JPH0138354Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案はシリンダ本体とそのシリンダ本体内を
軸方向への相対移動可能に挿通させられた作用軸
との相対移動を阻止する軸方向制動装置に係り、
特にその制動応答性を改善した制動装置に関する
ものである。

従来技術 軸方向に移動する作用軸を所定の位置で停止さ
せ、または作用軸に沿つて移動する物体をその作
用軸上の所定の位置に停止させることは種々の技
術分野においてしばしば必要となる。その代表的
なものの一つにエアシリンダがある。エアシリン
ダは圧力流体として圧縮性のエアを使用するた
め、エアの供給を断つてもピストンロツドがすぐ
には停止せず、ピストンロツドを正確な位置に停
止させるためには、そのピストンロツドの軸方向
への移動を阻止する制動装置を設ける必要があ
る。

かかる制動装置の一種に、(a)シリンダ本体と、
(b)そのシリンダ本体内を軸方向への相対移動可能
に挿通させられた作用軸と、(c)その作用軸のまわ
りにおいて軸方向に隔壁を挟んで形成された一対
の環状シリンダボア内に、それぞれ後部をその隔
壁に向けて軸方向の摺動可能に嵌合された一対の
ピストンと、(d)それ等一対のピストンの後部間に
配設されてそれ等一対のピストンをそれぞれ前進
方向へ付勢する圧縮コイルスプリングとを備え、
それ等一対のピストンと前記隔壁との間に形成さ
れた後部圧力室内に圧力エアが供給されてそれ等
一対のピストンがそれぞれ制動位置へ前進させら
れることにより、前記シリンダ本体内に配設され
た一対の制動部材を前記作用軸に押圧してその作
用軸とそのシリンダ本体との相対移動を阻止する
一方、それ等一対のピストンの前方にそれぞれ形
成された前部圧力室内にそれぞれ圧力エアが供給
されてそれ等一対のピストンがそれぞれ制動解除
位置へ後退させられることにより、前記制動部材
の前記作用軸への押圧を解除してその作用軸と前
記シリンダ本体との相対移動を許容し、且つ常に
は前記圧縮コイルスプリングの付勢力に従つて前
記一対のピストンをそれぞれ前記制動位置に保持
する形式のものがある。例えば、実開昭59−
13731号公報に記載されている装置はその一例で
ある。

このような制動装置においては、圧縮コイルス
プリングの付勢力に従つて一対のピストンが常に
は制動位置に保持され、作用軸とシリンダ本体と
の相対移動が阻止されるため、圧力エアの供給装
置やその配管系の故障、或いは停電等が生じた場
合においても上記作用軸とシリンダ本体とが急に
相対移動し始める恐れがなく、高い安全性が確保
される利点がある。

考案が解決しようとする問題点 ところで、このような従来の軸方向制動装置
は、前記隔壁と作用軸との間に形成された環状の
空間内に圧縮コイルスプリングが配設され、その
圧縮コイルスプリングの内部を作用軸が挿通させ
られるようになつているが、この作用軸の外周面
には前記ピストンが摺接させられるところから、
圧縮コイルスプリングとしては作用軸と接触しな
いようにコイル径が作用軸の外径よりも充分に大
きいものを用いる必要があつた。また、１本の圧
縮コイルスプリングにて所定の付勢力を得る必要
があるため、線径の太いものを採用する必要があ
り、その圧縮コイルスプリングの長さ寸法も大き
かつた。

このため、上記隔壁と作用軸との間には大きな
容積の環状空間が必要とされるのであるが、この
環状空間は制動時に圧力エアが供給される後部圧
力室と連通しているため、エアの圧縮性により制
動時における後部圧力室内の圧力上昇が損なわ
れ、必ずしも充分な制動応答性が得られなかつた
のである。

問題点を解決するための手段 本考案は上記問題点を解決するために為された
ものであり、その要旨とするところは、前記(a)シ
リンダ本体と、(b)作用軸と、(c)一対のピストン
と、(d)圧縮コイルスプリングとを備え、それ等一
対のピストンと前記隔壁との間に形成された後部
圧力室内に圧力エアが供給されてその等一対のピ
ストンがそれぞれ制動位置へ前進させられること
により、前記シリンダ本体内に配設された一対の
制動部材を前記作用軸に押圧してその作用軸とそ
のシリンダ本体との相対移動を阻止する一方、そ
れ等一対のピストンの前方にそれぞれ形成された
前部圧力室内にそれぞれ圧力エアが供給されてそ
れ等一対のピストンがそれぞれ制動解除位置へ後
退させられることにより、前記制動部材の前記作
用軸への押圧を解除してその作用軸と前記シリン
ダ本体との相対移動を許容し、且つ常には前記圧
縮コイルスプリングの付勢力に従つて前記一対の
ピストンをそれぞれ前記制動位置に保持する形式
の軸方向制動装置において、前記隔壁の内径を前
記作用軸の外径と略一致させる一方、その隔壁に
等角度間隔で複数の貫通穴を形成し、その等の貫
通穴内に前記圧縮コイルスプリングをそれぞれ配
設したことにある。

