特許 6665983 増力機構付き流体圧シリンダ

(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】6665983

(24)【登録日】2020年2月25日

(45)【発行日】2020年3月13日

(54)【発明の名称】増力機構付き流体圧シリンダ

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/14 20060101AFI20200302BHJP

   F16K 15/18 20060101ALI20200302BHJP

【ＦＩ】

   F15B15/14 A

   F15B15/14 380B

   F15B15/14 375

   F16K15/18 D

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-146665(P2016-146665)

(22)【出願日】2016年7月26日

(65)【公開番号】特開2018-17269(P2018-17269A)

(43)【公開日】2018年2月1日

【審査請求日】2019年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072453

【弁理士】

【氏名又は名称】林 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100119404

【弁理士】

【氏名又は名称】林 直生樹

(74)【代理人】

【識別番号】100177769

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 徹

(72)【発明者】

【氏名】工藤 政行

(72)【発明者】

【氏名】田邊 友一

(72)【発明者】

【氏名】宮里 英考

【審査官】 小岩 智明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８５４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２０６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３５７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１６６５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５４８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２２９０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３００００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０４２５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１６４１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２２３４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５１−０１１２７１（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ ３／００，１５／１４−１５／１７，１５／２２

Ｆ１６Ｋ １５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダボディの内部に、隔壁で隔てられた主シリンダ室と増力シリンダ室とが設けられ、
主シリンダ室には主ピストンが軸線方向に摺動自在に配設され、主ピストンによって主シリンダ室が第１主圧力室と第２主圧力室とに区画され、
増力シリンダ室には増力ピストンが軸線方向に摺動自在に配設され、増力ピストンによって増力シリンダ室が第１副圧力室と第２副圧力室とに区画され、
シリンダボディには、第１主圧力室に連通する第１ポートと、第２主圧力室及び第２副圧力室に連通する第２ポートとが設けられ、
主ピストンにはピストンロッドが連結され、ピストンロッドは、隔壁と増力ピストンと増力シリンダ室の端壁とを貫通して外部に延出しており、
主ピストン及びピストンロッドには、第１主圧力室に連通する連通路が設けられ、連通路の端部に、ピストンロッドが前進ストローク端の手前の増力開始位置に到達したとき増力ピストンに押されることにより開弁し、連通路を第１副圧力室に連通させるチェック弁が設けられ、
増力ピストンの内部に連結体収容室がピストンロッドを取り囲むように形成され、連結体収容室の内部に連結体がピストンロッドを取り囲むように配設され、
連結体収容室とピストンロッドの外周面とに、連通路を通じて第１副圧力室に供給される圧力流体の作用で増力ピストンが前進するとき連結体に係止する係止面と係止溝とが設けられている、
ことを特徴とする増力機構付き流体圧シリンダ。

【請求項2】

ピストンロッドは、主ピストンに連なる基端側から先端側に向けて順に、最も径が大きい第１カラー部と、第１カラー部より径が小さい第２カラー部と、第２カラー部より径が小さいロッド本体部とを有し、第１カラー部に連通路の一部とチェック弁とが設けられ、第２カラー部に係止溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。

【請求項3】

第１カラー部の先端部に、チェック弁の弁室が連通路に通じるように形成され、弁室内に、連通路を取り巻く環状弁座が形成されると共に、環状弁座に接離するポペット弁体が配設され、ポペット弁体は、弁室の外部に突出する押し棒を有し、押し棒が増力ピストンに押されることでポペット弁体が環状弁座から離間し、連通路が開放して第１副圧力室に連通するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。

【請求項4】

隔壁の中央孔の内周にリング状のロッドパッキンが設けられ、ピストンロッドの第１カラー部は、ロッドパッキンの内部に気密に嵌入して摺動することができる外径を有し、ピストンロッドが増力開始位置に達したとき第１カラー部がロッドパッキンの内部に嵌入することによって第１副圧力室が第２主圧力室から遮断されるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の流体圧シリンダ。

