(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧によってピストンロッドが軸方向に駆動するように構成された流体圧シリンダのブレーキ装置であって、
前記ピストンロッドを挟むように設けられ前記ピストンロッドの周面を押圧することが可能なように配置されたブレーキシューと、
それぞれが一端部において前記流体圧シリンダに対して回動可能に支持され且つ前記ピストンロッドに近づく方向に回動することによって前記ブレーキシューを前記ピストンロッドの周面に押圧するように配置された２つのアーム部材と、
前記ピストンロッドの軸方向に沿って移動可能に設けられたピストン部材と、
それぞれが一端部において前記アーム部材のそれぞれの他端部とピンを介して回動可能に連結され、他端部において前記ピストン部材に対してピンを介して回動のみ可能に連結され、且つ前記ピストン部材が一方向に移動するときに前記アーム部材を前記ピストンロッドに近づく方向に回動させ前記ピストン部材が他の一方向に移動するときに前記アーム部材を前記ピストンロッドから遠ざける方向に回動させる、２つのリンク部材と、
前記ピストン部材を一方向に移動するように駆動する駆動部材と、を有し、
それぞれの前記リンク部材の長手方向の軸線と前記ピストンロッドの軸線に垂直な線とのなす角度θが、常に０度よりも大きくなるように設定されている、
ことを特徴とする流体圧シリンダのブレーキ装置。
【請求項２】
前記ブレーキシューは、前記アーム部材のほぼ中央部によって押圧されるように配置されている、
請求項１記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。
【請求項３】
前記駆動部材は圧縮コイルバネである、
請求項１又は請求項２記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。
【請求項４】
前記駆動部材は、前記ピストン部材を押圧する圧流体である、
請求項１又は請求項２記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。
【請求項５】
前記ピストン部材の一方の側に駆動用の圧力室が、他の一方の側に解除用の圧力室が設けられ、
前記各圧力室に圧流体を給排するためのポートが設けられてなる、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧によってロッドが軸方向に駆動するように構成された流体圧シリンダのブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、空気圧シリンダ又は油圧シリンダなどにおいて、ロッドを任意のストローク位置又は特定のストローク位置で固定するためのブレーキ装置が用いられている。
【０００３】
そのようなブレーキ装置として、例えば、ブレーキ用の流体圧シリンダをロッドに対して直角方向に取り付け、ブレーキ用の流体圧シリンダのロッドによって駆動用のロッドの周面を押圧するもの、又は、テーパ面を有した楔部材をブレーキ用の流体圧シリンダによってロッドとカバーとの間に圧入してブレーキ力を発生するものなどがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した前者のブレーキ装置では、ブレーキ用の流体圧シリンダが横方向に大きく突出するため、装置全体が大型化する。
【０００５】
また、上述した後者のブレーキ装置では、ブレーキの作用時又は解除時において、楔部材とロッド又はカバーとが強く接した状態で摺動するため、摺動面の摩耗による部品の劣化が進み易くメンテナンスが大変である。