JP5260257B2 - 制動制御機構 - Google Patents

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Description

本発明は、制動制御機構に関する。
工作機械において、例えば、リニアモータにより駆動され昇降する重力軸側の移動体は、停電、断線等の非常時や機械電源を落とすなど、リニアモータへの電源供給が停止された場合、移動体が重力落下してしまうという問題がある。この問題への対策としては、従来、工作機械に駆動系や案内面等の機構とは別に制動制御機構を設けることにより、移動体の運動の制動を行っていた。このような、従来の制動制御機構の一例が下記特許文献１に開示されている。
特開昭５８−４５８０９号公報
しかしながら、上述した従来の制動制御機構では、工作機械に駆動系や案内面とは別に制動装置を設ける必要があるため、工作機械の構造が複雑となり、コストが増大してしまうという問題があった。
以上のことから、本発明は、既存の設備を利用することで、簡易な構造により、リニアモータへの電源供給停止時の移動体の運動を制動することができる制動制御機構を提供することを目的とする。
本発明の第１の発明に係る制動制御機構は、
リニアモータにより駆動されて案内レール上を移動する移動体と、
前記移動体を前記案内レールに押圧する押圧手段と、
前記押圧手段を油圧により駆動する油圧手段と、
前記リニアモータへの電力の供給が断たれたときに前記油圧手段と前記押圧手段とを接続し油圧を前記押圧手段へ伝達させる制御弁と
を備える
ことを特徴とする。
本発明の第２の発明に係る制動制御機構は、第１の発明に係る制動制御機構において、
空気圧を油圧に変換する変換手段と、
空気を貯える空気貯蔵手段と
を備える
ことを特徴とする。
本発明の第３の発明に係る制動制御機構は、第１の発明又は第２の発明に係る制動制御機構において、
前記押圧手段を前記油圧手段よりも低圧の油圧により駆動する低圧油圧手段を備え、
前記制御弁は、前記リニアモータへの電力の供給がなされているときに前記低圧油圧手段と前記押圧手段とを接続し低圧油圧を前記押圧手段へ伝達させる
ことを特徴とする。
本発明によれば、既存の設備を利用することで、簡易な構造により、リニアモータへの電源供給停止時の移動体の運動を制動することができる制動制御機構を提供することができる。
以下、本発明に係る制動制御機構の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
はじめに、本発明に係る制動制御機構が適用されるリニアモータ方式の直動案内装置の装置構成について説明する。
図２は図３中Ａ−Ａで示す断面におけるリニアモータ方式の直動案内装置の要部平断面図、図３はリニアモータ方式の直動案内装置の要部側面図、図４は図２中Ｂ部を拡大した押圧機構の断面図である。
図２及び図３に示すように、工作機械等の産業機械におけるリニアモータ方式の直動案内装置は、機械の固定側である案内レール１０に沿って送りテーブル等の移動体１１がギブ１２と押圧機構１３を介して移動可能になっている。図示例では、移動体１１の凹部１１ａが案内レール１０の角ガイド部１０ａに下方から嵌合されて直動案内部が形成されている。このように、本発明に係る制動制御機構が適用されるリニアモータ方式の直動案内装置においては、移動体１１はリニアモータにより駆動されている。
ギブ１２は、移動体１１の移動方向に押引きすることで、案内レール１０（厳密には角ガイド部１０ａ）の一方摺動面と移動体１１（厳密には凹部１１ａ）の摺動面との間の隙間（図２及び図３中のＤ部参照）を調整する周知のものであるが、本実施形態では、後述する押圧機構１３により案内レール１０（厳密には角ガイド部１０ａ）の他方摺動面に押し付けられ、図２及び図３中のＤ部において案内レール１０（厳密には角ガイド部１０ａ）の一方摺動面と移動体１１（厳密には凹部１１ａ）の摺動面とが密接されている。
押圧機構１３は、図４にも示すように、移動体１１の凹部１１ａに形成された貫通孔１４に往復移動可能に収装され、その先端部がギブ１２の摺動面と反対側の面（押圧面）に押し当てられるピストン１５と、このピストン１５の背部に位置する貫通孔１４内に、配管継手１６を介して、後述する本発明に係る制動制御機構（図１参照）と接続される。
