JPWO2009016940A1 - Locking device - Google Patents
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Abstract
回転軸(11)を有する流体圧回転アクチュエータ(10)の回転軸(11)をロックするために、流体圧回転アクチュエータ(10)のケーシング15に取り付けられるロック装置(1)であり、回転軸(11)の端部に嵌着されるスリーブ(14)と、鍵型開口部を有するケース本体(2)と、スリーブ(14)の外周部を締付けるようにケース本体(2)に配設されたコイルばね(7)と、ロックを解除する解除用アクチュエータ(8)と、を備え、ケース本体(2)の背面にカバー板(3)が嵌め込まれる。A locking device (1) attached to the casing 15 of the fluid pressure rotary actuator (10) to lock the rotation shaft (11) of the fluid pressure rotary actuator (10) having the rotation shaft (11). 11) The sleeve (14) fitted to the end of the case, the case main body (2) having the key-shaped opening, and the case main body (2) arranged to tighten the outer periphery of the sleeve (14). A coil spring (7) and a release actuator (8) for releasing the lock are provided, and the cover plate (3) is fitted on the back surface of the case body (2).
Description
本発明は、例えば流体圧回転アクチュエータの回転軸をロックするロック装置に関し、特に小型化が可能で、低コストで製造することができるロック装置に関する。 The present invention relates to a lock device that locks a rotating shaft of a fluid pressure rotary actuator, for example, and more particularly to a lock device that can be reduced in size and can be manufactured at low cost.
従来、例えば流体圧シリンダのピストンロッドをロックする装置として、下記特許文献1に記載されるような流体圧を用いて作動するロック装置が知られている。このロック装置は、流体圧シリンダの末端部に、ロック用シリンダを設け、そのロック用シリンダ内に嵌挿されたロック用ピストンにロック用挿入部を突設し、流体圧シリンダのピストンロッドの末端に鋼球付きスリーブを取り付け、流体圧シリンダのピストンロッドが末端に移動したとき、ロック用ピストンのロック用挿入部に、ピストンロッドの鋼球付きスリーブを嵌入して、ピストンロッドをロックし、ロックを解除する際は、流体圧によりロック用ピストンをアンロック方向に移動させて、ロックを解除する構造である。
しかし、従来のこの種のロック装置は、流体圧を使用してロック用ピストンを駆動しロックする構造のために、構造複雑化し、部品点数が増すと共に、部品の加工工数も増大し、製造コストの増加を招くという問題があった。さらに、流体圧を使用してロックまたはアンロックの動作を行うため、作動のための流体用配管を接続する必要があるなど、設置のための付帯的な設備を必要とし、容易にロック装置を設置することが難しいという課題があった。 However, this type of conventional locking device has a structure that uses a fluid pressure to drive and lock the locking piston, which complicates the structure, increases the number of parts, increases the number of parts, and increases the manufacturing cost. There was a problem of inviting an increase. Furthermore, since locking or unlocking operation is performed using fluid pressure, it is necessary to connect a piping for fluid for operation. There was a problem that it was difficult to install.
また、上記ロック装置の他に、偏心ロック部材を回動させてロックするロック機構、楔型のロック部材を使用してロックする機構、斜板を使用してロックする機構、或は内部応力を使用するロック機構などが知られているが、何れのロック装置も、増力機構により或はロック部材の食い込みによりロックする構造のためロックを解除する際のアンロック動作に大きな力が必要となり、このためにロック機構が大型化すると共に複雑化し、部品点数も多くなる課題があった。 In addition to the locking device described above, a locking mechanism that rotates and locks an eccentric locking member, a locking mechanism that uses a wedge-shaped locking member, a locking mechanism that uses a swash plate, or an internal stress The lock mechanism used is known, but any locking device is structured to lock by the force-increasing mechanism or by the biting of the lock member, so a large force is required for the unlocking operation when releasing the lock. For this reason, there is a problem that the lock mechanism is enlarged and complicated, and the number of parts is increased.
そこで、本発明者らは、上記特許文献2において、コイルばねを被ロックロッドに外嵌させ、コイルばねのばね力により被ロックロッドを締め付けてロックするロック装置を提案した。このロック装置は、ケース内にコイルばねを、その一端部をケースに固定し他端部をフリーの状態として配設し、コイルばねの内側に被ロックロッドを、コイルばねのばね力により締め付けられてロックされる状態で挿通し、コイルばねの他端部を、ロック解除用アクチュエータにより、コイルばねを開く方向に押しまたは引いて、ロックを解除する。
Therefore, the present inventors have proposed a locking device in
このロック装置は、簡単な構造で安価に製作することができ、比較的小型化が可能で、ロック解除用アクチュエータの動作によりロックとロック解除動作を円滑に行うことができるものの、ロック解除用アクチュエータがケース内に配設され、コイルばねにおける巻回部から突出したフリー先端部までの長さが比較的短くなる。このため、ロックを解除する際に先端部に作用する力のモーメントの長さが短くなって、ロック解除用アクチュエータには比較的パワーの大きい大型のアクチュエータを取り付ける必要が生じ、製造コストが高く、ロック装置の外形も大型化する課題があった。 This locking device can be manufactured at low cost with a simple structure, can be made relatively small, and can be locked and unlocked smoothly by the operation of the unlocking actuator, but the unlocking actuator Is disposed in the case, and the length from the winding portion of the coil spring to the free tip portion is relatively short. For this reason, the length of the moment of force acting on the tip when releasing the lock is shortened, and it becomes necessary to attach a large actuator with relatively large power to the unlocking actuator, and the manufacturing cost is high. There was a problem that the outer shape of the locking device was also increased.
