JP3672216B2 - Friction brake, disc brake device, disc brake device for elevator - Google Patents

Friction brake, disc brake device, disc brake device for elevator Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制動力を制御可能な摩擦式ブレーキ、ディスクブレーキ装置およびエレベータ用ディスクブレーキ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は、例えば特開昭58−130875号公報に示された従来のディスクブレーキ装置を含むエレベータの全体構成図である。図6において101はかご駆動用電動機で、101aはその回転軸、102は回転軸101aを介してかご駆動用電動機101により駆動されるシーブ、103はシーブ102に巻き付けられたかご用ロープで、その端部にはかご104と釣り合い重り105が結合されている。106は回転軸101aに固定されたブレーキディスク、107は電磁ブレーキで、ブレーキ車106と、ブレーキ車106に図示を省略したばね等の機構で付勢されるブレーキシュー108をブレーキ車106から離すブレーキコイル109とを有している。
【0003】
従来のエレベータのディスクブレーキ装置は上記のように構成され、かご104の停止時には、ブレーキコイル109への印加電流は消勢されており、ブレーキシュー108は上記ばね力でブレーキ車106に付勢され、かご駆動用電動機101に所定の摩擦制動力が与えられている。
【0004】
上記静止の状態からかご104を所定の階に移動させる場合は、ブレーキコイル109に電流を通電し、ブレーキシュー108をブレーキ車106から解離させることにより、制動力が解除される。ついで、かご駆動用電動機101が駆動され、かご駆動用電動機101に連結したシーブ102が回転することにより、かご用ロープ103を介してかご104が所定の階に向かって走行される。そしてかご104が所定の階に着床すると、かご駆動用電動機101への電源供給が遮断されるとともに、ブレーキコイル109への電流供給も消勢され、制動力がかご駆動用電動機101に与えられる。
【0005】
上記の動作は通常運行の場合であるが、かご104が走行中に何らかの異常(例えばかご速度異常や乗降ドアの開放等)が発生すると、かご駆動用電動機101への電源供給が遮断されるとともに、ブレーキコイル109への電流も消勢される。したがって、かご104が走行中状態で制動力が付勢される。そして、かご内重量、走行方向等の走行条件と制動力で決まる減速度で停止する(以下急停止とする)。
【0006】
上記のような急停止では、通常の走行中に生じる以上の過大な減速度が乗客にかかる。このため、乗客に極度の不快感を与える。
【0007】
上記の過大な減速度が発生するのは、ブレーキ装置の発生する制動力が大きめに設定されているためである。これは、静止保持時の安全性確保のため制動力に余裕をもたせるためで、積載荷重の170%程度の荷重が作用した場合でもブレーキ装置でかご104を静止保持可能なように設定されている。ここで上記構成によればブレーキ装置の制動力は、ブレーキシューとブレーキ車間の摩擦係数とブレーキシューのブレーキ車への押圧力との積で決まる。
【0008】
摩擦係数は材料によって決まる値であり、押圧力はバネ力によって付与される一定の値である。したがって、制動力は走行中でも静止中とほぼ同等の大きさとなる。このため、静止保持の安全性は確保される一方で、走行中の制動力としては必要以上に大きく、過大な減速度を生じるという問題がある。この問題を解決するためには走行中の制動力を適正な値に低減する必要があるが、上記ブレーキ機構によれば制動力を制御することができない。
【0009】
適正な減速度が得られるように、制動力を制御する手段として従来、例えば特開平5−303607号公報や特開平7−76468号公報に開示された装置では、電磁ブレーキを構成するブレーキコイルに供給する電流値を制御するように構成している。図7は制動力を制御するための従来のブレーキ装置の外観図である。図7のブレーキ装置は、ブレーキドラム229とブレーキドラム229を挟む位置に配置された両側のブレーキレバー230と、ブレーキレバー230を回転自在に下端で支持するピン231と、ブレーキレバー230のほぼ回転軸227の中心に対応する位置に、それぞれピン232を介して結合されるブレーキシュー233とにより構成される。
【0010】
ブレーキレバー230の上方には、ブレーキばね236が配置され、ブレーキばね236のばね力によりブレーキシュー233がブレーキドラム229に付勢され、制動力を発生する。ブレーキレバー230のさらに上方にはブレーキばね236による制動力を解放するための電磁マグネット219が、押圧ロッド237を介してそれぞれブレーキレバー230の間に設けられている。
【0011】
図8は図7の電磁マグネット219の構成図である。箱体を構成する継鉄238と継鉄238内に固定された固定鉄心239と、固定鉄心239と継鉄238を垂直に貫通する可動ロッド243と、可動ロッド243の上部に固定された可動鉄心240と、可動鉄心240と対向する固定鉄心239の外周に設置された円筒状のコイル241と、可動ロッド243の下端に一端が当接するレバー242と、レバー242の他端に一端が当接する図7の押圧ロッド237から構成されている。なお、固定鉄心239と可動鉄心240とは空隙dを介して対向している。
【0012】
この構成で、コイル241に電流を印加すると、可動鉄心240は固定鉄心239側に吸引されて移動し、可動ロッド243を下方へ移動させる。そして、レバー242はピン247を支点として回動し、可動ロッド243が図7のブレーキばね236のばね力に抗して、ブレーキレバー230を押し広げる。また、コイル241への印加電流量を変えることにより可動鉄心240の吸引力を制御できるので、ブレーキシュー233の押圧力を変化させ、制動力を変化させることができる。
【0013】
しかしながら以上のような構成では、ブレーキシュー233のブレーキドラム229と当接する面が摩耗すると、図8に示す空隙dの間隔が大きくなる。このため、摩耗前と同じ電流値をコイル241に供給しても電磁吸引力が低下し、ブレーキレバー230を所定の押圧力で押し広げることができず、所定の制動力が得られない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来のディスクブレーキ装置では種々の問題があり、所定の制動力が得られないという問題があった。
【0015】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、制動力を所定の大きさに設定可能な摩擦式ブレーキ、ディスクブレーキ装置およびエレベータ用ディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、互いに所定の押圧力で接触しながら摺動し、制動力を発生する制動される第1の摺動部材と制動する第2の摺動部材を有する摩擦式ブレーキ装置において、制動中に、所定の押圧力で接触した状態で、上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が0となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで有するように上記第2の摺動部材を駆動する制動力制御手段と、制動される上記第1の摺動部材の速度を検出する速度検出手段と、所定の速度領域内における駆動パターンを予め記憶し、検出された速度に応じて所定の制動力が得られるように駆動パターンを決定する演算手段と、を備え、
上記制動力制御手段が、上記駆動パターンに従って上記第2の摺動部材を駆動することを特徴とする摩擦式ブレーキにある。
【0017】
