特許 6208480 倍力機構付きシリンダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6208480

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】倍力機構付きシリンダ装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20170925BHJP

   F15B 15/26 20060101ALI20170925BHJP

   F15B 15/28 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/06 304K

   B23Q3/06 304F

   F15B15/26

   F15B15/28 C

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-135531(P2013-135531)

(22)【出願日】2013年6月11日

(65)【公開番号】特開2014-240117(P2014-240117A)

(43)【公開日】2014年12月25日

【審査請求日】2016年3月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】391003989

【氏名又は名称】株式会社コスメック

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】吉村 画

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１１０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８２０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２４５１３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／０６，

Ｆ１５Ｂ １５／２６−１５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（２）内に設けられた進退用の第１ピストン（１１）と、
前記ハウジング（２）内において前記第１ピストン（１１）の上側に設けられた倍力用の第２ピストン（１２）と、
前記第１ピストン（１１）に連結された出力ロッド（１３）と、
前記第１ピストン（１１）と前記第２ピストン（１２）との間に配置されて圧力流体が供給および排出されるロック室（２３）と、
前記第１ピストン（１１）の下側に配置されて圧力流体が供給および排出される第１リリース室（３１）と、
前記第２ピストン（１２）の上側に配置されて圧力流体が供給および排出される第２リリース室（３２）と、
前記第２ピストン（１２）に作用させた圧力流体の力を倍力変換して前記出力ロッド（１３）に伝達する倍力機構（４０）と、
前記ハウジング（２）内に形成されて、一端が加圧エアの供給ポート（７１）に連通され、他端が外気へ連通された検出用のエア通路（７０）を開閉する検出弁（７２）であって、前記第２ピストン（１２）が所定位置へ移動したときに当該第２ピストン（１２）によって開閉される検出弁（７２）と、
を備え、
前記検出弁（７２）は、前記第２リリース室（３２）内へ突出される弁部材（７７）と、その弁部材（７７）が接当される弁座（８１）と、前記弁部材（７７）を前記弁座（８１）へ付勢する閉じバネ（８３）とを備え、
前記第２ピストン（１２）が前記所定位置としてのロック側ストロークエンドへ上昇したときに、前記第２ピストン（１２）が前記弁部材（７７）を上昇させて前記弁座（８１）から前記弁部材（７７）を離間させる、ことを特徴とする倍力機構付きシリンダ装置。

【請求項2】

ハウジング（２）に上下方向へ移動可能に挿入した出力ロッド（１３）を下方へロック駆動するように構成したシリンダ装置であって、
前記ハウジング（２）内に形成されたシリンダ孔（３）と、
前記シリンダ孔（３）の下部に挿入されると共に前記出力ロッド（１３）の下部に連結された第１ピストン（１１）と、
前記シリンダ孔（３）の上部に挿入されると共に前記出力ロッド（１３）に上下方向へ移動可能に外嵌された第２ピストン（１２）と、
前記第１ピストン（１１）と前記第２ピストン（１２）との間に配置されて圧力流体が供給および排出されるロック室（２３）と、
前記第１ピストン（１１）の下側に配置されて圧力流体が供給および排出される第１リリース室（３１）と、
前記第２ピストン（１２）の上側に配置されて圧力流体が供給および排出される第２リリース室（３２）と、
前記ロック室（２３）に供給された圧力流体が前記第２ピストン（１２）を上方へ押す力を下向きの力に反転させると共に倍力変換して前記出力ロッド（１３）へ伝達するように前記第２リリース室（３２）内に配置された倍力機構（４０）であって、前記第２ピストン（１２）に設けた倍力部（４８）と、周方向へ所定の間隔をあけて配置されると共に前記倍力部（４８）によって半径方向の内方へ楔駆動される複数の係合ボール（４７）とを有する倍力機構（４０）と、
前記ハウジング（２）内に形成されて、一端が加圧エアの供給ポート（７１）に連通され、他端が外気へ連通された検出用のエア通路（７０）を開閉する検出弁（７２）であって、前記第２ピストン（１２）が所定位置へ移動したときに当該第２ピストン（１２）によって開閉される検出弁（７２）と、
を備え、
前記検出弁（７２）は、前記第２リリース室（３２）内へ突出される弁部材（７７）と、その弁部材（７７）が接当される弁座（８１）と、前記弁部材（７７）を前記弁座（８１）へ付勢する閉じバネ（８３）とを備え、
前記第２ピストン（１２）が前記弁部材（７７）を所定量だけ上昇させた前記所定位置へ上昇したときに、前記弁座（８１）から前記弁部材（７７）を離間させる、ことを特徴とする倍力機構付きシリンダ装置。

