WO1996032595A1 - Frein de machine outil a moteur lineaire - Google Patents

Description

明 細 書

リ ニアモータ を使用 した工作機械のブレーキ機構

技 術 分 野

本発明は、 工作機械のテーブルまたはサ ドルを工作機 械本体に対して移動させるのに リニアモータ を使用 した 場合のその移動を停止させるためのブレーキ機構に閲す る。

背 景 技 術

同期滬動機方式の リ ニアモータ は、 印加電圧の周波^: を制御するこ と によ り 加速 · 減速を含めて速度制御を正 確に実行する こ とができる。 そのため、 この リ ニアモー タ を利用 して工作機械のテーブルやサ ドルを駆動するこ とが行われて いる。

しか し、 この リ ニアモータ を使用 した工作機械におい て、 テーブルやサ ドル等の被駆動体の移動を周波数制御 だけでも って急減速させよ う とする と、 それに必要な力 (ブレーキ力 ） を得るために非常に大きな電気的エネル ギーを必要と し、 その結果、 経済的な不利益を招いて し ま う。 そこで、 この問題を解決するため、 機械的ブレー キを併用 して必要なブレーキ力を得るこ とが考えられて いる。

と こ ろが、 リ ニアモータ を使用 した工作機械に機械的 ブレーキを設置 しょ う とする と、 設置される側の構造上 の問題な どあって、 設置コ ス 卜の低滅を阻んでいる。

発 明 の 開 示 本発明の目的は、 リ ニアモ一夕 を使用 した工作機械に 低コス ト でも って設置する こ とができるよ うな機械的ブ レーキ機構を提供する こ と にある。

上記目的を達成するため、 本発明による機械的ブレー キ機構では、 リ ニアモータ を使用 した工作機械本体に通 常設置されて いる、 テーブルまたはサ ドル等の被駆動体 をガイ ド するガイ ド レールを利用する。 そ して、 ガイ ド レール上を移動する被駆動体には、 ガイ ド レールに向か つて前進 して先端がガイ ド レールの側面を押圧 してガイ ド レール との間に摩擦を生 じさせるようなアーム状の押 圧部材を進退可能に設ける。

移動 しているテーブルま たはサ ドルにブレーキをかけ る と きは、 リ ニアモータを急減速するよ うな印加電圧の 周波数制御を行う と と も に、 ^一ブルま-たはサ ドルに設 けた押圧部材を駆動 してその先端がガイ ド レール側面を 圧接する よ う にする。

以上のよ う に、 本発明による機械式ブレーキは、 も と も と工作機械に備わって いるガイ ド レールを利用 して い るので、 機械式ブレーキ設置のためのコス トの低減が図 れる。

図 面 の 簡 単 な 説 明

図 1 は、 本発明の 1 実施例による、 リ ニアモータを使 用 した工作機械のブレーキ機構の概念図であ り、 また、 図 2 は、 本発明の他の実施例による、 リ ニアモータ を 使用 した工作機械のブレーキ機構の概念図である。 発明 を 実施 す る た めの最良 の形態

本発明の実施例を図 1 を参照 して説明する。 図 1 にお いて、 テーブルまたはサ ドルなどの被駆動体 1 が工作機 械の本体 3 に対 して紙面に垂直な方向に駆勖される。

工作機械本体 3 には、 シフティ ングマグネティ ッ クフ ィ 一ル ド発生装 S 2が固着され、 また、 ガイ ド レール 5 が設置されて いる。 一方、 被駆動体 （以下、 テーブルと いう ） 1 には磁極 4が設置され、 また、 ガイ ド潸または 転がり 半円ュニヅ 卜 9 が形成されている。

本体 3 に固着 したシフティ ングマグネティ ヅ クブ イ一 ル ド発生装置 2 とテーブルに設置 した磁極 4 とでリ ニア 同期モータ を構成 し、 シフテ ィ ングマグネティ ヅ クフ ィ ール ドは紙面と垂直な方向に発生する。 -テーブル 1 の移 動速度はシフテ ィ ングマグネティ ッ クフ ィ 一ル ド発生装 置 2 に通 ¾する周波数によって正確に決定される。

テーブル 1 のガイ ド溝ま たは転がり半円ュニヅ 卜 9 は 本体 1 に設置 したガイ ド レール 5 と常時係合し、 テーブ ルが本体 1 に対 して移動する とき に移勖方向と垂直な方 向 （上方及び側方） に離脱 しないよ う にされている。 一 般に、 リ ニアモータ は、 被駆動体を移勳する方向への推 力は大き く する こ とはでき るが、 移動する方向と直交す る方向の力、 すなわち被駆動体がその移動する方向から はずれるの抑える力は大き く するこ とはできない。 その ため、 リ ニアモー夕 を利用 してテーブル 1 を本体に対し て所定の方向に移動させる工作機械においては、 ガイ ド レール 5 を用いてテーブル 1 をガイ ドするこ とが一般的 である。

