JP6808183B2 - ピストンユニット及び流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、外周部にマグネットが配置されたピストンユニット及び流体圧シリンダに関する。

従来、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は公知である。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とを有する。

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マグネット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るのに対し、マグネットはリング状（全周）である。このため、マグネットは、ピストンの位置検出に関し、必要以上のボリュームがある。一方、特許文献２に開示された流体圧シリンダでは、ピストンの外周部に、周方向の一部にのみマグネット（非リング状マグネット）が保持されている。

特開２００８−１３３９２０号公報 特開２０１７−３０２３号公報

特許文献１のように、リング状マグネットを採用するピストンの場合、シリンダ径（ピストン径）毎に異なるサイズのリング状マグネットを用意する必要がある。一方、特許文献２のように、周方向の一部にのみ配置されるマグネットを採用するピストンの場合、ピストンの外方の全周に亘って磁界を形成することができない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、リング状マグネットを用いることなく全周に亘って磁界を形成することができるピストンユニット及び流体圧シリンダ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、本発明は、シリンダチューブに形成された摺動孔に沿って往復移動可能なピストンユニットであって、ピストン本体と、前記ピストン本体の外周部に装着されたパッキンと、前記ピストン本体の外周部に装着されるとともに、周方向に配列された複数のマグネット保持部を有する保持部材と、前記複数のマグネット保持部により周方向に間隔を置いて保持された複数のマグネットと、前記複数のマグネットの軸方向一方側に配置されたリング状の第１ヨークと、前記複数のマグネットの軸方向他方側に配置されたリング状の第２ヨークと、を備える。

上記のように構成されたピストンユニットによれば、保持部材により複数のマグネットが周方向に間隔を置いて配置されているとともに、複数のマグネットの両側にはリング状の第１及び第２ヨークが配置されている。このため、リング状マグネットを用いることなく、ピストンユニットの全周に亘って磁界を形成することができる。これにより、異なるシリンダ径（ピストン径）を有する流体圧シリンダに対し、共通のマグネットを採用することができる。すなわち、シリンダ径毎に異なる大きさのマグネットを使用する必要がない。

前記複数のマグネットの各々は、前記ピストン本体の軸に対して垂直な短軸及び長軸を有する形状であるとともに、前記長軸が前記ピストン本体の周方向に沿うように前記保持部材に保持されていることが好ましい。

この構成により、ピストンユニットの外方に形成される磁界の周方向の磁束密度のバラツキを抑制することができる。

前記複数のマグネットの数は、４個であり、前記複数のマグネットは、周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。

この構成により、磁束密度が周方向に均一化された磁界を形成しやすい。

前記ピストン本体は、複数のピストン部材を有し、前記複数のピストン部材により、前記複数のマグネット保持部、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークを収容するリング状収容溝が形成されていることが好ましい。

この構成により、リング状の第１ヨーク及び第２ヨークを複数のマグネットの両側に容易に組み付けることができる。

前記ピストン本体の外周部には、前記パッキンが装着されたリング状のパッキン装着溝が形成され、前記パッキン装着溝の一方の側壁が前記ピストン本体によって形成され、前記パッキン装着溝の他方の側壁が前記第１ヨークの外周部によって形成されていることが好ましい。

この構成により、リング状のパッキンを容易に組み付けることができるとともに、ピストン本体の軸方向寸法を短縮化することができる。

前記第２ヨークは、前記複数のマグネットに隣接した隣接部と、前記第１ヨークから離れる軸方向に前記隣接部の外周部から突出したリング状の軸方向部と、を有することが好ましい。

この構成により、第２ヨークの外周面積を稼ぐことができ、ピストンユニットの外方に形成する磁界の磁束密度を効果的に増大せることができる。

前記保持部材は、前記第２ヨークの前記軸方向部の外周面によって支持されていることが好ましい。

この構成により、軸方向部を利用して保持部材を良好に支持することができる。

前記第１ヨークの外周面及び前記第２ヨークの外周面は、前記複数のマグネットの各外端よりも外方に位置していることが好ましい。

この構成により、ピストンユニットの外方に形成される磁界の磁束密度を効果的に高めることができる。

前記マグネット保持部は、前記保持部材の外周面にて開口した切欠部を有することが好ましい。

この構成により、マグネットをシリンダチューブの内周面に近い位置に配置することができる。これにより、シリンダチューブの外側に取り付けられる磁気センサと、シリンダチューブの内側に配置されたマグネットとの距離を小さくできるため、マグネットに要求される磁力を小さくできる。このため、マグネットの軸方向の厚みを小さくすることで、ピストンユニットの軸方向寸法の短縮化が可能となる。