またこの発明は、上記制動力制御手段が、制動中に上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が0となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで、複数回発生させるように上記第2の摺動部材を制動力の発生する方向に概ね平行な方向に往復運動させることを特徴とする摩擦式ブレーキにある。
【0019】
またこの発明は、回転ディスクと、上記回転ディスクに付勢され制動力を発生するブレーキシューと、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の1周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも1回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段から出力された速度信号に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定するとともに上記駆動制御手段に駆動パターン信号を出力する演算手段と、を備えたことを特徴とするディスクブレーキ装置にある。
【0021】
またこの発明は、エレベータのかごを昇降させるかご駆動用電動機の回転軸に固定された回転ディスクと、この回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢され制動力を発生するブレーキシューと、この上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の1周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも1回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段で検出された速度に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定する演算手段と、この演算手段の駆動パターンに従って上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とするエレベータ用ディスクブレーキ装置にある。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を各実施の形態に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の一実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。図中、2はブレーキシューで、矢印Bの制動力の働く向きと概ね平行な方向に往復運動(振動)可能なように支持されているとともに、図示を省略した付勢手段(例えば後述する図5のアーム43a、43b等からなるもの)により回転ディスク10に対して一定の押圧力Pで付勢かつ離間される。10は矢印Aの方向に移動(回転)している回転ディスクで、5の回転軸に固定されている。回転軸5は図示を省略した電動機やシーブに係合されている。
【0023】
1はブレーキシュー2を矢印Bの制動力の働く向きと概ね平行な方向に振動させるための振動手段で、ブレーキシュー2と係合されている。また、振動手段1はブレーキシュー2と回転ディスク10の間に働く制動力以上の力を発生させることができる。振動手段1には、例えば、圧電素子、磁歪素子、ボイスコイルモータなどが用いられる。4は振動手段1を所定のタイミングで所定の振動を行わせる駆動制御部である。また、振動手段1はブレーキシュー2と回転ディスク10の間に作用する制動力を十分ささえることができるように図示を省略した構造体に支持されている。
【0024】
なお、制動力制御手段は振動手段1および駆動制御部4から構成され、駆動制御部手段は駆動制御部4から構成される。
【0025】
図1のような構成に基づき、この実施の形態の制動時の動作を説明する。まず、回転ディスク10が方向Aに回転しているとき、ブレーキシュー2は回転ディスク10から離間した位置にある。そして、図示を省略した付勢手段により所定のタイミングでブレーキシュー2を所定の押圧力Pで回転ディスク10に付勢し、制動力を発生させる。ブレーキシュー2が回転ディスク10に付勢されると同時に、駆動制御部4からの所定の駆動信号が出力され、この駆動信号に基づき振動手段1がブレーキシュー2を矢印Bの方向に振動させ、制動力の制御を行う。なお、振動手段1によるブレーキシュー2の振動は制動開始から回転ディスク10が停止するまでの間で、もしくは予め設定された所定の時間行われる。
【0026】
次に、図1とブレーキシュー2および回転ディスク10の速度、速度差および制動力を示した図2に基づき制動力の制御原理を説明する。図2の(a)は制動中のある時間領域における回転ディスク10のブレーキシュー2との接触部分の速度Vmおよびブレーキシュー2の速度Vsを示している。図2の(b)はVsとVmの速度差を示している。また、図2の(c)は回転ディスク10が受ける制動力Fを示している。なお、速度の方向はVm、Vs共に、回転ディスク10の有する速度の方向を正としている。一方、制動力Fの値は回転ディスク10を静止させる方向に働く場合を正としている。また、図2の(a)〜(c)の各図の時間領域は、概ね振動の1周期T0中の変化を示したものである。
【0027】
制動開始後、ブレーキシュー2は振動手段1の伸縮動作により、
【0028】
Vs=f(t) (1)
0 T0f(t)dt=0
t:振動手段駆動開始からの時間
【0029】
となるような速度Vsで振動させる。ここで、(1)式中の関数f(t)は周期T0の周期関数である。また、図2の(a)に示すように周期T0の間でVs>Vmとなる区間a−bが存在するように設定されている。このため、図2の(b)に示すように、区間a−bとその他の区間では、ブレーキシュー2と回転ディスク10の相対速度(速度差)の符号が逆になる。また、回転ディスク10に付与される制動力の大きさF0は、ブレーキシュー2の押しつけ力をP、回転ディスク10とブレーキシュー2との摩擦係数をμとすると、
【0030】
F0=P・μ (2)
【0031】
で表される値となる。したがって、図2の(c)に区間a−b以外では回転ディスク10には正の制動力F0が働くのに対して、区間a−bでは負の制動力−F0が働くことになる。ここで、Vsの1周期に相当する時間T0の間の平均的な制動力Faを考えると、
【0032】
Fa=F0・(T0−2・Td)/T0 (3)
Td:負の制動力となる時間間隔
【0033】
となる。また、制動力を振動させた場合とさせない場合で比較した場合、(3)式より、
【0034】
F0>Fa=α・F0 (4)
ただし 0<α<1
【0035】
となる。なお、(4)式のαは制動力の変化率を表す係数である。したがって、ブレーキシュー2を(1)式の条件の速度パターンで振動させることにより、平均的な制動力を低減できるとともに、負の制動力となる時間間隔Tdを変えることで制動力を制御することができる。
【0036】
上記の説明では周期T0の間について説明したが、実際には停止するまでの所定の時間にわたって、連続的に振動手段1を駆動する。この間、回転ディスク10が減速していく。これは図2の(a)のV0が減少することに相当する。このため、振動手段1の駆動パターン一定とすると、Vs>Vmとなる時間間隔Tdが増加し、(3)式より制動力Faは減少していく。このため、所望のFaを得るためには、所定の制動力を付与した場合の回転ディスクの速度変化を予め算出しておき、これに基づき各振動周期毎に所定のTdの値が得られるように振動パターンを設定しておけばよい。
【0037】
また、上記実施の形態によれば、ブレーキシューが回転ディスクに所定の押圧力で付勢された状態で、振動手段がブレーキシューを制動力の働く方向と平行に振動させることにより制動力を制御するので、ブレーキシューが摩耗しその厚さが変化しても振動手段の動作には影響を及ぼさず、長期的に安定した制動力の制御ができる。
【0038】
また、周期T0を小さくすれば1周期中の制動に費やされる仕事量が小さくなるため各周期毎の減速度の変化が減少し、なめらかな減速が可能となる。
【0039】
実施の形態2.
