JP2014015323A - エレベータの巻上機 - Google Patents

Abstract

【課題】かごが緊急停止した時のかごの過大な減速度の発生を防止する。
【解決手段】この発明に係るエレベータの巻上機は、ハウジング４と、シャフト１と、綱車２と、可動鉄心６と、電磁マグネット１４と、磁石部８を有するブレーキドラム７と、ブレーキパッド１０と、ステータ９とを備え、電磁マグネット１４への通電を遮断することで電磁マグネット１４の可動鉄心６に対する吸着力が解除され、綱車２にかかる軸荷重により第１の軸受３を支点としてシャフト１が回動し、ブレーキドラム７の外周面がブレーキパッド１０を押圧し、ブレーキドラム７にブレーキトルクが作用するようになっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、シャフトの端部に固定された綱車とともに回転するブレーキドラムがブレーキパッドに押圧してブレーキトルクを得るエレベータの巻上機に関するものである。

エレベータに適用される巻上機として、ブレーキバネによってブレーキアームを駆動し、ブレーキアームの先端部に取り付けられたブレーキパッドをブレーキドラムに押圧することでブレーキトルクを得るものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１０４６６６号公報（図１）

上記巻上機は、ブレーキパッドをブレーキドラムに押圧する力とブレーキアームの長さとの積でブレーキトルクが決定される。
従って、上記ブレーキトルクは、必然的にブレーキを適用する最大負荷状態を基準とし設計しなければならず、そのため低負荷の場合でも高いブレーキトルクがブレーキドラムに作用し、かごを緊急停止した時にかごに過大な減速度が発生するという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、綱車に作用する軸荷重を利用してブレーキドラムにブレーキトルクが作用することで、綱車に作用する軸荷重に応じてブレーキトルクの値は変動し、かごが緊急停止した時のかごの過大な減速度の発生を防止することができるエレベータの巻上機を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータの巻上機は、有底筒状のハウジングと、
このハウジングに第１の軸受を介して貫通して回転自在に設けられたシャフトと、
このシャフトの一端部に固定され、かごが接続されたロープが巻掛けされ回転によりかごを昇降させる綱車と、
前記シャフトの他端部に第２の軸受を介して設けられた可動鉄心と、
この可動鉄心に対向して設けられ通電により可動鉄心を吸着する電磁マグネットと、
前記第１の軸受と前記第２の軸受との間であって、被駆動部を有するとともに前記シャフトに固定されたブレーキドラムと、
このブレーキドラムの周面に対向して設けられたブレーキパッドと、
前記ハウジングの内側の壁面に前記被駆動部に対向して固定され、被駆動部を駆動させ前記綱車、前記シャフト及び前記ブレーキドラムを回転駆動させる駆動部とを備え、
前記電磁マグネットへの通電を遮断することで電磁マグネットの前記可動鉄心に対する吸着力が解除され、前記綱車にかかる軸荷重により前記第１の軸受を支点として前記シャフトが回動し、前記ブレーキドラムの周面が前記ブレーキパッドを押圧し、ブレーキドラムにブレーキトルクが作用するようになっている。

この発明によるエレベータの巻上機によれば、電磁マグネットへの通電を遮断することで電磁マグネットの可動鉄心に対する吸着力が解除され、綱車にかかる軸荷重により第１の軸受を支点としてシャフトが回動し、ブレーキドラムの周面がブレーキパッドを押圧し、ブレーキドラムにブレーキトルクが作用するようになっているので、綱車に作用する軸荷重に応じてブレーキトルクの値は変動し、かごが緊急停止した時のかごの過大な減速度の発生を防止することができる。

この発明の実施の形態１のエレベータの巻上機を示す側断面図である。 図１のエレベータの巻上機の使用態様を示す側断面図である。 図２の正面図である。 図１のエレベータの巻上機の変形例を示す正面図である。 図１のエレベータの巻上機のさらに他の変形例を示す正面図である。 この発明の実施の形態２のエレベータの巻上機を示す平断面図である。 図６の側断面図である。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明したが、各図において、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１のエレベータの巻上機（以下、巻上機と略称する。）を示す側断面図、図２は図１の巻上機の使用態様を示す側断面図、図３は図２の正面図である。
図において、この巻上機では、有底円筒形状のハウジング４の中心部には、第１の軸受３を介して回転自在なシャフト１が貫通している。このシャフト１の一端部には綱車２が固定され、他端部には第２の軸受５を介して可動鉄心６が設けられている。綱車２にはかご（図示せず）が接続されたロープが巻掛けされ、綱車２の回転により、かごが昇降するようになっている。第１の軸受３及び第２の軸受５には、外輪、転動体及び内輪がシャフト１の傾斜に追随するように変動する自動調心軸受が用いられている。

