小流量のときに迅速にピストンロッドを動かすことができる操作性の良い衝撃緩衝機能付きシリンダを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる衝撃緩衝機能付きシリンダは、シリンダチューブ内を往復動するピストンロッドの位置検出が可能であるとともに、前記ピストンロッドのストロークエンドでの衝撃を緩衝する衝撃緩衝機能を有した衝撃緩衝機能付きシリンダであって、前記ピストンロッドのシリンダボトム側に取り付けられたピストン部内に設けられ、シリンダヘッド側と前記シリンダボトム側とに対で設けられたピストンバルブシートと、前記ピストンバルブシート間で往復動し、シリンダヘッド側油室からの作動油の流入によって前記シリンダボトム側に移動して前記シリンダボトム側のピストンバルブシートとの間でシールし、作動油のシリンダボトム側への流出を阻止するとともに、シリンダボトム側油室からの作動油の流入によって前記シリンダヘッド側に移動して前記シリンダヘッド側のピストンバルブシートとの間でシールし、作動油のシリンダヘッド側への流出を阻止するピストンバルブと、前記ピストンロッドに対して摺動可能に外嵌され、シリンダヘッド及び前記ピストンバルブのシリンダヘッド側作動片に当接可能に配置される、非磁性体で形成されたスライダと、前記ピストン部のシリンダボトム側に配置され、前記ピストンロッドがシリンダボトム側のストロークエンドに当接した場合に前記ピストンバルブをシリンダヘッド側に押し出し、前記ピストンバルブと前記シリンダボトム側のピストンバルブシートとの間のシールを解除するバルブピストンと、前記ピストンロッドに取り付けられ、前記ピストン部と前記スライダとの間に配置され、前記ピストンロッドの位置検出用の磁石を前記ピストン部側に固定する磁石ホルダリングと、前記シリンダチューブの外周に設けられ、前記磁石からの磁力を検出して前記ピストンロッドの位置を検出する磁気検出部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる衝撃緩衝機能付きシリンダは、上記の発明において、前記ピストンバルブのシリンダヘッド側作動片は、一対の前記ピストンバルブシート間で前記ピストンバルブが移動する際、前記スライダとの当接状態を維持できる長さを超える長さを有することを特徴とする。

また、本発明にかかる衝撃緩衝機能付きシリンダは、上記の発明において、前記ピストン部と前記磁石ホルダリングとの間に設けられ、前記シリンダヘッド側のピストンバルブシートと前記磁石ホルダリングの磁石との位置を固定するとともに、前記一対のピストンバルブシート間へ作動油の流路を形成したリテーナを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、スライダが非磁性体で形成されているため、スライダは、磁化されたシリンダヘッド側作動片と吸着せず、当接状態となる。このため、スライダとシリンダヘッド側作動片との吸着状態から離すための作動油流量が不要となる。この結果、ピストン部近傍に設けた位置検出用の磁石が存在する場合であっても、ピストン部に流入する作動油が微小流量のときに迅速にピストンロッドを動かすことができる操作性の良い衝撃緩衝機能付きシリンダを実現できる。

図１は、本発明の実施の形態である衝撃緩衝機能付きシリンダの外観構成を示す図である。 図２は、図１に示したシリンダの詳細構成を示す断面図である。 図３は、図２に示したピストン部の詳細構成を示す斜視図、右側面図、及び左側面図を対応付けて示した図である。 図４は、図２に示した磁石ホルダリングの詳細構成を示す斜視図、右側面図、及び左側面図を対応付けて示した図である。 図５は、図２に示したリテーナの詳細構成を示す斜視図及び右側面図を対応付けて示した図である。 図６は、図２に示したスライダの詳細構成を示す斜視図である。 図７は、ピストンロッドをシリンダヘッド側からシリンダボトム側に移動させる場合のピストンバルブの動作を説明する説明図である。 図８は、ピストンロッドがシリンダボトムに当接する場合のピストンバルブの動作を説明する説明図である。 図９は、ピストンロッドがシリンダヘッドに当接する場合のピストンバルブの動作を説明する説明図である。 図１０は、スライダを磁性体で形成した場合におけるピストンバルブの動作を説明する説明図である。 図１１は、スライダを磁性体で形成した場合と非磁性体で形成した場合とにおける、レバー入力量の時間変化に対するピストンバルブスロトーク量の変化を示す図である。 図１２は、磁石ホルダリング及びスライダを磁性体で形成した場合と非磁性体で形成した場合における、磁石の磁力線の状態を示す図である。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

