JPWO2004050527A1 - 巻上機のブレーキ機構 - Google Patents
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Abstract
巻上機用ブレーキ機構(110)において、一面に開放するブレーキドラム(2)の椀状部(12)の内壁に対向するように複数の制動部材(20)を配置する。また、複数の制動部材(20)のそれぞれに接続され、椀状部(12)の中心からの放射線の方向に、かつ、制動部材(20)を椀状部の内壁に押圧する方向に弾性力を働かせるように配置された弾性部材(30)を設ける。また、ブレーキ機構(110)は、弾性部材(30)の、制動部材(20)に接続された部分とは反対側の部分を固定する支持部材(8)と、弾性力とは反対の抵抗力を発揮して弾性力を制御する制御機構(42、50)とを備える。
Description
この発明は、巻上機のブレーキ機構に関する。更に具体的には、エレベータ装置において、ロープを巻きかけてかごを昇降する巻上機において用いられるブレーキ機構として好適なものである。
従来の巻上機のブレーキ機構は、日本特開2000−289955号に示されるように、ブレーキドラム内に設けられている。ブレーキ機構は、左右対称に配置されたブレーキアームを含む。各ブレーキアームは、支持ピンにより、上方の一端を、支持板に支持されている。支持板の下方には、ブレーキバネが固定され、ブレーキバネの両端は、それぞれ、各ブレーキアームの下方端部に当接するようになっている。ブレーキアームの支持ピン付近には、ブレーキドラムの内側の制動面に対向するように、ブレーキライニングがブレーキシューを介して取り付けられている。また、ブレーキアームの中間部付近には電磁マグネットが配置されている。
このように構成された従来のブレーキ機構においては、ブレーキライニングを、ブレーキドラムの制動面に接触させることにより、ブレーキを作動し、巻上機の回転を止める。また、逆に、ブレーキライニングをブレーキドラムから引き離すことにより、ブレーキを開放して、巻上機を回転可能な状態とする。ここで、ブレーキライニングの接触、引き離しは、ブレーキライニングの取り付けられた2本のブレーキアームを、支持ピンを支点として可動させることにより行われる。また、ブレーキアームは、ブレーキバネがブレーキアームを外側に押すバネ力により、ブレーキライニング外側に押し、電磁マグネットがブレーキアームを内側に吸引する吸引力により、ブレーキライニング内側に引く。即ち、ブレーキライニングをブレーキドラムに押付ける際には、電磁マグネットによる吸引力を解除して、ブレーキバネによるバネ力によってブレーキアームをブレーキドラム側に開く方向に動かす。一方、ブレーキライニングをブレーキドラムから引き離す場合には、電磁マグネットに電流を流し、吸引力を働かせて、ブレーキアームを中心方向に吸引する。
ところで、上述したように、ブレーキアームは、左右対称に、2本配置され、このブレーキアームのそれぞれに、ブレーキアームの動きに連動して動くようにして、各1つずつのブレーキライニングが設けられている。従って、ブレーキ機構は、2つのブレーキライニングによってブレーキを作動させている。
このため、エレベータ装置に必要なブレーキ制動力を確保するためには、各ブレーキライニングをブレーキドラムに押付ける力を大きくする必要があり、従って、ブレーキアームを押すブレーキバネのバネ力を大きくする必要がある。
しかし、ブレーキバネのバネ力を大きくするためには、バネの素線径を太くしたり、あるいは、バネの外径を大きくしたりする等の対策が必要となる。このため、ブレーキバネが厚く、大きくなり、バネの大きさにあわせて、ブレーキ機構、ひいては、巻上機全体が厚くなったり、大きくなったりしてしまうことが考えられる。
また、ブレーキバネのバネ力を大きくすると、ブレーキアームに作用する力も大きくなる。このため、ブレーキアームが撓み、これにより、ブレーキライニングをブレーキドラムに押付ける力が低下してしまうことが考えられる。これに対して、ブレーキアームの剛性を大きくすることが考えられるが、ブレーキアームの剛性を大きくするためには、荷重が作用する方向にブレーキアームを厚くする必要がある。このため、ブレーキ装置、ひいては、巻上機全体が大きくなってしまうことが考えられる。
更に、ブレーキバネのバネ力を大きくした場合、これに対抗する吸引力をも大きくする必要がある。しかし、吸引力を大きくするためには、電磁マグネットの電線径を太くしたり、あるいは、電線の巻き数を多くしたりしなければならない。このため、電磁マグネットが大きくなってしまい、巻上機の小型化に制限がかかることとなる。また、電線径を太くしたり、巻き数を多くしたりすれば、必要な電力も大きくなってしまう。
また、エレベータ装置においては、静音化が望まれているが、ブレーキバネのバネ力を大きくすれば、ブレーキライニングがブレーキドラムに衝突する時の衝突音が大きくなってしまう場合がある。
更に、このような構成のブレーキ機構において、ブレーキアームは、その一端を支持する支持ピンを支点として可動する。従って、ブレーキライニングとブレーキドラムとの隙間、及び、アーマチュアと、電磁マグネットとの隙間は、ピンに近い側では狭く、ピンに遠い側では、広くなっている。一方、ブレーキライニングとブレーキドラムとの間の必要な最小隙間は、ピンに近い側で決められる。このため、ピンから遠い側の隙間は、必要最小隙間よりも大きくなるため、この部分での衝突音は一層大きくなってしまう。
発明の概要
