(57)【要約】【課題】エアハイドロシリンダを用いたストロークの大きいシリンダ装置を提供する。【解決手段】第３ピストン１３に形成された出力ロッド７は、シリンダ２の出力側に延設されている。第３ピストン１３の入力側に隣接して移送空圧室８５が形成されており、移送吸排気路８６から移送空圧室８５にエアが供給されて移送空圧室８５が加圧されると、第３ピストン１３と共に出力ロッド７が出力側に移送されてワーク１００に当接する。移送空圧室８５の入力側には、油圧発生部５５がスラスト方向に移動可能に配設されている。移送空圧室８５の入力側には、第１空圧室２１が形成されており、第１吸排気口５からエアを供給して加圧すると、油圧発生部５５が押圧されて出力側に移動し、第３ピストン１３と当接する。油圧発生部５５が油圧を発生して第３ピストン１３を押圧し、出力ロッド７から油圧が出力される。【選択図】図１
2018155406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内でスラスト方向に移動可能な出力ロッドと、
前記シリンダ内に形成され、前記出力ロッドを押圧して前記シリンダの一端側から他端側に移送する移送空圧室と、
前記シリンダ内で前記出力ロッドの前記一端側に形成され、スラスト方向に移動可能な油圧室と、
前記シリンダ内で、前記油圧室を前記一端側から前記他端側に移送して前記油圧室を加圧する加圧空圧室と、
前記加圧空圧室が前記加圧により前記油圧室に与えるスラスト方向の力からラジアル方向の力を発生させ、当該ラジアル方向の力によって前記油圧室を前記シリンダ内に固定する固定手段と、
前記加圧空圧室が前記加圧により前記固定した油圧室に発生させる油圧を増幅して前記出力ロッドに出力する油圧増幅手段と、
を具備したことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記油圧室は、前記加圧空圧室が前記加圧により前記油圧室に与える前記他端側方向の力と前記出力ロッドが前記油圧室に与える前記一端側方向の力と、を受けて油圧を発生させることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記油圧室は、前記出力ロッドが設けられた第１油圧室と、前記固定手段が設けられた第２油圧室と、から構成されており、
前記固定手段は、前記第２油圧室の油圧によって前記ラジアル方向の力を発生させて前記第２油圧室と前記第１油圧室を固定し、
前記油圧増幅手段は、前記第１油圧室に発生した油圧を増幅して前記出力ロッドに出力することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記固定手段は、前記ラジアル方向の力によって弾性変形した前記第２油圧室の側壁を前記シリンダの内壁に押圧することにより前記第２油圧室と前記第１油圧室を固定することを特徴とする請求項３に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記固定手段は、前記第２油圧室に発生した油圧で、スラスト方向に移動するテーパ部材をクランパに押圧することによりラジアル方向の力を発生させ、当該力によって前記クランパを前記シリンダの内壁に押圧することにより前記第２油圧室と前記第１油圧室を固定することを特徴とする請求項３に記載のシリンダ装置。
【請求項６】
前記加圧空圧室は、前記第１油圧室を加圧する第１ピストンを備えた第１空圧室と、前記第２油圧室を加圧する第２ピストンを備えた第２空圧室と、前記第１空圧室と前記第２空圧室を連通する連通孔とから構成され、
前記第１空圧室は、第１吸排気口を有すると共に前記第２空圧室の前記一端側に形成されている、
ことを特徴とする請求項３、請求項４、又は請求項５に記載のシリンダ装置。
【請求項７】
前記第１ピストンは、前記第１空圧室の圧力で、前記出力ロッドが押圧対象に当接するまで、前記第２空圧室、前記第１油圧室、及び前記第２油圧室を前記他端側に移動する、
ことを特徴とする請求項６に記載のシリンダ装置。
【請求項８】
前記第２油圧室の前記第２ピストンが前記第２油圧室に増幅した油圧を発生させる際の、前記第２ピストンの移動量が、前記第２ピストンに配設された前記第２油圧室のシール部材の弾性変形量の範囲内である、
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のシリンダ装置。
【請求項９】
前記第１油圧室は、前記第２油圧室の前記他端側に形成されており、
前記第１ピストンは、前記第２空圧室と前記第２油圧室を貫通して前記第１油圧室まで形成されていることを特徴とする請求項６、請求項７又は請求項８に記載のシリンダ装置。
【請求項１０】
前記空圧室は、前記第１油圧室を加圧する第１ピストンを備えた第１空圧室と、前記第２油圧室を加圧する第２ピストンを備えた第２空圧室とから構成され、
前記第２空圧室は、前記第２油圧室の前記一端側に配設され、
前記第１空圧室は、前記第２油圧室の前記他端側に配設され、
前記第２空圧室を加圧する第１吸排気口と、
前記第２空圧室と前記第２油圧室を貫通して前記第１空圧室を加圧する第４吸排気口と、を備える、
ことを特徴とする請求項３から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載のシリンダ装置。
【請求項１１】
前記第２油圧室を有する入力側ハウジングと、前記第１空圧室及び前記第１油圧室を有する出力側ハウジングを備え、
前記入力側ハウジングは、前記出力側ハウジングの前記一端側に固定されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシリンダ装置。
【請求項１２】
前記第２ピストンは、前記入力側ハウジングと前記第２空圧室との間に配設され、前記第２空圧室からの圧力で前記他端側に移動し、当該移動により前記第２油圧室を加圧するロッド部分を備える、
ことを特徴とする請求項１１に記載のシリンダ装置。
【請求項１３】
前記第４吸排気口は、前記第２ピストンと前記ロッド部分を貫通することで、前記第２空圧室と前記第２油圧室を貫通している、
ことを特徴とする請求項１２に記載のシリンダ装置。
【請求項１４】
前記移送空圧室は、前記出力ロッドが形成された第３ピストンと、前記第１油圧室の間に形成されており、
前記シリンダの前記一端側に形成された第２吸排気口と、
前記第２吸排気口、及び前記移送空圧室と連通し、前記シリンダ内で前記移送空圧室の移動に応じて伸縮する移送吸排気路と、
を具備したことを特徴とする請求項９から請求項１３のうちの何れか１の請求項に記載のシリンダ装置。
【請求項１５】
前記移送吸排気路は、前記シリンダの外部まで延設されており、当該延設された部分が前記シリンダの内外に摺動することにより伸縮することを特徴とする請求項１４に記載のシリンダ装置。
【請求項１６】
前記シリンダ内の前記他端側に設けられた第３吸排気口と、
前記第３吸排気口と連通し、前記油圧室を前記一端側に押圧する第３空圧室と、
を具備したことを特徴とする請求項１４、又は請求項１５に記載のシリンダ装置。
【請求項１７】
前記移送吸排気路の前記シリンダの外部に設けられ、前記移送吸排気路の伸縮により移動すると共に、前記油圧増幅手段で増幅された前記第１油圧室の油圧を受けて、前記シリンダ方向に引き寄せる推力を出力する第２出力手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１４、請求項１５、又は請求項１６に記載のシリンダ装置。
【請求項１８】
請求項１６又は請求項１７に記載のシリンダ装置と、
前記シリンダ装置に対してワークを所定位置に設置するワーク設置手段と、
前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッドに装着した工具で前記設置したワークをプレスするプレス手段と、
前記プレスしたワークを前記所定位置から離脱する離脱手段と、
を具備したことを特徴とするプレス装置。
【請求項１９】
請求項１６又は請求項１７に記載のシリンダ装置と、
前記シリンダ装置に対してワークを所定位置に設置する第１ワーク設置手段と、
前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッドで前記設置した第１ワークをピックアップする手段と、
前記シリンダ装置を駆動して、前記ピックアップした第１ワークを第２ワークに押圧して接合させる手段と、
前記出力ロッドを、前記第２ワークに接合させた第１ワークから離脱する離脱手段と、
を具備したことを特徴とするワーク接合装置。
【請求項２０】
請求項１６又は請求項１７に記載のシリンダ装置と、
前記シリンダ装置に対してワークを所定位置に設置するワーク設置手段と、
前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッドに装着した工具で前記設置したワークを押圧し固定する手段と、
前記固定したワークを前記所定位置から離脱する離脱手段と、
を具備したことを特徴とするワーク固定装置。
【請求項２１】
請求項１５に記載のシリンダ装置を動作させるシリンダ装置動作方法であって、
第３吸排気口を加圧すると共に第１吸排気口と第２吸排気口を減圧することにより出力ロッド、第１油圧室、及び第２油圧室を一端側に移動させて初期状態に設定する第１ステップと、
前記第１吸排気口と前記第３吸排気口を減圧すると共に、前記第２吸排気口を加圧することにより前記移送空圧室の空圧力で前記出力ロッドを他端側に移動させて第１の対象に当接させる第２ステップと、
前記第１吸排気口と前記第２吸排気口を減圧すると共に、前記第３吸排気口を加圧することにより前記出力ロッドを初期状態に復帰する第３ステップと、
前記第１の対象位置にある前記出力ロッドの位置と、第２の対象の位置とを一致させる第４ステップと、
前記第２吸排気口と前記第３吸排気口を減圧すると共に、前記第１吸排気口を加圧することにより、前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで、前記第１油圧室、前記第２油圧室、及び前記出力ロッドを前記第１空圧室の圧力で移動させる第５ステップと、
前記第１吸排気口を更に加圧して固定手段を動作させ、前記第１油圧室と前記第２油圧室をシリンダに固定する第６ステップと、
前記第１吸排気口を更に加圧して油圧増幅手段を動作させ、前記出力ロッドを第２の対象に押圧する第７ステップと、
前記第１吸排気口と前記第２吸排気口を減圧すると共に、前記第３吸排気口を加圧することにより前記出力ロッド、前記第１油圧室、及び前記第２油圧室を前記一端側に移動させて初期状態に復帰させる第８ステップと、
から構成されたことを特徴とするシリンダ装置動作方法。
【請求項２２】
請求項１８のプレス装置を動作させてワークをプレスする方法であって、
前記シリンダ装置を駆動して、前記出力ロッドの位置を初期状態に戻す第１ステップと、
ワークを所定位置に設置する第２ステップと、
前記シリンダ装置を駆動して、前記第１空圧室の圧力で前記油圧室と前記出力ロッドを共に駆動させて、前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで、又は、前記移送空圧室の圧力で先に前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで駆動させ、次に前記第１空圧室の圧力で前記油圧室を駆動させ、前記出力ロッド当接し停止するまで、移動させる第３ステップと、
前記固定手段により前記第１油圧室と前記第２油圧室を固定する第４ステップと、
前記油圧増幅手段により前記第１油圧室の油圧圧力が増幅される第５ステップと、
第５ステップにより増幅された油圧圧力により前記出力ロッドに装着した工具がワークを油圧力で押圧し、ワークをプレスする第６ステップと、
前記シリンダ装置を駆動して、前記出力ロッドと共に前記出力ロッドに装着した工具を空圧力でワークから離脱させる第７ステップと、
プレスが完了したワークを所定の位置から離脱する第８ステップと、
を有することを特徴とするワークプレス方法。
【請求項２３】
請求項１９のワーク接合装置を動作させて第１ワークを第２ワークに接合させる方法であって、
第１ワークを所定位置に設置する第１ステップと、
前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッド、第１油圧室、及び第２油圧室の位置を初期状態に設定する第２ステップと、
前記シリンダ装置を駆動して、前記移送空圧室の空圧力で前記出力ロッドを他端側に移動させて第１の対象に当接させ、前記第１の対象を把持する第３ステップと、
前記シリンダ装置を駆動して、前記第１ワークを把持した出力ロッドを初期状態に復帰する第４ステップと、
前記第１ワークを把持した出力ロッドの位置を第２ワーク位置に変更する第５ステップと、
前記シリンダ装置を駆動して、前記出力ロッドが把持した前記第１ワークが前記第２ワークに当接し停止するまで、前記第１油圧室、前記第２油圧室、及び前記出力ロッドを前記第１空圧室の圧力で移動させる第６ステップと、
前記固定手段により前記第１油圧室と前記第２油圧室を前記シリンダに固定する第７ステップと、
前記油圧増幅手段により前記第１油圧室の油圧力が増幅される第８ステップと、
第７ステップにより増幅された油圧力により前記出力ロッドが前記把持した第１のワークを油圧力で第２のワークに押圧して接合させる第９ステップと、
を有することを特徴とするワーク接合方法。
【請求項２４】
請求項２０のワーク固定装置を動作させてワークを所定の位置に固定する方法であって、
ワークを所定の位置に設置する第１ステップと、
前記シリンダ装置を駆動して、前記第１空圧室の圧力で前記油圧室を移動させて、前記出力ロッドと共に前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで、又は、前記移送空圧室の圧力で前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで移動し、前記第１空圧室の圧力で前記油圧室を移動させ、前記出力ロッド当接し停止するまで移動させる第２ステップと、
前記固定手段により前記第１油圧室と前記第２油圧室を固定する第３ステップと、
前記油圧増幅手段により前記第１油圧室の油圧圧力が増幅される第４ステップと、
前記第４ステップにより増幅された油圧圧力により前記出力ロッドに装着した工具がワークを油圧力で押圧し所定の位置に固定する第５ステップと、
を有することを特徴とするワーク固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置、プレス装置、ワーク接合装置、ワーク固定装置、シリンダ装置動作方法、ワークプレス方法、ワーク接合方法、及びワーク固定方法に関し、例えば、流体圧シリンダを用いたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
