JP5234686B1 - ブレーキ面当りの調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ばねの付勢力により制動力を発生するディスクブレーキのブレーキトルクを向上させることのできるブレーキ面当りの調整方法を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、ブレーキ面当りの調整方法は、研磨ディスク３０を回転軸５に取り付ける手順と、研磨ディスク３０を回転させて圧着面２１を研磨する手順と、ブレーキディスク２５を回転軸５に取り付ける手順と、を含む。研磨ディスク３０は、アーマチュア２０の圧着面２１に対向する面に研磨材３１を設ける。研磨ディスク３０を回転軸５に取り付ける手順は、回転軸５からブレーキディスク２５を取り外した状態で行う。研磨ディスク３０を回転させて圧着面２１を研磨する手順は、ばね１５の付勢力によってアーマチュア２０を研磨ディスク３０に圧着させながら行う。ブレーキディスク２５を回転軸５に取り付ける手順は、圧着面２１を研磨した後に、研磨ディスク３０を回転軸５から取り外して行う。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、ブレーキ面当りの調整方法に関する。

エレベータの巻上機は、昇降路の上部に配設されており、昇降路内を移動する乗りかごに接続されるロープが巻きかけられるシーブと、このシーブを回転させる動力を発生するモータと、を有している。乗りかごを昇降させる際には、モータで発生した動力によってシーブを回転させることにより、ロープにおけるシーブに巻きかけられる位置を移動させ、乗りかごを昇降させる。また、このような巻上機には、乗りかごを昇降させている場合における制動時に回転中のシーブを減速させたり、乗りかごを昇降路内における任意の位置に保持する際にシーブを停止状態で維持させたりするブレーキ装置が備えられている。

例えば、特許文献１に記載されたエレベータ用ブレーキでは、乗りかごを乗降させるロープが巻き掛けられるシーブを、駆動装置で発生させる駆動力によって回転させ、このシーブに駆動力を伝達するシャフトに、ブレーキのディスクが固定されている。このディスクの両側にはライニングが配設されており、制動時にはばねの付勢力によってライニングをディスクに押し付け、制動の解除時にはマグネットによる吸引力によって、ライニングをディスクから離間させる。これにより、ディスクが固定されるディスクと同じシャフトに固定されるシーブに対して、制動力を付与することができる。

特開２００３−１４６５６４号公報

しかしながら、マグネットによる吸引力によって動作するアーマチュアにライニングを貼着し、制動時にはばねの付勢力によってアーマチュアをディスク側に押し付け、ライニングをディスクに押し付けた場合、付勢力はアーマチュアに対して局所的に付与されることになる。これにより、アーマチュアには撓みが発生する場合があり、この撓みに起因して制動時にディスクに対する面当りが悪くなり、ブレーキトルクが低下する場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ばねの付勢力により制動力を発生するディスクブレーキのブレーキトルクを向上させることのできるブレーキ面当りの調整方法を提供することを目的とする。

実施形態のブレーキ面当りの調整方法は、研磨ディスクを回転軸に取り付ける手順と、研磨ディスクを回転させて圧着面を研磨する手順と、ブレーキディスクを回転軸に取り付ける手順と、を含む。研磨ディスクは、制動力の発生時に、ブレーキディスクに対してばねの付勢力によって圧着させることによりブレーキディスクとの間で摩擦力を発生する制動部材の圧着面に対向する面に研磨材が設けられている。研磨ディスクを回転軸に取り付ける手順は、ブレーキ装置の回転軸からブレーキディスクを取り外した状態で行う。研磨ディスクを回転させて圧着面を研磨する手順は、ばねの付勢力によって制動部材を研磨ディスクに圧着させながら回転軸を回転させることにより行う。ブレーキディスクを回転軸に取り付ける手順は、圧着面を研磨した後に、研磨ディスクを回転軸から取り外して行う。

