CN103787167B - 电梯的电磁制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁制动结构，该电磁制动结构在通过按压制动鼓的外周面来对卷扬机进行制动的电磁制动装置中使用，有助于电磁制动装置实现薄型化，能够提高电磁制动装置的吸引力，并且具有优异的维护性。所述电磁制动装置具有：固定铁心；电磁绕组，该电磁绕组设置在固定铁心上，在通电时形成磁通；可动铁心，该可动铁心在磁通的作用下被朝向固定铁心侧吸引；以及制动衬垫，该制动衬垫设置在可动铁心上，在可动铁心被吸引时，该制动衬垫与制动鼓分开，使电磁制动装置处于分离状态，所述电磁制动装置的特征在于，固定铁心和可动铁心各自形成为具有开口部的コ形状，并且电磁绕组设置在固定铁心和可动铁心的两个开口部内。

Description

电梯的电磁制动装置

技术领域

本发明涉及一种对电梯轿厢进行制动的电磁制动装置，尤其是涉及一种适合在无机械室电梯中使用的薄型电磁制动装置。

背景技术

一般来说，在建筑物的上部设置有机械室，用于使电梯轿厢升降的卷扬机和控制装置以及检测电梯轿厢的超速的调速器设置在机械室内。可是，在升降行程较短，并且电梯轿厢的升降速度较慢的电梯中，不具有独立的机械室的无机械室电梯已得到普及。

在无机械室电梯中，本来应该设置在机械室内的卷扬机、控制装置以及调速器等设备都设置在升降通道内。此外，由于升降通道内的空间有限，所以卷扬机有各式各样的形状和设置方法。例如，在升降通道的最下部或者最上部将卷扬机设置成与电梯轿厢的截面相重叠，或者将卷扬机设置成不与电梯轿厢的截面相重叠。电梯轿厢与升降通道的侧壁之间通常只有几百毫米左右的间隙，所以，为了能够将卷扬机设置在该间隙内，使用扁平形状的所谓薄型卷扬机。

在上述薄型卷扬机中，将制动衬垫紧压到制动鼓上进行制动的直接制动式电磁制动装置得到了广泛的应用。其中，作为按压制动鼓的内周面来进行制动的电磁制动装置，例如可以列举出专利文献1所公开的装置。此外，作为按压制动鼓的外周面来进行制动的电磁制动装置，例如可以列举出专利文献2所公开的装置。

专利文献1：日本特开2007-238297号公报

专利文献2：国际公开2011/004468号公报

图1是现有的无机械室电梯的升降通道S的截面图。卷扬机3设置在电梯轿厢1与升降通道S的侧壁之间的只有几百毫米的间隙内，并且在卷扬机3的侧面设置有平衡重2。如上所述，卷扬机3通常设置在四周被电梯轿厢1、升降通道S的侧壁以及平衡重2围住的空间内。

因此，如果能够使卷扬机实现小型化，就能够缩小升降通道的截面积，并且能够提高设置在升降通道内的设备的布局的自由度，因此，如何缩小薄型卷扬机的轴向尺寸和宽度方向的尺寸，成为无机械室电梯中的一个重要课题。

根据上述专利文献1，由于将电磁制动装置设置在制动鼓的内侧，所以能够缩小卷扬机的尺寸，但在进行电磁制动装置的维护和修理时，需要将电磁制动装置拆开，可能会导致维护时间变长。

图2是现有的无机械室电梯的升降通道的示意图。如图2所示，在通过按压制动鼓7的外周面来进行制动的卷扬机中，在将卷扬机3设置在升降通道S的顶部时，必须要站在电梯轿厢1的顶部才能够对卷扬机3进行维护。当电磁制动装置4在卷扬机3的垂直方向与制动鼓7相对向地设置在卷扬机3的上下时，由于卷扬机3靠近升降通道的顶部设置，与顶部之间的间隙小，所以难以对设置在卷扬机3的上下面的电磁制动装置4进行维护。

另一方面，在沿着制动鼓7的水平方向将电磁制动装置4设置在彼此相对向的位置时，会导致卷扬机3的宽度尺寸增大。如果为了缩小宽度尺寸而对电磁制动装置4进行薄型化，则随着电磁绕组的小型化，电磁吸引力因磁阻的增加而下降，存在无法获得规定的制动力的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而作出的，本发明的目的在于提供一种薄型的电磁制动结构，该薄型的电磁制动结构用于通过按压制动鼓的外周面来对卷扬机进行制动的电磁制动装置中，能够提高电磁制动装置的吸引力，并且具有优异的维护性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种电磁制动装置，该电磁制动装置具有：固定铁心；电磁绕组，该电磁绕组设置在固定铁心上，在通电时形成磁通；可动铁心，该可动铁心在磁通的作用下被朝向所述固定铁心侧吸引；以及制动衬垫，该制动衬垫设置在可动铁心上，在可动铁心被吸引时，该制动衬垫与制动鼓分开，使电磁制动装置处于分离状态，所述电磁制动装置的特征在于，固定铁心和可动铁心各自形成为具有开口部的コ形状，并且电磁绕组设置在固定铁心和可动铁心的两个开口部内。

