JP3549990B2

JP3549990B2 - ブレーキ装置

Info

Publication number: JP3549990B2
Application number: JP00955197A
Authority: JP
Inventors: 英司安藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2017-01-22
Also published as: JPH10203761A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばエレベータ巻上機などに用いられるブレーキ装置に関し、特に内郭式ドラムブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来のエレベータ巻上機の一例を示す側面図である。図において、ベース１上には、モータ２が固定されている。モータ２のロータ軸３には、円筒状のトラクションシーブ４が固着されている。また、ベース１上には、ロータ軸３の先端部を回転自在に保持する軸受台５が設けられている。
【０００３】
図１２は例えば特公昭４７−２３３０号公報に示されたものと同様の従来のエレベータ巻上機のブレーキ装置を示す構成図であり、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図に相当する。図において、ロータ軸３に対して平行に延びる一対の支点６ａ，６ｂは、軸受台５に固定されている。トラクションシーブ４の内側には、支点６ａ，６ｂを中心に回動する一対のブレーキシュー７ａ，７ｂが取り付けられている。これらのブレーキシュー７ａ，７ｂには、トラクションシーブ４の内周面である摩擦面４ａに接離する制動材８ａ，８ｂがそれぞれ固着されている。
【０００４】
ブレーキシュー７ａ，７ｂの支点６ａ，６ｂとは反対側の端部間には、制動材８ａ，８ｂを摩擦面４ａに均等に押し付ける押圧手段９が設けられている。この押圧手段９としては、例えば油圧シリンダ等のアクチュエータやばね等の弾性体が使用される。なお、制動力を解除する手段の図示は省略する。
【０００５】
一般に、図１２に示したようなブレーキ装置は、リーディングトレーリング式ドラムブレーキと呼ばれている。このようなブレーキ装置の制動時においては、トラクションシーブ４に巻き掛けられた主ロープ（図示せず）を介して、かご側と釣合重り側との荷重差による負荷がトラクションシーブ４に作用する。
【０００６】
図１３は図１２のトラクションシーブ４に反時計方向（Ｌ方向）への負荷が作用したときの制動材８ａ，８ｂと摩擦面４ａとの間の摩擦力を示す説明図、図１４は時計方向（Ｒ方向）への負荷が作用したときの説明図である。押圧手段９による押圧力をＦ、制動材８ａ，８ｂの押圧力をＰ，Ｑ、摩擦係数をμ、摩擦力をμＰ，μＱして示している。例えば、図１３において制動材８ａ，８ｂが摩擦面４ａを押圧する力Ｐ，Ｑは、支点６ａ，６ｂのまわりのモーメントの釣り合いから、次のように与えられる。
【０００７】
Ｐ＝｛Ａ／（Ｂ−μＣ）｝Ｆ
Ｑ＝｛Ａ／（Ｂ＋μＣ）｝Ｆ＝｛（Ｂ−μＣ）／（Ｂ＋μＣ）｝Ｐ＜Ｐ
【０００８】
上記の式から、図１３において、摩擦面４ａがブレーキシュー７ｂの支点６ｂ側から制動材８ｂに侵入する方向への負荷が作用する制動材８ｂの押圧力Ｑは、摩擦面４ａがブレーキシュー７ａの力点側から侵入する方向への負荷が作用する制動材８ａの押圧力Ｐの（Ｂ−μＣ）／（Ｂ＋μＣ）倍となることがわかる。２つのブレーキシュー７ａ，７ｂが発する制動力の合計は、負荷の向きによらず一定であるが、ブレーキシュー７ａ，７ｂのそれぞれの制動力は、負荷の向きにより異なる。即ち、摩擦面４ａがブレーキシュー７ａ，７ｂの支点６ａ，６ｂ側から制動材８ａ，８ｂに侵入する方向に負荷が作用するときの制動トルクは、摩擦面４ａがブレーキシュー７ａ，７ｂの力点側から侵入する方向に負荷が作用するときの制動トルクに比較して小さい。
【０００９】
