JP6761735B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、流体供給により推力を発生させる流体圧シリンダに関る。

流体を供給することで所望の推力を発生させる「押す」「持ち上げる」「つかむ」「運ぶ」「はさみつける」などの各種動きを実現するために、油圧シリンダや空気圧シリンダなどの流体シリンダが広く使用されている。
例えば、比較的小型のシリンダにおいて大きな推力を得る場合には油圧シリンダを選択することが多いが、加圧された油を供給する油圧装置などの付帯装置を必要とし、コスト、スペースともに不利であった。
一方、空気圧シリンダは、シンプルな構造で取り扱いが簡単であるが、供給するエアの圧力の限界や、圧縮性があることから大きな推力を得ることはできなかった。

そこで、エア供給で油圧供給の場合と同等の推力を発生させることができるエアハイドロ式シリンダが特許文献１で提案されている。
このエアハイドロ式シリンダは、空気圧ピストンの移動量を、内蔵された油を使用して油圧シリンダの断面積に変化させることで油圧ピストンから大きな推力を得るようになっている。

しかし、特許文献１記載技術では、空気圧ピストンと油圧ピストンは動作方向において直接連接されていないため、空気圧ピストンの移動量にくらべ、推力の出力対象である油圧ピストンに対して得られる移動量が小さいという問題があった。各ピストン径の選択値にもよるが、例えば、空気圧ピストンの全ストローク１５ｍｍに対して、油圧ピストンを２．５ｍｍしか移動させることができない。
このため、例えば、先端に取り付けた治具でワークを掴んだり押したりするアクチュエータとして使用する場合、治具の稼働範囲が狭いため、ワークに対してアクチュエータ全体を移動させる必要があった。

特許第４８９５３４２号公報

本発明は、供給する流体による大きな移動量とともに、供給する流体による推力よりも大きな推力を得ることが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

（１）請求項１に記載の発明では、筺体と、前記筺体内に設けられた第１流体室、第２流体室、及び第３流体室と、前記第１流体室、前記第２流体室および前記第３流体室に満たされた内部流体と、所定方向に移動可能に設けられ、前記第１流体室の一方の壁面を形成する中央に第１貫通孔が形成された第１ピストンと、前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第２流体室と第３流体室との間に配設され、前記第２流体室と第３流体室内を繋ぐ連通部が形成された第１板状部と、前記第１ピストンと前記第１板状部の間に配設されたバネと、前記第１板状部に配設され、前記第１貫通孔を貫通して、前記所定方向における前記第１ピストン側の前記筐体の外部に延出する出力ロッドと、前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第３流体室の一方の壁面を形成する第２板状部と、を備え、前記第１板状部は、前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きく形成され、前記第１ピストンに外部から供給された供給流体の圧力が加えられることにより、前記第１板状部と前記出力ロッドが駆動される流体圧シリンダを提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドを中心軸の周りに回転させる回転機構を具備したことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダを提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記回転機構は、前記筐体の端部を閉塞する蓋と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダを提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記回転機構が、前記筐体と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダを提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記回転機構が、前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対してねじれた溝部と、の摺動機構によって前記出力ロッドを回転させることを特徴とする請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の流体圧シリンダを提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドの、中心軸周の回転を防止する回転防止する回転防止機構を備え、前記回転防止機構は、前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対して直線状の直線溝部と、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダを提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、前記筺体に設けられた第４流体室と、前記所定方向に移動可能に前記第４流体室内に配設され、外部から供給された供給流体の圧力を前記第１ピストンに加える、中央に第３貫通孔が形成された第３ピストンと、を備え、前記出力ロッドは、前記第１貫通孔と第３貫通孔を貫通して外部に延出されている、ことを特徴とする請求項１から請求項６までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、前記第３ピストンは、前記供給流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンにおける前記投影面積より大きく形成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の流体圧シリンダを提供する。
（９）請求項９に記載の発明では、前記バネは、一方の端部が前記第１板状部と当接し、他方の端部が前記第１ピストンと当接することで、前記第１ピストンと前記第１板状部の間に配設されている、ことを特徴とする請求項１から請求項８までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１０）請求項１０に記載の発明では、前記バネは、一方の端部が前記第１板状部と当接し、他方の端部が前記第１流体室と前記第２流体室との境界部と当接することで、前記第１ピストンと前記第１板状部の間に配設されている、ことを特徴とする請求項１から請求項８までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１１）請求項１１に記載の発明では、前記第２板状部には、当該第２板状部を前記第１板状部方向に向けて付勢する付勢部材を備えている、ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１２）請求項１２に記載の発明では、前記第１ピストンと前記第１板状部との距離を所定距離以下に制限する制限機構を備える、ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１３）請求項１３に記載の発明では、前記連通部は複数の連通孔で構成されている、ことを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１４）請求項１４に記載の発明では、前記連通孔の少なくとも１部には、孔の内径を変更する内径調整部材が配設されている、ことを特徴とする請求項１３に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１５）請求項１５に記載の発明では、前記第２板状部には、前記複数の連通孔の一部に対応する位置に、当該連通孔内に挿入される所定長さの突起部が形成されている、ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１６）請求項１６に記載の発明では、前記内部流体が非圧縮性流体である、ことを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。
（１７）請求項１７に記載の発明では、前記内部流体が圧縮性流体である、ことを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダを提供する。

本発明によれば、第１板状部と第２板状部が当接するまでは内部流体が連通部を移動するので、出力ロッドは、外部から供給された供給流体の圧力により大きな移動量を得ることができ、当接した後は連通部が塞がれて内部流体の圧力を受けるので供給流体による推力よりも大きな推力を得ることができる。

第１実施形態におけるエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。 第１実施形態における空気圧ピストンの移動に伴う各部の移動状態を表した説明図である。 第１実施形態における空気圧ピストンの移動に伴う各部の移動状態を表した説明図である。 空気圧ピストンの出力方向の移動に伴う、各部相互の状態と、出力ロッドに作用する力を表した説明図である。 第２実施形態におけるエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。 第３実施形態におけるエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。 １ 第４実施形態における調節機構周辺の断面拡大図である。

以下、本発明の流体圧シリンダをエアハイドロ式シリンダに適用した好適な実施の形態について、図１から図７を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
本実施形態のエアハイドロ式シリンダでは、空気圧室からの空気圧を受ける空気圧ピストン２１と、空気圧ピストン２１と直結された第１油圧ピストン３１と、第２油圧ピストン４１を備えている。第２油圧ピストン４１は、油圧室を第２油圧室４２と第３油圧室４３に仕切る第１板状部５０と、第１板状部５０と一体に形成された出力ロッド５２を有している。第１板状部５０は、その厚さ方向に連通孔５１が形成され、ここを油ＯＬが移動することで油圧力を受けずに左右に移動する。第２板状部６０は第１板状部５０と当接することで連通孔５１を塞ぐ閉鎖手段として機能する。

第１板状部５０は、コイルバネ７０によって第３油圧室４３の方に付勢されており、コイルバネ７０を介して空気圧ピストン２１の出力方向の移動に同期して、第２板状部６０に当接するまで移動する。この空気圧ピストン２１に同期した移動中において、第１板状部５０は、連通孔５１を油ＯＬが移動することで油圧を受けずに、低推進力（空圧）で大きく移動する。
第２板状部６０に当接すると連通孔５１が塞がれるので、第１板状部５０が第２油圧室４２の端面を構成し、油圧力を受けた移動となる。この間において第１板状部５０は、第２板状部６０とともに、終端の短いストロークを高推進力（油圧力）で移動する。
全ストロークを移動した状態の空気圧ピストン２１が退避方向に戻ると、第２油圧室４２の油圧が低下し、第２板状部６０はコイルバネ６４の付勢力で当接位置まで戻る。当接位置以降は、第１板状部５０が空気圧ピストン２１と同期しながら元の移動開始位置まで退避移動する。

本実施形態によれば、出力ロッド５２で駆動させるものの動作範囲を大きくすることができる。そして、大きな駆動部分は空気圧により駆動し、ストロークの終端付近の短いストロークを油圧により駆動することができる。これにより、空気圧による駆動部分を早送り、油圧による駆動部分を微小送りにすることができる。
第１板状部５０と出力ロッド５２は当接位置までコイルバネ７０を介して移動するので、動作途中で何かに衝突してもコイルバネ７０のたわみにより、衝撃を吸収することができる。

（２）実施形態の詳細
以下、本発明の流体圧シリンダをエアハイドロ式シリンダに適用した第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るエアハイドロ式シリンダの全体構成を表した断面図である。なお、以下の各断面図では、符号の引出線との区別が付きにくくなるため各部の断面を表す斜線については省略している。ただし、全体構成を表した図１では、各部の区別を明確にするため、各シリンダ内の供給エア（空気）ＡＲと油ＯＬが存在している空間についてはそれぞれ密度が異なる網点で区別している。
エアハイドロ式シリンダ（流体圧シリンダ）１は、図１に示すように、シリンダ本体（筺体）１０と、シリンダ本体１０の両端に配置された蓋１１、１３とを備えている。