ところで、油圧シリンダは、油圧による大きな加圧力により小さなサイズでも大きな推力を得られるという特徴があるが、油圧供給装置などの大がかりな設備が必要であるという点が問題であった。
そのため、特許文献１では、エアシリンダと油圧シリンダを組み合わせたエアハイドロシリンダによってエア圧で油圧を発生させることにより、複雑な油圧系を省略し、低コストで小型化が可能な流体圧シリンダを提案している。
【０００４】
ところが、特許文献１の技術では、エアシリンダのピストンの移動量を油圧シリンダの断面積に対応させて推力を発生させるため、ストロークが短いという問題があった。
例えば、エアハイドロシリンダの出力側にアクチュエータを装着した場合、ストロークを確保するためには、アクチュエータをエアハイドロシリンダごと移動する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８９５３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、エアハイドロシリンダを用いたストロークの大きいシリンダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記目的を達成するために請求項１に記載の発明では、シリンダと、前記シリンダ内でスラスト方向に移動可能な出力ロッドと、前記シリンダ内に形成され、前記出力ロッドを押圧して前記シリンダの一端側から他端側に移送する移送空圧室と、前記シリンダ内で前記出力ロッドの前記一端側に形成され、スラスト方向に移動可能な油圧室と、前記シリンダ内で、前記油圧室を前記一端側から前記他端側に移送して前記油圧室を加圧する加圧空圧室と、前記加圧空圧室が前記加圧により前記油圧室に与えるスラスト方向の力からラジアル方向の力を発生させ、当該ラジアル方向の力によって前記油圧室を前記シリンダ内に固定する固定手段と、前記加圧空圧室が前記加圧により前記固定した油圧室に発生させる油圧を増幅して前記出力ロッドに出力する油圧増幅手段と、を具備したことを特徴とするシリンダ装置を提供する。
請求項２に記載の発明では、前記油圧室は、前記加圧空圧室が前記加圧により前記油圧室に与える前記他端側方向の力と前記出力ロッドが前記油圧室に与える前記一端側方向の力と、を受けて油圧を発生させることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項３に記載の発明では、前記油圧室は、前記出力ロッドが設けられた第１油圧室と、前記固定手段が設けられた第２油圧室と、から構成されており、前記固定手段は、前記第２油圧室の油圧によって前記ラジアル方向の力を発生させて前記第２油圧室と前記第１油圧室を固定し、前記油圧増幅手段は、前記第１油圧室に発生した油圧を増幅して前記出力ロッドに出力することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項４に記載の発明では、前記固定手段は、前記ラジアル方向の力によって弾性変形した前記第２油圧室の側壁を前記シリンダの内壁に押圧することにより前記第２油圧室と前記第１油圧室を固定することを特徴とする請求項３に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項５に記載の発明では、前記固定手段は、前記第２油圧室に発生した油圧で、スラスト方向に移動するテーパ部材をクランパに押圧することによりラジアル方向の力を発生させ、当該力によって前記クランパを前記シリンダの内壁に押圧することにより前記第２油圧室と前記第１油圧室を固定することを特徴とする請求項３に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項６に記載の発明では、前記加圧空圧室は、前記第１油圧室を加圧する第１ピストンを備えた第１空圧室と、前記第２油圧室を加圧する第２ピストンを備えた第２空圧室と、前記第１空圧室と前記第２空圧室を連通する連通孔とから構成され、前記第１空圧室は、第１吸排気口を有すると共に前記第２空圧室の前記一端側に形成されている、ことを特徴とする請求項３、請求項４、又は請求項５に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項７に記載の発明では、前記第１ピストンは、前記第１空圧室の圧力で、前記出力ロッドが押圧対象に当接するまで、前記第２空圧室、前記第１油圧室、及び前記第２油圧室を前記他端側に移動する、ことを特徴とする請求項６に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項８に記載の発明では、前記第２油圧室の前記第２ピストンが前記第２油圧室に増幅した油圧を発生させる際の、前記第２ピストンの移動量が、前記第２ピストンに配設された前記第２油圧室のシール部材の弾性変形量の範囲内である、ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項９に記載の発明では、前記第１油圧室は、前記第２油圧室の前記他端側に形成されており、前記第１ピストンは、前記第２空圧室と前記第２油圧室を貫通して前記第１油圧室まで形成されていることを特徴とする請求項６、請求項７又は請求項８に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１０に記載の発明では、前記空圧室は、前記第１油圧室を加圧する第１ピストンを備えた第１空圧室と、前記第２油圧室を加圧する第２ピストンを備えた第２空圧室とから構成され、前記第２空圧室は、前記第２油圧室の前記一端側に配設され、前記第１空圧室は、前記第２油圧室の前記他端側に配設され、前記第２空圧室を加圧する第１吸排気口と、前記第２空圧室と前記第２油圧室を貫通して前記第１空圧室を加圧する第４吸排気口９と、を備える、ことを特徴とする請求項３から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１１に記載の発明では、前記第２油圧室を有する入力側ハウジングと、前記第１空圧室及び前記第１油圧室を有する出力側ハウジングを備え、前記入力側ハウジングは、前記出力側ハウジングの前記一端側に固定されている、ことを特徴とする請求項１０に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１２に記載の発明では、前記第２ピストンは、前記入力側ハウジングと前記第２空圧室との間に配設され、前記第２空圧室からの圧力で前記他端側に移動し、当該移動により前記第２油圧室を加圧するロッド部分５８を備える、ことを特徴とする請求項１１に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１３に記載の発明では、前記第４吸排気口は、前記第２ピストンと前記ロッド部分を貫通することで、前記第２空圧室と前記第２油圧室を貫通している、ことを特徴とする請求項１２に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１４に記載の発明では、前記移送空圧室は、前記出力ロッドが形成された第３ピストンと、前記第１油圧室の間に形成されており、前記シリンダの前記一端側に形成された第２吸排気口と、前記第２吸排気口、及び前記移送空圧室と連通し、前記シリンダ内で前記移送空圧室の移動に応じて伸縮する移送吸排気路と、を具備したことを特徴とする請求項９から請求項１３のうちの何れか１の請求項に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１５に記載の発明では、前記移送吸排気路は、前記シリンダの外部まで延設されており、当該延設された部分が前記シリンダの内外に摺動することにより伸縮することを特徴とする請求項１４に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１６に記載の発明では、前記シリンダ内の前記他端側に設けられた第３吸排気口と、前記第３吸排気口と連通し、前記油圧室を前記一端側に押圧する第３空圧室と、を具備したことを特徴とする請求項１４、又は請求項１５に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１７に記載の発明では、前記移送吸排気路の前記シリンダの外部に設けられ、前記移送吸排気路の伸縮により移動すると共に、前記油圧増幅手段で増幅された前記第１油圧室の油圧を受けて、前記シリンダ方向に引き寄せる推力を出力する第２出力手段と、を具備したことを特徴とする請求項１４、請求項１５、又は請求項１６に記載のシリンダ装置を提供する。
請求項１８に記載の発明では、請求項１６又は請求項１７に記載のシリンダ装置と、前記シリンダ装置に対してワークを所定位置に設置するワーク設置手段と、前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッドに装着した工具で前記設置したワークをプレスするプレス手段と、前記プレスしたワークを前記所定位置から離脱する離脱手段と、を具備したことを特徴とするプレス装置を提供する。
請求項１９に記載の発明では、請求項１６又は請求項１７に記載のシリンダ装置と、前記シリンダ装置に対してワークを所定位置に設置する第１ワーク設置手段と、前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッドで前記設置した第１ワークをピックアップする手段と、前記シリンダ装置を駆動して、前記ピックアップした第１ワークを第２ワークに押圧して接合させる手段と、前記出力ロッドを、前記第２ワークに接合させた第１ワークから離脱する離脱手段と、を具備したことを特徴とするワーク接合装置を提供する。
請求項２０に記載の発明では、請求項１６又は請求項１７に記載のシリンダ装置と、前記シリンダ装置に対してワークを所定位置に設置するワーク設置手段と、前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッドに装着した工具で前記設置したワークを押圧し固定する手段と、前記固定したワークを前記所定位置から離脱する離脱手段と、を具備したことを特徴とするワーク固定装置を提供する。
請求項２１に記載の発明では、請求項１５に記載のシリンダ装置を動作させるシリンダ装置動作方法であって、第３吸排気口を加圧すると共に第１吸排気口と第２吸排気口を減圧することにより出力ロッド、第１油圧室、及び第２油圧室を一端側に移動させて初期状態に設定する第１ステップと、前記第１吸排気口と前記第３吸排気口を減圧すると共に、前記第２吸排気口を加圧することにより前記移送空圧室の空圧力で前記出力ロッドを他端側に移動させて第１の対象に当接させる第２ステップと、前記第１吸排気口と前記第２吸排気口を減圧すると共に、前記第３吸排気口を加圧することにより前記出力ロッドを初期状態に復帰する第３ステップと、前記第１の対象位置にある前記出力ロッドの位置と、第２の対象の位置とを一致させる第４ステップと、前記第２吸排気口と前記第３吸排気口を減圧すると共に、前記第１吸排気口を加圧することにより、前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで、前記第１油圧室、前記第２油圧室、及び前記出力ロッドを前記第１空圧室の圧力で移動させる第５ステップと、前記第１吸排気口を更に加圧して固定手段を動作させ、前記第１油圧室と前記第２油圧室をシリンダに固定する第６ステップと、前記第１吸排気口を更に加圧して油圧増幅手段を動作させ、前記出力ロッドを第２の対象に押圧する第７ステップと、前記第１吸排気口と前記第２吸排気口を減圧すると共に、前記第３吸排気口を加圧することにより前記出力ロッド、前記第１油圧室、及び前記第２油圧室を前記一端側に移動させて初期状態に復帰させる第８ステップと、から構成されたことを特徴とするシリンダ装置動作方法を提供する。
請求項２２に記載の発明では、請求項１８のプレス装置を動作させてワークをプレスする方法であって、前記シリンダ装置を駆動して、前記出力ロッドの位置を初期状態に戻す第１ステップと、ワークを所定位置に設置する第２ステップと、前記シリンダ装置を駆動して、前記第１空圧室の圧力で前記油圧室と前記出力ロッドを共に駆動させて、前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで、又は、前記移送空圧室の圧力で先に前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで駆動させ、次に前記第１空圧室の圧力で前記油圧室を駆動させ、前記出力ロッド当接し停止するまで、移動させる第３ステップと、前記固定手段により前記第１油圧室と前記第２油圧室を固定する第４ステップと、前記油圧増幅手段により前記第１油圧室の油圧圧力が増幅される第５ステップと、第５ステップにより増幅された油圧圧力により前記出力ロッドに装着した工具がワークを油圧力で押圧し、ワークをプレスする第６ステップと、前記シリンダ装置を駆動して、前記出力ロッドと共に前記出力ロッドに装着した工具を空圧力でワークから離脱させる第７ステップと、プレスが完了したワークを所定の位置から離脱する第８ステップと、を有することを特徴とするワークプレス方法を提供する。
請求項２３に記載の発明では、請求項１９のワーク接合装置を動作させて第１ワークを第２ワークに接合させる方法であって、第１ワークを所定位置に設置する第１ステップと、前記シリンダ装置を駆動して、出力ロッド、第１油圧室、及び第２油圧室の位置を初期状態に設定する第２ステップと、前記シリンダ装置を駆動して、前記移送空圧室の空圧力で前記出力ロッドを他端側に移動させて第１の対象に当接させ、前記第１の対象を把持する第３ステップと、前記シリンダ装置を駆動して、前記第１ワークを把持した出力ロッドを初期状態に復帰する第４ステップと、前記第１ワークを把持した出力ロッドの位置を第２ワーク位置に変更する第５ステップと、前記シリンダ装置を駆動して、前記出力ロッドが把持した前記第１ワークが前記第２ワークに当接し停止するまで、前記第１油圧室、前記第２油圧室、及び前記出力ロッドを前記第１空圧室の圧力で移動させる第６ステップと、前記固定手段により前記第１油圧室と前記第２油圧室を前記シリンダに固定する第７ステップと、前記油圧増幅手段により前記第１油圧室の油圧力が増幅される第８ステップと、第７ステップにより増幅された油圧力により前記出力ロッドが前記把持した第１のワークを油圧力で第２のワークに押圧して接合させる第９ステップと、を有することを特徴とするワーク接合方法を提供する。
