JP4585381B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

この発明は、電磁力及び制動バネを用いたブレーキ装置に関する。

従来の電磁力及び制動バネを用いたブレーキ装置においては、大きく分けてフィールド(固定鉄心)及びアーマチュア(可動鉄心)から構成される。フィールドにはコイルが巻かれており、コイルに電流を流すことで電磁力を持ち、この電磁力がフィールドとアーマチュア間に圧縮された制動バネを押縮めてアーマチュアとフィールドを吸着させ、ブレーキの制動力を開放する力となる。電磁力が遮断されると圧縮されたバネ力は開放されブレーキの制動力となる。(例えば特許文献1)

特開2001―294385号公報(第2項、第4図)

従来の電磁力及び制動バネを用いたブレーキ装置においては、フィールドがアーマチュアを引付ける吸着力は、フィールドに巻かれたコイルに流す電流の大きさに比例し、フィールドとアーマチュアの隙間(距離)及びフィールドとアーマチュア間に圧縮された制動バネのバネ力に反比例する。ここで制動バネのバネ力は必要となるブレーキの制動力であり、またフィールドとアーマチュアの隙間は、ブレーキ動作のストロークとなり、制動対象が撓むもしくは移動する可能性を考え大きく確保する必要がある。
これにより、上記の隙間を大きく確保し且つ必要なブレーキの制動力(バネ力)を得るためには、フィールドがアーマチュアを引付ける吸着力の増大、つまりコイルへの大幅な電流増加を見込む必要が生じる。従来これはフィールドの大型化、ブレーキ装置の大型化という問題点に繋がり、また省電力への問題点となっていた。
また、ディスク式ブレーキのエレベータ巻上機においてはエレベータ巻上機の幅寸法(回転軸に対し垂直方向の寸法)がブレーキ装置の大きさで決まる為、ブレーキ装置の大型化の問題点はエレベータ巻上機の外形寸法増大に繋がり、エレベータ巻上機を配置する機械室の省スペース化への問題点となっていた。

この発明では、上記のような問題を解決する為になされたもので、ブレーキ制動力が大きなブレーキ装置においても小さな電磁力でブレーキ開放が行えるブレーキ装置を得るものである。

この発明に係るブレーキ装置においては、固定鉄心であるフィールドと、これに対向して設けられた可動鉄心であるアーマチュアと、このアーマチュアと連動するように設けられ、制動対象の制動面と対向するブレーキシューと、フィールドとアーマチュア間に設けられ、ブレーキ落下時にアーマチュアをフィールドから離す方向に変位させて、ブレーキシューを制動面に押付け制動力とする制動バネとを備え、フィールドが磁化されるブレーキ吸引時に、制動バネのバネ力に抗してアーマチュアをフィールドに吸引し制動力を開放する構成のブレーキ装置において、ブレーキ落下時の制動バネの圧縮長を、ブレーキを吸引する直前に伸ばしてバネ力を弱めるとともに、ブレーキ落下時には元の圧縮長に戻しバネ力を強める伸縮機構を備え、この伸縮機構は、制動バネのフィールド側端部を制動バネの伸縮方向に変位させることで、制動バネの圧縮長を変化させるものである。

この発明により、ブレーキ落下時は従来のブレーキの制動力を得つつ、ブレーキ吸引時は要する電力を少なくすることができる。

実施の形態1．
図1はこの発明の実施の形態1におけるエレベータ巻上機の概要を示す正面図である。
エレベータの巻上機1は機械台1dに防振ゴム1cを介して機械室に設置される。巻上機1の軸受台1bに主軸1aが軸受される。巻上機1の駆動綱車は主軸1aに枢持され、主索2を巻き掛け回転駆動し、主索2の両端それぞれの側に連結した乗りかご(図示せず)及び釣合錘(図示せず)を昇降させる。巻上機1に巻き掛けられた主索2の乗りかご側は、さらにソラセ車1aに巻き掛けられ乗りかごを懸架する。巻上機1の駆動綱車と連結された回転体には制動面を有するディスク3が設けられ、軸受台1bにはディスク3に対応したブレーキ装置4が設けられている。

