(57)【要約】      （修正有）【課題】ピストンがシリンダ内に引き込まれてロッキング状態となるときに、ピストンの戻り動作を実質的に伴わずにロッキング状態を保持することのできる流体シリンダ機構を提供する。【解決手段】基端部１２および開口端部１１を有するシリンダ１０と、シリンダ内に配置されるフランジ部２１およびシリンダの開口端部を貫通するロッド部２５を有するピストン２０とを備え、ピストンのフランジ部によって、シリンダ内の空間が、基端部側の第１圧力室１４と、開口端部側の第２圧力室１５とに仕切られる流体シリンダ機構１であって、第１圧力室から第２圧力室への流体の流れを許容する第１流路２２と、第２圧力室から第１圧力室への流体の流れを許容する第２流路３２と、第２流路の開閉を行う開閉手段３５と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部および開口端部を有するシリンダと、前記シリンダ内に配置されるフランジ部および前記シリンダの前記開口端部を貫通するロッド部を有するピストンとを備え、前記ピストンの前記フランジ部によって、前記シリンダ内の空間が、前記基端部側の第１圧力室と、前記開口端部側の第２圧力室とに仕切られる流体シリンダ機構であって、
前記第１圧力室から前記第２圧力室への流体の流れを許容する第１流路と、
前記第２圧力室から前記第１圧力室への流体の流れを許容する第２流路と、
前記第２流路の開閉を行う開閉手段と、
を備える流体シリンダ機構。
【請求項２】
請求項１に記載の流体シリンダ機構であって、
前記第１流路は、前記ピストンの作動による前記第１圧力室中の流体の圧縮にともない、前記第１圧力室から前記第２圧力室への流体の流れを許容する逆止弁を備える流体シリンダ機構。
【請求項３】
請求項１に記載の流体シリンダ機構であって、
前記ピストンは内部空間を有しており、
前記第１流路は、前記ピストンの前記フランジ部に設けられ、
前記第２流路は、
前記ピストンの前記ロッド部の側壁を貫通して前記第２圧力室と前記内部空間とを連通する第１連通路と、
前記ピストンの前記内部空間と前記第１圧力室とを連通する第２連通路と、
を備える流体シリンダ機構。
【請求項４】
請求項２に記載の流体シリンダ機構であって、
前記ピストンは内部空間を有しており、
前記第１流路は、前記ピストンの前記フランジ部に設けられ、
前記第２流路は、
前記ピストンの前記ロッド部の側壁を貫通して前記第２圧力室と前記内部空間とを連通する第１連通路と、
前記ピストンの前記内部空間と前記第１圧力室とを連通する第２連通路と、
を備える流体シリンダ機構。
【請求項５】
請求項３に記載の流体シリンダ機構であって、
前記開閉手段は、
前記ピストンの前記内部空間において前記第２流路を開閉するバルブ機構と、
前記ピストンの前記内部空間において前記ロッド部の軸線方向に沿ってスライド可能であり、一端が前記ロッド部の端部から出没するのに応じて、他端が前記バルブ機構を開閉させるスイッチ部材と、
を備える流体シリンダ機構。
【請求項６】
請求項４に記載の流体シリンダ機構であって、
前記開閉手段は、
前記ピストンの前記内部空間において前記第２流路を開閉するバルブ機構と、
前記ピストンの前記内部空間において前記ロッド部の軸線方向に沿ってスライド可能であり、一端が前記ロッド部の端部から出没するのに応じて、他端が前記バルブ機構を開閉させるスイッチ部材と、
を備える流体シリンダ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体シリンダ機構に関する。詳しくは、ピストンがシリンダ内に引き込まれた状態でロックされるロック機構を備えた流体シリンダ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ピストンがシリンダ内に引き込まれた状態でロックされる流体シリンダ機構が提案されている（例えば、引用文献１参照）。
以下、図１６〜図２０を参照して、従来の流体シリンダ機構１０１について説明する。
【０００３】
従来の流体シリンダ機構１０１は、一端が開口したスリーブ１１０と、中空ピストンロッド１２０と、変位ピストンロッド１３５とを有する。
スリーブ１１０の開口には閉塞部材１１１が挿入されて、作動用エアを収容する第１室１１４が内部に形成されている。
スリーブ１１０の天井面には、ウレタンゴムからなる緩衝部材１１２が固着される。
【０００４】
スリーブ１１０および緩衝部材１１２には導入通路１１６が形成され、導入通路１１６を介して第１室１１４に作動用エアが導入される。スリーブ１１０の導入通路１１６には供給管１１７が挿入され、供給管１１７の先端には逆止弁１１８が設けられている。逆止弁１１８により、第１室１１４内の作動用エアが流体シリンダ機構１０１の外部に漏洩することが回避される。
【０００５】
中空ピストンロッド１２０は、フランジ部１２１を有する筒状体１２５に蓋部材１２７が嵌合されることで構成され、内部に第２室１２６が形成される。フランジ部１２１の側壁とスリーブ１１０の内壁との間にはシール部材１２４が介装される。