請求項２４に記載の発明では、請求項２０のワーク固定装置を動作させてワークを所定の位置に固定する方法であって、ワークを所定の位置に設置する第１ステップと、前記シリンダ装置を駆動して、前記第１空圧室の圧力で前記油圧室を移動させて、前記出力ロッドと共に前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで、又は、前記移送空圧室の圧力で前記出力ロッドがワークに当接し停止するまで移動し、前記第１空圧室の圧力で前記油圧室を移動させ、前記出力ロッド当接し停止するまで移動させる第２ステップと、前記固定手段により前記第１油圧室と前記第２油圧室を固定する第３ステップと、前記油圧増幅手段により前記第１油圧室の油圧圧力が増幅される第４ステップと、前記第４ステップにより増幅された油圧圧力により前記出力ロッドに装着した工具がワークを油圧力で押圧し所定の位置に固定する第５ステップと、を有することを特徴とするワーク固定方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、空圧によって油圧室をシリンダ内で移動させることにより、ストロークの確保と推力の確保を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態を説明するための図である。
【図２】シリンダ装置の部品図である。
【図３】シリンダ装置の動作を説明するための図である。
【図４】プレス加工を行う例を説明するための図である。
【図５】第２実施形態のシリンダ装置を説明するための図である。
【図６】第３実施形態のシリンダ装置を説明するための図である。
【図７】第３実施形態のシリンダ装置の部品図である。
【図８】第３実施形態のシリンダ装置を、通常のエアシリンダとして使用する場合の動作状態を表した説明図である。
【図９】第３実施形態のシリンダ装置を、エアハイドロシリンダとして使用する場合の動作状態を表した説明図である。
【図１０】第３実施形態のシリンダ装置でピンＡを圧入する動作状態を表した説明図である。
【図１１】第３実施形態のシリンダ装置でピンＡを圧入後初期状態に戻す動作状態を表した説明図である。
【図１２】第３実施形態における先端具の変形例を表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態の概要）
従来のエアハイドロシリンダの場合、エアシリンダ部分では、ストロークは大きいが推力が小さいという特徴があり、油圧シリンダ部分では、ストロークは小さいが推力が大きいという特徴がある。
そこで。本実施形態のシリンダ装置１（図１）では、空圧室２０から成る空圧系に、油圧室３０から成る油圧系をシリンダ２内でスラスト方向に移動させる機能と、移動後に油圧室３０を加圧して油圧を発生させる機能を持たせることにより、必要なストロークを確保すると共に必要な推力を発生する。
【００１１】
より詳細には、第３ピストン１３に形成された出力ロッド７は、シリンダ２の出力側（図面右側、第３吸排気口８の側）に外部まで延設されている。
第３ピストン１３の入力側（図面左側、第１吸排気口５の側）に隣接して移送空圧室８５が形成されており、移送吸排気路８６から移送空圧室８５にエアが供給されると移送空圧室８５が加圧される。これにより第３ピストン１３と共に出力ロッド７が出力側に移送されてワーク１００に当接する。
シリンダ装置１は、このようなエアシリンダ機構により出力ロッド７の大きなストロークを実現する。
【００１２】
移送空圧室８５の入力側には、油圧発生部５５がスラスト方向に移動可能に配設されている。
移送空圧室８５の更に入力側には、第１空圧室２１が形成されており、第１吸排気口５からエアを供給して加圧すると、油圧発生部５５が押圧されて出力側に移動し、先に移送されていた第３ピストン１３と当接する。
【００１３】
更に、第１吸排気口５からエアを供給すると、油圧発生部５５が出力ロッド７と第１空圧室２１に挟まれ、出力ロッド７から入力側への力を受け、第１空圧室２１から出力側への力を受ける。
これにより、油圧発生部５５は、油圧を発生して第３ピストン１３を押圧し、その結果、出力ロッド７から油圧が出力される。
【００１４】
油圧の出力に際して、油圧発生部５５は、第１空圧室２１の圧力を利用して油圧発生部５５をシリンダ２に固定し、これによって出力ロッド７がワーク１００から受ける反作用に対抗するようになっている。
シリンダ装置１は、このような油圧機構により出力ロッド７から大きな油圧を出力することができる。
以上のようにして、シリンダ装置１は、エアシリンダによる長いストロークと、油圧シリンダによる大きな油圧の両方を兼ね備えることができる。
【００１５】
（第１実施形態の詳細）
図１（ａ）は、第１実施形態に係るシリンダ装置１のスラスト方向（中心線の方向）の断面図を示しており、図１（ｂ）は、部品図を示している。
なお、図１（ａ）では、図面の複雑化を避けるためＯリングを省略してある。省略したＯリングは、エアや油などの流体を封じる空間を構成する部材間に配設されることで、当該空間をシールし、流体の遺漏を防ぐために設置されるもので、図１（ｂ）の部品図では、Ｏリングも図示してある。
【００１６】
以下では、第１吸排気口５が形成された一端側を加圧用のエアが入力される側であるため入力側と呼び、第３吸排気口８が形成された他端側を油圧が出力される側であるため出力側と呼ぶことにする。
また、シリンダ２内の各部品が最も入力側に位置する図１（ａ）に示した状態を初期状態と呼ぶことにする。
【００１７】
シリンダ装置１は、部品点数が多く、構造が複雑なため、まず、概略構成について説明する。
シリンダ装置１は、シリンダ２の両開放端を蓋３、４で塞いで構成されており、内部には、移送空圧室８５によってスラスト方向に移動する第３ピストン１３や、第１空圧室２１の第１ピストン１１によってスラスト方向に移動する油圧発生部５５などが収納（内蔵）されている。
【００１８】
シリンダ装置１は、シリンダ２と、シリンダ２内でスラスト方向に移動可能な出力ロッド７と、シリンダ２内で出力ロッド７の一端側（入力側）に形成され、スラスト方向に移動可能な油圧室３０と、を備えている。
【００１９】
第３ピストン１３は、シリンダ２内で最も出力側に配置されている。
第３ピストン１３の出力側には、出力ロッド７が形成されており、第３ピストン１３の入力側と油圧発生部５５の間に移送空圧室８５が形成されている。
第２吸排気口６からエアを供給すると移送空圧室８５が加圧されて第３ピストン１３が押圧されるため、出力ロッド７がワーク１００に当接するまで出力側に移動する。
このように、シリンダ装置１は、シリンダ２内に形成され、出力ロッド７を押圧してシリンダ２の一端側から他端側に移送する移送空圧室８５を備えている。
【００２０】
油圧発生部５５は、ピストンハウジング１４を筐体とし、その内部に収納された第２空圧室２２、第２油圧室３２、及び第１油圧室３１などから構成された油圧発生機能を有するアセンブリであり、移送空圧室８５の入力側に隣接して配設されている。
このように、移送空圧室８５は、出力ロッド７が形成された第３ピストン１３と、第１油圧室３１の間に形成されている。
【００２１】
シリンダ２内の各部品が最も入力側に位置する初期状態から、第１吸排気口５からエアを供給することで、第１空圧室２１を加圧して油圧発生部５５を出力側に押圧する。これにより、油圧発生部５５と第３ピストン１３とが当接した状態で出力側に移動し、出力ロッド７がワーク１００に当接するまで動作させる。
なお、初期状態から、第２吸排気口６からエアを供給することで移送空圧室８５を加圧し、出力ロッド７がワーク１００に当接するまで第３ピストンだけを出力側に移動し、その後、移送空圧室８５を排気しつつ第１空圧室２１を加圧することで、油圧発生部５５を出力側に押圧し、第３ピストン１３に当接するまで出力側に移動させるようにしてもよい。
そして、第２空圧室２２の空圧が第２ピストン１２を押圧することにより、第２ピストン１２の出力側に形成されたロッド部分５８の先端面が第２油圧室３２を加圧し、当該加圧された油圧によって、油圧発生部５５がシリンダ２内で固定される。
油圧発生部５５が固定されると、更に、第１空圧室２１の空圧が、第１ピストン１１を押圧する。これにより、第１ピストン１１の出力側に形成され第２油圧室３２内を貫通するロッド部分５７の先端面が、第１油圧室３１を加圧し、当該加圧により高まった油圧が、第４ピストンを介して第３ピストンの出力ロッド７に出力する。
【００２２】
このように、シリンダ装置１は、シリンダ２内で、油圧室３０（第１油圧室３１、第２油圧室３２）を一端側から他端側に移送して油圧室３０を加圧する加圧空圧室（空圧室２０）を備えており、当該加圧空圧室は、第１油圧室３１を加圧する第１ピストン１１を備えた第１空圧室２１と、第２油圧室３２を加圧する第２ピストン１２を備えた第２空圧室２２から構成されている。
そして、油圧室３０は、出力ロッド７が設けられた第１油圧室３１と、油圧発生部５５を固定する固定手段（薄肉部１５：後述）が設けられた第２油圧室３２から構成されている。
【００２３】
シリンダ装置１を構成する部品の材質は、アルミニウム、ステンレス、鉄などの金属である。
シリンダ装置１の大きさは、一例として、外径が２０ミリ程度、ストローク長さが５０ミリ程度であるが、これよりも大きくても、あるいは、小さくてもよい。以上が、シリンダ装置１の構成の概略である。
なお、以下では、複雑化を避けるため説明を省略するが、エアや油などの流体を封じる空間を構成する部材間には、当該空間をシールし、流体の遺漏を防ぐＯリングが設置されている。
【００２４】
次に、シリンダ装置１の詳細構成について説明する。
シリンダ２は、両端面が開放された円筒部材であって、シリンダ装置１の筐体を構成している。
シリンダ２の入力側端部は、円柱状の部材で構成された蓋３によって閉塞されている。
蓋３の出力側には、シリンダ２を挿入する凹部４３が形成されており、シリンダ２の入力側端部の外周に形成された雄ネジと凹部４３の内周面に形成された雌ネジを嵌合させることにより、シリンダ２と蓋３は、ネジ止めされて接合されている。
凹部４３が形成された蓋３の中央には、その中心線に沿って第４ピストン８９のロッド部分８１を摺動可能に挿通する貫通孔が設けられている。
【００２５】
蓋３の入力側には、蓋３の中心線と同軸の凸部８４が形成されている。凸部８４には、円筒形状を有するストッパ８２がネジ機構によりネジ止めされている。
ストッパ８２の入力側端面は、凸部８４の端部よりも入力側に突出しており、ロッド部分８１に形成されたストッパ８３と当接することにより、ロッド部分８１の出力側への最大移動量を規制する。
【００２６】
シリンダ２内の入力側の端部部分には、シリンダ２の内壁に沿ってスラスト方向に摺動する第１ピストン１１が設けられている。
第１ピストン１１の入力側端面と凹部４３の底面は対面しており、凹部４３の底面には、溝が形成された凸部４４が形成されている。
【００２７】
凸部４４により、第１ピストン１１の入力側への移動範囲が規制されるため、第１ピストン１１が最も入力側に寄った場合でも、凹部４３、第１ピストン１１の端面、及びシリンダ２の内壁で囲まれた空間が形成される。
蓋３の側面には、第１吸排気口５から当該空間に連通する吸排気路が形成されており、これによって、第１吸排気口５からの吸気や排気によって加減圧が可能な第１空圧室２１が当該空間に形成される。
凸部４４に溝が形成されているのは、第１吸排気口５からエアが供給された場合に、第１ピストン１１の端面全体にエアが速やかに行き渡るようにするためである。
【００２８】
第１ピストン１１の出力側端面には、後述の抜止めナット１８、第２空圧室２２、第２ピストン１２、張出部５７、第２油圧室３２、蓋３４を中心線に沿って貫通して第１油圧室３１に至るロッド部分５０がスラスト方向に形成されている。
このように、第１油圧室３１は、第２油圧室３２の他端側（出力側）に形成されており、第１ピストン１１は、第２空圧室２２と第２油圧室３２を貫通して第１油圧室３１まで形成されている。
第１ピストン１１は、油圧発生部５５をシリンダ２内で出力側に移動させる機能と、第１油圧室３１を加圧して出力ロッド７に油圧を出力させる機能を有している。
【００２９】
ロッド部分５０は、円筒形状に形成されており、内部には、ロッド部分５０と第１ピストン１１を貫通する貫通孔が形成されている。
当該貫通孔には、第４ピストン８９の入力側に形成されたロッド部分８１が摺動可能に貫通している。
【００３０】
第１ピストン１１の出力側には、油圧発生部５５が配置されている。
油圧発生部５５は、略円筒状の形状を有するピストンハウジング１４を筐体とし、当該筐体内に形成されている第２空圧室２２、第２油圧室３２、第１油圧室３１を駆動して油圧を発生させる油圧発生アセンブリである。
【００３１】
ピストンハウジング１４は、入力側から第２空圧室２２、第２油圧室３２、第１油圧室３１を形成する内部形状を有する概略円筒形の部材である。
ピストンハウジング１４の中央部には、シリンダ２の内周面と所定のクリアランスを隔てて摺動する薄肉部１５が外筒部に形成されており、薄肉部１５の両側の部分は、薄肉部１５よりも外径が小さく形成されている。
【００３２】
ピストンハウジング１４の入力側の端部には、ピストンハウジング１４の開口部を閉塞する抜止めナット１８が、ピストンハウジング１４に形成された雌ネジと、抜止めナット１８に形成された雄ネジを嵌合させることによりネジ止めされて固定されている。
第１ピストン１１と抜止めナット１８の間には、両者を離れる方向に付勢するコイルバネ１９が設けられている。
コイルバネ１９は、第１ピストン１１の出力側端面と抜止めナット１８の入力側端面の対応する位置に形成された凹部に設置されている。
【００３３】
また、第１ピストン１１には、抜止めボルト１７を挿通するための貫通孔が形成されており、抜止めナット１８には、抜止めボルト１７を固定するためのネジ孔が貫通して設けられている。
抜止めナット１８の貫通孔は、入力側がザグリ加工されており、第１ピストン１１の貫通孔から当該ザグリ加工された部分まで円筒部材であるカラー１６が挿入されている。
【００３４】
そして、カラー１６には、抜止めボルト１７が挿入され、抜止めボルト１７の先端が抜止めナット１８に形成された雌ネジに嵌合してネジ止めされている。
また、第１ピストン１１の貫通孔の入力側は、ザグリ加工されており、抜止めボルト１７の頭部が当該ザグリ部分に当接することにより、第１ピストン１１の抜けを防止している。
【００３５】
図示しないがカラー１６の外周面と第１ピストン１１の貫通孔の内周面の間にはＯリングが設けられており、第１ピストン１１は、カラー１６に対してスラスト方向に摺動することができる。
このように、第１ピストン１１は、コイルバネ１９によって抜止めナット１８から離れる方向に付勢されると共に、抜止めボルト１７によって、第１ピストン１１が抜止めナット１８から所定距離以上離れないように最大離隔量が規制されている。
【００３６】
この最大離隔量は、第１ピストン１１の出力側端面と抜止めナット１８の入力側端面の間に、第１ピストン１１が抜止めナット１８側に押し込まれるストロークを確保するための間隙５１が形成される量に設定されている。
