JP6558582B2 - 流体圧装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピストンを備えた流体圧装置に関する。

従来、ピストンを備えた流体圧装置としては種々の装置が知られている。例えばワーク等の搬送手段（アクチュエータ）として、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有する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（例えば、下記特許文献１参照）。ピストンの外周部には、弾性部材からなるパッキンが装着されている。このような流体圧シリンダにおいて、空気等の圧力流体がシリンダチューブ内に供給されると、ピストンが圧力流体によって押されることで軸方向に変位し、ピストンに連結されたピストンロッドも軸方向に変位する。

また、従来の流体圧シリンダにおいては、ピストンの動作位置を検出するために、ピストンの外周部にマグネットを装着するとともに、シリンダチューブの外面に磁気センサを取り付けた構成が知られている（例えば、下記特許文献２参照）。

特開２００３−１２０６０２号公報 特開２００６−２４２３４１号公報

ところで、ピストン外周部にマグネットが装着された従来技術では、ピストン外周部においてマグネットとパッキンとが軸方向の異なる位置に配置されている。このため、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と比べて、ピストンの軸方向寸法が大きくなる。

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、マグネットが装着されたピストンを備えた流体圧装置において、ピストンの軸方向寸法の増大を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の流体圧装置は、内部に摺動孔を有するボディと、前記摺動孔内を軸方向に変位可能な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、パッキン部材と、前記パッキン部材が装着されたパッキン装着溝が設けられたピストン本体とを有し、前記パッキン部材は、弾性部材により構成され、前記ピストン本体の周方向に沿って一周延在するともに、前記ピストンユニットの軸方向に溝深さを持つマグネット装着溝が設けられたパッキン本体と、前記マグネット装着溝に装着されたマグネットと、を有することを特徴とする。

上記の構成を採用した本発明の流体圧装置によれば、パッキン本体に軸方向に溝深さを持つマグネット装着溝が形成されているとともに、マグネット装着溝にマグネットが装着されている。このため、パッキンが装着された位置と異なる軸方向位置にマグネット専用の装着スペースを別途確保する必要がない。従って、マグネットを設けることに伴うピストン本体の軸方向寸法の増大を抑制することが可能となる。

上記の流体圧装置において、前記マグネット装着溝は、前記ピストン本体と前記摺動孔の内面との間で圧縮荷重を受けた状態での前記パッキン本体において弾性圧縮変形が生じない領域に形成されてもよい。

上記の流体圧装置において、前記ボディに対する前記ピストンユニットの回転を規制する回転規制機構を備え、前記マグネットは、前記パッキン本体の周方向に関し、全周に満たない範囲で前記パッキン本体に配置されてもよい。

上記の流体圧装置において、前記回転規制機構は、前記ボディ内で前記ピストンユニットの軸方向に沿って延在するとともに前記ピストン本体に挿通された回転止めロッドであってもよい。

上記の流体圧装置において、前記ピストン本体と前記パッキン部材の一方には、前記軸方向に突出する回転防止用突起が設けられ、前記ピストン本体と前記パッキン部材の他方には、前記軸方向に凹む回転防止用凹部が設けられ、前記回転防止用突起が前記回転防止用凹部に挿入されてもよい。

上記の流体圧装置において、前記ピストンロッドは、前記ピストン本体に対して回転可能であってもよい。

上記の流体圧装置において、前記マグネット装着溝及び前記マグネットは、前記パッキン本体の周方向に一周する環状に形成されてもよい。

上記の流体圧装置において、前記ピストン本体は、第１ピストン部材及び第２ピストン部材を含む複数の部材からなり、前記複数の部材のうち少なくとも２つの部材の組合せにより、前記パッキン装着溝が形成されてもよい。

上記の流体圧装置において、前記第１ピストン部材と前記第２ピストン部材の一方又は両方には、前記軸方向に深さを有する肉抜き部が設けられてもよい。

上記の流体圧装置において、前記肉抜き部は、前記第１ピストン部材と前記第２ピストン部材のいずれか一方のみを前記軸方向に貫通した貫通孔を有してもよい。

上記の流体圧装置において、前記肉抜き部は、周方向に間隔を置いて複数設けられてもよい。

上記の流体圧装置において、前記第１ピストン部材及び前記第２ピストン部材は、鋳造品であってもよい。

上記の流体圧装置において、前記流体圧装置は、流体圧シリンダ、バルブ装置、測長シリンダ、スライドテーブル又はチャック装置として構成されてもよい。

本発明の流体圧装置によれば、マグネットが装着されたピストンを採用しつつ、ピストンの軸方向寸法の増大を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。 図１に示した流体圧シリンダのピストン組立体の分解斜視図である。 第１ピストン部材及び第２ピストン部材の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。 本発明の第４実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。 図７Ａは、本発明の第５実施形態に係る流体圧シリンダの断面図であり、図７Ｂは、本発明の第６実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。 本発明の第７実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。

以下、本発明に係る流体圧装置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。

本発明の流体圧装置の一例として図１に示す流体圧シリンダ１０Ａは、中空筒状のシリンダチューブ１２（ボディ）と、シリンダチューブ１２の一端部に配置されたヘッドカバー１４と、シリンダチューブ１２の他端部に配置されたロッドカバー１６と、シリンダチューブ１２内に軸方向（矢印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。ピストンユニット１８とピストンロッド２０とにより、ピストン組立体７４が構成されている。この流体圧シリンダ１０Ａ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。本実施形態では、シリンダチューブ１２は、中空円筒形に形成されている。シリンダチューブ１２は、軸方向の一端側（矢印Ｘ２方向側）に設けられた第１ポート１２ａと、軸方向の他端側（矢印Ｘ１方向側）に設けられた第２ポート１２ｂと、第１ポート１２ａ及び第２ポート１２ｂに連通する摺動孔１３（シリンダ室）とを有する。

ヘッドカバー１４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板状体であり、シリンダチューブ１２の一端部（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１４により、シリンダチューブ１２の一端部が気密に閉じられている。

ヘッドカバー１４の内壁面１４ａには、第１ダンパ２２が設けられている。第１ダンパ２２は、例えば、ゴム材やエラストマー材等の弾性材料により構成されている。第１ダンパ２２の構成材料としては、例えば、ウレタン等が挙げられる。本実施形態において、第１ダンパ２２は中心部に貫通孔２２ａを有するリング状に形成されている。

第１ダンパ２２の中心部側には、ロッドカバー１６側（ピストンロッド２０及びピストンユニット１８側）に向かって膨出した膨出部２３が設けられている。第１ダンパ２２において、膨出部２３が設けられた部分の厚さは、膨出部２３よりも径方向外側の外周部の厚さよりも厚い。ピストンロッド２０及びピストンユニット１８がヘッドカバー１４側へと変位した際、膨出部２３は、ピストンロッド２０及びピストンユニット１８と当接可能である。

ロッドカバー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円形リング状の部材であり、シリンダチューブ１２の他端部（矢印Ｘ１方向側の端部）を閉塞するように設けられている。ロッドカバー１６の外周部には外側環状溝２４が形成されている。外側環状溝２４には、ロッドカバー１６の外周面と摺動孔１３の内周面との間をシールする弾性材料からなる外側シール部材２６が装着されている。

ロッドカバー１６の内周部には内側環状溝２８が形成されている。内側環状溝２８には、ロッドカバー１６の内周面とピストンロッド２０の外周面との間をシールする弾性材料からなる内側シール部材３０が装着されている。なお、ロッドカバー１６は、シリンダチューブ１２の他端側の内周部に固定されたストッパ３２により係止されている。

