JP2005133878A - 流体圧シリンダのブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレーキシューによる移動ロッドへの押し付けを安定した状態で均一に行うことができるとともに、その押し付け力の加減設定が容易で、しかも装置全体の長さ及び太さを小さくすることができる流体圧シリンダのブレーキ装置を提供する。
【解決手段】 第１のレバー８ａが、皿バネ１１により第１の締め付け部材７ａ上の枢支点を支点とする回動勢力を与えられて第２の締め付け部材７ｂを締め付け方向に変位させると同時に、第２のレバー８ｂが、皿バネ１１により第２の締め付け部材７ｂ上の枢支点を支点とする回動勢力を与えられて第１の締め付け部材７ｂを締め付け方向に変位させることにより、一対のブレーキシュー４ａ・４ｂが締め付けられてピストンロッド２に圧接する。ブレーキ解除ピストン１２は、一対のレバー８ａ・８ｂを流体圧により皿バネ１１とは反対方向へ回動させて一対の締め付け部材７ａ・７ｂによる締め付けを解除する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、流体圧シリンダにおいて、流体圧により移動されるピストンロッド等の移動ロッドを停止（ロックを含む）させるためのブレーキ装置に関する。

この分野の従来技術として、特許文献１（特公昭５７−４３７６２号公報）及び特許文献２（特開２０００−９７２０９号公報）に記載のものがある。

特許文献１に記載のロック装置は、流体圧シリンダに直結されたロックシリンダ内に、ロックピストンをコイルスプリングで付勢して摺動可能に嵌装するとともに、流体圧シリンダのピストンロッドを貫通させるロックシューを設置して、その外周に複数個のボールを環状に配置し、またこれらボールを内包する円錐形の内周面を有する緊締体をロックピストンに一体的に設けている。そして、ロックピストンへの流体圧を排出したときには、緊締体がコイルスプリングによる付勢によってボールを介してロックシューを圧迫して、ピストンロッドがロックされる。一方、ロックピストンを流体圧によりコイルスプリングに抗して摺動させたときは、緊締体がロックシューへの圧迫を解放して、ピストンロッドの移動が許容されるようになっている。

特許文献２に記載のブレーキ装置は、流体圧シリンダのピストンロッドを貫通させる一対のブレーキシューと、これらブレーキシューを内包保持する一対のＵ形ブレーキシューハウジングと、これらブレーキシューハウジングにそれぞれ連結してブレーキ装置本体に枢支された一対の枠形トグルレバーと、これらトグルレバーに互いに反対方向の回動勢力を付与するようにそれぞれに２個ずつ掛けられた２組のねじりコイルバネと、一対のブレーキシューハウジングの間でピストンロッドを貫通させてブレーキ装置本体内に嵌装された一対の解除ピストンとを備えている。そして、一対の解除ピストンへの流体圧を解放したときは、一対のトグルレバーが、ねじりコイルバネによる回動勢力により一対のブレーキシューハウジングを移動させることにより、一対のブレーキシューがピストンロッドに押し付けられて摩擦力によりピストンロッドを停止させる。一方、一対の解除ピストンを流体圧により互いに反対方向に摺動させたときには、これら解除ピストンが一対のねじりコイルバネのバネ力に抗して一対のブレーキシューハウジングを移動させることにより、一対のブレーキシューによるピストンロッドへの押し付けが解放され、ピストンロッドの移動が許容されるようになっている。

しかし、特許文献１のロック装置では、ロックピストンと一体移動する緊締体の円錐形内周面とロックシューの外周面との間に複数のボールを環状に配置し、ボールを介してロックシューをピストンロッドへ押し付けるため、その押し付け力が部分的で、ロックシューの全内周面をピストンロッドに均一に押し付けることができない。また、その際、緊締体と一体移動するロックピストンをコイルスプリングで付勢して押し付け力を得ているため、ロック装置が全体として軸方向に長くなる問題がある。

また、特許文献２のブレーキ装置では、その本体内に枠形のトグルレバーを枢支し、これらに、一対のブレーキシューをそれぞれ内包保持する一対のブレーキシューハウジングをそれぞれに連結し、各トグルレバーにねじりコイルバネを２個ずつ掛けた複雑な構造であるため、装置の全体の太さが大きくなるとともに、製造・組み立てが非常に面倒である。
特公昭５７−４３７６２号公報 特開２０００−９７２０９号公報