この発明は、以上説明したような問題を解決し、巻上機の小型化、及び、静音化等を図ることを目的として、改良した巻上機のブレーキ機構を提案するものである。
従って、この発明の巻上機のブレーキ機構は、一面に開放するブレーキドラムの椀状部の内壁に対向するように配置された複数の制動部材と、前記複数の制動部材のそれぞれに接続され、前記椀状部の中心からの放射線の方向に、かつ、前記制動部材を前記椀状部の内壁に押圧する方向に弾性力を働かせるように配置された弾性部材と、前記弾性部材の、前記制動部材に接続された部分とは反対側の部分を固定する支持部材と、前記弾性力とは反対の抵抗力を発揮して前記弾性力を制御する制御機構と、を備える。
このようにすれば、それぞれの制動部材が負担する制動力は、従来のものに比べて小さくすることができ、これにより、弾性部材や、電磁石などの小型化を図ることができる。また、制動部材が制動面に衝突する場合の衝突音を小さくすることができる。
このように構成された従来のブレーキ機構においては、ブレーキライニングを、ブレーキドラムの制動面に接触させることにより、ブレーキを作動し、巻上機の回転を止める。また、逆に、ブレーキライニングをブレーキドラムから引き離すことにより、ブレーキを開放して、巻上機を回転可能な状態とする。ここで、ブレーキライニングの接触、引き離しは、ブレーキライニングの取り付けられた2本のブレーキアームを、支持ピンを支点として可動させることにより行われる。また、ブレーキアームは、ブレーキバネがブレーキアームを外側に押すバネ力により、ブレーキライニング外側に押し、電磁マグネットがブレーキアームを内側に吸引する吸引力により、ブレーキライニング内側に引く。即ち、ブレーキライニングをブレーキドラムに押付ける際には、電磁マグネットによる吸引力を解除して、ブレーキバネによるバネ力によってブレーキアームをブレーキドラム側に開く方向に動かす。一方、ブレーキライニングをブレーキドラムから引き離す場合には、電磁マグネットに電流を流し、吸引力を働かせて、ブレーキアームを中心方向に吸引する。
ところで、上述したように、ブレーキアームは、左右対称に、2本配置され、このブレーキアームのそれぞれに、ブレーキアームの動きに連動して動くようにして、各1つずつのブレーキライニングが設けられている。従って、ブレーキ機構は、2つのブレーキライニングによってブレーキを作動させている。
このため、エレベータ装置に必要なブレーキ制動力を確保するためには、各ブレーキライニングをブレーキドラムに押付ける力を大きくする必要があり、従って、ブレーキアームを押すブレーキバネのバネ力を大きくする必要がある。
しかし、ブレーキバネのバネ力を大きくするためには、バネの素線径を太くしたり、あるいは、バネの外径を大きくしたりする等の対策が必要となる。このため、ブレーキバネが厚く、大きくなり、バネの大きさにあわせて、ブレーキ機構、ひいては、巻上機全体が厚くなったり、大きくなったりしてしまうことが考えられる。
また、ブレーキバネのバネ力を大きくすると、ブレーキアームに作用する力も大きくなる。このため、ブレーキアームが撓み、これにより、ブレーキライニングをブレーキドラムに押付ける力が低下してしまうことが考えられる。これに対して、ブレーキアームの剛性を大きくすることが考えられるが、ブレーキアームの剛性を大きくするためには、荷重が作用する方向にブレーキアームを厚くする必要がある。このため、ブレーキ装置、ひいては、巻上機全体が大きくなってしまうことが考えられる。
更に、ブレーキバネのバネ力を大きくした場合、これに対抗する吸引力をも大きくする必要がある。しかし、吸引力を大きくするためには、電磁マグネットの電線径を太くしたり、あるいは、電線の巻き数を多くしたりしなければならない。このため、電磁マグネットが大きくなってしまい、巻上機の小型化に制限がかかることとなる。また、電線径を太くしたり、巻き数を多くしたりすれば、必要な電力も大きくなってしまう。
また、エレベータ装置においては、静音化が望まれているが、ブレーキバネのバネ力を大きくすれば、ブレーキライニングがブレーキドラムに衝突する時の衝突音が大きくなってしまう場合がある。
更に、このような構成のブレーキ機構において、ブレーキアームは、その一端を支持する支持ピンを支点として可動する。従って、ブレーキライニングとブレーキドラムとの隙間、及び、アーマチュアと、電磁マグネットとの隙間は、ピンに近い側では狭く、ピンに遠い側では、広くなっている。一方、ブレーキライニングとブレーキドラムとの間の必要な最小隙間は、ピンに近い側で決められる。このため、ピンから遠い側の隙間は、必要最小隙間よりも大きくなるため、この部分での衝突音は一層大きくなってしまう。
発明の概要
この発明は、以上説明したような問題を解決し、巻上機の小型化、及び、静音化等を図ることを目的として、改良した巻上機のブレーキ機構を提案するものである。
従って、この発明の巻上機のブレーキ機構は、一面に開放するブレーキドラムの椀状部の内壁に対向するように配置された複数の制動部材と、前記複数の制動部材のそれぞれに接続され、前記椀状部の中心からの放射線の方向に、かつ、前記制動部材を前記椀状部の内壁に押圧する方向に弾性力を働かせるように配置された弾性部材と、前記弾性部材の、前記制動部材に接続された部分とは反対側の部分を固定する支持部材と、前記弾性力とは反対の抵抗力を発揮して前記弾性力を制御する制御機構と、を備える。
このようにすれば、それぞれの制動部材が負担する制動力は、従来のものに比べて小さくすることができ、これにより、弾性部材や、電磁石などの小型化を図ることができる。また、制動部材が制動面に衝突する場合の衝突音を小さくすることができる。
