JPH0225300A - プレス駆動軸のバネ式ブレーキ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プレス駆動軸のバネ式ブレーキに間する。

特に、プレス駆動軸の停止寸前トルクを調整できるもの
である。

［従来の技術］ 第５図に、プレス駆動軸５を制動させるバネ式ブレーキ
の一般的な従来構造を示す。

バネ式ブレーキは、プレス運転時に駆動源の回転動力を
プレス駆動軸５に伝達するクラッチ（図示省略）と連関
配設され、クラッチを解放した後にプレス駆動軸５の回
転を制動しかつ所定制動力によりプレス駆動軸５の停止
保持をするものである。

図において、バネ式ブレーキは、制動ｔｌ！横１０と、
解放機構２０と駆動制御回路７０とから構成されている
。解放機構２０は、安全保持の観点から機械式すなわち
バネ１３の付勢力によって摩擦板１１を作動し、プレス
駆動軸５をボディー１に摩擦係止するものである。プレ
ス駆動軸５は、ベアリング４でボディー１に回転自在に
装着され、かつ軸端に摩擦係合部７を有するハブ６が固
着されている。また、ボディー１の内側にも同様な摩擦
係合部２が設けられている。

摩擦板１１は、押板１２を介してバネ１３の付勢力によ
って両摩擦係合部２，７と係合され、駆動軸５とボディ
ー１とを一体的に連結する。ここに、駆動軸５は制動さ
れかつ停止保持される。バネ１３はボディー１の一部を
形成する鍔部３の内側に設けられている。

一方、解放機構２０は、バネ１３の付勢力に抗して摩擦
板１１と両摩擦係合部２．７との係合を解き、クラッチ
動作に基づく駆動軸５のプレス運転回転を許容するもの
である。第５図に示す解放機構２０は、シリンダ装置２
１（シリンダ２２゜ピストン２５）を空気源２８からの
圧搾空気をシリンダ室２４に供給するブレーキ解放弁２
７から形成されている。シリンダ２２は、ボディー１に
取付けられ、外周部分の凹部２３には上記バネ１３が装
着されている。ピストン２５は、シール材２９を介して
シリンダ２２に軸方向摺動可能とされ、その中央部には
、ブレーキ開放弁２７とシリンダ室２４とを連通ずる流
路２６が設けられている。

また、シリンダ２２の外周部分には、バネ１３内を貫通
し、先端が押板１２に固定された連結棒２５ａが取付け
られている。したがって、ブレーキ開放弁２７を作動し
てシリンダ室２４に圧搾空気を供給すれば、ピストン２
５が図で右方向に移動する。連結棒２５ａは、バネ１３
を圧縮変形しつつ押板１２を図で右方向に移動させるこ
とにより、摩擦板１１を両Ｉ！Ｊ擦係合部２．７から解
放（離反）させる、これにより、ブレーキを解除するこ
とができる。

かかる制動機構１０．解放機構２０は、スイッチ、リレ
ー、補助接点等を含み形成された駆動制御回路７０によ
って、適時にブレーキ開放弁２７を制御することにより
動子動作される。ブレーキ開放弁２７は、ソレノイドバ
ルブとされ、空気をシリンダ室２４内に給気する給気ボ
ートとシリンダ室２４内の空気を大気開放する排気ボー
トとを有する。また、インチング機能によりシリンダ室
２４内の圧力を設定値に保持できるように形成されてい
る。

したがって、常態においては、制動ｖ１構１０のバネ１
３により、摩擦板１１は図で左方向に付勢され、摩擦板
１１と両鷹擦係合部２，７との係合によりプレス駆動軸
５を制動する。一方、駆動制御回ｉ？８７０によりブレ
ーキ開放弁２７を給気ボートに切替えれば、ピストン２
５．連結棒２５ａは、バネ１３の付勢力に抗して図で右
方向に移動し、摩擦板１１と両ｒ１１擦係合部２．７と
の係合を解き、クラッチ動作を介してプレス駆動軸５の
回転を許容する。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来のバネ式ブレーキには、多くの問題点
があった。

