带增力机构的压缸装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种带增力机构的压缸装置，将第一活塞（10）沿上下方向能够保持密闭移动地插入到壳体（2）中。将第二活塞（20）沿上下方向能够保持密闭移动地插入到该第一活塞（10）的筒孔（14）中，使输出杆（26）从该第二活塞（20）向上述壳体（2）的上方突出。在上述第一活塞（10）以及第二活塞（20）的下侧形成锁定腔（40），并且在上侧形成释放腔（42）。为了对由供给到上述锁定腔（40）的压力流体进行的、将第一活塞（10）朝上方推压的力进行增力变换并向第二活塞（20）传递，在壳体（2）内配置增力机构（52）。另外，在上述壳体（2）内配置切换机构（54），使得上述第一活塞（10）与壳体（2）和第二活塞（20）选择性连结。
【专利说明】带增力机构的压缸装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及附设有增力机构的压缸装置，更具体地涉及如下技术:在将工件、模具等被固定物固定时，首先迅速驱动设于压缸装置的输出杆，然后对上述输出杆增力驱动。
【背景技术】
[0002]在这种带增力机构的压缸装置中，以往具有专利文献I (日本特开2007-268625号公报)所述的压缸装置。该现有技术以如下方式构成。
[0003]作为输出杆的夹持杆能够沿上下方向移动地插入到壳体中。插入到上述壳体的下部内的增力用的第一活塞能够沿上下方式移动地外嵌于上述夹持杆，并且在该第一活塞的上下两侧形成第一锁定腔和第一释放腔。插入到上述壳体的上部内的杆用的第二活塞固定在夹持杆上，并且在该第二活塞的上下两侧形成第二锁定腔和第二释放腔。
[0004]而且，在锁定驱动上述夹持杆时，向上述第一锁定腔和第二锁定腔供给压缩空气，将上述第一活塞以及第二活塞朝向下驱动。于是，首先，在上述锁定驱动的低负载行程时第二活塞将该夹持杆向下驱动，在之后的高负载行程时第一活塞经由增力机构将该夹持杆向下增力驱动。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2007-268625号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]在上述现有技术中，将第一活塞与第二活塞朝上下方向配置为直排状，因此壳体的高度增高，压缸装置的形状变大。
[0010]另外，在上述现有技术中，需要划分在第一活塞的上侧形成的第一锁定腔和在第二活塞的下侧形成的第二释放腔，因此需要在壳体的中途高度部设置厚壁的分隔壁。因此，壳体的高度进一步增高，压缸装置的形状进一步大型化。
[0011]本发明的目的在于，将带增力机构的压缸装置制作成小型。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]为了实现上述的目的，本发明例如以图1?图3、图4、图5、图6A?图6D、图7各自所示，以下述方式构成带增力机构的压缸装置。
[0014]第一活塞10沿轴向可保持密闭移动地插入到壳体2中。该第一活塞10具有沿轴向贯通的筒孔14。第二活塞20沿轴向可保持密闭移动地插入上述第一活塞10的上述筒孔14中。该第二活塞20具有向上述壳体2的外侧突出的输出杆26。通过上述第一活塞10以及上述第二活塞20将上述壳体2内沿轴向划分形成锁定腔40以及释放腔42。在上述锁定腔40以及释放腔42中供给、排出压力流体。配置有增力机构52，其对由供给到上述锁定腔40的压力流体进行的、将上述第一活塞10朝上述释放腔42侧推压的力进行增力变换并传递到上述第二活塞20。另外，配置有切换机构54，其将上述第一活塞10与上述壳体2和上述第二活塞20选择性连结。该切换机构54在上述第二活塞20的低负载行程时，使上述第一活塞10能够被该壳体2挡住地与上述壳体2连结，在上述第二活塞20的高负载行程时，使上述第一活塞10经由上述增力机构52与上述第二活塞20能够驱动地连结。
[0015]本发明起到下述作用效果。
[0016]在本发明中，通过使第二活塞插入到在第一活塞上贯通的筒孔中，将上述两个活塞并排状地配置，因此与将两个活塞直排状地配置的所述现有技术不同，大幅度地减小壳体的高度，从而紧凑地制作压缸装置。
