CN103180091B - 带助力机构的缸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带助力机构的缸装置。本发明中，输出杆（2）可上下移动地被插入壳体（1）。插入到该壳体（1）的上部内的第一活塞（21）被固定在输出杆（2），插入到上述壳体（1）的下部内的第二活塞（22）可上下移动地外嵌于上述输出杆（2）。在第一活塞（21）和第二活塞（22）之间配置锁止室（25），在第一活塞（21）的上侧以及第二活塞（22）的下侧配置第一释放室（31）以及第二释放室（32）。在上述输出杆（2）的锁止驱动工序中，若向上述锁止室（25）供给压力流体，则首先，被向上驱动的第一活塞（21）将输出杆（2）向上方驱动，接着，被向下驱动的第二活塞（22）经助力机构（36）将上述输出杆（2）向上方助力驱动。

Description

带助力机构的缸装置
技术领域
本发明涉及附设有助力机构的缸装置，更具体地说，涉及适合将工件、模具等被固定物大力地固定且保持其固定状态的技术。
背景技术
在这种带助力机构的缸装置中，以往，具有专利文献1（日本国·特开2007-268625号公报）记载的缸装置。该以往技术构成如下。
作为输出杆的夹紧杆可向上下方向移动地被插入壳体。插入到上述壳体的上部内的杆用的第一活塞被固定在夹紧杆，且在该第一活塞的上下两侧形成第一锁止室和第一释放室。插入到上述壳体的下部内的助力用的第二活塞可向上下方向移动地外嵌于上述夹紧杆，且在该第二活塞的上下两侧形成第二锁止室和第二释放室。
而且，在对上述夹紧杆进行锁止驱动时，向上述第一锁止室以及第二锁止室供给压缩空气，向下驱动上述第一活塞以及第二活塞。这样一来，首先，在上述锁止驱动的低负荷行程时，上述第一活塞向下驱动该夹紧杆，在此后的高负荷行程时，上述第二活塞经助力机构向下助力驱动该夹紧杆。
以往，上述助力机构具备设置在夹紧杆的下部的卡合槽和摆动自由地支撑在上述壳体的下部的多个爪部件。而且，在上述助力驱动时，被向下驱动的第二活塞的锥面使爪部件向半径方向的内方摆动，使该爪部件卡合在卡合槽。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-268625号公报
上述以往技术存在下述问题。
因为在前述的助力驱动时，被向下驱动的第二活塞经爪部件和卡合槽向下方助力驱动夹紧杆，所以，该助力驱动时的大的反作用力从卡合槽向上向爪部件作用，将上述的爪部件向上方大力地拉拽。因此，有必要使将上述爪部件摆动自由地支撑在壳体上的构造牢固，该支撑构造变大，缸装置大型。
另外，在上述的以往技术中，因为有必要划分形成在第一活塞的下侧的第一释放室和形成在第二活塞的上侧的第二锁止室，所以，有必要在壳体的途中高度部设置壁厚的分隔壁。因此，壳体的高度变高，缸装置进一步大型。
本发明的目的是能够小型地制造带助力机构的缸装置。
发明内容
为了实现上述的目的，下述的第一以及第二各发明例如，如图1A至图1D或者图2或图3A至图3D所示，像下述那样构成带助力机构的缸装置。
[有关第一发明]
具备可向轴心方向移动地插入壳体1的输出杆2、在上述壳体1内与上述输出杆2连结的杆用的第一活塞21、在上述壳体1内相对于上述第一活塞21配置成直列状，且可向轴心方向移动地外嵌于上述输出杆2的助力用的第二活塞22。构成为在上述输出杆2的锁止驱动工序中，在低负荷行程时，上述第一活塞21驱动该输出杆2，在此后的高负荷行程时，上述第二活塞22经助力机构36助力驱动该输出杆2。在上述第一活塞21和上述第二活塞22之间配置供给以及排出压力流体的锁止室25，该锁止室25构成为将上述第一活塞21和上述第二活塞22这两者向该两者离开的方向推压。将第一释放室31配置成将上述第一活塞21向上述第二活塞22侧推压，且将第二释放室32配置成将上述第二活塞22向上述第一活塞21侧推压。上述助力机构36具有被形成为在前述的助力驱动时，在设置在上述输出杆2上的传递部37和设置在上述壳体1上的承接部38之间向半径方向的内方变窄的楔空间39、被插入该楔空间39的卡合部件40、为将上述卡合部件40向半径方向的内方推压而设置在上述第二活塞22的助力部41。另外，上述助力机构36具备在上述输出杆2的上述的低负荷行程时，为将上述卡合部件40朝向上述输出杆2的外周面向半径方向的内方推压而设置在上述第二活塞22上的推压部48，也就是用于在上述助力驱动开始时将上述卡合部件40向上述楔空间39推出的推压部48，被构成为使供给到上述锁止室25的压力流体将上述第二活塞22向从上述第一活塞21离开的方向推压的力反转为朝向该第一活塞21的力，且进行助力转换，向上述输出杆2传递。