中空ピストンロッド１２０の内周壁と外周壁との間には、第１室１１４と第２室１２６とを連通する第１連通路１３３が複数本形成されている。
【０００６】
中空ピストンロッド１２０の蓋部材１２７にも、第１室１１４と第２室１２６とを連通する第２連通路１３４が形成されている。第２連通路１３４には逆止弁１２３が配設され、逆止弁１２３は、第１室１１４の圧力が所定値となったときに開いて第１室１１４内の作動用エアを第２室１２６に導入する。
中空ピストンロッド１２０の底部壁１２８には、挿入孔１２９が形成され、底部壁１２８の上面には、環状の着座部１４１が形成されている。
【０００７】
変位ピストンロッド１３５は、中空ピストンロッド１２０に収容された円盤部１４２と、円盤部１４２から延びる円柱部１４３とを有する。円柱部１４３が挿入孔１２９に通されている。挿入孔１２９には軸受１３１が介装されており、この軸受１３１によって挿入孔１２９と円柱部１４３との間のシールがなされている。
円盤部１４２の側壁には、パッキン１４４が装着されている。変位ピストンロッド１３５が変位する際には、パッキン１４４が中空ピストンロッド１２０の内壁に対して摺接する。
【０００８】
変位ピストンロッド１３５が図１６における下死点に位置するとき、円盤部１４２は、着座部１４１に着座する。このため、底部壁１２８の上面と円盤部１４２との間には第３室１４５が形成される。
円盤部１４２には、その高さ方向に沿って延びる複数本の通路１４６が形成されている。第３室１４５と、第２室１２６とは、通路１４６を介して連通される。これにより、第２室１２６の圧力と第３室１４５の圧力が、常時、互いに等しくなる。
【０００９】
上記のように構成された従来の流体シリンダ機構１０１は、例えば後述する成形装置５０の上型７０の下面に、スリーブ１１０の緩衝部材１１２側が固定される。一方、上型７０に対して相対的に上下動する可動型８０の上面よりやや上方に、変位ピストンロッド１３５が位置する。
【００１０】
図１６に示すように、初期状態では、変位ピストンロッド１３５の円柱部１４３と、可動型８０の上面とは、離間している。
このとき、変位ピストンロッド１３５の円盤部１４２は、着座部１４１に着座している。第１室１１４と第２室１２６とは、第１連通路１３３を介して連通し、第２室１２６と第３室１４５とは、通路１４６を介して連通している。
この状態において、第１室１１４、第２室１２６および第３室１４５は、所定圧力の作動用エアが充填されている。
【００１１】
図１７に示すように、上型７０と可動型８０とが相対的に接近する方向に作動して、変位ピストンロッド１３５の円柱部１４３が中空ピストンロッド１２０の内方へ没入すると、変位ピストンロッド１３５の円盤部１４２が、第１連通路１３３を閉鎖する。
このとき、第１室１１４、第２室１２６および第３室１４５の容積に実質的な変化はないので、作動用エアの圧力は変わらない。
【００１２】
図１８に示すように、上型７０と可動型８０とが相対的に接近する方向にさらに作動すると、スリーブ１１０に対して中空ピストンロッド１２０が相対的に上昇して、フランジ部１２１がスリーブ１１０内を相対的に上昇する。そのため、第１室１１４の高さが収縮するとともに、フランジ部１２１と閉塞部材１１１との間に第４室１４７が形成される。
第１室１１４の高さが収縮していくと、第１室１１４の圧力は、第２室１２６の圧力に比べて高くなる。その差が所定値を超えると、逆止弁１２３が開いて、第１室１１４の圧力が第２室１２６および第３室１４５に逃がされ、両者の圧力差がなくなる。すると、逆止弁１２３が閉じる。
この動作を繰り返すことで、第１室１１４の圧力と、第２室１２６および第３室１４５の圧力とは、実質的に等しい状態に近似したまま、徐々に上昇していく。
【００１３】
図１９に示すように、上型７０と可動型８０とが相対的に接近する方向にさらに作動して、ついには中空ピストンロッド１２０のフランジ部１２１の上面が、スリーブ１１０の緩衝部材１１２に実質的に接する位置（上昇限位置）まで上昇する。
このとき、第１室１１４および導入通路１１６の圧力と、第２室１２６および第３室１４５の圧力とは、実質的に等しく、しかも非常に高い圧力状態にある。第４室１４７の圧力は、ほぼ大気圧である。
【００１４】
図２０に示すように、図１９に示す状態から上型７０と可動型８０とが相対的に離間する方向に作動すると、中空ピストンロッド１２０を下から支える力は失われる。そのため、中空ピストンロッド１２０はスリーブ１１０に対して下降する。
そして、中空ピストンロッド１２０が下降することにより、第１室１１４の圧力が低下することで中空ピストンロッド１２０を下方へ押し下げる圧力が減少する一方、第４室１４７の圧力が上昇することで中空ピストンロッド１２０を下から支える圧力が増加する。
