WO2018105315A1

WO2018105315A1 - ロッド組立体及び流体圧装置

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Abstract

流体圧シリンダ（１０Ａ）のロッド組立体（１７Ａ）は、ロッド部材（２０）と、ロッド部材（２０）の外周部に装着され、摺動孔（１３）に沿って摺動するパッキン（３４）とを備える。これにより、従来用いられていた硬質のピストンを廃止したため、簡単に組み立てることができる。この組立ては、専用工具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、本発明のロッド組立体（１７Ａ）によれば、組立作業を簡素化することができる。

Description

ロッド組立体及び流体圧装置

　本発明は、摺動孔に沿って往復動作するロッド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、下記特開２０１４－１１４８７４号参照）。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。

　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ロッド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、流体圧装置の摺動孔に沿って往復動作するロッド組立体であって、ロッド部材と、前記ロッド部材の外周部に装着され、前記摺動孔に沿って摺動するパッキンと、を備えることを特徴とする。

　前記ロッド部材の前記外周部には、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、前記パッキンは前記ストッパ部材を覆っており、これにより、前記パッキン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。

　前記パッキンは、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパを兼ねてもよい。

　前記ロッド部材は、中空状に形成されていてもよい。

　前記ロッド部材の一端部には、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ部材が装着されており、前記ダンパ部材は、前記ロッド部材の中空部を気密又は液密に閉塞していてもよい。

　前記ダンパ部材の外周部は、前記ロッド部材の内周部に装着されていてもよい。

　前記ロッド部材の中空部には、前記ダンパ部材よりも硬質に構成されるとともに前記ダンパ部材を支持する支持部材が配置されていてもよい。

　前記ロッド部材の外周部には、マグネット装着溝が設けられ、前記マグネット装着溝に環状のマグネットが装着されていてもよい。

　パッキンには、軸方向に深さを有する少なくとも１つのマグネット装着溝が設けられ、前記少なくとも１つのマグネット装着溝にマグネットが装着されていてもよい。

　前記パッキンの外周形状は、非円形形状であり、前記少なくとも１つのマグネット装着溝は、周方向に間隔を置いて設けられた複数のマグネット装着溝を有し、前記複数のマグネット装着溝の一部のみに、前記マグネットが装着されていてもよい。

　本発明の流体圧装置は、内部に摺動孔を有するボディと、前記摺動孔に沿って往復移動可能に配置されたロッド組立体と、を備え、前記ロッド組立体は、ロッド部材と、前記ロッド部材の外周部に装着され、前記摺動孔に沿って摺動するパッキンとを有す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。

　本発明に係るロッド組立体及び流体圧装置によれば、ロッド部材の外周部にパッキンが装着されているため、従来用いられていた硬質のピストンを廃止し、ロッド組立体を簡単に組み立てることができる。この組立ては、専用工具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、本発明によれば、ロッド組立体の組立作業を簡素化することができる。また、ロッド部材の外径を大きくすることで、摺動孔内での往復動作のうち少なくとも一方側への移動時の圧力流体（空気等）の消費量を削減することができる。