本発明の課題は、ブレーキシューによる移動ロッドへの押し付けを安定した状態で均一に行うことができるとともに、その押し付け力の加減設定が容易で、しかも装置全体の長さ及び太さを小さくすることができる流体圧シリンダのブレーキ装置を提供することにある。

本発明のブレーキ装置は、一対のブレーキシューを締め付けて移動ロッドに圧接させる第１と第２の一対の締め付け部材と、これら締め付け部材にそれぞれ枢支された第１と第２の一対のレバーと、これらレバーを一方向へ回動付勢する皿バネと、この皿バネとは反対側において一対のレバーに対し進退摺動するブレーキ解除ピストンとを備え、第１のレバーは、皿バネにより第１の締め付け部材上の枢支点を支点とする回動勢力を与えられて第２の締め付け部材を締め付け方向に変位させ、第２のレバーは、皿バネにより第２の締め付け部材上の枢支点を支点とする回動勢力を与えられて第１の締め付け部材を締め付け方向に変位させ、ブレーキ解除ピストンは、一対のレバーを流体圧により皿バネとは反対方向へ回動させて一対の締め付け部材による締め付けを解除することを特徴とする。

その具体的形態としては、次のような構成が好ましい。
皿バネを複数枚重ねて第１と第２の一対のレバーを同じ一方向に付勢する。このようにすると、皿バネの重ね枚数又は／及び向きにより、一対の締め付け部材による締め付け力を任意に設定できる。

第１と第２の一対の締め付け部材は合わせて筒形となり、また第１と第２の一対のレバーは、筒形となる一対の締め付け部材の外周を囲むように曲げられた板状で、互いに対称の向きにしてそれぞれの締め付け部材に枢支され、反対側の締め付け部材をそれに突設された突起と係合することにより締め付け方向へ変位させる。このようにすると、装置の一層の小型化が図れる。

一対のブレーキシューと一対の締め付け部材との間に、二つ割り構造の第１と第２の一対の押さえ部材が介在され、一対の締め付け部材がこれら押さえ部材を介して一対の締め付け部材にて締め付けられる。このようにすると、ブレーキシューを押さえ部材で保護できる。

第１と第２の一対のブレーキシュー及び第１と第２の一対の押さえ部材は、移動ロッドを挟んで対向するように、移動ロッドを貫通させるリング状のリテーナに保持してブレーキ装置本体に内蔵されている。このようにすると、組み立て・分解が容易になる。

本発明によれば、一対のブレーキシューを締め付ける一対の締め付け部材にそぞれレバーを枢支し、これらレバーを挟んで一方側に皿バネ、他方側にブレーキ解除ピストンを配置し、皿バネによるレバーへの回動付勢により一対の締め付け部材を締め付け方向に変位させ、またブレーキ解除ピストンにより一対のレバーを皿バネとは反対方向へ回動させて、一対の締め付け部材による締め付けを解除するので、ブレーキシューによる移動ロッドへの押し付けを安定した状態で均一に行うことができるとともに、その押し付け力の加減設定が皿バネにより容易であり、しかも装置全体の長さ及び太さを小さくすることができる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１の平面図及び図３の断面図に示すように、本実施例のブレーキ装置Ａは、その本体ハウジング１内に構成部品を全て内蔵していて、停止対象の空気圧シリンダＢとは独立した装置となっており、空気圧シリンダＢのピストンロッド２を貫通させるようにロッド側カバー３に取り付けて使用され、ピストンロッド２の移動を後述のように停止させる。本体ハウジング１の外形は、図２の正面図、図４の断面図に示すように矩形である。

図５は、本体ハウジング１内に内蔵された部品の分解斜視図で、その部品には、二つ割り構造の第１と第２の一対のブレーキシュー４ａ・４ｂ、同じく二つ割り構造の第１と第２の一対の押さえ部材５ａ・５ｂ、第１と第２の一対のリテーナ６ａ・６ｂ、二つ割り構造の第１と第２の一対の締め付け部材７ａ・７ｂ、第１と第２の一対のレバー８ａ・８ｂ、第１と第２の一対の枢支用ピン９ａ・９ｂ、第１と第２の一対のレバー係合用ピン１０ａ・１０ｂ、図７に示す複数枚の皿バネ１１、図９に示す１個のブレーキ解除ピストン１２がある。