また、ブレーキ力を発生させるための駆動力が楔部材の移動により発生する摩擦力によって減少するため、大きなブレーキ力を得ることが容易ではなく、装置全体が大型化する難点がある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、大きなブレーキ力を容易に得ることができ、小型化を図ることのできる流体圧シリンダのブレーキ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る装置は、流体圧によってピストンロッドが軸方向に駆動するように構成された流体圧シリンダのブレーキ装置であって、前記ピストンロッドを挟むように設けられ前記ピストンロッドの周面を押圧することが可能なように配置されたブレーキシューと、それぞれが一端部において前記流体圧シリンダに対して回動可能に支持され且つ前記ピストンロッドに近づく方向に回動することによって前記ブレーキシューを前記ピストンロッドの周面に押圧するように配置された２つのアーム部材と、前記ピストンロッドの軸方向に沿って移動可能に設けられたピストン部材と、それぞれが一端部において前記アーム部材のそれぞれの他端部とピンを介して回動可能に連結され、他端部において前記ピストン部材に対してピンを介して回動のみ可能に連結され、且つ前記ピストン部材が一方向に移動するときに前記アーム部材を前記ピストンロッドに近づく方向に回動させ前記ピストン部材が他の一方向に移動するときに前記アーム部材を前記ピストンロッドから遠ざける方向に回動させる、２つのリンク部材と、前記ピストン部材を一方向に移動するように駆動する駆動部材と、を有し、それぞれの前記リンク部材の長手方向の軸線と前記ピストンロッドの軸線に垂直な線とのなす角度θが、常に０度よりも大きくなるように設定される。
【０００８】
請求項２の発明に係る装置は、前記ブレーキシューは、前記アーム部材のほぼ中央部によって押圧されるように配置されている。
請求項３の発明に係る装置では、前記駆動部材は圧縮コイルバネである。
【０００９】
請求項４の発明に係る装置では、前記駆動部材は、前記ピストン部材を押圧する圧流体である。
請求項５の発明に係る装置では、前記ピストン部材の一方の側に駆動用の圧力室が、他の一方の側に解除用の圧力室が設けられ、前記各圧力室に圧流体を給排するためのポートが設けられてなる。
【００１０】
図２に示すように、リンク部材２６は、その長手方向の軸線とロッドの軸線に垂直な線とのなす角度θが、常に０度よりも大きくなるよう又は常に０度よりも小さくなるように設けられている。したがって、駆動支持部材２７がピストン２８とともに図２の矢印Ｍ１方向に移動したときには、アーム部材２５をピストンロッド１３に近づく方向に回動させ、これによってブレーキシュー２３をピストンロッド１３に押圧してブレーキをかける。つまり、アーム部材２５において、ピン２５３が力点、ピン２５１が支点、ピン２５２が作用点となる。
【００１１】
これとは逆に、駆動支持部材２７が矢印Ｍ１方向と反対の方向に移動したときには、アーム部材２５をピストンロッド１３から遠ざかる方向に回動させ、これによってブレーキを解除する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るブレーキ装置３が設けられた流体圧シリンダ１の断面正面図、図２は流体圧シリンダ１のブレーキ装置３の部分を拡大して示す断面正面図、図３は流体圧シリンダ１の左側面図、図４は図２のIV-IV 線断面矢視図、図５はブレーキ装置３のブレーキ機構をピストンロッド１３と平行な面で断面した断面平面図である。
【００１３】
図１において、流体圧シリンダ１は、駆動シリンダ装置２及びブレーキ装置３が一体化されてなっている。
駆動シリンダ装置２は、空気圧によって作動する複動形の空気圧シリンダ装置であり、内周面が楕円形をしたシリンダチューブ１１、シリンダチューブ１１の内周面を摺動する楕円形のピストン１２、ピストン１２に連結されたピストンロッド１３、シリンダチューブ１１の端面を閉塞するヘッドカバー１４、及びピストンロッド１３が貫通するロッドカバー１５などから構成されている。
【００１４】
ヘッドカバー１４及びロッドカバー１５には、シリンダチューブ１１内の圧力室１６，１７に圧縮空気を給排するためのポートＰＴ１，２が設けられている。ブレーキ装置３は、駆動シリンダ装置２のロッド側に一体的に設けられている。ブレーキ装置３は、ロッドカバー１５に固定されたシリンダチューブ２１、シリンダチューブ２１に固定されたカバー２２、ブレーキシュー２３、支持部材２４、アーム部材２５、リンク部材２６、駆動支持部材２７、ピストン２８、ガイド部材２９、及び圧縮コイルバネ３０などから構成されている。
【００１５】
カバー２２及びロッドカバー１５には、ブレーキ装置３のシリンダチューブ２１の圧力室４１，４２に圧縮空気を給排するためのポートＰＴ３，４が設けられている。
