JP2005029371A - 巻上機用制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置をコンパクトにし、装置の取付け・調整作業が容易となる巻上機用制動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】スプリング作動電磁開放型の電磁石部10を有するディスクブレーキＢを、１枚の被制動部材となるディスク１に対して２台備え、各ディスクブレーキＢのキャリパー３が、１枚のベース部材14に対して対面状となる位置に取り付けられたものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、巻上機用制動装置に関するものである。

従来、巻上機（ウインチ等）に用いられてきたディスク型の制動装置は、ワイヤを巻き取る巻胴に１枚のディスクを直接的に固定し、そのディスクに対して別個独立した２台のディスクブレーキを取り付けている。つまり、２台のディスクブレーキは、夫々、別のユニットであり、この２台は、相互が離れた位置に配設されている（例えば、特許文献１参照）。
この従来の制動装置は、被制動部材となるディスクが、巻胴の外径寸法と同程度、乃至、巻胴よりも大径であり、また、そのディスクの径方向外方位置の２箇所において、大きなブレーキ取付スペースが必要となるため、装置全体が巨大化するという欠点がある。
また、ディスクの周方向異なる場所であって相互が離れた位置にて、別個独立した２台のディスクブレーキが配設されるため、全体としての構造が複雑となり、組み立て作業や、夫々におけるブレーキ調整に手間がかかるという欠点がある。
特開平１０−１２９９８９号公報

解決しようとする問題点は、装置全体が大きくなり、装置の取付け・調整作業が困難となる点である。

本発明は、スプリング作動電磁開放型の電磁石部を有するディスクブレーキを、１枚の被制動部材となるディスクに対して２台備え、各ディスクブレーキのキャリパーが、１枚のベース部材に対して対面状となる位置に取り付けられたものである。
また、上記各ディスクブレーキは、上記電磁石部にて上記ディスクを両面から挟圧して制動する一対のブレーキシューを有し、該ディスクブレーキの上記キャリパーは、夫々、上記ベース部材に対してフローティング状態となるよう２本のフローティングピンにより該ベース部材に取り付けられ、各該ディスクブレーキは、２本の該フローティングピンの軸間直線上でかつ２箇所に、上記電磁石部による上記ブレーキシューへの押圧中心部が存在するよう構成されたものである。
また、上記ディスクブレーキは、上記ディスクを挟む上記ブレーキシューの間隔を調整可能とする間隔調整機構を備えている。
また、２台の上記ディスクブレーキは、上記ディスクの軸心に対して１８０°対称位置でかつ、該軸心に近い位置にて相互が近接した状態で配設されたものである。
また、上記２台のディスクブレーキの上記キャリパーは断面略Ｕ字状とされ、２台の該キャリパーが、上記ディスクの実効被制動面の全面積のうち、半分以上の面積を包囲するよう構成したものである。

本発明の巻上機用制動装置は、２台のディスクブレーキを備えるため、安全性の高いものとできる。また、２台のディスクブレーキが１枚のベース部材を共用して一つのユニットとして構成されているため、装置全体が簡素化され、コンパクトとなる。
２台のディスクブレーキを有するこの制動装置の設置は、１枚のベース部材を、例えば巻上機の軸受等に取着させればよく、設置が簡単となる。
ベース部材に対面状となるよう２台のディスクブレーキが取り付けられるため、相互が接近した状態とすることができ、２台のディスクブレーキの調整───ブレーキシューの間隔調整等───が簡単となる。

本発明に係る巻上機用制動装置は、例えば、エレベーター等の巻上機において用いられるものであり、図１に本発明の制動装置Ｍが設けられた巻上機の概略の全体側面図を示し、図２に他の形態の概略の全体側面図を示す。この制動装置Ｍは、モータ36の回転、又は、ワイヤーロープを巻き付ける巻胴35の回転を制動・抑止するブレーキ装置である。

