(57)【要約】【課題】  保持力を正確に制限するとともに、過負荷時にロック装置が損傷を蒙ることなく、特に重要な部品が塑性変形を受けることなしに、ロッドに計画通りのスリップを生じさせるロック装置を提供する。【解決手段】  外周が円錐状に形成されたクランプ部材３に対応する円錐状内周を有するアウターリング４内をクランプ部材３がスライド可能であり、ロッド２によって負荷方向に連れ動かされる際にロッド２に対して自己増幅的に押し付けるロック装置。アウターリング４はハウジング１内を軸方向にスライド可能であるとともに第１バネ９により負荷方向に対向するように初期付勢され、ロッド２に生ずる負荷が前設定された負荷を超えた場合に初めてアウターリング４がスライド変位するように第１バネ９の初期付勢力が設定されている。【選択図】        図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷がかかったロッド（２）をロッド外周に作用する少なくとも１個のクランプ部材（３）によってクランプするために、前記クランプ部材（３）がその外周が円錐状に形成されるとともに、前記クランプ部材（３）の円錐形状に対応する円錐状内周を有するアウターリング（４）内をスライド可能であり、前記クランプ部材（３）がロッド（２）によって負荷方向に連れ動かされる際にロッド（２）に対して自己増幅的に押し付けるロック装置において、
前記アウターリング（４）はハウジング（１）内を軸方向にスライド可能であるとともに第１バネ（９）により負荷方向に対向するように初期付勢され、前記ロッド（２）に生ずる負荷が前もって設定された負荷を超えた場合に初めて前記アウターリング（４）がスライド変位するように前記第１バネ（９）の初期付勢力が設定されていることを特徴とするロック装置。
【請求項２】
前記第１バネ（９）の理論的ばねストロークは負荷時における前記アウターリング（４）の最大軸方向スライド変位よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のロック装置。
【請求項３】
前記クランプ部材（３）は、少なくとも１個の緩めピストン（６）の介在によって負荷方向においてハウジング（１）内のストッパに当て付けられることを特徴とする請求項１に記載のロック装置。
【請求項４】
前記アウターリング（４）は、負荷時において前記緩めピストン（６）から軸方向に離間して位置していることを特徴とする請求項３に記載のロック装置。
【請求項５】
前記クランプ部材（３）は第２バネ（５）によってクランプ方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載のロック装置。
【請求項６】
前記クランプ部材（３）は軸方向において前記緩めピストン（６）に接当していることを特徴とする請求項３に記載のロック装置。
【請求項７】
前記第１バネ（９）は前記第２バネ（５）よりも数倍大きな付勢力を与えることを特徴とする請求項５に記載のロック装置。
【請求項８】
前記第１バネ（９）は前記ロッド（２）に作用する最大負荷よりも大きい位置保持力を作り出すことを特徴とする請求項１に記載のロック装置。
【請求項９】
前記第１バネ（９）は前記ハウジング（１）に固定されたストッパリング（８）にバネ受け支持され、前記ストッパリングは同時に緩めポジションにおいて前記緩めピストン（６）のストローク移動を制限していることを特徴とする請求項１に記載のロック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷がかかったロッドをロッド外周に作用する少なくとも１個のクランプ部材によってクランプするためのロック装置であって、前記クランプ部材がその外周が円錐状に形成されるとともに、前記クランプ部材の円錐形状に対応する円錐状内周を有するアウターリング内をスライド可能であり、前記クランプ部材がロッドによって負荷方向に連れ動かされる際にロッドに対して自己増幅的に押し付けるロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の締付けロック装置は、例えば昇降台、支えシリンダ、劇場の二重舞台などに使用される。またこの種のロック装置は工作機械または荷役機器の垂直軸用の落下防止装置としても適用される。
ふつうロック装置は油圧または空気圧によって解除ポジションに保たれて、圧力降下時に機能することとなる。その際、下降する荷重エネルギ（負荷）がクランプ力の発生に利用される。つまり、下降しようとする負荷そのものがクランプ力を増強するという、自己増幅的なロックメカニズムが用いられているのである。
【０００３】
上記技術分野の段落で述べた構成を備えたロック装置は特許文献１から、公知であり、このロック装置では、クランプ部材は作動開始にあたりロッドによって負荷方向に連れ動きされ、その際、クランプ部材の円錐状の外周輪郭がロッドに自己増幅的に付着摩擦力を発生させる。クランプ部材はこの場合、−定格負荷が大幅に上回らないかぎり−、ハウジングに固定されたストッパに当たることはない。それゆえ、過負荷は塑性変形によるロック装置の破壊を導くことがある。こうした事情からその使用可能性は過負荷が生じないようなケースに限定されることとなる。それゆえこのロック装置は特に落下物体の運動エネルギを散逸させるには不適であり、締付けロッドをブロックするが、制動目的には適していない。