【請求項5】

増力ピストンに押圧部材が設けられ、押圧部材は、ピストンロッドが前進ストロークを行う際にチェック弁を押して開弁させる開弁手段と、増力ピストンが後退ストロークを行う際に連結体を押して増力ピストンとピストンロッドとの連結を解除する解除手段とを兼ねていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の流体圧シリンダ。

【請求項6】

連結体は複数の鋼球からなることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。

【請求項7】

連結体は、直径が可変の弾性リングからなることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、増力機構によって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流体圧シリンダに関するものである。

【背景技術】

【0002】

クランプ装置や圧縮装置あるいはスポット溶接装置等の作業機械においては、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多い。このため、これら作業機械に使用される流体圧シリンダは、特許文献１−３に開示されているように、各種構成の増力機構を付設することにより、ピストンロッドの作業ストローク（前進ストローク）の後半の推力を増大させるようにしている。

【0003】

特許文献１−３に開示された増力機構付きの流体圧シリンダは、ピストンロッドを駆動する主ピストンの他に増力ピストンを設け、ピストンロッドが前進ストローク端の手前の増力開始位置に到達したとき、増力ピストンに圧力流体を供給して増力ピストンを前進させることにより、増力ピストンの推力をピストンロッドに作用させるようにし、それにより、主ピストンの推力と増力ピストンの推力とを合算した大きな合成推力でピストンロッドを前進させるようにしている。このため、増力機構付きの流体圧シリンダにおいては、主ピストンに圧力流体を作用させるためのポートの他に、増力ピストンに圧力流体を作用させるためのポートが必要であり、それに伴って配管数も通常の流体圧シリンダより多くなる。

【0004】

ところが、このような増力機構付き流体圧シリンダを備えた作業機械においては、流体圧シリンダの回りの配管が周辺機器と接触して損傷するのを防止して安全性を高めたり、配管の接続作業や保守、管理作業を簡略化したりするため、配管数をできるだけ少なくすることが要求されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６−４２５０７号公報

【特許文献2】特開平６−３００００８号公報

【特許文献3】特開平１１−１６６５０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の技術的課題は、増力ピストンに圧力流体を供給するための流路を合理的に配置することにより、従来の増力機構付き流体圧シリンダよりもポート数を少なくし、それにより、配管数を減らして安全性の向上と配管作業の簡略化とを図った増力機構付き流体圧シリンダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するため、本発明の増力機構付き流体圧シリンダは、シリンダボディの内部に、隔壁で隔てられた主シリンダ室と増力シリンダ室とが設けられ、主シリンダ室には主ピストンが軸線方向に摺動自在に配設され、主ピストンによって主シリンダ室が第１主圧力室と第２主圧力室とに区画され、増力シリンダ室には増力ピストンが軸線方向に摺動自在に配設され、増力ピストンによって増力シリンダ室が第１副圧力室と第２副圧力室とに区画され、シリンダボディには、第１主圧力室に連通する第１ポートと、第２主圧力室及び第２副圧力室に連通する第２ポートとが設けられ、主ピストンにはピストンロッドが連結され、ピストンロッドは、隔壁と増力ピストンと増力シリンダ室の端壁とを貫通して外部に延出しており、主ピストン及びピストンロッドには、第１主圧力室に連通する連通路が設けられ、連通路の端部に、ピストンロッドが前進ストローク端の手前の増力開始位置に到達したとき増力ピストンに押されることにより開弁し、連通路を第１副圧力室に連通させるチェック弁が設けられ、増力ピストンの内部に連結体収容室がピストンロッドを取り囲むように形成され、連結体収容室の内部に連結体がピストンロッドを取り囲むように配設され、連結体収容室とピストンロッドの外周面とに、連通路を通じて第１副圧力室に供給される圧力流体の作用で増力ピストンが前進するとき連結体に係止する係止面と係止溝とが設けられていることを特徴とする。

【0008】

本発明において、ピストンロッドは、主ピストンに連なる基端側から先端側に向けて順に、最も径が大きい第１カラー部と、第１カラー部より径が小さい第２カラー部と、第２カラー部より径が小さいロッド本体部とを有し、第１カラー部に連通路の一部とチェック弁とが設けられ、第２カラー部に係止溝が設けられている。
この場合、第１カラー部の先端部には、チェック弁の弁室が連通路に通じるように形成され、弁室内に、連通路を取り巻く環状弁座が形成されると共に、環状弁座に接離するポペット弁体が配設され、ポペット弁体は、弁室の外部に突出する押し棒を有し、押し棒が増力ピストンに押されることでポペット弁体が環状弁座から離間し、連通路が開放して第１副圧力室に連通するように構成されていることが望ましい。

