JP2011214683A - ブレーキシュー及びエレベータのブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便で安価な構成によって、摩擦部材の交換時期を精度良く検出することが可能なブレーキシューを提供することである。また、当該ブレーキシューを適用したエレベータのブレーキ装置を提供することである。
【解決手段】ブレーキ装置９に設置されるブレーキシュー１０は、ブレーキシュー本体１１と、ドラム１０６に当接する摩擦部材であって交換位置１８まで磨耗したときに交換されるライニング１２と、ライニング１２の交換位置１８に対応する部分に縮径部１９が設けられた貫通孔１７と、ライニング１２側から挿入され縮径部１９に係止されるフランジ部２１を有する検出片１３と、検出片１３をブレーキシュー本体１１の背面側方向に付勢する付勢部材２３と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブレーキシューに関し、特に、エレベータのブレーキ装置に好適なブレーキシューに関する。

エレベータや自動車等には、ブレーキシュー（制輪子）と、ドラムやディスク等の回転被制動体とを備えた、所謂ドラムブレーキやディスクブレーキが設置されている。当該ブレーキ装置は、ブレーキシューの回転被制動体に押し付けられる面に、ライニングやパッドと呼ばれる摩擦部材が取り付けられ、摩擦部材と回転被制動体との間に働く摩擦力により制動力が得られる仕組みである。

例えば、エレベータでは、図６Ａに示すように、巻上げ機１００にブレーキ装置１０５が設置されている。なお、図６Ａは、一般的なエレベータの巻上げ機１００を模式的に示す上面図である。同図に示すように、巻上げ機１００は、主ロープが巻き掛けられるシーブ１０１、シーブ１０１を回転させるモータ１０２、及び減速機１０３を備え、モータ１０２の回転軸１０４にブレーキ装置１０５が設置されている。ブレーキ装置１０５は、回転軸１０４に取り付けられたドラム１０６と、ドラム１０６に押し付けられる１対のブレーキシュー１０７とを備える。

ブレーキシュー１０７は、ブレーキシュー本体１０８と、ブレーキシュー本体１０８に取り付けられるライニング１０９とを備える。ブレーキ装置１０５は、上記のように、ライニング１０９をドラム１０６に押し付けることで、両部材間に働く摩擦力により制動力を得る。したがって、ライニング１０９は、使用により磨耗するため、定期的な交換作業が必要となる。

ここで、図６Ｂに、ブレーキ装置１０５の構成を示す（一部断面図）。同図に示すように、回転軸１０４に取り付けられたドラム１０６を径方向に挟むように左右一対のブレーキアーム１１０が対向配置されており、各ブレーキアーム１１０には、締結部材１１１によりブレーキシュー１０７が設置されている。ブレーキアーム１１０の下端部は、巻上げ機１００の躯体に対して軸１１２により軸支されている。ゆえに、ブレーキアーム１１０は、軸１１２を支点としてドラム１０６を径方向に移動可能となっている。

ブレーキ装置１０５は、図６Ｂに示す非制動時には、電磁コイル１１３が通電励磁されることで下方に移動するプランジャー１１４が、軸１１５を支点として回転するブレーキレバー１１６を押し下げている。ゆえに、ブレーキレバー１１６によりブレーキアーム１１０に設置されたロッド１１７が押されることで、ブレーキアーム１１０が軸１１２を支点として外側に移動し、ライニング１０９がドラム１０６から離間した状態に保持される。一方、エレベータの停止中（制動時）には、電磁コイル１１３への通電が切断されるので、スプリング１１８の付勢力によってブレーキアーム１１０が内側（ドラム１０６の方向）に移動し、ライニング１０９がドラム１０６に押し付けられる。

上記のような構造を有するブレーキ装置１０５において、ライニング１０９の交換時期を正確に判断するためには、ブレーキシュー１０７をブレーキアーム１１０から取り外して確認する必要があり、当該点検作業の負荷は大きかった。このような状況に鑑みて、ブレーキを分解することなく、簡便且つ正確に摩擦部材の磨耗レベルを確認することを目的とした装置等が幾つか提案されている。

