JP6598083B2 - ピストン組立体及び流体圧装置 - Google Patents

Description

本発明は、摺動孔に沿って往復動作するピストン組立体及び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）。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。

特開２０１４−１１４８７４号公報

ところで、従来の流体圧装置のピストンとピストンロッドは、例えば、ピストンロッドの一端部をピストン中心部に設けられた孔部に挿入し、当該一端部を加締める（塑性変形させる）ことにより、組み立てられる。このため、組立てに際して専用工具又は装置を必要とするとともに、組立作業が煩雑である。

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、組立作業を簡素化することが可能なピストン組立体及び流体圧装置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、摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備えたピストン組立体であって、前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合していることを特徴とする。

前記ピストン側係合部及び前記ロッド側係合部の一方の係合部は、Ｕ字状、Ｃ字状又は半円弧状の係合溝を有し、前記ピストン側係合部及び前記ロッド側係合部の他方の係合部は、前記係合溝に挿入された環状の係合突起を有してもよい。

前記係合溝は、前記ピストン側係合部に設けられており、前記係合突起は、前記ロッド側係合部に設けられていてもよい。

前記ピストン側係合部及び前記ロッド側係合部は、前記ピストン本体の軸を中心に相対回転可能に係合していてもよい。

少なくとも一方のストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構を備え、前記ダンパ機構は、ストロークエンド到達時に前記ピストン本体に衝撃荷重を伝達しないように前記ピストン本体に支持されていてもよい。

前記ダンパ機構は、前記ピストンロッドの外周部に配置された外周側ダンパを有し、前記ピストンロッドの前記外周部には、周方向に延在するストッパ装着溝が設けられ、前記ストッパ装着溝には、周方向に複数に分割されたストッパ部材が装着されており、前記外周側ダンパは前記ストッパ部材を覆っており、これにより、前記外周側ダンパが前記ストッパ部材により支持されるとともに前記ストッパ部材が前記ストッパ装着溝から離脱することが阻止されていてもよい。

前記ダンパ機構は、前記ピストンロッドの端面に配置された端部側ダンパを有し、前記端部側ダンパは、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの間に保持されるとともに、前記ピストン本体の中心部に設けられた貫通孔から突出していてもよい。

前記端部側ダンパは、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの間をシールしていてもよい。

前記端部側ダンパは、前記ピストンロッドの前記端面を弾性的に押圧していてもよい。

この構成により、ピストン本体とピストンロッドとの間のガタツキを防止することができる。

前記ピストン本体は、樹脂製であってもよい。

前記ピストン本体には、前記ピストン側係合部を囲むとともに前記ピストン本体の軸方向に深さを有する肉抜き部が設けられていてもよい。

前記ピストン側係合部は、前記ピストン本体の端面から軸方向に膨出するとともに軸方向から見てＵ字状に構成され、前記ピストン側係合部の内周面には、Ｕ字状係合溝が設けられ、前記ロッド側係合部は、前記Ｕ字状係合溝に挿入された環状の係合突起を有してもよい。

前記ピストンロッドの外周部に配置され、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するリング状の外周側ダンパと、前記ピストン本体と前記外周側ダンパとの間に介装されたリング状のスペーサとを備え、前記ピストン本体、前記スペーサ及び前記外周側ダンパは軸方向に積層されている。

また、本発明は、内部に摺動孔を有するボディと、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組立体とを備えた流体圧装置であって、前記ピストン組立体は、前記摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備え、前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合していることを特徴とする。

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てもよい。

本発明のピストン組立体及び流体圧装置によれば、ピストン本体とピストンロッドとを接続する組立工程において、ピストン側係合部とロッド側係合部とを、ピストン本体の軸に対して垂直な方向に変位させて係合させることにより、ピストン本体とピストンロッドとを簡単に接続することができる。また、この組立ては、専用工具や設備や装置を用いることなく手作業で簡単に行うことができる。従って、本発明のピストン組立体によれば、組立作業を簡素化することができる。

第１実施形態に係るピストン組立体を備えた流体圧シリンダの断面図である。 ピストン組立体のピストン本体側からの斜視図である。 ピストン組立体のピストンロッド側からの斜視図である。 図４Ａは、ピストン組立体の組立方法の第１説明図であり、図４Ｂは、ピストン組立体の組立方法の第２説明図であり、図４Ｃは、ピストン組立体の組立方法の第３説明図である。 第２実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 第２実施形態に係るピストン組立体の斜視図である。 第３実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 図８Ａは、第４実施形態に係るピストン組立体の断面図であり、図８Ｂは、第５実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 図９Ａは、第６実施形態に係るピストン組立体の断面図であり、図９Ｂは、第７実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 図１０Ａは、第８実施形態に係るピストン組立体の断面図であり、図１０Ｂは、第９実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 第１０実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 第１１実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 第１２実施形態に係るピストン組立体を備えた流体圧シリンダの断面図である。 図１４Ａは、単動型シリンダとして構成された流体圧シリンダの断面図であり、図１４Ｂは、単動型シリンダとして構成された別の流体圧シリンダの断面図である。 第１３実施形態に係るピストン組立体の断面図である。 図１５に示したピストン組立体のピストンロッド側からの斜視図である。

以下、本発明に係るピストン組立体及び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。

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の軸方向に沿って往復移動可能に配置されたピストン組立体１７Ａとを備える。

