JP6071084B2

JP6071084B2 - 流体圧シリンダ及びその製造方法

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Publication number: JP6071084B2
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Inventors: 佑介高橋
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Description

本発明は、位置センサを備える流体圧シリンダ及びその製造方法に関する。

特許文献１には、シリンダチューブに対するピストンロッドの相対位置を検出する位置センサを備える流体圧シリンダが開示されている。

この流体圧シリンダの位置センサは、シリンダチューブに固定されるセンサ本体と、センサ本体からシリンダチューブの軸方向に沿って延設されるセンサロッドと、を有する。ピストンロッドには、ピストンロッドの軸方向に沿って延びる穴が形成されており、センサロッドはその穴に移動自在に挿入される。

米国特許第６５０９７３３号明細書

特許文献１に開示される流体圧シリンダを製造するには、まず、センサ本体をシリンダチューブに固定し、センサロッドをセンサ本体からシリンダチューブの軸方向に沿って延設する。その後、センサロッドがピストンロッドの穴に挿入されるようにピストンロッドをシリンダチューブに挿入する。

この製造方法では、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入する際にシリンダチューブの軸を鉛直方向と一致させる必要がある。これは、シリンダチューブの軸が鉛直方向に対して傾いた状態では、センサロッドが重力の影響を受け、センサロッドの軸とピストンロッドの穴の軸とが一致せず、ピストンロッドの穴にセンサロッドを挿入するのが困難になるとの理由による。

このように、特許文献１に開示される流体圧シリンダでは、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入する際にシリンダチューブ及びピストンロッドの向きが制約される。

本発明は、シリンダチューブ及びピストンロッドの向きの制約なくピストンロッドをシリンダチューブに挿入して組み付けることができる流体圧シリンダ及びその製造方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、シリンダチューブに対するピストンロッドの相対位置を検出する位置センサを備える流体圧シリンダの製造方法であって、ピストンロッドの軸方向に沿ってピストンロッド内を延びる第１穴に、センサロッドを挿入する工程と、ピストンロッドに取り付けられた保持部材を用いて、センサ本体をピストンロッドに対して保持する工程と、センサ本体を保持したピストンロッドをシリンダチューブに挿入する工程と、保持部材をシリンダチューブに固定することによってセンサ本体をシリンダチューブに固定する工程と、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入する際には、センサ本体は保持部材によってピストンロッドに対して保持される。そのため、ピストンロッドの軸が鉛直方向に対して傾いた状態でピストンロッドをシリンダチューブに挿入する場合であっても、センサ本体はピストンロッドの径方向に変位せず、センサ本体はシリンダチューブ内の予め定められた位置に到達する。

第２の発明は、保持部材をシリンダチューブに固定した後、保持部材からピストンロッドを取り外すことを特徴とする。

第２の発明では、保持部材がシリンダチューブに固定された後にピストンロッドが保持部材から取り外されるので、保持部材は、シリンダチューブに固定されるまでピストンロッドに取り付けられた状態にある。したがって、ピストンロッドの押し込みだけでセンサ本体を所定の位置に押し込むことができる。

第３の発明は、シリンダチューブへのピストンロッドの挿入方向に保持部材をピストンロッドに対して移動させてピストンロッドから保持部材を取り外し、その後、保持部材をシリンダチューブに固定することを特徴とする。

第３の発明では、保持部材は、ピストンロッドから取り外される際にピストンロッドに対して挿入方向に移動するので、シリンダチューブに固定された後では、ピストンロッドの位置に関わらず、ピストンロッドに接触しない。したがって、保持部材による流体圧シリンダの動作への影響を無くすことができる。

第４の発明は、シリンダチューブに設けられ作動流体を給排する給排通路を通じて保持部材に流体圧を作用させて保持部材をピストンロッドに対して挿入方向に移動させることを特徴とする。

第４の発明では、保持部材は、作動流体を給排する給排通路を通じて圧力を受けることにより移動するので、保持部材を移動させるための構造を流体圧シリンダに別途設ける必要がない。したがって、流体圧シリンダの構造をより簡素にすることができる。

第５の発明は、ピストンロッドに取り付けられた保持部材を用いて、ピストンロッドとセンサ本体との間に間隔を設けてセンサ本体をピストンロッドに対して保持することを特徴とする。

第５の発明では、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入する際には、ピストンロッドとセンサ本体との間に間隔が設けられるので、センサ本体は、ピストンロッドから離れた状態でシリンダチューブ内に挿入される。したがって、センサ本体をシリンダチューブの奥まで押し込むことができる。

第６の発明は、流体圧シリンダであって、シリンダチューブと、ピストンロッドと、位置センサと、位置センサをシリンダチューブ内に保持する保持部材と、を備え、位置センサは、保持部材によってシリンダチューブに固定されるセンサ本体と、センサ本体からシリンダチューブの軸方向に延設されピストンロッドの第１穴に移動自在に挿入されるセンサロッドと、を有し、流体圧シリンダの組立時には、ピストンロッドに取り付けられた保持部材によってセンサ本体がピストンロッドに対して保持された状態で、ピストンロッドがシリンダチューブに挿入されることを特徴とする。

第６の発明では、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入する際には、センサ本体は保持部材によってピストンロッドに対して保持される。そのため、ピストンロッドの軸が鉛直方向に対して傾いた状態でピストンロッドをシリンダチューブに挿入する場合であっても、センサ本体はピストンロッドの径方向に変位せず、センサ本体はシリンダチューブ内の予め定められた位置に到達する。

第７の発明は、シリンダチューブは、ピストンロッドの移動を制限する制限面と、センサ本体が嵌め込まれる第２穴と、第２穴の内周面に開口し第２穴へ作動流体を給排する給排通路と、を有し、第２穴の内周面に位置する給排通路の開口は、制限面からシリンダチューブの軸方向に所定の距離だけ離れており、保持部材は、ピストンロッドがシリンダチューブに挿入される際には、ピストンロッドとセンサ本体との間に所定の距離を超える間隔を設けてセンサ本体をピストンロッドに対して保持することを特徴とする。