すなわち、ブレーキ力は、バネ１３の最大付勢力で定ま
りかつ最大付勢力は一定であることから、十分なブレー
キ力を確保する観点より最大付勢力を決定すると、プレ
ス駆動軸５の回転速度が急激に下降し停止時の衝撃が大
きい、駆動軸５を操作駆動源とする、例えば、トランス
ファフィード手段では、ブランク搬送精度が劣悪化する
ばかりかブランクの脱落を招いたり、機械寿命も短くな
る。

これに対して、最大付勢力を小さく選定すると摩擦板１
１等の１滅が生じた場合に十分なブレーキ力を確立する
ことができず、危険である。また、摩擦板１１等の１滅
がなくでも、摩擦板１１と両堂擦係合部２，７との係合
が遅くなるのでスライドを所定位置に停止できず次工程
に支障を来たすばかりか人的、機械的損傷を発生する虞
れがある。

一方、摩擦板１１等の経時的劣化により制動トルクが低
下した場合には、摩擦板１１．バネ１３等々の相互位置
関係を調整しなければならない。

この作業は、シムやネジの微調整により行なわれるので
、煩雑で長時間、熟練を必要とし、また、プレス機械の
稼動効率を低下させるといる欠点がある。

さらに、バネ１３の付勢力は一定であるから、摩擦板１
１と両摩擦係合部２．７とは係合するか解放（離脱）す
るかのいずれかである、また、解放状態から係合状態へ
の移行は迅速でなければならない、したがって、その移
行速度は、バネ１３のカー伸び特性に準じ直線的である
。また、係合状態となった以降のプレス駆動軸５の回転
速度低下率は一定となる。これがなめ、バネ１３の付勢
力を一定のらとに上記移行速度をより高速化しかつ駆動
軸５の急激停止を回避することは不可能であるとの技術
的欠点を内在していた。

ここに、本発明の目的とするところは、バネの付勢力を
変化させることにより、プレス駆動軸の回転速度低下率
を調整しつつ停止時の衝撃を緩和できるプレス駆動軸の
バネ式ブレーキを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、バネの付勢力に抗する付勢力を生じさせる付
勢力低減手段を有し、この付勢力低減手段を適宜作動さ
せることによりプレス駆動軸へのブレーキの制動トルク
を調整できるトルク制御装置を設け、プレス駆動軸の停
止時衝撃を緩和できるように形成されたものである。

すなわち、摩擦板とこの摩擦板を付勢するバネとを含み
形成され、バネの付勢力で摩擦板を係合させてプレス駆
動軸の制動を行う制動機構と、シリンダ装置とこのシリ
ンダ装置を作動させるブレーキ解放弁とを含み形成され
、シリンダ装置の作動でバネの付勢力に抗して摩擦板を
解放する解放ａｍとを有するバネ式ブレーキにおいて、
前記バネの付勢力に抗して前記摩擦板を解放方向に引戻
しつつバネの付勢力を減少するための付勢力低減手段と
、前記プレス駆動軸の回転速度が設定値以下となった場
合に回転速度低下信号を出力する回転速度検出器と、前
記制動機構が作動中でありかつ該回転速度低下信号が出
力されたことを条件として、付勢力低減手段を作動しつ
つブレーキ制動力を設定時間だけ緩和制御するための駆
動調整回路からなるトルク制御装置を備えた構成とし、
前記目的を達成する。

［作用］ 上記構成の本発明では、制動機構が作動中に、回転速度
検出器でプレス駆動軸の停止直前を検出する。この検出
に基づいて制動力調整回路が設定時間だけ付勢力低減手
段を作動させる。付勢力低減手段は、バネの付勢力に抗
する付勢力を加えてバネ付勢力を低減する。したがって
、プレス駆動軸の回転速度低下率を小さくすることがで
き、停止時の衝撃を綬げることができる。設定時間後は
、バネの最大付勢力により所期の制動力が確立される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

本実施例は、第１図〜第４図に示される如く、制動ｖ１
構１０．解放機構２０．トルク制御装置４０および駆動
制御回路７０とから、プレス駆動軸のバネ式ブレーキか
構成されている。