发明效果

本发明的电梯的电磁制动装置对与绳轮同轴连接的制动鼓进行制动，其中所述绳轮用于驱动悬吊电梯轿厢的吊索，所述电梯的电磁制动装置具有：固定铁心；可动铁心，所述可动铁心能够沿着与制动鼓分离及接触的方向移动；电磁绕组，所述电磁绕组设置在固定铁心上，用于吸引可动铁心；制动弹簧，所述制动弹簧设置在固定铁心上，用于将可动铁心朝着制动鼓按压；以及制动靴和制动衬垫，所述制动靴和所述制动衬垫设置在可动铁心上，用于对制动鼓进行制动，所述电梯的电磁制动装置的特征在于，固定铁心和可动铁心各自形成为具有开口部的コ形状，所述电磁绕组设置在固定铁心和可动铁心的两个开口部内，由此，能够降低由固定铁心和可动铁心形成的磁回路中的泄漏磁通量，能够提高电磁绕组的吸引力，与现有的具有同等制动力的电磁制动装置相比，能够实现电磁制动装置的薄型化。由此，无论将电磁制动装置设置在卷扬机的制动鼓的外周上的什么位置上，都能够确保作业用的间隙，从而能够提高维护效率。

附图说明

图1是现有的无机械室电梯的升降通道的截面图。

图2是现有的无机械室电梯的升降通道的示意图。

图3是本发明的无机械室电梯的升降通道的立体图。

图4A是现有的电磁制动装置的俯视图。

图4B是图4A的A-A线处的截面图。

图5A是说明现有的电磁制动装置的动作的截面图。

图5B是说明现有的电磁制动装置的动作的截面图。

图6是表示本发明的第一实施例的电磁制动装置的截面图。

图7A是表示现有的电磁制动装置的磁场解析结果的磁通密度向量图。

图7B是表示现有的电磁制动装置的磁场解析结果的放大的磁通密度向量图。

图8A是本发明的第一实施例的电磁制动装置的磁通密度向量图。

图8B是本发明的第一实施例的电磁制动装置的放大的磁通密度向量图。

图9A是表示现有的电磁制动装置中的磁通流出流入位置的示意图。

图9B是表示本发明的电磁制动装置中的磁通流出流入位置的示意图。

图10是表示本发明的第一实施例的应用例的示意图。

图11是表示本发明的第一实施例的其他应用例的示意图。

图12是表示本发明的第二实施例的截面图。

图13是表示将本发明应用于薄型卷扬机时的应用例的主视图。

图14是表示将本发明应用于薄型卷扬机时的其他应用例的侧视图。

图15是表示将本发明应用于薄型卷扬机时的其他应用例的主视图。

符号说明

1电梯轿厢

2平衡重

3卷扬机

4电磁制动装置

5吊索

6绳轮

7制动鼓

8固定铁心

9可动铁心

10电磁绕组

11a、11b制动弹簧

12a、12b调整螺栓

13制动靴

14制动衬垫

15绕组卷绕用构件

16绕组保护用构件

17紧固构件

18罩体

19防异物混入用垫片

20固定构件

21卷扬机基座

IP内磁极

OP外磁极

具体实施方式

以下，参照实施例对本发明进行说明。

图3是本发明的无机械室电梯的升降通道的立体图。在图3中，电梯轿厢1借助卷绕在绳轮(Sheave)6上的吊索5(虽未图示，但通常有多根)进行升降动作。绳轮6由未图示的驱动装置驱动。制动鼓7与绳轮6直接连接，通过对制动鼓7进行制动，由此能够控制吊索5和电梯轿厢1的动作。

图4A是现有的电磁制动装置的俯视图，图4B是图4A的A-A线处的截面图。以下，参照图4A和图4B对无励磁动作型的电磁制动装置的结构进行说明。电磁制动装置4主要由固定铁心8、可动铁心9、电磁绕组10、制动弹簧11、作为间隙调整机构的调整螺栓12、以及制动衬垫14构成。制动弹簧11被安装成预先对自由长度进行了压缩的状态。

