JP7399741B2 - linear brake - Google Patents
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Description
本発明は、直線運動機器のためのリニアガイドのガイドレールクランプに使用されるリニアブレーキに関する。 The present invention relates to a linear brake used in a guide rail clamp of a linear guide for linear motion equipment.
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制動や位置決め、ストッパなどに広く用いられるのが、特許文献1及び2に開示されているリニアブレーキである。これらのリニアブレーキは、一般的に、リニアガイドのガイドレールを跨ぐ門型で、その両側壁部に両側一対のブレーキシューが組み込まれたハウジングを主要構成部材として具備しており、両側一対のブレーキシューをバネ圧、或いは空気圧、油圧などの流体圧で前記ガイドレールの両側面に押し付けることにより、当該リニアガイドはガイドレール上の定位置にクランプされ、その押し付けを解除することにより、当該リニアクランプはアンクランプされる。 A wide variety of linear motion devices are frequently used in various machine tools, logistics equipment, etc. Linear brakes disclosed in Patent Documents 1 and 2 are widely used for braking, positioning, stoppers, and the like in such linear motion devices. These linear brakes are generally gate-shaped that straddle the guide rail of the linear guide, and have as a main component a housing in which a pair of brake shoes on both sides are built into the side walls of the housing. By pressing the shoe against both sides of the guide rail with spring pressure or fluid pressure such as air pressure or oil pressure, the linear guide is clamped at a fixed position on the guide rail, and by releasing the pressure, the linear guide is clamped at a fixed position on the guide rail. is unclamped.
ここで、バネ圧にてクランプを行うものがノーマルクローズタイプと呼ばれ、流体圧にてクランプを行うものがノーマルオープンタイプと呼ばれており、バネ圧によりクランプが行われるノーマルクローズタイプのリニアブレーキでは、そのバネ圧に抗した流体圧が付加されることにより、クランプ状態が解除されてアンクランプに移行する。流体圧によりクランプが行われるノーマルオープンタイプのリニアブレーキでは、リターンのためのバネ圧によりアンクランプ状態に保持され、そのバネ圧に抗した流体圧が付加されることにより、クランプが行われる。 Here, those that clamp using spring pressure are called normally closed types, those that use fluid pressure to clamp are called normally open types, and normally closed type linear brakes that clamp using spring pressure. Then, by applying fluid pressure against the spring pressure, the clamped state is released and the state shifts to unclamped state. In a normally open type linear brake in which clamping is performed by fluid pressure, the brake is held in an unclamped state by spring pressure for return, and clamping is performed by applying fluid pressure against the spring pressure.
ノーマルクローズタイプとノーマルオープンタイプを比較した場合、ノーマルクローズタイプのリニアブレーキでは、クランプ力がバネ圧に依存するため、クランプ力の変更が困難である。反対に、ノーマルオープンタイプのリニアブレーキでは、クランプ力が流体圧に依存するため、理論上はクランプ力の変更が容易であるが、実際上はクランプ力の変更は容易でない。なぜなら、リニアブレーキが使用される工場等における流体圧(通常エア圧)は一定値に固定されているのが普通だからである。このため、ノーマルクローズタイプの場合もノーマルオープンタイプの場合も、クランプ力の変更(増大)は、リニアブレーキの増設により行われ、リニアブレーキの大型化が避けられない。 When comparing the normally closed type and the normally open type, it is difficult to change the clamping force in the normally closed type linear brake because the clamping force depends on the spring pressure. On the other hand, in a normally open type linear brake, the clamping force depends on fluid pressure, so in theory it is easy to change the clamping force, but in practice it is not easy to change the clamping force. This is because fluid pressure (usually air pressure) in factories and the like where linear brakes are used is usually fixed at a constant value. For this reason, in both the normally closed type and the normally open type, the clamping force is changed (increased) by adding a linear brake, which inevitably increases the size of the linear brake.
ノーマルクローズタイプとノーマルオープンタイプの違いとは別に、リニアガイドは流体圧を付加する方向の違いにより、次の二つの形式に大別される。一つは、流体圧を作用させるためのピストンを前記門型ハウジングの天板部、或いは天板部から両側の側壁部にかけての部分にガイドレールに垂直に組み込んで、ガイドレールの上から直角方向に作動させる垂直形式であり(特許文献1)、いま一つは、前記ピストンを前記門型ハウジングの両側の側壁部にガイドレールに平行に組み込んで、ガイドレールの両側で平行に作動させる平行形式である(特許文献2)。いずれの形式においても、流体圧(ピストン圧力)が、ガイドレールの両側面に直角な方向の押圧力に変換されて両側一対のブレーキシューに伝達される。 Apart from the difference between normally closed type and normally open type, linear guides can be roughly divided into the following two types depending on the direction in which fluid pressure is applied. One is to install a piston for applying fluid pressure perpendicularly to the guide rail on the top plate of the gate-shaped housing, or from the top plate to the side walls on both sides. There is a vertical type in which the piston is operated in parallel to the guide rail (Patent Document 1), and the other type is a parallel type in which the piston is incorporated in the side walls on both sides of the gate-shaped housing in parallel to the guide rail, and is operated in parallel on both sides of the guide rail. (Patent Document 2). In either type, fluid pressure (piston pressure) is converted into a pressing force in a direction perpendicular to both side surfaces of the guide rail, and is transmitted to a pair of brake shoes on both sides.
