JPS63176833A - 制動力可変形ブレ−キ付流体圧シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は作業台の位置決め機構や作業ロボット等の駆
動装置として利用される制動力可変形ブレーキ付流体圧
シリンダ装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来技術として、作動流体圧に基づいて摺動変位させら
れるピストンの運動に連動して回転変位させられる回転
軸を具備し、且つ前記回転軸の回転変位をロックするた
めのブレーキを設けて成る流体圧シリンダ装置は在る（
特開昭５８−１４９４０５号公報参照）。

かかる装置によれば、ピストンの摺動変位を直接的にロ
ックするよりも、通かに小さな作用力で回転軸の回転変
位をロックすることでき、同様なピストンの摺動変位を
ロックすることが可能になるのである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記した従来装置においては、ピストンが高速度で摺動
変位しつつある状態下で、且つ回転軸の回転変位を急激
にロックさせる必要の生じたとき、運動部分の慣性力に
基づいて衝撃が誘発され、場合によっては装置の損傷を
招く等の問題があった。

かかる問題は、本発明が対象としている作動・停止を頻
繁に繰り返す流体圧シリンダ装置にとっては、特に重大
な欠点である。

本発明は、かかる問題点を簡易な構造により解消させ得
る制動力可変形ブレーキ付流体圧シリンダ装置を提供す
ることを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明に係る制動力可変形ブ
レーキ付流体圧シリンダ装置は、第１図に示すように、
ピストン５の摺動変位に連動して回転変位する回転軸１
０を具備させた流体圧シリンダ装置において、前記回転
輪１０に装設した摩擦回転板２３と非回転部材（中間固
定部材１６及び押圧ピストン１８）との圧接力を、摩擦
回転板２３側へ向かうバネ２２の付勢力と押圧ピストン
１８の押圧力との差により発生せしめる構成とし、且つ
前記押圧ピストン１８を種々異なった押圧力で圧するべ
く、制御された圧力流体の圧力が供給されるシリンダ室
２１に形成して成ることを特徴とする。

（ホ）作用 ピストン５の摺動変位中は、シリンダ室２１に制御され
た圧力流体が供給されていて、押圧ピストン１８かハネ
２２の付勢力に抗して変位させられていることから、摩
擦回転板２３と非回転部材との圧接力は発生せず、した
がって、ピストン５は摺動変位自在な状態となっている
。

かかる状態下で摺動変位しつつあるピストン５を停止さ
せる場合には、まず、シリンダ室２１に供給されている
圧力流体の圧力を適宜に制御して、バネ２２の付勢力に
抗して押圧ピストン１８を押圧する力の加減を調整し、
バネ２２の付勢力を適当な大きさにまで増大させる。こ
れにより、摩擦回転板２３と非回転部材とを摺接させる
適度な圧接力が発生させられ、摩擦回転板２３に摩擦力
に基づく制動力が付与されることから、ピストン５は減
速状態下で摺動変位することになる。そして、ピストン
５が所望する位置に達したときに圧力流体の圧力を再度
、制′４Ｂ調整することにより、押圧ピストン５をバネ
２２の付勢力に抗して押圧する力、すなわちシリンダ室
２１内の圧力流体の圧力を消失させるか、或いは、バネ
２２の付勢力よりも溝かに小さくする。かかる状態にお
いては、バネ２２の付勢力により摩擦回転板２３と非回
転部材との間に大きな圧接力が発生し、減速状態で変位
しつつあるピストン５の摺動変位は瞬時に且つ完全にロ
ックされる。かくして、ピストン５は然したる衝撃を伴
うことなくロックされるのである。

