CN207877048U - 电磁制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电磁制动装置，能够在电枢的动作异常成为故障之前通知该异常。在电磁线圈的施力时，对在该电磁线圈中流动的电流的值与预先确定的理论值之差进行累计，在该累计值为预先确定的设定值以上的情况下判定为电枢的动作异常。

Description

电磁制动装置

本申请以日本专利申请2017-021391号(申请日：2017年02月08日)为基础，并享受该申请的优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。

技术领域

本实用新型的实施方式例如涉及对电梯的卷扬机进行制动的电磁制动装置。

背景技术

例如，对乘客、货物进行搬运的电梯具备通过马达的动力使轿厢上下移动的卷扬机，并且具备根据需要对该卷扬机进行制动的电磁制动装置。

电磁制动装置包括：固定于作为制动对象的卷扬机的旋转轴的制动盘；在该旋转轴上滑动自如的电枢；将该电枢按压于制动盘的弹簧；以及使上述电枢克服弹簧的偏移力而从制动盘分离的电磁线圈，在施加制动的情况下使电磁线圈卸力，在解除制动的情况下使电磁线圈施力。

当电磁线圈卸力时，从电磁线圈对电枢的磁吸引作用消失，承受着弹簧的偏移力的电枢与制动盘抵接而滑动接触。由此，卷扬机的旋转被制止。

当电磁线圈施力时，从电磁线圈对电枢的磁吸引作用起作用，电枢克服弹簧的偏移力而从制动盘分离。由此，制止被解除而允许卷扬机的旋转。

专利文献1：日本特开2008-168981号公报

在上述电磁制动装置中，随着电枢与制动盘的接触，电枢磨损，由于该磨损而产生的金属粉末朝电枢的周边飞散。所飞散的金属粉会进入电枢与旋转轴之间的滑动部分而成为阻力，电枢的动作逐渐变差。当保持该状态而继续使用电磁制动装置时，制动力降低，或者有可能产生电枢变得不动作的故障。

在产生了电枢变得不动作的故障的情况下，接受到修理请求的维护·检修作业员赶往电梯的设置现场，作业员实施修理。作业员首先使电梯的运行停止，对电梯的整体进行检修，在发现了故障的阶段开始修理。因此，修理花费大量的劳力和时间。由于电梯的运行长时间地停止，所以会对利用者带来很大的麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电磁制动装置，能够在成为故障之前通知电枢的动作异常。

实施方式的电磁制动装置具备：制动盘，固定于制动对象的旋转轴；电枢，在上述旋转轴上滑动自如；弹簧，使该电枢朝上述制动盘侧滑动而按压于该制动盘；电磁线圈，使上述电枢克服上述弹簧的偏移力而从上述制动盘分离；以及控制部，在施加制动的情况下使上述电磁线圈卸力，在解除制动的情况下使上述电磁线圈施力。控制部为，在上述电磁线圈的施力时，对在该电磁线圈中流动的电流值与预先确定的理论值之差进行累计，在该累计值为预先确定的设定值以上的情况下判定为上述电枢的动作异常。

此外，在上述电磁制动装置中，上述控制部在判定出上述异常的情况下通知该异常的情况。

此外，在电磁制动装置中，还具备板，该板设置于隔着上述制动盘而与上述电枢对置的位置，在通过上述弹簧的偏移力将上述电枢按压于上述制动盘时，在该板与该电枢之间夹持上述制动盘。

附图说明

图1是对一个实施方式的电枢及其周边的构成进行截面而表示并且将电气系统的构成表示为功能块的图。

图2是表示该实施方式的电枢通过1级拉引而顺畅地动作的状态的图。

图3是表示电枢如图2那样动作的情况下的励磁电流的波形的图。

图4是表示该实施方式的电枢通过2级拉引而阶段性地动作的状态的图。

图5是表示与图4连续的电枢的动作的图。

图6是表示电枢如图4、图5那样动作的情况下的励磁电流的波形的图。

图7是表示该实施方式的电枢通过3级拉引而阶段性地动作的状态的图。

图8是表示与图7连续的电枢的动作的图。

图9是表示与图8连续的电枢的动作的图。

图10是表示电枢如图7～图9那样动作的情况下的励磁电流的波形的图。

图11是用于对该实施方式的控制部的控制进行说明的流程图。

符号的说明：

1：旋转轴；2：制动盘；3：电枢；4：盘支承板；5：固定用螺栓；6：安装基板；10：磁芯；10a：插通孔；10b：线圈收纳孔；10c：弹簧收纳孔；11：电磁线圈；12：弹簧；20：驱动部；21：电线；22：电流检测器；30：控制部；31：存储部；32：通知器。