シャフト１の中間部には、側面に綱車２側に突出したリング状の磁石部８を有するブレーキドラム７が固定されている。この磁石部８の外周面には、周方向に沿って磁極が交互に異なる複数の磁石（図示せず）が間隔をおいて配設されている。ハウジング４の内側の壁面には、磁石部８の外周と対向して磁石部８を囲むようにしてコイルからなるステータ９が設けられている。この駆動部であるステータ９に通電することで、ステータ９には回転磁界が生じ、被駆動部である磁石部８は、この回転磁界により回転追随するようになっている。
ハウジング４には、ブレーキドラム７の外周面に対向し、かつシャフト１の直上にブレーキパッド１０が固定されている。

Ｔ字形状の可動鉄心６の下側には、通電により可動鉄心６を吸着する電磁マグネット１４が設けられている。可動鉄心６の両側には、基端部がハウジング４により支持された一対のベース１１が設けられている。各ベース１１の先端部には隙間調整部１３を介してトルク受け部１２が設けられている。この各トルク受け部１２は、可動鉄心６の側面に隙間を空けて対向している。この隙間の寸法は、ネジである隙間調整部１３の突出長さを調整することで調整される。

上記構成の巻上機では、ステータ９に交流電流を流して、回転磁界を発生することで、この回転磁界に追随してブレーキドラム７が回転する。このブレーキドラム７には、シャフト１が固定されているので、シャフト１が回転し、また綱車２も回転し、かごは昇降する。
この綱車２及びブレーキドラム７が回転しているときには、電磁マグネット１４には電流が流されている。
そして、この電磁マグネット１４で生じる可動鉄心６の吸着力は、綱車２での軸荷重Ｐにより第１の軸受３を支点としてシャフト１を図１において反時計方向に回動させる力よりも大きいので、ブレーキパッド１０とブレーキドラム７の外周面との間には隙間Ａが確保されている。

一方、電磁マグネット１４への電流が遮断された場合には、電磁マグネット１４には可動鉄心６を吸着する力が消失する。
この結果、図２に示すように、綱車２には綱車２に巻回されたロープを通じて矢印イの方向に作用する軸荷重Ｐで移動する。この軸荷重Ｐは、かご内の乗客数に応じて変動する。
この結果、シャフト１は、支点である第１の軸受３を中心として、図２において反時計方向に回動し、ブレーキドラム７は、上方向に移動して外周面がブレーキパッド１０を押圧し、ブレーキドラム７には、ブレーキトルクＴが発生し、かごは停止する。
ところで、ブレーキドラム７に図３において矢印ロの方向に力が作用したときに、ブレーキドラム７にブレーキトルクＴが生じたときには、シャフト１には矢印ハに示す水平方向の力が作用し、その方向にシャフト１は移動しようとするが、この移動は、シャフト１と一体の可動鉄心６がトルク受け部１に衝突することで阻止される。

以上説明したように、この実施の形態の巻上機によれば、電磁マグネット１４への通電を遮断することで電磁マグネット１４の可動鉄心６に対する吸着力が解除され、綱車２にかかる軸荷重Ｐにより第１の軸受３を支点としてシャフト１が回動し、ブレーキドラム７の外周面がブレーキパッド１０を押圧し、ブレーキドラム７にブレーキトルクＴが作用するようになっている。
従って、ブレーキドラム７に作用するブレーキトルクＴの値は、綱車２に対して軸荷重Ｐと比例関係にあり、乗客数が少ないときには、それだけブレーキトルクＴの値は小さくなり、緊急停止時に過大な減速度の発生を防止することができる。

また、従来の巻上機では、ブレーキドラムにブレーキトルクを発生させるためにブレーキパッドを押圧させるためのブレーキバネを必要とした。
これに対して、この実施の形態の巻上機では、ブレーキトルクＴの発生源は、綱車２に作用する軸荷重Ｐであり、ブレーキバネは不要となり、構造が簡単になるとともに小型化され、またコストが安価になる。