図１は、実施形態に係るブレーキ面当りの調整方法を用いるブレーキ装置の概略図である。 図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。 図３は、ブレーキ装置で制動力を発生させる際における説明図である。 図４は、図３のＢ−Ｂ矢視図である。 図５は、回転軸に研磨ディスクを取り付けた状態を示す説明図である。 図６は、図５のＣ−Ｃ矢視図である。

以下に、本発明に係るブレーキ面当りの調整方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るブレーキ面当りの調整方法を用いるブレーキ装置の概略図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。同図に示すブレーキ装置１０は、エレベータの乗りかごを昇降させる巻上機１用のブレーキ装置１０になっており、停止側の部材であるブレーキキャリパ１２と、回転側の部材であるブレーキディスク２５と、を有している。ブレーキ装置１０は、このように回転側の部材にブレーキディスク２５を用いる、いわゆるディスクブレーキとして構成されている。

ブレーキ装置１０の構成部材のうち、ブレーキディスク２５は、円板状の形状で形成され、巻上機１の駆動軸である回転軸５に取り付けられている。詳しくは、回転軸５は、外周面がいわゆるスプライン形状になっており、ブレーキディスク２５には、円板の中心軸付近に、回転軸５のスプライン形状に嵌り合う形状で形成された挿通孔２７が形成されている。ブレーキディスク２５は、挿通孔２７に回転軸５を通すことにより、周方向には回転軸５に対して相対回転が不可で、回転軸５の軸方向には移動可能に回転軸５に取り付けられている。即ち、ブレーキディスク２５は、スプライン結合によって回転軸５に取り付けられることにより、回転軸５と一体となって回転可能に回転軸５に取り付けられている。このように、回転軸５に取り付けられた状態のブレーキディスク２５は、軸方向における一方の面が、巻上機１に対向している。

また、このブレーキディスク２５は、円板の両面の外周付近に、摩擦材２６が設けられている。ブレーキディスク２５の両面に設けられるこの摩擦材２６は、それぞれの面の外周の位置から、円板の中心に向う方向に所定の幅で、全周にかけて設けられている。

また、ブレーキキャリパ１２は、ブレーキディスク２５における巻上機１に対向する側の面の反対の面側に配設されており、換言すると、ブレーキディスク２５は、ブレーキキャリパ１２と巻上機１との間に配設されている。ブレーキキャリパ１２は、巻上機１の通常の使用態様において、回転軸５よりも上方側と回転軸５よりも下方側との２箇所に配設されており、２箇所のブレーキキャリパ１２は、共に略直方対の形状で形成され、同様の形態で構成されている。このブレーキキャリパ１２は、制動力の発生時にブレーキディスク２５に対して圧着させる制動部材であるアーマチュア２０を保持しており、アーマチュア２０に対して移動させる力を付与するコイル１３とばね１５とを有している。

このうち、アーマチュア２０は、回転軸５の軸方向に見た形状がブレーキキャリパ１２の形状と同様な矩形状になる板状の形状で形成されており、ブレーキキャリパ１２におけるブレーキディスク２５側に配設されている。このため、アーマチュア２０は、ブレーキディスク２５に対向しており、アーマチュア２０におけるブレーキディスク２５に対向している側の面は、ブレーキ装置１０での制動力の発生時にブレーキディスク２５に接触し、ブレーキディスク２５に対して圧着する圧着面２１になっている。このように構成されるアーマチュア２０は、少なくともブレーキキャリパ１２側の面が、鉄など強磁性を示す材料によって形成されている。

また、コイル１３は、磁力の発生時における極性が、回転軸５の軸方向に沿った向きになるように構成されている。即ち、コイル１３は、磁力の発生時における両極が、回転軸５の軸方向における両端に位置する向きになっている。また、このように構成されるコイル１３は、アーマチュア２０側の端部が、ブレーキキャリパ１２の外面の近傍に位置するように、ブレーキキャリパ１２に内設されている。

