JP2005090563A

JP2005090563A - 電磁ディスクブレーキ及びこれを備えた巻上機

Info

Publication number: JP2005090563A
Application number: JP2003322374A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakajima; 豪中島; Takanori Nakada; 孝則中田; Haruhiko Fukuda; 治彦福田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】
本発明の目的は、ブレーキの衝撃音を緩和するとともにブレーキの動作状態を精度良く確認することができる電磁ディスクブレーキを、少ない部品点数で提供し、そのメンテナンスフリー度を高めることにある。
【解決手段】
電動機の回転軸５と一体的に回転するディスク７と、このディスク７を狭圧する位置に配置されたアーマチュア１０及びプレート１１と、前記アーマチュア１０を前記ディスク７側へ押圧するばね９と、前記アーマチュア１０を吸引する電磁石１３を備えた電磁ディスクブレーキにおいて、前記アーマチュア１０と前記電磁石１３との間に、圧力センサ付緩衝材１４を設けたことを特徴とする電磁ディスクブレーキ。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁ディスクブレーキ及びこれを備えたエレベーター用巻上機に関する。

近年、エレベーターの機械室による日照権問題がクローズアップされ、機械室レスのエレベーターの開発が進められている。ここで、機械室レスを実現するためには、巻上機用電動機を昇降路内に設置しなければならないが、その場合、昇降路内の静音化が必要となる。特に、電動機のディスクブレーキについて、その開放時に発生する衝撃音を緩和するために、吸音材を用いたものが提案されている（特許文献１参照）。

また、ディスクブレーキの動作状態を確認するために、電気的センサを用いたもの（特許文献２参照）、ドラム式のブレーキの動作状態を確認するために、圧力センサを用いたもの（特許文献３参照）が提案されている。

特開平８−７３１４３号（第１図）特開平１１−１０６１５４号（第２頁）特開平５−２１３５６７号（第１図）

しかしながら、上記特許文献１で提案されている吸音材は、ゴムと樹脂板から形成されており、気温等の環境によって吸音効果が変化する点についての考慮がなされていない。

また、上記特許文献２で提案されているように、電気的センサを用いてディスクブレーキの動作状態を確認する場合、制動及び開放の微妙な判断ができないため、ブレーキを引き摺りながら運転してしまう恐れがあった。

更に、上記特許文献３で提案されている圧力センサは、ブレーキシューに組み込ませているが、ブレーキシューは磨耗等により交換が必要なため、ブレーキシューの交換と同時に圧力センサについてもメンテナンスが必要となっていた。

しかも、これら吸音材とセンサを、それぞれ別々に設けるとなると、部品点数が多くなるという問題も生じる。

したがって、本発明の目的は、ブレーキの衝撃音を緩和するとともにブレーキの動作状態を精度良く確認することができる電磁ディスクブレーキを、少ない部品点数で提供し、そのメンテナンスフリー度を高めることにある。

上記目的を達成するために本発明では、電磁ディスクブレーキのアーマチュアと電磁石との間に、圧力センサ付緩衝材を設け、ブレーキ開放時におけるアーマチュアと電磁石との衝撃音を低減したものである。

本発明によれば、ブレーキの衝撃音を緩和するとともにブレーキの動作状態を精度良く確認することができる電磁ディスクブレーキを、少ない部品点数で提供し、そのメンテナンスフリー度を高めることができる。更には、上記ブレーキの衝撃音を緩和する吸音材に耐環境性をもたせた電磁ディスクブレーキを提供することもできる。

以下、本発明の電磁ディスクブレーキ及びこれを用いた巻上機を、実施の形態の図に基づいて説明する。

図１は、本実施形態の巻上機の概略を示す図である。この巻上機はエレベーターの昇降路内に設置され、図２にも示されるシーブ１には、エレベーターの乗りかごを吊った主ロープが巻き掛けられている。このシーブ１が電動機（モータ）２の駆動力によって回転し、乗りかごを昇降させることになる。また、モータ２の反シーブ側のモータフランジ３には、電磁ディスクブレーキ４が取り付けられている。尚、昇降路内の静音化のために、ギアレスモータを使用しているが、この場合、モータが必然的に大型化し、結果としてブレーキも大型化することになる。

次に、図３は、電磁ディスクブレーキ４の詳細を示す図である。まず、モータ２の回転軸５に、スプラインハブ６が締結されており、このスプラインハブ６上には回転板（ディスク）７が連動している。また、ブレーキベース８内に装着されたバネ９の反発力により、常時は、鉄板（アーマチュア）１０がディスク７側へ押圧され、このディスク７がプレート１１とアーマチュア１０とによって狭圧されることで、制動力が作用し、ブレーキが掛かった状態となる。

このような電磁ディスクブレーキ４において、ブレーキベース８内に装着されたコイル１２に通電すると、コイル１２の鉄心は電磁石（マグネット）１３となり、アーマチュア１０を吸引する。その結果、図示のギャップｇが小さくなってディスク７は開放され、回転自由となる。

