WO2019181565A1 - 流体圧シリンダ - Google Patents

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WO2019181565A1
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fluid pressure
magnet
wear ring
piston
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PCT/JP2019/009349
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福井千明
碇徹哉
瀬尾剛
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Smc株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fluid pressure cylinder in which a magnet is arranged on a piston.
  • a fluid pressure cylinder provided with a piston that is displaced with the supply of a pressure fluid is known as a conveying means (actuator) such as a workpiece.
  • actuator such as a workpiece.
  • a fluid pressure cylinder includes a cylinder tube, a piston disposed in the cylinder tube so as to be movable in an axial direction, and a piston rod connected to the piston.
  • a fluid pressure cylinder in which a magnet is attached to the piston in order to detect the position of the piston.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-133920 discloses a fluid pressure cylinder in which a ring-shaped magnet is mounted on the outer peripheral portion of a piston and a magnetic sensor is disposed outside the cylinder tube.
  • ⁇ A piston with a magnet is likely to have a larger axial dimension than a piston without a magnet.
  • the axial dimension of the piston increases, there is a problem that the total length of the fluid pressure cylinder increases accordingly.
  • an object of the present invention is to provide a fluid pressure cylinder capable of reducing the axial dimension.
  • a cylinder tube having a sliding hole therein, and a piston unit arranged to be reciprocally movable along the sliding hole,
  • a piston rod protruding in the axial direction from the piston unit, the piston unit including a piston body protruding radially outward from the piston rod, and a packing attached to an outer peripheral portion of the piston body; It has the ring-shaped magnet with which the outer periphery of the said piston main body was mounted
  • the axial dimension of the piston body can be made smaller than when the wear ring and the magnet are provided at different positions in the axial direction. it can.
  • the magnet may be disposed within an axial range of the wear ring.
  • the axial dimension of the wear ring can be reduced, and the axial dimension of the piston body can be reduced.
  • the center position of the magnet and the center position in the axial direction of the wear ring may coincide with each other.
  • the wear ring can be attached to cover the outer periphery of the magnet, making it easy to attach the wear ring to the outer periphery of the magnet and reducing the size of the wear ring in the axial direction. it can.
  • a plurality of openings spaced apart in the circumferential direction are provided in the outer peripheral portion of the wear ring, and the outer periphery of the magnet protrudes radially outward and A plurality of convex portions inserted into the openings may be formed at intervals in the circumferential direction.
  • the magnet can be protruded from the opening of the wear ring, and the magnet can be brought closer to the magnetic sensor.
  • the magnetic force of the magnet may be weak, and a smaller magnet that is thinner in the axial direction can be used. Therefore, the axial dimension of the piston body can be further reduced.
  • a circumferential portion extending in the circumferential direction may be formed at one end portion in the axial direction of the wear ring.
  • a ring-like shape can be maintained even when an opening is provided in the wear ring.
  • circumferential portions extending in the circumferential direction may be formed at both ends in the axial direction of the wear ring.
  • both ends in the axial direction of the wear ring can be supported by the circumferential portion, so that the mechanical strength of the wear ring is increased.
  • the outer peripheral surface of the convex portion of the magnet may be formed at the same position as the outer peripheral surface of the piston body in the radial direction or at a position protruding outward in the radial direction.
  • the convex portion of the magnet can be further brought closer to the magnetic sensor.
  • the axial dimension of the magnet can be further reduced, and the axial dimension of the piston body can be shortened.
  • the height of the convex portion of the magnet may be within the range of the thickness of the wear ring.
  • the circumferential width of the convex portion of the magnet may be larger than the circumferential width of the concave portion.
  • the circumferential position where the magnetic sensor can be attached can be increased.
  • the wear ring includes a first claw portion that comes into contact with one end surface in the axial direction of the magnet and a second claw portion that comes into contact with the other end surface in the axial direction of the magnet. You may have.
  • the wear ring can be securely attached to the outer periphery of the magnet.
  • the piston main body has a packing mounting groove, a magnet arrangement groove, and a wear ring arrangement groove formed in a circular ring shape on an outer peripheral portion of the piston main body, and the wear ring arrangement groove is the magnet. It may be formed wider and shallower in the axial direction than the arrangement groove, and the magnet arrangement groove may be formed within the range of the axial width of the wear ring arrangement groove.
  • the wear ring can be attached to the outer periphery of the magnet.
  • the axial center position of the magnet arrangement groove and the axial center position of the wear ring arrangement groove may be the same.
  • the wear ring can be attached so as to be sandwiched from both axial ends of the magnet, and the axial dimension of the wear ring can be reduced.
  • the axial dimension can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view of a fluid pressure cylinder according to a first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the fluid pressure cylinder of FIG. It is a perspective view of the piston unit of the fluid pressure cylinder of FIG. It is a disassembled perspective view of the piston unit of FIG. It is a perspective view of the piston unit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a disassembled perspective view of the piston unit of FIG.