なお、本実施例は、前出第５図に示した従来バネ式ブレ
ーキと同様なブレーキ構造にトルク制御装置４０を設け
た構成とされているので、それらと同一部分については
同符号を付するとともに、特に、制御機構１０および解
放機構２０の構造説明については簡略または省略するも
のとする。

ここに、トルク制御装置４０は、付勢力低減手段３１１
回転速度検出器４１．調整弁５１および制動力調整回路
６１とから形成されている。

付勢力低減手段３１は、制動ａ楕１０を形成するバネ１
３の付勢力に抗してその摩擦板１１を解放＜Ｕ脱）方向
に引戻しつつバネ１３の付勢力を減少するものであり、
この実施例では第２のシリンダ装置から構成されている
。

すなわち、解放機構２０（シリンダ装置２１）を形成す
るシリンダ２２の第１図で下方側の凹部２３とボディー
１の鍔部３とを利用して本シリンダ（シリンダ室３２）
を形成し、この本シリンダに基端部３５かピストン２５
に固着された本ピストン３３を嵌装させて第２のシリン
ダ装置を形成している。シリンダ室３２には流路３６．
’ＡＭ弁５１を介して圧搾空気が供給される。なお、圧
力調整弁等は図示省略した。

したがって、調整弁５１を操作して流路３６を介しシリ
ンダ室３２に圧搾空気を供給すれば、シリンダ２２に対
してピストン２５を第１図で右方向に変位させることが
できる。つまり、バネ１３の付勢力に抗する力を発生さ
せ、摩擦板１１と両摩擦係合部２．７との摩擦係合程度
を変えて、ブレーキの制動トルクを調整できる。

また、回転速度検出器４１は、第２図に示す如く、エン
コーダ４２．デジタルロータリーカム４３および出力回
路４４とからなり、プレス駆動軸５の回転速度がプレス
駆動軸５が完全停止する直前を示す設定値以下となった
ときに回転速度低下信号を出力する０回転速度低下信号
は、接点４５を開成することをもって出力される。

エンコーダ４２は、駆動軸５に取付けられた図示しない
光学スリット円板との協働によって検出する光学検出方
式であり、また、デジタルロータリーカム４３は、エン
コーダ４２からの出力を所定処理して、駆動軸５が０．
５度回動するごとに１パルスの信号を出力する。ここに
、出力回路４３は、デジタルロータリーカム４３からの
パルス信号が、設定された所定時間内に入力されないと
きに、当該回転速度以下と判断して接点４５を閉成出力
するように形成されている。

一方、制動力調整回路６１は、制動機構１０が作動中で
ありかつ回転速度低下信号が出力されたく接点４５が閉
成）ことを条件として付勢力低減手段３１を作動し、ブ
レーキの制動力を所定時間だけ緩和制御するためのもの
であり、この実施例では、第２図に示す如くリレーシケ
ンス回路から形成されている。

第２図において、補助リレーＣＲ４，タイムリレーＴ１
は、接点４５に直列接続されている。補助リレーＣＲ４
は励磁されたときに電路を閉成する接点ＣＲ４ａを有す
る。タイムリレーＴ１は励磁されたときから設定時間経
過後に電路を開成し、非励磁となったときに電路を瞬時
に閉成するいわゆる時限動作瞬時復帰型の接点Ｔｌｂを
有する。

また、補助リレーＣＲ５は、駆動制御回路７０の補助リ
レーＣＲＩが励磁されたときに閉成する接点ＣＲ１ａと
接点Ｔｌｂと直列接続され、プレス運転中であって、プ
レス駆動軸５の回転速度が設定値以下でかつ所定時間経
過前であることを確認したときに接点ＣＲ５ａを出力す
るものである。

