(57)【要約】  【課題】電磁ブレーキの作動時に摩擦材に脱落等が生じても、ブレーキ機能を有効に担保し得るようにした電磁連結装置を新たに提供する。  【解決手段】面板であるディスク３とアーマチュア２、ディスク３とサイドプレート４を相対的に接離可能に対向させ、接近時にディスク３とアーマチュア２の間、及び、ディスク３とサイドプレート４の間を摩擦材１３ａ、１３ｂを介し圧接してトルク伝達を実現する場合において、面板であるディスク３とアーマチュア２の間、及び、ディスク３とサイドプレート４の間において、何れか一方の面板の盤面における外周ないし外周に近い部位に、圧接状態で摩擦材１３ａ、１３ｂが脱落した際に当該盤面の他の部位よりも優先して相手方の面板の一部に当接する突出部３０を設けることとした。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面板と第２の面板とを相対的に接離可能に対向させ、接近時に両面板の間を摩擦材を介し圧接してトルク伝達を実現するものにおいて、
前記両面板の少なくとも何れか一方の面板の盤面における外周ないし外周に近い部位に、圧接状態で摩擦材が脱落した際に当該盤面の他の部位よりも優先して相手方の面板の一部に当接する突出部を設けたことを特徴とする電磁連結装置。
【請求項２】
第２の面板は第１の面板の両側に対をなして位置し、圧接時に第１の面板を挟み込む位置に相対移動してそれぞれ摩擦材を介して圧接されるものであり、第１の面板の両面と各々対応する第２の面板との間にそれぞれ突出部が位置するようにしている請求項１記載の電磁連結装置。
【請求項３】
圧接状態で突出部が摩擦材よりも外周側に位置する請求項１又は２何れかに記載の電磁連結装置。
【請求項４】
突出部が摩擦材の内周側にも配置されている請求項３記載の電磁連結装置。
【請求項５】
内周側の突出部は外周側の突出部よりも突出量が小さく設定されている請求項４記載の電磁連結装置。
【請求項６】
突出部と摩擦材とがオーバーラップ状態で設けられている請求項１又は２何れかに記載の電磁連結装置。
【請求項７】
ヨークからの励磁によって第１の面板と第２の面板とを離反させ、消磁により基端をヨークに支持させた圧縮バネのバネ力で第１の面板と第２の面板とを摩擦材を介して圧接するように構成した無励磁作動型のものであって、摩擦材が脱落した際に、第１の面板と第２の面板との距離を更に狭めて両者を突出部を介して圧接させ得るように、圧縮バネの自由長及びバネ定数を設定している請求項１〜６何れかに記載の電磁連結装置。
【請求項８】
突出部が相手方の面板の一部に当接したことを検知する検知手段と、この検知手段が検知した旨を了知させる報知手段とを更に備える請求項１〜７何れかに記載の電磁連結装置。
【請求項９】
エスカレータ又はエレベータに用いることを特徴とする請求項１〜８何れかに記載の電磁連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対回転する面板同士を摩擦下に接触させる構造を備えた電磁連結装置に関し、特に摩擦材の脱落時に所定のトルク伝達機能を確保し得るようにした電磁連結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁連結装置を利用したものとして、例えば特許文献１に示されるような無励磁作動形の電磁ブレーキが知られている。
【０００３】
この電磁ブレーキは、ヨーク端面とディスクとの間でアーマチュアを移動可能に配置し、ディスクの外方端側にはサイドプレートを配置して、アーマチュアに、ヨークを励磁した際にヨーク端面に密着させてディスクを解放させ、消磁によりヨーク端面とアーマチュアとの間に弾接した圧縮バネの付勢力でアーマチュアをヨーク端面から離反させて、ディスクを当該アーマチュアとサイドプレートとの間に圧接する状態とをとらせるようにしている。
【０００４】
ディスクは回転軸とともに一体回転可能であり、アーマチュア及びサイドプレートは回転しない状態にあって、摺接面には摩擦材が介在されて、ディスクのトルクをアーマチュアとサイドプレートに伝達し、制動を加えるようにしている。
