JP6373206B2 - Linear brake - Google Patents
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Description
本発明は、直線運動機器におけるリニアガイドのガイドクランプに使用されるリニアブレーキに関し、より詳しくは、バネ力によりクランプを行い、バネ力に抗した外力を付加することによりクランプ状態を解除するノーマルクローズタイプのリニアブレーキに関する。 The present invention relates to a linear brake used for a guide clamp of a linear guide in a linear motion device. More specifically, the present invention relates to a normal close that performs clamping by a spring force and releases the clamped state by applying an external force against the spring force. It relates to the type of linear brake.
各種工作機器、物流機器等には多種多様な直線運動機器が多用されている。そのような直線運動機器に併用されるのがリニアブレーキであり、直線運動機器の制動や位置決め、ストッパなどに広く使用されている。このようなリニアブレーキの一つとして、リニアガイドを跨ぐハウジンの両側に、リニアガイドを両側から挟むべく摩擦板を回動可能に取り付け、両側の摩擦板をハウジング側で板バネにより連結すると共に、当該板バネにより両側の摩擦板をガイド拘束方向へ回動付勢し、ハウジングと板バネとの間に配置されたアクチュエータにより板バネを反付勢方向へ変形させて両側の摩擦板をガイド解放方向へ強制回動させるものが、特許文献1により提示されている。 A wide variety of linear motion machines are widely used for various machine tools and logistics equipment. A linear brake is used in combination with such linear motion equipment, and is widely used for braking and positioning of linear motion equipment, stoppers, and the like. As one of such linear brakes, on both sides of the housing that straddles the linear guide, friction plates are rotatably mounted so as to sandwich the linear guide from both sides, and the friction plates on both sides are connected by leaf springs on the housing side, The friction plate on both sides is rotated and biased in the guide restraint direction by the leaf spring, and the actuator is arranged between the housing and the leaf spring to deform the leaf spring in the counter-bias direction and release the friction plates on both sides. Patent Document 1 proposes forcibly turning in a direction.
このリニアブレーキはノーマルクローズタイプの一種であり、小型で経済性に優れるという特徴を有している。すなわち、両側の摩擦板がハウジングから分離して回動可能に設けられ、板バネによりガイド拘束方向(クランプ方向)へ付勢されているので、その板バネによって必要なクランプ力を過不足なく付与することができる。その結果としてアクチュエータの動作力も必要最小限に抑制することができ、その小型化を図ることができる。また、両側の摩擦板にクランプ力を付与する板バネが、両側の摩擦板の連結体を兼ねており、しかも、その結果として単一のアクチュエータにて両側の摩擦板を動作させることができるので、部品点数の増加を最小限に抑制することができる。 This linear brake is a kind of normally closed type, and is characterized by being small and excellent in economic efficiency. In other words, the friction plates on both sides are separated from the housing and are pivotable, and are urged in the guide restraint direction (clamping direction) by the leaf springs, so that the necessary clamping force is applied by the leaf springs without excess or deficiency. can do. As a result, the operating force of the actuator can be suppressed to the necessary minimum, and the size can be reduced. In addition, the leaf springs that apply clamping force to the friction plates on both sides also serve as a coupling body for the friction plates on both sides, and as a result, the friction plates on both sides can be operated by a single actuator. Thus, an increase in the number of parts can be minimized.
このリニアブレーキには上記のような種々の利点があるが、その一方では次のような問題のあることも判明した。図5にこのリニアブレーキの使用状態の一例を示す。 While this linear brake has various advantages as described above, it has also been found that there are the following problems. FIG. 5 shows an example of the usage state of this linear brake.
