JP2008286333A - Electromagnetic brake apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は電磁ブレーキ装置に関し、特に、電磁石とバネで動作する電磁ブレーキ装置に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic brake device, and more particularly to an electromagnetic brake device that operates with an electromagnet and a spring.
従来の電磁ブレーキ装置では、緊急動作時に、バネ力に抗して電磁吸引している電流を、電気回路の接点を開いて放電回路に転流させ、電流を減少させることで、ブレーキを開放して制動力を得ている(例えば、特許文献1参照。)。 In a conventional electromagnetic brake device, during an emergency operation, the current that is electromagnetically attracted against the spring force is commutated to the discharge circuit by opening the contact of the electric circuit, and the current is reduced to release the brake. Thus, braking force is obtained (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の電磁ブレーキ装置では、緊急ブレーキ動作時に制動がかかるまでに、異常を検知して制動指令を出すまでの時間、電気回路の接点を開くまでの時間、電流が減少する時間および電磁石の可動部が動く時間が必要であり、制動開始までの時間が長くかかってしまうという問題点があった。 However, in the conventional electromagnetic brake device, before braking is applied during an emergency brake operation, the time until an abnormality is detected and a braking command is issued, the time until an electrical circuit contact is opened, the time when the current decreases, and the electromagnet There is a problem that it takes time for the movable part to move and it takes a long time to start braking.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、制動開始までの時間が短縮できる電磁ブレーキ装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to obtain an electromagnetic brake device capable of shortening the time until the start of braking.
この発明は、固設された固定鉄心と、前記固定鉄心に対して可動に設けられた可動鉄心と、前記鉄心に対して磁束を発生するコイルと、前記固定鉄心に設けられ、前記可動鉄心に反力を与えるバネとからなるブレーキ電磁石を有し、制動対象物の動作を前記ブレーキ電磁石の力で制動する電磁ブレーキ装置であって、前記ブレーキ電磁石よりも時間応答性が速く、前記ブレーキ電磁石の制動動作開始前に前記ブレーキ電磁石の電磁力を低減させるための動作アシスト手段を備えている。 The present invention provides a fixed iron core that is fixed, a movable iron core that is movably provided with respect to the fixed iron core, a coil that generates magnetic flux with respect to the iron core, and a fixed iron core that is provided on the movable iron core. An electromagnetic brake device having a brake electromagnet composed of a spring for applying a reaction force and braking the operation of a braking object with the force of the brake electromagnet, having a faster time response than the brake electromagnet, Operation assisting means for reducing the electromagnetic force of the brake electromagnet before starting the braking operation is provided.
この発明は、固設された固定鉄心と、前記固定鉄心に対して可動に設けられた可動鉄心と、前記鉄心に対して磁束を発生するコイルと、前記固定鉄心に設けられ、前記可動鉄心に反力を与えるバネとからなるブレーキ電磁石を有し、制動対象物の動作を前記ブレーキ電磁石の力で制動する電磁ブレーキ装置であって、前記ブレーキ電磁石よりも時間応答性が速く、前記ブレーキ電磁石の制動動作開始前に前記ブレーキ電磁石の電磁力を低減させるための動作アシスト手段を備えているので、ブレーキ電磁石の電流が十分減少するのを待たずに制動開始できるため、制動開始までの時間を短縮することができる。 