JP6761735B2 - Fluid pressure cylinder - Google Patents

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Description

本発明は、流体供給により推力を発生させる流体圧シリンダに関る。 The present invention relates to a fluid pressure cylinder that generates thrust by fluid supply.

流体を供給することで所望の推力を発生させる「押す」「持ち上げる」「つかむ」「運ぶ」「はさみつける」などの各種動きを実現するために、油圧シリンダや空気圧シリンダなどの流体シリンダが広く使用されている。
例えば、比較的小型のシリンダにおいて大きな推力を得る場合には油圧シリンダを選択することが多いが、加圧された油を供給する油圧装置などの付帯装置を必要とし、コスト、スペースともに不利であった。
一方、空気圧シリンダは、シンプルな構造で取り扱いが簡単であるが、供給するエアの圧力の限界や、圧縮性があることから大きな推力を得ることはできなかった。
Fluid cylinders such as hydraulic cylinders and pneumatic cylinders are widely used to realize various movements such as "pushing", "lifting", "grabbing", "carrying", and "scissors" that generate desired thrust by supplying fluid. Has been done.
For example, a hydraulic cylinder is often selected when a large thrust is obtained in a relatively small cylinder, but ancillary devices such as a hydraulic device that supplies pressurized oil are required, which is disadvantageous in terms of both cost and space. It was.
On the other hand, the pneumatic cylinder has a simple structure and is easy to handle, but it is not possible to obtain a large thrust due to the limit of the pressure of the supplied air and the compressibility.

そこで、エア供給で油圧供給の場合と同等の推力を発生させることができるエアハイドロ式シリンダが特許文献1で提案されている。
このエアハイドロ式シリンダは、空気圧ピストンの移動量を、内蔵された油を使用して油圧シリンダの断面積に変化させることで油圧ピストンから大きな推力を得るようになっている。
Therefore, Patent Document 1 proposes an air-hydro cylinder capable of generating a thrust equivalent to that in the case of hydraulic pressure supply by air supply.
In this air-hydro cylinder, a large thrust is obtained from the hydraulic piston by changing the amount of movement of the pneumatic piston to the cross section of the hydraulic cylinder using the built-in oil.

しかし、特許文献1記載技術では、空気圧ピストンと油圧ピストンは動作方向において直接連接されていないため、空気圧ピストンの移動量にくらべ、推力の出力対象である油圧ピストンに対して得られる移動量が小さいという問題があった。各ピストン径の選択値にもよるが、例えば、空気圧ピストンの全ストローク15mmに対して、油圧ピストンを2.5mmしか移動させることができない。
このため、例えば、先端に取り付けた治具でワークを掴んだり押したりするアクチュエータとして使用する場合、治具の稼働範囲が狭いため、ワークに対してアクチュエータ全体を移動させる必要があった。
However, in the technique described in Patent Document 1, since the pneumatic piston and the hydraulic piston are not directly connected in the operating direction, the amount of movement obtained for the hydraulic piston, which is the output target of thrust, is smaller than the amount of movement of the pneumatic piston. There was a problem. Although it depends on the selected value of each piston diameter, for example, the hydraulic piston can be moved only 2.5 mm with respect to the total stroke of the pneumatic piston of 15 mm.
For this reason, for example, when used as an actuator for grasping or pushing a work with a jig attached to the tip, the operating range of the jig is narrow, so it is necessary to move the entire actuator with respect to the work.

特許第4895342号公報Japanese Patent No. 4895342

本発明は、供給する流体による大きな移動量とともに、供給する流体による推力よりも大きな推力を得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。 An object of the present invention is to provide a fluid pressure cylinder capable of obtaining a thrust larger than the thrust of the supplied fluid together with a large amount of movement by the supplied fluid.

(1)請求項1に記載の発明では、筺体と、前記筺体内に設けられた第1流体室、第2流体室、及び第3流体室と、前記第1流体室、前記第2流体室および前記第3流体室に満たされた内部流体と、所定方向に移動可能に設けられ、前記第1流体室の一方の壁面を形成する中央に第1貫通孔が形成された第1ピストンと、前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第2流体室と第3流体室との間に配設され、前記第2流体室と第3流体室内を繋ぐ連通部が形成された第1板状部と、前記第1ピストンと前記第1板状部の間に配設されたバネと、前記第1板状部に配設され、前記第1貫通孔を貫通して、前記所定方向における前記第1ピストン側の前記筐体の外部に延出する出力ロッドと、前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第3流体室の一方の壁面を形成する第2板状部と、を備え、前記第1板状部は、前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第1ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きく形成され、前記第1ピストンに外部から供給された供給流体の圧力が加えられることにより、前記第1板状部と前記出力ロッドが駆動される流体圧シリンダを提供する。
(2)請求項2に記載の発明では、前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドを中心軸の周りに回転させる回転機構を具備したことを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリンダを提供する。
(3)請求項3に記載の発明では、前記回転機構は、前記筐体の端部を閉塞する蓋と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の流体圧シリンダを提供する。
(4)請求項4に記載の発明では、前記回転機構が、前記筐体と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の流体圧シリンダを提供する。
(5)請求項5に記載の発明では、前記回転機構が、前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対してねじれた溝部と、の摺動機構によって前記出力ロッドを回転させることを特徴とする請求項2、請求項3、又は請求項4に記載の流体圧シリンダを提供する。
(6)請求項6に記載の発明では、前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドの、中心軸周の回転を防止する回転防止する回転防止機構を備え、前記回転防止機構は、前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対して直線状の直線溝部と、を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリンダを提供する。
(7)請求項7に記載の発明では、前記筺体に設けられた第4流体室と、前記所定方向に移動可能に前記第4流体室内に配設され、外部から供給された供給流体の圧力を前記第1ピストンに加える、中央に第3貫通孔が形成された第3ピストンと、を備え、前記出力ロッドは、前記第1貫通孔と第3貫通孔を貫通して外部に延出されている、ことを特徴とする請求項1から請求項6までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
)請求項に記載の発明では、前記第3ピストンは、前記供給流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第1ピストンにおける前記投影面積より大きく形成されている、ことを特徴とする請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(9)請求項に記載の発明では、前記バネは、一方の端部が前記第1板状部と当接し、他方の端部が前記第1ピストンと当接することで、前記第1ピストンと前記第1板状部の間に配設されている、ことを特徴とする請求項1から請求項までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(10)請求項10に記載の発明では、前記バネは、一方の端部が前記第1板状部と当接し、他方の端部が前記第1流体室と前記第2流体室との境界部と当接することで、前記第1ピストンと前記第1板状部の間に配設されている、ことを特徴とする請求項1から請求項までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(11)請求項11に記載の発明では、前記第2板状部には、当該第2板状部を前記第1板状部方向に向けて付勢する付勢部材を備えている、ことを特徴とする請求項1から請求項10までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(12)請求項12に記載の発明では、前記第1ピストンと前記第1板状部との距離を所定距離以下に制限する制限機構を備える、ことを特徴とする請求項1から請求項11までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(13)請求項13に記載の発明では、前記連通部は複数の連通孔で構成されている、ことを特徴とする請求項1から請求項12のうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(14)請求項14に記載の発明では、前記連通孔の少なくとも1部には、孔の内径を変更する内径調整部材が配設されている、ことを特徴とする請求項13に記載の流体圧シリンダを提供する。
(15)請求項15に記載の発明では、前記第2板状部には、前記複数の連通孔の一部に対応する位置に、当該連通孔内に挿入される所定長さの突起部が形成されている、ことを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の流体圧シリンダを提供する。
(16)請求項16に記載の発明では、前記内部流体が非圧縮性流体である、ことを特徴とする請求項1から請求項15のうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(17)請求項17に記載の発明では、前記内部流体が圧縮性流体である、ことを特徴とする請求項1から請求項15のうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
(1) In the invention according to claim 1, the housing, the first fluid chamber, the second fluid chamber, and the third fluid chamber provided in the housing, the first fluid chamber, and the second fluid chamber are described. An internal fluid filled in the third fluid chamber, a first piston movably provided in a predetermined direction, and a first through hole formed in the center forming one wall surface of the first fluid chamber. A first plate shape that is provided so as to be movable in the predetermined direction, is arranged between the second fluid chamber and the third fluid chamber, and has a communication portion that connects the second fluid chamber and the third fluid chamber. A portion, a spring disposed between the first piston and the first plate-shaped portion, and the spring disposed in the first plate-shaped portion, penetrating the first through hole, and in the predetermined direction. An output rod extending to the outside of the housing on the first piston side and a second plate-shaped portion provided so as to be movable in the predetermined direction and forming one wall surface of the third fluid chamber are provided. In the first plate-shaped portion, the projected area of the surface in contact with the internal fluid on the plane perpendicular to the predetermined direction is larger than the projected area of the surface of the first piston in contact with the internal fluid on the plane perpendicular to the predetermined direction. Provided is a fluid pressure cylinder which is formed to be large and in which the first plate-shaped portion and the output rod are driven by applying the pressure of a supply fluid supplied from the outside to the first piston.
(2) The fluid pressure cylinder according to claim 1, wherein the fluid pressure cylinder according to claim 1 is provided with a rotation mechanism for rotating the output rod around a central axis when the output rod moves. provide.
(3) The invention according to claim 3, wherein the rotating mechanism is formed between a lid that closes an end portion of the housing and the output rod. A fluid pressure cylinder is provided.
(4) The invention according to claim 4 provides the fluid pressure cylinder according to claim 2, wherein the rotating mechanism is formed between the housing and the output rod.
(5) In the invention according to claim 5, the rotating mechanism is formed on the output rod, a protruding member formed on one side of the sliding surface facing the output rod, and the other side. The second, third, or third aspect of the present invention, wherein the output rod is rotated by a sliding mechanism of the groove portion that is fitted with the protruding member and twisted with respect to the moving direction of the output rod. The fluid pressure cylinder according to claim 4 is provided.
(6) The invention according to claim 6 includes a rotation prevention mechanism for preventing rotation of the output rod around the central axis when the output rod is moved, and the rotation prevention mechanism is the output rod. And, of the sliding surfaces facing the output rod, the protruding member formed on one side and the protruding member formed on the other side are fitted to each other and with respect to the moving direction of the output rod. The fluid pressure cylinder according to claim 1, further comprising a linear linear groove portion.
(7) In the invention according to claim 7, the pressure of the supply fluid provided in the housing and the fourth fluid chamber movably arranged in the predetermined direction and supplied from the outside. The output rod is provided with a third piston having a third through hole formed in the center, and the output rod is extended to the outside through the first through hole and the third through hole. The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 6, wherein the fluid pressure cylinder is provided.
( 8 ) In the invention according to claim 8 , the third piston is formed so that the projected area of the surface in contact with the supply fluid on the plane perpendicular to the predetermined direction is larger than the projected area of the first piston. The fluid pressure cylinder according to claim 7 , wherein the fluid pressure cylinder is provided.
(9) In the invention according to claim 9 , the first piston of the spring has one end in contact with the first plate-shaped portion and the other end in contact with the first piston. The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 8 , wherein the fluid pressure cylinder is disposed between the first plate-shaped portion and the first plate-shaped portion.
(10) In the invention according to claim 10 , one end of the spring is in contact with the first plate-shaped portion, and the other end is a boundary between the first fluid chamber and the second fluid chamber. The claim of any one of claims 1 to 8 , characterized in that the first piston and the first plate-shaped portion are disposed of by abutting against the portion. The described fluid pressure cylinder is provided.
(11) In the invention according to claim 11 , the second plate-shaped portion is provided with an urging member that urges the second plate-shaped portion toward the first plate-shaped portion. The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 10 , wherein the fluid pressure cylinder is provided.
(12) In the invention described in claim 12, wherein the first piston and comprises a limiting mechanism that limits the distance between the first plate portion below a predetermined distance, claims 1 to 11, characterized in that The fluid pressure cylinder according to any one of the above is provided.
(13) The invention according to claim 13 , wherein the communication portion is composed of a plurality of communication holes, according to any one of claims 1 to 12 . Provided is a fluid pressure cylinder.
(14) In the invention described in claim 14, at least a portion of the communication hole, the fluid of claim 13, the inner diameter adjustment member to change the inner diameter of the hole is arranged, characterized in that A pressure cylinder is provided.
(15) In the invention according to claim 15 , the second plate-shaped portion has a protrusion having a predetermined length inserted into the communication hole at a position corresponding to a part of the plurality of communication holes. The fluid pressure cylinder according to claim 13 or 14 , characterized in that it is formed.
(16) The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 15 , wherein in the invention according to claim 16 , the internal fluid is an incompressible fluid. I will provide a.
(17) In the invention according to claim 17 , the fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 15 , characterized in that the internal fluid is a compressible fluid. provide.

本発明によれば、第1板状部と第2板状部が当接するまでは内部流体が連通部を移動するので、出力ロッドは、外部から供給された供給流体の圧力により大きな移動量を得ることができ、当接した後は連通部が塞がれて内部流体の圧力を受けるので供給流体による推力よりも大きな推力を得ることができる。 According to the present invention, since the internal fluid moves in the communication part until the first plate-shaped portion and the second plate-shaped portion come into contact with each other, the output rod moves a large amount due to the pressure of the supply fluid supplied from the outside. It can be obtained, and after the contact, the communication portion is closed and the pressure of the internal fluid is received, so that a thrust larger than the thrust of the supplied fluid can be obtained.

第1実施形態におけるエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the whole structure of the air hydro type cylinder in 1st Embodiment. 第1実施形態における空気圧ピストンの移動に伴う各部の移動状態を表した説明図である。It is explanatory drawing which showed the moving state of each part with the movement of the pneumatic piston in 1st Embodiment. 第1実施形態における空気圧ピストンの移動に伴う各部の移動状態を表した説明図である。It is explanatory drawing which showed the moving state of each part with the movement of the pneumatic piston in 1st Embodiment. 空気圧ピストンの出力方向の移動に伴う、各部相互の状態と、出力ロッドに作用する力を表した説明図である。It is explanatory drawing which showed the mutual state of each part and the force acting on the output rod with the movement of a pneumatic piston in the output direction. 第2実施形態におけるエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。It is sectional drawing which showed the whole structure of the air hydro type cylinder in 2nd Embodiment. 第3実施形態におけるエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。 1It is sectional drawing which showed the whole structure of the air hydro type cylinder in 3rd Embodiment. 1 第4実施形態における調節機構周辺の断面拡大図である。It is sectional drawing around the adjustment mechanism in 4th Embodiment.

以下、本発明の流体圧シリンダをエアハイドロ式シリンダに適用した好適な実施の形態について、図1から図7を参照して詳細に説明する。
(1)実施形態の概要
本実施形態のエアハイドロ式シリンダでは、空気圧室からの空気圧を受ける空気圧ピストン21と、空気圧ピストン21と直結された第1油圧ピストン31と、第2油圧ピストン41を備えている。第2油圧ピストン41は、油圧室を第2油圧室42と第3油圧室43に仕切る第1板状部50と、第1板状部50と一体に形成された出力ロッド52を有している。第1板状部50は、その厚さ方向に連通孔51が形成され、ここを油OLが移動することで油圧力を受けずに左右に移動する。第2板状部60は第1板状部50と当接することで連通孔51を塞ぐ閉鎖手段として機能する。
Hereinafter, a preferred embodiment in which the fluid pressure cylinder of the present invention is applied to an air-hydro cylinder will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
(1) Outline of the Embodiment The air-hydro cylinder of the present embodiment includes a pneumatic piston 21 that receives air pressure from a pneumatic chamber, a first hydraulic piston 31 that is directly connected to the pneumatic piston 21, and a second hydraulic piston 41. ing. The second hydraulic piston 41 has a first plate-shaped portion 50 that partitions the hydraulic chamber into a second hydraulic chamber 42 and a third hydraulic chamber 43, and an output rod 52 that is integrally formed with the first plate-shaped portion 50. There is. A communication hole 51 is formed in the first plate-shaped portion 50 in the thickness direction thereof, and the oil OL moves through the communication hole 51 so that the first plate-shaped portion 50 moves left and right without receiving oil pressure. The second plate-shaped portion 60 functions as a closing means for closing the communication hole 51 by coming into contact with the first plate-shaped portion 50.

第1板状部50は、コイルバネ70によって第3油圧室43の方に付勢されており、コイルバネ70を介して空気圧ピストン21の出力方向の移動に同期して、第2板状部60に当接するまで移動する。この空気圧ピストン21に同期した移動中において、第1板状部50は、連通孔51を油OLが移動することで油圧を受けずに、低推進力(空圧)で大きく移動する。
第2板状部60に当接すると連通孔51が塞がれるので、第1板状部50が第2油圧室42の端面を構成し、油圧力を受けた移動となる。この間において第1板状部50は、第2板状部60とともに、終端の短いストロークを高推進力(油圧力)で移動する。
全ストロークを移動した状態の空気圧ピストン21が退避方向に戻ると、第2油圧室42の油圧が低下し、第2板状部60はコイルバネ64の付勢力で当接位置まで戻る。当接位置以降は、第1板状部50が空気圧ピストン21と同期しながら元の移動開始位置まで退避移動する。
The first plate-shaped portion 50 is urged toward the third hydraulic chamber 43 by the coil spring 70, and synchronizes with the movement of the pneumatic piston 21 in the output direction via the coil spring 70 to the second plate-shaped portion 60. Move until it touches. During the movement synchronized with the pneumatic piston 21, the first plate-shaped portion 50 moves largely with a low propulsive force (pneumatic pressure) without receiving hydraulic pressure due to the movement of the oil OL through the communication hole 51.
When the contact with the second plate-shaped portion 60 is made, the communication hole 51 is closed, so that the first plate-shaped portion 50 constitutes the end surface of the second hydraulic chamber 42 and moves under hydraulic pressure. During this period, the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 move with a high propulsive force (hydraulic pressure) in a short stroke at the end.
When the pneumatic piston 21 that has moved the entire stroke returns to the retracting direction, the oil pressure in the second hydraulic chamber 42 drops, and the second plate-shaped portion 60 returns to the contact position by the urging force of the coil spring 64. After the contact position, the first plate-shaped portion 50 retracts and moves to the original movement start position in synchronization with the pneumatic piston 21.

本実施形態によれば、出力ロッド52で駆動させるものの動作範囲を大きくすることができる。そして、大きな駆動部分は空気圧により駆動し、ストロークの終端付近の短いストロークを油圧により駆動することができる。これにより、空気圧による駆動部分を早送り、油圧による駆動部分を微小送りにすることができる。
第1板状部50と出力ロッド52は当接位置までコイルバネ70を介して移動するので、動作途中で何かに衝突してもコイルバネ70のたわみにより、衝撃を吸収することができる。
According to this embodiment, the operating range of what is driven by the output rod 52 can be increased. Then, the large drive portion is driven by air pressure, and the short stroke near the end of the stroke can be driven by hydraulic pressure. As a result, the pneumatically driven portion can be fast-forwarded and the hydraulically driven portion can be minute-forwarded.
Since the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 move to the contact position via the coil spring 70, even if they collide with something during the operation, the impact can be absorbed by the deflection of the coil spring 70.