　添付した図面と協同する次の好適な実施の形態例の説明から、上記の目的、特徴及び利点がより明らかとなるだろう。

図１は、第１実施形態に係るロッド組立体を備えた流体圧シリンダの断面図である。図２は、上記ロッド組立体の斜視図である。図３は、第２実施形態に係るロッド組立体の断面図である。図４は、第２実施形態に係るロッド組立体のパッキン側からの斜視図である。図５は、第２実施形態に係るロッド組立体のロッド部材側からの斜視図である。図６Ａは、第３実施形態に係るロッド組立体の断面図であり、図６Ｂは、第４実施形態に係るロッド組立体の断面図であり、図６Ｃは、第５実施形態に係るロッド組立体の断面図である。図７Ａは、第６実施形態に係るロッド組立体の断面図であり、図７Ｂは、第７実施形態に係るロッド組立体の断面図である。図８Ａは、第８実施形態に係るロッド組立体の断面図であり、図８Ｂは、第９実施形態に係るロッド組立体の断面図である。図９Ａは、第１０実施形態に係るロッド組立体の断面図であり、図９Ｂは、第１１実施形態に係るロッド組立体の断面図である。図１０Ａは、第１２実施形態に係るロッド組立体の断面図であり、図１０Ｂは、第１３実施形態に係るロッド組立体の断面図である。図１１Ａは、第１４実施形態に係るロッド組立体の断面図であり、図１１Ｂは、ロッド先端部材の第１例の斜視図であり、図１１Ｃは、ロッド先端部材の第２例の斜視図である。図１２は、第１５実施形態に係るロッド組立体を備えた流体圧シリンダの断面図である。図１３Ａ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１３Ｂ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り、図１３Ｃは、第１６実施形態に係るロッド組立体を備え、単動型シリンダとして構成されたさらに別の流体圧シリンダの断面図である。図１４Ａは、第１７実施形態に係るロッド組立体を備えた流体圧シリンダの断面図であり、図１４Ｂは、第１８実施形態に係るロッド組立体を備えた流体圧シリンダの断面図である。

　以下、本発明に係るロッド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ロッド組立体１７Ａとを備える。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（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（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の内周面とロッド部材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。

　ロッド組立体１７Ａは、摺動孔１３の軸方向に沿って延在するロッド部材２０と、ロッド部材２０の外周部に装着されたパッキン３４とを有する。ロッド部材２０は、中空状（第１実施形態では中空円筒状）に形成されており、軸方向に貫通した中空部２１を有する。

　ロッド部材２０はロッドカバー１６を貫通している。ロッド部材２０の一端部２０ａ（以下、「基端部２０ａ」という）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。ロッド部材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。

　パッキン３４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、パッキン３４は、ロッド部材２０の基端部２０ａに装着されている。

　パッキン３４は、ロッド部材２０から径方向外側に突出した環状の部材である。パッキン３４の外径は、ロッド部材２０の外径よりも大きい。ロッド部材２０の基端部２０ａ近傍の外周部には、環状のストッパ装着溝５０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。

　パッキン３４は、ロッド部材２０の外周部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）であり、ロッド部材２０を囲むように配置されている。パッキン３４の構成材料としては、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）が挙げられる。

　パッキン３４の外周面は、その全周に亘って、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３４の内周面は、その全周に亘って、ロッド部材２０の外周部（外周面）と気密又は液密に密着している。このため、パッキン３４によって、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。

　このように、ロッド組立体１７Ａでは、ロッド部材２０の外周部にパッキン３４が装着され、当該パッキン３４が、第１圧力室１３ａと第２圧力室１３ｂとを気密又は液密に仕切っているため、一般的な流体圧シリンダと異なり、硬質材料により構成されたピストン部材が設けられていないピストンレスの構成となっている。あるいは、ロッド組立体１７Ａでは、パッキン３４がピストン機能を担っているということもできる。

　また、パッキン３４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ダンパ（第１のダンパ）を兼ねている。

　パッキン３４は、ストッパ部材５２を覆って、当該ストッパ部材５２に装着されている。ストッパ部材５２は、円環状に形成され、ロッド部材２０のストッパ装着溝５０に装着されている。

　パッキン３４は、ストッパ部材５２のロッドカバー１６側（矢印Ｘ１方向側）を覆うパッキン本体部３４ａと、ストッパ部材５２の外周部を覆う外周被覆部３４ｂとを有し、断面Ｌ字状に形成されている。外周被覆部３４ｂは、パッキン本体部３４ａの外周部から軸方向に突出している。

　図２に示すように、ストッパ部材５２は、周方向に分割された複数のストッパ要素５２ａにより構成される。各ストッパ要素５２ａは、弧状に形成されている。第１実施形態では、ストッパ部材５２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５２ａからなる。図１において、ストッパ部材５２の内周部（ストッパ要素５２ａの内周部）が、ストッパ装着溝５０に挿入されている。ストッパ部材５２は、硬質材料、例えば、上述したロッド部材２０と同様の材料により構成される。

