WO2020054323A1 - 流体圧シリンダの駆動装置 - Google Patents

流体圧シリンダの駆動装置 Download PDF

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WO2020054323A1
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pressure chamber
chamber
cylinder
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▲高▼田芳行
高桑洋二
門田謙吾
名倉誠一
染谷和孝
風間晶博
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
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    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a driving device for a hydraulic cylinder, and more particularly to a driving device for a double-acting hydraulic cylinder that does not require a large driving force in a return stroke.
  • a part of exhaust gas discharged from one cylinder chamber is used for a return operation, and compressed air having a pressure lower than air pressure supplied in a cylinder driving process is used. Perform a return operation.
  • auxiliary mechanism such as a cylinder with a lock device or a cylinder with a booster mechanism
  • the operation of the auxiliary mechanism is reliably performed only by low-pressure exhaust supplied during the return operation. It may not be possible.
  • an object of the present invention is to provide a drive device for a fluid pressure cylinder that can supply high-pressure air for operation of an auxiliary mechanism unit without complicating a circuit at the time of a cylinder return operation or the like.
  • One aspect of the present invention is a drive device for a double-acting hydraulic cylinder having an auxiliary mechanism that operates during a return operation by air pressure, comprising a switching valve, a high-pressure air supply source, an exhaust port, and a check valve.
  • a switching valve In the first position of the switching valve, one cylinder chamber communicates with the high-pressure air supply source, and the other cylinder chamber and the auxiliary mechanism communicate with the exhaust port.
  • the one cylinder chamber communicates with the other cylinder chamber via the check valve, the one cylinder chamber communicates with the exhaust port, and the auxiliary mechanism communicates with a high-pressure air supply source.
  • the hydraulic cylinder driving device of the present invention high-pressure air is supplied from the high-pressure air supply source at the second position of the switching valve. Therefore, there is no need to separately add a high-pressure air supply circuit, and the device configuration of the driving device can be simplified.
  • FIG. 1A is a fluid circuit diagram showing a connection state of a switching valve at a first position in a fluid pressure cylinder and a driving device according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a hydraulic circuit diagram of the switching valve of FIG. 1A at a second position
  • FIG. 4 is a fluid circuit diagram showing a connection state.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the hydraulic cylinder of FIG. 1A.
  • 3A is a fluid circuit diagram showing a connection state of a switching valve at a first position in a hydraulic cylinder and a driving device according to a second embodiment
  • FIG. 3B is a fluid circuit diagram of the switching valve of FIG. 3A at a second position.
  • FIG. 4 is a fluid circuit diagram showing a connection state.
  • FIG. 4 is a fluid circuit diagram showing a connection state.
  • FIG. 9 is a fluid circuit diagram of a hydraulic cylinder with a lock device and a drive device thereof according to a third embodiment, and is a fluid circuit diagram showing a connection state of a switching valve at a first position. It is sectional drawing of the hydraulic cylinder with a lock device of FIG.
  • the driving device 120 of the fluid pressure cylinder 10 of the present embodiment includes a check valve 86, a throttle valve 88, a switching valve 102, a high-pressure air supply source 104, and an exhaust port 106. ing.
  • the driving device 120 is configured to supply high-pressure air to the first pressure chamber 38 of the hydraulic cylinder 10 during an operation stroke.
  • the driving device 120 supplies a part of the air accumulated in the first pressure chamber 38 toward the fourth pressure chamber 44 and supplies the air to the second pressure chamber 40 in the return stroke. It is configured to supply high-pressure air.
  • the switching valve 102 is, for example, a five-port two-position valve, has first to fifth ports 102a to 102e, and switches between a first position (see FIG. 1A) and a second position (see FIG. 1B). It is possible. As shown in FIGS. 1A and 1B, the first port 102a is connected to the head-side port 28 of the hydraulic cylinder 10 by a pipe. The second port 102b is connected to the adjustment port 32 by a pipe. The third port 102c is connected to the exhaust port 106 by a pipe. The fourth port 102d is connected to a high-pressure air supply source 104 by a pipe. The fifth port 102e is connected by a pipe to the exhaust port 106 via a throttle valve 88 and to the end port 30 of the fluid pressure cylinder 10 via a check valve 86.
  • the switching valve 102 when the switching valve 102 is at the first position, the first port 102a and the fourth port 102d are connected, and the second port 102b and the third port 102c are connected.
  • the switching valve 102 when the switching valve 102 is at the second position, the first port 102a and the fifth port 102e are connected, and the second port 102b and the fourth port 102d are connected, as shown in FIG. 1B.
  • the switching valve 102 is switched between a first position and a second position by a pilot pressure from a high-pressure air supply source 104 or an electromagnetic valve.
  • the check valve 86 allows the air flow from the head-side port 28 to the end-side port 30 and allows the air flow from the end-side port 30 to the head-side port 28. Block.
  • the throttle valve 88 is provided to limit the amount of air in the first pressure chamber 38 exhausted from the exhaust port 106, and is a variable throttle valve capable of changing a passage area so that the exhaust flow rate can be adjusted. Is configured as
  • an air tank may be provided in the piping connecting the check valve 86 and the end-side port 30 to accumulate the air supplied from the head-side port 28 to the end-side port 30 during the return stroke.
  • the capacity of the air tank may be set to, for example, about half of the maximum capacity of the first pressure chamber 38. If the capacity of the pipe can be sufficiently secured, the air tank is not required.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydraulic cylinder 10 driven by the driving device 120.
  • the hydraulic cylinder 10 includes a cylinder body 12 that is formed of a metal material such as an aluminum alloy and extends in the axial direction.
  • the cylinder body 12 includes a head-side main body portion 14 provided on the head side, an end-side main body portion 16 provided on the end side, and a partition wall provided between the head-side main body portion 14 and the end-side main body portion 16. 26.
  • a circular working cylinder chamber 14b is formed inside the head-side main body portion 14, and a circular booster cylinder chamber 16b is formed inside the end-side main body portion 16.
  • the working cylinder chamber 14b and the booster cylinder chamber 16b are formed to have the same inner diameter, and constitute a sliding hole 12a of the cylinder body 12.
  • the working cylinder chamber 14b and the booster cylinder chamber 16b are separated by a partition wall 26.
  • a working piston 20 is provided in the working cylinder chamber 14b, and a booster piston 22 is provided in the booster cylinder chamber 16b.
  • the working piston 20 and the booster piston 22 are connected to the piston rod 18 that extends through the partition wall 26 and the cylinder body 12 to the end side.
  • the head-side main body 14 is provided with a head-side port 28, a head cover 14c, and a working piston 20.
  • the head cover 14c is mounted on the end of the working cylinder chamber 14b on the head side, and the head cover 14c seals the head side of the working cylinder chamber 14b.
  • a head-side port 28 is formed near the head cover 14c.
  • the head-side port 28 is formed through the head-side main body 14.
  • the head-side port 28 is provided near the head-side end of the working cylinder chamber 14b and communicates with the working cylinder chamber 14b (first pressure chamber 38) through an opening 28a.
  • the working piston 20 is housed in the working cylinder chamber 14b so as to be slidable in the axial direction.
  • the working piston 20 hermetically partitions the working cylinder chamber 14b into a first pressure chamber 38 and a second pressure chamber 40.
  • the first pressure chamber 38 is an empty chamber formed between the working piston 20 and the head cover 14c, and is formed closer to the head than the working piston 20.
  • the second pressure chamber 40 is an empty chamber formed between the working piston 20 and the partition 26, and is formed on the end side of the working piston 20.
  • the first pressure chamber 38 communicates with the head-side port 28.
  • the working piston 20 is connected to the piston rod 18, and is configured to be displaced integrally with the piston rod 18.
  • the end-side main body 16 is provided with the booster piston 22, the rod cover 48, the end-side port 30, and the auxiliary flow path 76.
  • the booster piston 22 is slidably disposed in the booster cylinder chamber 16b of the end-side main body 16 in the axial direction.
  • the booster piston 22 airtightly partitions the booster cylinder chamber 16b into a third pressure chamber 42 and a fourth pressure chamber 44.
  • the third pressure chamber 42 is an empty chamber on the head side of the booster piston 22 and is formed between the booster piston 22 and the partition 26.
  • the fourth pressure chamber 44 is an empty chamber on the end side of the booster piston 22 and is formed between the booster piston 22 and the rod cover 48.
  • the fourth pressure chamber 44 communicates with the end-side port 30.
  • the booster piston 22 is connected to the piston rod 18 and is configured to displace integrally with the piston rod 18 in the axial direction.
  • the rod cover 48 is mounted on the end side of the booster cylinder chamber 16b, and hermetically seals the end of the booster cylinder chamber 16b on the end side. Near the radial center of the rod cover 48, an insertion hole 48a for inserting the piston rod 18 is formed extending in the axial direction.
  • the end-side port 30 is formed near the end of the end-side main body 16 on the end side.
  • the end-side port 30 is formed to penetrate from the outer periphery of the end-side main body 16 toward the booster cylinder chamber 16b, and communicates with the fourth pressure chamber 44 at the end-side end of the booster cylinder chamber 16b. I have.
  • the auxiliary flow path 76 is a flow path formed inside the end-side main body 16 and extends in the axial direction.
  • the auxiliary flow passage 76 has one end communicating with the end-side port 30 and the other end communicating with the adjustment port 32 of the partition 26.
  • the third check valve 56 is provided in the middle of the auxiliary flow path 76.
  • the third check valve 56 allows air flowing from the end port 30 toward the adjustment port 32 to pass therethrough and blocks air flowing in the opposite direction.
  • the partition wall 26 includes a communication path 34, a conduction switching valve 35 provided in the communication path 34, an exhaust path 36, and an exhaust switching valve 37 provided in the exhaust path 36, which constitute a booster switching mechanism 33. .
  • the communication passage 34 is a flow passage through which air flows between the second pressure chamber 40 and the third pressure chamber 42, and the internal flow of the conduction switching pin 35 a inserted in a through-hole penetrating the partition 26 in the axial direction. Provide a road. Opening and closing of the communication passage 34 is performed by axial displacement of the conduction switching pin 35a.