【００１６】
なお、ヘッドカバー１４、シリンダチューブ１１、ロッドカバー１５、シリンダチューブ２１、及びカバー２２は、これらを貫通する４つのタイロッド３１，３１，３１…によって互いに締めつけられて固定されている。
【００１７】
シリンダチューブ２１の内周面は楕円形であり、楕円形のピストン２８が摺動する。カバー２２の中心部にはピストンロッド１３が貫通する穴が設けられ、そこにパッキン及びダストワイパーなどが装着されている。
【００１８】
ブレーキシュー２３は、ピストンロッド１３を上下から挟むように２つ設けられており、それぞれ、ピストンロッド１３の周面を押圧することが可能なように配置されている。
【００１９】
支持部材２４は、基板部２４ａ、及び基板部２４ａの表面の上下位置に突出して設けられた２組のブラケット部材２４ｂからなる。基板部２４ａは、ロッドカバー１５の側面にボルトによって取り付けられている。
【００２０】
アーム部材２５は、各ブレーキシュー２３をピストンロッド１３の周面にそれぞれ押圧するように、ピストンロッド１３の軸方向とほぼ平行に２つ配置されている。各アーム部材２５は、その一端部においてブラケット部材２４ｂにピン２５１を介して回動可能に支持されている。ブレーキシュー２３は、アーム部材２５の中央部においてピン２５２によって連結されている。アーム部材２５はピン２５１を支点として回動することにより、ブレーキシュー２３を押圧する。
【００２１】
駆動支持部材２７は、基板部２７ａ、及び基板部２７ａの表面の上下位置に突出して設けられた２つのブラケット部材２７ｂからなる。基板部２７ａは、ピストン２８の側面にボルトによって取り付けられている。
【００２２】
リンク部材２６は２つ設けられており、それぞれのリンク部材２６は、その一端部においてアーム部材２５の他端部とピン２５３を介して回動可能に連結され、その他端部において駆動支持部材２７のブラケット部材２７ｂにピン２５４を介して回動可能に連結されている。
【００２３】
リンク部材２６は、その長手方向の軸線つまりピン２５３の中心とピン２５４の中心とを結ぶ線と、ピストンロッド１３の軸線に垂直な線とのなす角度θが、常に０度よりも大きくなるように設けられている。
【００２４】
したがって、駆動支持部材２７がピストン２８とともに図２の矢印Ｍ１方向に移動したときには、アーム部材２５をピストンロッド１３に近づく方向に回動させ、これによってブレーキシュー２３をピストンロッド１３に押圧してブレーキをかける。つまり、アーム部材２５において、ピン２５３が力点、ピン２５１が支点、ピン２５２が作用点となる。
【００２５】
これとは逆に、駆動支持部材２７が矢印Ｍ１方向と反対の方向に移動したときには、アーム部材２５をピストンロッド１３から遠ざかる方向に回動させ、これによってブレーキを解除する。
【００２６】
ピストン２８は、外周面がともに楕円形を呈した第１ピストン部材２８ａと第２ピストン部材２８ｂとがボルトによって一体化されて構成されている。第１ピストン部材２８ａと第２ピストン部材２８ｂとの間にはパッキンが設けられている。
【００２７】
ガイド部材２９は、先端のネジ部が第２ピストン部材２８ｂにネジ込まれており、カバー２２に設けられたガイド穴３２内を摺動する。ガイド部材２９の頭部にはネジ穴２９ａが設けられており、このネジ穴２９ａに外部からネジをネジ込んで引っ張ることによって、手動によるブレーキの解除が行えるようになっている。なお、カバー２２に設けられたポートＰＴ５には、通常、プラグがネジ込まれて蓋がされている。
【００２８】
圧縮コイルバネ３０は、第２ピストン部材２８ｂとカバー２２との間に装着されており、その弾性力によってピストン２８を矢印Ｍ１方向に付勢する。
次に、流体圧シリンダ１の動作について説明する。
【００２９】
流体圧シリンダ１に圧縮空気を供給しないときは、圧縮コイルバネ３０の付勢力によってピストン２８が駆動され、ブレーキシュー２３がピストンロッド１３に押圧されてブレーキがかけられている。しかし、このときのブレーキ力は余り強くない。ポートＰＴ３から３〜７ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧縮空気を供給すると、圧力室４１の圧力が上昇してピストン２８は駆動され、これによって強いブレーキ力が得られる。