中空ピストンロッド１２０を下から支える第４室１４７の圧力と、中空ピストンロッド１２０の自重とがバランスする位置で、中空ピストンロッド１２０は、第４室１４７の圧力によって支えられて、ロッキング状態となり、それ以上は下降しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−２９９７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、第４室１４７の圧力は、中空ピストンロッド１２０が下降する当初は実質的に大気圧である。そのため、中空ピストンロッド１２０の自重を下から支える高圧まで圧力を高めるには、かなりの容積圧縮が必要であり、それには中空ピストンロッド１２０はかなり下降しなければならない。したがって、図１９に示す状態における中空ピストンロッド１２０の高さと、図２０に示す状態における中空ピストンロッド１２０の高さとは、かなりの差があり、この差を縮小することはできない。
【００１７】
中空ピストンロッド１２０の蓋部材１２７に、第１室１１４と第２室１２６とを連通する第２連通路１３４を形成するだけでなく、中空ピストンロッド１２０の内周壁と外周壁との間にも、第１室１１４と第２室１２６とを連通する第１連通路１３３を形成しなければならない。中空ピストンロッド１２０の内周壁と外周壁との間に第１連通路１３３を形成するためには、中空ピストンロッド１２０の壁厚をより厚くしたうえ、中空ピストンロッド１２０の軸線方向に沿った面倒な機械加工をしなければならない。
【００１８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ピストンがシリンダ内に引き込まれてロッキング状態となるときに、ピストンの戻り動作を実質的に伴わずにロッキング状態を保持することのできる流体シリンダ機構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】
【００１９】
本発明の流体シリンダ機構は、基端部および開口端部を有するシリンダと、前記シリンダ内に配置されるフランジ部および前記シリンダの前記開口端部を貫通するロッド部を有するピストンとを備え、前記ピストンの前記フランジ部によって、前記シリンダ内の空間が、前記基端部側の第１圧力室と、前記開口端部側の第２圧力室とに仕切られる流体シリンダ機構であって、前記第１圧力室から前記第２圧力室への流体の流れを許容する第１流路と、前記第２圧力室から前記第１圧力室への流体の流れを許容する第２流路と、前記第２流路の開閉を行う開閉手段と、を備える。
【００２０】
この発明によれば、開閉手段によって第２流路を閉鎖することで、第２圧力室から第１圧力室への流体の流れは阻止される。そのため、ピストンが外力を受けてシリンダ内に引き込まれる方向に作動することにより、第１圧力室の圧力が上昇すると、第１圧力室中の流体が第１流路を通って第２圧力室へ流れることで、第２圧力室の圧力も上昇する。
第２圧力室の圧力が所定レベルまで上昇した状態で、ピストンを作動させる外力が除去されたとき、第２圧力室の圧力によって、ピストンの戻り動作を抑えてロッキング状態とすることができる。
したがって、ロッキング状態において、ピストンを、シリンダ内に引き込まれた位置と実質的に変わらない位置で確実に保持することができる。
【００２１】
この場合、前記第１流路は、前記ピストンの作動による前記第１圧力室中の流体の圧縮にともない、前記第１圧力室から前記第２圧力室への流体の流れを許容する逆止弁を備えることが好ましい。
【００２２】
この発明によれば、ピストンがシリンダ内に引き込まれる方向に作動することにより、第１圧力室の圧力が上昇すると、第１圧力室中の流体が第１流路を通って第２圧力室へ流れようとするが、この流体の流れを逆止弁は許容する。そのため、第１圧力室の圧力が上昇したとき、第１圧力室中の流体は、第１流路を通って自動的に第２圧力室へ流れることができる。
したがって、第１流路の構造をきわめて簡素に構成することができる。
【００２３】
この場合、前記ピストンは内部空間を有しており、前記第１流路は、前記ピストンの前記フランジ部に設けられ、前記第２流路は、前記ピストンの前記ロッド部の側壁を貫通して前記第２圧力室と前記内部空間とを連通する第１連通路と、前記ピストンの前記内部空間と前記第１圧力室とを連通する第２連通路と、を備えることが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、ピストンのロッド部にはその側壁を貫通して第１連通路が形成される。
これにより、例えば、ピストンのロッド部にその軸線方向に沿った面倒な機械加工をすること、そのため、ピストンのロッド部の壁厚をより厚くするためにロッド部の外径をより大きく形成すること、ひいては、流体シリンダ機構全体の外径をより大きく構成すること、などは全く不要である。
したがって、流体シリンダ機構の外径寸法を小さく構成することができる。
【００２５】
この場合、前記開閉手段は、前記ピストンの前記内部空間において前記第２流路を開閉するバルブ機構と、前記ピストンの前記内部空間において前記ロッド部の軸線方向に沿ってスライド可能であり、一端が前記ロッド部の端部から出没するのに応じて、他端が前記バルブ機構を開閉させるスイッチ部材と、を備えることが好ましい。
【００２６】
この発明によれば、スイッチ部材の一端がピストンのロッド部の端部から出没するのに応じて、スイッチ部材の他端がバルブ機構を介して第２流路を開閉させることができる。すなわち、スイッチ部材の一端がロッド部の端部から突出しているとき、バルブ機構は第２連通路を開放し、スイッチ部材の一端がロッド部の端部に没入しているとき、バルブ機構は第２連通路を閉鎖する。
