(57)【要約】      （修正有）【課題】回転体の制動面に発生する摩擦熱を冷却できる制動装置を提供する。【解決手段】回転体１１０は円筒形を成し、円筒形の縁部分を構成する端面に溝１１４を備える。円筒形の筒部分を構成する内周面が制動面１１３である。ハウジング１３０は溝１１４と対向する部分に開口部１３１を備え、開口部１３１には配管１４０の噴射口１４２が配置される。制動時において、制動部材１２２が制動面１１３に押し付けられることによって、回転体１１０の回転が停止される。このとき、配管１４０の噴射口１４２から冷却媒体１５１が溝１１４に向けて噴射されることによって、制動面１１３の摩擦熱が冷却される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する回転体と、
前記回転体に押し付けられて前記回転体の回転を停止させる制動部材とを備え、
前記回転体は、
回転方向に一周した形状を成して、冷却媒体が噴射される溝が回転方向に沿って設けられた端面部と、
前記溝を挟んで位置する２つの側面部とを備え、
前記２つの側面部のうちの少なくとも一方の側面部が、前記制動部材が押し付けられる制動面を成す
回転体制動装置。
【請求項２】
前記溝に向けて前記冷却媒体を噴射する配管を備え、
前記配管は、前記溝に向けて配置されて前記冷却媒体が噴射される噴射口を備える
請求項１の回転体制動装置。
【請求項３】
前記回転体と前記制動部材とを覆うハウジングを備え、
前記ハウジングは、
前記溝と対向する部分の少なくとも一部に、前記配管の前記噴射口が配置される開口部を備える
請求項２に記載の回転体制動装置。
【請求項４】
前記配管は、
前記冷却媒体が流入する流入口と、
前記流入口と前記噴射口との間に設けられて、前記制動部材が前記制動面に押し付けられるときに開く弁とを備える
請求項２に記載の回転体制動装置。
【請求項５】
前記制動部材が先端に取り付けられて、前記制動面に向けて前進し、前記制動部材を前記制動面に押し付ける駆動部と、
前記駆動部に前記弁を連結して、前記駆動部が前記制動面に向けて前進したときに前記弁を開く連結部材とを備える
請求項４に記載の回転体制動装置。
【請求項６】
前記冷却媒体を保管して、前記噴射口よりも高い位置に配置されて、前記流入口から前記配管に前記冷却媒体を流入させる保管容器を備える
請求項４に記載の回転体制動装置。
【請求項７】
前記回転体は前記溝にリブを備える請求項１に記載の回転体制動装置。
【請求項８】
前記回転体は円筒形を成し、
前記端面部は円筒形の縁部分を構成する端面を成し、
前記２つの側面部は円筒形の筒部分を構成する外周面と内周面とを成し、
前記内周面が前記制動面である
請求項１から請求項７のいずれかに記載の回転体制動装置。
【請求項９】
前記回転体は円板形を成し、
前記端面部は円板形の円周部分を構成する円周面を成し、
前記２つの側面部は円板形の表裏の平面部分を構成する２つの平面を成し、
前記２つの平面の少なくとも一方が前記制動面である
請求項１から請求項７のいずれかに記載の回転体制動装置。
【請求項１０】
円板形を有して回転する回転体と、
前記回転体に押し付けられて前記回転体の回転を停止させる制動部材とを備え、
前記回転体は、
円板形の表裏の平面部分を構成する２つの平面のうち、前記制動部材が押し付けられる側の平面である第１の平面を成す第１の平面部と、
前記２つの平面のうち、前記第１の平面の裏側の平面である第２の平面を成す第２の平面部と、
前記第２の平面部に設けられて、回転方向に一周した溝を構成して、冷却媒体が噴射される溝部と備える
回転体制動装置。
【請求項１１】
前記溝部は、前記第２の平面部から突き出て前記溝の両側の側面を構成する２つのリブを備える
請求項１０に記載の回転体制動装置。
【請求項１２】
前記回転体制動装置はヒートシンクを備え、
前記ヒートシンクは前記２つのリブの間に配置されるフィンを備える
請求項１１に記載の回転体制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を制動する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転体の制動装置は、回転体に制動部材を押し付けることによって、回転体を制動する。
エレベータ用巻上げ機の制動装置は非常制動が必要である。このような制動装置においては、制動面が摩擦熱によって高温になるため、制動部材及び回転体表面が炭化し、制動性能が悪化することがある。この現象を防ぐためには、制動面で発生する摩擦熱を冷却する必要がある。
【０００３】
特許文献１は、制動部材に直接、冷却媒体を噴射することによって摩擦熱を冷却する方法を提案している。
しかし、この方法では、制動面に直接、冷却媒体が当たらないため、制動面全体を均一に冷却することができない。そのため、局所的な炭化が生じてしまう。
また、この方法において冷却媒体が液体である場合、制動面の性能に悪影響が及ぶ。そのため、窒素または不活性ガス等の高圧気体を冷却媒体として使用する必要があり、高圧気体の維持管理に手間がかかる。
