JP2005016649A - 巻上機のブレーキ構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】巻上機の中心に配された軸17を中心として回転できるブレーキドラム2及びブレーキドラム2に内蔵された電磁ブレーキ部1を有し、電磁ブレーキ部1は、複数個の可動鉄心4と、可動鉄心4の外側に配置され、可動鉄心4に連結部材8で接続され、ブレーキドラム2と対向する外周面を有するブレーキシュー5と、可動鉄心4をブレーキドラム2の内周面の方向に押し付ける押し付けバネ12を介して設けられた可動鉄心それぞれに対応する固定鉄心とを備え、可動鉄心4それぞれに対応する固定鉄心は、一体に成型された一体型固定鉄心15とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻上機のブレーキ構造に関するものであり、特に、ブレーキの制動力及びブレーキのON,OFF動作の安定性向上並びに組立コスト低減の技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の巻上機等のブレーキ構造では、主に、内部拡張型のブレーキ構造が用いられている。内部拡張型のブレーキ構造では、分割した一対の電磁ブレーキ部が取付部材に固定され、電磁ブレーキ部はブレーキドラムに内蔵されるように構成されている。
【0003】
取付部材にはベアリングを介して回転軸が設けられ、ブレーキドラムは回転軸に固定され、同様に回転軸に固定された回転体と一体になって回転する。
【0004】
ブレーキドラムは、その内周面が電磁ブレーキ部のブレーキシュー外周面と対向して回転する。
【0005】
電磁ブレーキ部は、コイルが巻回された固定鉄心と、固定鉄心の吸引力で軸方向に駆動される可動鉄心からなる。可動鉄心の先端には、連結部材を介してブレーキシューが取り付けられている。
【0006】
固定鉄心と可動鉄心との間には押し付けバネが設けられている。この押し付けバネの力でブレーキシューを、回転するブレーキドラムの内周面に押し当てて回転体を制動する。また、コイルに通電した時の固定子鉄心の吸引力によってブレーキシューの制動力を解除して回転体を作動させる。
【0007】
ブレーキシューは、ブレーキドラムを制動する際等にブレーキドラムの回転方向にトルクを受ける。このトルクによって連結部材が折損するのを防止するために、取付部材にブレーキシューの端面まで突出するトルク受けが設けられ、このトルク受けでブレーキシューの周方向端面を受け止めるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−303341号公報(第2−4頁、図1−図3)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の巻上げ機等におけるブレーキ構造では、2つの電磁ブレーキ部が分割して取付部材に固定され、ブレーキドラム内に配置されているので、2つの電磁ブレーキ部の相対的な位置ずれが発生する可能性を有する。すなわち、電磁ブレーキ部の径方向中心位置がブレーキドラムの中心からずれた状態で取付部材に固定されることがあり、ブレーキドラムとブレーキシューとの接触面圧が不均一になってブレーキ構造の制動力が低下するという問題があった。
【0010】
また、ブレーキシューの両端を受けるトルク受けは、取付部材からブレーキシューに至る領域に形成され、ブレーキドラム内空間の一部を占有しているため、可動鉄心及び固定鉄心の軸方向断面積は、トルク受けが占める領域分だけ小さくなり、コイルに電流を流したときの可動鉄心と固定鉄心との吸引力が減少して制動のON、OFF動作が不安定になるという問題があった。
【0011】
また、トルク受けの形状が複雑になるため、加工コストが高くなるという問題があった。
【0012】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、組立工程を簡略化して製造コストを低減することができる巻上機のブレーキ構造を得ることを目的とするものである。
【0013】
また、ブレーキドラムとブレーキシューとの接触面圧を安定にして、安定した制動力が得られる巻上機のブレーキ構造を得ることを目的とするものである。
【0014】
また、ブレーキシュー内空間における可動鉄心及び固定鉄心の占有率を上げ、制動のON,OFF動作を安定にすることができる巻上機のブレーキ構造を得ることを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る巻上機のブレーキ構造は、巻上機の中心に配された軸を中心として回転できるブレーキドラム及び上記ブレーキドラムに内蔵され、上記ブレーキドラムの回転を制動する電磁ブレーキ部を有し、上記電磁ブレーキ部は、複数個の可動鉄心と、上記可動鉄心の外側に配置され、上記可動鉄心に連結部材で接続され、上記ブレーキドラムと対向する外周面を有するブレーキシューと、上記可動鉄心それぞれに対応して、上記ブレーキドラムの内周面の方向に押し付ける押し付けバネを介して設けられた固定鉄心とを備え、
