実施の形態1.
本発明の実施の形態1を図1から図4により説明する。図1は本発明の実施の形態1に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置の全体構成を示す図で、ブレーキ装置を解放している状態を示している。図2は本発明の実施の形態1に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置の全体構成を示す図で、ブレーキ装置を制動している状態を示している。図3は図1のブレーキドラム及びシュー近傍の拡大図を示している。図4は図3の矢視A及び矢視Bから見た図で、シュー背部のスイッチの配置を示している。
図1、図2において、円筒形状をした被制動部材としてのブレーキドラム3の中央部を貫通して回転軸4が固定されている。回転軸4には、エレベータ乗りかご(図示せず)を懸架する駆動綱車(図示せず)も固定されている。そして、回転軸4は回転可能に本体5に支持されている。ブレーキドラム3の半径方向両側には、それぞれ縦長に一対のアーム7、7が設けられている。アーム7は下端部が軸7aによって回動可能に本体5に取付けられている。
アーム7の長手方向中間部のブレーキドラム3対向面には、保持部材としてシュー9が取付けられており、更に、シュー9には摩擦部材としてのライニング8が取付けられている。ライニング8は、長方形の板部材がブレーキドラム3の外周面3aに沿うように断面湾曲に形成されている。図3に示すように、湾曲形状の外周側の面である保持面8bがシュー9に当接するように、ライニング8はシュー9に取付けられている。保持面8bの反対側の面、つまり湾曲形状の内周側の面である摩擦面8aが、図1に示すようにブレーキドラム3の外周面3aに押付けられた位置と、図2に示すように引離された位置とをライニング8は変位される。回転しているブレーキドラム3にライニング8が押付けられると、摩擦面8aが外周面3aと擦れるとともにライニング8は磨耗する。
アーム7のシュー9取付部より上側に、貫通穴7cが設けられており、貫通穴7cはアーム7のブレーキドラム3側の面とその反対側の面とに開口部を持つように設けられている。この貫通穴7cにはバネ受け11の軸部11bが挿通されており、軸部11bの基端部は本体5に固定され、先端部には円盤状のバネ受け部11aが設けられている。バネ受け部11aとアーム7の間にはバネ10が圧縮された状態で挟まれており、アーム7はバネ10の復元力によってブレーキドラム3に向かって軸7aの回りに回動するように付勢されている。図2では、この付勢力により、アーム7に取付けられたシュー9を介してライニング8がブレーキドラム3に押付けられ、ブレーキドラム3が制動されている。
アーム7の上端部には、ブレーキドラム3側へ突出した突起部7bが設けられている。突起部7b近傍の本体5には、「へ」の字形状のレバー12が設けられ、レバー12の中間部が軸12cによって揺動可能に本体5に取付けられている。レバー12には突起部7bに対向する側面12bとレバー12の略上方を向いた上面12aが設けられている。そして、バネ10の付勢力により突起部7bの先端部がレバー12を揺動させて上面12aが上方へ上がる向きに側面12bを押している。
本体5の上方には、電磁マグネット15が設けられている。電磁マグネット15は、ケース18の中に円筒形状の電磁コイル16が設けられている。電磁コイル16には上下方向に中空部16aが設けられており、更に、中空部16aに沿って上下に移動可能にプランジャー17が設けられている。プランジャー17が中空部16aの下部へ移動したときにはプランジャー17の下面17aは、ケース底面18aに当接する。また、下面17aには下方向に向かって突出する押棒17bが設けられており、ケース底面18aの中央部に設けられた穴18bから押棒17bが突出するようになっている。押棒17bの先端部はレバー12の上面12aと当接している。プランジャー17が中空部16aの上部にあるときは、プランジャー17の自重により押棒17bがレバー12を揺動させて側面12bが突起部7bの先端部を押すようにレバー12の上面12aを下向きに押している。
このように、バネ10の付勢力とプランジャー17の自重は、互いに逆向きにレバー12を揺動させる向きに働くようにしてある。そして、バネ10の付勢力は、図2に示すようにプランジャー17の自重に抗してプランジャー17をケース底面18aから浮き上がらせて中空部16aの上部に保持するとともに、ライニング8をブレーキドラム3に押し付けてブレーキドラム3を制動する大きさにしてある。また、図1に示すように電源(図示せず)から電磁コイル16に電流が供給され電磁コイル16が励磁されると、磁力によりプランジャー17が下部へ移動され、押棒17bの先端部によりレバー12の上面12aが下向きに押されることによりバネ10の付勢力に抗してレバー12が揺動されるようにしてある。これにより側面12bに当接している突起部7bを介してアーム7がブレーキドラム3から離れる方へ回動されて、ライニング8がブレーキドラム3から引離されてブレーキドラム3が回転可能になる。
