WO2007018218A1 - ブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータ - Google Patents

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WO2007018218A1
WO2007018218A1 PCT/JP2006/315678 JP2006315678W WO2007018218A1 WO 2007018218 A1 WO2007018218 A1 WO 2007018218A1 JP 2006315678 W JP2006315678 W JP 2006315678W WO 2007018218 A1 WO2007018218 A1 WO 2007018218A1
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servo motor
pressing
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Inventor
Hiroshi Narukawa
Hideo Itakura
Mitsumasa Soga
Original Assignee
Amada Company, Limited
Amada Press Technology Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a press drive servomotor with a brake mechanism.
  • the electromagnetic brake in the press drive servomotor with a brake mechanism described in Patent Document 1 described above obtains a braking force by a spring force that presses and urges the brake disc against the fixed plate via the movable plate during braking.
  • the release of braking by the spring force is performed by attracting the movable plate away from the friction plate by passing a current through an exciting coil of an electromagnet that attracts the movable plate.
  • the press drive servomotor with a brake mechanism described above is attached to the press main body via an electromagnetic brake fixing plate, so heat generated in the electromagnetic brake portion is transmitted to the press main body, and thermal distortion occurs in the press main body. There is a problem in that it has an adverse effect on the accuracy of the press force.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to reduce heat generation and power consumption, to reduce the thermal effect on the press body, to reduce inertia and to provide durability.
  • We will provide a servo motor for press drive with a brake mechanism equipped with a high brake.
  • a press drive servomotor with a brake mechanism comprises the following: a motor mounting portion for attaching the servomotor to the press.
  • a motor mounting portion provided on the front side of the servo motor; a pneumatically operated disc brake provided on the rear side of the servo motor; and an encoder that detects the rotation of the servo motor via the disk brake.
  • the pneumatically operated disk brake further includes the following in the above configuration A brake disk integrally fixed to a rear end portion of the output shaft of the servo motor that protrudes rearward of the servo motor; an annular shape that is provided behind the brake disk so as not to be rotatable and movable only in the direction of the output shaft A pressing disk; an annular fixed disk provided opposite to the pressing disk; a pressing biasing member that constantly presses the outer periphery of the pressing disk against the brake disk; and the annular pressing disk Brake disc force Brake release means to move away
  • the brake release means further includes the following in the above configuration: the fixed disk A plurality of guide members provided on the cylinder; a cylinder main body provided on the fixed disk through the plurality of guide members, wherein the cylinder main body is formed with an annular cylinder opened at the rear thereof; Sliding on cylinder An annular piston that is fitted and operated by pneumatic pressure; and a plurality of guide members that connect the annular piston and the annular pressing disk; in the above configuration, the annular piston and the annular pressing disk are integrally formed It is provided to be movable.
  • the brake release means further includes the following V in the above configuration: the fixed A plurality of guide members provided on the disk; a cylinder main body provided on the fixed disk via the plurality of guide members, wherein the cylinder main body is formed with an annular cylinder opened at the rear thereof; An annular piston slidably fitted to the annular cylinder and operated by air pressure; and a plurality of guide members for connecting the annular piston and the annular pressing disk; And an annular pressing disk are provided so as to be movable together.
  • the press urging member comprises a compression spring;
  • the brake disc is made of an elastically bendable material; and the central portion of the brake disc is fixed to the output shaft and does not move in the axial direction.
  • a press drive servo motor with a brake mechanism comprises the following: a pneumatic system provided on the front side of the servo motor Disc brake: This is the motor mounting part that attaches the tillE servo motor to the tf self-press, and is installed in the
  • the press drive servomotor with a brake mechanism based on the outside of the seventh case of the present invention, which is dependent on the sixth aspect, is the above-described configuration, and the pneumatically actuated disc brake further comprises: A brake disk integrally fixed to the output shaft of the servo motor projecting forward of the servo motor; an annular ring provided non-rotatably behind the brake disk and movable only in the direction of the output shaft A pressure disk; an annular fixed disk provided opposite to the pressure disk; a pressure urging member for constantly urging the outer periphery of the pressure disk against the brake disk; and the annular pressure disk Brake release means that moves away from the brake disc.
  • the brake releasing means further includes: the fixed disk A plurality of guide members provided on the cylinder; a cylinder main body provided on the fixed disk through the plurality of guide members, wherein the cylinder main body is formed with an annular cylinder opened at the rear thereof; An annular piston slidably fitted to a cylinder and operated by pneumatic pressure; and a plurality of guide members for connecting the annular piston and the annular pressing disk; An annular pressing disk is provided so as to be movable together.
  • the brake release means further includes: the fixed disk A plurality of guide members provided on the cylinder; a cylinder main body provided on the fixed disk through the plurality of guide members, wherein the cylinder main body is formed with an annular cylinder opened at the rear thereof; An annular piston slidably fitted to the cylinder and operated by air pressure; and a plurality of guide members for connecting the annular piston and the annular pressing disk; The pressing disk is provided so as to be movable together.
  • the pressing biasing member is a compression spring force;
  • the brake disk is elastic And the center of the brake disc is fixed to the output shaft and does not move axially.
  • the brake disc has a material force that can be bent flexibly, and the center of the brake disc is fixed to the output shaft so that it does not move in the axial direction.
