(57)【要約】【課題】重い対象物に対しても高い制動力を速やかに発揮することができるブレーキ装置を提供する。【解決手段】ブレーキ装置１０は、装置本体１１内を移動するリニアレール１３を制動するためのものである。該ブレーキ装置１０は、リニアレール１３の両側部に圧接して該リニアレール１３を制動するための一対のブレーキシュー２４と、該ブレーキシュー２４がリニアレール１３の移動を許容する位置及びリニアレール１３を制動する位置を採り得るように直流電動モータ１５で駆動する偏心カム２０とを備えている。偏心カム２０とブレーキシュー２４との間には、偏心カム２０がブレーキシュー２４に対して噛み込むのを防止するためのころがり接触による噛み込み防止手段としてニードルベアリング２２が配置されている。【選択図】図１
2012017180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体内を移動する対象物を制動するためのブレーキ装置であって、
対象物に圧接して該対象物を制動するためのブレーキシューと、該ブレーキシューが対象物の移動を許容する位置及び対象物を制動する位置を採り得るようにモータで駆動する偏心カムとを備え、前記偏心カムとブレーキシューとの間に偏心カムがブレーキシューに対して噛み込むのを防止するためのころがり接触による噛み込み防止手段を備えることを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記ころがり接触による噛み込み防止手段はニードルベアリングである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】
前記偏心カム、ころがり接触による噛み込み防止手段及びブレーキシューは、対象物を介して対向する位置に一対設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２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、例えばリニアガイドウェイにおけるレール等の制動に使用され、直進移動するリニアレールを高い制動力で速やかに制動させることができるブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のブレーキ装置としては、例えば特許文献１に記載されている制動装置が知られている。すなわち、斯かる制動装置は、平坦な製品を制動するためのブレーキシューが設けられ、該ブレーキシューが製品の通過を許容する位置と、製品の制動を行う位置との間で可動であり、製品を通過位置から制動位置に向かって駆動するための駆動手段を備えている。この駆動手段はブレーキシューと協働する回転可能な偏心エレメント、具体的には非円形の断面を備える外面をもつカムを有している。ブレーキシューは、基本ボディとブレーキライニングと摩耗コンポーネントとを有している。
【０００３】
そして、駆動手段の駆動により、カムの回転力が摩耗コンポーネントを介してブレーキライニングに伝達され、ブレーキライニングが製品に圧接してブレーキ力が発揮されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の制動装置では、摩耗コンポーネントが青銅で形成され、該摩耗コンポーネントは凹面状の摩擦面を有するシート状の部材であることから、その摩擦係数が大きく、エネルギーロスが生ずる。このため、カムの回転によるトルクが摩耗コンポーネントを介してブレーキライニングに伝達され難く、その結果製品に対する制動力を十分に発現させることができない。従って、製品に対する高い制動力を速やかに得ることができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的とするところは、重い対象物に対しても高い制動力を速やかに発揮することができるブレーキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明のブレーキ装置は、装置本体内を移動する対象物を制動するためのブレーキ装置であって、対象物に圧接して該対象物を制動するためのブレーキシューと、該ブレーキシューが対象物の移動を許容する位置及び対象物を制動する位置を採り得るようにモータで駆動する偏心カムとを備え、前記偏心カムとブレーキシューとの間に偏心カムがブレーキシューに対して噛み込むのを防止するためのころがり接触による噛み込み防止手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明のブレーキ装置は、請求項１に係る発明において、前記ころがり接触による噛み込み防止手段はニードルベアリングであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明のブレーキ装置は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記偏心カム、ころがり接触による噛み込み防止手段及びブレーキシューは、対象物を介して対向する位置に一対設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明のブレーキ装置では、対象物に圧接して該対象物を制動するためのブレーキシューと、該ブレーキシューが対象物の移動を許容する位置及び対象物を制動する位置を採り得るようにモータで駆動する偏心カムとを備え、該偏心カムとブレーキシューとの間に偏心カムがブレーキシューに対して噛み込むのを防止するためのころがり接触による噛み込み防止手段を備えている。このように、噛み込み防止手段がころがり接触によるものであることから、偏心カムと噛み込み防止手段との間の摩擦係数が非常に小さくなってエネルギーロスが抑えられ、偏心カムの回転トルクが噛み込み防止手段を介してブレーキシューに十分に伝達される。
