JP6808182B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

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。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

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寸法が大きくなりやすい。ピストンの軸方向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。

特許文献２の流体圧シリンダでは、磁気センサとマグネットの距離（周方向の位置関係）は常に一定である。このため、位置の固定された磁気センサに対して磁力調整（磁気センサとマグネットとの周方向の位置関係の調整）を行うことができない。

一方、バンド型のセンサ取付具を用いて円形のシリンダチューブの外周部に磁気センサを取り付ける構成がある。この構成の場合、シリンダチューブの外周部の任意の位置に磁気センサを配置することが可能であるため、磁気センサと非リング状マグネットとの距離を調整したうえで磁気センサを取り付けることができる。しかしながら、磁気センサをシリンダチューブの外周部に取り付けた後に、ピストンロッドを回転させた場合、磁気センサと非リング状マグネットとの距離が変わってしまうという問題がある。

また、シリンダチューブの外側で固定された位置に磁気センサが取り付けられる構成において、ピストンロッドを回転させた場合、磁気センサと非リング状マグネットとの距離が変わってしまうという問題がある。

本発明は、上述した従来技術が有する課題の少なくとも１つを解決することが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の流体圧シリンダは、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、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、マグネット保持部を有する保持部材と、前記マグネット保持部により保持され、前記ピストン本体の周方向に部分的に配置されたマグネットと、を有し、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。

上記の構成を備えた流体圧シリンダによれば、マグネットが周方向の必要箇所のみに配置されているため、製品重量の削減が図られる。また、マグネット保持部は、保持部材の外周面にて開口した切欠部を有するため、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ことができる。従って、ピストン本体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の全長の短縮化が図られる。

前記マグネットの外端は、前記切欠部に配置されているとよい。

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一層近づけることができるため、マグネットの軸方向の厚みを効果的に小さくことができる。

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、前記切欠部は、前記周方向部の外周面にて開口しているとよい。

この構成により、保持部材の軸方向寸法を小さくすることができるため、ピストン本体の軸方向寸法の一層の短縮化が可能となる。

前記マグネット保持部は、前記周方向部の軸方向寸法の範囲内に設けられているとよい。

この構成により、保持部材の軸方向寸法を一層効果的に小さくすることができる。

前記保持部材には、前記マグネット保持部に対して周方向にずれた位置に、前記シリンダチューブに対する前記保持部材の回転を阻止する回り止め用突起が設けられているとよい。

この構成により、回り止め機能を良好に発揮するための回り止め用突起の長さを容易に確保することができる。

前記摺動孔及びピストン本体は円形であり、前記保持部材は、前記ピストンロッドに対して相対回転可能であり、前記ピストンロッドは、前記シリンダチューブに対して相対回転可能であり、前記保持部材は、前記シリンダチューブに対する相対回転が規制されているとよい。

これにより、シリンダチューブの外側で固定された位置に磁気センサが取り付けられ且つシリンダチューブの周方向位置が調整可能な構成の場合、シリンダチューブを回転させると、シリンダチューブ内に配置された保持部材に保持されたマグネットもシリンダチューブと一緒に回転する。このため、シリンダチューブの外側に配置された磁気センサと、マグネットとの距離（磁気センサとマグネットとの周方向の位置関係）を調整することで、磁気センサに対する磁力を容易に調整することができる。従って、１種類のシリンダ構造で、感度の異なる多種の磁気センサを使用することができる。あるいは、磁気センサとマグネットとの距離に影響を与えることなくピストンロッドを回転させることが可能となる。

前記シリンダチューブの内周面には、前記シリンダチューブの軸方向に沿って回り止め用溝が設けられ、前記保持部材には、前記回り止め用溝に係合した回り止め用突起が設けられているとよい。

これにより、簡単な構成で、保持部材とシリンダチューブとの相対回転を規制することができる。

前記パッキンの外周部には、前記回り止め用溝に挿入されるとともに前記回り止め用溝の内面に摺動可能に接触した凸部が設けられているとよい。

この構成により、回り止め用溝の箇所でのシール性を良好に確保することができる。

前記ピストン本体は、前記ピストンロッドに対して相対回転可能であるとよい。

この構成により、パッキンの凸部が回り止め用溝から外れることが防止されるため、パッキンによるシール性を良好に維持することが可能である。

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とよい。

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。

本発明の流体圧シリンダによれば、製品重量の削減を図るとともに、ピストン本体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の全長の短縮化が図られる。あるいは、磁気センサとマグネットとの距離を調整することが可能となる。あるいは、磁気センサとマグネットとの距離に影響を与えることなくピストンロッドを回転させることが可能となる。

