JP6684739B2 - 巻上機およびエレベーター装置 - Google Patents

Description

本発明は巻上機およびエレベーター装置に関し、例えばエレベーター装置の巻上機における電磁ブレーキ装置に適用して好適なものである。

従来、巻上機に用いられてきた電磁ブレーキ装置は、ワイヤを巻取る巻胴と、巻胴を枢支する軸受とを１つのユニットとし、当該ユニットは別個に、電磁ブレーキ装置を付設した構造を有する。そのため、巻上機本体と電磁ブレーキ装置とを合わせた全体の構造が複雑化し、電磁ブレーキ装置の容積のコンパクト化を図ることが困難であった。

近年、装置の小型化を図った電磁ブレーキ装置の構成として、固定鉄片の内部にばねが配置される構造が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０００−２３０５９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、固定鉄片の内部にばねを配置するため、配置に占められた領域分だけ磁極面の面積を増加させる必要があり、固定鉄片の寸法が大きくなる。さらに、例えば大容量巻上機の電磁ブレーキでは、大きな出力を得るために磁極面積を大きくする必要があるため、固定鉄片の寸法が大きくなる。このように、固定鉄片の材料寸法が大きくなってしてしまう問題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電磁ブレーキに用いられる鉄片の小型化を実現し得る巻上機を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、エレベーター装置に設けられ、かごに連結されたロープを巻き上げることにより前記かごを昇降させる巻上機であって、前記ロープが巻き掛けられた綱車と、前記綱車と共に回転駆動するブレーキディスクと、コイルを内部に有する第１の鉄片、前記コイルへの通電によって前記第１の鉄片側に磁気吸引される第２の鉄片、前記ブレーキディスクに押し当てられるブレーキパッド、および前記ブレーキパッドを前記ブレーキディスクに押し当てるためのばねを有する電磁ブレーキ装置と、を備え、前記電磁ブレーキ装置は、前記第１の鉄片の外周よりも外側に支持部を有し、前記ばねは、前記支持部と前記第２の鉄片との間に設けられているようにした。

本発明によれば、電磁ブレーキに用いられる鉄片の小型化を実現することができる。

第１の実施の形態による巻上機が設けられたエレベーター装置の構成を示す概略図である。 第１の実施の形態による巻上機の構成を示す正面図である。 第１の実施の形態による巻上機の構成を示す側面図である。 第１の実施の形態による電磁ブレーキ装置の側面断面図である。 第１の実施の形態による第１の鉄片およびプレートの側面図である。 第１の実施の形態による第１の鉄片およびプレートの正面断面図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
本実施の形態にかかるエレベーター装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、建物構造物内に形成された昇降路１の上方に機械室２を有するエレベーター構造を示す。図１に示すように、エレベーター装置は、昇降路１内を昇降するかご３と、つりあいおもり４と、機械室２内に設けられる巻上機５と、そらせ車６と、ロープ７と、を備える。巻上機５は、エレベーター装置に設けられ、かご３に連結されたロープ７を巻き上げることによりかご３を昇降させる。より具体的には、巻上機５は、機械室２内に配置され、ロープ７を介してかご３およびつりあいおもり４をつるべ式に昇降させるものである。

次に、図２および図３を参照して巻上機５について説明する。図２は、巻上機５の正面図であり、図３は、巻上機５の側面図である。

図２に示すように、巻上機５は、固定ベース１０上に構成され、固定ベース１０には、駆動モータ１１の近傍に配置した軸受け台１２と、ペデスタル１４とがそれぞれ固定されている。軸受け台１２とペデスタル１４との間には、かご３に連結されたロープ７が巻き掛けられた綱車１３と、綱車１３よりも径の大きなブレーキディスク８とが設けられる。このブレーキディスク８は、綱車１３と共に回転駆動する。また、図３に示すように、ペデスタル１４に形成された支持腕部１５にブレーキディスク８の駆動を制動する電磁ブレーキ装置９が取り付けられている。

次に、図４を参照して電磁ブレーキ装置９について説明する。図４は、電磁ブレーキ装置９の正面断面図である。

図４において、支持腕部１５には、ブレーキボディ１６を摺動可能にガイドするためのガイド部２５と、規制部材２３を支持腕部１５に固定する固定部材２６とが設けられる。

ガイド部２５には、ブレーキディスク８に対して垂直方向に往復運動（平行移動）可能にブレーキボディ１６が接続され、ブレーキボディ１６は、第１の鉄片１７およびピン２７と連結されている。ピン２７には、パッドホルダ２８ｂが設けられ、パッドホルダ２８ｂには、ブレーキパッド２１ｂが設けられる。第１の鉄片１７の外周よりも外側には、電磁石に吸引されない物質からなるプレート２２が設けられる。また、ブレーキボディ１６は、軸受け２９を備える。このように、ブレーキボディ１６、第１の鉄片１７、ピン２７、パッドホルダ２８ｂ、ブレーキパッド２１ｂ、プレート２２、および軸受け２９（第１の鉄片群）は、一体化されている。

