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位置決め油圧モータのブレーキ装置 - ダイキン工業株式会社
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発明の名称 位置決め油圧モータのブレーキ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−100044
公開日 平成10年(1998)4月21日
出願番号 特願平8−254673
出願日 平成8年(1996)9月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 (外1名)
発明者 田邊 斉
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 被位置決め体の位置決めを行う位置決め油圧モータ(21)と、上記位置決め油圧モータ(21)によって回転駆動されるカム(22)と、上記カム(22)に追従するカムフォロア(26)の動作によって駆動されて、上記位置決め油圧モータ(21)への流体の供給通路(49)と上記位置決め油圧モータ(21)からの流量の排出通路(48)との流量を制御して、先に上記位置決め油圧モータ(21)に対してメータアウト制動を掛けた後にメータイン制動を掛ける可変絞り手段(31,32)を備えたことを特徴とする位置決め油圧モータのブレーキ装置。
【請求項2】 請求項1に記載の位置決め油圧モータのブレーキ装置において、上記可変絞り手段は、上記カムフォロア(26)の動作によってスプール(43)が駆動されて上記位置決め油圧モータ(21)に対する流体の供給と排出とを切り換える切換弁(23)の排出通路(48)に形成された排出側絞り(31)と供給通路(49)に形成された供給側絞り(32)とであって、上記スプール(43)の移動量に応じて、上記排出側絞り(31)および供給側絞り(32)の絞り量が互いに異なる度合いで変化するようになっていることを特徴とする位置決め油圧モータのブレーキ装置。
【請求項3】 請求項2に記載の位置決め油圧モータのブレーキ装置において、上記供給側絞り(32)は、上記排出側絞り(31)よりも絞り量の変化の度合いが大きく、上記排出側絞り(31)よりも後に絞り動作を開始して上記排出側絞り(31)よりも先に絞り動作を終了するようになっていることを特徴とする位置決め油圧モータのブレーキ装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、位置決め油圧モータのブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、工作機械の回転テーブル等の位置決めを行う位置割出装置として、図5に示すようなものがある(例えば、実公昭63−37166号公報、特公平4−50149号公報)。この位置割出装置は、以下のように動作する。
【0003】(1)停止時流量方向切換弁3のスプールのシンボル位置S2側の端部には、レバー5の一端がピン4によって回動可能に取り付けられている。そして、位置決め油圧モータ(以下、単に油圧モータと言う)1によって回転駆動されるカム2が、レバー5の他端に設けられたローラ6が凹部に嵌入可能な位置に位置している。また、2位置電磁切換弁(以下、第1電磁切換弁と言う)8はシンボル位置C1に位置しており、クローズドセンタ形電磁切換弁(第2電磁切換弁と言う)9は中立位置に位置している。この状態では、流体圧力は流量方向切換弁3のバネ室に導かれるので、流量方向切換弁3のスプールは、バネ力によってシンボル位置S1側に移動しようとする。その際に、上述のように、レバー5のローラ6はカム2の凹部に嵌入可能になっているので、上記スプールのピン4は回転中心7に対して反時計回りに回動することができ、最終的に流量方向切換弁3はシンボル位置S1に位置することになる。
【0004】そうすると、吐出ライン10の流体は、油圧モータ1には供給されずに、被割出体(図示せず)を上下動させるシリンダ(図示せず)に供給される。そうすると、上記被割出体が下降され、被割出体とベースとの互いのカップリングが噛み合って、上記被割出体が割出位置に機械的に固定される。尚、上記被割出体は、油圧モータ1によって回転駆動されるようになっている。