上述的第一发明发挥下述作用效果。
通过将压力流体向配置在第一活塞和第二活塞之间的锁止室供给，能够将第一活塞向壳体的一端侧推压，且将第二活塞向壳体的另一端侧推压。而且，上述锁止室的压力流体将第二活塞向另一端侧推压的力经助力机构反转，向输出杆传递。因此，助力驱动时的大的反作用力从上述输出杆经助力机构作用于壳体。因此，本发明中，作为阻止助力驱动时的大的反作用力的构造，能够替代前述的以往技术中阻止拉拽力的构造，采用阻止压缩力的构造。其结果为，能够使上述的阻止构造简洁地构成，能够小型地制造缸装置。
另外，本发明因为在第一活塞和第二活塞之间形成锁止室，且在第一活塞的外侧以及第二活塞的外侧形成第一释放室以及第二释放室，所以，与前述的以往技术不同，没有必要在壳体的途中高度部设置壁厚的分隔壁。因此，壳体的高度变低，缸装置进一步小型。
[有关第二发明]
具备可向轴心方向移动地插入壳体1的输出杆2、在上述壳体1内与上述输出杆2连结的杆用的第一活塞21、在上述壳体1内相对于上述第一活塞21配置成直列状，且可向轴心方向移动地外嵌于上述输出杆2的助力用的第二活塞22。被构成为，在上述输出杆2的锁止驱动工序中，在低负荷行程时，上述第一活塞21驱动该输出杆2，在此后的高负荷行程时，上述第二活塞22经助力机构36助力驱动该输出杆2。在上述第一活塞21和上述第二活塞22之间配置供给以及排出压力流体的锁止室25，该锁止室25被构成为将上述第一活塞21和上述第二活塞22这两者向该两者离开的方向推压。将第一释放室31配置成将上述第一活塞21向上述第二活塞22侧推压，且将第二释放室32配置成将上述第二活塞22向上述第一活塞21侧推压。上述助力机构36具有被装配在上述输出杆2和上述第二活塞22之间的卡合部件40，上述卡合部件40在上述低负荷行程时，阻止上述第二活塞22向从上述第一活塞21离开的方向移动。另外，上述助力机构36被构成为在上述高负荷行程时，使供给到上述锁止室25的压力流体将上述第二活塞22向从上述第一活塞21离开的方向推压的力经上述卡合部件40反转为朝向该第一活塞21的力，且进行助力转换，向上述输出杆2传递。
上述的第二发明发挥与前述的第一发明的作用效果实质上相同的作用效果。
[有关第三发明]
具备能够向作为轴心方向的一端侧以及另一端侧的第一端侧以及第二端侧移动地插入壳体1的输出杆2、在上述壳体1内被配置在上述第一端侧，且与上述输出杆2连结的杆用的第一活塞21、在上述壳体1内被配置在上述第二端侧，且可向轴心方向移动地外嵌于上述输出杆2的助力用的第二活塞22、被配置在上述第一活塞21和上述第二活塞22之间，供给以及排出压力流体的锁止室25，也就是被构成为将上述第一活塞21向上述第一端侧推压，且将上述第二活塞22向上述第二端侧推压的锁止室25、为将上述第一活塞21向上述第二端侧推压而配置在该第一活塞21的上述第一端侧的第一释放室31、为将上述第二活塞22向上述第一端侧推压而配置在该第二活塞22的上述第二端侧的第二释放室32。另外，具备被构成为将供给到上述锁止室25的压力流体将上述第二活塞22向上述第二端侧推压的力助力转换为向上述的第一端侧的力，向上述输出杆2传递的助力机构36。被构成为在上述输出杆2的锁止驱动工序中，在低负荷行程时，上述第一活塞21将该输出杆2向上述第一端侧驱动，在此后的高负荷行程时，上述第二活塞22经上述助力机构36将该输出杆2向上述第一端侧助力驱动。
上述的第三发明也发挥与前述的第一发明的作用效果实质上相同的作用效果。
在上述的各发明中，优选构成为向前述第一释放室31以及前述第二释放室32供给以及排出压力流体。
在这种情况下，因为没有必要在上述释放室装配释放用的复位弹簧，所以，能够省略该复位弹簧的装配空隙。因此，能够大幅缩小壳体的高度，紧凑地制造缸装置。
另外，在本发明中，优选在前述输出杆2内设置将前述第一释放室31和前述第二释放室32连接的连通孔34。
在这种情况下，因为没有必要在壳体的主干部、壳体的外部设置将上述两个释放室连接的孔、配管，所以，能够更小型地制造缸装置。
再有，本发明优选附加后述的各实施方式记载的特有的结构。