したがって、第２流路の開閉構造をきわめて簡素に構成することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ピストンが外力を受けてシリンダ内に引き込まれる方向に作動することにより、第１圧力室の圧力が上昇すると、第２圧力室の圧力も上昇する。第２圧力室の圧力が所定レベルまで上昇した状態で、ピストンを作動させる外力が除去されたとき、第２圧力室の圧力によって、ピストンの戻り動作を抑えてロッキング状態とすることができる。
したがって、ロッキング状態において、ピストンを、シリンダ内に引き込まれた位置と実質的に変わらない位置で確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体シリンダ機構のスイッチロッドがオフ位置にある状態を示す概略的縦断面図である。
【図２】本発明の流体シリンダ機構のスイッチロッドがオン位置に変位した状態を示す概略的縦断面図である。
【図３】本発明の流体シリンダ機構のピストンがシリンダ室の中間位置にある状態を示す概略的縦断面図である。
【図４】本発明の流体シリンダ機構のピストンがシリンダ室の基端部側にある状態を示す概略的縦断面図である。
【図５】本発明の流体シリンダ機構のピストンがロッキング状態にあることを示す概略的縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る流体シリンダ機構を示す概略的縦断面図である。
【図７】図１に示す本発明の流体シリンダ機構を備えた実施形態に係る成形装置の型開き状態を示す要部の縦断面図である。
【図８】成形装置の上型が下降して、ワークの両端部を成形装置が挟持した状態を示す要部の縦断面図である。
【図９】成形装置の上型がさらに下降して、流体シリンダ機構のスイッチロッドがオン位置に変位した状態を示す要部の縦断面図である。
【図１０】成形装置の上型がさらに下降して、可動型の変位用ロッドが所定長まで短縮した状態を示す要部の縦断面図である。
【図１１】成形装置の上型がさらに下降して、ワーク支持部材が下降しながら、可動型が下死点に到達した状態を示す要部の縦断面図である。
【図１２】成形装置の上型がさらに下降して、ワーク支持部材がさらに下降しながら、上型が下死点に到達した状態を示す要部の縦断面図である。
【図１３】流体シリンダ機構のピストンがロッキング状態にあり、成形装置の上型が上昇を開始して、ワークが下型から離型した状態を示す要部の縦断面図である。
【図１４】流体シリンダ機構のピストンがロッキング状態にあり、成形装置の上型がさらに上昇して、ワークが可動型および上型から離型した状態を示す要部の縦断面図である。
【図１５】成形装置の上型がさらに上昇して、流体シリンダ機構のピストンがロッキング状態を解除される位置を示す要部の縦断面図である。
【図１６】従来の流体シリンダ機構の変位ピストンロッドがオフ位置にある状態を示す概略的縦断面図である。
【図１７】従来の流体シリンダ機構の変位ピストンロッドがオン位置に変位した状態を示す概略的縦断面図である。
【図１８】従来の流体シリンダ機構のピストンがスリーブの中間位置にある状態を示す概略的縦断面図である。
【図１９】従来の流体シリンダ機構のピストンがスリーブの基端部側にある状態を示す概略的縦断面図である。
【図２０】従来の流体シリンダ機構のピストンがロッキング状態にあることを示す概略的縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る流体シリンダ機構１のスイッチロッド３７がオフ位置にある状態、図２はスイッチロッド３７がオン位置に変位した状態、図３はピストン２０がシリンダ室１３の中間位置にある状態、図４はピストン２０がシリンダ室１３の基端部側にある状態、図５はピストン２０がロッキング状態にあること、をそれぞれ示す概略的縦断面図である。
【００３０】
流体シリンダ機構１は、シリンダ１０とピストン２０とを備える。
シリンダ１０は、一端が開口した円筒形状であり、開口には環状部材１１が嵌入されている。シリンダ１０内は、基端部１２側から開口端部としての環状部材１１側まで延びるシリンダ室１３が形成される。環状部材１１の内径は、シリンダ室１３の内径に比べて小径に形成される。
【００３１】
シリンダ室１３は、後述するように、ピストン２０のフランジ部２１によって、基端部１２側の第１圧力室１４と、開口端部１１側の第２圧力室１５とに仕切られる。
シリンダ１０の基端部１２側には、導入通路１６が形成されている。導入通路１６を介して、第１圧力室１４に作動用エアが導入される。シリンダ１０の導入通路１６には、供給管１７が挿入され、供給管１７の先端には逆止弁１８が設けられている。逆止弁１８により、第１圧力室１４内の作動用エアが流体シリンダ機構１の外部に漏洩することが防止される。
【００３２】
ピストン２０は、フランジ部２１と、ロッド部２５とを備える。
フランジ部２１は、シリンダ室１３の内径に相当する外径を有する。
