(57)【要約】【課題】流体圧シリンダの製造コストの低減を図ると共に組付作業性を良好とし、しかも、作動性の向上を図る。【解決手段】ヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間には、薄厚の金属製材料から管状に形成され、径方向に弾性変形可能なチューブ１２が設けられると共に、前記チューブ１２の内部にはピストン１８が軸線方向に沿って変位自在に設けられる。このチューブ１２は、その両端部がヘッドカバー１４及びロッドカバー１６のインロー部２６、３６に嵌合され、前記チューブ１２の内部に圧力流体が供給されることにより断面真円状に変形し、且つ、前記ピストン１８の外周面に設けられたピストンパッキン６４が前記チューブ１２の内周面１２ａに摺接しながら変位する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に形成され、内部にシリンダ室を有するシリンダチューブと、
前記シリンダチューブの両端部に装着され、前記シリンダ室を閉塞する一組のエンドブロックと、
前記シリンダ室に設けられ、該シリンダチューブの軸線方向に沿って変位自在なピストンと、
を備え、
前記シリンダチューブは、弾性変形可能な材質で形成され、前記シリンダ室内に前記圧力流体が供給された際、該圧力流体の圧力によって半径外方向に変形すると共に、該シリンダチューブの内壁面に前記ピストンの外周面に設けられたシール部材が摺接することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記シリンダチューブは、前記シール部材が摺接することによって半径外方向に押圧されることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の流体圧シリンダにおいて、
前記一組のエンドブロックの間には、一方のエンドブロックと他方のエンドブロックとの離間距離を保持するための保持手段が設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項４】
請求項３記載の流体圧シリンダにおいて、
前記保持手段は、前記一方のエンドブロックと他方のエンドブロックとを連結する連結ロッドであることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項５】
請求項３記載の流体圧シリンダにおいて、
前記保持手段は、前記一方のエンドブロックと他方のエンドブロックとの間に挟持され、前記シリンダチューブの外周側に配設された筒状の保護カバーであることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に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壁面には、潤滑剤の充填される溝部が設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に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外周面には、保護材が巻回されることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項８】
請求項１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外周側には、負圧流体の供給される負圧室が設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項９】
請求項１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断面形状を変形させた状態で保持可能な拘束手段を備えることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項１０】
請求項９記載の流体圧シリンダにおいて、
前記拘束手段は、前記シリンダチューブの外周側に設けられる第１拘束部と、  
前記エンドブロックに設けられ、該シリンダチューブの端部を保持可能な第２拘束部と、
を有することを特徴とする流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力流体の供給作用下に変位自在なピストンを有した流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、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が用いられている。
【０００３】
このような流体圧シリンダでは、その内部に圧力流体の供給される中空状のシリンダチューブと、該シリンダチューブの一端部を閉塞するヘッドカバーと、前記シリンダチューブに内装されるピストンと、該シリンダチューブの他端部に装着され、前記ピストンに連結されたピストンロッドを変位自在に保持するロッドカバーとを備える。そして、例えば、ヘッドカバーに設けられた一方のポートからシリンダチューブの内部に圧力流体を供給することにより、外周面に設けられたピストンパッキンを摺接させた状態でピストンが軸線方向に沿って変位し、反対に、ロッドカバーに設けられた他方のポートから圧力流体を供給することにより、前記ピストンが押圧されて前記とは反対方向に変位する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３３１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような特許文献１に係る流体圧シリンダでは、ピストンが、シリンダチューブの内部に設けられ、該ピストンに装着されたピストンパッキンが前記シリンダチューブの内周面に摺接しながら変位する構成としているため、シリンダチューブの内部にピストンを組み付ける際に、該シリンダチューブの軸心とピストンの軸心とを正確に一致させる必要がある。換言すれば、シリンダチューブとピストンとを同軸上に配置する必要がある。そのため、シリンダチューブとピストンとの組付作業が煩雑となり、組付工数が増大してしまうと共に、前記シリンダチューブ及びピストンに対して施される加工精度が要求され、その結果、流体圧シリンダにおける製造工程及びコストの増大を招くという問題がある。