固定铁心8由被电磁绕组10的内侧围住的内磁极IP和位于电磁绕组10外侧的外磁极OP构成。

图5A是说明现有的电磁制动装置的动作的截面图，图5B是说明现有的电磁制动装置的动作的截面图。以下，参照图5A和图5B对电磁制动装置4的动作进行说明。图5A表示电磁制动装置4对卷扬机3进行制动时的状态，图5B表示电磁制动装置4没有对卷扬机3进行制动时的状态。电磁制动装置4是无励磁动作型的电磁制动装置，在制动时，在制动弹簧11的按压力的作用下，经由可动铁心9将制动衬垫14紧压到制动鼓7上，由此对绳轮6进行制动。

在不进行制动时，对电磁绕组10施加电流，使固定铁心8磁化，将可动铁心9朝向固定铁心8侧吸引，使制动衬垫14与制动鼓7分开，由此来解除制动衬垫14对制动鼓7的按压力。

如上所述，在无励磁动作型的电磁制动装置4中，制动动作由制动弹簧11以机械方式进行，而制动力的解除则通过电气方式来进行。由此，即使因停电等而导致电源供应消失，也能够使电梯轿厢1安全停止，也就是能够形成故障时也安全(FailSafe)的结构。

第一实施例

图6是表示本发明的第一实施例的电磁制动装置的截面图。以下，参照图6对本发明的第一实施例进行说明。第一实施例的基本结构与现有的电磁制动装置相同，但如图6所示，固定铁心8和可动铁心9各自形成为具有开口部的コ形状，并且固定铁心8和可动铁心9以开口部相对向的方式设置。此外，电磁绕组10设置在开口部内。由此，与现有结构相比，能够大幅度降低从固定铁心8和可动铁心9的相对向部分泄漏到空间的磁通。

图7A是表示现有的电磁制动装置的磁场解析结果的磁通密度向量图，图7B是表示现有的电磁制动装置的磁场解析结果的放大的磁通密度向量图。

图8A是本发明的第一实施例的电磁制动装置的磁通密度向量图，图8B是本发明的第一实施例的电磁制动装置的放大的磁通密度向量图(由于电磁制动装置呈左右对称的结构，所以在图中只示出了电磁制动装置的右半部分)。

首先观察固定铁心8和可动铁心9的侧面的泄漏磁通向量，在现有结构中，如图7A和图7B所示，从可动铁心9的外侧面泄漏的磁通经由空间区域，沿着波状的路径向固定铁心8流入。此时，由于磁阻与磁路径成比例地增大，所以会造成能量损耗，导致效率下降。因此，优选缩短磁路径。

另一方面，在图8A和图8B所示的本发明的结构中，从可动铁心9的侧面泄漏的磁通沿着以开口部为中心的半圆形状的路径顺利地向固定铁心8的侧面流入，可知与现有结构相比，流入到固定铁心8的流入距离短。

图9A是表示现有的电磁制动装置中的磁通流出流入位置的示意图，图9B是表示本发明的电磁制动装置中的磁通的流出流入位置的示意图。

对现有结构中的图9A所示位置处的磁通φ1和φ2与本发明结构中的图9B所示位置处的磁通φ1和φ2进行了比较。φ1与流过内磁极IP的磁通相对应，φ2与流过外磁极OP的磁通相对应。此时，由于φ2是经由空隙而衰减后的磁通，所以φ1与φ2的差量成为无效磁通φn(φn＝φ1-φ2)。

在相同的空隙距离下对现有结构的无效磁通φn与本发明结构的无效磁通φn进行比较时，在本发明的结构中，如上所述，由于构成磁阻小的顺畅的磁路径，所以无效磁通φn比现有结构降低大约30％左右。通过降低上述无效磁通，能够提高固定铁心8和可动铁心9之间的空隙内的磁通密度，在电磁吸引力方面，能够提高大约10％左右的吸引力。

因此，与赋予同等的电磁吸引力的现有的电磁制动装置相比，本发明能够使电磁制动装置实现薄型化。

图10是表示本发明的第一实施例的应用例的示意图。在图10所示的结构中，电磁绕组10插入到在固定铁心8上设置的绕组插入部中。此外，由于在可动铁心9的内侧也设置有电磁绕组10，所以设置了用于防止因固定铁心8和可动铁心9而导致电磁绕组线发生咬入的绕组保护用构件16。绕组保护用构件16可以是覆盖电磁绕组10的构件，也可以作为涂层直接涂敷在电磁绕组10上。

另一方面，由于异物可能从固定铁心8和可动铁心9之间的空隙部混入，所以在电磁制动装置4的外侧安装了罩体18。图11是表示本发明的第一实施例的其他应用例的示意图。如图11所示，也可以将防异物混入用垫片19设置在固定铁心8和可动铁心9的开口部之间。