　外周被覆部３４ｂがストッパ部材５２の外周部に装着されている。これにより、パッキン３４は、ストッパ部材５２によって支持されている。また、ストッパ部材５２にパッキン３４が装着されることで、ストッパ部材５２は、ストッパ装着溝５０から離脱することが阻止されている。

　外周被覆部３４ｂの内周部には、環状係合溝３５が設けられている。ストッパ部材５２の外周部は、外周被覆部３４ｂの環状係合溝３５に係合している。ロッド組立体１７Ａが摺動孔１３内に配置された状態で、外周被覆部３４ｂは、摺動孔１３を形成する内周面によって径方向内側に押圧される。このため、環状係合溝３５を有する外周被覆部３４ｂは、ストッパ部材５２の外周部から離脱することが防止される。

　ロッド部材２０とパッキン３４とは、パッキン３４の軸ａ１を中心に相対回転可能である。

　ロッド組立体１７Ａの組立工程において、ロッド部材２０へのストッパ部材５２及びパッキン３４の装着は、次のように実施する。まず、環状のストッパ部材５２を形成するように、ロッド部材２０のストッパ装着溝５０に２つのストッパ要素５２ａを個別に装着する（嵌め込む）。次に、ロッド部材２０の先端部２０ｂ側から基端部２０ａ側に向かってパッキン３４を移動させて、パッキン３４をストッパ部材５２（２つのストッパ要素５２ａ）に被せる。これにより、ストッパ部材５２がストッパ装着溝５０から離脱することが阻止されるとともに、ロッド部材２０の外周部の所定位置にパッキン３４が保持される。

　マグネット４８は、円形リング状の部材であり、ロッド部材２０の外周部（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。

　マグネット４８は、パッキン３４に隣接した位置に配置されている。マグネット４８のパッキン３４側の端面は、パッキン３４のマグネット４８側の端面と接触している。なお、マグネット４８のパッキン３４側の端面は、パッキン３４のマグネット４８側の端面と非接触であってもよい。

　なお、シリンダチューブ１２の外面には、パッキン３４及びマグネット４８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、ロッド組立体１７Ａの動作位置が検出される。

　ロッド部材２０の基端部２０ａには、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ダンパ部材４０（第２のダンパ）が配置されている。ダンパ部材４０は、ロッド部材２０の基端部２０ａの内周部に装着されるとともに、ロッド部材２０の基端部２０ａ側の端面２０ｃからヘッドカバー１４側（矢印Ｘ２方向側）に突出している。第１実施形態において、ダンパ部材４０は円形に形成されている。

　ダンパ部材４０は、径方向外側に突出した環状（円環状）の鍔部４０ａが設けられている。鍔部４０ａは、ロッド部材２０の基端部２０ａの内周部に設けられた環状係合凹部５８と係合している。鍔部４０ａと環状係合凹部５８との係合により、ダンパ部材４０がロッド部材２０の基端部２０ａから離脱することが防止されている。

　ロッド部材２０の基端部２０ａの内周部には段差部６０が設けられている。支持部材６２が段差部６０に配置されている。支持部材６２は、円形状の板状部材であり、段差部６０とダンパ部材４０との間に保持されている。支持部材６２は、ダンパ部材４０を支持し、圧力流体から受ける圧力によってダンパ部材４０が撓むことを防止する。このため、支持部材６２は、ダンパ部材４０よりも硬質に構成されている。支持部材６２は、硬質材料、例えば、上述したロッド部材２０と同様の材料により構成される。

　図１において、ダンパ部材４０の外周部は、全周に亘って、ロッド部材２０の内周部と密着しており、これにより、ロッド部材２０の基端部２０ａ側の開口が気密又は液密に閉じられている。すなわち、ダンパ部材４０は、ロッド部材２０の中空部２１を気密又は液密に閉塞するシール部材を兼ねている。

