JP2015034570A - Electromagnetic drum brake - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベータの巻上機などに用いられる電磁ドラムブレーキに関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic drum brake used in an elevator hoisting machine or the like.
エレベータの巻上機は、回転するドラムを制動し、回転することができない状態に保持するために、電磁ドラムブレーキを備えている。従来のこの種の電磁ドラムブレーキは、電磁コイルが収容されたフィールドコアと、このフィールドコアにガイド部材を介して接離可能に保持されたアーマチュアと、このアーマチュアをフィールドコアとは反対側に付勢する制動ばねなどを備えている。 The elevator hoist includes an electromagnetic drum brake in order to brake the rotating drum and keep it in a state where it cannot rotate. This type of conventional electromagnetic drum brake has a field core in which an electromagnetic coil is accommodated, an armature that is detachably held by the field core via a guide member, and this armature is attached to the opposite side of the field core. A braking spring or the like is provided.
フィールドコアは、巻上機の外側部分にボルトによって固定されている。ガイド部材は、アーマチュアの移動方向をアーマチュアがフィールドコアに対して進退する方向に規制している。アーマチュアにおけるフィールドコアとは反対側には、ブレーキパッドが取付けられている。このアーマチュアは、電磁コイルに通電されている状態で制動ばねのばね力に抗してフィールドコアに磁気によって吸着される。この状態においては、ブレーキパッドがドラムから離れ、制動、保持力が解除される。電磁コイルへの通電が絶たれると、アーマチュアが制動ばねのばね力でフィールドコアから離され、ブレーキパッドがドラムに押し付けられてブレーキ力が発生する。 The field core is fixed to the outer part of the hoisting machine with bolts. The guide member regulates the moving direction of the armature so that the armature advances and retreats with respect to the field core. A brake pad is attached to the armature opposite to the field core. The armature is magnetically attracted to the field core against the spring force of the brake spring while the electromagnetic coil is energized. In this state, the brake pad is separated from the drum, and the braking and holding force is released. When the energization of the electromagnetic coil is cut off, the armature is separated from the field core by the spring force of the brake spring, and the brake pad is pressed against the drum to generate the brake force.
ブレーキパッドは、ドラムに押し付けられることによって、摩擦によりドラムの回転方向に押される。ここでは、このようなブレーキパッドをドラムの回転方向に押す力を単に接線力という。ブレーキパッドが接線力を受けると、アーマチュア用のガイド部材や、フィールドコア固定用のボルトに大きな剪断力が作用する。これらの部材は、大きな剪断力に耐えうる剛性を有するものが用いられている。すなわち、これらの部材は、他の種類のブレーキに用いられているものと比べると、太く、強固なもの、言い換えれば大型のものが用いられている。このため、従来の巻上機用の電磁ドラムブレーキは、他の種類のブレーキと比べて大型なものであった。 When the brake pad is pressed against the drum, the brake pad is pressed in the rotation direction of the drum by friction. Here, the force which pushes such a brake pad in the rotation direction of a drum is simply called a tangential force. When the brake pad receives a tangential force, a large shearing force acts on the armature guide member and the field core fixing bolt. As these members, those having rigidity capable of withstanding a large shearing force are used. That is, these members are thicker and stronger than those used in other types of brakes, in other words, larger ones are used. For this reason, the conventional electromagnetic drum brakes for hoisting machines are larger than other types of brakes.