さらに従来では、相互に相反する方向に巻回した1対のコイルばねを空気圧シリンダのピストンロッドに外嵌させ、コイルばねのばね力によりピストンロッドを締め付けてロックするロック装置が、上記特許文献3により知られている。 Further, in the prior art, there is a lock device in which a pair of coil springs wound in mutually opposite directions are externally fitted to a piston rod of a pneumatic cylinder, and the piston rod is tightened and locked by the spring force of the coil spring. Is known by.
このロック装置は、ケース内に傾斜突起部を有したブッシュを取り付けると共に、ケース内に解放レバーを回動可能に配設し、ピストンロッドに外嵌させた1対のコイルばねの外側端部をブッシュの傾斜突起部に固定し、1対のコイルばねの内側端部を解放レバーの元部に固定し、解放レバーの先端をケースの外側に突出させて構成される。ケースの外側にロック解除用の電磁ソレノイドが取り付けられ、電磁ソレノイドにより解放レバーの先端を押して回動させ、コイルばねのばね力による締め付け力を解除する方向(開く方向)にコイルばねの端部を押して、ロックを解除する構造である。 In this locking device, a bush having an inclined protrusion is attached in the case, a release lever is rotatably disposed in the case, and an outer end portion of a pair of coil springs externally fitted to a piston rod is provided. It fixes to the inclination protrusion part of a bush, the inner edge part of a pair of coil spring is fixed to the base part of a release lever, and the front-end | tip of a release lever is made to protrude outside a case. An electromagnetic solenoid for unlocking is attached to the outside of the case. The tip of the release lever is pushed and rotated by the electromagnetic solenoid, and the end of the coil spring is moved in the direction to release the tightening force due to the spring force of the coil spring (opening direction). It is a structure that pushes and releases the lock.
しかし、この特許文献3のロック装置は、相互に相反する方向に巻回した1対のコイルばねを、空気圧シリンダのピストンロッドに外嵌させ、コイルばねのばね力によりピストンロッドを締め付けてロックする構造であるため、このロック装置を仮に流体圧回転アクチュエータの回転軸をロックするロック装置に適用した場合、2本のコイルばねの使用に関わらず、回転軸が、コイルばねの反巻回方向(巻き戻す方向)に回転する際には、コイルばねの締付力を回転軸に対し充分に印加することができず、回転軸の回転を確実にロックすることは難しい。
However, the locking device disclosed in
さらに、特許文献3のロック装置は、ロック解除用の電磁ソレノイドがケースの外側に配設され、ケースから突出した解放レバーの先端を押して解放動作するため、ロックを解除する際に先端部に作用する力のモーメントの長さは比較的長くなるが、2個のコイルばねの締付力を解除する方向に解除レバーを押してロックを解除するため、やはりパワーの大きい大型の電磁ソレノイドを取り付ける必要があり、製造コストが高くなり、ロック装置の外形も大型化する課題があった。また、ケース内には、ブッシュと共に、1対のコイルばね、カラー及び解放レバーが取り付けられるため、部品点数が増し、コイルばねの内側端部を解放レバーに固定する組付作業を必要とするなど、組付時の作業工数が多く、製造コストが高くなる課題があった。
Further, in the lock device of
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、より小型の解除用アクチュエータを使用することができ、部品点数が少なく、小型で構造が簡単となり、製造コストの低減を図ることができるロック装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a lock that can use a smaller release actuator, has a small number of parts, is small in size, has a simple structure, and can reduce manufacturing costs. An object is to provide an apparatus.
このために、本発明の請求項1のロック装置は、回転軸を有する回転アクチュエータの回転軸をロックするために、該回転アクチュエータのケーシングに取り付けられるロック装置であって、
該回転軸の端部に嵌着されるスリーブと、
該スリーブを囲うように該回転アクチュエータのケーシングに固定され、鍵型開口部を有するケース本体と、
該鍵型開口部の中心部内に配置され、該スリーブの外周部を締付けるように該スリーブに外嵌され、末端部を該ケース本体に対し固定し、先端部をフリー状態として該鍵型開口部から外方に突き出して配設されたコイルばねと、
該ケース本体の外側に取り付けられ、該コイルばねの先端部を、該コイルばねを開く円周方向に押しまたは引くことにより、コイルばねの該スリーブに対する締付力を解除してロックを解除する解除用アクチュエータと、
を備え、該コイルばねは、該ケース本体内の鍵型開口部の中央部内に挿入した状態で、該ケース本体の背面にカバー板を嵌め込み、該コイルばねの末端部は、該ケース本体の背面にカバー板を嵌め込み固定することによって、該カバー板と該ケース本体との間に挟持されて固定され、該ケース本体は、該回転アクチュエータの前面に取付ねじにより締付け固定され、該コイルばねの先端側からみた巻回方向は、該回転アクチュエータの該回転軸のロックを必要とする回転方向と逆方向に設定されることを特徴とする。For this purpose, the locking device according to
A sleeve fitted to the end of the rotating shaft;
A case body fixed to the casing of the rotary actuator so as to surround the sleeve and having a key-shaped opening;
The key-shaped opening is disposed in the center of the key-shaped opening, is fitted onto the sleeve so as to tighten the outer periphery of the sleeve, the end is fixed to the case body, and the tip is free. A coil spring arranged to protrude outward from
A release that is attached to the outside of the case body and releases the lock by releasing the tightening force of the coil spring against the sleeve by pushing or pulling the tip of the coil spring in the circumferential direction to open the coil spring. Actuator for
The coil spring is inserted into the central portion of the key-shaped opening in the case body, and a cover plate is fitted into the back surface of the case body, and the end portion of the coil spring is connected to the back surface of the case body. A cover plate is fitted into and fixed to the case body so as to be sandwiched and fixed between the cover plate and the case main body, and the case main body is fastened and fixed to the front surface of the rotary actuator by a mounting screw. The winding direction as viewed from the side is set in a direction opposite to the rotation direction that requires locking of the rotary shaft of the rotary actuator.
