JP2003175432A - 工作機械用ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキ機構の動作に関連して付与される遅
延時間の設定をより容易に行うことができる工作機械用
ブレーキ装置を提供する。 【解決手段】 工作機械の主軸の落下を防止するブレー
キ機構のオンタイミングを規定する遅延時間と、ブレー
キ機構のオフ動作時におけるモータの励磁開始タイミン
グを規定する遅延時間とを、タイマユニット３２におけ
るボリューム素子３５の抵抗値に応じて、１つのタイマ
３７により同じ値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸を
重力軸方向に駆動させるモータに対する励磁が停止して
いる期間において、重力の影響により前記主軸が落下す
ることを防止するために作用するブレーキ機構を備えた
工作機械用ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、工作機械及びそのブレーキ装置
の一構成例を示すものである。主軸１は、主軸用モータ
２によって駆動され、主軸１の先端部に取り付けられた
工具３を回転させるようになっている。また、主軸１及
び主軸用モータ２は、重力軸用サーボモータ４によって
ボールネジ５ａ，ナット５ｂなどからなる送りネジ機構
５を介して重力軸（Ｚ軸）方向に駆動される。

【０００３】重力軸用サーボモータ４の回転軸に直結さ
れているボールネジ５ａには、ブレーキ機構６が配設さ
れている。このブレーキ機構６は、工作機械の運転を停
止する場合に動力の供給が遮断され、重力軸用サーボモ
ータ４が励磁されなくなった場合に、主軸１及び主軸用
モータ２が重力に引かれて下方側に落下することを防止
するものである。テーブル７は、ワーク８が取り付けら
れるものであり、Ｘ軸サーボモータ９により送りネジ機
構１０を介して水平方向（Ｘ軸方向）に駆動されるよう
になっている。

【０００４】整流回路１１は、単相交流電源（ＡＣ１０
０Ｖ）を整流して直流電源に変換出力し、その直流電源
はスイッチ１２を介してブレーキ機構６に供給されてい
る。また、整流回路１１からの直流電源は、制御電源供
給回路１３を介して電圧が適宜調整され、主軸モータ制
御回路１４並びにサーボモータ制御回路１５及び１６に
制御電源を供給するようになっている。

【０００５】これらの制御回路１４乃至１６は、数値制
御装置（ＣＮＣ）１７からの速度指令や移動指令を受け
て速度や位置のフィードバック制御、更には電流のフィ
ードバック制御を行い、インバータで構成される主軸１
用の主軸アンプ１８，サーボモータ４及び９用のサーボ
アンプ１９及び２０に駆動制御信号を出力するようにな
っている。そして、これらのアンプ１８乃至２０には、
三相交流電源を整流して直流電源を供給するパワーサプ
ライ２１から動力用電源が供給されるようになってい
る。また、数値制御装置１７は、モータ４を非常停止さ
せる場合にスイッチ１２を開いてブレーキ機構６に対す
る電源供給を遮断することで、ブレーキＯＮの状態にな
るように制御する。

【０００６】ここで、図５は、サーボモータ４及びブレ
ーキ機構６の動作状態を示すタイミングチャートであ
る。（ａ）は、数値制御装置１７がサーボモータ制御回
路１５に出力するサーボモータ４の駆動制御信号であ
り、（ｂ）はブレーキ機構６の動作状態，（ｃ）は駆動
制御信号に基づくサーボモータ４の励磁状態を示すもの
である。

【０００７】即ち、サーボモータ４の励磁が開始される
前の状態でブレーキ機構６はブレーキＯＮの状態にあ
る。そして、駆動制御信号のレベルがロウからハイに切
り替わるとサーボモータ４の励磁が開始されるが、駆動
制御信号の立上がりからサーボモータ４の励磁が実際に
開始されるまでには若干の時間差ｔａ（例えば、２０ｍ
ｓ〜５０ｍｓ程度）がある。また、ブレーキ機構６も、
駆動制御信号が立上がるとブレーキＯＮからＯＦＦに切
り替わるが、その切り替わりにも時間ｔｂ（例えば１０
０ｍｓ〜２００ｍｓ程度）を要する。

【０００８】ブレーキ機構６は、サーボモータ４の励磁
が開始されると同時にブレーキＯＦＦになることが望ま
しい。即ち、ブレーキＯＦＦが早すぎると主軸１が落下
することになり、逆にブレーキＯＦＦが遅すぎると、サ
ーボモータ４が励磁されているにもかかわらずボールネ
ジ５ａを拘束することになり、サーボモータ４の巻線に
過電流が流れることになる（オーバーカレントアラーム
が発生する）。そこで、ブレーキＯＦＦのタイミングが
適切となるように、駆動制御信号の立上がりからブレー
キＯＦＦ開始まで、若しくはブレーキＯＦＦ開始タイミ
ングを固定してサーボモータ４の励磁を開始させるまで
にＯＦＦ遅延時間ｔoff を与えるようにしている。