作用および考案の効果 このようにすれば、圧縮コイルスプリングのコ
イル径が作用軸の外径寸法によつて制約されない
ため、コイル径の小さな圧縮コイルスプリングを
採用することが可能となる。また、複数の圧縮コ
イルスプリングにてピストンを付勢するため、同
じ付勢力を得る場合には線径の細いものを採用す
ることが可能となり、その長さ寸法を小さくする
ことができる。

したがつて、その圧縮コイルスプリングが配設
される貫通穴の径寸法や隔壁の厚さすなわち軸方
向の寸法は小さくて済み、それを複数形成した場
合においても全体としての容積を従来よりも小さ
くすることができるのである。これにより、制動
時に圧力エアが供給される後部圧力室内の圧力上
昇が速やかとなり、制動応答性が改善される。ま
た、隔壁の厚さが小さくされた分だけ軸方向の寸
法が短くなるため、装置が軽量且つコンパクトに
構成され得る利点がある。

なお、圧縮コイルスプリングは等角度間隔に配
設されているため、ピストンの後端には均等に付
勢力が作用させられ、そのピストンはシリンダボ
ア内を円滑に摺動して制動若しくは制動解除動作
が行われる。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は、作用軸としてのエアシリンダのピス
トンロツド１０を任意の位置において停止させる
制動装置の一例を示したものである。ピストンロ
ツド１０は制動装置のシリンダ本体１２内を軸方
向への相対移動可能に挿通させられており、その
シリンダ本体１２は上記エアシリンダのロツドカ
バー１４に着脱可能に取り付けられている。シリ
ンダ本体１２は、第１ポート１６および第２ポー
ト１８を備えたポート部材２０と、そのポート部
材２０を挟んで互いに対向する状態で配設された
有底円筒形状を成す一対の第１チユーブ２２およ
び第２チユーブ２４と、第２チユーブ２４の底部
側に配設されたロツドカバー２６とを備えてお
り、これ等を軸方向に貫通する複数のボルト２８
にナツト３０が締め付けられることにより、エア
シリンダのロツドカバー１４に一体的に固設され
たシリンダ本体１２が構成されている。

上記ポート部材２０には、ピストンロツド１０
の外径よりも僅かに大きい挿通孔３２が形成さ
れ、その挿通孔３２内をピストンロツド１０が軸
方向の移動可能に挿通させられている。また、こ
のポート部材２０の両側には、前記第１チユーブ
２２、第２チユーブ２４により、ピストンロツド
１０のまわりにそれぞれ環状シリンダボア３４，
３６が形成され、ピストン３８，４０がそれぞれ
後部をポート部材２０に向けて軸方向の摺動可能
に嵌合されている。本実施例では、このポート部
材２０が隔壁を構成している。

前記第二チユーブ２４の底部中央に形成された
挿通孔４２とピストンロツド１０との間には、制
動部材としてのブレーキシユー４４が配設されて
いる。このブレーキシユー４４は第２図から明ら
かなように円筒形状を成し、軸方向に形成された
スリツト４６により縮径可能とされているが、通
常は外周面が上記挿通孔４２の内周面に密着させ
られ、自身の内周面とピストンロツド１０の外周
面との間に微少なクリアランスを形成している。
また、ブレーキシユー４４の一端部には環状の突
起４８が設けられており、この突起４８が第２チ
ユーブ２４とロツドカバー２６との間に挟まれる
ことにより、ブレーキシユー４４のシリンダ本体
１２に対する相対移動が不能とされている。

ブレーキシユー４４の他端部は、前記ピストン
４０の前方に形成された前部圧力室５０内に突き
出しており、その外周面には２枚の皿ばね５２が
嵌合されている。皿ばね５２は、第３図に示され
ているように、その内周縁および外周縁からそれ
ぞれ複数の切欠５４，５６が放射状に等角度間隔
で形成されている。また、この皿ばね５２の外周
側は、第４図に示されているように、ピストン４
０の前端面に形成された座ぐり穴５８内に嵌合さ
れており、そのピストン４０と共に軸方向へ移動
させられるようになつている。

