JP6718584B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、ピストンに磁石が配置された流体圧シリンダに関する。

従来より、例えば、ワーク等の搬送手段（アクチュエータ）として、圧力流体の供給に伴って変位するピストンを備えた流体圧シリンダが知られている。一般に流体圧シリンダは、シリンダチューブと、シリンダチューブ内に軸方向に移動可能に配置されたピストンと、ピストンに連結されたピストンロッドを有する。

特許文献１には、ピストンの位置を検出するために、ピストンの外周部にリング状の磁石が装着されるとともに、シリンダチューブの外側に磁気センサが配置された流体圧シリンダが開示されている。この構成の場合、磁気センサはシリンダチューブの周方向の一部にのみ配置されているのに対し、磁石はリング状であり全周に亘って磁界を発生させている。このため、磁石は、ピストンの位置検出に関し、必要以上のボリュームを占めている。

磁石には希少な資源が含まれており、省資源化の観点からは、磁石を小型化することが好ましい。

特開２００８−１３３９２０号公報

流体圧シリンダは、搬送手段をはじめとする様々な機器の内部に取り付けられて使用されるが、周辺の部品のレイアウトによっては、シリンダの外側に設置される磁気センサが邪魔となる場合がある。そのため、流体圧シリンダの周囲に取り付ける磁気センサの位置を柔軟に変更したいといったニーズがある。

しかしながら、周方向の一部に磁石を設ける場合、磁気センサを磁石に接近して配置する必要があることから、磁気センサの設置位置が、磁石の位置によって制約されてしまうといった問題がある。

そこで、本発明は、磁石を小型化しつつも、磁気センサの取り付け位置を柔軟に変更可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る流体圧シリンダは、内部に円形の摺動孔を有するシリンダチューブと、前記摺動孔に沿って往復移動可能に配置されたピストンユニットと、前記ピストンユニットから軸方向に突出したピストンロッドと、前記ピストンユニットの周方向の一部の大きさに形成された磁石と、前記磁石を保持する磁石保持部を有し前記ピストンユニットに装着された保持部材と、前記保持部材の前記シリンダチューブに対する相対回転を規制する回転規制構造と、前記シリンダチューブの一端側に取り付けられた第１のカバーと、前記シリンダチューブの他端側に取り付けられた第２のカバーと、を備え、前記シリンダチューブは前記第１、第２のカバーに対して周方向に回転可能であり、前記シリンダチューブには、前記シリンダチューブの前記第１、第２のカバーに対する周方向の位置を固定可能な位置決め部が設けられていることを特徴とする。

上記の流体圧シリンダでは、磁石を保持する保持部材が回転規制構造によってシリンダチューブと供回りするように組みつけられており、そのシリンダチューブは第１、第２のカバーに対して回転可能に取り付けられている。これにより、第１、第２のカバーを使用対象機器に組み付ける際に、磁気センサを所望の位置に配置できるように、シリンダチューブの向きを回転させることができる。これにより、流体圧シリンダの設置作業が簡略化される。

上記の流体圧シリンダにおいて、位置決め部はシリンダチューブの外周部に設けられた突起又は溝であり、磁気センサを保持するセンサ取付部材が前記突起又は溝に係合することにより、前記シリンダチューブの前記第１、第２のカバーに対する周方向の位置が固定されていてもよい。このように、シリンダチューブの外周部の突起又は溝に係合させることでシリンダチューブの周方向の位置を固定することができ、流体圧シリンダのセンサ取付位置の調整作業が簡略化される。

上記の流体圧シリンダにおいて、前記シリンダチューブの外周部に前記磁石の位置を示す標示部が形成されていてもよい。この場合、位置決め部が標示部として機能するように構成してもよい。この標示部により磁石の位置を知ることができるため、シリンダチューブの外周部の適切な位置に磁気センサを設置できる。この場合、位置決め部を、前記シリンダチューブの外周部に軸方向に延びたレール状突起として構成してもよい。

上記の流体圧シリンダにおいて、前記センサ取付部材は、前記第１、第２のカバーに相対的に固定された基端部と、前記位置決め部に隣接して配置されるセンサ保持部とを有し、前記センサ保持部が前記位置決め部に係合することにより前記シリンダチューブの周方向の位置決めがなされるようにしてもよい。このようにセンサ取付部材が位置決め部を兼ねることにより装置構成が簡素化される。

上記の流体圧シリンダにおいて、更に、前記第１、第２のカバーを貫く連結ロッドと、前記連結ロッドに対する前記第１のカバーの軸方向の位置を固定する第１の固定機構と、前記連結ロッドに対する前記第２のカバーの軸方向の位置を固定する第２の固定機構と、を備え、前記第１、第２の固定機構は、前記シリンダチューブに軸方向の荷重をかけることなく前記第１、第２のカバーを前記シリンダチューブに固定するように構成してもよい。これにより、シリンダチューブを第１、第２のカバーに対して回転可能に固定できる。

