JP7630359B2 - Thrust Augmentation Device - Google Patents
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Description
本発明は、推力拡大装置に係り、詳細には入力された圧力を増幅した推力として出力する推力拡大装置に関する。 The present invention relates to a thrust magnification device, and more specifically to a thrust magnification device that outputs an input pressure as an amplified thrust.
エア（気体）や油（液体）といった流体を用いた流体圧シリンダが工業の広い分野で利用されている。これら流体圧シリンダは、流体の圧力でシリンダ内のピストンに推力を発生させることにより、例えば、プレスやアクチュエータの駆動など、様々な機械的な動作の原動となることができる。
このような流体圧シリンダとして、空圧をシリンダ内部で油圧力に変換するエアハイドロシリンダがある（特許文献１）。このエアハイドロシリンダでは、エアシリンダ（入力側）と推力を拡大する油圧シリンダ（出力側）を共通するシリンダで１体化したもので、シリンダ内の入力側にエアで駆動するエアピストンを配置し、エアピストンの出力を入力として駆動する油圧ピストンと出力ロッドを出力側に配置している。
Fluid pressure cylinders using fluids such as air (gas) or oil (liquid) are used in a wide range of industrial fields. These fluid pressure cylinders can be the driving force for various mechanical operations, such as driving presses and actuators, by generating thrust on the piston inside the cylinder using the pressure of the fluid.
One such fluid pressure cylinder is the air-hydro cylinder, which converts air pressure into hydraulic pressure inside the cylinder (Patent Document 1). In this air-hydro cylinder, an air cylinder (input side) and a hydraulic cylinder (output side) that amplifies thrust are integrated into a common cylinder, with an air piston driven by air arranged on the input side of the cylinder, and a hydraulic piston and output rod that are driven using the output of the air piston as input are arranged on the output side.
この特許文献１記載のエアハイドロシリンダでは、入力側のエアシリンダ部と出力側の油圧シリンダ部（推力拡大機構部）が一体に形成されているため、異なるエアシリンダ部のストロークなどの変更が必要になった場合には、エアハイドロシリンダ全体を交換する必要があった。
そこで、特許文献２では、推力を入力する第１機能と、入力された推力を拡大して出力する第２機能を有するエアハイドロシリンダから、第２機能を構成する部分とを分離、独立して推力拡大装置を形成した技術について提案されている。
In the air-hydro cylinder described in
Therefore,
しかし、いずれの装置においても、増幅された推力は出力軸から出力されるが、その出力の方向が、装置からみて外部に押圧する方向の出力しか得られず、引込む方向の高推力を得ることはできなかった。 However, in both devices, although the amplified thrust was output from the output shaft, the direction of the output was limited to a direction pushing outward from the device's perspective, and it was not possible to obtain a high thrust in the retracting direction.
本発明は、増幅された高推力が出力ロッドを装置側に引込む方向に出力可能にすることを目的とする。 The purpose of the present invention is to enable the amplified high thrust to be output in a direction that retracts the output rod toward the device.
（１）請求項１に記載の発明では、入力用アクチュエータが接続されることで、前記入力用アクチュエータから入力された推力を拡大して出力する推力拡大装置であって、シリンダを有する装置本体と、前記シリンダ内に配設されて当該シリンダの軸方向に移動するピストンと、前記ピストンの一方の面に配設された出力ロッドと、前記シリンダ内周面と前記ピストンの前記一方の面を隔壁の一部とし、内部に液体が充填される流体圧室と、前記装置本体の側面から前記流体圧室まで貫通し、前記入力用アクチュエータの入力ロッドが挿通される入力口と、前記入力口に前記入力ロッドが挿通された前記入力用アクチュエータを前記装置本体に固定する入力用固定手段と、を具備し、前記入力口は、入力用固定手段に固定された入力用アクチュエータの入力ロッドが、前記出力ロッドと干渉しない位置にずらして配設されている、ことを特徴とする推力拡大装置を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記入力口から入力用アクチュエータが挿入される方向、及び、前記出力ロッドの長さ方向と直交する方向からみた場合に、前記出力ロッドに対して交差する方向に前記装置本体から前記流体圧室まで貫通している、ことを特徴とする請求項１に記載の推力拡大装置を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記入力用固定手段は、装置本体の前記軸方向に延びる側面に形成されている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の推力拡大装置を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記装置本体の外周面は、軸方向に延びる側面が平面に形成され、前記入力用固定手段は、前記平面に形成された前記入力用アクチュエータを固定するネジ穴を有している、ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の推力拡大装置を提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記入力口と前記入力用固定手段が複数形成されている、ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１の請求項に記載の推力拡大装置を提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、入力用アクチュエータが配設されない前記入力口を封止する封止蓋と、前記封止蓋を前記装置本体に固定する蓋固定手段と、を具備したことを特徴とする請求項５に記載の推力拡大装置を提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、前記入力用固定手段は、前記蓋固定手段を兼用している、ことを特徴とする請求項６に記載の推力拡大装置を提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、前記入力口は、前記入力用固定手段側から見て、前記流体圧室よりも先まで形成されている、ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１の請求項に記載の推力拡大装置を提供する。
（９）請求項９に記載の発明では、前記入力口は、前記装置本体における、前記入力用固定手段と反対側の側面よりも手前まで形成されている、有底の凹部である、ことを特徴とする請求項８に記載の推力拡大装置を提供する。
（１０）請求項１０に記載の発明では、前記入力口は、前記装置本体の全体を貫通し、前記装置本体の全体を貫通する入力口における、前記入力用固定手段と反対側を封止する封止手段、を具備したことを特徴とする請求項８に記載の推力拡大装置を提供する。
（１１）請求項１１に記載の発明では、前記封止手段は、前記入力口と連続し、入力ロッドが挿通する延長凹部を有している、ことを特徴とする請求項１０に記載の推力拡大装置を提供する。
(1) The invention recited in
(2) The invention described in
(3) In a third aspect of the present invention, there is provided the thrust magnification device according to the first or second aspect, characterized in that the input fixing means is formed on a side surface of the device body extending in the axial direction.
(4) In the invention described in
(5) In a fifth aspect of the present invention, there is provided a thrust magnification device according to any one of the first to fourth aspects, wherein a plurality of the input ports and the input fixing means are formed.
(6) The invention as recited in
(7) In a seventh aspect of the present invention, there is provided the thrust magnification device according to the sixth aspect, wherein the input fixing means also serves as the lid fixing means.
( 8 ) In the invention described in
( 9 ) The invention described in
( 10 ) The invention described in claim 10 provides the thrust magnification device described in
( 11 ) In an invention described in
本発明によれば、シリンダ内に配設されるピストンに対し、当該ピストンに配設される出力ロッド側に流体圧室が形成され、入力用アクチュエータ用の入力口が装置本体の側面から流体圧室まで貫通しているので、増幅された高推力が出力ロッドを装置側に引込む方向に出力することができる。
また、入力口に入力ロッドを挿通する入力用アクチュエータを装置本体に固定する入力用固定手段を有するので、各種の入力側アクチュエータを容易に固定、交換することができる。
According to the present invention, a fluid pressure chamber is formed on the side of an output rod disposed on a piston arranged in a cylinder, and an input port for an input actuator penetrates from the side of the device main body to the fluid pressure chamber, so that an amplified high thrust can be output in the direction of retracting the output rod toward the device.
Furthermore, since the input fixing means is provided for fixing the input actuator, the input rod of which is inserted into the input port, to the device body, various input actuators can be easily fixed and replaced.