上記可動鉄心それぞれに対応する固定鉄心は、一体に成型された一体型固定鉄心であるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づき、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。
【0017】
同図に示したように、巻上機の軸17を中心として回転できる円筒状のブレーキドラム2を有し、電磁ブレーキ部1は、ブレーキドラム2に内蔵され、回転できないように固定されており、2個の可動鉄心4と、2個の可動鉄心4に対応した2個の固定鉄心があり、2個の固定鉄心は一体に成型された一体型固定鉄心15となっている。
【0018】
ブレーキドラム2は、ベアリングを介して軸17に取り付けられ、軸17を中心にして回転する。
【0019】
一体型固定鉄心15には中心に孔部18が設けられ、軸17が孔部18へ挿入されることにより、電磁ブレーキ部1がハウジング14内に組み込まれる。軸17と孔部18とは焼きバメ、あるいは冷やしバメ等の方法で締結する。
【0020】
ブレーキシュー5は、ブレーキドラム2の内周面と対向する外周面を有し、連結部材8およびシュー支持部材9を介して可動鉄心4に固定されている。
【0021】
一体型固定鉄心15と可動鉄心4との間には押し付けバネ12が設けられている。押し付けバネ12は、ブレーキシュー5をブレーキドラム2の内周面に押し付けてブレーキドラム2の回転を制動する。
【0022】
軸17の一端に、軸17と一体のハウジング14が設けられ、ハウジング14内に、ブレーキドラム2の内周面に沿った円弧状の複数個のガイド部材16を設置している。ガイド部材16は、その周方向端面がブレーキシュー5の周方向端面と対向するように設置されている。ガイド部材16の周方向端面は、ブレーキシュー5の周方向端面を受け、連結部材8がトルクによって破損されるのを防止することができる。
【0023】
連結部材8が破損されないようにするためには、連結部材8の大きさにもよるが、トルクを受け止めるブレーキシュー5の周方向端面とガイド部材16の周方向端面との隙間を数十μm程度の相対位置精度で位置決めする。
【0024】
このように、2個の固定鉄心を一体にした一体型固定鉄心15にしたので、組立工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
【0025】
また、2個の固定鉄心を一体にした一体型固定鉄心15に成形し、一体型固定鉄心15に形成した孔部18へ軸17が挿入されることによって、従来のように個々の電磁ブレーキ部を取り付け部材に取り付ける必要がなくなり、組立作業の効率が向上する。
【0026】
ブレーキ構造における制動力を確保するためには、可動鉄心4が軸17中心からブレーキドラム2の半径方向に移動し、ブレーキシュー5がブレーキドラム2の径方向に押し付けられことが望ましい。
【0027】
図2は、従来のブレーキ構造を示す平面図であり、(b)は(a)のブレーキシュー部分を拡大して示している。図2(a)に示したように、電磁ブレーキ部1を取付部材20にネジで取り付けている。この取り付けネジの雄ネジと雌ネジとの隙間等のために電磁ブレーキ部1の中心がブレーキドラム2の中心から矢印で示す寸法だけ垂直方向にずれた場合、図2(b)に示したように、ブレーキシュー5がブレーキドラム2に片当たりして制動力が低下したり、すべりが発生するなどの問題が生じる。
【0028】
この実施の形態では、電磁ブレーキ部1は、一体型固定鉄心15の孔部18とハウジング14の軸部17との嵌め合わせで位置決めされるので、図2に示したような位置ずれが発生することがなく、また、簡便に電磁ブレーキ部1の位置決めがなされて、制動力が安定したブレーキ構造が得られる。
【0029】
また、ブレーキドラム2の内周面に沿った円弧状のガイド部材16をハウジング14内に設置しているので、ブレーキドラム2内空間における電磁ブレーキ部1の占有率を上げることができ、制動のON,OFF動作を安定にすることができる。
【0030】
また、円弧状のガイド部材16は、電磁ブレーキ部1に設けず、ハウジング14内に、ブレーキドラム2に沿って設置しているので、一体型固定鉄心15の孔部18とハウジング14の軸部17とを嵌め合わせ、一体型固定鉄心15を回転させることによって、ガイド部材16の周方向端面と、これと対向させるブレーキシュー5の周方向端面との間の隙間調整が容易にでき、組み立て等の製造コストを低減することができる。
【0031】
また、ガイド部材16の周方向端面と、これと対向させるブレーキシュー5の周方向端面との間の隙間を小さい寸法で管理することができ、連結部材8の撓みを小さくすることができるので、その直径を小さくし、材料費、加工費を低減することができる。
【0032】
また、従来、トルク受けを取付部材に設けていたが、この実施の形態では円弧状のガイド部材16を、ブレーキドラム2の内周に沿って配置し、ハウジング14内に設置したので、ブレーキドラム2内空間を有効に活用することができ、一体型固定鉄心15と可動鉄芯4との対向面を大きくして一体型固定鉄心15の吸引力を増加させ、制動のON、OFF動作を安定にすることができる。
【0033】
また、電磁石を構成するための、一体型固定鉄芯15に内蔵されるコイル13のターン数を減らして、コイル13の製造コストを低減することができる。
【0034】
実施の形態2.