確かに理論的には、ストッパが、クランプ部材の軸方向変位に対して、それを上回るとスリップが生ずるまさしく一定の締付け力を生み出すようにして各部品を製造することが考えられるが、実際のところ、達成可能な製作誤差条件下でこれを保証することは不可能である。
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第３８１１２２５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記実状に鑑み、本発明の課題は、保持力を正確に制限するとともに、過負荷時にロック装置が損傷を蒙ることなく、特に重要な部品が塑性変形を受けることなしに、ロッドに計画通りのスリップを生じさせるロック装置を提供することである。本発明のさらなる課題は、過大な製作誤差の要求をすることなしに、低いコストで製作可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、負荷がかかったロッドをロッド外周に作用する少なくとも１個のクランプ部材によってクランプするためのロック装置において、本発明では、前記クランプ部材がその外周が円錐状に形成されるとともに、前記クランプ部材の円錐形状に対応する円錐状内周を有するアウターリング内をスライド可能であり、前記クランプ部材がロッドによって負荷方向に連れ動かされる際にロッドに対して自己増幅的に押し付けるものであり、前記アウターリングはハウジング内を軸方向にスライド可能であるとともに第１バネにより負荷方向に対向するように初期付勢され、前記ロッドに生ずる負荷が前もって設定された負荷を超えた場合に初めて前記アウターリングがスライド変位するように前記第１バネの初期付勢力が設定されている。
【０００７】
この構成により、以下の作用が生ずることとなる。
作動開始に際し、前もって設定された負荷、−一般に定格負荷とも呼ばれる−、に達するまでロッドはクランプ部材を連れ動かすが、ただしこの段階でのクランプ部材の軸方向スライド変位は何らかのストッパによって止められることはない。負荷が所定の負荷値を超えると初めてクランプ部材は初期付勢されているアウターリングを連れ動かし、クランプ部材が最終的にストッパによりそれ以上の軸方向スライド変位が阻止されるまで第１バネを圧縮する。したがって、初期付勢力を付与する第１バネは非常に正確に定めることのできる最大保持力を発生させることができ、この最大保持力を超える負荷が作用することでロッドがスリップし始める。
【０００８】
当業者にはクランプ部材の構成に関して多種の態様が知られている。このクランプ部材はその作用領域に１本もしくは複数本の軸方向スリットを有する円錐形ブシュであるのが好適である。ただし、円周方向に並列配置された複数個のクランプ部材を作用させる方法も排除されているわけではない。
【０００９】
クランプ部材を外囲するアウターリングは閉じたリングとして形成されているのが好適であるが、これは複数の部材から構成することも可能であり、その場合には、発生する径方向力をくい止めるための対策が講じられなければならない。
【００１０】
前もって設定された値を上回る負荷が生じた後に初めてクランプ部材が軸方向においてストッパに突き当たるようにするには、アウターリングに作用する第１バネの初期付勢力を、前もって設定された負荷（定格負荷）を受け止めるのに要される値よりも僅かに高く選択するのが好ましい。またさらに、第１バネがバネ変位してアウターリングの軸方向スライド変位がこの第１バネをまだそのブロックポジションにまで押し込まないように第１バネのバネ変位量が選択され、むしろ第１バネは、クランプ部材の軸方向スライド変位が完了したときに、所定の力をアウターリングにおよぼし、その結果所定保持力ないし制動力がロッドに発生するようにすることが必要である。
【００１１】
原理的にはクランプ部材をストッパに直接接当させる構造も可能であるが、コンパクトな構造の趣旨からして、クランプ部材の緩めを実施する緩めピストンを介在させるのが好ましい。
【００１２】
さらに、クランプ部材を外囲するアウターリングは無負荷状態においてのみならず、負荷時にあっても緩めピストンないしストッパから離間して位置させ、他方、クランプ部材は緩めピストンに常に接した状態に保たれている構成が好適である。後者の状態はクランプ部材が通例第２のバネによって締付け方向に付勢されていることによって実現される。
【００１３】
さらに好適な構成の１つは、第１バネはハウジングに固定されたストッパとしてのストッパリングにバネ受け支持され、このストッパリングは同時にポジションにおいてピストンのストローク移動を制限するものであり、この場合ストッパリングが緩めピストンの緩めポジションを定めていることになる。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１、２、３は、本発明の１つの実施形態における異なる作用状態を示しており、このロック装置では、軸方向に隣接した２個のハウジング部材１ａと１ｂとからなる円筒形のハウジング１はその中心をロッド２が貫通している。ハウジング１は不図示の方法で固定取付けされており、他方、ロッド２は変位可能な機械要素であって、このロック装置によってロック可能となる。そのためロッド２は円錐状のクランプ部材３によって外囲されており、このクランプ部材３は本実施形態において外周が円錐状に形成されたブシュの形態を採用している。このクランプ部材３は公知のように軸方向スリットを有しており、そのため径方向に弾性を有している。