　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、ロッド組立体１７Ａを軸方向に往復移動させる。

　具体的に、ロッド組立体１７Ａを前進させる（矢印Ｘ１方向に移動させる）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、圧力流体によってロッド組立体１７Ａがロッドカバー１６側へと押される。これにより、ロッド組立体１７Ａが前進動作する。

　そして、パッキン３４がロッドカバー１６の端面に当接することで、ロッド組立体１７Ａの前進動作が停止する。この場合、パッキン３４が弾性材料で構成されているため、ロッド組立体１７Ａ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、ロッド組立体１７Ａを後退させる（矢印Ｘ２方向に移動させる）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、圧力流体によってロッド組立体１７Ａがヘッドカバー１４側へと押される。これにより、ロッド組立体１７Ａが後退動作（復帰動作）する。

　そして、ダンパ部材４０がヘッドカバー１４に当接することで、ロッド組立体１７Ａの後退動作が停止する。この場合、弾性材料で構成されたダンパ部材４０により、ロッド部材２０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、ロッド組立体１７Ａ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、本実施形態に係るロッド組立体１７Ａでは、ロッド部材２０の外周部にパッキン３４が装着されているため、従来用いられていた硬質のピストン部材を廃止し、ロッド組立体１７Ａを簡単に組み立てることができる。この組立ては、専用工具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、本発明のロッド組立体１７Ａによれば、組立作業を簡素化することができる。また、ロッド部材２０の外径を大きくすることで、摺動孔１３内での往復動作のうち少なくとも一方側への移動時（第１実施形態では、ヘッドカバー１４側への移動時（後退時））の圧力流体（空気等）の消費量を削減することができる。

　本実施形態では、ロッド部材２０の外周部には、周方向に延在するストッパ装着溝５０が設けられ、ストッパ装着溝５０には、周方向に複数に分割されたストッパ部材５２が装着されている。そして、パッキン３４はストッパ部材５２を覆っており、これにより、パッキン３４がストッパ部材５２により支持されるとともにストッパ部材５２がストッパ装着溝５０から離脱することが阻止されている。この構成により、パッキン３４をロッド部材２０の外周部に簡単に装着できるとともに、装着状態を安定的に維持することができる。

　パッキン３４は、一方（第１実施形態ではロッドカバー１６側）のストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパを兼ねる。このため、一方のストロークエンド到達時にロッド部材２０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、ロッド部材２０は中空状に形成されている。このため、ロッド組立体１７Ａの軽量化が図られる。そして、ロッド組立体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。

　本実施形態では、ロッド部材２０及びパッキン３４は、パッキン３４の軸ａ１を中心に相対回転可能である。このため、設備への流体圧シリンダ１０Ａの据え付けの際に、ロッド部材２０を容易に回転させることができ、便利である。また、ロッド部材２０が回転可能である点は、後述する多角形のパッキン３４Ａを備えたロッド組立体１７Ｂ（図３）についても同様である。

　本実施形態では、ダンパ部材４０は、ロッド部材２０の中空部２１を気密又は液密に閉塞するシール部材を兼ねている。このため、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。

　本発明は、上述した円形のパッキン３４に限らず、多角形のパッキン３４Ａにも適用可能である。従って、流体圧シリンダ１０Ａでは、円形のパッキン３４を備えたロッド組立体１７Ａに代えて、図３～図５に示す多角形のパッキン３４Ａを備えたロッド組立体１７Ｂが採用されてもよい。

　図４及び図５に示すように、ロッド組立体１７Ｂのパッキン３４Ａは、外周部形状が八角形に形成されている。パッキン３４Ａの内周部形状は、円形に形成されている。図５に示すように、パッキン３４Ａには、周方向に間隔を置いて複数のマグネット装着溝７０が設けられている。具体的に、複数のマグネット装着溝７０は、パッキン３４Ａの一方側の面に設けられるとともに、パッキン３４Ａの軸方向に深さを有する。１つのマグネット装着溝７０にマグネット７２が装着されている。マグネット７２は、例えば、フェライト磁石、希土類磁石等である。