シリンダ本体１０の内部には、シリンダ本体１０の中心軸線（所定方向）Ｃと中心軸線を共通にし、円筒内面を有する空気圧シリンダ２０と、第１油圧シリンダ３０と、第２油圧シリンダ４０とが直列に形成されている。
本実施形態のシリンダ本体１０では、空気圧シリンダ２０の内径が５０ｍｍ、第１油圧シリンダ３０の内径が１６ｍｍ、第２油圧シリンダ４０の内径が６０ｍｍに形成されている。
空気圧シリンダ２０は、シリンダ本体１０の一方の端面（図面左側）に開放されて形成され、当該開放部は蓋１１により塞がれている。蓋１１は図示しない取り付け機構（例えば、ネジ）によりシリンダ本体１０に固定されている。
蓋１１の中心部には、出力ロッド５２を外部に延出するための第２出力孔１１１が形成されている。
第１油圧シリンダ３０は、一方の側が空気圧シリンダ２０に対して開放されて形成されるとともに、他方の側が第２油圧シリンダ４０に対して開放されて形成されている。即ち、第１油圧シリンダ３０は、空気圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ４０とを連通させている。
第２油圧シリンダ４０は、一方の側が第１油圧シリンダ３０と連通し、他方の側がシリンダ本体１０の他方の端面に開放されて形成されている。第２油圧シリンダ４０は、その内径が２つとなるように、すなわち、第１油圧シリンダ３０側の内径よりも開放部側の方が大きな内径にザグリ加工されることで、両径が異なる部分に段差部４４が形成されている。この第２油圧シリンダ４０による開放部は、シリンダ本体１０に蓋１３が複数のネジ１４で固定されることによって塞がれている。

シリンダ本体１０には、中心軸線Ｃ方向に沿って往復移動可能に、略板状の空気圧ピストン（第３ピストン）２１が空気圧シリンダ２０内に、略板状の第１油圧ピストン（第１ピストン）３１が第１油圧シリンダ３０内に、互いに平行に対向配置された同径の第１板状部５０と第２板状部６０を備える第２油圧ピストン（第２ピストン）４１が第２油圧シリンダ４０内に、それぞれ配置されている。
なお、以下の明細書では、中心軸線Ｃ方向のうち、第１油圧ピストン３１から第２油圧ピストン４１の方向を「出力方向」といい、第１油圧ピストン３１から空気圧ピストン２１の方向を「退避方向」というものとする。
より詳細には、実際に出力を行うクランパ５３０は、空気圧シリンダ２０に対して待避方向に配設されているが、クランパ５３０は、ワーク（対象）を空気圧シリンダ２０側に引き込み押圧して把持するため、第２油圧ピストン４１の方向が出力方向となる。
空気圧シリンダ２０の内径は、第１油圧シリンダ３０の内径よりも大きく形成されている。一方、第２油圧シリンダ４０の油ＯＬが充填されている箇所の内径は、第１油圧シリンダ３０の内径よりも大きく形成されている。
すなわち、空気圧ピストン２１が作動室２３Ａで供給エアＡＲと接する面における中心軸線Ｃ方向に対する垂直面への投影面積をＳａ、第１油圧ピストン３１の油と接する面における同垂直面への投影面積をＳ１、第１板状部５０が第２油圧室で油ＯＬと接する面の同垂直面への投影面積をＳ２１、第２板状部６０が第３油圧室で油ＯＬと接する面の同垂直面への投影面積をＳ２２とした場合、各面積は次の関係となるように形成されている。
Ｓａ＞Ｓ１
Ｓ１＜Ｓ２１＜Ｓ２２
ここで、Ｓ２１＜Ｓ２２となるのは、第１板状部５０と第２板状部６０は、同一径の第２油圧シリンダ４０に収納されているものの、第１板状部５０は、連通孔５１を有すると共に第２油圧シリンダ４０と第１板状部５０の外周面の間に間隙が存在するからである。
なお、本実施形態では、Ｓａ＞Ｓ２２に形成されているが、両投影面積についてはＳａ≦Ｓ２２であってもよい。

第１油圧シリンダ３０内に配置された第１油圧ピストン３１は、第１油圧シリンダ３０とともに、第１油圧室（第１流体室）３２を形成する。この第１油圧室３２の内部には、油（内部流体）ＯＬが満たされている。
第１油圧シリンダ３０の側面には、シリンダ本体１０を貫通する給油孔１７が形成されている。この給油孔１７は、第１油圧室３２、第２油圧室４２、第３油圧室４３、及び第１板状部５０の連通孔５１などを満たす油ＯＬを供給するためのものである。給油孔１７には、第１油圧室３２から油ＯＬが流出することを防止するための封止ネジ１８が配置されている。
各油圧室３２、４２、４３内の油圧を測定するための圧力センサ（図示しない）を封止ネジ１８に配設することもできる。この場合、圧力センサの配管を外部に取り出すための配管孔を封止ネジ１８に設ける。

なお、本実施形態では給油孔１７から各油圧室３２、４２、４３と連通孔５１に充填する流体として油ＯＬを使用するが、充填する流体としては油ＯＬに限られるものではなく流体であればよいが、非圧縮性流体の方が好ましい。非圧縮性流体の油を用いることで、推力の一部が流体の圧縮に消費されることを防止できるため、効率よく出力ロッド５２に大きな推力を発生させることができる。
但し、空気圧シリンダ２０だけでなく、両シリンダ３０、４０も空気圧シリンダとしてもよい。この場合には空気圧シリンダ全体の出力（推力）を向上させることができるので、一般的なシリンダよりも出力が大きい空圧シリンダとすることができる。

また、本実施形態では、給油孔１７を第１油圧シリンダ３０に形成したが、第２油圧シリンダ４０に形成し、封止ネジ１８で封止するように構成することもできる。
なお、封止ネジ１８に圧力センサを配設する場合には、第１油圧室３２か第２油圧室４２の部分に設けることが好ましい。これは、後述するように、第１板状部５０と第２板状部６０とが当接することで、第３油圧室４３の容積が実質ゼロとなる場合があり、油圧の検出ができなくなるためである。

第１油圧ピストン３１の円周面（外周面部）には円環状のシール部材３５が設けられ、第１油圧室３２内の油ＯＬが空気圧シリンダ２０側に流出することを防止している。
なお、シール部材３５としては、後述する他のシール部材を含め、円環状に形成されたゴムリングなど、公知の各種部材を用いることができ、特に限定するものではない。
第１油圧ピストン３１は、第１油圧室３２側と反対側の面に、外部から供給された供給流体の圧力が直接的に、又は間接的に加えられるようになっている。本実施形態では、外部から供給された供給エアＡＲの圧力が、空気圧ピストン２１と後述のピストンロッド２６を介して間接的に第１油圧ピストン３１に加えられる。
ピストンロッド２６は、一端側に第１油圧ピストン３１が形成され、他端側に空気圧ピストン２１が一体形成された部材であって、中心軸線Ｃ上に出力ロッド５２を同軸で挿通するための第１出力孔２７が形成された中空構造を有している。
ここで、第１出力孔２７の第１油圧ピストン３１側は、第１貫通孔として機能し、第１出力孔２７の空気圧ピストン２１側は、第３貫通孔として機能している。
そのため、第１油圧ピストン３１は、中央に第１貫通孔が形成された第１ピストンとして機能し、空気圧ピストン２１は、中央に第３貫通孔が形成された第３ピストンとして機能している。
これら第１貫通孔と第３貫通孔（第１出力孔２７）は、出力ロッド５２を貫通させこれを外部に延出させる機能を有している。出力ロッド５２の一端は、エアハイドロ機構の出力動作方向と反対方向で外部に出ている。そして、当該外部に出た出力ロッド５２の先端には、後述するように、ワークを把持するクランパ５３０（爪）を取り付けることができる。

第２油圧シリンダ４０内には、第２油圧ピストン４１が配置され、第２油圧ピストン４１は、互いに平行に対向配置された第１板状部５０と第２板状部６０を備えている。
第２油圧ピストン４１は、第２油圧シリンダ４０と第１板状部５０により第２油圧室（第２流体室）４２を形成し、また、第１板状部５０と第２板状部６０の両対向面と第２油圧シリンダ４０により第３油圧室（第３流体室）４３を形成する。
第２油圧室４２と第３油圧室４３の内部には油ＯＬが満たされている。

第１板状部５０の周囲には、円環状のシール部材が配設できる場合は、これを配置し、第１板状部５０の外径が小さく、適合するシール部材が無いなどの場合には、これを配置しない。
なお、後者の場合には、第１板状部５０の外径を第２油圧室４２の内径よりやや小さくし、第１板状部５０の外周面と第２油圧室４２の内周面の間に摺動用の間隙（第１板状部５０と第２油圧シリンダ４０の摩擦をさけるため）を設ける。第２油圧室４２と第３油圧室４３との間で油ＯＬが流動することにより、第１板状部５０が第２板状部６０から独立して移動することを意図しているため、このような間隙が設けられていてもよい。本実施形態では、シール部材を配置していない。
第１板状部５０には、第２油圧室４２と第３油圧室４３とを繋ぎ、油ＯＬが第２油圧室４２と第３油圧室４３の間を流通可能とする連通孔５１が形成されている。本実施形態の連通孔５１は、同心円上の複数箇所（例えば４箇所）に形成されているが、少なくとも１つ以上形成されていればよい。また、複数形成する場合には、必ずしも同心円上にでなくてもよい。
連通孔５１は、第２流体室４２と第３流体室内４３を繋ぐ連通部として機能する。
なお、第１板状部５０の外周面に設けた間隙で油ＯＬを流通させる場合は、当該間隙を連通部とし、連通孔５１を省略することも可能である。
この場合、当該間隙は、第１板状部５０の外周部の全周に渡って連通孔５１を連続的に形成したものと見なすことができる。
また、第２板状部６０には、その円周面に円環状のシール部材６５が設けられる。

第１板状部５０の中央には、蓋１１側（退避方向側）へ凸状に延びる円柱形状の出力ロッド５２が配設されている。出力ロッド５２は、ピストンロッド２６の中央に形成された第１出力孔２７を摺動状態で貫通すると共に、蓋１１の中央に形成された第２出力孔１１１を貫通して蓋１１の外側まで延出されている。
出力ロッド５２の外周と第１出力孔２７の内周の間には、油ＯＬ漏れを防止するための円環状のシール部材３６が設けられている。
また、この他に、出力ロッド５２の外周と第２出力孔１１１の内周の間には円環状のシール部材１１２が、蓋１１の外周とシリンダ本体１０の内周の間には円環状のシール部材１１３が設けられている。
なお本実施形態の出力ロッド５２は、第１板状部５０と一体形成されているが、螺合等の各種方法によって第１板状部５０に固定されるようにしてもよい。

