JP2009068567A - 直線運動体の制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラの装着が容易で、且つローラが脱落しないローラホルダを有する直線運動体の制動装置を提供する。
【解決手段】長尺方向に亘るスリット開口部２１を有し、シャフトＢに外嵌する円筒状のブレーキ部材２と、先端にテーパー状の押圧部４１を有し、該スリット開口部２１を押し広げることによって前記ブレーキ部材２を拡径させる解除ピストン４と、遊転可能で、且つ、相互に離近可能な一対のローラ５を保持し、該ローラ５をブレーキ部材２の受圧部２２と解除ピストン４の押圧部４１との間に介在させる環状のローラホルダ３とを備える直線運動体の制動装置１において、前記ローラホルダ３の内周部に相互に対向する一対の保持溝３４，３４を周方向に沿って形成し、該一対の保持溝３４に一対のローラ５，５の両端を保持するようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、シャフトを締め付けることによって直線運動体を制動する直線運動体の制動装置に関する。

シャフトを締め付けることによって直線運動体を制動する直線運動体の制動装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。かかる直線運動体の制動装置１ａは、図１０に示すように、長尺方向に亘るスリット開口部２１と、該スリット開口部２１の両側に形成される一対の受圧部２２，２２とを有し、シャフトＢに外嵌する円筒状のブレーキ部材２と、先端にテーパー状の押圧部４１を有し、該押圧部４１を前記受圧部２２の間に押し入れてスリット開口部２１を押し広げることによって前記ブレーキ部材２を拡径させる解除ピストン４と、一対のローラ５を遊転可能に、且つ、相互に離近可能にその内周部に保持し、各ローラ５をブレーキ部材２の受圧部２２と解除ピストン４の押圧部４１との間に介在させる環状のローラホルダ３ａとを備えて成る。かかる制動装置は、シャフト（ガイドシャフト）に対して摺動する直線運動体や、アクチュエータによって直線運動するシャフトを制動するのに用いられる。シャフトに対して摺動する直線運動体を制動する場合には、該制動装置を直線運動体に固定してシャフトの締め付けによって直線運動体を制動する。直線運動するシリンダを制動する場合は、アクチュエータ本体に固定してシャフトの締め付けによってシャフトを制動する。

かかる直線運動体の制動装置１ａにおいて、ブレーキ部材２は、その内径がシャフトＢの外径よりもわずかに小さく設計されており、該ブレーキ部材２がシャフトＢに外嵌して締め付けることによりシャフトＢを相対的に制動する（図１０ａ参照）。そして、シャフトＢの制動状態を解除する場合は、圧縮空気の供給等によって解除ピストン４を押し下げて押圧部４１を受圧部２２の間に押し入れることにより、スリット開口部２１を押し広げてブレーキ部材２の内径をシャフトＢの外径よりも大きく拡径させる（図１０ｂ参照）。この際、押圧部４１と受圧部２２に挟まれた一対のローラ５，５は、押圧部４１の下降に伴って回転しながら、押圧部４１から受圧部２２へ確実に力を伝達する。
実登３０２７８５３号公報

上記直線運動体の制動装置１ａにおいては、図１１，１２に示すように、ローラホルダ３ａは、円環状の金属片の内周部に、相互に対向する二対の長孔状貫通孔７１，７１を形成してなるものであり、ローラ５の両端部を各貫通孔７１に保持するようにしていた。

ここで、上記従来構成のローラホルダ３ａでは、ローラ５は、軸方向に移動可能であるため、押圧部４１と受圧部２２に挟まれて動き難くはなっているものの、少しずつローラ５が軸方向に移動して長孔状貫通孔７１から脱落してしまうことがあった。

この問題を解決するために、ローラの両端部を長尺状貫通孔に保持した後に、ローラの両端部にスプリングピン等をかしめることによって脱落を防止する構成が提案されたが、ローラを装着する際の手間が大きく、実用的でなかった。

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、ローラの装着が容易で、且つローラが脱落しないローラホルダを有する直線運動体の制動装置の提供を目的とする。

本発明は、長尺方向に亘るスリット開口部と、該スリット開口部の両側に形成される一対の受圧部とを有し、シャフトに外嵌する円筒状のブレーキ部材と、先端にテーパー状の押圧部を有し、該押圧部を前記受圧部間に押し入れてスリット開口部を押し広げることによって前記ブレーキ部材を拡径させる解除ピストンと、略平行に並んだ一対のローラを遊転可能に、且つ、相互に離近可能にその内周部に保持し、各ローラを前記受圧部と押圧部との間に介在させる環状のローラホルダとを備える直線運動体の制動装置において、前記ローラホルダの内周部には相互に対向する一対の保持溝が内周方向に沿って形成されており、前記一対のローラは、その両端を各保持溝内に挿入させて、保持溝の間に差し渡されていることを特徴とする直線運動体の制動装置である。