  • Brake discs can be manufactured with thin plates, and the brake performance can be improved by reducing the brake stop time by reducing the inertia of the brake disc.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a longitudinal section of a servo press equipped with a press drive servomotor with a brake mechanism according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged explanatory view showing details of the servo motor unit in FIG. 1, and is an enlarged explanatory view partially including a sectional view.
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams for explaining the operation of the servo motor for press drive with a brake mechanism according to the present invention.
  • FIG. 3 (a) shows a state in which the disc brake is released.
  • FIG. 3 (b) is a diagram illustrating the position of the limit switch when the brake is OFF.
  • FIGS. 4 (a) and 4 (b) are operation explanatory views of the press drive servomotor with a brake mechanism according to the present invention, and particularly FIG. 4 (a) is an explanation of the state in which the disc brake is operated.
  • FIG. 4 (b) is a diagram showing the position of the limit switch when the brake is on.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a servo press equipped with a servo motor for press drive with a brake mechanism according to a second embodiment of the present invention, including a longitudinal sectional view with a part broken away. It is.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of the center of the servo press 1 along the crankshaft 3 extending in the front-rear direction (left-right direction in Fig. 1). Other devices are omitted.
  • crankshaft 3 On the C-shaped main body frame 9 of the servo press 1, bearing portions 3j before and after the crankshaft 3 are rotatably supported.
  • the eccentric rod 3h of this crankshaft 3 has a connecting rod 1
  • crankshaft 3 and the connecting rod 11 constitute a crank mechanism, and the The ride 5 is guided in the vertical direction by a slide guide (not shown) provided on the main body frame 9 and is configured to move up and down by the rotation of the crankshaft 3.
  • a bolster 15 is replaceably mounted on the bed 13 of the main body frame 9 so as to face the slide 5.
  • An upper die (not shown) is attached to the lower surface of the slide 5, and a lower die (not shown) is attached to the upper surface of the bolster 15.
  • the material (not shown) supplied between the upper mold and the lower mold is subjected to press working by the up-and-down movement of the slide 5 to become a product.
  • a taper is formed at the right end of the crankshaft 3.
  • a taper hole of the main gear 17 is engaged with the taper of the crankshaft 3, and the main gear 17 is fixed by a fixing member 19 and a bolt (not shown). Is fixed to the crankshaft 3.
  • a pion gear 23 is attached to the tip of the output shaft 21.
  • the servo motor 7 has a central stator casing 25C, a front casing 25F on the front side of the stator casing 25C, and a rear rear casing 25R.
  • the front casing 25F includes A stepped portion 29 having a cylindrical boss 27 slightly smaller in diameter than the front casing 25F is formed.
  • the main body frame 9 of the servo press 1 is provided with a mounting plate 9M for fixing the servo motor 7 in a body.
  • the mounting plate 9M is provided with a mounting hole 31 that fits into the cylindrical boss 27 (motor mounting portion) of the servomotor 7.
  • the servo motor 7 is fixed to a predetermined position of the main body frame 9 of the servo press 1 with bolts (not shown) through the mounting holes 31.
  • the distal end of the output shaft 21 is rotatably supported by a bearing portion provided on the main body frame 9, and the pione gear 23 provided on the output shaft 21 and the main gear 17 are engaged with each other. It is arranged as follows.
  • the slide 5 can be moved up and down via the crank mechanism by appropriately driving the pinion gear 23 to rotate by the servo motor 7.
  • the output shaft 21 is self-aligning provided in the front casing 25F. It is rotatably supported by a bearing 33 that also has a roller bearing force and a bearing 35 that also has a deep groove ball bearing force provided in the rear casing 25R.
  • the bearing 33 is fixed to the output shaft 21 with an annular bearing retainer 38 and a nut 40.
  • a magnet 37 is attached to the circumferential portion of the rotor 25, and a stator 41 having an exciting coil 39 is provided on the circumferential portion of the rotor 25 with a small gap. .
  • a pneumatic brake disc brake 43 is provided in the rear casing 25R of the servomotor 7.
  • the disc brake 43 has a configuration in which an annular fixed disk 45 is provided in the rear casing 25R, and a plurality of shoulder bolts such as shoulder bolts arranged at appropriate intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the annular fixed disk 45.
  • a guide member 47 is provided so as to extend rearward in parallel with the output shaft 21, and a cylinder body 49 is integrally fixed to a screw portion at the rear shaft end of the plurality of guide members 47 by a nut 50.
  • the guide member 47 is provided so that the distance between the cylinder body 49 and the fixed disk 45 is constant.
  • the cylinder body 49 is provided with an annular cylinder 51 opened rearward coaxially with the output shaft 21, and an annular piston 53 that operates by air pressure is fitted to the annular cylinder 51 so as to move. Yes.
  • the cylinder body 49 is provided with an air pressure supply port 85 for supplying air pressure to the annular cylinder 51, and air pressure is supplied from the air pressure supply port 85 to the annular cylinder 51 through the flow path 86.
  • An annular pressing disk 55 is held on the guide member 47 between the cylinder body 49 and the fixed disk 45 so as not to rotate but to move only in the output shaft direction.