【0009】

本発明においては、隔壁の中央孔の内周にリング状のロッドパッキンが設けられ、ピストンロッドの第１カラー部は、ロッドパッキンの内部に気密に嵌入して摺動することができる外径を有し、ピストンロッドが増力開始位置に達したとき第１カラー部がロッドパッキンの内部に嵌入することによって第１副圧力室が第２主圧力室から遮断されるように構成されていても良い。

【0010】

また、本発明においては、増力ピストンに押圧部材が設けられ、押圧部材は、ピストンロッドが前進ストロークを行う際にチェック弁を押して開弁させる開弁手段と、増力ピストンが後退ストロークを行う際に連結体を押して増力ピストンとピストンロッドとの連結を解除する解除手段とを兼ねている。
本発明において、連結体は、複数の鋼球で形成することも、直径が可変の弾性リングで形成することもできる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、主ピストン及びピストンロッドに連通路を設けると共に、連通路の端部にチェック弁を設け、ピストンロッドが前進ストローク端の手前の増力開始位置に達したとき、チェック弁が開弁して第１主圧力室と第１副圧力室とが連通路を通じて連通するように構成したので、第１副圧力室に圧力流体を供給するための専用のポートが不要になり、その結果、従来の増力機構付き流体圧シリンダよりもポート数が少なくなり、配管数を減らして安全性の向上と配管作業の簡略化とを図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る増力機構付き流体圧シリンダの断面図で、ピストン及びピストンロッドが後退ストローク端である初期位置を占めている状態を示すものである。

【図2】図１の要部拡大図である。

【図3】図１の他の要部拡大図である。

【図4】ピストン及びピストンロッドが図１の初期位置から前進ストロークの途中位置まで移動した状態を示すものである。

【図5】ピストン及びピストンロッドが増力開始位置まで前進した状態を示すものである。

【図6】図５の要部拡大図である。

【図7】ピストン及びピストンロッドが前進ストローク端に到達した状態を示すものである。

【図8】ピストン及びピストンロッドが後退ストロークの途中まで移動して、増力ピストンが初期位置に復帰した状態を示すものである。

【図9】連結体の異なる例を示す正面図である。

【図10】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１−８には本発明に係る増力機構付き流体圧シリンダの一実施形態が示されている。この流体圧シリンダは、シリンダボディ１を有している。シリンダボディ１は、中央孔２ａを有する隔壁２と、隔壁２の一側に連結された円筒状の第１ボディ３と、隔壁２の他側に連結された円筒状の第２ボディ４と、第１ボディ３の開口端を塞ぐ第１端壁５と、第２ボディ４の開口端を塞ぐ第２端壁６とを有し、第１端壁５と第２端壁６とに掛け渡されたタイロッド７をナット８で締め付けることにより、シリンダボディ１が組み立てられている。

【0014】

第１ボディ３の内部には主シリンダ室１０が形成され、第２ボディ４の内部には増力シリンダ室１１が形成されている。主シリンダ室１０と増力シリンダ室１１とは隔壁２で隔てられ、軸線Ｌに沿って同軸上に位置している。

【0015】

主シリンダ室１０の内部には、主ピストン１２がシール部材１４を介して軸線Ｌ方向に摺動自在に配設され、主ピストン１２によって主シリンダ室１０が、主ピストン１２と第１端壁５との間の第１主圧力室１０ａと、主ピストン１２と隔壁２との間の第２主圧力室１０ｂとに区画されている。
図中の符号１５は、主ピストン１２の外周に取り付けられたウエアリングを示し、同１６は、主ピストン１２の外周に取り付けられた位置検出用のマグネットを示しており、マグネット１６の磁気を不図示の磁気センサで検出することにより、主ピストン１２の動作位置を検出することができるようになっている。