【０００９】また、工作機械の運転が停止され、サーボ
モータ４の励磁が停止される場合には、ブレーキ機構６
をブレーキＯＦＦからＯＮの状態に切り換える必要があ
る。この場合にも、駆動制御信号のレベルがハイからロ
ウに切り替わる立ち下がりからサーボモータ４の励磁が
実際に停止されるまでにも時間差ｔｃがあり、ブレーキ
機構６も、ブレーキＯＦＦからＯＮに切り替わるのに時
間ｔｄを要する。そこで、ブレーキＯＮのタイミングが
適切となるように、駆動制御信号の立下がりからブレー
キＯＮ開始までにＯＮ遅延時間ｔonを与えるようにして
いる。

【００１０】そして、ブレーキ機構６は、各機構毎の調
整状態が夫々異なることや、実際の使用によってブレー
キシューのような部品が摩耗するなどの経時変化が生じ
ることから、夫々について動作確認をしながら遅延時間
の調整を行う必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のブレーキ装置で
は、ＯＮ遅延時間ｔon及びＯＦＦ遅延時間ｔoff を与え
るためこれら２つの遅延時間を独立に設定する構成とな
っていた。そのため、設定ミスが生じる可能性が高く、
また、ブレーキＯＮ，ＯＦＦ夫々のケースについて動作
確認を行う必要があった。本発明は上記事情に鑑みてな
されたものであり、その目的は、ブレーキ機構の動作に
関連して付与される遅延時間の設定をより容易に行うこ
とができる工作機械用ブレーキ装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の工作機械用ブレーキ装置は、工作機
械の主軸を重力軸方向に駆動させるモータに対する励磁
が停止している期間において、前記主軸が落下すること
を防止するために作用するブレーキ機構と、外部より与
えられる前記モータの停止信号に応じて前記ブレーキ機
構のオンオフを制御する制御手段とを備え、前記制御手
段は、前記停止信号によって与えられる前記モータの停
止指令タイミングから前記ブレーキ機構のオンを開始さ
せるまでのオン遅延時間と、前記停止信号によって与え
られる前記ブレーキ機構のオフタイミングから前記モー
タの起動指令を出力させるまでのオフ遅延時間とを、１
つの遅延時間付与手段によって同時に設定付与するよう
に構成されていることを特徴とする。

【００１３】斯様に構成すれば、オン遅延時間とオフ遅
延時間とは１つの遅延時間付与手段によって常に同じ値
に設定される。即ち、安全性を考慮すると、一般に、主
軸の落下を防止するためブレーキ機構をオンさせる場合
のオン遅延時間を如何に決定するかがより重要であるか
ら、そのオン遅延時間の決定に基づいてオフ遅延時間を
同一に設定しても特に問題はない。

【００１４】従って、従来とは異なり、オン遅延時間と
オフ遅延時間とを夫々独立に設定する必要がなく設定が
容易となり、設定ミスを減少させることができる。ま
た、ブレーキ機構のオフ時の動作とオン時の動作につい
て、遅延時間の付与状態を別個に確認する必要もない。
そして、遅延時間付与手段を１つだけ配置すれば良いの
で装置の構成が簡単になる。

【００１５】この場合、請求項２に記載したように、前
記制御手段に、前記ブレーキ機構の電源供給経路を開閉
するためのリレー接点を複数備えると共に、前記遅延時
間付与手段をも複数備えて、前記複数のリレー接点を開
閉するために出力される信号に、前記複数の遅延時間付
与手段によって遅延時間を夫々独立に付与するように構
成すると良い。

【００１６】斯様に構成すれば、ブレーキ機構のオンオ
フ制御を多重化して行うことになる。例えば、複数のリ
レー接点が電源供給経路に対して直列に配置されてお
り、ブレーキ機構に対する電源供給を遮断するとブレー
キオンとなるように構成されている場合は、リレー接点
の内何れか１つが溶着するなどして開路が不能であると
しても、その他のリレー接点が開けばブレーキをオンさ
せることが可能となる。従って、安全性がより向上する
ようになる。