【請求項3】

請求項１又は２の倍力機構付きシリンダ装置において、
前記検出弁（７２）は、前記第２ピストン（１２）が前記所定位置としてのロック側ストロークエンドへ移動したときに開かれると共に、当該第２ピストン（１２）が前記ストロークエンドからリリース側へ所定量だけ移動したときに閉じられるように構成した、
ことを特徴とする倍力機構付きシリンダ装置。

【請求項4】

請求項２の倍力機構付きシリンダ装置において、
前記シリンダ孔（３）は、上孔（４）と、その上孔（４）よりも大径の下孔（５）とを有し、
前記の下孔（５）に前記第１ピストン（１１）を挿入すると共に、前記の上孔（４）に前記第２ピストン（１２）を挿入した、
ことを特徴とする倍力機構付きシリンダ装置。

【請求項5】

ハウジング（２）に上下方向へ移動可能に挿入した出力ロッド（１３）を下方へロック駆動するように構成したシリンダ装置であって、
前記ハウジング（２）内に形成されたシリンダ孔（３）と、
前記シリンダ孔（３）の下部に挿入されると共に前記出力ロッド（１３）の下部に連結された第１ピストン（１１）と、
前記シリンダ孔（３）の上部に挿入されると共に前記出力ロッド（１３）に上下方向へ移動可能に外嵌された第２ピストン（１２）と、
前記第１ピストン（１１）と前記第２ピストン（１２）との間に配置されて圧力流体が供給および排出されるロック室（２３）と、
前記第１ピストン（１１）の下側に配置されて圧力流体が供給および排出される第１リリース室（３１）と、
前記第２ピストン（１２）の上側に配置されて圧力流体が供給および排出される第２リリース室（３２）と、
前記ロック室（２３）に供給された圧力流体が前記第２ピストン（１２）を上方へ押す力を下向きの力に反転させると共に倍力変換して前記出力ロッド（１３）へ伝達するように前記第２リリース室（３２）内に配置された倍力機構（４０）であって、前記第２ピストン（１２）に設けた倍力部（４８）と、周方向へ所定の間隔をあけて配置されると共に前記倍力部（４８）によって半径方向の内方へ楔駆動される複数の係合ボール（４７）とを有する倍力機構（４０）と、
前記ハウジング（２）内に形成されて、一端が加圧エアの供給ポート（７１）に連通され、他端が外気へ連通された検出用のエア通路（７０）を開閉する検出弁（７２）であって、前記第２ピストン（１２）が所定位置へ移動したときに当該第２ピストン（１２）によって開閉される検出弁（７２）と、
を備え、
前記検出弁（７２）は、前記第２リリース室（３２）に開口する弁孔（７３）に挿入されて前記第２リリース室（３２）内へ突出される弁部材（７７）と、その弁部材（７７）の外周面に形成される閉じ面（９１）と、前記エア通路（７０）の供給路（７０ａ）の下流端と前記エア通路（７０）の排出路（７０ｂ）の上流端との間で前記弁孔（７３）の内周面に形成される仕切り面（９０）と、前記閉じ面（９１）が前記仕切り面（９０）の上端に下降するように前記弁部材（７７）を付勢する閉じバネ（８３）とを備え、
前記第２ピストン（１２）が前記弁部材（７７）を所定量だけ上昇させた前記所定位置へ上昇したときに、前記閉じ面（９１）が前記仕切り面（９０）の上端よりも上昇する、ことを特徴とする倍力機構付きシリンダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、倍力機構を付設したシリンダ装置に関し、より詳しくいえば、そのシリンダ装置の作動状態を検知するのに好適な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の倍力機構付きシリンダ装置には、従来では、特許文献１（日本国・特開２００７−２６８６２５号公報）に記載されたものがある。
その従来のシリンダ装置では、ハウジング内に進退用の第１ピストン及び倍力用の第２ピストンを設け、前記第１ピストンに出力ロッドを連結し、前記第２ピストンに作用させた圧力流体の力を倍力変換して前記出力ロッドに伝達するように構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】 特開２００７−２６８６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の従来技術は、出力ロッドを強力に駆動できる点で優れるが、シリンダ装置の作動状態を検知できないという問題があった。
本発明の目的は、倍力機構付きシリンダ装置の作動状態を簡素な構成で検知できるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば図１Ａから図３Ｂ（又は図４と図５）に示すように、倍力機構付きシリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング２内に進退用の第１ピストン１１及び倍力用の第２ピストン１２を設ける。前記第１ピストン１１に出力ロッド１３を連結する。前記第２ピストン１２に作用させた圧力流体の力を倍力機構４０によって倍力変換して前記出力ロッド１３に伝達する。前記ハウジング２内に形成された検出用のエア通路７０に検出弁７２を設ける。その検出弁７２は、前記第２ピストン１２が所定位置へ移動したときに当該第２ピストン１２によって開閉される。

