JPH0565909A - 中間停止機構付空気圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロック効率を改善した中間停止機構付空気圧シ
リンダを得る。 【構成】中間停止機構部１３にピストンロッド９を摺動
可能に挿通し、かつ把持可能にそれぞれスリット２３
ａ，２４ａを有するブレーキメタル２３と割ブッシュ２
４とを二重管状に設ける。そして、ピストンロッド９の
軸方向に摺動可能に設けらればね室Ａ１とブレーキ開放
室Ａ２とに区画するブレーキピストン２５をばね室側Ａ
１にブレーキばね３８を弾装してブレーキ開放室Ａ２側
に付勢する。また割ブッシュ２４にその外周に接する転
動体３２を転動可能に配置した保持部材３０を軸方向に
摺動可能に外嵌し、かつ転動体３２に対応してブレーキ
開放室Ａ２側に拡開状に傾斜する内周面３６を有する傾
斜リング３５をブレーキピストン２５に一体的に設け、
更に保持部材３０を内周面３６の反拡開方向に付勢する
ばね３３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気圧シリンダのピス
トンロッドの摺動中あるいは作動空気圧がなくなった
時、ピストンロッドを停止する中間停止機構付空気圧シ
リンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種中間停止機構としては特公
昭５７−４３７６２号公報がある。この公報に開示され
たものは、図４に示すように、流体圧シリンダ１０１に
設けたロックシリンダ１０２にばね１０３を介して弾着
したロックピストン１０４に取付けた機能を有する緊締
体１０５を介して複数個のボール１０６を押圧するとと
もに、さらにこのボール１０６によりピストンロッド１
０７を摺動可能に挿通したブレーキシュー１０８を圧迫
してピストンロッド１０７をロックする構成のものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の構成のものでは、図５に示すように、ボール１
０６は、ブレーキシュー１０８の外周面に設けたリング
１０９と、カバー１１０の先端部との間に環状に配置さ
れている。矢印Ａ方向に緊締体１０５が移動して、傾斜
面１０５ａがボール１０６に接すると、ボール１０６に
は、矢印Ｂ方向の回転力が作用し、ブレーキシュー１０
８上を転がろうとする。しかし、ボール１０６は傾斜面
１０５ａ及びブレーキシュー１０８の外周に接するだけ
でなく、リング１０９の垂直面１０９ａに押し付けられ
る。よって、ボール１０６は、ブレーキシュー１０８上
を転がることができず、これらの面との間に大きな摩擦
が生じ、摩擦によるトルクによってばね１０３の付勢力
が弱められ、ボール１０６によりブレーキシュー１０８
を圧迫する作用力が弱められてしまい、ピストンロッド
１０７をロックするための効率が悪いという問題があっ
た。

【０００４】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、ロックするための効率を改善した中間停止
機構付空気圧シリンダを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、空気圧シリンダ部に連接してピストン
ロッドを停止する中間停止機構部を設けてなる中間停止
機構付空気圧シリンダであって、前記中間停止機構部の
中心部には前記ピストンロッドを摺動可能に挿通し、か
つピストンロッドを把持可能にそれぞれスリットを有す
るブレーキメタルと割ブッシュとを二重管状に設け、前
記ピストンロッドの軸方向に摺動可能に設けられピスト
ン室をばね室とブレーキ開放室とに区画するブレーキピ
ストンを前記ばね室側にブレーキばねを弾装して前記ブ
レーキ開放室側に付勢するとともに、前記割ブッシュに
前記割ブッシュの外周に接する転動体を転動可能に配置
した保持部材を前記ピストンロッドの軸方向に摺動可能
に外嵌し、かつ前記保持部材の外周に前記転動体に対応
して前記ブレーキ開放室側に拡開状に傾斜する内周面を
有する傾斜リングを前記ブレーキピストンに一体的に設
け、更に前記保持部材を前記内周面の反拡開方向に付勢
するばねを備えたことを特徴とする中間停止機構付空気
圧シリンダの構成がそれである。

【０００６】

【作用】前記構成を有する中間停止機構付空気圧シリン
ダは、ブレーキ開放室に圧縮空気が供給されると、ブレ
ーキピストンがブレーキばねの付勢力に抗して摺動し、
傾斜リングによる転動体の押圧を開放する。そして、空
気圧シリンダ部の圧縮空気の作用により、ピストンロッ
ドが摺動する。