（へ）実施例 以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明にかかる装置例を示し、１は前部カバア
２と後部カバア３との間に配置固定されたシリンダーチ
ューブである。シリンダーチューブｌの内方には、貫通
穴４を形成されたピストン５がその長手方向に沿って摺
動変位自在に内挿されている。ピストン５の前面側には
中心穴６を有するピストンロッド７の後端が螺着され、
また、後面側にはボール案内路８を形成されたナツト体
９が固定されている。ナツト体９には回転軸ｌＯが挿通
されていて、これの外周に形成された断面略半円形状の
螺子溝１０ａと前記ボール案内路８とで形成される循環
路内に多数のボール１１・・・が充満させられてボール
・ネジが形成されている。回転軸１０の後部側には前側
段部１０ｂと後側段部１０ｃが形成されていて、前側段
部１０ｂと後部カバア３との相互間に、回転軸１０をそ
の軸方向変位を規制した状態で回転自在に支承する軸受
機構１２が構成され、他方、後側段部１０ｃと後部固定
部材１３との間には後側段部１０ｃの末端を支承する軸
受１４が設けられている。なお、後部カバア１３には回
転軸１０と連動連結された回転量検出装置１５、例えば
パルス・エンコーダ等が配設されており、回転軸１０の
回転量を検出することによりピストン５位置を検出し得
るようにしである。

１６は後部カバア１３にボルト固定された非回転部材で
ある中間固定部材である。１７は段付の押圧ピストン１
８を内包するシリンダーブロックで、周壁の肉厚部には
制御用圧力流体を供排するための流路１９が形成され、
前記中間固定部材１６にボルト固定されると共に前記後
部固定部材１３とボルト連結されている。押圧ピストン
１８は各段の周面にピストン・ガスケットを嵌着されて
あって各段の周面を前記シリンダーブロック１７の内周
面に流体密状態かつ摺動変位自在状態に嵌挿されており
、さらに回転変位を規制する必要のあるときは回転係止
ピン２０等の適宜手段に成されている。２１はシリンダ
ーブロック１７と押圧ピストン１８との間に形成された
ドーナツ状のシリンダ室で、前記流路１９と連通させら
れている。２２は押圧ピストン１８の後面と後部固定部
材１３との間に介装されたバネで、押圧ピストン１８を
常時、摩擦回転板２３側へ向けて付勢しており、その付
勢力は、シリンダ室２１に制御用圧力流体が存在しない
状態で、摺動変位中のピストン５に連動して回転する回
転軸１０の回転変位を非回転部材である中間固定部材１
６及び押圧ピストン１８と、ブレーキ・ライニング２３
ａ・・の付設された摩擦回転板２３との圧接力に基づい
て、瞬時にロックするに十分な大きさに設定されている
。２４及び２５は電磁弁、２６は減圧弁、２７・・はピ
ストンを摺動変位させるための作動流体を供排するため
の流路である。

いま、電磁弁２４をＯＮに、そして電磁弁２５をＯＦＦ
にすると、シリンダ室２１に高圧の圧力流体（本例にお
いては空気）が供給され、押圧ピストン１８はバネ２２
の付勢力に抗して反摩擦回転板側２３へ変位させられる
。これにより、摩擦回転板２３は中間板Ｉ６及び押圧ピ
ストンＩ８と圧接しない状態になり、回転軸１ｏは自由
に回転し得る状態となる。この状態下で、一方の流路２
７から作動流体がシリンダーチューブ１内に流入すると
、ピストン５は作動流体圧に基づいて一側へ摺動変位さ
せられる。なお、ピストン５に何等の回転規制手段を設
けなくとも、−ｉにピストンロッド７が外部の被駆動体
と固定連結されるため、ピストン５が回転変位するよう
なことはない。

かくしてピストン５が摺動変位すると、これに連動して
回転軸１０がボール・ネジの作用により強制的に回転変
位させられる。この回転変位はパルスエンコーダ１５に
伝達され、これが発するパルスにより回転軸１０の回転
量、すなわちピストン５位置が適宜な制御装置でカウン
トされ確認される。

そして、ピストン５が所望する位置に近接したとき、前
記制御装置はまず電磁弁２５をＯＮにする。これにより
、シリンダ室２１の圧力流体の圧力は）成圧弁２６によ
り減圧された状態になるため、押圧ピストン１８はバネ
２２の付勢力の一部分でＩｆ擦回転板１６を押圧するよ
うになり、したがって摩擦回転板１６は中間固定部材１
６と押圧ピストン５との間に圧接力を発生して制動力を
付与され、ピストン５は摺動変位を減速させられる。

