(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動面及び前記制動面と向き合う停止面を有する作動室、
前記作動室内に配置され、前記作動室内で変位し得る軸、並びに
弾性体からなり、前記軸が一方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第１の部分、及び弾性体からなり、前記軸が逆方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第２の部分を備え、前記軸の周りで回転可能なブレーキシュー
を備え、
前記制動面と前記第１の部分が接触しているときの動摩擦力が前記制動面と前記第２の部分が接触しているときの動摩擦力よりも大きいこと、及び
前記ブレーキシューが、前記軸が逆方向に変位するときに前記停止面に当接することによって前記ブレーキシューの回転を停止させる第１の停止部を備えること
を特徴とする制動装置。
【請求項２】
制動面及び前記制動面と向き合う停止面を有する作動室、
前記作動室内に配置され、前記作動室内で変位し得る軸、並びに
弾性体からなり、前記軸が一方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第１の部分、及び弾性体からなり、前記軸が逆方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第２の部分を備え、前記軸の周りで回転可能なブレーキシュー
を備え、
前記制動面と前記第１の部分が接触しているときの動摩擦力が前記制動面と前記第２の部分が接触しているときの動摩擦力よりも大きいこと、及び
前記ブレーキシューが、前記軸が一方向に変位するときに前記停止面に当接することによって前記ブレーキシューの回転を停止させる第２の停止部を備えること
を特徴とする制動装置。
【請求項３】
制動面を有する作動室、
前記作動室内に配置され、前記作動室内で変位し得る軸、並びに
弾性体からなり、前記軸が一方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第１の部分、及び弾性体からなり、前記軸が逆方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第２の部分を備え、前記軸の周りで回転可能なブレーキシュー
を備え、
前記制動面と前記第１の部分が接触しているときの動摩擦力が前記制動面と前記第２の部分が接触しているときの動摩擦力よりも大きいこと、及び
前記制動面と前記軸の間隔が一定でないこと
を特徴とする制動装置。
【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、物体に連動して回転する部材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、本発明は以下の制動装置を提供する。
１．制動面及び前記制動面と向き合う停止面を有する作動室、前記作動室内に配置され、前記作動室内で変位し得る軸、並びに弾性体からなり、前記軸が一方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第１の部分、及び弾性体からなり、前記軸が逆方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第２の部分を備え、前記軸の周りで回転可能なブレーキシューを備え、前記制動面と前記第１の部分が接触しているときの動摩擦力が前記制動面と前記第２の部分が接触しているときの動摩擦力よりも大きいこと、及び前記ブレーキシューが、前記軸が逆方向に変位するときに前記停止面に当接することによって前記ブレーキシューの回転を停止させる第１の停止部を備えることを特徴とする制動装置。
２．制動面及び前記制動面と向き合う停止面を有する作動室、前記作動室内に配置され、前記作動室内で変位し得る軸、並びに弾性体からなり、前記軸が一方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第１の部分、及び弾性体からなり、前記軸が逆方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第２の部分を備え、前記軸の周りで回転可能なブレーキシューを備え、前記制動面と前記第１の部分が接触しているときの動摩擦力が前記制動面と前記第２の部分が接触しているときの動摩擦力よりも大きいこと、及び前記ブレーキシューが、前記軸が一方向に変位するときに前記停止面に当接することによって前記ブレーキシューの回転を停止させる第２の停止部を備えることを特徴とする制動装置。