前記保持部材は、前記ピストン本体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が好ましい。

これにより、保持部材は、マグネットを保持する部材とウエアリングとを兼ねているため、構成の簡素化が図られる。

また、本発明は、内部に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、を備えた流体圧シリンダであって、前記ピストンユニットは、上記いずれかのピストンユニットである。

本発明のピストンユニット及び流体圧シリンダによればリング状マグネットを用いることなく、ピストンユニットの全周に亘って磁界を形成することができる。

本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの斜視図である。 図１に示した流体圧シリンダの断面図である。 図１に示した流体圧シリンダの分解斜視図である。 他の構成に係るシリンダチューブの斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る流体圧シリンダの一部断面側面図である。

以下、本発明に係るピストンユニット及び流体圧シリンダについて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。

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等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。第１実施形態では、シリンダチューブ１２は、中空円筒形に形成されている。

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。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ている。

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、円形リング状のブッシュ２５及びパッキン２７が配置されている。ロッドカバー１４の内周部には、円形リング状の第１クッションパッキン６８ａ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により、シリンダチューブ１２の他端部が気密に閉じられている。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ている。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。ヘッドカバー１６の内周部には、円形リング状の第２クッションパッキン６８ｂ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によって、軸方向に締結されている。複数組の連結ロッド３２及びナット３４が周方向に間隔を置いて設けられている。このため、シリンダチューブ１２は、ヘッドカバー１６及びロッドカバー１４の間に挟持された状態で固定されている。

図２及び図３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、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の外周部に装着されるとともに複数のマグネット保持部５８を有する保持部材４４と、ピストン本体４０の外周部に配置された複数のマグネット４６と、複数のマグネット４６に隣接して配置された磁性体からなる第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８とを備える。

ピストン本体４０は、軸方向に貫通した貫通孔４０ｈを有する。ピストンロッド２０の基端部２０ａ（細径部）が、ピストン本体４０の貫通孔４０ｈ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（連結）されている。なお、ピストンロッド２０とピストン本体４０との固定構造は、加締めに限らず、捩じ込み構造であってもよい。

ピストン本体４０の外周部には、パッキン装着溝５０と、リング状収容溝５２と、ヨーク支持面５４とが軸方向の異なる位置に設けられている。リング状収容溝５２は、パッキン装着溝５０とヨーク支持面５４との間に設けられている。パッキン装着溝５０及びリング状収容溝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構成されている。

リング状収容溝５２は、複数のマグネット保持部５８、第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８を収容している。リング状収容溝５２の溝深さは、パッキン装着溝５０の溝深さよりも深い。これにより、リング状収容溝５２の底面は、パッキン装着溝５０の底面よりも径方向内側に位置している。

ピストン本体４０は複数のピストン部材を有し、複数のピストン部材によりリング状収容溝５２が形成されている。具体的に本実施形態では、ピストン本体４０は、軸方向に互いに隣接して配置された第１ピストン部材４０ａと第２ピストン部材４０ｂとを有し、第１ピストン部材４０ａ及び第２ピストン部材４０ｂによりリング状収容溝５２が形成されている。すなわち、ピストン本体４０は、第１ピストン部材４０ａと第２ピストン部材４０ｂに軸方向に分割された構造を有する。

第１ピストン部材４０ａは、第１大径部４０ａ１と第１小径部４０ａ２とを有する。第１大径部４０ａ１の外周部が、パッキン装着溝５０の一方の側壁を構成している。第１小径部４０ａ２の外周面が、パッキン装着溝５０の底面を構成している。第１小径部４０ａ２の外周部が、リング状収容溝５２の一方の側壁を構成している。第１ヨーク４７の外周部が、パッキン装着溝５０の他方の側壁を構成している。