図1〜図4において、検出手段として、1つのシューにつき4つのスイッチ21〜24、及び、スイッチ21〜24とリード線19で接続された磨耗状況判定部30が設けられている。スイッチ21〜24で生成された信号を受けると、磨耗状況判定部30ではライニング8が所定の寸法だけ磨耗したと判定するように予め設定されている。そして、磨耗状況判定部30から通報手段としての通信部31と通信回線35を経由してライニング8と遠隔位置に設けられた監視所32に接続されている。また、磨耗状況判定部30は、ライニング8近傍の、例えば巻上機1を設置している機械室(図示せず)に設けた表示手段としての表示器33及びエレベータ運転制御部34に接続されている。
図3、図4において、シュー9の背部には、2つの帯板状の取付具25、25がボルト26で固定され、一方の取付具25の両端部にはスイッチ21とスイッチ22が固定され、他方の取付具25の両端部にはスイッチ23とスイッチ24が固定されている。そして、スイッチ21〜24は、それぞれライニング8の四隅の近傍に位置するように配置されている。つまり、摩擦面8aが外周面3aと擦れる方向については、スイッチ21、23とスイッチ22、24とが離れるように配置されている。また、摩擦面8aが外周面3aと擦れる向きに対して横方向については、スイッチ21、22とスイッチ23、24とが離れるように配置されている。なお、スイッチ21〜24を取付けた取付具25は、ボルト26によりシュー9に取り付けられているので、ライニング8が磨耗してシュー9を交換する場合には、ボルト26を緩めて古いシュー9から取付具25ごとスイッチ21〜24を取外し、新しいシュー9にボルト26で取付具25ごとスイッチ21〜24を取付ける。
図3において、スイッチ21は、取付具25に取付けられたスイッチ本体21aに、当接部としての可動軸21b、ローラ21d、軸21cがライニング8の近傍に位置するように設けられている。可動軸21bは、スイッチ本体21aからブレーキドラム3の方へ突出するように設けられている。可動軸21bの先端部には、軸21cによって回転可能にローラ21dが設けられており、ローラ21dがブレーキドラム3に当接するとスイッチ21で信号が生成され、磨耗状況判定部30に送られるようになっている。回転しているブレーキドラム3と当接するとローラ21dはブレーキドラム3と一緒に回転できるようになっている。また、ローラ21dがブレーキドラム3と所定の押圧力以上で当接すると、ローラ21dとブレーキドラム3は当接したまま、可動軸21bはスイッチ本体21aの中に押込まれるようになっている。
なお、ローラ21dの材料は、ブレーキドラム3の材料の硬さと同じか、又はブレーキドラム3の材料の硬さよりも小さい硬さの材料が使用されている。硬さの比較は例えば、ブリネル硬さ、ビッカース硬さ、ロックウェル硬さ、ショア硬さなどににより行う。例えば、ブレーキドラム3の材料が鋳鉄の場合は、ローラ21dの材料は鋳鉄又は合成樹脂を使用する。
スイッチ22〜24についても、スイッチ21と同様にそれぞれスイッチ本体22a〜24aに可動軸22b〜24bが設けられ、可動軸22b〜24bの先端部にはそれぞれ軸22c〜24cによって回転可能にローラ22d〜24dが設けられている。そして、ローラ22d〜24dがブレーキドラム3に当接するとスイッチ22〜24でそれぞれ信号が生成され、磨耗状況判定部30に送られるようになっている。また、ローラ22d〜24dがブレーキドラム3と所定の押圧力以上で当接すると、ローラ22d〜24dとブレーキドラム3は当接したまま、可動軸22b〜24bはそれぞれスイッチ本体22a〜24aの中に押込まれるようになっている。また、ローラ22d〜24dの材料は、ローラ21dの材料と同じ材料が使われている。
図3では、例えば新品の磨耗していない状態で摩擦面8aと保持面8bとの距離、つまり、ライニング8の厚さがTのライニング8が取付けられ、ライニング8がブレーキドラム3から引離された状態を示している。ライニング8の摩擦面8aとブレーキドラム3の外周面3aの間の距離をSとすると、ライニング8が磨耗していない場合に、ブレーキドラム3に押付けられた位置と、引離された位置とをライニング8が変位される距離はSとなる。
ところで、図3のライニング8に一点鎖線で示すように、例えば、ライニング8が磨耗して厚さが所定の寸法としてT/3薄くなり、残り厚さが2T/3になった状態を交換予報厚さとしている。そして、ローラ21d、24dの位置が、摩擦面8aから保持面8bの方へ向かって所定の寸法としてのT/3の位置になるようにスイッチ21、24は取付けられている。この場合には、ローラ21d、24dと外周面3aの距離はS+T/3になっている。
更に、図3のライニング8に二点鎖線で示すように、例えば、ライニング8が磨耗して厚さが所定の寸法として2T/3薄くなり、残り厚さがT/3になった状態を交換警報厚さとしている。そして、ローラ22d、23dの位置が、摩擦面8aから保持面8bの方へ向かって所定の寸法としての2T/3の位置になるようにスイッチ22、23は取付けられている。この場合には、ローラ22d、23dと外周面3aの距離はS+2T/3になっている。
また、図3、図4に示すようにシュー9を背面から見ると、ローラ21d、24dと外周面3aの距離をS+T/3に取付けられたスイッチ21、24は、シュー9、つまり、ライニング8の四隅のうち対角になる位置に配置されている。また、ローラ22d、23dと外周面3aの距離をS+2T/3に取付けられたスイッチ22、23も、ライニング8の四隅のうち対角になる位置に配置されている。