　ロッド組立体１７Ｂの他の部分は、ロッド組立体１７Ａと同様に構成されている。

　ロッド組立体１７Ｂによっても、専用工具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、ロッド組立体１７Ａと同様の効果が得られる。

　上述したロッド組立体１７Ａ（図１）では中空構造のロッド部材２０が採用されているが、図６Ａ～図６Ｃに示すロッド組立体１７Ｃ～１７Ｅのように、中実構造のロッド部材２０Ａ、２０Ｂが採用されてもよい。

　図６Ａのロッド組立体１７Ｃは、ロッド組立体１７Ａ（図１）のロッド部材２０に代えて、中実構造に改変したロッド部材２０Ａを採用したものである。

　図６Ｂのロッド組立体１７Ｄのパッキン３４Ａは、ロッド組立体１７Ａ（図１）のパッキン３４の外周被覆部３４ｂを軸方向に延長して、マグネット４８Ａ（図１に示したマグネット４８よりも外径が小さく内径が大きいマグネット）を保持するマグネット保持部７４を設けたものである。

　マグネット保持部７４とロッド部材２０Ｂの外周部との間にマグネット４８Ａが保持されている。マグネット保持部７４の内周面には、マグネット保持用環状溝７４ａが形成されている。マグネット保持用環状溝７４ａにマグネット４８Ａの外周部が嵌合（係合）している。ロッド組立体１７Ｄでは、外周部にマグネット装着溝が設けられていないロッド部材２０Ｂが採用されている。

　図６Ｃのロッド組立体１７Ｅのように、外周部にマグネット装着溝４９が設けられたロッド部材２０Ａと、マグネット保持部７４が設けられたパッキン３４Ａとを組み合わせてもよい。この場合、マグネット４８Ｂ（図１に示したマグネット４８よりも外径が小さいマグネット）がマグネット保持部７４とマグネット装着溝４９との間に保持される。

　上述したロッド組立体１７Ａ（図１）では、パッキン３４から一方側のみに長く突出するロッド部材２０が採用されているが、図７Ａ及び図７Ｂに示すロッド組立体１７Ｆ、１７Ｇのように、パッキン３４、３４Ｂの両側に突出するロッド部材２０Ｃ、２０Ｄが採用されてもよい。

　図７Ａに示すロッド組立体１７Ｆは、外周部に２つのストッパ装着溝５０及び１つのマグネット装着溝４９が設けられた中空状のロッド部材２０Ｃと、ロッド部材２０Ｃの外周部に装着された２つのパッキン３４とを備える。マグネット装着溝４９は、２つのストッパ装着溝５０間に設けられている。２つのストッパ装着溝５０には、それぞれストッパ部材５２が装着されている。２つのストッパ部材５２にそれぞれパッキン３４が取り付けられている。２つのパッキン３４間にマグネット４８が配置されている。

　図７Ｂに示すロッド組立体１７Ｇでは、外周部にマグネット装着溝が設けられていない中空状のロッド部材２０Ｄが採用されている。ロッド部材２０Ｄの外周部には、パッキン３４（図７Ａ）の外周被覆部３４ｂを軸方向に延長した構成の外周被覆部３４ｃを有するパッキン３４Ｂが２つ装着されている。

　各パッキン３４Ｂの外周被覆部３４ｃは、マグネット保持用段部３４ｄを有する。２つのパッキン３４Ｂは、マグネット保持用段部３４ｄ間でマグネット４８Ｃ（図７Ａに示したマグネット４８よりも外径が小さく内径が大きいマグネット）を保持することでマグネット４８Ｃの軸方向移動を規制しているとともに、外周被覆部３４ｃでマグネット４８Ｃの外周部を覆っている。

