JP7323181B2 - Cylinder device - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダ装置に関する。 The present invention relates to a cylinder device.
シリンダ装置として、従来では、下記の特許文献1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。
2. Description of the Related Art As a conventional cylinder device, there is one described in
シリンダに軸心方向へ移動可能で保密状に環状のピストンが挿入される。出力ロッドの端部に第1受圧部材、シリンダの第2端壁に第2受圧部材が設けられる。この第1受圧部材と第2受圧部材との間に環状の係合空間が半径方向の内方へすぼまるように形成され、その係合空間に周方向へ所定の間隔をあけて複数の転動体が挿入される。駆動手段によってロック駆動されると、上記ピストンに設けられた押圧面が、転動体と第1受圧部材とを順に介して出力ロッドをロック側へ駆動する。 An annular piston is inserted in the cylinder in an axially movable and sealing manner. A first pressure receiving member is provided at the end of the output rod and a second pressure receiving member is provided at the second end wall of the cylinder. An annular engagement space is formed between the first pressure receiving member and the second pressure receiving member so as to taper inward in the radial direction. A rolling element is inserted. When locked by the driving means, the pressing surface provided on the piston drives the output rod to the lock side through the rolling element and the first pressure receiving member in order.
上記の従来技術には次の問題がある。出力ロッドの駆動力が大きいため、強力なクランプ力が得られるという長所を特許文献1に記載のクランプ装置は有する。しかしながら、このクランプ装置は、上記長所を有する一方で、出力ロッドのストローク量が小さいという短所を有する。
The above prior art has the following problems. The clamping device described in
本発明の目的は、強力なロック力が得られることに加えて、ストローク量も大きいシリンダ装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cylinder device capable of obtaining a strong locking force and having a large stroke amount.
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図1から図22に示すように、シリンダ装置を次のように構成した。 In order to achieve the above objects, the present invention, for example, as shown in FIGS. 1 to 22, has a cylinder device configured as follows.
本発明の一実施形態のシリンダ装置は、ハウジング1と、前記ハウジング1に形成されたシリンダ孔2に軸方向に移動可能で保密状に挿入される第1ピストン3であって、内部にピストン収容室4が形成された第1ピストン3と、前記ピストン収容室4に前記軸方向に移動可能に挿入される第2ピストン5、および当該第2ピストン5から前記軸方向の先端側に延びる出力ロッド8を有するピストンロッド9と、前記ピストン収容室4内であって、前記第2ピストン5の外周側に配置された増力機構10と、前記第1ピストン3の内部、且つ前記ピストン収容室4よりも前記軸方向の先端側または基端側に形成された複数の筒穴17、18であって、前記第1ピストン3の周方向に間隔をあけて配置されると共に前記第1ピストン3の半径方向に延びる複数の筒穴17、18と、前記複数の筒穴17、18にそれぞれ挿入される爪部材19、20と、前記シリンダ孔2内に前記軸方向に沿って連続的に設けられた複数の環状の凹凸で構成される係合部24、33であって、前記爪部材19、20の先端部19b、20bが嵌り込む係合部24、33と、を備える。ロック駆動されたとき、前記第1ピストン3によって前記ピストンロッド9が前記軸方向のロック側へ移動すると共に、少なくとも1つの前記爪部材19、20の先端部19b、20bが前記係合部24、33に嵌り込み、前記増力機構10によって前記第2ピストン5が前記軸方向のロック側へ付勢される。
A cylinder device according to one embodiment of the present invention includes a
本発明のシリンダ装置は次の作用効果を奏する。第1ピストンによって十分なストローク量を確保することができる。また、ロック駆動時に発生する出力ロッドからの反力を爪部材にて受け止めることができるので、増力機構の増力性能を十分に発揮させることができ、強力なロック力が得られる。 The cylinder device of the present invention has the following effects. A sufficient stroke amount can be secured by the first piston. In addition, since the claw member can receive the reaction force from the output rod that is generated when the lock is driven, the power boosting performance of the power boosting mechanism can be fully exhibited, and a strong locking force can be obtained.
上記シリンダ装置において、前記爪部材19、20は、第1爪部材19および第2爪部材20を有し、前記第1爪部材19の先端部19bと前記第2爪部材20の先端部20bとは、前記軸方向において、前記凹凸のピッチの小数倍の距離ずらされていてもよい。この構成によると、爪部材の係合部への嵌り込みがより確実なものとなる。
In the above cylinder device, the
また、上記シリンダ装置において、前記第1爪部材19の先端部19bと前記第2爪部材20の先端部20bとは、前記軸方向において、前記凹凸のピッチの0.5倍の距離ずらされていてもよい。この構成によると、爪部材の係合部への嵌り込みがより確実なものとなるとともに、第1ピストンの軸方向長さを短くすることができる。
In the above cylinder device, the
また、上記シリンダ装置において、例えば、図6、図12に示すように、複数の前記第1爪部材19および複数の前記第2爪部材20が、前記第1ピストン3の周方向において等間隔で且つ交互に配置されていてもよい。
In the above cylinder device, for example, as shown in FIGS. 6 and 12, the plurality of
この構成によると、ロック駆動時に発生する出力ロッドからの反力を、第1爪部材および/または第2爪部材にてバランス良く且つ強固に受け止めることができる。 According to this configuration, the reaction force from the output rod that is generated when the lock is driven can be received by the first pawl member and/or the second pawl member in good balance and strength.
