JP3246323U - Cylinder Unit - Google Patents

Abstract

【課題】ロック状態を解除しようとする外力が出力部材に作用しても、ロック状態を確実に維持できるシリンダ装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１内に挿入される環状ピストン１１の内周孔２４に、出力部材１８が挿入される。出力部材の大径部２０と環状ピストンとの間に係合部材４３が設けられる。係合部材が大径部に対して摺動可能となるように案内機構５２によって案内される。環状ピストンの楔面１２が係合部材に面接触可能となっている。シリンダ孔の受け面が係合部材に面接触可能となっている。
【選択図】図１

A cylinder device capable of reliably maintaining a locked state even if an external force that attempts to release the locked state acts on an output member.
[Solution] An output member 18 is inserted into an inner peripheral hole 24 of an annular piston 11 inserted into a housing 1. An engagement member 43 is provided between a large diameter portion 20 of the output member and the annular piston. The engagement member is guided by a guide mechanism 52 so as to be slidable relative to the large diameter portion. A wedge surface 12 of the annular piston is capable of surface contact with the engagement member. A receiving surface of a cylinder bore is capable of surface contact with the engagement member.
[Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、圧力流体によって駆動するシリンダ装置に関し、シリンダ装置のロック状態を解除する方向に外力が出力部材に作用したときに、ロック状態を維持する技術に関する。 The present invention relates to a cylinder device driven by a pressurized fluid, and to a technology for maintaining a locked state when an external force acts on an output member in a direction that releases the locked state of the cylinder device.

この種のシリンダ装置には、従来では、特許文献１(日本国・特開２０１６－１２１７８８号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。 A conventional cylinder device of this type is described in Patent Document 1 (JP Patent Publication No. 2016-121788). This conventional technology is configured as follows.

ハウジングのシリンダ孔に環状ピストンが上下方向へ移動可能に挿入される。その環状ピストンの内周孔に出力部材が上下方向へ移動可能に挿入される。その出力部材の大径部と環状ピストンとの間に係合ボールが設けられる。その係合ボールが、環状ピストンに形成される楔面とシリンダ孔の受け面とに点接触可能または線接触可能となっている。そのシリンダ装置がロック状態であるときには、圧力流体が環状ピストンを上方へ押す力が係合ボールを介して増力されて出力部材に伝達している。 An annular piston is inserted into the cylinder hole of the housing so that it can move up and down. An output member is inserted into the inner peripheral hole of the annular piston so that it can move up and down. An engagement ball is provided between the large diameter portion of the output member and the annular piston. The engagement ball is capable of point contact or line contact with a wedge surface formed on the annular piston and a receiving surface of the cylinder hole. When the cylinder device is in a locked state, the force of the pressurized fluid pushing the annular piston upward is amplified via the engagement ball and transmitted to the output member.

特開２０１６－１２１７８８号公報JP 2016-121788 A

上記の従来技術は、次の点で改良する余地が残されていた。
上記シリンダ装置のロック状態において、何らかの原因で、出力部材を下方に後退させる外力が当該出力部材に作用した場合であっても、係合ボールと楔部材の楔面と、また、係合ボールと支持部材の受け面とが点接触または線接触による摩擦力によってロック状態を機械的に保持する点で優れる。しかしながら、従来よりも大きな力が出力部材に作用した場合であっても、シリンダ装置のロック状態が確実に維持されることが望まれている。 The above-mentioned conventional techniques leave room for improvement in the following respects.
In the locked state of the cylinder device, even if an external force that retracts the output member downward acts on the output member for some reason, the locked state is mechanically maintained by the frictional force caused by point contact or line contact between the engagement ball and the wedge surface of the wedge member, and between the engagement ball and the receiving surface of the support member. However, it is desired that the locked state of the cylinder device be reliably maintained even if a force larger than that of the conventional device acts on the output member.