また、可動鉄心６の可動距離Ｅは、ブレーキドラム７の外周面とブレーキパッド１０の内周面との間の距離Ａに、（第１の軸受３と可動鉄心６との間の距離Ｄ）／（第１の軸受３とブレーキドラム７との間の距離Ｃ）を掛けて得られる。
即ち、Ｅ＝Ａ×（Ｄ／Ｃ）の関係にあり、距離Ｅ，Ａは、距離Ｄ，Ｃを調整することで適切な値に設定することが可能である。
従って、（Ｄ／Ｃ）の値を小さくすることで、可動鉄心６の可動距離Ｅを小さくすることができる。即ち、ブレーキドラム７を可動鉄心６に接近させることで、電磁マグネット１４の電磁力が小さくても可動鉄心６を電磁マグネット１４に吸着することができ、電磁マグネット１４の小型化を図ることができる。

また、ブレーキドラム７に作用するブレーキトルクＴは、綱車２に作用する軸荷重Ｐに、（綱車２と第１の軸受３との間の距離Ｂ）／（第１の軸受３とブレーキドラム７との間の距離Ｃ）を掛けて得られる。
即ち、Ｔ＝Ｆ×（Ｂ／Ｃ）の関係にあり、ブレーキトルクＴは、距離Ｂ，Ｃを調整することで適切な値に設定することが可能である。
従って、（Ｂ／Ｃ）の値を小さくすることで、ブレーキドラム７に対するブレーキパッド１０に対するブレーキトルクＴの値を小さくすることができる。即ち、綱車２と第１の軸受３との間の距離Ｂを小さくすることで、ブレーキトルクＴの値を小さくすることができ、例えばブレーキトルクを適切に調整することで、ブレーキパッド１０を長期にわたって使用することができる。

また、可動鉄心６の両側には、トルク受け部１２が設けられているので、ブレーキドラム７にブレーキトルクＴが作用したときにシャフト１に作用する水平方向の力による移動
に対しては可動鉄心６を介して確実に阻止することができる。

また、トルク受け部１２は、ハウジング４に固定されたベース１１に隙間調整部１３を介して取付けられ、隙間調整部１３での長さ調整により、可動鉄心６とトルク受け部１２との距離を適切な値に簡単に設定することができ、可動鉄心６は、トルク受け部１２により邪魔されることなく、円滑に上下動が可能である。

なお、この実施の形態では、ハウジング４に固定されたブレーキパッド１０は、ブレーキドラム７の外周面に対向し、かつシャフト１の直上に設けられているが、図４に示すように、ブレーキパッド１０を、かごの昇降方向に延びたシャフト１を通るハウジング４の中心線を境にして両側にそれぞれ設けるようにしてもよい。
この場合には、ブレーキドラム７に矢印ロの方向にブレーキトルクＴが作用したときに、シャフト１には矢印ニに示す下方向に力が作用するが、この力は、矢印ホに示す軸荷重Ｐの反力で相殺され、従ってベース１１、隙間調整部１３及びトルク受け部１２が不要となる。

また、図５に示すように、かごの昇降方向に延びた、シャフト１を通る中心線を境にして両側に延びた円弧形状のブレーキパッド１０Ａを用いることで、ベース１１、隙間調整部１３及びトルク受け部１２を除くことができる。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２の巻上機を示す平断面図、図７は図６の側断面図である。
この実施の形態では、ハウジング４Ａの両側からは一対の断面Ｌ字形状のベース１１Ａが延設されている。このベース１１Ａの先端部には隙間調整部１３を介してトルク受け部１２が設けられている。このトルク受け部１２は、可動鉄心６の側面に隙間を空けて対向している。
シャフト１の下側には、一対のベース１１Ａ間を繋ぐ支持部材２０が設けられている。
シャフト１の直下であって、支持部材２０にはブレーキパッド１０が取付けられている。
このブレーキパット１０は、断面コの字形状のブレーキドラム７Ａの内周面に対向している。
ブレーキドラム７Ａの外周面には、被駆動部である磁石部８Ａが駆動部であるステータ９と対向して設けられている。

実施の形態１では、ブレーキパッド１０は、ブレーキドラム７の上側に設けられ、ブレーキドラム７の外周面を制動面としていたが、この実施の形態では、ブレーキパッド１０は、シャフト１の直下であって支持部材に設けられ、ブレーキドラム７Ａの内周面を制動面に対向している。