一対のブレーキシュー４ａ・４ｂ、一対の押さえ部材５ａ・５ｂ、一対の締め付け部材７ａ・７ｂ、一対のレバー８ａ・８ｂのそれぞれの対は、同じ成型品を対称の向きにして使用する。

一対のブレーキシュー４ａ・４ｂは、ピストンロッド２の軸方向に長い円弧板で、その内周面はピストンロッド２の外周面に密着する円弧面となっている。各ブレーキシュー４ａ・４ｂの内周面の両端には、内径を細くする段部１３が形成されている。

一対の押さえ部材５ａ・５ｂも、ブレーキシュー４ａ・４ｂと同じ長さの円弧板であるが、それよりも内径が大きく、押さえ部材５ａ・５ｂの内周面はブレーキシュー４ａ・４ｂの外周面に密着する円弧面となっている。押さえ部材５ａ・５ｂの内周面の両端には段部は無い。

一対のリテーナ６ａ・６ｂは、ゴム等の弾性素材でリング状に成型されたもので、鍔部１４を突出形成している。

一対の締め付け部材７ａ・７ｂは、互いに合わせると、図５に示すように内周が円形、外周が六角形の筒形になるもので、それぞれの円弧凹面１５は押さえ部材５ａ・５ｂの外径に合わせた内径になっている。各締め付け部材７ａ・７ｂには、図６に示すように、円弧凹面１５の両端で対角の位置関係となる２つの角部に凸部１６・１７が一体に形成され、これら凸部１６・１７にピン受け孔１８・１９がそれぞれ設けられている。

一対のレバー８ａ・８ｂは、湾曲するＬ形の板状で、切欠凹部２０を形成した基端部に軸孔２１を設けるとともに、先端の両側に受圧凸部２２を突出形成している。

枢支用ピン９ａ・９ｂとレバー係合用ピン１０ａ・１０ｂとは用途は異なるが、実質的には同じ４本のピンを使い分けるもので、外径を部分的に変えることにとにより頭部と複数の段部とを形成している。

皿バネ１１は、リング状の板材を厚さ方向に湾曲させてバネ性を持たせたものである。皿バネ１１は、図８に示すように複数枚を重ねて使用するが、その重ねる枚数と重ねる向きを変えることにより、全体のバネ圧を調整できる。

図９に示すように、ブレーキ解除ピストン１２もリング状で、その内外のパッキン溝内に内外のパッキン２３・２４を保持している。

一対のブレーキシュー４ａ・４ｂと一対の押さえ部材５ａ・５ｂと一対のリテーナ６ａ・６ｂとは、本体ハウジング１内で次のように組み立てられている。

本体ハウジング１は、大気開放孔２５を有する前側ハウジング１ａと、ブレーキ解除用流体圧（空気圧）の給排用ポート２６を有する後側ハウジング１ｂとを組み合わせて構成されている。これら前後のハウジング１ａ・１ｂはそれぞれ円筒形の内筒部１ｃ・１ｄを有しているが、両方の内筒部１ｃ・１ｄは連続することなく、本体ハウジング１内の中央で離れている。一対のリテーナ６ａ・６ｂは、このような内筒部１ｃ・１ｄ内にそれぞれ配置され、これらリテーナ６ａ・６ｂの間において一対のブレーキシュー４ａ・４ｂを上下の対向状態にして、しかも段部１３によりリテーナ６ａ・６ｂの鍔部１４との間に隙間が形成されるように保持するとともに、これらブレーキシュー４ａ・４ｂの外周面に一対の押さえ部材５ａ・５ｂをそれぞれ密着させて、一対の押さえ部材５ａ・５ｂを上下の対向状態にして両側のリテーナ６ａ・６ｂ間に保持してある。従って、一対のブレーキシュー４ａ・４ｂと一対の押さえ部材５ａ・５ｂとは、両方の内筒部１ｃ・１ｄに渡る長さになっている。

また、一対の締め付け部材７ａ・７ｂと一対のレバー８ａ・８ｂと一対のピン枢支用ピン９ａ・９ｂ及び一対のレバー係合用ピン１０ａ・１０ｂとは、本体ハウジング１内で次のように組み立てられている。