第２板状部６０と蓋１３との間には複数のコイルバネ（第１付勢部材）６４が、中心軸線Ｃを中心とした円周上に等間隔に配置されている。第２板状部６０と蓋１３の両対向面には、コイルバネ６４の配置位置に応じて、コイルバネ６４の端部を収容するための凹部が形成されている。
この複数のコイルバネ６４は圧縮状態で配設されている。これにより第１板状部５０と第２板状部６０と当接している場合には両者が、離れている場合には第２板状部６０が、退避方向（蓋１３から離れる方向）に付勢される。
また、蓋１３の中心軸線Ｃ上には蓋１３を貫通する貫通孔１３１が形成されている。貫通孔１３１は、通気孔として機能している。

第２板状部６０は、蓋１３側の面に係止手段として機能するフランジ６７が形成されている。フランジ６７は、第２油圧シリンダ４０の小径部分（段差部４４よりも蓋１１側）の内径よりも大きく、大径部分（段差部４４よりも開口端側）よりも小さく形成され、大径部分を移動する。
コイルバネ６４によって退避方向に付勢されている第２板状部６０は、そのフランジ６７が第２油圧シリンダ４０の段差部４４と当接することで係止する。

なお、段差部４４とフランジ６７は、コイルバネ６４により付勢される第２板状部６０を所定位置で係止する機能を実現するための構成であるため、当該機能を実現することが可能であれば他の構成とすることも可能である。
例えば、段差部４４とフランジ６７に代えて、第２油圧シリンダ４０の開放端から段差部４４に対応する位置まで、第２油圧シリンダの内周面に中心線Ｃ方向に沿った凹部（溝部）を複数形成すると共に、当該凹部と嵌合する径方向の凸部を第２板状部６０の外周面に複数形成する。これにより、コイルバネ６４で付勢される第２板状部６０は、第２板状部６０の凸部が、第２油圧シリンダ４０の凹部（溝）内を中心線Ｃ方向に摺動し、凹部（溝）の終端面（当該終端面が段差部として機能する）と当接することで係止する。

上述したように、第１板状部５０に出力ロッド５２が形成されており、出力ロッド５２は、第１出力孔２７、第２出力孔１１１を貫通して蓋１１の外部に延出されている。
蓋１１から延出した出力ロッド５２の先端には、ワークを保持するためのクランパ５３０が取付ネジ５２１によって取り付けられている。
クランパ５３０は、出力ロッド５２の軸線と直角方向に爪部分をのばすように固定されている。
そして、第１板状部５０が出力方向に移動すると、これにともなって爪部分の先端がワークを空気圧シリンダ２０内部に入る方向に引き込んでこれを固定する。

また、蓋１１と出力ロッド５２の間には、カム機構８０が形成されており、ワーク着脱の際には、カム機構８０によってクランパ５３０が中心軸線Ｃの周りに旋回し、ワーク着脱の際にワークとクランパ５３０の干渉を防止するようになっている。
カム機構８０は、出力ロッド５２の退避方向側の端部の外周と、蓋１１の第２出力孔１１との間に形成されている。カム機構８０は、出力ロッド５２の外周面に形成されカムリードとして機能するらせん状にねじれた溝部８１と、蓋１１の第２出力孔１１１から先端部が突出し、当該先端部が溝部８１にて嵌合するピン８３から構成されている。
ピン８３は、蓋１１の外周から第２出力孔１１１に至るまで形成されたピン孔８２に挿入されて固定されている。

ピン８３の先端径は、溝部８１の幅よりも適度に小さいすきまばめに設定されており、出力ロッド５２が軸方向に移動すると、ピン８３が溝部８１の嵌合により、出力ロッド５２が溝部８１のねじれに倣って中心軸線Ｃの周りに回転する。
また、出力ロッド５２の回転を円滑に行うために、出力ロッド５２の第１油圧シリンダ３０側にはスラスト軸受７１が設けられ、空気圧室２２側にはスラスト軸受５２２が設けられている。これらのスラスト軸受け構造により、旋回する側としない側の摩擦力を低減している。

図１には、溝部８１の形状をわかりやすく示すために正面図に対応させた溝部８１を平面に展開した状態の図も付加してある。
正面図に示したように溝部８１の終端部分（退避方向側の端部）には、螺旋構造が終了し、中心軸線Ｃと平行に形成された直線溝部３００が形成されている。ピン孔８２の先端が直線溝部３００をなぞる際、出力ロッド５２は、回転せずに移動し、第１板状部５０と第２板状部６０が当接した以降は油圧による大きな推力で移動する。
カム機構８０の螺旋部分は、空気圧による出力ロッド５２の早送り動作に対応しており、直線溝部３００は、クランプに必要な油圧によるストロークに対応している。
このため、エアハイドロ式シリンダ１は、出力ロッド５２の早送り部分でクランパ５３０を旋回動作させ、ワークを把持するストロークでは、クランパ５３０の旋回動作を止めてワークを把持させると共に油圧により十分な把持力を発揮させる。

以上の構成により、出力ロッド５２の先端に取り付けられたクランパ５３０は、出力ロッド５２の前後動作に伴って中心軸の周りに回転するため、この機構よって、ワークを着脱する際にワークと干渉しない位置にクランパ５３０を退避させることができる。
また、エアハイドロ式シリンダ１は、クランプに必要なストロークだけを油圧にすることができる。
なお、第２出力孔１１１の内周面に溝部８１を形成し、出力ロッド５２にピン８３を設けてもよい。

このように、カム機構８０は、出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドを中心軸の周りに回転させる回転機構として機能しており、当該回転機構は、筐体（シリンダ本体１０）の端部を閉塞する蓋１１と、出力ロッド５２の間に形成されている。
より具体的には、当該回転機構は、出力ロッド５２と、当該出力ロッド５２に対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材として機能するピン８３と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに出力ロッド５２の移動方向に対してねじれた溝部８１との摺動機構によって出力ロッド５２を回転させている。

第１油圧室３２では、出力ロッド５２の外周に出力ロッド５２の径よりも大きなコイル内径を有するコイルバネ（第２付勢手段）７０が圧縮状態で配設されている。その結果、コイルバネ７０の一端が第１油圧ピストン３１と当接し、他端が第１板状部５０と当接している。
なお、コイルバネ７０は、そのバネ定数が、複数のコイルバネ６４全体を合成した場合のバネ定数よりも小さくなるように形成されている。

ところで、第２出力孔１１１の内径は、第１出力孔２７の内径よりも大きく形成されており、これに対応して、出力ロッド５２の外径は、第２出力孔１１１側で第１出力孔２７側よりも大きくなっている。
そして、これによる出力ロッド５２の外径の段差部５３に前述したスラスト軸受５２２が配設されている。

このように段差部５３で出力ロッド５２がスラスト軸受５２２を介して空気圧ピストン２１の端面に当接するため、出力ロッド５２のピストンロッド２６に対する出力方向への移動は規制される。
一方、コイルバネ７０は、第１油圧ピストン３１と第１板状部５０の間に圧縮状態で配設されている。

これにより、第１板状部５０は、第１油圧ピストン３１から遠ざかる方向にコイルバネ７０によって付勢されている。
このように、コイルバネ７０は、一方の端部が第１板状部５０と当接し、他方の端部が第１油圧ピストン３１と当接することで、第１油圧ピストン３１と第１板状部５０の間に配設されている。

そして、第１油圧ピストン３１が出力方向に移動すると、第１板状部５０と出力ロッド５２は、第１板状部５０と第２板状部６０とが当接するまでの間、同じ距離だけ出力方向に一体的に移動する。一方、第１板状部５０が第２板状部６０に当接した後は、第１油圧ピストン３１の移動に対し、空気圧ピストン２１が段差部５３から離れ、出力ロッド５２は、油圧によって出力方向に移動する。
即ち、第１板状部５０が第２板状部６０と当接しない期間は、第１板状部５０に油圧が作用しないため、空気圧ピストン２１による圧力はコイルバネ７０の付勢力によって第１板状部５０に伝達され、第１板状部５０と第２板状部６０が当接している期間は、油圧が第２油圧ピストン４１に作用するため、空気圧ピストン２１による圧力は油圧によって出力ロッド５２に伝達される。

空気圧シリンダ２０は、蓋１１とともに空気圧室（第４流体室）２２を形成している。この空気圧室２２は、空気圧シリンダ２０内に配置された空気圧ピストン２１により、２つの作動室（小部屋）２３Ａ、２３Ｂに区切られている。シリンダ本体１０には、作動室２３Ａ、２３Ｂに対してそれぞれ外部と連通する流通孔（開口部）２４Ａ、２４Ｂが形成されている。
作動室２３Ａ、２３Ｂには、外部から流通孔２４Ａ、２４Ｂを通じて所定圧力に加圧された供給エアＡＲ（供給流体）ＡＲが流入したり、作動室２３Ａ、２３Ｂ内から供給エアＡＲが流出したりするように構成されている。
流通孔２４Ａ、２４Ｂには、それぞれエア配管継子１６Ａ、１６Ｂが設けられている。

空気圧ピストン２１は、ピストンロッド２６により第１油圧ピストン３１と連結され、第１油圧ピストン３１とともに中心軸線Ｃ方向に移動するように構成されている。すなわち、流通孔２４Ａ、２４Ｂから流入する供給エアＡＲにより空気圧ピストン２１が中心軸線Ｃ方向に往復移動し、この空気圧ピストン２１の往復移動と一体的にピストンロッド２６と第１油圧ピストン３１が往復移動する。
なお、空気圧ピストン２１の円周面には円環状のシール部材２５が設けられ、作動室２３Ａ、２３Ｂ間の空気の流通を防止している。