第７の発明では、ピストンロッドとセンサ本体との間に所定の距離を超える間隔が設けられた状態でピストンロッドがシリンダチューブに挿入される。そのため、ピストンロッドを制限面まで押し込むことによって、センサ本体は、給排通路の開口よりも第２穴の底側に押し込まれる。したがって、センサ本体が給排通路を塞いだ状態で流体圧シリンダが製造されるのを防ぐことができる。

第８の発明は、ピストンロッドは、制限面に近づいた際に保持部材と嵌合する嵌合部を有し、保持部材は、嵌合部に嵌合したときに第１穴と第２穴とを連通する連通路を有することを特徴とする。

第８の発明では、連通路がシリンダチューブの第２穴とピストンロッドの第１穴とを連通するので、保持部材が嵌合部と嵌合したときでも第１穴から第２穴への作動流体の流れは遮断されない。したがって、ピストンロッドの穴に作動流体が封じ込まれるのを防止することができる。

第９の発明は、保持部材が、ピストンロッドの位置に関わらずピストンロッドとの間に隙間を有することを特徴とする。

第９の発明では、保持部材がピストンロッドとの間に隙間を有するので、流体圧シリンダの作動時にピストンロッドが移動しても、保持部材がピストンロッドに接触しない。したがって、保持部材による流体圧シリンダの動作への影響を無くすことができる。

本発明によれば、シリンダチューブ及びピストンロッドの向きの制約なくピストンロッドをシリンダチューブに挿入して組み付けることができる。

本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。センサ本体及び保持部材の周辺を示す拡大断面図である。本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの断面図であり、保持部材が嵌合部に嵌合した状態を示す。本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの製造方法を説明するための断面図であり、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入する前の状態を示す。本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの製造方法を説明するための断面図であり、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入している途中の状態を示す。本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの製造方法を説明するための断面図であり、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入した後の状態を示す。本発明の第２実施形態に係る流体圧シリンダを図２に対応して示す拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係る流体圧シリンダの製造方法を説明するための拡大断面図であり、ピストンロッドをシリンダチューブに挿入した後の状態を示す。本発明の第２実施形態に係る流体圧シリンダの製造方法を説明するための拡大断面図であり、保持部材をピストンロッドから取り外した後の状態を示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。ここでは、複動形の油圧シリンダ（流体圧シリンダ）について説明するが、本実施形態は単動形の油圧シリンダにも適用可能である。また、ここでは、作動流体として作動油を用いるが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよい。

＜第１実施形態＞
まず、図１から図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダ１００について説明する。

図１は、本実施形態に係る油圧シリンダ１００の断面図である。図１に示すように、油圧シリンダ１００は、シリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０内に摺動自在に収容されるピストン２０と、ピストン２０に連結されシリンダチューブ１０に移動自在に挿入されるピストンロッド３０と、を備える。

シリンダチューブ１０は、筒状のチューブ１１と、チューブ１１の一端に設けられたシリンダボトム１２と、を有する。チューブ１１の他端の開口にはシリンダヘッド４０が嵌合されている。シリンダボトム１２がチューブ１１の一方の開口を塞ぎ、シリンダヘッド４０がチューブ１１の他方の開口を塞ぐ。以下において、チューブ１１の他方の開口を「ヘッド側開口」とも称する。

ピストンロッド３０は、ピストン２０からシリンダチューブ１０の軸に沿って延び、ヘッド側開口を通ってシリンダチューブ１０から突出する。シリンダヘッド４０はピストンロッド３０を摺動自在に支持する。

シリンダチューブ１０の内部は、ピストン２０によって、シリンダヘッド４０側のロッド側室１３と、シリンダボトム１２側の反ロッド側室１４と、に区画される。ロッド側室１３はシリンダヘッド４０に形成されるヘッド側給排通路４１に連通し、反ロッド側室１４はシリンダボトム１２に形成されるボトム側給排通路１５に連通する。

シリンダボトム１２は、シリンダチューブ１０の軸方向へのピストンロッド３０の移動を制限する制限面１６と、制限面１６からシリンダチューブ１０の軸方向に延びる穴（第２穴）１７と、を有する。制限面１６は、反ロッド側室１４の壁面としても機能する。ボトム側給排通路１５は穴１７の内周面に開口する。つまり、穴１７は反ロッド側室１４の一部として機能する。穴１７の内周面に位置するボトム側給排通路１５の開口は、制限面１６からシリンダチューブ１０の軸方向に所定の距離Ｄだけ離れている。

ヘッド側給排通路４１を通じてロッド側室１３へ作動油が供給されることで、ピストン２０及びピストンロッド３０がシリンダボトム１２側へ移動し、油圧シリンダ１００は収縮する。このとき、反ロッド側室１４内の作動油はボトム側給排通路１５を通じて油圧シリンダ１００から排出される。

ボトム側給排通路１５を通じて反ロッド側室１４へ作動油が供給されることで、ピストン２０及びピストンロッド３０がシリンダヘッド４０側へ移動し、油圧シリンダ１００は伸長する。このとき、ロッド側室１３内の作動油はヘッド側給排通路４１を通じて油圧シリンダ１００から排出される。

シリンダボトム１２には、シリンダチューブ１０の軸に対して直交する方向に貫通するピン穴１８が設けられる。また、ピストンロッド３０のピストン２０とは反対側には、ピストンロッド３０の軸に対して直交する方向に貫通するピン穴３１が設けられる。