また、ばね１５は、圧縮ばねによって設けられており、ブレーキキャリパ１２におけるアーマチュア２０が位置する側の面に配設されている。このばね１５は、ばね１５全体の中心軸が回転軸５の軸方向とほぼ一致する向きで複数が配設されている。この複数のばね１５は、ブレーキキャリパ１２を回転軸５の軸方向に見た場合におけるブレーキキャリパ１２の形状である矩形の四隅のそれぞれの近傍に配設されている。このように、配設されるばね１５は、それぞれの位置で、アーマチュア２０がブレーキキャリパ１２から離れる方向の付勢力をアーマチュア２０に付与している。

さらに、ブレーキキャリパ１２には、アーマチュア２０の移動時におけるガイドを行う複数のガイド１６が設けられている。このガイド１６は、ブレーキキャリパ１２におけるアーマチュア２０が位置する側の面に配設されており、丸棒状の形状で回転軸５に平行な向きで、アーマチュア２０が位置する方向に向かって延在している。このように設けられるガイド１６は、１つのブレーキキャリパ１２に４つずつが設けられており、４つのガイド１６は、ブレーキキャリパ１２を回転軸５の軸方向に見た場合における四隅のそれぞれの近傍の位置で、ばね１５よりもブレーキキャリパ１２の端部寄りに配設されている。

アーマチュア２０には、このガイド１６に該当する位置に、ガイド１６が入り込む孔（図示省略）が開けられており、アーマチュア２０は、ガイド１６がこの孔に入り込むことにより、ガイド１６が延在している方向、即ち、回転軸５に平行な方向に移動することが可能になっている。

これらのように構成されるブレーキ装置１０の動作について説明すると、エレベータの乗りかごを昇降させるために、ブレーキ装置１０で制動力を発生させない場合は、コイル１３で電磁力を発生し、アーマチュア２０をコイル１３の方向に引き付ける。つまり、コイル１３は、ばね１５がアーマチュア２０に付与している付勢力に打ち勝つ吸引力を電磁力によって発生し、この吸引力により、アーマチュア２０をコイル１３の方向に引き寄せる。これにより、アーマチュア２０は、ブレーキディスク２５から離れる方向に移動する。アーマチュア２０は、このように、コイル１３で発生する電磁力により、ブレーキキャリパ１２に吸着され、ブレーキキャリパ１２に接触した状態になる。

ブレーキディスク２５は、回転軸５の軸方向に移動することができるように配設されているため、アーマチュア２０がブレーキキャリパ１２の方向に移動し、ブレーキディスク２５から離れた場合には、ブレーキディスク２５はアーマチュア２０と巻上機１との間で移動可能な状態になる。

これにより、ブレーキディスク２５は、アーマチュア２０と巻上機１との間に位置して、いずれに対してもあまり接触せず、大きな摩擦力が発生しない状態になるため、ブレーキディスク２５は、この摩擦力に起因する回転抵抗が発生しない状態になる。このため、ブレーキディスク２５とスプライン結合されている回転軸５にも、回転抵抗があまり発生せず、制動力が発生しない状態になるため、巻上機１を駆動させることにより、回転軸５を自在に回転させることができ、エレベータの乗りかごを昇降させることができる。

これに対し、乗りかごを昇降させるために駆動中の巻上機１の制動を行ったり、巻上機１の停止状態を保持したりする場合には、ブレーキ装置１０で制動力を発生させる。図３は、ブレーキ装置で制動力を発生させる際における説明図である。ブレーキ装置１０で制動力を発生させる場合には、コイル１３で電磁力を発生させず、ばね１５の付勢力により、アーマチュア２０を、ブレーキディスク２５に押し付ける。

