JPH0729220B2 - プレス機械のブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス機械のブレーキ
装置に関する。特に、ブレーキ動作時間とブレーキ解除
動作時間とを大幅に短縮できるブレーキ装置である。

【０００２】

【従来の技術】図３に動力プレス機械の一般的構成を示
す。同図において、２はクランク軸で、その偏心部２ｅ
にはコネクティングロッド３を介してスライド４が連結
されている。クランク軸２には、ギヤトレイン５を介し
て駆動軸１から回転動力が加えられる。また、ベルト８
を介してモータ７で回転駆動されるフライホイール６
は、クラッチ装置２０で駆動軸１と結合・分離される。
一方、駆動軸１はブレーキ装置５０で制動される。

【０００３】したがって、ブレーキ装置５０をブレーキ
解放（ＯＦＦ）動作としておき、クラッチ装置２０を結
合（ＯＮ）動作させると、フライホイール６に蓄積され
た回転エネルギーが駆動軸１に伝達され、ギヤトレイン
５，クランク軸２，コネクティングロッド３を介してス
ライド４を上下動することができる。このスライド４を
上死点等の所期の停止位置に停止させるには、クラッチ
装置２０を分離（ＯＦＦ）動作しかつブレーキ装置５０
をブレーキ（ＯＮ）動作させればよいこと周知である。

【０００４】また、クラッチ装置２０は、ソレノイド２
９Ｓを励磁してソレノイドバルブ２９を開放し、給気管
２８を通してその給気口３２Ｂに所定圧力Ｐの空気を供
給することによりＯＮされ、ソレノイド２９Ｓを非励磁
として空気圧力を抜けばＯＦＦとなる。一方、ブレーキ
装置５０は常態がバネの付勢力によってＯＮされるもの
とされ、ソレノイド７９Ｓを励磁してソレノイドバルブ
７９を開放し、給気管７８を通して７２Ｂに所定圧力Ｐ
の空気を供給することによりＯＦＦとされる。したがっ
て、ソレノイド２９Ｓとソレノイド７９Ｓとは同時的に
励磁されるように構成されているのが一般的である。

【０００５】なお、図３ではいわゆるセパレート型を示
しているがクラッチ装置２０とブレーキ装置５０とを一
体的に組込んだいわゆるコンビネーション型でも本質は
変わらない。

【０００６】ところで、ブレーキ装置５０は、例えばセ
パレート型の場合、図４に示す如く構造とされている。
同図において、駆動軸１はフレーム１０とボルト固着さ
れたケーシング１２に装着された軸受１１を介して回転
支持され、また、駆動軸１にはブレーキハブ５２が軸方
向に一定範囲内で移動可能に装着されている。ここに、
ブレーキ装置５０は、ブレーキ部５１とブレーキ作動手
段６１とブレーキ解放手段７１とからなる。ブレーキ部
５１は、上記ブレーキハブ５２，摩擦板５３，押圧部材
５４，受圧部材５８とから形成されている。押圧部材５
４を図で右方向に移動させることにより、摩擦板５３を
受圧部材５８とで挟込めば、受圧部材５８はボルト７２
Ａでシリンダ７２およびフレーム１０に一体であるか
ら、ブレーキをＯＮさせることができる。

【０００７】このブレーキＯＮ動作を行うのがバネ６２
とバネ受６３とからなるブレーキ作動手段６１である。
バネ６２は押圧部材５４の底付きの受溝５６内に嵌装さ
れ、一方バネ受６３は受圧部材５８に一体的に取付けら
れている。つまり、押圧部材５４をバネ６２の付勢力に
より常に図で右方向に付勢することができるわけであ
る。

【０００８】次に、ブレーキ解放手段７１は、ブレーキ
作動手段６１のバネ６２の付勢力に抗して押圧部材５４
を図４で左方向に移動させＯＦＦ動作させる手段であ
る。すなわち、ブレーキ解放手段７１は、ボルト７２Ａ
でフレーム１０に固着されたシリンダ７２（受圧部材５
８も一体に固着されている。）と、このシリンダ７２と
協働してシリンダ室７７を形成するピストン７４と、前
記給気管７８，ソレノイドバルブ７９からなる給気手段
とから形成される。このピストン７４と押圧部材５４と
は、連結部材７６と貫通孔７３Ａに嵌挿されたプッシュ
ピン７３で一体的に連結されている。シリンダ室７７は
シール部材７５で密封されている。

【０００９】なお、連結部材７６は、押圧部材５４に固
着されたつば付ナット５５にねじ込まれており、この連
結部材７６を図４で左右方向に位置調整することによっ
て、ピストン７４のストローク長さの調整、すなわちブ
レーキ作動のストロークの調整ができる。