また、軸受け２９は、ブレーキディスク８に対して垂直方向に往復運動（平行移動）可能に連結部材３０を支持し、連結部材３０は、第２の鉄片１９とパッドホルダ２８ａとを連結する。第２の鉄片１９には、第１の鉄片１７および第２の鉄片１９を互いに摺動（平行移動）させるためのロッド３１が設けられ、パッドホルダ２８ａには、ブレーキパッド２１ａが設けられる。このように、連結部材３０、第２の鉄片１９、パッドホルダ２８ａ、ブレーキパッド２１ａ、およびロッド３１（第２の鉄片群）は、一体化されている。

また、図４に示すように、第１の鉄片１７の外周よりも外側に設けられたプレート２２と第２の鉄片１９との間には第１のばね２０が配置され、プレート２２（より詳細には、プレート２２に取り付けられた板材）と規制部材２３との間には、第２のばね２４が配置される。また、第１の鉄片１７は、コイル１８を内部に有する。本実施の形態では、第１のばね２０を支持する支持部の一例としてプレート２２を例に挙げて説明するが、支持部は、板状に限られるものではなく、箱状、Ｈ形状など、その他の形状であってもよい。

（コイル非通電時）
第１の鉄片１７に内蔵されたコイル１８を通電させないとき、第１のばね２０のばね力により、ブレーキディスク８の両側に対向するように配置されたブレーキパッド２１ａ、２１ｂがブレーキディスク８に押し付けられる。より具体的には、ブレーキボディ１６には軸受け２９が設けられると共にガイド部２５が接続されるので、第１のばね２０のばね力により、第２の鉄片群は、ブレーキディスク８の方向（第１の方向）に移動し、第１の鉄片群は、当該方向とは反対方向（第２の方向）に移動することで、ブレーキディスク８に対して垂直にブレーキパッド２１ａ、２１ｂが押し付けられ、綱車１３の回転を静止させる。

（コイル通電開始時）
第１の鉄片１７に内蔵されたコイル１８を通電させると、第１の鉄片１７が第２の鉄片１９よりも重たいため、第１の鉄片１７側に第２の鉄片１９が磁気吸引され、第２の鉄片１９がブレーキディスク８とは反対方向（第２の方向）に移動し、ブレーキパッド２１ａがブレーキディスク８より離れる。

そして、規制部材２３に第２の鉄片１９が当たることにより、第２の鉄片１９が第１の鉄片１７側に移動できなくなるため、第１の鉄片１７が、第２の鉄片１９側に移動、すなわちブレーキディスク８の方向（第１の方向）に移動する。第１の鉄片１７の移動に伴い、ブレーキボディ１６およびブレーキパッド２１ｂも同様にブレーキディスク８の方向に移動し、ブレーキパッド２１ｂがブレーキディスク８より離れる。

（コイル通電終了時）
コイル１８の通電が断たれた後は、第１のばね２０によって第２の鉄片１９がブレーキディスク８側（第１の方向）に押し出されることによって、第２の鉄片１９に接続されているブレーキパッド２１ａがブレーキディスク８側（第１の方向）に押し出され、ブレーキディスク８に押し当てられる。そして、主に第２のばね２４によってブレーキディスク８とは反対側（第２の方向）に第１の鉄片１７が押し出され、第１の鉄片１７に接続されたブレーキボディ１６も第２の方向に移動することによって、ブレーキパッド２１ｂは、ブレーキディスク８に押し当てられる。かかる構成により、ブレーキパッド２１ａ、２１ｂのどちらか片側のみがブレーキディスク８に当たらないよう（換言するならば、ブレーキパッド２１ａ、２１ｂの両方がブレーキディスク８に押し当てられる態様）にする。

図５は、巻上機５の電磁ブレーキ装置９に設けられる第１の鉄片１７およびプレート２２の側面図である。

第１の鉄片１７の外周よりも外側に設けられたプレート２２には、ばね穴３２が６個設けられる。プレート２２のばね穴３２に第１のばね２０を配置することにより、第１の鉄片１７の内部に設けられるコイル１８の内径側と外径側との領域である吸引面３３（磁極面）には、配置される部品が無い状態となる。