　図８Ａ及び図８Ｂに示すロッド組立体１７Ｈ、１７Ｉのように、パッキン３４、３４Ｂの両側に突出する中実構造のロッド部材２０Ｅ、２０Ｆが採用されてもよい。

　ロッド組立体１７Ａ（図１）では、ロッド部材２０の基端部２０ａにダンパ部材４０が設けられているが、図９Ａに示すロッド組立体１７Ｊのように、ロッド部材２０の基端部２０ａにはダンパ部材が設けられなくてもよい。この場合、ロッド部材２０の基端部２０ａ側の開口は、シール部材７６によって気密又は液密に閉じられる。

　ロッド組立体１７Ａ（図１）においてマグネット４８を省略し、図９Ｂに示すロッド組立体１７Ｋのように構成されてもよい。ロッド組立体１７Ｋでは、外周部にマグネット装着溝が設けられていないロッド部材２０Ｇが採用されている。

　図１０Ａに示すロッド組立体１７Ｌのように、外周部に環状のウエアリング装着溝８６が設けられたロッド部材２０Ｈ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、マグネット４８の外周面が摺動孔１３を形成する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は低摩擦材からなる。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１０Ｂに示すロッド組立体１７Ｍのように、マグネット、ダンパ部材及びウエアリングが装着されないロッド部材２０Ｉが採用されてもよい。

　図１１Ａに示すロッド組立体１７Ｎのように、ロッド部材２０の先端部には、ロッド先端部材９０が装着されてもよい。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、ロッド先端部材９０は、外周にネジ部９０ａ（雄ネジ）が形成された軸部９０ｂと、軸部９０ｂの先端側に設けられたヘッド部９０ｃとを有する。軸部９０ｂとヘッド部９０ｃは一体成形されている。ネジ部９０ａが、中空状のロッド部材２０の先端内周部に螺合している。ヘッド部９０ｃの外周部には、締付工具によって把持される多角形状の工具把持部９０ｄが設けられている。この場合、ロッド部材２０にも工具把持部が設けられている。

　ロッド先端部材９０に代えて、図１１Ｃに示すロッド先端部材９２がロッド部材２０の先端部に装着されてもよい。ロッド先端部材９２は、外周にネジ部９２ａ（雄ネジ）が形成された軸部９２ｂと、軸部９２ｂの端部に設けられた多角形状の工具挿入穴９２ｃとを有する。

　図１２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ロッド組立体１７Ｏと、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。ロッド組立体１７Ｏは、ロッド部材１０８と、ロッド部材１０８に装着されたパッキン３４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。

　ロッド部材１０８の一端部（以下、「基端部１０８ａ」という）の外周部にパッキン３４が装着されている。パッキン３４は、後述する第１クッション部材１４０のヘッドカバー１０４側の端部に配置されている。パッキン３４の外周面は、全周に亘って、摺動孔１０３を形成する内周面と接触している。パッキン３４の内周面は、全周に亘って、第１クッション部材１４０の外周面に接触している。ロッド部材１０８の外周部には、ストッパ装着溝５０及びマグネット装着溝４９が設けられている。ストッパ装着溝５０にストッパ部材５２が装着されている。マグネット装着溝４９にマグネット４８が装着されている。

　ロッド部材１０８の基端部１０８ａには、ダンパ部材４０Ａが装着されている。ダンパ部材４０Ａは、ダンパ部材４０（図１）を中空状に改変したものである。

　クッション機構１１０は、可動部（ロッド部材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、ロッド部材１０８の矢印Ｘ２方向側の端部においてロッド部材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、ロッド部材１０８よりも小径に形成されるとともに、支持部材６２及びダンパ部材４０Ａ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、ダンパ部材４０Ａの外径よりも小さい。

　第１クッション部材１４０は、ロッド部材１０８と一体成形された部分であってもよく、あるいは、ロッド部材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がロッド部材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、ロッド部材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、パッキン３４に隣接して、ロッド部材１０８と同軸状に設けられている。第２クッション部材１４２は、ロッド部材１０８よりも大径且つパッキン３４よりも小径に形成されたリング状の部材であり、ロッド部材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１２において、第２クッション部材１４２の外径は、ロッド部材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では、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、ロッド組立体１７Ｏが摺動孔１０３に沿って軸方向に進退動作する。