図3はこの発明のブレーキ装置における特にブレーキシューと振動手段の一例を示し、(a)は平面図、(b)は右側面図である。振動手段1として、積層形圧電素子11a、11bを用いている。積層形圧電素子11a、11bは印加電圧に応じて矢印Cの方向に伸張することができる。積層形圧電素子11a、11bのそれぞれの片端は、レバー12a、12bに当接している。また、それぞれの他端は予圧ねじ14a、14bに当接している。
【0040】
予圧ネジ14a、14bは、ネジを締め込むことにより、積層形圧電素子11a、11bに予圧を与えるものである。この予圧ネジ14a、14bにより電圧を加えた際に積層形圧電素子11a、11bの伸張方向に引っ張り応力が負荷されることを防止できる。レバー12a、12bはそれぞれ切り欠き部13a、13bを支点として固定台21a、21bに固定されている。レバー12a、12bの片端部はそれぞれ可動台15に当接している。
【0041】
可動台15は板ばね16a、16b、16c、16dで支持され、図中矢印Dの向きに移動することができる。この可動台15にはブレーキシュー2が固定されている。板ばね16a、16b、16c、16dのそれぞれは、片端が可動台15、他端が固定台21a、21bに接合されている。固定台21a、21bはそれぞれ固定ねじ20a、20b、20c、20dで図示を省略した付勢手段に固定されている。
【0042】
図3に基づき、ブレーキシュー2を振動させる動作について説明する。ブレーキシュー2を矢印D1の方向に変位させるためには、積層形圧電素子11aのみに所定の電圧を印加する。これにより、レバー12aが切り欠き13aを支点に回転し、可動台15を矢印D1方向に変位させる。この時、可動台15の矢印D1方向への変位により、レバー12bを介して積層形圧電素子11bは圧縮される。同様に、ブレーキシュー2を矢印D2の方向に変位させるためには、積層形圧電素子11bのみに所定の電圧を印加する。このように積層形圧電素子11a、11bを伸張させることにより、ブレーキシュー2を矢印Dの方向に振動させることができる。なお、この実施の形態では印加電圧を制御することにより、ブレーキシュー2を所定の速度パターンで駆動する。
【0043】
この実施の形態によれば、振動手段にソレノイドや油圧アクチュエータを用いる場合より、振動手段を小型にできる。
【0044】
実施の形態3.
上記実施の形態1では所定の制動力を得るために、回転ディスクの速度変化を予め推定し、これに基づき(1)式の振動手段1の駆動パターンを決定しておく必要がある。したがって、回転ディスクが予想の回転速度と異なると所望の制動力が得られず、安定した制動ができない。この実施の形態ではこの問題を解決するものである。この実施の形態は、回転ディスクの速度に依らず、所定の制動値を得るためのものである。
【0045】
図4はこの発明の別の実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示しており、その説明を省略する。図4中の31は速度検出部で、回転ディスク10の速度を検出する。検出した速度値は速度信号として32の演算部に出力される。演算部32では速度検出部31からの速度信号とあらかじめ記憶された所望の制動力値から、所望の制動力に制御するための振動手段1の駆動パターンを算出する。算出された駆動パターンは駆動制御部4に駆動パターン信号として出力され、この駆動パターンに基づき振動手段1が駆動される。
【0046】
なお、速度検出部31が速度検出手段を構成し、演算部32が演算手段を構成する。
【0047】
図4の構成に基づき、この実施の形態の動作原理について説明する。なお、次の説明では制動中の制動力を相対速度に依らず概ね一定の制動力Fc
【0048】
Fc=α’・F0
【0049】
とする場合で説明する。回転ディスクのある速度における制動力の変化率αの値は、図1と(3)式で示したように、振動の1周期T0中におけるブレーキシュー2の速度が回転ディスク10の速度よりも大きくなる時間Tdの割合で決まる。したがって、変化率α’を所定の速度領域で一定となるようにするためには、周期T0に対するTdの割合を一定とするように、振動手段1の駆動パターンを選択する。
【0050】
この実施の形態では、所望の変化率α’が得られるように、所定の速度範囲内における駆動パターンを予め求めておき、これを演算手段32に記憶しておく。実際の制動時には、制動開始と共に回転ディスク10の速度を検出し、検出された速度値に応じて所定の制動力が得られるように演算部32で駆動パターンを決定する。上記のように、回転ディスク10の速度を検出し、検出された速度値に応じて振動手段1の駆動パターンを変更することにより、回転ディスク10の速度変化によらず、制動力を一定の割合で変化させることが可能となる。
【0051】
なお、この実施の形態の図4のブレーキシュー2とそれを振動させる振動手段1の部分に、実施の形態2の図3に示す構成のものを用いても上記と同様の効果が得らる。
【0052】
実施の形態4.
図5はこの発明の一実施の形態によるエレベータ用ディスクブレーキ装置の全体構成図である。図中、図6と同一符号は同一または相当部分を示しており、説明を省略する。アーム43a、43bは回転軸44a、44bを中心に回転自由に支持されている。アーム43a、43bの片端には電磁マグネット45とばね46が接続されており、他端には振動手段1a、1bが固定されている。電磁マグネット45は電圧印加により電磁吸引力を発生し、ばね46のバネ力に抗して、ブレーキシュー2a、2bを回転ディスク10より離間させることができる。ばね46はブレーキシュー2a、2bを回転ディスク10に一定の押圧力で付勢する。31aは速度検出器でモータの回転速度、すなわち回転ディスク10の回転速度を検出する。速度検出器31aの速度信号は演算部32に出力される。なお、50はエレベータ制御部である。
【0053】
つぎに急停止のために制動する際のブレーキ装置の動作について説明する。まず、非常停止信号に応じて電磁マグネット45への電圧印加を停止し、開放状態とする。ばね46のバネ力によりアーム43a、43bが回転軸44a、44bを中心として回動し、ブレーキシュー2a、2bを回転ディスク10に付勢する。そしてブレーキシュー2a、2bを振動手段1a、1b(例えば図3に示すもの)により制動力のかかる方向と平行な方向に振動させる。振動手段1a、1bの駆動パターンは、速度検出器31aで検出された速度信号に基づき、演算部32において所定の制動力となるように設定される。なお、所定の制動力は、次の2つの条件を満たすように予め設定されたものである。その条件とはかご104の減速度が乗客に不快感を与えないことと、所定の制動距離内でかご104を停止させることが可能であることである。
【0054】
この実施の形態によれば、急停止時に過大な制動力がかごに付与されず、乗客へ不快感を与えることを防止することができる。
【0055】
なお、以上の各実施の形態で説明したブレーキ機構は、ディスクブレーキ装置あるいはエレベータ用ディスクブレーキ装置に限られるものではなく、互いに押圧されて接触しながら摺動し制動力を発生する摩擦式のブレーキ全てに適用可能である。
【0056】
【発明の効果】
上記のようにこの発明では、互いに所定の押圧力で接触しながら摺動し、制動力を発生する制動される第1の摺動部材と制動する第2の摺動部材を有する摩擦式ブレーキ装置において、制動中に、所定の押圧力で接触した状態で、上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が0となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで有するように上記第2の摺動部材を駆動する制動力制御手段を備えた摩擦式ブレーキとしたので、制動力を発生する摺動部材で発生する制動力を一時的に0もしくは逆方向に付与することが可能となるため、制動中の平均的な制動力を制御することができ、制動力を発生する摺動部材の摩耗などによる形状変化の影響を受けずに、制動力を所定の大きさに設定することが可能となる。
【0057】
またこの発明では、上記制動力制御手段が、制動中に上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が0となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで、複数回発生させるように上記第2の摺動部材を制動力の発生する方向に概ね平行な方向に往復運動させるようにしたので、制動力変化の時間間隔を小さくでき、制動力を制御した場合でもなめらかな制動が可能となる。
【0058】
またこの発明では、制動される上記第1の摺動部材の速度を検出する速度検出手段と、所定の速度領域内における駆動パターンを予め記憶し、検出された速度に応じて所定の制動力が得られるように駆動パターンを決定する演算手段と、をさらに備え、上記制動力制御手段が、上記駆動パターンに従って上記第2の摺動部材を駆動するようにしたので、制動される第1の摺動部材の速度すなわち摺動部材間の相対速度差の大きさや変化に依らず、安定した制動力の制御が可能となる。
【0059】
またこの発明では、回転ディスクと、上記回転ディスクに付勢され制動力を発生するブレーキシューと、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の1周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも1回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、を備えたディスクブレーキ装置としたので、ブレーキシューから回転ディスクへかかる制動力の方向を所定の時間間隔で逆転させることで、制動力を制御することができ、ブレーキシューの摩耗による形状変化の影響を受けずに、制動力を所定の大きさに設定することが可能となる。
【0060】
またこの発明では、上記ディスクブレーキ装置において、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段から出力された速度信号に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定するとともに上記駆動制御手段に駆動パターン信号を出力する演算手段と、をさらに備えたので、回転ディスクの速度に対応して振動手段の駆動パターンを制御するようにしたので、回転ディスクの速度変化によらず安定した所望の制動力が得られる。
【0061】