例えば、特許文献１には、ブレーキライニングに磨耗限界表示を行い、この磨耗限界表示が消えたならば、そのブレーキライニングの交換時と判定するエレベータ巻上機用ドラム形電磁ブレーキ装置が開示されている。また、特許文献２には、物体の被磨耗部分の内側に予め磨耗限界位置を設定し、その磨耗限界位置に電磁波で非接触通信可能なデータキャリアを配置し、物体の磨耗が磨耗限界位置まで進行した際にデータキャリアの通信機能が損傷し、通信困難になること利用して物体の磨耗を検出する磨耗検出方法が開示されている。

特開平１０‐１２０３４３号公報 特開２００４‐２８６０８７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された装置では、使用に伴う汚れ等により磨耗限界表示が見難くなることが想定されるので、検出精度の観点から改良の余地がある。また、特許文献２に開示された方法では、データキャリアや通信機能が必要であり、特にコスト面で問題がある。

本発明の目的は、簡便で安価な構成によって、摩擦部材の交換時期を精度良く検出することが可能なブレーキシューを提供することである。また、本発明の他の目的は、当該ブレーキシューを適用したエレベータのブレーキ装置を提供することである。なお、以下の手段は、上記目的の少なくとも１つに貢献する。

本発明に係るブレーキシューは、回転被制動体に当接する摩擦部材であって、予め定められた交換位置まで磨耗したときに交換される摩擦部材と、摩擦部材を支持するブレーキシュー本体と、を備えるブレーキシューにおいて、ブレーキシュー本体及び摩擦部材を貫通して形成され、摩擦部材の交換位置に対応する部分の内径が縮径した貫通孔と、摩擦部材側から貫通孔に挿入される検出片であって、貫通孔の縮径部分に係止されるフランジ部が形成された検出片と、を備えることを特徴とする。

なお、検出片の少なくともフランジ部は、摩擦部材よりも磨耗し易い材料から構成され、好ましくは摩擦部材と同一の材料から構成される。また、貫通孔に挿入された検出片が摩擦部材側から抜け落ちないように、検出片はストッパーを備えることが好ましい。ストッパーとしては、例えば、検出片のブレーキシュー本体側に位置する端部に着脱自在に取り付けられ、貫通孔開口の周縁部に係止される部材を用いることができる。

上記構成によれば、摩擦部材が交換位置まで磨耗すると、貫通孔の縮径部分に係止されていた検出片のフランジ部が磨滅するので、検出片をブレーキシュー本体の背面側から引き抜くことができる。したがって、点検作業者は、検出片が引き抜けるか否かを確認するだけで、摩擦部材の磨耗が交換位置まで進んでいるか否かを判断することができる。即ち、検出片が引き抜ける場合には、摩擦部材の交換作業が行われる。

また、本発明に係るブレーキシューにおいて、検出片をブレーキシュー本体の背面側方向に付勢する付勢部材を備えることが好ましい。

上記構成によれば、摩擦部材が交換位置まで磨耗すると、貫通孔の縮径部分に係止されていた検出片のフランジ部が磨滅するので、付勢部材の付勢力により検出片がブレーキシュー本体の背面側方向に移動する。したがって、点検作業者は、検出片が初期状態（未使用状態）から移動しているか否かを確認するだけで、摩擦部材の磨耗が交換位置まで進んでいるか否かを判断することができる。即ち、検出片がブレーキシュー本体の背面側方向に移動している場合には、摩擦部材の交換作業が行われる。

また、本発明に係るブレーキシューにおいて、検出片がブレーキシュー本体の背面側に移動することを検知するセンサを備える構成とすることができる。また、本発明に係るエレベータのブレーキ装置は、当該センサを備えたブレーキシューと、巻上げ機モータの回転軸に設置される回転被制動体と、を備えるエレベータのブレーキ装置であって、センサの検知信号を予め定めた送信先に送信することを特徴とする。

本発明に係るブレーキシューによれば、簡便で安価な構成によって、ブレーキ装置を分解することなく、摩擦部材の交換時期を精度良く検出することが可能である。また、本ブレーキシューを備えたエレベータのブレーキ装置によれば、センサの検知信号を予め定めた送信先に送信することで、リアルタイムで摩擦部材の磨耗を監視することが可能になる。