なお、接点ＣＲＬａと並列接続された接点ＣＲ５ａはセ
ルフホールド回路を形成する。

ここに、調整弁５１は、直列接続された接点ＣＲ５ａ、
ＣＲ１ｂ、ＣＲ４ａおよびＴｌｂの各閉成を条件として
′ｙ！ｆＪ磁される６回転速度低下信号が出力されかつ
出力されてから設定時間か経過する道の間だけ作動する
。また、調整弁５１には、第４図（Ｂ）に示す如く、シ
リンダ室３２内の圧力が設定カーブに則って保持される
ようにインチング開閉するインチングＲ能（図示省略）
が内蔵されている。

なお、第２図の上半分に示した回路は、従来の駆動制御
回路７０と同一の駆動制御回路である。

すなわち、両手操作型のプレス運転ボタン７１のスイッ
チ７１ａ、接点７１ａ、接点ＣＲ２ｂ、接点ＣＲ３ａが
ともに閉成の場合に励磁され、補助接点ＣＲ１ａ、ＣＲ
１ｂを出力するリレーＣＲ１からなるプレス運転回路、
プレス運転ボタン７１から手を離したときに励磁される
リレーＣＲ２からなる再起動防止回路、ブレーキ解放弁
（詳しくは、一対のソレノイドを有する公知のクラッチ
・ブレーキ電磁弁）２７の駆動回路および第２の再起動
防止回路から形成されている。ここに、ブレーキ解放弁
２７の駆動回路は、プレス運転回路のリレーＣＲ１を励
磁する条件、あるいはクランク角度（２０〜３４０度）
検出スイッチ７４．クランク角度（１７０〜３４０度）
検出スイッチ７５および安−運転モード接点９１がとも
に閉成、クランク角度検出スイッチ７４．連続運転モー
ド接点９２がともに閉成または接点ＣＲ３ａ　、連続運
転モード接点９２がともに閉成であることと、接点ＣＲ
１ａが閉成であるときにブレーキ解放弁２７を励磁する
。

また、第２の再起動防止回路は、寸動運転モード接点９
３．連続運転モード接点９２およびクランク角度（２７
０〜２１０度）検出スイッチ７６のいずれかの閉成と連
続停止ボタン７７が非操作（閉成）と直列接続された接
点ＣＲ１ｂ、ＣＲ２ａがともに閉成との条件に基づきリ
レーＣＲ３ａをＷｈ磁する。

なお、接点ＣＲ１ｂ、ＣＲ２ａには、接点ＣＲ３ａを並
列接続したセルフホールド回路が設けられている。これ
は運転モードに応じた自動クラッチ・ブレーキ操作を実
行させその余の場合には安全確保の点から再起動を防止
するものである。

もとより、これら回路および制御力調整回路６１は、非
常停止ボタン７３が操作されあるいは機械的、電気的諸
条件が不成立（インターロック接点７８が閉成）の場合
には作動されない、この場合には、バネ１３の付勢力に
よりブレーキ制動力が生じる。

次に、作用を説明する。

（駆動軸の回転） プレス運転ボタン７１を両手操作すれば、駆動制御回路
７０が正常で諸条件が確立していることを条件として、
ブレーキ解放弁２７が圧搾空気供給側に作動する。

したがって、解放１１！４Ｗ２０が作動し、ピストン２
５（連続棒２５ａ、押板１２）が第１図で右方向に移動
してバネ１３の付勢力に抗し摩擦板１１と両牽擦係合部
２，７との係合を解く、一方、ブレーキ解放弁２７が作
動すると図示しないクラッチが作動する。よって、プレ
ス駆動軸５は、所定回転速度でかつ運転モードに応じた
運転がなされる。

（駆動軸の停止） プレス運転ボタン７１から手を離しあるいは各運転モー
ドに対応した停止命令により、駆動制御回路７０の補助
リレーＣＲＩが第４図に示す如く、時刻ｔ１において非
励磁となる。したがって、接点ＣＲ１ａが開成し、ＣＲ
ｌｂが閉成されブレーキ解放弁２７が励磁される。クラ
ッチが解かれるとともに解放機構２０が解除されかつ制
動機構１０が作動する。