具体实施方式

参照附图对一个实施方式进行说明。

如图1以及图2所示，在作为控制对象的例如电梯的卷扬机的旋转轴(也称作驱动轴)1上，沿着其轴向依次配置有制动盘2以及电枢3。卷扬机将马达作为动力源，通过旋转轴1的旋转使装载乘客、货物的轿厢上下移动。

制动盘2为，中心部固定于旋转轴1，当旋转轴1旋转时与其相伴随地进行旋转。电枢3由直径比制动盘2大的圆板状的磁性体形成，在中心部具有供旋转轴1通过的插通孔3a，在周缘部的多个部位具有供后述的固定用螺栓5通过的插通孔3b。

插通孔3a的直径比旋转轴1的直径稍大，各插通孔3b的直径也比固定用螺栓5的直径稍大。因此，电枢3能够不受旋转轴1的旋转的影响而在旋转轴1上沿着其轴向进行滑动，通过该滑动而相对于制动盘2自如地进行滑动接触或分离。

在旋转轴1上，在隔着制动盘2而与电枢3对置的位置上，配置有盘支承板(也称作侧板)4。盘支承板4形成为与电枢3为大致相同直径的圆板状，在中心部具有供旋转轴1通过的插通孔4a，在周缘部的多个部位具有供固定用螺栓5通过的插通孔4b。插通孔4a的直径比旋转轴1的直径稍大，各插通孔4b的直径与固定用螺栓5的直径大致相同。由于插通孔4a的直径比旋转轴1的直径稍大，所以旋转轴1与盘支承板4不会产生接触。

在盘支承板4的各插通孔4a以及电枢3的各插通孔3a中分别插通固定用螺栓5，这些固定用螺栓5的前端部被螺入固定于磁芯(也称作线圈壳体)10以及该磁芯10的安装基板6。通过该螺入固定，盘支承板4以及电枢3被固定于磁芯10以及安装基板6。在制动盘2与磁芯10之间确保有用于允许电枢3滑动的规定间隙。

磁芯10由与电枢3为大致相同直径的圆板状的磁性体形成，在中心部具有旋转自如地承接旋转轴1的前端部的凹部10a。此外，磁芯10为，在与电枢3对置一侧的面上，在包围凹部10a的位置上具有圆环状的线圈收纳孔10b，在包围该线圈收纳孔10b的位置上具有多个弹簧收纳孔10c。

在线圈收纳孔10b中埋设有卷绕为圆环状的电磁线圈11。在各弹簧收纳孔10c中分别收纳有弹簧12，这些弹簧12的前端部从弹簧收纳孔10c中突出而固定在电枢3的一个面上。各弹簧12产生使电枢3朝制动盘2侧滑动而按压于该制动盘2的方向的偏移力。

电磁线圈11产生用于使电枢3克服各弹簧12的偏移力而从制动盘2分离的磁场，经由通电用的电线21与驱动部20电连接。驱动部20输出用于使电磁线圈11施力的励磁电流(直流电流)。当输出励磁电流时，从电磁线圈11产生磁场而磁芯10成为电磁铁，其磁吸引作用对电枢3进行作用。由此，电枢3克服各弹簧12的偏移力而从制动盘2分离。

励磁电流检测用的电流检测器22配置于电线21，该电流检测器22的检测结果被供给至控制部30。而且，在控制部30连接有上述驱动部20、存储部31、以及通知器32。

控制部30用于对驱动部20以及通知器32进行控制，作为主要功能而具有如下(1)～(6)的单元。

(1)控制单元，在对旋转轴1施加制动的情况下，使驱动部20的驱动停止而使电磁线圈11卸力，在将对旋转轴1的制动解除的情况下，使驱动部20驱动而使电磁线圈11施力。