同図に示すように、このリニアブレーキは、リニアガイド10のベアリングブロック12を含む直線運動機器に、連結プレート13などにより連結されて使用される。このとき、リニアブレーキにおいては、直線運動機器との取付け誤差のために、両側の摩擦板30がガイドレール11に対して、何れかの側へ変位することが少なくない。両側の摩擦板30が何れかの側へ変位した場合、リニアガイド10のガイドレール11とベアリングブロック12との間にガタツキがなく、板バネ40により連結された両側の摩擦板30が独立して動作できないため、両側の摩擦板30がガイドレール11に片当たりする。その結果、両側の摩擦板30に偏磨耗が生じるとか、リニアガイド10のベアリングブロック12に偏荷重が加わることによりガタツキを発生させるといった問題が生じる。
As shown in the figure, this linear brake is used by being connected to a linear motion device including a
また、同図に示すように、リニアガイド10が垂直に使用され、ベアリングブロック12の下側にリニアブレーキが配置される場合、リニアブレーキが制動状態になると、回転モーメントのために、リニアブレーキをリニアガイドに押し付ける方向のモーメント荷重が発生する。制動時の必要保持力は自重とモーメント荷重の和で表されるので、回転モーメントが生じることにより、制動時の必要保持力が大きくなり、必要保持力を発生させる板バネが大型化するなどの問題がある。
As shown in the figure, when the
更に、ブレーキ解放時にアクチュエータに想定より高い圧力が付加された場合、応力集中により板バネの変形が進むという問題もある。 Further, when a higher pressure than expected is applied to the actuator when the brake is released, there is also a problem that the deformation of the leaf spring proceeds due to stress concentration.
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的は、両側の摩擦板が板バネで連結された構造であるにもかかわらず、両側の摩擦板の片当たりを防止できるリニアブレーキを提供することにある。本発明の他の目的は、制動時の必要保持力を小さくできるリニアブレーキを提供することにある。本発明の更に別の目的は、ブレーキ解放時の板バネの過度の変形を抑制できるリニアブレーキを提供することにある。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a linear brake capable of preventing the friction plates on both sides from coming into contact with each other even though the friction plates on both sides are connected by a leaf spring. There is to do. Another object of the present invention is to provide a linear brake that can reduce the required holding force during braking. Still another object of the present invention is to provide a linear brake capable of suppressing excessive deformation of a leaf spring when the brake is released.
上記目的を達成するめに、本発明のリニアブレーキは、リニアガイドを跨ぐハウジングの両側に、リニアガイドを両側から挟むべく摩擦板を回動可能に取り付け、両側の摩擦板をハウジング側で板バネにより連結すると共に、当該板バネにより両側の摩擦板をガイド拘束方向へ回動付勢し、ハウジングと板バネとの間に配置されたアクチュエータにより板バネを反付勢方向へ変形させて両側の摩擦板をガイド解放方向へ強制回動させるリニアブレーキにおいて、両側の摩擦板を両端側で支軸により軸支し、その支軸が挿入される軸孔を側方に長い長孔とすることにより、両側の摩擦板を側方へ移動自在としたものである。 In order to achieve the above object, the linear brake of the present invention has a friction plate rotatably attached to both sides of the housing straddling the linear guide so as to sandwich the linear guide from both sides, and the friction plates on both sides are moved by leaf springs on the housing side. At the same time, the friction plate on both sides is urged to rotate in the guide restraint direction by the plate spring, and the plate spring is deformed in the counter-bias direction by the actuator arranged between the housing and the plate spring. In the linear brake that forcibly rotates the plate in the guide release direction, the friction plates on both sides are pivotally supported by the support shafts at both ends, and the shaft hole into which the support shaft is inserted is a long elongated hole on the side, The friction plates on both sides are movable sideways.
板バネにより連結された両側の摩擦板を側方へ移動自在とすることにより、リニアブレーキがリニアガイドに対して側方へ変位していても、その変位が吸収されるので、両側の摩擦板の片当たりが防止される。 By making the friction plates on both sides connected by the leaf springs movable sideways, even if the linear brake is displaced sideways with respect to the linear guide, the displacement is absorbed. Is prevented.