【００１０】したがって、シリンダ室７７内に給気口７
２Ｂから所定圧力Ｐの空気を送れば、加圧断面７４Ａ
（加圧断面積Ａ１）を押すのでバネ６２の付勢力に抗し
押圧部材５４を図で左方向に移動させブレーキＯＦＦで
きる、すなわち摩擦板５３は押圧部材５４と受圧部材５
８とから解放される。つまり、ブレーキ装置５０は、空
気圧が喪失したときには、フェールセイフとなるバネ締
め型構造とされ、動力プレス機械構造規格を遵守する構
成とされている。

【００１１】すなわち、プレス機械の起動・停止を高速
化するには、クラッチ装置２０の性能はもとよりブレー
キ装置５０が迅速応答しなければならない。つまり、プ
レス運転開始時には安定回転到達時間を短縮し、プレス
運転停止時には急速制止する必要がある。しかし、ブレ
ーキ装置５０のＯＮ動作の高速化を図るにはシリンダ室
７７に加える空気圧力Ｐが低圧の方が望ましいが、ＯＦ
Ｆ動作の高速化の観点からは空気圧力Ｐが高圧の方が好
ましい。かくして、従来は、シリンダ室７７へ供給する
空気圧力ＰをブレーキＯＦＦ状態を確実に保持できる範
囲内で可能な限り低圧とするように決定されていたのが
一般的である。

【００１２】これに対し、バネ６２の付勢力を一定と
し、ブレーキＯＦＦ動作時には空気圧力Ｐを高圧にかつ
ブレーキＯＮ動作時は低圧とするように切替える圧力２
段階切替方式が提案（特開昭６０−１０６７００号公
報）されている。一方、空気圧力Ｐを一定とし２つのバ
ネを切替える複数バネ切替方式も提案（特開昭６０−１
０２２９９号公報）されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数バ
ネ切替方式は、構造が複雑でコスト高となる。また、益
々の自動化からクラウン内の機器実装密度が高まる一方
の現今では、スペース的にも不利である。

【００１４】一方、圧力２段階切替方式では、給気手段
を２組設けかつ切替装置をも必要とするので、この場合
にも構造複雑でコスト高となる。確かに、ブレーキＯＦ
Ｆ時には高圧空気によるから高速化が図れる。しかし、
低圧空気は上述の通りブレーキＯＦＦ動作を確実に保持
できる値以下とはできず低圧域での排気特性も悪いの
で、ブレーキＯＮ時の高速化を図ることは不可能であ
り、一層の高速化が望まれるプレスに適用できなくなっ
ている。

【００１５】ここに、本発明の目的は、供給空気圧力や
複数バネを切替えることなく、相反するプレス運転開始
時の安定回転到達時間短縮と運転停止時の急速制動との
双方を一挙に達成することのできるプレス機械のブレー
キ装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンのシ
リンダ室側と反対側に設けた小さいな凹部とこの凹部と
シリンダ室とを連通する絞り流路とを設け、凹部内の空
気圧力による抵抗力をブレーキ解放動作時には発生させ
ずかつブレーキ動作時にバネの付勢力の方向と同じ方向
に発生させるように構成し、前記目的を達成するもので
ある。

【００１７】すなわち、本発明は、バネの付勢力によっ
てブレーキ動作しかつピストンとシリンダとからなるシ
リンダ室に空気圧を供給することにより該バネの付勢力
に抗してブレーキ解除動作するように構成されたプレス
機械のブレーキ装置において、前記ピストンの前記シリ
ンダ室の反対側に凹部を形成するとともにこの凹部の受
圧断面積を前記ピストンの加圧断面積よりも小さくかつ
反対向きに形成し、前記シリンダ室と凹部内とを絞り流
路で連通させたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明では、プレス運転を起動する際は、ブレ
ーキ解放手段を形成するシリンダの給気口からシリンダ
室に所定圧力の空気を供給すると、この空気圧力とピス
トンの加圧断面積とで決まる解放力が発生し、バネの付
勢力に抗しブレーキＯＦＦ動作できる。この際、絞り流
路は実質的役割をなさない。つまり、抵抗力は発生しな
い。このブレーキＯＦＦ動作とともにクラッチがＯＮ動
作され駆動軸が安定回転数に到達した後に、シリンダ室
内の空気は絞り流路を通し凹部内に時間遅れをもって流
れ込み、シリンダ室と凹部内との両室内圧力が等しくな
る。

