JPH0124439Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、軸方向に相対移動可能な軸と軸受体
との相対移動を阻止する制動装置に関するもので
ある。

軸方向に移動する軸を所定の位置で停止させ、
または軸に沿つて移動する物体をその軸上の所定
の位置に停止させることは種々の技術分野におい
てしばしば必要となる。その代表的なものの１つ
にエアシリンダがある。エアシリンダは作動流体
として圧縮性のあるエアを使用するためエアの供
給を断つてもピストンロツドがすぐには停止せ
ず、ピストンロツドを正確な位置に停止させるこ
とができない。従つて、正確な位置に停止させる
必要がある場合には、従来は一般に固定のストツ
パを設け、これにピストンロツドまたはそれに固
定の部材を当接させて停止させることが行われて
いた。

しかし、この場合にはその停止位置を任意に変
更することが困難であり、ここに制動装置の必要
性が存するのである。その他、ガイドロツドに案
内されて移動する移動台を任意の位置においてフ
レームに固定されたと同じ状態にするために、ガ
イドロツドと移動台との相対移動を阻止する場合
など、種々の分野において制動装置が必要となる
のである。

本考案はこのような必要性に鑑みて、構造が簡
単で小形に構成でき、しかも充分な応答速度およ
び制動力の得られる軸方向制動装置を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

この目的を達成するために本考案に係る軸方向
制動装置は、(a)軸受体と相対移動不能に設けら
れ、軸の貫通を許容するシリンダと、(b)円環状を
なし、外周面がシリンダに、内周面が軸にそれぞ
れ気密かつ摺動可能に嵌合されたピストンと、(c)
円筒状をなし、かつ軸方向に形成された少なくと
も１本のスリツトを有して半径方向に収縮可能で
あり、前記軸に嵌合されるとともにシリンダに対
し軸方向に相対移動不能に固定されたブレーキシ
ユーと、(d)全体として皿ばね状をなし、ブレーキ
シユーの外周面に嵌合され、前記ピストンによつ
て軸方向に圧縮されることにより小径が収縮して
ブレーキシユーを締め付け、そのブレーキシユー
の内周面を前記軸の外周面に押し付ける締付部材
と、(e)シリンダへの圧力流体の選択的な供給に基
いてピストンを軸方向に移動させるピストン駆動
手段とを含むように構成される。

なお、ここにおいて軸受体なる用語は軸を軸方
向に摺動可能に支持する文字通りの軸受装置のみ
ならず、軸に沿つて移動する物体の軸と嵌合され
る部分をも含む広い概念の用語として使用する。

また、軸受体と相対移動不能に設けられたシリ
ンダとは円筒体のみならず、その両端を閉塞する
カバーをも備えて独立に構成され、別途設けられ
た軸受体に取り付けて使用されるもの、更にはカ
バーの一方または両方が軸受体を兼ねるように構
成されたシリンダをも意味するものとする。

このように構成された制動装置においては、小
形でしかも構造の簡単な締付部材によつてブレー
キシユーが軸に押し付けられ得るため全体の構成
が単純となり、小形かつ安価な軸方向制動装置が
得られることとなる。しかも、締付部材はピスト
ンの極めて小さな作動ストロークに応じてブレー
キシユーを締め付け得るものであるため応答性の
良い制動装置が得られ、またシリンダ内の圧力室
容積を小さくすることができるため、作動流体が
気体である場合でも圧縮性に基く作動遅れが小さ
くなつて充分な応答速度を有する制動装置が得ら
れるのである。また、皿ばね状の締付部材自体は
方向性を有し、直接的に軸に作用させる場合には
軸の一方向の移動は阻止し得るものの逆方向の移
動を阻止する能力を有しないのであるが、本考案
に係る制動装置においてはブレーキシユーがシリ
ンダに対し軸方向に相対移動不能とされているた
め、１組の締付部材とブレーキシユーとによつて
軸の正逆両方向の移動を阻止し得る制動装置が得
られるのである。