[0017]另外，在本发明中，在第一活塞以及第二活塞的两端侧形成释放腔和锁定腔，因此与所述现有技术不同，不需要在壳体的中途高度部设置厚壁的分隔壁。因此，壳体的高度降低，压缸装置的形状进一步小型化。
[0018]在本发明中，例如如图1?图3、图5、图6A?图6D各自所示的那样，所述切换机构54优选以如下方式构成。
[0019]S卩，所述切换机构54当在所述第一活塞10能够被该壳体2挡住地与所述壳体2连结的状态下使所述第二活塞20向所述释放腔42侧进入规定的低负载行程时，解除上述第一活塞10与上述壳体2的上述连结，并且将上述第一活塞10经由所述增力机构52与上述第二活塞20能够驱动地连结。
[0020]另外，本发明例如如图1?图3、图5、图6A?图6D各自所示的那样，优选增加下述结构。
[0021]导向筒6从所述壳体2的两个端壁2a、2b中的一个的端壁2a (或者2b)朝向另一个的端壁2b (或者2a)突出，形成在所述第二活塞20的外周的导向面32插入到该导向筒6中。所述增力机构52具备:支承孔56，其沿周向隔着规定的间隔地形成在上述导向筒6的筒壁6a上，并且沿径向贯通；卡合球58，其插入到各支承孔56中；凸轮面62，其形成在上述第二活塞20的外周以卡合上述卡合球58，且形成为随着朝向所述锁定腔40而靠近轴心；增力面64，其形成在所述第一活塞10的所述筒孔14中，并且形成为随着朝向上述锁定腔40而靠近轴心。
[0022]在这种情况下，起到以简单结构紧凑地制作增力机构这样的作用效果。
[0023]另外，本发明例如在图1?图3、图5、图6A?图6D各自所示的那样，优选增加下述结构。
[0024]在所述增力机构52开始增力驱动时用于将所述卡合球58朝径向的内侧推出的推压部66、即当所述第二活塞20的所述的低负载行程时将上述卡合球58朝向所述第二活塞20的所述导向面32且朝径向的内侧推压的推压部66设置在所述第一活塞10上。
[0025]需要说明的是，在上述结构中，优选使该推压部66形成为上述推压部66将上述卡合球58朝径向的内侧推压的力小于上述增力面64将上述卡合球58朝径向的内侧推压的力。在这种情况下，由于推压部将卡合球推压向第二活塞的力能够设定为规定的较小值，因此作用于该第二活塞的摩擦力变小，第二活塞顺畅地移动。
[0026]进而，在本发明中，例如如图1?图3、图5、图6A?图6D各自所示的那样，优选以如下方式构成所述切换机构54。
[0027]所述的切换机构54由所述推压部66、所述卡合球58、所述导向面32与所述凸轮面62构成。在所述低负载行程时，由上述导向面32朝径向的外侧推出的上述卡合球58将上述推压部66从所述释放腔42侧挡住，由此，留下所述第一活塞10而使所述第二活塞20向上述释放腔42侧移动。另外，在所述增力驱动的开始时，上述推压部66使上述卡合球58与上述凸轮面62进行卡合，由此,上述第一活塞10的所述增力面64经由上述卡合球58和上述凸轮面62驱动上述第二活塞20。
[0028]在这种情况下，能够将所述增力机构的构成要素的一部分用作切换机构。因此，压缸装置的结构变得简单，进一步紧凑地制作。
[0029]在本发明中，例如在图1?图3所示，优选将所述第二活塞20的活塞主体24的受压面积设定为大于所述输出杆26的受压面积的值。
[0030]在这种情况下，能够顺畅地释放驱动第二活塞。
[0031]另外，在本发明中，例如在图1?图3所示，优选将所述第二活塞20的活塞主体24的外径尺寸设定为大于所述导向筒6的内径尺寸的值。
[0032]在这种情况下，能够将第二活塞强力地锁定驱动。
[0033]在本发明中，例如在图1?图3所示，也可以使所述输出杆26向所述壳体2的外方并且向所述释放腔42侧突出。
[0034]另外，在本发明中，例如在图6A?图6D所示，也可以使所述输出杆26向所述壳体2的外方并且向所述锁定腔40侧突出。
[0035]在本发明中，例如如图4所示，优选在所述输出杆26的外周部安装凸轮构件86，该凸轮构件86设有所述导向面32以及所述凸轮面62。
[0036]在这种情况下，在对上述导向面以及凸轮面进行固化处理时，仅处理凸轮构件即可，不需要处理整个第二活塞。
