CN1589233A - 电梯用卷扬机 - Google Patents

Abstract

一种电梯用卷扬机，外壳具有外侧圆筒部。以主轴为中心可回转的回转部具有：配置于外侧圆筒部内侧的内侧圆筒部、驱动滑轮、以及相对于主轴呈直角的制动面。回转部的回转制动用的电磁制动装置被配置于内侧圆筒部的内侧。另外，电磁制动装置具有：通过在主轴的轴向上进行往复运动、与制动面接触分离的制动体；对制动体施加与制动面接合的方向的力的制动弹簧；以及克服制动弹簧的弹力、使制动体从制动面开离的电磁铁。

Description

电梯用卷扬机

技术领域

本发明涉及将制动回转部回转用的电磁制动装置、配置在具有驱动滑轮的回转部内侧的电梯用卷扬机。

背景技术

例如在日本专利特开2000-289954号公报所记载的传统的电梯用卷扬机中，与驱动滑轮形成一体的圆筒状的回转部内侧，配置有制动回转部回转用的电磁制动装置。该电磁制动装置包括：与回转部的制动面接触分离的制动片；将制动片推压至制动面的制动弹簧；以及克服制动弹簧的弹力、使制动片从制动面开离的电磁铁。

另外，由于将制动面设置在了回转部的内周面，因此，制动片在回转部的半径方向上进行往复运动。电磁铁产生的电磁力的方向就是回转部的半径方向。

然而，在传统的电梯用卷扬机中，由于将电磁制动装置收容在回转部内的狭小的空间中，并且，电磁铁产生的电磁力的方向是回转部的半径方向，因此，不能配置具有充分吸收能力的电磁铁。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题，其目的在于，提供可将具有充分吸收能力的电磁铁容易配置在回转部内的狭小的空间中的电梯用卷扬机。

本发明的电梯用卷扬机，包括：外壳，该外壳具有外侧圆筒部；主轴，该主轴设置于外壳内；回转部，该回转部具有配置于外侧圆筒部内侧的内侧圆筒部、卷挂有电梯的主绳索的驱动滑轮、以及相对于主轴呈直角的制动面，其能以主轴为中心回转；电动机，该电动机具有搭载于内侧圆筒部的电动机转子和与电动机转子相对状固定于外侧圆筒部的电动机定子，能使回转部回转；以及电磁制动装置，该电磁制动装置具有：通过在主轴的轴向上进行往复运动以与制动面接触分离的制动体、对制动体施加与制动面接合方向的力的制动弹簧、以及克服制动弹簧的弹力使制动体从制动面开离的电磁铁，并且，其被配置于内侧圆筒部的内侧，对回转部的回转进行制动。

附图的简单说明

图1为表示本发明实施例1的电梯用卷扬机的主视图。

图2为沿着图1的II-II线切断的卷扬机端面的剖视图。

图3为图1的卷扬机分解剖视图。

图4为表示图2的中心板的另一例剖视图。

图5为表示本发明实施例2的电梯用卷扬机的剖视图。

图6为表示以各种电流值、使图5的电磁铁与衔铁间的间隙静态变化时的间隙与磁性吸引力的关系的图表。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明适用的实施例。

实施例1

图1为表示本发明实施例1的电梯用卷扬机的主视图，图2为沿着图1的II-II线切断的卷扬机端面的剖视图。

图中，外壳1具有深盆状(有底圆筒状)的外壳本体2以及堵住外壳本体2的开口的支持板3。在外壳本体2上，外侧圆筒部4、与该外侧圆筒部4邻接的圆筒状的覆盖部5以及与覆盖部5邻接的圆板状的底部6一体形成。

覆盖部5的直径小于外侧圆筒部4的直径。底部6的中央设置有轴安装孔6a。

支持板3通过螺钉等安装在外侧圆筒部4的轴向一端部。支持板3具有圆板状的盖部7和从盖部7的中央向外壳本体2内伸出的圆筒状的制动器支持部8。在盖部7上设置有多个间隙确认孔7a和多个螺钉固定孔7b。

