JP2011184141A - Electromagnetic brake device and elevator device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は電磁ブレーキ装置にかかわり、特にブレーキの制動力を調整する機構に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic brake device, and more particularly to a mechanism for adjusting a braking force of a brake.
トラクション方式のエレベータ装置では、ロープを「つるべ」式に駆動シーブ(綱車)にかけ、ロープと駆動シーブの間の摩擦力(トラクション)を利用してかごを昇降させる。カゴはつり合いおもりとロープで連結されていて、駆動シーブの回転によりカゴが昇降する。エレベータ装置や車や列車といった移動体には駆動シーブなどのロータの制動に電磁ブレーキが採用されている。 In a traction type elevator apparatus, a rope is applied to a drive sheave (shelve) in a “slave” manner, and a car is moved up and down by using a frictional force (traction) between the rope and the drive sheave. The cage is connected to the counterweight and the rope, and the cage moves up and down by the rotation of the drive sheave. Electromagnetic brakes are used to brake rotors such as drive sheaves in moving bodies such as elevator devices and cars and trains.
特許文献1は、バネ力の作動によりブレーキドラムへブレーキシューを押し付けてエレベータカゴの制動を行う装置を提案している。ブレーキは巻上機に設置されている。電磁石に設けたコイルに通電してバネ力を上回る電磁力を発生させると、ブレーキシューはドラムから離れて、制動力が開放される。この装置では、電磁石のばらつきにより、電磁力が弱い場合にはブレーキ開放に要する時間が長くなる。一方、電磁力が強い場合には、ブレーキ開放時の音が大きくなり、ブレーキ動作時間が遅くなる。このためブレーキ動作が不安定であった。また、非常制動時にブレーキ装置がカゴを急停止すると、衝撃がカゴに発生した。
特許文献2では、主ロープの駆動シーブに対する滑りの発生を防止するために、主ロープ全体を高分子化合物で被覆することが提案されている。しかし、主ロープの駆動シーブに対する滑りが極端に少なくなるので、結果としてカゴが急停止し、カゴへの減速度が大きくなる。このために、電磁ブレーキ装置の電磁ブレーキコイルに小さい抵抗を並列接続し、制動力の立ち上がりを緩慢にするように構成している。特許文献2の装置では、この構成のため、カゴの制動距離が必要以上に長くなる。
In
特許文献3のように、緊急停止時に電磁ブレーキの制動力を調整し、カゴの減速度を調整する装置も提案されている。特許文献4は、車両に対しては、アンチスキッドブレーキと称する制動力調整電磁ブレーキを提案している。
As in
特許文献3、4の装置では、電磁石へ通電する電流により制動力を調整している。電磁石にはばらつきがあるため、制動力に脈動が生じ、いわゆるポンピングブレーキ状態になる。そこで、乗り心地を改善するために、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることと、制動距離を適正な範囲に収めることが課題となる。これらの課題の解決のためには、減速度を一定に保つため、制動力を高度に制御する必要がある。
In the devices of
この発明は、上記のような課題を解決することを目標としてなされたものである。ブレーキ動作が安定していて、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることができるとともに、適正な制動距離が得られる電磁ブレーキ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made with the goal of solving the above problems. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic brake device that has a stable braking operation, can reduce an impact on a passenger during an emergency stop, and can obtain an appropriate braking distance.
本発明に関わる電磁ブレーキ装置は、磁性体からなる固定子と、固定子に対向配置される磁性体の可動子と、可動子に結合されるブレーキシューと、固定子に配設されるコイルと、ブレーキシューが対向するロータとを備えていて、固定子または可動子には切削部が設けられていて、切削部には可動子よりも小さい補助磁性体が係合されている。 An electromagnetic brake device according to the present invention includes a stator made of a magnetic material, a magnetic mover disposed opposite to the stator, a brake shoe coupled to the mover, and a coil disposed on the stator. The brake shoe is provided with a facing rotor, and the stator or the mover is provided with a cutting part, and the cutting part is engaged with an auxiliary magnetic body smaller than the mover.