附图说明
图1中，图1A到图1D是表示本发明的第一实施方式的模式图。图1A是缸装置的释放状态的立视的剖视图。图1B是表示上述缸装置的锁止驱动行程的低负荷行程的终期状态，是与上述图1A类似的图。图1C是表示上述缸装置的助力驱动的初期状态，是与上述图1A类似的图。图1D是表示上述缸装置的助力驱动的终期的锁止状态，是与上述的图1A类似的图。
图2是表示本发明的第二实施方式的缸装置，是相当于上述图1C的图。
图3中，图3A至图3D是表示本发明的第三实施方式。图3A是表示设置在缸装置上的回转式的夹紧部件的退让状态的图，是与前述图1A类似的图。图3B是表示上述缸装置的锁止驱动工序中的上述夹紧部件的回转结束状态，是相当于前述图1A的状态和前述图1B的状态之间的状态的图。图3C是表示上述夹紧部件的锁止准备状态，是与前述图1C类似的图。图3D是表示上述夹紧部件的锁止状态，是与前述图1D类似的图。
图4是设置在上述第三实施方式中的助力机构的放大图，左半图表示释放状态，右半图表示锁止状态。
图5是表示上述助力机构的变形例，是相当于上述图4的左半图的释放状态的图。
具体实施方式
图1A至图1D是表示本发明的第一实施方式的模式图。
首先，通过表示释放状态的图1A，说明带助力机构的缸装置的构造。
输出杆2可向上下方向移动地被插入壳体1。在设于上述壳体1的上端壁（第一端壁）1a的上部孔5经封闭部件6紧密状地支撑着输出杆2的上杆部分2a，且在设于上述壳体1的下端壁（第二端壁）1b的下部孔7支撑着输出杆2的下杆部分2b。该下杆部分2b被形成为与上杆部分2a相比为大径。
在上述壳体1的主干部1c上下形成第一缸孔11和第二缸孔12。杆用的第一活塞21经封闭部件14紧密状插入第一缸孔11，该第一活塞21被固定在输出杆2。另外，助力用的第二活塞22经外封闭部件16紧密状插入第二缸孔12，且该第二活塞22经内封闭部件17可向上下方向移动地紧密状外嵌于输出杆2。
在上述第一活塞21和上述第二活塞22之间配置锁止室25。能够经锁止供排路26和锁止端口（未图示出）相对于该锁止室25供给以及排出锁止用的压缩空气。
另外，在上述第一活塞21的上侧配置第一释放室31，且在上述第二活塞22的下侧配置第二释放室32。这些第一释放室31和第二释放室32通过形成在输出杆2内的连通孔34连接。据此，能够经释放供排路27和释放端口（未图示出）相对于上述第一释放室31以及第二释放室32供给以及排出释放用的压缩空气。
在上述第二释放室32内，在输出杆2和第二活塞22设置助力机构36。该助力机构36被构成为使供给到上述锁止室25的压缩空气将上述第二活塞22向下方推压的力反转成向上方的力，且进行助力转换，向上述输出杆2传递。
上述的助力机构36像图1C或者后述的图2（助力驱动的初期状态）所示那样被构成。即、在设置在下杆部分2b的下端部的传递部37和设置在前述的下端壁1b的承接部38之间，随着趋向半径方向的内方而变窄地形成环状的楔空间39。在该楔空间39在周方向空出规定的间隔，插入多个卡合滚珠（卡合部件）40。为将上述卡合滚珠40向半径方向的内方推压，而在第二活塞22设置助力部41。更详细地说，上述的各部件构成如下。
在该第一实施方式中，在下杆部分2b的下端的外周面向周方向大致等间隔地形成四个凹处43。各凹处43的底壁构成上述的传递部37。该传递部37倾斜成随着趋向下方而靠近轴心。
在从壳体1的下端壁1b向上突出的筒部45的上部向周方向形成四个横槽46。由各横槽46的底壁构成前述承接部38。
前述助力部41由设置在第二活塞22的内周面的倾斜面构成。在该助力部41的下侧与上述助力部41相连地设置后述的推压部48。该推压部48在这里由倾斜面构成。
上述结构的缸装置像下述那样工作。
在图1A的释放状态下，从锁止室25排出压缩空气，且向第一释放室31和第二释放室32供给压缩空气。据此，第二释放室32的压缩空气向上方推压第二活塞22，第一释放室31的压缩空气向下方推压第一活塞21。
在这种情况下，由于作用于第二活塞22的向上的力和作用于第一活塞21以及输出杆2的向下的力的差力，第二活塞22的上面的外周部被阻止在设置于壳体1的前述主干部1c的途中高度部的挡块部49，第一活塞21的下面被阻止在该第二活塞22的上面的中央部。另外，在第二活塞22的推压部48和卡合滚珠40之间形成规定的间隙G。