[0037]另外，在本发明中，例如如上述图4所示，优选将所述凸轮构件86能够绕轴心旋转地安装在所述输出杆26上，将上述凸轮构件86能够沿轴向移动并且不能绕轴心旋转地连结在所述导向筒6上。
[0038]在这种情况下，输出杆(以及第二活塞)相对于壳体以及凸轮构件能够绕轴心自由旋转。因此，即使在因某种原因对输出杆(以及第二活塞)施加过度的转矩的情况下，也能够防止上述凸轮构件进行旋转，能够防止对设于该凸轮构件的凸轮面、导向面造成损伤。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1表示本发明的第一实施方式，是带增力机构的压缸装置的立面下的剖视图，并且是与后述的图2C相当的图。
[0040]图2A?图2D是上述压缸装置的工作说明图。
[0041]图3是上述图2A中的主要部分的放大图。
[0042]图4表示本发明的第二实施方式，是与所述图2D类似的图。
[0043]图5表示本发明的第三实施方式，是与上述图4类似的图。
[0044]图6A?图6D表示本发明的第四实施方式，是分别与所述图2A?图2D类似的图。
[0045]图7表示本发明的第五实施方式，是与所述图2A类似的图。
【具体实施方式】[0046]图1?图3表示本发明的第一实施方式。首先，利用图1说明带增力机构的压缸装置I的构造。
[0047]上述压缸装置I具有壳体2，该壳体2具备上端壁2a、下端壁2b与主体部2c。上述壳体2通过多个螺栓固定在工件托板等固定侧构件(均未图示)上。
[0048]在上述壳体2内沿上下方向(轴向)形成压缸孔4，在该压缸孔4内，导向筒6从上述的上端壁2a向下方一体地突出。
[0049]将增力用的第一活塞10经由外密封构件12能够沿上下方向保持密闭移动地插入到上述压缸孔4中。筒孔14沿上下方向贯穿于上述第一活塞10，第二活塞20能够沿上下方向移动地插入到该筒孔14中。
[0050]上述第二活塞20具备经由内密封构件22保持密闭状地插入到上述筒孔14中的活塞主体24,以及从该活塞主体24朝上方一体地突出的输出杆26。上述输出杆26具有大径部28和小径部30。
[0051]设置在该大径部28的外周的导向面32被插入到所述导向筒6的筒孔中。上述活塞主体24的外径尺寸被设定为大于上述导向筒6的内径尺寸的值。另外，上述小径部30与所述上端壁2a相比向上方突出，并且经由上密封构件36保持密闭状地被插入到该上端壁2a的贯通孔34中。该上密封构件36也具备刮具的功能。
[0052]上述小径部30的上部作为输出杆26的输出部26a而构成。
[0053]需要说明的是，在所述导向筒6的筒壁6a与上述输出杆26之间，设有直线前进导向机构(未图示)。该直线前进导向机构具有如下功能:将第二活塞20沿上下方向笔直地导向，并且防止上述第二活塞20绕轴心旋转。
[0054]上述第一活塞10以及第二活塞20将壳体2的内部空间划分为下侧的锁定腔40与上侧的释放腔42这两个腔。
[0055]上述锁定腔40具备第一活塞10的下侧的第一锁定腔40a与第二活塞的下侧的第二锁定腔40b。上述两个锁定腔40a、40b能够通过形成于第一活塞10的下端面的横槽44进行连通(参照后述的图2A)。
[0056]所述释放腔42具备第一活塞10的上侧的第一释放腔42a和输出杆26的大径部28的上侧的第二释放腔42b。上述两个释放腔42a、42b通过形成于导向筒6的筒壁6a的上部的横孔46进行连通。
[0057]需要说明的是，在上述第一锁定腔40a中安装保持弹簧47，该保持弹簧47将第一活塞10向上方偏压。另外，在第二活塞20中，将活塞主体24的受压面积设定为大于输出杆26的小径部30的受压面积的值。
[0058]对上述锁定腔40以及释放腔42分别供给以及排出作为压力流体的压缩空气。即，上述锁定腔40经由锁定用压缩空气的供给排出流路48与锁定孔(未图示)连通。另外，上述释放腔42经由释放用压缩空气的供给排出流路50与释放孔(未图示)连通。
[0059]在上述释放腔42内配置增力机构52和切换机构54。上述的增力机构52构成为对由被供给到锁定腔40的压缩空气将第一活塞10向上方(释放腔42侧)推压的力进行增力变换并向第二活塞20传递。另外，上述的切换机构54构成为将第一活塞10与壳体2和第二活塞20选择性连结。以下，对上述的增力机构52与切换机构54进行详细说明。