【０００６】
また、シリンダチューブの両端部に対してヘッドカバー及びロッドカバーを組み付ける際にも同様に、該シリンダチューブとヘッドカバー及びロッドカバーとを同軸上に配置する必要があり、その組付作業が煩雑となり、組付工数が増大してしまう。
【０００７】
さらに、近年、流体圧シリンダにおけるピストンの摺動抵抗を低減し、より少量の圧力流体で前記ピストンを駆動させたいという要請がある。
【０００８】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、製造コストの低減を図ると共に組付作業性を良好とし、しかも、作動性の向上を図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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、中空状に形成され、内部にシリンダ室を有するシリンダチューブと、
前記シリンダチューブの両端部に装着され、前記シリンダ室を閉塞する一組のエンドブロックと、
前記シリンダ室に設けられ、該シリンダチューブの軸線方向に沿って変位自在なピストンと、
を備え、
前記シリンダチューブは、弾性変形可能な材質で形成され、前記シリンダ室内に前記圧力流体が供給された際、該圧力流体の圧力によって半径外方向に変形すると共に、該シリンダチューブの内壁面に前記ピストンの外周面に設けられたシール部材が摺接することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、中空状のシリンダチューブが、弾性変形可能な材質で形成され、該シリンダチューブの両端部に一組のエンドブロックがそれぞれ装着されることにより、前記シリンダチューブの内部に形成され、ピストンが変位自在に設けられたシリンダ室が閉塞される。そして、シリンダ室の内部に供給される圧力流体によってピストンをシリンダチューブに沿って変位させる際、該ピストンの外周面に設けられたシール部材が前記シリンダチューブの内壁面に摺接しながら変位する。
【００１１】
従って、シリンダチューブの内部に圧力流体が供給されることにより、該シリンダチューブが前記圧力流体の圧力によって半径外方向に均等に押圧されて断面円形状に変形するため、前記シリンダチューブの真円度を容易に確保でき、該シリンダチューブとピストンに設けられたシール部材との片当り等を確実に回避することができる。その結果、ピストンがシリンダチューブに沿って変位する際の摺動抵抗を低減させることができ、前記ピストンを円滑に変位させることが可能となる。また、シール部材の摺動抵抗が低減されるため、低い圧力で該ピストンを変位させることができる。
【００１２】
また、従来、シリンダチューブの内周面に施されていた真円加工を行う必要がなく、容易に前記シリンダチューブの真円度を確保することができるため、加工コストの低減を図ることが可能となる。
【００１３】
さらに、シリンダチューブをエンドブロックに対して嵌合させることによって容易に該シリンダチューブの位置決めを行うことができ、該シリンダチューブを一組のエンドブロックと同軸上に組み付けることができるため、前記シリンダチューブを含む流体圧シリンダの組付性を向上させることができる。
【００１４】
また、シリンダチューブは、シール部材を摺接させることによって半径外方向に押圧されるとよい。これにより、ピストンの外周面に設けられたシール部材とシリンダチューブとを密着させることができ、前記ピストンとシリンダチューブとの間を通じたシリンダ室内からの圧力流体の漏出を確実に阻止することができると共に、前記シリンダチューブが断面円形状であるため、前記ピストンが前記シリンダチューブに沿って変位する際の摺動抵抗が該シリンダチューブの周方向で一定となり、前記ピストンを円滑に変位させることが可能となる。
【００１５】
さらに、一組のエンドブロックの間に、一方のエンドブロックと他方のエンドブロックとの離間距離を保持するための保持手段を設けることにより、前記エンドブロック間に設けられたシリンダチューブに対して軸線方向への荷重が付与されることを回避でき、該シリンダチューブの意図しない変形が阻止される。
【００１６】
さらにまた、保持手段を、一方のエンドブロックと他方のエンドブロックとを連結する連結ロッドとするとよい。
【００１７】
またさらに、保持手段を、一方のエンドブロックと他方のエンドブロックとの間に挟持され、シリンダチューブの外周側に配設された筒状の保護カバーとするとよい。
【００１８】
また、シリンダチューブの内壁面に、潤滑剤の充填される溝部を設けることにより、ピストンに設けられたシール部材が前記シリンダチューブの内壁面に摺接しながら変位する際、前記ピストンと前記シリンダチューブとの間を潤滑剤によって潤滑することができるため、前記ピストンをより一層円滑に変位させることが可能となる。
【００１９】
さらに、シリンダチューブの外周面に、保護材を巻回することにより、前記保護材によって前記シリンダチューブの意図しない変形を防止することができる。
【００２０】
さらにまた、シリンダチューブの外周側に、負圧流体の供給される負圧室を設けることにより、前記シリンダチューブを半径外方向に好適に吸引することができるため、前記シリンダチューブの内部に供給される圧力流体と共に、該シリンダチューブの真円度を向上させることが可能となる。