上記の流体圧シリンダにおいて、前記第１の固定機構は、前記連結ロッドに螺合し且つ前記第１のカバーを軸方向に挟み込む一対の第１のナットを有し、前記第２の固定機構は、前記連結ロッドに螺合し且つ前記第２のカバーを軸方向に挟み込む一対の第２のナットを有していてもよい。ナットによる簡易な構成で第１の固定機構及び第２の固定機構を実現でき、構成が簡素化される。

上記の流体圧シリンダにおいて、前記位置決め部は、前記シリンダチューブを径方向に貫通して前記第１、第２のカバーに当接する止めねじで構成してもよい。これにより、シリンダチューブの周方向の位置決めを行うことができる。

上記の流体圧シリンダにおいて、前記シリンダチューブは前記第１のカバーと係合する第１の縮径部と、前記第２のカバーに係合する第２の縮径部とを有し、前記第１、第２の縮径部により前記シリンダチューブが前記第１、第２のカバーに対して回転可能に固定されていてもよい。これにより、シリンダチューブを第１、第２のカバーに対して回転可能に固定できる。

上記の流体圧シリンダにおいて、磁石を保持する保持部材をピストンユニットがシリンダチューブへの接触を阻止するウエアリングとして構成してもよい。ウエアリングに保持部材が内蔵されるため、装置構成が簡素化され、ピストンユニットを小型化及び軽量化できる。

上記の流体圧シリンダにおいて、回転規制構造は、摺動孔に形成され軸方向に延びた回り止め用溝と、保持部材の外周部に形成され、その回り止め用溝に係合する回り止め用突起とで構成してもよい。これにより、簡単な構成でシリンダチューブとともに保持部材が回転する構造を実現できる。また、シリンダチューブと磁石とが供回りするため、シリンダチューブを回転させることで柔軟に磁気センサの設置位置を変更できる。

本発明に係る流体圧シリンダによれば、磁石を小型化しつつも、磁気センサの取り付け位置を柔軟に変更できる。

本発明の第１の実施形態に係る流体圧シリンダの斜視図である。 図１の流体圧シリンダの縦断面図である。 図１の流体圧シリンダの分解斜視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図５Ａは図１の流体圧シリンダの磁気センサの第１の設置例を、図５Ｂは第２の設置例を、図５Ｃは第３の設置例を、図５Ｄは第４の設置例を、それぞれ示す斜視図である。 第１の実施形態の変形例に係る流体圧シリンダの斜視図である。 図７Ａは、図１の流体圧シリンダの第１の変形例を示す断面図であり、図７Ｂは第２の変形例を示す断面図であり、図７Ｃは第３の変形例を示す断面図である。 第２実施形態に係る流体圧シリンダの斜視図である。 図８の流体圧シリンダのＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 図９の流体圧シリンダのＸＩ−ＸＩ線に沿った縦断面図である。 図８の流体圧シリンダの分解斜視図である。

以下、本発明に係る流体圧シリンダについて複数の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１に示す第１実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、内部に円形の摺動孔１３（シリンダ室）を有する中空筒状のシリンダチューブ１２と、シリンダチューブ１２の一端部に配置されたロッドカバー１４（第１のカバー）と、シリンダチューブ１２の他端部に配置されたヘッドカバー１６（第２のカバー）とを備える。また、図２及び図３に示すように、流体圧シリンダ１０は、シリンダチューブ１２内に軸方向（Ｘ方向）に移動可能に配置されたピストンユニット１８と、ピストンユニット１８に連結されたピストンロッド２０とを備える。この流体圧シリンダ１０は、例えばワークの搬送などのためのアクチュエータとして用いられる。

シリンダチューブ１２は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料により構成され、軸方向に沿って延在した筒体からなる。シリンダチューブ１２は中空円筒形に形成されている。

シリンダチューブ１２の内周面には、図３に示すように、シリンダチューブ１２の軸方向に沿って延在する回り止め用溝２４が設けられている。回り止め用溝２４は、図４に示すように、径方向外側に向かって幅（周方向幅）が減少するテーパ形状（台形状又は三角形状）に形成されている。回り止め用溝２４は、他の多角形状（例えば、四角形状）に形成されていてもよい。図示の例では、回り止め用溝２４は、シリンダチューブ１２の内周面において、周方向の１箇所にのみ設けられている。なお、シリンダチューブ１２の内周面には、周方向に間隔を置いて複数（例えば２つ）の回り止め用溝２４が設けられてもよい。

図１及び図２に示すように、ロッドカバー１４は、シリンダチューブ１２の一端部（矢印Ｘ１方向側の端部）を閉塞するように設けられており、例えば、シリンダチューブ１２と同様の金属材料により構成された部材である。ロッドカバー１４には、第１ポート１５ａが設けられている。なお、図２に示すように、ロッドカバー１４に設けられた環状突出部１４ｂがシリンダチューブ１２の一端部に挿入される。

