JPH11325128A - 電磁ブレーキおよびエレベータ装置の巻上機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２系統の制動手段を有し、単純な構造で安定
した制動力が得られる。 【解決手段】 ステータ１と、このステータ１に設けら
れるコイル２によって吸引され、ステータ１に設けられ
るコイルばねによって押圧され、かつ円周方向に二分割
される分割アーマチャ１７、１８と、ステータ１から一
定の距離Ｄ₂だけ離れる位置に配置される固定板３と、
分割アーマチャ１７、１８と固定板３との間に設けられ
るロータ１５とを備え、分割アーマチャ１７、１８は一
つの共通コイル２によって各々独立に吸引され、各々独
立に制動作動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の回転を電
磁的に制動する電磁ブレーキおよびこれをエレベータ装
置の巻上機に使用するエレベータ装置の巻上機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】回転軸の回転をばねで制動し電磁的に制
動を解除する電磁ブレーキ、たとえばエレベータの巻上
機などに用いられるディスク形電磁ブレーキは、作動の
確実性、安全性の面などから制動を行なう制動手段を２
系統設けることを要求されることがある。２系統の制動
手段を有するディスク形電磁ブレーキとしては、たとえ
ば実開昭５８−３００４６号に開示されたものが知られ
ている。このディスク形電磁ブレーキは、制動力を２段
階に発生させることが目的であるが、制動手段は２系統
になっている。同心の円板アーマチャ２個とそれぞれの
アーマチャに対して２個の電磁石を設け、２個のアーマ
チャに対して、それぞれ独立に制動ばねを設けている。
回転するロータ（ブレーキ板）の片面にアーマチャを制
動ばねで押し付けることにより制動力を発生する。

【０００３】一方、実開昭５８−１４９６３０号に開示
された一般産業用に用いられるディスク形電磁ブレーキ
が知られている。このディスク形電磁ブレーキは、電磁
石が１個のステータと、円板状の１個のアーマチャとか
ら構成され、ロータは回転軸に対してスプラインなどに
より結合され、回転軸の回転方向に対しては拘束されて
いるが、軸方向には移動できるようになっている。ステ
ータと固定板は、アーマチャの外周部寄りを貫通する通
しボルトにより結合されている。アーマチャは、通しボ
ルトにより回転が拘束されているが、ボルトの軸方向
（電磁石の吸引力方向）には移動できる。ステータには
コイルばねが設けられており、アーマチャを固定板方向
に押し付け、ロータはアーマチャと固定板とに挟まれ、
このばね力により押し付けられて制動力を発生し、ロー
タの両面で制動力を発生する。小形で簡単な構造になっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記２
系統の制動手段を持つディスク形電磁ブレーキ（実開昭
５８−３００４６号）は、円板状のアーマチャを２個同
心状に配置するので、ブレーキの外形が大きくなる。ロ
ータの片面で制動力を発生させることから、ロータに軸
方向力が発生して、軸受に負担がかかり、軸受の寿命低
下や軸の移動に伴う制動力のバラツキが発生し、安定し
た制動力が得られない恐れがあった。また、電磁石を２
個設けるので高価格になり経済的ではなかった。

【０００５】一方、先の一般産業用に用いられるディス
ク形電磁ブレーキ（実開昭５８−１４９６３０号）は、
ロータの両面で制動力を発生させることからロータに軸
方向力が発生せず、大きな制動力が得られ、ブレーキの
外形寸法も小さくでき、簡単な構造で安価に製造できる
が、制動手段は１系統である。

【０００６】本発明の課題は、複数系統の制動手段を有
し、単純な構造で安定した制動力が得られることであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、回転が拘束される固定体と、該固定体から予
め決められる距離だけ離れる位置に配置される回転体
と、前記固定体に設けられるコイルに電流を流す時に前
記固定体側に吸引され、前記コイルに電流を流さない時
に前記固定体に設けられる弾性部材によって前記回転体
に押圧され、前記固定体に回転が規制される制動体とを
備える電磁ブレーキにおいて、前記制動体は、円周方向
に分割され、該分割される分割制動体が各々独立に制動
作動するようにしてなることである。

【０００８】固定体に設けられるコイルに電流を流す
と、制動体は固定体側に吸引される。回転体は固定体か
ら予め決められる距離だけ離れる位置に配置され、この
位置は、制動体が固定体側に吸引されると、少なくとも
制動体は回転体の制動を解除する。この際、制動体が回
転体から離れるように、固定体から離れる位置に回転体
を配置すれば、回転体の制動は確実に解除される。固定
体に設けられるコイルに電流を流さない時は、制動体は
固定体に吸引されず、制動体は固定体に設けられる弾性
部材によって回転体側に押圧される。この際、回転体は
固定体から予め決められる距離だけ離れる位置に配置さ
れ、この位置は制動体が回転体を押圧できる位置であ
る。したがって、制動体は回転体の回転を制動し、した
がって回転体とともに回転する回転軸を制動する。