３．制動面を有する作動室、前記作動室内に配置され、前記作動室内で変位し得る軸、並びに弾性体からなり、前記軸が一方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第１の部分、及び弾性体からなり、前記軸が逆方向に変位するときに前記制動面に接触する面を有する第２の部分を備え、前記軸の周りで回転可能なブレーキシューを備え、前記制動面と前記第１の部分が接触しているときの動摩擦力が前記制動面と前記第２の部分が接触しているときの動摩擦力よりも大きいこと、及び前記制動面と前記軸の間隔が一定でないことを特徴とする制動装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の上記構成によれば、物体に連動して回転する部材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、本発明の実施例１に係る制動装置の平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１に係る制動装置の正面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ部断面図である。
【図４】図４は、図１のＢ−Ｂ部断面図である。
【図５】図５は、図１のＣ−Ｃ部断面図である。
【図６】図６は、図１のＤ−Ｄ部断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施例１で採用した第１の部材の平面図である。
【図８】図８は、図７のＥ−Ｅ部断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施例１で採用した蓋の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例１で採用した第２の部材の平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＦ−Ｆ部断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例１で採用したブレーキシューの平面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例１で採用したブレーキシューの正面図である。
【図１４】図１４は、ブレーキシューの他の実施形態を示す平面図である。
【図１５】図１５は、制動装置の動作を説明するための断面図である。
【図１６】図１６は、制動装置の動作を説明するための断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施例２に係る制動装置の断面図である。
【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〜図６に示したように、本発明の実施例１に係る制動装置は、第１の部材１０、蓋１１、第２の部材１２、軸１３及びブレーキシュー１４を備えている。
【００１１】
図７及び図８に示したように、第１の部材１０は、周壁１０ａ、底壁１０ｂ及びフランジ１０ｃを備えている。周壁１０ａは、円筒形である（図７参照）。周壁１０ａの一端側に設けられる底壁１０ｂは、周壁１０ａと一体に成形されている（図８参照）。底壁１０ｂは、第２の部材１２の軸部１２ｂが挿入される穴１０ｄ及び軸１３が挿入される穴１０ｅを備えている（図７及び図８参照）。フランジ１０ｃは、周壁１０ａから外へ突き出すように、周壁１０ａと一体に成形されている。本実施例の典型的な使用例では、第１の部材１０は、物体に固定される。第１の部材１０を固定するためのボルトは、フランジ１０ｃに形成された穴１０ｆに挿通される（図７参照）。
【００１２】
図１及び図４〜図６に示したように、蓋１１は、周壁１０ａの他端側に取り付けられる。蓋１１の脱落は、周壁１０ａの端部をかしめることによって防止されている（図４〜図６参照）。蓋１１は、第２の部材１２の軸部１２ｃが挿入される穴１１ａ及び軸１３が挿入される穴１１ｂを備えている（図９参照）。蓋１１は、作動室１５内で軸１３を正常に変位させるために、底壁１０ｂと一緒に安定して回転することが好ましい。本実施例では、蓋１１の外周面に凹部１１ｃを、周壁１０ａの内周面に凸部１０ｇをそれぞれ形成し、凹部１１ｃと凸部１０ｇをかみ合わせることによって、蓋１１と底壁１０ｂが一緒に安定して回転し得るようになっている（図７及び図９参照）。
【００１３】
図３〜図６に示したように、第２の部材１２は、第１の部材１０の内部に設けられている。第２の部材１２は、周壁１０ａの内径とほぼ等しい外径を有し、かつ底壁１０ｂと蓋１１の間隔とほぼ等しい高さを有する円板状の本体部１２ａ及び本体部１２ａの両面からそれぞれ突出する軸部１２ｂ，１２ｃを備えている（図１０及び図１１参照）。第２の部材１２は、本体部１２ａを高さ方向に貫通する弧状の穴１２ｄを備えている（図１０及び図１１参照）。本実施例では、この穴１２ｄの内面、蓋１１の下面及び底壁１０ｂの上面で囲まれた空間が作動室１５である（図３及び図６参照）。作動室１５は、制動面１５ａ及び停止面１５ｂを有する。本実施例では、穴１２ｄの内面の中で外側の位置に存する曲面が制動面１５ａであり、穴１２ｄの内面の中で制動面１５ａと向かい合う位置に存する曲面が停止面１５ｂである（図１０及び図１１参照）。本実施例の典型的な使用例では、第２の部材１２は、物体の運動の中心となる軸（図示せず。以下では、この軸のことを、単に「物体の軸」という。）に連結される。第２の部材１２は、物体の軸が結合する穴１２ｅを備えている（図１０及び図１１参照）。