図1は、この発明の実施の形態における巻上機のブレーキ機構を説明するための断面模式図である。
図2は、この発明の実施の形態における巻上機のブレーキ機構を説明するための正面図である。
図3は、図1のブレーキ機構の、A−A´方向の断面図である。
図4は、図1のブレーキ機構の、B−B´方向の断面図である。
図5は、この発明の実施の形態における巻上機のレバー部分を説明するための模式図である。
図6は、この発明の実施の形態における巻上機の、ブレーキが解除されている励磁状態を説明するための断面模式図である。
図2は、この発明の実施の形態における巻上機のブレーキ機構を説明するための正面図である。
図3は、図1のブレーキ機構の、A−A´方向の断面図である。
図4は、図1のブレーキ機構の、B−B´方向の断面図である。
図5は、この発明の実施の形態における巻上機のレバー部分を説明するための模式図である。
図6は、この発明の実施の形態における巻上機の、ブレーキが解除されている励磁状態を説明するための断面模式図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
図1は、この発明の実施の形態における巻上機100のブレーキ機構110を説明するための断面模式図である。また、図2は、巻上機のブレーキ機構を説明するための正面図である。図3、図4は、それぞれ、図1の巻上機のブレーキ機構におけるA−A´方向、B−B´方向の断面模式図である。なお、各図において、点線で表された部分は、透視部分を示している。
図1に示すように、巻上機100には、ブレーキドラム2が、中心軸4を中心に回転可能に配置されている。また、ブレーキドラム2は、中心軸4と共に、一面に開放面を備えるハウジング6内に収容され、この開放面の一部は、フレーム8によって閉じられている。
なお、この明細書において、開放面側(図1においては下側)を正面と称し、これに対向する面側(図1においては、上側)を、背面と称することとする。
ブレーキドラム2は、ロープを巻きかけて回転する綱車10と、綱車10の正面側に接続するドラム部12とを備える。ドラム部12は、正面側に開放面を備える椀状体である。ドラム部12の内側の側面部分は、制動面14が設けられている。
図1及び図2を参照して、ブレーキドラム2のドラム部12内部には、ブレーキ機構110が配置されている。
ブレーキ機構110は、制動面14に対向するように、ドラム部12の内周壁に沿って、等間隔に設けられた合計8個のブレーキライニング20を備える。各ブレーキライニング20の制動面14に対向する面とは反対側の面には、それぞれ、ブレーキシュー22が取り付けられている。
各ブレーキシュー22の中心部には、それぞれ、ネジ棒24が設けられ、即ち、各ネジ棒24は、一端において、ブレーキシュー22に固定されている。各ネジ棒24の、他端は、それぞれ、バネ受け26にねじ込まれている。
図1〜図4に示すように、各バネ受け26は、中空の円筒部材の一端に、円筒部材より径の大きい同心円上の円板部材を備え、また、他端には、6角形に切り欠いて内側にネジ加工を施したナット部材を備えて構成される。ネジ棒24は、このナット部材により固定されている。
各バネ受け26のナット部材側に接するように、それぞれ、止めナット28が設けられている。各止めナット28には、それぞれ、ネジ棒24が貫通している。各バネ受け26のナット部材と、止めナット28とにより、各ネジ棒24のズレが防止されている。
各バネ受け26の、円板部材側に当接するように、それぞれ、ブレーキバネ30が設けられている。各ブレーキバネ30は、各ブレーキシュー22を、制動部材側に垂直に押す方向に弾性力が働くようにして配置されている。即ち、図2に示すように、各ブレーキバネ30は、中心軸4と、各ブレーキライニング20とを結ぶ放射線の方向に配置される。また、ブレーキバネ30と、ブレーキシュー22を接続するバネ受け26、止めナット28、ネジ棒24もこの方向に沿って配置されている。ブレーキバネ30のバネ受け26に当接する面とは反対側の面は、フレーム8に固定されている。
ドラム部12の中心には、スプライン40が設けられている。スプライン40は、中心軸4の周囲を取り囲むように配置された円筒部と、間隔を空けて2枚平行に、かつ、円筒部と同心円上に配置されたドーナツ状の板からなり、円筒部が、ドーナツ状の板の中心を概ね垂直に貫通するように組み合わせて構成されている。また、電磁マグネット42は、スプライン40に収納されている。電磁マグネット42の電線は、スプライン40の円筒部を中心に、2枚のドーナツ状の板の間を巻き回されている。
なお、図1〜図4の状態においては、電磁マグネット42には、電流が流れていない。即ち、巻上機100のブレーキが作動している状態にある。この明細書において、このようにブレーキが作動している状態を無励磁状態と称し、電磁マグネット42に電圧が印加され、ブレーキが解除されている状体を励磁状態と称することとする。
電磁マグネット42に対向して、アーマチュア44が可動に配置されている。アーマチュア44は、ドーナツ形状の鉄板であり、その中心の穴には、中心軸4と、これを覆うスプライン40の円筒部とが、概ね垂直に貫通している。また、アーマチュア44は、中心軸4の軸方向に可動できる。
アーマチュア44の外周付近には、各ブレーキバネ30に対応する位置、即ち、中心軸4と各ブレーキバネ30とを結ぶ放射線上に、それぞれ、合計8個のネジ46が配置されている。各ネジ46は、アーマチュア44を垂直に貫通し、それぞれ、ナット48によってアーマチュア44に固定されている。
