JPH09166108A - Air cylinder with falling prevention - Google Patents
Air cylinder with falling preventionInfo
- Publication number
- JPH09166108A JPH09166108A JP35172295A JP35172295A JPH09166108A JP H09166108 A JPH09166108 A JP H09166108A JP 35172295 A JP35172295 A JP 35172295A JP 35172295 A JP35172295 A JP 35172295A JP H09166108 A JPH09166108 A JP H09166108A
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- Japan
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- brake
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/26—Locking mechanisms
- F15B15/262—Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
Abstract
Description
【０００１】［産業上の利用分野］従来、エアシリンダ
を使用している分野で、作業終了後、可動部を終端位置
で保持することが望まれる分野。[Field of Industrial Application] Conventionally, a field in which an air cylinder is used, and a field in which it is desired to hold a movable part at a terminal position after completion of work.
【０００２】［従来の技術］ （１）ブレーキ付きエアシリンダ。 （２）落下防止付きエアシリンダ。。 （３）ロックアップシリンダ。[Prior Art] (1) An air cylinder with a brake. (2) Air cylinder with fall prevention. . (3) Lockup cylinder.
【０００３】［発明が解決しようとする課題］エアシリ
ンダに、終端位置で可動部を保持する小型で廉価な落下
防止機構を付ける。[Problems to be Solved by the Invention] A small and inexpensive drop prevention mechanism for holding a movable portion at a terminal position is attached to an air cylinder.
【０００４】［課題を解決しようとするための手段］ （１）、ブレーキピンを、ピストンロッドの逆側に設
け、このブレーキピンと部分的に嵌合するブレーキ部材
を、ブレーキピンから偏心した位置を支点として回転自
在に取り付け、更に、ブレーキ部材をブレーキピンに部
分的に嵌合させることにより、ブレーキ部材の回転に平
行な反力の大半を取り除き直角な反力を増大させる。 （２）、前（１）項に於て、ブレーキ部材を、ブレーキ
ピンの代わりにピストンロッドに部分的に嵌合させる。[Means for Solving the Problem] (1) A brake pin is provided on the opposite side of a piston rod, and a brake member partially fitted to the brake pin is placed at a position eccentric from the brake pin. It is rotatably attached as a fulcrum, and by partially fitting the brake member to the brake pin, most of the reaction force parallel to the rotation of the brake member is removed and the right-angled reaction force is increased. (2) In the above item (1), the brake member is partially fitted to the piston rod instead of the brake pin.
【０００５】［作用］図面に従って説明する。図２は、
本願発明の軸方向断面図であり、ブレーキがかかった状
態である。シリンダ本体（９）の円筒内面を、ピストン
（１）が滑動する。該ピストン（１）には、ピストンロ
ッド（２）とブレーキピン（３）が取り付けられてい
る。ブレーキ部材（４）には、シリンダ本体（９）の円
筒内面より小さい円筒外面と、支点となる突出部（１
０）が形成されている。更に、ブレーキ部材（４）に
は、ブレーキピン（３）と部分的に嵌合する穴、及び、
スプリング（５）を取り付ける穴が設けられている。ブ
レーキ部材（４）はスナップリング（７）によりシリン
ダ本体（９）に取り付けられており、この際、Ａ点を支
点として、わずかに（約５度）回転できる寸法となって
いる。又、スプリング（７）は、バネ受け（６）により
圧縮されて、ブレーキ部材（４）にＡ点を支点とした初
期回転モーメントを与える。次に、動作について説明す
る、ポートＢより給気すると、ブレーキ部材（４）はス
プリング（７）の力に打ち勝ってスナップリング（７）
に押し付けられて、ブレーキピン（３）と直角になり、
ブレーキ解除の状態となり、ピストン（１）は通常の動
きをする。次に、ポートＣより給気しポートＢより排気
すると、ブレーキ部材（４）はスプリング（５）により
傾けられるが、このスプリング力は極めて小さく、ブレ
ーキピン（３）はブレーキ部材（４）に嵌合される。即
ち、この動きは一方向クラッチの関係にある。次に、ポ
ートＣより排気すると、ブレーキ部材（４）にはスプリ
ング（５）により、Ａ点を支点として回転モーメントが
かかる。この回転モーメントの反力はブレーキピン
（３）からの坑力であり、ブレーキ部材（４）との間に
摩擦力を生じる。この状態で、ピストンロッド（２）
に、可動部の重力による荷重が、ピストンロッドが出る
方向にかかると、この荷重はＡ点を支点として、ブレー
キ部材（４）に回転モーメントを生じ、更に、ブレーキ
部材（４）とブレーキピン（３）との間に摩擦力を生じ
る。この摩擦力により、可動部の落下が防止される。
又、ピストンロッドが引っ込む場合にブレーキがかかる
タイプは、図２に於いて、ブレーキ部材（４）のブレー
キピン（３）と嵌合する穴を貫通させ、ピストンロッド
（２）に嵌合させればよい。このことに関しては、当業
技術者にとって自明の技術内容である。次に、本発明の
ブレーキ部材（４）の形状について述べる、図１は図２
のＤ−Ｅ断面図であり、ブレーキ部材（４）とブレーキ
ピン（３）の嵌合部はブレーキピン（３）の外周とすき
まばめの嵌合状態にあるものの一部を切り欠いた形状に
なつている。故に、ブレーキ部材（４）に回転モーメン
トがかかった場合の反力から切り欠き部分の反力を取り
除いたことになる。[Operation] The operation will be described with reference to the drawings. FIG.
