JP2007218333A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制動時に飛散した摩耗粉の補足効率が高く、摩耗粉の飛散を防ぐことができ、静摩擦力の安定性が向上したブレーキ装置を得る。
【解決手段】内周部に制動面３ａが設けられた円筒状の回転体３と、上記制動面に対向するように配置された、表面にブレーキライニング５７を有するブレーキシュー５６と、このブレーキシューを上記ブレーキライニングを介して上記制動面に押し付けることにより該回転体を制動する制動部材とを備えたブレーキ装置において、上記ブレーキシューの上記制動面に対向する面の上記ブレーキライニングの回転方向一端部及び他端部近傍に設けられ制動時に発生する摩耗粉を吸着する磁石６を備えるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばエレベータ巻上機のブレーキ装置などとして好ましく用いることができる内拡式のブレーキ装置に関する。

従来の内拡式のブレーキ装置としては、回転部側制動面に凹部を設け、その凹部の底部に回転部側制動面と制動片側制動面との接触により発生した摩耗粉を受ける溝部が設けられ、摩耗粉を機構的に排除するようにしたものがあった（例えば特許文献１参照。）。

特開２００４−１８２３６０号公報（第１頁、図２）

上記のように構成された従来のブレーキ装置においては、発生した摩耗粉の内、回転部側制動面の凹部の底方向に発生した摩耗粉を受けることはできるが、周囲に飛散した摩耗粉を補足することは困難であるという課題があった。

この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたもので、制動時に発生した摩耗粉の補足効率が高く、摩耗粉の飛散を防ぐことができ、静摩擦力の安定性が向上したブレーキ装置を得ることを目的としている。

この発明におけるブレーキ装置は、内周部に制動面が設けられた円筒状の回転体と、上記制動面に対向するように配置された、表面にブレーキライニングを有するブレーキシューと、このブレーキシューを上記ブレーキライニングを介して上記制動面に押し付けることにより該回転体を制動する制動部材とを備えたブレーキ装置において、上記ブレーキシューの上記制動面に対向する面の上記ブレーキライニングの回転方向一端部及び他端部近傍に設けられ制動時に発生する摩耗粉を吸着する磁石を備えるようにしたものである。

この発明においては、ブレーキシューの制動面との対向面に設けられたブレーキライニングの回転方向一端部及び他端部近傍に、制動時に発生する摩耗粉を吸着する磁石を備えたことにより、飛散した摩耗粉を効率的に捕捉して周囲に飛散するのを防ぎ、これにより静摩擦力の安定性が向上したブレーキ装置が得られる。

実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の形態１によるブレーキ装置を用いたエレベータの巻上機を説明するもので、図１は巻上機の要部を概念的に示す正面図、図２（ａ）は図１に示されたブレーキシューの表面部を概念的に示す正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のブレーキシューと回転体を概念的に示す側面図、図２（ｃ）は磁石（永久磁石）の取付部を示す要部断面図である。なお、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。図において、巻上機１は、固定部であるハウジング２の中心部に支軸４が配置され、その支軸４に回転体である円筒状のドラム３が図示されていない軸受を介して回転自在に支承されている。ドラム３の内周部には制動面３ａが形成されている。

上記ドラム３の内側中心部には、該ドラム３の回転を止める制動部材５が配置収容され、支軸４及びハウジング２に固定されている。制動部材５は、中心部の支軸４に設けられた固定鉄心５１と、固定鉄心５１に巻回されたコイル５２と、コイル５２が付勢されたときに固定鉄心５１に吸着される左右対称的に設けられた一対の可動鉄心５３と、上記固定鉄心５１及び可動鉄心５３の間に介装された圧縮バネからなる制動バネ５４と、軸５５を介して可動鉄心５３に固定された左右対称的に設けられた一対のブレーキシュー５６と、ブレーキシュー５６の制動面３ａに対向する面にそれぞれ２つずつ設けられたブレーキライニング５７とからなっている。各ブレーキライニング５７の回転方向の一端部及び他端部近傍には、それぞれ３つの磁石６Ａ、６Ｂ、６Ｃが配設されている。なお、３つの磁石６Ａ、６Ｂ、６Ｃを区別する必要がないときは、単に磁石６と呼ぶこととする。

