JP5611696B2 - 消音機能を備えたブレーキ - Google Patents

Description

この発明の実施形態は、例えば、エレベータ巻上機のブレーキに関する。

例えば、エレベータ巻上機のブレーキとして、回転するドラムにアーマチュアを離接させてブレーキシューを押し付けるタイプのドラムブレーキがある。エレベータのブレーキは、安全性の観点から応答速度を早くすることや動作音を小さくすることが望まれている。

しかし、この動作音を小さくするため、ブレーキシューとドラムとの間のギャップを小さくすると、ブレーキスイッチがブレーキの動作状態を所定の許容範囲内で得られないという場合が考えられる。

特開平１１−６３０４９号公報

ブレーキスイッチを応答性良くより精確に検知するため、ブレーキシューとドラムとの間のギャップを広げると、アーマチュアの移動距離が長くなり、ブレーキを開いた時にアーマチュアが電磁石に磁着する際の衝突音が大きくなってしまう恐れがあった。

このため、ブレーキスイッチの検知精度をより精確にし、作動音が小さい消音機能を備えたブレーキの開発が望まれていた。

実施形態によれば、ブレーキは、回転するドラムに対して離接可能に設けられたアーマチュアと、このアーマチュアのドラム側に設けられたブレーキシューと、アーマチュアをドラムに向けて付勢してブレーキシューをドラムに押し付けるバネと、このバネによる付勢力に抗して、アーマチュアを、ドラムから離れる方向に吸引して磁着する電磁石と、アーマチュアが電磁石に磁着されるときの衝突音を減少し且つブレーキシューがドラムに接触するときの衝突音を減少する消音部材と、を有する。

図１は、実施形態のブレーキを備えたエレベータ巻上機を軸方向から見た概略図である。 図２は、第１の実施形態のブレーキの要部を示す概略図である。 図３は、第２の実施形態のブレーキの要部を示す概略図である。 図４は、第３の実施形態のブレーキの要部を示す概略図である。 図５は、第４の実施形態のブレーキの要部を示す概略図である。 図６は、第５の実施形態のブレーキの要部を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係るエレベータの巻上機１を軸方向から見た概略図である。巻上機１は、クロス状のモータハウジング２を介して昇降路（図示せず）に固設される。また、巻上機１は、昇降路内を上下に移動可能に配置された乗り籠（図示せず）に接続されたロープ４を巻き上げる。

この巻上機１は、その回転軸に固設された後述するドラム５に作用する２つのブレーキ１０、１０を備えている。これら２つのブレーキ１０は、巻上機１の回転軸を中心に図１で左右対象な位置に配置されている。各ブレーキ１０は、複数本のネジ８を用いてモータハウジング２に固設されている。なお、これら２つのブレーキ１０は、略同じ構造を有するため、ここでは、図示右側のブレーキ１０のみを代表して説明する。

図２には、第１の実施形態のブレーキ１０の要部概略図を示してある。
このブレーキ１０は、回転するドラム５に対して、離接可能に設けられたアーマチュア１２を有する。本実施形態では、アーマチュア１２は、ドラム５の径方向（図２で左右方向）に移動可能に取り付けられている。アーマチュア１２のドラム５に対向する側には、ブレーキシュー１４が取り付けられている。つまり、アーマチュア１２をドラム５に対して離接させることにより、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに対して離接されることになる。

アーマチュア１２のドラム５から離間した背面側には、付勢部材として機能する押圧バネ１６が配置されている。押圧バネ１６は、アーマチュア１２の背面側に配置された例えば鉄製のコイルハウジング１８の内側に押し縮められた状態で埋設されている。そして、コイルハウジング１８が複数本のネジ８を介してモータハウジング２に固設されることで、ブレーキ１０が巻上機１に対して固定される。コイルハウジング１８内には、図示しないコイルが収容配置されており、このコイルに通電することで、コイルハウジング１８が電磁石として機能する。

つまり、図示しないコイルに通電すると、磁力が発生してコイルハウジング１８が磁石として機能し、アーマチュア１２に対する吸着力を生じる。このとき、押圧バネ１６の付勢力に抗してアーマチュア１２がコイルハウジング１８に向けて吸引され、アーマチュア１２の背面がコイルハウジング１８に磁着される。これにより、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａから離間し、ブレーキ１０が開いた状態にされる。