テーブル 1の、 ガイ ド溝ま たは転がり半円ユニッ ト 9 が形成されて いる部分の上方には、 機械的ブレーキの駆 動手段と してダブルロ ッ ドタイプの油圧シ リ ンダ 7が設 置されて いる。 油圧シ リ ンダ 7の左右両側には油圧シ リ ンダ 7の作動によってそれぞれ同時に外方に突き出た り 内側に引 っ込んだ り するロ ヅ ド 1 0 a, 1 0 bが設けら れる。 油圧シ リ ンダ 7 に油圧を供給する油圧源 （図示せ ず） は本体 3に支持される。

各ロ ッ ド 1 0 a, 1 0 bの先端はガイ ド レ一ル挟持用 のアーム 6 a, 6 bの基端と連結してい.る。 これらガイ ド レール挟持用のアーム 6 a, 6 bは、 テーブルに対 し て固定的に設けた軸 8 a, 8 bに支持されて、 軸 8 a， 8 bの回 り に回勖する こ とができ る。 アーム 6 a, 6 b は、 ほぽ L形状に屈曲 して いる。

油圧シ リ ンダ 7を駆動 して ロ ッ ド 1 0 a, 1 0 bを同 時に外方に移動させる と、 アーム 6 a, 6 bは軸 8 a， 8 bの回 り に回動 して、 ぞの先端はガイ ド レール 5の両 側面を同時に圧接し、 テーブル 1の移助を阻止するブレ —キ力が作用する。 このアーム 6 a, 6 bの先端がガイ ド レール 5の両側面を圧接 している状態は油圧シ リ ンダ 7 に油圧を供給 して いる間保持されるので、 移動中のテ 一ブル 1 に対 して所望圧のブレーキを所望時間かけるこ とができ る。 なお、 ブレーキを解除するには、 アーム 6 a , 6 b の先端がガイ ド レール 5 の両側面から雠れるよ う に回動するよ う油圧シ リ ンダ 7 を動作させればよい。 以上のよ う に、 油圧で回動動作されるアーム 6 a， 6 b と ガイ ド レール 5 とで機械式ブレーキを構成する。 そ こで、 本体 3上を移勖中のテーブル 1 を急滅速させる と き ま たは停止させる と きは、 シフティ ングマグネテイ ツ ク フ ィ 一ル ド発生装置 2 に通鴛する周波数を制御する と と も に、 この油圧シ リ ンダ 7 を作勖 して機械式ブレーキ ¾働かす。

以上、 図 1 を参照 して説明 した機械式ブレーキの実施 例では、 ガイ ド レール 5 に対 して左右両_側から 1 対のァ —ム 6 a , 6 b が近づいて きてガイ ド レールを同時に挟 むこ と によってブレーキ力を発生させて いる。 したがつ て、 左右同形の一対のアーム 6 a , 6 bがガイ ド レール 5 を同時に挟んだと き、 テーブル 1 に本体 3 に対 してテ —ブル移動方向と直交する方向の力を生 じさせないよ う にできて いる。

ま た、 この実施例の機械式ブレーキを作動 したと き、 1 対のアーム 6 a， 6 b には図 1 において紙面に垂直な 方向の力が作用するが、 この力は、 テーブル 1 に設けら れたアーム 6 a， 6 bが移動するガイ ド溝または転がり 半円ユニ ッ ト 9 の側面及び軸 8 a， 8 b によって支えら れ、 油圧シ リ ンダ 7 の ロ ヅ ド 1 0 a , 1 0 b に伝達され る力は小さ い。

ガイ ド レール 5 が本体 3上にテーブル 1 の移動方向に 595

- 6 - 対 して左右にそれぞれ設け られる場合には、 一対のァー ム 6 a, 6 bでガイ ド レール 5 を挟む構造を と らな く て も よい。 例えば、 本体 3の右側に設置されたガイ ド レー ル 5 に対 しては 1本のアーム 6 bがガイ ド レール 5の右 側面に突き当た り、 ま た、 同時に本体 3の左側に設置 れたガイ ド レール 5 に対 しては別の 1本のアーム 6 aが ガイ ド レール 5の左側面に突き当たるよ う にすれば、 機 械ブレーキをかけた と きの力は左右で相殺されるので、 テーブル 1 を本体 3 に対 して左右に移動させる力を生 じ させる こ とはない。

次に図 2 を参照 して本発明の別の実施例を説明する。 この実施例は、 図 2 に示すよう に、 工作機械本体 3 に は シ フ テ ィ ン グマグネテ ィ ヅ ク フ ィ ール ド発生装置 2が 固着されて いる と と も にガイ ド レール 5が設置されて い る こ と、 さ ら に、 テーブル 1 には磁極 4が股置されて い る と と も にガイ ド «ま たは転がり半円ユニッ ト 9が形成 されて いる こ と は図 1 に示 した実施例と同 じであるが、 ただ機械式ブレーキの構造が図 1 と異なる。