【０００９】そして、制動体は、円周方向に複数に分割
され、この複数に分割される分割制動体は各々独立に、
すなわち各分割制動体は固定体に設けられるコイルによ
って固定体側に吸引され、また弾性部材によって回転体
側に押圧される。複数に分割される分割制動体は、各々
独立に制動作動するので、複数系統の制動手段を有する
ことになり、万が一どれかの分割制動体が作動しない時
でも他の正常に作動する分割制動体によって制動される
ので、安全で信頼性の高い電磁ブレーキとなる。

【００１０】さらに、上記電磁ブレーキにおいて、前記
固定体から一定の距離だけ離れる位置に該固定体に固定
されて配置される別の固定体を有し、前記回転体は前記
制動体と前記別の固定体との間に配置されてなることで
ある。別の固定体を有する電磁ブレーキは、上記電磁ブ
レーキの作用に加え、回転体が制動体と別の固定体との
間に配置され、両側から制動されるので、一層安定した
制動力が得られる。別の固定体は、固定体のコイルに電
流を流さない時に弾性部材によって回転体が別の固定体
に押圧される位置に配置される。したがって、別の固定
体と制動体とは回転体の回転を制動し、回転体とともに
回転する回転軸を制動することができる。この際、回転
体が回転軸の中心線方向に規定範囲内で移動可能に形成
されることにより、制動体がコイルによって固定体側に
吸引される時、または弾性部材によって回転体に押圧さ
れる時に作動が一層確実になる。

【００１１】さらに、上記いずれかの電磁ブレーキにお
いて、前記制動体は、二つの前記分割制動体を有してな
ることである。二つの分割制動体を有する電磁ブレーキ
は、上記いずれかの電磁ブレーキの作用に加え、単純な
構造で安定した制動力が得られ、この装置の製作の際に
は部品数も少なく、組み立ても容易で経済的である。

【００１２】そして、上記いずれかの電磁ブレーキにお
いて、前記分割制動体は、前記固定体に設けられる一つ
の共通コイルによって吸引されてなることである。分割
制動体を吸引する際に、一つの共通コイルによって行な
うことは、上記いずれかの電磁ブレーキの作用に加え、
一層単純な構造で、この装置の製作の際には部品数も少
なく、組み立ても容易で経済的である。

【００１３】また、昇降路内で乗りかごとつり合おもり
とを駆動シーブの回転によって昇降駆動するエレベータ
装置の巻上機において、上記いずれかの電磁ブレーキを
有してなることである。上記いずれかの電磁ブレーキを
有するエレベータ装置の巻上機は、複数系統の制動手段
を有し、安全で信頼性の高い制動作動を行なうことがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電磁ブレーキ
およびこれを有するエレベータ装置の巻上機の実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、図１〜５にお
いて、同じ構造、作用部分には同一符号を付けて示す。

【００１５】図１は、本発明に係る電磁ブレーキの一実
施形態を示す断面図である。図２は、図１における I−
I 線断面図である。図３は、図１における II−II 線断
面図である。図４は、図３における III−III 線断面図
である。本電磁ブレーキの実施形態の説明においては、
主に図１を用いて説明し、必要に応じて図２〜４を参照
して説明する。

【００１６】図１における実施形態の電磁ブレーキは、
無励磁のディスク形電磁ブレーキＢを示している。ディ
スク形電磁ブレーキＢは、回転が拘束され略平坦な面２
５を有する固定体としてのステータ１と、このステータ
１の略平坦な面２５に垂直な線を中心軸２６に回転可能
に設けられる回転軸１１とともに回転し、ステータ１の
略平坦な面２５から予め決められる距離Ｄ₁だけ離れる
位置に配置される回転体としてのロータ１５と、ステー
タ１に回転が規制されてステータ１に設けられるコイル
２に電流を流す時にステータ１側に吸引され、コイル２
に電流を流さない時にステータ１に設けられる弾性部材
としてのコイルばね２１、２２（図３、４に表示）によ
ってロータ１５に押圧される制動体としてのアーマチャ
２４を備える。