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１２ａ側の第１圧力室１３ａと第２ポート１２ｂ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の一端部２０ａ（以下、「基端部２０ａ」という）に連結されている。

図１に示すように、ピストンユニット１８は、パッキン本体３４と、パッキン装着溝３６が設けられたピストン本体３８とを有する。図１及び図２に示すように、ピストン本体３８は、第１ピストン部材４０と、第２ピストン部材４２と、ウエアリング４４（サポート部材）と、パッキン部材３３とを備える。

第１ピストン部材４０は、その内側にロッド挿通孔４１を有するリング状の部材であり、ピストンロッド２０の基端部２０ａが挿通されている。第１ピストン部材４０は、ピストンロッド２０の基端部２０ａが加締められることで、ピストンロッド２０に固定されている。

第１ピストン部材４０の外周部には、ウエアリング４４を支持するウエアリング支持部４０ａが形成されている。ウエアリング支持部４０ａは、大径部４０ａ１と、小径部４０ａ２とを有する。大径部４０ａ１と小径部４０ａ２との外径差によって、ウエアリング支持部４０ａの外周部には、段差部が形成されている。

第１ピストン部材４０の構成材料としては、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属材料や、硬質樹脂等が挙げられる。本実施形態において、第１ピストン部材４０は、鋳造により成形されている。なお、第１ピストン部材４０は、射出成形により成形されてもよい。

第２ピストン部材４２は、その内側にロッド挿通孔４３を有するリング状の部材であり、第１ピストン部材４０に隣接して配置されている。すなわち、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２は、軸方向に積層されている。本実施形態において、第２ピストン部材４２は鋳造により成形されている。なお、第２ピストン部材４２は、射出成形により成形されてもよい。

第２ピストン部材４２の外周部には、パッキン本体３４の内周部を支持するパッキン支持部４２ａと、パッキン支持部４２ａよりも径方向外側に突出した鍔部４２ｂとを有する。パッキン支持部４２ａの外径は、第１ピストン部材４０の小径部４０ａ２の外径よりも小さい。鍔部４２ｂは、周方向に一周延在している。本実施形態では、第１ピストン部材４０、第２ピストン部材４２及びウエアリング４４により、リング状のパッキン装着溝３６が形成されている。

ピストン本体３８は、ホルダ３９を介してピストンロッド２０に連結（支持）されている。ホルダ３９は、円環状の部材であり、硬質材料、例えば、炭素鋼、軸受鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属材料や、硬質樹脂等により構成される。ホルダ３９の矢印Ｘ２方向側の端部には、径方向外方に突出し且つ周方向に一周延在する鍔部３９ａが設けられている。

ホルダ３９の孔部３９ｂには、ピストンロッド２０の挿通軸部２０ｄが挿通されている。ホルダ３９は、矢印Ｘ１方向側の端部がピストンロッド２０の係止段部２０ｅに係止され、矢印Ｘ２方向側の端部がピストンロッド２０のカシメ部６６に係止されることで、ピストンロッド２０の挿通軸部２０ｄに回転不可能に固定されている。

ホルダ３９の外周部には、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２とが軸方向に積層された状態で配置されている。鍔部３９ａを有するホルダ３９と、ピストンロッド２０の係止段部２０ｅにより、環状溝部２１が形成されている。当該環状溝部２１に第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２の内周部が係合することにより、ピストンロッド２０に対するピストンユニット１８の軸方向移動が阻止されている。ホルダ３９は、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２に対して回転可能である。従って、ピストンロッド２０は、ピストンロッド２０の軸線を中心に、ピストンユニット１８に対して回転可能である。

図１に示すように、本実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ａは、さらに、シリンダチューブ１２に対するピストンユニット１８の回転を規制（阻止）する回転規制機構５０を備える。具体的に、回転規制機構５０は、回転止めロッド５１を有する。回転止めロッド５１は、ピストンロッド２０の軸方向（ピストンユニット１８の摺動方向）と平行に延在するとともに、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２に形成された挿通孔６０に挿通されている。

回転止めロッド５１のロッドカバー１６側の端部は、ロッドカバー１６に設けられた嵌合溝１６ｂに嵌合している。回転止めロッド５１のヘッドカバー１４側の端部は、ヘッドカバー１４に設けられた嵌合溝１４ｂに嵌合している。これにより、回転止めロッド５１は、シリンダチューブ１２に対して回転不可能に、シリンダチューブ１２内における所定位置に固定されている。

挿通孔６０は、第１ピストン部材４０に形成された第１挿通孔６０ａと、第２ピストン部材４２に形成された第２挿通孔６０ｂとからなる。第１挿通孔６０ａと第２挿通孔６０ｂとは互いに連通している。第１挿通孔６０ａは、第１ピストン部材４０を厚さ方向に貫通している。第２挿通孔６０ｂは、第２ピストン部材４２を厚さ方向に貫通している。

第２挿通孔６０ｂには、いずれも円環状のブッシュ６２及びガスケット６４が配置されている。ブッシュ６２は、第２ピストン部材４２と一体となって、回転止めロッド５１に対して軸方向（矢印Ｘ方向）に摺動可能である。ブッシュ６２により、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２が回転止めロッド５１に直接接触することが阻止される。ブッシュ６２の構成材料としては、例えば、硬質樹脂、軸受鋼等が挙げられる。

第２挿通孔６０ｂの内周部に形成された段部６０ｂｓと、ブッシュ６２との間に、ガスケット６４が保持されている。ガスケット６４は、第２ピストン部材４２及び回転止めロッド５１に液密又は気密に接触しているとともに、回転止めロッド５１に対して摺動可能に接触している。ガスケット６４により、挿通孔６０を介して第１圧力室１３ａと第２圧力室１３ｂとの間を圧力流体が流動することが阻止される。ガスケット６４の構成材料としては、ゴム材やエラストマー材等の弾性材料が挙げられる。

図２及び図３に示すように、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２には、肉抜き部４６が設けられている。本実施形態では、肉抜き部４６は、第１ピストン部材４０に設けられた第１肉抜き部４６ａと、第２ピストン部材４２に設けられた第２肉抜き部４６ｂとを有する。

第１肉抜き部４６ａは、軸方向に貫通した複数（図２では６つ）の貫通孔４７を有する。複数の貫通孔４７は、周方向に間隔を置いて設けられている。第１ピストン部材４０において、周方向に隣接する貫通孔４７間には、径方向に延びる複数のリム５２が設けられている。複数のリム５２は、周方向に間隔を置いて設けられた複数の第１リム５２ａと、周方向に隣接する第１リム５２ａ間に設けられた複数の第２リム５２ｂとを有する。第２リム５２ｂの周方向幅は、第１リム５２ａの周方向幅よりも小さい。１つの第１リム５２ａに、上述した第１挿通孔６０ａが形成されている。なお、第１リム５２ａの周方向幅と第２リム５２ｂの周方向幅は同じでもよい。

図２に示すように、第１ピストン部材４０には、貫通孔４７に向かう外方に突出する壁部５３が設けられている。第１ピストン部材４０にはさらに、壁部５３を補強するリブ５１ａが設けられている。リブ５１ａは周方向に間隔を置いて複数設けられている。