（シリンダの構造）
図１は、本発明の実施の形態である衝撃緩衝機能付きシリンダ（以下、シリンダという）の外観構成を示す図である。また、図２は、図１に示したシリンダの詳細構成を示す断面図である。さらに、図３は、図２に示したピストン部の詳細構成を示す斜視図、右側面図、及び左側面図を対応付けて示した図である。また、図４は、図２に示した磁石ホルダリングの詳細構成を示す斜視図、右側面図、及び左側面図を対応付けて示した図である。さらに、図５は、図２に示したリテーナの詳細構成を示す斜視図及び右側面図を対応付けて示した図である。また、図６は、図２に示したスライダの詳細構成を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、ピストンロッド３は、シリンダ１の壁であるシリンダチューブ２に、ピストン部１０を介して摺動自在に設けられている。ピストン部１０は、ピストンロッド３のシリンダボトム９側近傍に取り付けられている。また、ピストンロッド３は、シリンダヘッド８に摺動自在に設けられている。シリンダヘッド８とピストン部１０とシリンダチューブ２の内壁とピストンロッド３とによって画成された室は、シリンダヘッド側油室１３Ｈを構成する。また、シリンダボトム９とピストン部１０とシリンダチューブ２の内壁とピストンロッド３とによって画成された室は、シリンダボトム側油室１３Ｂを構成する。シリンダヘッド側油室１３Ｈとシリンダボトム側油室１３Ｂとは、ピストン部１０を介して、シリンダチューブ２内でそれぞれが対向した位置となる。シリンダヘッド側油室１３Ｈには、シリンダヘッド８の近傍に設けられた油圧ポート４を介して作動油ＬＨが流出入する。また、シリンダボトム側油室１３Ｂには、シリンダボトム９の近傍に設けられた油圧ポート５を介して作動油ＬＢが流出入する。

作動油ＬＨ，ＬＢは、図示しない操作レバーの操作量に対応した流量調整弁の調整によって図示しない油圧ポンプからの作動油の流量及び方向が切り替えられる。作動油ＬＨが油圧ポート４を介してシリンダヘッド側油室１３Ｈに流入すると、作動油ＬＨがピストン部１０をシリンダボトム９側に押すことによってピストンロッド３がシリンダボトム９側に移動する。そして、シリンダボトム側油室１３Ｂ内の作動油ＬＢは、油圧ポート５を介して図示しない作動油タンクに流出する。一方、作動油ＬＢが油圧ポート５を介してシリンダボトム側油室１３Ｂに流入すると、作動油ＬＢがピストン部１０をシリンダヘッド８側に押すことによってピストンロッド３がシリンダヘッド８側に移動する。そして、シリンダヘッド側油室１３Ｈ内の作動油ＬＨは、油圧ポート４を介して図示しない作動油タンクに流出する。この結果、ピストンロッド３は、作動油ＬＨ，ＬＢの流入によってシリンダチューブ２内を往復動することになる。

シリンダヘッド８には、ピストンロッド３との間隙を密封し、塵埃等のコンタミがシリンダヘッド側油室１３Ｈに入り込まないようにするロッドシール１３０及びダストシール１３２が設けられている。

（ストローク位置検出機構）
シリンダヘッド８の外部には、ストローク位置センサ１００が設けられる。ストローク位置センサ１００は、ケース１２０に覆われる。ケース１２０は、シリンダヘッド８にボルト等によって締結等されて、シリンダヘッド８に固定される。すなわち、ストローク位置センサ１００及びケース１２０は、シリンダチューブ２に簡易に取り付け、取り外しを行うことができる。

ストローク位置センサ１００を構成する回転ローラ１１０は、その表面がピストンロッド３の表面に接触し、ピストンロッド３の往復動に応じて回転自在に設けられる。すなわち、ピストンロッド３の直線移動量は、回転ローラ１１０によって回転量に変換される。