これに対し、コイルへの通電を止めると、コイルハウジング１８からの磁力が消失されてアーマチュア１２に対する吸着力が消失され、アーマチュア１２が押圧バネ１６の付勢力によってドラム５に向けて押圧され、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに押し付けられ、ブレーキ１０が閉じた状態にされる。

上記のように、ブレーキ１０を開閉すると、ブレーキシュー１４とドラム５の外周面５ａとの間、およびアーマチュア１２の背面とコイルハウジング１８との間で、それぞれ、衝突音が発生する。この衝突音は、アーマチュア１２の可動範囲を広くするほど大きくなる。本実施形態では、この衝突音を減少するため、アーマチュア１２の背面側に、消音部材２０を取り付けた。

本実施形態の消音部材２０は、例えば、粘着性を有するジェル状もしくはゲル状のウレタン系のノンハードニング（non-hardening）接着剤であり、アーマチュア１２の背面全体を略カバーする領域に塗布される。この消音部材２０の塗布厚や材質は、このブレーキ１０に付与する消音機能の程度に応じて決められる。一般的には、このような消音部材２０の特性は、アーマチュア１２の動作速度が安全基準をクリアする範囲内で、最大の消音機能を発揮する値に決められる。

本実施形態の消音部材２０は、以下のように機能する。
例えば、ブレーキ１０が閉じた状態で、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに押し付けられた状態から、コイルに通電してブレーキ１０を開いてアーマチュア１２をコイルハウジング１８に吸着せしめるとき、消音部材２０は、アーマチュア１２とコイルハウジング１８との間で緩衝材として機能する。つまり、この際、消音部材２０は、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に衝突する際の衝撃を吸収し、両者の間で発生する衝突音を小さくする。

一方、ブレーキ１０が開いた状態で、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に吸着されている状態から、コイルへの通電を止めてコイルハウジング１８からの磁力を消失させて、ブレーキシュー１４をドラム５の外周面５ａに押し付けるとき、消音部材２０は、アーマチュア１２の背面に粘着力を作用させて、アーマチュア１２のドラム５に向かう方向の移動速度を減少させる。つまり、消音部材２０は、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに衝突するときの移動速度を遅くして、ブレーキシュー１４のドラム５に対する衝突音を小さくする。

以上のように、本実施形態によると、アーマチュア１２の背面とコイルハウジング１８との間に粘着性を有する消音部材２０を配置したため、ブレーキ１０を開くときのアーマチュア１２とコイルハウジング１８との間の衝突音を小さくできると同時に、ブレーキ１０を閉じるときのブレーキシュー１４とドラム外周面５ａとの間の衝突音をも小さくできた。また、本実施形態の消音部材２０を用いたことにより、図示しないブレーキスイッチによるブレーキの開閉状態の検知をより精度良くし、アーマチュア１２の可動範囲を広げることができる。

なお、本実施形態では、消音部材２０をアーマチュア１２の背面に塗布したが、消音部材２０がコイルハウジング１８に接触した後、その一部はコイルハウジング１８側に付着する。或いは、消音部材２０がゲル状であれば、アーマチュア１２の背面、或いはコイルハウジング１８のいずれか一方に付着した状態となる場合もある。いずれにしても、消音部材２０は、アーマチュア１２がコイルハウジング１８から遠ざかるときに粘着力を作用させて移動を遅くするよう機能すれば良い。

図３には、第２の実施形態のブレーキ１０の要部概略図を示してある。本実施形態のブレーキ１０は、消音部材２０の代りに消音部材３０を配置した以外は、上述した第１の実施形態のブレーキ１０と略同じ構造を有する。このため、ここでは、上述した第１の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

すなわち、本実施形態の消音部材３０は、アーマチュア１２の背面全体をカバーする大きさの鉄板３２の両面に第１の実施形態の消音部材２０と同等の消音部材３４、３６を塗布した構造を有する。鉄板３２は、アーマチュア１２の背面とコイルハウジング１８との間に配置され、一方の消音部材２０（ここでは説明を分り易くするため消音部材３４と称する）は、鉄板３２のアーマチュア１２側の面に塗布され、もう一方の消音部材２０（ここでは消音部材３６と称する）は、鉄板３２のコイルハウジング１０側の面に塗布されている。

この消音部材３０は、以下のように機能する。
例えば、ブレーキ１０が閉じた状態で、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに押し付けられた状態から、コイルに通電してブレーキ１０を開いてアーマチュア１２をコイルハウジング１８に吸着せしめるとき、消音部材３０は、アーマチュア１２とコイルハウジング１８との間で緩衝材として機能する。つまり、この際、消音部材３０は、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に衝突する際の衝撃を吸収し、両者の間で発生する衝突音を小さくする。