(2)実施形態の詳細
以下、本発明の流体圧シリンダをエアハイドロ式シリンダに適用した第1実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。なお、以下の各断面図では、符号の引出線との区別が付きにくくなるため各部の断面を表す斜線については省略している。ただし、全体構成を表した図1では、各部の区別を明確にするため、各シリンダ内の供給エア(空気)ARと油OLが存在している空間についてはそれぞれ密度が異なる網点で区別している。
エアハイドロ式シリンダ(流体圧シリンダ)1は、図1に示すように、シリンダ本体(筺体)10と、シリンダ本体10の両端に配置された蓋11、13とを備えている。
(2) Details of the Embodiment Hereinafter, the first embodiment in which the fluid pressure cylinder of the present invention is applied to the air-hydro cylinder will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the air hydro cylinder according to the present embodiment. In each of the following cross-sectional views, since it is difficult to distinguish the code from the leader line, the diagonal line representing the cross section of each part is omitted. However, in FIG. 1, which shows the overall configuration, in order to clarify the distinction of each part, the space where the supply air (air) AR and the oil OL in each cylinder exist is distinguished by halftone dots having different densities. There is.
As shown in FIG. 1, the air-hydro cylinder (fluid pressure cylinder) 1 includes a cylinder body (housing) 10 and lids 11 and 13 arranged at both ends of the cylinder body 10.

シリンダ本体10の内部には、シリンダ本体10の中心軸線(所定方向)Cと中心軸線を共通にし、円筒内面を有する空気圧シリンダ20と、第1油圧シリンダ30と、第2油圧シリンダ40とが直列に形成されている。
本実施形態のシリンダ本体10では、空気圧シリンダ20の内径が50mm、第1油圧シリンダ30の内径が16mm、第2油圧シリンダ40の内径が60mmに形成されている。
空気圧シリンダ20は、シリンダ本体10の一方の端面(図面左側)に開放されて形成され、当該開放部は蓋11により塞がれている。蓋11は図示しない取り付け機構(例えば、ネジ)によりシリンダ本体10に固定されている。
蓋11の中心部には、出力ロッド52を外部に延出するための第2出力孔111が形成されている。
第1油圧シリンダ30は、一方の側が空気圧シリンダ20に対して開放されて形成されるとともに、他方の側が第2油圧シリンダ40に対して開放されて形成されている。即ち、第1油圧シリンダ30は、空気圧シリンダ20と第2油圧シリンダ40とを連通させている。
第2油圧シリンダ40は、一方の側が第1油圧シリンダ30と連通し、他方の側がシリンダ本体10の他方の端面に開放されて形成されている。第2油圧シリンダ40は、その内径が2つとなるように、すなわち、第1油圧シリンダ30側の内径よりも開放部側の方が大きな内径にザグリ加工されることで、両径が異なる部分に段差部44が形成されている。この第2油圧シリンダ40による開放部は、シリンダ本体10に蓋13が複数のネジ14で固定されることによって塞がれている。
Inside the cylinder body 10, a pneumatic cylinder 20 having a central axis (predetermined direction) C and a central axis of the cylinder body 10 in common and having an inner surface of the cylinder, a first hydraulic cylinder 30, and a second hydraulic cylinder 40 are in series. Is formed in.
In the cylinder body 10 of the present embodiment, the inner diameter of the pneumatic cylinder 20 is 50 mm, the inner diameter of the first hydraulic cylinder 30 is 16 mm, and the inner diameter of the second hydraulic cylinder 40 is 60 mm.
The pneumatic cylinder 20 is formed by being opened to one end surface (left side in the drawing) of the cylinder body 10, and the opened portion is closed by a lid 11. The lid 11 is fixed to the cylinder body 10 by a mounting mechanism (for example, a screw) (not shown).
A second output hole 111 for extending the output rod 52 to the outside is formed in the central portion of the lid 11.
The first hydraulic cylinder 30 is formed so that one side is open to the pneumatic cylinder 20 and the other side is open to the second hydraulic cylinder 40. That is, the first hydraulic cylinder 30 communicates the pneumatic cylinder 20 with the second hydraulic cylinder 40.
The second hydraulic cylinder 40 is formed so that one side communicates with the first hydraulic cylinder 30 and the other side is open to the other end face of the cylinder body 10. The second hydraulic cylinder 40 is counterbored so that its inner diameter is two, that is, the inner diameter on the open portion side is larger than the inner diameter on the first hydraulic cylinder 30 side, so that both diameters are different. A step portion 44 is formed. The opening portion of the second hydraulic cylinder 40 is closed by fixing the lid 13 to the cylinder body 10 with a plurality of screws 14.

シリンダ本体10には、中心軸線C方向に沿って往復移動可能に、略板状の空気圧ピストン(第3ピストン)21が空気圧シリンダ20内に、略板状の第1油圧ピストン(第1ピストン)31が第1油圧シリンダ30内に、互いに平行に対向配置された同径の第1板状部50と第2板状部60を備える第2油圧ピストン(第2ピストン)41が第2油圧シリンダ40内に、それぞれ配置されている。
なお、以下の明細書では、中心軸線C方向のうち、第1油圧ピストン31から第2油圧ピストン41の方向を「出力方向」といい、第1油圧ピストン31から空気圧ピストン21の方向を「退避方向」というものとする。
より詳細には、実際に出力を行うクランパ530は、空気圧シリンダ20に対して待避方向に配設されているが、クランパ530は、ワーク(対象)を空気圧シリンダ20側に引き込み押圧して把持するため、第2油圧ピストン41の方向が出力方向となる。
空気圧シリンダ20の内径は、第1油圧シリンダ30の内径よりも大きく形成されている。一方、第2油圧シリンダ40の油OLが充填されている箇所の内径は、第1油圧シリンダ30の内径よりも大きく形成されている。
すなわち、空気圧ピストン21が作動室23Aで供給エアARと接する面における中心軸線C方向に対する垂直面への投影面積をSa、第1油圧ピストン31の油と接する面における同垂直面への投影面積をS1、第1板状部50が第2油圧室で油OLと接する面の同垂直面への投影面積をS21、第2板状部60が第3油圧室で油OLと接する面の同垂直面への投影面積をS22とした場合、各面積は次の関係となるように形成されている。
Sa>S1
S1<S21<S22
ここで、S21<S22となるのは、第1板状部50と第2板状部60は、同一径の第2油圧シリンダ40に収納されているものの、第1板状部50は、連通孔51を有すると共に第2油圧シリンダ40と第1板状部50の外周面の間に間隙が存在するからである。
なお、本実施形態では、Sa>S22に形成されているが、両投影面積についてはSa≦S22であってもよい。
In the cylinder body 10, a substantially plate-shaped pneumatic piston (third piston) 21 is provided in the pneumatic cylinder 20 so as to be reciprocally movable along the central axis C direction, and a substantially plate-shaped first hydraulic piston (first piston) is provided. A second hydraulic piston (second piston) 41 having a first plate-shaped portion 50 and a second plate-shaped portion 60 having the same diameter arranged in parallel to each other in the first hydraulic cylinder 30 is a second hydraulic cylinder. Each is arranged in 40.
In the following specification, the direction from the first hydraulic piston 31 to the second hydraulic piston 41 in the central axis C direction is referred to as an "output direction", and the direction from the first hydraulic piston 31 to the pneumatic piston 21 is "retracted". "Direction".
More specifically, the clamper 530 that actually outputs is arranged in the retracting direction with respect to the pneumatic cylinder 20, but the clamper 530 pulls the work (object) toward the pneumatic cylinder 20 and presses it to grip it. Therefore, the direction of the second hydraulic piston 41 is the output direction.
The inner diameter of the pneumatic cylinder 20 is formed to be larger than the inner diameter of the first hydraulic cylinder 30. On the other hand, the inner diameter of the portion of the second hydraulic cylinder 40 where the oil OL is filled is formed to be larger than the inner diameter of the first hydraulic cylinder 30.
That is, the projected area of the pneumatic piston 21 on the plane in contact with the supply air AR in the working chamber 23A on the vertical plane with respect to the central axis C direction is Sa, and the projected area of the first hydraulic piston 31 on the plane in contact with oil is the same vertical plane. S1, the projected area of the surface where the first plate-shaped portion 50 is in contact with the oil OL in the second hydraulic chamber is S21, and the surface where the second plate-shaped portion 60 is in contact with the oil OL in the third hydraulic chamber is the same vertical. When the projected area on the surface is S22, each area is formed so as to have the following relationship.
Sa> S1
S1 <S21 <S22
Here, S21 <S22 means that the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are housed in the second hydraulic cylinder 40 having the same diameter, but the first plate-shaped portion 50 communicates with each other. This is because it has a hole 51 and a gap exists between the second hydraulic cylinder 40 and the outer peripheral surface of the first plate-shaped portion 50.
In this embodiment, Sa> S22 is formed, but both projected areas may be Sa ≦ S22.

第1油圧シリンダ30内に配置された第1油圧ピストン31は、第1油圧シリンダ30とともに、第1油圧室(第1流体室)32を形成する。この第1油圧室32の内部には、油(内部流体)OLが満たされている。
第1油圧シリンダ30の側面には、シリンダ本体10を貫通する給油孔17が形成されている。この給油孔17は、第1油圧室32、第2油圧室42、第3油圧室43、及び第1板状部50の連通孔51などを満たす油OLを供給するためのものである。給油孔17には、第1油圧室32から油OLが流出することを防止するための封止ネジ18が配置されている。
各油圧室32、42、43内の油圧を測定するための圧力センサ(図示しない)を封止ネジ18に配設することもできる。この場合、圧力センサの配管を外部に取り出すための配管孔を封止ネジ18に設ける。
The first hydraulic piston 31 arranged in the first hydraulic cylinder 30 forms a first hydraulic chamber (first fluid chamber) 32 together with the first hydraulic cylinder 30. The inside of the first hydraulic chamber 32 is filled with oil (internal fluid) OL.
An oil supply hole 17 penetrating the cylinder body 10 is formed on the side surface of the first hydraulic cylinder 30. The oil supply hole 17 is for supplying oil OL that fills the first hydraulic pressure chamber 32, the second hydraulic pressure chamber 42, the third hydraulic pressure chamber 43, the communication hole 51 of the first plate-shaped portion 50, and the like. A sealing screw 18 is arranged in the oil supply hole 17 to prevent the oil OL from flowing out from the first hydraulic chamber 32.
A pressure sensor (not shown) for measuring the hydraulic pressure in each of the hydraulic chambers 32, 42, and 43 can also be arranged on the sealing screw 18. In this case, the sealing screw 18 is provided with a piping hole for taking out the piping of the pressure sensor to the outside.

なお、本実施形態では給油孔17から各油圧室32、42、43と連通孔51に充填する流体として油OLを使用するが、充填する流体としては油OLに限られるものではなく流体であればよいが、非圧縮性流体の方が好ましい。非圧縮性流体の油を用いることで、推力の一部が流体の圧縮に消費されることを防止できるため、効率よく出力ロッド52に大きな推力を発生させることができる。
但し、空気圧シリンダ20だけでなく、両シリンダ30、40も空気圧シリンダとしてもよい。この場合には空気圧シリンダ全体の出力(推力)を向上させることができるので、一般的なシリンダよりも出力が大きい空圧シリンダとすることができる。
In the present embodiment, the oil OL is used as the fluid to be filled in the hydraulic chambers 32, 42, 43 and the communication hole 51 from the oil supply hole 17, but the fluid to be filled is not limited to the oil OL. However, incompressible fluids are preferred. By using the oil of the incompressible fluid, it is possible to prevent a part of the thrust from being consumed for the compression of the fluid, so that a large thrust can be efficiently generated in the output rod 52.
However, not only the pneumatic cylinder 20 but also both cylinders 30 and 40 may be pneumatic cylinders. In this case, the output (thrust) of the entire pneumatic cylinder can be improved, so that the pneumatic cylinder can have a larger output than a general cylinder.

また、本実施形態では、給油孔17を第1油圧シリンダ30に形成したが、第2油圧シリンダ40に形成し、封止ネジ18で封止するように構成することもできる。
なお、封止ネジ18に圧力センサを配設する場合には、第1油圧室32か第2油圧室42の部分に設けることが好ましい。これは、後述するように、第1板状部50と第2板状部60とが当接することで、第3油圧室43の容積が実質ゼロとなる場合があり、油圧の検出ができなくなるためである。
Further, in the present embodiment, the oil supply hole 17 is formed in the first hydraulic cylinder 30, but it can also be formed in the second hydraulic cylinder 40 and sealed by the sealing screw 18.
When the pressure sensor is arranged on the sealing screw 18, it is preferable to provide the pressure sensor in the first hydraulic chamber 32 or the second hydraulic chamber 42. As will be described later, when the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other, the volume of the third hydraulic chamber 43 may become substantially zero, and the hydraulic pressure cannot be detected. Because.

第1油圧ピストン31の円周面(外周面部)には円環状のシール部材35が設けられ、第1油圧室32内の油OLが空気圧シリンダ20側に流出することを防止している。
なお、シール部材35としては、後述する他のシール部材を含め、円環状に形成されたゴムリングなど、公知の各種部材を用いることができ、特に限定するものではない。
第1油圧ピストン31は、第1油圧室32側と反対側の面に、外部から供給された供給流体の圧力が直接的に、又は間接的に加えられるようになっている。本実施形態では、外部から供給された供給エアARの圧力が、空気圧ピストン21と後述のピストンロッド26を介して間接的に第1油圧ピストン31に加えられる。
ピストンロッド26は、一端側に第1油圧ピストン31が形成され、他端側に空気圧ピストン21が一体形成された部材であって、中心軸線C上に出力ロッド52を同軸で挿通するための第1出力孔27が形成された中空構造を有している。
ここで、第1出力孔27の第1油圧ピストン31側は、第1貫通孔として機能し、第1出力孔27の空気圧ピストン21側は、第3貫通孔として機能している。
そのため、第1油圧ピストン31は、中央に第1貫通孔が形成された第1ピストンとして機能し、空気圧ピストン21は、中央に第3貫通孔が形成された第3ピストンとして機能している。
これら第1貫通孔と第3貫通孔(第1出力孔27)は、出力ロッド52を貫通させこれを外部に延出させる機能を有している。出力ロッド52の一端は、エアハイドロ機構の出力動作方向と反対方向で外部に出ている。そして、当該外部に出た出力ロッド52の先端には、後述するように、ワークを把持するクランパ530(爪)を取り付けることができる。
An annular seal member 35 is provided on the circumferential surface (outer peripheral surface portion) of the first hydraulic piston 31 to prevent the oil OL in the first hydraulic chamber 32 from flowing out to the pneumatic cylinder 20 side.
As the seal member 35, various known members such as a rubber ring formed in an annular shape, including other seal members described later, can be used and are not particularly limited.
The pressure of the supply fluid supplied from the outside is directly or indirectly applied to the surface of the first hydraulic piston 31 opposite to the side of the first hydraulic chamber 32. In the present embodiment, the pressure of the supply air AR supplied from the outside is indirectly applied to the first hydraulic piston 31 via the pneumatic piston 21 and the piston rod 26 described later.
The piston rod 26 is a member in which a first hydraulic piston 31 is formed on one end side and a pneumatic piston 21 is integrally formed on the other end side, and is a first member for coaxially inserting the output rod 52 on the central axis C. It has a hollow structure in which 1 output hole 27 is formed.
Here, the first hydraulic piston 31 side of the first output hole 27 functions as a first through hole, and the pneumatic piston 21 side of the first output hole 27 functions as a third through hole.
Therefore, the first hydraulic piston 31 functions as a first piston having a first through hole formed in the center, and the pneumatic piston 21 functions as a third piston having a third through hole formed in the center.
The first through hole and the third through hole (first output hole 27) have a function of penetrating the output rod 52 and extending it to the outside. One end of the output rod 52 protrudes to the outside in a direction opposite to the output operating direction of the air hydro mechanism. Then, as will be described later, a clamper 530 (claw) for gripping the work can be attached to the tip of the output rod 52 protruding to the outside.

第2油圧シリンダ40内には、第2油圧ピストン41が配置され、第2油圧ピストン41は、互いに平行に対向配置された第1板状部50と第2板状部60を備えている。
第2油圧ピストン41は、第2油圧シリンダ40と第1板状部50により第2油圧室(第2流体室)42を形成し、また、第1板状部50と第2板状部60の両対向面と第2油圧シリンダ40により第3油圧室(第3流体室)43を形成する。
第2油圧室42と第3油圧室43の内部には油OLが満たされている。
A second hydraulic piston 41 is arranged in the second hydraulic cylinder 40, and the second hydraulic piston 41 includes a first plate-shaped portion 50 and a second plate-shaped portion 60 arranged so as to face each other in parallel.
The second hydraulic piston 41 forms a second hydraulic chamber (second fluid chamber) 42 by the second hydraulic cylinder 40 and the first plate-shaped portion 50, and the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60. A third hydraulic chamber (third fluid chamber) 43 is formed by the two facing surfaces of the above and the second hydraulic cylinder 40.
The inside of the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43 is filled with oil OL.

