JP4024487B2

JP4024487B2 - ブレーキ装置

Info

Publication number: JP4024487B2
Application number: JP2001108685A
Authority: JP
Inventors: 憲太郎近藤
Original assignee: 三陽工業株式会社
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: JP2002303341A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻上機等に用いられるブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の制動（ブレーキ）装置は、摩擦材をディスクの両側面に押圧するディスクブレーキ、または、摩擦材をドラム外方、または内方から押圧するドラムブレーキ等が有り、それぞれのアクチュエーターとして、油圧、空圧、電磁、メカニカル等の方式が使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のブレーキ装置は、径方向、及び、特に軸方向に、大きなスペースを必要とした為、要求されるスペースに収容されるための小型化が出来なかった。また、ブレーキ作動音を微小にすることが困難であり、構造が複雑となり、その為に組み立てや、微妙な調整が困難であった。あるいは、制限されたスペース内では、要求される電磁石の出力が得られにくい欠点があった。本発明の目的は、このような従来の問題点を解決して、特に制限された軸方向にコンパクトに収容出来るようにすると共に、作動音の極めて静かで、微妙な調整が容易で、構造簡単で強力なブレーキ装置を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、ブレーキドラム内周面に対応して一対の電磁ブレーキ部を 180°反対位置に内蔵した内部拡張型のブレーキ装置に於て、上記各電磁ブレーキ部の電磁石の可動鉄心と、上記ブレーキドラム内周面に当接可能に配設されたブレーキシューとの間を、２本の平行な連結部材にて連結し、該２本の連結部材は上記ブレーキシューの両端近傍に配設され、かつ、該各連結部材の基端は可動鉄心に固着立設され、先端は、球面座と平面座を介して上記ブレーキシューに取付けられ、さらに、上記ブレーキシューの両端を受けるトルク受け面を、ブレーキ取付部材と一体状の突出部に、形成したものである。
【０００５】
また、各連結部材の基端は可動鉄心に螺進退調整自在に螺着され、かつ、該各連結部材の先端を、球面座・平面座の圧接方向へ常時弾発付勢するための弾発部材が、付設されているものである。
また、連結部材の先端に頭部を膨出形成して、該頭部の先端球面部によって上記球面座の一部を構成し、かつ、該頭部の背面部分を略円錐面部とし、さらに、上記弾発部材を板バネ片としてブレーキシューの背面に固着すると共に、上記略円錐面部に上記板バネ片の先端を当接させたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
【０００７】
図１の一部断面正面図、図２の要部の平面図及び図３の要部断面側面図に於て、１は円筒型のブレーキドラムであって、図３に２点鎖線にて示した被制動用回転体Ｍから一体に突設、又は、回転体Ｍに固着されて、一体に回転する。
【０００８】
この回転体Ｍとしては、モータのロータや、巻胴等であり、図３で示すように、ブレーキ装置Ｂと共に軸心方向Ｃに寸法上狭小な制限のある場所に、設置される。２はブレーキ取付部材を示し、壁体等の取付面３にボルト等にて固着されるが、この取付面３とそれに平行な他の面４との間隔寸法Ｗが制限され、極めて小さい場合を例示する。
【０００９】
