JP2003194120A - ブレーキまたはクラッチの冷却装置 - Google Patents

ブレーキまたはクラッチの冷却装置

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JP2003194120A
JP2003194120A JP2001392624A JP2001392624A JP2003194120A JP 2003194120 A JP2003194120 A JP 2003194120A JP 2001392624 A JP2001392624 A JP 2001392624A JP 2001392624 A JP2001392624 A JP 2001392624A JP 2003194120 A JP2003194120 A JP 2003194120A
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brake
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pipe
cooling
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Akira Kahara
晃 花原
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Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラム若しくはディスクに摩擦部材を圧接し
て回転数を調整するように構成されたブレーキまたはク
ラッチに於いて、異常発熱によるブレーキ力若しくはク
ラッチ力の低下を防止して安定した作動を保持する。 【解決手段】 ドラム22の内部には、ドラムの円周面
に沿って冷却媒体の管路26を環状に配設し、回転軸2
5の内部には、該管路26へ冷却媒体を流出入させる管
路27a,27bを設ける。冷却媒体の圧送手段と冷却
手段を備えた循環装置28を外部に設け、回転軸25内
の管路27a,27bと循環装置28の管路30a,3
0bとを回転継手32を介して接続する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はブレーキまたはクラ
ッチの冷却装置に関するものであり、特に、ドラム若し
くはディスクの内部に冷却媒体を流出入させるブレーキ
またはクラッチの冷却装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】図7は建設機械のウインチ等に使用され
ている従来のバンドブレーキ1を示し、回転自在に枢支
されたドラム2の円周面にバンド3を掛け回し、該バン
ド3の一端をフレーム等に固定するとともに、該バンド
3の他端を移動自在に形成してある。また、バンド3の
内側に摩擦部材であるブレーキライニング4を止着して
あり、バンドブレーキ1の非制動時には、前記ドラム2
とブレーキライニング4との間に適当な隙間を有して、
ドラム2が自由に回転するように形成されている。そし
て、バンドブレーキ1の制動時には、図8に示すよう
に、バンド3の他端を矢印方向に引っ張ることにより、
前記ドラム2の外周面にブレーキライニング4が接触し
て隙間が無くなり、両者間の摩擦による制動力が発生し
てドラム2の回転が減速される。 【0003】前記バンドブレーキ1の制動時には、ドラ
ム2の外周面とブレーキライニング4との摩擦によって
熱が発生する。この摩擦熱によりドラム2やブレーキラ
イニング4が異常に高温になると、該ブレーキライニン
グ4の動摩擦係数が低下して制動力が減少し、バンドブ
レーキ1の性能が悪化する。また、高熱によってブレー
キライニング4の材質が変化することがあり、然るとき
は、該ブレーキライニング4の寿命が極端に短くなる。 【0004】前記摩擦熱によるドラム2やブレーキライ
ニング4の異常発熱を抑止するために、従来は次のよう
な手段が講じられている。 図9に示すように、ドラム2aの内周面に複数の放熱
フィン5,5…を設け、該ドラム2aが回転することに
よって発生する空気の流れでドラム2aを冷却する。 図7及び図8に示したドラム2やバンド3、または、
図9に示したドラム2aの放熱フィン5等に対して、フ
ァン(図示せず)により強制的に風を吹き付けて冷却す
る。 ドラム2または2aやバンド3に水等の液体を散布し
て冷却する。 【0005】図10及び図11は拡張型ブレーキ6を示
し、フレーム等に固定されたドラム7の中央部に回転軸
8が配設され、該回転軸8に摩擦部材である2枚のブレ