The present invention provides a fixed iron core that is fixed, a movable iron core that is movably provided with respect to the fixed iron core, a coil that generates magnetic flux with respect to the iron core, and a fixed iron core that is provided on the movable iron core. An electromagnetic brake device having a brake electromagnet composed of a spring for applying a reaction force and braking the operation of a braking object with the force of the brake electromagnet, having a faster time response than the brake electromagnet, Operation assistance means for reducing the electromagnetic force of the brake electromagnet before the start of braking operation is provided, so that braking can be started without waiting for the brake electromagnet current to sufficiently decrease, thus shortening the time to start braking. can do.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による電磁ブレーキ装置を示す断面図である。本実施の形態1においては、エレベータ巻上機に利用された例を挙げて説明する。本実施の形態1に係る電磁ブレーキ装置は、図1に示すように、固定設置された固定鉄心(固定子)1と、固定鉄心1に対して可動に設けられた可動鉄心(可動子)2と、それらの鉄心に磁束を発生させるコイル3と、固定鉄心1に設けられて可動鉄心2に反力を与えるためのバネ4とから構成されたブレーキ電磁石5が設けられている。本実施の形態1に係る電磁ブレーキ装置は、このブレーキ電磁石5を用いて、制動対象の動きを制動する。また、本実施の形態1に係る電磁ブレーキ装置には、さらに、ブレーキ電磁石5の可動鉄心2に支持部材6を介して取り付けられたブレーキパッド10と、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1内に埋設された動作アシスト手段としての圧電素子21とが設けられている。動作アシスト手段は、ブレーキ電磁石5の制動動作開始前に、ブレーキ電磁石5の電磁力を低減させるように動作する。なお、図1において、11は、エレベータ巻上機に設けられている回転体であり、本実施の形態1における制動対象である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electromagnetic brake device according to
本実施の形態1に係る電磁ブレーキ装置の構成について、さらに詳細に説明する。
可動鉄心2は、固定鉄心1に対して図中上下方向への移動が可能なように設けられている。可動鉄心2は、エレベータの通常運転時においては、図1に示すように、固定鉄心1に接触した状態で固定鉄心1側に静止している。しかしながら、緊急制動時においては、図中上方向に移動して、固定鉄心1から離間する。また、上述したように、可動鉄心2には、固定鉄心1側と反対側に、ブレーキパッド10が取り付けられている。なお、図1の例においては、ブレーキパッド10は支持部材6により支持されて可動鉄心2に設けられているが、その場合に限らず、可動鉄心2に直接固定するようにしてもよい。なお、ブレーキパッド10は、所定の空隙を介して、エレベータ巻上機の回転体11に対向するように配置されている。エレベータの通常運転時には、このように、所定の空隙を開けているが、緊急制動時には、可動鉄心2の図中上方向への移動に伴って、ブレーキパッド10も共に図中上方向に移動し、回転体11に押し付けられる。これにより、制動力が得られる構成となっている。
The configuration of the electromagnetic brake device according to the first embodiment will be described in more detail.
The
バネ4は、固定鉄心1から可動鉄心2に反力を与えるためのものであり、コイル3は、鉄心に磁束を発生させるためのものである。バネ4とコイル3とは、固定鉄心1の可動鉄心2に対向している主面内に埋設されている。なお、ブレーキ電磁石の設計では、バネ4のバネ力に余裕力を加えた電磁力を発生する電流を設計保持電流と呼び、バネ力と電磁力が等しくなり制動動作を開始する電流を設計動作電流と呼んでいる。エレベータの通常運転時においては、コイル3に設計保持電流が与えられているため、電磁力がバネ力よりも大きいため、可動鉄心2はバネ4によって押し出されず、図1の状態に保持されている。緊急制動時においては、電磁力がバネ力よりも小さくなり、バネ4により押し出され、可動鉄心2が図中上方向に移動し、制動動作が開始される。動作の詳細については後述する。
The
さらに、上述のように、本実施の形態1においては、固定鉄心1の可動鉄心2に対向している主面内に、ブレーキ電磁石5による制動開始までの時間を短縮するために制動動作をアシストする動作アシスト手段として、圧電素子21が設けられている。圧電素子21は、ブレーキ電磁石5よりも時間応答性が速く、緊急制動時には、ブレーキ電磁石5よりも早い時期に稼働し始め、可動鉄心2と固定鉄心1との間に、空隙(ギャップ)を広げる力を発生する。これにより、ブレーキ電磁石5は、制動動作開始前に、電磁力が低減する。圧電素子21としては、例えば、変位は数十μm程度と小さいが、時間応答性が速く、大きな力を発生することが可能な、通称、ピエゾ素子と呼ばれている素子等から構成するとよい。
Further, as described above, in the first embodiment, the braking operation is assisted in the main surface of the fixed
次に、本実施の形態1に係る電磁ブレーキ装置の動作について説明する。
上述したように、本実施の形態1に係る電磁ブレーキ装置においては、通常運転時には、ブレーキ電磁石5のコイル3に設計保持電流が与えられているため、ブレーキ電磁石5の電磁力がバネ4のバネ力よりも大きいため、可動鉄心2はバネ4によって押し出されず、図1に示す状態の如く、ブレーキパッド10とエレベータ巻上機の回転体11との間は離間しているため、回転体11はスムーズな回転運動を行うことが可能である。
Next, the operation of the electromagnetic brake device according to the first embodiment will be described.