図１について説明すると、この巻上機は、モータケーシングから両側へ突出する第一出力軸と第二出力軸とを有するスタンド付きのモータ36と、第一出力軸に接続されワイヤーロープを巻き付ける巻胴35と、第二出力軸（制動用回転軸６）に接続された鉛直面状のディスク１を両面から挟圧して制動する制動装置Ｍと、を有する。
制動装置Ｍの具体的構成は後述するが、制動装置ＭのディスクブレーキＢ（キャリパー３）が、モータケーシングに固着させたベース部材14に対してフローティング状態で（ディスク１の軸心Ｏ方向にスライド自在に）取り付けられ、ディスクブレーキＢが有する電磁石部10のスプリングの弾発力によりブレーキシュー２ａ，２ｂにてディスク１を制動し、電磁力にて制動を開放させるものである。

図２の巻上機は、スタンド付きモータ36と、モータ36と同一軸心上に配設される軸受38と、モータ36と軸受38との間において回転可能に支持されモータ36の出力軸と接続される巻胴35と、軸受38の巻胴35と反対側の位置に配設され巻胴35から延伸する制動用回転軸６に接続されるディスク１を両面から挟圧して制動する制動装置Ｍと、を有する。
そして、制動装置ＭのディスクブレーキＢ（キャリパー３）が、軸受38に固着させたベース部材14に対してフローティング状態で（ディスク１の軸心Ｏ方向にスライド自在に）取り付けられ、電磁石部10のスプリングの弾発力によりブレーキシュー２ａ，２ｂにてディスク１を制動し、電磁力にて制動を開放させるものである。

図１及び図２において、ディスク１の直径は巻胴35の直径よりも小さくされており、また、ディスク１は、巻胴35の管胴本体に直接固定されるのではなく、巻胴35の軸心と同一軸心の制動用回転軸６を介在させ、巻胴35と一体となる。従って、板状部材であるベース部材14は中心部に貫孔43が形成され、その貫孔43を制動用回転軸６が挿通する。

また、人を運ぶエレベーターにおいては、特に安全性確保のために巻上機に安全装置が組み込まれており、巻胴35（モータ36）の回転を止めるブレーキ手段においても、１台の巻上機に対して、２台設けることが必要とされる場合がある。
そこで、本発明では、ブレーキ手段をディスク型（ディスクブレーキＢ）とし、２台のディスクブレーキＢ，Ｂを１枚のベース部材14に取り付けて一つのユニットとして制動装置Ｍを構成している。

制動装置Ｍの具体的な構成を図３〜図７にて説明する。図３は、本発明に係る巻上機制動装置の実施の一形態を示す正面図であり、図４は、図３のＩ−Ｉ矢視における断面側面図であり、図５は、図３のＨ−Ｈ矢視における断面図である。図６は、キャリパー３及びディスク１を表し、右半分はその正面図であり、左半分はその背面図である。図７は、制動装置の背面図である。

この制動装置Ｍは、１枚のディスク１に対して、ディスクブレーキＢを２台備えており、各ディスクブレーキＢは、スプリング作動電磁開放型の電磁石部10と、電磁石部10の動作にて被制動部材となるディスク１を両面から挟圧して制動する（表裏の）一対のブレーキシュー２ａ，２ｂと、を有する。
さらに、ディスクブレーキＢは、本体フレーム部材となるキャリパー３を有し、図４に示すように、キャリパー３は、ディスク１を両面から挟んで対面状となる第一壁部45と第二壁部46とを有し、電磁石部10は第一壁部45に接続され、また、一対のブレーキシュー２ａ，２ｂは、第一壁部45と第二壁部46に夫々取り付けられている。

そして、本発明は、ディスクブレーキＢのキャリパー３が、夫々、１枚のベース部材14に対面状となる位置に取り付けられたものであり、言い換えると、２台のディスクブレーキＢ，Ｂのキャリパー３，３と１枚のベース部材14とが一体状とされて一つのユニットを構成している。つまり、１枚のベース部材14を２台のディスクブレーキＢ，Ｂが共用しており、２台のディスクブレーキＢ，Ｂが１台のベース部材14に並設されている。

