KR20050001444A

KR20050001444A - 권상기의 브레이크 구조

Info

Publication number: KR20050001444A
Application number: KR1020040048057A
Authority: KR
Inventors: 오타히토시; 하시모토아키라; 쇼노가즈히로; 가지타나오키; 우오즈미히사노리; 하시구치나오키
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-01-06
Also published as: DE102004030830A1; CN1576634A; DE102004030830B4; JP3947497B2; CN1322248C; US20040262102A1; KR100596281B1; US7073640B2; JP2005016649A

Abstract

조립 공정을 간략화하여 제조 비용을 저감할 수 있는 권상기의 브레이크 구조를 얻는 것을 목적으로 한다.

권상기의 중심에 배치된 축(17)을 중심으로 하여 회전할 수 있는 브레이크 드럼(2) 및 브레이크 드럼(2)에 내장된 전자 브레이크부(1)를 갖고, 전자 브레이크부(1)는, 복수개의 가동 철심(4)과, 가동 철심(4)의 외측에 배치되어, 가동 철심(4)에 연결 부재(8)로 접속되고, 브레이크 드럼(2)과 대향하는 외주면을 갖는 브레이크 슈(5)와, 가동 철심(4)을 브레이크 드럼(2)의 내주면의 방향으로 가압하는 가압 스프링(12)을 거쳐 설치된 가동 철심 각각에 대응하는 고정 철심을 구비하고, 가동 철심(4) 각각에 대응하는 고정 철심은, 일체로 성형된 일체형 고정 철심(15)으로 한다.

Description

권상기의 브레이크 구조{BRAKE STRUCTURE OF TRACTION MACHINE}

본 발명은 권상기(traction machine)의 브레이크 구조에 관한 것으로서, 특히 브레이크의 제동력 및 브레이크의 온, 오프 동작의 안정성 향상 및 조립 비용 저감의 기술에 관한 것이다.

종래의 권상기 등의 브레이크 구조에서는, 주로 내부 확장형의 브레이크 구조가 사용되고 있다. 내부 확장형의 브레이크 구조에서는, 분할된 한 쌍의 전자 브레이크부(electromagnetic brake units)가 장착 부재에 고정되고, 전자 브레이크부는 브레이크 드럼에 내장되도록 구성되어 있다.

장착 부재에는 베어링을 거쳐 회전축이 설치되고, 브레이크 드럼은 회전축에 고정되며, 동일하게 회전축에 고정된 회전체와 일체로 되어 회전한다.

브레이크 드럼은 그 내주면이 전자 브레이크부의 브레이크 슈(brake shoe) 외주면과 대향하여 회전한다.

전자 브레이크부는 코일이 권회된 고정 철심(stationary iron)과, 고정 철심의 흡인력(attraction force)으로 축 방향으로 구동되는 가동 철심(movable iron)으로 이루어진다. 가동 철심의 선단에는, 연결 부재를 거쳐 브레이크 슈가 장착되어 있다.

고정 철심과 가동 철심의 사이에는 가압 스프링(compression spring)이 설치되어 있다. 이 가압 스프링의 힘으로 브레이크 슈를, 회전하는 브레이크 드럼의 내주면에 압착하여 회전체를 제동한다. 또한, 코일에 전류가 통했을 때의 고정자 철심의 흡인력에 의해 브레이크 슈의 제동력을 해제하여 회전체를 작동시킨다.

브레이크 슈는 브레이크 드럼을 제동할 때 등에 브레이크 드럼의 회전 방향에 토크를 받는다. 이 토크에 의해 연결 부재가 파손되는 것을 방지하기 위해서, 장착 부재에 브레이크 슈의 단면까지 돌출하는 토크 베어링이 설치되고, 이 토크 베어링으로 브레이크 슈의 원주 방향 단면을 지지하도록 하고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 2002-303341 호 참조).

상기 종래의 권상기 등에 있어서의 브레이크 구조에서는, 2개의 전자 브레이크부가 분할되어 장착 부재에 고정되고, 브레이크 드럼 내에 배치되어 있기 때문에, 2개의 전자 브레이크부의 상대적인 위치 어긋남이 발생할 가능성이 있다. 즉,전자 브레이크부의 직경 방향 중심 위치가 브레이크 드럼의 중심으로부터 어긋난 상태에서 장착 부재에 고정되는 경우가 있고, 브레이크 드럼과 브레이크 슈와의 접촉면압(contact surface pressure)이 불균일해져서 브레이크 구조의 제동력이 저하한다는 문제가 있었다.

