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JP3904396B2 - Actuator spring guide structure - Google Patents
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JP3904396B2 JP2001028375A JP2001028375A JP3904396B2 JP 3904396 B2 JP3904396 B2 JP 3904396B2 JP 2001028375 A JP2001028375 A JP 2001028375A JP 2001028375 A JP2001028375 A JP 2001028375A JP 3904396 B2 JP3904396 B2 JP 3904396B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両等のブレーキ装置を駆動する作動装置に関し、特に、当該作動装置のばねをガイドする構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、特許協力条約に基づく国際公開番号WO98/47750のパンフレットに掲載された作動装置(電気式ブレーキアクチュエータ)は、モータの回転に基づいて、ブレーキ装置を駆動する押し棒をその軸方向に移動させる常用ブレーキ機構部と、圧縮状態に保持したばねを放勢させることによりピストン部を駆動して上記押し棒を軸方向に移動させる安全ブレーキ機構部とを備えている。この安全ブレーキ機構部におけるばねは、ピストン部に対して偏り無く力を付与すべく、当該ピストン部と同軸に配置する必要がある。図4は、このようなピストン部とばね等との位置関係を示す、作動装置の部分断面図である。
【0003】
図4の(a)において、金属製で円筒状のピストン部101は、樹脂製の摺接リング102を介して、固定部であるばね受け部材103に対して軸方向(図の上下方向)に所定範囲で移動可能である。ピストン部101の外周側には、ばね(ばねの端部のみ図示している。)104と、これを受ける金属製のリング状のばね止め部材105とが装着されており、ピストン部101とばね止め部材105とは摺動部Aにおいて互いに摺接する。ピストン部101の外周には止め輪106が填め込まれており、(a)に示す状態で、ばね止め部材105は止め輪106に当接している。なお、ばね104の他端(図示せず。)はピストン部101によって受け止められている。従って、ピストン部101が図の下方向に移動すると、これに伴ってばね止め部材105及びばね104が同方向へ移動する。このとき摺動部Aにおいて摺動は生じない。逆に、ピストン部101が図の上方向に移動すると、ばね止め部材105は既にばね受け部材103に当接しているため動かず、(b)に示すように、ピストン部101のみが少し上方へ移動する。このとき、ピストン部101は、ばね止め部材105に対して、摺動部Aにおいて摺動する。
【0004】
上記作動装置において、安全ブレーキ機構部の動作時には、ピストン部101が、(b)の状態から(a)の状態を経て、さらに下方向へ一気に移動して、ばね止め部材105は、ばね受け部材103から離れる。一方、安全ブレーキ機構部の動作状態からの復帰時には、ピストン部101が押し戻されて(a)の状態となり、ここからさらにばね104に抗してピストン部101が押し込まれ、(b)に示す状態となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の作動装置では、通常、常用ブレーキ機構部がブレーキ動作を行い、安全ブレーキ機構部は待機状態にある。この場合、ピストン部101とばね止め部材105との位置関係は、図4の(b)に示すとおりである。しかしながら、待機状態の安全ブレーキ機構部が完全に静止しているかというと、そうではなく、常用ブレーキ機構部の動作によって、振幅が数ミリメートルで周波数が数ヘルツの振動がピストン部101に伝わり、ピストン部101は軸方向に小刻みに往復動する。従って、ピストン部101とばね止め部材105との摺動部Aにおいて、金属同士の摺接が繰り返され、発熱する。この結果、摺接部Aにおいて焼付き摩耗が生じて急激に摺動抵抗が増加し、ピストン部101の動作不良を引き起こす。
【0006】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、安全ブレーキ機構部における焼付き摩耗を防止する作動装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータの出力に基づいて押し棒を移動させる常用ブレーキ機構部と、ばねの出力に基づいて前記押し棒を移動させる安全ブレーキ機構部とを有する作動装置のばねガイド構造であって、前記安全ブレーキ機構部の一部材として設けられ、前記押し棒を移動させるためのピストン部と、前記ピストン部と同軸に配置され、一端が前記ピストン部の軸方向一端部に係止されたばねと、前記ばねの他端に設けられ、当該他端と共に軸方向に移動可能であり、前記ピストン部と同軸に配置されたとき当該ピストン部との間に隙間を形成して非接触となるばね止め部材と、前記ピストン部の軸方向他端部に設けられ、前記ばね止め部材との係合によりこれを前記ピストン部と同軸な位置に調心し、かつ、係止するばね止め補助部材と、前記ばね止め部材を当接させ、前記ばねを圧縮可能とするばね受け部材とを備え、前記安全ブレーキ機構部が待機状態にあるとき、前記ばね止め補助部材は前記ばね止め部材から離れるように構成されている(請求項1)。