以上の構成によって、初期状態では、コイルバネ１９によって第１ピストン１１と抜止めナット１８は、抜止めボルト１７によって規制される量だけ離れているが、第１空圧室２１に圧力が加わって、第２油圧室により油圧発生部５５が固定されると、第１ピストン１１は、抜止めナット１８に接近できるようになる。
なお、この際に、間隙５１にあった空気は、ピストンハウジング１４の外周とシリンダ２の内周の間の空間を経由して移送空圧室８５に排出される。
【００３７】
抜止めナット１８の出力側には、凹部が形成されており、ピストンハウジング１４内で抜止めナット１８の出力側に配置された第２ピストン１２の端面と当該凹部が形成する空間により第２空圧室２２が形成される。
抜止めボルト１７は、中心線に沿って貫通孔が形成されており、当該貫通孔を介して第１空圧室２１と第２空圧室２２は、連通している。
このように、第１空圧室２１は、第２空圧室２２の一端側（入力側）に設けられており、第１吸排気口５を有している。
更に、第１ピストン１１は、第１空圧室２１と第２空圧室２２を連通する連通孔を有している。
【００３８】
第２ピストン１２の出力側には、第２油圧室３２を形成するために、シリンダ２の内周面から中心線方向に張り出した張出部５７が形成されている。
第２ピストン１２の出力側端面と、張出部５７の入力側端面の間には、張出部５７から離れる方向に第２ピストン１２を付勢するコイルバネ３３が設置されており、コイルバネ３３の中心を第２ピストン１２のロッド部分５８が挿通している。
【００３９】
以上の構成によって、初期状態では、第２ピストン１２の入力側端面は、抜止めナット１８の凹部の縁部分先端に当接し、第２ピストン１２の出力側端面と張出部５７の入力側端面の間には、第２ピストン１２が張出部５７側に押し込まれるストロークを確保するための間隙５２が設けられている。
また、ピストンハウジング１４の間隙５２が形成された部分には、第２ピストン１２が張出部５７の方に移動する際に、間隙５２の空気をピストンハウジング１４とシリンダ２の間の空間に逃がすための貫通孔４０が形成されている。
【００４０】
張出部５７の中心線上には、第２油圧室３２に至る貫通孔が設けられており、第２ピストン１２のロッド部分５８が摺動可能に挿入されている。
更に、ロッド部分５８には、中心線上に第２ピストン１２を貫通する貫通孔が形成されており、第１ピストン１１のロッド部分５０が当該貫通孔を摺動可能に挿通している。
第１ピストン１１と第２ピストン１２に使用されているシール部材は材質が異なり、第２ピストン１２のシール部材の方が摺動抵抗が小さい。そのため第１ピストン１１と第２ピストン１２を同時に加圧した場合は、第２ピストン１２の方がより早く動作を開始し、より早く動作を完了するようになっている。
このようにロッド部分５８は、円筒状に形成されており、張出部５７を貫通して第２油圧室３２に露出した端部が第２油圧室３２の油を加圧するピストンとして機能する。
【００４１】
ここで、第１空圧室２１と第２空圧室２２のエアの圧力をＰ１、第２空圧室２２における第２ピストン１２の断面積（エアから圧力を受ける部分をスラスト方向に投影した面積、以下同様）をＳ１、第２油圧室３２におけるロッド部分５８の断面積をＳ２、コイルバネ３３が第２ピストン１２を付勢する力をＦ１とすると、第２油圧室３２の油圧Ｐ２は、Ｐ２＝（Ｐ１・Ｓ１−Ｆ１）／Ｓ２となる。そのため、（Ｐ１・Ｓ１−Ｆ１）／Ｓ２＞Ｐ１なら、第２空圧室２２の圧力が増幅されて第２油圧室３２に伝達される。
油圧発生部５５は、この条件が満たされるように構成されており、第２油圧室３２は、増大した油圧で油圧発生部５５を強固に固定する。
【００４２】
第２油圧室３２は、第２ピストン１２がスラスト方向の力によって張出部５７の方に押圧されると、ロッド部分５８が第２油圧室３２に挿入されるため、上記の式に従って加圧される。この時、加圧された圧力は周囲の内壁を均等に押圧する。第２油圧室３２の内壁のスラスト方向の断面積は、入力側と出力側を比較すると、出力側よりもロッド部分５８の端面積の分だけ入力側の方が小さい。このため、第２油圧室３２内部の油が内壁を押圧する力は断面積が大きい出力側の方が大きくなるので、第２油圧室３２には出力側へ移動しようとする力が働く。
この時、空圧室２１と空圧室２２には同時にエアが供給されるので、第２ピストン１２と第１ピストン１１は同時に動作を開始する。そのため同時に第１油圧室３１にも油圧力が発生し始める。第１油圧室３１で発生した油圧力は、蓋３４の出力側端面を押圧するので、油圧発生部５５には入力側へ移動しようとする力が発生する。
この出力側と入力側に移動させようとする相反する力の関係において、第２油圧室３２による出力側へ移動しようとする力の方が大きい場合は、油圧発生部５５には第２油圧室３２により出力ロッド７を押圧する方向に力が作用するが、出力ロッド７は移動できないので油圧発生部５５もその場で停止する。
【００４３】
そして第２油圧室３２内部で高まった油圧は、出力ロッド７の停止に伴いスラスト方向に移動できなくなり、剛性が弱い薄肉部１５に圧力が作用し、矢線で示したラジアル方向（中心線から外に向かう方向）に弾性変形して膨張し、薄肉部１５の外周面がシリンダ２の内周面に押圧される。これにより、薄肉部１５とシリンダ２の間に摩擦力が発生し、油圧発生部５５がシリンダ２内でスラスト方向に固定される。
一方、第１油圧室３１による入力側へ移動させる力の方が大きい場合は、第１ピストン１１よりも第２ピストン１２の方がシール部材による摺動抵抗が小さく、より早く動作するので、第１ピストン１１が間隙５１の隙間を動き切る前に第２ピストン１２の動作が完了し、剛性が弱い薄肉部１５に圧力が作用し、外周面がシリンダ２の内周面に押圧して、油圧発生部５５がシリンダ２内でスラスト方向に固定される。第１ピストン１１と第２ピストン１２のシール部材の摺動抵抗の違いは、材質の違いによる摩擦抵抗の違いにより生じているが、形状や、締め代による違いにより生じさせても構わない。
【００４４】
このように、シリンダ装置１が備える固定手段は、加圧空圧室（空圧室２０）が加圧により油圧室３０に与えるスラスト方向の力からラジアル方向の力を発生させ、当該ラジアル方向の力によって油圧室３０をシリンダ２内に固定している。
より詳細には、当該固定手段は、第２油圧室の油圧によってラジアル方向の力を発生させ、当該ラジアル方向の力によって弾性変形した第２油圧室の側壁をシリンダの内壁に押圧することにより第２油圧室と第１油圧室を固定している。
【００４５】
蓋３４は、外周面に雄ネジが形成されており、ピストンハウジング１４の出力側端部に形成された雌ネジにねじ込んで固定されている。
蓋３４の中心には、出力側にザグリ部分が形成された貫通孔が形成されており、当該貫通孔には、第１ピストン１１のロッド部分５０の先端部分が挿入されている。
【００４６】
蓋３４の出力側には、中心線に沿って入力側にロッド部分８１が形成された第４ピストン８９が配置されており、蓋３４の出力側端面、第４ピストン８９の入力側端面、給油口栓３８の入力側端面、及びピストンハウジング１４の内周面で空間によって仕切られた第１油圧室３１が形成されている。
第４ピストン８９の出力側端面には、第１油圧室３１に至る給油口が設けられており、給油の後、給油口栓３８によって封じられている。
【００４７】
ロッド部分８１は、第１油圧室３１を貫通して、ロッド部分５０の内部に挿入されており、蓋３を挿通して、蓋３の外部まで延設されている。
ロッド部分８１の内部には、移送空圧室８５と導通する移送吸排気路８６が形成されている。
ロッド部分８１の入力側先端部には、移送吸排気路８６と導通する第２吸排気口６が設けられており、第２吸排気口６の出力側には、ストッパ８３が固定されている。
【００４８】
第４ピストン８９が移送空圧室８５の変化にともなってスラスト方向に移動すると、これに応じてロッド部分８１がシリンダ２の内部を摺動してシリンダ２内部での挿入長さが伸縮する。これによって移送吸排気路８６もシリンダ２内部での長さが伸縮する。
【００４９】
このように、シリンダ装置１は、シリンダ２の一端側（入力側）に形成された第２吸排気口６と、当該第２吸排気口、及び移送空圧室８５と連通し、移送空圧室８５の移動に応じてシリンダ２内での挿入長さを伸縮する移送吸排気路８６を備えている。
そして、移送吸排気路８６は、シリンダ２の外部まで延設されており、延設部分がシリンダ２の内外に摺動することにより外部への張り出し長さが伸縮する。
【００５０】
当該構成により、第１ピストン１１がピストンハウジング１４に近づくと、ロッド部分５０が第１油圧室３１に挿入されて第１油圧室３１の油が加圧され、第４ピストン８９が当該加圧された油圧を受けて出力側に移動する。
ここで、第１空圧室２１と第２空圧室２２のエアの圧力をＰ１、第１空圧室２１における第１ピストン１１の断面積をＳ３、第１油圧室３１の油圧をＰ３、第１油圧室３１における第１ピストン１１の断面積をＳ４とする。
この場合、Ｐ３＝Ｓ３・Ｐ１／Ｓ４となり、Ｓ３＞Ｓ４なら、第１空圧室２１の圧力が増幅されて第１油圧室３１に伝達される。
【００５１】
シリンダ装置１の油圧系は、第１空圧室２１の圧力が第１油圧室３１で増幅されて、ワーク１００の加工に必要な力Ｆ３を出力ロッド７により発揮するように（推力が増大するように）設定されている。
また、後述するように、第４ピストン８９は、第３ピストン１３に当接して第１油圧室３１の増大した油圧を第３ピストン１３に伝達する。これにより増大した油圧が出力ロッド７から出力される。
このように、シリンダ装置１は、空圧室が油圧室に発生させる油圧を増幅する油圧増幅手段（第１ピストン、ロッド部分５０）と、当該増幅した油圧を出力する出力ロッドを備えており、当該油圧増幅手段は、第１油圧室に発生した油圧を増幅して出力ロッドに出力している。
【００５２】
ピストンハウジング１４の出力側の開放端には、ネジ溝が形成されており、中心に出力ロッド７を挿通する貫通孔が形成された抜止めナット３７がネジ止めされている。
貫通孔からは、第４ピストン８９の出力側の端面が突出しており、当該端面が第３ピストン１３の入力側端面と当接するようになっている。
【００５３】
第４ピストン８９の出力側には、第３ピストン１３が配設されている。
第３ピストン１３は、油圧発生部５５の外部に配置されており、シリンダ２の内周をスラスト方向に摺動する。
第３ピストン１３の出力側端面には、蓋４を貫通してシリンダ装置１の外部に延設された出力ロッド７が中心線上に形成されている。
【００５４】
第４ピストン８９の出力側端面、抜止めナット３７の出力側端面、第３ピストン１３の入力側端面、ピストンハウジング１４の薄肉部１５に至るまでの外周面、及びシリンダ２の内周面に囲まれた空間により移送空圧室８５が形成されている。
【００５５】
第４ピストン８９の出力側端面には、移送吸排気路８６が開口しており、第２吸排気口６と移送空圧室８５は、移送吸排気路８６を介して導通している。
また、第３ピストン１３の入力側端面には、凸部４４と同様に溝が形成された凸部が形成されており、移送吸排気路８６から供給されたエアが移送空圧室８５に速やかに行き渡るようになっている。
【００５６】
このように構成された移送空圧室８５において、第２吸排気口６からエアが供給されると、移送空圧室８５の圧力が高まり、第３ピストン１３が出力側に移送され、これにともなって出力ロッド７も出力側に移動する。
【００５７】
蓋４は、円柱状の部材であって、入力側にシリンダ２を挿入するための凹部が形成されている。
当該凹部の内周面には雌ネジが形成されており、これがシリンダ２の対応する外周面に形成された雄ネジと嵌合することにより両者は、ネジ止めされている。
蓋４の中心線上には、出力ロッド７を挿通するための貫通孔が形成されている。
【００５８】
更に、蓋４の側面には、第３吸排気口８からシリンダ２の内部に連通する吸排気路が設けられており、シリンダ２内の出力側には第３吸排気口８から吸排気される第３空圧室４１が形成されている。
第３空圧室４１は、第１吸排気口５を開放して第３吸排気口８からエアを供給することにより、第３ピストン１３と油圧発生部５５を入力側に移動して、シリンダ装置１を初期状態に復帰させるのに用いられる。
このように、シリンダ装置１は、シリンダ２内の他端側に設けられ、第３吸排気口８を有し、油圧室（油圧室３０）を一端側（入力側）に押圧する第３空圧室４１を備えている。
図示しないが、蓋４の凹部の底面には、蓋３の凸部４４と同様に、先端に溝が形成された凸部が形成されている。第３ピストン１３が出力方向に移動すると蓋４の凸部に当接する。蓋４の底面凸部の溝は、この第３ピストン１３が当接した状態において、第３吸排気口８からエアが供給された場合に、第３ピストン１３の端面全体にエアが速やかに行き渡るようにするために形成されている。
【００５９】
また、蓋４の出力側端面には、中心線と同軸に凸部８７が形成されており、凸部８７の中央に貫通孔が形成されている。
この凸部８７には、雄ネジが形成されており、図示しないナットがネジ止めされている。このナットは、例えば、シリンダ装置１をプレス装置に設置する際に、設置用の端面として使用される。
【００６０】
図２は、シリンダ装置１の部品図を示した図である。
図に示したように、シリンダ装置１は、各部品を軸線方向に組み立てることにより構成される。
【００６１】
図３は、シリンダ装置１の動作を説明するための図である。
本実施形態のシリンダ装置１では、出力ロッド７に対して、エアシリンダとして動作させる場合と、エアハイドロシリンダとして動作させる場合を別個独立させることができる。
この独立した動作の概要は次の通りである。
（１）通常のエアシリンダとして使用する場合
この場合には、図１（ａ）に示した初期状態から、移送空圧室８５の空圧を上げることで第３ピストン１３と出力ロッド７だけを出力方向（図面右側）に動かす（先端のエアシリンダ部分だけ動かす）。
出力ロッド７を戻す際は、第３空圧室４１の空圧を上げることで初期状態に戻す。
（２）エアハイドロシリンダとして動かす場合
この場合には、初期状態から、油圧発生部５５を出力方向に動かし、第３ピストン１３は油圧発生部５５に押されて当接した状態で、一体で動く。
そして、第３ピストン１３の出力ロッド７がワークに当接することにより油圧発生部５５に油圧力が発生し、最終的にワークをクランプすることに使用する。
ここでワークのクランプは、ワークを他のワークに接合する動作をいい、この接合する動作には、他のワークに組付ける動作、一体化させる動作、合体させる動作を含むものとして説明する。
【００６２】
次に、本実施形態のシリンダ装置１により、ワークをクランプする動作の詳細について説明する。
出力ロッド７の先端には、図示しないワークＡの把持手段が組付いており、この把持手段により、ワークＡに当接すると適宜ワークＡの把持と開放が行われるようになっているものとする。把持手段としては、例えば真空吸着装置や爪でワークを把持するチャック装置などがある。