또, 브레이크 슈의 양단을 지지하는 토크 지지부(torque bearing part)는, 장착 부재로부터 브레이크 슈에 이르는 영역에 형성되어, 브레이크 드럼내 공간의 일부를 점유하고 있기 때문에, 가동 철심 및 고정 철심의 축 방향 단면적은, 토크 베어링이 차지하는 영역만큼 작아지고, 코일에 전류를 흘렸을 때의 가동 철심과 고정 철심의 흡인력이 감소하여 제동의 온, 오프 동작이 불안정해진다는 문제가 있었다.

또한, 토크 지지부의 형상이 복잡해지기 때문에, 가공 비용이 높아진다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 실행된 것으로, 조립 공정을 간략화하여 제조 비용을 저감할 수 있는 권상기의 브레이크 구조를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 브레이크 드럼과 브레이크 슈와의 접촉면압을 안정하게 하여, 안정된 제동력을 얻을 수 있는 권상기의 브레이크 구조를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 브레이크 슈내 공간에 있어서의 가동 철심 및 고정 철심의 점유율을 높이고, 제동의 온, 오프 동작을 안정시킬 수 있는 권상기의 브레이크 구조를 얻는것을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도,

도 2a 및 2b는 종래의 브레이크 구조를 도시하는 평면도,

도 3a 및 3b는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 단면도,

도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도,

도 5는 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도,

도 6은 본 발명의 실시 형태 5에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도,

도 7은 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 전자 브레이크부 2 : 브레이크 드럼

4 : 가동 철심 5 : 브레이크 슈

8 : 연결 부재 9 : 슈 지지 부재

12 : 가압 스프링 13 : 코일

14 : 하우징 15 : 일체형 고정 철심

16 : 가이드 부재 17 : 축

18 : 구멍부 19 : 플랜지

21 : 나사

본 발명에 따른 권상기의 브레이크 구조는, 권상기의 중심에 배치된 축을 중심으로 하여 회전할 수 있는 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼에 내장되고, 상기 브레이크 드럼의 회전을 제동하는 전자 브레이크부를 구비하고, 상기 전자 브레이크부는, 복수개의 가동 철심과, 상기 가동 철심의 외측에 배치되어, 상기 가동 철심에 연결 부재로 접속되고, 상기 브레이크 드럼과 대향하는 외주면을 갖는 브레이크 슈와, 상기 가동 철심 각각 대응하고, 상기 브레이크 드럼의 내주면의 방향으로 가압하는 가압 스프링을 거쳐 설치된 고정 철심을 구비하며,

상기 가동 철심 각각에 대응하는 고정 철심은, 일체로 성형된 일체형 고정 철심인 것이다.

이하에, 도면에 기초하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

실시 형태 1

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 권상기의 축(17)을 중심으로 하여 회전할 수 있는 원통 형상의 브레이크 드럼(2)을 갖고, 전자 브레이크부(1)는 브레이크 드럼(2)에 내장되고, 회전할 수 없도록 고정되어 있어, 2개의 가동 철심(4)과, 2개의 가동 철심(4)에 대응한 2개의 고정 철심이 있고, 2개의 고정 철심은 일체로 성형된 일체형고정 철심(15)으로 되어 있다.

브레이크 드럼(2)은 베어링을 거쳐 축(17)에 장착되고, 축(17)을 중심으로 하여 회전한다.

일체형 고정 철심(15)에는 중심에 구멍부(18)가 설치되고, 축(17)이 구멍부(18)에 삽입됨으로써, 전자 브레이크부(1)가 하우징(14)에 내장된다. 축(17)과 구멍부(18)는 수축 끼워맞춤, 혹은 냉각 끼워맞춤 등의 방법으로 체결한다.

브레이크 슈(5)는 브레이크 드럼(2)의 내주면과 대향하는 외주면을 갖고, 연결 부재(8) 및 슈 지지 부재(9)를 거쳐 가동 철심(4)에 고정되어 있다.

일체형 고정 철심(15)과 가동 철심(4)의 사이에는 가압 스프링(12)이 설치되어 있다. 가압 스프링(12)은 브레이크 슈(5)를 브레이크 드럼(2)의 내주면에 가압하여 브레이크 드럼(2)의 회전을 제동한다.

