JP2010132418A - 巻上機のブレーキ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな部材を用いることなく、制動時におけるブレーキドラムの外周壁とブレーキライニングの押圧面との歪みを無くす。
【解決手段】略カップ状に形成されたブレーキドラム１の外周壁７を、ブレーキアーム５に固定されたブレーキライニング６で押圧することにより、前記外周壁７の外周面１７と、ブレーキライニング６の押圧面８との間に摩擦力を発生させ、ブレーキドラム１と共に回動するシーブ１２を制動する巻上機のブレーキ機構において、前記外周壁７の外周面１７と、前記ブレーキライニング６の押圧面８と、のうち少なくとも一方は、外周壁７の開口端側を摩擦面に向かって傾斜して形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータ用巻上機のブレーキ機構に関する。

エレベータ用巻上機に備えられたブレーキ機構には、例えば、シーブに連動して回動する円筒状のブレーキドラムを備え、このブレーキドラムの外側に配置されたブレーキアームがブレーキドラムの外周壁に押し付けられることによって、ブレーキアームとブレーキドラムの外周壁との間にシーブの制動に必要な摩擦力を発生させるものがある。

図３は、従来の一般的なエレベータ巻上機の一例を示す部分断面図である。図３に示すように、ブレーキドラム１は略カップ状に形成されており、そのカップ状の間隙内（回転子鉄心と外周壁７との間）にはフレーム２に固定されたステータ３が配置されている。また、前記ブレーキドラム１のカップ状の間隙内には、永久磁石４が固定（図３中ではステータ３に対向するように固定）されており、ステータ３に電流を印加することにより永久磁石４とステータ３との間に磁力が生じて、前記ブレーキドラム１およびシーブ（図示省略）にトルクが発生する。

前記シーブ（およびブレーキドラム１）の制動を行う際には、該ブレーキドラム１の径方向外側に備えられたブレーキアーム５を内側（ブレーキドラム１側）に移動して、ブレーキアーム５に設けられたブレーキライニング６の押圧面８をブレーキドラム１の外周壁７に押圧させることにより、ブレーキライニング６の押圧面８とブレーキドラム１の外周壁７との間に摩擦力が発生し、シーブ（およびブレーキドラム１）の回動が制動される。

上記のようなエレベータ用巻上機においては、ブレーキドラム１の外周壁７にブレーキドラム１よりも大きな弾性係数を有する補強材を固定することにより、ブレーキドラム１の弾性変形量を小さくし、ブレーキドラム１の弾性変形によって発生する制動時の騒音を低減することが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００６−１１７３４２号公報（段落［００１１］〜［００１２］、第３図）

ブレーキドラム１は、内部にステータ３を配置する必要があるため略カップ状に形成されていて、ブレーキドラム１の外周壁７は片持ち支持された（フレーム２の反対側のみでブレーキドラム１の底部に支持された）構造となっていた。上記のように前記外周壁７が片持ち支持された構造の場合、制動時にその外周壁７がブレーキライニング６（の押圧面８）に押圧されると、図４（制動時における巻上機の部分断面図）に示すように、ブレーキドラム１の外周壁７がステータ３側に撓んでしまっていた（図４中では傾斜角度θで撓んだ状態）。その外周壁７の撓みは、片持ち支持された側に近づくに連れて小さく、片持ち支持されていない側に近づくに連れて大きくなる。そのため、前記外周壁７の撓みに伴って、ブレーキライニング６の押圧面８とブレーキドラム１の外周壁７の外周面とが水平を保てず歪みが生じ、ブレーキドラム１とブレーキライニング６との面圧は、外周壁７における片持ち支持された側が大きく、開口端側が小さくなっていた。

その結果、ブレーキトルクが不安定になるとともに、ブレーキライニング６の寿命低下（フレーム２の反対側だけ磨耗が早い）、ブレーキ摺り合わせ（ブレーキドラム１の外周壁７とブレーキライニング６の摩擦）時間の増大等の問題が発生していた。

また、ブレーキアーム５に軸方向の首振り機能を備えたブレーキ機構の場合、制動時においてブレーキライニング６の押圧面８とブレーキドラム１の外周壁７の外周面とを水平に保つことが可能となり、ブレーキドラム１の外周壁７とブレーキライニング６との面圧は、片持ち支持された側と片持ち支持されていない側とを一定にできるものの、ブレーキ機構が複雑化して巻上機が大型化するとともにコスト高となる問題があった。