この発明に係る電磁ブレーキ装置を備えるエレベータ装置では、電磁力のばらつきを補正した電磁石でブレーキの動作および開放を行うので、制動力を精度良く調整できるようになり、安定したブレーキ動作が得られる。また、スムーズに減速でき、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることができるとともに、制動距離も短くすることができる。 In the elevator apparatus equipped with the electromagnetic brake device according to the present invention, the brake operation and release are performed by the electromagnet in which the variation in electromagnetic force is corrected, so that the braking force can be adjusted with high accuracy and a stable brake operation can be obtained. In addition, the vehicle can be smoothly decelerated, the impact on the passenger during an emergency stop can be reduced, and the braking distance can be shortened.
実施の形態1.
図1は、この発明によるエレベータ装置の概略を示す平面構成図(A)と断面構成図(B)である。エレベータ装置200は昇降路に納められている。昇降路の内部には、駆動装置である巻上機110が設置されている。巻上機110は、駆動シーブ105、ロータ106、モータコイル107、巻上機枠108、制動装置109、エンコーダ114を備えている。巻上機枠108にはロータ106を回転させるためのモータコイル107が設けられている。駆動シーブ105はロータ106と一体化されていて、ロータ106により回転する。制動装置109は巻上機枠108に固定される。ロータ106の回転子は巻上機枠108に挿入されている。
FIG. 1 is a plan configuration diagram (A) and a sectional configuration diagram (B) showing an outline of an elevator apparatus according to the present invention. The
制動装置109は、駆動シーブ105の回転に制動力を与える。エンコーダ114は駆動シーブ105の回転検出部である。駆動シーブ105の近傍には、そらせ車21が設けられている。駆動シーブ105及びそらせ車21には、カゴ101及び釣合おもり102を吊り下げる主ロープ103が巻き掛けられている。カゴ101及び釣合おもり102は、駆動シーブ105の回転により昇降路内を昇降する。
The
昇降路の上部には、調速機シーブ111が設置されている。昇降路の下部には、張り車112が設置されている。調速機シーブ111及び張り車112の間には、調速機ロープ116が巻き掛けられている。調速機ロープ116の一部は、カゴ101に接続されている。調速機シーブ111は、カゴ101の昇降速度に応じた速度で回転する。調速機シーブ111には、エンコーダ113が設けられていて、調速機シーブ111の回転数に応じた信号を発生する。制御装置115は速度や運行管理など、さまざまな制御をつかさどる装置で、いわば、「エレベータの頭脳」にあたる。
A governor sheave 111 is installed in the upper part of the hoistway. A
次に、動作について説明する。制御装置115には、エンコーダ113、エンコーダ114からの回転量信号が常時入力されている。制御装置115は、エンコーダ113,エンコーダ114からの情報に基づいて駆動シーブ105及び調速機シーブ111のそれぞれの回転速度を常時観測している。カゴ101は、制御装置115による巻上機110への通電制御により走行あるいは停止する。
Next, the operation will be described. A rotation amount signal from the
制御装置115は、駆動シーブ105及び調速機シーブ111の回転速度がそれぞれ平常速度の範囲内にあるときには、通常運転を行う。カゴ101が停止した後は制動装置109を動作させ、カゴ101の停止状態を維持する。カゴ101が走行を開始する前に、制御装置115は制動装置109を解除する。
The
駆動シーブ105及び調速機シーブ111のそれぞれの回転速度が設定過速度を超えることにより、エレベータ装置200の運転に異常が発生すると、制御装置115は非常ブレーキモードとしてブレーキ動作を実施する。この時、カゴ101の減速度を制御するため、制御装置115は制動装置109の制動力を調整する。
If an abnormality occurs in the operation of the