As described above, in the electromagnetic brake device according to the first embodiment, the design holding current is applied to the
一方、緊急制動時には、本実施の形態1に係る電磁ブレーキ装置に設けられた制御装置(図示省略)が、緊急停止指令として、コイル3のコイル電流を減少させる第1の指令を出すとともに、圧電素子21に所定の電圧を与える第2の指令を出す。圧電素子21は、第2の指令により、ブレーキ電磁石5の電磁力とバネ力の差よりも大きな力を発生させ、固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙(ギャップ)を数十μm程度広げる。空隙が広がると、ブレーキ電磁石5の電磁力が低下するので、当該電磁力がバネ4のバネ力より小さくなり、可動鉄心2はバネ4により押されて、図中上方向に、0.2mm〜0.5mm程度移動して、制動動作を開始する。圧電素子21の稼働開始時においては、コイル3の電流はそれほど減少しておらず元の値のままであるので、この時の制動力は、コイル3の電流を小さくすることにより空隙を空けてバネ力で制動をかける場合に比べて小さいので、急激なブレーキ力発生を防止できる。なお、その後、制御装置からの上記第1の指令により、コイル3の電流が減少して、制動力が所定の値まで増加する。
On the other hand, during emergency braking, a control device (not shown) provided in the electromagnetic brake device according to the first embodiment issues a first command to reduce the coil current of the
図2に、横軸を電流とし、縦軸を電磁力として、圧電素子21を設けた場合(本実施の形態1)の動作を実線で示し、圧電素子21を設けない場合(従来装置)の動作を破線で示す。図2に示されるように、圧電素子21が設けられていない破線の場合と比較して、圧電素子21により空隙を開けた場合には、同じ電流値において電磁力が小さくなっていることがわかる。
In FIG. 2, the horizontal axis represents current, the vertical axis represents electromagnetic force, and the operation when the
このように、本実施の形態1においては、緊急制動時に、ブレーキ電磁石5よりも早く作動する圧電素子21で固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙を開ける構成にしたので、緊急停止指令とほぼ同時に圧電素子21の力で固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙が開き、ブレーキ電磁石5の電磁力が低下するので、当該電磁力がバネ4のバネ力より小さくなり、可動鉄心2はバネ4により押されて回転子11に当接し、制動動作が開始される。すなわち、ブレーキ電磁石5の電流が(バネ力と電磁力が等しくなって制動動作を開始する)設計動作電流まで減少するのを待たずに、制動を開始することができる。これにより、制動開始までの時間が短く、また、制動開始時の急激な制動力発生を防止できる。
As described above, in the first embodiment, during emergency braking, the
図3(a)に圧電素子21を設けた場合(本実施の形態1)の動作を示し、図3(b)に圧電素子21を設けない場合(従来装置)の動作を示す。図3(a)の本実施の形態1の場合では、緊急停止指令とほぼ同時に圧電素子21の力で固定鉄心1と可動鉄心2との間にわずかであるが空隙が開く。このように、圧電素子21の力で空隙を開くようにすると、ブレーキ電磁石5の電磁力が低下するので、当該電磁力がバネ4のバネ力より小さくなり、可動鉄心2はバネ4により押されて回転子11に当接し、制動動作が開始される。従って、ブレーキ電磁石5の電流が(バネ力と電磁力が等しくなって制動動作を開始する)設計動作電流まで減少するのを待たずに、図示のように、ブレーキ電磁石5の電流が高い状態で、可動鉄心2を移動させることが出来る。一方、図3(b)の従来の場合では、電気回路の接点を開くまでの時間、電流が減少する時間、及び、ブレーキ電磁石5のバネ4が動くまでの時間が必要であるため、緊急停止指令が発生した後の所定時間経過後に、ようやく、電流値が設計動作電流に到達し、その時点から、制動動作が開始される。このように、図3(a)および(b)に示されるように、本実施の形態1においては制動開始までの時間を短くすることができる。
