CN107108175A - 电梯的电磁制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明在对电梯用曳引机进行制动的电磁制动装置中，提供小型且静音性能(特别是释放动作声的减小)优秀的制动结构。本发明的电磁制动器(26)的特征在于，具有：可动件(5)，其具有与设置于使轿厢(9)升降的曳引机(10)的被制动体(15)抵接来进行制动的制动靴(8)；和主体(3)，其具有对上述可动件(5)向上述被制动体(15)施力而赋予制动力的制动弹簧(2)和克服上述制动弹簧(2)的弹力来吸引上述可动件(5)的电磁线圈(1)，该电磁制动器还具有金属施力机构(4)，其伴随上述可动件(5)从上述主体(3)向上述被制动体(15)的位移，对上述可动件(5)施力以使得在与位移方向相反方向上作用的力与从上述主体(3)向上述被制动体(15)的位移成比例地增加。

Description

电梯的电磁制动装置

技术领域

本发明涉及对电梯的轿厢进行制动的电磁制动装置，特别是涉及适合无机械室电梯的电磁致动器。

背景技术

一般来说，用于使电梯的轿厢升降的曳引机、控制装置以及检测轿厢的加速度的调速机设置在设于建筑物的上部的机械室中。但是，在升降行程短、轿厢的升降速度比较慢的电梯中，不具有机械室的无机械室电梯也很普及。在无机械室电梯的情况下，由于将原先配置于机械室的曳引机、控制装置等设备配置在升降井道内，因此不仅动作声会在升降井道中传递而给乘客带来不快感、不安感，而且有可能对靠近升降井道的居住者带来噪声问题。作为电梯的动作声，主要可以列举曳引机的驱动声、制动器的动作声。特别是制动器由于在轿厢停止后动作且为间歇的碰撞声而容易被意识到，被要求具有安静性。

电梯用制动器包括主体、其自身所具有的电磁线圈、以及制动弹簧、可动件。在可动件上设置有与被制动体接触且通过摩擦力使曳引机停止的制动衬片。制动时，切断电磁线圈的电力供给，利用制动弹簧的恢复力将制动衬片按压到被制动体来实施制动。打开时，对电磁线圈供给电力来电磁吸引可动件，使制动衬片从被制动体离开。此时，因可动件与固定件或被制动体碰撞而发出动作声。

作为降低该碰撞声的制动结构，已知日本特许3787862号(专利文献1)中记载的结构。该专利文献1中记载的技术提案有，通过除了制动弹簧以外还追加对可动件给予作用力的机构来使制动时的作用力与电磁吸引力的增减率近似。由此，使对可动件的作用力变小，从而减小动作速度来减小碰撞声。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许3787862号

发明内容

发明要解决的问题

图9A和图9B表示一般的电梯用电磁制动器的概略图。其中，图9B是图9A的A-A截面图。一般的电磁制动器126包括：内置有线圈101和制动弹簧102的主体103；和配置于主体103与被制动体104之间的可动件105和制动靴108(由固定部106和制动衬片107构成)。主体103以与被制动体104保持一定间隔的方式被固定。在此，对制动器动作进行下述定义。将可动件105从制动状态(即制动衬片107与被制动体104接触的状态)向主体103移动的动作定义为吸引动作。反之，将可动件105从与主体103接触的状态向被制动体104移动的动作定义为释放动作。

吸引动作(从制动到非制动状态)，通过对线圈101施加电压来使主体103磁化，将可动件105吸引到主体103侧。另一方面，释放动作(从非制动到制动状态)，通过切断所施加的电压来降低电磁力，使其小于制动弹簧102的作用力，从而使可动件105向被制动体104侧移动。此时，由于电磁力与制动弹力相比急剧地变化，所以因较大的力作用于可动件105而产生加速度，可动件105与主体103或被制动体104碰撞而发出声音。

专利文献1中记载了如下技术：组合有多个弹性模量不同的制动弹簧102、或者利用具有载荷位移特性为非线性的特性的弹簧(例如，圆锥弹簧)等，使得与电磁力的增减率近似来减小作用于可动件105的力，从而减小动作声。