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図４Ｂに示すように、シリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング１のシリンダ孔１０に環状ピストン１１が軸方向へ移動可能に保密状に挿入される。その環状ピストン１１が前記軸方向に形成される内周孔２４を有する。前記環状ピストン１１の内周孔２４に出力部材１８が保密状で前記軸方向へ移動可能に挿入される。前記出力部材１８に形成される大径部２０と前記環状ピストン１１との間に係合部材４３が設けられる。前記係合部材４３と前記大径部２０との間に、または、前記係合部材４３と前記環状ピストン１１との間に設けられる案内機構５２によって、前記係合部材４３が前記大径部２０に対して、または、前記係合部材４３が前記環状ピストン１１に対して摺動可能に案内される。前記環状ピストン１１に楔面１２が前記軸方向に対して傾斜するように形成される。その楔面１２が前記係合部材４３の第１摺動面４８に面接触可能となっている。前記シリンダ孔１０の内周壁に受け面５０が前記軸方向に対して傾斜するように形成される。その受け面５０が前記係合部材４３の第２摺動面４９に面接触可能となっている。前記係合部材４３が前記第１摺動面４８と前記第２摺動面４９とによって前記軸方向の基端側に向かうにつれて先細りするように形成されている。前記軸方向に対する前記受け面５０の傾斜角度が、前記軸方向に対する前記楔面１２の傾斜角度よりも大きくなるように形成されている。前記環状ピストン１１を前記軸方向の先端側へ押す力を当該先端側への力に増力して前記出力部材１８に伝達する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder device configured as follows, for example, as shown in Figs. 1 to 4B.
An annular piston 11 is inserted in a cylinder bore 10 of a housing 1 in a hermetically sealed manner so as to be movable in the axial direction. The annular piston 11 has an inner peripheral hole 24 formed in the axial direction. An output member 18 is inserted in the inner peripheral hole 24 of the annular piston 11 in a hermetically sealed manner so as to be movable in the axial direction. An engagement member 43 is provided between a large diameter portion 20 formed in the output member 18 and the annular piston 11. The engagement member 43 is guided slidably relative to the large diameter portion 20 or the engagement member 43 is guided slidably relative to the annular piston 11 by a guide mechanism 52 provided between the engagement member 43 and the large diameter portion 20 or between the engagement member 43 and the annular piston 11. A wedge surface 12 is formed on the annular piston 11 so as to be inclined with respect to the axial direction. The wedge surface 12 is capable of surface contact with a first sliding surface 48 of the engagement member 43. A receiving surface 50 is formed on an inner peripheral wall of the cylinder bore 10 so as to be inclined with respect to the axial direction. The receiving surface 50 is capable of surface contact with the second sliding surface 49 of the engaging member 43. The engaging member 43 is formed by the first sliding surface 48 and the second sliding surface 49 so as to taper toward the base end side in the axial direction. The inclination angle of the receiving surface 50 with respect to the axial direction is larger than the inclination angle of the wedge surface 12 with respect to the axial direction. The force pressing the annular piston 11 toward the tip side in the axial direction is increased to a force toward the tip side and transmitted to the output member 18.

上記シリンダ装置のロック状態において、何らかの原因で、出力部材を軸方向の基端側に移動させようとする外力が当該出力部材に作用することがある。この場合、環状ピストンの楔面と係合部材とが面接触し、また、ハウジング１の受け面５０と係合部材４３とが面接触することにより、従来のような部材同士が点接触や線接触する場合に比べてより大きな摩擦力が接触面に生じる。その結果、その大きな摩擦力が上記の外力に抗するように当該出力部材に作用して、シリンダ装置のロック状態が確実に維持される。 When the cylinder device is in the locked state, an external force that tends to move the output member axially toward the base end may act on the output member for some reason. In this case, the wedge surface of the annular piston comes into surface contact with the engaging member, and the receiving surface 50 of the housing 1 comes into surface contact with the engaging member 43, generating a greater frictional force at the contact surfaces than in conventional point or line contact between the members. As a result, this greater frictional force acts on the output member against the external force, reliably maintaining the locked state of the cylinder device.

図１は、本発明の実施形態を示す立面視の断面図であり、シリンダ装置のリリース状態を示す図である。FIG. 1 is an elevational cross-sectional view showing an embodiment of the present invention, illustrating a cylinder device in a released state. 図２は、上記図１に類似する断面図であり、シリンダ装置のロック状態を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, showing the cylinder device in a locked state. 図３Ａは、上記図１中のＡ部分を示す部分拡大図であり、シリンダ装置の案内機構を示す図である。図３Ｂは、上記案内機構の変形例を示す部分断面図である。Fig. 3A is a partially enlarged view showing part A in Fig. 1, which is a diagram showing a guide mechanism of the cylinder device, and Fig. 3B is a partially sectional view showing a modified example of the guide mechanism. 図４Ａは、図３Ａ中の３Ａ－３Ａ線の矢視図である。図４Ｂは、図４Ａの案内機構の変形例を示す部分断面図である。Fig. 4A is a view taken along line 3A-3A in Fig. 3A, and Fig. 4B is a partial cross-sectional view showing a modified example of the guide mechanism in Fig. 4A.

図１、図２、図３Ａ、図４Ａは、本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、金型を基板に固定するために用いるシリンダ装置を例示する。まず、リリース状態を示す図１によってシリンダ装置の構造を説明する。 Figures 1, 2, 3A, and 4A show one embodiment of the present invention. In this embodiment, a cylinder device used to fix a mold to a substrate is illustrated. First, the structure of the cylinder device is explained with reference to Figure 1, which shows the released state.

そのシリンダ装置のハウジング１は、下端側（基端側）から上端側（先端側）に順に設けられた基端ハウジング２と第１環状部材３と第２環状部材４と環状の隔壁部材５と先端ハウジング６とを有する。これらの基端ハウジング２から隔壁部材５までの部材が複数のボルト７によって先端ハウジング６に固定されている。 The housing 1 of the cylinder device has a base housing 2, a first annular member 3, a second annular member 4, an annular partition member 5, and a tip housing 6, which are arranged in this order from the lower end side (base end side) to the upper end side (tip side). These members from the base housing 2 to the partition member 5 are fixed to the tip housing 6 by a number of bolts 7.