ロッドカバー１４とシリンダチューブ１２との間には、円形リング状のパッキン２３が配置されている。ロッドカバー１４の内周部には、円形リング状のパッキン２７及びブッシュ２５が配置されている。

ヘッドカバー１６は、例えば、シリンダチューブ１２と同様の金属材料により構成された部材であり、シリンダチューブ１２の他端部（矢印Ｘ２方向側の端部）を閉塞するように設けられている。ヘッドカバー１６には、第２ポート１５ｂが設けられている。ヘッドカバー１６に設けられた環状突出部１６ｂがシリンダチューブ１２の他端部に挿入される。ヘッドカバー１６とシリンダチューブ１２との間には、円形リング状のパッキン３１が配置されている。

図１に示すように、シリンダチューブ１２、ロッドカバー１４及びヘッドカバー１６は、複数の連結ロッド３２及びナット３４、３６によって軸方向に連結されている。複数組の連結ロッド３２は、周方向に間隔を置いて設けられている。各連結ロッド３２は、ロッドカバー１４及びヘッドカバー１６を貫通している。ロッドカバー１４は、ナット３４（第１のナット）が軸方向の両側から挟み込むように締結されている。これによりロッドカバー１４が連結ロッド３２の軸方向に固定されている。また、ヘッドカバー１６は、ナット３６（第２のナット）が軸方向の両側から挟み込むようにして締結されている。これによりヘッドカバー１６が連結ロッド３２の軸方向に固定されている。

すなわち、ナット３４がロッドカバー１４を軸方向に固定する第１の固定機構を構成し、ナット３６がヘッドカバー１６を軸方向に固定する第２の固定機構を構成する。これにより、シリンダチューブ１２はロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に対して軸方向に押しつけられない状態で固定されている。そのため、シリンダチューブ１２は、ロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に対して回転可能となっている。

図２に示すように、ピストンユニット１８は、シリンダチューブ１２内（摺動孔１３）に軸方向に摺動可能に収容され、摺動孔１３内を第１ポート１５ａ側の第１圧力室１３ａと第２ポート１５ｂ側の第２圧力室１３ｂとに仕切っている。本実施形態において、ピストンユニット１８は、ピストンロッド２０の基端部２０ａに連結されている。

ピストンユニット１８は、図３に示すように、ピストンロッド２０から径方向外方に突出した円形のピストン本体４０と、ピストン本体４０の外周部に装着された円形リング状のパッキン４２と、ピストン本体４０の周方向に部分的に配置された磁石４６と、磁石４６を保持する保持部材４４とを有する。

ピストン本体４０は、図２に示すように、軸方向に貫通した貫通孔４０ａを有する。ピストンロッド２０の基端部２０ａが、ピストン本体４０の貫通孔４０ａに挿入されるとともに加締めによってピストン本体４０に固定されている。なお、ピストンロッド２０とピストン本体４０の固定は加締めに限らず、ねじ込み構造であってもよい。ピストン本体４０とピストンロッド２０とは、周方向に回転可能に固定されていることが好ましい。

ピストン本体４０の外周部には、パッキン装着溝５０と、磁石配置溝５２とが軸方向の異なる位置に設けられている。パッキン装着溝５０及び磁石配置溝５２は、いずれも、周方向の全周に亘って延在する円形リング状に形成されている。また、磁石配置溝５２の外周部の一部は軸方向に広がったウエアリング支持面５４となっている。

ピストン本体４０の構成材料としては、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属材料や、硬質樹脂などが挙げられる。

パッキン４２は、ゴム材やエラストマー材等の弾性材料からなるリング状のシール部材であり、例えばＯリングを用いることができる。パッキン４２は、パッキン装着溝５０に装着される。

パッキン４２は、シリンダチューブ１２の内周面に摺動可能に接触している。具体的には、パッキン４２は、弾性圧縮されつつパッキン装着溝５０とシリンダチューブ１２との間のスペースに配置されており、その外周部は全周に亘って摺動孔１３の内周面と気密又は液密に密着している。また、パッキン４２の内周面はパッキン装着溝５０において、ピストン本体４０の外周面と気密又は液密に密着している。パッキン４２により、ピストンユニット１８の外周面と摺動孔１３の内周面との間がシールされ、摺動孔１３内の第１圧力室１３ａと第２圧力室１３ｂが気密又は液密に仕切られている。

図３に示すように、シリンダチューブ１２の内周面には、回り止め用溝２４が設けられているが、その部分でパッキン４２は弾性的な圧縮が解放されることで膨張し、回り止め用溝２４がパッキン４２の一部によって埋められた状態となる。これにより、パッキン４２は、回り止め用溝２４に気密又は液密に密着する。シリンダチューブ１２を周方向に回転させると、パッキン４２の取付け状態に応じて、パッキン４２がシリンダチューブ１２とともに回転するか、またはパッキン４２の別の部分が膨張するように変形する。いずれの場合であっても、パッキン４２は回り止め用溝２４に気密又は液密に密着した状態が維持される。