  • the direction of the axis of the center of the cylinder tube is referred to as the axial direction (X direction).
  • a fluid pressure cylinder 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a hollow cylindrical cylinder tube 12 having a circular sliding hole 13 (cylinder chamber) therein, and a rod disposed at one end of the cylinder tube 12.
  • a cover 14 and a head cover 16 disposed at the other end of the cylinder tube 12 are provided.
  • the fluid pressure cylinder 10 includes a piston unit 18 arranged to be movable in the axial direction (X direction) in the cylinder tube 12, and a piston rod connected to the piston unit 18. 20.
  • the fluid pressure cylinder 10 is used as an actuator for conveying a workpiece, for example.
  • the cylinder tube 12 is made of, for example, a metal material such as an aluminum alloy, and includes a cylinder that extends along the axial direction. In the first embodiment, the cylinder tube 12 is formed in a hollow cylindrical shape.
  • the rod cover 14 is provided so as to close one end portion (end portion on the arrow X1 direction side) of the cylinder tube 12.
  • the same metal material as the cylinder tube 12 is used. It is the member comprised by these.
  • the rod cover 14 is provided with a first port 15a.
  • an annular protrusion 14 b provided on the rod cover 14 is inserted into one end of the cylinder tube 12.
  • a circular ring-shaped packing 23 is arranged between the rod cover 14 and the cylinder tube 12.
  • a circular ring-shaped bush 25 and a packing 27 are disposed on the inner peripheral portion of the rod cover 14.
  • a circular ring-shaped first cushion packing 68 a is disposed on the inner peripheral portion of the rod cover 14.
  • the head cover 16 is a member made of, for example, the same metal material as that of the cylinder tube 12 and is provided so as to close the other end portion (end portion on the arrow X2 direction side) of the cylinder tube 12.
  • the other end of the cylinder tube 12 is hermetically closed by the head cover 16.
  • the head cover 16 is provided with a second port 15b.
  • An annular protrusion 16 b provided on the head cover 16 is inserted into the other end of the cylinder tube 12.
  • a circular ring-shaped packing 31 is disposed between the head cover 16 and the cylinder tube 12.
  • a circular ring-shaped second cushion packing 68 b is disposed on the inner peripheral portion of the head cover 16.
  • the cylinder tube 12, the rod cover 14, and the head cover 16 are fastened in the axial direction by a plurality of connecting rods 32 and nuts 34.
  • a plurality of sets of connecting rods 32 and nuts 34 are provided at intervals in the circumferential direction. For this reason, the cylinder tube 12 is fixed while being sandwiched between the head cover 16 and the rod cover 14.
  • the piston unit 18 is accommodated in the cylinder tube 12 (sliding hole 13) so as to be slidable in the axial direction, and the first pressure chamber 13a on the first port 15a side is accommodated in the sliding hole 13. And the second pressure chamber 13b on the second port 15b side.
  • the piston unit 18 is connected to the base end portion 20 a of the piston rod 20.
  • the piston unit 18 includes a circular piston main body 40 projecting radially outward from the piston rod 20, a circular ring-shaped packing 42 attached to the outer periphery of the piston main body 40, and a piston main body.
  • the ring-shaped magnet 46 is mounted on the outer periphery of the magnet 40, and the wear ring 44 is mounted on the outer periphery of the magnet 46.
  • a packing mounting groove 50, a magnet arrangement groove 52, and a wear ring arrangement groove 54 are provided on the outer peripheral surface of the piston main body 40.
  • the packing mounting groove 50 and the magnet arrangement groove 52 are arranged at different positions in the axial direction.
  • the wear ring arranging groove 54 is formed as a groove formed by notching both sides of the magnet arranging groove 52 shallowly from the outer peripheral side, and the axial center position thereof coincides with the axial center position of the magnet arranging groove 52. Yes.
  • the packing mounting groove 50, the magnet arrangement groove 52, and the wear ring arrangement groove 54 are all formed in a circular ring shape extending over the entire circumference in the circumferential direction.
  • Examples of the constituent material of the piston body 40 include metal materials such as carbon steel, stainless steel, and aluminum alloy, and hard resin.
  • the packing 42 is a ring-shaped seal member (for example, an O-ring) made of an elastic material such as a rubber material or an elastomer material.
  • the packing 42 is mounted in the packing mounting groove 50.
  • the packing 42 is slidably in contact with the inner peripheral surface of the cylinder tube 12. Specifically, the outer peripheral portion of the packing 42 is in airtight or liquid tight contact with the outer peripheral surface of the piston main body 40 over the entire periphery.
  • the seal 42 seals between the outer peripheral surface of the piston unit 18 and the inner peripheral surface of the sliding hole 13, and the first pressure chamber 13a and the second pressure chamber 13b in the sliding hole 13 are partitioned in an airtight or liquid tight manner. It is done.