第1板状部50の周囲には、円環状のシール部材が配設できる場合は、これを配置し、第1板状部50の外径が小さく、適合するシール部材が無いなどの場合には、これを配置しない。
なお、後者の場合には、第1板状部50の外径を第2油圧室42の内径よりやや小さくし、第1板状部50の外周面と第2油圧室42の内周面の間に摺動用の間隙(第1板状部50と第2油圧シリンダ40の摩擦をさけるため)を設ける。第2油圧室42と第3油圧室43との間で油OLが流動することにより、第1板状部50が第2板状部60から独立して移動することを意図しているため、このような間隙が設けられていてもよい。本実施形態では、シール部材を配置していない。
第1板状部50には、第2油圧室42と第3油圧室43とを繋ぎ、油OLが第2油圧室42と第3油圧室43の間を流通可能とする連通孔51が形成されている。本実施形態の連通孔51は、同心円上の複数箇所(例えば4箇所)に形成されているが、少なくとも1つ以上形成されていればよい。また、複数形成する場合には、必ずしも同心円上にでなくてもよい。
連通孔51は、第2流体室42と第3流体室内43を繋ぐ連通部として機能する。
なお、第1板状部50の外周面に設けた間隙で油OLを流通させる場合は、当該間隙を連通部とし、連通孔51を省略することも可能である。
この場合、当該間隙は、第1板状部50の外周部の全周に渡って連通孔51を連続的に形成したものと見なすことができる。
また、第2板状部60には、その円周面に円環状のシール部材65が設けられる。
If an annular sealing member can be arranged around the first plate-shaped portion 50, it is arranged, and when the outer diameter of the first plate-shaped portion 50 is small and there is no suitable sealing member. Does not place this.
In the latter case, the outer diameter of the first plate-shaped portion 50 is made slightly smaller than the inner diameter of the second hydraulic chamber 42, and the outer peripheral surface of the first plate-shaped portion 50 and the inner peripheral surface of the second hydraulic chamber 42 A gap for sliding (to avoid friction between the first plate-shaped portion 50 and the second hydraulic cylinder 40) is provided between them. Since the oil OL flows between the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43, the first plate-shaped portion 50 is intended to move independently of the second plate-shaped portion 60. Such a gap may be provided. In this embodiment, the seal member is not arranged.
The first plate-shaped portion 50 is formed with a communication hole 51 that connects the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43 and allows oil OL to flow between the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43. Has been done. The communication holes 51 of the present embodiment are formed at a plurality of locations (for example, four locations) on concentric circles, but at least one or more may be formed. Further, when forming a plurality of them, they do not necessarily have to be on concentric circles.
The communication hole 51 functions as a communication portion that connects the second fluid chamber 42 and the third fluid chamber 43.
When the oil OL is circulated in the gap provided on the outer peripheral surface of the first plate-shaped portion 50, the gap can be used as the communication portion and the communication hole 51 can be omitted.
In this case, the gap can be regarded as having the communication holes 51 continuously formed over the entire circumference of the outer peripheral portion of the first plate-shaped portion 50.
Further, the second plate-shaped portion 60 is provided with an annular seal member 65 on its circumferential surface.

第1板状部50の中央には、蓋11側(退避方向側)へ凸状に延びる円柱形状の出力ロッド52が配設されている。出力ロッド52は、ピストンロッド26の中央に形成された第1出力孔27を摺動状態で貫通すると共に、蓋11の中央に形成された第2出力孔111を貫通して蓋11の外側まで延出されている。
出力ロッド52の外周と第1出力孔27の内周の間には、油OL漏れを防止するための円環状のシール部材36が設けられている。
また、この他に、出力ロッド52の外周と第2出力孔111の内周の間には円環状のシール部材112が、蓋11の外周とシリンダ本体10の内周の間には円環状のシール部材113が設けられている。
なお本実施形態の出力ロッド52は、第1板状部50と一体形成されているが、螺合等の各種方法によって第1板状部50に固定されるようにしてもよい。
At the center of the first plate-shaped portion 50, a cylindrical output rod 52 extending convexly toward the lid 11 side (retracting direction side) is arranged. The output rod 52 penetrates the first output hole 27 formed in the center of the piston rod 26 in a sliding state, and also penetrates the second output hole 111 formed in the center of the lid 11 to the outside of the lid 11. It has been postponed.
An annular sealing member 36 for preventing oil OL leakage is provided between the outer circumference of the output rod 52 and the inner circumference of the first output hole 27.
In addition to this, an annular seal member 112 is provided between the outer circumference of the output rod 52 and the inner circumference of the second output hole 111, and an annular seal member 112 is provided between the outer circumference of the lid 11 and the inner circumference of the cylinder body 10. A seal member 113 is provided.
Although the output rod 52 of the present embodiment is integrally formed with the first plate-shaped portion 50, it may be fixed to the first plate-shaped portion 50 by various methods such as screwing.

第2板状部60と蓋13との間には複数のコイルバネ(第1付勢部材)64が、中心軸線Cを中心とした円周上に等間隔に配置されている。第2板状部60と蓋13の両対向面には、コイルバネ64の配置位置に応じて、コイルバネ64の端部を収容するための凹部が形成されている。
この複数のコイルバネ64は圧縮状態で配設されている。これにより第1板状部50と第2板状部60と当接している場合には両者が、離れている場合には第2板状部60が、退避方向(蓋13から離れる方向)に付勢される。
また、蓋13の中心軸線C上には蓋13を貫通する貫通孔131が形成されている。貫通孔131は、通気孔として機能している。
A plurality of coil springs (first urging members) 64 are arranged at equal intervals on the circumference centered on the central axis C between the second plate-shaped portion 60 and the lid 13. A recess for accommodating the end portion of the coil spring 64 is formed on both facing surfaces of the second plate-shaped portion 60 and the lid 13 according to the arrangement position of the coil spring 64.
The plurality of coil springs 64 are arranged in a compressed state. As a result, when the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are in contact with each other, the second plate-shaped portion 60 is moved away from the lid 13 in the retracting direction (direction away from the lid 13). Be urged.
Further, a through hole 131 penetrating the lid 13 is formed on the central axis C of the lid 13. The through hole 131 functions as a ventilation hole.

第2板状部60は、蓋13側の面に係止手段として機能するフランジ67が形成されている。フランジ67は、第2油圧シリンダ40の小径部分(段差部44よりも蓋11側)の内径よりも大きく、大径部分(段差部44よりも開口端側)よりも小さく形成され、大径部分を移動する。
コイルバネ64によって退避方向に付勢されている第2板状部60は、そのフランジ67が第2油圧シリンダ40の段差部44と当接することで係止する。
The second plate-shaped portion 60 is formed with a flange 67 that functions as a locking means on the surface on the lid 13 side. The flange 67 is formed to be larger than the inner diameter of the small diameter portion (the lid 11 side of the step portion 44) of the second hydraulic cylinder 40 and smaller than the large diameter portion (open end side of the step portion 44), and the large diameter portion. To move.
The second plate-shaped portion 60 urged in the retracting direction by the coil spring 64 is locked when its flange 67 comes into contact with the stepped portion 44 of the second hydraulic cylinder 40.

なお、段差部44とフランジ67は、コイルバネ64により付勢される第2板状部60を所定位置で係止する機能を実現するための構成であるため、当該機能を実現することが可能であれば他の構成とすることも可能である。
例えば、段差部44とフランジ67に代えて、第2油圧シリンダ40の開放端から段差部44に対応する位置まで、第2油圧シリンダの内周面に中心線C方向に沿った凹部(溝部)を複数形成すると共に、当該凹部と嵌合する径方向の凸部を第2板状部60の外周面に複数形成する。これにより、コイルバネ64で付勢される第2板状部60は、第2板状部60の凸部が、第2油圧シリンダ40の凹部(溝)内を中心線C方向に摺動し、凹部(溝)の終端面(当該終端面が段差部として機能する)と当接することで係止する。
Since the step portion 44 and the flange 67 are configured to realize a function of locking the second plate-shaped portion 60 urged by the coil spring 64 at a predetermined position, the function can be realized. If there is, other configurations are possible.
For example, instead of the step portion 44 and the flange 67, a recess (groove portion) along the center line C direction on the inner peripheral surface of the second hydraulic cylinder from the open end of the second hydraulic cylinder 40 to the position corresponding to the step portion 44. A plurality of radial protrusions to be fitted with the concave portion are formed on the outer peripheral surface of the second plate-shaped portion 60. As a result, in the second plate-shaped portion 60 urged by the coil spring 64, the convex portion of the second plate-shaped portion 60 slides in the concave portion (groove) of the second hydraulic cylinder 40 in the center line C direction. It is locked by contacting the end surface of the recess (groove) (the end surface functions as a step portion).

上述したように、第1板状部50に出力ロッド52が形成されており、出力ロッド52は、第1出力孔27、第2出力孔111を貫通して蓋11の外部に延出されている。
蓋11から延出した出力ロッド52の先端には、ワークを保持するためのクランパ530が取付ネジ521によって取り付けられている。
クランパ530は、出力ロッド52の軸線と直角方向に爪部分をのばすように固定されている。
そして、第1板状部50が出力方向に移動すると、これにともなって爪部分の先端がワークを空気圧シリンダ20内部に入る方向に引き込んでこれを固定する。
As described above, the output rod 52 is formed in the first plate-shaped portion 50, and the output rod 52 penetrates the first output hole 27 and the second output hole 111 and extends to the outside of the lid 11. There is.
A clamper 530 for holding the work is attached to the tip of the output rod 52 extending from the lid 11 by a mounting screw 521.
The clamper 530 is fixed so as to extend the claw portion in a direction perpendicular to the axis of the output rod 52.
Then, when the first plate-shaped portion 50 moves in the output direction, the tip of the claw portion pulls the work in the direction of entering the inside of the pneumatic cylinder 20 and fixes the work.

また、蓋11と出力ロッド52の間には、カム機構80が形成されており、ワーク着脱の際には、カム機構80によってクランパ530が中心軸線Cの周りに旋回し、ワーク着脱の際にワークとクランパ530の干渉を防止するようになっている。
カム機構80は、出力ロッド52の退避方向側の端部の外周と、蓋11の第2出力孔11との間に形成されている。カム機構80は、出力ロッド52の外周面に形成されカムリードとして機能するらせん状にねじれた溝部81と、蓋11の第2出力孔111から先端部が突出し、当該先端部が溝部81にて嵌合するピン83から構成されている。
ピン83は、蓋11の外周から第2出力孔111に至るまで形成されたピン孔82に挿入されて固定されている。
Further, a cam mechanism 80 is formed between the lid 11 and the output rod 52. When the work is attached / detached, the clamper 530 is swiveled around the central axis C by the cam mechanism 80, and the work is attached / detached. It is designed to prevent interference between the work and the clamper 530.
The cam mechanism 80 is formed between the outer circumference of the end portion of the output rod 52 on the retracting direction side and the second output hole 11 of the lid 11. The cam mechanism 80 has a spirally twisted groove 81 formed on the outer peripheral surface of the output rod 52 and functioning as a cam lead, and a tip protruding from the second output hole 111 of the lid 11, and the tip is fitted in the groove 81. It is composed of matching pins 83.
The pin 83 is inserted and fixed in the pin hole 82 formed from the outer periphery of the lid 11 to the second output hole 111.

ピン83の先端径は、溝部81の幅よりも適度に小さいすきまばめに設定されており、出力ロッド52が軸方向に移動すると、ピン83が溝部81の嵌合により、出力ロッド52が溝部81のねじれに倣って中心軸線Cの周りに回転する。
また、出力ロッド52の回転を円滑に行うために、出力ロッド52の第1油圧シリンダ30側にはスラスト軸受71が設けられ、空気圧室22側にはスラスト軸受522が設けられている。これらのスラスト軸受け構造により、旋回する側としない側の摩擦力を低減している。
The tip diameter of the pin 83 is set to a clearance fit that is appropriately smaller than the width of the groove 81. When the output rod 52 moves in the axial direction, the pin 83 fits the groove 81 and the output rod 52 becomes a groove. It rotates around the central axis C following the twist of 81.
Further, in order to smoothly rotate the output rod 52, a thrust bearing 71 is provided on the first hydraulic cylinder 30 side of the output rod 52, and a thrust bearing 522 is provided on the pneumatic chamber 22 side. These thrust bearing structures reduce the frictional force between the turning side and the non-turning side.

図1には、溝部81の形状をわかりやすく示すために正面図に対応させた溝部81を平面に展開した状態の図も付加してある。
正面図に示したように溝部81の終端部分(退避方向側の端部)には、螺旋構造が終了し、中心軸線Cと平行に形成された直線溝部300が形成されている。ピン孔82の先端が直線溝部300をなぞる際、出力ロッド52は、回転せずに移動し、第1板状部50と第2板状部60が当接した以降は油圧による大きな推力で移動する。
カム機構80の螺旋部分は、空気圧による出力ロッド52の早送り動作に対応しており、直線溝部300は、クランプに必要な油圧によるストロークに対応している。
このため、エアハイドロ式シリンダ1は、出力ロッド52の早送り部分でクランパ530を旋回動作させ、ワークを把持するストロークでは、クランパ530の旋回動作を止めてワークを把持させると共に油圧により十分な把持力を発揮させる。
In order to show the shape of the groove 81 in an easy-to-understand manner, FIG. 1 is also added with a view of the groove 81 developed in a plane corresponding to the front view.
As shown in the front view, at the end portion (end portion on the retracting direction side) of the groove portion 81, the spiral structure is terminated and a straight groove portion 300 formed parallel to the central axis C is formed. When the tip of the pin hole 82 traces the straight groove portion 300, the output rod 52 moves without rotating, and after the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other, it moves with a large thrust by hydraulic pressure. To do.
The spiral portion of the cam mechanism 80 corresponds to the fast-forward operation of the output rod 52 by air pressure, and the linear groove portion 300 corresponds to the stroke by hydraulic pressure required for the clamp.
Therefore, in the air-hydro cylinder 1, the clamper 530 is swiveled at the fast-forward portion of the output rod 52, and in the stroke of gripping the work, the swivel of the clamper 530 is stopped to grip the work, and a sufficient gripping force is applied by hydraulic pressure. To demonstrate.

以上の構成により、出力ロッド52の先端に取り付けられたクランパ530は、出力ロッド52の前後動作に伴って中心軸の周りに回転するため、この機構よって、ワークを着脱する際にワークと干渉しない位置にクランパ530を退避させることができる。
また、エアハイドロ式シリンダ1は、クランプに必要なストロークだけを油圧にすることができる。
なお、第2出力孔111の内周面に溝部81を形成し、出力ロッド52にピン83を設けてもよい。
With the above configuration, the clamper 530 attached to the tip of the output rod 52 rotates around the central axis as the output rod 52 moves back and forth, so that this mechanism does not interfere with the work when the work is attached or detached. The clamper 530 can be retracted to the position.
Further, the air-hydro cylinder 1 can make only the stroke required for the clamp hydraulic.
A groove 81 may be formed on the inner peripheral surface of the second output hole 111, and a pin 83 may be provided on the output rod 52.

このように、カム機構80は、出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドを中心軸の周りに回転させる回転機構として機能しており、当該回転機構は、筐体(シリンダ本体10)の端部を閉塞する蓋11と、出力ロッド52の間に形成されている。
より具体的には、当該回転機構は、出力ロッド52と、当該出力ロッド52に対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材として機能するピン83と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに出力ロッド52の移動方向に対してねじれた溝部81との摺動機構によって出力ロッド52を回転させている。
As described above, the cam mechanism 80 functions as a rotation mechanism that rotates the output rod around the central axis when the output rod moves, and the rotation mechanism operates the end portion of the housing (cylinder body 10). It is formed between the lid 11 to be closed and the output rod 52.
More specifically, the rotation mechanism is formed on the output rod 52, the pin 83 that functions as a protrusion member formed on one side of the sliding surface facing the output rod 52, and the other side. The output rod 52 is rotated by a sliding mechanism with the groove 81 twisted in the moving direction of the output rod 52 while being fitted with the protruding member.

第1油圧室32では、出力ロッド52の外周に出力ロッド52の径よりも大きなコイル内径を有するコイルバネ(第2付勢手段)70が圧縮状態で配設されている。その結果、コイルバネ70の一端が第1油圧ピストン31と当接し、他端が第1板状部50と当接している。
なお、コイルバネ70は、そのバネ定数が、複数のコイルバネ64全体を合成した場合のバネ定数よりも小さくなるように形成されている。
In the first hydraulic chamber 32, a coil spring (second urging means) 70 having a coil inner diameter larger than the diameter of the output rod 52 is arranged on the outer circumference of the output rod 52 in a compressed state. As a result, one end of the coil spring 70 is in contact with the first hydraulic piston 31, and the other end is in contact with the first plate-shaped portion 50.
The coil spring 70 is formed so that its spring constant is smaller than the spring constant when the entire plurality of coil springs 64 are combined.

ところで、第2出力孔111の内径は、第1出力孔27の内径よりも大きく形成されており、これに対応して、出力ロッド52の外径は、第2出力孔111側で第1出力孔27側よりも大きくなっている。
そして、これによる出力ロッド52の外径の段差部53に前述したスラスト軸受522が配設されている。
By the way, the inner diameter of the second output hole 111 is formed to be larger than the inner diameter of the first output hole 27, and correspondingly, the outer diameter of the output rod 52 is the first output on the second output hole 111 side. It is larger than the hole 27 side.
Then, the thrust bearing 522 described above is arranged on the stepped portion 53 having the outer diameter of the output rod 52.

このように段差部53で出力ロッド52がスラスト軸受522を介して空気圧ピストン21の端面に当接するため、出力ロッド52のピストンロッド26に対する出力方向への移動は規制される。
一方、コイルバネ70は、第1油圧ピストン31と第1板状部50の間に圧縮状態で配設されている。
Since the output rod 52 abuts on the end surface of the pneumatic piston 21 via the thrust bearing 522 at the step portion 53 in this way, the movement of the output rod 52 with respect to the piston rod 26 in the output direction is restricted.
On the other hand, the coil spring 70 is arranged in a compressed state between the first hydraulic piston 31 and the first plate-shaped portion 50.

これにより、第1板状部50は、第1油圧ピストン31から遠ざかる方向にコイルバネ70によって付勢されている。
このように、コイルバネ70は、一方の端部が第1板状部50と当接し、他方の端部が第1油圧ピストン31と当接することで、第1油圧ピストン31と第1板状部50の間に配設されている。
As a result, the first plate-shaped portion 50 is urged by the coil spring 70 in the direction away from the first hydraulic piston 31.
As described above, in the coil spring 70, one end abuts on the first plate-shaped portion 50 and the other end abuts on the first hydraulic piston 31, thereby causing the first hydraulic piston 31 and the first plate-shaped portion 31. It is arranged between 50.

そして、第1油圧ピストン31が出力方向に移動すると、第1板状部50と出力ロッド52は、第1板状部50と第2板状部60とが当接するまでの間、同じ距離だけ出力方向に一体的に移動する。一方、第1板状部50が第2板状部60に当接した後は、第1油圧ピストン31の移動に対し、空気圧ピストン21が段差部53から離れ、出力ロッド52は、油圧によって出力方向に移動する。
即ち、第1板状部50が第2板状部60と当接しない期間は、第1板状部50に油圧が作用しないため、空気圧ピストン21による圧力はコイルバネ70の付勢力によって第1板状部50に伝達され、第1板状部50と第2板状部60が当接している期間は、油圧が第2油圧ピストン41に作用するため、空気圧ピストン21による圧力は油圧によって出力ロッド52に伝達される。
Then, when the first hydraulic piston 31 moves in the output direction, the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 are kept at the same distance until the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other. It moves integrally in the output direction. On the other hand, after the first plate-shaped portion 50 comes into contact with the second plate-shaped portion 60, the pneumatic piston 21 is separated from the stepped portion 53 with respect to the movement of the first hydraulic piston 31, and the output rod 52 is hydraulically output. Move in the direction.
That is, since hydraulic pressure does not act on the first plate-shaped portion 50 during the period when the first plate-shaped portion 50 does not contact the second plate-shaped portion 60, the pressure due to the pneumatic piston 21 is applied to the first plate by the urging force of the coil spring 70. During the period when the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are in contact with each other, the hydraulic pressure acts on the second hydraulic piston 41. Therefore, the pressure generated by the pneumatic piston 21 is the output rod due to the hydraulic pressure. It is transmitted to 52.