さらに、制動装置の内部に冷却媒体が噴射されるため、制動装置の内部機器に悪影響が及び、非常制動後に制動装置を分解して清掃する手間が発生する。
【０００４】
特許文献２は、ブレーキドラムに風抜け穴を設けて空気を通すことによって、ブレーキドラムの過熱を防止する方法を提案している。
しかし、この方法は、空気による冷却を想定しているため、冷却性能が悪く、非常制動時に発生する熱を十分に冷却することができない。
また、この方法において冷却性能を上げるために液体が冷却媒体として使用される場合、冷却媒体を循環させる装置が必要となり、制動装置が複雑で大型化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０１２９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２３５７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、回転体の制動面に発生する摩擦熱を冷却できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回転体制動装置は、
回転する回転体と、
前記回転体に押し付けられて前記回転体の回転を停止させる制動部材とを備え、
前記回転体は、
回転方向に一周した形状を成して、冷却媒体が噴射される溝が回転方向に沿って設けられた端面部と、
前記溝を挟んで位置する２つの側面部とを備え、
前記２つの側面部のうちの少なくとも一方の側面部が、前記制動部材が押し付けられる制動面を成す。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷却媒体が噴射される溝を回転体が備えるため、回転体の制動面に発生する摩擦熱を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における回転体制動装置１００の側断面図。
【図２】実施の形態１における回転体１１０の斜視図。
【図３】実施の形態１における回転体制動装置１００の動作を示す図。
【図４】実施の形態２における回転体制動装置１００の側断面図。
【図５】実施の形態２における弁１４３の動作を示す図。
【図６】実施の形態３における回転体制動装置１００の側断面図。
【図７】実施の形態３における回転体制動装置１００の部分拡大図。
【図８】実施の形態４における回転体制動装置１００の側断面図。
【図９】実施の形態５における回転体制動装置１００の側断面図。
【図１０】実施の形態６における回転体制動装置１００の側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
ドラムブレーキ型の回転体制動装置１００について、図１から図３に基づいて説明する。
【００１１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に、回転体制動装置１００の側断面を示す。
回転体制動装置１００は、回転体１１０と、制動部材駆動装置１２０と、ハウジング１３０と、配管１４０と、保管容器１５０とを備える。
【００１２】
回転体１１０は、回転体駆動装置が発生させる回転力によって、シャフト１０３を回転軸にして回転する。
ステータ１０１およびロータ１０２は回転体１１０を回転させる回転体駆動装置であり、電磁力によって回転力を発生させる。
ステータ１０１はハウジング１３０の内周面に取り付けられていて、ロータ１０２は回転体１１０の外周面に取り付けられている。
【００１３】
図２に基づいて、回転体１１０の構成について説明する。
回転体１１０は、円筒形を成すドラム型の回転体である。
回転体１１０は、端面部１１１と、２つの側面部１１２と、底面部１１８とを備える。
端面部１１１は、円筒形の縁部分を構成する端面を成している。この端面は、回転方向に一周した形状である。端面部１１１には、溝１１４が回転方向に沿って設けられている。溝１１４には、放射状に配置された複数のリブ１１５が設けられている。リブ１１５は突起した部材であり、突起片または放熱板ともいう。溝１１４には後述するように冷却媒体１５１が噴射される。
２つの側面部１１２は、溝１１４を挟んで位置し、円筒形の筒部分を構成する外周面と内周面とを成している。内周面は、後述するように制動部材１２２が押し付けられる制動面１１３である。
底面部１１８は円形の底面を成し、底面部１１８の中央にはシャフト１０３が貫通して配置されるシャフト穴１１９が備わる。
【００１４】
図１に戻り、回転体制動装置１００の構成の説明を続ける。
制動部材駆動装置１２０は、駆動部１２１と制動部材１２２とを備えて、回転体１１０の回転を停止させる。
駆動部１２１は、制動部材１２２が先端に取り付けられている。駆動部１２１は、制動部材駆動装置１２０によって押し出されて回転体１１０の制動面１１３に向けて前進し、制動部材１２２を回転体１１０の制動面１１３に押し付ける。
制動部材１２２は、回転体１１０の制動面１１３に押し付けられて、回転体１１０の回転を停止させる。
【００１５】
ハウジング１３０は、回転体１１０および制動部材駆動装置１２０を覆う。
