JPH0542272Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、水車発電機等に用いられる電磁ブレ
ーキ装置に関するもので、詳しくは制動時又は制
動解除時の衝撃を吸収し、かつ必要に応じて制動
力を可変できる電磁ブレーキ装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来の水車発電機用の電気ブレーキ装置には、
電動機の駆動力を利用してブレーキシユーを水車
発電機の回転部に押しつけるものと、電磁ソレノ
イドの駆動力を利用してブレーキシユーを水車発
電機の回転部に押しつけるものとがある。又電動
機又は電磁ソレノイドの駆動力をブレーキシユー
に伝達する手段として、リンク機構を用いるもの
と、油圧のブレーキシリンダー用いるものとがあ
つた。

それぞれの従来例を具体的に説明すると、電動
機３９の駆動力をリンク機構を用いて伝達するも
のは、第４図に示すように、電動機３９の回転運
動をピニオン４１とラツク４３で直線運動に換
え、固定支軸２０ａに回動自在に軸着されたアー
ム３の他端を、前記ラツク４３の先端に軸着して
押圧し、ブレーキ本体２１のブレーキシユー２２
を水車発電機の回転部３８に押しつけるようにし
たものである。

電磁ソレノイド４０の駆動力をリンク機構を用
いて伝達するものは、第５図に示すように、電磁
ソレノイド４０に通電すると、プランジヤー４２
を介して第４図と同様のアーム３を回動し、ブレ
ーキシユー本体２１のブレーキシユー２２を水車
発電機の回転部３８に押しつけるようにしたもの
である。

電動機３９の駆動力を一旦油圧に変換するもの
は、第６図に示すように、電動機３９に通電する
と、油ポンプ４４が油圧を発生し、この油圧によ
つてブレーキシリンダ４５のブレーキピストン４
６を駆動してブレーキ本体２１のブレーキシユー
２２を水車発電機の回転部３８に押しつけるよう
にしたものである。

電磁ソレノイド４０の駆動力を一旦油圧に変換
するものは、第７図に示すように、電磁ソレノイ
ド４０に通電してマスターシリンダー４７内のピ
ストン４８を作動させると油圧が発生し、この油
圧によつてブレーキシリンダ４５のブレーキピス
トン４６を駆動してブレーキ本体２１のブレーキ
シユー２２を水車発電機の回転部３８に押しつけ
るようにしたものである。

［考案が解決しようとする課題］ 以上の従来例の電気ブレーキ装置のうち、電動
機を利用したものは、ピニオン４１やラツク４３
などを利用するため、構造が複雑になるという欠
点がある。また、油圧を介して制動を行なうもの
は、油漏れや長時間制動する場合に油圧の低下に
よる制動圧力の低下があるという欠点がある。こ
れらの理由から電磁的制動源の駆動力を直接利用
してブレーキシユー２２を水車発電機の回転部３
８に押しつけるものが構造上簡単であり、保守上
も好ましい。しかし、従来のこの構造のものは、
電磁ソレノイドへの通電と同時にプランジヤーが
アマチユアに衝突し、かつブレーキシユーが水車
発電機の回転部３８を打撃するように制動動作に
入るので制動時の衝撃が大い。また、反力スプリ
ングを利用してブレーキシユーを回転部３８に押
しつけるようにしたものは、制動解除時にこの反
力スプリングの反動が大きく、その反力による衝
撃が大きい。この衝撃は装置全体に悪影響をおよ
ぼし、装置を故障させたり、装置の寿命を短くす
るばかりでなく、作動中に故障した場合には、大
きな事故につながりかねないものであつた。さら
に、制動がかかるのは通電している間だけであ
り、電磁ソレノイド４０を長時間連続して通電
し、かつ水車発電機の回転部３８を長時間制動す
るためには、電磁ソレノイドが大型化すること、
電磁ソレノイドの寿命および信頼性が損なわれる
などの問題点があつた。

本考案の第１の目的は、制動時および制動解除
時の衝撃がないもの、特に反スプリングを用いた
ものにおいて制動解除時の反力スプリングの反動
による衝撃を吸収することのできるものを得るこ
とである。