両側の摩擦板を側方へ移動自在とするために、両側の摩擦板を両端側で支軸により軸支し、その支軸が挿入される軸孔を側方に長い長孔とするが、支軸が摩擦板に取付けられている場合は、ハウジング側の軸孔が長孔とされ、支軸がハウジングに取付けられている場合は、摩擦板側の軸孔が長孔とされる。
In order to allow the friction plates on both sides to move sideways, the friction plates on both sides are pivotally supported by the support shafts at both ends, and the shaft hole into which the support shaft is inserted is a long elongated hole on the side. When the support shaft is attached to the friction plate, the shaft hole on the housing side is a long hole, and when the support shaft is attached to the housing, the shaft hole on the friction plate side is a long hole.
本発明のリニアブレーキにおいては、制動時に両側の摩擦板がリニアガイドに対してハの字状に開いた状態で当接するようにするのがよい。そうすることにより、制動時にモーメント荷重が生じても、そのモーメント荷重はリニアガイドに両側の摩擦板が食い込む力となるので、モーメント荷重による必要保持力の増加が阻止される。 In the linear brake of the present invention, it is preferable that the friction plates on both sides are in contact with the linear guide in a state of being opened in a C shape during braking. By doing so, even if a moment load is generated during braking, the moment load becomes a force for the friction plates on both sides to bite into the linear guide, thereby preventing an increase in the necessary holding force due to the moment load.
本発明のリニアブレーキにおいては又、アクチュエータの板バネへの当たり面を、ブレーキ解放時の板バネの湾曲に沿う曲面とするのがよい。そうすることにより、ブレーキ解放時にアクチュエータの当たり面が板バネに密着し、応力集中による板バネの過度の湾曲が防止される。また、ブレーキ解放時に板バネが側方へ変位する事態が防止される。 In the linear brake of the present invention, the contact surface of the actuator with the leaf spring may be a curved surface that follows the curvature of the leaf spring when the brake is released. By doing so, the contact surface of the actuator closely contacts the leaf spring when the brake is released, and excessive bending of the leaf spring due to stress concentration is prevented. Further, it is possible to prevent the leaf spring from being displaced laterally when the brake is released.
本発明のリニアブレーキは、リニアガイドをクランプする両側の摩擦板をハウジングから分離すると共に、両側の摩擦板にクランプ方向の付勢力を付与する板バネにて両者を連結する構成を採用したので、小型で経済的であり、しかも、その構成で問題となる両側の摩擦板のリニアガイドに対する片当たりを防止でき、その防止のための構造も、両側の摩擦板の回動構造及び板バネによる連結構造を利用できるので、簡単で合理的である。 Since the linear brake of the present invention adopts a configuration in which the friction plates on both sides that clamp the linear guide are separated from the housing, and both are connected by a leaf spring that applies a biasing force in the clamping direction to the friction plates on both sides. It is small and economical, and it can prevent the friction plates on both sides from colliding with the linear guide, which is a problem in the configuration, and the structure for the prevention is also connected by the rotating structure of the friction plates on both sides and leaf springs. Since the structure is available, it is simple and reasonable.
以下に本発明の一実施形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.
本実施形態のリニアブレーキは、リニアガイドのガイドレールに沿って移動する直線運動機器をガイドレール上の定位置に停止、位置決めさせるために、当該直線運動機器に取付けられて、ガイドレールに対する拘束(クランプ)、解放(アンクランプ)を行う装置であり、外力が付加されない通常状態でガイドレールをクランプするノーマルクローズタイプである。 The linear brake of this embodiment is attached to the linear motion device in order to stop and position the linear motion device that moves along the guide rail of the linear guide at a fixed position on the guide rail. Clamp) and release (unclamp) are normally closed types that clamp the guide rail in a normal state where no external force is applied.
