JPS63180705A - 停止機構付空気圧シリンダ - 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】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ピストンロッドを把持し、ピストンロッドの
移動を停止する停止機構付空気圧シリンダに関する。

［従来の技術］ 従来より停止機構付空気圧シリンダとして種々のものが
提案されている。例えば、特公昭５７−４３７６２号公
報に開示されたものは、内周にテーパ部を有する緊締体
を介して環状に配設された複数個のボールを押圧すると
共に、更にこのボールによりピストンロッドを摺動可能
に貫通したブレーキシューを圧迫してピストンロットを
ロックする構成のものである。

しかし、このようなものでは、ボールが単列であるので
ボール１個当りの作用力が大きく、ボールと緊締体のテ
ーパ部及びボールとブレーキシューの外周面との間にフ
レーキング現象を生ずる等の問題かあった。

そこで、この問題を解決するため特願昭６１−０４５６
７０号公報の中間停止機構付空気圧シリンダが提案され
ている。これはボールを環状にかつ複数列設け、このボ
ールの列に対応して内周にテーパ孔を有する複数の傾斜
リングを設け、前記問題点を解決していた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、こうした従来の停止機構付空気圧シリン
ダには、傾斜リングをピストンロッドがロックされる方
向に移動した時、複数の傾斜リングの各テーパ部がボー
ルに均一に当接するよう弾性体を設けている。従って、
複数の傾斜リングや弾性体等の部品点数が多く、構造が
複雑であるという問題があった。

そこで本発明は上記の問題点を解決することを目的とし
、部品点数が少なく簡単な構造の停止機構付空気圧シリ
ンダを提供することを目的としてなされた。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として次の構成をとった、即ち、空気圧シリン
ダ部に連設してピストンロッドを停止する停止機構部を
設けてなる停止機構付空気圧シリンダにおいて、 前記停止機構部が、 外周に連続したテーパ部が形成され、かつ前記ピストン
ロッドに環装され前記ピストンロッドを把持可能にスリ
ットが形成されたコレットと、前記コレットのテーパ部
上に配設された複数個の鋼球と、 該複数個の鋼球を環状に配列すると共に前記ピストンロ
ッド軸方向にも配設し転動可能に保持する鋼球保持部材
と、 前記コレットのテーパ部と平行なテーパ孔が形成され、
該テーパ孔が前記複数個の鋼球に外接するテーパリング
と、 該テーパリングと一体的に形成さればねにより該テーパ
リングのテーパ孔反縮径方向に付勢されると共に圧縮空
気圧の作用力により該テーパ孔縮径方向に移動可能に支
持されたブレーキピストンと、 を備えたことを特徴とする停止機構付空気圧シリンダの
構成がそれである。

［作用１ 前記構成を有する本発明の停止機構付空気圧シリンダは
、ばねにより付勢されたブレーキピストンがテーパリン
グのテーパ孔反縮径方向にテーパリングと共に移動し、
テーパリングが鋼球保持部材に保持された複数個の鋼球
を介してコレットをピストンロッド径方向に押圧し、コ
レットがピストンロッドを把持してピストンロッドを停
止する。

また、圧縮空気圧の作用力によりブレーキピストンがテ
ーパリングのテーパ部縮径方向に移動し、テーパリング
がコレットの抑圧を解放する。従って、このように部品
点数が少なく、簡単な構造の停止機構付空気圧シリンダ
を現実することができる。

［実施例コ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例である停止機構付空気圧シリ
ンダの一部断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図であ
る。

この停止機構付空気圧シリンダは停止機構部１と空気圧
シリンダ部２とを備えている。

空気圧シリンダ部２はそのシリンダチューブ３の両端に
ポート５，７を有するヘッドカバー４と中間カバー６と
が嵌着され、シリンダチューブ３内にはピストン８が摺
動可能に内嵌されるとともに、同ピストン８にはピスト
ンロッド９が取り付けられて、このピストンロッド９は
中間カバー６に貫設した挿通孔１０に摺動可能に挿通さ
れて停止機構部１側へ延出されている。また、中間カバ
ー６の停止機構部１側の面の外周部には停止機構部１の
シリンダチューブ１２を嵌着する受凹部１４が形成され
ている。