上記の第1環状部材３に第１シリンダ孔１０が形成される。その第１シリンダ孔１０に環状の第１ピストン（環状ピストン）１１が当該第１シリンダ孔１０の軸方向（上下方向）に移動可能で保密状に挿入される。その第１ピストン１１の下側（基端側）にピストン部１１ａが形成される。そのピストン部１１aの上側（先端側）には、楔部１１ｂが形成される。その楔部１１ｂの外周壁に楔面１２が先端側に向かうにつれて先細りするように周方向に形成される。その楔面１２は、出力部材１８の軸方向に対して３５°から５０°傾斜するように形成されている。 A first cylinder hole 10 is formed in the first annular member 3. A ring-shaped first piston (annular piston) 11 is inserted into the first cylinder hole 10 in a hermetically sealed manner so as to be movable in the axial direction (up and down direction) of the first cylinder hole 10. A piston portion 11a is formed on the lower side (base end side) of the first piston 11. A wedge portion 11b is formed on the upper side (tip end side) of the piston portion 11a. A wedge surface 12 is formed on the outer peripheral wall of the wedge portion 11b in the circumferential direction so as to taper toward the tip end side. The wedge surface 12 is formed so as to be inclined at 35° to 50° with respect to the axial direction of the output member 18.

上記の先端ハウジング６に第２シリンダ孔１４が形成され、その第２シリンダ孔１４の軸心が第１シリンダ孔１０の軸心に一致する（もしくは平行となる）ように構成される。その第２シリンダ孔１４に環状の第２ピストン１５が軸方向に移動可能に挿入される。その第２ピストン１５は、上側から順に形成される大径部１５ａと小径部１５ｂとを有している。その大径部１５ａが第２シリンダ孔１４に軸方向に移動可能で保密状に挿入される。また、小径部１５ｂが、隔壁部材５の連通孔５ａに軸方向に移動可能で保密状に挿入される。なお、その第２シリンダ孔１４の軸心と隔壁部材５の連通孔５ａの軸心とが、一致するように形成されている。 A second cylinder hole 14 is formed in the tip housing 6, and the axis of the second cylinder hole 14 is configured to coincide with (or be parallel to) the axis of the first cylinder hole 10. A ring-shaped second piston 15 is inserted into the second cylinder hole 14 so as to be movable in the axial direction. The second piston 15 has a large diameter portion 15a and a small diameter portion 15b formed in order from the top. The large diameter portion 15a is inserted into the second cylinder hole 14 so as to be movable in the axial direction and in a hermetically sealed state. The small diameter portion 15b is inserted into the communication hole 5a of the partition member 5 so as to be movable in the axial direction and in a hermetically sealed state. The axis of the second cylinder hole 14 and the axis of the communication hole 5a of the partition member 5 are formed so as to coincide with each other.

上記の第１シリンダ孔１０および第２シリンダ孔１４内に出力部材１８が軸方向に移動可能に挿入される。その出力部材１８は、下側から順に形成される基端ロッド１９と大径部２０と先端ロッド２１とを有している。その基端ロッド１９が第１ピストン１１の内周孔２４に軸方向に移動可能で保密状に挿入される。また、大径部２０が第１シリンダ１０内であって、第１ピストン１１と隔壁部材５との間に挿入される。上記の先端ロッド２１が第２ピストン１５の内周孔２５に軸方向に移動可能に挿入される。その先端ロッド２１の外周面と第２ピストン１５の内周孔２５との間に環状隙間２６が形成される。その環状隙間２６によって第１シリンダ孔１０と第２シリンダ孔１４とが連通されている。その先端ロッド２１が、先端ハウジング６に形成される挿通孔２７に軸方向に移動可能で保密状に挿入される。その先端ロッド２１は、先端ハウジング６から外方に突出している。 An output member 18 is inserted into the first cylinder bore 10 and the second cylinder bore 14 so as to be movable in the axial direction. The output member 18 has a base end rod 19, a large diameter portion 20, and a tip rod 21, which are formed in this order from the bottom. The base end rod 19 is inserted into the inner peripheral hole 24 of the first piston 11 so as to be movable in the axial direction and in a hermetically sealed state. The large diameter portion 20 is inserted between the first piston 11 and the partition member 5 in the first cylinder 10. The tip rod 21 is inserted into the inner peripheral hole 25 of the second piston 15 so as to be movable in the axial direction. An annular gap 26 is formed between the outer peripheral surface of the tip rod 21 and the inner peripheral hole 25 of the second piston 15. The first cylinder bore 10 and the second cylinder bore 14 are connected by the annular gap 26. The tip rod 21 is inserted into the insertion hole 27 formed in the tip housing 6 so as to be movable in the axial direction and in a hermetically sealed state. The tip rod 21 protrudes outward from the tip housing 6.