なお、このようなブレーキシユーおよび皿ばね
は前記ピストン３８側にも配設されているが、上
記ピストン４０側と全く同様に構成されているた
め、同一の符号を付して説明を省略する。

そして、ピストン３８，４０の前方に形成され
た前記前部圧力室５０は連通路６０を介して前記
ポート部材２０の第２ポート１８に連通させられ
ており、ピストン３８，４０の後方、すなわちポ
ート部材２０との間に形成された後部圧力室６２
は前記第１ポート１６に連通させられている。こ
れ等のポート１６，１８は、それぞれ配管６４，
６６を介して切換弁６８に接続され、エア源７０
から圧力エアが供給されるようになつている。切
換弁６８は、通常は配管６４とエア源７０とを接
続して配管６６を大気に開放する状態に保持され
るが、励磁電流が供給されることによつて配管６
６とエア源７０とを接続して配管６４を大気に開
放する状態に切り換えられる。なお、エア源７０
は、かかる制動装置が取り付けられたエアシリン
ダを作動させるためのエア源を利用するようにな
つている。

したがつて、通常はエア源７０から切換弁６
８、配管６４および第１ポート１６を経て後部圧
力室６２内に圧力エアが供給されることとなり、
両ピストン３８，４０はその後部圧力室６２に作
用するエア圧によつて前方へ押し出され、皿ばね
５２が軸方向に圧縮されて縮径させられる。皿ば
ね５２は元来軸方向に圧縮されれば、外径が拡大
し内径が収縮する性質を有しているが、本実施例
においては外径の拡大が座ぐり穴５８の内周面に
よつて規制されているため、内径が特に収縮させ
られる、これにより、ブレーキシユー４４も収縮
させられてピストンロツド１０の外周面に押し付
けられ、ピストンロツド１０のブレーキシユー４
４に対する相対移動が阻止される。このブレーキ
シユー４４は、前述のようにシリンダ本体１２に
対して軸方向に相対移動できない状態で取り付け
られているため、結局ピストンロツド１０はシリ
ンダ本体１２に対して軸方向の相対移動が阻止さ
れることになる。この時のピストン３８，４０の
位置が制動位置である。

また、切換弁６８に励磁電流が供給されると、
配管６６とエア源７０とが接続されて配管６４は
大気に開放され、前部圧力室５０にエア源７０か
らの圧力エアが供給されるとともに、後部圧力室
６２内の圧力エアは大気中に放出される。これに
より、ピストン３８，４０はそれぞれ上記制動位
置から後方へ移動させられ、皿ばね５２に対する
圧縮作用が解除される。このため、その皿ばね５
２の内径が拡大してブレーキシユー４４のピスト
ンロツド１０に対する押圧が解除され、ピストン
ロツド１０のシリンダ本体１２に対する相対移動
が許容されるようになる。この時のピストン３
８，４０の位置が制動解除位置であり、両ピスト
ン３８，４０の後端が前記ポート部材２０に当接
することによつて規定される。

一方、ポート部材２０には、ピストンロツド１
０まわりに等角度間隔で複数、例えば90゜間隔で
４個の貫通穴７２が形成されており、それ等の貫
通穴７２内にはそれぞれ圧縮コイルスプリング７
４が配設されている。圧縮コイルスプリング７４
は、何れも所定の予荷重が与えられた状態でその
両端がピストン３８，４０の後端面に当接させら
れており、両ピストン３８，４０はそれぞれ前進
方向へ付勢されている。この圧縮コイルスプリン
グ７４の付勢力は、切換弁６８が切り換えられて
前部圧力室５０内に圧力エアが供給された場合に
は、両ピストン３８，４０が前記制動解除位置へ
後退することを許容するが、そうでない場合には
ピストン３８，４０を前記制動位置に保持する強
さに設定されている。したがつて、切換弁６８、
配管６４，６６等の故障、或いは停電等によりエ
ア源７０からの圧力エアの供給が停止した場合に
は、ピストンロツド１０のシリンダ本体１２に対
する相対移動が阻止され、高い安全性が確保され
るのである。なお、圧縮コイルスプリング７４は
等角度間隔で配設されているため、ピストン３
８，４０の後端には均等に付勢力が作用させら
れ、それ等のピストン３８，４０はシリンダボア
３４，３６内を円滑に摺動して制動若しくは制動
解除動作を行う。

