JP2012012156A

JP2012012156A - エレベーターの巻上機

Info

Publication number: JP2012012156A
Application number: JP2010149460A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Horiai; 英洋堀合
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-19

Abstract

【課題】巻上機のローターの外表面に広がる油分を効果的に吸収し、油分吸収部材が摩耗しても安定して油分を吸収することが可能な巻上機を提供する。
【解決手段】シーブ１と外周円筒面が制動面として機能するブレーキドラム２とからなるローターと、ブレーキドラム２の外周円筒面２ａの対向位置に配置されたブレーキシュー３と、ブレーキシューを移動させるブレーキシュー駆動手段５と、ブレーキドラムの平滑な面を有する外周端部の対向位置に配置された油分吸収部材６と、油分吸収部材６を予め定められた所定の圧力でブレーキドラムの外周端部２ｂに押し付ける機能を有する油分吸収部材駆動手段７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、エレベーターの巻上機に関する。

ロープ式エレベーターの乗りかごを昇降させる巻上機として、ブレーキドラムがシーブに一体に形成された巻上機がある。ブレーキドラムとシーブは、ローターを構成する。巻上機のハウジングには軸が設けられ、軸には軸受を介してシーブが回動自在に取り付けられている。したがって、ローターも軸受を介して、自在に回動する。また、軸受内には潤滑油が封入されており、潤滑油は蓋およびオイルシール等によって封油されている。

ブレーキドラムの側面にはブレーキ制動面が形成されており、ブレーキ制動面にブレーキシューを押し付けることによって、所定の制動力を発生させる。

このような構成の巻上機では、長期間の使用によって、軸受に使用されている潤滑油が、封油部の外部に漏れ出すことがある。ローターの側面は、封油部からブレーキ制動面にかけて一続きに形成されているため、油が封油部から漏れ出すと、ローターの側面を伝ってブレーキ制動面に達する虞がある。封油部から漏れ出した油がブレーキ制動面に付着すると、ブレーキ制動力が安定せず、あるいは、所望の制動力が得られなくなるといった問題があった。

このような問題点に対して、シーブの軸受に使用されている潤滑油を封油する封油部から潤滑油の油分が漏れ出た場合に、封油部から漏れ出た油分がブレーキドラムのブレーキ制動面に付着することを防止するための油分回収装置を備える巻上機が、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された巻上機の油分回収装置は、油分吸収部材とその保持部材とを備える。油分吸収部材は、軸受に使用されている潤滑油の封油部からブレーキのブレーキ制動面まで一続きに形成されたローターの内側の側面の一部に、その先端部を常時接触させるように配置されている。

特開２００８−２２２３７２号公報

しかしながら、巻上機のシーブおよびブレーキドラムを構成するローターは、鋳造品であることが多い。この場合、機械加工が施されていないローターの内側面は凸凹がある形状であるために、油分吸収部材をローターの内側面に押し付けても、ローターの内側面に接触する油分吸収部材の部分の面積は小さく、漏れ出た油分を十分に回収しきれない。漏れ出た油分の回収率を高めるために油分吸収部材を強く押し付けると、油分吸収部材が速く磨耗するだけでなく、運転時の騒音が大きくなる原因にもなる。また、油分吸収部材が摩耗すると、ローターの側面との接触状態が安定せず、油分を吸収する機能が低下する問題点があった。

したがって、本発明は巻上機のローターの表面に広がる油分を効果的に吸収し、油分吸収部材が摩耗しても安定して油分を吸収することが可能な巻上機を提供することを目的とするものである。

本発明の実施形態によるエレベーターの巻上機は、エレベーターの乗りかごを懸架するメインロープが巻き掛けられるシーブと外周円筒面がブレーキ制動面として機能するブレーキドラムとからなるローターと、ブレーキドラムの外周円筒面に対向する位置に配置されたブレーキシューと、ブレーキシューをブレーキドラムのラジアル方向に移動させるブレーキシュー駆動手段とを備える。この巻上機は、また、ブレーキドラムの平滑な面を有する外周端部に対向する位置に配置され、対象物に押し付けたときに対象物の表面形状になじむ部材を含む１または複数の油分吸収部材と、油分吸収部材を予め定められた所定の圧力でブレーキドラムの外周端部に押し付ける機能を有する油分吸収部材駆動手段とを備える。

第１の実施形態の構造を示す正面図および断面図。図１に示した断面図の拡大図。第２の実施形態の構造の特徴を示す正面図。第２の実施形態の動作例を示す図。第３の実施形態の構造の特徴を示す正面図。第３の実施形態の動作例を示す図。油分吸収部材を覆う防音用のカバーの一例を含む断面図。ブレーキドラムに押し付けられる油分吸収部材が、ブレーキドラムに押し付けられる時期の一例を示すグラフ。