図３に示すように、第２肉抜き部４６ｂは、軸方向に深さを有する複数（図３では、３つ）の有底の溝５４を備える一方、軸方向に貫通する貫通孔を備えていない。複数の溝５４は、周方向に間隔を置いて設けられている。各溝５４は、周方向に沿って円弧状に延在している。各溝５４には、補強リブ５４ａが設けられている。各溝５４において、補強リブ５４ａは、周方向に間隔を置いて複数設けられている。

第２ピストン部材４２において、周方向に隣接する溝５４間には、第１ピストン部材４０の第１リム５２ａの端面に当接する当接面５５が形成されている。このように、第２ピストン部材４２に当接面５５が設けられているため、ピストン組立体７４の組立工程において第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２を積層して軸方向に荷重を掛ける際に、当接面５５で第１ピストン部材４０からの荷重を受けることができる。なお、第１ピストン部材４０の第２リム５２ｂは、当接面５５から周方向にずれた位置に設けられているため、当接面５５に当接していない。

図１及び図２に示すように、第１ピストン部材４０には、軸方向に突出する位置決め突起５６が設けられている。図２において、位置決め突起５６は、周方向に間隔を置いて複数設けられている。図１及び図３に示すように、第２ピストン部材４２には、軸方向に凹む位置決め凹部５７が設けられている。図３において、位置決め凹部５７は、周方向に間隔を置いて複数設けられている。位置決め突起５６が位置決め凹部５７に挿入されている。

なお、上記構成とは逆に、位置決め突起５６が第２ピストン部材４２に設けられ、位置決め凹部５７が第１ピストン部材４０に設けられてもよい。位置決め突起５６及び位置決め凹部５７は、それぞれ１つずつ設けられてもよい。後述するピストン組立体７４の組立工程において、位置決め突起５６と位置決め凹部５７とにより、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２の相対回転が阻止される。

図２に示すように、第１ピストン部材４０の第２ピストン部材４２側の端面には、環状凸部４０ｂが形成されている。ピストン組立体７４の組立工程において、この環状凸部４０ｂは、対向する第２ピストン部材４２の端面に当接して塑性変形することで強く密着し、気密又は液密なシール部を形成する。これにより、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２との間が気密又は液密にシールされ、第２ピストン部材４２の内周面とピストンロッド２０の外周面との間を介して圧力流体が流動することが防止される。

なお、シール用の環状凸部４０ｂは、第２ピストン部材４２に形成されてもよい。環状凸部４０ｂは、位置決め突起５６よりも径方向外側且つリム５２よりも内側に形成されてもよい。第１ピストン部材４０又は第２ピストン部材４２に環状凸部４０ｂを設ける代わりに、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２との間に環状シール部材が介装されてもよい。

パッキン部材３３は、弾性部材により構成されたパッキン本体３４と、パッキン本体３４に装着されたマグネット４８とを有する。

パッキン本体３４は、第２ピストン部材４２の外周部に装着された弾性体からなるシール部材である。パッキン本体３４は、パッキン装着溝３６に装着されている。パッキン本体３４は、ピストン本体３８の周方向に沿って一周延在する円環状に形成されている。

パッキン本体３４の構成材料としては、ゴム材やエラストマー材等の弾性材料が挙げられる。パッキン本体３４の外径は、パッキン本体３４が自然状態（摺動孔１３内に配置されておらず、径方向内側に弾性圧縮されていない状態）及び摺動孔１３内に配置された状態で、ウエアリング４４の外径よりも大きい。

パッキン本体３４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。パッキン本体３４の内周部は、全周に亘って第２ピストン部材４２の外周面（パッキン支持部４２ａの外周面）と気密又は液密に密着している。パッキン本体３４は、摺動孔１３の内周面と第２ピストン部材４２の外周面との間に挟まれて径方向に弾性的に圧縮された状態となっている。パッキン本体３４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。

パッキン本体３４には、ピストンユニット１８の軸方向に溝深さを持つマグネット装着溝３４ａが設けられている。図２に示すように、マグネット装着溝３４ａは、パッキン本体３４の周方向に、全周に満たない範囲に形成されている。すなわち、マグネット装着溝３４ａは、パッキン本体３４の周方向に部分的に形成されている。

マグネット装着溝３４ａは、パッキン本体３４の側方に開口する開口部３４ｂと、開口部３４ｂに連なるとともにマグネット４８を保持する保持部３４ｃとを有する。開口部３４ｂは、ロッドカバー１６側に向かって開口している。なお、開口部３４ｂは、ヘッドカバー１４側に向かって開口していてもよい。開口部３４ｂの開口幅は、保持部３４ｃの直径（内径）及びマグネット４８の断面直径よりも小さい。このため、マグネット４８は、マグネット装着溝３４ａに安定して保持されている。

マグネット装着溝３４ａは、ピストン本体３８と摺動孔１３の内面との間で径方向に圧縮荷重を受けた状態（図１に示す状態）でのパッキン本体３４において径方向に弾性圧縮変形が生じない領域に形成されている。すなわち、図１に示す状態において、パッキン本体３４では、径方向外側部分及び径方向内側部分のみに弾性圧縮変形が生じており、マグネット装着溝３４ａが形成された径方向範囲においては弾性圧縮変形が生じていない。

マグネット４８は、パッキン本体３４の周方向に関し、全周に満たない範囲でパッキン本体３４に配置されている。すなわち、マグネット４８は、パッキン本体３４の周方向の一部だけに配置されている。マグネット４８は、例えば、フェライト磁石、希土類磁石等である。

本実施形態において、マグネット４８は、パッキン本体３４の周方向に沿う円弧状に形成されている。マグネット４８の周方向長さは、マグネット装着溝３４ａの周方向長さと略同一に設定されている。このため、マグネット装着溝３４ａ内におけるマグネット４８の周方向移動は阻止されている。

図１において、マグネット４８は、断面形状が円形状に形成されている。なお、マグネット４８は、断面形状が楕円形状、四角形状等、他の形状に形成されてもよい。パッキン本体３４において、マグネット４８は周方向に間隔を置いて複数配置されていてもよい。この場合、パッキン本体３４にマグネット装着溝３４ａが周方向に間隔を置いて複数設けられ、複数のマグネット装着溝３４ａの各々にマグネット４８が装着されていてもよい。

シリンダチューブ１２の外面には、ピストンユニット１８のストローク両端に相当する位置に図示しない磁気センサが取り付けられている。磁気センサは、シリンダチューブ１２における、マグネット４８が配置された周方向位置に対応する周方向位置に取り付けられている。マグネット４８が発生する磁気を磁気センサ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。

図１及び図２に示すように、第２ピストン部材４２の鍔部４２ｂには、パッキン本体３４に向かって突出する回転防止用突起４２ｃが設けられている。回転防止用突起４２ｃは、周方向に間隔を置いて複数設けられている。パッキン本体３４には、軸方向（矢印Ｘ方向）に溝深さを有する回転防止用凹部３４ｄが設けられている。回転防止用凹部３４ｄは、周方向に間隔を置いて複数設けられている。

複数の回転防止用突起４２ｃが複数の回転防止用凹部３４ｄにそれぞれ挿入されている。これにより、ピストン本体３８に対してパッキン本体３４及びマグネット４８が回転することが阻止されている。上述したように、回転止めロッド５１によって、シリンダチューブ１２に対するピストン本体３８の回転は阻止されている。従って、シリンダチューブ１２に対するマグネット４８の周方向変位は阻止されている。