ここで、図４及び図５に示す圧力センサ付緩衝材１４は、ブレーキの衝撃音を緩和する緩衝材１４ａとブレーキの動作状態を精度良く確認する圧力センサ１４ｂとを一体にして構成されている。この圧力センサ付緩衝材１４は、ステンレス製の細線で網目状に編んで形成した緩衝材１４ａに、圧力センサ１４ｂを一体的に取り付けて構成され、図５に示すように、外形がリング状となっており、ロッド１５に通して、マグネット１３とアーマチュア１０との間に配置される。

このように、緩衝材に圧力センサを組み込んで一体的に形成することによって、部品点数を少なく抑えることができ、作業性も向上する。また、上述のようにブレーキ自体が大型化しているため、マグネット１３とアーマチュア１０の吸引時及び釈放時に発生する衝撃音も大きくなる可能性があるが、本発明では、上記緩衝材の採用によって、アーマチュア１０の移動量（ストローク）を小さくできるので、衝撃音を緩和することが可能となる。これはその緩衝材が、従来のようにゴム等ではなく、ステンレスで形成されているので、気温等の外的環境が変化した場合や長期間経過した場合にも、材質が変化しにくいので、緩衝機能すなわち吸音機能も低下しにくく、ディスク７の振れ等を考慮した最低限のギャップもキープすることができるためである。

また、本実施形態のように圧力センサを用いれば、ブレーキの動作状態を電気的に確認する場合と異なり、センサに加わる圧力を直接測定できるので、アーマチュア１０の微小な動きも捉えることができ、高い精度でブレーキ動作の信号を検出することができる。更に、例えばマイクロスイッチを用いた場合と比較して、アーマチュア１０のストロークを小さくできるので、結果として吸音効果を高めることも可能である。マイクロスイッチの場合、動作にはある程度のストロークが必要であり、小さなストロークではチャタリング発生等の不具合が生じてしまうからである。また、本実施形態のように圧力センサであれば、マイクロスイッチと異なり、調整作業は特に必要でなくなる。尚、電磁ディスクブレーキは、ドラム式のディスクブレーキと比べて、圧力センサを設けることが困難である場合が多いが、上記のように構成すれば、取り付けが可能となる。

ここで、圧力センサがブレーキの動作状態を検出して出力する機能について説明する。圧力センサは、受けた応力に応じて、図６に示すような関係に基づいて電圧を出力する。例えばコイル１２の通電時、アーマチュア１０の吸引はじめの応力σ１が、吸引後の応力σ２に変化することにより、圧力センサの出力電圧は、ｖ１からｖ２に変化する。

また、上述の出力電圧は、図７に示すように、緩衝材及び圧力センサの厚み変形量とも連動しており、出力電圧がｖ１からｖ２に変化することにより、圧力センサ付緩衝材１４の変形量はΔＬ１からΔＬ２となる。

このように、緩衝材に発生する微小な応力変化を検出することができるので、アーマチュア１０の動きを精度よく読み取ることが可能となる。尚、上述の出力電圧をモータ制御回路に入力することにより、最終的にブレーキ動作の判定が可能となる。

本発明の実施の形態を示す電磁ディスクブレーキを備えた巻上機を示す図である。図１の巻上機のシーブを示す図である。図１の巻上機の電磁ディスクブレーキの詳細を示す図である。図３の圧力センサ付緩衝材の周辺の拡大図である。図４の圧力センサ付緩衝材の詳細を示す図である。図５の圧力センサ付緩衝材の圧力センサに作用する荷重応力と出力電圧の関係を示す図である。図５の圧力センサ付緩衝材の圧力センサの出力電圧と厚み変化量を示す図である。

符号の説明

１…シーブ、２…モータ、４…電磁ディスクブレーキ、５…回転軸、７…ディスク、
１０…アーマチュア、１１…プレート、１３…マグネット、１４…圧力センサ付緩衝材。

Claims

電動機の回転軸と一体的に回転するディスクと、このディスクを狭圧する位置に配置されたアーマチュア及びプレートと、前記アーマチュアを前記ディスク側へ押圧するばねと、前記アーマチュアを吸引する電磁石を備えた電磁ディスクブレーキにおいて、前記アーマチュアと前記電磁石との間に、圧力センサ付緩衝材を設けたことを特徴とする電磁ディスクブレーキ。
電動機の回転軸と一体的に回転するディスクと、このディスクを狭圧する位置に配置されたアーマチュア及びプレートと、前記アーマチュアを前記ディスク側へ押圧するばねと、鉄心に巻かれたコイルに通電することにより前記アーマチュアを吸引する電磁石を備えた電磁ディスクブレーキにおいて、前記電磁石が前記アーマチュアを吸引するときの衝撃音を低減する緩衝材を設け、この緩衝材に圧力センサを一体的に取り付けたことを特徴とする電磁ディスクブレーキ。
請求項１または２のいずれかにおいて、前記緩衝材は、ステンレス線を網目状にして形成されていることを特徴とする電磁ディスクブレーキ。
請求項１，２または３のいずれかに記載の電磁ディスクブレーキを備えた巻上機。