  • the annular pressing disk 55 has a plurality of guides such as shoulder bolts that pass through guide holes 57 provided at appropriate intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the cylinder body 49 so as to be slidable in the axial direction.
  • a member 59 is provided, and the annular piston 53 is integrally fixed to the shoulder portion of the rear end portion of the guide member 59 by a nut 61.
  • a thin disc-like brake disk 63 that can be elastically bent with a material such as spring steel is disposed.
  • the disk 63 is integrally fixed to the rear end portion of the output shaft 21 by a pressing plate 65 and a bolt 67.
  • An annular friction material 69 is in contact with both sides of the outer periphery of the brake disc 63. Yes.
  • a plurality of spring mounting holes 73 for accommodating springs 71 as pressing urging members for constantly urging the pressing disk 55 against the brake disk 63 are circularly provided on the outer peripheral portion of the cylinder body 49. They are provided at appropriate intervals in the circumferential direction.
  • a hole 75 penetrating in the front-rear direction is provided in the inner wall portion 49i of the annular cylinder formed in the center of the cylinder body 49.
  • An encoder 79 such as a pulse encoder is attached via an annular mounting base 77 attached to the rear end portion of the inner wall portion 49i of the cylinder.
  • the presser plate 65 is provided with an encoder shaft 81 for transmitting the rotation of the output shaft 21 of the servomotor 7 to the encoder 79.
  • An encoder cover 83 is attached to the encoder 79.
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) are views showing a state in which the pneumatically operated disc brake 43 is released, and the pneumatic switching valve (not shown) is operated to supply pneumatic pressure. If high-pressure air is supplied from the port 85 through the channel 86 into the annular cylinder 51 (supplied in the direction indicated by “AS” in the figure), the annular piston 53 resists the biasing force of the spring 71 and moves to the right. Move towards.
  • a limit switch 85 for detecting the operating state of the disc brake 43 is provided at an appropriate position of the cylinder body 49. Further, a dog 87 facing the limit switch 85 is attached to the annular piston 53 with a bolt 89. In the state in which the dis- taster brake 43 is released, a slight gap d is set between the limit switch 85 and the dog 87.
  • the central portion of the disc-shaped brake disc 63 is fixed to the output shaft 21 and cannot move in the axial direction, but the brake disc 63 is elastically bent with a material such as spring steel. Since it is made of a wrinkleable material, the periphery of the brake disc 63 is held between the fixed disc 45 and the press disc 55 when the peripheral edge of the brake disc 63 squeezes leftward.
  • the servo brake (dynamic brake) is mainly used to stop the slide when the press is operating normally, and the pneumatic brake is used. Is used after applying the servo brake (dynamic brake) for safety, such as preventing the slide from falling under its own weight during a power failure.
  • the pneumatic brake is only a static operation, and hardly generates heat due to friction with the friction plate. Therefore, the servo motor force generates a slight amount of heat. It does not adversely affect the accuracy of press work, which is not enough to cause heat distortion due to heat conduction to the press body. Note that power consumption is greatly reduced because only the control unit such as the pneumatic valve is required when the pneumatic brake is activated.
  • the encoder that detects the rotation of the servo motor via the disc brake is provided, the influence of the servo motor heat generation on the encoder, which is a precision component, can be reduced, and the slide positioning accuracy is reduced. Can be suppressed.
  • the brake disk in the servo motor having the above-described structure also has a material force that can be naturally bent, and the center of the brake disk is fixed to the output shaft and does not move in the axial direction.
  • the brake disc can be elastically bent and made of thin plates, making it possible to reduce the inertia of the brake disc. As a result, the brake Brake performance was improved by shortening the stop time.
  • FIG. 5 shows a second embodiment, characterized in that the pneumatic brake 43 in the press drive servomotor 7 with the brake mechanism described above is arranged on the front side of the servomotor 7. To do. Therefore, when the press drive servomotor with brake mechanism of the second embodiment is fixed to the main body frame 9 of the servo press 1, the heat conduction to the main body frame 9 of the servo motor part is further suppressed, and the press No heat distortion occurs in the main body, improving the accuracy of the press force.