なお、上記構成とは逆に、回転防止用突起４２ｃがパッキン本体３４に設けられ、回転防止用凹部３４ｄが第２ピストン部材４２に設けられてもよい。回転防止用突起４２ｃは、第１ピストン部材４０に設けられてもよい。回転防止用突起４２ｃ及び回転防止用凹部３４ｄは、それぞれ１つずつ設けられてもよい。

ウエアリング４４は、流体圧シリンダ１０Ａ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に作用した際に第１ピストン部材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ための部材である。ウエアリング４４は、円形リング状の部材であり、第１ピストン部材４０の外周部を囲むように第１ピストン部材４０の外周部に装着されている。

本実施形態においてウエアリング４４は、径方向に沿って延在する径方向部４４ａと、軸方向に沿って延在する軸方向部４４ｂとを有する。径方向部４４ａと軸方向部４４ｂの内径差によって、ウエアリング４４の内周部には段差部が形成されている。上述した第１ピストン部材４０の外周部の段差部に、ウエアリング４４の段差部が係合している。

ウエアリング４４は、低摩擦材からなる。ウエアリング４４と摺動孔１３の内周面との間の摩擦係数は、パッキン本体３４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。

ピストンユニット１８のヘッドカバー１４と反対側の端部（矢印Ｘ１方向側の端部）には、弾性部材からなる第２ダンパ６８が装着されている。第２ダンパ６８は、第１ダンパ２２と同様の材料により構成され得る。第２ダンパ６８は、円形リング状に形成されており、ピストンロッド２０の外周面に配置されている。第２ダンパ６８は、第２ピストン部材４２の矢印Ｘ１方向側に隣接して配置されている。すなわち、第２ダンパ６８は、第２ピストン部材４２に軸方向に積層されている。なお、流体圧シリンダ１０Ａの作動中（ピストンユニット１８の往復動作時）、第２ダンパ６８は、第２ピストン部材４２から離間することがあってもよい。

なお、流体圧シリンダ１０Ａにおいて、第１ダンパ２２及び第２ダンパ６８のいずれか一方をなくしてもよく、あるいは、第１ダンパ２２及び第２ダンパ６８の両方をなくしてもよい。第１ダンパ２２は、ピストンユニット１８に取り付けられていてもよい。

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１６を貫通するロッド本体２０ｃと、ロッド本体２０ｃの基端部（矢印Ｘ２方向側の端部）から縮径して軸方向に突出する挿通軸部２０ｄとを有する。ロッド本体２０ｃと挿通軸部２０ｄとの外径差によって係止段部２０ｅが形成されている。挿通軸部２０ｄがホルダ３９に挿通された状態で、ホルダ３９が挿通軸部２０ｄに装着固定されている。

図１に示すように、挿通軸部２０ｄの端部（ロッド本体２０ｃと反対側の端部）には、径方向外側に拡径したカシメ部６６が設けられている。カシメ部６６は、ピストンロッド２０の基端部２０ａを塑性変形させることにより形成されている。このカシメ部６６が、ホルダ３９の内周縁部に形成されたテーパ部３９ｃに係合することによって、ホルダ３９がピストンロッド２０に固定され、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２がホルダ３９を介してピストンロッド２０に連結されている。

ピストンロッド２０はロッドカバー１６を貫通している。ピストンロッド２０の基端部２０ａと反対側の端部である先端部２０ｂは、摺動孔１３の外部に露出している。

ピストンロッド２０の構成材料としては、例えば、第１ピストン部材４０の構成材料として挙げた材料（炭素鋼等）が挙げられる。ピストンロッド２０は、第１ピストン部材４０と同じ材料により構成されてもよく、あるいは第１ピストン部材４０と異なる材料により構成されてもよい。

次に、上記のように構成されるピストン組立体７４の組立方法（製造方法）の一例を説明する。

例えば、ピストンロッド２０に対して、上述した第２ダンパ６８、第２ピストン部材４２、パッキン部材３３、ウエアリング４４及び第１ピストン部材４０、を軸方向に移動して組み付ける組付工程を行う。これにより、ピストン組立体７４が得られる。

具体的に、組付工程では、まず、ピストンロッド２０が第２ダンパ６８に挿入されるように、第２ダンパ６８をピストンロッド２０の先端部２０ｂ側に向かって移動させる。

次に、第２ピストン部材４２を移動させることにより、ピストンロッド２０の挿通軸部２０ｄを第２ピストン部材４２のロッド挿通孔４３に挿入する。このとき、第２ピストン部材４２は、ピストンロッド２０の係止段部によって係止される。

次に、パッキン本体３４のマグネット装着溝３４ａにマグネット４８が装着された状態のパッキン部材３３をピストンロッド２０の軸方向に移動させることにより、第２ピストン部材４２のパッキン支持部４２ａにパッキン部材３３を装着する。この場合、切削加工により形成されたパッキン装着溝にパッキンを装着する従来の組立方法と異なり、径方向外側に引っ張って拡径させることなく、パッキン部材３３を第２ピストン部材４２の外周部に容易に装着することができる。

第２ピストン部材４２へのパッキン部材３３の装着に伴い、第２ピストン部材４２に設けられた回転防止用突起４２ｃを、パッキン本体３４に設けられた回転防止用凹部３４ｄに挿入する。この場合、パッキン部材３３を軸方向に移動させて第２ピストン部材４２に装着するため、回転防止用突起４２ｃと回転防止用凹部３４ｄの周方向位相を容易に一致させることができ、回転防止用凹部３４ｄへの回転防止用突起４２ｃの挿入が容易である。

次に、第２ピストン部材４２の第２挿通孔６０ｂに、ガスケット６４及びブッシュ６２を挿入する。

次に、ウエアリング４４及び第１ピストン部材４０をピストンロッド２０の軸方向に順次移動させる。これにより、第２ピストン部材４２が第１ピストン部材４０上に積層されるとともに、第１ピストン部材４０の外周部にウエアリング４４が装着された状態となる。

この場合、第１ピストン部材４０に設けられた位置決め突起５６が、第２ピストン部材４２に設けられた位置決め凹部５７に挿入される。これにより、第１ピストン部材４０の第１リム５２ａの端面が、第２ピストン部材４２の当接面５５（図３参照）に当接する。そして、この状態では、位置決め突起５６と位置決め凹部５７との係合作用により、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２との相対回転は阻止される。このため、第１リム５２ａの端面と当接面５５とが当接した状態が維持される。

第２ピストン部材４２に第１ピストン部材４０が積層されるとともに、第１ピストン部材４０の外周部にウエアリング４４が配置されることで、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２とウエアリング４４とによりパッキン装着溝３６が形成されるとともに、当該パッキン装着溝３６にパッキン部材３３が装着された状態となる。

上記のように第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２とが積層した状態まで組み付けたら、次に、第１ピストン部材４０と第２ピストン部材４２に軸方向に荷重を掛けることにより、第１ピストン部材４０に形成された環状凸部４０ｂ（図２参照）を、対向する第２ピストン部材４２の端面に押圧する。これにより、環状凸部４０ｂは塑性変形を伴って軸方向に潰れるとともに、環状凸部４０ｂと第２ピストン部材４２の端面との接触箇所に液密又は気密のシールが形成される。

この場合、第１ピストン部材４０の第１リム５２ａの端面が、第２ピストン部材４２の当接面５５に当接しているため、この当接面５５において、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２に軸方向に荷重を掛けて上記シールを形成する際の荷重を受けることができる。このため、第２ピストン部材４２には第２肉抜き部４６ｂとして複数の溝５４が設けられているものの、第２ピストン部材４２に局部的に大きな荷重が作用することがなく、第２ピストン部材４２の破損や、好ましくない変形を防止することが可能である。