FIG. 3A shows the operation when the
なお、圧電素子21の力がブレーキ電磁石の電磁力とバネ力の差よりも小さい場合には、コイル3の電流が減少する途中で制動を開始することになるが、この場合でも圧電素子21が無い場合と比べ、制動開始までの動作時間短縮が可能である。
When the force of the
以上のように、本実施の形態においては、緊急制動時に、ブレーキ電磁石5よりも早く作動する圧電素子21で固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙を開ける構成にしたので、緊急停止指令とほぼ同時に圧電素子21の力で固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙が開き、制動動作が開始される。これにより、制動開始までの時間が短くすることができる。また、圧電素子21の稼働開始時においては、コイル3の電流はそれほど減少しておらず元の値のままであるので、この時の制動力は、コイル3の電流を小さくすることにより空隙を空けてバネ力で制動をかける場合に比べて小さいので、急激な制動力発生を防止することができ、より静かにエレベータを停止させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, during emergency braking, the
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2に係る電磁ブレーキ装置の構成を示した図である。本実施の形態2においては、緊急制動時に、早期に制動を開始させる別の方法として、図4に示すように、ブレーキ電磁石5よりも小型の小型電磁石22を、ブレーキ電磁石5と共に配した構成を有している。すなわち、本実施の形態2においては、動作アシスト手段が、小型電磁石22である。小型電磁石22の構成は、図の簡略化のために、一部省略して記載しているが、ブレーキ電磁石5と同様である。すなわち、小型電磁石22は、固定鉄心と、可動鉄心と、鉄心に磁束を発生するコイルと、固定鉄心から可動鉄心に反力を与えるバネとを有している。図においては、小型電磁石22のバネは1個だけ設けられているが、その場合に限らず、ブレーキ電磁石5と同様に、複数個設けるようにしてもよい。小型電磁石22は、このような構成を有し、その発生力はブレーキ電磁石5の電磁力とバネ4のバネ力の差よりも大きく設定してあり、小型電磁石22のバネ力はブレーキ電磁石5の空隙を広げる方向に作用する。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an electromagnetic brake device according to
本実施の形態においては、ブレーキ電磁石5の可動鉄心2が、図1の構成に比べて、図中左右方向に延びており、固定鉄心1よりも、図中左右方向に長い構成となっている。小型電磁石22は、図4のように、ブレーキ電磁石5の可動鉄心2の延長部分の下方に設けられており、その可動鉄心の上面が、ブレーキ電磁石5の可動鉄心2の下面に対向するように、所定の空隙(0.1〜0.3mm程度)を介して配置されている。図4の例においては、小型電磁石22は左右に1個ずつ1対設けられている。なお、ここで、小型電磁石22の可動鉄心の上面とブレーキ電磁石5の可動鉄心2の下面との間の当該所定の空隙は、小型電磁石22の可動鉄心の移動距離よりも小さく設定することは言うまでもない。
In the present embodiment, the
次に、動作について説明する。
本実施の形態2に係る電磁ブレーキ装置においては、通常運転時には、小型電磁石22とブレーキ電磁石5の可動鉄心2との間には、所定の空隙があって接触しておらず、また、ブレーキ電磁石5のコイル3に設計保持電流が与えられているため、ブレーキ電磁石5の電磁力がバネ4のバネ力よりも大きいため、可動鉄心2はバネ4によって押し出されず、図4に示す状態の如く、ブレーキパッド10とエレベータ巻上機の回転体11との間は離間しているため、回転体11はスムーズな回転運動を行うことが可能である。
Next, the operation will be described.