[0060]上述增力机构52以如下方式构成。[0061]在导向筒6的筒壁6a的下部，四个支承孔56沿周向隔着规定的间隔地形成，并且沿径向贯通。在各支承孔56中插入卡合球58。与上述卡合球58对应地在输出杆26的大径部28的外周形成凸轮槽60。形成于该凸轮槽60的底壁的凸轮面62形成为随着朝向下方而靠近轴心。换言之，上述凸轮面62形成为随着朝向下方的锁定腔40而直径变小。而且，卡合球58能够与上述各凸轮面62进行卡合。
[0062]另外，在所述第一活塞10的所述筒孔14的上半部分形成增力面64。该增力面64由锥面构成，形成为随着朝向下方(随着朝向锁定腔40)靠近轴心。
[0063]进而，在第一活塞10的上部设有在增力机构52开始增力驱动时用于将卡合球58朝径向的内侧推出的推压部66。该推压部66发挥如下功能:在第二活塞20的低负载行程时，朝向输出杆26的导向面32将上述卡合球58向径向的内侧推压。另外，形成上述推压部66，使得该推压部66将卡合球58向径向的内侧推压的力变得小于所述增力面64将上述卡合球58向径向的内侧推压的力。
[0064]所述切换机构54构成为在第二活塞20的低负载行程时将上述第一活塞10与上述壳体2连结、并且在上述第二活塞20的高负载行程时将第一活塞10经由上述增力机构52与上述第二活塞20连结。在该实施方式中，切换机构54由上述推压部66、卡合球58、导向面32与凸轮面62构成。
[0065]如图2A?图2D和图3所示，上述结构的压缸装置I以下述方式进行工作。需要说明的是，图3是图2A中的切换机构54的放大图。
[0066]在图2A的释放状态下，将锁定腔40的压缩空气排出，并且向释放腔42供给压缩空气。由此，释放腔42的压缩空气使第一活塞10下降，并且使第二活塞20下降。
[0067]在上述释放状态下工件(被推压构件)W被搬入到壳体2的上方。
[0068]在锁定驱动上述压缸装置I时，在图2A的释放状态下，排出释放腔42的压缩空气，并且向锁定腔40供给压缩空气。在该状态下，输出杆26的导向面32将卡合球58朝径向的外侧推出，第一活塞10的推压部66经由卡合球58被导向筒6的支承孔56的上壁挡住(即，第一活塞10与导向筒6连结)，因此阻止了第一活塞10的上升。
[0069]因此，如图2B (低负载行程的末期状态)所示，留下第一活塞10第二活塞20以低负载逐渐上升。
[0070]更详细来说，锁定腔40的压缩空气的压力与保持弹簧47的偏压力的合力对第一活塞10朝向上方作用，所述推压部66将卡合球58推压到输出杆26的导向面32，因此该推压力成为第二活塞20的滑动阻力。进一步，来自于所述内密封构件22、上密封构件36的滑动阻力作用到该第二活塞20。因而，第二活塞20克服上述滑动阻力而逐渐上升。
[0071]而且，在图2B所示的低负载上升的末期，卡合球58处于将要开始与凸轮面62卡合前的状态。
[0072]若上述第二活塞20上升规定行程，则如图2C (增力驱动的初始状态)所示，所述推压部66将卡合球58向凸轮面62推出，可以开始增力驱动。由此，解除第一活塞10与导向筒6 (壳体2)的连结，并且第一活塞10的增力面64经由卡合球58和凸轮面62使第二活塞20开始强力上升。在这种情况下，所述保持弹簧47的偏压力也经由第一活塞10作用于第二活塞20，因此使该第二活塞20进一步强力上升。
[0073]接下来，如图2D的锁定状态所示，将第一活塞10以及第二活塞20稍微上升而使输出杆26的输出部26a与工件W抵接，使该工件W被推压。在该图2D的锁定状态下，在输出杆26的大径部28的上侧留有裕度行程α。
[0074]在上述锁定状态下，从第一活塞10经由增力机构52作用于第二活塞20的力和作用于上述第二活塞20的气压的合力朝向上方作用，上述输出杆26强力推压工件W。需要说明的是，即使是在因某种原因使所述锁定腔40的压力降低或者消失的情况下，所述保持弹簧47的偏压力经由增力机构52 (增力面64、卡合球58、凸轮面62等)的楔作用而机械性地保持上述锁定状态，因此可靠地维持该锁定状态。
[0075]在从上述图2D的锁定状态向图2Α的释放状态进行切换时，在该图2D的状态下，若排出锁定腔40的压缩空气并且向释放腔42供给压缩空气，则第一活塞10以及第二活塞20逐渐下降。