ハウジング１３０は、溝１１４と対向する部分の少なくとも一部に設けられた開口部１３１と、シャフト１０３が貫通して配置されるシャフト穴１３２とを備える。
開口部１３１には配管１４０の噴射口１４２が配置される。
【００１６】
配管１４０は、流入口１４１と噴射口１４２と弁１４３とを備えて、溝１１４に向けて冷却媒体１５１を噴射する。
流入口１４１は配管１４０の一方の端部に位置し、噴射口１４２は配管１４０の他方の端部に位置する。
流入口１４１は冷却媒体１５１を保管する保管容器１５０に連結されて、冷却媒体１５１は流入口１４１から配管１４０に流入する。
噴射口１４２は溝１１４に向けて配置されて、冷却媒体１５１は噴射口１４２から溝１１４に向けて噴射される。
弁１４３は流入口１４１と噴射口１４２との間に設けられて、制動部材１２２が制動面１１３に押し付けられるときに弁１４３が開く。実施の形態１において、弁１４３は非常時の制動信号が発生した場合に開くように電子制御される。
【００１７】
保管容器１５０は、冷却媒体１５１を保管して、噴射口１４２よりも高い位置に配置されて、流入口１４１から配管１４０に冷却媒体１５１を流入させる。
冷却媒体１５１は、弁１４３が開いたときに圧力によって噴射口１４２から噴射される。
実施の形態１において、冷却媒体１５１は水である。但し、水以外の液体または高圧気体などの気体が冷却媒体１５１として用いられてもよい。
【００１８】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
回転体制動装置１００の動作は回転体制動方法に相当する。
【００１９】
図３に、回転体１１０の制動面１１３が位置する部分を拡大して示す。図３の（ａ）は制動前の様子を示し、図３の（ｂ）は制動時の様子を示している。
図３の（ａ）において、駆動部１２１は回転体１１０の制動面１１３から後退した位置にあり、制動部材１２２は回転体１１０の制動面１１３に押し付けられていない。また、配管１４０の噴射口１４２から回転体１１０の溝１１４に向けて冷却媒体１５１が噴射していない。
【００２０】
図３の（ｂ）において、駆動部１２１は回転体１１０の制動面１１３に向けて前進し、制動部材１２２は回転体１１０の制動面１１３に押し付けられている。このとき、制動面１１３には摩擦熱が発生する。
しかし、配管１４０の噴射口１４２から回転体１１０の溝１１４に向けて冷却媒体１５１が噴射されるため、制動面１１３に発生した摩擦熱が冷却される。また、冷却媒体１５１である水は気化して、ハウジング１３０の隙間から外部に逃げる。気化した水を外部に逃がすための通気口をハウジング１３０に設けてもよい。
【００２１】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
制動面１１３と側面部１１２との間に設けられた溝１１４に冷却媒体１５１が噴射されるため、制動面１１３を均一に冷却することができる。これにより、制動面１１３の炭化を防いで、制動性能の悪化を抑えることができる。
冷却媒体１５１が溝１１４に噴射されるため、冷却媒体１５１が回転体制動装置１００の内部の装置にかからず、回転体制動装置１００の内部の装置に悪影響を与えない。
冷却媒体１５１が溝１１４に噴射されるため、冷却媒体１５１として水を用いて制動面１１３を十分に冷却することができる。そして、制動面１１３に発生した摩擦熱によって高温になった溝１１４に水がふれた場合、水は気化して回転体制動装置１００の外部に逃げる。そのため、水が噴射された後に回転体制動装置１００の内部を清掃する手間がなくなり、メンテナンス性が向上する。
非常制動時にのみ冷却媒体１５１を噴射することにより、大量の冷却媒体１５１および冷却媒体１５１の循環装置を必要しないため、回転体制動装置１００を小型化することができる。
回転体１１０の溝１１４にリブ１１５が備わるため、放熱面積が増えて、放熱性能が向上する。また、リブ１１５によって回転体１１０の強度が増すため、回転体１１０は大きな制動力に耐えることができる。
保管容器１５０が噴射口１４２よりも高い位置に配置されるため、弁１４３が開いたときに、冷却媒体１５１の圧力によって、噴射口１４２から冷却媒体１５１が噴射される。そのため、冷却媒体１５１を噴射させる噴射装置が必要なくなり、回転体制動装置１００を小型化することができる。
【００２２】
実施の形態２．
ドラムブレーキ型の回転体制動装置１００において弁１４３の開閉を機械的に制御する形態について、図４および図５に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００２３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図４に、回転体制動装置１００の側断面を示す。
回転体制動装置１００は連結部材１６０を備える。
連結部材１６０は、駆動部１２１に弁１４３を連結して、駆動部１２１が制動面１１３に向けて前進したときに弁１４３を開く。
【００２４】
連結部材１６０は、連結紐１６１と、固定部１６２、滑車部１６３とを備える。
固定部１６２は駆動部１２１に取り付けられていて、滑車部１６３は制動部材駆動装置１２０の胴体に取り付けられている。
