CN108621459B - 缸装置、冲压装置、工件夹持装置、缸装置的工作方法、工件的夹持方法及工件的冲压方法 - Google Patents

Abstract

缸装置、冲压装置、工件夹持装置、缸装置的工作方法、工件的夹持方法及工件的冲压方法，缸装置利用气动液压缸且冲程较大。气压室(20)由对第1活塞(11)进行加压的第1气压室(21)、对第2活塞(12)进行加压的第2气压室(22)构成。第1气压室与第2气压室连通。液压产生部(55)内置有液压室(30)，液压室由经由第1活塞而被第1气压室加压的第1液压室(31)、经由第2活塞而被第2气压室加压的第2液压室(32)构成。液压产生部能够在缸(2)内沿推力方向移动，第2液压室通过液压使薄壁部(15)沿径向弹性变形，将移动的液压产生部固定在缸内。第1液压室将通过固定而提高的第1液压室的液压输出到输出杆(7)。

Description

缸装置、冲压装置、工件夹持装置、缸装置的工作方法、工件的 夹持方法及工件的冲压方法

技术领域

本发明涉及缸装置、冲压装置、工件夹持装置、缸装置的工作方法、工件的夹持方法及工件的冲压方法，例如涉及利用了流体压力缸的缸装置、冲压装置、工件夹持装置、缸装置的工作方法、工件的夹持方法及工件的冲压方法。

背景技术

利用了空气(气体)或油(液体)这样的流体的流体压力缸在工业的宽泛的领域中被利用。

这些流体压力缸利用流体的压力使缸内的活塞产生推力，从而，例如能够成为冲压或致动器的驱动等各种各样的机械动作的原动力。

另外，液压缸具有如下特征：即使是较小的尺寸，也能够通过基于液压的较大的加压力来得到较大的推力，但问题在于需要液压供给装置等大型设备。

因此，在专利文献1中，提出了如下流体压力缸：利用气缸与液压缸组合而得的气动液压缸并通过气压产生液压，从而能够省略复杂的液压系统，实现低成本和小型化。

但是，在专利文献1的技术中，由于使气缸的活塞的移动量与液压缸的截面积对应地产生推力，因此，存在冲程短的问题。

例如，当在气动液压缸的输出侧安装致动器的情况下，为了确保冲程，需要使致动器与气动液压缸一同移动。

专利文献1：日本特许第4895342号公报

发明内容

本发明的目的在于提供利用了气动液压缸的冲程较大的缸装置。

本发明为了达成所述目的，提供一种缸装置，其特征在于，具有：缸；气压室，其形成于所述缸内的一端侧；液压室，其通过所述气压室的压力而在所述缸内向另一端侧移动；固定单元，其由所述气压室施加于所述液压室的推力方向的力，产生径向的力，并通过该径向的力将所述液压室固定于所述缸内；液压放大单元，其设置于所述气压室的所述另一端侧，对所述气压室使所述固定的液压室产生的液压进行放大；以及输出杆，其贯通所述液压放大单元和所述气压室而延伸设置至所述缸的所述一端侧的外部，在所述一端侧输出所述放大的液压。

在方面2所述的发明中，提供方面1所述的缸装置，其特征在于，所述液压室受到所述气压室对所述液压室施加的所述另一端侧方向的力、和所述输出杆对所述液压室施加的所述一端侧方向的力而产生液压。

在方面3所述的发明中，提供方面1或2所述的缸装置，其特征在于，所述液压室由设置有所述输出杆的第1液压室和设置有所述固定单元的第2液压室构成，所述固定单元通过所述第2液压室的液压，产生所述径向的力来固定所述第2液压室和所述第1液压室，所述液压放大单元对所述第1液压室中产生的液压进行放大并输出到所述输出杆。

在方面4所述的发明中，提供方面3所述的缸装置，其特征在于，所述固定单元将通过所述径向的力而弹性变形的所述第2液压室的侧壁按压到所述缸的内壁来固定所述第2液压室和所述第1液压室。

在方面5所述的发明中，提供方面3所述的缸装置，其特征在于，所述固定单元通过所述第2液压室中产生的液压，将沿推力方向移动的锥形部件按压到夹具上而产生径向的力，并通过该力将所述夹具按压到所述缸的内壁上来固定所述第2液压室和所述第1液压室。

在方面6所述的发明中，提供方面3、4或5所述的缸装置，其特征在于，所述第1液压室具有将所述输出杆向输出方向按压的输出活塞。

在方面7所述的发明中，提供方面6所述的缸装置，其特征在于，即使在所述第1液压室中被放大地产生的液压作用于所述输出杆而输出推力的状态下，所述第1液压室的所述输出活塞也不移动，而仅将输出传递给所述输出杆。

在方面8所述的发明中，提供方面3～7中的任意一项所述的缸装置，其特征在于，所述气压室由以下部分构成：第1气压室，其具有对所述第1液压室进行加压的第1活塞；第2气压室，其具有对所述第2液压室进行加压的第2活塞；以及连通孔，其将所述第1气压室与所述第2气压室连通，所述第1气压室具有第1进气排气口并且形成于所述第2气压室的所述一端侧。

在方面9所述的发明中，提供方面8所述的缸装置，其特征在于，所述第1活塞通过所述第1气压室的压力使所述第2气压室、所述第1液压室以及所述第2液压室向所述另一端侧移动至所述输出杆与按压对象抵接为止、或者移动至所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部为止。

在方面10所述的发明中，提供方面9所述的缸装置，其特征在于，所述第2液压室的所述第2活塞使所述第2液压室产生放大的液压时的、所述第2活塞的移动量处于所述第2液压室的配设于所述第2活塞的密封部件的弹性变形量的范围内。

在方面11所述的发明中，提供方面9或10所述的缸装置，其特征在于，所述第1气压室具有第1进气排气口，所述缸装置具有将所述第1气压室与所述第2气压室连通的连通孔。

在方面12所述的发明中，提供方面9、10或11所述的缸装置，其特征在于，所述第1液压室形成于所述第2液压室的所述另一端侧，所述第1活塞贯通所述第2气压室和所述第2液压室而形成至所述第1液压室。

在方面13所述的发明中，提供方面11或12所述的缸装置，其特征在于，所述缸装置具有第3气压室，所述第3气压室设置于所述缸内的另一端侧，具有第2进气排气口，将所述液压室向所述一端侧按压。

在方面14所述的发明中，提供方面1～13中的任意一项所述的缸装置，其特征在于，该缸装置具有旋转角度改变单元，在所述输出杆移动时，该旋转角度改变单元改变该输出杆绕中心轴的旋转角度。

在方面15所述的发明中，提供方面14所述的缸装置，其特征在于，所述旋转角度改变单元通过所述输出杆、突起部件和槽部的滑动机构来改变所述输出杆的旋转角度，该突起部件形成于与该输出杆相对的滑动面中的一侧，该槽部形成于与该输出杆相对的滑动面中的另一侧，与该突起部件卡合并且沿所述输出杆的移动方向而形成。

在方面16所述的发明中，提供一种冲压装置，其特征在于，具有：方面11所述的缸装置；工件设置单元，其将工件相对于所述缸装置设置于规定的位置；冲压单元，其驱动所述缸装置，通过安装于所述输出杆的工具对所述设置的工件进行冲压；以及脱离单元，其使进行了所述冲压的工件从所述规定的位置脱离。

在方面17所述的发明中，提供一种工件夹持装置，其特征在于，具有：方面13所述的缸装置；工件设置单元，其将工件相对于所述缸装置设置于规定的位置；驱动所述缸装置、并通过安装于所述输出杆的工具对所述设置的工件进行按压和夹持的单元；以及脱离单元，其使所述夹持的工件从所述规定的位置脱离。

在方面18所述的发明中，提供一种缸装置的工作方法，其是使方面13所述的缸装置动作的缸装置的工作方法，所述缸装置的工作方法的特征在于，具有如下步骤：第1步骤，从第2进气排气口对第3气压室进行加压并且从第1进气排气口对第1气压室和第2气压室进行减压，从而使第1液压室和第2液压室向一端侧移动而设定为初始状态；第2步骤，从所述第1进气排气口对所述第1气压室和所述第2气压室进行加压，并且从所述第2进气排气口对所述第3气压室进行减压，从而使所述第1气压室和所述第2气压室向另一端侧移动，使所述输出杆与按压对象抵接、或者使所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部；第3步骤，从所述第1进气排气口进一步加压而使所述固定单元动作，将所述第1液压室和所述第2液压室固定于缸；第4步骤，从所述第1进气排气口进一步加压而使所述液压放大单元动作，将所述输出杆按压到所述按压对象上；以及第5步骤，从所述第2进气排气口对所述第3气压室进行加压并且对所述第1进气排气口进行减压，使所述第1液压室和所述第2液压室向所述一端侧移动而恢复到初始状态。

在方面19所述的发明中，提供一种工件的夹持方法，其是使方面13所述的缸装置动作而将工件夹持在规定的位置的方法，所述工件的夹持方法的特征在于，具有如下步骤：第1步骤，将工件设置于规定的位置；第2步骤，驱动所述缸装置，通过所述第1气压室的气压力执行移动，使安装于所述输出杆的工具与工件抵接而停止为止、或者使所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部而停止为止；第3步骤，通过所述固定单元对所述第1液压室和所述第2液压室进行固定；第4步骤，通过所述液压放大单元对所述第1液压室的液压力进行放大；以及第5步骤，安装于所述输出杆的工具借助通过第4步骤放大的液压压力而以液压力按压工件而将其夹持在规定的位置。

在方面20所述的发明中，提供一种工件的冲压方法，其是使方面16所述的冲压装置动作而对工件进行冲压的方法，所述工件的冲压方法的特征在于，具有如下步骤：第1步骤，驱动所述缸装置，使所述输出杆的位置返回到初始状态；第2步骤，将工件设置于规定的位置；第3步骤，驱动所述缸装置，通过所述第1气压室的压力执行移动，使安装于所述输出杆的工具与工件抵接而停止为止、或者使所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部而停止为止；第4步骤，通过所述固定单元对所述第1液压室和所述第2液压室进行固定；第5步骤，通过所述液压放大单元对所述第1液压室的液压力进行放大；第6步骤，安装于所述输出杆的工具借助通过第5步骤放大的液压力而以液压力按压工件，对工件进行冲压；第7步骤，驱动所述缸装置，通过气压力使安装于所述输出杆的工具与所述输出杆一起从所述工件脱离；以及第8步骤，使完成冲压的工件从规定的位置脱离。

在方面21所述的发明中，提供方面3～7中的任意一项所述的缸装置，其特征在于，所述气压室由以下部分构成：第1气压室，其具有对所述第1液压室进行加压的第1活塞；以及第2气压室，其具有对所述第2液压室进行加压的第2活塞，所述第2气压室配设于所述第2液压室的所述一端侧，所述第1气压室配设于所述第2液压室的所述另一端侧，所述缸装置具有：第1进气排气口，其对所述第2气压室进行加压；以及第3进气排气口，其贯通所述第2气压室和所述第2液压室并对所述第1气压室进行加压。

在方面22所述的发明中，提供方面21所述的缸装置，其特征在于，所述输出杆贯通第2气压室、所述第2液压室并贯通至所述缸的所述一端侧的外部，所述第3进气排气口从所述输出杆的所述一端侧通过所述输出杆内的一部分，对所述第1气压室进行加压。

在方面23所述的发明中，提供方面21所述的缸装置，其特征在于，所述输出杆从所述缸的全长上的所述一端侧的外部贯通至所述另一端侧的外部，所述第3进气排气口从所述输出杆的所述另一端侧通过所述输出杆内的一部分，对所述第1气压室进行加压。

