(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに所定の押圧力で接触しながら摺動し、制動力を発生する制動される第１の摺動部材と制動する第２の摺動部材を有する摩擦式ブレーキ装置において、
制動中に、所定の押圧力で接触した状態で、上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が０となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで有するように上記第２の摺動部材を駆動する制動力制御手段と、
制動される上記第１の摺動部材の速度を検出する速度検出手段と、
所定の速度領域内における駆動パターンを予め記憶し、検出された速度に応じて所定の制動力が得られるように駆動パターンを決定する演算手段と、
を備え、
上記制動力制御手段が、上記駆動パターンに従って上記第２の摺動部材を駆動することを特徴とする摩擦式ブレーキ。
【請求項２】
上記制動力制御手段が、制動中に上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が０となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで、複数回発生させるように上記第２の摺動部材を制動力の発生する方向に概ね平行な方向に往復運動させることを特徴とする請求項１に記載の摩擦式ブレーキ。
【請求項３】
回転ディスクと、
上記回転ディスクに付勢され制動力を発生するブレーキシューと、
上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、
上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の１周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも１回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、
上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、
上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、
上記速度検出手段から出力された速度信号に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定するとともに上記駆動制御手段に駆動パターン信号を出力する演算手段と、
を備えたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項４】
エレベータのかごを昇降させるかご駆動用電動機の回転軸に固定された回転ディスクと、
この回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢され制動力を発生するブレーキシューと、
この上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、
上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の１周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも１回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、
上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、
上記速度検出手段で検出された速度に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定する演算手段と、
この演算手段の駆動パターンに従って上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とするエレベータ用ディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制動力を制御可能な摩擦式ブレーキ、ディスクブレーキ装置およびエレベータ用ディスクブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、例えば特開昭５８−１３０８７５号公報に示された従来のディスクブレーキ装置を含むエレベータの全体構成図である。図６において１０１はかご駆動用電動機で、１０１ａはその回転軸、１０２は回転軸１０１ａを介してかご駆動用電動機１０１により駆動されるシーブ、１０３はシーブ１０２に巻き付けられたかご用ロープで、その端部にはかご１０４と釣り合い重り１０５が結合されている。１０６は回転軸１０１ａに固定されたブレーキディスク、１０７は電磁ブレーキで、ブレーキ車１０６と、ブレーキ車１０６に図示を省略したばね等の機構で付勢されるブレーキシュー１０８をブレーキ車１０６から離すブレーキコイル１０９とを有している。