次に、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２と、ピストンロッド２０の挿通軸部２０ｄとの間に、ホルダ３９を挿入する。次に、ピストンロッド２０の基端部２０ａを押圧して塑性変形させることにより拡径させ、これによりカシメ部６６（図１参照）を形成する。この結果、ホルダ３９がピストンロッド２０に強固に固定された状態となる。

次に、挿通孔６０に、回転止めロッド５１を挿入する。

以上により、ピストン組立体７４の組立てが完了する。なお、ピストン組立体７４の組立て順序は、適宜変更可能である。

次に、上記のように構成された図１に示す流体圧シリンダ１０Ａの作用及び効果を説明する。流体圧シリンダ１０Ａは、第１ポート１２ａ又は第２ポート１２ｂを介して導入される圧力流体（例えば、圧縮空気）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１６側へと変位（前進）させるには、第２ポート１２ｂ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１２ａ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ユニット１８がロッドカバー１６側へと押される。これにより、ピストンユニット１８がピストンロッド２０とともにロッドカバー１６側へと変位（前進）する。この場合、ピストンユニット１８は、回転止めロッド５１によって回転が規制されながら、回転止めロッド５１に対しても変位する。

そして、第２ダンパ６８がロッドカバー１６の端面に当接することで、ピストンユニット１８の前進動作が停止する。この場合、弾性材料で構成された第２ダンパ６８により、ピストンユニット１８とロッドカバー１６とが直接当接することが回避される。これにより、ピストンユニット１８が前進位置（ロッドカバー１６側のストロークエンド）へと到達することに伴う衝撃及び衝撃音の発生を効果的に防止又は抑制することができる。

一方、ピストンユニット１８をヘッドカバー１４側へと変位（後退）させるには、第１ポート１２ａ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１２ｂ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がヘッドカバー１４側へと押される。これにより、ピストンユニット１８がヘッドカバー１４側へと変位する。この場合、ピストンユニット１８は、回転止めロッド５１によって回転が規制されながら、回転止めロッド５１に対しても変位する。

そして、ピストンロッド２０及び第１ピストン部材４０が第１ダンパ２２（膨出部２３）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、弾性材料で構成された第１ダンパ２２により、ピストンユニット１８とヘッドカバー１４とが直接当接することが回避される。これにより、ピストンユニット１８が後退位置（ヘッドカバー１４側のストロークエンド）へと到達することに伴う衝撃及び衝撃音の発生を効果的に防止又は抑制することができる。

この場合、流体圧シリンダ１０Ａでは、パッキン本体３４に軸方向に溝深さを持つマグネット装着溝３４ａが形成されているとともに、マグネット装着溝３４ａにマグネット４８が装着されている。このため、パッキン本体３４が装着された位置と異なる軸方向位置にマグネット専用の装着スペースを別途確保する必要がない。従って、マグネット４８を設けることに伴うピストン本体３８の軸方向寸法の増大を抑制することが可能となる。

流体圧シリンダ１０Ａでは、マグネット装着溝３４ａは、ピストン本体３８と摺動孔１３の内面との間で径方向に圧縮荷重を受けた状態でのパッキン本体３４において径方向に弾性圧縮変形が生じない領域に形成されている。このため、マグネット装着溝３４ａに装着されたマグネット４８に径方向の荷重が作用せず、マグネット４８の破損を抑制することができる。

流体圧シリンダ１０Ａでは、シリンダチューブ１２に対するピストンユニット１８の回転を規制する回転規制機構（回転止めロッド５１）を備えている。そして、マグネット４８は、パッキン本体３４の周方向に関し、全周に満たない範囲でパッキン本体３４に配置されている。このため、パッキン本体３４の周方向の一部にのみマグネット４８を配置することができ、マグネット使用量を少なくすることが可能である。

流体圧シリンダ１０Ａでは、第２ピストン部材４２に設けられた回転防止用突起４２ｃが、パッキン本体３４に設けられた回転防止用凹部３４ｄに挿入されている。このため、ピストン本体３８に対してパッキン部材３３が周方向に回転することがなく、マグネット４８の周方向位置が保持される。従って、シリンダチューブ１２に取り付けられた図示しない磁気センサによってピストンユニット１８の位置を確実に検出することができる。

流体圧シリンダ１０Ａでは、ピストンロッド２０は、ピストン本体３８に対して回転可能である。このため、流体圧シリンダ１０Ａを設置する際に、必要に応じてピストンロッド２０を回転させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。

流体圧シリンダ１０Ａでは、複数の部材（第１ピストン部材４０、第２ピストン部材４２及びマグネット４８）の組合せによりパッキン装着溝３６が形成されている。このため、パッキン本体３４を装着するための溝部を溝加工（切削加工）により形成する場合と比較して、生産性を向上させることができる。また、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２を鋳造や射出成形により成形することで、溝加工する場合よりも使用材料の大幅な削減が可能であるため、経済的であり、且つ省資源化を図ることができる。

また、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２が例えば鋳造により成形されるとともに、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２には肉抜き部４６が設けられている。このため、切削加工によりパッキン装着溝が形成され且つ肉抜き部がない従来のピストンと比較して、使用材料の大幅な削減が可能である。従って、経済的であり、且つ省資源化を図ることができる。しかも、肉抜き部４６が設けられることでピストンユニット１８の軽量化が可能であるため、圧力流体の消費量が削減され、省エネルギー化を図ることができるという利点もある。

加えて、本実施形態では、第１ピストン部材４０は、第１肉抜き部４６ａとして、軸方向に貫通した貫通孔４７を有し、第２ピストン部材４２は、第２肉抜き部４６ｂとして、軸方向に深さをもつ溝５４を有する。このため、肉抜き部４６の体積を稼ぐことができ、ピストンユニット１８の一層の軽量化が可能となる。特に、貫通孔４７及び溝５４は、それぞれ複数設けられているため、ピストンユニット１８の大幅な軽量化が可能となる。

上述したピストンユニット１８では、肉抜き部４６として、第１ピストン部材４０に軸方向に貫通する貫通孔４７が設けられ、第２ピストン部材４２に軸方向に深さをもつ溝５４が設けられているが、貫通孔４７と溝５４の配置関係を逆にしてもよい。すなわち、第１ピストン部材４０に軸方向に深さをもつ溝（図示せず）が設けられ、第２ピストン部材４２に軸方向に貫通する貫通孔（図示せず）が設けられてもよい。

上述したピストンユニット１８において、ウエアリング４４は省略されてもよい。上述したピストンユニット１８では、第２ピストン部材４２にパッキン支持部４２ａが設けられているが、第１ピストン部材４０にパッキン支持部４２ａが設けられてもよい。

上述した流体圧シリンダ１０Ａでは、ピストンユニット１８の一方側のみに突出するピストンロッド２０を備えたピストン組立体７４が採用されているが、ピストンユニット１８の両側に突出するピストンロッドを備えたピストン組立体（図示せず）が採用されてもよい。

この場合、ピストンユニット１８の両側に突出するピストンロッドは、中実構造と中空構造のいずれの構造を有していてもよい。また、ピストンユニット１８の両側に突出するピストンロッドは、螺合によって軸方向に互いに連結された第１ロッド部及び第２ロッド部を有し、第１ロッド部と第２ロッド部の間にピストン本体３８が保持されてもよい。