上記の基端ロッド１９の基端部に形成された雄ネジに、当該基端ロッド１９よりも大径のナット３２がネジ止めされる。そのナット３２の先端面が第１ピストン１１の基端面に係合可能に対面している。その第１ピストン１１は、出力部材１８の大径部２０の基端面からナット３２の先端面との間で移動可能となっている。 A nut 32 having a diameter larger than that of the base end rod 19 is screwed onto the male thread formed at the base end of the base end rod 19. The tip surface of the nut 32 faces and can engage with the base end surface of the first piston 11. The first piston 11 is movable between the base end surface of the large diameter portion 20 of the output member 18 and the tip surface of the nut 32.

上記第１シリンダ孔１０は、第１ピストン１１と出力部材１８の基端ロッドとによって基端側の室と先端側の室とに区画形成される。その基端側の室がロック室３５を構成し、先端側の室が第１リリース室（リリース室）３６を構成する。そのロック室３５に圧油源からの圧油を給排する給排路３７が基端ハウジング２に形成される。また、第１リリース室３６に圧油源からの圧油を給排する別の給排路３８が隔壁部材５に形成される。 The first cylinder bore 10 is partitioned into a base end chamber and a tip end chamber by the first piston 11 and the base end rod of the output member 18. The base end chamber constitutes the lock chamber 35, and the tip end chamber constitutes the first release chamber (release chamber) 36. A supply and discharge passage 37 for supplying and discharging pressure oil from a pressure oil source to the lock chamber 35 is formed in the base end housing 2. In addition, another supply and discharge passage 38 for supplying and discharging pressure oil from a pressure oil source to the first release chamber 36 is formed in the partition member 5.

上記の第１リリース室３６は、出力部材１８の大径部２０の外周面と第２環状部材４の内周面のと間に形成される環状空間と、上記の環状隙間２６とを通って、第２ピストン１５の上側（先端側）に形成される第２リリース室３９に連通される。 The first release chamber 36 is connected to a second release chamber 39 formed on the upper side (tip side) of the second piston 15 through the annular space formed between the outer peripheral surface of the large diameter portion 20 of the output member 18 and the inner peripheral surface of the second annular member 4, and through the annular gap 26.

上記の第２ピストン１５と第２シリンダ孔１４と隔壁部材５とによって区画形成される室が、先端ハウジング６に形成される呼吸孔４０を通して外界に連通されている。 The chamber defined by the second piston 15, the second cylinder bore 14, and the partition member 5 is connected to the outside world through a breathing hole 40 formed in the tip housing 6.

上記の第１ピストン１１の楔部１１ｂと出力部材１８の大径部２０との間に係合部材４３が、当該楔部１１ｂに沿うと共に大径部２０の基端面に沿って移動可能となるように装着される。 The engagement member 43 is attached between the wedge portion 11b of the first piston 11 and the large diameter portion 20 of the output member 18 so as to be movable along the wedge portion 11b and along the base end surface of the large diameter portion 20.

図３Ａおよび図４Ａに示すように、上記の出力部材１８の大径部２０の基端壁に、４つの案内溝４４（図３Ａおよび図４Ａ中には１つのみを示している）が所定の角度をあけて径方向に形成される。その案内溝４４は、その断面形状がＴ字状となるように形成されており、いわゆるＴ溝である。その案内溝４４は、基端側から順に形成される溝幅の狭い小溝４４ａと、溝幅の広い大溝４４ｂとを有している。各案内溝４４には、係合部材４３の先端壁から先端側に向けて突設されるＴ脚４５が挿入される。そのＴ脚４５は、基端側から順に円柱状に形成される小径部４５ａと、円柱状の大径部４５ｂとを有している。Ｔ脚４５の大径部４５ｂが案内溝４４の大溝４４ｂに挿入され、Ｔ脚４５の小径部４５ａが案内溝４４の小溝４４ａに挿入される。その係合部材４３の基端面に形成される摺動部４６が、大径部２０の基端面に形成される案内面４７に摺動可能となるように当該大径部２０に連結される。なお、案内溝４４とＴ脚４５とによって案内機構５２が構成される。 3A and 4A, four guide grooves 44 (only one is shown in FIG. 3A and FIG. 4A) are formed in the radial direction at a predetermined angle in the base end wall of the large diameter portion 20 of the output member 18. The guide groove 44 is formed so that its cross section is T-shaped, and is a so-called T-groove. The guide groove 44 has a small groove 44a with a narrow groove width and a large groove 44b with a wide groove width, which are formed in sequence from the base end side. A T-leg 45 protruding from the tip wall of the engagement member 43 toward the tip side is inserted into each guide groove 44. The T-leg 45 has a small diameter portion 45a formed in a cylindrical shape and a large diameter portion 45b in a cylindrical shape, which are formed in sequence from the base end side. The large diameter portion 45b of the T-leg 45 is inserted into the large groove 44b of the guide groove 44, and the small diameter portion 45a of the T-leg 45 is inserted into the small groove 44a of the guide groove 44. The sliding portion 46 formed on the base end surface of the engagement member 43 is connected to the large diameter portion 20 so that it can slide on the guide surface 47 formed on the base end surface of the large diameter portion 20. The guide groove 44 and the T-shaped leg 45 form a guide mechanism 52.