回転ローラ１１０は、その回転中心軸１１０Ｃが、ピストンロッド３の往復動方向に対して、直交するように配置される。ケース１２０には、ピストンロッド３との間隙を密封し、塵埃等のコンタミが回転ローラ１１０とピストンロッド３との間に入り込まないようにするダストシール１３１が設けられている。これにより、回転ローラ１１０とピストンロッド３との間に塵埃等が入り込んで、回転ローラ１１０が動作不良となるような事態を回避することができる。すなわち、ストローク位置センサ１００は、ケース１２０に設けられたダストシール１３０と、シリンダヘッド８に設けられたダストシール１３２とによる防塵構造が形成されている。

ストローク位置センサ１００は、回転ローラ１１０と、回転ローラ１１０の回転量を検出する図示しない回転センサ部とを有する。この回転センサ部で検出された回転ローラ１１０の回転量を示す信号は、位置検出部７に送られ、ピストンロッド３のストローク位置に変換される。

ストローク位置センサ１００の回転ローラ１１０とピストンロッド３との間では、滑り（スリップ）が発生することは避けられず、この滑りによってストローク位置センサ１００の検出結果から得られるピストンロッド３の計測位置と、ピストンロッド３の実際の位置との間には、誤差（滑りによる累積誤差）が生じる。そこで、このストローク位置センサ１００の検出結果から得られる計測位置を、原点位置（基準位置）にリセットするために、ピストン部１０近傍に磁力線を生成する磁石３１を固定配置するとともに、シリンダチューブ２の外部に、リセットセンサとしての磁気検出部６を設ける。磁気検出部６は、磁石３１から磁力線のピークを検出する。位置検出部７は、ストローク位置センサ１００の検出結果から得られた計測位置を、磁気検出部６の検出結果をもとに原点位置の補正を行う。

磁石３１は、ピストンロッド３の往復動方向に沿ってＳ極，Ｎ極が配置されるように、磁石ホルダリング３０に設けられる。なお、磁石３１は、ピストンロッド３の往復動方向に対して垂直で半径方向に沿って、Ｓ極，Ｎ極が配置されるようにしてもよい。

磁気検出部６は、往復動方向に沿って所定距離、離間されて配置された２個の磁力センサ６ａ，６ｂを有する。２個の磁力センサ６ａ，６ｂを設けたのは、２個の磁力センサ６ａ，６ｂの検出位置に基づいて、ピストンロッド３の絶対移動距離を計測することができ、これによってストローク量を補正することができるからである。例えば、ストローク位置センサ１００の回転ローラ１１０が経年変化によって消耗すると、ストローク位置センサ１００の検出回転量から得られるピストンロッド３の移動距離は、実際のピストンロッド３の移動距離よりも小さくなる。位置検出部７は、磁石３１が２つの磁力センサ６ａ，６ｂ間を移動したときにストローク位置センサ１００の検出回転量から得られる移動距離Ｌ´と、実際の２個の磁力センサ６ａ，６ｂ間の距離Ｌとの比率Ｌ／Ｌ´に基づいて、ストローク位置センサ１００の検出回転量から得られる移動距離を補正することができる。なお、磁力センサ６ａ，６ｂとしては、例えば、ホールＩＣが用いられる。

（衝撃緩和機能を有するピストン部近傍の構造）
ピストン部１０は、図３に示すように、環状をなし、複数、例えば３つのピストンバルブ１２を有したピストンバルブ構造を有する。ピストンバルブ構造は、ピストンロッド３の往復動方向に沿って、３つの円柱状の貫通孔１３が形成される。貫通孔１３には、ピストンバルブシート１１が取り付けられる。貫通孔１３のシリンダヘッド８側には、ピストンバルブシート１１Ｈが取り付けられる。貫通孔１３のシリンダボトム９側には、ピストンバルブシート１１Ｂが取り付けられる。なお、ピストンバルブシート１１Ｈ，１１Ｂは、それぞれピストンロッド３の往復動方向に作動油が通る穴または溝が形成されている。