つまり、アーマチュア２０には、ばね１５によって、ブレーキキャリパ１２から離れる方向の付勢力が付与されており、即ち、ブレーキディスク２５に近付く方向の付勢力が付与されている。このため、コイル１３で電磁力を発生しない場合、アーマチュア２０は、ばね１５の付勢力によってブレーキディスク２５の方向に押し付けられ、圧着面２１がブレーキディスク２５に接触して、ブレーキディスク２５に押し付けられる。

アーマチュア２０がブレーキディスク２５に押し付けられた場合、回転軸５の軸方向に移動可能なブレーキディスク２５は、アーマチュア２０からの押力によって、この押力の方向、即ち、巻上機１の方向に移動する。これにより、ブレーキディスク２５は、巻上機１におけるブレーキディスク２５に対向する面である巻上機側圧着面２に接触する。即ち、ブレーキディスク２５は、ばね１５がアーマチュア２０に付与する付勢力により、アーマチュア２０と巻上機１とに挟み込まれ、アーマチュア２０とブレーキディスク２５との間、及び巻上機１とブレーキディスク２５との間に、それぞれ圧着力が発生する。

さらに、ブレーキディスク２５には、両面の外周付近に摩擦材２６が設けられているため、ブレーキディスク２５との間に発生する圧着力と、この摩擦材２６とにより、ブレーキディスク２５と、アーマチュア２０の圧着面２１との間、及び巻上機側圧着面２との間に、それぞれ大きな摩擦力が発生する。この摩擦力は、ブレーキディスク２５が回転する際における回転抵抗になり、回転軸５が回転する際における回転抵抗になる。即ち、摩擦力によってブレーキトルクが発生する。これにより、回転軸５の回転時にブレーキ装置１０で制動力を発生させた場合には、ブレーキトルクによって制動が行われ、回転軸５が停止している状態でブレーキ装置１０によって制動力を発生させた場合には、ブレーキトルクにより停止状態が保持される。

図４は、図３のＢ−Ｂ矢視図である。ここで、ばね１５の付勢力によってアーマチュア２０がブレーキディスク２５の方向に移動する際における状態について説明する。ばね１５は、ブレーキキャリパ１２を回転軸５の軸方向に見た場合における四隅のそれぞれ近傍に配設されているため、アーマチュア２０に対する付勢力も、アーマチュア２０における四隅のそれぞれ近傍に対して付与している。

このため、制動力の発生時に、ばね１５の付勢力の方向にアーマチュア２０が移動する場合には、付勢力が付与されている部分の移動に伴って他の部分が追従して移動することにより、アーマチュア２０全体が移動することになる。従って、アーマチュア２０における付勢力が付与されている部分の移動量は、付勢力が付与されていない部分の移動量より多くなり、アーマチュア２０が撓む場合がある。即ち、アーマチュア２０は、付勢力が不均一に付与されていることに起因して、撓みが発生する場合がある。

このように、アーマチュア２０が撓んだ場合、アーマチュア２０の圧着面２１とブレーキディスク２５との接触部分の面圧が均等にならなかったり、圧着面２１において本来はブレーキディスク２５と接触する部分が接触しなかったりする場合がある。この場合、アーマチュア２０とブレーキディスク２５との間の摩擦力が小さくなり、回転抵抗が小さくなるため、ブレーキトルクが小さくなる。従って、本実施形態に係るブレーキ面当りの調整方法では、アーマチュア２０におけるブレーキディスク２５と接触する接触面の調整を行う。

図５は、回転軸に研磨ディスクを取り付けた状態を示す説明図である。図６は、図５のＣ−Ｃ矢視図である。本実施形態に係るブレーキ面当りの調整方法では、ブレーキディスク２５と同じ形状の円板状の形状で形成され、表面に研磨材３１が設けられた研磨ディスク３０を用いる。つまり、研磨ディスク３０は、ブレーキディスク２５と同じ径で同じ厚さになって形成されている。研磨ディスク３０の研磨材３１は、研磨ディスク３０の両面に設けられており、それぞれの面の外周の位置から、研磨ディスク３０の形状である円板の中心に向う方向に所定の幅で、全周にかけて設けられている。また、この研磨材３１は、摩擦材２６よりも摩擦係数が高く、且つ、強度が高いものが用いられている。また、研磨ディスク３０には、ブレーキディスク２５と同様に円板の中心軸付近に、回転軸５のスプライン形状に嵌り合う形状で形成された挿通孔３２が形成されている。

