JP2018046653A - Electric motor with disc brake - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ディスクブレーキ付電動機に関する。 Embodiments described herein relate generally to an electric motor with a disc brake.
エレベータ装置は、エレベータかごとカウンターウエイトをロープで繋ぎ、このロープを巻上機により回転させることで、エレベータかごを昇降させるようになっている。この巻上機用の電動機としては、電動機本体の反負荷側にディスク式のブレーキ部を備えるディスクブレーキ付モータが採用されている(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、電磁石及びばねにより移動するアーマチュアとを備えている。そして、電磁石の通電時にはアーマチュアがブレーキディスクから離間しており、電磁石が断電されると、アーマチュアがブレーキディスクを本体の固定部に押付けることによって、回転軸を回転不能にロックする、ひいてはエレベータかごを停止位置に保持するようになっている。 The elevator apparatus connects an elevator car and a counterweight with a rope, and rotates the rope with a hoist to raise and lower the elevator car. As the electric motor for the hoisting machine, a motor with a disk brake having a disk-type brake portion on the opposite side of the electric motor body is employed (for example, see Patent Document 1). The brake part includes a brake disk that rotates integrally with a rotating shaft of a motor, and an armature that moves by an electromagnet and a spring. When the electromagnet is energized, the armature is separated from the brake disc. When the electromagnet is turned off, the armature presses the brake disc against the fixed part of the main body to lock the rotating shaft so that it cannot rotate. The car is held in the stop position.
ところで、上記のようなディスクブレーキ付モータにあっては、高温、多湿環境で、長期間、例えば数日から2週間程度モータが停止されると、ごく初期ではあるが、錆の発生により、モータの再起動時に、ブレーキディスクが固定部或いはアーマチュアに貼り付いてしまう虞があった。このようなブレーキディスクの貼り付きが発生してしまうと、モータが起動できなくなり、エレベータかごの昇降が不能となる事象が発生し得る。 By the way, in the motor with a disc brake as described above, when the motor is stopped for a long period of time, for example, for several days to two weeks, in a high temperature and humidity environment, although it is very early, At the time of restart, there is a possibility that the brake disc may stick to the fixed part or the armature. When such a brake disc sticking occurs, the motor cannot be started, and an event may occur in which the elevator car cannot be raised or lowered.
そこで、ブレーキディスクの固定部分への貼り付きを防止することができるディスクブレーキ付電動機を提供する。 In view of this, an electric motor with a disc brake that can prevent the brake disc from sticking to a fixed portion is provided.
本実施形態のディスクブレーキ付電動機は、電動機本体の反負荷側に、ディスク式のブレーキ部を備えるものであって、前記ブレーキ部を覆うカバーを、前記電動機本体に対してシール部材を介して気密状に取付けるところに特徴を有する。 The electric motor with a disc brake according to the present embodiment includes a disc-type brake portion on the non-load side of the electric motor main body, and a cover that covers the brake portion is airtight with respect to the electric motor main body via a seal member. It is characterized by the fact that it is attached in a shape.
(1)第1の実施形態
以下、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の永久磁石式同期モータに適用した第1の実施形態について、図1から図6を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るディスクブレーキ付電動機1の全体構成を概略的に示しており、図1では、右側を前側(負荷側)、左側を後側(反負荷側)としている。ここで、ディスクブレーキ付電動機1は、永久磁石式同期モータからなる電動機本体2の反負荷側(図1で左側)に、ディスク式のブレーキ部3を備えている。
