JP2007195271A

JP2007195271A - 巻上機の電磁コイル装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2007195271A
Application number: JP2006008561A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamanaka; 宏志山中; Naonori Uozumi; 尚功魚住
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】モールド材を使用せずに電磁コイル本体を鉄心に固定し、組立装置の削減、組立工程の簡素化を図る。
【解決手段】巻線５２と、巻線５２が巻回される筒状のボビン５３と、ボビン５３の内周面が挿入される鉄心１５とを備え、ボビン５３の内周面の挿入位置にリブ５４が設けられた巻上機の電磁コイル装置の製造方法であって、巻線５２に電流を流して巻線５２の発熱によりボビン５３を熱膨張させて鉄心１５に挿入した後、冷却させて、ボビン５３のリブ５４を鉄心１５の挿入位置において塑性変形させるようにした。
【選択図】図４

Description

この発明は、巻上機の電動機または電磁ブレーキ等に使用される電磁コイル装置およびその製造方法に関するものである。

従来の電磁コイル装置は、ワニスや樹脂等のモールド剤によって電磁コイル本体を鉄心にモールドしている。電磁コイル本体の固定を強固にするためには、モールド剤自体が強固であり、かつ鉄心から剥離・脱落しないことが要求される。また、放熱を速やかに行うためには、モールド剤を電磁コイル本体の内外に隙間無く充填することが有効である。このため、電磁コイル本体を真空槽内に入れて所定の真空度に保持して脱泡しながらモールド剤を注入する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２８６０５０号公報（［００２３］〜［００２８］、［００３０］〜［００３６］、図２）

上記従来の電磁コイル装置の製造方法では、モールド剤注入作業前に主剤と硬化剤の攪拌や重量測定等の作業をともなう。また、電磁コイル本体を真空炉に投入して、所定の真空度に達した状態でモールド剤を注入する必要があり、電磁コイル本体が大きくなると設備も大掛かりとなる問題があり、コストが高くなる。また、加熱硬化時の乾燥炉からの出し入れ作業、モールド後のバリ取り作業等頻雑な作業が多々あり、生産性が悪くなる。更に、温度変化による構成部品の線膨張係数の違いによるクラックの発生等品質的な問題が生じる可能性もある。

この発明は上記のような従来の課題を解消するためになされたものであり、組立装置の削減、組立工程の簡素化が図れると共に、クラックの発生等品質的な問題が生じることなない巻上機の電磁コイル装置及びその製造方法を提供する。

この発明に係る巻上機の電磁コイル装置は、巻線と、巻線が巻回される筒状のボビンと、ボビンの内周面が挿入される鉄心とを備え、ボビンの内周面の挿入位置にリブを設け、リブは鉄心の挿入位置において塑性変形されるようにしたことを特徴とする。

この発明に係る巻上機の電磁コイル装置の製造方法は、巻線と、巻線が巻回される筒状のボビンと、ボビンの内周面が挿入される鉄心とを備え、ボビンの内周面の挿入位置にリブが設けられ、ボビンを熱膨張させて鉄心に挿入した後、ボビンのリブを鉄心の挿入位置において塑性変形させることを特徴とする。

この発明によれば、巻線と、巻線が巻回される筒状のボビンと、ボビンの内周面が挿入される鉄心とを備え、ボビンの内周面の挿入位置にリブを設け、リブを鉄心の挿入位置において塑性変形するようにしたので、組立装置の削減、組立工程の簡素化となりコストを低減できる効果がある。

また、この発明によれば、巻線と、巻線が巻回される筒状のボビンと、ボビンの内周面が挿入される鉄心とを備え、ボビンの内周面の挿入位置にリブを設け、ボビンを熱膨張させて鉄心に挿入した後、ボビンのリブを鉄心の挿入位置において塑性変形させるようにしたので、ボビンを鉄心に挿入する作業性が向上する。

この発明は、エレベータの巻上機の電動機、電磁ブレーキ部等に使用される電磁コイル装置およびその製造方法に関するものである。以下の実施の形態では、巻上機の電磁ブレーキ部に本発明の電磁コイル装置を適用した例について説明する。