垂直形式と平行形式を比較すると、垂直形式は、ピストン面積を大きくしやすいことから流体圧、ひいてはクランプ力を大きくするのが容易である反面、ハウジングが嵩高になるのを避け得ず、小型化が難しいという問題がある。一方、平行形式は、ピストンが門型ハウジングの両側壁部に平行に組み込まれるため、ハウジングの偏平化、これによる小型化が容易であるが、ピストン面積がハウジングの高さによって制限され、流体圧、ひいてはクランプ力を大きくすることが難しいという問題がある。 Comparing the vertical type and the parallel type, the vertical type makes it easier to increase the piston area, so it is easier to increase the fluid pressure and therefore the clamping force, but on the other hand, the housing inevitably becomes bulkier, making it easier to downsize. The problem is that it is difficult. On the other hand, in the parallel type, the piston is installed parallel to both side walls of the gate-shaped housing, making it easy to flatten the housing and thereby downsize it. However, the piston area is limited by the height of the housing, and the fluid pressure Therefore, there is a problem that it is difficult to increase the clamping force.
これらのことから、従来のリニアガイドにおいては、小型化とクランプ力の増大を両立させることが極めて困難な技術課題とされていた。なお、特許文献1に示された垂直形式のリニアガイドも、特許文献2に示された平行形式のリニアガイドも、共にノーマルクローズタイプであり、大きなクランプ力が求められる場合は、前述したとおり、リニアブレーキの増設(複数のリニアブレーキをガイドレールに沿って配列すること)が行われており、リニアガイド全体の装置規模は甚だ大きなものになっていた。 For these reasons, in conventional linear guides, it has been an extremely difficult technical challenge to achieve both miniaturization and increased clamping force. Note that both the vertical type linear guide shown in Patent Document 1 and the parallel type linear guide shown in Patent Document 2 are normally closed types, and when a large clamping force is required, as described above, The number of linear brakes was being increased (by arranging multiple linear brakes along the guide rail), and the scale of the overall linear guide equipment had become extremely large.
本発明の目的は、大型化を抑制しつつ、クランプ力の増大を可能とするリニアブレーキを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a linear brake that can increase clamping force while suppressing increase in size.
上記目的を達成するために、本発明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可能であり、且つ前記ガイドレールを跨ぐ門型部を有するハウジングと、
前記ハウジングの門型部に保持されており、前記ガイドレールの両側面に対向すると共に前記ガイドレールの両側面から離反する方向へ付勢された一対のブレーキシューと、
前記門型部の両側の側壁部内に設けられ、前記ハウジングの両端面間を前記ガイドレールに沿って両方向へ移動可能とされた一対の流体圧ピストンと、
前記一対の流体圧ピストンと共に前記両側の側壁部内に設けられ、前記一対の流体圧ピストンが前記ハウジングの一方の端面側から他方の端面側へ流体圧により推進駆動されるときに、その推進力を前記一対のブレーキシューの内側への推進力に変換して、前記一対のブレーキシューを前記ガイドレールの両側面に押し付ける圧力変向機構と、
前記ハウジングの前記一方の端面側に脱着可能に連結されるカセット式であり、且つ前記ガイドレールを跨ぐ門型部を有すると共に、前記門型部の両側の側壁部内に前記ガイドレールに沿って配置された増圧用ピストンを有し、前記ハウジングの前記一方の端面側へ連結された状態で、前記増圧用ピストンが前記流体圧ピストンに直列に連結される増圧ユニットとを具備している。
In order to achieve the above object, the linear brake of the present invention includes a housing that is movable along a guide rail of a linear guide and has a portal portion that straddles the guide rail;
a pair of brake shoes held in the portal portion of the housing, facing both side surfaces of the guide rail and biased in a direction away from both side surfaces of the guide rail;
a pair of hydraulic pistons provided in side walls on both sides of the portal portion and movable in both directions between both end surfaces of the housing along the guide rail;
It is provided in the side walls on both sides together with the pair of fluid pressure pistons, and when the pair of fluid pressure pistons is propelled by fluid pressure from one end surface side of the housing to the other end surface side, the driving force is generated. a pressure deflection mechanism that converts into an inward propulsive force of the pair of brake shoes and presses the pair of brake shoes against both sides of the guide rail;
The housing is of a cassette type and is detachably connected to the one end surface side of the housing, and has a gate-shaped part that straddles the guide rail, and is arranged along the guide rail in side wall parts on both sides of the gate-shaped part. and a pressure increasing unit in which the pressure increasing piston is connected in series to the fluid pressure piston in a state connected to the one end surface side of the housing.
本発明のリニアブレーキにおいては、ハウジングがガイドレールを跨ぐ門型部を有しており、その門型部の両側の側壁部内に設けられた一対の流体圧ピストンがハウジングの一方の端面側から他方の端面側へ流体圧により推進駆動されることにより、前記門型部の両側の側壁部に保持された一対のブレーキシューが、前記付勢力に抗してガイドレールの両側面に押し付けられ、当該リニアブレーキが前記ガイドレールをクランプする。一対の流体圧ピストンから推進用流体圧が除去されると、前記一対のブレーキシューは前記付勢力によって元のアンクランプ位置へ戻る。 In the linear brake of the present invention, the housing has a gate-shaped part that straddles the guide rail, and a pair of hydraulic pistons provided in the side walls on both sides of the gate-shaped part move from one end surface side of the housing to the other. By being propelled by fluid pressure toward the end face of the gate, a pair of brake shoes held on both side walls of the gate-shaped part are pressed against both sides of the guide rail against the biasing force. A linear brake clamps the guide rail. When the propulsion fluid pressure is removed from the pair of hydraulic pistons, the pair of brake shoes return to their original unclamped positions by the biasing force.