上記実施の形態1では、一体型固定鉄心15を、孔部18と軸部17との焼バメ、あるいは冷やしバメなどの方法でハウジング14に締結したが、ネジで固定することもできる。
【0035】
図3は、この発明の実施の形態2における巻き上げ機のブレーキ構造を示す断面図であり、上記実施の形態1と同一符号は同一部分または相当部分を示している。
【0036】
同図(a)に示したように、軸17に軸17と垂直な面を有するフランジ部19を設け、一体型固定鉄心15をフランジ部19の垂直な面に押し当てて、ネジ21で固定する。
【0037】
フランジ部19を設けることによって、ハウジング14への一体型固定鉄心15の位置決めがし易くなり、歩留まりが向上する。
【0038】
また、一体型固定鉄心15をフランジ部19の垂直な面に押し当てることによって、同図(b)に破線で示すような電磁ブレーキ部1の軸に対する傾きも発生しにくくなり、ブレーキシュー5とブレーキドラム2とが隙間なく接触して、さらに大きな制動力が得られる。
【0039】
実施の形態3.
図4は、この発明の実施の形態3における巻上機のブレーキ構造を示す平面図であり、上記実施の形態1と同一符号は同一部分または相当部分を示している。
【0040】
上記実施の形態1では、1つの可動鉄心4に対してブレーキシュー5を支持するシュー支持部材9を2個設けたが、この実施の形態では、図4に示したように、ブレーキシュー5を支持するシュー支持部材9を1個にしている。
【0041】
ブレーキシュー5を1個のシュー支持部材9及び連結部材8で支持することによって、ブレーキシュー5が周方向および軸方向に回転し易くなって、例えば、ブレーキシュー5とブレーキドラム2との間に塵埃が噛み込むなどの外乱が発生しても、ブレーキシュー5とブレーキドラム2との間に隙間が発生することなく、安定な接触状態を得ることができ、所定の制動力を確保することができる。
【0042】
実施の形態4.
図5は、この発明の実施の形態4における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。上記実施の形態1ないし3では、可動鉄心4およびブレーキシュー5がそれぞれ2個取り付けられたブレーキ構造を示した。
【0043】
この実施の形態では、図5に示したように、3個以上の可動鉄心4およびブレーキシュー5(図では6個の場合を示している)を設けている。電磁ブレーキ1をハウジング14に組み込む作業は、孔部18を軸17に挿入して行うので、可動鉄心4およびブレーキシュー5の個数が増えても組み立てに要するコストの上昇は抑えられる。
【0044】
この実施の形態によれば、ブレーキシュー5の個数を増やすことによって、制動力を向上させることができる。
【0045】
また、ブレーキシュー5がブレーキドラム2に押し付けられたときにブレーキドラム2が楕円形に変形してブレーキドラム2とブレーキシュー5との間に隙間が生じ、制動力が低下することがあるが、ブレーキシュー5を多数個配置することによって、ブレーキドラム2の変形が円形に修正され、ブレーキドラム2とブレーキシュー5との接触状態は隙間がなく均一になり、塵埃等の噛み込み等の外乱があっても安定な制動力が得られる。
【0046】
また、湿度等の環境の変化によっては、ブレーキドラム2とブレーキシュー5との間に薄い水膜が形成されてブレーキシュー5が滑りやすくなることがあるが、ブレーキシュー5を多数個配置して、安全率を高めることによって、外乱があった場合にも安定した制動力が得られる。
【0047】
また、一体型固定鉄心15に内蔵されている押し付けバネ12にバネ定数の異なるバネまたはバネの長さを調整して組み合わせて用いることによって、バネ力を調整してブレーキドラム2の変形形状をブレーキシュー5の形状に倣い易いようにして制動力を高めることができる。
【0048】
実施の形態5.
図6は、この発明の実施の形態5における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。上記実施の形態4では、1つの可動鉄心4に対してブレーキシュー5を支持するシュー支持部材9及び連結部材8を2個設けたが、この実施の形態では、図6に示したように、1つのシュー支持部材9及び連結部材8でブレーキシュー5を支持している。
【0049】
ブレーキシュー5を1個のシュー支持部材9及び連結部材8で支持することによって、ブレーキシュー5が周方向および軸方向に回転し易くなって、例えば、ブレーキシュー5とブレーキドラム2との間に塵埃が噛み込むなどの外乱が発生しても、ブレーキシュー5とブレーキドラム2との間に隙間が発生することなく、安定な接触状態を得ることができ、所定の制動力を確保することができる。
【0050】
実施の形態6.