レバー50は、それぞれ、その端部が、各ネジ46の先端部に接するように配置されている。即ち、アーマチュア44から、背面側に突出した各ネジ46の先端に、各レバー50の端部が接している。
図5は、レバー部を説明するための概念図であり、図5(a)は、断面、図5(b)は、図5(a)を、下から見た場合の図、図5(c)は、図5(a)を、右から見た場合の図である。
図5に示すように、各レバー50は、それぞれ、レバー支持部52と、回転ピン54と、2本のレバー先端部56とを含んで構成され、断面から見て、L字型の形状になっている。
各レバー支持部52は、ブレーキ機構110に組み込まれた場合の正面側から見ると、矩形の板である。各レバー支持部52の長手方向に垂直な辺のうちの一辺(図5(a)(b)においては右側)の中心部付近は、それぞれ、ネジ46の先端部に接している。また、この一辺に対抗する辺側には、回転ピン54が設けられている。
また、この回転ピン54が設けられた辺の両端には、それぞれ、レバー支持部52に対して垂直に、かつ、2本平行に、レバー先端部56が接続されている。レバー先端部56は、一端においてレバー支持部52に接続され、ほぼ垂直に固定されている。また、レバー先端部56の他端は、厚く半球状に加工され、この半球状部分が、図1〜4に示すように、バネ受け26の円板部材のブレーキバネ30に当接する面とは逆の面に当接するように配置されている。また、無励磁状態においては、図1に示すように、バネ受け26の円板部材に平行に当接するようになっている。
また、このように構成されたレバー50は、回転ピン54を中心にして、回転可能になっている。
図6は、この発明の実施の形態において、ブレーキが解除された励磁状態を説明するための断面模式図であり、図1に対応する断面部分である。
以下、図1〜図6を用いて、ブレーキ機構110の動作について詳細に説明する。
無励磁状態においては、電磁マグネット42には、電流が流れていない。
この状態において、バネ受け26の円板部材は、ブレーキバネ30から、各ブレーキシュー22側に向う弾性力を受けている。これにより、バネ受け26にねじ込まれたネジ棒24に外側方向の弾性力が伝えられ、ブレーキシュー22及びブレーキライニング20が、制動面に押付けられる。従って、この状態では、ブレーキドラム2は、回転できない状態であり、ブレーキが制動している状態にある。
また、このとき、各レバー先端部56は、各バネ受け26の円板部材に押され、各ブレーキシュー22側に向う弾性力を受けている。また、各レバー50は、各回転ピン54を支点として、中心軸4の軸方向に水平な面に沿って回転可能になっている。従って、各レバー先端部56が受ける外側方向の弾性力は、各レバー先端部56に垂直に固定された各レバー支持部52を正面側に動かす力として、各レバー支持部52に伝えられる。各レバー支持部52に、正面方向の力が働くと、各レバー支持部52の、各ネジ46と当接する端部は、各ネジ46を正面側に押す。これにより、各ネジ46の反対側に固定されたアーマチュア44も正面側に押付けられ、電磁マグネット42と、所定の距離をおいた状態で、静止している。なお、無励磁状態においては、電磁マグネットには、電流が流れていないため、アーマチュア44を電磁マグネット42側に吸引する力は働いていない。
次に、無励磁状態から励磁状態になる場合、即ち、電磁マグネット42に電流を流す場合について説明する。
電磁マグネット42に電圧を印加して、電流が流れ始めると、アーマチュア44には、電磁マグネット42側、即ち、背面側に吸引する吸引力が働く。アーマチュア44に背面方向の吸引力が働くと、アーマチュア44に固定された各ネジ46にも、背面方向の力がかかる。この背面方向の力は、各ネジ46に、それぞれ、当接するレバー支持部52の先端に伝えられる。各レバー支持部52を背面側に押す力は、各レバー50が、各回転ピン54を支点として、回転する力として伝えられる。これにより、この力は、各レバー支持部52に対して垂直に配置された各レバー先端部56には、各レバー先端部56を、ブレーキシュー22とは反対側、即ち、中心軸4側に押す力として伝えられる。これにより、各レバー先端部56は、各ブレーキバネ30と当接する部分において、各ブレーキバネ30を中心軸方向に押し返す。この、各ブレーキバネ30を押し返す力が、各ブレーキバネ30のバネ力より大きくなると、各ブレーキバネ30が縮み、これに連動して、それぞれ、バネ受け26、止めナット28、ネジ棒24とが中心軸4側に引き戻される。更に、これに伴って、各ネジ棒24に、それぞれ、固定されたブレーキシュー22とブレーキライニング20とが中心軸4側に引っ張られて、各ブレーキライニング20と、制動面14との接触が開放される。このようにして、ブレーキドラム2が回転可能な状態、即ち、ブレーキが解除された状態となる。
また、各バネ受け26に、ネジ棒24を固定している止めナット28を回転させて、その位置を変更することにより、ブレーキバネ30のバネ力を調節することができる。また、各止めナット28、バネ棒24及びブレーキバネ30は、それぞれ、独立して、各ブレーキシュー22に設けられている。従って、それぞれのブレーキバネ30のバネ力を独立して調整することができる。即ち、各ブレーキライニング20が制動面14を押す力を、個々のブレーキライニング20ごとに設定することができる。ここでは、各ブレーキライニング20が制動面14を押す力が、それぞれ等しくなるように、止めナット28の位置を調節している。