ロッド部２５は、環状部材１１の内径に相当する外径を有し、フランジ部２１の一端から環状部材１１を貫通してシリンダ１０の外部へ露出している。
ピストン２０は、フランジ部２１側が開口した内部空間２６を有し、その開口に蓋部材２７を嵌合することで、内部空間２６が仕切られる。
【００３３】
ピストン２０のフランジ部２１には、第１圧力室１４から第２圧力室１５への流体の流れを許容する第１流路２２が設けられる。
第１流路２２は、ピストン２０がシリンダ１０内に引き込まれる方向に作動することによる第１圧力室１４中の流体の圧縮にともない、第１圧力室１４から第２圧力室１５への流体の流れを許容する逆止弁２３を備える。
フランジ部２１の周壁には、シリンダ室１３の内周壁との間をシールするシール部材２４が介装される。
【００３４】
ピストン２０のロッド部２５および蓋部材２７には、第２圧力室１５から第１圧力室１４への流体の流れを許容する第２流路３２が設けられる。
第２流路３２は、第１連通路３３と、第２連通路３４とを備える。
第１連通路３３は、ロッド部２５の側壁を貫通して第２圧力室１５とピストン２０の内部空間２６とを連通する。
第２連通路３４は、蓋部材２７を貫通してピストン２０の内部空間２６と第１圧力室１４とを連通する。
第１連通路３３と第２連通路３４とは、ピストン２０の内部空間２６を介して互いに繋がる。
【００３５】
ピストン２０には、第２流路３２の開閉を行う開閉手段３５が設けられる。
開閉手段３５は、バルブ機構３６と、スイッチ部材としてのスイッチロッド３７と、を備える。
バルブ機構３６は、ピストン２０の内部空間２６において第２流路３２を開閉する。
スイッチロッド３７は、ピストン２０の内部空間２６においてロッド部２５の軸線方向に沿ってスライド可能である。スイッチロッド３７の一端としてのスイッチ端部３８は、ロッド部２５の端部としての露出端部２８に形成された貫通孔２９を貫通して出没自在である。バルブ機構３６は、スイッチロッド３７の他端に取り付けられる。
【００３６】
スイッチロッド３７のスイッチ端部３８が、露出端部２８から下方へ突出しているとき、バルブ機構３６は第２連通路３４から離間して第２連通路３４を開放している。
スイッチ端部３８が、露出端部２８の内方へ没入しているとき、バルブ機構３６は第２連通路３４に当接して第２連通路３４を閉鎖している。
貫通孔２９の内周壁には、スイッチロッド３７との間をシールするシール部材３１が介装される。
【００３７】
上記のように構成された流体シリンダ機構１は、例えば成形装置５０の上型７０の下面に、シリンダ１０の基端部１２側が固定される。一方、上型７０に対して相対的に上下動する可動型８０の上面よりやや上方に、ピストン２０の露出端部２８が位置する。
【００３８】
図１に示すように、初期状態では、ピストン２０の露出端部２８、および所定の突出位置にあるスイッチロッド３７のスイッチ端部３８と、可動型８０の上面とは、離間している。
このとき、ピストン２０のフランジ部２１の下端面は、環状部材１１の上端面に接する位置にあり、そのため、第２圧力室１５は実質的に室内空間を有しない状態にある。スイッチロッド３７のスイッチ端部３８が所定の突出位置にあるため、バルブ機構３６は、第２連通路３４を開放した状態にある。
この状態において、第１圧力室１４およびピストン２０の内部空間２６は、所定圧力の作動用エアが充填されている。
【００３９】
図２に示すように、上型７０と可動型８０とが相対的に接近する方向に作動して、スイッチロッド３７のスイッチ端部３８が可動型８０によりロッド部２５の内方へ没入すると、バルブ機構３６が第２連通路３４を閉鎖する。
このとき、第１圧力室１４およびピストン２０の内部空間２６の容積に実質的な変化はないので、作動用エアの圧力は変わらない。
【００４０】
図３に示すように、上型７０と可動型８０とが相対的に接近する方向にさらに作動すると、シリンダ１０に対してピストン２０が相対的に上昇して、フランジ部２１がシリンダ室１３内を相対的に上昇する。そのため、第１圧力室１４の高さが収縮する一方、第２圧力室１５の高さが伸長する。
第２圧力室１５は第１連通路３３を介してピストン２０の内部空間２６と連通しているので、第２圧力室１５の圧力は、ピストン２０の内部空間２６の圧力に等しい。
【００４１】
第１圧力室１４の高さが収縮していくと、第１圧力室１４の圧力は、第２圧力室１５およびピストン２０の内部空間２６の圧力に比べて高くなる。その差が所定値を超えると、逆止弁２３が開いて、第１圧力室１４の圧力が第２圧力室１５およびピストン２０の内部空間２６に逃がされ、両者の圧力差がなくなる。すると、逆止弁２３が閉じる。
この動作を繰り返すことで、第１圧力室１４の圧力と、第２圧力室１５およびピストン２０の内部空間２６の圧力とは、実質的に等しい状態に近似したまま、徐々に上昇していく。
【００４２】
図４に示すように、上型７０と可動型８０とが相対的に接近する方向にさらに作動して、ついにはピストン２０のフランジ部２１の上面が、シリンダ１０のシリンダ室１３の天井面にほぼ接する位置（上昇限位置）まで上昇する。