【００１７】さらに、アーマチャ２４は、円周方向２７
（図３に表示）に二つに分割され、この分割される分割
制動体としての分割アーマチャ１７、１８が各々独立に
制動作動する。そして、ディスク形電磁ブレーキＢは、
ステータ１の略平坦な面２５から一定の距離Ｄ₂だけ離
れる位置にステータ１に固定されて配置される別の固定
体として固定板３を有し、ロータ１５は分割アーマチャ
１７、１８と固定板３との間に配置される。この時、ス
テータ１に設けられるコイル２は、一つの共通コイルと
して設けられ、分割アーマチャ１７、１８は、この一つ
の共通コイルによって別々に吸引される。

【００１８】次に、本ディスク形電磁ブレーキＢについ
てさらに詳細に説明する。ステータ１にはリング状に巻
かれるコイル２が装着される。固定板３は、ボルト４
（図２、図４に表示）により巻上機のケース５に固定さ
れる。固定板３とステータ１は３本の通しボルト６、同
じく３本の通しボルト７により結合されている。通しボ
ルト６、７において、固定板３に結合されている部分に
は段付きが設けられており、通しボルト６、７は固定板
３に対してナット８により締め付けられている。ステー
タ１と通しボルト６、７の間にはわずかに隙間が設けら
れ、ステータ１は通しボルト６、７に対して軸方向に位
置決めのための移動調整ができるようになっており、ダ
ブルナット９、１０により調節、固定される。

【００１９】軸受２８を介してケース５に支持される回
転軸１１にはスプライン溝が設けられ、ロータハブ１２
がキー１３を介して取り付けられる。ロータハブ１２が
ゆるんで回転軸１１から抜けないように止め輪１４が設
けられる。ロータハブ１２には、ロータ１５が取り付け
られる。ロータ１５は、回転軸１１に対して回転軸の中
心軸２６方向に規定範囲内で移動可能に形成され、回転
軸１１の回転方向には、回転軸１１とともに回転する。
ロータ１５と固定板３の間にはリング状の摺動材１６が
介在する。この摺動材１６はロータ１５または固定板３
のどちらかに接着されて取付けられる。この実施形態に
おいて、摺動材１６は固定板３に接着される。

【００２０】ロータ１５とステータ１の間には二つの半
月状の分割アーマチャ１７、１８（図３参照）が介在す
る。通しボルト６、７はそれぞれ分割アーマチャ１７、
１８を貫通しており、貫通部には適度な隙間が設けてあ
る。これにより、分割アーマチャ１７、１８は、通しボ
ルト６、７により回転を拘束されているが通しボルト
６、７の軸方向には移動でき、通しボルト６、７をガイ
ドとして分割アーマチャ１７、１８が軸方向にスムーズ
に移動できるようになっている。二つの分割アーマチャ
１７、１８とロータ１５の間にも摺動材１９、２０が介
在する。この摺動材も、ロータ１５にリング状にして接
着しても良いし、分割アーマチャ１７、１８に各々接着
しても良い。この実施形態では、分割アーマチャ１７、
１８に各々接着する。

【００２１】ステータ１には、８本のコイルばね２１、
２２が設けられる（図３、４）。分割アーマチャ１７を
押し付けるコイルばね２１は４本であり、分割アーマチ
ャ１８を押し付けるコイルばね２２は４本である。この
実施形態では、コイルばねの本数をそれぞれの分割アー
マチャに対して４本設定しているが、制動力に応じて本
数を設定すれば良い。コイルばね２１、２２の位置は分
割アーマチャを平均的に押し付けられるように決められ
ることが望ましい。

【００２２】図１は、コイル２に電流を流し、分割アー
マチャ１７、１８がステータ１に吸引される（または吸
引されている）状態を示している。この状態において、
分割アーマチャ１７、１８に接着される摺動材１９、２
０とロータ１５にはエアギャップδが生じる。この時、
ロータ１５は分割アーマチャ１７、１８に接着される摺
動材１９、２０と固定板３に接着される摺動材１６から
開放される。エアギャップδが小さすぎると、回転中に
ロータ１５と摺動材１６〜１８が絶えず接触し、摺動材
が著しく磨耗する。また温度が上昇し、摺動材１６〜１
８が劣化するなどの問題が生じる。一方、エアギャップ
δが大きすぎると、コイルばね２１、２２の押圧力（ま
たは押付力）に打ち勝って分割アーマチャ１７、１８を
吸引できなくなるので、エアギャップδは適当な範囲に
設定しなければならない。このエアギャップδは、ダブ
ルナット９、１０のねじ込み量を調節することにより設
定できる。

