JP7019080B1 - エレベータ用巻上機のブレーキ装置及びエレベータ用巻上機 - Google Patents

Abstract

【課題】静音性を向上させることができるエレベータ用巻上機のブレーキ装置を提供する。【解決手段】エレベータ用巻上機のブレーキ装置は、ブレーキシューと、可動鉄心と、固定鉄心と、第１ばねと、電磁コイルと、可動鉄心と固定鉄心との間に設けられ、粘弾性体により形成された緩衝部材と、緩衝部材と固定鉄心との間に設けられ、緩衝部材を可動鉄心に押し付ける金属製の第２ばねと、を備え、可動鉄心は、ブレーキシューが制動面に接触する第１位置と、ブレーキシューが制動面から離れる第２位置と、の間を移動可能に構成されており、緩衝部材は、可動鉄心が第１位置及び第２位置のいずれにあるときにも、第２ばねの押付け力によって可動鉄心に押し付けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、エレベータ用巻上機のブレーキ装置、及びそれを備えたエレベータ用巻上機に関するものである。

特許文献１には、エレベータの巻上機ブレーキが記載されている。この巻上機ブレーキは、固定鉄心及びブレーキコイルを有する電磁マグネットと、可動鉄心と、可動鉄心に設けられたライニングと、可動鉄心を電磁マグネットから離れる方向に押し付けるブレーキばねと、を有している。固定鉄心には、固定鉄心の材料よりも線膨張係数の大きい材料からなるゴム受け部材が設けられている。ゴム受け部材の端面には、固定鉄心と可動鉄心との間に位置するクッションゴムが固定されている。

特開２０１１－１４８５８６号公報

上記の巻上機ブレーキでは、高温時におけるクッションゴムのばね定数は、常温時におけるクッションゴムのばね定数よりも低下する。しかしながら、高温時には、ゴム受け部材が可動鉄心側に伸びるため、可動鉄心が電磁マグネットに吸引されるときのクッションゴムの圧縮量は、常温時よりも大きくなる。これにより、高温時においてもクッションゴムの反力を確保することができる。このため、上記の巻上機ブレーキでは、可動鉄心と電磁マグネットとが衝突するときの衝突音を低減できる可能性がある。

しかしながら、上記の巻上機ブレーキでは、電磁マグネットによる吸引が解除されて可動鉄心が電磁マグネットから離れると、クッションゴムが可動鉄心から離れる。このため、可動鉄心に設けられたライニングがブレーキドラムと衝突するときの衝突音を低減することはできない。したがって、上記の巻上機ブレーキには、静音性を十分に向上させることができないという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、静音性を向上させることができるエレベータ用巻上機のブレーキ装置、及びそれを備えたエレベータ用巻上機を提供することを目的とする。

本開示に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置は、ブレーキドラムの制動面と対向して配置されるブレーキシューと、前記ブレーキシューを支持する可動鉄心と、前記可動鉄心と対向して配置された固定鉄心と、前記可動鉄心と前記固定鉄心との間に設けられ、前記可動鉄心を前記固定鉄心から離れる方向に押す第１ばねと、前記固定鉄心に設けられ、前記可動鉄心を吸引する吸引力を通電時に発生させる電磁コイルと、前記可動鉄心と前記固定鉄心との間に設けられ、粘弾性体により形成された緩衝部材と、前記緩衝部材と前記固定鉄心との間に設けられ、前記緩衝部材を前記可動鉄心に押し付ける金属製の第２ばねと、を備え、前記可動鉄心は、前記ブレーキシューが前記制動面に接触する第１位置と、前記ブレーキシューが前記制動面から離れる第２位置と、の間を移動可能に構成されており、前記緩衝部材は、前記可動鉄心が前記第１位置及び前記第２位置のいずれにあるときにも、前記第２ばねの押付け力によって前記可動鉄心に押し付けられている。
本開示に係るエレベータ用巻上機は、本開示に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置と、前記ブレーキドラムと、かご及び釣合おもりが吊り下げられる懸架体が巻き掛けられ、前記ブレーキドラムと一体に回転駆動される綱車と、を備える。