また、上記シリンダ装置において、前記筒穴17、18内で前記爪部材19、20を直進させる直進ガイド機構22、23を備えていてもよい。この直進ガイド機構22、23は、前記爪部材19、20の外面に形成された前記爪部材19、20の軸方向に延びる爪部材側溝19a、20aと、前記筒穴17、18の内面に形成された前記筒穴17、18の軸方向に延びる筒穴側溝17a、18aと、前記爪部材側溝19a、20aと前記筒穴側溝17a、18aとの間に配置されたガイド部材21と、を有する。この構成によると、爪部材の係合部への嵌り込みがより確実なものとなる。
Further, in the above cylinder device,
また、上記シリンダ装置において、例えば、図1、図13などに示すように、前記係合部24は、前記シリンダ孔2の内周面に形成されていてもよい。この構成によると、係合部を容易に形成することができる。
Further, in the cylinder device described above, for example, as shown in FIGS. 1 and 13, the
また、上記シリンダ装置において、例えば、図7、図18などに示すように、前記シリンダ孔2の底部中央から前記第1ピストン3の軸方向の先端側に延びる柱状部32が設けられており、前記係合部33は、前記柱状部32の外周面に形成されていてもよい。この構成によると、係合部を容易に形成することができる。
Further, in the above cylinder device, for example, as shown in FIGS. 7 and 18, a
また、上記シリンダ装置において、前記増力機構10は、前記第1ピストン3の軸方向に移動可能に前記第2ピストン5と同軸に配置される環状の増力ピストン12と、前記第2ピストン5に設けられた受圧部6b、5aと、前記増力ピストン12の小径部13に設けられた押圧面13aと前記受圧部6b、5aとの間に配置される複数の伝動ボール15と、を備えてもよい。この構成によると、増力機構を容易に構成することができる。
Further, in the above cylinder device, the
本発明によると、強力なロック力が得られることに加えて、ストローク量も大きいシリンダ装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in addition to obtaining strong locking force, it becomes possible to provide a cylinder apparatus with a large stroke amount.
図1から図6は、本発明の第1実施形態を示す。この実施形態のシリンダ装置は、出力ロッドを押し出すことでロック対象物Xをロックするタイプのシリンダ装置である。図1から図6によって第1実施形態のシリンダ装置の構成を説明する。 1 to 6 show a first embodiment of the invention. The cylinder device of this embodiment is a type of cylinder device that locks the lock target X by pushing out the output rod. The configuration of the cylinder device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
テーブル等の固定台Tにハウジング1が取り付けられる。ハウジング1に形成されたシリンダ孔2に軸方向に移動可能で保密状に第1ピストン3が挿入される(配置される)。第1ピストン3は、内部にピストン収容室4を有し、このピストン収容室4に第2ピストン5が軸方向に移動可能に挿入される(配置される)。第2ピストン5は、筒穴6aを有する筒状部6と、筒状部6よりも大径の鍔部7とで構成される。ピストン収容室4の底部中央から軸方向の先端側へ延びる柱状部11が上記筒穴6aに保密状に挿入される。なお、柱状部11は第1ピストン3の一部である。第2ピストン5から軸方向の先端側へ出力ロッド8が延びる。第2ピストン5と出力ロッド8とでピストンロッド9を構成する。
A
上記ピストン収容室4内には、第2ピストン5に加えて増力機構10が収容される。増力機構10は、第2ピストン5の外周側に配置され次のように構成される。
In addition to the
増力機構10は、第2ピストン5と同軸でその筒状部6に軸方向に移動可能で保密状に外嵌めされる環状の増力ピストン12を有する。増力ピストン12は、小径部13と大径部14とを有し、大径部14は第1ピストン3内に保密状に挿入される。小径部13には、すり鉢状の押圧面13aが形成される。第2ピストン5を構成する上記筒状部6の端部は受圧部6bであり、受圧部6bの端面は先細りの例えばテーパ形状とされる。この受圧部6bと上記押圧面13aとの間に伝動部材としての複数の伝動ボール15が配置される。上記増力ピストン12、受圧部6b、および伝動ボール15で増力機構10が構成される。なお、増力ピストン12の大径部14とピストン収容室4の底面との間には、付勢手段としての戻しバネ16が配置されている。
The
上記第1ピストン3の内部であって、ピストン収容室4よりも軸方向先端側には、第1ピストン3の半径方向に延びる複数の筒穴17、18が形成される。図6に示すように、複数の筒穴17および複数の筒穴18は、第1ピストン3の周方向において等間隔で且つ交互に配置される。本実施形態では、3つの筒穴17が、第1ピストン3まわりに120°間隔で配置され、これら隣り合う筒穴17間の周方向真ん中にそれぞれ筒穴18が配置されている。
A plurality of
上記各筒穴17に円柱状の第1爪部材19が保密状に挿入され、上記各筒穴18に円柱状の第2爪部材20が保密状に挿入される。筒穴17、18の上記配置により、複数の第1爪部材19および複数の第2爪部材20は、第1ピストン3の周方向において等間隔で且つ交互に配置されることとなる。
A cylindrical
第1爪部材19の外面には軸方向に延びる爪部材側溝19aが形成され、筒穴17の内面には爪部材側溝19aに対面する筒穴側溝17aが形成される。この筒穴側溝17aは筒穴17の軸方向に延びる。爪部材側溝19aと筒穴側溝17aとの間にガイド部材としてのガイドボール21が配置される。これら爪部材側溝19a、筒穴側溝17a、およびガイドボール21により直進ガイド機構22が構成され、この直進ガイド機構22によって、第1爪部材19は回転することなく筒穴17内を軸方向に移動する(直進する)。
An axially extending pawl
第2爪部材20についても同様である。第2爪部材20の外面には軸方向に延びる爪部材側溝20aが形成され、筒穴18の内面には爪部材側溝20aに対面する筒穴側溝18aが形成される。この筒穴側溝18aは筒穴18の軸方向に延びる。爪部材側溝20aと筒穴側溝18aとの間にガイド部材としてのガイドボール21が配置される。これら爪部材側溝20a、筒穴側溝18a、およびガイドボール21により直進ガイド機構23が構成され、この直進ガイド機構23によって、第2爪部材20は、回転することなく、筒穴18内を軸方向に移動する(直進する)。
The same applies to the
上記第1爪部材19の先端部19b、および第2爪部材20の先端部20bが嵌り込み可能な係合部としてのラック24が、シリンダ孔2の内周面に形成される。ラック24は、第1ピストン3の軸方向に沿ってシリンダ孔2の内周面に連続的に設けられた複数の環状の凹凸である。
A
上記筒穴17と筒穴18とは、第1ピストン3の軸方向において、上記凹凸のピッチの0.5倍の距離だけずらされている。本実施形態では、第1爪部材19と第2爪部材20とは形状および寸法が同一であるので、筒穴17と筒穴18とが上記のとおりずらされていることにより、第1爪部材19の先端部19bと第2爪部材20の先端部20bとは、第1ピストン3の軸方向において、上記凹凸のピッチの0.5倍の距離だけずらされている。
The cylindrical holes 17 and 18 are shifted in the axial direction of the
第1ピストン3の出力ロッド8側の室がリリース室25であり、出力ロッド8とは反対側の室がロック室26である。リリース用の圧力流体としての圧縮空気が、リリースポート27を介してリリース室25に給排され、ロック用の圧力流体としての圧縮空気が、ロックポート28を介してロック室26に給排される。
The chamber on the
上記構成のシリンダ装置は次のように動作する。 The cylinder device having the above configuration operates as follows.
