WO2018033987A1 - ブレーキ装置、及びブレーキ装置の摩擦部材交換方法 - Google Patents

Abstract

ブレーキ装置（２）において、摩擦部材（５）と、摩擦部材（５）が着脱可能に取り付けられ、摩擦部材（５）を進退させる駆動装置（７）と、回転軸（１０）の外周に、周方向に並んで配置された固定部（２０）及び着脱部（３０）を有し、固定部（２０）と着脱部（３０）とに、摩擦部材（５）が押圧されて制動される被制動体（３）と、を備え、固定部（２０）は回転軸（１０）に固定され、着脱部（３０）は着脱可能に回転軸（１０）に取り付けられ、被制動体（３）は、回転軸（１０）の回転にともない、固定部（２０）と摩擦部材（５）とが進退の方向に対向されている第１位置と、着脱部（３０）と摩擦部材（５）とが進退の方向に対向されている第２位置とに変位し、着脱部（３０）が取り外された被制動体（３）が、第２位置に変位した場合に、摩擦部材（５）が着脱可能となる。

Description

ブレーキ装置、及びブレーキ装置の摩擦部材交換方法

　この発明は、ブレーキ装置、及び摩擦部材の交換方法に関するものである

　従来、ディスクブレーキの摩擦部材の交換を行う際には、例えば特許文献１に記載されているように、摩擦部材を固定しているクランパを外し、クランパを摩擦部材とともにブレーキディスクの径方向外側に回動させてから、摩擦部材の交換作業を行っていた。

特開２００９－２８０３２５号公報

　しかしながら、特許文献１に記載されたブレーキは、摩擦部材の交換作業を行う際に、特許文献１の図５に示すように、ブレーキディスクの径方向外側にクランパ（パッド支持部１６）を回動させるため、クランパの周囲にスペースを確保する必要があり、機械室の壁から一定の距離離すなど、機械室内に巻上機を設置する際に、レイアウト上の制約となっていた。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、クランパを回動させることなく摩擦部材を交換することが可能な、ブレーキ装置及び摩擦部材の交換方法を得ることを目的とする。

　この発明に係るブレーキ装置は、摩擦部材と、摩擦部材が着脱可能に取り付けられ、摩擦部材を進退させる駆動装置と、回転軸の外周に、周方向に並んで配置された固定部及び着脱部を有し、固定部と着脱部とに、摩擦部材が押圧されて制動される被制動体と、を備え、固定部は回転軸に固定され、着脱部は着脱可能に回転軸に取り付けられ、被制動体は、回転軸の回転にともない、固定部と摩擦部材とが進退の方向に対向されている第１位置と、着脱部と摩擦部材とが進退の方向に対向されている第２位置とに変位し、着脱部が取り外された被制動体が、第２位置に変位した場合に、摩擦部材を着脱可能とする。

　この発明に係るブレーキ装置によれば、クランパを回動させることなく摩擦部材を交換することができる。

この発明の実施の形態１におけるブレーキ装置の正面図である。 図１のブレーキ装置において、ブレーキディスクの一部品を取り外した状態を示す図である。 図２のブレーキディスクを回転させた状態を示す図である。 図３の状態から、摩擦部材を取り外す様子を示した図である。 図２のＶ－Ｖ線に沿うクランパの断面図である。 図３のＶＩ－ＶＩ線に沿うクランパの断面図である。 図６の状態から、摩擦部材を取り外した状態を示す図である。 図２のＡ部を拡大して、側面から見た図である。 図２のＡ部の拡大図である。 図３のＢ部の拡大図である。 この発明の実施の形態１におけるブレーキ装置の変形例を示す図である。 図１１の変形例において、ブレーキディスクを回転させた状態を示す図である。 図１２の状態において、摩擦部材をキャップから外した状態を示す図である。 図１３の状態から、ブレーキディスクを図１１の位置に戻した状態を示す図である。 この発明の実施の形態１におけるブレーキ装置の他の変形例を示す図である。

　以下に、本発明のブレーキ装置及び摩擦部材の交換方法の好適な実施の形態につき、図１～１６を用いて説明する。

　実施の形態１．
　図１～４は、本発明の実施の形態１における、ブレーキ装置２を備えた巻上機１を示す図である。図５～７は、クランパ４の断面図、図８～１０は、ブレーキ装置２に設けられた検出器４０を示す図であり、図１１～１５は、ブレーキ装置２の変形例を示す図である。