It is an axial sectional view of the present invention, in a state where a brake is applied. The piston (1) slides on the inner surface of the cylinder of the cylinder body (9). A piston rod (2) and a brake pin (3) are attached to the piston (1). The brake member (4) has a cylinder outer surface smaller than the cylinder inner surface of the cylinder body (9) and a protrusion (1) serving as a fulcrum.
0) is formed. Further, the brake member (4) has a hole partially fitted with the brake pin (3), and
A hole is provided for mounting the spring (5). The brake member (4) is attached to the cylinder body (9) by a snap ring (7), and at this time, the brake member (4) is sized to be able to rotate slightly (about 5 degrees) about the point A as a fulcrum. Further, the spring (7) is compressed by the spring receiver (6) and gives the brake member (4) an initial rotational moment with the point A as a fulcrum. Next, the operation will be described. When air is supplied from the port B, the brake member (4) overcomes the force of the spring (7) and the snap ring (7).
It is pressed against and is perpendicular to the brake pin (3),
The brake is released and the piston (1) moves normally. Next, when air is supplied from the port C and exhausted from the port B, the brake member (4) is tilted by the spring (5), but this spring force is extremely small, and the brake pin (3) fits into the brake member (4). Are combined. That is, this movement is related to a one-way clutch. Next, when air is exhausted from the port C, a rotational moment is applied to the brake member (4) by the spring (5) with the point A as a fulcrum. The reaction force of this rotational moment is a counter force from the brake pin (3), and produces a frictional force with the brake member (4). In this state, piston rod (2)
When a load due to the gravity of the movable portion is applied in the direction in which the piston rod comes out, this load causes a rotational moment in the brake member (4) with the point A as a fulcrum, and further, the brake member (4) and the brake pin ( 3) A frictional force is generated between and. This frictional force prevents the movable part from falling.
Further, in the type in which the brake is applied when the piston rod is retracted, the hole for fitting the brake pin (3) of the brake member (4) is penetrated to fit the piston rod (2) in FIG. Good. In this regard, the technical contents are obvious to those skilled in the art. Next, the shape of the brake member (4) of the present invention will be described.
6 is a cross-sectional view taken along line D-E of FIG. 3, in which the fitting portion of the brake member (4) and the brake pin (3) is in a fitted state with a clearance fit with the outer periphery of the brake pin (3), but with a part notched It has become. Therefore, the reaction force of the notch is removed from the reaction force when the rotation moment is applied to the brake member (4).
【０００６】［実施例］シリンダ内径６３ｍｍ、ピスト
ンピン外径２０ｍｍ、ブレーキ部材切り欠き幅１５ｍ
ｍ。以上の寸法で実施した結果、本願発明の技術思想を
裏付ける明確な結果が出ている。[Example] Cylinder inner diameter 63 mm, piston pin outer diameter 20 mm, brake member notch width 15 m
m. As a result of implementing the above dimensions, clear results have been obtained that support the technical idea of the present invention.