专利文献1中是吸引时作用力增加的结构。因此，为了保持吸引状态而需要流动比原先更大的电流，所以线圈温度的上升率变高。线圈温度的显著上升有可能导致绝缘性能的下降，为了避免这一点而需要降低线圈101本身的电阻。作为降低线圈电阻的方案，可以举出缩短线圈线长、或者加粗线圈线径等，但分别具有下述缺点。在缩短线圈线长的情况下匝数变少磁动势降低，为了得到同等的磁动势需要增大电源容量等方案。在加粗线圈线径的情况下因线圈101的大型化而导致内置线圈101的主体103大型化。即，有可能导致制动器的大型化。

另外，吸引时增加作用力的结构中，利用吸引力的剩余量(作用力与吸引力之差)来确保静音性能。线圈101吸引力的最大值由磁极面积(制动器的吸引面的面积)、磁动势(线圈匝数、电流值)决定，所以线圈吸引力与线圈体积有正比例关系。即，在专利文献1的结构中，由于是吸引时增加作用力的结构，所以是牺牲了制动器的小型化的改进余地来实现静音化的结构。

但是，无机械室电梯的设备配置中，将曳引机、轿厢、控制盘等收纳在升降井道的有限的空间中，所以各设备要求小型且高安静性。

本发明鉴于上述问题而完成的，其目的在于在对电梯用曳引机进行制动的电磁制动装置中，提供小型且静音性能(特别是释放动作声的减小)优秀的制动结构。

用于解决问题的方法

为了达成上述目的，本发明的电磁制动器的特征在于，包括：可动件，其具有与设置于使轿厢升降的曳引机的被制动体抵接来进行制动的制动靴；和主体，其具有将上述可动件推向上述被制动体来施加制动力的制动弹簧和克服上述制动弹簧的弹力来吸引上述可动件的电磁线圈，上述电磁制动装置具有金属施力机构，该金属施力机构伴随上述可动件从上述主体向上述被制动体的位移，对上述可动件施力以使得在与位移方向相反方向上作用的力与从上述主体向上述被制动体的位移成比例地增加。

发明的效果

根据本发明，在对电梯用曳引机进行制动的电磁制动装置中，能够提供小型且静音性能(特别是释放动作声的减小)优秀的制动结构。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的无机械室电梯的升降井道的立体图。

图2是本发明的一个实施例的无机械室电梯的升降井道的截面图。

图3是本发明的一个实施例的电梯用制动器的俯视图。

图4A是说明本发明的一个实施例的电磁制动装置的动作的截面图(制动时)。

图4B是说明本发明的一个实施例的电磁制动装置的动作的截面图(非制动时)。

图5A是表示本发明的一个实施例的电磁制动装置的截面图。

图5B是表示本发明的一个实施例的电磁制动装置的截面图。

图6是本发明的一个实施例的可动件作用力与可动件位置的关系图。

图7A是表示本发明的一个实施例的电磁制动装置的截面图。

图7B是表示本发明的一个实施例的电磁制动装置的截面图。

图8是表示本发明的一个实施例的碟形弹簧部与制动弹簧的位移载荷特性的图。

图9A是现有的电梯用制动器的俯视图。

图9B是现有的电梯用制动器的截面图。

具体实施方式

以下，用实施例说明本发明。

(实施例1)

图1和图2表示机械室电梯的升降井道的设备配置。图1是本发明的一个实施例的无机械室电梯的升降井道的立体图。轿厢9通过卷挂于曳引机10的绳轮14上的多根吊索13进行升降动作。绳轮14与未图示的驱动装置直接连结，由驱动装置驱动。作为制动鼓的被制动体15与绳轮14直接连结，利用制动装置26对被制动体15进行制动，由此保持轿厢9的停止状态。12是对重锤。

图2是本发明的一个实施例的无机械室电梯的升降井道的截面图。像这样无机械室电梯的设备配置，是在升降井道中将曳引机10、轿厢9、控制盘11等收纳在有限的空间的状态。

图3是本发明的一个实施例的电梯用制动器的俯视图。本实施例的电磁制动装置26，在内置有线圈1和制动弹簧2的主体3的周缘设置有金属施力机构4。

图4A、图4B是说明电磁制动装置的动作的图3上的B-B截面图。图4A表示电磁制动装置26对曳引机10进行了制动的状态。制动状态中，制动时制动弹簧2的按压力经由可动件5将制动衬片7按压到被制动体15，从而对绳轮14进行制动。