第２ピストン部材４０ｂは、第２小径部４０ｂ１と第２大径部４０ｂ２とを有する。第２小径部４０ｂ１の外周面が、リング状収容溝５２の底面を構成している。第２大径部４０ｂ２の外周部が、リング状収容溝５２の他方の側壁を構成している。

ピストン本体４０（第１ピストン部材４０ａ及び第２ピストン部材４０ｂ）の構成材料としては、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属材料や、硬質樹脂等が挙げられる。特に、後述する磁気構造部４９により発生する磁力線をピストンユニット１８の外部へと良好に導けるように、ピストン本体４０は非磁性体により構成されることが好ましい。なお、第１ピストン部材４０ａと第２ピストン部材４０ｂとは、互いに異なる材料により構成されてもよい。

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（例えば、Ｏリング）である。パッキン４２は、パッキン装着溝５０に装着されている。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、パッキン４２は、全周に亘ってシリンダチューブ１２の内周面及びピストン本体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。

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リング状の周方向部５７と、周方向部５７から突出した複数のマグネット保持部５８とを有する。周方向部５７は、第２ヨーク４８の外周面に支持されている。マグネット保持部５８は、周方向に間隔を置いて複数設けられている。本実施形態では、周方向に等間隔に４つのマグネット保持部５８が設けられている。

マグネット保持部５８は、ピストン本体４０のリング状収容溝５２に挿入されている。マグネット保持部５８にマグネット４６が保持（装着）されている。マグネット保持部５８は、保持部材４４の外周面にて開口した切欠部５８ｃを有する。

図３に示すように、マグネット保持部５８は、周方向部５７の内周面から径方向内方に突出している。より具体的には、マグネット保持部５８は、周方向部５７から径方向内方に突出した一対の保持アーム５８ａを有する。一対の保持アーム５８ａは、周方向に互いに離間して対向しており、一対の保持アーム５８ａ間にマグネット４６が保持されている。各保持アーム５８ａの先端（自由端）には、マグネット４６に係合する係合ツメ５８ｂが設けられている。なお、マグネット保持部５８は、一対の保持アーム５８ａの先端同士を繋げて、Ｕ字状の枠型構造とされてもよい。

第１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、第２ヨーク４８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（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、金属材料（例えば、軸受鋼）等が挙げられる。

複数のマグネット４６は、複数のマグネット保持部５８に装着されている。本実施形態では、４個のマグネット４６が周方向に等間隔に配置されている。マグネット４６の個数は、３個以下あるいは５個以上であってもよい。マグネット４６は、ピストン本体４０の軸に対して垂直な短軸及び長軸を有する形状であるとともに、長軸がピストン本体４０の周方向に沿うように保持部材４４に保持されている。

本実施形態では、マグネット４６は直方体形状を有し、マグネット４６の長辺方向がピストン本体４０の周方向に沿うように配置されている。すなわち、マグネット４６の短辺方向がピストン本体４０の径方向に沿っている。マグネット４６は、矢印Ｘ方向の厚さ（ピストン本体４０の軸方向に沿った寸法）が、長さ（ピストン本体４０の周方向に沿った寸法）及び幅（ピストン本体４０の径方向に沿った寸法）よりも小さい板状に構成されている。

図２に示すように、マグネット４６の外端４６ａは、保持部材４４の切欠部５８ｃに配置されている。換言すれば、マグネット４６の外端４６ａは、周方向部５７の厚さの範囲内に配置されている。マグネット４６の外端４６ａは、シリンダチューブ１２の内周面に直接対向している。マグネット４６は、例えば、フェライト磁石、希土類磁石、プラスチックマグネット等である。

第１ヨーク４７は、周方向に切れ目なく連続したリング状に構成されている。第１ヨーク４７は、複数のマグネット４６の軸方向一方側（矢印Ｘ１方向側）に配置されている。第１ヨーク４７の外径は、第１ピストン部材４０ａの第１小径部４０ａ２の外径（パッキン装着溝５０の底面）よりも大きい。第１ヨーク４７は、第１ピストン部材４０ａの第２ピストン部材４０ｂ側（矢印Ｘ２方向側）の端面に隣接して配置されている。第１ヨーク４７の内周面は、マグネット４６の内端４６ｂよりも径方向内方に位置している。第１ヨーク４７の外周面は、マグネット４６の外端４６ａよりも径方向外方に位置している。第１ヨーク４７の孔部に第２ピストン部材４０ｂの第２小径部４０ｂ１が挿入されている。