なお、シリンダチューブ１２の内周面に回り止め用溝２４が周方向に間隔を置いて複数設けられる場合にも、パッキン４２は周方向に間隔を置いて複数の箇所で回り止め用溝２４を埋めるように膨張して変形する。

保持部材４４は、ピストン本体４０に対して回転可能に装着されている。このため、保持部材４４は、ピストンロッド２０に対して相対回転可能である。保持部材４４は、ピストン本体４０の外周部に沿って周方向に延在する周方向部５７と、周方向部５７から内方に突出した磁石保持部５８とを有する。磁石保持部５８は、周方向に１箇所設けられている。なお、磁石保持部５８は、周方向に間隔を置いて複数設けられていてもよい。

磁石保持部５８は、ピストン本体４０の磁石配置溝５２に挿入されている。磁石保持部５８は、保持部材４４の軸方向に貫通した貫通部５８ａを有する。貫通部５８ａに磁石４６が装着されて保持される。

磁石保持部５８は周方向部５７の内周面５７ｃから径方向内方に突出している。より具体的には、磁石保持部５８は、周方向部５７から径方向内方に突出したＵ字状の枠部５８ｂを有し枠部５８ｂの内側が貫通部５８ａとなることで磁石保持部５８が構成されている。このため、磁石保持部５８の軸方向の一端及び他端は開口しており、いずれの方向からも磁石４６を挿入することができる。

なお、磁石保持部５８の軸方向の寸法は、周方向部５７の軸方向の寸法よりも小さくてもよい。この場合には、磁石保持部５８は、周方向部５７の軸方向寸法の範囲内に設けられている。

本実施形態において、保持部材４４は、ピストン本体４０がシリンダチューブ１２に接触することを阻止するように構成されたウエアリング４４Ａであり、ウエアリング支持面５４に装着されている。ウエアリング４４Ａは、流体圧シリンダ１０の作動中に軸方向に垂直な方向に大きい横荷重がピストンユニット１８に作用した際にピストン本体４０の外周面が摺動孔１３の内周面に接触することを防止する。ウエアリング４４Ａの外径は、ピストン本体４０の外径よりも大きい。

ウエアリング４４Ａは、低摩擦材からなる。ウエアリング４４Ａと摺動孔１３の内周面との間の摩擦係数は、パッキン４２と摺動孔１３の内周面との間の摩擦係数よりも小さい。このような低摩擦材としては、例えば、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）のような低摩擦性と耐摩耗性を兼ね備えた合成樹脂材料や、例えば軸受鋼等の金属材料が挙げられる。

周方向部５７は、ピストン本体４０のウエアリング支持面５４に装着されている。周方向部５７は、円形リング状に形成されており、周方向の一部にはスリット５７ａ（図３参照）が形成されている。スリット５７ａは、磁石保持部５８に対して周方向にずれた位置に形成されている。組立時には、保持部材４４は径方向に強制的に広げられて、ウエアリング支持面５４の周囲に配置されたのち、弾性的復元力で再び縮径することにより、磁石配置溝５２及びウエアリング支持面５４に装着される。

保持部材４４は、シリンダチューブ１２に対する相対回転が規制されている。すなわち、シリンダチューブ１２の内周面に、シリンダチューブ１２の軸方向に沿って回り止め用溝２４が設けられ、保持部材４４に、回り止め用溝２４に係合した回り止め用突起６０が設けられている。回り止め用溝２４と回り止め用突起６０とにより、回転規制構造が構成されている。回り止め用突起６０は、回り止め用溝２４に対して軸方向に摺動可能である。

回り止め用突起６０は、保持部材４４の外周部から径方向外側に突出している。回り止め用突起６０は、磁石保持部５８に対して周方向に重複した位置において、周方向部５７の外周面５７ｂに設けられている。回り止め用突起６０は、周方向部５７の軸方向寸法の全長に亘って設けられている。なお、回り止め用突起６０は、周方向において磁石保持部５８に対して外れた位置に設けられてもよい。

回り止め用突起６０は、回り止め用溝２４と同様の形状に形成されている。また、シリンダチューブ１２の内周面に回り止め用溝２４が周方向に間隔を置いて複数設けられている場合、保持部材４４には、周方向に間隔を置いて複数の回り止め用突起６０が設けられていてよい。この場合、回り止め用突起６０の数は回り止め用溝２４の数と同数又はそれより少ない数とすればよい。

磁石４６は、ピストン本体４０の周方向の一部にのみ存在する非リング状に形成されており、磁石保持部５８に装着されている。本実施形態では、１つの磁石保持部５８に１つの磁石４６が装着される構成となっているが、複数の磁石４６を装着する構成としてもよい。磁石保持部５８に装着された磁石４６の外端４６ａは、シリンダチューブ１２の内周面に対向する。磁石４６は、例えば、フェライト磁石や希土類磁石である。