图4B表示非制动时的状态。非制动时，通过对线圈1施加电流来磁化主体3。由于主体3被磁化，可动件5被吸引到主体3侧，制动衬片7从被制动体15离开，从而解除按压力。

如上所述，制动动作利用制动弹簧2机械地执行，而制动力的解除电气地进行。这样，在因停电等而切断了电源供给的情况下实现轿厢9停止的故障保护(fail safe)动作。

图5A、图5B是表示本发明的实施例1的电磁制动装置26的图3上的C-C截面图。实施例1的电磁制动装置26的基本结构与现有的非励磁动作型制动装置相近，但具有在释放时作用力与可动件5的位移成正比地增加的弹性体。上述弹性体优选小型且弹性系数大，例如碟形弹簧等。在可动件5和主体3具有同轴上的插通孔16，在主体3上设置有与插通孔16同心圆状的孔17。在这些孔内插入螺栓，该螺栓的头部配置在可动件5侧，在向主体3的上表面突出的螺栓19的插入侧端部隔着垫圈螺合有螺母。孔17的孔径与碟形弹簧部18的外径大致相同。图5A表示非制动时的制动器的状态。此时是碟形弹簧部18的压缩量为零或极小的状态。

图5B表示制动时的制动器的状态，与可动件5的位移量相应地碟形弹簧部18被压缩而产生载荷。利用该载荷能够降低可动件5的动作速度减小动作声。此时的电磁力与作用于可动件5的力的关系用图6表示。图6中的(a)表示现有的制动器的可动件作用力的位移特性，图6中的(b)表示本实施例的可动件5作用力的位移特性。Fm表示吸引时的电磁力特性，Fm′表示释放时的电磁力特性。现有的制动器中，在可动件5与主体3紧贴或者离开时，制动弹簧2的作用力Fs与电磁力Fm之差较大地分开。另一方面，本实施例中，在可动件5与主体3从紧贴状态到离开时，在与可动件5的动作方向相对的方向上作用有碟形弹簧部18的载荷，所以可知与现有的制动器相比作用于可动件5的力变小。进而，因该作用，吸引时的电磁力Fm与作用力之差变小，能够降低电磁力的上限值，所以能够实现小型化，能够确保充分的静音性能。

(实施例2)

图7A、图7B是表示本发明的实施例2的电磁制动装置26的图上的截面图。实施例2是将实施例1的碟形弹簧部18与制动弹簧2配置成直列的结构。即，虽然省略了图示，但在图3的制动弹簧2的位置也形成有金属施力机构4的状态。为了使制动弹簧2被预先压缩，在主体3在与插通孔22同轴上设置有同心圆的孔23。孔23的孔径比插通孔22小，因这一直径之差而在边界部分形成肩部24。在这些孔内插入螺栓19，该螺栓的头部配置在可动件5侧，在向主体3的上表面突出的螺栓19的插入侧端部隔着垫圈20螺合有调节用和防止变松的螺母21。制动弹簧2能够在插通孔22内移动，但无法进入孔23内，通过抵到肩部24而能够预先被压缩。在此，碟形弹簧18发挥妨碍可动件5的动作的作用，所以在可动件5的位移增大的情况下，制动力有可能降低。但是，根据本结构，在碟形弹簧部18被过压缩的情况下，被配置成直列的制动弹簧2弯曲而发挥防止制动力降低到一定值以下的限制功能。

图8表示制动弹簧2与碟形弹簧部18的载荷位移特性。图8的纵轴表示制动弹簧2与碟形弹簧部18产生的载荷，横轴表示可动件5与主体3的空隙距离即可动件5的行程。横轴的右端表示制动状态，左端表示非制动状态(吸引状态)。实线表示制动弹簧2的载荷位移特性，虚线表示碟形弹簧部的载荷位移特性。吸引时制动弹簧2处于压缩状态，载荷作为将可动件5推向被制动体15的力发挥作用。另一方面，碟形弹簧部18的下部与弹簧座25a接触，弹簧座25a的位置被肩部24限制，所以制动弹簧2的力没有作用于碟形弹簧部18。因此，在碟形弹簧部18仅产生与可动件5的位移带来的压缩量成正比的载荷。但是，当达到图8所示的位移A时，碟形弹簧部的反作用力与制动弹簧2的弹力相抵。在该状态下，碟形弹簧部18、制动弹簧2的力抵消，可以视作碟形弹簧部18的作用力为零。因此，从超过相抵点的位置起碟形弹簧部18不被压缩，仅制动弹簧2被压缩，在弹簧座25a与肩部24之间形成间隙，不会产生对制动器的动作造成阻碍的过压缩状态。即，制动力的下降被抑制。由此，即使衬片7磨损而可动件5的位移变大，也能够使制动器的功能不失效地长期发挥稳定的静音性能。

