JPH0669450U

JPH0669450U - ラム駆動用電磁クラッチの制御器

Info

Publication number: JPH0669450U
Application number: JP1178093U
Authority: JP
Inventors: 宝木部
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-30
Anticipated expiration: 2008-03-17
Also published as: JP2592074Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は有接点リレーを利用して火花放電が
生じず、かつ、故障に対しても安全に電磁クラッチを制
御することを目的とする。【構成】電磁クラッチの駆動用ソレノイドコイルと有
接点スイッチと無接点スイッチを直列に接続して制御回
路を構成し、有接点スイッチのオフを無接点スイッチの
オフした後に選んだ。【効果】有接点スイッチのオフ時にも火花放電が発生
せず、故障が少なくなるという効果がある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フライホイールの慣性力を利用しているプレス機械またはシャリング機械等のラム駆動用電磁クラッチの制御器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、プレス機械やシャリング機械等の機械にはラムが利用されており、このラムを駆動するための駆動力には、慣性力の大きなフライホイールが利用され、このフライホイールと駆動軸との連結を制御することにより、短時間に大きな駆動力を発生させているものが多い。フライホイールと駆動軸との連結を制御するクラッチには油圧、空気圧を利用したものもあるが、電磁石を利用した電磁クラッチを利用するものが多い。電磁クラッチを利用するものは電磁石によりフライホイールをラム駆動軸の着脱部の軸方向に素早く移動させてフライホイールとラム駆動軸との連結又は離脱を行なう。フライホイールは慣性が大きいため、電磁クラッチの制御回路には大電流が流れており、その回路の開閉時、特に開放時には大きな逆起電圧が生じる。従って有接点スイッチを用いたものでは接点に火花放電が生じ易く、これを押えるためにスパークキラーやノイズキラーと呼ばれる容量性負荷がソレノイドコイルと並列に接続されたものが従来使用されていた。また、この他に半導体を利用した無接点スイッチを用いる場合もある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

有接点スイッチを利用した制御回路では、容量性負荷を並列接続しても、火花放電を皆無にすることはできない。このためスイッチの損耗が早く、また、接触不良等の誤動作の原因にもなり易い。また、半導体の無接点スイッチを利用したものは、半導体の故障が外見から判断するのが困難であり、さらに、半導体スイッチの故障が導通状態である場合には常時ソレノイドコイルが励磁状態にあるため二度打ち等の事態が生じ、安全確保ができないという不具合を招くことになる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記問題を解決するため、加工機械のラム駆動用電磁クラッチの制御回路において、有接点スイッチと無接点スイッチを前記電磁クラッチの制御用コイルと直列に接続し、前記有接点スイッチのオフの時刻を前記無接点スイッチをオフした後にオフするようにした。

【０００５】

【作用】

電磁クラッチの制御回路において、有接点スイッチと無接点スイッチがソレノイドコイルに直列に接続されており、かつ、有接点スイッチの開放前に無接点スイッチを開放するので、有接点スイッチの開放時にはソレノイドに電流が流れていない。従って、有接点スイッチを開放しても火花放電が起ることはない。

【０００６】

【実施例】

以下、図面を用いてこの考案の実施例を説明する。

【０００７】図１は、本考案の動作を示した説明図である。図１（Ａ）は電磁クラッチの制御回路１を示す。回路１で開閉用ソレノイドコイル１１に無接点スイッチ１３と有接点スイッチ１５が直列に接続され、これが励磁用直流電源１７に直列接続されている。図１（Ｂ）は、無接点スイッチ１３と有接点スイッチ１５の開閉のタイミングの１例を示したものである。まず、時刻ｔ₁で有接点スイッチが閉じられ、時間ｔ_b後に無接点スイッチがオンされる。回路１には図の時刻ｔ₁からｔ₂ の間は電流Ｉ_SOLは流れない。従って、有接点スイッチ１５に火花が生ずることはない。

【０００８】次に、時刻ｔ₃で無接点スイッチ１３をオフとし、時間ｔ_a後、時刻ｔ₄で有接点スイッチ１５をオフとする。時刻ｔ₃で無接点スイッチ１３をオフしたときに大きな逆起電力が生ずるが、有接点スイッチ１５の接点は完全な導通状態にあるため、この接点間で火花放電は起らない。時刻ｔ₃でこの回路１の電流は遮断されるため、その後有接点スイッチを開放しても火花放電は生じない。