なお、両端部の磁石６Ａ、６Ｃは図２（ｃ）に示すように一端部（図の右側）に取り付け用のフランジＡを有し、このフランジＡをボルト７によってブレーキシュー５６の側面部に着脱可能に固定している。また、中央部の磁石６Ｂは両端部の磁石６Ａ、６Ｃよりも若干大きく、図２（ｂ）に示すように傾斜面を有した凸部が形成されており、ブレーキシュー５６側にはこの凸部に嵌合する台形状の凹部が形成され、このブレーキシュー５６の凹部に磁石６Ｂの凸部を嵌め込むとともに、磁石６Ｂ自体の磁力でブレーキシュー５６に固定されている。なお、８は制動面３ａにブレーキライニング５７が摺動したときに発生する摩耗粉を誇張して模式的に示している。また、上記回転体としてのドラム３及び制動部材５によって内拡式のブレーキ装置９が構成されている。また、電動機、制御盤、巻上機１に巻き掛けられる主策など、その他の構成は従来装置と同様であるので、図示及び説明を省略する。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。まず、図示省略しているエレベータの通常の昇降運転時は、コイル５２が付勢され、固定鉄心５１に生じる磁力によって可動鉄心５３が制動バネ５４の圧縮力に抗して固定鉄心５１に引き寄せられ、可動鉄心５３と固定鉄心５１が密着することで２つのブレーキシュー５６が何れもドラム３の中心部側に移動し、ブレーキライニング５７の外周面がドラム３の制動面３ａから開離されることにより、ドラム３は回転自在の状態となる。一方、エレベータの緊急停止を含む制動時は、コイル５２が消勢されることで、各制動バネ５４が２組の可動鉄心５３、軸５５、及びブレーキシュー５６を介してブレーキライニング５７の外周面をそれぞれドラム３の制動面３ａに押し付け、ドラム３の回転を制動する。

上記ドラム３が回転している状態で、ブレーキライニング５７がドラム３の制動面３ａに押圧されて制動するとき、ブレーキライニング５７とドラム３とが相互に削られて各々から摩耗粉８が発生する。ドラム３を構成する材料は一般的に鋼材であるので、その摩耗粉は鉄分であり、また、ブレーキライニング５７を構成する材料は樹脂を含む材料からなっている。このため、上記ブレーキライニング５７とドラム３の接触面から発生した摩耗粉８は、ドラム３からの鉄分の摩耗粉とブレーキライニング５７からの樹脂の摩耗粉が混ざり合った状態となっており、ブレーキライニング５７の外側でブレーキシュー５６とドラム３との空間に浮遊したり、ブレーキライニング５７の接触面以外のドラム３の内周面に付着する。

浮遊した摩耗粉８はそのまま近くの磁石６に鉄分と樹脂分が混ざり合った状態で付着し、ドラム３の内周面に付着した摩耗粉８はドラム３が回転し、矢印Ｂまたは矢印Ｃで示す回転方向に配置された磁石６に接近して磁力で吸引され、当該磁石６に同様に鉄分と樹脂分が混ざり合った状態で吸着される。磁石６はブレーキライニング５７の回転方向一端部及び他端部近傍にそれぞれ設けられているので、ドラム３が矢印Ｂで示す半時計方向、矢印Ｃで示す時計方向の何れの方向に回転しているときでも吸着できる。なお、磁石６に吸着した摩耗粉８は、メンテナンス時等必要に応じて除去される。この実施の形態１では、磁石６はブレーキシュー５６に対して着脱可能に取り付けられているので、除去作業も容易にできる。

上記のように実施の形態１によれば、ブレーキシュー５６の制動面３ａに対向する面の回転方向一端部及び他端部近傍に、制動時に発生する摩耗粉を吸着する磁石６を備えたので、制動時に発生する摩耗粉８は、発生直後に磁石６で吸着されることとなり、周囲への飛散を効果的に防ぐことができる。また、ブレーキシュー５６に設けられたブレーキライニング５７が回転方向に２つに離間され、その間に大きな磁石６Ｂを設けたことにより飛散した摩耗粉８の補足効率が高く、これにより静摩擦力の安定性が向上したブレーキ装置を得ることができる。

なお、磁石６Ａ、６Ｂ、６Ｃはブレーキシュー５６に対して何れも着脱可能に固定されていれば良く、固定構造は特に限定されるものではない。例えば全てをボルト等の固定部材を用いた固定手段とし、あるいは全てを凹凸の嵌合とし、更にはバネアクションによる係止手段（図示省略）等による固定手段としても差し支えない。また、設置する磁石６の個数や形状なども図示のものに限定されないことは言うまでもない。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるブレーキ装置を説明するもので、図３（ａ）はブレーキシューに固定されたブレーキライニングと磁石を概念的に示す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のブレーキシュー部分と回転体を示す側面図である。図において、ブレーキシュー５６の制動面３ａとの対向面には、断面が略半円大形状の３つの溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃが軸方向に平行に設けられており、各溝５６ａ〜５６ｃの図３（ａ）の左側端部には端面部５６１が形成され、右側端部はブレーキシュー５６の側面部に開口されている。なお、中央部の溝５６ｂは両端部の溝５６ａ、５６ｃに比べて大きく形成されている。

