JP5095837B2 - Brake disc of rotating table - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械に備わった回転テーブルに関し、特に、回転テーブルに用いられるブレーキディスクに関する。 The present invention relates to a rotary table provided in a machine tool, and more particularly to a brake disk used in the rotary table.
工作機械に備わった回転テーブルのクランプ及びアンクランプを行うブレーキ構造には、砥粒が電着されたブレーキディスクを相手部材に押し付け、その摩擦力にてクランプを行う構造が一部で採用されている。
前記ブレーキディスクには、特許文献1に開示されているように、ブレーキディスクを軸に取り付けるための取り付け孔を有するものがある。図6には従来技術である従来のブレーキディスク10が示されている。ブレーキディスク10は、その中心に貫通孔11が設けられ、その内周部に取付け孔14が設けられ、その外周部12に砥粒が付着されている。また、特許文献2には、取付け部の外縁部付近に複数の小孔を環状に配置し、これら小孔によって取り付け部の外縁部付近の剛性を低下させるようにしたディスクブレーキのディスクプレートが開示されている。
The brake structure that clamps and unclamps the rotary table provided in the machine tool is partially adopted by pressing the brake disk with electrodeposited abrasive grains against the mating member and clamping with the friction force. Yes.
As disclosed in Patent Document 1, some of the brake discs have an attachment hole for attaching the brake disc to a shaft. FIG. 6 shows a
背景技術で説明した特許文献1に開示される技術では、一度クランプし回転位置の割り出しを行った後に、微妙にズレた位相で再度,回転位置の割り出しを行う場合、前記クランプを行った際の砥粒の痕跡に砥粒が引き込まれ(図7参照)、ブレーキディスクが微小に回転してしまい、ワークが回転方向に微小に動いてしまう不具合がある。 In the technique disclosed in Patent Document 1 described in the background art, when the rotational position is again indexed with a slightly shifted phase after the clamping and the rotational position are determined once, when the clamping is performed, There is a problem that the abrasive grains are drawn into the traces of the abrasive grains (see FIG. 7), the brake disk rotates slightly, and the work moves slightly in the rotation direction.
図7は従来技術のブレーキディスク10を用いた場合に前回の痕跡に引き込まれることを説明する図である。符号16はブレーキディスク10と相手部材20が接触する方向(クランプ)の移動,符号18はブレーキディスク10と相手部材20とが離れる方向(アンクランプ)の移動を表す。図7(a)はクランプ、または、アンクランプのため、ブレーキディスク10と相手部材20とが離接する状態を示し、図7(b)はクランプのためブレーキディスク10が相手部材20方向に移動する状態を示している。図7(a)に示されるように、ブレーキディスク10が一度,相手部材20に接触し離れる場合(クランプされ,アンクランプ場合)、ブレーキディスク10の側面に接した相手部材20の側面に凹状の砥粒19の痕跡22が残る。図7(b)に示されるように、前回と微妙にズレた位相で割り出しを行う場合、前回のクランプ(それ以前の過去のクランプも含む)で相手部材20の表面に生じた凹状の砥粒19の痕跡22にブレーキディスク10の砥粒19が引き込まれ、ブレーキディスク10が微小に回転してしまう。
また、特許文献2に開示される技術では、ディスクに設けられる小孔は熱による摺動部の変形を抑制するための孔であり、ワークが回転方向に微小に動いてしまう不具合を解決するものではない。
FIG. 7 is a diagram for explaining that the
Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, the small hole provided in the disk is a hole for suppressing deformation of the sliding portion due to heat, and solves the problem that the work moves minutely in the rotation direction. is not.
そこで本発明の目的は、ブレーキディスクの弾性変形によりモータに加わるトルクがモータの連続定格トルク以下となる構造を有する回転テーブルのブレーキディスクを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a brake disc for a rotary table having a structure in which the torque applied to the motor by elastic deformation of the brake disc is equal to or less than the continuous rated torque of the motor.