すなわち、当該リニアブレーキは流体圧が付加されないノーマル状態でガイドレールをクランプしないノーマルオープンタイプである。また、ハウジングの門型部の両側の側壁部内に一対の流体圧ピストンがガイドレールに沿って設けられた平行型であるので、当該リニアブレーキは高さが低く、本質的に小型である。 That is, the linear brake is a normally open type that does not clamp the guide rail in a normal state where no fluid pressure is applied. Furthermore, since the linear brake is of a parallel type with a pair of hydraulic pistons disposed within the side walls on both sides of the portal portion of the housing along the guide rail, the linear brake has a low height and is essentially compact.
そして、本発明のリニアブレーキにおいては、ハウジングの一方の端面側に増圧ユニットが連結される。この増圧ユニットは、門型部の両側の側壁部内に一対の増圧用ピストンを有しており、一対の増圧用ピストンはハウジング内の一対の流体圧ピストンと直列に連結されている。このため、流体圧により一対の流体圧ピストンと共に一対の増圧用ピストンが推進駆動され、推進力が増加する。すなわち、流体圧ピストン及び増圧用ピストンにおけるピストンの受圧面積が同じであれば、それぞれに付加される流体圧が同じでも、推進力は2倍近くに増加し、その結果、クランプ力も2倍近くに増加する。加えて、増圧ユニットも門型部の両側の側壁部内に一対の増圧用ピストンがガイドレールに沿って設けられた平行型であり、高さが低い。 In the linear brake of the present invention, a pressure increasing unit is connected to one end surface side of the housing. This pressure increasing unit has a pair of pressure increasing pistons in side walls on both sides of the portal portion, and the pair of pressure increasing pistons are connected in series with a pair of fluid pressure pistons in the housing. Therefore, the pair of pressure increasing pistons are propelled together with the pair of fluid pressure pistons by the fluid pressure, and the propulsive force is increased. In other words, if the pressure receiving areas of the fluid pressure piston and the pressure increasing piston are the same, even if the fluid pressure applied to each is the same, the propulsive force will nearly double, and as a result, the clamping force will also nearly double. To increase. In addition, the pressure increase unit is also of a parallel type in which a pair of pressure increase pistons are provided along a guide rail within the side walls on both sides of the portal portion, and is low in height.
増圧用ユニットを2基、3基と直列に連結するならば、クランプ力は更に増加する。その場合であっても、増圧ユニットを追加するだけであるので、同数のリニアブレーキを増設する場合と比べてブレーキ規模の増大は小さく抑制される。 If two or three pressure increasing units are connected in series, the clamping force will further increase. Even in that case, since only a pressure increasing unit is added, the increase in brake scale is suppressed to a smaller extent than in the case of adding the same number of linear brakes.
本発明のリニアブレーキにおいては、例えば次の具体的構成が可能である。
(1)そのハウジングは、両側の側壁部内に流体圧ピストンが移動する空間を有すると共に、当該空間のピストン推進方向上流側の端部を閉塞する端板を有しており、
そのハウジングの一方の端面に連結される増圧ユニットにおいては、増圧用ピストンがその推進方向下流側へ延出するピストンロッドを有すると共に、当該ピストンロッドの先端部が前記ハウジングの側壁部内の端板を貫通して前記流体圧ピストンに当接する。
このピストン当接構造により、増圧ユニット内の増圧用ピストンの推進力がハウジング内の一対の流体圧ピストンに効率よく伝達される。
In the linear brake of the present invention, for example, the following specific configuration is possible.
(1) The housing has a space in both side walls in which the hydraulic piston moves, and an end plate that closes the upstream end of the space in the piston propulsion direction,
In a pressure boosting unit connected to one end surface of the housing, the pressure boosting piston has a piston rod extending downstream in its propulsion direction, and the tip of the piston rod is attached to an end plate in the side wall of the housing. and comes into contact with the hydraulic piston.
With this piston contact structure, the propulsive force of the pressure increasing piston in the pressure increasing unit is efficiently transmitted to the pair of fluid pressure pistons in the housing.
(2)そのハウジングの側壁部内の端板は脱着可能である。この端板脱着構造により、ハウジングに増圧ユニットを連接しない単独使用が可能となる。すなわち、ハウジングの側壁部内に設けられる端板を、増圧用ピストンの先端部が貫通する貫通孔を有する孔あき端板から、貫通孔を有しない孔なし端板に変更することにより単独使用が可能となるのである。 (2) The end plate in the side wall of the housing is removable. This end plate detachable structure allows independent use without connecting the pressure booster unit to the housing. In other words, it can be used alone by changing the end plate provided in the side wall of the housing from a perforated end plate with a through hole through which the tip of the pressure boosting piston passes to a holeless end plate without a through hole. It becomes.
(3)その増圧ユニットは、ハウジングの一方の端面側へ複数基が縦列に連結される重連構造である。この増圧ユニット重連構造によりクランプ力の大幅増大が可能となる。 (3) The pressure increasing unit has a multilayer structure in which a plurality of units are connected in tandem to one end surface of the housing. This pressure increasing unit multi-connection structure allows for a significant increase in clamping force.
