JP2674367B2 - エレベータ用ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエレベータ用ブレーキ装
置に関するものであり、特に、エレベータの駆動系に設
けられた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】従来のこの種のエレベータ用ブレーキ装
置として、実公昭５１−２３８１９号公報、特開平３−
１０３６２９号公報、特開平３−１２９１３５号公報に
掲載の技術を挙げることができる。

【０００３】従来のこの種のエレベータ用ブレーキ装置
として、特に、特開平３−１０３６２９号公報に掲載の
技術に基いて説明する。図２は従来のエレベータ用ブレ
ーキ装置を有する巻上機構の正面図、図３は従来のエレ
ベータ用ブレーキ装置を有する巻上機構の要部側面図、
図４は従来のエレベータ用ブレーキ装置を示す部分断面
正面図である。

【０００４】図２及び図３において、１は駆動系を構成
する電動機、２は電動機１を固定するとともに電動機１
に作動連結された駆動系を構成する減速機である。ま
た、３は減速機２に固定された電磁式開放器、４は電磁
力で可動する電磁式開放器３のプランジャ、５は前記減
速機２に作動連結された回転軸、６は回転軸５に固定さ
れたディスク、７は前記ディスク６を挾んで両側に配設
されるとともにディスク６の接線方向に延びる一対の押
圧アーム、８は前記各押圧アーム７を減速機２に回動可
能に取付けるピン、９は各押圧アーム７の上端部に一端
を取付けられた両ナットボルト、１０は前記両ナットボ
ルト９の他端を外側に押圧附勢して前記押圧アーム７の
ピン８より上側部を外側に回動附勢するコイルバネ、１
１は各押圧アーム７に対応して配置され、前記電磁開放
器３のプランジャ４の突出に伴い回動して、例えば、カ
ム面によりアーム７の上端部の外側面を内側に押圧移動
するレバーである。これらは、エレベータ用ブレーキ装
置を構成している。

【０００５】図４において、２１は各押圧アーム７の下
端外側に形成された段付凹部、２２は各押圧アーム７の
下端内側に形成された内側に向かって拡径するテーパ状
凹部、２３は前記段付凹部２１内に遊嵌された段付ボル
ト、２４は前記段付ボルト２３の先端に固定されその球
面が前記テーパ状凹部２２の表面に接触する球面座、２
５は段付ボルト２３を外側に附勢して球面座２４の球面
をテーパ状凹部２２の表面に圧接する固定バネ、２６は
球面座２４の内側面に固定されたパッド、２７はパッド
２６の内側面に貼着された摺動材としてのライニングで
ある。

【０００６】次に、上記のように構成された従来のエレ
ベータ用ブレーキ装置の動作を説明する。

【０００７】エレベータが停止状態にあるときには、コ
イルバネ１０のバネ力により押圧アーム７の下端に取付
けられたライニング２７がディスク６の両側の制動面を
押圧挾持し、ディスク６は、ライニング２７との間での
摩擦力によりその回転を停止保持されている。したがっ
て、図示しないかごを昇降する巻上機構もまた運転停止
され、エレベータが停止状態にある。このとき、前記プ
ランジャ４は電磁式開放器３内に没入状態にある。

【０００８】エレベータが運転状態にあるときには、電
磁式開放器３内に没入状態にあるプランジャ４に通電し
て、プランジャ４を突出させてレバー１１を回動するこ
とにより、コイルバネ１０のバネ力に抗して、押圧アー
ム７の上側部をピン８を中心として内側に回動させる。
これにより、押圧アーム７のピン８より下側部が外側に
回動し、ディスク６からライニング２７が離脱してその
制動を解除する。

【０００９】ここで、上記のように構成されたエレベー
タ用ブレーキ装置の制動力は、次式にて算出される。

【００１０】 ＴB ＝２・Ｆ・（Ａ／Ｂ）・μ・Ｒ ・・・・・（１）

【００１１】ここで、ＴB ：ブレーキの制動トルク， Ｆ：コイルバネ１０のバネ力， μ：ディスク６とライニング２７との間の摩擦係数， Ａ：押圧アーム７の支点（ピン８の軸心）から 力点（両ナットボルト９の軸心）までの距離， Ｂ：押圧アーム７の支点から作用点（段付ボルト２３の
軸心）までの距離， Ａ／Ｂ：押圧アーム７のてこ比， Ｒ：ディスク６の作用半径 である。

