JP5777418B2

JP5777418B2 - エレベータ用巻き上げ機

Info

Publication number: JP5777418B2
Application number: JP2011134180A
Authority: JP
Inventors: 勇大城; 泰弘田野倉
Original assignee: 横浜エレベータ株式会社
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: JP2013002549A

Description

本発明は、エレベータ用巻き上げ機に関し、特に防爆構造を備えたエレベータ用巻き上げ機に関する。

例えば、化学工場関係やプラント関係などにおいて、取り扱われる可燃性ガス・蒸気などが大気に放出・漏洩され、空気と混合して爆発性雰囲気を形成した場合、電気機器が着火源となって、爆発事故につながる可能性がある。
そこで、特に、このように、爆発性ガスの発生する危険場所で使用されるエレベータには、各種の防爆規格に適合させる必要がある。
こうしたエレベータの巻き上げ機については、全閉構造であって、爆発性雰囲気が容器の内部に侵入して爆発が生じた場合、容器が爆発圧力に耐え、かつ爆発による火炎が容器の外部の爆発性雰囲気に点火しないようにした耐圧防爆構造とするのが一般的である。

エレベータ用巻き上げ機は、大きく分けて、エレベータのメインロープが巻き掛けられるシーブ、これを駆動する電動機、電動機とシーブとを機構的に連結する減速装置及びエレベータを所定階に停止させるためのブレーキ装置とから構成される。
減速機とシーブはそもそも構造的に高い強度が求められており、さらに外部の爆発性雰囲気の着火原因となるような火花や過熱も発生しないので、爆発の着火源となることはなく、しかも、それ自体電気部品の範疇に属さないので、防爆規格への適合を検討する必要はない。
また、電動機については、そもそも個別にケーシングを備えており、このケーシングの強度、剛性を防爆規格に適合するように設計すればよい。

ところで、ブレーキ装置としては、下記特許文献１にみられるように、電動機の回転軸を反出力側に延出し、その周囲に設けた円板体を電磁駆動装置で駆動されるブレーキシューで制動する型式と、下記特許文献２、特許文献３にみられるように、電動機の出力側回転軸に同軸上に固定されたブレーキドラムの外周にブレーキシューを配置し、このブレーキアームを介して電磁駆動装置でこのブレーキシューで制動する型式がある。

特開２００７−１９５３４２号公報特開２０１０−２０２３７５号公報特開２０１１−６３４３４号公報

前者の型式の場合、電動機のケーシングで一体的に覆うことで防爆規格に適合できるが、そのためには、回転軸の反出力側に設けたブレーキ装置全体を覆うように電動機のケーシングを拡大させる必要があり、電動機ケーシングの大型化、コストアップを招いていた。
特に、近年、エレベータの落下事故を反映して、エレベータ用巻き上げ機に２系統のブレーキ装置を配備することが求められるようになったことから、電動機ケーシングをさらに大型化せざるを得ない状況にある。
しかも、こうしたブレーキ装置には安全管理上、定期検査が求められているが、このように、防爆規格に適合したケーシング内のブレーキ装置を保守点検するために、重量のある開閉蓋を毎回取り外して、限られた時間内で点検作業を行わなければならないことから、作業負担がきわめて高いという問題があった。

一方、後者の形式の場合、ブレーキドラム、ブレーキアーム自体は電気部品の範疇に属さないが、防爆検定の特例として、検査対象として扱われている。しかし、これらは、そもそも設計上非常に高い強度、剛性が要求されているため、制動時の温度上昇が所定値を超えることはないという条件をクリアできれば、防爆規格に適合するものとされており、検証実験の結果、温度上昇については、防爆規格取得時に安全性に問題のないことが確認されている。
一方、このブレーキアームを駆動するための電磁石を含む電磁駆動装置については、設計上所定の強度、剛性を有する全閉構造の鋼製容器などに収容することにより、防爆規格に適合する耐圧防爆構造とすることができる。また、この型式のブレーキ装置では、ブレーキドラムの周囲に２系統のブレーキを配置することにより、ブレーキシューの点検及び調整が容易になり上述の安全基準にも適合することができる。

