(57)【要約】【課題】部品の交換頻度を低減可能なブレーキ装置を提供する。【解決手段】ブレーキ装置は、移動体を制動するブレーキ装置であって、回転可能であり前記移動体に接するローラと、一端部が前記ローラに接続されたロッドと、前記ロッドの他端部に接続されたピストン部と、前記ピストン部により内部空間を第１空間および第２空間に二分され、前記ローラの回転に伴う前記ピストン部の往復運動に応じて交互に前記第１空間および前記第２空間の一方が加圧され他方が減圧されるシリンダと、前記第１空間および前記第２空間のうち減圧されている方に流体を流入させる吸入部と、前記第１空間および前記第２空間のうち加圧されている方から、前記流体を、所定の圧力で流出させる排出部と、を備える。【選択図】図３
2019124333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を制動するブレーキ装置であって、
回転可能であり前記移動体に接するローラと、
一端部が前記ローラに接続されたロッドと、
前記ロッドの他端部に接続されたピストン部と、
前記ピストン部により内部空間を第１空間および第２空間に二分され、前記ローラの回転に伴う前記ピストン部の往復運動に応じて交互に前記第１空間および前記第２空間の一方が加圧され他方が減圧されるシリンダと、
前記第１空間および前記第２空間のうち減圧されている方に流体を流入させる吸入部と、
前記第１空間および前記第２空間のうち加圧されている方から、前記流体を、所定の圧力で流出させる排出部と、
を備えるブレーキ装置。
【請求項２】
前記吸入部は、
前記第１空間に対して前記流体が出入可能に連結された第１の個別流路と、
前記第２空間に対して前記流体が出入可能に連結された第２の個別流路と、
前記第１の個別流路に設けられ、前記第１空間の減圧時に前記流体を吸い込む第１の吸入弁と、
前記第２の個別流路に設けられ、前記第２空間の減圧時に前記流体を吸い込む第２の吸入弁と、
前記第１の個別流路の前記第１の吸入弁よりも前記第１空間から離れた位置に設けられ、前記第１空間の減圧時に閉じ増圧時に開く第１の逆止弁と、
前記第２の個別流路の前記第２の吸入弁よりも前記第２空間から離れた位置に設けられ、前記第２空間の減圧時に閉じ増圧時に開く第２の逆止弁と、
を含み、
前記排出部は、
前記第１の個別流路および前記第２の個別流路が共通に接続される合流流路と、
前記合流流路から流出する前記流体の圧力を調節するための調節部と、
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記合流流路から流出する前記流体の圧力を測定し測定値を出力する監視部をさらに備える
ことを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記流体は、空気である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車工場のライン等において、車体を載せて移動する台車の制動等に用いられるブレーキ装置がある。従来用いられているブレーキ装置は、金属製の台車の底面に金属製部材を圧接させるもので、部材同士が摺動する際に部材間に生じる摩擦抵抗によって台車を制動している。
【０００３】
特許文献１が示す技術における制動構造も、部材同士が摺動する際の摩擦力によって、制動を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２９５８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
部材同士の摺動摩擦によって制動するブレーキ装置であると、摺動する箇所（上記例では台車およびブレーキ装置の金属製部材）の摩耗による消耗が大きいため、部材の交換頻度が高いという問題がある。
【０００６】