本発明の直線運動体の制動装置は、シャフト（ガイドシャフト）に対して摺動する直線運動体や、アクチュエータによって直線運動するシャフトを制動するのに用い得る。シャフトに対して摺動する直線運動体を制動する場合には、該制動装置を直線運動体に固定してシャフトの締め付けによって直線運動体を制動する。直線運動するシリンダを制動する場合は、アクチュエータ本体に固定してシャフトの締め付けによってシャフトを制動する。

本発明にあっては、ローラの両端部を保持する保持溝は、ローラホルダの外周部に貫通していないため、対向する二本の保持溝の間に差し渡し状に保持されたローラは、軸方向に殆ど動くことがない。また、ローラの端部は、保持溝に沿って移動可能であるが、従来構造におけるローラ同様に、解除ピストンの押圧部とブレーキ部材の受圧部に挟まれているため、保持溝間に差し渡されたローラが斜めに傾いて、保持溝から脱落することはない。このように、本発明においては、ローラホルダに保持されたローラは、軸方向に殆ど移動せず、また、差し渡した方向に対して殆ど傾くこともないから、ローラホルダから脱落することはない。

本発明において、ローラホルダへのローラの装着は、ローラホルダをブレーキ部材や解除ピストンと組み付ける前に行う。ブレーキ部材等との組付前であれば、ローラを差し渡す方向に対して傾けることができるので、各ローラを傾けてその両端部を保持溝に夫々挿入するだけで、ローラホルダにローラを簡単に装着できる。

また、本発明において、前記ローラホルダは、前記一対の保持溝の中央部に開口するピン挿通孔と、該ピン挿通孔に密嵌して前記保持溝の中央部に突出するスプリングピンとを備えることが提案される。かかる構成にあっては、スプリングピンの端部によって、二本のローラが保持溝の一側と他側とに隔てて保持されることとなる。このため、ローラホルダを解除ピストンやブレーキ部材と組み付ける際に、各ローラが保持溝の片側に偏ったり、ローラ同士が接触することがなく、ローラホルダと解除ピストンやブレーキ部材との組み付けを容易に行うことが可能となる。

以上に述べたように、本発明の直線運動体の制動装置は、ローラがローラホルダから脱落せず、且つ、ローラをローラホルダに簡単に装着できるという利点がある。

以下、本発明の実施形態を、実施例に従って説明する。

本実施例の直線運動体の制動装置（以下、制動装置という。）１は、図１に示すように、直線シリンダＡのシリンダ本体Ｃの端部に固定される。直線シリンダＡは、往復直線移動するシャフト（ピストンロッド）Ｂを有している。該シャフトＢは制動装置１の内部を貫通しており、制動装置１によって制動される。すなわち、本実施例にあっては、シャフトＢが制動装置１の制動する直線運動体に相当する。以下、便宜上、図１における上方を、制動装置１の上方として説明をすすめる。

制動装置１は、図１，２に示すように、金属製のケーシング６を主体とする。ケーシング６は、箱状のケース本体６２と、ボルト６４によって該ケース本体６２上に螺着されるキャップ６３とからなる。ケーシング６の内部には、シャフトＢに外嵌して該シャフトＢを締め付ける円筒状のブレーキ部材２と、該ブレーキ部材２を拡径させることによりシャフトＢの締付けを解除する解除ピストン４と、ブレーキ部材２と解除ピストン４の間に介在する一対のローラ５，５を保持するローラホルダ３とが収容されている。また、図２において、７はブレーキ部材２をケーシング６内に保持するためのカラー部材であり、８はローラホルダ３を上方付勢するコイルバネ、９は解除ピストン４を上方付勢するコイルバネである。

円筒状のブレーキ部材２には、図２〜４に示すように、長尺方向に亘る一筋のスリット開口部２１が形成されている。このブレーキ部材２は、剛性の高い金属からなり、その内径がシャフトＢの外形よりも僅かに小さく設計されており、内嵌するシャフトＢを弾性力で強く締め付けることによってシャフトＢを制動する。また、スリット開口部２１の中央両側には、スリット開口部２１を挟んで対向する一対の受圧部２２，２２が上方に向けて突成されており、該受圧部２２の相互に対向する面には、耐摩耗性金属からなるローラ受け２３が設けられている。かかる受圧部２２，２２をブレーキ部材２の剛性に抗して相互に離間する方向に変位させると、スリット開口部２１が広がりブレーキ部材２が拡径することとなる。

