JP4683929B2 - 直線移動体のロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばピストンロッドの移動をロックする流体圧シリンダのロック装置、或いはシャフト上を直線移動する移動体をシャフトに対しロックするブレーキ装置などに適用される直線移動体のロック装置に関する。

従来、例えば流体圧シリンダのピストンロッドをロックする装置として、下記特許文献１に記載されるような流体圧を用いて作動するロック装置が知られている。このロック装置は、流体圧シリンダの末端部に、ロック用シリンダを設け、そのロック用シリンダ内に嵌挿されたロック用ピストンにロック用挿入部を突設し、流体圧シリンダのピストンロッドの末端に鋼球付きスリーブを取り付け、流体圧シリンダのピストンロッドが末端に移動したとき、ロック用ピストンのロック用挿入部に、ピストンロッドの鋼球付きスリーブを嵌入して、ピストンロッドをロックし、ロックを解除する際は、流体圧によりロック用ピストンをアンロック方向に移動させて、ロックを解除する構造である。
特開２００２−２１３４１０号公報

しかし、従来のこの種のロック装置は、流体圧を使用してロック用ピストンを駆動しロックする構造のために、構造複雑化し、部品点数が増すと共に、部品の加工工数も増大し、製造コストの増加を招くという問題があった。さらに、流体圧を使用してロックまたはアンロックの動作を行うため、作動のための流体用配管を接続する必要があるなど、設置のための付帯的な設備を必要とし、容易にロック装置を設置することが難しいという課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、簡単な構造で安価に製作することができ、流体圧などを使用せずに比較的小さい操作駆動力で容易に動作させることが可能なロック装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る直線移動体のロック装置は、
ケース内に揺動部材が主軸を介して揺動可能に軸支され、該揺動部材には被ロックロッドを挿通させる開口部が設けられ、１対のブレーキシューが該被ロックロッドの外周部を挟むように該揺動部材内に配設され、
該１対のブレーキシューは該ケースに対し被ロックロッドの挟持と解除を行う方向に揺動可能に枢支され、
該揺動部材内の該主軸には静止ローラが一方のブレーキシューに当接して軸支され、他方のブレーキシューに当接する揺動ローラが揺動軸を介して該揺動部材内に軸支され、
該両ブレーキシューの一端を開く方向に付勢するばね部材が該両ブレーキシュー間に装着されると共に、該両ブレーキシューの他端を相互に当接させる当接部が該ブレーキシューの端部に設けられ、
該ケース内には該揺動部材を揺動させるための揺動駆動機構が配設され、
該揺動駆動機構により該揺動部材をアンロック方向の該当接部側に揺動させると、該ばね部材の付勢力が該両ブレーキシューを開く方向に作用して該被ロックロッドをアンロックし、
該揺動部材をロック方向の該ばね部材側に揺動させると、該両ブレーキシューが該当接部を離す方向に揺動し、該静止ローラと一方の該ブレーキシューとの接点及び該揺動ローラと他方の該ブレーキシューの接点を支点とし、該両ブレーキシューと該被ロックロッドとの接点を作用点とする、てこの作用により、該両ブレーキシューが該被ロックロッドを挟む方向に押圧力を発生させてロックすることを特徴とする。

ここで、上記１対のブレーキシューの両側には円弧状支持部が突設され、円弧状支持部を、ケースの一部に形成した円形凹部に回動可能に嵌挿して、１対のブレーキシューをケースに対し揺動可能に支持させる構造とすることができる。

また、上記揺動駆動機構は、操作ノブを取り付けたノブ軸をケースに装着し、ノブ軸に対し偏心軸を介して偏心ローラを前記揺動部材に当接させて取り付け、操作ノブを持ってノブ軸を回動させ、偏心ローラを偏心回動させて揺動部材を揺動させる構造とすることができる。また、上記静止ローラと揺動ローラにはボールベアリングを使用することが好ましい。