(4)(3)の増圧ユニット重連構造において、前記ハウジングは、両側の側壁部内に前記流体圧ピストンが移動する空間を有すると共に、前記空間のピストン推進方向上流側の端部を閉塞する端板を有しており、
前記ハウジングの一方の端面側に連結される複数の増圧ユニットのうちの、前記端面に接する増圧ユニットにおいては、増圧用ピストンがその推進方向下流側へ延出するピストンロッドを有すると共に、当該ピストンロッドの先端部が前記ハウジングの側壁部内の端板を貫通して前記流体圧ピストンに当接する。
このピストン当接構造により、増圧ユニット重連構造の場合も、増圧ユニット内の増圧用ピストンの推進力が、ハウジング内の一対の流体圧ピストンに効率よく伝達される。
(4) In the pressure increasing unit multi-connection structure of (3), the housing has a space in both side wall portions in which the fluid pressure piston moves, and closes an upstream end of the space in the piston propulsion direction. It has an end plate,
Among the plurality of pressure increase units connected to one end surface side of the housing, in the pressure increase unit in contact with the end surface, the pressure increase piston has a piston rod extending downstream in its propulsion direction, and A tip of a piston rod passes through an end plate in a side wall of the housing and abuts the hydraulic piston.
With this piston contact structure, even in the case of a pressure increasing unit multi-connection structure, the propulsive force of the pressure increasing piston in the pressure increasing unit is efficiently transmitted to the pair of fluid pressure pistons in the housing.
(5)(4)のピストン当接構造において、前記ハウジングの一方の端面側に連結される複数の増圧ユニットは、両側の側壁部内に増圧用ピストンが移動する空間を有すると共に、当該空間のピストン推進方向上流側の端部を閉塞する端板を有しており、
前記複数の増圧ユニットのうちの、前記ハウジングの端面に接する増圧ユニットを除く増圧ユニットにおいては、増圧用ピストンがその推進方向下流側へ延出するピストンロッドを有すると共に、当該ピストンロッドの先端部が、ピストン推進方向下流側に隣接する増圧ユニットの側壁部内の端板を貫通して流体圧ピストンに当接する。
このピストン当接構造により、増圧ユニット内の増圧用ピストンの推進力が、ハウジング内の一対の流体圧ピストンに更に効率よく伝達される。
(5) In the piston contact structure of (4), the plurality of pressure increasing units connected to one end surface side of the housing have a space in both side walls in which the pressure increasing pistons move, and a space in which the pressure increasing pistons move. It has an end plate that closes the upstream end in the piston propulsion direction,
Among the plurality of pressure increasing units, in the pressure increasing units other than the pressure increasing unit in contact with the end surface of the housing, the pressure increasing piston has a piston rod extending downstream in the direction of propulsion thereof, and the piston rod has a The tip portion passes through an end plate in a side wall portion of the pressure increasing unit adjacent to the downstream side in the piston propulsion direction and comes into contact with the hydraulic piston.
With this piston contact structure, the propulsive force of the pressure increasing piston in the pressure increasing unit is more efficiently transmitted to the pair of fluid pressure pistons in the housing.
本発明のリニアブレーキは、ハウジングの門型部の両側の側壁部に保持された一対のブレーキシューをガイドレールの両側面に押し付けるために、前記門型部の両側の側壁部内に設けられた一対の流体圧ピストンと、前記ハウジングの一方の端面側に脱着可能に連結され、その連結に伴って前記一対の流体圧ピストンに直列に連結される増圧用ピストンを門型部の両側の側壁部に内蔵した増圧ユニットとを用いるので、増圧ユニットの増設によりクランプ力を多段階に簡単に高めることができる。 The linear brake of the present invention includes a pair of brake shoes provided in the side walls on both sides of the portal part of the housing in order to press the pair of brake shoes held on the side walls on both sides of the portal part of the housing against both sides of the guide rail. a hydraulic piston, and a pressure increasing piston that is removably connected to one end face side of the housing, and that is connected in series to the pair of fluid pressure pistons along with the connection, on both side walls of the portal part. Since a built-in pressure increasing unit is used, the clamping force can be easily increased in multiple stages by adding additional pressure increasing units.
また、本発明のリニアブレーキは、ハウジングの門型部の両側の側壁部に一対の流体圧ピストンを設けた平行型であり、連結される増圧ユニットも平行型であるので、本質的に小型であり、しかも増圧ユニットの増設によってクランプ力を増加させるので、クランプ力の増加に伴う大型化を効果的に回避することができ、クランプ力の簡単な調整、及び小型で強力なブレーキ機構の提供を可能にする。 Furthermore, the linear brake of the present invention is a parallel type in which a pair of hydraulic pistons are provided on the side walls on both sides of the gate-shaped part of the housing, and the connected pressure increasing unit is also a parallel type, so it is essentially small. Moreover, since the clamping force is increased by adding a pressure booster unit, it is possible to effectively avoid an increase in size due to an increase in clamping force, and it is possible to easily adjust the clamping force and to use a compact and powerful brake mechanism. enable provision.