次に、第２〜第７実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｂ〜１０Ｇについて、以下に説明する。

図４に示す第２実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｂは、図１に示した流体圧シリンダ１０Ａにおける第１ダンパ２２に代えて、これと異なる構成の第１ダンパ９６を採用している。第１ダンパ２２と同様に、第１ダンパ９６は、ゴム材等の弾性材料により構成されている。流体圧シリンダ１０Ｂにおける第１ダンパ９６以外の構成は、流体圧シリンダ１０Ａと同じである。

第１ダンパ９６は、ピストンユニット１８が矢印Ｘ２方向へと移動して後退位置へと到達する際に、ピストンユニット１８に当接することにより、衝撃及び衝撃音の発生を防止又は抑制する。第１ダンパ９６は、リング状に形成されており、ヘッドカバー１４の内壁面１４ａに取り付けられている。

第１ダンパ９６の内径は、ピストンロッド２０の外径よりも大きい。第１ダンパ９６の外径は、ピストンユニット１８の外径と略同じである。このため、図１に示した第１ダンパ２２と比較して、第１ダンパ９６は、有効体積を稼ぐことができる。従って、第１ダンパ９６は、ピストンユニット１８が後退位置へと到達する際に、衝撃及び衝撃音の発生を一層効果的に防止又は抑制することが可能である。

図５に示す第３実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｃは、図１に示した流体圧シリンダ１０Ａにおけるピストンユニット１８に設けた第２ダンパ６８に代えて、ロッドカバー１６のピストンユニット１８に対向する側の面１６ａに第２ダンパ１００を設けている。第２ダンパ１００は、ピストンユニット１８が矢印Ｘ１方向へと移動して前進位置へと到達する際に、ピストンユニット１８に当接することにより、衝撃及び衝撃音の発生を防止又は抑制する。流体圧シリンダ１０Ｃにおけるその他の構成は、流体圧シリンダ１０Ａと同じである。

図６に示す第４実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｄは、中空筒状のシリンダチューブ１０２（ボディ）と、シリンダチューブ１０２の一端部に配置されたヘッドカバー１０４と、シリンダチューブ１０２の他端部に配置されたロッドカバー１０６と、ピストン組立体７４ａとを備える。流体圧シリンダ１０Ｄは、さらに、シリンダチューブ１０２内に軸方向（矢印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１０８と、ピストンユニット１８の一方及び他方のストロークエンドにおける衝撃を緩和するクッション機構１１０とを備える。

シリンダチューブ１０２は、円筒体からなり、その内部にはピストンユニット１８が収容されヘッドカバー１０４及びロッドカバー１０６によって閉塞された摺動孔１０３（シリンダ室）が形成されている。

ヘッドカバー１０４は、矢印Ｘ１方向に突出したリング状の第１段付き部１１２を有し、この第１段付き部１１２が、シリンダチューブ１０２の矢印Ｘ２方向側の端部に挿入されている。第１段付き部１１２の外周部には、シリンダチューブ１０２との間にガスケット１１４が介装されている。ヘッドカバー１０４には、第１中央空洞部１１６と、この第１中央空洞部１１６と連通した第１ポート１１８が形成されている。第１ポート１１８を介して、圧力流体の供給・排出が行われる。

ロッドカバー１０６は、矢印Ｘ２方向に突出したリング状の第２段付き部１２０を有し、この第２段付き部１２０が、シリンダチューブ１０２の矢印Ｘ１方向側の端部に挿入されている。第２段付き部１２０の外周部には、シリンダチューブ１０２との間にガスケット１２２が介装されている。ロッドカバー１０６には、第２中央空洞部１２４と、この第２中央空洞部１２４と連通した第２ポート１２６が形成されている。第２ポート１２６を介して、圧力流体の供給・排出が行われる。

ロッドカバー１０６の内周部において、第２中央空洞部１２４の矢印Ｘ１方向側にはロッド孔１２８が形成されている。ロッド孔１２８に、ピストンロッド１０８を軸方向にガイドするリング状のブッシュ１３０が配置されている。また、ロッド孔１２８には、ブッシュ１３０の矢印Ｘ１方向に隣接して、パッキン１３２が配置されている。パッキン１３２は、ピストンロッド１０８の外周面に気密に密着している。

上述したシリンダチューブ１０２、ヘッドカバー１０４及びロッドカバー１０６は、複数の連結ロッド１３４及びナット１３６によって、軸方向に締結されている。このため、シリンダチューブ１０２は、ヘッドカバー１０４及びロッドカバー１０６の間に挟持された状態で固定されている。

ピストンユニット１８は、第１実施形態におけるピストンユニット１８と同様に構成されている。ピストンユニット１８のロッドカバー１０６側の端部には第２ダンパ６８が配置されている。ピストンユニット１８のヘッドカバー１０４側には第１ダンパ１３８が配置されている。なお、第１ダンパ１３８の詳細については後述する。

クッション機構１１０は、可動部（ピストンロッド１０８）側に設けられた第１クッション部材１４０及び第２クッション部材１４２（クッションリング）と、固定部（ヘッドカバー１０４及びロッドカバー１０６）側に設けられた弾性部材からなるリング状の第１クッションシール１４４及び第２クッションシール１４６とを有する。

第１クッション部材１４０は、ピストンロッド１０８の矢印Ｘ２方向側の端部においてピストンロッド１０８と同軸状に設けられている。具体的に、第１クッション部材１４０は、ピストンロッド１０８よりも小径に形成されるとともに、ピストンロッド１０８の端面から矢印Ｘ２方向に突出している。第１クッション部材１４０は、中空又は中実の円筒状に形成されている。なお、第１クッション部材１４０の外径は、ピストンロッド１０８の外径と同じでもよく、あるいは、ピストンロッド１０８の外径より大きくてもよい。

第１クッション部材１４０は、ピストンロッド１０８と一体成形された部分であってもよく、あるいは、ピストンロッド１０８と接合された別部品であってもよい。第１クッション部材１４０がピストンロッド１０８と別部品の場合、第１クッション部材１４０は、例えば、溶接、接着、螺合等の接合手段によって、ピストンロッド１０８と接合され得る。

第１クッション部材１４０の外周部は、軸方向に外径が一定のストレート部１４０ａと、このストレート部１４０ａのピストンロッド１０８と反対側（矢印Ｘ２方向側）に隣接して形成されるとともにピストンロッド１０８から離間する方向に向かって徐々に縮径するテーパ部１４０ｂとを有する。テーパ部１４０ｂは、第１クッション部材１４０の自由端部側の外周部である。

第１クッション部材１４０の根元部（固定端部）には、ストレート部１４０ａよりも小径な縮径部１４０ｃが形成されている。縮径部１４０ｃによって、第１クッション部材１４０とピストンロッド１０８との間には環状凹部が形成されている。この環状凹部に、弾性部材からなるリング状の第１ダンパ１３８の内周部が係合することにより、第１ダンパ１３８が保持されている。

第１クッションシール１４４は、リング状の第１ホルダ１４８の内周部に保持されている。第１ホルダ１４８は、軸方向に貫通した孔部１４８ａを有し、ヘッドカバー１０４の第１段付き部１１２の内周部に固定されている。第１ホルダ１４８の孔部１４８ａに第１クッション部材１４０が挿入されていない状態では、摺動孔１０３と第１中央空洞部１１６は、孔部１４８ａを介して連通している。