電磁ドラムブレーキが制動時に剪断力を受けるという不具合を解消した電磁ドラムブレーキとしては、例えば特許文献1に記載されているものがある。この特許文献1に開示されている電磁ドラムブレーキのブレーキパッドは、ドラムの回転方向にスライド可能に構成されている。このブレーキパッドの側方には、接線力で押されたブレーキパッドの移動を規制する壁が設けられている。このため、この壁が接線力を受けるから、電磁ドラムブレーキのアーマチュアやフィールドコアに剪断力が作用することを防ぐことができる。
As an electromagnetic drum brake that has solved the problem that the electromagnetic drum brake receives a shearing force during braking, there is one described in
特許文献1に開示された電磁ドラムブレーキでは、アーマチュアがフィールドコアに磁気によって吸着されている非制動状態でブレーキパッドをアーマチュアに対して固定することができないという問題があった。アーマチュアがフィールドコアに吸着されている非制動状態は、巻上機が運転可能な状態である。巻上機が運転されるときは、振動がブレーキパッドにも伝達される。
The electromagnetic drum brake disclosed in
このため、ブレーキパッドがアーマチュアに対して僅かでも動くことが可能であると、巻上機の運転時に振動し、接線力を受ける壁や、ドラムなどに不必要に接触するおそれがある。ブレーキパッドが振動しながら上述した壁に当たると、騒音が生じる。また、回転しているドラムにブレーキパッドが接触すると、ブレーキパッドの摩耗が促進されてしまうし、摩擦によって発熱するおそれもある。 For this reason, if the brake pad can move even slightly with respect to the armature, it may vibrate when the hoisting machine is operated, and may unnecessarily come in contact with a wall receiving a tangential force, a drum, or the like. When the brake pad strikes the above-mentioned wall while vibrating, noise is generated. Further, when the brake pad comes into contact with the rotating drum, wear of the brake pad is promoted and there is a possibility that heat is generated by friction.
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、アーマチュアがフィールドコアに磁気によって吸着されている非制動状態でブレーキパッドの移動が規制されるとともに、制動時にアーマチュア用ガイド部材やフィールドコア固定用ボルトに剪断力が作用することがない電磁ドラムブレーキを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem. The movement of the brake pad is restricted in a non-braking state in which the armature is magnetically attracted to the field core, and the armature guide member and the field are controlled during braking. An object of the present invention is to provide an electromagnetic drum brake in which a shearing force does not act on a core fixing bolt.
この目的を達成するために、本発明に係る電磁ドラムブレーキは、被制動部材としての円筒状のドラムの近傍に位置する支持部材に固定されたフィールドコアと、前記フィールドコアに収容された電磁コイルと、前記フィールドコアにガイド部材によって保持された状態で前記フィールドコアと前記ドラムとの間に位置付けられ、前記電磁コイルが通電されることにより前記フィールドコアに磁気によって吸着されるアーマチュアと、前記フィールドコアと前記アーマチュアとの間に設けられ、前記アーマチュアを前記ドラムに向けて付勢する制動ばねと、前記アーマチュアと前記ドラムとの間に位置付けられ、前記支持部材に形成された開口部に挿入されて前記ドラムの外周面と対向するブレーキパッドと、前記アーマチュアまたは前記ブレーキパッドに固定され、前記ブレーキパッドを磁気吸着力によって前記アーマチュアに接触状態で保持させる永久磁石とを備え、前記ブレーキパッドは、前記電磁コイルへの通電が絶たれた状態で前記ドラムの外周面に前記制動ばねのばね力で押し付けられ、前記開口部の内壁によって移動が規制されるまで前記ドラムとの摩擦によりドラムの回転方向に移動するものである。 In order to achieve this object, an electromagnetic drum brake according to the present invention includes a field core fixed to a support member positioned in the vicinity of a cylindrical drum as a member to be braked, and an electromagnetic coil accommodated in the field core. And an armature that is positioned between the field core and the drum while being held by the field core by a guide member, and is magnetically attracted to the field core when the electromagnetic coil is energized, A braking spring provided between the core and the armature, for urging the armature toward the drum, and positioned between the armature and the drum and inserted into an opening formed in the support member. A brake pad facing the outer peripheral surface of the drum, the armature or the brake A permanent magnet fixed to a brake pad and holding the brake pad in contact with the armature by a magnetic attraction force, and the brake pad is disposed on the outer peripheral surface of the drum in a state in which power to the electromagnetic coil is cut off. It is pressed by the spring force of the brake spring and moves in the drum rotation direction by friction with the drum until movement is restricted by the inner wall of the opening.