図２に示すように、シリンダチューブ１２の外側には、磁気センサ６４が取り付けられている。具体的には、図１に示す連結ロッド３２にセンサ用ブラケット６６（センサ取付部材）が取り付けられている。センサ用ブラケット６６には磁気センサ６４が保持されている。これにより、磁気センサ６４は、センサ用ブラケット６６及び連結ロッド３２を介して、ヘッドカバー１６及びロッドカバー１４に対して位置が固定されている。磁石４６が発生する磁気を磁気センサ６４によって感知することで、ピストンユニット１８の動作位置が検出される。

センサ用ブラケット６６は、図３に示すように、連結ロッド３２の外周面と同等の曲率に形成されたフック部６６ａを有している。そのフック部６６ａを連結ロッド３２に嵌め込むことでセンサ用ブラケット６６が連結ロッド３２に固定される。また、フック部６６ａからは腕部６６ｂが伸び出ており、その先端に磁気センサ６４を保持するセンサ保持部６６ｃが設けられている。センサ保持部６６ｃには、シリンダチューブ１２の外周面に当接する接触部６６ｄが形成されている。

本実施形態のセンサ用ブラケット６６は、シリンダチューブ１２の外周部のレール状突起４７の近傍に配置される。具体的には、シリンダチューブ１２の外周部には、磁石保持部５８に対して周方向に隣接する部分にレール状突起４７が設けられている。これらの一対のレール状突起４７の間が磁石４６の外端４６ａと対向する部分となっている。２本のレール状突起４７の間（溝）に、センサ用ブラケット６６の接触部６６ｄが嵌め込まれている。２本のレール状突起４７（又はそれらの間の溝）は、シリンダチューブ１２のロッドカバー１４及びヘッドカバー１６（第１、第２のカバー）に対する周方向の位置を固定可能な位置決め部を構成する。本実施形態において、レール状突起４７は磁石４６の位置を示す標示部を構成する。また、レール状突起４７に係合するセンサ用ブラケット６６がシリンダチューブ１２の周方向の位置を決める位置決め部として機能する。

レール状突起４７は、シリンダチューブ１２の径方向外方に突出したレール状の突起であり、軸方向に延在している。レール状突起４７は周方向に、所定の間隔を置いて一対配置されている。この一対のレール状突起４７の周方向の間隔（角度範囲）が磁石４６の周方向の寸法が占める角度範囲よりも大きい場合には、一対のレール状突起４７の間の間隙の中間と、磁石４６の中央部とが一致するようにレール状突起４７が配置される。

なお、磁石４６が周方向に占める角度範囲が一対のレール状突起４７の周方向の角度範囲よりも大きい場合には、一対のレール状突起４７は、磁石４６と重複する範囲で任意の位置に設置してよい。この場合、複数対のレール状突起４７を設けてもよい。なお、磁石４６の位置を表示する標示部は、レール状突起４７に限定されるものではなく、例えば線や溝で構成してもよい。

ピストンロッド２０は、摺動孔１３の軸方向に沿って延在する柱状（円柱状）の部材である。ピストンロッド２０は、ロッドカバー１４を貫通している。ピストンロッド２０のワーク取付部２０ｂは、摺動孔１３の外部に露出している。

上記の流体圧シリンダ１０は、例えばワーク等の搬送手段（アクチュエータ）などの機器に取り付けられた後、周辺の部品の配置に応じて適切な位置に磁気センサ６４をシリンダチューブ１２に取り付けて使用される。

流体圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２は、軸方向に荷重がかからない状態でロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に固定されているため、使用者が手でシリンダチューブ１２を回転させることができる。したがって、例えば図５Ａに示すようにシリンダチューブ１２のレール状突起４７を第１、第２ポート１５ａ、１５ｂの近くに配置した場合には、第１、第２ポート１５ａ、１５ｂに隣接する連結ロッド３２にセンサ用ブラケット６６の基端部を取り付ける。そして、センサ用ブラケット６６の接触部６６ｄを２本のレール状突起４７の間に係合させることで、磁気センサ６４を適切な位置に取り付けられる。また、センサ用ブラケット６６を取り付け、センサ保持部６６ｃが２本のレール状突起４７の間に配置されることによりシリンダチューブ１２の周方向の回転が規制され、シリンダチューブ１２の周方向の位置決めが完了する。

図５Ｂに示すように、レール状突起４７の周方向の位置によっては、連結ロッド３２に取り付けるセンサ用ブラケット６６の向きを変えることで、センサ用ブラケット６６をレール状突起４７に係合させることができる。また、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、センサ用ブラケット６６を取り付ける連結ロッド３２を変えることもできる。図５Ａ〜図５Ｄに示されるように、シリンダチューブ１２を素手で回転させるだけで、センサ用ブラケット６６の取り付け位置を柔軟に変更することができる。

上記の流体圧シリンダ１０は、以下のようにして動作する。なお、以下の説明では、圧力流体であるエアを用いる場合を説明するが、エア以外の気体を用いてもよい。

図２において、流体圧シリンダ１０は、第１ポート１５ａ又は第２ポート１５ｂを介して導入される圧力流体であるエアの作用によって、ピストンユニット１８を摺動孔１３内で軸方向に移動させる。これにより、当該ピストンユニット１８に連結されたピストンロッド２０が進退移動する。