本開示によれば、エレベータ用巻上機のブレーキ装置及びエレベータ用巻上機において、静音性を向上させることができる。

実施の形態１に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置の構成を示す断面図である。 実施の形態１に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係るエレベータ用巻上機の概略構成を示す図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置について説明する。図１及び図２は、本実施の形態に係るエレベータ用巻上機のブレーキ装置の構成を示す断面図である。本実施の形態に係るブレーキ装置１００は、電磁コイル５０に通電されていない非通電時に作動する無励磁作動型である。図１には、非通電時のブレーキ装置１００、すなわち作動している状態のブレーキ装置１００が示されている。図２には、通電時のブレーキ装置１００、すなわち作動が解除されている状態のブレーキ装置１００が示されている。

図１及び図２に示すように、ブレーキ装置１００は、固定鉄心１０、可動鉄心２０、ブレーキシュー３０、第１ばね４０、電磁コイル５０、緩衝部材６０及び第２ばね７０を有している。ブレーキ装置１００は、ブレーキドラム２００の外周側に配置されている。

固定鉄心１０と可動鉄心２０とは、互いに対向して配置されている。固定鉄心１０は、可動鉄心２０と対向する磁極面１０ａを有している。可動鉄心２０は、固定鉄心１０の磁極面１０ａと対向する対向面２０ａを有している。固定鉄心１０及び可動鉄心２０は、いずれも磁性材料により形成されている。

可動鉄心２０は、固定鉄心１０から離れた第１位置と、第１位置よりも固定鉄心１０側の位置である第２位置との間を、固定鉄心１０に対して相対的に移動可能に構成されている。図１に示す可動鉄心２０は第１位置にあり、図２に示す可動鉄心２０は第２位置にある。本実施の形態では、可動鉄心２０が第２位置にあるとき、可動鉄心２０の対向面２０ａと固定鉄心１０の磁極面１０ａとが互いに接触している。

固定鉄心１０の磁極面１０ａには、第１ばね収容穴１１、第２ばね収容穴１２及びコイル収容溝１３が形成されている。

第１ばね収容穴１１は、磁極面１０ａと垂直な方向に延伸するように形成されている。第１ばね収容穴１１は、円形の断面を有している。第１ばね収容穴１１には、第１ばね４０が収容されている。第１ばね４０は、固定鉄心１０と可動鉄心２０との間に設けられた圧縮コイルばねである。第１ばね４０の一端部４０ａは、第１ばね収容穴１１の底面１１ａに支持されている。第１ばね４０の他端部４０ｂは、可動鉄心２０の対向面２０ａに支持されている。可動鉄心２０は、第１ばね４０により、固定鉄心１０から離れる方向に押されている。

コイル収容溝１３は、磁極面１０ａに沿って環状に形成されている。コイル収容溝１３には、電磁コイル５０が収容されている。電磁コイル５０は、通電時に、可動鉄心２０を吸引する吸引力を固定鉄心１０に発生させるように構成されている。電磁コイル５０に通電されると、可動鉄心２０は、第１ばね４０の押付け力に抗して固定鉄心１０に吸引される。

第２ばね収容穴１２は、磁極面１０ａと垂直な方向に延伸するように形成されている。第２ばね収容穴１２は、円形の断面を有している。第２ばね収容穴１２には、第２ばね７０及びばね受け部材７１が収容されている。

第２ばね７０は、第１ばね４０とは別に設けられた圧縮コイルばねである。第２ばね７０は金属製である。第２ばね７０は、ばね受け部材７１と固定鉄心１０との間に設けられている。第２ばね７０の一端部７０ａは、第２ばね収容穴１２の底面１２ａに支持されている。第２ばね７０の他端部７０ｂは、ばね受け部材７１に支持されている。

ばね受け部材７１は、円板状の形状を有している。ばね受け部材７１は、第２ばね収容穴１２の内部を進退自在となるように、第２ばね収容穴１２に嵌め込まれている。ばね受け部材７１は、第２ばね収容穴１２の底面１２ａ側を向いた第１面７１ａと、可動鉄心２０側を向いた第２面７１ｂと、を有している。第１面７１ａは、第２ばね７０の他端部７０ｂを支持している。

緩衝部材６０は、ゴム等の粘弾性体により形成されている。すなわち、緩衝部材６０は粘弾性を有している。緩衝部材６０は、ばね受け部材７１の第２面７１ｂ上に設けられており、ばね受け部材７１と可動鉄心２０との間に配置されている。緩衝部材６０は、ばね受け部材７１の半径と同一又はそれより小さい半径を有する円柱状の形状を有している。緩衝部材６０は、ばね受け部材７１の第２面７１ｂと接触している第１面６０ａと、可動鉄心２０側を向いた第２面６０ｂと、を有している。