축(17)의 일단에, 축(17)과 일체의 하우징(14)이 설치되고, 하우징(14)내에 브레이크 드럼(2)의 내주면에 따른 원호 형상의 복수개의 가이드 부재(16)를 설치하고 있다. 가이드 부재(16)는 그 원주 방향 단면이 브레이크 슈(5)의 원주 방향 단면과 대향하도록 설치되어 있다. 가이드 부재(16)의 원주 방향 단면은, 브레이크 슈(5)의 원주 방향 단면을 지탱하여, 연결 부재(8)가 토크에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

연결 부재(8)가 파손되지 않도록 하기 위해서는, 연결 부재(8)의 크기에도 의존하지만, 토크에 견디는 브레이크 슈(5)의 원주 방향 단면과 가이드 부재(16)의원주 방향 단면의 간극을 몇 십 ㎛ 정도의 상대 위치 정밀도로 위치 결정한다.

이와 같이, 2개의 고정 철심을 일체로 한 일체형 고정 철심(15)으로 했기 때문에, 조립 공정을 간략화하고, 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 2개의 고정 철심을 일체로 한 일체형 고정 철심(15)에 성형하고, 일체형 고정 철심(15)에 형성한 구멍부(18)로 축(17)이 삽입됨으로써, 종래와 같이 각각의 전자 브레이크부를 장착할 필요가 없어지고, 조립 작업의 효율이 향상한다.

브레이크 구조에 있어서의 제동력을 확보하기 위해서는, 가동 철심(4)이 축(17) 중심으로부터 브레이크 드럼(2)의 반경 방향으로 이동하고, 브레이크 슈(5)가 브레이크 드럼(2)의 직경 방향으로 가압되는 것이 바람직하다.

도 2는 종래의 브레이크 구조를 도시하는 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 브레이크 슈 부분을 확대하여 도시하고 있다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 전자 브레이크부(1)를 장착 부재(20)에 나사로 장착하고 있다. 이 장착 나사의 수나사와 암나사의 간극 등 때문에 전자 브레이크부(1)의 중심이 브레이크 드럼(2)의 중심으로부터 화살표로 나타내는 치수만큼 수직 방향으로 어긋난 경우, 도 2b에 도시한 바와 같이, 브레이크 슈(5)가 브레이크 드럼(2)으로 치우쳐서 제동력이 저하되거나, 슬라이딩이 발생하는 등의 문제가 생긴다.

이 실시 형태에서는, 전자 브레이크부(1)는 일체형 고정 철심(15)의 구멍부(18)와 하우징(14)의 축부(17)의 끼워 맞춤으로 위치 결정되므로, 도 2에 도시한 바와 같은 위치 어긋남이 발생하는 일이 없고, 또한 간편하게 전자 브레이크부(1)의 위치 결정이 이루어지며, 제동력이 안정된 브레이크 구조를 얻을 수 있다.

또한, 브레이크 드럼(2)의 내주면에 따른 원호 형상의 가이드 부재(16)를 하우징(14)내에 설치하고 있기 때문에, 브레이크 드럼(2)내 공간에 있어서의 전자 브레이크부(1)의 점유율을 상승시킬 수 있고, 제동의 온, 오프 동작을 안정되게 할 수 있다.

또한, 원호 형상의 가이드 부재(16)는, 전자 브레이크부(1)에 설치하지 않고, 하우징(14)내에 브레이크 드럼(2)을 따라 설치하고 있기 때문에, 일체형 고정 철심(15)의 구멍부(18)와 하우징(14)의 축부(17)를 끼워 맞춰 일체형 고정 철심(15)을 회전시킴으로써, 가이드 부재(16)의 원주 방향 단면과, 이것과 대향시키는 브레이크 슈(5)의 원주 방향 단면의 사이의 간극 조정을 용이하게 할 수 있고, 조립 등의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 가이드 부재(16)의 원주 방향 단면과, 이것과 대향시키는 브레이크 슈(5)의 원주 방향 단면의 사이의 간극을 작은 치수로 관리할 수 있고, 연결 부재(8)의 휨을 작게 할 수 있기 때문에, 그 직경을 작게 하고, 재료비, 가공비를 저감할 수 있다.

또한, 종래에는 토크 베어링을 장착 부재에 설치하고 있었지만, 이 실시 형태에서는 원호 형상의 가이드 부재(16)를 브레이크 드럼(2)의 내주를 따라 배치하고, 하우징(14)내에 설치했으므로, 브레이크 드럼(2)내 공간을 효과적으로 활용할 수 있고, 일체형 고정 철심(15)과 가동 철심(4)의 대향면을 크게 하여 일체형 고정 철심(15)의 흡인력을 증가시켜, 제동의 온, 오프 동작을 안정되게 할 수 있다.

또한, 전자석을 구성하기 위한, 일체형 고정 철심(15)에 내장되는 코일(13)의 회전수를 감하여, 코일(13)의 제조 비용을 저감 할 수 있다.