【００２３】次に、本ディスク形電磁ブレーキＢの動作
について説明する。制動時は、ステータ１のコイル２に
流れる電流を切ると、電磁力がなくなるので分割アーマ
チャ１７はコイルばね２１により押圧され、分割アーマ
チャ１８はコイルばね２２により押圧される。そして、
ロータ１５は固定板３に接着される摺動材１６と分割ア
ーマチャ１７に接着される摺動材１９に挟まれ、また、
固定板３に接着される摺動材１６と分割アーマチャ１８
に接着される摺動材２０に挟まれて制動力を発生する。
このように、制動時には分割アーマチャ１７と分割アー
マチャ１８の２系統により制動力を発生する。つまり、
二つの分割アーマチャ１７、１８は相互に関連すること
なく独立に動作する。コイル２に電流を流すと、分割ア
ーマチャ１７を囲む磁気回路と分割アーマチャ１８を囲
む磁気回路の２系統が形成される。よって、各々の分割
アーマチャは一つの共通コイル２によって同時に吸引さ
れ、コイルばね２１、２２の押圧力に打ち勝ちロータ１
５を開放（または解除）する。このように、ロータの開
放は１個のステータで済む。

【００２４】半月状の分割アーマチャ１７、１８は、図
３に示すように、半径方向に寸法Ｌだけ離してある。こ
の寸法Ｌが小さすぎると、分割アーマチャ１７と分割ア
ーマチャ１８はお互いに吸引され、半径方向に力が作用
する。そうすると、分割アーマチャ１７、１８と通しボ
ルト６、７の接触力が大きくなり、分割アーマチャの動
きが悪くなる。一方、寸法Ｌが大きすぎると、コイル２
によって形成される磁気回路がこの寸法Ｌ分だけ縮小さ
れるため、コイル２によって形成される電磁吸引力が小
さくなる。以上のことから、寸法Ｌについても適当な値
にする必要がある。この寸法Ｌは、エアギャップの数十
倍程度で十分であり、極端に小さくしない限り問題ない
ので、円板状の分割アーマチャを二分割しても電磁吸引
力が大きく低下することはない。

【００２５】次に、制動時の動作不良について見る。制
動時の動作不良の原因として、コイルばねの折損、摺動
材の摩擦力の異常低下、通しボルトと分割アーマチャの
固渋、摺動材の脱落がある。たとえば、片方の分割アー
マチャ１７の動作不良原因の中で、コイルばねの折損、
摺動材の摩擦力の異常低下、通しボルトと分割アーマチ
ャの固渋について見ると、分割アーマチャ１７による押
圧力がなくなるが、ロータ１５は傾斜することなく回転
する。また、摺動材１９が脱落した場合にもロータ１５
は傾斜することなく回転する。しかし、図１における摺
動材１６が脱落すると、分割アーマチャ１７が４本のコ
イルばね２１（図３、４）で押されているので、ロータ
１５の上側が左方向に斜めになって寄せられる。ロータ
１５の上側が左側に大きく傾斜すると、ロータハブ１２
に設けられているスプラインがこじられて損傷する恐れ
がある。このロータ１５の傾斜を最小限に抑えるために
ロータ１５の外周部と固定板３の隙間を小さくしてい
る。こうすることにより、スプラインの損傷を避けるこ
とができる。

【００２６】本実施形態のディスク形電磁ブレーキＢ
は、半月状のアーマチャを二つ設けることにより、２系
統の制動メカニズム（制動手段）を有する電磁ブレーキ
とすることができ、ステータとロータが各々１個で済む
ので、小型で安価である。

【００２７】図５は、本発明に係る電磁ブレーキを有す
るエレベータ装置の巻上機の概略系統図である。エレベ
ータ装置Ｅは、昇降路の頂部に図示していない機械室が
形成され、この機械室に設置する巻上機Ｗの駆動シーブ
４２にロープ４３をつるべ状に巻き掛け、ロープ４３の
両端に乗りかご４０およびつり合おもり４１をそれぞれ
連結し、巻上機Ｗを運転することによって乗りかご４０
を昇降運転するものである。

【００２８】巻上機Ｗは、回転の駆動源となる電動機４
６と、電動機４６を制動するブレーキ装置４５と、電動
機４６の回転速度を減速し駆動シーブ４２に伝達する減
速機（無い場合もある）４４と、ロープ４３を介して乗
りかごを昇降する駆動シーブ４２とを含むものである。
ここで、ブレーキ装置４５として、先に説明した本発明
のディスク形電磁ブレーキＢを利用する。

【００２９】ブレーキ装置４５および電動機４６は、機
械室に設ける図示していない制御装置によって制御され
る。乗りかご４０からは照明用の電線や操作用あるいは
各種検出用の信号線などをまとめるテールコードが引き
出され、テールコードは昇降路の壁に設けられる接続箱
および配線を経由して制御装置に接続される。