本発明は、前記発明において、前記ブレーキパッドにおける前記アーマチュアと対向する端部には、アーマチュアに向けて開口する凹部が形成され、前記永久磁石は、前記凹部の中に収容されて固定されていることを特徴とする。 According to the present invention, in the above invention, a concave portion that opens toward the armature is formed at an end portion of the brake pad that faces the armature, and the permanent magnet is accommodated and fixed in the concave portion. It is characterized by that.
本発明によれば、ブレーキパッドがアーマチュアに永久磁石の磁気吸着力によって吸着される。このため、電磁コイルが通電されてアーマチュアがフィールドコアに磁気によって吸着されている状態で、ブレーキパッドがアーマチュアに固定される。したがって、本発明による電磁ドラムブレーキにおいては、非制動状態で回転するドラムにブレーキパッドが接触して摩耗したり発熱することがないとともに、支持部材との接触により騒音が生じることもない。 According to the present invention, the brake pad is attracted to the armature by the magnetic attraction force of the permanent magnet. For this reason, the brake pad is fixed to the armature while the electromagnetic coil is energized and the armature is magnetically attracted to the field core. Therefore, in the electromagnetic drum brake according to the present invention, the brake pad does not contact with the drum rotating in the non-braking state and does not wear or generate heat, and no noise is generated by contact with the support member.
この電磁ドラムブレーキにおいて、電磁コイルへの通電が絶たれ、アーマチュアが制動ばねのばね力で押されてフィールドコアから離間すると、ブレーキパッドがドラムに接触する。このブレーキパッドは、ドラムとの摩擦によりドラムの回転方向に押され、アーマチュアに対して移動する。そして、このブレーキパッドは、支持部材に接触することにより移動が規制される。 In this electromagnetic drum brake, when the energization of the electromagnetic coil is cut off and the armature is pushed by the spring force of the braking spring and separated from the field core, the brake pad comes into contact with the drum. The brake pad is pushed in the direction of rotation of the drum by friction with the drum and moves with respect to the armature. The movement of the brake pad is restricted by contacting the support member.
このため、ブレーキパッドをドラムの回転方向に押す力が支持部材によって受けられるから、アーマチュアを保持するガイド部材や、フィールドコアを支持部材に固定するボルトに剪断力が作用することはない。
したがって、本発明によれば、非制動状態でブレーキパッドが不必要にドラムに接触したり騒音が生じることがなく、しかも、制動時に剪断力が伝達されることがなく小型化が可能な電磁ドラムブレーキを提供することができる。
For this reason, since the force which pushes a brake pad to the rotation direction of a drum is received by the support member, a shearing force does not act on the guide member which holds an armature, or the bolt which fixes a field core to a support member.
Therefore, according to the present invention, the brake pad does not needlessly come into contact with the drum or generate noise in the non-braking state, and further, it is possible to reduce the size without transmitting shearing force during braking. Brake can be provided.