図2はこの発明の実施の形態1におけるブレーキ装置の要部を示す平面図及び正面図である。
ブレーキ装置4は、フィールド(固定鉄心)4aとこれに対向するアーマチュア(可動鉄心)4bのそれぞれの側に連結された一対の制動バネ4c、及びブレーキシュー4dとから構成される。フィールド4aは、コイルが巻かれた電磁マグネットであり、その電磁力のON、OFFはエレベータ電源に連動する。アーマチュア4bは、フィールド4aの正面と対向し、フィールド4aの電磁力がON時に制動バネ4cを圧縮し、フィールド4aに吸着する。この現象をブレーキの「吸引」の状態という。フィールド4aの電磁力がOFF時には制動バネ4cの圧縮力は開放される。この現象をブレーキの「落下」の状態という。ブレーキシュー4dは、アーマチュア4bと連動しディスク制動面3と離接可能であり、吸引の状態でディスク制動面3から離されブレーキ制動を開放し、落下の状態で押付けられブレーキ制動をするものである。
5 はフィールド4aの背面に対向して設けられた円盤状の回転可動式固定部で、制動バネ4cのフィールド側の端部を支持するものである。6は回転可動式固定部5の制動バネ4cを支持する部分に設けられた一対の半球状の突起である。7は制動バネ4cのフィールド4a側の端部に設けられた半球状の座で、回転可動式固定部5の半球状の突起6と球面同士で接触しており摩擦の少ない潤滑な摺動が可能である。5aは回転可動式固定部5の中央部に設けられるベアリング、すべり軸受等の回転機構で、フィールド4aの背面に立設された軸5bを受け、回転可動式固定部5とフィールド4aを固定し、軸5bを中心軸とした回転方向には可動にさせるものである。5cは回転可動式固定部5の円周方向に延びるように一体的に取り付けられた支持部材である。8はエレベータ電源と連動してON、OFFし、これにより支持部材5c及び回転可動式固定部5の回転を付勢、消勢する電磁アクチュエータである。9は一端を軸受台1bに他端を支持部材5cの先端にそれぞれ取り付けられた付勢バネで、支持部材5c及び可動式固定部5を回転させるものである。ここで支持部材5cを長くすることで回転可動式固定部5は小さな力で回転可能となり電磁アクチュエータ8及び付勢バネ9を小型化することが可能である。10は軸受台1bに設けられた支持部材5cの一対のストッパーであり、支持部材5c及び回転可動式固定部5の回転範囲を規制するものである。

以上のように構成されたブレーキ装置における動作を図2及び図3を用いて説明する。図3は図2のブレーキ装置のブレーキ吸引時における状態を示す平面図及び正面図である。
エレベータが使用されていないブレーキの落下時は、図2に示すように、電磁アクチュエータ8の電源はOFFであり、付勢バネ7によるバネ力が支持部材5cに作用している為、支持部材5cはストッパー10の下方に当たっている。そして可動式固定部5の半球状の突起6と制動バネ4cの半球状の座7とは互いに頭の部分で接触し、座7は回転可動式固定部5から離れた位置にあるので、制動バネ4cの圧縮長は通常の長さであり、フィールド4aとアーマチュア4bを引離す力が付勢され、本来のバネ力となっている。
ここで、今、エレベータを使用する時に電源がONとなる際、先ずブレーキ4を吸引する直前に、図3に示すように電磁アクチュエータ8の電源がONとなり、支持部材5cに作用する。これにより、支持部材5c及び回転可動式固定部5が回転機構5aを介して回転し付勢バネ9を押し縮める。支持部材5cは一対のストッパー10の上方に当たるまで回転し、必要以上に回転しない。そして回転可動式固定部5が回転することにより、制動バネ4cの半球状の座7と回転可動式固定部5の半球状の突起6との互いの頭同士の接触は外れ、座7は可動式固定部5に向かい、これに接触するまで移動する。座7が移動することで制動バネ4cの圧縮長は通常の長さよりも伸ばされるので、フィールド4aとアーマチュア4bを引離す力は本来のバネ力よりも小さくなる。この状態でフィールド4aの電磁マグネットがONとなりアーマチュア4bを吸着し、ブレーキ4を吸引状態にする。
またエレベータが使用されているブレーキの吸引時においては、制動バネ4cの圧縮長は常に上記の伸ばされた状態であるので電磁力は小さくて済む。
次にエレベータの使用を終える時又は停電等の緊急時に電源がOFFとなる際、先ずブレーキ4が落下する直前、電磁アクチュエータ8の電源がOFFとなり、付勢バネ9によるバネ力が支持部材5cに作用する。支持部材5c及び回転可動式固定部5は、支持部材5cが一対のストッパー10の下方に当たるまで回転し必要以上に回転しない。そして回転可動式固定部5が回転することにより、制動バネ4cの半球状の座7と回転可動式固定部5の半球状の突起6とは互いに頭同士で接触し、座7は回転可動式固定部5から離れる方向に移動する。座7が移動することで制動バネ4cの圧縮長は通常の長さに戻されるので、フィールド4aとアーマチュア4bを引離す力は本来のバネ力となる。この状態でフィールド4aの電磁マグネットがOFFとなりアーマチュア4bはフィールド4aから引離され、ブレーキを落下状態にする。

これにより、必要なブレーキストロークであるフィールド4aとアーマチュア4bの隙間を確保し、また、ブレーキの落下時は必要なブレーキの制動力であるバネ力を従来通り発生し、且つブレーキの吸引時はより少ない電磁力(電流量)によりフィールド4aとアーマチュア4bを吸着できる。