本願の請求項1に係る発明は、モータによって駆動される回転軸を所定の位置に割り出した後、該回転軸を摩擦力によって保持するためのブレーキディスクを固定部へ押し当てて保持する工作機械に備わった回転テーブルのブレーキディスクにおいて、前記ブレーキディスクを固定部に押し当てた際のブレーキディスクの弾性変形により前記モータに加わるトルクがモータの連続定格トルク以下となるようにブレーキディスクの半径方向中間部領域の剛性を他の部分より低くなるような構造としたことを特徴とする回転テーブルのブレーキディスクである。 The invention according to claim 1 of the present application relates to a machine tool that, after indexing a rotary shaft driven by a motor to a predetermined position, presses and holds a brake disk for holding the rotary shaft by a frictional force against a fixed portion. The brake disc of the rotary table provided in the middle of the brake disc in the radial direction so that the torque applied to the motor by elastic deformation of the brake disc when the brake disc is pressed against the fixed portion is less than the continuous rated torque of the motor. The rotary disk brake disk is characterized in that the rigidity of the partial area is lower than that of the other parts.
請求項2に係る発明は、前記中間部領域に複数の穴、または、複数の孔、又は1条以上の溝を設けることにより他の部分より剛性を低くしたことを特徴とする請求項1に記載の回転テーブルのブレーキディスクである。
請求項3に係る発明は、前記中間部領域の板厚を薄肉にすることにより他の部分より剛性を低くしたことを特徴とする請求項1に記載の回転テーブルのブレーキディスクである。
請求項4に係る発明は、前記中間部領域の材質を他の部分よりも剛性の低い材質にしたことを特徴とする請求項1に記載の回転テーブルのブレーキディスクである。
The invention according to claim 2 is characterized in that a plurality of holes, a plurality of holes, or one or more grooves are provided in the intermediate region so that the rigidity is lower than other portions. It is a brake disc of the described rotary table.
The invention according to claim 3 is the brake disk of the rotary table according to claim 1, wherein the rigidity of the intermediate portion region is made lower than that of other portions by making the plate thickness thin.
The invention according to claim 4 is the brake disc of the rotary table according to claim 1, wherein the material of the intermediate region is made of a material having lower rigidity than other portions.
本発明により、ブレーキディスクの弾性変形によりモータに加わるトルクがモータの連続定格トルク以下となる構造を有する回転テーブルのブレーキディスクを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a brake disc for a rotary table having a structure in which the torque applied to the motor by elastic deformation of the brake disc is equal to or less than the continuous rated torque of the motor .
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は、ダイレクトドライブ構造を持つ回転テーブルをその中心線を通る面で切断した断面を見た図である。シャフト2aの図面右側の端面に図示しない回転テーブルがボルトなどを用いて取り付けられる場合もある。また、シャフト2aの図面右側の端面に直接ワークを取り付ける場合もある。回転テーブルのシャフト2aは、ハウジング1bを介してケース1a内に主軸受3a、及び支持軸受3bを介して、回転自在に支承されている。シャフト2aは複数の部材をボルトなどによって連結した構造をなしている。モータのステータ4b、ブレーキのシリンダ7b、センサヘッド5b、リッド(蓋)8はケース1aに固定され、ロータ4a、センサギア(位置検出器)5a、ブレーキディスク6は何れも回転テーブル(回転テーブルは図示を省略)と一体的に回転可能な様にボルトなどの固定手段を用いてシャフト2aに固定される。そして、これらのロータ4aとステータ4bにより、図示しない回転テーブルを直接的に駆動して回転するモータが構成される。シャフト2aが回転するとそれに伴ってセンサギア5aが回転する。センサギア5aの回転をセンサヘッド5bにより検出し、その回転量に相当するパルス信号を図示しない工作機械の制御装置などに送り出す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view of a cross section obtained by cutting a rotary table having a direct drive structure along a plane passing through its center line. A rotary table (not shown) may be attached to the end face on the right side of the