在方面24所述的发明中，提供方面21、22或23所述的缸装置，其特征在于，所述缸装置具有：输入侧壳体，其具有所述第2液压室；以及输出侧壳体，其具有所述第1气压室和所述第1液压室31，所述输入侧壳体固定于所述输出侧壳体的所述一端侧。

在方面25所述的发明中，提供方面24所述的缸装置，其特征在于，所述第2活塞具有杆部分，所述杆部分配设于所述输入侧壳体与所述第2气压室之间，借助来自所述第2气压室的压力而向所述另一端侧移动，并通过该移动对所述第2液压室进行加压。

在方面26所述的发明中，提供一种缸装置的工作方法，其是使方面25的缸装置动作的缸装置的工作方法，所述缸装置的工作方法的特征在于，具有如下步骤：移动步骤，从所述第1进气排气口对所述第2气压室进行加压，从而使所述第2活塞、所述输入侧壳体和所述输出侧壳体向所述另一端侧移动；移动停止步骤，使所述输出杆与按压对象抵接，从而使所述输入侧壳体和所述输出侧壳体的移动停止；固定步骤，从所述第1进气排气口进一步对所述第2气压室进行加压，使所述第2活塞向所述另一端侧移动，从而通过所述杆部分对所述第2液压室进行加压而使所述固定单元动作，将所述输入侧壳体和所述输出侧壳体固定于所述缸；以及推力产生步骤，在所述固定后，从所述第3进气排气口对第1气压室进行加压而使所述液压放大单元动作，从所述输出杆的末端产生基于放大的液压的推力。

本发明通过气压室使液压室在缸内移动，由此能够同时确保冲程和推力。

附图说明

图1是用于说明第1实施方式的缸装置的图。

图2是用于说明冲压加工的图。

图3是用于说明第2实施方式的缸装置的图。

图4是用于说明第3实施方式的缸装置的图。

图5是用于说明第4实施方式的缸装置的图。

图6是用于说明第5实施方式的缸装置的图。

图7是第5实施方式的部件图。

图8是表示第5实施方式的工作状态的说明图。

图9是用于说明第6实施方式的缸装置的图。

图10是用于说明第7实施方式的缸装置的图。

标号说明

1、1a、1b、1c：缸装置；2：缸；2a、2b、2c：滑动辅助环；3、4、34：盖；5：第1进气排气口；6：第2进气排气口；7：输出杆；7a：空腔部；7d：进气排气通路；8：第3进气排气口；8a：进气排气杆；8b：进气排气通路；8d：连通杆；8e、8f：连通通道；11：第1活塞；12：第2活塞；13：第3活塞；14：活塞壳体；15：薄壁部；16：套环；17：防脱螺栓；18：防脱螺母；19：螺旋弹簧；20：气压室；21：第1气压室；22：第2气压室；27、34、39：盖；30：液压室；31：第1液压室；32：第2液压室；33：螺旋弹簧；37：防脱螺母；37a：防脱环；38：供油口栓；40、53：贯通孔；41：第3气压室；43：凹部；44：凸部；50、58：杆部分；51、52、54：间隙；54：止回阀；55：液压产生部；57：伸出部；60：活塞壳体；61：第1壳体；62：第2壳体；63：第3壳体；64：第4气压室；65：第5气压室；71：销；72：部件；73：设置台；76：爪；80：凸轮销；81：盲孔；82：凸轮轴杆；83：引导槽；85：圆筒部；85a：螺栓；84：凸部；90：夹具；91：圆环部件；92、93：锥形部；94：O型圈；95：圆柱部件；96：螺旋弹簧；97：螺母；100：工件；101：工件设置台。

具体实施方式

(第1实施方式的概要)

在以往的气动液压缸的情况下，在气缸部分具有冲程较大但推力较小的特征，在液压缸部分具有冲程较小但推力较大的特征。

因此，在本实施方式的缸装置1(图1)中，通过使由气压室20构成的气压系统具有使由液压室30构成的液压系统在缸2内沿推力方向移动的功能、和在移动后对液压室30进行加压而产生液压的功能，确保必要的冲程并且产生必要的推力。

更详细而言，气压室20由以下部分构成：第1气压室21，其对第1活塞11进行加压；以及第2气压室22，其对第2活塞12进行加压。

第1气压室21与第2气压室22通过形成于防脱螺栓17的内部的贯通孔而连通。

另一方面，液压产生部55内置有液压室30，而且，液压室30由以下部分构成：第1液压室31，其经由第1活塞11而被第1气压室21加压；以及第2液压室32，其经由第2活塞12而被第2气压室22加压。

液压产生部55能够在缸2内沿推力方向移动，第2液压室32具有如下功能：通过液压使薄壁部15沿径向弹性变形，从而将移动的液压产生部55固定在缸2内。

第1液压室31将通过固定而提高的第1液压室31的液压输出到输出杆7。

缸装置1的动作如下。

首先，使第1进气排气口5敞开并且从第2进气排气口6注入空气，使液压产生部55靠向第1进气排气口5侧而设为初始状态。

接下来，使第2进气排气口6敞开而从第1进气排气口5注入空气。

由此，对第1气压室21进行加压，第1活塞11被按压，液压产生部55向第2进气排气口6侧移动。由此，得到了输出杆7的充分的冲程。

当输出杆7经由爪76等工具与工件100抵接时，液压产生部55的移动停止。位于液压产生部55的内部的第2液压室32为如下构造：在输出侧，盖34构成为内壁，通过第2液压室32和第2气压室22的第2活塞12夹着内部的油。

第1活塞11与第2活塞12所使用的密封部件的材质不同，第2活塞12的密封部件的滑动阻力较小，更早开始动作，更早完成动作。该第1活塞11和第2活塞12的密封部件的滑动阻力的差异基于由材质的差异导致的摩擦阻力的差，但也可以基于形状、过盈量的差。

当液压产生部55的移动停止而作为内部间隔壁的盖34的移动停止时，第2液压室32被第2活塞12从输入侧按压，因此，内部压力上升。同样地，位于液压产生部55的内部的第1液压室31被输出杆7和第1气压室21的第1活塞11夹着，当被输出杆7停止了朝输出侧的移动时，被第1活塞11从输入侧按压，因此，内部压力上升。

此时，滑动阻力较小的第2活塞12较早移动，因此，借助第2液压室32的液压，薄壁部15先发生弹性变形并与缸2的内周面抵接，通过摩擦将液压产生部55固定于缸2。

当液压产生部55被固定时，通过从第1进气排气口5供给的空气，第1活塞11和第2活塞12对第1液压室31和第2液压室32进行进一步加压。

由此，在第2液压室32中提高的液压进一步将薄壁部15按压到缸2的内周面，固定更牢固。当将液压产生部55固定于缸2时，通过第1液压室31的液压力使第3活塞13前进的推力增大，因此，进一步提高的第1液压室31的液压力经由第3活塞13输出到输出杆7，将基于液压的较大的推力施加于工件100。

如上所述，缸装置1能够兼具有基于气缸装置的较长的冲程和基于液压缸的较大的液压的双方。

(第1实施方式的细节)

图1的(a)示出第1实施方式的缸装置1的推力方向(中心线的方向)的剖视图，图1的(b)示出部件图。

另外，在图1的(a)中，为了避免附图的复杂化，省略O型圈。省略的O型圈被设置成：通过配设于构成将空气或油等流体封闭的空间的部件之间，将该空间密封，从而防止流体的泄漏，在图1的(b)的部件图中，图示出了O型圈。

缸装置1构成为被盖3、4封住缸2的两敞开端，在内部收纳(内置)有借助第1气压室21的第1活塞11而沿推力方向移动的液压产生部55。

液压产生部55是如下组件：以活塞壳体14为壳体，由收纳于其内部的第2气压室22、第2液压室32以及第1液压室31等构成，并且具有液压产生功能。

液压产生部55通过第1气压室21的压力而向输出侧(第2进气排气口6侧)移动。而且，第2液压室32将借助液压而移动的液压产生部55固定在缸2内，将由于第1液压室31被固定而在内部提高的液压朝输出杆7的1个方向作为推进力而输出。

输出杆7贯通第2液压室32、第2气压室22、第1气压室21而向输入侧(第1进气排气口5侧)延伸设置至盖3的外部，换言之，延伸设置至缸2的一端侧的外部。此外，输出杆7通过使设置于末端的爪76靠向缸装置1侧，在缸2的一端侧，将工件100按压到工件设置台101上。

这样，缸装置1具有在缸内借助气压室的压力而向另一端侧(输出侧)移动的液压室，该液压室由以下部分构成：第1液压室31，其设置有输出杆7；以及第2液压室32，其设置有固定单元。

构成缸装置1的部件的材质是铝、不锈钢、铁等金属。

作为一例，缸装置1的大小为：外径为20毫米左右，冲程长度为50毫米左右，但也可以比这大，或者，也可以比这小。以上内容是缸装置1的结构概略。

以下，由于形成有第1进气排气口5的一端侧是输入加压用的空气的一侧，因此被称为输入侧，由于形成有第2进气排气口6的另一端侧是输出液压的一侧，因此被称为输出侧。因此，输出杆7形成于输入侧。

此外，将缸2内的部件位于最靠输入侧的位置的图1的(a)所示的状态称为初始状态。

缸2是两端面敞开的圆筒部件，构成了缸装置1的壳体。

缸2的输入侧端部被由圆柱形的部件构成的盖3封闭。

在盖3的输出侧形成有供缸2插入的凹部43，通过使形成于缸2的输入侧端部的外周的外螺纹与形成于凹部43的内周面的内螺纹嵌合，缸2与盖3被螺纹紧固而接合。

此外，在盖3的中心线上形成有用于贯插输出杆7并延伸到盖3的外部的贯通孔。

在缸2内的输入侧的端部部分设置有沿着缸2的内壁沿推力方向滑动的第1活塞11。

第1活塞11的输入侧端面与凹部43的底面相对，在凹部43的底面上形成有凸部44，在该凸部44上形成有槽。

通过凸部44限制了第1活塞11向输入侧的移动范围，因此，即使在第1活塞11最靠输入侧的情况下，也形成由凹部43、第1活塞11的端面以及缸2的内壁围成的空间。

在盖3的侧面形成有从第1进气排气口5与该空间连通的进气排气通路，由此，在该空间形成了能够通过从第1进气排气口5的进气或排气来实现加压或减压的第1气压室21。

在凸部44上形成有槽是为了在从第1进气排气口5供给空气的情况下，空气迅速地遍布第1活塞11的端面整体。

沿着中心线贯通后述的防脱螺母18、第2气压室22、第2活塞12、伸出部57、第2液压室32、盖34并到达至第1液压室31的杆部分50沿推力方向形成于第1活塞11的输出侧端面。