ピストンバルブ１２は、ピストンバルブ本体１２Ａと、シリンダヘッド側作動片１２Ｈと、シリンダボトム側作動片１２Ｂとを有する。ピストンバルブ本体１２Ａは、貫通孔１３内を間隙ｄを介して、ピストンバルブシート１１Ｈ，１１Ｂ間でピストンロッド３の往復動方向に移動可能である。また、ピストンバルブ本体１２Ａの径は、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ及びシリンダボトム側作動片１２Ｂの径よりも大きく、ピストンバルブ本体１２Ａと、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ及びシリンダボトム側作動片１２Ｂとの接続部分にはテーパ部１２ＴＨ，１２ＴＢが形状される。シリンダヘッド側作動片１２Ｈ及びシリンダボトム側作動片１２Ｂは、それぞれピストンバルブシート１１Ｈ，１１Ｂを貫通して摺動する。なお、ピストンバルブ１２は、磁性体で形成されている。ピストンバルブ１２を磁性体としたのは、ピストンバルブ１２には大きな力が作用するため、それに耐え得る強度が必要であり、その強度を有する非磁性体がないからである。

磁石ホルダリング３０は、環状部材であり、ピストン部１０のシリンダヘッド８側でピストンロッド３に取り付けられる。図４に示すように、磁石ホルダリング３０のシリンダボトム９側には、円盤状の磁石３１を取り付ける磁石ホルダ３１ａが外周面に沿って環状に配置される。磁石３１が環状に配置されるのは、ピストンロッド３がシリンダチューブ２に対して回転した場合であっても、磁気検出部６によって磁力を検出できるようにするためである。なお、磁石ホルダリング３０は、シリンダヘッド側作動片１２Ｈが貫通する貫通孔３３を形成している。なお、磁石ホルダリング３０は、非磁性体で形成されている。

リテーナ２０は、ピストン部１０と磁石ホルダリング３０との間に配置される環状の部材である。リテーナ２０は、磁石ホルダリング３０に配置された磁石３１をシリンダボトム側から保持する。また、図５に示すように、リテーナ２０は、シリンダヘッド側作動片１２Ｈを貫通する貫通孔２３が形成されている。さらに、リテーナ２０は、シリンダボトム９側で、外周から貫通孔２３の位置までの溝２１が形成される。溝２１は、作動油の流出入を行う流路となる。

スライダ４０は、磁石ホルダリング３０のシリンダヘッド８側に設けられる。スライダ４０は、図６に示すように、環状部材であり、ピストンロッド３に嵌め込まれて摺動自在である。スライダ４０は、シリンダヘッド８側では、シリンダヘッド８に当接可能であり、シリンダボトム９側では、シリンダヘッド側作動片１２Ｈの端部に当接可能である。なお、スライダ４０は、非磁性体で形成されている。また、スライダ４０は、シリンダチューブ２内のボア径Ｒｂとピストンロッド径Ｒｒとの差が小さく、シリンダヘッド８が直接ピストンバルブ１２を押すことが難しい場合に設けられる。そして、シリンダヘッド８とピストンバルブ１２との当接は、スライダ４０を介して行われることになる。

バルブピストン５０及びバルブピストン保持部５１は、ピストン部１０のシリンダボトム側に配置される。バルブピストン保持部５１は、ピストンロッド３に取り付けられる環状部材である。バルブピストン５０は、ピストンバルブ１２の配置位置に対応する３つの位置に設けられ、ピストンロッド３の往復動方向に摺動可能に配置される。バルブピストン５０のシリンダヘッド８側は、シリンダボトム側作動片１２Ｂの端部に当接可能である。また、バルブピストン５０のシリンダボトム９側は、シリンダボトム９に当接可能である。さらに、バルブピストン保持部５１のピストン部１０側には、ピストン部１０に対する作動油の流路である溝５２が形成されている。

なお、図３に示したピストン部１０の複数の穴１４は、バルブピストン保持部５１を固定するネジ穴である。また、図３に示した貫通孔１５、図５に示した貫通孔２４、図４に示した孔３４は、ピストン部１０、リテーナ２０、磁石ホルダリング３０の回転方向の位置決めに用いられる。

