JP5335736B2

JP5335736B2 - 電磁ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP5335736B2
Application number: JP2010154397A
Authority: JP
Inventors: 豪中島; 富夫早野; 治彦福田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: JP2012017780A

Description

本発明は電磁ディスクブレーキに係り、特に、制動ディスクの動作を改善した電磁ディスクブレーキに関する。

一般的に電磁ディスクブレーキは、特許文献１に開示のように、回転軸にスプライン結合された制動ディスクをブレーキ制動時には制動ばねに押圧されたアーマチュアと固定プレートとの間で挟圧し、ブレーキ釈放時には制動ばねに逆らってアーマチュアを電磁吸引して固定プレートとの挟圧力を解くように構成されている。そして、ブレーキ釈放時には制動ディスクは自動調芯作用によってアーマチュアと固定プレートとの中間位置に移動しアーマチュアと固定プレートに接触せずに回転することができる。

特開２００５−１４７２６号公報

上記構成の電磁ディスクブレーキは、ブレーキ釈放時に制動ディスクからアーマチュアは瞬間的に離れるので、制動ディスクが回転し始めるときにアーマチュアとの接触摺動はないが、固定プレートからは制動ディスクは遅れて離れるので、制動ディスクが回転し始めるときに固定プレートとの接触摺動が発生し、その結果、接触摺動による摩耗粉が回転側と制動ディスク間のスプライン結合部に付着堆積して制動ディスクが自動調芯作用により固定プレートから離れるのを妨げることになり、制動ディスクと固定プレートの長時間接触摺動により制動ディスクが片減りを生じることがある。

さらに、この種電磁ディスクブレーキをエレベーターの巻上機に適用した場合には、乗かご減速時は電動機で制御され、電磁ディスクブレーキは乗かごが停止した後に機能するように構成されているので、ブレーキ制動時において制動ディスクとアーマチュアや固定プレートとの接触摺動はないが、ブレーキ釈放時における制動ディスクの回転し始めに固定プレートと制動ディスクとの接触摺動は避けられず、接触摺動による摩耗粉が制動ディスクと回転軸とのスプライン結合部に付着堆積することが散見される。その結果、制動ディスクが自動調芯作用により固定プレートから離れるのを付着堆積した摩耗粉によって妨げられ、ブレーキ釈放後においても固定プレートと制動ディスクとが接触を継続することがあった。

本発明の目的は、ブレーキ釈放時に制動ディスクが固定プレートに対して迅速に離れることができる電磁ディスクブレーキを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、固定プレート側に対向する回転軸と制動ディスクとの間にスプライン結合部を覆う防塵カバーを設け、この防塵カバーを、ブレーキ釈放時には制動ディスクを固定プレートとアーマチュアとの中間位置に保持し、ブレーキ制動時には制動ディスクの変位により容易に圧縮される弾性部材で形成したものである。

このような防塵カバーを設けることで、ブレーキ釈放直後に制動ディスクと固定プレートとの接触摺動が生じても、接触摺動による摩耗粉のスプライン結合部への付着堆積がなくなるので、制動ディスクが自動調芯作用により固定プレートから容易に離れることができる。

以上説明したように本発明によれば、ブレーキ釈放時に制動ディスクが固定プレートに対して迅速に離れることができる電磁ディスクブレーキを得ることができる。

本発明による電磁ディスクブレーキのブレーキ制動時における実施の形態を示す上半分の縦断側面図。図1に示す電磁ディスクブレーキのブレーキ釈放時を示す上半分の縦断側面図。本発明による電磁ディスクブレーキを適用したエレベーター用巻上機を示す側面図。図3によるエレベーター用巻上機を利用したエレベーターを示す概略縦断面図。

以下、本発明による電磁ディスクブレーキを図１及び図２に基づいて説明する。

本実施の形態による電磁ディスクブレーキ１は、回転軸２と、この回転軸２に回り止めキー３を介して固定されたスプラインハブ４と、このスプラインハブ４の外周に形成したスプライン歯４Ｔにスプライン結合されるスプライン溝５Ｇを内径側に形成した制動ディスク５と、この制動ディスク５を軸方向の両側から挟む位置に配置されたアーマチュア６及び固定プレート７と、これらアーマチュア６及び固定プレート７の前記制動ディスク５の外周部近傍に対向する位置に夫々固定されたブレーキライニング６Ｌ，７Ｌと、前記アーマチャ６を電磁吸着する電磁石１０と、前記制動ディスク５を固定プレート７側に押圧する制動ばね１１とを有している。