また、アーマチュア44と、各レバー50とを、それぞれ、接続するナット48の位置を調節することにより、アーマチュア44と、電磁マグネット42との距離を調整することができる。また、各レバー50は、それぞれ、独立して、ネジ46とナット48とにより、アーマチュア44と接続する。従って、アーマチュア44と各レバー50との距離は、それぞれ独立に調節することができる。ここでは、各レバー50の位置等を考慮して、各ナット48の調節し、アーマチュア44と電磁マグネット42とが必要最小限の間隔をおいて平行になるように設定している。
以上説明したように、この実施の形態においては、制動面14に対向するようにして、合計8個のブレーキライニング20と、これに取り付けられたブレーキシュー22及び、ブレーキバネ30等が設けられ、個々のブレーキライニング20に、それぞれ独立したブレーキバネ30により制動力が与えられる。従って、必要な制動力を、それぞれのブレーキライニング20の押圧力に分散させることができるため、各ブレーキライニング20に与える制動力を、小さくすることができる。従って、ブレーキバネ30を、薄型化、小型化することができ、これにより、ブレーキ機構、ひいては、これを用いる巻上機全体を薄型化、小型化することができる。また、各ブレーキライニング20に負担させる制動力を小さくすることができるため、制動面14にブレーキライニング20が衝突する時の衝突音を抑えることができる。従って、エレベータ装置の静音化を図ることができる。
また、ブレーキライニング20は、垂直に配置されたブレーキバネ30から、垂直に制動力がかけられるようになっている。従って、ブレーキライニング20と、制動面14とを、平行に、必要最小限の隙間を空けて配置することができる。従って、ブレーキライニング20が制動面14に衝突するときの衝突音をある程度抑えることができる。
また、アーマチュア44にかかる吸引力は、断面L字形の角の回転ピン54により90度方向を変えて、ブレーキバネ30のバネ力に抵抗するように伝えられる。この構造により、電磁マグネット42の電線を、中心軸4を中心にして、巻き回すことができる。従って、電磁マグネット42を小型化、薄型化することができ、これにより、ブレーキ装置110、ひいては、巻上機100の小型化を図ることができる。また、このように、電磁マグネット42を小型化、薄型化できることにより、消費電力を少なくすることができる。
なお、この実施の形態において、合計8個のブレーキライニング20を設ける場合について説明した。しかし、この発明においては、8個に限るものではなく、巻上機の大きさや、必要な制動力などを考慮して、適切な個数のブレーキライニングを設ければよい。また、従来の巻上機のように、ブレーキライニングを2つにしても、ブレーキバネから、制動力が直接、垂直方向にブレーキライニングに伝えられるため、ブレーキライニングと、制動面とを、必要最小限の隙間で、平行に保つことができる。従って、衝突音を和らげ、ある程度の静音化を図ることができる。しかし、巻上機の小型化や、更なる静音化を考慮すれば、2個より多くのブレーキライニングを設けるのが好ましい。
また、この実施の形態において、ブレーキライニング20は、等間隔に配置されている場合について説明した。しかし、この発明においては、必要な制動力が確保されるよう考慮すれば、ブレーキライニングが規則的に配置されているものでなくてもよい。
また、この実施の形態においては、制動力をブレーキシュー22に伝える機構として、ブレーキバネ30、及びバネ受け26、ネジ棒24、及びこれを固定する止めナット28を用いた。しかし、この発明においては、このような機構に限るものではない。例えば、制動力は、ブレーキバネ30によるものに限らず、他の弾性部材を用いるものであってもよい。また、ブレーキバネ30と、ブレーキシュー22との接続も、適切に接続されるものであれば、バネ受け26等を用いるものではなくてもよい。このような接続は、用いる弾性部材に合わせて、適当なものを選択すればよい。
また、この実施の形態においては、バネ受け26、ネジ棒24及びこれを固定する止めナット28を用い、これにより、制動力を調節する場合について説明したが、この発明はこれに限るものではない。このような制動力の調節は、例えば、バネ受け26とは、反対側端部において、ブレーキバネ30の固定位置をずらすようにする等、他の調節方法によりするものであってもよい。また、このような調節手段を特に有するものでなくてもよい。
また、この実施の形態において、ブレーキバネ30のバネ力に抵抗して、ブレーキを解除する機構として、電磁マグネット42、アーマチュア44及び、これに接続するレバー50を用いた。しかし、この発明において、抵抗力は、このような機構により発せられるものに限るものではなく、他の手段により、ブレーキバネ30のバネ力を抑えるものであってもよい。
また、この実施の形態において、レバー50を断面L字型に形成して、吸引力の方向を90度転換して、ブレーキバネ30のバネ力に対抗するようにする場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、電磁マグネットによる吸引方向、ブレーキバネの制動力が働く方向、ブレーキドラム内での配置可能位置などを考慮して、適切な方向に吸引力が伝わるように、レバーを形状、配置を選択すればよい。