ピストン組立体１７Ａは、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とを有する。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。

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、ピストンロッド２０に接続されたピストン本体３８と、ピストン本体３８に取り付けられたパッキン３４及びマグネット４８とを有する。

ピストン本体３８は、ピストンロッド２０の基端部２０ａから径方向外側に突出した環状の部材である。ピストン本体３８の外径は、ピストンロッド２０の外径よりも大きい。ピストン本体３８の中心部には、軸方向に貫通した貫通孔３８ａが設けられている。ピストン本体３８の外周部（以下、「ピストン外周部３８ｂ」という）には、環状のパッキン装着溝３６及び環状のマグネット装着溝４９が軸方向に間隔を置いて設けられている。

ピストン本体３８には、ピストンロッド２０の後述するロッド側係合部４２と係合するピストン側係合部４０が設けられている。ピストン側係合部４０は、側方に開口した形状を有する。図３において、ピストン側係合部４０は、貫通孔３８ａを囲む円盤状壁部３８ｃから軸方向に突出するとともに、貫通孔３８ａを部分的に囲む半円弧状に形成されている。

図１に示すように、ピストン側係合部４０の内周部には係合溝４４が設けられている。係合溝４４は、ピストン側係合部４０と同様に半円弧状に延在している。係合溝４４に隣接して、内方に突出した内方突起４５が設けられている。ピストン側係合部４０（係合溝４４）は、半円弧状に限らず、Ｃ字状又はＵ字状に形成されてもよい。

ピストン本体３８には、ピストン側係合部４０を囲むとともにピストン本体３８の軸方向に深さを有する肉抜き部４６が設けられている。図１及び図３において、肉抜き部４６は、ロッドカバー１６側に開口する環状に形成されるとともに、ピストン側係合部４０とマグネット装着溝４９との間に設けられている。なお、肉抜き部４６は、周方向に間隔を置いて設けられた複数の穴により構成されてもよい。肉抜き部４６は設けられなくてもよい。

図３において、マグネット装着溝４９の底部を形成する周壁４９ａには、周方向に延びる孔部５０が設けられている。孔部５０は、ピストン側係合部４０の側方開口に対向する位置に設けられ、周壁４９ａを厚さ方向に貫通している。周壁４９ａには、孔部５０に連通する切欠部５２が設けられている。切欠部５２は、周壁４９ａの内周部を部分的に切り欠いた円弧形状を有する。詳細は後述するが、孔部５０及び切欠部５２は、ピストン本体３８へのピストンロッド２０の組み付け時に利用される。

図１及び図２において、ピストン本体３８のヘッドカバー１４側の面３８ｄには、ピストンロッド２０側に凹む肉抜き部５３が設けられている。肉抜き部５３は、環状に形成されるとともに、パッキン装着溝３６と貫通孔３８ａとの間に設けられている。なお、肉抜き部５３は、周方向に間隔を置いて設けられた複数の穴により構成されてもよい。肉抜き部５３は設けられなくてもよい。

ピストン本体３８は、硬質樹脂により構成されている。例えば、射出成形により、樹脂製のピストン本体３８を作製することができる。なお、ピストン本体３８は、樹脂製に限らず、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により構成されてもよい。

パッキン３４は、ピストン外周部３８ｂ（パッキン装着溝３６）に装着された弾性体からなる円環状シール部材（例えば、Ｏリング）である。パッキン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３４は、その全周に亘って、摺動孔１３の内周面及びピストン外周部３８ｂ（パッキン装着溝３６）と気密又は液密に密着している。パッキン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。

マグネット４８は、円形リング状の部材であり、ピストン外周部３８ｂ（マグネット装着溝４９）に装着されている。マグネット４８は、弾性変形可能に構成されている。マグネット４８は、プラスチックマグネットであり、周方向の一部にスリット５４（切れ目）が設けられている。このため、マグネット４８は、マグネット装着溝４９への装着に際して弾性変形することにより容易に装着が可能である。

なお、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。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。

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の基端部２０ａにピストン本体３８が接続されている。ピストンロッド２０の基端部２０ａには、ピストン側係合部４０に係合したロッド側係合部４２が設けられている。ピストン側係合部４０とロッド側係合部４２は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、ピストン本体３８とピストンロッド２０との軸方向の相対変位を規制するように係合している。

ピストンロッド２０の軸方向に沿った断面において、ロッド側係合部４２は、Ｔ字状の形状を有する。具体的に、ロッド側係合部４２は、係合溝４４に挿入された環状の係合突起５６を有する。係合突起５６は、周方向に円環状に延在する。ピストンロッド２０の外周部には、係合突起５６に隣接して、周方向に円環状に延在する環状溝５８が設けられている。

図１に示すピストン組立体１７Ａの組立状態において、ロッド側係合部４２の係合突起５６がピストン側係合部４０の係合溝４４に挿入されており、ピストン側係合部４０の内方突起４５がロッド側係合部４２の環状溝５８に挿入されている。これにより、ピストン本体３８とピストンロッド２０とは軸方向の相対移動が阻止された状態で接続されている。従って、流体圧によるピストン本体３８の推力は、ピストンロッド２０に良好に伝達される。

なお、ピストン側係合部４０の構造とロッド側係合部４２の構造を互いに置換してもよい。すなわち、ピストン側係合部４０が、上記係合突起５６を有する構造とされ、ロッド側係合部４２が、上記係合溝４４を有する構造とされてもよい。