このように構成されたエレベータ用巻上機のブレーキ装置の動作について説明する。図1に示すように、電磁コイル16を励磁すると、磁力によりプランジャー17が下部へ移動し下面17aがケース底面18aに当接する。そして、押棒17bはレバー12の上面12aを下方へ押してレバー12を揺動させるとともに、レバー12の側面12bがバネ10の付勢力に抗して突起部7bを押すことにより、ブレーキドラム3から離れる方へアーム7を回動する。これにともないライニング8をブレーキドラム3から引離し、ブレーキドラム3を回転可能にする。
次に、図2に示すように、電磁コイル16の励磁を解除すると、吸引力は無くなりバネ10の付勢力により突起部7bがレバー12の側面12bを押すとともに、上面12aが押棒17bを上方へ押し上げ、プランジャー17をケース底面18aから浮き上がらせ中空部16aの上部に保持する。また、バネ10の付勢力によりアーム7をブレーキドラム3の方へ回動させライニング8をブレーキドラム3に押付けてブレーキドラム3を制動する。このようにしてブレーキ装置2を解放したり制動したりする。
ライニング8をブレーキドラム3から引離した状態では、プランジャー17の下面17aがケース底面18aに当接している。そして、ケース底面18aは常に同じ位置にある。このため、この状態でのライニング8の保持面8bの位置は、常に同じ所定の位置となる。このようにしてライニング8は、保持面8bが常に同じ所定の位置となるブレーキドラム3から引離した位置と、摩擦面8aをブレーキドラム3に押付けた位置とを変位する。そして、ライニング8をブレーキドラム3から引離した状態での摩擦面8aとブレーキドラム3との距離が、ライニング8が変位する距離となる。このようにしてライニング8は変位するので、磨耗していない場合、つまり、摩擦面8aと保持面8bとの距離が一定の場合は、ライニング8が変位する距離も一定である。
ところで、回転しているブレーキドラム3にライニング8を押付けると、摩擦面8aが外周面3aと擦れてライニング8は磨耗する。例えばライニング8が交換予報厚さまで磨耗すると、摩擦面8aと保持面8bとの距離は所定の寸法としてのT/3だけ短くなる。そして、ライニング8をブレーキドラム3から引離した状態では、保持面8bの位置は常に同じ所定の位置にあるので、この状態での摩擦面8aの位置は、磨耗する前と比べると、所定の位置にある保持面8bにT/3だけ近づくことになる。これにともない摩擦面8aと外周面3aとの距離は、T/3だけ増加することになる。従って、ライニング8が変位する距離は所定の寸法としてのT/3だけ増加してS+T/3になる。
一方で、スイッチ21、24は、ライニング8をブレーキドラム3から引離した状態で、ローラ21d、24dと外周面3aとの距離がS+T/3になるように取付けている。このため、ライニング8をブレーキドラム3に押付けると、ローラ21d、24dが外周面3aに当接し、スイッチ21、24が信号を生成する。ブレーキドラム3が回転中は、ローラ21d、24dも一緒に回転する。
スイッチ21、24が生成した信号を受けて磨耗状況判定部30は、交換予報厚さまで磨耗が進んだと判定し、ライニング8が交換予報厚さまで磨耗したことを表示するように表示器33に信号を送るとともに、通信部31から通信回線35を経由して監視所32へライニング8が交換予報厚さまで磨耗したことを通報する。なお、交換予報厚さまで磨耗が進んだ段階では、エレベータは通常通り運転を行うので、エレベータ運転制御部34へは信号を送らない。
更に磨耗が進み、例えばライニング8が交換警報厚さまで磨耗すると、摩擦面8aと保持面8bとの距離は所定の寸法としての2T/3だけ短くなる。そして、ライニング8をブレーキドラム3から引離した状態では、保持面8bの位置は常に同じ所定の位置にあるので、この状態での摩擦面8aの位置は、磨耗する前と比べると、所定の位置にある保持面8bに2T/3だけ近づくことになる。これにともない摩擦面8aと外周面3aとの距離は、所定の寸法としての2T/3だけ増加することになる。従って、ライニング8が変位する距離は所定の寸法としての2T/3だけ増加してS+2T/3になる。
一方で、スイッチ22、23は、ライニング8をブレーキドラム3から引離した状態で、ローラ22d、23dと外周面3aの距離がS+2T/3になるように取付けている。このため、ライニング8をブレーキドラム3に押付けると、ローラ22d、23dが外周面3aに当接し、スイッチ22、23が信号を生成する。ブレーキドラム3が回転中は、ローラ22d、23dも一緒に回転する。
スイッチ22、23が生成した信号を受けて磨耗状況判定部30は、交換警報厚さまで磨耗が進んだと判定し信号をエレベータ運転制御部34に送ると、エレベータ運転制御部34はエレベータ乗りかご(図示せず)を安全な乗場に停止する。また、ライニング8が交換警報厚さまで磨耗したことを表示するように表示器33に信号を送るとともに、通信部31から通信回線35を経由して監視所32へライニング8が交換警報厚さまで磨耗したことを通報する。