（１）実施形態の概要
本実施形態の推力拡大装置１では、出力する推力の元となる推力を入力する入力機能と、入力された推力をパスカルの原理を利用した流体圧として拡大し出力する推力拡大機能とを有する、いわゆるエアハイドロシリンダから推力拡大機能を構成する部分を分離、独立して形成したものである。
推力拡大装置１は、自装置内に入力がないため単独では動作せず、拡大対象となる推力（入力）を得るために、各種入力側アクチュエータを直接、又はアダプタを介して組み付けることで動作可能になる。
(1) Overview of the embodiment The
The
そして、装置本体２に、軸方向（図面上下方向）に、シリンダ部２１を構成する大径部、油圧室６を構成する中径部、出力ロッド５が挿通される小径部からなる、異なる３つの内径で貫通する貫通孔が形成されている。
大径部のシリンダ部２１内にピストン４が配設され、このピストン４に対して、油圧室６側に出力ロッド５が形成されている。
これにより、接続したエアシリンダ１００から入力され、油圧室６で拡大された推力は、ピストン４が蓋部３側に移動する方向に作用し、ピストン４に固定された出力ロッド５は装置本体２の内側に引込まれる方向に拡大推力を出力する。
The
A
As a result, the thrust input from the connected
（２）実施形態の詳細
図１は本実施形態における推力拡大装置１の構成を表したもので、（ａ）スラスト方向（中心線の方向）の断面を表したもの、（ｂ）は左側からの側面を、（ｃ）は右側からの側面を、（ｄ）は（ａ）におけるＡＡ断面を矢印方向（図面下から上方向）に見た断面図を、（ｅ）は下からの下面をそれぞれ表したものである。
図１において、油圧室６を含めて油が充填されている領域を塗りつぶしにより表し、空気室７においてエアが充填されている領域を左下がりの斜線で表している。
(2) Details of the embodiment FIG. 1 shows the configuration of a
In FIG. 1, the area filled with oil, including the
図１に示すように、推力拡大装置１は、シリンダ部２１を有する装置本体２と、蓋部３と、ピストン４と出力ロッド５を備えている。
装置本体２と蓋部３は、アルミニウム、ステンレス、鉄などの金属で形成されている。
装置本体２の外形形状は、６面体形状であり、軸方向と直交する面での断面形状は図１（ｄ）に示すように略正方形形状である。蓋部３は、方形の板状に形成されている。
装置本体２の大きさは、一例として、断面成形形状の１辺が７０ｍｍ程度、出力ロッド５のストローク長さが５ｍｍ程度であるが、これよりも大きく形成し、あるいは、小さく形成することも可能である。
As shown in FIG. 1 , the
The
The outer shape of the
The size of the
装置本体２には、軸方向（図面上下方向）に異なる３つの内径で貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、図面下側から上側に向かって順に、大径部、中径部、小径部で構成されている。
大径部は、装置本体２の一方の端部（下面）で開放されシリンダ部２１を構成し、その内側をピストン４が軸方向に摺動するようになっている。
小径部は、装置本体２の他方の端部（上面）で開放され、その内側に出力ロッド５が挿通されるようになっている。
中径部は、一方が大径部と、他方が小径部と連続し、その内側に液体が充填される流体圧室として機能する油圧室６を構成している。
なお、以下の説明では、装置本体２の中径部の位置や領域を指して油圧室６と呼ぶが、実際の油が充填されて推力拡大に寄与するのは、例えば、後述する入力口２２や給油孔２６、ピストン４が移動した際の大径部などの、油圧室６と連続する部分が該当する。
The
The large diameter portion is open at one end (lower surface) of the
The small diameter portion is open at the other end (top surface) of the
The medium diameter portion is continuous with the large diameter portion on one side and the small diameter portion on the other side, and forms a
In the following explanation, the position or area of the medium diameter portion of the device
装置本体２には、１つの側面から油圧室６まで貫通する入力口２２が形成されている。
この入力口２２の外側の２箇所には、図１（ｃ）に示すように、装置本体２に後述するエアシリンダ１００（入力用アクチュエータ）を取り付けるためのネジ穴２５が形成されている。
入力口２２は、装置本体２に取り付けたエアシリンダ１００の入力ロッド１０１（図２参照）が挿通される。
入力口２２の内周面には、全周にわたって内周溝が形成され、この内周溝にはＯリング２３が配設されている。このＯリング２３により、入力口２２の内周面と入力ロッド１０１の外周面の間から油圧室６内の油が漏れることが防止される。
The
As shown in FIG. 1C,
An input rod 101 (see FIG. 2) of an
An inner circumferential groove is formed around the entire inner circumferential surface of the
装置本体２には、入力口２２が形成されている面と反対側の面に、油圧室６まで貫通する給油孔２６が形成されており、給油口栓２７で塞がれるようになっている。
本実施形態では、給油孔２６と給油口栓２７の１組が配設されているが、入力口２２の形成面と同一面または他の面にもう１組配設するようにしてもよい。この場合、何れか一方から油圧室６内に油を供給し、他方はエア抜き用として使用される。
なお、給油孔２６に圧力センサを取り付けることで油圧室６内の油圧を検出することができるようにしてもよい。
図１では、油圧室６を含め、給油孔２６から油が充填される領域を塗りつぶしにより表している。ただし、入力口２２は全体を塗りつぶしているが、装置本体２の開放端側（側面側）からは入力ロッド１０１が挿通されるので、実際に油が存在するのは、Ｏリング２３よりも油圧室６側まで、詳細には入力ロッド１０１の先端面までである。
An
In this embodiment, one set of the
In addition, a pressure sensor may be attached to the
1, the area into which oil is filled from the
装置本体２における軸方向の貫通孔の小径部の内周面には、全周にわたって内周溝が形成され、この内周溝内には、出力ロッド５との間から油圧室６内の油が漏れることを防止するためのＯリング２８が配設されている。
An inner circumferential groove is formed around the entire inner circumferential surface of the small diameter portion of the axial through hole in the
装置本体２における、シリンダ部２１側の端面には、軸方向の貫通孔における大径部の外側には、蓋部３を固定するためのネジ穴２９が４箇所形成されている。
Four
蓋部３には、図１（ｅ）に示されるように、装置本体２のネジ穴２９に対応する４箇所にボルト穴３１が形成されている。蓋部３は、ボルト穴３１とネジ穴２９を通る押さえボルト３２で装置本体２に固定される。
蓋部３は、装置本体２に取り付けられた状態での油圧室６側の面に、非貫通のピン穴が２箇所に形成されている。この２箇所のピン穴には、回り止めピン３３の一端側が圧入により固定され、他端側はピストン４のガイド穴４２内に摺動可能に挿入されている。
1( e ), the
The
シリンダ部２１内周面と、ピストン４のガイド穴４２が形成されている側の端面と、蓋部３のピストン４に対向する内側面により空気室７が形成されている。
蓋部３には、回り止めピン３３と干渉しない位置に、Ｌ字状に曲がった吸排気孔３４が形成されている。この吸排気孔３４は、ピストン４と対向する空気室７側の面から軸方向に延びた後に屈曲して径方向に延び、蓋部３の外周面まで貫通している。
吸排気孔３４の端部には、吸排気孔３４から排出されるエアによる音を小さくするためのサイレンサー３５が配設されている。
空気室７は、ピストン４の軸方向の移動に伴い、内容積が増減し、この内容積の増減に伴い気体（空気）が吸排気孔３４とサイレンサー３５から吸排気されるようになっている。
An
An L-shaped intake and
A
The volume of the
ピストン４の一方の面には出力ロッド５が配設されている。本実施形態の出力ロッド５はピストン４と一体形成されているが、両者を別体で形成し、圧入やネジ止め等の方法にて固定するようにしてもよい。
ピストン４は、シリンダ部２１の大径部内を軸方向に摺動可能に配設されている。この状態で出力ロッド５は、中径部の油圧室６と小径部を通り、その先端が装置本体２の外部に露出している。