【０００７】［発明の効果］本願発明の効果は、従来の
エアシリンダに、小型で、廉価な落下防止機構をつける
ことができる点にあり、従来のエア回路で、通常の動き
をし、ブレーキ保持力は、可動部の重力による荷重だけ
により発生し、エアシリンダの推力に影響されない。こ
のことは、ブレーキ機構の小型化、及び、耐久性の向上
に、大変重要なことである。以上の効果を容易に発揮出
来る要因は、ブレーキ部材（４）とブレーキピン（３）
の嵌合部の形状にある。以下この点について詳述する。
ブレーキ部材（４）に回転モーメントＭを与えた場合の
ブレーキピン（３）からの反力を回転モーメントＭに平
行な分力Ｒと直角な分力ｒとに分解して考えた場合、次
式が成立する。 Ｍ＝ｌｒｋ＋ｌＲ （１） （ｌはブレーキ部材（４）の厚みに基づく回転モーメン
トの腕の長さであり、ｋは摩擦係数である） 次に、ピストンピン（３）にかかる落下荷重をＦとする
と Ｆ＝ｋｒ＋ｋＲ （２） 以下、極論的に判断すると次のようになる。平行な分力
だけ即ちｒ＝０とすれば、（１）、（２）式から Ｆ＝Ｍｋ／ｌ （３） となり、直角な分力だけ即ちＲ＝０とすれば、同様に Ｆ＝Ｍ／ｌ （４） となる。ここで、Ｆによる回転モーメントを除外したＦ
の値はスプリングだけの回転モーメントであり安定性
（初期スリップを無くし確実にロックする）を比較する
あたいとなる。（３）、（４）式を比較すると、直角分
力の場合が平行分力の場合の１／ｋとなり、例えば、ｋ
＝０・２とすると５倍の安定性があることになる。又、
（３）、（４）式に於いて、Ｆを一定としてＭを比較す
ると、スプリング力を１／５に出来るということであ
り、又、ブレーキ解放力も１／５で良く、このことが小
型化及び低価格化を可能にする要因である。耐久性に付
いては、（３）、（４）式の１の値で耐久性の比較がで
きる（即ち、ブレーキ面圧を下げ得る）ことになる。ｋ
＝０・２とすると、回転モーメントに直角な反力の場合
は平行な反力の５倍の耐久性を可能にする。以上に述べ
た５倍という数値は全くの極論の結果であり、本願発明
が従来技術と比較して質的な相違を発揮する点を明確に
したに過ぎない。実際の数値として、実施例についての
計算値を示すと次のようになる。ブレーキピン外径２０
ｍｍ、ブレーキ部材切り欠き幅１５ｍｍについて計算す
ると、前記、５倍の値は２・１６倍となる。[Advantages of the Invention] An advantage of the present invention is that a conventional air cylinder can be provided with a small-sized, inexpensive drop prevention mechanism. The holding force is generated only by the load due to the gravity of the movable portion, and is not affected by the thrust of the air cylinder. This is very important for downsizing the brake mechanism and improving durability. The factors that can easily exhibit the above effects are the brake member (4) and the brake pin (3).
It is in the shape of the fitting part. Hereinafter, this point will be described in detail.
When the reaction force from the brake pin (3) when a rotation moment M is applied to the brake member (4) is decomposed into a component force R parallel to the rotation moment M and a component force r perpendicular to it, Is established. M = lrk + lR (1) (l is the arm length of the rotational moment based on the thickness of the brake member (4), and k is the coefficient of friction) Next, the drop load on the piston pin (3) is defined as F. Then, F = kr + kR (2) Below, the following is a theoretical determination. If only parallel component force is set, that is, r = 0, then F = Mk / l (3) from equations (1) and (2), and if only right-angled component force is set, that is, R = 0, then F = M / L (4). Here, F excluding the rotational moment due to F
The value of is the rotational moment of the spring only, and it is important to compare the stability (locking securely without initial slip). Comparing equations (3) and (4), the case of the perpendicular force component becomes 1 / k of the case of the parallel force component. For example, k
If = 0.2, it means that there is a 5 times higher stability. or,
In equations (3) and (4), comparing M with F kept constant, the spring force can be reduced to 1/5, and the brake release force can be reduced to 1/5. It is also a factor that enables price reduction. Regarding the durability, it is possible to compare the durability with the value of 1 in the expressions (3) and (4) (that is, the braking surface pressure can be lowered). k
When = 0.2, in the case of a reaction force perpendicular to the rotation moment, durability of 5 times that of a parallel reaction force is possible. The above-mentioned numerical value of 5 times is a result of extreme theory, and merely clarifies that the present invention exerts a qualitative difference as compared with the prior art. As actual numerical values, the calculated values for the embodiment are shown below. Brake pin outer diameter 20
mm, and the brake member notch width of 15 mm, the value of 5 times is 2.16 times.