緩衝部材６０には、第２ばね７０の押付け力がばね受け部材７１を介して作用している。緩衝部材６０は、可動鉄心２０が第１位置及び第２位置のいずれにあるときにも、第２ばね７０の押付け力によって可動鉄心２０の対向面２０ａに押し付けられている。これにより、緩衝部材６０の第２面６０ｂは、可動鉄心２０が第１位置及び第２位置のいずれにあるときにも、可動鉄心２０の対向面２０ａと接触している。可動鉄心２０が第１位置にあり、固定鉄心１０から離れているときには、緩衝部材６０は、図１に示すように磁極面１０ａよりも可動鉄心２０側に突出している。可動鉄心２０が第２位置にあり、固定鉄心１０と接触しているときには、緩衝部材６０は、図２に示すように第２ばね収容穴１２の内部に収容されている。

可動鉄心２０と固定鉄心１０との間には、緩衝部材６０、ばね受け部材７１及び第２ばね７０がこの順に直列に配置されている。第２ばね７０の他端部７０ｂが緩衝部材６０の第１面６０ａに直接支持される場合には、ばね受け部材７１を省略することもできる。

ブレーキシュー３０は、ブレーキドラム２００の外周面に形成された制動面２０１と対向して配置される。ブレーキシュー３０は、可動鉄心２０を挟んで固定鉄心１０とは反対側に配置されている。ブレーキシュー３０は、可動鉄心２０によって支持されている。可動鉄心２０が第１位置にあるときには、ブレーキシュー３０は、図１に示すようにブレーキドラム２００の制動面２０１と接触する。可動鉄心２０が第２位置にあるときには、ブレーキシュー３０は、図２に示すようにブレーキドラム２００の制動面２０１から離れる。

図１及び図２では２つの第１ばね４０が示されているが、第１ばね４０の数は１つ又は３つ以上であってもよい。図１及び図２では１つの電磁コイル５０が示されているが、電磁コイル５０の数は２つ以上であってもよい。本実施の形態では、第１ばね４０が電磁コイル５０の内側に配置されているが、第１ばね４０は電磁コイル５０の外側に配置されていてもよい。

図１及び図２では、２つの第２ばね７０、２つのばね受け部材７１、及び２つの緩衝部材６０が示されているが、第２ばね７０、ばね受け部材７１及び緩衝部材６０のそれぞれの数は、１つ又は３つ以上であってもよい。本実施の形態では、第２ばね７０、ばね受け部材７１及び緩衝部材６０が電磁コイル５０の外側に配置されているが、第２ばね７０、ばね受け部材７１及び緩衝部材６０は、電磁コイル５０の内側に配置されていてもよい。

次に、本実施の形態に係るブレーキ装置１００の動作について説明する。まず、図２を用いて、通電時のブレーキ装置１００すなわち作動が解除されている状態のブレーキ装置１００について説明する。図２に示すように、電磁コイル５０に通電されている通電時には、可動鉄心２０を吸引する吸引力が固定鉄心１０に生じている。これにより、可動鉄心２０は、第１ばね４０の押付け力に抗して固定鉄心１０に吸引されている。可動鉄心２０の対向面２０ａは、固定鉄心１０の磁極面１０ａと接触している。緩衝部材６０は、第２ばね７０の押付け力により、可動鉄心２０の対向面２０ａに押し付けられている。ブレーキシュー３０は、ブレーキドラム２００の制動面２０１から離れている。

次に、作動が開始されるときのブレーキ装置１００について説明する。電磁コイル５０への通電が停止すると、固定鉄心１０が可動鉄心２０を吸引する吸引力が消失し、図１に示すように、可動鉄心２０が第１ばね４０の押付け力によって固定鉄心１０から離れる。これにより、ブレーキシュー３０がブレーキドラム２００の制動面２０１に押し付けられ、ブレーキ装置１００が作動する。可動鉄心２０が固定鉄心１０から離れる方向に移動した場合であっても、緩衝部材６０は、第２ばね７０の押付け力によって可動鉄心２０の対向面２０ａに押し付けられている。