図1に示すリリース状態では、ロック室26の圧縮空気がロックポート28から排出されると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気が供給されている。
In the released state shown in FIG. 1, the compressed air in the
図1に示すリリース状態から図5に示すロック状態へ切り換えるときは、リリース室25の圧縮空気をリリースポート27から排出すると共にロックポート28からロック室26に圧縮空気を供給する(ロック駆動)。なお、図2から図4は、リリース状態からロック状態へ切り換わる途中状態を、順に示す図である。
When switching from the released state shown in FIG. 1 to the locked state shown in FIG. 5, the compressed air in the
ロック室26に圧縮空気が供給されると、図2に示すように、圧縮空気の圧力を受ける第1ピストン3によってピストンロッド9が上昇する(軸方向のロック側へ移動する)。
When compressed air is supplied to the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、前記柱状部11の内部に形成された通路11a、筒穴6a、筒状部6の側壁に形成された通路6c、増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室29、および筒穴17・18の底部に連通する通路3aを経て、第1爪部材19および第2爪部材20に作用する。そのため、第1爪部材19および第2爪部材20は、図3に示すように、第1ピストン3の半径方向の外方へ、直進ガイド機構22・23にガイドされながら姿勢を変えることなく直進移動する。
Here, the compressed air supplied to the
そして、図4に示すように、第1爪部材19の先端部19bまたは第2爪部材20の先端部20b(図4では、第2爪部材20の先端部20b)がラック24に嵌り込む。第2爪部材20の先端部20bがラック24に嵌り込む際、ラック24を構成する一凹部の上側の傾斜面に沿って第2爪部材20が斜め下方に移動する。これにより、図4に示すように、ピストンロッド9、および第1ピストン3などは、僅かに下方に移動する。
Then, as shown in FIG. 4, the
第2爪部材20の先端部20bがラック24に完全に嵌り込むと、第1ピストン3を下方に押す力が第1ピストン3に作用しても、筒穴18の底部に供給されている圧縮空気の圧力および第2爪部材20とラック24との係合により、第1ピストン3が下降することはない。なお、第1爪部材19の先端部19bと第2爪部材20の先端部20bとが、第1ピストン3の軸方向において相互にずらされているため、第1爪部材19および第2爪部材20のいずれかの先端部が確実にラック24に嵌り込む。
When the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室29に流れるので、この圧縮空気の圧力によって増力ピストン12は戻しバネ16の付勢力に抗して下方(基端側)へ移動する。その結果、増力ピストン12の小径部13に形成された押圧面13aが、伝動ボール15を斜め下方に向けて押し、伝動ボール15は第2ピストン5の筒状部6の端部に設けられた受圧部6bとピストン収容室4の底面(第1ピストン3の底壁)との間に押し込まれ、伝動ボール15が第2ピストン5を上方(軸方向のロック側)へ強力に付勢する。これにより、図5に示すように、ピストンロッド9が上昇すると共に、その出力ロッド8がロック対象物Xを強く下方から押す。このとき、第2爪部材20により、出力ロッド8からの反力が受け止められるので、増力機構10の増力性能が十分に発揮される。
Here, since the compressed air supplied to the
図5に示すロック状態から図1に示すリリース状態へ切り換えるときは、ロック室26の圧縮空気をロックポート28から排出すると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気を供給する(リリース駆動)。
When switching from the locked state shown in FIG. 5 to the released state shown in FIG. 1, the compressed air in the
ロック室26の圧縮空気が排出されると共にリリース室25に圧縮空気が供給されると、筒穴17・18の底部および増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室29の圧縮空気が排出される。また、増力ピストン12の出力ロッド8とは反対側の作動室30に第1ピストン3の側壁に形成された通路31から圧縮空気が供給される。
When the compressed air in the
リリース室25に圧縮空気が供給されることで、第1ピストン3およびピストンロッド9が下降し、第1ピストン3の下降にともないラック24を構成する一凹部の下側の傾斜面によって、第1爪部材19および第2爪部材20は、第1ピストン3の半径方向の内方へ移動する。
By supplying compressed air to the
また、上記作動室30に供給された圧縮空気の圧力および戻しバネ16の付勢力によって、増力ピストン12はピストン収容室4内を上昇する。これにより、増力機構10が働かなくなり、第2ピストン5は、リリース室25に供給された圧縮空気の圧力によってピストン収容室4内を僅かに下降する。これらにより、図1に示すリリース状態に戻る。
Further, the pressure of the compressed air supplied to the working
図7から図12は、本発明の第2実施形態を示す。この第2実施形態のシリンダ装置は、出力ロッドを押し出すことでロック対象物Xをロックするタイプのシリンダ装置ということで、第1実施形態のシリンダ装置と共通する。 7 to 12 show a second embodiment of the invention. The cylinder device of the second embodiment is a type of cylinder device that locks the lock object X by pushing out the output rod, and is common to the cylinder device of the first embodiment.