上記のように構成された作動装置のばねガイド構造において、ばねの一端は、ピストン部の軸方向一端部に係止され、他端は、ばね止め部材及びこれに係合するばね止め補助部材により係止される。また、ばね止め部材は、ばね止め補助部材との係合により、ピストン部と同軸な位置へ調心され、ばね止め部材はピストン部と非接触の関係となる。安全ブレーキ機構部が待機状態にあるとき、ばね止め補助部材はばね止め部材から離れる。
【0008】
また、上記ばねガイド構造において、ばね止め部材はテーパ部を有し、ばね止め補助部材テーパ部と係合することにより、ばね止め部材ピストン部と同軸位置になるように調心されるものであってもよい(請求項2)。
この場合、テーパ部とばね止め補助部材との係合により、テーパ部が、ばね止め補助部材に調心されるように移動して、ばね止め部材はピストン部と同軸位置に調心される。
【0009】
また、上記ばねガイド構造(請求項2)において、ばね受け部材は、ばね止め部材をピストン部と同軸位置になるように案内するテーパ部を有しているものであってもよい(請求項3)。
この場合、ばね受け部材のテーパ部が、ばね止め部材をピストン部と同軸位置に維持する。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態による作動装置のばねガイド構造を示す断面図である。図において、当該作動装置は、ハウジング本体1aと、上部カバー1bと、上部カバー1bに取り付けられた蓋1cとによって構成されるハウジング1内(但し、一部突出している。)に、モータを駆動源とする常用ブレーキ機構部2と、ばねの力を駆動源とする安全ブレーキ機構部3と、これら両機構部によって、図の左右方向を軸方向として駆動される押し棒機構部4とを備えている。安全ブレーキ機構部3は、上記モータが使用不可の場合や、停電時等にのみ、非常ブレーキとして作動する。
【0011】
上記押し棒機構部4において、ガイドチューブ401は、ハウジング1により軸方向に摺動可能に保持されている。このガイドチューブ401に内挿された押し棒402は、左端部以外が円筒状であり、ガイドチューブ401に対して軸方向に摺動可能である。この押し棒402にはボールねじが内蔵されており、当該ボールねじを構成するねじ403が、軸周りに回転自在に保持されている。ガイドチューブ401の両側面には一対の押し棒ローラ404が回転自在に取り付けられている。この押し棒ローラ404がねじ403の軸方向に移動すると、それに伴ってガイドチューブ401が移動する。また、一対のハウジングローラ405はハウジング1に取り付けられており、図示の位置で回転自在である。ガイドチューブ401の外周には図示しないリターンスプリングが装着されており、ガイドチューブ401が図の左方へ移動すると、リターンスプリングが蓄勢され、ガイドチューブ401は戻り方向(右方)に付勢される。
一方、常用ブレーキ機構部2には、モータ200が設けられている。モータ200の回転出力により、図示しない動力伝達機構を介して、ねじ403が回転する。
【0012】
また、上記安全ブレーキ機構部3においては、上部カバー1bの内周側に円筒状の案内スリーブ301が設けられている。円筒状部302aと鍔状部302bとを備えた金属製のばね受け部材302は、案内スリーブ301に外嵌され、かつ、上部カバー1bに係合している。金属製の楔ピストン303は、ばね受け部材302に外挿される円筒状のピストン部303aと、略円盤状のばね支持部303bと、紙面に垂直な方向に互いに離隔して一対設けられた楔部303cとを備えている。大小2個のばね304,305の各下端は、楔ピストン303のばね支持部303bに係止されている。ばね304の上端は、ばね受け部302の鍔状部302bに係止されている。また、ばね305の上端は、リング状のばね止め部材306に固着されており、ばね305を圧縮した状態(図示の状態)では、ばね止め部材306が鍔状部302bに当接している。
【0013】
上記楔ピストン303のばね支持部303bにおける中央に形成された雌ねじには、ねじ軸307が螺合して、両者はボールねじのような関係を構成している。ねじ軸307の上端側には、円筒形のピンサポート308が取り付けられている。ばね受け部材302に取り付けられた円筒部材309は、ピンサポート308と同一の外径を有する。ピンサポート308と円筒部材309との間には、スラストベアリング310が装着されている。係止スリーブ311は、案内スリーブ301に対して径方向に隙間を保って内挿されている。係止ばね312は、ピンサポート308及び円筒部材309の外周に巻装され、その一端が係止スリーブ311に係止されている。案内スリーブ301の内周側に取り付けられた支持リング313の下端面には、電磁石314が取り付けられており、この電磁石314は、係止スリーブ311の上端部311aを電磁吸着することが可能である。
【0014】
上記楔ピストン303は、ねじ軸307が軸周りに回転することにより軸方向に移動可能である。楔ピストン303のピストン部303aの内周には、摺接リング315が装着されており、これがばね受け部材302の円筒状部302aと摺接する。また、ばね支持部303bの外周にも、摺接リング316が装着されており、これがハウジング1の内壁に摺接する。摺接リング315,316は、耐熱性及び耐摩耗性に富み、比較的摩擦係数の小さい樹脂からなる。
【0015】
図2の(a)は、図1に示すピストン部303aの先端近傍の拡大断面図である。(a)において、ピストン部303aの先端近傍における外周上には、リング状のばね止め補助部材317が取り付けられている。ばね止め補助部材317は、内周面に段部317aができるように、上部側内周が、下部側内周より大きく形成されている。一方、ピストン部303aの外周面には周溝303dが形成されており、ここに、止め輪318が装着される。
【0016】
一方、前述のばね止め部材306は、ばね305の端部と固着されている。ばね止め部材306は、筒状部306aと環状部306bとを備えた全体としてリング状の形状であり、筒状部306aの内面側と環状部306bの内面側との間の隅部分の全周に、テーパ部306cが形成されている。このテーパ部306cは、円錐面の一部のような形状であり、その仮想円錐の中心線は、ばね止め部材306の中心軸と一致する。