本発明の実施形態であるエレベータのブレーキ装置の要部を示す図である。 図１に示すブレーキ装置に設置されるブレーキシューを当接面側から見た図である。 図２のＡ‐Ａ線断面を模式的に示す図である。 図３において、フランジ部の磨滅により検出片が突出した状態を示す図である。 本発明の実施形態の変形例であるエレベータのブレーキ装置を示す図であって、図３に対応する図である。 一般的なエレベータの巻上げ機を模式的に示す上面図である。 巻上げ機に設置されるブレーキ装置の構成を示す図である。

図面を用いて、本発明に係るブレーキシュー及びエレベータのブレーキ装置の実施形態につき、以下詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係るブレーキシューの適用形態として、エレベータのブレーキ装置を例示するが、本発明に係るブレーキシューは、例示の形態に限定されるものではない。

初めに、図１〜図３を用いて、エレベータのブレーキ装置９（以下、ブレーキ装置９とする）、特に、ブレーキ装置９に設置されるブレーキシュー１０の構成について説明する。なお、以下では、一般的なエレベータのブレーキ装置１０５を示す図６Ｂを適宜参酌する。

図１に示すように、ブレーキ装置９は、ブレーキシュー１０、モータの回転軸１０４に取り付けられた回転被制動体であるドラム１０６、及びブレーキシュー１０が取り付けられるブレーキアーム１１０等を備える。なお、ブレーキ装置９では、ブレーキシュー１０以外の構造は、図６Ｂに示したブレーキ装置１０５と同様の構造を適用することができる。以下では、図６Ｂに示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を用いて重複する説明を省略する。

ブレーキシュー１０は、ブレーキシュー本体１１と、ブレーキシュー本体１１に取り付けられるライニング１２とを備える。ブレーキシュー１０は、制動時に回転被制動体であるドラム１０６に押し付けられる制輪子であって、ブレーキ装置９は、ライニング１２とドラム１０６との間に働く摩擦力により制動力を得る。また、ブレーキシュー１０は、ライニング１２が交換すべき磨耗レベルに達したことを検出する機能を有し、当該機能を実現するために、検出片１３等を備えている。

ブレーキシュー本体１１は、ライニング１２を支持する部材であって、ドラム１０６の曲面形状に適合する湾曲した形状を有する。図１に示す例では、ブレーキシュー本体１１は、ドラム１０６の曲面形状に適合する湾曲した板状部、及び板状部背面の上下方向に沿った両縁に三日月形状の補強部を有している。また、ブレーキシュー本体１１は、その背面側の中央部に締結部材１１１が取り付けられ、当該締結部材１１１を介してブレーキアーム１１０に設置されている。ゆえに、ブレーキシュー本体１１は、ブレーキアーム１１０の動きに従ってドラム１０６の径方向に動く。

ライニング１２は、ドラム１０６に直接押し付けられる摩擦部材であって、ブレーキシュー本体１１（ドラム１０６）の湾曲形状に適合する湾曲した板状形状を有している。ライニング１２は、上記のように、ドラム１０６に当接して磨耗するので、定期的にブレーキシュー本体１１から取り外されて新しいものに交換される。

図２に、ブレーキシュー１０を当接面１４側から見た形態を示す。図２に示すように、ライニング１２のドラム１０６に押し付けられる面である当接面１４には、複数（例えば、８つ）のビス孔１５が形成されている。即ち、ライニング１２は、ビス孔１５に挿入されたビス１６によってブレーキシュー本体１１に取り付けられている（図３参照）。

図３に、図２のＡ‐Ａ線断面を模式的に示す。図３に示すように、ライニング１２には、その交換位置１８が予め定められており、当接面１４の磨耗が当該交換位置１８まで進行したときにライニング１２が交換される。図３に示す例では、交換位置１８よりも磨耗が進行した位置（奥側）にビス１６が挿入されている。交換位置１８は、任意に設定できるが、ライニング１２の磨耗がビス１６の挿入位置まで進行すると、ビス１６がドラム１０６に接触して制動力の低下等を引き起こすことが想定されるので、当該構成における交換位置１８は、ビス１６の挿入位置よりも手前側に設定されることが好ましい。

ブレーキシュー１０は、ライニング１２が交換すべき磨耗レベルに達したことを検出する磨耗検出構造を備える。以下、図３及び図４を用いて、当該磨耗検出構造について詳述する。

図３に示すように、ライニング１２の磨耗検出構造は、ブレーキシュー本体１１の背面側から延出した検出片１３と、検出片１３が挿入される貫通孔１７とから構成される。また、検出片１３には、検出片１３をブレーキシュー本体１１の背面側方向に付勢する付勢部材２３が取り付けられることが好ましい。以下では、磨耗検出構造は、付勢部材２３を含むものとして説明する。