　具体的に、ロッド組立体１７Ｏが図１２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、ロッド組立体１７Ｏがロッドカバー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、パッキン３４が第２ホルダ１５０に当接することで、ロッド組立体１７Ｏの前進動作が停止する。

　ロッド組立体１７Ｏ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、ロッド組立体１７Ｏ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ロッド組立体１７Ｏの変位を減速させる。従って、ロッド組立体１７Ｏ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、ロッド組立体１７Ｏ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、ロッド組立体１７Ｏ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、ダンパ部材４０Ａが第１ホルダ１４８に当接することで、ロッド組立体１７Ｏの後退動作が停止する。

　ロッド組立体１７Ｏ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、ロッド組立体１７Ｏ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ロッド組立体１７Ｏの変位を減速させる。従って、ロッド組立体１７Ｏ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１３Ａ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、パッキン３４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、圧力流体によってロッド組立体１７Ａ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、ロッド組立体１７Ａ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１３Ｂ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、パッキン３４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、圧力流体によってロッド組立体１７Ａ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、ロッド組立体１７Ａ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。

　図１３Ｃに示す流体圧シリンダ１０Ｅも、いわゆる単動型シリンダとして構成されている。流体圧シリンダ１０Ｅは、ロッド組立体１７Ｐを備える。ロッド組立体１７Ｐにおいて、ロッド部材２０の基端部に装着されたダンパ部材４０Ｂは、円環状に形成されている。

　ロッド部材２０の先端部には、ロッド先端部材９４が装着されている。ロッド先端部材９４は、上述したロッド先端部材９０（図１１Ｂ）又はロッド先端部材９２（図１１Ｃ）と同様に構成されてよい。ロッド部材２０の中空部にはスプリング１５６が挿入されている。スプリング１５６は、ロッド先端部材９４とヘッドカバー１４との間に配置されている。このように構成された流体圧シリンダ１０Ｅは、上述した流体圧シリンダ１０Ｄと同様に動作する。

　図１４Ａに示す流体圧シリンダ１０Ｆのロッド組立体１７Ｑは、内周面に雌ネジ部１６０が形成された中空状のロッド部材２０Ｊと、ロッド部材２０Ｊの外周部に装着されたパッキン３４と、ロッド部材２０Ｊに挿入されるとともにロッド部材２０Ｊに螺合した調整ボルト１６２とを備える。調整ボルト１６２の外周部には、雌ネジ部１６０に螺合する雄ネジ部１６３が形成されている。調整ボルト１６２は、ロッド部材２０Ｊから先端方向（矢印Ｘ１方向）に突出している。ロッド部材２０Ｊよりも先端側で、調整ボルト１６２には調整ナット１６４が螺合している。ロッド部材２０Ｊの基端部には、ダンパ部材４０が装着されている。

　このように構成されたロッド組立体１７Ｑによれば、ロッド部材２０Ｊからヘッドカバー１４側に突出する調整ボルト１６２の突出長さを調整することで、ロッド部材２０Ｊのシリンダチューブ１２内への引き込み量を調整することができる。

　図１４Ｂに示す流体圧シリンダ１０Ｇのロッド組立体１７Ｒでは、上述した調整ボルト１６２（図１４Ａ）よりも短い調整ボルト１６６が採用されている。調整ボルト１６６がロッド部材２０Ｊよりもヘッドカバー１４側に突出した状態では、調整ボルト１６６の先端部１６６ａは、ロッド部材２０Ｊの中空部内に位置する。調整ボルト１６６の先端部１６６ａには雄ネジ部１６３が形成されておらず、当該先端部１６６ａの外径は、雄ネジ部１６３が設けられた部分の外径よりも小さい。

　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（図３のロッド組立体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。