しかし、上述したブレーキ装置の動作状態を常に確認するためには、電磁駆動装置によるブレーキアームの作動を確認するためのマイクロスイッチを、ブレーキアーム周辺に設置する必要があるが、こうしたマイクロスイッチ自体、爆発の着火源となり得る電気部品の範疇に属し、電気的接点のスムースなオンオフを維持した上で、防爆規格に適合させるのは非常に困難であり、全閉かつ耐圧防爆構造の専用ケーシングや接点を開発するなど、非常に高価なものになってしまう。しかも、マイクロスイッチと電磁駆動装置が、それぞれ別個の全閉ケーシングに収容されるため、両ケーシングの耐圧防爆構造を維持しながら、両者の連携を確実に行うための機構の設計、設置場所の選定、さらには円滑な作動を実現するための調整が非常に困難なものとなる。

そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するため、電動機のケーシングを肥大化させることなく、最低限のケーシングで、防爆規格に適合させるとともに、ブレーキ装置の保守点検を外部からスムースに行えるエレベータ用巻き上げ機を実現することにある。

上記の課題を解決するため本発明のエレベータ用巻き上げ機においては、次のような技術的手段を講じた。すなわち、電動機の駆動軸に同軸状に固定されて一体に回転するブレーキドラムと、該ブレーキドラムの両側に対向して配置され、前記ブレーキドラムの外周面に形成した摩擦面に対し、ブレーキシューを圧接させる制動位置と、開放する開放位置との間で揺動可能な一対のブレーキアームと、前記ブレーキアームの一端を付勢し、該ブレーキアームを前記制動位置に圧接させるスプリングと、前記ブレーキアームの他端に当接し、該ブレーキアームを前記開放位置に駆動する電磁駆動装置とを備えたエレベータの巻き上げ機において、前記ブレーキドラムを開放し、前記ブレーキシューに貼りついている摩擦材を目視により確認できるようにするとともに、前記電動機及び前記電磁駆動装置をそれぞれケーシングに収容し、前記電磁駆動装置を収容するケーシングの内部に、該電磁駆動装置の動作を感知するスイッチを配設するとともに、前記電磁駆動装置を収容するケーシングに、外部からの作動力に応じて前記スイッチを押圧するスイッチ押圧装置を取り付け、前記電磁駆動装置の作動により、前記一対のブレーキアームが駆動されたのに連動して、前記スイッチ押圧装置を介して前記スイッチを作動させるロッドを前記一対のブレーキアームの前記他端に配設したエレベータ用巻き上げ機とした。

また、上記のエレベータの巻き上げ機において、前記スイッチ押圧装置が、前記ロッドの押圧により前記マイクロスイッチを作動させる押圧シャフトと、前記電磁ブレーキ装置を収容するケーシングの内壁に固定されるとともに、内部に前記押圧シャフトが挿通される隔壁が一体成型された円筒体を備えた本体とを有するようにした。

本発明によれば、電磁ブレーキ装置により作動される２つのブレーキアームにより、２系統のブレーキを確保するとともに、電磁ブレーキ装置の動作を確認するためのスイッチを含め、エレベータの巻き上げ機の全体構造を所望の防爆規格に確実に適合させることができる。
さらには、ブレーキ動作を検知するスイッチに対し、別個に防爆規格に適合させる必要がなくなることから、エレベータの巻き上げ機のコストを低減できるとともに、保守点検の作業性を抜本的に改善できる。

エレベータの全体構造を示す図。巻き上げ機の正面図。巻き上げ機の平面図。電磁ブレーキを電動機の駆動軸方向からみた図。マイクロスイッチ押圧構造の内部拡大図。電磁駆動装置制御系の概略図。

以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。

図１はエレベータの全体構造、図２、図３は巻き上げ機の正面図、平面図をそれぞれ示す。
エレベータ１は、昇降路２の上端に専用の機械室３を備え、その内部に巻き上げ機４が設置されている。巻き上げ機４は、ワイヤロープ５を介して乗りかご６及び釣り合い重り７を昇降路２に吊り下げている。

巻き上げ機４は、シーブ８を回転させることによりワイヤロープ５を巻き上げ、あるいは巻き戻すことで、乗りかご６及び釣り合い重り７を昇降路２に沿って昇降動させるものであり、図２、図３に示すように、巻き上げ機４は、機械室３内において、複数の支柱を組み合わせた機械台９に据え付けられている。
巻き上げ機４は、電動機１０、歯車減速機１１、ドラム式の電磁ブレーキ１２を備え、電動機１０の駆動軸は、ウォームシャフト、ウォームホイールなどからなる歯車減速機１１を介してシーブ８に連結されている。