以下、本考案の幾つかの実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図はエアシリンダのピストンロツドを任意
の位置において停止させる制動装置の一例を示す
ものであり、この制動装置の本体をなすシリンダ
２はエアシリンダのロツドカバー４に脱着可能に
取り付けられている。シリンダ２は、外形が四角
形で中央に円形の底付穴を有し、底付穴の開口側
が互に対向させられて配設された第１チユーブ６
および第２チユーブ８を備えており、それぞれの
チユーブ６，８に円環状の第１ピストン１０およ
び第２ピストン１２が気密かつ摺動可能に嵌合さ
れている。上記両チユーブ６，８の開口端間には
第１ポート１４および第２ポート１６を備えたポ
ート部材１８が配設されている。第１ポート１４
はポート部材１８の中央に形成された貫通孔２０
を経てピストン１０および１２の後ろ側に形成さ
れた後側圧力室２２および２４に連結させられて
いる。

一方、第２ポート１６はポート部材１８とチユ
ーブ６および８とを貫通して形成された連通路２
６を経て、ピストン１０および１２の前側に形成
された前側圧力室２８および３０に連通させられ
ている。第２チユーブ８の底部側にはロツドカバ
ー３２が配設されている。そして、上記第１チユ
ーブ６、ポート部材１８、第２チユーブ８および
ロツドカバー３２は、それぞれ嵌合穴と嵌合突部
との嵌合によつて半径方向位置を定められるとと
もに、これらを貫通して設けられたボルト３４お
よびナツト３６によつてエアシリンダのロツドカ
バー４に固定され、一体的なシリンダ２を構成し
ている。なお、本実施例においては上記各部材間
の気密は平担に研削仕上げされた各端面が密着さ
せられることによつて保持されているが、パツキ
ン、Ｏリング等のシール部材を使用することも勿
論可能である。エアシリンダのピストンロツド３
８はシリンダ２と両ピストン１０および１２の中
心を貫通して延びているが、このピストンロツド
３８とシリンダ２との気密は、エアシリンダのロ
ツドカバー４に設けられたシール部材４０および
４２とシリンダ２のロツドカバー３２に設けられ
たシール部材４４および４６とによつて保持され
ている。

上記第２チユーブ８の底部中央に形成された貫
通孔４８の内周面とピストンロツド３８の外周面
との間に形成された円環状の隙間にブレーキシユ
ー５０が配設されている。ブレーキシユー５０
は、第２図から明らかなように円筒部材に軸方向
のスリツト５２を１本形成して弾性変形により縮
径可能とされたものであり、通常は外周面が第２
チユーブ８の貫通孔４８の内周面に密着し、内周
面とピストンロツド３８の外周面との間に微小な
クリアランスが形成されるようにされている。ブ
レーキシユー５０は一端の外周面に環状の突起５
４を備えており、この突起５４が貫通孔４８の一
端に形成された座ぐり穴５６に嵌合されるととも
に、この座ぐり穴５６の底面とロツドカバー３２
の嵌合突部５８の先端面とに両側から挾まれるこ
とによつて、シリンダ２に対して軸方向に移動不
能に取り付けられている。

ブレーキシユー５０は突起５４が形成された側
とは反対側の端部が一定長さだけ前側圧力室３０
内へ突入させられており、この部分の外周面に皿
ばね状の締付部材６０が嵌合されている。締付部
材６０には、第３図に示すように小径側から複数
の切欠６２が放射状に等角度間隔に形成されると
ともに、大径側からも放射状の切欠６４が互に隣
接する切欠６２の中間に位置するように形成され
ている。この締付部材６０の大径側は、第２ピス
トン１２の前端面に形成された座ぐり穴６６に嵌
合されている。座ぐり穴６６の内周面に座ぐり穴
底面６８に隣接する部分には第４図に示すように
浅い環状溝６９が形成されており、この環状溝６
９に締付部材６０の周縁部が嵌入させられて、第
２ピストン１２に対して軸方向に相対移動しない
ようにされている。

ブレーキシユー５０および締付部材６０は、第
２ピストン１２および第２チユーブ８とともに第
２制動部７０を構成しているが、第１ピストン１
０側にも同様にブレーキシユー７２および締付部
材７４が配設されて、第１チユーブ６とともに第
１制動部７６を構成している。