In the electromagnetic brake device according to the second embodiment, during normal operation, there is a predetermined gap between the
緊急制動時は、ブレーキ電磁石5および小型電磁石22のコイル電流を減少させる指令を制御装置(図示省略)が出すが、これにより、ブレーキ電磁石5および小型電磁石22の電磁力が低下し、ブレーキ電磁石5および小型電磁石22のバネの反力により、可動鉄心が、図中上方向に移動する。通常、小型電磁石22では、接点を開くまでの時間、電流が減少する時間および電磁石の可動鉄心が動く時間とも、小型である分だけ、ブレーキ電磁石5より早くできるため、ブレーキ電磁石5の電流が減少する前に、小型電磁石22の可動鉄心が図中上方向に移動し、ブレーキ電磁石5の可動鉄心2の下面に当接して図中上方向に持ち上げるため、ブレーキ電磁石5の空隙を開けることが可能である。
At the time of emergency braking, a control device (not shown) issues a command to reduce the coil current of the
このように、緊急制動時に、ブレーキ電磁石5よりも早く作動する小型電磁石22で、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙を開ける構成にしたので、緊急停止指令に若干遅れる程度の時間で、小型電磁石22の力でブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙が開き、ブレーキ電磁石5の電磁力が低下するので、当該電磁力がバネ4のバネ力より小さくなり、可動鉄心2はバネ4により押されて回転子11に当接し、制動動作が開始される。すなわち、ブレーキ電磁石5の電流が(バネ力と電磁力が等しくなって制動動作を開始する)設計動作電流まで減少するのを待たずに、制動を開始することができる。これにより、制動開始までの時間が短く、また、制動開始時の急激な制動力発生を防止できる。
As described above, since the gap is formed between the fixed
以上のように、本実施の形態においては、緊急制動時に、ブレーキ電磁石5よりも早く作動する小型電磁石22で、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙を開ける構成にしたので、緊急停止指令に若干遅れる程度の時間で、小型電磁石22の力で固定鉄心1と可動鉄心2との間に空隙が開き、制動動作が開始される。これにより、制動開始までの時間が短くすることができる。また、小型電磁石22の稼働開始時においては、コイル3の電流はそれほど減少しておらず元の値のままであるので、この時の制動力は、コイル3の電流を小さくすることにより空隙を空けてバネ力で制動をかける場合に比べて小さいので、急激な制動力発生を防止することができ、より静かにエレベータを停止させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, at the time of emergency braking, the
また、本実施の形態2では小型電磁石22をブレーキ電磁石5と同様の構成としたが、小型電磁石22に永久磁石を用いたラッチ型電磁石としても良い。
In the second embodiment, the
実施の形態3.
また、図4においては、小型電磁石22のバネ力でブレーキ電磁石5の空隙を開いたが、図5に示すように小型電磁石22の可動鉄心をブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2の磁束をバイパスする配置としても良い。この場合、ブレーキ電磁石5の磁束が小型電磁石22の可動鉄心にバイパスすることで、ブレーキ電磁石5の電磁力が減少し、コイル3の電流が減少する前に、ブレーキ電磁石5の空隙が開き制動を開始する。
In FIG. 4, the air gap of the
本実施の形態においては、ブレーキ電磁石5自体の構成は、図1に示した構成と同じである。一方、小型電磁石22は、図5のように、ブレーキ電磁石5の図中横方向に、その可動鉄心をブレーキ電磁石5の方に向けて配置されている。通常運転時には、小型電磁石22の可動鉄心は、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2とのそれぞれに対して所定の隙間を介して対向しており、緊急制動時には、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2との両方に接触して、それらの鉄心間のバイパスとなる。なお、図5の例においては、小型電磁石22はブレーキ電磁石5の左右に1個ずつ1対設けられている。なお、ここで、小型電磁石22の可動鉄心の上面とブレーキ電磁石5との間の当該所定の空隙は、小型電磁石22の可動鉄心の移動距離よりも小さく設定することは言うまでもない。
In the present embodiment, the configuration of the
次に、動作について説明する。
本実施の形態3に係る電磁ブレーキ装置においては、通常運転時には、小型電磁石22とブレーキ電磁石5の固定鉄心1および可動鉄心2との間には、所定の空隙があって接触しておらず、また、ブレーキ電磁石5のコイル3に設計保持電流が与えられているため、ブレーキ電磁石5の電磁力がバネ4のバネ力よりも大きいため、可動鉄心2はバネ4によって押し出されず、図5に示す状態の如く、ブレーキパッド10とエレベータ巻上機の回転体11との間は離間しているため、回転体11はスムーズな回転運動を行うことが可能である。
Next, the operation will be described.