以上示したようなことから、ブレーキドラムの外周壁が片持ち支持された構造の巻上機のブレーキ機構においては、新たな部材を用いることなく、制動時におけるブレーキドラムの外周壁の外周面とブレーキライニングの押圧面との歪みを無くすことが要求される。

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、請求項１記載の発明は、カップ状に形成されたブレーキドラムの外周壁を、ブレーキアームに固定されたブレーキライニングで押圧することにより、前記外周壁の外周面と、ブレーキライニングの押圧面との間に摩擦力を発生させ、ブレーキドラムと共に回動するシーブを制動する巻上機のブレーキ機構であって、前記外周壁の外周面と、前記ブレーキライニングの押圧面と、のうち少なくとも一方は、外周壁における開口端側が摩擦面に向かって傾斜して形成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブレーキドラムの外周壁は外径が開口端側に近づくに連れて大きいテーパ状に形成されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブレーキライニングの厚みは前記外周壁における開口端側に近づくに連れて厚いテーパ状に形成されたことを特徴とする。

以上の説明で明らかなように、請求項１〜３記載の発明によれば、制動時においてブレーキドラムとブレーキライニングとの歪みをなくし、ブレーキトルクの安定化、ブレーキライニングの長寿命化、ブレーキ摺り合わせ時間の短縮化が可能となる。

また、請求項３記載の発明によれば、ブレーキドラムの外周壁をテーパ状に形成するよりもブレーキライニングをテーパ状に形成する方が容易なため、加工時間の短縮化が図れる。

以下、本発明の実施形態における巻上機のブレーキ機構を実施形態１，２に基づいて詳細に説明する。

本実施形態１，２における巻上機のブレーキ機構は、ブレーキドラムの外周壁の外周面と、前記ブレーキライニングの押圧面とのうち少なくとも一方は、制動時以外においてブレーキドラムの開口端側が摩擦面に向かって傾斜し、制動時においては外周面がブレーキライニングに押圧されて撓んだ状態で、前記外周壁の外周面とブレーキライニングの押圧面とが水平になるものが適用される。

［実施形態１］
図１（Ａ）（正面図），図１（Ｂ）（断面図），図１（Ｃ）（図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図）は、本発明の実施形態１に係る巻上機のブレーキ機構を示す概略説明図である。図１（Ｂ），図１（Ｃ）に示すように本実施形態１の巻上機はインナーロータ型のモータを用いたものであり、回動部９に設けられた永久磁石４は、固定部１０に設けられたステータ３の内周側に対向配置されている。

前記固定部１０は、フレーム２と、フレーム２から立設されていてそのフレーム２と一体に形成された軸部（図示省略）と、前記フレーム２から前記軸部と同方向に円状に設けられたステータ３と、を主として構成される。前記ステータ３は、例えば、多数の鋼板を積層して成る固定子鉄心３ａと、その固定子鉄心３ａに巻回される巻線３ｂと、を有する。

前記回動部９の回転子鉄心１１は、軸受（図示省略）を介して前記軸部に回動自在に支持されるとともに、前記固定部１０のフレーム２に対して対向配置される。回転子鉄心１１のフレーム２の反対側には、シーブ１２が固定（例えば、ボルト等により固定）され、このシーブ１２の外周面に形成されたＶ字状のロープ溝１２ａには、エレベータ昇降路内を昇降する乗りかご（図示省略）を吊り下げるためのロープが巻回される。

回転子鉄心１１の外周には永久磁石４が固定され、その永久磁石４は前記ステータ３に対して内周側に径方向のギャップをもって対向配置される。また、前記回転子鉄心１１の外周面には有底筒体状あるいは、略カップ状に形成されたブレーキドラム１が突設される。前記ブレーキドラム１は略カップ状に形成されているためブレーキドラム１の外周壁７はシーブ１２側だけ支持され、反シーブ１２側は支持されない片持ち支持された構造となる。なお、前記外周壁７の径方向内側にはステータ３と永久磁石４が配置される構造となる。また、ブレーキドラム１の外周面１７は回転子鉄心１１、シーブ１２、永久磁石４より大径となっている。