前記固定プレート７は、図示しない支持機構によって電磁石１０側に支持されており、電磁石１０との間隔が変化しないように構成されている。

前記電磁石１０は、固定部材に支持され、前記アーマチュア６と対向する吸着面８Ａ，８Ｂを内外径側に有する鉄心８と、この鉄心８に埋設された電磁コイル９とを有する。

また、前記制動ばね１１は、前記アーマチュア６に対向して前記鉄心８に設けたばね穴８Ｈに装着されて前記アーマチュア６に押圧力を付加している。

上記構成の電磁ディスクブレーキ１のブレーキ制動時は、図１に示すように、電磁石１０の電磁コイル９には通電されておらず、制動ばね１１のばね力によって制動ディスク５を固定プレート７側に押し付けて挟圧している。このアーマチュア６と固定プレート７との挟圧力によって制動ディスク５は固定され、その結果、制動ディスク５とスプライン結合された回転軸２もその回転を止められている。

他方、上記構成の電磁ディスクブレーキ１のブレーキ釈放時には、電磁石１０の電磁コイル９に通電することにより、鉄心８に磁気吸引力が発生し、制動ばね１１のばね力に逆らってアーマチュア６を吸着面８Ａ，８Ｂに吸着させる。その結果、アーマチュア６と固定プレート７との間隔が開いて制動ディスク５に作用していた挟圧力が解放されるので、制動ディスク５は自由となり、スプライン結合された回転軸２の固定も解かれて回転可能となる。

そして、本実施の形態においては、固定プレート７側に対向する回転軸２と制動ディスク５との間に跨って防塵カバー１２を設けたものである。

具体的には、回転側である回転軸２上のスプラインハブ４の固定プレート７側端部に可撓性のある例えば薄ゴム製からなり、円環状に形成された防塵カバー１２の内径側を隙間なく固定し、防塵カバー１２の外径側をスプライン結合部よりも外周で制動ディスク５の内径側近傍に隙間なく固定したものである。

上記構成において、電磁ディスクブレーキ１のブレーキ釈放時には、電磁コイル９に通電されて鉄心８にアーマチュア６が吸着される時に、制動ディスク５は回転を始めるが、このとき制動ディスク５はまだ固定プレート７と接触摺動しており、その後、自動調芯作用により制動ディスク５は、図２に示すように、固定プレート７から離れてアーマチュア６と固定プレート７の中間位置に移動する。

このように、ブレーキ釈放直後は、制動ディスク５と固定プレート７とは接触摺動しているので、接触摺動により摩耗粉が生じる。しかしながら、その摩耗粉は、防塵カバー１２によって制動ディスク５と回転側とのスプライン結合部には付着堆積することはないので、摩耗粉による制動ディスク５とスプラインハブ４との固渋はなく、その後の自動調芯作用によって制動ディスク５は円滑にアーマチュア６と固定プレート７の中間位置に移動することができる。

ところで、以上の説明は、可撓性のある例えば薄ゴム製の防塵カバー１２を固定プレート側に対向するスプライン結合部を覆った一例を説明したが、薄ゴム製の防塵カバー１２に限らず、布製の防塵カバーでもよい。

また、例えば肉厚のゴム製等の弾性部材で防塵カバー１２を形成して押圧力を持たせることで、ブレーキ釈放時に、制動ディスク５を瞬時に固定プレート７から引き離すことができる。その結果、ブレーキ釈放直後の制動ディスク５の回転し始めに固定プレート７と接触摺動することを極力少なくして摩耗粉の発生を抑制することができる。そのためには、押圧力を有する防塵カバー１２は、ブレーキ釈放時には制動ディスク５を固定プレート７とアーマチュア６との中間位置に保持し、ブレーキ制動時には制動ディスク５の変位により容易に圧縮されるように構成する必要がある。

尚、以上の説明は、電磁ディスクブレーキ１を適用できる駆動源については、回転軸２を有するものであれば特に限定されるものではないが、駆動源を電動機とした例を図３に基づいて説明する。

図３に示す電動機１４は、その回転軸（図示せず）の一端側に、本実施の形態による電磁ディスクブレーキ１を連結し、回転軸の他端側に、ワイヤロープ（図示せず）を巻き掛ける駆動綱車１５を連結して、巻上機１６を構成している。

ここで、電動機１４に従来の電磁ディスクブレーキが連結されている場合には、ブレーキ釈放直後に制動ディスクの固渋があると固定プレートと長時間接触するので、この接触摺動抵抗が電動機１４の負荷抵抗となり、電動機１４のトルクにリップルが発生して電動機１４の回転を不安定にする問題が生じる。