具体的に、ピストンユニット１８をロッドカバー１４側へと変位（前進）させるには、第１ポート１５ａを大気開放状態とし、図示しない圧力流体供給源から第２ポート１５ｂを介して圧力流体を第２圧力室１３ｂへと供給する。そうすると、圧力流体によってピストンユニット１８がロッドカバー１４側へと押される。これにより、ピストンユニット１８がピストンロッド２０と共にロッドカバー１４側へ変位（前進）する。ピストンユニット１８がロッドカバー１４に当接することで、ピストンユニット１８の前進動作が停止する。

一方、ピストン本体４０をヘッドカバー１６側へと変位（後退）させるには、第２ポート１５ｂを大気開放状態とし、図示しない圧力流体供給源から第１ポート１５ａを介して圧力流体を第１圧力室１３ａへと供給する。そうすると、圧力流体によってピストン本体４０がヘッドカバー１６側へと押される。これにより、ピストンユニット１８がヘッドカバー１６側へと変位する。そして、ピストンユニット１８がヘッドカバー１６に当接することで、ピストンユニット１８の後退動作が停止する。

この場合、第１実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、以下の効果を奏する。

流体圧シリンダ１０によれば、磁石４６が周方向の必要箇所にのみ配置されているため、磁石材料の省資源化を図ることができる。

また、保持部材４４には、シリンダチューブ１２に対する保持部材４４の回転を阻止する回り止め用突起６０が設けられることにより磁石４６の周方向の位置がシリンダチューブ１２に対して固定される。したがって、使用時の振動などにより磁石４６の周方向位置が磁気センサ６４から外れることを防止できる。

シリンダチューブ１２のロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に対する周方向の位置を固定可能な位置決め部は、シリンダチューブ１２の外周部に設けられた突起又は溝（２本のレール状突起４７又はそれらの間の溝）である。そして、センサ用ブラケット６６が上記突起又は溝に係合することにより、シリンダチューブ１２のロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に対する周方向の位置が固定される。これにより、簡易な構成で、シリンダチューブ１２の周方向位置を確実に固定することができる。

また、シリンダチューブ１２には、磁石４６の位置を示すレール状突起４７が設けられている。そのレール状突起４７に磁気センサ６４を保持したセンサ用ブラケット６６を係合させることにより、磁気センサ６４を磁石４６に対して適切な位置に配置できる。

また、シリンダチューブ１２には軸方向に加圧されることなくロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に結合されるため、シリンダチューブ１２がロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に対して回転可能となっている。これにより、流体圧シリンダ１０を、使用対象とする機器に取り付けた後に、シリンダチューブ１２を回転させることで、磁気センサ６４の取り付け位置を柔軟に変更することができる。連結ロッド３２の取付ナットを緩める作業を行うことなく磁気センサ６４の取り付け位置を変更することができる。

また、レール状突起４７にセンサ用ブラケット６６が係合することにより、シリンダチューブ１２の回転が規制されるため、磁気センサ６４の設置と同時にシリンダチューブ１２を周方向に位置決めできる。連結ロッド３２の取付ナットを締め込むことなく、シリンダチューブ１２の回転を規制できる。

保持部材４４は、ピストン本体４０がシリンダチューブ１２に接触することを阻止するように構成されたウエアリング４４Ａである。これにより、保持部材４４は、磁石４６を保持する部材とウエアリング４４Ａとを兼ねているため、構成が簡素化される。

上記した流体圧シリンダ１０において、図６に示すように磁気センサ６４を保持するセンサ用ブラケット６６は、複数配置されていてもよい。図示の例では、ロッドカバー１４付近のピストンユニット１８の位置を検出するための磁気センサ６４と、ヘッドカバー１６付近のピストンユニット１８の位置を検出するための磁気センサ６４とが２つのセンサ用ブラケット６６で取り付けられている。一方のセンサ用ブラケット６６は、一対のレール状突起４７に係合するように取り付けられる。また、他方のセンサ用ブラケット６６は、異なる連結ロッド３２に取り付けられており、そのセンサ保持部６６ｃは、レール状突起４７の近くに配置される。

上記のように複数の磁気センサ６４を周方向の異なる位置に配置する場合には、図７Ａに示すように、磁気センサ６４の設置位置と磁石４６とが重複するように、磁石４６の周方向のサイズ（角度範囲）を大きくすると好適である。

また、磁石４６の周方向のサイズ（角度範囲）を９０°以上とすると、図７Ｂに示すように、２面に亘ってセンサ用ブラケット６６を配置することができるようになり、センサ用ブラケット６６の配置の自由度が高まる。図７Ｂに示す場合には、複数対のレール状突起４７を周方向に所定の間隔をあけて配置してもよい。また、レール状突起４７を１対のみとし、その他のセンサ用ブラケット６６の取り付け位置を、シリンダチューブ１２の外周面に設けた取り付け位置を示すマークで表示するようにしてもよい。

