JP6697792B2 - エレベータの巻上機ブレーキ及びエレベータ巻上機 - Google Patents

Description

この発明は、駆動シーブの回転を制動するエレベータの巻上機ブレーキ、及びそれを用いたエレベータ巻上機に関するものである。

従来のエレベータの巻上機ブレーキでは、電磁マグネットと可動鉄心との間にコイルばねが設けられている。可動鉄心には、ライニングが支持されている。また、電磁マグネットの可動鉄心に対向する面には、緩衝部材が設けられている。緩衝部材は、可動鉄心の吸引時に、可動鉄心の電磁マグネットへの衝突の衝撃を吸収する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−８９１６２号公報

上記のような従来の巻上機ブレーキでは、ライニングがブレーキドラムの制動面に押し当てられたとき、即ち制動時に、電磁マグネットと可動鉄心との間に隙間が生じる。また、電磁マグネットにより可動鉄心を吸引したとき、即ち非制動時には、ライニングと制動面との間に隙間が生じる。そして、これら制動時の隙間の寸法と非制動時の隙間の寸法とは同じになっている。

一方、電磁マグネットの吸引能力及び静粛性の点から、制動時に電磁マグネットと可動鉄心との間に生じる隙間は小さくすることが望まれている。また、非制動時にライニングをより確実に制動面から離し、いわゆる引き摺りを防止する点から、非制動時にライニングと制動面との間に生じる隙間は大きい方が望ましい。

このように、隙間寸法には相反する要求があるため、従来の巻上機ブレーキでは、保守作業員による現場での隙間寸法の管理が難しかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、制動時に電磁マグネットと可動鉄心との間に生じる隙間、及び非制動時にブレーキシューと制動面との間に生じる隙間の管理を容易にすることができるエレベータの巻上機ブレーキ及びエレベータ巻上機を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータの巻上機ブレーキは、電磁マグネット、電磁マグネットに対して変位可能であり、電磁マグネットに吸引される可動鉄心、可動鉄心に支持されており、かつ、可動鉄心の変位により、制動面に接する制動位置と制動面から離れる解除位置との間で変位可能なブレーキシュー、可動鉄心を電磁マグネットから離してブレーキシューを制動面に押し付ける制動ばね、及び可動鉄心とブレーキシューとの間に設けられている弾性部材を備え、ブレーキシューが解除位置にあるときの弾性部材の圧縮量が、ブレーキシューが制動位置にあるときの弾性部材の圧縮量よりも大きい。

この発明のエレベータの巻上機ブレーキは、可動鉄心とブレーキシューとの間に弾性部材が設けられており、ブレーキシューが解除位置にあるときの弾性部材の圧縮量が、ブレーキシューが制動位置にあるときの弾性部材の圧縮量よりも大きいので、制動時に電磁マグネットと可動鉄心との間に生じる隙間、及び非制動時にブレーキシューと制動面との間に生じる隙間の管理を容易にすることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータを示す斜視図である。 図１のエレベータ巻上機の軸線に沿う概略の断面図である。 図２の磁石支持部の内部の構成を示す正面図である。 図３の巻上機ブレーキの非制動時の状態を示す断面図である。 図４の巻上機ブレーキの制動時の状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態２による巻上機ブレーキを示す側面図である。 図６の巻上機ブレーキの非制動時の状態を示す断面図である。 図７の巻上機ブレーキの制動時の状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態３による巻上機ブレーキを示す断面図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による機械室レスタイプのエレベータを示す斜視図である。図１において、昇降路１内には、かご２及び釣合おもり３が設けられている。図１は、昇降路１及びかご２を透視して示している。釣合おもり３は、かご２と同じ高さに位置するときに乗場側から見てかご２の背面に対向するように、かご２の後方に配置されている。

昇降路ピット１ａには、第１のベース４及び第２のベース５が設置されている。第１のベース４上には、第１のかごガイドレール６ａ及び第２のかごガイドレール６ｂが設置されている。かご２は、第１のかごガイドレール６ａ及び第２のかごガイドレール６ｂに案内されて昇降路１内を昇降する。

第２のベース５上には、第１の釣合おもりガイドレール７ａ及び第２の釣合おもりガイドレール７ｂが設置されている。釣合おもり３は、第１の釣合おもりガイドレール７ａ及び第２の釣合おもりガイドレール７ｂに案内されて昇降路１内を昇降する。