上記構成のロック装置では、揺動部材を揺動駆動機構により揺動させて、被ロックロッドのロックと解除を行う。揺動部材をアンロック側に揺動させ、ロックを解除した状態では、両ブレーキシューの一端部を開く方向に付勢するばね部材の付勢力は、両ブレーキシューの先端部が当接部に当接するため、その当接部の当接点を支点とし、静止ローラと一方のブレーキシューに接する接点を作用点とし、同様に、揺動ローラを他方のブレーキシューに接する接点を作用点として作用し、その作用点は、被ロックロッドの中心位置より反ばね部材側に位置しているため、ブレーキシューには被ロックロッドを押圧するブレーキ力は作用しない。

一方、揺動部材をロック方向に揺動させると、揺動部材は主軸を軸に揺動し、このとき、両ブレーキシューの先端部が当接部から離れ、主軸の静止ローラが一方のブレーキシューと接する接点及び揺動ローラが他方のブレーキシューと接する接点の位置が、被ロックロッドの中心位置よりばね部材側に移動する。このため、支点が、両ブレーキシューの先端部の当接部から、静止ローラが一方のブレーキシューと接する接点位置及び揺動ローラが他方のブレーキシューと接する接点位置に変わる。そして、両ブレーキシューの一端部を開く方向に付勢するばね部材の付勢力は、上記接点を支点に、両ブレーキシューが被ロックロッドと接する接点を作用点として、被ロックロッドを挟む方向に押圧力を作用させる。この作用点に作用するブレーキシューの押圧力は、「てこ」の作用によってばね力が増倍されて作用し、被ロックロッドは両ブレーキシューに挟持されて強力にロックされる。

このような一対のブレーキシューによるロックは、ばね部材のばね力が「てこ」により倍増されて被ロックロッドに押圧力として印加され、加えて、非常に摩擦抵抗の少ない静止ローラと揺動ローラを介して、支点を僅かに移動させて行われるため、小さい操作力で強力に被ロックロッドをロックすることができる。このため、流体圧などを使用せずに比較的小さい駆動力、例えば操作ノブを回して揺動部材を揺動させるような簡単な揺動駆動機構を用いて動作させることができ、ロック装置を簡単な構造として、部品点数や加工工数を低減し、安価に製造することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は直線移動体のロック装置の正面図を示し、図２はその断面図を示している。１は矩形形状の箱型に形成されたケースで、ケース１の上面と下面は開口しており、ケース１の正面と背面には、ロックされる被ロックロッドＲを挿通させるための挿通孔２が穿設されている。

さらに、図２に示すように、ケース１内の下部寄りに、主軸３がベアリング３１を介して回転可能に水平に支持され、この主軸３を支軸として揺動部材４が揺動可能にケース１内に軸支されている。揺動部材４は、縦長で長方形の２枚の揺動板４１を、上下に連結部４２を介して平行に組み付け、内部に空間を形成して形成され、揺動部材４内には、１対のブレーキシュー８，９がロックのために配設されている。

１対のブレーキシュー８，９は、図３に示すように、金属で板状に形成されたシュー本体の両側に円弧状支持部８１，９１を突設し、シュー本体の内側つまり上のブレーキシュー８の下面と下のブレーキシュー９の上面に、円弧状凹部８２，９２を設けて形成される。また、ブレーキシュー８，９の円弧状支持部８１，９１は、図２に示すように、揺動部材４の揺動板４１の略中央に設けた開口部４１ａ（図３）を通り、ケース１の側壁内面に設けた円形凹部１ａに回動可能に挿入されて支持される構造である。

ブレーキシュー８、９の円弧状凹部８２，９２は、被ロックロッドＲの外周面より少し大きい曲率を持った凹状の曲面を有して形成され、被ロックロッドＲの外周面を上下から挟むように配置される。そして、この１対のブレーキシュー８，９は、その両側の円弧状支持部８１，９１が嵌挿されるケース１の円形凹部１ａを介して、ケース１に対し僅かな揺動範囲で、揺動（回動）可能に支持されている。