次に、上記の通り構成された本実施形態のエアハイドロ式シリンダ１における動作について説明する。
以下の動作説明において、空気圧ピストン２１が移動し、第１板状部５０と第２板状部６０が当接した位置を「当接位置」として説明する。
図２は、エアハイドロ式シリンダ１における空気圧ピストン２１の移動に伴う各部（出力ロッド５２等）の移動状態を表したもので、図１と同じ移動前の状態（最も後退した状態）を表しており、図３は、空気圧ピストン２１が最も前進した状態を表している。
以下、空気圧ピストン２１が最も後退した状態（図１、図２の状態）における、各部の位置を開始位置という。
図４は、空気圧ピストン２１の出力方向の移動に伴う、第１板状部５０と第２板状部６０、段差部４４とフランジ６７の状態と、出力ロッド５２に作用する力を表したものである。
図４（ａ）が図２に対応し、図４（ｃ）が図３に対応している。

図１に示したエアハイドロ式シリンダ１では、出力ロッド５２が開始位置（最も蓋１１側に移動した状態）にあり、まず、この状態から第２油圧ピストン４１が前進する際の動作を説明する。
この出力ロッド５２が最も後退した開始位置では、図１、図２、図４（ａ）に示すように、第１板状部５０と第２板状部６０は離れた状態で第３油圧室４３が形成され（容積≠０）、段差部４４とフランジ６７が互いに当接した状態となっている。

第２油圧ピストン４１を出力方向に前進させる場合、まず、供給エアＡＲを流通孔２４Ａから作動室２３Ａに供給するとともに、流通孔２４Ｂから作動室２３Ｂ内の供給エアＡＲを外部に流出させる。
作動室２３Ａに供給エアＡＲが供給されると、空気圧ピストン２１は、供給エアＡＲ圧に押されて出力方向に移動する。
空気圧ピストン２１が移動すると、ピストンロッド２６により連結された第１油圧ピストン３１も、空気圧ピストン２１と一体的に出力方向に移動する。
このように、本実施形態では、第１油圧ピストン３１は、空気圧ピストン２１とピストンロッド２６を介して、外部から供給された供給流体（供給エアＡＲ）の圧力が加えられ、この圧力により後述するように第２油圧ピストン４１が駆動される。

第１油圧ピストン３１が出力方向に移動すると、第１板状部５０と出力ロッド５２も、コイルバネ７０に押されながら出力方向に移動する。
より詳細には、出力ロッド５２は、コイルバネ７０の付勢力によって出力ロッド５２の段差部５３がスラスト軸受５２２に当接した状態のまま、かつ、カム機構８０により出力ロッド５２及びクランパ５３０が中心軸線Ｃの周りに回転しながら出力方向に移動する。
すなわち、第１板状部５０、出力ロッド５２、及びスラスト軸受５２２は、第１油圧ピストン３１、空気圧ピストン２１の移動距離と同じ距離だけ、中心軸線Ｃの周りに回転しながら出力方向に移動する。

また、第１油圧ピストン３１が出力方向に移動することにより、第１油圧シリンダ３０と第２油圧シリンダ４０内（第１油圧室３２、第２油圧室４２、連通孔５１、及び、第３油圧室４３内）の油ＯＬは第１油圧ピストン３１によって加圧される。加圧された油ＯＬの圧力は第２板状部６０を押圧し、第２板状部６０が出力方向に移動する。これにより、第２板状部６０のフランジ６７は段差部４４から離れる。
この第２板状部６０の移動は油圧による移動であり、第１油圧ピストン３１の投影面積Ｓ１＜第２板状部６０の投影面積Ｓ２２であることから、第１油圧ピストン３１と同量だけ移動する第１板状部５０の移動距離に比べて、第２板状部６０の移動距離は小さく、第１油圧ピストン３１の移動量のＳ１／Ｓ２２である。
従って、第１板状部５０が第２板状部６０と当接するまでの間、第１板状部５０の方が早く移動することになる。そして、第１板状部５０の移動に伴い、第２油圧室４２の容積が増大し、第３油圧室４３の容積が減少する。この容積変化に伴い、第３油圧室４３内の油ＯＬは、第１板状部５０の連通孔５１を通り第２油圧室４２に移動する。

このように、空気圧ピストン２１が移動を開始してから当接位置までの間では、図４（ａ２）で示すように、第１板状部５０と第２板状部６０は離れた状態、段差部４４とフランジ６７は離れた状態である。
ここで、空気圧ピストン２１は速度Ｖａで出力方向に移動するものとし、第１板状部５０の出力方向の移動速度をＶ２１、第２板状部６０の出力方向の移動速度をＶ２２とする。そうすると、段差部４４とフランジ６７は、速度Ｖ２２＝Ｖａ×（Ｓ１／Ｓ２２）でゆっくりと離れていく。
また、当接位置までの第１板状部５０の移動速度はＶ２１＝Ｖａなので、第１板状部５０は、速度（Ｖａ−Ｖ２２）で第２板状部６０に近づく。

そして、図４（ｂ）に示すように、空気圧ピストン２１が移動して、第１板状部５０と第２板状部６０とが当接した状態（当接位置）では、段差部４４とフランジ６７は離れた状態である。
なお、当接位置において、第１板状部５０と第２板状部６０は当接状態にあるため、第３油圧室４３の容積はゼロになっている。このため、第２板状部６０は第１板状部５０を介して第２油圧室４２の圧力を受ける。

次に、図４（ｂ２）に示すように、空気圧ピストン２１が当接位置から更に出力方向に移動した場合について説明する。
空気圧ピストン２１、ピストンロッド２６、第１油圧ピストン３１、及び、出力ロッド５２は常に一体的に移動する。従って、出力ロッド５２、クランパ５３０は、空気圧ピストン２１と同じ速度Ｖａで移動する。
一方、当接以後の第１板状部５０と第２板状部６０及び出力ロッド５２は、第１板状部５０が第２油圧室４２で受ける油圧によって、速度Ｖ２１＝Ｖａ×（Ｓ１／Ｓ２１）で移動する。このため、空気圧ピストン２１（第１油圧ピストン３１）の更なる移動に対し、出力ロッド５２の段差部５３が離れる。この際、出力ロッド５２は、カム機構８０によって中心軸線Ｃの周りに回転しつつ、出力方向に摺動しながら移動する。

そして、空気圧ピストン２１の更なる移動に対し、第１板状部５０と第２板状部６０、段差部４４とフランジ６７は、図４（ｂ２）の状態のまま最前進位置（最大位置）まで移動する（同（ｃ）参照）。
この間、空気圧ピストン２１、ピストンロッド２６、第１油圧ピストン３１は、供給エアＡＲの空気圧により速度Ｖａで移動し、第１板状部５０、第２板状部６０、及び出力ロッド５２は第２油圧室４２の油圧により速度Ｖ２１で移動する。
なお、クランパ５３０がワークに接触してこれを押さえ込むまでの間は、直線溝部３００の作用により、クランパ５３０は中心軸線Ｃの周りに回転を停止して、そのままワークを引き込んで押さえる。
より詳細には、クランパ５３０は、図４（ａ）〜（ｂ２）までの区間で回転し、図４（ｃ）の段階では、回転せずに中心軸線Ｃの方向にワークを押さえ込む。

以上の通り、空気圧ピストン２１の出力方向の移動に伴い、出力ロッド５２は、途中まで空気圧とコイルバネ７０により大きな距離を素早く移動し、途中からは自動的に油圧に切り替わり、終端までの短い距離をゆっくりと移動する。
すなわち、第１板状部５０が第２板状部６０に当接するまでの間、出力ロッド５２は、コイルバネ７０に押されながら、第１油圧ピストン３１と一体的に、素早く大きな移動をする。
一方、第１板状部５０が第２板状部６０に当接した後から、第１板状部５０と出力ロッド５２は、ガイドロッド３３との一体的移動から切り離され、第２板状部６０と一体的に（最終出力地点までの）短い距離をゆっくりと移動する。
このように、本実施形態によれば、エアハイドロ式シリンダ１（出力ロッド５２）のストロークを長くすることができる。

次に、第２油圧ピストン４１と出力ロッド５２が後退する際の動作について説明する。
出力ロッド５２等の後退に伴う各部同士の接・離状態については、空気圧ピストン２１の退避方向への移動に伴い、図３から図２の状態に、図４では、（ｃ）から（ａ）の状態に移行する。
なお、空気圧ピストン２１は、一定の退避速度ｖａで退避方向に移動（退避）するものとし、第１板状部５０の退避速度をｖ１、第２板状部６０の退避速度をｖ２とする。

まず、エアハイドロ式シリンダ１が複動型シリンダの場合について説明する。
第２油圧ピストン４１を、図３に示した状態から後退させる場合には、まず、供給エアＡＲを流通孔２４Ｂから作動室２３Ｂに供給するとともに、流通孔２４Ａから作動室２３Ａ内の供給エアＡＲを外部に流出させる。
作動室２３Ｂに供給エアＡＲが供給されると、空気圧ピストン２１は、作動室２３Ａ、２３Ｂ内の供給エアＡＲの差圧により退避方向（図１における左方向）に押されて移動する。
空気圧ピストン２１が移動すると、ピストンロッド２６で連結された第１油圧ピストン３１も一体的に退避方向へ移動する。