以下、適宜、図面を参照しながら本発明の一例としての実施形態について説明を行う。

（第１の実施形態）
図１（ａ）および（ｂ）に、本発明の一実施形態による巻上機の構造を表す正面図および断面図を、それぞれ示す。巻上機は、エレベーターの乗りかごを懸架するメインロープが巻き掛けられるシーブ１を備える。シーブ１が回動することによってメインロープに懸架された乗りかごが昇降し、シーブ１が停止すると乗りかごは停止する。シーブ１には、円盤状のブレーキドラム２が同軸状に取り付けられている。図１（ｂ）に示すように、一実施形態において、シーブ１は、ブレーキドラム２の一方の円盤面側に配置される。一実施形態において、シーブ１とブレーキドラム２は一体に形成されている。他の実施形態においては、シーブ１とブレーキドラム２は強固に固定されている。シーブ１とブレーキドラム２はローターを構成する。ローターは、軸受を介して軸に取り付けられ、滑らかに回動する。軸受には、ローターを円滑に回動させ、回動に伴うエネルギー損失および焼きつき等を防ぐために、潤滑油が封入されている。

一実施形態において、ブレーキドラム２の外周円筒面２ａは、後ほど説明するように、ブレーキ制動面として機能する。以下、外周円筒面２ａをブレーキドラムの制動面２ａということがある。また、図１（ｂ）からも分かるように、本実施形態において、ブレーキドラム２の外周端部２ｂは、外周端部２ｂの内側に隣接する円盤面部分２ｃに比べて回転軸方向に突起している。前述したように、巻上機では、長期間の使用によってシーブの軸受に使用されている潤滑油が、潤滑油を封油する封油部の外部に漏れ出すことがあるが、ブレーキドラム２の外周端部２ｂが外周端部２ｂの内側に隣接する円盤面部分に比べて回転軸方向に突起しているため、外周端部２ｂが障壁となり、漏れ出した油がブレーキドラムの制動面２ａに到達しにくくなっている。尚、ブレーキドラムの制動面２ａおよび外周端部２ｂは、通常、旋盤等の機械によって加工され、平滑な面となっている。

ブレーキドラムの制動面２ａに対向する位置には、ブレーキシュー３が設けられている。ブレーキシュー３は、ローターの回動を停止させるときには、その一端が巻上機フレーム４に固定されたブレーキフレーム５によってブレーキドラムの制動面２ａに押し付けられ、ブレーキシュー３とブレーキドラムの制動面２ａとの摩擦によってローターの回動を停止させる。ローターを回動させるときには、ブレーキシュー３は、ブレーキフレーム５によってブレーキドラムの制動面２ａから遠ざけられる。ブレーキシューを駆動するメカニズムには様々なものがあるが、例えば、ローターの回動を停止させるときには磁力によってブレーキシュー３をブレーキドラムの制動面２ａに押し付け、ローターを回動させるときにはバネの力によってブレーキシュー３をブレーキドラムの制動面２ａから遠ざける。ブレーキシュー３とブレーキフレーム５はブレーキを構成する。ローターの回動を停止させるべきときにブレーキが正常に動作しないと危険であるため、通常、１つのローターに対して２以上のブレーキが設けられる。

図１においては、一例として、２つのブレーキがローターの回転軸心Ｐを直径方向に挟む位置に設けられているが、ブレーキをローターの回転軸心Ｐに関して対称な位置に配置する必要は必ずしもない。

巻上機は、ブレーキドラム２の外周端部２ｂに対向する位置に配置された、１または複数の油分吸収部材６を備える。一実施形態において、油分吸収部材６は、シーブ１が配置されているブレーキドラム２の一方の円盤面側の外周端部２ｂに対向する位置に配置されている。前述したように、巻上機では、長期間の使用によって、シーブの軸受に使用されている潤滑油が、潤滑油を封油する封油部の外部に漏れ出すことがある。油分吸収部材６は、このような場合に、シーブ１が配置されているブレーキドラム２の一方の円盤面２ｃを伝って漏れ出した油がブレーキドラムの制動面２ａに達する前に、油を吸収するために設けられている。油分吸収部材６のブレーキドラム２の外周端部２ｂに対向する部分には、油の吸収性に優れた、例えば、所定の厚みを有するフェルト、アブソーベント、ウエスまたはスポンジからなる。フェルトのように、油の吸収性に優れ、対象物に押し付けたときに対象物の表面形状になじむ部材を油分吸収部材に用いることによって、ローター表面に付着した油を効果的に回収することができる。

