JP2627648B2 - 駆動装置及びその駆動装置を用いたブレーキ装置 - Google Patents

駆動装置及びその駆動装置を用いたブレーキ装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、流体圧シリンダの出力をてこ機構を介し
て押棒に伝達することにより押棒の押し付け力を増大さ
せる駆動装置及びその駆動装置を用いたブレーキ装置に
関する。
＜従来の技術＞ 従来のこの種の装置として、実開昭59−132467号公報
に示されているものがある。その概略は第６図に示すよ
うになっており、これについて説明する。図において、
31はシリンダ部、32は押棒、33はてこ、34は制輪子、35
は車輪である。シリンダ部31に給排口31aを介して圧縮
空気が供給されると、ピストン31cが戻しばね31bに抗し
て図の左方へ移動する。これによってピストンロッド31
d、連結ピン33aを介して、てこ33が支点ピン33bを中心
に反時計方に揺動する。このてこ33の揺動により、てこ
33の途中に係合するようになっている押棒32に設けた間
隙調整器32bを会して押棒32を左方へ駆動する。この駆
動力はてこ33のてこ比に従って増大したものであり、制
輪子34を車輪35へ強力に押圧する。給排口31aよりシリ
ンダ部31の圧縮空気を排出すると、ピストン31cが戻し
ばね31bの反力で右方へ移動し、これに従っててこ33、
押棒32、制輪子34等が図示の元の状態に復帰する。
＜発明が解決しようとする課題＞ 前記従来のブレーキ装置において、押棒32に設けられ
ている制輪子34が車輪35側へ前進して押し付けられてブ
レーキ作用する場合、てこ33による押し付け力の増大を
必要とするのは、制輪子34が車輪35へ当接して押し付け
られる時のみである。それにもかかわらず押棒32はシリ
ンダ部31に常にてこ33を介して駆動されるようになって
いる。このとき押棒32の移動に要するストローク量を
S1、押し付け時に要するストローク量をS2とし、てこ33
のてこ比をαとするシリンダ部31のピストン31cの全ス
トローク量は（S1＋S2）αとなり、押棒32のてこ比倍の
ストロークが必要となる。このためシリンダ部31が必要
以上に大きいストロークのものとなって、大型になって
いる問題がある。
この発明の課題は、流体圧シリンダを用いて、制輪子
やその他の部材を押圧駆動する場合に、押圧側の部材が
対象物に当接して押し付け力が必要になるまではシリン
ダ部と等しい移動量で移動させそして対象物に当接した
時からてこによって押し付け力を増大させるようにする
と共にブレーキ装置に使用できる駆動装置を提供するこ
とを課題とする。
＜課題を解決するための手段＞ この発明の駆動装置は、シリンダ本体内にピストンを
収容した流体圧シリンダと、前記シリンダ本体の一方の
端壁をシリンダ本体軸線の方向に進退可能に貫通した外
側が出力部とされシリンダ本体内で前記ピストンとその
進退方向に対して摩擦係合しており途中に被係合部を設
けられている押棒と、前記シリンダ本体内に設けられシ
リンダ本体の前記一方の端壁に近い位置に支点軸で支持
され前記ピストンが前進ストロークの途中で当接して押
圧する位置に力点部を有しその力点部よりも支点軸に近
い位置に前記被係合部に係合する係合部からなる作用点
部を有するてことを具備し、前記押棒が無負荷状態もし
くはこれに近い状態であるときピストンに伴われて移動
するようにかつ押棒が高負荷状態となったときピストン
側と滑動するように前記摩擦係合の抵抗が決められてい
るものである。
前記駆動装置を用いたブレーキ装置は、前記押棒の出
力部に制輪子を設けたものである。
＜作用＞ 前記駆動装置は、流体圧シリンダに圧力流体が供給さ
れてピストンが前進するとき、ピストンに摩擦係合して
いる押棒はその出力部が対象物に当接するまでは無負荷
もしくはこれに近い状態であるからピストンに伴われて
前進し、出力部が対象物に当接してからは高負荷状態と
なるから摩擦係合部に滑りを生じてピストンのみが前進
しそしてピストンがてこの力点部に当接しててこを支点
軸を中心に回動させる。このてこの回動により作用点部
の係合部が押棒の被係合部に係合して回動するから、シ
リンダ部の作用力をてこで増大させて押棒に伝達するこ
とになる。つまり出力部が対象物に当接して高負荷状態
になるまではピストンと押棒が等しい移動量で移動し、