在锁止驱动上述缸装置时，在图1A的释放状态下，将第一释放室31以及第二释放室32的压缩空气排出，且向锁止室25供给压缩空气。
这样一来，首先，锁止室25的压缩空气逐渐将第一活塞21向上方推压，且将第二活塞22向下方推压。据此，如图1B（锁止驱动行程的低负荷行程的终期状态）所示，第二活塞22的推压部48经卡合滚珠40被阻止在下端壁1b的承接部38，且该推压部48将上述卡合滚珠40朝向输出杆2的外周面向半径方向的内方推压，使之与该外周面接触，锁止室25的压缩空气抵抗以由该接触而产生的摩擦力和前述的封闭部件6、14、17的摩擦力等为起因的低负荷，经上述第一活塞21逐渐使上述输出杆2上升。
若上述输出杆2上升，则在设置于该输出杆2的下部的传递部37和设置于下端壁1b的承接部38之间形成前述楔空间39（参见图1C），前述推压部48将卡合滚珠40向楔空间39推出，能够开始助力驱动。
接着，如图1C（助力驱动的初期状态）所示，在上述输出杆2进一步上升，该输出杆2的上端被阻止在工件（未图示出），高负荷作用于上述输出杆2时，第二活塞22的助力部41将卡合滚珠40向半径方向的内方推出。据此，作用于上述第二活塞22的向下的推力经助力部41和卡合滚珠40和承接部38以及传递部37助力转换为向上，输出杆2向上被大力地驱动。
接着，如图1D（助力驱动的终期的锁止状态）所示，第二活塞22经助力机构36向上方推压被阻止在前述工件（未图示出），且上升被阻止的输出杆2。因此，通过由该助力机构36产生的上推力和由第一活塞21产生的上推力的合力，上述输出杆2被大力地向上方推压。
顺带一句，在上述助力机构36中，在摩擦系数为0．08～0．15的情况下，相对于“第二活塞22的向下的推力”而“由助力机构36产生的上推力”约为2～3．5倍。
另外，在上述图1D的锁止状态下，由助力机构36产生的保持力（防止作用于输出杆2的外力将上述锁止状态解除的力)是上述“第二活塞22的向下推力”的大约5～10倍。因此，能够机械性地大力保持上述锁止状态。
这里，上述第二活塞22的向下的推力经助力部41、卡合滚珠40和承接部38以及传递部37被反转为向上，向输出杆2传递。因此，助力驱动时的大的反作用力作为压缩力从上述输出杆2经卡合滚珠40和承接部38作用于壳体1的下端壁1b。因此，如上述图1D所示，阻止助力驱动时的大的反作用力的构造仅仅是将阻止上述的压缩力的筒部45设置在下端壁1b的简洁的构造，其结果为，能够小型地制造缸装置。
另外，前述推压部48的相对于上述输出杆2的轴心的倾斜角度被设定成比前述助力部41的相对于该轴心的倾斜角度大的值。据此，上述推压部48将卡合滚珠40向半径方向的内方推压的力比上述助力部41将卡合滚珠40向半径方向的内方推压的力小。因此，在前述的低负荷行程时，因输出杆2的外周面和卡合滚珠40的接触而产生的摩擦力变小，该输出杆2圆滑地上升。
在将上述缸装置从图1D的锁止状态向图1A的释放状态切换时，在上述图1D中，将锁止室25的压缩空气排出，且向第一释放室31以及第二释放室32供给压缩空气。
这样一来，首先，相对于由卡合滚珠40阻止了下降的输出杆2，第二释放室32的压缩空气使第二活塞22上升。通过该第二活塞22进一步上升，上述卡合滚珠40经图1C的状态被切换为图1B的状态，允许上述输出杆2以及第一活塞21的下降。接着，因第二释放室32的压缩空气而上升的第二活塞22被阻止在前述挡块部49，此后，如图1A（释放状态）所示，第一活塞21使输出杆2下降，该第一活塞21的下面接触第二活塞22的上面。
因为在上述输出杆2的下降的终期，在第二活塞22的推压部48和卡合滚珠40之间形成图1所示的前述间隙G，所以，作用于输出杆2的外周面和卡合滚珠40之间的摩擦力基本消失，上述输出杆2圆滑地下降。
在上述的第一实施方式中，作为构成前述传递部37的凹处43和构成前述承接部38的横槽46的形状，可以考虑圆弧状的槽、U字状的槽、哥德式槽等。这点，在后述的其它实施方式、变形例中也同样。
图2是表示本发明的第二实施方式，图3A至图3D和图4是表示本发明的第三实施方式，图5是表示助力机构的变形例。在这些其它的实施方式、变形例中，作为原则，对与上述的第一实施方式的构成部件相同的部件（或者类似的部件），标注相同的数字来说明。
图2的第二实施方式是举例表示将固定工件（未图示出）的连杆式夹紧机构设于缸装置的情况。该图2是表示缸装置的助力驱动的初期状态，是相当于前述的图1C的图。