【０００９】前記図１（Ａ）の制御回路１において、有接点スイッチ１５では、故障の原因はほとんどが電極の溶着によるもので、壊れた状態がオン状態で壊れたのか、オフ状態で壊れたのかモニターできる。つまり、有接点スイッチにはＡ接点、Ｂ接点、その中間にある可動接点があり、正常時、電磁コイルのオン、オフにより可動接点は、Ａ，Ｂどちらかの接点に常に接している。電磁コイルのオン、オフと、どちらの接点に接しているかを見れば、正常に作動しているか、一方は溶着しているかモニターできるのである。したがって、モニター信号を取り異常を検出したら機械作動が停止するよう設定すれば確実に停止させることができる。

【００１０】前記図１（Ａ）の制御回路１において、有接点スイッチ１５を無接点スイッチに変えるとどうなるかを考えてみる。まず無接点スイッチは半導体回路であり、オン、オフどちらかの状態で壊れたかを知るために、電圧検知センサを並列に結ぶ必要がある。

【００１１】しかし、図１（Ａ）の制御回路１において、有接点スイッチ１５の代わりに無接点スイッチを設定した場合、この無接点スイッチがオン、オフするときは、別のスイッチがオフ状態でのことであり、オン状態で壊れていても、電圧は発生せず、センサで検知できない。

【００１２】つまり、導通状態で壊れていても、無接点スイッチ１３のみで運転し続けることはできる。ものには故障が常につきまとうので安全対策は常に２ステップ設けておくことが重要なことになってくるが、この状態は、１ステップしかない、安全と言い難い状態である。更に無接点スイッチ１３が壊れたとき、無接点スイッチ１３と別の無接点スイッチをただ通過し停止範囲を大きく越えて停止するという危険なことになる。したがって、別の無接点スイッチが先に壊れた場合、無接点スイッチ１３ではモニターできず対処できないから、無接点スイッチ１３とモニターのできる有接点スイッチ１５を組合せ、これを開閉用ソレノイドコイル１１に直列に接続したものが有用となる。

【００１３】図２は本考案の実施に利用したシャーリングマシン２１における電磁クラッチの駆動機構２３を示す。同図において、フライホイール２５は、モータ２７及びベルト２９によって常時回転駆動されている。またフライホイール２５にはアーマチャ３１が固定に設けられており、アーマチャ３１とロータ３３との間には微少ギャップｇが設けられており、磁界コア３５に巻かれたソレノイドコイルに通電したときにアーマチャ３１とロータ３３が密着する構成になっている。

【００１４】ロータ３３はピニオン軸３９と連結されており、またピニオン軸３９に設けられた小歯車４１とメインギヤ４３は噛合しており、これにより伝達力が増幅される。さらに駆動軸４５はメインギヤと固定されていると同時に偏心板４７を介してコネクテングロッド４９に連結されている。コネクテングロッド４９の先端には図示省略のラムが設けてあり、これによりラムが直線運動するように構成されている。一方、ピニオン軸３９のブレーキングのために軸の反対側端に摩擦板５１と磁界コア５３が設けられている。本駆動機構はこの様な構成であるので、ソレノイドコイルに電流を通電しないときはピニオン軸はフライホイールから駆動力が伝達されず、かつ摩擦板５１によってブレーキングされているので回転することはない。また通電したときは摩擦板５１によるブレーキングははずされ、フライホイール２５から回転駆動力がピニオン軸３９に伝達されることになる。これによってラムが駆動される。

【００１５】図３は本実施例における制御回路１の具体例を示したものである。図３において、ＡＣ入力電源はトランス６１により適宜の電圧に変換され、整流回路６３により全波整流され、平滑回路６５によって平滑され、端子ａｂ間に直流電圧が得られる。端子ａｂ間にはメインスイッチ６７、ソレノイドコイル６９、半導体スイッチ７１、有接点のリレースイッチ７３が直列に接続されている。半導体スイッチ７１、リレースイッチ７３は各々制御信号Ｓ_E，Ｓ_Mで図１（Ｂ）で説明したように制御される。なお、ソレノイドコイル６９には逆起電圧による半導体スイッチ７１の規格以上の電圧がかからないように保護回路７５が並列に接続されている。制御信号Ｓ_E，Ｓ_Mの発生方法について以下説明する。

【００１６】図４はラムを上下動させるクランクの回転角を示したものである。図においてＵは上死点、Ｌは下死点を示す。また範囲∠ＣＯＤはラムを停止させる許容範囲に対応する上死点停止許容範囲を示す。即ち、クランクがこの範囲で停止すれば、ラムは二度打ちする等の不都合の事態は生じない。範囲∠ＣＯＤは一般的には固定で、無接点スイッチが正常にオフとなり停止する正常停止範囲である。