電磁ブレーキ１２は、乗りかご６を各階で停止させ、その状態を保持するためのものであり、電動機１０と歯車減速機１１との間に配置されており、電動機１０の駆動軸方向からみた図４に示すように、ブレーキドラム１３、一対のブレーキアームレバー１４ａ、１４ｂ、ブレーキパッド１５ｃ、１５ｄをそれぞれ有する一対のブレーキシュー１５ａ、１５ｂ、電磁駆動装置１６を備えている。
ブレーキドラム１３は、電動機１０の駆動軸に同軸状に固定されて、駆動軸と一体に回転するものであり、その外周面には、制動力を発生させる摩擦面が形成されている。
また、電磁駆動装置１６は鉄心１６ａとその外周の電磁コイル１６ｂとを備え、通電時、鉄心１６ａに一体に取り付けられたロッド１６ｃ、１６ｄを介して、ブレーキアームレバー１４ａ、１４ｂの上端を引き込み、一対のブレーキシュー１５ａ、１５ｂのそれぞれを外方に駆動して、ブレーキドラム１３を開放する。

すなわち、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂは、ブレーキドラム１３の摩擦面の外周に対向して配置されており、その長手方向に沿い、機械台９側の下端部（図４下方側）と、電磁駆動装置１６側の上端部（図４上方側）を有し、電磁駆動装置１６側の端部より下方に設けられたアームレバーピン１７ａ、１７ｂにより、電磁駆動装置１６のケーシング１６ｅの下方に一体的に形成されたアーム１６ｆに枢動可能に連結されている。

ブレーキアーム１４ａ、１４ｂの下端部には開口が設けられ、この開口には、それぞれ、機械台９に設置されたスタッドボルト固定ブロック１８に固設されたスタッドボルト１８ａ、１８ｂが挿通されている。なお、スタッドボルト固定ブロック１８は、電動機１０の駆動軸の直下に設置されており、それぞれ外方に延びるスタッドボルト１８ａ、１８ｂを備えている。
各開口から外側に突出したスタッドボルト１８ａ、１８ｂには、スプリング押さえ板１８ｅ、１８ｆを介してコイルバネ１８ｇ、１８ｈが挿入されており、スタッドボルト１８ａ、１８ｂに螺合するナットを回動して、スプリング押さえ板１８ｅ、１８ｆの位置を調整することにより、コイルバネ１８ｇ、１８ｈによる弾圧力を調整できるようになっている。なお、スプリング押さえ板１８ｅ、１８ｆの位置は、目盛板１８ｃ、１８ｄにより確認できるようになっている。

コイルバネ１８ｇ、１８ｈは、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂの下端部をそれぞれ外方から内方に向けて所定の弾発力で押圧しているため、仮に電磁駆動装置１６が停電や制御装置の異常により作動しなくなっても、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂがアームレバーピン１７ａ、１７ｂを中心に枢動し、ブレーキシュー１５ａ、１５ｂをブレーキドラム１３の摩擦面の外周を強力に押圧するので、ブレーキドラム１３を確実に停止状態に維持できるようになっている。

一方、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂの上端部には、それぞれ電磁駆動装置１６のロッド１６ｃ、１６ｄの外端がそれぞれ嵌合しており、電磁駆動装置１６に通電することにより、鉄心１６ａと電磁コイル１６ｂの作用により、ロッド１６ｃ、１６ｄを内側に引き込み、コイルバネ１８ｇ、１８ｈの弾発力に抗して、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂの下端部を外方に駆動して、ブレーキシュー１５ａ、１５ｂをブレーキドラム１３の摩擦面から開放して、電動機１０、歯車減速機１１を介してシーブ８が回転駆動され、乗りかご６の昇降が行われる。

図６は、電磁駆動装置１６の制御系の概略を示すもので、通常運転時、乗りかご６に設けた接続箱を介して入力される、運転制御盤からの制御信号により、電磁駆動装置１６の電磁コイル１６ｂへの通電が制御され、特定の階に停止した乗りかご６を、次の階に上昇または下降させる際、ブレーキシュー１５ａ、１５ｂをブレーキドラム１３の摩擦面から開放する。その作動に伴い、左右それぞれに設けられた、後述するマイクロスイッチ２２が、ブレーキの動作を感知するようになっている。

この実施例では、上記のように構成されたエレベータ用巻き上げ機を、所定の防爆規格に適合させるため、電動機１０、歯車減速機１１、電磁駆動装置１６を覆う、それぞれのケーシングを所定の厚さを有する鋼鉄等で形成し、その防爆規格で規定された所定の強度、剛性を得るようにして耐圧防爆構造としている。
なお、前述のように、シーブ８はそもそも構造的に高い強度が求められており、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂ、電磁駆動装置１６のロッド１６ｃ、１６ｄ、さらにはケーシング１６ｅの下方に一体的に形成されたアーム１６ｆなども、強力な制動力を発生させるものであることから、設計上の強度で防爆規格上の強度を十分にクリアすることができ、温度上昇面でも着火源となる値にはならないものである。