【００３０】上記エレベータ装置の巻上機Ｗにおいて、
ブレーキ装置４５は、二つの分割アーマチャの内一つが
動作不良をおこした場合、もう片方の分割アーマチャに
よって制動できることが要求される場合がある。この場
合、乗りかご（定格積載時）４０が重力によって加速さ
れないことであり、この時必要な制動力は、乗りかご４
０を保持できる力になる。よって、一つの分割アーマチ
ャで乗りかご４０を保持できるように分割アーマチャと
摺動材の大きさやコイルばねの大きさを設定する。

【００３１】一方、ブレーキ装置４５に故障がない状態
において、非常停止を行う場合がある。この場合におい
ては、ある程度の制動距離内で乗りかご４０を停止させ
たいという要求がある。また、過積載時においても乗り
かご４０を保持する必要がある。これら二つのケースに
おいて要求される制動力は、定格積載時に乗りかご４０
を保持する制動力のおおむね２倍以下となる。従来、エ
レベータ装置のブレーキ装置は、定格積載時に乗りかご
４０を保持する制動力のおおむね２倍以下に設定してい
るのが通常であり、この制動力を一つの円板状のアーマ
チャで行なっている。このように考えると、本実施形態
のように、アーマチャを二分割することにより、一つの
分割アーマチャが故障しても他方の分割アーマチャによ
って必要な制動力が得られるし、正常な状態においては
二つの分割アーマチャが動作し、エレベータ装置Ｅに必
要な基本制動力を得ることができる。このことから、ア
ーマチャを二分割しても、本実施形態における電磁ブレ
ーキの外形寸法は、従来の電磁ブレーキの外形寸法とほ
ぼ同等になる。これは、先に示した図１〜４の実施形態
の構造からもわかる。本実施形態における構造は、アー
マチャを二つに分割することにより、従来の電磁ブレー
キとほぼ同等の外形寸法になる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の電磁ブレーキによれば、複数系
統の制動手段を有し、単純な構造で安定した制動力が得
られ、かつ小型で経済的である。

【００３３】また、本発明のエレベータ装置の巻上機に
よれば、上記電磁ブレーキを有することにより、安全で
信頼性が高い安定する巻き上げ動作を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁ブレーキの一実施形態を示す
断面図である。

【図２】図１における I−I 線断面図である。

【図３】図１における II−II 線断面図である。

【図４】図３における III−III 線断面図である。

【図５】本発明に係る電磁ブレーキを有するエレベータ
装置の巻上機の概略系統図である。

【符号の説明】

Ｅ エレベータ装置 Ｗ 巻上機 Ｂ 電磁ブレーキ １ ステータ（固定体） ２ コイル ３ 固定板（別の固定体） １５ ロータ（回転体） １７、１８ 分割アーマチャ（分割制動体） ２１、２２ コイルばね（弾性部材） ２４ アーマチャ（制動体） ２７ 円周方向 ４０ 乗りかご ４１ つり合おもり ４２ 駆動シーブ Ｄ₁ 予め決められる距離 Ｄ₂ 一定の距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊豫田 洋海 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 伊藤 正信 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転が拘束される固定体と、該固定体か
   ら予め決められる距離だけ離れる位置に配置される回転
   体と、前記固定体に設けられるコイルに電流を流す時に
   前記固定体側に吸引され、前記コイルに電流を流さない
   時に前記固定体に設けられる弾性部材によって前記回転
   体に押圧され、前記固定体に回転が規制される制動体と
   を備える電磁ブレーキにおいて、前記制動体は、円周方
   向に分割され、該分割される分割制動体が各々独立に制
   動作動するようにしてなることを特徴とする電磁ブレー
   キ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記固定体から一定
   の距離だけ離れる位置に該固定体に固定されて配置され
   る別の固定体を有し、前記回転体は前記制動体と前記別
   の固定体との間に配置されてなることを特徴とする電磁
   ブレーキ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記制動体
   は、二つの前記分割制動体を有してなることを特徴とす
   る電磁ブレーキ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前
   記分割制動体は、前記固定体に設けられる一つの共通コ
   イルによって吸引されてなることを特徴とする電磁ブレ
   ーキ。
5. 【請求項５】 昇降路内で乗りかごとつり合おもりとを
   駆動シーブの回転によって昇降駆動するエレベータ装置
   の巻上機において、請求項１乃至４のいずれかに記載の
   電磁ブレーキを有してなることを特徴とするエレベータ
   装置の巻上機。