【0006】

本発明では、前記の倍力用の第２ピストンがエンドストローク等の所定位置へ移動したときには、その第２ピストンが検出弁を開く（又は閉じる）。このため、検出用のエア通路の圧力が変化し、その圧力変化を圧力スイッチ等のセンサで検出することにより、シリンダ装置の作動状態を検知できる。従って、倍力機構付きシリンダ装置の作動状態を簡素な構成で検知できる。

【0007】

また、前記の目的を達成するため、別の発明は、例えば図１Ａから図３Ｂ（又は図４と図５）に示すように、倍力機構付きシリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング２に上下方向へ移動可能に挿入した出力ロッド１３を下方へロック駆動するように構成したシリンダ装置であって、前記ハウジング２内に形成されたシリンダ孔３と、そのシリンダ孔３の下部に挿入されると共に前記出力ロッド１３の下部に連結された第１ピストン１１と、前記シリンダ孔３の上部に挿入されると共に前記出力ロッド１３に上下方向へ移動可能に外嵌された第２ピストン１２と、前記第１ピストン１１と前記第２ピストン１２との間に配置されて圧力流体が供給および排出されるロック室２３と、前記第１ピストン１１の下側に配置されて圧力流体が供給および排出される第１リリース室３１と、前記第２ピストン１２の上側に配置されて圧力流体が供給および排出される第２リリース室３２と、前記ロック室２３に供給された圧力流体が前記第２ピストン１２を上方へ押す力を下向きの力に反転させると共に倍力変換して前記出力ロッド１３へ伝達するように前記第２リリース室３２内に配置された倍力機構４０であって、前記第２ピストン１２に設けた倍力部４８と、周方向へ所定の間隔をあけて配置されると共に前記倍力部４８によって半径方向の内方へ楔駆動される複数の係合ボール４７とを有する倍力機構４０と、前記ハウジング２内に形成された検出用のエア通路７０を開閉する検出弁７２であって、前記第２ピストン１２が所定位置へ移動したときに当該第２ピストン１２によって開閉される検出弁７２と、を備える。

【0008】

上記の別の発明は、次の作用効果を奏する。
第１ピストンと第２ピストンとの間に配置されたロック室に圧力流体を供給することにより、第１ピストンを下方へ押すと共に第２ピストンを上方へ押すことができる。そして、上記ロック室の圧力流体が第２ピストンを上方へ押す力は、倍力機構の倍力部と係合ボールとを介して下方へ反転されて出力ロッドへ強力に伝達される。
また、前記第２ピストンがエンドストローク等の所定位置へ移動したときには、その第２ピストンが検出弁を開く（又は閉じる）。このため、検出用エア通路の圧力が変化し、その圧力変化を圧力スイッチ等のセンサで検出することにより、シリンダ装置の作動状態を検知できる。従って、倍力機構付きシリンダ装置の作動状態を簡素な構成で検知できる。

【0009】

上記の各発明において、例えば図１Ａから図３Ｂ（又は図４と図５）に示すように、前記検出弁７２は、前記第２ピストン１２が前記所定位置としてのロック側ストロークエンドへ移動したときに開かれると共に、当該第２ピストン１２が前記ストロークエンドからリリース側へ所定量だけ移動したときに閉じられるように構成することが好ましい。
この場合、第２ピストンのロック側ストロークエンドを簡素な構成で検知できる。