【００２１】
またさらに、シリンダチューブの断面形状を変形させた状態で保持可能な拘束手段を備えることにより、断面形状の異なるシリンダチューブを簡便に形成することができる。
【００２２】
また、拘束手段は、シリンダチューブの外周側に設けられる第１拘束部と、エンドブロックに設けられ、該シリンダチューブの端部を保持可能な第２拘束部とから構成するとよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２４】
すなわち、中空状のシリンダチューブを、弾性変形可能な材質で中空状に形成し、該シリンダチューブの両端部に一組のエンドブロックをそれぞれ装着することにより、前記シリンダチューブのシリンダ室に圧力流体が供給された際、該圧力流体の圧力によって半径外方向に均等に押圧されて断面円形状に変形させることができるため、前記ピストンに設けられたシール部材がシリンダチューブの内周面に摺接し、軸線方向に沿って変位する際の摺動抵抗を低減させ、前記ピストンを円滑に変位させることができる。また、シリンダチューブの内壁面に対して真円加工を行う必要がなく、加工コストの低減を図ることが可能となり、しかも、前記シリンダチューブを一組のエンドブロックに対して嵌合させることによって容易に該シリンダチューブの位置決めを行うことができるため、前記シリンダチューブを含む流体圧シリンダの組付性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダの外観斜視図である。
【図２】図１に示す流体圧シリンダの全体断面図である。
【図３】図２のピストン近傍を示す拡大断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】チューブの内周面に潤滑溝が設けられた第１変形例に係る流体圧シリンダの拡大断面図である。
【図６】チューブの外周面に保護材が装着された第２変形例に係る流体圧シリンダの拡大断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る流体圧シリンダの一部省略外観斜視図である。
【図１１】図１０に示す流体圧シリンダの分解斜視図である。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。
【図１３】図１３Ａは、断面長円状の拘束孔を有した変形例に係る拘束部材の断面図であり、図１３Ｂは、断面四角形状の拘束孔を有した変形例に係る拘束部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２７】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。
【００２８】
この流体圧シリンダ１０は、図１〜図３に示されるように、円筒状に形成されるチューブ（シリンダチューブ）１２と、前記チューブ１２の一端部に装着されるヘッドカバー（エンドブロック）１４と、前記チューブ１２の他端部に装着されるロッドカバー（エンドブロック）１６と、前記チューブ１２の内部を軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位するピストン１８と、前記チューブ１２を間にして前記ヘッドカバー１４とロッドカバー１６とを互いに連結する複数の連結ロッド２０とを含む。なお、ヘッドカバー１４とロッドカバー１６とは、チューブ１２と共に互いに向かい合うように一直線上に配置される。
【００２９】
チューブ１２は、例えば、薄板状の金属製材料から断面円形状に形成され、径方向に弾性変形可能な筒体である。このチューブ１２は、略一定径且つ一定厚さで軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在し、その一端部が、ヘッドカバー１４の端面に形成されたインロー部２６（後述する）に嵌合されると共に、他端部が、ロッドカバー１６の端面に設けられたインロー部３６（後述する）に嵌合される。これにより、チューブ１２の中心が、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６の軸線と同軸上となるように位置決めされ、その内部に密閉されたシリンダ室２２が構成される。
【００３０】
なお、このチューブ１２を、例えば、シームレス管、マイクロプラズマ溶接管で構成することにより、該チューブ１２の内周面１２ａの面粗度を確保することが可能となり、前記内周面１２ａに対して別途仕上げ加工を行う必要がなく好適である。この結果、チューブ１２を含む流体圧シリンダ１０の製造工程を短縮化できると共に、製造コストの削減を図ることもできる。
【００３１】
ヘッドカバー１４は、例えば、鋳造成形によって形成された断面略矩形状のブロック体からなり、圧力流体の供給・排出される第１ポート２３と、後述するピストンロッド４０の挿入される第１ロッド孔２４と、チューブ１２の一端部が嵌合されるインロー部２６とを有する。この第１ロッド孔２４は、ヘッドカバー１４の中央部に形成され、ロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）が開口すると共に、側部に開口した第１ポート２３と連通している。
【００３２】
インロー部２６は、ヘッドカバー１４の端部から断面円形状で突出し、且つ、前記端部から離間する方向（図２中、矢印Ａ方向）に向かって外周面が徐々に縮径するテーパ状に形成される。詳細には、このインロー部２６は、ヘッドカバー１４をダイカスト等の金型鋳造で製造する際、金型から鋳造品を取り出すために設けられた抜き勾配である。
【００３３】
また、インロー部２６の中央には、第１ロッド孔２４が軸線方向に沿って貫通すると共に、前記第１ロッド孔２４には、内周面の環状溝を介してクッションパッキン２８が設けられている。
【００３４】