また、レバー50と、アーマチュア44とは、ネジ46及びナット48によって接続されている。これにより、アーマチュア44と電磁マグネット42との距離を調節することができる。しかし、この発明においては、配置距離の調節手段は、このような機構に限るものではなく、他の手段により、アーマチュア44と、電磁マグネット42との距離を調節するものであってもよい。また、このような調節手段を特に有さないものであってもよい。
なお、この発明において、制動部材には、例えば、実施の形態におけるブレーキライニング22が該当し、弾性部材には、例えば、ブレーキバネ30が該当し、支持部材には、例えば、フレーム8が該当する。また、この発明において、制御機構には、例えば、実施の形態における電磁マグネット42とレバー50とが該当する。
また、この発明において、弾性力調節部材には、例えば実施の形態における、ネジ棒24、バネ受け26及び止めナット28が該当し、弾性力調節ボルトには、ネジ棒24が該当し、弾性力調節ナットには、止めナット28が該当する。
また、この発明において、電磁石には、例えば、実施の形態における電磁マグネット42が該当する。また、可動部材には、例えば、アーマチュア44及びレバー50が該当し、可動盤部には、アーマチュア44、腕部には、レバー50が該当する。
また、この発明において、可動盤部調節部材には、例えば、実施の形態におけるネジ46及びナット48が該当し、可動盤部調節ネジには、ネジ46、可動盤部調節ナットには、ナット48が該当する。
図1は、この発明の実施の形態における巻上機100のブレーキ機構110を説明するための断面模式図である。また、図2は、巻上機のブレーキ機構を説明するための正面図である。図3、図4は、それぞれ、図1の巻上機のブレーキ機構におけるA−A´方向、B−B´方向の断面模式図である。なお、各図において、点線で表された部分は、透視部分を示している。
図1に示すように、巻上機100には、ブレーキドラム2が、中心軸4を中心に回転可能に配置されている。また、ブレーキドラム2は、中心軸4と共に、一面に開放面を備えるハウジング6内に収容され、この開放面の一部は、フレーム8によって閉じられている。
なお、この明細書において、開放面側(図1においては下側)を正面と称し、これに対向する面側(図1においては、上側)を、背面と称することとする。
ブレーキドラム2は、ロープを巻きかけて回転する綱車10と、綱車10の正面側に接続するドラム部12とを備える。ドラム部12は、正面側に開放面を備える椀状体である。ドラム部12の内側の側面部分は、制動面14が設けられている。
図1及び図2を参照して、ブレーキドラム2のドラム部12内部には、ブレーキ機構110が配置されている。
ブレーキ機構110は、制動面14に対向するように、ドラム部12の内周壁に沿って、等間隔に設けられた合計8個のブレーキライニング20を備える。各ブレーキライニング20の制動面14に対向する面とは反対側の面には、それぞれ、ブレーキシュー22が取り付けられている。
各ブレーキシュー22の中心部には、それぞれ、ネジ棒24が設けられ、即ち、各ネジ棒24は、一端において、ブレーキシュー22に固定されている。各ネジ棒24の、他端は、それぞれ、バネ受け26にねじ込まれている。
図1〜図4に示すように、各バネ受け26は、中空の円筒部材の一端に、円筒部材より径の大きい同心円上の円板部材を備え、また、他端には、6角形に切り欠いて内側にネジ加工を施したナット部材を備えて構成される。ネジ棒24は、このナット部材により固定されている。
各バネ受け26のナット部材側に接するように、それぞれ、止めナット28が設けられている。各止めナット28には、それぞれ、ネジ棒24が貫通している。各バネ受け26のナット部材と、止めナット28とにより、各ネジ棒24のズレが防止されている。
各バネ受け26の、円板部材側に当接するように、それぞれ、ブレーキバネ30が設けられている。各ブレーキバネ30は、各ブレーキシュー22を、制動部材側に垂直に押す方向に弾性力が働くようにして配置されている。即ち、図2に示すように、各ブレーキバネ30は、中心軸4と、各ブレーキライニング20とを結ぶ放射線の方向に配置される。また、ブレーキバネ30と、ブレーキシュー22を接続するバネ受け26、止めナット28、ネジ棒24もこの方向に沿って配置されている。ブレーキバネ30のバネ受け26に当接する面とは反対側の面は、フレーム8に固定されている。
ドラム部12の中心には、スプライン40が設けられている。スプライン40は、中心軸4の周囲を取り囲むように配置された円筒部と、間隔を空けて2枚平行に、かつ、円筒部と同心円上に配置されたドーナツ状の板からなり、円筒部が、ドーナツ状の板の中心を概ね垂直に貫通するように組み合わせて構成されている。また、電磁マグネット42は、スプライン40に収納されている。電磁マグネット42の電線は、スプライン40の円筒部を中心に、2枚のドーナツ状の板の間を巻き回されている。
なお、図1〜図4の状態においては、電磁マグネット42には、電流が流れていない。即ち、巻上機100のブレーキが作動している状態にある。この明細書において、このようにブレーキが作動している状態を無励磁状態と称し、電磁マグネット42に電圧が印加され、ブレーキが解除されている状体を励磁状態と称することとする。
電磁マグネット42に対向して、アーマチュア44が可動に配置されている。アーマチュア44は、ドーナツ形状の鉄板であり、その中心の穴には、中心軸4と、これを覆うスプライン40の円筒部とが、概ね垂直に貫通している。また、アーマチュア44は、中心軸4の軸方向に可動できる。