アーマチュア２０におけるブレーキディスク２５と接触する接触面の調整を行う場合には、ブレーキ装置１０の回転軸５からブレーキディスク２５を取り外した状態で、研磨ディスク３０を回転軸５に取り付ける。つまり、研磨ディスク３０は、挿通孔３２に回転軸５を通すことにより、スプライン結合によって回転軸５に取り付ける。

このように、回転軸５に研磨ディスク３０を取り付けたら、コイル１３で電磁力を発生させない状態で、回転軸５を回転させる。即ち、アーマチュア２０をコイル１３によって吸引せず、ばね１５の付勢力によって研磨ディスク３０に圧着させた状態で、回転軸５を回転させる。

これにより、研磨ディスク３０におけるアーマチュア２０に対向する面には、研磨材３１が設けられているため、アーマチュア２０を研磨ディスク３０に圧着させながら回転軸５を回転させた場合、研磨材３１はアーマチュア２０の圧着面２１に接触しながら相対的に移動することになる。研磨材３１は、ブレーキディスク２５の摩擦材２６よりも摩擦係数が高く、且つ、強度が高いため、研磨材３１を圧着面２１に接触させながら相対的に移動させることにより、アーマチュア２０の圧着面２１を、この研磨材３１によって研磨する。これにより、圧着面２１における研磨材３１との接触部分を、平坦な面にする。

このように、圧着面２１を研磨材３１によって研磨する範囲は、研磨ディスク３０における研磨材３１が設けられている範囲になっており、この範囲は、ブレーキディスク２５における摩擦材２６が設けられている範囲と同じ範囲になっている。このため、研磨材３１によって研磨する範囲は、ブレーキ装置１０で制動力を発生する際に、アーマチュア２０の圧着面２１がブレーキディスク２５の摩擦材２６に接触する範囲と同じ範囲になっている。従って、研磨ディスク３０でアーマチュア２０の圧着面２１を研磨することにより、ばね１５の付勢力が不均一に付与されることに起因するアーマチュア２０の撓みの発生状態に関わらず、圧着面２１における、摩擦材２６との接触部分を平坦な面にする。

このように、圧着面２１の研磨を行ったら、その後は、研磨ディスク３０を回転軸５から取り外し、ブレーキディスク２５を回転軸５に取り付ける。これにより、ブレーキ装置１０での制動力を発生させる際に、アーマチュア２０が撓んだ場合でも、アーマチュア２０の圧着面２１とブレーキディスク２５との接触部分は、均等に接触し、面圧が均等になる。これにより、圧着面２１とブレーキディスク２５の摩擦材２６との間で、適切に大きな摩擦力を発生することができ、大きなブレーキトルクを発生させることができるため、ブレーキ装置１０によって、大きな制動力を発生することができるようになる。

以上のブレーキ面当りの調整方法では、研磨ディスク３０を、ブレーキディスク２５を取り外した状態の回転軸５に取り付け、アーマチュア２０を研磨ディスク３０に圧着させながら研磨ディスク３０を回転させて圧着面２１を研磨するため、アーマチュア２０の撓み状態に関わらず、圧着面２１を平坦な面にすることができる。さらに、このように圧着面２１を研磨した後に、研磨ディスク３０を回転軸５から取り外してブレーキディスク２５を回転軸５に取り付けることにより、制動力の発生時には、平面の状態でブレーキディスク２５に接触する圧着面２１と、ブレーキディスク２５との間で、摩擦力を発生させることができる。これにより、ばね１５の付勢力によってブレーキディスク２５に対する圧着力をアーマチュア２０で発生させる場合でも、撓みの有無に関わらず、アーマチュア２０の圧着面２１とブレーキディスク２５との間に、大きな摩擦力を発生させることができる。この結果、ばね１５の付勢力により制動力を発生するディスクブレーキ２５のブレーキトルクを向上させることができる。