またこの発明では、エレベータのかごを昇降させるかご駆動用電動機の回転軸に固定された回転ディスクと、この回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢され制動力を発生するブレーキシューと、この上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の1周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも1回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段で検出された速度に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定する演算手段と、この演算手段の駆動パターンに従って上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、を備えたエレベータ用ディスクブレーキ装置としたので、急停止時にかごの速度に応じてブレーキシューを振動させることによりブレーキ装置が発生する制動力を制御するようにしたので、過大な制動力がかごに付与されず、乗客に不快感を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。
【図2】 図1の摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置における制動力の制御方法の説明するための図である。
【図3】 この発明のブレーキ装置における特にブレーキシューと振動手段の一例を示す図である。
【図4】 この発明の別の実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。
【図5】 この発明の一実施の形態によるエレベータ用ディスクブレーキ装置の全体構成図である。
【図6】 従来のディスクブレーキ装置を含むエレベータの全体構成図である。
【図7】 従来の制動力を制御するブレーキ装置の外観図である。
【図8】 図7の電磁マグネットの構成図である。
【符号の説明】
1 振動手段、2のブレーキシュー、4 駆動制御部、5 回転軸、10 回転ディスク、11a,11b 積層形圧電素子、12a,12b レバー、13a,13b 切り欠き部、14a,14b 予圧ねじ、15 可動台、16a〜16d 板ばね、20a〜20d 固定ねじ、21a,21b 固定台、31,31a 速度検出部、32 演算部、43a,43b アーム、44a,44b回転軸、45 電磁マグネット、46 ばね、50 エレベータ制御部、101 かご駆動用電動機、102 シーブ、103 かご用ロープ、104 かご、105 釣り合い重り。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a friction brake, a disc brake device, and an elevator disc brake device capable of controlling a braking force.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is an overall configuration diagram of an elevator including a conventional disc brake device disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-130875. In FIG. 6, 101 is a car driving motor, 101a is a rotating shaft, 102 is a sheave driven by the car driving motor 101 through the rotating shaft 101a, 103 is a car rope wound around the sheave 102, A car 104 and a counterweight 105 are coupled to the end. Reference numeral 106 denotes a brake disc fixed to the rotary shaft 101a, and 107 denotes an electromagnetic brake. A brake wheel 106 and a brake shoe 108 that is urged by a mechanism such as a spring (not shown) on the brake wheel 106 are separated from the brake wheel 106. And a coil 109.
[0003]
The conventional elevator disc brake device is configured as described above. When the car 104 is stopped, the applied current to the brake coil 109 is de-energized, and the brake shoe 108 is urged to the brake wheel 106 by the spring force. The car driving motor 101 is given a predetermined friction braking force.
[0004]
When the car 104 is moved to a predetermined floor from the stationary state, the braking force is released by energizing the brake coil 109 and releasing the brake shoe 108 from the brake wheel 106. Next, the car driving motor 101 is driven, and the sheave 102 connected to the car driving motor 101 rotates, whereby the car 104 travels toward a predetermined floor via the car rope 103. When the car 104 reaches the predetermined floor, the power supply to the car driving motor 101 is cut off, the current supply to the brake coil 109 is also turned off, and the braking force is applied to the car driving motor 101. .
[0005]
The above operation is a case of normal operation, but if any abnormality occurs during the traveling of the car 104 (for example, an abnormality in the car speed or opening of the passenger door), the power supply to the car driving motor 101 is cut off. The current to the brake coil 109 is also turned off. Accordingly, the braking force is applied while the car 104 is traveling. Then, the vehicle stops at a deceleration determined by the running conditions such as the weight in the car and the running direction and the braking force (hereinafter referred to as a sudden stop).
[0006]
In such a sudden stop, the passenger is subjected to excessive deceleration more than that which occurs during normal travel. For this reason, an extreme discomfort is given to a passenger.
[0007]
The above excessive deceleration occurs because the braking force generated by the brake device is set to be large. This is to provide a sufficient braking force to ensure safety during stationary holding, and is set so that the car 104 can be held stationary even when a load of about 170% of the loaded load is applied. . According to the above configuration, the braking force of the brake device is determined by the product of the coefficient of friction between the brake shoe and the brake wheel and the pressing force of the brake shoe on the brake wheel.
[0008]
The friction coefficient is a value determined by the material, and the pressing force is a constant value given by the spring force. Therefore, the braking force is almost equal to that during stationary while stationary. For this reason, while safety of stationary holding is ensured, there is a problem that the braking force during traveling is larger than necessary and excessive deceleration occurs. In order to solve this problem, it is necessary to reduce the braking force during traveling to an appropriate value. However, according to the brake mechanism, the braking force cannot be controlled.