前記停止機構部１には中間カバー６と対設してブレーキ
カバー１６が設けられ、ブレーキカバー１６の中心には
ピストンロッド９を挿通する挿通孔１８が穿設され、又
、挿通孔１８に連接して挿通孔１８より大径の嵌合孔２
０が穿設されている。

更に、嵌合孔２０に連接して大径孔２２が形成されると
共に、大径孔２２に連接してネジ孔２４が形成され、大
径孔２２と連通ずるブレーキポート２６が径方向に穿設
されている。前記ネジ孔２４には、Ｏリング２８で漏れ
止めされて、シリンダチューブ１２が螺入されている。

一方、ブレーキカバー１６の嵌合孔２０には、Ｏリング
３０で漏れ止めされて、円柱状のスリーブ３２が挿入さ
れており、スリーブ３２の中心にはピストンロッド９を
挿通する挿通孔３４が穿設され、又、挿通孔３４に連設
した嵌合孔３５にはピストンロッド９用軸受メタル３６
が嵌挿されている。このスリーブ３２の一端には挿通孔
３４に連接して嵌合孔３８が穿設され、嵌合孔３８には
ブレーキメタル４０が嵌挿されている。このブレーキメ
タル４０は耐摩耗性のある材質で、例えばホワイトメタ
ルなどの軸受用合金等からなるもので、ピストンロッド
９を挿通可能な内径を有する管状に形成されると共に、
その軸線方向には全長にわたってスリット４０ａが形成
されて、その内径を減縮可能に設けられている。

ブレーキメタル４０の一端は、中間カバー６と併設され
たばね受部材４２の嵌合孔４４に嵌挿され、ばね受部材
４２の中心にはピストンロッド９を挿通する挿通孔４６
が穿設されている。このばね受部材４２はシリンダチュ
ーブ１２に内嵌され、シリンダチューブ１２に嵌合され
た止め輪４８によりシリンダチューブ１２から飛び出す
のを抑制されている。

一方、ブレーキメタル４０にはコレット５０が環装され
、このコレット５０はスリーブ３２とばね受部材４２と
により挟持され、ピストンロッド９の軸方向には移動し
ない。又、コレット５０の外周にばばね受は部材４２側
に向って連続して順次縮径するテーパ部５０ａが形成さ
れると共に、その軸線方向には全長に沿ってスリット５
０ｂが形成され、その内径を減縮可能に設けられている
。

このコレット５０は焼入れ処理が可能な鋼材、例えばク
ロム鋼等よりなるもので、テーパ部５０ａ表面は焼入れ
硬化処理されている。

テーパ部５０ａ上には焼入れ硬化処理が施された複数個
の鋼球５２が配設されており、これらの鋼球５２はテー
パ部５０ａに外装された円すい管状の鋼球保持部材５４
に鋼球５２の数だけ穿設された受孔５６に遊挿され転動
可能に保持され、この受孔５６は環状に配列されると共
に、ピストンロッド９の軸方向にも一定間隔で配列され
ている。

この鋼球保持部材５４の肉厚は鋼球５２の直径より小さ
く、受孔５６に鋼球５２を収納したとき、鋼球５２は鋼
球保持部材５４の外周及び内周から共に突出するよう形
成されている。尚、本実施例では鋼球５２を円周方向に
も又ピストンロッド９の軸方向にも一定間隔で配列した
が、鋼球５２はコレット５０のテーパ部５０ａ上に環状
に配列されかつピストンロッド９の軸方向にも配列され
ていれば良く、一定間隔でなくとも実施可能である。

更に、これらの鋼球５２にはテーパリング５８が外装さ
れ、テーパリング５８にはコレット５０のテーパ部５０
ａと平行な傾斜を有するテーパ孔５８ａが穿設されてお
り、テーパ孔５８ａは複数個の鋼球５２に外装するよう
形成されている。このテーパリング５８は、焼入れ処理
が可能な材質、例えばクロム鋼等で形成されており、テ
ーパ孔５８ａの表面は焼入れ硬化処理が施されている。

又、テーパリング５８はシリンダチューブ１２に摺動可
能に嵌合されたブレーキピストン６０に穿設された所定
深さの挿入孔６２に嵌挿されており、更に、ブレーキピ
ストン６０に嵌合された止め輪６４により扱は止めされ
て、ブレーキピストン６０とテーパリング５８とが一体
にされている。

