JP6403073B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸方向に沿って変位させる流体圧シリンダに関する。

従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有した流体圧シリンダが用いられており、本出願人は、シリンダチューブの両端部をヘッドカバー及びロッドカバーによって閉塞し、４本の連結ロッドで前記シリンダチューブを前記ヘッドカバー及び前記ロッドカバーと共に締結した流体圧シリンダを提案している。

このような流体圧シリンダでは、シリンダチューブの内部にピストン及びピストンロッドが変位自在に設けられ、前記シリンダチューブと前記ピストンとの間に形成されたシリンダ室へ圧力流体を供給することで、前記ピストンを軸方向に沿って変位させる。

特開２００８−１３３９２０号公報

近年、上述したような流体圧シリンダの用いられる製造ラインにおいて、ラインのコンパクト化が推進されており、それに伴う前記流体圧シリンダの小型化が望まれている。

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、軸方向に沿った寸法を小型化することが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

本発明は、内部にシリンダ室を有したシリンダチューブと、シリンダチューブの端部に装着されるカバー部材と、シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンと、ピストンに連結されるピストンロッドとを有する流体圧シリンダであって、ピストンは、ピストンロッドの端部に連結されるプレート体と、プレート体の外縁部に設けられシリンダチューブの内周面に摺接する環状のリング体とからなる。そして、プレート体の中央部には、テーパ部を有するピストンロッドの端部が挿入されて同軸状に位置決めされる膨出部が設けられ、膨出部を貫通するピン部材によってプレート体とピストンロッドとが連結されることを特徴とする。また、プレート体の中央部には、ピストンロッドから離間する方向に突出するクッション部材が設けられ、クッション部材とプレート体とが共通のピン部材によってピストンロッドに連結され、クッション部材がカバー部材の収納孔へ収納されることでピストンの変位速度が減速されることを特徴とする。

本発明によれば、流体圧シリンダにおいて、シリンダチューブのシリンダ室に変位自在に設けられたピストンの中央部がピストンロッドに対してピン部材を挿入して塑性変形させることによって連結される。

従って、例えば、ピストンをピストンロッドに対してねじ等で連結していた従来の流体圧シリンダと比較し、ねじより軸長さの短いピン部材で略同等の締め付け力を得られ、ピストンの軸方向に沿った寸法を短縮することができる。その結果、ピストンを含む流体圧シリンダの軸方向に沿った寸法を小型化することが可能となる。

また、ピストンは、ピストンロッドの端部に連結されるプレート体と、プレート体の外縁部に設けられシリンダチューブの内周面に摺接する環状のリング体と、からなり、プレート体の中央部をピン部材で固定するとよい。

さらに、ピン部材を、ピストンロッドの軸方向に沿ってピストンロッドに対して打ち込むリベットとするとよい。

さらにまた、ピン部材を、ピストンロッドの軸方向に対して所定角度傾斜させてピストンロッドに対して打ち込むとよい。

またさらに、プレート体の中央部には、ピストンロッドの端部が挿入され同軸状に位置決めされる位置決め部を有し、位置決め部を介してプレート体とピストンロッドとをピン部材で連結するとよい。

また、プレート体の中央部には、ピストンロッドから離間する方向に突出したクッション部材を備え、クッション部材がプレート体に対してピン部材で固定され、クッション部材をカバー部材の収納孔へ収納させることで、ピストンの変位速度を減速させるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、流体圧シリンダにおいて、シリンダチューブのシリンダ室に変位自在に設けられたピストンの中央部をピストンロッドに対してピン部材を挿入して塑性変形させることで連結することにより、例えば、ピストンをピストンロッドに対してねじ等で連結していた従来の流体圧シリンダと比較し、ねじより軸長さの短いピン部材で略同等の締め付け力を得られ、ピストンの軸方向に沿った寸法を短縮することができる。その結果、ピストンを含む流体圧シリンダの軸方向に沿った寸法を小型化することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。 図１の流体圧シリンダにおけるピストンユニット近傍を示す拡大断面図である。 図３Ａは、図１の流体圧シリンダにおけるヘッドカバー側から見た正面図であり、図３Ｂは、図１の流体圧シリンダにおけるロッドカバー側から見た正面図である。 図４Ａは、図３Ａのヘッドカバーをシリンダチューブ側から見た一部断面正面図であり、図４Ｂは、図３Ｂのロッドカバーをシリンダチューブ側から見た一部断面正面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図１の流体圧シリンダにおけるピストンユニット及びピストンロッドを示す外観斜視図である。 図６に示すピストンユニットの正面図である。 図８Ａは、第１変形例に係るピストンユニットを示す断面図であり、図８Ｂは、第２変形例に係るピストンユニットを示す断面図である。 第３変形例に係るピストンユニットを示す断面図である。 第４変形例に係るピストンユニットを示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。