このとき、第１圧力室１４はほとんど室内空間を有しなくなり、導入通路１６の圧力と、第２圧力室１５およびピストン２０の内部空間２６の圧力とは、実質的に等しく、しかも非常に高い圧力状態にある。
【００４３】
図５に示すように、図４に示す状態から上型７０と可動型８０とが相対的に離間する方向に作動すると、ピストン２０のロッド部２５を下から支える力は失われる。そのため、通常なら、ピストン２０はシリンダ１０に対して下降する。ところが、流体シリンダ機構１は、つぎのように作動する。
【００４４】
いま、第２圧力室１５およびピストン２０の内部空間２６の圧力は、非常に高い圧力状態にある。
そのため、第２圧力室１５の非常に高い圧力は、ピストン２０のフランジ部２１を下から支える。つまり、第２圧力室１５の圧力と、ピストン２０の自重とがバランスする位置で、ピストン２０は、第２圧力室１５の圧力によって支えられ、それ以上は下降しない。
【００４５】
第２圧力室１５の圧力は、図４に示す状態で非常に高い圧力に達しているため、可動型８０によりロッド部２５を下から支える力は失われても、第１圧力室１４の体積増加により、第１圧力室１４の圧力が急激に低下し、図５に示すように、ピストン２０はほとんど下降することなく、第２圧力室１５の内部圧力とバランスされる。
したがって、図４に示す状態におけるピストン２０の高さと、図５に示す状態におけるピストン２０の高さとは、ほとんど変わらず、わずかに下降するのみであり、この下降量はほとんど無視できる程度のものである。
すなわち、第２圧力室１５の非常に高い圧力によって、ピストン２０は戻り動作を抑えられてロッキング状態となる。
よって、ロッキング状態において、ピストン２０は、シリンダ１０内に引き込まれた位置と実質的に変わらない位置で確実に保持される。
【００４６】
成形装置５０は、図７〜図１５に示すように、下型６０と、上型７０と、可動型８０とを備える。
下型６０は、水平方向に延びるベース部６１の中央から隆起した成形部６２を有する。成形部６２は、例えば上に凸状に湾曲していて、その縦断面は、例えば半楕円形状に湾曲している。
【００４７】
下型６０には、ベース部６１の左右両側にワーク支持部材６３が配置される。ワーク支持部材６３は、ワーク（例えば自動車のサイドパネル）Ｗの端部をそれぞれ載せて支持する。ワーク支持部材６３は支柱部材６４によって支えられ、支柱部材６４は、適宜のダンパ機構（図示省略）に支持されて、所定レベルを上回る押下力を受けると、その押下力に応じて下降する。
【００４８】
上型７０は、図示しない駆動機構の作動により図７の上下方向に沿って変位自在なボルスタ（図示省略）に支持されている。そのため、上型７０は、ボルスタの変位に追従して下型６０に対して接近し、または離間する。
上型７０は、水平方向に延びるベース部７１の左右両側から垂下した垂下部７２と、垂下部７２の下端から互いに遠ざかる方向に水平に延びる水平部７３とを有する。垂下部７２の途中には支持部７４が形成されている。
【００４９】
上型７０の左右の垂下部７２どうしの間に、後述する可動型８０が配置される。そのため、左右の垂下部７２には、可動型８０の後述する水平部８２が貫通する貫通孔（図示省略）が、支持部７４を下端としてその上方に上下方向に沿って長孔状に形成されている。
上型７０の左右の水平部７３には、可動型８０の後述する変位用ロッド８３が上下方向に沿って変位可能に挿通される挿通孔７５が形成されている。
【００５０】
水平部７３における下型６０に臨む側の端面から、垂下部７２における可動型８０に臨む側の端面に至るまでには、湾曲するように切り欠かれた形状の成形部７６が設けられている。成形部７６は、下型６０の成形部６２の左右各端部にそれぞれ対向する。
上型７０には、左右の垂下部７２間のベース部７１に、例えば４個の流体シリンダ機構１が、その軸線方向をいずれも鉛直方向に向けて固定されている。
【００５１】
可動型８０は、上型７０の左右の垂下部７２どうしの間に配置される成形部８１と、成形部８１から左右に延びる水平部８２とを有する。成形部８１には、下型６０の成形部６２の湾曲に対応するように湾曲した凹部が形成されている。
水平部８２は、上型７０の垂下部７２に形成された上記貫通孔（図示省略）を貫通して左右に突出している。長孔状に形成された上記貫通孔に沿って水平部８２が上下方向に変位することにより、可動型８０は、上型７０に対して相対的に上下方向に変位する。
水平部８２の突出端には、可動型８０の変位用ロッド８３を上下方向に変位させる可動型変位用シリンダ８４が、固定されている。可動型変位用シリンダ８４は、所定レベルを上回る押下力を受けると、その押下力に応じて下降する。
【００５２】
図７に示すように、成形装置５０が型開き状態にあるとき、可動型８０は上型７０の支持部７４に載って支持されている。このとき、可動型８０の上面は、流体シリンダ機構１のピストン２０の下端から離間した位置にある。変位用ロッド８３は所定長さの伸長状態にあり、変位用ロッド８３の下端は、ワーク支持部材６３に載置されたワークＷの上面から離間した位置にある。ワーク支持部材６３は、下型６０のベース部６１から所定高さに位置している。
【００５３】