さらに、ヘッドカバー１４には、その四隅となる位置にそれぞれ連結ロッド２０の挿通される複数（例えば、４個）の第１孔部３０（図４参照）が形成され、軸線方向に沿って貫通している。
【００３５】
ロッドカバー１６は、ヘッドカバー１４と同様に、例えば、鋳造成形によって形成された断面略矩形状のブロック体からなり、圧力流体の供給・排出される第２ポート３２と、後述するピストンロッド４０の挿通される第２ロッド孔３４と、チューブ１２の端部が嵌合されるインロー部３６と、連結ロッド２０の挿通される第２孔部３８とを有する。この第２ロッド孔３４は、ロッドカバー１６の中央部に形成されて軸線方向に沿って貫通し、側部に開口した第２ポート３２と連通すると共に、インロー部３６側（矢印Ｂ方向）が半径外方向に拡径して形成される。
【００３６】
また、第２ロッド孔３４の内周面には、ピストンロッド４０を支持するブッシュ４２と、該ピストンロッド４０との間を通じた圧力流体の漏出を阻止するロッドパッキン４４とが環状溝を介してそれぞれ設けられる。
【００３７】
一方、インロー部３６は、ロッドカバー１６の端部から断面円形状に突出し、且つ、前記端部から離間する方向（図２中、矢印Ｂ方向）に向かって外周面が徐々に縮径するテーパ状に形成される。詳細には、このインロー部３６は、上述したインロー部２６と同様に、ロッドカバー１６をダイカスト等の金型鋳造で製造する際、金型から鋳造品を取り出すために設けられた抜き勾配である。
【００３８】
また、インロー部３６の中央には、第２ロッド孔３４が軸線方向に沿って貫通すると共に、前記第２ロッド孔３４には、内周面の環状溝を介してクッションパッキン４６が設けられている。
【００３９】
また、ロッドカバー１６には、その四隅となる位置にそれぞれ連結ロッド２０の挿通される複数（例えば、４個）の第２孔部３８が形成され、軸線方向に沿って貫通している。
【００４０】
このヘッドカバー１４及びロッドカバー１６は、互いのインロー部２６、３６が対向するように配置され、該インロー部２６、３６の外周面には環状のシールリング５０ａ、５０ｂがそれぞれ装着される。そして、シールリング５０ａ、５０ｂは、前記インロー部２６、３６に嵌合されたチューブ１２の内周面１２ａに当接してシリンダ室２２内の気密を保持する。
【００４１】
また、ヘッドカバー１４の第１ポート２３及びロッドカバー１６の第２ポート３２に対して圧力流体が供給されることにより、第１ロッド孔２４及び第２ロッド孔３４を通じてチューブ１２の内部に前記圧力流体が供給される。
【００４２】
連結ロッド２０は、例えば、４本設けられ、所定長さを有する軸体からなり、太軸部５２と、該太軸部５２の両端部にそれぞれ形成され、外周面にねじの刻設された一対の細軸部５４とからなる。細軸部５４は、ヘッドカバー１４の第１孔部３０、ロッドカバー１６の第２孔部３８に挿通可能な直径で形成される。
【００４３】
そして、連結ロッド２０は、その一端部側の細軸部５４がヘッドカバー１４の第１孔部３０に挿通され、他端部側の細軸部５４がロッドカバー１６の第２孔部３８に挿通された後、前記細軸部５４にそれぞれワッシャ５６を挿通してナット５８を螺合させる。
【００４４】
これにより、ヘッドカバー１４とロッドカバー１６とがチューブ１２を挟むようにして連結ロッド２０によって連結される。
【００４５】
詳細には、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６の端面が、連結ロッド２０における太軸部５２の端部に当接し、互いに接近する方向への移動が規制された状態で該連結ロッド２０に螺合されるナット５８によって固定される。これにより、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６は、連結ロッド２０に対して軸線方向への変位が規制された状態で互いに固定されるため、前記ヘッドカバー１４、ロッドカバー１６及び連結ロッド２０によって流体圧シリンダ１０の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った剛性が確保されることとなり、前記ヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間に設けられたチューブ１２に対して軸線方向に沿った荷重が付与されることが回避される。
【００４６】
換言すれば、連結ロッド２０は、流体圧シリンダ１０に対して軸線方向に沿った荷重が付与された際、該荷重が弾性変形可能なチューブ１２に対して付与されることを阻止する目的で設けられている。
【００４７】
ピストン１８は、断面円形状に形成され、その中央部には、貫通孔を通じてピストンロッド４０の一端部が挿通され、該ピストン１８の両端面に設けられた突起を半径内方向に変形させることによって前記ピストンロッド４０を加締めて一体的に固定している。
【００４８】
一方、ピストン１８の外周面には、環状溝を介してウェアリング６０、マグネット６２及びピストンパッキン（シール部材）６４が設けられる。なお、ウェアリング６０、マグネット６２及びピストンパッキン６４は、ピストン１８の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って互いに所定間隔離間して配置される。詳細には、ウェアリング６０が最もヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となるように設けられ、ピストンパッキン６４が最もロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）となるように設けられると共に、マグネット６２が前記ウェアリング６０とピストンパッキン６４との間となるように設けられる。
【００４９】