本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。

この流体圧シリンダ１０は、図１に示されるように、円筒状のシリンダチューブ１２と、該シリンダチューブ１２の一端部に装着されるヘッドカバー（カバー部材）１４と、前記シリンダチューブ１２の他端部に装着されるロッドカバー（カバー部材）１６と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストンユニット（ピストン）１８と、前記ピストンユニット１８に連結されるピストンロッド２０とを含む。

シリンダチューブ１２は、例えば、金属製材料から形成され軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一定断面積で延在した筒体からなり、その内部にはピストンユニット１８の収容されるシリンダ室２２ａ、２２ｂが形成される。また、シリンダチューブ１２の両端部には、環状溝を介してリング状のシール部材（図示せず）がそれぞれ装着される。

ヘッドカバー１４は、図１〜図３Ａ、図４Ａに示されるように、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成されたプレート体であり、シリンダチューブ１２の一端部を閉塞するように設けられる。この際、シリンダチューブ１２の端部に設けられたシール部材（図示せず）がヘッドカバー１４へと当接することで、前記シリンダチューブ１２と前記ヘッドカバー１４との間を通じたシリンダ室２２ａからの圧力流体の漏れが防止される。

また、図４Ａに示されるように、ヘッドカバー１４の四隅近傍には、後述する連結ロッド８８が挿通される４つの第１孔部２６がそれぞれ形成されると共に、前記第１孔部２６に対してヘッドカバー１４の中央側となる位置には第１連通孔２８が形成される。第１孔部２６及び第１連通孔２８は、図１及び図２に示されるヘッドカバー１４の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）にそれぞれ貫通している。

このヘッドカバー１４の外壁面１４ａには、圧力流体を供給・排出するための第１ポート部材３０が設けられ、図示しない配管を介して圧力流体供給源と接続される。この第１ポート部材３０は、例えば、金属製材料から形成されたブロック体からなり溶接等によって固定される。また、第１ポート部材３０の内部には、断面Ｌ字状に形成されたポート通路３２が形成され、その開口部がシリンダチューブ１２の軸線と直交方向に開口した状態でヘッドカバー１４の外壁面１４ａに対して固定される。

そして、第１ポート部材３０は、ポート通路３２がヘッドカバー１４の第１連通孔２８と連通することで、前記第１ポート部材３０とシリンダチューブ１２の内部とが連通する。

なお、第１ポート部材３０を設ける代わりに、例えば、第１連通孔２８に対して配管接続用の継手を直接接続するようにしてもよい。

一方、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ方向）となるヘッドカバー１４の内壁面１４ｂには、図１、図２及び図４Ａに示されるように、前記シリンダチューブ１２の内周径に対して小径となる円周ピッチ上に複数（例えば、３個）の第１ピン孔３４が形成され、前記第１ピン孔３４にはそれぞれ第１インローピン３６が挿入される。第１ピン孔３４は、ヘッドカバー１４の中心に対する所定直径の円周上に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成される。

この第１インローピン３６は、第１ピン孔３４と同数となるように複数設けられ、断面円形状で形成された鍔部３８と、該鍔部３８に対して小径で第１ピン孔３４へ挿入される軸部４０とからなる。そして、第１インローピン３６は、軸部４０が第１ピン孔３４へと圧入されることで、それぞれヘッドカバー１４の内壁面１４ｂに対して固定され、鍔部３８がヘッドカバー１４の内壁面１４ｂに対して突出した状態となる。

この第１インローピン３６の鍔部３８は、その外周面がヘッドカバー１４に対してシリンダチューブ１２を組み付ける際、図４Ａに示されるように該シリンダチューブ１２の内周面に対してそれぞれ内接することで、ヘッドカバー１４に対するシリンダチューブ１２の位置決めがなされる。すなわち、複数の第１インローピン３６は、ヘッドカバー１４に対してシリンダチューブ１２の一端部を位置決めするための位置決め手段として機能する。

換言すれば、第１インローピン３６は、その外周面がシリンダチューブ１２の内周面に内接するような所定直径の円周上に配置されている。

ヘッドカバー１４の内壁面１４ｂにはリング状の第１ダンパ４２が設けられる。この第１ダンパ４２は、例えば、ゴム等の弾性材料から所定厚さで形成され、その内周面が第１連通孔２８よりも半径外方向となるように配置される（図２及び図４Ａ参照）。

また、第１ダンパ４２には、その外周面から半径内方向に向かって断面略円形状に窪んだ複数の切欠部４４を有し、前記切欠部４４には第１インローピン３６が挿入される。すなわち、切欠部４４は、第１インローピン３６と同数且つ同一円周上に同ピッチで設けられる。そして、第１ダンパ４２は、図２に示されるように、第１インローピン３６の鍔部３８によってヘッドカバー１４の内壁面１４ｂとの間に挟持されることで、該内壁面１４ｂに対して所定高さだけ突出した状態で保持される。

すなわち、第１インローピン３６は、シリンダチューブ１２の一端部をヘッドカバー１４に対して所定位置へ位置決めする位置決め手段（インロー手段）であると同時に、第１ダンパ４２を前記ヘッドカバー１４へ固定するための固定手段としても機能する。