(2)计测单元，在基于上述控制单元使电磁线圈11施力时，经由电流检测器22对在电磁线圈11中流动的励磁电流进行计测。

(3)检测单元，对由上述计测单元计测出的励磁电流的值与预先确定的理论值之差(称作残差)进行检测。理论值是在搭载有该电磁制动装置的电梯的出厂时的试验时、该电梯的定期检修时，反复进行电磁线圈11的施力，在每次该施力时对在电磁线圈11中流动的励磁电流进行计测，将这些计测值平均化而得到的值，如图3的虚线所示，该理论值随着时间的经过而变化。该理论值被存储于存储部31。

(4)累计单元，对由上述检测单元检测到的残差进行累计。

(5)判定单元，在上述累计单元的累计值为预先确定的设定值以上的情况下，判定为电枢3的动作异常。设定值被预先存储于存储部31。

(6)通知单元，在上述判定单元判定为异常的情况下，通过通知器32的动作来通知该异常的情况。通知器32是经由通信线、网络与维护·检修管理中心连接的通信单元、发出声音的电子蜂鸣器、发光的灯或发光二极管、以及用文字、图像来显示通知信息的显示器等。

通过上述的制动盘2、电枢3、盘支承板4、固定用螺栓5、安装基板6、磁芯10、电磁线圈11、各弹簧12、驱动部20、电线21、电流检测器22、控制部30、存储部31、以及通知器32等，构成对卷扬机的旋转轴1进行制动的电磁制动装置。该电磁制动装置与卷扬机一起搭载于电梯。

接着，对电磁制动装置的动作进行说明。

控制部30为，在对旋转轴1施加制动的情况下，切断对电磁线圈11的通电而使电磁线圈11卸力。

当电磁线圈11卸力时，从磁芯10对电枢3的磁吸引作用消失。与此相伴，通过多个弹簧12的偏移力，如图1所示那样电枢3与制动盘2的一个面的外缘部抵接而滑动接触。由此，旋转轴1的旋转被制止。

在该制动时，成为在电枢3与盘支承板4之间夹持了制动盘2的状态。通过该从两面的夹持，制动力增加。

在解除制动的情况下，控制部30朝电磁线圈11供给励磁电流而使电磁线圈11施力。

当电磁线圈11施力时，从磁芯10对电枢3的磁吸引作用起作用。与此相伴，如图2所示，电枢3克服各弹簧12的偏移力而从制动盘2分离，电枢3的一个面与磁芯10面接触。由此，上述制止被解除而允许旋转轴1的旋转。

当电枢3与制动盘2滑动接触时，电枢3逐渐磨损，由于该磨损而产生的金属粉末朝电枢3的周边飞散。所飞散的金属粉会进入电枢3与旋转轴1的滑动部分、即插通孔3a与旋转轴1的周面之间而成为滑动阻力，电枢3的动作逐渐变差。当保持该状态地继续使用电磁制动装置时，制动力降低，或者有可能产生电枢3变得不动作的故障。

[电枢3的1级拉引]

在电磁制动装置的使用初期、通过定期检修而清扫了电磁制动装置的紧后，由于金属粉较少，因此电枢3与旋转轴1之间的滑动阻力较小。在滑动阻力较小的情况下，在电磁线圈11的施力时，电枢3在没有阻挡而顺畅地从图1朝图2的状态动作的所谓1级拉引的状态下被磁芯10顺畅地吸引而与磁芯10面接触。

在电磁线圈11中流动的励磁电流为，如图3所示，与施力的开始相匹配而从零上升，在产生磁吸引作用而电枢3开始动作时，磁芯10以及电枢3的磁阻抗变化，由此朝下降方向变化，在电枢3的一个面与磁芯10面接触时，磁阻抗恢复，由此从下降转为上升，且从此处起上升量逐渐减少而变得平坦。