【０００７】一方、ブレーキ開放室から圧縮空気が排気
されると、ブレーキピストンがブレーキばねの付勢力に
よりブレーキ開放室側に摺動する。そして、傾斜リング
の内周面が転動体に接し、転動体を転動させ、保持部材
をばねの付勢力に抗してピストンロッドの軸方向に移動
する。また、転動体が割ブッシュ、ブレーキメタルを介
してピストンロッドを圧迫し、ピストンロッドをロック
する。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に従って説明
すると、図中１は中間停止機構付空気圧シリンダであっ
て、空気圧シリンダ部２と中間停止機構部１３とより構
成されている。

【０００９】この空気圧シリンダ部２はそのシリンダチ
ューブ３の両端にポート５，７を有するヘッドカバー４
と中間カバー６とが嵌着され、シリンダチューブ３内に
はピストン８が摺動可能に内嵌されるとともに、同ピス
トン８にはピストンロッド９が取付けられて、このピス
トンロッド９は中間カバー６に貫設した挿通孔１０に摺
動可能に挿通されて中間停止機構部１３側へ延出されて
いる。また、中間カバー６の中間停止機構部１３側の面
の挿通孔１０の外周には後述のブレーキメタル２３の受
凹部１１が形成され、また、同面の外周部には中間停止
機構部１３のシリンダチューブ２２を嵌着する受凹部１
２が形成されている。

【００１０】１３は上記した中間停止機構部であって、
この中間停止機構部１３は中間カバー６と対設してロッ
ドカバー１４が設けられている。このロッドカバー１４
の中心部の両側にはボス部１５，１６が突出形成される
とともに、同中心にはピストンロッド９を挿通する挿通
孔１７が貫設されている。また、ボス部１６の挿通孔１
７の外周には中間カバー６の受凹部１１と対応してブレ
ーキメタル２３の受凹部１８が形成されている。

【００１１】また、同ロッドカバー１４のボス部１６側
の面の外周にはリング状の凸部１９が形成されて、同凸
部１９の外周側には中間カバー６の外周に形成したシリ
ンダチューブ２２の受凹部１２と対応して受凹部２０が
形成され、内側には凹部２１が形成されている。このよ
うに形成されたロッドカバー１４と中間カバー６との受
凹部１２，２０間にはシリンダチューブ２２が、またボ
ス部１６と中間カバー６との受凹部１１，１８間にはブ
レーキメタル２３が取付られている。さらにブレーキメ
タル２３の外周には割ブッシュ２４が外嵌されるととも
に、シリンダチューブ２２にはブレーキピストン２５が
摺動可能に内装されている。

【００１２】２３は上記したブレーキメタルであって、
該ブレーキメタル２３は軟質で耐摩耗性の例えば軸受合
金等からなるもので、ピストンロッド９を挿通可能な内
径を有する管状に形成されるとともに、その軸線方向に
は全長にわたってスリット２３ａが形成されて、その内
径を減縮可能に設けられている。また、割ブッシュ２４
は例えば鋼材（熱処理可能なもの）等よりなるもので、
ブレーキメタル２３に外嵌する管状に形成されるととも
に、その軸線方向には全長にわたってスリット２４ａが
形成されて、その内径を減縮可能に設けられている。

【００１３】２５はブレーキピストンであって、シリン
ダチューブ２２により形成されるピストン室Ａ内をピス
トンチューブ２２及びボス部１６に沿って摺動案内され
るものでブレーキばね３８を介して摺動可能に弾装され
ている。このブレーキピストン２５はブレーキチューブ
２２とボス部１６との間を摺動するピストン体２６とス
カート部２７とが一体に形成され、このピストン体２６
によりピストン室Ａはばね室Ａ１とブレーキ開放室Ａ２
とに区画されている。また、スカート部２７の内周面に
は所定幅の凹部２８が設けられ、同凹部２８と割ブッシ
ュ２４との間にはブレーキ作動部２９が介装されてい
る。

【００１４】３０はブレーキ作動部２９の保持部材であ
って、割ブッシュ２４の外周に摺動可能に外嵌する管状
に形成されるとともに、同保持部材３０には、本実施例
では鋼球を用いた転動体３２を複数個図示略環状に、か
つ複数列（本実施例では３列の場合を例示した）ｒ１，
ｒ２，ｒ３に配設するため転動体３２を割ブッシュ２４
の外周に接しながら転動可能に納める受孔３０が貫設さ
れている。なお、この保持部材３０の内厚は受孔３１に
転動体３２を納めたとき、保持部材３０の外周より転動
体３２の一部が所定高さ突出する肉厚に形成されてい
る。

【００１５】このように設けられた保持部材３０とピス
トン体２６との間にばね３３が介装されて同保持部材３
０は後述する内周面３６の反拡開方向に付勢されてい
る。また、スカート部２７の内周面に形成された凹部２
８には例えば合成ゴム等からなる管状の弾性体３４が嵌
着されるとともに、同凹部２８の内側内には複数の転動
体３２の列ｒ１，ｒ２，ｒ３に対して複数個（本例では
３個例示した）の傾斜リング３５が納められている。