【００１０】
従って、本発明のブレーキ装置によれば、重い対象物に対しても高い制動力を速やかに発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態におけるブレーキ装置を示し、制動状態での要部破断平面図、（ｂ）は（ａ）の１ｂ−１ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）の１ｃ−１ｃ線における断面図。
【図２】（ａ）は第１実施形態のブレーキ装置を示す平面図、（ｂ）はブレーキ装置を示す左側面図。
【図３】（ａ）は第１実施形態におけるブレーキ装置を示し、非制動状態での要部破断平面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ線における断面図。
【図４】（ａ）は第２実施形態におけるブレーキ装置を示し、制動状態での要部破断平面図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ−４ｂ線における断面図、（ｃ）はブレーキ装置を示す左側面図。
【図５】（ａ）は本発明の第３実施形態におけるブレーキ装置を示し、制動状態での要部破断平面図、（ｂ）は（ａ）の５ｂ−５ｂ線における断面図。
【図６】（ａ）はブレーキ装置を示す平面図、（ｂ）はブレーキ装置を示す左側面図。
【図７】スライドブロックの作用を示す説明図であり、（ａ）は開放時におけるブレーキ装置を示す左側面図、（ｂ）は制動時におけるブレーキ装置を示す左側面図、（ｃ）はスライドブロックが設けられていない場合のブレーキ装置を示す左側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のブレーキ装置１０は、その装置本体１１が第１本体部１１ａと第２本体部１１ｂにより門型に形成され、第１本体部１１ａと第２本体部１１ｂ間の走行空間１２を直進移動する対象物としてのリニアレール１３を制動するためのものである。第１本体部１１ａと第２本体部１１ｂの各一端部〔図１（ａ）の右端部〕には、そのモータブラケット１４に直流電動モータ１５が支持されている。この直流電動モータ１５は、図示しないギヤの連結による減速機構１６を備え、所要の回転トルクを発生できるようになっている。
【００１３】
図１（ｃ）に示すように、位置決めピン１７は直流電動モータ１５の回転軸１９に連結され、第１本体部１１ａ及び第２本体部１１ｂに設けられた規制孔３１の範囲内でそれぞれ回動可能に構成されている。図３（ａ）に示すように、リニアレール１３の非制動状態では位置決めピン１７が直立位置にあり、図１（ｃ）に示すようにリニアレール１３の制動状態では位置決めピン１７が傾斜位置にある。この直流電動モータ１５は正逆回転可能であるとともに、正極と負極とを短絡させることができるようになっている。
【００１４】
第１本体部１１ａ及び第２本体部１１ｂ内には、それぞれ偏心カムシャフト１８が前記直流電動モータ１５の回転軸１９に連結された偏心カム２０が配置され、偏心回転可能になっている。第１本体部１１ａ及び第２本体部１１ｂの他端にはそれぞれ保持用ベアリング（ニードルベアリング）２１が配置され、偏心カム２０の偏心カムシャフト１８を保持するように構成されている。偏心カム２０は断面楕円状をなし、その中心線ｘが直流電動モータ１５の回転軸１９（又は偏心カムシャフト１８）の軸線ｙから変位し、偏心回転できるようになっている。
【００１５】
各偏心カム２０の外周には該偏心カム２０がころがり接触する噛み込み防止手段としてのニードルベアリング２２が各々装着されている。ニードルベアリング２２は、転動体にニードル状の細いローラを組み込んだ回転運動用のベアリングである。従って、このニードルベアリング２２を用いることにより、偏心カム２０がブレーキシュー２４に対して噛み込むことなく、偏心カム２０の回転力が均一かつ有効に伝達される。
【００１６】
前記第１本体部１１ａ及び第２本体部１１ｂの対向位置にはそれぞれ支持孔２３が開口され、各支持孔２３には断面Ｔ字状をなすブレーキシュー２４が支持孔２３から突出する方向及び退避する方向に移動可能に対向配置されている。ブレーキシュー２４は、レジンモールド材や焼結材等の複合材料により形成されている。前記支持孔２３の内側部は段差状に切欠かれた保持凹部２５となり、該保持凹部２５には熱可塑性ポリウレタンエラストマー等の熱可塑性エラストマーによって形成された付勢部材２６が保持されている。この付勢部材２６により、ブレーキシュー２４が常には退避する方向に付勢されている。
【００１７】
そして、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、直流電動モータ１５の回転に基づく偏心カム２０の偏心回転により、ニードルベアリング２２を介してブレーキシュー２４が支持孔２３から突出する方向に移動し、リニアレール１３の両側部に圧接して制動するようになっている（制動状態）。その一方、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ブレーキシュー２４が付勢部材２６の付勢力によって支持孔２３へ退避する方向に移動したときには、リニアレール１３が移動可能になっている（非制動状態）。