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。 図４Ａは、シリンダチューブと保持部材との回り止め構造（多角形状）の断面説明図である。図４Ｂは、シリンダチューブと保持部材との回り止め構造（弧状）の断面説明図である。 他の構成に係るシリンダチューブの斜視図である。 さらに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。

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。

シリンダチューブ１２の内周面には、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、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。第１実施形態において、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、３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。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たリング状の保持部材４４と、ピストン本体４０の周方向に部分的に配置されたマグネット４６と、ピストンロッド２０とピストン本体４０との間に配置されたリング状のスペーサ４７とを有する。

ピストン本体４０は、軸方向に貫通した貫通孔４０ａを有する。スペーサ４７がピストン本体４０の貫通孔４０ａに挿入されている。スペーサ４７には、軸方向に貫通した貫通孔４７ｄが形成されている。スペーサ４７は、小径部４７ａと大径部４７ｂとを有する。大径部４７ｂの外周部に形成されたリング状溝４７ｃに、弾性材料からなるリング状のシール部材４８が配置されている。シール部材４８は、ピストン本体４０及びスペーサ４７に液密又は気密に密着している。ピストン本体４０は、スペーサ４７に対して相対回転可能である。

ピストンロッド２０の基端部２０ａ（細径部）が、スペーサ４７の貫通孔４７ｄに挿入されるとともに、加締めによってスペーサ４７に固定（連結）されている。なお、ピストンロッド２０とスペーサ４７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、マグネット配置溝５２と、ウエアリング支持面５４とが軸方向の異なる位置に設けられている。マグネット配置溝５２は、パッキン装着溝５０とウエアリング支持面５４との間に設けられている。パッキン装着溝５０及びマグネット配置溝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構成されている。

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、アルミニウム合金等の金属材料や、硬質樹脂等が挙げられる。

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（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４２の内周部は、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が気密又は液密に仕切られている。

図３に示すように、パッキン４２の外周部には、回り止め用溝２４に挿入されるとともに回り止め用溝２４の内面に摺動可能に接触した凸部５６が設けられている。凸部５６は、回り止め用溝２４と同様の多角形状に形成されている。すなわち、凸部５６は、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。凸部５６は、回り止め用溝２４に、気密又は液密に密着している。

凸部５６が回り止め用溝２４に係合していることにより、パッキン４２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。ピストンロッド２０はピストン本体４０に対して回転可能であるため、ピストンロッド２０を回転させてもパッキン４２が装着されたピストン本体４０は回転しない。

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、パッキン４２には、周方向に間隔を置いて複数（回り止め用溝２４の個数と同数）の凸部５６が設けられてもよい。

保持部材４４は、スペーサ４７によって相対回転可能に支持されたピストン本体４０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から突出したマグネット保持部５８とを有する。マグネット保持部５８は、周方向に間隔を置いて複数（図示例では、４つ）設けられている。なお、マグネット保持部５８は、１つだけ設けられていてもよい。

マグネット保持部５８は、ピストン本体４０のマグネット配置溝５２に挿入されている。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５８ａ１が設けられたマグネット保持溝５８ａを有する。マグネット保持溝５８ａ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、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、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Ｕ字状の枠部５８ｂを有し、枠部５８ｂによってマグネット保持部５８が形成されている。このため、マグネット保持部５８の軸方向一端側及び他端側は、開口している。切欠部５８ａ１は、周方向部５７の外周面５７ｂにて開口している。すなわち、切欠部５８ａ１は、周方向部５７を厚さ方向（径方向）に貫通した孔部である。

第１実施形態において、マグネット保持部５８の軸方向寸法は、周方向部５７の軸方向寸法よりも小さい。マグネット保持部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。

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、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（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。

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、円形リング状に構成されており、周方向の一部にはスリット５７ａ（切れ目）が形成されている。スリット５７ａは、マグネット保持部５８に対して周方向にずれた位置に形成されている。具体的に、スリット５７ａは、周方向に隣接するマグネット保持部５８間に形成されている。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後、弾性復元力で再び縮径することにより、マグネット配置溝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。具体的に、第１実施形態では、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方に突出している。回り止め用突起６０は、マグネット保持部５８に対して周方向にずれた位置で、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、周方向においてマグネット保持部５８と重複する位置に設けられてもよい。

図４Ａに示すように、回り止め用突起６０は、回り止め用溝２４と同様の多角形状に形成されている。すなわち、回り止め用突起６０は、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。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、保持部材４４には、周方向に間隔を置いて複数（回り止め用溝２４の個数と同数又はそれより少ない個数）の回り止め用突起６０が設けられてもよい。