なお、以上の説明では、ライニング8が摩擦面8aの全面に渡って均一に磨耗し、ライニング8の厚さが均等に薄くなる場合で説明したが、摩擦面8aの場所によって磨耗量が異なる場合もある。この場合のライニング8交換の判定は、磨耗量の多い場所で行う。例えば、スイッチ21、22側がスイッチ23、24側よりも磨耗量が多い場合は、ライニング8の厚さがT/3だけ薄くなり、ライニング8が変位する距離がT/3だけ増加してS+T/3になるとスイッチ21が生成する信号により磨耗状況判定部30は、交換予報厚さまで磨耗が進んだと判定し信号を送る。また、ライニング8の厚さが2T/3だけ薄くなり、ライニング8が変位する距離が2T/3だけ増加してS+2T/3になるとスイッチ22が生成する信号により磨耗状況判定部30は、交換警報厚さまで磨耗が進んだと判定し信号を送る。
更に、例えば、スイッチ21、23側がスイッチ22、24側よりも磨耗量が多い場合でも同様に、スイッチ21が生成する信号により磨耗状況判定部30は、交換予報厚さまで磨耗が進んだと判定して信号を送り、また、スイッチ23が生成する信号により磨耗状況判定部30は、交換警報厚さまで磨耗が進んだと判定して信号を送る。
このように構成されたエレベータ用巻上機のブレーキ装置は、回転可能に設けられたブレーキドラム3の外周面3aに摩擦面8aを押付けた位置と、保持面8bが所定の位置となるように外周面3aから摩擦面8aを引離した位置とを変位するライニング8が磨耗して、摩擦面8aと保持面8bとの距離が所定の寸法だけ短くなるのにともない、変位する距離が所定の寸法だけ増加することにより、スイッチ21〜24の可動軸21b〜24bの先端部に設けられたローラ21d〜24dが外周面3aに当接してスイッチ21〜24が信号を生成し、磨耗状況判定部30で所定の寸法だけ磨耗したと判定して通信部31から通信回線35を経由して監視所32に通報する。このためライニング8の磨耗の進み具合をブレーキ装置2の設置場所まで出向くことなく監視所32にて容易に監視できる。
また、ライニング8が磨耗して所定の寸法だけ薄くなるとスイッチ21〜24が信号を生成することになる所定の寸法は、2つの寸法が設定されている。つまり、スイッチ21、24はライニング8が交換予報厚さまで磨耗すると信号を生成し、監視所32に通報されるように設けてあり、スイッチ22、23はライニング8が交換警報厚さまで磨耗すると信号を生成し、監視所32に通報されるように設けてある。これにより交換予報厚さまで磨耗が進んだと通報されてから、交換警報厚さまで磨耗が進んだと通報されるまでの間にライニング8を交換すればよいので、例えば、他の保守作業と一緒にライニング8の交換作業を行うなど保守作業を効率良く行うことができる。
また、ライニング8が磨耗して所定の寸法だけ薄くなるとスイッチ21〜24が信号を生成することになる所定の寸法は、2つの寸法が設定されたうえで、更に、同じ寸法に設定されたスイッチ21、24が対角の位置に、また、スイッチ22、23が対角の位置になるようにライニング8の四隅に配置されている。つまり、対角に位置するスイッチ21、24はライニング8が交換予報厚さまで磨耗すると信号を生成し、監視所32に通報されるように設けてあり、もう一方の対角に位置するスイッチ22、23はライニング8が交換警報厚さまで磨耗すると信号を生成し、監視所32に通報されるように設けてある。
従って、ライニング8の摩擦面8aの場所によって磨耗量が異なる場合でも、まずライニング8が交換予報厚さに達するとスイッチ21、24のどちらかが信号を生成して通報され、次に交換警報厚さに達するとスイッチ22、23のどちらかが信号を生成して通報される。このため摩擦面8aの場所によって磨耗量が異なる場合でもライニング8の磨耗の進み具合をブレーキ装置2の設置場所まで出向くことなく監視所32にて容易に監視できる。
また、ライニング8が交換予報厚さまで磨耗したこと、或いはライニング8が交換警報厚さまで磨耗したことを表示器33に表示するので、巻上機1の設置場所で保守作業中の保守員は表示器33を見るだけでライニング8の磨耗の進み具合を容易に把握することができる。
また、ライニング8が交換予報厚さ又は交換警報厚さまで磨耗すると、ローラ21d〜24dはブレーキドラム3の外周面3aと当接し、ブレーキドラム3と一緒に回転する。これによりローラ21d〜24dの材料が外周面3aに付着することはほとんど無く、外周面3aの摩擦係数に影響を与えないので、ブレーキ装置2の制動力は安定して得られる。また、ローラ21d〜24dの材料は、ブレーキドラム3の材料の硬さと同じか、又はブレーキドラム3の材料の硬さよりも小さい硬さの材料が使用されている。従って、ローラ21d〜24dが外周面3aに傷を付けることは無く、外周面3aの摩擦係数に影響を与えないので、ブレーキ装置2の制動力は安定して得られる。
また、ライニング8が交換警報厚さまで磨耗したと磨耗状況判定部30で判定して信号をエレベータ運転制御部34に送ると、エレベータ運転制御部34はエレベータ乗りかご(図示せず)を安全な乗場に停止する。このため、例えば、エレベータの使用頻度が急激に増加して、ライニング8を交換する前に交換警報厚さまで磨耗が進んでもエレベータの安全が確保できる。
また、スイッチ21〜24は取付具25を介して、シュー9にボルト26で取付けることができるので、本発明の磨耗の進み具合を監視する装置は、既に設置済みのブレーキ装置2に大幅な改造をすることなく容易に追加できる。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2を図5〜図7により説明する。図5は本発明の実施の形態2に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置の全体構成を示す図で、ブレーキ装置を解放している状態を示している。図6は図5の駆動制動部近傍を示す部分拡大図で、ブレーキ装置を解放している状態を示している。図7は図5の断面C―Cを示す断面図である。