【００１６】この傾斜リング３５は例えば鋼材（熱処理
可能なもの）等からなり、その外径は所定の径に形成さ
れるとともに、内径は図示のようにブレーキ開放室Ａ２
側に拡開状に所定の角度で傾斜する略円錘形状の内周面
３６が形成され、その一部には幅方向にスリット３７が
設けられてその径を増減可能に設けられている。このよ
うにブレーキ作動部２９を介装したブレーキピストン２
５はブレーキばね３８により摺動可能に弾装され、ブレ
ーキ開放室Ａ２側へ付勢され、同ピストン２５により区
画されたばね室Ａ１は中間カバー６に設けた排気孔３９
を介して大気中に通気され、また、ブレーキ開放室Ａ２
はロッドカバー１４に設けられたブレーキ開放ポート４
０に連通されている。

【００１７】次に、上記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。ピストンロッド９の前
後進作動はポート５，７より圧縮空気を給排することで
前後進されるもので、このピストンロッド９の前後進過
程では空気圧シリンダ部２と同系統の圧縮空気供給源か
らの圧縮空気がブレーキ開放ポート４０よりブレーキ開
放室Ａ２に供給されていて、ブレーキピストン２５はブ
レーキばね３８に抗して中間カバー６側へ押動されて中
間カバー６に当接された状態で停止され、このブレーキ
ピストン２５のスカート部２７の内周面に形成した凹部
２８に嵌合した複数の傾斜リング３５も一体に移動され
る。

【００１８】一方、保持部材３０はばね３３により付勢
されて、同様に中間カバー６に当接された状態にあっ
て、この場合、各転動体３２は各傾斜リング３５の内周
面３６と接触するか若干の隙間を有して離隔された状態
にあるとともに、ブレーキメタル２３及び割ブッシュ２
４のスリット２３ａ，２４ａの幅も通常の状態に保持さ
れてピストンロッド９は摺動可能であって、停止解除の
状態にある。

【００１９】しかして、この停止解除の状態においてブ
レーキ開放室Ａ２の圧縮空気が排気されると、ブレーキ
ピストン２５はブレーキばね３８によりブレーキ開放室
Ａ２側へ移動され、傾斜リング３５も一体的に移動され
る。このブレーキピストン２５の移動により、傾斜リン
グ３５と対設する転動体３２は傾斜リング３５の内周面
３６に当接し、大径側より小径側へ当接状態が移行す
る。

【００２０】この過程で内周面３６を介して転動体３２
に、ブレーキばね３８の付勢力に応じて、ピストンロッ
ド９の軸方向の水平分力と、くさび効果による大きな径
方向の垂直分力とが作用する。この水平分力の作用によ
り、転動体３２は、図３に示すように、矢印Ｄ方向に回
転し、割ブッシュ２３上を転がる。そして、保持部材３
０に当接して、保持部材３０をばね３３の付勢力に抗し
て、ピストンロッド９の軸方向に摺動させる。

【００２１】また、この転動体３２の回転方向は、内周
面３６に対しては、小径方向に移動する方向であり、転
動体３２は相対的に内周面３６の小径方向に移動する。
これにより、転動体３２に作用する垂直分力が増加す
る。この転動体３２に作用する垂直分力により、割ブッ
シュ２４の外周が径方向に押圧される。

【００２２】転動体３２が内周面３６の小径方向に移動
するにしたがって、垂直分力が増加し、ブレーキばね３
８の付勢力と転動体３２の小径方向の転動に対する抵抗
力とが釣り合った位置になると、転動体３２の転動が停
止する。このときの大きな垂直分力により、割ブッシュ
２４，ブレーキメタル２３の外周を圧迫してそのスリッ
ト２４ａ，２３ａの幅を減縮してピストンロッド９の外
周をグリップ状に圧接して摩擦抵抗によりピストンロッ
ド９は停止され、ロックされる。

【００２３】一方、この状態で、ブレーキ開放室Ａ２に
圧縮空気を供給すると、ブレーキピストン２５がブレー
キばね３８に抗して中間カバー６側へ押動され、中間カ
バー６に当接した状態で停止される。このとき、転動体
３２は傾斜リング３５の内周面３６と接触するか若干の
隙間を有して離隔された状態に、また、ブレーキメタル
２３及び割ブッシュ２４のスリット２３ａ，２４ａの幅
も通常の状態に復帰されて、ロックが解除される。