【０００３】
従来のエレベータのディスクブレーキ装置は上記のように構成され、かご１０４の停止時には、ブレーキコイル１０９への印加電流は消勢されており、ブレーキシュー１０８は上記ばね力でブレーキ車１０６に付勢され、かご駆動用電動機１０１に所定の摩擦制動力が与えられている。
【０００４】
上記静止の状態からかご１０４を所定の階に移動させる場合は、ブレーキコイル１０９に電流を通電し、ブレーキシュー１０８をブレーキ車１０６から解離させることにより、制動力が解除される。ついで、かご駆動用電動機１０１が駆動され、かご駆動用電動機１０１に連結したシーブ１０２が回転することにより、かご用ロープ１０３を介してかご１０４が所定の階に向かって走行される。そしてかご１０４が所定の階に着床すると、かご駆動用電動機１０１への電源供給が遮断されるとともに、ブレーキコイル１０９への電流供給も消勢され、制動力がかご駆動用電動機１０１に与えられる。
【０００５】
上記の動作は通常運行の場合であるが、かご１０４が走行中に何らかの異常(例えばかご速度異常や乗降ドアの開放等)が発生すると、かご駆動用電動機１０１への電源供給が遮断されるとともに、ブレーキコイル１０９への電流も消勢される。したがって、かご１０４が走行中状態で制動力が付勢される。そして、かご内重量、走行方向等の走行条件と制動力で決まる減速度で停止する(以下急停止とする)。
【０００６】
上記のような急停止では、通常の走行中に生じる以上の過大な減速度が乗客にかかる。このため、乗客に極度の不快感を与える。
【０００７】
上記の過大な減速度が発生するのは、ブレーキ装置の発生する制動力が大きめに設定されているためである。これは、静止保持時の安全性確保のため制動力に余裕をもたせるためで、積載荷重の１７０％程度の荷重が作用した場合でもブレーキ装置でかご１０４を静止保持可能なように設定されている。ここで上記構成によればブレーキ装置の制動力は、ブレーキシューとブレーキ車間の摩擦係数とブレーキシューのブレーキ車への押圧力との積で決まる。
【０００８】
摩擦係数は材料によって決まる値であり、押圧力はバネ力によって付与される一定の値である。したがって、制動力は走行中でも静止中とほぼ同等の大きさとなる。このため、静止保持の安全性は確保される一方で、走行中の制動力としては必要以上に大きく、過大な減速度を生じるという問題がある。この問題を解決するためには走行中の制動力を適正な値に低減する必要があるが、上記ブレーキ機構によれば制動力を制御することができない。
【０００９】
適正な減速度が得られるように、制動力を制御する手段として従来、例えば特開平５−３０３６０７号公報や特開平７−７６４６８号公報に開示された装置では、電磁ブレーキを構成するブレーキコイルに供給する電流値を制御するように構成している。図７は制動力を制御するための従来のブレーキ装置の外観図である。図７のブレーキ装置は、ブレーキドラム２２９とブレーキドラム２２９を挟む位置に配置された両側のブレーキレバー２３０と、ブレーキレバー２３０を回転自在に下端で支持するピン２３１と、ブレーキレバー２３０のほぼ回転軸２２７の中心に対応する位置に、それぞれピン２３２を介して結合されるブレーキシュー２３３とにより構成される。
【００１０】
ブレーキレバー２３０の上方には、ブレーキばね２３６が配置され、ブレーキばね２３６のばね力によりブレーキシュー２３３がブレーキドラム２２９に付勢され、制動力を発生する。ブレーキレバー２３０のさらに上方にはブレーキばね２３６による制動力を解放するための電磁マグネット２１９が、押圧ロッド２３７を介してそれぞれブレーキレバー２３０の間に設けられている。
【００１１】
図８は図７の電磁マグネット２１９の構成図である。箱体を構成する継鉄２３８と継鉄２３８内に固定された固定鉄心２３９と、固定鉄心２３９と継鉄２３８を垂直に貫通する可動ロッド２４３と、可動ロッド２４３の上部に固定された可動鉄心２４０と、可動鉄心２４０と対向する固定鉄心２３９の外周に設置された円筒状のコイル２４１と、可動ロッド２４３の下端に一端が当接するレバー２４２と、レバー２４２の他端に一端が当接する図７の押圧ロッド２３７から構成されている。なお、固定鉄心２３９と可動鉄心２４０とは空隙ｄを介して対向している。
【００１２】
この構成で、コイル２４１に電流を印加すると、可動鉄心２４０は固定鉄心２３９側に吸引されて移動し、可動ロッド２４３を下方へ移動させる。そして、レバー２４２はピン２４７を支点として回動し、可動ロッド２４３が図７のブレーキばね２３６のばね力に抗して、ブレーキレバー２３０を押し広げる。また、コイル２４１への印加電流量を変えることにより可動鉄心２４０の吸引力を制御できるので、ブレーキシュー２３３の押圧力を変化させ、制動力を変化させることができる。