ーキライニング9,9と、ホイールシリンダ10と、リ
ターンスプリング11,11等が装着されている。前記
ホイールシリンダ10に圧油が供給されると、ホイール
シリンダ10の両側のピストンが突出してブレーキライ
ニング9,9が押し広げられ、前記ドラム2の内周面に
ブレーキライニング9,9が接触して隙間が無くなり、
両者間の摩擦による制動力が発生してドラム7の回転が
減速される。 【0006】この拡張型ブレーキ6も制動時にはドラム
7の内周面とブレーキライニング9との摩擦によって熱
が発生し、この摩擦熱によりドラム7やブレーキライニ
ング9が異常に高温になると、該ブレーキライニング9
の動摩擦係数が低下して制動力が減少する。従って、図
示したように、ドラム7の外周面に複数の放熱フィン1
2,12…を設け、摩擦によって発生した熱を該放熱フ
ィン12,12…から空気中に発散することによってド
ラム7を冷却している。 【0007】尚、図示は省略するが、従来、前記拡張型
ブレーキと同様な構成にてクラッチを構成する場合もあ
る。 【0008】図12及び図13はディスクブレーキ13
を示し、ディスクロータ14の一側部にキャリパ15が
設けられ、該キャリパ15に枢着されたレバー16を回
動することにより、摩擦部材であるブレーキパッド17
が押圧されて前記ディスクロータ14に密着し、両者間
の摩擦による制動力が発生してディスクロータ14の回
転が減速される。ディスクブレーキ13の制動時もディ
スクロータ14とブレーキパッド17との摩擦によって
熱が発生するが、ディスクロータ14は殆ど剥き出しに
近い状態であるため、前記バンドブレーキ1や拡張型ブ
レーキ6よりも放熱性が良好であり、高速回転での制動
力が高い。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】前述したバンドブレー
キ1に於ける異常発熱を抑止するためのの手段は、ド
ラム2aが回転し続けている間は空気の流れが発生して
ドラム2aを冷却できるが、ドラム2aの回転が停止し
たときは空気の流れが無くなって自然冷却となるため、
冷却効果が極端に低下する。 【0010】これに対して、の手段は、ファンによる
強制空冷のため冷却効果が高いが、ファン装置の維持・
管理が必要であり、万一ファンが故障した場合は冷却効
果が著しく低下し、異常発熱を引き起こすことになる。
また、ファンの風が局部的に当たるため、ドラム2また
は2aやバンド3を均一に冷却することができず、異常
発熱を起こし易い。また、の手段は、水等の液体を散
布するので接触面に錆が発生することがあり、散布した
液体の飛散や液体の回収処理、液体の補給等の保守・点
検が重要な課題となる。 【0011】一方、拡張型ブレーキ6はドラム7の外周
面に放熱フィン12を設けてあり、前述したドラム2ま
たは2aと同様に、乃至の手段を講ずることによっ
てある程度までは異常発熱を抑止できるが、前述と同様
の不具合を備えている。 【0012】これに対して、ディスクブレーキ13はバ
ンドブレーキ1や拡張型ブレーキ6よりも放熱性が良好
であるが、高速回転からの急制動や頻繁な制動を繰り返
すことにより、ディスクロータ13が発熱してブレーキ
パッド17にフェードが発生し、動摩擦係数が低下して
制動力が減少してディスクブレーキ13の性能が悪化す
る。 【0013】そこで、ドラム若しくはディスクに摩擦部
材を圧接して回転数を調整するように構成されたブレー
キまたはクラッチに於いて、異常発熱によるブレーキ力
若しくはクラッチ力の低下を防止して安定した作動を保
持するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであ
り、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 【0014】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、ドラム若しくはディ
スクに摩擦部材を圧接して回転数を調整するように構成
されたブレーキまたはクラッチに於いて、前記ドラム若
しくはディスクの内部に冷却媒体の管路を配設するとと
もに、前記ドラム若しくはディスクの外部に前記冷却媒
体を冷却させて前記管路に圧送する循環装置を設けたこ
とを特徴とするブレーキまたはクラッチの冷却装置を提
供するものである。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1乃至図6に従って詳述する。図1及び図2はバンドブ
レーキの冷却装置21を示し、回転自在に枢支されたド