上記の係合部材４３の内側壁（出力部材１８に対面する側の壁）に第１摺動面４８が、下方（軸方向の基端側）に向かうにつれて出力部材１８の径方向の外方に向けて傾斜するように形成される。その傾斜角度α（図２を参照）は、出力部材１８の軸方向に対して３５°から５０°に設定されている。その第１摺動面４８が第１ピストン１１の楔面１２に摺動可能となっている。その第１摺動面４８と楔面１２とは、面接触可能となるように平行に形成されている。 A first sliding surface 48 is formed on the inner wall (the wall facing the output member 18) of the engagement member 43 so as to incline radially outwardly of the output member 18 as it moves downward (toward the base end in the axial direction). The inclination angle α (see FIG. 2) is set to 35° to 50° with respect to the axial direction of the output member 18. The first sliding surface 48 is capable of sliding on the wedge surface 12 of the first piston 11. The first sliding surface 48 and the wedge surface 12 are formed parallel to each other so as to be in surface contact with each other.

上記の係合部材４３の外側壁（第２環状部材４の内周面に対面する側の壁）に第２摺動面４９が、基端側に向かうにつれて出力部材１８の径方向の内方に向けて傾斜するように形成される。その傾斜角度β（図２を参照）は、４０°から５５°に設定されている。その第２摺動面４９の傾斜角度βは、第１摺動面４８の傾斜角度αよりも大きくなるように設定されている。 A second sliding surface 49 is formed on the outer wall of the engagement member 43 (the wall facing the inner peripheral surface of the second annular member 4) so as to be inclined radially inward of the output member 18 as it approaches the base end. The inclination angle β (see FIG. 2) is set to 40° to 55°. The inclination angle β of the second sliding surface 49 is set to be larger than the inclination angle α of the first sliding surface 48.

上記の第２摺動面４９は、第２環状部材４の内周壁に形成される受け面５０に係合可能となっている。その受け面５０は、第２環状部材４の内周壁に下方に向かうにつれて径方向の内方に傾斜するように（先細りするように）テーパ状に形成される。その第２摺動面４９と受け面５０とは、面接触可能となるように平行に形成されている。なお、受け面５０は第１シリンダ孔１０の一部を構成している。 The second sliding surface 49 can engage with a receiving surface 50 formed on the inner peripheral wall of the second annular member 4. The receiving surface 50 is tapered so as to incline radially inward (taper) as it approaches the inner peripheral wall of the second annular member 4. The second sliding surface 49 and the receiving surface 50 are formed parallel to each other so as to be in surface contact. The receiving surface 50 constitutes a part of the first cylinder bore 10.

上記の係合部材４３の第２摺動面４９の上側に形成される摺動部５１が、第２環状部材４の受け面５０よりも下側の第１シリンダ孔１０の内周面に摺動可能に係合される。 The sliding portion 51 formed on the upper side of the second sliding surface 49 of the engaging member 43 is slidably engaged with the inner circumferential surface of the first cylinder hole 10 below the receiving surface 50 of the second annular member 4.

上記の出力部材１８の先端部には、楔部材５４が固定される。その楔部材５４が、（図示しない）金型（係合対象物）から左方に突設される支持部材５５の支持孔５６に挿入可能となっている。その楔部材５４の左壁に楔面５７が、出力部材１８の軸方向に対して傾斜するようにであって、上方（先端側）に向かうにつれて先細りするように形成される。上記の支持部材５５の支持孔５６の左壁に受け面５８が形成される。その受け面５８が、楔部材５４の楔面５７に平行となるように平面に形成される。その楔部材５４が支持孔５６に挿入されると、楔面５７が受け面５８に係合される。 A wedge member 54 is fixed to the tip of the output member 18. The wedge member 54 can be inserted into a support hole 56 of a support member 55 that protrudes leftward from a die (not shown) (object to be engaged). A wedge surface 57 is formed on the left wall of the wedge member 54 so as to be inclined with respect to the axial direction of the output member 18 and to taper upward (toward the tip). A receiving surface 58 is formed on the left wall of the support hole 56 of the support member 55. The receiving surface 58 is formed as a flat surface parallel to the wedge surface 57 of the wedge member 54. When the wedge member 54 is inserted into the support hole 56, the wedge surface 57 engages with the receiving surface 58.