本発明は、部品の交換頻度を低減可能なブレーキ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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のブレーキ装置は、移動体を制動するブレーキ装置であって、回転可能であり前記移動体に接するローラと、一端部が前記ローラに接続されたロッドと、前記ロッドの他端部に接続されたピストン部と、前記ピストン部により内部空間を第１空間および第２空間に二分され、前記ローラの回転に伴う前記ピストン部の往復運動に応じて交互に前記第１空間および前記第２空間の一方が加圧され他方が減圧されるシリンダと、前記第１空間および前記第２空間のうち減圧されている方に流体を流入させる吸入部と、前記第１空間および前記第２空間のうち加圧されている方から、前記流体を、所定の圧力で流出させる排出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、部品の交換頻度を低減可能なブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態のブレーキ装置が使用された製造ラインの一構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態のブレーキ装置が使用された製造ラインの動作の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態のブレーキ装置の全体構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態のブレーキ装置の動作を説明する第１状態の図である。
【図５】図５は、実施形態のブレーキ装置の動作を説明する第２状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るブレーキ装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態のブレーキ装置１００が使用された製造ラインの一構成例を示す図である。また、図２は、ブレーキ装置１００が使用された製造ラインの動作の一例を示す図である。製造ラインでは、ブレーキ装置１００の他、台車２００、コンベア３００およびフィーダー４００が用いられる。
【００１２】
本実施形態のブレーキ装置１００の制動対象は、台車２００（移動体の一例）である。台車２００は、レール（不図示）に沿って移動し、車体５００を載せて運ぶ。コンベア３００は、台車２００を搬送する。
【００１３】
コンベア３００は、例えばチェーンコンベアであって、無終端チェーン３０１が複数（例えば２つ）のローラ３０２に架け渡されて構成されている。コンベア３００が備えるローラ３０２が２つであれば、２つのローラ３０２のうち一方が駆動ローラであって、他方が従動ローラである。駆動ローラであるローラ３０２には、モータ（不図示）の回転力が伝達されて、回転する。駆動ローラが回転することにより、無終端チェーン３０１が回転する。
【００１４】
コンベア３００は、台車２００の底面２０１に対向する位置に設けられ、把持部３０３を備えている。把持部３０３は、無終端チェーン３０１に取り付けられていて、無終端チェーン３０１とともに回転する。台車２００は、底面２０１から突出した突部２０２を備えている。把持部３０３が突部２０２を把持することにより、無終端チェーン３０１と台車２００とが連結される。また、台車２００は、突部２０２を複数備えている。これらの突部２０２は、製造ラインに複数ある工程に応じて、適するものが使用される。
【００１５】
図２に示すように、フィーダー４００は、２つのコンベア３００（３００Ａ，３００Ｂ）の間で使用され、前段のコンベア３００Ａから後段のコンベア３００Ｂへと台車２００を受け渡す。
【００１６】
後段のコンベア３００Ｂへの台車２００の受け渡しに際しては、台車２００が、コンベア３００Ｂの乗り口３０４付近に設定された所定位置に、位置している必要がある。コンベア３００Ｂの把持部３０３は、所定位置にある台車２００の突部２０２を、当該突部２０２の進行方向後方から迎えに行き、把持する。このため、仮に、台車２００が、所定位置を越えて進行していた場合、把持部３０３は、把持すべき突部２０２をつかみ損ねたり、或いは、把持すべき突部２０２と異なる他の突部２０２を、把持したりすることがある。これらの場合には、台車２００は、当該工程でのあるべき位置からずれるので、搬送不良となる。