　図１に示すように、巻上機１は、巻上機台３００の上に、図示しない綱車と、電動機８と、ブレーキ装置２とを配置して構成され、さらに、電動機８の回転を制御する制御装置２００を備えている。ここで、電動機８は、回転装置を構成するものであり、図示しない綱車と、ブレーキ装置２の回転軸１０が接続されている。また、綱車には、図示しないかごと錘を吊り下げた主索が掛けられている。

　図１に示すように、ブレーキ装置２は、電動機８により回転される円形のブレーキディスク３と、ブレーキディスク３に当接する２つの摩擦部材５とを有している。各摩擦部材５は、それぞれ駆動装置７に設けられたキャップ６に嵌め込まれて支持されている。駆動装置７は、電磁石を用いたアクチュエータ等で構成され、それぞれクランパ４に取り付けられている。そして、駆動装置７は、通電状態では、アクチュエータ等により摩擦部材５を後退させて、ブレーキディスク３から摩擦部材５が離間した状態に保持し、通電が遮断されたときには、摩擦部材５の保持を解除して、強力なバネ等により、摩擦部材５を前進させ、ブレーキディスク３に当接させて押圧する。すなわち、駆動装置７は、ブレーキディスク３の回転軸方向に、摩擦部材５を進退させて、ブレーキディスク３の制動を行うものである。

　図１および図２に示すように、ブレーキディスク３は、固定部２０と着脱部３０に分割されて形成されており、着脱部３０は、複数の取付ネジ９により、回転軸１０に着脱可能に固定されている。図２は、回転軸１０から、着脱部３０を取り外した状態を示しており、図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿うクランパ４の断面図を示している。図５において、クランパ４の内部には、摩擦部材５に表裏を挟まれる形で、ブレーキディスク３の固定部２０が配置されている。このように、摩擦部材５の進退方向に、ブレーキディスク３の固定部２０が位置する状態を、ブレーキディスク３の第１位置と定義する。図５において、駆動装置７は通電が遮断され、図示しないバネ等により摩擦部材５を前進させた状態を示しており、ブレーキディスク３は、摩擦部材５により表裏を挟まれ、ブレーキディスク３の表裏と摩擦部材５との摩擦によって、ブレーキディスク３の回転が停止されている。

　図２の状態から、駆動装置７に通電し、摩擦部材５をブレーキディスク３の表裏から後退させて制動を解除し、ブレーキディスク３を反時計回りに９０度回転させると、図３に示すように、ブレーキディスク３の、着脱部３０を取り外した部位が、摩擦部材５の進退方向に対向する位置に移動する。このように、摩擦部材５の進退方向に、ブレーキディスク３の着脱部２０を取り外した部位が位置する状態を、ブレーキディスク３の第２位置と定義する。図６および図７は、図３のＶＩ－ＶＩ線に沿うクランパ４の断面図である。図６に示すように、図３の状態では、クランパ４の内部にブレーキディスク３が存在せず、図５においてブレーキディスク３が存在していた部位には、空隙ａができる。この空隙ａから工具等を挿入することにより、図７に示すように、摩擦部材５をキャップ６から取り外すことが可能となる。摩擦部材５をキャップ６から取り外した後は、図４に白矢印で示すように、クランパ４の空隙ａから摩擦部材５を取り出すか、あるいは、ブレーキディスク３を、取り外した摩擦部材５とともに時計回りに回転させて、ブレーキディスク３を図２に示す第１位置に戻し、ブレーキ装置２の上方から、摩擦部材５を取り出す。なお、図７では、駆動装置７側の摩擦部材５を取り外す状態のみを示しているが、対向する側の摩擦部材５についても、同様に取り外すことができる。

　また、各駆動装置７は、図示しない手動スイッチ等により、それぞれ独立して常時通電状態とすることができるようになっているので、２つの摩擦部材５のうち、一方を交換する場合には、他方を用いてブレーキディスク３の回転を停止させて、一定の位置に保持することが可能である。例えば、一方の摩擦部材５を交換する場合には、一方の摩擦部材５を駆動する駆動装置７は常時通電状態として、一方の摩擦部材５をブレーキディスク３から後退させた状態とする。そして、他方の駆動装置７を通常通り動作させて、他方の摩擦部材５により、ブレーキディスク３の回転を停止、保持させておく。これにより、摩擦部材５の交換作業時等に、ブレーキディスク３が不用意に回転して位置がずれることを防止することができる。