本考案の第２の目的は、短時間の電磁ソレノイ
ドへの通電により長時間の制動のできる電磁ブレ
ーキ装置を得ることである。

本考案の第３の目的は、アジヤスターの調節に
より１台で広範囲の制動力が得られる装置を提供
することである。

「課題を解決するための手段］ 本考案は、制動時および制動解除時の衝撃がな
いものを得るために、電磁ソレノイドコイルによ
り励磁されたアマチユアでプランジヤーを駆動
し、このプランジヤーにロツドを進退自在に挿入
するとともに、反力スプリングでこのロツドを外
方に付勢してこのロツドに連結されたブレーキシ
ユーに制動圧力を付与するようにしたものにおい
て、前記プランジヤーからロツドが突出する部分
のプランジヤーとロツドの当接面をガイドシール
で密閉し、ロツドの抜け止め突部の外周とプラン
ジヤーの内周面との当接面をガイドシールで密閉
して、プランジヤーの内部のロツドとの間にエア
ダンパー用空間を形成してなるものである。

また、上記のロツドの進退速度を制限するエア
ダンパー用空間に加えて、アマチユアからロツド
が突出する部分のアマチユアとロツドの当接面を
ガイドシールで密閉し、アマチユアからプランジ
ヤーが突出する部分のアマチユアとプランジヤー
の当接面をガイドシールで密閉して、アマチユア
とプランジヤーとの間にエアダンパー用空間を形
成して、エアダンパーを２段にしてなるものであ
る。

また、短時間の電磁ソレノイドへの通電により
長時間の制動のできるものを得るために、プラン
ジヤーの側面に段部を形成し、ブレーキシユーが
被制動体の回転部に圧接した状態で前記段部に係
合する位置にストツパーを設け、このストツパー
を係脱させるサブ電磁ソレノイドを設けたもので
ある。

そして、制御のために、プランジヤーの他端に
スイツチ板を設け、プランジヤーの停止位置の前
記スイツチ板に相対する位置に制動リミツトスイ
ツチおよび制動解除リミツトスイツチを設け、制
動リミツトスイツチの動作によつて電磁ソレノイ
ドコイルへの通電を絶ち、制動解除リミツトスイ
ツチの動作によつてサブ電磁ソレノイドへの通電
を絶つようにする。

さらに、アジヤスターの調節により１台で広範
囲の制御力を得るために、プランジヤーのロツド
挿入側と反対端に、アジヤスターを嵌合するとと
もに、このアジヤスターの位置を調整するアジヤ
ストボルトを螺合し、このアジヤストボルトで反
力スプリングのばね圧を調節するようにしたもの
である。

［作用］ プランジヤーの内周面とロツドとの前後２個所
の当接面を密閉することによりプランジヤーとロ
ツドの相対的な進退速度を制限するエアダンパー
が形成される。このエアダンパーは、主に制動解
除時に反力スプリングの反動でプランジヤーが押
し戻される速度を制限し、プランジヤーが衝撃的
に押し戻されることを抑制する。

また、アマチユアとロツドの当接面、アマチユ
アとプランジヤーの当接面、プランジヤーの内周
面とロツドの当接面を、それぞれガイドシールで
密閉することによりアマチユアとプランジヤーの
相対的な進退速度を制限するエアダンパーが形成
される。このエアダンパーは、主に制動開始時
に、ブレーキシユーが被制動体に接触するまで、
電磁ソレノイドコイルの吸引力でプランジヤーが
引き込まれる速度を制限し、プランジヤーが衝撃
的にアマチユア内に引き込まれてブレーキシユー
が被制動体に衝撃的に衝突することを抑制する。
また、制動解除時はに、プランジヤーが押し戻さ
れる速度を制限することにも寄与するが、上記の
プランジヤー内に形成されたエアダンパーほどで
はなく、２次的な作用である。

さらに、プランジヤーの側面の段部とストツパ
ー、サブ電磁ソレノイドを設け、さらに、スイツ
チ板、制動リミツトスイツチおよび制動解除リミ
ツトスイツチを設けることにより、制動状態でプ
ランジヤーを機械的に固定し、電磁ソレノイドコ
イルの通電を断つ。