【００１４】
本実施例の典型的な使用例では、物体が一方向に運動したときに、第１の部材１０が第２の部材１２の周りで正転（図３において、反時計回り方向に回転）し、物体が逆方向に運動したときに、第１の部材１０が第２の部材１２の周りで逆転（図３において、時計回り方向に回転）するが、これに限定されない。例えば、物体の軸が物体の運動に連動して回転する場合には、第１の部材１０を回転しないように固定し、第２の部材１２を第１の部材１０の内部で回転させてもよい。また、物体と物体の軸が互いに逆向きに回転する場合には、第１の部材１０と第２の部材１２の両方を互いに逆向きに回転させてもよい。
【００１５】
図３に示したように、軸１３は、作動室１５内に配置される。この軸１３は、第１の部材１０及び蓋１１に固定されている（図１、図３及び図５参照）。より詳細には、底壁１０ｂに形成された穴１０ｅに挿入される軸１３の一端が底壁１０ｂに固定され、蓋１１に形成された穴１１ｂに挿入される軸１３の他端が蓋１１に固定されている。この軸１３は、作動室１５内で変位し得る。すなわち、第１の部材１０が第２の部材１２の周りで回転するときには、軸１３が第１の部材１０の回転に連動して作動室１５内で移動することによって、軸１３は作動室１５内での位置を変えることができる。一方、第２の部材１２が第１の部材１０の内部で回転するときには、第２の部材１２が回転することによって、軸１３は作動室１５内での位置を変えることができる。
【００１６】
図３及び図５に示したように、ブレーキシュー１４は、制動面１５ａと軸１３の間に配置される。ブレーキシュー１４は、軸１３の周りで回転し得るように、軸１３に取り付けられている。本実施例で採用したブレーキシュー１４は、軸１３がはめ込まれる半円形の溝１４ｃを備えている（図１２及び図１３参照）。
【００１７】
本実施例で採用したブレーキシュー１４は、図１２及び図１３に示したように、第１の部分１４ａ、第２の部分１４ｂ、第１の停止部１４ｄ及び第２の停止部１４ｅをさらに備えている。
【００１８】
第１の部分１４ａは、軸１３が一方向に変位するときに制動面１５ａに接触する面を有する部分である。第２の部分１４ｂは、軸１３が逆方向に変位するときに制動面１５ａに接触する面を有する部分である。第１の部分１４ａ及び第２の部分１４ｂはゴム又はエラストマー等の弾性体からなり、変形によって制動面１５ａを押す弾力を発生させる。溝１４ｃの内周面から第２の部分１４ｂの外面までの径方向長さＤ１は、軸１３と制動面１５ａの間隔（軸１３の外周面から制動面１５ａまでの径方向長さ）よりも長く設定され、溝１４ｃの内周面から第１の部分１４ａの外面までの径方向長さＤ２は、Ｄ１よりも長く設定されている。これは、第１の部分１４ａが制動面１５ａに接触しているときの第１の部分１４ａの弾力を第２の部分１４ｂが制動面１５ａに接触しているときの第２の部分１４ｂの弾力よりも大きくするためである。この構成によれば、制動面１５ａと第１の部分１４ａが接触しているときの動摩擦力が制動面１５ａと第２の部分１４ｂが接触しているときの動摩擦力よりも大きくなる。
【００１９】
なお、ブレーキシュー１４の構成において、第１の部分１４ａと第２の部分１４ｂが明確に区別されてもよいし、第１の部分１４ａと第２の部分１４ｂの間に重複した部分があってもよい。本実施例のブレーキシュー１４は、第１の部分１４ａと第２の部分１４ｂの間に重複した部分があり、そのため、第１の部分１４ａが制動面１５ａに接触したときに第２の部分１４ｂの一部も同時に制動面１５ａに接触する構成である。
【００２０】
第１の停止部１４ｄは、軸１３が逆方向に変位するときに停止面１５ｂに当接することによってブレーキシュー１４の回転を停止させる働きをする部分である（図１６参照）。第１の停止部１４ｄによってブレーキシュー１４の回転が停止するため、制動面１５ａと第２の部分１４ｂの接触状態が維持される。すなわち、軸１３が逆方向に変位するときにブレーキシュー１４が過度に回転し、その結果、制動面１５ａと第２の部分１４ｂが接触しない状態になると、その後、ブレーキシュー１４は正常に回転することが困難になる。第１の停止部１４ｄは、これを効果的に防止し得る。
【００２１】
第２の停止部１４ｅは、軸１３が一方向に変位するときに停止面１５ｂに当接することによってブレーキシュー１４の回転を停止させる働きをする部分である（図１５参照）。第２の停止部１４ｅによってブレーキシュー１４の回転が停止するため、軸１３が一方向に変位するときに第１の部分１４ａが制動面１５ａに確実に接触して制動力を安定的に発生させることが可能になる。
【００２２】