ピストン側係合部４０及びロッド側係合部４２は、ピストン本体３８の軸ａ１を中心に相対回転可能に係合している。従って、ピストン本体３８とピストンロッド２０とは、ピストン本体３８の軸ａ１を中心に相対回転可能である。

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、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。

ピストン組立体１７Ａは、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構６０を備える。図１〜図３において、ダンパ機構６０は、ピストンロッド２０の外周部に配置された外周側ダンパ６２と、ピストンロッド２０の端面に配置された端部側ダンパ６４とを有する。外周側ダンパ６２及び端部側ダンパ６４は、例えば、ゴム材やエラストマー材等の弾性材料（ウレタンゴム等）により構成されている。

外周側ダンパ６２は、ロッドカバー１６側のストロークエンド到達時の衝撃を緩和する。外周側ダンパ６２は、ピストン本体３８よりもロッドカバー１６側で、ピストン本体３８の近傍箇所に配置されている。外周側ダンパ６２は、円環状に形成されており、ピストンロッド２０を囲むように配置されている。

ピストンロッド２０の外周部には、ピストン本体３８の近傍箇所に、円環状のストッパ装着溝７０が設けられている。ストッパ装着溝７０に、円環状のストッパ部材７２が装着されている。ストッパ部材７２は、周方向に分割された複数のストッパ要素７２ａにより構成される。各ストッパ要素７２ａは、弧状に形成されている。

図２及び図３において、ストッパ部材７２は、半割り構造となっており、２つの半円弧状のストッパ要素７２ａからなる。ストッパ部材７２の内周部（ストッパ要素７２ａの内周部）が、ストッパ装着溝７０に挿入されている。ストッパ部材７２は、硬質材料、例えば、上述したピストンロッド２０と同様の材料により構成される。

外周側ダンパ６２は、ストッパ部材７２を覆って、当該ストッパ部材７２に装着されている。具体的には、外周側ダンパ６２は、ストッパ部材７２のロッドカバー１６側（矢印Ｘ１方向側）を覆うダンパ本体部６２ａと、ストッパ部材７２の外周部を覆う外周被覆部６２ｂとを有する。外周被覆部６２ｂがストッパ部材７２の外周部に装着されている。これにより、外周側ダンパ６２は、ストッパ部材７２によって支持されている。また、ストッパ部材７２に外周側ダンパ６２が装着されることで、ストッパ部材７２は、ストッパ装着溝７０から離脱することが阻止されている。

端部側ダンパ６４は、ヘッドカバー１４側のストロークエンド到達時の衝撃を緩和する。端部側ダンパ６４は、ピストン本体３８とピストンロッド２０との間に保持されるとともに、ピストン本体３８の中心部に設けられた貫通孔３８ａから突出している。図１において、端部側ダンパ６４は、ピストン本体３８のヘッドカバー１４側の面３８ｄよりもヘッドカバー１４側（矢印Ｘ２方向側）に突出している。

なお、端部側ダンパ６４の突出端面は、ピストン本体３８のヘッドカバー１４側の端面よりもロッドカバー１６側に位置していてもよいが、この場合には、ヘッドカバー１４に、ピストン組立体１７Ａ側に突出する突起が設けられる。

図２及び図３において、端部側ダンパ６４は、円筒形状（又は円盤形状）を有する。具体的に、端部側ダンパ６４のピストンロッド２０側の端部には、径方向外側に突出した環状の鍔部６４ａが設けられている。図１において、鍔部６４ａは、ピストン本体３８の内周部に設けられた段差部３８ｅ（縮径部）と、ピストンロッド２０の端面２０ｃとの間に保持されている。

図１において、端部側ダンパ６４は、ピストン本体３８の内周部及びピストンロッド２０の端面２０ｃと密着しており、これにより、ピストン本体３８とピストンロッド２０との間を気密又は液密にシールしている。

端部側ダンパ６４の鍔部６４ａが設けられた側の端部は、組立前の状態（ピストンロッド２０とピストン本体３８との間に保持される前の状態）で、軸方向に膨出した膨出部６４ｂ（図１の仮想線を参照）を有する。これにより、端部側ダンパ６４は、組立状態（ピストンロッド２０とピストン本体３８との間に保持された状態）でピストンロッド２０の端面２０ｃを弾性的に押圧している。このため、ピストンロッド２０とピストン本体３８とのガタツキが抑制されている。

なお、流体圧シリンダ１０Ａにおいて、外周側ダンパ６２及び端部側ダンパ６４のいずれか一方をなくしてもよく、あるいは、外周側ダンパ６２及び端部側ダンパ６４の両方をなくしてもよい。

次に、上記のように構成されるピストン組立体１７Ａの組立方法の一例を説明する。

まず、図４Ａのように、ピストン本体３８、ピストンロッド２０及び端部側ダンパ６４を用意する。次に、ピストン側係合部４０が設けられた側からピストン本体３８の貫通孔３８ａに端部側ダンパ６４を挿入する。そして、ピストン本体３８とピストンロッド２０とを軸方向に相対変位させて、図４Ｂのように、ピストンロッド２０の基端部２０ａ（ロッド側係合部４２）を、ピストン側係合部４０とピストン外周部３８ｂとの間（肉抜き部４６）に挿入する。