このように、本実施形態の推力拡大装置１では、ピストン４の一方の面が油圧室６の隔壁の一部として機能し、ピストン４の油圧室６側の面（一方の面）側に出力ロッド５が配設されている。これにより、油圧室６内に入力ロッド１０１が進入することで増幅された流体圧力（推力）がピストン４に対して蓋部３方向に作用し、この増幅推力はピストン４に接続された出力ロッド５を蓋部３方向、すなわち、装置本体２から見て引込む方向に作用することができる。
An
The
Thus, in the
ピストン４の外周面には、全周にわたって外周溝が形成され、この外周溝内には、シリンダ部２１の内周面との間から油圧室６内の油が漏れることを防止するためのＯリング４１が配設されている。
なお図１～図４の推力拡大装置１には図示していないが、出力ロッド５の先端（開放端）には各種工具を取り付けるための取り付け部が形成されている。例えば、出力ロッド５の端面からピストン４方向に向けて形成された工具をネジ止めするためのボルト穴が形成されたり、また、出力ロッド５の先端外周面に雌ねじが形成されるがこれらに限定されない。
An outer circumferential groove is formed around the entire outer circumferential surface of the
1 to 4, an attachment portion for attaching various tools is formed at the tip (open end) of the
ピストン４の他方の面には、回り止めピン３３に対応する２箇所の位置に、ピストン４を貫通しないガイド穴４２が形成されている。
このガイド穴４２には、一端側が蓋部３に圧入された回り止めピン３３の他端側が挿入されている。これにより、ピストン４がシリンダ部２１内を軸方向に移動する際の回転を抑止するようになっている。
On the other surface of the
One end of the
次に、以上のように構成された推力拡大装置１の使用について説明する。
本実施形態の推力拡大装置１を使用する場合には、入力口２２が形成された装置本体２の側面に各種入力用アクチュエータを取り付けて使用する。
図２は、推力拡大装置１に、入力用アクチュエータとして機能するエアシリンダ１００を取り付けた使用例を表したものである。
図２（ａ）の第１使用例では、エアシリンダ１００を取り付けた状態を表したものである。図２（ｂ）は右側面を、図２（ｃ）は上面を、（ｄ）はエアシリンダ１００による推力拡大装置１の動作状態を表したものである。
なお、図２（ａ）、（ｃ）、（ｄ）では、推力拡大装置１について内部の状態を説明するために断面で表し、油を充填した油圧室６の状態を解り易くするために、油が充填されている領域を塗りつぶしにより表し、また空気室７のエアが存在している領域を左下がりの斜線で表している。
図２（ｃ）の推力拡大装置１は、図２（ａ）におけるＡＡ断面を矢印方向（図面下から上方向）に見た断面図を表している。
Next, use of the
When using the
FIG. 2 shows an example of use in which an
The first use example shown in Fig. 2(a) shows a state in which the
In addition, in FIGS. 2( a ), 2 ( c ), and 2 ( d ), the
The
図２（ａ）に示すように、エアシリンダ１００は円柱形状の入力ロッド１０１と吸排気孔１０２、１０３を備えている。エアシリンダ１００は、吸排気孔１０２、１０３からのエア供給と排気によって、入力ロッド１０１の先端が軸方向の前後方向に移動するようになっている。
エアシリンダ１００は、図２（ｂ）に示すように、本体部分の外形形状が方形に形成され、本体部分の２箇所に軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。
2A, the
As shown in FIG. 2B, the
エアシリンダ１００の内部状態は図示しないが、吸排気孔１０２と吸排気孔１０３との間にピストンが配設され、ピストンの吸排気孔１０３側の面に入力ロッド１０１が接続されている。
このため、エアシリンダ１００は、吸排気孔１０３を開放状態にし、吸排気孔１０２からエアを供給することで、ピストンが空圧により押され、入力ロッド１０１が図２（ａ）の左側に押し出されることになる。逆に、吸排気孔１０２を開放状態にし、吸排気孔１０３からエアを供給することでピストン４が反対側に押され、押し出されていた入力ロッド１０１が装置内部に戻される。
Although the internal state of the
Therefore, when the
エアシリンダ１００を取り付ける場合、入力ロッド１０１の先端を、推力拡大装置１の入力口２２内に、Ｏリング２３よりも内側まで挿通する。
この状態で、エアシリンダ１００の貫通孔に通した２本の押さえボルト１０９を、装置本体２のネジ穴２５に螺合することで、推力拡大装置１に固定する。
エアシリンダ１００を取り付けた後、装置本体２の給油口栓２７を外し、給油孔２６から油を供給する。
なお、エアシリンダ１００を取り付ける前に油圧室６にある程度油を入れておき、エアシリンダ１００を取り付けた後、給油口栓２７を外し給油孔２６から不足分の油を供給しても良い。
エアシリンダ１００を取り付けた後、油圧室６に油が十分に充填され、給油口栓２７で給油孔２６を塞ぐことにより、油圧室６は外部流体の流出入が無い密閉構造となる。
なお、本実施形態の推力拡大装置１では、増幅した流体圧力（推力）を得るために使用する流体として、入手が容易で非圧縮性流体である作動油などの油を使用している。但し、使用する流体としては、流動性を持つ気体、液体またはゲル状の物質を使用することも可能である。この場合には、該当する流体を油圧室６に充填する。
When attaching the
In this state, the two
After the
It is also possible to fill
After the
In the
次に、エアシリンダ１００を取り付けた推力拡大装置１を使用する場合の動作について説明する。
なお、推力拡大装置１は、図２（ａ）、（ｃ）に示す状態を、推力が拡大されていない初期状態とする。すなわち、初期状態において、エアシリンダ１００は、入力ロッド１０１の先端が押し出されていない状態である。また、初期状態の推力拡大装置１としては、ピストン４の油圧室６側の端面が、装置本体２を軸方向に貫通する貫通孔の大径部と中径部とにより形成される段部（蓋部３と対向する段部）に当接した状態である。この状態ではピストン４が最も蓋部３から離れた状態であり、ピストン４に接続された出力ロッド５の先端が最も装置本体２から外部に出ている状態である。初期状態において出力ロッド５の先端は、装置本体２からＬ０だけ出ているものとする。
Next, an operation of the
2A and 2C are assumed to be the initial state of the
エアシリンダ１００を取り付けた推力拡大装置１を使用する場合、図２（ａ）に示す初期状態において、推力拡大装置１の吸排気孔３４と、エアシリンダ１００の吸排気孔１０３を開放状態にして内部のエアが抜けるようにする。
この状態で図２（ｄ）に太矢印で示すように、吸排気孔１０２からエアを供給することで、エアシリンダ１００内の図示しないピストンが推力拡大装置１側に押され、吸排気孔１０３からエアが抜ける。このピストンの移動に伴い入力ロッド１０１が押し出され、油圧室６内に進入する。
この入力ロッド１０１の移動により、ピストン４と出力ロッド５は、油圧室６の反対側（蓋部３側）に油圧ストロークＯＳ（＝Ｌ０－Ｌ１）だけ移動する。ピストン４の移動により、その移動分だけ空気室７の容積が小さくなり、内部のエアが吸排気孔３４から抜ける。
When using the
2(d), by supplying air through intake and
This movement of the
そして、出力ロッド５の先端からは、エアシリンダ１００の推力、すなわち、入力ロッド１０１の先端からの推力Ｆｉに対して、油圧によって増幅された（拡大された）推力Ｆｐ１での引込み力が生じる。
Then, a retracting force Fp1 is generated from the tip of the
ここで、入力ロッド１０１の先端面の面積をＳ１、ピストン４の面積（ピストン４のラジアル方向の断面積から出力ロッド５のラジアル方向の断面積を引いた面積）をＳ２とすると、ピストン４が油圧室６の油から受ける力、すなわち、出力ロッド５の先端から出力される引込み方向の推力Ｆｐは次式（１）の通りである。
式（１） Ｆｐ１＝（Ｆｉ／Ｓ１）×Ｓ２＝Ｆｉ×（Ｓ２／Ｓ１）
本実施形態の推力拡大装置１によれば、Ｓ１＜Ｓ２の関係にあるので、出力ロッド５からは、入力ロッド１０１からの推力Ｆｉに対して拡大された推力Ｆｐでの引込み力を出力することができる。
Here, if the area of the tip face of the
Formula (1) Fp1=(Fi/S1)×S2=Fi×(S2/S1)
According to the
なお、推力拡大装置１から拡大した推力（引込み力）を出力している図２（ｄ）の状態から、図２（ａ）に示す初期状態に戻す場合には、次の通りである。
すなわち、吸排気孔１０２を開放状態とし、吸排気孔１０３からエアを供給することで、エアシリンダ１００の入力ロッド１０１を油圧室６から後退させる。
これにより、油圧室６は、入力ロッド１０１が入っていた体積分の空間が復元され、ピストン４には油圧室６側で負圧がかかり、空気室７には大気圧がかかっているので、ピストン４は段差部に当接するまで移動する。