（ａ）まず、第１吸排気口５と第２吸排気口６を開放して第１空圧室２１、第２空圧室２２、及び移送空圧室８５を減圧しつつ、第３吸排気口８からエアを供給して第３空圧室４１を加圧し、油圧発生部５５、第１空圧室２１、第２空圧室２２、移送空圧室８５、第１油圧室３１、及び第２油圧室３２を初期状態（図１（ａ）の状態）に設定する。
【００６３】
（ｂ）次に、図３（ａ）に示すように、エアシリンダ部分だけ動作させ、出力ロッド７を大きく移動して、遠くにあるワークＡを取りに行く。
具体的に説明すると、第１吸排気口５の開放状態を維持しながら第３吸排気口８を開放して第３空圧室４１を減圧しつつ、第２吸排気口６からエアを供給する。すると、図３（ａ）に示したように、移送吸排気路８６から供給されるエアが移送空圧室８５内を加圧して第３ピストン１３を出力側に押す。これにより、第３ピストン１３が第４ピストン８９から離れると共に、第３空圧室４１内のエアが第３吸排気口８から排気され、第３ピストン１３の出力ロッド７が出力側に移動し、ワークＡに当接する。
このように通常のエアシリンダとして動作する場合には、第３ピストン１３は油圧発生部５５による大きな油圧力を受けないので、出力ロッド７がワークＡに当接しても大きな力が作用することはない。
【００６４】
（ｃ）次に、エアシリンダ部分が元の位置に戻り、出力ロッド７先端の把持手段で把持したワークＡをピックアップする。
具体的には、図３（ａ）の状態において、第２吸排気口６を開放して移送空圧室８５内を減圧しつつ、第３吸排気口８からエアを供給する。
すると、第３吸排気口８から供給されたエアにより第３空圧室４１が加圧されて、出力ロッド７はワークＡを把持した状態で第３ピストン１３と共に初期状態に戻る。
【００６５】
（ｄ）次に、把持したワークＡを所定位置に移動する。
具体的には、シリンダ装置１は出力ロッド７でワークＡを把持した状態のまま、ロボットや、ピック・アンド・プレース等により、ワークＢの位置まで場所を移動する。
なお、本動作ではワークＡを把持した出力ロッド７がワークＢの位置まで移動するが、ワークＡを把持した出力ロッド７が初期状態に戻った状態で、ワークＡがあった位置にワークＢがセットされることで、位置移動なしに次の動作に以降するようにしてもよい。
【００６６】
（ｅ）シリンダ装置１の位置を移動した後、油圧発生部５５を動かして、シリンダ２内部のピストン全部を出力方向に移動させる。
具体的には、第２吸排気口６と第３吸排気口８を開放状態にして第１吸排気口５からエアを供給する。すると、第１吸排気口５から供給されたエアにより、図３（ｂ）に示したように、第１空圧室２１と第２空圧室２２が加圧されると共に、第３空圧室４１内のエアが第３吸排気口８から排気される。
これにより、第１空圧室２１と第２空圧室２２が加圧されることで、第１ピストン１１と油圧発生部５５が出力側に移動すると共に、エアシリンダ部分の第３ピストン１３は第４ピストン８９に当接した状態を維持しながら油圧発生部５５に押されて出力方向に移動する。
【００６７】
（ｆ）次に、出力ロッド７が把持しているワークＡを組み込む。
すなわち、出力ロッド７を把持したワークＡが組み入れるワークＢに当接すると、第２油圧室３２の油圧が高まり、油圧発生部５５が固定され、固定されることで第１油圧室３１の油圧力が高まり、高まった油圧力でワークＢを押圧し、ワークＡを固定する。
具体的には、ワークＡがワークＢに当接した後、油圧発生部５５は出力方向に移動しなくなる。この状態で、更に第１吸排気口５からエアを供給すると、第１空圧室２１と第２空圧室２２が加圧され、これによって第１油圧室３１と第２油圧室３２が加圧される。このとき摺動抵抗の違いにより第１ピストン１１よりも第２ピストン１２の方が早く動作を完了する。
すると、最初に第２油圧室３２の薄肉部１５がラジアル方向に弾性変形して油圧発生部５５をシリンダ２に固定する。
油圧発生部５５が固定されると、第１吸排気口５から供給されるエアの圧力が第１ピストン１１を出力方向に押すことで、第１ピストン１１のロッド部分５０の先端面が出力方向に移動して第１油圧室３１内の圧力が高まる。第１油圧室３１の油圧力が高まることで、出力ロッド７の推力が増大し、先端に把持しているワークＡがワークＢを押圧して固定される。
このように、本実施形態の動作によれば、ワークＡをワークＢに組付ける際の組立基準にしっかりと押圧しながら、ワークＢを定位置に固定した状態でワークＡを組み入れるので、組み付けたときの位置ばらつきが少なくなり、精度よく組み立てることができる。
【００６８】
（ｇ）初期状態への復帰
ワークＡをワークＢに固定した後、出力ロッド７はワークＡの把持を開放する。この状態で、第２吸排気口６、第３吸排気口８の開放状態を維持しつつ、第１吸排気口５を開放することで、第１空圧室２１と第２空圧室２２が減圧する。これにより、第１油圧室３１と第２油圧室３２の油圧が低下し、第２油圧室３２では、弾性変形していた薄肉部１５が復元力により元に戻る。これにより、油圧発生部５５の薄肉部１５による固定が解除される。また、第２ピストン１２は、コイルバネ３３の付勢力により初期状態の位置に戻る。
そして、第１吸排気口５と第２吸排気口６を開放したまま、第３吸排気口８からエアを供給して、第３空圧室４１を加圧する。
これにより、第１油圧室３１では、第４ピストン８９が第３ピストン１３に押圧されて初期状態の位置に戻るとともに、第３ピストン１３と油圧発生部５５が入力側に移動して初期状態が復元される。
以下、ワークＡを交換しながら、以上のサイクルを繰り返す。
【００６９】
以上説明した本実施形態のシリンダ装置１による動作（以下、主動作という）では、エアシリンダ部分だけを単独で動作させることでワークＡの把持という独立した操作を行った後に初期状態に戻る。その後、エアハイドロシリンダとして動作し、空圧で油圧発生部５５を移動した後に増幅した油圧力により、ワークＡをワークＢに固定している。
これに対して、初期状態にあるシリンダ装置１を次のよう動作（以下、変形動作という）させることも可能である。なお、油圧発生部５５が薄肉部１５の弾性変形によってシリンダ２に固定される動作等の同一動作については適宜説明を省略する。
また変形動作の説明においては、図３（ａ）、（ｂ）を使用するが、いずれも出力ロッド７の先端には図１（ａ）に示したワーク１００が存在するものとして説明する。
【００７０】
説明した主動作では、エアシリンダ部分だけ動作させ出力ロッド７を移動してワークＡに当接した後ワークＡを把持して初期位置まで戻る。
これに対し変形動作では、ワーク１００に当接した出力ロッド７を戻さず、そのままの状態で油圧発生部５５を出力側に移動して第３ピストン１３に当接した後に油圧力を発生させるものである。
【００７１】
具体的には、主動作と同様に、第２吸排気口６からエアを供給して移送空圧室８５の空圧を高めることで、第３ピストン１３が出力方向に移動して出力ロッド７の先端がワーク１００に当接する（図３（ａ）の状態）。
この状態で、第３吸排気口８の開放状態を維持しながら第２吸排気口６を開放して移送空圧室８５を減圧しつつ、第１吸排気口５からエアを供給する。
すると、第１吸排気口５から供給されたエアにより、図３（ｂ）に示したように、第１空圧室２１と第２空圧室２２が加圧されると共に移送空圧室８５内のエアが移送吸排気路８６を介して第２吸排気口６から排気される。
【００７２】
第１空圧室２１が膨張することにより、油圧発生部５５が出力側に移動して、第４ピストン８９が第３ピストン１３に当接する。
更に、第１吸排気口５からエアを供給して第１空圧室２１と第２空圧室２２を加圧し、これによって第１油圧室３１と第２油圧室３２が加圧され、油圧発生部５５が固定される。
油圧発生部５５が固定されると、主動作と同様に、第１吸排気口５から供給されるエアの圧力により、第１ピストン１１のロッド部分５０の先端面が出力方向に移動して第１油圧室３１内の圧力が高まり、出力ロッド７の推力が増大しワーク１００が押圧される。
この状態から、初期状態への復帰は主動作と同じである。
【００７３】
なお、シリンダ装置１にはストッパ８３があり、第４ピストン８９（エアハイドロピストン）によるストロークを制限してあり、第３ピストン１３（エアピストン）のストロークよりも短くなっている。
このため、変形動作を行う場合、第３ピストン１３の移動量を第４ピストン８９の最大ストロークよりも小さくする。第４ピストン８９の最大ストロークよりも大きく第３ピストン１３を移動させてしまうと、油圧発生部５５が出力方向に移動しても第４ピストン８９を第３ピストン１３に当接させることができず、油圧を発生させることができなくなるためである。
なお、ストッパ８３は必ずしも必要ではなく、エアハイドロ用ピストンのストローク制限をしないようにするために、ストッパ８３を設けないことも可能である。ただし、ストッパ８３を設けることにより、シリンダ装置１のストローク範囲内で油圧力が発生できる範囲を制限することができる。
【００７４】
図４（ａ）は、シリンダ装置１を用いてプレス加工（抜き加工）を行う例を説明するための図である。
図示しないプレス装置は、出力方向を下方にしてシリンダ装置１を固定している。
出力ロッド７の先端には、抜き型用の工具であるパンチ７１が出力ロッド７と同軸に固定されており、その下方には、下から設置台７３、ワーク１００、治具７２の順で設置されている。これらは、ワーク設置手段として機能している。
【００７５】
パンチ７１は、円柱形状を有しており、金属板で構成されたワーク１００に円形の孔を空ける金型である。なお、パンチ７１で空ける孔の形状は円形である必要はなく、空ける孔の形状に合わせた任意形状とすることが可能である。
治具７２は、パンチの際に、ワーク１００を設置台７３に押圧してワーク１００を固定する部材であって、パンチ７１を通過させる貫通孔が形成されている。
設置台７３にも、パンチする際にパンチ７１を逃がす貫通孔が形成されている。
【００７６】
以上の構成において、シリンダ装置１は、次の順でプレス加工を行う。
（１）まず、第１吸排気口５と第２吸排気口６を開放して第３吸排気口８にエアを供給することにより、シリンダ装置１を初期状態とし、これによってパンチ７１を後退させて、設置台７３の上にワーク１００と治具７２を所定位置に設置する。
（２）次に、治具７２でワーク１００を設置台７３に押圧して固定する。そして、第３吸排気口８を開放して第２吸排気口６からエアを供給する。
すると、エアによる駆動で出力ロッド７が出力方向に前進し、パンチ７１の先端がワーク１００に当接する。
【００７７】
（３）パンチ７１の先端が当接すると、第２吸排気口６を開放して第１吸排気口５からエアを供給する。すると、油圧発生部５５が第３ピストン１３まで移送されると共に空圧室２０の圧力が高まって、油圧発生部５５がシリンダ２に固定され、出力ロッド７が油圧で駆動される。これにより、強い力でパンチ７１がワーク１００に押しつけられて、ワーク１００が穿孔される。このようにプレス装置は、プレス手段を備えている。
（４）ワーク１００に孔が空けられると、第１吸排気口５を開放して第３吸排気口８からエアを供給し、エア駆動によりパンチ７１を引き上げ、次いでワーク１００を所定位置から離脱する。このようにプレス装置は、離脱手段を備えている。
【００７８】
図４（ｂ）は、シリンダ装置１を用いたプレス加工でワーク１００に凹部を形成する例を説明するための図である。
オス金型７４は、円柱形状を有するオス型の金型であって、先端に凹部を形成するための突起部が形成されており、出力ロッド７に同軸に取り付けられている。
メス金型７５は、メス型の金型であって、オス型金型７４の突起部を受ける凹部が形成されている。
【００７９】
以上の構成において、シリンダ装置１は、次の順でプレス加工を行う。
（１）まず、第１吸排気口５と第２吸排気口６を開放して第３吸排気口８にエアを供給することにより、シリンダ装置１を初期状態とし、これによってオス金型７４を後退させて、メス金型７５の上にワーク１００と治具７２を設置する。
（２）次に、治具７２でワーク１００をメス金型７５に押圧して固定する。そして、第３吸排気口８を開放して第２吸排気口６からエアを供給する。
すると、エアによる駆動で出力ロッド７が出力方向に前進し、オス金型７４の先端がワーク１００に当接する。
【００８０】
（３）オス金型７４の先端が当接すると、第２吸排気口６を開放して第１吸排気口５からエアを供給する。すると、油圧発生部５５が第３ピストン１３まで移送されると共に空圧室２０の圧力が高まって、油圧発生部５５がシリンダ２に固定され、出力ロッド７が油圧で駆動される。これにより、強い力でオス金型７４がワーク１００に押しつけられて、ワーク１００に凹部が形成される。
（４）ワーク１００に凹部が形成されると、第１吸排気口５を開放して第３吸排気口８からエアを供給し、エア駆動によりオス金型７４を引き上げ、次いでワーク１００を所定位置から離脱する。
【００８１】
（第２実施形態）
本実施の形態に係るシリンダ装置１ａは、クランパによって油圧発生部５５をシリンダ２に固定する。
図５（ａ）は、シリンダ装置１ａのスラスト方向の断面図を表している。
なお、この図では、全図は示さずに第２空圧室２２と第２油圧室３２付近を切り出して示している。
第２油圧室３２の入力側端面は、ピストンハウジング１４に固定された円柱部材９５の端面と、円柱部材９５の周囲に配置された円環部材９１の端面から構成されている。
円環部材９１は、内周面が円柱部材９５の外周面と接しており、外周面がピストンハウジング１４の内周面と接している。これら接した面はＯリングによってシールされており、気密性を保ったまま円環部材９１は、スラスト方向に移動することができる。
円柱部材９５の入力側には、雌ネジ（図示しない）が形成されており、第１実施形態と同様に抜け止めナット１８が組付いている。抜け止めナット１８の入力側外周には雄ネジ（図示しない）が形成されており、ナット９７がねじ込まれて固定されている。
【００８２】
ナット９７の出力側端面と、円環部材９１の間には、コイルバネ９６が設置されており、円環部材９１は、第２油圧室３２を構成する空間を確保しつつ（この空間を確保するために円環部材９１の出力側への移動を規制する規制手段９８が設けられている）、コイルバネ９６によって出力側に付勢されている。
このため、円環部材９１は、第２油圧室３２の油圧が上昇すると、入力側に移動し、油圧が低下すると、出力側に移動して元に戻るようになっている。
【００８３】
図５（ｂ）に示したように、円環部材９１の入力側端部には、入力側（図面左側）に行くほど外径が小さくなるテーパ部９２が形成されている。
そして、円環部材９１のテーパ部９２とナット９７の出力側端面との間に形成された空間には、クランパ９０が配置されている。
クランパ９０は、入力側に行くほど内径が小さくなるテーパ部９３が形成された円環部材であって、テーパ部９３の角度は、テーパ部９２の角度と等しくなっている。
【００８４】
図５（ｃ）に示したようにクランパ９０は、矢線で示したラジアル方向に広がるように４分割されている。
クランパ９０の外周面は、シリンダ２の内周面と平行に形成されており、初期状態では、クランパ９０の外周面とシリンダ２の内周面に所定のクリアランスが形成され、両者の間に摩擦力が生じないようになっている。