【0017】
また、図2におけるテーパ部306cと環状部306b内面との紙面上の交点Pが周方向に描く円の直径は、ばね止め補助部材317の外径と一致している。また、ばね止め部材306の環状部306bの内径は、ピストン部303aの外径より大きく形成されている。従って、ばね止め部材306がピストン部303aと同軸に配置されると、両者間には隙間Gができる。
【0018】
また、ばね止め部材306の筒状部306aの上端面は、テーパ部306dとなっている。このテーパ部306dも、円錐面の一部のような形状であり、その仮想円錐の中心線は、ばね止め部材306の中心軸と一致する。一方、このテーパ部306dが当接するばね受け部材302にもテーパ部302cが形成されている。このテーパ部302cは、上記テーパ部306dより幅広に形成されている。このテーパ部302cも、円錐面の一部のような形状であり、その仮想円錐の中心線は、ばね受け部材302の中心軸及びピストン部303aの中心軸と一致する。
【0019】
上記のようにばね止め補助部材317を取り付けるには、(b)に示すように、ばね305を圧縮してばね止め部材306を押し込み、ばね止め補助部材317をピストン部303aに外嵌して所定位置より奥へ押し込む。この状態で、周溝303dに止め輪318を装着し、その後ばね305を自由にする。これにより、ばね305に付勢されたばね止め部材306がばね止め補助部材317に当接して、ばね止め補助部材317が押され、止め輪318と段部317aとが係合する((c)参照)。従って、ばね止め補助部材317はそれ以上移動せず、ばね止め部材306は、ばね止め補助部材317によって係止される。また、(b)から(c)への変化において、ばね止め部材306のテーパ部306cがばね止め補助部材317に当接すると、ばね止め部材306は、ばね止め補助部材317に案内(調心)され、ばね止め補助部材317及びピストン部303aと同軸に配置される。従って、ばね止め部材306とピストン部303aとの間には、全周に一定の隙間Gが確保される。
【0020】
また、上記のようにしてピストン部303aと同軸に配置されたばね止め部材306のテーパ部306dが、ばね受け部材302のテーパ部302cと当接することにより(図3の(a)参照)、ばね止め部材306は同軸位置で、ばね受け部材302により安定保持される。また、この状態から、ばね受け部材302に受けとめられたばね305が圧縮可能となる。その後、さらにピストン部303aがばね305に抗して押し進むと、図2の(a)に示す状態となり、ばね止め補助部材317はばね止め部材306から離れる。この状態においても、ばね止め部材306とピストン部303aとの間には、全周に一定の隙間Gが確保されている。こうして、ばね止め部材306はピストン部303aに対して同軸、かつ、非接触に配置される。
【0021】
上記のように構成された作動装置の動作について説明する。
まず、常用ブレーキ動作について説明する。図1に示す状態(ブレーキ解除状態)からモータ200が所定方向に回転すると、ねじ403が回転し、押し棒402が図の左方向へ前進する。押し棒402の前進により、図示しないブレーキ装置が作動する。モータ200が逆方向に回転すると、押し棒402が後退して、ブレーキが解除される。
【0022】
次に、安全ブレーキ動作について説明する。図1に示す状態において、ばね304,305は蓄勢されている。従って、楔ピストン303のばね支持部303bは下方に付勢されており、これにより、ねじ軸307は、楔ピストン303の下方移動に対応した回転方向に付勢されている。従って、ピンサポート308及び係止ばね312を介して、係止スリーブ311も所定の回転方向に付勢されている。しかしながら、通常は、係止スリーブ311の上端部311aが電磁石314に電磁吸着されている。従って、係止スリーブ311は回転できない。
【0023】
上記の状態から、安全ブレーキ指令に基づいて電磁石314が消磁されると、係止スリーブ311が釈放され、回転し始める。これに追随して、ピンサポート308及びねじ軸307も回転し、楔ピストン303は下降する。下降する楔ピストン303の楔部303cが、押し棒ローラ404とハウジングローラ405との間に入り込むことにより、可動側の押し棒ローラ404が左方へ移動する。これに伴って、ガイドチューブ401が押し棒402と共に左方へ前進する。こうして、前進する押し棒402により、図示しないブレーキ装置が作動する。
【0024】
なお、楔ピストン303の下降により、ばね止め補助部材317がピストン部303aと共に移動する。これにより、ばね止め部材306は、図2の(a)に示す状態から、図3の(a)に示す状態を経て、図3の(b)に示す状態になり、さらにピストン部303aと共に移動する。図2の(a)から図3の(a)への変化において、もし、図2の(a)におけるばね止め部材306が、ばね止め補助部材317及びピストン部303aに対して同軸位置になかったとしても、テーパ部306cがばね止め補助部材317に当たって案内(調心)されることにより、図3の(a)に示す状態に達したときは、必ず、ばね止め部材306がばね止め補助部材317及びピストン部303aに対して同軸になっている。また、前述のように、交点P(図2の(a)参照)の描く円の直径が、ばね止め補助部材317の外径と等しいので、案内された後のばね止め部材306は、径方向に位置ずれを生じない。
【0025】