油分吸収部材６は、油分吸収部材駆動装置７の一端に取り付けられている。油分吸収部材駆動装置７としては、例えば、ソレノイドコイル内にプランジャーと呼ばれる可動鉄芯が設けられ、ソレノイドコイルに印加される電流に応じて可動鉄芯が直線的に移動するソレノイドを用いることができる。油分吸収部材駆動装置７としてソレノイドを用いる場合には、油分吸収部材６はプランジャーの一端に取り付けられる。油分吸収部材駆動装置７の他端は、例えばブラケット等の片持ち状の保持部材８の一端に固定され、保持部材８の他端は、巻上機フレーム４に固定されている。

油分吸収部材駆動装置７は、制御信号に応じて、油分吸収部材６をブレーキドラム２に近づくような回転軸方向に移動させブレーキドラム２の平滑な面を有する外周端部２ｂに押し付け、あるいは油分吸収部材６をブレーキドラム２から遠ざかるような回転軸方向に移動させブレーキドラム２の外周端部２ｂとの接触状態を解除する機能を有する。油分吸収部材駆動装置７が油分吸収部材６をブレーキドラム２の外周端部２ｂに押し付ける際には、予め定められた所定の圧力で油分吸収部材６を付勢する。この結果、油分吸収部材６がブレーキドラム２の外周端部２ｂに押し付けられることによって摩耗した状態でも、油分吸収部材６がブレーキドラム２の外周端部２ｂに押し付けられているときの接触状態が安定し、油分吸収部材６の油分吸収機能が安定する。

次に、図２を参照しながら、本実施形態の動作を説明する。図２は、図１（ｂ）に示した一実施形態による巻上機の構造を表す断面図を拡大した図である。図２（ａ）は、ブレーキシュー３がブレーキドラムの制動面２ａに押し付けられておらずローターが制動されていない状態であって、油分吸収部材６がブレーキドラム２の外周端部２ｂに接触していない状態を表している。この状態においては、油分吸収部材駆動装置７の一端に取り付けられている油分吸収部材６は、油分吸収部材駆動装置７によってブレーキドラム２の外周端部２ｂに接触しない位置にある。図２（ｂ）は、ブレーキシュー３がブレーキドラムの制動面２ａに押し付けられローターが制動されている状態であって、油分吸収部材６がブレーキドラム２の外周端部２ｂに接触している状態を表している。この状態においては、油分吸収部材６は、油分吸収部材駆動装置７によってブレーキドラム２の外周端部２ｂに予め定められた押圧で押し付けられており、シーブ１が配置されているブレーキドラム２の一方の円盤面２ｃを伝って漏れ出した油がブレーキドラムの制動面２ａに達する前に、外周端部２ｂに付着している油分を吸収する。尚、図２（ａ）および（ｂ）に示したブレーキシュー３および油分吸収部材６の位置関係は、例示であって、異なる位置関係にある場合もある。

本実施形態によれば、油分吸収部材６をブレーキドラム２の平滑な面を有する外周端部２ｂに押し付けることによって、ブレーキドラム２の外周端部２ｂに付着した油分を効果的に吸収し、ブレーキドラムの制動面２ａに達する油分を低減することができる。

（第２の実施形態）
以降、第１の実施形態を応用した実施形態について説明を行う。したがって、以降の実施形態は、第１の実施形態の効果と同一の効果を奏する。第１の実施形態の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付す。また、説明を簡潔にするために、第１の実施形態と異なる点を中心に説明を行う。図３に本実施形態による巻上機の構造の特徴を表す正面図を示す。本実施形態による巻上機は、ブレーキドラム２の周方向に沿った外周端部２ｂに対向する位置に複数の油分吸収部材６を備え、それぞれの油分吸収部材６は、対応する油分吸収部材駆動装置７（図示せず）によって駆動される。図３には、例として、６つの油分吸収部材６ａ乃至６ｆを示しているが、油分吸収部材の数は６に限定されるものではないことは明らかであろう。多数の油分吸収部材を設けることによって油分を吸収する効果を向上させることができる。