【００１３】
しかしながら以上のような構成では、ブレーキシュー２３３のブレーキドラム２２９と当接する面が摩耗すると、図８に示す空隙ｄの間隔が大きくなる。このため、摩耗前と同じ電流値をコイル２４１に供給しても電磁吸引力が低下し、ブレーキレバー２３０を所定の押圧力で押し広げることができず、所定の制動力が得られない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来のディスクブレーキ装置では種々の問題があり、所定の制動力が得られないという問題があった。
【００１５】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、制動力を所定の大きさに設定可能な摩擦式ブレーキ、ディスクブレーキ装置およびエレベータ用ディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、互いに所定の押圧力で接触しながら摺動し、制動力を発生する制動される第１の摺動部材と制動する第２の摺動部材を有する摩擦式ブレーキ装置において、制動中に、所定の押圧力で接触した状態で、上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が０となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで有するように上記第２の摺動部材を駆動する制動力制御手段と、制動される上記第１の摺動部材の速度を検出する速度検出手段と、所定の速度領域内における駆動パターンを予め記憶し、検出された速度に応じて所定の制動力が得られるように駆動パターンを決定する演算手段と、を備え、
上記制動力制御手段が、上記駆動パターンに従って上記第２の摺動部材を駆動することを特徴とする摩擦式ブレーキにある。
【００１７】
またこの発明は、上記制動力制御手段が、制動中に上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が０となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで、複数回発生させるように上記第２の摺動部材を制動力の発生する方向に概ね平行な方向に往復運動させることを特徴とする摩擦式ブレーキにある。
【００１９】
またこの発明は、回転ディスクと、上記回転ディスクに付勢され制動力を発生するブレーキシューと、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の１周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも１回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段から出力された速度信号に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定するとともに上記駆動制御手段に駆動パターン信号を出力する演算手段と、を備えたことを特徴とするディスクブレーキ装置にある。
【００２１】
またこの発明は、エレベータのかごを昇降させるかご駆動用電動機の回転軸に固定された回転ディスクと、この回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢され制動力を発生するブレーキシューと、この上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の１周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも１回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段で検出された速度に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定する演算手段と、この演算手段の駆動パターンに従って上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とするエレベータ用ディスクブレーキ装置にある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を各実施の形態に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。図中、２はブレーキシューで、矢印Ｂの制動力の働く向きと概ね平行な方向に往復運動(振動)可能なように支持されているとともに、図示を省略した付勢手段(例えば後述する図５のアーム４３ａ、４３ｂ等からなるもの)により回転ディスク１０に対して一定の押圧力Ｐで付勢かつ離間される。１０は矢印Ａの方向に移動(回転)している回転ディスクで、５の回転軸に固定されている。回転軸５は図示を省略した電動機やシーブに係合されている。
