JP4009286B2 - 巻上機用の制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、制動装置に係り、より詳しくは、巻上機の駆動装置に於ける非常停止及び停止後の保持を行なう制動装置に関する。

従来、例えばエレベータ等の巻上機に使用するためにディスクタイプ、ドラムタイプ等の種々の制動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、円筒状回転被制動体と、回転被制動体の（軸方向）両側に対向して配設される一対のブレーキパッドと、を備え、ブレーキパッドが回転被制動体に片当りするのを防止すると共に制動装置の小型化を図るための構造を有する制動装置が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示された制動装置では、円筒状回転被制動体の軸方向にブレーキパッドが配設されているので、制動装置の軸方向寸法が過大となり、（エレベータ等の巻上機用制動装置としては）設置空間が確保でき難いという問題があった。

そこで、従来、回転被制動体の円筒外周面に対向状に押圧されるブレーキシューを備えた制動装置（ドラムタイプ）が提案されている。この従来の制動装置は、例えば図８に示すようなものであり、電磁コイル70にて作動する作動杆59を有する推力発生ユニット55と、ブレーキシュー56が付設された一対の円弧状アーム部材57, 57と、を備えている。各円弧状アーム部材57は、一端がアームピン60に揺動自在に枢着されると共に他端がブレーキレバー61を介して推力発生ユニット55の作動杆59と接続されている。即ち、推力発生ユニット55の作動杆59の動きをブレーキレバー61, 61を介して円弧状アーム部材57, 57に伝達することによって、各円弧状アーム部材57に付設されたブレーキシュー56を回転被制動体58の円筒外周面に押圧させるという構成になっていた。この図８で示された制動装置では、回転被制動体の軸方向寸法の小型化を図ることができるが高さ方向の寸法が大きくなる。
特開２０００−２３０５９３号公報

しかしながら、図８に示した制動装置では、回転被制動体58の円筒外周面から包囲状に設けられた極めて大型のアーム部材57, 57を必要としていた。また、推力発生ユニット55の作動杆59の動きをブレーキレバー61, 61等を介してブレーキシュー56, 56に伝達していたので、制動装置全体として部品点数が多くなるという問題点、さらに、高さ方向寸法、及び、回転被制動体58の径方向に寸法が過大となる問題点があった。
しかも、ブレーキレバー61, 61及び円弧状アーム部材57, 57を動かすために推力発生ユニット55の作動杆59のストロークを長くとらなければならなかったので、作動杆59のブレーキシュー56, 56への動きの伝達効率が悪く、制動装置の応答性が悪いという問題点があった。また、部品点数が多いと共に作動杆59のストロークが長いことにより、作動時に騒音が発生するという問題点もあった。
そこで、本発明は、構造を簡素化でき、かつ、小型化と重量軽減を図り、作動時の騒音が低減可能で、応答性に優れた、かつ、メンテナンスも容易な巻上機用の制動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、巻胴の一端側を支持する軸受を備えた軸受支持台に配設した巻上機用の制動装置であって、上記巻胴と連設した円筒状回転被制動体の円筒外周面の 180度反対位置に対向状として、上記軸受支持台に一対の窓部を開設し、各該窓部に推力発生ユニットを着脱自在に取り付け、しかも、該推力発生ユニットは、厚板状の固定鉄心としてのベース部と、作動杆が直接的に固着された可動鉄心と、上記軸受支持台の上記窓部に嵌着状として該軸受支持台に固着された取付部材とを、備え、さらに、上記作動杆の先端側に、求心継手を介して、上記円筒外周面を押圧するブレーキシューを設け、かつ、該作動杆を上記回転被制動体のラジアル方向に配設し、上記ブレーキシューの上記回転被制動体周方向への移動を抑制する、スライド孔部22を有するガイド部として、上記取付部材をもって、兼用し、上記ベース部から成る固定鉄心と、上記可動鉄心の間に反発力を生じさせる押圧スプリングと、逆に吸着力を生じさせる電磁コイル部とを、設けて、該可動鉄心に直接的に固着した上記作動杆と、上記求心継手と、上記ブレーキシューを、上記回転被制動体の上記ラジアル方向に往復作動させて、制動と開放を直接的に行うように構成したものである。