【特許文献１】特開２００１−１５９４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、摩擦材が剥がれて脱落したり、一部が割れるなどして破損したり、極端に摩耗したりすると、制動機能が失われるおそれがある。摩擦材の脱落等により、アーマチュアとディスク、ディスクとサイドプレートの距離がそれぞれ縮まると、盤面同士が接触することになるが、盤面全体が内周から外周に亘って摺接しても、効果的な制動トルクの伝達にはつながらない。また、圧縮バネには、あくまで摩擦材を介してアーマチュアとディスク、ディスクとサイドプレートが適切に圧接するための条件が付与されているだけであり、摩擦材が脱落した場合等に圧縮バネがどのように作用するかについては全く考慮されていない。
【０００６】
以上の不都合は、電磁クラッチを構成するクラッチ板同士の接続時に摩擦材が脱落、破損した場合等にも同様に起こり得るものである。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、電磁ブレーキや電磁クラッチ等の電磁連結に際し、摩擦材に脱落等が生じても、ブレーキ機能やクラッチ機能等を有効に担保し得るようにした電磁連結装置を新たに提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【０００９】
すなわち、本発明の電磁連結装置は、第１の面板と第２の面板とを相対的に接離可能に対向させ、接近時に両面板の間を摩擦材を介し圧接してトルク伝達を実現するものにおいて、前記両面板の少なくとも何れか一方の面板の盤面における外周ないし外周に近い部位に、圧接状態で摩擦材が脱落した際に当該盤面の他の部位よりも優先して相手方の面板の一部に当接する突出部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によると、摩擦材が脱落した際、互いの盤面全体が接触するのではなく、突出部が優先的に相手方の面板の一部に圧接することになる。そして、この突出部はトルクアームの大きい外周側に設けられるので、突出部と相手方の面板との間において有効なトルク伝達状態を維持することができる。
【００１１】
第２の面板が第１の面板の両側に対をなして位置し、圧接時に第１の面板を挟み込む位置に相対移動してそれぞれ摩擦材を介して圧接される構造のものにおいては、第１の面板の両面と各々対応する第２の面板との間にそれぞれ突出部が位置するようにしておくことが好適である。
【００１２】
突出部及び摩擦材を適切に機能させるためには、圧接状態で突出部が摩擦材よりも外周側に位置するようにしておくことが望ましい。
【００１３】
摩擦材の破片が電磁連結装置の不具合を招くことを防止するためには、突出部が摩擦材の内周側にも配置されて、外周側の突出部とともに摩擦材の破片を閉じ込め得る構造を採用することが有効となる。
【００１４】
この場合、突出部による補完機能を適正に発揮させるためには、内周側の突出部は外周側の突出部よりも突出量が小さく設定されていることが好ましい。
【００１５】
突出部及び摩擦材の双方に有効なトルク伝達作用を得るためには、両者がオーバーラップ状態で設けられていることが効果的である。
【００１６】
以上の効果を実効あらしめるためには、ヨークからの励磁によって第１の面板と第２の面板とを離反させ、消磁により基端をヨークに支持させた圧縮バネのバネ力で第１の面板と第２の面板とを摩擦材を介して圧接するように無励磁作動型の電磁連結装置を構成するにあたり、摩擦材が脱落した際に、第１の面板と第２の面板との距離を更に狭めて両者を突出部を介して圧接させ得るように、圧縮バネの自由長及びバネ定数を設定していることが望ましい。
【００１７】
この電磁連結装置の信頼性を有効に高めるためには、突出部が相手方の面板の一部に当接したことを検知する検知手段と、この検知手段が検知した旨を了知させる報知手段とを更に備えておくことが好ましい。
【００１８】