この後、ピストン５が正確に所望する位置に達したとき
に、制御装置は電磁弁２４をＯＦＦにしてシリンダ室２
１の圧力流体の圧力を排除する。これにより、押圧ピス
トン５はバネ２２の付勢力の全部により摩擦回転板２３
を完全に押圧することから、摩擦回転板は中間固定部材
１６及び押圧ピストン１８との間に大きな圧接力を発生
し、回転軸１０は瞬時にその回転変位をロックされる。

したがってピストン５も回転軸１０と連動して瞬時にそ
の摺動変位をロックされる。

第２図は他の実施例の一部を示し、先の実施例と異なる
ところは、押圧ピストン１８Ａを三段に形成して、シリ
ンダーブロック１７Ａとの間に二つのシリンダ室２１Ａ
、２１Ｂを形成した点である。なお、２７及び２８は電
磁弁である。本例においてピストン５を摺動変位させる
には、まず、二つの電磁弁２７及び２８をＯＮにして、
双方のシリンダ室２１Ａ、２１Ｂに制御用圧力流体を供
給する。これにより、押圧ピストン１８Ａは広い受圧面
積で流体圧を受けることからバネ２２の付勢い力に抗す
る大きな押圧力が発生させられ、この押圧力により押圧
ピストン１８Ａが反摩擦回転板２３４ｐ３Ｊへ変位させ
られることとなって、ビストン５は摺動変位可能状態と
なる。反対に、摺動変位しつつあるピストン５を停止さ
せる場合には、まず一方の電磁弁２８又は２９をＯＦＦ
にし、押圧ピストン１８Ａの押圧力を減じることにより
、バネ２２の付勢力の一部分で摩擦回転体３３に制動力
を発生させてピストン５の摺動変位速度を低下させる。

次いで、電磁弁２８及び２９を共にＯＦＦとし両シリン
ダ室２１Ａ及び２１Ｂの圧力流体の圧力を排除するよう
にする。これにより、先の実施例と同様に摩擦回転板２
３はバネ２２の付勢力の全部で完全な制動力が付与され
、ピストン５は瞬時に摺動変位がロックされる。なお、
本例においても先の実施例と同様に圧力流体の圧力を制
御調整し変化させることにより、ピストン５の摺動変位
速度を制御するようにしても何等差支えない。

（ト）発明の効果 以上のような本発明によれば、摩擦回転円板１８．１８
Ａと非回転部材（中間固定部材１６及び押圧ピストン１
８）により、ピストン５の摺動変位をロックすると共に
ピストン５の摺動変位速度をも制御し得る構成であるか
ら、簡易な構造でもって、摺動変位しつつあるピストン
５を減速した後にロックすることが可能になって、ピス
トン５の停止時における衝撃を好適に緩和することかで
きると共に、ピストン５を所定位置に正確に停止させる
ことができ、 また、バネ２２の付勢力が制御用圧力流体の消失時にピ
ストン５をロックするように作用することから、制御系
統の故障とか停電時等においてピストン５の摺動変位を
制御することができなくなってもピストン５が自動的に
ロックされ、不慮の事故を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制動力可変型ブレーキ機横付流体
圧シリンダ装置の断面図、第２図は他の　　　　゛実施
例である。 （符号） ５・・・ピストン １０・・・回転軸 ２３・・・摩擦回転板 １６．１８・・・非回転部材（中間固定部材、押圧ピス
トン） ２２・・・バネ ２１・・・シリンダ室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ピストンの摺動変位に連動して回転変位する回転軸
   を具備させた流体圧シリンダ装置において、前記回転軸
   に装着した摩擦回転板と非回転部材との圧接力を、摩擦
   回転板側へ向かうバネの付勢力と押圧ピストンの押圧力
   との差により発生せしめる構成とし、且つ前記押圧ピス
   トンを種々異なった押圧力で圧するべく、制御された圧
   力流体の圧力が供給されるシリンダ室に形成して成るこ
   とを特徴とする制動力可変形ブレーキ付流体圧シリンダ
   装置。 ２　前記シリンダ室が断面積を異にする複数のシリンダ
   室から形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の制動力可変形ブレーキ付流体圧シリンダ装
   置。