そして、図３に示すように、２台のディスクブレーキＢ，Ｂは、ディスク１の軸心Ｏに対して１８０°対称位置（左右線対称位置）でかつ、軸心Ｏに近い位置にて相互が近接した状態で配設されている。２台のディスクブレーキＢ，Ｂが接近状態に配置できるように、軸心Ｏ方向から見て電磁石部10を矩形状として平面状の側壁28を形成し、２台のディスクブレーキＢ，Ｂは、側壁28，28が平行に対面するようベース部材14に並設されている。これによれば、制動装置Ｍ全体をコンパクトにすることができ、また、ディスク１の軸心Ｏを中心として対称位置にブレーキ力を作用させることができ、安定したブレーキ性能を発揮させることができる。また、ブレーキシュー２ａ，２ｂとディスク１との接触面積を大きくすることができ、ブレーキ性能を向上させる。

ディスク１は、短筒部材８の一端部から径方向外方へ拡大した環状円盤部であり、短筒部材８は、例えば巻上機の巻胴35（図２）から延伸する制動用回転軸６の端部にキー等にて回転方向に固定されている。また、短筒部材８は、エンドプレート７と止めボルト９ａ，９ｂにて制動用回転軸６から抜けないよう軸心方向に固定されている。

ベース部材14は、図４に示すように、軸受38（図２）等に止めボルト44等により固定されるものであり、１枚の平板部材（面フランジ部材）とされ、図７に示すように、中心に貫孔43が設けられている。そして、本発明の制動装置Ｍは、制動用回転軸６がベース部材14の貫孔43を挿通し、制動用回転軸６の端面に配設された円環板状のディスク１に対して両面から制動を行なうものである。

そして、図４に示すように、ディスクブレーキＢのキャリパー３は、夫々、ベース部材14に対してフローティング状態となるよう２本のフローティングピン15，15によりベース部材14に取り付けられている。つまり、ベース部材14から突出状に固定したフローティングピン15，15に、キャリパー３に形成した貫孔16，16が遊嵌状とされて、キャリパー３が矢印Ｅ方向に小寸法だけ、ベース部材14に対して移動可能とされている。

また、40はフローティングピン15の先端部の雄ネジ部に螺合するナット部材であり、39はそのナット部材40とキャリパー３との間においてフローティングピン15に外嵌状とされるコイルスプリングである。これにより、フローティング状態にあるキャリパー３の軸心Ｏ方向（矢印Ｅ方向）の小移動可能距離が調整され、また、制動開放状態における一対のブレーキシュー２ａ，２ｂ間におけるディスク１の位置の調整が行なえる。つまり、開放状態において、一対のブレーキシュー２ａ，２ｂ（パッド部25ａ，25ｂ）間の中心位置にディスク１を配置させることができる。

ディスクブレーキＢは、後述する電磁石部10のスプリングの弾発動作により、一方のブレーキシュー２ａに当接して押圧し、他方のブレーキシュー２ｂとの共働きによりディスク１を両面から挟圧させるプッシュロッド11を有する。なお、ブレーキシュー２ａ，２ｂは、ディスク１に当接するパッド部25ａ，25ｂと、パッド部25ａ，25ｂを保持するシュー本体部材26ａ，26ｂとから成る。
一方のブレーキシュー２ａのシュー本体部材26ａは、キャリパー３の第一壁部45に貫通状に形成した貫孔12にスライド自在に挿入状とされ、他方のブレーキシュー２ｂのシュー本体部材26ｂは、キャリパー３の第二壁部46に設けた凹部13に固定ネジ27により固定されている。

図４において、電磁石部10は、固定鉄芯18と可動鉄芯19とを有し、固定鉄芯18には電磁コイル20が巻設され、固定鉄芯18は、複数本の連結ボルト17…とパイプ状のスペーサ41にて、キャリパー３に所定間隔を持って連結固定されており、固定鉄芯18とキャリパー３とは相対的に動かない。電磁石部10の固定鉄芯18内には、（図示省略の）制動用スプリング（圧縮コイルバネ）が収納されて可動鉄芯19をディスク１の方向へ弾発付勢する。