さらに、図７Ｃに示すように、磁石４６の周方向のサイズ（角度範囲）を１８０°以上とした場合には、ポート側の面と、その両側面の３面に亘ってセンサ用ブラケット６６を配置することができ、センサ用ブラケット６６の配置の自由度が更に高まる。

（第２実施形態）
図８に示す第２実施形態に係る流体圧シリンダ８０は、内部に円形の摺動孔１３を有する中空円筒状のシリンダチューブ８２と、シリンダチューブ８２の一端部に配置されたロッドカバー８４と、シリンダチューブ８２の他端部に配置されたヘッドカバー８６とを備える。シリンダチューブ８２内には、図９に示すように軸方向（Ｘ方向）に移動可能に配置されたピストンユニット１８と、ピストンユニット１８に連結されたピストンロッド９０とを備える。

図９に示すように、ロッドカバー８４には、第１ポート１５ａが設けられている。ロッドカバー８４からは、シリンダチューブ８２の内径と略同じ直径に形成された環状突出部８４ｃが突出して設けられている。環状突出部８４ｃの外周部には円形リング状のパッキン２３が取り付けられており、シリンダチューブ８２とロッドカバー８４とを気密に接続する。パッキン２３は、シリンダチューブ８２に対して周方向に摺動可能に接触する。

環状突出部８４ｃの基端部には、シリンダ保持溝８４ｄが形成されている。シリンダ保持溝８４ｄは、環状突出部８４ｃの周方向の全域に亘って円形リング状に形成されている。

ヘッドカバー８６は、第２ポート１５ｂと、環状突出部８６ｃとを備えている。環状突出部８６ｃは、シリンダチューブ８２の内径と略同じ直径に形成された円筒状の部分である。その環状突出部８６ｃの外周部には、円形リング状のパッキン３１が取り付けられている。また、環状突出部８６ｃの基端部には、シリンダ保持溝８６ｄが形成されている。シリンダ保持溝８６ｄは、環状突出部８６ｃの周方向の全域に亘って円形リング状に形成されている。

シリンダチューブ８２は、中空円筒状に形成されている。シリンダチューブ８２の両端には、他の部分よりも小さい径に成形された縮径部８２ａ（第１、第２の縮径部）が設けられている。その縮径部８２ａがロッドカバー８４のシリンダ保持溝８４ｄ及びヘッドカバー８６のシリンダ保持溝８６ｄに周方向に摺動可能に係合している。これにより、シリンダチューブ８２がロッドカバー８４及びヘッドカバー８６に対して軸方向に固定される。

図１０に示すように、シリンダチューブ８２の内周面には、磁石４６を保持す磁石保持部５８のシリンダチューブ８２に対する相対回転を規制する回り止め用溝４８が形成されている。本実施形態においては、回り止め用溝４８の部分がシリンダチューブ８２の外周面側に突出しており、その部分がレール状突起４９を構成している。この回り止め用溝４８及びレール状突起４９は、径方向外方に突出しており、軸方向に延在している。回り止め用溝４８には、ピストンユニット１８の保持部材４４に設けられた回り止め用突起６０が係合することで、保持部材４４のシリンダチューブ８２に対する相対回転が規制される。すなわち、回り止め用溝４８と回り止め用突起６０とにより、回転規制構造が構成されている。

回り止め用溝４８は、保持部材４４の磁石保持部５８の周方向の両側部に一対形成されている。この回り止め用溝４８の対応するレール状突起４９が磁石４６の位置を示す標示部を構成する。すなわち、一対のレール状突起４９の間の部分が磁石４６の外端４６ａと対向することが示される。

図８に示すように、シリンダチューブ８２の一端側と他端側には、それぞれねじ孔９２が設けられている。図１１に示すように、ねじ孔９２には、止めねじ９４が捻じ込まれており、それらの止めねじ９４の一端がそれぞれ環状突出部８４ｃ、８６ｃと当接している。この止めねじ９４によって、シリンダチューブ８２のロッドカバー８４及びヘッドカバー８６に対する周方向の回転が規制される。すなわち止めねじ９４によってシリンダチューブ８２の周方向の位置決めがなされる。従って、止めねじ９４は、シリンダチューブ１２のロッドカバー８４及びヘッドカバー８６（第１、第２のカバー）に対する周方向の位置を固定可能な位置決め部を構成する。

図８及び図１２に示すように、シリンダチューブ８２の外周面には、バンド型のセンサ取付具６８（センサ取付部材）を介して磁気センサ６４が取り付けられている。センサ取付具６８は、磁気センサ６４を保持するセンサホルダ７０と、センサホルダ７０をシリンダチューブ８２の外周面に固定するバンド部６９とを備える。センサホルダ７０は一対のレール状突起４９の間に配置された状態でシリンダチューブ８２に固定される。これにより、図１０に示すように、磁気センサ６４は磁石４６の外端４６ａと対向するように配置される。