[0076]由此，如图2C所示，上述输出杆26的凸轮面62开始将卡合球58朝径向的外侧推压。接下来，如图2Β所示，第一活塞10的下降被下端壁2b阻止，几乎与此同时，上述输出杆26的导向面32将卡合球58朝径向的外侧推出。因此，第一活塞10与第二活塞20的连结状态被解除，并且上述第一活塞10经由卡合球58可以被导向筒6挡住，可以阻止该第一活塞10的上升。然后，如图2A所示，使第二活塞20相对于上下移动被阻止的第一活塞10进一步下降。
[0077]需要说明的是，如作为图2A中的主要部分的放大图的图3所示，在设于导向筒6的筒壁6a的所述支承孔56中，在其径向的外侧的上部(图3中的左上部)形成退避槽70。连结该退避槽70的角部71的前端M和卡合球58的中心G而成的直线GM与连结所述推压部66的角部67的前端N和卡合球58的中心G而成的直线GN所成的交叉角度Θ优选设定在10度?30度的范围内。其理由如下所述。
[0078]在假设上述交叉角度Θ小于10度的情况下，推压部66将卡合球58朝径向的内侧推压的力变得过小，因此该推压部66将卡合球58向凸轮槽60压入的力变得过小，有可能卡合球58无法与凸轮槽60顺畅卡合。另外，在上述交叉角度Θ大于30度的情况下，朝上述径向的内侧推压的力变得过大，推压部66将卡合球58朝输出杆26的导向面32推压的力变得过大，因此有可能该输出杆26 (以及第二活塞20)无法顺畅升降、损伤导向面32的表面。因而，上述交叉角度Θ优选为10度?30度的范围内。
[0079]图4、图5、图6A?图6D、图7分别表不本发明的第二实施方式?第五实施方式。在这些其它的实施方式中，对与上述第一实施方式的构成构件相同的构件(或者类似的构件)原则上标注相同的附图标记并进行说明。
[0080]图4表示本发明的第二实施方式，是与所述图2D类似的图。该第二实施方式示例有将固定工件W的连杆式夹持机构设于所述压缸装置I的情况。该图4的第二实施方式与上述第一实施方式在下述方面不同。
[0081]所述壳体2安装在台子等固定台T上。在与该壳体2的上端壁2a相比向上方突出的输出杆26的上部，夹持构件77的左端部经由第一销76能够沿上下方向旋转地被支承。在该夹持构件77的横向的中间部，连杆构件79的上部经由第二销78能够旋转地被支承。该连杆构件79的下部经由第三销80可旋转地被支承在从上端壁2a朝向上方突出的支承部81上。
[0082]在上述压缸装置I的锁定驱动时，首先，如图4所示，锁定腔40的压缩空气经由第二活塞20使输出杆26上升，因此将增力机构52向增力驱动的初始状态进行切换，并且将夹持构件77向顺时针的方向迅速旋转。接下来，当在设于上述夹持构件77的右端部的推压螺栓82从上侧与工件W抵接而对上述输出杆26作用高负载时，上述锁定腔40的压缩空气经由第一活塞10和卡合球58将上述输出杆26强力压升，由此，上述夹持构件77被向顺时针的方向强力驱动。
[0083]需要说明的是，上述压缸装置I的释放驱动如所述第一实施方式所说明的那样以与上述锁定驱动相反的顺序进行。
[0084]另外，如图4中的双点划线图所示，优选的是，在输出杆26的大径部28的外周部不能上下移动并且能够绕轴心旋转地安装有被两分的环状凸轮构件86、86，在上述凸轮构件86上形成所述凸轮面62以及导向面32。这样，独立于第二活塞20地设置凸轮构件86、86，因此在对上述凸轮面62以及导向面32进行固化处理时，仅处理凸轮构件86即可，不需要处理第二活塞20整体。需要说明的是，凸轮构件86可以取代例示的被两分的构件而使用被三分以上的构件，或者也可以只设置一个环状的一体件。
[0085]需要说明的是，在将上述的独立形式的凸轮构件86、86应用于所述图1的第一实施方式的情况下，优选将上述凸轮构件86、86经由由销、球构成的相位确定构件(未图示)能够上下移动并且不能绕轴心旋转地支承于壳体2的导向筒6。在这种情况下，第二活塞20(以及输出杆26)相对于上述壳体2以及凸轮构件86、86能够绕轴心自由旋转。因此，即使在因某种的原因而对第二活塞20施加过度的转矩的情况下，能够防止上述凸轮构件86旋转，能够防止设于该凸轮构件86的凸轮面62、导向面32发生损伤。
[0086]上述的独立形式的凸轮构件86当然也能够适用于后述各实施方式。