図5〜図7において、円板形状をした被制動部材としてのブレーキディスク103の中央部を貫通して回転軸104が固定されている。回転軸104には、エレベータ乗りかご(図示せず)を懸架する駆動綱車(図示せず)も固定されたうえで巻上機本体(図示せず)に回転可能に支持されている。ブレーキディスク103の外周側の縁部は、略凹状をした駆動制動部本体113の溝部113aに差し込まれている。ブレーキディスク103を間に挟んで対向する溝部内壁113b、113bには、一対の駆動制動部100、100が設けられている。駆動制動部100の固定鉄心118が溝部内壁113bに取付けられ、固定鉄心118のブレーキディスク103側には可動鉄心117が、ブレーキディスク103側へ進退可能に設けられている。
固定鉄心118の可動鉄心117対向部には電磁コイル116が埋め込まれ、また、可動鉄心117をブレーキディスク103側へ付勢するバネ110を挿入する穴118aが設けられている。バネ110は基端部が穴118aに挿入され、先端部は可動鉄心117に当接されている。電源(図示せず)から電磁コイル116に電流が供給され電磁コイル116を励磁すると、可動鉄心117はバネ110の付勢力に抗して電磁コイル116側へ吸引されて固定鉄心118に当接する。電流が遮断され電磁コイル116の励磁が解除されると吸引力は無くなり可動鉄心117は固定鉄心118から離れてブレーキディスク103側に付勢される。
ブレーキディスク103に対向するように、摩擦部材としてのライニング108がシュー109を介して可動鉄心117に取付けられている。ライニング108は保持面108bの部分でシュー109に取付けられており、保持面108bの反対側の面である摩擦面108aがブレーキディスク103に接離可能に対向している。可動鉄心117がバネ110によりブレーキディスク103側へ付勢されたり、バネ110の付勢力に抗して励磁された電磁コイル116側へ吸引されて固定鉄心118に当接されたりするのにともない、摩擦面108aがブレーキディスク103に押付けられた位置と、引離された位置とを、ライニング108はシュー109及び可動鉄心117とともに変位される。
ライニング108がブレーキディスク103に押付けられると、ブレーキディスク103は制動される。ライニング108がブレーキディスク103から引離されると、ブレーキディスク103は回転可能になる。回転しているブレーキディスク103にライニング108が押付けられると、摩擦面108aがブレーキディスク103と擦れるとともにライニング108は磨耗する。
検出手段として、1つの可動鉄心117につき2つのスイッチ121、121、及び、それぞれのスイッチ121とリード線119で接続された磨耗状況判定部130が設けられている。1つの可動鉄心117に設けられた2つのスイッチ121、121は、摩擦面108aがブレーキディスク103と擦れる方向に離れて配置されるように、可動鉄心117の両側面にそれぞれ取付けられている。そして、磨耗状況判定部130から通報手段としての通信部131と通信回線135を経由してライニング108とは遠隔位置に設けられた監視所132に接続されている。
スイッチ121は、可動鉄心117に取付けられたスイッチ本体121aに、当接部としての可動軸121bと、ローラ121cとがライニング108の近傍に位置するように設けられている。ローラ121cは軸(図示せず)により可動軸121bの先端部に回転可能に設けられている。可動軸121bは、スイッチ本体121aからブレーキディスク103の方へ突出して設けられており、先端部のローラ121cがブレーキディスク103と当接して生成された信号が磨耗状況判定部130に送られる。スイッチ121にて生成された信号を受けるとライニング108が交換基準厚さまで磨耗したと判定するように、磨耗状況判定部130は予め設定されている。回転しているブレーキディスク103と当接するとローラ121cはブレーキディスク103と一緒に回転する。
また、ローラ121cがブレーキディスク103と所定の押圧力以上で当接すると、ローラ121cとブレーキディスク103は当接したまま、可動軸121bはスイッチ本体121aの中に押込まれるようになっている。ローラ121cの材料は、ブレーキディスク103の材料の硬さと同じか、又はブレーキディスク103の材料の硬さよりも小さい硬さの材料が使用されている。硬さの比較は例えば、ブリネル硬さ、ビッカース硬さ、ロックウェル硬さ、ショア硬さなどににより行う。例えば、ブレーキディスク103の材料が鋳鉄の場合は、ローラ121cの材料は鋳鉄又は合成樹脂を使用する。
図5、図6は、例えば新品の磨耗していない状態で摩擦面108aと保持面108bとの距離、つまり、ライニング108の厚さがGのライニング108が取付けられ、ライニング108がブレーキディスク103から引離された状態を示している。ライニング108の摩擦面108aとブレーキディスク103の間の距離をFとすると、ライニング108が磨耗していない場合に、ブレーキディスク103に押付けられた位置と、引離された位置とをライニング108が変位する距離はFとなる。