【0010】

前記の別の発明においては、例えば図１Ａから図３Ｂに示すように、前記シリンダ孔３が上孔４と当該上孔４よりも大径の下孔５とを有し、その下孔５に前記第１ピストン１１を挿入すると共に、前記の上孔４に前記第２ピストン１２を挿入することが好ましい。
このように、大径の下孔に第１ピストンを挿入すると共に、小径の上孔に第２ピストンを挿入したので、シリンダ装置をロック状態からリリース状態へ切換えるときに、第１リリース室へ供給した圧力流体が上記の大径の第１ピストンを介して出力ロッドを強力にリリース駆動できる。

【0011】

また、前記の別の発明において、例えば図１Ａから図３Ｂに示すように、前記検出弁７２は、前記第２リリース室３２内へ突出される弁部材７７と、その弁部材７７が接当される弁座８１と、前記弁部材７７を前記弁座８１へ付勢する閉じバネ８３とを備えることが好ましい。
この場合、検出弁を簡素かつコンパクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】 図１Ａは、本発明の倍力機構付きシリンダ装置を利用したクランピングシステムの一実施形態を示し、そのクランピングシステムのリリース状態の立面視の断面図である。図１Ｂは、上記クランピングシステムに設けた検出弁の拡大図である。

【図2】 図２は、上記クランピングシステムのロック状態を示し、上記の図１Ａに類似する図である。

【図3】 図３Ａは、上記クランピングシステムの異常状態を示し、上記の図１Ａに類似する図である。図３Ｂは、上記の図１Ｂに類似する図である。

【図4】 図４は、上記検出弁の変形例を示し、上記の図１Ｂに類似する図である。

【図5】 図５は、上記変形例の検出弁の開き状態を示し、上記の図３Ｂに類似する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１Ａから図３Ｂは、本発明の一実施形態を示している。
この実施形態は、ワークピースの孔を利用して当該ワークピースをクランプするシステムに本発明を適用した場合を例示してある。
まず、主として図１Ａと図１Ｂによってクランピングシステムの全体構成を説明する。

【0014】

固定台としてのクランプパレット１にハウジング２が取り付けられ、そのハウジング２内にシリンダ孔３が形成される。そのシリンダ孔３は、上孔４と、その上孔４よりも大径の下孔５とを有する。

【0015】

上記の下孔５に下封止部材７を介して第１ピストン１１が保密状に挿入される。その第１ピストン１１が、出力ロッド１３の下ロッド部分１４の下部に連結される。その出力ロッド１３の上ロッド部分１５は、上封止部材８を介して、ハウジング２の上部に設けた筒部２ａに保密状に挿入される。
また、上記の上孔４に環状の第２ピストン１２が外封止部材１８を介して保密状に挿入されると共に、その第２ピストン１２が内封止部材１７を介して下ロッド部分１４に上下方向へ保密移動可能に外嵌される。その下ロッド部分１４は上ロッド部分１５よりも大径に形成されている。
なお、この実施形態では、上記第１ピストン１１と出力ロッド１３との両部材を一体に形成しているが、これら両部材を別体に形成してもよい。

【0016】

上記第１ピストン１１と上記第２ピストン１２との間に、圧縮空気（圧力流体）が供給および排出されるロック室２３が配置される。そのロック室２３は、ロック給排路２４を介してロックポート２５へ連通される。
上記ロック室２３内で第１ピストン１１と第２ピストン１２との間に保持バネ２７が装着される。その保持バネ２７は、圧縮コイルバネからなり、第１ピストン１１に対して第２ピストン１２を上方へ付勢している。

【0017】

また、上記第１ピストン１１の下側に、圧縮空気が供給および排出される第１リリース室３１が配置されると共に、上記第２ピストン１２の上側に、圧縮空気が供給および排出される第２リリース室３２が配置される。その第２リリース室３２は、リリース給排路３４を介してリリースポート（図示せず）へ連通される。また、第１リリース室３１は、上記第１ピストン１１内と出力ロッド１３内とに形成した連通路３７を介して第２リリース室３２へ連通される。

【0018】

上記第２リリース室３２内に倍力機構４０が配置される。その倍力機構４０は、上記ロック室２３に供給された圧力流体が上記第２ピストン１２を上方へ押す力を下向きの力に反転させると共に倍力変換して出力ロッド１３へ伝達するように構成される。その倍力機構４０は、次のように構成されている。

