(57)【要約】【課題】ローターの回転方向を規制することなく一方向性を実現し得る制動装置を提供する。【解決手段】本発明は、ハウジング１０と、該ハウジング１０の内部に設けられるローター２０と、該ローター２０と前記ハウジング１０との間に設けられるブレーキシュー３０と、該ブレーキシュー３０と一緒に移動する第１突出部４０と、前記ローター２０の回転に伴って移動する第２突出部５０とを備え、第１突出部４０が前記ローター２０の正転時にのみ第２突出部５０に乗り上げ、それにより前記ブレーキシュー３０と前記ハウジング１０との間に、前記ローター２０の逆転時に発生し得る前記ブレーキシュー３０と前記ハウジング１０との間の摩擦よりも大きい摩擦を発生させることを特徴とする。【選択図】図１
2015215033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該ハウジングの内部に設けられるローターと、該ローターと前記ハウジングとの間に設けられるブレーキシューと、該ブレーキシューと一緒に移動する第１突出部と、前記ローターの回転に伴って移動する第２突出部とを備え、第１突出部が前記ローターの正転時にのみ第２突出部に乗り上げ、それにより前記ブレーキシューと前記ハウジングとの間に、前記ローターの逆転時に発生し得る前記ブレーキシューと前記ハウジングとの間の摩擦よりも大きい摩擦を発生させる制動装置。
【請求項２】
前記ローターの正転時において前記ブレーキシューと前記ハウジングとの間に発生する摩擦の大きさが前記ローターの回転力に比例して変化する請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
前記ブレーキシューを支持し、かつ第１突出部が第２突出部を乗り越えることを防止する支持材を備える請求項１に記載の制動装置。
【請求項４】
前記ローターが、該ローターの外周面から所定の深さを有する第１の溝と、第１の溝の底面から所定の深さを有する第２の溝とを有して構成され、前記ブレーキシューが第１の溝の中に配置され、第１突出部が第２の溝の中に配置されている請求項１に記載の制動装置。
【請求項５】
第１突出部が第２突出部に常時接触している請求項１に記載の制動装置。
【請求項６】
前記ブレーキシューが複数箇所に等間隔で配設されている請求項１に記載の制動装置。
【請求項７】
前記ブレーキシューが少なくとも３箇所に配設されている請求項６に記載の制動装置。
【請求項８】
第１突出部及び第２突出部が回転可能である請求項１に記載の制動装置。
【請求項９】
第１突出部及び第２突出部が平行ピンである請求項１に記載の制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制動装置に関し、より詳細には運動する物体を摩擦を利用して停止又は減速させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運動する物体を摩擦を利用して停止又は減速させる装置が知られている。例えば、特開２０１１−０１２７５０号公報は、摩擦材を備えた軸受けと、該軸受けに挿通される軸と、該軸を一方向にのみ回転させる一方向クラッチとを備えた制動装置を開示している。この装置は、軸の正転時に、軸と軸受けとの間に摩擦を発生させるものである。しかしながら、軸と軸受けとの間の摩擦は、軸の逆転時にも発生する構成である。そのため、この装置は、一方向クラッチを用いて、軸の逆転を阻止している。この装置によれば、制御対象である物体（以下では、制御対象である物体のことを、単に「物体」という。）が一方向に回転したときだけ、物体の運動を停止又は減速させることができる。以下では、物体が一方向に回転したときにのみ物体の運動を停止又は減速させることができる性能のことを「一方向性」という。
【０００３】