【００１７】
従来のブレーキ装置は、部材同士が摺動する際の摩擦力によって台車を制動するので、摺動する部材が摩耗するために部材の寿命が短いという問題があった。
【００１８】
本実施形態は、上述のような問題が起こりにくくするために、制動対象に転がり接触する部材の転動に空気抵抗による負荷をかけて制動するブレーキ装置１００とした。以下、図３によりブレーキ装置１００の構成について説明し、続く図４および図５により、ブレーキ装置１００の動作について説明する。
【００１９】
図３は、ブレーキ装置１００の全体構成の一例を示す図である。ブレーキ装置１００は、回転可能であり移動体に接するローラ１１０、シリンダ装置１２０、ベース部１６０、吸入部１７１および排出部１７２を、備えている。
【００２０】
ローラ１１０は、金属製の厚手の円盤１１１の外周面にウレタン１１２が巻かれたものである。ローラ１１０は、適切な負荷の環境下において、制動対象（移動体）に、転がり接触する。ベース部１６０は、ローラ１１０の回転軸方向とシリンダ装置１２０の軸方向（長手方向）とが交わるよう（好適にはローラ１１０の径方向とシリンダ装置１２０の長手方向とが略平行となるよう）、ローラ１１０およびシリンダ装置１２０を配置して支持する。ベース部１６０は、土台１６１、搖動部１６２、支持部１６３、押圧部１６４、および連結部１６５を備えている。
【００２１】
土台１６１は、台車２００を停止させるべき位置に対して、固定的に配置されている。搖動部１６２は、土台１６１から所定の隙間をあけて対向する板金である。搖動部１６２は、一方の端部１６２ａを支持部１６３に、ヒンジピン等によって回動自在に取付けられ、他方の端部１６２ｂが回動に従って土台１６１に対して近接および離反する。
【００２２】
押圧部１６４は、付勢部の一例であり、例えば弦巻ばねである。押圧部１６４は、土台１６１に、ヒンジピン等によって一端部を取り付けられている。押圧部１６４の他端部は、ヒンジピン等によって連結部１６５に取り付けられている。連結部１６５は、押圧部１６４と搖動部１６２とを連結している。この構造により、制動対象による負荷がない時の搖動部１６２は土台１６１に対し略平行である。
【００２３】
搖動部１６２は、ローラ１１０およびシリンダ装置１２０を支持する。ローラ１１０は、搖動部１６２に対して固定的に取付けられている。シリンダ装置１２０は、搖動部１６２の支持部１６３に近い位置に、一方の端部１２０ａを、ヒンジピン等により回動自在に取付けられている。
【００２４】
シリンダ装置１２０は、シリンダ１２１、ロッド１２２、ピストン部１２３および一対の開口部１２４，１２５を備えている。
【００２５】
ロッド１２２は、一端部がローラ１１０に接続され、他端部がピストン部１２３に接続されており、ローラ１１０の回転力をピストン部１２３に伝達する。すなわち、ロッド１２２は、ローラ１１０の回転を受けてピストン部１２３を往復移動させる。ピストン部１２３は、シリンダ１２１の内部空間を第１空間Ａと第２空間Ｂとに二分し、シリンダ１２１内を長手方向に移動する。シリンダ１２１の内部空間においては、ローラ１１０の回転に伴うピストン部１２３の往復運動に応じて、交互に、第１空間Ａおよび第２空間Ｂの一方が加圧され、他方が減圧される。
【００２６】
開口部１２４，１２５は、シリンダ１２１の長手方向両端部に設けられ、ピストン部１２３で二分されたシリンダ１２１の内部の第１，第２空間Ａ，Ｂの各々と、後述の吸入部１７１に含まれる個別通気路１３１，１４１の一端部とを、連通させている。
【００２７】
吸入部１７１は、第１空間Ａおよび第２空間Ｂのうち減圧されている方に流体（本実施形態では空気）を流入させる。この例では、吸入部１７１は、一対の個別通気路１３１，１４１、一対の吸気弁１３２，１４２、および一対の逆止弁１３３，１４３を、備えている。
【００２８】
また、排出部１７２は、第１空間Ａおよび第２空間Ｂのうち加圧されている方から流体（本実施形態では空気）を所定の圧力で流出させる。この例では、排出部１７２は、合流通気路１５１、調節部１５２および監視部１５３を、備えている。