第１ピストン１０と第２ピストン１２との間に
は圧縮コイルスプリング７８が所定の予荷重を与
えられて配設されており、両ピストン１０および
１２を常に前進方向へ付勢している。その結果、
第２ピストン１２側においては締付部材６０が第
２チユーブ８と第２ピストン１２との間で軸方向
に圧縮される。締付部材６０は元来軸方向に圧縮
されれば大径が拡大し小径が収縮する性質を有し
ているが、本実施例においては、その上大径の拡
大が座ぐり穴６６の内周面、正確には内周面に形
成された環状溝６９の底面によつて規制されてい
るため内径が特に有効に収縮させられる。従つ
て、この小径の収縮によつてブレーキシユー５０
が収縮させられ、ピストンロツド３８の外周面に
押し付けられてピストンロツド３８のブレーキシ
ユー５０に対する相対移動を阻止する。しかも、
このブレーキシユー５０は前述のようにシリンダ
２に対して軸方向移動不能に取り付けられている
ため、結局ピストンロツド３８はシリンダ２に対
する軸方向の相対移動を阻止されることとなる。
一方、第１制動部７６側においても締付部材７４
が軸方向に圧縮され、ブレーキシユー７２を締め
付けてピストンロツド３８の軸方向移動を阻止す
る。すなわち、本実施例の制動装置は常時制動型
の制動装置なのである。

以上のように構成された制動装置は、電磁方向
切換弁８０を介してエア源８２に接続して使用さ
れる。エア源８２としては、この制動装置が取り
付けられているエアシリンダを作動させるための
エア源を利用することができ、この場合にはピス
トンロツド３８の作動力に比例した制動力が得ら
れることとなる。作動力も制動力もともにエア源
８２から供給されるエアの圧力に比例するからで
ある。

切換弁８０は通常は後側圧力室２２，２４をエ
ア源８２に連通させ、前側圧力室２８および３０
を大気に解放する状態にある。従つて、第１制動
部７６および第２制動部７０はいずれもスプリン
グ７８の弾性力と後側圧力室２２および２４に作
用するエア圧力とによつて制動状態に保たれ、ピ
ストンロツド３８を充分大きな制動力で静止させ
ている。但し、それほど大きな制動力を必要とし
ない場合には、後側圧力室２２，２４へのエアの
供給を省略することができる。また、この場合に
は切換弁が３ポート２位置切換弁で済む利点が生
ずる。

ピストンロツド３８を移動させる必要が生じた
場合には、切換弁８０の切り換えによつて前側圧
力室２８および３０がエア源８２に連通させら
れ、後側圧力室２２および２４は大気に解放され
る。

その結果、ピストン１０および１２がスプリン
グ７８の弾性力に抗して後退させられ、締付部材
７４および６０の軸方向の圧縮が解除され、両締
付部材の小径が拡大する。従つて、ブレーキシユ
ー７２および５０も拡大し、ピストンロツド３８
は軸方向の移動を許容されることとなる。このた
めに必要なピストン１０および１２の作動ストロ
ークは極めて僅かであり、従つて、前側圧縮室２
８および３０を容積の小さなものとすることがで
き、エアの圧縮性による制動装置の作動遅れを少
なくすることができる。

ピストンロツド３８が所定の位置まで移動して
再び静止させる必要が生じた場合には、切換弁８
０のソレノイドへの電力供給が断たれ、切換弁８
０が再び第１図に示す状態に切り換えられて、前
側圧力室２８および３０が大気に解放されるとと
もに後側圧力室２２および２４にエアが供給さ
れ、ピストン１０および１２が前進させられて、
締付部材７４および６０によつてブレーキシユー
７２および５０が収縮させられ、第１制動部７６
および第２制動部７０がともに制動状態に復帰
し、ピストンロツド３８を停止させる。本制動装
置はこの際の応答性も優れている。

以上の説明から明らかなように、本実施例にお
いてはエア源８２、切換弁８０等からなる圧力流
体供給装置と圧縮コイルスプリングとによつてシ
リンダ２への圧力流体の選択的な供給に基づいて
ピストンを軸方向に移動させるピストン駆動手段
が構成されているのである。

第５図に本考案の別の実施例である制動装置を
示す。この制動装置は、上記実施例と同様にエア
シリンダのピストンロツド３８の軸方向の移動を
阻止するためのものであり、第１ピストン１０と
第２ピストン１２との間に圧縮コイルスプリング
７８が設けられていないことと、前側圧力室２８
および３０に連通する第２ポート１６が第２チユ
ーブ８に形成されていることが前記実施例との主
な相違点であつて、その他はほぼ同様であるため
対応する要素には同一の符号を付して両者の対応
関係を示し、詳細な説明は省略する。

