JP4711574B2 - 制動方法及び制動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の制動方法及び制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転体に制動力を与えて該回転体を制動する装置の一形態として、例えば特開平２０００−２８９９５４号公報に提案されているものがある。この制動装置は、回転体に接離可能な制動部材と、該制動部材を回転体に押圧するばねと、該ばねの付勢力に抗して制動部材を離間位置（非制動位置）に保持する電磁石装置とを備えている。
【０００３】
この制動装置では、回転体の回転時、電磁石装置を駆動状態（通電状態）に設定し、この電磁石装置によって制動部材を非制動位置に保持する。回転体に制動を加える場合、電磁石装置を非駆動状態（非通電状態）に切り換え、電磁石装置から制動部材を解放する。解放された制動部材は、ばねの付勢力により回転体に当たり、この回転体に当たった状態（制動位置）で該回転体に必要な制動を与える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この制動装置では、非制動位置にある制動部材は回転体から十分に離間している。そのため、電磁石装置から解放された制動部材は、非制動位置から制動位置に移動するまでの間に十分加速され、その結果、制動部材が回転体に当たったときに非常に大きな衝撃音（例えば、７０〜８０ｄＢ）を発する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、制動時に制動部から回転体に加わる衝撃が非常に低い制動方法及び制動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
この目的を達成するため、本発明は、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
上記制動部を上記回転体に向けて付勢する第１と第２のばねを用意し、
まず、上記第１と第２のばねを共に無効化して上記制動部を第１の位置に保持し、
次に、上記第１のばねを有効化し上記第２のばねを無効化して上記制動部を上記第１の位置よりも上記回転体に接近した又は上記回転体に実質的な制動力を与えない程度に上記制動部が上記回転体に接触した第２の位置に保持し、
続いて、上記第１と第２のばねを共に有効化して上記制動部を該制動部が上記回転体を制動する第３の位置に移動することを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の形態は、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動装置において、
上記制動部を上記回転体に向けて付勢する第１と第２のばねと、
上記第１と第２のばねを共に無効化する第１の設定手段と、
上記第１のばねを無効化し且つ上記第２のばねを有効化する第２の設定手段と、
上記第１と第２のばねを共に有効化する第３の設定手段とを有し、
上記第１と第２のばねの付勢力は、
上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態で、上記第１と第２のばねが共に無効化された状態における上記制動部の位置よりも、上記制動部を上記回転体に接近させ、
上記第１と第２のばねが共に有効化された状態で、上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態よりも、上記制動部を上記回転体に更に接近させるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明はまた、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動装置において、
上記制動部を上記回転体に向けて付勢する第１と第２のばねと、
上記第１のばねを無効化する第１の作動手段と、
上記第２のばねを無効化する第２の作動手段とを有し、
上記第１と第２のばねの付勢力は、
上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態で、上記第１と第２のばねが共に無効化された状態における上記制動部の位置よりも、上記制動部を上記回転体に接近させ、
上記第１と第２のばねが共に有効化された状態で、上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態よりも、上記制動部を上記回転体に更に接近させるように設定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の形態は、所定の軸を中心に回転する回転体を制動する制動装置において、
上記回転体に向かって進退自在に支持された制動部と、
第１のばねと第２のばねとを有し、上記制動部を上記回転体に向かって付勢する付勢手段と、
上記制動部に固定された第１のアマチュアと、
上記第１のばねと第２のばねとの間に設けた第２のアマチュアと、
上記第１のアマチュアを保持して上記第１と第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を無効化する作動状態と、上記第１のアマチュアを解放して上記第１と第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を有効化する非作動状態との間で状態を切り換える第１の作動手段と、
上記第２のアマチュアを保持して上記第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を無効化する作動状態と、上記第２のアマチュアを解放して上記第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を有効化する非作動状態との間で状態を切り換える第２の作動手段と、