The state in FIG. 2D in which the
That is, the intake/
As a result, the
ここで、より確実に初期状態に戻す場合は、吸排気孔１０３からエアを供給すると共に、開放状態であった推力拡大装置１の吸排気孔３４から空気室７にエアを供給してもよい。
なお、ピストン４は、シリンダ部２１内における軸方向の移動に対して、回り止めピン３３により回転を抑制することができる。
Here, in order to more reliably return to the initial state, air may be supplied from the intake/
In addition, the
次に推力拡大装置１の第２実施形態について説明する。
第１実施形態で説明した推力拡大装置１では、入力口２２の中心軸線が、出力ロッド５の中心軸線上を通る位置に入力口２２を形成している。そして、図２（ｄ）に示すように、接続されるエアシリンダ１００の入力ロッド１０１が押し出された状態で、入力ロッド１０１の先端が出力ロッド５に接触しないように形成され、又は、入力ロッド１０１の押し出し量が調整される。
これに対して第２実施形態の推力拡大装置１では、第１実施形態の入力口２２に対応する入力口２２１を、その内周面の延長線が出力ロッド５の外周面と干渉しない位置にずらして、かつ、径方向の断面の一部又は全部が油圧室６内を通るように形成したものである。
Next, a second embodiment of the
In the
In contrast, in the
第２実施形態の推力拡大装置１では、入力口２２１の内周面の延長が出力ロッド５と干渉しないので、入力口２２１の終端位置については任意位置にすることが可能である。入力口２２１の終端位置までの距離を長くすることで、入力口２２１に侵入する入力ロッド１１１の侵入量をより多くすることが可能になり、出力ロッド５の稼働範囲を大きくすることができる。
例えば、第１実施形態と同様に、油圧室６の内部を終端位置とすることができる。
また、入力口２２１を、油圧室６を挟んで反対側の装置本体２まで延長して形成することも可能である。
In the
For example, like the first embodiment, the inside of the
It is also possible to form the
入力口２２１は、その、延長した最先端部に底部を有するように装置本体２の途中まで形成するようにしてもよい。
更に、入力口２２１を、装置本体２を貫通するように形成するようにしてもよい。入力口２２１が装置本体２を貫通形成する場合には、油圧室６を封止するための封止蓋８（封止手段）を配設する。
The
Furthermore, the
図３は、推力拡大装置１の第２実施形態と使用例の説明図である。
図３（ａ）は、推力拡大装置１にエアシリンダ１１０を取り付けた状態を表し、（ｂ）は左側面を表している。また、図３（ｃ）の推力拡大装置１は、図３（ａ）におけるＢＢ断面を矢印方向（図面下から上方向）に見た断面図を表し、図３（ｄ）はエアシリンダ１１０による推力拡大装置１の動作状態を表したものである。
図３（ａ）、（ｃ）、（ｄ）では、図２と同様に、推力拡大装置１について内部の状態を説明するために断面で表し、油を充填した油圧室６の状態を解り易くするために、油が充填されている領域を塗りつぶしにより表し、また空気室７のエアが存在している領域を左下がりの斜線で表している。
以下の実施形態では、第１実施形態と同一の部分、又は相当する部分には同一の符号を付して、その説明を省略、又は相違点について説明することとする。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the
Fig. 3(a) shows the state in which the
3( a ), 3 ( c ), and 3 ( d ), like FIG. 2 , the
In the following embodiments, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or only differences will be described.
図３に示した第２実施形態の推力拡大装置１では、上述した入力口２２１が装置本体２を貫通し、封止蓋８を配設する場合の例である。
推力拡大装置１には、装置本体２に取り付けられるエアシリンダ１１０の入力ロッド１１１が挿通される入力口２２１が形成されている。この入力口２２１は、図３（ａ）、（ｄ）に示すように、長手方向の中央部が油圧室６と重なり、装置本体２全体を貫通している。
The
The
装置本体２の対向する２面の一方側の面（図３（ａ）において右側の面）には、入力口２２１の外側に、エアシリンダ１１０を取り付けるためのネジ穴２５が、対角線上の２箇所に形成されている。
装置本体２におけるネジ穴２５側には、入力口２２１の内径よりも大きな内径の凹部が形成されている。この凹部には、当該凹部と外径が略同一で、入力口２２１内に挿入される入力ロッド１１１の外径と略同一内径の、アダプタ２２５が配設されている。
このアダプタ２２５は、種々の内径のアダプタが用意され、接続されるエアシリンダ１１０における入力ロッド１１１の外径に応じて適宜選択される。
On one of the two opposing faces of the device body 2 (the right-hand face in FIG. 3A), screw holes 25 for attaching the
A recess is formed on the side of the
This
アダプタ２２５の内周面には全週にわたって内周溝が形成され、当該内周溝にはＯリング２３１が配設されている。また、アダプタ２２５の外周面には、全週にわたって外周溝が形成され、当該外周溝にはＯリング２３２が配設されている。
両Ｏリング２３１、２３２により、油圧室６の油漏れが防止される。
なお、接続されるエアシリンダ１１０の入力ロッド１１１の外径が統一されている場合や、１種類のエアシリンダ１１０だけ使用する場合には、アダプタ２２５を使用せず、第１実施形態と同様に、入力口２２１の内周面にＯリング２３を設けるようにしてもよい。
An inner peripheral groove is formed around the entire inner peripheral surface of the
Both O-
In addition, when the outer diameter of the
装置本体２に形成したネジ穴２５の形成面の反対側の面（図３（ａ）左側の面）の４箇所には、ネジ穴２５１が形成されている。この４箇所のネジ穴２５１を使用して、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、封止蓋８が４本の押さえボルト８１で装置本体２に固定される。
封止蓋８は、油圧室６と連通し装置本体２を貫通する入力口２２１を封止するために使用される。
Four screw holes 251 are formed on the surface (the surface on the left side in FIG. 3(a)) opposite to the surface on which the screw holes 25 are formed in the
The sealing
本実施形態の封止蓋８の中央部分には、入力口２２１の内径よりも大きな外径の、装置本体２側に突出する凸部８３と、その反対側に突出する凸部８２が形成されている。
封止蓋８の中央には、凸部８３側から凸部８２側に向けて、入力口２２１の内径と同一内径の延長凹部８４（有底の凹部）が形成されている。これにより、エアシリンダ１１０の入力ロッド１１１は、入力口２２１を通りさらに延長凹部８４内まで入り込むことが可能になる。
In the central portion of the sealing
An extended recess 84 (a recess with a bottom) having the same inner diameter as the inner diameter of the
凸部８３の外周面には、全周にわたって外周溝が形成され、この外周溝内には、Ｏリング８９が配設されている。
装置本体２を貫通する入力口２２１の開口部（端部）には、入力口２２１の内径よりも大きな内径の凹部が形成されており、当該凹部内に凸部８３が挿入され、封止蓋８が押さえボルト８１で装置本体２に固定される。
封止蓋８を取り付けた際、凸部８３のＯリング８９により、油圧室６内の油漏れが防止される。
An outer circumferential groove is formed around the entire outer circumferential surface of the
A recess having an inner diameter larger than the inner diameter of the
When the sealing
本実施形態の推力拡大装置１では、装置本体２の軸方向を囲む４面のうち、対向する２面を入力口２２１で貫通し、その一方の面をエアシリンダ１１０の固定に、他方の面に封止蓋８の固定に使用している。
そこで、第２実施形態では、図３（ｃ）に示すように、残りの２面のうちの一方の側（入力口２２１が形成されていない側）に給油孔２６と給油口栓２７を配置している。