【００８５】
更に、クランパ９０の外周面には円周方向に溝が形成されており、当該溝には、Ｏリング９４が設置されている。
一般的にＯリングは、気密性を保つために設置されるが、Ｏリング９４は、ラジアル方向に広がったクランパ９０を引き戻すために設置されている。
そのため、クランパ９０の外周面に形成された溝の高さは、Ｏリング９４の直径よりも大きく設定されており、Ｏリング９４がシリンダ２の内周面に接しないようになっている。
なお、本実施形態では、Ｏリング９４を用いているが、ラジアル方向に広がって内径が大きくなった場合に、元の内径に縮んで戻ろうとする部材であれば、他の部材を用いることができる。例えば、弾力性があるひも状の円環状弾性部材を使用してもよい。また、コイルバネの両端を繋いで円環状にしたものを使用してもよい。
【００８６】
このように構成されたシリンダ装置１ａにおいて、初期状態では、第２油圧室３２の圧力が低いため、円環部材９１は、コイルバネ９６によって出力側に付勢されており、これによって、ナット９７の出力側端面と円環部材９１のテーパ部９２の間に十分なクリアランスが確保される。
そのため、クランパ９０は、Ｏリング９４の収縮力により中心軸方向に束ねられてクランパ９０とシリンダ２の内周面との間にクリアランスが生じ、油圧発生部５５は、スラスト方向に移動することができる。
【００８７】
一方、第２油圧室３２の圧力が高まると、油圧によってクランパ９０が入力側方向に押されて移動する。
すると、クランパ９０には、ナット９７の出力側端面と円環部材９１のテーパ部９２で挟まれて、図５（ｂ）の矢線で示したように、両端側からスラスト方向の力を受ける。
具体的に説明すると、第２ピストン１２が前進すると、第２油圧室３２の圧力が上昇し、圧力の上昇は連通路３２ａを通り円環部材９１の端面空間の油圧室３２ｂ（第２油圧室３２）まで達する。
円環部材９１は、Ｏリング９４がクランパ９０を収縮させようとする力よりも、第２油圧室３２の圧力により発生するスラスト方向に移動しようとする力の方が大きくなったとき、クランパ９０を押し広げながら入力側に移動する。この時、第２ピストン１２により押しのけられた第２油圧室３２内部の油が、連通路３２ａを通り端面空間に流入するので円環部材９１がスラスト方向に移動する。
【００８８】
このスラスト方向の力は、円環部材９１のテーパ部９２とクランパ９０のテーパ部９３の当接により、図５（ｂ）の矢線で示したように、ラジアル方向の力に変換され、その結果、クランパ９０は、ラジアル方向に押し出される。
これにより、クランパ９０の外周面とシリンダ２の内周面が当接して摩擦力が発生し、油圧発生部５５は、シリンダ２内で固定される。
第２実施形態で用いたクランパ９０による固定方法は、後述する第３実施形態で用いることも可能である。
【００８９】
この例では、第２油圧室３２に発生した油圧で、スラスト方向に移動するテーパ部材（円環部材９１）をクランパ９０に押圧することによりラジアル方向の力を発生させ、当該力によってクランパ９０をシリンダの内壁に押圧することにより第２油圧室３２と前記第１油圧室３１を固定している。
以上に説明した各実施の形態により、次のような効果を得ることができる。
（１）エアピストンと油圧ピストンを巧みに組み合わせてエアハイドロ機構を内蔵することにより、ワーク１００に当接するまではエアピストンとして動作させ、ワーク１００に当接してからは油圧シリンダとして動作させることができ、エアピストンの特徴である長いストロークと油圧ピストンの特徴である大きな圧力の両方を実現することができる。
（２）エアピストンによって必要なストロークを稼いだ後、薄肉部１５の弾性変形やクランパ９０の押し出しなどによってスラスト方向の力をラジアル方向の力に変換して油圧ピストンをシリンダ２内で固定することができる。
（３）ラジアル方向の力を油圧により増大させて油圧ピストンを固定することができるため、強固に固定することができる。
（４）シリンダ２内に固定した油圧シリンダにエアピストンで油圧を発せさることにより油圧による大きな力を発生させることができる。
（５）必要なストロークのほとんどをエアピストンでカバーし、必要最小限のストロークを油圧ピストンで行うため、油圧ピストンのストローク量が小さくてすみ、そのため、油の遺漏による損耗を最小限に抑えることができる。
【００９０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態のシリンダ装置１ｂについて説明する。
この第３実施形態によるシリンダ装置１ｄは、出力ロッド７に対して、第１実施形態と同様に、エアシリンダとして動作させる場合と、エアハイドロシリンダとして動作させる場合を別個独立させることができる。
そして、エアハイドロシリンダとして動作する場合に、エア駆動によりピストンハウジング６０を所定位置でシリンダ２に固定する固定動作（クランプ動作）と、その後に、エアハイドロ機構により出力ロッド７の先端に増幅された油圧力を発生させる油圧出力動作とを、別々に行うことができるようにしたものである。
【００９１】
（１）第３実施形態の概要
この第３実施形態では、固定動作において、ロッド部分５８と第２ピストン１２の動作により、第２油圧室３２にラジアル方向の油圧を発生させることで、薄肉部１５を膨張させピストンハウジング６０の動きをシリンダ２に固定させる。
一方、油圧出力動作では、第１ピストン１１の移動によりロッド部分５０の先端が第１油圧室３１を押すことで油圧力を増幅する。そして、増幅した油圧力を第４ピストン８９が受け、第４ピストン８９に配設された出力側ロッド部分８１ｂの端部が第３ピストン１３を押すことで、出力ロッド７の先端部から増幅した油圧力を発生させる。
【００９２】
（２）第３実施形態の詳細
図６は第３実施形態におけるシリンダ装置１ｂの構成を表したスラスト方向の断面を表したものである。
図７はシリンダ２内に配設される各部品を表したもので、（ａ）は各部品の断面を表し、（ｂ）は第１ハウジング６１の正面図と側面図、及び抜止めリング２９の正面図である。
なお、第１実施形態と同一構造や同一機能の部分については同一の符号を付して適宜その説明を省略する。また、図６では、各部をシールするためのＯリングが表示されているが、その説明は省略する。また、図面を見やすくするため、他の実施形態と同様に、断面を表す表示はせず、図６（ａ）と図６（ｂ）に分けて符号を表示している。そして、図６（ａ）だけエアが存在する領域に斜線を、油が存在する領域にドットを付し、主要部品とエアと油の充填される領域に関連して符号を表示している。
【００９３】
図６、７に示すように、本実施形態のシリンダ装置１ｂでは、第１実施形態におけるピストンハウジング１４（図１参照）に代えて、ピストンハウジング６０（図示しない）がシリンダ２内に配設されている。このピストンハウジング６０は、第１ハウジング６１、第２ハウジング６２、第３ハウジング６３から構成されている。
図６に示すように、入力側から順に、第２ピストン１２と連結されたロッド部分５８を収容する第２ハウジング６２、ロッド部分５０が連接された第１ピストン１１を収容する第１ハウジング６１、入力側ロッド部分８１ａと出力側ロッド部分８１ｂが形成された第４ピストン８９を収容する第３ハウジング６３の順に配設されている。
第２ハウジング６２は、後述する蓋３９、蓋３４と共に入力側ハウジングを構成し、第１ハウジング６１と第３ハウジング６３は、後述する蓋２７、第１形態における抜止めナット３７に相当する抜止めリング３７ａと共に出力側ハウジングを構成している。
【００９４】
第２ハウジング６２は、両端側が厚肉部に形成され、その間が薄肉部１５を構成し、薄肉部１５の内側が第２油圧室３２となっている。
第２ハウジング６２の両端の厚肉部には、第２油圧室３２に油を充填するための給油孔が形成され、何れか一方から油を注入した後に給油口栓３８１、給油口栓３８２で密閉されている。
第２ハウジング６２における入力側の端部には、周上に配置された複数のボルト３９ａによって、蓋３９が固定されている。この蓋３９は、第１実施形態における張出部５７に対応している。
蓋３９には入力側に円筒形状の凹部３９ｄが形成され、凹部３９ｄの底部中央にはロッド部分５８を摺動可能に挿通する貫通孔が形成され、この貫通孔の径方向の外側には凹部３９ｄの底部を軸方向に貫通する連通孔３９ｃが形成されている。この連通孔３９ｃは、後述する第５空圧室６５と第３空圧室４１とを連通する経路の一部を構成している。
蓋３９の入力側端部には、シリンダ２の内周壁との間にクリアランスを有するフランジ部が形成され、このフランジ部の周面には摺動補助リング２ａが配設されている。摺動補助リング２ａは、他の摺動補助リング２ｂ、２ｃを含め金属以外の材料（例えば樹脂）で形成され、シリンダ２と蓋３９、第１ハウジング６１との金属接触を回避し、シリンダ２の内周面と第２ハウジング６２との摺動を円滑にするために配設されている。
【００９５】
第２ピストン１２の中央に形成された貫通孔と、蓋３９の凹部３９ｄと中央の貫通孔を貫通するように、ロッド部分５８が挿通されている。ロッド部分５８の入力側は後述する蓋３の貫通孔を貫通してシリンダ２の外部まで延び、出力側は後述する蓋３４の貫通孔を貫通して凹部３４ｄまで延びている。
ロッド部分５８は、出力側から入力側に向かって順に径が太くなる、小径部、中径部、大径部を備え、小径部と中径部の境界には段部５８ａが形成されている。このロッド部分５８が蓋３９内を出力方向に移動することで、第２ハウジング６２内に形成される第２油圧室３２が加圧され、この加圧された油圧によって薄肉部１５がラジアル方向に弾性変形し、ピストンハウジング６０（６１〜６３）がシリンダ２内で固定される。
【００９６】
ロッド部分５８は、略中央部分の大径部にフランジ部５８ｄが形成され、このフランジ部５８ｄが第２ピストン１２に連結ネジ１２ａで固定されている。
また、ロッド部分５８の大径部には、中径部の外周に沿った凹部５８ｂが形成されている。ロッド部分５８の中径部にはコイルバネ３３が挿通され、コイルバネ３３の一端側が凹部５８ｂに配置され、コイルバネ３３の他端側が蓋３９に形成した凹部３９ｄの底面に当接している。
ロッド部分５８の大径部の出力側端面（凹部５８ｂの出力側端面）には径方向に張り出したフランジ部５８ｃが形成されている。
ロッド部分５８は、コイルバネ３３を挿通したロッド部分５８の小径部と中径部を蓋３９に通した状態において、抜止めリング２９が入力側から蓋３９にボルト２９ｃで固定されている。抜止めリング２９の内径は、ロッド部分５８のフランジ部５８ｃの外形よりも小さく形成されているため、コイルバネ３３により入力側に付勢されロッド部分５８が抜けないようになっている。
抜止めリング２９は、図７（ｂ）に示すように、２分割されていて、同一周上にボルト３９ａ（蓋３９の固定用）が貫通する貫通孔２９ａと、ボルト２９ｃで抜止めリング２９を蓋３９に固定するためのボルト穴２９ｂが複数形成されている。また２分割された合わせ目は、蓋３９に組付けても密着せず隙間があり、第５空圧室６５内部のエアと連通孔３９ｃ内部のエアは自由に行き来できる構成となっている。
【００９７】
このように、ロッド部分５８と第２ピストン１２の２部材に分けられているのは、ボルト３９ａによる蓋３９の固定と、ボルト２９ｃによる抜止めリング２９の固定を行うためである。すなわち、蓋３９と抜止めリング２９の固定を行った後に、ロッド部分５８を第２ピストン１２に固定する。
ロッド部分５８の中央には軸方向の貫通孔が形成されていて、この貫通孔には後述する入力側ロッド部分８１ａが挿通されている。
第２ピストン１２は、入力側の端面が蓋３とシリンダ２の内周面とともに第２空圧室２２を形成し、出力側の端面が蓋３９とシリンダ２とともに第５空圧室６５を形成している。
【００９８】
第２ハウジング６２の出力側の端部には、蓋３９と対向して蓋３４の一部が挿入されている。蓋３４の出力側にはフランジ部が形成され、このフランジ部が第２ハウジング６２の出力側端部の厚肉部と当接し、ボルト３４ａで固定されている。
蓋３４の中央部は入力側（第２油圧室３２側）に突出しており、この突出部の内側に凹部３４ｄが形成され、この凹部３４ｄの底面には貫通孔が形成されている。この底面の貫通孔には、第２油圧室３２を通るロッド部分５８の先端（小径部）が凹部３４ｄの途中まで挿通されている。
蓋３４の凹部３４ｄの径方向の外側には、蓋３４を軸方向に貫通する連通孔３４ｂが形成されている。この連通孔３４ｂと、蓋３９の連通孔３９ｃとは、第２油圧室３２内に配設されるカラー２８によって連通されている。
蓋３４の出力側端面には、連通孔３４ｂとつながる連通溝３４ｃが径方向に形成されている。
【００９９】
第１ハウジング６１は、第２ハウジング６２よりも出力側に配設され、入力側の端部には、蓋２７が複数のボルト２７ｅで固定されている。
この蓋２７は、第２ハウジング６２に固定された状態で、第２ハウジング６２の内側からボルト２７ａによって蓋３４に固定されている。これにより、蓋３４に形成された連通溝３４ｃが蓋２７で蓋され、第５空圧室６５からのエア通路を形成している。また、蓋３４と蓋２７とがボルト２７ａで固定されることにより、入力側ハウジングが出力側ハウジングの入力側（一端側）に固定されている。
蓋２７には、出力側に凹部２７ｆ（図７（ａ）参照）が形成されている。この凹部２７ｆの底面は、第１空圧室２１の入力側端面として機能する。
蓋２７には、凹部２７ｆの底面を貫通し、蓋３４の凹部３４ｄと連通する連通孔２７ｂが形成されると共に、凹部２７ｆの底面には連通孔２７ｂと繋がる連通溝２７ｄが径方向に形成されている。
また、蓋２７の外周面には、蓋３４の連通溝３４ｃと繋がる連通溝２７ｃが軸方向に形成されている。
【０１００】
蓋２７をボルト２７ａで蓋３４に固定した状態で、第１ハウジング６１内には、中央にロッド部分５０が延設された第１ピストン１１が配設されている。
第１ハウジング６１は、第１ピストン１１が配設されることで入力側と出力側に仕切られ、入力側に第１空圧室２１が、出力側に第４空圧室６４が形成される。
【０１０１】
図７に示すように、第１ハウジング６１には、両端側に周溝６１ａ、６１ｂが全周に渡って形成されている。この周溝６１ａには、上述したように摺動補助リング２ｂ、２ｃが嵌められ、シリンダ２との摺動を円滑にしている。
また、第１ハウジング６１には、全長に渡って軸方向（長手方向）に連通溝６１ｅが形成されている。連通溝６１ｅの入力側端部は、蓋２７の連通溝２７ｃと繋がっている。
周溝６１ａ、６１ｂと連通溝６１ｅとが交叉する箇所には、周溝６１ａ、６１ｂに嵌められた摺動補助リング２ｂ、２ｃによって連通溝６１ｅが塞がれないようにするために、摺動補助リング２ｂ、２ｃの幅よりも広く、厚さよりも深い凹部６１ｃ、６１ｄが形成されている。この連通溝６１ｅとシリンダ２の内周面との間が、第５空圧室６５からのエアの通路となっている。
【０１０２】