一方、ブレーキ１０が開いた状態で、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に吸着されている状態から、コイルへの通電を止めてコイルハウジング１８からの磁力を消失させて、ブレーキシュー１４をドラム５の外周面５ａに押し付けるとき、消音部材３０は、アーマチュア１２の背面に粘着力を作用させて、アーマチュア１２のドラム５に向かう方向の移動速度を減少させる。つまり、消音部材３０は、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに衝突するときの移動速度を遅くして、ブレーキシュー１４のドラム５に対する衝突音を小さくする。

本実施形態では、特に、開いた状態のブレーキ１０が閉じるとき、鉄板３２の両面に塗布された２層の消音部材３４、３６それぞれが、アーマチュア１２の移動方向に沿って引き延ばされる。このとき、いずれか一方の消音部材３４、３６は、アーマチュア１２の背面、或いはコイルハウジング１８に接着したままの状態となる。つまり、本実施形態では、消音部材３４、３６のうち一方は、その形状を概ね維持して、ストレスによる経年変化を抑えることができる。このため、上述した第１の実施形態と比較して、本実施形態の消音部材３０は、使用寿命を延長できる。

以上のように、本実施形態によると、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができることに加え、消音部材３０自体の使用寿命をも延長することができる。また、本実施形態の消音部材３０を用いた場合、２層の消音部材３４、３６それぞれが、ブレーキ１０を開くときの緩衝材として機能するとともに、ブレーキ１０を閉じるときにアーマチュア１２に対して粘着力を付与するように機能するため、上述した第１の実施形態と比較して、より高い消音性能を発揮できる。

図４には、第３の実施形態のブレーキ１０の要部概略図を示してある。本実施形態のブレーキ１０は、消音部材３４、３６の代りにゴムシート４４、４６を配置した以外は、上述した第２の実施形態のブレーキ１０と略同じ構造を有する。このため、ここでは、上述した第２の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

すなわち、本実施形態の消音部材４０は、アーマチュア１２の背面全体をカバーする大きさの鉄板４２（第２の実施形態の鉄板３２に相当）の両面にゴムシート４４、４６を貼り合せた構造を有する。

鉄板４２は、アーマチュア１２の背面とコイルハウジング１８との間に配置され、一方のゴムシート４４は、鉄板４２のアーマチュア１２側の面に貼り付けられ、もう一方のゴムシート４６は、鉄板４２のコイルハウジング１０側の面に貼り付けられている。そして、ゴムシート４４の鉄板４２から離間した側の面がアーマチュア１２の背面に貼り付けられ、ゴムシート４６の鉄板４２から離間した側の面がコイルハウジング１８に貼り付けられている。つまり、本実施形態の消音部材４０は、アーマチュア１２の背面とコイルハウジング１８との間に、隙間無く密着した状態で取り付けられている。

本実施形態の消音部材４０は、以下のように機能する。
例えば、ブレーキ１０が閉じた状態で、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに押し付けられた状態から、コイルに通電してブレーキ１０を開いてアーマチュア１２をコイルハウジング１８に吸着せしめるとき、消音部材４０は、アーマチュア１２とコイルハウジング１８との間で緩衝材として機能する。つまり、この際、消音部材４０は、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に衝突する際の衝撃を吸収し、両者の間で発生する衝突音を小さくする。

一方、ブレーキ１０が開いた状態で、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に吸着されている状態から、コイルへの通電を止めてコイルハウジング１８からの磁力を消失させて、ブレーキシュー１４をドラム５の外周面５ａに押し付けるとき、消音部材４０の２層のゴムシート４４、４６は、その復元力をアーマチュア１２に作用させて、アーマチュア１２のドラム５に向かう方向の移動速度を減少させる。つまり、消音部材４０は、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに衝突するときの移動速度を遅くして、ブレーキシュー１４のドラム５に対する衝突音を小さくする。

本実施形態では、特に、鉄板４２の両面にゴムシート４４、４６を貼り合せたため、ブレーキ１０を閉じるとき、消音部材４０全体としての変形（伸び）を２層のゴムシート４４、４６が分担することになる。このため、本実施形態では、各ゴムシート４４、４６がそれぞれ担う変形量を、シートの厚さの２０％以内に収めることができた。言い換えると、本実施形態では、ブレーキ１０を閉じるとき、各ゴムシート４４、４６の最大変形量が厚さの２０％以内になるように、鉄板４２の厚さ、および各ゴムシート４４、４６の厚さや硬さを設定した。このため、各ゴムシート４４、４６の変形量を少なくすることができ、消音部材４０の使用寿命を延長できる。