このブレーキピストン６０の中心には嵌挿孔６６が穿設
されており、嵌挿孔６６はスリーブ３２にＯリング６８
で漏れ止めされて嵌合されている。

これら、シリンダチューブ１２、ブレーキカバー１６、
スリーブ３２、ブレーキピストン６０により圧力室Ｂが
形成されている。又、ブレーキピストン６０の反圧力室
Ｂ側には小径段差部７０が形成され、この小径段差部７
０とばね受部材４２との間にはコイルスプリング７２が
設けられている。

このコイルスプリング７２によりブレーキピストン６０
が図示左方に付勢されている。

次に、本実施例の停止機構付空気圧シリンダの作動につ
いて説明する。この停止機構付空気圧シリンダは空気圧
シリンダ部２のポート５に圧縮空気を供給することによ
りピストン８と一体のピストンロッド９が図示左進する
。又ポート７に圧縮空気を供給することによりピストン
ロッド９が右進する。一方停止機構部１のブレーキポー
ト２６を介して圧力室Ｂに圧縮空気を供給すると、圧縮
空気圧の作用力によりブレーキピストン６０はコイルス
プリング７２の付勢力に打ち勝ってコイルスプリング７
２を圧縮しながらばね受部材４２に当接するまで右進す
る。ブレーキピストン６０が右進端に達した状態（第１
図に示す状態）では、テーパリング５８のテーパ孔５８
ａとコレット５０のテーパ部５０ａ上の鋼球５２とは離
隔された状態であるか或いは軽く接触している状態であ
る。

尚、鋼球５２は鋼球保持部材５４の受孔５６により保持
されており、ばらばらになることはない。

この時、空気圧シリンダ部２のポート５，７に圧縮空気
を給排することによりピストンロッド９を左右進させる
ことができる。

このブレーキピストン６０が右進端に達した状態で、ブ
レーキポート２６を介して圧力室Ｂを例えば大気に開放
して減圧すると、ブレーキピストン６０はコイルスプリ
ング７２の付勢力により左進する。この左進と共にテー
パリング５８も左進し、テーパリング５Ｂのテーパ孔５
８ａが鋼球５２に接触して鋼球５２を転動する。同時に
、テーパリング５８のテーパ孔５８ａとコレット５０の
テーパ部５０ａとの間隔が均一に挟まり、均一に押され
た各鋼球５２を介してコレット５０が軸方向中心に向っ
て均一にかつくさび効果により強力に押圧され、コレッ
ト５０がスリット５０ｂの幅を減縮してコレット５０の
内径を減少する。コレット５０の内径の減少と共にブレ
ーキメタル４０がスリット４０ａの幅を減縮してブレー
キメタル４０の内径を減少する。これによりピストンロ
ッド９の外周が強力に把持される。従って、ブレーキメ
タル４０とピストンロッド９との摩擦抵抗によりピスト
ンロッド９の移動が停止される。

即ち、空気圧シリンダ部２のポート５に圧縮空気を供給
し、ピストンロッド９が左進中に圧力室Ｂが減圧される
と、テーパリング５８のテーパ孔５８ａが鋼球５２を介
してコレット５０を押圧し、ブレーキメタル４０を介し
てコレット５０がピストンロッド９を把持し、ピストン
ロッド９の左進を直ちに停止させる。又、ポート７に圧
縮空気を供給し、ピストンロッド９が右進中に圧力室Ｂ
が減圧されると、同様にピストンロッド９の右進を直ち
に停止させる。これはピストンロッド９の左右進中に限
らず、左右進端に達した時に圧力室Ｂを減圧することに
より、ピストンロッド９の左右＝　１３− 進を阻止することもできる。更に、圧力室Ｂを減圧して
ブレーキメタル４０を介してコレット５０によりピスト
ンロッド９を把持した状態から、ブレーキポート２６を
介して圧力室Ｂに圧縮空気を供給すると、上述した如く
、ブレーキピストン６０が右進する。右進に伴なって、
テーパリング５８のテーパ孔５８ａとコレット５０のテ
ーパ部５Ｑａとの間隔が広がり、鋼球５０を介したコレ
ット５０の押圧が直ちに解除され、ブレーキメタル４０
を介したコレット５０によるピストンロッド９の把持が
開放される。従って、ポート５，７に圧縮空気を給排す
ることにより、再びピストンロッド９を左右進させるこ
とができる。