一旦動作した安全ブレーキ機構部3を復帰させるには、モータ200が稼働可能となってから、所定方向に回転させ、ねじ403を制動方向に回転させる。このとき押し棒402は既に所定のストローク分前進してブレーキをかけた状態であるため、さらに前進することはできない。従って、ねじ403の回転力は、ねじ403自身を後退させる力に変換され、ガイドチューブ401及び押し棒ローラ404に後退方向への力が付与される。押し棒ローラ404に後退方向への力が付与されると、楔ピストン303には上昇方向への力が付与される。その結果、楔ピストン303は、ねじ軸307を回転させながら上昇し、再びばね304,305を圧縮して図1に示す位置に復帰する。
楔ピストン303の上昇により、ピストン部303a、ばね止め補助部材317及びばね止め部材306は、図3の(b)に示す状態から(a)に示す状態を経て、図2の(a)に示す状態に戻る。このとき、ばね止め部材306は、予めばね止め補助部材317及びピストン部303aと同軸位置に維持されているので、ピストン部303aとばね止め部材306との隙間Gが確保される。また、ばね止め補助部材317がばね止め部材306から離れても、ばね受け部材302のテーパ部302cと、ばね止め部材306のテーパ部306dとの当接により、ばね止め部材306の上記同軸位置は安定して維持される。
【0026】
一方、安全ブレーキ機構部3が図1に示す待機状態にあるとき、常用ブレーキ機構部2が動作すると、動作に伴う振動が楔ピストン303にも伝達される。このとき、楔ピストン303は、軸方向に小刻みに振動する。しかしながら、図2の(a)に示すように、ピストン部303aとばね止め部材306との間には隙間Gがあり、両者は接触していないので、摺接による発熱の心配がない。また、摺接リング315,316の存在により、楔ピストン303とハウジング1との間、及び、楔ピストン303とばね受け部材302との間での金属同士の摺接は発生しない。従って、焼付き摩耗は発生しない。
【0027】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項1の作動装置のばねガイド構造によれば、ばね止め補助部材との係合によりばね止め部材をピストン部と同軸な位置に調心するので、ばね止め部材はピストン部と非接触の関係となる。また、安全ブレーキ機構部が待機状態にあるとき、ばね止め補助部材はばね止め部材から離れる。従って、ピストン部が軸方向に振動してもばね止め部材との間に摩擦を生じることはなく、焼き付き摩耗は発生しない。
【0028】
請求項2の作動装置のばねガイド構造によれば、簡易な構造で、ばね止め部材を調心することができる。
【0029】
請求項3の作動装置のばねガイド構造によれば、ばね受け部材のテーパ部により、ばね止め部材をピストン部と同軸位置に確に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による作動装置のばねガイド構造を示す断面図である。
【図2】(a)は、上記ばねガイド構造におけるピストン部の先端近傍を拡大して示す断面図であり、(b),(c)は、ばね止め補助部材等の取付過程を示す断面図である。
【図3】(a)は、上記ばねガイド構造におけるばね止め部材がばね受け部材から離れる直前、又は、ばね止め部材がばね受け部材に当接したときの状態を示す断面図であり、(b)は、同ばね止め部材がばね受け部材から離れた状態を示す断面図である。
【図4】従来の作動装置のばねガイド構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
2 常用ブレーキ機構部
3 安全ブレーキ機構部
302 ばね受け部材
302c テーパ部
303a ピストン部
305 ばね
306 ばね止め部材
306c テーパ部
306d テーパ部
317 ばね止め補助部材
402 押し棒
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operating device for driving a brake device such as a railway vehicle, and more particularly to a structure for guiding a spring of the operating device.
[0002]
[Prior art]
For example, an actuator (electric brake actuator) published in a pamphlet of International Publication No. WO98 / 47750 based on the Patent Cooperation Treaty moves a push rod for driving the brake device in the axial direction based on the rotation of the motor. A service brake mechanism and a safety brake mechanism for driving the piston to move the push rod in the axial direction by releasing the spring held in a compressed state. The spring in the safety brake mechanism portion needs to be arranged coaxially with the piston portion so as to apply a force to the piston portion without deviation. FIG. 4 is a partial sectional view of the actuating device showing the positional relationship between such a piston portion and a spring.