【００１９】すると、凹部内の空気圧力は、ピストンに
発生する上記解放力とは逆方向（バネ付勢力と同方向）
の抵抗力を発生する。すなわち、シリンダ室内の空気圧
力によるピストンに発生する解放力は、凹部内の空気圧
力によってピストンに発生される抵抗力を差引いただけ
減少する。つまり、高圧により安定回転数まで急速に立
上げることができ、その後シリンダ室内の空気圧力によ
るピストンに発生する解放力をブレーキＯＦＦ動作を安
定確実に保持できる最小値とすることができる。

【００２０】一方、プレス停止の際は、ブレーキ解放手
段のシリンダ室内の空気圧力がその最小値に維持されて
いるので、排気時、バネの付勢力による制動力が迅速に
発生する。しかも、凹部内の空気圧力は、絞り流路を通
るためシリンダ室内の減圧速度に著しく遅延する。つま
り、凹部内の空気圧力は、ピストンにバネの付勢力と同
方向の上記抵抗力を付与する。よって、ブレーキ動作も
急速に行える。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。本ブレーキ装置は、図１に示す如く、基本的構
成を図４に示す従来例と同一とし、かつ急速作動手段８
０を設け、ブレーキ解放動作とブレーキ動作との双方
を、供給空気圧力もバネをも切替えることなく、高速に
達成できる構成とされている。

【００２２】なお、ブレーキ部５１，ブレーキ作動手段
６１，ブレーキ解放手段７１に係る同一または共通部分
については、従来例と同一の符号を付しその説明は簡略
化または省略する。

【００２３】図１において、シリンダ室７７は、シリン
ダ７２とこれにシール部材７５を介して軸方向に摺動自
在に嵌挿されたピストン７４（同図で右側の加圧断面７
４Ａ）との間に形成されている。これに対して、急速作
動手段８０を形成する凹部８１は、ピストン７４の左側
（加圧断面７４Ａと反対側）に設けられ、その周辺はシ
ール部材８３で囲まれている。なお、凹部８１の底平面
部分の受圧断面を７４Ｂとする。この場合、加圧断面７
４Ａの加圧断面積をＡ１、受圧断面７４Ｂの受圧断面積
をＡ２とすると、Ａ２＜Ａ１である。

【００２４】また、シリンダ室７７と凹部８１とは、絞
り流路８２で連通される。この実施例では、ピストン７
４を貫通するオリフィス特性を持つ小孔から形成されて
いる。この絞り流路８２の目的は、シリンダ室７７に給
気口７２Ｂから空気圧力を加えた場合に、凹部８１内の
空気圧力がクランク軸２が安定回転数に到達した後にシ
リンダ室７７内圧力と等しくなるようにタイムラグを持
たせ、一方、シリンダ室７７内の圧力を大気開放した場
合、ブレーキ制動が確実となるまで凹部８１内空気圧力
を保持できるようにタイムラグを持たせるものである。

【００２５】次に、この実施例の作用を模式的に現した
図２を用いて説明する。図２（Ａ）において、摩擦板５
３はバネ６２の付勢力Ｓによって押圧部材５４と受圧部
材５８との間に締付けられブレーキ動作されている。こ
の段階では、ピストン７４はシリンダ７２内で右側に押
付けられている。凹部室８１内の空気圧力は大気圧Ｐｏ
である。

【００２６】ここにおいて、プレス運転開始時は、シリ
ンダ室７７内に空気圧力Ｐｈを給気すると、同（Ｂ）に
示す如く、ピストン７４の加圧断面７４Ａ（加圧断面積
Ａ１）に圧力Ｐｈが加わるので、解放力Ｆｈ（＝Ａ１×
Ｐｈ）が発生する。この解放力Ｆｈは、バネの付勢力Ｓ
に抗してピストン７４つまり押圧部材５４を図で左側に
押戻す。この際、絞り流路８２は未だ実質的には作動し
ないものと考えてよい。

【００２７】かくして、急速作動のもと、ピストン７４
が図２（Ｃ）の如く受圧部材５８の右側面（シリンダ７
２の左内側面）に押付けられると、凹部８１はシール部
材８３で密封される。すなわち、シリンダ室７７内の空
気は絞り流路８２を通し凹部８１内に流れ込む。つま
り、駆動軸１およびクランク軸２が安定回転数に到達し
た後に、シリンダ室７７内の空気圧力と凹部８１内の空
気圧力とは、ともに圧力Ｐｈとなる。