入力口２２１が形成されている側に給油孔２６と給油口栓２７を形成してもよいが、この場合の給油孔２６は、当該側面側の端面から入力口２２１まで貫通させることになる。
In the
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 3( c ), the
The
本実施形態の推力拡大装置１では、第１実施形態よりも大きくなるピストン４と出力ロッド５の油圧ストロークに対応するため、装置本体２及びシリンダ部２１の長手方向の長さを第１実施形態よりも長く形成している。
この大きな油圧ストロークに対応するため、第１実施形態よりも、ガイド穴４２の深さが深く形成され、また回り止めピン３３の長さが長く形成されている。
In the
In order to accommodate this large hydraulic stroke, the
また本実施形態では、蓋部３の中央部に非貫通のピン穴が形成され、このピン穴には、ガイドピン３６の一端側が圧入により固定されている。
一方、ピストン４の中央には、ガイドピン３６の外径よりも大きな内径で、出力ロッド５まで延びる深さの有底の穴４４が形成されている。この穴４４には、ガイドピン３６の他端側が挿入される。
ガイドピン３６の外周面と穴４４の内周面との間にはコイルバネ３７が配設されている。このコイルバネ３７の一端は蓋部３に当接し、他端は穴４４の底面に当接することで、蓋部３とピストン４が離れる方向に付勢している。
このコイルバネ３７の付勢力により、ピストン４と出力ロッド５が駆動状態から初期状態に素早く戻ることが可能になる。
In this embodiment, a non-through pin hole is formed in the center of the
Meanwhile, a bottomed
A
The biasing force of the
次に、図３（ａ）、（ｄ）を参照して、エアシリンダ１１０による、本実施形態の推力拡大装置１の動作について説明する。
推力拡大装置１の初期状態は、図３（ａ）に示すように、第１実施形態と同様に、推力が拡大されておらず、ピストン４が最も蓋部３から離れた状態である。
図３（ａ）の初期状態から、図３（ｄ）に太矢印で示すように、吸排気孔１１２からエアを供給することで、エアシリンダ１１０内の図示しないピストンが推力拡大装置１側に押され、吸排気孔１１３からエアが抜ける。このピストンの移動に伴い入力ロッド１１１が押し出され、油圧室６内を通過し、封止蓋８の延長凹部８４内にまでに進入する。
この入力ロッド１１１の移動により、第１実施形態と同様に、ピストン４と出力ロッド５は、蓋部３側に移動し、ピストン４の移動により空気室７内のエアが吸排気孔３４から抜ける。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 3A , the initial state of the
3(d), by supplying air from the intake/
As a result of this movement of the
そして、出力ロッド５の先端からは、エアシリンダ１１０の推力、すなわち、入力ロッド１１１の先端からの推力に対して、油圧によって増幅された（拡大された）推力での引込み力が生じる。
第２実施形態の推力拡大装置１では、上述したように、油圧室６内に侵入する入力ロッド１１１の体積が第１実施形態の場合よりも大きくなったのに対応して、出力ロッド５の油圧ストローク（引込み距離）も大きくなる。
A retracting force is generated from the tip of the
As described above, in the
一方、推力拡大装置１から拡大した推力（引込み力）を出力している図３（ｄ）の状態から、図３（ａ）に示す初期状態に戻す場合には、第１実施形態と同様に、吸排気孔１１２を開放状態とし、吸排気孔１１３からエアを供給することで、入力ロッド１１１を油圧室６から後退させる。
この際、第２実施形態では、出力ロッド５が蓋部３から離れる方向にコイルバネ３７で付勢されているので、よりスムーズに初期状態に復帰することができる。
なお、ガイドピン３６、コイルバネ３７、及び、穴４４を第１実施形態の推力拡大装置１にも配設するようにしてもよい。
また、第２実施形態においても、第１実施形態の変形例として説明したように、吸排気孔１１３からエアを供給すると共に、開放状態であった推力拡大装置１の吸排気孔３４から空気室７にエアを供給するようにしてもよい。これにより、さらにスムーズに初期状態に復帰させることができる。
On the other hand, when returning to the initial state shown in FIG. 3( a) from the state shown in FIG. 3( d) in which the
At this time, in the second embodiment, since the
The
Also in the second embodiment, as described as a modified example of the first embodiment, air may be supplied from the intake/
以上説明したように、第２実施形態の推力拡大装置１によれば、入力ロッド１１１に対する長い入力ストローク（入力容積）を確保することができるので、ピストン４と出力ロッド５の油圧ストローク（引込みストローク）を長くすることができる。
As described above, the
以上、第２実施形態の推力拡大装置１について、油圧室６と連接し、装置本体２を貫通する入力口２２１を形成し、その両開口面の一方側（図３（ａ）の右側）にエアシリンダ１１０を取り付け、他方側（同左側）に封止蓋８を取り付ける場合について説明した。
この第２実施形態に対して、エアシリンダ１１０と封止蓋８を、入力口２２１の両開口面の何れの側にでも配設できるようにしてもよい。
すなわち、装置本体２を貫通する入力口２２１の両側に、同一位置、形状、サイズの凹部を形成し、封止蓋８の凸部８３とアダプタ２２５の外径形状を同一にする。なお、アダプタ２２５の内径については、入力ロッド１１１の外径が出入り可能なサイズに形成するのは第２実施形態と同じである。
The above has described the second embodiment of the
In the second embodiment, the
That is, recesses of the same position, shape and size are formed on both sides of the
また、第２実施形態では、エアシリンダ１１０を固定するためのネジ穴２５を対角線上の２箇所に形成したが、この変形例では、説明したネジ穴２５の２箇所に加え、他の対角線上の２箇所、合計４箇所にネジ穴２５を形成する。
そして、封止蓋８を固定するための、ネジ穴２５１をネジ穴２５と共通する位置に形成する。
このように、ネジ穴２５（ネジ穴２５１）を４箇所形成することで、推力拡大装置１に対する、吸排気孔１１２と吸排気孔１１３の向きが上下左右の何れの向きにでもエアシリンダ１１０を取り付けることが可能になる。
In addition, in the second embodiment, the screw holes 25 for fixing the
Then, a
In this way, by forming four screw holes 25 (screw holes 251), it becomes possible to attach the
また、第２実施形態の封止蓋８は、凸部８２を設け、当該凸部８２の内側に延長凹部８４を形成した。
これに対する他の変形例として、封止蓋８の一方側にだけ凸部８３を形成し、反対側を凸部８２が無い平面状に形成してもよい。この場合にも、封止蓋８の厚さを、凸部８２に相当する厚さ分だけ加えた厚さとして、凸部８３側を開口側とする有底の延長凹部８４を中央に形成する。すなわち封止蓋８の厚さを、有底の延長凹部８４を形成可能な十分な厚さにする。
Moreover, the sealing
As another modification to this, the
また、封止蓋８の両面側に凸部がない平板状に形成するようにしてもよい。
この場合、封止蓋８と装置本体２の互いに対向する両端面のいずれか一方の端面に、入力口２２１の外側を囲う円形の溝を形成し、当該溝にＯリングを配設することで、入力口２２１から油圧室６内の油漏れを防止する。
Also, the sealing
In this case, a circular groove surrounding the outside of the
次に第３実施形態について説明する。
説明した第１、第２実施形態では、推力拡大装置１に入力用アクチュエータ（エアシリンダ１００等）を接続するための、入力口と入力用固定手段（ネジ穴２５）が１箇所（装置本体２の４側面のうちの１側面）に形成されている場合について説明した。
これに対して第３実施形態の推力拡大装置１では、入力口と入力用固定手段を複数の側面に形成することで、複数の入力用アクチュエータ（エアシリンダ１００等）を取り付けることが可能になっている。
この第３実施形態では、取り付けた複数の入力用シリンダを同時に稼働した状態（入力ロッドが油圧室６内に侵入した状態）で各入力ロッド同士が干渉（接触）しないように、各取り付け面の位置を調整している。
Next, a third embodiment will be described.