一対の締め付け部材７ａ・７ｂは、上下対称の向きにして互いの凸部１６・１７を相手方の凸部が無いところと噛み合わせ、両者で内周が円形、外周が六角形の筒形とする。その筒形の長さは、一対のブレーキシュー４ａ・４ｂと一対の押さえ部材５ａ・５ｂとの組み合わせによる二重円筒形よりも短い。

第１のレバー８ａは、その軸孔２１を第１の締め付け部材７ａの凸部１６のピン受け孔１８と一致させて、これらの孔に枢支用ピン９ａを嵌入することにより、第１の締め付け部材７ａに回動自在に枢支されている。一方、第２のレバー８ｂは、第１のレバー８ａと上下対称の向きにして、軸孔２１を第２の締め付け部材７ｂの凸部１６のピン受け孔１８と一致させて、これらの孔に枢支用ピン９ｂを嵌入することにより、第２の締め付け部材７ｂに回動自在に枢支されている。

レバー係合用ピン１０ａ・１０ｂは、第１の締め付け部材７ａの凸部１７のピン受け孔１９と、第２の締め付け部材７ｂの凸部１７のピン受け孔１９にそれぞれ嵌入され、第１の締め付け部材７ａ側のピン１０ａは、図３に示すように、第２のレバー８ｂの切欠凹部２０と係合する突起となり、第２の締め付け部材７ｂ側のピン１０ｂは、第１のレバー８ａの切欠凹部２０と係合する突起となる。

そして、このような組み合わせにしたアッセンブリは、一対のブレーキシュー４ａ・４ｂと一対の押さえ部材５ａ・５ｂとの組み合わせによる二重円筒形の外周において、両方の内筒部１ｃ・１ｄの間に設置され、図４に示すように、一対のレバー８ａ・８ｂは、合わせて筒形をなす一対の締め付け部材７ａ・７ｂの外周を、本体ハウジング１の円形の内周面に沿って囲む様相になっている。上記のように、一対のブレーキシュー４ａ・４ｂと一対の押さえ部材５ａ・５ｂとの組み合わせによる二重円筒形の長さは、一対の締め付け部材７ａ・７ｂによる筒形の長さより長いため、その両側から突出している。

皿バネ１１は、複数枚を重ねて前側ハウジング１ａ内でその内筒部１ｃの外周に設置され、一対のレバー８ａ・８ｂの片側の受圧凸部２２を押圧するのに対し、ブレーキ解除ピストン１２は、後側ハウジング１ｂ内でその内筒部１ｄの外周に摺動可能に嵌装されて、一対のレバー８ａ・８ｂの反対側の受圧凸部２２を押圧する。

このように構成されたブレーキ装置Ａに対して、空気圧シリンダＢのピストンロッド２は、一対のブレーキシュー４ａ・４ｂと一対の押さえ部材５ａ・５ｂとの組み合わせによる二重円筒形を貫通して、前側ハウジング１ａのボス２７から外方へ突出している。一対のブレーキシュー４ａ・４ｂと一対の押さえ部材５ａ・５ｂとは、ピストンロッド２を貫通させる二重円筒形になっているが、その断面は連続した円形ではなく、図４に示すように、スリットのような隙間をピストンロッド２の両側に形成して上下に分離し、ピストンロッド２の一部分を上下から挟む状態になっている。

次に、このブレーキ装置Ａの動作について説明する。
ポート２６から空気圧を供給しないときは、重ねた皿バネ１１のバネ力により一対のレバー８ａ・８ｂが同じ方向の回動勢力を同時に受け、第１のレバー８ａは、第１の締め付け部材７ａ上の枢支点である枢支用ピン９ａを支点に回動して、第２の締め付け部材８ｂの突起であるレバー係合用ピン１０ｂを上方へ押動するのに対し、第２のレバー８ｂは、第２の締め付け部材７ｂ上の枢支点である枢支用ピン９ｂを支点に回動して、第１の締め付け部材８ａの突起であるレバー係合用ピン１０ａを下方へ押動する。これにより、第１の締め付け部材７ａは第２のレバー８ｂにより、また第２の締め付け部材７ｂは第１のレバー８ａにより中心方向への圧力を同時に受け、一対の押さえ部材５ａ・５ｂを介して一対のブレーキシュー４ａ・４ｂを同時に締め付ける。その結果、一対のブレーキシュー４ａ・４ｂがピストンロッド２に圧接し、これを摩擦力で停止させる（又はロックする）。