クランプ部材３は後に詳しく説明するアウターリング４の内周面に嵌め込まれ、軸方向において皿バネセットとして構成された第２バネ５によってロック方向（ロッド２に締め付け作用を及ぼす方向）に付勢されている。クランプ部材３は第２バネ５とは反対側の端部において緩めピストン６に接当しており、このピストン６自体はハウジング部材１ｂ内に軸方向スライド可能にガイドされている。緩めピストン６はクランプ部材３とは反対側の端面側にハウジング部材１ｂとともにシリンダチャンバ７を形成している。このシリンダチャンバ７にはハウジング孔を経て圧媒手段  、−圧縮空気または圧媒油−、を作用させることができるため、このチャンバ７の圧力によってクランプ部材３をそのロックポジションから左方へ緩めポジションまで変位させることができる。緩めピストン６のストローク移動は緩めポジションにおけるストッパリング８との接当によって制限される。このストッパリング８は２個のハウジング部材１ａと１ｂとの間の連結部に形成された溝に嵌合し、したがって軸方向不動に固定されている。
【００１５】
ここで重要な点は、前述したアウターリング４はハウジング部材１ａ内で軸方向スライド可能に案内され、第１バネ９、−好ましくは皿ばねセットから構成される−、によって負荷方向とは反対方向に、したがってクランプ部材３を締め付けるように初期付勢されていることである。第１バネ９はアウターリング４の段差部としての環状切欠き内に配置され、アウターリング４とは反対側の端面で前述したストッパリング８にバネ受け支持されている。第１バネ９の初期付勢力はロッド２にこのロック装置の定格負荷を上回る負荷が生じた場合に初めてバネ変位するように選択されている。これにより以下に述べるような機能が生ずる。
【００１６】
通常運転においてロッド２はこのロック装置内をいずれの方向にも通過可能となっている。そのためシリンダチャンバ７には圧媒手段が作用し、緩めピストン６は外周面が円錐形状のクランプ部材３をこれに作用する第２バネ５の付勢力に抗して左方の緩めポジションに変位させ、同所に保持している。図１はこの状態を示したものである。
【００１７】
ロッド２をクランプ部材３が締め付けるロック状態はシリンダチャンバ７内の圧力が開放されることによって開始される。これによって第２ばね５はクランプ部材３を右方へ変位させることができ、その際、このスライド変位運動はロッド２の運動によって助けられるが、その結果公知の自己増幅的な締め付け作用が導かれる。
【００１８】
ロッド２に生ずる負荷が定格負荷以下にあるかぎり、第１バネ９はアウターリング４を左方のストップポジションに保持し、他方、クランプ部材３はロッド２によって負荷方向に連れ動きされる。図２はこの状態を示したものである。
【００１９】
ロッド２に生ずる負荷が定格負荷を超えると、第１バネ９はもはやアウターリング４を左方のストップポジションに保持することはできない。かくてアウターリング４はクランプ部材３をこのクランプ部材３が接当している緩めピストン６とともに右方へ変位させることになり、緩めピストン６および結果的にはクランプ部材３をハウジング１ｂに当て付けることになる。図３はこの状態を示したものである。
【００２０】
ロッド２に生ずる負荷がさらに増大すると、スリップが生ずる。ただしこのスリップは、公知のロック装置とは異なり、正確に定まった制動力にて行なわれる。この制動力は第１バネ９のバネ力、クランプ部材３とアウターリング４との間の円錐（コーン）角および摩擦係数によって与えられるが、ロッド２に生ずる負荷には依存していない。
【００２１】
図４は、負荷−ロッド移動量の関係を線図で示したものである。先ず、定格負荷に達するまで保持力は直線的に増加することがみとめられる。特性線のこの部分はアウターリング４に対するクランプ部材３の相対変位と、それによって生ずる締め付け力の自己増幅的な作用に基づいている。
定格負荷に達するかまたは定格負荷に達した直後に第１バネ９が作用する。したがって特性線は屈曲して、図３に示したようにクランプ部材３が緩めピストン６を介してハウジング１に突き当たるまで、ほぼフラットな線を描くことになる。負荷がさらに増大すると最終的にロック装置の保持力を上回ることになりスリップが生ずるが、その際、保持力ないし制動力は第１バネ９の強度によって定められる。この場合、制動力は本発明により運動体荷重よりも大きく、そのため運動体の効果的な制動が保障される。
したがって本発明は総じて、従来のままの製造誤差のままで、所定値を上回るとロッドの所定のスリップが許容されるより正確な締め付け力の制限を前もって定めることができるという利点を供する。
【００２２】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるロック装置の実施形態におけるロック解除状態における軸方向断面図
【図２】ロッドの負荷が定格負荷以下の場合でのロックポジションにおける上部のみの軸方向断面図
【図３】ロッドの負荷が定格負荷を超えた場合の上部のみの軸方向断面図
【図４】ロック装置の負荷−ロッド移動量線図
【符号の説明】
【００２４】
１：ハウジング
２：ロッド
３：クランプ部材
４：アウターリング
５：第２バネ
６：緩めピストン
９：第１バネ
【図１】
2005132632.tif 000003
【図２】
2005132632.tif 000004
【図３】
2005132632.tif 000005
【図４】
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