In the first and second embodiments described above, the input port and input fixing means (screw hole 25) for connecting an input actuator (such as the air cylinder 100) to the
In contrast, in the
In this third embodiment, the positions of each mounting surface are adjusted so that the input rods do not interfere with each other (contact) when the multiple installed input cylinders are operated simultaneously (when the input rods are inserted into the hydraulic chamber 6).
図４は、推力拡大装置の第３実施形態と使用例の説明図である。図４（ａ）は、図２（ａ）に対応する第３実施形態の装置本体２の断面図で、ＡＡ（図示せず）断面を図面下から見た図、（ｂ）は左からの側面を、（ｃ）は下からの側面を表したものである。なお、図４（ａ）では、図２、３と同様に、推力拡大装置１だけ断面を表し、油が充填されている領域を塗りつぶしにより表している。
Figure 4 is an explanatory diagram of a third embodiment of the thrust magnification device and an example of its use. Figure 4(a) is a cross-sectional view of the
図４に示すように、本実施形態の推力拡大装置１は、出力ロッド５を囲う装置本体２の４面のうちの３面に、入力用固定手段であるネジ穴２５が設けられている。各面のネジ穴２５は、対角線上の２箇所ではなく、４箇所に形成され、エアシリンダ１００を固定する場合には、エアシリンダ１００の取り付け向きに応じた対角線上の２箇所のネジ穴２５が使用される。
一方、エアシリンダ１００を取り付けない面に対しては、４箇所のネジ穴２５を使用して入力口２２を封止するための蓋９が押さえボルト９１で固定される。
4, in the
On the other hand, a
このように、装置本体２の４側面のうちの３側面に共通化した入力用固定手段（ネジ穴２５）を配設したので、推力拡大装置１の設置環境や用途に合わせてエアシリンダ１００の向きや数を選択することができる。
ここで、推力拡大装置１に複数取り付ける入力用アクチュエータは、空圧式でも電動式でも良く、空圧式と電動式を混在させることも可能である。そして、空圧式で出力ロッド５を粗動、電動で微動（微調整）させることも可能である。
In this way, a common input fixing means (screw holes 25) is provided on three of the four sides of the
Here, the input actuators attached to the
図４に示すように、本実施形態の推力拡大装置１は、油圧室６に対して３方向から貫通する入力口２２ａ～２２ｃが形成され、各々の周囲４箇所にネジ穴２５ａ、２５ｂ、２５ｃが形成されている。
図４に示した使用例では、吸排気孔１０２ａ、１０３ａを有するエアシリンダ１００ａが２箇所のネジ穴２５ａに押さえボルト１０９ａで固定され、吸排気孔１０２ｂ、１０３ｂを有するエアシリンダ１００ｂが２箇所のネジ穴２５ｂに押さえボルト１０９ｂで固定されている。
そして、使用しない入力口２２ｃを封止するための、蓋９が４箇所のネジ穴２５ｃに押さえボルト９１で固定されている。
図４に示したエアシリンダ１００ａを使用しない場合（エアシリンダ１００ｂのみ使用する場合）、使用しない入力口２２ａと入力口２２ｃのそれぞれを蓋９、９で封止する。
As shown in FIG. 4, the
In the example of use shown in FIG. 4, an
A
When the
蓋９の中央には、入力ロッド１０１と同径の仮ロッド９２（凸部）が形成されている。仮ロッド９２は、初期状態における入力ロッド１０１と同じ長さに形成され、仮ロッド９２とＯリング２３により油圧室６内の油漏れが防止される。
なお、封止蓋８に仮ロッド９２を配設せず、平板状に形成するようにしてもよい。この場合、封止蓋８ａ～８ｃには、装置本体２と対向する端面に、入力口２２ａ～２２ｃの外側で対向する円形の溝が形成され、当該溝にＯリングが配設されている。これにより、封止蓋８ａ～８ｃで固定された入力口２２ａ～２２ｃから油圧室６内の油漏れが防止される。なお、円形の溝とＯリングについては、装置本体２側に配設するようにしてもよい。
A temporary rod 92 (convex portion) having the same diameter as the
The sealing
図４（ａ）に示すように、本実施形態の推力拡大装置１では、給油孔２６と給油口栓２７が、装置本体２における入力口２２ａ～２２ｃが形成されていない面に配設されている。
As shown in FIG. 4(a), in the
本実施形態の変形例として、更に、油圧室６に対して４方向の全方向から貫通する入力口２２ａ～２２ｄと、各々の周囲４箇所にネジ穴２５ａ～２５ｄを形成することで、４台のエアシリンダ１００ａ～１００ｄを接続できるようにしてもよい。
この変形例では、給油孔２６と給油口栓２７を、出力ロッド５が出入するための開口が形成された面において、当該開口と干渉しない位置で、入力口２２ａ～２２ｄの上方の位置、又は油圧室６上の位置に形成する。
As a modified example of this embodiment,
In this modified example, the
なお、図示しないが、第３実施形態の推力拡大装置１においても、第１実施形態と同様に出力ロッド５とピストン４の回り止手段（ガイド穴４２と回り止めピン）を設けるようにしてもよい。
更に第２実施形態と同様に、蓋部３とピストン４が離れる方向に付勢する付勢手段（蓋部３のピン穴、ガイドピン３６、コイルバネ３７）を設けるようにしてもよい。
Although not shown, the
Furthermore, similarly to the second embodiment, a biasing means (a pin hole in the
第３実施形態における推力拡大装置１の動作については次の通りである。
すなわち、第３実施形態の推力拡大装置１に対し、１箇所にだけエアシリンダ１００を接続し、残りの２箇所を蓋９で封止した場合の動作は、第１実施形態の推力拡大装置１と同じであり、出力ロッド５の油圧ストロークも同じである。
The operation of the
That is, in the case where the
一方、２台又は３台、変形例の場合４台のエアシリンダ１００を接続した場合、エアシリンダ１００を１台ずつ順番に駆動する第１駆動方法と、全てのエアシリンダを同時に駆動する第２駆動方法とがある。
第１駆動方法、第２駆動方法のいずれにおいても、全エアシリンダ１００の駆動が完了した際における出力ロッド５の油圧ストロークは同じである。
また、両駆動方法において、各エアシリンダ１００の入力ロッド１０１による油圧室６への押圧圧力は同一である。
On the other hand, when two or three
In either the first driving method or the second driving method, the hydraulic stroke of the
In both driving methods, the pressing force applied to the
第１駆動方法の場合、エアシリンダ１００を順番に駆動することで、出力ロッド５の油圧ストローク量を、各エアシリンダ１００を動作させた段階毎の位置で止めることができる。すなわち、３台のエアシリンダ１００を順に駆動させた場合は、３段階の位置で止めることができる。この場合、複数配設したエアシリンダ１００の一部を粗動、残りを微動（精密動作）とすることができる。
一方、第２駆動方法の場合、全エアシリンダ１００を同時に駆動するので、最大油圧ストロークまで最短時間で出力ロッド５を移動させることができる。
なお、第１駆動方法、第２駆動方法において、最終的に全てのエアシリンダ１００を駆動するだけでなく、推力拡大装置１の使用状況に応じて、接続しているエアシリンダ１００の一部だけを駆動するようにしてもよい。
In the first driving method, by driving the
On the other hand, in the case of the second driving method, all the
In the first and second driving methods, it is also possible to drive only a portion of the connected
駆動した推力拡大装置１を初期状態に戻す場合、各エアシリンダ１００の動作は基本的に第１実施形態と同じである。
初期状態に戻す場合、駆動時の方法が第１、第２駆動方法のいずれかによらず、各エアシリンダ１００を順番に戻す場合と同時に戻す場合のいずれでもよい。
When the driven
When returning to the initial state, the driving method may be either the first or second driving method, and each
次に、推力拡大装置１の実施例（使用例）について説明する。
図５は、推力拡大装置１の実施例として、出力ロッド５の先端にダイヤフラム式のチャック装置を取り付けた場合の説明図である。