この発明によれば、ケース本体、コイルばね、カバー板、及び解除用アクチュエータのみという非常に少ない部品点数で且つ簡単な構造のロック装置により、回転アクチュエータの回転軸の回転を効果的にロックすることができ、ロック装置の製造コストを低減すると共に、装置の小型化を図ることができる。 According to this invention, the rotation of the rotary shaft of the rotary actuator can be effectively locked by the lock device having a very small number of parts including only the case main body, the coil spring, the cover plate, and the release actuator. Thus, the manufacturing cost of the lock device can be reduced and the device can be downsized.
また、コイルばねが先端部をフリー状態として鍵型開口部から外方に突き出して配設され、ケース本体の外側に解除用アクチュエータが取り付けられるため、コイルばねにおける巻回部から外側に突出するフリー先端部までの距離を長くすることができる。このため、解除用アクチュエータがコイルばねの先端部に作用させるコイルばねを開く円周方向に押す力または引く力のモーメントの長さが長くなって、モーメント力を付与する解除用アクチュエータの駆動力を小さくすることができ、解除用アクチュエータを小型化することができる。 In addition, the coil spring is disposed so that the tip portion is in a free state and protrudes outward from the key-shaped opening, and the release actuator is attached to the outside of the case body, so that the free spring that protrudes outward from the winding portion of the coil spring The distance to the tip can be increased. For this reason, the length of the moment of the force that pushes or pulls in the circumferential direction that opens the coil spring that the release actuator acts on the tip of the coil spring becomes longer, and the driving force of the release actuator that applies the moment force is increased. The release actuator can be reduced in size.
ここで、上記構成のロック装置においては、上記解除用アクチュエータを、ケース本体の外側に取付板を介して取り付けることができ、或いは、解除用アクチュエータを、ケース本体の外側面に直接取り付けることができる。 Here, in the locking device having the above-described configuration, the release actuator can be attached to the outside of the case body via a mounting plate, or the release actuator can be directly attached to the outer surface of the case body. .
この発明によれば、解除用アクチュエータの交換が容易となり、また、共通のケース本体を用いて、異なるブレーキ力を解除する異なる駆動力の解除用アクチュエータを取り付けることができ、これにより、各種のブレーキ力を有するロック装置を安価に製造することができる。 According to the present invention, it is easy to replace the release actuator, and it is possible to attach release actuators with different driving forces to release different brake forces using a common case body. A locking device having force can be manufactured at low cost.
また、上記コイルばねの末端部は、ケース本体の一部に設けたばね端嵌入穴に挿入され、ケース本体の背面にカバー板を嵌め込みカバー板を固定することにより、コイルばねの末端部がカバー板とケース本体との間で挟持されて固定されるように構成することができる。 Further, the end portion of the coil spring is inserted into a spring end fitting hole provided in a part of the case body, and the cover plate is fitted into the back surface of the case body to fix the cover plate, so that the end portion of the coil spring becomes the cover plate. And the case main body can be sandwiched and fixed.
この発明によれば、製造時、ケース本体内にコイルばねを非常に簡単に組み付けることができ、非常に少ない作業工数でロック装置を製造することができる。 According to this invention, at the time of manufacture, the coil spring can be assembled very easily in the case body, and the lock device can be manufactured with a very small number of work steps.
また、前記コイルばねとして、巻回内径が同一で線材外径の異なる複数種のコイルばねを用意し、当該複数種のコイルばねを交換して、ブレーキ力を変更するように構成することができる。 Further, as the coil spring, a plurality of types of coil springs having the same winding inner diameter and different wire rod outer diameters can be prepared, and the plurality of types of coil springs can be replaced to change the braking force. .
また、上記コイルばねとして、巻回内径を僅かに変えた複数種のコイルばねを用意し、当該複数種のコイルばねを交換して、ブレーキ力を変更するように構成することができる。 Further, as the coil spring, a plurality of types of coil springs having slightly different winding inner diameters may be prepared, and the plurality of types of coil springs may be replaced to change the braking force.
この発明によれば、各種の定格出力の回転アクチュエータ用のロック装置を、共通部品を使用して安価に製作することができる。 According to the present invention, a lock device for a rotary actuator having various rated outputs can be manufactured at low cost using common parts.
また、上記解除用アクチュエータは、ピストンロッドを押し出し可能に有し、該ピストンロッドの先端部が前記ケース本体の鍵型開口部から突き出したコイルばねの先端部に係合し、該コイルばねの先端部を開く方向に付勢して締付力を解除するように構成することができる。 The release actuator has a piston rod that can be pushed out, and the tip of the piston rod engages with the tip of the coil spring protruding from the key-shaped opening of the case body. It can be configured to release the tightening force by urging the part in the opening direction.