空気圧シリンダ20は、蓋11とともに空気圧室(第4流体室)22を形成している。この空気圧室22は、空気圧シリンダ20内に配置された空気圧ピストン21により、2つの作動室(小部屋)23A、23Bに区切られている。シリンダ本体10には、作動室23A、23Bに対してそれぞれ外部と連通する流通孔(開口部)24A、24Bが形成されている。
作動室23A、23Bには、外部から流通孔24A、24Bを通じて所定圧力に加圧された供給エアAR(供給流体)ARが流入したり、作動室23A、23B内から供給エアARが流出したりするように構成されている。
流通孔24A、24Bには、それぞれエア配管継子16A、16Bが設けられている。
The pneumatic cylinder 20 forms a pneumatic chamber (fourth fluid chamber) 22 together with the lid 11. The pneumatic chamber 22 is divided into two operating chambers (small chambers) 23A and 23B by a pneumatic piston 21 arranged in the pneumatic cylinder 20. The cylinder body 10 is formed with flow holes (openings) 24A and 24B that communicate with the outside with respect to the operating chambers 23A and 23B, respectively.
The supply air AR (supply fluid) AR pressurized to a predetermined pressure flows into the operating chambers 23A and 23B from the outside through the flow holes 24A and 24B, and the supply air AR flows out from the operating chambers 23A and 23B. It is configured to do.
The distribution holes 24A and 24B are provided with air piping stepages 16A and 16B, respectively.

空気圧ピストン21は、ピストンロッド26により第1油圧ピストン31と連結され、第1油圧ピストン31とともに中心軸線C方向に移動するように構成されている。すなわち、流通孔24A、24Bから流入する供給エアARにより空気圧ピストン21が中心軸線C方向に往復移動し、この空気圧ピストン21の往復移動と一体的にピストンロッド26と第1油圧ピストン31が往復移動する。
なお、空気圧ピストン21の円周面には円環状のシール部材25が設けられ、作動室23A、23B間の空気の流通を防止している。
The pneumatic piston 21 is connected to the first hydraulic piston 31 by the piston rod 26, and is configured to move in the central axis C direction together with the first hydraulic piston 31. That is, the pneumatic piston 21 reciprocates in the central axis C direction due to the supply air AR flowing in from the flow holes 24A and 24B, and the piston rod 26 and the first hydraulic piston 31 reciprocate integrally with the reciprocating movement of the pneumatic piston 21. To do.
An annular seal member 25 is provided on the circumferential surface of the pneumatic piston 21 to prevent air from flowing between the operating chambers 23A and 23B.

次に、上記の通り構成された本実施形態のエアハイドロ式シリンダ1における動作について説明する。
以下の動作説明において、空気圧ピストン21が移動し、第1板状部50と第2板状部60が当接した位置を「当接位置」として説明する。
図2は、エアハイドロ式シリンダ1における空気圧ピストン21の移動に伴う各部(出力ロッド52等)の移動状態を表したもので、図1と同じ移動前の状態(最も後退した状態)を表しており、図3は、空気圧ピストン21が最も前進した状態を表している。
以下、空気圧ピストン21が最も後退した状態(図1、図2の状態)における、各部の位置を開始位置という。
図4は、空気圧ピストン21の出力方向の移動に伴う、第1板状部50と第2板状部60、段差部44とフランジ67の状態と、出力ロッド52に作用する力を表したものである。
図4(a)が図2に対応し、図4(c)が図3に対応している。
Next, the operation of the air-hydro cylinder 1 of the present embodiment configured as described above will be described.
In the following operation description, the position where the pneumatic piston 21 moves and the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other will be described as a “contact position”.
FIG. 2 shows the moving state of each part (output rod 52, etc.) accompanying the movement of the pneumatic piston 21 in the air-hydro cylinder 1, and shows the same pre-movement state (most retracted state) as in FIG. FIG. 3 shows a state in which the pneumatic piston 21 is most advanced.
Hereinafter, the position of each part in the state where the pneumatic piston 21 is most retracted (the state of FIGS. 1 and 2) is referred to as a start position.
FIG. 4 shows the states of the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60, the stepped portion 44 and the flange 67, and the force acting on the output rod 52 as the pneumatic piston 21 moves in the output direction. Is.
FIG. 4A corresponds to FIG. 2, and FIG. 4C corresponds to FIG.

図1に示したエアハイドロ式シリンダ1では、出力ロッド52が開始位置(最も蓋11側に移動した状態)にあり、まず、この状態から第2油圧ピストン41が前進する際の動作を説明する。
この出力ロッド52が最も後退した開始位置では、図1、図2、図4(a)に示すように、第1板状部50と第2板状部60は離れた状態で第3油圧室43が形成され(容積≠0)、段差部44とフランジ67が互いに当接した状態となっている。
In the air-hydro cylinder 1 shown in FIG. 1, the output rod 52 is in the start position (the state in which the output rod 52 is moved to the lid 11 side most), and first, the operation when the second hydraulic piston 41 advances from this state will be described. ..
At the starting position where the output rod 52 is most retracted, as shown in FIGS. 1, 2, and 4 (a), the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are separated from each other in the third hydraulic chamber. 43 is formed (volume ≠ 0), and the step portion 44 and the flange 67 are in contact with each other.

第2油圧ピストン41を出力方向に前進させる場合、まず、供給エアARを流通孔24Aから作動室23Aに供給するとともに、流通孔24Bから作動室23B内の供給エアARを外部に流出させる。
作動室23Aに供給エアARが供給されると、空気圧ピストン21は、供給エアAR圧に押されて出力方向に移動する。
空気圧ピストン21が移動すると、ピストンロッド26により連結された第1油圧ピストン31も、空気圧ピストン21と一体的に出力方向に移動する。
このように、本実施形態では、第1油圧ピストン31は、空気圧ピストン21とピストンロッド26を介して、外部から供給された供給流体(供給エアAR)の圧力が加えられ、この圧力により後述するように第2油圧ピストン41が駆動される。
When the second hydraulic piston 41 is advanced in the output direction, first, the supply air AR is supplied from the flow hole 24A to the operating chamber 23A, and the supply air AR in the operating chamber 23B is discharged from the flow hole 24B to the outside.
When the supply air AR is supplied to the operating chamber 23A, the pneumatic piston 21 is pushed by the supply air AR pressure and moves in the output direction.
When the pneumatic piston 21 moves, the first hydraulic piston 31 connected by the piston rod 26 also moves integrally with the pneumatic piston 21 in the output direction.
As described above, in the present embodiment, the pressure of the supply fluid (supply air AR) supplied from the outside is applied to the first hydraulic piston 31 via the pneumatic piston 21 and the piston rod 26, and the pressure will be described later. The second hydraulic piston 41 is driven as described above.

第1油圧ピストン31が出力方向に移動すると、第1板状部50と出力ロッド52も、コイルバネ70に押されながら出力方向に移動する。
より詳細には、出力ロッド52は、コイルバネ70の付勢力によって出力ロッド52の段差部53がスラスト軸受522に当接した状態のまま、かつ、カム機構80により出力ロッド52及びクランパ530が中心軸線Cの周りに回転しながら出力方向に移動する。
すなわち、第1板状部50、出力ロッド52、及びスラスト軸受522は、第1油圧ピストン31、空気圧ピストン21の移動距離と同じ距離だけ、中心軸線Cの周りに回転しながら出力方向に移動する。
When the first hydraulic piston 31 moves in the output direction, the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 also move in the output direction while being pushed by the coil spring 70.
More specifically, in the output rod 52, the stepped portion 53 of the output rod 52 remains in contact with the thrust bearing 522 due to the urging force of the coil spring 70, and the output rod 52 and the clamper 530 are centered by the cam mechanism 80. It moves in the output direction while rotating around C.
That is, the first plate-shaped portion 50, the output rod 52, and the thrust bearing 522 move in the output direction while rotating around the central axis C by the same distance as the moving distances of the first hydraulic piston 31 and the pneumatic piston 21. ..

また、第1油圧ピストン31が出力方向に移動することにより、第1油圧シリンダ30と第2油圧シリンダ40内(第1油圧室32、第2油圧室42、連通孔51、及び、第3油圧室43内)の油OLは第1油圧ピストン31によって加圧される。加圧された油OLの圧力は第2板状部60を押圧し、第2板状部60が出力方向に移動する。これにより、第2板状部60のフランジ67は段差部44から離れる。
この第2板状部60の移動は油圧による移動であり、第1油圧ピストン31の投影面積S1<第2板状部60の投影面積S22であることから、第1油圧ピストン31と同量だけ移動する第1板状部50の移動距離に比べて、第2板状部60の移動距離は小さく、第1油圧ピストン31の移動量のS1/S22である。
従って、第1板状部50が第2板状部60と当接するまでの間、第1板状部50の方が早く移動することになる。そして、第1板状部50の移動に伴い、第2油圧室42の容積が増大し、第3油圧室43の容積が減少する。この容積変化に伴い、第3油圧室43内の油OLは、第1板状部50の連通孔51を通り第2油圧室42に移動する。
Further, as the first hydraulic piston 31 moves in the output direction, the inside of the first hydraulic cylinder 30 and the second hydraulic cylinder 40 (the first hydraulic chamber 32, the second hydraulic chamber 42, the communication hole 51, and the third hydraulic pressure). The oil OL in the chamber 43) is pressurized by the first hydraulic piston 31. The pressure of the pressurized oil OL presses the second plate-shaped portion 60, and the second plate-shaped portion 60 moves in the output direction. As a result, the flange 67 of the second plate-shaped portion 60 is separated from the stepped portion 44.
The movement of the second plate-shaped portion 60 is due to hydraulic pressure, and since the projected area S1 of the first hydraulic piston 31 <projected area S22 of the second plate-shaped portion 60, the same amount as that of the first hydraulic piston 31. The moving distance of the second plate-shaped portion 60 is smaller than the moving distance of the moving first plate-shaped portion 50, which is S1 / S22 of the moving amount of the first hydraulic piston 31.
Therefore, the first plate-shaped portion 50 moves faster until the first plate-shaped portion 50 comes into contact with the second plate-shaped portion 60. Then, as the first plate-shaped portion 50 moves, the volume of the second hydraulic chamber 42 increases, and the volume of the third hydraulic chamber 43 decreases. Along with this volume change, the oil OL in the third hydraulic chamber 43 moves to the second hydraulic chamber 42 through the communication hole 51 of the first plate-shaped portion 50.

このように、空気圧ピストン21が移動を開始してから当接位置までの間では、図4(a2)で示すように、第1板状部50と第2板状部60は離れた状態、段差部44とフランジ67は離れた状態である。
ここで、空気圧ピストン21は速度Vaで出力方向に移動するものとし、第1板状部50の出力方向の移動速度をV21、第2板状部60の出力方向の移動速度をV22とする。そうすると、段差部44とフランジ67は、速度V22=Va×(S1/S22)でゆっくりと離れていく。
また、当接位置までの第1板状部50の移動速度はV21=Vaなので、第1板状部50は、速度(Va−V22)で第2板状部60に近づく。
In this way, as shown in FIG. 4A2, the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are separated from each other between the start of movement of the pneumatic piston 21 and the contact position. The step portion 44 and the flange 67 are separated from each other.
Here, the pneumatic piston 21 is assumed to move in the output direction at a speed Va, the moving speed of the first plate-shaped portion 50 in the output direction is V21, and the moving speed of the second plate-shaped portion 60 in the output direction is V22. Then, the step portion 44 and the flange 67 slowly separate from each other at a speed V22 = Va × (S1 / S22).
Further, since the moving speed of the first plate-shaped portion 50 to the contact position is V21 = Va, the first plate-shaped portion 50 approaches the second plate-shaped portion 60 at a speed (Va-V22).

そして、図4(b)に示すように、空気圧ピストン21が移動して、第1板状部50と第2板状部60とが当接した状態(当接位置)では、段差部44とフランジ67は離れた状態である。
なお、当接位置において、第1板状部50と第2板状部60は当接状態にあるため、第3油圧室43の容積はゼロになっている。このため、第2板状部60は第1板状部50を介して第2油圧室42の圧力を受ける。
Then, as shown in FIG. 4B, in a state where the pneumatic piston 21 moves and the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are in contact with each other (contact position), the step portion 44 The flange 67 is in a separated state.
Since the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are in contact with each other at the contact position, the volume of the third hydraulic chamber 43 is zero. Therefore, the second plate-shaped portion 60 receives the pressure of the second hydraulic chamber 42 via the first plate-shaped portion 50.

次に、図4(b2)に示すように、空気圧ピストン21が当接位置から更に出力方向に移動した場合について説明する。
空気圧ピストン21、ピストンロッド26、第1油圧ピストン31、及び、出力ロッド52は常に一体的に移動する。従って、出力ロッド52、クランパ530は、空気圧ピストン21と同じ速度Vaで移動する。
一方、当接以後の第1板状部50と第2板状部60及び出力ロッド52は、第1板状部50が第2油圧室42で受ける油圧によって、速度V21=Va×(S1/S21)で移動する。このため、空気圧ピストン21(第1油圧ピストン31)の更なる移動に対し、出力ロッド52の段差部53が離れる。この際、出力ロッド52は、カム機構80によって中心軸線Cの周りに回転しつつ、出力方向に摺動しながら移動する。
Next, as shown in FIG. 4B2, a case where the pneumatic piston 21 further moves from the contact position in the output direction will be described.
The pneumatic piston 21, the piston rod 26, the first hydraulic piston 31, and the output rod 52 always move integrally. Therefore, the output rod 52 and the clamper 530 move at the same speed Va as the pneumatic piston 21.
On the other hand, the speed V21 = Va × (S1 /) of the first plate-shaped portion 50, the second plate-shaped portion 60, and the output rod 52 after the contact is caused by the hydraulic pressure received by the first plate-shaped portion 50 in the second hydraulic chamber 42. Move in S21). Therefore, the stepped portion 53 of the output rod 52 is separated from the further movement of the pneumatic piston 21 (first hydraulic piston 31). At this time, the output rod 52 moves while being rotated around the central axis C by the cam mechanism 80 and sliding in the output direction.

そして、空気圧ピストン21の更なる移動に対し、第1板状部50と第2板状部60、段差部44とフランジ67は、図4(b2)の状態のまま最前進位置(最大位置)まで移動する(同(c)参照)。
この間、空気圧ピストン21、ピストンロッド26、第1油圧ピストン31は、供給エアARの空気圧により速度Vaで移動し、第1板状部50、第2板状部60、及び出力ロッド52は第2油圧室42の油圧により速度V21で移動する。
なお、クランパ530がワークに接触してこれを押さえ込むまでの間は、直線溝部300の作用により、クランパ530は中心軸線Cの周りに回転を停止して、そのままワークを引き込んで押さえる。
より詳細には、クランパ530は、図4(a)〜(b2)までの区間で回転し、図4(c)の段階では、回転せずに中心軸線Cの方向にワークを押さえ込む。
Then, with respect to the further movement of the pneumatic piston 21, the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60, the step portion 44 and the flange 67 remain in the state shown in FIG. 4 (b2) at the most advanced position (maximum position). Move to (see (c)).
During this time, the pneumatic piston 21, the piston rod 26, and the first hydraulic piston 31 move at a speed Va due to the air pressure of the supply air AR, and the first plate-shaped portion 50, the second plate-shaped portion 60, and the output rod 52 are second. It moves at a speed of V21 by the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 42.
Until the clamper 530 comes into contact with the work and presses it down, the clamper 530 stops rotating around the central axis C due to the action of the linear groove portion 300, and pulls in and presses the work as it is.
More specifically, the clamper 530 rotates in the section from FIG. 4 (a) to (b2), and at the stage of FIG. 4 (c), the workpiece is pressed in the direction of the central axis C without rotating.

以上の通り、空気圧ピストン21の出力方向の移動に伴い、出力ロッド52は、途中まで空気圧とコイルバネ70により大きな距離を素早く移動し、途中からは自動的に油圧に切り替わり、終端までの短い距離をゆっくりと移動する。
すなわち、第1板状部50が第2板状部60に当接するまでの間、出力ロッド52は、コイルバネ70に押されながら、第1油圧ピストン31と一体的に、素早く大きな移動をする。
一方、第1板状部50が第2板状部60に当接した後から、第1板状部50と出力ロッド52は、ガイドロッド33との一体的移動から切り離され、第2板状部60と一体的に(最終出力地点までの)短い距離をゆっくりと移動する。
このように、本実施形態によれば、エアハイドロ式シリンダ1(出力ロッド52)のストロークを長くすることができる。
As described above, as the pneumatic piston 21 moves in the output direction, the output rod 52 quickly moves a large distance by the pneumatic pressure and the coil spring 70 halfway, and automatically switches to hydraulic pressure from the middle, and shortens the short distance to the end. Move slowly.
That is, until the first plate-shaped portion 50 comes into contact with the second plate-shaped portion 60, the output rod 52 moves quickly and greatly integrally with the first hydraulic piston 31 while being pushed by the coil spring 70.
On the other hand, after the first plate-shaped portion 50 comes into contact with the second plate-shaped portion 60, the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 are separated from the integral movement of the guide rod 33, and the second plate-shaped portion 50 is formed. It slowly moves a short distance (to the final output point) integrally with the unit 60.
As described above, according to the present embodiment, the stroke of the air hydro cylinder 1 (output rod 52) can be lengthened.

次に、第2油圧ピストン41と出力ロッド52が後退する際の動作について説明する。
出力ロッド52等の後退に伴う各部同士の接・離状態については、空気圧ピストン21の退避方向への移動に伴い、図3から図2の状態に、図4では、(c)から(a)の状態に移行する。
なお、空気圧ピストン21は、一定の退避速度vaで退避方向に移動(退避)するものとし、第1板状部50の退避速度をv1、第2板状部60の退避速度をv2とする。
Next, the operation when the second hydraulic piston 41 and the output rod 52 are retracted will be described.
Regarding the contact / separation state of each part due to the retreat of the output rod 52 and the like, the state of FIG. 3 to FIG. 2 is changed as the pneumatic piston 21 moves in the retracting direction, and in FIG. 4, (c) to (a). Transition to the state of.
The pneumatic piston 21 is assumed to move (evacuate) in the evacuation direction at a constant evacuation speed va, the evacuation speed of the first plate-shaped portion 50 is v1, and the evacuation speed of the second plate-shaped portion 60 is v2.