【００２９】
個別通気路１３１は、一端部が第１空間Ａに対して流体の出入可能に連結された第１の個別流路の一例であって、個別通気路１４１は、一端部が第２空間Ｂに対して流体の出入可能に連結された第２の個別流路の一例である。また、個別通気路１３１，１４１は、他端部が合流通気路１５１に続いていて、開口部１２４，１２５からの排気を合流通気路１５１へと送る。
【００３０】
合流通気路１５１は、第１および第２の個別流路（個別通気路１３１，１４１）が共通に接続する合流流路の一例である。合流通気路１５１は、一端部が個別通気路１３１，１４１と連通し、他端部に、調節部１５２および監視部１５３が取り付けられている。
【００３１】
吸気弁１３２，１４２は、流体を吸い込むときに開く吸入弁であり、各々、個別通気路１３１，１４１に設けられている。吸気弁１３２は、第１の吸入弁の一例であって、第１空間Ａの減圧時に外気を吸い込む。吸気弁１４２は、第２の吸入弁の一例であって、第２空間Ｂの減圧時に外気を吸い込む。外気は、ブレーキ装置１００の雰囲気（例えば空気）であり、流体の一例である。吸気弁１３２，１４２は、外気を個別通気路１３１，１４１内へと吸い込むが、個別通気路１３１，１４１内から外へと空気を吐き出すことはしない。
【００３２】
逆止弁１３３は、第１の逆止弁の一例であって、個別通気路１３１の吸気弁１３２よりも第１空間Ａから離れた位置に設けられ、第１空間Ａの減圧時に閉じ増圧時に開く。逆止弁１４３は、第２の逆止弁の一例であって、第２の個別流路の第２の吸入弁よりも第２空間Ｂから離れた位置に設けられ、第２空間Ｂの減圧時に閉じ増圧時に開く。逆止弁１３３，１４３は、個別通気路１３１，１４１における合流通気路１５１の手前に位置し、合流通気路１５１に向かって流れる空気を通すが、その逆方向には空気を通さない。
【００３３】
調節部１５２は、合流流路から流出する流体（すなわち合流通気路１５１から外気へ向かう排気）の圧力の強弱を調節する。調節部１５２は、例えば、スピードコントローラで実現される。
【００３４】
監視部１５３は、調節部１５２の排気方向上流側に配置されている。監視部１５３は、合流流路から流出する流体の圧力を測定し、測定値を出力する監視部の一例である。監視部１５３は、合流通気路１５１から外気へ向かう排気の圧力を測定し、測定値を目視可能に出力（表示）する。ユーザは、適切な頻度で監視部１５３の表示を確認し、必要に応じて調節部１５２を操作して圧力を調節する。
【００３５】
ロッド１２２のシリンダ１２１から出ている方の端部１２６は、ヒンジピン等によって互いに回動自在に、ローラ１１０に連結されている。これにより、ロッド１２２の端部１２６は、ローラ１１０の回転に伴って円を描いて移動する。また、シリンダ装置１２０は、ローラ１１０の回転に伴って、端部１２０ａを搖動部１６２に取り付けているヒンジピン周りに、回動する。
【００３６】
なお、参考のため、各部の寸法等の数値例を示す。ここで、図３に示す状態は、図面内左右方向が台車２００の移動方向であって、図面内奥行き方向が台車２００の移動方向に直交する方向である。本実施形態のブレーキ装置１００は、台車２００の重量が約２００ｋｇ、台車２００の積載荷重が約７００ｋｇ、台車２００の移動速度が１８ｍ／分の場合を想定している。また、本実施形態のローラ１１０の寸法は、例えば、直径１４５ｍｍ、厚さ（軸方向寸法）３３ｍｍである。また、ベース部１６０の寸法は、例えば、台車２００の移動方向に沿った長さが５４ｃｍ、台車２００の移動方向に直交する方向に沿った長さが１２ｃｍである。また、本実施形態の調節部１５２は、排気の圧力を例えば０．２〜０．３ＭＰａに調節する。
【００３７】
このような構成において、ブレーキ装置１００は、台車２００の移動方向とローラ１１０の外周面の移動方向とが平行となるように配置されて、ローラ１１０の外周面に接した台車２００を制動する。本実施形態では、ブレーキ装置１００は、台車２００に下側から圧接することにより、台車２００を制動する。
【００３８】