第1実施形態のシリンダ装置の構成と第2実施形態のシリンダ装置の構成との相違点は次のとおりである。 The differences between the configuration of the cylinder device of the first embodiment and the configuration of the cylinder device of the second embodiment are as follows.
第2実施形態では、第1ピストン3の内部であって、ピストン収容室4よりも軸方向の基端側に、第1ピストン3の半径方向に延びる複数の筒穴17、18が形成される。これら複数の筒穴17、18に、第1爪部材19、第2爪部材20が保密状に挿入される。
In the second embodiment, a plurality of
また、シリンダ孔2の底部中央から第1ピストン3の軸方向の先端側に延びる柱状部32が設けられる。この柱状部32の外周面に、上記第1爪部材19の先端部19b、および第2爪部材20の先端部20bが嵌り込み可能な係合部33が形成される。係合部33は、第1ピストン3の軸方向に沿って柱状部32の外周面に連続的に設けられた複数の環状の凹凸である。
A
また、第2実施形態では、第1ピストン3の外周面の先端部および基端部にそれぞれ設けられた封止部材34、封止部材35の間の室がロック室26である。なお、リリース室25は、第1実施形態の場合と同様、第1ピストン3の出力ロッド8側の室である。
In the second embodiment, the
第2実施形態のシリンダ装置は次のように動作する。 The cylinder device of the second embodiment operates as follows.
図7に示すリリース状態では、ロック室26の圧縮空気がロックポート28から排出されると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気が供給されている。
In the released state shown in FIG. 7, the compressed air in the
図7に示すリリース状態から図11に示すロック状態へ切り換えるときは、リリース室25の圧縮空気をリリースポート27から排出すると共にロックポート28からロック室26に圧縮空気を供給する(ロック駆動)。なお、図8から図10は、リリース状態からロック状態へ切り換わる途中状態を、順に示す図である。
When switching from the released state shown in FIG. 7 to the locked state shown in FIG. 11, the compressed air in the
ロック室26に圧縮空気が供給されると、図8に示すように、圧縮空気の圧力を受ける第1ピストン3によってピストンロッド9が上昇する(軸方向のロック側へ移動する)。
When compressed air is supplied to the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、筒穴17・18の底部に連通する第1ピストン3に形成された通路3bを経て、第1爪部材19および第2爪部材20に作用する。そのため、第1爪部材19および第2爪部材20は、図9に示すように、第1ピストン3の半径方向の内方へ、直進ガイド機構22・23にガイドされながら姿勢を変えることなく直進移動する。
Here, the compressed air supplied to the
そして、図10に示すように、第1爪部材19の先端部19bまたは第2爪部材20の先端部20b(図10では、第2爪部材20の先端部20b)が係合部33に嵌り込む。第2爪部材20の先端部20bが係合部33に嵌り込む際、係合部33を構成する一凹部の上側の傾斜面に沿って第2爪部材20が斜め下方に移動する。これにより、図10に示すように、ピストンロッド9、および第1ピストン3などは、僅かに下方に移動する。
10, the
第2爪部材20の先端部20bが係合部33に完全に嵌り込むと、第1ピストン3を下方に押す力が第1ピストン3に作用しても、筒穴18の底部に供給されている圧縮空気の圧力および第2爪部材20と係合部33との係合により、第1ピストン3が下降することはない。
When the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、第1ピストン3の上記通路3bよりも上方に形成された通路3cを経て、増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室29にも流れるので、この圧縮空気の圧力によって増力ピストン12は戻しバネ16の付勢力に抗して下方(基端側)へ移動する。その結果、増力ピストン12の小径部13に形成された押圧面13aが、伝動ボール15を斜め下方に向けて押し、伝動ボール15は第2ピストン5の筒状部6の端部に設けられた受圧部6bとピストン収容室4の底面との間に押し込まれ、伝動ボール15が第2ピストン5を上方(軸方向のロック側)へ強力に付勢する。これにより、図11に示すように、ピストンロッド9が上昇すると共に、その出力ロッド8がロック対象物Xを強く下方から押す。
Here, since the compressed air supplied to the
図11に示すロック状態から図7に示すリリース状態へ切り換えるときは、ロック室26の圧縮空気をロックポート28から排出すると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気を供給する(リリース駆動)。
When switching from the locked state shown in FIG. 11 to the released state shown in FIG. 7, the compressed air in the
ロック室26の圧縮空気が排出されると共にリリース室25に圧縮空気が供給されると、筒穴17・18の底部および増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室29の圧縮空気が排出される。また、増力ピストン12の出力ロッド8とは反対側の作動室30に、第1ピストン3の先端側の壁に形成された通路3d、出力ロッド8の基端部に形成された通路8a、および筒穴6aを介して圧縮空気が供給される。
When the compressed air in the
リリース室25に圧縮空気が供給されることで、第1ピストン3およびピストンロッド9が下降し、第1ピストン3の下降にともない係合部33を構成する一凹部の下側の傾斜面によって、第1爪部材19および第2爪部材20は、第1ピストン3の半径方向の外方へ移動する。
By supplying compressed air to the
また、上記作動室30に供給された圧縮空気の圧力および戻しバネ16の付勢力によって、増力ピストン12はピストン収容室4内を上昇する。これにより、増力機構10が働かなくなり、第2ピストン5は、リリース室25に供給された圧縮空気の圧力によってピストン収容室4内を僅かに下降する。これらにより、図7に示すリリース状態に戻る。
Further, the pressure of the compressed air supplied to the working
図13から図17は、本発明の第3実施形態を示す。この第3実施形態のシリンダ装置は、出力ロッドを引き込むことでロック対象物Xをロックするタイプのシリンダ装置である。 Figures 13 to 17 show a third embodiment of the invention. The cylinder device of the third embodiment is a type of cylinder device that locks the lock target X by retracting the output rod.