在轴安装孔6a中嵌合固定着主轴9。以主轴9为中心可回转的回转部11通过轴承10被支持在主轴9上。回转部11具有深盆状(有底圆筒状)的回转部本体12和被螺钉固定于回转部本体12上的圆环状的侧板13。

在回转部本体12上，配置于外侧圆筒部4内侧的内侧圆筒部14与卷挂有电梯的主绳索(未图示)的驱动滑轮15一体形成。在驱动滑轮15的外周面形成有可插入主绳索的多个绳索槽。另外，驱动滑轮15被配置于覆盖部5的内侧。

内侧圆筒部14具有位于轴向一端部的第1内侧端部14a和位于轴向另一端部的第2内侧端部14b。侧板13被安装在第1内侧端部14a上。在侧板13上形成有与第1内侧端部14a邻接的第1制动面部13a。在回转部本体12上形成有与第2内侧端部14b邻接且与第1制动面部13a相对的第2制动面部12a。

实施例1的制动面具有第1制动面部13a和第2制动面部12a。第1制动面部13a和第2制动面部12a是相对于主轴9呈直角的平面。

在内侧圆筒部14的外周面搭载有电动机转子16。在外侧圆筒部4的内周面固定着与电动机转子16相对的电动机定子17。回转部11利用具有电动机转子16和电动机定子17的电动机18的驱动力进行回转。

在支持板3的制动器支持部8上，支持着回转部11回转制动用的电磁制动装置20。电磁制动装置20被配置于内侧圆筒部14的内侧。即，电磁制动装置20被配置在内侧圆筒部14与制动器支持部8间形成的环状的空间中。

另外，电磁制动装置20包括：在主轴9的轴向上可往复运动的电磁铁(磁场)21及衔铁22；设置于电磁铁21与衔铁22间的多个制动弹簧23；搭载在电磁铁21上的第1制动片(衬料)24；以及搭载在衔铁22上的第2制动片(衬料)25。

制动体具有第1、第2制动片24、25。制动弹簧23对第1、第2制动片24、25施加向第1、第2制动面部13a、12a接合方向的力。即，制动弹簧23是利用电磁铁21与衔铁22相互间的开离、将第1、第2制动片24、25推压至第1、第2制动面部13a、12a。

制动弹簧23的弹力可由安装于电磁铁21的弹簧座(未图示)上的螺栓(未图示)进行调整。

电磁铁21利用电磁力将衔铁22吸引。通过电磁铁21与衔铁22相互的吸引，第1、第2制动片24、25克服制动弹簧23的弹力从第1、第2制动面部13a、12a开离。

即，第1制动片24通过在主轴9的轴向上的往复运动，与第1制动面部13a进行接触分离。另外，第2制动片25通过在主轴9的轴向上的往复运动，与第2制动面部12a进行接触分离。

为了能得到更大的制动扭矩，将第1、第2制动片24、25配置在电磁铁21和衔铁22的外周部旁边(离主轴9远的部分)。

在制动器支持部8上设置有第1引导部8a，该第1引导部8a对主轴9的轴向上的电磁铁21和第1制动片24的移动进行引导并限制其回转。另外，在制动器支持部8上设置有第2引导部8b，该第2引导部8b对主轴9的轴向上的衔铁22和第2制动片25的移动进行引导并限制其回转。作为第1、第2引导部8a、8b，例如可使用键，将该键插入在设置于电磁铁21和衔铁22的键槽中。

在第1引导部8a与第2引导部8b之间固定着圆环状的中心板26。中心板26从制动器支持部8的外周面朝外径方向伸出地固定在制动器支持部8上。另外，制动器开放时，通过电磁铁21和衔铁22抵接，中心板26对第1制动片24从第1制动面部13a朝开离方向的移动量进行限制，同时对第2制动片25从第2制动面部12a朝开离方向的移动量进行限制。