図示例では、ギブ１２の押圧面に半球状の凹部１２ａが形成され、この凹部１２ａにピストン１５の先端部に形成した半球状の凸部１５ａを嵌合させている。なお、ピストン１５の外周面にはＯリング１７が装着されている。また、ギブ１２の押圧面には、その移動方向に所定間隔離間した複数箇所にてピストン１５が押し当てられている。
以上が本発明に係る制動制御機構が適用されるリニアモータ方式の直動案内装置の装置構成である。
次に、本発明に係る本発明に係る制動制御機構の構成について説明する。
図１は本発明に係る制動制御機構の構成図である。なお、図１中においては、エアー源１側を上流として説明する。
図１に示すように、本発明に係る制動制御機構は、エアー源１に空気の逆流を防ぐチェック弁２を介して空気を貯えるエアータンク３が設置されている。エアータンク３の下流にはエアータンク３から流れ出る空気の圧力を調整する第１のレギュレータ４が設置されている。第１のレギュレータ４の下流には、空気圧を入力することにより油圧を出力することができるエアー・ハイドロ・ブースター５が設置されている。
エアー・ハイドロ・ブースター５の下流は、ピストン１５によりギブ１２が案内レール１０に押し付けられ、移動体１１と案内レール１０が密着する程度の圧力である摺動時の油圧を伝達する摺動油圧経路と、ピストン１５によりギブ１２が案内レール１０に押し付けられて、移動体１１の運動を制動する程度の圧力である制動時の油圧を伝達する制動油圧経路とに分かれている。摺動油圧経路側のエアー・ハイドロ・ブースター５の下流には、エアー・ハイドロ・ブースター５から流れ出る油の圧力を調整する第２のレギュレータ６が設置されている。
第２のレギュレータ６の下流にはソレノイドバルブ７が設置されている。なお、第２のレギュレータ６により調整される圧力は、第１のレギュレータ４により調整される圧力よりも低い圧力であり、ピストン１５によりギブ１２が案内レール１０に押し付けられ、移動体１１と案内レール１０が密着する程度の圧力である。
また、制動油圧経路側のエアー・ハイドロ・ブースター５の下流にはソレノイドバルブ７が設置されている。そして、ソレノイドバルブ７の下流には、配管継手１６（図２参照）が接続されている。
ソレノイドバルブ７は、ソレノイドバルブ７に電力が供給されているときには摺動油圧経路側を配管継手１６と接続し、ソレノイドバルブ７への電力の供給が断たれたときには制動油圧経路側を配管継手１６と接続する。このため、ピストン１５には、ソレノイドバルブ７に電力が供給されているときには第２のレギュレータ６で調整した油圧が加わり、ソレノイドバルブ７への電力の供給が断たれたときには第１のレギュレータ４で調整した油圧が加わるようになっている。なお、図１においては、ソレノイドバルブ７は制動油圧経路側を配管継手１６と接続している様子を示している。
これにより、本発明に係る制動制御機構は、リニアモータへ電力が供給されると同時に、ソレノイドバルブ７が励磁され、摺動用に設定された油圧がピストン１５に供給される。そして、押圧機構１３により、ギブ１２が案内レール１０（厳密には角ガイド部１０ａ）の他方摺動面に押し付けられるので、案内レール１０（厳密には角ガイド部１０ａ）の一方摺動面と移動体１１（厳密には凹部１１ａ）の摺動面とが密接された状態で移動体１１が移動可能となり、機械精度を向上させることができる。
また、滑りにより移動体１１（厳密には凹部１１ａ）の摺動面が摩耗しても、ギブ１２により常にかつ自動的に、案内レール１０（厳密には角ガイド部１０ａ）の一方摺動面と移動体１１（厳密には凹部１１ａ）の摺動面との密接状態が保持されるので、機械精度の長期安定化を図ることができる。加えて、摺動隙間が自動的に管理されるので、作業者等の負担を軽減することができる。
また、本発明に係る制動制御機構は、工作機械の電源を落とすなどリニアモータへの電力の供給が断たれるとソレノイドバルブ７の励磁も断たれ、配管継手１６に接続される。このとき、エアー源１への電力の供給が断たれ空気の供給が断たれた場合であっても、エアータンク３に貯えられた空気によりピストン１５に油圧を供給することができる。また、第１のレギュレータ４により調整される圧力は、ピストン１５によりギブ１２が案内レール１０に押し付けられて、移動体１１の運動を制動する程度の圧力である。