ピン穴１８，３１は、油圧シリンダ１００が搭載される機器との連結に用いられる。油圧シリンダ１００が例えば油圧ショベルのブームに搭載された場合には、油圧シリンダ１００の伸縮動作に応じてブームを昇降させることができる。

また、油圧シリンダ１００は、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０の相対位置を検出する位置センサ５０と、位置センサ５０をシリンダチューブ１０内に保持する保持部材６０と、を備える。保持部材６０は、締結部材７１によってシリンダボトム１２の穴１７に固定されている。

位置センサ５０は、シリンダボトム１２の穴１７に嵌め込まれるセンサ本体５１と、センサ本体５１からシリンダチューブ１０の軸方向に沿って延設されるセンサロッド５２と、ピストンロッド３０に設けられる環状の磁石５３と、を有する。センサ本体５１は、ボトム側給排通路１５を塞がないように、穴１７の内周面に位置するボトム側給排通路１５の開口よりも穴１７の底側に配置される。以下において、穴１７を「センサ本体用穴１７」とも称する。

本実施形態では、センサ本体５１は、制限面１６からシリンダチューブ１０の軸方向に所定の距離Ｄを超える位置に配置される。

図２は、センサ本体５１及び保持部材６０の周辺を示す拡大断面図である。図２に示すように、保持部材６０は、大径部６１と、大径部６１の外径よりも小さい外径を有する小径部６２と、を有する。

大径部６１の外径とセンサ本体用穴１７の内径とは略同一であり、大径部６１はセンサ本体用穴１７に嵌め込まれる。大径部６１は、ボトム側給排通路１５を塞がないように、ボトム側給排通路１５の開口よりもセンサ本体用穴１７の底側に配置される。

大径部６１は、センサ本体５１よりもシリンダヘッド４０（図１参照）側に位置する。大径部６１のセンサ本体５１側の端面６１ａには凹部６３が形成される。センサ本体５１には大径部６１側へ突出する凸部５４が設けられ、凸部５４の外径と凹部６３の内径はほぼ等しい。

センサ本体５１の凸部５４が大径部６１の凹部６３に嵌め込まれることにより、センサ本体５１が大径部６１によって保持される。センサ本体５１を保持した大径部６１がシリンダボトム１２に固定されることにより、位置センサ５０が保持部材６０によってシリンダチューブ１０内に保持される。

小径部６２は大径部６１よりもシリンダヘッド４０側に位置する。小径部６２の、シリンダチューブ１０の軸方向における寸法は制限面１６から大径部６１までの距離よりも長く、小径部６２の一部はセンサ本体用穴１７から突出する。

小径部６２のシリンダヘッド４０（図１参照）側の端面６２ａには凹部６４が形成される。保持部材６０は、凹部６３の底面６３ａと、凹部６４の底面６４ａとの間を貫通する貫通孔６５を有する。センサロッド５２は、貫通孔６５及び凹部６４を挿通してピストンロッド３０のセンサロッド用穴（第１穴）３２に挿入される。

小径部６２の凹部６４の内径はセンサロッド５２の外径よりも大きく、凹部６４の内周面とセンサロッド５２の外周面との間に作動油が流れる通路が形成される。小径部６２には、小径部６２の側面６２ｂから径方向に沿って延びて凹部６４に連通する貫通孔６６が形成される。つまり、凹部６４及び貫通孔６６は、小径部６２の端面６２ａから側面６２ｂまで延びる通路６７を構成する。

小径部６２の外径はセンサ本体用穴１７の内径よりも小さい。したがって、小径部６２とセンサ本体用穴１７との間の空間が反ロッド側室１４の一部として機能する。

保持部材６０は、センサ本体５１をセンサ本体用穴１７の底に押し付けた状態でセンサ本体用穴１７内に固定される。つまり、保持部材６０は、センサ本体５１がシリンダチューブ１０の軸方向へ移動するのを制限する。したがって、センサ本体５１及びセンサロッド５２はシリンダチューブ１０に対して移動不能であり、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０の相対位置をより正確に検出することができる。

再び図１を参照する。本実施形態では、センサ本体５１は、締結部材７２によってシリンダボトム１２に固定されている。保持部材６０及び締結部材７２によって、センサ本体５１をシリンダボトム１２により確実に固定することができる。

センサ本体５１に接続される配線５５は、シリンダボトム１２に形成された配線穴１９を通って油圧シリンダ１００の外部へ引き出される。

センサロッド５２は、ピストンロッド３０に形成されるセンサロッド用穴３２に移動自在に挿入される。センサロッド用穴３２は、シリンダボトム１２に対向する面３３に開口し、シリンダチューブ１０の軸方向に沿って延びる。

環状の磁石５３は、センサロッド５２が磁石５３を挿通するようにピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に配置される。ピストンロッド３０の軸方向における磁石５３の両側には環状のスペーサ３４，３５が配置される。スペーサ３４，３５は、磁石５３をピストンロッド３０に対して保持するようにピストンロッド３０に固定される。

位置センサ５０は、センサ本体５１からセンサロッド５２内の磁歪線に励起パルスを送出する。励起パルスに磁石５３の外部磁場が作用すると機械的な歪みパルスが磁歪線に発生する。位置センサ５０は、励起パルスを送出してから歪みパルスが戻ってくるまでの時間に基づいて、センサ本体５１と磁石５３との距離を演算する。これにより、位置センサ５０は、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０の相対位置、つまり油圧シリンダ１００のストローク量を検出する。

センサロッド用穴３２、磁石５３及びスペーサ３４，３５の内径はセンサロッド５２の外径より大きい。したがって、センサロッド５２の外周面と、センサロッド用穴３２、磁石５３及びスペーサ３４，３５の内周面と、の間には隙間が存在する。この隙間が作動油で満たされることによって、ピストンロッド３０の移動時におけるピストンロッド３０及びセンサロッド５２の磨耗が防止される。