根据第一实施例，与现有技术相比，能够以较薄的电磁制动装置来获得与现有技术同等的制动力，因此，即使在铅垂方向上将电磁制动装置与卷扬机的制动鼓相对向地设置在卷扬机的上下，也能够在卷扬机与升降通道的顶部之间确保一定的间隙，从而能够维持电磁制动装置的维修性。此外，即使将电磁制动装置沿着水平方向与卷扬机的制动鼓相对向地设置，也能够确保一定的间隙，同样具有能够维持电磁制动装置的维修性的效果。

第二实施例

在图10所示的第一实施例的结构中，由于将电磁绕组10插入到绕组插入部，所以考虑到加工精度，需要在电磁绕组10的内径与固定铁心8的内磁极部的外形之间设置间隙，从而使得内磁极的面积变小。

由于电磁吸引力用下式表示，所以为了提高吸引力，必须增大磁极面积。

$F=\frac{B^2}{{\mathrm{\μ}}_0}A\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

F：吸引力[N]，B：空隙的磁通密度[T]，μ₀：空气的导磁率，A：磁极面积[m²]

图12是表示本发明的第二实施例的截面图。在图12所示的结构中，在固定铁心8上设置由绕组卷绕用构件15构成的独立的内磁极IP，并通过紧固构件17将内磁极IP紧固固定在固定铁心8上。通过直接将电磁绕组10紧密地卷绕在绕组卷绕用构件15上，并在此后固定在固定铁心8上，能够将插入电磁绕组所需的空间控制在最小的范围内，由此能够最大限度地扩大内磁极IP的面积。

以下，参照图13至图15对应用了本发明的薄型卷扬机的结构进行说明。图13是表示将本发明应用于薄型卷扬机时的应用例的主视图，图14是图13的侧视图。在图13中，沿着铅垂方向在绳轮6和制动鼓7的上下设置有一对电磁制动装置。

图15是表示将本发明应用于薄型卷扬机时的其他应用例的主视图。在图15中，沿着水平方向在绳轮6和制动鼓7的左右设置有一对电磁制动装置4。

在电磁制动装置已经足够小型化的情况下，通过在制动鼓7的整周上等间隔地设置多个电磁制动装置，由此能够实现进一步的小型化。

固定铁心8通过紧固构件17经由L字型的构件构成的固定构件20而紧固固定在卷扬机基座21上。此时，固定构件20优选由非磁性体构成。

Claims (7)

1.一种电梯的电磁制动装置，对与绳轮同轴连接的制动鼓进行制动，其中所述绳轮用于驱动悬吊电梯轿厢的吊索，所述电梯的电磁制动装置具有：固定铁心；可动铁心，所述可动铁心能够沿着与制动鼓分离及接触的方向移动；电磁绕组，所述电磁绕组设置在所述固定铁心上，用于吸引所述可动铁心；制动弹簧，所述制动弹簧设置在所述固定铁心上，用于将所述可动铁心朝着所述制动鼓按压；以及制动靴和制动衬垫，所述制动靴和所述制动衬垫设置在所述可动铁心上，用于对所述制动鼓进行制动，所述电梯的电磁制动装置的特征在于，

所述固定铁心和所述可动铁心各自形成为具有开口部的形状，所述固定铁心和所述可动铁心以开口部相对向的方式设置，所述电磁绕组设置在所述固定铁心和所述可动铁心的两个开口部内。

2.根据权利要求1所述的电梯的电磁制动装置，其特征在于，

所述固定铁心具有被所述电磁绕组的内侧围住的内磁极(IP)和位于所述电磁绕组的外侧的外磁极(OP)。

3.根据权利要求1所述的电梯的电磁制动装置，其特征在于，

所述固定铁心具有用于卷绕所述电磁绕组的独立的绕组卷绕用构件，卷绕有所述电磁绕组的所述绕组卷绕用构件一体化地固定在所述固定铁心上。

4.根据权利要求1所述的电梯的电磁制动装置，其特征在于，

在所述固定铁心和所述可动铁心的侧面设置有覆盖所述固定铁心和所述可动铁心的相对向的开口部之间的空隙部的防异物混入用构件。

5.根据权利要求1所述的电梯的电磁制动装置，其特征在于，

在所述电磁绕组的侧面设置有绕组保护用构件。

6.根据权利要求4或5所述的电梯的电磁制动装置，其特征在于，在所述固定铁心和所述可动铁心的对向部之间设置有防异物混入用构件。

7.根据权利要求1所述的电梯的电磁制动装置，其特征在于，

多个所述电磁制动装置以均等的间隔设置在所述制动鼓的外周。