【００１７】この場合、請求項３に記載したように、前
記制御手段に多段構成の可変抵抗素子を備えて、前記複
数の遅延時間付与手段を、前記多段構成の可変抵抗素子
において設定される抵抗値に応じて遅延時間が夫々独立
に設定されるように構成すると良い。斯様に構成すれ
ば、多段構成の可変抵抗素子の内何れかの素子が故障し
た場合でも、その他の可変抵抗素子素子によって、多重
化されている他の開閉制御系統には所期の遅延時間を設
定することができる。

【００１８】また、この場合、請求項４に記載したよう
に、前記制御手段を、何れか１つの遅延時間付与手段の
信号出力が前記ブレーキ機構をオンさせる状態になる
と、当該信号出力によってその他の遅延時間付与手段の
信号出力を同様の状態にセットするように構成するのが
好ましい。斯様に構成すれば、前記１つの遅延時間付与
手段に対応するリレー接点の開閉状態が、何らかの原因
によってブレーキ機構をオンさせる状態にならなかった
としても、その他のリレー接点が健全であればそちらに
よってブレーキ機構を確実にオンさせることが可能とな
る。

【００１９】更に、請求項５に記載したように、前記遅
延時間付与手段を、前記リレー接点の開閉状態をモニタ
することで信号を出力した際に前記リレー接点が前記ブ
レーキ機構をオンさせる状態にならないと判断すると、
その他の遅延時間付与手段の信号出力を前記ブレーキ機
構をオンさせる状態にセットする構成とするのが好適で
ある。斯様に構成すれば、実際に、リレー接点がブレー
キ機構をオンさせる状態にならなかった場合でも、その
他のリレー接点が健全であればそちらによってブレーキ
機構を確実にオンさせることが可能となる。

【００２０】以上の場合において、請求項６に記載した
ように、前記制御手段が、前記ブレーキ機構のオン制御
を開始した時点から所定時間が経過した時点で、前記遅
延時間付与手段における信号の出力が所期の状態に変化
しなかった場合に、前記モータの励磁を停止させるよう
に構成される制御監視手段を備えると良い。

【００２１】即ち、遅延時間付与手段はモータの起動指
令を出力する機構に関連を有する構成であるため、その
機能に異常が発生すると、最悪の場合には所望の期間に
モータを停止させることができなくなることも想定され
る。そこで、制御監視手段が遅延時間付与手段の信号出
力状態を監視することで動作が明らかに異常であると判
定できる場合は、モータの励磁を停止させることでその
回転を確実に停止させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図１乃至図３を参照して説明する。尚、図４と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分に
ついてのみ説明する。図１は、本発明の要旨に係る部分
の構成を示しており、図４における重力軸用サーボモー
タ４，ブレーキ機構６部分を中心として、ＣＮＣ１７等
を含むＮＣユニット３１及びタイマユニット（制御手
段）３２を加えたものである。

【００２３】ＮＣユニット３１には、三相２００Ｖの交
流電源がリレー３３の接点３３ａを介して供給されてい
る。モータ４には、ＮＣユニット３１を介して三相交流
電源が供給される。タイマユニット３２には、リレー等
の駆動用及び制御用電源として直流２４Ｖの電源が供給
されていると共に（制御用は内部で降圧される）、ブレ
ーキ機構６の駆動用電源として交流１００Ｖ電源が供給
されている。また、タイマユニット３２には、運転上の
トラブルが発生した場合に作業者がモータ４を非常停止
させるために操作するスイッチ３４の操作信号が与えら
れると共に、ブレーキ機構６を駆動する場合の遅延時間
を設定するためのボリューム素子（可変抵抗素子）３５
が設けられている（図１では、ボリューム素子３５のつ
まみ３５Ｔのみを図示している）。

【００２４】タイマユニット３２より出力される交流電
源は、ダイオードブリッジよりなる整流回路３６を介し
て直流電源に整流され、ブレーキ機構６に供給される。
また、タイマユニット３２は、常閉型の非常停止スイッ
チ３４がＯＮ操作された場合にモータ４の励磁を停止さ
せるため、ＮＣユニット３１に対して非常停止出力を発
生させる。また、タイマユニット３２は、その他動作状
態に関する情報を、ＮＣユニット３１及びその内部に配
置されているＩ／Ｏユニットなどに、インターフェイス
（Ｉ／Ｆ）を介して伝達するようになっている。