つまり、電磁コイル20が非通電状態で可動鉄芯19が固定鉄芯18に対してスプリングにより離間状態となり、電磁コイル20の通電状態で可動鉄芯19が固定鉄芯18に電磁力により、スプリングに抗して引き寄せられる。30は開放ボルトであり、開放ボルト30は、電磁コイル20の故障やメンテナンスを行なう際、又は、制動装置Ｍの輸送（搬入）、取付けの際等に、可動鉄芯19を機械的に固定鉄芯18へ引き寄せ、ディスク１の制動を解除することができる。
固定鉄芯18の軸心方向貫孔21には、軸心方向に移動可能なスリーブ（パイプ部材）22とスリーブ22に挿入状とされるプッシュロッド11とが挿入され、スリーブ22とプッシュロッド11が可動鉄芯19に固定され一体状となる。つまり、可動鉄芯19の移動により、プッシュロッド11とスリーブ22とが移動する。

プッシュロッド11の先端部は可動鉄芯19の平滑面32から突出状とされ、可動鉄芯19のスプリングによる弾発動作により、プッシュロッド11の先端面が一方側のブレーキシュー２ａをディスク１方向へ押圧し、ディスク１を他方側のブレーキシュー２ｂとにより挟圧する。そして、電磁コイル20が通電すれば、可動鉄芯19が吸引されて後退し、プッシュロッド11によるブレーキシュー２ａへの押圧を解除する。
プッシュロッド11が当接するブレーキシュー２ａは、キャリパー３に設けた小コイルスプリング24により、ブレーキシュー２ａがディスク１から離れる方向へ弾発付勢されており、可動鉄芯19の後退によりパッド部25ａ，25ｂがディスク１から遊離し、非制動状態とさせる。

そして、図６に示すように軸心Ｏ方向から見た場合、各ディスクブレーキＢは、２本のフローティングピン15，15の軸間直線上でかつ２箇所に、電磁石部10によるブレーキシュー２ａ，２ｂへの押圧中心部Ｐ，Ｐが存在するよう構成している。つまり、２本のフローティングピン15，15は、１台のディスクブレーキＢ（キャリパー３）の長手方向両端部に離れた状態で配設されており、プッシュロッド11は、図３に示すように、１台の電磁石部10において、相互が離れた状態で両側部に２本設けられ、さらに、フローティングピン15，15の夫々の軸心とプッシュロッド11，11の夫々の軸心とは、相互に平行であってかつ一つの直線Ｌに直交するよう配置されている。この構成により、ブレーキシュー２ａ，２ｂの相互が傾くことなく、ディスク１に当接させることができ、ブレーキ性能を高めることができる。

また、２台のディスクブレーキＢ，Ｂのキャリパー３は、図５に示すように、対面状の第一壁部45と第二壁部46とが連結壁部47にて連結されて断面略Ｕ字状とされている。そして、図６に示すように、２台のキャリパー３，３は、制動するディスク１の実効被制動面42の全面積のうち、半分以上の面積を第一壁部45と第二壁部46により包囲するよう構成している。実効被制動面42とは、円環平盤状のディスク１のうち、ブレーキシュー２ａ，２ｂと実際に当接しうる摺接部分の（裏表の）面である。つまり、ディスク１の両面において、ディスク１のこの摺接部分の全面積のうち、半分以上の面積が２つのキャリパー３，３の凹溝部４の内部に収納された状態となる。これにより、ブレーキシュー２ａ，２ｂによるディスク１への制動面積を大きくすることができ、ブレーキ性能を高めることができる。

さらに、ディスクブレーキＢは、ディスク１を両面から挟む一対のブレーキシュー２ａ，２ｂの間隔を調整可能とする間隔調整機構５を備えている。図５により間隔調整機構５について説明すると、プッシュロッド11に当接し直接的に押圧される一方側のブレーキシュー２ａのシュー本体部材26ａは、キャリパー３の第一壁部45の貫孔12に移動可能に挿入状とされ、他方側のブレーキシュー２ｂのシュー本体部材26ｂは固定ネジ27にて第二壁部46の凹部13に固定されている。

そして、プッシュロッド11は雄ネジ杆（ボルト）とされ、可動鉄芯19に設けたネジ孔31に螺着されて一体状とされ、かつ、プッシュロッド11の先端部が可動鉄芯19のディスク１側の平滑面32から突出状となる（突出部33）。従って、雄ネジ杆であるプッシュロッド11の回転による螺進退によりプッシュロッド11の突出部33の長さの長短変更が可能となる。 つまり、制動装置Ｍの非制動状態において、プッシュロッド11の突出部33を短くすれば、ブレーキシュー２ａ，２ｂ間の隙間を大きく設定でき、突出部33を長くすれば、ブレーキシュー２ａ，２ｂ間の隙間を小さく設定できる。つまり、ブレーキシュー２ａ，２ｂの遊びの調整が可能となると言える。