アーマチュア44の外周付近には、各ブレーキバネ30に対応する位置、即ち、中心軸4と各ブレーキバネ30とを結ぶ放射線上に、それぞれ、合計8個のネジ46が配置されている。各ネジ46は、アーマチュア44を垂直に貫通し、それぞれ、ナット48によってアーマチュア44に固定されている。
レバー50は、それぞれ、その端部が、各ネジ46の先端部に接するように配置されている。即ち、アーマチュア44から、背面側に突出した各ネジ46の先端に、各レバー50の端部が接している。
図5は、レバー部を説明するための概念図であり、図5(a)は、断面、図5(b)は、図5(a)を、下から見た場合の図、図5(c)は、図5(a)を、右から見た場合の図である。
図5に示すように、各レバー50は、それぞれ、レバー支持部52と、回転ピン54と、2本のレバー先端部56とを含んで構成され、断面から見て、L字型の形状になっている。
各レバー支持部52は、ブレーキ機構110に組み込まれた場合の正面側から見ると、矩形の板である。各レバー支持部52の長手方向に垂直な辺のうちの一辺(図5(a)(b)においては右側)の中心部付近は、それぞれ、ネジ46の先端部に接している。また、この一辺に対抗する辺側には、回転ピン54が設けられている。
また、この回転ピン54が設けられた辺の両端には、それぞれ、レバー支持部52に対して垂直に、かつ、2本平行に、レバー先端部56が接続されている。レバー先端部56は、一端においてレバー支持部52に接続され、ほぼ垂直に固定されている。また、レバー先端部56の他端は、厚く半球状に加工され、この半球状部分が、図1〜4に示すように、バネ受け26の円板部材のブレーキバネ30に当接する面とは逆の面に当接するように配置されている。また、無励磁状態においては、図1に示すように、バネ受け26の円板部材に平行に当接するようになっている。
また、このように構成されたレバー50は、回転ピン54を中心にして、回転可能になっている。
図6は、この発明の実施の形態において、ブレーキが解除された励磁状態を説明するための断面模式図であり、図1に対応する断面部分である。
以下、図1〜図6を用いて、ブレーキ機構110の動作について詳細に説明する。
無励磁状態においては、電磁マグネット42には、電流が流れていない。
この状態において、バネ受け26の円板部材は、ブレーキバネ30から、各ブレーキシュー22側に向う弾性力を受けている。これにより、バネ受け26にねじ込まれたネジ棒24に外側方向の弾性力が伝えられ、ブレーキシュー22及びブレーキライニング20が、制動面に押付けられる。従って、この状態では、ブレーキドラム2は、回転できない状態であり、ブレーキが制動している状態にある。
また、このとき、各レバー先端部56は、各バネ受け26の円板部材に押され、各ブレーキシュー22側に向う弾性力を受けている。また、各レバー50は、各回転ピン54を支点として、中心軸4の軸方向に水平な面に沿って回転可能になっている。従って、各レバー先端部56が受ける外側方向の弾性力は、各レバー先端部56に垂直に固定された各レバー支持部52を正面側に動かす力として、各レバー支持部52に伝えられる。各レバー支持部52に、正面方向の力が働くと、各レバー支持部52の、各ネジ46と当接する端部は、各ネジ46を正面側に押す。これにより、各ネジ46の反対側に固定されたアーマチュア44も正面側に押付けられ、電磁マグネット42と、所定の距離をおいた状態で、静止している。なお、無励磁状態においては、電磁マグネットには、電流が流れていないため、アーマチュア44を電磁マグネット42側に吸引する力は働いていない。
次に、無励磁状態から励磁状態になる場合、即ち、電磁マグネット42に電流を流す場合について説明する。
電磁マグネット42に電圧を印加して、電流が流れ始めると、アーマチュア44には、電磁マグネット42側、即ち、背面側に吸引する吸引力が働く。アーマチュア44に背面方向の吸引力が働くと、アーマチュア44に固定された各ネジ46にも、背面方向の力がかかる。この背面方向の力は、各ネジ46に、それぞれ、当接するレバー支持部52の先端に伝えられる。各レバー支持部52を背面側に押す力は、各レバー50が、各回転ピン54を支点として、回転する力として伝えられる。これにより、この力は、各レバー支持部52に対して垂直に配置された各レバー先端部56には、各レバー先端部56を、ブレーキシュー22とは反対側、即ち、中心軸4側に押す力として伝えられる。これにより、各レバー先端部56は、各ブレーキバネ30と当接する部分において、各ブレーキバネ30を中心軸方向に押し返す。この、各ブレーキバネ30を押し返す力が、各ブレーキバネ30のバネ力より大きくなると、各ブレーキバネ30が縮み、これに連動して、それぞれ、バネ受け26、止めナット28、ネジ棒24とが中心軸4側に引き戻される。更に、これに伴って、各ネジ棒24に、それぞれ、固定されたブレーキシュー22とブレーキライニング20とが中心軸4側に引っ張られて、各ブレーキライニング20と、制動面14との接触が開放される。このようにして、ブレーキドラム2が回転可能な状態、即ち、ブレーキが解除された状態となる。
また、各バネ受け26に、ネジ棒24を固定している止めナット28を回転させて、その位置を変更することにより、ブレーキバネ30のバネ力を調節することができる。また、各止めナット28、バネ棒24及びブレーキバネ30は、それぞれ、独立して、各ブレーキシュー22に設けられている。従って、それぞれのブレーキバネ30のバネ力を独立して調整することができる。即ち、各ブレーキライニング20が制動面14を押す力を、個々のブレーキライニング20ごとに設定することができる。ここでは、各ブレーキライニング20が制動面14を押す力が、それぞれ等しくなるように、止めナット28の位置を調節している。