上記第１の作動手段が非作動状で上記第２の作動手段が作動状態にあるとき、上記第１のばねが上記制動部を上記第１の位置よりも上記回転体に近い第２の位置に保持し、
上記第１の作動手段と第２の作動手段が共に非作動状態にあるとき、上記第１と第２のばねが上記制動部を上記第２の位置よりも上記回転体に近く且つ上記制動部が上記回転体に制動力を与える第３の位置に保持することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の形態は、上記制動部が、一端で回転自在に支持されたアームに設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の形態の制動装置は、上記制動部が、回転体の接線方向に沿って、上記回転体に進退自在に支持されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の形態の制動装置は、上記回転体が内周面を有する構造体からなり、上記制動部が上記回転体の内周面に向かって進退自在であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の形態の制動装置は、上記回転体が外周面を有する構造体であり、上記制動部が上記回転体の外周面に向かって進退自在であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の形態の制動装置は、上記第１又は第２の作動手段の少なくともいずれか一方が電磁石であり、上記電磁石で保持されるアマチュアが磁性部材であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の制動方法は、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
まず上記制動部に対向する電磁石とアマチュアを用意し、
続いて電磁石に対して上記アマチュアを非対称に動作させることにより、制動部の一部を上記回転体に接触させ、次に、制動部を全体に接触させることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の形態の制動方法は、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
まず上記電磁石と前記アマチュアとの間に設置された弾性体を用意し、
続いて上記電磁石に対して上記アマチュアを上記弾性体の弾性力により非対称に動作させることを特徴とする。
制動方法。
【００１８】
本発明の他の形態の制動方法は、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
上記弾性体の上記アマチュア付勢位置を上記アマチュアの重心からずらすことで上記アマチュアを非対称に動作させることを特徴とする。
【００１９】
本発明の他の形態の制動方法は、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
上記電磁石に対向する上記アマチュアの面に対する上記電磁石の磁気特性を偏らすことで上記アマチュアを非対称に動作させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の形態の制動方法は、所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
上記電磁石と上記アマチュアとの間の磁気ギャップを非対称に形成し、
前記アマチュアを非対称に動作させることを特徴とする。
【００２１】
本発明の制動装置は、上述の制動方法を用いて上記制動部を上記回転体に接触させることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の複数の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明をエレベータ昇降用巻上装置に適用したものであるが、本発明は種々の産業機器に応用できるものである。
【００２３】
〔実施の形態１〕
図１は、エレベータ昇降用巻上装置１の外観を示す。特に図示しないが、巻上装置１はエレベータ昇降路に固定され、エレベータ昇降路内に配置されたエレベータかごを昇降するために利用される。
【００２４】
巻上装置１は、水平方向の中心線３を中心とする軸対称な形状の椀型構造体からなるハウジング５を備えており、ハウジング５と一体に形成された固定用脚部７を介してエレベータ昇降路に固定される。
【００２５】
図２に示すように、ハウジング５は、内側の空間９に動力装置１１と制動装置１３を収容している。また、ハウジング５は、これら動力装置１１と制動装置１３を空間９内に保持するために、背面の開口部を上下方向に横切る支持板１５を備えている。
【００２６】
動力装置１１は、ハウジング５の中心線３に沿って配置され、ハウジング５と支持板１５に両端が支持された支軸１７を備えている。支軸１７は、ベアリング１９を介して回転自在に、回転体２１を支持している。回転体２１は、ハウジング５と同様に椀型の構造体からなり、中心線３を中心として形成された２つの円筒部（内側円筒部２３と外側円筒部２５）を備えている。内側円筒部２３の外周部には周方向に連続した複数の溝２７が形成されており、これらの溝２７にワイヤ２９が架けられている。溝２７に架けられたワイヤ２９は、脚部７に形成された２つの貫通孔３１（図１参照。なお、一方の貫通孔は図面から省略してある。）を介して下方に伸びており、一方の端部にエレベータかご、他方の端部に釣り合い錘が連結されている。外側円筒部２５の外周部には、周方向に一定の間隔をあけて複数の電機子３３が設けてある。一方、外側円筒部２５の外周部に対向するハウジング５の内周部には、周方向に一定の間隔をあけて複数の固定子巻線３５が設けてある。これら電機子３３と固定子巻線３５は、回転体２１に回転力を与えるためのモータを構成しており、固定子巻線３５に印加する電流の方向を切り換えることにより、回転体２１を正逆回転できるようにしてある。