【００２５】リレー３３のマグネット（コイル）３３ｍ
は、ＮＣユニット３１の通常動作状態では、その内部に
配置されているリレー接点５０ａが閉じていることで通
電が行われており、リレー３３の接点３３ａを閉路させ
ることでＮＣユニット３１にＡＣ２００Ｖを供給してい
る。そして、タイマユニット３２は、非常停止スイッチ
３４のＯＮ／ＯＦＦをトリガとしてブレーキ機構６のＯ
Ｎ／ＯＦＦ動作に関連するタイミングを制御するように
なっている。また、タイマユニット３２は、リレー３３
のｂ接点３３ｂの開閉状態をフィードバックしてモニタ
するようになっている。尚、リレー３３の駆動用電源に
は、交流１００Ｖ又は直流２４Ｖの何れかが用いられ
る。

【００２６】図２は、タイマユニット３２の内部構成を
示すものである。タイマユニット３２は、２段構成のボ
リューム素子（可変抵抗素子）３５，２つのタイマ（遅
延時間付与手段）３７Ａ及び３７Ｂ，監視タイマ（制御
監視手段）３８，２つのリレー３９Ａ及び３９Ｂ，リレ
ー駆動用のトランジスタ４０Ａ及び４０Ｂ等で構成され
ている。

【００２７】タイマ３７Ａ及び３７Ｂは、上述した非常
停止スイッチ３４の操作信号を契機として発生する非常
停止信号をトリガとして動作し、ブレーキ機構６のＯＮ
動作の開始を遅延させる遅延時間と、ブレーキ機構６の
ＯＦＦ動作時においてモータ４の励磁開始を遅延させる
遅延時間とを与えるタイマであり、両者は全く同一の動
作を行うＩＣ(Integrated Circuit)である。そして、タ
イマ３７Ａ，３７Ｂは、ボリューム素子３５の各素子３
５Ａ，３５Ｂに設定される抵抗値に基づいて内部のクロ
ック周波数を変化させることで、遅延時間ｔdl々設定す
るように構成されている。

【００２８】即ち、非常停止スイッチ３４がＯＮ操作さ
れたことに基づいて非常停止信号がハイレベルになる
と、タイマ３７Ａ，３７Ｂは、遅延時間ｔdl（オン遅延
時間）の経過後にロウアクティブの出力端子ＯＵＴをロ
ウレベルにドライブする。また、非常停止スイッチ３４
がＯＦＦ操作されたことに基づいて非常停止信号がロウ
レベルになった場合は、そのタイミングと同時に出力端
子ＯＵＴをハイレベルに切り換えると共に、その時点か
ら遅延時間ｔdl（オフ遅延時間）の経過後にモータ４の
励磁をＯＮにする（マグネット３３ｍの通電を停止す
る）。

【００２９】従って、ユーザたる作業者は、ボリューム
素子３５のつまみ３５Ｔを回転操作することでブレーキ
機構６のオン動作時における遅延時間とそのオフ動作時
における遅延時間とを同時に設定すると共に、２系統に
並列化されているタイマ３７Ａ，３７Ｂに同じ遅延時間
ｔdlを設定することになる。

【００３０】以下、タイマ３７Ａ，３７Ｂ周辺の接続構
成は同一であるから、特に区別する必要がない限りは符
号“Ａ，Ｂ”を省略する。タイマ３７の出力端子ＯＵＴ
は、ＮＰＮ型のトランジスタ４０のベースに接続されて
いると共に、監視タイマ３８の入力端子に接続されてい
る。トランジスタ４０のコレクタは、リレー３９のマグ
ネット３９ｍを介して駆動用電源に接続されており、エ
ミッタはグランドに接続されている。

【００３１】リレー３９は、常開型のａ接点３９ａ及び
常閉型のｂ接点３９ｂを有しており、２つのリレー３９
Ａ及び３９Ｂのａ接点３９Ａａ及び３９Ｂｂは、整流回
路３６の交流入力側に直列に接続されている。そして、
工作機械が動作している期間は、タイマ３７の出力端子
ＯＵＴのレベルは“Ｈ”となっており、トランジスタ４
０をＯＮ状態にしてリレー３９のマグネット３９ｍに通
電を行い、ａ接点３９ａを閉じることでブレーキ機構６
に駆動用電源を供給し、ブレーキＯＦＦの状態にしてい
る。マグネット３９ｍに対する通電を停止すると、ａ接
点３９ａが開いてブレーキ機構６に対する電源供給が断
たれブレーキＯＮの状態となる（図２は、この状態を示
している）。