[0087]图5表示本发明的第三实施方式，与上述图4的第二实施方式相比在下述方面不同。
[0088]所述导向筒6从壳体2的下端壁2b朝上方(朝向上端壁2a)突出。在上述导向筒6的上部形成支承孔56。
[0089]所述的多个凸轮面62设于第二活塞20的活塞主体24的下部。
[0090]另外，所述增力面64设于第一活塞10的筒孔14的上下方向的中途部。
[0091]另外，在该第三实施方式中，所述增力机构52以及切换机构54配置在锁定腔40内。
[0092]另外，在该第三实施方式中，省略了所述图4中的保持弹簧47。需要说明的是，该保持弹簧47在所述图1的第一实施方式、后述的各实施方式中也可以省略。
[0093]图6A?图6D表示本发明的第四实施方式、分别是与所述图2A?图2D类似的图。在该第四实施方式中，例示有将固定工件等被固定物的旋转式夹持机构设于压缸装置I的情况。
[0094]首先，利用图6A (释放状态)说明压缸装置I的构造。
[0095]在插入了所述壳体2的第一活塞10的筒孔14中插入第二活塞20的活塞主体24，输出杆26从该活塞主体24朝上方突出，并且下杆部分88从上述活塞主体24朝下方突出。在上述第一活塞10以及第二活塞20的上侧形成锁定腔40，并且在下侧形成释放腔42。在上述释放腔42内设置增力机构52和切换机构54。
[0096]即，在该第四实施方式中，第一活塞10、第二活塞20、增力机构52和切换机构54与所述第一实施方式相比，上下相反地配置。
[0097]而且，所述下杆部分88能够沿上下方向移动并且能够绕轴心旋转地被支承在所述壳体2的下端壁2b的下部孔90中，上述输出杆26能够沿上下方向移动并且能够绕轴心旋转地保持密闭状地被支撑在上述壳体I的上端壁2a的贯通孔34中。上述输出杆26与上述上端壁2a相比向上方突出，在该输出杆26的突出部上通过螺母89安装由悬臂构成的夹持构件77 (参照图6B?图6D)。
[0098]在上述导向筒6与下杆部分88之间设置导向机构92。该导向机构92是公知的构造(例如，参照日本特开2004-1163号公报)，以如下方式构成。
[0099]在下杆部分88上沿周向等间隔地形成多个导向槽93 (在此，仅表示一个导向槽93)。各导向槽93构成为将螺旋状的旋回槽93a和直线前进槽93b朝向上方相连(参照图6B)。与上述各导向槽93嵌合的导向球94支承于上述导向筒6。由上述导向球94和螺旋状的旋转槽93a构成旋回机构。
[0100]上述结构的压缸装置I如下所述地工作。
[0101]在图6A的释放状态下，排出锁定腔40的压缩空气，并且向释放腔42供给压缩空气。由此，释放腔42的压缩空气将第一活塞10和第二活塞20朝上方推压，所述夹持构件77切换到旋回退避状态。使上述第一活塞10经由卡合球58能够被壳体2的导向筒6挡住，能够阻止向下方移动。
[0102]在锁定驱动上述压缸装置I时，在图6A的释放状态下，排出释放腔42的压缩空气，并且向锁定腔40供给压缩空气。
[0103]于是，首先，锁定腔40的压缩空气将第二活塞20朝下方推压而使输出杆26以低负载逐渐下降。由此，如图6B所示，所述导向球94经由旋转槽93a使上述输出杆26以及所述夹持构件77以低负载边旋转边下降。
[0104]接下来，如图6C (增力驱动的初始状态)所示，所述导向球94经由直线前进槽93b使上述输出杆26以低负载逐渐直线前进下降，接下来，在所述夹持构件77的右部下表面被工件(未图示)挡住而对上述输出杆26作用高负载时，第一活塞10的向下推力将卡合球58朝径向的内侧逐渐推压。由此，该第一活塞10的向下推力通过增力面64、卡合球58和凸轮面62进行增力变换，将输出杆26朝下方强力驱动。
[0105]然后，如图6D (增力驱动的末期的锁定状态)所示，第一活塞10经由增力机构52的卡合球58将上述输出杆26朝下方强力推压。因此，通过该增力机构52所产生的压下力和第二活塞20所产生的压下力的合力，上述输出杆26经由夹持构件77将上述工件强力推压到台子等固定台(未图示)。
[0106]在将上述压缸装置I从图6D的锁定状态向图6A的释放状态进行切换时，在上述图6D中，排出锁定腔40的压缩空气并且向释放腔42供给压缩空气。由此，上述压缸装置I通过与上述锁定驱动相反的顺序向释放状态进行切换。