  • the packing 42 is provided with a rotation-preventing projection, and the cylinder tube 12 is provided with a rotation-preventing groove that engages with the rotation-preventing protrusion, thereby restricting the rotation of the piston unit 18. Also good.
  • the wear ring 44 is attached to the outer periphery of a ring-shaped magnet 46 attached to the outer peripheral portion of the piston main body 40.
  • the wear ring 44 includes a circumferential portion 57 that extends in the circumferential direction, a sliding portion 58 that covers the outer periphery of the magnet 46, and a plurality of openings 59 that are arranged at intervals in the circumferential direction. I have.
  • the circumferential portion 57 is formed at the other end portion (the end portion on the X2 side) of the wear ring 44 and extends in the circumferential direction.
  • the circumferential portion 57 is formed integrally with the sliding portion 58, and the circumferential portion 57 supports the sliding portion 58. In other words, the plurality of sliding portions 58 divided by the opening portion 59 are maintained in a ring shape by the circumferential portion 57.
  • the sliding portion 58 has an outer peripheral surface 58b that constitutes the outer periphery of the wear ring 44.
  • the outer peripheral surface 58b contacts the inner surface of the sliding hole 13 of the cylinder tube 12.
  • the axial width of the sliding portion 58 is formed to be larger than the axial width of the magnet 46.
  • the inner peripheral surface 58 a of the sliding portion 58 faces the outer peripheral surface 46 b 1 of the concave portion 46 b of the magnet 46.
  • the opening 59 is a part formed by cutting out the sliding part 58 of the wear ring 44, and the opening 59 is formed so that the outer peripheral part of the magnet 46 is exposed.
  • the opening 59 extends to one end (the end on the X1 side) of the wear ring 44. That is, the other end portion of the wear ring 44 is cut off and divided by the opening 59.
  • the sliding part 58 and the opening part 59 are alternately arranged in the circumferential direction, and the circumferential width (angle range) of the sliding part 58 is, for example, about 10 °, and the opening part 59 is about 20 °. It can be.
  • the attachment range of the magnetic sensor 64 is expanded by making the width of the opening 59 larger than the width of the opening 59 in the circumferential direction.
  • the circumferential width of the sliding portion 58 may be larger than the circumferential width of the opening 59.
  • the axial dimension of the sliding part 58 and the circumferential part 57 is formed to be larger than the axial dimension of the magnet 46. As shown in FIGS. It is mounted so that the center position in the direction is the same as the center position in the axial direction of the magnet 46.
  • the circumferential portion 57 extends to the other end side (X2 direction side) from the magnet 46, and one end side (X1 direction side) of the sliding portion 58 extends to one end side of the magnet 46.
  • a first claw portion 60 a that extends inward from the inner peripheral surface 58 a of the sliding portion 58 is formed on the inner peripheral side of the circumferential direction portion 57.
  • a second claw portion 60b extending inward from the inner peripheral surface 58a is formed at the end portion on one end side of the sliding portion 58.
  • the first claw portion 60 a is in contact with the end surface 46 d on the other end side of the magnet 46, and the second claw portion 60 b is in contact with the end surface 46 c on one end side of the magnet 46. That is, the wear ring 44 is attached to the magnet 46 so as to be sandwiched from both axial ends of the magnet 46 by the first claw portion 60a and the second claw portion 60b.
  • the first claw portion 60a and the second claw portion 60b are inserted into the wear ring arrangement groove 54 (see FIG. 2) of the piston main body 40.
  • FIG. 4 shows an example in which the first claw portion 60a is formed only in a portion adjacent to the opening 59, but the present embodiment is not limited to this, and the first claw portion 60a. May be formed in the entire region in the circumferential direction.
  • Wear ring 44 is made of a low friction material.
  • the friction coefficient between the wear ring 44 and the sliding hole 13 is smaller than the friction coefficient between the packing 42 and the sliding hole 13.
  • Examples of such a low friction material include a synthetic resin material having both low friction and wear resistance, such as tetrafluoroethylene resin (PTFE), and a metal material (for example, bearing steel). .
  • the magnet 46 is formed in a ring shape, and a convex portion 46a protruding radially outward and a concave portion 46b disposed between the convex portions 46a are formed on the outer peripheral portion thereof.
  • the convex portions 46a and the concave portions 46b are alternately arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction.
  • the convex portion 46 a is provided at a portion corresponding to the opening 59 of the wear ring 44, and the outer peripheral surface 46 a 1 protrudes radially outward from the inner peripheral surface 58 a of the sliding portion 58 of the wear ring 44. Yes.
  • the outer peripheral surface 46 a 1 of the convex portion 46 a is formed radially inward from the outer peripheral surface 58 b of the sliding portion 58 in order to prevent contact with the sliding hole 13. That is, the height of the convex portion 46 a is formed within the thickness range of the sliding portion 58 of the wear ring 44.