【００３２】また、タイマ３７は、リレー３９のｂ接点
３９ｂの開閉状態をモニタしており、出力端子ＯＵＴの
レベルがアクティブとなった場合にｂ接点３９ｂが閉路
しなければ、セット信号出力端子Ｓ＿ＯＵＴをアクティ
ブにするように内部の論理回路が構成されている。セッ
ト信号は、ワンショットのロウレベルパルスとして出力
されるものであり、タイマ３７Ａが出力するセット信号
は、タイマ３７Ｂのセット信号端子（ロウアクティブ）
に与えられており、タイマ３７Ｂが出力するセット信号
は、タイマ３７Ａのセット信号端子に与えられている。

【００３３】監視タイマ３８は、トリガ信号が与えられ
てから、予め定められた所定時間が経過した時点で、タ
イマ３７Ａ，３７Ｂの出力端子ＯＵＴの信号レベルが初
期の状態に変化しなかった場合には、これらのタイマ３
７Ａ，３７Ｂの機能が異常であると判定されることか
ら、マグネット３３ｍに対する通電を遮断することでモ
ータ４の励磁を停止させ、その回転を停止させるように
構成されている。

【００３４】次に、本実施例の作用について図３をも参
照して説明する。以下は、工作機械の動作期間中に作業
者によって非常停止スイッチ３４がＯＮ操作され、所定
時間の経過後にＯＦＦ操作（非常停止解除）が行われる
場合について各部の動作を述べる。図３は、各信号の状
態を示すタイミングチャートである。

【００３５】非常停止のシーケンスは、以下のようにな
っている。非常停止スイッチ３４がＯＮ操作されると、
タイマユニット３２はＮＣユニット３１に対して非常停
止出力を発生させる。すると、ＮＣユニット３１は、シ
ャットダウンシーケンスを開始してリレー接点５０ａを
開く。すると、リレー３３のマグネット３３ｍの通電が
断たれ、リレー接点３３ａが開いてモータ４を停止させ
ると共に、タイマユニット３２の内部では非常停止信号
がハイレベル“Ｈ”になる。

【００３６】以下は、タイマユニット３２内部の動作を
中心として述べる。非常停止信号がハイレベル“Ｈ”に
なると（図３（ａ），→，停止指令タイミング）、
モータ４の励磁が停止（ＯＦＦ）される（図３
（ｇ））。そして、タイマ３７Ａ，３７Ｂは、その時点
から設定された遅延時間ｔdlの経過後に出力端子ＯＵＴ
の信号レベルをハイからロウ“Ｌ”にドライブする（図
３（ｂ），（ｃ），）。すると、リレー接点３９Ａａ
及び３９Ｂａが共に開いて、ブレーキ機構６はＯＮ動作
を開始する（図３（ｆ），）。

【００３７】また、この時、例えば断線などによって何
れか一方のタイマ３７にトリガ信号が入力されず、時点
で出力端子ＯＵＴを“Ｌ”にドライブできない状態に
あったとしても、他方のタイマ３７の出力端子ＯＵＴが
“Ｌ”にドライブされれば、それによって一方のタイマ
３７にセット信号が出力され、その出力端子ＯＵＴは
“Ｌ”にセットされる（図３（ｂ），（ｃ），）。

【００３８】更に、タイマ３７は、対応するリレー３９
のｂ接点３９ｂが閉路しなければ、図３（ｄ）に破線で
示すように、出力端子Ｓ＿ＯＵＴをアクティブにしても
う一方のタイマ３７にセット信号を出力する（）。即
ち、リレー３９のａ接点３９ａが溶着するなどして開路
不能な状態にある場合は、もう一方のａ接点３９ａを確
実に開路させるためである。

【００３９】そして、ブレーキ機構６は、停止指令タイ
ミングから遅延時間ｔdlの経過後においてモータ４の
励磁が実際に停止される以前にＯＮ動作を開始し、モー
タ４の励磁が停止された後、完全にＯＮ状態となる
（）。従って、工作機械の主軸１は、非常停止によっ
てモータ４の励磁が突然停止された場合でも、下方に落
下することが防止される。

【００４０】ここで、遅延時間ｔdlは、上記のタイミン
グ条件に加えて、モータ４が励磁されている状態におい
てブレーキ機構６のＯＮ動作が行われる期間ｔola が５
００ｍｓ以内となるように設定する。即ち、モータ４の
回転中にブレーキ機構６がその回転を抑制するように作
用するとモータ４の巻線に過大な電流が流れる。そのよ
うな状態が長く継続するとＮＣユニット３１はオーバー
カレントアラームを発生させるように構成されているの
で、その発生を回避するためである。