スペーサ３５は、保持部材６０と嵌合可能な嵌合部３６を有する。嵌合部３６はピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２の内周面に設けられる。油圧シリンダ１００が作動してピストンロッド３０がシリンダボトム１２に近づいた際、嵌合部３６は、センサ本体用穴１７から突出する小径部６２と嵌合する（図３参照）。嵌合部３６と嵌合した保持部材６０は、嵌合部３６との間の摩擦力によってピストンロッド３０に保持される。

嵌合部３６と保持部材６０との間の摩擦力は、締結部材７１が保持部材６０をシリンダボトム１２に固定する力よりも弱く、保持部材６０と嵌合部３６との嵌合は油圧シリンダ１００の動作に影響を与えない。そのため、ピストンロッド３０がシリンダヘッド側へ移動する際には、保持部材６０は移動することなく嵌合部３６から外れ、ピストンロッド３０だけがシリンダヘッド４０側へ移動する。

保持部材６０の通路６７は、嵌合部３６と嵌合したときにピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２とシリンダボトム１２のセンサ本体用穴１７とを連通する連通路として機能する。以下において、通路６７を「連通路６７」とも称する。

連通路６７がセンサロッド用穴３２とセンサ本体用穴１７とを連通するので、保持部材６０が嵌合部３６と嵌合したときでもセンサロッド用穴３２からセンサ本体用穴１７への作動油の流れは遮断されない。したがって、ピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に作動油が封じ込まれるのを防止することができる。

本実施形態ではスペーサ３５が嵌合部３６を有しているが、ピストンロッド３０や他の部材が、ピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２の内周面に設けられる嵌合部３６を有していてもよい。

また、チューブ１１とシリンダボトム１２とは、一体的に形成されていてもよいし、別体として形成されていてもよい。

次に、油圧シリンダ１００の動作について、図１及び図３を参照して説明する。

まず、油圧シリンダ１００のロッド側室１３に作動油が供給される場合について説明する。

ヘッド側給排通路４１を通じてロッド側室１３へ作動油が供給されると、ピストン２０及びピストンロッド３０がシリンダボトム１２側へ移動し、油圧シリンダ１００は収縮する。このとき、反ロッド側室１４内の作動油はボトム側給排通路１５を通じて油圧シリンダ１００から排出される。

ピストンロッド３０がシリンダボトム１２に近づくと、図３に示すように、保持部材６０はスペーサ３５の嵌合部３６と嵌合する。保持部材６０が嵌合部３６と嵌合したとき、保持部材６０の連通路６７がセンサロッド用穴３２とセンサ本体用穴１７とを連通するので、ピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２の作動油は連通路６７を通じてセンサ本体用穴１７へ排出される。したがって、ピストンロッド３０はシリンダボトム１２にさらに近づくように移動することができる。ピストンロッド３０は、制限面１６に達したところで止まる。

次に、油圧シリンダ１００の反ロッド側室１４に作動油が供給される場合について説明する。ここでは、ピストンロッド３０が制限面１６に接しており保持部材６０が嵌合部３６と嵌合している場合を考える。

ボトム側給排通路１５を通じて反ロッド側室１４に作動油が供給されると、ピストン２０及びピストンロッド３０がシリンダヘッド４０側へ移動し、油圧シリンダ１００は伸長する。このとき、ロッド側室１３内の作動油はヘッド側給排通路４１を通じて油圧シリンダ１００から排出される。

嵌合部３６と保持部材６０との間の摩擦力は、締結部材７１が保持部材６０をシリンダボトム１２に固定する力よりも弱い。そのため、ピストンロッド３０がシリンダヘッド側へ移動する際、保持部材６０は移動することなく嵌合部３６から外れる。したがって、ピストンロッド３０だけがシリンダヘッド４０側へ移動する。

次に、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０の相対位置を検出する動作について説明する。

位置センサ５０は、油圧シリンダ１００の作動に関わらず、センサ本体５１からセンサロッド５２内の磁歪線に励起パルスを送出する。励起パルスに磁石５３の外部磁場が作用すると機械的な歪みパルスが磁歪線に発生する。歪みパルスはセンサロッド５２内の磁歪線を通ってセンサ本体５１に伝わる。

位置センサ５０は、センサ本体５１から励起パルスを送出してから歪みパルスがセンサ本体５１に戻るまでの時間に基づいて、センサ本体５１と磁石５３との距離を演算する。これにより、位置センサ５０は、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０の相対位置、つまり油圧シリンダ１００のストローク量を検出する。

次に、油圧シリンダ１００の製造方法について、図４から図６を参照して説明する。ここでは、ピストンロッド３０及びシリンダチューブ１０が横向きの状態（ピストンロッド３０の軸及びシリンダチューブ１０の軸が水平方向と一致する状態）でピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する場合を例にして説明する。

初めに、図４に示すように、ピストンロッド３０にピストン２０を取り付けるとともに、スペーサ３４、磁石５３及びスペーサ３５をこの順でピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に配置する。このとき、スペーサ３４，３５が磁石５３をピストンロッド３０に対して保持するようにスペーサ３４，３５をピストンロッド３０に固定する。

次に、保持部材６０の大径部６１及び小径部６２に、センサ本体５１から延設されるセンサロッド５２を通し、大径部６１にセンサ本体５１を嵌める。その後、センサロッド５２をピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に挿入し、小径部６２をスペーサ３５の嵌合部３６に嵌合する。これにより、保持部材６０がピストンロッド３０に取り付けられるとともに、保持部材６０によって、ピストンロッド３０に対してセンサ本体５１が保持される。

センサ本体５１が保持部材６０を介してピストンロッド３０に対して保持されるので、ピストンロッド３０の軸が水平方向と一致した状態でもセンサ本体５１はピストンロッド３０の径方向に変位しない。