第２実施形態に係る流体圧シリンダ８０によっても、第１実施形態に係る流体圧シリンダ１０と同様の効果が得られる。すなわち、シリンダチューブ８２の止めねじ９４を緩めることでシリンダチューブ８２を回転させる。これにより、流体圧シリンダ８０を使用対象とする機器に設置した後であっても、周辺の部品のレイアウトに応じて磁気センサ６４の取り付け位置を柔軟に変更することができる。シリンダチューブ８２の外周側に突出したレール状突起４９により磁石４６の位置を知ることができるため、磁気センサ６４を適切な位置に取り付けることができる。また、保持部材４４のシリンダチューブ８２に対する相対回転が規制されているため、ピストンロッド９０を回転させても、磁石４６と磁気センサ６４の距離を適切な距離に保つことができる。

１０、８０…流体圧シリンダ １２、８２…シリンダチューブ
１４、８４…ロッドカバー １６、８６…ヘッドカバー
１８…ピストンユニット ２０、９０…ピストンロッド
４４…保持部材 ４６…磁石
４７…レール状突起 ６６…センサ用ブラケット

Claims (12)

1. 内部に円形の摺動孔を有するシリンダチューブと、
   前記摺動孔に沿って往復移動可能に配置されたピストンユニットと、
   前記ピストンユニットから軸方向に突出したピストンロッドと、
   前記ピストンユニットの周方向の一部の大きさに形成された磁石と、
   前記磁石を保持する磁石保持部を有し前記ピストンユニットに装着された保持部材と、
   前記保持部材の前記シリンダチューブに対する相対回転を規制する回転規制構造と、
   前記シリンダチューブの一端側に取り付けられた第１のカバーと、
   前記シリンダチューブの他端側に取り付けられた第２のカバーと、を備え、
   前記シリンダチューブは前記第１、第２のカバーに対して周方向に回転可能であり、
   前記シリンダチューブには、前記シリンダチューブの前記第１、第２のカバーに対する周方向の位置を固定可能な位置決め部が設けられてい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であって、前記位置決め部は、前記シリンダチューブの外周部に設けられた突起又は溝であり、
   磁気センサを保持するセンサ取付部材が前記突起又は前記溝に係合することにより、前記シリンダチューブの前記第１、第２のカバーに対する周方向の位置が固定されることを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 請求項２記載の流体圧シリンダであって、前記シリンダチューブの外周部に前記磁石の位置を示す標示部が形成されてい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であって、前記位置決め部が前記標示部として機能することを特徴とする流体圧シリンダ。
5. 請求項２〜４のいずれか1項に記載の流体圧シリンダであって、前記位置決め部は前記シリンダチューブの外周部に軸方向に延びたレール状突起よりなることを特徴とする流体圧シリンダ。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、前記センサ取付部材は、前記第１、第２のカバーに相対的に固定された基端部と、前記位置決め部に隣接して配置されるセンサ保持部とを有し、前記センサ保持部が前記位置決め部に係合することにより前記シリンダチューブの周方向の位置決めがなされることを特徴とする流体圧シリンダ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、更に、
   前記第１、第２のカバーを貫く連結ロッドと、
   前記連結ロッドに対する前記第１のカバーの軸方向の位置を固定する第１の固定機構と、
   前記連結ロッドに対する前記第２のカバーの軸方向の位置を固定する第２の固定機構と、を備え、
   前記第１、第２の固定機構は、前記シリンダチューブに軸方向の荷重をかけることなく前記第１、第２のカバーを前記シリンダチューブに固定することを特徴とする流体圧シリンダ。
8. 請求項７記載の流体圧シリンダであって、前記第１の固定機構は、前記連結ロッドに螺合し且つ前記第１のカバーを軸方向に挟み込む一対の第１のナットを有し、
   前記第２の固定機構は、前記連結ロッドに螺合し且つ前記第２のカバーを軸方向に挟み込む一対の第２のナットを有することを特徴とする流体圧シリンダ。
9. 請求項１記載の流体圧シリンダであって、前記位置決め部は、前記シリンダチューブを径方向に貫通して前記第１、第２のカバーに当接する止めねじであることを特徴とする流体圧シリンダ。
10. 請求項９記載の流体圧シリンダであって、前記シリンダチューブは前記第１のカバーと係合する第１の縮径部と、前記第２のカバーに係合する第２の縮径部とを有し、前記第１、第２の縮径部により前記シリンダチューブが前記第１、第２のカバーに対して回転可能に固定されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、前記保持部材は前記ピストンユニットが前記シリンダチューブに接触することを阻止するように構成されたウエアリングであることを特徴とする流体圧シリンダ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、前記回転規制構造は、前記摺動孔に形成され軸方向に延びた回り止め用溝と、前記保持部材の外周部に形成され前記回り止め用溝に係合する回り止め用突起とを備えることを特徴とする流体圧シリンダ。

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