以下に本発明の一実施形態を説明する。本実施形態のリニアブレーキは、図1~図5に示すように、断面が矩形のガイドレール10に沿って移動する直線運動機器(図示せず)をガイドレール10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るブレーキ装置であり、流体圧の付加と除去との切り替えにより、リニアガイド10に対するクランプ(拘束)、アンクランプ(解放)を行う。
An embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIGS. 1 to 5, the linear brake of this embodiment stops and positions a linear motion device (not shown) that moves along a
このリニアブレーキは、ガイドレール10と組み合わされるブレーキ本体20と、ブレーキ本体20の移動方向一端側に縦列に且つ脱着可能に連結されるカセット式の増圧ユニット30A,30Bとの組み合わせからなる。
This linear brake consists of a combination of a
ブレーキ本体20は、ガイドレール10を跨ぐ門型のハウジング40と、ハウジング40の内側に保持された逆U型の板バネ部材50と、板バネ部材50を強制的に操作するために門型のハウジング40の両側の側壁部41,41内にガイドレール10に平行に組み込まれた一対の流体圧ピストン60,60と、流体圧ピストン60,60と共にハウジング40の両側の側壁部41,41内に組み込まれて、流体圧ピストン60,60の推進力を、ガイドレール10に平行な方向からガイドレール10の両側面に直角な方向へ変換する一対の圧力変向機構70,70とを有している。
The
逆U型の板バネ部材50は、ハウジング40の天板部42から両側の側壁部41,41にかけての内面側に配置されている。板バネ部材50の両側の垂直部分は、ガイドレール10に対するブレーキシュー51,51であり、ブレーキシュー51,51を上端部で連結する水平部分により、ガイドレール10の両側の側面11,11から離れる方向(すなわち両側の側壁部41,41に接近する方向)へ弾性的に付勢されている。
The inverted U-shaped
ハウジング40の側壁部41内に組み込まれた流体圧ピストン60は、側壁部41の一端部から中央部にかけて設けられた円筒状の空間61内を、流体圧としての空気圧により一端側から他端側へ向けて推進駆動される。この流体圧ピストン60は、その中心部から推進方向下流側へ延びるピストンロッド62を有している。この流体圧ピストン60を推進駆動するために、前記空間61の一端側は円板状の端板63Aにより閉止されており、端板63Aの中心部には、前記ハウジング40の一端側に増圧ユニット30Aが連結されることに関連して貫通孔64が設けられている。
A
流体圧ピストン60と共にハウジング40の側壁部41内に組み込まれる圧力変向機構70は、流体圧ピストン60の推進方向下流側に位置しており、前記側壁部41の中央部から他端側へかけての部分に配設されている。この圧力変向機構70は、ピストンロッド62の推進方向下流側に位置する楔状部材71と、楔状部材71の内側に移動可能に配置された円板状の押圧パッド72とを有している。楔状部材71は、内側及び外側に配置された案内ローラ73により推進方向に案内されると共に、推進方向下流側に配置されたリターンスプリング74により推進方向上流側へ付勢されており、リターンスプリング74による付勢力に抗して推進方向下流側へ押圧されることにより前進する。
The
そして、楔状部材71の内側の面が推進方向上流側に向かって内側へ傾斜する傾斜面75とされており、これにより楔状部材71の推進力が内側への推進力に変換されて押圧パッド72に伝達される。押圧パッド72は、ガイドレール10の側面に直角な方向に移動可能であり、内側への押圧に伴って前記板バネ部材50のブレーキシュー51を内側へ押圧する。
The inner surface of the wedge-shaped
ブレーキ本体20の移動方向一端側に縦列状に連結される増圧ユニット30A,30Bは、開放型の増圧ユニット30Aと、開放型の増圧ユニット30Aを挟んでブレーキ本体20に連結される閉止型の増圧ユニット30Bとの組み合わせである。開放型の増圧ユニット30Aは、ブレーキ本体20の一端部から中央部にかけての部分と実質同じ構造である。すなわち、連結用の増圧ユニット30Aは、ガイドレール10を跨ぐ門型のハウジング31と、門型のハウジング31の両側の側壁部32,32内にガイドレール10に平行に組み込まれた一対の増圧ピストン33,33とを有している。
The
各側の増圧用ピストン33は、ブレーキ本体20内の流体圧ピストン60と同様の流体圧ピストンであり、側壁部32の一端部から他端部にかけて設けられた円筒状の空間34内を、流体圧としての空気圧により一端側から他端側へ向けて推進駆動される。この推進駆動のために、前記空間34の一端側は円板状の端板35Aにより閉止されており、該端板35Aの中心部には貫通孔36が設けられている。
The
前記増圧用ピストン33は、その中心部から推進方向下流側である他端側へ延びるピストンロッド37を有している。ピストンロッド37は、その先端部がハウジング31の他端側に突出している。その突出部は、ブレーキ本体20におけるハウジング40の側壁部41にセットされた端板63の貫通孔64を通して流体圧ピストン60の中心部に一端側から当接する。
The pressure-increasing
開放型の増圧ユニット30Aを挟んでブレーキ本体20に連結される閉止型の増圧ユニット30Bは、開放型の増圧ユニット30Aと比べて、ハウジング31の側壁部32,32にセットされた端板35Bが相違する。すなわち、閉止型の増圧ユニット30Bに使用される端板35Bは、開放型の増圧ユニット30Aに使用される端板35Aのように貫通孔36を有しない。単なる円板である。他の構造、すなわち増圧用ピストン33のピストンロッド37が、ハウジング31の他端側に突出する構造、その突出部が、他端側に位置する開放型の増圧ユニット30Aに使用された端板35Aの貫通孔36を通して、増圧用ピストン33の中心部に一端側から当接する構造は、開放型の増圧ユニット30Aの場合と同じである。
The closed type
開放型の増圧ユニット30Aと閉止型の増圧ユニット30Bは、共通の締結ボルト80により、ブレーキ本体20に脱着可能に取付けられる。開放型の増圧ユニット30Aに使用される孔あき型の端板35A,35Aと、閉止型の増圧ユニット30Bに使用される孔なし型の端板35B,35Bは同じ外径及び肉厚を有しており、同じスナップリングにより、相互に交換可能とされている。同様に、ブレーキ本体20に使用される孔あき型の端板63Aは、後述する孔なし型の端板63B(図6参照)と相互に交換可能である。
The open type
また、ブレーキ本体20内の両側の流体圧ピストン60,60に流体圧を供給するために、両側の空間61,61は横幅方向の流路66により連通している。同様に、増圧ユニット30A及び30B内の両側の増圧用ピストン33,33に流体圧を供給するために、両側の空間34,34は横幅方向の流路38Aより連通している。そして、それぞれの横幅方向の流路66及び38Aは長さ方向の流路38Bにより連通しており、これにより、流体圧である空気圧は、閉止型の増圧ユニット30Bの側面に取付けられたノズル39(流路38Bの一端部に連通)から、増圧ユニット30A及び30Bにおける両側の空間34,34並びにブレーキ本体20における両側の空間61,61に並列に供給される。
Further, in order to supply fluid pressure to 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説明する。 Next, the usage and function of the linear brake of this embodiment will be explained.