【００２７】
図３に示すように、制動装置１３は、いわゆる内拡型電磁ブレーキと呼ばれるもので、回転体２１における外側円筒部２５の内周面（制動面３７）に摩擦力を作用させることで該回転体２１を制動するものである。そのために、制動装置１３は、中心線３を含む垂直面３９に左右対称に配置された２つの制動ブロック４１を有する。各制動ブロック４１は、支軸１７と平行な軸４３を介して揺動可能に支持された制動アーム４５を有する。本実施形態において、制動アーム４５は、支軸４３寄りの基端側アーム部４７と、先端側アーム部４９と、これらの間を連結する中間アーム部５１を有する。これら３つのアーム部４７、４９、５１は所定の角度をもって一体的に連結されており、各アーム部４７、４９、５１にそれぞれ必要な制動機構が設けてある。
【００２８】
具体的に、基端側アーム部４７は、制動面３７に対向する部分に制動部５３を備えている。中間アーム部５１は、制動面３７に対向する部分の反対側に、磁性材料からなる第１のアマチュア５５を備えている。一方、支持板１５は、第１のアマチュア５５に対向する位置に第１の電磁石（第１の作動手段）５７を備えており、この第１の電磁石５７の励磁に基づいて第１のアマチュア５５を第１の電磁石５７に吸引し保持できるようにしてある。先端側アーム部４９は、制動アーム４５（特に、制動部５３）を制動面３７に向けて付勢する付勢手段が連結されている。
【００２９】
付勢手段は、ほぼ水平方向に向けて直列に接続された２つのばね（第１のばね５９と第２のばね６１）を有する。第１のばね５９は、一端が先端側アーム部４９に連結され、他端が第２のアマチュア６３に連結されている。第２のばね６１は、一端が第２のアマチュア６３に連結され、他端が支持板１５に連結されている。第２のアマチュア６３は、２つのばね５９、６１の伸縮に応じて水平方向に移動できるように、図示しない案内部材によってガイドされている。また、第２のばね６１の近傍には、支持板１５に固定された第２の電磁石（第２の作動手段）６５が配置されており、この第２の電磁石６５の励磁に基づいて第２のアマチュア６３が第２の電磁石６５に吸引保持できるようにしてある。
【００３０】
第１と第２のばね５９、６１と第１と第２の電磁石５７、６５は、本発明の目的に応じて設定される。具体的に、第１の電磁石５７がその励磁時に制動アーム４５に及ぼす吸引モーメントは、第２の電磁石６５が消磁した状態で、第１と第２のばね５９、６１から制動アーム４５に加わるモーメントよりも大きく、制動アーム４５及び制動部５３を制動面３７から十分に離れた位置（第１の位置）に保持するように設定される。すなわち、第１の電磁石５７は、第１と第２のばね５９、６１のばね力を実質的に無効化して、制動アーム４５の動きを阻止する。
【００３１】
第２の電磁石６５がその励磁時に発揮する吸引力は、第２のばね６１が第２のアマチュア６３を付勢するばね力よりも大きく、第２の電磁石６５が第２のアマチュア６３を保持するように設定される。すなわち、第２の電磁石６５は、第２のばね６１のばね力を実質的に無効化して、第２のアマチュア６３の動きを阻止する。
【００３２】
このように、「ばねを有効化する」とは、ばねから制動アーム又はアマチュアに加わる力によって該制動アームが動作する状態におくことをいう。また、「ばねを無効化する」とは、ばねから制動アーム又はアマチュアに加わる力よりも大きな力を電磁石又は他の作動手段が発揮して制動アーム又はアマチュアの動作を阻止する状態におくことをいい、ばねが発揮するばね力を消滅させることを意味するものではない。
【００３３】
第１のばね５９の自由長は、第２の電磁石６５を励磁したまま、第１の電磁石５７だけが励磁状態から消磁状態に切り換わったとき、すなわち第１のばね５９だけが無効状態から有効状態に切り換わったとき、第１の位置にあった制動アーム４５を制動面３７に向けて移動し、制動部５３を制動面３７の極近傍（第２の位置）に保持する長さである。なお、第２の位置において、制動部５３は制動面３７に非接触であることが望ましいが、制動部５３が僅かに制動面３７に接触していてもよい。ただし、制動部５３が制動面３７に接触している状態にあっても、制動部５３は実質的な制動力を回転体２１に与えないことが望ましい。
【００３４】
図５に示すように、第１と第２の電磁石５７、６５に電力を供給する第１と第２の電源６７，６９は制動コントローラ（制御装置）７１に接続されており、制動コントローラ７１から電源６７、６９に供給される信号に基づいて第１と第２の電磁石５７、６５が励磁状態と消磁状態に切り換えられる。また、制動コントローラ７１は別のエレベータ制御装置７３に接続されており、このエレベータ制御装置７３から供給される信号に基づいて電源６７、６９を制御する。
【００３５】
具体的に、エレベータ制御装置７３から信号が制動コントローラ７１に供給されると、制動コントローラ７１は図６に示すフローチャートに従って第１と第２の電磁石５７、６５を動作する。例えば、制動コントローラ７１は、エレベータ制御装置７３から供給される信号を確認する（ステップＦ１０１）。供給された信号が、回転体２１に制動力を加えないことを指令する非制動信号の場合、第１の電磁石５７を励磁し、第２の電磁石６５を消磁する（ステップＦ１０２）。上述のように、第１の電磁石５７が励磁されているときに該第１の電磁石５７から制動アーム４５に加わるモーメントは、第１と第２のばね５９、６１から制動アーム４５に加わるモーメントよりも大きいので、第１と第２のばね５９、６１は無効化され、制動アーム４５は第１の位置に留まる。
【００３６】