またこのとき、センサ本体５１は、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０によって、ピストンロッド３０との間に所定の距離Ｄ（図１参照）を超える間隔を設けた状態でピストンロッド３０に対して保持される。

なお、センサロッド５２がセンサ本体５１から取り外し可能な場合には、センサロッド５２をセンサロッド用穴３２に挿入した後にセンサ本体５１をセンサロッド５２に取り付けてもよい。この場合、保持部材６０にセンサロッド５２を通し小径部６２を嵌合部３６と嵌合した後で、センサ本体５１を大径部６１にはめ込むとともにセンサ本体５１をセンサロッド５２に取り付ける。

ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０によってセンサ本体５１がピストンロッド３０に対して保持されたところで、紐状の引き出し治具８０に配線５５を結び付ける。センサ本体５１が保持部材６０によってピストンロッド３０に対して保持される前に配線５５を引き出し治具８０に結び付けてもよい。

続いて、図５に示すように、シリンダチューブ１０にピストンロッド３０を挿入するとともに、引き出し治具８０を配線穴１９から引き出す。センサ本体５１が保持部材６０によってピストンロッド３０に対して保持されているので、センサ本体５１及びセンサロッド５２がシリンダチューブ１０内に挿入される。

ピストンロッド３０がシリンダボトム１２の制限面１６に当接するまでピストンロッド３０を押し込むと、図６に示すように、センサ本体５１がシリンダボトム１２のセンサ本体用穴１７に嵌め込まれる。配線５５は、引き出し治具８０を配線穴１９からさらに引き出すことによって配線穴１９から引き出される。

引き出し治具８０は紐状に限られず、例えば棒状であってもよい。

センサ本体５１が保持部材６０によってピストンロッド３０に対して保持されているので、ピストンロッド３０及びシリンダチューブ１０の軸が水平（横向き）であってもセンサ本体５１はピストンロッドの径方向に変位しない。そのため、ピストンロッド３０及びシリンダチューブ１０の軸が水平状態でピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入しても、センサ本体５１はセンサ本体用穴１７に到達し、センサ本体用穴１７に嵌め込まれる。

もちろん、ピストンロッド３０及びシリンダチューブ１０の軸が鉛直方向に一致した状態及び鉛直方向に対して斜めに傾いた状態でピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入しても、センサ本体５１はセンサ本体用穴１７に到達し、センサ本体用穴１７に嵌め込まれる。

このように、本実施形態では、シリンダチューブ１０及びピストンロッド３０の向きの制約なくピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入することができる。

また、センサ本体５１は、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０によって、ピストンロッド３０との間に所定の距離Ｄを超える間隔を設けてセンサ本体５１をピストンロッド３０に対して保持している。そのため、ピストンロッド３０が制限面１６に当接するまでピストンロッド３０を押し込むことによって、センサ本体５１は、ボトム側給排通路１５の開口よりもセンサ本体用穴１７の底側に押し込まれる。したがって、センサ本体５１がボトム側給排通路１５を塞いだ状態で油圧シリンダ１００が製造されるのを防ぐことができる。

続いて、締結部材７１を用いて保持部材６０をシリンダボトム１２に固定することによってセンサ本体５１をシリンダチューブ１０に固定する。嵌合部３６と保持部材６０との間の摩擦力は、締結部材７１が保持部材６０をシリンダボトム１２に固定する力よりも弱い。そのため、ピストンロッド３０をシリンダヘッド４０側へ移動させることによって、嵌合部３６すなわちピストンロッド３０を保持部材６０から外すことができる。

その後、締結部材７２を用いてセンサ本体５１をシリンダボトム１２に固定するとともに、シリンダヘッド４０をシリンダチューブ１０に嵌合する。以上の工程により、油圧シリンダ１００が完成する。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する際には、センサ本体５１は、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０によって、ピストンロッド３０に対して保持される。そのため、ピストンロッド３０の軸が鉛直方向に対して傾いた状態でピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する場合であってもセンサ本体５１はピストンロッド３０の径方向に変位しないため、センサ本体５１はセンサ本体用穴１７に嵌め込まれる。したがって、シリンダチューブ１０及びピストンロッド３０の向きの制約なくピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入することができる。

ピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する際には、ピストンロッド３０とセンサ本体５１との間に間隔が設けられるので、センサ本体５１は、ピストンロッド３０から離れた状態でシリンダチューブ１０内に挿入される。したがって、センサ本体５１をシリンダチューブ１０の奥まで押し込むことができる。

ピストンロッド３０は、センサ本体５１との間に所定の距離Ｄを超える間隔が設けられた状態でシリンダチューブ１０に挿入される。そのため、ピストンロッド３０が制限面１６に当接するまでピストンロッド３０を押し込むことによって、センサ本体５１は、ボトム側給排通路１５の開口よりもセンサ本体用穴１７の底側に押し込まれる。したがって、センサ本体５１がボトム側給排通路１５を塞いだ状態で油圧シリンダ１００が製造されるのを防ぐことができる。

保持部材６０は、油圧シリンダ１００の製造後は、シリンダチューブ１０に固定され、センサ本体５１が移動するのを制限する。つまり、保持部材６０は、位置センサ５０をシリンダチューブ１０に固定する機能を有する。

このように、保持部材６０は、油圧シリンダ１００の製造時にセンサ本体５１をピストンロッド３０に対して保持する機能、油圧シリンダ１００の製造時にセンサ本体５１をシリンダチューブ１０の奥まで押し込む機能、及び油圧シリンダ１００の製造後に位置センサ５０をシリンダチューブ１０に固定する機能を有する。