このリニアブレーキは、図1〜図4に示すように、リニアガイド10のガイドレール11を跨ぐハウジング20と、ハウジング20の両側部に回動可能に取付けられた両側一対の摩擦板30,30と、両側の摩擦板30,30を連結し且つこれらの摩擦板30,30をクランプ状態に付勢する板バネ40と、両側の摩擦板30,30をアンクランプ状態とするために板バネ40に外力を付加するアクチュエータ50とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the linear brake includes a
ハウジング20は、正面から見て門形のブロックであり、天板部21の一側部から下方に突出した前後一対の脚部22,22と、天板部21の他側部から下方に突出した前後一対の脚部22,22とを有している。両側の摩擦板30,30は、いずれもガイドレール11に沿って延びる断面が四角形の金属部材であり、一方の摩擦板30が一方の側の前後一対の脚部22,22間に回動自在に支持され、他方の摩擦板30が他方の側の前後一対の脚部22,22間に回動自在に支持されている。
The
すなわち、各摩擦板30は、前後一対の脚部22,22から後方及び前方へ各突出する支軸23,23により、支軸23,23を繋ぐガイドレール11に平行な直線を中心として回動自在に支持されている。前後の支軸23,23は摩擦板30の両端面に設けられた軸穴31,31に各挿入されており、当該軸穴31,31が側方に長い長穴とされることにより、各摩擦板30は側方に移動自在とされている。
That is, each
両側の摩擦板30,30を連結する板バネ40は、ハウジング20の天板部21の裏側にその下面に沿って配置されており、各摩擦板30の長手方向中央部に下から差し込まれた連結ネジ41により、各摩擦板30を板バネ40の側端部下面に脱着可能に保持固定している。この板バネ40は、両側の摩擦板30,30を連結すると共に、当該リニアブレーキをガイドレール11から取り外した状態では、フラットな状態となることにより、摩擦板30,30の対向摩擦面をリニアガイド10の横幅より狭い平行状態とする(図1参照)。当該リニアブレーキをガイドレール11に装着した状態では、板バネ40はハウジング20の天板部21とは反対の側(反ハウジング側)へ凸の状態に反ることにより、両側の対向摩擦面を「ハ」の字状に開けてガイドレールに両側から圧接させる(図2参照)。
The leaf springs 40 that connect the
このときの板バネ40の反りに伴う反力(復元力)が、摩擦板30,30のガイドレール11に対するクランプ力となる。
The reaction force (restoring force) accompanying the warp of the
アクチュエータ50は、ハウジング20の天板部21とその裏面側の板バネ40との間に配置された円盤状のピストン部材51を有している。ピストン部材51は、天板部21の裏面に設けられた円形のシリンダー穴24に気密に且つ進退可能に挿入されている。ハウジング20の天板部21の一方の側面に連結された流体圧配管60を通してシリンダー穴24内へ高圧流体を供給することにより、ピストン部材51は進出方向(板バネ40の側)へ駆動され、その表面で板バネ40を押圧することにより、板バネ40は反ハウジング側へ凸の状態に大きく反る。その結果、摩擦板30,30の対向摩擦面は、外側へ更に回動傾斜してガイドレール11から離れることによりアンクランプ状態に移行する(図4参照)。
The
ピストン部材51の表面(板バネ40との当たり面)は、板バネ40を押圧して摩擦板30,30をアンクランプ状態としたときの、板バネ40の大きな湾曲に対応した曲率の曲面(ここでは球面)とされている。
The surface of the piston member 51 (the contact surface with the leaf spring 40) has a curved surface with a curvature corresponding to the large curvature of the
次に、本実施形態のリニアブレーキの使用法及び機能について図1〜図4、更には図5を参照して説明する。 Next, the usage and function of the linear brake of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG.