尚、本実施例では耐摩耗性を考慮し、ブレーキメタル４
０を介してコレット５０によりピストンロッド９を把持
する構成としたがブレーキメタル４０を設けることなく
コレット５０により直接ピストンロッド９を把持する構
成としても実施可能である。

上述した如く、本実施例の停止機構付空気圧シリングは
、圧力室Ｂを減圧することで、コイルスプリング７２に
よりブレーキピストン６０を左進じ、テーパリング５８
のテーパ孔５８ａとコレット５０のテーパ部５０ａとの
間隔を狭めることにより、鋼球保持部材５４により保持
された鋼球５２を介してコレット５０を軸方向に押圧し
、コレット５０の内径を減少してブレーキメタル５０を
介してコレット５０によりピストンロッド９を把持する
。又、圧力室Ｂに圧縮空気を供給することで、ブレーキ
メタル４０を介したコレット５０によるピストンロッド
９の把持を解放し、ピストンロッド９の左右進を可能と
する。

従って、上述した如く、本実施例の停止機構付空気圧シ
リンダによると、少ない部品点数で、しかも簡単な構造
でピストンロッド９を把持し、ピストンロッド９の移動
を停止する停止機構付空気圧シリンダを実現することが
できる。　　　−又、コレット５０のテーパ部５０ａ上
に環状に配列すると共にピストンロッド９の軸方向にも
配列した複数個の鋼球５２によりブレーキメタル４Ｏの
ピストンロッド９に対する圧接面積が大きくなって制動
効率が高くなり、又、ブレーキメタル４０の摩耗量が少
なくブレーキメタル４０の寿命が長くなる。しかも、鋼
球５２の１個当りの作用力も小さく、コレット５０、鋼
球５２、テーパリング５８を焼入れ硬化処理したことと
相まってフレーキング現象を著滅することができる。

更に、ばね受部材４２を設けたことにより、空気圧シリ
ンダ部２とは別個に停止機構部１を組立てることができ
る。即ち、ブレーキカバー１６、シリンダチューブ１２
、ばね受部材４２内にブレーキピストン６０、コイルス
プリング７２、テーパリング５８等を組立てることがで
き、停止機構部１を組立て後、ボルト７４．ナツト７６
に空気圧シリンダ部２と一体に組立てることができるの
で組立てが容易である。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得
ることは勿論である。

発明の効果 以上詳述したように本発明の停止機構付空気圧シリンダ
によると、少ない部品点数でしかも簡単な構造でピスト
ンロッドを把持し、ピストンロッドの移動を停止するこ
とができるという効果を奏する。又、複数個の鋼球によ
りピストンロッドに対する圧接面積も大きくなって制動
効率が高くなり、寿命を長くすることができる。更に、
鋼球の１個当りの作用力も小さくフレーキング現象を著
滅することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す停止機構付空気圧シリ
ンダの一部断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面矢視図
である。 １・・・停止＠構部 ２・・・空気圧シリンダ部 ９・・・ピストンロッド ５０・・・コレット ５２・・・鋼球 ５４・・・鋼球保持部材 ５８・・・テーパリング ６０・・・ピストン ７２・・・コイルスプリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 空気圧シリンダ部に連設してピストンロッドを停止する
   停止機構部を設けてなる停止機構付空気圧シリンダにお
   いて、 前記停止機構部が、 外周に連続したテーパ部が形成され、かつ前記ピストン
   ロッドに環装され前記ピストンロッドを把持可能にスリ
   ットが形成されたコレットと、前記コレットのテーパ部
   上に配設された複数個の鋼球と、 該複数個の鋼球を環状に配列すると共に前記ピストンロ
   ッド軸方向にも配設し転動可能に保持する鋼球保持部材
   と、 前記コレットのテーパ部と平行なテーパ孔が形成され、
   該テーパ孔が前記複数個の鋼球に外接するテーパリング
   と、 該テーパリングと一体的に形成さればねにより該テーパ
   リングのテーパ孔反縮径方向に付勢されると共に圧縮空
   気圧の作用力により該テーパ孔縮径方向に移動可能に支
   持されたブレーキピストンと、 を備えたことを特徴とする停止機構付空気圧シリンダ。