第1実施形態のシリンダ装置の構成と第3実施形態のシリンダ装置の構成との相違点は次のとおりである。 Differences between the configuration of the cylinder device of the first embodiment and the configuration of the cylinder device of the third embodiment are as follows.
第3実施形態における第2ピストン5は、円柱状のピストンであり、その外周面に、伝動ボール15が嵌り込む受圧部としての凹部5aが設けられる。出力ロッド8の先端部には、ロック対象物Xに係合する係合部8bが設けられる。
The
増力ピストン12に関し、すり鉢状の押圧面13aが形成された小径部13は、大径部14よりも出力ロッド8側、すなわち先端側に設けられる。なお、第1および第2実施形態では、出力ロッド8側(先端側)がロック側、その反対側(基端側)がリリース側であり、第3実施形態では、出力ロッド8側(先端側)がリリース側、その反対側(基端側)がロック側である。すなわち、すり鉢状の押圧面13aが形成された小径部13が大径部14よりもリリース側に設けられるということでは、第1実施形態と第3実施形態とは共通する。
Regarding the boosting
また、第3実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、第1ピストン3の内部であって、ピストン収容室4よりも軸方向の基端側に、第1ピストン3の半径方向に延びる複数の筒穴17、18が形成される。これら複数の筒穴17、18に、第1爪部材19、第2爪部材20が保密状に挿入される。
Further, in the third embodiment, as in the case of the second embodiment, in the radial direction of the
また、第2ピストン5の軸方向の端面は、当該軸方向に直交する平坦な面であり、リリース室25に直接、面している。このリリース室25は、第1ピストン3の出力ロッド8側とは反対側の室であり、ロック室26は、第1ピストン3の出力ロッド8側の室である。
The axial end surface of the
第3実施形態のシリンダ装置は次のように動作する。 The cylinder device of the third embodiment operates as follows.
図13に示すリリース状態では、ロック室26の圧縮空気がロックポート28から排出されると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気が供給されている。
In the released state shown in FIG. 13, the compressed air in the
図13に示すリリース状態から図17に示すロック状態へ切り換えるときは、リリース室25の圧縮空気をリリースポート27から排出すると共にロックポート28からロック室26に圧縮空気を供給する(ロック駆動)。なお、図14から図16は、リリース状態からロック状態へ切り換わる途中状態を、順に示す図である。
When switching from the released state shown in FIG. 13 to the locked state shown in FIG. 17, the compressed air in the
ロック室26に圧縮空気が供給されると、図14に示すように、圧縮空気の圧力を受ける第1ピストン3によってピストンロッド9が下降する(軸方向のロック側へ移動する)。
When compressed air is supplied to the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、ピストンロッド9の内部に形成された通路9a、増力ピストン12の出力ロッド8側とは反対側の作動室29、および筒穴17・18の底部に連通する通路3aを経て、第1爪部材19および第2爪部材20に作用する。そのため、第1爪部材19および第2爪部材20は、図15に示すように、第1ピストン3の半径方向の外方へ、直進ガイド機構22・23にガイドされながら姿勢を変えることなく直進移動する。
Here, the compressed air supplied to the
そして、図16に示すように、第1爪部材19の先端部19bまたは第2爪部材20の先端部20b(図16では、第2爪部材20の先端部20b)がラック24に嵌り込む。第2爪部材20の先端部20bがラック24に嵌り込む際、ラック24を構成する一凹部の下側の傾斜面に沿って第2爪部材20が斜め上方に移動する。これにより、図16に示すように、ピストンロッド9、および第1ピストン3などは、僅かに上方に移動する。
Then, as shown in FIG. 16, the
第2爪部材20の先端部20bがラック24に完全に嵌り込むと、第1ピストン3を上方に押す力が第1ピストン3に作用しても、筒穴18の底部に供給されている圧縮空気の圧力および第2爪部材20とラック24との係合により、第1ピストン3が上昇することはない。
When the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、増力ピストン12の出力ロッド8側とは反対側の作動室29に流れるので、この圧縮空気の圧力によって増力ピストン12は戻しバネ16の付勢力に抗して上方(先端側)へ移動する。その結果、増力ピストン12の小径部13に形成された押圧面13aが、伝動ボール15を斜め上方に向けて押し、伝動ボール15は第2ピストン5の外周面に設けられた凹部5aとピストン収容室4の天面(第1ピストン3の上壁)との間に押し込まれ、伝動ボール15が第2ピストン5を下方(軸方向のロック側)へ強力に付勢する。これにより、図17に示すように、ピストンロッド9が下降すると共に、その出力ロッド8の先端部に設けられた係合部8bがロック対象物Xを強く上方から押す。
Here, since the compressed air supplied to the
図17に示すロック状態から図13に示すリリース状態へ切り換えるときは、ロック室26の圧縮空気をロックポート28から排出すると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気を供給する(リリース駆動)。
When switching from the locked state shown in FIG. 17 to the released state shown in FIG. 13, the compressed air in the
ロック室26の圧縮空気が排出されると共にリリース室25に圧縮空気が供給されると、筒穴17・18の底部および増力ピストン12の出力ロッド8側とは反対側の作動室29の圧縮空気が排出される。また、増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室30に第1ピストン3の側壁に形成された通路31から圧縮空気が供給される。
When the compressed air in the
リリース室25に圧縮空気が供給されることで、そのリリース室25の圧縮空気は、第1爪部材19および第2爪部材20を第1ピストン3の半径方向の内方へ移動させると共に、第1ピストン3およびピストンロッド9を上昇させる。
By supplying compressed air to the
また、上記作動室30に供給された圧縮空気の圧力および戻しバネ16の付勢力によって、増力ピストン12はピストン収容室4内を下降する。これにより、増力機構10が働かなくなり、第2ピストン5は、リリース室25に供給された圧縮空気の圧力によってピストン収容室4内を僅かに上昇する。これらにより、図13に示すリリース状態に戻る。
Further, the pressure of the compressed air supplied to the working
図18から図22は、本発明の第4実施形態を示す。この第4実施形態のシリンダ装置は、第3実施形態のシリンダ装置と同じく、出力ロッドを引き込むことでロック対象物Xをロックするタイプのシリンダ装置である。 Figures 18 to 22 show a fourth embodiment of the invention. Like the cylinder device of the third embodiment, the cylinder device of the fourth embodiment is of the type that locks the object X to be locked by retracting the output rod.