在杆部分50中形成有贯通孔，该贯通孔形成为圆筒形状，沿着中心线贯通第1活塞11并且供输出杆7能够滑动地贯插。

这样，第1液压室31形成于第2液压室32的另一端侧(输出侧)，第1活塞11贯通第2气压室22和第2液压室32而形成至第1液压室31。

第1活塞11具有使液压产生部55在缸2内向输出侧移动的功能和对第1液压室31进行加压而使输出杆7输出液压的功能。

在第1活塞11的输出侧配置有液压产生部55。

液压产生部55是如下液压产生用的组件：以具有大致圆筒形状的活塞壳体14为壳体，驱动形成于该壳体内的第2气压室22、第2液压室32以及第1液压室31而产生液压。

活塞壳体14是具有从输入侧起形成第2气压室22、第2液压室32以及第1液压室31的内部形状的大致圆筒形的部件。

在活塞壳体14的中央部的外筒部上形成有与缸2的内周面隔着规定的间隙而滑动的薄壁部15，薄壁部15的两侧的部分的外径形成为比薄壁部15小。

将活塞壳体14的开口部封闭的防脱螺母18通过形成于活塞壳体14的内螺纹与形成于防脱螺母18的外螺纹嵌合，被螺纹紧固而固定于活塞壳体14的输入侧的端部。

在第1活塞11与防脱螺母18之间设置有朝向使两者分开的方向施力的螺旋弹簧19。

螺旋弹簧19设置于如下凹部，该凹部形成在第1活塞11的输出侧端面与防脱螺母18的输入侧端面相对应的位置处。

此外，在第1活塞11中形成有用于供防脱螺栓17贯插的贯通孔，在防脱螺母18中贯通设置有用于固定防脱螺栓17的螺纹孔。

防脱螺母18的贯通孔的输入侧被锪削加工，从第1活塞11的贯通孔到该被锪削加工的部分插入有作为圆筒部件的套环16。

而且，在套环16中插入有防脱螺栓17，防脱螺栓17的末端与形成于防脱螺母18的内螺纹嵌合而被螺纹紧固。

此外，第1活塞11的贯通孔的输入侧被锪削加工，通过防脱螺栓17的头部与该锪削部分抵接，防止了第1活塞11的脱落。

虽然未图示，但在套环16的外周面与第1活塞11的贯通孔的内周面之间设置有O型圈，第1活塞11能够相对于套环16沿推力方向滑动。

这样，第1活塞11被螺旋弹簧19向与防脱螺母18分开的方向施力并且被防脱螺栓17限制了最大分离量，以使得第1活塞11不会与防脱螺母18分开规定距离以上。

该最大分离量被设定为如下量：使得在第1活塞11的输出侧端面与防脱螺母18的输入侧端面之间形成有间隙51，该间隙51用于确保将第1活塞11压入到防脱螺母18侧的冲程。

通过以上的结构，在初始状态下，通过螺旋弹簧19使第1活塞11与防脱螺母18分离了被防脱螺栓17限制的量，但当对第1气压室21施加压力而通过第2液压室对液压产生部55进行固定或者液压产生部55与盖4抵接而无法移动时，第1活塞11能够与防脱螺母18接近。

另外，此时，处于间隙51的空气从后述的贯通孔40经由活塞壳体14的外周与缸2的内周之间的空间排出到第3气压室41。

在防脱螺母18的输出侧形成有凹部，在活塞壳体14内通过配置于防脱螺母18的输出侧的第2活塞12的端面和该凹部所形成的空间而形成有第2气压室22。

此外，在防脱螺母18的中心线上形成有供杆部分50能够滑动地贯插的贯通孔。

在防脱螺栓17中沿着中心线形成有贯通孔，第1气压室21与第2气压室22经由该贯通孔而连通。

这样，缸装置1具有形成于缸内的一端侧(输入侧)的气压室(气压室20)，该气压室20由以下部分构成：第1气压室21，其具有对第1液压室31进行加压的第1活塞11；以及第2气压室22，其具有对第2液压室32进行加压的第2活塞12。

而且，第1气压室21设置于第2气压室22的一端侧，具有第1进气排气口5。

而且，第1活塞11具有将第1气压室21与第2气压室22连通的连通孔。

在第2活塞12的输出侧，为了形成第2液压室32而形成有从缸2的内周面沿中心线方向伸出的伸出部57。

在第2活塞12的输出侧端面与伸出部57的输入侧端面之间，设置有朝与伸出部57分开的方向对第2活塞12施力的螺旋弹簧33，第1活塞11的杆部分50和第2活塞12的杆部分58以及输出杆7贯插于螺旋弹簧33的中心。

通过以上的结构，在初始状态下，第2活塞12的输入侧端面与防脱螺母18的凹部的缘部分末端抵接，在第2活塞12的输出侧端面与伸出部57的输入侧端面之间设置有间隙52，该间隙52用于确保将第2活塞12压入到伸出部57侧的冲程。

此外，在活塞壳体14的形成有间隙52的部分，形成有贯通孔40，在第2活塞12向伸出部57移动时，该贯通孔40用于使间隙52的空气流向活塞壳体14与缸2之间的空间。

在伸出部57的中心线上设置有直至第2液压室32的贯通孔，第2活塞12的杆部分58可滑动地插入于该贯通孔。

而且，杆部分58在中心线上形成有贯通第2活塞12的贯通孔，第1活塞11的杆部分50可滑动地贯插于该贯通孔。

这样，杆部分58形成为圆筒状，贯通伸出部57并露出到第2液压室32的端部作为对第2液压室32的油进行加压的活塞而发挥功能。

这里，当设第1气压室21与第2气压室22的空气的压力为P1，设第2气压室22中的第2活塞12的截面积(将从空气受到压力的部分沿着推力方向投影而得的面积，以下同样)为S1，设第2液压室32中的杆部分58的截面积为S2，设螺旋弹簧33对第2活塞12施加的力为F1时，第2液压室32的液压P2为P2＝(P1·S1-F1)/S2。因此，如果(P1·S1-F1)/S2＞P1，则第2气压室22的压力被放大并传递到第2液压室32。

液压产生部55构成为满足该条件，第2液压室32通过增大的液压将液压产生部55牢固地固定。

第2液压室32由输入侧被伸出部57分隔、外周部分被活塞壳体14的薄壁部15分隔、输出侧被盖34分隔而得的空间构成，并且填充有液压用的油。

当第2活塞12被推力方向的力向伸出部57按压时，杆部分58插入于第2液压室32，因此，第2液压室32按照上述式子而被加压。特别地，当输出杆7与工件100抵接(更详细而言，安装于输出杆7的末端的爪76与工件100抵接)时，第2液压室32被急剧地加压。

当第2活塞12被推力方向的力向伸出部57按压时，杆部分58插入于第2液压室32，因此，第2液压室32按照上述式子而被加压。此时，加压的压力均等地按压到周围的内壁上。当比较输入侧与输出侧的、第2液压室32的内壁的推力方向的截面积时，输入侧比输出侧小了杆部分58的截面积的量。因此，第2液压室32内部的油按压内壁的力在截面积大的输出侧较大，因此，要向输出侧移动的力作用于第2液压室32。

此时，由于向气压室21和气压室22同时地供给空气，因此，第2活塞12和第1活塞11同时地开始动作。因此，第1液压室31也同时地开始产生液压力。在第1液压室31中产生的液压力按压盖34的输出侧端面，因此，在液压产生部55中产生了要向输入侧移动的力。

在该要向输出侧和要向输入侧移动的相反的力的关系中，在基于第2液压室32的要向输出侧移动的力较大的情况下，力沿着第2液压室32按压输出杆7的方向作用于液压产生部55，但由于输出杆7无法移动，因此，液压产生部55也停止在原位。

而且，在第2液压室32内部，升高的液压伴随着输出杆7的停止而无法沿推力方向移动，压力作用于刚性较弱的薄壁部15，从而，该薄壁部15沿箭头所示的径向(从中心线朝向外侧的方向)弹性变形而膨胀，薄壁部15的外周面被按压到缸2的内周面上。由此，在薄壁部15与缸2之间产生摩擦力，液压产生部55在缸2内沿推力方向被固定。

另一方面，在基于第1液压室31的要向输入侧移动的力较大的情况下，由于第2活塞12的基于密封部件的滑动阻力比第1活塞11小，从而第2活塞12更早动作，因此，当第1活塞11在间隙51的间隙内完成动作之前(第1活塞11与防脱螺母18抵接之前)，第2活塞12的动作完成，压力作用于刚性较弱的薄壁部15而将其外周面按压缸2的内周面，液压产生部55在缸2内沿推力方向被固定。

这样，缸装置1具有固定单元，该固定单元由气压室施加于液压室的推力方向的力而产生径向的力，并通过该径向的力将液压室固定于缸2内。

而且，该液压室受到气压室施加于液压室的另一端侧方向(输出侧)的力和输出杆施加于液压室的一端侧方向(输入侧)的力而产生液压。

更详细而言，该固定单元(薄壁部15)通过第2液压室32的液压产生径向的力，将通过该径向的力而弹性变形的第2液压室32的侧壁按压到缸2的内壁，从而固定第2液压室32和第1液压室31。

盖34在外周面上形成有外螺纹，通过拧入到形成于活塞壳体14的输出侧端部的内螺纹中而被固定。

在盖34的中心形成有贯通孔，在该贯通孔中插入有第1活塞11的杆部分50的末端部分。

在盖34的输出侧配置有第3活塞13，该第3活塞13沿着中心线在输入侧形成有输出杆7，利用盖34的输出侧端面、杆部分50的末端部分的端面、第3活塞13的输入侧端面、后述的供油口栓38的输入侧端面以及活塞壳体14的内周面，形成有通过空间分隔而成的第1液压室31。

这样，第1液压室31具有将输出杆7朝输出方向按压的输出活塞(第3活塞13)。

在第3活塞13上形成有将输出侧端面与输入侧端面连通的直至第1液压室31的供油通道，在该供油通道的输出侧通过螺纹机构而固定有用于在向第1液压室31供油之后将该第1液压室31密闭的供油口栓38。

输出杆7贯通第1液压室31，进而经由杆部分50的内部和盖3的贯通孔，从而贯通第2液压室32、第2气压室22、第1气压室21并延伸设置至盖3的外部。

在输出杆7的末端形成有从输出杆7的轴向朝直角方向伸出的爪76。

当输出杆7朝输出方向移动时，爪76靠向(被拉入)盖3侧，爪76的输出侧端面将设置于工件设置台101上的工件100向输出侧按压。

通过该结构，当第1活塞11接近活塞壳体14时，杆部分50插入于第1液压室31而对第1液压室31的油进行加压，输出杆7受到该加压后的液压而朝输出侧移动。

这里，设第1气压室21与第2气压室22的空气的压力为P1，设第1气压室21中的第1活塞11的截面积为S3，设第1液压室31的液压为P3，设第1液压室31中的第1活塞11的截面积为S4。

在该情况下，P3＝S3·P1/S4，如果S3＞S4，则第1气压室21的压力被放大并传递到第1液压室31。

此外，当设第1液压室31中的第3活塞13的截面积为S5时，输出杆7按压工件100的力F为F＝P1·S3·S5/S4。

缸装置1的液压系统(液压室30)被设定为，在第1液压室31中利用活塞11的杆部分50将第1气压室21的压力放大，通过输出杆7发挥工件100的加工所需的力F3(使推力增大)。

这样，缸装置1具有：液压放大单元(活塞11、杆部分50)，其对气压室20使第1液压室31产生的液压进行放大；以及输出杆7，其贯通液压放大单元和气压室而延伸设置至缸2的一端侧(输入侧)的外部，在一端侧输出该放大的液压，该液压放大单元对第1液压室31中产生的液压进行放大并输出到输出杆7。

在活塞壳体14的输出侧的敞开端形成有螺纹槽，防脱螺母37与该螺纹槽螺纹紧固，该防脱螺母37在中心形成有供输出杆7贯插的贯通孔。

在第3活塞13的输出侧端面与防脱螺母37的输入侧端面之间形成有用于确保第3活塞13朝输出方向移动的冲程的间隙54，在防脱螺母37的端面形成有在第3活塞13移动时供间隙54的空气流通的贯通孔53。