当电枢3与旋转轴1之间的滑动阻力增加时，励磁电流的上升会产生延迟。如图3所示，该励磁电流的延迟成为与理论值之间的偏差量而呈现。在电枢3没有阻挡而通过1级拉引顺畅地动作的情况下，励磁电流的实测值与理论值之间的偏差量较小。

[电枢3的2级拉引]

当电枢3与旋转轴1之间的滑动阻力增加时，在电磁线圈11的施力时，电枢3如图4所示那样在相对于旋转轴1倾斜的状态下从制动盘2分离，仅电枢3的一个面的上部先与磁芯10抵接。接着该抵接，如图5所示，电枢3的一个面的整体与磁芯10面接触。即，电枢3在伴随有阶段性的阻挡的所谓2级拉引的状态下被磁芯10吸引。

在电磁线圈11中流动的励磁电流为，如图6所示，与施力的开始相匹配而从零上升，在产生磁吸引作用而电枢3开始动作时，磁芯10以及电枢3的磁阻抗变化，由此朝下降方向变化，在电枢3的一个面的上部与磁芯10抵接时，磁阻抗恢复，从下降转为上升。之后，励磁电流由于与电枢3的进一步动作相伴随的磁阻抗的变化而再次朝下降方向变化，在电枢3的一个面的整体与磁芯10面接触时，磁阻抗恢复，由此从下降转为上升，且从此处起上升量逐渐减少而变为平坦。

如此，电枢3在2级拉引的状态下被磁芯10吸引的情况下的励磁电流为，与电枢3在1级拉引的状态下被磁芯10顺畅地吸引的情况下的励磁电流相比，与理论值之间的偏差量变大。

[电枢3的3级拉引]

当电枢3与旋转轴1之间的滑动阻力进一步增加时，在电磁线圈11的施力时，电枢3在图7～图9所示那样的所谓3级拉引的状态下被磁芯10吸引。

首先，如图7所示那样，电枢3以相对于旋转轴1倾斜的状态从制动盘2分离。当此时的倾斜较大时，在电枢3到达磁芯10之前，电枢3的各插通孔3b的一部分、例如上部的插通孔3b的开口边缘与固定用螺栓5的周面接触而阻挡。接着，电枢3产生以该阻挡部分为支点的动作，而仅电枢3的一个面的下部先与磁芯10抵接。接着，如图9所示，电枢3的一个面的整体与磁芯10面接触。

在电磁线圈11中流动的励磁电流为，如图10所示，与施力的开始相匹配而从零上升，在产生磁吸引作用而电枢3开始动作时，磁芯10以及电枢3的磁阻抗变化，由此朝下降方向变化，在插通孔3b的开口边缘与固定用螺栓5的周面接触而阻挡时，磁阻抗恢复，由此从下降转为上升。之后，励磁电流由于与电枢3的进一步动作相伴随的磁阻抗的变化而再次朝下降方向变化，在电枢3的一个面的下部与磁芯10抵接时，磁阻抗恢复，由此从下降转为上升。然后，励磁电流由于由电枢3继续动作引起的磁阻抗的变化而再次朝下降方向变化，在电枢3的一个面的整体与磁芯10面接触时，磁阻抗恢复，由此从下降转为上升，且从此处起上升量逐渐减少而变为平坦。

如此，电枢3在3级拉引的状态下被磁芯10吸引的情况下的励磁电流为，与电枢3在2级拉引的状态下被磁芯10顺畅地吸引的情况下的励磁电流相比，与理论值的偏差量变大。

[控制部30的控制]

参照图11的流程图对控制部30的控制进行说明。

在电磁线圈11的施力时(步骤S1的是)，控制部30经由电流检测器22对在电磁线圈11中流动的励磁电流进行计测(步骤S2)，并按照图3、图6、图10中由纵细线表示的较小的周期来对计测出的励磁电流的值与理论值之差即残差逐次进行检测(步骤S3)。然后，控制部30对检测到的残差进行累计(步骤S4)，在持续进行电磁线圈11的施力的期间(步骤S5的否)，反复进行从上述步骤S1起的同样的处理。

