特許 7068847 ブレーキ装置及び放熱ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-09

(45)【発行日】2022-05-17

(54)【発明の名称】ブレーキ装置及び放熱ユニット

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/827 20060101AFI20220510BHJP

【ＦＩ】

F16D65/827

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018026003

(22)【出願日】2018-02-16

(65)【公開番号】P2019143659

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2021-01-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000196705

【氏名又は名称】西部電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【氏名又は名称】来田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】前田 徹

【審査官】羽鳥 公一

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６３－０６２６４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６０－１３７５６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ４９／００－７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置において、
それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材を備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記各間隙部材は、内側全体が前記ケースに密着した中空角柱状であることを特徴とするブレーキ装置。

【請求項2】

中空円柱状又は中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置において、
それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材を備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記ケースの軸心方向一側には、該ケースに取り付けられた前記フィン部材及び前記間隙部材を固定する蓋体が取り付けられていることを特徴とするブレーキ装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載のブレーキ装置において、前記複数の間隙部材の少なくとも１つは、他の該間隙部材と前記ケースの軸心方向の長さが異なることを特徴とするブレーキ装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のブレーキ装置において、前記各フィン部材は、内側に開口が形成され、該フィン部材の内周全体が前記ケースに密着していることを特徴とするブレーキ装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のブレーキ装置において、前記複数のフィン部材の少なくとも１つは、他の該フィン部材と形状が異なることを特徴とするブレーキ装置。

【請求項6】

中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置の該ケースに取り付けられる放熱ユニットにおいて、
それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材を備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記各間隙部材は、内側全体が前記ケースに密着した中空角柱状であることを特徴とする放熱ユニット。

【請求項7】

中空円柱状又は中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置の該ケースに取り付けられる放熱ユニットにおいて、
それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材と、前記ケースの軸心方向一側に取り付けられた蓋材とを備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記蓋材は、前記ケースに取り付けられて、該ケースに取り付けられた前記フィン部材及び前記間隙部材を固定することを特徴とする放熱ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブレーキ装置及びそのブレーキ装置が具備する放熱ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

ケース内に制動用の各種部材を収容するブレーキ装置には、ケースに放熱用のフィンを形成したものや（特許文献１参照）、フィンが形成された放熱ユニットをケースに固定したものが存在する（特許文献２参照）。フィンを具備する放熱ユニットは、型に溶融金属を流し込んで固める所謂、鋳造によって製作することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１３７０５３号公報

【文献】特開２０１１－６９４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、鋳造は製作物の形状に対応した型を要することから、ブレーキ装置が使用される設備や環境に応じて放熱能力を変えるべく放熱ユニットを柔軟に設計変更することができないという課題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、放熱能力を柔軟に調整可能なブレーキ装置及び放熱ユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記目的に沿う第１の発明に係るブレーキ装置は、中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置において、それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材を備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記各間隙部材は、内側全体が前記ケースに密着した中空角柱状である。

【0006】

前記目的に沿う第２の発明に係るブレーキ装置は、中空円柱状又は中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置において、それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材を備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記ケースの軸心方向一側には、該ケースに取り付けられた前記フィン部材及び前記間隙部材を固定する蓋体が取り付けられている。

【0007】

第１、第２の発明に係るブレーキ装置において、前記複数の間隙部材の少なくとも１つは、他の該間隙部材と前記ケースの軸心方向の長さが異なってもよい。
そして、第１、第２の発明に係るブレーキ装置において、前記各フィン部材は、内側に開口が形成され、該フィン部材の内周全体が前記ケースに密着しているのが好ましい。
第１、第２の発明に係るブレーキ装置において、前記複数のフィン部材の少なくとも１つは、他の該フィン部材と形状が異なっていてもよい。

【0008】

前記目的に沿う第３の発明に係る放熱ユニットは、中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置の該ケースに取り付けられる放熱ユニットにおいて、それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材を備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記各間隙部材は、内側全体が前記ケースに密着した中空角柱状である。
また、前記目的に沿う第４の発明に係る放熱ユニットは、中空円柱状又は中空角柱状のケース内に制動機構が収容されたブレーキ装置の該ケースに取り付けられる放熱ユニットにおいて、それぞれ前記ケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材と、前記ケースの軸心方向一側に取り付けられた蓋材とを備え、１つの前記フィン部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記フィン部材からなるフィン領域と、１つの前記間隙部材又は前記ケースの軸心に沿って密接状態で並べられた前記間隙部材からなる間隙領域とが、前記ケースの軸心に沿って交互に並べられ、前記蓋材は、前記ケースに取り付けられて、該ケースに取り付けられた前記フィン部材及び前記間隙部材を固定する。