第１油圧ピストン３１が退避方向に移動すると、同時に第１油圧室３２の容積が増加する。第１油圧室３２には、第２油圧室４２から油ＯＬが流入する。
一方、第２油圧室４２は、油ＯＬが流出したことにより容積が減少し、第２油圧ピストン４１は、第１板状部５０と第２板状部６０とが当接した状態のまま、第１油圧ピストン３１の移動量のＳ１／Ｓ２１だけ退避方向へ強制的に後退させられる。
この際、コイルバネ６４による退避方向の付勢力が、第１板状部５０と第２板状部６０を退避方向へ後退させる際の補助の役目を果たす。
第１油圧ピストン３１（ガイドロッド３３）の退避速度ｖａよりも、第２油圧ピストン４１の退避速度ｖ１＝ｖ２＝ｖａ×（Ｓ１／Ｓ２１）のほうが遅くなっている。

そして、第１板状部５０と第２板状部６０が当接位置に移動すると、隔離状態にあった段差部５３がスラスト軸受５２２と当接し、第１板状部５０と第２板状部６０とが隔離する直前の状態となる。
その後、第１板状部５０と出力ロッド５２は、退避方向に引っ張られながら移動する。
従って、第１板状部５０と出力ロッド５２は、当接位置以前においてｖ１＝ｖ２＝ｖａ×（Ｓ１／Ｓ２１）でゆっくりと退避するのに対し、当接位置を過ぎると空気圧ピストン２１の退避速度ｖａと同じ速度で退避する。
このため第１板状部５０は第２板状部６０から離れ、第２油圧室４２内の油ＯＬが連通孔５１を通して第３油圧室４３に流れ込む。

一方、第２板状部６０は、当接位置の前後において油ＯＬによる油圧を受け続ける。すなわち、当接位置以前は第２油圧室４２内の油圧を第１板状部５０を介して受けながら、当接位置を過ぎてからは第３油圧室４３の油圧を直接受けながら、退避速度ｖ２＝ｖａ×（Ｓ１／Ｓ２２）でゆっくりと退避する。
そして図１に示すように、空気圧ピストン２１が開始位置（最も後退した状態の位置）まで退避すると、第２板状部６０は第３油圧室４３における油圧を受けなくなり、フランジ６７が段差部４４に当接する。

次に、エアハイドロ式シリンダ１が単動型シリンダの場合について説明する。
第２油圧ピストン４１を、図３に示した状態から後退させる場合には、まず、流通孔２４Ａから作動室２３Ａ内への供給エアＡＲの供給を停止し、作動室２３Ａ内の供給エアＡＲ圧力を外部に開放する。すると、作動室２３Ａ内の空気圧低下に伴い、第１油圧室３２および第２油圧室４２内の油ＯＬの圧力が低下し、油ＯＬが第２油圧ピストン４１を押していた力も減少する。
上述の油ＯＬが第２油圧ピストン４１を押す力が、コイルバネ６４が第２油圧ピストン４１を押す力よりも小さくなると、第２油圧ピストン４１はコイルバネ６４により退避方向に押され、フランジ６７が段差部４４に当接するまで後退する。

第１油圧ピストン３１は、第１油圧室３２の油圧よりも空気圧ピストン２１から受ける空気圧の方が小さくなるため、第１油圧室３２の油圧とコイルバネ７０の押す力によって、図１に示す最後退位置まで後退する。
この過程において、第１板状部５０と出力ロッド５２は、当接位置までコイルバネ６４により第２板状部６０を介して退避する。そして当接位置を過ぎると、第１板状部５０が第２板状部６０から離れ、第１油圧ピストン３１、出力ロッド５２と共に最後退位置まで後退する。

なお、単動型シリンダの場合、空気圧ピストン２１に作動室２３Ｂからの空気圧が作用しないので、複動型シリンダの場合の退避速度ｖａに比べ、かなり遅い退避速度となる。
このため、素早い退避動作が必要となる場合には、上述した複動型シリンダとするか、第１板状部５０に対して退避方向の力が作用する退避用コイルバネを配置することが好ましい。
退避用コイルバネを使用する場合としては、第２油圧室４２を形成する第１板状部５０の面と、この面に対向する第２油圧シリンダ４０の面との間に、引っ張りバネを配置する。または、第１板状部５０と第２板状部６０の対向する面にそれぞれ凹部を形成し、第１板状部５０と第２板状部６０とが当接した際に両側の凹部内に収まる圧縮バネを配置するようにしてもよい。

また、後退動作を補助するために、作動室２３Ｂ内に１又は複数のコイルバネを配設するようにしてもよい。
この場合のコイルバネは、作動室２３ｂを構成する両端面（中心線Ｃ方向）のうち、一方の端面である空気圧ピストン２１にコイルバネの長さ方向の一端が当接し、他方の端面であるシリンダ本体１０で形成される端面にコイルバネの他端が当接する。
なお、コイルバネが１つの場合、コイル内径がピストンロッド２６よりも大きいコイルバネを使用し、内側にピストンロッド２６を配設する。また、コイルバネが複数の場合、空気圧ピストン２１と第１油圧ピストン３１との外径差の１／２よりも小さいコイル外径のコイルバネを使用し、中心線Ｃを中心とする同心円上にピストンロッド２６を囲むように配設する。

次に、エアハイドロ式シリンダ１における第２油圧ピストン４１の推力の発生について説明する。
まず、作動室２３Ａに供給される供給エアＡＲの圧力をＰａとすると、この圧力Ｐａは、空気圧ピストン２１の投影面積Ｓａの全面に作用するので、空気圧ピストン２１が受ける推力Ｆａは、次の式（１）により表される。
Ｆａ＝Ｐａ×Ｓａ …（１）

一方、空気圧ピストン２１と第１油圧ピストン３１とは、ピストンロッド２６により連結されているため、同じ推力Ｆａが第１油圧ピストン３１にも作用する。
そして、第１油圧ピストン３１の油ＯＬと接する側の投影面積Ｓ１と、第１油圧室３２内の油圧Ｐ１は、次の式（２）により表される。
Ｐ１＝Ｆａ／Ｓ１ …（２）

従って、（１）式と（２）式とから、第１油圧室３２内の油圧Ｐ１は、次の式（３）で表される。
Ｐ１＝Ｆａ／Ｓ１＝Ｐａ×Ｓａ／Ｓ１ …（３）
ここで、空気圧ピストン２１の投影面積Ｓａは、第１油圧ピストン３１の投影面積Ｓ１より大きいため、Ｓａ／Ｓ１＞１である。従って、（３）式から第１油圧室３２内の油圧Ｐ１は、供給エアＡＲの圧力Ｐａより高くなることが示される。つまり、空気圧ピストン２１が受けた供給エアＡＲの圧力Ｐａを、第１油圧室３２内の油ＯＬに増幅して伝達することができる。

第２油圧室４２内の油圧Ｐ２、第３油圧室４３の油圧Ｐ３は、パスカルの原理により、第１油圧室３２内の油圧Ｐ１と同じであり、次の式（４）が成立している。
Ｐ２＝Ｐ３＝Ｐ１＝Ｐａ×Ｓａ／Ｓ１（＝Ｆａ／Ｓ１） …（４）

当接位置までの間では、コイルバネ７０を介して第１油圧ピストン３１に押されている第１板状部５０と出力ロッド５２の出力方向の力（推力）Ｆ２は、空気圧ピストン２１の推力Ｆａと略同じである。なお推力Ｆ２は、正確にはＦａに、コイルバネ７０の力と、第２油圧室４２と第３油圧室４３から受ける力の差（投影面積の差＝ガイドロッド３３の断面積）を加えたものであるが、これらの力は省略して説明する。
また、第１板状部５０が第２板状部６０に当接する前は、第１板状部５０の第２油圧室側端面と第３油圧室側端面に発生する推力の方向が正反対であるため、第１板状部５０の出力は相殺されている。

一方、当接位置以降では、第２油圧室４２内の油圧Ｐ２を第１板状部５０の投影面積Ｓ２１全体で受けるので、第１板状部５０と出力ロッド５２に働く出力方向への力（推力）Ｆ２は、次の式（５）で表される。
Ｆ２＝Ｐ２×Ｓ２１ …（５）
ここで、式（４）と式（５）とから、第１板状部５０と出力ロッド５２に働く推力Ｆ２は、次の式（６）で表される。
Ｆ２＝Ｆａ×（Ｓ２１／Ｓ１）…（６）

第２油圧室４２の油圧を受ける第１板状部５０の投影面積Ｓ２１は、第１油圧ピストン３１の投影面積Ｓ１より大きいため、Ｓ２１／Ｓ１＞１である。
従って、（６）式から、出力ロッド５２に働く推力Ｆ２は、当接位置より前のＦａよりも、当接位置以降ではＳ２１／Ｓ１倍に大きくなっていることが示されている。

上記の構成によれば、第１板状部５０と第２板状部６０とが当接する前において、出力ロッド５２の推力Ｆ２は、第１油圧ピストン３１に加えられた供給エアＡＲに係る推力Ｆａとほぼ同じであるが、この間は空気圧ピストン２１と一体となって（コイルバネ７０を介して）、大きく、かつ早く移動することができる。
一方、そして第１板状部５０と第２板状部６０とが当接した以降においては、第１板状部５０の投影面積Ｓ２１が、第１油圧ピストン３１の投影面積Ｓ１より大きく形成されているとともに、第１油圧室３２と第２油圧室４２に油ＯＬが満たされているため、第１板状部５０と出力ロッド５２には、第１油圧ピストン３１に加えられた供給エアＡＲに係る力Ｆａに、第１油圧ピストン３１と第１板状部５０の投影面積比（Ｓ２１／Ｓ１）を乗じた大きな推力Ｆ２（式（６）による）を発生させることができる。