昇降路１内の下部には、かご２及び釣合おもり３を昇降させるエレベータ巻上機８が設置されている。

昇降路１の頂部には、Ｌ字形の返し車梁９が設置されている。返し車張り９は、第１のかごガイドレール６ａ、第１の釣合おもりガイドレール７ａ及び第２の釣合おもりガイドレール７ｂにより支持されている。

また、返し車梁９は、かご返し車梁１０と、釣合おもり返し車梁１１とを有している。釣合おもり返し車梁１１は、かご返し車梁１０の一端部に直角に連結されている。

かご返し車梁１０には、第１のかご返し車１２ａ及び第２のかご返し車１２ｂが支持されている。釣合おもり返し車梁１１には、釣合おもり返し車１３が支持されている。

かご２の下部には、第１のかご吊り車１４ａ及び第２のかご吊り車１４ｂが設けられている。釣合おもり３の上部には、釣合おもり吊り車１５が設けられている。

かご２及び釣合おもり３は、懸架体である複数本（図では１本のみ示す）の主ロープ１６により昇降路１内に吊り下げられている。

第２のかごガイドレール６ｂの上端部と、第２の釣合おもりガイドレール７ｂの上端部との間には、綱止め梁１７が水平に固定されている。綱止め梁１７には、かご側綱止め部（図示せず）が設けられている。釣合おもり返し車梁１１には、釣合おもり側綱止め部１８が設けられている。

主ロープ１６は、かご側綱止め部に接続された第１の端部と、釣合おもり側綱止め部１８に接続された第２の端部とを有している。また、主ロープ１６は、第１の端部側から順に、第１のかご吊り車１４ａ、第２のかご吊り車１４ｂ、第１のかご返し車１２ａ、第２のかご返し車１２ｂ、エレベータ巻上機８、釣合おもり返し車１３、及び釣合おもり吊り車１５に巻き掛けられている。

このように、実施の形態１のエレベータは、２：１ローピング方式のエレベータである。

昇降路１内の下部には、制御盤１９が設置されている。制御盤１９には、かご２の運行を制御するエレベータ制御装置が設けられている。

図２は図１のエレベータ巻上機８の軸線に沿う概略の断面図である。ハウジング２１は、平板状の軸支持部２１ａと、円筒状のステータ支持部２１ｂとを有している。
ステータ支持部２１ｂは、軸支持部２１ａから一側へ突出している。軸支持部２１ａの中央には、水平な固定軸２２が支持されている。

固定軸２２には、一対の軸受２３を介して、回転体２４が回転可能に支持されている。軸受２３は、固定軸２２の軸方向に互いに間隔をおいて配置されている。回転体２４には、円筒状の駆動シーブ２４ａと、円筒状の磁石支持部２４ｂとが一体に設けられている。駆動シーブ２４ａには、主ロープ１６が巻き掛けられる。駆動シーブ２４ａの外周面には、主ロープ１６が挿入される複数のロープ溝が設けられている。

磁石支持部２４ｂは、回転体２４のハウジング２１側の軸方向端部に設けられている。また、磁石支持部２４ｂは、ステータ支持部２１ｂの内周面に対向している。さらに、磁石支持部２４ｂは、ステータ支持部２１ｂと同軸に配置され、ステータ支持部２１ｂにより囲繞されている。磁石支持部２４ｂの外径は、駆動シーブ２４ａの外径よりも大きい。

ステータ支持部２１ｂの内周面には、ステータ２５が固定されている。磁石支持部２４ｂの外周面には、ステータ２５に対向する複数個の永久磁石２６が周方向に互いに間隔をおいて固定されている。これらのステータ２５及び永久磁石２６により、巻上機モータ２７が構成されている。そして、巻上機モータ２７の駆動力により回転体２４が回転し、かご６及び釣合おもり７が昇降する。

図３は図２の磁石支持部２４ｂの内部の構成を示す正面図である。図２では省略したが、磁石支持部２４ｂの内側には、回転体２４の回転を制動する一対の巻上機ブレーキ３１が収容されている。巻上機ブレーキ３１は、互いに同様の構造を有しており、かつ互いに逆向きに配置されている。