(1) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment applied to a permanent magnet synchronous motor with a disk brake used as a drive source for an elevator hoisting machine will be described with reference to FIGS. To do. FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a
このとき、ディスクブレーキ付電動機1の回転軸4は、電動機本体2を図1で左右方向に貫通するように設けられている。そして、回転軸4の前端部(負荷側端部)に、駆動綱車として機能するシーブ5が取付けられている。シーブ5には、図示しないエレベータかごとカウンターウエイトとを繋ぐロープ6が掛け渡されている。巻上機は、ディスクブレーキ付電動機1によりシーブ5を回転させることによって、ロープ6を上下動させ、エレベータかごを昇降させる構成である。
At this time, the rotating
前記ブレーキ部3は、円板状のブレーキディスク7を備えると共に、上下に2個(2組)の制動機構8を備えている。前記ブレーキディスク7は、その中心部が、前記回転軸4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7の両面には、外周寄り部分に位置して、耐摩耗性の高い摩擦ライニング9が円環状に設けられている。
The
前記制動機構8は、電動機本体2の後方(ブレーキディスク7の後方)に設けられた電磁石10と、その電磁石10の前面側(ブレーキディスク7の後面側)に配置されたアーマチュア11と、それら電磁石10とアーマチュア11との間に設けられた圧縮コイルばねからなるばね12とを備えている。前記電磁石10は、複数本のボルト13により、ブレーキディスク7の外側において、電動機本体2の後部を構成するモータブラケット14に対し固定的に設けられている。アーマチュア11は、電磁石10に対し前後方向(軸方向)に移動可能に支持されている。また、ばね12は、アーマチュア11を前方(ブレーキディスク7に対し押付ける方向)に付勢するように設けられている。
The
これにて、制動機構8は、電磁石10に対する通電時には、ばね12のばね力に抗してアーマチュア11を吸引して、ブレーキディスク7ひいては回転軸4を回転可能とさせる。そして、電磁石10に対する通電停止(断電)時には、ばね12のばね力によって、アーマチュア11が前方に移動し、ブレーキディスク7を前方に押圧して、固定部としてのモータブラケット14の後面部に押付ける。これにて、ブレーキディスク7ひいては回転軸4が回転不能となるようにブレーキがかけられる。この場合、制動機構8は、上下2組が設けられていることにより、安全性が高められるようになっている。
Thus, when the
尚、上記したように、電動機本体2の後端側部分は、金属製のモータブラケット14から構成されており、このモータブラケット14の後面部が固定部として機能する。このとき、図2等にも示すように、モータブラケット14は、四角形状のフランジ部15を有して構成されている。また、図2に示すように、前記回転軸4の後端部にはエンコーダ16が設けられている。更に、図示はしないが、ブレーキ部3には、リミットスイッチなども設けられている。
As described above, the rear end portion of the
さて、本実施形態のディスクブレーキ付電動機1には、前記ブレーキ部3への湿気の侵入を防止するためのカバー17が設けられる。以下、このカバー17について、図2〜図6も参照して述べる。このカバー17は、図6等に示すように、前面が開口した矩形箱状をなし、ブレーキ部3に対して後方から被せられるようにして、前面開口部が前記フランジ部15に取付けられ、これにより、ブレーキ部3全体を密閉状に覆うように構成されている。
Now, the
このカバー17は、全体として金属性の薄板から構成されるのであるが、本実施形態では、図1、図6に示すように、上部及び下部、つまり天井面部17a及び底面部17dが、非磁性材料例えばステンレスから構成されている。残りの3面(左右の側面部及び後面部)は、例えば薄い鉄板をコ字状に折曲げて構成され、そのコ字状の鉄板に対し、前記天井面部17a及び底面部17dが接合(例えばろう付け等)されている。更に、後述するように、カバー17の左側面部17bには、図3にも示すように、ブレーキ部3の点検のための点検口18が縦長矩形状に形成されている。これと共に、カバー17の後面部17eには、図4にも示すように、配線引出し用の引出し口19が形成されている。
The
このカバー17は、前記モータブラケット14の後端部のフランジ部15に対し例えばボルト締めにより取付けられる。このとき、カバー17は、シール部材としての例えばゴム製のパッキン21、22、23(図5参照)を介して、モータブラケット14のフランジ部15に対し気密状に(湿気の流通がないように)取付けられる。本実施形態では、次のような取付け構造が採用されている。
The
即ち、図6に示すように、カバー17のうち天井面部17aの前端辺部には、図5(a)にも示すように、3個のねじ挿通孔24が形成されている。カバー17の左側面部17bの前端辺部にも、3個のねじ挿通孔24が形成されている。そして、図5(b)にも示すように、カバー17の右側面部17cの前端には、天井面部17aの前端よりも後方に位置して、外側(右側)に直角に曲がるようなフランジ辺部25が形成されており、このフランジ辺部25にも、3個のねじ挿通孔24が形成されている。図5(c)にも示すように、カバー17の底面部17dの前端辺部には、ねじ挿通孔24は存在しない。
That is, as shown in FIG. 6, three
これに対し、前記フランジ部15に関しては、まず、図2及び図5(a)に示すように、フランジ部15のうち上辺部に、カバー17の天井面部17aの前端面の下面を受ける受け面15aが上面を向いて設けられ、この受け面15aにねじ挿通孔24に対応した3個のタップ穴26が形成されている。同様にフランジ部15のうち左側辺部には、図2(a)に示すように、カバー17の左側面部17bの前端面内の内側を受ける受け面15bが左側方を向いて設けられ、この受け面15bにもねじ挿通孔24に対応した3個のタップ穴26が形成されている。