そして、ピストンパッキン６４が、チューブ１２の内周面１２ａに摺接し、チューブ１２内に設けられたシリンダ室２２をピストン１８によって２分割すると共に、前記シリンダ室２２内の気密を保持している。また、ピストンパッキン６４の外周径は、ピストン１８の外周面より大きく、且つ、チューブ１２の内周径より若干だけ大きく設定されている。
【００５０】
ピストンロッド４０は、一端部側（矢印Ｂ方向）にピストン１８が固定され、他端部側（矢印Ａ方向）がロッドカバー１６によって変位自在に支持される。このピストン１８の一端部近傍には、外周面を覆うように円筒状の第１及び第２クッションリング６６、６８が装着される。
【００５１】
第１クッションリング６６は、ピストン１８に対してヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）となる位置に設けられ、ピストン１８の変位作用下に第１ロッド孔２４に挿入可能に設けられる。そして、ピストン１８と共にピストンロッド４０がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと変位した際、第１クッションリング６６の外周面にクッションパッキン２８が摺接する。
【００５２】
第２クッションリング６８は、ピストン１８に対してロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）となる位置に設けられ、ピストン１８の変位作用下に第２ロッド孔３４に挿入可能に設けられる。そして、ピストン１８と共にピストンロッド４０がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと変位した際、第２クッションリング６８の外周面にクッションパッキン４６が摺接する。すなわち、第１クッションリング６６と第２クッションリング６８とは、ピストン１８を挟んで同軸上となるようにピストンロッド４０に沿って設けられている。
【００５３】
本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ピストン１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）に変位し、第１クッションリング６６が第１ロッド孔２４に収容された状態を初期位置として説明する。
【００５４】
先ず、図示しない圧力流体供給源を配管を介して第１ポート２３へと接続し、圧力流体を前記第１ポート２３に供給することにより、該圧力流体が第１ロッド孔２４を通じてチューブ１２の内部におけるシリンダ室２２の一方側へと導入され、ピストン１８におけるヘッドカバー１４側の端面を押圧し、前記ピストン１８をロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと変位させる。なお、この際、第２ポート３２は大気開放状態としておく。
【００５５】
この際、図４に示されるように、シリンダ室２２に導入された圧力流体の圧力Ｐによってチューブ１２が半径外方向に均等に押圧され、該チューブ１２が弾性変形して断面真円状となる。これにより、断面真円状となったチューブ１２に沿って断面円形状のピストン１８を円滑に変位させることができる。すなわち、チューブ１２を、径方向に弾性変形可能な薄板材からなる管体とすることにより、その内部に導入された圧力流体の圧力Ｐによって該チューブ１２を半径外方向に均等に変形させて断面真円状とすることができる。その結果、従来、チューブの内周面に対して行われていた真円加工を不要とすることができる。
【００５６】
また、ピストン１８の外周面に設けられたピストンパッキン６４が、チューブ１２の内周面１２ａに摺接し、該チューブ１２を半径外方向に若干だけ押圧しながら該ピストン１８と共に変位する。これにより、ピストンパッキン６４とチューブ１２とが密着するため、該ピストンパッキン６４とチューブ１２の内周面１２ａとの間を通じた圧力流体の漏出が確実に防止されシリンダ室２２内の気密が保持される。
【００５７】
このように、第１ポート２３からチューブ１２の内部に圧力流体が供給されることにより、ピストン１８が前記圧力流体による押圧作用下にロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）に向かって変位し、ピストンロッド４０が前記ロッドカバー１６の外部に突出した変位終端位置となる。
【００５８】
次に、第１ポート２３に供給されている圧力流体を、図示しない切換弁の切換作用下に第２ポート３２へと供給することにより、前記圧力流体が第２ロッド孔３４を通じてシリンダ室２２へと導入され、ピストン１８におけるロッドカバー１６側の端面を押圧し、前記ピストン１８をヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと変位させる。なお、この際、第１ポート２３は大気開放状態としておく。
【００５９】
この場合も同様に、シリンダ室２２に導入された圧力流体によってチューブ１２が半径外方向に均等に押圧され、該チューブ１２が弾性変形して断面真円状となる。これにより、断面真円状となったチューブ１２に沿って断面円形状のピストン１８を円滑に変位させることができる。また、ピストン１８の外周面に設けられたピストンパッキン６４が、チューブ１２の内周面１２ａに当接し、該チューブ１２を半径外方向に若干だけ押圧しながら該ピストン１８と共に変位するため、前記ピストンパッキン６４とチューブ１２とが密着し、該ピストンパッキン６４とチューブ１２の内周面１２ａとの間を通じた圧力流体の漏出が確実に防止される。
【００６０】