さらに、本実施形態では、連通路６７がシリンダチューブ１０のセンサ本体用穴１７とピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２とを連通するので、保持部材６０が嵌合部３６と嵌合したときでもセンサロッド用穴３２からセンサ本体用穴１７への作動油の流れは遮断されない。したがって、ピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に作動油が封じ込まれるのを防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図７から図９を参照して、本発明の第２実施形態に係る油圧シリンダ２００について説明する。以下では、第１実施形態における構成と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る油圧シリンダ２００を図２に対応して示す拡大断面図である。図７に示すように、保持部材６０はシリンダボトム１２のセンサ本体用穴１７に固定され、位置センサ５０は保持部材６０によりシリンダチューブ１０内に保持される。

保持部材６０の小径部６２は、ピストンロッド３０が制限面１６に達した状態においてもスペーサ３５の嵌合部３６と接触しないようにシリンダチューブ１０に固定される。つまり、保持部材６０は、ピストンロッド３０の位置に関わらず、ピストンロッド３０との間に隙間を有する。そのため、油圧シリンダ２００が作動してピストンロッド３０がシリンダボトム１２に近づいても保持部材６０は嵌合部３６に嵌合しない。したがって、油圧シリンダ２００は、保持部材６０の影響を受けることなく作動する。

油圧シリンダ２００の作動時に保持部材６０が嵌合部３６に嵌合しないので、ピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２は保持部材６０によって塞がれない。そのため、ピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に作動油が封じ込まれない。したがって、油圧シリンダ２００は、第１実施形態において保持部材６０に形成される通路６７（図２参照）を必要としない。

油圧シリンダ２００の動作については、第１実施形態の動作と略同じなので、ここではその説明を省略する。

次に、油圧シリンダ２００の製造方法について、図８及び図９を参照して説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、ピストンロッド３０及びシリンダチューブ１０が横向きの状態でピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する場合を例にして説明する。

初めに、第１実施形態と同様に、保持部材６０の大径部６１にセンサ本体５１を嵌めるとともに、保持部材６０の小径部６２をスペーサ３５の嵌合部３６に嵌める（図４参照）。これにより、保持部材６０がピストンロッド３０に取り付けられるとともに、保持部材６０によって、ピストンロッド３０に対してセンサ本体５１が保持される。

このとき、保持部材６０の大径部６１は、保持部材６０の小径部６２によって、ピストンロッド３０から所定の距離Ｄ（図７参照）以上離される。

続いて、図８に示すように、シリンダチューブ１０にピストンロッド３０を挿入し、ピストンロッド３０がシリンダボトム１２の制限面１６に当接するまでピストンロッド３０を押し込む。センサ本体５１が保持部材６０によってピストンロッド３０に対して保持されているので、ピストンロッド３０及びシリンダチューブ１０の軸が水平（横向き）であってもセンサ本体５１はピストンロッドの径方向に変位しない。そのため、センサ本体５１は、シリンダチューブ１０のセンサ本体用穴１７に挿入される。

保持部材６０の大径部６１は、ピストンロッド３０から所定の距離Ｄ以上離れているので、ボトム側給排通路１５の開口よりもセンサ本体用穴１７の底側に押し込まれる。このとき、センサ本体５１は、センサ本体用穴１７の底まで押し込まれず、センサ本体用穴１７の底面１７ａとの間に隙間を有する。

続いて、ボトム側給排通路１５通じてセンサ本体用穴１７へ空気を供給し、保持部材６０に空気圧を作用させる。保持部材６０の大径部６１がボトム側給排通路１５の開口よりもセンサ本体用穴１７の底側に位置しているので、空気圧により、保持部材６０はセンサ本体用穴１７の底側（シリンダチューブ１０へのピストンロッド３０の挿入方向）へ移動する。その結果、保持部材６０が嵌合部３６から外れ、センサ本体５１がセンサ本体用穴１７の底面１７ａまで押し込まれる（図９参照）。

本実施形態では、空気圧を利用して保持部材６０がピストンロッド３０から取り外されるが、空気以外の他の流体の圧力を利用してもよい。また、保持部材を挿入方向へ移動させる治具を別途用意し、この治具を用いて保持部材６０をピストンロッド３０から取り外してもよい。

保持部材６０をピストンロッド３０から取り外す際に、ボトム側給排通路１５とは別の構造（例えば穴）をシリンダチューブ１０に設け、この構造を利用してもよいが、ボトム側給排通路１５を利用することがより好ましい。ボトム側給排通路１５を利用することにより、保持部材３０を移動させるための構造をボトム側給排通路１５とは別に油圧シリンダ２００に設ける必要がない。したがって、流体圧シリンダの構造をより簡素にすることができる。

保持部材６０を嵌合部３６から取り外した後、締結部材７１を用いて保持部材６０をシリンダボトム１２に固定するとともに、締結部材７２を用いてセンサ本体５１をシリンダボトム１２に固定する。シリンダヘッド４０をシリンダチューブ１０に嵌合することにより、油圧シリンダ２００が完成する。

以上の第２実施形態によれば、第１実施形態が奏する効果に加え、以下に示す効果を奏する。

保持部材６０は、ピストンロッド３０から取り外される際にピストンロッド３０に対して挿入方向に移動するので、シリンダチューブ１０に固定された後では、ピストンロッド３０の位置に関わらず、ピストンロッド３０に接触しない。したがって、保持部材６０による油圧シリンダ２００の動作への影響を無くすことができる。

保持部材６０は、センサ本体用穴１７に対して作動油を給排するボトム側給排通路１５を通じて圧力を受けることにより移動する。そのため、保持部材６０をピストンロッド３０から取り外すために用いられる構造を油圧シリンダ２００に別途設ける必要がない。したがって、油圧シリンダ２００の構造をより簡素にすることができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