【００３０】
ポートＰＴ３を排気とし、ポートＰＴ４に圧縮空気を供給すると、圧力室４２の圧力が上昇してピストン２８が矢印Ｍ１方向と反対の方向に駆動し、ブレーキは解除される。
【００３１】
例えば、リンク部材２６の角度θを８度とし、ブレーキシュー２３とピストンロッド１３との間の摩擦係数μを０．１５とすると、ピストン２８が矢印Ｍ１方向に４０ｋｇｆの力で駆動された場合に、発生するブレーキ力ＦＢは、
0003791979.tif 000002
となる。
【００３２】
ブレーキがかかっているときは、ピストンロッド１３は移動しない。ピストンロッド１３を移動させるときには、ポートＰＴ４から圧縮空気を供給してブレーキを解除し、ポートＰＴ１又は２に圧縮空気を供給してピストン１２を駆動する。
【００３３】
上述の実施形態の流体圧シリンダ１では、ピストン２８が圧縮コイルバネ３０又は圧縮空気によって駆動されると、その駆動力はリンク部材２６を介してアーム部材２５を押圧する。このとき、リンク部材の角度θが小さいために駆動力が大きく増幅され、アーム部材２５を強い力で回動させる。ブレーキシュー２３がアーム部材２５の中央部に設けられているため、ブレーキシュー２３の配置が容易であるとともに、アーム部材２５を駆動する力がほぼ２倍に増幅されてブレーキシュー２３に作用し、ブレーキシュー２３はさらに強い力でピストンロッド１３に押圧される。その結果、大きなブレーキ力を得ることができる。
【００３４】
しかも、ブレーキシュー２３はピストンロッド１３を挟むように設けられており、ピストンロッド１３に作用するブレーキ力はピストンロッド１３に対して横荷重とはならないので、駆動シリンダ装置２を損傷させることがない。
【００３５】
ブレーキ装置３におけるブレーキ機構は偏平な空間に装着することができ、横方向に突出するものがないので、上述の例のような楕円形の流体圧シリンダ１において容易に実施することができ、全体の装置を小型化することができる。
【００３６】
上述の実施形態においては、楕円形の流体圧シリンダ１に適用した場合について説明したが、通常の円形の流体圧シリンダ、その他の種々の形状、原理、動作形態の流体圧シリンダに適用することができる。流体圧シリンダ１のストロークも任意に設定することができる。角度θの大きさは種々変更することができる。ピストン２８が矢印Ｍ１方向と反対の方向に移動することによってブレーキ力を発生するようにしてもよい。その場合には角度θは負の値となる。アーム部材２５は直線状であるが、曲線状又は折れ曲がり形状のものを用いてもよい。その他、駆動シリンダ装置２、ブレーキ装置３、又は流体圧シリンダ１の全体又は各部の構造、形状、寸法、個数、又は材質などは、上述した以外に適宜変更することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項５の発明によると、大きなブレーキ力を容易に得ることができ、しかもブレーキ装置の小型化を図ることができる。
【００３８】
請求項２の発明によると、ブレーキシューの配置が容易であるとともに、アーム部材を駆動する力がほぼ２倍に増幅されてブレーキシューに作用し、さらに強いブレーキ力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブレーキ装置が設けられた流体圧シリンダの断面正面図である。
【図２】流体圧シリンダのブレーキ装置の部分を拡大して示す断面正面図である。
【図３】流体圧シリンダの左側面図である。
【図４】図２のIV-IV 線断面矢視図である。
【図５】ブレーキ装置のブレーキ機構をピストンロッドと平行な面で断面した断面平面図である。
【符号の説明】
１  流体圧シリンダ
３  ブレーキ装置
１３  ピストンロッド
２３  ブレーキシュー
２５  アーム部材
２６  リンク部材
２８  ピストン（ピストン部材）
３０  圧縮コイルバネ（駆動部材）
４１  圧力室（駆動用の圧力室）
４２  圧力室（解除用の圧力室）
ＰＴ３，４  ポート
【図１】
0003791979.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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