【００２３】
１はブレーキシュー２を矢印Ｂの制動力の働く向きと概ね平行な方向に振動させるための振動手段で、ブレーキシュー２と係合されている。また、振動手段１はブレーキシュー２と回転ディスク１０の間に働く制動力以上の力を発生させることができる。振動手段１には、例えば、圧電素子、磁歪素子、ボイスコイルモータなどが用いられる。４は振動手段１を所定のタイミングで所定の振動を行わせる駆動制御部である。また、振動手段１はブレーキシュー２と回転ディスク１０の間に作用する制動力を十分ささえることができるように図示を省略した構造体に支持されている。
【００２４】
なお、制動力制御手段は振動手段１および駆動制御部４から構成され、駆動制御部手段は駆動制御部４から構成される。
【００２５】
図１のような構成に基づき、この実施の形態の制動時の動作を説明する。まず、回転ディスク１０が方向Ａに回転しているとき、ブレーキシュー２は回転ディスク１０から離間した位置にある。そして、図示を省略した付勢手段により所定のタイミングでブレーキシュー２を所定の押圧力Ｐで回転ディスク１０に付勢し、制動力を発生させる。ブレーキシュー２が回転ディスク１０に付勢されると同時に、駆動制御部４からの所定の駆動信号が出力され、この駆動信号に基づき振動手段１がブレーキシュー２を矢印Ｂの方向に振動させ、制動力の制御を行う。なお、振動手段１によるブレーキシュー２の振動は制動開始から回転ディスク１０が停止するまでの間で、もしくは予め設定された所定の時間行われる。
【００２６】
次に、図１とブレーキシュー２および回転ディスク１０の速度、速度差および制動力を示した図２に基づき制動力の制御原理を説明する。図２の(ａ)は制動中のある時間領域における回転ディスク１０のブレーキシュー２との接触部分の速度Ｖｍおよびブレーキシュー２の速度Ｖｓを示している。図２の(ｂ)はＶｓとＶｍの速度差を示している。また、図２の(ｃ)は回転ディスク１０が受ける制動力Ｆを示している。なお、速度の方向はＶｍ、Ｖｓ共に、回転ディスク１０の有する速度の方向を正としている。一方、制動力Ｆの値は回転ディスク１０を静止させる方向に働く場合を正としている。また、図２の(ａ)〜(ｃ)の各図の時間領域は、概ね振動の１周期Ｔ０中の変化を示したものである。
【００２７】
制動開始後、ブレーキシュー２は振動手段１の伸縮動作により、
【００２８】
Ｖｓ＝ｆ(ｔ)                                  (１)
∫0T0ｆ(ｔ)ｄｔ＝０
ｔ:振動手段駆動開始からの時間
【００２９】
となるような速度Ｖｓで振動させる。ここで、(１)式中の関数ｆ(ｔ)は周期Ｔ０の周期関数である。また、図２の(ａ)に示すように周期Ｔ０の間でＶｓ＞Ｖｍとなる区間ａ−ｂが存在するように設定されている。このため、図２の(ｂ)に示すように、区間ａ−ｂとその他の区間では、ブレーキシュー２と回転ディスク１０の相対速度(速度差)の符号が逆になる。また、回転ディスク１０に付与される制動力の大きさＦ０は、ブレーキシュー２の押しつけ力をＰ、回転ディスク１０とブレーキシュー２との摩擦係数をμとすると、
【００３０】
Ｆ０＝Ｐ・μ                                  (２)
【００３１】
で表される値となる。したがって、図２の(ｃ)に区間ａ−ｂ以外では回転ディスク１０には正の制動力Ｆ０が働くのに対して、区間ａ−ｂでは負の制動力−Ｆ０が働くことになる。ここで、Ｖｓの１周期に相当する時間Ｔ０の間の平均的な制動力Ｆａを考えると、
【００３２】
Ｆａ＝Ｆ０・(Ｔ０−２・Ｔｄ)／Ｔ０            (３)
Ｔｄ：負の制動力となる時間間隔
【００３３】
となる。また、制動力を振動させた場合とさせない場合で比較した場合、（３）式より、
【００３４】
Ｆ０＞Ｆａ＝α・Ｆ０                          (４)
ただし  ０＜α＜１
【００３５】
となる。なお、(４)式のαは制動力の変化率を表す係数である。したがって、ブレーキシュー２を(１)式の条件の速度パターンで振動させることにより、平均的な制動力を低減できるとともに、負の制動力となる時間間隔Ｔｄを変えることで制動力を制御することができる。
【００３６】
上記の説明では周期Ｔ０の間について説明したが、実際には停止するまでの所定の時間にわたって、連続的に振動手段１を駆動する。この間、回転ディスク１０が減速していく。これは図２の(ａ)のＶ０が減少することに相当する。このため、振動手段１の駆動パターン一定とすると、Ｖｓ＞Ｖｍとなる時間間隔Ｔｄが増加し、(３)式より制動力Ｆａは減少していく。このため、所望のＦａを得るためには、所定の制動力を付与した場合の回転ディスクの速度変化を予め算出しておき、これに基づき各振動周期毎に所定のＴｄの値が得られるように振動パターンを設定しておけばよい。