In the electromagnetic brake device according to the third embodiment, during normal operation, there is a predetermined gap between the
緊急制動時は、ブレーキ電磁石5および小型電磁石22のコイル電流を減少させる指令を制御装置(図示省略)が出すが、これにより、ブレーキ電磁石5および小型電磁石22の電磁力が低下し、ブレーキ電磁石5および小型電磁石22のバネの反力により、それぞれの可動鉄心が、それぞれの固定鉄心から離れる方向に移動する。通常、小型電磁石22では、接点を開くまでの時間、電流が減少する時間および電磁石の可動鉄心が動く時間とも、小型である分だけ、ブレーキ電磁石5より早くできるため、ブレーキ電磁石5の電流が減少する前に、小型電磁石22の可動鉄心が、ブレーキ電磁石5側方向に移動し、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1および可動鉄心2の横面に当接する。これにより、小型電磁石22の可動鉄心によってブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2がバイパスされるので、ブレーキ電磁石5の磁束が小型電磁石22の可動鉄心にバイパスされ、ブレーキ電磁石5の電磁力が減少し、コイル3の電流が減少する前に、ブレーキ電磁石5の空隙が開き制動を開始する。
At the time of emergency braking, a control device (not shown) issues a command to reduce the coil current of the
このように、緊急制動時に、ブレーキ電磁石5よりも早く作動する小型電磁石22で、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2との間をバイパスして、ブレーキ電磁石5の磁束を小型電磁石22の可動鉄心にバイパスする構成にしたので、緊急停止指令に若干遅れる程度の時間で、小型電磁石22の作用で、ブレーキ電磁石5の電磁力が低下するので、当該電磁力がバネ4のバネ力より小さくなり、可動鉄心2はバネ4により押されて回転子11に当接し、制動動作が開始される。すなわち、ブレーキ電磁石5の電流が(バネ力と電磁力が等しくなって制動動作を開始する)設計動作電流まで減少するのを待たずに、制動を開始することができる。これにより、制動開始までの時間が短く、また、制動開始時の急激な制動力発生を防止できる。
In this way, during emergency braking, the
以上のように、本実施の形態においては、緊急制動時に、ブレーキ電磁石5よりも早く作動する小型電磁石22で、ブレーキ電磁石5の固定鉄心1と可動鉄心2との間をバイパスさせる構成にしたので、緊急停止指令に若干遅れる程度の時間で、小型電磁石22の作用でブレーキ電磁石5の電磁力が低下し、制動動作が開始される。これにより、制動開始までの時間が短くすることができる。また、小型電磁石22の稼働開始時においては、コイル3の電流はそれほど減少しておらず元の値のままであるので、この時の制動力は、コイル3の電流を小さくすることにより空隙を空けてバネ力で制動をかける場合に比べて小さいので、急激な制動力発生を防止することができ、より静かにエレベータを停止させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, at the time of emergency braking, the
実施の形態4.
