(57)【要約】    【課題】  制動時の摩擦熱による温度上昇を防いでトルクの低下を抑制することができ、また、摩耗粉および外部異物の挟み込みを防止でき、これにより異常摩耗やロック発生を有効に防止できる回転ブレーキを提供すること。    【解決手段】  回転機ブレーキ用摩擦材２０は、回転機１０に搭載されるブレーキ９において摩擦面３となる摩擦材であり、円環状の本体１５の摩擦面上に所定平面形状の凹部構造が複数設けられ、この凹部構造によるグリッドパターンＧが形成されている構成とする。凹部構造の具体的形態は溝とすることができるが、溝には限定されず、摩擦面３の平坦面よりもくぼんでいる構造であればよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機に搭載されるブレーキにおいて摩擦面となる摩擦材であって、円環状の本体の摩擦面上に所定平面形状の凹部構造が複数設けられ、該凹部構造によるグリッドパターンが形成されていることを特徴とする、回転機ブレーキ用摩擦材。
【請求項２】
前記グリッドパターンの重心が回転機の重心と一致することを特徴とする、請求項１に記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
【請求項３】
前記グリッドパターンが点対称に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
【請求項４】
前記グリッドパターンを構成する凹部構造の一部が前記摩擦面の外径側端部または内径側端部の少なくともいずれかに開放端を有することを特徴とする、請求項１、２、３のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
【請求項５】
前記グリッドパターンを構成する凹部構造が全て前記摩擦面の内部に形成されており、該摩擦面の外径側端部、内径側端部のいずれにも開放端を有しないことを特徴とする、請求項１、２、３のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
【請求項６】
前記グリッドパターンは、所定平面形状の前記凹部構造が設けられた凹部構造領域と、隣接する二の凹部構造領域の間に形成される平坦領域とから構成されていることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
【請求項７】
樹脂製であることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６、７のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材を備えていることを特徴とする、回転機ブレーキ。
【請求項９】
請求項８に記載の回転機ブレーキを備えていることを特徴とする、回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転機ブレーキ用摩擦材、回転機ブレーキ、および回転機に係り、回転機のトルク低下やロックを防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転機に搭載されたブレーキは、回転機軸方向に移動可能に形成された摩擦板が、アマチュア・回転子に対して押し付けられることによって摩擦を生じ、制動する。この時発生する摩擦によってトルクを発生させるが、仕事量が大きい場合には、摩擦熱の発熱によってトルクが一時的に低下するという不具合が生じることがある。また、摩擦による摩擦粉や外部からの異物が回転ギャップに挟まることで制動機能に異常が生じ、最悪の場合にはロックしてしまうこともある。
【０００３】
回転機のブレーキについては従来、技術的な提案も多くなされている。たとえば後掲特許文献１には、ライニング（摩擦材）とアマチュアおよびライニングとディスクとの接触面積を大きくでき、片当たりを防止して安定な摩擦力を確保できるブレーキ装置として、回転機の軸方向に移動するライニングを配置し、コイルの電流遮断時にはばねによりアマチュアがライニングをディスクに押付け、電流を流した時はその電磁力によりアマチュアが離れるように形成され、またライニングは曲げられる波形状の芯金と、芯金を覆い囲むように形成された摩擦材とからなる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１８３７８３号公報「回転機器のブレーキ装置
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の通り回転機のブレーキにおいては、制動時の仕事量が大きい場合には摩擦熱によってトルクが一時的に低下する不具合が生じることがある。また、摩擦による摩擦粉や外部からの異物がギャップに挟まった場合には、制動機能に異常が生じたり、摩擦板の異常摩耗が生じたり、最悪の場合にはロックしてしまうこともある。これらの問題の解決が求められている。
【０００６】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、制動時の摩擦熱による温度上昇を防いでトルクの低下を抑制することのできる回転機ブレーキを提供することである。また本発明の課題は、これに加えて、摩耗粉および外部異物の挟み込みを防止でき、これにより異常摩耗やロック発生を有効に防止することのできる、回転ブレーキを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は上記課題について検討した結果、樹脂製の摩擦板にグリッド（溝）を設けることによって放熱を促し、それにより制動発熱によるトルク低下を抑制できること、また、制動時に摩擦板自身から発生した摩耗粉等を溝を通して排出でき、それにより予期せぬ不具合を予防できるともに耐塵性も向上することを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００８】