しかしながら、従来の技術では、軸の回転方向を規制するために、一方向クラッチが必要であった。したがって、部品点数が多いので、必然的に組立工数も多くなり、その結果、製造コストが高いという問題があった。また、一方向クラッチに取り付けられる軸の寸法精度が高度であり、また、軸の表面硬さも要求されるため、軸の加工費が高くつくという問題もあった。さらに、一方向クラッチを備えることで装置の大型化を招くという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０１２７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ローターの回転方向を規制することなく一方向性を実現し得る制動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、ハウジングと、該ハウジングの内部に設けられるローターと、該ローターと前記ハウジングとの間に設けられるブレーキシューと、該ブレーキシューと一緒に移動する第１突出部と、前記ローターの回転に伴って移動する第２突出部とを備え、第１突出部が前記ローターの正転時にのみ第２突出部に乗り上げ、それにより前記ブレーキシューと前記ハウジングとの間に、前記ローターの逆転時に発生し得る前記ブレーキシューと前記ハウジングとの間の摩擦よりも大きい摩擦を発生させる制動装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、第１突出部がローターの正転時にのみ第２突出部に乗り上げ、それによりブレーキシューとハウジングとの間に、前記ローターの逆転時に発生し得る前記ブレーキシューと前記ハウジングとの間の摩擦よりも大きい摩擦を発生させる構成である。したがって、本発明によれば、ローターの回転方向を規制することなく一方向性を実現し得る。また、本発明は、一方向クラッチが不要であるため、一方向クラッチを備えることによる諸問題をすべて解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例１に係る制動装置の断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ部断面図である。
【図３】図３は、ローターの平面図である。
【図４】図４は、制動装置の動作を説明するための部分断面図である。
【図５】図５は、制動装置の動作を説明するための部分断面図である。
【図６】図６は、制動装置の動作を説明するための部分断面図である。
【図７】図７は、実施例２に係る制動装置の断面図である。
【図８】図８は、図７のＢ−Ｂ部断面図である。
【図９】図９は、制動装置の動作を説明するための部分断面図である。
【図１０】図１０は、制動装置の動作を説明するための部分断面図である。
【図１１】図１１は、制動装置の動作を説明するための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例に基づいて本発明の実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の説明の内容に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１に示したように、実施例１に係る制動装置は、ハウジング１０、ローター２０、ブレーキシュー３０、第１突出部４０及び第２突出部５０を備えて構成される。
【００１１】
ハウジング１０は、周壁１１、底壁１２、フランジ１３及び蓋１４を備えて構成される。周壁１１は、図１に示したように、円筒形である。底壁１２は、図２に示したように、周壁１１の下端側を閉塞するように、周壁１１と一体に成形されている。フランジ１３は、図２に示したように、周壁１１から外へ突き出すように、周壁１１と一体に成形されている。蓋１４は、図２に示したように、周壁１１の上端側を閉塞するように、周壁１１に取り付けられている。このハウジング１０は、固定して使用される。ハウジング１０を固定するためのボルトは、フランジ１３に形成された穴１３ａに挿通される。
【００１２】
ローター２０は、図１及び図２に示したように、ハウジング１０の内部に設けられている。このローター２０は、物体の運動に連動して回転する軸（図示せず。以下では、この軸のことを、単に「物体の軸」という。）に連結されて使用される。ローター２０は、物体の軸が結合する穴２０ａを有する。物体の軸に結合されたローター２０は、物体が一方向に運動したときに、ハウジング１０内で正転（図１において、時計回り方向に回転）し、物体が逆方向に運動したときに、ハウジング１０内で逆転（図１において、反時計回り方向に回転）する。