一方、揺動部材４の下部には主軸３が水平方向に嵌挿されているが、この主軸３の中央部（揺動部材４の内側）に静止ローラとしての静止ベアリング５が取り付けられ、この静止ベアリング５の外周面は下側のブレーキシュー９の下面に当接し、ブレーキシュー９を下側から支持している。さらに、揺動部材４内の中央部から少し上寄りに揺動軸６を介して、揺動ローラとしての揺動ベアリング７が回転可能に軸支されている。この揺動軸６は、主軸３と平行に、両側の揺動板４１の間に支持され、揺動軸６上には揺動ベアリング７が上側のブレーキシュー８の上面に当接して回転可能に装着されている。

一方、上側のブレーキシュー８の末端には、当接部１０が下側のブレーキシュー９に当接可能に固定され、上下のブレーキシュー８，９の先端部間には、両ブレーキシュー８，９の間を開く方向に付勢するためのコイルばね１１が介装されている。つまり、上下一対のブレーキシュー８，９は、図２，４に示すように、被ロックロッドＲを上下から挟むように配設されるが、その一端部に介装されたコイルばね１１は、両ブレーキシュー８，９の一端を開く方向に付勢している。

なお、ここで、本ロック装置のロック動作の基本原理を、図６を参照して説明する。図６（ａ）はロックを解除したブレーキオフの状態を示し、図６（ｂ）はロックをしたブレーキオンの状態を示している。ブレーキオフの状態では、図６（ａ）のように、コイルばね１１のばね力Ｆは、両ブレーキシュー８，９の一端部を開く方向に付勢し、ブレーキシュー８，９の先端部は当接部１０に当接して、その当接点が「てこ」の支点Ｂとされ、静止ベアリング５とブレーキシュー９に接する接点を作用点Ｍとして作用している。

同様に、コイルばね１１のばね力Ｆは、他方のブレーキシュー８に対し、その先端の当接部１０との当接点を「てこ」支点Ｂとし、揺動ベアリング７とブレーキシュー８の接点を作用点Ｍとして作用している。つまり、ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０に当接しその当接点を支点Ｂとし、その作用点Ｍが被ロックロッドＲの中心Ｏより反コイルばね１１側に位置しているため、コイルばね１１により末端を開くように付勢されるブレーキシュー８，９は、被ロックロッドＲを押圧するブレーキ力を作用させない状態となる。

一方、図６（ｂ）に示すように、揺動部材４をロック方向に揺動させると、揺動部材４は主軸３を軸に揺動し、このとき、主軸３の静止ベアリング５がブレーキシュー９と接する接点及び揺動ベアリング７がブレーキシュー８と接する接点の位置が、被ロックロッドＲの中心Ｏよりコイルばね１１側に移動する。このため、ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０から離れ、上記「てこ」の支点Ｂの位置がブレーキシュー８，９をベアリング５，６との接点である支点Ｍの位置に移動し、ブレーキシュー８，９と被ロックロッドＲとの当接点が作用点として作用する。このため、両ブレーキシュー８，９の一端部を開く方向に付勢するコイルばね１１のばね力Ｆは、両ブレーキシュー８，９を、ベアリング５，６との上記接点を支点Ｍとし、両ブレーキシュー８，９と被ロックロッドＲとの接点を作用点とする「てこ」として動作させ、その作用点において被ロックロッドを強力に押圧する押圧力Ｐ（ブレーキ力）を作用させる。

この作用点の押圧力Ｐは、図６（ｂ）に示すように、ばね力Ｆが作用する力点から支点Ｍまでの距離をＬ１とし、支点Ｍから押圧力Ｐが作用する力点までの距離をＬ２とすると、Ｆ×Ｌ１＝Ｐ×Ｌ２、Ｐ＝Ｆ・Ｌ１／Ｌ２となり、このロック装置においては図６（ｂ）のように距離Ｌ２が距離Ｌ１に比べて非常に小さくなる。したがって、ブレーキ力となる押圧力Ｐは、ばね力Ｆが「てこ」によって大きく増幅されて作用し、被ロックロッドＲは両ブレーキシュー８，９に強力に挟持されてロックされる。