さらに、アジヤストボルトを捩じ込むことによ
り、反力スプリングを圧縮して制動圧力が高く設
定され、緩めることにより制動圧力が低く設定さ
れる。

［実施例］ 本考案の一実施例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。

第１図において、１は本装置を駆動する電磁ソ
レノイドコイルであり、その外周は台座２０に回
転自在に軸着されたアマチユア５で包囲され、内
部にはプランジヤー２が進退自在に挿入されてい
る。このプランジヤー２は内部の両端に段部７，
１０をつけて中空に形成されており、一端には後
記するアーム３に軸着されるロツド６が進退自在
に挿入され、このロツド６の外周の抜け止め突部
８が前記段部７に当接して、プランジヤー２から
抜けないようになつている。また、このプランジ
ヤー２の他端内側には雌ねじ９が切られ、アジヤ
スター４が進退自在に挿入され、アジヤスター４
の外周の突部１１が前記段部１０に当接して、プ
ランジヤー２から抜けないようになつており、前
記ロツド６と前記アジヤスター４の間には反力ス
プリング３７が介装されている。前記雌ねじ９に
はアジヤストボルト１２が螺合しており、このア
ジヤストボルト１２の先端は前記アジヤスター４
に当接し、ロツクナツト１８でロツクされてい
る。前記アマチユア５の内周面にはロツド６との
当接面、プランジヤー２との当接面に気密なガイ
ドシール１３，１４が設けられ、また、プランジ
ヤー２の内周面にはロツド６との当接面に気密な
ガイドシール１５が設けられ、前記抜け止め突部
８の外周にはプランジヤー２の内周面との接触面
にＯリングなどのガイドシール８ａが設けられて
いる。その結果、アマチユア５とプランジヤー２
との空間１６ａと、プランジヤー２とロツド６と
の空間１６ｂが密閉され、それぞれ独立したエア
ダンパーが形成されている。アマチユア５に穿設
された調節穴１７には第３図に示すように空気の
出入り口を調節するため中央に穴１７ｂのあいた
ねじ１７ａが交換可能に螺合されている。前記ロ
ツド６の先端は２本のアーム３の一端を連結する
軸１９に回動自在に軸着され、それぞれのアーム
３の他端は台座２０の固定支軸２０ａに回転自在
に軸着されている。また、このアーム３の一端は
補助スプリング３６によつてアマチユア５方向に
吸引されている。前記アーム３にはブレーキシユ
ー２２が固定されたブレーキ本体２１がリンク２
５を介して回動自在に取付けられ、ブレーキ本体
２１の背面には移動方向を定めるスタビライザー
２３が形成され、このスタビライザー２３は前記
アマチユア５と一体に形成されたガイド２４に摺
動自在に挿入されている。

前記プランジヤー２の他端側には先端にゆくに
したがつて細くなるように段部２６が設けられ、
前記アマチユア５に固着されたストツパーガイド
２７にストツパー２８が第１図中の上下方向に摺
動自在に貫通している。ストツパー２８の先端は
前記プランジヤー２の側面に臨ませられており、
スプリング２９によつて、常にプランジヤー２側
に付勢され、プランジヤー２の側面に当接してい
る。ストツパー２８はさらにリンク機構３１を介
してサブ電磁ソレノイド３０に連結され、このサ
ブ電磁ソレノイド３０の作動によつてストツパー
２８の先端が上方へ引上げられてプランジヤー２
の段部２６から外れるようになつている。前記プ
ランジヤー２の他端にはスイツチ板３２が設けら
れ、これに相対する位置に制動リミツトスイツチ
３３と制動解除リミツトスイツチ３４が設けられ
ている。

以上の構成において、主電磁ソレノイドコイル
１に無通電の状態、すなわち制動を掛けていない
状態では、第１図に示すように、補助スプリング
３６によつてロツド６が図中右方へ引かれ、プラ
ンジヤー２の他端がアマチユア５から図中右方へ
完全に突出して、水車発電機の回転部３８と反対
方向に移動しブレーキシユー２２は水車発電機の
回転部３８と数cmの間隙３１ａを保持して対峙し
ている。

次に制動動作を説明する。

制動を掛けるときには、主電磁ソレノイドコイ
ル１に通電する。なお、この通電時間は後述のス
トツパー２８が段部２６に係合するまでのわずか
な時間である。すると、プランジヤー２がアマチ
ユア５内に引き込まれる。アマチユア５が引き込
まれ始めると、アマチユア５とプランジヤー２と
のエアダンパー用空間１６ａおよびロツド６とプ
ランジヤー２とのエアダンパー用空間１６ｂがガ
イドシール１３，１４，１５，８ａによつて密閉
されているので、エアダンパー用空間１６ａは正
圧、エアダンパー用空間１６ｂは負圧となる。

主電磁ソレノイドコイル１への通電開始直後か
らブレーキシユー２２が回転体３８に当接するま
での間は、エアダンパー用空間１６ｂによる制限
に加えて反力スプリング３７の反力により、プラ
ンジヤー２とロツド６との相対的な動きはなく、
エアダンパー用空間１６ａだけがダンパーとして
有効に機能して、プランジヤー２がアマチユア５
に引き込まれてゆく。このとき、エアダンパー用
空間１６ａはガイドシール１３，１４の接触面で
の空気漏れとアマチユア５に螺合されたねじ１７
ａの穴１７ｂから空気が徐々に排出され、プラン
ジヤー２はゆつくり引き込まれて行く。