次に、図１５は従来のエレベータ巻上機のブレーキ装置の他の例を示す構成図である。図において、一対のブレーキシュー１１ａ，１１ｂは、支点１２ａ，１２ｂを介して軸受台５（図１１）に取り付けられている。これらのブレーキシュー１１ａ，１１ｂは、トラクションシーブ４の円周方向に同一の向きに取り付けられている。それぞれのブレーキシュー１１ａ，１１ｂには、制動材１３ａ，１３ｂが固着されている。軸受台５に固定された一対の保持部１４ａ，１４ｂとブレーキシュー１１ａ，１１ｂの支点１２ａ，１２ｂと反対側の端部との間には、押圧手段１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００１０】
一般に、図１５に示したようなブレーキ装置は、ツーリーディング式ドラムブレーキと呼ばれている。図１６は図１５のトラクションシーブ４が反時計方向（Ｌ方向）へ回転しようとするときの力の釣り合い状態を示す説明図、図１７は時計方向（Ｒ方向）の場合の図である。図１６のときの２つの制動材１２ａ，１２ｂの押圧力Ｐは同じ値となり、いずれも上記のＰを求める式で与えられる。また、図１７のときの２つの制動材１２ａ，１２ｂの押圧力Ｑも同じ値となり、いずれも上記のＱを求める式で与えられる。即ち、負荷の作用する方向によって全体の制動力が異なり、摩擦面４ａがブレーキシュー１１ａ，１１ｂの支点１２ａ，１２ｂ側から制動材１３ａ，１３ｂに侵入する方向に負荷が作用するときの制動力は、摩擦面４ａがブレーキシュー１１ａ，１１ｂの力点側から制動材１３ａ，１３ｂに侵入する方向に負荷が作用するときの制動力に比較して小さい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来のエレベータ巻上機のブレーキ装置においては、負荷の作用する方向により制動材の押圧力が変動する。これに対し、通常のエレベータ巻上機においては、かご内の乗客の重量がかご内容量の半分を超えるか否かにより負荷の作用方向が変わるが、エレベータの運転周期においては、かご内容量の半分を超えて乗客が乗り込むことは少ない。
【００１２】
従って、図１２に示したような従来のリーディングトレーリング式ドラムブレーキでは、一方のブレーキシューが他方に比較して大きい力で押圧されることが多くなり、一方のブレーキシューの制動材が早く摩耗してしまうとともに、他方のブレーキシュー側の摩擦係数が安定しないなどの問題点があった。また、一方のブレーキシューの発する制動力が、他方のブレーキシューの発する制動力よりも小さいため、全体としての制動力が小さくなってしまう。これを避けるためには、ブレーキシューの押圧力を大きくする必要があり、押圧力の増大に伴い制動材面積を拡大し、押圧手段を大形化することにより、装置全体が大形化してしまうという問題点もあった。
【００１３】
また、図１５に示したような従来のツーリーディング式ドラムブレーキにおいては、制動材の押圧力が小さくなる方向についても十分な制動力を確保する必要があるため、押圧手段の押圧力を大きくする必要があり、やはり押圧力の増大に伴い制動材面積を拡大し、押圧手段を大形化することにより、装置全体が大形化してしまうという問題点があった。
【００１４】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、作用する負荷の方向によらず、ブレーキシューの制動材の押圧力を均等にすることができ、制動材を効率良く使用し、全体を小形化することができるブレーキ装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るブレーキ装置は、内周面に摩擦面を有する円筒状のブレーキドラムと、摩擦面に接離する方向へ往復動可能にブレーキドラムの内側に設けられている一対のブレーキシューと、これらの各ブレーキシューに設けられ、摩擦面に接離する制動材と、各ブレーキシューの両端にそれぞれ係合し、ブレーキシューの動作の支点となる複数の支点部材と、各ブレーキシューの両端にそれぞれ設けられ、制動材が上記摩擦面に接する方向へブレーキシューを押圧する複数の押圧手段と、これらの押圧手段に逆らって制動材を摩擦面から開離させる解放手段とを備え、解放手段は、ブレーキシューの両端にそれぞれ設けられている複数の解放支点部材と、これらの解放支点部材に回転自在かつ摺動自在に連結され、かつブレーキドラムの回転軸に対して回動自在な一対のブレーキ解放アームとを有し、ブレーキシューは、制動時にブレーキドラムに作用する負荷の方向に応じて両端の支持部材のうち一方を選択的に支点として変位可能になっているものである。