また、上記推力発生ユニットは、上記作動杆を手動で動かして上記ブレーキシューによる押圧状態を開放するための手動開放レバーを備える。

本発明の制動装置によれば、従来の円弧状アーム部材を備えた制動装置と比較して、制動装置の構造を簡単にして小型化することができ、制動装置の重量を軽減することができる。
また、従来と比較して（電磁石部の作動杆のストロークは極めて短くすることができるので）、ブレーキシュー開放時の騒音を低減することができる。また、制動装置の応答性を高めることができる。かつ、ブレーキの調整を容易に行ない得る。
また、回転被制動体の直径が異なる制動装置にも、大きな設計変更を伴うことなく対応することができ、推力発生ユニット及びブレーキシューの数の増減も容易に変更することができる。
また、メンテナンス性に優れた制動装置とすることができる。

以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
本発明の実施の一形態に係る制動装置は、エレベータ等の巻上機に使用されるものであり、図１に本発明の制動装置が適用された巻上機の概略の全体正面図を示す。
図１について説明すると、この巻上機は、スタンド付きモータＡと、モータＡの出力軸に接続された巻胴Ｂと、モータＡの出力軸と同一軸心上に配設される軸受を有する軸受支持台（基台）Ｃと、巻胴Ｂの一部（一端側）を回転被制動体45（ブレーキ用ドラム）に兼用した制動装置Ｄと、を備えている。図１からも明らかなように、制動装置Ｄは、巻胴Ｂの一部（一端側）に対応して設けられた軸受支持台（基台）Ｃに、配設されている。

図２及び図３に於て、制動装置Ｄは、巻胴Ｂの一部をブレーキ用ドラム（被制動体45）として、その円筒外周面45ａに対向状に、スプリングにて作動し電磁力にて開放する直動作動杆４を有する推力発生ユニット35を、一対備えている。また、推力発生ユニット35の作動杆４が回転被制動体45のラジアル方向（径方向）に配設され、さらに、円筒外周面45ａに押圧されるブレーキシュー６が作動杆４の先端４ａ側に付設されている。また、ブレーキシュー６と作動杆４との間には求心継手５が介設されている。

図３，図５及び図６に於て、ブレーキシュー６は、押圧部15と、押圧部15に固着される略矩形板状のスライド片14と、を有する。押圧部15は、円筒外周面45ａに押圧される面である弧状弯曲凹面15ａを有する。また、スライド片14は、押圧部15が固着される面と反対側の面に於て求心継手５と接続されている。
なお、図３と図６（及び後述の図７）に於て、押圧部15はスライド片14に、（成形時の接着等）にて一体化され、さらに、板バネ状部材によって、上記スライド片14と求心継手５と作動杆４（先端４ａ）とは、連結されている（図示省略）。つまり、制動ＯＮ・ＯＦＦの際、作動杆４と求心継手５とスライド片14と押圧部15は一体状に（作動杆４の軸心方向に）移動する構造である。

推力発生ユニット35は、軸受支持台（基台）Ｃに着脱自在に約 180度対応する側から、取り付けられている（図１及び図２参照）。
この推力発生ユニット35について詳しく説明する。推力発生ユニット35は、作動杆４が移動（摺動）自在に挿通される孔部７を有する厚板状の固定鉄心としてのベース部８と、作動杆４が直接的に固着された可動鉄心３と、を有する電磁石部１を備え、さらに、この固定鉄心（ベース部）８は、ブレーキシュー６のガイド部11を兼用した取付部材36を介して、軸受支持台（基台）Ｃの窓部40に、固着されている。電磁コイル部２は、固定鉄心（ベース部）８の凹溝に嵌着され、可動鉄心３の吸着平面と対向している。さらに、推力発生ユニット35は、作動杆４を手動で動かしてブレーキシュー６による押圧状態を開放するための手動開放レバー10を備えている。

