JP3515276B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧シリンダに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エア等のような流体の圧力を
利用して駆動されるシリンダが知られている。その一例
を図１１，図１２に示す。

【０００３】この種の流体圧シリンダ５１を構成するシ
リンダチューブ５２の両端面は、ロッドカバー５３及び
ヘッドカバー５４によって閉塞されている。シリンダチ
ューブ５２の内部には空間が形成されており、その内部
空間にはロッド５５を備えるピストン５６がチューブ長
手方向に沿って往復動可能に収容されている。前記ピス
トン５６は、ピストン本体５６ａとマグネットスペーサ
５６ｂとからなり、内部空間を２つの圧力作用室に区画
している。従って、これらの室にポート５７，５８を介
して流体を給排することにより、ピストン５６が往復動
するようになっている。

【０００４】また、この種のシリンダ５１においては、
ピストン５６の終端位置の検出を目的として、シリンダ
チューブ２にセンサ５９を設けることがある。この種の
センサ５９は、通常、シリンダチューブ２の周面に設け
られたセンサ取付溝６０の終端付近、即ちカバー５３，
５４の内端面付近に取り付けられる。ところで、この種
のセンサ５９は、ケース６０の内部にセンサ素子６１を
収容してなるものである。このセンサ素子６１は、例え
ばピストン５６の周面に設けられた環状のマグネット６
２の磁気に対して反応し、リード線６３を介して外部に
電気信号を出力するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
の流体圧シリンダ５１では、センサ取付溝６０が例えば
断面Ｔ字状である場合、その中にセンサ５９を挿入する
ためには、いったんカバー５３，５４を外す必要があっ
た。従って、センサ５９の取付作業が面倒であるという
問題があった。また、従来のシリンダ５１の構成では、
センサ５９から延びるリード線６３をカバー５３，５４
側から引き出すことができなかった。このため、センサ
５９に代表されるようなシリンダ付帯部材の取付自由度
の高いシリンダ構造が要望されていた。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、シリンダ付帯部材の取付作業が簡
単でしかもその取付自由度が高い流体圧シリンダを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、一対のカバーによっ
て両端面が閉塞されたシリンダチューブの周面にピスト
ンの移動方向に沿って延びる第１および第２の取付溝が
並設され、その取付溝内にシリンダ付帯部材が取付可能
となっている流体圧シリンダとして、前記シリンダチュ
ーブの一方の端面を閉塞するカバーにのみ前記第１の取
付溝から同カバーの外端面まで延びる連通溝を形成する
一方、前記シリンダチューブの他方の端面を閉塞するカ
バーにのみ前記第２の取付溝から同カバーの外端面に延
びる連通溝を形成することをその要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記連通溝の断面形状は、前記取付溝
の断面形状と略等しいこととした。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記連通溝は、断面略Ｔ字状であると
した。請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれ
か一項に記載の発明において、前記連通溝は、前記取付
溝の延びる方向に沿って直線状に延びているとした。

【００１０】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１〜４に記載の発明によると、一対のカバー
のうちのいずれか一方に設けられた連通溝を介して、取
付溝内にシリンダ付帯部材を挿入することができるよう
になる。そのため、挿入時にいったんカバーを外す必要
がなくなる。よって、従来に比べてシリンダ付帯部材の
取付作業が簡単になる。また、取付溝内に取り付けられ
たシリンダ付帯部材の一部を、上記連通溝を介してカバ
ーの外端面側に引き出すこと等も可能となる。従って、
同部材の取付自由度が高くなる。

【００１１】

【００１２】請求項２に記載の発明のように、連通溝の
断面形状が取付溝の断面形状と略等しいと、取付溝内へ
のシリンダ付帯部材の挿入作業が簡単になる。請求項３
に記載の発明のように、連通溝が断面略Ｔ字状である
と、シリンダ付帯部材を同溝内に確実に保持させること
ができる。

【００１３】請求項４に記載の発明のように、連通溝を
直線状に形成すれば、例えば押出成形等によってカバー
を製造する場合に、他の貫通構造とともに形成すること
が可能となる。従って、シリンダの製造コストを低減す
ることができる。また、シリンダ付帯部材を上記連通溝
から直線的に移動させることによって、同部材を取付溝
内に挿入することができるため、シリンダ付帯部材の挿
入作業がよりいっそう簡単になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した流体圧
シリンダの一実施形態を図１，図２に基づき詳細に説明
する。