ブレーキ装置１００が作動する際には、ブレーキシュー３０がブレーキドラム２００の制動面２０１と衝突し、可動鉄心２０に振動が生じる。本実施の形態では、可動鉄心２０に押し付けられている緩衝部材６０の減衰作用により、ブレーキシュー３０とブレーキドラム２００とが衝突した際の可動鉄心２０の振動を減衰させることができる。したがって、ブレーキシュー３０とブレーキドラム２００とが衝突するときの衝突音を低減することができる。

また、ブレーキ装置１００が作動してからブレーキドラム２００の回転が停止するまでの間には、ブレーキシュー３０の共振に起因して鳴き音が生じる場合がある。本実施の形態では、緩衝部材６０の減衰作用により可動鉄心２０の振動を減衰させることができるため、上記の鳴き音を低減することができる。

ここで、緩衝部材６０は、粘弾性を有する粘弾性体により形成されている。このため、ブレーキ装置１００が連続使用されたり、ブレーキ装置１００が例えば２０～６０℃の高温環境下で使用されたりすると、熱劣化による応力緩和が緩衝部材６０に生じ、緩衝部材６０の厚みが減少する場合がある。また、緩衝部材６０が長期間使用される場合、熱以外の要因によっても緩衝部材６０に経年劣化が生じ、緩衝部材６０の厚みが減少する場合がある。

本実施の形態では、第２ばね７０の押付け力によって緩衝部材６０が可動鉄心２０に押し付けられている。粘弾性体により形成された緩衝部材６０と比較すると、金属製の第２ばね７０には、熱劣化又は経年劣化による応力緩和が生じにくい。このため、緩衝部材６０の厚みが減少したとしても、第２ばね７０の押付け力により、緩衝部材６０は安定して可動鉄心２０に押し付けられる。したがって、本実施の形態では、ブレーキシュー３０とブレーキドラム２００とが衝突するときの衝突音、及びブレーキシュー３０の共振に起因する鳴き音を長期間にわたって低減することができる。

ブレーキ装置１００が作動している状態で電磁コイル５０への通電が開始されると、可動鉄心２０が固定鉄心１０に吸引され、可動鉄心２０の対向面２０ａが固定鉄心１０の磁極面１０ａと衝突する。これにより、図２に示すように、ブレーキ装置１００の作動が解除される。

緩衝部材６０は、可動鉄心２０が固定鉄心１０に近づく方向に移動した場合であっても、第２ばね７０の押付け力によって可動鉄心２０の対向面２０ａに押し付けられている。このため、緩衝部材６０の減衰作用により、可動鉄心２０と固定鉄心１０とが衝突した際の可動鉄心２０の振動を減衰させることができる。したがって、本実施の形態では、可動鉄心２０と固定鉄心１０とが衝突するときの衝突音をも低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るブレーキ装置１００は、ブレーキシュー３０と、可動鉄心２０と、固定鉄心１０と、第１ばね４０と、電磁コイル５０と、緩衝部材６０と、第２ばね７０と、を備えている。ブレーキシュー３０は、ブレーキドラム２００の制動面２０１と対向して配置される。可動鉄心２０は、ブレーキシュー３０を支持するように構成されている。固定鉄心１０は、可動鉄心２０と対向して配置されている。第１ばね４０は、可動鉄心２０と固定鉄心１０との間に設けられ、可動鉄心２０を固定鉄心１０から離れる方向に押すように構成されている。電磁コイル５０は、固定鉄心１０に設けられ、可動鉄心２０を吸引する吸引力を通電時に発生させるように構成されている。緩衝部材６０は、可動鉄心２０と固定鉄心１０との間に設けられており、粘弾性体により形成されている。第２ばね７０は、緩衝部材６０と固定鉄心１０との間に設けられ、緩衝部材６０を可動鉄心２０に押し付ける金属製のばねである。

可動鉄心２０は、ブレーキシュー３０が制動面２０１に接触する第１位置と、ブレーキシュー３０が制動面２０１から離れる第２位置と、の間を移動可能に構成されている。緩衝部材６０は、可動鉄心２０が第１位置及び第２位置のいずれにあるときにも、第２ばね７０の押付け力によって可動鉄心２０に押し付けられている。