プランジヤー２の移動とともに補助スプリング
３６に抗して、ロツド６も一体に移動してアマチ
ユア５から突出して行き、アーム３を固定支軸２
０ａを中心として徐々に回動させ、ブレーキシユ
ー２２が水車発電機の回転部３８に近づいて行
く。ブレーキシユー２２が水車発電機の回転部３
８に当接すると、ロツド６およびアーム３、ブレ
ーキ本体２１は停止する。

そして、ブレーキシユー２２が回転体３８に当
接した後は、ロツド６がそれ以上進出できなくな
り、エアダンパー用空間１６ａの制限に加えて、
エアダンパー用空間１６ｂによる制限と反力スプ
リング３７の反力に抗して、プランジヤー２がア
マチユア５に引き込まれ、プランジヤー２の先端
がアマチユア５に当接したところで停止する。こ
のとき、エアダンパー用空間１６ｂはガイドシー
ル１５，８ａの接触面での空気漏れにより空気が
徐々に吸入され、プランジヤー２はさらにゆつく
り引き込まれて行く。

そして、反力スプリング３７が圧縮されてゆ
き、これにしたがつてブレーキシユー２２は水車
発電機の回転部３８に圧接され、次第に圧接圧力
が大きくなり、制動圧力を増して行く。

プランジヤー２の段部２６がストツパー２８の
位置に達すると、ストツパー２８は常にプランジ
ヤー２側に付勢されているのでストツパー２８の
先端が段部２６に係合する。この係合の後であつ
て、スイツチ板３２がリミツトスイツチ３３の位
置に達すると、リミツトスイツチ３３が作動し
て、主電磁ソレノイドコイル１の電源が絶たれ、
装置は第２図に示すように停止する。プランジヤ
ー２はストツパー２８に係合しているので、後退
せず、ブレーキシユー２２は水車発電機の回転部
３８に圧接されたまま停止する。

次に、制動解除動作を説明する。

制動を解除するには、主電磁ソレノイドコイル
１を短時間（約２秒間）だけ励磁しストツパー２
８を無負荷状態としたのち、サブ電磁ソレノイド
３０に短時間だけ通電する。すると、サブ電磁ソ
レノイド３０のプランジヤー３５が引き込まれ
て、これと連結されたリンク機構３１が作動し、
ストツパー２８が引き上げられ、ストツパー２８
とプランジヤー２の段部２６との係合が解かれ、
その後主電磁ソレノイドコイル１の電源が切れ、
プランジヤー２は反力スプリング３７と補助スプ
リング３６との力によつて後退を開始する。

制動解除は制御時とは逆に、まず、反力スプリ
ング３７の反力により、プランジヤー２が押し戻
される。このとき、主にエアダンパー用空間１６
ｂが有効に機能し、従的にエアダンパー用空間１
６ａが機能し、ガイドシール１３，１４，１５，
８ａの接触面での空気漏れと穴１７ｂにより、エ
アダンパー用空間１６ｂの空気が徐々に排出さ
れ、エアダンパー用空間１６ａに空気が徐々に吸
入される。そして、プランジヤー２のみが徐々に
後退し、ロツド６はアマチユア５に対しては後退
しない。

エアダンパー用空間１６ｂが元に戻り、プラン
ジヤー２とロツド６の相対的な動きが停止する
と、エアダンパー用空間１６ａのみが機能してロ
ツド６がプランジヤー２とともに徐々に後退す
る。そして、制動が緩められ、遂には制動が解か
れ、補助スプリング３６はブレーキシユー２２を
水車発電機の回転部３８から完全に引き離し、再
び第１図に示すように、数cmの間隙３１ａを保持
する。

プランジヤー２の段部２６がストツパー２８の
位置を越えてスイツチ板３２が制動解除リミツト
スイツチ３４をオンすると、サブ電磁ソレノイド
３０が解除され、ストツパー２８はスプリング２
９で下降し、第１図の状態に戻る。

以上の実施例では、制動時の衝撃を柔らげるた
めのエアダンパー用空間１６ａと制動解除時の衝
撃をやわらげるためのエアダンパー用空間１６ｂ
を両方設けるようにしたが、特に反力スプリング
の反動による衝撃の大きいエアダンパー用空間１
６ｂだけを設けるようにしてもよい。