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Abstract

 ブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータ(7)において、該サーボモータの前側に該サーボモータを前記プレスに取り付けるモータ取付部(27)を設け、該サーボモータの後側に空圧作動のディスクブレーキ(43)を設け、該ディスクブレーキ(43)を介して前記サーボモータの回転を検出するエンコーダ(79)を設けたことを特徴とする。

Description

明 細 書
ブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータ
技術分野
[0001] 本発明は、ブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータに関する。
背景技術
[0002] 従来、プレス駆動用サーボモータとして、サーボモータの前側に電磁ブレーキを設 け、この電磁ブレーキの固定板を介してプレス本体にサーボモータを取り付けて使用 するブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータが知られている。当該技術は、 日 本国特許公報の特開平 2003— 290997号公報 (特許文献 1)に開示されている。
[0003] 上述の特許文献 1に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにおける 電磁ブレーキは、制動時には、可動板を介してブレーキディスクを固定板に押圧付 勢するばね力により制動力を得ており、このばね力による制動の解除は、前記可動 板を吸引する電磁石の励磁コイルに電流を流すことにより、前記可動板を摩擦板か ら離反する方向へ吸引することにより行っている。
[0004] 当該特許文献 1に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにお!、ては 、正常動作時におけるスライドの停止には、サーボブレーキ (ダイナミックブレーキ)を 使用するので、安全のためにプレスを急停止させるとき、またはサーボモータの暴走 時などのとき以外は、電磁ブレーキは OFF状態にある。すなわち、電磁ブレーキには 、電磁ブレーキを解除すべく常に大電流が供給された状態となっているので、電磁 ブレーキが発熱し、かつ消費電力も多くなる 、と 、う問題がある。
[0005] 上述のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータは、電磁ブレーキの固定板を 介してプレス本体に取り付けられるので、電磁ブレーキ部での発熱がプレス本体に伝 導し、プレス本体に熱歪みが発生してプレス力卩ェの精度に悪影響を与えるという問題 がある。
[0006] また、前記ブレーキディスクは可動板と共にモータシャフト上を軸方向へ摺動可能 とするためモータシャフトにスプライン係合する構造となって ヽるので、スプライン係合 部の耐久性に問題がある。また、スプライン部の剛性を高くするためには軸方向の長 さを大きくする必要があり、その結果として、ブレーキディスクの質量が増加してブレ ーキディスクの慣性が大きくなり、ブレーキの停止時間が遅くなるなどの問題もある。
[0007] また、精密部品であるエンコーダがサーボモータ後部に設けてあるため、ェンコ一 ダの精度に影響がでる恐れがあるなどの問題もある。
[0008] 本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、その目的は、発熱 および消費電力が少なぐかつプレス本体への熱影響が小さぐまた慣性が小さく耐 久性の高いブレーキを備えたブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータを提供す ることにめる。
発明の開示
[0009] 上記目的を達成するために、本発明の第 1アスペクトに基くブレーキ機構付きプレ ス駆動用サーボモータは、以下を備えている:前記サーボモータを前記プレスに取り 付けるモータ取付部であって、前記サーボモータの前側に設けられるモータ取付部; 前記サーボモータの後側に設けられる空圧作動式のディスクブレーキ;及び前記デ イスクブレーキを介して前記サーボモータの回転を検出するエンコーダ。
[0010] 前記第 1アスペクトから従属する本発明の第 2アスペクトに基くブレーキ機構付きプ レス駆動用サーボモータは、前記構成において、前記空圧作動式のディスクブレー キが、更に以下を備えている:前記サーボモータの後方へ突出した前記サーボモー タの出力軸の後端部に一体的に固定したブレーキディスク;前記ブレーキディスクの 後方に回転不能にかつ前記出力軸方向にのみ移動可能に設けた環状の押圧デイス ク;前記押圧ディスクに対向して設けた環状の固定ディスク;前記押圧ディスクの外周 部を前記ブレーキディスクに対して常時押圧付勢する押圧付勢部材;及び前記環状 の押圧ディスクを前記ブレーキディスク力 離反するように動かすブレーキ解除手段
[0011] 前記第 2アスペクトから従属する本発明の第 3アスペクトに基くブレーキ機構付きプレ ス駆動用サーボモータは、前記構成において、前記ブレーキ解除手段が、更に以下 を備えて ヽる:前記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;前記複数のガイド部 材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって、その後方に開口し た環状シリンダが形成されている前記シリンダ本体;前記環状シリンダに摺動可能に 嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び前記環状ピストンと前記環状の押圧 ディスクとを連結する複数のガイド部材;上記構成において、前記環状ピストンと前記 環状の押圧ディスクとが一体的に移動可能に設けられている。