第１クッションシール１４４は、第１ホルダ１４８の孔部１４８ａを形成する内周面よりも内方に突出している。このため、第１ホルダ１４８の孔部１４８ａに第１クッション部材１４０が挿入される際に、第１クッションシール１４４は、全周に亘って第１クッション部材１４０の外周面に摺接する。

第２クッション部材１４２は、ピストンユニット１８のロッドカバー１０６側（矢印Ｘ１方向側）に隣接して、ピストンユニット１８の近傍において、ピストンロッド１０８と同軸状に設けられている。第２クッション部材１４２は、ピストンロッド１０８よりも大径且つピストンユニット１８よりも小径に形成されたリング状の部材であり、ピストンロッド１０８の外周面に、例えば、溶接、接着等により接合されている。図６において、第２クッション部材１４２の外径は、ピストンロッド１０８の外径よりも若干大きい程度である。

第２クッション部材１４２の外周部は、軸方向に外径が一定のストレート部１４２ａと、このストレート部１４２ａの矢印Ｘ１方向側（ロッドカバー１０６側）に隣接して形成されるとともに矢印Ｘ１方向側に向かって縮径するテーパ部１４２ｂとを有する。

第２クッションシール１４６は、リング状の第２ホルダ１５０の内周部に保持されている。第２ホルダ１５０は、軸方向に貫通した孔部１５０ａを有し、ロッドカバー１０６の第２段付き部１２０の内周部に固定されている。第２ホルダ１５０の孔部１５０ａに第２クッション部材１４２が挿入されていない状態では、摺動孔１０３と第２中央空洞部１２４は、孔部１５０ａを介して連通している。

第２クッションシール１４６は、第２ホルダ１５０の孔部１５０ａを形成する内周面よりも内方に突出している。このため、第２ホルダ１５０の孔部１５０ａに第２クッション部材１４２が挿入される際に、第２クッションシール１４６は、全周に亘って第２クッション部材１４２の外周面に摺接する。

次に、上記のように構成された流体圧シリンダ１０Ｄの作用を説明する。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。

流体圧シリンダ１０Ｄは、第１ポート１１８又は第２ポート１２６を介して導入される圧力流体の作用によって、ピストンユニット１８を摺動孔１０３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１０８が進退移動する。

具体的に、ピストンユニット１８が図６に示す後退位置に位置している状態で、第２ポート１２６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１１８及び第１中央空洞部１１６及び孔部１４８ａを介して、エアを第１圧力室１０３ａへと供給する。そうすると、エアによってピストンユニット１８がロッドカバー１０６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１０８とともにロッドカバー１０６側へと変位（前進）する。この場合、第２圧力室１０３ｂ内のエアは、第２ホルダ１５０の孔部１５０ａ及び第２中央空洞部１２４を介して、第２ポート１２６から排出される。

そして、第２ダンパ６８が第２ホルダ１５０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。このため、第２ダンパ６８によって、ピストンユニット１８が前進位置（ロッドカバー１０６側のストロークエンド）へと到達することに伴う衝撃及び衝撃音の発生が緩和される。なお、第２ダンパ６８は、ピストンユニット１８が前進位置に来た際にロッドカバー１０６（及び第２ホルダ１５０）に当接する大きさに形成されてもよい。

ピストンユニット１８が前進位置へと近づく際、第２クッション部材１４２は第２ホルダ１５０の孔部１５０ａに挿入される。これに伴い、第２クッションシール１４６の内周部が第２クッション部材１４２の外周面（ストレート部１４２ａ）に接触して、この接触部分に気密シールが形成される。この気密シールによって、孔部１５０ａを介した第２圧力室１０３ｂ側から第２中央空洞部１２４側へのエアの流動が阻止される。

この結果、第２圧力室１０３ｂにエアクッションが形成される。第２圧力室１０３ｂのエアクッションは、ピストンユニット１８がロッドカバー１０６側に変位する際の変位抵抗となることで、ロッドカバー１０６側のストロークエンド付近でピストンユニット１８の変位を減速させる。従って、ピストンユニット１８がストロークエンドに到達した際の衝撃が一層緩和される。

一方、ピストンユニット１８が前進位置（ロッドカバー１０６側のストロークエンド）に位置している状態で、第１ポート１１８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１２６、第２中央空洞部１２４及び孔部１５０ａを介して、エアを第２圧力室１０３ｂへと供給する。そうすると、エアによってピストンユニット１８がヘッドカバー１０４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１０４側へと変位（後退）する。この場合、第１圧力室１０３ａ内のエアは、第１ホルダ１４８の孔部１４８ａ及び第１中央空洞部１１６を介して、第１ポート１１８から排出される。

そして、第１ダンパ１３８が第１ホルダ１４８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。このため、第１ダンパ１３８によって、ピストンユニット１８が後退位置（ヘッドカバー１０４側のストロークエンド）へと到達することに伴う衝撃及び衝撃音の発生が緩和される。

ピストンユニット１８が後退位置へと近づく際、第１クッション部材１４０は第１ホルダ１４８の孔部１４８ａに挿入される。これに伴い、第１クッションシール１４４の内周部が第１クッション部材１４０の外周面（ストレート部１４０ａ）に接触して、この接触部分に気密シールが形成される。この気密シールによって、孔部１４８ａを介した第１圧力室１０３ａ側から第１中央空洞部１１６側へのエアの流動が阻止される。

この結果、第１圧力室１０３ａにエアクッションが形成される。第１圧力室１０３ａのエアクッションは、ピストンユニット１８がヘッドカバー１０４側に変位する際の変位抵抗となることで、ヘッドカバー１０４側のストロークエンド付近でピストンユニット１８の変位を減速させる。従って、ピストンユニット１８がストロークエンドに到達した際の衝撃が一層緩和される。

図７Ａに示す第５実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｅは、いわゆる単動型シリンダとして構成されている。具体的に、この流体圧シリンダ１０Ｅは、第１実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ａにおいて第２ダンパ６８をなくし、代わりに、ピストンユニット１８とロッドカバー１６との間にスプリング１５１を配置したものである。この場合、第２ポート１２ｂは大気開放されている。

流体圧シリンダ１０Ｅにおいて、第１ポート１２ａを介して第１圧力室１３ａに圧力流体を供給すると、圧力流体によってピストンユニット１８がロッドカバー１６側へと変位（前進）し、前進位置のストロークエンドへと到達する。そして、第１ポート１２ａへと圧力流体の供給を停止するとともに、第１ポート１２ａを大気開放すると、ピストンユニット１８はスプリング１５１の弾性付勢力によってヘッドカバー１４側へと変位（後退）し、後退位置のストロークエンドへと到達する。

図７Ｂに示す第６実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｆも、いわゆる単動型シリンダとして構成されている。具体的に、この流体圧シリンダ１０Ｆは、第１実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ａにおいて第１ダンパ２２をなくし、代わりに、ピストンユニット１８とヘッドカバー１４との間にスプリング１５１を配置したものである。この場合、第１ポート１２ａは大気開放されている。

流体圧シリンダ１０Ｆにおいて、第２ポート１２ｂを介して第２圧力室１３ｂに圧力流体を供給すると、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側へと変位（後退）し、後退位置のストロークエンドへと到達する。そして、第２ポート１２ｂへと圧力流体の供給を停止するとともに、第２ポート１２ｂを大気開放すると、ピストンユニット１８はスプリング１５１の弾性付勢力によってロッドカバー１６側へと変位（前進）し、前進位置のストロークエンドへと到達する。