　さらに、ブレーキ装置２には、ブレーキディスク３から着脱部３０が取り外された部分と、固定部２０との境界を検出する、検出器４０が備えられている。検出器４０は、図１～４に示すように、各摩擦部材５の近傍に、それぞれブラケット４２により取り付けられている。図８は、図２において、検出器４０が設置されたＡ部を、側面からみた拡大図であり、図９および図１０は、それぞれ、図２のＡ部および図３において、検出器４０が設置されたＢ部の拡大図である。

　図９及び図１０に示すように、検出器４０は、検出部４１を有する接触式センサであり、ブレーキディスク３の外縁を検出している。そして、図９に示すように、ブレーキディスク３の外縁に検出部４１が接触している場合に、制御装置２００への出力がオンとなり、図１０に示すように、検出部４１がブレーキディスク３の外縁から離れている場合に、制御装置２００への出力がオフとなるように設定されている。検出器４０は、上記のようにブレーキディスク３の外縁の有無を検出することにより、ブレーキディスク３から着脱部３０が取り外された部分と、固定部２０との境界を検出することができる。そして、制御装置２００は、検出器４０の出力がオンからオフに切り替わった場合に、電動機８と駆動装置７への電源供給を遮断し、ブレーキディスク３の回転を停止させる。

　以上のように、本発明の実施の形態１におけるブレーキ装置によれば、機械室壁１００とブレーキ装置２とが接近していて、図４に点線で示したように、クランパ４を十分に回動させられない場合であっても、クランパ４を回動させることなく、摩擦部材５の交換を行うことができる。また、ブレーキディスク３から着脱部３０を取り外した部位を、自動的に摩擦部材５が配置された位置に移動させることができる。また、ブレーキディスク３の外周を構成する全ての部位を、回転軸１０から着脱可能とせずに、固定部２０を設けることで、ブレーキディスク３の強度の低下を防止することができる。なお、ブレーキディスク３の強度の低下を防止するためには、ブレーキディスク３の外周における着脱部３０の占める領域は、固定部２０が占める領域よりも小さいほうがよい。

　また、実施の形態１では、図１に示すように、ブレーキディスク３の外周を４分割した部位の１つを着脱部３０とし、残りの３つの部位を固定部２０としたが、これに限るものではない。例えば、ブレーキディスク３の外周を、６分割や、８分割した部位の１つを着脱部３０としてもよいし、図１１に示すように、ブレーキディスク３の一部分を切欠いて着脱部３１とし、残りの部分を固定部２１としてもよい。この場合、着脱部３１の大きさは、着脱部３１を回転軸１０から取り外した際にできるスペースを用いて、クランパ４内で、摩擦部材５をキャップ６から取り外すことが可能となる大きさに形成されていればよい。そして、図１２に示すように、着脱部３１を取り外したブレーキディスク３を反時計回りに回転させて第２位置に移動させ、図１３に示すように、摩擦部材５をキャップ６から取り外した後、図１４に示すように、ブレーキディスク３を、取り外された摩擦部材５とともに、時計回りに回転させて第１位置に戻し、ブレーキ装置２の上部から、摩擦部材５を取り出せばよい。

　さらに、着脱部３０を、図１５に示すような、着脱部３２のような形状とし、残りの部分を固定部２２としてもよい。図１５に示すブレーキディスク３の場合、着脱部３２と、摩擦部材５とは、摩擦部材５の進退方向に対向する状態にあるが、この状態で取付ネジ９を緩めて、着脱部３２を取り外すことが可能である。これにより、図１５に示すブレーキディスク３によれば、ブレーキディスク３が第２位置に位置する状態で、着脱部３２を取り外すことができるので、ブレーキディスク３を回転させずに、摩擦部材５をキャップ６から取り外し、クランパ４から取り出すことができる。

　また、実施の形態１では、ブレーキディスク３を４分割した１つの部位を着脱部３０とした場合について説明したが、複数の部位を着脱部３０としてもよい。この場合、回転軸１０を中心として、点対象となる位置に配置すると、ブレーキディスク３の回転時におけるバランスが良い。