ラム22の円周面にバンド23を掛け回し、該バンド2
3の一端をフレーム等に固定するとともに、該バンド2
3の他端を移動自在に形成してある。また、バンド23
の内側に摩擦部材であるブレーキライニング24を止着
してあり、バンドブレーキ21の非制動時には、前記ド
ラム22とブレーキライニング24との間に適当な隙間
を有して、ドラム22が回転軸25を中心として自由に
回転するように形成されている。 【0016】前記ドラム22の内部には、ドラムの円周
面に沿って冷却媒体の管路26を環状に配設してあり、
前記回転軸25の内部には、該管路26へ冷却媒体を流
出入させる管路27a,27bを設けてある。一方、前
記ドラム22の外部に冷却媒体の循環装置28を設置す
る。この循環装置28は、ポンプ等の圧送手段29にて
冷却媒体を一方の管路30aから送り出し、他方の管路
30bから戻った冷却媒体を放熱器等の冷却手段31に
て冷却した後、再び圧送手段29から管路30aへ循環
させるように形成してある。 【0017】また、前記回転軸25内の管路27a,2
7bと、循環装置28の管路30a,30bは回転継手
32を介して接続されている。冷却媒体としては、例え
ば一般的な水や鉱物系作動油等の液体を使用するが、ド
ラム22が非常に高速回転する場合は慣性力の影響が大
きいため、冷却媒体として不活性ガスなどの気体を使用
することも考えられる。 【0018】而して、前記循環装置28から冷たい冷却
媒体が管路30aに送り出されると、回転継手32から
回転軸25内の一方の管路27aを通過して、冷たい冷
却媒体がドラム22内の環状の管路26に流入する。こ
の冷却媒体によってドラム22が均一に冷却されるの
で、ドラム22やバンド23の発熱が可及的に抑止され
て、異常高温によるブレーキライニング24の劣化や制
動力の減少を防止することができる。 【0019】前記環状の管路26を循環しながらドラム
22内の熱を奪って熱くなった冷却媒体は、回転軸25
内の他方の管路27bへ流出し、回転継手32から管路
30bを通って循環装置28に戻される。そして、熱く
なった冷却媒体を冷却手段31にて冷却した後、圧送手
段29にて再び管路30aへ送り出す。 【0020】図3及び図4は拡張型ブレーキの冷却装置
35を示し、前述したバンドブレーキの冷却装置21と
共通部分には同一符号を付して、その説明を省略するも
のとする。フレーム等に固定されたドラム36の内部に
は、ドラムの外周面に沿って冷却媒体の管路37を環状
に配設してあり、ドラム36の外部に設置された前記循
環装置28と前記管路37とが、管路30a,30bに
て接続されている。また、回転軸38にはホイールシリ
ンダ39や摩擦部材であるブレーキライニング40等が
装着されている。斯かる構成では、該ドラム36はフレ
ーム等に固定されていて回転しないため、管路30a,
30bとの接続部分に回転継手を必要としない。 【0021】而して、前記循環装置28から冷たい冷却
媒体が管路30aに送り出されると、冷たい冷却媒体が
ドラム36内の環状の管路37に流入する。この冷却媒
体によってドラム36が均一に冷却されるので、ドラム
36やブレーキライニング40の発熱が可及的に抑止さ
れて、異常高温によるブレーキライニング40の劣化や
制動力の減少を防止することができる。 【0022】尚、図示は省略するが、拡張型ブレーキと
略同様の構成にてクラッチを形成することもできる。例
えば、ドラムを回転自在にして出力軸に連結し、ホイー
ルシリンダの作動によりクラッチライニングを押し広げ
てドラムの内周面に圧接させることにより、回転軸の回
転を出力軸に伝達させることができる。然るときも、前
述と同様に、ドラム内に管路を配設して冷却媒体を循環
させる冷却装置を設けることにより、異常高温によるク
ラッチの劣化を防止することができる。 【0023】また、本実施の形態ではドラムがフレーム
等に固定され、ブレーキライニングやホイールシリンダ
が回転する構成であるが、これとは逆に、ブレーキライ
ニングやホイールシリンダがフレーム等に固定され、回
転軸と一体にドラムが回転する構成であってもよい。然
るときは、回転するドラム内の管路に冷却媒体を流出入
させるために回転継手が必要である。 【0024】図5及び図6はディスクブレーキの冷却装
置を示し、前述したバンドブレーキの冷却装置21並び
に拡張型ブレーキの冷却装置35と共通部分には同一符
号を付して、その説明を省略するものとする。ディスク
ロータ42の内部には、ディスクの円周面に沿って冷却
媒体の管路43を環状に配設してあり、ディスクロータ
の回転軸44の内部には、該管路43へ冷却媒体を流出