図示の実施の形態では、ブレーキ取付部材２には孔部５が中央に形成され、これに軸受６が嵌着され、この軸受６を介して前記回転体Ｍの軸７が回転可能に枢支されている。この軸７の軸心と上記ブレーキドラム１の軸心Ｃ₀ は一致する。
【００１０】
８，８は電磁ブレーキ部であって、ブレーキドラム１の内周面１ａに対応して 180°反対位置に、一対を配設する。つまり、図１に示す如く、ブレーキドラム１の軸心点Ｏを通る中央区画基準線Ｌに関して、一対の電磁ブレーキ部８，８は線対称型に、又は、軸心点Ｏに関して 180°回転対称として、配設されている。
【００１１】
９は固定鉄心であり、軸心方向Ｃから見て、中央区画基準線Ｌに対して平行な方向に設けられ、略直方体状であり、図１に示す如く（左右）端部に取付用突片10, 10を有し、前記取付部材２の孔部13に挿入される（図示省略の）ボルト等にて固着される。また、この固定鉄心９は、図２に示すように長円形又は楕円形の電磁コイル11が嵌込まれる凹溝12が設けられている。即ち、図１の上方から見て、長円形又は楕円形に凹溝12が形成され、これに上記電磁コイル11が嵌込まれて固着される。
【００１２】
14は可動鉄心であり、矩形板（帯板片）の形状であり、電磁コイル11が励磁されれば固定鉄心９に吸着され、非励磁状態となれば固定鉄心９から（図１の上方向へ）分離する。15, 15は、その分離の方向に、常時弾発付勢するバネであり、図２に示した孔部16, 16内にそのバネ15, 15は収納される。17, 17は上記バネ15, 15の弾発力調整ボルトを示す。
【００１３】
18はブレーキシューであり、19は摩擦材（ライニング材）であって直接にブレーキドラム１の内周面１ａに、接触（摺接・圧接）自在である。ブレーキシュー18はカマボコ型であって、その外周曲面に摩擦材19が張設されている。
そして、ブレーキ取付部材２から一体に突出部35…を（図例では４本）突設して、各々の突出部35の周方向端面に、ブレーキシュー18の（ブレーキドラム内周面１ａに沿っての周方向の）回転トルクを受けるトルク受け面21を、形成する。
【００１４】
そして、図１のように（図３の軸心方向Ｃから見て）トルク受け面21, 21は上記基準線Ｌに直交方向であって、２個のトルク受け面21, 21は相互に平行であり、ブレーキシュー18は、内部拡張型の電磁ブレーキ部として、ラジアル内方向から、ブレーキドラム内周面１ａに圧接可能となる。
【００１５】
図１からも分るように、電磁石を構成する固定鉄心９と可動鉄心14、及び、ブレーキシュー18は、相互に平行に配置され、かつ、基準線Ｌに対しても平行であるが、可動鉄心14の径方向外面と、ブレーキシュー18の径方向内面との間を、２本の平行な連結部材23, 23にて相互に連結されている。
【００１６】
即ち、２本の連結部材23, 23は基準線Ｌに直交方向に配設されると共に、ブレーキシュー18の両端近傍に配設され、かつ、この連結部材23の基端は可動鉄心14に固着立設され、先端は、球面座Ｑと平面座Ｐを介してブレーキシュー18に取付けられている。
【００１７】
図５は図１の一部を拡大した要部説明図であるが、この図５と図１に示すように、連結部材23は具体的には可動鉄心14のネジ孔24に螺進退調整自在に螺着されるネジ部23ａを有し、かつ、ロックナット25も有し、非制動状態に於けるブレーキシュー18の摩擦材19と、ブレーキドラム内周面１ａとのギャップを調整する隙間調整機能を備えている。
【００１８】
そして、26は、各連結部材23の先端を、球面座Ｑ・平面座Ｐの圧接方向へ常時弾発付勢するための弾発部材である。具体的には、ボルト27, 27にてブレーキシュー18の内径側面（背面）に固着された板バネ片26ａをもって、弾発部材を構成し、かつ、この板バネ片26ａは図１と図５では折曲形成されているが、幅方向へはストレート状（一文字型横断面形状）とする。
【００１９】