[0003]
In FIG. 4A, a metal-made cylindrical piston portion 101 is axially (vertical direction in the figure) with respect to a spring receiving member 103 which is a fixed portion via a resin sliding contact ring 102. It can move within a predetermined range. On the outer peripheral side of the piston portion 101, a spring (only the end portion of the spring is shown) 104 and a metal ring-shaped spring stopper member 105 that receives the spring 104 are mounted. The stopper members 105 are in sliding contact with each other at the sliding portion A. A retaining ring 106 is fitted on the outer periphery of the piston portion 101, and the spring retaining member 105 is in contact with the retaining ring 106 in the state shown in FIG. Note that the other end (not shown) of the spring 104 is received by the piston portion 101. Therefore, when the piston part 101 moves downward in the figure, the spring stopper member 105 and the spring 104 move in the same direction. At this time, sliding does not occur in the sliding portion A. On the contrary, when the piston part 101 moves upward in the figure, the spring stopper member 105 is already in contact with the spring receiving member 103 and does not move, and only the piston part 101 moves slightly upward as shown in FIG. Moving. At this time, the piston portion 101 slides at the sliding portion A with respect to the spring stopper member 105.
[0004]
In the operating device, when the safety brake mechanism is operated, the piston 101 moves from the state (b) through the state (a) further downward at a stroke, and the spring retaining member 105 is a spring receiving member. Leave 103. On the other hand, when the safety brake mechanism part returns from the operating state, the piston part 101 is pushed back to the state (a), and from here the piston part 101 is pushed against the spring 104, and the state shown in (b). It becomes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional operating device as described above, the service brake mechanism portion normally performs a brake operation, and the safety brake mechanism portion is in a standby state. In this case, the positional relationship between the piston portion 101 and the spring stopper member 105 is as shown in FIG. However, if the safety brake mechanism in the standby state is completely stationary, the operation of the service brake mechanism transmits a vibration with an amplitude of several millimeters and a frequency of several hertz to the piston 101. The part 101 reciprocates in small increments in the axial direction. Therefore, in the sliding portion A between the piston portion 101 and the spring stopper member 105, the sliding contact between the metals is repeated and heat is generated. As a result, seizure wear occurs in the sliding contact portion A, and the sliding resistance increases abruptly, causing malfunction of the piston portion 101.
[0006]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide an operating device that prevents seizure wear in a safety brake mechanism.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a spring guide structure of an operating device having a service brake mechanism that moves a push rod based on the output of a motor and a safety brake mechanism that moves the push rod based on the output of a spring, A piston part provided as one member of the safety brake mechanism part; a piston part for moving the push rod; and a spring disposed coaxially with the piston part and having one end locked to one end part in the axial direction of the piston part; A spring retaining member that is provided at the other end of the spring, is movable in the axial direction together with the other end, and forms a gap between the piston portion and is non-contact when arranged coaxially with the piston portion. A spring stop auxiliary member that is provided at the other axial end of the piston portion, aligns to a position coaxial with the piston portion by engagement with the spring stop member, and locks, If The stop member is in contact, and a spring receiving member to allow compression of the spring, when the safety brake mechanism is in the standby state, the spring stop assisting member is configured away from said spring holding member (Claim 1).
In the spring guide structure of the actuating device configured as described above, one end of the spring is locked to one end in the axial direction of the piston portion, and the other end is provided by a spring stop member and a spring stop auxiliary member engaged with the spring stop member. Locked. Further, the spring stopper member is aligned to a position coaxial with the piston portion by engagement with the spring stopper auxiliary member, and the spring stopper member is in a non-contact relationship with the piston portion. When the safety brake mechanism is in the standby state, the spring stopper auxiliary member is separated from the spring stopper member.
[0008]
Further, in the spring guide structure, the spring stop member has a tapered portion, by spring stop auxiliary member engages the tapered portion, is aligning to the spring stop member is a piston portion coaxially positions (Claim 2).
In this case, the engagement between the tapered portion and the spring stop auxiliary member, the tapered portion is moved so as to be cardiac adjusted to spring stop auxiliary member, the spring stop member is aligning the piston portion coaxially positions .
[0009]
Further, in the spring guide structure (claim 2), the spring receiving member may be one having a tapered portion for guiding so that the spring stop member to the piston portion coaxially position (claim 3).
In this case, the taper portion of the spring receiving member maintains the spring stopper member at a position coaxial with the piston portion.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a spring guide structure of an operating device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the actuating device drives a motor in the housing 1 (however, partially protruding) constituted by a housing body 1a, an upper cover 1b, and a lid 1c attached to the upper cover 1b. And a safety brake mechanism unit 3 using a spring force as a driving source, and a push bar mechanism unit 4 driven by these mechanism units with the horizontal direction in the figure as an axial direction. ing. The safety brake mechanism 3 operates as an emergency brake only when the motor is not usable or when a power failure occurs.
[0011]
In the push rod mechanism 4, the guide tube 401 is held by the housing 1 so as to be slidable in the axial direction. The push rod 402 inserted into the guide tube 401 has a cylindrical shape except for the left end portion, and can slide in the axial direction with respect to the guide tube 401. The push rod 402 incorporates a ball screw, and a screw 403 constituting the ball screw is held so as to be rotatable around an axis. A pair of push rod rollers 404 are rotatably attached to both side surfaces of the guide tube 401. When the push rod roller 404 moves in the axial direction of the screw 403, the guide tube 401 moves accordingly. The pair of housing rollers 405 are attached to the housing 1 and are rotatable at the illustrated positions. A return spring (not shown) is mounted on the outer periphery of the guide tube 401. When the guide tube 401 moves to the left in the figure, the return spring is stored, and the guide tube 401 is biased in the return direction (right). The
On the other hand, the service brake mechanism 2 is provided with a motor 200. The screw 403 is rotated by a rotational output of the motor 200 via a power transmission mechanism (not shown).