本実施形態では、油圧シリンダ１００，２００の製造方法は、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０の相対位置を検出する位置センサ５０を備え、位置センサ５０はセンサ本体５１とセンサ本体５１から延設されるセンサロッド５２とを有する油圧シリンダ１００の製造方法であって、ピストンロッド３０の軸方向に沿ってピストンロッド３０内を延びるセンサロッド用穴３２に、センサロッド５２を挿入する工程と、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０を用いて、センサ本体５１をピストンロッド３０に対して保持する工程と、センサ本体５１を保持したピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する工程と、保持部材６０をシリンダチューブ１０に固定することによってセンサ本体５１をシリンダチューブ１０に固定する工程と、を備えることを特徴とする。

この構成では、ピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する際には、センサ本体５１は、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０によってピストンロッド３０に対して保持される。ピストンロッド３０の軸が鉛直方向に対して傾いた状態でピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する場合であっても、センサ本体５１はピストンロッド３０の径方向に変位しないため、センサ本体５１はシリンダチューブ１０のセンサ本体用穴１７に到達する。したがって、シリンダチューブ１０及びピストンロッド３０の向きの制約なくピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入することができる。

また、本実施形態では、保持部材６０をシリンダチューブ１０に固定した後、保持部材６０からピストンロッド３０を取り外すことを特徴とする。

この構成では、保持部材６０がシリンダチューブ１０に固定された後にピストンロッド３０が保持部材６０から取り外されるので、保持部材６０は、シリンダチューブ１０に固定されるまでピストンロッド３０に取り付けられた状態にある。したがって、ピストンロッド３０の押し込みだけでセンサ本体５１を所定の位置まで押し込むことができる。

また、本実施形態では、シリンダチューブ１０へのピストンロッド３０の挿入方向に保持部材６０をピストンロッド３０に対して移動させてピストンロッド３０から保持部材６０を取り外し、その後、保持部材６０をシリンダチューブ１０に固定することを特徴とする。

この構成では、保持部材６０は、ピストンロッド３０から取り外される際にピストンロッド３０に対して挿入方向に移動するので、シリンダチューブ１０に固定された後では、ピストンロッド３０の位置に関わらず、ピストンロッド３０に接触しない。したがって、保持部材６０による油圧シリンダ２００の動作への影響を無くすことができる。

また、本実施形態では、シリンダチューブ１０に設けられ作動油を給排するボトム側給排通路１５を通じて保持部材６０に空気圧を作用させて保持部材６０をピストンロッド３０に対して挿入方向に移動させることを特徴とする。

この構成では、保持部材６０は、作動油を給排するボトム側給排通路１５を通じて空気圧を受けることにより移動するので、保持部材６０をピストンロッド３０から取り外すための構造を油圧シリンダ２００に別途設ける必要がない。したがって、油圧シリンダ２００の構造をより簡素にすることができる。

また、本実施形態では、油圧シリンダ１００の製造方法は、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０を用いて、ピストンロッド３０とセンサ本体５１との間に間隔を設けてセンサ本体５１をピストンロッド３０に対して保持することを特徴とする。

この構成では、ピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する際には、ピストンロッド３０とセンサ本体５１との間に間隔が設けられるので、センサ本体５１は、ピストンロッド３０から離れた状態でシリンダチューブ１０内に挿入される。したがって、センサ本体５１をシリンダチューブ１０の奥まで押し込むことができる。

また、本実施形態では、油圧シリンダ１００，２００は、シリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０に移動自在に挿入されるピストンロッド３０と、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０の相対位置を検出する位置センサ５０と、シリンダチューブ１０に固定され位置センサ５０をシリンダチューブ１０内に保持する保持部材６０と、を備え、ピストンロッド３０は、ピストンロッド３０の軸方向に延びるセンサロッド用穴３２を有し、位置センサ５０は、保持部材６０によってシリンダチューブ１０に固定されるセンサ本体５１と、センサ本体５１からシリンダチューブ１０の軸方向に延設されピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に移動自在に挿入されるセンサロッド５２と、を有し、油圧シリンダ１００，２００の組立時には、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０によってセンサ本体５１がピストンロッド３０に対して保持された状態で、ピストンロッド３０がシリンダチューブ１０に挿入されることを特徴とする。

この構成では、ピストンロッド３０は、ピストンロッド３０に取り付けられた保持部材６０によってセンサ本体５１がピストンロッド３０に対して保持された状態で、シリンダチューブ１０に挿入される。ピストンロッド３０の軸が鉛直方向に対して傾いた状態でピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入する場合であっても、センサ本体５１はピストンロッド３０の径方向に変位しないため、センサ本体５１はシリンダチューブ１０のセンサ本体用穴１７に到達する。したがって、シリンダチューブ１０及びピストンロッド３０の向きの制約なくピストンロッド３０をシリンダチューブ１０に挿入することができる。

また、本実施形態では、油圧シリンダ１００，２００は、シリンダチューブ１０が、シリンダチューブ１０の軸方向へのピストンロッド３０の移動を制限する制限面１６と、制限面１６からシリンダチューブ１０の軸方向に延びセンサ本体５１が嵌め込まれるセンサ本体用穴１７と、センサ本体用穴１７の内周面に開口しセンサ本体用穴１７へ作動油を給排するボトム側給排通路１５と、を有し、センサ本体用穴１７の内周面に位置するボトム側給排通路１５の開口は、制限面１６からシリンダチューブ１０の軸方向に所定の距離Ｄだけ離れており、保持部材６０は、ピストンロッド３０がシリンダチューブ１０に挿入される際には、ピストンロッド３０とセンサ本体５１との間に所定の距離Ｄを超える間隔を設けてセンサ本体５１をピストンロッド３０に対して保持することを特徴とする。