連結部材23の先端に、扁平状の頭部28を膨出形成して、かつ、その頭部28の先端面を球面状として、先端球面部29を設け、球面座Ｑの一部を構成する。
30は中間受け盤であり、内方面（背面）に凹球面部30ａを有し、この凹球面部30ａと、前記先端球面部29との摺接にて、首振可能な継手───球面座Ｑ───を構成している。
【００２０】
また、ブレーキシュー18の内方面（背面）には浅い凹窪部31を凹設して、その浅い凹窪部31の左右前後寸法よりも 0.5mm〜 2.0mm（好ましくは 0.8mm〜 1.5mm）だけ小さな左右前後寸法とした中間受け盤30を、嵌め込んで、図５の左右方向及び図５の紙面と直交方向（前後方向）に、微小寸法スライド自在な平面座Ｐを、構成する。
このように、図５（図１）の球面座Ｑ・平面座Ｐは、極めてコンパクトに構成されていることが分る。
【００２１】
また、（扁平状の）頭部28の背面部分───基端側───を略円錐面部32とし、前述の板バネ片26ａの先端を当接させる。
このように、ブレーキシュー18の背面に固着した板バネ片26ａの（幅方向にストレート状の）先端を弾発的に当接させて、球面座Ｑ・平面座Ｐの圧接を行った構成により、球面座Ｑの首振り作用、及び、平面座Ｐの二次元スライド作用を邪魔せず、円滑に作動可能となる。
【００２２】
ところで、ブレーキ取付部材２は、図１と図３及び（図１のＹ−Ｙ断面を示した）図４に示すように、円形等の板状又は窓抜き板状若しくは枠型等の（取付面３への）固着部２ａと、この固着部２ａから一体に突設された略直方体（角棒体）の固定鉄心取付部２ｂと、をもって構成される。固定鉄心取付部２ｂに、軸受６を嵌着する孔部５が形成されている。
【００２３】
言い換えると、この取付部２ｂは、前記中央区画基準線Ｌに沿って配設され、ブレーキドラム１内へ干渉しないように（該ブレーキドラム１の内径よりも短く設定されて）突入している。
【００２４】
トルク受け面21を有する前述の突出部35…は、固着部２ａの表て面から突出状かつ一体に付設されている場合を示す。このようにすれば、突出部35は小さな寸法で済み、かつ、ブレーキシュー18から受ける力に対して、力学的に（モーメントが小で）有利となる。
【００２５】
以上の説明と図面から明らかとなるように、本発明は軸心方向Ｃに薄型化を実現出来、しかも、強力な制動力を発揮出来る内部拡張型のブレーキ装置である。
【００２６】
そして、基本的作動は、（制動用の）バネ15, 15にて、可動鉄心14、２本の連結部材23, 23、ブレーキシュー18を径外方（ラジアル方向）に押圧して、摩擦材19をブレーキドラム内周面１ａに押圧して制動状態とする。他方、電磁コイル11を通電（ＯＮ状態）とすることで、可動鉄心14を吸着し、２本の連結部材23, 23等を介してブレーキシュー18を径方向に引き寄せて、非制動（解放）状態とする。なお、摩擦材19とブレーキドラム内周面１ａとの間隙は、0.10mm〜0.20mmに設定するのが望ましく（非制動状態）、本発明ではそのような極微小間隙にすることが可能な構造である。即ち、板バネ片26ａ（弾発部材26）によって、球面座Ｑ・平面座Ｐの接触面部の遊隙を無くして（零として）いると共に、さらに、調整ボルト（連結部材23, 23）を２本として回動方向の間隙を均等化出来る構造を採用しているからである。このように、本発明では、上記極微小間隙とすることにより、ブレーキ作動音の極めて静かな装置を提供出来、かつ、非作動時にはブレーキシュー18（摩擦材19）の引きずり現象を無くすための、微妙な調整も、容易となった。
【００２７】
そして、ブレーキ取付部材２の固着部２ａの表て面から、突設した突出部35…に、トルク受け面21, 21を形成して、ブレーキシュー18の両端（面）を受持する構成としたので、軸心方向Ｃに極めてコンパクト化を図ることが出来、軸心方向Ｃに狭小な箇所にも、収容可能となる。即ち、図３の間隔寸法Ｗが極めて小さな箇所（場所）にも、本発明に係るブレーキ装置ならば、設置可能である。