在支持板3的中央部安装着圆板状的编码器支持板27。在编码器支持板27上支持着检测回转部11的转速的编码器28。编码器28被配置于制动器支持部8的内侧。

下面参照图3的分解剖面图来说明卷扬机的组装方法。卷扬机分为包含回转部11和电动机18的电动机组件、包含电磁制动装置20的制动器组件进行组装。

组装电动机组件时，将主轴9立设在外壳本体2中，并将电动机定子17安装于外侧圆筒部4的内周面。然后，通过轴承10将搭载有电动机转子16的回转部11安装在主轴9上。

另一方面，组装制动器组件时，将电磁制动装置20安装在制动器支持部8上，并将中心板26固定。另外，将侧板13临时固定在支持板3上。

这种组装后的电动机组件和制动器组件，通过将支持板3固定于外壳本体2而一体化。其后，用螺栓将侧板13正式固定于内侧圆筒部14的第1内侧端部14a。最后，将编码器支持板27安装在支持板3上，将编码器28配置于制动器支持部8内。

下面说明动作。图2表示制动器开放时状态。即，电磁铁21被励磁，电磁铁21与衔铁22相互吸引。由此，第1、第2制动片24、25从第1、第2制动面部13a、12a开离，利用电动机18的驱动力使回转部11回转。

此时，因电磁铁21和衔铁22与中心板26抵接，故能更加可靠地确保第1、第2制动片24、25与第1、第2制动面部13a、12a间的间隙，可防止第1、第2制动片24、25的磨损。

对回转部11的回转进行制动时，遮断对电磁铁21的线圈的通电，利用制动弹簧23的弹力使电磁铁21与衔铁22相互开离。由此，将第1、第2制动片24、25推压至第1、第2制动面部13a、12a，对回转部11进行摩擦制动。

制动时，制动扭矩的反力作用于电磁铁21和衔铁22。这种反力被键等的第1、第2引导部8a、8b所接受。

在这种卷扬机中，由于第1制动面部13a和第2制动面部12a相对于主轴9呈直角，电磁铁21产生的电磁力的方向就是与主轴9的轴线平行的方向，因此，可将具有充分的吸收能力的电磁铁21容易地配置在回转部11内的狭小的空间中。

另外，外壳1具有安装于外侧圆筒部4的轴向一端部的支持板3，在支持板3上支持着电磁制动装置20，可分为包含电动机18的电动机组件和包含电磁制动装置20的制动器组件进行组装，可使组装容易。

并且，由于制动面具有与内侧圆筒部14的第1内侧端部14a邻接的第1制动面部13a、与第2内侧端部14b邻接且与第1制动面部13a相对的第2制动面部12a，因此，可充分确保制动面的面积，可提高制动能力。

另外，由于在第1内侧端部14a安装有侧板13，第1制动面部形成于侧板13，因此，可用简单的结构形成第1制动面部13a。

由于在第1引导部8a与第2引导部8b之间固定着中心板26，对第1、第2制动片24、25的移动量进行限制，因此，能更加可靠地确保第1、第2制动片24、25与第1、第2制动面部13a、12a间的间隙，可防止第1、第2制动片24、25的磨损。

并且，由于电磁制动装置20具有在主轴9的轴向上可往复运动的电磁铁21和衔铁22，将第1、第2制动片24、25搭载在电磁铁21和衔铁22上，因此，即使万一因某种原因使电磁铁21和衔铁22的一方不能动作，也可利用制动弹簧23的弹力使另一方进行制动动作。从而能提高可靠性。