ところで、例えば、ライニング108が磨耗して厚さが所定の寸法としてG/2薄くなり、残り厚さがG/2になった状態を交換基準厚さとしている。そして、ローラ121cの位置が、摩擦面108aから保持面108bの方へ向かって所定の寸法としてのG/2の位置になるようにスイッチ121は取付けられている。この場合には、ローラ121cとブレーキディスク103の距離はF+G/2になっている。
このように構成されたエレベータ用巻上機のブレーキ装置の動作について説明する。電磁コイル116を励磁すると可動鉄心117はバネ110の付勢力に抗して電磁コイル116側へ吸引されて固定鉄心118に当接する。これにともないライニング108がブレーキディスク103から離れ、ブレーキディスク103を回転可能にする。次に、電磁コイル116の励磁を解除するとバネ110の付勢力により可動鉄心117とシュー109を介してライニング108をブレーキディスク103に押付け、ブレーキディスク103を制動する。このようにしてブレーキ装置102を解放したり制動したりする。
ライニング108をブレーキディスク103から引離した状態では、可動鉄心117が固定鉄心118に当接している。そして、固定鉄心118は常に同じ位置にある。このため、この状態でのライニング108の保持面108bの位置は、常に同じ所定の位置となる。このようにしてライニング108は、保持面108bが常に同じ所定の位置となるブレーキディスク103から引離した位置と、摩擦面108aをブレーキディスク103に押付けた位置とを変位する。そして、ライニング108をブレーキディスク103から引離した状態での摩擦面108aとブレーキディスク103との距離が、ライニング108が変位する距離となる。このようにしてライニング108は変位するので、磨耗していない場合、つまり、摩擦面108aと保持面108bとの距離が一定の場合は、ライニング108が変位する距離も一定である。
ところで、回転しているブレーキディスク103にライニング108を押付けると、摩擦面108aがブレーキディスク103と擦れてライニング108は磨耗する。例えばライニング108が交換基準厚さまで磨耗すると、摩擦面108aと保持面108bとの距離は所定の寸法としてのG/2だけ短くなる。そして、ライニング108をブレーキディスク103から引離した状態では、保持面108bの位置は常に同じ所定の位置にあるので、この状態での摩擦面108aの位置は、磨耗する前と比べると、所定の位置にある保持面108bにG/2だけ近づくことになる。これにともない摩擦面108aとブレーキディスク103との距離は、G/2だけ増加することになる。従って、ライニング108が変位する距離は所定の寸法としてのG/2だけ増加してF+G/2になる。
一方で、スイッチ121は、ライニング108をブレーキディスク103から引離した状態で、ローラ121dとブレーキディスク103との距離がF+G/2になるように取付けている。このため、ライニング108をブレーキディスク103に押付けると、ローラ121dがブレーキディスク103に当接し、スイッチ121が信号を生成する。ブレーキディスク103が回転中は、ローラ121dも一緒に回転する。
スイッチ121が生成した信号を受けて磨耗状況判定部130は、交換基準厚さまで磨耗が進んだと判定し、通信部131から通信回線135を経由して監視所132へライニング108が交換基準厚さまで磨耗したことを通報する。
なお、ライニング108の場所によって磨耗量が異なり、例えば、図7において右のスイッチ121側の方が左のスイッチ121側よりも磨耗量が多い場合は、右のスイッチ121側のライニング108の厚さがG/2だけ薄くなり、ライニング108が変位する距離がG/2だけ増加してF+G/2になると右のスイッチ121が生成する信号により磨耗状況判定部130は、交換基準厚さまで磨耗が進んだと判定し信号を送る。
このように構成されたエレベータ用巻上機のブレーキ装置は、回転可能に設けられたブレーキディスク103に摩擦面108aを押付けられた位置と、保持面108bが所定の位置まで引離された位置とを変位するライニング108が所定の寸法だけ磨耗して、摩擦面108aと保持面108bとの距離が所定の寸法だけ短くなるのにともない、変位する距離が所定の寸法だけ増加することにより、スイッチ121の可動軸121bの先端部に設けられたローラ121cがブレーキディスク103に当接してスイッチ121が信号を生成し、磨耗状況判定部130で所定の寸法だけ磨耗したと判定して通信部131から通信回線135を経由して監視所132に通報する。このためライニング108の磨耗の進み具合をブレーキ装置102の設置場所まで出向くことなく監視所132にて容易に監視できる。
また、ライニング108の場所によって磨耗量が異なる場合もある。この場合のライニング108を交換する判定は、磨耗量の多い場所で行う。磨耗量が多い場所のライニング108の厚さがG/2だけ磨耗し、ライニング108が変位する距離がG/2だけ増加してF+G/2になり、近傍のスイッチ121が信号を生成すると、磨耗状況判定部130、通信部131、通信回線135を経て監視所132に通報するので、ライニング108の場所によって磨耗量が異なる場合でもライニング108の磨耗の進み具合を監視所132にて容易に監視できる。