以下、本発明に係る電磁ドラムブレーキの一実施の形態を図1〜図7によって詳細に説明する。
図1に示す電磁ドラムブレーキ1は、エレベータ用巻上機2に取付けられている。この巻上機2は、被制動部材としての円筒状のドラム3と、このドラム3の近傍に位置する壁部材4とを備えている。ドラム3は、図1の紙面と直交する方向を軸線方向として図1において時計方向に回転する。壁部材4は、ドラム3の外周面と対向する位置に設けられている。この実施の形態においては、この壁部材4によって、請求項1記載の発明でいう「支持部材」が構成されている。
Hereinafter, an embodiment of an electromagnetic drum brake according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
An
電磁ドラムブレーキ1は、ドラム3を径方向の一方と他方とから挟む位置に配置されている。これらの電磁ドラムブレーキ1は、図2に示すように、それぞれ壁部材4に固定用ボルト5によって固定されている。なお、図2は、ドラム3を省略して描いてある。壁部材4における電磁ドラムブレーキ1が取付けられる部分には、ドラム3の外周面が露出する開口部6が形成されている。電磁ドラムブレーキ1は、この開口部6に後述するブレーキパッド7が挿入される状態で壁部材4に取付けられている。
The
電磁ドラムブレーキ1は、図2および図3に示すように、壁部材4に固定用ボルト5によって固定されたフィールドコア11と、このフィールドコア11と壁部材4との間に位置するアーマチュア12とを備えている。フィールドコア11は、ドラム3の回転方向に長い角柱状に形成されている。アーマチュア12は、ドラム3の回転方向に長い長方形の板によって形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
固定用ボルト5は、フィールドコア11の四隅部分と、アーマチュア12の四隅部分とを貫通し、壁部材4にねじ込まれている。すなわち、この電磁ドラムブレーキ1は、4本の固定用ボルト5によって壁部材4に固定されている。各固定用ボルト5におけるフィールドコア11から突出した部分は、円筒状のカラー13に挿通されている。このカラー13は、アーマチュア12に形成された貫通孔14に挿入されており、フィールドコア11と壁部材4との間に挟まれている。カラー13の外周面とアーマチュア12(貫通孔14の孔壁面)との間には、予め定めた隙間dが形成されている。この実施の形態においては、固定用ボルト5とカラー13とによって、請求項1記載の発明でいう「ガイド部材」が構成されている。
The fixing
フィールドコア11は、電磁コイル15と複数の制動ばね16とを備えている。電磁コイル15は、通電されることによりフィールドコア11とアーマチュア12とを通る磁気回路(図示せず)を形成するものである。この電磁コイル15は、フィールドコア11に形成された凹部11a(図2参照)に収容され、フィールドコア11に対して絶縁された状態で固定されている。この凹部11aは、アーマチュア12に向けて開口している。
The
制動ばね16は、圧縮コイルばねによって構成されている。この制動ばね16は、フィールドコア11とアーマチュア12との間に設けられ、アーマチュア12をドラム3に向けて付勢している。また、この制動ばね16は、4本の固定用ボルト5の近傍を含む複数の位置それぞれ配置されている。上述した電磁コイル15が通電されることにより、アーマチュア12が制動ばね16のばね力に抗してフィールドコア11に磁気によって吸着される。
The
アーマチュア12におけるドラム3と対向する端部には、図3に示すように、後述するブレーキパッド7を取付けるための凹部17が形成されているとともに、一対の板部材18が取付けられている。この凹部17は、ドラム3に向けて開口するとともにアーマチュア12の長手方向(図3の紙面と直交する方向)に延びている。この凹部17の断面形状は、ブレーキパッド7が移動自在に嵌合する形状に形成されている。
As shown in FIG. 3, a
板部材18は、電磁ドラムブレーキ1が巻上機2に組み付けられる以前にブレーキパッド7がアーマチュア12から脱落することを防ぐためのものである。この板部材18は、アーマチュア12の長手方向に長く形成されており、凹部17の両側に配置されている。この板部材18は、ブレーキパッド7の両側部に形成された凹溝19に一部が挿入される状態でアーマチュア12に重ねられ、取付用ボルト20によってアーマチュア12に固定されている。ブレーキパッド7の凹溝19の溝幅は、板部材18の厚みより充分に広く形成されている。
The
ブレーキパッド7は、アーマチュア12とドラム3との間に位置付けられ、壁部材4の開口部6に挿入されてドラム3の外周面と対向している。このブレーキパッド7は、ドラム3の回転方向に長い角柱状に形成されている。この実施の形態によるブレーキパッド7は、図2に示すように、壁部材4に形成された開口部6の内壁6aから微小なクリアランスDだけ離間している。
このブレーキパッド7におけるアーマチュア12と対向する一側部には、図3に示すように、永久磁石21が設けられている。この永久磁石21は、ブレーキパッド7をアーマチュア12に密着させるためのもので、円柱状に形成されている。この実施の形態による永久磁石21は、図2に示すように、ブレーキパッド7の長手方向の中央に設けられ、ブレーキパッド7の凹部22内に収容されて固定されている。
The
As shown in FIG. 3, a