[0012]
Further, in the safety brake mechanism section 3, a cylindrical guide sleeve 301 is provided on the inner peripheral side of the upper cover 1b. A metal spring receiving member 302 having a cylindrical portion 302a and a collar-like portion 302b is fitted on the guide sleeve 301 and is engaged with the upper cover 1b. The metal wedge piston 303 includes a cylindrical piston portion 303a that is externally inserted into the spring receiving member 302, a substantially disc-shaped spring support portion 303b, and a pair of wedge portions that are spaced apart from each other in a direction perpendicular to the paper surface. 303c. The lower ends of the two large and small springs 304 and 305 are locked to the spring support portion 303 b of the wedge piston 303. The upper end of the spring 304 is locked to the hook-shaped portion 302 b of the spring receiving portion 302. The upper end of the spring 305 is fixed to a ring-shaped spring stopper member 306. When the spring 305 is compressed (the state shown in the figure), the spring stopper member 306 is in contact with the flange portion 302b.
[0013]
A screw shaft 307 is screwed into a female screw formed at the center of the spring support portion 303b of the wedge piston 303, and the two constitute a relationship like a ball screw. A cylindrical pin support 308 is attached to the upper end side of the screw shaft 307. The cylindrical member 309 attached to the spring receiving member 302 has the same outer diameter as the pin support 308. A thrust bearing 310 is mounted between the pin support 308 and the cylindrical member 309. The locking sleeve 311 is inserted into the guide sleeve 301 with a gap in the radial direction. The locking spring 312 is wound around the outer periphery of the pin support 308 and the cylindrical member 309, and one end thereof is locked to the locking sleeve 311. An electromagnet 314 is attached to the lower end surface of the support ring 313 attached to the inner peripheral side of the guide sleeve 301, and the electromagnet 314 can electromagnetically attract the upper end portion 311 a of the locking sleeve 311. .
[0014]
The wedge piston 303 is movable in the axial direction when the screw shaft 307 rotates around the axis. A sliding contact ring 315 is attached to the inner periphery of the piston portion 303 a of the wedge piston 303, and this is in sliding contact with the cylindrical portion 302 a of the spring receiving member 302. Further, a slidable contact ring 316 is also mounted on the outer periphery of the spring support portion 303 b and slidably contacts the inner wall of the housing 1. The slidable contact rings 315 and 316 are made of a resin having high heat resistance and wear resistance and a relatively small friction coefficient.
[0015]
FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the tip of the piston portion 303a shown in FIG. In (a), a ring-shaped spring stopper auxiliary member 317 is attached on the outer periphery in the vicinity of the tip of the piston portion 303a. The spring retaining auxiliary member 317 is formed such that the upper side inner circumference is larger than the lower side inner circumference so that a stepped portion 317a is formed on the inner circumferential surface. On the other hand, a circumferential groove 303d is formed on the outer peripheral surface of the piston portion 303a, and a retaining ring 318 is attached thereto.
[0016]
On the other hand, the aforementioned spring stop member 306 is fixed to the end of the spring 305. The spring retaining member 306 has a ring-like shape as a whole and includes a cylindrical portion 306a and an annular portion 306b, and the entire circumference of the corner portion between the inner surface side of the cylindrical portion 306a and the inner surface side of the annular portion 306b. In addition, a tapered portion 306c is formed. The tapered portion 306 c is shaped like a part of a conical surface, and the center line of the virtual cone coincides with the central axis of the spring stopper member 306.
[0017]
Further, the diameter of the circle drawn in the circumferential direction by the intersection P on the paper surface of the tapered portion 306c and the inner surface of the annular portion 306b in FIG. Further, the inner diameter of the annular portion 306b of the spring stopper member 306 is formed larger than the outer diameter of the piston portion 303a. Therefore, when the spring stopper member 306 is disposed coaxially with the piston portion 303a, a gap G is formed between them.
[0018]
Further, the upper end surface of the cylindrical portion 306a of the spring stopper member 306 is a tapered portion 306d. This tapered portion 306 d is also shaped like a part of a conical surface, and the center line of the virtual cone coincides with the central axis of the spring stopper member 306. On the other hand, a tapered portion 302c is also formed on the spring receiving member 302 with which the tapered portion 306d abuts. The tapered portion 302c is formed wider than the tapered portion 306d. The tapered portion 302c is also shaped like a part of a conical surface, and the center line of the virtual cone coincides with the central axis of the spring receiving member 302 and the central axis of the piston portion 303a.