On the other hand, with respect to the
図2(b)及び図5(b)に示すように、フランジ部15のうち右側辺部には、前記受け面15aよりも後方に突出した形態で、フランジ辺部25の前面を受ける受け面15cが後方を向いて設けられ、この受け面15cにもねじ挿通孔24に対応した3個のタップ穴26が形成されている。フランジ部15のうち下辺部には、図5(c)に示すように、カバー17の底面部17dの前端辺部が配置される凹部15dが形成されている。底面部17dの前端辺部の端面と、凹部15dの奥壁との間には、パッキン23配置用の僅かな隙間が形成されている。
As shown in FIGS. 2B and 5B, the right side of the
そして、前記パッキン21は、細長い薄板状(帯状)をなし、図2(a)に示すように、受け面15a上を右から左に全体に延びて配置されると共に、更に連続して受け面15b上を上から下に全体に延びるように配置される。前記パッキン22は、細長い薄板状(帯状)をなし、図2(a)に示すように、受け面15cに上下方向全体に延びて配置されている。これらパッキン21、22には、前記タップ穴26に対応した孔が形成されている。図5(c)に示すように、前記パッキン23は左右方向に線状に延びている。
The packing 21 has an elongated thin plate shape (strip shape), and as shown in FIG. 2 (a), the packing 21 extends from the right to the left on the receiving
上記構成において、カバー17をフランジ部15に取付けるにあたっては、まず、カバー17の天井面部17a及び左側面部17bの前端面を、夫々フランジ部15の受け面15a及び受け面15b(パッキン21)に宛がうように配置し、図5(a)に示すように、6カ所にて、ボルト28がねじ挿通孔24、パッキンの穴27を通してタップ穴26に締付けられる。次いで、カバー17の右側面部17cの前端のフランジ辺部25を、フランジ部15の受け面15c(パッキン22)に宛がうように配置し、図5(b)に示すように、同様に3カ所にてボルト28を締付ける。
In the above configuration, when attaching the
尚、図5(c)に示すように、パッキン23は、底面部17dの前端辺部の端面と凹部15dの奥壁との間に圧縮状とされて保持される。このとき、パッキン21、22、23とカバー17との間には、例えばシリコン等の液状(ゲル状)の防湿剤29が塗布され、更に防湿効果が高められるようになっている。このような取付け構造とすることにより、カバー17に多少の寸法誤差が生じていたとしても、フランジ部15に対する組付け性は良好となる。
In addition, as shown in FIG.5 (c), the packing 23 is compressed and hold | maintained between the end surface of the front-end side part of the
更に、本実施形態では、図3に示すように、前記カバー17の左側面部17cには、前記点検口18よりも大きい矩形状をなし、当該点検口18を気密に塞ぐ蓋部材30が開閉可能、この場合着脱可能に設けられている。詳しく図示はしないが、蓋部材30の裏面側には、点検口18の縁部を機密に塞ぐようなシール部材が設けられている。また、図3、図4に示すように、前記引出し口19は、ブレーキ部3からの配線(電磁石10の通電線、エンコーダ16、リミットスイッチの配線)が引出されるようになっており、このとき、引出し口19は、閉塞部材としてのゴムブッシュ31により気密に塞がれている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the left
次に、本実施形態のディスクブレーキ付電動機1の作用、効果について述べる。上記のように電動機本体2の外部にブレーキ部3を有する構成のディスクブレーキ付電動機1は、高温、多湿環境で、長期間、例えば数日から2週間程度電動機1が停止されると、初期の錆の発生等により、ブレーキディスク7(摩擦ライニング9)が、アーマチュア11又はモータブラケット14に対して貼り付いてしまう虞がある。このようなブレーキディスク7の貼り付きが発生してしまうと、電動機1が起動できなくなり、エレベータかごの昇降が不能となる事象が発生し得る。
Next, the operation and effect of the
ところが、本実施形態では、ブレーキ部3を覆うカバー17を、電動機本体2のフランジ部15に対してシール部材としてのパッキン21、22、23を介して気密状に取付けるようにしている。これにより、カバー17の内部ひいてはブレーキ部3部分に、湿気が侵入することを防止することができる。この結果、高温、多湿環境で、電動機1が長期間停止されることがあっても、ブレーキディスク7が固定部分への貼り付してしまうことを効果的に防止することができる。
However, in this embodiment, the
ちなみに、発明者は、従来品(カバー17の存在しないもの)及び本実施形態品に関してブレーキ部3のブレーキディスク7の貼り付きに関する実験を行った。温度30℃、湿度90%にて3時間放置し、その後、5度まで温度降下させ20時間放置した後、貼り付きの有無(剥がしに必要なトルク)を測定した。その結果、従来品では、貼り付きが発生し、100〜140Nmの剥がしトルクが必要であったが、本実施形態品では、貼り付きは発生せず、剥がしトルクは0であった。
By the way, the inventor conducted an experiment relating to pasting of the
特に本実施形態では、カバー17の天井面部17a及び底面部17dを、非磁性材料であるステンレスから構成し、残りを鉄板から構成した。ブレーキ部3の電磁石10の近くに配置される天井面部17a及び底面部17dが、電磁石10からの電磁的な力(吸引力)を受けることなく済ませることができ、さほど強度を高いものとせずとも、電磁的な力に耐え得るものとなる。カバー17の残りの部分を鉄板から構成することにより、全体的に簡単で安価な構成で済ませることができた。