以上のように、第１の実施の形態では、ヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間に、弾性変形可能な薄板材からなる円筒状のチューブ１２を設け、前記チューブ１２の内部にピストン１８を変位自在に設けている。そして、チューブ１２の内部に圧力流体を導入し、ピストン１８を押圧して前記チューブ１２に沿って変位させる際、チューブ１２が前記圧力流体の圧力によって半径外方向に均等に押圧されて断面真円状に変形するため、該チューブ１２の内部を変位する断面円形状のピストン１８に設けられたピストンパッキン６４との片当り等を回避することができ、それに伴って、前記ピストン１８が変位する際の摺動抵抗を低減させることが可能となる。
【００６１】
その結果、ピストン１８をチューブ１２に沿って円滑に変位させることができる。すなわち、ピストン１８の外周面に装着されたピストンパッキン６４との摺動抵抗が低減されることによって供給される圧力流体の圧力が低い場合（低圧時）でも前記ピストン１８を円滑に変位させることができる。
【００６２】
また、供給された圧力流体の圧力を利用してチューブ１２を変形させ断面真円状とすることができるため、従来、シリンダチューブの内周面に施されていた真円加工（例えば、切削加工）を行う必要がなく、前記チューブ１２の内周面１２ａの真円度を容易に確保することができるため、加工コストの低減を図ることが可能となる。
【００６３】
さらに、チューブ１２の両端部を、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６におけるインロー部２６、３６に嵌合させることによって容易に該チューブ１２の位置決めを行うことができ、該チューブ１２を前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６と同軸上に組み付けることができる。すなわち、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６に対するチューブ１２の組付性を向上させることが可能となる。
【００６４】
さらにまた、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６のインロー部２６、３６には、チューブ１２を嵌合させるためにあらためて加工を行う必要がなく、例えば、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６を成形によって製造する際に形成されるインロー部２６、３６の抜き勾配を利用して前記チューブ１２の位置決めを確実且つ簡単に行うことができる。その結果、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６を含む流体圧シリンダ１０の製造工程の短縮化と製造コストの削減を図ることができる。
【００６５】
また、流体圧シリンダ１０における軸線方向の剛性は、ヘッドカバー１４とロッドカバー１６とを所定距離だけ離間させて保持する複数の連結ロッド２０で確実且つ安定的に確保することができ、しかも、チューブ１２に対して軸線方向の荷重が付与されることが回避される。すなわち、この流体圧シリンダ１０は、連結ロッド２０で剛性を確保し、チューブ１２によってシリンダ室２２内の気密を確保する構成としている。
【００６６】
さらに、チューブ１２が圧力流体によって半径外方向に均等に押圧されて断面真円状となっているため、チューブ１２に摺接したピストンパッキン６４に対する半径内方向への押圧力を、該ピストンパッキン６４の周方向において均等化することができる。これにより、シリンダチューブの内周面に施されていた真円加工を行っていた従来の流体圧シリンダと比較し、ピストン１８が変位する際の摺動抵抗が低減され、前記ピストン１８を円滑に駆動させることが可能となる。
【００６７】
また、図５に示されるように、上述した流体圧シリンダ１０を構成するチューブ１２の内周面１２ａに、半径外方向に若干だけ窪んだ潤滑溝（溝部）８０を設けるようにしてもよい。この潤滑溝８０は、例えば、チューブ１２の軸線方向に沿って等間隔離間した複数の環状溝からなり、その内部にグリス等の潤滑剤８２が充填される。これにより、ピストン１８がチューブ１２に沿って軸線方向に変位する際、そのピストン１８の外周面が、潤滑溝８０の潤滑剤８２と対峙するため、前記外周面に対して前記潤滑剤８２が付着し、該ピストン１８とチューブ１２との間の潤滑が好適に行われる。その結果、ピストン１８をチューブ１２に沿ってより一層円滑に変位させることが可能となる。
【００６８】
さらに、図６に示されるように、チューブ１２の外周面に対して保護材９０を巻きつけ、該チューブ１２の剛性を高めるようにしてもよい。この保護材９０は、例えば、樹脂、ゴム、カーボン繊維等からシート状に形成され、チューブ１２の外周面に対して所定厚さとなるように巻回される。なお、この保護材９０の厚さは、チューブ１２の弾性変形に影響を及ぼすことのない厚さに設定される。これにより、保護材９０を装着しない場合と比較し、チューブ１２の剛性を確実且つ容易に向上させることができる。
【００６９】
次に、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００を図７に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
この第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００では、チューブ１２の外側を覆うように筒状の保護カバー１０２を設けている点で、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と相違している。
【００７１】
この保護カバー１０２は、例えば、金属製材料から円筒状に形成され、その直径がチューブ１２の直径に対して大きく設定されると共に、前記チューブ１２の肉厚に対して厚く形成される。そして、保護カバー１０２は、チューブ１２に対して半径外方向に等間隔離間するように設けられる。
【００７２】