在使电磁线圈11卸力时(步骤S5的是)，控制部30将残差的累计值与设定值进行比较(步骤S6)。

在电枢3如图2那样在1级拉引的状态下顺畅地动作的情况下，励磁电流的实测值与理论值之间的偏差量如图3那样较小，因此残差的累计值未达到设定值。

在残差的累计值低于设定值的情况下(步骤S6的否)，控制部30在判断为无异常的基础上返回到步骤S1而准备下一次施力。然后，在下一次施力时(步骤S1的是)，控制部30使步骤S3的残差检测以及步骤S4的累计在分别初始化为零的状态下从开始起进行。

在电枢3如图4以及图5那样在2级拉引的状态下阶段性地动作的情况下，励磁电流的实测值与理论值之间的偏差量如图6那样增加，因此残差的累计值成为设定值以上。在电枢3如图7～图9那样在3级拉引的状态下阶段性地动作的情况下，励磁电流的实测值与理论值之间的偏差量也如图10那样变大，因此残差的累计值成为设定值以上。

在残差的累计值为设定值以上的情况下(步骤S6的是)，控制部30判定为电枢3的动作异常(步骤S7)。然后，控制部30通过通知器32通知电枢3的动作异常的情况(步骤S8)。该通知被传递至维护·检修作业员。

如以上那样，对励磁电流的实测值与理论值之间的残差逐次进行检测而进行累计，并通过该累计值与设定值的比较来判定电枢3的动作异常，由此，能够在电磁制动装置的制动力降低之前、且在成为电枢3变得不动作的故障之前，将电枢3的动作为具有阶段性的阻挡的异常的情况向电磁制动装置的外部通知。

接受到通知的维护·检修作业员认识到电枢3的动作为具有阶段性的阻挡的异常的情况，赶往搭载有电磁制动装置的电梯的设置现场，使电梯的运行停止而实施改善电枢3的动作的维护、修理。在该情况下，作业员认识到在电枢3的动作中存在阶段性的阻挡，因此能够立即开始将附着于电枢3与旋转轴1之间的滑动部的金属粉除去等的适当的维护以及修理。因而，能够减少维护以及修理所需要的劳力和时间。无需使电梯的运行长时间停止即可，因此不会给利用者带来很大的麻烦。

[变形例]

在上述实施方式中，以对电梯的卷扬机进行制动的电磁制动装置为例进行了说明，但是不对制动对象进行限定，对于对电梯以外的设备进行制动的电磁制动装置也同样能够实施。

在上述实施方式中构成为，通过残差的累计值与一个设定值之间的比较来判定电枢3的动作的异常，但是也可以构成为，相对于残差的累计值预先准备值互不相同的多个设定值，通过残差的累计值与这多个设定值之间的比较，由此将电枢3的动作的异常分为2级拉引的异常以及3级拉引以上的异常来进行判定。

此外，上述各实施方式是作为例子而提示的，并不意图对实用新型的范围进行限定。该新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形包含于实用新型的范围及主旨中，并且包含于专利请求范围所记载的实用新型和与其等同的范围中。

Claims (3)

1.一种电磁制动装置，其特征在于，具备：

制动盘，固定于制动对象的旋转轴；

电枢，在上述旋转轴上滑动自如；

弹簧，使上述电枢朝上述制动盘侧滑动而按压于该制动盘；

电磁线圈，使上述电枢克服上述弹簧的偏移力而从上述制动盘分离；以及

控制部，在施加制动的情况下使上述电磁线圈卸力，在解除制动的情况下使上述电磁线圈施力，

上述控制部为，在上述电磁线圈的施力时，对在该电磁线圈中流动的电流的值与预先确定的理论值之差进行累计，在该累计值为预先确定的设定值以上的情况下判定为上述电枢的动作异常。

2.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，

上述控制部在判定出上述异常的情况下通知该异常的情况。

3.如权利要求1或2所述的电磁制动装置，其特征在于，

还具备板，该板设置于隔着上述制动盘而与上述电枢对置的位置，在通过上述弹簧的偏移力将上述电枢按压于上述制动盘时，在该板与该电枢之间夹持上述制动盘。