また、ローラ121cがブレーキディスク103と当接し、回転する場合でも、ローラ121cの材料は、ブレーキディスク103の材料の硬さと同じか、小さいため、ローラ121cがブレーキディスク103に傷を付けることは無く、ブレーキディスク103の摩擦係数に影響を与えないので、制動力は安定して得られる。
また、スイッチ121を可動鉄心117に取付けたので、ライニング108が磨耗してシュー109ごと交換するときに、スイッチ121の取付け、取外し作業は不要である。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3を図8により説明する。図8は本発明の実施の形態3に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置の全体構成を示す図で、ブレーキ装置を制動している状態を示している。
図8において、エレベータ乗りかご(図示せず)を懸架する駆動綱車(図示せず)と一体になって回転可能なように、円筒形状をした被制動部材としてのブレーキドラム203が設けられている。ブレーキドラム203の内側中央部には、ハウジング(図示せず)に固定部材としての固定鉄心218が取付けられている。固定鉄心218の左右両側には、ブレーキドラム203の内周面203a側へ進退可能に、一対の可動部材としての可動鉄心217、217が設けられている。可動鉄心217に対向している固定鉄心218の左右両側部にはそれぞれ電磁コイル216が埋め込まれ、また、可動鉄心217をブレーキドラム203の内周面203a側へ付勢するバネ210を挿入する穴218aもそれぞれ設けられている。バネ210は基端部が穴218aに挿入され、先端部は可動鉄心217に当接されている。
電源(図示せず)から電磁コイル216に電流が供給され電磁コイル216が励磁されると、可動鉄心217はバネ210の付勢力に抗して電磁コイル216側へ吸引されて固定鉄心218に当接する。電流が遮断され電磁コイル216の励磁が解除されると吸引力は無くなり可動鉄心217は固定鉄心218から離れてブレーキドラム203側へ付勢される。
ブレーキドラム203の内周面203aに対向するように、摩擦部材としてのライニング208がシュー209を介して可動鉄心217に取付けられている。ライニング208は保持面208bの部分でシュー209に取付けられており、保持面208bの反対側の面である摩擦面208aがブレーキドラム203の内周面203aに接離可能に対向している。可動鉄心217がバネ210により内周面203a側に付勢されたり、バネ210の付勢力に抗して励磁された電磁コイル216側へ吸引されて固定鉄心217に当接されたりするのにともない、摩擦面208aが内周面203aに押付けられた位置と、引離された位置とを、ライニング208はシュー209及び可動鉄心217とともに変位される。
ライニング208がブレーキドラム203に押付けられると、ブレーキドラム203は制動される。ライニング208がブレーキドラム203から引離されると、ブレーキドラム203は回転可能になる。回転しているブレーキドラム203にライニング208が押付けられると、摩擦面208aが内周面203aと擦れるとともにライニング208は磨耗する。
検出手段の測定部として、1つのシュー209につき2つの距離センサ221、221が設けられ、また、検出手段としてそれぞれの距離センサ221とリード線219で接続された磨耗状況判定部230が設けられている。1つのシュー209に設けられた2つの距離センサ221、221は、摩擦面208aが内周面203aと擦れる方向に離れて配置されるように、固定鉄心218に対向して可動鉄心217の上下両側面にそれぞれ取付けられている。そして、磨耗状況判定部230から通報手段としての通信部231と通信回線235を経由してライニング208とは遠隔位置に設けられた監視所232に接続されている。
これらの距離センサ221は、複数の測定箇所として、例えば可動鉄心217が変位される方向の可動鉄心217と固定鉄心218との間の距離をそれぞれ測定することとしている。そして、可動鉄心217と固定鉄心218とが当接した状態での距離の測定データがゼロとなるように、可動鉄心217の固定鉄心218と当接する面に揃えて距離センサ221が取付けられている。また、距離センサ221の固定鉄心218までの距離の測定データは磨耗状況判定部230に送られる。
図8は、例えば新品の磨耗していない状態で摩擦面208aと保持面208bとの距離、つまり、ライニング208の厚さがHのライニング208が取付けられ、ライニング208がブレーキドラム203に押付けられた状態を示している。この状態での可動鉄心217が変位する方向の可動鉄心217と固定鉄心218との距離を例えばPとする。ライニング208が磨耗していない場合に、ブレーキドラム203に押付けられた位置と、引離された位置とをライニング208が変位する距離及び、距離センサ221の測定データはPとなる。
ところで、例えば、ライニング208が磨耗して厚さが所定の寸法としてH/2薄くなり、残り厚さがH/2になった状態を交換基準厚さとしている。
このように構成されたエレベータ用巻上機のブレーキ装置の動作について説明する。電磁コイル216の励磁を解除しておくとバネ210の付勢力により可動鉄心217とシュー209を介してライニング208をブレーキドラム203に押付け、ブレーキドラム203を制動する。次に、電磁コイル216を励磁すると可動鉄心217はバネ210の付勢力に抗して電磁コイル216側へ吸引されて固定鉄心218に当接する。これにともないライニング208がブレーキドラム203から離れ、ブレーキドラム203は回転可能になる。このようにしてブレーキ装置202を制動したり解放したりする。