第3実施形態のシリンダ装置の構成と第4実施形態のシリンダ装置の構成との相違点は次のとおりである。 The differences between the configuration of the cylinder device of the third embodiment and the configuration of the cylinder device of the fourth embodiment are as follows.
第3実施形態では、ロック駆動時、第1爪部材19および第2爪部材20は、第1ピストン3の半径方向の外方へ移動する。これに対して、第4実施形態では、ロック駆動時、第1爪部材19および第2爪部材20は、第1ピストン3の半径方向の内方へ移動する。
In the third embodiment, the
シリンダ孔2の底部中央から第1ピストン3の軸方向の先端側に延びる柱状部32が設けられる。この柱状部32の外周面に、上記第1爪部材19の先端部19b、および第2爪部材20の先端部20bが嵌り込み可能な係合部33が形成される。係合部33は、第1ピストン3の軸方向に沿って柱状部32の外周面に連続的に設けられた複数の環状の凹凸である。
A
上記柱状部32が入り込む筒穴36aを有する筒状部36が第1ピストン3の基端側軸心部に設けられると共に、上記柱状部32が入り込む筒穴5bが第2ピストン5に形成される。増力ピストン12は、上記筒状部36に軸方向に移動可能で保密状に外嵌めされる。
A
また、第2実施形態と同様、第4実施形態では、第1ピストン3の外周面の先端部および基端部にそれぞれ設けられた封止部材34、封止部材35の間の室がロック室26である。なお、リリース室25は、第3実施形態の場合と同様、第1ピストン3の出力ロッド8側とは反対側の室である。
Further, as in the second embodiment, in the fourth embodiment, the chamber between the sealing
第4実施形態のシリンダ装置は次のように動作する。 The cylinder device of the fourth embodiment operates as follows.
図18に示すリリース状態では、ロック室26の圧縮空気がロックポート28から排出されると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気が供給されている。
In the released state shown in FIG. 18, the compressed air in the
図18に示すリリース状態から図22に示すロック状態へ切り換えるときは、リリース室25の圧縮空気をリリースポート27から排出すると共にロックポート28からロック室26に圧縮空気を供給する(ロック駆動)。なお、図19から図21は、リリース状態からロック状態へ切り換わる途中状態を、順に示す図である。
When switching from the released state shown in FIG. 18 to the locked state shown in FIG. 22, the compressed air in the
ロック室26に圧縮空気が供給されると、図19に示すように、圧縮空気の圧力を受ける第1ピストン3によってピストンロッド9が下降する(軸方向のロック側へ移動する)。
When compressed air is supplied to the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、筒穴17・18の底部に連通する第1ピストン3に形成された通路3bを経て、第1爪部材19および第2爪部材20に作用する。そのため、第1爪部材19および第2爪部材20は、図20に示すように、第1ピストン3の半径方向の内方へ、直進ガイド機構22・23にガイドされながら姿勢を変えることなく直進移動する。
Here, the compressed air supplied to the
そして、図21に示すように、第1爪部材19の先端部19bまたは第2爪部材20の先端部20b(図21では、第1爪部材19の先端部19b)が係合部33に嵌り込む。第1爪部材19の先端部19bが係合部33に嵌り込む際、係合部33を構成する一凹部の下側の傾斜面に沿って第1爪部材19が斜め上方に移動する。これにより、図21に示すように、ピストンロッド9、および第1ピストン3などは、僅かに上方に移動する。
21, the
第1爪部材19の先端部19bが係合部33に完全に嵌り込むと、第1ピストン3を上方に押す力が第1ピストン3に作用しても、筒穴17の底部に供給されている圧縮空気の圧力および第1爪部材19と係合部33との係合により、第1ピストン3が上昇することはない。
When the
ここで、ロック室26に供給された圧縮空気は、通路3b、通路3aを経て増力ピストン12の出力ロッド8側とは反対側の作動室29に流れるので、この圧縮空気の圧力によって増力ピストン12は戻しバネ16の付勢力に抗して上方(先端側)へ移動する。その結果、増力ピストン12の小径部13に形成された押圧面13aが、伝動ボール15を斜め上方に向けて押し、伝動ボール15は第2ピストン5の外周面に設けられた凹部5aとピストン収容室4の天面(第1ピストン3の上壁)との間に押し込まれ、伝動ボール15が第2ピストン5を下方(軸方向のロック側)へ強力に付勢する。これにより、図22に示すように、ピストンロッド9が下降すると共に、その出力ロッド8の先端部に設けられた係合部8bがロック対象物Xを強く上方から押してロックする。
Here, since the compressed air supplied to the
図22に示すロック状態から図18に示すリリース状態へ切り換えるときは、ロック室26の圧縮空気をロックポート28から排出すると共にリリースポート27からリリース室25に圧縮空気を供給する(リリース駆動)。なお、リリースポート27からの圧縮空気は、第1ピストン3の先端側の壁に形成された通路3d、増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室30、第2ピストン5と筒状部36との間の隙間37、および筒穴36aを経てリリース室25に供給される。
When switching from the locked state shown in FIG. 22 to the released state shown in FIG. 18, the compressed air in the
ロック室26の圧縮空気が排出されると共にリリース室25に圧縮空気が供給されると、筒穴17・18の底部および増力ピストン12の出力ロッド8側とは反対側の作動室29の圧縮空気が排出される。また、増力ピストン12の出力ロッド8側の作動室30に第1ピストン3の上壁に形成された通路3dから圧縮空気が供給される。
When the compressed air in the
リリース室25に圧縮空気が供給されることで、そのリリース室25の圧縮空気は、第1爪部材19および第2爪部材20を第1ピストン3の半径方向の外方へ移動させると共に、第1ピストン3およびピストンロッド9を上昇させる。
By supplying compressed air to the
また、上記作動室30に供給された圧縮空気の圧力および戻しバネ16の付勢力によって、増力ピストン12はピストン収容室4内を下降する。これにより、増力機構10が働かなくなり、第2ピストン5は、リリース室25に供給された圧縮空気の圧力によってピストン収容室4内を僅かに上昇する。これらにより、上記シリンダ装置は、図22のロック状態から図18に示すリリース状態に戻る。
Further, the pressure of the compressed air supplied to the working
上記の実施形態は次のように変更可能である。 The above embodiment can be modified as follows.