【００３７】
また、上記実施の形態によれば、ブレーキシューが回転ディスクに所定の押圧力で付勢された状態で、振動手段がブレーキシューを制動力の働く方向と平行に振動させることにより制動力を制御するので、ブレーキシューが摩耗しその厚さが変化しても振動手段の動作には影響を及ぼさず、長期的に安定した制動力の制御ができる。
【００３８】
また、周期Ｔ０を小さくすれば１周期中の制動に費やされる仕事量が小さくなるため各周期毎の減速度の変化が減少し、なめらかな減速が可能となる。
【００３９】
実施の形態２．
図３はこの発明のブレーキ装置における特にブレーキシューと振動手段の一例を示し、(ａ)は平面図、(ｂ)は右側面図である。振動手段１として、積層形圧電素子１１ａ、１１ｂを用いている。積層形圧電素子１１ａ、１１ｂは印加電圧に応じて矢印Ｃの方向に伸張することができる。積層形圧電素子１１ａ、１１ｂのそれぞれの片端は、レバー１２ａ、１２ｂに当接している。また、それぞれの他端は予圧ねじ１４ａ、１４ｂに当接している。
【００４０】
予圧ネジ１４ａ、１４ｂは、ネジを締め込むことにより、積層形圧電素子１１ａ、１１ｂに予圧を与えるものである。この予圧ネジ１４ａ、１４ｂにより電圧を加えた際に積層形圧電素子１１ａ、１１ｂの伸張方向に引っ張り応力が負荷されることを防止できる。レバー１２ａ、１２ｂはそれぞれ切り欠き部１３ａ、１３ｂを支点として固定台２１ａ、２１ｂに固定されている。レバー１２ａ、１２ｂの片端部はそれぞれ可動台１５に当接している。
【００４１】
可動台１５は板ばね１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄで支持され、図中矢印Ｄの向きに移動することができる。この可動台１５にはブレーキシュー２が固定されている。板ばね１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄのそれぞれは、片端が可動台１５、他端が固定台２１ａ、２１ｂに接合されている。固定台２１ａ、２１ｂはそれぞれ固定ねじ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄで図示を省略した付勢手段に固定されている。
【００４２】
図３に基づき、ブレーキシュー２を振動させる動作について説明する。ブレーキシュー２を矢印Ｄ１の方向に変位させるためには、積層形圧電素子１１ａのみに所定の電圧を印加する。これにより、レバー１２ａが切り欠き１３ａを支点に回転し、可動台１５を矢印Ｄ１方向に変位させる。この時、可動台１５の矢印Ｄ１方向への変位により、レバー１２ｂを介して積層形圧電素子１１ｂは圧縮される。同様に、ブレーキシュー２を矢印Ｄ２の方向に変位させるためには、積層形圧電素子１１ｂのみに所定の電圧を印加する。このように積層形圧電素子１１ａ、１１ｂを伸張させることにより、ブレーキシュー２を矢印Ｄの方向に振動させることができる。なお、この実施の形態では印加電圧を制御することにより、ブレーキシュー２を所定の速度パターンで駆動する。
【００４３】
この実施の形態によれば、振動手段にソレノイドや油圧アクチュエータを用いる場合より、振動手段を小型にできる。
【００４４】
実施の形態３．
上記実施の形態１では所定の制動力を得るために、回転ディスクの速度変化を予め推定し、これに基づき(１)式の振動手段１の駆動パターンを決定しておく必要がある。したがって、回転ディスクが予想の回転速度と異なると所望の制動力が得られず、安定した制動ができない。この実施の形態ではこの問題を解決するものである。この実施の形態は、回転ディスクの速度に依らず、所定の制動値を得るためのものである。
【００４５】
図４はこの発明の別の実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。図中、図１と同一符号は同一または相当部分を示しており、その説明を省略する。図４中の３１は速度検出部で、回転ディスク１０の速度を検出する。検出した速度値は速度信号として３２の演算部に出力される。演算部３２では速度検出部３１からの速度信号とあらかじめ記憶された所望の制動力値から、所望の制動力に制御するための振動手段１の駆動パターンを算出する。算出された駆動パターンは駆動制御部４に駆動パターン信号として出力され、この駆動パターンに基づき振動手段１が駆動される。
【００４６】
なお、速度検出部３１が速度検出手段を構成し、演算部３２が演算手段を構成する。
【００４７】
図４の構成に基づき、この実施の形態の動作原理について説明する。なお、次の説明では制動中の制動力を相対速度に依らず概ね一定の制動力Ｆｃ
【００４８】
Ｆｃ＝α’・Ｆ０
【００４９】