ライニング208をブレーキドラム203から引離した状態では、可動鉄心217が固定鉄心218に当接している。そして、固定鉄心218は常に同じ位置にある。このため、この状態でのライニング208の保持面208bの位置は、常に同じ所定の位置となる。このようにしてライニング208は、保持面208bが常に同じ所定の位置となるブレーキドラム203から引離した位置と、摩擦面208aをブレーキドラム203に押付けた位置とを変位する。そして、摩擦面208aをブレーキドラム203に押付けた状態での可動鉄心217が変位する方向の可動鉄心217と固定鉄心218との距離、つまり、距離センサ221が測定する距離が、ライニング208が変位する距離となる。このようにしてライニング208は変位するので、磨耗していない場合、つまり、摩擦面208aと保持面208bとの距離が一定の場合は、ライニング208が変位する距離も一定である。
ところで、ブレーキドラム203にライニング208を押付けると、摩擦面208aが内周面203aと擦れ、ライニング208は磨耗する。例えばライニング208が交換基準厚さまで磨耗すると、摩擦面208aと保持面208bとの距離は所定の寸法としてのH/2だけ短くなる。そして、ライニング208をブレーキドラム203に押付けた状態では、保持面208bの位置は、磨耗する前と比べると、ブレーキドラム203にH/2だけ近づくことになる。これにともない可動鉄心217が変位する方向の可動鉄心217と固定鉄心218との距離、つまり、距離センサ221が測定する距離は、H/2だけ増加することになる。従って、ライニング208が変位する距離は所定の寸法としてのH/2だけ増加してP+H/2になる。
このように、ライニング208が交換基準厚さまで磨耗して、厚さがH/2だけ薄くなると、距離センサ221が測定する距離は、P+H/2になる。従って、距離センサ221の測定データがP+H/2になるとライニング208が交換基準厚さまで磨耗したと判定するように、磨耗状況判定部230を予め設定しておく。これにより、ライニング208が磨耗して距離センサ221の測定データがP+H/2に増加すると、磨耗状況判定部230が通信部231から通信回線235を経由して監視所232にライニング208が交換基準厚さまで磨耗したことを通報する。
このように構成されたエレベータ用巻上機のブレーキ装置は、ライニング208が交換基準厚さまで磨耗した場合にライニング208が変位する距離を磨耗状況判定部230に予め設定しておく。そして、ライニング208が磨耗し、摩擦面208aを内周面203aに押付けた状態での距離センサ221の測定データが予め設定した寸法に増加すると、磨耗状況判定部230が通信部231から通信回線235を経由して監視所232にライニングが交換基準厚さまで磨耗したことを通報する。このためライニング208の磨耗の進み具合をブレーキ装置202の設置場所まで出向くことなく監視所232にて容易に監視できる。
また、内周面203aには摩擦面208aが接触するだけなので、内周面203aの摩擦係数に影響を与える異物の付着や、傷が付くことは無く、ブレーキ装置202の制動力が安定して得られる。
なお、各実施の形態では、複数のスイッチ又は距離センサを設けた場合で説明したが、1台の巻上機に設けられた複数のライニングのうちの1つに、スイッチ又は距離センサを1つ設けるだけで、監視所で磨耗の進み具合を監視することは可能となる。また、数を増やせば磨耗の進み具合をより詳しく監視することができる。
また、監視所32、132への通報を磨耗量に応じて、実施の形態1では2段階に、実施の形態2では1段階に設定した場合で説明したが、1台の巻上機に設けたスイッチの数の範囲内であれば何段階でも設定可能であり、段階を少なくするとスイッチの設定作業が容易になり、段階を多くすると磨耗の進み具合をより詳しく監視することができる。
また、実施の形態3のように距離センサ221を使用した場合は、測定データに応じて複数回通報するように磨耗状況判定部230を設定しておけば、1つの距離センサ221で磨耗の進み具合をより詳しく監視することができる。更に、交換基準厚さの手前の段階で、細かく複数回通報するようにしておけば、ブレーキ装置202の機能を確保したうえで、ライニング208が交換基準厚さになるまで使い切ることができ、廃棄するライニング208を減らして環境負荷を軽減できる。
また、実施の形態2、3でも実施の形態1のように、例えば巻上機を設置している機械室に表示器を設置して磨耗の進み具合を表示したり、エレベータの運転制御部に信号を送りエレベータを安全な乗場で停止したりすると、同じ効果が得られる。
また、実施の形態2では可動鉄心117にスイッチ121を取付けた場合で説明したが、例えば可動鉄心117に距離センサを取付けて実施の形態3と同様に、可動鉄心117と固定鉄心118の距離を測定して磨耗の進み具合を監視しても良い。
また、実施の形態3では距離センサ221を可動鉄心217に取付け、可動鉄心217と固定鉄心218との間の距離を測定したが、ライニング208が変位する距離を測定できるようにしておけば、シュー209又は固定鉄心218など他の場所に距離センサ221を取付けても良い。