この場合、ピストン本体３８の切欠部５２が、ピストンロッド２０の係合突起５６の通過を許容するとともに、孔部５０が係合突起５６の周方向の一部を受け入れる。すなわち、係合突起５６の周方向の一部が、ピストン本体３８の切欠部５２を通過するとともに孔部５０に挿入される。このように切欠部５２及び孔部５０は、ピストンロッド２０の係合突起５６がピストン外周部３８ｂと干渉することを避けるための逃げ部として機能する。

図４Ｂにおいて、ピストン本体３８の軸ａ１とピストンロッド２０の軸ａ２とは互いにずれており、ロッド側係合部４２は、ピストン側係合部４０の側方に位置している。そこで、図４Ｃのように、ピストン本体３８の軸ａ１とピストンロッド２０の軸ａ２とを一致させるように、ピストン本体３８の軸ａ１と垂直な方向に、ピストン本体３８とピストンロッド２０とを相対移動させて、係合突起５６を係合溝４４に挿入する。これにより、ピストン側係合部４０とロッド側係合部４２とが係合状態となり、ピストン本体３８とピストンロッド２０とが接続された状態となる。

次に、ピストン本体３８にパッキン３４及びマグネット４８を装着するとともに、ストッパ部材７２及び外周側ダンパ６２をピストンロッド２０に装着する。なお、ピストン本体３８へのパッキン３４及びマグネット４８の装着は、ピストン本体３８への端部側ダンパ６４及びピストンロッド２０の装着前に行ってもよい。

ピストンロッド２０へのストッパ部材７２及び外周側ダンパ６２の装着に際しては、まず、環状のストッパ部材７２を形成するように、ピストンロッド２０のストッパ装着溝７０に２つのストッパ要素７２ａを個別に装着する（嵌め込む）。次に、ピストンロッド２０の先端部２０ｂ側から基端部２０ａ側に向かって外周側ダンパ６２を移動させて、外周側ダンパ６２をストッパ部材７２（２つのストッパ要素７２ａ）に被せる。これにより、ストッパ部材７２がストッパ装着溝７０から離脱することが阻止されるとともに、ピストンロッド２０の外周部の所定位置に外周側ダンパ６２が保持される。

以上により、図１に示したピストン組立体１７Ａが得られる。図１のようにピストン組立体１７Ａが流体圧シリンダ１０Ａに組み込まれた状態では、ピストン本体３８を含むピストンユニット１８はシリンダチューブ１２によって支持され、ピストンロッド２０はロッドカバー１６によって支持される。このため、ピストン本体３８の軸ａ１とピストンロッド２０の軸ａ２とが一致した状態が維持される。従って、ピストン側係合部４０とロッド側係合部４２との係合は維持される。

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。

そして、外周側ダンパ６２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外周側ダンパ６２により、ピストン本体３８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、ピストン本体３８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。

そして、端部側ダンパ６４の端面６４ｃがヘッドカバー１４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端部側ダンパ６４により、ピストン本体３８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、本実施形態に係るピストン組立体１７Ａでは、ピストン本体３８は、ピストン側係合部４０を有し、ピストンロッド２０は、ピストン側係合部４０に係合したロッド側係合部４２を有する。そして、ピストン側係合部４０とロッド側係合部４２は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、ピストン本体３８とピストンロッド２０との軸方向の相対変位を規制するように係合している。

このため、ピストン本体３８とピストンロッド２０とを接続する組立工程において、ピストン側係合部４０とロッド側係合部４２とを、ピストン本体３８の軸ａ１に対して垂直な方向に変位させて係合させることにより、ピストン本体３８とピストンロッド２０とを簡単に接続することができる。また、この組立ては、専用工具や設備や装置を用いることなく手作業で簡単に行うことができる。従って、本発明のピストン組立体１７Ａによれば、組立作業を簡素化することができる。

本実施形態では、ピストン側係合部４０及びロッド側係合部４２の一方の係合部は、Ｕ字状、Ｃ字状又は半円弧状の係合溝４４を有し、ピストン側係合部４０及びロッド側係合部４２の他方の係合部は、係合溝４４に挿入された環状の係合突起５６を有する。このため、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、ピストン本体３８とピストンロッド２０との軸方向の相対変位を規制するように係合する構造を、簡素な構成で実現することができる。またこの構造によれば、ピストン本体３８とピストンロッド２０との十分な軸方向接続強度が得られる。

本実施形態では、ピストン側係合部４０及びロッド側係合部４２は、ピストン本体３８の軸ａ１を中心に相対回転可能に係合している。このため、設備への流体圧シリンダ１０Ａの据え付けの際に、ピストンロッド２０を容易に回転させることができ、便利である。また、ピストンロッド２０が回転可能である点は、後述する多角形のピストン本体３８Ａを備えたピストン組立体１７Ｂ（図５及び図６）についても同様である。

本実施形態では、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構６０を備え、ダンパ機構６０は、ストロークエンド到達時にピストン本体３８に衝撃荷重を伝達しないようにピストン本体３８に支持されている。このため、ピストン本体３８は、作動流体からの圧力に耐えられる程度の強度を持つように設計されていればよく、樹脂製とすることが可能である。すなわち、樹脂製のピストン本体３８の場合でも実用的な耐久性が得られやすい。ピストン本体３８を樹脂製とすることにより、ピストン組立体１７Ａの軽量化を図ることができる。