図１はこの発明が適用される巻上機のブレーキ構造例を示す平面図、図２は図１の巻上機のブレーキ構造の側面半断面図である。図１及び図２に示す巻上機は、軸１７を中心として回転できる円筒状のブレーキドラム２を有する。ブレーキドラム２は、ベアリングを介して軸１７に取り付けられ、軸１７を中心にして回転する。電磁ブレーキ部１は、ブレーキドラム２の内周側に配置され、複数個（２個）の可動鉄心４と、これら可動鉄心４に対応して一体に成型された一体型固定鉄心１５５を備えている。一体型固定鉄心１５５の可動鉄心４と対抗する面側には、電磁コイル本体５１が設置されている。一体型固定鉄心１５５は、その中心に孔部１８が設けられ、軸１７が孔部１８へ挿入される。また、電磁ブレーキ部１は、軸１７のフランジ部１９にネジ２１により固定されて回転できないようになっている。

ブレーキシュー５は、ブレーキドラム２の内周面と対向する外周面を有し、連結部材８およびシュー支持部材９を介して可動鉄心４に固定されている。一体型固定鉄心１５５と可動鉄心４との間には押し付けバネ１２が設けられている。押し付けバネ１２は、常時ブレーキシュー５をブレーキドラム２の内周面に押し付けてブレーキドラム２の回転を制動する役割を果たす。一方、電磁コイル本体５１に通電することにより、可動鉄心４が一体型固定鉄心１５５側に吸引されてブレーキドラム２の回転制動が解除される。

軸１７の一端に、軸１７と一体のハウジング１４が設けられ、ハウジング１４内に、ブレーキドラム２の内周面に沿った円弧状の複数個のガイド部材１６を設置している。ガイド部材１６は、その周方向端面がブレーキシュー５の周方向端面と対向するように設置されている。ガイド部材１６の周方向端面は、ブレーキシュー５の周方向端面を受け、連結部材８がトルクによって破損されるのを防止することができる。

実施の形態１．
図３及び図４は、この発明の実施の形態１による電磁コイル装置を図１及び図２に示した巻上機の固定鉄心に挿入するところを示す平面図及び断面図である。なお、図では押し付けバネ１２等を省略して簡略化している。

図３及び図４において、電磁コイル本体５１は、巻線機（図示せず）にセットされたボビン５３に、例えばエナメル線等の巻線５２を所定の張力で所定のターン数巻回することにより構成される。巻線後、含浸ワニスを含浸する方法もあるが、作業性等を考慮して、巻線（エナメル線）５２の外層の自己融着性を利用して固着させる場合が多い。つまり、巻線（エナメル線）５２が巻回された電磁コイル本体５１を巻線機から外して巻線（エナメル線）５２に通電して加熱し、予め巻線（エナメル線）５２に付着している自己融着層であるワニスを硬化させるのである。

本実施の形態で特徴的なことは、ボビン５３を固定鉄心１５の凸部１Ａに挿入する内周面に、上記挿入する方向に沿った長方形状のリブ５４が設けられている点である。この場合、ボビン５３の内周面に設けたリブ５４の内側の径Ｄ１と、固定鉄心１５の凸部１Ａの外側の径Ｄ２との関係は、Ｄ１＜Ｄ２となる。電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に挿入するときには、予め電磁コイル本体５１に電流を流してコイルの発熱によってボビン５３を暖めて熱膨張させる。これにより電磁コイル本体５１は固定鉄心１５にスムーズに挿入することができ、コイルが冷えてくるとボビン５３に設けられたリブ５４が固定鉄心１５に当接して塑性変形する。この塑性変形したリブ５４と固定鉄心１５との摩擦力により、電磁コイル本体５１は固定鉄心１５に固定される。また、固定鉄心１５の上記リブ５４と対応する位置に凹部５８を形成しておくと、この部分だけリブ５４が塑性変形しないため抜け留めとなる。さらに、固定鉄心１５の上記ボビン５３と対向する面にあらかじめ熱伝導性シート５６を敷いておき、電磁コイル本体５１のボビン５３により挟み込む。電磁コイル本体５１と固定鉄心１５の間に熱伝導性シート５６を挟むことにより、電磁コイル本体５１で発生した熱を固定鉄心１５へ逃がし、電磁コイル本体５１の温度上昇によって抵抗が増加しブレーキを開放できなくなるといったブレーキ性能の低下を防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、ボビン５３の内周面にリブ５４を設けた電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に挿入することによって、リブ５４が塑性変形して電磁コイル本体５１が固定鉄心１５に固定される。その結果、従来のように、電磁コイル本体を鉄心にセットし、治具を取付けてモールド剤を流し込み、加熱炉により加熱硬化させて固定する必要が無くなる。このため、モールド剤注入作業前の主剤と硬化剤の攪拌及び重量測定や、真空炉への出し入れ作業、加熱硬化時の乾燥炉からの出し入れ作業、モールド後のバリ取り作業等頻雑な作業等が無くなるため生産性が向上し、組立装置の削減、組立工程の簡素化が図れ、コストを低減できる効果がある。