【００１２】ディスクブレーキ装置の制動力は、平均的
には、上式（１）のように考えられる。

【００１３】しかし、上記エレベータ用ブレーキ装置の
場合、押圧アーム７の回転中心であるピン８の軸心が、
ディスク６の厚さ方向においてディスク６の制動面から
距離Ｃだけ離間している。よって、上記において、ピン
８に向かう方向、即ち、図中上方に回転するディスク６
を制動する場合に、ライニング２７からディスク６の制
動面に加えられる力をＦU とし、ピン８から離間する方
向、即ち図中下方に回転するディスク６を制動する場合
に、ライニング２７からディスク６の制動面に加えられ
る力をＦD とすると、力点である両ナットボルト９の軸
心位置における力のモーメントＦ・Ａと、作用点である
段付ボルト２３の軸心位置における力のモーメントＦU
・ＢまたはＦD ・Ｂ以外に、制動されるディスク６から
ライニング２７、パッド２６及び球面座２４を介して、
ピン８を中心として押圧アーム７を回転させようとする
別のモーメントＦU ・ＣまたはＦD ・Ｃが発生する。

【００１４】換言すれば、上方に回転するディスク６を
制動する場合、ピン８のまわりには、ライニング２７を
ディスク６の制動面に向かって圧接する方向、即ち、力
点における力のモーメントＦ・Ａを増加する方向のモー
メントが発生する。逆に、下方に回転するディスク６を
制動する場合は、ピン８のまわりには、ライニング２７
をディスク６の制動面から離間する方向、即ち、力点に
おける力のモーメントＦ・Ａを減少する方向のモーメン
トが発生する。

【００１５】一方、上方に回転するディスク６を制動す
る場合には、ディスク６からの反力が球面座２４の球面
からテーパ状凹部２２の上側表面に加わり、上記した力
ＦUは、本来の作用点である段付ボルト２３の軸心位置
より、支点であるピン８の軸心位置により近接した位置
から加えられる。逆に、下方に回転するディスク６を制
動する場合には、ディスク６からの反力が球面座２４の
球面からテーパ状凹部２２の下側表面に加わり、上記し
た力ＦU は、本来の作用点である段付ボルト２３の軸心
位置より、支点であるピン８の軸心位置からより離間し
た位置から加えられる。

【００１６】よって、球面座２４の曲率半径をｒ1 、前
記テーパ状凹部２２の開き角度をθとすると、θ＝４５
°の場合、制動トルクの方向性をピン８のまわりのモー
メントにより表すと以下のようになる。

【００１７】まず、上方に回転するディスク６を制動す
る場合に釣合うピン８のまわりのモーメントの関係は次
式で表される。

【００１８】 Ｆ・Ａ＋ＦU ・μ・Ｃ＝（Ｂ−ｒ1 ・ｓｉｎθ）・ＦU ・・・・・（２）

【００１９】また、下方に回転するディスク６を制動す
る場合に釣合うピン８のまわりのモーメントの関係は次
式で表される。

【００２０】 Ｆ・Ａ−ＦD ・μ・Ｃ＝（Ｂ＋ｒ1 ・ｓｉｎθ）・ＦD ・・・・・（３）

【００２１】したがって、上式（２）及び（３）より、
上方に回転するディスク６を制動する場合の力ＦU と、
下方に回転するディスク６を制動する場合の力ＦD との
関係は以下の式で表される。

【００２２】 ＦU ／ＦD ＝ ｛（Ｂ＋ｒ1 ・ｓｉｎθ）＋μ・Ｃ｝／｛（Ｂ−ｒ1 ・ｓｉｎθ）−μ・Ｃ｝ ・・・・・（４）

【００２３】したがって、式（１）で示す上記エレベー
タ用ブレーキ装置の制動トルクＴBは、実質的には、デ
ィスク６の回転方向によって異なる値となり、上方に回
転するディスク６を制動する場合の制動力の方が、下方
に回転するディスク６を制動する場合の制動力より大き
くなる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】従来のエレベータ用ブ
レーキ装置は、上記のように構成されているから、制動
するディスク６の回転方向により、制動トルクが異なる
こととなる。ここで、ブレーキ能力は、制動力の小さな
場合、即ち、下方に回転するディスク６を制動する場合
を考慮して決定されるため、コイルバネ１０等が大型化
して、装置全体が大型化する。この場合、制動力が大き
くなる方向、即ち、上方に回転するディスク６を制動す
るときは、ブレーキが効きすぎて、制動時にかご内の乗
客に大きな衝撃を与える可能性があった。