In particular, in the present embodiment, the
また、カバー17に、ブレーキ部3の点検のための点検口18を設けると共に、当該点検口18を気密に塞ぐ蓋部材30が開閉可能に設ける構成とした。これにより、点検時以外の通常時には、点検口18が気密に塞がれるので、ブレーキ部3に対する湿気の侵入を防止することができる。カバー17に設けられた配線を引出すための引出し口19に関しても、ゴムブッシュ31により気密に塞ぐようにしたので、配線引出し部分から内部に湿気が侵入することを防止することができる。
In addition, the
更に、本実施形態では、シール部材のうち、カバー17の下部に設けられるパッキン23については、底面部17dの前端面と、フランジ部15の凹部15dの奥壁との間に線状に配置する構成とした。これにより、気密性を確保しながらも、パッキンを配置するためにフランジ部15を下方の突出した形態で設けずとも済み、フランジ部15の下方への突出を抑えることができ、スペースを小さく済ませる、言い換えると電動機1全体としての上下方向の大形化を抑制することができる。
Further, in the present embodiment, among the seal members, the packing 23 provided at the lower portion of the
(2)第2の実施形態、その他の実施形態
図7及び図8は、第2の実施形態に係るディスクブレーキ付電動機41の構成を概略的に示しており、上記第1の実施形態と異なる点は、主としてカバー42の構成にある。即ち、ディスクブレーキ付電動機41は、やはり永久磁石式同期モータからなる電動機本体2の反負荷側(図7で左側)に、ディスク式のブレーキ部3を備えている。電動機本体2の後端側部分は、金属製のモータブラケット43から構成されており、このモータブラケット43の後端部に、四角形状のフランジ部44が設けられている。フランジ部44は、上下左右の4面に外面側を向く受け面44aを有している。
(2) Second Embodiment and Other Embodiments FIG. 7 and FIG. 8 schematically show the configuration of the
そして、電動機本体2の後部には、前記ブレーキ部3への湿気の侵入を防止するためのカバー42が設けられる。本実施形態では、カバー42は、非磁性材料である軟質プラスチック製フィルム(シート)から、前面が開口した四角形の袋状に構成されている。具体的には、このカバー42は、ガスバリア性の良い材料、例えば、PTSと称されるセラミック蒸着タイプのポリエチレンフィルムや、PETやポリエチレン等をベースとしたアルミ蒸着フィルム(アルミ箔の積層フィルム)等が用いられる。また、カバー42の前端には、段差部を介して他の部分よりもやや小さく絞られた形態の口部42aが一体的に設けられている。口部42aは、前記フランジ部44の受け面44aの外側にほぼ密に嵌る大きさとされている。
A
このように構成されたカバーは、ブレーキ部3に対して後方から被せられるようにして、口部42aが、フランジ部44の受け面44aの外側に嵌合される。このとき、図7に示すように、フランジ部44の受け面44a全周に、シール部材としての細幅の帯状のパッキン45が配置されている。そして、図8にも示すように、口部42aの外側から、締め付けバンド46により、口部42aの周囲全体をフランジ部44に対して締め付けるようにして固定がなされる。このとき、口部42aの内面と、受け面44aとの間にお圧布45が介在されているので、カバー42は気密状に取付けられる。
The cover configured as described above is fitted to the outside of the receiving
尚、詳しく図示はしないが、本実施形態では、ブレーキ部3の配線は、モータブラケット43に設けられた引出し口を通って外部に導出される。また、ブレーキ部3の点検は、カバー42を取外して行われるようになっている。
Although not shown in detail, in the present embodiment, the wiring of the
このような第2の実施形態のディスクブレーキ付電動機41においては、ブレーキ部3を覆うカバー42を、電動機本体2のフランジ部44に対してシール部材としてのパッキン45を介して気密状に取付けるようにしている。これにより、カバー42の内部ひいてはブレーキ部3部分に、湿気が侵入することを防止することができる。この結果、高温、多湿環境で、電動機41が長期間停止されることがあっても、ブレーキディスク7が固定部分への貼り付してしまうことを効果的に防止することができる。
In such an
特に本実施形態では、カバー42をガスバリア性に優れたプラスチック製フィルムから構成したので、湿気の侵入防止効果に優れたものとすることができた。また、カバー42は非磁性材料からなるので、ブレーキ部3の電磁石10からの電磁的な力(吸引力)による悪影響を受けることがないことは勿論である。更に、カバー42を軽量で、比較的安価に済ませることもでき、カバー42の取付けや交換も容易に行うことができる。
In particular, in the present embodiment, the
尚、上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように拡張または変形することができる。
即ち、図示は省略するが、カバーの形状特に開口部部分の形状、及び電動機本体に対するその取付け構造を、180度の回転対称に構成することができる。このとき、ブレーキ部の点検のための点検口は、カバーの一方の側面に配置され、カバーが電動機本体に対して上下反転して取付け可能に構成されていることにより、点検口を左右どちらの側面にも配置することが可能となる。ここで、エレベータの場合、電動機の取付けスペースやその向きによって、点検口が電動機本体の右側にあった方が良い場合と左側にあった方が良い場合とがある。上記構成によれば、カバーの取付け方によって、点検口を左右どちらの側面にも配置可能とすることができるので、部品の共用化を図ることができる。
In addition, it is not limited to each embodiment mentioned above, For example, it can expand or deform | transform as follows.