一方、保守管理上義務付けられている電磁ブレーキ装置１２の点検に関しては、電磁駆動装置１６に通電して円滑に動作部分が動作するかは勿論であるが、ブレーキシュー１５a、１５bに貼りついている摩擦材１５ｃ、１５ｄの厚みを測定し基準値以下で使用していないことを確認し、実際に十分な制動力が維持されているか否かを確認することが必要である。この電磁ブレーキ装置１２は動作部分及びドラム１３が開放されている為、防爆エリアでも容易に目視による確認及び測定ができ、スタッドボルト１８ａ、１８ｂに螺合するナットによりスプリング押さえ板１８ｅ、１８ｆの位置を調整することで制動力を調整でき、その際のスプリング押さえ板１８ｅ、１８ｆの位置を目盛板１８ｃ、１８ｄで確認できる。

本発明では、図４に示されているように、ブレーキシュー１５ａ、１５ｂの作動に伴いオンオフするマイクロスイッチ２２を、電磁駆動装置１６を覆うケーシング１６ｅの内部に収納することにより、防護規格に適合させるもので、図５にマイクロスイッチ押圧構造の内部拡大図をそれぞれ示す。
ブレーキアーム１４ａ、１４ｂ上端には、図４に示されるように、スイッチブラケット１９がそれぞれ設けられており、このスイッチブラケット１９は、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂからケーシング１６ｅに沿って上方に延び、ケーシング１６ｅに向けて屈曲した後、ケーシング１６ｅと所定の間隙を隔ててケーシング１６ｅに対向するよう配置されている。スイッチブラケット１９の上端には、位置調整可能なボルト式のロッド２０が螺合されており、そのケーシング１６ｅ側の端部は、図５に示されるように、スイッチ押圧装置２１のプッシュボタン２１ｂに対向している。なお、プッシュボタン２１ｂは、スイッチ押圧装置２１の押圧シャフト２１ａの外端に取り付けられており、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂの作動に連動して、ロッド２０のケーシング１６ｅ側端部が、プッシュボタン２１ｂを所定のストロークで押圧あるいは開放されるよう位置調整されている。

図５に示されるように、スイッチ押圧装置２１の本体の外周にネジ溝が形成され、外端（図５からみて右側端部）からやや内側に隔壁２１ｄを有する円筒体２１ｃとから形成され、円筒体２１ｃの隔壁２１ｄには、その中心から、押圧シャフト２１ａが挿通され、マイクロスイッチ２２の方向に延びている。なお、この円筒体２１ｃは、鋼鉄等の金属で一体的に成型されており、隔壁２１ｄも含め、数ｍｍ程度の肉厚を有し、所定の防護規格で規定された種々の条件を十分クリアできる強度、剛性を備えた構造体となっている。

スイッチ押圧装置２１の本体は、電磁駆動装置１６のケーシング１６ｅの内側から、その円筒体２１ｃ外周に設けたネジ溝を、ケーシング１６ｅに設けた開口に形成されたネジ溝に螺合させて、円筒体２１ｃに一体成型されたフランジ部をケーシング１６ｅの内壁に当接させた後、さらに、ケーシング１６ｅの外側からナット２１ｆを円筒体２１ｃに設けたネジ溝に螺合させて締め付けるとともに、円筒体２１ｃに一体成型されたフランジ部に設けたネジ穴を利用して、ボルトでケーシング１６ｅの内壁に強固に取り付けられている。

円筒体２１ｃに挿通された押圧シャフト２１ａは、その隔壁２１ｄから外側に突出した端部にプッシュボタン２１ｂが一体的に取り付けられており、ケーシング１６ｅ内部側端部に形成した押圧部が、ケーシング１６ｅ内部において、円筒体２１ｃと一体的に形成された取付ブラケット２１ｅに取り付けられたマイクロスイッチ２２のスイッチ端部２２ａに当接するよう位置決めされている。一方、隔壁２１ｄと、押圧シャフト２１ａの外端に取り付けたプッシュボタン２１ｂのバネ受けとの間には、スプリング２１ｇが介挿されている。