この構成では、ピストンロッド３０とセンサ本体５１との間に所定の距離Ｄを超える間隔が設けられた状態でピストンロッド３０がシリンダチューブ１０に挿入される。そのため、ピストンロッド３０を制限面１６まで押し込むことによって、センサ本体５１は、ボトム側給排通路１５の開口よりもセンサ本体用穴１７の底側に押し込まれる。したがって、センサ本体５１がボトム側給排通路１５を塞いだ状態で油圧シリンダ１００，２００が製造されるのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、油圧シリンダ１００は、ピストンロッド３０が、センサロッド用穴３２の内周面に設けられピストンロッド３０が制限面１６に近づいた際に保持部材６０と嵌合する嵌合部３６を有し、保持部材６０は、嵌合部３６に嵌合したときにセンサロッド用穴３２とセンサ本体用穴１７とを連通する連通路６７を有することを特徴とする。

この構成では、連通路６７がシリンダチューブ１０のセンサ本体用穴１７とピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２とを連通するので、保持部材６０が嵌合部３６と嵌合したときでもセンサロッド用穴３２からセンサ本体用穴１７への作動油の流れは遮断されない。したがって、ピストンロッド３０のセンサロッド用穴３２に作動油が封じ込まれるのを防止することができる。

また、本実施形態では、油圧シリンダ２００は、保持部材６０が、ピストンロッド３０の位置に関わらずピストンロッド３０との間に隙間を有することを特徴とする。

この構成では、保持部材６０がピストンロッド３０との間に隙間を有するので、油圧シリンダ２００の作動時にピストンロッド３０が移動しても、保持部材６０がピストンロッド３０に接触しない。したがって、保持部材６０による油圧シリンダ２００の動作への影響を無くすことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１０・・・シリンダチューブ、１５・・・ボトム側給排通路（給排通路）、１６・・・制限面、１７・・・センサ本体用穴（第２穴）、３０・・・ピストンロッド、３２・・・センサロッド用穴（第１穴）、３６・・・嵌合部、５０・・・位置センサ、５１・・・センサ本体、５２・・・センサロッド、６０・・・保持部材、６７・・・連通路、１００，２００・・・油圧シリンダ（流体圧シリンダ）

Claims

シリンダチューブに対するピストンロッドの相対位置を検出する位置センサを備え、前記位置センサはセンサ本体と前記センサ本体から延設されるセンサロッドとを有する流体圧シリンダの製造方法であって、
前記ピストンロッドの軸方向に沿って前記ピストンロッド内を延びる穴に、前記センサロッドを挿入する工程と、
前記ピストンロッドに取り付けられた保持部材を用いて、前記センサ本体を前記ピストンロッドに対して保持する工程と、
前記センサ本体を保持した前記ピストンロッドを前記シリンダチューブに挿入する工程と、
前記保持部材を前記シリンダチューブに固定することによって前記センサ本体を前記シリンダチューブに固定する工程と、を備えることを特徴とする流体圧シリンダの製造方法。
前記保持部材を前記シリンダチューブに固定した後、前記保持部材から前記ピストンロッドを取り外すことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダの製造方法。
前記シリンダチューブへの前記ピストンロッドの挿入方向に前記保持部材をピストンロッドに対して移動させて前記ピストンロッドから前記保持部材を取り外し、その後、前記保持部材を前記シリンダチューブに固定することを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダの製造方法。
前記シリンダチューブに設けられる給排通路を通じて前記保持部材に流体圧を作用させて前記保持部材を前記ピストンロッドに対して前記挿入方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載の流体圧シリンダの製造方法。
前記ピストンロッドに取り付けられた前記保持部材を用いて、前記ピストンロッドと前記センサ本体との間に間隔を設けて前記センサ本体を前記ピストンロッドに対して保持することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の流体圧シリンダの製造方法。
流体圧シリンダであって、
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブに移動自在に挿入されるピストンロッドと、
前記シリンダチューブに対する前記ピストンロッドの相対位置を検出する位置センサと、
前記シリンダチューブに固定され前記位置センサを前記シリンダチューブ内に保持する保持部材と、を備え、
前記ピストンロッドは、前記ピストンロッドの軸方向に延びる第１穴を有し、
前記位置センサは、
前記保持部材によって前記シリンダチューブに固定されるセンサ本体と、
前記センサ本体から前記シリンダチューブの軸方向に延設され前記ピストンロッドの前記第１穴に移動自在に挿入されるセンサロッドと、を有し、
流体圧シリンダの組立時には、前記ピストンロッドに取り付けられた前記保持部材によって前記センサ本体が前記ピストンロッドに対して保持された状態で、前記ピストンロッドが前記シリンダチューブに挿入されることを特徴とする流体圧シリンダ。
前記シリンダチューブは、
前記シリンダチューブの軸方向への前記ピストンロッドの移動を制限する制限面と、
前記制限面から前記シリンダチューブの軸方向に延び前記センサ本体が嵌め込まれる第２穴と、
前記第２穴の内周面に開口し前記第２穴に対して作動流体を給排する給排通路と、を有し、
前記第２穴の内周面に位置する前記給排通路の開口は、前記制限面から前記シリンダチューブの軸方向に所定の距離だけ離れており、
前記保持部材は、前記ピストンロッドが前記シリンダチューブに挿入される際には、前記ピストンロッドと前記センサ本体との間に前記所定の距離を超える間隔を設けて前記センサ本体を前記ピストンロッドに対して保持することを特徴とする請求項６に記載の流体圧シリンダ。
前記ピストンロッドは、前記第１穴の内周面に設けられ前記ピストンロッドが前記制限面に近づいた際に前記保持部材と嵌合する嵌合部を有し、
前記保持部材は、前記嵌合部に嵌合したときに前記第１穴と前記第２穴とを連通する連通路を有することを特徴とする請求項７に記載の流体圧シリンダ。
前記保持部材は、前記ピストンロッドの位置に関わらず前記ピストンロッドとの間に隙間を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の流体圧シリンダ。