例えば、空気圧ピストン２１の全ストロークが１５ｍｍで、このうち１０ｍｍ移動すると第１板状部５０と第２板状部６０が当接するものとする。
この場合、当接位置まで空気圧ピストン２１が出力方向に１０ｍｍ移動すると、出力ロッド５２も一体となって同じストロークの１０ｍｍ移動する。この間、第２板状部６０は、２ｍｍだけ移動する（エア駆動ストローク）。
一方、当接した後、空気圧ピストン２１が更に最前位置まで５ｍｍ移動する間、出力ロッド５２は、第２油圧室４２の油圧によって、第１板状部５０、第２板状部６０と共に１ｍｍだけ移動する（油圧駆動ストローク）。この間の出力ロッド５２の移動量は１ｍｍと小さいが、Ｆａよりも大きな推力Ｆ２（Ｓ２１／Ｓ１倍）を発生させることができる。

比較のため、特許文献１のエアハイドロ式シリンダを本実施形態と同サイズで形成した場合、空気圧ピストン１５が実施形態と同じ全ストローク分の１５ｍｍ移動したとしても、第２油圧ピストンの突出部３９（本実施形態の出力ロッド５２に相当）は３ｍｍの移動である。この全区間において突出部３９は、油圧により移動するのでＦ２の強い推力で移動する。

本実施形態では、第１板状部５０が開始位置から当接位置までの距離Ｌ（エア駆動ストローク）を所望値に設定することで、第１油圧ピストン３１に作用する力Ｆａで、出力ロッド５２を所望の距離Ｌだけ素早く移動させることができる。
その一方で、第１油圧ピストン３１の投影面積Ｓ１と第１板状部５０の投影面積Ｓ２１の比を所定の値に設定することにより、第１油圧ピストン３１に作用する力Ｆａの大きさに関わらず、第２油圧ピストン４１に発生する推力Ｆ２の大きさを所定の値にすることができる。
具体的には、エアハイドロ式シリンダ１にエアのみを供給した場合であっても、当接位置までは出力ロッド５２を早く大きく移動させ、当接位置以後はゆっくりと短い距離を大きな推力（油圧供給のシリンダと同等の推力）を発生させて移動することができる。つまり、供給エアＡＲだけで駆動するため、油圧装置などの付帯装置を必要とせずに、最初に大きく動き、その後（当接位置以後）に大きな推力で出力ロッド５２を動かすことができるため、設置スペースの削減や、設置コストの削減を図ることができる。

（３）第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。
図５は第２実施形態における、エアハイドロ式シリンダ１の全体構成を表した断面図である。
第２実施形態では、カム機構８０ａを第１板状部５０と第２油圧シリンダ４０の間に設けた。このように第２実施形態では、カム機構８０ａによる回転機構が筐体（シリンダ本体１０）と、出力ロッド５２の間に形成されている。
図５では、第１実施形態と同一の箇所については同一の符合を付して適宜その説明を省略し、以下、異なる部分を中心に説明することとする。

第２油圧シリンダ４０には、外径が第２油圧シリンダ４０の内径と対応する円筒部材であるリング８４ａが挿入され、固定されている。
リング８４ａの一端部は、第２油圧シリンダ４０の第１油圧シリンダ３０側端部に接しており、他端部は、フランジ６７が段差部４４に当接した位置での第２板状部６０の端部に接している。
この場合、リング８４ａの端部と第２板状部６０が当接することにより第２板状部６０の第１板状部５０側への移動が規制されるため、フランジ６７と段差部４４は必ずしも必要ない。

第１板状部５０は、リング８４ａの内周部に挿入されており、リング８４ａの内周面４７ａは、第１板状部５０のピストンシリンダ（第２油圧シリンダ４０）として機能する。
このため、第１板状部５０の外径は、リング８４ａの内周を摺動するのに適当な寸法となっており、内周面４７ａで囲まれた空間は、第１板状部５０によって第２油圧室４２と第３油圧室４３とに分けられる。
また、Ｓａ＞Ｓ１、Ｓ１＜Ｓ２１＜Ｓ２２などの関係は第１実施形態と同様に満たされているものとする。

第１板状部５０には、第１板状部５０の半径方向にピン８３ａが挿入されており、その先端は第１板状部５０の外周面より突出している。
一方、リング８４ａの内周面には、第１板状部５０の摺動方向に対してねじれた溝部８１ａが形成されている。
そして、ピン８３ａの先端が溝部８１ａに嵌合することにより第１実施形態のカム機構８０と同様のカム機構８０ａが形成されている。

第１板状部５０がリング８４ａの内周を摺動するとカム機構８０ａによって出力ロッド５２を中心軸線Ｃの周りに回転させるトルクが発生する。
また、当該トルクによってリング８４ａが第２油圧シリンダ４０内で回転しないように、リング８４ａの外周は、シリンダ本体１０を貫通するネジ孔から挿入された止めネジ８５によって固定されている。
このように第２実施形態は、蓋１１にカム機構８０を設けずに、カム機構８０ａをエアハイドロ式シリンダ１の出力方向側に設けるため、ワークを保持する出力ロッド５２先端付近の構成を簡素化・小型化することができる。
なお、第１板状部５０に溝部８１ａを形成してシリンダ本体１０にピン８３ａを設置してもよい。

（４）第３実施形態
第３実施形態のエアハイドロ式シリンダ１では、図６に示すように、シリンダ本体１０内に形成された各シリンダの内径が、空気圧シリンダ２０が１６ｍｍ、第１油圧シリンダ３０が６ｍｍ、第２油圧シリンダ４０が１４ｍｍに形成されている。
なお、図６では、第１実施形態と同一の箇所については同一の符合を付して適宜その説明を省略し、以下、異なる部分を中心に説明することとする。
このように第３実施形態では、全体の径が小さく（細く）なるようにスリム化して形成されているため、シリンダ本体１０の両端部外周に雄ねじが形成されると共に、蓋１１ａ側に雌ねじ１２ａ、蓋１３ａ側に雌ねじ１４ａが形成されることで螺合されている。なお、この螺合部が振動等により回転することを防止するため、周方向から止めネジ１２ｂ、１４ｂで止められている。

そして第１実施形態では、空気圧室２２に対して供給エアＡＲが空気圧シリンダ２０の周面から供給されるように流通孔２４Ａ、２４Ｂが中心軸線Ｃと直角方向に形成されている。
これに対し第３実施形態では、空気圧シリンダ２０の中心軸線Ｃ方向の両端側から供給エアＡＲが供給されるようになっている。その他、流通孔２４Ａは蓋１１ａに形成され、流通孔２４Ｂはシリンダ本体１０における第１油圧シリンダ３０の外側に形成されている。そして両流通孔２４Ａ、２４Ｂは、蓋１１ａに設けられた径方向の径方向穴と、この径方向穴から連続する中心軸線Ｃ方向の軸方向穴で形成されている。
なお、各流通孔２４Ａ、２４Ｂにはエア配管継手１６Ａ、１６Ｂが接続される。

第１実施形態では、同心円状に配設した圧縮状態の複数のコイルバネ６４が配設されているのに対し、第３実施形態では内径が出力ロッド５２よりも大きなコイルバネ６４ａが１つ配置されている。このコイルバネ６４ａは、圧縮された状態でその両端が蓋１３ａと第２板状部６０に当接することで、第２板状部６０を退避方向に付勢している。

一方、第１板状部５０を出力方向に付勢するコイルバネ７０ａは、第１実施形態と同様に出力ロッド５２が内側に挿通される。コイルバネ７０ａの退避方向側の一端は、第１油圧シリンダ３０ではなく、第２油圧室４２の退避方向側の端面、すなわち、第１油圧室３２よりも大きな内径に形成された第２油圧室４２の退避方向側の端面（第１油圧室３２と第２油圧室４２の境界部）に当接している。
コイルバネ７０ａの出力方向側の他端は、スラスト軸受７１を介して第１板状部５０に当接している。コイルバネ７０ａの外径が第２油圧室４２と略同径に形成され、直接第１板状部５０に当接している
このようにコイルバネ７０ａは、一方の端部が第１板状部（第１板状部５０）と当接し、他方の端部が第１流体室（第１油圧室３２）と第２流体室（第２油圧室４２）との境界部と当接することで、第１ピストン（第１油圧ピストン３１）と第１板状部の間に配設されている。
スラスト軸受７１は、第１板状部５０の中心軸線Ｃの周りの回転する際に、コイルバネ７０ａとの摩擦を防ぐために設けられている。
なお、コイルバネ７０ａのバネ定数は、コイルバネ６４ａのバネ定数よりも小さいバネが使用される。一例として、コイルバネ７０ａのバネ定数が０．２１ｋｇｆ／ｍｍであり、コイルバネ６４ａのバネ定数が０．９ｋｇｆ／ｍｍのバネが使用される。

第２油圧室４２を形成する第２油圧シリンダ４０の内径は、空気圧ピストン２１が最後退位置にある状態におけるコイルバネ７０ａの略全体が位置する範囲の内径よりも第１板状部５０の全移動範囲での内径の方が大きく形成されている。

第１実施形態では、空気圧シリンダ２０の内径よりも、第３油圧室４３部分における第２油圧シリンダ４０の内径の方が小さく形成されているが、第３実施形態でも前者より後者の方が小さく形成されている。
第２油圧シリンダ４０に外径が第２油圧シリンダ４０の内径と対応する円筒部材であるリング８４ｂが挿入され、固定されている。

第２実施形態では、リング８４ａは、第２板状部６０の端部まで形成されていたが、第３実施形態では、エアハイドロ式シリンダ１をスリム化するためにシリンダ本体１０を薄肉化したため、リング８４ｂを第２板状部６０の外周部まで延設してある。
また、リング８４ｂの外周面には全周に渡って溝が形成されており、油ＯＬ漏れを防止するためのシール部材８６ｂが当該溝とシリンダ本体１０の内周面の間に配設されている。