[0012] 前記第 2アスペクトから従属する本発明の第 4アスペクトに基くブレーキ機構付きプレ ス駆動用サーボモータは、前記構成において、前記ブレーキ解除手段が、更に以下 を備えて Vヽる:前記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;前記複数のガイド部 材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって、その後方に開口し た環状シリンダが形成されてレヽる前記シリンダ本体;前記環状シリンダに摺動可能に 嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び前記環状ピストンと前記環状の押圧 ディスクとを連結する複数のガイド部材;上記構成にぉレヽて、前記環状シリンダと環状 の押圧ディスクとが一体的に移動可能に設けられてレヽる。
[0013] 前記第 2アスペクトから従属する本癸明の第 5ァスぺ外に基くブレーキ機構付きプ レス駆動用サーボモータは、前記構成において、前記押圧付勢部材が圧縮スプリン グからなり;前記ブレーキディスクが弾性的に屈撓可能な材料からなり;及ぴ前記ブレ ーキディスクの中心部は前記出力軸に固定されて軸方向移動しない。
[0014] 更に、 上記目的を達成するために、 本発明の第 6アスペクトに基くブレーキ機構付き プレス駆動用サーポモータは、 以下を備えている:前記サーボモータの前側に設けら れる空圧^ a式のディスクブレーキ:及ぴ tillEサーボモータを t f己プレスに取り付け るモータ取付部であって、 |ΐί|5空圧作動式のディスクブレーキ部に設けられるモータ
' 取付部 0
[0015] 前記第 6アスペクトから従属する本発明の第 7ァスぺ外に基くブレーキ機構付きプレ ス駆動用サーボモータは、前記構成において、更に前記空圧作動式のディスクブレ ーキが、以下を備えている:前記サーボモータの前方へ突出した前記サーポモータ の出力軸に一体的に固定したブレーキディスク;前記ブレーキディスクの後方に回転 不能にかつ前記出力軸方向にのみ移動可能に設けた環状の押圧ディスク;前記押 圧ディスクに対向して設けた環状の固定ディスク;前記押圧ディスクの外周部を前記 ブレーキディスクに対して常時押圧付勢する押圧付勢部材;及び前記環状の押圧デ イスクを前記ブレーキディスクカゝら離反するように動かすブレーキ解除手段。 訂正された用紙 (規則 91) [0016] 前記第 7アスペクトから従属する本発明の第 8アスペクトに基くブレーキ機構付きプレ ス駆動用サーボモータは、前記構成において、前記ブレーキ解除手段が、更に以下 を備えて ヽる:前記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;前記複数のガイド部 材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって、その後方に開口し た環状シリンダが形成されている前記シリンダ本体;前記環状シリンダに摺動可能に 嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び前記環状ピストンと前記環状の押圧 ディスクとを連結する複数のガイド部材;上記構成にぉ ヽて、前記環状ピストンと前記 環状の押圧ディスクとが一体的に移動可能に設けられている。
[0017] 前記第 7アスペクトから従属する本発明の第 9アスペクトに基くブレーキ機構付きプレ ス駆動用サーボモータは、前記構成において、前記ブレーキ解除手段が、更に以下 を備えて ヽる:前記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;前記複数のガイド部 材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって、その後方に開口し た環状シリンダが形成されている前記シリンダ本体;前記環状シリンダに摺動可能に 嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び前記環状ピストンと前記環状の押圧 ディスクとを連結する複数のガイド部材;上記構成にぉ ヽて、前記環状シリンダと環状 の押圧ディスクとが一体的に移動可能に設けられている。
[0018] 前記第 7アスペクトから従属する本発明の第 10アスペクトに基くブレーキ機構付き プレス駆動用サーボモータは、前記構成において、前記押圧付勢部材が圧縮スプリ ング力 なり;前記ブレーキディスクが弾性的に屈橈可能な材料力もなり;及び前記ブ レーキディスクの中心部は前記出力軸に固定されて軸方向移動しない。
[0019] 上述本発明の第 1アスペクト乃至第 10アスペクトに基づくブレーキ機構付きプレス 駆動用サーボモータによれば、摩擦板との間の摩擦による発熱はほとんど発生しな いので、プレス力卩ェの精度に悪影響を与えることがない。さらに、空圧ブレーキの作 動時に必要な電力は空圧弁などの制御部だけなので消費電力を大幅に低減できる
[0020] また、ディスクブレーキを介して前記サーボモータの回転を検出するエンコーダを 設けたので、サーボモータの発熱が精密部品であるエンコーダへの影響を低減し、 スライドの位置決め精度の低下を抑制することができる。 [0021] 更に、ブレーキディスクは、弹性的に屈橈可能な材料力もなると共に、ブレーキディ スクの中心部を出力軸に固定して軸方向に移動しない構成としたので、弹性的に屈 橈可能薄 、板でのブレーキディスク製作が可能となり、ブレーキディスクの慣性が小 さくなつて、ブレーキ停止時間の短縮など、ブレーキ性能の向上を図ることができる。 図面の簡単な説明
[0022] [図 1]図 1は、本発明に係るブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータを装備した サーボプレスの縦断面を現す説明図である。
[図 2]図 2は、図 1におけるサーボモータ部の詳細の拡大説明図であり、一部分に断 面図を含む拡大説明図である。
[図 3]図 3 (a)、 (b)は、本発明に係るブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータの 動作説明図であり、特に図 3 (a)は、ディスクブレーキを開放させた状態の説明図で あり、図 3 (b)は、ブレーキ OFF状態におけるリミットスィッチの位置を示す図である。