各巻上機ブレーキ３１は、磁石支持部２４ｂの内周面に対向している。実施の形態１の制動面２４ｃは、磁石支持部２４ｂの内周面である。磁石支持部２４ｂは、ブレーキドラムを兼ねている。

各巻上機ブレーキ３１は、電磁マグネット３２、可動鉄心３３、ブレーキシュー３４、及び複数の制動ばね３５を有している。

この例では、２つの巻上機ブレーキ３１の電磁マグネット３２が一体で構成されている。可動鉄心３３は、電磁マグネット３２に対して接したり離れたりする方向（図３の左右方向）へ変位可能である。また、可動鉄心３３は、電磁マグネット３２を励磁することにより、電磁マグネット３２に吸引される。

可動鉄心３３は、平板状の可動鉄心本体と、複数の連結ピン３６とを有している。連結ピン３６は、可動鉄心本体から電磁マグネット３２とは反対側へ突出している。ブレーキシュー３４は、連結ピン３６を介して可動鉄心本体に支持されている。また、ブレーキシュー３４は、可動鉄心３３の変位により、制動位置と解除位置との間で変位可能である。制動位置は、ブレーキシュー３４が制動面２４ｃに接する位置である。解除位置は、ブレーキシュー３４が制動面２４ｃから離れて制動面２４ｃに対向する位置である。

また、ブレーキシュー３４は、シュー本体３７とライニング３８とを有している。さらに、ブレーキシュー３４は、少なくとも一部が磁化特性に優れた磁性体、例えば機械構造用炭素鋼により構成されている。この例では、シュー本体３７全体が磁性体により構成されている。ライニング３８は、ブレーキシュー３４が制動位置にあるとき、制動面２４ｃに接する。また、ライニング３８は、ブレーキシュー３４が解除位置にあるとき、制動面２４ｃに隙間を介して対向する。

制動ばね３５は、電磁マグネット３２と可動鉄心３３との間に設けられている。また、制動ばね３５は、可動鉄心３３を電磁マグネット３２から離して、ブレーキシュー３４を制動面２４ｃに押し付ける。これにより、回転体２４の回転が制動、又は回転体２４の静止状態が保持される。

図４は図３の巻上機ブレーキ３１の非制動時の状態を示す断面図、図５は図４の巻上機ブレーキ３１の制動時の状態を示す断面図である。電磁マグネット３２は、固定鉄心３９と、固定鉄心３９に埋め込まれているコイル４０とを有している。固定鉄心３９には、複数のばね収容凹部３９ａが設けられている。各ばね収容凹部３９ａには、制動ばね３５が挿入されている。

可動鉄心３３の中央には、貫通孔３３ａが設けられている。シュー本体３７は、電磁マグネット３２側へ突出した円柱状の貫通部３７ａを有している。貫通部３７ａは、貫通孔３３ａに挿入されて可動鉄心３３を貫通している。

固定鉄心３９の可動鉄心３３に対向する面の中央には、シュー挿入凹部３９ｂが設けられている。ブレーキシュー３４が解除位置にあるとき、貫通部３７ａの先端は、シュー挿入凹部３９ｂに挿入されている。但し、貫通孔３３ａの端面とシュー挿入凹部３９ｂの底面との間には隙間が残されている。

各連結ピン３６は、小径部３６ａと大径部３６ｂとを有している。大径部３６ｂの径は、小径部３６ａの径よりも大きい。大径部３６ｂは、小径部３６ａの可動鉄心３３とは反対側の端部に設けられている。小径部３６ａの大径部３６ｂとは反対側の端部は、可動鉄心本体に固定されている。

シュー本体３７には、複数のキャビティ３７ｂが設けられている。各大径部３６ｂは、キャビティ３７ｂ内に収容されている。また、シュー本体３７には、キャビティ３７ｂをシュー本体３７の外部空間と繋ぐ複数の繋ぎ孔３７ｃが設けられている。各繋ぎ孔３７ｃには、小径部３６ａが通されている。

繋ぎ孔３７ｃの内径は、キャビティ３７ｂの内径及び大径部３６ｂの外径よりも小さい。これにより、連結ピン３６のブレーキシュー３４からの抜けが防止されている。

また、可動鉄心３３の変位方向へのキャビティ３７ｂの寸法は、同方向への大径部３６ｂの寸法よりも大きい。これにより、ブレーキシュー３４は、可動鉄心３３に対して、可動鉄心３３の変位方向へ変位可能になっている。