下面对电磁制动装置20的电磁铁21具有的磁性吸引力作出说明。首先，制动器开放所需的磁性吸引力Fs可用Fs＝T/r/n表示。

T：制动扭矩

r：制动半径

n：制动面的个数

若将实施例1的电磁制动装置20与产生朝回转部的半径方向的电磁力的传统的电磁制动装置相比较，则制动扭矩T相互的规格相同，制动半径r相互大致相同，制动面的个数n都是2。这样，电磁铁每个所要求的磁性吸引力Fs基本相同。

另外，电磁铁的磁性吸引力F可用F＝1/(2·μ0)×B²×S表示。

μ0：真空的透磁率

B²：产生磁性吸引力的面的磁通密度

S：产生磁性吸引力的面的面积

由此，在传统的电磁制动装置中，必须由1个电磁铁产生比Fs大的磁性吸引力。并且，传统的电磁制动装置不能充分确保面积S。反之，在实施例1的卷扬机中，则在回转部本体12中可确保足够的面积的第2制动面部12a。即，实施例1的卷扬机中的面积S可大于传统的卷扬机中的面积S数倍。

在上述例中，完全开放时，电磁铁21及衔铁22与中心板26抵接，但例如图4所示，也可以在完全开放时，电磁铁21与衔铁22抵接，在电磁铁21及衔铁22与中心板26之间留有间隙g1、g2。

在此场合，必须将间隙的合计(g1+g2)设定成比制动时的电磁铁21与衔铁22的间隔小。这样，电磁铁21与衔铁22的接合面的位置虽然可在图4的左右位移，但能更加可靠地确保第1、第2制动片24、25与第1、第2制动面部13a、12a间的间隙。

实施例2

图5为表示本发明实施例2的电梯用卷扬机的剖视图。图中，外壳1具有外壳本体2、将外壳本体2的开口堵住的圆板状的支持板31。回转部11具有回转部本体12和配置于回转部本体12内的滑动机构32。

滑动机构32包括：沿着内侧圆筒部14的内周面、在主轴9的轴向上可往复运动的圆环状的滑动构件33；固定于滑动构件33两面的第1、第2衬料34、35；固定于内侧圆筒部14的内周面、限制滑动构件33向支持板31侧移动的制动器36；以及设置于回转部本体12与滑动构件33之间、可将滑动构件33推压至制动器36的多个回程弹簧37。主轴9的轴向上的制动器36的固定位置可以调整。

第1、第2衬料34、35的表面形成有第1、第2制动面34a、35a。实施例2的制动面具有第1制动面部34a和第2制动面部35a。第1制动面部34a和第2制动面部35a是相对于主轴9呈直角的平面。在内侧圆筒部14的内周面，设置有朝主轴9的轴向引导滑动构件33滑动的引导部38。作为引导部38，例如可采用花键构造。

在支持板31上支持着电磁制动装置40，用于对回转部11的回转进行制动。电磁制动装置40被配置于内侧圆筒部14的内侧。

另外，电磁制动装置40包括：固定于支持板31的电磁铁41；配置于电磁铁41与第1滑动面部34a间的制动体即衔铁42；设置于电磁铁41与衔铁42间的多个制动弹簧43；固定于支持板31、与第2制动面部35a相对的固定板44；固定于支持板31与固定板44间的多个带垫圈螺栓45；以及中介于电磁铁41与衔铁42间的多个弹性构件46。

衔铁42在主轴9的轴向上可往复运动。朝主轴9的轴向移动由带垫圈螺栓45引导。衔铁42的回转受带垫圈螺栓45的限制。

作为弹性构件46，例如可通过以主轴9为中心配置的O形环和橡胶绳带构成。另外，弹性构件46的材料例如是橡胶。衔铁42被制动弹簧43及弹性构件46，朝与第1滑动面部34a接合的方向施力。

制动器开放时，弹性构件46被压缩在电磁铁41与衔铁42之间。制动时弹性构件46复原，电磁铁41与衔铁42接合。即，制动器开放时的衔铁42及固定板44与制动面之间的间隙(第1制动面部34a与衔铁42间的间隙和第2制动面部35a与固定板44间的间隙的合计)，设定成比弹性构件46的压缩变形量小。