另外，可以在第3活塞13的输出侧端面与防脱螺母37之间的间隙54配设弹簧(未图示)。该弹簧用于辅助将第3活塞13向输入侧按压。

盖4是圆柱形的部件，在输入侧形成有用于供缸2插入的凹部。

在该凹部的内周面形成有内螺纹，通过该内螺纹与缸2的形成于对应的外周面的外螺纹嵌合而将两者螺纹紧固。

与盖3的凸部44同样地，在该凹部的底面形成有凸部，在该凸部上形成有槽。

而且，在盖4的侧面设置有从第2进气排气口6连通至缸2的内部的进气排气通路，在缸2内的输出侧形成有从第2进气排气口6进气排气的第3气压室41。

第3气压室41用于通过使第1进气排气口5敞开并从第2进气排气口6供给空气，使液压产生部55移动到输入侧，从而使缸装置1恢复到初始状态。

这样，缸装置1具有第3气压室41，该第3气压室41设置于缸内的另一端侧，具有第2进气排气口6，将液压室(液压室30)向一端侧按压。

如上述那样构成的缸装置1如下动作。

首先，使第1进气排气口5敞开而对气压室20(第1气压室21、第2气压室22)进行减压并且从第2进气排气口6供给空气，从而将气压室20、液压室30(第1液压室31、第2液压室32)设定为初始状态。

接下来，使第2进气排气口6敞开而对第3气压室41进行减压并且从第1进气排气口5供给空气。

于是，第1气压室21和第2气压室22的气压上升，第1活塞11按压液压产生部55，从而液压产生部55向输出侧滑动移动，直至输出杆7的爪76与工件100抵接为止。

这样，第1活塞11通过第1气压室21的压力使第2气压室22、第1液压室31以及第2液压室32向另一端侧(输出侧)移动，直至输出杆7与按压对象(工件100)抵接为止。

当液压产生部55移动而输出杆7的爪76与工件100抵接时，第1活塞11按压第1液压室31，第2活塞12按压第2液压室32，因此，第1液压室31和第2液压室32的油被加压而使它们的液压上升。

此时，在液压产生部55中，关于第2液压室32的推力方向的内壁的截面积，由于输出侧的截面积比输入侧的截面积大了杆部分58的截面积的部分，因此，沿着输出杆7的方向产生了与面积差对应的按压力。

此时，在第1液压室31中产生的液压力按压盖34的输出侧端面，因此，在液压产生部55中产生了要向输入侧移动的力。

在该要向输出侧和要向输入侧移动的相反的力的关系中，在基于第2液压室32的要向输出侧移动的力较大的情况下，输出杆7的爪76与工件抵接而停止，因此，液压产生装置55也停止移动。

由此，第2液压室32内部的油无法沿推力方向移动，因此，内部压力进一步上升，沿径向按压薄壁部15，使其弹性变形而与缸2的内周面抵接。由此，将液压产生部55固定于缸2内。

另一方面，在基于第1液压室31的要向输入侧移动的力较大的情况下，由于第2活塞12的滑动阻力比第1活塞11小，第2活塞12更早动作，因此，当第1活塞11在间隙51的间隙内完成动作之前，第2活塞12的动作完成，压力作用于刚性较弱的薄壁部15而将其外周面按压缸2的内周面，液压产生部55在缸2内沿推力方向被固定。

由于在液压产生部55被固定的状态下向气压室20进一步供给空气，因此，第1液压室31、第2液压室32的液压进一步上升。由此，薄壁部15进一步按压缸2，基于薄壁部15的按压力的把持力上升。由于基于薄壁部15的把持力提高，因此，液压产生部55被保持在推力方向上(液压产生部55通过薄壁部15而固定于缸2)，即使受到第1液压室31的液压力产生的推力方向的力也不移动。于是，第1液压室31的液压力施加于输出杆7，经由爪76而通过液压力按压工件100。

此时，在工件100中，在爪76仅是与工件100抵接后被按压而固定在此处，而不会由于从输出杆7施加的液压力发生移动或者变形等的情况下，第3活塞13不会在第1液压室31室内沿推力方向移动，因此，第1液压室31内部的油不会与第3活塞13的O型圈(参照图1的(b))的移动一起被带出到外部。

此外，由于在第2液压室32中密闭有内部的油而体积恒定，因此，当薄壁部15沿径向鼓起时，推力方向的体积减少了该径向的体积增加量而变短，能够使第2活塞12前进该变短的量。薄壁部15的径向的变形量非常小，因此，伴随着该变形量的推力方向的变化量也很小，第2活塞12移动的量也很小，几乎不移动。因此，几乎不存在如下情况：第2活塞12的O型圈(参照图1的(b))移动而将第2液压室32内部的油带出到外部。在本实施方式中，第2活塞12的移动量被设定为O型圈等密封部件(第2液压室32的配设于第2活塞12的密封部件)的弹性变形范围内的量，在本实施方式中，O型圈完全不移动，因此，不会将内部油带出到外部。

当相对于工件100的按压处理结束时，使第1进气排气口5敞开，对第1气压室21和第2气压室22进行减压。

由此，第1液压室31和第2液压室32的液压下降。

在第2液压室32中，薄壁部15的弹性变形借助复原力而恢复，液压产生部55的固定被解除。此外，第2活塞12借助螺旋弹簧33的作用力而返回到初始状态的位置。

接下来，对使用缸装置1按压并夹持工件100的例子进行说明。

在缸装置1中，将最适于按压并夹持工件100的夹持用部件组装于输出杆7的末端。

而且，缸装置1按照如下顺序按压工件100，并对要夹持的部件进行夹持动作。

(1)首先，使第1进气排气口5敞开并向第2进气排气口6供给空气，由此，使缸装置1成为初始状态，由此，使夹持部件后退，将工件100设置于规定的位置。此时，工件100被设置为即使被按压也不移动。

(2)然后，使第2进气排气口6敞开并从第1进气排气口5供给空气。于是，通过空气驱动使输出杆7朝输出方向前进，安装于输出杆7的末端的夹持用部件与工件100抵接。

(3)当夹持部件与工件100抵接时，气压室20的压力提高，将液压产生部55固定于缸2。输出杆7产生了基于液压力的推力。由此，通过较强的力按压工件100，因此，工件100被强力地按压到夹持部件上而被夹持。

(4)在将工件100从夹持部件释放的情况下，使第1进气排气口5敞开并从第2进气排气口6供给空气，通过空气驱动使活塞杆7后退，接下来，使工件100从规定的位置脱离。

以下，更换工件100并反复以上的循环。

这里，对缸端部的液压力产生，即，在液压产生部55与输出侧的缸端部(盖4)抵接的状态下产生液压力的情况进行说明。该动作例是即使输出杆7与工件100不抵接也能够产生液压推进力的情况。

以下，对其动作进行说明。

当液压产生部55前进而与缸端部(盖4)抵接时，第2活塞通过第2气压室22按压第2液压室32，同时第1活塞通过第1气压室21按压第1液压室31。由于液压产生部55无法前进，因此，第2液压室32内部的油借助盖34和第2活塞12而变得狭窄从而被加压。于是，薄壁部15弹性变形而固定于缸2的内壁。此时，由于第2活塞12的滑动阻力比第1活塞11小，因此，第2活塞12较早地动作，当第1活塞11在作为间隙51的间隙内完成动作之前，第2活塞12的动作完成。

由于当液压产生部55固定于缸2时，推力方向的把持力上升而刚性提高，因此，能够截住在第1液压室31产生的推力方向的液压推力，在输出杆7中产生液压推进力。

由此，即使在输出杆7未与工件抵接的状态下，也能够对输出杆7施加液压推进力。

图2的(a)是用于说明使用缸装置1进行冲压加工的例子的图。

未图示的冲压装置以输出方向为下方(即，使输出杆7朝上)固定于缸装置1。

在作为工具而安装于输出杆7的爪76的输出侧，从下依次设置有设置台73、部件72、销71。设置台73作为工件设置单元而发挥功能。

在部件72中形成有贯通孔，该贯通孔供销71以过盈嵌合的方式插入，在该贯通孔中预先地临时插入有销71。

缸装置1按照接下来的括号所示的数字顺序压入被临时插入的销71。

(1)首先，使第1进气排气口5敞开并向第2进气排气口6供给空气，由此，使缸装置1成为初始状态，由此，使爪76朝上方后退，将临时插入有销71的部件72设置于设置台73上的规定的位置。

(2)接下来，使第2进气排气口6敞开并从第1进气排气口5供给空气。

于是，通过空气驱动使输出杆7朝输出方向(下方)前进，爪76的端面与销71的末端抵接。

(3)当爪76与销71抵接时，气压室20的压力提高，将液压产生部55固定于缸2，通过液压驱动输出杆7。由此，通过较强的力将爪76向销71冲压，销71被压入到部件72的孔中。这样，冲压装置具有冲压单元。

(4)当压入完成时，使第1进气排气口5敞开而从第2进气排气口6供给空气，通过空气驱动将爪76抬起，接下来，使部件72从规定的位置脱离。这样，冲压装置具有脱离单元。

(第1实施方式的变形例)

在缸装置1中，输出杆7、杆部分50以及杆部分58形成为同轴。由此，输出杆7具有绕中心轴旋转的自由度。

在本变形例中，为了限制该自由度并且使输出杆7不绕中心轴旋转，使输出杆7、杆部分50以及杆部分58形成为从缸2的中心线偏心(使输出杆7、杆部分50以及杆部分58的中心线不与缸2的中心线一致)。

即，从第1活塞11、第2活塞12、第3活塞13，像偏心销那样，从相对于这些活塞的中心偏移的位置形成有杆部分50、杆部分58、输出杆7。

与此对应地，盖3、防脱螺母18、伸出部57、盖34的贯通孔也偏心。

由此，输出杆7能够在将爪76的角度保持为恒定的状态下进行活塞运动。

此外，作为限制输出杆7绕中心轴的旋转角度的方法，也能够使用后述的凸轮机构。

(第2实施方式)

在本实施方式的缸装置1a中，通过使用凸轮机构，使输出杆7绕中心轴的旋转角度与输出杆7沿推力方向的移动对应地改变。

以下，对与第1实施方式相同的部分，简化或者省略说明，对差异点进行说明。

图3的(a)示出缸装置1a的推力方向的剖视图，图3的(b)示出部件图。

在第3活塞13中，沿着中心线从输出侧端面至输出杆7的中程形成有盲孔81。

另外，使盲孔81不成为贯通孔，而是成为一端侧封闭的被挡住的状态是为了防止第3气压室41的空气从该孔泄漏。

在盖4的输入端侧凹部沿着中心线形成有凸轮轴杆82的固定孔，在该固定孔的输入侧例如通过螺纹机构而固定有凸轮轴杆82。

由此，凸轮轴杆82沿着缸2的中心线从盖4的输入侧端部向输出杆7一侧延伸设置。

凸轮轴杆82的外径形成为比防脱螺母37的贯通孔53、输出杆7的盲孔81的内径小，凸轮轴杆82贯通防脱螺母37的贯通孔53而插入到输出杆7的盲孔81中。

凸轮轴杆82固定于盖4，液压产生部55沿推力方向移动，因此，伴随着液压产生部55的移动，盲孔81的内周面在凸轮轴杆82的外周面滑动。

盲孔81的长度被设定为如下长度：即使在液压产生部55移动到最靠输出侧的位置的情况下，盲孔81的底面也不与凸轮轴杆82的末端接触。

在凸轮轴杆82的侧面沿着长度方向形成有引导槽83，凸轮轴杆82被固定为引导槽83面对下述的凸轮销80。

在第3活塞13上形成有从第1液压室31的侧面到达盲孔81的贯通孔。在该贯通孔中插入有凸轮销80，并且例如通过螺纹机构来进行固定，凸轮销80的末端部分与引导槽83卡合(即，末端部分嵌入于凸轮销80)。