これにより、制動用に設定された高圧の油圧がピストン１５に供給される。そして、押圧機構１３により、ギブ１２が案内レール１０（厳密には角ガイド部１０ａ）の他方摺動面に強く押し付けられるので、摺動抵抗が急上昇して、移動体の運動を制動することができる。
なお、本実施形態に係る制動制御機構においては、空気圧と油圧とを用いているが、油圧のみを用いて制動制御機構を構成すること、又は、空気圧のみを用いて制動制御機構を構成することも可能である。
以上説明したように、本発明に係る制動制御機構によれば、リニアモータにより駆動されて案内レール１０上を移動する移動体１１と、移動体１１を案内レール１０に押圧する押圧機構１３からなる押圧手段と、押圧手段を油圧により駆動するエアー源１や第１のレギュレータ４等からなる油圧手段と、リニアモータへの電力の供給が断たれたときに油圧手段と押圧手段とを接続し油圧を押圧手段へ伝達させるソレノイドバルブ７からなる制御弁とを備えることにより、リニアモータへの電力の供給が断たれたときには、移動体１１の運動を制動することができる。
また、空気圧を油圧に変換するエアー・ハイドロ・ブースター５からなる変換手段と、空気を貯えるエアータンク３からなる空気貯蔵手段とを備えることにより、エアー源１への電力の供給が断たれ空気の供給が断たれた場合であっても、エアータンク３に貯えられた空気によりピストン１５に油圧を供給することができる。
また、押圧手段を油圧手段よりも低圧の油圧により駆動するエアー源１や第２のレギュレータ６からなる低圧油圧手段を備え、制御弁は、リニアモータへの電力の供給がなされているときに低圧油圧手段と押圧手段とを接続し低圧油圧を押圧手段へ伝達させることにより、リニアモータへの電力の供給がなされているときには、案内レール１０の一方摺動面と移動体１１の摺動面とが密接された状態で移動体１１が移動可能となり、機械精度を向上させることができる。
したがって、本願発明によれば、既存の設備を利用することで、簡易な構造により、リニアモータへの電源供給停止時の移動体１１の運動を制動することができる制動制御機構を提供することができる。
本発明は、例えば、リニアモータ方式の直動案内装置における制動制御機構として利用することが可能である。
本発明に係る制動制御機構の構成図である。 図３中Ａ−Ａで示す断面におけるリニアモータ方式の直動案内装置の要部平断面図である。 リニアモータ方式の直動案内装置の要部側面図である。 図２中Ｂ部を拡大した押圧機構の断面図である。
符号の説明
１ エアー源
２ チェック弁
３ エアータンク
４ 第１のレギュレータ
５ エアー・ハイドロ・ブースター
６ 第２のレギュレータ
７ ソレノイドバルブ
１０ 案内レール
１１ 移動体
１２ ギブ
１３ 押圧機構
１４ 貫通孔
１５ ピストン
１６ 配管継手
１７ Ｏリング

Claims (3)

  1. リニアモータにより駆動されて案内レール上を移動する移動体と、
    前記移動体を前記案内レールに押圧する押圧手段と、
    前記押圧手段を油圧により駆動する油圧手段と、
    前記リニアモータへの電力の供給が断たれたときに前記油圧手段と前記押圧手段とを接続し油圧を前記押圧手段へ伝達させる制御弁と
    を備える
    ことを特徴とする制動制御機構。
  2. 空気圧を油圧に変換する変換手段と、
    空気を貯える空気貯蔵手段と
    を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の制動制御機構。
  3. 前記押圧手段を前記油圧手段よりも低圧の油圧により駆動する低圧油圧手段を備え、
    前記制御弁は、前記リニアモータへの電力の供給がなされているときに前記低圧油圧手段と前記押圧手段とを接続し低圧油圧を前記押圧手段へ伝達させる
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制動制御機構。
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