そして、ピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと変位した際、その端部が第１ダンパ４２へと当接することで、前記ピストンユニット１８が前記ヘッドカバー１４に対して直接接触することが回避され、接触に伴う衝撃及び衝撃音の発生が好適に防止される。

また、ヘッドカバー１４には、第１連通孔２８に対してさらに中央側となる位置に、後述するガイドロッド１２４の支持される第１ロッド孔４６が形成される。なお、第１ロッド孔４６は、ヘッドカバー１４の内壁面１４ｂ側（矢印Ａ方向）に開口し外壁面１４ａまでは貫通していない。

ロッドカバー１６は、図１、図３Ｂ及び図４Ｂに示され、ヘッドカバー１４と同様に、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成されたプレート体であり、シリンダチューブ１２の他端部を閉塞するように設けられる。この際、シリンダチューブ１２の端部に設けられたシール部材（図示せず）がロッドカバー１６へと当接することで、前記シリンダチューブ１２と前記ロッドカバー１６との間を通じたシリンダ室２２ｂからの圧力流体の漏れが防止される。

このロッドカバー１６の中央には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したロッド孔４８が形成されると共に、その四隅には後述する連結ロッド８８が挿通される４つの第２孔部５０が形成される。また、ロッドカバー１６には、第２孔部５０に対して中心側となる位置に第２連通孔５２が形成される。このロッド孔４８、第２孔部５０及び第２連通孔５２は、それぞれロッドカバー１６の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通して形成される。

このロッド孔４８には、ピストンロッド２０を変位自在に支持するホルダ５４が設けられる。このホルダ５４は、例えば、金属製材料から絞り加工等によって形成され、円筒状のホルダ本体５６と、該ホルダ本体５６の一端部に形成され半径外方向に拡径したフランジ部５８とを有し、前記ホルダ本体５６の一部が前記ロッドカバー１６から外側に突出するように設けられる（図１参照）。

そして、ロッドカバー１６のロッド孔４８にホルダ本体５６が挿通され、フランジ部５８がシリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に配置された状態で、前記フランジ部５８をロッドカバー１６の内壁面１６ｂに当接させ複数（例えば、４本）の第１リベット６０を前記フランジ部５８の第１貫通孔６２を介して前記ロッドカバー１６の第１リベット孔６４へ挿入して係合させる。これにより、ロッドカバー１６のロッド孔４８に対してホルダ５４が固定される。この際、ホルダ５４は、ロッド孔４８と同軸上となるように固定される。

この第１リベット６０は、例えば、円形状の鍔部６６と、該鍔部６６に対して縮径した軸状のピン部６８とを有した自己穿孔式リベットである。そして、第１リベット６０を、フランジ部５８側から第１貫通孔６２へと挿入し、その鍔部６６を前記フランジ部５８に係合させた状態で、前記ピン部６８を前記ロッドカバー１６の第１リベット孔６４へと打ち込むことで、該ピン部６８が第１貫通孔６２に対して係合されフランジ部５８がロッドカバー１６に対して固定される。

なお、第１リベット６０は、自己穿孔式リベットに限定されるものではなく、例えば、ピン部６８をロッドカバー１６の外壁面１６ａ側まで突出させた後に押し潰して変形させ固定する一般的なリベットであってもよい。

このホルダ５４の内部には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って並ぶようにブッシュ７０及びロッドパッキン７２が設けられ、後述するピストンロッド２０が内部に挿通されることで、前記ブッシュ７０によって軸方向に沿ってガイドされると同時に、ロッドパッキン７２が摺接することで前記ホルダ５４と前記ロッドパッキン７２との間を通じた圧力流体の漏れが防止される。

このロッドカバー１６の外壁面１６ａには、図１及び図３Ｂに示されるように、圧力流体を供給・排出するための第２ポート部材７４が設けられ、図示しない配管を介して圧力流体供給源と接続される。この第２ポート部材７４は、例えば、金属製材料から形成されたブロック体からなり溶接等によって固定される。また、第２ポート部材７４の内部には、断面Ｌ字状に形成されたポート通路７６が形成され、その開口部がシリンダチューブ１２の軸線と直交方向に開口した状態でロッドカバー１６の外壁面１６ａに対して固定される。

そして、第２ポート部材７４は、ポート通路７６がロッドカバー１６の第２連通孔５２と連通することで、前記第２ポート部材７４とシリンダチューブ１２の内部とが連通する。

なお、第２ポート部材７４を設ける代わりに、例えば、第２連通孔５２に対して配管接続用の継手を直接接続するようにしてもよい。

一方、シリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）となるロッドカバー１６の内壁面１６ｂには、図１及び図４Ｂに示されるように、前記シリンダチューブ１２の内周径に対して小径となる円周ピッチ上に複数（例えば、３個）の第２ピン孔７８が形成され、前記第２ピン孔７８にはそれぞれ第２インローピン８０が挿入される。すなわち、第２インローピン８０は、第２ピン孔７８と同数となるように複数設けられる。