さらに、上記カバー板は、上記ケース本体の背面に形成された凹部に嵌め込み固定され、該ケース本体の前記回転アクチュエータに対する取付面が、該カバー板側と反カバー板側の両方に設定され、該ケース本体を前記回転アクチュエータのケーシングに取り付ける際、該カバー板側または該反カバー板側の取付面を換えて取り付けることにより、前記コイルばねの該回転アクチュエータの回転軸に対する巻回方向を換えて、該回転アクチュエータの回転ロック方向を設定するように構成することができる。 Further, the cover plate is fitted and fixed in a recess formed on the back surface of the case body, and the mounting surface of the case body with respect to the rotary actuator is set on both the cover plate side and the anti-cover plate side, When attaching the case body to the casing of the rotary actuator, by changing the mounting surface on the cover plate side or the anti-cover plate side to change the winding direction of the coil spring with respect to the rotation axis of the rotary actuator, The rotation lock direction of the rotary actuator can be set.
この発明によれば、回転軸の回転ロック方向が異なる回転アクチュエータに対し、1種のロック装置を、その取付側を換えるだけでロック装置を適用することができる。つまり、回転アクチュエータの回転軸のロックを必要とする回転方向が異なる回転アクチュエータに対し、各部材に共通部品を使用しつつ、各部材の取付面を逆方向とするのみで、簡単に対応することができ、製造コストを削減することができる。 According to the present invention, a lock device can be applied to a rotary actuator having a different rotation lock direction of the rotary shaft by simply changing the mounting side of one type of lock device. In other words, for rotary actuators with different rotation directions that require the rotation axis of the rotary actuator to be locked, simply use the common parts for each member and simply reverse the mounting surface of each member. Manufacturing costs can be reduced.
さらに、上記構成のロック装置において、上記ケース本体、カバー板、コイルばね、取付板、及び解除用アクチュエータを備えた2個のロック装置ユニットが、上記回転アクチュエータのケーシングに対し、当該カバー板側または反カバー板側の取付面を相違させて直列に取り付けられ、該2個のロック装置ユニットの相互に巻回方向の異なる各コイルばねが直列にされ、該回転アクチュエータの回転軸の先端に外嵌されたスリーブが該2個のコイルばねの内側に挿入され、前記回転アクチュエータの該回転軸の回転ロック方向を両方向とするように構成することができる。 Furthermore, in the lock device having the above-described configuration, two lock device units including the case main body, the cover plate, the coil spring, the mounting plate, and the release actuator may be arranged on the cover plate side or the casing of the rotary actuator. Installed in series with different mounting surfaces on the side opposite to the cover plate, the coil springs of the two locking device units having different winding directions are connected in series, and fitted to the tip of the rotary shaft of the rotary actuator. The formed sleeve is inserted into the inside of the two coil springs, and the rotation lock direction of the rotation shaft of the rotary actuator can be configured to be both directions.
この発明によれば、1種のロック装置ユニットを相互に反対方向として回転アクチュエータのケーシングに直列に取り付けるのみで、回転アクチュエータの回転軸の両回転方向をロックすることができ、ユニット化されたロック装置は共通部品を用いて製造されるため、部品点数が少なく、製造時の組付工数も少なく、製造コストを削減することができる。 According to this invention, it is possible to lock both rotation directions of the rotary shaft of the rotary actuator by simply attaching one type of locking device unit in the opposite direction to the casing of the rotary actuator in series. Since the apparatus is manufactured using common parts, the number of parts is small, the number of assembling steps is small, and the manufacturing cost can be reduced.
このように、本発明のロック装置によれば、より小型の解除用アクチュエータを使用して、回転アクチュエータの回転軸をロックすることができ、部品点数が少なく、小型で構造が簡単となり、低い製造コストで性能の高いロック装置を製造することができる。 Thus, according to the locking device of the present invention, the rotating shaft of the rotary actuator can be locked using a smaller release actuator, the number of parts is small, the structure is small, the structure is simple, and the manufacturing is low. A locking device with high performance can be manufactured at low cost.