図４は、ブレーキ装置１００の動作を説明する第１状態の図である。図５は、ブレーキ装置１００の動作を説明する第２状態の図である。
【００３９】
ローラ１１０は、押圧部１６４の付勢力により、台車２００に押し当てられる。台車２００が移動すると、ローラ１１０の外周面のウレタン１１２が、台車２００との接触面上を滑らずに転がり、ローラ１１０を回転させる。ローラ１１０が回転すると、回転に伴い、ロッド１２２の端部１２６が移動させられるので、ロッド１２２はシリンダ１２１を出入りする。
【００４０】
シリンダ１２１に対してロッド１２２が移動することにより、シリンダ１２１内のピストン部１２３が、シリンダ１２１の長手方向に沿って移動する。このピストン部１２３の移動に伴って、当該ピストン部１２３が隔てる第１，第２空間Ａ，Ｂの各々の容積が変えられ、第１，第２空間Ａ，Ｂのうちの一方に入っている空気の圧力が増し（増圧）、他方に入っている空気の圧力が減る（減圧）。
【００４１】
図４においては、第１空間Ａが減圧し、第２空間Ｂが増圧している。減圧した第１空間Ａには、吸気弁１３２を介して吸気された空気が流入する。吸気弁１３２を介して吸気される空気は、逆止弁１３３を越えて合流通気路１５１へ流入することはない。増圧した第２空間Ｂからは、空気が排出される。排出された空気は、個別通気路１４１を進み、逆止弁１４３を通過して、合流通気路１５１に流入し、監視部１５３および調節部１５２を通過して、外気に排気される。
【００４２】
図５においては、第２空間Ｂが減圧し、第１空間Ａが増圧している。減圧した第２空間Ｂには、吸気弁１４２を介して吸気された空気が流入する。吸気弁１４２を介して吸気される空気は、逆止弁１４３を越えて合流通気路１５１へ流入することはない。増圧した第１空間Ａからは、空気が排出される。排出された空気は、個別通気路１３１を進み、逆止弁１３３を通過して、合流通気路１５１に流入し、監視部１５３および調節部１５２を通過して、外気に排気される。
【００４３】
上述のように動作するブレーキ装置１００は、シリンダ装置１２０によって、ローラ１１０の回転を、往復移動を含む動作に変換し、当該動作に負荷を与える。当該負荷としては、ローラ１１０が台車２００の表面上を滑らず転がる程度、且つ、台車２００に対して制動力を与えられる程度が、適切である。また、ブレーキ装置１００は、負荷の発生に、流体の圧力を利用する。また、ブレーキ装置１００は、流体の圧力を、排出部１７２（合流通気路１５１、調節部１５２）を採用することで得て、排出の対となる吸入を吸入部１７１（個別通気路１３１，１４１、吸気弁１３２，１４２、逆止弁１３３，１４３）で行う。このように、ブレーキ装置１００は、シリンダ１２１に対するロッド１２２の出し入れに抵抗を与えることにより、台車２００を制動する。
【００４４】
以上に説明したように、本実施形態のブレーキ装置１００では、制動力を得るために、台車２００とローラ１１０とを転がり接触させ、流体（空気等）の抵抗を利用してローラ１１０の回転（転がり）に適切な負荷（台車２００に対して転動し摺動しない程度）を与えて制動力を得る構成としているので、従来の部材同士を摺動させて制動するブレーキ装置に比べ、ブレーキ装置１００を構成する部材の消耗を少なくすることができる。これにより、ブレーキ装置１００の長寿命化を図ることができ、部品の交換頻度を低減可能なブレーキ装置１００を提供することができる。
【００４５】
すなわち、本実施形態によれば、摺動によらず制動するブレーキ装置１００を提供し、これにより、従来に比べて寿命が長いブレーキ装置１００を得て、ブレーキ装置１００の交換頻度を低下させることができる。
【００４６】
また、本実施形態の構成によれば、ローラ１１０やシリンダ装置１２０、押圧部１６４、吸気弁１３２，１４２、逆止弁１３３，１４３、調節部１５２等に市販品を用いて、ブレーキ装置１００を構成することができる。したがって、専用の部品の製造等が必要となる構造に比べ、低いコストでブレーキ装置１００を構成しやすい。
【００４７】