本発明の電磁連結装置は、以上説明した構成であるから、可及的に高い信頼性・安全性が要求されるエスカレータやエレベータに適用して極めて有用なものとなり得る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、以上説明した構成であるから、摩擦材に脱落等が生じても、盤面同士が接触するのではなく、突出部が優先的に相手方の回転板の一部に圧接することになる。そして、この突出部はトルクアームの大きい外周側に設けられるので、突起と相手方の面板との間で有効なトルク伝達を行い、摩擦材が損傷・破損しても、ブレーキやクラッチ等の機能を一時的に補完することができる。したがって、即座に電磁連結装置の機能が失われることを回避して、機器の信頼性や安全性を有効に向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
この実施形態の電磁連結装置は、図１のスプリングクローズ式の無励磁作動形電磁ブレーキＢに適用される。この電磁ブレーキＢは、図示しないエレベータやエスカレータ等に用いられるものである。
【００２２】
電磁ブレーキＢは、回転軸１上において、回転軸１とともに一体回転可能な第１の面板であるディスク３に対し、回転軸１を遊嵌させる第２の面板であるアーマチュア２及びサイドプレート４を回転軸心ｍ方向に相対距離が可変となるように対向させるとともに、アーマチュア２を電磁駆動手段５によって軸心ｍ方向に付勢して、接近時にディスク３とアーマチュア２との間、及びディスク３とサイドプレート４との間を摩擦材１３ａ、１３ｂを介し圧接して、トルク（ブレーキトルク）の伝達を実現するものである。
【００２３】
電磁駆動手段５は、ヨーク５１と、このヨーク５１に基端を支持され先端をアーマチュア２に弾接させた圧縮バネ５２とを備える。ヨーク５１は、鉄等の強磁性体からなり、軸心ｍ回りに励磁コイル５１ａが巻回されている。
【００２４】
サイドプレート４は、ヨーク端面５１ｂから所定距離隔てた位置にボルト４０、ナット４２等の定着手段によって配置される。ボルト４１の挿通箇所は円周方向の適宜箇所である。
【００２５】
アーマチュア２は、鉄等の強磁性体からなるもので、その一部に設けた貫通孔２１に前記ボルト４１を貫通させた状態で、ヨーク端面５１ｂとサイドプレート４の盤面４１との間隙に配置される。このアーマチュア２は、内周２ｃに回転軸１が遊嵌状態で挿通されるとともに、前述した圧縮バネ５２よって常時、ヨーク端面５１ｂから離反する方向に弾性力の作用を受けている。
【００２６】
ディスク３は、アーマチュア２の盤面２０とサイドプレート４の盤面４０との間に介在されるもので、中央に設けた孔３ｘを軸心部に配したハブ１１にスプライン結合部Ｓを介して係合される。ハブ１１の軸孔１１ａには回転軸１が一体回転可能に挿通され、止め輪１２によって回転軸１とハブ１１とが抜脱し得ない状態で連結される。このディスク３には、左右の盤面に摩擦材１３ａ、１３ｂが形成してあり、一方の摩擦材１３ａをアーマチュア２に対面させ、他方の摩擦材１３ｂをサイドプレート４に対面させている。これらの摩擦材１３ａ、１３ｂはフェーシングと通称される。
【００２７】
アーマチュア２は、前記ボルト４１に沿ってヨーク５１に対し軸心ｍ方向に移動可能とされる。ヨーク５１とアーマチュア２との間には、励磁コイル５１ａへの通電時に図示しない磁路が形成され、アーマチュア２を圧縮バネ５２の弾性力に抗してヨーク端面５１ａに吸着する方向の磁気吸引力を発生する。励磁コイル５２への通電が断たれると、アーマチュア２は圧縮バネ５２に弾性付勢されて、ヨーク５１から離れる方向に移動する。
【００２８】
すなわち、アーマチュア２は、図１の状態から励磁されることによってヨーク５１側に移動して当該ヨーク端面５１ａに密着することによりディスク３を開放し、消磁された際に圧縮バネ５２によりサイドプレート４方向に移動する結果、再び図１の状態に戻ってアーマチュア２とサイドプレート４との間にディスク３を挟み込み、これにより摩擦材１３ａ、１３ｂにおける摺動摩擦を通じて、ディスク３にブレーキトルクを作用させ、ディスク３を介して回転軸１に制動を掛ける。
【００２９】
このような構成において、ブレーキ作動時、すなわち回転中のディスク３に対してアーマチュア２及びサイドプレート４が摩擦材１３ａ、１３ｂを介して圧接された状態で、摩擦材１３ａ、１３ｂが剥がれて脱落し、或いは一部が割れるなどして破損すると、トルク伝達機能すなわち制動機能が失われるおそれがある。
【００３０】
そこで、本実施形態は、ディスク３の盤面３ａ、３ｂにおける外周ないし外周に近い部位に、突出部３０を設けている。
【００３１】
