特開 2023-12210 ブレーキ付回転機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023012210

(43)【公開日】2023-01-25

(54)【発明の名称】ブレーキ付回転機

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/102 20060101AFI20230118BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20230118BHJP

   H02K 9/06 20060101ALI20230118BHJP

   F16D 55/06 20060101ALI20230118BHJP

   F16D 65/847 20060101ALI20230118BHJP

   F16D 65/12 20060101ALI20230118BHJP

   B66B 11/08 20060101ALN20230118BHJP

【ＦＩ】

H02K7/102

H02K7/14 A

H02K9/06 Z

F16D55/06 A

F16D65/847

F16D65/12 U

B66B11/08 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021115718

(22)【出願日】2021-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 弘明

【テーマコード（参考）】

3F306

3J058

5H607

5H609

【Ｆターム（参考）】

3F306AA07

3F306BA09

3J058AA43

3J058AA48

3J058AA58

3J058AA69

3J058AA78

3J058AA79

3J058AA88

3J058BA37

3J058CB22

3J058DE04

3J058EA02

3J058FA42

5H607BB01

5H607DD03

5H607EE07

5H607FF04

5H609BB09

5H609BB16

5H609PP17

5H609QQ02

5H609RR03

(57)【要約】

【課題】ブレーキ部を備えたものにあって、ブレーキ部の大型化を防止しながらも、回転機本体の熱によるブレーキディスクの劣化を抑制する。
【解決手段】本実施形態のブレーキ付回転機は、回転機本体の反負荷側に、回転軸に取付けられたブレーキディスクを、ブラケットに設けられた制動面に押付ける構成のブレーキ部を備えるものであって、前記ブラケットと前記ブレーキディスクとの間に、それらブラケット及びブレーキディスクに冷却風を送風する冷却ファンが設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転機本体の反負荷側に、回転軸に取付けられたブレーキディスクを、ブラケットに設けられた制動面に押付ける構成のブレーキ部を備えるブレーキ付回転機であって、
前記ブラケットと前記ブレーキディスクとの間に、それらブラケット及びブレーキディスクに冷却風を送風する冷却ファンが設けられているブレーキ付回転機。

【請求項2】

前記冷却ファンは、前記ブレーキディスクに一体に設けられている請求項１記載のブレーキ付回転機。

【請求項3】

回転機本体の反負荷側に、回転軸に取付けられたブレーキディスクを、ブラケットに設けられた制動面に押付ける構成のブレーキ部を備えるブレーキ付回転機であって、
前記ブラケットには、前記制動面につながる部分に位置して熱伝導を抑止するための薄肉部が形成されているブレーキ付回転機。

【請求項4】

回転機本体の反負荷側に、回転軸に取付けられたブレーキディスクを、ブラケットに設けられた制動面に押付ける構成のブレーキ部を備えるブレーキ付回転機であって、
前記ブレーキディスクの外周部には、放熱用の冷却フィンが設けられているブレーキ付回転機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、回転機本体の反負荷側に、ブレーキ部を備えるブレーキ付回転機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばエレベータ装置の巻上機に用いられる回転機としては、回転機本体の反負荷側にディスク式のブレーキ部を備えるブレーキ付回転機が採用されている（例えば特許文献１参照）。前記ブレーキ部は、モータの回転軸と一体的に回転するブレーキディスクと、電磁石及びばね等を備えるアーマチュアとを備えている。また、回転機本体の反負荷側のモータブラケットの外面には、前記ブレーキディスクが押付けられる制動面が設けられる。これにて、ブレーキ部が動作されると、アーマチュアがブレーキディスクをモータブラケットの制動面に押付けることによって、制動力を得て回転軸を停止させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－４７５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、使用時においては、回転機本体の発する熱により、回転機のフレームひいてモータブラケットは比較的高温となり、上記ブレーキ部が動作されると、ブレーキディスクの摩擦材が、高温の制動面に押付けられるようになる。そのため、ブレーキディスクの摩擦材が劣化し、摩擦係数が低下してブレーキトルクの低下を招いてしまう問題がある。これを解消するためには、ブレーキディスクの摩擦材を耐熱性のより高い材料に変更することが試みられているが、耐熱性の高い樹脂材料等は、耐熱性に反比例して摩擦係数が小さくなる。それを補うためには、摩擦材の制動面積を大きくすることが必要となり、ブレーキ部の大型化を招いてしまう。

【0005】

そこで、ブレーキ部を備えたものにあって、ブレーキ部の大型化を防止しながらも、回転機本体の熱によるブレーキディスクの劣化を抑制することができるブレーキ付回転機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施形態のブレーキ付回転機は、回転機本体の反負荷側に、回転軸に取付けられたブレーキディスクを、モータブラケットに設けられた制動面に押付ける構成のブレーキ部を備えるものであって、前記ブラケットと前記ブレーキディスクとの間に、それらブラケット及びブレーキディスクに冷却風を送風する冷却ファンが設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態を示すもので、ブレーキ付回転機の後部の拡大縦断側面図

