JP7113125B1 - 常閉式制動装置およびそれを使用する回転作業台 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】常閉式制動装置は筐体、回転ディスク、制動リング、加圧リングおよび弾性部材を備える。回転ディスク、制動リングおよび加圧リングは筐体内に配置され、制動リング筐体との間が第一チャンバーになり、加圧リングと制動リングとの間が第二チャンバーになる。第一チャンバーのみに流体が流れ込む際、制動リングは流体の作用によって常時閉鎖状態から回転ディスクを解放する。第二チャンバーのみに流体が流れ込む際、制動リングは流体の作用によって回転ディスクを常時閉鎖状態に維持する。加圧リングは流体の作用によって弾性部材を圧縮し、圧縮した弾性部材の生じたエネルギーを制動リングに作用させ、制動リングに二重の増圧効果を達成させる。流体の効力を失う際、制動リングは弾性部材によって回転ディスクに制動効果を生じ、操作上の安全性を確保できる。
【選択図】図5
Description
前記の従来技術において、制動ピストン2に作用する流体の動力と、ブレーキディスク1に圧縮スプリング3が生じる弾力とは方向の同じ作用力である。このため、制動ピストン2に作用する流体の動力が大きければ大きいほど、圧縮スプリング3の生じる弾力が小さくなるため、ブレーキディスク1よって回転軸5に生じる制動効果に影響を与えるだけでなく、重切削加工および高送り加工に適用することが難しい。
図3および図4に示すように、本発明の一実施形態による常閉式制動装置20は回転軸12と結合して回転作業台10を構成する。回転軸12はスイングスピンドルヘッド14に装着され、スイングスピンドルヘッド14を揺らすことができる。
図4および図5に示すように、本発明の一実施形態による常閉式制動装置20は筐体30、ディスクパック40、制動リング50、加圧リング60および弾性部材70を備える。
図4および図7に示すように、回転軸12は格納溝31内に回転可能に装着され、内側凸状辺縁部32に囲まれるように配置される。筐体30は径方向に沿って格納溝31に繋がる第一流路33(図8参照)、径方向に沿って格納溝31に繋がる第二流路34(図7参照)、第一コネクター16および第二第一コネクター18を有する。第一コネクター16は第一流体22を注入するために第一流路33の入口端に装着される。第二コネクター18は第二流体24を注入するために第二流路34の入口端に装着される。第一流体22および第二流体24は油圧オイルに限らず、気体であってもよい。本実施形態において、第一流体22および第二流体24は油圧オイルである。
図5および図7に示すように、第一固定ディスク41、第二固定ディスク42および環状スペーサー43は複数のねじ45によって筐体30の内側凸状辺縁部32に固定される。第一固定ディスク41より第二固定ディスク42のほうが筐体30の内側凸状辺縁部32に近い。環状スペーサー43は第一固定ディスク41と第二固定ディスク42との間に位置付けられ、それらを分離する。
図7に示すように、二つの回転ディスク44は外周辺部が第一固定ディスク41と第二固定ディスク42との間に位置付けられ、内周縁部が複数のねじ46によって回転軸12の外側凸状辺縁部122に固定されるため、二つの回転ディスク44は回転軸12とともに回転できる。
図8に示すように、第一チャンバー54は第一流路33に繋がり、前後の両端が筐体30と制動リング50によって閉鎖される。また制動リング50はディスクパック40に隣接し、かつディスクパック40に向かう側面に突出して形成された制動部52を有する。
図9に示すように、制動リング50が制動位置P1に据えられる際、制動リング50は制動部52が第一固定ディスク41を押さえて弾性的に変形させることによって回転ディスク44を第一固定ディスク41と第二固定ディスク42との間に挟んで固定する。
図10に示すように、制動リング50がロック解除位置P2に据えられる際、制動リング50の制動部52は第一固定ディスク41を解放し、元の状態に戻すため、回転ディスク44は第一固定ディスク41および第二固定ディスク42に対して回転軸12とともに回転することができる。