また、プッシュロッド11には、スリーブ22が外嵌状とされ、スリーブ22の一端部が可動鉄芯19の固定鉄芯18側の面に設けた凹部に挿入状とされて固着され、スリーブ22の他端部（の他端面）には、スリーブ22に挿通状のプッシュロッド11に螺合するロックナット34が設けられている。つまり、ロックナット34によりスリーブ22を締め付けることで、可動鉄芯19のネジ孔31に螺合するプッシュロッド11の弛み止め（まわり止め）が可能となる。
従って、プッシュロッド11の突出部33の突出長さを変更する場合、先ず、ロックナット34を緩め、その後、プッシュロッド11を螺進退させればよい。

このように間隔調整機構５を設けることにより、ディスク１とブレーキシュー２ａ（２ｂ）のパッド部25ａ（25ｂ）との隙間を所定の値に確保でき、かつ、調整が容易となる。また、パッド部25ａ，25ｂが摩耗した際にその隙間を補正することができ、長期に渡って良好なブレーキ性能を維持できる。

巻上機の概略を示す全体側面図である。 巻上機の他の形態の概略を示す全体側面図である。 本発明の巻上機用制動装置の実施の一形態を示す正面図である。 制動装置の断面側面図である。 制動装置の断面図である。 キャリパー及びディスクを表す正面図である。 制動装置の背面図である。

符号の説明

１ ディスク
２ａ ブレーキシュー
２ｂ ブレーキシュー
３ キャリパー
５ 間隔調整機構
10 電磁石部
14 ベース部材
15 フローティングピン
42 実効被制動面
Ｂ ディスクブレーキ
Ｏ 軸心
Ｐ 押圧中心部

Claims (5)

1. スプリング作動電磁開放型の電磁石部（10）を有するディスクブレーキ（Ｂ）を、１枚の被制動部材となるディスク（１）に対して２台備え、各ディスクブレーキ（Ｂ）のキャリパー（３）が、１枚のベース部材（14）に対して対面状となる位置に取り付けられたことを特徴とする巻上機用制動装置。
2. 上記各ディスクブレーキ（Ｂ）は、上記電磁石部（10）にて上記ディスク（１）を両面から挟圧して制動する一対のブレーキシュー（２ａ）（２ｂ）を有し、該ディスクブレーキ（Ｂ）の上記キャリパー（３）は、夫々、上記ベース部材（14）に対してフローティング状態となるよう２本のフローティングピン（15）（15）により該ベース部材（14）に取り付けられ、各該ディスクブレーキ（Ｂ）は、２本の該フローティングピン（15）（15）の軸間直線上でかつ２箇所に、上記電磁石部（10）による上記ブレーキシュー（２ａ）（２ｂ）への押圧中心部（Ｐ）（Ｐ）が存在するよう構成された請求項１記載の巻上機用制動装置。
3. 上記ディスクブレーキ（Ｂ）は、上記ディスク（１）を挟む上記ブレーキシュー（２ａ）（２ｂ）の間隔を調整可能とする間隔調整機構（５）を備えた請求項２記載の巻上機用制動装置。
4. ２台の上記ディスクブレーキ（Ｂ）（Ｂ）は、上記ディスク（１）の軸心（Ｏ）に対して１８０°対称位置でかつ、該軸心（Ｏ）に近い位置にて相互が近接した状態で配設された請求項１，２又は３記載の巻上機用制動装置。
5. 上記２台のディスクブレーキ（Ｂ）（Ｂ）の上記キャリパー（３）（３）は断面略Ｕ字状とされ、２台の該キャリパー（３）（３）が、上記ディスク（１）の実効被制動面（42）の全面積のうち、半分以上の面積を包囲するよう構成した請求項１，２，３又は４記載の巻上機用制動装置。

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