【図2】ブレーキ付回転機の全体構成を概略的に示す縦断側面図

【図3】第２の実施形態を示すもので、ブレーキ付回転機の後部の拡大縦断側面図

【図4】第３の実施形態を示すもので、ブレーキ付回転機の後部の拡大縦断側面図

【図5】第４の実施形態を示すもので、ブレーキ付回転機の後部の拡大縦断側面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、例えばエレベータの巻上機の駆動源として用いられるディスクブレーキ付きの永久磁石式同期モータに適用したいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、複数の実施形態間で、回転機本体等の構成は共通するので、同一部分には、同一符号を付して詳しい説明や新たな図示を省略することとする。

【0009】

（１）第１の実施形態
以下、第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るブレーキ付回転機１の構成を概略的に示しており、右側を前側即ち負荷側、左側を後側即ち反負荷側としている。ここで、ブレーキ付回転機１は、永久磁石式同期モータからなる回転機本体２の反負荷側つまり図で左側に、ディスク式のブレーキ部３を備えている。

【0010】

まず、前記回転機本体２について簡単に述べる。図２に示すように、前記回転機本体２は、ほぼ角筒状をなすフレーム４の前後両端部に、鉄等の金属製のモータブラケット５、６を有し、それらブラケット５、６に、回転軸７が軸受８、８を介して回転可能に支持されている。前記モータブラケット６の外形は矩形状をなし、その後端部の外面には後述する制動面が設けられている。前記フレーム４の内周部には、固定子９が設けられ、前記回転軸７には、前記固定子９の内側に位置して回転子１０が設けられている。図示はしないが、前記回転軸７の前端部即ち負荷側端部には、巻上機が連結され、ブレーキ付回転機１が巻上機の駆動源となるように構成される。

【0011】

図１にも示すように、前記ブレーキ部３は、円板状のブレーキディスク１１を備えると共に、制動機構部１２を備えている。前記ブレーキディスク１１は、その中心部が、前記回転軸７の後端側部分に対し、いわゆるスプライン係合されていることにより、軸方向には所定範囲の移動が可能で、回転方向には一体回転するように取付けられている。また、ブレーキディスク１１の両面には、外周寄り部分に位置して、例えば合成樹脂等からなる耐摩耗性の高い摩擦ライニング１３が円環状に設けられている。

【0012】

前記制動機構部１２は、周知のように、前面側が開口した矩形箱状のケース１２ａ内に、図示しない電磁石、アーマチュア１４、図示しないコイルばね等を備えて構成されている。前記電磁石は、ブレーキディスク１１の後方に位置してケース１２ａ内に固定的に設けられ、前記アーマチュア１４は、電磁石の前面側でブレーキディスク１１の後面側に位置して、前後方向即ち軸方向に移動可能に設けられている。前記コイルばねは、それら電磁石とアーマチュア１４との間に位置し、アーマチュア１４を前方即ちブレーキディスク１１に対し押付ける方向に付勢するように設けられている。この制動機構部１０は、前記モータブラケット６に対し固定的に設けられている。

【0013】

これにて、制動機構部１３は、電磁石に対する通電時には、コイルばねのばね力に抗してアーマチュア１４を後方に吸引して、ブレーキディスク１１ひいては回転軸７を回転可能とさせる。そして、電磁石に対する通電停止時には、コイルばねのばね力によって、アーマチュア１４を前方に移動させ、ブレーキディスク１１を前方に押圧して、モータブラケット６の後面部の制動面に押付ける。このとき、モータブラケット６の後面部の制動面、即ち摩擦ライニング１３が接する部分には、例えば合成樹脂製の摩擦ライニング１５がリング状に設けられている。これにより、ブレーキディスク１１ひいては回転軸７が回転不能となるようにブレーキがかけられる。

【0014】

さて、図１に示すように、本実施形態のブレーキ付回転機１には、前記モータブラケット６とブレーキディスク１１との間に位置して、それらブラケット６及びブレーキディスク１１部分に冷却風を送風するための、冷却ファン１６が設けられている。この冷却ファン１６は、複数枚の送風羽根を有して構成され、回転軸７に取付けられて一体的に回転するようになっている。

【0015】

次に、上記構成の作用・効果について述べる。上記構成のブレーキ付回転機１においては、回転機本体２の発する熱により、フレーム４ひいてモータブラケット６が比較的高温となる事情がある。ここで、ブレーキ付回転機１の駆動停止時には、ブレーキ部３が動作され、ブレーキディスク１１の摩擦ライニング１３が、モータブラケット６の制動面の摩擦ライニング１５に押付けられることによって、制動力を得て回転軸７が停止される。このとき、モータブラケット６の制動面が高温であると、制動面に押付けられるブレーキディスク１１の摩擦ライニング１３が高温となり、ひいては摩擦ライニング１３が劣化し、摩擦係数が低下してブレーキトルクが低下してしまう虞がある。