本実施形態では、ダンパ機構６０は、ピストンロッド２０の外周部に配置された外周側ダンパ６２を有し、ピストンロッド２０の外周部には、周方向に延在するストッパ装着溝７０が設けられている。ストッパ装着溝７０には、周方向に複数に分割されたストッパ部材７２が装着されている。そして、外周側ダンパ６２はストッパ部材７２を覆っており、これにより、外周側ダンパ６２がストッパ部材７２により支持されるとともにストッパ部材７２がストッパ装着溝７０から離脱することが阻止されている。このような構成の外周側ダンパ６２により、一方のストロークエンド到達時にピストン本体３８に衝撃荷重が伝達されることを良好に阻止することができる。

本実施形態では、ダンパ機構６０は、ピストンロッド２０の端面２０ｃに配置された端部側ダンパ６４を有し、端部側ダンパ６４は、ピストン本体３８とピストンロッド２０との間に保持されるとともに、ピストン本体３８の中心部に設けられた貫通孔３８ａから突出している。このような構成の端部側ダンパ６４により、他方のストロークエンド到達時にピストン本体３８に衝撃荷重が伝達されることを良好に阻止することができる。

本実施形態では、端部側ダンパ６４は、ピストン本体３８とピストンロッド２０との間をシールしている。従って、端部側ダンパ６４が、ピストン本体３８とピストンロッド２０との間のシール部材を兼ねるため、ダンパとシール部材とを別々の部品として設ける構成と比較して、部品点数の削減が図られる。

本実施形態では、端部側ダンパ６４は、ピストンロッド２０の端面２０ｃを弾性的に押圧している。この構成により、ピストン本体３８とピストンロッド２０との間のガタツキを防止することができる。

本実施形態では、ピストン本体３８には、ピストン側係合部４０を囲むとともにピストン本体３８の軸方向に深さを有する肉抜き部４６が設けられている。このため、ピストン本体３８を含むピストン組立体１７Ａの軽量化が図られる。そして、ピストン組立体１７Ａの軽量化により、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。

本発明は、上述した円形のピストン本体３８に限らず、多角形のピストン本体３８にも適用可能である。従って、流体圧シリンダでは、円形のピストン本体３８を備えたピストン組立体１７Ａに代えて、図５及び図６に示す多角形のピストン本体３８Ａを備えたピストン組立体１７Ｂが採用されてもよい。

ピストン組立体１７Ｂのピストン本体３８Ａは、八角形に構成されている。ピストン本体３８Ａには、周方向に間隔を置いて複数のマグネット装着溝７４が設けられている。具体的に、複数のマグネット装着溝７４は、ピストン本体３８Ａの一方側の面に設けられるとともに、ピストン本体３８Ａの軸方向に深さを有する。１つのマグネット装着溝７４にマグネット７６が装着されている。マグネット７６は、例えば、フェライト磁石、希土類磁石等である。

ピストン本体３８Ａの外周部には、環状のパッキン装着溝７８が設けられている。パッキン装着溝７８の底部は周方向に円環状に延在する。パッキン装着溝７８に、弾性部材からなるパッキン７９が装着されている。パッキン７９の外周部形状は、ピストン本体３８と同じ多角形（図６の場合、八角形）に形成されている。パッキン３４の内周部形状は、円形に形成されている。

ピストン組立体１７Ｂの他の部分は、ピストン組立体１７Ａと同様に構成されている。

ピストン組立体１７Ｂによっても、専用工具や設備や装置を用いることなく手作業で簡単に組立てを行うことができる等、ピストン組立体１７Ａと同様の効果が得られる。

上述したピストン組立体１７Ａ（図１）では中実構造のピストンロッド２０が採用されているが、図７に示すピストン組立体１７Ｃのように、中空構造のピストンロッド２０Ａが採用されてもよい。この構成により、一層の軽量化及び省エネルギー化が図られたピストン組立体１７Ｃが得られる。なお、ピストンロッド２０Ａの一端側の開口は端部側ダンパ６４により気密又は液密に閉塞されている。

上述したピストン組立体１７Ａ（図１）では、ピストン本体３８の一方側のみに突出するピストンロッド２０が採用されているが、図８Ａ及び図８Ｂに示すピストン組立体１７Ｄ、１７Ｅのように、ピストン本体３８Ｂの両側に突出するピストンロッド８２、８４が採用されてもよい。

図８Ａに示すピストン組立体１７Ｄは、パッキン装着溝３６及びマグネット装着溝４９が設けられたピストン本体３８Ｂと、ピストン本体３８Ｂに接続されたピストンロッド８２とを有する。ピストン本体３８Ｂは、軸方向の両側にそれぞれピストン側係合部４０（以下、「第１ピストン側係合部４０Ａ」、「第２ピストン側係合部４０Ｂ」という）を有する。

ピストンロッド８２は、第１ピストン側係合部４０Ａに係合する第１ロッド８２Ａと、第２ピストン側係合部４０Ｂに係合する第２ロッド８２Ｂとを有する。第１ロッド８２Ａ及び第２ロッド８２Ｂは、上述したピストンロッド２０と同様に構成されており、中実構造を有する。第１ロッド８２Ａと第２ロッド８２Ｂとの間には、中間部材８３が介装されている。