【００１８】
ブレーキ装置１０は、前記一対のブレーキシュー２４と、両ブレーキシュー２４がリニアレール１３の移動を許容する位置及びリニアレール１３を制動する位置を採り得るように一対の直流電動モータ１５で回転駆動される一対の偏心カム２０と、ころがり接触による噛み込み防止手段としてのニードルベアリング２２等により構成されている。
【００１９】
次に、上記のように構成されたブレーキ装置１０の作用について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、一対のブレーキシュー２４が退避して非制動状態にある場合には、リニアレール１３は第１本体部１１ａと第２本体部１１ｂ間の走行空間１２を直進移動する。リニアレール１３を制動したい場合には、直流電動モータ１５を正回転駆動させると、偏心カム２０が偏心回転し、ニードルベアリング２２を介して一対のブレーキシュー２４が支持孔２３から突出する方向へ移動する。このため、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、両ブレーキシュー２４の先端面がリニアレール１３の両側部に圧接して制動し、リニアレール１３はその位置で停止する。そして、直流電動モータ１５の駆動を停止させる。この停止位置では、直流電動モータ１５の正極と負極とを短絡させる手段（ショートブレーキ）と減速機構１６のギヤ噛合に基づく手段により制動状態が維持される。
【００２０】
ここで、偏心カム２０の回転力がニードルベアリング２２を介してブレーキシュー２４へ伝達される伝達力について説明する。偏心カム２０とブレーキシュー２４との間の摩擦係数（μ）は、従来の青銅で形成された摩耗コンポーネントを用いる場合には０．１〜０．２程度であるのに対し、本第１実施形態のころがり接触によるニードルベアリング２２を用いる場合には０．０１程度に低減させることができる。このため、例えば直流電動モータ１５の回転トルクを０．８Ｎｍと仮定すると、偏心カム２０からブレーキシュー２４への伝達力（制動力）は、摩耗コンポーネントの場合には約２５０Ｎであるのに対してニードルベアリング２２の場合には約１５００Ｎである。従って、ニードルベアリング２２を用いた場合には、摩耗コンポーネントを用いた場合に比較して約６倍の高い制動力を得ることができる。
【００２１】
その後、制動状態を解除して再び非制動状態に移行させたいときには、直流電動モータ１５を逆回転駆動させると、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、偏心カム２０が偏心回転し、ニードルベアリング２２を介してブレーキシュー２４が支持孔２３から退避する方向へ移動する。そのため、両ブレーキシュー２４の先端面がリニアレール１３の両側部から離間し、リニアレール１３は再び走行空間１２を直進移動することができる。
【００２２】
以上詳述した第１実施形態のブレーキ装置１０により発揮される効果について以下にまとめて説明する。
(1)  第１実施形態のブレーキ装置１０では、リニアレール１３に圧接して制動するためのブレーキシュー２４と、該ブレーキシュー２４がリニアレール１３の移動を許容する位置及び制動する位置を採るように直流電動モータ１５で駆動される偏心カム２０と、ころがり接触による噛み込み防止手段としてのニードルベアリング２２とを備えている。このニードルベアリング２２がころがり接触によるものであることから、偏心カム２０とニードルベアリング２２との間の摩擦係数が非常に小さくなり、偏心カム２０の回転トルクがニードルベアリング２２を介してブレーキシュー２４に十分に伝達され、制動力を高めることができる。
【００２３】
従って、第１実施形態のブレーキ装置１０によれば、重量物が載せられて重くなったリニアレール１３に対しても高い制動力を速やかに発揮することができる。さらに、ニードルベアリング２２により、偏心カム２０の回転力をブレーキシュー２４に対して均一かつ安定して伝達することができる。
【００２４】
(2)  偏心カム２０、ニードルベアリング２２及びブレーキシュー２４は、リニアレール１３の両側部に対向するように一対設けられている。このため、リニアレール１３の制動をその両側部に一対のブレーキシュー２４を圧接することによって行うことができ、制動力を向上させることができるとともに、リニアレール１３を安定した状態で制動させることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図４に基づいて説明する。なお、この第２実施形態においては、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２５】
図４（ａ）、（ｃ）に示すように、第１本体部１１ａ及び第２本体部１１ｂと偏心カムシャフト１８との間には、それぞれ捩りコイルばね２７が掛装され、ブレーキシュー２４が支持孔２３から突出する方向に偏心カム２０を付勢している。すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、捩りコイルばね２７はリニアレール１３の制動状態を保持するようになっている。そして、その制動状態で、直流電動モータ１５が逆回転駆動されると、ブレーキシュー２４は捩りコイルばね２７の付勢力に抗して付勢部材２６の付勢力により後退し、非制動状態へと移行する。