図８に示す第７実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｇは、上述した流体圧シリンダ１０Ａにおいて、回転止めロッド５１をなくすとともに、環状のマグネット１５６を採用したものである。具体的に、流体圧シリンダ１０Ｇのピストン組立体７４ｂは、ピストン本体１５８を有するピストンユニット１８ａと、ピストンユニット１８ａに連結されたピストンロッド２０とを備える。

ピストン本体１５８には環状のパッキン装着溝３６が形成され、パッキン装着溝３６に環状のパッキン部材１５２が装着されている。パッキン部材１５２は、軸方向に溝深さを持ち且つ周方向に一周する環状のマグネット装着溝１５４ａが形成されたパッキン本体１５４と、マグネット装着溝１５４ａに装着された周方向に一周する環状のマグネット１５６とを有する。

ピストン本体１５８は、第１ピストン部材１６０と第２ピストン部材１６２とを有する。第１ピストン部材１６０と第２ピストン部材１６２には挿通孔６０（図１参照）は設けられていない。第２ピストン部材１６２には、回転防止用突起４２ｃ（図１参照）が設けられていない。また、パッキン本体１５４には、回転防止用凹部３４ｄ（図１参照）が設けられていない。

第１ピストン部材１６０及び第２ピストン部材１６２は、ピストンロッド２０の挿通軸部２０ｄに配置された状態でカシメ部６６によって軸方向に締結されている。このため、第１ピストン部材１６０及び第２ピストン部材１６２は、ピストンロッド２０の挿通軸部２０ｄに回転不可能に固定されている。

なお、第１ピストン部材４０及び第２ピストン部材４２と同様に、第１ピストン部材１６０及び第２ピストン部材１６２には肉抜き部４６が設けられている。

このように、流体圧シリンダ１０Ｇでは、パッキン本体１５４に軸方向に溝深さを持つマグネット装着溝１５４ａが形成されているとともに、マグネット装着溝１５４ａにマグネット１５６が装着されている。このため、流体圧シリンダ１０Ｇによれば、流体圧シリンダ１０Ａと同様に、マグネット１５６を設けることに伴うピストン本体１５８の軸方向寸法の増大を抑制することが可能となる。

なお、第２〜第６実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ｂ〜１０Ｆにおいて、ピストンユニット１８に代えて、図８に示したピストンユニット１８ａが採用されてもよい。

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、本発明は、ピストンユニット及びシリンダチューブの断面形状が非円形（四角形状や、楕円形状等の長円形状等）の流体圧シリンダにも適用可能である。この場合、回転止めロッド５１は不要である。また、本発明は、複数のピストン及びピストンロッドを備えた多ロッド型（デュアルロッド型等）の流体圧シリンダにも適用可能である。

また、本発明は、アクチュエータ等として用いられる流体圧シリンダに限らず、ピストンを有する他の形態の流体圧装置にも適用可能である。本発明を適用できるピストンを有する他の形態の流体圧装置としては、例えば、ピストンによって弁体を移動させて流路の切り換えをするバルブ装置、ピストンロッドを入力軸としてこれに連結されたピストンを変位させて測長を行う測長シリンダ、ピストンを変位させることによりピストンロッドを介してピストンと連結されたテーブルを変位させるスライドテーブル、ピストンを変位させこのピストン変位を変換することで開閉動作する把持部によってワークを把持するチャック装置、等が挙げられる。

１０Ａ〜１０Ｇ…流体圧シリンダ １２、１０２…シリンダチューブ
１８、１８ａ…ピストンユニット ２０、１０８…ピストンロッド
３３、１５２…パッキン部材 ３４、１５４…パッキン本体
３４ａ、１５４ａ…マグネット装着溝 ３８、１５８…ピストン本体
４０、１６０…第１ピストン部材 ４２、１６２…第２ピストン部材
４４…ウエアリング ４８、１５６…マグネット

Claims (13)

1. 内部に摺動孔を有するボディと、
   前記摺動孔内を軸方向に変位可能な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、パッキン部材と、前記パッキン部材が装着されたパッキン装着溝が設けられたピストン本体とを有し、
   前記パッキン部材は、
   弾性部材により構成され、前記ピストン本体の周方向に沿って一周延在するともに、前記ピストンユニットの軸方向に溝深さを持つマグネット装着溝が設けられたパッキン本体と、
   前記マグネット装着溝に装着されたマグネットと、を有する、
   ことを特徴とする流体圧装置。
2. 請求項１記載の流体圧装置において、
   前記マグネット装着溝は、前記ピストン本体と前記摺動孔の内面との間で圧縮荷重を受けた状態での前記パッキン本体において弾性圧縮変形が生じない領域に形成されている、
   ことを特徴とする流体圧装置。
3. 請求項１又は２記載の流体圧装置において、
   前記ボディに対する前記ピストンユニットの回転を規制する回転規制機構を備え、
   前記マグネットは、前記パッキン本体の周方向に関し、全周に満たない範囲で前記パッキン本体に配置されている、
   ことを特徴とする流体圧装置。
4. 請求項３記載の流体圧装置において、
   前記回転規制機構は、前記ボディ内で前記ピストンユニットの軸方向に沿って延在するとともに前記ピストン本体に挿通された回転止めロッドである、
   ことを特徴とする流体圧装置。
5. 請求項３又は４記載の流体圧装置において、
   前記ピストン本体と前記パッキン部材の一方には、前記軸方向に突出する回転防止用突起が設けられ、前記ピストン本体と前記パッキン部材の他方には、前記軸方向に凹む回転防止用凹部が設けられ、前記回転防止用突起が前記回転防止用凹部に挿入されている、
   ことを特徴とする流体圧装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の流体圧装置において、
   前記ピストンロッドは、前記ピストン本体に対して回転可能である、
   ことを特徴とする流体圧装置。
7. 請求項１記載の流体圧装置において、
   前記マグネット装着溝及び前記マグネットは、前記パッキン本体の周方向に一周する環状に形成されている、
   ことを特徴とする流体圧装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体圧装置において、
   前記ピストン本体は、第１ピストン部材及び第２ピストン部材を含む複数の部材からなり、
   前記複数の部材のうち少なくとも２つの部材の組合せにより、前記パッキン装着溝が形成されている、
   ことを特徴とする流体圧装置。
9. 請求項８記載の流体圧装置において、
   前記第１ピストン部材と前記第２ピストン部材の一方又は両方には、前記軸方向に深さを有する肉抜き部が設けられている、
   ことを特徴とする流体圧装置。
10. 請求項９記載の流体圧装置において、
    前記肉抜き部は、前記第１ピストン部材と前記第２ピストン部材のいずれか一方のみを前記軸方向に貫通した貫通孔を有する、
    ことを特徴とする流体圧装置。
11. 請求項９又は１０記載の流体圧装置において、
    前記肉抜き部は、周方向に間隔を置いて複数設けられている、
    ことを特徴とする流体圧装置。
12. 請求項８〜１１のいずれか１項に記載の流体圧装置において、
    前記第１ピストン部材及び前記第２ピストン部材は、鋳造品である、
    ことを特徴とする流体圧装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の流体圧装置において、
    前記流体圧装置は、流体圧シリンダ、バルブ装置、測長シリンダ、スライドテーブル又はチャック装置として構成されている、
    ことを特徴とする流体圧装置。
    
    

Images