【図２】本願発明の軸方向断面図（ブレーキがかかった
状態）。FIG. 2 is an axial cross-sectional view of the present invention (with a brake applied).
【図１】図２のＤ−Ｅ断面図。1 is a sectional view taken along line D-E of FIG.
（１）は、ピストン。 （２）は、ピストンロッド。 （３）は、ブレーキピン。 （４）は、ブレーキ部材。 （５）は、スプリング。 （６）は、ばね受け。 （７）は、スナップリング。 （８）は、パッキン。 （９）は、シリンダ本体。 （１０）は、突出部。 （１３）はスプリング。 Ａは、支点。 Ｂ、Ｃは給排気口。 (1) is a piston. (2) is a piston rod. (3) is a brake pin. (4) is a brake member. (5) is a spring. (6) is a spring receiver. (7) is a snap ring. (8) is packing. (9) is the cylinder body. (10) is a protrusion. (13) is a spring. A is a fulcrum. B and C are air supply and exhaust ports.
Claims (2)
ロッド（２）と逆側に、ブレーキピン（３）を設け、該
ブレーキピン（３）に部分的に嵌合するブレーキ部材
（４）を、該ブレーキピン（３）の中心から偏心した位
置を支点としてわずかに（約５度）回転できるように取
り付け、該ブレーキピン（３）から該ブレーキ部材
（４）への反力の内、該ブレーキ部材（４）の回転に平
行な分力の大半を取り除き、回転に直角な分力を増大さ
せたことを特徴とする落下防止付きエアシリンダ。1. A brake pin (3) is provided on the opposite side of a piston rod (2) of a piston (1) of an air cylinder, and a brake member (4) partially fitted to the brake pin (3) is provided. , The brake pin (3) is mounted so as to be able to rotate slightly (about 5 degrees) about a position eccentric from the center of the brake pin (3), and within the reaction force from the brake pin (3) to the brake member (4), An air cylinder with fall prevention, characterized in that most of the component force parallel to the rotation of the brake member (4) is removed and the component force perpendicular to the rotation is increased.
を、該ブレーキピン（３）に代えて該ピストンロッド
（２）に嵌合させたことを特徴とする、落下防止付きエ
アシリンダ。2. The brake member (4) according to claim 1.
Is fitted to the piston rod (2) instead of the brake pin (3), an air cylinder with fall prevention.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35172295A JPH09166108A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Air cylinder with falling prevention |
| DE69610798T DE69610798T2 (en) | 1995-01-31 | 1996-01-24 | BRAKE SYSTEM FOR A MOVABLE BODY |
| US08/702,698 US5823300A (en) | 1995-01-31 | 1996-01-24 | Brake device of linear moving body |
| KR1019960705044A KR100259746B1 (en) | 1995-01-31 | 1996-01-24 | Brake system for linearly movable bodies |
| EP96901102A EP0753670B1 (en) | 1995-01-31 | 1996-01-24 | Brake system for linearly movable bodies |
| PCT/JP1996/000121 WO1996023979A1 (en) | 1995-01-31 | 1996-01-24 | Brake system for linearly movable bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35172295A JPH09166108A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Air cylinder with falling prevention |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166108A true JPH09166108A (en) | 1997-06-24 |
Family
ID=18419179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35172295A Pending JPH09166108A (en) | 1995-01-31 | 1995-12-15 | Air cylinder with falling prevention |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09166108A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100737468B1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-07-09 | 현대자동차주식회사 | An air cylinder |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP35172295A patent/JPH09166108A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100737468B1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-07-09 | 현대자동차주식회사 | An air cylinder |
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