[0009]
Conventionally, as a means for controlling braking force so as to obtain an appropriate deceleration, for example, in the devices disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-303607 and 7-76468, the brake coil constituting the electromagnetic brake is used as a brake coil. The current value to be supplied is controlled. FIG. 7 is an external view of a conventional brake device for controlling the braking force. The brake device of FIG. 7 includes a brake drum 229 and brake levers 230 disposed on both sides of the brake drum 229, a pin 231 that rotatably supports the brake lever 230 at its lower end, and a substantially rotating shaft of the brake lever 230. The brake shoe 233 is coupled to a position corresponding to the center of the 227 via a pin 232.
[0010]
A brake spring 236 is disposed above the brake lever 230, and the brake shoe 233 is biased by the brake drum 229 by the spring force of the brake spring 236 to generate a braking force. Further above the brake lever 230, electromagnetic magnets 219 for releasing the braking force by the brake spring 236 are provided between the brake levers 230 via the pressing rods 237, respectively.
[0011]
FIG. 8 is a configuration diagram of the electromagnetic magnet 219 of FIG. A yoke 238 constituting the box, a fixed iron core 239 fixed in the yoke 238, a movable rod 243 vertically passing through the fixed iron core 239 and the yoke 238, and a movable iron core fixed on the upper portion of the movable rod 243 240, a cylindrical coil 241 installed on the outer periphery of the fixed iron core 239 facing the movable iron core 240, a lever 242 whose one end abuts on the lower end of the movable rod 243, and one end abutting on the other end of the lever 242. 7 pressing rods 237. Note that the fixed iron core 239 and the movable iron core 240 are opposed to each other through the gap d.
[0012]
With this configuration, when a current is applied to the coil 241, the movable iron core 240 is attracted and moved toward the fixed iron core 239, and the movable rod 243 is moved downward. Then, the lever 242 rotates with the pin 247 as a fulcrum, and the movable rod 243 pushes the brake lever 230 against the spring force of the brake spring 236 in FIG. Further, since the attractive force of the movable iron core 240 can be controlled by changing the amount of current applied to the coil 241, the pressing force of the brake shoe 233 can be changed to change the braking force.
[0013]
However, in the above configuration, when the surface of the brake shoe 233 that contacts the brake drum 229 is worn, the gap d shown in FIG. 8 is increased. For this reason, even if the same current value as before the wear is supplied to the coil 241, the electromagnetic attractive force is reduced, the brake lever 230 cannot be spread with a predetermined pressing force, and a predetermined braking force cannot be obtained.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional disc brake device has various problems, and a predetermined braking force cannot be obtained.
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a friction brake, a disc brake device, and an elevator disc brake device capable of setting a braking force to a predetermined magnitude. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In view of the above object, the present invention is a friction type having a first sliding member to be braked and a second sliding member to be braked that slide while contacting each other with a predetermined pressing force to generate a braking force. In the brake device, during braking, the time when the relative speed difference in the direction in which the braking force is generated between the sliding members becomes zero or the time when the sign is reversed is in a predetermined length while in contact with a predetermined pressing force. Braking force control means for driving the second sliding member to haveThe speed detecting means for detecting the speed of the first sliding member to be braked and the driving pattern in the predetermined speed region are stored in advance so that a predetermined braking force can be obtained according to the detected speed. And a calculation means for determining a drive pattern,
The braking force control means drives the second sliding member according to the drive pattern.The friction brake is characterized by that.
[0017]
Further, according to the present invention, the braking force control means has a predetermined length of time during which the relative speed difference in the direction in which the braking force is generated between the sliding members is 0 or when the sign is reversed, In the friction brake, the second sliding member is reciprocated in a direction substantially parallel to a direction in which a braking force is generated so as to be generated a plurality of times.
[0019]
  The present invention also provides a rotating disk, a brake shoe that is urged by the rotating disk to generate a braking force, and an urging force that allows the brake shoe to be urged against the rotating disk with a substantially constant pressing force and separated. And the brake shoe is urged against the rotating disk and vibrates in a direction in which a braking force is generated, and at least a difference in speed between contact portions of the brake shoe and the rotating disk is at least one cycle of vibration. Vibration means that vibrates so as to take positive and negative values one by one; drive control means that drives the vibration means under a predetermined drive condition;A speed detecting means for detecting the speed of the rotating disk; and a drive pattern of the vibrating means is determined so as to obtain a predetermined braking force based on a speed signal output from the speed detecting means, and the drive control means A computing means for outputting a drive pattern signal;A disc brake device comprising:
[0021]
The present invention also provides a rotating disk fixed to a rotating shaft of a car driving electric motor that raises and lowers an elevator car, a brake shoe that is urged by the rotating disk with a substantially constant pressing force to generate a braking force, An urging means that urges the brake shoe against the rotating disk with a substantially constant pressing force and separates the brake shoe, and vibrates the brake shoe in a direction in which a braking force is generated with the brake shoe being urged against the rotating disk. In addition, vibration means for vibrating so that the speed difference of the contact portion between the brake shoe and the rotating disk takes a positive value and a negative value at least once in one cycle of vibration, and the speed of the rotating disk is detected. Based on the speed detection means and the speed detected by the speed detection means, a driving pattern of the vibration means is determined so as to obtain a predetermined braking force. And means, located above the vibrating means according to the driving pattern of the operation unit in the elevator disc brake device characterized by comprising a driving control means for driving a predetermined driving condition.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described according to each embodiment.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a friction brake and a disc brake device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 2 denotes a brake shoe, which is supported so as to be capable of reciprocating (vibrating) in a direction substantially parallel to the direction in which the braking force indicated by the arrow B is applied, and an urging means (not shown in the figure) 5, the arm 43a, 43b, etc.) is biased and separated from the rotating disk 10 with a constant pressing force P. Reference numeral 10 denotes a rotating disk that moves (rotates) in the direction of arrow A, and is fixed to a rotating shaft 5. The rotating shaft 5 is engaged with an electric motor or sheave not shown.
[0023]
Reference numeral 1 denotes vibration means for causing the brake shoe 2 to vibrate in a direction substantially parallel to the direction in which the braking force indicated by the arrow B acts, and is engaged with the brake shoe 2. Further, the vibration means 1 can generate a force greater than the braking force acting between the brake shoe 2 and the rotating disk 10. For the vibration means 1, for example, a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a voice coil motor, or the like is used. Reference numeral 4 denotes a drive control unit that causes the vibration unit 1 to vibrate at a predetermined timing. Further, the vibration means 1 is supported by a structure not shown so that the braking force acting between the brake shoe 2 and the rotary disk 10 can be sufficient.
[0024]
The braking force control means includes the vibration means 1 and the drive control unit 4, and the drive control unit means includes the drive control unit 4.