실시 형태 2

상기 실시 형태 1에서는, 일체형 고정 철심(15)을 구멍부(18)와 축부(17)의 수축 끼워맞춤, 혹은 냉각 끼워맞춤 등의 방법으로 하우징(14)에 체결했지만, 나사로 고정할 수도 있다.

도 3은, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 단면도이고, 상기 실시 형태 1과 동일 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 도시하고 있다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 축(17)에 축(17)과 수직인 면을 갖는 플랜지부(19)를 설치하고, 일체형 고정 철심(15)을 플랜지부(19)의 수직인 면에 압착하여, 나사(21)로 고정한다.

플랜지부(19)를 설치함으로써, 하우징(14)으로의 일체형 고정 철심(15)의 위치 결정이 용이하게 실행되고, 제품 비율이 향상된다.

또한, 일체형 고정 철심(15)을 플랜지부(19)의 수직인 면에 압착함으로써, 도 3b에 파선으로 도시하는 바와 같은 전자 브레이크부(1)의 축에 대한 경사도 발생하기 어려워지고, 브레이크 슈(5)와 브레이크 드럼(2)이 간극 없이 접촉하며, 더 큰 제동력을 얻을 수 있다.

실시 형태 3

도 4는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도로서, 상기 실시 형태 1과 동일 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 도시하고 있다.

상기 실시 형태 1에서는, 1개의 가동 철심(4)에 대하여 브레이크 슈(5)를 지지하는 슈 지지 부재(9)를 2개 설치했지만, 이 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 브레이크 슈(5)를 지지하는 슈 지지 부재(9)를 1개로 하고 있다.

브레이크 슈(5)를 1개의 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)로 지지함으로써, 브레이크 슈(5)가 원주 방향 및 축 방향으로 회전하기 용이해져서, 예컨대 브레이크 슈(5)와 브레이크 드럼(2)의 사이에 먼지가 서로 맞물려 들어가는 등의 장애가 발생하여도, 브레이크 슈(5)와 브레이크 드럼(2)의 사이에 간극이 발생하지 않고, 안정된 접촉 상태를 얻을 수 있으며, 소정의 제동력을 확보할 수 있다.

실시 형태 4

도 5는 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도이다.

상기 실시 형태 1 내지 3에서는, 가동 철심(4) 및 브레이크 슈(5)가 각각 2개 장착된 브레이크 구조를 도시했다.

이 실시 형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 3개 이상의 가동 철심(4) 및 브레이크 슈(5)(도면에서는 6개의 경우를 도시하고 있음)를 설치하고 있다. 전자 브레이크(1)를 하우징(14)에 내장하는 작업은, 구멍부(18)를 축(17)에 삽입하여 실행하기 때문에, 가동 철심(4) 및 브레이크 슈(5)의 개수가 증가해도 조립에 필요한 비용의 상승은 억제된다.

이 실시 형태에 의하면, 브레이크 슈(5)의 개수를 증가시킴으로써, 제동력을 향상시킬 수 있다.

또한, 브레이크 슈(5)가 브레이크 드럼(2)에 가압되었을 때에 브레이크 드럼(2)이 타원형으로 변형하여 브레이크 드럼(2)과 브레이크 슈(5)의 사이에 간극이 생기고, 제동력이 저하하는 경우가 있지만, 브레이크 슈(5)를 다수개 배치함으로써, 브레이크 드럼(2)의 변형이 원형으로 수정되고, 브레이크 드럼(2)과 브레이크 슈(5)의 접촉 상태는 빈틈없이 균일해지고, 먼지 등의 서로 맞물려 들어감 등의 장애가 있어도 안정된 제동력을 얻을 수 있다.

또한, 습도 등의 환경의 변화에 따라서는, 브레이크 드럼(2)과 브레이크 슈(5)의 사이에 얇은 수막이 형성되어서 브레이크 슈(5)가 미끄러지기 쉬운 경우는 있지만, 브레이크 슈(5)를 다수개 배치하여 안전율을 높임으로써, 장애가 있는 경우에도 안정된 제동력을 얻을 수 있다.

또한, 일체형 고정 철심(15)에 내장되어 있는 가압 스프링(12)에 스프링 상수가 상이한 스프링 또는 스프링의 길이를 조정하여 조합하여 사용함으로써, 스프링력을 조정하여 브레이크 드럼(2)의 변형 형상을 브레이크 슈(5)의 형상으로 모방하기 용이하도록 하여 제동력을 높일 수 있다.