【００４１】その後時間が経過し、非常停止状態が解除
されることで非常停止スイッチ３４がＯＦＦ操作される
と、ＮＣユニット３１はリレー接点５０ａをＯＮさせ
る。そして、非常停止信号はロウレベルになり（図３
（ａ），）、タイマ３７Ａ，３７Ｂは、出力端子ＯＵ
Ｔの信号レベルをロウからハイにする（図３（ｂ），
（ｃ））。すると、リレー接点３９Ａａ及び３９Ｂａが
共に閉じて、ブレーキ機構６はＯＦＦ動作を開始する
（図３（ｆ））。また、モータ４の励磁は、時点から
遅延時間ｔdlの経過後に開始（ＯＮ）される（図３
（ｇ），）。

【００４２】そして、ブレーキ機構６は、モータ４の励
磁が開始される以前にＯＦＦ動作を開始し、モータ４の
励磁が開始された後、完全にＯＦＦ状態となる(10)。こ
の場合も、モータ４が励磁されている状態においてブレ
ーキ機構６のＯＦＦ動作が行われる途中の期間ｔolb が
５００ｍｓ以内となるように設定する。

【００４３】また、監視タイマ３８は、上述のようにタ
イマ３７Ａ，３７Ｂの信号出力状態をモニタしており、
非常停止状態の期間内において出力端子ＯＵＴのレベル
がロウに変化しなかった場合は、時点(11)において出力
信号のレベルをロウにすることでマグネット３３ｍの通
電を停止させ、モータ４の励磁を断ってその回転を停止
させるようにする。即ち、この場合は、タイマ３７Ａ，
３７Ｂの機能に異常が発生していると推定することがで
きるので、モータ４の回転を停止させることができない
可能性があるためである。

【００４４】以上のように本実施例によれば、工作機械
の主軸１の落下を防止するブレーキ機構６のオン動作タ
イミングを規定する遅延時間と、ブレーキ機構６のオフ
動作時におけるモータ４の励磁開始タイミングを規定す
る遅延時間とを、タイマユニット３２において、ボリュ
ーム素子３５の抵抗値に応じて１つのタイマ３７により
同じ値に設定するようにした。即ち、安全性を考慮する
と、一般にブレーキ機構６をＯＮさせる場合のオン遅延
時間を如何に決定するかがより重要であるから、そのＯ
Ｎ遅延時間の決定に基づいてオフ遅延時間を同一に設定
しても特に問題はない。

【００４５】そして、従来とは異なり、オン遅延時間と
オフ遅延時間とを夫々独立に設定する必要がなく、設定
ミスを減少させることができる。また、ブレーキ機構６
のＯＮ時の動作とＯＦＦ時の動作について遅延時間の付
与状態を別個に確認する必要もない。そして、タイマ３
７を１つだけ配置すれば良いのでブレーキ装置の構成を
簡単にすることができる。

【００４６】また、タイマユニット３２に、ブレーキ機
構６の電源供給経路を開閉するために２つのリレー接点
３９Ａａ，３９Ｂａを直列に配置すると共に２つのタイ
マ３７Ａ，３７Ｂを備え、リレー接点３９Ａａ，３９Ｂ
ａの開閉制御信号にタイマ３７Ａ，３７Ｂによって遅延
時間ｔdlを夫々独立に付与するようにした。即ち、ブレ
ーキ機構６のオンオフに関する制御を二重化したので、
２つのリレー接点３９Ａａ，３９Ｂａの内何れか一方が
溶着するなどして開路が不能であるとしても、他方のリ
レー接点が開けばブレーキ機構６をＯＮさせることがで
きる。従って、安全性をより向上させることができる。

【００４７】そして、タイマユニット３２に２段構成の
ボリューム素子３５を備えて、２つのタイマ３７を、ボ
リューム素子３５の各素子３５Ａ，３５Ｂにおいて設定
される抵抗値に応じて遅延時間ｔdlを夫々独立に設定す
るようにした。従って、ボリューム素子３５の素子３５
Ａ，３５Ｂの内何れかの素子が故障した場合でも、他方
の素子によって、二重化されている他の開閉制御系統に
は所期の遅延時間ｔdlを設定することができる。

【００４８】また、本実施例によれば、タイマユニット
３２を、一方のタイマ３７の信号出力がブレーキ機構６
をＯＮさせる状態になると、その信号出力により他方の
タイマ３７にセット信号を出力して、その信号出力を同
様の状態にセットするようにした。従って、一方のタイ
マ３７に対応するリレー接点３９ａが何らかの原因によ
って開路せず、ブレーキ機構６をＯＮさせる状態になら
なかったとしても、その他のリレー接点３９ａが健全で
あればそちらによってブレーキ機構６を確実にＯＮさせ
ることができる。