上記のシリンダ装置は、図１及び図２に示すように、次のように作動する。
図１のリリース状態では、ロック室３５の圧油（圧力流体）が排出されると共に、第１リリース室３６および第２リリース室３９に圧油が供給されている。これにより、第１リリース室３６の圧油が第１ピストン１１を下降させて、第１ピストン１１が出力ロッド１８を下限位置に下降させている。また、第２リリース室３９の圧油が第２ピストン１５を下限位置に移動させて、その第２ピストン１５が隔壁部材５の上端面に受け止められている。 The above-mentioned cylinder device, as shown in FIGS. 1 and 2, operates as follows.
1 , the pressure oil (pressurized fluid) in the lock chamber 35 is discharged, and pressure oil is supplied to the first release chamber 36 and the second release chamber 39. As a result, the pressure oil in the first release chamber 36 moves the first piston 11 downward, and the first piston 11 moves the output rod 18 downward to its lowest position. In addition, the pressure oil in the second release chamber 39 moves the second piston 15 to its lowest position, and the second piston 15 is received by the upper end surface of the partition member 5.

上記シリンダ装置をロック駆動するときには、図１のリリース状態において、第１リリース室３６及び第２リリース室３９から圧油を排出すると共に、ロック室３５に圧油を供給する。そのロック室３５の圧油が、出力部材１８を上方へ移動させていくと共に、第１ピストン１１と係合部材４３とを介して出力部材１８を上方へ移動させていく。次いで、出力部材１８の大径部２０の先端面が第２ピストン１５の下端面に係合して、その後、出力部材１８が第２ピストン１５を押し上げていく。 When the cylinder device is locked, in the release state of FIG. 1, pressurized oil is discharged from the first release chamber 36 and the second release chamber 39, and pressurized oil is supplied to the lock chamber 35. The pressurized oil in the lock chamber 35 moves the output member 18 upward, and also moves the output member 18 upward via the first piston 11 and the engagement member 43. Next, the tip surface of the large diameter portion 20 of the output member 18 engages with the lower end surface of the second piston 15, and then the output member 18 pushes up the second piston 15.

上記の出力部材１８が所定ストロークだけ上昇すると、係合部材４３の第３摺動部４９が第２環状部材４の受け面５０に対面する。すると、第１ピストン１１が係合部材４３を受け面５０側（半径方向の外方）へ押し出す。その係合部材４３が受け面５０を押す力の反力が係合部材４３を介して出力部材１８の大径部２０に楔による効果により増幅されて伝達される。このため、第１ピストン１１が係合部材４３を介して出力部材１８の大径部２０を強力に押し上げる。 When the output member 18 rises by a predetermined stroke, the third sliding portion 49 of the engagement member 43 faces the receiving surface 50 of the second annular member 4. Then, the first piston 11 pushes the engagement member 43 toward the receiving surface 50 (radially outward). The reaction force of the force with which the engagement member 43 pushes the receiving surface 50 is amplified and transmitted to the large diameter portion 20 of the output member 18 via the engagement member 43 by the wedge effect. As a result, the first piston 11 strongly pushes up the large diameter portion 20 of the output member 18 via the engagement member 43.

前述したように、第１ピストン１１および出力部材１８が上昇していくと、出力部材１８の上端部に装着された楔部材５４が支持部材５５の支持孔５６に挿入されていく。すると、楔部材５４の楔面５７が支持部材５５の受け面５８を左方に強力に押していく。このため、（図示しない）金型が基板の取り付け面に押し付けられる。 As described above, when the first piston 11 and the output member 18 rise, the wedge member 54 attached to the upper end of the output member 18 is inserted into the support hole 56 of the support member 55. Then, the wedge surface 57 of the wedge member 54 strongly pushes the receiving surface 58 of the support member 55 to the left. As a result, the die (not shown) is pressed against the mounting surface of the substrate.

図２のロック状態から図１のリリース状態に切換えるときには、その図２の状態において、ロック室３５から圧油を排出すると共に、第１リリース室３６及び第２リリース室３９に圧油を供給する。まず、第１リリース室３６の圧油が第１ピストン１１を下方に押していくと、係合部材４３が出力部材１８の径方向の内方に移動可能となる隙間（本実施例においては、楔作用が解除される程度の微小隙間）が、当該係合部材４３と出力部材１８との間に生じる。すると、第２リリース室３９の圧油が第２ピストン１５を下方に押し下げることにより、その第２ピストン１５が出力部材１８の大径部２０を押し下げていく。次いで、第１ピストン１１が出力部材１９のナット３２に係合し、その後、第１ピストン１１および第２ピストン１５が出力部材１４を押し下げていく。第２ピストン１５が隔壁部材５に受け止められて、出力部材１８の大径部２０が第２ピストン１５から離間される。引き続いて、第１ピストン１１がハウジング１の基端ハウジング２に受け止められる。これにより、シリンダ装置は、図２のロック状態から図１のリリース状態に切り換えられる。 When switching from the locked state of FIG. 2 to the released state of FIG. 1, in the state of FIG. 2, pressure oil is discharged from the lock chamber 35 and pressure oil is supplied to the first release chamber 36 and the second release chamber 39. First, when the pressure oil in the first release chamber 36 pushes the first piston 11 downward, a gap (in this embodiment, a small gap that releases the wedge action) is generated between the engaging member 43 and the output member 18, allowing the engaging member 43 to move radially inward of the output member 18. Then, the pressure oil in the second release chamber 39 pushes the second piston 15 downward, and the second piston 15 pushes the large diameter portion 20 of the output member 18 downward. Next, the first piston 11 engages with the nut 32 of the output member 19, and then the first piston 11 and the second piston 15 push the output member 14 downward. The second piston 15 is received by the partition member 5, and the large diameter portion 20 of the output member 18 is separated from the second piston 15. Next, the first piston 11 is received by the base end housing 2 of the housing 1. This switches the cylinder device from the locked state of FIG. 2 to the released state of FIG. 1.