図８に示すように、成形装置５０の上型７０が下降していくと、まず、変位用ロッド８３の下端が、ワーク支持部材６３に載置されたワークＷの上面に接触してワークＷを挟持する。このとき、可動型変位用シリンダ８４は作動しないため、変位用ロッド８３は所定長さの伸長状態にある。上型７０と可動型８０との相対的位置関係に変化はなく、可動型８０の上面は、流体シリンダ機構１のピストン２０の下端から離間した位置にある。支柱部材６４のダンパ機構は作動しないため、ワーク支持部材６３は、下型６０のベース部６１から所定高さに位置している。
【００５４】
図９に示すように、成形装置５０の上型７０がさらに下降するとき、可動型変位用シリンダ８４は作動しないため、変位用ロッド８３は、所定長さの伸長状態に維持される。そのため、可動型８０は図８と同じ位置に保たれる。これにより、流体シリンダ機構１のピストン２０の下端は、可動型８０の上面に接触する。また、可動型８０は、上型７０の支持部７４から上方へ離間する。このとき、支柱部材６４のダンパ機構は作動しないため、ワーク支持部材６３は、下型６０のベース部６１から所定高さに位置している。
【００５５】
図１０に示すように、成形装置５０の上型７０がさらに下降するとき、流体シリンダ機構１のピストン２０の下端が可動型８０の上面を押圧する。これにより、可動型変位用シリンダ８４が作動して、変位用ロッド８３は、所定の最短長さまで短縮していく。このとき、上型７０と可動型８０との相対的位置関係にほぼ変化はない。支柱部材６４のダンパ機構は作動しないため、ワーク支持部材６３は、下型６０のベース部６１から所定高さに位置している。
【００５６】
図１１に示すように、成形装置５０の上型７０がさらに下降するとき、変位用ロッド８３はこれ以上短縮できない。そのため、支柱部材６４のダンパ機構が作動して、ワーク支持部材６３は、上型７０の水平部７３の底面に押されて、下型６０のベース部６１から所定の第１の高さまで下降する。これにより、可動型８０は下死点に到達し、そして、可動型８０の下面と下型６０の中央部との間でワークＷを成形する。このとき、上型７０と可動型８０との相対的位置関係にほぼ変化はない。
【００５７】
図１２に示すように、成形装置５０の上型７０がさらに下降するとき、支柱部材６４のダンパ機構がさらに作動して、ワーク支持部材６３は、上型７０の水平部７３の底面に押されて、下型６０のベース部６１から所定の第２の高さまでさらに下降する。このとき、可動型８０は下降できない。そのため、流体シリンダ機構１のピストン２０の下端が可動型８０の上面により押圧されて、ピストン２０がシリンダ１０に対して上昇する。これにより、上型７０は下死点に到達し、そして、上型７０の下面と下型６０の両側部との間でワークＷを成形する。このとき、変位用ロッド８３は中間長さまで伸長する。
【００５８】
図１３に示すように、成形装置５０の上型７０がごくわずか上昇するとき、流体シリンダ機構１のピストン２０は、シリンダ１０内に引き込まれたままのロッキング状態となり、可動型８０の上面を下方へ押圧しない。そのため、上型７０は、上型７０と可動型８０との相対的位置関係にほぼ変化がない状態を保って上昇する。このとき、ワーク支持部材６３は、上型７０の上昇分だけ上昇する。これにより、ワークは、成形部８１に押し戻されることなく、下型６０から離型される。
【００５９】
図１４に示すように、成形装置５０の上型７０がさらに上昇するとき、ワーク支持部材６３は、下型６０のベース部６１から初期の所定高さまで上昇する。その後、変位用ロッド８３は、初期の所定長さまで伸長する。そのため、変位用ロッド８３の下端は、上型７０の水平部７３から下方へ突出する。これにより、ワークＷは、中央部が可動型８０から、両側部が上型７０から、同時に離型される。このとき、流体シリンダ機構１のピストン２０は、ロッキング状態に保たれる。
【００６０】
図１５に示すように、成形装置５０の上型７０がさらに上昇するとき、可動型８０は図１４に示す位置から上昇しないため、流体シリンダ機構１のピストン２０の下端は可動型８０の上面から離間する。その後、流体シリンダ機構１のピストン２０は、ロッキングを解除されることとなる。図１５は、流体シリンダ機構１のピストン２０がロッキングを解除される前の状態を示す。図１５は、成形装置５０の上型７０の上昇にともない、上型７０の支持部７４が可動型８０を載せて支持する高さまで上昇した位置を示す。
【００６１】
その後は、成形装置５０の上型７０がさらに上昇して、図７に示す位置まで復帰する。それまでに、流体シリンダ機構１のピストン２０は、ロッキングを解除されて、シリンダ１０から下方へ突出した原位置に復帰する。つまり、下型６０、上型７０、可動型８０、流体シリンダ機構１のすべてが、図７に示す位置に復帰する。
【００６２】
第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ピストン２０が外力を受けてシリンダ１０内に引き込まれる方向に作動することにより、第１圧力室１４の圧力が上昇すると、第１圧力室１４中の流体が第１流路２２を通って第２圧力室１５へ流れることで、第２圧力室１５の圧力も上昇する。