[0107]凸轮面62相对于上述输出杆26的与轴心正交的面(水平面)的倾斜角度优选为30度?60度的范围。另外，增力面64相对于输出杆26的轴心的倾斜角度优选为4度?15度的范围。这些方面在所述各实施方式中也相同。
[0108]上述第四实施方式能够以如下方式变更。
[0109]上述导向机构92并不限定于例示的构造是不言而喻的。例如，嵌合于导向槽93的导向构件也可以利用圆柱状的销来取代例示的导向球94。
[0110]另外，也可以使所述下杆部分88的下部与下端壁2b相比向下方突出，并且将上述突出部分保持密闭状地插入到该下端壁2b，在上述突出部分的下部连结压缸装置的工作状态的被检测部，使限位开关等传感器与该被检测部面对面。
[0111]在上述第四实施方式中，也可以省略所述导向槽93和导向球94,使夹持构件77仅沿上下方向移动。
[0112]图7表示本发明的第五实施方式、是与所述的图2A类似的图。该第五实施方式例示将固定模具D的夹持机构设置于压缸装置I的情况。该图7的第五实施方式与所述图2A的第一实施方式在下述方面不同。
[0113]在横向配置的壳体2的右部设有与所述图2A相同的带增力机构的压缸装置I。另夕卜，夹持构件77经由支承销98可摆动地支承在壳体2的左下部。在上述摆动式夹持构件77的中途高度部将所述输出杆26的左端部能够向左右方向推拉地连结。
[0114]在图7的释放状态下输出杆26向右方后退，夹持构件77也向顺时针的方向进行后退摆动。在锁定驱动时使输出杆26向左方进入时，夹持构件77向逆时针的方向进入摆动，该夹持构件77的输出部77a推压模具D。
[0115]上述各实施方式能够以如下方式变更。
[0116]所述输出杆26也可以构成为直线形状来取代构成为具备大径部28与小径部30的带台阶形状。
[0117]所述卡合球58的设置数量优选为三个或者四个，但也可以是两个或者五个以上。
[0118]供上述卡合球58插入的所述支承孔56也可以向倾斜方向贯通来取代在导向筒6的周壁6a上沿水平方向贯通。
[0119]本发明的压缸装置所使用的压力流体也可以使用其他压缩气体、压油等液体来替代例示的压缩空气。
[0120]压缸装置的设置姿势可以是与例示的姿势上下相反的姿势，或者设置在水平方向上或者设置在倾斜方向上。
[0121]除此之外，本领域技术人员在能够想到的范围内进行各种变更是不言而喻的。
[0122]附图标记说明:
[0123]2:壳体，2a:上端壁，2b:下端壁，6:导向筒，6a:筒壁，10:第一活塞，14:筒孔，20:第二活塞，24:第二活塞20的活塞主体，26:输出杆，32:导向面，40:锁定腔，42:释放腔，52:增力机构，54:切换机构，56:支承孔，58:卡合球，62:凸轮面，64:增力面，66:推压部，86:凸轮构件。
【权利要求】
1.一种带增力机构的压缸装置，其特征在于， 该带增力机构的压缸装置具备: 第一活塞(10)，其沿轴向可保持密闭移动地被插入到壳体(2)中，具有沿轴向贯通的筒孔(14); 第二活塞(20)，其沿轴向可保持密闭移动地被插入到上述第一活塞(10)的上述筒孔(14)中，具有向上述壳体(2)的外侧突出的输出杆(26)； 锁定腔(40 )和释放腔(42 )，该锁定腔(40 )和释放腔(42 )是通过上述第一活塞(10 )以及上述第二活塞(20)将上述壳体(2)内沿轴向划分而形成的，将压力流体供给、排出； 增力机构(52)，其对由供给到上述锁定腔(40)的压力流体进行的、将上述第一活塞(10)向上述释放腔(42)侧推压的力进行增力变换并传递到上述第二活塞(20);以及 切换机构(54)，其将上述第一活塞(10)与上述壳体(2)和上述第二活塞(20)选择性连结，当上述第二活塞(20)的低负载行程时，使上述第一活塞(10)能够被上述壳体(2)挡住地与该壳体(2)连结，并且，当上述第二活塞(20)的高负载行程时，使上述第一活塞(10)经由上述增力机构(52)与上述第二活塞(20)能够驱动地连结。
2.根据权利要求1所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 所述切换机构(54)当在所述第一活塞(10)能够被所述壳体(2)挡住地与该壳体(2)连结的状态下使所述第二活塞(20)向所述释放腔(42)侧进入规定的低负载行程时，解除上述第一活塞(10)与上述壳体(2)的上述连结，并且将上述第一活塞(10)经由所述增力机构(52)与上述第二活塞(20)能够驱动地连结。