另外，在凸轮销80的末端的端面与引导槽83的底面之间设定了规定的间隙(间隔)，由此，在滑动时，凸轮销80的外周侧面与引导槽83的侧面接触。

另外，在引导槽83是图3中图示那样的一条直线的情况下，该引导槽83起到了作为爪76的直线驱动的引导件的作用。此外，可以使引导槽83以在中途能够旋转驱动爪76的方式而在与其旋转范围对应的区域内形成为螺旋状。

即，在引导槽83上以将输出杆7与对应于爪76开始旋转的位置和结束旋转的位置的周向的相位位置相连的方式形成有螺旋槽，从该螺旋槽的输出侧的端部进一步向输出侧(盖4方向)形成有沿着轴向的直线槽部。该直线槽部形成为供爪76沿轴向进行基于气压驱动的直线运动，并且在直线动作中使得工件100与爪76抵接，然后形成为将工件100拉入(压入)。

当液压产生部55沿推力方向移动时，凸轮销80与引导槽83卡合，因此，液压产生部55沿着引导槽83而绕中心轴旋转。由此，输出杆7也沿着引导槽83而旋转。

凸轮轴杆82和引导槽83的长度被设定为如下长度：即使在液压产生部55移动到最靠输入侧的位置的情况下，凸轮销80也与引导槽83卡合。

图示的状态是初始状态，表示凸轮销80位于凸轮轴杆82的最靠输入侧的位置的状态。

液压产生部55移动到最靠输出侧的位置时的凸轮销80的位置是图的波浪线所示的凸轮销80a的位置。

这两位置之间的引导槽83限定出了输出杆7的旋转方式。

在引导槽83沿着凸轮轴杆82的轴线而形成为直线状的部分，输出杆7保持恒定的角度而移动，在引导槽83扭转为螺旋状的部分，输出杆7沿着扭转的形状而旋转。

因此，如果适当设定引导槽83的形状，则通过由凸轮销80和引导槽83构成的凸轮机构，使安装于输出杆7的末端的爪76与输出杆7的移动同步地旋转为期望的角度。

例如，能够通过引导槽83的形状来限定出如下动作：在使爪76向输入侧移动而将工件100设置于工件设置台101时，使爪76旋转到不与工件100的设置动作干涉的角度，在设置工件100之后，使爪76旋转到工件100侧并且与工件100抵接而对工件100进行冲压。

这样，该凸轮机构作为在输出杆移动时，改变该输出杆绕中心轴的旋转角度的旋转角度改变单元而发挥功能，该旋转角度改变单元通过输出杆、突起部件(凸轮销80)和槽部(引导槽83)的滑动机构来改变输出杆的旋转角度，该突起部件(凸轮销80)形成于与该输出杆相对的滑动面中的一侧，该槽部(引导槽83)形成于与该输出杆相对的滑动面中的另一侧，与该突起部件(凸轮销80)卡合并且沿输出杆的移动方向而形成。

(第3实施方式)

在第2实施方式的缸装置1a中，由于将凸轮销80从第1液压室31插入，因此，具有能够使构造小型化的优点，但相反地，更换凸轮销80要花费劳力。

因此，在第3实施方式的缸装置1b中，将凸轮销80设置于容易更换的位置。

图4示出缸装置1b的推力方向的剖视图。

在缸装置1b中，在防脱螺母37的输出侧形成有凸部84，在形成于凸部84的侧面的贯通孔中固定有凸轮销80。

波浪线所示的凸轮销80a表示凸轮销80移动到最靠输出侧的位置时的位置。其他的结构与缸装置1a相同。

这样，在缸装置1b中，凸轮销80露出到液压产生部55的外部，因此，虽然缸装置1b的全长比缸装置1a长，但凸轮销80的更换容易。

(第4实施方式)

本实施方式的缸装置1c通过夹具90将液压产生部55固定于缸2。

图5的(a)表示缸装置1c的、夹具90周边的推力方向的剖视图，图5的(d)表示夹具90周边的部件图。

另外，在该图中，未示出全图而是将第2气压室22和第2液压室32附近剖切示出。

第2液压室32的输入侧端面由以下部分构成：圆柱部件95的端面，其固定于活塞壳体14；以及圆环部件91的端面，其配置于圆柱部件95的周围。

圆环部件91的内周面与圆柱部件95的外周面接触，外周面与活塞壳体14的内周面接触。这些接触的面被O型圈密封，能够在保持气密性的状态下使圆环部件91沿推力方向移动。

在圆柱部件95的输入侧形成有内螺纹，并组装有相当于第1实施方式中的防脱螺母18的部件。在相当于防脱螺母18的部件的输入侧外周形成有外螺纹，螺母97被拧入而固定。

在螺母97的输出侧端面与圆环部件91之间设置有螺旋弹簧96，圆环部件91确保构成第2液压室32的空间(虽然未图示，但为了确保该空间而设置有限制圆环部件91向输出侧移动的限制单元)并且被螺旋弹簧96向输出侧施力。

因此，当第2液压室32的液压上升时，圆环部件91向输入侧移动，当液压下降时，圆环部件91向输出侧移动而返回到初始位置。

如图5的(b)所示，在圆环部件91的输入侧端部，形成有外径随着朝向输入侧(附图左侧)而减小的锥形部92。

而且，在形成于圆环部件91的锥形部92与螺母97的输出侧端面之间的空间中配置有夹具90。

夹具90是形成有内径随着朝向输入侧而减小的锥形部93的圆环部件，锥形部93的角度与锥形部92的角度相等。

如图5的(c)所示，夹具90以沿着箭头所示的径向扩展的方式被4等分。

夹具90的外周面形成为与缸2的内周面平行，在初始状态下，在夹具90的外周面与缸2的内周面之间形成有规定的间隙，在两者之间不产生摩擦力。

而且，在夹具90的外周面上沿着圆周方向形成有槽，在该槽中设置有O型圈94。

一般情况下，O型圈是为了保持气密性而设置的，但O型圈94是为了拉回沿径向扩展的夹具90而设置的。

因此，形成于夹具90的外周面的槽的高度被设定为比O型圈94的直径大，使得O型圈94与缸2的内周面不接触。

另外，在本实施方式中，使用了O型圈94，但只要是在沿径向扩展而内径增大的情况下要收缩返回到初始内径的部件，则能够使用其他的部件。例如，可以使用具有弹性的绳状的圆环状弹性部件。此外，也可以使用将螺旋弹簧的两端相连而形成圆环状的部件。

在这样构成的缸装置1b中，在初始状态下，第2液压室32的压力较低，因此，圆环部件91被螺旋弹簧96向输出侧施力，由此，在螺母97的输出侧端面与圆环部件91的锥形部92之间确保了充分的间隙。

因此，夹具90通过O型圈94的收缩力而向中心轴向束紧，从而在夹具90与缸2的内周面之间产生间隙，液压产生部55能够沿推力方向移动。

另一方面，当第2液压室32的压力提高时，通过液压朝输入侧方向按压夹具90而使其移动。

于是，夹具90被螺母97的输出侧端面和圆环部件91的锥形部92夹着，如图5的(b)的箭头所示，从两端侧受到推力方向的力。

具体说明的话，当第2气压活塞12前进时，第2液压室32的压力上升，压力的上升通过连通通道32a而到达圆环部件91的端面空间的液压室32b(第2液压室)。

当通过第2液压室32的压力产生的要沿推力方向移动的力大于O型圈94要使夹具90收缩的力时，圆环部件91按压夹具90而扩展并使其向输入侧移动。此时，被第2活塞12推出的第2液压室32内部的油通过连通通道32a流入端面空间，因此，圆环部件91沿推力方向移动。

该推力方向的力通过圆环部件91的锥形部92与夹具90的锥形部93的抵接而如图5的(b)的箭头所示那样转换为径向的力，其结果，夹具90被沿径向压出。

由此，夹具90的外周面与缸2的内周面抵接而产生摩擦力，液压产生部55被固定在缸2内。

第4实施方式所使用的基于夹具90的固定方法也能够在第1实施方式、第2实施方式以及第3实施方式中使用。

在该例中，通过在第2液压室32中产生的液压将沿推力方向移动的锥形部件(圆环部件91)按压到夹具90从而产生径向的力，并通过该力将夹具90按压到缸的内壁，由此，将第2液压室32和第1液压室31固定。

通过以上说明的各实施方式，能够得到接下来的效果。

(1)通过将空气活塞和液压活塞巧妙地组合而内置气动液压机构，能够使得在与工件100抵接之前作为空气活塞而动作，在与工件100抵接之后作为液压缸而动作，无需液压泵等单独附带设备或施工中花费功夫的液压配管等，仅通过空气供给，就能够实现基于空气活塞的较长的冲程的移动以及作为液压活塞的特征的较大的推力的双方。

(2)在通过空气活塞获得必要的冲程之后，通过薄壁部15的弹性变形或夹具90的压出等将推力方向的力转换为径向的力，能够将液压活塞固定于缸2内。

(3)由于能够通过液压使径向的力增大而将液压活塞固定，因此，能够牢固地固定液压活塞。

(4)通过使固定在缸2内的液压缸产生液压，能够产生较大的力。

(5)由于通过空气活塞覆盖必要的冲程的大部分，通过液压活塞执行所需最小限度的冲程，因此，液压活塞的冲程量较小即可，因此，能够将由油的泄漏导致的损耗抑制为最小限度。

特别地，在输出杆7与工件100抵接，然后不伴随着输出杆7的移动而仅对工件施加液压力的使用方法的情况下，各液压室内部的各液压活塞的移动量仅处于各密封部件的弹性变形的范围内，因此，能够不产生各液压室内部的油的泄漏。

(6)关于向输出杆7的推力的增大方向，能够在相对于缸1以及在内部固定的第2壳体62的位置接近的方向(向内侧拉入的方向)上，而非远离的方向(向外侧推出的方向)上产生力，因此，能够可靠地传递工件100的加工所需的力。

(7)由于设置了使输出杆7绕中心轴线旋转的凸轮机构，因此，在径向上，在将第2壳体62固定之前，能够将爪76配置成与工件100不同的相位。

接下来，对第5实施方式～第7实施方式进行说明。

在该第5～第7实施方式中，能够分别进行如下动作：移动、固定动作(夹持动作)，通过空气驱动使活塞壳体60移动到规定的位置然后固定于缸20；液压输出动作，在移动、固定动作之后，通过气动液压机构使输出杆7的末端产生放大的液压力。

(第5实施方式)

以下，对第5实施方式进行说明。

在该第5实施方式中，在固定动作中，通过杆部分58和第2活塞12的动作，使第2液压室32产生径向的液压，由此，使薄壁部15膨胀而将活塞壳体60的移动固定于缸2。

另一方面，在液压输出动作中，通过第1活塞11的移动使杆部分50的末端按压第1液压室31，由此，从第3活塞13使输出杆7产生放大的液压力。

图6表示示出了第5实施方式中的缸装置1d的结构的推力方向的截面。

图7表示配设于缸2内的各部件，(a)表示各部件的截面，(b)是第1壳体61的主视图、侧视图以及防脱环29的主视图。

另外，对与第1实施方式相同构造或相同功能的部分标注相同标号并适当省略其说明。此外，在图6中显示有用于将各部密封的O型圈，但省略其说明。此外，为了易于观察附图，与其他的实施方式同样地，不进行表示截面的显示，分为图6的(a)和图6的(b)来显示标号。而且，仅在图6的(a)中，对存在有空气的区域标注斜线，对存在有油的区域标注点，与主要部件以及填充有空气和油的区域相关联地显示标号。