本実施形態のリニアブレーキにおいては、ブレーキ本体20が、ハウジング40の両側壁部41,41内にガイドレール10に平行な一対の流体圧ピストン60,60を内蔵している。そして、そのブレーキ本体20の一端側、すなわち流体圧ピストン60,60の推進方向上流側に開放型の増圧ユニット30Aと、閉止型の増圧ユニット30Bとが縦列に連結されており、これにより開放型の増圧ユニット30A内の増圧用ピストン33,33と、閉止型の増圧ユニット30B内の増圧用ピストン33,33とが、ブレーキ本体20内の流体圧ピストン60,60に対して直列に連結される。
In the linear brake of this embodiment, the
ノーマル状態、すなわち当該リニアブレーキに流体圧である空気圧が付加されない状態においては、ブレーキ本体20内の流体圧ピストン60,60は、リターンスプリング74,74による付勢力により、楔状部材71,71と共にピストン推進方向上流側の原位置に保持される。その結果、ブレーキ本体20に保持された板バネ部材50は、その弾性力により、両側のブレーキシュー51,51がガイドレール10の両側面から離反する開放状態に保持される。すなわち、当該リニアブレーキは、ノーマルオープンタイプである。
In a normal state, that is, in a state in which air pressure, which is fluid pressure, is not applied to the linear brake, the
当該リニアブレーキに流体圧である空気圧が付加されると、その空気圧は、ブレーキ本体20、並びにこれに縦列に連結された開放型の増圧ユニット30A及び閉止型の増圧ユニット30Bに付加される。具体的には、ブレーキ本体20においては、流体圧ピストン60,60と、それらピストンの推進方向上流側に配置された端板63A,63Aとの間に空気圧が付加される。また、開放型の増圧ユニット30Aにおいては、増圧用ピストン33,33と、それらピストンの推進方向上流側に配置された端板35A,35Aとの間に空気圧が付加され、閉止型の増圧ユニット30Bにおいては、増圧用ピストン33,33と、それらピストンの推進方向上流側に配置された端板35B,35Bとの間に空気圧が付加される。
When air pressure, which is fluid pressure, is applied to the linear brake, that air pressure is applied to the
その結果、ブレーキ本体20における流体圧ピストン60,60、開放型の増圧ユニット30Aにおける増圧用ピストン33,33、及び閉止型の増圧ユニット30Bにおける増圧用ピストン33,33が、推進方向下流側へ同時に移動する。その結果、ブレーキ本体20における圧力変向機構70,70における楔状部材71,71が、リターンスプリング74,74による付勢力に抗して、ピストン推進方向下流側へ移動する。これにより、両側の押圧パッド72,72が内側へ移動し、板バネ部材50における両側のブレーキシュー51,51を内側へ押圧して、ガイドレール10の両側面に押し付ける。かくして、当該リニアブレーキは、オープン状態からクローズド状態へ移行する。
As a result, the
ここにおいてガイドレール10をクランプする力は、ブレーキ本体20における流体圧ピストン60,60によるクランプ力に加えて、開放型の増圧ユニット30Aにおける増圧用ピストン33,33によるクランプ力、及び閉止型の増圧ユニット30Bにおける増圧用ピストン33,33によるクランプ力が作用するため、ブレーキ本体20だけでクランプを行う場合に比べて大幅に増大する。
Here, the force for clamping the
具体的には、ブレーキ本体20における流体圧ピストン60,60の受圧面積、開放型の増圧ユニット30Aにおける増圧用ピストン33,33の受圧面積、及び閉止型の増圧ユニット30Bにおける増圧用ピストン33,33の受圧面積は同じであるから、理論上はクランプ力が3倍になるが、摩擦等の影響を受けるために、実際は2.8倍程度になることを実験で確認している。
Specifically, the pressure receiving area of the
また、リニアブレーキの大きさについては、ブレーキ本体20においては流体圧ピストン60,60が門型のハウジング40の両側の側壁部41,41内にガイドレール10に平行に配置されている。すなわち、ガイドレール10の両側に位置している。同様に、開放型の増圧ユニット30Aにおいても閉止型の増圧ユニット30Bにおいても、増圧用ピストン33,33は門型のハウジング31の両側の側壁部32,32内にガイドレール10に平行に配置されており、ガイドレール10の両側に位置している。これらのために、リニアブレーキは偏平で、高さが本質的に低い。
Regarding the size of the linear brake, in the
そして、ガイドレール10の全長は、増圧ユニット30A及び30Bの連結により長くなるが、それでもブレーキ本体20の約1.8倍に収まる。リニアブレーキを単純に連結する場合の3倍に比べると著しく短い。
Although the total length of the
本実施形態のリニアブレーキにおいては、ブレーキ本体20を単独で使用することもできる。その場合は、図6に示すように、門型のハウジング40の両側の側壁部41,41内において、両側の側壁部41,41内に形成された円筒状の空間61,61のピストン推進方向上流側の端部を閉塞する円板状の端板63Aを、貫通孔64が設けられた開放型から、貫通孔64のない閉止型の端板63Bに変更して、空間61,61のピストン推進方向上流側の端部を気密に閉塞する。また、横幅方向の流路66の一端部に前記ノズル39と同様のノズルが取付けられる。他の構成は、図1~図5に示したリニアブレーキと実質的に同一である。
In the linear brake of this embodiment, the
図6に示したリニアブレーキにおいても、前記ノズルからハウジング31内の横幅方向の流路66を通して両側の流体圧ピストン60,60と端板63B,63Bとの間に流体圧を供給することにより、両側の流体圧ピストン60,60が推進方向下流側へ推進駆動される。これにより、図1~図5に示したリニアブレーキと同様に、板バネ部材50における両側のブレーキシュー51,51が内側へ押圧され、ガイドレール10の両側面に押し付けられることにより、当該リニアブレーキはクランプ状態(クローズド状態)となる。クランプ力は、図1~図5に示したリニアブレーキのほぼ1/3である。
Also in the linear brake shown in FIG. 6, by supplying fluid pressure between the
また、図1~図5に示したリニアブレーキにおいては、ブレーキ本体20に連結されるカセット式の増圧ユニットは30A及び30Bの2基であるが、これを1基とすることもである。その場合、増圧ユニットとしては閉止型の増圧ユニット30Bが使用される。この場合のクランプ力は、図6に示したリニアブレーキの2倍弱、実験によると1.9倍である。
Further, in the linear brake shown in FIGS. 1 to 5, there are two cassette-type