弹性构件46被嵌入电磁铁41的表面上形成的环状的槽内。这是为了用于定位、以及不使弹性构件46发生龟裂，以提高耐久性。

回程弹簧37的合计弹力被设定成比制动弹簧43的合计弹力小得多。其它结构与实施例1相同。

下面说明动作。图5表示制动器开放时状态。即，电磁铁41被励磁，衔铁42被电磁铁41吸引。由此，衔铁42从第1制动面部34a开离。另外，滑动构件33受回程弹簧37的推压，与制动器36抵接。由此，第2制动面部35a从固定板44开离。在此状态下，利用电动机18的驱动力使回转部11回转。

对回转部11的回转进行制动时，遮断对电磁铁41的线圈的通电，利用制动弹簧43的弹力使衔铁42从电磁铁41开离。由此，衔铁42与第1制动面部34a抵接，并通过第1衬料34对滑动构件33进行推压。

此时，因回程弹簧37的弹力小于制动弹簧43的弹力，故滑动构件33从电磁铁41朝开离方向进行滑动，第2滑动面部35a与固定板44抵接。即，滑动构件33和衬料34、35由制动弹簧43的弹力，被夹持于衔铁42与固定板44之间，由此对回转部11进行摩擦制动。

在这种卷扬机中，由于第1制动面部34a及第2制动面部35a相对于主轴9呈直角，电磁铁41产生的电磁力的方向就是与主轴9的轴线平行的方向，因此，可将具有充分的吸收能力的电磁铁41容易地配置在回转部11内的狭小的空间中。

下面说明弹性构件46的作用。图6为表示以各种电流值、使图5的电磁铁41与衔铁42间的间隙静态变化时的间隙与磁性吸引力的关系的图表。所谓负载是表示制动弹簧43的推压力与弹性构件46的复原力的合力随间隙的变化。其中，可忽略掉回程弹簧37所形成的抗力。

一旦从制动状态开放制动器，则衔铁42与第1制动面部34a间的间隙扩大，反之，电磁铁41与衔铁42间的间隙(图6的间隙)缩小。图6中，制动时的间隙是0.5mm，完全开放时的间隙是0.1mm。

从制动状态开始向电磁铁41通电，随着电流值的逐渐上升，当发生超越间隙为0.5mm时的负载(约750kgf)的磁性吸引力时，也就是1.6A不到一点的电流值之时。由此，若流动1.6A的电流，则衔铁42克服制动弹簧43和弹性构件46的弹力，向电磁铁41侧位移。

如图6所示，1.6A时的特性曲线在表示负载特性的线与A点处形成交叉。即，1.6A的电流形成的磁性吸引力与间隙约0.3mm时的负载平衡。这样，若将电流值保持1.6A，则衔铁42在间隙约为0.3mm的位置处停止。在此状态下，为了使间隙收缩至0.1mm形成完全开放，必须将电流值升至1.8A。

为此，通过适当设定弹性构件46的特性，并对通电电流的电流波形进行控制，可控制衔铁42的动作特性，例如可较缓慢地执行开放动作。另外，通过控制电流值，还可对衔铁42的位置进行控制。

另外，在执行制动动作时，也可根据电流值的下降特性来控制衔铁42的动作特性。例如在图6中，若从开放状态切断通电，则当电流值下降至1.6A时，磁性吸引力小于负载，开始制动动作。但是，在1.6A时，衔铁42只能位移至A点，通过使电流值进一步下降至1.4A，衔铁42可位移至完全制动位置。但是，若快速地使电流值衰减，则衔铁42也可高速位移，还可进行紧急制动。紧急制动时，利用弹性构件46的复原力也可提高制动速度。