第２ヨーク４８は、周方向に切れ目なく連続したリング状に構成されている。第２ヨーク４８は、複数のマグネット４６の軸方向他方側（矢印Ｘ２方向側）に配置されている。第２ヨーク４８の外径は、第２ピストン部材４０ｂの第２大径部４０ｂ２の外径よりも大きい。第２ヨーク４８は、第２ピストン部材４０ｂの第１ピストン部材４０ａ側（矢印Ｘ１方向側）の端面に隣接して配置されている。第２ヨーク４８の内周面は、マグネット４６の内端４６ｂよりも径方向内方に位置している。第２ヨーク４８の外周面は、マグネット４６の外端４６ａよりも径方向外方に位置している。

第２ヨーク４８は、複数のマグネット４６に隣接したリング状の隣接部４８ａと、第１ヨーク４７から離れる軸方向（矢印Ｘ２方向）に隣接部４８ａの外周部から突出したリング状の軸方向部４８ｂとを有する。従って、第２ヨーク４８はＬ字状の断面形状を有する。第２ヨーク４８の孔部（軸方向部４８ｂの孔部）に第２ピストン部材４０ｂの第２小径部４０ｂ１が挿入されている。保持部材４４の周方向部５７は、第２ヨーク４８の軸方向部４８ｂの外周面によって支持されている。すなわち、保持部材４４の周方向部５７は、第２ヨーク４８の軸方向部４８ｂの径方向外側に重なっている。

第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８を構成する磁性体としては、例えば、ステンレス鋼等の軟質磁性材料が挙げられる。

複数のマグネット４６、第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８により、ピストンユニット１８の全周に亘って磁界を形成するリング状の磁気構造部４９が構成されている。マグネット４６の個数は、３個以下あるいは５個以上であってもよいが、ピストンユニット１８の全周に亘って確実に磁界を形成できるように、マグネット４６は４個以上配置されることが好ましい。

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、連結ロッド３２（図１）にセンサ用ブラケット６６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。マグネット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。

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の先端部２０ｂは、摺動孔１３の外部に露出している。ピストン本体４０のロッドカバー１４側に隣接する位置で、ピストンロッド２０の外周部には、第１クッションリング６９ａが固定されている。ピストン本体４０を挟んで第１クッションリング６９ａとは反対側には、第２クッションリング６９ｂが、ピストンロッド２０と同軸にピストン本体４０（第２ピストン部材４０ｂ）に固定されている。

第１クッションパッキン６８ａ、第２クッションパッキン６８ｂ、第１クッションリング６９ａ及び第２クッションリング６９ｂにより、ストロークエンドでの衝撃を緩和するエアクッション機構が構成されている。なお、このようなエアクッション機構に代えて、あるいは、当該エアクッション機構に加えて、ゴム材等の弾性材料からなるダンパが、例えば、ロッドカバー１４の内壁面１４ａ及びヘッドカバー１６の内壁面１６ａにそれぞれ取り付けられてもよい。

上記のように構成された流体圧シリンダ１０は、以下のように動作する。なお、以下の説明では、圧力流体としてエア（圧縮エア）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とともにロッドカバー１４側へと変位（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。ピストンユニット１８が前進位置へと近づく際、第１クッションリング６９ａは、第１クッションパッキン６８ａの内周面に接触して、この接触部分に気密シールが形成され、第１圧力室１３ａにエアクッションが形成される。これにより、ロッドカバー１４側のストロークエンド付近でピストンユニット１８の変位が減速するため、ストロークエンド到達時の衝撃が緩和される。

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。ピストンユニット１８が後退位置へと近づく際、第２クッションリング６９ｂは、第２クッションパッキン６８ｂの内周面に接触して、この接触部分に気密シールが形成され、第２圧力室１３ｂにエアクッションが形成される。これにより、ヘッドカバー１６側のストロークエンド付近でピストンユニット１８の変位が減速するため、ストロークエンド到達時の衝撃が緩和される。