入させる管路45a,45bを設けてある。また、ディ
スクロータ42の外部に設置された前記循環装置28と
前記回転軸44内の管路45a,45bとが、回転継手
32を介して管路30a,30bにて接続されている。 【0025】而して、前記循環装置28から冷たい冷却
媒体が管路30aに送り出されると、回転継手32から
回転軸44内の一方の管路45aを通過して、冷たい冷
却媒体がディスクロータ42内の環状の管路43に流入
する。この冷却媒体によってディスクロータ42が均一
に冷却されるので、該ディスクロータ42や摩擦部材で
あるブレーキパッド46の発熱が可及的に抑止されて、
異常高温によるブレーキパッドの劣化や制動力の減少を
防止することができる。 【0026】前記環状の管路43を循環しながらディス
クロータ42の熱を奪って熱くなった冷却媒体は、回転
軸44内の他方の管路45bへ流出し、回転継手32か
ら管路30bを通って循環装置28に戻される。そし
て、熱くなった冷却媒体を冷却手段31にて冷却した
後、圧送手段29にて再び管路30aへ送り出す。 【0027】このように、ブレーキまたはクラッチのド
ラムやディスクの内部に管路を設けて冷却媒体を循環さ
せることにより、該ドラムやディスクが冷却されて異常
発熱を抑止でき、ブレーキ力若しくはクラッチ力の低下
を防止して安定した作動を維持できる。 【0028】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。 【0029】 【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、ドラム若しくはディスクの内部に冷却媒体の管路
を配設して冷却媒体を循環させることにより、ドラム若
しくはディスクまたは回転軸が回転しているときは言う
までもなく、ドラム若しくはディスクまたは回転軸が停
止しているときであっても、ドラム若しくはディスクを
冷却することができる。 【0030】また、冷却媒体は管路内を循環するため、
従来型のように水の飛散や補給等の処理が不要であり、
且つ、錆の発生も防止できる。更に、ドラム若しくはデ
ィスクの内部を均一に冷却するので、異常発熱に起因す
るドラム若しくはディスクと摩擦部材との不均一な接触
がなくなり、安定したブレーキ力またはクラッチ力を保
持できる。 【0031】更に、高熱による部品の劣化を防止でき、
使用部品の寿命を延長することができるとともに、ユー
ザの維持・管理の手間が軽減される。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施の形態を示し、バンドブレーキ
の冷却装置の斜視図。 【図2】図1に示した冷却装置の回路図。 【図3】本発明の他の実施の形態を示し、拡張型ブレー
キの冷却装置の斜視図。 【図4】図3に示した冷却装置の回路図。 【図5】本発明の他の実施の形態を示し、ディスクブレ
ーキの冷却装置の斜視図。 【図6】図5に示した冷却装置の回路図。 【図7】従来技術を示し、非制動時のバンドブレーキの
正面図。 【図8】従来技術を示し、制動時のバンドブレーキの正
面図。 【図9】従来技術を示し、(a)放熱フィンを設けたド
ラムの正面図、(b)図9(a)のA−A線断面図。 【図10】従来技術を示し、非制動時の拡張型ブレーキ
の正面図。 【図11】従来技術を示し、制動時の拡張型ブレーキの
正面図。 【図12】従来技術を示し、非制動時のディスクブレー
キの正面図。 【図13】従来技術を示し、制動時のディスクブレーキ
の正面図。 【符号の説明】 21 バンドブレーキの冷却装置 22 ドラム 24 ブレーキライニング 25 回転軸 26 管路 28 循環装置 35 拡張型ブレーキの冷却装置 36 ドラム 37 管路 38 回転軸 40 ブレーキライニング 41 ディスクブレーキの冷却装置 42 ディスクロータ 43 管路 44 回転軸 46 ブレーキパッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ドラム若しくはディスクに摩擦部材を圧
    接して回転数を調整するように構成されたブレーキまた
    はクラッチに於いて、前記ドラム若しくはディスクの内
    部に冷却媒体の管路を配設するとともに、前記ドラム若
    しくはディスクの外部に前記冷却媒体を冷却させて前記
    管路に圧送する循環装置を設けたことを特徴とするブレ
    ーキまたはクラッチの冷却装置。
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