【0016】

ところが、本実施形態では、冷却ファン１６を設けたことにより、モータブラケット６及びブレーキディスク１１部分つまり摩擦部分に対して冷却風が送風され、摩擦部分が冷却される。そのため、回転機本体２の熱がモータブラケット６の制動面に伝達される事情があっても、モータブラケット６の制動面の摩擦ライニング１５部分の冷却及びブレーキディスク１１の摩擦ライニング１３の冷却が図られる。従って、ブレーキ部３の摩擦部分が高温となることを抑制し、ブレーキディスク１１に対する熱影響を低減することができ、熱に起因するブレーキディスク１１の摩擦ライニング１３の摩擦材の劣化を抑えることができる。

【0017】

このように本実施形態によれば、ブレーキディスク１１の摩擦ライニング１３の劣化を防止し、ブレーキ部３のブレーキトルクを長期間にわたって確保することができ流。この場合、ブレーキディスク１１の制動面積を大きくする必要はなく、ブレーキ部３を無用に大型化することなく済ませることができる。この結果、ブレーキ部３を備えたものにあって、ブレーキ部３の大型化を防止しながらも、回転機本体２の熱によるブレーキディスク１１の劣化を抑制することができるという優れた効果を得ることができる。

【0018】

（２）第２の実施形態
図３は、第２の実施形態に係るブレーキ付回転機２１の要部構成を示すものである。この第２の実施形態が上記第１の実施形態と異なる点は、反負荷側である後端側のモータブラケット２２の構成にある。即ち、モータブラケット２２の後面部には、ブレーキディスク１１が押付けられる制動面に摩擦ライニング１５が設けられているのであるが、その後面部からやや前部の、制動面につながる部分に位置して熱伝導を抑止するための薄肉部２３が形成されている。この薄肉部２３は、モータブラケット６の外周部に、全周に渡って一定幅の溝部が形成されている形態で設けられている。

【0019】

尚、本実施形態においても、回転軸７の後端部には、リング状の摩擦ライニング１３が設けられたブレーキディスク１１等を備えるブレーキ部３が設けられている。さらに、本実施形態では、モータブラケット２２とブレーキディスク１１との間に位置して、冷却風を送風するための冷却ファン１６も設けられている。但し、この冷却ファン１６に関しては、省略することも可能である。

【0020】

この第２の実施形態のブレーキ付回転機２１においては、モータブラケット２２には、熱伝導を抑止するための薄肉部２３が設けられているので、回転機本体２において発生した熱が、制動面に伝達することを抑制することができる。従って、モータブラケット２２の制動面の温度上昇が抑えられ、比較的低温で済ませることができる。これにより、ブレーキディスク１１の摩擦部分が高温となることを抑制でき、摩擦ライニング１３に対する熱影響を低減することができる。ひいては、熱に起因する、ブレーキディスク１１の摩擦ライニング１３の劣化を防止することができる。

【0021】

従って、この第２の実施形態によっても、ブレーキ部３を備えたものにあって、ブレーキ部３の大型化を防止しながらも、回転機本体２の熱によるブレーキディスク１１の劣化を抑制することができる。特に本実施形態では、モータブラケット２２とブレーキディスク１１との間に冷却ファン１６を備えるので、上記第１の実施形態と同様に、モータブラケット２２及びブレーキディスク１１部分つまり摩擦部分に対して冷却風を送風でき、摩擦部分を冷却することができるので、より効果的となる。

【0022】

（３）第３の実施形態
図４は、第３の実施形態に係るブレーキ付回転機３１の構成を示している。この第３の実施形態が上記第２の実施形態と異なるところは、ブレーキ部３に、ブレーキディスク１１に代えてブレーキディスク３２を備える点にある。このブレーキディスク３２は、外周部に、放熱用の冷却フィン３３を備えており、この冷却フィン３３は、例えば円周方向に均等間隔に並んで多数個が一体的に設けられている。

【0023】

尚、前記ブレーキディスク３２の両面には、やはり外周寄り部分に位置して摩擦ライニング１３が円環状に設けられている。また、本実施形態においても、モータブラケット２２には、熱伝導を抑止するための薄肉部２３が設けられている。さらに、本実施形態では、モータブラケット２２とブレーキディスク３２との間に位置して、冷却風を送風するための冷却ファン１６も設けられている。但し、それら薄肉部２３及び冷却ファン１６に関しては、一方又は双方を省略することも可能である。