〔１〕  回転機に搭載されるブレーキにおいて摩擦面となる摩擦材であって、円環状の本体の摩擦面上に所定平面形状の凹部構造が複数設けられ、該凹部構造によるグリッドパターンが形成されていることを特徴とする、回転機ブレーキ用摩擦材。
〔２〕  前記グリッドパターンの重心が回転機の重心と一致することを特徴とする、〔１〕に記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
〔３〕  前記グリッドパターンが点対称に形成されていることを特徴とする、〔２〕に記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
〔４〕  前記グリッドパターンを構成する凹部構造の一部が前記摩擦面の外径側端部または内径側端部の少なくともいずれかに開放端を有することを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
〔５〕  前記グリッドパターンを構成する凹部構造が全て前記摩擦面の内部に形成されており、該摩擦面の外径側端部、内径側端部のいずれにも開放端を有しないことを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
【０００９】
〔６〕  前記グリッドパターンは、所定平面形状の前記凹部構造が設けられた凹部構造領域と、隣接する二の凹部構造領域の間に形成される平坦領域とから構成されていることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
〔７〕  樹脂製であることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材。
〔８〕  〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕のいずれかに記載の回転機ブレーキ用摩擦材を備えていることを特徴とする、回転機ブレーキ。
〔９〕  〔８〕に記載の回転機ブレーキを備えていることを特徴とする、回転機。
【００１０】
本発明の回転機ブレーキ用摩擦材、回転機ブレーキ、および回転機は上述のように構成されるため、これらによれば、凹部構造（溝）による放熱性向上効果により摩擦面での放熱が促進され、制動時の摩擦熱すなわち制動発熱による温度上昇を防ぐことができ、それによりトルクの低下を抑制することができる。また特に、開放端を有する凹部構造によるグリッドパターンを備えた本発明摩擦材によれば、摩擦材（摩擦板）への摩耗粉や外部異物の挟み込みを防止することができ、これにより異常摩耗や予期せぬロック発生を有効に防止することができる。また、耐塵性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明回転機ブレーキ用摩擦材の基本構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係る回転機例についてその要部構成を示す断面図である。
【図３】本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その１）の構成を示す要部平面図である。
【図４】本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その２）の構成を示す要部平面図である。
【図５】本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その３）の構成を示す要部平面図である。
【図６】本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その４）の構成を示す要部平面図である。
【図７】本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その５）の構成を示す要部平面図である。
【図８】本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その６）の構成を示す要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明回転機ブレーキ用摩擦材の基本構成を示す概念図である。また、図２は、本発明に係る回転機例についてその要部構成を示す断面図である。これらに図示するように本回転機ブレーキ用摩擦材２０は、回転機１０に搭載されるブレーキ９において摩擦面３となる摩擦材２０であって、円環状の本体１５の摩擦面上に所定平面形状の凹部構造が複数設けられ、この凹部構造によるグリッドパターンＧが形成されていることを、主たる構成とする。凹部構造の具体的形態は溝とすることができるが、追って図５等に例示するように溝には限定されず、摩擦面３の平坦面よりもくぼんでいる構造であればよい。
【００１３】
図２に示すように本発明摩擦材２０のグリッドパターンＧは、所定平面形状の凹部構造が設けられた凹部構造領域１７と、隣接する二の凹部構造領域１７、１７の間に形成される平坦領域１８とから構成される。これは、摩擦面３の全面を凹部構造とするのではなく、平坦領域１８を設けることで、ブレーキとしての摩擦負荷を確保するためである。なお、図２はあくまでも概念図であり、追って図３等により例示するように、凹部構造領域１７と平坦領域１８の数や面積等の仕様は適宜設計可能である。
【００１４】
本回転機ブレーキ用摩擦材２０の材質は限定されないが、樹脂を用いることが望ましい。摩擦面Ｍ３に凹部構造によるグリッドパターンＧを設けることが本発明の特徴であり、かかる形態の形成には金型を用いた樹脂成型が有効だからである。なお、金型によるグリッドパターンＧの成型が可能であるため、本発明のグリッドパターンＧを有する回転機ブレーキ用摩擦材２０とすることによる製造コストへの影響は限定的であり、実用性が高い。
【００１５】