解除ピストン４は、図２〜４に示すように、ブレーキ部材２の上方で昇降可能となるようにケーシング６の内部に保持される。この解除ピストン４は、コイルバネ９によって上方付勢されており、ケーシング６上部に開口するエアー供給口６１から圧縮空気を供給すると、空気圧によって下方付勢される。この解除ピストン４の下部には、押圧部４１が下方に突設されている。この押圧部４１は、下方に縮幅するテーパー状をなしており、ブレーキ部材２の受圧部２２，２２の間に挿入されて、解除ピストン４の下降に伴ってテーパー作用によって受圧部２２を離間方向に押圧する。

ローラホルダ３は、図２〜５に示すように、円環状の金属片からなり、ブレーキ部材２と解除ピストン４に上下に挟まれるようにしてケーシング６に昇降可能に収容され、コイルバネ８によって上方付勢される。このローラホルダ３の内周部には、略平行に並んだ一対のローラ５，５が差し渡し状に保持される。各ローラ５は、ローラホルダ３の内部で遊転可能に、且つ相互に離近可能となっている。図３に示すように、ローラホルダ３の内周部には、解除ピストン４の押圧部４１と、ブレーキ部材２の受圧部２２，２２が挿入されており、前記一対のローラ５，５は押圧部４１と受圧部２２のローラ受け２３との間を介在している。かかる構成によれば、解除ピストン４が下降すると、ローラ５，５が押圧部４１とローラ受け２３との摩擦によって回転し、ローラ受け２３を確実に離間方向に押圧する。なお、かかるローラホルダ３の構成は、本発明の要部に係るため、その詳細は後述する。一方、本実施例において、ローラホルダ３以外の構造は従来構造であるため、それらについての詳細な説明は省略する。

次に、上記制動装置１の作動態様について説明する。
制動装置１は、圧縮空気の供給・排出によって作動する。具体的には、圧縮空気の排出状態で、エアー供給口６１からケーシング６内に圧縮空気を送り込むと、当該圧縮空気は解除ピストン４の上方に流入し、コイルバネ８の付勢力やブレーキ部材２の弾性力に抗して空気圧によって解除ピストン４が下降する。そして、この解除ピストン４の下降に伴い、押圧部４１がブレーキ部材２の受圧部２２，２２を離間方向に変位させ、スリット開口部２１を押し広げる。そして、スリット開口部２１の拡大によって、ブレーキ部材２の内径がシャフトＢよりも大きくなると、シャフトＢの制動状態が解除される。

制動解除したシャフトＢを再び制動する場合には、ケーシング６内に送り込んだ圧縮空気をエアー供給口６１から排出する。すなわち、圧縮空気の排出によって、空気圧によって下方に変位していた解除ピストン４は、コイルバネ８の付勢力やブレーキ部材２の弾性力によって上昇し、これにより、拡径していたブレーキ部材２は弾性力によって縮径してシャフトＢを締め付けて制動するのである。

以下に、本発明の要部に係るローラホルダ３の構成を詳細に説明する。

ローラホルダ３は、図５〜８に示すように、上端に全周に亘る鍔３１が形成された円環状の金属片である。ローラホルダ３の内周部には、内周方向に沿った一対の肉厚なリブ３３，３３が内周部の中心を挟んで対向するように形成されており、各リブ３３の全長に亘って保持溝３４が対をなすように形成されている。二本の保持溝３４は、相互に対向状に、且つ、平行に形成されている。そして、前記一対のローラ５は、その両端を各保持溝３４内に挿入させて、二本の保持溝３４の間に差し渡されるように保持される。ローラ５は、保持溝３４内で遊転可能に、且つ、保持溝３４に沿って移動可能となるようにローラホルダ３に保持されているが、図７に示すように、ブレーキ部材２の受圧部２２と解除ピストン４の押圧部４１に挟まれており、押圧部４１と受圧部２２の移動に伴ってのみ回転・移動する。また、ローラ５の長さは、その両端が各保持溝３４の奥まで挿入するように設定されており、ローラ５は軸方向には殆ど動かない。