すなわち、シリンダ室２４内の空気は、流路２６を介し
てブレーキ解放弁２７から大気に放出される。シリンダ
室２４内空気圧は第３図（Ｂ）に示す如く徐々に低下す
る。

この場合、プレス駆動軸５の回転速度は同（Ａ）に示す
ようにω０である。そして、時刻ｔ１において、シリン
ダ室２４内空気圧（詳しくは、ピストン２５．連結棒２
５ａの解放力）が最早バネ１３の付勢力に抗しきれない
程に低下すると、摩擦板１１は、バネ１３の付勢力によ
って、第１図で左方向に移動され両ｒｇｌ１１！係合部
２．７と係合する。

したがって、プレス駆動軸５はその摩擦力によって、第
３図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１から直線的に減速さ
れる。従来構造の場合には点線で示す如く完全停止まで
直線的に減速するので、停止直前の衝撃力は大きい。

ここに、本発明では、トルク制御装置３０が作動する。

すなわち、エンコーダ４２が光学的関与のもとに検出し
たプレス駆動軸５の回転数相当信号をｆジタルロータリ
ーカム４３に出力する。

デジタルロータリーカム４３は、分解能０．５度のパル
ス信号を出力する。０．５度／１パルスの信号を受けた
出力回路４４は、予め設定された回転数（ω１）以下と
なると接点４５を閉成する。

時刻は第３図、第４図に示すｔ２である。

このように、回転速度検出器４１から回転速度低下信号
（接点４５閉成）が出力されると、第４図に示す如く制
動力調整口＃Ｉ６１のリレーＣＲ４゜タイムリレーＴ１
が励磁される。

補助接点ＣＲ５ａおよびＣＲＩ　ｂがともに開成のとこ
ろ、補助接点ＣＲ４ａが開成となりかつ時限接点Ｔｌｂ
も開成のままである。したがって、調整弁５１が励磁さ
れ、シリンダ室３２には流路３６を通して圧搾空気が供
給される。

ここに、付勢力低減手段３１を形成するピストン３３は
、第１図で右方向に移動し、連結棒２５ａを介してバネ
１３の付勢力（Ｆｌ）に抗する力（Ｆ２）を発生し、バ
ネ１３の付勢力をＰ　（＝Ｆ１−Ｆ２）に低減する。

具体的には、第３図（Ｃ）に示す如く、調整弁５１が図
示しない内蔵インチング機能によってシリンダ室３２内
の空気圧力を設定カーブに基づいて上昇するように作動
する。バネ１３の付勢力で係合された摩擦板１１と両摩
擦係合部２．７との摩擦係合力がプレス駆動軸５の停止
直前において減少される結果、プレス駆動軸５の回転速
度低減率は第３図（Ａ）に示す如く２次曲線的に榎がと
なる。したがって、プレス駆動軸５の急激停止が避られ
、衝撃力を飛躍的に緩和できる。

続いて、プレス駆動軸５が完全停止した直後にタイムリ
レーＴ１の補助接点Ｔｌｂ、Ｔｌｂが第４図に示す遅延
時間Ｔの経過後に電路を開成する。

したがって、調整弁５１は不動作となりシリンダ室３２
内の空気は大気放出される。付勢力低減手段３１は解放
され、制動Ｒ構１０がバネ１３の最大付勢力（Ｆｌ）に
基づき所期動作し、プレス駆動軸５をボディー１に一体
的に係止する。ここに、完全なブレーキ制動力が生じる
。

なお、補助接点Ｔｌｂは、瞬時復帰されるが、リレーＣ
Ｒ５が非励磁となりセルフホールド回路（接点ＣＲ５ａ
とＣＲｌａとの並列接続）が解けるので、再びプレス運
転（接点ＣＲ１ａが閉成）されない限り、トルク制御装
置３０が作動することはない。

しかして、この実施例によれば、制動ａｍｉ。

のバネ１３の付勢力を適時に低減させるトルク制御装置
３０が設けられているので、プレス駆動軸５を急激停止
することなくＭ和停止できる。したがって、プレス駆動
軸５で駆動されるトランスファフィード機構等への衝撃
力を大幅に軽減でき、正確かつ円滑なプレス加工を達成
できるとともに機械の長寿命化を図ることができる。