【発明の効果】

【0009】

第１、第２の発明に係るブレーキ装置及び第３、第４の発明に係る放熱ユニットは、それぞれケースの外側に取り付けられた複数のフィン部材及び複数の間隙部材を備え、１つのフィン部材又はケースの軸心に沿って密接状態で並べられたフィン部材からなるフィン領域と、１つの間隙部材又はケースの軸心に沿って密接状態で並べられた間隙部材からなる間隙領域とが、ケースの軸心に沿って交互に並べられているので、フィン部材及び間隙部材の配列変更や、異なる形状の間隙部材を混在させること等の様々な調整ができ、柔軟な放熱能力の調節が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ装置の説明図である。

【図2】同ブレーキ装置が連結された動力伝達手段の説明図である。

【図3】同ブレーキ装置の斜視図である。

【図4】同ブレーキ装置からフィン部材及び間隙部材を取り除いた様子を示す説明図である。

【図5】（Ａ）、（Ｂ）はフィン部材の説明図であり、（Ｃ）、（Ｄ）は間隙部材の説明図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ装置の説明図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態に係るブレーキ装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１～図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ装置１０は、各種制動用部材からなる制動機構１１と、制動機構１１を内側に収容する中空円柱状のケース１２と、それぞれケース１２の外側にケース１２に接触した状態で取り付けられた複数のフィン部材１３及び複数の間隙部材１４とを備えている。以下、詳細に説明する。

【0012】

本実施の形態では、２つのブレーキ装置１０が、図１、図２に示すように、水門の扉体を開閉する設備の動力伝達手段Ｔに連結されている。動力伝達手段Ｔは、扉体の昇降に伴ってそれぞれ回転する複数のギアＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５を具備している。各ブレーキ装置１０は、図１～図３に示すように、ギアＧ５に噛み合ったギア１５と、ギア１５に連結された回転軸１６とを有し、回転軸１６には制動機構１１が接続されている。

【0013】

各ブレーキ装置１０は、ギア１５及び回転軸１６の回転速度が所定以上となった際に、制動機構１１が摩擦力により回転軸１６に抵抗を与えてギア１５の回転速度が所定値以上となるのを回避する。その結果、ギアＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５の回転速度が所定値以上になるのを防いで、扉体が所定値以上の速度で降下するのを防止する。
２つのブレーキ装置１０は同様の設計であるため、以下、一方のブレーキ装置１０のみについて説明し、他方のブレーキ装置１０の説明は省略する。

【0014】

ブレーキ装置１０は、図４、図５（Ａ）、（Ｃ）に示すように、制動機構１１と制動機構１１を内側に収める中空円柱状のケース１２とを有している。ケース１２は軸心方向両側が開放されており、開放された軸心方向両側にそれぞれ蓋体１２ａ、１２ｂが取り付けられている。制動機構１１が摩擦力によって回転軸１６の回転に抵抗を与える際、ケース１２内は発熱する。本実施の形態では、ケース１２に、図１、図３、図５（Ａ）、（Ｃ）に示すように、複数のフィン部材１３及び複数の間隙部材１４が取り付けられており、複数のフィン部材１３によってケース１２内の熱の放熱を促進するようにしている。

【0015】

フィン部材１３は、図１、図４、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、内側に円形の開口１７が形成された円環板状であり、ケース１２の軸心に直交して配置されている。よって、フィン部材１３はケース１２の軸心に直交する平面部を有している。間隙部材１４は、図１、図４、図５（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、内側に円形の開口１８が形成された中空円柱状である。フィン部材１３は、間隙部材１４に比べてケース１２の軸心から突出した形状であり、他の物体（ケース１２等）に非接触な表面積が大きい。

【0016】

複数のフィン部材１３及び複数の間隙部材１４は、図１に示すように、フィン部材１３及び間隙部材１４がケース１２の軸心に沿って交互に並ぶように配置され、隣り合うフィン部材１３及び間隙部材１４は接触している。従って、１つのフィン部材１３からなるフィン領域１９と１つの間隙部材１４からなる間隙領域２０とがケース１２の軸心に沿って交互に並んでいることとなる。

【0017】

この点、フィン領域及び間隙領域がケースの軸心に沿って交互に並んでいれば、フィン領域をケースの軸心に沿って密着状態で並べた複数のフィン部材によって構成してもよいし、間隙領域をケースの軸心に沿って密着状態で並べた複数の間隙部材によって構成してもよい。なお、１つのフィン領域を構成するフィン部材の数はフィン領域ごとに異なっていてもよく、１つの間隙領域を構成する間隙部材の数は間隙領域ごとに異なっていてもよい。