  • the conduction switching valve 35 is provided with a conduction switching pin 35a.
  • the conduction switching pin 35a has a closing portion on the head side for closing the through hole. When the conduction switching pin 35a moves to the end side, the closing portion closes the through hole and seals the communication path 34.
  • An urging member 35f is attached to the through hole, and the urging member 35f urges the conduction switching pin 35a so as to protrude toward the head.
  • the conduction switching pin 35a is configured not to hinder conduction of the communication passage 34 unless pushed out to the end side by the operating piston 20.
  • the exhaust path 36 is constituted by a detection pin receiving hole 67 provided in the partition wall 26 and a connection flow path 71 communicating with the detection pin receiving hole 67 and the adjustment port 32.
  • the detection pin 37a is inserted into the detection pin receiving hole 67.
  • the opening and closing of the exhaust path 36 is performed by the axial displacement of the detection pin 37 a of the exhaust switching valve 37.
  • the first check valve 52 provided in the connection flow passage 71 allows the passage of air flowing from the second pressure chamber 40 toward the adjustment port 32, and prevents the passage of air in the opposite direction.
  • the detection pin 37a of the exhaust switching valve 37 is urged by an urging member 37f made of a spring or the like so that the tip end protrudes toward the head.
  • a packing is arranged at an outer circumferential portion of the detection pin 37a at an interval in the axial direction, and is configured to prevent communication of the exhaust path 36 when the detection pin 37a is not pressed by the operating piston 20.
  • the head-side main body 14 near the adjustment port 32 is provided with a replenishment flow path 78 and a second check valve 54.
  • the refill channel 78 communicates with the adjustment port 32 and the second pressure chamber 40.
  • the replenishment flow path 78 is provided with a second check valve 54.
  • One end of the second check valve 54 communicates with the adjustment port 32 via the refill channel 78.
  • the other end of the second check valve 54 communicates with the second pressure chamber 40 via the refill channel 78.
  • the second check valve 54 allows the passage of air only in the direction from the adjustment port 32 to the second pressure chamber 40, and blocks the passage of air in the opposite direction. That is, the second check valve 54 is configured to allow the flow of the air supplied to the second pressure chamber 40 and block the air in the opposite direction.
  • the fluid pressure cylinder 10 and the driving device 120 are configured as described above, and the operation and operation will be described below.
  • the fluid pressure cylinder 10 is used in a state where high-pressure air is stored in the second pressure chamber 40 and the third pressure chamber 42. As shown in FIG. 1A, the operation stroke is performed with the switching valve 102 of the driving device 120 as the first position.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the head-side port 28 via the first port 102a of the switching valve 102.
  • the check valve 86 is connected to the fifth port 102e side, and high-pressure air does not flow to the check valve 86 side.
  • the fourth pressure chamber 44 is connected to the exhaust port 106 via the third check valve 56, the adjustment port 32, and the second port 102b.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 flows into the first pressure chamber 38.
  • the force acting on the working piston 20 by the high-pressure air in the second pressure chamber 40 and the force acting on the booster piston 22 by the high-pressure air filled in the third pressure chamber 42 have the same magnitude and opposite directions. Does not contribute. Accordingly, a thrust corresponding to the pressure difference between the first pressure chamber 38 adjacent to the working piston 20 and the fourth pressure chamber 44 adjacent to the booster piston 22 is generated in the piston rod 18, and the piston rod 18 is moved toward the end. Stroke toward.
  • high-pressure air is supplied from the high-pressure air supply source 104 to the hydraulic cylinder 10 in an amount equal to the volume of the first pressure chamber 38.
  • the high-pressure air in the second pressure chamber 40 moves to the third pressure chamber 42 through the communication passage 34.
  • the pressure of the high-pressure air stored in the second pressure chamber 40 and the third pressure chamber 42 is kept constant.
  • the air in the fourth pressure chamber 44 is exhausted from the fourth pressure chamber 44 with the stroke of the booster piston 22.
  • the air in the fourth pressure chamber 44 passes through the third check valve 56 and the auxiliary flow path 76, passes through the adjustment port 32, and as shown in FIG. 1A, through the second port 102b of the switching valve 102, through the exhaust port 106. It is exhausted from.
  • the internal pressure of the second pressure chamber 40 decreases, and a thrust corresponding to the difference between the internal pressures of the second pressure chamber 40 and the first pressure chamber 38 is generated in the working piston 20. Further, in the booster piston 22, a thrust corresponding to a pressure difference between the high-pressure air stored in the third pressure chamber 42 and the pressure in the fourth pressure chamber 44 is generated. Thereby, the hydraulic cylinder 10 can increase the thrust near the stroke end.
  • the return stroke of the fluid pressure cylinder 10 is performed with the switching valve 102 of the driving device 120 as the second position.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the adjustment port 32 via the second port 102b of the switching valve 102.
  • the first port 102a of the switching valve 102 is connected to the fifth port 102e, and the head port 28 is connected to the end port 30 via the check valve 86.
  • the head-side port 28 is connected to an exhaust port 106 via a throttle valve 88.
  • high-pressure air is supplied from the high-pressure air supply source 104 to the adjustment port 32 of the hydraulic cylinder 10 as shown by an arrow B.
  • the high-pressure air supplied to the adjustment port 32 flows into the second pressure chamber 40 via the refill channel 78 and the second check valve 54.
  • the volume of the high-pressure air supplied to the second pressure chamber 40 is equal to the amount of the high-pressure air exhausted from the second pressure chamber 40 in the boosting step. That is, the high-pressure air required for the boosting step is supplemented in the return step.
  • high pressure air for exerting a boost can be supplied to the second pressure chamber 40 and the third pressure chamber 42 in the return stroke.
  • the drive device 120 of the hydraulic cylinder 10 according to the present embodiment has the following effects.
  • the auxiliary mechanism is constituted by the booster switching mechanism 33 for increasing the thrust near the end of the working stroke.
  • the drive device 120 communicates the high pressure air supply source 104 with the second pressure chamber 40 and the third pressure chamber 42 constituting a part of the auxiliary mechanism during the return stroke of the fluid pressure cylinder 10.
  • High-pressure air required for the operation of the auxiliary mechanism can be supplied.
  • the return stroke of the piston rod 18 is such that exhaust air from one cylinder chamber (first pressure chamber 38) into which high-pressure air has been introduced during the operation stroke is sent to the other cylinder chamber (fourth pressure chamber 44). Perform by guiding. That is, since the operation stroke is performed by reusing the exhaust air, the supply of the high-pressure air is not required in the operation stroke, and the consumption of high-pressure air (energy consumption) can be reduced.
  • a throttle valve 88 is provided between one of the cylinder chambers (the first pressure chamber 38) and the exhaust port 106 and downstream of the check valve 86.
  • the throttle valve 88 By the throttle valve 88, the amount of exhaust air supplied to the other cylinder chamber (the fourth pressure chamber 44) can be adjusted, and the amount of exhaust air required for the return stroke can be optimized.
  • an exhaust check valve (third check valve 56) is provided between the other cylinder chamber (the fourth pressure chamber 44) and the second port 102b of the switching valve 102.
  • a driving device 120A As shown in FIG. 3A, a driving device 120A according to the present embodiment is used for driving a hydraulic cylinder 10A.
  • the drive device 120A is configured to supply a small amount of high-pressure air to the lock mechanism 35A as an auxiliary mechanism in order to ensure the return operation of the hydraulic cylinder 10A.
  • the drive device 120A includes a check valve 86, a throttle valve 88, a switching valve 102, a high-pressure air supply source 104, an exhaust port 106, and an exhaust check valve 112.
  • the driving device 120A is configured to supply high-pressure air to the first pressure chamber 38 of the operation cylinder chamber 14b in an operation step. Further, as shown in FIG. 3B, the drive device 120A supplies a part of the high-pressure air accumulated in the first pressure chamber 38 toward the second pressure chamber 40 and returns the fourth pressure chamber It is configured to supply high-pressure air from a high-pressure air supply source 104 to 44.
  • the switching valve 102 is, for example, a five-port two-position valve, has first to fifth ports 102a to 102e, and switches between a first position (see FIG. 3A) and a second position (see FIG. 3B). It is possible. As shown in FIGS. 3A and 3B, the first port 102a is connected to the first pressure chamber 38 by a pipe. The second port 102b is connected to a downstream side of the fourth pressure chamber 44 and the exhaust check valve 112 by a pipe. The third port 102c is connected to the exhaust port 106 by a pipe. The fourth port 102d is connected to a high-pressure air supply source 104 by a pipe. The fifth port 102e is connected to the exhaust port 106 via a throttle valve 88 via a pipe, and to the second pressure chamber 40 via a check valve 86.
  • the switching valve 102 when the switching valve 102 is at the second position, the first port 102a and the fifth port 102e are connected, and the second port 102b and the fourth port 102d are connected, as shown in FIG. 3B.
  • the switching valve 102 is switched between a first position and a second position by a pilot pressure from a high-pressure air supply source 104 or an electromagnetic valve.
  • the check valve 86 allows the flow of air from the first pressure chamber 38 to the second pressure chamber 40, and goes from the second pressure chamber 40 to the first pressure chamber 38. Block air flow.
  • An air tank is provided in the middle of the pipe connecting the check valve 86 and the second pressure chamber 40 so that the air supplied from the first pressure chamber 38 to the second pressure chamber 40 is accumulated in the return step. Is also good.
  • the hydraulic cylinder 10A driven by the driving device 120A includes a cylinder body 12A that extends in the axial direction as shown in FIG.
  • the cylinder body 12A includes a head-side main body portion 14A provided on the head side and an end-side main body portion 16A provided on the end side.
  • a working cylinder chamber 14b having a circular cross section is formed inside the head side main body portion 14A, and a boost cylinder chamber 16b having a circular cross section is formed inside the end side main body portion 16A.
  • a head-side port 28A is formed near the head-side end of the head-side main body 14A, and an operating unit exhaust port 29 is formed near an end-side end of the head-side main body 14A.
  • an intensifying section exhaust port 30A is provided near the end on the end side of the end side main body 16A.
  • the hydraulic cylinder 10A supplies high-pressure air (working fluid) from the head-side port 28A and exhausts internal air from the operating section exhaust port 29 and the intensifying section exhaust port 30A in the operation process, thereby the piston rod 18A. Are projected. At that time, the head-side main body portion 14A generates a large stroke motion, and the end-side main body portion 16A is configured to generate an additional thrust in the latter half of the stroke.
  • the high-pressure air refers to air having a pressure higher than the pressure (for example, the atmospheric pressure) of the atmosphere in which the fluid pressure cylinder 10A is installed.
  • the head-side main body 14A of the cylinder body 12A includes the working cylinder chamber 14b, the head-side port 28A, the head cover 14c, the communication passage 34A, the working-port exhaust port 29, and the piston unit 21.
  • the working cylinder chamber 14b is a hollow portion having a circular cross section formed inside the side wall 14a, and extends in the axial direction.
  • the head cover 14c seals the head side of the working cylinder chamber 14b.
  • a head-side port 28A is formed near the head cover 14c, and communicates with the working cylinder chamber 14b.
  • the head-side port 28A communicates with the first pressure chamber 38 on the head side of the working piston 20A.
  • the communication passage 34A communicates with the working cylinder chamber 14b at the opening 34a.
  • the opening 34a is arranged at a position separated by a predetermined distance from the end side end of the working cylinder chamber 14b.
  • the opening 34a communicates with the first pressure chamber 38 on the head side of the working piston 20A when the working piston 20A moves to the end side.
  • the operating section exhaust port 29 is provided on the top, side, or bottom surface of the head-side main body 14A, and penetrates the side wall 14a to communicate with the operating cylinder chamber 14b.
  • the operating unit exhaust port 29 is provided on the side surface of the head-side main body 14A.
  • the operating part exhaust port 29 communicates with the second pressure chamber 40 on the end side of the operating piston 20A.
  • a piston unit 21 including a working piston 20A and a piston rod 18A connected to the working piston 20A is disposed inside the working cylinder chamber 14b.
  • the piston unit 21 is accommodated in the working cylinder chamber 14b so as to be slidable in the axial direction.
  • the piston 20A has a piston body 50 and a cylindrical sealing portion 58 extending from the piston body 50 to the end side.
  • the piston body 50 hermetically partitions the inside of the working cylinder chamber 14b into a first pressure chamber 38 on the head side and a second pressure chamber 40 on the end side.
  • the sealing portion 58 has an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the communication portion 16d, which will be described later, and is formed to be freely inserted into and removed from the communication portion 16d. When the sealing portion 58 is inserted into the communication portion 16d, it seals the communication portion 16d.
  • the piston rod 18A is connected to the working piston 20A.
  • the piston rod 18A extends to the end side through the end-side main body 16A and the booster piston 22A.
  • a connection groove 18a for connecting to the booster piston 22A is formed on the outer peripheral portion of the piston rod 18A.
  • the connecting groove 18a is formed at a position separated from the connecting portion of the piston rod 18A with the working piston 20A by a predetermined distance toward the end side, and is formed annularly over the entire circumference of the piston rod 18A in the circumferential direction. .
  • the end-side main body 16A includes a booster cylinder chamber 16b, a communication portion 16d, a booster piston 22A, a booster exhaust port 30A, a lock mechanism 35A, and a position holding unit 66.
  • the booster cylinder chamber 16b is a hollow section having a circular cross section, and is formed to penetrate the end-side main body 16A in the axial direction. The end on the end side of the booster cylinder chamber 16b is sealed by a rod cover 48A.
  • the boost cylinder chamber 16b has a connecting portion 16d on the head side.
  • the connecting portion 16d is formed to have a larger inner diameter than the piston rod 18A, and is configured to form a space in which air can move between the connecting portion 16d and the piston rod 18A.
  • a circular ring-shaped packing 16j is mounted on the inner peripheral surface of the connecting portion 16d.
  • the packing 16j hermetically seals the working cylinder chamber 14b and the booster cylinder chamber 16b by being in close contact with the outer peripheral surface of the sealing portion 58 of the working piston 20A.
  • the rod cover 48A is formed in a substantially cylindrical shape, and a rod hole for inserting the piston rod 18A is formed near the center in the radial direction so as to extend in the axial direction.
  • the booster piston 22A hermetically partitions the end-side main body 16A into a third pressure chamber 42 on the head side and a fourth pressure chamber 44 on the end side. Further, the piston main body 60 is provided with a lock mechanism 35A for connecting the booster piston 22A to the piston rod 18A.
  • the lock mechanism 35A has a through hole 63 penetrating in the radial direction, and a lock piston 36A is inserted into the through hole 63.
  • the outer peripheral side of the through hole 63 communicates with the third pressure chamber 42.
  • the lower side of the lock piston 36 ⁇ / b> A communicates with the fourth pressure chamber 44 via the ventilation path 61.
  • the lock piston 36A is configured to protrude toward the piston rod 18A and engage with the connection groove 18a of the piston rod 18A when high-pressure air flows into the third pressure chamber 42.
  • the communication passage 34A penetrates the end-side main body 16A in the axial direction, and communicates the third pressure chamber 42 and the working cylinder chamber 14b.
  • the position holding means 66 is disposed on the end side of the booster piston 22A and urges the booster piston 22A toward the head.
  • the fluid pressure cylinder 10A and the driving device 120A are configured as described above, and the operation and operation will be described below.
  • the operating stroke of the hydraulic cylinder 10A is performed with the switching valve 102 of the driving device 120A as the first position.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the head-side port 28A via the first port 102a of the switching valve 102.
  • the operating section exhaust port 29 and the booster section exhaust port 30A are connected to the second port 102b of the switching valve 102, and are connected to the exhaust port 106.
  • the high-pressure air supplied to the head-side port 28A flows into the first pressure chamber 38.
  • the second pressure chamber 40 adjacent to the working piston 20A communicates with the exhaust port 106 through the working unit exhaust port 29 and piping.
  • a driving force corresponding to the pressure difference between the pressure in the first pressure chamber 38 and the pressure (atmospheric pressure) in the second pressure chamber 40 acts on the working piston 20A, and the working piston 20A is pushed toward the stroke end.
  • the piston rod 18A is displaced integrally with the working piston 20A and moves toward the stroke end.
  • the air in the second pressure chamber 40 is exhausted from the exhaust port 106.
  • the third pressure chamber 42 adjacent to the booster piston 22A communicates with the exhaust port 106 (see FIG. 3A) via the second pressure chamber 40, and the fourth pressure chamber 44 communicates with the exhaust port 106 via a pipe. Therefore, no thrust is generated in the booster piston 22A, and the booster piston 22A is held at the head-side end of the booster cylinder chamber 16b by the position holding means 66.
  • the sealing portion 58 is inserted into the communication portion 16d, the communication portion 16d is sealed, and the operating piston 20A moves to the end side of the opening 34a of the communication passage 34A.
  • the second pressure chamber 40 and the third pressure chamber 42 are airtightly partitioned, and the first pressure chamber 38 and the third pressure chamber 42 communicate with each other via the communication passage 34A.
  • the internal pressure of the third pressure chamber 42 increases, the lock piston 36A of the lock mechanism 35A engages with the connection groove 18a of the piston rod 18A, and the booster piston 22A is connected to the piston rod 18A. Further, the high-pressure air flowing into the third pressure chamber 42 generates a thrust toward the end side on the booster piston 22A. As shown in FIG. 4, since the diameter of the booster piston 22A is larger than the diameter of the working piston 20A, the booster piston 22A generates a larger thrust than the working piston 20A. Since the thrust of the boost piston 22A is added to the thrust of the working piston 20A, the thrust of the piston rod 18A increases in the latter half of the stroke.
  • the piston rod 18 performs a stroke with the increased thrust until the working piston 20A and the booster piston 22A reach the stroke end. Thereafter, a return stroke is performed.
  • the return stroke of the hydraulic cylinder 10A is performed with the switching valve 102 of the driving device 120A as the second position.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the fourth pressure chamber 44 via the second port 102b of the switching valve 102. Note that high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is not supplied to the second pressure chamber 40 because it is blocked by the exhaust check valve 112.
  • the first pressure chamber 38 is connected to the throttle valve 88 via the first port 102 a and the fifth port 102 e of the switching valve 102, and the high-pressure air in the first pressure chamber 38 passes through the exhaust port 106 via the throttle valve 88. It is exhausted from. A part of the high-pressure air in the first pressure chamber 38 is supplied to the second pressure chamber 40 via the check valve 86.
  • the working piston 20A moves in the return direction under the action of the air pressure flowing into the second pressure chamber 40. Further, the booster piston 22A moves to the head side by the internal pressure of the fourth pressure chamber 44 and the urging force of the position holding means 66. Through the above operation, the booster piston 22A and the working piston 20A return to the starting position of the stroke, and the return process is completed.
  • the driving device 120A in the return stroke, it is possible to drive the hydraulic cylinder 10A having the boosting mechanism that increases the thrust at the stroke end as the auxiliary mechanism in the return stroke. Then, high-pressure air is supplied to the lock mechanism 35A that forms a part of the booster mechanism, and the lock mechanism 35A can be reliably operated. On the other hand, since the exhaust air from one cylinder chamber (first pressure chamber 38) can be supplied to the other cylinder chamber (second pressure chamber 40), the supply of high-pressure air for performing a return stroke is unnecessary. Becomes Therefore, according to the driving device 120A, the consumption of high-pressure air (energy) can be reduced.
  • a drive device 120B As shown in FIG. 5, a drive device 120B according to the present embodiment is used for driving a hydraulic cylinder 10B with a lock device.
  • the drive device 120B is configured to supply a small amount of high-pressure air to a lock device 80 as an auxiliary mechanism in order to reliably lock the piston rod 18B of the hydraulic cylinder 10B.
  • the drive device 120B includes a check valve 86, a throttle valve 88, a switching valve 102, a high-pressure air supply source 104, an exhaust port 106, and an exhaust check valve 112.
  • the driving device 120B is configured to supply high-pressure air to the first pressure chamber 38 of the operation cylinder chamber 14b during the operation stroke. In the return stroke, the drive device 120B supplies a part of the high-pressure air accumulated in the first pressure chamber 38 toward the second pressure chamber 40, and supplies the lock device 80 with the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104. It is configured to supply air.
  • the switching valve 102 is, for example, a five-port two-position valve having first to fifth ports 102a to 102e, and is capable of switching between a first position (see FIG. 5) and a second position (not shown). It has become.
  • the first port 102a is connected to the first pressure chamber 38 by a pipe.
  • the second port 102b is connected by a pipe to the release port 82 of the lock device 80 and the downstream side of the exhaust check valve 112.
  • the third port 102c is connected to the exhaust port 106 by a pipe.
  • the fourth port 102d is connected to a high-pressure air supply source 104 by a pipe.
  • the fifth port 102e is connected to the exhaust port 106 via a throttle valve 88 via a pipe, and to the second pressure chamber 40 via a check valve 86.
  • the switching valve 102 when the switching valve 102 is at the first position, the first port 102a is connected to the fourth port 102d, and the second port 102b is connected to the third port 102c.
  • the switching valve 102 When the switching valve 102 is at the second position, the first port 102a and the fifth port 102e are connected, and the second port 102b and the fourth port 102d are connected.
  • the switching valve 102 is switched between a first position and a second position by a pilot pressure from a high-pressure air supply source 104 or an electromagnetic valve.
  • the check valve 86 allows the flow of air from the first pressure chamber 38 to the second pressure chamber 40, and goes from the second pressure chamber 40 to the first pressure chamber 38. Block air flow.
  • the other lock port 84 of the lock device 80 is open to the atmosphere. Further, an air tank is provided in the middle of the pipe connecting the check valve 86 and the second pressure chamber 40 so that the air supplied from the first pressure chamber 38 to the second pressure chamber 40 is accumulated in the return step. Is also good.
  • the hydraulic cylinder 10B with a lock device driven by the drive device 120B includes a lock device 80 on the end side of the head-side main body portion 14B as shown in FIG.
  • the structure of the head-side main body 14B is the same as that of the head-side main body 14A of the fluid pressure cylinder 10A shown in FIG.
  • the lock device 80 includes an inclined piston 85 in a circular cylinder chamber 80b.
  • the inclined piston 85 partitions the cylinder chamber 80b into a first chamber 81 on the head side and a second chamber 83 on the end side.
  • the first vacancy 81 communicates with a release port 82.
  • the second empty space 83 is connected to a lock air supply source (not shown) via the other lock port 84.
  • the end side of the second chamber 83 is sealed by a rod cover 48B.
  • the inclined piston 85 is configured to be inclined with respect to the piston rod 18B when positioned on the head side by a steel ball 85a provided at one end on the head side.
  • the inclined piston 85 is urged toward the head side by introducing high-pressure air into the second chamber 83 via the locking port 84, and is inclined with respect to the piston rod 18B. Then, the inclined piston 85 locks in a state where the piston rod 18B is prying.
  • high-pressure air is introduced into the first empty chamber 81 through the release port 82, the inclination of the inclined piston 85 is released, and the piston rod 18B can be inserted.
  • the fluid pressure cylinder 10B and the driving device 120B are configured as described above, and the operation and operation will be described below.
  • the operating stroke of the fluid pressure cylinder 10B is performed with the switching valve 102 of the driving device 120B as the first position.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the head-side port 28 via the first port 102a of the switching valve 102.
  • the operating section exhaust port 29 and the release port 82 are connected to the second port 102b of the switching valve 102, and are connected to the exhaust port 106.
  • the high-pressure air supplied to the head-side port 28 flows into the first pressure chamber 38. Thereby, the working piston 20B and the piston rod 18B perform the working stroke.
  • the inclined piston 85 of the lock device 80 shown in FIG. 6 is inclined by introducing high-pressure air from the lock port 84 into the second chamber 83, and locks the piston rod 18B.
  • the return stroke is performed with the switching valve 102 in FIG. 5 as the second position.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the release port 82 via the second port 102b of the switching valve 102.
  • the tilt piston 85 is displaced toward the end side, the tilt is eliminated, and the lock of the piston rod 18B is released.
  • the high-pressure air from the second port 102 b is blocked by the exhaust check valve 112 and is not supplied to the second pressure chamber 40.
  • the first pressure chamber 38 is connected to the throttle valve 88 via the first port 102 a and the fifth port 102 e of the switching valve 102, and the high-pressure air in the first pressure chamber 38 passes through the exhaust port 106 via the throttle valve 88. It is exhausted from. A part of the high-pressure air in the first pressure chamber 38 is supplied to the second pressure chamber 40 via the check valve 86.
  • the drive device 120B during the return stroke, high-pressure air is supplied to the lock device 80 as the auxiliary mechanism, so that the lock of the piston rod 18B can be reliably released.
  • the exhaust air from one cylinder chamber (first pressure chamber 38) can be supplied to the other cylinder chamber (second pressure chamber 40), the supply of high-pressure air for performing a return stroke is unnecessary. Becomes Therefore, according to the driving device 120B, the consumption of high-pressure air (energy) can be reduced.

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Abstract

空気圧によって復帰動作時に作動する補助機構部（ロック機構部（３５Ａ））を有する複動型の流体圧シリンダ（１０）の駆動装置（１２０）であって、切換弁（１０２）と、高圧エア供給源（１０４）と、排気口（１０６）と、チェック弁（８６）とを備え、切換弁（１０２）の第２位置において、一方のシリンダ室（第１圧力室（３８））がチェック弁（８６）を介して他方のシリンダ室（第４圧力室（４４））に連通するとともに一方のシリンダ室（第１圧力室（３８））が排気口（１０６）に連通し、かつ、補助機構部（ロック機構部（３５Ａ））が高圧エア供給源（１０４）に連通する、流体圧シリンダ（１０）の駆動装置（１２０）が提供される。

Description

流体圧シリンダの駆動装置
　本発明は、流体圧シリンダの駆動装置に関し、特に復帰ストロークでは大きな駆動力を必要としない複動型の流体圧シリンダの駆動装置に関する。
　従来から、駆動工程で大きな出力を必要とし、復帰ストロークでは大きな出力を必要としない空気圧を利用した複動アクチュエータの駆動装置が知られている。
　例えば、実公平２－２９６５号公報に記載のアクチュエータの駆動装置は、流体圧シリンダの復帰ストロークにおいて、一方のシリンダ室から排出される排気の一部をアキュムレータに回収及び蓄積し、それを複動シリンダ装置の復帰動力に使用する。
　従来のアクチュエータの駆動装置では、一方のシリンダ室から排出される排気の一部を復帰動作に利用するものであり、シリンダの駆動工程で供給される空気圧よりも低い圧力の圧縮空気を利用して復帰動作を行う。
　しかしながら、例えば、ロック装置付きのシリンダや、増力機構付のシリンダ等の補助機構部を有する流体圧シリンダでは、復帰動作の際に供給される低圧の排気のみでは、補助機構部の動作を確実に行えない場合がある。
　このような補助機構部を確実に動作させるために、別途、圧縮空気の供給回路を追加することも考えられるが、回路構成が複雑化してしまう。
　そこで、本発明は、シリンダの復帰動作等の際に、回路を複雑化することなく、補助機構部の動作のための高圧エアを供給できる流体圧シリンダの駆動装置を提供することを目的とする。
　本発明の一観点は、空気圧によって復帰動作時に作動する補助機構部を有する複動型の流体圧シリンダの駆動装置であって、切換弁と、高圧エア供給源と、排気口と、チェック弁とを備え、前記切換弁の第１位置において、一方のシリンダ室が前記高圧エア供給源に連通するとともに、他方のシリンダ室及び前記補助機構部が前記排気口に連通し、前記切換弁の第２位置において、前記一方のシリンダ室が前記チェック弁を介して前記他方のシリンダ室に連通するとともに前記一方のシリンダ室が前記排気口に連通し、かつ、前記補助機構部が高圧エア供給源に連通する、流体圧シリンダの駆動装置にある。
　本発明に係る流体圧シリンダの駆動装置によれば、切換弁の第２位置において、高圧エア供給源からの高圧エアが供給される。そのため、別途、高圧エアの供給回路を追加する必要がなく、駆動装置の装置構成を簡素化できる。
図１Ａは、第１実施形態に係る流体圧シリンダ及び駆動装置において、切換弁の第１位置での接続状態を示す流体回路図であり、図１Ｂは図１Ａの切換弁の第２位置での接続状態を示す流体回路図である。 図１Ａの流体圧シリンダの断面図である。 図３Ａは、第２実施形態に係る流体圧シリンダ及び駆動装置において、切換弁の第１位置での接続状態を示す流体回路図であり、図３Ｂは図３Ａの切換弁の第２位置での接続状態を示す流体回路図である。 図３Ａの流体圧シリンダの断面図である。 第３実施形態に係るロック装置付きの流体圧シリンダ及びその駆動装置の流体回路図であり、切換弁の第１位置での接続状態を示す流体回路図である。 図５のロック装置付きの流体圧シリンダの断面図である。
　以下、本発明の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。また、本明細書において、ストロークの終端に向かう方向を「エンド方向」又は「エンド側」とよび、そのストロークの始端の方向を「ヘッド方向」又は「ヘッド側」と呼ぶ。また、以下の説明においては、作動流体としてエアを用いる例を示すが、以下の実施形態はこれに限定されるものではなく、エア以外の気体を用いることもできる。
（第１実施形態）
　図１Ａに示すように、本実施形態の流体圧シリンダ１０の駆動装置１２０は、チェック弁８６と、絞り弁８８と、切換弁１０２と、高圧エア供給源１０４と、排気口１０６と、を備えている。この駆動装置１２０は、作動ストロークにおいて、流体圧シリンダ１０の第１圧力室３８に高圧エアを供給するように構成されている。また駆動装置１２０は、図１Ｂに示すように、復帰ストロークでは、第１圧力室３８に蓄積されたエアの一部を、第４圧力室４４に向けて供給するとともに、第２圧力室４０に高圧エアを供給するように構成されている。
　切換弁１０２は、例えば５ポート２位置型のバルブであり、第１ポート１０２ａ～第５ポート１０２ｅを有し、第１位置（図１Ａ参照）と、第２位置（図１Ｂ参照）とを切り換え可能となっている。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１ポート１０２ａは、配管により流体圧シリンダ１０のヘッド側ポート２８に接続される。第２ポート１０２ｂは、配管により調整ポート３２に接続される。第３ポート１０２ｃは、配管により排気口１０６に接続されている。第４ポート１０２ｄは、配管により高圧エア供給源１０４に接続されている。第５ポート１０２ｅは、配管により、絞り弁８８を介して排気口１０６に接続されるとともに、チェック弁８６を介して流体圧シリンダ１０のエンド側ポート３０に接続されている。
　図１Ａに示すように、切換弁１０２が第１位置にあるときは、第１ポート１０２ａと第４ポート１０２ｄとがつながり、かつ、第２ポート１０２ｂと第３ポート１０２ｃとがつながる。
　また、図１Ｂに示すように、切換弁１０２が第２位置にあるときは、第１ポート１０２ａと第５ポート１０２ｅとがつながり、かつ第２ポート１０２ｂと第４ポート１０２ｄとがつながる。切換弁１０２は、高圧エア供給源１０４からのパイロット圧又は電磁弁により、第１位置と第２位置とに切り換わる。
　チェック弁８６は、切換弁１０２が第２位置にあるときは、ヘッド側ポート２８からエンド側ポート３０に向かうエアの流れを許容し、エンド側ポート３０からヘッド側ポート２８に向かうエアの流れを阻止する。
　絞り弁８８は、排気口１０６から排気される第１圧力室３８のエアの量を制限するために設けられており、排気流量を調整することができるよう、通路面積を変更可能な可変絞り弁として構成されている。
　なお、チェック弁８６と、エンド側ポート３０とをつなぐ配管の途中に、エアタンクを設けて、復帰ストロークにおいてヘッド側ポート２８からエンド側ポート３０に供給されるエアを蓄積するようにしてもよい。エアタンクを設けることにより、復帰動作時に第４圧力室４４を満たすのに十分な量のエアを蓄積することができ、復帰動作を安定化させることができる。この場合、エアタンクの容量は、例えば、第１圧力室３８の最大容量の約半分に設定してもよい。配管の容量が十分に確保できる場合には、エアタンクは不要である。
　図２は、駆動装置１２０で駆動される流体圧シリンダ１０の断面図である。図１Ａ及び図２に示すように、流体圧シリンダ１０は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料によって形成されてなる、軸方向に長く延びたシリンダボディ１２を備えている。
　シリンダボディ１２の内部には、軸方向に延在する円形の摺動孔１２ａ（シリンダ室）が形成されている。シリンダボディ１２は、ヘッド側に設けられたヘッド側本体部１４と、エンド側に設けられたエンド側本体部１６と、ヘッド側本体部１４及びエンド側本体部１６との間に設けられた隔壁２６と、を備える。
　ヘッド側本体部１４の内部には、円形の作動シリンダ室１４ｂが形成され、エンド側本体部１６の内部には、円形の増力シリンダ室１６ｂが形成されている。作動シリンダ室１４ｂと増力シリンダ室１６ｂとは同一の内径に形成されており、シリンダボディ１２の摺動孔１２ａを構成する。作動シリンダ室１４ｂと増力シリンダ室１６ｂとは、隔壁２６により隔てられている。
　作動シリンダ室１４ｂには、作動ピストン２０が配設され、増力シリンダ室１６ｂには増力ピストン２２が配設されている。作動ピストン２０及び増力ピストン２２は、隔壁２６及びシリンダボディ１２をエンド側に貫通して延びたピストンロッド１８に連結されている。
　ヘッド側本体部１４には、ヘッド側ポート２８と、ヘッドカバー１４ｃと、作動ピストン２０とが設けられている。ヘッドカバー１４ｃは作動シリンダ室１４ｂのヘッド側の端部に装着されており、このヘッドカバー１４ｃにより作動シリンダ室１４ｂのヘッド側が封じられている。
　ヘッドカバー１４ｃの近傍には、ヘッド側ポート２８が形成されている。ヘッド側ポート２８は、ヘッド側本体部１４を貫通して形成されている。ヘッド側ポート２８は、作動シリンダ室１４ｂのヘッド側端部の近傍に設けられ開口２８ａを介して作動シリンダ室１４ｂ（第１圧力室３８）に連通している。
　作動ピストン２０は、作動シリンダ室１４ｂ内を軸方向に摺動可能に収容されている。作動ピストン２０は、作動シリンダ室１４ｂを第１圧力室３８と第２圧力室４０とに気密に区画する。第１圧力室３８は、作動ピストン２０とヘッドカバー１４ｃとの間に形成される空室であり作動ピストン２０よりもヘッド側に形成される。また、第２圧力室４０は作動ピストン２０と隔壁２６との間に形成される空室であり、作動ピストン２０よりもエンド側に形成される。第１圧力室３８は、ヘッド側ポート２８と連通している。作動ピストン２０は、ピストンロッド１８と連結されており、ピストンロッド１８と一体的に変位するように構成されている。
　一方、エンド側本体部１６には、増力ピストン２２と、ロッドカバー４８と、エンド側ポート３０と、補助流路７６とが設けられている。
　増力ピストン２２は、エンド側本体部１６の増力シリンダ室１６ｂ内に、軸方向に摺動可能に配設されている。増力ピストン２２は、増力シリンダ室１６ｂを第３圧力室４２と第４圧力室４４とに気密に区画する。第３圧力室４２は、増力ピストン２２のヘッド側の空室であり、増力ピストン２２と隔壁２６との間に形成される。また、第４圧力室４４は、増力ピストン２２のエンド側の空室であり、増力ピストン２２とロッドカバー４８との間に形成される。第４圧力室４４は、エンド側ポート３０と連通している。増力ピストン２２は、ピストンロッド１８に連結され、ピストンロッド１８と軸方向に一体的に変位するように構成されている。
　ロッドカバー４８は、増力シリンダ室１６ｂのエンド側に装着され、増力シリンダ室１６ｂのエンド側の端部を気密に封止する。ロッドカバー４８の径方向の中心付近には、ピストンロッド１８を挿通するための挿通孔４８ａが軸方向に延びて形成されている。
　エンド側ポート３０は、エンド側本体部１６のエンド側の端部付近に形成されている。エンド側ポート３０は、エンド側本体部１６の外周から増力シリンダ室１６ｂに向けて貫通して形成されており、増力シリンダ室１６ｂのエンド側の端部において、第４圧力室４４と連通している。
　補助流路７６は、エンド側本体部１６の内部に形成された流路であり、軸方向に延在している。補助流路７６は、その一端がエンド側ポート３０に連通し、他端が隔壁２６の調整ポート３２に連通している。
　第３チェック弁５６は、補助流路７６の途中に設けられている。第３チェック弁５６は、エンド側ポート３０から調整ポート３２に向かう流れのエアを通過させ、その逆方向の流れのエアを阻止する。
　隔壁２６は、増力切換機構３３を構成する、連通路３４と、連通路３４に設けられた導通切換弁３５と、排気路３６と、排気路３６に設けられた排気切換弁３７と、を有する。
　連通路３４は、第２圧力室４０と第３圧力室４２との間でエアを流通させる流路であり、隔壁２６を軸方向に貫通する貫通孔に挿入された導通切換ピン３５ａの内部流路を備える。連通路３４の開閉は、導通切換ピン３５ａの軸方向の変位によって行われる。
　導通切換弁３５は、導通切換ピン３５ａを備えて構成される。導通切換ピン３５ａは、ヘッド側に貫通孔を閉塞する閉塞部を備えており、エンド側に移動すると、閉塞部が貫通孔を閉塞して連通路３４を封止する。貫通孔には付勢部材３５ｆが装着されており、付勢部材３５ｆは、導通切換ピン３５ａをヘッド側に突出するように付勢する。導通切換ピン３５ａは、作動ピストン２０によってエンド側に押し出されない限り、連通路３４の導通を妨げないように構成されている。
　一方、排気路３６は、隔壁２６に設けられた検知ピン収容孔６７と、検知ピン収容孔６７と調整ポート３２とに連通した接続流路７１とにより構成される。検知ピン収容孔６７には、検知ピン３７ａが挿入されている。排気路３６の開閉は、排気切換弁３７の検知ピン３７ａの軸方向の変位によって行われる。なお、接続流路７１に設けられた第１チェック弁５２は、第２圧力室４０から調整ポート３２に向かう流れのエアの通過を許容し、その逆向きのエアの通過を阻止する。
　排気切換弁３７の検知ピン３７ａは、バネ等よりなる付勢部材３７ｆにより、その先端部がヘッド側に突出するように付勢されている。検知ピン３７ａの外周部にはパッキンが軸方向に間隔を開けて配置されており、検知ピン３７ａが作動ピストン２０に押圧されない状態において、排気路３６の連通を阻止するように構成されている。検知ピン３７ａが作動ピストン２０によって押圧されると、排気路３６が開き、調整ポート３２から第２圧力室４０に充填された高圧エアが排気されるように構成されている。
　調整ポート３２の近傍のヘッド側本体部１４には、補充流路７８と、第２チェック弁５４が設けられている。補充流路７８は、調整ポート３２と第２圧力室４０とに連通している。補充流路７８には、第２チェック弁５４が設けられている。第２チェック弁５４の一端は、補充流路７８を介して調整ポート３２に連通する。また、第２チェック弁５４の他端は、補充流路７８を介して第２圧力室４０に連通する。第２チェック弁５４は、調整ポート３２から第２圧力室４０へ向かう方向にのみエアの通過を許容し、その反対方向のエアの通過を阻止する。すなわち、第２チェック弁５４は、第２圧力室４０に補充されるエアの流通を許容し、その逆向きのエアを阻止するように構成されている。
　流体圧シリンダ１０及び駆動装置１２０は、以上のように構成されるものであり、以下その作用及び動作について説明する。
　流体圧シリンダ１０は、第２圧力室４０及び第３圧力室４２に高圧エアを貯蓄した状態で使用される。図１Ａに示すように、作動ストロークは、駆動装置１２０の切換弁１０２を第１位置として行う。
　高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、切換弁１０２の第１ポート１０２ａを介してヘッド側ポート２８に供給される。チェック弁８６は、第５ポート１０２ｅ側に接続されており、チェック弁８６側には高圧エアは流れない。第４圧力室４４は、第３チェック弁５６、調整ポート３２、第２ポート１０２ｂを介して排気口１０６に接続されている。
　高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、第１圧力室３８に流れ込む。第２圧力室４０の高圧エアにより作動ピストン２０に作用する力と、第３圧力室４２に充填された高圧エアにより増力ピストン２２に作用する力は同じ大きさで逆向きになるため、推力には寄与しない。従って、ピストンロッド１８には、作動ピストン２０に隣接する第１圧力室３８と増力ピストン２２に隣接する第４圧力室４４との圧力差に相応する推力が発生し、ピストンロッド１８がエンド側に向けてストロークする。
　作動ピストン２０のストロークに伴い、流体圧シリンダ１０には、第１圧力室３８の容積に等しい量の高圧エアが、高圧エア供給源１０４から供給される。作動ピストン２０及び増力ピストン２２のストロークにともなって、第２圧力室４０内の高圧エアが連通路３４を通じて第３圧力室４２に移動する。作動工程の間、第２圧力室４０及び第３圧力室４２に蓄えられた高圧エアの圧力は一定に保たれる。また、第４圧力室４４のエアは、増力ピストン２２のストロークに伴って第４圧力室４４から排気される。この場合、第４圧力室４４のエアは、第３チェック弁５６及び補助流路７６を経て調整ポート３２を通り、図１Ａに示すように、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂを通じて、排気口１０６から排気される。
　作動ピストン２０のストロークに伴って、導通切換弁３５の導通切換ピン３５ａがエンド側に押圧されるとともに、排気切換弁３７の検知ピン３７ａもエンド側に押圧される。その結果、導通切換弁３５が連通路３４を閉じるとともに、排気切換弁３７が第２圧力室４０と調整ポート３２とを連通させる。
　その結果、第２圧力室４０の内圧が下がり、作動ピストン２０には第２圧力室４０と第１圧力室３８との内圧の差に応じた推力が発生する。また、増力ピストン２２では、第３圧力室４２に蓄えられた高圧エアの圧力と、第４圧力室４４の圧力差に応じた推力が発生する。これにより、流体圧シリンダ１０は、ストロークエンド付近において、推力を増大させることができる。
　図１Ｂに示すように、流体圧シリンダ１０の復帰ストロークは、駆動装置１２０の切換弁１０２を第２位置として行う。高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂを介して調整ポート３２に供給される。切換弁１０２の第１ポート１０２ａは第５ポート１０２ｅにつながり、ヘッド側ポート２８がチェック弁８６を介してエンド側ポート３０につながる。またヘッド側ポート２８は、絞り弁８８を介して排気口１０６につながる。その結果、第１圧力室３８に蓄えられたエアの一部は、チェック弁８６側を介して、第４圧力室４４に供給される。また、第１圧力室３８に蓄えられたエアの残りの一部は、排気口１０６から排気される。
　図２に示すように、復帰ストロークでは、流体圧シリンダ１０の調整ポート３２には、矢印Ｂに示すように、高圧エア供給源１０４からの高圧エアが供給される。調整ポート３２に供給された高圧エアは、補充流路７８及び第２チェック弁５４を経て、第２圧力室４０に流入する。第２圧力室４０に供給される高圧エアの容量は、増力工程において第２圧力室４０から排気された高圧エアの量に等しい。すなわち、増力工程に要する高圧エアが復帰工程で補充されたことになる。このように、本実施形態の駆動装置１２０によれば、復帰ストロークにおいて、増力を発揮させるための高圧エアを第２圧力室４０及び第３圧力室４２に補充することができる。その後、第２圧力室４０の内圧が第３圧力室４２の内圧と等しくなるため、第２圧力室４０が作動ピストン２０に及ぼす力と、第３圧力室４２が増力ピストン２２に及ぼす力とが打ち消し合う。
　一方、第４圧力室４４には、矢印Ａに示すように、第１圧力室３８から排気された高圧エアの一部が流入する。第１圧力室３８のエアの排気が進むにつれて、第４圧力室４４と第１圧力室３８との圧力差が増大し、作動ピストン２０、増力ピストン２２及びピストンロッド１８が、ヘッド側に移動を開始する。それに伴って、導通切換弁３５が元の位置に復帰し、連通路３４を通じて第２圧力室４０と第３圧力室４２とが連通する。また、排気切換弁３７は、排気路３６を封止して調整ポート３２と第２圧力室４０との連通を阻止する。このように、ピストンロッド１８の復帰ストロークは、第１圧力室３８の排気エアを利用できるため、復帰ストロークのために別途高圧エアを供給する必要がない。
　本実施形態に係る流体圧シリンダ１０の駆動装置１２０は、以下の効果を奏する。
　流体圧シリンダ１０において、補助機構部は、作動ストロークの終端付近で推力を増加させるための増力切換機構３３によって構成される。そして、駆動装置１２０は、流体圧シリンダ１０の復帰ストロークにおいて、補助機構部の一部を構成する第２圧力室４０及び第３圧力室４２と、高圧エア供給源１０４とを連通させることで、補助機構部の動作に必要な高圧エアを供給することができる。同時に、ピストンロッド１８の復帰ストロークは、作動ストロークの際に高圧エアが導入された一方のシリンダ室（第１圧力室３８）からの排気エアを、他方のシリンダ室（第４圧力室４４）に導くことにより行う。すなわち、排気エアを再利用することで、作動ストロークを行うので、作動ストロークにおいて高圧エアの供給が不要となり、高圧エアの消費量（エネルギー消費量）を削減できる。
　駆動装置１２０において、一方のシリンダ室（第１圧力室３８）と排気口１０６との間であって、かつチェック弁８６の下流側に絞り弁８８が設けられる。この絞り弁８８により、他方のシリンダ室（第４圧力室４４）に供給される排気エアの量を調整することができ、復帰ストロークに必要な排気エアの供給量を最適化できる。
　駆動装置１２０において、他方のシリンダ室（第４圧力室４４）と切換弁１０２の第２ポート１０２ｂとの間に排気用チェック弁（第３チェック弁５６）が設けられている。これにより、復帰ストロークの際に第２ポート１０２ｂから供給される高圧エアが第４圧力室４４内に流れ込むのを防ぐことができ、復帰ストロークの際の余分な高圧エアの消費を防止できる。
（第２実施形態）
　図３Ａに示すように、本実施形態に係る駆動装置１２０Ａは流体圧シリンダ１０Ａの駆動に用いられる。駆動装置１２０Ａは、流体圧シリンダ１０Ａの復帰動作を確実にするために、補助機構部としてのロック機構部３５Ａに、少量の高圧エアを供給するように構成されている。
　駆動装置１２０Ａは、チェック弁８６と、絞り弁８８と、切換弁１０２と、高圧エア供給源１０４と、排気口１０６と、排気用チェック弁１１２と、を備えている。この駆動装置１２０Ａは、作動工程において、作動シリンダ室１４ｂの第１圧力室３８に高圧エアを供給するように構成されている。また、駆動装置１２０Ａは、図３Ｂに示すように、復帰工程では、第１圧力室３８に蓄積された高圧エアの一部を、第２圧力室４０に向けて供給するとともに、第４圧力室４４に高圧エア供給源１０４の高圧エアを供給するように構成されている。
　切換弁１０２は、例えば５ポート２位置型のバルブであり、第１ポート１０２ａ～第５ポート１０２ｅを有し、第１位置（図３Ａ参照）と、第２位置（図３Ｂ参照）とを切り換え可能となっている。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第１ポート１０２ａは、配管により第１圧力室３８に接続される。第２ポート１０２ｂは、配管により第４圧力室４４及び排気用チェック弁１１２の下流側に接続される。第３ポート１０２ｃは、配管により排気口１０６に接続されている。第４ポート１０２ｄは、配管により高圧エア供給源１０４に接続されている。第５ポート１０２ｅは、配管により、絞り弁８８を介して排気口１０６に接続されるとともに、チェック弁８６を介して第２圧力室４０に接続されている。
　図３Ａに示すように、切換弁１０２が第１位置にあるときは、第１ポート１０２ａと第４ポート１０２ｄとがつながり、かつ、第２ポート１０２ｂと第３ポート１０２ｃとがつながる。
　また、図３Ｂに示すように、切換弁１０２が第２位置にあるときは、第１ポート１０２ａと第５ポート１０２ｅとがつながり、かつ第２ポート１０２ｂと第４ポート１０２ｄとがつながる。切換弁１０２は、高圧エア供給源１０４からのパイロット圧又は電磁弁により、第１位置と第２位置とに切り換わる。
　チェック弁８６は、切換弁１０２が第２位置にあるときは、第１圧力室３８から第２圧力室４０に向かうエアの流れを許容し、第２圧力室４０から第１圧力室３８に向かうエアの流れを阻止する。
　なお、チェック弁８６と、第２圧力室４０とをつなぐ配管の途中に、エアタンクを設けて、復帰工程において第１圧力室３８から第２圧力室４０に供給されるエアを蓄積するようにしてもよい。
　駆動装置１２０Ａにより駆動される流体圧シリンダ１０Ａは、図４に示すように、軸方向に長く延びたシリンダボディ１２Ａを備えている。シリンダボディ１２Ａは、ヘッド側に設けられたヘッド側本体部１４Ａとエンド側に設けられたエンド側本体部１６Ａとを備える。ヘッド側本体部１４Ａの内部には、断面が円形の作動シリンダ室１４ｂが形成され、エンド側本体部１６Ａの内部には、断面が円形の増力シリンダ室１６ｂが形成されている。
　ヘッド側本体部１４Ａのヘッド側の端部付近には、ヘッド側ポート２８Ａが形成され、ヘッド側本体部１４Ａのエンド側の端部付近には、作動部排気ポート２９が形成されている。また、エンド側本体部１６Ａのエンド側の端部付近には、増力部排気ポート３０Ａが設けられている。
　流体圧シリンダ１０Ａは、作動工程において、ヘッド側ポート２８Ａから高圧エア（作動流体）を供給し、作動部排気ポート２９及び増力部排気ポート３０Ａから内部のエアの排気を行うことにより、ピストンロッド１８Ａを突出させるように構成されている。その際に、ヘッド側本体部１４Ａは、大きなストローク動作を生み出し、エンド側本体部１６Ａはストローク後半において追加の推力を発生させるように構成されている。なお、高圧エアとは、流体圧シリンダ１０Ａが設置される雰囲気の圧力（例えば、大気圧）よりも高い圧力のエアをいうものとする。
　シリンダボディ１２Ａのヘッド側本体部１４Ａは、作動シリンダ室１４ｂと、ヘッド側ポート２８Ａと、ヘッドカバー１４ｃと、連通路３４Ａと、作動部排気ポート２９と、ピストンユニット２１とを備える。作動シリンダ室１４ｂは、側壁１４ａの内方に形成された断面が円形の中空部であり、軸方向に延在している。ヘッドカバー１４ｃは、作動シリンダ室１４ｂのヘッド側を封じている。
　ヘッドカバー１４ｃの近傍には、ヘッド側ポート２８Ａが形成され、作動シリンダ室１４ｂと連通している。ヘッド側ポート２８Ａは、作動ピストン２０Ａのヘッド側の第１圧力室３８に連通する。
　連通路３４Ａは、開口部３４ａにおいて、作動シリンダ室１４ｂに連通している。開口部３４ａは、作動シリンダ室１４ｂのエンド側端部から所定距離離間した位置に配置されている。開口部３４ａは、作動ピストン２０Ａがエンド側に移動した際に、作動ピストン２０Ａのヘッド側の第１圧力室３８と連通する。
　作動部排気ポート２９は、ヘッド側本体部１４Ａの上面、側面又は底面に設けられ、側壁１４ａを貫通して作動シリンダ室１４ｂに連通している。なお、図示の例では、作動部排気ポート２９はヘッド側本体部１４Ａの側面に設けられている。作動部排気ポート２９は、作動ピストン２０Ａのエンド側の第２圧力室４０と連通する。
　作動シリンダ室１４ｂの内部には、作動ピストン２０Ａと、作動ピストン２０Ａに連結されたピストンロッド１８Ａと、を備えたピストンユニット２１が配設されている。ピストンユニット２１は、作動シリンダ室１４ｂ内を軸方向に摺動可能に収容されている。
　作動ピストン２０Ａには、ピストン本体５０と、ピストン本体５０からエンド側に延在する円筒状の封止部５８とが形成されている。ピストン本体５０は、作動シリンダ室１４ｂの内部を、ヘッド側の第１圧力室３８とエンド側の第２圧力室４０とに気密に仕切っている。封止部５８は、後述する、連絡部１６ｄの内径と略同じ外径に形成されており、連絡部１６ｄ内に挿脱自在に形成されている。封止部５８は、連絡部１６ｄに挿入されると、連絡部１６ｄを封止する。
　ピストンロッド１８Ａは、作動ピストン２０Ａと連結されている。ピストンロッド１８Ａは、エンド側本体部１６Ａ及び増力ピストン２２Ａを貫通してエンド側に延在している。ピストンロッド１８Ａの外周部には、増力ピストン２２Ａと連結するための連結溝１８ａが形成されている。連結溝１８ａは、ピストンロッド１８Ａの作動ピストン２０Ａとの連結部分からエンド側に所定距離だけ離間した位置に形成されており、ピストンロッド１８Ａの周方向の全周に亘って環状に形成されている。
　一方、エンド側本体部１６Ａは、増力シリンダ室１６ｂと、連絡部１６ｄと、増力ピストン２２Ａと、増力部排気ポート３０Ａと、ロック機構部３５Ａと、位置保持手段６６と、を備える。
　増力シリンダ室１６ｂは、断面円形の中空部であり、エンド側本体部１６Ａを軸方向に貫通して形成されている。増力シリンダ室１６ｂのエンド側の端部は、ロッドカバー４８Ａにより封じられている。増力シリンダ室１６ｂは、ヘッド側に連絡部１６ｄを有している。連絡部１６ｄは、ピストンロッド１８Ａよりも大きな内径に形成されており、ピストンロッド１８Ａとの間にエアの移動可能なスペースを形成するように構成されている。
　連絡部１６ｄの内周面には、円形リング状のパッキン１６ｊが装着されている。パッキン１６ｊは、作動ピストン２０Ａの封止部５８の外周面と密着することで、作動シリンダ室１４ｂと、増力シリンダ室１６ｂとを気密に封止する。
　ロッドカバー４８Ａは、略円柱状に形成されており、その径方向の中心付近には、ピストンロッド１８Ａを挿通するためのロッド孔が軸方向に延びて形成されている。
　増力ピストン２２Ａは、エンド側本体部１６Ａをヘッド側の第３圧力室４２とエンド側の第４圧力室４４とに気密に仕切る。また、ピストン本体部６０には、増力ピストン２２Ａをピストンロッド１８Ａに連結させるロック機構部３５Ａが設けられている。
　ロック機構部３５Ａは、径方向に貫通する貫通孔６３を有し、その貫通孔６３にはロックピストン３６Ａが挿入されている。貫通孔６３の外周側は第３圧力室４２に連通する。また、ロックピストン３６Ａの下側は、通気路６１を介して第４圧力室４４に連通する。ロックピストン３６Ａは、第３圧力室４２に高圧エアが流入した際に、ピストンロッド１８Ａ側に突出して、ピストンロッド１８Ａの連結溝１８ａに係合するように構成されている。
　連通路３４Ａは、エンド側本体部１６Ａを軸方向に貫通して、第３圧力室４２と作動シリンダ室１４ｂとを連通させる。また、位置保持手段６６は、増力ピストン２２Ａのエンド側に配設され、増力ピストン２２Ａをヘッド側に付勢する。
　流体圧シリンダ１０Ａ及び駆動装置１２０Ａは以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び動作について説明する。
　図３Ａに示すように、流体圧シリンダ１０Ａの作動ストロークは、駆動装置１２０Ａの切換弁１０２を第１位置として行う。高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、切換弁１０２の第１ポート１０２ａを介して、ヘッド側ポート２８Ａに供給される。作動部排気ポート２９及び増力部排気ポート３０Ａは、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂに接続されており、排気口１０６につながっている。
　ヘッド側ポート２８Ａに供給された高圧エアは、第１圧力室３８に流入する。作動ピストン２０Ａに隣接する第２圧力室４０は、作動部排気ポート２９及び配管を通じて排気口１０６に連通している。作動ピストン２０Ａには、第１圧力室３８の圧力と第２圧力室４０の圧力（大気圧）との圧力差に相応する駆動力が作用し、作動ピストン２０Ａがストロークエンドに向けて押し出される。ピストンロッド１８Ａは、作動ピストン２０Ａと一体的に変位し、ストロークエンドに向けて移動する。第２圧力室４０のエアは排気口１０６から排気される。
　増力ピストン２２Ａに隣接する第３圧力室４２は第２圧力室４０を介して、排気口１０６（図３Ａ参照）に連通し、第４圧力室４４は配管を介して排気口１０６に連通する。そのため、増力ピストン２２Ａには推力は発生せず、増力ピストン２２Ａは位置保持手段６６によって増力シリンダ室１６ｂのヘッド側の端部に保持される。
　その後、封止部５８が連絡部１６ｄに挿入されて、連絡部１６ｄが封止されるとともに、作動ピストン２０Ａが連通路３４Ａの開口部３４ａよりもエンド側に移動する。これにより、第２圧力室４０と、第３圧力室４２とが気密に仕切られるとともに、第１圧力室３８と第３圧力室４２とが連通路３４Ａを介して連通する。
　その結果、第３圧力室４２の内圧が上昇し、ロック機構部３５Ａのロックピストン３６Ａがピストンロッド１８Ａの連結溝１８ａに係合し、増力ピストン２２Ａがピストンロッド１８Ａに連結される。また、第３圧力室４２に流入した高圧エアにより、増力ピストン２２Ａにエンド側に向かう推力が発生する。図４に示すように、増力ピストン２２Ａの径は作動ピストン２０Ａの径よりも大きいため、増力ピストン２２Ａは作動ピストン２０Ａよりもさらに大きな推力を発生させる。この増力ピストン２２Ａの推力が作動ピストン２０Ａの推力に付け加わるため、ストロークの後半において、ピストンロッド１８Ａの推力が増大する。
　その後、作動ピストン２０Ａ及び増力ピストン２２Ａがストロークエンドに到達するまで、増大した推力でピストンロッド１８がストロークを行う。その後、復帰ストロークを行う。
　図３Ｂに示すように、流体圧シリンダ１０Ａの復帰ストロークは、駆動装置１２０Ａの切換弁１０２を第２位置として行う。高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂを介して第４圧力室４４に供給される。なお、高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、排気用チェック弁１１２によって阻止されるため、第２圧力室４０には供給されない。
　一方、第１圧力室３８は切換弁１０２の第１ポート１０２ａ及び第５ポート１０２ｅを介して絞り弁８８とつながっており、第１圧力室３８の高圧エアは絞り弁８８を介して排気口１０６から排気される。また、第１圧力室３８の高圧エアの一部は、チェック弁８６を介して第２圧力室４０に供給される。
　その結果、図４に示すように、第４圧力室４４には、高圧エア供給源１０４からの高圧エア（矢印Ｂ）が供給され、第３圧力室４２と第４圧力室４４との圧力差が減少する。そして、第３圧力室４２に流入した高圧エアの作用下に、ロック機構部３５Ａのロックピストン３６Ａが貫通孔６３内に退避することで、増力ピストン２２Ａとピストンロッド１８Ａとの連結状態が解除される。
　その後、第１圧力室３８の排気が進むとともに、第２圧力室４０に流入したエア圧の作用下に作動ピストン２０Ａが復帰方向に移動する。また、第４圧力室４４の内圧及び位置保持手段６６の付勢力により増力ピストン２２Ａがヘッド側に移動する。以上の動作を通じて、増力ピストン２２Ａ及び作動ピストン２０Ａがストロークの始端位置に復帰して復帰工程が完了する。
　以上のように、駆動装置１２０Ａによれば、復帰ストロークにおいて、補助機構部としてストロークエンドにおいて推力を増大させる増力機構を有する流体圧シリンダ１０Ａを駆動させることができる。そして、増力機構の一部を構成するロック機構部３５Ａに対して高圧エアを供給して、ロック機構部３５Ａを確実に動作させることができる。その一方で、一方のシリンダ室（第１圧力室３８）の排気エアを他方のシリンダ室（第２圧力室４０）に供給することができるため、復帰ストロークを行うための高圧エアの供給が不要となる。そのため、駆動装置１２０Ａによれば、高圧エア（エネルギー）の消費量を削減できる。
（第３実施形態）
　図５に示すように、本実施形態に係る駆動装置１２０Ｂはロック装置付きの流体圧シリンダ１０Ｂの駆動に用いられる。駆動装置１２０Ｂは、流体圧シリンダ１０Ｂのピストンロッド１８Ｂのロック動作を確実にするために、補助機構部としてのロック装置８０に少量の高圧エアを供給するように構成されている。
　駆動装置１２０Ｂは、チェック弁８６と、絞り弁８８と、切換弁１０２と、高圧エア供給源１０４と、排気口１０６と、排気用チェック弁１１２と、を備えている。この駆動装置１２０Ｂは、作動ストロークにおいて、作動シリンダ室１４ｂの第１圧力室３８に高圧エアを供給するように構成されている。また、駆動装置１２０Ｂは、復帰ストロークでは、第１圧力室３８に蓄積された高圧エアの一部を、第２圧力室４０に向けて供給するとともに、ロック装置８０に高圧エア供給源１０４の高圧エアを供給するように構成されている。
　切換弁１０２は、例えば５ポート２位置型のバルブであり、第１ポート１０２ａ～第５ポート１０２ｅを有し、第１位置（図５参照）と、第２位置（不図示）とを切り換え可能となっている。第１ポート１０２ａは、配管により第１圧力室３８に接続される。第２ポート１０２ｂは、配管によりロック装置８０の解除用ポート８２及び排気用チェック弁１１２の下流側に接続される。第３ポート１０２ｃは、配管により排気口１０６に接続されている。第４ポート１０２ｄは、配管により高圧エア供給源１０４に接続されている。第５ポート１０２ｅは、配管により、絞り弁８８を介して排気口１０６に接続されるとともに、チェック弁８６を介して第２圧力室４０に接続されている。
　図示のように、切換弁１０２が第１位置にあるときは、第１ポート１０２ａと第４ポート１０２ｄとがつながり、かつ、第２ポート１０２ｂと第３ポート１０２ｃとがつながる。
　また、切換弁１０２が第２位置にあるときは、第１ポート１０２ａと第５ポート１０２ｅとがつながり、かつ第２ポート１０２ｂと第４ポート１０２ｄとがつながる。切換弁１０２は、高圧エア供給源１０４からのパイロット圧又は電磁弁により、第１位置と第２位置とに切り換わる。
　チェック弁８６は、切換弁１０２が第２位置にあるときは、第１圧力室３８から第２圧力室４０に向かうエアの流れを許容し、第２圧力室４０から第１圧力室３８に向かうエアの流れを阻止する。
　なお、ロック装置８０の他方のロック用ポート８４は、大気開放されている。また、チェック弁８６と、第２圧力室４０とをつなぐ配管の途中に、エアタンクを設けて、復帰工程において第１圧力室３８から第２圧力室４０に供給されるエアを蓄積するようにしてもよい。
　駆動装置１２０Ｂにより駆動されるロック装置付きの流体圧シリンダ１０Ｂは、図６に示すように、ヘッド側本体部１４Ｂのエンド側にロック装置８０を備えている。なお、ヘッド側本体部１４Ｂの構造は、図４に示す流体圧シリンダ１０Ａのヘッド側本体部１４Ａと同様である。
　ロック装置８０は、円形のシリンダ室８０ｂ内に、傾斜ピストン８５を備えている。傾斜ピストン８５は、シリンダ室８０ｂをヘッド側の第１空室８１とエンド側の第２空室８３とに仕切る。第１空室８１は、解除用ポート８２に連通している。また第２空室８３は、他方のロック用ポート８４を介して不図示のロック用エア供給源に接続されている。第２空室８３のエンド側は、ロッドカバー４８Ｂにより封じられている。
　傾斜ピストン８５は、ヘッド側の一端に設けられた鋼球８５ａにより、ヘッド側に位置する場合には、ピストンロッド１８Ｂに対して傾斜するように構成されている。傾斜ピストン８５は、ロック用ポート８４を介して第２空室８３に高圧エアを導入することで、ヘッド側に付勢され、ピストンロッド１８Ｂに対して傾斜する。そして、傾斜ピストン８５がピストンロッド１８Ｂをこじる状態でロックする。解除用ポート８２を通じて第１空室８１に高圧エアが導入されると、傾斜ピストン８５の傾斜が解除されてピストンロッド１８Ｂを挿通させることができる。
　流体圧シリンダ１０Ｂ及び駆動装置１２０Ｂは以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び動作について説明する。
　図５に示すように、流体圧シリンダ１０Ｂの作動ストロークは、駆動装置１２０Ｂの切換弁１０２を第１位置として行う。高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、切換弁１０２の第１ポート１０２ａを介して、ヘッド側ポート２８に供給される。作動部排気ポート２９及び解除用ポート８２は、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂに接続されており、排気口１０６につながっている。
　ヘッド側ポート２８に供給された高圧エアは、第１圧力室３８に流入する。これにより、作動ピストン２０Ｂ及びピストンロッド１８Ｂが作動ストロークを行う。図６に示すロック装置８０の傾斜ピストン８５は、ロック用ポート８４から第２空室８３に高圧エアを導入することで傾斜し、ピストンロッド１８Ｂをロックする。
　復帰ストロークは、図５の切換弁１０２を第２位置として行う。高圧エア供給源１０４からの高圧エアは、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂを介して、解除用ポート８２に供給される。これにより、傾斜ピストン８５がエンド側に変位して傾斜が解消され、ピストンロッド１８Ｂのロックが解除される。なお、第２ポート１０２ｂからの高圧エアは、排気用チェック弁１１２によって阻止されるため、第２圧力室４０には供給されない。
　一方、第１圧力室３８は切換弁１０２の第１ポート１０２ａ及び第５ポート１０２ｅを介して絞り弁８８とつながっており、第１圧力室３８の高圧エアは絞り弁８８を介して排気口１０６から排気される。また、第１圧力室３８の高圧エアの一部は、チェック弁８６を介して第２圧力室４０に供給される。
　その結果、第１圧力室３８の排気が進むとともに、第２圧力室４０に流入したエア圧の作用下に作動ピストン２０Ｂが復帰方向に移動する。その際に、ロック装置８０の傾斜ピストン８５は、エンド側に維持されるため、ピストンロッド１８Ｂの復帰ストロークを妨げることはない。以上の動作を通じて、作動ピストン２０Ｂがストロークの始端位置に復帰して復帰ストロークが完了する。
　以上のように、駆動装置１２０Ｂによれば、復帰ストロークにおいて、補助機構部としてのロック装置８０に対して高圧エアを供給して、ピストンロッド１８Ｂのロックの解除を確実に行うことができる。その一方で、一方のシリンダ室（第１圧力室３８）の排気エアを他方のシリンダ室（第２圧力室４０）に供給することができるため、復帰ストロークを行うための高圧エアの供給が不要となる。そのため、駆動装置１２０Ｂによれば、高圧エア（エネルギー）の消費量を削減できる。
　上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前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、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

Claims (5)

  1. 　空気圧によって復帰動作時に作動する補助機構部（３３、３５Ａ、８０）を有する複動型の流体圧シリンダ（１０、１０Ａ、１０Ｂ）の駆動装置であって、
    　切換弁（１０２）と、高圧エア供給源（１０４）と、排気口（１０６）と、チェック弁（８６）とを備え、
    　前記切換弁の第１位置において、一方のシリンダ室が前記高圧エア供給源に連通するとともに、他方のシリンダ室及び前記補助機構部が前記排気口に連通し、
    　前記切換弁の第２位置において、前記一方のシリンダ室が前記チェック弁を介して前記他方のシリンダ室に連通するとともに前記一方のシリンダ室が前記排気口に連通し、かつ、前記補助機構部が前記高圧エア供給源に連通する、
    　流体圧シリンダの駆動装置。
  2. 　請求項１記載の流体圧シリンダの駆動装置であって、前記一方のシリンダ室と前記排気口との間であって、かつ前記チェック弁の下流側に絞り弁（８８）が設けられる流体圧シリンダの駆動装置。
  3. 　請求項１記載の流体圧シリンダの駆動装置であって、前記他方のシリンダ室と前記切換弁との間に排気用チェック弁（１１２）が設けられている流体圧シリンダの駆動装置。
  4. 　請求項１記載の流体圧シリンダの駆動装置であって、
    　前記補助機構部は、ピストンロッド（１８）のロック装置（８０）である流体圧シリンダの駆動装置。
  5. 　請求項１記載の流体圧シリンダの駆動装置であって、
    　前記補助機構部は、ピストンロッド（１８）の推力を増加させる増力機構である流体圧シリンダの駆動装置。
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