また、トルク制御装置３０は、付勢力低減手段３１、回
転速度検出器４１．調整弁５１および制動力調整回路６
１から構成され、シリンダ室３２内の空気圧力を調整す
ることによりバネ１３の付勢力を低減できるので、従来
のシムやネジ調整等の煩雑作業がなく制動トルクを容易
に調整することができる。

また、トルク制御装置３０は、回転速度検出器４１によ
りプレス駆動軸５の停止直前に作動されるので、制動機
構１０の作動時間をほとんど遅らせることなく停止衝撃
力を緩和できる。また、トルク制御装置３０は、時間管
理によりプレス駆動軸５の完全停止後に自動解放される
結果１．バネ１３の最大付勢力をもって完全ブレーキす
ることができる。このことは、バネ１３の付勢力を従来
に比べて非常に大きくし制動ａ構１０の作動高速化を達
成しつつ停止衝撃力を緩和する手段としても有効である
。

さらに、付勢力低減手段３１は、解放機＋１１２０を形
成するシリンダ２２とピストン２５との間に介装された
第２のシリンダ装置（３２，３３＞から構成されている
から、構造簡単で経済的負担が小さく、また、制動機構
１０および解放機構２０に大幅改変を施すことなく具現
化できる。

なお、以上の実施例では、トルク制御装置３０をシリン
ダ装置型の付勢力低減手段３１等を含みＦｌ成したが、
要は、制動機１１１１１０のバネ１３の付勢力に抗する
外力を加えてプレス駆動軸５の停止直前の制動トルク調
整を行ないかつ緩和停止できればよいので、その構成は
上記開示範囲内に限定されない、制動機構１０．解放ｍ
構２０についても同様である。

［発明の効果コ 本発明は、制御機構のバネ付勢力を適宜に低減する付勢
力低減手段等を含み形成されたトルク制御装置を備えた
構成であるから、制動トルクの調整ができプレス駆動軸
の回転停止時の衝撃を飛躍的に軽減できる。よって、正
確で円滑なプレス加工を保障しまたＲ械の長寿命化を達
成するに有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の一実施例を示し、第１図は
側断面図、第２図は制動調整回路の構成図、第３図は同
じく動作説明をするためのタイミングチャート、第４図
はプレス駆動軸の回転速度と解放機構のシリンダ室内圧
と付勢力低減手段のシリンダ内圧との関係を説明するた
めの図、および第５図は従来制＃機構・解放機構の側断
面図である。 ２・・・摩擦係合部、５・・・プレス駆動軸、７・・・
摩擦係合部、１０・・・制動機構、１１・・・牽擦板、
１３・・・バネ、２０・・・解放機構、２１・・・シリ
ンダ装置、２７・・・ブレーキ解放弁、３０・・・トル
ク制御装置、３１・・・付勢力低減手段、４１・・・回
転速度検出器、５１・・・調整弁、６１・・・制動力調
整回路、７０・・・駆動制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）摩擦板とこの摩擦板を付勢するバネとを含み形成
   され、バネの付勢力で摩擦板を係合させてプレス駆動軸
   の制動を行う制動機構と、シリンダ装置とこのシリンダ
   装置を作動させるブレーキ解放弁とを含み形成され、シ
   リンダ装置の作動でバネの付勢力に抗して摩擦板を解放
   する解放機構とを有するバネ式ブレーキにおいて、 前記バネの付勢力に抗して前記摩擦板を解放方向に引戻
   しつつバネの付勢力を減少するための付勢力低減手段と
   、前記プレス駆動軸の回転速度が設定値以下となった場
   合に回転速度低下信号を出力する回転速度検出器と、前
   記制動機構が作動中でありかつ該回転速度低下信号が出
   力されたことを条件として、付勢力低減手段を作動しつ
   つブレーキ制動力を設定時間だけ緩和制御するための駆
   動調整回路からなるトルク制御装置を備えたプレス駆動
   軸のバネ式ブレーキ。