また、保護カバー１０２は、その両端部がそれぞれヘッドカバー１４及びロッドカバー１６の端面に設けられた段部１０４ａ、１０４ｂにそれぞれ係合される。そして、保護カバー１０２は、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６が連結ロッド２０によって互いに接近する方向へと引張されて該ヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間に挟持される。
【００７３】
すなわち、ヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間に保護カバー１０２を介在させることにより、流体圧シリンダ１０における軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）の剛性を確保することが可能となる。その結果、薄板材で円筒状に形成されたチューブ１２に対してヘッドカバー１４及びロッドカバー１６から軸線方向への荷重が付与されることが回避され、該荷重による前記チューブ１２の変形を確実に阻止することができる。
【００７４】
換言すれば、この流体圧シリンダ１０は、連結ロッド２０の代わりに保護カバー１０２で軸線方向の剛性を確保可能な構成としている。
【００７５】
また、チューブ１２の外周側に保護カバー１０２が設けられているため、例えば、流体圧シリンダ１００に対して他の装置等が接触した場合でも、薄板材からなるチューブ１２が前記保護カバー１０２によって確実に保護されるため、前記流体圧シリンダ１００の故障等を回避することができ、該流体圧シリンダ１００を問題なく動作させることができる。
【００７６】
次に、第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１５０を図８及び図９に示す。なお、上述した第１及び第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１００と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
この第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１５０では、チューブ１２と保護カバー１０２との間に負圧流体の供給される負圧供給室（負圧室）１５２を有している点で、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００と相違している。
【００７８】
この流体圧シリンダ１５０では、チューブ１２と保護カバー１０２との間に半径方向に所定間隔を有した負圧供給室１５２を設けると共に、前記負圧供給室１５２に負圧流体を供給するための負圧ポート１５４が設けられる。この負圧ポート１５４には、負圧流体の供給される配管１５６が接続されている。
【００７９】
そして、図示しない負圧供給装置から配管１５６及び負圧ポート１５４を通じて負圧供給室１５２へと予め負圧流体を供給しておくことにより、例えば、ピストン１８がピストンロッド４０に付与された荷重によって変位し、チューブ１２内に負圧が生じた場合においても、前記チューブ１２が前記負圧流体によって予め所定圧力で半径外方向に引張されているため、該チューブ１２が半径内方向に変形してしまうことが防止される。換言すれば、チューブ１２の内部に負圧が生じた際、該チューブ１２が半径内方向に座屈してしまうことを確実に防止できる。
【００８０】
また、圧力流体によってチューブ１２を内部から半径外方向に押圧して断面真円状とするのに加え、前記チューブ１２の外周面を負圧流体によって半径外方向に引張することによって該チューブ１２の真円度をさらに向上させることが可能となる。
【００８１】
なお、上述した負圧ポート１５４を通じて負圧流体を負圧供給室１５２へと供給する代わりに、チューブ１２内の圧力が減圧された際に外気と連通させるリリーフ弁（図示せず）を設けるようにしてもよい。これにより、チューブ１２内が負圧となった場合にも、リリーフ弁を通じて外気（大気）を前記チューブ１２内へと導入できるため、前記チューブ１２が負圧作用下に半径内方向へ変形してしまうことを防止できる。
【００８２】
次に、第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ２００を図１０〜図１２に示す。なお、上述した第１〜第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１００、１５０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８３】
この第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ２００では、上述した保護カバー１０２の代わりに、チューブ１２の断面形状を弾性変形させた状態で保持可能な拘束部材（第１拘束部）２０２が設けられる点で、第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１５０と相違している。
【００８４】
この流体圧シリンダ２００は、ヘッドカバー２０４のインロー部（第２拘束部）２０４ａが、断面略三角形状に形成されると共に、ロッドカバー２０６のインロー部（第２拘束部）２０６ａが、同様に断面略三角形状に形成される。インロー部２０４ａ、２０６ａは、ヘッドカバー２０４とロッドカバー２０６との間に配設されるチューブ１２を挟んで対称形状となるように形成されると共に、前記インロー部２０４ａ、２０６ａの外周長が、チューブ１２の内周長と同等となるように形成される。なお、上述した拘束部材２０２及びインロー部２０４ａ、２０６ａが、チューブ１２の断面形状を自在に変形させて保持可能な拘束手段として機能する。
【００８５】