1 ロック装置
2 ケース本体
2a 鍵型開口部
3 カバー板
4 ばね端嵌入穴
7 コイルばね
7a 先端部
7b 先端突出部
7c 末端部
8 解除用アクチュエータ
8c ピストンロッド
9 取付板
10 流体圧回転アクチュエータ
14 スリーブ
15 ケーシングDESCRIPTION OF
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11を被ロックロッドとしてロックするロック装置1の正面図を示し、図2はその断面図を示している。このロック装置1は、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11の先端部をロックするように、ケーシング15の正面に取り付けられる。回転軸11の突出した先端部にはスリーブ14が嵌着され、そのスリーブ14を囲うように、ロック装置1のケース本体2は形成され、流体圧回転アクチュエータ10の正面に取り付けられる。ケース本体2内にロック用のコイルばね7が装着されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a front view of a
流体圧回転アクチュエータ10は、図1、図2に示すように、ケーシング内に正面形状を略扇形として圧力室13が形成され、その扇の略中心位置の圧力室13内に回転軸11が挿通され、圧力室13内の回転軸11には、矩形形状のベーン12が回転軸11を軸に、圧力室13内を約90°の範囲で回動可能に軸着されている。ベーン12により分離される圧力室13の両側壁部にポートが設けられ、各ポートを通して圧力室13内の何れかの側に流体圧力が印加され、それによりベーン12に回動力が作用し、回転軸11が約90°の範囲で往復回転する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fluid
本ロック装置1のケース本体2は、図1、図2に示すように、流体圧回転アクチュエータ10のケーシング15の正面側に、その回転軸11の端部(スリーブ14を外嵌した部分)を囲うように、固定される。ケース本体2の4隅に取付孔が、流体圧回転アクチュエータ10のケーシング15に設けた取付用のねじ孔と対応した位置に、穿設され、各取付孔に取付ねじ21を挿入し、取付ねじ21の先端をそのねじ孔にねじ込み、締め付け固定される。このように、流体圧回転アクチュエータ10のケーシング15の正面側にねじ孔を、ケース本体2の4隅の取付孔と対応して設ければ、既存の流体圧回転アクチュエータ10にも、ロック装置1を比較的簡単に取り付けることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the case
ロック装置1は、図3〜図12に示すように構成され、図3に示す面を正面とし、図9に示す面を背面とし、図3の正面または図9の背面を取付面として、流体圧回転アクチュエータ10に取り付けることができる構造である。ロック装置1のケース本体2の略中央には、正面視または背面視において円形開口部を含む鍵型開口部2aが形成され、その円形開口部には1個のコイルばね7が配設される。ロック装置1の装着時には、このコイルばね7は、被ロックロッドとなる流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11の端部に嵌着したスリーブ14の外周部に、締め付け可能に外嵌される。
The
コイルばね7は、ばね性金属線材(例えばピアノ線)をコイル状に巻回して形成され、コイルばね7の先端部7aを含む先端突出部7bは、コイルの巻回部から外側に、回転軸11の軸方向と直角のラジアル方向に曲折されて突出し、鍵型開口部2aの外側に突出する。そして、コイルばね7の先端部7aは、ロック解除用の解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cの先端に係合する。解除用アクチュエータ8は、ケース本体2の上部に、取付板9を介して取り付けられ、解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cの先端で、ロック用のコイルばね7の先端部7aを、そのコイルばね7の巻回を開く方向(図1の右方向)に押圧可能な構造としている。
The
なお、図示は省略しているが、ケース本体2の上部に、コイルばね7の先端突出部7bをコイルばね7の締付方向(図1の左方向で解除用アクチュエータ8の戻し方向)に押圧するための戻しばね(コイルばね)を配設することができる。この戻しばねにより、解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cを戻し方向に常に付勢した状態とし、解除用アクチュエータ8のピストンロッドのガタツキを防止することができる。
Although not shown in the figure, the
つまり、戻しばねは、ロック用のコイルばね7の先端部7aを、常に解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cを戻し方向に押し、ロック用のコイルばね7を締付方向に付勢する。戻しばねのばね力は、ロック解除用の解除用アクチュエータ8を非ロック状態に戻すことができる程度の弱いコイルばねでよく、解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cに引戻し用の付勢手段があれば、戻しばねは不要である。
That is, the return spring always pushes the
解除用アクチュエータ8はケース本体2の上方に取付板9を介して取り付けられる。取付板9は図3に示すように、ケース本体2の左側面に、縦に取付ねじ23により取り付けられ、解除用アクチュエータ8はその背面部が取付板9に固定され、コイルばね7の軸方向に対し直角にピストンロッド8cを配置するように取り付けられる。解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cの先端に係合部が設けられ、コイルばね7の先端部7aがその係合部に係合する。
The
解除用アクチュエータ8がそのピストンロッド8cを押し出し作動すると、ピストンロッド8cの先端の係合部はコイルばね7の先端部7aを、開く方向(図3の右方向)に押し、コイルばね7による被ロックロッドのロックを解除する。一方、コイルばね7の末端部7cは、コイルばね7を固定するために、円周部から外側に突出すように略直角に曲折され、ケース本体2の下部に設けたばね端嵌入穴4に挿入される。そして、図7に示すように、カバー板3をケース本体2の背面の板状凹部に嵌めて固定したとき、コイルばね7の末端部7cは、カバー板3とケース本体2との間に挟持されて固定される。
When the
コイルばね7の内径は、被ロックロッドとなるスリーブ14の外径より僅かに小さく形成され、スリーブ14をコイルばね7の内側にそのまま嵌挿したとき、回転軸11はコイルばね7により締め付けられた状態となり、回転軸11はロックされる。特に、回転軸11の一方向(コイルばね7の先端部7a側から見た反巻回方向(図3の反時計方向))の回転が完全にロックされる。一方、回転軸11の他方向(コイルばね7の先端部7aから見た巻回方向(図3の時計方向))の回転は、ロックされるものの、巻回方向の回転のロックに比べ、ロック力は相対的に弱くなる。コイルばね7の内径とスリーブ14の外径との差は、例えば、スリーブ14の外径が10mmの場合、コイルばね7の内径は9.75mmに設定され、スリーブ14の外径の約25/1000程度に設定される。