第２ピン孔７８は、ロッドカバー１６の中心に対する所定直径の円周上に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成される。なお、第２インローピン８０は、第１インローピン３６と同一形状で形成されるため、その詳細な説明については省略する。

そして、第２インローピン８０の軸部４０が第２ピン孔７８へと圧入されることで、前記第２インローピン８０がそれぞれロッドカバー１６の内壁面１６ｂに対して固定され、鍔部３８がロッドカバー１６の内壁面１６ｂに対して突出した状態となる。

また、第２インローピン８０の鍔部３８は、その外周面がロッドカバー１６に対してシリンダチューブ１２を組み付ける際、図４Ｂに示されるように、該シリンダチューブ１２の内周面に対してそれぞれ内接することで、ロッドカバー１６に対するシリンダチューブ１２の位置決めがなされる。すなわち、複数の第２インローピン８０は、ロッドカバー１６に対してシリンダチューブ１２の他端部を位置決めするための位置決め手段として機能する。

換言すれば、第２インローピン８０は、その外周面がシリンダチューブ１２の内周面に内接するような所定直径の円周上に配置されている。

ロッドカバー１６の内壁面１６ｂにはリング状の第２ダンパ８２が設けられる。この第２ダンパ８２は、例えば、ゴム等の弾性材料から所定厚さで形成され、その内周面が第２連通孔５２よりも半径外方向となるように配置される。

また、第２ダンパ８２には、その外周面から半径内方向に向かって断面略円形状に窪んだ複数の切欠部８４を有し、前記切欠部８４には第２インローピン８０が挿入される。そして、第２ダンパ８２は、第２インローピン８０の鍔部３８によってロッドカバー１６の内壁面１６ｂとの間に挟持されることで、該内壁面１６ｂに対して所定高さだけ突出した状態で保持される。

すなわち、切欠部８４は、第２インローピン８０と同数且つ同一円周上に同ピッチで設けられる。

このように、第２インローピン８０は、シリンダチューブ１２の他端部をロッドカバー１６に対して所定位置へ位置決めする位置決め手段（インロー手段）であると同時に、第２ダンパ８２を前記ロッドカバー１６へ固定するための固定手段としても機能する。

そして、ピストンユニット１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと変位した際、その端部が第２ダンパ８２へと当接することで、前記ピストンユニット１８が前記ロッドカバー１６に対して直接接触することが回避され、接触に伴う衝撃及び衝撃音の発生が好適に防止される。

また、第２連通孔５２に対してさらにロッドカバー１６の中心側となる位置に、後述するガイドロッド１２４の支持される第２ロッド孔８６が形成される。なお、第２ロッド孔８６は、図１に示されるように、ロッドカバー１６の内壁面１６ｂ側（矢印Ｂ方向）に開口し外壁面１６ａまでは貫通していない。

そして、シリンダチューブ１２の一端部にヘッドカバー１４の内壁面１４ｂを当接させ、他端部にロッドカバー１６の内壁面１６ｂを当接させた状態で、４つの第１及び第２孔部２６、５０に連結ロッド８８をそれぞれ挿通させ、その両端部に締結ナット９０（図１、図３Ａ、図３Ｂ参照）を螺合させ前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６の外壁面１４ａ、１６ａに当接するまで締め付ける。これにより、シリンダチューブ１２がヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間に挟持された状態で固定される。

また、連結ロッド８８には、図５に示されるように、ピストンユニット１８の位置を検出するための検出センサ９２を保持するセンサ保持体９４が設けられる。このセンサ保持体９４は、連結ロッド８８の延在方向に対して略直交するように設けられ、該連結ロッド８８に沿って移動可能に設けられると共に、該連結ロッド８８に保持された部位から延在して検出センサ９２の装着される装着部９６を有している。装着部９６には、例えば、断面円形状で連結ロッド８８と略平行な溝部が形成され、該溝部に検出センサ９２が収納され保持される。

この検出センサ９２は、後述するリング体１００のマグネット１２２が有している磁気を検出可能な磁気センサである。なお、この検出センサ９２を含むセンサ保持体９４は必要に応じた数量だけ選択的に設けられる。

ピストンユニット１８は、図１、図２、図６及び図７に示されるように、ピストンロッド２０の一端部に連結される円盤状のプレート体９８と、該プレート体９８の外縁部に連結されるリング体１００とを含む。

プレート体９８は、例えば、弾性を有した金属製の板材から略一定厚さで形成され、その中央部には厚さ方向に貫通した複数（例えば、４個）の第２貫通孔１０２が設けられる。そして、第２貫通孔１０２には第２リベット（ピン部材）１０４が挿入され、その先端がピストンロッド２０の一端部に形成された第２リベット孔１０６へ挿入され係合されることで、前記ピストンロッド２０の一端部にプレート体９８が略直交するように連結される。