しかしながら、本実施の形態による電磁ディスクブレーキ１を電動機１４に連結することで、摩耗粉のスプライン結合部への付着堆積がないので、ブレーキ釈放直後の制動ディスクは自動調芯作用により容易に固定プレートとの接触が離れ、電動機１４の性能を左右することはない。また、防塵カバー１２に制動ディスク５を固定プレート７から離れるように押圧する押圧力を持たせておくことで、ブレーキ釈放直後の制動ディスク５の回転し始めに固定プレート７と接触摺動することを極力少なくして摩耗粉の発生を抑制して、より良好に電動機１４の性能への影響を低減できる。また、これにより巻上機を分解しての清掃作業などによる頻度を低減できるので、メンテナンス性も向上することができる。

次に、図３に示す巻上機１６をエレベーターに適用した例を図４に基づいて説明する。

建築構造物１７に形成された昇降路１８内にはガイドレール１９が立設されており、このガイドレール１９に乗かご２０が案内されている。この乗かご２０は主ロープ２１を介して吊られており、同時に、釣り合い重り２２も主ロープ２１によって吊られている。そして、昇降路１８内には、図３に示す巻上機１６が設置されており、駆動綱車１５に前記主ロープ２１を巻き掛けている。

このような構成において、巻上機１６を駆動することで、乗かご２０を昇降させることができる。

そして、エレベーターにおいては、乗かご２０の減速時は電動機１４を例えばインバータ制御することで行い、乗かご２０の停止時には電磁ディスクブレーキ１によって停止位置を保持するため、制動ディスク５の回転中にアーマチュア６と固定プレート７とで挟圧することはなく、制動ディスク５とアーマチュア６及び固定プレート７との摺動摩擦は行われない。また、ブレーキ釈放時においても、電磁石１０によるアーマチュア６の瞬時の吸着と同時に電動機１４が回転して乗かご２０を昇降させるが、本実施の形態による防塵カバー１２の作用により制動ディスク５も固渋することなく固定プレート７から引き離されるので両者間に長期に亘る接触摺動は殆どない。このため、エレベーター装置内での異音の発生等も抑えられ、電動機性能も安定するため、エレベーターの乗り心地を向上することも可能である。また、防塵カバー１２に制動ディスク５を固定プレート７から離れるように押圧する押圧力を持たせておくことで、ブレーキ釈放直後の制動ディスク５の回転し始めに固定プレート７と接触摺動することを極力少なくして摩耗粉の発生を抑制して、より良好に電動機１４の性能への影響を低減でき、エレベーターの乗り心地もより向上することができる。

以上説明したように本実施の形態によれば、制動ディスク５のスプライン結合部に摩耗粉の付着堆積はなく、長期に亘って制動ディスク５を迅速に動作させることができると共に、電動機１４に対しても余分に負荷をかけることはない。

１…電磁ディスクブレーキ、２…回転軸、３…回り止めキー、４…スプラインハブ、４T…スプライン歯、５…制動ディスク、５Ｇ…スプライン溝、６…アーマチュア、７…固定プレート、６Ｌ，７Ｌ…ブレーキライニング、８…鉄心、８Ａ，８Ｂ…吸着面、８Ｈ…ばね穴、９…電磁コイル、１０…電磁石、１１…制動ばね、１２…防塵カバー、１４…電動機、１５…綱車、１６…巻上機、１７…建築構造物、１８…昇降路、１９…ガイドレール、２０…乗かご、２１…主ロープ、２２…釣り合い重り。

Claims

回転軸にスプライン結合する制動ディスクと、前記制動ディスクの一方側に配置されたアーマチュア及び前記制動ディスクの他方側に配置された固定プレートと、前記アーマチュアを前記固定プレート側に押圧する制動ばねと、前記アーマチュアを前記制動ばねに逆らって吸着する電磁石とを備えた電磁ディスクブレーキにおいて、
前記固定プレート側に対向する回転軸と前記制動ディスクとの間にスプライン結合部を覆う防塵カバーを設け、
前記防塵カバーは、ブレーキ釈放時には制動ディスクを固定プレートとアーマチュアとの中間位置に保持し、ブレーキ制動時には制動ディスクの変位により容易に圧縮される弾性部材で形成されていることを特徴とする電磁ディスクブレーキ。
請求項１記載の電磁ディスクブレーキを備えたことを特徴とする電動機。
主ロープによって吊られた乗かごを昇降路内に設置すると共に、昇降路内に請求項２記載の電動機を設置し、かつ、前記主ロープを巻き掛ける綱車を前記電動機に連結したことを特徴とするエレベーター。