まず、エアハイドロ式シリンダ1が複動型シリンダの場合について説明する。
第2油圧ピストン41を、図3に示した状態から後退させる場合には、まず、供給エアARを流通孔24Bから作動室23Bに供給するとともに、流通孔24Aから作動室23A内の供給エアARを外部に流出させる。
作動室23Bに供給エアARが供給されると、空気圧ピストン21は、作動室23A、23B内の供給エアARの差圧により退避方向(図1における左方向)に押されて移動する。
空気圧ピストン21が移動すると、ピストンロッド26で連結された第1油圧ピストン31も一体的に退避方向へ移動する。
First, a case where the air-hydro cylinder 1 is a double-acting cylinder will be described.
When the second hydraulic piston 41 is retracted from the state shown in FIG. 3, first, the supply air AR is supplied from the flow hole 24B to the operating chamber 23B, and the supply air AR in the operating chamber 23A is supplied from the flow hole 24A. To the outside.
When the supply air AR is supplied to the operating chamber 23B, the pneumatic piston 21 is pushed and moved in the retracting direction (leftward in FIG. 1) by the differential pressure of the supply air AR in the operating chambers 23A and 23B.
When the pneumatic piston 21 moves, the first hydraulic piston 31 connected by the piston rod 26 also moves integrally in the retracting direction.

第1油圧ピストン31が退避方向に移動すると、同時に第1油圧室32の容積が増加する。第1油圧室32には、第2油圧室42から油OLが流入する。
一方、第2油圧室42は、油OLが流出したことにより容積が減少し、第2油圧ピストン41は、第1板状部50と第2板状部60とが当接した状態のまま、第1油圧ピストン31の移動量のS1/S21だけ退避方向へ強制的に後退させられる。
この際、コイルバネ64による退避方向の付勢力が、第1板状部50と第2板状部60を退避方向へ後退させる際の補助の役目を果たす。
第1油圧ピストン31(ガイドロッド33)の退避速度vaよりも、第2油圧ピストン41の退避速度v1=v2=va×(S1/S21)のほうが遅くなっている。
When the first hydraulic piston 31 moves in the retracting direction, the volume of the first hydraulic chamber 32 increases at the same time. Oil OL flows into the first hydraulic chamber 32 from the second hydraulic chamber 42.
On the other hand, the volume of the second hydraulic chamber 42 is reduced due to the outflow of oil OL, and the second hydraulic piston 41 remains in contact with the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60. Only S1 / S21 of the movement amount of the first hydraulic piston 31 is forcibly retracted in the retracting direction.
At this time, the urging force in the retracting direction by the coil spring 64 serves as an assist when the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 are retracted in the retracting direction.
The evacuation speed v1 = v2 = va × (S1 / S21) of the second hydraulic piston 41 is slower than the evacuation speed va of the first hydraulic piston 31 (guide rod 33).

そして、第1板状部50と第2板状部60が当接位置に移動すると、隔離状態にあった段差部53がスラスト軸受522と当接し、第1板状部50と第2板状部60とが隔離する直前の状態となる。
その後、第1板状部50と出力ロッド52は、退避方向に引っ張られながら移動する。
従って、第1板状部50と出力ロッド52は、当接位置以前においてv1=v2=va×(S1/S21)でゆっくりと退避するのに対し、当接位置を過ぎると空気圧ピストン21の退避速度vaと同じ速度で退避する。
このため第1板状部50は第2板状部60から離れ、第2油圧室42内の油OLが連通孔51を通して第3油圧室43に流れ込む。
Then, when the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 move to the contact position, the stepped portion 53 in the isolated state comes into contact with the thrust bearing 522, and the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 50. It is in a state immediately before being separated from the unit 60.
After that, the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 move while being pulled in the retracting direction.
Therefore, the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 slowly retract at v1 = v2 = va × (S1 / S21) before the contact position, whereas the pneumatic piston 21 retracts after the contact position. Evacuate at the same speed as the speed va.
Therefore, the first plate-shaped portion 50 is separated from the second plate-shaped portion 60, and the oil OL in the second hydraulic chamber 42 flows into the third hydraulic chamber 43 through the communication hole 51.

一方、第2板状部60は、当接位置の前後において油OLによる油圧を受け続ける。すなわち、当接位置以前は第2油圧室42内の油圧を第1板状部50を介して受けながら、当接位置を過ぎてからは第3油圧室43の油圧を直接受けながら、退避速度v2=va×(S1/S22)でゆっくりと退避する。
そして図1に示すように、空気圧ピストン21が開始位置(最も後退した状態の位置)まで退避すると、第2板状部60は第3油圧室43における油圧を受けなくなり、フランジ67が段差部44に当接する。
On the other hand, the second plate-shaped portion 60 continues to receive hydraulic pressure due to the oil OL before and after the contact position. That is, the evacuation speed is received while receiving the hydraulic pressure in the second hydraulic chamber 42 through the first plate-shaped portion 50 before the contact position, and directly receiving the hydraulic pressure in the third hydraulic chamber 43 after passing the contact position. Evacuate slowly with v2 = va × (S1 / S22).
Then, as shown in FIG. 1, when the pneumatic piston 21 retracts to the start position (the position in the most retracted state), the second plate-shaped portion 60 does not receive the hydraulic pressure in the third hydraulic chamber 43, and the flange 67 has the stepped portion 44. Contact with.

次に、エアハイドロ式シリンダ1が単動型シリンダの場合について説明する。
第2油圧ピストン41を、図3に示した状態から後退させる場合には、まず、流通孔24Aから作動室23A内への供給エアARの供給を停止し、作動室23A内の供給エアAR圧力を外部に開放する。すると、作動室23A内の空気圧低下に伴い、第1油圧室32および第2油圧室42内の油OLの圧力が低下し、油OLが第2油圧ピストン41を押していた力も減少する。
上述の油OLが第2油圧ピストン41を押す力が、コイルバネ64が第2油圧ピストン41を押す力よりも小さくなると、第2油圧ピストン41はコイルバネ64により退避方向に押され、フランジ67が段差部44に当接するまで後退する。
Next, a case where the air-hydro cylinder 1 is a single-acting cylinder will be described.
When the second hydraulic piston 41 is retracted from the state shown in FIG. 3, first, the supply of the supply air AR from the flow hole 24A into the operating chamber 23A is stopped, and the supply air AR pressure in the operating chamber 23A is stopped. To the outside. Then, as the air pressure in the operating chamber 23A decreases, the pressure of the oil OL in the first hydraulic chamber 32 and the second hydraulic chamber 42 decreases, and the force with which the oil OL is pushing the second hydraulic piston 41 also decreases.
When the force with which the oil OL pushes the second hydraulic piston 41 becomes smaller than the force with which the coil spring 64 pushes the second hydraulic piston 41, the second hydraulic piston 41 is pushed in the retracting direction by the coil spring 64, and the flange 67 is stepped. Retreat until it comes into contact with the portion 44.

第1油圧ピストン31は、第1油圧室32の油圧よりも空気圧ピストン21から受ける空気圧の方が小さくなるため、第1油圧室32の油圧とコイルバネ70の押す力によって、図1に示す最後退位置まで後退する。
この過程において、第1板状部50と出力ロッド52は、当接位置までコイルバネ64により第2板状部60を介して退避する。そして当接位置を過ぎると、第1板状部50が第2板状部60から離れ、第1油圧ピストン31、出力ロッド52と共に最後退位置まで後退する。
Since the air pressure received from the pneumatic piston 21 of the first hydraulic piston 31 is smaller than the hydraulic pressure of the first hydraulic chamber 32, the hydraulic pressure of the first hydraulic chamber 32 and the pushing force of the coil spring 70 cause the first hydraulic piston 31 to retreat at the end shown in FIG. Retreat to the position.
In this process, the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 are retracted to the contact position via the second plate-shaped portion 60 by the coil spring 64. After passing the contact position, the first plate-shaped portion 50 separates from the second plate-shaped portion 60 and retracts to the final retracted position together with the first hydraulic piston 31 and the output rod 52.

なお、単動型シリンダの場合、空気圧ピストン21に作動室23Bからの空気圧が作用しないので、複動型シリンダの場合の退避速度vaに比べ、かなり遅い退避速度となる。
このため、素早い退避動作が必要となる場合には、上述した複動型シリンダとするか、第1板状部50に対して退避方向の力が作用する退避用コイルバネを配置することが好ましい。
退避用コイルバネを使用する場合としては、第2油圧室42を形成する第1板状部50の面と、この面に対向する第2油圧シリンダ40の面との間に、引っ張りバネを配置する。または、第1板状部50と第2板状部60の対向する面にそれぞれ凹部を形成し、第1板状部50と第2板状部60とが当接した際に両側の凹部内に収まる圧縮バネを配置するようにしてもよい。
In the case of the single-acting cylinder, since the air pressure from the operating chamber 23B does not act on the pneumatic piston 21, the evacuation speed is considerably slower than the evacuation speed va in the case of the double-acting cylinder.
Therefore, when a quick evacuation operation is required, it is preferable to use the above-mentioned double-acting cylinder or to arrange an evacuation coil spring in which a force in the evacuation direction acts on the first plate-shaped portion 50.
When a retracting coil spring is used, a tension spring is arranged between the surface of the first plate-shaped portion 50 forming the second hydraulic chamber 42 and the surface of the second hydraulic cylinder 40 facing this surface. .. Alternatively, recesses are formed on the opposing surfaces of the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60, and when the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other, the recesses on both sides are formed. A compression spring that fits in may be arranged.

また、後退動作を補助するために、作動室23B内に1又は複数のコイルバネを配設するようにしてもよい。
この場合のコイルバネは、作動室23bを構成する両端面(中心線C方向)のうち、一方の端面である空気圧ピストン21にコイルバネの長さ方向の一端が当接し、他方の端面であるシリンダ本体10で形成される端面にコイルバネの他端が当接する。
なお、コイルバネが1つの場合、コイル内径がピストンロッド26よりも大きいコイルバネを使用し、内側にピストンロッド26を配設する。また、コイルバネが複数の場合、空気圧ピストン21と第1油圧ピストン31との外径差の1/2よりも小さいコイル外径のコイルバネを使用し、中心線Cを中心とする同心円上にピストンロッド26を囲むように配設する。
Further, one or a plurality of coil springs may be arranged in the operating chamber 23B in order to assist the backward operation.
In this case, the coil spring has a cylinder body in which one end surface of the working chamber 23b (in the direction of the center line C) is in contact with the pneumatic piston 21 in the length direction of the coil spring, and the other end surface is the cylinder body. The other end of the coil spring comes into contact with the end face formed by 10.
When there is one coil spring, a coil spring having a coil inner diameter larger than that of the piston rod 26 is used, and the piston rod 26 is arranged inside. When there are a plurality of coil springs, a coil spring having a coil outer diameter smaller than 1/2 of the outer diameter difference between the pneumatic piston 21 and the first hydraulic piston 31 is used, and the piston rods are concentrically centered on the center line C. Arrange so as to surround 26.

次に、エアハイドロ式シリンダ1における第2油圧ピストン41の推力の発生について説明する。
まず、作動室23Aに供給される供給エアARの圧力をPaとすると、この圧力Paは、空気圧ピストン21の投影面積Saの全面に作用するので、空気圧ピストン21が受ける推力Faは、次の式(1)により表される。
Fa=Pa×Sa …(1)
Next, the generation of thrust of the second hydraulic piston 41 in the air-hydro cylinder 1 will be described.
First, assuming that the pressure of the supply air AR supplied to the operating chamber 23A is Pa, this pressure Pa acts on the entire projected area Sa of the pneumatic piston 21, so that the thrust Fa received by the pneumatic piston 21 is the following equation. It is represented by (1).
Fa = Pa × Sa… (1)

一方、空気圧ピストン21と第1油圧ピストン31とは、ピストンロッド26により連結されているため、同じ推力Faが第1油圧ピストン31にも作用する。
そして、第1油圧ピストン31の油OLと接する側の投影面積S1と、第1油圧室32内の油圧P1は、次の式(2)により表される。
P1=Fa/S1 …(2)
On the other hand, since the pneumatic piston 21 and the first hydraulic piston 31 are connected by the piston rod 26, the same thrust Fa also acts on the first hydraulic piston 31.
The projected area S1 on the side of the first hydraulic piston 31 in contact with the oil OL and the hydraulic pressure P1 in the first hydraulic chamber 32 are represented by the following equation (2).
P1 = Fa / S1 ... (2)

従って、(1)式と(2)式とから、第1油圧室32内の油圧P1は、次の式(3)で表される。
P1=Fa/S1=Pa×Sa/S1 …(3)
ここで、空気圧ピストン21の投影面積Saは、第1油圧ピストン31の投影面積S1より大きいため、Sa/S1>1である。従って、(3)式から第1油圧室32内の油圧P1は、供給エアARの圧力Paより高くなることが示される。つまり、空気圧ピストン21が受けた供給エアARの圧力Paを、第1油圧室32内の油OLに増幅して伝達することができる。
Therefore, from the equations (1) and (2), the hydraulic pressure P1 in the first hydraulic chamber 32 is represented by the following equation (3).
P1 = Fa / S1 = Pa × Sa / S1 ... (3)
Here, the projected area Sa of the pneumatic piston 21 is larger than the projected area S1 of the first hydraulic piston 31, so Sa / S1> 1. Therefore, it is shown from the equation (3) that the hydraulic pressure P1 in the first hydraulic chamber 32 is higher than the pressure Pa of the supply air AR. That is, the pressure Pa of the supply air AR received by the pneumatic piston 21 can be amplified and transmitted to the oil OL in the first hydraulic chamber 32.

第2油圧室42内の油圧P2、第3油圧室43の油圧P3は、パスカルの原理により、第1油圧室32内の油圧P1と同じであり、次の式(4)が成立している。
P2=P3=P1=Pa×Sa/S1(=Fa/S1) …(4)
The hydraulic pressure P2 in the second hydraulic chamber 42 and the hydraulic pressure P3 in the third hydraulic chamber 43 are the same as the hydraulic pressure P1 in the first hydraulic chamber 32 according to Pascal's principle, and the following equation (4) is established. ..
P2 = P3 = P1 = Pa × Sa / S1 (= Fa / S1)… (4)

当接位置までの間では、コイルバネ70を介して第1油圧ピストン31に押されている第1板状部50と出力ロッド52の出力方向の力(推力)F2は、空気圧ピストン21の推力Faと略同じである。なお推力F2は、正確にはFaに、コイルバネ70の力と、第2油圧室42と第3油圧室43から受ける力の差(投影面積の差=ガイドロッド33の断面積)を加えたものであるが、これらの力は省略して説明する。
また、第1板状部50が第2板状部60に当接する前は、第1板状部50の第2油圧室側端面と第3油圧室側端面に発生する推力の方向が正反対であるため、第1板状部50の出力は相殺されている。
Up to the contact position, the force (thrust) F2 in the output direction of the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 pushed by the first hydraulic piston 31 via the coil spring 70 is the thrust Fa of the pneumatic piston 21. Is almost the same as. To be precise, the thrust F2 is the sum of the force of the coil spring 70 and the difference between the forces received from the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43 (difference in projected area = cross-sectional area of the guide rod 33). However, these forces will be omitted here.
Further, before the first plate-shaped portion 50 comes into contact with the second plate-shaped portion 60, the directions of thrusts generated on the second hydraulic chamber side end surface and the third hydraulic chamber side end surface of the first plate-shaped portion 50 are opposite to each other. Therefore, the output of the first plate-shaped portion 50 is offset.

一方、当接位置以降では、第2油圧室42内の油圧P2を第1板状部50の投影面積S21全体で受けるので、第1板状部50と出力ロッド52に働く出力方向への力(推力)F2は、次の式(5)で表される。
F2=P2×S21 …(5)
ここで、式(4)と式(5)とから、第1板状部50と出力ロッド52に働く推力F2は、次の式(6)で表される。
F2=Fa×(S21/S1)…(6)
On the other hand, after the contact position, the hydraulic pressure P2 in the second hydraulic chamber 42 is received by the entire projected area S21 of the first plate-shaped portion 50, so that the force acting on the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 in the output direction. (Thrust) F2 is expressed by the following equation (5).
F2 = P2 x S21 ... (5)
Here, from the equations (4) and (5), the thrust F2 acting on the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 is represented by the following equation (6).
F2 = Fa × (S21 / S1) ... (6)

第2油圧室42の油圧を受ける第1板状部50の投影面積S21は、第1油圧ピストン31の投影面積S1より大きいため、S21/S1>1である。
従って、(6)式から、出力ロッド52に働く推力F2は、当接位置より前のFaよりも、当接位置以降ではS21/S1倍に大きくなっていることが示されている。
Since the projected area S21 of the first plate-shaped portion 50 that receives the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber 42 is larger than the projected area S1 of the first hydraulic piston 31, S21 / S1> 1.
Therefore, from the equation (6), it is shown that the thrust F2 acting on the output rod 52 is S21 / S1 times larger after the contact position than with Fa before the contact position.

上記の構成によれば、第1板状部50と第2板状部60とが当接する前において、出力ロッド52の推力F2は、第1油圧ピストン31に加えられた供給エアARに係る推力Faとほぼ同じであるが、この間は空気圧ピストン21と一体となって(コイルバネ70を介して)、大きく、かつ早く移動することができる。
一方、そして第1板状部50と第2板状部60とが当接した以降においては、第1板状部50の投影面積S21が、第1油圧ピストン31の投影面積S1より大きく形成されているとともに、第1油圧室32と第2油圧室42に油OLが満たされているため、第1板状部50と出力ロッド52には、第1油圧ピストン31に加えられた供給エアARに係る力Faに、第1油圧ピストン31と第1板状部50の投影面積比(S21/S1)を乗じた大きな推力F2(式(6)による)を発生させることができる。
According to the above configuration, the thrust F2 of the output rod 52 is the thrust related to the supply air AR applied to the first hydraulic piston 31 before the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other. It is almost the same as Fa, but during this time, it can move together with the pneumatic piston 21 (via the coil spring 70) in a large and fast manner.
On the other hand, after the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other, the projected area S21 of the first plate-shaped portion 50 is formed larger than the projected area S1 of the first hydraulic piston 31. At the same time, since the first hydraulic chamber 32 and the second hydraulic chamber 42 are filled with oil OL, the supply air AR added to the first hydraulic piston 31 is applied to the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52. A large thrust F2 (according to the equation (6)) can be generated by multiplying the force Fa related to the above by the projected area ratio (S21 / S1) of the first hydraulic piston 31 and the first plate-shaped portion 50.