该图2的第二实施方式与上述的第一实施方式相比，在下述方面不同。
前述壳体1被安装在工作台等固定台T。在与该壳体1的上端壁（第一端壁）1a相比向上方突出的前述输出杆2的上部，经第一销51在上下方向可旋转地支撑着夹紧部件55的左端部。在该夹紧部件55的横方向的中间部，经第二销52可旋转地支撑着连杆部件56的上部。该连杆部件56的下部经第三销53被可旋转地支撑在从上端壁1a向上突出的支撑部57。
设置在第二活塞22的下部的推压部48替代前述的第一实施方式的倾斜面，被构成为剖视时圆弧面。设置在壳体1的下端壁（第二端壁）1b的上部的承接部38由倾斜槽的底壁构成，倾斜成随着趋向下方而靠近轴心。
在上述缸装置的锁止驱动时，首先，如图2所示，锁止室25的压缩空气经第一活塞21使输出杆2上升，助力机构36向助力驱动的初期状态被切换，且上述夹紧部件55向顺时针的方向快速地旋转。接着，在设置在上述夹紧部件55的右端部的推压螺栓58从上侧与工件（未图示出）接触，高负荷作用于上述输出杆2时，上述锁止室25的压缩空气经第二活塞22和上述助力机构36的卡合滚珠40大力地上推上述输出杆2，据此，上述夹紧部件55向顺时针的方向被大力地驱动。
另外，上述缸装置的释放驱动如前述的第一实施方式中说明的那样，以与上述锁止驱动相反的顺序进行。
上述的第二实施方式能够像下述那样变更。
使上述输出杆2的下部向与下端壁1b相比的下方突出，且将上述的突出部分紧密状插入该下端壁1b。而且，在上述突出部分的下部连结缸装置的工作状态的被检测部，使限位开关等的传感器与该被检测部面对面。
图3A至图3D以及图4的第三实施方式是举例表示将固定工件等被固定物（未图示出）的回转式夹紧机构设置在缸装置的情况。
首先，根据图3A（释放状态）说明缸装置的构造。
在前述壳体2的主干部1c向上地形成第一缸孔11和第二缸孔12。在下侧的第一缸孔11插入杆用的第一活塞21，且在上侧的第二缸孔12插入助力用的第二活塞22。在上述第一活塞21的下侧配置第一释放室31，且在上述第二活塞22的上侧配置第二释放室32。在该第二释放室32内配置前述助力机构36。
即、在该第三实施方式中，第一活塞21、第二活塞22和助力机构36与前述的第一实施方式以及第二实施方式相比上下相反地配置。
更详细地说，在前述的各实施方式的各图中，作为输出杆2的轴心方向的一端侧的第一端侧为上侧，且作为轴心方向的另一端侧的第二端侧为下侧，与此相对，在该第三实施方式的各图中，作为输出杆2的轴心方向的一端侧的第一端侧为下侧，且作为轴心方向的另一端侧的第二端侧为上侧。
而且，在前述壳体1的下端壁（第一端壁）1b的下部孔7可向上下方向移动且可绕轴心旋转地支撑着前述输出杆的下杆部分2b，在上述壳体1的上端壁（第二端壁）1a的上部孔5可向上下方向移动且可绕轴心旋转地紧密状支撑着上述输出杆2的上杆部分2a。上述输出杆2向与上述上端壁1a相比的上方突出，在该输出杆2的突出部由螺母61安装着由悬臂构成的夹紧部件55（参见图3B至图3D）。
另外，输出杆2的杆主体2c被形成为与上述的上杆部分2a相比为大径。
在上述的下端壁1b和下杆部分2b设置导向机构62。该导向机构62为公知的构造，构成如下（例如，参见日本特开2004-1163号公报）。
在下杆部分2b向周方向等间隔地形成多个导向槽63（这里，仅表示一个导向槽63）。各导向槽63通过将螺旋状的回转槽63a和直行槽63b向上相连而构成（参见图3B）。与上述各导向槽63嵌合的引导滚珠64被插入设置在从下端壁1b向上突出的筒部件65上的贯通孔66。旋转套管67外嵌于上述的多个引导滚珠64。
另外，前述的助力机构36主要如图4的放大图所示，构成如下。在该图4中，左半图表示释放状态，右半图表示锁止状态。
在设置在上杆部分2a和杆主体2c之间的阶梯部69形成前述的传递部37。即、在上述的阶梯部69向周方向大致等间隔地形成四个凹处43（这里仅图示出一个凹处43），各凹处43的底壁构成上述的传递部37。该传递部37倾斜成随着趋向上方而靠近轴心。
再有，在上述壳体1的上端壁（第二端壁）1a上，由销72对阻止套管71进行止转。在该阻止套管71的下部形成前述承接部38。该承接部38由槽的底壁构成。而且，上述承接部38具备随着趋向下方而靠近轴心的内倾斜壁74以及外倾斜壁75。
另外，设置在壳体1的主干部1c上的前述挡块部49由挡环构成。
上述结构的缸装置像下述那样工作。