エレベータ制御装置７３から制動コントローラ７１に供給された信号が、回転体２１に制動力を加えることを指令する制動信号の場合、制動コントローラ７１は、第１の電磁石５７を励磁状態に維持したまま、第２の電磁石６５を消磁状態から励磁状態に切り換える（ステップＦ１０３：第１の設定手段）。これにより、第２の電磁石６５は、第２のばね６１の付勢力に抗して、第２のアマチュア６３を吸引し、第２のばね６１を無効化する。
【００３７】
次に、制動コントローラ７１は、第２の電磁石６５を励磁状態に維持したまま、第１の電磁石５７を消磁状態に切り換える（ステップＦ１０４：第２の設定手段）。その結果、第１のばね５９が有効化され、制動アーム４５が制動面３７に向けて第１の位置から第２の位置に移動する。第２の位置で、制動部５３は制動面３７の近傍に位置するか、または実質的に制動面３７に制動力を加えない程度に軽く接触した位置にある。
【００３８】
続いて、制動コントローラ７１は、第２の電磁石６５を消磁状態に切り換える（ステップＦ１０５：第３の設定手段）。その結果、第２のばね６１が有効化され、制動部５３が制動面３７に強く押圧され（第３の位置）、回転体２１に制動力を加える。
【００３９】
このように、本実施の形態の制動装置１３によれば、非制動時に制動面３７から十分に離れた第１の位置に置かれている制動部５３が、制動動作に入ると、まず第１の位置よりも制動面３７に近い第２の位置に置かれ、その後第３の位置に移動して制動面３７に押し付けられる。したがって、制動開始時、制動部５３から制動面３７に加わる衝撃力、衝撃音が小さい。そのため、回転体２１や支軸１７に加わる負荷が軽減されるので、これらを比較的低耐衝撃性の安価な材料で構成することができる。
【００４０】
なお、第１の位置から第３の位置に移動する制動部５３を第２の位置で確実に減速又は停止させるために、ステップＦ１０４からステップＦ１０５に移るまでの時間を適宜調整し、その時間の終了を待って第２の電磁石６５を消磁するのが好ましい。
【００４１】
また、本実施の形態では、第１と第２のばね５９，６１を直列に接続したが、図４に示すように、第１のばね５９と第２のばね６１を並列に配置してもよい。この場合、制動アーム４５は、第２のアマチュア６３に対して自由に移動できるように、かつ、第２のばね６１に付勢された第２のアマチュア６３によって第３の位置に移動するように構成する。そのために、図４に示す形態では、制動アーム４５の先端にガイド用ロッド４６が固定され、このガイド用ロッド４６が第２のアマチュア６３に形成したガイド孔６４に挿通されており、第２のアマチュア６３はガイド用ロッド４６にガイドされながら移動するようにしてある。このような形態の場合、各ばねの長さを長くすることができる。その結果、制動アーム４５に対する付勢力及び制動力を強くすることができる。
【００４２】
〔実施の形態２〕
第１の電磁石５７がその励磁時に制動アーム４５に及ぼす吸引モーメントは、第１と第２のばね５９、６１から制動アーム４５に加わるモーメントよりも小さいが、第１のばね５９から制動アーム４５に加わるモーメントよりも大きく設定してもよい。すなわち、第１の電磁石５７は、第１のばね５９だけを無効化するものであってもよい。この場合、図７のフローチャートに示すように、非制動時は、第１と第２の電磁石５７、６５を共に励磁してそれぞれ第１と第２のばね６１を無効化する（ステップＦ２０１、Ｆ２０２：第１の設定手段）。そして、制動時、まず第１の電磁石５７のみを消磁して第１のばね５９を有効化し（ステップＦ２０３：第２の設定手段）、制動アーム４５及び制動部５３を第１の位置から第２の位置に移動する。次に、第２の電磁石６５を消磁して第２のばね６１を有効化し（ステップＦ２０４：第３の設定手段）、制動アーム４５及び制動部５３を第２の位置から第３の位置に移動し、制動部５３を制動面３７に強く押し付けて回転体２１に制動力を与える。
【００４３】
この実施の形態２の場合、第１の電磁石５７が発揮する吸引力を実施の形態１のそれよりも小さくできるので、第１の電磁石５７の小型化、第１の電磁石５７の消費電力を低下させることができる。
【００４４】
〔実施の形態３〕
図８は、本発明を他の制動装置（いわゆる内拡直動型電磁ブレーキ）に適用した例を示す。なお、図面には一つの制動装置しか表示されていないが、実施の形態１と同様に、制動装置１１３は回転体１２１の内側に左右対称に配置されている。
【００４５】
この制動装置１１３は、支持板１１５から水平方向に伸びる一つ又は複数の水平ガイド１８１を有する。制動スライダ１８３は制動面１３７に対向する中央部分に制動部１５３を備えており、回転体１２１のラジアル方向（法線方向）に向けて制動面１３７に進退自在に水平ガイド１８１に支持されている。制動スライダ１８３はまた、制動部１５３の反対側に、第１のアマチュア１５５を備えており、この第１のアマチュア１５５が支持板１１５に固定された第１の電磁石１５７に吸引されるようにしてある。第１と第２のばね１５９、１６１と第２の電磁石１６５は、制動スライダ１８３の両端側に設けてある。
【００４６】
ばね１５９、１６１と第２の電磁石１６５には、制動スライダ１８３と支持板１１５との間に、第２のアマチュア１６３を介して第１と第２のばね１５９、１６１が直列に配置されている。
【００４７】
第１と第２の電磁石１５７、１６５と第１と第２のばね１５９、１６１は、上述した実施の形態１又は２と同様に設定されている。
【００４８】
したがって、実施の形態３の制動装置１１３によれば、第１と第２の電磁石１５７、１６５を図６，７のフローチャートに基づいて制御することで、実施の形態１、２の制動装置と同様に、まず制動面１３７から十分に離れた第１の位置にある制動部１５３を制動面１３７の近くの第２の位置に移動し、その後第２の位置から第３の位置に移動して制動部１５３を制動面１３７に押圧することができる。そのため、実施の形態１、２と同様に、制動時に制動部１５３から回転体１２１に作用する衝撃、また接触時の衝撃音が非常に小さい。
