JPH0448913Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、工作機械において、ワークの上方に
位置する主軸頭等の昇降物を瞬時に停止するとき
の昇降物停止装置に関する。

〈従来技術〉 従来の工作機械のおける、主軸頭等の落下防止
は機械式ブレーキ装置のみもしくはカウンターバ
ランス装置を併置して行なつていた。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記の場合、サーボモータの電源OFFから機
械式ブレーキ装置がONになるまでに昇降物が大
きく落下し、ワーク上に昇降物が位置した状態で
サーボOFFとなる場合にワークを損傷する事故
が発生する可能性があつた。

本考案は、上記問題点に鑑み、昇降物の瞬時停
止を図ろうとするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案による問題点解決手段は、第１，４，５
図の如く、工作機械本体１に昇降可能に設けられ
た昇降物５の昇降を制動するための機械式ブレー
キ装置７と、該機械式ブレーキ装置７とは別に昇
降物５の昇降を制動するための電磁式ブレーキ装
置８と、前記機械式ブレーキ装置７および電磁式
ブレーキ装置８を同時に駆動制御するための制御
装置９とを具えたものである。

昇降物５は、例えば工作機械本体１に回転可能
に立設された昇降ねじ２に螺合する昇降ナツト６
を有し、該昇降ねじ２を送りギヤ機構３を介して
NCサーボモータ４より昇降駆動するよう構成さ
れており、その制動は前記モータ４のOFF時に
行なうものである。

〈作用〉 上記問題点解決手段において、機械式ブレーキ
装置７と電磁式ブレーキ装置８とを同時に作動さ
せると、機械式ブレーキ装置７はその立上がりが
遅く、そのブレーキが効き始めるまでに昇降物が
落下してしまうが、サーボモータ４の電源OFF
直後に電磁式ブレーキ装置８を高速で立上らせて
いるので、この電磁式ブレーキ装置８により昇降
物５の急激な落下を防止することができる。この
方式によれば油圧・空圧等による複雑なカウンタ
ーバランス機構が不要となる。

〈実施例〉 以下、本考案の一実施例を第１図ないし第７図
に基づいて説明する。第１図は本考案の一実施例
を示す工作機械の昇降物停止装置の構成図、第２
図は同機械式ブレーキ装置の一部切欠断面図、第
３図は同電磁式ブレーキ装置の一部切欠断面図、
第４図は昇降物停止装置の電気回路図、第５図
ａ，ｂはそれぞれ機械式ブレーキ装置および電磁
式ブレーキ装置の制動タイミングチヤート、第６
図は電磁式ブレーキ装置の電気回路図、第７図は
電磁式ブレーキ装置の制動電流特性を表わす図で
ある。

図示の如く、本考案に係る工作機械の昇降物停
止装置は、工作機械本体１に回転可能に立設され
た昇降ねじ２と、該昇降ねじ２を送りギヤ機構３
を介して回転駆動するためのNCサーボモータ４
と、昇降物５に固定され前記昇降ねじ２に螺合し
て昇降物５を昇降させるための昇降ナツト６と、
前記昇降ねじ２の回転を制御するための機械式ブ
レーキ装置７と、該機械式ブレーキ装置７とは別
に昇降ねじ２の回転を制御するための電磁式ブレ
ーキ装置８と、前記モータ４のOFF時に前記機
械式ブレーキ装置７および電磁式ブレーキ装置８
を同時に駆動するための制御装置９とを具えたも
のである。

前記モータ４は、本体１上部の送りギヤ機構３
のギヤボツクス３Ａ上に配置される。昇降ねじ２
の上端には送りギヤ機構３の駆動ギヤ３Ｂが固定
され、更に前記昇降ねじ２の上端には前記機械式
ブレーキ装置７および電磁式ブレーキ装置８が配
されている。

前記機械式ブレーキ装置７は、第２図の如く、
静止部１１と回転部１２から成り、静止部１１
は、コイル１３を内蔵したヨーク１４と、ヨーク
１４に対して軸方向に摺動するアーマチユア１６
と、アウタデイスク１７およびプレート１８とか
ら成り、作動バネ１９はヨーク１４とアーマチユ
ア１６との間に数個挿入されている。

回転部１２は、インナデイスク２０と、スプラ
インハブ２１から成り、内部スプライン２２で互
いに噛み合つて、インナデイスク２０は軸方向に
摺動できる構造である。

前記電磁式ブレーキ装置８は、第３図の如く、
乾式単板・励磁作動形の電磁ブレーキで、一つの
静止部２３と一つの回転部２４により構成されて
いる。

静止部２３は、電磁コイル２５を内蔵したフイ
ールド２６に摩擦板２７をネジ２８で一体化した
もので、フランジ２９によりケース３Ａに固定さ
れる。

回転部２４は、アーマチユア３０とスプライン
ハブ３１から成り、アーマチユア３０は軸３２に
取り付けられたスプラインハブ３１と噛み合い軸
方向に摺動できるようになつている。図中３３は
解放ばねである。

前記制御装置９は、例えば第４図の如く構成さ
れる。すなわち、前記機械式ブレーキ装置７のコ
イル１３に第一リレー接点Ｓ１が直列接続され、
第一リレー接点Ｓ１をON−OFFする第一リレー
コイルＣ１がモータ４用の第一スイッチＷ１（正
常で閉）および非常停止スイツチＷ２（非常停止
で開）と直列に接続される。