【0024】

この第３の実施形態のブレーキ付回転機３１においては、ブレーキディスク３２の外周部に、放熱用の冷却フィン３３が設けられていることにより、ブレーキディスク３２からの放熱を促進することができる。これと共に、ブレーキディスク３２の回転に伴い、冷却フィン３３により空気の流れが形成されることによる、冷却の効果も期待できる。従って、モータブラケット２２の制動面が高温となる事情があっても、ブレーキディスク３２からの放熱が図られることによって、摩擦ライニング１３が高温となることを抑えることができ、熱影響を低減することができる。ひいては、熱に起因する、ブレーキディスク３２の摩擦ライニング１３の劣化を防止することができる。

【0025】

従って、この第３の実施形態によっても、ブレーキ部３を備えたものにあって、ブレーキ部３の大型化を防止しながらも、回転機本体２の熱によるブレーキディスク３２の劣化を抑制することができる。特に本実施形態では、モータブラケット２２には、熱伝導を抑止するための薄肉部２３が設けられているので、回転機本体２において発生した熱が、制動面に伝達することを抑制することができ、モータブラケット２２の制動面の温度上昇を抑えることができる。さらに本実施形態では、モータブラケット２２とブレーキディスク３２との間に冷却ファン１６を備えるので、上記第１の実施形態と同様に、モータブラケット２２及びブレーキディスク３２部分つまり摩擦部分に対して冷却風を送風でき、摩擦部分を冷却することができるので、より一層効果的となる。

【0026】

（４）第４の実施形態、その他の実施形態
図５は、第４の実施形態に係るブレーキ付回転機４１の構成を示している。この第４の実施形態が上記第３の実施形態と異なるところは、モータブラケット２２とブレーキディスク４２との間に、冷却ファン１６を設けることに代えて、ブレーキディスク４２に冷却ファン４３を一体に設けた点にある。この冷却ファン４３は、ブレーキディスク４２のモータブラケット２２側を向く前面のうち、摩擦ライニング１３より内周側の部分の外面に、複数の羽根片４３ａを設けることにより構成されている。

【0027】

尚、この第４の実施形態においても、上記第２、第３の実施形態と同様に、モータブラケット２２には、熱伝導を抑止するための薄肉部２３が設けられている。また、本実施形態においても、上記第３の実施形態と同様に、ブレーキディスク４２の外周部に、放熱用の冷却フィン３３が設けられている。但し、それら薄肉部２３及び冷却フィン３３に関しては、一方又は双方を省略することも可能である。

【0028】

この第４の実施形態のブレーキ付回転機４１においては、モータブラケット２２とブレーキディスク４２との間に、冷却ファン４３が設けられているので、モータブラケット２２及びブレーキディスク４２部分つまり摩擦部分に対して冷却風を送風して、冷却を図ることができる。従って、ブレーキ部３の摩擦部分が高温となることを抑制し、ブレーキディスク４２に対する熱影響を低減することができ、熱に起因するブレーキディスク４２の摩擦ライニング１３の摩擦材の劣化を抑えることができる。

【0029】

このように、第４の実施形態によれば、ブレーキ部３を備えたものにあって、ブレーキ部３の大型化を防止しながらも、回転機本体２の熱によるブレーキディスク４２の劣化を抑制することができる。そして、冷却ファン４３をブレーキディスク４２に一体に設けたことにより、部品数の削減や、構成の簡単化を図ることができ、冷却ファンを設けたことに伴い回転軸方向に大型化することを防止することができる。特に本実施形態では、モータブラケット２２には、熱伝導を抑止するための薄肉部２３が設けられているので、モータブラケット２２の制動面の温度上昇を抑えることができる。さらに、ブレーキディスク４２の外周部に冷却フィン３３を設けたことにより、ブレーキディスク４２からの放熱を促進することができ、摩擦ライニング１３が高温となることを抑えることができ、より一層効果的となる。

【0030】

尚、上記各実施形態では、エレベータの巻上機用のモータに適用するようにしたが、各種用途のブレーキ付回転機に適用することができる。回転機本体の形状や構造についても、様々な変形が可能であることは勿論である。ブレーキ部の構成としても、２つのアーマチュアを備えるものでも良い。また、モータブラケットに薄肉部を設ける場合の形状、構造などについても、適宜変更して実施できる。摩擦ライニングをゴム系の材料から構成する等、各部の材質についても、様々な変更が可能である。

【0031】

以上、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。これら新規な実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

【符号の説明】

【0032】

図面中、１、２１、３１、４１はブレーキ付回転機、２は回転機本体、３はブレーキ部、６、２２はモータブラケット、７は回転軸、１１、３２、４２はブレーキディスク、１２は制動機構部、１３は摩擦ライニング、１４はアーマチュア、１５は摩擦ライニング、２３は薄肉部、３３は冷却フィン、４３は冷却ファンを示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】