上記の実施形態では、いずれの実施形態においても、第1爪部材19の先端部19bと第2爪部材20の先端部20bとは、第1ピストン3の軸方向において、ラック24または係合部33の凹凸のピッチの0.5倍の距離だけずらされている。第1爪部材19の先端部19bから第2爪部材20の先端部20bをずらす距離は、凹凸のピッチの小数倍とされればよい。さらには、第1爪部材19の先端部19bから第2爪部材20の先端部20bをずらす距離は、凹凸のピッチの自然数倍とされていてもよいし、先端部19bから先端部20bが第1ピストン3の軸方向においてずらされていなくてもよい。
In any of the above embodiments, the
上記の実施形態の第1爪部材19の先端部19bと第2爪部材20の先端部20bとはラック24または係合部33に向かうにつれて先細りする同じ形状となっているが、第1爪部材19の先端部19bと第2爪部材20の先端部20bとで異なる形状となってもよい。例えば、先細りする角度やピッチが異なっていてもよい。
The
第1爪部材19および第2爪部材20は、円柱状のものに代えて、矩形や六角形などの断面が多角形のものであってもよい。この場合、直進ガイド機構22、23が矩形や六角形の爪部材19、20の外側面および筒孔17、18の内周面によって形成されるようにしてもよい。
The
戻しバネ16は省略されてもよい。
The
第1ピストン3、増力機構10を動作させる流体は、圧縮空気(気体)に代えて圧油(液体)が用いられてもよい。
Pressurized oil (liquid) may be used instead of compressed air (gas) as the fluid for operating the
本発明のシリンダ装置は、例示した上下姿勢に配置することに代えて、上下逆の姿勢、水平姿勢、または斜め姿勢に配置されてもよい。また、ピストンロッド9は、軸方向に直進移動することに加えて軸まわりに回転するものであってもよい。
The cylinder device of the present invention may be arranged in an upside down position, a horizontal position, or an oblique position instead of being arranged in the illustrated vertical position. Further, the
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行うことは勿論可能である。 In addition, it is of course possible to make various modifications within the range that a person skilled in the art can assume.
1:ハウジング、2:シリンダ孔、3:第1ピストン、4:ピストン収容室、5:第2ピストン、5a:凹部(受圧部)、6b:受圧部、8:出力ロッド、9:ピストンロッド、10:増力機構、12:増力ピストン、13:小径部、13a:押圧面、15:伝動ボール、17:筒穴、17a:筒穴側溝、18:筒穴、18a:筒穴側溝、19:第1爪部材、19a:爪部材側溝、19b:先端部、20:第2爪部材、20a:爪部材側溝、20a:爪部材側溝、20b:先端部、21:ガイドボール(ガイド部材)、22:直進ガイド機構、23:直進ガイド機構、24:ラック(係合部)、32:柱状部、33:係合部.
1: housing, 2: cylinder hole, 3: first piston, 4: piston housing chamber, 5: second piston, 5a: concave portion (pressure receiving portion), 6b: pressure receiving portion, 8: output rod, 9: piston rod, 10: Boosting Mechanism 12: Boosting Piston 13:
Claims (8)
前記ハウジング(1)に形成されたシリンダ孔(2)に軸方向に移動可能で保密状に挿入される第1ピストン(3)であって、内部にピストン収容室(4)が形成された第1ピストン(3)と、
前記ピストン収容室(4)に前記軸方向に移動可能に挿入される第2ピストン(5)、および当該第2ピストン(5)から前記軸方向の先端側に延びる出力ロッド(8)を有するピストンロッド(9)と、
前記ピストン収容室(4)内であって、前記第2ピストン(5)の外周側に配置された増力機構(10)と、
前記第1ピストン(3)の内部、且つ前記ピストン収容室(4)よりも前記軸方向の先端側または基端側に形成された複数の筒穴(17、18)であって、前記第1ピストン(3)の周方向に間隔をあけて配置されると共に前記第1ピストン(3)の半径方向に延びる複数の筒穴(17、18)と、
前記複数の筒穴(17、18)にそれぞれ挿入される爪部材(19、20)と、
前記シリンダ孔(2)内に前記軸方向に沿って連続的に設けられた複数の環状の凹凸で構成される係合部(24、33)であって、前記爪部材(19、20)の先端部(19b、20b)が嵌り込む係合部(24、33)と、
を備え、
ロック駆動されたとき、前記第1ピストン(3)によって前記ピストンロッド(9)が前記軸方向のロック側へ移動すると共に、少なくとも1つの前記爪部材(19、20)の先端部(19b、20b)が前記係合部(24、33)に嵌り込み、前記増力機構(10)によって前記第2ピストン(5)が前記軸方向のロック側へ付勢される、
シリンダ装置。 a housing (1);
A first piston (3) which is axially movable and hermetically inserted into a cylinder hole (2) formed in the housing (1). 1 piston (3);
A piston having a second piston (5) movably inserted in the piston chamber (4) in the axial direction, and an output rod (8) extending from the second piston (5) to the distal end side in the axial direction. a rod (9);
a power boosting mechanism (10) arranged in the piston housing chamber (4) and on the outer peripheral side of the second piston (5);
A plurality of cylindrical holes (17, 18) formed inside the first piston (3) and closer to the distal end side or the proximal end side than the piston housing chamber (4) in the axial direction, a plurality of cylindrical bores (17, 18) spaced circumferentially of the piston (3) and extending radially of said first piston (3);
Claw members (19, 20) respectively inserted into the plurality of cylindrical holes (17, 18);
Engagement portions (24, 33) comprising a plurality of annular projections and depressions continuously provided in the cylinder hole (2) along the axial direction, wherein the claw members (19, 20) engaging portions (24, 33) into which the tip portions (19b, 20b) are fitted;
with
When the first piston (3) is driven to lock, the piston rod (9) moves to the locking side in the axial direction, and the tip portions (19b, 20b) of at least one of the claw members (19, 20) ) is fitted into the engaging portions (24, 33), and the second piston (5) is urged toward the locking side in the axial direction by the force increasing mechanism (10).