回り止め用溝２４は、上述したテーパ形状に限らず、図４Ｂに示すように、断面が弧状に構成されてもよい。この場合、保持部材４４に設けられる回り止め用突起６０は、弧状の回り止め用溝２４と同様の弧状に構成される。また、回り止め用溝２４が弧状に構成される場合、パッキン４２には凸部５６（図３）が設けられなくてもよい。この場合でも、パッキン４２の外周部は、弧状の回り止め用溝２４の形状に倣って弾性変形するため、シール性が維持される。

図３に示すように、マグネット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（ポイント状）に構成されており、マグネット保持部５８（マグネット保持溝５８ａ）に装着されている。第１実施形態では、複数のマグネット保持部５８のうち１つのマグネット保持部５８のみにマグネット４６が装着されている。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５８ａ１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、希土類磁石等である。

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、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と同軸にスペーサ４７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によれば、マグネット４６が周方向の必要箇所のみに配置されているため、製品重量の削減が図られる。

さらに、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５８ａ１を有するため、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ことができる。従って、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の外端４６ａは、切欠部５８ａ１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ことができる。

図３に示すように、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を有する。マグネット保持部５８は、周方向部５７の内周面５７ｃから内方に突出する。そして、切欠部５８ａ１は、周方向部５７の外周面５７ｂにて開口している。この構成により、保持部材４４の軸方向寸法を小さくすることができるため、ピストン本体４０の軸方向寸法の一層の短縮化が可能となる。

マグネット保持部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。この構成により、保持部材４４の軸方向寸法を一層効果的に小さくすることができる。

保持部材４４には、マグネット保持部５８に対して周方向にずれた位置に、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が設けられている。この構成により、回り止め機能を良好に発揮するための回り止め用突起６０の長さを容易に確保することができる。

摺動孔１３及びピストン本体４０は円形であり、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り、ピストンロッド２０はシリンダチューブ１２に対して相対回転可能であり、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。この構成により、ロッドカバー１４及びヘッドカバー１６に対してシリンダチューブ１２を回転させると、シリンダチューブ１２内に配置された保持部材４４に保持されたマグネット４６も一体的に回転する。このため、シリンダチューブ１２の外側に配置された磁気センサ６４と、マグネット４６との距離（磁気センサ６４とマグネット４６との周方向の位置関係）を調整することで、磁気センサ６４に対する磁力を容易に調整することができる。従って、１種類のシリンダ構造で、感度の異なる多種の磁気センサ６４を使用することができる。

シリンダチューブ１２の内周面には、シリンダチューブ１２の軸方向に沿って回り止め用溝２４が設けられている。そして、保持部材４４には、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。これにより、簡単な構成で、保持部材４４とシリンダチューブ１２との相対回転を規制することができる。

図４Ａに示すように、回り止め用溝２４及び回り止め用突起６０が多角形状に構成される場合、保持部材４４とシリンダチューブ１２との相対回転を良好に規制することができる。

図４Ｂに示すように、回り止め用溝２４及び回り止め用突起６０が弧状に構成される場合、パッキン４２による所望のシール性を容易に確保することができる。また、この場合、パッキン４２には凸部５６が不要であるため、従来と同様のパッキンを使用することができ、構成を簡易化できるとともに経済的である。

パッキン４２の外周部には、回り止め用溝２４に挿入されるとともに回り止め用溝２４の内面に摺動可能に接触した凸部５６が設けられている。この構成により、回り止め用溝２４の箇所でのシール性（第１圧力室１３ａと第２圧力室１３ｂとの間の気密性又は液密性）を良好に確保することができる。

ピストン本体４０は、ピストンロッド２０に対して相対回転可能である。この構成により、パッキン４２の凸部５６が回り止め用溝２４から外れることが防止されるため、パッキン４２によるシール性を良好に維持することが可能である。

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５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、概ね四角形状の外形を有する。シリンダチューブ１２Ａの外周部には、軸方向に延在する複数のセンサ装着溝７０が設けられている。具体的には、シリンダチューブ１２Ａの外周部を構成する４面に２つずつ、合計８本のセンサ装着溝７０が設けられている。従ってシリンダチューブ１２Ａの外側で固定された位置に磁気センサ６４が取り付けられる。シリンダチューブ１２Ａの内周面には、回り止め用溝２４が設けられている。