この第２リベット１０４は、第１リベット６０と同様に、例えば、自己穿孔式リベットであり、その鍔部６６がプレート体９８のヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となるように挿入した後、ピン部６８を前記ピストンロッド２０の内部へと打ち込むことで第２リベット孔１０６に対して係合させ、プレート体９８がピストンロッド２０に対して係止される。

また、プレート体９８の外縁部には、厚さ方向に貫通した複数（例えば、４個）の第３貫通孔１０８が設けられ、前記第３貫通孔１０８は、前記プレート体９８の周方向に沿って互いに等間隔離間して形成されると共に、前記プレート体９８の中心に対して同一直径上となるように形成される。

さらに、プレート体９８には、第３貫通孔１０８より内周側となる位置に、厚さ方向に貫通したロッド挿通孔１１０が形成され、後述するガイドロッド１２４が挿通される。

さらにまた、プレート体９８には、ピストンロッド２０に固定される中心部と外縁部との間となる位置に、例えば、断面湾曲状に突出したリブ１１２を有し、前記リブ１１２は、周方向に沿った環状に形成されると共に、ピストンロッド２０側とは反対側（矢印Ｂ方向）に向かって突出するように形成される。また、リブ１１２は、ピストンロッド２０側（矢印Ａ方向）に向かって突出するように形成してもよい。なお、リブ１１２は、ロッド挿通孔１１０より内周側となる位置に形成される。

このリブ１１２を設けることで弾性を有したプレート体９８の撓み具合を所定量に設定している。換言すれば、このリブ１１２の位置や形状を適宜変更することで、プレート体９８の撓み量を自在に調整することが可能となる。また、上述したリブ１１２を設けなくてもよい。

なお、このプレート体９８は、ピストンロッド２０の端部に第２リベット１０４で連結される場合に限定されるものではなく、例えば、前記ピストンロッド２０の端部にピン部材を圧入して端部を塑性変形させることで連結するようにしてもよい。

リング体１００は、例えば、金属製材料から断面円形状に形成され、ヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となる端面にプレート体９８の外縁部が当接し、複数の第３リベット１１４によって固定されている。この第３リベット１１４は、第１及び第２リベット６０、１０４と同様に、例えば、自己穿孔式リベットであり、その鍔部６６をプレート体９８のヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となるように挿入した後、ピン部６８を前記リング体１００の第３リベット孔１１５へと打ち込むことで内部に係合され係止される。

また、リング体１００には、図２に示されるように、外周面に形成された環状溝を介してピストンパッキン１１６及びウェアリング１１８が設けられ、前記ピストンパッキン１１６が前記シリンダチューブ１２の内周面に摺接することで、前記リング体１００と前記シリンダチューブ１２との間を通じた圧力流体の漏出を防止し、前記ウェアリング１１８が前記シリンダチューブ１２の内周面に摺接することで、前記リング体１００が前記シリンダチューブ１２に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に案内される。

さらに、図１及び図２に示されるように、ヘッドカバー１４に臨むリング体１００の側面には、軸方向に沿って開口した複数（例えば、４個）の孔部１２０が形成され、その内部には円柱状のマグネット１２２がそれぞれ圧入される。このマグネット１２２の配置は、ピストンユニット１８をシリンダチューブ１２の内部に設けた際、図５に示されるように、４本の連結ロッド８８に臨む位置となるように設けられ、前記連結ロッド８８に設けられたセンサ保持体９４の検出センサ９２によって前記マグネット１２２の磁気が検出される。

ガイドロッド１２４は、図１、図２、図４Ａ〜図５に示されるように、断面円形状で軸状に形成され、その一端部がヘッドカバー１４の第１ロッド孔４６へ挿入され、他端部がロッドカバー１６の第２ロッド孔８６へと挿入されると共に、プレート体９８のロッド挿通孔１１０へ挿通される。これにより、ガイドロッド１２４は、シリンダチューブ１２の内部において、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６に固定されピストンユニット１８の軸方向（変位方向）と平行に設けられると共に、前記ピストンユニット１８が軸方向に変位する際に回転してしまうことが防止される。換言すれば、ガイドロッド１２４はピストンユニット１８の回り止めとして機能する。

また、ロッド挿通孔１１０にはОリングが設けられ、該ロッド挿通孔１１０とガイドロッド１２４との間を通じた圧力流体の漏れを防止している。

ピストンロッド２０は、図１に示されるように、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有した軸体からなり、略一定径で形成された本体部１２６と、該本体部１２６の他端部に形成された小径な先端部１２８とを有し、前記先端部１２８がホルダ５４を介してロッドカバー１６の外側に露出するように設けられる。この本体部１２６の一端部は、ピストンロッド２０の軸方向と直交した略平面状に形成され、プレート体９８が連結されている。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）に変位した状態を初期位置として説明する。

先ず、図示しない圧力流体供給源から圧力流体を第１ポート部材３０へと導入する。この場合、第２ポート部材７４は、図示しない切換弁による切換作用下に大気開放状態としておく。これにより、圧力流体が、第１ポート部材３０からポート通路３２及び第１連通孔２８へと供給され、前記第１連通孔２８からシリンダ室２２ａへと導入された圧力流体によってピストンユニット１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと押圧される。そして、ピストンユニット１８と共にピストンロッド２０が変位し、リング体１００の端面が第２ダンパ８２へと当接することで変位終端位置となる。