[0025]
Based on the configuration shown in FIG. 1, the operation during braking of this embodiment will be described. First, when the rotating disk 10 is rotating in the direction A, the brake shoe 2 is at a position away from the rotating disk 10. Then, the brake shoe 2 is urged to the rotating disk 10 with a predetermined pressing force P at a predetermined timing by an urging means (not shown) to generate a braking force. At the same time as the brake shoe 2 is urged to the rotating disk 10, a predetermined drive signal is output from the drive control unit 4. Based on this drive signal, the vibration means 1 vibrates the brake shoe 2 in the direction of arrow B, Control the braking force. The vibration of the brake shoe 2 by the vibration means 1 is performed from the start of braking until the rotating disk 10 stops or for a predetermined time set in advance.
[0026]
Next, the control principle of the braking force will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 showing the speed, speed difference and braking force of the brake shoe 2 and the rotating disk 10. FIG. 2A shows the speed Vm of the contact portion of the rotating disk 10 with the brake shoe 2 and the speed Vs of the brake shoe 2 in a certain time region during braking. FIG. 2B shows the speed difference between Vs and Vm. FIG. 2C shows the braking force F received by the rotary disk 10. Note that the speed direction of the rotating disk 10 is positive for both Vm and Vs. On the other hand, the value of the braking force F is positive when it works in the direction in which the rotary disk 10 is stationary. In addition, the time regions in each of FIGS. 2A to 2C generally indicate changes during one period T0 of vibration.
[0027]
After the start of braking, the brake shoe 2 is expanded and contracted by the vibration means 1.
[0028]
Vs = f (t) (1)
0 T0f (t) dt = 0
t: Time from the start of vibration means drive
[0029]
Vibrate at a speed Vs such that Here, the function f (t) in the expression (1) is a periodic function having a period T0. Further, as shown in FIG. 2A, the interval a-b where Vs> Vm exists in the period T0. For this reason, as shown in FIG. 2B, the sign of the relative speed (speed difference) between the brake shoe 2 and the rotating disk 10 is reversed between the section ab and the other sections. Further, the magnitude F0 of the braking force applied to the rotating disk 10 is as follows: P is the pressing force of the brake shoe 2, and μ is the friction coefficient between the rotating disk 10 and the brake shoe 2.
[0030]
F0 = P ・ μ (2)
[0031]
The value represented by Accordingly, in FIG. 2C, a positive braking force F0 is applied to the rotating disk 10 except for the section ab, whereas a negative braking force -F0 is applied to the section ab. Here, considering an average braking force Fa during time T0 corresponding to one cycle of Vs,
[0032]
Fa = F0 · (T0-2 · Td) / T0 (3)
Td: time interval for negative braking force
[0033]
It becomes. Also, when comparing the case where the braking force is vibrated and the case where it is not vibrated,
[0034]
F0> Fa = α · F0 (4)
However, 0 <α <1
[0035]
It becomes. In the equation (4), α is a coefficient representing the rate of change of the braking force. Accordingly, the average braking force can be reduced by vibrating the brake shoe 2 with the speed pattern of the condition of the expression (1), and the braking force is controlled by changing the time interval Td that becomes a negative braking force. Can do.
[0036]
In the above description, the period T0 has been described. However, the vibration unit 1 is continuously driven over a predetermined time until actually stopping. During this time, the rotating disk 10 decelerates. This corresponds to a decrease in V0 in FIG. For this reason, if the drive pattern of the vibration means 1 is constant, the time interval Td where Vs> Vm increases, and the braking force Fa decreases from the equation (3). Therefore, in order to obtain a desired Fa, a change in speed of the rotating disk when a predetermined braking force is applied is calculated in advance, and based on this, a predetermined Td value can be obtained for each vibration period. You only need to set a vibration pattern.
[0037]
Further, according to the above embodiment, the braking force is controlled by vibrating the brake shoe in parallel with the direction in which the braking force works while the brake shoe is urged against the rotating disk with a predetermined pressing force. Therefore, even if the brake shoe wears and its thickness changes, the operation of the vibration means is not affected, and the braking force can be stably controlled over a long period.
[0038]
Further, if the period T0 is reduced, the amount of work spent for braking during one period is reduced, so that the change in deceleration for each period is reduced, and smooth deceleration is possible.
[0039]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 shows an example of a brake shoe and vibration means in the brake device of the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a right side view. As the vibration means 1, stacked piezoelectric elements 11a and 11b are used. The stacked piezoelectric elements 11a and 11b can expand in the direction of arrow C according to the applied voltage. One end of each of the stacked piezoelectric elements 11a and 11b is in contact with the levers 12a and 12b. Each other end is in contact with preload screws 14a and 14b.
[0040]
The preload screws 14a and 14b apply preload to the laminated piezoelectric elements 11a and 11b by tightening the screws. When a voltage is applied by the preload screws 14a and 14b, it is possible to prevent a tensile stress from being applied in the extending direction of the stacked piezoelectric elements 11a and 11b. The levers 12a and 12b are fixed to the fixing bases 21a and 21b with the notches 13a and 13b as fulcrums, respectively. One end portions of the levers 12a and 12b are in contact with the movable base 15, respectively.
[0041]
The movable table 15 is supported by leaf springs 16a, 16b, 16c, and 16d, and can move in the direction of arrow D in the figure. The brake shoe 2 is fixed to the movable table 15. Each of the leaf springs 16a, 16b, 16c, and 16d is joined to the movable base 15 at one end and the fixed bases 21a and 21b at the other end. The fixing bases 21a and 21b are fixed to urging means (not shown) with fixing screws 20a, 20b, 20c and 20d, respectively.
[0042]
Based on FIG. 3, the operation | movement which vibrates the brake shoe 2 is demonstrated. In order to displace the brake shoe 2 in the direction of the arrow D1, a predetermined voltage is applied only to the laminated piezoelectric element 11a. Thereby, the lever 12a rotates about the notch 13a as a fulcrum, and the movable base 15 is displaced in the direction of the arrow D1. At this time, the stacked piezoelectric element 11b is compressed via the lever 12b by the displacement of the movable base 15 in the direction of the arrow D1. Similarly, in order to displace the brake shoe 2 in the direction of the arrow D2, a predetermined voltage is applied only to the laminated piezoelectric element 11b. Thus, by extending the stacked piezoelectric elements 11a and 11b, the brake shoe 2 can be vibrated in the direction of arrow D. In this embodiment, the brake shoe 2 is driven in a predetermined speed pattern by controlling the applied voltage.
[0043]
According to this embodiment, the vibration means can be made smaller than when a solenoid or a hydraulic actuator is used as the vibration means.