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のピストンユニット１８では、保持部材４４により複数のマグネット４６が周方向に間隔を置いて配置されているとともに、複数のマグネット４６の両側にはリング状の第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８が配置されている。複数のマグネット４６、第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８により、ピストンユニット１８の全周に亘って磁界を形成するリング状の磁気構造部４９が構成されている。このため、リング状マグネットを用いることなく、ピストンユニット１８の全周に亘って磁界を形成することができる。これにより、異なるシリンダ径（ピストン径）を有する流体圧シリンダに対し、共通のマグネット４６を採用することができる。すなわち、シリンダ径毎に異なる大きさのマグネット４６を使用する必要がない。

また、このピストンユニット１８によれば、配置するマグネット４６の個数を変えることで、同一の厚さ（軸方向寸法）で磁力調整が可能である。さらに、シリンダ径が大きくなるほど、シリンダ径に対するマグネット４６の大きさが極小となる。

複数のマグネット４６の各々は、ピストン本体４０の軸に対して垂直な短軸及び長軸を有する形状であるとともに、長軸がピストン本体４０の周方向に沿うように保持部材４４に保持されている。この構成により、ピストンユニット１８の外方に形成される磁界の周方向の磁束密度のバラツキを抑制することができる。

複数のマグネット４６の数は、４個であり、複数のマグネット４６は、周方向に等間隔に配置されている。この構成により、ピストンユニット１８の外方に、磁束密度が周方向に均一化された磁界を形成しやすい。

ピストン本体４０は、複数のピストン部材（第１ピストン部材４０ａ及び第２ピストン部材４０ｂ）を有する。そして、複数のピストン部材により、複数のマグネット保持部５８、第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８を収容するリング状収容溝５２が形成されている。この構成により、ピストンユニット１８の組立時に、リング状の第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８を複数のマグネット４６の両側に容易に組み付けることができる。

パッキン装着溝５０の一方の側壁が第１ピストン部材４０ａの外周部によって形成されている。また、パッキン装着溝５０の他方の側壁が第１ヨーク４７の外周部によって形成されている。この構成により、リング状のパッキン４２を容易に組み付けることができるとともに、ピストン本体４０の軸方向寸法を短縮化することができる。

第２ヨーク４８は、複数のマグネット４６に隣接した隣接部４８ａと、第１ヨーク４７から離れる軸方向に隣接部４８ａの外周部から突出したリング状の軸方向部４８ｂとを有する。この構成により、第２ヨーク４８の外周面積を稼ぐことができ、ピストンユニット１８の外方に形成する磁界の磁束密度を効果的に増大せることができる。

保持部材４４は、第２ヨーク４８の軸方向部４８ｂの外周面によって支持されている。この構成により、軸方向部４８ｂを利用して保持部材４４を良好に支持することができる。

第１ヨーク４７の外周面及び第２ヨーク４８の外周面は、複数のマグネット４６の各外端４６ａよりも外方に位置している。この構成により、ピストンユニット１８の外方に形成される磁界の磁束密度を効果的に高めることができる。

マグネット保持部５８は、保持部材４４の外周面にて開口した切欠部５８ｃを有する。この構成により、マグネット４６をシリンダチューブ１２の内周面に近い位置に配置することができる。これにより、シリンダチューブ１２の外側に取り付けられる磁気センサ６４と、シリンダチューブ１２の内側に配置されたマグネット４６との距離を小さくできるため、マグネット４６に要求される磁力を小さくできる。このため、マグネット４６の軸方向の厚みを小さくすることができる。従って、ピストンユニット１８の軸方向寸法の短縮化が可能となる。

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、マグネット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、構成の簡素化が図られる。

上述した流体圧シリンダ１０において、シリンダチューブ１２の代わりに、図４に示すシリンダチューブ１２Ａが採用されてもよい。このシリンダチューブ１２Ａは、外周部の一部に、軸方向に沿って延在する突起７４が設けられている。当該突起７４内に、磁気センサ装着用スロット７４ａが設けられている。磁気センサ装着用スロット７４ａ内に、板状（薄型）の磁気センサ６４ａが挿入される。

シリンダチューブ１２Ａが採用された流体圧シリンダ１０では、シリンダチューブ１２Ａの内周面に近接して設けられた磁気センサ装着用スロット７４ａ内に、磁気センサ６４ａが挿入されるため、磁気センサ６４ａと、複数のマグネット４６を有する磁気構造部４９（図２等参照）との距離を一層短くすることができる。よって、マグネット４６の軸方向の厚みを一層効果的に小さくすることができる。