図６に戻り、第１ピストン１１が内側に配置された第１ハウジング６１の出力側の端部には、第３ハウジング６３が周方向に配設された複数のボルト６３ｅで固定されている。
第３ハウジング６３は、ボルト６３ｅによる固定部から見て、入力側と出力側の両方に凸部が形成されている。この出力側凸部はシリンダ２の内径よりも小さく形成され、軸方向の端面から凹部６３ａが形成されている。入力側凸部は、第１ハウジング６１の内径よりも小さく形成され、入力側端部から凹部６３ａの底部まで貫通する貫通孔６３ｂが形成され、この貫通孔６３ｂには、第１ピストン１１のロッド部分５０が挿通されている。
第３ハウジング６３の軸方向の途中にはフランジ部が形成されている。第３ハウジング６３は、フランジ部が周方向の複数箇所においてボルト６３ｅで第１ハウジング６１に固定されている。
このフランジ部の外周面には軸方向の溝６３ｃが形成されている。
また、第３ハウジング６３のフランジ部には、溝６３ｃと繋がる位置から径方向に延び途中から軸方向に曲がった、断面Ｌ字状の連通孔６３ｄが形成されている。
断面Ｌ字状の連通孔６３ｄは、第３ハウジング６３の入力側端面まで貫通することで、第４空圧室６４と繋がっている。
一方、溝６３ｃは、その入力側が第１ハウジング６１の外周に形成した連通溝６１ｅと繋がり、出力側が後述する移送空圧室８５と繋がっている。
【０１０３】
第３ハウジング６３の凹部６３ａには、第４ピストン８９が配置されている。この第４ピストン８９の中央部には入力方向に延びる入力側ロッド部分８１ａと、出力方向に延びる出力側ロッド部分８１ｂが形成されている。
第４ピストン８９に形成された出力側ロッド部分８１ｂは、後述する抜止めリング３７ａの出力側端面よりも入力側に到達することがない長さに延出することで、その端面が第３ピストンに当接可能に形成されている。
一方、第４ピストン８９の入力側ロッド部分８１ａは、貫通孔６３ｂを通り、更に、ロッド部５０、第１ピストン１１、蓋２７、蓋３４、及び、ロッド部分５８（蓋３９、蓋３を貫通するロッド部分５８）を貫通して、ロッド部分５８の外側にまで延出している。
図６に示すように入力側ロッド部分８１ａは、第１ピストン１１とそのロッド部５０、蓋２７、蓋３４に形成された貫通孔、及び、ロッド部分５８の入力側端部の貫通孔を摺動可能に貫通している。
入力側ロッド部分８１ａは、蓋３４の凹部３４ｄ内の位置から入力側部分の径が、ロッド部分５８に形成される貫通孔の内径よりも小さく形成されている。これにより、入力側ロッド部分８１ａにおける入力側の外周面と、第２ピストン１２に固定されたロッド部分５８における貫通孔の内周面との間に吸排気路５８ｅが形成されている。
【０１０４】
入力側ロッド部分８１ａ、第４ピストン８９、出力側ロッド部分８１ｂには、軸方向の全長に渡って貫通する移送吸排気路８６が形成されている。
そして、入力側ロッド部分８１ａの入力側の端部には第２吸排気口６が配設されている。この第２吸排気孔６から供給されるエアは、移送吸排気路８６を通り、後述する移送空圧室８５に供給される。
一方、ロッド部分５８の入力側先端には、吸排気路５８ｅと繋がる第４吸排気口９が配設されている。この第４吸排気孔９から供給されるエアは、吸排気路５８ｅを通り、第２空圧室２１に供給される。
【０１０５】
第３ハウジング６３の凹部６３ａは、第４ピストン８９が配置されることで仕切られ、入力側に第１油圧室３１が形成される。
第４ピストン８９には、第１油圧室３１に油を充填するための給油孔が形成され、油を注入した後に給油口栓３８で密閉されている。
なお、貫通孔６３ｂの内周面を第１ピストン１１のロッド部分５０が摺動し、このロッド部分５０と第１ピストン１１に形成された貫通孔の内周面を第４ピストン８９の入力側ロッド部分８１ａが摺動するように構成されている。この、入力側ロッド部分８１ａと貫通孔６３ｂとの空間にも油が充填されることで、第１油圧室３１の一部を構成している。
また、ロッド部分５０の貫通孔５０と入力側ロッド部分８１ａの摺動部の途中には、第１油圧室３１の油が第１空圧室２１に漏れ出ないようにするためにＯリングが配置されている。
ロッド部分５０は、その先端で貫通孔６３ｂ内の油を出力方向に押すことで第１油圧室３１を加圧する。
【０１０６】
第３ハウジング６３の出力側端部には、抜止めリング３７ａが複数のボルト３７ｂで固定されている。抜止めリング３７ａの固定は、凹部６３ａに第４ピストン８９が配置され、油が充填され給油口栓３８がされた状態で行われる。
第４ピストン８９と抜止めリング３７ａのそれぞれ対向する面には、凹部８９ｂ、凹部３７ｃが形成され（図７参照）、第４ピストン８９を入力側に付勢するコイルバネ３６が配置されている。
【０１０７】
抜止めリング３７ａと蓋４との間には、この両者間をシリンダ２内で仕切る第３ピストン１３が配置されている。
このシリンダ２内を仕切る第３ピストン１３の入力側には、抜止めリング３７ａ（及び第３ハウジング６３）との間に移送空圧室８５が形成される。一方、第３ピストン１３の出力側には、蓋４との間に第３空圧室４１が形成される。
第３ピストン１３の出力側には、蓋４の中央に形成された貫通孔内を摺動する出力ロッド７が蓋４の外部にまで延出して形成されている。
出力ロッド７の先端には、各種工具の取り付けが可能な取付部７７ａが形成されている。図６に示すように、本実施形態の取付部７７ａとしては、外周面に雄ねじとが形成されると共に、中心部に雌ねじが形成されているが、その他、第１実施形態における把持手段と同様に、真空吸着装置や爪でワークを把持・開放するチャック装置などを適用することも可能である。
図６では、取付部７７ａの雌ねじ部に先端具７７ｂが螺合により取り付けられている。この先端具７７ｂの先端面は平面に形成されており、第３ピストン１３が移送空圧室８５から受ける空圧力や、第１油圧室３１から第４ピストン８９と出力側ロッド部分８１ｂを介して受ける油圧力を、出力ロッド７からそのままワークに伝えるようになっている。
【０１０８】
次に、第３実施形態のシリンダ装置１ｂによる動作について説明する。
第３実施形態のシリンダ装置１ｂの動作について、第１実施形態の動作と同様に、（１）通常のエアシリンダとして使用する場合と、（２）エアハイドロシリンダとして動かす場合について、シリンダ装置１ｂの初期状態からの動作について説明する。
ここでシリンダ装置１ｂの初期状態とは、シリンダ２内のピストンハウジング６０と第２ピストン１２、及び第３ピストン１３を入力側に移動した状態で、図６に示した状態である。
【０１０９】
（１）通常のエアシリンダとしての動作
図８は、通常のエアシリンダとしの動作状態を表したものである。
図６に示す初期状態からシリンダ装置１ｂを通常のエアシリンダとして使用する場合、図８（ｂ）に示すように、第１吸排気口５、第３吸排気口８、及び第４吸排気口９を開放した状態で、第２吸排気口６からエアを供給する。
第２吸排気口６から供給されたエアは移送吸排気路８６を通り出力側ロッド部分８１ｂの出力端側から出力されて、移送空圧室８５に供給され、移送空圧室８５内を加圧する。
初期状態では、第２ピストン１２が蓋３と当接した状態であり、ピストンハウジング６０全体はコイルバネ３３による付勢力で出力方向に付勢されている。これに対し、第３吸排気口８が開放されているため、第３ピストン１３における出力側の第３空圧室４１は非加圧状態である。
この状態で第２吸排気口６からエアが供給されて移送空圧室８５の空圧が上がることで、第３ピストン１３と出力ロッド７が、単独で出力方向に移動する。
このように、シリンダ装置１ｂでは、通常のエアシリンダと同様に、エア供給によって第３ピストン１３と出力ロッド７を大きなストロークで移動させることができる。
【０１１０】
次に、図８（ｂ）に示すように、出力ロッド７（先端具７７ｂ)の先端がワーク１００（図面では壁）に当接した状態から、初期状態に戻す場合について説明する。
初期状態に戻す場合、第２吸排気口６からのエアの供給を停止し、第１吸排気口５、第４吸排気口９と同様に開放状態にすることで、移送空圧室８５内を減圧する。そして、図８（ｂ）に示すように、第３吸排気口８からエアを供給することで、第３空圧室４１内の空圧を上げる。
これにより、第３ピストン１３は第３空圧室４１から力を受けて、入力方向に移動し、初期状態に戻る。
第３ピストン１３の入力方向の移動により、移送空圧室８５内のエアは、移送吸排気路８６から第２吸排気口６に排出される。
【０１１１】
（２）エアハイドロシリンダとしての動作
図９は、エアハイドロシリンダとしての動作状態を表したものである。
図６に示した初期状態から、第２吸排気口６、第３吸排気口８、第４吸排気口９を開放状態とし、第１吸排気口５から第２空圧室２２にエアを供給することで、シリンダ装置１ｂは図９（ａ）に示す状態となる。
すなわち、第１吸排気口５からのエア供給により第２空圧室２２の圧力が上昇し、第２ピストン１２を出力側に押し、第２ピストン１２はロッド部分５８を介して段差部５８ａで第２油圧室３２を押圧する。この時出力側への押圧力の反力がピストンハウジング６０全体に働いていないので、第２油圧室３２の油が狭窄されることが無く、薄肉部１５は弾性変形を生じない。そのためロッド部分５８の段差部５８ａが第２油圧室３２を押圧することにより、ピストンハウジング６０全体が出力側に移動する。コイルバネ３３はピストンハウジング６０全体を出力方向に押すことを補助している。
なお、第４吸排気口９は開放されているため、第１空圧室２１の空圧は上昇しないので、第１ピストン１１とロッド部分５０は出力方向に移動せず、蓋２７に当接したままである。またロッド部分５０が出力方向に移動しないので、第１油圧室３１内の油圧も上昇せず、第４ピストン８９も第３ハウジング６３に当接したままである。
【０１１２】
そして、図９（ａ）に示すように、第２ピストン１２とピストンハウジング６０の移動と共に、出力側ロッド部分８１ｂの出力側端部と当接している第３ピストン１３と出力ロッド７も出力方向に移動し、出力ロッド７の先端の先端具７７ｂがワーク１００に当接する。
第３ピストン１３が出力側ロッド部分８１ｂと当接し、かつ、第４ピストン８９が第３ハウジング６３と当接しているので、出力ロッド７の先端具７７ｂがワーク１００に当接するとピストンハウジング６０全体の移動が停止する。
【０１１３】
なお、図６に示す初期状態から図９（ａ）の状態に至るまで、ピストンハウジング６０と第３ピストン１３、出力ロッド７とを一体的に出力方向に移動させる場合について説明したが、初期状態から先にエアシリンダとして動作させて図８（ｂ）の状態にした後、図９（ａ）の状態にしてもよい。
すなわち、先に図８で説明したように第２吸排気口６からエアを供給することで通常のエアシリンダとして動作させ、第３ピストン１３と出力ロッド７を先にワーク１００に当接させて図８（ｂ）の状態にする。図８（ｂ）の状態になったか否かは、第２吸排気口６から供給するエア圧力を検出する圧力センサや、出力ロッド７の移動量を検出するセンサ（いずれも図示せず）により検出する。
図８（ｂ）の状態を検出した後、第１吸排気口５から第２空圧室２２にエアを供給し、第２ピストン１２とピストンハウジング６０を移動させることで図９（ａ）の状態となる。
なお、この動作において第１吸排気口５からエアを供給すると同時に、第２吸排気口６を開放することが必要であるが、出力ロッド７の空圧による推力が急に低下することを避けるために、第１吸排気口５のエア供給にあわせて第２吸排気口６を徐々に開放するようにしてもよい。
【０１１４】
図９（ａ）に示す状態で、図９（ｂ）に示すように、更に第１吸排気口５からエアを供給する。すると、ピストンハウジング６０が移動停止しているため、第２空圧室２２内の圧力が更に上昇し、コイルバネ３３による入力方向の付勢力を越え、第２ピストン１２と共にロッド部分５８が出力方向に移動する（クランプ用ピストンの移動）。
なお、第２ピストン１２の移動により第５空圧室６５の容積が小さくなるが、第５空圧室６５内のエアは、移送空圧室８５に移動し、第２吸排気口６から排出される。具体的な経路としては、図６に示すように、第５空圧室６５から、凹部３９ｄ、連通孔３９ｃ、カラー２８、連通孔３４ｂ、連通溝３４ｃ、連通溝２７ｃ、連通溝６１ｅ、溝６３ｃ、移送空圧室８５、移送吸排気路８６を通り、第２吸排気口６から排出される経路である。
【０１１５】
ロッド部分５８の移動により、第２油圧室３２は段部５８ａで押圧され、内部圧力が上昇する。この油圧により、図９（ｂ）において径方向の矢印で示すように、薄肉部１５が外向きに弾性変形し、ピストンハウジング６０は、移動が停止しているだけの状態から、シリンダ２に固定された状態となる。
【０１１６】
なお、薄肉部１５で固定されない状態では、ピストンハウジング６０は移動できずに停止しているだけの状態である。
この非固定状態（図９（ａ）の状態）で、第１吸排気口５からのエア供給を停止し、第４吸排気口９からのエア供給を開始すると、ピストンハウジング６０全体が逆方向（入力方向）に移動してしまう。すなわち、第１空圧室２１の圧力で第１ピストン１１とロッド部分５０が移動して第１油圧室３１内の油圧が上昇するが、出力ロッド７はワーク１００で固定されているため、ワーク１００からの反力によりピストンハウジング６０全体が逆方向（入力方向）に移動してしまう。
そこで、ピストンハウジング６０が薄肉部１５の弾性変形により固定されたか否かについては、シリンダ２の外周部にひずみゲージ（図示しない）を配設し、薄肉部１５によるシリンダ２への押圧力により生じるシリンダ２の変形ひずみを検知し、所定のひずみ量を検知することでピストンハウジング６０の固定を判断する。あるいは第２油圧室３２内の圧力を検出する圧力センサ（図示しない）を配置し、この圧力が所定値（薄肉部１５が弾性変形する値）を超えたか否かにより判断してもよい。なお、圧力センサによる検出対象を第２空圧室２２としてもよい。また、圧力センサに変えて、出力ロッド７の移動を検出するセンサやロッド部分５８（第４吸排気口９、第２吸排気口６、ロッド部分５０でもよい）の移動を検出するセンサを設け、移動が停止してから所定時間（第２油圧室の圧力が上昇し肉薄部１５が弾性変形するまでの時間）経過により、固定されたと判断するようにしてもよい。
【０１１７】
薄肉部１５の弾性変形によりピストンハウジング６０がシリンダ２に固定された図９（ｂ）の状態では、出力ロッド７先端の先端具７７ｂはワーク１００に当接しているだけで、先端具７７ｂの先端からは増幅された推力は出力されない。
そこで、所望のタイミングにおいて、図９（ｃ）に示すように、第４吸排気口９からエアを供給すると、供給されたエアは、吸排気路５８ｅ、凹部３４ｄ、連通孔２７ｂを通り第１空圧室２１の圧力を上昇させる。
そして第１ピストン１１が第１空圧室２１の圧力を受け、ロッド部分５０の先端が、第１油圧室３１を押圧し、増幅された油圧力を第４ピストン８９が受ける。この増幅された油圧力を第４ピストン８９が受けることにより推力が増大され、第４ピストン８９と当接している第３ピストン１３、出力ロッド７からワーク１００に出力される。
【０１１８】