プッシュボタン２１ｂを押圧したときには、スプリング２１ｇが圧縮されるとともに、押圧シャフト２１ａの内部側端部がマイクロスイッチ２２を作動させ、押圧を解除したときに、スプリング２１ｇの弾発力により、プッシュボタン２１ｂを復帰させて、円筒体２１ｃの外端に形成したストッパに当接させることができる。

また、電磁駆動装置１６に通電することにより、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂを外方に駆動して、ブレーキシュー１５ａ、１５ｂを摩擦面から開放した場合に、この動作に連動して、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂの上端がアームレバーピン１７ａを介して内側に駆動され、スイッチブラケット１９に設けられたロッド２０がスプリング２１ｊに抗してプッシュボタン２１ｂを押圧する。これにより、ブレーキアーム１４ａ、１４ｂが適正に調節されているか否かを、押圧シャフト２１ａの内側ストロークによるマイクロスイッチ２２の作動の有無で簡単に確認することができる。
なお、プッシュボタン２１ｂを外方から手動で押圧することにより、マイクロスイッチ２２自体の異常も簡単に点検することができる。

上記の実施例では、電磁駆動装置１６のケーシング１６ｅの内部において、スイッチ押圧装置２１によりブレーキアームの作動を検知するスイッチとして、マイクロスイッチ２２を採用したが、電磁駆動装置１６のケーシング１６ｅにより防護されていることから、より安価な接点式スイッチなど、さまざまなスイッチを採用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、電磁駆動装置１６により作動される２つのブレーキアーム１４ａ、１４ｂにより、２系統のブレーキを確保するとともに、電磁駆動装置１６の動作を確認するためのスイッチを含め、エレベータの巻き上げ機の全体構造を防爆規格に確実に適合させることができる。さらには、電動機のケーシング内に、ブレーキ動作を検知するスイッチを設ける必要がなくなることから、エレベータの巻き上げ機のコストを低減できるとともに、保守点検の作業性を抜本的に改善することができるので、爆発性ガスの発生する危険場所に設置されるエレベータのみならず、安全性、保守性の高いエレベータの巻き上げ機として広く採用されることが期待できる。

１エレベータ
２昇降路
３機械室
４巻き上げ機
５ワイヤロープ
６乗りかご
７釣り合い重り
８シーブ
９機械台
１０電動機
１１歯車減速機
１２ドラム式の電磁ブレーキ
１３ブレーキドラム
１４ａ、１４ｂブレーキアームレバー
１５ａ、１５ｂブレーキシュー
１６電磁駆動装置
１７ａ、１７ｂアームレバーピン
１８スタッドボルト
１９スイッチブラケット
２０ボルト式のロッド
２１スイッチ押圧装置
２１ａ押圧シャフト
２１ｂプッシュボタン
２１ｃ円筒体
２１ｄ隔壁
２２マイクロスイッチ

Claims

電動機の駆動軸に同軸状に固定されて一体に回転するブレーキドラムと、
該ブレーキドラムの両側に対向して配置され、前記ブレーキドラムの外周面に形成した摩擦面に対し、ブレーキシューを圧接させる制動位置と、開放する開放位置との間で揺動可能な一対のブレーキアームと、
前記ブレーキアームの一端を付勢し、該ブレーキアームを前記制動位置に圧接させるスプリングと、
前記ブレーキアームの他端に当接し、該ブレーキアームを前記開放位置に駆動する電磁駆動装置とを備えたエレベータの巻き上げ機において、
前記ブレーキドラムを開放し、前記ブレーキシューに貼りついている摩擦材を目視により確認できるようにするとともに、
前記電動機及び前記電磁駆動装置をそれぞれケーシングに収容し、
前記電磁駆動装置を収容するケーシングの内部に、該電磁駆動装置の動作を感知するスイッチを配設するとともに、
前記電磁駆動装置を収容するケーシングに、外部からの作動力に応じて前記スイッチを押圧するスイッチ押圧装置を取り付け、
前記電磁駆動装置の作動により、前記一対のブレーキアームが駆動されたのに連動して、前記スイッチ押圧装置を介して前記スイッチを作動させるロッドを、前記一対のブレーキアームの前記他端に配設したことを特徴とするエレベータの巻き上げ機。
前記スイッチ押圧装置は、前記ロッドの押圧により前記マイクロスイッチを作動させる押圧シャフトと、前記電磁ブレーキ装置を収容するケーシングの内壁に固定されるとともに、内部に前記押圧シャフトが挿通される隔壁が一体成型された円筒体を備えた本体とを有していることを特徴とする請求項１に記載されたエレベータの巻き上げ機。