JP2006070959A

JP2006070959A - ブレーキ装置

Info

Publication number: JP2006070959A
Application number: JP2004253646A
Authority: JP
Inventors: Sadaaki Kitamura; 禎章北村
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】回転軸への負荷を小さく抑えながら回転軸の回転を停止させることができ、しかも、それを簡素な機構で実現できるブレーキ装置を提供する。
【解決手段】回転軸４に取り付けられるディスク２と、ディスク２に接触して摩擦力でディスク２の回転を制動する摺擦制動部３とが備えられたブレーキ装置１において、ディスク２に、摺擦制動部３との接触圧力を変化させて脈動的な制動が行われるようにする凹凸５…，６…が備えられている。あるいは、ディスク２が、ディスク本体部２ａに熱膨張性物質７…を複合したものからなり、ディスク２と摺擦制動部３との摩擦による熱が熱膨張性物質７…に伝えられ、該熱膨張物質７…が膨張して、ディスク２における摺擦制動部との接触領域が増加するようになされているのもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキ装置に関する。

例えば風力発電機では、回転している羽根車を停止させることができるようにブレーキ装置が組み込まれているが、そのようなブレーキ装置として、羽根車の回転軸に取り付けられたディスクと、ディスクに接触して摩擦力でディスクの回転を制動するキャリパー等の摺擦制動部とを備えたブレーキ装置を用いた場合、このブレーキ装置で、高トルクで回転している羽根車を急激に停止しようとすると、回転軸に大きな負荷がかかってしまう。

そこで、従来より、径の小さい油圧ケーブルと径の大きい油圧ケーブルとを用い、摺擦制動部に伝えられる油圧が、ブレーキをかけた初期段階において小さく、時間的に遅れて大きくなるよう油圧を制御することで、回転軸への負荷を小さく抑えながら羽根車の回転を停止させていくようにすることが行われている。

しかしながら、上記の方法は、摺擦制動部側の作動状態を制御することにより、回転軸への負荷を小さく抑えながら羽根車の回転を停止させていくものであるため、ブレーキ装置が機構的に複雑化してしまうという問題がある。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、回転軸への負荷を小さく抑えながら回転軸の回転を停止させることができ、しかも、それを簡素な機構で実現することができるブレーキ装置を提供することを課題とする。

上記の課題は、回転軸に取り付けられるローターと、ローターに接触して摩擦力でローターの回転を制動する摺擦制動部とが備えられたブレーキ装置において、
前記ローターに、摺擦制動部との接触圧力を変化させて脈動的な制動が行われるようにする凹凸が備えられていることを特徴とするブレーキ装置によって解決される。

このブレーキ装置では、ローターに備えられた凹凸により、摺擦制動部が作動すると、ローターと摺擦制動部との接触圧力が変化することによる脈動的な制動が行われるようになされているので、回転軸への負荷を小さく抑えながら回転軸の回転を停止させることができる。しかも、ローターに凹凸を備えさせただけのものであるから、摺擦制動部に対する特別な制御が不要で、簡素な機構によりそれを実現することができる。

また、上記の課題は、回転軸に取り付けられるローターと、ローターに接触して摩擦力でローターの回転を制動する摺擦制動部とが備えられたブレーキ装置において、
前記ローターが、ローター本体部に熱膨張性物質を複合したものからなり、ローターと摺擦制動部との摩擦による熱が熱膨張性物質に伝えられ、該熱膨張物質が膨張して、ローターにおける摺擦制動部との接触領域が増加するようになされていることを特徴とするブレーキ装置によって解決される。

このブレーキ装置では、摺擦制動部が作動すると、熱膨張物質の膨張変化によって、ローターにおける摺擦制動部との接触領域が小さい段階から大きい段階へと変化していくようになされているので、回転軸への負荷を小さく抑えながら回転軸の回転を停止させることができる。しかも、ローターに熱膨張性物質を複合しただけのものであるから、摺擦制動部に対する特別な制御が不要で、簡素な機構によりそれを実現することができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、回転軸への負荷を小さく抑えながら回転軸の回転を停止させていくことができ、しかも、それを簡素な機構で実現することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す第１実施形態のブレーキ装置１は、ディスク型のもので、２はローターとしてのディスク、３は摺擦制動部であり、ディスク２は回転軸４に取り付けられ、該ディスク２が摺擦制動部３で両側からクランプ状態にされることで、摺擦制動部３とディスク２が摺擦しあい、その摩擦力でディスク２の回転が制動されて、回転軸４の回転が停止するようになされている。

そして、上記のディスク２の両面のそれぞれに、図１（イ）（ロ）に示すように、摺擦制動部３との接触圧力を変化させて脈動的な制動が行われるようにする凹凸５…，６…が、各面で位相を同じにするようにして備えられている。本実施形態では、ディスク２の各面に、周方向に４つのなだらかな凸６…が互いに間隔をおいて備えられると共に、凸６…間を凹として周方向に４つの凹５…が備えられている。