【００２５】そこで、本発明は、制動するディスクの回
転方向が異なっても、ほぼ同等の制動力を得るようにし
たエレベータ用ブレーキ装置の提供を課題とするもので
ある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるエレベー
タ用ブレーキ装置は、駆動系に作動連結された回転軸
と、前記回転軸に支持されたディスクと、前記ディスク
の接線方向に配置されるとともに、その一端が前記ディ
スクに接近及び離間する方向への回動可能とされた押圧
アームと、前記ディスクの一側面に対向して前記押圧ア
ームの前記一端に固定された球面座と、前記球面座に対
向する位置に前記球面座を当接支持するテーパ状凹部を
設けたパッドと、前記ディスクの一側面に対向して前記
パッドに取付けられたライニングとを具備し、前記球面
座の曲率半径をｒとし、前記テーパ状凹部の開き角度を
θとし、前記ディスクと前記ライニングとの間の摩擦係
数をμとし、前記ディスクの制動面から押圧アームの回
動中心までの距離をＣとしたとき、ｒ・ｓｉｎθの値と
μ・Ｃの値とを略等しくしたものである。

【００２７】

【作用】本発明においては、ディスクの接線方向にディ
スクを挾むようにして一対の押圧アームを対向配置し、
かつ、前記押圧アームの下端をディスクに接近及び離間
する方向への回動を可能とし、前記ディスクの一側面に
対向して前記押圧アームの下端内側に球面座を固定し、
パッドの内側の前記球面座に対向する位置に、外側に拡
径するテーパ状凹部を設けて球面座の球面を当接支持す
るとともに、前記パッドの内側面にライニングを貼着
し、更に、球面座の曲率半径をｒとし、テーパ状凹部の
開き角度をθとし、ディスクとライニングとの間の摩擦
係数をμとし、ディスクの制動面から押圧アームの回動
中心までの距離をＣとしたとき、ｒ・ｓｉｎθの値とμ
・Ｃの値とが略同一となるようしたから、押圧アームの
回動中心のまわりのモーメントのうち、ディスクの厚さ
方向におけるディスクの制動面から回動中心までの距離
により生じるモーメントを、押圧アームの受台が接触す
るパッドのテーパ状凹部に作用する制動力の反力により
打消すため、ディスクの回転方向が異なっても押圧アー
ムの回動中心のまわりのモーメントは略同等となり、そ
の方向性が解消される。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２９】図１は本発明の一実施例のエレベータ用ブ
レーキ装置を示す部分断面正面図である。

【００３０】なお、図中、従来例と同一符号及び同一記
号は、従来例の構成部分と同一または相当部分を示すも
のであるから、ここでは、重複する説明を省略する。

【００３１】図において、３１は各押圧アーム７の下端
外側に形成された段付凹部２１内に遊嵌された段付ボル
ト、３２は押圧アーム７の下端内側面に固定された受台
としての略半球状の球面座、３３は前記段付ボルト３１
の先端に固定されたパッド、３４は前記球面座に対応し
てパッド３３の外側に形成された凹所としてのテーパ状
凹部であり、外側に向かって拡径している。前記テーパ
状凹部３４の表面が、固定バネ２５のバネ力により、段
付ボルト３１及びパッド３３を介して、前記球面座３２
の球面に圧接されている。なお、図１はディスク６の一
側面の押圧アーム７等を示すものであるが、ディスク６
の他側面の押圧アーム７等の構成も同様であるため、そ
の説明を省略する。

【００３２】次に、上記のように構成された本実施例の
エレベータ用ブレーキ装置の動作を説明する。

【００３３】まず、上方に回転するディスク６を制動す
る場合、ピン８のまわりには、ライニング２７をディス
ク６の制動面に向かって圧接する方向、即ち、力点にお
ける力のモーメントＦ・Ａを増加する方向のモーメント
が発生する。逆に、下方に回転するディスク６を制動す
る場合は、ピン８のまわりには、ライニング２７をディ
スク６の制動面から離間する方向、即ち、力点における
力のモーメントＦ・Ａを減少する方向のモーメントが発
生する。

【００３４】しかし、本実施例では、球面座３２は押圧
アーム７の内側に固定されるとともに、外側に拡径する
テーパ状凹部３４はパッド３３の外側に設けられてい
る。したがって、上方に回転するディスク６を制動する
場合は、ディスク６からの反力がテーパ状凹部３４の下
側表面から球面座３２の球面に加わり、上記した力ＦU
は、本来の作用点である段付ボルト３１の軸心位置よ
り、支点であるピン８の軸心位置からより離間した位置
から加えられる。即ち、上方に回転するディスク６を制
動する場合には、押圧アーム７の実際のてこ比が、本来
のてこ比であるＡ／Ｂより実質的に小さくなる。