この突出部３０は、図２（ａ）に拡大図示するように、ディスク３の厚み方向の中心Ｏを基準にした場合に、その突出面３０ａ、３０ｂが摩擦材１３ａ、１３ｂの表面（接触面）１３ａ１、１３ｂ１よりは低く、ディスク３の他の盤面３ａ、３ｂよりは高くなる寸法関係に設定される。具体的態様としては、図２（ｂ）に示すように、盤面３ａ、３ｂの外周付近を肉厚にして突出部３０を周回状に形成したものであり、その内周側に摩擦材１３ａ、１３ｂを貼着している。
【００３２】
また、摩擦材１３ａ、１３ｂに脱落等が生じた際に、アーマチュア２とディスク３の距離、あるいはディスク３とサイドプレート４の距離を同図（ｃ）に示すように更に狭めて両者を突出部３０を介して有効に圧接させ得るように、図1に示す圧縮バネ５２の自由長及びバネ定数が設定してある。
【００３３】
これにより、ディスク３が摩擦材１３ａ、１３ｂを介してアーマチュア２やサイドプレート４に圧接する図１の適正な状態においては、突出部３０は待機位置にあって摩擦材１３ａ、１３ｂ等の作用を妨げないため、本来の制動機能が発揮される。これに対して、摩擦材１３ａ、１３ｂに脱落等が生じた場合には、そのクリアランスを埋める位置まで圧縮バネ５２がアーマチュア２を軸方向に付勢、移動させる結果、図２（ｂ）→（ｃ）に示すように、ディスク３の突出部３０が当該盤面３ａ、３ｂの他の部位よりも優先してアーマチュア２やサイドプレート４の盤面２０，４０に当接する位置までアーマチュア２とディスク３、あるいはディスク３とサイドプレート４が接近することになる。同図は両面の摩擦材１３ａ、１３ｂが脱落した状態を示しているが、摩擦材１３ａ、１３ｂのうち一方のみが脱落する場合等は、その脱落した部位に上述した突出部３０の作用が生じる。
【００３４】
そして、トルクＴと摩擦係数μ、バネ定数Ｐ、平均摩擦半径ｒの間には、Ｔ∝μＰｒの関係があり、突出部３０は平均摩擦半径ｒすなわちトルクアームの大きい外周側に設けられるので、突出部３０とアーマチュア２、あるいは突出部３０とサイドプレート４との間における有効なトルク伝達状態が確保され、摩擦材１３ａ、１３ｂが損傷・破損しても、ブレーキ機能を一時的に補完することができる。したがって、即座に電磁連結装置の機能が失われることを回避することができ、例えばエレベータやエスカレータ等に適用した場合に、機器の信頼性や安全性を有効に向上させることが可能となる。かかる突出部３０は、摩擦材１３ａ、１３ｂの破片が遠心力で飛び散ることを防止する役割をも果たしている。
【００３５】
特にこの実施形態は、第２の面板であるアーマチュア２及びサイドプレート４が第１の面板であるディスク３の両側に対をなして位置し、圧接時にディスク３を挟み込む位置に相対移動する構造であって、摩擦材１３ａ、１３ｂ及び突出部３０がディスク３とアーマチュア２との間、及び、ディスク３とサイドプレートとの間にそれぞれ位置しているため、摩擦材１３ａ、１３ｂのうちの何れが破損、損傷しても、或いは両摩擦材１３ａ、１３ｂが同時に破損、損傷しても、突出部３０によって上記の機能を有効に担保することができる。
【００３６】
また、圧接状態で相対的に摩擦係数の小さい突出部３０が摩擦係数の大きい摩擦材１３ａ、１３ｂよりも外周に近い部位に位置しているので、突出部３０を外周側に偏在させることによるトルクアームの確保と、その内側において摩擦材１３ａ、１３ｂに有効な面積を付与することによる所期の制動効果とを好適に両立させることができる。
【００３７】
さらに、ヨーク５１からの励磁によって離反させられたアーマチュア２とディスク３の間、及び、ディスク３とサイドプレート４の間を、消磁の際に圧縮バネ５２のバネ力で摩擦材１３ａ、１３ｂを介して圧接する上記構造において、摩擦材１３ａ、１３ｂが脱落した際、アーマチュア２とディスク３の距離、ディスク３とサイドプレート４の距離を更に狭めて両者を突出部３０を介して圧接させ得るように、圧縮バネ５２の自由長及びバネ定数を設定しているので、上述したブレーキ補完機能を実効あらしめることができる。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００３９】
例えば、突出部の形態としては、図３に示すようなピン状の突出部１３０を用いてもよい。具体的には、ディスク３の肉厚方向に設けた孔３１に嵌合させて取り付ける図示のような態様のほか、ディスク３の盤面３ａ、３ｂから一体的に突出させる構造（図示省略）等が挙げられる。