とする場合で説明する。回転ディスクのある速度における制動力の変化率αの値は、図１と(３)式で示したように、振動の１周期Ｔ０中におけるブレーキシュー２の速度が回転ディスク１０の速度よりも大きくなる時間Ｔｄの割合で決まる。したがって、変化率α’を所定の速度領域で一定となるようにするためには、周期Ｔ０に対するＴｄの割合を一定とするように、振動手段１の駆動パターンを選択する。
【００５０】
この実施の形態では、所望の変化率α’が得られるように、所定の速度範囲内における駆動パターンを予め求めておき、これを演算手段３２に記憶しておく。実際の制動時には、制動開始と共に回転ディスク１０の速度を検出し、検出された速度値に応じて所定の制動力が得られるように演算部３２で駆動パターンを決定する。上記のように、回転ディスク１０の速度を検出し、検出された速度値に応じて振動手段１の駆動パターンを変更することにより、回転ディスク１０の速度変化によらず、制動力を一定の割合で変化させることが可能となる。
【００５１】
なお、この実施の形態の図４のブレーキシュー２とそれを振動させる振動手段１の部分に、実施の形態２の図３に示す構成のものを用いても上記と同様の効果が得らる。
【００５２】
実施の形態４．
図５はこの発明の一実施の形態によるエレベータ用ディスクブレーキ装置の全体構成図である。図中、図６と同一符号は同一または相当部分を示しており、説明を省略する。アーム４３ａ、４３ｂは回転軸４４ａ、４４ｂを中心に回転自由に支持されている。アーム４３ａ、４３ｂの片端には電磁マグネット４５とばね４６が接続されており、他端には振動手段１ａ、１ｂが固定されている。電磁マグネット４５は電圧印加により電磁吸引力を発生し、ばね４６のバネ力に抗して、ブレーキシュー２ａ、２ｂを回転ディスク１０より離間させることができる。ばね４６はブレーキシュー２ａ、２ｂを回転ディスク１０に一定の押圧力で付勢する。３１ａは速度検出器でモータの回転速度、すなわち回転ディスク１０の回転速度を検出する。速度検出器３１ａの速度信号は演算部３２に出力される。なお、５０はエレベータ制御部である。
【００５３】
つぎに急停止のために制動する際のブレーキ装置の動作について説明する。まず、非常停止信号に応じて電磁マグネット４５への電圧印加を停止し、開放状態とする。ばね４６のバネ力によりアーム４３ａ、４３ｂが回転軸４４ａ、４４ｂを中心として回動し、ブレーキシュー２ａ、２ｂを回転ディスク１０に付勢する。そしてブレーキシュー２ａ、２ｂを振動手段１ａ、１ｂ(例えば図３に示すもの)により制動力のかかる方向と平行な方向に振動させる。振動手段１ａ、１ｂの駆動パターンは、速度検出器３１ａで検出された速度信号に基づき、演算部３２において所定の制動力となるように設定される。なお、所定の制動力は、次の２つの条件を満たすように予め設定されたものである。その条件とはかご１０４の減速度が乗客に不快感を与えないことと、所定の制動距離内でかご１０４を停止させることが可能であることである。
【００５４】
この実施の形態によれば、急停止時に過大な制動力がかごに付与されず、乗客へ不快感を与えることを防止することができる。
【００５５】
なお、以上の各実施の形態で説明したブレーキ機構は、ディスクブレーキ装置あるいはエレベータ用ディスクブレーキ装置に限られるものではなく、互いに押圧されて接触しながら摺動し制動力を発生する摩擦式のブレーキ全てに適用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
上記のようにこの発明では、互いに所定の押圧力で接触しながら摺動し、制動力を発生する制動される第１の摺動部材と制動する第２の摺動部材を有する摩擦式ブレーキ装置において、制動中に、所定の押圧力で接触した状態で、上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が０となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで有するように上記第２の摺動部材を駆動する制動力制御手段を備えた摩擦式ブレーキとしたので、制動力を発生する摺動部材で発生する制動力を一時的に０もしくは逆方向に付与することが可能となるため、制動中の平均的な制動力を制御することができ、制動力を発生する摺動部材の摩耗などによる形状変化の影響を受けずに、制動力を所定の大きさに設定することが可能となる。
【００５７】
またこの発明では、上記制動力制御手段が、制動中に上記摺動部材間の制動力の発生する方向の相対速度差が０となる時間またはその符号が反転する時間を所定の長さで、複数回発生させるように上記第２の摺動部材を制動力の発生する方向に概ね平行な方向に往復運動させるようにしたので、制動力変化の時間間隔を小さくでき、制動力を制御した場合でもなめらかな制動が可能となる。
【００５８】