第１板状部５０とリング８４ｂの間には、溝部８１ｂとピン８３ｂで構成されたカム機構８０ｂが構成されている。これらの機能は、第２実施形態のカム機構８０ａと同様である。
第２実施形態では、シリンダ本体１０を径方向に貫通する止めネジ８５ａにより固定したが、第３実施形態のシリンダ本体１０は、スリム化により肉厚が薄いため、止めネジ８５ｂをシリンダ本体１０の内部でシリンダ本体１０の長手方向に挿入し、先端をリング８４ｂの端面に形成した凹部に嵌合させることにより、リング８４ｂの回転を防止している。
なお、カム機構８０ｂは、第１実施形態のカム機構８０と同様に蓋１１ａ側に設けてもよい。

シリンダ本体１０には、第１油圧シリンダ３０まで貫通する給油孔１７が設けてあり、封止ネジ１８によって封止されている。封止ネジ１８からは、第１油圧室３２の油ＯＬの圧力を計測するための配管が引き出されており、当該配管には圧力センサが取り付けられている。
その他の点は、第２実施形態と同様である。

次に第４実施形態について説明する。
この第４実施形態では、空気圧ピストン２１が当所位置から当接位置まで移動する間における、第２油圧室４２と第３油圧室４３の間を移動する油ＯＬの移動量（流量）を調節する調節機構を設けたものである。この調節機構により、当接位置までの各部の移動速度が調節される。

図７は、第４実施形態における調節機構周辺の断面拡大図である。
この図７では、第１実施形態のエアハイドロ式シリンダ１に調節機構を設ける場合について表しているが、本実施形態の調節機構については、同様に第２実施形態と第３実施形態に適用することが可能である。なお、調節機構以外の各部については第１実施形態と同じであるため、同一符号を付して説明を適宜省略する。
図７に示すように調節機構として、第１板状部５０には流量調節プラグ５１１が設けられ、第２板状部６０には速度切替ピン６０１が設けられている。なお、流量調節プラグ５１１と速度切替ピン６０１の両者を設ける必要はなく、いずれか一方を採用するようにしてもよい。

第１板状部５０には他の実施形態と同様に油ＯＬが移動する連通孔５１が複数設けられているが、本実施形態では、そのうちの一部又は全部の連通孔５１の内周面に雌ねじが形成されている。この雌ねじは、連通孔５１の第２油圧室４２側に形成されているが、全長にわたって形成するようにしてもよい。
流量調節プラグ５１１の外周面には全長にわたって雄ねじが形成され、連通孔５１の雌ねじと螺合することで、螺着、取り外しが可能になっている。
流量調節プラグ５１１には、その中心軸にそって流量調整用オリフィスとして機能する貫通孔５１２が形成されている。
この流量調節プラグ５１１、貫通孔５１２の径が異なる複数種類が用意されている。このため、使用する流量調節プラグ５１１の数や貫通孔５１２を適宜選択、変更することで、第２油圧室４２と第３油圧室４３の間を油ＯＬが移動可能な全連通面積（中心軸線Ｃ方向に対する垂直面への投影面積）の調整が可能になる。そして、全連通面積を調整することで、第２油圧室４２と第３油圧室４３間を移動する単位時間当たりの流量が変わるため、第１板状部５０と出力ロッド５２の移動速度を選択、調整することが可能になる。
第１板状部５０と出力ロッド５２の移動速度は、流量調節プラグ５１１を取付けない場合が移動速度Ｖ２１であるのに対し、流量調節プラグ５１１を取り付けることで速度を下げて調整することができる。以下、流量調節プラグ５１１で調整した移動速度を調整初期速度Ｖ２１ｆという。調整初期速度Ｖ２１ｆは、全連通孔５１の数とその内径、流量調節プラグ５１１の配設数とその貫通孔５１２の内径とによって決まる速度である。

速度切替ピン６０１は、第２板状部６０の第１板状部５０に対向する側で、連通孔５１の中心軸と同軸となる位置に設けられている。速度切替ピン６０１の外径は、連通孔５１内を摺動可能なサイズに形成される。このため、速度切替ピン６０１は連通孔５１を塞いだ状態で内部を摺動するので、連通孔５１内を移動する油ＯＬはほぼゼロである。
本実施形態の速度切替ピン６０１は第２板状部６０に設けられた凹部への圧入により固定されているが、第２板状部６０に螺合することで固定されるようにしてもよい。螺合による固定とすることで、速度切替ピン６０１の取り付け数を変更し、全連通面積の変化量を変更することができる。
速度切替ピン６０１は、第２板状部６０の端面からＹｍｍ（例えば、２．５ｍｍ）だけ突出している場合には、当接位置のＹｍｍだけ手前で連通孔５１を塞ぐことになる。

第１板状部５０における第３油圧室４３側の面と、速度切替ピン６０１における第３油圧室４３側の先端面とが同一平面上になる位置で、第１板状部５０の連通孔５１が速度切替ピン６０１で塞がれる。以下、この位置を流量変化位置という。第１実施形態で例示した、空気圧ピストン２１が開始位置から１０ｍｍ移動して当接位置となる場合、開始位置から流量変化位置までの第１板状部５０の移動距離は７．５ｍｍである。
第１板状部５０と出力ロッド５２は、開始位置から流量変化位置までの間、調整初期速度Ｖ２１ｆで移動する。なお、空気圧ピストン２１の速度ＶａもＶａ＝Ｖ２１ｆである。
そして、流量変化位置から当接位置まで移動する間、当該塞がれた連通孔５１分の流量が減少するので、第１板状部５０と出力ロッド５２の移動速度が遅くなる。以下、速度切替ピン６０１が連通孔５１を塞いでから当接位置までの移動速度を緩衝速度Ｖ２１ｓという。

なお、本実施形態の速度切替ピン６０１を、カム機構８０を備えた第１実施形態〜第３実施形態に適用する場合、速度切替ピン６０１の突出長さＹｍｍは、次の条件を満たす必要がある。
第１板状部５０はカム機構８０によって回転運動の後直線運動をするので、連通孔５１が速度切替ピン６０１で塞がれる流量変化位置は、第１板状部５０が直線運動に移行した後の位置である必要がある。
従って、突出長さＹｍｍは、ピン８１の移動がらせん状の溝部８１から直線溝部３００に移行して、第１板状部５０が直進移動を開始する位置から当接位置までの距離以下であることが条件となる。
但し、後述するカム機構８０を備えない変形例に第４実施形態を適用する場合には、速度切替ピン６０１の突出長さＹｍｍは、開始位置から当接位置までの距離未満で適宜選択可能である。

第１板状部５０と出力ロッド５２は、開始位置から流量変化位置まで調整初期速度Ｖ２１ｆで移動し、流量変化位置から当接位置まで緩衝速度Ｖ２１ｓ（＜Ｖ２１ｆ）で移動する。当接位置以降は、他の実施形態で説明したように、第１板状部５０と出力ロッド５２は第２板状部６０と一体となり、油圧駆動による移動速度Ｖ２２（≪Ｖ２１ｓ）で移動する。

以上説明したように、第４実施形態によれば、流量調節プラグ５１１の配設数や、配設する流量調節プラグ５１１の貫通孔５１２の内径を適宜選択することにより、開始位置からの調整初期速度Ｖ２１ｆを調節することができる。
また、速度切替ピン６０１を配設することで、調整初期速度Ｖ２１ｆから緩衝速度Ｖ２１ｓ、緩衝速度Ｖ２１ｓから当接位置以後の移動速度Ｖ２２と速度が変化するので、移動速度の急激な変化を和らげ、速度変化による衝撃を閑話することができる。緩衝速度Ｖ２１ｓについては、速度切替ピン６０１の配設数を変更することで調節が可能である。この調節を容易にするためにも速度切替ピン６０１の固定は螺合によることが好ましい。

なお、緩衝速度Ｖ２１ｓの調整については、速度切替ピン６０１の配設数によるだけでなく、配設する全部又は一部の速度切替ピン６０１の径を連通孔５１の内径よりも小さくすることによってもよい。速度切替ピン６０１の径を小さくすることで、連通孔５１を塞ぐことなく、油ＯＬの連通孔５１を通過する際の通過面積を小さくできる。
また、速度切替ピン６０１の長さ（第２板状部６０の端面から凸出した部分の長さ）を変更することにより、調整初期速度Ｖ２１ｆから緩衝速度Ｖ２１ｓに切り替わる流量変化位置を、すなわち、緩衝速度Ｖ２１ｓでの移動距離を調整することができる。
さらに、それぞれの長さが異なる速度切替ピン６０１を第２板状部６０に取り付けることで、それぞれの速度切替ピン６０１が対応する連通孔５１を塞ぎ始める位置が異なる位置となるため、当接位置までの間で多段階の速度調節する（多段階で速度が低下する）ことができる。
また、速度切替ピン６０１が円筒状である必要がなく、第２板状部６０から凸出している部分の全体又は一部が、先端方向に向って径が小さくなる円錐形状や円錐台形状にしてもよい。円錐部分が連通孔５１内を移動する間、徐々に連通面積が小さくなることで段階的な速度変化ではなく、徐々に速度変化させることができる。

以上説明した各実施形態によれば、供給される推力を受ける空気圧ピストン２１の全ストロークに対して、推力を出力する出力ロッド５２のストロークを長くすることができる。出力ロッド５２のストロークを、空気圧ピストン２１のストロークの５０％以上とすることができる。
これにより、出力ロッド５２に取り付けられる作動部の動作範囲を大きくすることができるため、対象となるワークやその処理、操作等の内容によっては、アクチュエータ全体を接近させたり退避させたりする必要がなくなる。