【0019】

ハウジング２の上部に設けた前記筒部２ａの下部に、周方向へ所定の間隔をあけて４つの横溝４１が形成される。各横溝４１の底壁によって受部４２が構成される。また、出力ロッド１３の途中高さ部の外周面に、周方向へ所定の間隔をあけて４つの凹所４３が形成される。各凹所４３の底壁によって伝達部４４が構成される。その伝達部４４は、上方へ向かうにつれて出力ロッド１３の軸心へ近づくように形成されている。なお、前記の連通路３７の上部は、上記凹所４３の底面に開口されている。
上記の各受部４２と各伝達部４４との間に、半径方向の内方へ狭くなるように楔空間４６が形成される。その楔空間４６に係合ボール４７が挿入される。上記係合ボール４７を半径方向の内方へ押すように、第２ピストン１２に倍力部４８が設けられる。その倍力部４８は、第２ピストン１２の内周面に設けた傾斜面を備える。第２ピストン１２の上部には円弧状の押部４９が倍力部４８の上側に設けられる。

【0020】

前記ハウジング２の上部にはキャップ５１の下フランジ５２が水平移動可能かつ上下移動可能に挿入される。上記キャップ５１が進出バネ５３によって上方へ付勢される。
上記キャップ５１の周壁に、周方向へ所定の間隔をあけて複数のガイド孔５５が貫通される（ここでは１つのガイド孔５５だけを図示している）。各ガイド孔５５に押部材５６が水平方向へ移動自在に挿入される。その押部材５６は、下フランジ５２の上面に受け止められた基部５７と、ワークピースＷの孔Ｈの内周面を押すためのグリップ部５８とを備える。

【0021】

上記の複数の押部材５６の基部５７の外周に、帯状の弾性体６０が装着され、その弾性体６０が各押部材５６をキャップ５１の軸心へ付勢している。なお、帯状の弾性体６０の外周面にはスクレーパ６１の内周のリップ部が接当される。
上記の複数の押部材５６がプルロッド６３のテーパ面６４によって半径方向の外方へ移動可能とされる。上記プルロッド６３の下部に設けたＴ脚６３ａが前記の出力ロッド１３の上部に水平移動可能に嵌合される。

【0022】

前記ハウジング２の上部内に検出用のエア通路７０が形成される。エア通路７０の途中部にポペット式の検出弁７２が設けられる。そのエア通路７０の供給路７０ａの下部に加圧エアの供給ポート７１が連通されると共に、上記エア通路７０の排出路７０ｂが外気へ連通される。上記検出弁７２は、主として図１Ｂに示すように、次のように構成されている。

【0023】

ハウジング２の上部に、大径孔７４と小径孔７５とを有する弁孔７３が上下方向へ形成され、その弁孔７３の下端が前記第２リリース室３２の上部に開口される。上記弁孔７３に弁部材７７が上下移動可能に挿入される。その弁部材７７は、大径孔７４に挿入された本体部７８と、小径孔７５に挿入されたロッド部７９とを備える。
上記の大径孔７４と小径孔７５との間の段部に弁座８１が形成され、上記の本体部７８の下面に形成された弁面８２が閉じバネ８３によって上記弁座８１へ付勢される。上記ロッド部７９の外周が封止部材８５によって保密され、そのロッド部７９の下端が第２リリース室３２内に突出される。
上記の大径孔７４に噴出路８７が連通され、その噴出路８７の上部が、前記ハウジング２の上面に設けた着座面Ｓに開口される。

【0024】

上記構成のクランピングシステムは次のように動作する。
図１Ａ及び図１Ｂのリリース状態では、前記ロック室２３の圧縮空気が排出されると共に前記の第１リリース３１室及び第２リリース室３２へ圧縮空気が供給されている。これにより、第１ピストン１１及び出力ロッド１３が上昇されると共に、第２ピストン１２が下降されている。また、上記出力ロッド１３が前記プルロッド６３を上昇させるので、前記の弾性体６０が複数の押部材５６を半径方向の内方へ移動させると共に、前記進出バネ５３がキャップ５１及び押部材５６を上昇位置に付勢している。