在图3A的释放状态下，从锁止室25排出压缩空气，且向第一释放室31和第二释放室32供给压缩空气。据此，第二释放室32的压缩空气将第二活塞22向下方推压，且第一释放室31的压缩空气将第一活塞21向上方推压。
据此，前述夹紧部件55被切换为回转退让状态。
在锁止驱动上述缸装置时，在图3A的释放状态下，将第一释放室31和第二释放室32的压缩空气排出，且向锁止室25供给压缩空气。
这样一来，首先，锁止室25的压缩空气将第一活塞21向下方推压，以低负荷使输出杆2下降，且将第二活塞22逐渐向上方推压。据此，如图3B所示，前述的引导滚珠64一面经回转槽63a以低负荷使上述输出杆2以及前述夹紧部件55回转，一面下降，与此同时，在设置于该输出杆2的阶梯部69的前述传递部37和设置于前述阻止套管71的承接部38之间开始形成前述楔空间39。
接着，如图3C（助力驱动的初期状态）所示，前述的引导滚珠64经导向槽63的直行槽63b以低负荷使上述输出杆2直行并下降，接着，在前述夹紧部件55的右部下面被阻止在工件（未图示出），高负荷作用于上述输出杆2时，第二活塞22的向上的推力经助力部41逐渐将卡合滚珠40向半径方向的内方推压。据此，该第二活塞22的向上的推力经助力部41、卡合滚珠40、承接部38和传递部37被助力转换为向下的力，该输出杆2向下方被大力地驱动。
此后，如图3D（助力驱动的终期的锁止状态）所示，第二活塞22经助力机构36的卡合滚珠40将被前述工件（未图示出）阻止了下降的输出杆2向下方大力地推压。因此，通过由该助力机构36产生的下推力和由第一活塞21产生的下推力的合力，上述输出杆2经夹紧部件55将上述工件向工作台等固定台（未图示出）大力地推压。
在将上述缸装置从图3D的锁止状态向图3A的释放状态切换时，在上述图3D中，排出锁止室25的压缩空气，且向第一释放室31以及第二释放室32供给压缩空气。据此，上述缸装置以与上述锁止驱动相反的顺序向释放状态切换。
优选传递部37相对于上述输出杆2的轴心的倾斜角度在20度至60度的范围，更优选在25度至45度的范围。优选助力部41相对于输出杆2的轴心的倾斜角度在8度至15度的范围。这些点在前述的各实施方式中也同样。
上述的第三实施方式能像下述那样变更。
上述导向机构62当然不限于例示的构造。例如，与导向槽63嵌合的引导部件也可以利用圆柱状的销来替代例示的滚珠64。另外，也可以省略前述旋转套管67。
也可以是构成前述的承接部38的槽的底壁仅由水平壁构成。
另外还有，也可以使上述输出杆2的下部向与下端壁1b相比的下方突出，且在该下端壁1b紧密状插入上述的突出部分，在上述突出部分的下部连结缸装置的工作状态的被检测部，使限位开关等传感器与该被检测部面对面。
图5是表示上述助力机构36的变形例，是相当于前述图4的左半图的释放状态的图。
在这种情况下，第二活塞22的推压部48被形成为俯视时圆弧状。另外，承接部38由随着趋向上方而靠近轴心的倾斜面构成。
上述的各实施方式、变形例还能够像下述那样变更。
也可以是前述第一释放室31和第二释放室32中，替代构成为能够供给以及排出释放用压力流体的结构，或者在此基础上装配复位弹簧。
也可以是将上述第一释放室31和第二释放室32连接的构造是设置在壳体1的主干部1c上的连通孔替代设置在前述输出杆2上的连通孔34，另外还有，也可以是设置在壳体1的外侧的配管。
优选前述的传递部37和承接部38向周方向设置三个或者四个，但是，也可以是两个或者五个以上。另外，上述传递部37或者承接部38也可以替代形成在例示的凹处、槽的情况，而形成在省略了上述凹处、槽的部件的表面。
前述卡合部件40只要是与前述楔空间39楔卡合的部件即可，也可以替代例示的卡合滚珠，为滚柱等。优选上述卡合部件40的设置数量为三个或者四个，但也可以是两个或者五个以上。
用于本发明的缸装置的压力流体也可以替代例示的压缩空气，为其它的压缩气体、压力油等。
此外，当然也可以在本领域技术人员能够设想的范围内进行各种变更。
符号说明
1：壳体；1a（1b）：第一端壁；1b（1a）：第二端壁；2：输出杆；21：第一活塞；22：第二活塞；25：锁止室；31：第一释放室；32：第二释放室；34：连通孔；36：助力机构；37：传递部；38：承接部；39：楔空间；40：卡合部件（卡合滚珠）；41：助力部；43：凹处；48：推压部；55：夹紧部件；62：导向机构。