【0016】

また、増力シリンダ室１１の内部には、増力ピストン１３がシール部材１７を介して軸線Ｌ方向に摺動自在に配設され、増力ピストン１３によって増力シリンダ室１１が、隔壁２と増力ピストン１３との間の第１副圧力室１１ａと、増力ピストン１３と第２端壁６との間の第２副圧力室１１ｂとに区画されている。第２副圧力室１１ｂの内部には、増力ピストン１３と第２端壁６との間に、増力ピストン１３を復帰方向即ち隔壁２の方向に向けて付勢する復帰ばね１８が設けられている。図中の符号１９は、増力ピストン１３の外周に取り付けられたウエアリングを示している。

【0017】

シリンダボディ１の第１端壁５には第１ポート２０が形成され、第２端壁６には第２ポート２１が形成されている。第１ポート２０は、第１端壁５に形成された第１連通孔２２によって第１主圧力室１０ａに連通し、第２ポート２１は、第２端壁６に形成された第２連通孔２３によって第２副圧力室１１ｂに連通すると共に、第２端壁６と隔壁２との間に掛け渡されたパイプ２６内の第３連通孔２４、及び隔壁２に形成された第４連通孔２５を通じて、第２主圧力室１０ｂにも連通している。

【0018】

主ピストン１２には、軸線Ｌに沿って延びる円柱状をしたピストンロッド３０の基端部が連結されている。ピストンロッド３０と主ピストン１２との連結は、ピストンロッド３０の細径化された連結部３０ｅを主ピストン１２の中心の連結孔１２ａ内に挿入し、連結部３０ｅの端部をかしめて連結孔１２ａの端部に係止させることにより行っている。

【0019】

ピストンロッド３０は、主ピストン１２に連なる基端側から先端側に向けて順に、最も径が大きい第１カラー部３０ａと、第１カラー部３０ａより径が小さい第２カラー部３０ｂと、第２カラー部３０ｂより径が小さいロッド本体部３０ｃとを有していて、隔壁２の中央孔２ａと、増力ピストン１３の中央孔１３ａと、第２端壁６の中央孔６ａとを順次貫通し、先端がシリンダボディ１の外部に突出している。各中央孔２ａ，１３ａ，６ａのうち、増力ピストン１３の中央孔１３ａと第２端壁６の中央孔６ａとは、ピストンロッド３０のロッド本体部３０ｃがそれぞれシール部材３１，３２を介して気密に摺動できるような大きさに形成され、隔壁２の中央孔２ａは、ピストンロッド３０の前進ストロークの途中で第１カラー部３０ａが気密に嵌入して摺動できるような大きさに形成され、この中央孔の内周にロッドパッキン３３が取り付けられている。
図中の符号３４は、第２端壁６の内周に取り付けられた軸受を示している。

【0020】

第１カラー部３０ａは、主ピストン１２と一体に形成された円筒状の部分であり、第２カラー部３０ｂは、第１カラー部３０ａ及びピストンロッド３０とは別体に形成された円筒状の部材からなっている。しかし、第１カラー部３０ａは主ピストン１２と別体に形成することもできる。
また、第１カラー部３０ａの軸線Ｌ方向の長さは、主ピストン１２及びピストンロッド３０が図１の後退ストローク端にあるとき、第１カラー部３０ａの先端面３０ｆが第２主圧力室１０ｂの中に位置し、図５に示すように、主ピストン１２及びピストンロッド３０が前進ストローク端の手前の増力開始位置に到達したとき、第１カラー部３０ａがロッドパッキン３３内に嵌入すると共に、第１カラー部３０ａの先端面３０ｆが増力ピストン１３の押圧部材３５に近接又は当接するような長さである。

【0021】

主ピストン１２とピストンロッド３０の第１カラー部３０ａとには、基端が第１主圧力室１０ａに通じる連通路３８が軸線Ｌと平行に形成され、連通路３８の先端は第１カラー部３０ａの先端面３０ｆにまで達し、連通路３８の先端部にチェック弁３９が設けられている。