另一方面，在不使用弹性构件的传统的制动装置中，负载不受间隙的影响，大致一定。这样，在流动有开始开放动作的电流值时，即使该电流值不发生变化，衔铁也可加速至完全开放位置并一下子位移，与电磁铁发生冲突。另外，在制动时，也是若电流下降至开始制动动作的值，衔铁可一下子位移。

实际动作中，电流值的上升·下降时间很短，衔铁42的位移量也很小，故制动·开放动作是瞬间性的，但通过使用弹性构件46来使负载特性变化，就可控制衔铁42的动作特性，可减小冲突声。

另外，实施例1、2中，是将主轴9相对于外壳1固定的，但也可将轴承设置于外壳与主轴之间，使主轴与回转部一起回转。

另外，实施例2中使用的弹性构件46，也可中介于实施例1的电磁铁21与衔铁22之间。

Claims (8)

1.一种电梯用卷扬机，其特征在于，包括：

外壳，该外壳具有外侧圆筒部；

主轴，该主轴设置于所述外壳内；

回转部，该回转部具有配置于所述外侧圆筒部内侧的内侧圆筒部、卷挂有电梯的主绳索的驱动滑轮、以及相对于所述主轴呈直角的制动面，其以所述主轴为中心可进行回转；

电动机，该电动机具有搭载于所述内侧圆筒部的电动机转子、与所述电动机转子相对状固定于所述外侧圆筒部的电动机定子，其可使所述回转部回转；以及

电磁制动装置，该电磁制动装置具有通过在所述主轴的轴向上进行往复运动与所述制动面接触分离的制动体、对所述制动体施加与所述制动面接合方向的力的制动弹簧、以及克服所述制动弹簧的弹力使所述制动体从所述制动面开离的电磁铁，且其被配置于所述内侧圆筒部的内侧，对所述回转部的回转进行制动。

2.如权利要求1所述的电梯用卷扬机，其特征在于，所述外壳具有安装于外侧圆筒部的轴向一端部的支持板，所述电磁制动装置被支持在所述支持板上。

3.如权利要求1所述的电梯用卷扬机，其特征在于，所述内侧圆筒部具有位于轴向一端部的第1内侧端部和位于轴向另一端部的第2内侧端部，

所述制动面具有与所述第1内侧端部邻接的第1制动面部、以及与第2内侧端部邻接且与第1制动面部相对的第2制动面部，

所述制动体具有与所述第1制动面部接触、分离的第1制动片、以及与所述第2制动面部接触、分离的第2制动片。

4.如权利要求3所述的电梯用卷扬机，其特征在于，在所述第1内侧端部安装着圆环状的侧板，所述第1制动面部形成于所述侧板上。

5.如权利要求3所述的电梯用卷扬机，其特征在于，在所述外壳上设置有引导部，该引导部对所述第1制动片和所述第2制动片在轴向上的移动进行引导，同时限制其回转，

所述引导部设置有中心板，该中心板对所述第1制动片从所述第1制动面部朝开离方向上的移动量进行限制，同时对所述第2制动片从所述第2制动面部朝开离方向上的移动量进行限制。

6.如权利要求3所述的电梯用卷扬机，其特征在于，所述电磁制动装置还具有与所述电磁铁相对的衔铁，所述电磁铁和所述衔铁在所述主轴的轴向上可往复移动，所述第1制动片搭载在所述电磁铁上，所述第2制动片搭载在所述衔铁上。

7.如权利要求1所述的电梯用卷扬机，其特征在于，所述电磁制动装置还具有设置于所述制动体与所述电磁铁之间的弹性构件，所述弹性构件在制动器开放时被压缩而弹性变形，制动时利用弹性复原力对所述制动体朝所述制动面施力。

8.如权利要求7所述的电梯用卷扬机，其特征在于，将所述制动弹簧的弹力与所述弹性构件的弹性复原力的合力在制动·开放动作中的变化特性设定成：向制动状态的所述电磁铁开始通电、同时使通电电流值从0开始上升、维持开放动作开始时的电流值的场合，开放动作在中途停止。

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