また、第１の鉄片１７には、溝部３４が設けられ、溝部３４の奥面３５までコイル１８が挿入されて樹脂が注入される。

図６は、巻上機５の電磁ブレーキ装置９に設けられた第１の鉄片１７およびプレート２２の正面断面図である。

図６に示すように、第１の鉄片１７は、吸引面３３と反対側の外径が吸引面３３側の外径よりも大きくなるように段差部が形成される。段差部には、吸引面３３と平行となる段差面３６が設けられている。

第１の鉄片１７は、プレート２２に圧入されることによって固定される。圧入は、段差面３６とプレート２２とが接するまで行われる。第１の鉄片１７がプレート２２に圧入されているとき、第１の鉄片１７と接するプレート２２の面である摩擦面３７は、第１の鉄片１７のコイル１８が設けられている溝部３４の奥面３５よりも段差部側（奥側）に位置している。すなわち、第１の鉄片１７がプレート２２に圧入されている部位の内側ではない第１の鉄片１７の内部にコイル１８が設けられている。

以上のように、プレート２２を第１の鉄片１７の外周上に設け、プレート２２に第１のばね２０を設けることで、吸引面３３に配置される部品が無くなるため、その配置されていた領域分だけ第１の鉄片１７の径を減らすことができ、第１の鉄片１７の小型化を図ることができる。

従来は、固定鉄片（第１の鉄片１７に対応する鉄片）の内部に設けられるばねにより磁界が乱れ、吸引力を安定させ難い問題がある。この点、本実施の形態では、第１の鉄片１７の外部にばね２０が設けられ、吸引面３３に配置される部品が無いため、第１の鉄片１７の内部にばね２０が設けられる場合と比べ、安定した吸引力を確保でき、吸引力の安定化を図ることができる。さらに、吸引力の安定化により磁束密度を上げることができるため、第１の鉄片１７の大型化を緩和することができる。このように、本実施の形態によれば、電磁ブレーキ９の性能を高めることができる。

また従来は、固定鉄片を金属材料から形成していたため、仮に、第１の鉄片１７とプレート２２とが一体となった形状を１つの金属材料から形成する場合は、大型の金属材料が必要となる。この点、本実施の形態では、プレート２２は、電磁石の吸引力に寄与しないので、第１の鉄片１７とプレート２２とを別体として問題なく、第１の鉄片１７と同じ材料である必要もない。したがって、第１の鉄片１７とプレート２２とを別体としたことにより、吸着力を発生させる鉄片の形成に必要な金属材料は、第１の鉄片１７を成型できる大きさ（寸法）があれば十分であるので、必要な金属材料の寸法は、一体成型の場合と比べて小さく済むことになる。

また、第１の鉄片１７とプレート２２とをねじ等で固定した場合、磁界がねじ等によって乱れることによって、安定した出力が得られない場合があるが、第１の鉄片１７とプレート２２とが圧入されることによって、吸引面３３だけでなくコイル１８の周辺部に磁界に影響を及ぼさないため、安定した吸引力を得ることができる。ただし、第１の鉄片１７とプレート２２とは、出力を十分に確保できるのであれば、ねじ等で固定してもよい。

また、段差部の段差面３６とプレート２２とを接触させることによって、圧入量を一定化することができる。圧入量を一定化させることにより、第１のばね２０の撓み量についても一定とすることができる。さらに、第１のばね２０の撓み量を一定にすることが可能である場合、圧入でなく、第１の鉄片１７の外径は、吸引面３３側よりも吸引面３３の反対側の方が大きい構造とすることによって、プレート２２が外れないようにプレート２２をはめ合わせてもよい。

また、段差部によれば、第１のばね２０の弾性力によってプレート２２が外れることを防ぐことができる。ただし、第１のばね２０の弾性力によってプレート２２が外れない場合、段差部を設けずに、第１の鉄片１７の外径は一定としてもよい。

また、プレート２２の摩擦面３７は、第１の鉄片１７のコイル１８が設けられている溝部３４の奥面３５よりも奥側で圧入されることにより、圧入による力がコイル１８の周りを覆う樹脂に加わらないので、樹脂が割れることを防ぐことができる。

（２）他の実施の形態
なお上述の形態においては、本発明を巻上機５の電磁ブレーキ装置９に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の電磁ブレーキ装置に広く適用することができる。