中間部材８３は、上述した外周側ダンパ６２と同様の弾性材料により構成されるとよい。これにより、中間部材８３が第１ロッド８２Ａの端面８２Ａ１及び第２ロッド８２Ｂの端面８２Ｂ１を押圧し、ピストン本体３８Ｂと第１ロッド８２Ａとの間のガタツキが抑制されるとともに、ピストン本体３８Ｂと第２ロッド８２Ｂとの間のガタツキが抑制される。中間部材８３は、ピストン本体３８Ｂ、第１ロッド８２Ａ及び第２ロッド８２Ｂと密着しており、これにより、第１ロッド８２Ａ側と第２ロッド８２Ｂ側のエアシールを兼ねている。

ピストンロッド２０（図１）と同様に、第１ロッド８２Ａ及び第２ロッド８２Ｂの外周部にはそれぞれ外周側ダンパ６２が配置されるとともに、第１ロッド８２Ａ及び第２ロッド８２Ｂに装着されたストッパ部材７２により外周側ダンパ６２がそれぞれ支持されている。

図８Ｂに示すピストン組立体１７Ｅは、図８Ａに示したピストン組立体１７Ｄにおける第１ロッド８２Ａ、第２ロッド８２Ｂ及び中間部材８３を中空構造に変更したものである。すなわち、ピストン組立体１７Ｅは、ピストン本体３８Ｂと、ピストン本体３８Ｂに接続された中空状のピストンロッド８４（第１ロッド８４Ａ及び第２ロッド８４Ｂ）とを有し、第１ロッド８４Ａと第２ロッド８４Ｂとの間には中空状の中間部材８３ａが介装されている。

ピストン組立体１７Ａ（図１）では、外周側ダンパ６２と端部側ダンパ６４の両方が設けられているが、図９Ａに示すピストン組立体１７Ｆのように、ダンパ機構としては外周側ダンパ６２のみが設けられてもよい。ピストン組立体１７Ｆのピストン本体３８Ｃは、軸方向に貫通した貫通孔が設けられていないこと以外は、ピストン組立体１７Ａのピストン本体３８と同様に構成されている。あるいは、ダンパ機構としては端部側ダンパ６４のみが設けられてもよい（ピストン組立体１７Ａにおいて外周側ダンパ６２が省略されてもよい）。図９Ｂに示すピストン組立体１７Ｇのように、ダンパ機構が設けられていなくてもよい。

ピストン組立体１７Ａ（図１）において、マグネット４８は省略されてもよい。この場合、図１０Ａに示すピストン組立体１７Ｈのように、ピストン本体３８にマグネット装着溝４９を残したままとしてもよい。あるいは、図１０Ｂに示すピストン組立体１７Ｉのように、マグネット装着溝を省略したピストン本体３８Ｄが採用されてもよい。

ピストン組立体１７Ａ（図１）では、ピストン本体３８が低摩擦材からなる場合、ピストン外周部３８ｂがウエアリングとして機能する。これと異なり、図１１に示すピストン組立体１７Ｊのように、環状のウエアリング装着溝８６が設けられたピストン本体３８Ｅが採用され、ウエアリング装着溝８６に低摩擦材からなるウエアリング８８が装着されてもよい。

ウエアリング８８は、ピストン本体３８Ｅの外周面が摺動孔１３（図１）の内周面に接触することを防止するための環状部材である。ウエアリング８８の外径は、ピストン本体３８Ｅの外径よりも大きい。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。

図１２に示すピストン組立体１７Ｋのように、マグネット及びウエアリングが装着されないピストン本体３８Ｆが採用されるとともに、ダンパ機構が省略されてもよい。

図１３に示す流体圧シリンダ１０Ｂ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とを備える。流体圧シリンダ１０Ｂは、さらに、シリンダチューブ１０２に対して往復移動可能に配置されたピストン組立体１７Ｌと、ダンパ機構６０Ａ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。ピストン組立体１７Ｌは、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とを有する。

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。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。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の内周部にはリング状のブッシュ１３０及びパッキン１３２が配置されている。

ピストンユニット１８は、ピストン組立体１７Ａ（図１）のピストンユニット１８と同様に構成されている。

ダンパ機構６０Ａは、ピストンロッド１０８の外周部に配置された外周側ダンパ６２（図１に示す外周側ダンパ６２と同一構成）と、ピストンロッド１０８の端面１０８ａに配置された端部側ダンパ６４Ａとを有する。外周側ダンパ６２は、第２クッション部材１４２のピストン本体３８側の端部に位置している。端部側ダンパ６４Ａは、端部側ダンパ６４（図１）を中空状に改変したものであり、ピストンロッド１０８の端面１０８ａとピストン本体３８の内周部との間に保持されている。

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１０８ａ及び端部側ダンパ６４Ａ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。第１クッション部材１４０の外径は、端部側ダンパ６４Ａの外径よりも小さい。

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、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１３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、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１０Ｂ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１０Ｂ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１３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。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、外周側ダンパ６２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。なお、外周側ダンパ６２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。なお、エアは、図示しない小さな孔部を介して第２ポート１２６へ少量ずつ排気される。

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。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、端部側ダンパ６４Ａ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。

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１４Ａに示す流体圧シリンダ１０Ｃ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１０Ｃは、流体圧シリンダ１０Ａ（図１）において、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１５４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１０Ｃ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への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１５４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１４Ｂに示す流体圧シリンダ１０Ｄ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１０Ｄは、流体圧シリンダ１０Ａ（図１）において、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１５４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１０Ｄ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への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１５４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。