如图6、7所示，在本实施方式的缸装置1d中，代替第1实施方式中的活塞壳体14(参照图1)，将由第1壳体61、第2壳体62、第3壳体63构成的活塞壳体60(未图示)配设于缸2内。

如图6所示，从输入侧起依次配设有：第2壳体62，其收纳与第2活塞12连结的杆部分58；第1壳体61，其收纳连接有杆部分50的第1活塞11；以及第3壳体63，其收纳连接有输出杆7的第3活塞13。

第2壳体62的两端侧形成为厚壁部，在两端侧之间构成了薄壁部15，薄壁部15的内侧成为第2液压室32。

在第2壳体62的两端的厚壁部形成有用于向第2液压室32填充油的供油孔，在从任意一方的供油孔注入油之后，通过供油口栓381、供油口栓382进行密闭。

在第2壳体62的输入侧的端部，借助配置于圆周上的多个螺栓39a而固定有盖39。该盖39对应于第1实施方式中的伸出部57。

在盖39的输入侧形成有圆筒形状的凹部39d(参照图7的(a))，在凹部39d的底部中央形成有杆部分58用的贯通孔，在该贯通孔的径向的外侧形成有沿轴向贯通凹部39d的底部的连通孔39c。该连通孔39c构成将后述的第5气压室65与第3气压室41连通的路径的一部分。

在盖39的输入侧端部形成有与缸2的内周壁之间具有间隙的凸缘部，在该凸缘部的周面上配设有滑动辅助环2a。滑动辅助环2a包含其他的滑动辅助环2b、2c并由金属以外的材料(例如树脂)形成，该滑动辅助环2a是为了避免缸2与盖39、第1壳体61的金属接触并且使缸2的内周面与第2壳体62之间的滑动顺畅而配设的。

以贯通盖39的凹部39d和中央的贯通孔的方式贯插有杆部分58。在该杆部分58的输入侧借助连结螺钉12a而固定有第2活塞12。

杆部分58具有从输出侧朝向输入侧直径依次增大的小直径部分58d和中等直径部分。通过该杆部分58在盖39内朝输出方向移动，通过小直径部分58d的末端对形成于第2壳体62内的第2液压室32进行加压，通过该液压使薄壁部15沿径向弹性变形，从而将活塞壳体60(61～63)固定于缸2内。

在杆部分58的中等直径部分形成有沿着小直径部分58d的外周的凹部58b。杆部分58的小直径部分58d贯插于螺旋弹簧33，螺旋弹簧33的一端侧配置于凹部58b，另一端侧与形成于盖39的凹部39d的底面抵接。

在杆部分58的中等直径部分的输出侧端面形成有沿径向伸出的凸缘部58c。

在杆部分58中，在贯插于螺旋弹簧33的杆部分58的小直径部分和中等直径部分通过了盖39的状态下，防脱环29借助螺栓29c从输入侧固定于盖39。由于防脱环29的内径形成为比杆部分58的凸缘部58c的外径小，因此，通过螺旋弹簧33向输入侧施力而使杆部分58不脱落。

如图7的(b)所示，防脱环29被2等分，在防脱环29的同一圆周上形成有多个贯通孔29a和螺栓孔29b，该贯通孔29a供螺栓39a(盖39的固定用)贯通，该螺栓孔29b用于通过螺栓29c将防脱环29固定于盖39。此外，采用如下结构：即使组装到盖39上，2等分的接缝也不会紧密贴合而是存在间隙，第5气压室65内部的空气和连通孔39c内部的空气能够自由来去。

在将防脱环29固定的状态下，第2活塞12借助连结螺钉12a而固定于杆部分58。这样，杆部分58与第2活塞12分割是为了借助螺栓39a将盖39固定以及借助螺栓29c将防脱环29固定。

在杆部分58的中央形成有贯通孔，后述的输出杆7贯插于该贯通孔。

第2活塞12的输入侧的端面与盖3和缸2的内周面一起形成第2气压室22，第2活塞12的输出侧的端面与盖39和缸2一起形成第5气压室65。

在第2壳体62的输出侧的端部，与盖39对置地插入有盖34的一部分。在盖34的输出侧形成有凸缘部，该凸缘部与第2壳体62的输出侧端部的厚壁部抵接并借助螺栓34a而固定。

盖34的中央部向输入侧(第2液压室32侧)突出，在该突出部的内侧形成有凹部34d，在该凹部34d的底面形成有供输出杆7贯插的贯通孔。

在盖34的凹部34d的径向的外侧形成有沿轴向贯通盖34的连通孔34b。该连通孔34b与盖39的连通孔39c通过配设于第2液压室32内的套环28而连通。

在盖34的输出侧端面沿径向形成有与连通孔34b相连的连通槽34c。

第1壳体61配设于比第2壳体62靠输出侧的位置，在输入侧的端部借助多个螺栓27e而固定有盖27。

该盖27在固定于第2壳体62的状态下被螺栓27a从第2壳体62的内侧固定于盖34。由此，形成于盖34的连通槽34c被盖27盖住，形成了来自第5气压室65的空气的通路。

在盖27的输出侧形成有凹部27f(参照图7的(a))。该凹部27f的底面作为第1气压室21的输入侧端面而发挥功能。

在盖27上形成有贯通凹部27f的底面而与盖34的凹部34d连通的连通孔27b，并且在凹部27f的底面沿着径向形成有与连通孔27b相连的连通槽27d。

此外，在盖27的外周面沿轴向形成有与盖34的连通槽34c相连的连通槽27c。

在通过螺栓27a将盖27固定于盖34的状态下，在第1壳体61内，配设有在中央延伸设置有杆部分50的第1活塞11。

通过配设有第1活塞11，第1壳体61被第1活塞11分隔，在输入侧形成第1气压室21，在输出侧形成第4气压室64。

如图7所示，在第1壳体61的两端侧遍及整周地形成有周向槽61a、61b。如上述那样，在该周向槽61a中嵌入有滑动辅助环2b、2c，使得与缸2之间的滑动顺畅。

此外，在第1壳体61上遍及全长地沿着轴向(长度方向)形成有连通槽61e。连通槽61e的输入侧端部与盖27的连通槽27c相连。

在周向槽61a、61b与连通槽61e交叉的部位，形成有比滑动辅助环2b、2c的宽度大并且比滑动辅助环2b、2c的厚度大的凹部61c、61d，以使得连通槽61e不被嵌入于周向槽61a、61b的滑动辅助环2b、2c塞住。该连通槽61e与缸2的内周面之间是来自第5气压室65的空气的通路。

返回图6，第3壳体63借助沿周向配设的多个螺栓63e而固定于在内侧配置有第1活塞11的第1壳体61的输出侧的端部。

从基于螺栓63e的固定部观察时，第3壳体63在输入侧和输出侧的双方形成有凸部。该输出侧凸部形成为比缸2的内径小，从轴向的端面形成有凹部63a。输入侧凸部形成为比第1壳体61的内径小，形成有从输入侧端部贯通至凹部63a的底部的贯通孔63b，第1活塞11的杆部分50贯插于该贯通孔63b。

在第3壳体63的轴向的中途形成有凸缘部。在第3壳体63中，凸缘部借助螺栓63e在周向的多个位置固定于第2壳体62。

在该凸缘部的外周面形成有轴向的槽63c。

此外，在第3壳体63的凸缘部形成有从与槽63c相连的位置沿径向延伸并且从中途沿轴向弯曲的截面L字状的连通孔63d。

截面L字状的连通孔63d通过贯通至第3壳体63的输入侧端面而与第4气压室64相连。

另一方面，槽63c的输入侧与形成于第1壳体61的外周的连通槽61e相连，槽63c的输出侧与第3气压室41相连。

在第3壳体63的凹部63a配置有第3活塞13。在该第3活塞13的中央部配设有通过贯通孔63b而贯通输入侧的盖3的输出杆7。输出杆7的输出侧的端部通过与第3活塞13旋合而被固定。

输出杆7形成为通过第3壳体63的贯通孔63b、形成于第1活塞11和杆部分50的中央的轴向的贯通孔50a(参照图7)、盖27的贯通孔、盖34的贯通孔、形成于杆部分58的中央的轴向的贯通孔以及盖3的贯通孔而延伸至盖3的外侧的长度。

爪76借助螺栓76a而被螺纹紧固于该输出杆7的输入侧的末端。

此外，在输出杆7的输入侧，从输入侧末端到凹部34d的位置，形成有在中央沿轴向延伸的进气排气通路7b。该进气排气通路7b的输出侧的端部在凹部34d的位置处，与沿径向贯通的贯通孔7c相连。另外，盖34的凹部34d的深度(轴向的长度)形成为比输出杆7的轴向的动作范围大，由此，贯通孔7c无论输出杆7的位置如何都始终位于凹部34d内。

在输出杆7的输入侧端部配设有第3进气排气口8。从该第3进气排气口8供给的空气通过进气排气通路7b和贯通孔7c而经由凹部34d供给到第1气压室21。

第3壳体63的凹部63a通过配置有第3活塞13而被分隔，在输入侧形成第1液压室31。

在第3活塞13上形成有用于向第1液压室31填充油的供油孔，在注入油之后通过供油口栓38进行密闭。

另外，构成为，杆部分50在贯通孔63b的内周面滑动，输出杆7在该杆部分50的贯通孔内周面滑动。因此，通过向输出杆7与贯通孔63b之间的空间也填充油而构成第1液压室31的一部分。

此外，在杆部分50的贯通孔50a与输出杆7的滑动部的中途，以使第1液压室31的油不从此处漏出的方式配置有未图示的O型圈。

杆部分50通过在其末端按压贯通孔63b内的油而对第1液压室31进行加压。

在第3壳体63的输出侧端部，借助多个螺栓37b而固定有防脱环37a。防脱环37a的固定是在凹部63a中配置有第3活塞13、填充有油并通过供油口栓38进行了密闭的状态下进行的。

在第3活塞13和防脱环37a各自对置的面上形成有凹部13b、凹部37c，配置有对第3活塞13向输入侧施力的螺旋弹簧36。

第2壳体62与盖39、盖34一起构成输入侧壳体，第1壳体61和第3壳体63与盖27、防脱螺母37一起构成输出侧壳体。

此外，通过螺栓27a将盖34和盖27固定，由此，输入侧壳体被固定于输出侧壳体的输入侧(一端侧)。

接下来，对第5实施方式的缸装置1d的动作进行说明。

图8表示缸装置1d的动作的各状态。

在该动作中，通过配设于输出杆7的末端的爪76与工件100抵接而进行活塞壳体60(61、62、63)的固定，然后在任意的时刻从输出杆7的末端输出放大的液压力。

首先，对使缸装置1d成为初始状态的动作进行说明。

缸装置1d的初始状态是指使缸2内的活塞壳体60和第2活塞12移动到了输入侧的状态，符合图8的(a)所示的状态。

为了使缸装置1d成为图8的(a)所示的初始状态，在使第1进气排气口5和第3进气排气口8敞开的状态下，从第2进气排气口6以规定的压力供给空气。供给到第3气压室41的空气按压形成第3气压室41的活塞壳体部60的输出侧端面，活塞壳体整体开始朝输入方向移动。同时，供给到第3气压室41的空气通过槽63c、凹部61d、连通槽61e、凹部61c、连通槽27c、连通槽34c、连通孔34b、套环28、连通孔39c而到达第5气压室65(参照图6)。供给到第5气压室的空气按压第2活塞12的输出侧端面而使其向输入侧移动。此时，由于使第1进气排气口5敞开，因此，第2活塞12和杆部分58不受到基于第2气压室22的输出方向的气压，因此，能够容易地朝输入方向移动。