一方、第一リレーコイルＣ１と並列に前記非常
停止スイツチＷ２のOFF（開成）時に短時間ON
するタイマースイツチTRが接続され、該タイマ
ースイツチTRのON信号によりONするタイマー
接点Ｔ１と電磁式ブレーキ装置８の第二リレーコ
イルＣ２が直列接続される。さらに、このタイマ
ー接点Ｔ１には非常停止時に閉成する非常停止用
第二スイツチＷ３と、サーボモータ４の異常で閉
成するモータ４用の第二スイツチＷ４の並列接続
体が接続される。

前記電磁式ブレーキ装置８のコイル２５（定格
電圧DC24V）は、前記第二リレーコイルＣ２の
励磁によりONする第二リレー接点Ｓ２と直列に
接続され、これら直列接続体は交流電源ACに整
流回路３５を介して接続されている。この電磁式
ブレーキ装置８のコイル２５は、過励磁回路で第
６図および第７図の実線Ａで示す如く、電磁ブレ
ーキに定格より高い電圧（４倍加電圧）をかける
回路で、電磁ブレーキのコイル２５には定格より
大きい電流が流れる。なお、第６図中SWは作動
時にONするスイツチを示す。また第７図は点線
Ｂで示す線図は、標準の電圧をかけたときの電流
の立上りを示す。

上記構成において、サーボモータ４のON状態
ではサーボモータ４のサーボロツク機能により昇
降物５はその位置を保持している。

この状態からサーボモータ４をOFFすると、
サーボロツク能力は無くなり、昇降４の重量によ
り昇降ねじ６、ギヤを介してモータ４が回され、
昇降物５は落下する。

機械式ブレーキ装置７は、電源ONの状態では
回転フリーであり、電源がOFFすると、内蔵の
ばね１５の力によりアーマチユア１６、デイスク
１７，２０を働かせてブレーキ状態とすることが
できる。このブレーキ特性は工作機械の全電源を
OFFにした状態でも、昇降物５を落下させない
ために必要である。

機械式ブレーキ装置７は、ばね１９の力でアー
マチユア１６、デイスク１７，２０を移動させる
ため電源OFFから最大のブレーキ能力を発揮さ
せるまでの時間が長い。したがつて、機械式ブレ
ーキ装置７だけであれば落下量が多い。

そこで、電磁式ブレーキ装置８を追加し、さら
に電磁式ブレーキ装置８の立上り時間を短縮する
ために、定格電圧の数倍の電圧を付加（短時間定
格内）し、機械式ブレーキ装置７が立上るまでの
間はこの電磁ブレーキで落下力を制止し、従来大
きく落下していた昇降物５の落下を防止すること
ができる。

なお、機械式ブレーキ装置７ではプレート１８
とアーマチユア１６の間のアウタ１７およびイン
ナデイスク２０は、常時作動ばね１９により圧着
され、その摩擦力で回転部１２が制動される。通
電すると、ヨーク１４は励磁され電磁力がばね１
９の力に打ち勝つてアーマチユア１６を吸引し、
プレート１８とアーマチユア１６の間隔を広げ、
アウタデイスク１７およびインナデイスク２０間
に空隙を生じ、回転部１２を自由にする。

通電を断つと、作動ばね１９により、アーマチ
ユア１６は押し戻され、インナ２０およびアウタ
デイスク１７を圧着し、回転部１２が制動され
る。

また、電磁式ブレーキ装置８では、コイル２５
に通電すると、磁束が発生し、フイールド２６に
一体化された摩擦板２７が磁化される。すなわち
摩擦板２７とアーマチユア２７が密着し、その摩
擦によつて回転部２４が制動される。

無励磁の状態では解放ばね３３により回転部２
４はフリーとなつている。

このように、NCサーボ送り機構によつて昇降
される昇降物５のサーボOFF時に、機械的ブレ
ーキによる落下防止機構に加えて電磁式ブレーキ
を付加した二重ブレーキ機構によつて昇降物５の
落下を瞬時に止めるようにしている。

なお、本考案は、上記実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の範囲内で上記実施例に多くの
修正および変更を加え得ることは勿論である。例
えば制御装置は、上記実施例の構成に限らず、更
に単純化したものであつてもよい。

〈考案の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本考案において
は、機械式ブレーキ装置と電磁式ブレーキ装置と
を同時に作動させると、機械式ブレーキ装置はそ
の立上がりが遅く、そのブレーキが効き始めるま
でに昇降物が落下してしまうが、サーボモータの
電源OFF直後に電磁式ブレーキ装置を高速で立
上らせているので、この電磁式ブレーキ装置によ
り昇降物の急激な落下を防止することができ、さ
らに油圧・空圧等による複雑なカウンターバラン
ス機構が不要となるといつた優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す工作機械の昇
降物停止装置の構成図、第２図は同機械式ブレー
キ装置の一部切欠断面図、第３図は同電磁式ブレ
ーキ装置の一部切欠断面図、第４図は昇降物停止
装置の電気回路図、第５図ａ，ｂはそれぞれ機械
式ブレーキ装置および電磁式ブレーキ装置の制動
タイミングチヤート、第６図は電磁式ブレーキ装
置の電気回路図、第７図は電磁式ブレーキ装置の
制動電流特性を表わす図である。 １……工作機械本体、２……昇降ねじ、３……
送りギヤ機構、４……NCサーボモータ、５……
昇降物、６……昇降ナツト、７……機械式ブレー
キ装置、８……電磁式ブレーキ装置、９……制御
装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械本体に昇降可能に設けられた昇降物の
   昇降を制動するための機械式ブレーキ装置と、該
   機械式ブレーキ装置とは別に昇降物の昇降を制動
   するための電磁式ブレーキ装置と、前記機械式ブ
   レーキ装置および電磁式ブレーキ装置を同時に駆
   動制御するための制御装置とを具えたことを特徴
   とする工作機械の昇降物停止装置。