上記第１実施形態は次の長所を奏する。
上記ロック状態において、何らかの原因で、金型を介して支持部材５５を右方に移動させる力が作用した場合であっても、楔部材５５の楔面５７と支持部材５４の受け面５８とが面接触による摩擦力によってロック状態を機械的に保持する。また、大径部２０の案内面と係合部材４３の第１摺動部４６とが面接触している。また、第１ピストン１１の楔部１１ｂと係合部材４３の第１摺動部４８とが面接触している。さらに、第２環状部材４の受け面５０と係合部材４３の第２摺動部４９とが面接触している。その結果、これらの面接触部分に生じる摩擦力が出力部材を基端側に押す力に抗するので、シリンダ装置のロック状態が確実に維持される。 The first embodiment has the following advantages.
In the above-mentioned locked state, even if a force acting to move the support member 55 to the right is applied through the die for some reason, the locked state is mechanically maintained by the frictional force due to the surface contact between the wedge surface 57 of the wedge member 55 and the receiving surface 58 of the support member 54. In addition, the guide surface of the large diameter portion 20 and the first sliding portion 46 of the engaging member 43 are in surface contact. In addition, the wedge portion 11b of the first piston 11 and the first sliding portion 48 of the engaging member 43 are in surface contact. Furthermore, the receiving surface 50 of the second annular member 4 and the second sliding portion 49 of the engaging member 43 are in surface contact. As a result, the frictional force generated in these surface contact portions resists the force pushing the output member toward the base end, so that the locked state of the cylinder device is reliably maintained.

上記の各実施形態は次のように変更可能である。
圧力流体は、例示した圧油に代えて、他の液体または圧縮空気等の気体であってもよい。
上記ハウジング１は、例示の基端ハウジング２と第１環状部材３と第２環状部材４と隔壁部材５と先端ハウジング６とナット３２等によって構成されるのに代えて、それら部材の一部または全部を一体に形成するようにしてもよい。
上記の環状ピストン１１は、ロック室３５および第１リリース室３６に給排される圧油によって往復駆動される構成に代えて、例えばロック室３５に装着されるロックバネによってロック駆動されてもよく、または、第１リリース室３６に装着されるリリースバネによってリリース駆動される構成であってもよい。
上記の第２シリンダ孔１４と第２ピストン１５と呼吸孔４０とを省略してもよい。
上記の出力部材１８の大径部２０の基端壁に、断面形状がＴ字状である案内溝４４が４つ形成されることに限られず、１つであってもよくまた、複数であってもよい。その案内溝４４の断面形状がＴ字状であることに代えて、他の形状であるアリ溝（図４Ｂを参照）などであってもよい。また、出力部材１８の大径部２０の基端壁に案内溝４４が形成されることに代えて、係合部材４３側に案内溝４４が形成されるようにしてもよい。この場合、出力部材１８の大径部２０の基端壁にＴ脚が設けるようにする。また、出力部材１８の大径部２０の基端壁に案内溝４４が設けられることに代えて、第１ピストン１１の楔部１１ｂに設けられるようにしてもよい（図３Ｂを参照）。この場合、係合部材にＴ脚等または案内溝４４が設けられるようにしてもよい。
上記のＴ脚等が係合部材４３に設けられることに代えて、出力部材１８の大径部２０に径方向に延在するように形成されるようにしてもよい。この場合、係合部材４３に案内溝４４を設けるようにする。また、上記の係合部材４３にＴ脚等が設けられることに代えて、第１ピストン１１の楔部１１ｂにＴ脚等が設けられるようにしてもよい。この場合、係合部材４３に案内溝４４を設けるようにする。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。 The above embodiments can be modified as follows.
The pressure fluid may be other liquids or gases such as compressed air instead of the pressure oil exemplified.
The housing 1 may be configured by the exemplary base end housing 2, first annular member 3, second annular member 4, partition member 5, tip housing 6, nut 32, etc., but some or all of these components may be formed integrally.
Instead of being reciprocatingly driven by pressurized oil supplied to and discharged from the lock chamber 35 and the first release chamber 36, the above-mentioned annular piston 11 may be locked by a lock spring attached to the lock chamber 35, or released by a release spring attached to the first release chamber 36.
The second cylinder hole 14, the second piston 15 and the breathing hole 40 may be omitted.
The guide groove 44 having a T-shaped cross section is not limited to four guide grooves 44 formed on the base end wall of the large diameter portion 20 of the output member 18, and may be one or more. The cross section of the guide groove 44 may be a dovetail groove (see FIG. 4B) having another shape instead of a T-shape. Also, instead of forming the guide groove 44 on the base end wall of the large diameter portion 20 of the output member 18, the guide groove 44 may be formed on the engaging member 43 side. In this case, a T-leg is provided on the base end wall of the large diameter portion 20 of the output member 18. Also, instead of providing the guide groove 44 on the base end wall of the large diameter portion 20 of the output member 18, the guide groove 44 may be provided on the wedge portion 11b of the first piston 11 (see FIG. 3B). In this case, the T-leg or the guide groove 44 may be provided on the engaging member.
Instead of providing the T-leg or the like on the engaging member 43, the T-leg or the like may be formed so as to extend radially on the large diameter portion 20 of the output member 18. In this case, a guide groove 44 is provided on the engaging member 43. Also, instead of providing the T-leg or the like on the engaging member 43, the T-leg or the like may be provided on the wedge portion 11b of the first piston 11. In this case, a guide groove 44 is provided on the engaging member 43.
Of course, various other modifications can be made within the scope of what a person skilled in the art can imagine.