図５（ａ）では、推力拡大装置１にチャック装置７００とエアシリンダ１００を取り付けた状態を表し、図２（ａ）と同様にエアシリンダ１００以外の部分を断面で表している。図５（ａ）の断面図において、ダイヤフラム部７２０の断面に右下がりの斜線を付している。
また、図５（ｂ）は推力拡大装置１に取り付けたチャック装置７００を上側から見た状態を表し、図５（ｂ）のＣＣ断面を矢印方向に見た推力拡大装置１の断面を図５（ａ）で表している。
Next, an embodiment (example of use) of the
FIG. 5 is an explanatory diagram of an embodiment of the
Fig. 5(a) shows a state in which the
FIG. 5( b ) shows the
図５に示した推力拡大装置１は、第１実施形態の推力拡大装置１に比べ、引込み用凹部２４と、３箇所のねじ穴（ボルト７２２用）が形成されている点が異なり、他は同様に形成されている。
すなわち、装置本体２の出力ロッド５が出入りする側の端部に引込み用凹部２４が形成され、引込み用凹部２４の外側にはボルト７２２用のねじ穴（３箇所）が形成されている。引込み用凹部２４は、その内径がチャック装置７００のチャック部７１０よりも大きく、ダイヤフラム部７２０の外径よりも小さく形成されている。
The
That is, a retracting
第１実施形態では図示と説明を省略したが、本実施形態の出力ロッド５の先端外周面に工具をネジ止めするための雄ねじが形成されている。
Although not shown or explained in the first embodiment, in this embodiment, a male thread is formed on the outer peripheral surface of the tip of the
推力拡大装置１に取り付ける、チャック装置７００は、ワークや治具等を挟持するチャック部７１０と、ダイヤフラム部７２０、引込みアダプタ７３０を備えている。
チャック部７１０は、円を３分割した扇形形状の基部７１１、各基部７１１の中央に立設された爪部７１２、各基部７１１をダイヤフラム部７２０に固定するためのネジ穴とボルト７１３からなる３組の部材を備えている。３本の爪部７１２は、基部７１１と同様に円柱部材を縦方向に３分割した形状である。扇形形状の３つの基部７１１は、その底面側においてリング状部材７１４で接続されている。
The
The
ダイヤフラム部７２０は、中央に貫通孔７２１が形成され厚さ方向に弾性変形可能な薄板状態のダイヤフラムと、このダイヤフラムの外周に形成された厚肉部を有している。この厚肉部には、チャック部７１０をボルト７１３で固定するためのボルト穴と、ダイヤフラム部７２０をボルト７２２で装置本体２に固定するためのボルト穴が形成されている。
The
引込みアダプタ７３０は、長手方向に貫通する貫通孔が中央部に形成され、その内側に出力ロッド５先端の雄ねじと螺合する雌ねじが形成されている。
引込みアダプタ７３０の長手方向の略中央にはフランジ部７３１が形成されている。このフランジ部７３１の外径は、ダイヤフラム部７２０の中央に形成された貫通孔７２１の内径よりも大きく形成されている。
The
A
次に、チャック装置７００の取り付け方法について説明する。
チャック装置７００は、推力拡大装置１が非動作状態（初期状態）では、図５に示すように、チャック部７１０の爪部７１２が開放した状態である。
最初に図２（ｄ）における動作説明と同様にエアシリンダ１００の吸排気孔１０３を開放した状態で吸排気孔１０２からエアを供給する。するとエアシリンダ１００の入力ロッド１０１が油圧室６内に侵入することで、油圧室６で拡大された推力により、ピストン４と共に出力ロッド５の先端に取り付けた引込みアダプタ７３０のフランジ部７３１が蓋部３側に引き込まれる。これによりダイヤフラム部７２０の中央部が蓋部３側に引き込まれることで弾性変形し、開放状態であったチャック部７１０の爪部７１２が閉じる。
この爪部７１２が閉じた状態において、ワーク等のクランプする穴に３本の爪部７１２を挿入する。挿入後、推力拡大装置１をエアシリンダ１００の吸排気孔１０２を開放し、吸排気孔１０３からエアを供給して入力ロッド１０１を元に戻すと、ピストン４が元に戻り、弾性変形したダイヤフラム部７２０の復元力で爪部７１２が元の状態に開こうとする。
この時、爪部７１２がクランプするワーク等の内径が、爪部７１２が開いたとき（図５の状態）の外径よりも小さいと、爪部７１２が開き切る前にワーク等のクランプ内周面と爪部７１２の外周部が当接する。当接時に、出力ロッド５が引き込んで発生させたダイヤフラム部７２０の弾性変形量は元に戻りきっていないので、元の状態の戻ろうとする力が残っており、その力でワーク等を爪部７１２が把持する。
Next, a method for attaching the
When the
2(d), air is supplied from the intake and
With the
At this time, if the inner diameter of the workpiece or the like clamped by the
次に、チャック装置７００の動作について説明する。
チャック装置７００は、推力拡大装置１が非動作状態（初期状態）では、図５に示すように、チャック部７１０の爪部７１２が開放した状態である。
この開放状態において、３本の爪部７１２間にワーク等を挿入した後に、推力拡大装置１をエアシリンダ１００で駆動する。
すなわち、図２（ｄ）における動作説明と同様にエアシリンダ１００の吸排気孔１０３を開放した状態で吸排気孔１０２からエアを供給する。
するとエアシリンダ１００の入力ロッド１０１が油圧室６内に侵入することで、油圧室６で拡大された推力により、ピストン４と共に出力ロッド５の先端に取り付けた引込みアダプタ７３０のフランジ部７３１が蓋部３側に引き込まれる。
これによりダイヤフラム部７２０の中央部が蓋部３側に引き込まれることで、開放状態であったチャック部７１０の爪部７１２が閉じて、ワーク等を挟持する。
Next, the operation of the
When the
In this open state, after a workpiece or the like is inserted between the three
That is, in the same manner as in the operation explained in FIG. 2D, air is supplied from the intake/
Then, when the
As a result, the central portion of the
ワーク等を挟持しているチャック部７１０を開放する場合、図２での説明と同様に、推力拡大装置１を初期状態に戻す。
When releasing the
以上説明した各実施形態及び実施例では推力拡大装置１にエアシリンダ１００、１１０を取り付ける場合について説明したが、他の入力用アクチュエータとして、異なるサイズのエアシリンダを取り付けたり、電動シリンダを取り付けるようにしてもよい。
例えば、電動シリンダのように、装置本体２に取り付けるための押さえボルト用の貫通孔が存在しない場合には、所定のアダプタを介して装置本体２に固定する。
アダプタを装置本体２に固定する場合、装置本体２のネジ穴２５を利用することも可能である。ネジ穴２５を利用できない場合には、蓋部３にアダプタ固定用のねじ穴を形成するようにしてもよい。
In the above-described embodiments and examples, the
For example, in the case of an electric cylinder, when there is no through hole for a clamp bolt for mounting to the
When fixing the adapter to the
以上説明したように、各実施形態及び変形例（以下、各実施形態等という）の推力拡大装置１では、出力する推力の元となる推力を入力する入力機能と、入力された推力をパスカルの原理を利用した流体圧として拡大し出力する推力拡大機能とを有する、いわゆるエアハイドロシリンダから推力拡大機能を構成する部分を分離、独立して推力拡大装置１として形成した。
推力拡大装置１は、入力機能を分離したため単独では動作しないため、拡大対象となる推力（入力）を得るための各種入力側アクチュエータ（エアシリンダ１００等）を直接、又はアダプタを介して、装置本体２の取り付け手段（ネジ穴２５）に取り付けることで、動作可能にしている。
このように、各実施形態等の推力拡大装置１によれば、各種の入力側アクチュエータを容易に固定、交換することができる。
As described above, the
Since the
In this way, according to the
推力拡大装置１では、装置本体２のシリンダ部２１にピストン４を配設し、このピストン４に拡大推力が作用する油圧室６と同じ側の面に、油圧室５内を通る出力ロッド５を配設している。
これにより、接続したエアシリンダ１００から入力され、油圧室６で拡大された推力は、出力ロッド５の先端（開放端）側が推力拡大装置１の内側に引き込まれる方向に出力される。
すなわち、油圧室６が作用するピストン４に対して、出力ロッド５を油圧室６と同じ側に配設することで、出力ロッド５に引込み方向の拡大推力を作用させることが可能になっている。
In the
As a result, the thrust input from the connected
That is, by arranging the
１ 推力拡大装置 ２ 装置本体
３ 蓋部 ４ ピストン
５ 出力ロッド ６ 油圧室
７ 空気室 ８、８ａ～８ｃ 封止蓋
９ 蓋 ２１ シリンダ部
２２、２２ａ～２２ｃ 入力口 ２３ Ｏリング
２４ 引込み用凹部 ２５ ネジ穴
２６ 給油孔 ２７ 給油口栓
２８ Ｏリング ２９ ネジ穴
３１ ボルト穴 ３２ 押えボルト
３３ 回り止めピン ３４ 吸排気孔