ピストン7aは、シール部材7c〜7eを介して、シリンダ7b内に前進及び後退可能なストロークを備えて設置され、クランプ側へピストン7aが移動する方向へ複数のコイルバネ7hによって付勢されると共に、圧縮空気によって移動可能なように、リッド8とピストン7aとシリンダ7b間に前進用空気室7fと後退用空気室7gが設けられている。
The
アンクランプ状態(クランプ解除状態)では、図1に示されていない電磁弁によって後退用空気室7gへ圧縮空気が送出され、ピストン7aはコイルバネ7hの伸張力に抗して後退端へ移動した状態となっている。
クランプ状態では、前記電磁弁によって、後退用空気室7gから排気すると同時に前進用空気室7fへ圧縮空気が送出され、ピストン7aが前進して、リッド(蓋)8上の摩擦面8aとの間でブレーキディスク6が挟持される。ブレーキディスク6として後述する6a,6b,あるいは,6cを使用する。
In the unclamped state (clamp released state), compressed air is sent to the backward air chamber 7g by a solenoid valve not shown in FIG. 1, and the
In the clamped state, the solenoid valve exhausts air from the backward air chamber 7g and simultaneously sends compressed air to the forward air chamber 7f, and the
<第1実施形態>
図2は、剛性調整孔を備えた本発明に係るブレーキディスクを説明する図である。図2(a)は平面図であり、図2(b)は図2(a)のA−A断面図である。ブレーキディスク6aは中心軸周りに同一の半径の形状を有し、その中心に貫通孔30が設けられ、その内周部31に取り付け孔34が設けられ、その外周部33に砥粒が付着されている。取り付け孔34はバランスを保つため中心軸39周りに均等に配置されている。ブレーキディスク6aはボルト9にてシャフト2aの図面左側の端面にネジ留めされる。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a view for explaining a brake disc according to the present invention having a stiffness adjusting hole. Fig.2 (a) is a top view, FIG.2 (b) is AA sectional drawing of Fig.2 (a). The
第1実施形態では、ブレーキディスク6aにブレーキディスク6aの剛性をある程度弱めるため、中間部32に複数の剛性調整用孔35が中心軸39周りに均等に配設される。ブレーキディスク6aは取り付け孔34にボルト9を挿入してシャフト2aに固定される。
ブレーキディスク6aの中間領域である中間部32に剛性調整用孔35が設けられることによって、ブレーキディスク6aの中間部の剛性をある程度弱める。これによって、外周部33に付着された砥粒が、相手部材の表面に形成された前回の痕跡に引き込まれても、ブレーキディスク6aが弾性変形し(ねじれて)その引き込みを吸収し、回転テーブルを駆動するモータのロータ4aは回転しない。
ブレーキディスク6aのねじり剛性36を調整しブレーキディスク6aの弾性変形によりモータに加わるトルクがモータの連続定格トルク以下となるように、剛性調整用孔35の直径あるいは数を規定する。
なお、ねじり剛性36を調整する剛性調整用孔35に替えて、溝や貫通しない穴でもよい。
In the first embodiment, a plurality of
By providing the
The
In place of the
砥粒の痕跡に引き込まれブレーキディスク6aやモータが回転する変位の最大値は、砥粒の大きさにより決まる。ブレーキディスク6aに付着する砥粒の大きさを決定した後、その砥粒により引き込まれる変位の最大値を実験により求める。
The maximum displacement of the
図3は、実験により求められたグラフであり、種々の孔径におけるブレーキクランプ状態でのモータトルクとモータシャフトの回転変位の関係を説明するグラフである。図3の例では、φA〜φD(A<B<C<D)でのブレーキクランプ状態でのモータトルクとモータシャフトの回転変位の関係をグラフ化したものである。横軸はモータシャフトの回転変位、縦軸はモータトルクを表す。 FIG. 3 is a graph obtained by experiment, and is a graph for explaining the relationship between the motor torque and the rotational displacement of the motor shaft in the brake clamp state at various hole diameters. In the example of FIG. 3, the relationship between the motor torque and the rotational displacement of the motor shaft in the brake clamp state at φA to φD (A <B <C <D) is graphed. The horizontal axis represents the rotational displacement of the motor shaft, and the vertical axis represents the motor torque.