またこの発明では、制動される上記第１の摺動部材の速度を検出する速度検出手段と、所定の速度領域内における駆動パターンを予め記憶し、検出された速度に応じて所定の制動力が得られるように駆動パターンを決定する演算手段と、をさらに備え、上記制動力制御手段が、上記駆動パターンに従って上記第２の摺動部材を駆動するようにしたので、制動される第１の摺動部材の速度すなわち摺動部材間の相対速度差の大きさや変化に依らず、安定した制動力の制御が可能となる。
【００５９】
またこの発明では、回転ディスクと、上記回転ディスクに付勢され制動力を発生するブレーキシューと、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の１周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも１回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、を備えたディスクブレーキ装置としたので、ブレーキシューから回転ディスクへかかる制動力の方向を所定の時間間隔で逆転させることで、制動力を制御することができ、ブレーキシューの摩耗による形状変化の影響を受けずに、制動力を所定の大きさに設定することが可能となる。
【００６０】
またこの発明では、上記ディスクブレーキ装置において、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段から出力された速度信号に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定するとともに上記駆動制御手段に駆動パターン信号を出力する演算手段と、をさらに備えたので、回転ディスクの速度に対応して振動手段の駆動パターンを制御するようにしたので、回転ディスクの速度変化によらず安定した所望の制動力が得られる。
【００６１】
またこの発明では、エレベータのかごを昇降させるかご駆動用電動機の回転軸に固定された回転ディスクと、この回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢され制動力を発生するブレーキシューと、この上記ブレーキシューを上記回転ディスクに概ね一定の押圧力で付勢するとともに離間することができる付勢手段と、上記ブレーキシューを上記回転ディスクに付勢した状態で、制動力が発生する方向に振動させるとともに、振動の１周期中で上記ブレーキシューと上記回転ディスクとの接触部の速度差が少なくとも１回ずつ正と負の値をとるように振動させる振動手段と、上記回転ディスクの速度を検出する速度検出手段と、上記速度検出手段で検出された速度に基づき所定の制動力が得られるように上記振動手段の駆動パターンを決定する演算手段と、この演算手段の駆動パターンに従って上記振動手段を所定の駆動条件で駆動する駆動制御手段と、を備えたエレベータ用ディスクブレーキ装置としたので、急停止時にかごの速度に応じてブレーキシューを振動させることによりブレーキ装置が発生する制動力を制御するようにしたので、過大な制動力がかごに付与されず、乗客に不快感を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。
【図２】  図１の摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置における制動力の制御方法の説明するための図である。
【図３】  この発明のブレーキ装置における特にブレーキシューと振動手段の一例を示す図である。
【図４】  この発明の別の実施の形態による摩擦式ブレーキおよびディスクブレーキ装置の概略構成図である。
【図５】  この発明の一実施の形態によるエレベータ用ディスクブレーキ装置の全体構成図である。
【図６】  従来のディスクブレーキ装置を含むエレベータの全体構成図である。
【図７】  従来の制動力を制御するブレーキ装置の外観図である。
【図８】  図７の電磁マグネットの構成図である。
【符号の説明】
１  振動手段、２のブレーキシュー、４  駆動制御部、５  回転軸、１０  回転ディスク、１１ａ，１１ｂ  積層形圧電素子、１２ａ，１２ｂ  レバー、１３ａ，１３ｂ  切り欠き部、１４ａ，１４ｂ  予圧ねじ、１５  可動台、１６ａ〜１６ｄ  板ばね、２０ａ〜２０ｄ  固定ねじ、２１ａ，２１ｂ  固定台、３１，３１ａ  速度検出部、３２  演算部、４３ａ，４３ｂ  アーム、４４ａ，４４ｂ回転軸、４５  電磁マグネット、４６  ばね、５０  エレベータ制御部、１０１  かご駆動用電動機、１０２  シーブ、１０３  かご用ロープ、１０４  かご、１０５  釣り合い重り。
【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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