　次に、図１～１０を用いて、実施の形態１において、摩擦部材５を交換する手順を説明する。

　まず、ブレーキディスク３を、第１位置に移動させて停止させる。
　次に、図示しないスイッチ等により、図１における一方の駆動装置７を常時通電状態として、一方の駆動装置により駆動される一方の摩擦部材５を後退させ、ブレーキディスク３から離間させた状態に保持する。
　次に、図１において、ブレーキ装置２の上部に位置している、ブレーキディスク３の着脱部３０の複数の取付ネジ９を緩める。
　次に、図２に示すように、回転軸１０から着脱部３０を取り外す。
　次に、図３に矢印で示すように、図示しないスイッチ等により、ブレーキディスク３を反時計回りに回転させる。
　次に、図３に示すように、着脱部３０が取り外された部分が、一方の摩擦部材５が進退する方向と対向する第２位置に移動し、検出器４０の出力がオフになると、制御装置２００が、他方の駆動装置７への通電を遮断し、他方の摩擦部材５を前進させてブレーキディスク３に押圧させ、ブレーキディスク３の回転を停止させる。
　次に、図７に示すクランパ４内の空隙ａに、工具等を挿入して、一方の摩擦部材５を、キャップ６から取り外す。
　次に、図４に示すように、取り外した摩擦部材５を、クランパ４の外部に取り出す。
　次に、交換用の摩擦部材５を、クランパ４の内部に挿入する。
　次に、交換用の摩擦部材５を、キャップ６に嵌め込んで固定する。
　次に、図示しないスイッチ等により、他方の駆動装置７に通電し、他方の摩擦部材５を後退させてブレーキディスク３から離間させる。
　次に、ブレーキディスク３を時計回りに回転させ、着脱部３０を取り外した部位を、ブレーキ装置２の上部に移動させる。
　次に、取り外した着脱部３０を元の位置に戻し、複数の取付ネジ９を用いて回転軸１０に固定する。
　以上により、一方の摩擦部材５の交換作業が完了する。

　このように、本発明の実施の形態１におけるブレーキ装置の摩擦部材交換方法によれば、クランパ４を回動させることなく、摩擦部材５の交換を行うことができる。

　また、実施の形態１では、２つの摩擦部材のうち、一方の摩擦部材５を交換する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、一方の摩擦部材５の交換をした後に、続けて他方の摩擦部材５の交換をしてもよい。この場合、一方の摩擦部材５の交換が終了した後に、図示しないスイッチ等により、着脱部３０を取り外した部位を、他方の摩擦部材５が配置された位置に移動させるように、検出器４０の設定や、制御装置のプログラムを作成すればよい。そして、実施の形態１では、一方の駆動装置７を常時通電状態にして、一方の摩擦部材５を、ブレーキディスク３から後退させた状態に保持し、一方の摩擦部材５を、キャップ６から取り外していたが、これに限るものではない。例えば、一方の摩擦部材５を、キャップ６から取り外す際に、図示しないスイッチ等により一方の駆動装置７の通電を遮断し、一方の摩擦部材５を前進させた状態で、クランパ４内の空隙ａに工具等を挿入して、一方の摩擦部材５をキャップ６から取り外すようにしてもよい。これらの手順は作業性を考慮して、適宜変更可能である。

　さらに、ここでは、１つの着脱部３０を取り外す場合について説明したが、着脱部３０を複数設け、複数の着脱部３０を取り外して、摩擦部材５の交換作業を行ってもよいし、２つの摩擦部材５を同時に交換してもよい。この場合、２つの着脱部３０を、ブレーキディスク３の外周に対向するように配置し、この２つの着脱部３０を取り外した部位を、２つの摩擦部材５が配置された位置に移動させることにより、２つの摩擦部材５を同時に交換することができる。なお、この場合には、２つの摩擦部材５のいずれも、ブレーキディスク３の回転を停止させるために使用することができないので、例えば、綱車に、かごと錘を吊り下げた主索が掛けられていない場合など、電動機８の通電を遮断することのみでブレーキディスク３を停止させることができる場合などに実施するとよい。電動機８の通電を遮断することで、ブレーキディスク３を停止させることができる場合には、摩擦部材５を１つのみ有するブレーキ装置２においても、摩擦部材５を交換することができる。