一方、ポート２６から空気圧を供給すると、ブレーキ解除ピストン１２が推進されて一対のレバー８ａ・８ｂを皿バネ１１に抗して回動させるので、第１と第２の締め付け部材７ａ・７ｂによる締め付けが解放され、ピストンロッド２の移動が許容される。

上記実施例では、空気圧シリンダＢのピストンロッド２の移動を停止する適用例について説明したが、本発明によるブレーキ装置はピストンロッド２以外の流体圧で移動するロッドを停止する場合、更には空気圧シリンダ以外の流体圧シリンダ（油圧シリンダ等）にも適用できる。

本発明の一実施例であるブレーキ装置の一部分を切欠した平面図である。 同ブレーキ装置の正面図である。 同じく軸方向の断面図である。 図３におけるＸ−Ｘ線位置の断面図である。 内蔵部品の分解斜視図である。 一対の締め付け部材の斜視図である。 皿バネの斜視図である。 皿バネの重ねた状態の断面図である。 ブレーキ解除ピストンの断面図である。

符号の説明

Ａ ブレーキ装置
Ｂ 空気圧シリンダ
１ 本体ハウジング
１ａ・１ｂ 前後のハウジング
１ｃ・１ｄ 内筒部
２ ピストンロッド
３ ロッド側カバー
４ａ・４ｂ ブレーキシュー
５ａ・５ｂ 押さえ部材
６ａ・６ｂ リテーナ
７ａ・７ｂ 締め付け部材
８ａ・８ｂ レバー
９ａ・９ｂ 枢支用ピン
１０ａ・１０ｂ レバー係合用ピン
１１ 皿バネ
１２ ブレーキ解除ピストン
１３ 段部
１４ 鍔部
１５ 円弧凹面
１６・１７ 凸部
１８・１９ ピン受け孔
２０ 切欠凹部
２１ 軸孔
２２ 受圧凸部
２３・２４ パッキン
２５ 大気開放孔
２６ 給排用ポート
２７ ボス

Claims (5)

1. 流体圧により移動される移動ロッドに二つ割り構造の第１と第２の一対のブレーキシューを同時に圧接させて、該ロッドを摩擦力で停止させる流体圧シリンダのブレーキ装置において、前記一対のブレーキシューを締め付けて移動ロッドに圧接させる第１と第２の一対の締め付け部材と、これら締め付け部材にそれぞれ枢支された第１と第２の一対のレバーと、これらレバーを一方向へ回動付勢する皿バネと、この皿バネとは反対側において一対のレバーに対し進退摺動するブレーキ解除ピストンとを備え、前記第１のレバーは、皿バネにより第１の締め付け部材上の枢支点を支点とする回動勢力を与えられて第２の締め付け部材を締め付け方向に変位させ、前記第２のレバーは、皿バネにより第２の締め付け部材上の枢支点を支点とする回動勢力を与えられて第１の締め付け部材を締め付け方向に変位させ、前記ブレーキ解除ピストンは、一対のレバーを流体圧により皿バネとは反対方向へ回動させて一対の締め付け部材による締め付けを解除することを特徴とする流体圧シリンダのブレーキ装置。
2. 皿バネは、複数枚を重ねて第１と第２の一対のレバーを同じ一方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。
3. 第１と第２の一対の締め付け部材は合わせて筒形となり、また第１と第２の一対のレバーは、筒形となる一対の締め付け部材の外周を囲むように曲げられた板状で、互いに対称の向きにしてそれぞれの締め付け部材に枢支され、反対側の締め付け部材をそれに突設された突起と係合することにより締め付け方向へ変位させることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。
4. 一対のブレーキシューと一対の締め付け部材との間に、二つ割り構造の第１と第２の一対の押さえ部材が介在され、一対の締め付け部材がこれら押さえ部材を介して一対の締め付け部材にて締め付けられることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。
5. 第１と第２の一対のブレーキシュー及び第１と第２の一対の押さえ部材は、移動ロッドを挟んで対向するように、移動ロッドを貫通させるリング状のリテーナに保持してブレーキ装置本体に内蔵されていることを特徴とする請求項４に記載の流体圧シリンダのブレーキ装置。

Images