【0005】(2)回転時先ず、上記第1電磁切換弁8がシンボル位置C2に切り換えられる。そうすると、流量方向切換弁3のバネ室の流体圧力が抜けるためにスプールはバネ力に抗してシンボル位置S2に位置すると共に、レバー5のローラ6がカム2の凹部から離脱する。こうして、流量方向切換弁3がシンボル位置S2に位置する結果、吐出ライン10の流体は、上記シリンダに供給されて上記被割出体が上昇され、上記カップリングの噛み合いが解除されて上記被割出体は回転可能になる。そうした後、上記第2電磁切換弁9が、油圧モータ1の回転方向に応じたオフセット位置に切り換えられる。そして、この切り換えられた第2電磁切換弁9を介して吐出ライン10の流体が油圧モータ1に供給されて、油圧モータ1が回転される。こうして、油圧モータ1,カム2および上記被割出体が同期して回転する。
【0006】(3)割出時所定時間が経過した後、上記第1電磁切換弁8が再度シンボル位置C1に切り換えられる。そうすると、流体圧力は流量方向切換弁3のバネ室に導かれて、流量方向切換弁3のスプールはバネ力によってシンボル位置S1側に移動し、レバー5のローラ6がカム2の凹部間にある円弧状部に当接する。その結果、流量方向切換弁3のスプールは、シンボル位置S1まで移動できず、中間位置であるシンボル位置S3に位置することになる。
【0007】ところで、上記流量方向切換弁3のシンボル位置S3では、シンボル位置S2と同様に、ポンプポートPからの流体を負荷ポートBに導き、負荷ポートA,Mからの流体をタンクポートTに導くようになっている。但し、ポンプポートPと負荷ポートBとを連通する通路で構成される供給通路には、絞り12が設けられている。また、負荷ポートMとタンクポートTとを連通する通路で構成される排出通路には、上記供給通路の絞り12と絞り量の変化の度合いが同じであって位相が前方にずれている絞り11が設けられている。こうして、上記スプールがシンボル位置S2側からシンボル位置S1側に向かって移動するに連れて上記排出通路の絞り量が大きくなって、油圧モータ1の回転に制動が掛かるようになっている。
【0008】こうして、上記油圧モータ1によって回転駆動されるカム2も速度を落としつつ回転を続ける。そうすると、カム2の円弧状部は両凹部の中間点から凹部に向かって半径が小さくなっているので、流量方向切換弁3のスプールはシンボル位置S1に向かって移動し、さらに油圧モータ1の回転に制動が掛けられて停止寸前になる。そして、この状態で、レバー5のローラ6がカム2の凹部に嵌入すると、上記スプールはシンボルS1に完全に切り換わるのである。その結果、上記吐出ライン10の流体は、上記油圧モータ1には供給されず、上記被割出体用のシリンダに供給されて上記被割出体とベースとのカップリングが噛み合って、上記被割出体が割出位置に機械的に固定される。同時に、油圧モータ1の回転が停止して、割出動作を終了する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の位置割出装置においては、割出時には、メータアウト回路を構成し、油圧モータ1から流量方向切換弁3の負荷ポートMに至る排出ラインの流体の圧力を高めて油圧モータ1に制動を掛けるようにしている。ところが、油圧モータ1が150rpm以上の高速回転を行っている場合には、上記排出ラインの圧力が急激に上昇するために油圧モータ1の回転に急激な制動が掛かってしまい、所謂ショックレス停止ができないという問題がある。
【0010】また、上述のように、上記排出ラインの圧力が急上昇すると内部リークが発生して、上記排出ラインの圧力が抜けてしまう。そうすると、油圧モータ1に対する制動力が低下して油圧モータ1がオーバー回転することになり、高速回転時においては正確な位置決めができないという問題もある。