ローラホルダ３には、各保持溝３４の中央部に開口するピン保持孔３５が形成されており、各ピン保持孔３５には、夫々スプリングピン３６が密嵌し、その一端を保持溝３４の中央部に突出させている。ローラ５は、保持溝３４の中央部を挟んで両側に一本ずつ保持されており、スプリングピン３６の端部により、保持溝３４の中央部を通過できないように係止されている。

ローラホルダ３へのローラ５の装着は、図９ａ，９ｂに示すように、スプリングピン３６の挿入前に、保持溝３４，３４に対してローラ５を斜めに傾けるようにしてその両端部を保持溝３４内に挿入する。そして、図９ｃに示すように、ローラ５装着後に、スプリングピン３６をピン保持孔３５に密嵌させると、ローラ５の端部は保持溝３４の中央部へ移動不能となり、ローラ５を取外し不能となる。

このように、かかる構成にあっては、ローラホルダ３の内周部にローラ５が軸方向に移動不能に保持されているため、ローラ５が軸方向に移動してローラホルダ３から脱落するおそれがない。

また、ローラホルダ３は保持溝３４の中央部に突出するスプリングピン３６を備えているから、該ローラホルダ３をブレーキ部材２や解除ピストン４に組み付ける際に、ローラ５が保持溝３４から脱落せず、また、ローラ５，５同士が接触したり、保持溝３４の片側に偏ったりすることもない。したがって、かかる構成によれば、ローラホルダ３とブレーキ部材２や解除ピストン４との組付作業を簡単に行うことができる。

また、本実施例にあっては、図９に示したように、ローラ５は、斜めに傾けてその両端部を保持溝３４内に挿入するだけでローラホルダ３に装着できるから、ローラ５を装着する手間は従来と殆ど変わらない。

なお、本発明における制動装置は、上記実施例の形態に限らず本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。

例えば、上記実施例では、解除ピストン４を圧縮空気によって下降させる構成であるが、本発明においては、解除ピストン４を機械的に下降させる構成も採用できる。具体的には、駆動源としてモータやソレノイド、人力などを用い、それらにネジや梃子、油圧などの増力機構を組み合わせることが提案される。

また、実施例の制動装置１は、直線シリンダＡに取り付けてシャフトＢを制動するものであるが、本発明の制動装置は、シャフトに対して摺動する直線運動体に取り付けて、シャフトの締め付けによって該直線運動体を制動するものであってもよい。

制動装置１の斜視図である。 制動装置１の分解斜視図である。 制動装置１をシャフトＢの軸方向と直交方向に切断して示す中央縦断側面図である。 制動装置１をシャフトＢの軸方向に切断して示す中央縦断側面図である。 ローラホルダ３の斜視図である。 ローラホルダ３の１側面図である。 図６中のＡ−Ａ断面図である。 図６中のＢ−Ｂ断面図である。 ローラ５の組付け方法を示す説明図である。 従来の直線運動体の制動装置１ａを縦断して内部構造を示す説明図であり、（ａ）はシャフトＢの制動状態を、（ｂ）はシャフトＢの制動解除状態を示す。 従来のローラホルダ３ａの一側面図である。 図１１中のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１，１ａ 制動装置
２ ブレーキ部材
３，３ａ ローラホルダ
４ 解除ピストン
５ ローラ
６ ケーシング
２１ スリット開口部
２２ 受圧部
２３ ローラ受け
３３ リブ
３４ 保持溝
３５ ピン保持孔
３６ スプリングピン
４１ 押圧部
Ｂ シャフト

Claims (2)

1. 長尺方向に亘るスリット開口部と、該スリット開口部の両側に形成される一対の受圧部とを有し、シャフトに外嵌する円筒状のブレーキ部材と、
   先端にテーパー状の押圧部を有し、該押圧部を前記受圧部間に押し入れてスリット開口部を押し広げることによって前記ブレーキ部材を拡径させる解除ピストンと、
   略平行に並んだ一対のローラを遊転可能に、且つ、相互に離近可能にその内周部に保持し、各ローラを前記受圧部と押圧部との間に介在させる環状のローラホルダと
   を備える直線運動体の制動装置において、
   前記ローラホルダの内周部には相互に対向する一対の保持溝が内周方向に沿って形成されており、
   前記一対のローラは、その両端を各保持溝内に挿入させて、保持溝の間に差し渡されていることを特徴とする直線運動体の制動装置。
2. 前記ローラホルダは、前記一対の保持溝の中央部に開口するピン挿通孔と、
   該ピン挿通孔に密嵌して前記保持溝の中央部に突出するスプリングピンと
   を備えることを特徴とする請求項１記載の直線運動体の制動装置。

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