また、出力ロッド５２が大きく移動する部分については空気圧シリンダ２０で駆動し、全ストロークの終端付近の短いストロークを大きな推力の油圧シリンダで駆動することができる。これにより、空気圧シリンダ部分を早送り、油圧シリンダ部分を微小送りとすることができる。
空気圧シリンダ駆動時はコイルバネ７０を介して出力ロッド５２が移動するので、出力ロッド５２や作動部が動作途中で何かに衝突したとしても、コイルバネ７０のたわみによって衝撃を吸収することができる。
さらに、調節機構の採用により、出力ロッド５２の移動速度を調整し、また、移動途中で変化させることができる。

また説明した各実施形態及び変形例（後述を含む）によれば、エアハイドロ式シリンダ１が力を与えるワーク等に対し、シリンダ本体１０の配置や向きを変えることなく、押す方向（外方向）ではなく、引く方向（シリンダ本体１０側に引込む方向）の力を発生させることができる。
すなわち、シリンダ本体１０を基準にした場合、空圧ピストン２１の出力方向（移動方向）と第１油圧ピストン３１の出力方向が同一で、出力軸である出力ロッド５２も同一方向に出力（移動）する。
ここで、従来技術では、出力ロッド５２が、その移動方向の蓋１３を貫通してシリンダ本体１０から延出しているため、出力ロッド５２に働く油圧力の発生方向は、シリンダ本体１０から離れる方向（外方向）である。
これに対して、説明した各実施形態では、出力ロッド５２が、空圧ピストン２１、第１油圧ピストン３１、及び、蓋１１の内部を貫通して、移動方向とは反対側の外部に延出する構成としている。このため、各実施形態のエアハイドロ式シリンダ１によれば、シリンダ本体１０側に引込む方向の力を出力ロッド５２に発生させることができる。

更に、出力ロッド５２を中心軸線Ｃの周りに旋回させるカム機構８０を設けている。
これにより、ロッド５２先端に配設するクランパ５３０等が、ワークやワーク移動装置等と干渉することを回避することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、説明した第１実施形態から３実施形態では、いずれもカム機構８０を備える場合について説明したが、カム機構８０を設けないことも可能である。例えば、出力ロッド５２に取り付けたクランパ５３０とワークとの干渉が問題にならない場合や、他の対策が取られている場合には、カム機構８０は設けないようにすることも可能である。

また、説明した各実施形態では、出力ロッド５２を旋回させるために、カム機構８０がらせん状の溝部８１を備える場合について説明した。
これに対して、カム機構８０が、らせん状の溝部８１を備えず、ピン８３の全移動範囲を直線溝部３００とするようにしてもよい（回転防止機構）。
この場合のカム機構８０は、出力ロッド５２の全移動範囲における直線駆動のガイド、すなわち、または廻り止めとして機能する。
これにより、外部からロッド５２に回転力が働いた場合であっても、常に直線駆動をすることができる。
特に、第４実施形態において、第２板状部６０に速度切替ピン６０１を設けた場合に、回転によって速度切替ピン６０１と連通孔５０との位相がずれてしまうことが防止され、確実に速度切替ピン６０１を連通孔５１に導くことができる。

また、上記の実施の形態においては、空気を供給することにより駆動されるエアハイドロ式シリンダに適用して説明したが、圧縮性流体である空気により駆動されるエアハイドロ式シリンダに限られることなく、非圧縮性流体等、その他各種の流体により駆動されるシリンダに適用することができるものである。
非圧縮性流体により駆動されるシリンダの場合には、空気などの圧縮性流体により駆動される場合と比較すると、より大きな推力を第２油圧ピストンに発生させることができる。

また、上記実施形態においては、空気圧ピストン２１と第１油圧ピストン３１とをピストンロッド２６により接続する構成に適用して説明したが、この構成に限定されることなく、例えば、空気圧ピストン２１と第１油圧ピストン３１とを一体に形成したものなど、その他各種の構成に適用することができるものである。

説明した各実施形態では、開始位置において圧縮状態にあるコイルバネ７０を配設したが、無負荷状態で第１油圧ピストン３１と第１板状部５０に連結した状態で取り付けるようにしてもよい。
これにより、空気圧ピストン２１が出力方向に移動する場合には、第１油圧ピストン３１と第１板状部５０との距離が僅かに短くなった状態の付勢力によって、コイルバネ７０が同距離を維持しながら第１板状部５０を押すことで出力方向に移動させる。
一方、空気圧ピストン２１が退避方向に移動する場合、開始位置における無負荷状態よりも僅かに長くなった状態でコイルバネ７０が連結する第１板状部５０を引っ張り移動させる。
このように、開始位置において無負荷状態に取り付けることでコイルバネ７０は、第１板状部５０を出力方向に押すと共に、第１板状部５０を退避方向に引っ張ることができる。

１ エアハイドロ式シリンダ（流体圧シリンダ）
１０ シリンダ本体（筺体）
１１、１３ 蓋
１７ 給油孔
１８ 封止ネジ
２０ 空気圧シリンダ
２１ 空気圧ピストン（第３ピストン）
２２ 空気圧室（第４流体室）
２３Ａ、２３Ｂ 作動室（小部屋）
２６ ピストンロッド
２７ 第１出力孔
３０ 第１油圧シリンダ
３１ 第１油圧ピストン（第１ピストン）
３２ 第１油圧室（第１流体室）
４０ 第２油圧シリンダ
４１ 第２油圧ピストン（第２ピストン）
４２ 第２油圧室（第２流体室）
４３ 第３油圧室（第３流体室）
４４ 段差部
４７ 内周面
５０ 第１板状部
５１ 連通孔
５１１ 流量調節プラグ
５１２ 貫通孔（流量調整用オリフィス）
５２ 出力ロッド
５３ 段差部
６０ 第２板状部
６０１ 速度切替ピン
６４ コイルバネ（第１付勢部材）
６７ フランジ
７０ コイルバネ（第２付勢部材）
７１ スラスト軸受
８０ カム機構
８１ 溝部
８２ ピン孔
８３ ピン
８４ リング
８５ 止めネジ
８６ シール部材
１１１ 第２出力孔
１１２ シール部材
１１３ シール部材
１３１ 貫通孔
３００ 直線溝部
５２１ 取付ネジ
５２２ スラスト軸受
５３０ クランパ
Ｃ 中心軸線（所定方向）
ＡＲ 供給エアＡＲ（供給流体）
ＯＬ 油（内部流体）

Claims (17)

1. 筺体と、
   前記筺体内に設けられた第１流体室、第２流体室、及び第３流体室と、
   前記第１流体室、前記第２流体室および前記第３流体室に満たされた内部流体と、
   所定方向に移動可能に設けられ、前記第１流体室の一方の壁面を形成する中央に第１貫通孔が形成された第１ピストンと、
   前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第２流体室と第３流体室との間に配設され、前記第２流体室と第３流体室内を繋ぐ連通部が形成された第１板状部と、
   前記第１ピストンと前記第１板状部の間に配設されたバネと、
   前記第１板状部に配設され、前記第１貫通孔を貫通して、前記所定方向における前記第１ピストン側の前記筐体の外部に延出する出力ロッドと、
   前記所定方向に移動可能に設けられ、前記第３流体室の一方の壁面を形成する第２板状部と、を備え、
   前記第１板状部は、前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きく形成され、
   前記第１ピストンに外部から供給された供給流体の圧力が加えられることにより、前記第１板状部と前記出力ロッドが駆動される流体圧シリンダ。
2. 前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドを中心軸の周りに回転させる回転機構を具備したことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
3. 前記回転機構は、前記筐体の端部を閉塞する蓋と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
4. 前記回転機構は、前記筐体と、前記出力ロッドの間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
5. 前記回転機構は、前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対してねじれた溝部と、の摺動機構によって前記出力ロッドを回転させることを特徴とする請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の流体圧シリンダ。
6. 前記出力ロッドの移動時に、当該出力ロッドの、中心軸周の回転を防止する回転防止する回転防止機構を備え、
   前記回転防止機構は、
   前記出力ロッドと、当該出力ロッドに対面する摺動面のうち、一方の側に形成された突起部材と、他方の側に形成された、当該突起部材と嵌合するとともに前記出力ロッドの移動方向に対して直線状の直線溝部と、
   を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
7. 前記筺体に設けられた第４流体室と、
   前記所定方向に移動可能に前記第４流体室内に配設され、外部から供給された供給流体の圧力を前記第１ピストンに加える、中央に第３貫通孔が形成された第３ピストンと、を備え、
   前記出力ロッドは、前記第１貫通孔と第３貫通孔を貫通して外部に延出されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。
8. 前記第３ピストンは、前記供給流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンにおける前記投影面積より大きく形成されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の流体圧シリンダ。
9. 前記バネは、一方の端部が前記第１板状部と当接し、他方の端部が前記第１ピストンと当接することで、前記第１ピストンと前記第１板状部の間に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項８までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。
10. 前記バネは、一方の端部が前記第１板状部と当接し、他方の端部が前記第１流体室と前記第２流体室との境界部と当接することで、前記第１ピストンと前記第１板状部の間に配設されている、
    ことを特徴とする請求項１から請求項８までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。
11. 前記第２板状部には、当該第２板状部を前記第１板状部方向に向けて付勢する付勢部材を備えている、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。
12. 前記第１ピストンと前記第１板状部との距離を所定距離以下に制限する制限機構を備える、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。
13. 前記連通部は複数の連通孔で構成されている、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。
14. 前記連通孔の少なくとも１部には、孔の内径を変更する内径調整部材が配設されている、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の流体圧シリンダ。
15. 前記第２板状部には、前記複数の連通孔の一部に対応する位置に、当該連通孔内に挿入される所定長さの突起部が形成されている、
    ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の流体圧シリンダ。
16. 前記内部流体が非圧縮性流体である、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。
17. 前記内部流体が圧縮性流体である、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１の請求項に記載の流体圧シリンダ。