　そして、実施の形態１では、検出器４０を、摩擦部材５の下方に設置して、ブレーキディスク３の外縁を検出していたが、これに限るものではない。例えば、摩擦部材５の上方に検出器４０を設置して、ブレーキディスク３の外縁を検出するようにしてもよい。そして、実施の形態１では、検出器４０は、ブレーキディスク３の外縁を検出していたが、これに限るものではない。例えば、ブレーキディスク３における、摩擦部材５が当接する面など、ブレーキディスク３から着脱部３０が取り外された部分と、固定部２０との境界が検出できる位置であればよい。さらに、実施の形態１では、検出器４０に接触式のセンサを用いているが、これに限るものではない。例えば、光電センサや近接センサ等の非接触式センサを用いてもよい。

　さらに、実施の形態１では、ブレーキディスク３を自動的に回転させて、着脱部３０を取り外した部位を、摩擦部材５が配置された位置に移動させていたが、これに限るものではない。例えば、巻上機１の綱車に、かごと錘が吊り下げられていない場合や、ブレーキ装置２を巻上機１から取り外してメンテナンスするような場合など、手動でブレーキディスク３を回転、および停止させることが可能な場合には、手動で、ブレーキディスク３の位置を合わせてもよい。この場合には、検出器４０は不要であり、摩擦部材５を１つのみ有するブレーキ装置２においても、摩擦部材５を交換することができる。

　１　巻上機、２　ブレーキ装置、３　ブレーキディスク（被制動体）、４　クランパ、５　摩擦部材、６　キャップ、７　駆動装置、８　電動機（回転装置）、９　取付ネジ、１０　回転軸、２０～２２　固定部、３０～３２　着脱部、４０　検出器、４１　検出部、４２　ブラケット、１００　機械室壁、２００　制御装置、３００　巻上機台。

Claims (7)

1. 　摩擦部材と、
   　前記摩擦部材が着脱可能に取り付けられ、前記摩擦部材を進退させる駆動装置と、
   　回転軸の外周に、周方向に並んで配置された固定部及び着脱部を有し、前記固定部と前記着脱部とに、前記摩擦部材が押圧されて制動される被制動体とを備え、
   　前記固定部は前記回転軸に固定され、
   　前記着脱部は着脱可能に前記回転軸に取り付けられ、
   　前記被制動体は、前記回転軸の回転にともない、
   前記固定部と前記摩擦部材とが前記進退の方向に対向されている第１位置と、
   前記着脱部と前記摩擦部材とが前記進退の方向に対向されている第２位置とに変位し、
   　前記着脱部が取り外された前記被制動体が、前記第２位置に変位した場合に、前記摩擦部材は着脱可能である、ブレーキ装置。
2. 　前記被制動体における、前記固定部が配置される領域は、前記着脱部が配置される領域よりも大きい、請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 　前記回転軸を回転させる、回転装置と、
   　前記回転装置の回転を制御する制御装置と、を備え、
   　前記制御装置は、前記被制動体が、前記第２位置に移動したときに、前記回転軸の回転を停止させる、請求項１または２に記載のブレーキ装置。
4. 　前記被制動体における、前記着脱部が取り外された部分と、前記固定部との境界を検出する検出器を備え、
   　前記制御装置は、前記検出器が前記境界を検出した場合に、前記回転装置を停止させる、請求項３に記載のブレーキ装置。
5. 　回転軸の外周に周方向に並んで配置された、被制動体の固定部及び着脱部のうち、前記回転軸に着脱可能に取り付けられている前記着脱部を、前記回転軸から取り外すステップと、
   　摩擦部材が着脱可能に取り付けられて、前記摩擦部材を前記被制動体に対して進退させる駆動装置から、前記摩擦部材を取り外すステップとを備えた、ブレーキ装置の摩擦部材交換方法。
6. 　回転軸の外周に周方向に並んで配置された、被制動体の固定部及び着脱部のうち、前記固定部が摩擦部材と対向する位置に、前記被制動体を回転させるステップと、
   　前記回転軸に着脱可能に取り付けられている前記着脱部を、前記回転軸から取り外すステップと、
   　前記固定部が前記摩擦部材と対向しない位置に、前記被制動体を回転させるステップと、
   　前記摩擦部材が着脱可能に取り付けられ、前記摩擦部材を進退させる駆動装置から、前記摩擦部材を取り外すステップとを備えた、ブレーキ装置の摩擦部材交換方法。
7. 　前記被制動体における、前記着脱部が取り外された部分と、前記固定部との境界を検出し、
   　前記境界が検出された場合に、前記被制動体の回転を停止する、請求項６に記載のブレーキ装置の摩擦部材交換方法。

Images