That is, although illustration is omitted, the shape of the cover, particularly the shape of the opening portion, and its mounting structure with respect to the motor body can be configured to be 180 degrees rotationally symmetric. At this time, the inspection port for the inspection of the brake part is arranged on one side of the cover, and the cover is configured to be mounted upside down with respect to the motor body, so that the inspection port can be attached to either the left or right side. It can also be arranged on the side surface. Here, in the case of an elevator, there is a case where the inspection port should be on the right side of the motor body and a case where it should be on the left side depending on the installation space and direction of the motor. According to the above configuration, the inspection port can be arranged on either the left or right side depending on how the cover is attached, so that parts can be shared.
また、上記した各実施形態では、カバーの材質として、鉄板とステンレス板との組合せ、或いは、軟質プラスチック製フィルムから構成したが、全体をステンレス板から構成したり、或いは、硬質なプラスチック成型品から構成したりすることもできる。また、ブレーキ部の詳細な構成としても、2つの制動機構8を備える構成に限らず、1つの制動機構を備える構成であっても良い等、様々な変更が可能である。シール部材(パッキン)の形状や構造、材質等についても各種変形が可能である。更には、エレベータ用に限らず、各種用途のディスクブレーキ付電動機に適用することもできる。
Further, in each of the above-described embodiments, the cover material is a combination of an iron plate and a stainless steel plate or a soft plastic film, but the whole is made of a stainless steel plate or a hard plastic molded product. It can also be configured. Further, the detailed configuration of the brake unit is not limited to the configuration including the two
本実施形態は、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。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、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。 This embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図面中、1、41はディスクブレーキ付電動機、2は電動機本体、3はブレーキ部、4は回転軸、7はブレーキディスク、8は制動機構、10は電磁石、14、43はモータブラケット、15、44はフランジ部、17、42はカバー、18は点検口、19は引出し口、21、22、23、45はパッキン(シール部材)、28はボルト、30は蓋部材、31はゴムブッシュ(閉塞部材)、46は締め付けバンドを示す。 In the drawings, 1 and 41 are electric motors with a disc brake, 2 is an electric motor body, 3 is a brake unit, 4 is a rotating shaft, 7 is a brake disc, 8 is a brake mechanism, 10 is an electromagnet, 14 and 43 are motor brackets, 44 is a flange portion, 17 and 42 are covers, 18 is an inspection port, 19 is a drawer port, 21, 22, 23, and 45 are packing (seal members), 28 is a bolt, 30 is a lid member, and 31 is a rubber bush (blocking) (Member), 46 shows a fastening band.
Claims (6)
前記ブレーキ部を覆うカバーを、前記電動機本体に対してシール部材を介して気密状に取付けてなるディスクブレーキ付電動機。 An electric motor with a disc brake having a disc-type brake on the non-load side of the electric motor body,
An electric motor with a disc brake, wherein a cover that covers the brake part is attached to the electric motor body in an airtight manner via a seal member.
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