一方、ピストンユニット１８を前記とは反対方向（矢印Ｂ方向）に変位させる場合には、第２ポート部材７４へ圧力流体を供給すると共に、第１ポート部材３０を切換弁（図示せず）の切換作用下に大気開放状態とする。そして、圧力流体が、第２ポート部材７４からポート通路７６及び第２連通孔５２を通じてシリンダ室２２ｂへと供給され、該シリンダ室２２ｂへと導入された圧力流体によってピストンユニット１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと押圧される。

そして、ピストンユニット１８の変位作用下にピストンロッド２０が共に変位し、前記ピストンユニット１８のリング体１００がヘッドカバー１４の第１ダンパ４２へと当接することで初期位置へと復帰する。

また、上述したようにピストンユニット１８がシリンダチューブ１２に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に変位する際、ピストンユニット１８の内部に挿通されたガイドロッド１２４に沿って変位することで回転変位してしまうことがなく、該ピストンユニット１８に設けられたマグネット１２２が検出センサ９２に臨む位置となり、ピストンユニット１８の変位が検出センサ９２によって確実に検出される。

以上のように、第１の実施の形態では、流体圧シリンダ１０を構成するピストンユニット１８において、板材からなるプレート体９８をピストンロッド２０の一端部へ第２リベット１０４で連結する構成としているため、ピストンをピストンロッドに対してねじ等で連結していた従来の流体圧シリンダと比較し、前記ねじより軸長さの短いリベット（第２リベット１０４）で略同等の締結力を得ることが可能となる。その結果、従来の流体圧シリンダと比較し、ピストンユニット１８の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った寸法を短縮することができ、それに伴って、流体圧シリンダ１０の軸方向に沿った寸法を小型化することが可能となる。

また、第２リベット１０４の鍔部６６は、一般的なねじ等の頭部と比較して薄いため、ピストンユニット１８においてヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）への突出量を低減することが可能となり、前記ピストンユニット１８の軸方向に沿った寸法（全長）の低減に寄与することができる。

一方、ピストンユニット１８は上述した構成に限定されるものではなく、例えば、図８Ａに示されるピストンユニット１５０のように、テーパ部１５２を有したピストンロッド１５４の一端部に対応させ、プレート体１５６の中央部にヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）に向かって膨出した膨出部（位置決め部）１５８を備え、該膨出部１５８を介して複数の第２リベット１０４によって前記ピストンロッド１５４と連結するようにしてもよい。

この膨出部１５８は、例えば、断面略Ｕ字状に形成され、プレート体１５６のベース部１６０に対して傾斜した傾斜部１６２と、該傾斜部１６２の先端に形成される平坦部１６４とからなり、前記ベース部１６０と前記平坦部１６４とが略平行に形成される。なお、傾斜部１６２は環状に形成される。

そして、膨出部１５８は、ピストンロッド１５４の一端部を覆うように装着され、平坦部１６４を平面状の一端部に当接させ、傾斜部１６２をテーパ部１５２へと当接させた状態で、前記傾斜部１６２に直交するように複数の第２リベット１０４がピストンロッド１５４側へと打ち込まれることでプレート体１５６が前記ピストンロッド１５４へと固定される。

すなわち、第２リベット１０４は、ピストンロッド１５４の軸線に対して所定角度傾斜するように打ち込まれる。

このように、プレート体１５６の中央部に膨出部１５８を設け、ピストンロッド１５４の一端部へと係合させ連結することで、前記ピストンロッド１５４に対してプレート体１５６を同軸状に容易且つ確実に位置決めできると共に、前記ピストンロッド１５４の軸線に対して傾斜した角度から第２リベット１０４を打ち込むことで、ピストンユニット１５０の変位方向と前記第２リベット１０４の締結方向とが一直線状ではないため、前記ピストンユニット１５０の変位動作に伴って締結が緩んでしまうことが防止される。

また、図８Ｂに示されるピストンユニット１７０のように、プレート体１７２の中央部にピストンロッド２０の挿入可能な挿入孔１７４を有し、前記挿入孔１７４から軸方向（矢印Ａ方向）に延在した筒部１７６を備え、前記筒部１７６及び挿入孔１７４にピストンロッド２０の一端部が挿入された状態で、前記筒部１７６の外周側から前記ピストンロッド２０に向かって複数の第２リベット１０４を打ち込んで互いに連結するようにしてもよい。

この場合にも、上述したピストンユニット１５０と同様に、プレート体１７２の挿入孔１７４へピストンロッド２０を挿入することで、前記ピストンロッド２０に対してプレート体１７２の同軸状に容易且つ確実に位置決めできると共に、前記ピストンロッド２０の軸線に対して略直交方向から第２リベット１０４を打ち込むことで、ピストンユニット１７０の変位方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と前記第２リベット１０４の締結方向とが直交して同一方向ではないため、前記ピストンユニット１７０の変位動作に伴った締結の緩みをより確実に防止することができる。