[0019]
In order to attach the spring stopper auxiliary member 317 as described above, as shown in FIG. 5B, the spring 305 is compressed and the spring stopper member 306 is pressed, and the spring stopper auxiliary member 317 is externally fitted to the piston portion 303a. Push it back from the position. In this state, the retaining ring 318 is attached to the circumferential groove 303d, and then the spring 305 is released. As a result, the spring stop member 306 biased by the spring 305 contacts the spring stop auxiliary member 317, the spring stop auxiliary member 317 is pushed, and the retaining ring 318 and the step portion 317a are engaged (see (c)). ). Therefore, the spring stopper auxiliary member 317 does not move any further, and the spring stopper member 306 is locked by the spring stopper auxiliary member 317. Further, in the change from (b) to (c), when the tapered portion 306c of the spring stopper member 306 contacts the spring stopper auxiliary member 317, the spring stopper member 306 is guided (aligned) to the spring stopper auxiliary member 317. It is arranged coaxially with the spring stopper auxiliary member 317 and the piston part 303a. Therefore, a constant gap G is secured around the entire circumference between the spring stopper member 306 and the piston portion 303a.
[0020]
Further, when the tapered portion 306d of the spring retaining member 306 arranged coaxially with the piston portion 303a as described above comes into contact with the tapered portion 302c of the spring receiving member 302 (see FIG. 3A), the spring retaining member is provided. The member 306 is stably held by the spring receiving member 302 at the coaxial position. Further, from this state, the spring 305 received by the spring receiving member 302 can be compressed. Thereafter, when the piston portion 303 a further pushes against the spring 305, the state shown in FIG. 2A is obtained, and the spring stopper auxiliary member 317 is separated from the spring stopper member 306. Even in this state, a constant gap G is secured on the entire circumference between the spring stopper member 306 and the piston portion 303a. Thus, the spring stopper member 306 is disposed coaxially and non-contactingly with respect to the piston portion 303a.
[0021]
The operation of the actuator configured as described above will be described.
First, the service brake operation will be described. When the motor 200 rotates in a predetermined direction from the state shown in FIG. 1 (brake release state), the screw 403 rotates and the push rod 402 moves forward in the left direction in the figure. As the push rod 402 advances, a brake device (not shown) is activated. When the motor 200 rotates in the reverse direction, the push rod 402 moves backward and the brake is released.
[0022]
Next, the safety brake operation will be described. In the state shown in FIG. 1, the springs 304 and 305 are energized. Accordingly, the spring support portion 303b of the wedge piston 303 is urged downward, whereby the screw shaft 307 is urged in the rotational direction corresponding to the downward movement of the wedge piston 303. Accordingly, the locking sleeve 311 is also urged in a predetermined rotational direction via the pin support 308 and the locking spring 312. However, normally, the upper end portion 311 a of the locking sleeve 311 is electromagnetically attracted to the electromagnet 314. Accordingly, the locking sleeve 311 cannot rotate.
[0023]
From the above state, when the electromagnet 314 is demagnetized based on the safety brake command, the locking sleeve 311 is released and starts rotating. Following this, the pin support 308 and the screw shaft 307 also rotate, and the wedge piston 303 descends. When the wedge portion 303c of the descending wedge piston 303 enters between the push rod roller 404 and the housing roller 405, the movable push rod roller 404 moves to the left. Along with this, the guide tube 401 advances to the left together with the push rod 402. Thus, a brake device (not shown) is actuated by the push rod 402 that moves forward.
[0024]
As the wedge piston 303 descends, the spring stop assisting member 317 moves together with the piston portion 303a. Thereby, the spring stop member 306 changes from the state shown in FIG. 2A to the state shown in FIG. 3B through the state shown in FIG. 3A, and further moves together with the piston portion 303a. To do. In the change from FIG. 2A to FIG. 3A, the spring stop member 306 in FIG. 2A is not in the coaxial position with respect to the spring stop auxiliary member 317 and the piston portion 303a. Even when the taper portion 306c is guided (aligned) against the spring stop assisting member 317 and reaches the state shown in FIG. And it is coaxial with respect to the piston part 303a. Further, as described above, since the diameter of the circle drawn by the intersection point P (see FIG. 2A) is equal to the outer diameter of the spring stopper auxiliary member 317, the spring stopper member 306 after being guided is in the radial direction. No misalignment.
[0025]
In order to return the safety brake mechanism 3 once operated, the motor 200 can be operated and then rotated in a predetermined direction, and the screw 403 is rotated in the braking direction. At this time, since the push rod 402 has already been advanced by a predetermined stroke and applied the brake, it cannot be further advanced. Therefore, the rotational force of the screw 403 is converted into a force for retracting the screw 403 itself, and a force in the retracting direction is applied to the guide tube 401 and the push rod roller 404. When a force in the backward direction is applied to the push rod roller 404, a force in the upward direction is applied to the wedge piston 303. As a result, the wedge piston 303 rises while rotating the screw shaft 307, compresses the springs 304 and 305 again, and returns to the position shown in FIG.
Due to the rise of the wedge piston 303, the piston portion 303a, the spring stopper auxiliary member 317, and the spring stopper member 306 are changed from the state shown in FIG. 3B to the state shown in FIG. Return to state. At this time, since the spring stopper member 306 is maintained in advance in the same position as the auxiliary spring stopper member 317 and the piston portion 303a, a gap G between the piston portion 303a and the spring stopper member 306 is secured. Even if the spring stop assisting member 317 is separated from the spring stop member 306, the coaxial position of the spring stop member 306 is maintained by the contact between the tapered portion 302c of the spring receiving member 302 and the tapered portion 306d of the spring stop member 306. Maintained stably.