【００１６】
請求項２の発明に係るブレーキ装置は、２個一対のブレーキシューを備え、互いに対向する端部間に共通の押圧手段がそれぞれ配置されているものである。
【００１７】
請求項３の発明に係るブレーキ装置は、２個一対のブレーキシューを備え、互いに対向する端部間に共通の支点部材がそれぞれ配置されているものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ巻上機のブレーキ装置を示す構成図、図２は図１の解放手段を取り除いて示す構成図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、エレベータ巻上機全体の構成は図１１と同様である。
【００２０】
図において、モータ２（図１１）のロータ軸３の先端部は、軸受台５に回転自在に保持されている。ロータ軸３の中間部には、ブレーキドラムとしてのトラクションシーブ４が固着されている。このトラクションシーブ４の外周には、かご（図示せず）及び釣合重り（図示せず）を吊り下げる主ロープ（図示せず）が巻き掛けられる。また、トラクションシーブ４の内周面には、摩擦面４ａが形成されている。
【００２１】
軸受台５には、ロータ軸３と平行にトラクションシーブ４の内側まで延びる支点部材としての２対（４本）の支点ロッド２１〜２４が固定されている。支点ロッド２１，２２と摩擦面４ａとの間、及び支点ロッド２３，２４と摩擦面４ａとの間には、トラクションシーブ４の径方向へ往復動可能な一対のブレーキシュー２５，２６が配置されている。これらのブレーキシュー２５，２６の両端には、支点ロッド２１〜２４に係合する溝２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂが形成されている。また、ブレーキシュー２５，２６には、摩擦面４ａに接離する制動材２７，２８が固着されている。
【００２２】
軸受台５には、ロータ軸３と平行にトラクションシーブ４の内側まで延びる２本の保持部２９，３０が固定されている。これらの保持部２９，３０とブレーキシュー２５，２６の両端との間には、制動材２７，２８を摩擦面４ａに押し付ける４個の押圧手段３１〜３４が設けられている。押圧手段３１〜３４としては、例えばばね等の弾性体が使用されている。
【００２３】
制動材２７，２８は、ブレーキ解放マグネット３５により摩擦面４ａから開離される。ブレーキ解放マグネット３５には、一対のブレーキ解放アーム３６，３７が回動自在に連結されている。ブレーキ解放アーム３６，３７は、ロータ軸３に対して回動自在になっている。ブレーキシュー２５，２６には、解放支点部材３８がそれぞれ２本ずつ設けられており、ブレーキ解放アーム３６，３７に回動自在かつ摺動自在に連結されている。上記のブレーキ解放マグネット３５，ブレーキ解放アーム３６，３７及び解放支点部材３８により解放手段３９が構成されている。
【００２４】
次に、動作について説明する。図５に示すように、負荷の作用方向が図の反時計方向（Ｌ方向）のときには、ブレーキシュー２５が支点ロッド２１を支点とし、支点ロッド２２とブレーキシュー２５との間に隙間εが生じる。また、ブレーキシュー２６は支点ロッド２３を支点とし、支点ロッド２４とブレーキシュー２６との間に隙間εが生じる。そして、対角配置された押圧手段３２，３４が制動材２７，２８をそれぞれ摩擦面４ａに押し付ける。
【００２５】
また、図６に示すように、負荷の作用方向が図の時計方向（Ｒ方向）のときには、ブレーキシュー２５が支点ロッド２２を支点とし、支点ロッド２１とブレーキシュー２５との間に隙間εが生じる。また、ブレーキシュー２６は支点ロッド２４を支点とし、支点ロッド２３とブレーキシュー２６との間に隙間εが生じる。そして、押圧手段３１，３３が制動材２７，２８をそれぞれ摩擦面４ａに押し付ける。