【００２８】すると、凹部８１内の空気圧力Ｐｈと受圧
断面７４Ｂ（受圧断面積Ａ２）との関係から、ピストン
７４にはバネ６２の付勢力Ｓと同方向の抵抗力Ｆ２が発
生する。この場合、ピストン７４にはシリンダ室７７内
の空気圧力Ｐと加圧断面積Ａ１とで決まる解放力Ｆ１が
発生している。ここに、実質的ブレーキ解放力Ｆは（Ｆ
１−Ｆ２）となる。この解放力Ｆは付勢力Ｓに抗しブレ
ーキ解放動作を安定保持できる。

【００２９】次に、プレス運転停止時には、同（Ｄ）に
示す如く、空気を抜いてシリンダ室７７内空気圧力を大
気放出する。シリンダ室７７内圧力は、大気圧Ｐｏとな
る。すると、加圧断面７４Ａに加わっていた解放力Ｆ１
は除去されるが、凹部８１は密封されかつ絞り流路８２
内の流通は絞られるので、凹部８１内の空気圧力は圧力
Ｐｈとほぼ等しい残圧力Ｐとなって残り、依然として抵
抗力Ｆ２にほぼ等しい抵抗力Ｆ２２は存在する。この抵
抗力Ｆ２２は、上記の通りバネ６２の付勢力Ｓと同一方
向である。よって、付勢力Ｓだけのときよりもブレーキ
動作時間を大幅に短縮できる。

【００３０】しかして、この実施例によれば、凹部８１
と、この凹部８１とシリンダ室７７とを連通する絞り流
路８２とからなる急速作動部材８０を設け、従来よりや
や高圧の空気圧力Ｐｈを加えることにより抵抗力Ｆ２を
ブレーキ解放動作時には発生せずブレーキ動作時にのみ
に発生させる構成としているので、プレス運転開始時の
安定回転到達時間とプレス停止時の制動時間との双方を
大幅に短縮できる。

【００３１】また、シリンダ７２内には一種類の空気圧
力Ｐｈを加えるだけでよくかつ２つのバネを切替える必
要もなく、単にピストン７４の内側に凹部８１を設ける
とともにピストン７４に貫通小孔（８２）を設けるだけ
で急速作動手段８０を形成できるので、構造簡単で安定
動作できコストも低い。しかも、ブレーキ装置全体を大
型化する必要もない。

【００３２】なお、以上の実施例では、摩擦板５３は単
板型とされ、クラッチ装置２０とはセパレート型とされ
ていたが、これは複板型でもコンビネーション型でもそ
のまま実施できる。

【００３３】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ピストン
のシリンダ室の反対側に受圧断面積の小さな凹部を設け
るとともに両者を絞り流路で連通させた構成であるか
ら、やや高めの空気圧力を加えて急速なブレーキ解放動
作を達成した後にバネの付勢力と同方向の抵抗力をブレ
ーキ動作時にのみ発生できる。よって、プレス運転開始
時における安定回転到達時間とプレス停止時の確実制動
迄の時間を大幅に短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側断面図である。

【図２】同じく動作を説明するための図である。

【図３】プレス機械の構成を説明するための図である。

【図４】従来のブレーキ装置を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ２ クランク軸 ４ スライド ６ フライホイール １０ フレーム ２０ クラッチ装置 ５０ ブレーキ装置 ５１ ブレーキ部 ５２ ブレーキハブ ５３ 摩擦板 ５４ 押圧部材 ５５ つば付ナット ５６ 受溝 ５８ 受圧部材 ６１ ブレーキ作動手段 ６２ バネ ６３ バネ受 ７１ ブレーキ解放手段 ７２ シリンダ ７２Ｂ 給気口 ７３ プッシュピン ７３Ａ 貫通孔 ７４ ピストン ７４Ａ 加圧断面（加圧断面積Ａ１） ７４Ｂ 受圧断面（受圧断面積Ａ２） ７５ シール部材 ７６ 連結部材 ７７ シリンダ室 ７９ ソレノイド ８０ 急速作動手段 ８１ 凹部 ８２ 絞り流路 ８３ シール部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バネの付勢力によってブレーキ動作しか
   つピストンとシリンダとからなるシリンダ室に空気圧力
   を供給することにより該バネの付勢力に抗してブレーキ
   解除動作するように構成されたプレス機械のブレーキ装
   置において、前記ピストンの前記シリンダ室の反対側に
   凹部を形成するとともにこの凹部の受圧断面積を前記ピ
   ストンの加圧断面積よりも小さくかつ反対向きに形成
   し、前記シリンダ室と凹部内とを絞り流路で連通させた
   ことを特徴とするプレス機械のブレーキ装置。