図４、図５に示すように、上記主軸３はケース１内の中心軸Ｓ１を通る位置に設けられている。また、揺動部材４の中心を縦に通る軸を中心軸Ｓ２とすると、図４に示すように、揺動部材４をブレーキオフ側に揺動させたとき、揺動部材４の中心軸Ｓ２は主軸３の中心軸Ｓ１の右側に角度θだけ回動し、このとき、ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０に当接し、主軸３の静止ベアリング５がブレーキシュー８と接する接点Ｍ及び揺動ベアリング７がブレーキシュー９と接する接点Ｍの位置は、被ロックロッドＲの中心Ｏより右側につまり反コイルばね１１側に移動する。

一方、図５に示すように、揺動部材４をブレーキオン側に揺動させたとき、揺動部材４の中心軸Ｓ２は主軸３の中心軸Ｓ１の左側に角度θだけ回動し、このとき、ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０から離れ、主軸３の静止ベアリング５がブレーキシュー８と接する接点（支点Ｍ）及び揺動ベアリング７がブレーキシュー９と接する接点（支点Ｍ）の位置は、被ロックロッドＲの中心Ｏより左側につまりコイルばね１１側に移動する。

このようなブレーキシュー８，９と静止ベアリング５、揺動ベアリング７の接点（支点Ｍ）位置を、ブレーキのオンオフ状態に応じて、被ロックロッドＲの中心Ｏを挟んで移動させるために、揺動駆動機構として、ケース１の右上部に操作ノブ１２が回動可能に配設されている。操作ノブ１２はノブ軸１３の先端に固定され、ノブ軸１３はケース１の正面に穿設した孔に挿通され、ケース１内に差し込まれている。そして、このケース１内に位置するノブ軸１３には、偏心軸１４を介して偏心ベアリング１５が取り付けられており、偏心ベアリング１５の外周部が図４，５に示すように揺動部材４の側部に当接している。

次に、上記構成のロック装置の動作を説明する。上記ロック装置は、そのケース１が例えば図示しない流体圧シリンダのシリンダ先端部に固定され、そのピストンロッドが被ロックロッドＲとなって、ケース１の挿通孔２に挿通される。

ブレーキをオフした状態つまりアンロック状態では、図４に示すように、揺動部材４が図の右側に揺動した状態となっている。

このブレーキオフ状態では、ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０に当接しているため、コイルばね１１のばね力Ｆは、その先端の当接部１０との当接点を「てこ」の支点とし、静止ベアリング５及び揺動ベアリング７とブレーキシュー８、９との接点を作用点Ｍとして作用する。つまり、ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０に当接しその当接点を支点とし、その作用点Ｍが被ロックロッドＲの中心Ｏより反コイルばね１１側に位置しているため、ブレーキシュー８，９は被ロックロッドＲを押圧するブレーキ力を作用させない状態である。またこのとき、コイルばね１１の付勢力によりブレーキシュー８，９の先端側（図４の左端）が開く方向に付勢されることにより、揺動部材４は自動的に図の右側に付勢力を受けて揺動し、ブレーキオフ状態に置かれる。

ブレーキをオンする場合つまり被ロックロッドＲをロックする場合、ケース正面の操作ノブ１２を捻って約１８０度回動させる。この操作により、偏心軸１３と偏心ベアリング１５が回動して、揺動部材４の側部を図５のようにその左側に押して僅かな角度（約２θ）揺動部材４を回動させる。

この揺動部材４の図５の左側への回動により、ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０から離れ、これにより、「てこ」の支点位置が変わり、主軸３の静止ベアリング５がブレーキシュー９と接する接点、及び揺動ベアリング７がブレーキシュー８と接する接点が「てこ」の支点Ｍとなる。そして、その接点位置が被ロックロッドＲの中心Ｏよりコイルばね１１側に移動する。このため、両ブレーキシュー８，９の左端部を開く方向に付勢するコイルばね１１のばね力は、その支点Ｍを支点に、両ブレーキシュー８，９と被ロックロッドＲが当接する当接点を作用点として、被ロックロッドＲを挟む方向に押圧力を作用させる。この作用点に作用する押圧力は、「てこ」の作用によってばね力が大きく増幅されて作用し、被ロックロッドＲは両ブレーキシュー８，９に強力に挟持されてロックされる。