【００１５】図１に示されるように、本実施形態の流体
圧シリンダ１を構成するシリンダチューブ２は、直方体
状の外形をした筒状の金属製押出成形品である。同シリ
ンダチューブ２は、その内部に断面楕円形状の貫通孔を
有している。

【００１６】図２におけるシリンダチューブ２の左端面
は、金属製のロッドカバー３によって閉塞されている。
一方、図２におけるシリンダチューブ２の右端面は、金
属製のヘッドカバー４によって閉塞されている。よっ
て、シリンダチューブ２及び両カバー３，４によって、
シリンダチューブ２の内部に１つの空間が形成されてい
る。このような内部空間には、移動体としてのピストン
５がシリンダチューブ２の貫通孔の延びる方向に沿って
往復動可能に収容されている。そして、このピストン５
によって、前記内部空間が２つの圧力作用室６，７に区
画されている。

【００１７】前記ピストン５は、ピストン本体８とマグ
ネットスペーサ９とを重ね合わせることよって構成され
ている。より具体的にいうと、ピストン本体８及びマグ
ネットスペーサ９はともに楕円形状板材であって、前者
の左端面側に後者が固定されている。本実施形態ではピ
ストン本体８及びマグネットスペーサ９の厚さは同程度
となっている。また、ピストン５の外周面に形成される
マグネット取付溝には、マグネット１０が配設されてい
る。ピストン本体８及びマグネットスペーサ９の中心に
設けられた固定孔には、ロッド１１の一方の端部が固定
されている。このロッド１１の他方の端部は、ロッドカ
バー３の中心部に透設されたロッド挿通孔１２を介して
シリンダ１の外部に突出している。なお、ロッド挿通孔
１２の内周面には、ロッドパッキン１３及び軸受１４が
設けられている。

【００１８】前記ヘッドカバー４の外端面において対角
線上に形成された２つのボルト挿通孔には六角穴付きボ
ルト１５が挿通されており、それらの六角穴付きボルト
１５によってヘッドカバー４がシリンダチューブ２に固
定されている。これはロッドカバー３についても同様で
ある（図示略）。ヘッドカバー４の外端面中央部には、
第１のポート１６及び第２のポート１７が設けられてい
る。第１のポート１６は、ヘッドカバー３に形成された
短い連通路を介して、ヘッド側圧力作用室６に連通して
いる。一方、第２のポート１７はヘッドカバー３及びシ
リンダチューブ２に形成された長い連通路（図示略）を
介して、ロッド側圧力作用室７に連通している。従っ
て、第１のポート１６を介してヘッド側圧力作用室６に
エアを供給すると、ピストン５が図２の左側に移動する
ようになっている。これとは逆に、第２のポート１７を
介してロッド側圧力作用室７にエアを供給すると、ピス
トン５が図２の右側に移動するようになっている。

【００１９】図１，図２に示されるように、このシリン
ダ１は、シリンダ付帯部材としてのピストン位置検出セ
ンサ２０を２つ備えている。これらのセンサ２０は、直
方体状をした合成樹脂製ケース２１内における略中央部
に、ホール素子などといったセンサ素子２２を収容して
なるものである。このセンサ素子２２は、マグネット１
０の磁気に対して反応し、オンオフ動作をする。ケース
２１の基端側からは、検出信号を外部に出力するための
リード線２３が引き出されている。また、同ケース２２
の先端側には、取付ボルト２４を挿通するためのボルト
挿通孔２５がその上面と下面とを貫通するように形成さ
れている。ケース２２の上面中央部には、発光ダイオー
ド等の表示灯２６が配設されている。

【００２０】次に、上記のようなピストン位置検出セン
サ２０をシリンダ１に取り付けるための構成について説
明する。本実施形態においては、センサ２０を取り付け
るための構造であるセンサ取付溝２７が、シリンダチュ
ーブ２の外周面においてピストン５の移動方向に沿って
形成されている。センサ取付溝２７は、シリンダチュー
ブ２の持つ４つの側面のうちの２つ（図１における上側
面及び下面側）に存在している。また、前記センサ取付
溝２７は断面略Ｔ字状であるため、その上部開口は内部
空間に比べて窄まった状態となっている。