図５に示す第２実施形態に係る流体圧シリンダ１０ａは、内部に円形の摺動孔１３を有する中空筒状のシリンダチューブ８０と、シリンダチューブ８０の一端部に配置されたロッドカバー８２と、シリンダチューブ８０の他端部に配置されたヘッドカバー８４と、シリンダチューブ８０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８６と、ピストンユニット８６に連結されたピストンロッド８８とを備える。

シリンダチューブ８０は、中空円筒形に形成されている。シリンダチューブ８０の両端部内周面には、雌ネジ部９０ａ、９０ｂが形成されている。シリンダチューブ８０とロッドカバー８２との間、及びシリンダチューブ８０とヘッドカバー８４との間には、それぞれ、円形リング状のパッキン９２ａ、９２ｂが配置されている。

詳細は図示しないが、シリンダチューブ８０の外周面には、バンド型のセンサ取付具を用いて磁気センサ６４（図１等参照）が任意の位置に取り付けられる。センサ取付具は、磁気センサ６４を保持するセンサホルダと、センサホルダをシリンダチューブ８０の外周部に固定するバンド部とを備える。

ロッドカバー８２に形成された雄ネジ部９４ａが、シリンダチューブ８０の一端部内周面に形成された雌ネジ部９０ａと螺合している。ロッドカバー８２には、第１ポート９６ａが形成されている。ロッドカバー８２の内周部には、円形リング状のブッシュ９８及びパッキン１００が配置されている。

ロッドカバー８２の内壁面８２ａには、弾性材料からなるダンパ１０２が取り付けられている。ヘッドカバー８４に形成された雄ネジ部９４ｂが、シリンダチューブ８０の他端部内周面に形成された雌ネジ部９０ｂと螺合している。ヘッドカバー８４には、第２ポート９６ｂが形成されている。ヘッドカバー８４の内壁面８４ａには、弾性材料からなるダンパ１０４が取り付けられている。

ピストンユニット８６は、ピストンロッド８８から径方向外方に突出した円形のピストン本体１０６と、ピストン本体１０６の外周部に装着されたパッキン４２と、ピストン本体１０６の外周部に装着された保持部材４４と、ピストン本体１０６の外周部に周方向に間隔を置いて配置された複数のマグネット４６と、複数のマグネット４６に隣接して配置された第１ヨーク４７及び第２ヨーク４８とを有する。

ピストン本体１０６は、第１ピストン部材４０ａと第２ピストン部材１０７とを有する。第２ピストン部材１０７は、第２クッションリング６９ｂが固定されていない点で第２ピストン部材４０ｂ（図２）と異なる。ピストン本体１０６に形成された貫通孔４０ｈにピストンロッド８８の基端部８８ａが挿入され、加締めにより固定されている。なお、ピストン本体１０６とピストンロッド８８との固定構造は、加締めに限らず、捩じ込み構造であってもよい。

第２実施形態に係る流体圧シリンダ１０ａ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。

本発明は上述した実施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、種々の改変が可能である。例えば、上述した実施形態では、横断面形状が円形のシリンダチューブ１２、８０及びピストンユニット１８、８６が採用されているが、本発明はこれに限らず、横断面形状が非円形（長円形状、楕円形状、多角形状等）のシリンダチューブ及びピストンユニットが採用されてもよい。

１０…流体圧シリンダ １２、８０…シリンダチューブ
１８、８６…ピストンユニット ４０、１０６…ピストン本体
４２…パッキン ４４…保持部材
４６…マグネット ４７…第１ヨーク
４８…第２ヨーク ５８…マグネット保持部

Claims (11)