以上のように、本実施形態によると、上述した第１および第２の実施形態と同様の効果を奏することができることに加え、消音部材４０の使用寿命をも延長することができる。また、本実施形態の消音部材４０を用いた場合、２層のゴムシート４４、４６それぞれが、ブレーキ１０を開くときの緩衝材として機能するとともに、ブレーキ１０を閉じるときにアーマチュア１２に対して復元力を作用させるように機能するため、上述した第１の実施形態と比較して、より高い消音性能を発揮できる。

図５には、第４の実施形態のブレーキ１０の要部概略図を示してある。本実施形態のブレーキ１０は、消音部材２０の代りにＯリング５０（消音部材として機能する）をアーマチュア１２の周上に取り付けた以外、上述した第１の実施形態のブレーキ１０と略同じ構造を有する。このため、ここでは、上述した第１の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

すなわち、本実施形態のＯリング５０は、アーマチュア１２の周上、すなわちアーマチュア１２をドラム５に対して離接する方向（図５で左右方向）に沿って移動可能に収容配置したモータハウジング２（ケース）の内面に対向するアーマチュア１２の外周上に取り付けられている。このため、アーマチュア１２がドラム５に対して離接する方向に移動する際には、Ｏリング５０は、アーマチュア１２とモータハウジング２との間に摺動抵抗を付与し、アーマチュア１２の移動速度を遅くする。

つまり、本実施形態のＯリング５０（消音部材）は、以下のように機能する。
例えば、ブレーキ１０が閉じた状態で、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに押し付けられた状態から、コイルに通電してブレーキ１０を開いてアーマチュア１２をコイルハウジング１８に吸着せしめるとき、Ｏリング５０は、アーマチュア１２の移動速度を遅くするよう機能する。つまり、この際、Ｏリング５０は、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に衝突する際の衝撃を小さくして、両者の間で発生する衝突音を小さくする。

一方、ブレーキ１０が開いた状態で、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に吸着されている状態から、コイルへの通電を止めてコイルハウジング１８からの磁力を消失させて、ブレーキシュー１４をドラム５の外周面５ａに押し付けるとき、Ｏリング５０は、アーマチュア１２の移動速度を遅くするよう機能する。つまり、Ｏリング５０は、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに衝突するときの移動速度を遅くして、ブレーキシュー１４のドラム５に対する衝突音を小さくする。

以上のように、本実施形態によると、上述した第１乃至第３の実施形態と同様の効果を奏することができる。

図６には、第５の実施形態のブレーキ１０の要部概略図を示してある。本実施形態のブレーキ１０は、消音部材２０の代りに重り６０（消音部材として機能する）をアーマチュア１２に一体に固設した以外、上述した第１の実施形態のブレーキ１０と略同じ構造を有する。このため、ここでは、上述した第１の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施形態の重り６０は、アーマチュア１２の背面側から図中右方向（ドラム５から離れる方向）に一体に突設された支持ロッド６２に固設されている。より詳細には、アーマチュア１２の背面から略垂直に突設された支持ロッド６２は、コイルハウジング１８に埋設された押圧バネ１６の中を通り抜け、コイルハウジング１８を貫通した先端近くに重り６０が固設されている。この重り６０は、アーマチュア１２のイナーシャを大きくして移動速度を遅くするよう機能する。

つまり、本実施形態の重り６０（消音部材）は、以下のように機能する。
例えば、ブレーキ１０が閉じた状態で、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに押し付けられた状態から、コイルに通電してブレーキ１０を開いてアーマチュア１２をコイルハウジング１８に吸着せしめるとき、重り６０は、アーマチュア１２の移動速度を遅くするよう機能する。つまり、この際、重り６０は、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に衝突する際の衝撃を小さくして、両者の間で発生する衝突音を小さくする。

一方、ブレーキ１０が開いた状態で、アーマチュア１２がコイルハウジング１８に吸着されている状態から、コイルへの通電を止めてコイルハウジング１８からの磁力を消失させて、ブレーキシュー１４をドラム５の外周面５ａに押し付けるとき、重り６０は、アーマチュア１２の移動速度を遅くするよう機能する。つまり、重り６０は、ブレーキシュー１４がドラム５の外周面５ａに衝突するときの移動速度を遅くして、ブレーキシュー１４のドラム５に対する衝突音を小さくする。