前記固定部１０のステータ３に電流が印加されると、ステータ３と永久磁石４との間に磁力が発生し、永久磁石４を支持する回転子鉄心１１が回動する。この回転子鉄心１１の回動に伴って、回転子鉄心１１と一体に形成されたブレーキドラム１と、回転子鉄心１１に固定されたシーブ１２と、が共に回動する。そのシーブ１２が回動することにより、シーブ１２のロープ溝１２ａに巻き回されたロープを介して乗りかごが昇降することとなる。

また、フレーム２には一対のブレーキアーム５が回動軸１３を介してブレーキドラム１の径方向に回動自在に支持される。そのブレーキアーム５の一端側は相対向する一対のブレーキ軸１４の一端側と連結され、ブレーキアーム５の他端側にはブレーキドラム１の外周壁７に接離するブレーキライニング６が取り付けられる。前記ブレーキ軸１４は制動力を解除するための電磁石１５に挿入され、ブレーキ軸１４の周囲には、制動力を付与するためのブレーキばね１６が設けられる。

したがって、前記電磁石１５に電流を通電した際には、電磁石１５の磁力によりブレーキ軸１４がブレーキばね１６の弾性力に逆らって内側に移動し、その移動に伴いブレーキアーム５の一端側（ブレーキ軸１４に連結された側）が内側に移動する。その結果、回動軸１３を中心にブレーキアーム５が回動（ブレーキアーム５ａは反時計回り，ブレーキアーム５ｂは時計回りに回動）し、ブレーキアーム５の他端側に固定されたブレーキライニング６の押圧面８がブレーキドラム１の外周壁７から離れ制動が解除される。

一方、前記電磁石１５の通電を停止した際には、その電磁石１５の磁力が消滅して、ブレーキばね１６の弾性力によりブレーキ軸１４が外側に移動し、その移動に伴いブレーキアーム５の一端側（ブレーキ軸１４に連結された側）が外側に移動する。その結果、回動軸１３を中心にブレーキアーム５が回動（ブレーキアーム５ａは時計回り，ブレーキアーム５ｂは反時計回りに回動）し、ブレーキアーム５の他端側に固定されたブレーキライニング６の押圧面８がブレーキドラム１の外周壁７に押圧されて制動力が付与される。

このように形成された巻上機のブレーキ機構において、本実施形態１のブレーキドラム１は、図１（Ｃ）に示すように、外周壁７の外周面１７は開口端（片持ち支持されない）側がブレーキライニング６側に向かって傾斜したものが適用される。具体的には、外周壁７は外径が開口端（片持ち支持されていない）側に近づくに連れて大きく、テーパ状に形成される。テーパ状に形成する外周面１７の傾斜角度αは、ブレーキドラム１の外周壁７がステータ３側に撓んだ状態でブレーキライニング６の押圧面８と水平になる角度とする。すなわち、制動時におけるブレーキドラム１の外周壁７の撓みは、ブレーキドラム１の材質や外周壁７の厚さ等により異なるため、ブレーキドラム１をテーパ状に形成する傾斜角度αは、そのブレーキドラム１の材質や厚さ等により適宜設計する。なお、外周壁７の内周面の傾斜角度は外周面１７と水平でも水平でなくてもよい。

上記のように構成することにより、制動時以外は外周壁７の外周面１７の開口端側がブレーキライニング６側に向かって角度α傾斜しているものの、制動時においてはブレーキドラム１の外周壁７がブレーキライニング６に押圧され、そのブレーキドラム１の外周壁７が撓むことにより、前記外周壁７の外周面１７とブレーキライニング６の押圧面８とが水平になる。

その結果、制動時においては前記外周壁７の外周面１７とブレーキドラム６の押圧面８との間に歪みが無くなり、外周面１７と押圧面８との面圧は、片持ち支持された側も開口端側も一定となり、ブレーキトルクの安定化、ブレーキライニング６の長寿命化（シーブ１２側だけ磨耗が早いことが無くなる）、ブレーキ摺り合わせ（ブレーキドラム１の外周壁７とブレーキライニング６の摩擦）時間の短縮化が可能となる。