【００２８】
また、板バネ片26ａの先端が（扁平）頭部28の背面の略円錐面部32に当接する部分を、板バネ片26ａの幅方向にはストレート状（横断面が弯曲しない一文字型）としたため、球面座Ｑ・平面座Ｐの作動が（阻害されずに）スムースに作動し、しかも、ブレーキドラム内周面１ａに一旦当接したブレーキシュー18が、軸心平行方向に対してブレーキ解放時にそのままの角度姿勢で、平行移動し、ブレーキドラム内周面１ａとブレーキシュー18とが極微小かつ全面均一の等間隙となる。故に、ブレーキ作動音が一層静かとなり、かつ、非制動時のシューの引きずり現象をも一層有効防止出来る。
【００２９】
本発明は巻上機等に好適な内部拡張型のブレーキ装置であるが、用途は限定されず、各面に応用自由である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により、次のような著大な効果を奏する。
【００３１】
（請求項１によれば、）巻上機等のブレーキ装置として、軸心方向Ｃに狭小な場所にもコンパクトに設置出来る。即ち、軸心方向Ｃに薄いブレーキドラム１内に、電磁ブレーキ部８，８を収納可能となった。
【００３２】
また、ブレーキシュー18に作用するタンジェントフォース（制動時に回動方向に作用する回転トルク）を確実に受持出来る。しかも、可動鉄心14の左右長さ寸法等を増加出来るので、（全体がコンパクトでありながらも、）十分に強力な電磁石の出力が得られる。
【００３３】
（請求項１，２によれば、）ブレーキドラム内周面１ａとブレーキシュー18とが、微小かつ全面均一な等間隙に調整容易となり、作動音を低減出来て、極めて静粛作動となる。
（請求項３によれば、）構造簡素化を図り得る。そして一層作動音を低減した静粛ブレーキ作動を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す一部断面正面図である。
【図２】要部の平面説明図である。
【図３】要部断面側面図である。
【図４】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】図１の要部拡大図である。
【符号の説明】
１ブレーキドラム
１ａ（ブレーキドラム）内周面
２ブレーキ取付部材
２ａ固着部
８電磁ブレーキ部
９固定鉄心
14 可動鉄心
18 ブレーキシュー
21 トルク受け面
23 連結部材
26 弾発部材
26ａ板バネ片
28 頭部
29 先端球面部
35 突出部
Ｃ軸心方向
Ｌ中央区画基準線
Ｐ平面座
Ｑ球面座

Claims

ブレーキドラム内周面に対応して一対の電磁ブレーキ部を 180°反対位置に内蔵した内部拡張型のブレーキ装置に於て、上記各電磁ブレーキ部の電磁石の可動鉄心と、上記ブレーキドラム内周面に当接可能に配設されたブレーキシューとの間を、２本の平行な連結部材にて連結し、該２本の連結部材は上記ブレーキシューの両端近傍に配設され、かつ、該各連結部材の基端は可動鉄心に固着立設され、先端は、球面座と平面座を介して上記ブレーキシューに取付けられ、さらに、上記ブレーキシューの両端を受けるトルク受け面を、ブレーキ取付部材と一体状の突出部に、形成したことを特徴とするブレーキ装置。
各連結部材の基端は可動鉄心に螺進退調整自在に螺着され、かつ、該各連結部材の先端を、球面座・平面座の圧接方向へ常時弾発付勢するための弾発部材が、付設されている請求項１記載のブレーキ装置。
連結部材の先端に頭部を膨出形成して、該頭部の先端球面部によって上記球面座の一部を構成し、かつ、該頭部の背面部分を略円錐面部とし、さらに、上記弾発部材を板バネ片としてブレーキシューの背面に固着すると共に、上記略円錐面部に上記板バネ片の先端を当接させた請求項２記載のブレーキ装置。