第２圧力室１５の圧力が所定レベルまで上昇した状態で、ピストン２０を作動させる外力が除去されたとき、第２圧力室１５の圧力によって、ピストン２０の戻り動作を抑えてロッキング状態とすることができる。
したがって、ロッキング状態において、ピストン２０を、シリンダ１０内に引き込まれた位置と実質的に変わらない位置で確実に保持することができる。
【００６３】
（２）ピストン２０がシリンダ１０内に引き込まれる方向に作動することにより、第１圧力室１４の圧力が上昇すると、第１圧力室１４中の流体が第１流路２２を通って第２圧力室１５へ流れようとするが、この流体の流れを逆止弁２３は許容する。そのため、第１圧力室１４の圧力が上昇したとき、第１圧力室１４中の流体は、第１流路２２を通って自動的に第２圧力室１５へ流れることができる。
したがって、第１流路２２の構造をきわめて簡素に構成することができる。
【００６４】
（３）ピストン２０のロッド部２５にはその側壁を貫通して第１連通路３３が形成される。
これにより、例えば、ピストン２０のロッド部２５にその軸線方向に沿った面倒な機械加工をすること、そのため、ピストン２０のロッド部２５の壁厚をより厚くするためにロッド部２５の外径をより大きく形成すること、ひいては、流体シリンダ機構１全体の外径をより大きく構成すること、などは全く不要である。
したがって、流体シリンダ機構１の外径寸法を小さく構成することができる。
【００６５】
（４）スイッチロッド３７のスイッチ端部３８がピストン２０のロッド部２５の貫通孔２９から出没するのに応じて、スイッチロッド３７がバルブ機構３６を介して第２流路３２を開閉させることができる。すなわち、スイッチロッド３７のスイッチ端部３８がロッド部２５の貫通孔２９から突出しているとき、バルブ機構３６は第２連通路３４を開放し、スイッチロッド３７のスイッチ端部３８がロッド部２５の貫通孔２９に没入しているとき、バルブ機構３６は第２連通路３４を閉鎖する。
したがって、第２流路３２の開閉構造をきわめて簡素に構成することができる。
【００６６】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る流体シリンダ機構２を示す概略的縦断面図である。
この流体シリンダ機構２と、第１実施形態に係る流体シリンダ機構１との相違点は、導入通路１６および供給管１７の設置位置にある。その他については、流体シリンダ機構２と流体シリンダ機構１には差異はない。そのため、流体シリンダ機構１で用いた符号と同じ符号を用いて流体シリンダ機構２の各部を示してある。
【００６７】
流体シリンダ機構１の場合は、シリンダ１０の基端部１２側に、導入通路１６が形成され、この導入通路１６に、先端に逆止弁１８を備えた供給管１７が設置されている。この場合、導入通路１６を介して、第１圧力室１４に作動用エアが導入される。
これに対して、流体シリンダ機構２の場合は、ピストン２０のロッド部２５の側壁に、供給管１７が設置されている。この場合、供給管１７を介して、ピストン２０の内部空間２６に作動用エアが導入される。
供給管１７は、コンプレッションタンク９０に配管９１を介して接続される。配管９１には、ガス注入部９２が接続される。ガス注入部９２には、バルブ９３を介してガスボンベ９４からガスが注入される。
【００６８】
流体シリンダ機構２は、つぎのような特徴を有する。
流体シリンダ機構２自体には導入通路１６を形成する必要がない。すなわち、シリンダ１０の基端部１２側に、導入通路１６が形成されず、供給管１７も設置されない。そのため、シリンダ１０の基端部１２側の構成がシンプルになり、流体シリンダ機構２全体の高さが低く抑えられる。
ピストン２０の内部空間２６は、第１圧力室１４に比べて、容積を大きくすることが容易である。そのため、配管９１に供給管１７を接続することで、流体シリンダ機構２をコンプレッションタンク９０に直接接続できる。これにより、流体シリンダ機構２の容積変化量が小さく抑えられ、急激な圧力上昇が防止される。
コンプレッションタンク９０に直接接続するだけでなく、別の１台または複数台の流体シリンダ機構２と配管接続できる。
【００６９】
第２実施形態によれば、上記の効果に加えて、以下のような効果がある。
（５）シリンダ１０の基端部１２側に、導入通路１６および供給管１７が設置されない。そのため、シリンダ１０の基端部１２側の構成がシンプルになる。したがって、流体シリンダ機構２全体の高さを低く抑えることができる。
【００７０】
（６）ピストン２０の内部空間２６は、容積を大きくすることが比較的容易である。そのため、配管９１に供給管１７を接続することで、流体シリンダ機構２をコンプレッションタンク９０に直接接続することができる。したがって、流体シリンダ機構２の容積変化量を小さく抑えることができ、急激な圧力上昇を防止することができる。
【００７１】
（７）流体シリンダ機構２をコンプレッションタンク９０に直接接続するだけでなく、別の１台または複数台の流体シリンダ機構２と配管接続することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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