更に、この増圧ユニットは3基以上使用することもできる。この場合、リニアブレーキの一端側(ピストン推進方向上流側)の端に位置する増圧ユニットのみ閉止型の増圧ユニット30Bとされ、他は開放型の増圧ユニット30Aとされる。これにより、ブレーキ本体20の一端側(ピストン推進方向上流側)に連結される複数の増圧ユニットにおいて、内蔵される両側の増圧用ピストン33,33のピストンロッド34,34が、ピストン推進方向下流側に隣接するブレーキ本体20内の両側の流体圧ピストン60,60、或いはピストン推進方向下流側に隣接する開放型の増圧ユニット30A内の両側の増圧用ピストン33,33に、孔付きの端板63A或いは35Aを貫通して、一端側から順次当接する。その結果、増圧ユニットにおけるピストン33,33の推進力が、ピストン推進方向下流側に隣接する流体圧ピストン60,60或いは増圧用ピストン33,33に直接伝達される。このため、推進効率が高く、しかも部品点数が少なく構造が単純となる。
Furthermore, three or more pressure increasing units can also be used. In this case, only the pressure increasing unit located at one end of the linear brake (the upstream side in the piston propulsion direction) is a closed
このように、本実施形態のリニアブレーキは、ブレーキ本体20への閉止型の増圧ユニット30Bの連結、更には開放型の増圧ユニット30Aの連結により、ブレーキ装置の大型化を抑制しつつクランプ力を多段階に且つ簡単に調整することができる。
In this way, the linear brake of the present embodiment is capable of clamping while suppressing the increase in size of the brake device by connecting the closed type
なお、ガイドレール10を両側からクランプする一対のブレーキシュー51,51は、上述の実施形態では、逆U型の板バネ部材50の一部(両側の垂直部分)により形成されている。この構造は、一対のブレーキシュー51,51がガイドレール10から離れる方向へ付勢するバネが、前記板バネ部材50の水平部分により一体的に形成されており、且つそのバネ(板バネ部材50の水平部分)がブレーキシュー51,51の連結部材も兼ねるので、構造が単純で嵩張りも抑制されるが、ブレーキシュー51,51を非連結構造として、別の独立したバネ部材により付勢することも可能である。
In the above-described embodiment, the pair of
また、ハウジング40は、ガイドレール10を跨ぐ門型に形成されているが、ガイドレール10を跨ぐ門型部を有していればよく、ハウジング40の全体が門型である必要はない。流体圧ピストン60と共にハウジング40の側壁部41内に組み込まれる圧力変向機構70についても、その流体圧ピストン60の推進方向をガイドレール10の側面に交差する方向(望ましくは直角な方向)の力に変向することができるものであれば、上述の実施形態に採用されたものに限らない。例えば楔状部材71はテコを利用したレバー機構に変えることができる。
Moreover, although the
10 ガイドレール
20 ブレーキ本体
30A,30B 増圧ユニット
31 ハウジング
32 側壁部
33 増圧用ピストン
34 空間
35A,35B 端板
36 貫通孔
37 ピストンロッド
38A,38B 流路
39 ノズル
40 ハウジング
41 側壁部
42 天板部
50 板バネ部材
51 ブレーキシュー
60 流体圧ピストン
61 空間
62 ピストンロッド
63A,63B 端板
64 貫通孔
66 流路
70 圧力変向機構
71 楔状部材
72 押圧パッド
73 案内ローラ
74 リターンスプリング
75 傾斜面
80 締結ボルト
10
Claims (6)
前記ハウジングの門型部に保持されており、前記ガイドレールの両側面に対向すると共に前記ガイドレールの両側面から離反する方向へ付勢された一対のブレーキシューと、
前記門型部の両側の側壁部内に設けられ、前記ハウジングの両端面間を前記ガイドレールに沿って両方向へ移動可能とされた一対の流体圧ピストンと、
前記一対の流体圧ピストンと共に前記両側の側壁部内に設けられ、前記一対の流体圧ピストンが前記ハウジングの一方の端面側から他方の端面側へ流体圧により推進駆動されるときに、その推進力を前記一対のブレーキシューの内側への推進力に変換して、前記一対のブレーキシューを前記ガイドレールの両側面に押し付ける圧力変向機構と、
前記ハウジングの前記一方の端面側に脱着可能に連結されるカセット式であり、且つ前記ガイドレールを跨ぐ門型部を有すると共に、前記門型部の両側の側壁部内に前記ガイドレールに沿って配置された増圧用ピストンを有し、前記ハウジングの前記一方の端面側へ連結された状態で、前記増圧用ピストンが前記流体圧ピストンに直列に連結される増圧ユニットとを具備するリニアブレーキ。 a housing that is movable along a guide rail of a linear guide and has a portal portion that straddles the guide rail;
a pair of brake shoes held in the portal portion of the housing, facing both side surfaces of the guide rail and biased in a direction away from both side surfaces of the guide rail;
a pair of hydraulic pistons provided in side walls on both sides of the portal portion and movable in both directions between both end surfaces of the housing along the guide rail;
It is provided in the side walls on both sides together with the pair of fluid pressure pistons, and when the pair of fluid pressure pistons is propelled by fluid pressure from one end surface side of the housing to the other end surface side, the driving force is generated. a pressure deflection mechanism that converts into an inward propulsive force of the pair of brake shoes and presses the pair of brake shoes against both sides of the guide rail;
The housing is of a cassette type and is detachably connected to the one end surface side of the housing, and has a gate-shaped part that straddles the guide rail, and is arranged along the guide rail in side wall parts on both sides of the gate-shaped part. a pressure increasing unit, the pressure increasing piston being connected to the one end surface side of the housing, and the pressure increasing piston being connected in series to the fluid pressure piston.