そして、このブレーキオン状態は、揺動部材４がコイルばね１１の付勢力によりブレーキオフ側に付勢されているものの、揺動部材４の側部が偏心ベアリング１５に当接しているため、ブレーキ位置が保持されることとなる。

ブレーキをオフする場合、図５の状態から操作ノブ１２を捻って約１８０度回動させる。このとき、コイルばね１１の付勢力により、ブレーキシュー８，９の先端側が開くように作用しているため、操作ノブ１２を回すと、偏心軸１３と偏心ベアリング１５が図４のように回動し、揺動部材４が右側への回動力を受けて、図４に示す状態まで回動する。これにより、揺動部材４は主軸３を支軸に図４の位置まで回動し、両ブレーキシュー８，９の先端部が当接部１０に当接し、静止ベアリング５とブレーキシュー９が接する接点、及び揺動ベアリング７とブレーキシュー８が接する接点が、被ロックロッドＲの中心Ｏより反コイルばね１１側に移動する。これにより、「てこ」の支点が上記接点からブレーキシュー先端の当接部１０との当接点に変わり、作用点としてブレーキシュー８，９が被ロックロッドＲを押圧していた押圧力が消失し、被ロックロッドＲのブレーキが解除され、アンロック状態となる。

このような揺動部材４の揺動によるブレーキシュー８，９のブレーキ動作は、静止ベアリング５と揺動ベアリング７の各ブレーキシュー８，９に対する接点（支点Ｍ）の僅かな移動により行われ、且つ非常に摩擦抵抗が少ない状態で動作するため、操作ノブ１２の回動は、非常に軽く行うことができる。したがって、操作ノブなどの非常に小さい回動力により、ブレーキのオンオフを行うことができるため、例えば組み付け製造ラインなどで使用される汎用ロボットのハンドリングアクチュエータによって、容易に操作ノブ１２を回して、ブレーキのオンオフを行うことができる。

このように、上記ロック装置では、操作ノブ１２を回わすだけの非常に小さい駆動力で、揺動部材４を揺動させてブレーキシューの押圧動作を行うため、従来使用していた流体圧などを使用せずに、被ロックロッドのロックとアンロックを行うことができる。よって、従来使用していた作動用の流体圧シリンダやピストンが不要となり、流体圧シリンダを使用した場合に比べ、構造が簡単となり、部品点数を削減することができ、また小型化することもできる。

なお、上記のように、操作ノブ１２の回動力は小さくてよいため、ロボットにより操作ノブ１２を回してブレーキのオンオフを行うほか、小型モータによりノブ軸１３を回してブレーキのオンオフを行うこともできる。また、このロック装置は、流体圧シリンダのピストンロッドのロック用に使用するほか、ロッド上を走行する移動体に本ロック装置を取り付け、移動体のブレーキ（ロック）装置として使用することもできる。

また、上記静止ベアリング、揺動ベアリング及び偏心ベアリングは、ベアリングのない通常のローラとすることもできる。さらに、上記ではケースに設けた挿通孔に被ロックロッドを挿通させたが、挿通孔を設けずに被ロックロッドを配設することもできる。また、被ロックロッドとしては、丸棒の他、断面を異形としたレール状、ビーム状のロッドを使用することもできる。

図７〜図１１は他の実施形態を示し、この例では、上記の揺動部材に代えて、被ロックロッドＲの軸方向に平行移動する移動部材６１が使用され、移動部材６１に軸支された1対の押圧ローラ５７，５８の平行移動により1対のブレーキシュー５２，５３をロック動作させるようにしている。