例えば、空気圧ピストン21の全ストロークが15mmで、このうち10mm移動すると第1板状部50と第2板状部60が当接するものとする。
この場合、当接位置まで空気圧ピストン21が出力方向に10mm移動すると、出力ロッド52も一体となって同じストロークの10mm移動する。この間、第2板状部60は、2mmだけ移動する(エア駆動ストローク)。
一方、当接した後、空気圧ピストン21が更に最前位置まで5mm移動する間、出力ロッド52は、第2油圧室42の油圧によって、第1板状部50、第2板状部60と共に1mmだけ移動する(油圧駆動ストローク)。この間の出力ロッド52の移動量は1mmと小さいが、Faよりも大きな推力F2(S21/S1倍)を発生させることができる。
For example, it is assumed that the total stroke of the pneumatic piston 21 is 15 mm, and when the piston 21 moves by 10 mm, the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other.
In this case, when the pneumatic piston 21 moves 10 mm in the output direction to the contact position, the output rod 52 also moves integrally with the output rod 52 by 10 mm with the same stroke. During this time, the second plate-shaped portion 60 moves by 2 mm (air drive stroke).
On the other hand, while the pneumatic piston 21 further moves 5 mm to the foremost position after the contact, the output rod 52 is only 1 mm together with the first plate-shaped portion 50 and the second plate-shaped portion 60 due to the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber 42. Move (hydraulic drive stroke). Although the amount of movement of the output rod 52 during this period is as small as 1 mm, a thrust F2 (S21 / S1 times) larger than that of Fa can be generated.

比較のため、特許文献1のエアハイドロ式シリンダを本実施形態と同サイズで形成した場合、空気圧ピストン15が実施形態と同じ全ストローク分の15mm移動したとしても、第2油圧ピストンの突出部39(本実施形態の出力ロッド52に相当)は3mmの移動である。この全区間において突出部39は、油圧により移動するのでF2の強い推力で移動する。 For comparison, when the air-hydro cylinder of Patent Document 1 is formed in the same size as this embodiment, even if the pneumatic piston 15 moves by 15 mm for the same total stroke as in the embodiment, the protruding portion 39 of the second hydraulic piston 39. (Corresponding to the output rod 52 of this embodiment) is a movement of 3 mm. Since the protrusion 39 moves hydraulically in the entire section, it moves with a strong thrust of F2.

本実施形態では、第1板状部50が開始位置から当接位置までの距離L(エア駆動ストローク)を所望値に設定することで、第1油圧ピストン31に作用する力Faで、出力ロッド52を所望の距離Lだけ素早く移動させることができる。
その一方で、第1油圧ピストン31の投影面積S1と第1板状部50の投影面積S21の比を所定の値に設定することにより、第1油圧ピストン31に作用する力Faの大きさに関わらず、第2油圧ピストン41に発生する推力F2の大きさを所定の値にすることができる。
具体的には、エアハイドロ式シリンダ1にエアのみを供給した場合であっても、当接位置までは出力ロッド52を早く大きく移動させ、当接位置以後はゆっくりと短い距離を大きな推力(油圧供給のシリンダと同等の推力)を発生させて移動することができる。つまり、供給エアARだけで駆動するため、油圧装置などの付帯装置を必要とせずに、最初に大きく動き、その後(当接位置以後)に大きな推力で出力ロッド52を動かすことができるため、設置スペースの削減や、設置コストの削減を図ることができる。
In the present embodiment, the output rod is generated by the force Fa acting on the first hydraulic piston 31 by setting the distance L (air drive stroke) from the start position to the contact position of the first plate-shaped portion 50 to a desired value. The 52 can be quickly moved by a desired distance L.
On the other hand, by setting the ratio of the projected area S1 of the first hydraulic piston 31 to the projected area S21 of the first plate-shaped portion 50 to a predetermined value, the magnitude of the force Fa acting on the first hydraulic piston 31 can be increased. Regardless, the magnitude of the thrust F2 generated in the second hydraulic piston 41 can be set to a predetermined value.
Specifically, even when only air is supplied to the air-hydro cylinder 1, the output rod 52 is moved quickly and greatly to the contact position, and after the contact position, a large thrust (hydraulic pressure) is slowly applied to a short distance. It can move by generating thrust equivalent to that of a supply cylinder). That is, since it is driven only by the supply air AR, the output rod 52 can be moved with a large thrust after the first large movement and then (after the contact position) without the need for an auxiliary device such as a hydraulic device. Space can be reduced and installation costs can be reduced.

(3)第2実施形態
次に第2実施形態について説明する。
図5は第2実施形態における、エアハイドロ式シリンダ1の全体構成を表した断面図である。
第2実施形態では、カム機構80aを第1板状部50と第2油圧シリンダ40の間に設けた。このように第2実施形態では、カム機構80aによる回転機構が筐体(シリンダ本体10)と、出力ロッド52の間に形成されている。
図5では、第1実施形態と同一の箇所については同一の符合を付して適宜その説明を省略し、以下、異なる部分を中心に説明することとする。
(3) Second Embodiment Next, the second embodiment will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the air hydro cylinder 1 in the second embodiment.
In the second embodiment, the cam mechanism 80a is provided between the first plate-shaped portion 50 and the second hydraulic cylinder 40. As described above, in the second embodiment, the rotation mechanism by the cam mechanism 80a is formed between the housing (cylinder body 10) and the output rod 52.
In FIG. 5, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate, and different parts will be mainly described below.

第2油圧シリンダ40には、外径が第2油圧シリンダ40の内径と対応する円筒部材であるリング84aが挿入され、固定されている。
リング84aの一端部は、第2油圧シリンダ40の第1油圧シリンダ30側端部に接しており、他端部は、フランジ67が段差部44に当接した位置での第2板状部60の端部に接している。
この場合、リング84aの端部と第2板状部60が当接することにより第2板状部60の第1板状部50側への移動が規制されるため、フランジ67と段差部44は必ずしも必要ない。
A ring 84a, which is a cylindrical member whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the second hydraulic cylinder 40, is inserted into and fixed to the second hydraulic cylinder 40.
One end of the ring 84a is in contact with the first hydraulic cylinder 30 side end of the second hydraulic cylinder 40, and the other end is the second plate-shaped portion 60 at a position where the flange 67 is in contact with the stepped portion 44. It touches the end of the cylinder.
In this case, since the end portion of the ring 84a and the second plate-shaped portion 60 come into contact with each other to restrict the movement of the second plate-shaped portion 60 toward the first plate-shaped portion 50, the flange 67 and the step portion 44 are separated from each other. Not necessarily necessary.

第1板状部50は、リング84aの内周部に挿入されており、リング84aの内周面47aは、第1板状部50のピストンシリンダ(第2油圧シリンダ40)として機能する。
このため、第1板状部50の外径は、リング84aの内周を摺動するのに適当な寸法となっており、内周面47aで囲まれた空間は、第1板状部50によって第2油圧室42と第3油圧室43とに分けられる。
また、Sa>S1、S1<S21<S22などの関係は第1実施形態と同様に満たされているものとする。
The first plate-shaped portion 50 is inserted into the inner peripheral portion of the ring 84a, and the inner peripheral surface 47a of the ring 84a functions as a piston cylinder (second hydraulic cylinder 40) of the first plate-shaped portion 50.
Therefore, the outer diameter of the first plate-shaped portion 50 has a size suitable for sliding on the inner circumference of the ring 84a, and the space surrounded by the inner peripheral surface 47a is the first plate-shaped portion 50. It is divided into a second hydraulic chamber 42 and a third hydraulic chamber 43.
Further, it is assumed that the relations such as Sa> S1 and S1 <S21 <S22 are satisfied as in the first embodiment.

第1板状部50には、第1板状部50の半径方向にピン83aが挿入されており、その先端は第1板状部50の外周面より突出している。
一方、リング84aの内周面には、第1板状部50の摺動方向に対してねじれた溝部81aが形成されている。
そして、ピン83aの先端が溝部81aに嵌合することにより第1実施形態のカム機構80と同様のカム機構80aが形成されている。
A pin 83a is inserted into the first plate-shaped portion 50 in the radial direction of the first plate-shaped portion 50, and the tip thereof protrudes from the outer peripheral surface of the first plate-shaped portion 50.
On the other hand, a groove 81a twisted with respect to the sliding direction of the first plate-shaped portion 50 is formed on the inner peripheral surface of the ring 84a.
Then, the tip of the pin 83a is fitted into the groove 81a to form a cam mechanism 80a similar to the cam mechanism 80 of the first embodiment.

第1板状部50がリング84aの内周を摺動するとカム機構80aによって出力ロッド52を中心軸線Cの周りに回転させるトルクが発生する。
また、当該トルクによってリング84aが第2油圧シリンダ40内で回転しないように、リング84aの外周は、シリンダ本体10を貫通するネジ孔から挿入された止めネジ85によって固定されている。
このように第2実施形態は、蓋11にカム機構80を設けずに、カム機構80aをエアハイドロ式シリンダ1の出力方向側に設けるため、ワークを保持する出力ロッド52先端付近の構成を簡素化・小型化することができる。
なお、第1板状部50に溝部81aを形成してシリンダ本体10にピン83aを設置してもよい。
When the first plate-shaped portion 50 slides on the inner circumference of the ring 84a, the cam mechanism 80a generates a torque for rotating the output rod 52 around the central axis C.
Further, the outer circumference of the ring 84a is fixed by a set screw 85 inserted through a screw hole penetrating the cylinder body 10 so that the ring 84a does not rotate in the second hydraulic cylinder 40 due to the torque.
As described above, in the second embodiment, since the cam mechanism 80a is provided on the output direction side of the air hydro cylinder 1 without providing the cam mechanism 80 on the lid 11, the configuration near the tip of the output rod 52 for holding the work is simplified. It can be miniaturized and miniaturized.
A groove 81a may be formed in the first plate-shaped portion 50, and a pin 83a may be installed in the cylinder body 10.

(4)第3実施形態
第3実施形態のエアハイドロ式シリンダ1では、図6に示すように、シリンダ本体10内に形成された各シリンダの内径が、空気圧シリンダ20が16mm、第1油圧シリンダ30が6mm、第2油圧シリンダ40が14mmに形成されている。
なお、図6では、第1実施形態と同一の箇所については同一の符合を付して適宜その説明を省略し、以下、異なる部分を中心に説明することとする。
このように第3実施形態では、全体の径が小さく(細く)なるようにスリム化して形成されているため、シリンダ本体10の両端部外周に雄ねじが形成されると共に、蓋11a側に雌ねじ12a、蓋13a側に雌ねじ14aが形成されることで螺合されている。なお、この螺合部が振動等により回転することを防止するため、周方向から止めネジ12b、14bで止められている。
(4) Third Embodiment In the air hydro cylinder 1 of the third embodiment, as shown in FIG. 6, the inner diameter of each cylinder formed in the cylinder body 10 is 16 mm for the pneumatic cylinder 20 and the first hydraulic cylinder. 30 is formed to be 6 mm, and the second hydraulic cylinder 40 is formed to be 14 mm.
In FIG. 6, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. Hereinafter, different parts will be mainly described.
As described above, in the third embodiment, since the overall diameter is slimmed down (thinner), male threads are formed on the outer circumferences of both ends of the cylinder body 10, and female threads 12a are formed on the lid 11a side. , The female screw 14a is formed on the lid 13a side and is screwed. In order to prevent the screwed portion from rotating due to vibration or the like, the screwed portion is fixed by set screws 12b and 14b from the circumferential direction.

そして第1実施形態では、空気圧室22に対して供給エアARが空気圧シリンダ20の周面から供給されるように流通孔24A、24Bが中心軸線Cと直角方向に形成されている。
これに対し第3実施形態では、空気圧シリンダ20の中心軸線C方向の両端側から供給エアARが供給されるようになっている。その他、流通孔24Aは蓋11aに形成され、流通孔24Bはシリンダ本体10における第1油圧シリンダ30の外側に形成されている。そして両流通孔24A、24Bは、蓋11aに設けられた径方向の径方向穴と、この径方向穴から連続する中心軸線C方向の軸方向穴で形成されている。
なお、各流通孔24A、24Bにはエア配管継手16A、16Bが接続される。
In the first embodiment, the flow holes 24A and 24B are formed in the direction perpendicular to the central axis C so that the supply air AR is supplied to the pneumatic chamber 22 from the peripheral surface of the pneumatic cylinder 20.
On the other hand, in the third embodiment, the supply air AR is supplied from both ends of the pneumatic cylinder 20 in the central axis C direction. In addition, the flow hole 24A is formed in the lid 11a, and the flow hole 24B is formed outside the first hydraulic cylinder 30 in the cylinder body 10. Both the flow holes 24A and 24B are formed by a radial radial hole provided in the lid 11a and an axial hole in the central axis C direction continuous from the radial hole.
Air piping joints 16A and 16B are connected to the distribution holes 24A and 24B.

第1実施形態では、同心円状に配設した圧縮状態の複数のコイルバネ64が配設されているのに対し、第3実施形態では内径が出力ロッド52よりも大きなコイルバネ64aが1つ配置されている。このコイルバネ64aは、圧縮された状態でその両端が蓋13aと第2板状部60に当接することで、第2板状部60を退避方向に付勢している。 In the first embodiment, a plurality of compressed coil springs 64 arranged concentrically are arranged, whereas in the third embodiment, one coil spring 64a having an inner diameter larger than that of the output rod 52 is arranged. There is. Both ends of the coil spring 64a are in contact with the lid 13a and the second plate-shaped portion 60 in a compressed state, thereby urging the second plate-shaped portion 60 in the retracting direction.

一方、第1板状部50を出力方向に付勢するコイルバネ70aは、第1実施形態と同様に出力ロッド52が内側に挿通される。コイルバネ70aの退避方向側の一端は、第1油圧シリンダ30ではなく、第2油圧室42の退避方向側の端面、すなわち、第1油圧室32よりも大きな内径に形成された第2油圧室42の退避方向側の端面(第1油圧室32と第2油圧室42の境界部)に当接している。
コイルバネ70aの出力方向側の他端は、スラスト軸受71を介して第1板状部50に当接している。コイルバネ70aの外径が第2油圧室42と略同径に形成され、直接第1板状部50に当接している
このようにコイルバネ70aは、一方の端部が第1板状部(第1板状部50)と当接し、他方の端部が第1流体室(第1油圧室32)と第2流体室(第2油圧室42)との境界部と当接することで、第1ピストン(第1油圧ピストン31)と第1板状部の間に配設されている。
スラスト軸受71は、第1板状部50の中心軸線Cの周りの回転する際に、コイルバネ70aとの摩擦を防ぐために設けられている。
なお、コイルバネ70aのバネ定数は、コイルバネ64aのバネ定数よりも小さいバネが使用される。一例として、コイルバネ70aのバネ定数が0.21kgf/mmであり、コイルバネ64aのバネ定数が0.9kgf/mmのバネが使用される。
On the other hand, in the coil spring 70a for urging the first plate-shaped portion 50 in the output direction, the output rod 52 is inserted inward as in the first embodiment. One end of the coil spring 70a on the retracting direction side is not the first hydraulic cylinder 30, but the end surface on the retracting direction side of the second hydraulic chamber 42, that is, the second hydraulic chamber 42 formed with an inner diameter larger than that of the first hydraulic chamber 32. Is in contact with the end surface (the boundary between the first hydraulic chamber 32 and the second hydraulic chamber 42) on the retracting direction side.
The other end of the coil spring 70a on the output direction side is in contact with the first plate-shaped portion 50 via the thrust bearing 71. The outer diameter of the coil spring 70a is formed to be substantially the same as that of the second hydraulic chamber 42, and is in direct contact with the first plate-shaped portion 50. Thus, one end of the coil spring 70a is the first plate-shaped portion (the first plate-shaped portion (first plate-shaped portion). The first plate-shaped portion 50) is in contact with the other end, and the other end is in contact with the boundary between the first fluid chamber (first hydraulic chamber 32) and the second fluid chamber (second hydraulic chamber 42). It is arranged between the piston (first hydraulic piston 31) and the first plate-shaped portion.
The thrust bearing 71 is provided to prevent friction with the coil spring 70a when the first plate-shaped portion 50 rotates around the central axis C.
The spring constant of the coil spring 70a is smaller than the spring constant of the coil spring 64a. As an example, a spring having a spring constant of 0.21 kgf / mm for the coil spring 70a and a spring constant of 0.9 kgf / mm for the coil spring 64a is used.

第2油圧室42を形成する第2油圧シリンダ40の内径は、空気圧ピストン21が最後退位置にある状態におけるコイルバネ70aの略全体が位置する範囲の内径よりも第1板状部50の全移動範囲での内径の方が大きく形成されている。 The inner diameter of the second hydraulic cylinder 40 forming the second hydraulic chamber 42 is the total movement of the first plate-shaped portion 50 from the inner diameter of the range in which substantially the entire coil spring 70a is located in the state where the pneumatic piston 21 is in the rearmost retracted position. The inner diameter in the range is formed larger.

第1実施形態では、空気圧シリンダ20の内径よりも、第3油圧室43部分における第2油圧シリンダ40の内径の方が小さく形成されているが、第3実施形態でも前者より後者の方が小さく形成されている。
第2油圧シリンダ40に外径が第2油圧シリンダ40の内径と対応する円筒部材であるリング84bが挿入され、固定されている。
In the first embodiment, the inner diameter of the second hydraulic cylinder 40 in the third hydraulic chamber 43 portion is formed smaller than the inner diameter of the pneumatic cylinder 20, but in the third embodiment, the latter is smaller than the former. It is formed.
A ring 84b, which is a cylindrical member whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the second hydraulic cylinder 40, is inserted into and fixed to the second hydraulic cylinder 40.

第2実施形態では、リング84aは、第2板状部60の端部まで形成されていたが、第3実施形態では、エアハイドロ式シリンダ1をスリム化するためにシリンダ本体10を薄肉化したため、リング84bを第2板状部60の外周部まで延設してある。
また、リング84bの外周面には全周に渡って溝が形成されており、油OL漏れを防止するためのシール部材86bが当該溝とシリンダ本体10の内周面の間に配設されている。
In the second embodiment, the ring 84a is formed up to the end of the second plate-shaped portion 60, but in the third embodiment, the cylinder body 10 is thinned in order to slim down the air hydro cylinder 1. , The ring 84b extends to the outer peripheral portion of the second plate-shaped portion 60.
Further, a groove is formed on the outer peripheral surface of the ring 84b over the entire circumference, and a seal member 86b for preventing oil OL leakage is arranged between the groove and the inner peripheral surface of the cylinder body 10. There is.