【００１３】
ローター２０は、図３に示したように、第１の溝２１及び第２の溝２２を備えて構成される。第１の溝２１は、ローター２０の外周面２０ｂから所定の深さを有する。第２の溝２２は、第１の溝２１の底面２１ａから所定の深さを有する。ここにいう「深さ」とは、径方向に沿った長さをいう。第２の溝２２の底面２２ａには、半円形の溝２３が形成されている。
【００１４】
ブレーキシュー３０は、図１に示したように、ローター２０とハウジング１０との間に設けられている。ブレーキシュー３０は、ゴム又はエラストマーで作られている。ローター２０に形成された第１の溝２１の中に配置されたブレーキシュー３０は、ハウジング１０の周壁１１の内面１１ａに接する外面と、第１の溝２１の底面２１ａに接する内面とを有する形状に成形されている。
【００１５】
ブレーキシュー３０は、１箇所に設けられていればよい。しかしながら、そのような構成は、ブレーキシュー３０の偏摩耗を生じさせるおそれがある。したがって、ブレーキシュー３０は、複数箇所に等間隔で配設されることが好ましい。もっとも、ブレーキシュー３０が２箇所に等間隔で配設された構成は、ブレーキシュー３０が１箇所に設けられた構成よりも偏摩耗が生じ難いが、依然として偏摩耗が生じるおそれがある。したがって、ブレーキシュー３０は、少なくとも３箇所に等間隔で配設されることが最も好ましい。本実施例では、図１に示したように、ブレーキシュー３０が３箇所に、互いに１２０°の間隔を置いて配設されている。この構成によれば、ブレーキシュー３０の偏摩耗を防止することができる。
【００１６】
第１突出部４０は、図１に示したように、ブレーキシュー３０と一緒に移動するように設けられている。第１突出部４０は、ブレーキシュー３０と一体に成形されものであっても良い。しかしながら、第１突出部４０が回転不能である場合には、第１突出部４０と第２突出部５０との間の摩擦によって第１突出部４０が摩耗しやすくなる。したがって、第１突出部４０は、ブレーキシュー３０と別個のものであり、それ自体が回転可能であることが好ましい。
【００１７】
第２突出部５０は、図１に示したように、ローター２０の回転に伴って移動するように設けられている。第２突出部５０は、ローター２０と一体に成形されたものであっても良い。しかしながら、第２突出部５０が回転不能である場合には、第１突出部４０と第２突出部５０との間の摩擦によって第２突出部５０が摩耗しやすくなる。したがって、第２突出部５０は、ローター２０と別個のものであり、それ自体が回転可能であることが好ましい。
【００１８】
第１突出部４０及び第２突出部５０は、回転しやすさ、及び耐摩耗性を考慮して、平行ピン及び鋼球の中から選択されることが好ましい。しかしながら、第１突出部４０及び第２突出部５０の一方又は両方が鋼球である場合には、互いに接触する面積が小さいので、両方が平行ピンの場合と比較して摩耗が生じやすい。平行ピン同士が接触する場合には、互いに接触する面積が大きいので、摩耗が生じ難い。したがって、第１突出部４０及び第２突出部５０は、どちらも平行ピンであることが好ましい。
【００１９】
本実施例で採用した第１突出部４０は、平行ピンであり、ブレーキシュー３０の内面に形成された半円形の溝３１に填め込まれている。そして、第１突出部４０の、ブレーキシュー３０から突出した部分は、図１に示したように、第２の溝２２の中に配置されている。本実施例で採用した第２突出部５０も平行ピンである。この第２突出部５０は、図１に示したように、第２の溝２２の底面２２ａに形成された溝２３に填め込まれている。
【００２０】
第１突出部４０は、第２突出部５０に、常時接触していることが好ましい。第１突出部４０と第２突出部５０が非接触の状態が存在し得る構成では、ローター２０の正転時に、第２突出部５０が第１突出部４０に接触するまでに時間を要することになるため、応答性が悪くなるからである。また、第１突出部４０と第２突出部５０とが接触するときに衝突音が発生するからである。第１突出部４０と第２突出部５０が常に接した状態であれば、応答性が良好である。また、衝突音の発生も防止できる。