上述した流体圧シリンダ１０Ａ〜１０Ｄでは、図１５及び図１６に示すピストン組立体１７Ｍが採用されてもよい。ピストン組立体１７Ｍは、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１６０とを有する。

ピストンユニット１８ａは、ピストンロッド１６０に接続されたピストン本体１６２と、ピストン本体１６２の外周部に装着されたパッキン３４及びマグネット４８とを有する。ピストン本体１６２の構成材料は、上述したピストン本体３８（図１等）の構成材料として例示した材料から選択し得る。ピストン本体１６２とピストンロッド１６０との間には端部側ダンパ６４が配置されている。端部側ダンパ６４は、ピストン本体１６２に設けられた貫通孔１６２ａに装着されている。

ピストン本体１６２には、ピストン側係合部１６６が一体成形により設けられている。ピストン側係合部１６６は、側方に開口した形状を有する。図１６において、ピストン側係合部１６６は、ピストン本体１６２の端面１６２ｂから軸方向（矢印Ｘ方向）に膨出するとともに軸方向から見てＵ字状に構成されている。ピストン側係合部１６６の内周面に、Ｕ字状係合溝１６６ａが設けられている。

ピストン側係合部１６６は、貫通孔１６２ａの外周形状に沿って円弧状に延在した湾曲部１６７と、湾曲部１６７の両端からそれぞれ直線状に且つ互いに平行に延出した２つのアーム部１６８とを有する。ピストン本体１６２の軸方向から見て、２つのアーム部１６８の先端は、貫通孔１６２ａよりも径方向外側に位置する。

このように、ピストン本体１６２には、Ｕ字状に構成されたピストン側係合部１６６が設けられている。このため、ピストン側係合部１６６が補強リブとして機能し、ピストン本体１６２が補強される。これにより、ピストン組立体１７Ｍが組み込まれた流体圧シリンダの作動時に発生する静圧に対するピストン本体１６２の強度を向上させることができる。

ピストンロッド１６０の基端部１６０ａには、ピストン側係合部１６６のＵ字状係合溝１６６ａに係合したロッド側係合部４２が設けられている。ロッド側係合部４２は、環状の係合突起５６により構成されている。係合突起５６に隣接して環状溝５８が形成されている。係合突起５６がＵ字状のピストン側係合部１６６に側方から挿入されることにより、ピストン本体１６２とピストンロッド１６０との軸方向の相対変位が規制されている。ピストンロッド１６０の構成材料は、上述したピストンロッド２０（図１等）の構成材料として例示した材料から選択し得る。

ピストンロッド１６０の外周部には、矢印Ｘ１方向側のストロークエンド到達時の衝撃を緩和する弾性材料からなるリング状の外周側ダンパ１７０が配置されている。ピストン本体１６２と外周側ダンパ１７０との間には、リング状のスペーサ１７２が介装されている。スペーサ１７２はピストン側係合部１６６と当接している。

ピストン本体１６２、スペーサ１７２及び外周側ダンパ１７０は軸方向に積層されている。スペーサ１７２は、外周側ダンパ１７０よりも硬質な材料により構成されている。スペーサ１７２の構成材料は、上述したピストンロッド２０（図１等）の構成材料として挙げた材料から選択され得る。

ピストン組立体１７Ｍの構造では、矢印Ｘ１方向側のストロークエンド到達時の荷重は外周側ダンパ１７０を介してピストン本体１６２に伝わる。従って、ピストン本体１６２がストロークエンド到達時の荷重を受ける。ピストン本体１６２が金属材料により構成される場合、樹脂材料よりも強度が高いため、ピストン本体１６２の強度を十分に確保することができる。

その際、ピストン本体１６２と外周側ダンパ１７０との間には、外周側ダンパ１７０よりも硬質なリング状のスペーサ１７２が介装されているため、外周側ダンパ１７０は、Ｕ字状のピストン側係合部１６６ではなくリング状のスペーサ１７２により、全周に亘って支持される。従って、弾性材料により構成される外周側ダンパ１７０がストロークエンド到達時の荷重で破損することを防止することができる。

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、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（図５のピストン組立体１７Ｂはその一例である）。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〜１０Ｄ…流体圧シリンダ １７Ａ〜１７Ｍ…ピストン組立体
２０、２０Ａ、８２、８４、１０８、１６０…ピストンロッド
３８、３８Ａ〜３８Ｆ、１６２…ピストン本体
４０、１６６…ピストン側係合部
４２…ロッド側係合部 ４４…係合溝
５６…係合突起
６２、１７０…外周側ダンパ６４、６４Ａ…端部側ダンパ

Claims (12)