【００２１】一方、ロッドカバー３及びヘッドカバー４
には、それぞれセンサ取付溝２７に連通する連通溝２８
が形成されている。これらの連通溝２８の断面形状は、
センサ取付溝２７の断面形状と等しく略Ｔ字状になって
いる。また、連通溝２８は、直線状であってセンサ取付
溝２７と同じ方向に延びている。連通溝２８は、ロッド
カバー３の内端面と外端面とを貫通している。同様に、
連通溝２８は、ヘッドカバー４の内端面と外端面とを貫
通している。従って、本実施形態のシリンダ１において
は、図１に示されるように、センサ取付溝２７とその両
端にある連通溝２８とが完全に一直線状になり、１本の
溝構造を形成する。

【００２２】そして、ピストン位置検出センサ２０は、
ピストン５の終端位置を検出すべく、センサ取付溝２７
の終端付近に、即ちカバー３，４の内端面付近に１つづ
つ取り付られる。同センサ２０は、シリンダチューブ２
に両カバー３，４を固定した状態で各々のカバー３，４
の外端面側から挿入される。その際、前記センサ２０
は、センサ取付溝２７内に配置されてもよく、先端側部
分を連通溝２８内に逃がすような状態で配置されてもよ
い。なお、本実施形態においては、センサ取付溝２７内
にセンサ２０の基端部側から引き出されたリード線２３
も収容されるようになっている。

【００２３】以下、本実施形態において特徴的な作用効
果を列挙する。 （イ）このシリンダ１では、カバー３，４の内端面にお
いてセンサ取付溝２７の終端付近の箇所と、同カバー
３，４の内端面以外の面にある任意の箇所とを連通させ
ている。従って、カバー３，４に設けられた連通溝２８
を介して、センサ取付溝２７内にセンサ２０を挿入する
ことができる。このため、センサ２０の挿入時に、シリ
ンダチューブ２からいったんカバー３，４を外す必要が
ない。よって、従来に比べてセンサ２０の取付作業が簡
単になる。

【００２４】（ロ）このシリンダ１では、カバー３，４
の内端面と外端面とを連通する連通溝２８が形成されて
いる。よって、センサ取付溝２７内に取り付けられたセ
ンサ２０のリード線２３を、例えばその連通溝２８を介
してカバー３，４の外端面側に引き出すこと等も可能と
なる。また、図２等に示されるように、センサ２０の先
端側部分を連通溝２８のほうに逃がした状態で配置する
ことも可能となる。従って、この構成であると、センサ
２０の取付自由度が高くなる。

【００２５】（ハ）このシリンダ１では、連通溝２８の
断面形状がセンサ取付溝２７の断面形状と略等しいもの
となっている。ゆえに、連通溝２８内においてセンサ２
０をスムーズに摺動させることができ、センサ取付溝２
７内へのセンサ２０の挿入作業が簡単になる。

【００２６】（ニ）このシリンダ１では、連通溝２８が
センサ取付溝２７と同様に断面略Ｔ字状になっている。
従って、それらの中に挿入されたセンサ２０は、離脱す
ることなくシリンダチューブ２に確実に保持される。な
お、この場合であっても、センサ取付溝２７及び連通溝
２８の上側開口からセンサ２０の上面が露出するため、
表示灯２６が視認不能になることはない。

【００２７】（ホ）このシリンダ１では、内端面及び外
端面を連通する直線的な連通溝２８をカバー３，４に形
成することとしている。従って、例えば押出成形等によ
りカバー３，４を製造する場合において、ロッド挿通孔
１２等のような他の貫通構造とともに、当該連通溝２８
を同時に形成することも可能である。従って、この方法
によればシリンダ１の製造コストを低減することも可能
である。また、かかる構成であると、センサ２０を一定
方向に向かって直線的に移動することにより、同センサ
２０をセンサ取付溝２７内に挿入することができる。そ
のため、センサ２０の挿入作業がよりいっそう簡単にな
る。加えて、この構成であると、シリンダチューブ２に
形成された溝部分に対して挿入可能なシリンダ付帯部材
の種類も確実に多くなる。