凹部22は、アーマチュア12に向けて開口する凹陥部22aと、この凹陥部22aの開口縁から凹陥部22a内に向けて突出する突条22b(カシメ片)とによって形成されている。凹陥部22aは、永久磁石21が嵌合する形状に形成されている。
このように永久磁石21を内蔵したブレーキパッド7は、アーマチュア12に永久磁石21の磁気吸着力によって密着する状態で保持される。
The
Thus, the
このブレーキパッド7におけるドラム3と対向する他側部には、摩擦部材23が固着されている。この摩擦部材23は、回転するドラム3に接触することにより摩擦抵抗が生じるものである。この摩擦部材23におけるドラム3と対向する摩擦面23aは、ドラム3の外周面に倣う凹曲面状に形成されている。
A
このように構成された電磁ドラムブレーキ1は、電磁コイル15に通電されることによって非制動状態になる。すなわち、この非制動状態においては、図4に示すように、アーマチュア12が制動ばね16のばね力に抗してフィールドコア11に磁気によって吸着される。このとき、アーマチュア12には、ブレーキパッド7が永久磁石21の磁気吸着力によって吸着されている。このため、ブレーキパッド7は、電磁コイル15が通電された非制動状態において、ドラム3から離間し、アーマチュア12に密着した状態で保持される。このようにブレーキパッド7がドラム3から離間することにより、ドラム3が回転可能になる。
The
このため、この電磁ドラムブレーキ1においては、非制動状態で回転するドラム3にブレーキパッド7の摩擦部材23が接触することはないし、ブレーキパッド7が壁部材4に接触することもない。したがって、ブレーキパッド7の摩擦部材23がドラム3との接触により摩耗したり発熱することがないし、ブレーキパッド7と壁部材4との接触により騒音が生じることもない。
For this reason, in this
電磁コイル15への通電が絶たれると、図5に示すように、アーマチュア12が制動ばね16のばね力によってフィールドコア11から離間し、ブレーキパッド7の摩擦部材23がドラム3の外周面に押し付けられる。摩擦部材23が回転中のドラム3に接触すると、ブレーキパッド7が上述した接線力によってドラム3の回転方向に押される。このときアーマチュア12は、制動ばね16のばね力でドラム3の回転方向への移動が規制されているので、この接線力が加えられたブレーキパッド7のみが永久磁石21の磁気吸着力に抗してアーマチュア12の凹部17に沿ってドラム3の回転方向に移動する。
When the
ドラム3の回転方向へのブレーキパッド7の移動は、図6および図7に示すように、ブレーキパッド7の長手方向の一端が開口部6の内壁6aに当たるまで行われる。すなわち、ブレーキパッド7は、アーマチュア12に接触した状態で、開口部6の内壁6aによって移動が規制されるまでドラム3との摩擦によりドラム3の回転方向に移動する。
ブレーキパッド7は、壁部材4によってドラム3の回転方向への移動が規制された状態で、制動ばね16のばね力によってドラム3に押し付けられる。このようにブレーキパッド7がドラム3に接触することにより、ドラム3の回転が制動される。
The movement of the
The
この制動状態においては、ブレーキパッド7をドラム3の回転方向に押す接線力が壁部材4によって受けられるから、アーマチュア12を保持するカラー13や固定用ボルト5に剪断力が作用することはない。このため、この実施の形態による固定用ボルト5は、上述した剪断力が作用することがないために、制動時に制動ばね16の反力を受けることが可能な最小限の強度を有するものが用いられている。この固定用ボルト5は、上述した剪断力を受けるボルトと比べると、細く形成することができ、フィールドコア11やアーマチュア12の小型化を図ることができるものである。
In this braking state, a tangential force that pushes the
したがって、この実施の形態によれば、非制動状態でブレーキパッド7が不必要にドラム3に接触したり騒音が生じることがなく、しかも、制動時に剪断力が伝達されることがなく小型化が可能な電磁ドラムブレーキを提供することができる。
Therefore, according to this embodiment, the
この実施の形態において、ブレーキパッド7におけるアーマチュア12と対向する端部には、アーマチュア12に向けて開口する凹部22が形成されている。永久磁石21は、この凹部22の中に収容されて固定されている。
このため、永久磁石21がブレーキパッド7に収容されるから、永久磁石21の磁束は、アーマチュア12におけるブレーキパッド7側の表面近傍を通るようになる。
In this embodiment, a
For this reason, since the
すなわち、電磁コイル15の磁束が永久磁石21の磁束によって干渉され難いから、アーマチュア12がフィールドコア11に磁気によって強固に吸着され、かつブレーキパッド7がアーマチュア12に磁気によって強固に吸着される。
したがって、この実施の形態によれば、2種類の磁力部材(電磁コイル15と永久磁石21)を備えているにもかかわらず、動作の信頼性が高い電磁ドラムブレーキを提供することができる。
That is, since the magnetic flux of the
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide an electromagnetic drum brake with high operational reliability despite having two types of magnetic members (