此外，由于杆部分58的凸缘部58c与环29卡合，因此，活塞壳体60整体也同时移动。这里，供给到第3气压室41的空气按压活塞壳体60的输出侧端面，因此，活塞壳体60整体向输入侧移动。此时，基于供给到第5气压室65的空气的内部压力也同时按压活塞壳体60的输入侧端面，并且在通过螺旋弹簧33的施力保持第5气压室65的空间的状态下移动。

伴随着该向输入侧的动作，第2气压室22内的空气从第1进气排气口5排出。

此外，供给的空气从第3气压室41通过槽63c、连通孔63d，第4气压室64内的压力也上升。通过来自第4气压室64的压力，第1活塞11向输入侧移动，直至与盖27抵接。此时，存在于第1气压室21内的空气被第1活塞11按压，通过连通槽27d、连通槽27b、凹部34d、贯通孔7c、进气排气通路7b而从第3进气排气口8放出。

由于杆部分50也与第1活塞11一起向输入侧移动，因此，第1液压室31内的压力下降，因此，当第3气压室41的压力上升时，输出杆7和第3活塞13被螺旋弹簧36向输入侧施力而向输入侧移动。

输出杆7和第3活塞13移动，直至第3活塞13与第3壳体63的凹部63a的底面抵接为止。

通过以上的动作，缸装置1d成为图6所示的初始状态。

在图8的(a)所示的初始状态下，在保持使第3进气排气口8敞开的状态下，使第2进气排气口6敞开并且从第1进气排气口5供给空气，由此，成为图6所示的状态。

即，通过从第1进气排气口5供给的空气，第2气压室22的气压上升，将第2活塞12向输出侧按压，第2活塞12经由杆部分58按压第2液压室32。此时，向输出侧的按压力的反作用力未作用于活塞壳体60整体，因此，第2液压室32的油不会变得狭窄，薄壁部15不会产生弹性变形。因此，杆部分58按压第2液压室32，由此，活塞壳体60整体向输出侧移动。螺旋弹簧33辅助将活塞壳体60整体朝输出方向按压。

另外，由于第3进气排气口8敞开，因此，第1气压室21的气压不上升，因此，第1活塞11和杆部分50不朝输出方向移动，而保持与盖27抵接的状态。此外，由于杆部分50不朝输出方向移动，因此，第1液压室31内的液压也不上升，第3活塞13也保持与第3壳体63抵接的状态。

而且，如图6所示，第3活塞13也与第2活塞12和活塞壳体60的移动一起朝输出方向移动，由此，输出杆7也朝输出方向移动，配设于输出杆7的末端的爪76与工件100抵接。

当输出杆7的爪76与工件100抵接时，第3活塞13与第3壳体63抵接，因此，活塞壳体60整体的移动停止。

在该状态下，如图8的(b)所示，进一步从第1进气排气口5供给空气。于是，活塞壳体60停止移动，因此，第2气压室22内的压力进一步上升而超过基于螺旋弹簧33的输入方向的作用力，第2活塞12和杆部分58朝输出方向移动。

另外，通过第2活塞12的移动，第5气压室65的容积变小，第5气压室65内的空气移动到第3气压室41并从第2进气排气口6排出。如图6所示，具体的路径为从第5气压室65通过凹部39d、连通孔39c、套环28、连通孔34b、连通槽34c、连通槽27c、连通槽61e、槽63c、第3气压室41而从第2进气排气口6排出的路径。

通过杆部分58的移动，第2液压室32如图8的(b)中的轴向的箭头所示那样被杆部分58的末端部按压，内部压力上升。通过该液压，如径向的箭头所示的那样，薄壁部15向外弹性变形，活塞壳体60从仅停止移动的状态变为固定于缸2的状态。

另外，在未被薄壁部15固定的状态下，活塞壳体60处于无法移动而仅停止的状态。

在该非固定状态(图6的状态)下，当停止来自第1进气排气口5的空气供给，并从第3进气排气口8供给空气时，活塞壳体60整体朝向相反方向(输入方向)移动。即，通过第1气压室21的压力，第1活塞11和杆部分50移动，第1液压室31内的液压上升，但由于输出杆7被与爪76抵接的工件100固定，因此，通过来自工件100的反作用力，活塞壳体60整体朝相反方向(输入方向)移动。

因此，对于活塞壳体60是否通过薄壁部15的弹性变形而被固定，通过在缸2的外周部配设应变仪(未图示)，检测由于薄壁部15对缸2的按压力而产生的缸2的变形应变，并检测规定的应变量来判断活塞壳体60的固定。或者，可以配置检测第2液压室32内的压力的压力传感器(未图示)，根据该压力是否超过规定值(薄壁部15发生弹性变形的值)来进行判断。另外，可以使压力传感器的检测对象为第2气压室22。此外，可以代替压力传感器而设置检测输出杆7或爪76的移动的传感器，根据从移动停止起经过了规定时间(第2液压室的压力上升而薄壁部15发生弹性变形为止的时间)，判断为已固定。

在通过薄壁部15的弹性变形将活塞壳体60固定于缸2的图8的(b)的状态下，仅是输出杆7与工件100抵接，而未从输出杆7的末端输出放大的推力。

因此，从第1进气排气口5继续供给空气，保持使第2进气排气口6敞开的状态，当在期望的时刻，如图8的(c)所示那样，从第3进气排气口8供给空气时，供给的空气通过进气排气通路7b、贯通孔7c、凹部34d、连通孔27b、连通槽27d而使第1气压室21的压力上升。

而且，第1活塞11受到第1气压室21的压力，第1活塞11和杆部分50通过气动液压机构而朝输出方向移动了图8的(c)所示的气动液压冲程，杆部分50的末端按压第1液压室31。由此，第3活塞13受到对应于杆部分50的末端面积与第3活塞13的截面积之比而被放大的液压力，第3活塞13、输出杆7以及爪76朝输出方向移动了液压冲程。在该移动时，被第1液压室31放大的液压力从爪76按压第3活塞13的输入侧的端面，爪76输出了增大的较大推力。通过该较大的推力，爪76将工件100朝盖3的方向推入，由此，工件100被压入工件设置台101。

如以上说明的那样，根据第5实施方式，与用于使第2液压室32的液压上升从而将活塞壳体60固定于缸2的第1进气排气口5分开地，设置了用于从输出杆7末端的爪76产生推力的第3进气排气口8。

由此，能够使活塞壳体60的固定动作和从输出杆7末端的爪76产生推力的动作独立。

(第6实施方式)

以下，对第6实施方式进行说明。

在第5实施方式中，将第3进气排气口8配设于输出杆7的输入侧，与此相对，在该第6实施方式的缸装置1e中，在输出杆7的输出侧配设第3进气排气口8。

图9表示第6实施方式中的缸装置1e的结构。

在该图9所示的缸装置1e中，对与第5实施方式中的缸装置1d相同的部分标注同一标号并适当省略其说明。

如图9所示，缸装置1e形成为使输出杆7不仅贯通盖3侧还贯通盖4侧。在盖4中形成有供输出杆7滑动的贯通孔。

而且，与第5实施方式同样地，在输出杆7中，在输出杆7的动作范围内的、凹部34d内的位置形成有贯通孔7c。在输出杆7中形成有从该贯通孔7c贯通至输出杆7的输出侧端部的进气排气通路7d，在输出杆7的输出侧的端部配设有第3进气排气口8。

该缸装置1e的动作除了如下方面之外与第5实施方式相同：在第3进气排气口8与第1气压室21之间流动的空气通过进气排气通路7d。

根据该缸装置1e，在作为放大的推力的作用点的爪76的附近不存在第3进气排气口8，因此，能够提高爪76周边的自由度。

(第7实施方式)

以下，对第7实施方式进行说明。

在第6实施方式中，通过将第3进气排气口8配设于输出杆7的输出侧来提高爪76周边的自由度，与此相对，在该第7实施方式中，与第2实施方式同样使用凸轮机构，伴随着输出杆7的移动来改变爪76绕中心轴的旋转角度，从而避免了在工件等的装卸时的爪76与工件等的干涉。

图10表示第7实施方式中的缸装置1f的结构的一部分。

在该图10所示的缸装置1f中，对与第6实施方式中的缸装置1d相同的部分标注同一标号并适当省略其说明。

另外，与图3中说明的内容同样地，引导槽83在是图10中图示的那样的一条直线状的情况下，起到了作为爪76的直线驱动的引导件的作用。此外，为了图示方便，将引导槽83表示为直线状，但可以使引导槽83以在中途能够旋转驱动爪76的方式而在与其旋转范围对应的区域内形成为螺旋状。

本实施方式的缸装置1f具有构成凸轮机构的一部分并且在内侧供输出杆7滑动的圆筒部85。圆筒部85在输入侧形成有凸缘部，该凸缘部在周向上的多个位置借助螺栓85a而固定于盖4。

在圆筒部85的输出侧形成有径向的贯通孔，凸轮销80插入于该贯通孔并且例如通过螺纹机构而固定。

在输出杆7的输出侧端部形成有构成凸轮机构的一部分的引导槽83。凸轮销80的末端嵌入(卡合)于该引导槽83。

另外，在凸轮销80的末端的端面与引导槽83的底面之间设定了规定的间隙(间隔)，由此，在滑动时，凸轮销80的外周侧面与引导槽83的侧面接触。

图10的(b)是为了示出引导槽83的形状而将与图10的(a)的主视图对应的引导槽83展开成平面的状态的图。

引导槽83具有：螺旋槽83b，其用于使爪76相对于轴向的动作而旋转；以及直线槽83a、83c，它们分别与该螺旋槽83的输出侧和输入侧的端部连续形成。

即，在引导槽83上以将输出杆7与对应于爪76开始旋转的位置和结束旋转的位置的周向的相位位置相连的方式形成有螺旋槽83b，并且形成有从该螺旋槽83b的输入侧的端部进一步向输入侧(盖3侧，参照图6)沿轴向延伸的直线槽83c以及从输出侧的端部进一步向输出侧(第3进气排气口8侧)沿轴向延伸的直线槽83a。该直线槽83c是为了供爪76沿轴向将工件100直线地拉入(压入)而形成的。

随着输出杆7和爪76从初始状态(输入侧)向输出侧移动，凸轮销80从直线槽83a起按照螺旋槽83b、直线槽83c的顺序在引导槽83内滑动。

本实施方式的凸轮机构是为了避免爪76与工件等周边物体的干涉而设置的。因此，优选使供爪76从初始状态起避免干涉地沿直线移动的直线部83a尽可能形成得较长，使供爪76旋转至工件位置的螺旋槽83b的长度尽可能形成得较短。另外，关于旋转槽83b的位置，只要是爪76旋转而不与其他的部件等发生干涉的位置，则也可以是更靠输入侧的位置，也可以是更靠输出侧的位置。

引导槽83的螺旋槽83b与基于气压的输出杆7的快速进给动作对应。直线槽83c在中途之前与基于气压的输出杆7的快速进给动作对应，在爪76与工件100抵接之后或者防脱螺母37与盖4抵接之后，与基于切换的液压的气动液压冲程前后的冲程对应。

因此，在缸装置1f中，在使爪76在输出杆7的快速进给部分进行旋转规定量的动作之后，切换为直线运动并且在爪76接近工件并进行把持、按压的冲程内，当爪76与工件抵接时输出放大的推力。

另外，以通过本实施方式的凸轮机构使爪76旋转90度的方式形成有引导槽83，但也可以形成为任意的旋转角度α(例如，180度等)。此外，可以准备以使爪76旋转不同的角度的方式而形成的多个圆筒部85，并根据工件的种类等来适当变更圆筒部85。