リニアブレーキは、図3及び図5に示すとおり、リニアガイド10のベアリングブロック12を含む直線運動機器に取付けられており、この状態でリニアガイド10のガイドレール11を跨ぐ。ハウジング20の天板部21に形成されたシリンダー穴24に高圧空気等の高圧流体が供給されていない通常状態(外力無付加)の場合は、図2に示すように、ピストン部材51による板バネ40の押圧がないため、板バネ40の反りの反力(復元力)により両側の摩擦板30,30が、リニアブレーキ10のガイドレールを両側からクランプする。
3 and 5, the linear brake is attached to a linear motion device including the
ここで、摩擦板30の支軸23,23が差し込まれる軸穴31,31は側方に長い長穴であるので、板バネ40により連結された摩擦板30,30は両側に同期して移動自在である。このため、リニアブレーキの取付け誤差により、リニアブレーキのセンターが直線運動機器のセンターからずれている場合、リニアブレーキがクランプ状態になると、図2の特に(b)に示すように、両側の摩擦板30,30がガイドレールに両側から均等に当たるように側方へ移動する。具体的には、リニアブレーキが変位している方向とは反対の方向に、両側の摩擦板30,30が同期して移動する。
Here, since the shaft holes 31, 31 into which the
これは、リニアブレーキの側方への変位に対して、両側の摩擦板30,30が調芯機能を有することに他ならない。この調芯機能のため、両側の摩擦板30,30がガイドレールに片当たりする事態が回避され、その片当たりによる摩擦板30,30の偏磨耗やリニアガイド10に偏荷重が加わることによるガタツキの発生が防止される。
This is nothing but the fact that the
また、図3及び図5に示されるように、リニアガイド10が垂直に使用され、且つリニアブレーキがベアリングブロック12の下側に配置される場合、リニアブレーキがクランプ状態になると、図3に示すように、リニアブレーキに下向きの回転モーメントが生じ、リニアブレーキをガイドレール11に押し付ける方向のモーメント荷重が発生するが、摩擦板30,30の対向摩擦面か「ハ」の字状に開いた状態でガイドレール11をクランプしているので、前記モーメント荷重は両側の摩擦板30,30がガイドレール11に食い込む力となる。このため、そのモーメント荷重は制動時の必要保持力を増大させる原因にならない。その必要保持力は自重に制限される。したがって、板バネ40の小型化が図られる。
3 and 5, when the
ハウジング20の天板部21に形成されたシリンダー穴24に流体圧配管60を通して高圧空気等の高圧流体を供給すると、図4に示すように、シリンダー穴24に嵌合するピストン部材51が進出方向へ駆動され、表面で板バネ40を反ハウジング側へ押圧する。このとき、両側の摩擦板30,30がハウジング20に支軸23,23にて軸支されているので、ピストン部材51による押圧により、板バネ40は反ハウジング側へ更に大きく反る。その結果、両側の摩擦板30,30は、支軸23,23を中心にして外側へ回動し、対向摩擦面が更に大きく「ハ」の字状に開く。
When a high-pressure fluid such as high-pressure air is supplied to the
かくして、当該リニアブレーキはクランプ状態からアンクランプ状態へ移行する。 Thus, the linear brake shifts from the clamped state to the unclamped state.
ピストン部材51の表面は、アンクランプ状態において板バネ40の湾曲に沿う曲面(ここでは球面)とされているので、板バネ40の広い範囲に嵌合密着する。その結果、板バネ40を過度に押圧する事態が回避される。また、両側の摩擦板30,30が側方への調芯機能を有し、板バネ40が不用意に横ズレする懸念があるが、ピストン部材51の表面が板バネ40に嵌合密着するので、板バネ40の不用意な横ズレは防止される。
Since the surface of the
10 リニアガイド
11 ガイドレール
12 ベアリングブロック
20 ハウジング
21 天板部
22 脚部
23 支軸
24 シリンダー穴
30 摩擦板
31 軸穴(長穴)
40 板バネ
41 連結ネジ
50 アクチュエータ
51 ピストン部材
60 流体圧配管
DESCRIPTION OF
40
Claims (3)
前記両側の摩擦板を両端側で支軸により軸支し、その支軸が挿入される軸孔を側方に長い長孔とすることにより、前記両側の摩擦板を側方へ移動自在としたリニアブレーキ。 Friction plates are pivotally attached to both sides of the housing across the linear guide so as to sandwich the linear guide from both sides, and the friction plates on both sides are connected by a leaf spring on the housing side, and the friction plates on both sides are guided by the leaf spring. In a linear brake that urges rotation in the restraining direction, deforms the leaf spring in the counter-biasing direction by an actuator disposed between the housing and the leaf spring, and forcibly rotates the friction plates on both sides in the guide release direction.
Pivotally supported by the support shaft at both ends to the sides of the friction plate, by a long elongated hole a shaft hole in which the shaft is inserted laterally and freely moving the both sides of the friction plates to the side Linear brake.
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