（ピストンバルブの動作）
次に、図７〜図９を参照して、ピストンバルブ１２の動作について説明する。まず、図７（ａ）に示すように、ピストンバルブ１２のテーパ部１２ＴＨとピストンバルブシート１１Ｈとがシール状態となっている状態を初期状態とする。ここで、シリンダヘッド側油室１３Ｈに作動油ＬＨが流入すると、図７（ｂ）に示すように、作動油ＬＨは、磁石ホルダリング３０とシリンダチューブ２との間隙、リテーナ２０の溝２１、ピストンバルブシート１１Ｈを介して、ピストンバルブシート１１Ｈとテーパ部１２ＴＨとで囲まれる領域ＥＨに流入する。この領域ＥＨへの作動油ＬＨの流入によって、テーパ部１２ＴＨとピストンバルブシート１１Ｈとがシール状態は解除される。その後、ピストンバルブシート１１Ｈ，１１Ｂ間の領域ＥＡに作動油ＬＨが流入する。流入した作動油ＬＨは、ピストンバルブ本体１２Ａと貫通孔１３の内壁との間隙ｄにおける作動油ＬＨの圧力損失に応じてピストンバルブ１２をシリンダボトム９側に移動する。その後、図７（ｃ）に示すように、テーパ部１２ＴＢとピストンバルブシート１１Ｂとが当接し、作動油ＬＨがシリンダボトム側油室１３Ｂ側に流出するのを阻止するシール状態となる。したがって、さらに作動油ＬＨがシリンダヘッド側油室１３Ｈに流入する作動油流量に応じて、ピストンロッド３がシリンダボトム９側に移動する。

その後、図８（ｄ）に示すように、さらにピストンロッド３がシリンダボトム９側に近づくと、バルブピストン５０のシリンダボトム９側の端部がシリンダボトム９に当接する。図８（ｅ）に示すように、さらにピストンロッド３がシリンダボトム９に近づくと、バルブピストン５０は、シリンダボトム９に押されてシリンダヘッド８側に摺動する。そして、バルブピストン５０は、シリンダヘッド８側の端部に当接しているシリンダボトム側作動片１２Ｂを押す。この結果、テーパ部１２ＴＢとピストンバルブシート１１Ｂとのシール状態が解除される。このシール状態の解除によって、シリンダヘッド側油室１３Ｈからさらに流入する作動油ＬＨは、溝５２を介してシリンダボトム側油室１３Ｂに逃げる。これによって、ピストンロッド３がシリンダボトム９に当接する際の衝撃を和らげることができる。

また、ピストンロッド３がシリンダヘッド８に当接する際の衝撃も和らげることができる。図９（ａ）に示すように、テーパ部１２ＴＨとピストンバルブシート１１Ｈとがシール状態で、シリンダボトム側油室１３Ｂから作動油ＬＢを流入し続けると、ピストンロッド３は、シリンダヘッド８に近づく。そして、さらに作動油ＬＢを流入し続けると、図９（ｂ）に示したように、スライダ４０がシリンダヘッド８に当接する。その後、スライダ４０は、シリンダヘッド側作動片１２Ｈをシリンダボトム９側に押す。この結果、テーパ部１２ＴＨとピストンバルブシート１１Ｈとのシール状態が解除される。このシール状態の解除によって、シリンダボトム側油室１３Ｂからさらに流入する作動油ＬＢは、溝２１を介してシリンダヘッド側油室１３Ｈに逃げる。これによって、ピストンロッド３がシリンダヘッド８に当接する際の衝撃を和らげることができる。

図１０は、スライダ４０を磁性体で形成した場合におけるピストンバルブの動作を説明する説明図である。図１０（ａ）では、図７（ａ）と同様に、作動油ＬＨの流入によって、テーパ部１２ＴＨとピストンバルブシート１１Ｈとのシール状態が解除される。その後、図１０（ｂ）では、図７（ｂ）と同様に、作動油ＬＨは、ピストンバルブ本体１２Ａと貫通孔１３の内壁との間隙ｄにおける作動油ＬＨの圧力損失に応じてピストンバルブ１２をシリンダボトム９側に移動させる。ここで、スライダ４０は磁性体であり、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ´は磁石３１によって磁化されているため、スライダ４０とシリンダヘッド側作動片１２Ｈ´とは吸着状態となっている。