如以上说明的那样，根据本实施例1和本实施例2，通过作用有与释放时的可动件5的动作方向相对的力的弹性体的作用力，来降低可动件5的动作速度，由此能够实现动作声的减小。

另外，如本实施例1或本实施例2所示，在金属施力机构4具有多个碟形弹簧18，多个碟形弹簧18以凸面与凸面、凹面与凹面相对的方式层叠多层而构成的情况下，与使用橡胶等弹性体的情况相比能够容易地以单位体积小的大小来得到大的弹性系数，而且能够得到长寿命且稳定的弹性系数。

而且，如本实施例1或本实施例2所示，在金属施力机构4为具有插通主体3、可动件5和碟形弹簧18的螺栓19和与螺栓19螺合的螺母20的结构的情况下，结构简单且能够实现较为小型化，所以能够容易进行组装到电磁制动装置26中的设计，能提高通用性。

另外，如本实施例2所示，通过采用将金属施力机构4、特别是碟形弹簧部18与制动弹簧2配置成直列，在非制动状态下上述制动弹簧2的压缩力不作用于碟形弹簧部18，在制动状态下制动弹簧2与碟形弹簧部18产生的力彼此作用的结构，能够发挥作为使得不发生对制动器的动作产生障碍的碟形弹簧部18的过压缩状态的限制器的功能，能够抑制制动力的下降。由此，即使衬片7磨损而可动件5的位移变大，也能够使制动器的功能不失效地长期发挥稳定的静音性能。

另外，通过使制动弹簧2的弹性系数比碟形弹簧部18的作用力的单位位移的变化率大，能够防止对制动器的动作产生障碍的过压缩状态的产生，能够抑制制动力的下降。由此，即使衬片7磨损而可动件5的位移变大，也能够使制动器的功能不失效地长期发挥稳定的静音性能。

另外，本实施例1或本实施例2中，对将碟形弹簧部18和具有其的金属施力机构设置于主体3的内部的结构进行了说明，但将碟形弹簧部18等设置于主体3的外部的结构也能够实现。但是，如果采用将碟形弹簧部18等金属施力机构设置于主体内部的结构，则能够对电磁制动装置26整体的小型化进一步做出贡献。

附图标记的说明

1……线圈

2……制动弹簧

3……主体

4……金属施力机构

5……可动件

6……制动衬片固定部

7……制动衬片

8……制动靴

9……轿厢

10……曳引机

11……控制盘

12……对重

13……吊索

14……绳轮

15……制动鼓

16……插通孔

17……孔

18……碟形弹簧部

19……螺栓

20……垫圈

21……螺栓

22……插通孔

23……孔

24……肩部

25a、b……弹簧座

26……电磁制动装置。

Claims (6)

1.一种电磁制动装置，其特征在于，具有：

可动件，其具有与设置于使轿厢升降的曳引机的被制动体抵接来进行制动的制动靴；和

主体，其具有将所述可动件推向所述被制动体来施加制动力的制动弹簧和克服所述制动弹簧的弹力来吸引所述可动件的电磁线圈，

所述电磁制动装置具有金属施力机构，该金属施力机构伴随所述可动件从所述主体向所述被制动体的位移，对所述可动件施力以使得在与位移方向相反方向上作用的力与从所述主体向所述被制动体的位移成比例地增加。

2.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于：

所述金属施力机构具有多个碟形弹簧，所述多个碟形弹簧以凸面与凸面、凹面与凹面相对的方式层叠多层而构成。

3.如权利要求2所述的电磁制动装置，其特征在于：

所述金属施力机构还具有插通所述主体、所述可动件和所述碟形弹簧的螺栓和与所述螺栓螺合的螺母。

4.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于：

所述金属施力机构和所述制动弹簧配置成直列，在非制动状态下所述制动弹簧的压缩力没有作用于所述金属施力机构，在制动状态下所述制动弹簧和所述金属施力机构产生的力相互作用。

5.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于：

所述制动弹簧的弹性系数大于所述金属施力机构的作用力的每单位位移的变化率。

6.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于：

所述金属施力机构设置于所述主体内部。