The inner diameter of the
ケース本体2に、コイルばね7を取り付ける場合、図8に示すように、ケース本体2の裏面(板状凹部が形成される側)から、コイルばね7をケース本体2の鍵型開口部2a内に挿入し、その末端部7cをばね端嵌入穴4に挿入し、その状態で、円環状のカバー板3をケース本体2の背面に嵌め込む。そして、3本の固定ねじ22を用いてカバー板3をケース本体2の背面に固定する。
When the
これにより、コイルばね7は、ケース本体2内の定位置に装着され、コイルばね7の先端部7aはケース本体2の上方に突出している。解除用アクチュエータ8は、上述のように、ケース本体2の左側面に取付板9が取付ねじにより上方に向けて固定され、その取付板9の上方に突出した部分に、水平方向(コイルばね7の軸方向と直角方向)を向けて取り付けられる。
As a result, the
解除用アクチュエータ8は、ケース本体2の外側に取り付けられ、配置されるため、コイルばね7の先端突出部7bの長さH(図3)は、解除用アクチュエータをケース本体内に配設する場合より、長くすることができる。これにより、ロックを解除する際にコイルばね7の先端部7aにかかるモーメントの荷重成分が減少し、ロック解除時にコイルばね7の先端部7aに印加する力を、より小さくすることできる。このため、小型の解除用アクチュエータを使用することができる。また、ケース本体2の形状も小型化することができ、解除用アクチュエータ8をケース本体2の外側に取り付けることにより、その交換や修理も簡単に行うことができる。
Since the
解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cの先端は、ケース本体2の上方に突出するコイルばね7の先端部7aに係合し、解除用アクチュエータ8がピストンロッド8cを押し出し作動したとき、コイルばね7はスリーブ14の反締付方向に付勢されることになる。
The tip of the
解除用アクチュエータ8として流体圧シリンダが使用され、そのシリンダ8a内にピストン8bを嵌挿し、ピストン8bに連結したピストンロッド8cの先端を、コイルばね7の先端部7aに係合させるように構成される。解除用アクチュエータ8のシリンダ8aのポートには流体圧用の管路が接続される。
A fluid pressure cylinder is used as the
次に、上記構成のロック装置の動作を説明する。上記構成のロック装置1は、図1,2に示すように、流体圧回転アクチュエータ10の正面に、4本の取付ねじ21を用いて装着される。このロック装置1は、通常時、つまり解除用アクチュエータ8の非作動時には、ブレーキオンの状態つまりロック状態となり、コイルばね7の締め付けばね力によって、回転軸11のスリーブ14に締め付け力が作用し、流体圧回転アクチュエータ10の回転はロックされる。
Next, the operation of the locking device having the above configuration will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the
特に、図1における反時計方向の回転(コイルばね7の反巻回方向の回転)は強力にロックされ、時計方向の回転はコイルばね7を開く方向に作用するため、回転軸11はわずかなトルクで回転可能である。つまり、回転軸11は、コイルばね7の締め付けばね力が比較的小さい場合でも、コイルばね7の反巻回方向の回転(図1のコイルばね7の正面視で手前から奥へのコイルばねの巻回方向と逆の方向の回転、つまりコイルばね7の先端部7aの捻り方向)に対しては、高い制動力でロックされる。
In particular, the counterclockwise rotation in FIG. 1 (rotation in the counterwinding direction of the coil spring 7) is strongly locked, and the clockwise rotation acts in the direction in which the
この流体圧回転アクチュエータ10は、例えば、アーム、レバーなどの被駆動回動部材を、往復回動駆動する際に使用されるが、その被駆動回動部材が非付勢時にその自重などによって自然に回動する場合、それを阻止するために、本ロック装置は使用される。このとき、ロック装置は、そのロック方向(コイルばね7の先端部7aへの捻り方向)をこの流体圧回転アクチュエータ10の自由回転方向に一致させるように取り付けられる。
The fluid
これにより、本ロック装置1は、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11の非付勢時(流体圧の非印加時)に、小型の装置によって、コイルばね7の締め付け力によるブレーキ力で、その一方向の回転を強力にロックすることができる。このように、本ロック装置1は、アクチュエータの非作動時にロックされるため、非常停止時などにおける装置のフェールセーフとして効果的に使用することができる。
As a result, the
ロックを解除する場合は、解除用アクチュエータ8に流体圧を印加してピストンロッド8cを押し出し動作させる。このとき、解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cが、コイルばね7の先端部7aを、コイルを開く方向、つまり図1のコイルばね7の正面視で手前から奥へのコイルばねの巻回方向であり、コイルばね7の先端部7aの反捻り方向(図1の右方向)に先端部7aを押す。これにより、コイルばね7の回転軸11のスリーブ14に対する締め付け力が消失し、回転軸11のロックが解除され、流体圧回転アクチュエータ10は回転可能となる。
When releasing the lock, fluid pressure is applied to the
一方、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11をロックする場合、解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cを引戻し作動すると、コイルばね7の先端部7aが左方向に戻り、コイルばね7がそのばね力により回転軸11のスリーブ14を締め付け、ロック状態に復帰する。
On the other hand, when the
このように、コイルばね7がその先端部7aをフリー状態として鍵型開口部2aから外方に突き出して配設され、ケース本体2の外側に解除用アクチュエータ8が取付板9を介して取り付けられるため、コイルばね7における巻回部から外側に突出するフリーの先端部7aまでの距離(図3に示す先端突出部7bの長さH)を長くすることができる。このため、解除用アクチュエータ8がコイルばね7の先端部7aに作用させるコイルばねを開く円周方向に押す力または引く力のモーメントの長さが長くなって、モーメント力を付与する解除用アクチュエータ8の駆動力を小さくすることができる。これにより、解除用アクチュエータ8を小型化することができ、ロック装置1全体としても小型化が可能となる。
In this manner, the
図13,図14は上記ロック装置1を使用した他の実施形態を示している。この例では、図13に示す如く、上記とは反対に、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11が時計方向に回転する回転力に対し、強力な制動力を発生するように、ロック装置1が取り付けられる。このために、ロック装置1は、上述の図1、図2の例とは逆に、ケース本体2の背面に嵌着したカバー板3とは反対側の面を、ケース本体2の流体圧回転アクチュエータ10に対する取付面とし、ロック装置1のケース本体2を流体圧回転アクチュエータ10のケーシングの正面にその取付面を当てて取付固定される。