上述した実施の形態による永久磁石21は、ブレーキパッド7に設けられている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。永久磁石21は、アーマチュア12に固定することができる。この場合、図示してはいないが、アーマチュア12に凹部を形成し、この凹部に永久磁石21を挿入して固定することができる。
The
この実施の形態によるアーマチュア12には、ブレーキパッド7の移動方向を規制する凹部17が形成されている。しかし、ブレーキパッド7の移動方向を規制するためには、アーマチュア12に凹部17を設ける代わりに、アーマチュア12から突出する板状の案内部材(図示せず)を設けることができる。この案内部材は、ブレーキパッド7を両側から挟む位置に設けることが望ましい。
The
1…電磁ドラムブレーキ、3…ドラム、4…壁部材(支持部材)、5…固定用ボルト、6…開口部、7…ブレーキパッド、11…フィールドコア、12…アーマチュア、13…カラー、15…電磁コイル、16…制動ばね、21…永久磁石、22…凹部、d…隙間。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記フィールドコアに収容された電磁コイルと、
前記フィールドコアにガイド部材によって保持された状態で前記フィールドコアと前記ドラムとの間に位置付けられ、前記電磁コイルが通電されることにより前記フィールドコアに磁気によって吸着されるアーマチュアと、
前記フィールドコアと前記アーマチュアとの間に設けられ、前記アーマチュアを前記ドラムに向けて付勢する制動ばねと、
前記アーマチュアと前記ドラムとの間に位置付けられ、前記支持部材に形成された開口部に挿入されて前記ドラムの外周面と対向するブレーキパッドと、
前記アーマチュアまたは前記ブレーキパッドに固定され、前記ブレーキパッドを磁気吸着力によって前記アーマチュアに接触状態で保持させる永久磁石とを備え、
前記ブレーキパッドは、前記電磁コイルへの通電が絶たれた状態で前記ドラムの外周面に前記制動ばねのばね力で押し付けられ、前記開口部の内壁によって移動が規制されるまで前記ドラムとの摩擦によりドラムの回転方向に移動するものであることを特徴とする電磁ドラムブレーキ。 A field core fixed to a support member located in the vicinity of a cylindrical drum as a braked member;
An electromagnetic coil housed in the field core;
An armature that is positioned between the field core and the drum while being held by the guide member in the field core, and is magnetically attracted to the field core when the electromagnetic coil is energized;
A braking spring provided between the field core and the armature and biasing the armature toward the drum;
A brake pad positioned between the armature and the drum and inserted into an opening formed in the support member to face the outer peripheral surface of the drum;
A permanent magnet fixed to the armature or the brake pad and holding the brake pad in contact with the armature by a magnetic attractive force;
The brake pad is pressed against the outer peripheral surface of the drum by the spring force of the brake spring in a state where the electromagnetic coil is de-energized, and the friction with the drum until the movement is restricted by the inner wall of the opening. The electromagnetic drum brake is characterized in that it moves in the rotation direction of the drum.
前記ブレーキパッドにおける前記アーマチュアと対向する端部には、アーマチュアに向けて開口する凹部が形成され、
前記永久磁石は、前記凹部の中に収容されて固定されていることを特徴とする電磁ドラムブレーキ。 The electromagnetic drum brake according to claim 1, wherein
At the end of the brake pad facing the armature, a recess that opens toward the armature is formed,
The electromagnetic drum brake, wherein the permanent magnet is housed and fixed in the recess.
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