[0044]
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, in order to obtain a predetermined braking force, it is necessary to estimate the speed change of the rotating disk in advance and to determine the drive pattern of the vibration means 1 of the equation (1) based on this. Therefore, if the rotating disk is different from the expected rotation speed, a desired braking force cannot be obtained and stable braking cannot be performed. This embodiment solves this problem. This embodiment is for obtaining a predetermined braking value regardless of the speed of the rotating disk.
[0045]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a friction brake and a disc brake device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. Reference numeral 31 in FIG. 4 denotes a speed detector that detects the speed of the rotating disk 10. The detected speed value is output to the 32 arithmetic units as a speed signal. The calculation unit 32 calculates a drive pattern of the vibration means 1 for controlling to a desired braking force from the speed signal from the speed detection unit 31 and a desired braking force value stored in advance. The calculated drive pattern is output to the drive control unit 4 as a drive pattern signal, and the vibration unit 1 is driven based on this drive pattern.
[0046]
The speed detector 31 constitutes a speed detector and the calculator 32 constitutes a calculator.
[0047]
Based on the configuration of FIG. 4, the operation principle of this embodiment will be described. In the following explanation, the braking force during braking is approximately constant regardless of the relative speed.
[0048]
Fc = α ′ · F0
[0049]
The case will be described. The value of the braking force change rate α at a certain speed of the rotating disk is such that the speed of the brake shoe 2 is larger than the speed of the rotating disk 10 during one vibration period T0, as shown in FIG. Determined by the ratio of time Td. Therefore, in order to make the rate of change α ′ constant in a predetermined speed region, the drive pattern of the vibration unit 1 is selected so that the ratio of Td to the period T0 is constant.
[0050]
In this embodiment, a driving pattern within a predetermined speed range is obtained in advance so as to obtain a desired change rate α ′, and this is stored in the computing means 32. At the time of actual braking, the speed of the rotating disk 10 is detected at the same time as braking is started, and the drive pattern is determined by the calculation unit 32 so that a predetermined braking force is obtained according to the detected speed value. As described above, by detecting the speed of the rotating disk 10 and changing the drive pattern of the vibration means 1 according to the detected speed value, the braking force is kept at a constant rate regardless of the speed change of the rotating disk 10. It is possible to change with.
[0051]
Note that the same effect as described above can be obtained even if the brake shoe 2 of FIG. 4 of this embodiment and the vibration means 1 for vibrating the same are used in the configuration shown in FIG. 3 of the second embodiment. .
[0052]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is an overall configuration diagram of an elevator disc brake device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted. The arms 43a and 43b are supported so as to be freely rotatable about the rotation shafts 44a and 44b. An electromagnetic magnet 45 and a spring 46 are connected to one end of each of the arms 43a and 43b, and vibration means 1a and 1b are fixed to the other end. The electromagnetic magnet 45 generates an electromagnetic attractive force by applying a voltage, and the brake shoes 2 a and 2 b can be separated from the rotating disk 10 against the spring force of the spring 46. The spring 46 biases the brake shoes 2a and 2b to the rotating disk 10 with a constant pressing force. A speed detector 31a detects the rotational speed of the motor, that is, the rotational speed of the rotary disk 10. The speed signal of the speed detector 31a is output to the calculation unit 32. Reference numeral 50 denotes an elevator control unit.
[0053]
Next, the operation of the brake device when braking for sudden stop will be described. First, in response to the emergency stop signal, voltage application to the electromagnetic magnet 45 is stopped, and an open state is set. The arms 43 a and 43 b are rotated about the rotation shafts 44 a and 44 b by the spring force of the spring 46, and the brake shoes 2 a and 2 b are urged to the rotating disk 10. Then, the brake shoes 2a and 2b are vibrated in a direction parallel to the direction in which the braking force is applied by the vibrating means 1a and 1b (for example, those shown in FIG. 3). The driving pattern of the vibration means 1a, 1b is set so as to have a predetermined braking force in the arithmetic unit 32 based on the speed signal detected by the speed detector 31a. The predetermined braking force is set in advance so as to satisfy the following two conditions. The condition is that the deceleration of the car 104 does not cause discomfort to the passengers and that the car 104 can be stopped within a predetermined braking distance.
[0054]
According to this embodiment, an excessive braking force is not applied to the car during a sudden stop, and it is possible to prevent the passenger from feeling uncomfortable.
[0055]
The brake mechanism described in each of the above embodiments is not limited to a disc brake device or an elevator disc brake device, but is a friction brake that slides while being pressed against each other and generates a braking force. Applicable to all.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the friction brake device having the first sliding member to be braked and the second sliding member to be braked that slide while contacting each other with a predetermined pressing force to generate a braking force. In this case, during braking, the time when the relative speed difference in the direction in which the braking force is generated between the sliding members becomes zero or the time when the sign is reversed is set to a predetermined length in the state of contact with a predetermined pressing force. Since the friction brake is provided with a braking force control means for driving the second sliding member, the braking force generated by the sliding member that generates the braking force is temporarily applied to 0 or in the reverse direction. Therefore, the average braking force during braking can be controlled, and the braking force can be increased to a predetermined level without being affected by the shape change due to wear of the sliding member that generates the braking force. Can be set.
[0057]
Further, in the present invention, the braking force control means has a predetermined length of time during which the relative speed difference in the direction in which the braking force is generated between the sliding members is 0 or the time when the sign is reversed. When the second sliding member is reciprocated in a direction substantially parallel to the direction in which the braking force is generated so that it is generated a plurality of times, the time interval for changing the braking force can be reduced and the braking force is controlled. But smooth braking is possible.
[0058]
Further, according to the present invention, the speed detecting means for detecting the speed of the first sliding member to be braked and the drive pattern in the predetermined speed region are stored in advance, and a predetermined braking force is applied according to the detected speed. Calculating means for determining a drive pattern so as to be obtained, and the braking force control means drives the second sliding member in accordance with the drive pattern. Stable braking force control is possible regardless of the speed of the moving member, that is, the magnitude or change of the relative speed difference between the sliding members.
[0059]
According to the present invention, the rotating disk, the brake shoe that is urged by the rotating disk and generates a braking force, and the urging force that urges the brake shoe against the rotating disk with a substantially constant pressing force and can be separated. And the brake shoe is urged against the rotating disk and vibrates in a direction in which a braking force is generated, and at least a difference in speed between contact portions of the brake shoe and the rotating disk is at least one cycle of vibration. Since the disc brake device is provided with the vibration means that vibrates so as to take positive and negative values once and the drive control means that drives the vibration means under a predetermined drive condition, the brake shoe to the rotary disk By reversing the direction of the braking force at predetermined time intervals, the braking force can be controlled and the shape of the brake shoe due to wear Without being affected by the reduction, it is possible to set the braking force to a predetermined size.