【0018】

各フィン部材１３の内周全体（内側全体）及び各間隙部材１４の内周全体（内側全体）は、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、ケース１２の外周面に密着している。従って、ケース１２内の熱は主として、ケース１２を経由し、又はケース１２及び間隙部材１４を経由し、フィン部材１３に伝わって放熱される。
そして、本実施の形態では、ブレーキ装置１０のケース１２に取り付けられる放熱ユニット２１が、図１に示すように、主として複数のフィン部材１３及び複数の間隙部材１４によって構成されている。

【0019】

ここで、ケース１２には１２個のフィン部材１３及び１１個の間隙部材１４が取り付けられている。この点、ケース１２と比較して径が等しく軸心方向の長さが異なるケースを有するブレーキ装置に対しては、ケースに取り付ける数を調整することでフィン部材１３及び間隙部材１４をそのまま放熱用の部材として使用可能である。また、フィン部材１３及び間隙部材１４のケース１２への取り付けは、蓋体１２ｂが未装着のケース１２に、蓋体１２ｂの装着予定側からフィン部材１３及び間隙部材１４を交互にケース１２に嵌め込むことでなされる。よって、フィン部材１３及び間隙部材１４のケース１２への取り付けは容易である。
なお、ブレーキ装置１０は遠心ブレーキであるが、本発明は他のブレーキ（例えば、油圧ブレーキやファンブレーキ）に適用することが可能である。

【0020】

そして、ブレーキ装置１０は、図１に示すように、全てのフィン部材１３が同形状かつ同材質（例えば、アルミニウム）であり、全ての間隙部材１４が同形状かつ同材質（例えば、アルミニウム）であるが、その必要はない。異なる形状（外形寸法、厚さ、外側輪郭形状等）及び／又は異なる材質（例えば、アルミニウムとＳＵＳ）のフィン部材を採用することや、異なる形状（軸心方向長さ、厚み等）及び／又は異なる材質（例えば、アルミニウムとＳＵＳ）の間隙部材を採用することで、例えば、ブレーキ装置の特定箇所の放熱効果を他の箇所の放熱効果より高めることが可能となる。
従って、複数のフィン部材の少なくとも１つを他のフィン部材と形状が異なるようにしてもよいし、複数の間隙部材の少なくとも１つを他の間隙部材とケースの軸心方向長さが異なるようにしてもよい。

【0021】

本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ装置３０は、図６に示すように、複数のフィン部材３１及び複数のフィン部材３２を備えている。なお、ブレーキ装置３０においてブレーキ装置１０と同様の構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する（この点、後述するブレーキ装置４０についても同様である）。各フィン部材３１、３２は円環板状であり、フィン部材３１とフィン部材３２は厚みが異なっている。

【0022】

本発明の第３の実施の形態に係るブレーキ装置４０は、図７に示すように、複数の間隙部材４１及び複数の間隙部材４２を備えている。各間隙部材４１、４２は中空円柱状であり、間隙部材４１は間隙部材４２と比較してケース１２の軸心方向の長さが長い。

【0023】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、ケースは中空角柱状（例えば、中空四角柱状等の多角柱状）であってもよい。中空角柱状のケースを採用する場合、内側全体がケースに密着した中空角柱状の間隙部材を用いることや、内側に四角形状の開口が形成されたフィン部材を用いることができる。

【0024】

また、フィン部材は円環板状である必要はなく、例えば、外側輪郭が四角形状をなす形状であってもよいし、径方向外側に突出した突起が周方向に間隔を空けて形成された形状であってもよい。そして、フィン部材は平面部を有さなくてもよく、例えば、波状であってもよい。フィン部材が平面部を有する場合、その平面部はケースの軸心に直交していなくてもよい。
また、フィン部材の内周側は部分的にケースに密着していなくてもよいし、間隙部材の内周側も部分的にケースに密着していなくてもよい。そして、フィン部材と間隙部材が接触しており、フィン部材及び間隙部材の少なくとも一方がケースに接触していれば、フィン部材又は間隙部材がケースに非接触であってもよい。

【符号の説明】

【0025】

１０：ブレーキ装置、１１：制動機構、１２：ケース、１２ａ、１２ｂ：蓋体、１３：フィン部材、１４：間隙部材、１５：ギア、１６：回転軸、１７、１８：開口、１９：フィン領域、２０：間隙領域、２１：放熱ユニット、３０：ブレーキ装置、３１、３２：フィン部材、４０：ブレーキ装置、４１、４２：間隙部材、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５：ギア、Ｔ：動力伝達手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】