図７、図８に示すように、ベース板５１には、２個の長孔５１ａ，５１ｂが平行に形成され、その上に板状の移動部材５６が移動可能に配設される。被ロックロッドＲは、ベース板５１上の略中央を横方向に通過するように配設され、移動部材５６はその被ロックロッドＲの軸方向に移動可能である。この被ロックロッドＲは横断面を矩形とした角柱状、ビーム状の金属ロッドとして形成されている。また、移動部材５６上の両側には、押圧ローラ５７，５８が各々軸５７ａ，５８ａを中心に回動自在に軸支され、その軸５７ａ，５８ａの末端は、大径部としてベース板５１の長孔５１ａ，５１ｂに移動可能に嵌挿され、移動部材５６と共に被ロックロッドＲの軸方向に移動可能である。押圧ローラ５７，５８としてボールベアリングが使用される。

１対のブレーキシュー５２，５３は、金属材料により平面形状を略クランク状として形成され、各々の中間部に長孔５２ｃ、５３ｃが穿設されている。長孔５２ｃ、５３ｃの方向は被ロックロッドＲの軸方向と直角である。ブレーキシュー５２，５３の元部には、ばね保持部５２ｂ、５３ｂが形成され、ばね保持部５２ｂ、５３ｂ間に、ばね部材（圧縮コイルばね）５９が拡開方向に付勢するように装着されている。また、シューの先端部近傍の内側には、押圧部５２ａ，５３ａが少し凸状に形成され、押圧部５２ａ，５３ａからシューの先端までは拡開方向に傾斜している。１対のブレーキシュー５２，５３は、その内側の押圧部５２ａ，５３ａにより、被ロックロッドＲをその両側から挟むように配置される。

一方、ベース板５１上には、支軸５４，５５が立設され、その支軸５４，５５にはスリーブが外嵌され、１対のブレーキシュー５２，５３の長孔５２ｃ、５３ｃが、そのスリーブ付きの支軸５４，５５に回動可能に嵌挿される。これにより、１対のブレーキシュー５２，５３は長孔５２ｃ、５３ｃを介して被ロックロッドＲの軸方向と直角方向に、僅かな幅で移動可能とされる。

そして、１対のブレーキシュー５２，５３の先端部が押圧ローラ５７，５８と被ロックロッドＲの間に挿入されるように配置される。つまり、１対の押圧ローラ５７，５８が、1対のブレーキシュー５２，５３の外側を内側方向に押し、被ロックロッドRの外側面にブレーキシュー５２，５３の押圧部５２ａ，５３ａを押し付けて挟み込む構造となっている。また、移動部材５６は、ベース板５１上とブレーキシュー５２，５３の間に摺動可能に介挿されて、被ロックロッドＲの軸方向に移動可能である。したがって、移動部材５６上に各々軸５７ａ，５８ａを介して軸支される１対の押圧ローラ５７，５８は、移動部材５６と共に被ロックロッドＲの軸方向に移動可能である。

さらに、１対のブレーキシュー５２，５３の一方の先端に、棒状のストッパ６０が固定される。このストッパー６０の先端は、他方のシューの先端に対向した位置にあり、図７のように、ブレーキオフの状態、つまり１対の押圧ローラ５７，５８がブレーキシュー５２，５３の先端側に位置するとき、ストッパ６０の先端は他方のブレーキシュー５２の先端に当接する。そして、ブレーキオンの状態では、図１１のように、ストッパ６０の先端と他方のブレーキシュー５２の先端は離れて位置する。

さらに、ベース板１上には、移動部材５６を図７の右側に移動させてブレーキをかけるために、移動機構６１が設けられている。この移動機構６１はレバーを軸６１ａにより軸支して形成され、そのレバー状の移動機構６１の内側に押圧凸部６１ｂが、移動部材５６を押して図７の右方向（被ロックロッドＲの軸方向）に移動させるように突設されている。

上記構成のロック装置は、そのベース板５１が例えば図示しない直線移動体に固定され、被ロックロッドＲが移動体の走行するガイドレールとなって、直線移動体が被ロックロッドＲに沿って移動する機構のブレーキ・ロック装置に適用される。