cylinder device.
前記爪部材(19、20)は、第1爪部材(19)および第2爪部材(20)を有し、
前記第1爪部材(19)の先端部(19b)と前記第2爪部材(20)の先端部(20b)とは、前記軸方向において、前記凹凸のピッチの小数倍の距離ずらされている、
シリンダ装置。 In the cylinder device of claim 1,
The claw members (19, 20) have a first claw member (19) and a second claw member (20),
The distal end portion (19b) of the first claw member (19) and the distal end portion (20b) of the second claw member (20) are shifted in the axial direction by a decimal multiple of the pitch of the unevenness. there is
cylinder device.
前記第1爪部材(19)の先端部(19b)と前記第2爪部材(20)の先端部(20b)とは、前記軸方向において、前記凹凸のピッチの0.5倍の距離ずらされている、
シリンダ装置。 In the cylinder device of claim 2,
The tip (19b) of the first claw member (19) and the tip (20b) of the second claw member (20) are shifted in the axial direction by a distance of 0.5 times the pitch of the unevenness. ing,
cylinder device.
複数の前記第1爪部材(19)および複数の前記第2爪部材(20)が、前記第1ピストン(3)の周方向において等間隔で且つ交互に配置されている、
シリンダ装置。 In the cylinder device according to claim 2 or 3,
A plurality of the first claw members (19) and a plurality of the second claw members (20) are arranged at regular intervals and alternately in the circumferential direction of the first piston (3),
cylinder device.
前記筒穴(17、18)内で前記爪部材(19、20)を直進させる直進ガイド機構(22、23)を備え、
前記直進ガイド機構(22、23)は、
前記爪部材(19、20)の外面に形成された前記爪部材(19、20)の軸方向に延びる爪部材側溝(19a、20a)と、
前記筒穴(17、18)の内面に形成された前記筒穴(17、18)の軸方向に延びる筒穴側溝(17a、18a)と、
前記爪部材側溝(19a、20a)と前記筒穴側溝(17a、18a)との間に配置されたガイド部材(21)と、を有する、
シリンダ装置。 In the cylinder device according to any one of claims 1 to 4,
straight guide mechanisms (22, 23) for straightening the claw members (19, 20) in the cylindrical holes (17, 18);
The rectilinear guide mechanisms (22, 23) are
claw member side grooves (19a, 20a) extending in the axial direction of the claw members (19, 20) formed on the outer surfaces of the claw members (19, 20);
cylindrical hole side grooves (17a, 18a) extending in the axial direction of the cylindrical holes (17, 18) formed in the inner surfaces of the cylindrical holes (17, 18);
a guide member (21) arranged between the claw member side grooves (19a, 20a) and the cylinder hole side grooves (17a, 18a);
cylinder device.
前記係合部(24)は、前記シリンダ孔(2)の内周面に形成されている、
シリンダ装置。 In the cylinder device according to any one of claims 1 to 5,
The engaging portion (24) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder hole (2),
cylinder device.
前記シリンダ孔(2)の底部中央から前記第1ピストン(3)の軸方向の先端側に延びる柱状部(32)が設けられており、
前記係合部(33)は、前記柱状部(32)の外周面に形成されている、
シリンダ装置。 In the cylinder device according to any one of claims 1 to 5,
A columnar portion (32) extending from the center of the bottom of the cylinder hole (2) to the tip side in the axial direction of the first piston (3) is provided,
The engaging portion (33) is formed on the outer peripheral surface of the columnar portion (32),
cylinder device.
前記増力機構(10)は、
前記第1ピストン(3)の軸方向に移動可能に前記第2ピストン(5)と同軸に配置される環状の増力ピストン(12)と、
前記第2ピストン(5)に設けられた受圧部(6b、5a)と、
前記増力ピストン(12)の小径部(13)に設けられた押圧面(13a)と前記受圧部(6b、5a)との間に配置される複数の伝動ボール(15)と、を有する、
シリンダ装置。 In the cylinder device according to any one of claims 1 to 7,
The power boosting mechanism (10)
an annular booster piston (12) arranged coaxially with said second piston (5) movably in the axial direction of said first piston (3);
a pressure receiving portion (6b, 5a) provided on the second piston (5);
a plurality of transmission balls (15) arranged between a pressing surface (13a) provided on the small diameter portion (13) of the boosting piston (12) and the pressure receiving portions (6b, 5a);
cylinder device.
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