  • the outer peripheral surface 46a1 of the convex portion 46a may be formed at a position equivalent to the outer peripheral surface of the piston body 40 in the radial direction. Further, the outer peripheral surface 46 a 1 of the convex portion 46 a may protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the piston main body 40.
  • the concave portion 46b of the magnet 46 is provided in a portion corresponding to the sliding portion 58 of the wear ring 44, and the outer peripheral surface 46b1 of the concave portion 46b is covered with the sliding portion 58.
  • the magnet 46 can be formed of, for example, a ferrite magnet or a rare earth magnet.
  • a magnetic sensor 64 is attached to the outside of the cylinder tube 12. Specifically, a sensor bracket 66 is attached to the connecting rod 32. A magnetic sensor 64 is held on the sensor bracket 66. Thereby, the position of the magnetic sensor 64 is fixed to the head cover 16 and the rod cover 14 via the sensor bracket 66 and the connecting rod 32. By detecting the magnetism generated by the magnet 46 by the magnetic sensor 64, the operating position of the piston unit 18 is detected.
  • the piston rod 20 is a columnar (columnar) member extending along the axial direction of the sliding hole 13. As shown in FIG. 2, the piston rod 20 passes through the rod cover 14. The tip 20 b of the piston rod 20 is exposed on the outer periphery of the sliding hole 13. A first cushion ring 69 a is fixed to the outer periphery of the piston rod 20 at a position adjacent to the rod cover 14 side of the piston body 40. A second cushion ring 69b is fixed to the piston rod 20 on the opposite side of the piston body 40 from the first cushion ring 69a. The proximal end portion 20a of the piston rod 20 is fixed to the piston body 40 by caulking.
  • the first cushion packing 68a, the second cushion packing 68b, the first cushion ring 69a, and the second cushion ring 69b constitute an air cushion mechanism that reduces the impact at the stroke end.
  • a damper made of an elastic material such as a rubber material is provided on the inner wall surface 14a of the rod cover 14 and the inner wall surface 16a of the head cover 16 instead of or in addition to the air cushion mechanism. Each may be attached.
  • the fluid pressure cylinder 10 configured as described above operates as follows. In the following description, the case where air (compressed air) is used as the pressure fluid will be described, but a gas other than air may be used.
  • the fluid pressure cylinder 10 moves the piston unit 18 in the axial direction in the sliding hole 13 by the action of air, which is a pressure fluid introduced via the first port 15 a and the second port 15 b. Thereby, the piston rod 20 connected to the piston unit 18 moves forward and backward.
  • the first port 15a is opened to the atmosphere, and pressure fluid is supplied from a pressure fluid supply source (not shown) via the second port 15b. Supply to the second pressure chamber 13b. Then, the piston unit 18 is pushed toward the rod cover 14 by the pressure fluid. Thereby, the piston unit 18 is displaced (advanced) together with the piston rod 20 toward the rod cover 14 side.
  • the second port 15b is opened to the atmosphere, and pressure fluid is supplied from a pressure supply source (not shown) through the first port 15a to the first pressure chamber 13a. To supply. Then, the piston main body 40 is pushed toward the head cover 16 by the pressure fluid. As a result, the piston unit 18 is displaced toward the head cover 16 side.
  • the fluid pressure cylinder 10 according to the first embodiment has the following effects.
  • the wear ring 44 and the magnet 46 are disposed at the same position in the axial direction, the dimension of the piston body 40 in the axial direction is shortened. As a result, the total length of the fluid pressure cylinder 10 can be shortened.
  • the magnet 46 is provided within the axial dimension of the wear ring 44. With this configuration, the axial dimension of the wear ring 44 can be reduced.
  • the wear ring 44 includes an opening 59 formed by cutting out the sliding portion 58 in the circumferential direction, and the magnet 46 can be disposed at a position close to the inner peripheral surface of the cylinder tube 12 in the opening 59. it can.
  • positioned inside the cylinder tube 12 can be made small, the magnetic force requested
  • the axial thickness of the magnet 46 can be reduced. Accordingly, the axial dimension of the piston main body 40 can be shortened, whereby the total length of the fluid pressure cylinder 10 can be shortened.
  • the convex portion 46 a of the magnet 46 is disposed in the opening 59 of the wear ring 44. With this configuration, the magnet 46 can be made closer to the inner peripheral surface of the cylinder tube 12, so that the axial thickness of the magnet 46 can be effectively reduced.
  • a piston unit 18 ⁇ / b> A shown in FIG. 5 may be employed instead of the piston unit 18.
  • the shape of the wear ring 44A is different from the shape of the wear ring 44 of FIG. Other configurations are the same.
  • the wear ring 44 ⁇ / b> A of the present embodiment includes a circumferential portion 57 extending in the circumferential direction, one end portion (end portion on the X ⁇ b> 1 side) in the axial direction of the wear ring 44 ⁇ / b> A and the other end portion ( X2 side end).