【００２１】
上記のように構成される制動装置は、以下のように動作する。すなわち、ローター２０が正転したときは、ローター２０の回転に伴って第２突出部５０が図１において時計回り方向（以下では、この方向を「制動方向」という。）に移動する。このとき、第１突出部４０は、ブレーキシュー３０の外面がハウジング１０の周壁１１の内面１１ａと面接触し、それにより、ブレーキシュー３０がローター２０の始動と同時に制動方向に動かないため、第２突出部５０に乗り上げる。また、ブレーキシュー３０は、第１突出部４０と周壁１１との間で圧縮され変形する。その結果、ブレーキシュー３０は、ブレーキシュー３０の弾性力によって周壁１１の内面１１ａを押しながら制動方向に移動することになるため、ブレーキシュー３０とハウジング１０との間に物体の運動を停止又は減速させる摩擦が発生する。
【００２２】
ローター２０の正転時に、第１突出部４０が第２突出部５０に乗り上げる程度は、ローター２０の回転力に比例しているので、ブレーキシュー３０とハウジング１０との間に発生する摩擦の大きさは、ローター２０の回転力に比例して変化することになる。すなわち、ローター２０の回転力が小さいときは、図４に示したように、第１突出部４０が第２突出部５０にさほど乗り上げない（乗り上げる程度が低い）ため、ブレーキシュー３０の弾性力も小さくなり、したがって、ブレーキシュー３０とハウジング１０との間に発生する摩擦が小さい。一方、ローター２０の回転力が大きいときは、図５に示したように、第１突出部４０が第２突出部５０に大きく乗り上げる（乗り上げる程度が高い）ため、ブレーキシュー３０の弾性力も大きくなり、したがって、ブレーキシュー３０とハウジング１０との間に発生する摩擦が大きい。
【００２３】
ローター２０が逆転したときは、ローター２０に形成された第２の溝２２の側壁面２２ｂが第１突出部４０を図１において反時計回り方向（以下では、この方向を「非制動方向」という。）へ押す。しかし、このとき、第２突出部５０がローター２０の回転に伴って非制動方向に移動するため、第１突出部４０は、図６に示したように、第２突出部５０に乗り上げることがない。したがって、ブレーキシュー３０の弾性力が発生しないので、ブレーキシュー３０とハウジング１０との間に物体の運動を停止又は減速させるほどの摩擦は発生しない。
【００２４】
本実施例に係る制動装置は、上記したように、第１突出部４０がローター２０の正転時にのみ第２突出部５０に乗り上げ、それによりブレーキシュー３０とハウジング１０との間に、ローター２０の逆転時に発生し得るブレーキシュー３０とハウジング１０との間の摩擦よりも大きい摩擦を発生させる構成である。したがって、この制動装置によれば、ローター２０の回転方向を規制することなく一方向性を実現し得る。また、この制動装置は、一方向クラッチが不要であるため、部品点数が非常に少ない。そのため、組立工数も非常に少なく、製造コストが低いという利点がある。また、この制動装置は、構成が簡素であり、かつ一方向クラッチを必要としないため、装置の小型化を実現し得る。
【実施例２】
【００２５】
図７及び図８に示したように、実施例２に係る制動装置は、ブレーキシュー３０を支持する支持材６０をさらに備えて構成される点で、実施例１に係る制動装置と異なる。
【００２６】
支持材６０は、ローター２０とブレーキシュー３０との間に設けられる。支持材６０の内面６０ａは、ローター２０に形成された第１の溝２１の底面２１ａに接している。ローター２０の始動前において、支持材６０の外面６０ｂとハウジング１０の周壁１１の内面１１ａとの間には、隙間が形成されている。支持材６０の外面６０ｂには、ブレーキシュー３０を設置するための溝６１が形成され、支持材６０の内面６０ａには、第１突出部４０が填め込まれる溝６２が形成されている。この支持材６０は、ブレーキシュー３０よりも変形し難い材料、例えば、ブレーキシュー３０よりも弾性率が低いゴム、エラストマー又は金属で作られている。
【００２７】