【００４９】
〔実施の形態４〕
図９は、本発明を他の制動装置（いわゆる外拡型電磁ブレーキ）に適用した例を示す。この制動装置２１３は、回転体２２１を挟んでその両側にそれぞれ配置されている。各制動装置２１３は、固定支持台２１５と、支点２４３を介して固定支持台２１５に揺動自在に且つ回転体２２１に進退自在に支持された制動アーム２４５を有する。制動アーム２４５は、回転体２２１との対向部に配置された制動部２５３と、この制動部２５３の反対側に設けた第１のアマチュア２５５を有する。一方、固定支持台２１５は、第１のアマチュア２５５に対向する場所に第１の電磁石２５７を備えており、この第１の電磁石２５７を励磁・消磁することにより第１のアマチュア２５５を吸引・解放するようにしてある。第１と第２のばね２５９、２６１と第２の電磁石２６５は、制動アーム２４５の先端に対向して設けてある。
【００５０】
ばね２５９、２６１と第２の電磁石２６５は、実施の形態３で説明したものと同一の構成を有し、制動アーム２４５と固定支持台２１５との間に、第２のアマチュア２６３を介して第１と第２のばね２５９、２６１が直列に配置されている。
【００５１】
第１と第２の電磁石２６５と第１と第２のばね２５９、２６１は、上述した実施の形態１又は２と同様に設定されている。
【００５２】
したがって、実施の形態４の制動装置２１３によれば、第１と第２の電磁石２５７、２６５を図６，７のフローチャートに基づいて制御することで、実施の形態１〜３の制動装置と同様に、まず回転体２２１の制動面（外周面）２３７から十分に離れた第１の位置にある制動部２５３を制動面２３７の近くの第２の位置に移動し、その後第２の位置から第３の位置に移動して制動部２５３を制動面２３７に押圧することができる。そのため、実施の形態１、２と同様に、制動部２５３から回転体２２１に作用する衝撃、また接触時の衝撃音が非常に小さい。
【００５３】
〔実施の形態５〕
図１０は、本発明を他の制動装置（いわゆるディスク型電磁ブレーキ）に適用した例を示す。この制動装置３１３が対象とする回転体は、軸３１７を中心に回転自在に支持されたディスク３２１である。制動装置３１３は、固定支持部３１５に固定されており、ディスク３２１を挟んで対向する一対の支持部３１６ａ，３１６ｂを有する。一方の支持部３１６ａは、ディスク３２１との対向部に、ディスク３２１と微小間隔をあけて配置された第１の制動部３５３ａを備えている。他方の支持部３１６ｂは、上述した実施の形態３と同一の構成を有する、水平ガイド３８１、制動スライダ３８３、第２の制動部３５３ｂ、第１のアマチュア３５５、第２のアマチュア３６３、第１と第２の電磁石３５７、３６５、第１と第２のばね３５９，３６１を有する。また、第１と第２の電磁石３５７，３６５と第１と第２のばね３５９，３６１は、上述した実施の形態１又は２と同様に設定されている。
【００５４】
したがって、実施の形態５の制動装置３１３によれば、第１と第２の電磁石３５９，３６１を図６，７のフローチャートに基づいて制御することで、まず制動面３３７から十分に離れた第１の位置にあった第２の制動部３５３ｂを制動面３３７の近くの第２の位置に移動し、その後第２の位置から第３の位置に移動して第２の制動部３５３ｂを制動面３３７に押圧し、第１と第２の制動部３５３ａ、３５３ｂによってディスク３２１を挟持する。そのため、他の実施の形態と同様に、制動時に制動部３５３ｂからディスク３２１に作用する衝撃、また接触時の衝撃音が非常に小さい。
【００５５】
なお、上述した複数の実施の形態では、制動アーム又は制動スライダに制動面から離れた場所に保持する作動手段として電磁石を用いている。しかし、本発明の作動手段は電磁石に限るものでなく、種々の公知の作動機構又は手段が利用可能である。例えば、図１１は、電磁力を利用した作動手段の一例を示す。この作動手段は、図示しない基台に固定されたコ字状磁性部材５０１を有する。磁性部材５０１には永久磁石５０３が固定されており、これにより磁性部材５０１を通る磁気回路５０５が形成されている。第１又は第２のアマチュア５０７は、巻線５０９を保持しており、この巻線５０９が磁気回路５０５を横切るように配置されている。また、アマチュア５０７は、図示しないガイド部材によってガイドされており、図面の左右方向に移動可能としてある。さらに、アマチュア５０７はばね５１１が連結され、磁性部材５０１とは反対側に付勢されている。
【００５６】
この作動手段によれば、いま図示するように永久磁石５０３が着磁されている場合、磁気回路５０５を横切る巻線部分に図面の表面から裏面に向かう方向に電流を印加すると、フレミングの右手法則に従い、巻線５０９及びアマチュア５０７にはばね５１１に向かう方向に力が作用し、ばね５１１からアマチュア５０７を介して制動アーム又は制動スライダに作用する力が無効化される。
【００５７】
〔実施の形態６〕
図１２は、本発明の他の形態の制動装置（内拡直動型電磁ブレーキ）示す。この制動装置６１３は、円筒回転体６２１の内周制動面６３７の内側に左右対称に配置されている。制動面６３７に対して制動力を与える制動ブロック６３８は、支持板６１５に固定されたフレーム６１６によって、制動面６３７に向かって進退自在に支持されている。制動ブロック６３８は、フレーム６１６にガイドされながら制動面６３７に接触・離間する制動部６５３と、制動面６３７の反対側に配置された、磁性材料からなるアマチュア６５５を有する。アマチュア６５５は、制動部６５３との対向部に球面部６９１を有する。一方、制動部６５３のアマチュア対向面には球面部６９１とほぼ同一形状の球面状支持部６９３が形成されている。そして、制動部６５３とアマチュア６５５は、上述した球面支持部６９３と球面部６９１とからなる球面座によって連結され、制動部６５３に対してアマチュア６５５が相対的にピボット回転できるようにしてある。