その後ピストンはてこを作動させるために必要な量を移
動する。従って、前記てこのてこ比をα、押棒の出力部
が対象物に当接するまでに要するピストンのストローク
量をS1、てこを作動させるために必要なピストンのスト
ローク量をS2とすると、ピストンの全ストローク量はS1
＋S2αとなり、従来装置の全ストローク量（S1＋S2）α
と比較して（α−１）S1分のストロークを短縮すること
ができる。
このような作用を有する駆動装置をブレーキ装置に用
いたときは、前記対象物が車輪であり、これに出力部に
設けた制輪子が押圧されてブレーキ作用することになる
から、つまり制輪子が車輪に当接して高負荷状態となる
まではピストンと押棒が等しい移動量で移動し、その後
ピストンはてこを介して制輪子を移動させることにな
る。このときも前記と同様に従来装置の全ストローク量
（S1＋S2）αと比較して（α−１）S1分のストロークを
短縮することができる。
＜実施例＞ この発明の第１実施例を第１図乃至第３図に示す。図
において、１は空気圧シリンダ、２は押棒、３はてこで
ある。
空気圧シリンダ１は、シリンダ本体10内にピストン11
を収容したもので、第１図の状態において給排口12から
圧力室13に圧縮空気を供給することによりピスト11が左
方へ戻しばね14に抗して前進して第３図の状態となり、
圧縮空気を圧力室13から排出すると戻しばね14の反力で
ピストン11が右方へ戻り第１図の状態となる。
押棒２は、第１図に見られるようにシリンダ本体10の
左方の端壁15をシリンダ本体10の軸線の方向に沿って進
退可能に貫通しており、その外側端部が出力部16とさ
れ、シリンダ本体10内にある部分の右方端が右方へ進退
したピストン11の内孔17内に進入しており、その内孔17
と押棒２とはピストン11の進退方向に対して摩擦係合し
ている。摩擦係合は内孔17の内面側から摩擦部材18がば
ね19によって押棒２を押圧する構成であり、ピストン11
が進退するときに押棒２を移動させるための抵抗が小さ
い状態であれば押棒２を伴って移動し、抵抗が大きい状
態であれば押棒２と摩擦部材18との滑りを生じてピスト
ン11が単独で移動するようになっている。また押棒２の
途中には図示のように被係合部20としてラックを設けて
あり、その歯形と図の左側が傾斜し右側が直立した鋸歯
状のものとしてある。
てこ３は、シリンダ本体10内の端壁15の側に接近して
配置され、端壁15に突設した軸支持部21に支点軸22で一
端を支持され、押棒２の側方を通って斜め下方へ伸延
し、その伸延端に支点軸22に平行な軸23によりローラ24
を支持して力点部25を形成されている。この力点部25は
第１図のピストン11が左方へ前進したとき当接して押圧
される。また、支点軸22を挿通された部分の外周の押棒
２のラックの面に対向する部分にラックの歯に噛合う係
合部26として弧状配列の歯列を設けてあり、歯の噛合う
位置が作用点部となり、その歯形はラックのものと同じ
鋸歯状である。歯列の歯はてこ３の力点部25がピストン
11により前方へ押圧されるときにラックの歯と確実に係
合するが、押棒２が前進しているときは歯の斜面で押し
合うように当接しててこ３が押上げられて係合が外れる
ように支点軸22を支持している軸支持部21の軸孔27が上
方へ拡大形成されている。図中28はてこ３に設けてある
ストッパ、29は板ばねであり、第１図において板ばね29
によりてこ３はストッパ28で規制される位置に押圧され
て待機状態にある。
このように構成された駆動装置は、対象物Ｘに押圧力
を与える装置として用いるとき、出力部16の先端が前進
して対象物Ｘに当接するように設置する。第１図の状態
で給排口12から圧縮空気を供給するとピストン11が前進
して第３図の状態となる。その過程は、まずピストン11
が前進を開始するときは押棒２の出力部16は対象物Ｘか
ら離れているので殆ど抵抗なく前進可能であり、従って
ピストン11は摩擦係合している押棒２を伴って前進す
る。そして押棒２の出力部16が対象物Ｘに当接すると、
押棒２の前進が止まりピストン11のみが前進し、ピスト
ン11の前面がてこ３の力点部25に当接してこれを押圧す
る。これによっててこ３は支点軸22を中心に回動して係
合部26の歯列が被係合部20のラックの歯と噛合って押棒
２を強力に前方へ駆動するから、対象物Ｘに当接してい
る出力部16が強力に押し付けられ第３図の状態となる。
給排口12から圧縮空気を排出すると、前記と略反対の