可動鉄心３３とブレーキシュー３４との間には、弾性部材としての複数の遊びばね４１が設けられている。この例では、各遊びばね４１は、大径部３６ｂの小径部３６ａとは反対側の端面と、その端面に対向するキャビティ３７ｂの内面との間に設けられている。また、全ての遊びばね４１は、サイズ及びばね係数が等しい圧縮ばねである。

かご２の走行時には、電磁マグネット３２が励磁され、可動鉄心３３が制動ばね３５に抗して電磁マグネット３２に吸着される。これにより、ブレーキシュー３４が解除位置に変位する。ブレーキシュー３４が解除位置にあるとき、ライニング３８は制動面２４ｃから離れ、貫通部３７ａの先端はシュー挿入凹部３９ｂに挿入される。また、遊びばね４１は、電磁マグネット３２の吸引力により、シュー本体３７と連結ピン３６との間で圧縮される。

かご２の停止時には、電磁マグネット３２への通電が遮断され、制動ばね３５により、可動鉄心３３が電磁マグネット３２から離される。これにより、ブレーキシュー３４が制動位置に変位する。ブレーキシュー３４が制動位置にあるとき、ライニング３８は制動面２４ｃに押し付けられており、貫通部３７ａの先端はシュー挿入凹部３９ｂから引き抜かれている。また、遊びばね４１は、制動ばね３５のばね力により、シュー本体３７と連結ピン３６との間で圧縮される。

ここで、非制動時、即ち制動力解除時に電磁マグネット３２によりブレーキシュー３４を吸引する力Ｆ１は、制動時、即ちブレーキシュー落下時に制動ばね３５によりブレーキシュー３４を制動面２４ｃに押し付ける力Ｆ２よりも大きく設定されている。これにより、ブレーキシュー３４が解除位置にあるときの遊びばね４１の圧縮量は、ブレーキシュー３４が制動位置にあるときの遊びばね４１の圧縮量よりも大きい。

なお、遊びばね４１の圧縮量とは、遊びばね４１にかかる力に依存する量のことであり、例えば、伸縮方向における遊びばね４１の伸縮距離である。

このため、非制動時のブレーキシュー３４と制動面２４ｃとの間の隙間寸法ｇ１（図４）は、制動時の電磁マグネット３２と可動鉄心３３との間の隙間寸法ｇ２（図５）よりも大きい。逆に言うと、制動時の電磁マグネット３２と可動鉄心３３との間の隙間寸法ｇ２は、非制動時のブレーキシュー３４と制動面２４ｃとの間の隙間寸法ｇ１よりも小さい。

このような巻上機ブレーキ３１及びそれを用いたエレベータ巻上機８では、可動鉄心３３とブレーキシュー３４との間に遊びばね４１が設けられており、ブレーキシュー３４が解除位置にあるときの遊びばね４１の圧縮量が、ブレーキシュー３４が制動位置にあるときの遊びばね４１の圧縮量よりも大きい。

このため、上記の隙間寸法ｇ１と隙間寸法ｇ２とを厳密に調整することなく、ｇ１＞ｇ２の関係とすることができる。これにより、隙間寸法ｇ２を小さくして、電磁マグネット３２に要求される吸引能力を抑えつつ、可動鉄心３３が電磁マグネット３２に衝突する際の騒音を低減することができる。また、隙間寸法ｇ１を大きくして、非制動時にライニング３８をより確実に制動面２４ｃから離し、いわゆる引き摺りを防止することができる。

従って、制動時に電磁マグネット３２と可動鉄心３３との間に生じる隙間、及び非制動時にブレーキシュー３４と制動面２４ｃとの間に生じる隙間の管理を容易にすることができる。

また、磁性体からなるシュー本体３７に、可動鉄心３３を貫通する貫通部３７ａを設けたので、より簡単に、ブレーキシュー３４に対する電磁マグネット３２の吸引力Ｆ１を、制動ばね３５による押し付け力Ｆ２よりも大きくすることができる。

さらに、電磁マグネット３２による吸引力Ｆ１を、制動ばね３５による押し付け力Ｆ２よりも大きくしたので、より確実に、隙間寸法ｇ１を隙間寸法ｇ２よりも大きくすることができる。