この制動装置においては締付部材７４および６０
が通常は軸方向に圧縮されておらず、従つてブレ
ーキシユー７２および５０が拡大状態にあつて、
ピストンロツド３８は移動可能な状態にある。す
なわち、この制動装置は常時解除型制動装置なの
である。なお付言すれば、本制動装置においては
ピストン１０および１２が前側圧力室２８，３０
に供給されるエア圧力によつて後退させられ、締
付部材７４および６０の軸方向の圧縮が解除され
るようになつているが、第１ピストン１０と第１
チユーブ６との間および第２ピストン１２と第２
チユーブ８との間にピストン復帰用の弾性部材を
介在させることも可能であり、このようにすれば
前側圧力室２８，３０にエアを供給しなくても締
付部材７４および６０の軸方向の圧縮が完全に解
放されて、ブレーキシユー７２および５０の締付
力が完全に消滅させられ、ピストンロツド３８の
軸方向の移動が軽快となる利点が生ずる。

第６図に本考案の別の実施例を示す。図におい
て４はエアシリンダのロツドカバーであり、３８
はエアシリンダのピストンロツドである。本実施
例のシリンダ１００は、チユーブ１０２、ロツド
カバー１０４、シールプレート１０６およびブレ
ーキシユー保持部材１０８とから構成されてい
る。

シールプレート１０６は中心に貫通孔を備えた
円板部材であつて、外周面と内周面とにＯリング
１１０，１１２が取り付けられており、チユーブ
１０２とピストンロツド３８との間に気密を保持
するため、ロツドカバー４とチユーブ１０２との
互に当接する端面を前記実施例におけるように研
削仕上げする必要がなく、本実施例の制動装置は
通常のエアシリンダの簡単に取り付け得る利点を
備えている。また、シユー保持部材１０８はシー
ルプレート１０６と共同してブレーキシユー１１
４を軸方向に移動不能かつ縮径可能に保持する作
用をなすものであり、シールプレート１０６とと
もに、チユーブ１０２に取り付けられたＣ形止め
輪１１６とロツドカバー４との間に挾まれて軸方
向の移動を阻止されている。１１８は締付部材、
１２０はピストンであるが、これらは前記実施例
と同様のものであるため詳細な説明は省略する。

本実施例の制動装置もポート１２２から後側圧
力室１２４にエアが供給されるとき、ピストン１
２０が前進して締付部材１１８を軸方向に圧縮
し、その結果ブレーキシユー１１４がピストンロ
ツド３８の外周面に押し付けられてその軸方向の
移動を阻止し、図示しないポートから前側圧力室
１２６にエアが供給されるときピストン１２０が
後退してピストンロツド３８の軸方向の移動が許
容されるようになつている。

以上、本考案の代表的な実施例について説明し
たが、本考案はこれら以外の態様でも実施し得
る。

たとえば締付部材として通常の皿ばねを使用す
ることができ、また、第７図に示すように通常の
皿ばねの一部に半径方向のスリツト８４を形成し
た締付部材８６を使用することも可能である。更
に、第８図に示すように皿ばねの小径側から複数
の切欠８８を等角度間隔に放射状にに形成した締
付部材９０の使用も可能であり、この場合には大
径側が環状に連なつているために締付部材９０が
軸方向に圧縮された際大径の拡大が少なく、小径
が有効に収縮するためピストンに大径の拡大を規
制するための座ぐり穴を形成する必要がなくなる
利点がある。締付部材はこの他にも種々の形状の
ものが使用でき、また、複数枚の締付部材を重ね
合わせて使用することも可能である。