【0011】そこで、この発明の目的は、高速回転時においてもショックレス停止が可能であり、且つ、正確な位置決めを可能にする位置決め油圧モータのブレーキ装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1に係る発明の位置決め油圧モータのブレーキ装置は、被位置決め体の位置決めを行う位置決め油圧モータと、上記位置決め油圧モータによって回転駆動されるカムと、上記カムに追従するカムフォロアの動作によって駆動されて,上記位置決め油圧モータへの流体の供給通路と上記位置決め油圧モータからの流量の排出通路との流量を制御して,先に上記位置決め油圧モータに対してメータアウト制動を掛けた後にメータイン制動を掛ける可変絞り手段を備えたことを特徴としている。
【0013】上記構成によれば、位置決め油圧モータに対して先にメータアウト制動を掛けた後にメータイン制動に移行するので、上記位置決め油圧モータからの排出流体の圧力が急上昇する前に位置決め油圧モータへの流体の供給が減少される。したがって、上記位置決め油圧モータが150rpm以上の高速回転を行っている場合でもショックレス停止が行われる。さらに、上述のように、上記位置決め油圧モータの制動時に排出流体の圧力が急上昇しないので内部リークが発生せず、位置決め油圧モータはオーバー回転することなく停止する。こうして、高速回転時においても正確に位置決めが行われる。
【0014】また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の位置決め油圧モータのブレーキ装置において、上記可変絞り手段は,上記カムフォロアの動作によって,スプールが駆動されて上記位置決め油圧モータに対する流体の供給と排出とを切り換える切換弁の排出通路に形成された排出側絞りと供給通路に形成された供給側絞りとであって、上記スプールの移動量に応じて,上記排出通路および供給通路の絞り量が互いに異なる度合いで変化するようになっていることを特徴としている。
【0015】上記構成によれば、上記位置決め油圧モータへの流体の供給と上記位置決め油圧モータからの流体の排出とを切り換える切換弁によって、上記位置決め油圧モータに対するメータアウト制動とそれに続くメータイン制動とが実行される。
【0016】また、請求項3に係る発明は、請求項2に係る発明の位置決め油圧モータのブレーキ装置において、上記供給側絞りは、上記排出側絞りよりも絞り量の変化の度合いが大きく、上記排出側絞りよりも後に絞り動作を開始して上記排出側絞りよりも先に絞り動作を終了するようになっていることを特徴としている。
【0017】上記構成によれば、上記カムフォロアの動作によって上記切換弁のスプールを移動させるだけの簡単な動作で、上記位置決め油圧モータに対するメータアウト制動とそれに続くメータイン制動とが実行される。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図1は本実施の形態の位置決め油圧モータのブレーキ装置が搭載された位置割出装置における流体回路図である。
【0019】位置決め油圧モータ(以下、単に油圧モータと言う)21,カム22,ピン24,レバー25,ローラ26,第1電磁切換弁28,第2電磁切換弁29および吐出ライン30は、図5に示す油圧モータ1,カム2,ピン4,レバー5,ローラ6,第1電磁切換弁8,第2電磁切換弁9および吐出ライン10と同様の構成を有して、同様に動作する。したがって、その構成および動作に関する詳細な説明は省略する。
【0020】本実施の形態における特徴は流量方向切換弁23にある。この流量方向切換弁23は、図5に示す流量方向切換弁3の場合と同様に、第1電磁切換弁28の負荷ポートAにパイロットライン33で接続されているバネ室34側に位置しているシンボル位置S11では、ポンプポートPと負荷ポートAとが連通され、タンクポートTと負荷ポートBとが連通される。また、吐出ライン30に接続されているパイロットポート35側に位置しているシンボル位置S12では、ポンプポートPと負荷ポートBとが連通され、タンクポートTと負荷ポートA,Mとが連通される。また、中間位置であるシンボル位置S13では、ポンプポートPと負荷ポートBとが連通され、タンクポートTと負荷ポートA,Mとが連通される。