【００３５】逆に、下方に回転するディスク６を制動す
る場合には、ディスク６からの反力がテーパ状凹部３４
の上側表面から球面座３２の球面に加わり、上記した力
ＦUは、本来の作用点である段付ボルト３１の軸心位置
より、支点であるピン８の軸心位置により近接した位置
から加えられる。即ち、下方に回転するディスク６を制
動する場合には、押圧アーム７の実際のてこ比が、本来
のてこ比であるＡ／Ｂより実質的に大きくなる。

【００３６】換言すれば、上方に回転するディスク６を
制動する場合には、押圧アーム７のてこ比を小さくする
ことにより、力点における力のモーメントＦ・Ａを増加
する方向のモーメントを制動力の反力により打消し、逆
に、下方に回転するディスク６を制動する場合には、押
圧アーム７のてこ比を大きくすることにより、力点にお
ける力のモーメントＦ・Ａを減少する方向のモーメント
を制動力の反力により打消す。

【００３７】ここで、球面座３２の曲率半径をｒ2 とす
ると、前記テーパ状凹部３４の開き角度θ＝４５°の場
合、制動トルクの方向性をピン８のまわりのモーメント
により表すと以下のようになる。

【００３８】まず、上方に回転するディスク６を制動す
る場合に釣合うピン８のまわりのモーメントの関係は次
式で表される。

【００３９】 Ｆ・Ａ＋ＦU ・μ・Ｃ＝（Ｂ＋ｒ2 ・ｓｉｎθ）・ＦU ・・・・・（５）

【００４０】また、下方に回転するディスク６を制動す
る場合に釣合うピン８のまわりのモーメントの関係は次
式で表される。

【００４１】 Ｆ・Ａ−ＦD ・μ・Ｃ＝（Ｂ−ｒ2 ・ｓｉｎθ）・ＦD ・・・・・（６）

【００４２】したがって、上式（５）及び（６）より、
上方に回転するディスク６を制動する場合の力ＦU と、
下方に回転するディスク６を制動する場合の力ＦD との
関係は以下の式で表される。

【００４３】 ＦU ／ＦD ＝ ｛（Ｂ−ｒ2 ・ｓｉｎθ）＋μ・Ｃ｝／｛（Ｂ＋ｒ2 ・ｓｉｎθ）−μ・Ｃ｝ ・・・・・（７）

【００４４】したがって、ｒ2 ・ｓｉｎθ＝μ・Ｃの条
件を設定すれば、上方に回転するディスク６に対する制
動力と、下方に回転するディスク６に対する制動力とを
同一にすることができる。即ち、ディスク６の回転方向
により、制動力に差が生じない。

【００４５】例えば、Ｂ＝８０mm，θ＝４５°，μ＝
０．３，Ｃ＝２０mmの場合には、ｒ2＝８．５mm程度と
することで、押圧アーム７のピン８のまわりのモーメン
トの方向性を解消することができる。

【００４６】このように、上記実施例のエレベータ用ブ
レーキ装置は、ディスク６の接線方向に、ディスク６を
挾むようにして一対の押圧アーム７を対向配置し、か
つ、押圧アーム７の下端を、ピン８を回動中心としてデ
ィスク６に接近及び離間する方向への回動可能とし、前
記ディスク６の一側面に対向して前記押圧アーム７の下
端内側に球面座３２を固定し、パッド３３の内側におい
て前記球面座３２に対向する位置に、外側に拡径するテ
ーパ状凹部３４を設けて球面座３２の球面を当接支持す
るとともに、前記パッド３３の内側面にライニング２７
を貼着し、更に、球面座３２の曲率半径をｒ2 とし、テ
ーパ状凹部３４の開き角度をθ＝４５°とし、ディスク
６とライニング２７との間の摩擦係数をμとし、ディス
ク６の制動面から押圧アーム７の回動中心までの距離を
Ｃとしたとき、ｒ2 ・ｓｉｎθの値とμ・Ｃの値とが略
同一となるよう構成されている。ここで、球面座３２の
曲率半径をｒとし、テーパ状凹部３４の開き角度をθと
し、ディスク６とライニング２７との間の摩擦係数をμ
とし、ディスク６の制動面から押圧アーム７の回動中心
までの距離をＣとして一般化すると、ｒ・ｓｉｎθの値
とμ・Ｃの値とが略等しくなる。