  • the sliding portion 58 is supported by the circumferential portion 57 from both ends in the axial direction.
  • the opening 59 is formed between circumferential portions 57 formed at both ends in the axial direction.
  • the first claw portion 60 a and the second claw portion that protrude inward in the axial direction from the inner peripheral surface 58 a of the sliding portion 58 are provided on the inner peripheral side of each circumferential portion 57. 60b is formed.
  • the wear ring 44A is attached to the magnet 46 so that the first claw portion 60a and the second claw portion 60b sandwich the one end surface 46c and the other end surface 46d of the magnet 46 in the axial direction.
  • the first claw portion 60a and the second claw portion 60b are accommodated in the wear ring arrangement groove 54 of the piston main body 40 as shown in FIG.
  • the wear ring 44A has a circumferential portion 57 formed at one end and the other end in the axial direction, and a ring-like shape is maintained by the circumferential portion 57, so that the wear ring 44A is excellent in strength. Therefore, the axial dimension of the circumferential portion 57 can be reduced, and the axial dimension of the piston body 40 can be further shortened. In addition, about the part which is common in 1st Embodiment among 2nd Embodiment, the same or similar effect as 1st Embodiment is acquired.

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Abstract

内部に摺動孔（１３）を有するシリンダチューブ（１２）と、摺動孔（１３）に沿って往復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）から軸方向に突出したピストンロッド（２０）と、を備えた流体圧シリンダ（１０）において、ピストンユニット（１８）は、ピストン本体（４０）の外周部に取り付けるリング状のマグネット（４６）の外周部にウエアリング（４４）を装着することにより、ピストン本体（４０）の軸方向の寸法の短縮化を図る。

Description

流体圧シリンダ
　本発明は、ピストンにマグネットが配置された流体圧シリンダに関する。
　従来、例えば、ワークなどの搬送手段（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。
　また、ピストンの位置を検出するために、ピストンにマグネットを装着する流体圧シリンダも知られている。例えば、特開２００８－１３３９２０号公報には、ピストンの外周部にリング状の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。
　マグネットが装着されたピストンは、マグネットが装着されていないピストンよりも軸方向の寸法が大きくなりやすい。ピストンの軸方向の寸法が大きくなると、その分、流体圧シリンダの全長が大きくなるという問題がある。
　そこで、本発明は、軸方向の寸法を小さくできる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、本発明の一観点に係る流体圧シリンダによれば、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、前記ピストンユニットは、前記ピストンロッドから径方向外方に突出したピストン本体と、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たリング状のマグネットと、前記リング状のマグネットの外周部に装着されたウエアリングと、を有していることを特徴とする。
　上記の流体圧シリンダによれば、リング状のマグネットの外周部にウエアリングを装着することにより、ウエアリングとマグネットを軸方向の異なる位置に設ける場合よりも、ピストン本体の軸方向の寸法を小さくできる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記ウエアリングの軸方向の範囲内に、前記マグネットが配置されていてもよい。
　上記のように構成することにより、ウエアリングの軸方向の寸法を小さくすることができ、ピストン本体の軸方向の寸法を小さくできる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記マグネットの中心位置と、前記ウエアリングの軸方向の中心位置とが一致していてもよい。
　上記のように構成することにより、マグネットの外周部を覆うようにウエアリングを取り付けることができ、ウエアリングのマグネットの外周への装着が容易となるとともに、ウエアリングの軸方向の寸法を小型化できる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記ウエアリングの外周部には周方向に離間した複数の開口部が設けられており、前記マグネットの外周部には径方向外方に突出するとともに前記ウエアリングの前記開口部に挿入された凸部が周方向に間隔をおいて複数が形成されていてもよい。