Claims (22)

1.一种带助力机构的缸装置，其特征在于，具有可向轴心方向移动地被插入壳体(1)的输出杆(2)、在上述壳体(1)内与上述输出杆(2)连接的杆用的第一活塞(21)、在上述壳体(1)内相对于上述第一活塞(21)配置成直列状，且可向轴心方向移动地被外嵌于上述输出杆(2)的助力用的第二活塞(22)，被构成为，在上述输出杆(2)的锁止驱动工序中，在低负荷行程时，上述第一活塞(21)驱动该输出杆(2)，在此后的高负荷行程时，上述第二活塞(22)经助力机构(36)助力驱动该输出杆(2)，
具备
被配置在上述第一活塞(21)和上述第二活塞(22)之间，供给以及排出压力流体的锁止室(25)，也就是被构成为将上述第一活塞(21)和上述第二活塞(22)这两者向该两者离开的方向推压的锁止室(25)、
配置成将上述第一活塞(21)向上述第二活塞(22)侧推压的第一释放室(31)、
配置成将上述第二活塞(22)向上述第一活塞(21)侧推压的第二释放室(32)，
上述助力机构(36)具有被形成为在上述的助力驱动时，在设置在上述输出杆(2)上的传递部(37)和设置在上述壳体(1)上的承接部(38)之间向半径方向的内方变窄的楔空间(39)、被插入该楔空间(39)的卡合部件(40)、为将上述卡合部件(40)向半径方向的内方推压而设置在上述第二活塞(22)的助力部(41)，并且
具备在上述输出杆(2)的上述的低负荷行程时，为将上述卡合部件(40)朝向上述输出杆(2)的外周面向半径方向的内方推压而设置在上述第二活塞(22)上的推压部(48)，也就是用于在上述助力驱动开始时将上述卡合部件(40)向上述楔空间(39)推出的推压部(48)，
被构成为使供给到上述锁止室(25)的压力流体将上述第二活塞(22)向从上述第一活塞(21)离开的方向推压的力反转为朝向该第一活塞(21)的力，且进行助力转换，向上述输出杆(2)传递。
2.如权利要求1所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
将该推压部(48)构成为前述推压部(48)将前述卡合部件(40)向半径方向的内方推压的力比前述助力部(41)将上述卡合部件(40)向半径方向的内方推压的力小。
3.如权利要求2所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
前述助力部(41)由倾斜面构成，前述推压部(48)由倾斜面或者圆弧面构成。
4.如权利要求1所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
构成为向前述第一释放室(31)以及前述第二释放室(32)供给以及排出压力流体。
5.如权利要求1所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
前述卡合部件(40)由滚珠构成。
6.如权利要求4所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
在前述输出杆(2)内设置将前述第一释放室(31)和前述第二释放室(32)连接的连通孔(34)。
7.如权利要求1所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
前述传递部(37)由设置在前述输出杆(2)的外周面的凹处(43)的底壁构成。
8.如权利要求1所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
将前述承接部(38)设置在前述壳体(1)的端壁(1a或者1b)上。
9.如权利要求1所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
在前述输出杆(2)上连接夹紧部件(55)。
10.如权利要求1所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
在前述楔空间(39)向周方向空出规定的间隔，插入多个前述卡合部件(40)。
11.一种带助力机构的缸装置，其特征在于，具有可向轴心方向移动地插入壳体(1)的输出杆(2)、在上述壳体(1)内与上述输出杆(2)连接的杆用的第一活塞(21)、在上述壳体(1)内相对于上述第一活塞(21)配置成直列状，且可向轴心方向移动地外嵌于上述输出杆(2)的助力用的第二活塞(22)，被构成为，在上述输出杆(2)的锁止驱动工序中，在低负荷行程时，上述第一活塞(21)驱动该输出杆(2)，在此后的高负荷行程时，上述第二活塞(22)经助力机构(36)助力驱动该输出杆(2)，