［考案の効果］ 本考案は、以上のように構成したので、制動解
除時の反力スプリングの反動による衝撃をほとん
ど吸収することができ、したがつて衝撃による装
置の劣化や故障がなく、作動時に装置が故障する
可能性が非常に低く、安全である。制動完了後
は、電磁ソレノイドの通電を直ちに絶つので、電
磁ソレノイドに無理な負荷を掛けずに制動は継続
する。また、調節穴に螺合した穴付きねじを交換
して空気の通過量を変えれば、プランジヤーの作
動速度を変えることができるなどのすぐれた効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の電磁ブレーキの
一実施例を示すもので、第１図は非制動時の断面
図、第２図は制動時の断面図、第３図は調節穴を
示す部分断面図、第４図、第５図、第６図および
第７図はそれぞれ従来の異なる例を示す説明図で
ある。 １……電磁ソレノイドコイル、２……プランジ
ヤー、３……アーム、４……アジヤスター、５…
…アマチユア、６……ロツド、７……段部、８…
…抜け止め突部、８ａ……ガイドシール（Ｏリン
グ）、９……雌ねじ、１０……段部、１１……突
部、１２……アジヤストボルト、１３，１４，１
５……ガイドシール、１６ａ，１６ｂ……空間、
１７……調節穴、１７ａ……調節穴付きねじ、１
７ｂ……穴、１８……ロツクナツト、１９……
軸、２０……台座、２０ａ……固定支軸、２１…
…ブレーキ本体、２２……ブレーキシユー、２３
……スタビライザー、２４……ガイド、２５……
リンク、２６……段部、２７……ストツパーガイ
ド、２８……ストツパー、２９……スプリング、
３０……サブ電磁ソレノイド、３１……リンク機
構、３１ａ……間隙、３２……スイツチ板、３３
……制動リミツトスイツチ、３４……制動解除リ
ミツトスイツチ、３５……プランジヤー、３６…
…補助スプリング、３７……反力スプリング、３
８……水車発電機の回転部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電磁ソレノイドコイル１により励磁されたア
   マチユア５でプランジヤー２を駆動し、このプ
   ランジヤー２にロツド６を進退自在に挿入する
   とともに、反力スプリング３７でこのロツド６
   を外方に付勢してこのロツド６に連結されたブ
   レーキシユー２２に制動圧力を付与するように
   したものにおいて、 前記プランジヤー２からロツド６が突出する
   部分のプランジヤー２とロツド６の当接面をガ
   イドシール１５で密閉し、ロツド６の抜け止め
   突部８の外周とプランジヤー２の内周面との当
   接面をガイドシール８ａで密閉して、プランジ
   ヤー２の内部のロツド６との間にエアダンパー
   用空間１６ｂを形成してなることを特徴とする
   電磁ブレーキ装置。 (2) アマチユア５からロツド６が突出する部分の
   アマチユア５とロツド６の当接面をガイドシー
   ル１３で密閉し、アマチユア５からプランジヤ
   ー２が突出する部分のアマチユア５とプランジ
   ヤー２の当接面をガイドシール１４で密閉し
   て、アマチユア５とプランジヤー２との間にエ
   アダンパー用空間１６ａを形成してなることを
   特徴とする請求項(1)記載の電磁ブレーキ装置。 (3) プランジヤー２の側面に段部２６を形成し、
   ブレーキシユー２２が被制動体の回転部３８に
   圧接した状態で前記段部２６に係合する位置に
   ストツパー２８を設け、このストツパー２８を
   係脱させるサブ電磁ソレノイド３０を設けたこ
   とを特徴とする請求項(1)または(2)記載の電磁ブ
   レーキ装置。 (4) プランジヤー２の他端にスイツチ板３２を設
   け、プランジヤー２の停止位置の前記スイツチ
   板３２に相対する位置に制動リミツトスイツチ
   ３３および制動解除リミツトスイツチ３４を設
   け、制動リミツトスイツチ３３の動作によつて
   電磁ソレノイドコイル１への通電を絶ち、制動
   解除リミツトスイツチ３４の動作によつてサブ
   電磁ソレノイド３０への通電を絶つことを特徴
   とする請求項(1)，(2)または(3)記載の電磁ブレー
   キ装置。 (5) プランジヤー２のロツド挿入側と反対端に、
   アジヤスター４を嵌合するとともに、このアジ
   ヤスター４の位置を調整するアジヤストボルト
   １２を螺合し、このアジヤストボルト１２で反
   力スプリング３７のばね圧を調節するようにし
   た請求項(1)，(2)，(3)または(4)記載の電磁ブレー
   キ装置。