【００２６】
その後、直流電動モータ１５を停止させてその回転トルクがなくなると、捩りコイルばね２７の付勢力によって偏心カム２０は正回転し、その回転力がニードルベアリング２２を介してブレーキシュー２４に伝達される。そして、両ブレーキシュー２４がリニアレール１３の両側部に圧接して制動状態に到る。この第２実施形態では、減速機構１６は設けられていない。
【００２７】
従って、この第２実施形態によれば、リニアレール１３の制動時には、捩りコイルばね２７によってブレーキシュー２４が支持孔２３から突出する方向に付勢されていることから、簡単な構成でブレーキシュー２４によるリニアレール１３の制動状態を保持することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図５〜図７に基づいて説明する。なお、第３実施形態においては、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、直流電動モータ１５、偏心カム２０、ニードルベアリング２２、ブレーキシュー２４等は第１本体部１１ａにのみ設けられている。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、装置本体１１の上面にはスライドブロック２８用の長穴２９が凹設され、該長穴２９には制動状態でリニアレール１３の軸線位置を維持するためのスライドブロック２８が収容されている。該スライドブロック２８にはキャリッジ（運搬機械）固定用のねじ穴３０が設けられている。このスライドブロック２８について説明する。
【００２９】
図７（ａ）に示すように、リニアレール１３の非制動状態では、スライドブロック２８の中心軸線（ねじ穴３０の中心軸線）ｍはリニアレール１３の軸心線ｎに一致している。図７（ｂ）に示すように、直流電動モータ１５が駆動され、偏心カム２０が回転されるとニードルベアリング２２を介してブレーキシュー２４がリニアレール１３の一側部に圧接してリニアレール１３を制動する。このとき、スライドブロック２８の作用により、該スライドブロック２８の中心軸線ｍがリニアレール１３の軸心線ｎに一致するように保持され、言い換えれば装置本体１１がブレーキシュー２４側へ戻されるように構成されている。従って、リニアレール１３の位置は制動状態においても元の位置に保持される。
【００３０】
なお、図７（ｃ）に示すように、スライドブロック２８が設けられていない場合には、スライドブロック２８の前記作用が得られないためリニアレール１３がブレーキシュー２４に圧接されたとき、リニアレール１３の軸心線ｎがねじ穴３０の中心軸線ｍに一致しない状態となる。
【００３１】
よって、この第３実施形態によれば、ブレーキ装置１０は直流電動モータ１５、偏心カム２０、ニードルベアリング２２、ブレーキシュー２４等が１組でよいことから、ブレーキ装置１０の構成を簡単にすることができるとともに、小型、軽量化を図ることができる。
【００３２】
なお、前記各実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・  ころがり接触による噛み込み防止手段として、ボールベアリング等を使用することも可能である。
【００３３】
・  モータとして、交流電動モータ等を用いることもできる。
・  前記付勢部材２６として、ゴム等の弾性材料やコイルスプリング等の弾性部材を使用することも可能である。
【００３４】
・  対象物として、回転体等を用いることもできる。
さらに、前記実施形態より把握される技術的思想を以下に記載する。
・  前記モータは直流電動モータであり、正極と負極とを短絡させて対象物の制動状態を維持するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のブレーキ装置。このように構成した場合、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明の効果に加えて、直流電動モータの正極と負極を短絡させるという簡単な操作で対象物の制動状態を維持することができる。
【００３５】
・  前記装置本体と偏心カムとの間には、ブレーキシューが対象物から離間する方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のブレーキ装置。この場合には、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明の効果に加えて、付勢部材の付勢力により対象物の制動状態から非制動状態への移行を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ブレーキ装置、１１…装置本体、１１ａ…第１本体部、１１ｂ…第２本体部、１３…対象物としてのリニアレール、１５…直流電動モータ、２０…偏心カム、２２…噛み込み防止手段としてのニードルベアリング、２４…ブレーキシュー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012017180.tif 000007
【図６】
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【図７】
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