検出片１３は、貫通孔１７に挿入される棒状の部材であって、詳しくは後述するように、点検作業者は、検出片１３の状態を見ただけで、ライニング１２が交換位置１８まで磨耗しているか否かを判断することができる。検出片１３は、検出片１３の本体である軸部２０と、軸部２０の一端に設けられたフランジ部２１と、軸部２０の他端に設けられた付勢部材係合部２２とから構成される。ここで、軸部２０の一端とは、検出片１３が貫通孔１７に挿入された状態でライニング１２側に位置する端部を意味し、軸部２０の他端とは、同状態でブレーキシュー本体１１側に位置する端部を意味する。

軸部２０は、その端部にフランジ部２１及び付勢部材係合部２２を備えた棒状体であって、貫通孔１７の内径よりも小さな直径を有する。軸部２０の長さは、任意に調整できるが、貫通孔１７の長さと同程度に設定されることが好ましい。

フランジ部２１は、後述する貫通孔１７の縮径部１９に係止される部分であって、ライニング１２が交換位置１８まで磨耗したときに磨滅する部分である。したがって、フランジ部２１には、ライニング１２よりも磨耗性が高い材料が用いられ、好ましくはライニング１２と同一の材料が用いられる。また、フランジ部２１の直径は、縮径部１９よりも大きく、縮径部１９以外の貫通孔１７の内径、より具体的には、ライニング１２の初期の当接面１４から交換位置１８までの貫通孔１７の内径よりも小さくなるように設定される。

付勢部材係合部２２は、付勢部材２３と係合する部分であり、軸部２０の直径よりも大きく、軸部２０に沿って設置された付勢部材２３を圧縮する円盤形状を有する。また、付勢部材係合部２２は、軸部２０に対して着脱自在に取り付けられることが好ましい。例えば、軸部２０の他端及び付勢部材係合部２２にネジ係合部を形成することができる。なお、付勢部材係合部２２の形態としては、付勢部材２３と係合して、その付勢力を受容できる形態であれば特に限定されない。

貫通孔１７は、ブレーキシュー本体１１及びライニング１２を貫通して形成されている。また、貫通孔１７には、ライニング１２の交換位置１８に対応する部分に、その内径が縮径した縮径部１９が存在する。図３に示す例では、交換位置１８からブレーキシュー本体１１の背面側開口までが縮径部１９であるが、交換位置１８に対応する部分のみを縮径させることもできる。

貫通孔１７の縮径部１９には、上記のように、検出片１３のフランジ部２１が係止される。フランジ部２１の直径は、縮径部１９の内径よりも大きいから、検出片１３は、ライニング１２側から貫通孔１７に挿入される。具体的には、付勢部材係合部２２を取り外した状態で、軸部２０の他端側から貫通孔１７に挿入し、フランジ部２１が縮径部１９に係止された状態で、付勢部材２３及び付勢部材係合部２２を取り付けることにより磨耗検出構造をセッティングすることができる。

また、貫通孔１７は、ブレーキシュー１０の上方の幅方向中央（図２参照）に形成されている。貫通孔１７の形成位置としては、ビス１６や締結部材１１１が設置されない場所であれば特に限定されないが、点検作業者が検出片１３を確認し易い場所であることが好ましい。

付勢部材２３は、検出片１３をブレーキシュー本体１１の背面側方向に付勢する部材であって、例えば、圧縮バネを用いることができる。即ち、図３に示すフランジ部２１が存在する形態では、圧縮バネである付勢部材２３が軸部２０の他端に取り付けられた付勢部材係合部２２により圧縮されている状態であり、ブレーキシュー本体１１の背面側方向に付勢力が働いている。なお、付勢部材２３の一端は、ブレーキシュー本体１１に固定されていることが好ましく、他端も付勢部材係合部２２に固定されていることが好ましい。

以上のように、ブレーキ装置９に設置されるブレーキシュー１０は、ブレーキシュー本体１１と、ドラム１０６に当接する摩擦部材であって交換位置１８まで磨耗したときに交換されるライニング１２と、を備え、ライニング１２の磨耗検出構造として、ライニング１２の交換位置１８に対応する部分に縮径部１９が設けられた貫通孔１７と、ライニング１２側から挿入され縮径部１９に係止されるフランジ部２１を有する検出片１３と、検出片１３をブレーキシュー本体１１の背面側方向に付勢する付勢部材２３とを備える。