この実施の形態の巻上機によれば、電磁マグネット１４への通電を遮断することで電磁マグネット１４の可動鉄心６に対する吸着力が解除される。
この結果、綱車２にかかる軸荷重Ｐにより第１の軸受３を支点として図７において反時計方向にシャフト１が回動し、ブレーキドラム７Ａの内周面がブレーキパッド１０を押圧し、ブレーキドラム７ＡにブレーキトルクＴが作用するようになっている。
従って、ブレーキドラム７Ａに作用するブレーキトルクＴの値は、綱車２に対して軸荷重Ｐと比例関係にあり、乗客数が少ないときには、それだけブレーキトルクＴの値は小さくなり、緊急停止時に過大な減速度の発生を防止することができる。

なお、この実施の形態でも、実施の形態１と同様に、ブレーキパッド１０を、かごの昇降方向に延びた、シャフト１を通る支持部材２０の中心線を境にして両側にそれぞれ設けるようにしてもよい。
この場合には、隙間調整部１３及びトルク受け部１２を除くことができる。

また、かごの昇降方向に延びた、シャフト１を通る中心線を境にして両側に延びた円弧形状のブレーキパッドを用いることで隙間調整部１３及びトルク受け部１２を除くことができる。

なお、各実施の形態では、ブレーキトラム７を回転させるために、被駆動部として磁石部８，８Ａを用い、駆動部としてコイルから構成されたステータ９を用いたが、これは一例であり、他のものでもよい。

また、第１の軸受３及び第２の軸受５として、自動調心軸受が用いたが、勿論このものに限定されるものではなく、外輪、転動体及び内輪がシャフト１の傾斜に追随するように変動できる軸受であればよい。

１ シャフト、２ 綱車、３ 第１の軸受、４，４Ａ ハウジング、５ 第２の軸受、６ 可動鉄心、７，７Ａ ブレーキドラム、８ 磁石部（被駆動部）、９ ステータ（駆動部）、１０ ブレーキパッド、１１，１１Ａ ベース、１２ トルク受け部、１３ 隙間調整部、１４ 電磁マグネット、２０ 支持部材、Ｐ 綱車に作用する軸荷重、Ｔ ブレーキトルク。

Claims (7)

1. 有底筒状のハウジングと、
   このハウジングを第１の軸受を介して貫通して回転自在に設けられたシャフトと、
   このシャフトの一端部に固定され、かごが接続されたロープが巻掛けされ回転によりかごを昇降させる綱車と、
   前記シャフトの他端部に第２の軸受を介して設けられた可動鉄心と、
   この可動鉄心に対向して設けられ通電により可動鉄心を吸着する電磁マグネットと、
   前記第１の軸受と前記第２の軸受との間であって、被駆動部を有するとともに前記シャフトに固定されたブレーキドラムと、
   このブレーキドラムの周面に対向して設けられたブレーキパッドと、
   前記ハウジングの内側の壁面に前記被駆動部に対向して固定され、被駆動部を駆動させ前記綱車、前記シャフト及び前記ブレーキドラムを回転駆動させる駆動部とを備え、
   前記電磁マグネットへの通電を遮断することで電磁マグネットの前記可動鉄心に対する吸着力が解除され、前記綱車にかかる軸荷重により前記第１の軸受を支点として前記シャフトが回動し、前記ブレーキドラムの周面が前記ブレーキパッドを押圧し、ブレーキドラムにブレーキトルクが作用するようになっていることを特徴とするエレベータの巻上機。
2. 前記ブレーキパッドは、前記ブレーキドラムの外周面に対向していることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの巻上機。
3. 前記被駆動部は、前記綱車側の側面に突出したリング状の磁石部であり、
   前記駆動部は、通電により生じる回転磁界により前記磁石部を回転追随させる、コイルで構成されたステータであることを特徴とする請求項２に記載のエレベータの巻上機。
4. 前記可動鉄心の両側には、前記ブレーキドラムに前記ブレーキトルクが加わったときに前記シャフトを通じて可動鉄心が水平方向に移動するのを阻止するトルク受け部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエレベータの巻上機。
5. 前記トルク受け部は、前記ハウジングに固定されたベースに隙間調整部を介して取付けられ、前記隙間調整部での長さ調整により、前記可動鉄心と前記トルク受け部との距離が調整されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエレベータの巻上機。
6. 前記ブレーキパッドは、前記かごの昇降方向に延びた、前記シャフトを通る中心線を境にして両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエレベータの巻上機。
7. 前記ブレーキパッドは、前記かごの昇降方向に延びた、前記シャフトを通る中心線を境にして両側に延びた円弧形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエレベータの巻上機。

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