この実施例では、 ガイ ド レール 5のネ ッ ク部 5 aに対 向するテーブル 1 の位置に各々油圧シ リ ンダ 1 1 a, 1 l b を設けて、 該油圧シ リ ンダ 1 1 a， l i bの ピス ト ンロ ヅ ド 1 2 a, 1 2 b に、 ガイ ド レール 5のネ ッ ク部 5 aを圧接する圧接部材 1 3 a, 1 3 b を直結 してもよ い。 そ う する と、 この油圧シ リ ンダ 1 1 a, l i bをを 作動させる と、 該圧接部材 1 3 a, 1 3 bはガイ ド レ一 ル 5 のネ ッ ク部 5 aの左右側面を圧接するのでブレーキ 力が発生する。 なお、 この場合、 ブレーキ力を発生させ て いる と き、 ピス ト ンロ ヅ ド 1 2 a， 1 2 b に にかかる 該ビス 卜 ンロ ッ ドの軸方向に直交する方向の力を支え ために、 ピス ト ンロ ッ ド をガイ ドする孔などをテーブル 1 に設ける必要がある。

以上の図 1 及び図 2 の実施例において、 機械式ブレー キの駆動源と していずれも油圧シ リ ンダを用いたが、 油 圧シ リ ンダの代わ り に、 ァシ リ ンダ、 電磁ソ レ ノ イ ド を用 いて もよい。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . テーブルま たはサ ドル等の被駆動体を駆動するのに リ ニアモータ を使用 した工作機械に取り付けられるブ レーキ機構を、

工作機械の本体上に設置された、 上記被駆動体をガ ィ ドするガイ ド レールと、

このガイ ド レールを押圧するよう に作動する、 被駆 動体に取り付けられた押圧手段とから構成 した、 こ と を特徴とする、 リ ^アモータ を使用 した工作機械 のブレーキ機構。

2 . 上記ブレーキ機構を構成する押圧部材はガイ ド レー ルを両側から挟むよ う に配置されている一対の腕部材 からなる、 請求の範囲第 1 項記載の リ ニアモータを使 用 した工作機械のブレーキ機構。

3 . リ ニアモータを利用 した工作機械のブレーキ機構に お いて、

上記工作機械は、 本体にはシフティ ングマグネテ ィ ッ ク フ ィ ール ド発生装置を固着する と ともにガイ ド レ ールを設置 し、 ま た、 テーブルまたはサ ドル等の被駆 動体には上記シフテ ィ ングマグネティ ヅ クフ ィ ール ド 発生装置に対向 して磁極を設置する と ともにガイ ド溝 を形成する こ と によって、 本体に固着 したシフティ ン グマグネテ ィ ヅ ク フ ィ 一ル ド発生装 と被駆動体に設 置 した磁極とで リ ニアモータ を構成 し、

上記ブレーキ機構は、 前進させるとガイ ド レールの 側面を圧接 して この側面に対して所定の押圧力をかけ た状態を保持するが、 後退させるとその押圧力が解除 されるよう な、 被駆動体に取り付けた押圧部材と、 さ ら に この押圧部材の前進及び後退運動を制御する駆動 手段と を含む、

上記のブレーキ機構。

上記ブレーキ機構を構成する押圧部材はガイ ド レ一 ルを両側から挟むよ う に配置されている一対の腕部材 か らなる、 請求の範囲第 3項記載の リ ニアモータを使 用 した工作機械のブレーキ機構。

上記一対の押圧部材は被駆動体に取り付け られた駆 動手段によって駆動されて、 ガイ ド レールを同時に圧 接 した り ま た同時にガイ ド レールから雜れるよ う に構 成されている、 請求の範囲第 4項記載の リ ニアモータ を使用 した工作機械のブレーキ機搆。

上記駆動手段は油圧シ リ ンダによ り構成されて いる、 請求の範囲第 3項ま たは第 5項記載の リ ニアモータ を 使用 した工作機械のブレーキ機構。

上記駆動手段はダブルロ ッ ドの油圧シ リ ンダによ り 樣成されて いる、 請求の請求の範囲第 3項または第 5 項記載の リ ニアモ一夕 を使用 した工作機械のブレーキ

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上記駆動手段はエアシ リ ンダによ り構成されている、 請求の請求の範囲第 3項ま たは第 5項記載の リ ニァ乇 ータ を使用 した工作機械のブレーキ機構。

9 . 上記駆動手段は電磁ソ レ ノ イ ド によ り構成されて い る、 請求の請求の範囲第 3項ま たは第 5項記載の リ ニ ァモータ を使用 した工作機械のブレーキ機構。