【００２８】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。 （１）図３，図４に示される別例１の流体圧シリンダ３
１では、シリンダチューブ２の外周面に、断面略Ｔ字状
のセンサ取付溝２７が２本並行に形成されている。それ
に対して、カバー３，４には、前記実施形態のような直
線状かつ断面略Ｔ字状の連通溝２８が２つ並行に設けら
れている。このような構成であると、１つのセンサ取付
溝２７に対して１個のセンサ２０を収容させることがで
きるため、センサ２０の移動可能範囲が前記実施形態に
比べて大きくなる。勿論、センサ取付溝２７は３本以上
であってもよい。

【００２９】（２）図５に示される別例２の流体圧シリ
ンダ３３では、シリンダチューブ２の外周面に、別例１
と同じく断面略Ｔ字状のセンサ取付溝２７が２本並行に
形成されている。また、カバー３，４にも、直線状かつ
断面略Ｔ字状の連通溝２８が２つ並行に設けられてい
る。ただし、ここではセンサ取付溝２７及び連通溝２８
が全体的に深い位置に形成されており、かつその上側開
口縁２７ａ，２８ａにはアールが設けられている。ま
た、ポート１６，１７は、カバー３，４の外端面ではな
く、連通溝２８が形成されている面に形成されている。
そして、このように構成されたシリンダ３３では、セン
サ２０から引き出されたリード線２３がともに連通溝２
８を介してヘッドカバー４側から引き出されている。か
かる構成でも、前記実施形態と同様の作用効果を奏す
る。

【００３０】（３）図６に示されるように、上面ではな
く先端面に表示灯２６を備えるセンサ２０を使用しても
よい。この構成であると、表示灯２６の点滅をカバー
３，４の外端面側から視認することができる。従って、
仮にシリンダチューブ２の外周面が隠れるように前記シ
リンダ３３を設置したときでも、ピストン５の位置を確
実に把握することができる。なお、別例２のシリンダ３
３以外のシリンダ１，３１についても同様のことがいえ
る。

【００３１】（４）連通溝２８は必ずしも等断面形状で
なくてもよい。例えば、図７に示される別例３の流体圧
シリンダ３５では、カバー３，４の外端面において連通
溝２８がセンサ２０の幅方向に徐々に広くなっている。
このような幅広の導入部３６を設けておけば、センサ２
０の挿入作業がよりいっそう容易になる。これとは逆
に、導入部にストッパ等を設けることで、幅狭に形成す
ることもできる。この場合には、センサ２０の抜け止め
等を図ることができる。加えて、連通溝２８は必ずしも
センサ取付溝２７と同じ断面形状でなくてもよい。この
場合、連通溝２８は、少なくともセンサ取付溝２７より
大きな断面積を有していることが望ましい。

【００３２】（５）連通溝２８及びセンサ取付溝２７の
数は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、図８
に示される別例４の流体圧シリンダ３７では、シリンダ
チューブ２の外周面に、別例１等と同じく断面略Ｔ字状
のセンサ取付溝２７が２本並行に形成されている。しか
し、直線状かつ断面略Ｔ字状の連通溝２８は、それぞれ
のカバー３，４について１本だけ形成されている。この
構成であると、カバー３，４において連通溝２８が形成
された面に、ポート１６，１７を透設するためのスペー
スを確保することができる。

【００３３】（６）溝以外のものを連通構造として採用
してもよい。例えば、図９に示される別例５の流体圧シ
リンダ３９では、カバー３，４の内端面と外端面とにお
いて開口する連通孔４０が形成されている。

【００３４】（７）連通構造は、必ずしもカバー３，４
の外端面に連通するものに限定されることはなく、また
直線的なものに限定されるわけではない。例えば、図１
０に示される別例６の流体圧シリンダ４１では、略Ｌ字
状に屈曲した連通溝４２が形成されている。そして、こ
の連通溝４２によって、カバー３，４の内端面側と同図
において左側となる面とが連通されている。

【００３５】（８）連通溝２８の断面形状はＴ字状に限
定されることはなく、上側開口が窄まった形状であれば
他の形状でもよい。勿論、窄まった形状でなくても差し
支えない。

【００３６】（９）カバー３，４の内端面に連通する面
は１つの面に限られず、複数の面であっても構わない。
このように構成すると、例えばセンサ２０のリード線２
３の引き出し方向を必要に応じて変更することができる
という利点がある。