上記図3により、砥粒の痕跡に引き込まれ回転した際のトルクがモータの連続定格トルクを超えない孔径が決まる。図3ではφB,φC,φDはモータの連続定格トルク以下となるが、φAでは痕跡に引き込まれモータが回転する最大の変位量では連続定格トルクを超えてしまう。剛性調整用孔35のφB,φC,φDの3つのタイプのうち、φBのブレーキディスク6aの剛性が一番高いので、実際にはφBを採用するとよい。モータの連続定格トルクを超えない孔径とする理由は、ブレーキディスク6aをクランプした際、モータのオーバーヒートアラーム発生を防止するためである。
According to FIG. 3 described above, the hole diameter is determined so that the torque at the time of being drawn and rotated by the traces of the abrasive grains does not exceed the continuous rated torque of the motor. In FIG. 3, φB, φC, and φD are equal to or lower than the continuous rated torque of the motor. However, in φA, the maximum displacement amount that is drawn into the trace and rotates the motor exceeds the continuous rated torque. Of the three types of φB, φC, and φD of the
<第2実施形態>
図4は、薄肉部を備えた本発明に係るブレーキディスクを説明する図である。図4(a)は平面図であり、図4(b)は図4(a)のB−B断面図である。ブレーキディスク6bは中心軸周りに同一の半径の形状を有し、その中心に貫通孔40が設けられ、その内周部41に取り付け孔44が設けられ、その外周部43に砥粒が付着されている。取り付け孔44はバランスを保つため中心軸49周りに均等に配置されている。
Second Embodiment
FIG. 4 is a view for explaining a brake disk according to the present invention having a thin portion. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4A. The
第2実施形態では、ブレーキディスク6bにブレーキディスク6bの剛性をある程度弱めるため、中間部42の厚さを内周部41および外周部43の厚さより薄くする。中間部42を薄くすることによって中間部のねじり剛性をある程度弱くする。これによって、外周部43に付着された砥粒が、相手部材の表面に形成された前回の痕跡に引き込まれても、ブレーキディスク6aが弾性変形し(ねじれて)その引き込みを吸収し、回転テーブルを駆動するモータのロータ4aは回転しない。ブレーキディスク6bのねじり剛性46を調整し、ブレーキディスク6bの弾性変形によりモータに加わるトルクがモータの連続定格トルク以下となるように、中間部42の厚さや幅を規定する。
In the second embodiment, the thickness of the
<第3実施形態>
図5は、中間部に剛性の低い別材質を備えた本発明に係るブレーキディスクを説明する図である。図5(a)は平面図であり、図5(b)は図5(a)のC−C断面図である。ブレーキディスク6cは中心軸に対して同一の半径の形状を有し、その中心に貫通孔50が設けられ、その内周部51に取り付け孔54が設けられ、その外周部53に砥粒が付着されている。取り付け孔54はバランスを保つため中心軸59周りに均等に配置されている。
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a view for explaining a brake disc according to the present invention, which is provided with another material having low rigidity at the intermediate portion. FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. The
第3実施形態では、ブレーキディスク6cにブレーキディスク6cの剛性をある程度弱めるため、中間部52を内周部51や外周部53より剛性の低い材質としブレーキディスク6cの中間部52のねじり剛性56をある程度弱くする。これによって、外周部53に付着された砥粒が、相手部材の表面に形成された前回の痕跡に引き込まれても、ブレーキディスク6cが弾性変形し(ねじれて)その引き込みを吸収し、回転テーブルを駆動するモータのロータ4aは回転しない。ブレーキディスク6cのねじり剛性56を調整しブレーキディスク6cの弾性変形によりモータに加わるトルクがモータの連続定格トルク以下となるように、中間部52の材質を選定する。
In the third embodiment, in order to weaken the rigidity of the
1a ケース
1b ハウジング
2a シャフト
3a 主軸受
3b 支持軸受
4a ロータ
4b ステータ
5a センサギア
5b センサヘッド
6,6a,6b,6c ブレーキディスク
7a ピストン
7b シリンダ
7c,7d,7e シール部材
7f 前進用空気室
7g 後退用空気室
8 リッド(蓋)
8a 摩擦面
9 ボルト
10 (従来の)ブレーキディスク
16 クランプ
18 アンクランプ
19 砥粒
30,40,50 貫通孔
31,41,51 内周部
32,42,52 中間部
33,43,53 外周部
35 剛性調整用孔
36,46,56 ねじり剛性
DESCRIPTION OF
8a Friction surface 9 Bolt 10 (Conventional) brake disc
16
30, 40, 50 Through
35
Claims (4)
前記ブレーキディスクを固定部に押し当てた際のブレーキディスクの弾性変形により前記モータに加わるトルクがモータの連続定格トルク以下となるようにブレーキディスクの半径方向中間部領域の剛性を他の部分より低くなるような構造としたことを特徴とする回転テーブルのブレーキディスク。 In a brake disc of a rotary table provided in a machine tool that holds a rotary disc driven by a motor at a predetermined position and then presses and holds a brake disc for holding the rotary shaft by a frictional force against a fixed portion.
The rigidity of the intermediate area in the radial direction of the brake disk is lower than that of the other parts so that the torque applied to the motor due to the elastic deformation of the brake disk when the brake disk is pressed against the fixed part is less than the continuous rated torque of the motor. A brake disc for a rotary table, characterized by having a structure as described above.
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