ここで、このようなピストン３８，４０を制動
位置に保持するための圧縮コイルスプリングは、
従来、ポート部材２０の挿通孔３２を大径とする
ことによりピストンロツド１０の外周部に形成さ
れる環状の空間内に配設されていたが、このピス
トンロツド１０の外周面にはピストン３８，４０
が摺接させられるところから、圧縮コイルスプリ
ングとの干渉によりピストンロツド１０の外周面
に疵が付くことは好ましくなく、コイル径がピス
トンロツド１０の外径よりも充分に大きい圧縮コ
イルスプリングを用いる必要があつた。また、従
来は１本の圧縮コイルスプリングにて所定の付勢
力を得る必要があるため、線径の太いものを採用
する必要があり、その圧縮コイルスプリングの長
さ寸法も大きかつた。このため、それに対応させ
て挿通孔３２の径寸法や長さ、すなわちポート部
材２０の軸方向の寸法を大きくしなければなら
ず、圧縮コイルスプリングを収容するために大き
な容積の空間が必要とされていた。そして、この
空間は制動時に圧力エアが供給される後部圧力室
６２と連通しているため、エアの圧縮性により制
動時における後部圧力室６２内の圧力上昇が損な
われ、充分な制動応答性が得られなかつたのであ
る。

これに対し、本実施例ではポート部材２０の挿
通孔３２をピストンロツド１０の外径よりも僅か
に大きい寸法とするとともに、そのポート部材２
０に複数の貫通穴７２を形成して圧縮コイルスプ
リング７４を配設するようになつているため、圧
縮コイルスプリング７４のコイル径がピストンロ
ツド１０の外径寸法によつて制約されず、コイル
径の小さな圧縮コイルスプリング７４を採用する
ことが可能となる。また、複数の圧縮コイルスプ
リング７４にてピストン３８，４０を付勢するた
め、同じ付勢力を得る場合には線径の細いものを
採用することが可能となり、その長さ寸法を小さ
くすることができる。

したがつて、その圧縮コイルスプリング７４が
配設される貫通穴７２の径寸法や長さ、すなわち
ポート部材２０の軸方向の寸法は小さくて済み、
それを複数形成した場合においても全体としての
容積は従来よりも小さくなるのである。これによ
り、制動時に圧力エアが供給される後部圧力室６
２内の圧力上昇が速やかとなり、制動応答性が改
善される。また、ポート部材２０の軸方向の寸法
が小さくされた分だけ装置が軽量且つコンパクト
になるのである。

なお、上述したのはあくまでも本考案の一つの
具体例であり、本考案はその精神を逸脱すること
なく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である軸方向制動装
置の断面図である。第２図は第１図の装置のブレ
ーキシユーを示す正面図である。第３図は第１図
の装置の皿ばねを示す正面図である。第４図は第
１図における皿ばね周辺部を拡大して示す断面図
である。 １０……ピストンロツド（作用軸）、１２……
シリンダ本体、２０……ポート部材（隔壁）、３
４，３６……環状シリンダボア、３８，４０……
ピストン、４４……ブレーキシユー（制動部材）、
５０……前部圧力室、６２……後部圧力室、７２
……貫通穴、７４……圧縮コイルスプリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダ本体と、該シリンダ本体内を軸方向へ
   の相対移動可能に挿通させられた作用軸と、該作
   用軸のまわりにおいて軸方向に隔壁を挟んで形成
   された一対の環状シリンダボア内に、それぞれ後
   部を該隔壁に向けて軸方向の摺動可能に嵌合され
   た一対のピストンと、該一対のピストンの後部間
   に配設されて該一対のピストンをそれぞれ前進方
   向へ付勢する圧縮コイルスプリングとを備え、該
   一対のピストンと前記隔壁との間に形成された後
   部圧力室内に圧力エアが供給されて該一対のピス
   トンがそれぞれ制動位置へ前進させられることに
   より、前記シリンダ本体内に配設された一対の制
   動部材を前記作用軸に押圧して該作用軸と該シリ
   ンダ本体との相対移動を阻止する一方、該一対の
   ピストンの前方にそれぞれ形成された前部圧力室
   内にそれぞれ圧力エアが供給されて該一対のピス
   トンがそれぞれ制動解除位置へ後退させられるこ
   とにより、前記制動部材の前記作用軸への押圧を
   解除して該作用軸と前記シリンダ本体との相対移
   動を許容し、且つ常には前記圧縮コイルスプリン
   グの付勢力に従つて前記一対のピストンをそれぞ
   れ前記制動位置に保持する形式の軸方向制動装置
   において、 前記隔壁の内径を前記作用軸の外径と略一致さ
   せる一方、該隔壁に等角度間隔で複数の貫通穴を
   形成し、該貫通穴内に前記圧縮コイルスプリング
   をそれぞれ配設したことを特徴とする軸方向制動
   装置。