上記のブレーキ装置１では、回転軸４の回転中、摺擦制動部３が作動してディスク２を両側からクランプすると、図１（イ）に示すように、ディスク２の凸６…が摺擦制動部３を通過する際には、ディスク２と摺擦制動部３との接触圧力が大きくなり、図１（ハ）に示すように、ディスク２の凹５…が摺擦制動部３を通過する際には、ディスク２と摺擦制動部３との接触圧力が小さくあるいはゼロになり、それが繰り返されて、脈動的な制動が行われ、それにより、回転軸４への負荷を小さく抑えながら回転軸４の回転を停止させることができる。しかも、ディスク２に凹凸５…，６…を備えさせただけのものであるから、摺擦制動部３に対する特別な制御が不要で、簡素な機構によりそれを実現することができる。

なお、ブレーキの作動中、摺擦制動部３と凹５…とは接触していてもよいし、接触していなくてもよい。また、ディスク２に形成する凹凸の具体的形態に制限はなく、要は、ブレーキの作動によって制動が脈動的に行われるような凹凸がディスクに備えられていればよい。

図２及び図３に示す第２実施形態のブレーキ装置１は、ディスク２が、ディスク本体部２ａに熱膨張性物質７…を複合したものからなっている。即ち、図２に示すように、ディスク本体部２ａの両面のそれぞれに、周方向に４つの凹所８…が両面同一位相で備えられ、各凹所８…内に、熱膨張性物質７…が設置されている。そして、各熱膨張性物質７は、常時は、図３（イ−１）（イ−２）に示すように、凹所８内に退入して待機しており、摺擦制動部３を作動させてブレーキをかけたとき、摺擦制動部３とディスク本体部２ａとの摩擦による摩擦熱がディスク本体部２ａを通じて各熱膨張性物質７…に伝えられ、ブレーキ作動後時間的に遅れて、図３（ロ−１）（ロ−２）に示すように、各熱膨張性物質７…が膨張を開始し、その膨張によって凹所８…内から突出しようとして、摺擦制動部３と接触するようになり、ディスク２における摺擦制動部３との接触領域が増加し、それにより、回転軸４への負荷を小さく抑えながら回転軸４の回転を停止させることができる。しかも、ディスク２に熱膨張性物質７…を複合しただけのものであるから、摺擦制動部に対する特別な制御が不要で、簡素な機構によりそれを実現することができる。

なお、熱膨張性物質７…の種類等に制限はなく、要は、ディスク本体部２ａよりも熱膨張係数の大きい物質からなっていればよい。また、熱膨張性物質７は、膨張によって、ディスク本体部２ａの面と面一になって、摺擦制動部との接触領域を増加させる作用のみを行うものであってもよいし、それに加えて、膨張しようとする力によってブレーキ力を大きくする作用を行うものであってもよい。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ブレーキ装置がディスク式である場合を示しているが、ドラム式であってもよいし、要は、回転軸に取り付けられるローターと、ローターに接触して摩擦力でローターの回転を制動する摺擦制動部とが備えられたブレーキ装置であればよい。また、本発明のブレーキ装置は、風力発電用の風車の羽根車の回転停止用のブレーキ装置に限らず、各種機器のブレーキ装置として広く用いることができるものであることはいうまでもない。

第１実施形態のブレーキを示すもので、図（イ）は一部断面正面図、図（ロ）は側面図、図（ハ）はディスクと摺擦制動部との位置関係の変化を図（イ）との関係で示す一部断面正面図である。第２実施形態のブレーキ装置を示すもので、図（イ）は一部断面正面図、図（ロ）は一部断面側面図、図（ハ）は図（ロ）の要部拡大一部断面側面図である。第２実施形態のブレーキ装置の作動状態を示すもので、図（イ−１）はブレーキをかけた初期段階の一部断面側面図、図（イ−２）はその要部拡大一部断面側面図、図（ロ−１）は熱膨張性物質膨張後の一部断面側面図、図（ロ−２）はその要部拡大一部断面側面図である。

符号の説明

１…ブレーキ装置
２…ディスク（ローター）
２ａ…ディスク本体部（ローター本体部）
３…摺擦制動部
４…回転軸
５…凹
６…凸
７…熱膨張性物質

Claims

回転軸に取り付けられるローターと、ローターに接触して摩擦力でローターの回転を制動する摺擦制動部とが備えられたブレーキ装置において、
前記ローターに、摺擦制動部との接触圧力を変化させて脈動的な制動が行われるようにする凹凸が備えられていることを特徴とするブレーキ装置。
回転軸に取り付けられるローターと、ローターに接触して摩擦力でローターの回転を制動する摺擦制動部とが備えられたブレーキ装置において、
前記ローターが、ローター本体部に熱膨張性物質を複合したものからなり、ローターと摺擦制動部との摩擦による熱が熱膨張性物質に伝えられ、該熱膨張物質が膨張して、ローターにおける摺擦制動部との接触領域が増加するようになされていることを特徴とするブレーキ装置。