【００５８】
アマチュア６５５と支持板６１５との間には、支持板６１５に固定された電磁石６５７が配置されている。電磁石６５７は、磁性材料からなる鉄心部６５８と、鉄心部６５８の周囲に巻回されたコイル６５９を有する。また、鉄心部６５８には、収容孔６６１が形成されており、制動ブロック６３８を制動面６３７に向けて付勢するばね６６３が収容孔６６１に収容されている。
【００５９】
収容孔６６１は、制動ブロック６３８の中心から僅かに偏心して形成されている。具体的に、図１２と図１３に示すように、回転体６２１の中心軸と平行な方向をＺ方向、回転体６２１の半径方向と平行な方向をＸ方向、これらＺ方向とＸ方向に直交する方向をＹ方向とすると、収容孔６６１は制動ブロック６３８の中心からＺ方向に偏心している。
【００６０】
このような構成を備えた制動装置６１３の非制動時、電磁石６５７のコイル６５９に電流が印加される。その結果、ばね６６３の付勢力に対向して、アマチュア６５５が電磁石６５７の鉄心部６５８に吸着し、制動部６５３が制動面６３７から離間し、回転体６２１に対する制動を解除する。制動時、電磁石６５７のコイル６５９に対する電流の供給を遮断する。これにより、電磁石６５７が消磁され、アマチュア６５５と制動部６５３はばね６６３の付勢力により制動面６３７に向かって進み、制動部６５３が制動面６３７に接触して回転体６２１に制動力を与える。このとき、図１３に示すように、ばね６６３が制動ブロック６３８の中心からＺ方向に偏心しているので、ばね６６３から制動ブロック６３８に対してＺ方向の偏心力が作用する。そのため、制動部６５３はＺ方向の片側（一部）が制動面６３７に衝突(接触)し、その後、ある時間をあけて制動部６５３の全体が制動面６３７に衝突（接触）する。
【００６１】
したがって、制動部６５３の一部が衝突した段階で衝突エネルギが一部失われ、その後全体が衝突するときに残りの衝突エネルギが失われる。そのため、制動部６５３が制動面６３７に衝突したときに発生する音は、制動部６５３の全体が一時に接触したときに生じる衝撃音よりも小さい。
【００６２】
以上の説明では、鉄心部６５８に一つの偏心させたばね収容孔６６１を形成することで制動ブロック６３８に対して偏心力を作用させたが、図１４に示すように、鉄心部６５８に複数のばね収容孔６６１ａ、６６１ｂをＸ方向とＺ方向に対称に形成し、それらのばね収容孔６６１ａ、６６１ｂに収容するばね６６３ａ、６６３ｂのばね定数等を変える（図示する例では、ばね６６３ｂのばね定数を他方のばね６６３ａのばね定数よりも大きくする）ことで、制動ブロック６３８に対して偏心力を作用させてもよい。この場合も、上述と同様に、制動部６５３はＺ方向の片側（一部：図示する例では、ばね６６３ｂに対向する部分）が制動面６３７に衝突(接触)し、その後、ある時間をあけて制動部６５３の全体が制動面６３７に衝突（接触）するので、制動部６５３が制動面６３７に衝突したときに発生する音は、制動部６５３の全体が一時に接触したときに生じる衝撃音よりも小さい。
【００６３】
〔実施の形態７〕
図１５は、本発明の他の形態の制動装置（内拡直動型電磁ブレーキ）に含まれる制動ブロックと電磁石を示す。この制動装置７１３において、アマチュア７５５に対向して該アマチュア７５５を吸引する電磁石７５７のアマチュア吸引面７５８は、電磁石７５７の中心からＺ方向にある一部のアマチュア吸引面部分をＸ方向に関して制動面７３７から後退させて後退面７５８ａが形成されている。したがって、電磁石７５７を励磁したとき、電磁石７５７とアマチュア７５５との間には図示する磁気回路７５９ａ、７５９ｂが形成され、後退面７５８ａ以外の部分にあるアマチュア吸引面（非後退面）７５８ｂはほぼアマチュア７５５に接触し、所定の磁気吸引力が発生する。これに対し、後退面７５８ａの部分では、この後退面７５８ａとアマチュア７５５との間にある空隙（磁気ギャップ）が磁気回路７５９ａ上の磁気抵抗となり、そこに発生する磁気吸引力は非後退面における磁気吸引力よりも小さい。
【００６４】
このような構成を備えた制動装置７１３の非制動時、電磁石７５７のコイル７５９に電流が印加される。その結果、ばね７６３の付勢力に対向して、アマチュア７５５が電磁石７５７の鉄心部７５８に吸着し、制動部７５３が制動面７３７から離間し、回転体７２１に対する制動を解除する。このとき、後退面７５８ａにおける単位面積当たりの磁気吸引力は、非後退面における磁気吸引力よりも小さい。そのため、制動時、電磁石７５７のコイル７５９に対する電流の供給を遮断すると、磁気吸引力の弱い後退面７５８ａに隣接するアマチュア部分が非後退面７５８ｂに隣接するアマチュア部分よりも早く動き始めると共に、後退面７５８ａに隣接する制動部７５３の片側（一部）が制動面７３７に衝突(接触)し、その後、ある時間をあけて制動部７５３の全体が制動面７３７に衝突（接触）する。
【００６５】
したがって、制動部７５３の一部が衝突した段階で衝突エネルギが一部失われ、その後全体が衝突するときに残りの衝突エネルギが失われる。そのため、制動部７５３が制動面７３７に衝突したときに発生する音は、制動部７５３の全体が一時に接触したときに生じる衝撃音よりも小さい。
【００６６】
〔実施の形態８〕
図１６は、本発明の他の形態の制動装置（内拡直動型電磁ブレーキ）に含まれる制動ブロックと電磁石を示す。この制動装置８１３において、アマチュア８５５に対向して該アマチュア８５５を吸引する電磁石８５７のアマチュア吸引面にはＺ方向に３つの鉄心部分８５８ａ，８５８ｂ，８５８ｃが等間隔に形成され、各鉄心部分８５８ａ，８５８ｂ，８５８ｃに異なる巻数をもってコイル８５９ａ、８５９ｂ、８５９ｃが巻回されている。本実施の形態では、図１６に示す上部の鉄心部分８５８ａの巻数が一番多く、下部の鉄心部分８５８ｃの巻数が一番少なくしてある。したがって、３つのコイルに同一の電流を印加したとき、巻数の最も多い鉄心部分８５８ａに発生する磁気吸引力が最も大きく、巻数の最も少ない鉄心部分８５８ｃに発生する磁気吸引力が最も小さくなる。