第1板状部50とリング84bの間には、溝部81bとピン83bで構成されたカム機構80bが構成されている。これらの機能は、第2実施形態のカム機構80aと同様である。
第2実施形態では、シリンダ本体10を径方向に貫通する止めネジ85aにより固定したが、第3実施形態のシリンダ本体10は、スリム化により肉厚が薄いため、止めネジ85bをシリンダ本体10の内部でシリンダ本体10の長手方向に挿入し、先端をリング84bの端面に形成した凹部に嵌合させることにより、リング84bの回転を防止している。
なお、カム機構80bは、第1実施形態のカム機構80と同様に蓋11a側に設けてもよい。
A cam mechanism 80b composed of a groove portion 81b and a pin 83b is formed between the first plate-shaped portion 50 and the ring 84b. These functions are the same as those of the cam mechanism 80a of the second embodiment.
In the second embodiment, the cylinder body 10 is fixed by a set screw 85a penetrating in the radial direction. However, since the cylinder body 10 of the third embodiment has a thin wall thickness due to slimming, the set screw 85b is attached to the cylinder body 10. The rotation of the ring 84b is prevented by inserting it inside the cylinder body 10 in the longitudinal direction and fitting the tip end into the recess formed on the end surface of the ring 84b.
The cam mechanism 80b may be provided on the lid 11a side as in the cam mechanism 80 of the first embodiment.

シリンダ本体10には、第1油圧シリンダ30まで貫通する給油孔17が設けてあり、封止ネジ18によって封止されている。封止ネジ18からは、第1油圧室32の油OLの圧力を計測するための配管が引き出されており、当該配管には圧力センサが取り付けられている。
その他の点は、第2実施形態と同様である。
The cylinder body 10 is provided with an oil supply hole 17 penetrating to the first hydraulic cylinder 30, and is sealed by a sealing screw 18. A pipe for measuring the pressure of the oil OL in the first hydraulic chamber 32 is pulled out from the sealing screw 18, and a pressure sensor is attached to the pipe.
Other points are the same as those of the second embodiment.

次に第4実施形態について説明する。
この第4実施形態では、空気圧ピストン21が当所位置から当接位置まで移動する間における、第2油圧室42と第3油圧室43の間を移動する油OLの移動量(流量)を調節する調節機構を設けたものである。この調節機構により、当接位置までの各部の移動速度が調節される。
Next, the fourth embodiment will be described.
In the fourth embodiment, the movement amount (flow rate) of the oil OL moving between the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43 while the pneumatic piston 21 moves from the current position to the contact position is adjusted. It is provided with an adjustment mechanism. By this adjustment mechanism, the moving speed of each part to the contact position is adjusted.

図7は、第4実施形態における調節機構周辺の断面拡大図である。
この図7では、第1実施形態のエアハイドロ式シリンダ1に調節機構を設ける場合について表しているが、本実施形態の調節機構については、同様に第2実施形態と第3実施形態に適用することが可能である。なお、調節機構以外の各部については第1実施形態と同じであるため、同一符号を付して説明を適宜省略する。
図7に示すように調節機構として、第1板状部50には流量調節プラグ511が設けられ、第2板状部60には速度切替ピン601が設けられている。なお、流量調節プラグ511と速度切替ピン601の両者を設ける必要はなく、いずれか一方を採用するようにしてもよい。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the adjustment mechanism according to the fourth embodiment.
FIG. 7 shows a case where the air-hydro cylinder 1 of the first embodiment is provided with an adjusting mechanism, but the adjusting mechanism of the present embodiment is similarly applied to the second embodiment and the third embodiment. It is possible. Since each part other than the adjustment mechanism is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 7, as an adjusting mechanism, the first plate-shaped portion 50 is provided with a flow rate adjusting plug 511, and the second plate-shaped portion 60 is provided with a speed switching pin 601. It is not necessary to provide both the flow rate adjusting plug 511 and the speed switching pin 601, and either one may be adopted.

第1板状部50には他の実施形態と同様に油OLが移動する連通孔51が複数設けられているが、本実施形態では、そのうちの一部又は全部の連通孔51の内周面に雌ねじが形成されている。この雌ねじは、連通孔51の第2油圧室42側に形成されているが、全長にわたって形成するようにしてもよい。
流量調節プラグ511の外周面には全長にわたって雄ねじが形成され、連通孔51の雌ねじと螺合することで、螺着、取り外しが可能になっている。
流量調節プラグ511には、その中心軸にそって流量調整用オリフィスとして機能する貫通孔512が形成されている。
この流量調節プラグ511、貫通孔512の径が異なる複数種類が用意されている。このため、使用する流量調節プラグ511の数や貫通孔512を適宜選択、変更することで、第2油圧室42と第3油圧室43の間を油OLが移動可能な全連通面積(中心軸線C方向に対する垂直面への投影面積)の調整が可能になる。そして、全連通面積を調整することで、第2油圧室42と第3油圧室43間を移動する単位時間当たりの流量が変わるため、第1板状部50と出力ロッド52の移動速度を選択、調整することが可能になる。
第1板状部50と出力ロッド52の移動速度は、流量調節プラグ511を取付けない場合が移動速度V21であるのに対し、流量調節プラグ511を取り付けることで速度を下げて調整することができる。以下、流量調節プラグ511で調整した移動速度を調整初期速度V21fという。調整初期速度V21fは、全連通孔51の数とその内径、流量調節プラグ511の配設数とその貫通孔512の内径とによって決まる速度である。
The first plate-shaped portion 50 is provided with a plurality of communication holes 51 through which the oil OL moves as in the other embodiments, but in the present embodiment, the inner peripheral surface of some or all of the communication holes 51 is provided. A female screw is formed on the. Although this female screw is formed on the second hydraulic chamber 42 side of the communication hole 51, it may be formed over the entire length.
A male screw is formed on the outer peripheral surface of the flow rate adjusting plug 511 over the entire length, and can be screwed on and removed by screwing with the female screw of the communication hole 51.
The flow rate adjusting plug 511 is formed with a through hole 512 that functions as a flow rate adjusting orifice along its central axis.
A plurality of types having different diameters of the flow rate adjusting plug 511 and the through hole 512 are prepared. Therefore, by appropriately selecting and changing the number of flow rate adjusting plugs 511 to be used and the through holes 512, the total communication area (center axis) in which the oil OL can move between the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43. The projected area on the plane perpendicular to the C direction) can be adjusted. Then, by adjusting the total communication area, the flow rate per unit time for moving between the second hydraulic chamber 42 and the third hydraulic chamber 43 changes, so the moving speed of the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 is selected. , Can be adjusted.
The moving speed of the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 is the moving speed V21 when the flow rate adjusting plug 511 is not attached, whereas the moving speed can be adjusted by lowering the speed by attaching the flow rate adjusting plug 511. .. Hereinafter, the moving speed adjusted by the flow rate adjusting plug 511 is referred to as an adjustment initial speed V21f. The adjustment initial speed V21f is a speed determined by the number of all communication holes 51 and their inner diameters, the number of arrangements of the flow rate adjusting plugs 511 and the inner diameters of the through holes 512.

速度切替ピン601は、第2板状部60の第1板状部50に対向する側で、連通孔51の中心軸と同軸となる位置に設けられている。速度切替ピン601の外径は、連通孔51内を摺動可能なサイズに形成される。このため、速度切替ピン601は連通孔51を塞いだ状態で内部を摺動するので、連通孔51内を移動する油OLはほぼゼロである。
本実施形態の速度切替ピン601は第2板状部60に設けられた凹部への圧入により固定されているが、第2板状部60に螺合することで固定されるようにしてもよい。螺合による固定とすることで、速度切替ピン601の取り付け数を変更し、全連通面積の変化量を変更することができる。
速度切替ピン601は、第2板状部60の端面からYmm(例えば、2.5mm)だけ突出している場合には、当接位置のYmmだけ手前で連通孔51を塞ぐことになる。
The speed switching pin 601 is provided on the side of the second plate-shaped portion 60 facing the first plate-shaped portion 50 and at a position coaxial with the central axis of the communication hole 51. The outer diameter of the speed switching pin 601 is formed to be slidable in the communication hole 51. Therefore, since the speed switching pin 601 slides inside with the communication hole 51 closed, the oil OL moving in the communication hole 51 is almost zero.
The speed switching pin 601 of the present embodiment is fixed by press-fitting into a recess provided in the second plate-shaped portion 60, but may be fixed by screwing into the second plate-shaped portion 60. .. By fixing by screwing, the number of speed switching pins 601 attached can be changed, and the amount of change in the total communication area can be changed.
When the speed switching pin 601 projects by Y mm (for example, 2.5 mm) from the end surface of the second plate-shaped portion 60, the speed switching pin 601 closes the communication hole 51 in front of the contact position by Y mm.

第1板状部50における第3油圧室43側の面と、速度切替ピン601における第3油圧室43側の先端面とが同一平面上になる位置で、第1板状部50の連通孔51が速度切替ピン601で塞がれる。以下、この位置を流量変化位置という。第1実施形態で例示した、空気圧ピストン21が開始位置から10mm移動して当接位置となる場合、開始位置から流量変化位置までの第1板状部50の移動距離は7.5mmである。
第1板状部50と出力ロッド52は、開始位置から流量変化位置までの間、調整初期速度V21fで移動する。なお、空気圧ピストン21の速度VaもVa=V21fである。
そして、流量変化位置から当接位置まで移動する間、当該塞がれた連通孔51分の流量が減少するので、第1板状部50と出力ロッド52の移動速度が遅くなる。以下、速度切替ピン601が連通孔51を塞いでから当接位置までの移動速度を緩衝速度V21sという。
A communication hole of the first plate-shaped portion 50 at a position where the surface of the first plate-shaped portion 50 on the third hydraulic chamber 43 side and the tip surface of the speed switching pin 601 on the third hydraulic chamber 43 side are on the same plane. 51 is closed by the speed switching pin 601. Hereinafter, this position is referred to as a flow rate change position. When the pneumatic piston 21 moved by 10 mm from the start position to reach the contact position as illustrated in the first embodiment, the moving distance of the first plate-shaped portion 50 from the start position to the flow rate change position is 7.5 mm.
The first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 move at the adjustment initial speed V21f from the start position to the flow rate change position. The velocity Va of the pneumatic piston 21 is also Va = V21f.
Then, while moving from the flow rate change position to the contact position, the flow rate for the closed communication hole 51 is reduced, so that the moving speed of the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 is slowed down. Hereinafter, the moving speed from the speed switching pin 601 closing the communication hole 51 to the contact position is referred to as a buffer speed V21s.

なお、本実施形態の速度切替ピン601を、カム機構80を備えた第1実施形態〜第3実施形態に適用する場合、速度切替ピン601の突出長さYmmは、次の条件を満たす必要がある。
第1板状部50はカム機構80によって回転運動の後直線運動をするので、連通孔51が速度切替ピン601で塞がれる流量変化位置は、第1板状部50が直線運動に移行した後の位置である必要がある。
従って、突出長さYmmは、ピン81の移動がらせん状の溝部81から直線溝部300に移行して、第1板状部50が直進移動を開始する位置から当接位置までの距離以下であることが条件となる。
但し、後述するカム機構80を備えない変形例に第4実施形態を適用する場合には、速度切替ピン601の突出長さYmmは、開始位置から当接位置までの距離未満で適宜選択可能である。
When the speed switching pin 601 of the present embodiment is applied to the first to third embodiments provided with the cam mechanism 80, the protruding length Y mm of the speed switching pin 601 must satisfy the following conditions. is there.
Since the first plate-shaped portion 50 makes a linear motion after the rotational motion by the cam mechanism 80, the flow rate change position where the communication hole 51 is closed by the speed switching pin 601 shifts to the linear motion of the first plate-shaped portion 50. Must be in a later position.
Therefore, the protrusion length Y mm is equal to or less than the distance from the position where the movement of the pin 81 shifts from the spiral groove portion 81 to the straight groove portion 300 and the position where the first plate-shaped portion 50 starts the linear movement to the contact position. Is a condition.
However, when the fourth embodiment is applied to a modified example not provided with the cam mechanism 80 described later, the protrusion length Y mm of the speed switching pin 601 can be appropriately selected within the distance from the start position to the contact position. is there.

第1板状部50と出力ロッド52は、開始位置から流量変化位置まで調整初期速度V21fで移動し、流量変化位置から当接位置まで緩衝速度V21s(<V21f)で移動する。当接位置以降は、他の実施形態で説明したように、第1板状部50と出力ロッド52は第2板状部60と一体となり、油圧駆動による移動速度V22(≪V21s)で移動する。 The first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 move from the start position to the flow rate change position at the adjustment initial speed V21f, and move from the flow rate change position to the contact position at the buffer speed V21s (<V21f). After the contact position, as described in other embodiments, the first plate-shaped portion 50 and the output rod 52 are integrated with the second plate-shaped portion 60 and move at a moving speed V22 (<< V21s) driven by hydraulic pressure. ..

以上説明したように、第4実施形態によれば、流量調節プラグ511の配設数や、配設する流量調節プラグ511の貫通孔512の内径を適宜選択することにより、開始位置からの調整初期速度V21fを調節することができる。
また、速度切替ピン601を配設することで、調整初期速度V21fから緩衝速度V21s、緩衝速度V21sから当接位置以後の移動速度V22と速度が変化するので、移動速度の急激な変化を和らげ、速度変化による衝撃を閑話することができる。緩衝速度V21sについては、速度切替ピン601の配設数を変更することで調節が可能である。この調節を容易にするためにも速度切替ピン601の固定は螺合によることが好ましい。
As described above, according to the fourth embodiment, the initial adjustment from the start position is performed by appropriately selecting the number of the flow rate adjusting plugs 511 and the inner diameter of the through hole 512 of the flow rate adjusting plugs 511 to be arranged. The speed V21f can be adjusted.
Further, by disposing the speed switching pin 601, the speed changes from the adjustment initial speed V21f to the buffer speed V21s and from the buffer speed V21s to the moving speed V22 after the contact position, so that the sudden change in the moving speed can be softened. The impact of speed changes can be quietly talked about. The buffer speed V21s can be adjusted by changing the number of speed switching pins 601 arranged. In order to facilitate this adjustment, it is preferable that the speed switching pin 601 is fixed by screwing.

なお、緩衝速度V21sの調整については、速度切替ピン601の配設数によるだけでなく、配設する全部又は一部の速度切替ピン601の径を連通孔51の内径よりも小さくすることによってもよい。速度切替ピン601の径を小さくすることで、連通孔51を塞ぐことなく、油OLの連通孔51を通過する際の通過面積を小さくできる。
また、速度切替ピン601の長さ(第2板状部60の端面から凸出した部分の長さ)を変更することにより、調整初期速度V21fから緩衝速度V21sに切り替わる流量変化位置を、すなわち、緩衝速度V21sでの移動距離を調整することができる。
さらに、それぞれの長さが異なる速度切替ピン601を第2板状部60に取り付けることで、それぞれの速度切替ピン601が対応する連通孔51を塞ぎ始める位置が異なる位置となるため、当接位置までの間で多段階の速度調節する(多段階で速度が低下する)ことができる。
また、速度切替ピン601が円筒状である必要がなく、第2板状部60から凸出している部分の全体又は一部が、先端方向に向って径が小さくなる円錐形状や円錐台形状にしてもよい。円錐部分が連通孔51内を移動する間、徐々に連通面積が小さくなることで段階的な速度変化ではなく、徐々に速度変化させることができる。
The buffer speed V21s can be adjusted not only by the number of speed switching pins 601 arranged, but also by making the diameter of all or part of the speed switching pins 601 arranged smaller than the inner diameter of the communication hole 51. Good. By reducing the diameter of the speed switching pin 601, the passage area when passing through the communication hole 51 of the oil OL can be reduced without blocking the communication hole 51.
Further, by changing the length of the speed switching pin 601 (the length of the portion protruding from the end surface of the second plate-shaped portion 60), the flow rate change position at which the adjustment initial speed V21f is switched to the buffer speed V21s, that is, The moving distance at the buffer speed V21s can be adjusted.
Further, by attaching the speed switching pins 601 having different lengths to the second plate-shaped portion 60, the positions where the speed switching pins 601 start to close the corresponding communication holes 51 become different positions, so that the contact positions are different. It is possible to adjust the speed in multiple steps (the speed decreases in multiple steps).
Further, the speed switching pin 601 does not have to be cylindrical, and the whole or a part of the portion protruding from the second plate-shaped portion 60 has a conical shape or a truncated cone shape in which the diameter decreases toward the tip end. You may. While the conical portion moves in the communication hole 51, the communication area gradually decreases, so that the speed can be gradually changed instead of the stepwise change in speed.

以上説明した各実施形態によれば、供給される推力を受ける空気圧ピストン21の全ストロークに対して、推力を出力する出力ロッド52のストロークを長くすることができる。出力ロッド52のストロークを、空気圧ピストン21のストロークの50%以上とすることができる。
これにより、出力ロッド52に取り付けられる作動部の動作範囲を大きくすることができるため、対象となるワークやその処理、操作等の内容によっては、アクチュエータ全体を接近させたり退避させたりする必要がなくなる。
According to each of the above-described embodiments, the stroke of the output rod 52 that outputs the thrust can be lengthened with respect to the total stroke of the pneumatic piston 21 that receives the supplied thrust. The stroke of the output rod 52 can be 50% or more of the stroke of the pneumatic piston 21.
As a result, the operating range of the operating portion attached to the output rod 52 can be increased, so that it is not necessary to bring the entire actuator closer or retracted depending on the target work, its processing, operation, and the like. ..

また、出力ロッド52が大きく移動する部分については空気圧シリンダ20で駆動し、全ストロークの終端付近の短いストロークを大きな推力の油圧シリンダで駆動することができる。これにより、空気圧シリンダ部分を早送り、油圧シリンダ部分を微小送りとすることができる。
空気圧シリンダ駆動時はコイルバネ70を介して出力ロッド52が移動するので、出力ロッド52や作動部が動作途中で何かに衝突したとしても、コイルバネ70のたわみによって衝撃を吸収することができる。
さらに、調節機構の採用により、出力ロッド52の移動速度を調整し、また、移動途中で変化させることができる。
Further, the portion where the output rod 52 moves greatly can be driven by the pneumatic cylinder 20, and the short stroke near the end of all strokes can be driven by the hydraulic cylinder having a large thrust. As a result, the pneumatic cylinder portion can be fast-forwarded and the hydraulic cylinder portion can be made into a minute feed.
Since the output rod 52 moves via the coil spring 70 when the pneumatic cylinder is driven, even if the output rod 52 or the operating portion collides with something during the operation, the impact can be absorbed by the deflection of the coil spring 70.
Further, by adopting the adjustment mechanism, the moving speed of the output rod 52 can be adjusted and changed during the movement.