図7に示すように、加圧リング60は第一凸状縁部61が制動リング50に当接して制動リング50との間が第二チャンバー63になる。第二チャンバー63は外側が第二流路34に繋がり、内側が第一凸状縁部61に閉鎖される。
図7に示すように、加圧リング60は第二凸状縁部62が制動リング50の内環面51に当接する。制動リング50は内環面51に嵌まり込む密封リング55およびそれに接する背面リング56を有する。密封リング55は加圧リング60と制動リング50との間の密封効果を増加させる。背面リング56は作動中の制動リング50のバランスを良好に保ち、制動リング50が歪んだことが原因で制動効果に影響を与えることを抑制することができる。
加圧リング60は弾性シャーシ71に向かう側面に複数の凹状孔64(図7参照)を有する。複数の弾性体73は一つずつ凹状孔64と皿穴72との間に配置される。複数の弾性体73は一端が弾性シャーシ71に当接して弾性シャーシ71の支えになり、他端が加圧リング60に当接し、弾力によって加圧リング60を制動リング50の方向へ推進する。複数のピン74は一つずつ弾性体73を貫通して皿穴72に締め付けられ、複数の弾性体73に支持効果を生じる。
Ft=F1+F2
式1において、Ftは制動リング50の生じた総制動力である。F1は制動リング50に第二流体24が生じた推力である。F2はすべての圧縮された弾性体73の生じたエネルギーである。加圧リング60に作用した第二流体24の作用力が大きいければ大きいほど、圧縮された弾性体73の生じたエネルギーが大きくなるため、制動リング50の生じた総制動力も大きくなる。
図12に示すように、制動面53は内環面51に隣接し、内環面51との間が90度以下の第一夾角θ1である。第一夾角θ1が90度または90度以上である場合、制動面53は第一固定ディスク41を強く押し付けてS字型に変形させ、第一固定ディスク41の二箇所に折り曲がりを形成するため、第一固定ディスク41を戻の状態に戻すことが難しいだけでなく、ロック解除状態下で回転ディスク44の作動に支障をきたすことが発生する。つまり、第一夾角θ1が90度以下であれば、第一夾角θ1は第一固定ディスク41の変形角に近いため、第一固定ディスク41は一箇所しか折り曲がらない。上述した構造の特徴により、第一固定ディスク41が折り曲がって寿命が短くなるという問題を効果的に改善することができる。
第一固定ディスク41は制動面53に当接する受圧部位412を有する。第一固定ディスク41の受圧部位412と制動リング50の内環面51は第二夾角θ2をなす。第二夾角θ2は第一夾角θ1より小さいか、それに等しいため、同様に良好な支持効果を生じることができ、かつロック解除状態下で第一固定ディスク41を原状に戻し、第一固定ディスク41の使用寿命を延長することができる。
また、第一チャンバー54に第一流体22が流入する前、かつ第二チャンバー63に第二流体24が流入する前(或いは第二流体24の効力を失う場合)に、弾性体73の生じた一部分の制動力によって制動リング50を制動位置P1に維持して常閉制動効果を達成し、操作上の安全性を向上させることができる。
つまり、本発明による常閉式制動装置20は重切削加工および高送り加工に適用できる。
2 制動ピストン
3 圧縮スプリング
4 ロック解除ピストン
10 回転作業台
12 回転軸
122 外側凸状辺縁部
14 スイングスピンドルヘッド
16 第一コネクター
18 第二コネクター
20 常閉式制動装置
22 第一流体
24 第二流体
30 筐体
31 格納溝
32 内側凸状辺縁部
33 第一流路
34 第二流路
40 ディスクパック
41 第一固定ディスク
412 受圧部位
42 第二固定ディスク
43 環状スペーサー
44 回転ディスク
45、46 ねじ
50 制動リング
51 内環面
52 制動部
53 制動面
54 第一チャンバー
55 密封リング
56 背面リング
60 加圧リング
61 第一凸状縁部
62 第二凸状縁部
63 第二チャンバー
64 凹状孔
70 弾性部材
71 弾性シャーシ
72 皿穴
73 弾性体
74 ピン
L 制動面の径方向長さ
P1 制動位置
P2 ロック解除位置
θ1 第一夾角