図7は、この発明の実施の形態6における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。上記実施の形態4では、ブレーキシュー5が押し付けられたときのブレーキドラム2の変形形状をブレーキシュー5の形状に倣い易いようにするために、押し付けバネ12の種類、長さ等を調整した。
【0051】
この実施の形態では、図7に示したように、押し付けバネ12は各ブレーキシュー5に対して同一のものを用い、ブレーキシュー5を支持するシュー支持部材9及び連結部材8の個数を変える。
【0052】
同じ押し付け力の場合、シュー支持部材9及び連結部材8の個数が多ければ荷重が分散されてブレーキドラム2の変形量の最大値は小さくなる。
【0053】
例えば、一つのブレーキシュー5は1個のシュー支持部材9及び連結部材8で支持し、他のブレーキシュー5は2個のシュー支持部材9及び連結部材8で支持して、一つのブレーキシュー5が押し付けるブレーキドラム5の変形量を大きくし、他のブレーキシュー5が押し付けるブレーキシュー5の変形量を小さくできる。従って、各ブレーキシュー5の形状に倣うようにシュー支持部材9及び連結部材8の個数を変えることによって各ブレーキシュー5はブレーキドラム2との間に隙間を生じることがなくなり、安定な接触状態が得られ、制動力を高めることができる。
【0054】
【発明の効果】
この発明に係る巻上機のブレーキ構造によれば、巻上機の中心に配された軸を中心として回転できるブレーキドラム及び上記ブレーキドラムに内蔵され、上記ブレーキドラムの回転を制動する電磁ブレーキ部を有し、上記電磁ブレーキ部は、複数個の可動鉄心と、上記可動鉄心の外側に配置され、上記可動鉄心に連結部材で接続され、上記ブレーキドラムと対向する外周面を有するブレーキシューと、上記可動鉄心それぞれに対応して、上記ブレーキドラムの内周面の方向に押し付ける押し付けバネを介して設けられた固定鉄心とを備え、
上記可動鉄心それぞれに対応する固定鉄心は、一体に成型された一体型固定鉄心であので、組立が簡略化され、製造コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。
【図2】従来のブレーキ構造を示す平面図である。
【図3】この発明の実施の形態2における巻上機のブレーキ構造を示す断面図である。
【図4】この発明の実施の形態3における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。
【図5】この発明の実施の形態4における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。
【図6】この発明の実施の形態5における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。
【図7】この発明の実施の形態6における巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。
【符号の説明】
1 電磁ブレーキ部、2 ブレーキドラム、4 可動鉄心、
5 ブレーキシュー、8 連結部材、9 シュー支持部材、
12 押し付けバネ、13 コイル、14 ハウジング、
15 一体型固定鉄心、16 ガイド部材、17 軸、18 孔部、
19 フランジ、21 ネジ。
Claims (8)
- 巻上機の中心に配された軸を中心として回転できるブレーキドラム及び上記ブレーキドラムに内蔵され、上記ブレーキドラムの回転を制動する電磁ブレーキ部を有し、上記電磁ブレーキ部は、複数個の可動鉄心と、上記可動鉄心の外側に配置され、上記可動鉄心に連結部材で接続され、上記ブレーキドラムと対向する外周面を有するブレーキシューと、上記可動鉄心それぞれに対応して、上記ブレーキドラムの内周面の方向に押し付ける押し付けバネを介して設けられた固定鉄心とを備え、
上記可動鉄心それぞれに対応する固定鉄心は、一体に成型された一体型固定鉄心であることを特徴とする巻上機のブレーキ構造。 - 上記一体型固定鉄心は上記軸が挿入される孔を有することを特徴とする請求項2記載の巻上機のブレーキ構造。
- 上記可動鉄心及び上記可動鉄心それぞれに対応する固定鉄心はそれぞれ3個以上であることを特徴とする請求項1記載の巻上機のブレーキ構造。
- 上記ブレーキシューの周方向端面と対向する端面を有するガイド部材が、上記ブレーキドラムの内周面に沿って設けられ、上記ブレーキシューが受けるトルクを上記ブレーキシューの周方向端面と対向する端面で受けることを特徴とする請求項1記載の巻上機のブレーキ構造。
- 上記連結部材は、上記ブレーキシューに対して1個設けられていることを特徴とする請求項1記載の巻上機のブレーキ構造。
- 上記押し付けバネは、バネ特性の異なるものが組み合わせて用いられていることを特徴とする請求項1記載の巻上機のブレーキ構造。
- 上記連結部材の数は、上記可動鉄心の一つと上記可動鉄心の他の一つとで異なっていることを特徴とする請求項1記載の巻上機のブレーキ構造。
- 上記軸と垂直な面を有するフランジを設け、一体型固定鉄心を上記フランジの垂直な面に押し当てて、上記フランジに固定することを特徴とする請求項1記載の巻上機のブレーキ構造。
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