ここで、図４を用いて、ブレーキシュー１０の作用、即ち、ライニング１２が交換すべき磨耗レベルに達したことを検出する方法を説明する。

図４に示すように、ライニング１２が磨耗すると、同一材料で構成される検出片１３のフランジ部２１も同様に磨耗し、ライニング１２が交換位置１８まで磨耗したときには、交換位置１８よりも手前に配置されているフランジ部２１は磨滅（完全に磨滅していないが係止機能を果たさなくなった状態も含む）している。フランジ部２１が磨滅すると、検出片１３は交換位置１８に係止されないため、付勢部材２３の付勢力により検出片１３（軸部２０及び付勢部材係合部２２）がブレーキシュー本体１１の背面側方向に移動（突出）する。したがって、点検作業者は、検出片１３の状態を見ただけで、ライニング１２の交換時期を判断することができる。

なお、上記では、検出片１３の突出を目視により確認するものとして説明したが、図５に示すように、検出片１３の突出を検知する検出片検知センサ２４を備えた構成とすることもできる。また、縮径部１９を貫通孔１７の中央部に設けることで、内径の段差を利用して付勢部材２３を貫通孔１７内に設置し、フランジ部２１が存在する形態では、検出片１３がブレーキシュー本体１１内に収まった構成とすることもできる。

検出片検知センサ２４は、例えば、ブレーキシュー本体１１の背面側において、検出片１３が貫通孔１７から突出したときに、突出した検出片１３が接触する位置に設置することができる。検出片検知センサ２４としては、突出した検出片１３を検知できるものであれば特に限定されず、例えば、機械的スイッチを使用することもできる。

検出片検知センサ２４による検知情報は、例えば、エレベータ制御装置を介して、情報管理センター等の予め指定された場所に送信することができる。したがって、リアルタイムでライニング１２の磨耗を監視することが可能になる。

１０ ブレーキシュー、１１ ブレーキシュー本体、１２ ライニング、１３ 検出片、１４ 当接面、１５ ビス孔、１６ ビス、１７ 貫通孔、１８ 交換位置、１９ 縮径部、２０ 軸部、２１ フランジ部、２２ 付勢部材係合部、２３ 付勢部材、２４ 検出片検知センサ、１００ 巻上げ機、１０１ シーブ、１０２ モータ、１０３ 減速機、１０４ 回転軸、１０５ ブレーキ装置、１０６ ドラム、１０７ ブレーキシュー、１０８ ブレーキシュー本体、１０９ ライニング、１１０ ブレーキアーム、１１１ 締結部材、１１２ 軸、１１３ 電磁コイル、１１４ プランジャー、１１５ 軸、１１６ ブレーキレバー、１１７ ロッド、１１８ スプリング。

Claims (4)

1. 回転被制動体に当接する摩擦部材であって、予め定められた交換位置まで磨耗したときに交換される摩擦部材と、
   摩擦部材を支持するブレーキシュー本体と、
   を備えるブレーキシューにおいて、
   ブレーキシュー本体及び摩擦部材を貫通して形成され、摩擦部材の交換位置に対応する部分の内径が縮径した貫通孔と、
   摩擦部材側から貫通孔に挿入される検出片であって、貫通孔の縮径部分に係止されるフランジ部が形成された検出片と、
   を備えることを特徴とするブレーキシュー。
2. 請求項１に記載のブレーキシューにおいて、
   検出片をブレーキシュー本体の背面側方向に付勢する付勢部材を備え、
   摩擦部材及びフランジ部の磨耗により検出片がブレーキシュー本体の背面側に移動することを特徴とするブレーキシュー。
3. 請求項２に記載のブレーキシューにおいて、
   検出片がブレーキシュー本体の背面側に移動することを検知するセンサを備えるブレーキシュー。
4. 請求項３に記載のブレーキシューと、
   巻上げ機モータの回転軸に設置される回転被制動体と、
   を備えるエレベータのブレーキ装置であって、
   センサの検知信号を予め定めた送信先に送信することを特徴とするエレベータのブレーキ装置。

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