１：ハウジング，１０：第１シリンダ孔（シリンダ孔），１１：第１ピストン（環状ピストン），２１：出力部材，２４：内周孔，４３：係合部材，４８：第１摺動面，４９：第２摺動面，５０：受け面，５２：案内機構． 1: Housing, 10: First cylinder bore (cylinder bore), 11: First piston (annular piston), 21: Output member, 24: Inner bore, 43: Engagement member, 48: First sliding surface, 49: Second sliding surface, 50: Receiving surface, 52: Guide mechanism.

Claims (1)

ハウジング（１）のシリンダ孔（１０）に軸方向へ移動可能で保密状に挿入された環状ピストン（１１）であって、前記軸方向に形成される内周孔（２４）を有する環状ピストン（１１）と、
前記環状ピストン（１１）の内周孔（２４）に前記軸方向へ移動可能で保密状に挿入された出力部材（１８）と、
前記出力部材（１８）に形成される大径部（２０）と前記環状ピストン（１１）との間に設けられる係合部材（４３）と、
前記係合部材（４３）と前記大径部（２０）との間に、または、前記係合部材（４３）と前記環状ピストン（１１）との間に設けられる案内機構（５２）であって、前記係合部材（４３）を前記大径部（２０）に対して、または、前記係合部材（４３）を前記環状ピストン（１１）に対して摺動可能に案内する案内機構（５２）と、
前記環状ピストン（１１）に前記軸方向に対して傾斜するように形成される楔面（１２）が、前記係合部材（４３）の第１摺動面（４８）に面接触可能となっており、
前記シリンダ孔（１０）の内周壁に前記軸方向に対して傾斜するように形成される受け面（５０）が、前記係合部材（４３）の第２摺動面（４９）に面接触可能となっており、
前記係合部材（４３）が前記第１摺動面（４８）と前記第２摺動面（４９）とによって前記軸方向の基端側に向かうにつれて先細りするように形成され、
前記軸方向に対する前記受け面（５０）の傾斜角度が、前記軸方向に対する前記楔面（１２）の傾斜角度よりも大きくなるように形成され、
前記環状ピストン（１１）を前記軸方向の先端側へ押す力を当該先端側への力に増力して前記出力部材（１８）に伝達する、
ことを特徴とする倍力機構付きシリンダ装置。 an annular piston (11) inserted in a cylinder bore (10) of a housing (1) in a hermetically sealed manner so as to be movable in an axial direction, the annular piston (11) having an inner peripheral bore (24) formed in the axial direction;
an output member (18) that is hermetically inserted into an inner peripheral hole (24) of the annular piston (11) so as to be movable in the axial direction;
an engagement member (43) provided between a large diameter portion (20) formed on the output member (18) and the annular piston (11);
a guide mechanism (52) provided between the engaging member (43) and the large diameter portion (20) or between the engaging member (43) and the annular piston (11), the guide mechanism (52) slidably guiding the engaging member (43) relative to the large diameter portion (20) or the engaging member (43) relative to the annular piston (11);
A wedge surface (12) formed on the annular piston (11) so as to be inclined with respect to the axial direction is capable of surface-contacting with a first sliding surface (48) of the engagement member (43),
a receiving surface (50) formed on an inner peripheral wall of the cylinder hole (10) so as to be inclined with respect to the axial direction is capable of surface-contacting with a second sliding surface (49) of the engaging member (43);
The engaging member (43) is formed by the first sliding surface (48) and the second sliding surface (49) so as to taper toward the base end side in the axial direction,
The inclination angle of the receiving surface (50) with respect to the axial direction is formed to be larger than the inclination angle of the wedge surface (12) with respect to the axial direction,
a force pushing the annular piston (11) toward the tip side in the axial direction is amplified into a force toward the tip side and transmitted to the output member (18);
A cylinder device with a boosting mechanism.

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