また、本実施形態においては、ローターが静止状態から回動を開始した後に停止するまでのサイクル（回動サイクル）ごとに、機能する油分吸収部材および対応する油分吸収部材駆動装置を順次変更することができる。例えば、油分吸収部材６ａと６ｄおよびこれらをそれぞれ駆動する油分吸収部材駆動装置７ａと７ｄを第１のグループ、油分吸収部材６ｂと６ｅおよびこれらをそれぞれ駆動する油分吸収部材駆動装置７ｂと７ｅを第２のグループ、油分吸収部材６ｃと６ｆおよびこれらをそれぞれ駆動する油分吸収部材駆動装置７ｃと７ｆを第３のグループとする。１回の回動サイクルにおいては１つのグループの油分吸収部材およびその油分吸収部材を駆動する油分吸収部材駆動装置のみが動作する。次の回動サイクルにおいては異なるグループの油分吸収部材およびその油分吸収部材を駆動する油分吸収部材駆動装置のみが動作し、以降の回動サイクルにおいては、同様に動作する油分吸収部材およびその油分吸収部材を駆動する油分吸収部材駆動装置のグループが巡回的に交替する。図４に、回動サイクルごとに機能する油分吸収部材の一例を示す。このような動作方法によって、油分吸収部材の使用期間を延ばすことができる。

（第３の実施形態）
図５に本実施形態による巻上機の構造の特徴を表す正面図を示す。本実施形態においては、油分吸収部材６は各ブレーキシュー３をブレーキドラム２の周方向に挟むような位置に配置され、ブレーキシュー３ごとに２つの油分吸収部材６および対応する油分吸収部材駆動装置７（図示せず）が設けられる。図５において、一方のブレーキシュー３をブレーキドラム２の周方向に挟むような位置に油分吸収部材６ｐおよび６ｑが配置されている。また、他方のブレーキシュー３をブレーキドラム２の周方向に挟むような位置に油分吸収部材６ｒおよび６ｓが配置されている。本実施形態においては、ローターの回動方向に応じて、動作する油分吸収部材および対応する油分吸収部材駆動装置が変化する。例えば、ローターが時計回りに回動するときは、油分吸収部材駆動装置７ｐと７ｒ（図示せず）を動作させ、対応する油分吸収部材６ｐと６ｒとを駆動する。ローターが反時計回りに回動するときは、油分吸収部材駆動装置７ｑと７ｓ（図示せず）を動作させ、対応する油分吸収部材６ｑと６ｓとを駆動する。図６に、回動方向に応じて機能する図５に示した油分吸収部材を示す。本実施形態によれば、ブレーキドラムの外周端部２ｂに付着した油分を効果的に除去しつつ、それぞれの油分吸収部材がブレーキドラムの外周端部２ｂに押し付けられる頻度が確率的に１／２となり、油分吸収部材の使用期間を延ばすことができる。

（他の実施形態）
次に、上記以外の実施形態を説明する。以下に述べる実施形態は上記の実施形態のすべてに適用可能である。

１つの実施形態によるエレベーターの巻上機は、油分吸収部材６を覆う防音装置、例えば防音用のカバーを備える。一例として、油分吸収部材６を覆う防音用のカバー９を含む断面図を図７に示す。防音装置の内部には遮音性の高い材料を用い、かつ表面を凹凸状の形態にすることによって、優れた防音効果を得ることができる。また、防音装置を、油分吸収部材６とブレーキドラムの外周端部２ｂの接触によって発生する音の周波数に共振しないサイズにすることに留意する。

他の実施形態によるエレベーターの巻上機における油分吸収部材駆動手段６は、油分吸収部材６をブレーキドラム２の外周端部２ｂに押し付ける動作の頻度を、ローターの回動頻度に応じて変化させる。例えば、ローターの回動頻度が過度の場合には、油分吸収部材６をブレーキドラム２の外周端部２ｂに押し付ける動作を間引く。このことによって、油分吸収部材６の使用期間を延ばすことができる。

（油分吸収部材を押し付ける動作例）
一実施形態においては、ローターが回動している間、ブレーキドラム２に押し付けられる油分吸収部材６はブレーキドラム２に押し付けられる。すなわち、ローターが静止している期間を除き、ブレーキドラム２に押し付けられる油分吸収部材６はブレーキドラム２に押し付けられる。