すなわち、チューブ１２に対してヘッドカバー２０４及びロッドカバー２０６を組み付ける際、該チューブ１２の両端部をインロー部２０４ａ、２０６ａにそれぞれ挿入することによって該両端部が断面略三角形状に弾性変形し、該インロー部２０４ａ、２０６ａに対して嵌合される。換言すれば、チューブ１２の両端部はインロー部２０４ａ、２０６ａの断面形状に倣うように弾性変形する。
【００８６】
拘束部材２０２は、例えば、対称形状で形成され、分割可能な一組の第１及び第２ブロック体２０８、２１０からなり、その中央部には、インロー部２０４ａ、２０６ａの断面形状と同形状となる断面略三角形状の拘束孔２１２が形成される。  すなわち、第１ブロック体２０８と第２ブロック体２１０とを分割することにより、その内部に形成された拘束孔２１２が２等分される。この拘束孔２１２は、その内周長がチューブ１２の外周長と同等となるように形成される。
【００８７】
また、第１ブロック体２０８には、その側方から水平方向に貫通したボルト孔２１４に固定ボルト２１６が挿通されると共に、第２ブロック体２１０には、第１ブロック体２０８のボルト孔２１４と一直線上となる位置にねじ孔２１８が水平方向に貫通している。そして、第１ブロック体２０８と第２ブロック体２１０とが接合され、ボルト孔２１４に挿通された固定ボルト２１６が第２ブロック体２１０のねじ孔２１８に螺合されることにより、前記第１ブロック体２０８と第２ブロック体２１０とが、拘束孔２１２を中心として互いに連結される。
【００８８】
そして、拘束部材２０２は、ヘッドカバー２０４とロッドカバー２０６との間となるチューブ１２の略中央部近傍に設置され、前記チューブ１２を中心として第１ブロック体２０８と第２ブロック体２１０とを互いに接近させて拘束孔２１２を介して挟み込んだ後、固定ボルト２１６で連結することにより、前記チューブ１２に対して固定される。
【００８９】
この際、チューブ１２の断面形状は、断面三角形状に形成された拘束孔２１２の内周面に沿って強制的に押圧されて断面三角形状に変形する。
【００９０】
なお、この場合、チューブ１２の内部に設けられるピストン２２０も、ヘッドカバー２０４及びロッドカバー２０６のインロー部２０４ａ、２０６ａ、拘束部材２０２の拘束孔２１２の断面形状に対応した断面三角形状に形成されている。
【００９１】
このように、薄板で断面円形状に形成されたチューブ１２を、ヘッドカバー２０４及びロッドカバー２０６のインロー部２０４ａ、２０６ａ、拘束部材２０２の拘束孔２１２によって断面三角形状に変形させることができるため、断面形状の異なるチューブを別個に準備することなく、一般的な断面円形状で弾性変形可能なチューブ１２によって様々な断面形状を有した流体圧シリンダ２００を構成することが可能となる。
【００９２】
また、上述した拘束部材２０２における拘束孔２１２及びインロー部２０４ａ、２０６ａの断面形状は、断面三角形状に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、図１３Ａに示されるように、水平方向に長軸を有する断面長円状の拘束孔２１２ａを備えた拘束部材２０２ａ及びインロー部を採用するようにしてもよいし、図１３Ｂに示されるように、断面略矩形状の拘束孔２１２ｂを備えた拘束部材２０２ｂ及びインロー部を採用するようにしてもよい。なお、上述したいずれの場合にも、ピストン２２０ａ、２２０ｂを前記拘束孔２１２ａ、２１２ｂ及びインロー部の断面形状に対応した断面形状とすると共に、前記拘束孔２１２ａ、２１２ｂの内周長がチューブ１２の外周長と一致するように設定する。
【００９３】
さらに、例えば、長手寸法の短いチューブを用いて流体圧シリンダを構成する場合には、インロー部を有したヘッドカバー及びロッドカバーで前記チューブの両端部を保持することにより、断面非円形状に形成されたインロー部によって上述したような拘束部材を用いることなく前記チューブの断面形状を変形させることも可能である。
【００９４】
なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９５】
１０、１００、１５０、２００…流体圧シリンダ
１２…チューブ                      １４、２０４…ヘッドカバー
１６、２０６…ロッドカバー          １８、２２０、２２０ａ、２２０ｂ…ピストン
２０…連結ロッド                    ２２…シリンダ室
２６、３６、２０４ａ、２０６ａ…インロー部
４０…ピストンロッド                ６４…ピストンパッキン
８０…潤滑溝                        ８２…潤滑剤
９０…保護材                        １０２…保護カバー
１５２…負圧供給室                  １５４…負圧ポート
２０２…拘束部材                    ２０８…第１ブロック体
２１０…第２ブロック体              ２１２、２１２ａ、２１２ｂ…拘束孔
【図１】
2010266054.tif 000003
【図２】
2010266054.tif 000004
【図３】
2010266054.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010266054.tif 000007
【図６】
2010266054.tif 000008
【図７】
2010266054.tif 000009
【図８】
2010266054.tif 000010
【図９】
2010266054.tif 000011
【図１０】
2010266054.tif 000012
【図１１】
2010266054.tif 000013
【図１２】
2010266054.tif 000014
【図１３】
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