【0022】

図３に示すように、チェック弁３９は、連通路３８に通じる弁室４０と、弁室４０の開口端に連通路３８を取り囲むように形成された環状弁座４１と、弁室４０の内部で環状弁座４１に離接することにより連通路３８を開閉するポペット弁体４２と、ポペット弁体４２を環状弁座４１に当接する方向（閉弁方向）に付勢する弁ばね４３とを有している。また、ポペット弁体４２は、シール材４２ｂが取り付けられた円板状の開閉部４２ａと、開閉部４２ａから延出する押し棒４２ｃとを有していて、押し棒４２ｃの先端は、環状弁座４１の中心孔を貫通して弁室４０の外側に突出している。

【0023】

増力ピストン１３の内部には、連結体収容室４６と、第２カラー部３０ｂが嵌合する空間部４７とが、ピストンロッド３０を取り囲むように形成され、連結体収容室４６の内部に、複数の鋼球４８が、ピストンロッド３０を取り囲むような配置で遊動状態に収容されている。複数の鋼球４８は、あとで詳細に説明するように、圧力流体の作用で増力ピストン１３が前進するときに、増力ピストン１３とピストンロッド３０との両方に係止して増力ピストン１３とピストンロッド３０とを相互に連結する連結体としての役目を果たすものである。

【0024】

連結体収容室４６は、三角形の２辺で囲まれたような断面形状を有する空間からなっていて、隔壁２寄りの第１室壁４６ａとその反対寄りの第２室壁４６ｂとを有している。このうち第１室壁４６ａは、増力ピストン１３とピストンロッド３０との連結時に鋼球４８が係止する係止面をなす部分であって、隔壁２側に向けて次第に軸線Ｌに近づく方向に傾斜する円錐面となっており、第２室壁４６ｂは、第１室壁４６ａとは逆方向に傾斜する円錐面をなしている。しかし、第１室壁４６ａは、凹状又は凸状に湾曲する曲面であっても良い。

【0025】

第１室壁４６ａは、増力ピストン１３に不図示のねじで固定されたリング状の連結体抑え４９により形成され、第２室壁４６ｂは、空間部４７内に軸線Ｌ方向に変位自在なるように収容されたリング状の連結体受け５０により形成され、連結体受け５０は、空間部４７の段部４７ａと連結体受け５０との間に介設された圧縮ばね５１によって連結体抑え４９側に向けて常時付勢されている。

【0026】

また、第２カラー部３０ｂの外周には、ピストンロッド３０が前進して第２カラーが空間部４７内に嵌合した際に鋼球４８が乗り上げて係止する係止溝３０ｄが形成され、第２カラー部３０ｂの先端面３０ｇは、鋼球４８が乗り上げ易いように傾斜面をなしている。

【0027】

さらに、増力ピストン１３の隔壁２側の端部には、中空の押圧部材３５がピストンロッド３０を取り囲むように配設されている。この押圧部材３５は、増力ピストン１３の端面と平行をなすフランジ部３５ａと、このフランジ部３５ａの内径部から増力ピストン１３の内部に嵌入する方向に突出し、先端が連結体収容室４６内に進入する円筒状の第１押圧部３５ｂと、フランジ部３５ａから第１押圧部３５ｂと逆方向に突出する円筒状の第２押圧部３５ｃとを有している。第１押圧部３５ｂの突出長は、図示した例では第２押圧部３５ｃの突出長より大きいが、第２押圧部３５ｃの突出長と同等か又はそれ以下に形成されることもある。また、押圧部材３５は、フランジ部３５ａが増力ピストン１３の端面に当接する図１に示す位置と、フランジ部３５ａが増力ピストン１３の端面から離間する図７に示す位置との間で、変位自在である。この押圧部材３５は、増力ピストン１３の一部を構成するものである。

【0028】

なお、押圧部材３５の第２押圧部３５ｃは、図６に示すように、この第２押圧部３５ｃがポペット弁体４２の押し棒４２ｃを押し込んで第２弁室４０の前面に当接しても、連通路３８を完全に塞いでしまわないような寸法及び配置とされている。