【００２４】このとき、保持部材３０は、ばね３３の付
勢力により、中間カバー６側に押動され、転動体３２が
割ブッシュ２４上を転動し、保持部材３２が中間カバー
６に当接されて、初期の状態に復帰される。尚、ばね３
３は保持部材３０を中間カバー６側に移動できるだけの
小さな付勢力があれば十分である。このように、保持部
材３０をばね３３で付勢することにより、転動体３２が
初期の状態に復帰され、ブレーキピストン２５を繰り返
し摺動させて、ピストンロッド９のロックと解除とを繰
り返しても、転動体３２が割ブッシュ２４上を転動し
て、ピストンロッド９の軸方向に次々と移動して行くこ
とはない。

【００２５】このように、ブレーキ開放室Ａ２内の圧縮
空気を排気することでピストンロッド９の往復作動の何
れの位置においても停止することができる。また、この
ことは圧縮空気供給源が何らかの原因で供給作動が停止
された場合においてもピストンロッド９を停止すること
ができ、また、圧縮空気供給源が復帰した場合には、空
気圧シリンダ部２へ圧縮空気が供給されると同時にブレ
ーキ開放室Ａ２へも圧縮空気が供給されて停止状態を直
ちに解除してピストンロッド９は作動される。

【００２６】したがって、本実施例の中間停止機構付空
気圧シリンダは、転動体３２を自由に転動できるように
したので、ピストンロッド９をロックする際には、転動
体３２は傾斜リング３５の内周面３６に当接し、割ブッ
シュ２４上を転動して、内周面３６の大径側から小径側
へ移動する。そして、ブレーキばね３８と釣り合う位置
で、内周面３６と割ブッシュ２４とに挟持された状態で
移動を停止する。

【００２７】ブレーキばね３８の付勢力に応じた大きな
垂直分力が、転動体３２を介して、割ブッシュ２４、ブ
レーキメタル２３に作用する。このとき、保持部材３０
は、ばね３３の付勢力により、転動体３２に接触する
が、ばね３３の付勢力は弱く、転動体３２と保持部材３
０と間の摩擦力によって、ブレーキメタル２３を中心に
向かって圧迫する作用力が弱められることはなく、ピス
トンロッド９をロックするための効率が低下することは
ない。

【００２８】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の中間停止機
構付空気圧シリンダは、転動体を転動可能に配置したの
で、ロックする際に、転動体は割ブッシュ上を転動し、
ブレーキばねの付勢力との釣合位置で停止する。よっ
て、割ブッシュ、ブレーキメタルに作用する垂直分力
が、転動体と保持部材との間の摩擦力によって、低減さ
れたりすることがないので、ピストンロッドをロックす
るための効率が改善されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての中間停止機構付空気
圧シリンダの縦断面図である。

【図２】図１のＥ−Ｅ線断面図である。

【図３】本実施例のブレーキ作動部の拡大断面図であ
る。

【図４】従来例を示す一部断面図である。

【図５】従来例の緊締体、ボール、リング、ブレーキシ
ューの拡大断面図である。

【符号の説明】

１…中間停止機構付空気圧シリンダ ２…空気圧
シリンダ部 ９…ピストンロッド １３…中間停止機構部
２３…ブレーキメタル ２３ａ…スリット ２４…割ブッシュ
２４ａ…スリット ２５…ブレーキピストン ２６…ピストン体
２７…スカート部 ２９…ブレーキ作動部 ３０…保持部材
３２…転動体 ３３…ばね ３５…傾斜リング
３６…内周面 ３８…ブレーキばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧シリンダ部に連接してピストンロ
   ッドを停止する中間停止機構部を設けてなる中間停止機
   構付空気圧シリンダであって、前記中間停止機構部の中
   心部には前記ピストンロッドを摺動可能に挿通し、かつ
   ピストンロッドを把持可能にそれぞれスリットを有する
   ブレーキメタルと割ブッシュとを二重管状に設け、前記
   ピストンロッドの軸方向に摺動可能に設けられピストン
   室をばね室とブレーキ開放室とに区画するブレーキピス
   トンを前記ばね室側にブレーキばねを弾装して前記ブレ
   ーキ開放室側に付勢するとともに、前記割ブッシュに前
   記割ブッシュの外周に接する転動体を転動可能に配置し
   た保持部材を前記ピストンロッドの軸方向に摺動可能に
   外嵌し、かつ前記保持部材の外周に前記転動体に対応し
   て前記ブレーキ開放室側に拡開状に傾斜する内周面を有
   する傾斜リングを前記ブレーキピストンに一体的に設
   け、更に前記保持部材を前記内周面の反拡開方向に付勢
   するばねを備えたことを特徴とする中間停止機構付空気
   圧シリンダ。