Claims

　流体圧装置の摺動孔（１３、１０３）に沿って往復動作するロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）であって、
　ロッド部材（２０、２０Ａ～２０Ｊ、１０８）と、
　前記ロッド部材（２０、２０Ａ～２０Ｊ、１０８）の外周部に装着され、前記摺動孔（１３、１０３）に沿って摺動するパッキン（３４、３４Ａ、３４Ｂ）と、を備える、
　ことを特徴とするロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）。
　請求項１記載のロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）において、
　前記ロッド部材（２０、２０Ａ～２０Ｊ、１０８）の前記外周部には、周方向に延在するストッパ装着溝（５０）が設けられ、
　前記ストッパ装着溝（５０）には、周方向に複数に分割されたストッパ部材（５２）が装着されており、
　前記パッキン（３４、３４Ａ、３４Ｂ）は前記ストッパ部材（５２）を覆っており、これにより、前記パッキン（３４、３４Ａ、３４Ｂ）が前記ストッパ部材（５２）により支持されるとともに前記ストッパ部材（５２）が前記ストッパ装着溝（５０）から離脱することが阻止されている、
　ことを特徴とするロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）。
　請求項１記載のロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）において、
　前記パッキン（３４、３４Ａ、３４Ｂ）は、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパを兼ねる、
　ことを特徴とするロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）。
　請求項１記載のロッド組立体において、
　前記ロッド部材は、中空状に形成されている、
　ことを特徴とするロッド組立体。
　請求項４記載のロッド組立体において、
　前記ロッド部材の一端部には、ストロークエンド到達時の衝撃を緩和するダンパ部材（４０、４０Ａ、４０Ｂ）が装着されており、
　前記ダンパ部材（４０、４０Ａ、４０Ｂ）は、前記ロッド部材の中空部を気密又は液密に閉塞している、
　ことを特徴とするロッド組立体。
　請求項５記載のロッド組立体において、
　前記ダンパ部材（４０、４０Ａ、４０Ｂ）の外周部は、前記ロッド部材の内周部に装着されている、
　ことを特徴とするロッド組立体。
　請求項５記載のロッド組立体において、
　前記ロッド部材の中空部には、前記ダンパ部材（４０、４０Ａ、４０Ｂ）よりも硬質に構成されるとともに前記ダンパ部材（４０、４０Ａ、４０Ｂ）を支持する支持部材（６２）が配置されている、
　ことを特徴とするロッド組立体。
　請求項１記載のロッド組立体において、
　前記ロッド部材の外周部には、マグネット装着溝（４９）が設けられ、
　前記マグネット装着溝（４９）に環状のマグネット（４８、４８Ａ）が装着されている、
　ことを特徴とするロッド組立体。
　請求項１記載のロッド組立体（１７Ｂ）において、
　パッキン（３４Ａ）には、軸方向に深さを有する少なくとも１つのマグネット装着溝（７０）が設けられ、
　前記少なくとも１つのマグネット装着溝（７０）にマグネット（７２）が装着されている、
　ことを特徴とするロッド組立体（１７Ｂ）。
　請求項９記載のロッド組立体（１７Ｂ）において、
　前記パッキン（３４Ａ）の外周形状は、非円形形状であり、
　前記少なくとも１つのマグネット装着溝（７０）は、周方向に間隔を置いて設けられた複数のマグネット装着溝（７０）を有し、
　前記複数のマグネット装着溝（７０）の一部のみに、前記マグネット（７２）が装着されている、
　ことを特徴とするロッド組立体（１７Ｂ）。
　内部に摺動孔（１３、１０３）を有するボディと、
　前記摺動孔（１３、１０３）に沿って往復移動可能に配置されたロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）と、を備え、
　前記ロッド組立体（１７Ａ～１７Ｒ）は、ロッド部材（２０、２０Ａ～２０Ｊ、１０８）と、前記ロッド部材（２０、２０Ａ～２０Ｊ、１０８）の外周部に装着され、前記摺動孔（１３、１０３）に沿って摺動するパッキン（３４、３４Ａ、３４Ｂ）とを有する、
　ことを特徴とする流体圧装置。
　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（１０Ａ～１０Ｇ）、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。