前記ハウジングは、両側の側壁部内に前記流体圧ピストンが移動する空間を有すると共に、当該空間のピストン推進方向上流側の端部を閉塞する端板を有しており、
前記ハウジングの一方の端面に連結される増圧ユニットにおいては、前記増圧用ピストンがその推進方向下流側へ延出するピストンロッドを有すると共に、当該ピストンロッドの先端部が前記ハウジングの側壁部内の端板を貫通して前記流体圧ピストンに当接するリニアブレーキ。 The linear brake according to claim 1,
The housing has a space in both side walls in which the hydraulic piston moves, and an end plate that closes an upstream end of the space in the piston propulsion direction,
In the pressure boosting unit connected to one end surface of the housing, the pressure boosting piston has a piston rod extending downstream in its propulsion direction, and the tip of the piston rod is connected to an end inside the side wall of the housing. A linear brake that passes through a plate and abuts the hydraulic piston.
前記ハウジングの側壁部内の端板は脱着可能であるリニアブレーキ。 The linear brake according to claim 2,
A linear brake in which the end plate in the side wall of the housing is removable.
前記増圧ユニットは、前記ハウジングの一方の端面側へ複数基が縦列に連結される重連構造であるリニアブレーキ。 The linear brake according to claim 1,
The pressure increasing unit is a linear brake having a multilayer structure in which a plurality of pressure increasing units are connected in tandem to one end surface side of the housing.
前記ハウジングは、両側の側壁部内に前記流体圧ピストンが移動する空間を有すると共に、前記空間のピストン推進方向上流側の端部を閉塞する端板を有しており、
前記ハウジングの一方の端面側に連結される複数の増圧ユニットのうちの、前記端面に接する増圧ユニットにおいては、
前記増圧用ピストンがその推進方向下流側へ延出するピストンロッドを有すると共に、当該ピストンロッドの先端部が前記ハウジングの側壁部内の端板を貫通して前記流体圧ピストンに当接するリニアブレーキ。 The linear brake according to claim 4,
The housing has a space in both side walls in which the hydraulic piston moves, and an end plate that closes an upstream end of the space in the piston propulsion direction,
Among the plurality of pressure increase units connected to one end surface side of the housing, in the pressure increase unit in contact with the end surface,
A linear brake in which the pressure increasing piston has a piston rod extending downstream in its propulsion direction, and a tip end of the piston rod penetrates an end plate in a side wall of the housing and comes into contact with the hydraulic piston.
前記ハウジングの一方の端面側に連結される複数の増圧ユニットは、両側の側壁部内に前記増圧用ピストンが移動する空間を有すると共に、当該空間のピストン推進方向上流側の端部を閉塞する端板を有しており、
前記複数の増圧ユニットのうちの、前記ハウジングの端面に接する増圧ユニットを除く増圧ユニットにおいては、前記増圧用ピストンがその推進方向下流側へ延出するピストンロッドを有すると共に、当該ピストンロッドの先端部が、ピストン推進方向下流側に隣接する増圧ユニットの側壁部内の端板を貫通して前記流体圧ピストンに当接するリニアブレーキ。
The linear brake according to claim 5,
A plurality of pressure increasing units connected to one end surface side of the housing have a space in both side wall portions in which the pressure increasing piston moves, and an end that closes an upstream end of the space in the piston propulsion direction. It has a board,
Among the plurality of pressure increase units, in the pressure increase units other than the pressure increase unit that is in contact with the end surface of the housing, the pressure increase piston has a piston rod extending downstream in its propulsion direction, and the piston rod A linear brake in which a distal end portion of the linear brake passes through an end plate in a side wall portion of a pressure increasing unit adjacent to the downstream side in a piston propulsion direction and comes into contact with the fluid pressure piston.
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