1. シリンダチューブに形成された摺動孔に沿って往復移動可能なピストンユニットであって、
   ピストン本体と、
   前記ピストン本体の外周部に装着されたパッキンと、
   前記ピストン本体の外周部に装着されるとともに、周方向に配列された複数のマグネット保持部を有する保持部材と、
   前記複数のマグネット保持部により周方向に間隔を置いて保持された複数のマグネットと、
   前記複数のマグネットの軸方向一方側に配置されたリング状の第１ヨークと、
   前記複数のマグネットの軸方向他方側に配置されたリング状の第２ヨークと、を備え、
   前記複数のマグネットの各々は、前記ピストン本体の軸方向に厚みを有する板状に構成されており、
   前記保持部材は、前記ピストン本体の外周部に沿って周方向に延在する周方向部を有し、
   前記複数のマグネット保持部は、前記周方向部の内周面から内方に突出している、
   ことを特徴とするピストンユニット。
2. 請求項１記載のピストンユニットにおいて、
   前記複数のマグネットの各々は、前記ピストン本体の軸に対して垂直な短軸及び長軸を有する形状であるとともに、前記長軸が前記ピストン本体の周方向に沿うように前記保持部材に保持されている、
   ことを特徴とするピストンユニット。
3. 請求項１又は２記載のピストンユニットにおいて、
   前記複数のマグネットの数は、４個であり、
   前記複数のマグネットは、周方向に等間隔に配置されている、
   ことを特徴とするピストンユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のピストンユニットにおいて、
   前記ピストン本体は、複数のピストン部材を有し、
   前記複数のピストン部材により、前記複数のマグネット保持部、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークを収容するリング状収容溝が形成されている、
   ことを特徴とするピストンユニット。
5. シリンダチューブに形成された摺動孔に沿って往復移動可能なピストンユニットであって、
   ピストン本体と、
   前記ピストン本体の外周部に装着されたパッキンと、
   前記ピストン本体の外周部に装着されるとともに、周方向に配列された複数のマグネット保持部を有する保持部材と、
   前記複数のマグネット保持部により周方向に間隔を置いて保持された複数のマグネットと、
   前記複数のマグネットの軸方向一方側に配置されたリング状の第１ヨークと、
   前記複数のマグネットの軸方向他方側に配置されたリング状の第２ヨークと、を備え、
   前記ピストン本体は、複数のピストン部材を有し、
   前記複数のピストン部材により、前記複数のマグネット保持部、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークを収容するリング状収容溝が形成されており、
   前記ピストン本体の外周部には、前記パッキンが装着されたリング状のパッキン装着溝が形成され、
   前記パッキン装着溝の一方の側壁が前記ピストン本体によって形成され、
   前記パッキン装着溝の他方の側壁が前記第１ヨークの外周部によって形成されている、
   ことを特徴とするピストンユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のピストンユニットにおいて、
   前記第２ヨークは、
   前記複数のマグネットに隣接した隣接部と、
   前記第１ヨークから離れる軸方向に前記隣接部の外周部から突出したリング状の軸方向部と、を有する、
   ことを特徴とするピストンユニット。
7. シリンダチューブに形成された摺動孔に沿って往復移動可能なピストンユニットであって、
   ピストン本体と、
   前記ピストン本体の外周部に装着されたパッキンと、
   前記ピストン本体の外周部に装着されるとともに、周方向に配列された複数のマグネット保持部を有する保持部材と、
   前記複数のマグネット保持部により周方向に間隔を置いて保持された複数のマグネットと、
   前記複数のマグネットの軸方向一方側に配置されたリング状の第１ヨークと、
   前記複数のマグネットの軸方向他方側に配置されたリング状の第２ヨークと、を備え、
   前記第２ヨークは、
   前記複数のマグネットに隣接した隣接部と、
   前記第１ヨークから離れる軸方向に前記隣接部の外周部から突出したリング状の軸方向部と、を有し、
   前記保持部材は、前記第２ヨークの前記軸方向部の外周面によって支持されている、
   ことを特徴とするピストンユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のピストンユニットにおいて、
   前記第１ヨークの外周面及び前記第２ヨークの外周面は、前記複数のマグネットの各外端よりも外方に位置している、
   ことを特徴とするピストンユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のピストンユニットにおいて、
   前記マグネット保持部は、前記保持部材の外周面にて開口した切欠部を有する、
   ことを特徴とするピストンユニット。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のピストンユニットにおいて、
    前記保持部材は、前記ピストン本体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、
    ことを特徴とするピストンユニット。
11. 内部に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、を備えた流体圧シリンダであって、
    前記ピストンユニットは、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のピストンユニットである、
    ことを特徴とする流体圧シリンダ。

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