図９に示されるピストンユニット１８０は、クッション機構を有した流体圧シリンダ１８２に設けられ、ヘッドカバー１８４に臨むプレート体９８の側面に円筒状のクッション部材１８６が連結される。

このクッション部材１８６は、例えば、有底円筒状に形成され、その開口部には半径外方向に拡径した取付フランジ１８８が形成される。そして、クッション部材１８６は、その底部１９０をヘッドカバー１８４側（矢印Ｂ方向）とし、取付フランジ１８８をプレート体９８に当接させた状態で、前記取付フランジ１８８と前記プレート体９８とが複数の第４リベット１９２によって連結される。

なお、クッション部材１８６は、その取付フランジ１８８が第２リベット１０４の外側となる位置に固定される。

そして、圧力流体の供給作用下にピストンユニット１８０がヘッドカバー１８４側（矢印Ｂ方向）へと変位し、そのクッション部材１８６が前記ヘッドカバー１８４のクッション孔１９４へと徐々に挿入され、且つ、その外周面に設けられたシールリング１９６に摺接しながら変位していくことで、圧力流体の流量が絞られてシリンダ室２２ａ内で圧縮される。その結果、ピストンユニット１８０が変位する際の変位抵抗となり、該ピストンユニット１８０の変位速度が変位終端位置に近づくにつれて徐々に低下する。

このように、ピストンユニット１８０を構成するプレート体９８にクッション部材１８６を第４リベット１９２によって連結することにより、容易に前記クッション部材１８６を追加することができるため、クッション機構を有した流体圧シリンダ１８２に対応させることが可能となる。また、クッション機構の特性に応じたクッション部材１８６を適宜選択して装着することが可能となる。

また、クッション部材１８６は、上述したピストンユニット１８０のように有底円筒状に形成され、その底部１９０がピストンロッド２０とは反対側となる端部に配置された構成に限定されるものではなく、例えば、図１０に示されるピストンユニット２００を有した流体圧シリンダ２０２のように、ピストンロッド２０とは反対側の端部が開口した有底円筒状のクッション部材２０４を用いるようにしてもよい。

このクッション部材２０４は、断面Ｕ字状に形成され、その底部２０６がピストンロッド２０と同軸状となるようにプレート体９８の側面に当接し、第２リベット１０４によってプレート体９８と共にピストンロッド２０の一端部に連結される。換言すれば、クッション部材２０４は、プレート体９８と共にピストンロッド２０に対して共締めされる。

この第２リベット１０４は、クッション部材２０４の開口した端部から内部へと挿入され、その鍔部６６がヘッドカバー１８４側となるように配置された状態で、前記端部側から図示しない打ち込み装置によって頭部を打つことでクッション部材２０４、プレート体９８及びピストンロッド２０を一体的に連結している。

このように、ピストンユニット２００を構成するプレート体９８にクッション部材２０４を第２リベット１０４によって連結することにより、容易に前記クッション部材２０４を追加することができるため、クッション機構を有した流体圧シリンダ２０２に対応させることが可能となる。

また、クッション部材２０４が、プレート体９８とピストンロッド２０とを連結するための第２リベット１０４を利用して固定できるため、リベットの数量が増加してしまうことがなく部品点数の増加を抑制できると共に、組付工数の削減を図ることが可能となる。

次に、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ２２０を図１１に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この流体圧シリンダ２２０は、シリンダチューブ１２の両端部に設けられた第１及び第２エンドカバー２２２、２２４からそれぞれピストンロッド２２６の両端部が突出した両ロッド式である点で、第１の実施の形態に係る片ロッド式の流体圧シリンダ１０と相違している。

この流体圧シリンダは、図１１に示されるように、シリンダチューブ１２の両端部にそれぞれ第１及び第２エンドカバー２２２、２２４を備え、前記第１及び第２エンドカバー２２２、２２４は、前記シリンダチューブ１２を挟んで略対称形状となるように形成される。この第１及び第２エンドカバー２２２、２２４の略中央部には、それぞれロッド孔４８を介してホルダ２２８ａ、２２８ｂが設けられ第１リベット６０によってそれぞれ固定されている。

また、シリンダチューブ１２の内部に設けられたピストンユニット２３０は、略中央部に挿入孔２３２を有したプレート体２３４と、該プレート体２３４の外縁部に連結されたリング体１００とを有し、前記挿入孔２３２にピストンロッド２２６の略中央部が挿通され、前記挿入孔２３２から延在したプレート体２３４の筒部２３６と前記ピストンロッド２２６とが第２リベット２３８によって径方向に固定される。

この第２リベット２３８は、例えば、プレート体２３４の筒部２３６に形成された第２貫通孔２４０ａを通じてピストンロッド２２６側へと挿入され、該ピストンロッド２２６の軸線と略直交して貫通した第２リベット孔２４２へと打ち込まれ、突出した先端によって反対側となる筒部２３６の第２貫通孔２４０ｂへと係合させる。すなわち、第２リベット２３８は、ピストンロッド２２６の軸線と略直交方向に打ち込まれる。