他の実施形態における、ブレーキドラム２に押し付けられる油分吸収部材６がブレーキドラム２に押し付けられる時期の一例を、図８を参照しながら説明する。この動作例は前述した実施形態に適用することができる。図の縦軸はローターの回動の速さであり、横軸は時間であり、グラフは静止状態→回動→停止の１サイクルにおけるローターの回動の速さの経時変化を示す。ローターが静止状態にあるとき、油分吸収部材６は、ブレーキドラム２の外周端部２ｂに接触しない位置にある。ローターが時刻ｔ_１で静止状態から回動を開始した後の予め定められた時間Ｔａ経過時（時刻：ｔ_１＋Ｔａ）に、油分吸収部材６がブレーキドラム２の外周端部２ｂに予め定められた押圧で押し付けられる。その後、ローターが時刻ｔ_２で減速状態に入った後の予め定められた時間Ｔｂ経過時（時刻：ｔ_２＋Ｔｂ）に、油分吸収部材６はブレーキドラム２の外周端部２ｂから離され、外周端部２ｂとの接触状態が解除される。この例においては、油分吸収部材６がブレーキドラム２の外周端部２ｂに押し付けられている期間は、Ｔ＝（ｔ_２＋Ｔｂ）−（ｔ_１＋Ｔａ）である。このように、油分吸収部材６は、ブレーキドラム２の外周端部２ｂに、常に押し付けられているわけではない。尚、図２（ａ）に示したブレーキシュー３と油分吸収部材６の状態は時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの状態に対応し、図２（ｂ）に示したブレーキシュー３と油分吸収部材６の状態は時刻ｔ_２から時刻ｔ_２＋Ｔｂまでの状態に対応する。本実施形態において、時間ＴａおよびＴｂを適切に設定することにより、ブレーキドラム２の外周端部２ｂに付着した油分を有効に除去しつつ、油分吸収部材６がブレーキドラム２の外周端部２ｂに押し付けられている期間を短縮することによって、油分吸収部材６の使用可能期間を延ばすことができる。

尚、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で開示した構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示した全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１シーブ、２ブレーキドラム、２ａブレーキドラムの制動面、
２ｂブレーキドラムの外周端部、２ｃブレーキドラムの一方の円盤面、
３ブレーキシュー、
４、巻上機フレーム、５ブレーキフレーム、
６、６ａ〜６ｆ、６ｐ〜６ｓ油分吸収部材、７油分吸収部材駆動装置、
８保持部材、９防音用のカバー

Claims

エレベーターの乗りかごを懸架するメインロープが巻き掛けられるシーブと外周円筒面がブレーキ制動面として機能するブレーキドラムとからなるローターと、
前記ブレーキドラムの外周円筒面に対向する位置に配置されたブレーキシューと、
前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムのラジアル方向に移動させるブレーキシュー駆動手段と、
前記ブレーキドラムの平滑な面を有する外周端部に対向する位置に配置され、対象物に押し付けたときに対象物の表面形状になじむ部材を含む１または複数の油分吸収部材と、
前記油分吸収部材を予め定められた所定の圧力で前記ブレーキドラムの前記外周端部に押し付ける機能を有する油分吸収部材駆動手段と
を備えることを特徴とするエレベーターの巻上機。
前記油分吸収部材は、前記シーブが配置されている前記ブレーキドラムの一方の円盤面側の外周端部に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの巻上機。
前記油分吸収部材は、前記ブレーキドラムの周方向に沿った外周端部に対向する位置に複数設けられ、
対応する油分吸収部材駆動手段によって駆動されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレベーターの巻上機。
前記複数の油分吸収部材および対応する油分吸収部材駆動手段を複数のグループに分け、前記ローターが静止状態から回動を開始した後に停止するまでのサイクルごとに、動作する油分吸収部材および対応する油分吸収部材駆動手段の前記グループが巡回的に交替することを特徴とする請求項３に記載のエレベーターの巻上機。
前記複数の油分吸収部材は、前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムの周方向に挟むような位置に配置され、
前記ローターが先に通過する方の油分吸収部材が対応する前記油分吸収部材駆動手段によって駆動されることを特徴とする請求項２に記載のエレベーターの巻上機。
前記油分吸収部材駆動手段は、ソレノイドを含むことを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの巻上機。
前記油分吸収部材を覆う防音手段を、さらに、備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のエレベーターの巻上機。
前記油分吸収部材駆動手段は、前記ローターの回動頻度に応じて前記油分吸収部材を前記ブレーキドラムの外周端部に押し付ける動作頻度を変えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のエレベーターの巻上機。
前記ブレーキドラムの外周端部は、この外周端部の内側に隣接する円盤面部分に比べて回転軸方向に突起していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のエレベーターの巻上機。
前記油分吸収部材駆動手段は、前記ローターが静止状態から回動を開始した後の予め定められた時間経過時に前記油分吸収部材を前記ブレーキドラムの外周端部に予め定められた押圧で押し付けを開始し、前記ローターが減速状態に入った後の予め定められた時間経過時に前記油分吸収部材を前記ブレーキドラムの外周端部から遠ざける機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のエレベーターの巻上機。