13 and 14 show another embodiment using the
すなわち、ロック装置1の流体圧回転アクチュエータ10への取り付けは、カバー板3の反対側の面を取付面として、流体圧回転アクチュエータ10のケーシングの正面に当て、4本の取付ねじ21をケース本体2の取付孔2bに挿入し、その先端をアクチュエータのケーシング15の取付ねじ孔にねじ込み、ロック装置1は上記とは逆向きにケーシング15の正面に固定される。
That is, the
これにより、図13に示すように、コイルばね7のスリーブ14に対する巻回方向(コイルばねの巻付けによる締め付け方向)が図1の場合とは逆の時計方向となり、そのコイルばね7の回転軸11のスリーブ14に対する締め付け力は、上記図1、図2の例とは逆向き、つまり図13の時計方向への回転力に強力に制動をかけてロックすることとなる。このように、同じ構造のロック装置1の取付面(取付方向)を変えるのみで、取付対象となる流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11の両回転方向に対応することができる。
As a result, as shown in FIG. 13, the winding direction of the
ロックを解除する場合は、上記と同様に、解除用アクチュエータ8に流体圧を印加してピストンロッド8cを押し出し動作させる。このとき、解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cが、コイルばね7の先端部7aを、コイルを開く方向、つまり図13のコイルばね7の正面視で手前から奥へのコイルばねの巻回方向であり、コイルばね7の先端部7aの反捻り方向(図13の左方向、反時計方向)に先端部7aを押す。これにより、コイルばね7の回転軸11のスリーブ14に対する締め付け力が消失し、回転軸11のロックが解除され、流体圧回転アクチュエータ10は回転可能となる。
When releasing the lock, the
一方、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸11をロックする場合、上記と同様に、解除用アクチュエータ8のピストンロッド8cを引戻し作動すると、コイルばね7の先端部7aが右方向に戻り、コイルばね7がそのばね力により回転軸11のスリーブ14を締め付け、ロック状態に復帰する。
On the other hand, when the
図15は、他の実施形態のロック装置を示しており、この例では、解除用アクチュエータ28がケース本体2の上面に、直接取り付けられる。この解除用アクチュエータ28は、多少縦長の直方体形状のケーシング28aを有して形成され、ケース本体2の上面の片側に、そのケーシング28aの底面を直接当接させ、ケーシング28a内に穿設した取付孔に取付ねじ28dを挿入し、取付ねじ28dの先端を、ロック装置のケース本体2のねじ孔にねじ込み、締め付け固定される。
FIG. 15 shows a locking device according to another embodiment. In this example, the
解除用アクチュエータ28の直方体状ケーシング28aの内側上部寄りに、シリンダ室が水平に形成され、シリンダ室内にピストンが摺動可能に嵌挿され、ピストンに連結されたピストンロッド28cの先端が、図15に示すように、ケーシング28aの右側面から突出する。ピストンロッド28cの先端は、ケース本体2の鍵型開口部2aの上方に位置し、ケース本体2の鍵型開口部2aから上方に突出したコイルばね7の先端突出部7bの先端部7aが、この解除用アクチュエータ28のピストンロッド28cの先端に係合する。このように、解除用アクチュエータ28をケース本体2の上面に直接固定することによって、上記取付板9が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。
A cylinder chamber is horizontally formed near the inner upper part of the
ロックを解除する場合は、上記と同様に、解除用アクチュエータ28に流体圧を印加してピストンロッド28cを押し出し動作させる。このとき、解除用アクチュエータ28のピストンロッド28cが、コイルばね7の先端部7aを、コイルを開く方向、つまり図15のコイルばね7の正面視で手前から奥へのコイルばねの巻回方向であり、コイルばね7の先端部7aの反捻り方向(図15の右方向、時計方向)に先端部7aを押す。これにより、コイルばね7の回転軸11のスリーブ14に対する締め付け力が消失し、回転軸11のロックが解除され、流体圧回転アクチュエータは回転可能となる。
When releasing the lock, the
一方、ロック状態に戻る場合は、上記と同様に、解除用アクチュエータ28のピストンロッド28cを引戻し作動すると、コイルばね7の先端部7aが左側のコイルばね締め付け方向に戻り、コイルばね7がそのばね力により回転軸11のスリーブ14を締め付け、ロック状態に復帰する。
On the other hand, when returning to the locked state, similarly to the above, when the
図16,図17は上記ロック装置1を使用したさらに別の実施形態を示している。この例では、図16に示す如く、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸41の突き出し部分に、上記の2倍程度の長さのスリーブ24が嵌着されている。そして、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸41を、その両方向に回転する回転力に対し、強力な制動力を発生させるために、上記ロック装置ユニットとして、2台のロック装置1,1が、流体圧回転アクチュエータ10の前面に直列に取り付けられる。
16 and 17 show still another embodiment using the
すなわち、2台のロック装置1,1は、図16,図17のように、流体圧回転アクチュエータ10に対し、一方のロック装置1が図1,2の場合と同様に、カバー板3側の面を取付面として、流体圧回転アクチュエータ10のケーシングの正面に取付面を当てて装着され、別のロック装置1が、図13,14の場合と同様に、逆向きの状態で、先に装着したロック装置1のケース本体2の正面に、反カバー板3側の面を取付面として装着する。つまり、図17のように、先に装着したロック装置1の正面に、逆向きの状態とした別のロック装置1の取付面を当て、上記取付ねじ21の2倍の長さを持つ4本の取付ねじ25をケース本体2の取付孔2bに挿入し、その先端をアクチュエータのケーシング15の取付ねじ孔にねじ込み、2台のロック装置1、1がその向きを相互に反対方向に向けた直列状態でケーシング15の正面に固定される。
That is, as shown in FIGS. 16 and 17, the two
これにより、流体圧回転アクチュエータ10は、その回転軸41の非付勢時(流体圧の非印加時)に、2台のロック装置1、1による相互に逆方向に巻回したコイルばね7、7の締め付け力が、回転軸41の端部のスリーブ24に作用し、回転軸41の両方向の回転が強力にロックされる。
Thereby, the fluid