上記の説明では、電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に固定する手段として、ボビン５３に固定鉄心挿入後に塑性変形するリブ５４を設け、このリブ５４の形状を長方形型としているが、図５に示すように挿入方向に向けてその高さが低くなる台形型にしても良い。また、図６に示すように、ボビン５３自体を挿入方向に向けてその内径が大きくなるハの字型にしても上記と同様の効果を奏する。この場合、ボビン５３を成形する上で公差を厳しく設定する必要が無くなり、電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に簡単に挿入することができる。

また、上記の説明では、ボビン５３に設けたリブ５４の形状を長方形型または台形型をしているが、図７（ａ）、（ｂ）に示すようにリブ５４の形状を球面型にしても、上記と同様の効果を奏する。さらにこの場合、固定鉄心１５とリブ５４との隙間を小さくして摩擦保持力を安定にでき、信頼性を向上できる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、ボビン５３にリブ５４を設けてそれを塑性変形させることにより固定鉄心１５に固定するようにした。しかしながら、ボビン５３のリブ５４の塑性変形により固定鉄心１５に固定するのみであると、リブ５４のクリープ現象によりリブ５４と固定鉄心１５との間の摩擦力が経時的に低下する可能性がある。そこで、本実施の形態では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ボビン５４の挿入方向端部の外周側に弾性変形する突起部５７を設け、さらにこの突起部５７に爪部５９を設ける。また、固定鉄心１５側には上記爪部５９と係合する溝部６０を設ける。

本実施の形態では、電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に挿入するときに突起部５７が弾性変形して反り、電磁コイル本体５１が固定鉄心１５に着座すると突起部５７は固定鉄心１５の溝部６０の位置に来るため元の状態に戻って爪部５９が固定鉄心１５の溝部６０に引っかかる。すなわち、リブ５４の塑性変形による固定鉄心１５との摩擦力と、突起部５７に設けられた爪部５９と溝部６０の係合により、ボビン５３は固定鉄心１５に固定される。また、固定鉄心１５にはあらかじめ熱伝導シート５６を敷いておき、電磁コイル本体５１により挟み込む。

以上のように本実施の形態によれば、突起部５７の弾性変形を利用すると共に、固定鉄心１５の溝部６０に引っかかる爪部５９を設けるようにしたので、リブ５４の塑性変形による固定鉄心１５との摩擦力と、爪部５９と溝部６０の係合により固定鉄心１５に固定される。そのため、電磁コイル本体５１の固定について信頼性を向上することができる。

図８では突起部５７を弾性変形する形状としているが、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、突起部５７に設けている爪部５９が弾性変形するように構成してもよい。図８の例では突起部５７を大きく反らせると付け根辺りで折れる可能性があるが、図９の突起部５７及び爪部５９の形状では突起部５７の付け根に応力が掛からずに固定できるので、固定に対する信頼性が向上する。