실시 형태 5

도 6은 본 발명의 실시 형태(5)에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도이다. 상기 실시 형태 4에서는, 1개의 가동 철심(4)에 대하여 브레이크 슈(5)를 지지하는 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)를 2개 설치했지만, 이 실시 형태에서는, 도6에 도시한 바와 같이, 1개의 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)로 브레이크 슈(5)를 지지하고 있다.

브레이크 슈(5)를 1개의 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)로 지지함으로써, 브레이크 슈(5)가 원주 방향 및 축 방향으로 회전하기 용이해져, 예컨대 브레이크 슈(5)와 브레이크 드럼(2)의 사이에 먼지가 서로 맞물려 들어가는 등의 장애가 발생해도, 브레이크 슈(5)와 브레이크 드럼(2)의 사이에 간극이 발생하지 않고, 안정된 접촉 상태를 얻을 수 있으며, 소정의 제동력을 확보할 수 있다.

실시 형태 6

도 7은 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 권상기의 브레이크 구조를 도시하는 평면도이다. 상기 실시 형태 4에서는, 브레이크 슈(5)가 압착되었을 때의 브레이크 드럼(2)의 변형 형상을 브레이크 슈(5)의 형상으로 모방하기 용이하게 하기 위해서, 가압 스프링(12)의 종류, 길이 등을 조정했다.

이 실시 형태에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 가압 스프링(12)은 각 브레이크 슈(5)에 대하여 동일한 것을 사용하고, 브레이크 슈(5)를 지지하는 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)의 개수를 변경한다.

동일한 가압력의 경우, 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)의 개수가 많으면하중이 분산되어서 브레이크 드럼(2)의 변형량의 최대값은 작아진다.

예컨대, 하나의 브레이크 슈(5)는 1개의 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)로 지지하고, 다른 브레이크 슈(5)는 2개의 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)로 지지하여, 하나의 브레이크 슈(5)가 가압하는 브레이크 드럼(5)의 변형량을 크게 하고, 다른 브레이크 슈(5)가 압착하는 브레이크 슈(5)의 변형량을 작게 할 수 있다. 따라서, 각 브레이크 슈(5)의 형상으로 모방하도록 슈 지지 부재(9) 및 연결 부재(8)의 개수를 변경함으로써 각 브레이크 슈(5)는 브레이크 드럼(2)의 사이에 간극이 생기지 않게 되고, 안정된 접촉 상태를 얻을 수 있고, 제동력을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 권상기의 브레이크 구조에 의하면, 권상기 의 중심에 배치된 축을 중심으로 하여 회전할 수 있는 브레이크 드럼 및 상기 브레이크 드럼에 내장되고, 상기 브레이크 드럼의 회전을 제동하는 전자 브레이크부를 갖고, 상기 전자 브레이크부는 복수개의 가동 철심과, 상기 가동 철심의 외측에 배치되어, 상기 가동 철심에 연결 부재로 접속되어, 상기 브레이크 드럼과 대향하는 외주면을 갖는 브레이크 슈와, 상기 가동 철심 각각 대응하여, 상기 브레이크 드럼의 내주면의 방향으로 가압하는 가압 스프링을 거쳐 설치된 고정 철심을 구비하고,

상기 가동 철심 각각 대응하는 고정 철심은, 일체로 성형된 일체형 고정 철심이기 때문에, 조립이 간략화 되어, 제조 비용이 저감된다.

Claims

권상기의 중심에 배치된 축을 중심으로 하여 회전할 수 있는 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼에 내장되고, 상기 브레이크 드럼의 회전을 제동하는 전자 브레이크부(electromagnetic brake unit)를 구비하고,

상기 전자 브레이크부는 복수개의 가동 철심과, 상기 가동 철심의 외측에 배치되고, 상기 가동 철심에 연결 부재로 접속되어, 상기 브레이크 드럼과 대향하는 외주면을 갖는 브레이크 슈와, 상기 가동 철심 각각에 대응하여, 상기 브레이크 드럼의 내주면의 방향으로 가압하는 가압 스프링을 거쳐 설치된 고정 철심을 갖고,

상기 가동 철심 각각에 대응하는 고정 철심은, 일체로 성형된 일체형 고정 철심인 것을 특징으로 하는

권상기의 브레이크 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 일체형 고정 철심은 상기 축이 삽입되는 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는

권상기의 브레이크 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 가동 철심 및 상기 가동 철심에 접속되는 브레이크 슈는 3개 이상인 것을 특징으로 하는

권상기의 브레이크 구조.