[0060]
According to the present invention, in the disc brake device, the vibration means is driven so that a predetermined braking force is obtained based on a speed detection means for detecting the speed of the rotating disk and a speed signal output from the speed detection means. And a calculation means for determining a pattern and outputting a drive pattern signal to the drive control means, so that the drive pattern of the vibration means is controlled in accordance with the speed of the rotary disk. A stable desired braking force can be obtained regardless of the speed change.
[0061]
According to the present invention, a rotating disk fixed to a rotating shaft of a car driving motor that raises and lowers an elevator car, a brake shoe that is urged by the rotating disk with a substantially constant pressing force to generate a braking force, An urging means that urges the brake shoe against the rotating disk with a substantially constant pressing force and separates the brake shoe, and vibrates the brake shoe in a direction in which a braking force is generated with the brake shoe being urged against the rotating disk. In addition, vibration means for vibrating so that the speed difference of the contact portion between the brake shoe and the rotating disk takes a positive value and a negative value at least once in one cycle of vibration, and the speed of the rotating disk is detected. Based on the speed detection means and the speed detected by the speed detection means, the drive pattern of the vibration means is determined so as to obtain a predetermined braking force. Since the elevator disc brake device is provided with calculation means and drive control means for driving the vibration means under a predetermined drive condition in accordance with the drive pattern of the calculation means, the brake shoe according to the speed of the car during a sudden stop Since the braking force generated by the brake device is controlled by vibrating the vehicle, an excessive braking force is not applied to the car and it is possible to prevent the passenger from feeling uncomfortable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a friction brake and a disc brake device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a braking force control method in the friction brake and disc brake device of FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing an example of a brake shoe and vibration means in the brake device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a friction brake and a disc brake device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an overall configuration diagram of an elevator disc brake device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an overall configuration diagram of an elevator including a conventional disc brake device.
FIG. 7 is an external view of a conventional brake device that controls braking force.
8 is a configuration diagram of the electromagnetic magnet of FIG. 7. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrating means, 2 brake shoes, 4 Drive control part, 5 Rotating shaft, 10 Rotating disk, 11a, 11b Laminated piezoelectric element, 12a, 12b Lever, 13a, 13b Notch part, 14a, 14b Preload screw, 15 Movable Base, 16a-16d leaf spring, 20a-20d fixing screw, 21a, 21b fixing base, 31, 31a speed detection unit, 32 calculation unit, 43a, 43b arm, 44a, 44b rotating shaft, 45 electromagnetic magnet, 46 spring, 50 Elevator control unit, 101 car driving motor, 102 sheave, 103 car rope, 104 car, 105 counterweight.

Claims (4)

互いに所定の押圧力で接触しながら摺動し、制動力を発生する制動される第1の摺動部材と制動する第2の摺動部材を有する摩擦式ブレーキ装置において、
制動中に、所定の押圧力で接触した状態で、上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が0となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで有するように上記第2の摺動部材を駆動する制動力制御手段と
制動される上記第1の摺動部材の速度を検出する速度検出手段と、
所定の速度領域内における駆動パターンを予め記憶し、検出された速度に応じて所定の制動力が得られるように駆動パターンを決定する演算手段と、
を備え、
上記制動力制御手段が、上記駆動パターンに従って上記第2の摺動部材を駆動することを特徴とする摩擦式ブレーキ。
In a friction brake device having a first sliding member to be braked and a second sliding member to be braked, which slide while contacting each other with a predetermined pressing force and generate a braking force,
During braking, in a state of contact with a predetermined pressing force, it has a predetermined length of time when the relative speed difference in the direction in which the braking force is generated between the sliding members becomes 0 or when the sign is reversed. Braking force control means for driving the second sliding member ;
Speed detecting means for detecting the speed of the first sliding member to be braked;
Calculation means for preliminarily storing a drive pattern in a predetermined speed region and determining the drive pattern so as to obtain a predetermined braking force according to the detected speed;
With
The friction brake , wherein the braking force control means drives the second sliding member according to the drive pattern .
上記制動力制御手段が、制動中に上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が0となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで、複数回発生させるように上記第2の摺動部材を制動力の発生する方向に概ね平行な方向に往復運動させることを特徴とする請求項1に記載の摩擦式ブレーキ。  The braking force control means is configured to generate a plurality of times with a predetermined length of time during which the relative speed difference in the direction in which the braking force is generated between the sliding members is 0 or the time when the sign is reversed during braking. The friction brake according to claim 1, wherein the second sliding member is reciprocated in a direction substantially parallel to a direction in which a braking force is generated. 回転ディスクと、
上記回転ディスクに付勢され制動力を発生するブレーキシューと、
上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、
上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の1周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも1回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、
上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と
上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、
上記速度検出手段から出力された速度信号に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定するとともに上記駆動制御手段に駆動パターン信号を出力する演算手段と、
を備えたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
A rotating disk;
A brake shoe that is urged by the rotating disk to generate a braking force;
An urging means capable of urging the brake shoe against the rotating disc with a substantially constant pressing force and separating the urging shoe;
The brake shoe is oscillated in the direction in which a braking force is generated in a state where the brake shoe is urged to the rotating disk, and the speed difference between the contact portions of the brake shoe and the rotating disk is at least once in one cycle of vibration. Vibration means for vibrating to take positive and negative values;
Drive control means for driving the vibration means under a predetermined drive condition ;
Speed detecting means for detecting the speed of the rotating disk;
A calculation means for determining a drive pattern of the vibration means so as to obtain a predetermined braking force based on the speed signal output from the speed detection means, and outputting a drive pattern signal to the drive control means;
A disc brake device comprising:
エレベータのかごを昇降させるかご駆動用電動機の回転軸に固定された回転ディスクと、
この回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢され制動力を発生するブレーキシューと、
この上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、
上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の1周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも1回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、
上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、
上記速度検出手段で検出された速度に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定する演算手段と、
この演算手段の駆動パターンに従って上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とするエレベータ用ディスクブレーキ装置。
A rotating disk fixed to the rotating shaft of a car driving motor for raising and lowering the elevator car;
A brake shoe that is urged against the rotating disk by a substantially constant pressing force to generate a braking force;
Urging means for urging the brake shoe against the rotating disk with a substantially constant pressing force and separating the urging shoe;
The brake shoe is oscillated in the direction in which a braking force is generated in a state where the brake shoe is urged to the rotating disk, and the speed difference between the contact portions of the brake shoe and the rotating disk is at least once in one cycle of vibration. Vibration means for vibrating to take positive and negative values;
Speed detecting means for detecting the speed of the rotating disk;
Arithmetic means for determining a drive pattern of the vibration means so as to obtain a predetermined braking force based on the speed detected by the speed detection means;
Drive control means for driving the vibration means under a predetermined drive condition according to the drive pattern of the calculation means;
A disc brake device for an elevator, comprising:
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