ベース部８と取付部材36とは、上下端部に設けられた孔部31…及び孔部32…（図４及び図５参照）を利用してボルト等の固着具27…にて軸受支持台（基台）Ｃに着脱自在に取り付けられている。
ベース部８は、可動鉄心３に設けられた凹窪部17と対向する位置に孔部19を有している。孔部19には、スペーサ20と押圧スプリング12が順次挿入され、ベース部８表面から突出した側の押圧スプリング12の端部を凹窪部17に挿入して、ベース部８と可動鉄心３との間に押圧スプリング12が介在するように構成されている。この押圧スプリング12は、ベース部８に対して可動鉄心３が離間する方向に可動鉄心３を常時弾発付勢している。

また、９はトルク調節ねじである。このトルク調節ねじ９を螺進退させることによって、押圧スプリング12のスペーサ20と凹窪部17との間の距離を調節し、押圧スプリング12の弾発付勢力を調節することができ、スプリングによる制動作動時の（回転被制動体45への）制動トルクを調整することができる。
また、ベース部８には、開放検出用リミットスイッチ21が取り付けられている。この開放検出用リミットスイッチ21により、常時、制動装置のブレーキシュー６による円筒外周面45ａへの押圧状態を確認することができるように構成されている。

電磁石部１の電磁コイル部２に発生させた電磁力にて（固定鉄心としての）ベース部８側に可動鉄心３を吸引することによって、ブレーキシュー６による円筒外周面45ａへの押圧状態を開放することができる。
具体的には、可動鉄心３は、上下中央部に雌ねじ部29を有し、雌ねじ部29の部分を作動杆４に形成された取付け雄ねじ部30に螺合させることによって、作動杆４に取り付け固定されている。即ち、作動杆４と可動鉄心３は一体状とされ、可動鉄心３の動きに合わせて、作動杆４及び作動杆４の先端４ａ側に付設されたブレーキシュー６が往復動するように構成されている。

この可動鉄心３は、電磁コイル部２に電磁力が発生していない場合、上述した押圧スプリング12の弾発付勢力によりベース部８から離間する。そして、この弾発付勢力によって、ブレーキシュー６が円筒外周面45ａに押圧される。また、可動鉄心３は、電磁コイル部２に電磁力が発生した場合、押圧スプリング12の弾発付勢力に抗してベース部８に吸引される。そして、この吸引力によって、ブレーキシュー６の円筒外周面45ａへの押圧状態が開放される。要するに、本発明の電磁石部１（推力発生ユニット35）は、スプリング作動・電磁開放タイプであると言える。

ここで、図３，図５及び図６に於て、（取付部材36と兼用された）ガイド部11は、背面（正面）視ベース部８に重ね合わせ状とされている。ガイド部11は、上下中央部に貫通状のスライド孔部22を有している。このスライド孔部22は、図５に示すように、背面（正面）視では、矩形状であり、このスライド孔部22に、ブレーキシュー６がスライド自在に嵌め込まれている。より正確には、スライド孔部22を形成する壁面には、ブレーキシュー６のスライド片14の側面14ａが当接するように嵌め込まれる。

また、図３，図４，図６及び図７に於て、手動開放レバー10は、両端部を除く部分が横断面チャンネル状に形成された細長状の部材であり、導通孔部23と板状端部10ａに設けられた取付孔部24とを有している。また、手動開放レバー10は、導通孔部23にて、ベース部８の孔部７に挿通された作動杆４の基端部４ｂ側から作動杆４に遊嵌状に外嵌されている。また、手動開放レバー10は、作動杆４の基端部４ｂに取り付けられた（例えば基端部４ｂに形成された雄ねじ部に螺合するナット及びワッシャから成る）抜止部13にて、抜止部13とベース部８との間に係止されている。
また、手動開放レバー10は、取付孔部24に挿通されると共にベース部８に取り付けられるボルト等の取付部材25と、板状端部10ａと取付部材25に設けられたワッシャ等の係止部25ａとの間に介設された復帰スプリング26と、によって位置保持されている。