[図 4]図 4 (a)、(b)は、本発明に係るブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータの 動作説明図であり、特に図 4 (a)は、ディスクブレーキが作動した状態の説明図であり 、図 4 (b)は、ブレーキ ON状態におけるリミットスィッチの位置を示す図である。
[図 5]図 5は、本発明に係る第 2の実施形態のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボ モータを装備したサーボプレスの説明図であり、一部を破断した縦断面図を含む説 明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[0024] 図 1はサーボプレス 1の正面中心を前後方向(図 1では左右方向)に延伸したクラン ク軸 3に沿って断面した図であり、スライド 5及びブレーキ機構付きプレス駆動用サー ボモータ 7以外の装置は省略してある。
[0025] サーボプレス 1の C形の本体フレーム 9には、前記クランク軸 3の前後の軸受け部 3j が回転自在に軸支してある。このクランク軸 3の偏心部 3hには、コネクテイングロッド 1
1上部の係合穴 l lhが係合してある。コネクテイングロッド 11の下端部は前記スライド
5に球軸受け(図示省略)を介して揺動可能に連結してある。
[0026] 前記クランク軸 3とコネクティングロッド 11によって、クランク機構が構成され、前記ス ライド 5は前記本体フレーム 9に設けたスライドガイド(図示省略)によって上下方向に ガイドされ、前記クランク軸 3の回転により昇降運動するよう構成してある。
[0027] 前記本体フレーム 9のベッド 13上には、前記スライド 5に対向させてボルスター 15 が交換可能に装着してある。スライド 5の下面には上型(図示省略)が装着され、ボル スター 15上面には下型 (図示省略)が装着される。この上型と下型との間に供給され た素材(図示省略)は、前記スライド 5の昇降運動により、プレス加工が加えられて製 品となる。
[0028] 前記クランク軸 3の右端部にはテーパが形成してあり、このクランク軸 3のテーパ部 にメインギヤ 17のテーパ穴を係合させ、固定部材 19とボルト(図示省略)によりメイン ギヤ 17をクランク軸 3に固定してある。
[0029] 前記ブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータ 7の前側(図 1、図 2において左 側)には、サーボモータ 7の出力軸 21、すなわち回転子 25の出力軸 21が突出して おり、この出力軸 21の先端部にピ-オンギヤ 23が取り付けてある。前記サーボモー タ 7のケーシングは、中央部の固定子ケーシング 25Cと、この固定子ケーシング 25C の前側の前部ケーシング 25Fと後方の後部ケーシング 25Rとからなっており、前部ケ 一シング 25Fには、前部ケーシング 25Fよりも若干小径の円筒形のボス 27を備えた 段部 29が形成してある。
[0030] 前記サーボプレス 1の本体フレーム 9には、サーボモータ 7を固定するための取付 板 9Mがー体的に設けてある。そして、この取付板 9Mにはサーボモータ 7の円筒形 のボス 27 (モータ取付部)に嵌合する取付穴 31が設けてある。サーボモータ 7はこの 取付穴 31を介してサーボプレス 1の本体フレーム 9の所定の位置にボルト(図示省略 )により固定してある。
[0031] 出力軸 21の先端は、本体フレーム 9に設けた軸受け部 ¾により回転自在に支持さ れており、この出力軸 21に設けた前記ピ-オンギヤ 23と前記メインギヤ 17とが係合 するように配置してある。
[0032] したがって、サーボモータ 7によりピ-オンギヤ 23を適宜に回転駆動させることによ り、前記クランク機構を介して前記スライド 5を昇降運動させることができる。
[0033] 図 2に示すように、前記出力軸 21は、前記前部ケーシング 25Fに設けた自動調心 ころ軸受け力もなる軸受け 33と、後部ケーシング 25Rに設けた深溝玉軸受け力もな る軸受け 35により回転自在に支持されている。なお、軸受け 33は環状の軸受け押さ え 38とナット 40により出力軸 21に固定してある。
[0034] 前記回転子 25の円周部には磁石 37が取り付けてあり、この回転子 25の円周部に は微小な間隙をおいて励磁用コイル 39を備えた固定子 41が設けてある。
[0035] サーボモータ 7の後部ケーシング 25Rには、空圧作動のディスクブレーキ 43が設け てある。
[0036] ディスクブレーキ 43の構成は、前記後部ケーシング 25Rに環状の固定ディスク 45 を設け、この環状の固定ディスク 45の外周部において円周方向に適宜な間隔で配 置したショルダーボルトの如き複数のガイド部材 47を前記出力軸 21に平行に後方へ 延伸させて設け、この複数のガイド部材 47の後方の軸端部のねじ部にシリンダ本体 49がナット 50により一体的に固定してある。なお、前記ガイド部材 47により、前記シリ ンダ本体 49と固定ディスク 45との間隔が一定になるように設けてある。
[0037] 前記シリンダ本体 49には、前記出力軸 21と同軸に後方に開口した環状のシリンダ 51が設けてあり、この環状のシリンダ 51に空圧で作動する環状ピストン 53が移動自 在に嵌合してある。また、シリンダ本体 49には、環状のシリンダ 51に空圧を供給する 空圧供給口 85が設けてあり、空圧供給口 85から流路 86を介して環状のシリンダ 51 へ空圧が供給される。
[0038] 前記シリンダ本体 49と固定ディスク 45の間の前記ガイド部材 47には、環状の押圧 ディスク 55が回転不能にかつ出力軸方向にのみ移動可能に保持してある。
[0039] 前記環状の押圧ディスク 55には、前記シリンダ本体 49の外周部において円周方向 に適宜な間隔で設けたガイド孔 57を軸方向に摺動可能に貫通するショルダーボルト の如き複数のガイド部材 59が設けてあり、このガイド部材 59の後端部のショルダー部 に前記環状ピストン 53がナット 61により一体的に固定してある。
[0040] 前記環状の固定ディスク 45と環状の押圧ディスク 55との間には、例えば、ばね鋼の 如き材質で弾性的に屈橈可能な薄い円板状のブレーキディスク 63が配置され、この ブレーキディスク 63は前記出力軸 21の後端部に押さえ板 65とボルト 67により一体的 に固定してある。なお、ブレーキディスク 63外周部の両面には環状の摩擦材 69が接 合してある。