3.根据权利要求1所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 导向筒(6)从所述壳体(2)的两个端壁(2a、2b)中的一个的端壁(2a、2b)朝向另一个的端壁(2b、2a)突出，形成在所述第二活塞(20)的外周的导向面(32)插入到该导向筒(6)中， 所述增力机构(52)具备:支承孔(56)，其沿周向隔着规定的间隔地形成在上述导向筒(6)的筒壁(6a)上，并且沿径向贯通；卡合球(58)，其插入到各支承孔(56)中；凸轮面(62)，其形成在上述第二活塞(20)的外周以卡合上述卡合球(58)，且形成为随着朝向所述锁定腔(40)而靠近轴心；增力面(64)，其形成在所述第一活塞(10)的所述筒孔(14)中，并且形成为随着朝向上述锁定腔(40)而靠近轴心。
4.根据权利要求3所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 在所述增力机构(52)开始增力驱动时用于将所述卡合球(58)朝径向的内侧推出的推压部(66)、即当所述第二活塞(20)的所述低负载行程时将上述卡合球(58)朝向所述第二活塞(20)的所述导向面(32)且朝径向的内侧推压的推压部(66)设置在所述第一活塞(10)上。
5.根据权利要求4所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 所述切换机构(54)由所述推压部(66)、所述卡合球(58)、所述导向面(32)和所述凸轮面(62)构成， 在所述低负载行程时，由上述导向面(32)朝径向的外侧推出的上述卡合球(58)将上述推压部(66)从所述释放腔(42)侧挡住，由此，留下所述第一活塞(10)而使所述第二活塞(20)向上述释放腔(42)侧移动，在所述增力驱动的开始时，上述推压部(66)使上述卡合球(58)与上述凸轮面(62)进行卡合，由此，上述第一活塞(10)的所述增力面(64)经由上述卡合球(58)和上述凸轮面(62)驱动上述第二活塞(20)。
6.根据权利要求1所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 将所述第二活塞(20)的活塞主体(24)的受压面积设定为大于所述输出杆(26)的受压面积的值。
7.根据权利要求3所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 将所述第二活塞(20)的活塞主体(24)的外径尺寸设定为大于所述导向筒(6)的内径尺寸的值。
8.根据权利要求1~5中的任一项所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 使所述输出杆(26)向所述壳体(2)的外方并且向所述释放腔(42)侧突出。
9.根据权利要求1~5中的任一项所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 使所述输出杆(26)向所述壳体(2)的外方并且向所述锁定腔(40)侧突出。
10.根据权利要求3所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 在所述输出杆(26)的外周部安装凸轮构件(86)，该凸轮构件(86)设有所述导向面(32)以及所述凸轮面(62)`。
11.根据权利要求10所述的带增力机构的压缸装置，其特征在于， 将所述凸轮构件(86)能够绕轴心旋转地安装在所述输出杆(26)上，将上述凸轮构件(86)能够沿轴向移动并且不能绕轴心旋转地连结在所述导向筒(6)上。
【文档编号】F15B15/26GK103688065SQ201280034060
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年5月16日 优先权日:2011年8月26日
【发明者】横田英明, 米泽庆多朗 申请人:克斯美库股份有限公司