ブレーキをオフした状態つまりアンロック状態では、図７に示すように、移動機構６１が図の左側に位置して移動部材５６を押していない状態で、移動部材５６は１対のブレーキシュー５２，５３の先端側に位置している。この状態で、ブレーキシュー５２，５３は、その元部をばね部材５９により拡開方向に付勢され、これにより、１対のブレーキシュー５２，５３の先端はストッパ６０に当接し、このストッパ６０の当接点を「てこ」の支点とし、押圧ローラ５７，５８との接点を作用点として、１対のブレーキシュー５２，５３を被ロックロッドＲから離すように作用する。したがって、１対のブレーキシュー５２，５３の内側の押圧部５２ａ，５３ａは被ロックロッドＲから離れ、非ロック状態となる。

ブレーキをかけて被ロックロッドＲをロックする場合は、図１１のように、移動機構６１のレバーを右側に倒しその押圧凸部６１ｂにより移動部材５６を右方向に押して、１対の押圧ローラ５７，５８を１対のブレーキシュー５２，５３の中央より内側つまり押圧部５２ａ，５３ａの押圧力Ｐが作用する作用点より内側に移動させる。このとき、１対のブレーキシュー５２，５３の先端がストッパ６０から離れ、このストッパ６０の当接点であった「てこ」の支点が、１対の押圧ローラ５７，５８の接点である支点Ｍに移動し、１対の押圧ローラ５７，５８がブレーキシュー５２，５３を押圧する接点が「てこ」の作用点となる。

したがって、図１１に示すように、この作用点の押圧力Ｐは、ばね力Ｆが作用する力点から支点Ｍまでの距離をＬ１とし、支点Ｍから押圧力Ｐが作用する力点までの距離をＬ２とすると、Ｆ×Ｌ１＝Ｐ×Ｌ２、Ｐ＝Ｆ・Ｌ１／Ｌ２となり、図１１のように、距離Ｌ２が距離Ｌ１に比べて非常に小さくなる。したがって、ブレーキ力となる押圧力Ｐは、ばね力Ｆが「てこ」によって大きく増幅されて作用し、被ロックロッドＲは両ブレーキシュー５２，５３に強力に挟持されてロックされる。

以上説明したように、本発明の直線移動体のロック装置によれば、一対のブレーキシューを揺動可能に配設すると共に、そのブレーキシューの一端に両ブレーキシューを開く方向に付勢するばね部材を配設し、各ブレーキシューに当接する静止ローラと揺動ローラを有した揺動部材を、軸を介して揺動可能に配設し、或は各ブレーキシューに当接する２個の押圧ローラを軸支した移動部材を、被ロックロッドの軸方向に移動可能に配設して構成したから、従来の流体圧シリンダを使用するロック装置に比べ、簡単な構造で、且つ少ない部品点数で装置を構成することができ、装置を安価に製作することができる。また、ブレーキ操作は、揺動部材を揺動させる或は移動部材を移動させるだけの非常に軽い操作により行うことができ、流体圧などを使用せずに操作ノブや小型モータなどの小駆動力で容易に動作させることができる。

本発明の一実施形態を示すロック装置の正面図である。 図１のII−II断面図である。 ロック装置の部分分解斜視図である。 ブレーキオフ時の縦断面図である。 ブレーキオン時の縦断面図である。 本ロック装置の基本原理を示す説明図である。 他の実施形態を示すロック装置の正面図である。 同ロック装置の左側面図である。 同ロック装置の右側面図である。 同ロック装置の背面図である。 同ロック装置のブレーキオン時の正面図である。

符号の説明

１-ケース
２-挿通孔
３-主軸
４-揺動部材
５-静止ベアリング
６-揺動軸
７-揺動ベアリング
８，９-ブレーキシュー
１１-コイルばね
１２-操作ノブ
Ｒ-被ロックロッド

Claims (6)