図2は、実施の形態1に係わる電磁ブレーキ40の構造を説明するための要部構成図である。図2(A)は制動装置とロータの関係をあらわしている。図2(B)は図2(A)の点線に沿った断面を表していて、電磁力調整部の構造を示している。固定鉄心(固定子)1は、巻上機枠108に固定されていて、ばね(制動力付勢部)4の付勢に逆らう開放力を発生する。コイル3は固定鉄心1に配設されている。可動鉄心(可動子)2は制動部材であるブレーキシュー10と固定されていて、往復変位する。ばね4は、可動鉄心2をブレーキシュー10がロータ106に接する方向へ付勢する。固定鉄心1、可動鉄心2、コイル3およびばね4は電磁石として作用する。固定鉄心1と可動鉄心2は対向している。固定鉄心1の底部には、切削開口されたネジ穴(切削部)32が2箇所設けられている。それぞれのネジ穴32には磁性体(補助磁性体)31が挿入されていて、両者は係合している。
FIG. 2 is a main part configuration diagram for explaining the structure of the
回転する駆動シーブ105の制動は、ブレーキシュー10のロータ106への押し付けにより発生する。ブレーキシュー10が、運転状態に応じてロータ106に接触すると、駆動シーブ105の回転が制動される。また、ブレーキシュー10がロータ106から離れると、駆動シーブ105の制動が解除される。このブレーキ動作および解除は、コイル3への通電電流の大きさを調整することにより調整可能になっている。固定鉄心1、可動鉄心2、コイル3、ばね4、ブレーキシュー10とから制動装置109は構成されている。制動装置109はロータ106の内側に設けられていて、ブレーキシュー10は制動装置109の外に向かって凸の形状を有している。
Braking of the
固定鉄心1および可動鉄心2は磁性体から形成されている。鉄などの磁性材には特性上のばらつきや寸法誤差があるため、コイル3への通電電流が同じ場合でも、電磁力にばらつきが生じる。制動装置109は、制動力を補正するために、電磁力を調整する電磁力調整部33を備えている。電磁力調整部33は、固定鉄心1に設けられたネジ状の磁性体31および磁性体31が螺合するネジ穴32から構成される。エレベータの運転前に、ネジ穴32内の磁性体31の長さを変化させることで、電流に対して所望の電磁力が得られるよう調整される。すなわち、コイル3へ通電した場合、所望の電磁力より弱い場合は長い磁性体31を、所望の電磁力より強い場合は短い磁性体31を使用する。また、等しい長さの磁性体31を用い、ネジ穴32へのネジ込み深さを変えることもできる。磁性体31は電磁力の調整のために設けられている部材のため、可動鉄心2よりも体積は小さい。
The fixed
電磁力調整部33は、磁気回路中の断面積の小さい場所に配置することが、電磁力を調整する上で効果が高い。この例では、固定鉄心1のコイル3の下位置(底部)の磁路断面積を最も小さくし、電磁力調整部33をそこに配置している。また、電磁石の構成は固定鉄心1がE型、可動鉄心2をI型としたが、例えばソレノイド型など他方式としても良い。この構成によれば、ブレーキ動作やブレーキ開放に必要な電磁力に調整したので、安定したブレーキ動作を行うことが可能となる。
It is highly effective to arrange the electromagnetic
コイル3の電流とブレーキシュー10の押付力は対応している。また押付力がカゴ101への制動力と対応するので、コイル3の電流を調整することで、カゴ101の減速度をスムーズに調整することが可能となる。その結果、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることができるとともに、制動距離が必要以上に長くなることを防止することができる。さらに、電磁力調整機構を設けたので、電磁力調整前の大きな電磁力ばらつきを許容することができる。このため電磁石の固定子や可動子の磁性材のグレードや加工・組立て精度に高度なレベルを要求しなくても済むので、コスト低減が可能となる。
The current of the
なお、この実施の形態では、巻上機枠108のロータ106と反対側の一部分が取り外し可能となっており、この一部分を取り外すことで、制動装置109の磁性体31を調整または取り替えることができる。つまり、電磁力調整部33の磁性体31を係合させる開口であるネジ穴32を、ブレーキシュー10の動作方向に平行な面に設けて、さらに、磁性体31を巻上機110の外部から操作可能となるように巻上機枠108のロータ106と反対側の一部分を開放可能としたので、巻上機110を組み立てた後も、必要に応じて制動装置109の電磁力を調整することができる。
In this embodiment, a part of the hoisting
実施の形態2.
電磁石の左右方向の電磁力ばらつきを調整するため、図3のように左右で長さの異なる磁性体31a、31bを取り付けてもよい。この例では、可動子2が左右均等に移動するのでブレーキ動作がより安定する。磁性体31の長さを違えるほかに、磁性体31の太さ(直径)を異なるようにしてもよい。
In order to adjust the electromagnetic force variation in the left-right direction of the electromagnet,
実施の形態3.
図2、図3においては、固定鉄心1へ電磁力調整部33を設けたが、図4のように可動鉄心2へ電磁力調整部33を設けても良い。この場合、可動鉄心2は固定鉄心1から離した状態で磁性体31の長さを調整した後、再度組立てを実施できるため、電磁力調整の作業性が良くなる。
2 and 3, the electromagnetic
実施の形態4.