【0025】

この状態でワークピースＷをハウジング２の上方へ搬入し、そのワークピースＷの孔Ｈをキャップ５１及び押部材５６に外嵌めする。すると、ワークピースＷの下面が押部材５６の受け面Ｒに受け止められる。このため、上記ワークピースＷの下面と前記ハウジング２の着座面Ｓとの間に着座隙間Ｇが形成される。
また、前記検出弁７２については、第２リリース室３２の圧縮空気からロッド部７９に作用する上向き力に抗して、閉じバネ８３の付勢力が弁面８２を弁座８１に接当させる。このため、検出弁７２が閉じ状態に保たれる。
従って、供給ポート７１の加圧エアは、噴出路８７と着座隙間Ｇとを通って外部へ排出され、その供給ポート７１の圧力が所定圧力よりも低くなる。その圧力状態を圧力スイッチ等のセンサで検出することにより、クランピングシステムがリリース状態であることを確認できる。

【0026】

シリンダ装置をロック駆動するときには、図１Ａのリリース状態において、前記の第１リリース室３１及び第２リリース室３２の圧縮空気を排出すると共にロック室２３に圧縮空気を供給する。すると、第２ピストン１２の押部４９が係合ボール４７を半径方向の内方へ速やかに移動させ、引き続いて、図２に示すように、倍力部４８が係合ボール４７を半径方向の内方へ強力に押し出す。
これにより、その第２ピストン１２に作用する上向き推力は、倍力部４８と係合ボール４７等を介して下向きに倍力変換され、出力ロッド１３が下向きに強力に駆動される。このため、その倍力機構４０による押下げ力と第１ピストン１１による押下げ力との合力により、上記出力ロッド１３が下方へ強力に駆動される。

【0027】

上記の倍力駆動時には、進出バネ５３の付勢力によって上昇位置に保持された押部材５６を前記プルロッド６３のテーパ面６４が半径方向の外方へ押し出して、各押部材５６のグリップ部５８をワークピースＷの孔Ｈの内周面に接当させ、引き続いて、その孔Ｈの内張り状態でワークピースＷが引き下げられる。これにより、ワークピースＷがハウジング２の上端の着座面Ｓに強力に押圧される。

【0028】

上記図２のロック状態では、前記検出弁７２は、図２（及び図１Ｂ）に示すように、閉じ状態に保持される。また、前記の噴出路８７の上端がワークピースＷの下面によって閉じられる。このため、供給ポート７１の圧力が設定値よりも上昇し、シリンダ装置がロック状態であることを確認できる。
なお、上記ロック状態では、楔駆動された前記係合ボール４７を前記保持バネ２７が楔係合状態に保持するので、出力ロッド１３のロック状態が確実に維持される。このため、ロック室２３の圧力が消失した場合であっても、上記ロック状態を維持することが可能である。

【0029】

シリンダ装置を上記図２のロック状態から図１Ａのリリース状態へ切り換えるときには、ロック室２３の圧縮空気を排出すると共に第１リリース室３１及び第２リリース室３２へ圧縮空気を供給する。すると、まず、出力ロッド１３に対して第２ピストン１２が下降し、次いで、大径の第１ピストン１１が出力ロッド１３を介して前記プルロッド６３を強力に上昇させる。このため、プルロッド６３のテーパ面６４と押部材５６の内周面とのテーパ係合を確実に解除できる。

【0030】

また、上記クランピングシステムは、図３Ａと図３Ｂに示すように、次のように動作する。
例えば、搬入されたワークピースＷの孔Ｈの内径寸法が許容範囲よりも過大な場合には、前記のようにロック駆動したときに、押部材５６が進出バネ５３によって上昇位置に保持されたままで半径方向の外方へ過度に移動するので、プルロッド６３と出力ロッド１３と第１ピストン１１が下限位置へ下降すると共に前記第２ピストン１２が上限位置（ロック側ストロークエンド）へ上昇し、第２ピストン１２の上部が検出弁７２の弁部材７７を上昇させる。これにより、弁座８１から弁面８２が離間する。
なお、検出弁７２は、第２ピストン１２が前記の上限位置から所定量だけ下降したときに閉じられる。