【００２６】
このようなブレーキ装置では、負荷の作用方向がＬ，Ｒいずれの場合にも、ブレーキシュー２５，２６に対する摩擦面４ａの侵入側に力点を持ち、脱出側に支点を持つことから、負荷の作用方向によらず、制動材２７，２８の押圧力Ｐの値は、いずれもＰ＝｛Ａ／（Ｂ−μＣ）｝Ｆとなる。従って、押圧手段３１〜３４の押圧力が同じであっても、従来例よりも大きな制動力を得ることができ、全体を小形化することができる。また、片側の制動材２７，２８のみが摩耗することがなく、制動材２７，２８を効率良く使用することができる。さらに、制動材２７，２８の押圧力が小さすぎることがないため、摩擦係数が安定する。
【００２７】
また、制動力を解除する場合、ブレーキ解放マグネット３５が励磁され、ブレーキ解放アーム３６，３７が回動され、解放支点部材３８が引き寄せられる。これにより、ブレーキシュー２５，２６は、図２の状態からε／２がなくなるところまでロータ軸３側へ移動し、制動材２７，２８が摩擦面４ａから開離し、ブレーキが解放される。
【００２８】
このとき、ブレーキ解放アーム３６，３７とブレーキシュー２５，２６とは、解放支点部材３８を介して回動及び摺動自在な関係にあるため、解放支点部材３８及びブレーキシュー解放アーム３６，３７の長穴に加工誤差や取付誤差がある場合、また支点ロッド２１〜２４の寸法誤差や取付誤差がある場合でも、干渉により拘束されることなく、隙間εが密着するところまで解放される。
【００２９】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２によるエレベータ巻上機のブレーキ装置を示す構成図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図、図９は図７のＩＸ−ＩＸ線断面図であり、図７では解放手段の図示を省略している。上記実施の形態１では４個の押圧手段３１〜３４を使用したが、この実施の形態２では、２個の押圧手段４１，４２を使用している。これにより、部品点数が削減され、装置の小形化を図ることができる。
【００３０】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３によるエレベータ巻上機のブレーキ装置を示す構成図であり、解放手段の図示を省略している。上記実施の形態１では４個の支点ロッド２１〜２４を使用したが、この実施の形態３では、２個の支点部材４３，４４を使用している。これにより、装置を大形化することなく、支点強度を向上させることができる。
【００３１】
なお、押圧手段は弾性体や油圧シリンダ等に限定されるものではなく、例えばカムを回転させることによりブレーキシューを押圧してもよい。
また、上記の例ではギヤレス巻上機を示したが、この発明のブレーキ装置は、例えばウォーム歯車巻上機やヘリカル歯車巻上機などにも適用できる。
【００３２】
さらに、上記の例ではブレーキシューが支点に対して回動自在なものを示したが、摺動自在に係合するものであってもよい。
さらにまた、例えばブレーキシューとともに支点を動かしてブレーキを解放する場合など、支点とブレーキシューとの間には、必ずしも隙間を設けなくてもよい。
【００３３】
また、上記の例では２個のブレーキシューを設けたが、３個以上であってもよい。
さらに、上記の例ではブレーキシューの支点を軸受台に取り付けたが、モータの回転やブレーキの解放で移動しない部分であれば、他の部分に取り付けてもよい。
さらにまた、上記の例ではエレベータ巻上機のブレーキ装置について示したが、他の機器のブレーキ装置にもこの発明は適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明のブレーキ装置は、ブレーキシューの両端に支点部材を設け、制動時に上記ブレーキドラムに作用する負荷の方向に応じて、ブレーキシューがその両端の支持部材のうち一方を選択的に支点として変位するようにしたので、負荷の作用方向がいずれの場合にも、ブレーキシューに対する摩擦面の侵入側に力点を持ち、脱出側に支点を持つことになり、作用する負荷の方向によらず、ブレーキシューの制動材の押圧力を均等にすることができ、制動材を効率良く使用し、全体を小形化することができる。また、ブレーキシューの両端にそれぞれ設けられている解放支点部材に対して、ブレーキ解放アームが回動自在かつ摺動自在に連結されているので、取付誤差や加工誤差がある場合にも、より確実にブレーキを解放することができる。