【0021】そして、上記シンボル位置S13においては、負荷ポートMとタンクポートTとを連通する通路で構成される排出通路48には、排出側絞り31を設けている。また、ポンプポートPと負荷ポートBとを連通する通路で構成される供給通路49には、供給側絞り32を設けている。この両絞り31,32は、スプールの移動に伴って絞り量が変化するように形成されている。更に、供給側絞り32は、排出側絞り31よりも絞り量の変化の度合いが大きくなっており、スプールのシンボル位置S11側への移動に伴って排出側絞り31よりも後に絞りを開始し、途中で排出側絞り31と同じ絞り量となり、排出側絞り31よりも先に絞りを終了するように形成されている。
【0022】尚、上記流量方向切換弁23の負荷ポートMと第2電磁切換弁29のタンクポートTとを接続する排出ライン36と、流量方向切換弁23のタンクポートTに接続されたタンクライン37とを、可変絞り38が介設されたバイパスライン39で接続している。そして、この可変絞り38の絞り量を変更することによって油圧モータ21の制動力を制御するようにしている。
【0023】上述のように構成された流量方向切換弁23は次のように動作する。すなわち、上述したように、割出時においては、油圧モータ21が回転を始めてから所定時間が経過すると、第1電磁切換弁28がシンボル位置C12に切り換えられる。そして、流量方向切換弁23はシンボル位置S11側に移動し、レバー25のローラ26がカム22の2つの凹部間にある円弧状部に当接する。その結果、流量方向切換弁23のスプールは、シンボル位置S11まで移動できず、中間位置であるシンボル位置S13に位置する。こうして、両凹部の中間点から凹部に向かって半径が小さくなっているカム22の円弧状部に沿ってローラ26が移動するに連れて、流量方向切換弁23のスプールはシンボル位置S12からシンボル位置S11に向かって移動するのである。
【0024】ここで、上述したように、上記シンボル位置S13においては、供給側絞り32は、排出側絞り31よりも絞り量の変化の度合いが大きくなっており、排出側絞り31よりも後に絞りを開始し、途中で排出側絞り31と同じ絞り量となり、排出側絞り31よりも先に絞りを終了するように形成されている。したがって、流量方向切換弁23のスプールがシンボル位置S11に向かって移動するに従って、先ず排出側絞り31が絞りを開始して、図2に示すように、排出通路48の流量が減少することになる。そして、しばらくすると、供給側絞り32が絞りを開始して、排出通路38の流量減少の勾配より急な勾配で供給通路39の流量が減少する。そして、排出側絞り31が完全に閉鎖される地点までの中間点で、排出通路48の流量と供給通路49の流量とが同一となる。つまり、この中間点まではメータアウト回路を構成して、排出通路48を絞って上記排出ラインの油圧モータ21に制動を掛けるのである。
【0025】以後は、上記供給通路49の流量の減少勾配の方が排出通路48の流量の減少勾配よりも急であるから、油圧モータ21からの流体の排出量よりも供給量が少なくなって、メータイン回路を構成するのである。その結果、排出ライン36に急激な圧力上昇が生ずることがなく、油圧モータ21はショックレス停止ができるのである。また、前半のメータアウト制動によって圧縮された排出ライン36内の流体が内部リークを起こす前にメータイン制動に変わるので、結果的に内部リークが発生せず、油圧モータ21の回転に的確に制動が掛けられるのである。したがって、上記油圧モータ21は、所定の位置(割出位置の近傍=ローラ26がカム22の凹部の近傍に位置する位置)で停止寸前になり、ローラ26がカム22の凹部に嵌入すると、上記スプールはシンボルS11に完全に切り換わって停止するのである。
【0026】図3は、本実施の形態における位置割出装置の部分断面図である。カム22は油圧モータ21の回転軸に固定されて同期して回転するようになっている。尚、41,42は、第2電磁切換弁29の2つのソレノイドである。上記流量方向切換弁23の排出側絞り31と供給側絞り32は、具体的には、スプール43のランド44に形成された排出側ノッチ46とランド45に形成された供給側ノッチ47で構成されている。この排出側ノッチ46と供給側ノッチ47とは図4に示すように動作する。