次に図９（ｃ）の状態からシリンダ装置１ｂを初期状態にするには、図９（ｃ）の状態でエアを供給していた第１吸排気口５と第４吸排気口９を開放状態にすると共に、開放状態の第２吸排気口６と第３吸排気口８からエアを供給することで行うが、ここからの動作は後述する図１０（ｃ）の状態から初期状態に戻す動作と同じであるため、詳細は図１１を使用して後述する。
【０１１９】
次に、エアハイドロシリンダとしての動作（２）を使用してピンＡを所定の部材ストックＢから取り出して、被取付対象Ｃに圧入する動作について説明する。
図１０はピンＡの圧入動作における各状態を表したものである。
図１０に示すように、ピンＡの圧入動作では、出力ロッド７の先端の取付部７７ａに、ピンＡ保持用の先端具７７ｃを取り付ける。この先端具７７ｃは、取付対象であるピンＡを把持する機構として、ピンＡよりも僅かに大径の凹部が先端に形成され凹部底面に配置された磁石でピンＡを把持するようになっている。
【０１２０】
最初に、初期状態にあるシリンダ装置１ｂと部材ストックＢにおけるピンＡの何れか一方又は双方を移動することで、両者の軸線位置を一致させる。
次に、図８で説明した通常のエアシリンダとしての動作により、第２吸排気口６から移送空圧室８５にエアを供給することで、第３ピストン１３と出力ロッド７を出力方向に前進させる。出力ロッド７先端の先端具７７ｃがピンＢに到達すると、先端の凹部と底面の磁石によりピンＡを把持する。ピンＡの把持完了については、予めシリンダ装置１ｂから部材ストックＢまでの距離が既知であるから、出力ロッド７の移動距離で検出するが、上述したように、第２吸排気口６から供給するエア圧力の検出値から検出するようにしてもよい。
その後、図１０（ａ）に示すように、第２吸排気口６を開放し第３吸排気口８から第３空圧室４１に供給することで、出力ロッド７とピンＡを把持した先端具７７ｃを入力側に退避させる。部材ストックＢには、抜き取られたピンＡに対して点線で示している。
【０１２１】
次に、ピンＡを把持したシリンダ装置１ｂと被取付対象Ｃの取付位置（ピンＡの圧入位置）の何れか一方又は双方を移動することで、両者の軸線位置を一致させる。
そして図１０（ｂ）に示すように、第２吸排気口６と第４吸排気口９の開放状態を継続し、第３吸排気口８を開放し、第１吸排気口５から第２空圧室２２にエアを供給する。
これにより、図９（ａ）の説明と同様に、第２ピストン１２とピストンハウジング６０がエア駆動により前進し、ピストンハウジング６０に押された第３ピストン１３と出力ロッド７も前進して、先端具７７ｃが把持したピンＡが被取付対象Ｃに当接すると移動を停止する。この状態のシリンダ装置１ｂは、出力ロッド７先端側を除き図９（ａ）と同じ状態である。
すなわち、先端具７７ｃが把持するピンＡが被取付対象Ｃに当接すると、第２ピストン１２とピストンハウジング６０全体の移動が停止する。
【０１２２】
そして、ピンＡが被取付対象Ｃに当接することで、第２ピストン１２とピストンハウジング６０の移動が停止した状態で、更に第１吸排気口５からエアを供給する。
すると、図９（ｂ）の説明と同様に、ピストンハウジング６０が移動停止しているため、図１０（ｂ）に示すように第２ピストン１２と共に段部５８ａが前進して第２油圧室３２の内部圧力を上昇させ、薄肉部１５が外向きに弾性変形して、ピストンハウジング６０がシリンダ２に固定された状態となる。
ピストンハウジング６０がシリンダ２に固定された図１０（ｂ）の状態では、先端具７７ｃが把持するピンＡが被取付対象Ｃに当接しているだけで、出力ロッド７の先端からは増幅された推力は出力されていない。
そこで、図１０（ｃ）に示すように、第１吸排気口５からのエア供給を継続し、第２吸排気口６と第３吸排気口８を開放した状態のまま、所望のタイミングにおいて、第４吸排気口９からエアを供給する。第４吸排気口９からの供給エアは、吸排気路５８ｅ、凹部３４ｄ、連通孔２７ｂ、連通溝２７ｄを通り第１空圧室２１の圧力を上昇させる。
そして第１ピストン１１が第１空圧室２１の圧力を受け、エアハイドロ機構により第１ピストン１１とロッド部分５０が、図１０（ｃ）に示すようにエアハイドロストロークだけ出力方向に移動し、ロッド部分５０の先端が、第１油圧室３１を押圧する。これにより、ロッド部分５０の先端面積と第４ピストン８９の端面積との比に応じて増幅された油圧力を第４ピストン８９が受け、 第３ピストン１３と出力ロッド７及び先端具７７ｃとピンＡを押しながら油圧ストロークだけ出力方向に移動する。この移動の際に、第１油圧室３１で増幅された油圧力が第４ピストン８９の入力側の端面積を押圧することで、先端具７７ｃとピンＡからは増大された大きな推力が出力される。この大きな推力でピンＡが被取付対象Ｃに圧入される。
【０１２３】
ピンＡの被取付対象Ｃへの圧入が完了すると、シリンダ装置１ｂを初期状態に戻す。
ピンＡの被取付対象Ｃに圧入した状態（図１０（ｃ）の状態）では、図９（ｃ）の状態と異なり、第１ピストン１１とロッド部分５０が出力側に前進しているので、初期状態に戻す手順は次の通りである。
図１１は、ピンＡの圧入後に初期状態に戻す動作における各状態を表したものである。
まず、図１０（ｃ）の状態から、エアを供給していた第１吸排気口５と第４吸排気口９を開放状態にすると共に、開放状態の第２吸排気口６と第３吸排気口８からエアを供給する。
第２吸排気口６と第３吸排気口８から供給されたエアは、それぞれ第３ピストン１３における入力側の移送空圧室８５と、出力側の第３空圧室４１に供給される。このとき第３ピストン１３は、移送空圧室８５内の断面積と供給されたエア圧力に応じて出力側への推力が発生し、第３空圧室４１内の断面積と供給されたエア圧力に応じて入力側への推力が発生する。出力側への推力が大きい場合は、第３ピストン１３は移動を開始しない。入力側への推力が大きい場合は、出力側ロッド部分８１ｂに当接したままピストンハウジング６０の移動と共に入力側へ移動を開始する。
また移送空圧室８５に供給されたエアは、溝６３ｃ、連通孔６３ｄを通り第４空圧室６４に供給される。第１空圧室２１は第４吸排気口９が開放されて減圧されているので、第４空圧室が加圧されることにより第１ピストン１１が入力側へ移動する。
これに対し、第１吸排気口５の開放により第２空圧室２２の圧力が低下しロッド部分５８による押圧力が低下するため、第２油圧室３２の圧力も低下して薄肉部１５によるピストンハウジング６０全体の固定が解除される。このためピストンハウジング６０全体は、第２吸排気口６から供給されたエアにより移送空圧室８５、第１空圧室２１、第５空圧室６５の圧力が高められるので入力方向に移動する。このとき第３ピストン１３に出力側への推力の方が大きく働いて移動しない場合は、図１１（ａ）に示すように、ピストンハウジング６０全体は第３ピストン１３から離れて入力方向に移動する。
【０１２４】
ピストンハウジング６０の移動と共に、第２吸排気口６から供給されたエアは、移送空圧室８５から、溝６３ｃ、連通溝６１ｅ、連通溝２７ｃ、連通溝３４ｃ、連通孔３４ｂ、カラー２８、連通孔３９ｃを通り第５空圧室６５に供給される。そして第５空圧室６５内の圧力が高まると共に、コイルバネ３３の付勢力により、第２ピストン１２は、フランジ部５８ｃが抜止めリング２９に当接するまで入力方向に移動し、図１１（ａ）の状態となる。
その後、第２ピストン１２は、ピストンハウジング６０全体と共に入力方向に移動し、図１１（ｂ）に示すように、第２ピストン１２が蓋３に当接した時点で移動を停止する。第２ピストン１２が蓋３に当接したか否かについては、例えば、ロッド部分５８に配置した目標物（図示せず）が所定位置に到達したことをセンサで検出することができる。
【０１２５】
図１１（ｂ）に示すように、第２ピストン１２が蓋３に当接したことを検出した後、第２吸排気口６からのエア供給を停止し開放状態にする。これにより第３ピストン１３が移送空圧室８５の圧力により出力側に押圧されている場合でも、予め第３吸排気口８からエアが供給されているので、第２吸排気口６を開放したと同時に移送空圧室８５の圧力が第３空圧室４１の圧力より低くなり、第３ピストン１３は入力方向に移動する。
そして、第３ピストン１３は、出力側ロッド部分８１ｂに当接することで移動を停止し、図１１（ｃ）に示す初期状態となる。
【０１２６】
次に、第３実施形態の変形例について説明する。
第３実施形態のシリンダ装置１ｂでは、エアハイドロ機構により増幅された油圧による推力を、出力ロッド７の先端からシリンダ装置１ｂから離れる側に出力するのに対し、本変形例では更に、同エアハイドロ機構を使用して増幅された油圧による推力をシリンダ装置１ｂ側に引き込む推力を発生させるようにしたものである。
図１２は、第３実施形態の変形例によるシリンダ装置１ｂの一部を表した説明図である。なお、図示したシリンダ装置１ｂの入力側以外の部分については図６と同一であるため省略している。
この変形例のシリンダ装置１ｂでは、引き込み用の動作領域を確保するために、第３実施形態よりも入力側ロッド部分８１ａが長く形成されている。そして、引込み用の爪７６が入力側ロッド部分８１ａの先端部に螺合により固定されている。
【０１２７】
このピンＡを圧入する場合の動作は、図１０（ａ）〜（ｃ）で説明した圧入動作と同様に行われる。
なお図１２では、予めピンＡが被取付対象Ｃに仮止めされた状態であるが、図１０で説明した先端具７７ｃと同様に、ピンＡの把持手段を爪７６に取り付けることで、ピンＡを部材ストックＢから把持し、その後被取付対象Ｃに圧入することも可能である。
【０１２８】
以上説明したように、第３実施形態のシリンダ装置１ｂでは、第２油圧室３２の油圧を上昇させてピストンハウジング６０をシリンダ２に固定するための第１吸排気口５とは別に、出力ロッド７先端の先端具７７ｂから推力を発生させるための第４吸排気口９を設けている。
これにより、ピストンハウジング６０の固定動作と、出力ロッド７先端の先端具７７ｂからの推力発生動作を独立させることができる。
【０１２９】
以上、本発明の各実施形態と変形例について説明したが、各実施形態で説明した構成については可能な範囲で他の実施形態に適用するようにしてもよい。
例えば、第３実施形態と変形例において、シリンダ２の外周部にひずみゲージを配設し、薄肉部１５によるシリンダ２への押圧力により生じるシリンダ２の変形ひずみを検知してピストンハウジング６０の固定を判断したが、第１実施形態、及び第２実施形態においても同様に、ひずみゲージを配設してピストンハウジング１４が薄肉部１５の弾性変形により固定されたか否かについて判断してもよい。
【０１３０】
また、説明した第３実施形態では、第２ハウジング６２の薄肉部１５でピストンハウジング６０をシリンダ２に固定する場合について説明したが、図５で説明した第２実施形態と同様に、クランパによってピストンハウジング６０をシリンダ２に固定するようにしてもよい。
また、第３実施形態においても、図４で説明したのと同様の動作にして、プレス加工による抜き加工や凹部を形成することができる。
なお、段落００８９で説明した第１、第２実施形態の効果については、第３実施形態においても得ることができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１；シリンダ装置        １ａ；シリンダ装置        １ｂ；シリンダ装置
２；シリンダ              ３；蓋                    ４；蓋
５；第１吸排気口          ６；第２吸排気口          ７；出力ロッド
７ａ；空洞部              ７ｄ；吸排気路              ８；第３吸排気口
８ａ；吸排気ロッド        ８ｂ；吸排気路            ８ｄ；連通ロッド
８ｅ；連通路              ８ｆ；連通路                ９；第４吸排気口
１１；第１ピストン        １２；第２ピストン        １３；第３ピストン
１４；ピストンハウジング  １５；薄肉部              １６；カラー
１７；抜止めボルト        １８；抜止めナット        １９；コイルバネ
２０；空圧室              ２１；第１空圧室          ２２；第２空圧室
２７；蓋                  ３４；蓋                  ３９；蓋
５１；間隙                ５２；間隙                ３０；油圧室
３１；第１油圧室          ３２；第２油圧室          ３３；コイルバネ
３４ｄ；凹部                ３７；抜止めナット        ３８；給油口栓
４０；貫通孔              ４１；第３空圧室          ４３；凹部
４４；凸部                ５０；ロッド部分          ５５；油圧発生部
５７；張出部              ５８；ロッド部分        ５８ａ；段部
５８ｂ；凹部              ５８ｃ；フランジ部        ５８ｄ；フランジ部
５８ｅ；吸排気路          ６０；ピストンハウジング  ６１；第１ハウジング
６２；第２ハウジング      ６３；第３ハウジング      ６４；第４空圧室
６５；第５空圧室          ７１；パンチ              ７２；治具
７３；設置台              ７４；金型                ７５；金型
８１；ロッド部分        ８１ａ；入力側ロッド部分  ８１ｂ；出力側ロッド部分
８２；ストッパ            ８３；ストッパ            ８４；凸部
８７；凸部                ８５；移送空圧室          ８６；移送吸排気路
８９；第４ピストン        ９０；クランパ            ９１；円環部材
９２；テーパ部            ９３；テーパ部            ９４；Ｏリング
９５；円柱部材            ９６；コイルバネ          ９７；ナット
１００；ワーク                Ａ；ピン                  Ｂ；部材ストック
Ｃ；被取付対象
【図１】
2018155406.tif 000003
【図２】
2018155406.tif 000004
【図３】
2018155406.tif 000005
【図４】
2018155406.tif 000006
【図５】
2018155406.tif 000007
【図６】
2018155406.tif 000008
【図７】
2018155406.tif 000009
【図８】
2018155406.tif 000010
【図９】
2018155406.tif 000011
【図１０】
2018155406.tif 000012
【図１１】
2018155406.tif 000013
【図１２】
2018155406.tif 000014