次に、図３，図６及び図７を参照して、手動開放レバー10の作動説明をする。手動開放レバー10は、通常時は、復帰スプリング26の弾発付勢力により、板状端部10ａがベース部８側に押圧された状態で位置保持されている。この状態に於ては、作動杆４がベース部８に対して移動（図６の矢印Ｇ方向）しても、手動開放レバー10は、動くことがない。しかしながら、手動開放レバー10を、復帰スプリング26の弾発付勢力に抗して図３の矢印Ｆ方向に移動（揺動）させた場合には、手動開放レバー10の板状先端部10ａは、Ｅを支点として矢印Ｈ方向に移動（揺動）する。この時、手動開放レバー10のうち導通孔部23近傍で抜止部13と対向する部分が、抜止部13に当接すると共に抜止部13を押圧することによって、作動杆４を押圧スプリング12の弾発付勢力に抗して図７の矢印Ｈ方向に移動させることができる。その結果、手動開放レバー10の操作にて、ブレーキシュー６を図７の矢印Ｈ方向に移動させることができる。即ち、停電時（修理の際）等に於て、作動杆４を手動で動かしてブレーキシュー６による円筒外周面45ａへの押圧状態を開放することができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、手動開放レバー10は、作動杆４に導通孔部23にて遊嵌状に外嵌されて、抜止部13とベース部８との間に係止されるものに限るのではなく、別の構造とするも自由である。例えば、作動杆４の端部と手動開放レバーの端部とをピンにて連結した構造とするも好ましい。

なお、ガイド部11は、側面視略弓型として、回転被制動体45の円筒外周面45ａにまで接近した状態でブレーキシュー６を保持して、ブレーキシュー６が回転被制動体45と連れ廻る方向へ移動することを確実に阻止することができ、強力な制動力を確実かつ安定して、付与することができる。特に、求心継手（球面座）５が作動杆４の先端に介在していても、回転被制動体45の回転方向（周方向）へ移動する（連れ廻される）ことを確実に阻止して、安定して強力な制動力を働かせ得る。

以上のように本発明に係る制動装置は、円筒状回転被制動体45の円筒外周面45ａに対向状に、スプリングにて作動し電磁力にて開放する直動作動杆４を有する推力発生ユニット35を、備え、推力発生ユニット35の作動杆４を回転被制動体45のラジアル方向に配設し、さらに、円筒外周面45ａを押圧するブレーキシュー６を作動杆４の先端４ａ側に設けたので、従来の円弧状アーム部材57, 57を備えた制動装置と比較して、制動装置の構造を簡単にして小型化することができ、制動装置の重量を軽減することができる。その結果、制動装置が設けられた巻上機全体の大きさを小型化し、重量を軽減することができる。

また、推力発生ユニット35の作動杆４にブレーキシュー６を直接的に取り付けた（いわゆる直動式）構造であり、かつ、作動杆４を回転被制動体45のラジアル方向に配設した構造であるので、電磁コイル部２のコイルストロークを従来と比較して短くすることができる。これにより、従来と比較して、ブレーキシュー６開放時の騒音を低減することができると共に制動装置の応答性を高めることができる。また、回転被制動体の直径に合わせて形成された従来の円弧状アーム部材57, 57（図８参照）を省略した構造とすることができるので、回転被制動体の直径が異なる制動装置にも、大きな設計変更を伴うことなく対応することができる。また、推力発生ユニット35及びブレーキシュー６の数の増減も容易に変更することができる。

また、推力発生ユニット35を、円筒状回転被制動体45を回転自在に支持する軸受支持台（基台）Ｃに、着脱自在に取り付けることによって、推力発生ユニット35及びブレーキシュー６を容易に別のものに取り替えることができる。これにより、推力発生ユニット35の故障やブレーキシュー６の摩耗に容易に対応することができるので、メンテナンス性に優れた制動装置とすることができる。