　上記のように構成することにより、ウエアリングの開口部にマグネットを突出させることができ、マグネットを磁気センサにより接近させることができる。その結果、マグネットの磁力が弱くて済み、より小型で軸方向に薄いマグネットを使用できるので、ピストン本体の軸方向の寸法を更に小さくできる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記ウエアリングの軸方向の一方の端部に周方向に延在する周方向部が形成されていてもよい。
　上記のように構成することにより、ウエアリングに開口部を設けた場合であっても、リング状の形状を保つことができる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記ウエアリングの軸方向の両方の端部に周方向に延在する周方向部が形成されていてもよい。
　上記のように構成することにより、ウエアリングの軸方向の両端部を周方向部で支持できるので、ウエアリングの機械的な強度が高まる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記マグネットの凸部の外周面は、前記ピストン本体の外周面と径方向に同じ位置又はこれよりも径方向外方に突出した位置に形成されていてもよい。
　上記のように構成することにより、マグネットの凸部を更に磁気センサに接近させることができる。その結果、マグネットの軸方向の寸法をさらに小さくすることができ、ピストン本体の軸方向の寸法を短くできる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記マグネットの凸部の高さは前記ウエアリングの厚みの範囲内としてもよい。
　上記のように構成することにより、マグネットの凸部と摺動孔との接触を防ぐことができる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記マグネットの前記凸部の周方向の幅が凹部の周方向の幅よりも大きくてもよい。
　上記のように構成することにより、磁気センサを取り付け可能な周方向の位置を増大させることができる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記ウエアリングは、前記マグネットの軸方向の一方の端面と当接する第１の爪部と、前記マグネットの軸方向の他方の端面と当接する第２の爪部とを有していてもよい。
　上記のように構成することにより、ウエアリングをマグネットの外周部に確実に装着することができる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、前記ピストン本体は、前記ピストン本体の外周部に円形リング状に形成されたパッキン装着溝、マグネット配置溝及びウエアリング配置溝を有し、前記ウエアリング配置溝は前記マグネット配置溝よりも軸方向に幅広に且つ浅く形成されており、前記マグネット配置溝は前記ウエアリング配置溝の軸方向の幅の範囲内に形成されていてもよい。
　上記のように構成することにより、ウエアリングをマグネットの外周部に装着することができる。
　上記の流体圧シリンダにおいて、マグネット配置溝の軸方向の中心位置と前記ウエアリング配置溝の軸方向の中心位置とが同じであってもよい。
　上記のように構成することにより、マグネットの軸方向の両端から挟み込むようにウエアリングを装着することが可能となり、ウエアリングの軸方向の寸法を小型化できる。
　上記観点に係る流体圧シリンダによれば、軸方向の寸法を小さくすることができる。
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断面図である。 図１の流体圧シリンダのピストンユニットの斜視図である。 図３のピストンユニットの分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るピストンユニットの斜視図である。 図５のピストンユニットの分解斜視図である。
　以下、本発明の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。また、以下の説明において、シリンダチューブの中心の軸線の方向を軸方向（Ｘ方向）とよぶものとする。
（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）を有する中空円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内の軸方向（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、アルミニウム合金など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と同様の金属材料で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。
　図４に示すように、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たリング状のマグネット４６と、マグネット４６の外周部に装着されたウエアリング４４とを有する。
　ピストン本体４０の外周面には、パッキン装着溝５０と、マグネット配置溝５２と、ウエアリング配置溝５４とが設けられている。パッキン装着溝５０とマグネット配置溝５２とは、軸方向に異なる位置に配置されている。ウエアリング配置溝５４は、マグネット配置溝５２の両側部を外周側から浅く切り欠いた溝として形成されており、その軸方向の中心位置はマグネット配置溝５２の軸方向の中心位置と一致している。パッキン装着溝５０、マグネット配置溝５２、及びウエアリング配置溝５４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。
　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など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の外周部は、全周に亘ってピストン本体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とが気密又は液密に仕切られる。
　なお、パッキン４２に回り止め用凸部を設けるとともに、シリンダチューブ１２にその周り止め用突部と係合する回り止め用溝を設けることで、ピストンユニット１８の回転を規制するように構成してもよい。
　ウエアリング４４は、ピストン本体４０の外周部に取り付けられたリング状のマグネット４６の外周に装着されている。ウエアリング４４は、周方向に延在して形成された周方向部５７と、マグネット４６の外周を覆う摺動部５８と、周方向に間隔をあけて配置された複数の開口部５９とを備えている。周方向部５７はウエアリング４４の他端部（Ｘ２側の端部）に形成されており、周方向に延在している。この周方向部５７は摺動部５８と一体的に形成されており、周方向部５７が摺動部５８を支持する。すなわち、開口部５９によって分断された複数の摺動部５８は、周方向部５７によってリング状の形状に保たれる。