３５ サイレンサー ３６ ガイドピン
３７ コイルバネ ４１ Ｏリング
４２ ガイド穴 ４４ 穴
８１ 押さえボルト ８２ 凸部
８３ 凸部 ８４ 延長凹部
８９ Ｏリング ９１ 押さえボルト
９２ 仮ロッド
１００、１００ａ～１００ｃ エアシリンダ １０１ 入力ロッド
１０２、１０３ 吸排気孔 １０９ 押さえボルト
１１０ エアシリンダ １１１ 入力ロッド
１１２、１１３ 吸排気孔 ２２５ アダプタ
２３１、２３２ Ｏリング ２５１ ネジ穴
７００ チャック装置 ７１０ チャック部
７１１ 基部 ７１２ 爪部
７１３ ボルト ７１４ リング状部材
７２０ ダイヤフラム部 ７２１ 貫通孔
７２２ ボルト ７３０ 引込みアダプタ
７３１ フランジ部
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
シリンダを有する装置本体と、
前記シリンダ内に配設されて当該シリンダの軸方向に移動するピストンと、
前記ピストンの一方の面に配設された出力ロッドと、
前記シリンダ内周面と前記ピストンの前記一方の面を隔壁の一部とし、内部に液体が充填される流体圧室と、
前記装置本体の側面から前記流体圧室まで貫通し、前記入力用アクチュエータの入力ロッドが挿通される入力口と、
前記入力口に前記入力ロッドが挿通された前記入力用アクチュエータを前記装置本体に固定する入力用固定手段と、を具備し、
前記入力口は、入力用固定手段に固定された入力用アクチュエータの入力ロッドが、前記出力ロッドと干渉しない位置にずらして配設されている、
ことを特徴とする推力拡大装置。 1. A thrust magnifying device that amplifies and outputs a thrust input from an input actuator by connecting the input actuator,
A device body having a cylinder;
a piston disposed within the cylinder and movable in an axial direction of the cylinder;
an output rod disposed on one surface of the piston;
a fluid pressure chamber, the fluid pressure chamber being filled with liquid, the fluid pressure chamber including an inner circumferential surface of the cylinder and the one surface of the piston as part of a partition wall;
an input port that penetrates from a side surface of the device body to the fluid pressure chamber and through which an input rod of the input actuator is inserted;
an input fixing means for fixing the input actuator, the input rod of which is inserted into the input port, to the device body ;
The input port is disposed such that an input rod of an input actuator fixed to an input fixing means is shifted to a position where it does not interfere with the output rod.
A thrust magnification device comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の推力拡大装置。 a fluid pressure chamber that penetrates from the device body in a direction that intersects with the output rod when viewed from a direction perpendicular to a length direction of the output rod and a direction in which an input actuator is inserted from the input port ;
2. The thrust magnification system of claim 1 .
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の推力拡大装置。 The input fixing means is formed on a side surface of the device body extending in the axial direction.
3. The thrust magnification device according to claim 1 or 2.
前記入力用固定手段は、前記平面に形成された前記入力用アクチュエータを固定するネジ穴を有している、
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の推力拡大装置。 The outer peripheral surface of the device body has a flat surface extending in the axial direction,
the input fixing means has a screw hole formed on the plane for fixing the input actuator;
4. The thrust magnification device according to claim 1, 2 or 3.
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１の請求項に記載の推力拡大装置。 A plurality of the input ports and the input fixing means are formed.
5. The thrust magnification device according to claim 1, wherein the thrust magnification device further comprises a thrust magnification mechanism.
前記封止蓋を前記装置本体に固定する蓋固定手段と、
を具備したことを特徴とする請求項５に記載の推力拡大装置。 a sealing cover for sealing the input port in which no input actuator is disposed;
a lid fixing means for fixing the sealing lid to the device body;
6. The thrust magnification system according to claim 5, further comprising:
ことを特徴とする請求項６に記載の推力拡大装置。 The input fixing means also serves as the lid fixing means.
7. The thrust magnification system of claim 6.
ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１の請求項に記載の推力拡大装置。 The input port is formed beyond the fluid pressure chamber when viewed from the input fixing means side.
The thrust magnification device according to any one of claims 1 to 7 .
ことを特徴とする請求項８に記載の推力拡大装置。 The input port is a bottomed recess formed in the device body up to a position just short of a side surface opposite the input fixing means.
9. The thrust magnification system of claim 8 .
前記装置本体の全体を貫通する入力口における、前記入力用固定手段と反対側を封止する封止手段、
を具備したことを特徴とする請求項８に記載の推力拡大装置。 The input port penetrates the entire device body,
a sealing means for sealing the input port, which penetrates the entire device body, on the opposite side to the input fixing means;
9. The thrust magnification system of claim 8, further comprising:
ことを特徴とする請求項１０に記載の推力拡大装置。 The sealing means has an extended recess that is continuous with the input port and through which the input rod is inserted.
The thrust augmentation system of claim 10 .
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