また、研磨ディスク３０の研磨材３１には、ブレーキディスク２５に設けられる摩擦材２６よりも摩擦係数が高く、且つ、強度が高いものを用いるため、アーマチュア２０の圧着面２１を、研磨ディスク３０によってより確実に研磨することができる。この結果、アーマチュア２０の撓みの有無に関わらず、より確実にアーマチュア２０の圧着面２１とブレーキディスク２５との間に大きな摩擦力を発生させることができ、より確実にブレーキトルクを向上させることができる。

また、研磨ディスク３０は、ブレーキディスク２５と同じ形状で形成されているため、圧着面２１の研磨時に、ばね１５の付勢力によってアーマチュア２０を研磨ディスク３０に圧着させる際に、アーマチュア２０をブレーキディスク２５に圧着させる場合における撓み量と同じ撓み量で撓ませることができる。これにより、圧着面２１を研磨する際に、より確実に、圧着面２１がブレーキディスク２５に均等に接触するように研磨することができる。この結果、より確実にブレーキトルクを向上させることができる。

また、研磨ディスク３０は、両面に研磨材３１が設けられているため、巻上機側圧着面２の表面仕上げが粗い場合でも、研磨ディスク３０によって巻上機側圧着面２の研磨を行うことができ、巻上機側圧着面２を滑らかな平面にすることができる。この結果、巻上機側圧着面２とブレーキディスク２５との間に大きな摩擦力を発生させることができ、より確実にブレーキトルクを向上させることができる。

〔変形例〕
なお、上述したブレーキ面当りの調整方法では、研磨ディスク３０は、両面に研磨材３１を設けるが、研磨材３１は研磨ディスク３０の片面にのみ設けてもよい。例えば、巻上機側圧着面２の研磨を行う必要がない場合には、研磨材３１は研磨ディスク３０の片面にのみ設け、アーマチュア２０の圧着面２１のみを研磨するようにしてもよい。これにより、回転軸５に研磨ディスク３０を取り付けて研磨する際における回転トルクを小さくすることができるため、圧着面２１の研磨を行う際における巻上機１の負荷を小さくすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 巻上機
２ 巻上機側圧着面
５ 回転軸
１０ ブレーキ装置
１２ ブレーキキャリパ
１３ コイル
１５ ばね
２０ アーマチュア（制動部材）
２１ 圧着面
２５ ブレーキディスク
２６ 摩擦材
３０ 研磨ディスク
３１ 研磨材

Claims (2)

1. 制動力の発生時に、ブレーキディスクに対してばねの付勢力によって圧着させることにより前記ブレーキディスクとの間で摩擦力を発生する制動部材の圧着面に対向する面に研磨材が設けられた研磨ディスクを、ブレーキ装置の回転軸から前記ブレーキディスクを取り外した状態で前記回転軸に取り付ける手順と、
   前記ばねの付勢力によって前記制動部材を前記研磨ディスクに圧着させながら前記回転軸を回転させることにより前記研磨ディスクを回転させて前記圧着面を研磨する手順と、
   前記圧着面を研磨した後に、前記研磨ディスクを前記回転軸から取り外し、前記ブレーキディスクを前記回転軸に取り付ける手順と、
   を含むことを特徴とするブレーキ面当りの調整方法。
2. 前記研磨材は、前記ブレーキディスクにおける前記圧着面に対向する面に設けられる摩擦材よりも摩擦係数が高く、且つ、強度が高いものを用いることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ面当りの調整方法。

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