【００３５】
請求項２の発明のブレーキ装置は、２個のブレーキシューの押圧手段を共通としたので、部品点数が削減され、装置の小形化を図ることができる。
【００３６】
請求項３の発明のブレーキ装置は、２個のブレーキシューの支点部材を共通としたので、装置を大形化することなく、支点強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるエレベータ巻上機のブレーキ装置を示す構成図である。
【図２】図１の解放手段を取り除いて示す構成図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１のトラクションシーブに反時計方向への負荷が作用したときの状態を示す説明図である。
【図６】図１のトラクションシーブに時計方向への負荷が作用したときの状態を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２によるエレベータ巻上機のブレーキ装置を示す構成図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３によるエレベータ巻上機のブレーキ装置を示す構成図である。
【図１１】従来のエレベータ巻上機の一例を示す側面図である。
【図１２】従来のエレベータ巻上機のブレーキ装置の一例を示す構成図である。
【図１３】図１２のトラクションシーブに反時計方向への負荷が作用したときの状態を示す説明図である。
【図１４】図１２のトラクションシーブに時計方向への負荷が作用したときの状態を示す説明図である。
【図１５】従来のエレベータ巻上機のブレーキ装置の他の例を示す構成図である。
【図１６】図１５のトラクションシーブが反時計方向へ回転しようとするときの力の釣り合い状態を示す説明図である。
【図１７】図１５のトラクションシーブが時計方向へ回転しようとするときの力の釣り合い状態を示す説明図である。
【符号の説明】
３ロータ軸（回転軸）、４トラクションシーブ（ブレーキドラム）、４ａ摩擦面、２１〜２４支点ロッド（支点部材）、２５，２６ブレーキシュー、２７，２８制動材、３１〜３４，４１，４２押圧手段、３６，３７ブレーキ解放アーム、３８解放支点部材、３９解放手段、４３，４４支点部材。

Claims

内周面に摩擦面を有する円筒状のブレーキドラムと、
上記摩擦面に接離する方向へ往復動可能に上記ブレーキドラムの内側に設けられている一対のブレーキシューと、
これらの各ブレーキシューに設けられ、上記摩擦面に接離する制動材と、
上記各ブレーキシューの両端にそれぞれ係合し、上記ブレーキシューの動作の支点となる複数の支点部材と、
上記各ブレーキシューの両端にそれぞれ設けられ、上記制動材が上記摩擦面に接する方向へ上記ブレーキシューを押圧する複数の押圧手段と、
これらの押圧手段に逆らって上記制動材を上記摩擦面から開離させる解放手段と
を備え、
上記解放手段は、上記ブレーキシューの両端にそれぞれ設けられている複数の解放支点部材と、これらの解放支点部材に回転自在かつ摺動自在に連結され、かつブレーキドラムの回転軸に対して回動自在な一対のブレーキ解放アームとを有し、
上記ブレーキシューは、制動時に上記ブレーキドラムに作用する負荷の方向に応じて両端の支持部材のうち一方を選択的に支点として変位可能になっていることを特徴とするブレーキ装置。
２個一対のブレーキシューを備え、互いに対向する端部間に共通の押圧手段がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
２個一対のブレーキシューを備え、互いに対向する端部間に共通の支持部材がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のブレーキ装置。