また、図８および図９では、ボビン５３の外周に沿って設けた突起部５７の爪部５９を固定鉄心１５に設けた溝部６０に引掛ける構成としているが、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ボビン５３の挿入方向の底面に突起部５７及び爪部５９を設置し、これに対向する位置の固定鉄心１５に溝部６０を形成してもよい。この場合、図８及び図９の例よりも突起部５７の曲げ強度が上がるため電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に固定した後はより強固に固定することが可能となる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、ボビン５３に突起部５７と爪部５９を設けて固定鉄心１５に固定するために、ボビン５３の形状が複雑になり、ボビン５３の成形コストが高くなる可能性がある。そこで、本実施の形態では、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ボビン５３のリブ５４と固定鉄心１５とに係合され、ボビン５３のリブ５４を係止する役割を果たす弾性体７１を設けるようにした。

すなわち、本実施の形態では、固定鉄心１５に設けた溝部７２に弾性体である板バネ７１を予め挿入しておく。なお、この溝部７２及び板バネ７１の位置は、ボビン５３を固定鉄心１５に挿入した場合に、ボビン５３のリブ５４の位置より挿入方向手前に設けている。そして、電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に挿入した後、弾性体である板バネ７１がボビン５３のリブ５４に引掛り、電磁コイル本体５１を固定鉄心１５に固定することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、ボビン５３のリブ５４と固定鉄心１５とに係合されボビン５３のリブ５４を係止する役割を果たす弾性体７１を設けるようにしたので、実施の形態２に説明したようなボビンの突起部が不要となるため、ボビンの形状が簡単になりボビン成型時の生産性を向上することができる。

この発明の巻上機のブレーキ構造を示す平面図である。図１の巻上機のブレーキ構造の側面の半断面図である。この発明の実施の形態１の巻上機の電磁コイルを示す平面図である。この発明の実施の形態１の巻上機の電磁コイルを示す断面図である。この発明の実施の形態１の巻上機の電磁コイルの他の例を示す断面図である。この発明の実施の形態１の巻上機の電磁コイルの他の例を示す断面図である。この発明の実施の形態１の巻上機の電磁コイルの他の例を示す平面図及び断面図である。この発明の実施の形態２の巻上機の電磁コイルを示す平面図及び断面図である。この発明の実施の形態２の巻上機の電磁コイルを示す断面図である。この発明の実施の形態２の巻上機の電磁コイルの他の例を示す平面図及び断面図である。この発明の実施の形態３の巻上機の電磁コイルを示す平面図及び断面図である。

符号の説明

１５固定鉄心、５１電磁コイル本体、５２巻線、５３ボビン、５４リブ、
５６熱伝熱シート、５７突起部、５８凹部、５９爪部、６０溝部、
７１弾性体、７２溝部。

Claims

巻線と、上記巻線が巻回される筒状のボビンと、上記ボビンの内周面が挿入される鉄心とを備えた巻上機の電磁コイル装置であって、上記ボビンの内周面の上記挿入位置にリブが設けられ、上記リブは上記鉄心の挿入位置において塑性変形されていることを特徴とする巻上機の電磁コイル装置。
上記ボビン側に突起部と上記突起部に連なる爪部が設けられ、上記鉄心側に上記爪部が係合する溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の巻上機の電磁コイル装置。
上記ボビンに設けた突起部が弾性変形することにより、上記爪部が上記溝部に係合されることを特徴とする請求項２に記載の巻上機の電磁コイル装置。
上記ボビンに設けた爪部が弾性変形することにより、上記爪部が上記溝部に係合されることを特徴とする請求項２に記載の巻上機の電磁コイル装置。
上記ボビンのリブと上記鉄心とに係合され、上記ボビンのリブを係止する弾性体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の巻上機の電磁コイル装置。
上記ボビンと上記鉄心の間に熱伝導シートを挟むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の巻上機の電磁コイル装置。
巻線と、上記巻線が巻回される筒状のボビンと、上記ボビンの内周面が挿入される鉄心とを備え、上記ボビンの内周面の上記挿入位置にリブが設けられた巻上機の電磁コイル装置の製造方法であって、
上記ボビンを熱膨張させて上記鉄心に挿入した後、上記ボビンのリブを上記鉄心の挿入位置において塑性変形させることを特徴とする巻上機の電磁コイル装置の製造方法。
上記巻線に電流を流して上記巻線の発熱により上記ボビンを熱膨張させることを特徴とする請求項７に記載の巻上機の電磁コイル装置の製造方法。