この構成によれば、可動鉄心２０が第１位置にあるときだけでなく第２位置にあるときにも、第２ばね７０の押付け力によって緩衝部材６０が可動鉄心２０に押し付けられる。このため、可動鉄心２０が第２位置にあるときにも、緩衝部材６０の減衰作用により、可動鉄心２０の振動を減衰させることができる。したがって、ブレーキシュー３０とブレーキドラム２００とが衝突するときの衝突音、及びブレーキシュー３０の共振に起因する鳴き音を低減することができる。

また、この構成によれば、緩衝部材６０に熱劣化などによる応力緩和が生じ、緩衝部材６０の厚みが減少したとしても、緩衝部材６０は、金属製の第２ばね７０によって安定して可動鉄心２０に押し付けられる。したがって、ブレーキシュー３０とブレーキドラム２００とが衝突するときの衝突音、及びブレーキシュー３０の共振に起因する鳴き音を長期間にわたって低減することができる。

よって、本実施の形態によれば、ブレーキ装置１００の静音性を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係るエレベータ用巻上機について説明する。図３は、本実施の形態に係るエレベータ用巻上機の概略構成を示す図である。図３に示すように、エレベータ用巻上機は、ブレーキドラム２００と、２つのブレーキ装置１００と、かご及び釣合おもりが吊り下げられる懸架体が巻き掛けられる綱車２０２と、不図示のモータと、を備えている。ブレーキドラム２００及び綱車２０２は、モータによって一体に回転駆動される。

２つのブレーキ装置１００のそれぞれには、実施の形態１のブレーキ装置１００が用いられている。各ブレーキ装置１００は、ブレーキドラム２００の外周側に配置されている。２つのブレーキ装置１００は、ブレーキドラム２００の回転軸線２０３を中心として互いに対称となる位置に配置されている。

本実施の形態では、ブレーキ装置１００がブレーキドラム２００の外周側に配置されているが、ブレーキ装置１００は、ブレーキドラム２００の内周側に配置されていてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係るエレベータ用巻上機は、実施の形態１に係るブレーキ装置１００と、ブレーキドラム２００と、かご及び釣合おもりが吊り下げられる懸架体が巻き掛けられる綱車２０２と、を備えている。この構成によれば、エレベータ用巻上機において、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

１０ 固定鉄心、１０ａ 磁極面、１１ 第１ばね収容穴、１１ａ 底面、１２ 第２ばね収容穴、１２ａ 底面、１３ コイル収容溝、２０ 可動鉄心、２０ａ 対向面、３０ ブレーキシュー、４０ 第１ばね、４０ａ 一端部、４０ｂ 他端部、５０ 電磁コイル、６０ 緩衝部材、６０ａ 第１面、６０ｂ 第２面、７０ 第２ばね、７０ａ 一端部、７０ｂ 他端部、７１ ばね受け部材、７１ａ 第１面、７１ｂ 第２面、１００ ブレーキ装置、２００ ブレーキドラム、２０１ 制動面、２０２ 綱車、２０３ 回転軸線。

Claims (2)

1. ブレーキドラムの制動面と対向して配置されるブレーキシューと、
   前記ブレーキシューを支持する可動鉄心と、
   前記可動鉄心と対向して配置された固定鉄心と、
   前記可動鉄心と前記固定鉄心との間に設けられ、前記可動鉄心を前記固定鉄心から離れる方向に押す第１ばねと、
   前記固定鉄心に設けられ、前記可動鉄心を吸引する吸引力を通電時に発生させる電磁コイルと、
   前記可動鉄心と前記固定鉄心との間に設けられ、粘弾性体により形成された緩衝部材と、
   前記緩衝部材と前記固定鉄心との間に設けられ、前記緩衝部材を前記可動鉄心に押し付ける金属製の第２ばねと、
   を備え、
   前記可動鉄心は、前記ブレーキシューが前記制動面に接触する第１位置と、前記ブレーキシューが前記制動面から離れる第２位置と、の間を移動可能に構成されており、
   前記緩衝部材は、前記可動鉄心が前記第１位置及び前記第２位置のいずれにあるときにも、前記第２ばねの押付け力によって前記可動鉄心に押し付けられているエレベータ用巻上機のブレーキ装置。
2. 請求項１に記載のエレベータ用巻上機のブレーキ装置と、
   前記ブレーキドラムと、
   かご及び釣合おもりが吊り下げられる懸架体が巻き掛けられ、前記ブレーキドラムと一体に回転駆動される綱車と、
   を備えるエレベータ用巻上機。

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