ブレーキ電磁石5の電磁力を決めるコイル3の設計保持電流および設計動作電流は、バネ4のバネ力と地震などの振動で誤動作しない電磁力余裕に加え、ブレーキ電磁石の製造ばらつき、経年変化などの電磁力低下分も見込んで大きめに設定する。上述の実施の形態1〜3においては、緊急制動時に、予め設定された低減量に基づいてコイル3に流す電流の値を低減させる制御を行う例について説明したが、本実施の形態においては、コイル3に流す電流を、過去の動作状況により可変とした例について説明する。図6は、電磁ブレーキ5の駆動回路の構成を示した図である。当該駆動回路には、図6に示すように、ブレーキ電源回路であるコイル3、電源30、スイッチ31、ダイオード32、放電抵抗33に加え、通常ブレーキ動作時に、ブレーキが動作した時間や電流を検出するブレーキ状況検出部34と、ブレーキ状況検出部34によって得られた情報(過去の動作状況)に基づいて、電磁力余裕および電流を決定するコイル電流設定部35を備えたものである。なお、本実施の形態4に係る電磁ブレーキ装置の構成は、基本的に、上述した実施の形態1〜3の構成のいずれかと同じであるものとし、ここでは、説明を省略する。
The design holding current and the design operating current of the
上述したように、電磁石の設計では、バネ力に余裕力を加えた電磁力を発生する電流を設計保持電流、バネ力と電磁力が等しくなりブレーキ動作を開始する電流を設計動作電流としている。これに対し、本実施の形態4においては、測定動作電流をブレーキ状況検出部34により測定する。ブレーキ状況検出部34は、ブレーキ電磁石5の電流を、例えば電流CTやシャント抵抗を用いてモニタしている。緊急動作時の代表的な電流変化としては、電流の減衰途中に、可動鉄心2の動きにより、電流が一旦増加した後、再度減少する(図3参照)。従って、ブレーキ状況検出部34は、例えば、電流の微分がゼロとなった電流や、電流が増加した際の電流や、別途設けたブレーキ動作スイッチ(図示省略)などにより、制動を開始した時刻の電流を、測定動作電流として検出する。なお、検出された測定動作電流は、RAM等の記憶装置から構成された記憶部(図示省略)に保存される。
As described above, in the design of the electromagnet, the current for generating an electromagnetic force obtained by adding a surplus force to the spring force is the design holding current, and the current for starting the brake operation when the spring force and the electromagnetic force are equal is the design operation current. On the other hand, in the fourth embodiment, the measurement operation current is measured by the brake
コイル電流設定部35では、測定動作電流が設計動作電流より小さい場合、電磁石の推定電磁力が設計より高いと判断する。これから、バネ力に余裕分を加えた電磁力を発生する新設定電流を算出する。実際には、推定電磁力の誤差などを考慮し、設計保持電流から新設定電流への減少分は、その半分程度とすることが望ましい。図7に、電流と電磁力との関係について図示する。
When the measured operating current is smaller than the designed operating current, the coil
コイル電流の設定は、例えば、ブレーキ動作時間が既定より長い場合はブレーキ電磁石5の能力が高いと判定してコイル3の設定電流を減少させ、ブレーキ動作時間が短い場合はブレーキ電磁石5の能力が劣化したと判断してコイル3の電流を増加させる。これにより、必要かつ十分な電磁力余裕を確保することが可能となる。この場合、ブレーキ動作状況を判定してコイル電流を変更したので、実施の形態1〜3で示した圧電素子21や小型電磁石22の力を低減できる。
For example, when the brake operation time is longer than a predetermined value, the coil current is set by determining that the capacity of the
また、コイル3の電流を必要最小限に出来るので、コイル3の発熱を低減できる。
Moreover, since the current of the
また、ブレーキ電磁石の劣化が進み、コイル電流が所定の値以上となった場合には、異常と判定し、運転を休止したり、外部に信号を発信することができる利点がある。 Further, when the deterioration of the brake electromagnet progresses and the coil current becomes a predetermined value or more, there is an advantage that it can be determined as abnormal and the operation can be stopped or a signal can be transmitted to the outside.
以上のように、本実施の形態においては、上記の実施の形態1〜3と同様の効果が得られるとともに、さらに、ブレーキ電磁石のコイル電流を、過去の動作状況により可変とするようにしたので、動作アシスト手段が小型化できるとともに、コイルの発熱を低減することができるという効果が得られる。 As described above, in the present embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained, and furthermore, the coil current of the brake electromagnet is made variable depending on the past operation situation. As a result, the operation assisting means can be reduced in size and the heat generation of the coil can be reduced.
なお、上記の実施の形態1〜4においては、本発明の電磁ブレーキ装置をエレベータ巻上機に用いる場合を例にして説明したが、その場合に限らず、列車や車両などのブレーキ装置として用いることができる。 In addition, in said Embodiment 1-4, although the case where the electromagnetic brake device of this invention was used for an elevator hoist was demonstrated as an example, it is used as brake devices, such as not only in that case but a train, a vehicle, etc. be able to.