【0027】すなわち、図4(a)に示すように、上記スプール43が、図中最右側から左側に移動し始めて排出側ノッチ46が負荷ポートMとタンクポートTとを連通する排出通路48を閉鎖し始める時点では、ポンプポートPと負荷ポートBとを連通する供給通路49は開いた状態である。そして、図4(b)に示すように、排出側ノッチ46が排出通路48を半分閉鎖した時点では、供給側ノッチ47も供給通路49を半分閉鎖している。そして、図4(c)に示すように、排出側ノッチ46が排出通路48の閉鎖を終了した時点では、供給通路49は既に供給側ノッチ46によって完全に閉鎖されているのである。こうして、前半はメータアウト回路を構成し、後半はメータイン回路を構成するのである。
【0028】上述したように、本実施の形態においては、上記流量方向切換弁23のスプール43によって形成される排出通路48と供給通路49とに絞り31,32を設け、供給側絞り32は、排出側絞り31よりも絞り量の変化の度合いが大きく、排出側絞り31よりも後に絞りを開始し、途中で排出側絞り31と同じ絞り量となり、排出側絞り31よりも先に絞りを終了するようにしている。すなわち、流量方向切換弁23のスプールがシンボル位置S11に向かって移動するにしたがって、前半はメータアウト制動が油圧モータ21に掛けられ、後半はメータイン制動が掛けられる。したがって、本実施の形態によれば、上記油圧モータ21から流量方向切換弁23の負荷ポートMに至る排出ライン36の流体圧力が急上昇する前に油圧モータ21への流体の供給が減少されることになり、油圧モータ21が150rpm以上の高速回転を行っている場合でもショックレス停止できる。
【0029】また、上述のように、上記排出ライン36の圧力が急上昇しないので内部リークが発生せず、油圧モータ21に対する制動力の低下が押さえられて油圧モータ21がオーバー回転することがない。したがって、高速回転時においても正確な位置決めができるのである。
【0030】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1に係る発明の位置決め油圧モータのブレーキ装置は、位置決め油圧モータによって回転駆動されるカムに追従するカムフォロアの動作によって駆動される可変絞り手段を設けて、この可変絞り手段によって上記位置決め油圧モータに対する流体の供給通路と排出通路との流量を制御して、先に上記位置決め油圧モータに対してメータアウト制動を掛けた後にメータイン制動を掛けるので、上記位置決め油圧モータから排出される流体の圧力が急上昇する前に上記位置決め油圧モータへ供給される流体の供給量が減少される。したがって、上記位置決め油圧モータが150rpm以上の高速回転を行っている場合でもショックレス停止を行うことができる。
【0031】さらに、上述のように、上記位置決め油圧モータの制動時においては排出流体の圧力が急上昇しないので、内部リークが発生しない。したがって、上記位置決め油圧モータは、高速回転を行っている場合でもオーバー回転することなく停止でき、正確な位置決めを行うことができる。
【0032】また、請求項2に係る発明の位置決め油圧モータのブレーキ装置における上記可変絞り手段は、上記カムフォロアの動作によってスプールが駆動されて上記位置決め油圧モータに対する流体の供給と排出とを切り換える切換弁の排出通路に形成された排出側絞りと供給通路に形成された供給側絞りとで構成し、上記スプールの移動量に応じて上記排出側絞りと供給側絞りとの絞り量を互いに異なる度合いで変化させるので、上記位置決め油圧モータへの流体の供給と上記位置決め油圧モータからの流体の排出とを切り換える切換弁によって、上記位置決め油圧モータに対するメータアウト制動とそれに続くメータイン制動とを実行できる。
【0033】また、請求項3に係る発明の位置決め油圧モータのブレーキ装置における上記供給側絞りは、上記排出側絞りよりも絞り量の変化の度合いが大きく、上記排出側絞りよりも後に絞り動作を開始して上記排出側絞りよりも先に絞り動作を終了するので、上記カムフォロアの動作によって上記切換弁のスプールを移動させるだけの簡単な動作で、上記位置決め油圧モータに対するメータアウト制動とそれに続くメータイン制動とを実行できる。




 

 


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