また、ブレーキシュー６と作動杆４との間に求心継手（球面座）５を介設するので、ブレーキシュー６の円筒外周面45ａに対する弯曲凹面15ａ全体を、円筒外周面45ａに当接させることができる。即ち、ブレーキライニングの擦り合せを容易に行なうことができる。これにより、ブレーキシュー６が円筒外周面45ａに片当たりするのを抑制することができるので、ブレーキシュー６の異常摩耗を抑制すると共に大きな制動力を発揮させることができる。

また、推力発生ユニット35に、作動杆４を手動で動かしてブレーキシュー６による押圧状態を開放するための手動開放レバー10を設けることによって、停電時に作動した制動装置のブレーキシュー６の円筒外周面45ａへの押圧状態を容易に開放することができる。これにより、種々の状況に柔軟に対応可能な制動装置とすることができる。

また、推力発生ユニット35が、ブレーキシュー６の回転被制動体45周方向への移動を抑制するガイド部11を備えることによって、ブレーキシュー６が円筒外周面45ａに摺接してブレーキシュー６と円筒外周面45ａとの間に働く摩擦力（回転トルク）が作動杆４に作用しないようにすることができて、常に安定した制動と開放を行なうことができる。これにより、ブレーキシュー６の円筒外周面45ａに対する弯曲凹面15ａ全体を、安定して押圧させることができる。

巻上機の概略を示す全体正面図である。 本発明の実施の一形態に係る制動装置の側面図である。 一部破断要部側面図である。 要部正面図である。 要部背面図である。 作動説明用の要部拡大断面側面図である。 作動説明用の要部拡大断面正面図である。 従来の制動装置を示す要部側面図である。

符号の説明

２ 電磁コイル部
３ 可動鉄心
４ 作動杆
５ 求心継手（球面座）
６ ブレーキシュー
８ ベース部
10 手動開放レバー
11 ガイド部
12 押圧スプリング
22 スライド孔部
35 推力発生ユニット
36 取付部材
40 窓部
45 回転被制動体
45ａ 円筒外周面
Ｂ 巻胴
Ｃ 軸受支持台（基台）
Ｄ 制動装置

Claims (2)

1. 巻胴（Ｂ）の一端側を支持する軸受を備えた軸受支持台（Ｃ）に配設した巻上機用の制動装置であって、
   上記巻胴（Ｂ）と連設した円筒状回転被制動体（45）の円筒外周面（45ａ）の 180度反対位置に対向状として、上記軸受支持台（Ｃ）に一対の窓部 (40)(40) を開設し、各該窓部（40）に推力発生ユニット（35）を着脱自在に取り付け、しかも、該推力発生ユニット（35）は、厚板状の固定鉄心としてのベース部（８）と、作動杆（４）が直接的に固着された可動鉄心（３）と、上記軸受支持台（Ｃ）の上記窓部（40）に嵌着状として該軸受支持台（Ｃ）に固着された取付部材（36）とを、備え、
   さらに、上記作動杆（４）の先端側に、求心継手（５）を介して、上記円筒外周面（45ａ）を押圧するブレーキシュー（６）を設け、かつ、該作動杆（４）を上記回転被制動体（45）のラジアル方向に配設し、
   上記ブレーキシュー（６）の上記回転被制動体（45）周方向への移動を抑制する、スライド孔部（22）を有するガイド部（11）として、上記取付部材（36）をもって、兼用し、 上記ベース部（８）から成る固定鉄心と、上記可動鉄心（３）の間に反発力を生じさせる押圧スプリング（12）と、逆に吸着力を生じさせる電磁コイル部（２）とを、設けて、該可動鉄心（３）に直接的に固着した上記作動杆（４）と、上記求心継手（５）と、上記ブレーキシュー（６）を、上記回転被制動体（45）の上記ラジアル方向に往復作動させて、制動と開放を直接的に行うように構成したことを特徴とする巻上機用の制動装置。
2. 上記推力発生ユニット（35）は、上記作動杆（４）を手動で動かして上記ブレーキシュー（６）による押圧状態を開放するための手動開放レバー（10）を備える請求項１記載の巻上機用の制動装置。

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