【００４０】
或いは、図４に示すように、摩擦材１３ａ、１３ｂの内周側に更に突出部２３０を配置する構成も有効である。このように構成すると、摩擦材１３ａ、１３ｂが脱落しても、外周側の突出部１３０と内周側の突出部２３０との間に破片を閉じ込めて、遠心力で飛散したり、内側の機械要素部分に混入して電磁ブレーキＢに損傷を与える事態等を防止することができる。
【００４１】
この場合、図示のように、内周側の突出部２３０の突出量ｄ２を外周側の突出部１３０の突出量ｄ１よりも小さく設定しておくことが好ましい。このようにすると、トルクアームの大きい外周側の突出部１３０を優先的に押し付ける機能を妨げることなく、内周側の突出部２３０と協働した破片の閉じ込め効果を期待することができる。
【００４２】
さらに、図５に示すように、突出部３３０と摩擦材１１３ａ、１１３ｂとをオーバーラップ状態で設けておき、摩擦材１１３ａ、１１３ｂが脱落すると、その下から突出部３３０が現われて優先的にアーマチュア２やサイドプレート４に圧接する構造にすれば、突出部３３０、摩擦材１１３ａ、１１３ｂともども、トルクアームの大きい外周側に有効に配置することができる。
【００４３】
また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、突出４３０、５３０，６３０，７３０と摩擦材２１３，３１３、４１３とを、対向する第１の面板６１および第２の面板６２に振り分けて設けてもよい。
【００４４】
さらにまた、図７に示すように、第１の円板７１の突出部８３０が相手方の第２の面板７２の一部に当接したことを検知する検知手段９１と、この検知手段９１が検知した旨を了知させる報知手段９２とを上記実施形態等に加えてもよい。検知手段９１としては、リミットスイッチを第２の面板７２に埋め込み、第１の面板７１との間に摩擦材１００を介した間隙があるときにはスイッチが入らず、摩擦材１００の介在が無くなって両面板７１，７２の距離が縮まった際にはスイッチが入るようにしておく構成が挙げられる。そして、報知手段９２によってその旨を報知すれば、早期に事態を把握して、迅速な手当てを施すことが可能となり、信頼性の更なる向上に資することができる。
【００４５】
以上、種々に述べた突出部によるトルク伝達補完のための構成は、図８に示すような電磁クラッチにおいても適用が可能である。すなわち、第１の面板及び第２の面板である一対のクラッチ板１００１，１００２の間が摩擦材１００３を介して連結される構造である場合には、摩擦材１００３が脱落、損傷した場合にトルク伝達機能が損なわれるおそれがあるが、上記と同様に突出部１００４等を設けておけば、有効なトルク伝達機能を担保することができる。
【００４６】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁連結装置を適用した電磁ブレーキを示す縦断面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】本発明の変形例を示す図。
【図４】本発明の他の変形例を示す図。
【図５】本発明の更に他の変形例を示す図。
【図６】本発明の上記以外の変形例を示す図。
【図７】本発明の上記以外の変形例を示す図。
【図８】本発明の他の適用例に係る電磁クラッチを示す図。
【符号の説明】
【００４８】
２…第２の面板（アーマチュア）
３…第１の面板（ディスク）
３ａ、３ｂ、２０、４０…盤面
４…第２の面板（サイドプレート）
１３ａ、１３ｂ、１１３ａ、１１３ｂ、２１３，３１３，４１３、１００３…摩擦材
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０、８３０…突出部
６１…第１の面板
６２…第２の面板
７１…第１の面板
７２…第２の面板
１００１…第１の面板（クラッチ板）
１００２…第２の面板（クラッチ板）
【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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