[0026]
On the other hand, when the safety brake mechanism unit 3 is in the standby state shown in FIG. 1, when the service brake mechanism unit 2 operates, the vibration accompanying the operation is also transmitted to the wedge piston 303. At this time, the wedge piston 303 vibrates little by little in the axial direction. However, as shown in FIG. 2A, there is a gap G between the piston portion 303a and the spring stopper member 306, and they are not in contact with each other, so there is no fear of heat generation due to sliding contact. Further, due to the presence of the sliding contact rings 315 and 316, the sliding contact between the metal between the wedge piston 303 and the housing 1 and between the wedge piston 303 and the spring receiving member 302 does not occur. Therefore, seizure wear does not occur.
[0027]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
According to the spring guide structure of the actuating device of claim 1, since the spring stopper member is aligned with the piston portion by engagement with the spring stopper auxiliary member, the spring stopper member is in non-contact relation with the piston portion. It becomes. Further, when the safety brake mechanism is in the standby state, the spring stopper auxiliary member is separated from the spring stopper member. Therefore, even if the piston portion vibrates in the axial direction, no friction is generated between the piston portion and the spring stopper member, and seizure wear does not occur.
[0028]
According to the spring guide structure of the actuating device according to claim 2, it is possible in easy easy structure, and cardiac adjust the spring stop member.
[0029]
According to the spring guide structure of the actuating device according to claim 3, the tapered portion of the spring receiving member, the spring stop member can be maintained in the sure fruit piston portion coaxially positions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a spring guide structure of an actuator according to an embodiment of the present invention.
2A is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a tip of a piston portion in the spring guide structure, and FIGS. 2B and 2C are cross-sectional views showing a mounting process of a spring stopper auxiliary member and the like. It is.
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state immediately before the spring retaining member in the spring guide structure is separated from the spring receiving member, or when the spring retaining member is in contact with the spring receiving member; ) Is a cross-sectional view showing a state where the spring stopper member is separated from the spring receiving member.
FIG. 4 is a partial sectional view showing a spring guide structure of a conventional actuator.
[Explanation of symbols]
2 Common brake mechanism part 3 Safety brake mechanism part 302 Spring receiving member 302c Taper part 303a Piston part 305 Spring 306 Spring stopper member 306c Taper part 306d Taper part 317 Spring stopper auxiliary member 402 Push rod

Claims (3)

モータの出力に基づいて押し棒を移動させる常用ブレーキ機構部と、ばねの出力に基づいて前記押し棒を移動させる安全ブレーキ機構部とを有する作動装置のばねガイド構造であって、
前記安全ブレーキ機構部の一部材として設けられ、前記押し棒を移動させるためのピストン部と、
前記ピストン部と同軸に配置され、一端が前記ピストン部の軸方向一端部に係止されたばねと、
前記ばねの他端に設けられ、当該他端と共に軸方向に移動可能であり、前記ピストン部と同軸に配置されたとき当該ピストン部との間に隙間を形成して非接触となるばね止め部材と、
前記ピストン部の軸方向他端部に設けられ、前記ばね止め部材との係合によりこれを前記ピストン部と同軸な位置に調心し、かつ、係止するばね止め補助部材と、
前記ばね止め部材を当接させ、前記ばねを圧縮可能とするばね受け部材とを備え、
前記安全ブレーキ機構部が待機状態にあるとき、前記ばね止め補助部材は前記ばね止め部材から離れることを特徴とする作動装置のばねガイド構造。
A spring guide structure of an operating device having a service brake mechanism for moving a push rod based on an output of a motor and a safety brake mechanism for moving the push rod based on an output of a spring;
Provided as one member of the safety brake mechanism, and a piston for moving the push rod;
A spring disposed coaxially with the piston portion, one end of which is locked to one axial end portion of the piston portion;
A spring retaining member that is provided at the other end of the spring, is movable in the axial direction together with the other end, and forms a gap between the piston portion and is non-contact when arranged coaxially with the piston portion. When,
A spring stop auxiliary member that is provided at the other axial end of the piston part, aligns and coordinates with the piston part by engagement with the spring stop member, and
A spring receiving member that abuts on the spring stop member and compresses the spring;
The spring guide structure of an operating device, wherein the spring stop auxiliary member is separated from the spring stop member when the safety brake mechanism is in a standby state.
前記ばね止め部材はテーパ部を有し、前記ばね止め補助部材当該テーパ部と係合することにより、前記ばね止め部材前記ピストン部と同軸位置になるように調心される請求項1記載の作動装置のばねガイド構造。The spring stop member has a taper portion, and the spring stop member is aligned with the piston portion so that the spring stop member is coaxial with the taper portion when the spring stop auxiliary member is engaged with the taper portion. The spring guide structure of the actuator described. 前記ばね受け部材は、前記ばね止め部材を前記ピストン部と同軸位置になるように案内するテーパ部を有している請求項2記載の作動装置のばねガイド構造。The spring guide structure for an operating device according to claim 2, wherein the spring receiving member has a tapered portion that guides the spring stopping member so as to be coaxial with the piston portion.
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