これにより、フィールド4aの大型化も避けられ、ブレーキ装置の大型化を避けられる。

また、このブレーキ装置を使用することによりエレベータ巻上機の大型化も避けられ、機械室の省スペース化に繋がる。

実施の形態2．
図4はこの発明の実施の形態2におけるブレーキ装置の要部を示す平面図及び正面図である。図2において同一又は相当部分には同一符号を付しているので説明を省略する。
本実施の形態においては、実施の形態1おける回転可動式固定部5に設けられた半球状の突起6に代わり、自在に回転するボール6aを設け、制動バネ4cの端部に設けられた座7aはこのボール6aに当接する部分の断面が円弧状の球断面にしたものである。

これにより実施の形態1と同様な効果を奏するとともに、自在に動くボールでそれに当接する球面座が円弧状で、ボールが回転し且つボールと球面座の接触角が小さいため、ブレーキの吸引、落下時において回転可動式固定部がスムーズに動作でき、可動式固定部の付勢、消勢する付勢バネ7及び電磁アクチュエータ8をより小型化ができる。

この発明の実施の形態1におけるエレベータ巻上機の概要を示す正面図である。 この発明の実施の形態1におけるブレーキ装置の要部を示す平面図及び正面図である。 ブレーキ装置のブレーキ吸引時における状態を示す図2相当図である。 この発明の実施の形態2におけるブレーキ装置の要部を示す平面図及び正面図である。

符号の説明

1 エレベータの巻上機、 2 主索、 3 ディスク制動面、 4 ブレーキ装置、 4a フィールド、 4b アーマチュア、 4c 制動バネ、 4d ブレーキシュー、 5、5d 回転可動式固定部、 5a 回転機構、 5c 支持部材、 6 突起、 6a ボール、 7、7a 座、 8付勢バネ、 9 電磁アクチュエータ、 10 ストッパー、

Claims (6)

1. 固定鉄心であるフィールドと、
   これに対向して設けられた可動鉄心であるアーマチュアと、
   このアーマチュアと連動するように設けられ、制動対象の制動面と対向するブレーキシューと、
   前記フィールドと前記アーマチュア間に設けられ、ブレーキ落下時に前記アーマチュアを前記フィールドから離す方向に変位させて、前記ブレーキシューを前記制動面に押付け制動力とする制動バネとを備え、
   前記フィールドが磁化されるブレーキ吸引時に、前記制動バネのバネ力に抗して前記アーマチュアを前記フィールドに吸引し制動力を開放する構成のブレーキ装置において、
   ブレーキ落下時の前記制動バネの圧縮長を、ブレーキを吸引する直前に伸ばしてバネ力を弱めるとともに、ブレーキ落下時には元の圧縮長に戻しバネ力を強める伸縮機構を備え、
   前記伸縮機構は、前記制動バネの前記フィールド側端部を前記制動バネの伸縮方向に変位させることで、前記制動バネの圧縮長を変化させることを特徴とするブレーキ装置。
2. 伸縮機構は、回転式可動部に設けられた突起と、この突起と接触し制動バネのフィールド側端部に設けられた座とを備え、前記回転式可動部と前記突起とが回転変位して前記座と前記突起との接触が外れ、前記座が前記制動バネの伸縮方向に変位することで前記制動バネの圧縮長を変化させることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
3. 伸縮機構の突起と座は半球状であり、両者はその球面同士で接触することを特徴とする請求項２記載のブレーキ装置。
4. 伸縮機構の突起は回転式可動部に回転自在に設けられたボールであり、座は断面が円弧状である球面を有し、前記突起と前記座は球面同士で接触することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
5. 回転式可動部は、電磁アクチュエータと、これに相反する力を与える付勢バネとを備え、前記電磁アクチュエータのON、OFFの動作で回転変位することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のブレーキ装置。
6. 主軸と、
   前記主軸に枢持され、主索が巻き掛けられる駆動綱車と、
   この駆動綱車と連結されディスク制動面を有する回転体と、
   このディスク制動面に対応して設けられたディスクブレーキ装置とを備え、
   前記ディスクブレーキ装置は、固定鉄心であるフィールドと、これに対向して設けられた可動鉄心であるアーマチュアと、
   このアーマチュアと連動するように設けられ、前記回転体の前記ディスク制動面と対向するブレーキシューと、前記フィールドと前記アーマチュア間に設けられ、ブレーキ落下時に前記アーマチュアを前記フィールドから離す方向に変位させて、前記ブレーキシューを前記回転体の前記ディスク制動面に押付け制動力とする制動バネとを有し、前記フィールドが磁化されるブレーキ吸引時に、前記制動バネのバネ力に抗して前記アーマチュアを前記フィールドに吸引し制動力を開放するエレベータ巻上機のブレーキ装置において、
   ブレーキ落下時の前記制動バネの圧縮長を、ブレーキを吸引する直前に伸ばしてバネ力を弱めるとともに、ブレーキ落下時には元の圧縮長に戻しバネ力を強める伸縮機構を備え、
   前記伸縮機構は、前記制動バネの前記フィールド側端部を前記制動バネの伸縮方向に変位させることで、前記制動バネの圧縮長を変化させることを特徴とするエレベータ巻上機のブレーキ装置。

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