なお、プレート体２３４とピストンロッド２２６との連結は、上述したように単一の第２リベット２３８によって行われる場合に限定されるものではなく、例えば、筒部２３６の外周側からピストンロッド２２６側に向かって複数の第２リベット２３８を打ち込むことで互いに連結するようにしてもよい。

そして、ピストンロッド２２６の一端部が、第１エンドカバー２２２に固定されたホルダ２２８ａを通じて外部へと突出し変位自在に支持され、前記ピストンロッド２２６の他端部が、第２エンドカバー２２４に固定されたホルダ２２８ｂを通じて外部へと突出し変位自在に支持される。

このような流体圧シリンダ２２０では、例えば、第１エンドカバー２２２に設けられた第１ポート部材３０からシリンダ室２２ａへと圧力流体を供給することで、ピストンユニット２３０が第２エンドカバー２２４側（矢印Ａ方向）に向かって押圧され変位し、ピストンロッド２２６の一端部側が徐々にシリンダチューブ１２内へと収納されていくと共に他端部側が徐々に第２エンドカバー２２４から外部へと突出していく。

一方、ピストンユニット２３０を上記とは反対方向（矢印Ｂ方向）に変位させる場合には、第２ポート部材７４を通じて圧力流体をシリンダ室２２ｂへと供給することで、ピストンユニット２３０が第１エンドカバー２２２側（矢印Ｂ方向）に向かって押圧され変位し、ピストンロッド２２６の一端部側が徐々に前記第１エンドカバー２２２から外部へと突出していくと共に、他端部が徐々にシリンダチューブ１２内へと収納されていく。

以上のように、第２の実施の形態では、単一のピストンロッド２２６の略中央部にピストンユニット２３０を設け、そのプレート体２３４の外周側から第２リベット２３８を前記ピストンロッド２２６側へと打ち込むことで、両ロッド式の流体圧シリンダ２２０を構成するピストンユニット２３０を容易に構成することができる。

また、ピストンロッド２２６に対して加工を行うことなくピストンユニット２３０を固定できるため、単一のピストンロッド２２６を共用してピストンユニット２３０の位置を変更することで容易に仕様変更に対応することが可能となる。

なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１８２、２０２、２２０…流体圧シリンダ
１２…シリンダチューブ １４、１８４…ヘッドカバー
１６…ロッドカバー
１８、１５０、１７０、１８０、２００、２３０…ピストンユニット
２０、１５４、２２６…ピストンロッド
２２ａ、２２ｂ…シリンダ室 ３８、６６…鍔部
５４、２２８ａ、２２８ｂ…ホルダ ６０…第１リベット
９８、１５６、１７２、２３４…プレート体
１００…リング体 １０４、２３８…第２リベット
１５８…膨出部 １７４、２３２…挿入孔
１７６、２３６…筒部 １８６、２０４…クッション部材
１９４…クッション孔 ２２２…第１エンドカバー
２２４…第２エンドカバー

Claims (4)

1. 内部にシリンダ室を有したシリンダチューブと、前記シリンダチューブの端部に装着されるカバー部材と、前記シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンと、前記ピストンに連結されるピストンロッドとを有する流体圧シリンダにおいて、
   前記ピストンは、前記ピストンロッドの端部に連結されるプレート体と、前記プレート体の外縁部に設けられ前記シリンダチューブの内周面に摺接する環状のリング体とからなり、
   前記プレート体の中央部には、テーパ部を有する前記ピストンロッドの端部が挿入されて同軸状に位置決めされる膨出部が設けられ、前記膨出部を貫通するピン部材によって前記プレート体と前記ピストンロッドとが連結されることを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記ピン部材は、前記ピストンロッドの軸方向に対して所定角度傾斜して該ピストンロッドに対して打ち込まれる複数のリベットであることを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 内部にシリンダ室を有したシリンダチューブと、前記シリンダチューブの端部に装着されるカバー部材と、前記シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンと、前記ピストンに連結されるピストンロッドとを有する流体圧シリンダにおいて、
   前記ピストンは、前記ピストンロッドの端部に連結されるプレート体と、前記プレート体の外縁部に設けられ前記シリンダチューブの内周面に摺接する環状のリング体とからなり、
   前記プレート体の中央部には、前記ピストンロッドから離間する方向に突出するクッション部材が設けられ、前記クッション部材と前記プレート体とが共通のピン部材によって前記ピストンロッドに連結され、前記クッション部材が前記カバー部材の収納孔へ収納されることで前記ピストンの変位速度が減速されることを特徴とする流体圧シリンダ。
4. 請求項３記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記ピン部材は、前記ピストンロッドの軸方向に沿って該ピストンロッドに対して打ち込まれるリベットであることを特徴とする流体圧シリンダ。

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