【００６７】
このような構成を備えた制動装置８１３の非制動時、３つのコイル８５９ａ、８５９ｂ、８５９ｃに同一の電流が印加される。その結果、図示しないばねの付勢力に対向して、アマチュア８５５が電磁石８５７の鉄心部８５８に吸着し、制動部８５３が制動面８３７から離間し、回転体８２１に対する制動を解除する。このとき、巻数の最も多い鉄心部分８５８ａに発生する磁気吸引力が最も強く、巻数の最も少ない鉄心部分８５８ｃに発生する磁気吸引力が最も小さい。そのため、制動時、コイル８５９に対する電流の供給を遮断すると、巻数の最も少ない鉄心部分８５８ｃに隣接するアマチュア部分が巻数の最も多い鉄心部分８５８ａに隣接するアマチュア部分よりも早く動き始めると共に、巻数の最も少ない鉄心部分８５８ｃに隣接する制動部８５３の片側（一部）が制動面８３７に衝突(接触)し、その後、ある時間をあけて制動部８５３の全体が制動面８３７に衝突（接触）する。
【００６８】
したがって、制動部８５３の一部が衝突した段階で衝突エネルギが一部失われ、その後全体が衝突するときに残りの衝突エネルギが失われる。そのため、制動部８５３が制動面８３７に衝突したときに発生する音は、制動部８５３の全体が一時に接触したときに生じる衝撃音よりも小さい。
【００６９】
〔実施の形態９〕
図１７は、本発明の他の形態の制動装置（内拡直動型電磁ブレーキ）に含まれる制動ブロックと電磁石を示す。この制動装置９１３において、アマチュア９５５に対向して該アマチュア９５５を吸引する電磁石９５７のアマチュア吸引面にはＺ方向に３つの鉄心部分９５８が等間隔に形成され、各鉄心部分９５８に同一の巻数をもってコイル９５９が巻回されている。また、３つのコイル９５９は異なる電源９６０ａ、９６０ｂ、９６０ｃに接続されており、これら３つの電源９６０ａ、９６０ｂ、９６０ｃが一つの制御装置９６１に接続されている。
【００７０】
図１８に示すように、制動装置９１３の非制動時、３つのコイル９５９に同一の電流が印加される。その結果、ばね９６３の付勢力に対向して、アマチュア９５５が電磁石９５７の鉄心部９５８に吸着し、制動部９５３が制動面９３７から離間し、回転体９２１に対する制動を解除する。このとき、図１８のフローチャートに示すように、制御装置９６１は３つの電源９６０ａ、９６０ｂ、９６０ｃを同時にオンする。一方、制動時、制御装置９６１は３つの電源９６０ａ、９６０ｂ、９６０ｃを順番にオフする。その結果、最初にオフされた電源９６０ａのコイル９５９に隣接する制動部９５３の片側（一部）が制動面９３７に衝突(接触)し、その後、ある時間をあけて制動部９５３の全体が制動面９３７に衝突（接触）する。
【００７１】
したがって、制動部９５３の一部が衝突した段階で衝突エネルギが一部失われ、その後全体が衝突するときに残りの衝突エネルギが失われる。そのため、制動部９５３が制動面９３７に衝突したときに発生する音は、制動部９５３の全体が一時に接触したときに生じる衝撃音よりも小さい。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る制動装置によれば、制動部が制動面に衝突するときに発生する衝撃音が小さい。そのため、回転体や支軸に加わる負荷が軽減され、これらを比較的安価な材料で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の制動装置を含むエレベータ昇降用巻上装置の斜視図。
【図２】 図１に示す巻上装置の断面図。
【図３】 図１に示す巻上装置の背面図。
【図４】 第１のばねと第２のばねの他の組み合わせを示す制動装置の部分正面図。
【図５】 制動装置の電磁石を駆動するための回路図。
【図６】 電磁石の制御フローチャート。
【図７】 電磁石の他の制御フローチャート。
【図８】 実施の形態２に係る制動装置の正面図。
【図９】 実施の形態３に係る制動装置の正面図。
【図１０】 実施の形態４に係る制動装置の正面図。
【図１１】 実施の形態５に係る制動装置の部分構成図。
【図１２】 実施の形態６に係る制動装置の正面図。
【図１３】 実施の形態６に係る制動装置の部分構成図。
【図１４】 実施の形態６に係る制動装置の変形例を示す構成図。
【図１５】 実施の形態７に係る制動装置の部分構成図。
【図１６】 実施の形態８に係る制動装置の部分構成図。
【図１７】 実施の形態９に係る制動装置の部分構成図。
【図１８】 図１７に示す制動装置の制御フローチャート。
【符号の説明】
１ 巻上装置、 ３ 中心線、 ５ ハウジング、 １１ 動力装置、 １３制動装置、 １７ 支軸、 ２１ 回転体、 ３７ 制動面、 ４５ 制動アーム、 ５３ 制動部、 ５５ 第１のアマチュア、 ５７ 第１の電磁石、 ５９ 第１のばね、 ６１ 第２のばね、 ６３ 第２のアマチュア、 ６５ 第２の電磁石。

Claims (15)

1. 所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
   上記制動部を上記回転体に向けて付勢する第１と第２のばねを用意し、
   まず、上記第１と第２のばねを共に無効化して上記制動部を第１の位置に保持し、
   次に、上記第１のばねを有効化し上記第２のばねを無効化して上記制動部を上記第１の位置よりも上記回転体に接近した又は上記回転体に実質的な制動力を与えない程度に上記制動部が上記回転体に接触した第２の位置に保持し、
   続いて、上記第１と第２のばねを共に有効化して上記制動部を該制動部が上記回転体を制動する第３の位置に移動することを特徴とする制動方法。
2. 所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動装置において、
   上記制動部を上記回転体に向けて付勢する第１と第２のばねと、