θ2 第二夾角
Claims (5)
- 筐体、ディスクパック、制動リング、加圧リングおよび弾性部材を備え、
前記筐体は格納溝を有し、
前記ディスクパックは前記筐体の前記格納溝に格納され、第一固定ディスク、第二固定ディスクおよび回転ディスクを有し、前記回転ディスクは前記第一固定ディスクと前記第二固定ディスクとの間に配置され、
前記制動リングは前記筐体の前記格納溝内に移動可能に配置されて前記筐体との間が第一チャンバーになり、
前記制動リングは制動部を有し、
前記制動リングが制動位置に据えられる際、前記制動リングの前記制動部は前記第一固定ディスクを押さえ、前記回転ディスクは前記第一固定ディスクと前記第二固定ディスクとの間に固定され、
前記制動リングがロック解除位置に据えられる際、前記制動リングの前記制動部は第一固定ディスクを解放し、前記回転ディスクは前記第一固定ディスクおよび前記第二固定ディスクに対して回転することができ、
前記加圧リングは前記筐体の前記格納溝内に装着され、一部分が前記制動リングに当接して前記制動リングとの間が第二チャンバーになり、
前記弾性部材は前記加圧リングに配置され、前記加圧リングを前記制動リングの方向へ推進し、
前記第一チャンバーのみに流体が流れ込む際、前記制動リングは前記流体の作用によって前記ロック解除位置に維持され、
前記第二チャンバーのみに流体が流れ込む際、前記制動リングは前記流体の作用によって前記制動位置に維持され、前記加圧リングは前記流体の作用によって前記弾性部材を圧縮し、
前記加圧リングを作動させる前記流体の作用方向は前記加圧リングを作動させる前記弾性部材の作用方向と逆であり、
前記第一チャンバーおよび前記第二チャンバーに前記流体が流れ込む前に、前記加圧リングは前記弾性部材の作用力によって前記制動リングを押し、前記制動リングを前記制動位置に維持することを特徴とする、
常閉式制動装置。 - 前記制動リングの前記制動部は制動面を有し、前記制動リングが前記制動位置に据えられる際、前記制動リングは前記制動部の前記制動面によって前記第一固定ディスクに当接し、前記制動面の径方向長さが前記第一固定ディスク、前記第二固定ディスクおよび前記回転ディスクの重なっている部位を超えないことを特徴とする請求項1に記載の常閉式制動装置。
- 前記制動リングの前記制動部は制動面を有し、前記制動リングが前記制動位置に据えられる際、前記制動リングは前記制動部の前記制動面によって前記第一固定ディスクに当接し、前記制動リングは前記制動面に隣接する内環面を有し、前記制動面と前記内環面との間が第一夾角になり、前記第一夾角は90度以下であることを特徴とする請求項1に記載の常閉式制動装置。
- 前記第一固定ディスクは受圧部位を有し、前記制動リングが前記制動位置に据えられる際、前記制動リングは前記制動部の前記制動面によって前記第一固定ディスクの前記受圧部位に当接し、前記第一固定ディスクの前記受圧部位と前記制動リングの前記内環面との間が第二夾角になり、前記第二夾角は前記第一夾角より小さいか、それに等しいことを特徴とする請求項3に記載の常閉式制動装置。
- 請求項1から請求項4のいずれか一つの前記常閉式制動装置と、
回転軸と、を備え、
前記回転軸は前記筐体の前記格納溝内に差し込まれて回転可能に配置され、外周面が前記回転ディスクを固定することによって前記回転ディスクとともに同調作動することができることを特徴とする、
回転作業台。
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| JP2021143136A JP7113125B1 (ja) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 常閉式制動装置およびそれを使用する回転作業台 |
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| JPH07243459A (ja) * | 1994-03-04 | 1995-09-19 | Fanuc Ltd | 流体圧ブレーキ装置 |
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