【0029】

次に、増力機構付き流体圧シリンダの作用について説明するが、流体圧シリンダの細部の構成については、図２及び図３も参照するものとする。
図１は、第２ポート２１が給気側に接続されると共に、第１ポート２０が排気側に接続されることにより、第２主圧力室１０ｂ及び第２副圧力室１１ｂに圧力流体が供給されると共に、第１主圧力室１０ａの圧力流体が排出された状態を示している。このとき、主ピストン１２及びピストンロッド３０は、第２主圧力室１０ｂ内の流体圧力によって後退ストローク端である初期位置を占め、増力ピストン１３は、復帰ばね１８の作用力で隔壁２に当接する復帰位置（初期位置）を占めている。また、第２主圧力室１０ｂと第１副圧力室１１ａとは、隔壁２の中央孔２ａを通じて相互に連通している。

【0030】

図１の状態から、図４に示すように、第１ポート２０が給気側に接続されると共に、第２ポート２１が排気側に接続されると、第１主圧力室１０ａに圧力流体が供給されると共に、第２主圧力室１０ｂ及び第２副圧力室１１ｂの圧力流体が排出されるため、主ピストン１２及びピストンロッド３０は図の左方向に前進を始める。しかし、増力ピストン１３は、第１副圧力室１１ａが第２主圧力室１０ｂを通じて外部に開放されていて、第１ポート２０からの圧力流体の影響を受けないため、復帰ばね１８の作用力で復帰位置に保持されたまま、前進しない。
図４に示すピストンロッド３０の位置は、第２カラー部３０ｂの先端部が、押圧部材３５の中央孔３５ｄを経て増力ピストン１３の空間部４７内に進入することにより、鋼球４８が第２カラー部３０ｂに乗り上げた状態のストローク途中の位置である。

【0031】

ピストンロッド３０がさらに前進し、図５に示す増力開始位置の直前の位置まで前進すると、第１カラー部３０ａの先端部分が隔壁２の中央孔２ａのロッドパッキン３３の内部に嵌入することにより、第１副圧力室１１ａが第２主圧力室１０ｂから遮断され、その直後にピストンロッド３０は、図５の増力開始位置に到達する。

【0032】

ピストンロッド３０が増力開始位置に到達すると、図６からも明らかなように、第２カラー部３０ｂが増圧ピストン１３の空間部４７内に完全に進入して、係止溝３０ｄに鋼球４８が嵌合し、また、第１カラー部３０ａの先端面３０ｆから突出していたポペット弁体４２の押し棒４２ｃが、増力ピストン１３の押圧部材３５の第２押圧部３５ｃに当接して押されることにより、ポペット弁体４２が環状弁座４１から離れて連通路３８を開放する。これにより、第１主圧力室１０ａ内の圧力流体が連通路３８を通じて第１副圧力室１１ａ内に供給され始めるため、増力ピストン１３は、復帰ばね１８を圧縮しながら前進を開始する。

【0033】

そして、図６に鎖線で示すように、増力ピストン１３が僅かに前進して、連結体収容室４６の第１室壁４６ａ（係止面）が鋼球４８に当接すると、この第１室壁４６ａが傾斜に沿って鋼球４８を係止溝３０ｄに強く押し付けるため、増力ピストン１３とピストンロッド３０とが鋼球４８を介して相互に連結され、増力ピストン１３の推力がピストンロッド３０に作用するようになる。このため、ピストンロッド３０には、主ピストン１２による推力と増力ピストン１３による推力とを合算した大きな合成推力が作用するようになり、この合成推力によりピストンロッド３０は、図７に示す前進ストローク端まで前進させられることになる。

【0034】

また、第１室壁４６ａが鋼球４８に当接するとき、鋼球４８は、連結体収容室４６内を第１室壁４６ａの方向に相対的に変位することになるため、この鋼球４８によって押圧部材３５の第１押圧部３５ｂが連結体収容室４６の外側に向けて押し出され、その結果、押圧部材３５は、フランジ部３５ａが増力ピストン１３の端面から離れた位置に変位する。

【0035】

次に、図７の状態から主ピストン１２及びピストンロッド３０を後退させるときは、第１ポート２０を排気側に接続すると共に、第２ポート２１を給気側に接続する。そうすると、主ピストン１２と増力ピストン１３とが、第２主圧力室１０ｂに供給される圧力流体と第２副圧力室１１ｂに供給される圧力流体とによって共に後退する。