【００１７】図中、無接点スイッチ１３におけるオフのタイミングＳ₁はＯＡ線上、また、有接点スイッチ１５におけるオフのタイミングＳ₂はＯＢ線上にあるとし、∠ＡＯＢ＝∠Ａ’ＯＢ’である。

【００１８】前記Ｓ₁にて無接点スイッチ１３におけるオフのタイミングが図られると、惰走回転し∠ＣＯＤ内に停止する。但し、クランク回転速度が変化すると、惰走回転角も変ってくるので、タイミングポイントＳ₁を電気的に変化させている。図中、∠ＡＯＡ’の範囲にてＳ₁が動作する（正常運転時）。

【００１９】次に、無接点スイッチ１３に不良が起きたとき、タイミングポイントＳ₂で有接点スイッチ１５がオフとなり、惰走回転した後∠ＣＯＤの範囲をオーバして停止するようにＳ₂のタイミングをとる。オーバランが検出される駆動は緊急停止される。∠ＣＯＤをオーバランするようＳ₂をとるには、∠ＡＯＢ（∠Ａ’ＯＢ ’）を少なくとも∠ＣＯＤ分だけとる必要がある。こうすると、Ｓ₂で有接点スイッチ１５がオフされたケースでは、クランク角∠ＤＯＥの範囲で止まることになる。∠ＡＯＢを少なくとも∠ＣＯＤ分だけ取ったので、∠ＤＯＥは少なくとも ∠ＣＯＤ分あることになる。

【００２０】また、∠ＤＯＥはオーバラン量となるわけで、オーバラン量は少ない程よく、危険性が低くなるものである。

【００２１】つまり、∠ＡＯＢは最低∠ＣＯＤ分だけ取り、∠ＤＯＥ（＝∠ＡＯＢ）は最小限にしたい。したがって、∠ＡＯＢ＝∠ＣＯＤが望ましいことになる。

【００２２】無接点スイッチ及び有接点スイッチのオフするタイミングを以上の様に構成とすることにより、正常運転時、クランクは正常停止範囲で停止し、無接点スイッチが導通状態で故障した場合は上死点停止許容範囲外で停止する。また、有接点スイッチが先に故障しても、前述の通りモニターが可能であるから、安全対策を講じることができる。また正常運転時では有接点スイッチに逆起電圧による高圧が作用することなく火花放電は生じない。

【００２３】無接点スイッチ及び有接点スイッチをオンするタイミングは図１（Ｂ）で示すように、有接点スイッチをオンとし、十分な接触が確保された段階で、無接点スイッチをオンとする。有接点スイッチがオンしたときを検出して、その検出信号を用いて無接点スイッチをオンさせてもよい。例えば有接点リレーの１つを利用して行うこともできる。有接点スイッチをオンさせるタイミングはクランク角度に関係なくとることができる。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、正常運転時は有接点スイッチに火花放電が生ずることがないので、有接点スイッチは故障が少なくなる。更に無接点スイッチが導通状態で故障した場合であっても先に有接点スイッチが故障した場合であっても二度打ち等の不都合が生ずることもなく故障に対する安全性が確保されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願考案の内容を説明するための説明図であ
る。

【図２】本願考案を適用したシャリングマシンの部分説
明図である。

【図３】本願考案の実施例を示す制御回路図である。

【図４】無接点スイッチと有接点スイッチのオフのタイ
ミングを示す図である。

【符号の説明】

１電磁クラッチ制御回路１１ソレノイドコイル１３無接点スイッチ１５有接点スイッチ２１シャーリングマシン２３電磁クラッチ２５フライホイール３１アーマチャ３３ロータ３５磁界コア３９ピニオン軸４７偏心板４９コネクテングロッド

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】加工機械のラム駆動用電磁クラッチの制
御回路において、有接点スイッチと無接点スイッチを前
記電磁クラッチの制御用コイルと直列に接続し、前記有
接点スイッチのオフを前記無接点スイッチをオフした後
にオフするようにしたことを特徴とするラム駆動用電磁
クラッチの制御器。
【請求項２】前記有接点スイッチのオンを前記無接点
スイッチのオンする前にオンするようにしたことを特徴
とする請求項１記載のラム駆動用電磁クラッチの制御
器。
【請求項３】ラムを駆動するクランクの回転角度にお
いて、無接点スイッチがオフしてから有接点スイッチが
オフするまでの角度が少なくとも前記クランクの正常時
における上死点停止許容範囲の角度と同じになることを
特徴とする請求項１または請求項２記載のラム駆動用電
磁クラッチの制御器。