本実施例では、ブレーキシュー１４の全体が弾性体で構成されているが、これに限定されない。例えば、図１４に示したように、第１の部分１４ａ及び第２の部分１４ｂ以外の部分１４ｆを第１の部分１４ａ及び第２の部分１４ｂとは異なる変形し難い材料（例えば、金属や硬質プラスチック等）で構成してもよい。また、本実施例では、１個のブレーキシュー１４が単一の部品で構成されているが、図１４に示したように、１個のブレーキシュー１４が複数の部品で構成されていてもよい。
【００２３】
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、第１の部材１０が正転したときは、第１の部材１０の回転に伴って軸１３が一方向（以下では、この方向を「制動方向」という。）に移動する（図１５参照）。このとき、ブレーキシュー１４の第１の部分１４ａが制動面１５ａと接触し、それにより、第１の部分１４ａは、制動面１５ａと軸１３の間で圧縮され変形する。その結果、ブレーキシュー１４は、第１の部分１４ａの弾力によって制動面１５ａを押しながら移動することになるため、ブレーキシュー１４と第２の部材１２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。
【００２４】
第１の部材１０が逆転したときは、軸１３が逆方向に移動する（図１６参照）。このとき、ブレーキシュー１４の第２の部分１４ｂが制動面１５ａと接触し、それにより、第２の部分１４ｂは、制動面１５ａと軸１３の間で圧縮され変形する。しかし、このときに発生する第２の部分１４ｂの弾力は、軸１３が制動方向に移動するときに発生する第１の部分１４ａの弾力よりも小さいため、ブレーキシュー１４と第２の部材１２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。
【００２５】
本実施例に係る制動装置は、上記したように、制動面１５ａと第１の部分１４ａが接触しているときの動摩擦力が制動面１５ａと第２の部分１４ｂが接触しているときの動摩擦力よりも大きい構成である。したがって、この制動装置によれば、物体に連動して回転する部材（本実施例では、第１の部材１０）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】
【００２６】
図１７に示したように、本発明の実施例２に係る制動装置は、制動面１５ａと軸１３の間隔が一定でない点で、実施例１に係る制動装置と異なる。
【００２７】
上記した実施例１では、制動面１５ａと軸１３の間隔、すなわち、制動面１５ａから軸１３の外周面までの径方向長さが軸１３が変位し得る範囲において一定である。この場合、軸１３が制動方向に移動する間にブレーキシュー１４の第１の部分１４ａの弾力が変化しないため、動摩擦力は一定である。
【００２８】
対照的に本実施例では、軸１３が制動方向に移動していくにしたがって制動面１５ａと軸１３の間隔が狭くなるように構成されている。つまり、本実施例は、制動面１５ａと軸１３の間隔が一定でないため、その間隔が狭いところでは、その間隔が広いところよりもブレーキシュー１４の第１の部分１４ａが強く圧縮される。そのため、軸１３が制動方向に移動する間にブレーキシュー１４の第１の部分１４ａの弾力が変化し、その結果、動摩擦力が変化する。したがって、本実施例によれば、軸１３が変位し得る範囲において物体の運動を減速又は停止させる制動力を変化させることが可能になる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  第１の部材
１０ａ  周壁
１０ｂ  底壁
１０ｃ  フランジ
１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ  穴
１０ｇ  凸部
１１  蓋
１１ａ，１１ｂ  穴
１１ｃ  凹部
１２  第２の部材
１２ａ  本体部
１２ｂ，１２ｃ  軸部
１２ｄ，１２ｅ  穴
１３  軸
１４  ブレーキシュー
１４ａ  第１の部分
１４ｂ  第２の部分
１４ｃ  溝
１４ｄ  第１の停止部
１４ｅ  第２の停止部
１５  作動室
１５ａ  制動面
１５ｂ  停止面
【図１】
0006618731.tif 000002
【図２】
0006618731.tif 000003
【図３】
0006618731.tif 000004
【図４】
0006618731.tif 000005
【図５】
0006618731.tif 000006
【図６】
0006618731.tif 000007
【図７】
0006618731.tif 000008
【図８】
0006618731.tif 000009
【図９】
0006618731.tif 000010
【図１０】
0006618731.tif 000011
【図１１】
0006618731.tif 000012
【図１２】
0006618731.tif 000013
【図１３】
0006618731.tif 000014
【図１４】
0006618731.tif 000015
【図１５】
0006618731.tif 000016
【図１６】
0006618731.tif 000017
【図１７】
0006618731.tif 000018