1. 摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備えたピストン組立体であって、
   前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、
   前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、
   前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合しており、
   前記ピストン本体は、円盤状壁部と、前記円盤状壁部から前記ピストン本体の軸方向に突出した前記ピストン側係合部とを有し、
   前記ピストン側係合部は、Ｕ字状、Ｃ字状又は半円弧状の係合溝と、前記係合溝に隣接して内方に突出した内方突起とを有し、前記係合溝は、前記円盤状壁部と前記内方突起との間に形成されており、
   前記ロッド側係合部は、環状の係合突起と、前記係合溝に隣接して設けられ前記ピストンロッドの周方向に延在する環状溝とを有し、
   前記ロッド側係合部の前記環状溝に、前記ピストン側係合部の前記内方突起が挿入されており、
   前記ピストン側係合部の前記係合溝に、前記ロッド側係合部の前記係合突起が挿入されている、
   ことを特徴とするピストン組立体。
2. 請求項１記載のピストン組立体において、
   前記ピストン側係合部及び前記ロッド側係合部は、前記ピストン本体の軸を中心に相対回転可能に係合している、
   ことを特徴とするピストン組立体。
3. 請求項１又は２記載のピストン組立体において、
   少なくとも一方のストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構を備え、
   前記ダンパ機構は、ストロークエンド到達時に前記ピストン本体に衝撃荷重を伝達しないように前記ピストン本体に支持されている、
   ことを特徴とするピストン組立体。
4. 摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備えたピストン組立体であって、
   前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、
   前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、
   前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合しており、
   前記ピストン組立体はさらに、少なくとも一方のストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構を備え、
   前記ダンパ機構は、ストロークエンド到達時に前記ピストン本体に衝撃荷重を伝達しないように前記ピストン本体に支持されており、
   前記ダンパ機構は、前記ピストンロッドの外周部に配置された外周側ダンパを有し、
   前記ピストンロッドの前記外周部には、周方向に延在するストッパ装着溝が設けられ、
   前記ストッパ装着溝には、周方向に複数に分割されたストッパ部材が装着されており、
   前記外周側ダンパは前記ストッパ部材を覆っており、これにより、前記外周側ダンパが前記ストッパ部材により支持されるとともに前記ストッパ部材が前記ストッパ装着溝から離脱することが阻止されている、
   ことを特徴とするピストン組立体。
5. 摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備えたピストン組立体であって、
   前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、
   前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、
   前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合しており、
   前記ピストン組立体はさらに、少なくとも一方のストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構を備え、
   前記ダンパ機構は、ストロークエンド到達時に前記ピストン本体に衝撃荷重を伝達しないように前記ピストン本体に支持されており、
   前記ダンパ機構は、前記ピストンロッドの端面に配置された端部側ダンパを有し、
   前記端部側ダンパは、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの間に保持されるとともに、前記ピストン本体の中心部に設けられた貫通孔から突出している、
   ことを特徴とするピストン組立体。
6. 請求項５記載のピストン組立体において、
   前記端部側ダンパは、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの間をシールしている、
   ことを特徴とするピストン組立体。
7. 請求項５記載のピストン組立体において、
   前記端部側ダンパは、前記ピストンロッドの前記端面を弾性的に押圧している、
   ことを特徴とするピストン組立体。
8. 摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備えたピストン組立体であって、
   前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、
   前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、
   前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合しており、
   前記ピストン組立体はさらに、少なくとも一方のストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構を備え、
   前記ダンパ機構は、ストロークエンド到達時に前記ピストン本体に衝撃荷重を伝達しないように前記ピストン本体に支持されており、
   前記ピストン本体は、樹脂製である、
   ことを特徴とするピストン組立体。
9. 摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備えたピストン組立体であって、
   前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、
   前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、
   前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合しており、
   前記ピストン組立体はさらに、少なくとも一方のストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ機構を備え、
   前記ダンパ機構は、ストロークエンド到達時に前記ピストン本体に衝撃荷重を伝達しないように前記ピストン本体に支持されており、
   前記ピストン本体には、前記ピストン側係合部を囲むとともに前記ピストン本体の軸方向に深さを有する肉抜き部が設けられている、
   ことを特徴とするピストン組立体。
10. 摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備えたピストン組立体であって、
    前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、
    前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、
    前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合しており、
    前記ピストン組立体はさらに、
    前記ピストンロッドの外周部に配置され、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するリング状の外周側ダンパと、
    前記ピストン本体と前記外周側ダンパとの間に介装されたリング状のスペーサとを備え、
    前記ピストン本体、前記スペーサ及び前記外周側ダンパは軸方向に積層されている、
    ことを特徴とするピストン組立体。
11. 内部に摺動孔を有するボディと、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組立体とを備えた流体圧装置であって、
    前記ピストン組立体は、前記摺動孔内を軸方向に変位可能なピストン本体と、前記ピストン本体から軸方向に突出したピストンロッドとを備え、
    前記ピストン本体は、ピストン側係合部を有し、
    前記ピストンロッドは、前記ピストン側係合部に係合したロッド側係合部を有し、
    前記ピストン側係合部と前記ロッド側係合部は、一方の係合部が他方の係合部に側方から挿入されることにより、前記ピストン本体と前記ピストンロッドとの軸方向の相対変位を規制するように係合しており、
    前記ピストン本体は、円盤状壁部と、前記円盤状壁部から前記ピストン本体の軸方向に突出した前記ピストン側係合部とを有し、
    前記ピストン側係合部は、Ｕ字状、Ｃ字状又は半円弧状の係合溝と、前記係合溝に隣接して内方に突出した内方突起とを有し、前記係合溝は、前記円盤状壁部と前記内方突起との間に形成されており、
    前記ロッド側係合部は、環状の係合突起と、前記係合溝に隣接して設けられ前記ピストンロッドの周方向に延在する環状溝とを有し、
    前記ロッド側係合部の前記環状溝に、前記ピストン側係合部の前記内方突起が挿入されており、
    前記ピストン側係合部の前記係合溝に、前記ロッド側係合部の前記係合突起が挿入されている、
    ことを特徴とする流体圧装置。
12. 請求項１１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