シリンダチューブ１２Ａの四角形状の各角部には、ロッド挿通孔７２が形成されている。これらのロッド挿通孔７２に、シリンダ取付用ボルトが挿通される。このため、流体圧シリンダ１０においてシリンダチューブ１２Ａが採用された場合、シリンダチューブ１２Ａの周方向位置は調整不可能である（シリンダ取付用ボルトの締結を緩めても、シリンダチューブ１２Ａは回転できない）。

シリンダチューブ１２Ａが採用された流体圧シリンダ１０において、ピストンロッド２０を回転させても、磁気センサ６４とマグネット４６との距離は維持される。このため、例えば、流体圧シリンダ１０の設備への据え付けの際に、磁気センサ６４とマグネット４６との距離を変えることなくピストンロッド２０を回転させることができ、便利である。

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６に示すシリンダチューブ１２Ｂが採用されてもよい。このシリンダチューブ１２Ｂ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１２Ｂの内周面には、回り止め用溝２４が設けられている。

シリンダチューブ１２Ｂが採用された流体圧シリンダ１０において、ピストンロッド２０を回転させても、磁気センサ６４ａとマグネット４６との距離は維持される。このため、例えば、流体圧シリンダ１０の設備への据え付けの際に、磁気センサ６４ａとマグネット４６との距離を変えることなくピストンロッド２０を回転させることができ、便利である。また、シリンダチューブ１２Ｂ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、マグネット４６（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７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の内周面には、シリンダチューブ８０の軸方向に沿って延在する回り止め用溝２４（図３参照）が設けられている。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。シリンダチューブ８０の外周部の任意の位置に磁気センサ６４を配置することが可能であるため、磁気センサ６４とマグネット４６との距離（周方向の位置関係）を調整したうえで磁気センサ６４を取り付けることができる。

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の周方向に部分的に配置されたマグネット４６とを有する。ピストン本体１０６とピストンロッド８８の基端部８８ａ（細径部）との間にスペーサ１０８が配置されている。

ピストン本体１０６に形成された貫通孔１０６ａにスペーサ１０８が挿入されるとともに、スペーサ１０８の貫通孔１０８ａ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、スペーサ１０８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。すなわち、マグネット保持部５８に設けられたマグネット保持溝５８ａは、保持部材４４の外周面にて開口した切欠部５８ａ１を有するため、マグネット４６の軸方向の厚みを小さくことができる。従って、ピストン本体１０６の軸方向寸法の短縮化が可能である。また、磁気センサ６４をシリンダチューブ８０の外周部に取り付けた後（磁気センサ６４とマグネット４６との周方向距離を設定した後）にピストンロッド８８を回転させても、磁気センサ６４とマグネット４６との距離は維持される。このため、例えば、流体圧シリンダ１０ａの設備への据え付けの際に、磁気センサ６４とマグネット４６との距離を変えることなくピストンロッド８８を回転させることができ、便利である。

その他、第２実施形態のうち、第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態と同一又は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。

１０、１０ａ…流体圧シリンダ １２、１２Ａ、１２Ｂ…シリンダチューブ
１３…摺動孔 １８、８６…ピストンユニット
２０、８８…ピストンロッド ４０、１０６…ピストン本体
４２…パッキン ４４…保持部材
５８…マグネット保持部 ６４、６４ａ…磁気センサ

Claims (9)

1. 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、マグネット保持部を有する保持部材と、
   前記マグネット保持部により保持され、前記ピストン本体の周方向に部分的に配置されたマグネットと、を有し、
   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し、
   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、
   前記切欠部は、前記周方向部の外周面にて開口している、
   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において、
   前記マグネットの外端は、前記切欠部に配置されている、
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記マグネット保持部は、前記周方向部の軸方向寸法の範囲内に設けられている、
   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において、
   前記保持部材には、前記マグネット保持部に対して周方向にずれた位置に、前記シリンダチューブに対する前記保持部材の回転を阻止する回り止め用突起が設けられている、
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記摺動孔及びピストン本体は円形であり、
   前記保持部材は、前記ピストンロッドに対して相対回転可能であり、
   前記ピストンロッドは、前記シリンダチューブに対して相対回転可能であり、
   前記保持部材は、前記シリンダチューブに対する相対回転が規制されている、
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
6. 請求項５記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記シリンダチューブの内周面には、前記シリンダチューブの軸方向に沿って回り止め用溝が設けられ、
   前記保持部材には、前記回り止め用溝に係合した回り止め用突起が設けられている、
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
7. 請求項６記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記パッキンの外周部には、前記回り止め用溝に挿入されるとともに前記回り止め用溝の内面に摺動可能に接触した凸部が設けられている、
   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において、
   前記ピストン本体は、前記ピストンロッドに対して相対回転可能である、
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
9. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、
   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、
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。

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