図5に示すように、磁性体31を固定鉄心1の下側に取り付けても良い。この例では、板状の磁性体31をねじ34で固定鉄心1に取り付けている。固定鉄心1は磁性体31の大きさに合わせて底部の底面側が切削されており、この底面の凹部に磁性体31は嵌め合わされて係合している。電磁力の調整は、磁性体31の厚みや長さを変えることで調整できる。この例では、電磁石の横面からの作業性が悪い場合でも、容易に電磁力を調整できる。
As shown in FIG. 5, the
実施の形態5.
磁性体31は、図6のように、固定鉄心1の側面に取り付けても良い。この例では、板状の磁性体31をねじ34で固定鉄心1に取り付けている。固定鉄心1は磁性体31の大きさに合わせて底部の側面側が切削されており、この側面の凹部に磁性体31は嵌め合わされて係合している。電磁力の調整は、磁性体31の厚みや長さを変えることで調整できる。この例では、実施の形態1と同様の効果がある。
Embodiment 5 FIG.
The
実施の形態6.
図7のように、制動装置109が、ロータ106の外側にある場合にも適用できる。ロータ106の外側に設けられたブレーキシュー10は制動装置109の内に向かって凸である。この例では、ロータ106の外側で電磁力調整の作業を行うので、電磁力の調整作業が容易となる。加えて、発熱したコイル3の放熱が良くなるため、コイル3の電流密度を高くすることが可能となり、電磁石を小型化できる。
Embodiment 6 FIG.
As shown in FIG. 7, the present invention can also be applied to the case where the
なお、以上では、本願発明をエレベータ装置の制動装置に適用した場合を示したが、自動車に搭載するアンチロックブレーキシステム(ABS)の制動装置に適用してもよい。 In addition, although the case where this invention was applied to the braking device of an elevator apparatus was shown above, you may apply to the braking device of the anti-lock brake system (ABS) mounted in a motor vehicle.
1 固定鉄心、2 可動鉄心、3 コイル、4 バネ、10 ブレーキシュー、31 磁性体、32 ネジ穴、 33 電磁力調整部、34 ねじ、40 電磁ブレーキ、101 カゴ、102 釣合おもり、103 主ロープ 、105 駆動シーブ、106 ロータ、107 モータコイル、108 巻上機枠、109 制動装置、110 巻上機、111 調速機シーブ、112 張り車、113 エンコーダ、114 エンコーダ、115 制御装置、116 調速機ロープ、200 エレベータ装置 1 Fixed Iron Core, 2 Movable Iron Core, 3 Coil, 4 Spring, 10 Brake Shoe, 31 Magnetic Body, 32 Screw Hole, 33 Electromagnetic Force Adjuster, 34 Screw, 40 Electromagnetic Brake, 101 Basket, 102 Counterweight, 103 Main Rope , 105 drive sheave, 106 rotor, 107 motor coil, 108 hoisting machine frame, 109 braking device, 110 hoisting machine, 111 governor sheave, 112 tensioning wheel, 113 encoder, 114 encoder, 115 control device, 116 governing Machine rope, 200 elevator equipment
Claims (9)
前記電磁ブレーキ装置は、前記巻上機の枠に固定される磁性体の固定子と、前記固定子に対向配置される磁性体の可動子と、前記可動子に結合され前記ロータに対向するブレーキシューと、前記固定子に配設されるコイルとを有していて、前記固定子または前記可動子には切削部が設けられていて、前記切削部には前記可動子よりも小さい補助磁性体が係合されていることを特徴とするエレベータ装置。 In an elevator apparatus comprising: a cage connected to a weight by a rope; a hoisting machine that performs braking of a rotating rotor by an electromagnetic brake device and winding the rope; and a control device that controls braking of the electromagnetic brake device ,
The electromagnetic brake device includes: a magnetic stator fixed to a frame of the hoisting machine; a magnetic movable element disposed opposite to the stator; and a brake coupled to the movable element and opposed to the rotor. An auxiliary magnetic body having a shoe and a coil disposed on the stator, wherein the stator or the mover is provided with a cutting portion, and the cutting portion is smaller than the mover. An elevator apparatus characterized by being engaged.
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