   上記第１と第２のばねを共に無効化する第１の設定手段と、
   上記第１のばねを無効化し且つ上記第２のばねを有効化する第２の設定手段と、
   上記第１と第２のばねを共に有効化する第３の設定手段とを有し、
   上記第１と第２のばねの付勢力は、
   上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態で、上記第１と第２のばねが共に無効化された状態における上記制動部の位置よりも、上記制動部を上記回転体に接近させ、
   上記第１と第２のばねが共に有効化された状態で、上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態よりも、上記制動部を上記回転体に更に接近させるように設定されていることを特徴とする制動装置。
3. 所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動装置において、
   上記制動部を上記回転体に向けて付勢する第１と第２のばねと、
   上記第１のばねを無効化する第１の作動手段と、
   上記第２のばねを無効化する第２の作動手段とを有し、
   上記第１と第２のばねの付勢力は、
   上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態で、上記第１と第２のばねが共に無効化された状態における上記制動部の位置よりも、上記制動部を上記回転体に接近させ、
   上記第１と第２のばねが共に有効化された状態で、上記第１のばねが無効化され且つ上記第２のばねが有効化された状態よりも、上記制動部を上記回転体に更に接近させるように設定されていることを特徴とする制動装置。
4. 所定の軸を中心に回転する回転体を制動する制動装置において、
   上記回転体に向かって進退自在に支持された制動部と、
   第１のばねと第２のばねとを有し、上記制動部を上記回転体に向かって付勢する付勢手段と、
   上記制動部に固定された第１のアマチュアと、
   上記第１のばねと第２のばねとの間に設けた第２のアマチュアと、
   上記第１のアマチュアを保持して上記第１と第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を無効化する作動状態と、上記第１のアマチュアを解放して上記第１と第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を有効化する非作動状態との間で状態を切り換える第１の作動手段と、
   上記第２のアマチュアを保持して上記第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を無効化する作動状態と、上記第２のアマチュアを解放して上記第２のばねが上記制動部に及ぼす付勢力を有効化する非作動状態との間で状態を切り換える第２の作動手段と、
   上記第１の作動手段が非作動状で上記第２の作動手段が作動状態にあるとき、上記第１のばねが上記制動部を上記第１の位置よりも上記回転体に近い第２の位置に保持し、
   上記第１の作動手段と第２の作動手段が共に非作動状態にあるとき、上記第１と第２のばねが上記制動部を上記第２の位置よりも上記回転体に近く且つ上記制動部が上記回転体に制動力を与える第３の位置に保持することを特徴とする制動装置。
5. 上記制動部が、一端で回転自在に支持されたアームに設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一に記載の制動装置。
6. 上記制動部が、回転体の接線方向に沿って、上記回転体に進退自在に支持されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか一に記載の制動装置。
7. 上記回転体が内周面を有する構造体からなり、上記制動部が上記回転体の内周面に向かって進退自在であることを特徴とする請求項２から６のいずれか一に記載の制動装置。
8. 上記回転体が外周面を有する構造体であり、上記制動部が上記回転体の外周面に向かって進退自在であることを特徴とする請求項２から６のいずれか一に記載の制動装置。
9. 上記第１又は第２の作動手段の少なくともいずれか一方が電磁石であり、上記電磁石で保持されるアマチュアが磁性部材であることを特徴とする請求項３から８のいずれか一に記載の制動装置。
10. 所定の軸を中心に回転する回転体に制動部を接触して該回転体を制動する制動方法において、
    まず上記制動部に対向する電磁石とアマチュアを用意し、
    続いて上記電磁石に対して上記アマチュアを非対称に動作させることにより、上記制動部の一部を上記回転体に接触させ、次に、上記制動部を全体に上記回転体に接触させることを特徴とする制動方法。
11. 上記電磁石と上記アマチュアとの間に設置された弾性体を用意し、上記電磁石に対して上記アマチュアを上記弾性体の弾性力により非対称に動作させることを特徴とする請求項１０に記載の制動方法。
12. 上記弾性体の上記アマチュア付勢位置を上記アマチュアの重心からずらすことで上記アマチュアを非対称に動作させることを特徴とする請求項１１に記載の制動方法。
13. 上記電磁石に対向する上記アマチュアの面に対する上記電磁石の磁気特性を偏らすことで上記アマチュアを非対称に動作させることを特徴とする請求項１０に記載の制動方法。
14. 上記電磁石と上記アマチュアとの間の磁気ギャップを非対称に形成し、前記アマチュアを非対称に動作させることを特徴とする請求項１０に記載の制動方法。
15. 請求項１０から１４のいずれか一に記載の制動方法を用いて上記制動部を上記回転体に接触させることを特徴とする制動装置。

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