1. ケース内に揺動部材が主軸を介して揺動可能に軸支され、該揺動部材には被ロックロッドを挿通させる開口部が設けられ、１対のブレーキシューが該被ロックロッドの外周部を挟むように該揺動部材内に配設され、
   該１対のブレーキシューは該ケースに対し被ロックロッドの挟持と解除を行う方向に揺動可能に枢支され、
   該揺動部材内の該主軸には静止ローラが一方のブレーキシューに当接して軸支され、他方のブレーキシューに当接する揺動ローラが揺動軸を介して該揺動部材内に軸支され、
   該両ブレーキシューの一端を開く方向に付勢するばね部材が該両ブレーキシュー間に装着されると共に、該両ブレーキシューの他端を相互に当接させる当接部が該ブレーキシューの端部に設けられ、
   該ケース内には該揺動部材を揺動させるための揺動駆動機構が配設され、
   該揺動駆動機構により該揺動部材をアンロック方向の該当接部側に揺動させると、該ばね部材の付勢力が該両ブレーキシューを開く方向に作用して該被ロックロッドをアンロックし、
   該揺動部材をロック方向の該ばね部材側に揺動させると、該両ブレーキシューが該当接部を離す方向に揺動し、該静止ローラと一方の該ブレーキシューとの接点及び該揺動ローラと他方の該ブレーキシューの接点を支点とし、該両ブレーキシューと該被ロックロッドとの接点を作用点とする、てこの作用により、該両ブレーキシューが該被ロックロッドを挟む方向に押圧力を発生させてロックすることを特徴とする直線移動体のロック装置。
2. 前記１対のブレーキシューの両側には円弧状支持部が突設され、前記ケースの一部に形成した円形凹部に該円弧状支持部が回動可能に嵌挿され、該１対のブレーキシューが該円弧状支持部を介して該ケースに揺動可能に支持されることを特徴とする請求項１記載の直線移動体のロック装置。
3. 前記揺動駆動機構は、操作ノブを取り付けたノブ軸が前記ケースに装着され、該ノブ軸に対し偏心軸を介して取り付けられた偏心ローラが前記揺動部材に当接して配設され、該操作ノブにより該ノブ軸を回動させて、該偏心ローラを偏心回動させ、該揺動部材を揺動させることを特徴とする請求項１記載の直線移動体のロック装置。
4. 前記静止ローラ及び揺動ローラとしてボールベアリングが使用されることを特徴とする請求項１記載の直線移動体のロック装置。
5. ベース板上に１対のブレーキシューが被ロックロッドの外側を挟む方向に移動可能に配設されると共に、移動部材が被ロックロッドの軸方向に移動可能に該ベース板上に配設され、
   該移動部材には１対の押圧ローラが該１対のブレーキシューを外側から内側に押圧可能に軸支され、
   該１対のブレーキシュー間には両ブレーキシューの一端を開く方向に付勢するばね部材が装着されると共に、該両ブレーキシューの他端を相互に当接させるストッパが該ブレーキシューの先端部に設けられ、該両ブレーキシューの内側には先端部を拡開方向に傾斜させた形状の押圧部が該被ロックロッドを押圧可能に形成され、
   該ベース板には該移動部材を該被ロックロッドの軸方向に移動させるための移動機構が配設され、
   該移動機構により該移動部材をアンロック方向の該ストッパ側に移動させると、該ばね部材の付勢力が該両ブレーキシューを開く方向に作用して該被ロックロッドをアンロックし、
   該移動部材をロック方向の該ばね部材側に移動させると、該両ブレーキシューが該ストッパを離す方向に揺動し、該各押圧ローラと該各ブレーキシューとの接点を支点とし、該各ブレーキシューと該被ロックロッドとの接点を作用点とする、てこの作用により、該両ブレーキシューが該被ロックロッドを挟む方向に押圧力を発生させてロックすることを特徴とする直線移動体のロック装置。
6. 前記押圧ローラとしてボールベアリングが使用されていることを特徴とする請求項５記載の直線移動体のロック装置。

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