[0041] 前記シリンダ本体 49の外周部には、前記押圧ディスク 55を前記ブレーキディスク 6 3に対して常時押圧付勢する押圧付勢部材としてのスプリング 71を収納する複数の スプリング装着穴 73が円周方向に適宜な間隔おいて設けてある。
[0042] また、前記シリンダ本体 49の中央に形成された環状のシリンダの内側壁部 49iには 、前後に貫通する穴 75が設けてある。そして、このシリンダの内側壁部 49iの後端部 に取り付けた環状取付台 77を介してパルスエンコーダの如きエンコーダ 79が取り付 けてある。
[0043] 前記押さえ板 65には、サーボモータ 7の出力軸 21の回転をエンコーダ 79に伝達 するためのエンコーダ軸 81がー体的に設けてある。なお、エンコーダ 79には、ェンコ 一ダカバー 83が取り付けてある。
[0044] 上記構成のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータ 7の動作の説明を図 3及 び図 4を参照しながら説明する。
[0045] 図 3 (a)、 (b)は、空圧作動のディスクブレーキ 43を開放させた状態を示した図であ り、空圧切換弁(図示省略)を作動させて、空圧供給口 85から流路 86を介して環状 のシリンダ 51内へ高圧空気を供給(図中、「AS」で示す方向に供給)すれば、環状ピ ストン 53がスプリング 71の付勢力に抗して右方へ移動する。
[0046] 環状ピストン 53と押圧ディスク 55とはガイド部材 59で一体的に連結されているので 、押圧ディスク 55が環状ピストン 53と同時に右方へ移動して、ブレーキディスク 63へ の押圧付勢力が解除され、固定ディスク 45と押圧ディスク 55の間に押圧保持されて いたブレーキディスク 63の回転が自由となりディスクブレーキ 43が開放された状態と なる。
[0047] 図 3 (b)に示すように、前記シリンダ本体 49の適宜な位置にディスクブレーキ 43の 動作状態を検出するリミットスィッチ 85が設けてある。また、前記環状ピストン 53には 、リミットスィッチ 85に対向するドッグ 87がボルト 89により取り付けてある。そして、ディ スタブレーキ 43が開放された状態においては、リミットスィッチ 85とドッグ 87との間に 僅かな間隙 dができるように設定してある。
[0048] 次に、図 4 (a)、 (b)を参照しながら、空圧ブレーキを作動させる場合を説明する。空 圧ブレーキを作動させる場合には、前記空圧切換弁(図示省略)を作動させて、環状 のシリンダ 51内の高圧空気を流路 86を介して空圧供給口 85から排気(図中、「EX」 で示す方向に排気)させれば、スプリング 71の付勢力により環状ピストン 53と共に押 圧ディスク 55が左方へ移動して、ブレーキディスク 63が固定ディスク 45と押圧デイス ク 55の間に押圧保持されてブレーキが力かることになる。なお、このとき円板状のブ レーキディスク 63の中心部は、前記出力軸 21に固定されていて軸方向へは移動で きないが、ブレーキディスク 63がばね鋼の如き材質で弾性的に屈橈可能な材質から できているので、ブレーキディスク 63の周縁部が左方へ橈むことにより固定ディスク 4 5と押圧ディスク 55の間に押圧保持されるものである。
[0049] なお、空圧ブレーキが作動した状態はでは、図 4 (b)に示すように前記リミットスイツ チ 85がドッグ 87に当接した状態となり、これにより空圧ブレーキが作動したことが検 出される。
[0050] 上記構成のサーボモータを使用してプレスを駆動する場合、プレスが正常に動作し ているときのスライドの停止には、主としてサーボブレーキ(ダイナミックブレーキ)が 使用され、空圧ブレーキの使用は停電時にスライドが自重落下するのを防止するな どの安全のために、サーボブレーキ (ダイナミックブレーキ)をかけた後に使用される。
[0051] この場合、空圧ブレーキは静的な動作だけであり、摩擦板との間の摩擦による発熱 はほとんど発生しない。したがって、サーボモータ力 若干の発熱はある力 プレス本 体に熱が伝導して熱歪みが発生するほどのものではなぐプレス加工の精度に悪影 響を与えることがない。なお、空圧ブレーキの作動時に必要な電力は空圧弁などの 制御部だけなので消費電力は大幅に低減される。
[0052] また、ディスクブレーキを介して前記サーボモータの回転を検出するエンコーダを 設けたので、サーボモータの発熱が精密部品であるエンコーダへの影響を低減する ことができ、スライドの位置決め精度の低下を抑制することができる。
[0053] 更に、上記構成のサーボモータにおけるブレーキディスクは、弹性的に屈橈可能な 材料力もなると共に、該ブレーキディスクの中心部は前記出力軸に固定されて軸方 向に移動しな 、ので、ブレーキディスクを弾性的に屈撓可能薄 、板で製作可能とな り、ブレーキディスクの慣性を小さくすることが可能となった。その結果、ブレーキの停 止時間が短縮できるなど、ブレーキ性能の向上を図ることができた。
[0054] 図 5は、第 2の実施の形態を示したものであり、上述のブレーキ機構付きプレス駆動 用サーボモータ 7における空圧ブレーキ 43を前記サーボモータ 7の前側に配置した ことを特徴とするものである。したがって、この第 2の実施の形態のブレーキ機構付き プレス駆動用サーボモータをサーボプレス 1の本体フレーム 9に固定した場合、サー ボモータ部の発熱の本体フレーム 9への熱伝導がさらに抑制され、プレス本体に熱 歪みが発生せずプレス力卩ェの精度が向上する。
[0055] なお、 日本国特許出願第 2005— 230543号(2005年 8月 9日出願)の全内容が、 参照により、本願明細書に組み込まれている。
[0056] 本発明は、前述の発明の実施の形態の説明に限るものではなぐ適宜の変更を行 うことにより、その他種々の態様で実施可能である。

Claims

請求の範囲
[1] ブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータであって、以下を含む:
前記サーボモータを前記プレスに取り付けるモータ取付部であって、前記サーボモ 一タの前側に設けられるモータ取付部;
前記サーボモータの後側に設けられる空圧作動式のディスクブレーキ;及び 前記ディスクブレーキを介して前記サーボモータの回転を検出するエンコーダ。
[2] 請求項 1に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにお!、て、前記空 圧作動式のディスクブレーキは、以下を含む:
前記サーボモータの後方へ突出した前記サーボモータの出力軸の後端部に一体 的に固定したブレーキディスク;
前記ブレーキディスクの後方に回転不能にかつ前記出力軸方向にのみ移動可能に 設けた環状の押圧ディスク;
前記押圧ディスクに対向して設けた環状の固定ディスク;
前記押圧ディスクの外周部を前記ブレーキディスクに対して常時押圧付勢する押圧 付勢部材;及び
前記環状の押圧ディスクを前記ブレーキディスク力 離反するように動かすブレーキ 解除手段。
[3] 請求項 2に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにおいて、前記ブ レーキ解除手段は、以下を含む:
前記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;
前記複数のガイド部材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって 、その後方に開口した環状シリンダが形成されている前記シリンダ本体; 前記環状シリンダに摺動可能に嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び 前記環状ピストンと前記環状の押圧ディスクとを連結する複数のガイド部材; 上記構成にお!ヽて、前記環状ピストンと前記環状の押圧ディスクとが一体的に移動 可能に設けられている。
[4] 請求項 2に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにおいて、前記ブレ ーキ解除手段は、以下を含む: fii記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;
前記複数のガイド部材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって
、その後方に開口した環状シリンダが形成されてレ、る前記シリンダ本体; 前記環状シリンダに摺動可能に嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び 前記環状ピストンと前記環状の押圧ディスクとを連結する複数のガイド部材; 上記構成において、前記環状シリンダと環状の押圧ディスクとが一体的に移動可能 に設けられている。
[5] 請求項 2に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーポモータにおいて、
前記押圧付勢部材が圧縮スプリングからなり;
前記ブレーキディスクが弾性的に屈撓可能な材料からなり;及び
前記ブレーキディスクの中心部は前記出力軸に固定されて軸方向移動しなレ、。
[6] ブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータであって、以下を含む:
前記サーボモータの前側に設けられる空圧作動式のディスクブレーキ:及ぴ 前記サーボモータを前記プレスに取り付けるモータ取付部であって、前記空圧作動 式のディスクブレーキ部に設けられるモータ取付部。
[7] 請求項 6に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにおいて、前記空 圧作動式のディスクブレーキは、以下を含む:
前記サ一ボモータの前方へ突出した前記サーボモータの出力軸に一体的に固定 したプ、レーキディスク; .'
' 前記ブレーキディスクの後方に回転不能にかつ前記出力軸方向にのみ移動可能に 設けた環状の押圧ディスク;
前記押圧ディスクに対向して設けた環状の固定ディスク;
前記押圧ディスクの外周部を前記ブレーキディスクに対して常時押圧付勢する押圧 付勢部材;及び
前記環状の押圧ディスクを前記ブレーキディスクから離反するように動かすブレーキ 解除手段。
[8] 請求項 7に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サ一ボモータにおいて、前記ブ レーキ解除手段は、以下を含む: 訂正された用紙 (規則 91) 前記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;
前記複数のガイド部材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって 、その後方に開口した環状シリンダが形成されている前記シリンダ本体; 前記環状シリンダに摺動可能に嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び 前記環状ピストンと前記環状の押圧ディスクとを連結する複数のガイド部材; 上記構成にお!ヽて、前記環状ピストンと前記環状の押圧ディスクとが一体的に移動 可能に設けられている。
[9] 請求項 7に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにおいて、前記ブレ ーキ解除手段は、以下を含む:
前記固定ディスクに設けられた複数のガイド部材;
前記複数のガイド部材を介して前記固定ディスクに設けられたシリンダ本体であって 、その後方に開口した環状シリンダが形成されている前記シリンダ本体; 前記環状シリンダに摺動可能に嵌合され、空圧で作動される環状ピストン;及び 前記環状ピストンと前記環状の押圧ディスクとを連結する複数のガイド部材; 上記構成において、前記環状シリンダと環状の押圧ディスクとが一体的に移動可能 に設けられている。
[10] 請求項 7に記載のブレーキ機構付きプレス駆動用サーボモータにおいて、
前記押圧付勢部材が圧縮スプリング力 なり;
前記ブレーキディスクが弾性的に屈橈可能な材料力 なり;及び
前記ブレーキディスクの中心部は前記出力軸に固定されて軸方向移動しない。
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