更に、ブレーキシユーも第９図に示すように、
前記実施例におけるブレーキシユー５０とほぼ同
様な外筒９２内に軸方向に平行な複数本のスリツ
ト９３によつて複数片に分割されたライニング片
９４を保持させた構造のブレーキシユー９６を使
用することも可能である。この場合には、強度お
よび弾性に優れた材料で外筒９２を製作し、なじ
み性がよくピストンロツド３８の外周面を傷付け
る恐れのない合成樹脂・砲金、石綿等の材料でラ
イニング片９４を製作することが可能となる利点
が生ずる。また、ブレーキシユーは必ずしも自身
の弾性で拡径する性質を有するものである必要は
なく、軸方向のスリツトによつて複数片に分割さ
れたブレーキシユーを使用することも可能であ
り、要するに組み付けられた状態においてほぼ円
筒状をなし、縮径が可能なものであればよいので
ある。

また、ブレーキシユーのシリンダに対する軸方
向の相対移動を阻止する手段としては前記実施例
における環状の突起５４が好適ではあるが、これ
に代えてシリンダに螺合され先端においてブレー
キシユーの外周面に形成された係合穴に係合する
セツトスクリユー等の使用も可能である。

更に、前記各実施例におけるよりもつと大きな
制動力を必要とする場合には、エアシリンダに供
給されるエアをそのままシリンダ２に供給するの
ではなく、増圧機によつて増圧した上でシリンダ
２に供給するようにすることも可能である。また
圧力流体もエア等の気体に限定されるものではな
く、油等の液体の使用も可能である。更に、制動
装置への圧力流体の供給を制御する切換弁等をシ
リンダと一体に構成することも可能である。

その他、本考案は実用新案登録請求の範囲を逸
脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の
変形・改良を加えた態様で実施し得るものである
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例である常時制動型
制動装置を示す正面断面図である。第２図は第１
図の制動装置に使用されるブレーキシユーの正面
図であり、第３図は同じく締付部材の正面図であ
る。第４図は第１図における締付部材周辺を拡大
して示す断面図である。第５図および第６図はそ
れぞれ本考案の別の実施例である常時解除型制動
装置の一部を断面にして示す正面図である。第７
図および第８図は、本考案に係る制動装置に使用
されるそれぞれ別の締付部材を示す正面図であ
る。第９図は、本考案に係る制動装置に使用され
るブレーキシユーの一部を断面にして示す正面図
である。 ２，１００：シリンダ、１０：第１ピストン、
１２：第２ピストン、３８：ピストンロツド、５
０，７２，９６，１１４：ブレーキシユー、５
２，８４，８８：スリツト、５４：突起、５６，
６６：座ぐり穴、５８：嵌合突部、６０，７４，
８６，９０，１１８：締付部材、６２，６４：切
欠、６８：座ぐり穴底面、６９：環状溝、７０：
第２制動部、７６：第１制動部、７８：圧縮コイ
ルスプリング、８０：電磁方向切換弁、８２：エ
ア源、９２：外筒、９４：ライニング片、１０
６：シールプレート、１０８：シユー保持部材、
１２０：ピストン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 軸方向に相対移動可能な軸と軸受体との相対
   移動を阻止する制動装置であつて、 前記軸受体と相対移動不能に設けられ、前記
   軸の貫通を許容するシリンダと、 円環状をなし、外周面が前記シリンダに、内
   周面が前記軸にそれぞれ気密かつ摺動可能に嵌
   合されたピストンと、 円筒状をなし、かつ軸方向に形成された少な
   くとも１本のスリツトを有して半径方向に収縮
   可能であり、前記軸に嵌合されるとともに前記
   シリンダに対し軸方向に相対移動不能に固定さ
   れたブレーキシユーと、 全体として皿ばね状をなし、前記ブレーキシ
   ユーの外周面に嵌合され、前記ピストンによつ
   て軸方向に圧縮されることにより小径が収縮し
   て前記ブレーキシユーを締め付け、該ブレーキ
   シユーの内周面を前記軸の外周面に押し付ける
   締付部材と、 前記シリンダへの圧力流体の選択的な供給に
   基いて前記ピストンを軸方向に移動させるピス
   トン駆動手段と を含むことを特徴とする軸方向制動装置。 (2) 前記ピストン駆動装置が、前記ピストンを前
   記締付部材が圧縮される向きに付勢するスプリ
   ングと、該スプリングの弾性力に抗して前記ピ
   ストンを移動させるべく前記シリンダに圧力流
   体を供給する圧力流体供給装置とを含むもので
   あり、常には制動状態にある実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の軸方向制動装置。