そして、各溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃには、外径が各溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃの内寸よりもそれぞれ小さい断面円形で、棒状の磁石６である電磁石６Ｄ、６Ｅ、６Ｆが半埋め込み状態で設けられている。なお、電磁石６Ｄ、６Ｅ、６Ｆは何れも棒状の鉄心６１と、この鉄心６１の周りに巻回されたコイル６２と、コイル６２を保護する保護膜（図示省略）からなっており、対応する各溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃの端面部５６１に対してそれぞれ立設固定され（固定部詳細図示省略）、溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃの内面との間には隙間１０が形成されている。また、中央部の電磁石６Ｅは、溝５６ａの大きさが他の２つの溝より大きいことに対応して径の大きいものが設けられている。その他の構成は上記実施の形態１と同様であるので、図示及び説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態２においては、磁石６のコイル６２に、制動開始時から所定の時間通電しておくことで、制動時に同様に発生した摩耗粉８は、隙間１０にも入り込んで通電した磁石６の表面に付着する。その後、通電ＯＦＦして磁力がなくなっても、摩耗粉８は溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃの内部に溜まり、拡散を防ぐことができる。そして、保守時などに磁石６を通電ＯＦＦしてブレーキシュー５６から取り外し、溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃの内部などに溜まった摩耗粉８を除去する。なお、コイル６２への通電は常時行い、常に摩耗粉８を磁石６に付着させてもよく、電磁石６Ｄ、６Ｅ、６Ｆを通電したまま取り外して、巻上機１の外部で通電ＯＦＦして摩耗粉を除去してもよい。

上記のように実施の形態２によれば、磁石６として電磁石６Ｄ、６Ｅ、６Ｆを用い、これら電磁石６Ｄ、６Ｅ、６Ｆが収まる溝５６ａ、５６ｂ、５６ｃに隙間１０が設けられていることにより、摩耗粉８がより溜まり易くなり、通電ＯＦＦ時に磁力がなくなったとしても、摩耗粉８が周囲に拡散するのを防ぐことができる。それにより、ブレーキとしての静摩擦力の安定性が向上する。

なお、上記実施の形態の説明では、制動部材５として、コイル５２が巻回された固定鉄心５１及び可動鉄心５３からなる電磁装置と、制動バネ５４を用いたものを例示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば油圧、空気圧、あるいは真空圧等を用いて動作させるものなど、任意の駆動機構とすることができる。また、１つのブレーキシュー５６にブレーキライニング５７が回転方向に２つ設けられている場合を例に説明したが、これに限定されないことは言うまでもない。さらに、この発明をエレベータの巻上機に用いた場合を例に説明したが、他の機械類でも同様に用いることができる。その他、この発明の範囲内で種々の変形や変更が可能であることは当然である。

この発明の実施の形態１によるブレーキ装置を用いたエレベータの巻上機を概念的に示す正面図である。 図１のブレーキ装置の要部を詳細に示す図で、図２（ａ）は図１に示されたブレーキシューの表面部を概念的に示す正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のブレーキシューと回転体を概念的に示す側面図、図２（ｃ）は磁石の取付部を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態２によるブレーキ装置を説明するもので、図３（ａ）はブレーキシューに固定されたブレーキライニングと磁石を概念的に示す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のブレーキシュー部分と回転体を示す側面図である。

符号の説明

１ 巻上機、 ２ ハウジング、 ４ 支軸、 ３ ドラム（回転体）、 ３ａ 制動面、 ５ 制動部材、 ５１ 固定鉄心、 ５２ コイル、 ５３ 可動鉄心、 ５４ 制動バネ、 ５５ 軸、 ５６ ブレーキシュー、 ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 溝、 ５６１ 端面部、 ５７ ブレーキライニング、 ６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ） 磁石、 ６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ 電磁石、 ６１ 鉄心、 ６２ コイル、 ７ ボルト、 ８ 摩耗粉、 ９ ブレーキ装置、 １０ 隙間、 Ａ フランジ。

Claims (4)

1. 内周部に制動面が設けられた円筒状の回転体と、上記制動面に対向するように配置された、表面にブレーキライニングを有するブレーキシューと、このブレーキシューを上記ブレーキライニングを介して上記制動面に押し付けることにより該回転体を制動する制動部材とを備えたブレーキ装置において、上記ブレーキシューの上記制動面に対向する面の上記ブレーキライニングの回転方向一端部及び他端部近傍に設けられ制動時に発生する摩耗粉を吸着する磁石を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
2. 上記磁石は、電磁石からなることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 上記ブレーキシューは、上記磁石を受け入れる溝を有し、上記磁石はこの溝に上記摩耗粉を収容する隙間を介して収容されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレーキ装置。
4. 上記制動部材は、上記ブレーキシュー及び固定部の間に介装され制動時に上記ブレーキシューを上記制動面に押し付ける制動バネと、非制動時に上記ブレーキシューを上記制動バネの押し付け力に抗して上記制動面から開離させる電磁装置を用いたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のブレーキ装置。
   

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