【００３７】（１０）本発明はロッド１１を有するシリ
ンダ１，３１，３３等のみに適用されるばかりでなく、
ロッドレスシリンダに適用されることもできる。ここ
で、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、
前述した実施形態によって把握される技術的思想をその
効果とともに以下に列挙する。

【００３８】（１） 請求項１において、前記連通溝
は、少なくとも前記取付溝より大きな断面積を有してい
ることを特徴とする流体圧シリンダ。この構成である
と、シリンダ付帯部材の位置変更が比較的容易になり、
かつそれが見えにくくなることもない。

【００３９】

【００４０】（２） 請求項１〜４において、前記連通
溝の断面形状は上側開口が窄まった形状をしていること
を特徴とする流体圧シリンダ。この構成であると、シリ
ンダ付帯部材を取付溝内に確実に保持させることができ
るとともに、上側開口からシリンダ付帯部材を視認する
ことが可能である。

【００４１】（３） 請求項１〜４において、前記カバ
ーに設けられる前記連通溝の本数を、前記シリンダチュ
ーブに設けられる前記取付溝の本数よりも少なくしたこ
とを特徴とする流体圧シリンダ。この構成であると、カ
バーにおける連通溝形成面に孔を透設するためのスペー
スを確保することができる。

【００４２】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。「シリンダ付帯部材： ピス
トン位置検出センサに代表される各種センサ、配線、配
管、固定具、その他シリンダチューブの外周面に取り付
けられうるものを広く指す。」

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、シリンダ付帯部材の取付作業が簡単
でしかもその取付自由度が高い流体圧シリンダを提供す
ることができる。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、上記効果
に加え、取付溝内へのシリンダ付帯部材の挿入作業が簡
単になる。請求項３に記載の発明によれば、上記効果に
加え、シリンダ付帯部材を溝内に確実に保持させること
ができる。

【００４５】請求項４に記載の発明によれば、上記効果
に加え、シリンダの製造コストの低減や、シリンダ付帯
部材の挿入作業の容易化等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の流体圧シリンダの斜視図。

【図２】（ａ），（ｂ）は同じくその断面図。

【図３】別例１の流体圧シリンダの部分斜視図。

【図４】同流体圧シリンダのカバーの部分拡大側面図。

【図５】別例２の流体圧シリンダの部分斜視図。

【図６】別例２の流体圧シリンダの部分斜視図。

【図７】別例３の流体圧シリンダの部分斜視図。

【図８】別例４の流体圧シリンダの部分斜視図。

【図９】別例５の流体圧シリンダの部分斜視図。

【図１０】別例６の流体圧シリンダの部分斜視図。

【図１１】従来例の流体圧シリンダの斜視図。

【図１２】（ａ），（ｂ）は同じくその断面図。

【符号の説明】

１，３１，３３，３５，３７，３９，４１…流体圧シリ
ンダ、２…シリンダチューブ、３…ロッドカバー、４…
ヘッドカバー、２０…シリンダ付帯部材としてのピスト
ン位置検出センサ、２７…取付溝としてのセンサ取付
溝、２８，４２…連通構造としての連通溝、４０…連通
構造としての連通孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 15/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のカバーによって両端面が閉塞された
   シリンダチューブの周面にピストンの移動方向に沿って
   延びる第１および第２の取付溝が並設され、その取付溝
   内にシリンダ付帯部材が取付可能となっている流体圧シ
   リンダであって、前記シリンダチューブの一方の端面を閉塞するカバーに
   のみ前記第１の取付溝から同カバーの外端面まで延びる
   連通溝を形成する一方、前記シリンダチューブの他方の
   端面を閉塞するカバーにのみ前記第２の取付溝から同カ
   バーの外端面に延びる連通溝を形成する ことを特徴とす
   る流体圧シリンダ。
2. 【請求項２】 前記連通溝の断面形状は、前記取付溝の
   断面形状と略等しいことを特徴とする請求項１に記載の
   流体圧シリンダ。
3. 【請求項３】前記連通溝は、断面略Ｔ字状であることを
   特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
4. 【請求項４】前記連通溝は、前記取付溝の延びる方向に
   沿って直線状に延びていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ。