WO2020054324A1 - 流体圧シリンダ - Google Patents

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WO2020054324A1
WO2020054324A1 PCT/JP2019/032241 JP2019032241W WO2020054324A1 WO 2020054324 A1 WO2020054324 A1 WO 2020054324A1 JP 2019032241 W JP2019032241 W JP 2019032241W WO 2020054324 A1 WO2020054324 A1 WO 2020054324A1
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WO
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Prior art keywords
piston
pressure
pressure chamber
booster
chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/032241
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
▲高▼田芳行
高桑洋二
門田謙吾
名倉誠一
染谷和孝
風間晶博
Original Assignee
Smc株式会社
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Classifications

    • 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
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type

Definitions

  • the present invention relates to a fluid pressure cylinder.
  • a booster piston is provided as a booster mechanism, and the thrust is increased by locking the booster piston to a piston rod during a stroke.
  • an object of the present invention is to provide a hydraulic cylinder capable of generating a larger thrust in the latter half of a stroke without complicating the structure.
  • One aspect of the present invention is a cylinder body provided with a working cylinder chamber, a first booster cylinder chamber, and a second booster cylinder chamber in order from the head side, and is disposed slidably in the working cylinder chamber in the axial direction.
  • An operating piston partitioning the operating cylinder chamber into a first pressure chamber on the head side and a second pressure chamber on the end side; and an slidably disposed axially slidable in the first boosting cylinder chamber;
  • a first booster piston for partitioning the cylinder chamber into a third pressure chamber on the head side and a fourth pressure chamber on the end side, and the second booster cylinder is slidably disposed in the second booster cylinder chamber in the axial direction;
  • a second booster piston for partitioning the cylinder chamber into a fifth pressure chamber on the head side and a sixth pressure chamber on the end side, and a connecting groove for connecting to the working piston and connecting to the first booster piston are provided.
  • the first booster piston and the second booster piston are connected to the piston rod during the stroke of the piston rod. Then, under the action of the high-pressure air, the thrusts of the first and second booster pistons act on the piston rods in addition to the thrusts of the working pistons, thereby displacing the piston rods toward the end. Thus, a larger thrust can be generated by the piston rod in the latter half of the forward stroke.
  • FIG. 4A is a fluid circuit diagram of a hydraulic cylinder and a driving device thereof according to the first embodiment, showing a connection state of a switching valve at a first position
  • FIG. 4B is a diagram of a switching valve at a second position of FIG. 4A
  • FIG. 4 is a fluid circuit diagram showing a connection state of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an operation in a step of boosting a lock piston of the hydraulic cylinder of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an operation of a return process of the hydraulic cylinder in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a working piston has returned to a stroke start end position in a return process of the hydraulic cylinder in FIG. 1.
  • FIG. 8A is a fluid circuit diagram of a hydraulic cylinder and a drive device thereof according to a second embodiment, showing a connection state of a switching valve at a first position
  • FIG. 8B is a diagram of a switching valve at a second position of FIG. 8A.
  • FIG. 4 is a fluid circuit diagram showing a connection state of FIG. It is sectional drawing which shows operation
  • FIG. 11A is a fluid circuit diagram of the hydraulic cylinder and its driving device of FIG. 10, showing a connection state of a switching valve at a first position
  • FIG. 11B is a connection state of a switching valve of FIG. 11A at a second position
  • FIG. 12A is a fluid circuit diagram of a fluid pressure cylinder and its driving device according to a fourth embodiment, showing a connection state of a switching valve at a first position
  • FIG. 12B is a fluid circuit diagram of a switching valve of FIG. 12A at a second position.
  • FIG. 4 is a fluid circuit diagram showing a connection state of FIG. FIG.
  • FIG. 13A is a fluid circuit diagram of a fluid pressure cylinder and a driving device thereof according to a fifth embodiment, showing a connection state of a switching valve at a first position
  • FIG. 13B is a diagram of a switching valve of FIG. 13A at a second position
  • FIG. 4 is a fluid circuit diagram showing a connection state of FIG. It is a top view of the fluid pressure cylinder concerning a 6th embodiment.
  • FIG. 15A is a sectional view taken along the line XVA-XVA of FIG. 14, and FIG. 15B is a sectional view taken along the line XVB-XVB of FIG. 16A is a fluid circuit diagram of the hydraulic cylinder and its driving device of FIG. 14, showing a connection state of the switching valve at a first position, and FIG. 16B is a connection state of the switching valve of FIG. 16A at a second position.
  • the fluid pressure cylinder 10 includes a cylinder body 12 that extends long in the axial direction.
  • the cylinder body 12 is formed of, for example, a metal material such as an aluminum alloy, and may be, for example, a square shape.
  • the cylinder body 12 includes a head-side main body portion 14 provided on the head side and an end-side main body portion 16 provided on the end side.
  • the end-side main body 16 includes a first booster 70, a partition wall 90, and a second booster 80 in this order from the head side.
  • the partition wall 90 is arranged between the first booster 70 and the second booster 80.
  • the head-side main body 14 and the end-side main body 16 are fastened in the axial direction by a plurality of connecting rods or bolts.
  • a working cylinder chamber 14 b having a circular cross section is formed inside the head-side main body 14.
  • a first booster cylinder chamber 70 b having a circular cross section is formed inside the first booster 70.
  • a second booster cylinder chamber 80b having a circular cross section is formed inside the second booster 80.
  • a head-side port 28 is formed near the head-side end of the head-side main body 14, and an operating unit exhaust port 29 is formed near an end-side end of the head-side main body 14.
  • a booster exhaust port 30 is provided, and near the end on the end side of the second booster 80, a ventilation hole 32 is provided. Is provided.
  • the hydraulic cylinder 10 supplies high-pressure air (working fluid) from the head-side port 28 and exhausts internal air from the operating part exhaust port 29, the booster part exhaust port 30, and the vent 32 in the operation process. , So as to project the piston rod 18.
  • the head-side main body 14 generates a large stroke displacement, and the end-side main body 16 is configured to generate an additional thrust in the latter half of the forward 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 10 is installed.
  • the head-side main body portion 14 of the cylinder body 12 includes an operating cylinder chamber 14b, a head-side port 28, a head cover 14c, a flow path 34b that forms a part of the first communication passage 34, and an operating-port exhaust port 29. And a 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.
  • a head cover 14c is attached to one end of the working cylinder chamber 14b. 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 so as to penetrate the side wall 14a, and communicates with the working cylinder chamber 14b.
  • the head-side port 28 is formed at a position where it can communicate with the first pressure chamber 38 on the head side of the working piston 20 even when the working piston 20 described later moves to the head-end position on the head side.
  • the flow path 34b is formed to extend in the axial direction inside the side wall 14a on the end side of the head-side main body 14.
  • the flow path 34b extends in the axial direction by a predetermined length from the end side end of the head-side main body 14, bends inward at a substantially right angle, and 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 is configured to be able to communicate with the first pressure chamber 38 on the head side of the working piston 20 when the working piston 20 moves to the end side.
  • the operating section exhaust port 29 is provided on the top, side, or bottom of the head-side main body 14, penetrates the side wall 14a, and communicates with the operating cylinder chamber 14b.
  • the operating section exhaust port 29 is provided on a side surface of the head-side main body section 14.
  • the operating part exhaust port 29 is formed at a position where it can communicate with the second pressure chamber 40 on the end side of the working piston 20 even when the working piston 20 moves to the end position on the end side.
  • a piston unit 21 having an operating piston 20 and a piston rod 18 connected to the operating piston 20 is disposed inside the operating cylinder chamber 14b.
  • the piston unit 21 is accommodated in the working cylinder chamber 14b so as to be slidable in the axial direction, and the inside of the working cylinder chamber 14b is airtightly connected to the first pressure chamber 38 on the head side and the second pressure chamber 40 on the end side. Partitioning.
  • the working piston 20 includes a circular piston body 50 protruding radially outward from the piston rod 18, a wear ring 52 attached to the outer periphery of the piston body 50, and a magnet 56 attached to the outer periphery of the piston body 50. And a circular ring-shaped packing 54 attached to the outer peripheral portion of the piston main body 50, and a sealing portion 58 extending to the end side of the piston main body 50.
  • a wear ring arrangement groove 52a On the outer peripheral surface of the piston main body 50, a wear ring arrangement groove 52a, a packing mounting groove 54a, and a magnet arrangement groove 56a are provided.
  • the wear ring arrangement groove 52a is provided near the base end of the piston main body 50.
  • the packing mounting groove 54a is disposed adjacent to the end of the wear ring mounting groove 52a, and the magnet mounting groove 56a is further disposed on the end side of the packing mounting groove 54a.
  • the wear ring arrangement groove 52a, the packing attachment groove 54a, and the magnet arrangement groove 56a are all formed in a circular ring shape extending over the entire circumference in the circumferential direction.
  • a cylindrical sealing portion 58 formed around the piston rod 18 is formed.
  • the sealing portion 58 is formed to have an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the connecting portion 70d, which will be described later, and is formed so as to be freely inserted into and removed from the connecting portion 70d. When the sealing portion 58 is inserted into the communication portion 70d, the sealing portion 58 seals the communication portion 70d.
  • the piston body 50 is made of, for example, a metal material such as carbon steel, stainless steel, or an aluminum alloy, or a hard resin.
  • the packing 54 is a ring-shaped seal member (for example, an O-ring) made of an elastic material such as a rubber material or an elastomer material.
  • the packing 54 is slidably in contact with the inner peripheral surface of the working cylinder chamber 14b.
  • the packing 54 seals the gap between the working piston 20 and the inner peripheral surface of the working cylinder chamber 14b, and hermetically partitions the first pressure chamber 38 and the second pressure chamber 40 of the working cylinder chamber 14b.
  • the wear ring 52 is made of, for example, a synthetic resin material having low friction and abrasion resistance, such as tetrafluoroethylene (PTFE), or a metal material (for example, bearing steel).
  • the magnet 56 is made of, for example, a ring-shaped ferrite magnet or a rare earth magnet. The magnet 56 may be divided in the circumferential direction.
  • the piston rod 18 is connected to the working piston 20 at a connecting portion 18c provided on the head side.
  • the piston rod 18 extends to the end side through the end-side main body 16, the first booster piston 22, and the second booster piston 24.
  • a connection groove 18 a for connecting to the first booster piston 22 is formed on the outer peripheral portion of the piston rod 18.
  • the connection groove 18 a is formed on the end side of the working piston 20, and the connection groove 18 a is formed in an annular shape over the entire circumferential direction of the piston rod 18.
  • a packing 18d is provided on the head side of the connection groove 18a of the piston rod 18 in close contact with the insertion hole 60a of the first booster piston 22 to seal the insertion hole 60a.
  • the end of the head-side main body 14 on the end side is a flat end face 14d, and the working cylinder chamber 14b and the flow path 34b are open on the end face 14d.
  • the end face 14d is in contact with the end face 70k of the first booster 70 of the end-side main body 16.
  • a circular ring-shaped packing 70h is disposed between the end surface 14d of the head-side main body 14 and the end surface 70k of the first booster 70.
  • the packing 70 h hermetically seals a connection between the head-side main body 14 and the first booster 70.
  • the first booster 70 includes a first booster piston 22, a booster exhaust port 30, a lock mechanism 35, a flow path 34 c forming a part of the first communication passage 34, and a first booster cylinder chamber. 70b.
  • the first booster cylinder chamber 70b is a hollow section having a circular cross section, and is formed to penetrate the end-side main body 16 in the axial direction. An end on the end side of the first booster cylinder chamber 70 b is sealed by a partition wall 90.
  • the first booster cylinder chamber 70b has a connecting portion 70d, a piston accommodating portion 70e, and a piston sliding portion 70f in order from the head side.
  • the connecting portion 70d is formed to have a larger inner diameter than the piston rod 18, and is configured to form a space in which air can move between the connecting portion 70d and the piston rod 18. That is, the third pressure chamber 42 and the second pressure chamber 40 can communicate with each other via the communication portion 70d.
  • a packing mounting groove 70j1 formed over the entire area in the circumferential direction is provided on the inner peripheral surface of the connecting portion 70d, and a circular ring-shaped packing 70j is mounted in the packing mounting groove 70j1.
  • the packing 70j hermetically seals the working cylinder chamber 14b and the first booster cylinder chamber 70b by being in close contact with the outer peripheral surface of the sealing portion 58 of the working piston 20.
  • the piston accommodating portion 70e has an inner diameter slightly larger than the diameter of the small diameter portion 60b of the first booster piston 22, which will be described later, and is configured to accommodate the small diameter portion 60b.
  • the piston sliding portion 70f is a hollow portion having substantially the same inner diameter as the sliding portion 60c of the first booster piston 22, and has a smooth inner peripheral surface so that the sliding portion 60c can slide in the axial direction. ing.
  • the first booster piston 22 has a first piston main body 60 having a cylindrical shape. From the center of the first piston main body 60, a connection shaft 68 extends toward the axial end. The vicinity of the end on the end side of the connection shaft 68 is connected to a second booster piston 24 described later.
  • An insertion hole 60a formed of a circular hollow portion is formed near the central axis of the first piston main body 60. The insertion hole 60a extends through the center of the connecting shaft 68 in the axial direction.
  • the insertion hole 60a has a slightly larger inner diameter than the piston rod 18, and is configured to be able to insert the piston rod 18 in the axial direction.
  • a packing mounting groove 68c1 is formed on the inner peripheral surface of the insertion hole 60a, and a packing 68c for preventing air from leaking along the piston rod 18 is mounted in the packing mounting groove 68c1.
  • a wear ring disposing groove 62a and a packing mounting groove 64a are formed on the outer peripheral portion of the sliding portion 60c, and the wear ring 62 and the packing 64 are mounted on each of them.
  • the wear ring arrangement groove 62a is provided on the head side of the sliding portion 60c, and the packing attachment groove 64a is arranged adjacent to the end side of the wear ring arrangement groove 62a.
  • the packing 64 is slidably in contact with the inner peripheral surface of the piston sliding portion 70f of the first booster cylinder chamber 70b.
  • the packing 64 seals the gap between the first booster piston 22 and the inner peripheral surface of the first booster cylinder chamber 70b, and the first booster cylinder chamber 70b is airtightly partitioned into the third pressure chamber 42 and the fourth pressure chamber 44.
  • the small diameter portion 60b is formed in a cylindrical shape having an outer diameter smaller than the sliding portion 60c, and is housed in the piston housing portion 70e of the first booster cylinder chamber 70b.
  • the small diameter portion 60b is provided with a lock mechanism 35 that engages with the connection groove 18a (see FIG. 2) of the piston rod 18 and connects the first booster piston 22 to the piston rod 18.
  • the lock mechanism 35 has a through hole 63 penetrating in the radial direction.
  • the through hole 63 includes a piston sliding portion 63a formed radially outward and a lock pin insertion portion 63b formed radially inside.
  • the piston sliding portion 63a is open at the outer peripheral portion of the first booster piston 22.
  • a communication groove 63h is formed in the outer peripheral portion of the first booster piston 22 so as to communicate with the piston sliding portion 63a and extend in the axial direction.
  • the piston sliding portion 63a and the third pressure chamber 42 communicate with each other via the communication groove 63h.
  • an opening 61a of the ventilation path 61 is formed.
  • the ventilation path 61 extends in the axial direction of the first piston main body 60, and communicates with the fourth pressure chamber 44 at the opening 61b. That is, the lower end side of the piston sliding portion 63 a communicates with the fourth pressure chamber 44 via the ventilation path 61.
  • a lock pin insertion portion 63b is formed at an inner end (lower end in the figure) of the piston sliding portion 63a.
  • the lock pin insertion portion 63b is a circular cavity formed with an inner diameter smaller than the piston sliding portion 63a, and an inner peripheral end of the piston sliding portion 63a is open to the insertion hole 60a.
  • the lock piston 36 is provided in the through hole 63.
  • the lock piston 36 has a pressure receiving portion 36a having substantially the same outer diameter as the inner diameter of the piston sliding portion 63a, and a lock having an outer diameter smaller than the pressure receiving portion 36a and having substantially the same inner diameter as the lock pin insertion portion 63b. And a pin 36b.
  • the pressure receiving portion 36a is arranged so as to be slidable in the direction in which the piston slide portion 63a extends.
  • the pressure receiving portion 36a has a packing 36e mounted on an outer peripheral portion thereof, and partitions the piston sliding portion 63a into a first region 63c communicating with the third pressure chamber 42 and a second region 63d communicating with the fourth pressure chamber 44. .
  • the lock pin 36b extends long inward from the pressure receiving portion 36a, and has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the lock pin insertion portion 63b.
  • the lock pin 36b is inserted to be insertable into the lock pin insertion portion 63b.
  • a packing 63g is mounted on an inner peripheral portion of the lock pin insertion portion 63b. The packing 63g prevents air leakage along the lock pin 36b by being in close contact with the lock pin 36b.
  • the lock pin 36b is formed to have an outer diameter substantially equal to or smaller than the axial width of the connecting groove 18a so as to be able to engage with the connecting groove 18a of the piston rod 18.
  • a stopper 37 is mounted outside the lock piston 36.
  • the stopper 37 is a clip-shaped member formed of an elastic material that is formed in an annular shape and partially cut out in the circumferential direction.
  • the stopper 37 is engaged with a stopper mounting groove 37a formed on the inner peripheral surface of the piston sliding portion 63a, and regulates the outward movement of the lock piston 36 in the radial direction.
  • An urging member 36g for urging the lock piston 36 radially outward is provided in a gap between the pressure receiving portion 36a of the lock piston 36 and the piston sliding portion 63a.
  • the flow path 34c extends in the axial direction of the first booster 70, and the end on the end side of the flow path 34c communicates with the third pressure chamber 42.
  • the head-side end of the flow path 34c communicates with the flow path 34b of the head-side main body 14.
  • the first communication path 34 is constituted by the flow path 34c and the flow path 34b.
  • the partition wall 90 is disposed adjacent to the end side of the first booster 70.
  • the partition 90 has a part on the head side inserted into the first booster cylinder chamber 70b and connected to the first booster part 70, and a part on the end side inserted into the second booster cylinder chamber 80b and the second booster part 80b.
  • a packing 92b is mounted on an outer peripheral side of a connecting portion between the partition wall 90 and the first booster 70, and the first booster cylinder chamber 70b is hermetically sealed by the packing 92b.
  • a packing 92a is mounted on an outer peripheral side of a connection portion between the partition wall 90 and the second booster 80, and the second booster cylinder chamber 80b is hermetically sealed by the packing 92a.
  • An insertion hole 90 a is formed in the center of the partition wall 90 in the radial direction to allow the connection shaft 68 extending from the first booster piston 22 to be slidably inserted in the axial direction.
  • An annular packing mounting groove 90b1 is formed on the inner peripheral surface of the insertion hole 90a, and the packing 90b is mounted in the packing mounting groove 90b1.
  • the packing 90b is configured to be in close contact with the outer peripheral surface of the connecting shaft 68 to prevent air from leaking along the connecting shaft 68.
  • the second booster 80 is disposed adjacent to the end side of the partition wall 90.
  • the second booster 80 has a side wall 80a, a second booster cylinder chamber 80b, a rod cover 82, and a second booster piston 24.
  • the second booster cylinder chamber 80b is a circular cavity formed inside the side wall 80a, and extends in the axial direction.
  • the head side of the second booster cylinder chamber 80b is sealed by a partition wall 90.
  • a rod cover 82 is attached to the end of the second booster cylinder chamber 80b, and the rod cover 82 seals the end of the second booster cylinder chamber 80b on the end side.
  • the second booster piston 24 is disposed inside the second booster cylinder chamber 80b so as to be slidable in the axial direction.
  • the second booster piston 24 is connected to a connection shaft 68 of the first booster piston 22 at a connection hole 24 a provided on the inner peripheral side. That is, the second booster piston 24 is configured to be displaced integrally with the first booster piston 22 via the connection shaft 68.
  • a wear ring disposing groove 72a and a packing mounting groove 74a are formed annularly in the circumferential direction.
  • the wear ring 72 is disposed in the wear ring disposing groove 72a, and the packing 74 is mounted in the packing mounting groove 74a.
  • the second booster piston 24 moves the second booster cylinder chamber 80b to the fifth pressure chamber 46 on the head side and the sixth pressure chamber on the end side. 48 and airtight.
  • a circular ring-shaped mounting groove 66a is formed at the end of the second booster piston 24 on the end side.
  • One end of an elastic member (for example, a coil spring) constituting the position holding means 66 that urges the second booster piston 24 toward the head is inserted into the mounting groove 66a.
  • a rod cover mounting portion 80c is formed on the end side of the second booster cylinder chamber 80b.
  • the rod cover 82 is formed in a substantially columnar shape, and has an annular groove 83a formed on the outer periphery thereof.
  • a circular ring-shaped packing 83 is mounted in the annular groove 83a. The packing 83 is disposed between the rod cover mounting portion 80c and hermetically seals the second booster cylinder chamber 80b.
  • a rod hole 81 for inserting the piston rod 18 is formed extending in the axial direction.
  • the locking groove 84a is a groove formed for mounting the retaining clip 84 for retaining the rod cover 82, and is formed in an annular shape over the entire area in the circumferential direction of the rod cover mounting portion 80c.
  • the retaining clip 84 is an annular plate member with a part cut off in the circumferential direction, and the retaining clip 84 inserted into the locking groove 84a engages with the locking groove 84a by elastic restoring force.
  • the retaining clip 84 contacts the end side of the rod cover 82 to prevent the rod cover 82 from falling off.
  • a mounting groove 66b for holding the position holding means 66 is formed on the head side of the rod cover 82.
  • the position holding means 66 is held by the mounting groove 66a of the second booster piston 24 and the mounting groove 66b of the rod cover 82.
  • the position holding means 66 is made of an elastic member such as a coil spring, for example, and urges the first booster piston 22 and the second booster piston 24 toward the head, until the first booster piston 22 is locked to the piston rod 18.
  • the first booster piston 22 is configured to continue to be located at the stroke start position on the head side.
  • the fluid pressure cylinder 10 of the present embodiment is provided with a second communication passage 34A for communicating the third pressure chamber 42 with the fifth pressure chamber 46.
  • the second communication passage 34 ⁇ / b> A extends from the head-side end of the first booster piston 22 to the axial end side, and the fifth pressure chamber 46 near the connecting portion of the second booster piston 24. It is open toward.
  • the second communication path 34A may be provided in a portion other than the first booster piston 22.
  • the second communication passage 34A is configured by a flow path provided in the side walls of the first booster 70, the partition 90, and the second booster 80. You may.
  • the first booster piston 22 and the second booster piston 24 are moved to prevent the movement of the first booster piston 22 and secure the connection with the piston rod 18 by the lock mechanism 35. It is preferable that the pressure of the sliding resistance in the axial direction is larger than the pressure of the sliding resistance of the working piston 20 in the axial direction.
  • the hydraulic cylinder 10 is configured as described above, and the driving device 120 will be described below.
  • the driving device 120 of the hydraulic cylinder 10 includes a check valve 86, a high-pressure air supply source 104, a throttle valve 88, an exhaust port 106, a switching valve 102, and a predetermined pipe. And The driving device 120 supplies high-pressure air to the first pressure chamber 38 of the working cylinder chamber 14b in the operation step, and also transfers a part of the high-pressure air accumulated in the first pressure chamber 38 to the second pressure chamber in the return step. It is configured to supply the pressure toward the pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44.
  • the switching valve 102 is, for example, a 5-port 2-position type valve having first to fifth ports 102a to 102e, and is switchable between a first position and a second position.
  • 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 first port 102 a of the switching valve 102 is connected to the first pressure chamber 38 by a pipe, and is connected to the upstream side of the check valve 86.
  • the second port 102b is connected to the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 by piping.
  • the third port 102c is connected to a downstream side of the check valve 86 by a pipe.
  • the fourth port 102d is connected to the exhaust port 106 via a throttle valve 88 by a pipe.
  • the fifth port 102e is connected to the high-pressure air supply source 104 by a pipe.
  • FIG. 4A when the switching valve 102 is at the first position, the first port 102a and the fifth port 102e are connected, and the second port 102b and the fourth port 102d are connected. Further, as shown in FIG. 4B, when the switching valve 102 is at the second 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 check valve 86 When the check valve 86 is at the second position of the switching valve 102, the check valve 86 allows the flow of air from the first pressure chamber 38 to the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44, and allows the second pressure chamber 40 and the The flow of air from the fourth pressure chamber 44 to the first pressure chamber 38 is blocked.
  • the throttle valve 88 is provided to limit the amount of air exhausted from the exhaust port 106, and is configured as a variable throttle valve having a variable passage area so that the exhaust flow rate can be adjusted.
  • An air tank is provided in the middle of a pipe connecting the second port 102b to the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 so that air supplied to the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 is accumulated. It may be. By providing the air tank, a sufficient amount of air can be accumulated to fill the second pressure chamber 40 during the return operation, and the return operation can be reliably performed. In this case, the capacity of the air tank may be set to, for example, about half of the maximum capacity of the first pressure chamber 38. When the volume of the pipe can be sufficiently secured, the air tank is not required.
  • the fluid pressure cylinder 10 and the drive device 120 are configured as described above, and the operation and operation will be described below.
  • the operation process of the hydraulic cylinder 10 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 third port 102c, and high-pressure air does not flow to the check valve 86 side.
  • the operating section exhaust port 29 and the booster section exhaust port 30 are connected to the second port 102b of the switching valve 102, and are connected to the exhaust port 106 via the throttle valve 88.
  • the vent 32 is open to the atmosphere.
  • the high-pressure air (arrow B) supplied to the head-side port 28 flows into the first pressure chamber 38 of the working cylinder chamber 14b.
  • the second pressure chamber 40 adjacent to the working piston 20 is in communication with the third pressure chamber 42 via a communication part 70d. Further, the second pressure chamber 40 communicates with the exhaust port 106 through the operating section exhaust port 29 and the pipe. That is, the second pressure chamber 40 is maintained at the atmospheric pressure. Therefore, 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 20, and the working piston 20 is pushed toward the stroke end. It is.
  • the piston rod 18 is displaced integrally with the working piston 20 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 first booster piston 22 communicates with the exhaust port 106 (see FIG. 4A) via the second pressure chamber 40, and the fourth pressure chamber 44 communicates with the exhaust port 106 via a pipe. I do. That is, since both the third pressure chamber 42 and the fourth pressure chamber 44 communicate with the exhaust port 106, no pressure difference occurs on both sides of the first booster piston 22.
  • the fifth pressure chamber 46 communicates with the exhaust port 106 via the third pressure chamber 42, and the sixth pressure chamber 48 is open to the atmosphere via the vent hole 32, so that both sides of the second booster piston 24 No pressure difference occurs. Accordingly, the first booster piston 22 and the second booster piston 24 are urged by the position holding means 66 and are held at the head-side end of the booster cylinder chamber 16b.
  • the boosting step is started when the packing 54 of the working piston 20 moves to the end side from the opening 34a of the first communication passage 34.
  • the packing 54 of the working piston 20 moves to the end side of the opening 34 a through the opening 34 a of the first communication passage 34.
  • the sealing portion 58 of the working piston 20 is inserted into the communication portion 70d, and the communication portion 70d is sealed.
  • 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 first communication passage 34.
  • the high-pressure air in the first pressure chamber 38 flows into the third pressure chamber 42 via the first communication passage 34, and the pressure in the third pressure chamber 42 increases. Then, due to the pressure difference between the third pressure chamber 42 and the fourth pressure chamber 44, the lock piston 36 of the lock mechanism 35 is pushed out toward the piston rod 18, and the tip of the lock piston 36 is connected to the piston rod 18. It engages with the groove 18a. Thus, the first booster piston 22 is connected to the piston rod 18.
  • the high-pressure air flowing into the third pressure chamber 42 generates a thrust toward the end side of the first booster piston 22.
  • the high-pressure air in the third pressure chamber 42 flows into the fifth pressure chamber 46 via the second communication passage 34A, and the internal pressure of the fifth pressure chamber 46 also increases.
  • the second booster piston 24 also generates a thrust toward the end. Since the diameters of the first booster piston 22 and the second booster piston 24 are larger than the diameter of the working piston 20, the first booster piston 22 and the second booster piston 24 generate a greater thrust than the working piston 20 alone. Since the thrust of the first booster piston 22 and the second booster piston 24 is added to the thrust of the working piston 20, the thrust of the piston rod 18 increases in the latter half of the stroke.
  • the boosting step is performed until the working piston 20, the first booster piston 22, and the second booster piston 24 reach the stroke end. Since the stroke length (also referred to as a stroke range) of the boosting step is shorter than the stroke range of the operation step, the capacity of the high-pressure air required to drive the first booster piston 22 and the second booster piston 24 in the boosting step is as follows.
  • the amount of air supplied to the first pressure chamber 38 in the operation process may be smaller. Further, by making the diameter of the working cylinder chamber 14b smaller than the diameters of the first and second booster cylinder chambers 70b and 80b, the amount of high-pressure air used can be further reduced.
  • the switching valve 102 of the driving device 120 is set to the second position.
  • the first pressure chamber 38 is connected to a throttle valve 88 via a first port 102 a and a fourth port 102 d of the switching valve 102, and high-pressure air in the first pressure chamber 38 is exhausted from an exhaust port 106 via the throttle valve 88. Is done. A part of the high-pressure air in the first pressure chamber 38 is supplied to the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 via the check valve 86.
  • the high-pressure air flowing into the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 is supplied from a part of the high-pressure air discharged from the head-side port 28. Therefore, it is not necessary to supply high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 in the return step.
  • the fluid pressure cylinder 10 according to the present embodiment has the following effects.
  • the lock mechanism 35 is formed so as to penetrate in the radial direction of the first booster piston 22.
  • the lock piston 36 of the lock mechanism 35 protrudes inward of the first booster piston 22 due to the difference between the pressure of the third pressure chamber 42 and the pressure of the fourth pressure chamber 44. It is configured to engage with the connection groove 18a of the rod 18.
  • the first booster piston 22 and the piston rod 18 can be connected with a simple device configuration.
  • the first booster piston 22 has a connection shaft 68 extending to the axial end side, and the second booster piston 24 is connected to the first booster piston 22 via the connection shaft 68. I have.
  • the first booster piston 22 and the second booster piston 24 operate integrally, so that it is sufficient to provide the lock mechanism 35 only on the first booster piston 22, and the device configuration is simplified.
  • the first communication passage 34 communicates the first pressure chamber 38 and the third pressure chamber 42 when the working piston 20 moves to the end side from the predetermined position, and the third communication chamber 42 It is configured to introduce high-pressure air into the air. This makes it possible to operate the lock mechanism 35 to connect the first booster piston 22 to the piston rod 18 with a simple device configuration.
  • the first booster piston 22 generates a thrust by the pressure of air introduced into the third pressure chamber 42 via the first communication passage 34.
  • the second booster piston 24 generates a thrust by the pressure of the air introduced into the fifth pressure chamber 46 via the second communication passage 34A.
  • the through-hole 63 may be provided with an urging member 36g for urging the lock piston 36 radially outward. Thereby, in the return step, the retracting operation of the lock piston 36 can be reliably performed.
  • the cylinder body 12 may have the operating section exhaust port 29 communicating with the second pressure chamber 40.
  • the air inside the second pressure chamber 40 can be exhausted.
  • the second booster cylinder chamber 80b is provided with position holding means 66 for biasing the second booster piston 24 toward the head.
  • the outer diameter of the first booster piston 22 and the second booster piston 24 is larger than the outer diameter of the working piston 20, and the length of the stroke range of the first booster piston 22 and the second booster piston 24. May be shorter than the length of the stroke range of the working piston 20.
  • the thrust can be increased only in the latter half of the stroke, and the consumption of high-pressure air can be suppressed.
  • the sliding start pressure in the axial direction of the first booster piston 22 and the second booster piston 24 is larger than the sliding start pressure of the working piston 20 in the axial direction.
  • a connecting portion 70d formed to have a diameter larger than the piston rod 18 and communicating the second pressure chamber 40 of the working cylinder chamber 14b and the third pressure chamber 42 of the first booster cylinder chamber 70b;
  • a sealing portion 58 provided on the head side of the rod 18 and inserted into the communication portion 70d near the stroke end of the piston rod 18 to prevent communication between the second pressure chamber 40 and the third pressure chamber 42; You may have.
  • the first booster piston 22 and the second booster piston 24 can be reliably operated by introducing high-pressure air into the third pressure chamber 42 and the fifth pressure chamber 46.
  • the fluid pressure cylinder 10 further includes a driving device 120 having a switching valve 102, a high-pressure air supply source 104, a check valve 86, and an exhaust port 106.
  • the first pressure chamber 38 communicates with the high-pressure air supply source 104
  • the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 communicate with the exhaust port 106.
  • the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 may be connected to the first pressure chamber 38 via the check valve 86 while communicating with the exhaust port 106.
  • a part of the high-pressure air stored in the first pressure chamber 38 can be supplied to the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44.
  • the supply of the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is not required in the return step, so that the consumption of the high-pressure air can be suppressed.
  • a throttle valve 88 may be provided between the first pressure chamber 38 and the exhaust port 106 and downstream of the check valve 86.
  • the hydraulic cylinder 10 As shown in FIG. 8A, the hydraulic cylinder 10 according to the present embodiment is driven by a driving device 130.
  • the drive device 130 is configured to supply a small amount of high-pressure air to the hydraulic cylinder 10 in a return process in order to ensure the return operation of the hydraulic cylinder 10.
  • the same components as those of the fluid pressure cylinder 10 and its driving device 120 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the drive device 130 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 a second check valve 112.
  • the driving device 130 is configured to supply high-pressure air to the first pressure chamber 38 of the operation cylinder chamber 14b in an operation process.
  • the driving device 130 supplies a part of the high-pressure air accumulated in the first pressure chamber 38 to 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. 8A) and a second position (see FIG. 8B). It is possible. As shown in FIGS. 8A and 8B, the first port 102a is connected to the first pressure chamber 38 by a pipe. The second port 102b is connected to the fourth pressure chamber 44 and the downstream side of the second check valve 112 by piping. 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. 8B.
  • 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 second throttle valve 87 and the check valve 87a are connected between the fourth pressure chamber 44 and the second port 102b to ensure the operation of the lock mechanism 35.
  • the second throttle valve 87 causes a part of the high-pressure air to remain in the fourth pressure chamber 44, so that the first booster piston 22 and the second booster are used until the locking of the lock mechanism 35 is completed in the boosting process.
  • the piston 24 is prevented from moving in the axial direction.
  • the check valve 87a is connected in parallel with the second throttle valve 87, and allows the high-pressure air flowing from the switching valve 102 to the fourth pressure chamber 44 to quickly pass.
  • the sixth pressure chamber 48 is open to the atmosphere via the vent 32. 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 10 and the driving device 130 of the present embodiment are configured as described above, and the operation and operation will be described below.
  • the operation step and the boosting step of the hydraulic cylinder 10 are performed with the switching valve 102 of the driving device 130 as the first position.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the first pressure chamber 38 via the first port 102a of the switching valve 102.
  • the air inside the second pressure chamber 40 is exhausted from the exhaust port 106 via the second check valve 112, the second port 102b and the third port 102c of the switching valve 102.
  • the air inside the fourth pressure chamber 44 is exhausted from the exhaust port 106 via the second port 102b and the third port 102c.
  • the return process of the fluid pressure cylinder 10 is performed by setting the switching valve 102 of the driving device 130 to 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.
  • the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is blocked by the second 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 exhaust of the first pressure chamber 38 proceeds, and the working piston 20 moves in the return direction under the action of the air pressure flowing into the second pressure chamber 40. Further, the first booster piston 22 and the second booster piston 24 move toward the head due to the internal pressure of the fourth pressure chamber 44 and the urging force of the position holding means 66. Through the above operation, the working piston 20, the first booster piston 22, and the second booster piston 24 return to the starting position of the stroke, and the return process is completed.
  • the air flowing into the second pressure chamber 40 is supplied from the first pressure chamber 38, so that the supply of high-pressure air is not required when the working piston 20 returns. Further, the first booster piston 22 and the second booster piston 24 return by high-pressure air from the high-pressure air supply source 104. However, since the volume of the fourth pressure chamber 44 is smaller than the volume of the second pressure chamber 40, a small amount of high-pressure air is required for returning the first booster piston 22 and the second booster piston 24.
  • the fluid pressure cylinder 10 according to the present embodiment has the following effects.
  • the fluid pressure cylinder 10 may include a driving device 130 having a switching valve 102, a high-pressure air supply source 104, a check valve 86, a second check valve 112, and an exhaust port 106.
  • the driving device 130 communicates the first pressure chamber 38 with the high-pressure air supply source 104 and communicates the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 with the exhaust port 106 at the first position of the switching valve 102. May be.
  • the first pressure chamber 38 is communicated with the exhaust port 106
  • the second pressure chamber 40 is communicated with the first pressure chamber 38 via the check valve 86.
  • the pressure chamber 44 may communicate with the high-pressure air supply source 104.
  • the driving device 130 since the high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 can be supplied to the fourth pressure chamber 44 in the return step, the piston rod 18 and the first booster piston 22 by the lock mechanism 35 And the returning operation of the first booster piston 22 can be reliably performed. As a result, the return operation can be stabilized.
  • the fluid pressure cylinder 10A includes a position holding unit 66A that urges the first booster piston 22 toward the head.
  • the configuration other than the position holding means 66A is the same as that of the fluid pressure cylinder 10 shown in FIG.
  • the position holding means 66A is made of an elastic member such as a coil spring, and its urging force is higher than that of the position holding means 66 in FIG. It is preferable that the urging force of the position holding means 66A is set to a magnitude at least capable of overcoming the sliding resistance of the first booster piston 22 and displacing the first booster piston 22 toward the head.
  • the hydraulic cylinder 10A can be driven by the driving device 140.
  • This driving device 140 is different from the driving device 120 shown in FIGS. 4A and 4B in that the intensifier exhaust port 30 is open to the atmosphere and is not connected to the second port 102b of the switching valve 102.
  • the other points of the driving device 140 are the same as those of the driving device 120.
  • the fluid pressure cylinder 10A can be driven by the driving device 120 instead of the driving device 140.
  • the hydraulic cylinder 10A of the present embodiment configured as described above operates in the same manner as the hydraulic cylinder 10 up to the operation step.
  • the hydraulic cylinder 10 ⁇ / b> A can reliably connect the first booster piston 22 and the second booster piston 24 to the piston rod 18 and apply their thrust to the piston rod 18.
  • the second booster piston 24 is urged toward the head by the position holding means 66A.
  • the pressure at which the first booster piston 22 and the second booster piston 24 start sliding is equal to or higher than the sliding start pressure of the working piston 20.
  • the timing at which the first booster piston 22 and the second booster piston 24 start to be displaced can be delayed, and the first booster piston 22 and the second booster piston are connected before the lock mechanism 35 is connected to the piston rod 18.
  • the urging force of the position holding means 66A causes the first pressure boosting piston 22 and the second pressure boosting piston 24 to return. To the end on the head side. Therefore, the first booster piston 22 and the second booster piston 24 can be returned to the stroke start position without introducing exhaust air or high-pressure air from the booster section exhaust port 30.
  • the lock piston 36 returns to the initial position under the action of the urging member 36g.
  • the fluid pressure cylinder 10A of the present embodiment configured as described above has the following effects.
  • the position holding means 66A determines the internal pressures of the third pressure chamber 42 and the fifth pressure chamber 46 when the first booster piston 22 and the second booster piston 24 start to move in the axial direction, and the working piston 20.
  • the second booster piston 24 is urged toward the head with a force that makes the internal pressure of the first pressure chamber 38 equal to or more than the internal pressure of the first pressure chamber 38 when the piston starts moving in the axial direction.
  • the intensifying unit exhaust port 30 may be opened to the atmosphere, and the piping at that portion is not required.
  • the fluid pressure cylinder 10 (see FIG. 2) is driven by the driving device 150.
  • the basic configuration of the driving device 150 is the same as that of the driving device 120 shown in FIG. 4A, except that a second throttle valve 87 and a check valve 87a are provided in a pipe between the booster unit exhaust port 30 and the switching valve 102. Is different.
  • the check valve 87a can flow air only in a direction from the second port 102b of the switching valve 102 to the booster unit exhaust port 30.
  • the check valve 87a is connected in parallel with the second throttle valve 87.
  • the second throttle valve 87 is configured such that the speed of discharging air from the fourth pressure chamber 44 can be adjusted.
  • exhaust air is introduced from the first pressure chamber 38 to the fourth pressure chamber 44. That is, the exhaust air discharged from the head-side port 28 passes through the check valve 86 and the switching valve 102, and then flows into the fourth pressure chamber 44 via the check valve 87a. Then, the process moves to the next operation step.
  • the fourth pressure chamber 44 communicates with the exhaust port 106 via the second throttle valve 87 and the throttle valve 88.
  • the exhaust air stored in the fourth pressure chamber 44 is gradually discharged by the operation of the second throttle valve 87.
  • the operation of the hydraulic cylinder 10 in the operation process is basically the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. However, this embodiment is different from the first embodiment in that the exhaust air introduced into the fourth pressure chamber 44 in the return step remains due to the operation of the second throttle valve 87.
  • the process is switched to the step of increasing the force.
  • the exhaust air of the fourth pressure chamber 44 remains without being exhausted, and the pressure of the fourth pressure chamber 44 becomes higher than the atmospheric pressure (discharge pressure). Is also kept high. Therefore, at the time of switching to the boosting step, the first booster piston 22 is in a state of being urged toward the head under the action of the internal pressure of the fourth pressure chamber 44.
  • the volume of the fourth pressure chamber 44 decreases with the stroke of the first booster piston 22 toward the end side, and the air inside the fourth pressure chamber 44 escapes near the stroke end.
  • a thrust corresponding to the differential pressure between the atmospheric pressure (back pressure) of the fourth pressure chamber 44 and the internal pressure of the third pressure chamber 42 acts on the first booster piston 22, and a large force is applied. Thrust can be generated. Further, a thrust similar to that of the first booster piston 22 is generated also in the second booster piston 24.
  • the fluid pressure cylinder 10 is provided with a driving device 150 having a second throttle valve 87 between the fourth pressure chamber 44 and the exhaust port 106 to regulate the speed of discharging air from the fourth pressure chamber 44.
  • a driving device 150 having a second throttle valve 87 between the fourth pressure chamber 44 and the exhaust port 106 to regulate the speed of discharging air from the fourth pressure chamber 44.
  • the first booster piston 22 is urged toward the head by the internal pressure of the air remaining in the fourth pressure chamber 44.
  • the displacement of the first booster piston 22 can be delayed until the first booster piston 22 is connected to the piston rod 18.
  • the first booster piston 22 and the piston rod 18 can be reliably connected, and the operation reliability can be improved.
  • the fourth pressure chamber 44 that prevents the first booster piston 22 from generating a thrust. Air comes out. Therefore, at the end of the stroke of the boosting step, the thrust of the first booster piston 22 is improved as compared with the case where the first booster piston 22 and the second booster piston 24 are urged by the position holding means 66, and a larger thrust is generated. Can be done.
  • the fluid pressure cylinder 10 (see FIG. 2) is driven by the driving device 160.
  • the driving device 160 is different from the driving device 120 of FIG. 4A in that it does not have a path for introducing a part of the exhaust air exhausted from the first pressure chamber 38 to the second pressure chamber 40 during the return stroke. different.
  • the driving device 160 includes a second throttle valve 87, a switching valve 102, a high-pressure air supply source 104, and an exhaust port 106.
  • the switching valve 102 is a five-port two-position valve and includes a first port 102a to a fifth port 102e.
  • the first port 102a is connected to the first pressure chamber 38 of the hydraulic cylinder 10 by a pipe.
  • the second port 102b is connected to the second pressure chamber 40 of the fluid pressure cylinder 10 and the second throttle valve 87 by a pipe.
  • the third port 102c and the fifth port 102e are connected to the exhaust port 106 by piping.
  • the fourth port 102d is connected to a high-pressure air supply source 104 by a pipe.
  • 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. Further, the second port 102b is connected to the third port 102c. That is, the first pressure chamber 38 of the fluid pressure cylinder 10 communicates with the high-pressure air supply source 104 via the piping and the switching valve 102. Further, the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 of the fluid pressure cylinder 10 communicate with the exhaust port 106.
  • the switching valve 102 when the switching valve 102 is at the second position, the first port 102a is connected to the fifth port 102e, and the second port 102b is connected to the fourth port 102d. That is, the first pressure chamber 38 of the fluid pressure cylinder 10 communicates with the exhaust port 106 via the piping and the switching valve 102. Further, the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 of the fluid pressure cylinder 10 communicate with a high-pressure air supply source 104 via a pipe and a switching valve 102.
  • the return step is performed by setting the switching valve 102 of the driving device 160 to the second position, as shown in FIG. 13B.
  • the first pressure chamber 38 is connected to the exhaust port 106, and all the high-pressure air in the first pressure chamber 38 is exhausted from the exhaust port 106.
  • high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is supplied to the fourth pressure chamber 44 via the second throttle valve 87.
  • the lock of the piston rod 18 by the lock mechanism 35 of the first booster piston 22 is released, and the first booster piston 22 and the second booster piston 24 return to the head side.
  • high-pressure air from the high-pressure air supply source 104 is introduced into the second pressure chamber 40, and the working piston 20 is displaced toward the head side, and the working piston 20 returns to the stroke start position.
  • the second pressure chamber 40 and the fourth pressure chamber 44 are communicated with the high-pressure air supply source 104, so that the return operation can be reliably performed. Can be.
  • the fluid pressure cylinder 10B of the present embodiment shown in FIG. 14 differs from the fluid pressure cylinder 10 of FIG. 1 in that the check valve 86 and the throttle valve 88A shown in FIGS. 4A and 4B are incorporated in the cylinder body 12.
  • the fluid pressure cylinder 10B of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16B.
  • the same configuration as the fluid pressure cylinder 10 described with reference to FIGS. are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the operating section exhaust port 29A, the head side port 28A, and the exhaust introduction port 27 are arranged concentrated on the head side of the cylinder body 12.
  • the operating section exhaust port 29A communicates with the second pressure chamber 40 at the end on the end side of the operating cylinder chamber 14b via a flow path 29a1 formed inside the cylinder body 12. .
  • An exhaust introduction port 27 is provided on the head side of the operating section exhaust port 29A.
  • a check valve 86 is provided inside the exhaust introduction port 27.
  • the exhaust introduction port 27 communicates with the first pressure chamber 38 via a check valve 86.
  • the exhaust introduction port 27 is connected to a third port 102c of the switching valve 102 through a pipe.
  • the flow path 29a1 between the operating section exhaust port 29A and the exhaust introducing port 27 is sealed by a steel ball, and the operating section exhaust port 29A and the exhaust introducing port 27 are isolated.
  • the head side port 28A communicates with the first pressure chamber 38 via a throttle valve 88A as shown in FIG. 15B. That is, high pressure air is supplied to the first pressure chamber 38 via the throttle valve 88A.
  • a check valve (not shown) that allows high-pressure air to flow from the head-side port 28A toward the first pressure chamber 38 is built in the throttle valve 88A in parallel. Since the supply can be performed, the delivery speed of the piston rod 18 does not decrease.
  • the fluid pressure cylinder 10B of the present embodiment is driven by a driving device 120A shown in FIGS. 16A and 16B.
  • the driving device 120A has a switching valve 102, a high-pressure air supply source 104, and an exhaust port 106.
  • the head side port 28A is connected to the first port 102a of the switching valve 102 via a pipe.
  • the operating section exhaust port 29A and the booster section exhaust port 30 are connected to the second port 102b via a pipe.
  • the exhaust port 27 is connected to the third port 102c via a pipe.
  • An exhaust port 106 is connected to the fourth port 102d.
  • the high pressure air supply source 104 is connected to the fifth port 102e.
  • the first port 102a and the fifth port 102e are connected, and the high-pressure air supply source 104 and the head-side port 28A are connected. Further, the second port 102b and the fourth port 102d are connected, and the operating unit exhaust port 29A and the booster unit exhaust port 30 communicate with the exhaust port 106.
  • the first port 102a and the fourth port 102d are connected, and the head-side port 28A communicates with the exhaust port 106. Further, the second port 102b and the third port 102c are connected, and the exhaust introduction port 27 communicates with the operating section exhaust port 29A and the booster section exhaust port 30.
  • the hydraulic cylinder 10B of the present embodiment configured as described above operates in the same manner as the hydraulic cylinder 10 of the first embodiment.
  • the fluid pressure cylinder 10B of the present embodiment has a head-side port 28A, an operating portion exhaust port 29A, and an exhaust introduction port 27 concentrated on the head side of the cylinder body 12, thereby providing piping for installation of the fluid pressure cylinder 10B. Connection work becomes easy.
  • the throttle valve 88A and the check valve 86 are built in the cylinder body 12, so that the configuration of the driving device 120A can be simplified.
  • the present invention is not limited to this.
  • Some or all of the members constituting the driving devices 120, 120A, 130, 140, 150, and 160 may be built in the cylinder body 12.

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Abstract

作動ピストン（２０）及びピストンロッド（１８）のストロークの後半に、第１増力ピストン（２２）及び第２増力ピストン（２４）をピストンロッド（１８）に連結させて推力を増加させる流体圧シリンダ（１０）において、第１増力ピストン（２２）に径方向に貫通する貫通孔（６３）を設け、その貫通孔（６３）に第３圧力室（４２）の内圧の増加によってピストンロッド（１８）側に突出してピストンロッド（１８）の連結溝（１８ａ）に係合するロックピストン（３６）を設け、第１増力ピストン（２２）の作動と同時にロックピストン（３６）をピストンロッド（１８）に連結させる。

Description

流体圧シリンダ
　本発明は、流体圧シリンダに関する。
　クランプ装置やロック装置等の作業機械において、通常、作業工程の前半にあまり大きな駆動力を必要とせず、作業工程の後半に大きな駆動力を必要とする場合がある。このため、これらの作業機械に使用される流体圧シリンダとして、増力機構によりピストンロッドの前進ストローク後半の推力を増大させるようにした増力機構付きの流体圧シリンダが提案されている。
　例えば、特開２０１８－１７２６９号公報の流体圧シリンダでは、増力機構として、増力用ピストンを設け、ストロークの途中で、ピストンロッドに増力用ピストンをロックさせることで推力を増加させている。
　しかし、上記の流体圧シリンダにおいて、前進ストローク後半において更なる推力の向上が求められる場合がある。
　そこで、本発明は、構造を複雑化させることなく、ストローク後半でより大きな推力を発生できる流体圧シリンダを提供することを目的とする。
　本発明の一観点は、ヘッド側から順に作動シリンダ室と第１増力シリンダ室と第２増力シリンダ室とが設けられたシリンダボディと、前記作動シリンダ室に軸方向に摺動自在に配設され、前記作動シリンダ室をヘッド側の第１圧力室とエンド側の第２圧力室とに仕切る作動ピストンと、前記第１増力シリンダ室に軸方向に摺動自在に配設され、前記第１増力シリンダ室をヘッド側の第３圧力室と、エンド側の第４圧力室とに仕切る第１増力ピストンと、前記第２増力シリンダ室に軸方向に摺動自在に配設され、前記第２増力シリンダ室をヘッド側の第５圧力室と、エンド側の第６圧力室とに仕切る第２増力ピストンと、前記作動ピストンと連結されるとともに、前記第１増力ピストンと連結するための連結溝が形成され、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンを貫通してエンド側に延在するピストンロッドと、前記ピストンロッドのストロークの途中で前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンを前記ピストンロッドに連結させるロック機構部と、を備え、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンが前記ピストンロッドに連結された後、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンが前記第１圧力室から導入された高圧エアの作用下に前記ピストンロッドをエンド側に変位させる、流体圧シリンダにある。
　上記観点の流体圧シリンダによれば、ピストンロッドのストローク途中で、第１増力ピストン及び第２増力ピストンをピストンロッドに連結させる。そして、高圧エアの作用下に、作動ピストンの推力に加えて、第１増力ピストン及び第２増力ピストンの推力をピストンロッドに作用させて、ピストンロッドをエンド側に変位させる。これにより、前進ストローク後半でピストンロッドにより大きな推力を発生させることができる。
本発明の第１実施形態に係る流体圧シリンダの右側面図である。 図１の流体圧シリンダの断面図である。 図２のロック機構部付近の拡大断面図である。 図４Ａは、第１実施形態に係る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し、図４Ｂは図４Ａ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１の流体圧シリンダのロックピストンの増力工程の動作を示す断面図である。 図１の流体圧シリンダの復帰工程の動作を示す断面図である。 図１の流体圧シリンダの復帰工程で作動ピストンがストローク始端位置に復帰した状態を示す断面図である。 図８Ａは、第２実施形態に係る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し、図８Ｂは図８Ａ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８Ａの駆動装置で駆動される流体圧シリンダの復帰工程の動作を示す断面図である。 第３実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。 図１１Ａは、図１０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し、図１１Ｂは図１１Ａ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１２Ａは、第４実施形態に係る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し、図１２Ｂは図１２Ａ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１３Ａは、第５実施形態に係る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し、図１３Ｂは図１３Ａ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。 第６実施形態に係る流体圧シリンダの平面図である。 図１５Ａは、図１４のＸＶＡ－ＸＶＡ線に沿った断面図であり、図１５Ｂは図１４のＸＶＢ－ＸＶＢ線に沿った断面図である。 図１６Ａは、図１４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し、図１６Ｂは図１６Ａ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。
　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）
　本実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、図１に示すように、軸方向に長く伸びたシリンダボディ１２を備えている。シリンダボディ１２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、例えば、角型のものとすることができる。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とを備える。エンド側本体部１６は、ヘッド側から順に第１増力部７０と、隔壁９０と、第２増力部８０とを有している。隔壁９０は、第１増力部７０及び第２増力部８０との間に配置されている。ヘッド側本体部１４とエンド側本体部１６とは、複数の連結ロッド又はボルトにより軸方向に締結されている。
　図２に示すように、ヘッド側本体部１４の内部には、断面が円形の作動シリンダ室１４ｂが形成されている。第１増力部７０の内部には、断面が円形の第１増力シリンダ室７０ｂが形成されている。また、第２増力部８０の内部には、断面が円形の第２増力シリンダ室８０ｂが形成されている。
　ヘッド側本体部１４のヘッド側の端部付近には、ヘッド側ポート２８が形成され、ヘッド側本体部１４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１６の第１増力部７０のエンド側の端部付近には、増力部排気ポート３０が設けられ、第２増力部８０のエンド側の端部付近には、通気孔３２が設けられている。
　流体圧シリンダ１０は、作動工程において、ヘッド側ポート２８から高圧エア（作動流体）を供給し、作動部排気ポート２９、増力部排気ポート３０及び通気孔３２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１８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１４は、大きなストローク変位を生み出し、エンド側本体部１６は前進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１０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１２のヘッド側本体部１４は、作動シリンダ室１４ｂと、ヘッド側ポート２８と、ヘッドカバー１４ｃと、第１連通路３４の一部を構成する流路３４ｂ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。作動シリンダ室１４ｂの一端には、ヘッドカバー１４ｃが装着されている。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２８が側壁１４ａを貫通するように形成され、作動シリンダ室１４ｂと連通している。ヘッド側ポート２８は、後述する作動ピストン２０がヘッド側の始端位置に移動した場合であっても、作動ピストン２０のヘッド側の第１圧力室３８に連通可能な位置に形成されている。
　流路３４ｂは、ヘッド側本体部１４のエンド側の側壁１４ａの内部に軸方向に延びて形成されている。流路３４ｂは、ヘッド側本体部１４のエンド側端部から所定の長さだけ軸方向に延び、内方に略直角に屈曲して開口部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２０がエンド側に移動した際に、作動ピストン２０のヘッド側の第１圧力室３８と連通可能に構成されている。
　作動部排気ポート２９は、ヘッド側本体部１４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。ここでは、図１に示すように、作動部排気ポート２９はヘッド側本体部１４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２０がエンド側の終端位置に移動した場合であっても、作動ピストン２０のエンド側の第２圧力室４０と連通可能な位置に形成されている。
　作動シリンダ室１４ｂの内部には、作動ピストン２０と、作動ピストン２０に連結されたピストンロッド１８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、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。
　作動ピストン２０は、ピストンロッド１８から径方向外方に突出した円形のピストン本体５０と、ピストン本体５０の外周部に装着されたウエアリング５２と、ピストン本体５０の外周部に装着されたマグネット５６と、ピストン本体５０の外周部に装着された円形リング状のパッキン５４と、ピストン本体５０のエンド側に延在する封止部５８とを有する。
　ピストン本体５０の外周面には、ウエアリング配置溝５２ａと、パッキン装着溝５４ａと、マグネット配置溝５６ａとが設けられている。ウエアリング配置溝５２ａは、ピストン本体５０の基端付近に設けられている。パッキン装着溝５４ａは、ウエアリング配置溝５２ａのエンド側に隣接して配置され、マグネット配置溝５６ａは、パッキン装着溝５４ａのさらにエンド側に配置されている。ウエアリング配置溝５２ａ、パッキン装着溝５４ａ及びマグネット配置溝５６ａは、いずれも周方向の全周に亘って延在する円形リング状に形成されている。
　ピストン本体５０のエンド側には、ピストンロッド１８の周囲に形成された円筒状の封止部５８が形成されている。封止部５８は、後述する、連絡部７０ｄの内径と略同じ外径に形成されており、連絡部７０ｄ内に挿脱自在に形成されている。封止部５８は、連絡部７０ｄに挿入されると、連絡部７０ｄを封止する。
　ピストン本体５０は、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属材料や、硬質樹脂等により形成されてなる。パッキン５４は、ゴム材やエラストマー材等の弾性材料からなるリング状のシール部材（例えば、Ｏリング）である。パッキン５４は、作動シリンダ室１４ｂの内周面に摺動可能に接触している。パッキン５４により、作動ピストン２０と作動シリンダ室１４ｂの内周面との間がシールされ、作動シリンダ室１４ｂの第１圧力室３８と第２圧力室４０が気密に仕切られる。
　ウエアリング５２は、例えば、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）のような低摩擦性と耐摩耗性を備えた合成樹脂材料や、金属材料（例えば、軸受鋼）等よりなる。マグネット５６は、例えば、リング状に形成されたフェライト磁石又は希土類磁石等よりなる。マグネット５６は、周方向に分割されたものを用いてもよい。
　ピストンロッド１８は、ヘッド側に設けられた連結部１８ｃにおいて、作動ピストン２０と連結されている。ピストンロッド１８は、エンド側本体部１６及び第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４を貫通してエンド側に延在している。ピストンロッド１８の外周部には、第１増力ピストン２２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、作動ピストン２０のエンド側に形成されており、連結溝１８ａは、ピストンロッド１８の周方向の全域に亘って環状に形成されている。ピストンロッド１８の連結溝１８ａのヘッド側には、第１増力ピストン２２の挿通孔６０ａと密着して挿通孔６０ａを封止するパッキン１８ｄが設けられている。
　ヘッド側本体部１４のエンド側の端部は、平坦な端面１４ｄとなっており、その端面１４ｄには、作動シリンダ室１４ｂ及び流路３４ｂが開口している。端面１４ｄは、エンド側本体部１６の第１増力部７０の端面７０ｋに当接している。ヘッド側本体部１４の端面１４ｄと第１増力部７０の端面７０ｋとの間には、円形リング状のパッキン７０ｈが配設されている。パッキン７０ｈはヘッド側本体部１４と第１増力部７０との接続部を気密に封じる。
　一方、第１増力部７０は、第１増力ピストン２２と、増力部排気ポート３０と、ロック機構部３５と、第１連通路３４の一部を構成する流路３４ｃと、第１増力シリンダ室７０ｂと、を備える。
　第１増力シリンダ室７０ｂは、断面円形の中空部であり、エンド側本体部１６を軸方向に貫通して形成されている。第１増力シリンダ室７０ｂのエンド側の端部は隔壁９０により封じられている。第１増力シリンダ室７０ｂは、ヘッド側から順に、連絡部７０ｄ、ピストン収容部７０ｅ、ピストン摺動部７０ｆを有している。連絡部７０ｄは、ピストンロッド１８よりも大きな内径に形成されており、ピストンロッド１８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。すなわち、第３圧力室４２と第２圧力室４０とが連絡部７０ｄを介して連通可能となっている。
　連絡部７０ｄの内周面には、周方向の全域に亘って形成されたパッキン装着溝７０ｊ１が設けられており、そのパッキン装着溝７０ｊ１には、円形リング状のパッキン７０ｊが装着されている。パッキン７０ｊは、作動ピストン２０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、第１増力シリンダ室７０ｂとを気密に封止する。
　ピストン収容部７０ｅは、後述する第１増力ピストン２２の小径部６０ｂの径よりも僅かに大きな内径を有しており、小径部６０ｂを収容可能に構成されている。ピストン摺動部７０ｆは、第１増力ピストン２２の摺動部６０ｃと略同じ内径に形成された空洞部であり、摺動部６０ｃが軸方向に摺動可能に平滑な内周面を有している。
　第１増力ピストン２２は、円筒状の第１ピストン本体部６０を有している。第１ピストン本体部６０の中心部からは、連結軸部６８が軸方向エンド側に延び出ている。連結軸部６８のエンド側の端部付近は、後述する第２増力ピストン２４に連結されている。また、第１ピストン本体部６０の中心軸付近には円形の空洞部よりなる挿通孔６０ａが形成されている。挿通孔６０ａは、連結軸部６８の中心部を貫通して軸方向に延在している。挿通孔６０ａは、ピストンロッド１８よりも僅かに大きい内径を有しており、ピストンロッド１８を軸方向に挿通可能に構成されている。また、挿通孔６０ａの内周面には、パッキン装着溝６８ｃ１が形成されており、そのパッキン装着溝６８ｃ１に、ピストンロッド１８に沿ったエアの漏えいを防ぐためのパッキン６８ｃが装着されている。
　摺動部６０ｃの外周部には、ウエアリング配置溝６２ａ及びパッキン装着溝６４ａが形成され、それぞれにウエアリング６２及びパッキン６４が装着されている。ウエアリング配置溝６２ａは、摺動部６０ｃのヘッド側に設けられ、パッキン装着溝６４ａは、ウエアリング配置溝６２ａのエンド側に隣接して配置されている。
　パッキン６４は、第１増力シリンダ室７０ｂのピストン摺動部７０ｆの内周面に摺動可能に接触している。パッキン６４により、第１増力ピストン２２と第１増力シリンダ室７０ｂの内周面との間がシールされ、第１増力シリンダ室７０ｂが第３圧力室４２と第４圧力室４４とに気密に仕切られる。
　小径部６０ｂは、摺動部６０ｃよりも小さな外径を有する円筒状に形成されており、第１増力シリンダ室７０ｂのピストン収容部７０ｅに収容されている。小径部６０ｂには、ピストンロッド１８の連結溝１８ａ（図２参照）に係合して第１増力ピストン２２をピストンロッド１８に連結させるロック機構部３５が設けられている。
　図３に示すように、ロック機構部３５は、径方向に貫通する貫通孔６３を有している。貫通孔６３は、径方向外側に形成されたピストン摺動部６３ａと、径方向内側に形成されたロックピン挿通部６３ｂとよりなる。ピストン摺動部６３ａは、第１増力ピストン２２の外周部で開口している。第１増力ピストン２２の外周部には、ピストン摺動部６３ａと連通し、軸方向に延在する連通溝６３ｈが形成されている。連通溝６３ｈを介してピストン摺動部６３ａと第３圧力室４２とが連通している。
　また、ピストン摺動部６３ａの内周側の端部付近には、通気路６１の開口部６１ａが形成されている。通気路６１は、第１ピストン本体部６０を軸方向に延在しており、開口部６１ｂにおいて第４圧力室４４と連通している。すなわち、ピストン摺動部６３ａの下端側は、通気路６１を介して第４圧力室４４と連通している。ピストン摺動部６３ａの内側の端部（図の下端部）には、ロックピン挿通部６３ｂが形成されている。ロックピン挿通部６３ｂは、ピストン摺動部６３ａよりも小さな内径に形成された円形の空洞部であり、ピストン摺動部６３ａの内周側の端は挿通孔６０ａに開口している。
　貫通孔６３には、ロックピストン３６が配設されている。ロックピストン３６は、ピストン摺動部６３ａの内径と略同じ外径を有する受圧部３６ａと、受圧部３６ａよりも小さな外径であって、ロックピン挿通部６３ｂと略同じ内径に形成されたロックピン３６ｂとを有している。受圧部３６ａは、ピストン摺動部６３ａ内を、その延在方向に摺動可能に配置されている。受圧部３６ａは、外周部にパッキン３６ｅが装着されており、ピストン摺動部６３ａを第３圧力室４２に連通する第１領域６３ｃと第４圧力室４４に連通する第２領域６３ｄとに仕切る。受圧部３６ａが第３圧力室４２の圧を受けることで、ロックピストン３６を径方向内方に変位させる推力を発生させる。
　ロックピン３６ｂは、受圧部３６ａから内方に向けて長く伸び出ており、その外径はロックピン挿通部６３ｂの内径と略同じとなっている。ロックピン３６ｂは、ロックピン挿通部６３ｂに挿通可能に挿入されている。ロックピン挿通部６３ｂの内周部には、パッキン６３ｇが装着されている。パッキン６３ｇは、ロックピン３６ｂに密着することでロックピン３６ｂに沿ったエアの漏えいを防ぐ。ロックピン３６ｂは、ピストンロッド１８の連結溝１８ａに係合可能とするべく、連結溝１８ａの軸方向の幅と略同じ又はこれよりも小さな外径に形成されている。
　ロックピストン３６の外側には、ストッパ３７が装着されている。ストッパ３７は、円環状に形成されるとともに周方向の一部が切り欠かれた弾性材料よりなるクリップ状の部材である。ストッパ３７は、ピストン摺動部６３ａの内周面に形成されたストッパ装着溝３７ａに係合して、ロックピストン３６の径方向外方への移動を規制する。また、ロックピストン３６の受圧部３６ａと、ピストン摺動部６３ａとの隙間には、ロックピストン３６を径方向外方に付勢する付勢部材３６ｇが設けられている。
　流路３４ｃは第１増力部７０を軸方向に延在しており、流路３４ｃのエンド側の端は第３圧力室４２に連通する。また、流路３４ｃのヘッド側の端は、ヘッド側本体部１４の流路３４ｂに連通している。流路３４ｃ及び流路３４ｂにより第１連通路３４が構成される。
　隔壁９０は、第１増力部７０のエンド側に隣接して配設されている。隔壁９０は、ヘッド側の一部が第１増力シリンダ室７０ｂに挿入されて第１増力部７０と連結され、エンド側の一部が第２増力シリンダ室８０ｂに挿入されて第２増力部８０と連結されている。隔壁９０と第１増力部７０との連結部分の外周側には、パッキン９２ｂが装着されており、パッキン９２ｂにより、第１増力シリンダ室７０ｂが気密に封止されている。また、隔壁９０と第２増力部８０との連結部分の外周側には、パッキン９２ａが装着されており、パッキン９２ａにより第２増力シリンダ室８０ｂが気密に封止されている。
　隔壁９０の径方向の中心部には、第１増力ピストン２２から延びる連結軸部６８を軸方向に摺動自在に挿通させる挿通孔９０ａが形成されている。挿通孔９０ａの内周面には、円環状のパッキン装着溝９０ｂ１が形成されており、そのパッキン装着溝９０ｂ１にパッキン９０ｂが装着されている。パッキン９０ｂは、連結軸部６８の外周面に密着して連結軸部６８に沿ったエアの漏えいを防ぐように構成されている。
　第２増力部８０は、隔壁９０のエンド側に隣接して配設されている。第２増力部８０は、側壁８０ａと、第２増力シリンダ室８０ｂと、ロッドカバー８２と、第２増力ピストン２４とを有している。第２増力シリンダ室８０ｂは、側壁８０ａの内側に形成された円形の空洞部であり、軸方向に延在している。第２増力シリンダ室８０ｂのヘッド側は、隔壁９０によって封じられている。また、第２増力シリンダ室８０ｂのエンド側には、ロッドカバー８２が装着されており、そのロッドカバー８２により第２増力シリンダ室８０ｂのエンド側の端部が封じられている。
　第２増力ピストン２４は、第２増力シリンダ室８０ｂの内部に軸方向に摺動可能に配設されている。第２増力ピストン２４は、内周側に設けられた連結孔２４ａにおいて第１増力ピストン２２の連結軸部６８に連結されている。すなわち、第２増力ピストン２４は連結軸部６８を介して第１増力ピストン２２と一体的に変位するように構成されている。
　第２増力ピストン２４の外周部には、ウエアリング配置溝７２ａとパッキン装着溝７４ａが周方向に環状に形成されている。ウエアリング配置溝７２ａには、ウエアリング７２が配置され、パッキン装着溝７４ａにはパッキン７４が装着される。パッキン７４が第２増力シリンダ室８０ｂの内周面に密着することにより、第２増力ピストン２４が、第２増力シリンダ室８０ｂをヘッド側の第５圧力室４６と、エンド側の第６圧力室４８とに気密に仕切る。
　第２増力ピストン２４のエンド側の端部には、円形リング状の装着溝６６ａが形成されている。装着溝６６ａには、第２増力ピストン２４をヘッド側に付勢する位置保持手段６６を構成する弾性部材（例えばコイルバネ）の一端が挿入される。
　第２増力シリンダ室８０ｂのエンド側には、ロッドカバー装着部８０ｃが形成されている。ロッドカバー８２は、略円柱状に形成されており、その外周部には、環状溝８３ａが形成される、その環状溝８３ａには円形リング状のパッキン８３が装着されている。パッキン８３は、ロッドカバー装着部８０ｃとの間に配置されて、第２増力シリンダ室８０ｂを気密に封止する。
　ロッドカバー８２の径方向の中心付近には、ピストンロッド１８を挿通するためのロッド孔８１が軸方向に延びて形成されている。
　係止溝８４ａは、ロッドカバー８２の抜け止め用の抜け止めクリップ８４を装着するために形成された溝であり、ロッドカバー装着部８０ｃの周方向に全域に亘って環状に形成されている。抜け止めクリップ８４は、周方向の一部が切り欠かれた環状の板部材であり、係止溝８４ａに挿入された抜け止めクリップ８４は弾性復元力により係止溝８４ａに係合する。抜け止めクリップ８４は、ロッドカバー８２のエンド側と当接してロッドカバー８２の脱落を阻止する。
　ロッドカバー８２のヘッド側には、位置保持手段６６を保持する装着溝６６ｂが形成されている。位置保持手段６６は、第２増力ピストン２４の装着溝６６ａとロッドカバー８２の装着溝６６ｂとによって保持される。位置保持手段６６は、例えばコイルバネ等の弾性部材よりなり、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４をヘッド側に付勢し、第１増力ピストン２２がピストンロッド１８にロックされるまでの間、第１増力ピストン２２がヘッド側のストローク始端位置に位置し続けるように構成されている。
　さらに、本実施形態の流体圧シリンダ１０は、第３圧力室４２と第５圧力室４６とを連通させる第２連通路３４Ａを備えている。図示のように、第２連通路３４Ａは、第１増力ピストン２２のヘッド側の端部から、軸方向エンド側に延在し、第２増力ピストン２４の連結部分の近くで第５圧力室４６に向けて開口している。なお、第２連通路３４Ａは、第１増力ピストン２２以外の部分に設けてもよく、例えば、第１増力部７０、隔壁９０及び第２増力部８０の側壁内に設けた流路で構成してもよい。
　なお、流体圧シリンダ１０において、第１増力ピストン２２の移動を防いで、ロック機構部３５によるピストンロッド１８との連結を確実なものとするべく、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の軸方向への摺動抵抗の圧力を作動ピストン２０の軸方向への摺動抵抗の圧力よりも大きくすると好適である。
　流体圧シリンダ１０は、以上のように構成され、以下その駆動装置１２０について説明する。
　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、流体圧シリンダ１０の駆動装置１２０は、チェック弁８６と、高圧エア供給源１０４と、絞り弁８８と、排気口１０６と、切換弁１０２と、所定の配管とを備えてなる。この駆動装置１２０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とともに、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及び第４圧力室４４に向けて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位置と第２位置との間で切り換え可能となっている。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。
　切換弁１０２の第１ポート１０２ａは、配管により第１圧力室３８に接続されるとともに、チェック弁８６の上流側に接続されている。第２ポート１０２ｂは、配管により第２圧力室４０及び第４圧力室４４に接続されている。第３ポート１０２ｃは、配管によりチェック弁８６の下流側に接続されている。第４ポート１０２ｄは、配管により絞り弁８８を介して排気口１０６に接続されている。第５ポート１０２ｅは、配管により高圧エア供給源１０４に接続されている。
　図４Ａ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５ポート１０２ｅ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。また、図４Ｂ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。
　チェック弁８６は、切換弁１０２の第２位置にあるときは、第１圧力室３８から第２圧力室４０及び第４圧力室４４に向かうエアの流れを許容し、第２圧力室４０及び第４圧力室４４から第１圧力室３８に向かうエアの流れを阻止する。
　絞り弁８８は、排気口１０６から排出されるエアの量を制限するために設けられており、排出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、第２ポート１０２ｂと第２圧力室４０及び第４圧力室４４をつなぐ配管の途中に、エアタンクを設けて、第２圧力室４０及び第４圧力室４４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２圧力室４０を満たすのに十分な量のエアを蓄積することができ、復帰動作を確実に行うことができる。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。なお、配管の容積が十分に確保できる場合には、エアタンクは不要である。
　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。
（作動工程）
　図４Ａに示すように、流体圧シリンダ１０の作動工程は、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３ポート１０２ｃ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。作動部排気ポート２９及び増力部排気ポート３０は、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂに接続されており、絞り弁８８を介して排気口１０６につながっている。通気孔３２は大気開放されている。
　図２に示すように、ヘッド側ポート２８に供給された高圧エア（矢印Ｂ）は、作動シリンダ室１４ｂの第１圧力室３８に流入する。作動ピストン２０に隣接する第２圧力室４０は、連絡部７０ｄを介して第３圧力室４２と連通している。また、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。すなわち、第２圧力室４０は大気圧に保たれる。したがって、作動ピストン２０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２０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１８は、作動ピストン２０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。
　第１増力ピストン２２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４Ａ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。すなわち、第３圧力室４２及び第４圧力室４４のいずれも排気口１０６に連通しているため、第１増力ピストン２２の両側には圧力差は生じない。また、第５圧力室４６は第３圧力室４２を介して排気口１０６に連通し、第６圧力室４８は通気孔３２を介して大気開放されているため、第２増力ピストン２４の両側にも圧力差は生じない。したがって、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４は位置保持手段６６によって付勢されて増力シリンダ室１６ｂのヘッド側の端部に保持される。
（増力工程）
　増力工程は、図５に示すように、作動ピストン２０のパッキン５４が第１連通路３４の開口部３４ａよりもエンド側に移動すると開始される。増力工程では、作動ピストン２０のパッキン５４が第１連通路３４の開口部３４ａを通過して開口部３４ａのエンド側に移動する。また、作動ピストン２０の封止部５８が連絡部７０ｄに挿入されて、連絡部７０ｄが封止される。その結果、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とが第１連通路３４を介して連通する。
　これにより、第１連通路３４を介して、第３圧力室４２に第１圧力室３８の高圧エアが流入し、第３圧力室４２の圧力が上昇する。そして、第３圧力室４２の圧力と、第４圧力室４４との圧力差により、ロック機構部３５のロックピストン３６がピストンロッド１８側に押し出され、ロックピストン３６の先端がピストンロッド１８の連結溝１８ａに係合する。このようにして、第１増力ピストン２２がピストンロッド１８に連結される。
　その後、第３圧力室４２に流入した高圧エアにより、第１増力ピストン２２にエンド側に向かう推力が発生する。また、第５圧力室４６には、第２連通路３４Ａを介して、第３圧力室４２の高圧エアが流入し、第５圧力室４６の内圧も上昇する。その結果、第２増力ピストン２４にもエンド側に向かう推力が発生する。第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の径は作動ピストン２０の径よりも大きいため、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４は作動ピストン２０のみよりもさらに大きな推力を発生させる。この第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の推力が作動ピストン２０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１８の推力が増大する。
　増力工程は、作動ピストン２０、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４がストロークエンドに到達するまで行われる。増力工程のストローク長（ストローク範囲ともいう）は、作動工程のストローク範囲よりも短いため、増力工程において、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４を駆動するために要する高圧エアの容量は、作動工程で第１圧力室３８に供給されるエアの量よりも少なくて済む。また、作動シリンダ室１４ｂの径を第１増力シリンダ室７０ｂ及び第２増力シリンダ室８０ｂの径よりも小さくすることで、高圧エアの使用量をさらに削減できる。
（復帰工程）
　図４Ｂに示すように、復帰工程では、駆動装置１２０の切換弁１０２を第２位置にする。第１圧力室３８は切換弁１０２の第１ポート１０２ａ及び第４ポート１０２ｄ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及び第４圧力室４４に供給される。
　その結果、図６に示すように、第１圧力室３８の高圧エアが排気されて圧力が低下する一方で、第２圧力室４０及び第４圧力室４４に第１圧力室３８から排気された高圧エアの一部が矢印Ａに示すように流れ込む。第１圧力室３８の圧力が低下すると、作動ピストン２０にヘッド側に向かう復帰方向への推力が作用し、作動ピストン２０、ピストンロッド１８及び第１増力ピストン２２がヘッド側への移動を開始する。
　また、第１圧力室３８の排気が進むことで第３圧力室４２の内圧が低下する。その結果、第３圧力室４２と第４圧力室４４との圧力差が生じ、ロック機構部３５のロックピストン３６が付勢部材３６ｇの作用下に、貫通孔６３内に退避する。これにより、第１増力ピストン２２とピストンロッド１８の連結状態が解除される。第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４は、位置保持手段６６の付勢力及び第４圧力室４４に流入する排気エアの圧力によってストロークの始端位置に復帰する。
　その後、図７に示すように、作動ピストン２０の封止部５８が連絡部７０ｄのパッキン７０ｊを通過して外れることで、第３圧力室４２と第２圧力室４０とが連通する。そして、第２圧力室４０内に流入するエアによって、作動ピストン２０及びピストンロッド１８がヘッド側のストロークの始端位置に復帰する。以上により、復帰工程が終了する。
　以上の復帰工程において、第２圧力室４０及び第４圧力室４４に流入する高圧エアは、ヘッド側ポート２８から排出される高圧エアの一部から供給されるものである。したがって、復帰工程において高圧エア供給源１０４からの高圧エアの供給は不要となる。
　本実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、以下の効果を奏する。
　流体圧シリンダ１０において、ロック機構部３５は、第１増力ピストン２２の径方向に貫通して形成され、外側が第３圧力室４２に連通し内周側がピストンロッド１８を挿通させる挿通孔６０ａに開口した貫通孔６３と、貫通孔６３に挿入され貫通孔６３を外側の第１領域６３ｃと内側の第２領域６３ｄとに仕切るロックピストン３６と、第２領域６３ｄと第４圧力室４４とを連通させる通気路６１と、を有し、ロック機構部３５のロックピストン３６が、第３圧力室４２と第４圧力室４４の圧力との差により第１増力ピストン２２の内方に突出してピストンロッド１８の連結溝１８ａに係合するように構成されている。これにより、簡素な装置構成で、第１増力ピストン２２とピストンロッド１８とを連結させることができる。
　流体圧シリンダ１０において、第１増力ピストン２２は軸方向エンド側に延在した連結軸部６８を有し、第２増力ピストン２４は連結軸部６８を介して第１増力ピストン２２と連結されている。これにより、第１増力ピストン２２と第２増力ピストン２４とが一体的に動作するため、第１増力ピストン２２にのみロック機構部３５を設ければよくなり、装置構成が簡略化される。
　流体圧シリンダ１０において、第１連通路３４は、作動ピストン２０が所定位置よりもエンド側に移動した際に、第１圧力室３８と第３圧力室４２とを連通させて第３圧力室４２に高圧エアを導入するように構成されている。これにより、簡単な装置構成で、ロック機構部３５を作動させて第１増力ピストン２２をピストンロッド１８に連結させることが可能となる。
　流体圧シリンダ１０において、第１増力ピストン２２は、第１連通路３４を介して第３圧力室４２に導入されるエアの圧力により推力を生じる。また、第２増力ピストン２４は、第２連通路３４Ａを介して第５圧力室４６に導入されるエアの圧力により推力を生じる。その結果、第１増力ピストン２２とピストンロッド１８との連結と同時に、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４で発生する推力をピストンロッド１８に追加することができる。
　流体圧シリンダ１０において、貫通孔６３にはロックピストン３６を径方向外方に付勢する付勢部材３６ｇが設けられていてもよい。これにより、復帰工程において、ロックピストン３６の退避動作を確実に行うことができる。
　流体圧シリンダ１０において、シリンダボディ１２は、第２圧力室４０に連通する作動部排気ポート２９を有していてもよい。これにより、作動工程において、第２圧力室４０の内部のエアの排気を行うことができる。
　流体圧シリンダ１０において、第２増力シリンダ室８０ｂには、第２増力ピストン２４をヘッド側に付勢する位置保持手段６６が設けられている。これにより、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４を所定位置に保持することができ、ピストンロッド１８との連結動作を確実に行うことができる。
　流体圧シリンダ１０において、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の外径は作動ピストン２０の外径よりも大きく、かつ、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４のストローク範囲の長さは、作動ピストン２０のストローク範囲の長さよりも短くしてもよい。これにより、ストローク後半のみ推力を増加でき、高圧エアの消費量を抑制できる。
　流体圧シリンダ１０において、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の軸方向への摺動開始圧力が作動ピストン２０の軸方向への摺動開始圧力よりも大きい。これにより、第３圧力室４２に高圧エアが導入された際に、ロック機構部３５が作動して第１増力ピストン２２がピストンロッド１８に連結されるまで、第１増力ピストン２２の移動を遅らせることができる。その結果、流体圧シリンダ１０の動作の信頼性を高めることができる。
　流体圧シリンダ１０において、ピストンロッド１８よりも大きな径に形成され、作動シリンダ室１４ｂの第２圧力室４０と第１増力シリンダ室７０ｂの第３圧力室４２とを連通させる連絡部７０ｄと、ピストンロッド１８のヘッド側に設けられ、ピストンロッド１８のストロークエンド付近で連絡部７０ｄに挿入されることで第２圧力室４０と第３圧力室４２との連通を阻止する封止部５８と、を有していてもよい。これにより、増力工程においては、第３圧力室４２及び第５圧力室４６に高圧エアを導入させて第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４を確実に動作させることができる。
　流体圧シリンダ１０において、封止部５８により連絡部７０ｄが封じられた後に、第１連通路３４を介して第３圧力室４２に第１圧力室３８から高圧エアが供給されるように構成してもよい。これにより、連絡部７０ｄを介した高圧エアの流出を防ぐことができ、高圧エアの使用量を抑制できる。
　流体圧シリンダ１０において、切換弁１０２と、高圧エア供給源１０４と、チェック弁８６と、排気口１０６とを有する駆動装置１２０をさらに備え、駆動装置１２０は、切換弁１０２の第１位置において、第１圧力室３８を高圧エア供給源１０４に連通させるとともに、第２圧力室４０及び第４圧力室４４を排気口１０６に連通させ、切換弁１０２の第２位置において、第１圧力室３８を排気口１０６に連通させるとともに、チェック弁８６を介して第２圧力室４０及び第４圧力室４４を第１圧力室３８に連通させるように構成してもよい。これにより、復帰工程において、第１圧力室３８に蓄えられた高圧エアの一部を第２圧力室４０及び第４圧力室４４に供給することができる。その結果、復帰工程において高圧エア供給源１０４から高圧エアの供給が不要となるため、高圧エアの消費量を抑制できる。
　流体圧シリンダ１０において、第１圧力室３８と排気口１０６との間であってチェック弁８６の下流側に絞り弁８８が設けられていてもよい。これにより、排気口１０６から排出されるエアの量を制限することができ、排出流量を調整して必要な量のエアを復帰工程に再利用できる。
（第２実施形態）
　図８Ａに示すように、本実施形態に係る流体圧シリンダ１０は駆動装置１３０により駆動される。駆動装置１３０は、流体圧シリンダ１０の復帰動作を確実にするために、復帰工程において少量の高圧エアを流体圧シリンダ１０に供給するように構成されている。なお、流体圧シリンダ１０及びその駆動装置１２０と同様の構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
　駆動装置１３０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、第２チェック弁１１２と、を備えている。この駆動装置１３０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１３０は、図８Ｂ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８Ａ参照）と、第２位置（図８Ｂ参照）とを切り換え可能となっている。図８Ａ及び図８Ｂ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及び第２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８Ａ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８Ｂ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。
　第２絞り弁８７及びチェック弁８７ａは、ロック機構部３５の動作を確実にするべく、第４圧力室４４と、第２ポート１０２ｂとの間に接続されている。第２絞り弁８７は、第４圧力室４４に高圧エアの一部を残留させることで、増力工程において、ロック機構部３５のロックが完了するまでの間、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の軸方方向の移動を防ぐ。チェック弁８７ａは、第２絞り弁８７と並列に接続され、切換弁１０２から第４圧力室４４へ向かう高圧エアを素早く通過させる。
　なお、第６圧力室４８は、通気孔３２を介して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。
　本実施形態の流体圧シリンダ１０及び駆動装置１３０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。
（作動工程及び増力工程）
　図８Ａに示すように、流体圧シリンダ１０の作動工程及び増力工程は、駆動装置１３０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を介して第１圧力室３８に供給される。第２圧力室４０の内部のエアは、第２チェック弁１１２、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂ及び第３ポート１０２ｃを経由し、排気口１０６から排気される。第４圧力室４４の内部のエアは、第２ポート１０２ｂ及び第３ポート１０２ｃを経由し、排気口１０６から排気される。
　本実施形態の作動工程及び増力工程における流体圧シリンダ１０の動作は、図２及び図５を参照しつつ説明した動作と同様であるため、その説明は省略する。
（復帰工程）
　図８Ｂに示すように、流体圧シリンダ１０の復帰工程は、駆動装置１３０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、第２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９に示すように、第４圧力室４４には、高圧エア供給源１０４からの高圧エアが供給され、第３圧力室４２と第４圧力室４４との圧力差が生じる。そして、ロック機構部３５の付勢部材３６ｇの付勢力の作用下にロックピストン３６が貫通孔６３内に退避することで、第１増力ピストン２２とピストンロッド１８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２０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の付勢力により第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４がヘッド側に移動する。以上の動作を通じて、作動ピストン２０、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４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。
　以上の復帰工程において、第２圧力室４０に流れ込むエアは、第１圧力室３８から供給されるため、作動ピストン２０の復帰に際して高圧エアの供給が不要となる。また、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４は、高圧エア供給源１０４からの高圧エアにより復帰する。ただし、第４圧力室４４の容積は、第２圧力室４０の容積よりも小さいため、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の復帰に要する高圧エアも少量で済む。
　本実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、以下の効果を奏する。
　流体圧シリンダ１０において、切換弁１０２と、高圧エア供給源１０４と、チェック弁８６と、第２チェック弁１１２と、排気口１０６と、を有する駆動装置１３０を備えてもよい。この場合、駆動装置１３０は、切換弁１０２の第１位置において、第１圧力室３８を高圧エア供給源１０４に連通させるとともに、第２圧力室４０及び第４圧力室４４を排気口１０６に連通させてもよい。また、切換弁１０２の第２位置において、第１圧力室３８を排気口１０６に連通させるとともに、第２圧力室４０をチェック弁８６を介して第１圧力室３８に連通させ、さらに、第４圧力室４４を高圧エア供給源１０４に連通させてもよい。
　上記の駆動装置１３０によれば、復帰工程において第４圧力室４４に高圧エア供給源１０４からの高圧エアを供給することができるため、ロック機構部３５によるピストンロッド１８と第１増力ピストン２２との連結状態の解除と、第１増力ピストン２２の復帰動作を確実に行うことができる。その結果、復帰動作の安定化を図ることができる。
（第３実施形態）
　本実施形態に係る流体圧シリンダ１０Ａは、図１０に示すように、第１増力ピストン２２をヘッド側に付勢する位置保持手段６６Ａを備えている。位置保持手段６６Ａ以外の構成については、図２に示す流体圧シリンダ１０と同様である。位置保持手段６６Ａは、コイルバネ等の弾性部材よりなり、その付勢力を図２の位置保持手段６６より高めたものとなっている。位置保持手段６６Ａの付勢力は、少なくとも、第１増力ピストン２２の摺動抵抗に打ち勝って第１増力ピストン２２をヘッド側に変位させることが可能な程度の大きさに設定されることが好ましい。
　図１１Ａに示すように、流体圧シリンダ１０Ａは、駆動装置１４０により駆動することができる。この駆動装置１４０は、増力部排気ポート３０が大気開放されており、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂには接続されていない点で、図４Ａ及び図４Ｂの駆動装置１２０と異なる。駆動装置１４０のその他の点は、駆動装置１２０と同様である。なお、流体圧シリンダ１０Ａは、駆動装置１４０に代えて駆動装置１２０で駆動させることも可能である。
　以上のように構成された本実施形態の流体圧シリンダ１０Ａは、作動工程までは、流体圧シリンダ１０と同様に動作する。
　増力工程において、第３圧力室４２及び第５圧力室４６と第１圧力室３８とが第１連通路３４を介して連通し、第３圧力室４２及び第５圧力室４６の内圧が上昇すると、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４にエンド側に押圧する力が作用する。その際に、位置保持手段６６Ａ（図１０参照）は、より強い付勢力で第２増力ピストン２４をヘッド側に押圧しているため、ロックピストン３６が作動して第１増力ピストン２２とピストンロッド１８とが連結されるまで、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４の変位を防ぐことができる。その結果、流体圧シリンダ１０Ａは、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４を確実にピストンロッド１８に連結させることができ、それらの推力をピストンロッド１８に作用させることができる。
　すなわち、図２の流体圧シリンダ１０においては、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４は、作動ピストン２０よりも大きな径を有するため、より低い圧力で摺動を開始してしまうおそれがある。これに対し、図１０に示す本実施形態の流体圧シリンダ１０Ａにおいては、位置保持手段６６Ａにより第２増力ピストン２４をヘッド側に付勢する。これにより、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４が摺動を開始する圧力を、作動ピストン２０の摺動開始圧力と同等以上にしている。その結果、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４が変位し始めるタイミングを遅らせることができ、ロック機構部３５がピストンロッド１８に連結されるより先に、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４がエンド側に変位してしまう不適合を防止できる。
　また、復帰工程において、流体圧シリンダ１０Ａは、第１圧力室３８及び第３圧力室４２の内圧が低下した際に、位置保持手段６６Ａの付勢力が第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４をヘッド側の端部に変位させる。そのため、増力部排気ポート３０から、排気エア又は高圧エアを導入しなくても、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４をストローク始端位置に復帰させることができる。なお、復帰工程において、ロックピストン３６は、付勢部材３６ｇの作用下に、初期位置に復帰する。
　以上のように構成された本実施形態の流体圧シリンダ１０Ａは、以下の効果を奏する。
　流体圧シリンダ１０Ａにおいて、位置保持手段６６Ａは、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４が軸方向に移動し始める際の第３圧力室４２及び第５圧力室４６の内圧と、作動ピストン２０が軸方向に移動し始める際の第１圧力室３８の内圧とが同等以上となる力で第２増力ピストン２４をヘッド側に付勢する。これにより、増力工程において、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４とピストンロッド１８との連結を確実に行うことができ、動作の信頼性が向上する。
　また、駆動装置１４０を用いる場合には、増力部排気ポート３０を大気開放すればよく、その部分の配管が不要となる。
（第４実施形態）
　本実施形態では、図１２Ａに示すように、流体圧シリンダ１０（図２参照）を駆動装置１５０にて駆動させる。駆動装置１５０の基本的な構成は図４Ａに示す駆動装置１２０と同様であるが、増力部排気ポート３０と切換弁１０２との間の配管に、第２絞り弁８７及びチェック弁８７ａが設けられている点で異なる。チェック弁８７ａは、切換弁１０２の第２ポート１０２ｂから増力部排気ポート３０に向かう方向にのみエアを流すことができる。チェック弁８７ａは、第２絞り弁８７と並列に接続されている。第２絞り弁８７は、第４圧力室４４からのエアの排出速度を調整することができるように構成されている。
　以下、上記の駆動装置１５０で駆動される流体圧シリンダ１０の作用及び動作について説明する。
　本実施形態の流体圧シリンダ１０は、復帰工程において、図１２Ｂに示すように、第１圧力室３８から第４圧力室４４に排気エアが導入される。すなわち、ヘッド側ポート２８から排出された排気エアは、チェック弁８６及び切換弁１０２を経た後、チェック弁８７ａを介して第４圧力室４４に流入する。その後、次の作動工程に移行する。
　図１２Ａに示すように、作動工程において、第４圧力室４４は第２絞り弁８７及び絞り弁８８を介して排気口１０６に連通している。第４圧力室４４に貯留された排気エアは、第２絞り弁８７の作用により徐々に排出される。作動工程における流体圧シリンダ１０の動作は、基本的には、図２及び図５を参照しつつ説明した第１実施形態と同様となる。ただし、本実施形態においては、復帰工程において第４圧力室４４に導入された排気エアが、第２絞り弁８７の作用により残留している点で、第１実施形態とは異なる。
　その後、作動ピストン２０のエンド側への変位にともない、増力工程に切り換わる。本実施形態の流体圧シリンダ１０では、増力工程に切り換わった段階において、第４圧力室４４の排気エアは抜けきらずに残っており、第４圧力室４４の圧力が大気圧（排圧）よりも高い状態に維持される。そのため、増力工程に切り換わった時点において、第１増力ピストン２２は、第４圧力室４４の内圧の作用の下に、ヘッド側に付勢された状態となっている。
　そのため、第１連通路３４を介して第３圧力室４２に高圧エアが流入された際に、ロック機構部３５のロックピストン３６がピストンロッド１８と連結する前に第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４がエンド側に移動を開始してしまう不適合を防ぐことができる。
　増力工程では、第１増力ピストン２２のエンド側へのストロークに伴って第４圧力室４４の容積が減少し、ストロークエンドの近傍では、第４圧力室４４の内部のエアが抜けきる。その結果、増力工程の最後には、第１増力ピストン２２には第４圧力室４４の大気圧（背圧）と第３圧力室４２の内圧との差圧に相応した推力が作用し、大きな推力を発生させることができる。さらに、第２増力ピストン２４にも、第１増力ピストン２２と同様の推力が発生する。
　以上のように構成された流体圧シリンダ１０及び駆動装置１５０は、以下の効果を奏する。
　本実施形態において、流体圧シリンダ１０は、第４圧力室４４と排気口１０６との間に前記第４圧力室４４からのエアの排出速度を規制する第２絞り弁８７を有する駆動装置１５０を備えている。すなわち、流体圧シリンダ１０において、第４圧力室４４に残るエアの内圧により第１増力ピストン２２がヘッド側に付勢される。これにより、増力工程に切り換わった後、第１増力ピストン２２がピストンロッド１８に連結されるまでの間、第１増力ピストン２２の変位を遅らせることができる。その結果、確実に第１増力ピストン２２とピストンロッド１８とを連結させることができ、動作の信頼性を高めることができる。
　また、本実施形態の流体圧シリンダ１０及び駆動装置１５０によれば、第１増力ピストン２２がエンド側にストロークした際に、第１増力ピストン２２の推力発生の妨げとなる第４圧力室４４内のエアが抜けきる。そのため、増力工程のストロークの最後において、位置保持手段６６で第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４を付勢する場合よりも第１増力ピストン２２の推力が向上し、より一層大きな推力を発生させることができる。
（第５実施形態）
　本実施形態では、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、流体圧シリンダ１０（図２参照）を駆動装置１６０にて駆動させる。駆動装置１６０は、復帰ストロークの際に、第１圧力室３８から排気された排気エアの一部を、第２圧力室４０に導入する経路を有していない点で図４Ａの駆動装置１２０と異なる。
　図１３Ａに示すように、駆動装置１６０は、第２絞り弁８７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。切換弁１０２は、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を備えている。第１ポート１０２ａは、配管により、流体圧シリンダ１０の第１圧力室３８に接続されている。第２ポート１０２ｂは、配管により、流体圧シリンダ１０の第２圧力室４０及び第２絞り弁８７に接続されている。第３ポート１０２ｃ及び第５ポート１０２ｅ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。
　図１３Ａに示すように、切換弁１０２が第１位置にある場合には、第１ポート１０２ａが第４ポート１０２ｄとつながる。また、第２ポート１０２ｂは第３ポート１０２ｃにつながる。すなわち、流体圧シリンダ１０の第１圧力室３８は、配管及び切換弁１０２を介して、高圧エア供給源１０４と連通する。また、流体圧シリンダ１０の第２圧力室４０及び第４圧力室４４は、排気口１０６と連通する。
　図１３Ｂに示すように、切換弁１０２が第２位置にある場合には、第１ポート１０２ａが第５ポート１０２ｅにつながり、第２ポート１０２ｂが第４ポート１０２ｄにつながる。すなわち、流体圧シリンダ１０の第１圧力室３８は、配管及び切換弁１０２を介して、排気口１０６と連通する。また、流体圧シリンダ１０の第２圧力室４０及び第４圧力室４４は、配管及び切換弁１０２を介して高圧エア供給源１０４と連通する。
　以下、上記の駆動装置１６０で駆動される流体圧シリンダ１０の作用及び動作について説明する。
（作動工程及び増力工程）
　流体圧シリンダ１０の作動工程及び増力工程の動作は図４Ａに示す駆動装置１２０による動作と同様であるのでその説明は省略する。
（復帰工程）
　復帰工程は、図１３Ｂに示すように、駆動装置１６０の切換弁１０２を第２位置として行う。本実施形態では、第１圧力室３８が排気口１０６に接続され、第１圧力室３８の高圧エアは、全て排気口１０６から排気される。一方、第４圧力室４４には、第２絞り弁８７を介して高圧エア供給源１０４からの高圧エアが供給される。その結果、第１増力ピストン２２のロック機構部３５によるピストンロッド１８のロックが解除されるとともに、第１増力ピストン２２及び第２増力ピストン２４がヘッド側に復帰する。また、第２圧力室４０には、高圧エア供給源１０４からの高圧エアが導入され、作動ピストン２０がヘッド側に変位して作動ピストン２０がストローク始端位置に復帰する。
　以上のような、本実施形態の駆動装置１６０によれば、復帰工程において、第２圧力室４０及び第４圧力室４４を高圧エア供給源１０４に連通させることにより、確実に復帰動作を行うことができる。
（第６実施形態）
　図１４に示す、本実施形態の流体圧シリンダ１０Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示すチェック弁８６及び絞り弁８８Ａをシリンダボディ１２に内蔵させた点で、図１の流体圧シリンダ１０と異なる。以下、図１４～図１６Ｂを参照しつつ、本実施形態の流体圧シリンダ１０Ｂについて説明するが、流体圧シリンダ１０Ｂにおいて、図１～図７を参照しつつ説明した流体圧シリンダ１０と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
　図１４に示すように、流体圧シリンダ１０Ｂは、作動部排気ポート２９Ａと、ヘッド側ポート２８Ａと、排気導入ポート２７とがシリンダボディ１２のヘッド側に集中して配置されている。図１５Ａに示すように、作動部排気ポート２９Ａは、シリンダボディ１２の内部に形成された流路２９ａ１を介して作動シリンダ室１４ｂのエンド側の端部で第２圧力室４０に連通している。
　作動部排気ポート２９Ａのヘッド側には、排気導入ポート２７が設けられている。排気導入ポート２７の内部には、チェック弁８６が設けられている。排気導入ポート２７は、チェック弁８６を介して第１圧力室３８に連通している。排気導入ポート２７は、配管を通じて切換弁１０２の第３ポート１０２ｃに接続される。なお、作動部排気ポート２９Ａと排気導入ポート２７との間の流路２９ａ１は、鋼球により封じられており、作動部排気ポート２９Ａと排気導入ポート２７とは隔離されている。
　ヘッド側ポート２８Ａは、図１５Ｂに示すように、絞り弁８８Ａを介して、第１圧力室３８に連通している。すなわち、第１圧力室３８には、絞り弁８８Ａを介して高圧エアが供給されるように構成されている。なお、絞り弁８８Ａには、ヘッド側ポート２８Ａから第１圧力室３８に向かう方向に高圧エアを流すチェック弁（不図示）が並列に内蔵されており、第１圧力室３８に素早く高圧エアを供給できるため、ピストンロッド１８の送り出し速度が低下することはない。
　本実施形態の流体圧シリンダ１０Ｂは、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す駆動装置１２０Ａにより駆動される。駆動装置１２０Ａは、切換弁１０２と、高圧エア供給源１０４と、排気口１０６とを有する。
　切換弁１０２の第１ポート１０２ａには、配管を介してヘッド側ポート２８Ａが接続される。第２ポート１０２ｂには、配管を介して作動部排気ポート２９Ａ及び増力部排気ポート３０が接続される。第３ポート１０２ｃには、配管を介して排気導入ポート２７が接続される。第４ポート１０２ｄには、排気口１０６が接続される。第５ポート１０２ｅには、高圧エア供給源１０４が接続される。
　図１６Ａに示すように、切換弁１０２の第１位置では、第１ポート１０２ａと第５ポート１０２ｅとがつながり、高圧エア供給源１０４とヘッド側ポート２８Ａとが連通する。また、第２ポート１０２ｂと第４ポート１０２ｄとがつながり、作動部排気ポート２９Ａ及び増力部排気ポート３０が排気口１０６に連通する。
　図１６Ｂに示すように、切換弁１０２の第２位置では、第１ポート１０２ａと第４ポート１０２ｄとがつながり、ヘッド側ポート２８Ａが排気口１０６に連通する。また、第２ポート１０２ｂと第３ポート１０２ｃとがつながり、排気導入ポート２７が作動部排気ポート２９Ａ及び増力部排気ポート３０に連通する。
　以上のように構成された、本実施形態の流体圧シリンダ１０Ｂは、第１実施形態の流体圧シリンダ１０と同様に動作する。
　本実施形態の流体圧シリンダ１０Ｂは、ヘッド側ポート２８Ａ、作動部排気ポート２９Ａ及び排気導入ポート２７を、シリンダボディ１２のヘッド側に集中させたことにより、流体圧シリンダ１０Ｂの据付の際の配管接続作業が容易となる。
　さらに、本実施形態の流体圧シリンダ１０Ｂは、絞り弁８８Ａ及びチェック弁８６をシリンダボディ１２の内部に内蔵させたことにより、駆動装置１２０Ａの構成を簡略化できる。
　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。
　例えば、上記の実施形態では、流体圧シリンダ１０の駆動装置１２０又は駆動装置１３０を、流体圧シリンダ１０の外部に配置する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。駆動装置１２０、１２０Ａ、１３０、１４０、１５０、１６０を構成する部材の一部又は全部を、シリンダボディ１２内に内蔵させてもよい。

Claims (21)

  1. 　ヘッド側から順に作動シリンダ室（１４ｂ）と第１増力シリンダ室（７０ｂ）と第２増力シリンダ室（８０ｂ）とが設けられたシリンダボディ（１２）と、
    　前記作動シリンダ室に軸方向に摺動自在に配設され、前記作動シリンダ室をヘッド側の第１圧力室（３８）とエンド側の第２圧力室（４０）とに仕切る作動ピストン（２０）と、
    　前記第１増力シリンダ室に軸方向に摺動自在に配設され、前記第１増力シリンダ室をヘッド側の第３圧力室（４２）と、エンド側の第４圧力室（４４）とに仕切る第１増力ピストン（２２）と、
    　前記第２増力シリンダ室に軸方向に摺動自在に配設され、前記第２増力シリンダ室をヘッド側の第５圧力室（４６）と、エンド側の第６圧力室（４８）とに仕切る第２増力ピストン（２４）と、
    　前記作動ピストンと連結されるとともに、前記第１増力ピストンと連結するための連結溝（１８ａ）が形成され、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンを貫通してエンド側に延在するピストンロッド（１８）と、
    　前記ピストンロッドのストロークの途中で前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンを前記ピストンロッドに連結させるロック機構部（３５）と、を備え、
    　前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンが前記ピストンロッドに連結された後、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンが前記第１圧力室から導入された高圧エアの作用下に前記ピストンロッドをエンド側に変位させる、
    　流体圧シリンダ。
  2. 　請求項１記載の流体圧シリンダであって、さらに
    　前記作動シリンダ室のエンド側から所定距離離間した位置に形成された開口と、前記第１増力シリンダ室に形成された開口とを有し、前記作動シリンダ室と前記第３圧力室とを連通させる第１連通路（３４）と、
    　前記第３圧力室と前記第５圧力室とを連通させる第２連通路（３４Ａ）と、を備え、
    　前記第１連通路は、前記作動ピストンが所定位置よりもエンド側に移動した際に、前記第１圧力室と前記第３圧力室とを連通させて前記第３圧力室に高圧エアを導入する、流体圧シリンダ。
  3. 　請求項２記載の流体圧シリンダであって、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンは、前記第１連通路及び前記第２連通路を介して前記第３圧力室及び前記第５圧力室に導入される高圧エアの圧力により推力を生じる、流体圧シリンダ。
  4. 　請求項１又は２記載の流体圧シリンダであって、前記第１増力ピストンは軸方向エンド側に延在した連結軸部（６８）を有し、前記第２増力ピストンは前記連結軸部を介して前記第１増力ピストンと連結されている、流体圧シリンダ。
  5. 　請求項１記載の流体圧シリンダであって、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンの径が前記作動ピストンの径よりも大きい、流体圧シリンダ。
  6. 　請求項５記載の流体圧シリンダであって、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンのストローク長さは、前記作動ピストンのストローク長さよりも短い、流体圧シリンダ。
  7. 　請求項１記載の流体圧シリンダであって、前記シリンダボディは、前記第２圧力室に連通する作動部排気ポート（２９）を有する、流体圧シリンダ。
  8. 　請求項２記載の流体圧シリンダであって、前記第１増力ピストンに設けられたロックピストン（３６）を有し、前記第１連通路を介して前記第３圧力室に導入された高圧エアによって前記ロックピストンを前記ピストンロッドの前記連結溝に係合させて前記第１増力ピストンを前記ピストンロッドに連結させるロック機構部（３５）と、を備えた、流体圧シリンダ。
  9. 　請求項８記載の流体圧シリンダであって、前記ロック機構部は、
    　前記第１増力ピストンの径方向に貫通して形成され、外側が前記第３圧力室に連通し内周側が前記ピストンロッドを挿通させる挿通孔（６０ａ）に開口した貫通孔（６３）と、
    　前記貫通孔に挿入され前記貫通孔を外側の第１領域と内側の第２領域とに仕切るロックピストン（３６）と、
    　前記第２領域と前記第４圧力室とを連通させる通気路（６１）と、を有し、
    　前記ロック機構部の前記ロックピストンが、前記第３圧力室と前記第４圧力室の圧力との差により前記第１増力ピストンの内方に突出して前記ピストンロッドの前記連結溝に係合する、流体圧シリンダ。
  10. 　請求項９記載の流体圧シリンダであって、前記貫通孔には前記ロックピストンを径方向外方に付勢する付勢部材（３６ｇ）が設けられている、流体圧シリンダ。
  11. 　請求項２記載の流体圧シリンダであって、前記ピストンロッドよりも大きな内径に形成され、前記作動シリンダ室の第２圧力室と前記第１増力シリンダ室の第３圧力室とを連通させる連絡部（７０ｄ）と、前記ピストンロッドのヘッド側に設けられ、前記ピストンロッドのストロークエンド付近で前記連絡部に挿入されることで前記第２圧力室と前記第３圧力室との連通を阻止する封止部（５８）と、を有する、流体圧シリンダ。
  12. 　請求項１１記載の流体圧シリンダであって、前記封止部により前記連絡部が封止された後、前記第１連通路及び前記第２連通路を介して前記第３圧力室及び第５圧力室に前記第１圧力室から高圧エアが供給される、流体圧シリンダ。
  13. 　請求項１記載の流体圧シリンダであって、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンの軸方向への摺動開始圧力が前記作動ピストンの軸方向への摺動開始圧力よりも大きい、流体圧シリンダ。
  14. 　請求項１記載の流体圧シリンダであって、前記第２増力シリンダ室には、前記第２増力ピストンをヘッド側に付勢する位置保持手段（６６）が設けられている、流体圧シリンダ。
  15. 　請求項１４記載の流体圧シリンダであって、前記位置保持手段は、前記第１増力ピストン及び前記第２増力ピストンが軸方向に移動し始める際の前記第３圧力室及び前記第５圧力室の内圧と、前記作動ピストンが軸方向に移動し始める際の前記第１圧力室の内圧とが同等以上となる力で前記第２増力ピストンをヘッド側に付勢する、流体圧シリンダ。
  16. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、
    　切換弁（１０２）と、高圧エア供給源（１０４）と、チェック弁（８６）と、排気口（１０６）とを有する駆動装置（１２０）をさらに備え、
    　前記駆動装置は、
    　前記切換弁の第１位置において、前記第１圧力室を前記高圧エア供給源に連通させるとともに、前記第２圧力室及び第４圧力室を前記排気口に連通させ、
    　前記切換弁の第２位置において、前記第１圧力室を前記排気口に連通させるとともに、前記チェック弁を介して前記第２圧力室及び第４圧力室を前記第１圧力室に連通させる、流体圧シリンダ。
  17. 　請求項１６記載の流体圧シリンダであって、前記第１圧力室と前記排気口との間であって前記チェック弁の下流側に絞り弁（８８）が設けられている、流体圧シリンダ。
  18. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載の流体圧シリンダであって、
    　切換弁（１０２）と、高圧エア供給源（１０４）と、チェック弁（８６）と、第２チェック弁（１１２）と、排気口（１０６）と、を有する駆動装置（１３０）をさらに備え、
    　前記駆動装置は、
    　前記切換弁の第１位置において、前記第１圧力室を前記高圧エア供給源に連通させるとともに、前記第２圧力室を前記第２チェック弁を介して前記排気口に連通させ、さらに、前記第４圧力室を前記排気口に連通させ、
    　前記切換弁の第２位置において、前記第１圧力室を前記排気口に連通させるとともに、前記第２圧力室を前記チェック弁を介して前記第１圧力室に連通させ、さらに、前記第４圧力室を前記高圧エア供給源に連通させる、流体圧シリンダ。
  19. 　請求項１８記載の流体圧シリンダであって、前記チェック弁と前記排気口との間に絞り弁（８８）が設けられている、流体圧シリンダ。
  20. 　請求項１６又は１８記載の流体圧シリンダであって、前記第４圧力室と前記排気口との間に前記第４圧力室からのエアの排出速度を規制する第２絞り弁（８７）が設けられている、流体圧シリンダ。
  21. 　請求項２０記載の流体圧シリンダであって、前記第４圧力室に残るエアの内圧により前記第１増力ピストンのエンド側への変位を阻止する、流体圧シリンダ。
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