かかる構成の本発明回転機ブレーキ用摩擦材２０によれば、グリッドパターンＧを構成する凹部構造を有することで、従来の全面が平坦な摩擦材と比較して放熱性が高い。つまり、発生した摩擦熱の少なくとも一部は摩擦面３、４に留まらずに凹部構造へと伝熱され、さらに外部へと放熱されやすくなる。摩擦材２０自身の回転も、放熱を促す。したがって制動摩擦による摩擦熱を放熱しやすく、摩擦面３、４における温度上昇が抑制され、熱によるトルク低下が抑制される。
【００１６】
また、摩擦面３、４の間において発生する摩擦材２０からの摩耗粉の少なくとも一部は凹部構造へと移動し、摩擦材２０自身の回転によってそこから外部へと排出されやすくなるため、摩耗粉が回転ギャップに挟まることで発生するブレーキ性能低下、ロック、さらに異常摩耗が防止、軽減される。摩耗粉のみならず、外部からの混入異物に対しても同様の効果が得られる。このように、本発明の摩耗材２０によれば、耐異物性および放熱性を向上した回転機用ブレーキを実現することができる。
【００１７】
図３は、本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その１）の構成を示す要部平面図である。図に例示するように本摩擦材３２０は、グリッドパターンＧ３の重心が回転機の重心と一致する構成とする。これにより、摩擦材３２０を備えたブレーキでは、回転機の回転と一致した円滑な回転がなされる。なお、重心を一致させる構造として、図示するグリッドパターンＧ３のように、グリッドパターンは点対称に形成されたものとすることが望ましい。これにより、良好な回転バランスとすることができる。
【００１８】
図４は、本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その２）の構成を示す要部平面図である。図３で示した実施例（その１）も同様だが、本回転機ブレーキ用摩擦材のグリッドパターンは、グリッドパターンＧ３、Ｇ４のように、これを構成する複数の凹部構造３１６、・・・、４１６、・・・の一部が、摩擦面の外径側端部または内径側端部の少なくともいずれかに開放端３１９、・・・、４１９、・・・を有する構成とすることができる。
【００１９】
グリッドパターン３Ｇ等の凹部構造３１６等が開放端３１９等を有することにより、凹部構造３１６等に入り込んだ摩耗粉等は、摩擦材３２０等の回転によって外部へと排出されやすくなり、耐異物性を一層高めることができる。また、放熱性も一層高まるため、トルク低下防止やロック等の異常駆動防止、異常摩耗防止の各性能も高めることができる。
【００２０】
なお、図３、４に示したグリッドパターンＧ３、Ｇ４はいずれも実施例であり、本発明がこれらに限定されるものではない。これらは、凹部構造として特に溝を用いた凹部構造３１６、４１６によるものだが、直線や曲線による適宜の幅を有する溝により形成された適宜の図形を、図３のように複雑なものであれ、図４のように単純なものであれ、グリッドパターンの構成に用いることができる。
【００２１】
また、いずれのグリッドパターンＧ３、Ｇ４も、その開放端３１９、４１９が、摩擦面の外形側端部、内径側端部の両方に設けられた構成だが、いずれか一方のみに設ける構成であってもよい。しかしながら、上述の耐異物性、放熱性等をより高めるには、両方に設けることが望ましい。なお、凹部構造として溝を用いることにより、殊に途中に途切れがなく（塞ぎがなく）開放端まで続く溝を用いることにより、より優れた耐異物性、放熱性等を得ることができる。
【００２２】
図５〜８は、本発明回転機ブレーキ用摩擦材の実施例（その３〜その６）の構成を示す要部平面図である。これらに示すように本回転機ブレーキ用摩擦材５２０等は、グリッドパターンＧ５等を構成する凹部構造５１６が全て、摩擦面の内部に形成されており、摩擦面の外径側端部、内径側端部のいずれにも開放端を有しない構成とすることもできる。凹部構造は、実施例（その３）、実施例（その４）の凹部構造５１６、６１６のように溝ではない形態とすることも、実施例（その５）、実施例（その６）の凹部構造７１６、８１６のように溝を用いた形態とすることもできる。また、図示する各例に本発明が限定されるものではない。
【００２３】
これらの構成では、図３、４に示した開放端を有する実施例（その１）、実施例（その２）のような効果はないが、それでも一定の耐異物性、放熱性等の効果を得ることができる。また、開放端を有しないことにより、制動性能の低下防止にも効果がある。
【００２４】
なお、以上説明した回転機ブレーキ用摩擦材を備えている回転機ブレーキや、かかる回転機ブレーキを備えている回転機もまた、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の回転機ブレーキ用摩擦材、回転機ブレーキによれば、制動発熱による温度上昇を防止し、それによりトルク低下も抑制できる。さらに、摩耗粉や外部異物の挟み込みを防止でき、それによって予期せぬ不具合も防止することができる。したがって、回転機製造、使用分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００２６】
１…サイドプレート
２…アマチュア
３…摩擦面（ブレーキ側）
４…摩擦面（アマチュア側）
５…ブレーキ駆動手段（インナドライバ）
７…コイル
８…リード線
９…ブレーキ
１０…回転機
１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５、８１５…本体
１７…凹部構造領域
１８…平坦領域
２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０…回転機ブレーキ用摩擦材
３１６、４１６、５１６、６１６、７１６、８１６…凹部構造
３１９、４１９…開放端
Ｇ、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８…グリッドパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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