　摺動部５８は、ウエアリング４４の外周を構成する外周面５８ｂを有しており、その外周面５８ｂにおいて、シリンダチューブ１２の摺動孔１３の内面と接触する。摺動部５８の軸方向の幅は、マグネット４６の軸方向の幅よりも大きく形成されている。摺動部５８の内周面５８ａは、マグネット４６の凹部４６ｂの外周面４６ｂ１と対向する。なお、ウエアリング４４の荷重がマグネット４６に加わるのを避けるために、マグネット４６の凹部４６ｂの外周面４６ｂ１と摺動部５８の内周面５８ａとの間に僅かな隙間を設けておくと好適である。
　開口部５９は、ウエアリング４４の摺動部５８を切り欠いて形成された部分であり、開口部５９において、マグネット４６の外周部分が露出するように形成されている。本実施形態においては、開口部５９は、ウエアリング４４の一端部（Ｘ１側の端部）にまで伸びている。すなわち、ウエアリング４４の他端部は、開口部５９によって切り欠かれて分断されている。摺動部５８と開口部５９とは、周方向に交互に配置されており、それらの周方向の幅（角度範囲）は、例えば摺動部５８が１０°程度、開口部５９が２０°程度とすることができる。このように、摺動部５８の周方向の幅よりも開口部５９の周方向の幅よりも大きくすることで、磁気センサ６４の取り付け可能範囲が拡大して好適である。なお、摺動部５８の周方向の幅を開口部５９の周方向の幅よりも大きくしてもよい。
　摺動部５８及び周方向部５７を合わせた軸方向の寸法は、マグネット４６の軸方向の寸法よりも大きく形成されており、図２及び図３に示すように、ウエアリング４４は、その軸方向の中心位置がマグネット４６の軸方向の中心位置と同じ位置となるように装着される。周方向部５７は、マグネット４６よりも他端側（Ｘ２方向側）に伸び出るとともに、摺動部５８の一端側（Ｘ１方向側）がマグネット４６の一端側に伸び出ている。
　周方向部５７の内周側には、摺動部５８の内周面５８ａよりも内方に伸び出た第１の爪部６０ａが形成されている。摺動部５８の一端側の端部には、内周面５８ａよりも内方に伸び出た第２の爪部６０ｂが形成される。第１の爪部６０ａは、マグネット４６の他端側の端面４６ｄと当接し、第２の爪部６０ｂはマグネット４６の一端側の端面４６ｃと当接している。すなわち、ウエアリング４４は、第１の爪部６０ａ及び第２の爪部６０ｂでマグネット４６の軸方向の両端から挟持するようにしてマグネット４６に取り付けられている。これらの第１の爪部６０ａ及び第２の爪部６０ｂは、ピストン本体４０のウエアリング配置溝５４（図２参照）に挿入される。なお、図４では、第１の爪部６０ａは、開口部５９に隣接する部分のみに形成された例を示すが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第１の爪部６０ａを周方向の全域に形成してもよい。
　ウエアリング４４は、低摩擦材料からなる。ウエアリング４４と摺動孔１３との間の摩擦係数は、パッキン４２と摺動孔１３との間の摩擦係数よりも小さい。このような低摩擦材料としては、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とを兼ね備えた合成樹脂材料や、金属材料（例えば、軸受鋼）などが挙げられる。
　マグネット４６は、リング状に形成されており、その外周部には、径方向外方に突出した凸部４６ａと、凸部４６ａの間に配置された凹部４６ｂとが形成されている。凸部４６ａと凹部４６ｂとは、周方向に所定のピッチで交互に配置されている。凸部４６ａは、ウエアリング４４の開口部５９に対応する部分に設けられており、その外周面４６ａ１は、ウエアリング４４の摺動部５８の内周面５８ａよりも径方向外方に突出している。ただし、摺動孔１３との接触を防ぐべく、凸部４６ａの外周面４６ａ１は、摺動部５８の外周面５８ｂよりも径方向内方に形成されている。すなわち、凸部４６ａの高さは、ウエアリング４４の摺動部５８の厚みの範囲内に形成される。なお、凸部４６ａの外周面４６ａ１は、ピストン本体４０の外周面と径方向に同等の位置に形成してもよい。また、凸部４６ａの外周面４６ａ１は、ピストン本体４０の外周面よりも径方向外方に突出していてもよい。
　一方、マグネット４６の凹部４６ｂは、ウエアリング４４の摺動部５８に対応する部分に設けられており、凹部４６ｂの外周面４６ｂ１は摺動部５８によって覆われている。マグネット４６は、例えば、フェライト磁石又は希土類磁石などで形成できる。
　図１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の発生する磁気を磁気センサ６４によって検知することで、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。図２に示すように、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の外周に露出している。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に固定されている。ピストンロッド２０の基端部２０ａは、ピストン本体４０に加締めにより固定されている。
　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、ゴム材など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（圧縮空気）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及び第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。
　具体的には、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によれば、ウエアリング４４とマグネット４６とが軸方向の同じ位置に配置されるため、ピストン本体４０の軸方向の寸法が短縮化される。その結果、流体圧シリンダ１０の全長の短縮化が図られる。
　マグネット４６は、ウエアリング４４の軸方向寸法の範囲内に設けられる。この構成により、ウエアリング４４の軸方向寸法を小さくすることができる。
　さらに、ウエアリング４４は、摺動部５８を周方向に切り欠いてなる開口部５９を備えており、その開口部５９においてマグネット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。したがって、ピストン本体４０の軸方向寸法の短縮化が可能となり、これにより流体圧シリンダ１０の全長の短縮化が図られる。