【0031】

上記図３Ａの状態において、例えば、ワークピースＷに異常な外力が下向きに作用して、そのワークピースＷの下面が着座面Ｓに接当した場合には、前記の噴出路８７が閉じられてしまう。しかしながら、上記のように検出弁７２が開かれているので、供給ポート７１の加圧エアが、弁孔７３の大径孔７４の下部と、小径孔７５とロッド部７９との間の環状隙間と、排出路７０ｂとを順に通って、外部へ排出される。このため、供給ポート７１の圧力が所定圧力よりも低くなる。その圧力状態を圧力スイッチ等のセンサで検出することにより、クランピングシステムが異常状態であることを確認できる。

【0032】

上記の実施形態は、次のように変更可能である。
前記押部材５６の前記受け面Ｒを省略してもよい。この場合、図１Ａのリリース状態では、前記の着座隙間Ｇが無くなって、ワークピースＷの下面が着座面Ｓに接当するので、前記の噴出路８７が閉じられる。従って、前述したロック駆動時において、第２ピストン１２が上限位置（ロック側ストロークエンド）へ上昇して前記検出弁７２が開かれたときに、クランピングシステムが異常状態であることを確認できる。
なお、前記の噴出路８７を省略してもよい。
ワークピースＷをクランプするためのクランプ部材は、複数の押部材５６を利用することに代えて、一つの環状のコレットを利用したものであってもよい。

【0033】

図４と図５は、検出弁７２の変形例を示し、その検出弁７２がスプール式に構成される。図４は、検出弁７２の閉じ状態を示し、前記図１Ｂに類似する図である。図５は、検出弁７２の開き状態を示し、前記図３Ｂに類似する図である。この変形例においては、上記実施形態の部材と同じ機能の部材には同一の参照数字を付けてある。

【0034】

前記の供給路７０ａの下流端と排出路７０ｂの上流端との間で大径孔７４の内周面に仕切り面９０が形成される。また、弁部材７７の本体部７８の外周面に閉じ面９１が形成される。
図４の状態では、閉じ面９１が仕切り面９０の上端へ下降するので、供給路７０ａの加圧エアが排出路７０ｂへ流出することが防止される。また、図５の開き状態では、閉じ面９１が仕切り面９０の上端よりも上昇する。このため、供給路７０ａの加圧エアが、仕切り面９０と弁部材７７との間の環状隙間を通って排出路７０ｂへ流出する。

【0035】

上記の実施形態や変形例は、さらに次のように変更可能である。
前記の検出弁７２の弁部材７７を閉じ側へ付勢する手段は、例示の閉じバネ８３に代えて、第２リリース室３２の圧力を利用してもよい。この場合、弁部材７７の上側に作動室を形成して、その作動室を、弁部材７７内に形成した縦向き貫通孔を介して第２リリース室３２へ連通させることが考えられる。
上記の検出弁７２は、第２ピストン１２の上限位置（ロック側ストロークエンド）を検出することに代えて、その第２ピストン１２の下限位置や途中位置などの所定位置を検出するものであってもよい。その検出弁７２の配置姿勢は、例示の縦向きに代えて、横向きや斜め向きであってもよい。
第１ピストン１１と第２ピストン１２とは、例示したように直列に配置することに代えて、並列に配置してもよい。この場合、第１ピストンに第２ピストンを昇降可能に外嵌めして、上記２つのピストンの下側と上側とに、それぞれロック室とリリース室とを形成することが考えられる。

【0036】

本発明のシリンダ装置は、ワークピースのクランピングの用途に限定されるものではなく、ワークパレットや金型やアタッチメント等のクランピングにも利用可能である。上記ワークピース等のクランプ対象物をクランプするための部材は、前述した押部材やコレットに代えて、ボール等を利用可能である。
ロック及びリリース用の圧力流体は、圧縮空気に代えて、窒素ガス等であってもよく、圧油等の液体であってもよい。
シリンダ装置は、図示とは上下逆に配置したり、斜め向きに配置してもよい。
本発明は、当業者が想定できる範囲でその他の変更を行えることは勿論である。

【符号の説明】

【0037】

２：ハウジング，３：シリンダ孔，４：上孔，５：下孔，１１：第１ピストン，１２：第２ピストス，１３：出力ロッド，２３：ロック室，３１：第１リリース室，３２：第２リリース室，４０：倍力機構，４７：係合ボール，４８：倍力部，７０：エア通路，７２：検出弁，７７：弁部材，８１：弁座，８３：閉じバネ．

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】