連結紐１６１の一端は弁１４３に固定されていて、連結紐１６１の他端は固定部１６２に固定されている。連結紐１６１は滑車部１６３で曲げられてＬ字状を成している。
【００２５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図４において、駆動部１２１が制動面１１３に向けて前進すると、駆動部１２１の固定部１６２に固定された連結紐１６１が引っ張られて、連結紐１６１に連結した弁１４３が開く。
【００２６】
図５に、弁１４３を拡大して示す。図５の（ａ）は制動前の様子を示し、図５の（ｂ）は制動時の様子を示している。
図５の（ａ）（ｂ）に示すように、弁１４３は開口部１４４およびガイド部１４５を備える。
図５の（ａ）において、制動前には、弁１４３の開口部１４４は配管１４０の通路から外れた位置にある。つまり、弁１４３は配管１４０の通路を塞いでいる。
図５の（ｂ）において、制動時には、弁１４３の開口部１４４がガイド部１４５に沿って配管１４０の通路がある位置に移動する。これにより、弁１４３が開いて、配管１４０の通路が繋がる。
【００２７】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
連結部材１６０は弁１４３の開閉を機械的に制御する。これにより、弁１４３の開閉を電子的に制御する弁制御装置が不要になり、回転体制動装置１００の構成を簡素化することができる。
【００２８】
実施の形態３．
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００について、図６および図７に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００２９】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図６に、回転体制動装置１００の側断面を示す。
回転体制動装置１００は、回転体１１０と、制動部材駆動装置１２０と、ハウジング１３０と、配管１４０と、保管容器１５０とを備える。
回転体１１０は、円板形を成すディスク型の回転体である。
【００３０】
図７に基づいて、回転体１１０の構成について説明する。
回転体１１０は、端面部１１１と、２つの側面部１１２とを備える。
端面部１１１は、円板形の円周部分を構成する円周面を成している。この端面は、回転方向に一周した形状である。端面部１１１には、溝１１４が回転方向に沿って設けられている。溝１１４には、実施の形態１と同様に、リブ１１５が設けられている。
２つの側面部１１２は、溝１１４を挟んで位置し、円板形の表裏の平面部分を構成する２つの平面を成している。２つの平面のそれぞれは、制動部材１２２が押し付けられる制動面１１３である。但し、２つの平面のうちの一方の平面だけが制動面１１３であってもよい。
図示省略するが、一方の側面部１１２の中央から他方の側面部１１２の中央へ貫通したシャフト穴１１９が回転体１１０に備わっている。
【００３１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
回転体制動装置１００の動作は実施の形態１と同じである。
つまり、制動時において、駆動部１２１は回転体１１０の制動面１１３に向けて前進し、制動部材１２２は回転体１１０の制動面１１３に押し付けられる。このとき、弁１４３が開き、配管１４０の噴射口１４２から回転体１１０の溝１１４に向けて冷却媒体１５１が噴射される。
【００３２】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００において、実施の形態１と同じ効果を奏することができる。
【００３３】
実施の形態４．
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００において弁１４３の開閉を機械的に制御する形態について、図８に基づいて説明する。但し、実施の形態２および実施の形態３と重複する説明は省略する。
【００３４】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図８に示すように、回転体制動装置１００は連結部材１６０を備える。連結部材１６０の構成は実施の形態２と同じである。
【００３５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
連結部材１６０の動作は実施の形態２と同じである。
つまり、駆動部１２１が制動面１１３に向けて前進すると、駆動部１２１の固定部１６２に固定された連結紐１６１が引っ張られて、連結紐１６１に連結した弁１４３が開く。
【００３６】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００において、実施の形態２と同じ効果を奏することができる。
【００３７】
実施の形態５．
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００において回転体１１０の一方の平面部１１７に溝部１１６を備える形態について、図９に基づいて説明する。但し、実施の形態３と重複する説明は省略する。