　マグネット４６の凸部４６ａは、ウエアリング４４の開口部５９に配置されている。この構成により、マグネット４６をシリンダチューブ１２の内周面に一層近づけることができるため、マグネット４６の軸方向の厚みを効果的に小さくすることができる。
（第２の実施形態）
　上述した流体圧シリンダ１０において、ピストンユニット１８の代わりに、図５に示すピストンユニット１８Ａが採用されてもよい。このピストンユニット１８Ａは、ウエアリング４４Ａの形状が、図３のウエアリング４４の形状と異なっている。その他の構成は同様である。
　本実施形態のウエアリング４４Ａは、図５に示すように、周方向に延在する周方向部５７が、ウエアリング４４Ａの軸方向の一端部（Ｘ１側の端部）と、他端部（Ｘ２側の端部）とに形成されている。摺動部５８は、軸方向の両端から、周方向部５７によって支持されている。開口部５９は、軸方向の両端に形成された周方向部５７の間に形成される。
　図６に示すように、それぞれの周方向部５７の内周側には、摺動部５８の内周面５８ａよりも軸方向内方に突出した第１の爪部６０ａ及び第２の爪部６０ｂが形成されている。ウエアリング４４Ａは、第１の爪部６０ａ及び第２の爪部６０ｂがマグネット４６の軸方向の一方の端面４６ｃ及び他方の端面４６ｄを挟持するようにしてマグネット４６に装着される。これらの第１の爪部６０ａ及び第２の爪部６０ｂは、図２に示すように、ピストン本体４０のウエアリング配置溝５４に収容される。
　流体圧シリンダ１０において、第２の実施形態に係るウエアリング４４Ａを用いた場合であっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、ウエアリング４４Ａには、軸方向の一端及び他端に周方向部５７が形成されており、それらの周方向部５７によってリング状の形状が保たれるため、強度に優れる。そのため、周方向部５７の軸方向の寸法を小さくでき、ピストン本体４０の軸方向の寸法の更なる短縮化が可能となる。その他、第２の実施形態のうち、第１の実施形態と共通する部分については、第１の実施形態と同一又は同様の効果が得られる。
　上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

Claims (12)

  1. 　内部に摺動孔（１３）を有するシリンダチューブ（１２）と、
    　前記摺動孔（１３）に沿って往復移動可能に配置されたピストンユニット（１８）と、
    　前記ピストンユニット（１８）から軸方向に突出したピストンロッド（２０）と、を備え、
    　前記ピストンユニット（１８）は、前記ピストンロッド（２０）から径方向外方に突出したピストン本体（４０）と、
    　前記ピストン本体（４０）の外周部に装着されたパッキン（４２）と、
    　前記ピストン本体（４０）の外周部に装着されたリング状のマグネット（４６）と、
    　前記リング状のマグネット（４６）の外周部に装着されたウエアリング（４４）と、
    　を有し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、前記ウエアリング（４４）の軸方向の範囲内に、前記マグネット（４６）が配置されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
  3. 　請求項１又は２記載の流体圧シリンダであって、前記マグネット（４６）の中心位置と、前記ウエアリング（４４）の軸方向の中心位置とが一致していることを特徴とする流体圧シリンダ。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、前記ウエアリング（４４）の外周部には周方向に離間した複数の開口部（５９）が設けられており、前記マグネット（４６）の外周部には径方向外方に突出するとともに前記ウエアリング（４４）の前記開口部（５９）に挿入された凸部（４６ａ）が周方向に間隔をおいて複数が形成されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
  5. 　請求項４記載の流体圧シリンダであって、前記ウエアリング（４４）の軸方向の一方の端部に周方向に延在する周方向部（５７）が形成されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
  6. 　請求項４記載の流体圧シリンダであって、前記ウエアリング（４４）の軸方向の両方の端部に周方向に延在する周方向部（５７）が形成されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
  7. 　請求項４～６のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、前記マグネット（４６）の凸部（４６ａ）の外周面（４６ａ１）は、前記ピストン本体（４０）の外周面と径方向に同じ位置又はこれよりも径方向外方に突出した位置に形成されてい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、前記マグネット（４６）の凸部（４６ａ）の高さは前記ウエアリング（４４）の厚みの範囲内であることを特徴とする流体圧シリンダ。
  9. 　請求項４～８のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、前記マグネット（４６）の前記凸部（４６ａ）の周方向の幅が凹部（４６ｂ）の周方向の幅よりも大きいことを特徴とする流体圧シリンダ。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、前記ウエアリング（４４）は、前記マグネット（４６）の軸方向の一方の端面（４６ｃ）と当接する第１の爪部（６０ａ）と、前記マグネット（４６）の軸方向の他方の端面（４６ｄ）と当接する第２の爪部（６０ｂ）とを有す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、前記ピストン本体（４０）は、前記ピストン本体（４０）の外周部に円形リング状に形成されたパッキン装着溝（５０）、マグネット配置溝（５２）及びウエアリング配置溝（５４）を有し、前記ウエアリング配置溝（５４）は前記マグネット配置溝（５２）よりも軸方向に幅広に且つ浅く形成されており、前記マグネット配置溝（５２）は前記ウエアリング配置溝（５４）の軸方向の幅の範囲内に形成されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
  12. 　請求項１１に記載の流体圧シリンダであって、マグネット配置溝（５２）の軸方向の中心位置と前記ウエアリング配置溝（５４）の軸方向の中心位置とが同じであることを特徴とする流体圧シリンダ。
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