また説明した各実施形態及び変形例(後述を含む)によれば、エアハイドロ式シリンダ1が力を与えるワーク等に対し、シリンダ本体10の配置や向きを変えることなく、押す方向(外方向)ではなく、引く方向(シリンダ本体10側に引込む方向)の力を発生させることができる。
すなわち、シリンダ本体10を基準にした場合、空圧ピストン21の出力方向(移動方向)と第1油圧ピストン31の出力方向が同一で、出力軸である出力ロッド52も同一方向に出力(移動)する。
ここで、従来技術では、出力ロッド52が、その移動方向の蓋13を貫通してシリンダ本体10から延出しているため、出力ロッド52に働く油圧力の発生方向は、シリンダ本体10から離れる方向(外方向)である。
これに対して、説明した各実施形態では、出力ロッド52が、空圧ピストン21、第1油圧ピストン31、及び、蓋11の内部を貫通して、移動方向とは反対側の外部に延出する構成としている。このため、各実施形態のエアハイドロ式シリンダ1によれば、シリンダ本体10側に引込む方向の力を出力ロッド52に発生させることができる。
Further, according to each of the above-described embodiments and modifications (including those described later), the pushing direction (outward direction) without changing the arrangement or orientation of the cylinder body 10 with respect to the work or the like to which the air-hydro cylinder 1 applies a force. Instead, a force in the pulling direction (direction of pulling toward the cylinder body 10 side) can be generated.
That is, when the cylinder body 10 is used as a reference, the output direction (movement direction) of the pneumatic piston 21 and the output direction of the first hydraulic piston 31 are the same, and the output rod 52, which is the output shaft, also outputs (moves) in the same direction. To do.
Here, in the prior art, since the output rod 52 penetrates the lid 13 in the moving direction and extends from the cylinder body 10, the direction in which the hydraulic pressure acting on the output rod 52 is generated is the direction away from the cylinder body 10. (Outward direction).
On the other hand, in each of the described embodiments, the output rod 52 penetrates the inside of the pneumatic piston 21, the first hydraulic piston 31, and the lid 11 and extends to the outside on the side opposite to the moving direction. It is configured to be. Therefore, according to the air-hydro cylinder 1 of each embodiment, a force in the pulling direction toward the cylinder body 10 can be generated in the output rod 52.

更に、出力ロッド52を中心軸線Cの周りに旋回させるカム機構80を設けている。
これにより、ロッド52先端に配設するクランパ530等が、ワークやワーク移動装置等と干渉することを回避することができる。
Further, a cam mechanism 80 for turning the output rod 52 around the central axis C is provided.
As a result, it is possible to prevent the clamper 530 or the like arranged at the tip of the rod 52 from interfering with the work, the work moving device, or the like.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、説明した第1実施形態から3実施形態では、いずれもカム機構80を備える場合について説明したが、カム機構80を設けないことも可能である。例えば、出力ロッド52に取り付けたクランパ530とワークとの干渉が問題にならない場合や、他の対策が取られている場合には、カム機構80は設けないようにすることも可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the first to third embodiments described, the case where the cam mechanism 80 is provided has been described, but it is also possible not to provide the cam mechanism 80. For example, if the interference between the clamper 530 attached to the output rod 52 and the work is not a problem, or if other measures are taken, the cam mechanism 80 may not be provided.

また、説明した各実施形態では、出力ロッド52を旋回させるために、カム機構80がらせん状の溝部81を備える場合について説明した。
これに対して、カム機構80が、らせん状の溝部81を備えず、ピン83の全移動範囲を直線溝部300とするようにしてもよい(回転防止機構)。
この場合のカム機構80は、出力ロッド52の全移動範囲における直線駆動のガイド、すなわち、または廻り止めとして機能する。
これにより、外部からロッド52に回転力が働いた場合であっても、常に直線駆動をすることができる。
特に、第4実施形態において、第2板状部60に速度切替ピン601を設けた場合に、回転によって速度切替ピン601と連通孔50との位相がずれてしまうことが防止され、確実に速度切替ピン601を連通孔51に導くことができる。
Further, in each of the described embodiments, the case where the cam mechanism 80 includes the spiral groove portion 81 in order to rotate the output rod 52 has been described.
On the other hand, the cam mechanism 80 may not include the spiral groove portion 81, and the entire moving range of the pin 83 may be the straight groove portion 300 (rotation prevention mechanism).
The cam mechanism 80 in this case functions as a guide for linear drive in the entire movement range of the output rod 52, that is, as a detent.
As a result, even when a rotational force acts on the rod 52 from the outside, the rod 52 can always be driven linearly.
In particular, in the fourth embodiment, when the speed switching pin 601 is provided in the second plate-shaped portion 60, it is prevented that the speed switching pin 601 and the communication hole 50 are out of phase due to rotation, and the speed is surely increased. The switching pin 601 can be guided to the communication hole 51.

また、上記の実施の形態においては、空気を供給することにより駆動されるエアハイドロ式シリンダに適用して説明したが、圧縮性流体である空気により駆動されるエアハイドロ式シリンダに限られることなく、非圧縮性流体等、その他各種の流体により駆動されるシリンダに適用することができるものである。
非圧縮性流体により駆動されるシリンダの場合には、空気などの圧縮性流体により駆動される場合と比較すると、より大きな推力を第2油圧ピストンに発生させることができる。
Further, in the above embodiment, the present invention has been described by applying it to an air-hydro cylinder driven by supplying air, but the present invention is not limited to the air-hydro cylinder driven by air which is a compressible fluid. It can be applied to cylinders driven by various other fluids such as incompressible fluids.
In the case of a cylinder driven by an incompressible fluid, a larger thrust can be generated in the second hydraulic piston as compared with the case of being driven by a compressible fluid such as air.

また、上記実施形態においては、空気圧ピストン21と第1油圧ピストン31とをピストンロッド26により接続する構成に適用して説明したが、この構成に限定されることなく、例えば、空気圧ピストン21と第1油圧ピストン31とを一体に形成したものなど、その他各種の構成に適用することができるものである。 Further, in the above embodiment, the pneumatic piston 21 and the first hydraulic piston 31 are connected by the piston rod 26, but the description is not limited to this configuration. For example, the pneumatic piston 21 and the first hydraulic piston 31 and the first hydraulic piston 31 are connected. 1 It can be applied to various other configurations such as one in which a hydraulic piston 31 is integrally formed.

説明した各実施形態では、開始位置において圧縮状態にあるコイルバネ70を配設したが、無負荷状態で第1油圧ピストン31と第1板状部50に連結した状態で取り付けるようにしてもよい。
これにより、空気圧ピストン21が出力方向に移動する場合には、第1油圧ピストン31と第1板状部50との距離が僅かに短くなった状態の付勢力によって、コイルバネ70が同距離を維持しながら第1板状部50を押すことで出力方向に移動させる。
一方、空気圧ピストン21が退避方向に移動する場合、開始位置における無負荷状態よりも僅かに長くなった状態でコイルバネ70が連結する第1板状部50を引っ張り移動させる。
このように、開始位置において無負荷状態に取り付けることでコイルバネ70は、第1板状部50を出力方向に押すと共に、第1板状部50を退避方向に引っ張ることができる。
In each of the described embodiments, the coil spring 70 in the compressed state at the start position is arranged, but it may be attached in a state of being connected to the first hydraulic piston 31 and the first plate-shaped portion 50 in a no-load state.
As a result, when the pneumatic piston 21 moves in the output direction, the coil spring 70 maintains the same distance by the urging force in a state where the distance between the first hydraulic piston 31 and the first plate-shaped portion 50 is slightly shortened. While pushing the first plate-shaped portion 50, it is moved in the output direction.
On the other hand, when the pneumatic piston 21 moves in the retracting direction, the first plate-shaped portion 50 to which the coil spring 70 is connected is pulled and moved in a state slightly longer than the no-load state at the start position.
In this way, by mounting the coil spring 70 in the no-load state at the start position, the coil spring 70 can push the first plate-shaped portion 50 in the output direction and pull the first plate-shaped portion 50 in the retracting direction.

1 エアハイドロ式シリンダ(流体圧シリンダ)
10 シリンダ本体(筺体)
11、13 蓋
17 給油孔
18 封止ネジ
20 空気圧シリンダ
21 空気圧ピストン(第3ピストン)
22 空気圧室(第4流体室)
23A、23B 作動室(小部屋)
26 ピストンロッド
27 第1出力孔
30 第1油圧シリンダ
31 第1油圧ピストン(第1ピストン)
32 第1油圧室(第1流体室)
40 第2油圧シリンダ
41 第2油圧ピストン(第2ピストン)
42 第2油圧室(第2流体室)
43 第3油圧室(第3流体室)
44 段差部
47 内周面
50 第1板状部
51 連通孔
511 流量調節プラグ
512 貫通孔(流量調整用オリフィス)
52 出力ロッド
53 段差部
60 第2板状部
601 速度切替ピン
64 コイルバネ(第1付勢部材)
67 フランジ
70 コイルバネ(第2付勢部材)
71 スラスト軸受
80 カム機構
81 溝部
82 ピン孔
83 ピン
84 リング
85 止めネジ
86 シール部材
111 第2出力孔
112 シール部材
113 シール部材
131 貫通孔
300 直線溝部
521 取付ネジ
522 スラスト軸受
530 クランパ
C 中心軸線(所定方向)
AR 供給エアAR(供給流体)
OL 油(内部流体)
1 Air hydro cylinder (fluid pressure cylinder)
10 Cylinder body (housing)
11, 13 Lid 17 Refueling hole 18 Sealing screw 20 Pneumatic cylinder 21 Pneumatic piston (3rd piston)
22 Pneumatic chamber (4th fluid chamber)
23A, 23B operating room (small room)
26 Piston rod 27 1st output hole 30 1st hydraulic cylinder 31 1st hydraulic piston (1st piston)
32 1st hydraulic chamber (1st fluid chamber)
40 Second hydraulic cylinder 41 Second hydraulic piston (second piston)
42 Second hydraulic chamber (second fluid chamber)
43 Third hydraulic chamber (third fluid chamber)
44 Stepped part 47 Inner peripheral surface 50 First plate-shaped part 51 Communication hole 511 Flow rate adjustment plug 512 Through hole (flow rate adjustment orifice)
52 Output rod 53 Step portion 60 Second plate-shaped portion 601 Speed switching pin 64 Coil spring (first urging member)
67 Flange 70 Coil spring (second urging member)
71 Thrust bearing 80 Cam mechanism 81 Groove 82 Pin hole 83 Pin 84 Ring 85 Set screw 86 Seal member 111 Second output hole 112 Seal member 113 Seal member 131 Through hole 300 Straight groove 521 Mounting screw 522 Thrust bearing 530 Clamper C Center axis Predetermined direction)
AR supply air AR (supply fluid)
OL oil (internal fluid)

Claims (17)

筺体と、
前記筺体内に設けられた第1流体室、第2流体室、及び第3流体室と、
前記第1流体室、前記第2流体室および前記第3流体室に満たされた内部流体と、
所定方向に移動可能に設けられ、前記第1流体室の一方の壁面を形成する中央に第1貫通孔が形成された第1ピストンと、
前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第2流体室と第3流体室との間に配設され、前記第2流体室と第3流体室内を繋ぐ連通部が形成された第1板状部と、
前記第1ピストンと前記第1板状部の間に配設されたバネと、
前記第1板状部に配設され、前記第1貫通孔を貫通して、前記所定方向における前記第1ピストン側の前記筐体の外部に延出する出力ロッドと、
前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第3流体室の一方の壁面を形成する第2板状部と、を備え、
前記第1板状部は、前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第1ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きく形成され、
前記第1ピストンに外部から供給された供給流体の圧力が加えられることにより、前記第1板状部と前記出力ロッドが駆動される流体圧シリンダ。
With the housing
A first fluid chamber, a second fluid chamber, and a third fluid chamber provided in the housing,
The internal fluid filled in the first fluid chamber, the second fluid chamber, and the third fluid chamber,
A first piston movably provided in a predetermined direction and having a first through hole formed in the center forming one wall surface of the first fluid chamber.
A first plate shape that is provided so as to be movable in the predetermined direction, is arranged between the second fluid chamber and the third fluid chamber, and has a communication portion that connects the second fluid chamber and the third fluid chamber. Department and
A spring disposed between the first piston and the first plate-shaped portion,
An output rod that is arranged in the first plate-shaped portion, penetrates the first through hole, and extends to the outside of the housing on the first piston side in the predetermined direction.
A second plate-shaped portion that is movably provided in the predetermined direction and forms one wall surface of the third fluid chamber is provided.
In the first plate-shaped portion, the projected area of the surface in contact with the internal fluid on the plane perpendicular to the predetermined direction is larger than the projected area of the first piston on the surface in contact with the internal fluid on the plane perpendicular to the predetermined direction. Formed large,
A fluid pressure cylinder in which the first plate-shaped portion and the output rod are driven by applying the pressure of a supply fluid supplied from the outside to the first piston.
前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドを中心軸の周りに回転させる回転機構を具備したことを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリンダ。 The fluid pressure cylinder according to claim 1, further comprising a rotation mechanism that rotates the output rod around a central axis when the output rod moves. 前記回転機構は、前記筐体の端部を閉塞する蓋と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の流体圧シリンダ。 The fluid pressure cylinder according to claim 2, wherein the rotating mechanism is formed between a lid that closes an end portion of the housing and the output rod. 前記回転機構は、前記筐体と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の流体圧シリンダ。 The fluid pressure cylinder according to claim 2, wherein the rotating mechanism is formed between the housing and the output rod. 前記回転機構は、前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対してねじれた溝部と、の摺動機構によって前記出力ロッドを回転させることを特徴とする請求項2、請求項3、又は請求項4に記載の流体圧シリンダ。 The rotation mechanism is fitted with the output rod, a protrusion member formed on one side of the sliding surface facing the output rod, and the protrusion member formed on the other side, and said. The fluid pressure cylinder according to claim 2, claim 3, or claim 4, wherein the output rod is rotated by a sliding mechanism of a groove portion twisted in a moving direction of the output rod. 前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドの、中心軸周の回転を防止する回転防止する回転防止機構を備え、
前記回転防止機構は、
前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対して直線状の直線溝部と、
を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリンダ。
When the output rod is moved, the output rod is provided with a rotation prevention mechanism for preventing rotation of the output rod around the central axis.
The rotation prevention mechanism is
Of the output rod and the sliding surface facing the output rod, the protrusion member formed on one side and the protrusion member formed on the other side are fitted to each other and the moving direction of the output rod. With a straight groove,
The fluid pressure cylinder according to claim 1, wherein the fluid pressure cylinder is provided.
前記筺体に設けられた第4流体室と、
前記所定方向に移動可能に前記第4流体室内に配設され、外部から供給された供給流体の圧力を前記第1ピストンに加える、中央に第3貫通孔が形成された第3ピストンと、を備え、
前記出力ロッドは、前記第1貫通孔と第3貫通孔を貫通して外部に延出されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項6までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
A fourth fluid chamber provided in the housing and
A third piston having a third through hole formed in the center, which is arranged in the fourth fluid chamber so as to be movable in the predetermined direction and applies pressure of a supply fluid supplied from the outside to the first piston. Prepare,
The output rod penetrates the first through hole and the third through hole and extends to the outside.
The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 6, wherein the fluid pressure cylinder is characterized in that.
前記第3ピストンは、前記供給流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第1ピストンにおける前記投影面積より大きく形成されている、
ことを特徴とする請求項に記載の流体圧シリンダ。
The third piston is formed so that the projected area of the surface in contact with the supply fluid on the plane perpendicular to the predetermined direction is larger than the projected area of the first piston.
The fluid pressure cylinder according to claim 7 .
前記バネは、一方の端部が前記第1板状部と当接し、他方の端部が前記第1ピストンと当接することで、前記第1ピストンと前記第1板状部の間に配設されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
The spring is arranged between the first piston and the first plate-shaped portion by having one end contact with the first plate-shaped portion and the other end contacting the first piston-shaped portion. Has been
The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 8 , wherein the fluid pressure cylinder is characterized in that.
前記バネは、一方の端部が前記第1板状部と当接し、他方の端部が前記第1流体室と前記第2流体室との境界部と当接することで、前記第1ピストンと前記第1板状部の間に配設されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
One end of the spring is in contact with the first plate-shaped portion, and the other end is in contact with the boundary between the first fluid chamber and the second fluid chamber, whereby the spring is in contact with the first piston. Arranged between the first plate-shaped portions,
The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 8 , wherein the fluid pressure cylinder is characterized in that.
前記第2板状部には、当該第2板状部を前記第1板状部方向に向けて付勢する付勢部材を備えている、
ことを特徴とする請求項1から請求項10までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
The second plate-shaped portion includes an urging member that urges the second plate-shaped portion toward the first plate-shaped portion.
The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 10 , wherein the fluid pressure cylinder is characterized in that.
前記第1ピストンと前記第1板状部との距離を所定距離以下に制限する制限機構を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項11までのうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
A limiting mechanism for limiting the distance between the first piston and the first plate-shaped portion to a predetermined distance or less is provided.
Fluid pressure cylinder according to any one of claims of claims 1 to 11, characterized in that.
前記連通部は複数の連通孔で構成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項12のうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
The communication portion is composed of a plurality of communication holes.
The fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 12 , wherein the fluid pressure cylinder is characterized in that.
前記連通孔の少なくとも1部には、孔の内径を変更する内径調整部材が配設されている、
ことを特徴とする請求項13に記載の流体圧シリンダ。
At least one part of the communication hole is provided with an inner diameter adjusting member for changing the inner diameter of the hole.
The fluid pressure cylinder according to claim 13 .
前記第2板状部には、前記複数の連通孔の一部に対応する位置に、当該連通孔内に挿入される所定長さの突起部が形成されている、
ことを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の流体圧シリンダ。
In the second plate-shaped portion, a protrusion having a predetermined length to be inserted into the communication hole is formed at a position corresponding to a part of the plurality of communication holes.
The fluid pressure cylinder according to claim 13 or 14 .
前記内部流体が非圧縮性流体である、
ことを特徴とする請求項1から請求項15のうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
The internal fluid is an incompressible fluid,
The fluid pressure cylinder according to claim 1, wherein the fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 15 .
前記内部流体が圧縮性流体である、
ことを特徴とする請求項1から請求項15のうちのいずれか1の請求項に記載の流体圧シリンダ。
The internal fluid is a compressible fluid,
The fluid pressure cylinder according to claim 1, wherein the fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 15 .
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