具备
被配置在上述第一活塞(21)和上述第二活塞(22)之间，供给以及排出压力流体的锁止室(25)，也就是被构成为将上述第一活塞(21)和上述第二活塞(22)这两者向该两者离开的方向推压的锁止室(25)、
配置成将上述第一活塞(21)向上述第二活塞(22)侧推压的第一释放室(31)、
配置成将上述第二活塞(22)向上述第一活塞(21)侧推压的第二释放室(32)，
上述助力机构(36)具有被装配在上述输出杆(2)和上述第二活塞(22)之间的卡合部件(40)，上述卡合部件(40)在上述低负荷行程时，阻止上述第二活塞(22)向从上述第一活塞(21)离开的方向移动，
另外，上述助力机构(36)被构成为，在上述高负荷行程时，使供给到上述锁止室(25)的压力流体将上述第二活塞(22)向从上述第一活塞(21)离开的方向推压的力经上述卡合部件(40)反转为朝向该第一活塞(21)的力，且进行助力转换，向上述输出杆(2)传递。
12.如权利要求11所述的带助力机构的缸装置，其特征在于，前述助力机构(36)具备被形成为在前述的助力驱动时，在设置在前述输出杆(2)上的传递部(37)和设置在前述壳体(1)上的承接部(38)之间向半径方向的内方变窄，且被前述卡合部件(40)插入的楔空间(39)、为在上述助力驱动开始时将上述卡合部件(40)向上述楔空间(39)推出而被设置在前述第二活塞(22)上的推压部(48)，
在前述低负荷行程时，上述第二活塞(22)的上述推压部(48)经上述卡合部件(40)被阻止在上述承接部(38)。
13.如权利要求12所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
上述助力机构(36)具备为将上述卡合部件(40)向半径方向的内方推压而设置在前述第二活塞(22)的助力部(41)。
14.如权利要求13所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
将该推压部(48)构成为前述推压部(48)将前述卡合部件(40)向半径方向的内方推压的力比前述助力部(41)将上述卡合部件(40)向半径方向的内方推压的力小。
15.如权利要求14所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
前述助力部(41)由倾斜面构成，前述推压部(48)由倾斜面或者圆弧面构成。
16.如权利要求11所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
构成为向前述第一释放室(31)以及前述第二释放室(32)供给以及排出压力流体。
17.如权利要求11所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
前述卡合部件(40)由滚珠构成。
18.如权利要求16所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
在前述输出杆(2)内设置将前述第一释放室(31)和前述第二释放室(32)连接的连通孔(34)。
19.如权利要求12所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
前述传递部(37)由设置在前述输出杆(2)的外周面的凹处(43)的底壁构成。
20.如权利要求12所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
将前述承接部(38)设置在前述壳体(1)的端壁(1a或者1b)上。
21.如权利要求11所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
在前述输出杆(2)上连接夹紧部件(55)。
22.如权利要求12所述的带助力机构的缸装置，
其特征在于，
在前述楔空间(39)向周方向空出规定的间隔，插入多个前述卡合部件(40)。
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