支持材６０は、第１突出部４０が第２突出部５０を乗り越えることを防止する機能を有する。すなわち、第２突出部５０に乗り上げた第１突出部４０が、ローター２０の正常範囲を超える回転力によって第２突出部５０を乗り越える事態が発生した場合には、もはや摩擦による制動力が発生しなくなるため、これを防止する必要性がある。本実施例に係る制動装置は、ローター２０の正転時において、ローター２０の正常範囲を超える回転力によって第１突出部４０が第２突出部５０を乗り越えようとしても、図１０に示したように、支持材６０の外面６０ｂがハウジング１０の周壁１１に当接することにより、ブレーキシュー３０の更なる変形を抑制するため、第１突出部４０が第２突出部５０を乗り越えることを効果的に防止することができる。
【００２８】
本実施例に係る制動装置は、ローター２０の回転力が正常範囲内である場合には、実施例１に係る制動装置と同様に動作する。すなわち、ローター２０が正転したときは、ローター２０の回転に伴って第２突出部５０が制動方向に移動する。このとき、第１突出部４０は、ブレーキシュー３０の外面がハウジング１０の周壁１１の内面１１ａと面接触し、それにより、ブレーキシュー３０がローター２０の始動と同時に制動方向に動かないため、図９に示したように、第２突出部５０に乗り上げる。また、ブレーキシュー３０は、支持材６０と周壁１１との間で圧縮され変形する。その結果、ブレーキシュー３０は、ブレーキシュー３０の弾性力によって周壁１１の内面１１ａを押しながら制動方向に移動することになるため、ブレーキシュー３０とハウジング１０との間に物体の運動を停止又は減速させる摩擦が発生する。
【００２９】
一方、ローター２０が逆転したときは、ローター２０に形成された第２の溝２２の側壁面２２ｂが第１突出部４０を非制動方向へ押す。しかし、このとき、第２突出部５０がローター２０の回転に伴って非制動方向に移動するため、第１突出部４０は、図１１に示したように、第２突出部５０に乗り上げることがない。したがって、ブレーキシュー３０の弾性力が発生しないので、ブレーキシュー３０とハウジング１０との間に物体の運動を停止又は減速させるほどの摩擦は発生しない。
【００３０】
本実施例に係る制動装置は、上記したように、第１突出部４０がローター２０の正転時にのみ第２突出部５０に乗り上げ、それによりブレーキシュー３０とハウジング１０との間に、ローター２０の逆転時に発生し得るブレーキシュー３０とハウジング１０との間の摩擦よりも大きい摩擦を発生させる構成である。したがって、この制動装置によれば、ローター２０の回転方向を規制することなく一方向性を実現し得る。また、この制動装置は、実施例１に係る制動装置と同様に、一方向クラッチが不要であるため、部品点数が非常に少ない。そのため、組立工数も非常に少なく、製造コストが低いという利点がある。また、この制動装置は、構成が簡素であり、かつ一方向クラッチを必要としないため、装置の小型化を実現し得る。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ハウジング
１１  周壁
１１ａ  周壁の内面
１２  底壁
１３  フランジ
１３ａ  穴
１４  蓋
２０  ローター
２０ａ  穴
２０ｂ  ローターの外周面
２１  第１の溝
２１ａ  第１の溝の底面
２２  第２の溝
２２ａ  第２の溝の底面
２２ｂ  第２の溝の側壁面
２３  溝
３０  ブレーキシュー
３１  溝
４０  第１突出部
５０  第２突出部
６０  支持材
６０ａ  支持材の内面
６０ｂ  支持材の外面
６１  溝
６２  溝
【図１】
2015215033.tif 000003
【図２】
2015215033.tif 000004
【図３】
2015215033.tif 000005
【図４】
2015215033.tif 000006
【図５】
2015215033.tif 000007
【図６】
2015215033.tif 000008
【図７】
2015215033.tif 000009
【図８】
2015215033.tif 000010
【図９】
2015215033.tif 000011
【図１０】
2015215033.tif 000012
【図１１】
2015215033.tif 000013