また、ブレーキアーム５に軸方向の首振り機能を備えることや、ブレーキドラム１に補強材を備える必要がないため、ブレーキ機構の複雑化や巻上機の大型化を抑制することができるとともに、コストアップとなることを抑制することが可能となる。
［実施形態２］
図２は本実施形態２における巻上機のブレーキ機構の他例を示すものであり、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。巻上機の基本的な構成は実施形態１で説明した構成と同様な構成なため、同一符号を用いて詳細な説明は省略する。

本実施形態２のブレーキライニング６の押圧面８は反シーブ（外周壁７における開口端）側がブレーキドラム１側に向かって傾斜したものが適用される。具体的には、ブレーキライニング６は厚みがフレーム１側に近づくに連れて大きく、テーパ状に形成される。テーパ状に形成する傾斜角度βは、ブレーキドラム１の外周壁７が撓んだ状態で、その外周壁７の外周面１７とブレーキライニング６の押圧面８とが水平になる角度とする。すなわち、制動時におけるブレーキドラム１の外周壁７の撓みは、ブレーキドラム１の材質や外周壁７の厚さ等により異なるため、ブレーキライニング６をテーパ状に形成する傾斜角度βは、そのブレーキドラム１の材質や厚さ等により適宜設計する。なお、ブレーキアーム５およびブレーキアーム５とブレーキライニング６の固定面は、押圧面８と水平でも水平でなくてもよい。

上記のように構成することにより、制動時以外はブレーキライニング６の厚さがフレーム２側に近づくに連れて厚く、ブレーキライニング６の押圧面８はブレーキドラム１側に角度β傾斜しているものの、制動時においてはブレーキドラム１の外周壁７がブレーキライニング６に押圧されて、そのブレーキドラム１の外周壁７が撓むことにより、前記外周壁７の外周面１７とブレーキライニング６の押圧面８とが水平となる。

その結果、制動時においては前記外周壁７の外周面１７とブレーキライニング６の押圧面８との間の歪みが無くなり、外周面１７と押圧面８との面圧は片持ち支持された側と開口端側とが一定となり、ブレーキトルクの安定化、ブレーキライニング６の長寿命化（シーブ１２側だけ磨耗が早いことが無くなる）、ブレーキ摺り合わせ（ブレーキドラム１の外周壁７とブレーキライニング６の摩擦）時間の短縮化が可能となる。

また、ブレーキアーム５に軸方向の首振り機能を備えることや、ブレーキドラム１に補強材を備える必要がないため、ブレーキ機構の複雑化や巻上機の大型化を抑制することができるとともに、コストアップとなることを抑制することが可能となる。

さらに、本実施形態２のようにブレーキライニング６をテーパ状に形状するほうが、実施形態１のようにブレーキドラム１の外周壁７をテーパ状に形成するよりも加工が容易であり、加工時間の短縮化が可能となる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、実施形態１および実施形態２では特定の構成の巻上機のブレーキ機構について詳細に説明したが、ブレーキドラムの外周壁が片持ち支持された構造であれば適用可能である。

実施形態１における巻上機のブレーキ機構を示す概略説明図。 実施形態２における巻上機のブレーキ機構の示す概略説明図。 一般的なエレベータ巻上機の一例を示す部分断面図。 制動時における一般的なエレベータ巻上機を示す部分断面図。

符号の説明

１…ブレーキドラム
５…ブレーキアーム
６…ブレーキライニング
７…外周壁
８…押圧面
１１…回転子鉄心
１２…シーブ
１３…回動軸
１７…外周面

Claims (3)

1. カップ状に形成されたブレーキドラムの外周壁を、ブレーキアームに固定されたブレーキライニングで押圧することにより、前記外周壁の外周面と、ブレーキライニングの押圧面との間に摩擦力を発生させ、ブレーキドラムと共に回動するシーブを制動する巻上機のブレーキ機構であって、
   前記外周壁の外周面と、前記ブレーキライニングの押圧面と、のうち少なくとも一方は、外周壁における開口端側が摩擦面に向かって傾斜して形成されたことを特徴とする巻上機のブレーキ機構。
2. 前記ブレーキドラムの外周壁は外径が開口端側に近づくに連れて大きいテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の巻上機のブレーキ機構。
3. 前記ブレーキライニングの厚みは前記外周壁における開口端側に近づくに連れて厚いテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の巻上機のブレーキ機構。

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