【００３８】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図９に、回転体制動装置１００の側断面を示す。
回転体制動装置１００は、円板形を有して回転する回転体１１０を備える。
回転体１１０は、第１の平面部１１７と、第２の平面部１１７と、溝部１１６とを備える。
第１の平面部１１７は、円板形の表裏の平面部分を構成する２つの平面のうち、制動部材１２２が押し付けられる側の平面である。この平面は制動面１１３である。
第２の平面部１１７は、２つの平面のうち、第１の平面の裏側の平面である第２の平面を成す。
溝部１１６は、第２の平面部１１７に設けられて、回転方向に一周した２つの溝１１４を構成する。但し、溝部１１６によって構成される溝１１４の数は１つまたは３つ以上であってもよい。
溝部１１６には冷却媒体１５１が噴射される。冷却媒体１５１は配管１４０の噴射口１４２から溝部１１６の全体に噴射される。
【００３９】
溝部１１６は、第２の平面部１１７から突き出た３つのリブ１１５を備える。但し、溝部１１６に備わるリブ１１５の数は２つまたは４つ以上でもよい。
隣り合う２つのリブ１１５は、溝１１４の両側の側面を構成する。
【００４０】
回転体制動装置１００は、実施の形態４と同じく、連結部材１６０を備えてもよい。
【００４１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
回転体制動装置１００の動作は実施の形態３と同じである。
回転体制動装置１００が連結部材１６０を備える場合、連結部材１６０の動作は実施の形態４と同じである。
【００４２】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００において、冷却媒体１５１が回転体１１０の広い範囲に噴射されるため、放熱性能が向上する。
【００４３】
実施の形態６．
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００においてヒートシンク１７０を備える形態について、図１０に基づいて説明する。但し、実施の形態５と重複する説明は省略する。
【００４４】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１０に、回転体制動装置１００の側断面を示す。
回転体制動装置１００はヒートシンク１７０を備える。
ヒートシンク１７０は、隣り合う２つのリブ１１５の間に配置されるフィン１７１を備える。フィン１７１は突起した部材であり、突起片または放熱板ともいう。
【００４５】
複数のフィン１７１は複数のリブ１１５と隙間をあけて嵌め合う。
制動時に溝部１１６に向けて噴射される冷却媒体１５１は、リブ１１５とフィン１７１との隙間を通って溝１１４に浸入し、リブ１１５とフィン１７１との隙間に充填される。
制動面１１３に発生した摩擦熱は冷却媒体１５１によって冷却され、さらに、ヒートシンク１７０によって放熱される。
【００４６】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
回転体制動装置１００の動作は実施の形態３と同じである。
【００４７】
＊＊＊効果の説明＊＊＊
ディスクブレーキ型の回転体制動装置１００において、制動面１１３に発生した摩擦熱はヒートシンク１７０によって放熱されるため、放熱性能が向上する。
【００４８】
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の実施の形態と組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１００  回転体制動装置、１０１  ステータ、１０２  ロータ、１０３  シャフト、１１０  回転体、１１１  端面部、１１２  側面部、１１３  制動面、１１４  溝、１１５  リブ、１１６  溝部、１１７  平面部、１１８  底面部、１１９  シャフト穴、１２０  制動部材駆動装置、１２１  駆動部、１２２  制動部材、１３０  ハウジング、１３１  開口部、１３２  シャフト穴、１４０  配管、１４１  流入口、１４２  噴射口、１４３  弁、１４４  開口部、１４５  ガイド部、１５０  保管容器、１５１  冷却媒体、１６０  連結部材、１６１  連結紐、１６２  固定部、１６３  滑車部、１７０  ヒートシンク、１７１  フィン、１７９  シャフト穴。
【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】
2016153675.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016153675.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016153675.tif 000011
【図１０】
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