1 固定鉄心、2 可動鉄心、3 コイル、4 バネ、10 ブレーキパッド、11 回転体、21 圧電素子、22 小型電磁石、30 電源、31 スイッチ、32 ダイオード、33 放電抵抗、34 ブレーキ状況検出部、35 コイル電流設定部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ブレーキ電磁石よりも時間応答性が速く、前記ブレーキ電磁石の制動動作開始前に前記ブレーキ電磁石の電磁力を低減させるための動作アシスト手段を備えたことを特徴とする電磁ブレーキ装置。 A fixed iron core that is fixed, a movable iron core that is movably provided with respect to the fixed iron core, a coil that generates magnetic flux with respect to the iron core, and a reaction force that is provided on the fixed iron core and that applies a reaction force to the movable iron core. An electromagnetic brake device having a brake electromagnet composed of a spring and braking the operation of a braking object with the force of the brake electromagnet,
An electromagnetic brake device comprising: an operation assisting means for reducing time of electromagnetic force of the brake electromagnet before starting the braking operation of the brake electromagnet, which is faster in time response than the brake electromagnet.
前記圧電素子は、前記ブレーキ電磁石が制動動作を開始する前に、前記ブレーキ電磁石の前記固定鉄心と前記可動鉄心との間に空隙を広げることを特徴とする請求項1記載の電磁ブレーキ装置。 The operation assisting means is provided with respect to the movable iron core, and is composed of a piezoelectric element for applying a reaction force to the movable iron core so that the movable iron core moves in a direction away from the fixed iron core.
The electromagnetic brake device according to claim 1, wherein the piezoelectric element widens a gap between the fixed iron core and the movable iron core of the brake electromagnet before the brake electromagnet starts a braking operation.
前記小型電磁石は、前記ブレーキ電磁石が制動動作を開始する前に、前記ブレーキ電磁石の前記固定鉄心と前記可動鉄心との間に空隙を広げることを特徴とする請求項1記載の電磁ブレーキ装置。 The operation assisting means is provided with respect to the movable iron core, and applies a reaction force to the movable iron core so that the movable iron core moves in a direction away from the fixed iron core. It is composed of small electromagnets,
The electromagnetic brake device according to claim 1, wherein the small electromagnet widens a gap between the fixed iron core and the movable iron core of the brake electromagnet before the brake electromagnet starts a braking operation.
前記小型電磁石は、前記ブレーキ電磁石が制動動作を開始する前に、前記小型電磁石に設けられた可動鉄心によって、前記ブレーキ電磁石の前記固定鉄心と前記可動鉄心とを接続し、前記ブレーキ電磁石の前記固定鉄心と前記可動鉄心の磁束を前記小型電磁石の可動鉄心にバイパスさせる
ことを特徴とする請求項1記載の電磁ブレーキ装置。 The operation assisting means is composed of a small electromagnet smaller than the brake electromagnet,
The small electromagnet connects the fixed iron core and the movable iron core of the brake electromagnet by a movable iron core provided in the small electromagnet before the brake electromagnet starts a braking operation, and the fixed of the brake electromagnet. The electromagnetic brake device according to claim 1, wherein the magnetic flux between the iron core and the movable iron core is bypassed to the movable iron core of the small electromagnet.
前記ブレーキ状況検出手段により得られた前記動作状況情報に基づいて、前記ブレーキ電磁石の前記コイルに流すコイル電流を決定するコイル電流設定部と
をさらに備え、
もって、前記ブレーキ電磁石の前記コイルに流すコイル電流を可変とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電磁ブレーキ装置。 Brake status detection means for detecting, as operating status information, current at the time when the brake electromagnet starts braking;
A coil current setting unit that determines a coil current to be passed through the coil of the brake electromagnet based on the operation status information obtained by the brake status detection unit;
The electromagnetic brake device according to any one of claims 1 to 4, wherein a coil current flowing through the coil of the brake electromagnet is variable.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011184141A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnetic brake device and elevator device |
CN105905828A (en) * | 2015-02-24 | 2016-08-31 | 株式会社日立制作所 | Electromagnetic brake device and elevator |
-
2007
- 2007-05-18 JP JP2007133066A patent/JP2008286333A/en active Pending
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