【００４７】したがって、上記実施例は、上方に回転す
るディスク６を制動する場合には、押圧アーム７のてこ
比を小さくすることにより、力点における力のモーメン
トＦ・Ａを増加する方向のモーメントを制動力の反力に
より打消し、逆に、下方に回転するディスク６を制動す
る場合には、押圧アーム７のてこ比を大きくすることに
より、力点における力のモーメントＦ・Ａを減少する方
向のモーメントを制動力の反力により打消すため、制動
するディスク６の回転方向が異なっても、ほぼ同等の制
動力を得ることができる。その結果、コイルバネ１０等
の部材を大型化する必要がないため、装置の小型化を図
れるだけでなく、制動するディスク６の回転方向に関係
なく安定した制動特性を発揮する。

【００４８】ところで、上記実施例の受台は、略半球状
の球面座３２により、凹所はテーパ状凹部３４により構
成されているが、本発明を実施する場合には、これに限
定されるものではなく、ディスク６の厚さ方向における
ディスク６の制動面から回動中心までの距離により生じ
るモーメントを、押圧アーム７の受台が接触するパッド
３３の凹所に作用する制動力の反力により打消すべく機
能するものであればよく、受台を略半球状以外の形状と
したり、凹所をテーパ状以外の形状とすることも可能で
ある。また、上記実施例のテーパ状凹部３４の開き角度
を、θ＝４５°以外の角度として実施することも可能で
ある。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明のエレベータ用ブ
レーキ装置は、駆動系に作動連結された回転軸に支持さ
れたディスクの接線方向に配置されるとともに、その一
端が前記ディスクに接近及び離間する方向への回動可能
とされた押圧アームと、前記ディスクの一側面に対向し
て前記押圧アームの前記一端に固定された球面座に対向
する位置に、前記球面座を当接支持するテーパ状凹部を
設けたパッドと、前記ディスクの一側面に対向して前記
パッドに取付けられたライニングとを具備し、前記球面
座の曲率半径をｒ、前記テーパ状凹部の開き角度をθ、
前記ディスクと前記ライニングとの間の摩擦係数をμ、
前記ディスクの制動面から押圧アームの回動中心までの
距離をＣとしたとき、ｒ・ｓｉｎθの値とμ・Ｃの値と
を略等しくしたものである。したがって、押圧アームの
回動中心のまわりのモーメントのうち、前記ディスクの
厚さ方向における前記ディスクの制動面から回動中心ま
での距離により生じるモーメントを、前記押圧アームの
受台が接触する前記パッドのテーパ状凹部に作用する制
動力の反力により打消すため、前記ディスクの回転方向
が異なっても押圧アームの回動中心のまわりのモーメン
トは略同等となり、その方向性が解消される。その結
果、制動する前記ディスクの回転方向が異なっても、ほ
ぼ同等の制動力を得ることができ、コイルバネ等の部材
を大型化する必要がないため、装置の小型化を図れるだ
けでなく、制動する前記ディスクの回転方向に関係なく
安定した制動特性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例のエレベータ用ブレー
キ装置を示す部分断面正面図である。

【図２】図２は従来のエレベータ用ブレーキ装置を有す
る巻上機構の正面図である。

【図３】図３は従来のエレベータ用ブレーキ装置を有す
る巻上機構の要部側面図である。

【図４】図４は従来のエレベータ用ブレーキ装置を示す
部分断面正面図である。

【符号の説明】

１ 電動機（駆動系） ２ 減速機（駆動系） ５ 回転軸 ６ ディスク ７ 押圧アーム ２７ ライニング（摺動材） ３２ 球面座（受台） ３３ パッド ３４ テーパ状凹部（凹所）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動系に作動連結された回転軸と、前記
   回転軸に支持されたディスクと、前記ディスクの接線方
   向に配置されるとともに、その一端が前記ディスクに接
   近及び離間する方向への回動可能とされた押圧アーム
   と、前記ディスクの一側面に対向して前記押圧アームの
   前記一端に固定された球面座と、前記球面座に対向する
   位置に前記球面座を当接支持するテーパ状凹部を設けた
   パッドと、前記ディスクの一側面に対向して前記パッド
   に取付けられたライニングとを具備し、 前記球面座の曲率半径をｒとし、前記テーパ状凹部の開
   き角度をθとし、前記ディスクと前記ライニングとの間
   の摩擦係数をμとし、前記ディスクの制動面から押圧ア
   ームの回動中心までの距離をＣとしたとき、ｒ・ｓｉｎ
   θの値とμ・Ｃの値とを略等しくしたことを特徴とする
   エレベータ用ブレーキ装置。