引导槽83的轴向的全长形成为比输出杆7的动作范围大，形成为在爪76与工件抵接之前引导销80到达直线部83c。

另外，直线部83a形成为在图8的(a)中说明的初始状态下引导销位于该直线部83a，但也可以没有直线部83a。

以上，对本发明的各实施方式进行了说明，但各实施方式中说明的结构可以在可能的范围内应用于其他的实施方式。

例如，在第5实施方式中，在缸2的外周部配设应变仪，检测由于薄壁部15对缸2的按压力而产生的缸2的变形应变来判断活塞壳体60的固定，但在第1实施方式～第4实施方式、第6实施方式以及第7实施方式中也可以同样地，配设应变仪来判断活塞壳体14是否通过薄壁部15的弹性变形而被固定。

此外，在已说明的第5实施方式～第7实施方式中，对通过第2壳体62的薄壁部15将活塞壳体60固定于缸2的情况进行说明，但也可以与图5中说明的第3实施方式同样地，通过夹具将活塞壳体60固定于缸2。

此外，在第5实施方式～第7实施方式中，也能够是与图2中说明的动作同样的动作，进行基于冲压加工的冲孔加工或形成凹部。

另外，在第5实施方式～第7实施方式中，也能够得到以上已说明的第1实施方式～第4实施方式的效果。

Claims (26)

1.一种缸装置，其特征在于，具有：

缸；

气压室，其形成于所述缸内的一端侧；

液压室，其通过所述气压室的压力而在所述缸内向另一端侧移动；

固定单元，其由所述气压室施加于所述液压室的推力方向的力，产生径向的力，并通过该径向的力将所述液压室固定于所述缸内；

液压放大单元，其设置于所述气压室的所述另一端侧，对所述气压室使所述固定的液压室产生的液压进行放大；以及

输出杆，其贯通所述液压放大单元和所述气压室而延伸设置至所述缸的所述一端侧的外部，在所述一端侧输出所述放大的液压。

2.根据权利要求1所述的缸装置，其特征在于，

所述液压室受到所述气压室对所述液压室施加的所述另一端侧方向的力和所述输出杆对所述液压室施加的所述一端侧方向的力而产生液压。

3.根据权利要求1或2所述的缸装置，其特征在于，

所述液压室由设置有所述输出杆的第1液压室和设置有所述固定单元的第2液压室构成，

所述固定单元通过所述第2液压室的液压，产生所述径向的力来固定所述第2液压室和所述第1液压室，

所述液压放大单元对所述第1液压室中产生的液压进行放大并输出到所述输出杆。

4.根据权利要求3所述的缸装置，其特征在于，

所述固定单元将通过所述径向的力而弹性变形的所述第2液压室的侧壁按压到所述缸的内壁来固定所述第2液压室和所述第1液压室。

5.根据权利要求3所述的缸装置，其特征在于，

所述固定单元通过所述第2液压室中产生的液压，将沿推力方向移动的锥形部件按压到夹具上而产生径向的力，并通过该力将所述夹具按压到所述缸的内壁上来固定所述第2液压室和所述第1液压室。

6.根据权利要求3所述的缸装置，其特征在于，

所述第1液压室具有将所述输出杆向输出方向按压的输出活塞。

7.根据权利要求6所述的缸装置，其特征在于，

即使在所述第1液压室中被放大地产生的液压作用于所述输出杆而输出推力的状态下，所述第1液压室的所述输出活塞也不移动，而仅将输出传递给所述输出杆。

8.根据权利要求3所述的缸装置，其特征在于，

所述气压室由以下部分构成：第1气压室，其具有对所述第1液压室进行加压的第1活塞；第2气压室，其具有对所述第2液压室进行加压的第2活塞；以及连通孔，其将所述第1气压室与所述第2气压室连通，

所述第1气压室具有第1进气排气口并且形成于所述第2气压室的所述一端侧。

9.根据权利要求8所述的缸装置，其特征在于，

所述第1活塞通过所述第1气压室的压力使所述第2气压室、所述第1液压室以及所述第2液压室向所述另一端侧移动至所述输出杆与按压对象抵接为止、或者移动至所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部为止。

10.根据权利要求9所述的缸装置，其特征在于，

所述第2液压室的所述第2活塞使所述第2液压室产生放大的液压时的所述第2活塞的移动量处于所述第2液压室的配设于所述第2活塞的密封部件的弹性变形量的范围内。

11.根据权利要求9或10所述的缸装置，其特征在于，

所述第1气压室具有第1进气排气口，

所述缸装置具有将所述第1气压室与所述第2气压室连通的连通孔。

12.根据权利要求9或10所述的缸装置，其特征在于，

所述第1液压室形成于所述第2液压室的所述另一端侧，

所述第1活塞贯通所述第2气压室和所述第2液压室而形成至所述第1液压室。

13.根据权利要求11所述的缸装置，其特征在于，

所述缸装置具有第3气压室，所述第3气压室设置于所述缸内的另一端侧，具有第2进气排气口，将所述液压室向所述一端侧按压。

14.根据权利要求1或2所述的缸装置，其特征在于，

该缸装置具有旋转角度改变单元，在所述输出杆移动时，该旋转角度改变单元改变该输出杆绕中心轴的旋转角度。

15.根据权利要求14所述的缸装置，其特征在于，

所述旋转角度改变单元通过基于所述输出杆、突起部件和槽部的滑动机构来改变所述输出杆的旋转角度，该突起部件形成于与该输出杆相对的滑动面中的一侧，该槽部形成于与该输出杆相对的滑动面中的另一侧，与该突起部件卡合并且沿所述输出杆的移动方向而形成。

16.根据权利要求3所述的缸装置，其特征在于，

所述气压室由以下部分构成：第1气压室，其具有对所述第1液压室进行加压的第1活塞；以及第2气压室，其具有对所述第2液压室进行加压的第2活塞，

所述第2气压室配设于所述第2液压室的所述一端侧，

所述第1气压室配设于所述第2液压室的所述另一端侧，

所述缸装置具有：

第1进气排气口，其对所述第2气压室进行加压；以及

第3进气排气口，其贯通所述第2气压室和所述第2液压室并对所述第1气压室进行加压。

17.根据权利要求16所述的缸装置，其特征在于，

所述输出杆贯通第2气压室、所述第2液压室并贯通至所述缸的所述一端侧的外部，

所述第3进气排气口从所述输出杆的所述一端侧通过所述输出杆内的一部分，对所述第1气压室进行加压。

18.根据权利要求16所述的缸装置，其特征在于，

所述输出杆从所述缸的全长上的所述一端侧的外部贯通至所述另一端侧的外部，

所述第3进气排气口从所述输出杆的所述另一端侧通过所述输出杆内的一部分，对所述第1气压室进行加压。

19.根据权利要求16、17和18中的任意一项所述的缸装置，其特征在于，

所述缸装置具有：输入侧壳体，其具有所述第2液压室；以及输出侧壳体，其具有所述第1气压室和所述第1液压室，

所述输入侧壳体固定于所述输出侧壳体的所述一端侧。

20.根据权利要求19所述的缸装置，其特征在于，

所述第2活塞具有杆部分，所述杆部分配设于所述输入侧壳体与所述第2气压室之间，借助来自所述第2气压室的压力而向所述另一端侧移动，并通过该移动对所述第2液压室进行加压。

21.一种冲压装置，其特征在于，具有：

权利要求11所述的缸装置；

工件设置单元，其将工件相对于所述缸装置设置于规定的位置；

冲压单元，其驱动所述缸装置，通过安装于所述输出杆的工具对所述设置的工件进行冲压；以及

脱离单元，其使进行了所述冲压的工件从所述规定的位置脱离。

22.一种工件夹持装置，其特征在于，具有：

权利要求13所述的缸装置；

工件设置单元，其将工件相对于所述缸装置设置于规定的位置；

驱动所述缸装置、并通过安装于所述输出杆的工具对所述设置的工件进行按压和夹持的单元；以及

脱离单元，其使所述夹持的工件从所述规定的位置脱离。

23.一种缸装置的工作方法，其是使权利要求13所述的缸装置动作的缸装置的工作方法，所述缸装置的工作方法的特征在于，具有如下步骤：

第1步骤，从第2进气排气口对第3气压室进行加压并且从第1进气排气口对第1气压室和第2气压室进行减压，从而使第1液压室和第2液压室向一端侧移动而设定为初始状态；

第2步骤，从所述第1进气排气口对所述第1气压室和所述第2气压室进行加压，并且从所述第2进气排气口对所述第3气压室进行减压，从而使所述第1气压室和所述第2气压室向另一端侧移动，使所述输出杆与按压对象抵接、或者使所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部；

第3步骤，从所述第1进气排气口进一步加压而使所述固定单元动作，将所述第1液压室和所述第2液压室固定于缸；

第4步骤，从所述第1进气排气口进一步加压而使所述液压放大单元动作，将所述输出杆按压到所述按压对象上；以及

第5步骤，从所述第2进气排气口对所述第3气压室进行加压并且对所述第1进气排气口进行减压，使所述第1液压室和所述第2液压室向所述一端侧移动而恢复到初始状态。

24.一种工件的夹持方法，其是使权利要求13所述的缸装置动作而将工件夹持在规定的位置的方法，所述工件的夹持方法的特征在于，具有如下步骤：

第1步骤，将工件设置于规定的位置；

第2步骤，驱动所述缸装置，通过所述第1气压室的气压力执行移动，使安装于所述输出杆的工具与工件抵接而停止为止、或者使所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部而停止为止；

第3步骤，通过所述固定单元对所述第1液压室和所述第2液压室进行固定；

第4步骤，通过所述液压放大单元对所述第1液压室的液压力进行放大；以及

第5步骤，安装于所述输出杆的工具借助通过第4步骤放大的液压压力而以液压力按压工件而将其夹持在规定的位置。

25.一种工件的冲压方法，其是使权利要求21所述的冲压装置动作而对工件进行冲压的方法，所述工件的冲压方法的特征在于，具有如下步骤：

第1步骤，驱动所述缸装置，使所述输出杆的位置返回到初始状态；

第2步骤，将工件设置于规定的位置；

第3步骤，驱动所述缸装置，通过所述第1气压室的压力执行移动，使安装于所述输出杆的工具与工件抵接而停止为止、或者使所述第1液压室到达能够移动到的所述另一端侧的端部而停止为止；

第4步骤，通过所述固定单元对所述第1液压室和所述第2液压室进行固定；

第5步骤，通过所述液压放大单元对所述第1液压室的液压力进行放大；

第6步骤，安装于所述输出杆的工具借助通过第5步骤放大的液压力而以液压力按压工件，对工件进行冲压；

第7步骤，驱动所述缸装置，通过气压力使安装于所述输出杆的工具与所述输出杆一起从所述工件脱离；以及

第8步骤，使完成冲压的工件从规定的位置脱离。

26.一种缸装置的工作方法，其是使权利要求20的缸装置动作的缸装置的工作方法，所述缸装置的工作方法的特征在于，具有如下步骤：

移动步骤，从所述第1进气排气口对所述第2气压室进行加压，从而使所述第2活塞、所述输入侧壳体和所述输出侧壳体向所述另一端侧移动；

移动停止步骤，使所述输出杆与按压对象抵接，从而使所述输入侧壳体和所述输出侧壳体的移动停止；

固定步骤，从所述第1进气排气口进一步对所述第2气压室进行加压，使所述第2活塞向所述另一端侧移动，从而通过所述杆部分对所述第2液压室进行加压而使所述固定单元动作，将所述输入侧壳体和所述输出侧壳体固定于所述缸；以及

推力产生步骤，在所述固定后，从所述第3进气排气口对第1气压室进行加压而使所述液压放大单元动作，从所述输出杆的末端产生基于放大的液压的推力。

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