【００４９】更に、タイマ３７を、リレー接点３９ｂの
開閉状態をモニタすることで信号を出力した際にリレー
接点３９ｂが閉路しない場合は、他方のタイマ３７にセ
ット信号を出力してブレーキ機構６をＯＮさせる状態に
セットするようにした。従って、一方のリレー接点３９
ａが開路しなかった場合でも、他方のリレー接点３９ａ
が健全であればそちらによってブレーキ機構６を確実に
ＯＮさせることが可能となる。

【００５０】加えて、監視タイマ３８を備えて、タイマ
ユニット３２がブレーキ機構６のＯＮ制御を開始した時
点から所定時間経過した場合に、タイマ３７の信号の出
力が所期の状態に変化しなかった場合には、モータ４の
励磁を停止させてその回転を停止させるようにした。従
って、タイマ３７Ａ，３７Ｂの動作に何れも異常をきた
した場合であっても、モータ４の回転を確実に停止させ
ることができる。

【００５１】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、以下のような変形また
は拡張が可能である。ＮＣユニット３１の外部に別途プ
ログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）が配置されている
場合は、遅延時間を設定する際に、タイマユニット３２
→ＰＬＣ→ＮＣユニット３１の経路における通信に要す
る時間を加味すれば良い。監視タイマ３８は、必要に応
じて設ければ良い。ｂ接点３９ｂの開閉状態をモニタす
ることに代えて、例えば、ａ接点３９ａの接点間の電圧
変化に基づいてａ接点３９ａの開閉状態を直接モニタし
ても良い。また、これらをモニタすることで、他方のタ
イマ３７にセット信号を出力する構成も必要に応じて設
ければ良い。

【００５２】また、タイマ３７の出力信号によって他方
のタイマ３７をセットする構成も、必要に応じて設けれ
ば良い。２つのタイマ３７Ａ，３７Ｂに、１素子構成の
ボリューム素子によって同じ遅延時間を設定するように
構成しても良い。また、タイマ３７を１個だけ配置して
も良い。可変抵抗素子は、スライド型であっても良い。
ブレーキ機構は、電源を投入するとブレーキＯＮとなる
構成であっても良い。安全性を更に高める必要がある場
合は、リレー接点及び遅延時間付与手段を３つ以上配置
しても良い。

【００５３】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであり、以下
の効果を奏する。請求項１記載の工作機械用ブレーキ装
置によれば、オン遅延時間とオフ遅延時間とを１つの遅
延時間付与手段によって常に同じ値に設定するので、従
来とは異なり、オン遅延時間とオフ遅延時間とを夫々独
立に設定する必要がなく設定が容易となり、設定ミスを
減少させることができる。また、ブレーキ機構のオフ時
の動作とオン時の動作について、遅延時間の付与状態を
別個に確認する必要もない。そして、遅延時間付与手段
を１つだけ配置すれば良いので装置の構成を簡単にする
ことができる。

【００５４】請求項２記載の工作機械用ブレーキ装置に
よれば、制御手段に、ブレーキ機構の電源供給経路を開
閉するためのリレー接点を複数備えると共に遅延時間付
与手段をも複数備えて、各リレー接点を開閉するために
出力される信号に、複数の遅延時間付与手段によって遅
延時間を夫々独立に付与するようにした。従って、ブレ
ーキ機構のオンオフ制御を多重化して行うことで、複数
のリレー接点の内何れかが溶着するなどして開路が不能
であるとしても、他方のリレー接点が開けばブレーキ機
構をオンさせることが可能となり、安全性をより向上さ
せることができる。

【００５５】請求項３記載の工作機械用ブレーキ装置に
よれば、制御手段に多段構成の可変抵抗素子を備えて、
複数の遅延時間付与手段を、多段構成の可変抵抗素子に
おいて設定される抵抗値に応じて遅延時間を夫々独立に
設定するようにした。従って、可変抵抗素子の内何れか
の素子が故障した場合でも、その他の可変抵抗素子素子
によって、他の開閉制御系統には所期の遅延時間を設定
することができる。

【００５６】請求項４記載の工作機械用ブレーキ装置に
よれば、制御手段を、何れか１つの遅延時間付与手段の
信号出力がブレーキ機構をオンさせる状態になると、当
該信号出力によってその他の遅延時間付与手段の信号出
力を同様の状態にセットするようにした。従って、何れ
かの遅延時間付与手段に対応するリレー接点の開閉状態
が、何らかの原因によってブレーキ機構をオンさせる状
態にならなかったとしても、その他のリレー接点が健全
であればそちらによってブレーキ機構を確実にオンさせ
ることが可能となる。