さらに、本実施形態の構成によれば、電力等の動力源を必要としないブレーキ装置１００を、提供することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、ブレーキ装置１００は、制動対象（移動体）に下から接するよう配置されているが、実施にあたっては、下からに限らず、他の方向から、ブレーキ装置１００が制動対象に接するよう、配置されていてもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、監視部１５３は、排気の圧力の測定値を出力（表示）するのみであるが、実施にあたっては、例えば、適切な圧力から外れた場合にアラーム音を発したり、或いは所定の信号を発信したりする等、別の形態の出力を行ってもよい。この場合の監視部１５３は電力を要する。
【００５０】
また、本実施形態では、吸入部１７１を、個別通気路１３１，１４１、吸気弁１３２，１４２および逆止弁１３３，１４３で構成したが、実施にあたっては例示の構成に限らず、例示の構成でなくとも、第１空間Ａおよび第２空間Ｂのうち減圧されている方に流体を流入させるものであればよい。
【００５１】
また、本実施形態では、排出部１７２を、合流通気路１５１、調節部１５２および監視部１５３で構成したが、実施にあたっては例示の構成に限らず、例示の構成でなくとも、第１空間Ａおよび第２空間Ｂのうち加圧されている方から流体を所定の圧力で流出させるものであればよい。
【００５２】
また、本実施形態では、２つの個別流路（個別通気路１３１，１４１）を合流流路（合流通気路１５１）に合流させ、合流流路の末端部に調節部１５２や監視部１５３を設けているが、実施にあたっては、個別流路を合流させず、個々の個別流路の末端部に、各々、調節部や監視部を設けるよう構成してもよい。但し、この場合には、実施形態のように合流させる構成に比べて、部品点数が増加し、監視部の監視および調節部の調節の手間が二倍になり、また、シリンダ装置１２０から調節部１５２までの容量が増えることにより圧縮力の発生が遅くなるおそれがある。これに比べ、本実施形態のような構成によれば、シリンダ装置１２０から調節部１５２までの容量を抑えやすく、これにより、良好な圧縮力の応答性を得ることが可能となるので、機能を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、流体として空気を使用しているが、実施にあたっては、流体は空気に限らず、本実施形態の構成を適用可能な他の気体であってもよい。この他の気体が流体として使用される状況としては、例えば、当該他の気体で満たされた空間内に移動体およびブレーキ装置１００が設置されている場合等が考えられる。またさらには、本実施形態のブレーキ装置１００に、例えば排出部１７２が排出した流体を適切に吸入部１７１に循環させ得る配管構造等を追加することにより、流体として液体を使用することが可能である。
【００５４】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１００…ブレーキ装置
１１０…ローラ、１１１…円盤、１１２…ウレタン
１２０…シリンダ装置、１２０ａ…端部
１２１…シリンダ、１２２…ロッド、１２３…ピストン部
１２４，１２５…開口部、１２６…端部
１３１…個別通気路（個別流路）、１３２…吸気弁（吸入弁）、１３３…逆止弁
１４１…個別通気路（個別流路）、１４２…吸気弁（吸入弁）、１４３…逆止弁
１５１…合流通気路（合流流路）、１５２…調節部、１５３…監視部
１６０…ベース部
１６１…土台、１６２…搖動部、１６２ａ…端部、１６２ｂ…端部
１６３…支持部、１６４…押圧部、１６５…連結部
１７１…吸入部
１７２…排出部
２００…台車（移動体）、２０１…底面、２０２…突部
３００（３００Ａ，３００Ｂ）…コンベア
３０１…無終端チェーン、３０２…ローラ、３０３…把持部、３０４…乗り口
４００…フィーダー
５００…車体
Ａ    …第１空間
Ｂ    …第２空間
【図１】
2019124333.tif 000003
【図２】
2019124333.tif 000004
【図３】
2019124333.tif 000005
【図４】
2019124333.tif 000006
【図５】
2019124333.tif 000007