なお、上記の例では、シュー本体３７全体を磁性体で構成したが、貫通部３７ａのみ磁性体で構成してもよい。

実施の形態２．
次に、図６はこの発明の実施の形態２による巻上機ブレーキ３１を示す側面図、図７は図６の巻上機ブレーキ３１の非制動時の状態を示す断面図、図８は図７の巻上機ブレーキ３１の制動時の状態を示す断面図である。但し、基本的な構成は実施の形態１の巻上機ブレーキ３１と同様であり、実施の形態１の巻上機ブレーキ３１の各部に対応する部分には実施の形態１と同一の符号を付している。

実施の形態２では、一対の巻上機ブレーキ３１が回転体２４の外側に配置されている。また、磁石支持部２４ｂは、ステータ支持部２１ｂの径方向外側に配置されている。そして、ステータ２５がステータ支持部２１ｂの外周面に固定されており、永久磁石２６が磁石支持部２４ｂの内周面に固定されている。

また、実施の形態２の制動面２４ｃは、磁石支持部２４ｂの外周面である。即ち、ブレーキシュー３４を磁石支持部２４ｂの外側から外周面に押し当てることにより、回転体２４の回転が制動、又は回転体２４の静止状態が保持される。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように、回転体２４の外周面を制動面２４ｃとするタイプの巻上機ブレーキ３１であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
次に、図９はこの発明の実施の形態３による巻上機ブレーキ３１を示す断面図である。実施の形態１、２では、シュー本体３７に貫通部３７ａが設けられているが、実施の形態３では、固定鉄心３９に貫通部３９ｃが設けられている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように、固定鉄心３９に貫通部３９ｃを設けても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、上記の例では、弾性部材として遊びばね４１を示したが、遊びばね４１としては、例えばコイルばね、皿ばね又は板ばねを用いることができる。
また、弾性部材は、ばねに限定されるものではなく、例えば、ゴム片又は軟性プラスチック片であってもよい。
さらに、上記の例では、エレベータ巻上機８に２つの巻上機ブレーキ３１を配置したが、１つ又は３つ以上であってもよい。
さらにまた、エレベータ全体の機器のレイアウト及びローピング方式等は、図１の例に限定されるものではない。
また、懸架体はベルトであってもよい。
さらに、この発明は、機械室を持つエレベータ、ダブルデッキエレベータ、又はワンシャフトマルチカー方式のエレベータなど、種々のタイプのエレベータに適用できる。ワンシャフトマルチカー方式は、上かごと、上かごの真下に配置された下かごとが、それぞれ独立して共通の昇降路を昇降する方式である。

２４ａ 駆動シーブ、２７ 巻上機モータ、３１ 巻上機ブレーキ、３２ 電磁マグネット、３３ 可動鉄心、３４ ブレーキシュー、３５ 制動ばね、３７ａ，３９ｃ 貫通部、４１ 遊びばね（弾性部材）。

Claims (4)

1. 電磁マグネット、
   前記電磁マグネットに対して変位可能であり、前記電磁マグネットに吸引される可動鉄心、
   前記可動鉄心に支持されており、かつ、前記可動鉄心の変位により、制動面に接する制動位置と前記制動面から離れる解除位置との間で変位可能なブレーキシュー、
   前記可動鉄心を前記電磁マグネットから離して前記ブレーキシューを前記制動面に押し付ける制動ばね、及び
   前記可動鉄心と前記ブレーキシューとの間に設けられている弾性部材
   を備え、
   前記ブレーキシューが解除位置にあるときの前記弾性部材の圧縮量が、前記ブレーキシューが制動位置にあるときの前記弾性部材の圧縮量よりも大きいエレベータの巻上機ブレーキ。
2. 前記ブレーキシュー及び前記電磁マグネットの少なくともいずれか一方は、前記可動鉄心を貫通する貫通部を有している請求項１記載のエレベータの巻上機ブレーキ。
3. 非制動時に前記電磁マグネットにより前記ブレーキシューを吸引する力が、制動時に前記制動ばねにより前記ブレーキシューを前記制動面に押し付ける力よりも大きい請求項１又は請求項２に記載のエレベータの巻上機ブレーキ。
4. 駆動シーブ、
   前記駆動シーブを回転させる巻上機モータ、及び
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の巻上機ブレーキ
   を備えているエレベータ巻上機。

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