JP3791979B2 - Brake device for fluid pressure cylinder - Google Patents
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Description
【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、
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brake device for a fluid pressure cylinder configured such that a rod is driven in an axial direction by fluid pressure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a brake device for fixing a rod at an arbitrary stroke position or a specific stroke position is used in a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.
[0003]
As such a brake device, for example, a brake fluid pressure cylinder is mounted in a direction perpendicular to the rod, and the peripheral surface of the drive rod is pressed by the rod of the brake fluid pressure cylinder, or a tapered surface For example, there is a wedge member that presses between a rod and a cover with a brake fluid pressure cylinder to generate a braking force.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former brake device described above, since the brake fluid pressure cylinder protrudes greatly in the lateral direction, the entire device increases in size.
[0005]
Further, in the latter brake device described above, since the wedge member and the rod or the cover slide in a strong contact state when the brake is operated or released, the deterioration of the parts due to wear of the sliding surface is likely to proceed. Is hard. In addition, since the driving force for generating the braking force is reduced by the frictional force generated by the movement of the wedge member, it is not easy to obtain a large braking force, and there is a problem that the entire apparatus becomes large.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic cylinder brake device that can easily obtain a large braking force and can be reduced in size.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Apparatus according to the invention of
[0008]
The device according to the invention of claim 2 is arranged such that the brake shoe is pressed by a substantially central portion of the arm member.
In the device according to the invention of
[0009]
In the device according to the invention of claim 4, the drive member is a pressurized fluid that presses the piston member.
In the device according to the invention of claim 5, a driving pressure chamber is provided on one side of the piston member, and a release pressure chamber is provided on the other side, and pressure fluid is supplied to and discharged from each pressure chamber. Port is provided.
[0010]
As shown in FIG. 2, the
[0011]
On the contrary, when the
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a cross-sectional front view of a
[0013]
In FIG. 1, a
The drive cylinder device 2 is a double-acting pneumatic cylinder device that is operated by air pressure. The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The inner peripheral surface of the
[0018]
Two
[0019]
The
[0020]
Two
[0021]
The
[0022]
Two
[0023]
In the
[0024]
Therefore, when the
[0025]
On the contrary, when the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
Next, the operation of the
[0029]
When compressed air is not supplied to the
[0030]
When the port PT3 is exhausted and compressed air is supplied to the port PT4, the pressure in the
[0031]
For example, when the angle θ of the
It becomes.
[0032]
When the brake is applied, the
[0033]
In the
[0034]
Moreover, the
[0035]
Since the brake mechanism in the
[0036]
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the elliptical
[0037]
【The invention's effect】
According to the first to fifth aspects of the invention, a large braking force can be easily obtained, and the size of the brake device can be reduced.
[0038]
According to the second aspect of the present invention, the brake shoe can be easily arranged, and the force for driving the arm member is amplified almost twice to act on the brake shoe, so that a stronger braking force can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view of a fluid pressure cylinder provided with a brake device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional front view showing a brake device portion of a fluid pressure cylinder.
FIG. 3 is a left side view of the fluid pressure cylinder.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2;
FIG. 5 is a cross-sectional plan view in which the brake mechanism of the brake device is cut in a plane parallel to the piston rod.
[Explanation of symbols]
1
30 Compression coil spring (drive member)
41 Pressure chamber (drive pressure chamber)
42 Pressure chamber (pressure chamber for release)
PT3,4 port
Claims (5)
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。A brake device for a fluid pressure cylinder configured to drive a piston rod in an axial direction by fluid pressure,
A brake shoe disposed so as to sandwich the piston rod and arranged so as to be able to press the circumferential surface of the piston rod;
Each of which is arranged to press the brake shoe in a circumferential surface of the piston rod by rotating in a direction to approach the pivotally supported and the piston rod relative to the fluid pressure cylinder at one end 2 Two arm members,
A piston member movably provided along the axial direction of the piston rod;
Each is rotatably connected via the respective other end portion and the pin of the arm member at one end, it is linked to only rotate through a pin to the front Symbol piston member Te other end odor, When the piston member moves in one direction, the arm member is rotated in a direction approaching the piston rod, and when the piston member moves in another direction, the arm member is moved away from the piston rod. Two link members to rotate,
A drive member that drives the piston member to move in one direction,
The angle θ formed between the longitudinal axis of each link member and a line perpendicular to the axis of the piston rod is set to be always greater than 0 degrees.
A brake device for a fluid pressure cylinder.
請求項1記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。The brake shoe is disposed so as to be pressed by a substantially central portion of the arm member.
The brake device for a fluid pressure cylinder according to claim 1.
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。The drive member is a compression coil spring;
The brake device for a fluid pressure cylinder according to claim 1 or 2.
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。The drive member is a pressurized fluid that presses the piston member.
The brake device for a fluid pressure cylinder according to claim 1 or 2.
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。A pressure chamber for driving is provided on one side of the piston member, and a pressure chamber for release is provided on the other side;
Each pressure chamber is provided with a port for supplying and discharging pressurized fluid.
The brake device for a fluid pressure cylinder according to any one of claims 1 to 4.
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