順序で戻しばね14、板ばね29の反力により第１図の状態
に戻る。
第２実施例を第４図及び第５図に示す。第１実施例と
異なる点は、対象物Ｘを車輪40とし、出力部16を制輪子
41とし、別に間隙調整器42を設けた点である。
車輪40は、鉄道車両のものである。この車輪40に対し
て制輪子41が近接位置に制輪子吊り43によって保持され
ていると共に押棒２の先端に結合されている。間隙調整
器42は、シリンダ端壁15に設けてあり、押棒２の被係合
部20を前方へ延長形成したラックと噛合って押棒２の図
の右方への後退を制限するラチェット44とを有してい
る。ラチェット44はラックの歯と噛合うようにばね45に
よって押圧さ、押棒２の進退方向に車輪40と後退した制
輪子41との間隙寸法に等しい寸法を移動可能に調整室46
内に収容されている。この間隙調整器42は制輪子41が使
用により摩耗したとき押棒２の後退を制限して車輪40と
後退した制輪子41との間隙寸法を略等しく保つ。なお、
てこ３の力点部25と後退位置にあるピストン11の前端面
との間隙寸法は前記車輪40と制輪子41との間隙寸法もり
もわずかに大きくしてある。これによってピストン11が
押棒２を伴って前進したとき制輪子41が車輪40に当接す
るとこれに続いてピストン11が力点部25に当接しててこ
３を介して押棒２を前進駆動し、ブレーキ力を発生させ
ることになる。
このほかの部分は第１実施例と同じ構成であるから、
図に同じ図面符号で示して説明を省略する。
また、第１実施例の駆動装置はブレーキ装置のほかに
プレス機の駆動装置として使用できる。
＜発明の効果＞ この発明によれば、押圧側の部材が対象物に当接する
までの前進距離をピストンが押棒を伴って前進するか
ら、押圧力を増大させるようなてこを介して押棒を前進
させる場合に較べてピストンストロークが短くてよい押
圧型の駆動装置を提供できる。これによってピストンス
トロークを短くできることから、シリンダ部へ供給する
圧力流体の供給量が少なくてよくなり、圧力流体源を含
む駆動システム全体の小型化が計れる。
また、ブレーキ装置としたときは、シリンダ部と押棒
とを一体化したのでブレーキ装置自身が小型化できると
ともにシリンダ部の小型化もできるので、ブレーキ装置
に関連する周辺機器の小型化も可能なり、システム全体
が小型化でき、車両の軽量化に有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１実施例の縦断側面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は同実施例の第１図と異
なる状態の縦断側面図、第４図は第２実施例の部分縦断
側面図、第５図は同実施例の第４図と異なる状態の部分
縦断側面図、第６図は従来の車両用ブレーキ装置の１例
を示す部分縦断側面図である。 １…シリンダ、２…押棒、３…てこ、10…シリンダ本
体、11…ピストン、16…出力部、18…摩擦部材、19…ば
ね、20…被係合部（ラック）、22…支点軸、25…力点
部、26…係合部、40…車輪、41…制輪子、42…間隙調整
器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダ本体内にピストンを収容した流体
    圧シリンダと、前記シリンダ本体の一方の端壁をシリン
    ダ本体軸線の方向に進退可能に貫通した外側が出力部と
    されシリンダ本体内で前記ピストンとその進退方向に対
    して摩擦係合しており途中に被係合部を設けられている
    押棒と、前記シリンダ本体内に設けられシリンダ本体の
    前記一方の端壁に近い位置に支点軸で支持され前記ピス
    トンが前進ストロークの途中で当接して押圧する位置に
    力点部を有しその力点部よりも支点軸に近い位置に前記
    被係合部に係合する係合部からなる作用点部を有するて
    ことを具備し、前記押棒が無負荷状態もしくはこれに近
    い状態であるときピストンに伴われて移動するようにか
    つ押棒が高負荷状態となったときピストン側と滑動する
    ように前記摩擦係合の抵抗が決められている駆動装置。
  2. 【請求項２】請求項（１）に記載の駆動装置を用い、前
    記押棒の出力部に制輪子を設けたブレーキ装置。
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