したがって、さらに作動油ＬＨを流入しても、ピストンバルブ１２に加える力は、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ´とスライダ４０との吸着力を超える力が必要となる。ここで、ピストンバルブ１２に加える力は、間隙ｄにおける作動油ＬＨの圧力損失に等しく、作動油ＬＨの流量が小さいとき圧力損失は小さくなる。この結果、ピストンロッド３を動かそうとする初期における微小流量の領域では、ピストンバルブ１２に加わる力は小さく、しかも、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ´とスライダ４０との吸着力を超える力が必要となる。このため、図１０（ｂ）に示すように、テーパ部１２ＴＢとピストンバルブシート１１Ｂとがシール状態でない状態が続く。その後、図１０（ｃ）に示すように、さらなる作動油ＬＨの流入によって、テーパ部１２ＴＢとピストンバルブシート１１Ｂとがシール状態となり、ピストンロッド３がシリンダボトム９側に移動する。

（操作性の比較）
図１１（ａ）は、スライダ４０を磁性体で形成した場合における、レバー入力量（作動油流量）の時間変化に対するピストンバルブスロトーク量の変化を示す図である。図１１（ａ）に示すように、スライダ４０が磁性体である場合、時点ｔ１からレバー入力量を０から増大すると、ピストンバルブストローク量は、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ´とスライダ４０とが吸着状態であるため、増大する。しかし、ピストンバルブストローク量は、Ｓ１で停止した状態となる。この停止状態は、上述したように、レバー入力量の増大による、さらなる作動油ＬＨの流入の増大によってシリンダヘッド側作動片１２Ｈ´とスライダ４０との吸着力を超える力が発生するまで続く。その後、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ´とスライダ４０との吸着力を超える力が発生し、シリンダヘッド側作動片１２Ｈ´とスライダ４０とが分離した時点ｔ１´以降、ピストンバルブ１２は移動し、時点ｔ２´でピストンバルブストローク量がＳ２となってシール状態となる。この時点ｔ２´以降にピストンロッド３がシリンダ縮み方向（シリンダボトム９方向）に移動する。

一方、本実施の形態では、スライダ４０が非磁性体で形成されているため、シリンダヘッド側作動片１２Ｈと吸着状態となることはない。したがって、図１１（ｂ）に示すように、時点ｔ１からレバー入力量を０から増大すると、ピストンバルブストローク量は、シリンダヘッド側作動片１２Ｈとスライダ４０とが吸着でなく、当接状態であるため、ピストンバルブ１２を移動させる力は、間隙ｄにおける作動油ＬＨの圧力損失のみでよいため、レバー入力量に応じてピストンバルブ１２は移動する。そして、時点ｔ２でピストンバルブストローク量がＳ２となってシール状態となる。この時点ｔ２以降にピストンロッド３がシリンダ縮み方向（シリンダボトム９方向）に移動する。

図１１（ａ）では、レバー入力量に対してピストンバルブストローク量の増大が２段階で発生し、結果的に、ピストンロッド３が動き始めるまでに、長い時間ΔＴ２を要していた。これに対し、本実施の形態では、ピストンロッド３が動き始めるまでに、時間ΔＴ２に比して実時間時間ΔＴ１となる。この結果、操作者は、レバー入力量に対するピストンロッドの動きに対して、官能上のタイムラグを感じないため、ピストンロッド３の往復動に対する良好な操作性を維持することができる。

（シリンダヘッド側作動片の長さ）
シリンダヘッド側作動片１２Ｈは、ピストンバルブ１２のピストンバルブ本体１２Ａがピストンバルブシート１１Ｈ，１１Ｂ間の移動範囲内で、スライダ４０との当接状態を維持できる長さ（図７（ｃ）のＬＡ）を超える長さであることが好ましい。このような長さとすることによって、スライダ４０がシリンダヘッド８に当接した場合、確実にテーパ部１２ＴＨとピストンバルブシート１１Ｈとのシール状態を解除することができる。なお、この長さを有する場合、スライダ４０を磁性体で構成してもよい。

（磁石の磁力線）
図１２（ａ）は、磁石ホルダリング３０及びスライダ４０を磁性体で形成した場合の磁石３１の磁力線の状態を示す図である。また、図１２（ｂ）は、磁石ホルダリング３０及びスライダ４０を非磁性体で形成した場合の磁石３１の磁力線の状態を示す図である。図１２（ａ）に示すように、磁石ホルダリング３０及びスライダ４０を磁性体で形成した場合、磁石３１は、磁性体の構成が多いシリンダチューブ２内への磁力線を多く発生し、シリンダチューブ２への磁力線が減っている。これに対し、図１２（ｂ）に示すように、磁石ホルダリング３０及びスライダ４０を非磁性体で形成した場合、磁石３１は、シリンダチューブ２内への磁力線が減り、シリンダチューブ２側への磁力線が増大している。したがって、磁気検出部６は、磁石ホルダリング３０及びスライダ４０を非磁性体で形成した場合の方が、多くの磁力線を受けるため、位置検出を精度高く行うことができる。なお、スライダ４０を磁性体で形成すると、磁石３１からシリンダチューブ２側に向かう磁力線にばらつきが生じ、磁気検出部６による位置検出精度が劣化する可能性がある。したがって、この点からも、スライダ４０は、非磁性体であることが好ましい。