【0036】

そして、図８に示すように、増力ピストン１３が隔壁２に当接する後退ストローク端である復帰位置に到達すると、押圧部材３５のフランジ部３５ａが隔壁２に当接して増力ピストン１３側に押されるため、押圧部材３５は、フランジ部３５ａが増力ピストン１３の端面に当接する初期位置に変位し、その変位によって第１押圧部３５ｂが連結体収容室４６内に進入して鋼球４８を押し動かすことにより、鋼球４８は第２カラー部３０ｂの係止溝３０ｄから外れ、増力ピストン１３とピストンロッド３０との連結が解除される。
また、押圧部材３５の変位によって第２押圧部３５ｃによる押し棒４２ｃの押圧も解除されるため、ポペット弁体４２が弁ばね４３の付勢力により環状弁座４１に当接して連通路３８を閉鎖し、チェック弁３９が閉弁する。このため、連通路３８による第１主圧力室１０ａと第１副圧力室１１ａとの連通が断たれる。

【0037】

そのあと、主ピストン１２とピストンロッド３０とがさらに後退すると、第１カラー部３０ａが隔壁２のロッドパッキン３３から抜け出すことにより、隔壁２の中央孔２ａを通じて第２主圧力室１０ｂと第１副圧力室１１ａとが連通し、その状態で主ピストン１２とピストンロッド３０とは、図１に示す後退ストローク端（初期位置）まで移動する。

【0038】

このとき、第１副圧力室１１ａに第２主圧力室１０ｂから圧力流体が流入し、この圧力流体によって増力ピストン１３は図の左方向即ち前進方向の作用力を受けるが、第２副圧力室１１ｂに供給されている圧力流体によって増力ピストン１３は図の右方向の作用力を受けていて、両方向の作用力が打ち消し合うため、増力ピストン１３は、復帰ばね１８の付勢力によって初期位置を維持する。

【0039】

図９及び図１０は、鋼球４８の代わりに増力ピストン１３とピストンロッド３０との連結に使用可能な連結体を示すもので、この連結体は、一部に切目５２ａを設けることで直径を可変とした弾性リング５２により形成されている。弾性リング５２の断面形状は円形である。また、弾性リング５２の内径は、ピストンロッド３０のロッド本体部３０ｃの外径より僅かに大きいが、第２のカラー部３０ｂの外径以下であることが望ましい。

【0040】

以上に詳述したように本発明の増力機構付き流体圧シリンダは、主ピストン１２及びピストンロッド３０に連通路３８を設けると共に、連通路３８の端部にチェック弁３９を設け、ピストンロッド３０が前進ストローク端の手前の増力開始位置に達したとき、チェック弁３９が開弁して第１主圧力室１０ａと第１副圧力室１１ａとが連通路３８を通じて連通するように構成されているので、第１副圧力室１１ａに圧力流体を供給するための専用のポートが不要になり、その結果、従来の増力機構付き流体圧シリンダよりもポート数が少なくなり、配管数を減らして安全性の向上と配管作業の簡略化とを図ることができるものである。

【符号の説明】

【0041】

１ シリンダボディ
２ 隔壁
６ 端壁
６ａ 中央孔
１０ 主シリンダ室
１０ａ 第１主圧力室
１０ｂ 第２主圧力室
１１ 増力シリンダ室
１１ａ 第１副圧力室
１１ｂ 第２副圧力室
１２ 主ピストン
１３ 増力ピストン
２０ 第１ポート
２１ 第２ポート
３０ ピストンロッド
３０ａ 第１カラー部
３０ｂ 第２カラー部
３０ｃ ロッド本体部
３０ｄ 係止溝
３０ｆ 第１カラー部の先端面
３３ ロッドパッキン
３５ 押圧部材
３８ 連通路
３９ チェック弁
４０ 弁室
４１ 環状弁座
４２ ポペット弁体
４６ 連結体収容室
４８ 鋼球
５２ 弾性リング
Ｌ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】