以上のように、本実施形態によると、上述した第１乃至第３の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によると、コイルハウジング１８の外側に重り６０を取り付けたため、ブレーキ１０の消音機能を担う消音部材、すなわち重り６０が経時的に劣化することが殆どなく、半永久的に使用することができる。

上述した実施形態によれば、作動音を減少するための消音機能を有するブレーキを提供することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載した発明とその均等の範囲に含まれる。

上述した実施形態では、エレベータの巻上機１のブレーキ１０について説明したが、これに限らず、例えば、本発明をエスカレータの駆動機構などのブレーキに適用しても良い。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載されていた内容を付記する。
１、
回転するドラムに対して離接可能に設けられたアーマチュアと、
このアーマチュアが上記ドラムに対向する側に設けられたブレーキシューと、
上記アーマチュアを上記ドラムに向けて付勢して上記ブレーキシューを上記ドラムに押し付ける付勢部材と、
この付勢部材による付勢力に抗して、上記アーマチュアを、上記ドラムから離れる方向に吸引して磁着する電磁石と、
上記アーマチュアが上記電磁石に磁着されるときの衝突音を減少させ且つ上記ブレーキシューが上記ドラムに接触するときの衝突音を減少させる消音部材と、
を有するブレーキ。
２、
上記消音部材は、上記アーマチュアと電磁石との間に介在され、上記アーマチュアを上記電磁石に吸着せしめるときの緩衝材として機能し、且つ上記ブレーキシューを上記ドラムに押し付けるときに上記アーマチュアに粘着力を作用せしめて上記ブレーキシューの上記ドラムに対する当接速度を遅くするよう機能する１のブレーキ。
３、
上記アーマチュアと上記電磁石との間に介在された磁性体の板をさらに有し、
上記消音部材は、上記板の両面に接着されている２のブレーキ。
４、
上記消音部材は、上記磁性体の板の両面に接着されたゴムを含む３のブレーキ。
５、
上記ゴムは、それぞれ、上記アーマチュアおよび電磁石にも接着されている４のブレーキ。
６、
上記アーマチュアを上記ドラムに対して離接可能に収容配置したケースをさらに有し、
上記消音部材は、上記アーマチュアが上記ケースの内面に対向する周上に設けられたＯリングを含む１のブレーキ。
７、
上記消音部材は、上記アーマチュアのイナーシャを大きくするため当該アーマチュアに固設した重りを含む１のブレーキ。

１…巻上機、２…モータハウジング、４…ロープ、５…ドラム、５ａ…外周面、８…ネジ、１０…ブレーキ、１２…アーマチュア、１４…ブレーキシュー、１６…押圧バネ、１８…コイルハウジング、２０、３０、３４、３６、４０…消音部材、４４、４６…ゴムシート、５０…Ｏリング、６０…重り。

Claims (3)

1. 回転するドラムに対して離接可能に設けられたアーマチュアと、
   このアーマチュアが上記ドラムに対向する側に設けられたブレーキシューと、
   上記アーマチュアを上記ドラムに向けて付勢して上記ブレーキシューを上記ドラムに押し付ける付勢部材と、
   この付勢部材による付勢力に抗して、上記アーマチュアを、上記ドラムから離れる方向に吸引して磁着する電磁石と、
   上記アーマチュアと電磁石との間に介在され、上記アーマチュアを上記電磁石に吸着せしめるときの緩衝材として機能して、上記アーマチュアが上記電磁石に磁着されるときの衝突音を減少させ、且つ上記ブレーキシューを上記ドラムに押し付けるときに上記アーマチュアに粘着力を作用せしめて、上記アーマチュアに粘着力が作用しない状態で前記付勢手段によって上記ブレーキシューが上記ドラムに当接するときの当接速度より上記ブレーキシューの上記ドラムに対する当接速度を遅くするよう機能して、上記ブレーキシューが上記ドラムに接触するときの衝突音を減少させる消音部材と、を有し、
   更に、上記アーマチュアと上記電磁石との間に介在された磁性体の板を有し、
   上記消音部材は、上記板の両面に接着されているブレーキ。
2. 上記消音部材は、上記磁性体の板の両面に接着されたゴムを含む請求項１のブレーキ。
3. 上記ゴムは、それぞれ、上記アーマチュアおよび電磁石にも接着されている請求項２のブレーキ。

Images