ロックを解除する場合は、上記と同様に、各ロック装置1,1の解除用アクチュエータ8、8に流体圧を印加してピストンロッド8c、8cを押し出し動作させる。このとき、各解除用アクチュエータ8、8のピストンロッド8c、8cは、各コイルばね7、7の先端部7a,7aを、各々コイルを開く方向(反捻り方向)にその先端部7a,7aを押す。これにより、各コイルばね7、7の回転軸41のスリーブ24に対する締め付け力が消失し、回転軸41のロックが解除され、流体圧回転アクチュエータ10は回転可能となる。
When releasing the lock, the
一方、流体圧回転アクチュエータ10の回転軸41をロックする場合、上記と同様に、両ロック装置1,1において、解除用アクチュエータ8、8のピストンロッド8c、8cを引戻し作動すると、コイルばね7、7の先端部7a,7aが復帰し、コイルばね7、7がそのばね力により回転軸41のスリーブ24を締め付け、ロック状態に復帰する。
On the other hand, when the
このように、ユニット化された同じ構造の2台のロック装置1,1を直列に取り付けて、取付対象となる流体圧回転アクチュエータ10の回転軸41の両回転方向をロックすることができ、別の構造のロック装置を製造する場合に比べ、低コストで製造することができる。
In this way, two
なお、上記実施形態では、解除用アクチュエータとして流体圧シリンダを使用したが、電磁ソレノイド或いは電動式リニアアクチュエータを使用することもできる。電磁ソレノイドのプランジャ駆動力は一般に比較的に小さいが、上記のように、コイルばね7の先端突出部7bの長さを長くして、コイルばね7を開く方向に作用するモーメントの力を小さくできるから、小型の電磁ソレノイドを解除用アクチュエータとして使用することも可能となる。
In the above embodiment, a fluid pressure cylinder is used as the release actuator, but an electromagnetic solenoid or an electric linear actuator can also be used. Although the plunger driving force of the electromagnetic solenoid is generally relatively small, as described above, the length of the
また、上記実施形態では、ロック装置1の取付面を流体圧回転アクチュエータ10の正面(取付面)に当て、直接取付固定したが、ジョイントプレートを介してロック装置1の取付面を流体圧回転アクチュエータの正面(取付面)に固定することもできる。この場合、ジョイントプレートには、ロック装置1のケース本体2に穿設した取付孔2bに合った取付孔を設ける一方、取付対象となる流体圧回転アクチュエータの取付孔に合致した取付孔を穿設しておけば、各種の大きさ、形式の流体圧回転アクチュエータに対し、本ロック装置を簡単に取り付けて使用することができる。
Further, in the above embodiment, the mounting surface of the
Claims (9)
該回転軸の端部に嵌着されるスリーブと、
該スリーブを囲うように該回転アクチュエータのケーシングに固定され、鍵型開口部を有するケース本体と、
該鍵型開口部の中心部内に配置され、該スリーブの外周部を締付けるように該スリーブに外嵌され、末端部を該ケース本体に対し固定し、先端部をフリー状態として該鍵型開口部から外方に突き出して配設されたコイルばねと、
該ケース本体の外側に取り付けられ、該コイルばねの先端部を、該コイルばねを開く円周方向に押しまたは引くことにより、該コイルばねの該スリーブに対する締付力を解除してロックを解除する解除用アクチュエータと、
を備え、該コイルばねは、該ケース本体内の鍵型開口部の中央部内に挿入され、該コイルばねの末端部は、該ケース本体の背面にカバー板を嵌め込み固定することによって、該カバー板と該ケース本体との間に挟持されて固定され、該ケース本体は、該回転アクチュエータの前面に取付ねじにより締付け固定され、該コイルばねの先端側からみた巻回方向は、該回転アクチュエータの該回転軸のロックを必要とする回転方向と逆方向に設定されることを特徴とするロック装置。A locking device attached to a casing of the rotary actuator to lock the rotary shaft of the rotary actuator having a rotary shaft,
A sleeve fitted to the end of the rotating shaft;
A case body fixed to the casing of the rotary actuator so as to surround the sleeve and having a key-shaped opening;
The key-shaped opening is disposed in the center of the key-shaped opening, is fitted onto the sleeve so as to tighten the outer periphery of the sleeve, the end is fixed to the case body, and the tip is free. A coil spring arranged to protrude outward from
The coil spring is attached to the outside of the case body, and the tip of the coil spring is pushed or pulled in the circumferential direction to open the coil spring, thereby releasing the tightening force of the coil spring against the sleeve and releasing the lock. A release actuator;
The coil spring is inserted into a central portion of the key-shaped opening in the case body, and the end portion of the coil spring is fixed by fitting and fixing the cover plate to the back surface of the case body. And the case body is fixed by being clamped to the front surface of the rotary actuator by a mounting screw, and the winding direction viewed from the tip side of the coil spring is A locking device, characterized in that the locking device is set in a direction opposite to the rotational direction that requires locking of the rotary shaft.
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