また上述の実施の形態においては、電磁ブレーキ装置９を２つ設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電磁ブレーキ装置９は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

また上述の実施の形態においては、一の電磁ブレーキ装置９に第１のばね２０を６つ設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、一の電磁ブレーキ装置９は、第１のばね２０を１つ備えてもよいし、６つ以外の複数備えてもよい。また、第１のばね２０を複数設ける場合、各第１のばね２０がバランスよく（例えば、対称に、均等に）配置されることが好適である。

また上述の実施の形態においては、第１の鉄片１７が段差部を備える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１の鉄片１７は、段差部を備えることなく、円錐台、角錐台などの形状であってもよい。

また上述の実施の形態においては、第１の鉄片１７の吸引面３３の端部と反対の端部に段差部を備える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、段差部は、第１の鉄片１７の吸引面３３の端部と反対側の任意の位置に設けられてもよい。

また上述の実施の形態においては、電磁ブレーキ装置９は、第１の鉄片１７の外周に段差部を備える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電磁ブレーキ装置９は、第１の鉄片１７の外側（外周の一部）に一または複数の段差部を備えてもよい。

また上述の実施の形態においては、第１の鉄片１７の段差部と異なる部位でプレート２２に圧入される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１の鉄片１７の段差部でプレート２２に圧入されてもよい。

また上述の実施の形態においては、ブレーキパッド２１ａ（パッドホルダ２８ａ）を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ブレーキパッド２１ａ（パッドホルダ２８ａ）を複数設ける構成としてもよい。

また上述の実施の形態においては、ブレーキパッド２１ｂ（パッドホルダ２８ｂ）を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ブレーキパッド２１ｂ（パッドホルダ２８ｂ）を複数設ける構成としてもよい。

１……昇降路、２……機械室、３……かご、４……つりあいおもり、５……巻上機、６……そらせ車、７……ロープ、８……ブレーキディスク、９……電磁ブレーキ装置、１３……綱車、１７……第１の鉄片、１８……コイル、１９……第２の鉄片、２０……第１のばね、２１ａ，２１ｂ……ブレーキパッド、２２……プレート

Claims (5)

1. エレベーター装置に設けられ、かごに連結されたロープを巻き上げることにより前記かごを昇降させる巻上機であって、
   前記ロープが巻き掛けられた綱車と、
   前記綱車と共に回転駆動するブレーキディスクと、
   コイルを内部に有する第１の鉄片、前記コイルへの通電によって前記第１の鉄片側に磁気吸引される第２の鉄片、前記ブレーキディスクに押し当てられるブレーキパッド、および前記ブレーキパッドを前記ブレーキディスクに押し当てるためのばねを有する電磁ブレーキ装置と、
   を備え、
   前記電磁ブレーキ装置は、前記第１の鉄片の外周よりも外側に支持部を有し、
   前記ばねは、前記支持部と前記第２の鉄片との間に設けられ、
   前記第１の鉄片は、前記支持部に圧入されている、
   ことを特徴とする巻上機。
2. 前記第１の鉄片が前記支持部に圧入されている部位の内側ではない前記第１の鉄片の内部に前記コイルが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の巻上機。
3. エレベーター装置に設けられ、かごに連結されたロープを巻き上げることにより前記かごを昇降させる巻上機であって、
   前記ロープが巻き掛けられた綱車と、
   前記綱車と共に回転駆動するブレーキディスクと、
   コイルを内部に有する第１の鉄片、前記コイルへの通電によって前記第１の鉄片側に磁気吸引される第２の鉄片、前記ブレーキディスクに押し当てられるブレーキパッド、および前記ブレーキパッドを前記ブレーキディスクに押し当てるためのばねを有する電磁ブレーキ装置と、
   を備え、
   前記電磁ブレーキ装置は、前記第１の鉄片の外周よりも外側に支持部を有し、
   前記ばねは、前記支持部と前記第２の鉄片との間に設けられ、
   前記第１の鉄片の外径は、前記第２の鉄片を吸引する吸引面側よりも前記吸引面側の反対側の方が大きい、
   ことを特徴とする巻上機。
4. 前記第１の鉄片には、前記第１の鉄片の外径が前記第２の鉄片を吸引する吸引面側よりも前記吸引面側の反対側の方が大きくなるように、段差部が設けられ、
   前記第１の鉄片は、前記支持部が前記段差部と接して前記支持部に圧入されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の巻上機。
5. 請求項１または３に記載の巻上機を備えるエレベーター装置。
   

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