１ シリンダ
２ シリンダチューブ
３ ピストンロッド
４，５ 油圧ポート
６ 磁気検出部
６ａ，６ｂ 磁力センサ
７ 位置検出部
８ シリンダヘッド
９ シリンダボトム
１０ ピストン部
１１ ピストンバルブシート
１１Ｈ，１１Ｂ ピストンバルブシート
１２ ピストンバルブ
１２Ｈ シリンダヘッド側作動片
１２Ｂ シリンダボトム側作動片
１２ＴＨ，１２ＴＢ テーパ部
１２Ａ ピストンバルブ本体
１３Ｈ シリンダヘッド側油室
１３Ｂ シリンダボトム側油室
１３，１５，２３，２４，３３ 貫通孔
１４ 穴
２０ リテーナ
２１，５２ 溝
３０ 磁石ホルダリング
３１ 磁石
３１ａ 磁石ホルダ
３４ 孔
４０ スライダ
５０ バルブピストン
５１ バルブピストン保持部
１００ ストローク位置センサ
ｄ 間隙
ＬＨ，ＬＢ 作動油

Claims (3)

1. シリンダチューブ内を往復動するピストンロッドの位置検出が可能であるとともに、前記ピストンロッドのストロークエンドでの衝撃を緩衝する衝撃緩衝機能を有した衝撃緩衝機能付きシリンダであって、
   前記ピストンロッドのシリンダボトム側に取り付けられたピストン部内に設けられ、シリンダヘッド側と前記シリンダボトム側とに対で設けられたピストンバルブシートと、
   前記ピストンバルブシート間で往復動し、シリンダヘッド側油室からの作動油の流入によって前記シリンダボトム側に移動して前記シリンダボトム側のピストンバルブシートとの間でシールし、作動油のシリンダボトム側への流出を阻止するとともに、シリンダボトム側油室からの作動油の流入によって前記シリンダヘッド側に移動して前記シリンダヘッド側のピストンバルブシートとの間でシールし、作動油のシリンダヘッド側への流出を阻止するピストンバルブと、
   前記ピストンロッドに対して摺動可能に外嵌され、シリンダヘッド及び前記ピストンバルブのシリンダヘッド側作動片に当接可能に配置される、非磁性体で形成されたスライダと、
   前記ピストン部のシリンダボトム側に配置され、前記ピストンロッドがシリンダボトム側のストロークエンドに当接した場合に前記ピストンバルブをシリンダヘッド側に押し出し、前記ピストンバルブと前記シリンダボトム側のピストンバルブシートとの間のシールを解除するバルブピストンと、
   前記ピストンロッドに取り付けられ、前記ピストン部と前記スライダとの間に配置され、前記ピストンロッドの位置検出用の磁石を前記ピストン部側に固定する磁石ホルダリングと、
   前記シリンダチューブの外周に設けられ、前記磁石からの磁力を検出して前記ピストンロッドの位置を検出する磁気検出部と、
   を備えたことを特徴とする衝撃緩衝機能付きシリンダ。
2. 前記ピストンバルブのシリンダヘッド側作動片は、一対の前記ピストンバルブシート間で前記ピストンバルブが移動する際、前記スライダとの当接状態を維持できる長さを超える長さを有することを特徴とする請求項１に記載の衝撃緩衝機能付きシリンダ。
3. 前記ピストン部と前記磁石ホルダリングとの間に設けられ、前記シリンダヘッド側のピストンバルブシートと前記磁石ホルダリングの磁石との位置を固定するとともに、前記一対のピストンバルブシート間へ作動油の流路を形成したリテーナを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の衝撃緩衝機能付きシリンダ。

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