【００５７】請求項５記載の工作機械用ブレーキ装置に
よれば、遅延時間付与手段を、リレー接点の開閉状態を
モニタすることで、信号を出力した際にリレー接点がブ
レーキ機構をオンさせる状態にならないと判断すると、
その他の遅延時間付与手段の信号出力を、ブレーキ機構
をオンさせる状態にセットするようにした。従って、実
際に、リレー接点がブレーキ機構をオンさせる状態にな
らなかった場合でも、その他のリレー接点が健全であれ
ばそちらによってブレーキ機構を確実にオンさせること
ができる。

【００５８】請求項６記載の工作機械用ブレーキ装置に
よれば、制御監視手段を備えて、制御手段が、ブレーキ
機構のオン制御を開始した時点から所定時間が経過した
時点で、遅延時間付与手段における信号の出力が所期の
状態に変化しなかった場合に、モータの励磁を停止させ
るようにしたので、遅延時間付与手段の動作が明らかに
異常であると判定できる場合にモータの回転を確実に停
止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であり、工作機械用ブレーキ
装置の構成を示す図

【図２】タイマユニットの内部構成を示す図

【図３】各信号の状態を示すタイミングチャート

【図４】従来の工作機械及びそのブレーキ装置の一構成
例を示す図

【図５】サーボモータ及びブレーキ機構の動作状態を示
すタイミングチャート

【符号の説明】

１は主軸、４は重力軸用サーボモータ、６はブレーキ機
構、３２はタイマユニット（制御手段）、３５はボリュ
ーム素子（可変抵抗素子）、３７Ａ及び３７Ｂはタイマ
（遅延時間付与手段）、３８は監視タイマ（制御監視手
段）、３９Ａａ接点３９Ｂａはリレー接点を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 智彦 愛知県小牧市大字三ッ渕字阿波戸1723番地 の１日本制禦機器株式会社名古屋事業所内 (72)発明者 中安 正典 愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車 株式会社内 (72)発明者 藪押 友香 愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車 株式会社内 Ｆターム(参考） 5H269 AB01 PP03 QC02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の主軸を重力軸方向に駆動させ
   るモータに対する励磁が停止している期間において、前
   記主軸が落下することを防止するために作用するブレー
   キ機構と、 外部より与えられる前記モータの停止信号に応じて前記
   ブレーキ機構のオンオフを制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記停止信号によって与えられる前記
   モータの停止指令タイミングから前記ブレーキ機構のオ
   ンを開始させるまでのオン遅延時間と、前記停止信号に
   よって与えられる前記ブレーキ機構のオフタイミングか
   ら前記モータの起動指令を出力するまでのオフ遅延時間
   とを、１つの遅延時間付与手段によって同時に設定付与
   するように構成されていることを特徴とする工作機械用
   ブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記ブレーキ機構の電
   源供給経路を開閉するためのリレー接点を複数備えると
   共に、前記遅延時間付与手段をも複数有し、前記複数の
   リレー接点を開閉するために出力される信号に、前記複
   数の遅延時間付与手段によって遅延時間を夫々独立に付
   与するように構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の工作機械用ブレーキ装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、多段構成の可変抵抗素
   子を備え、 前記複数の遅延時間付与手段は、前記多段構成の可変抵
   抗素子において設定される抵抗値に応じて、遅延時間が
   夫々独立に設定されるように構成されていることを特徴
   とする請求項２記載の工作機械用ブレーキ装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、何れか１つの遅延時間
   付与手段の信号出力が前記ブレーキ機構をオンさせる状
   態になると、当該信号出力によってその他の遅延時間付
   与手段の信号出力を同様の状態にセットするように構成
   されていることを特徴とする請求項３記載の工作機械用
   ブレーキ装置。
5. 【請求項５】 前記遅延時間付与手段は、前記リレー接
   点の開閉状態をモニタしており、信号を出力した際に前
   記リレー接点が前記ブレーキ機構をオンさせる状態にな
   らないと判断すると、その他の遅延時間付与手段の信号
   出力を前記ブレーキ機構をオンさせる状態にセットする
   ように構成されていることを特徴とする請求項３または
   ４記載の工作機械用ブレーキ装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段が前記ブレーキ機構のオン
   制御を開始した時点から所定時間が経過した時点で、前
   記遅延時間付与手段における信号の出力が所期の状態に
   変化しなかった場合に、前記モータの励磁を停止させる
   ように構成される制御監視手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１乃至５の何れかに記載の工作機械用ブレーキ
   装置。