また、アーマチュア44と、各レバー50とを、それぞれ、接続するナット48の位置を調節することにより、アーマチュア44と、電磁マグネット42との距離を調整することができる。また、各レバー50は、それぞれ、独立して、ネジ46とナット48とにより、アーマチュア44と接続する。従って、アーマチュア44と各レバー50との距離は、それぞれ独立に調節することができる。ここでは、各レバー50の位置等を考慮して、各ナット48の調節し、アーマチュア44と電磁マグネット42とが必要最小限の間隔をおいて平行になるように設定している。
以上説明したように、この実施の形態においては、制動面14に対向するようにして、合計8個のブレーキライニング20と、これに取り付けられたブレーキシュー22及び、ブレーキバネ30等が設けられ、個々のブレーキライニング20に、それぞれ独立したブレーキバネ30により制動力が与えられる。従って、必要な制動力を、それぞれのブレーキライニング20の押圧力に分散させることができるため、各ブレーキライニング20に与える制動力を、小さくすることができる。従って、ブレーキバネ30を、薄型化、小型化することができ、これにより、ブレーキ機構、ひいては、これを用いる巻上機全体を薄型化、小型化することができる。また、各ブレーキライニング20に負担させる制動力を小さくすることができるため、制動面14にブレーキライニング20が衝突する時の衝突音を抑えることができる。従って、エレベータ装置の静音化を図ることができる。
また、ブレーキライニング20は、垂直に配置されたブレーキバネ30から、垂直に制動力がかけられるようになっている。従って、ブレーキライニング20と、制動面14とを、平行に、必要最小限の隙間を空けて配置することができる。従って、ブレーキライニング20が制動面14に衝突するときの衝突音をある程度抑えることができる。
また、アーマチュア44にかかる吸引力は、断面L字形の角の回転ピン54により90度方向を変えて、ブレーキバネ30のバネ力に抵抗するように伝えられる。この構造により、電磁マグネット42の電線を、中心軸4を中心にして、巻き回すことができる。従って、電磁マグネット42を小型化、薄型化することができ、これにより、ブレーキ装置110、ひいては、巻上機100の小型化を図ることができる。また、このように、電磁マグネット42を小型化、薄型化できることにより、消費電力を少なくすることができる。
なお、この実施の形態において、合計8個のブレーキライニング20を設ける場合について説明した。しかし、この発明においては、8個に限るものではなく、巻上機の大きさや、必要な制動力などを考慮して、適切な個数のブレーキライニングを設ければよい。また、従来の巻上機のように、ブレーキライニングを2つにしても、ブレーキバネから、制動力が直接、垂直方向にブレーキライニングに伝えられるため、ブレーキライニングと、制動面とを、必要最小限の隙間で、平行に保つことができる。従って、衝突音を和らげ、ある程度の静音化を図ることができる。しかし、巻上機の小型化や、更なる静音化を考慮すれば、2個より多くのブレーキライニングを設けるのが好ましい。
また、この実施の形態において、ブレーキライニング20は、等間隔に配置されている場合について説明した。しかし、この発明においては、必要な制動力が確保されるよう考慮すれば、ブレーキライニングが規則的に配置されているものでなくてもよい。
また、この実施の形態においては、制動力をブレーキシュー22に伝える機構として、ブレーキバネ30、及びバネ受け26、ネジ棒24、及びこれを固定する止めナット28を用いた。しかし、この発明においては、このような機構に限るものではない。例えば、制動力は、ブレーキバネ30によるものに限らず、他の弾性部材を用いるものであってもよい。また、ブレーキバネ30と、ブレーキシュー22との接続も、適切に接続されるものであれば、バネ受け26等を用いるものではなくてもよい。このような接続は、用いる弾性部材に合わせて、適当なものを選択すればよい。
また、この実施の形態においては、バネ受け26、ネジ棒24及びこれを固定する止めナット28を用い、これにより、制動力を調節する場合について説明したが、この発明はこれに限るものではない。このような制動力の調節は、例えば、バネ受け26とは、反対側端部において、ブレーキバネ30の固定位置をずらすようにする等、他の調節方法によりするものであってもよい。また、このような調節手段を特に有するものでなくてもよい。
また、この実施の形態において、ブレーキバネ30のバネ力に抵抗して、ブレーキを解除する機構として、電磁マグネット42、アーマチュア44及び、これに接続するレバー50を用いた。しかし、この発明において、抵抗力は、このような機構により発せられるものに限るものではなく、他の手段により、ブレーキバネ30のバネ力を抑えるものであってもよい。
また、この実施の形態において、レバー50を断面L字型に形成して、吸引力の方向を90度転換して、ブレーキバネ30のバネ力に対抗するようにする場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、電磁マグネットによる吸引方向、ブレーキバネの制動力が働く方向、ブレーキドラム内での配置可能位置などを考慮して、適切な方向に吸引力が伝わるように、レバーを形状、配置を選択すればよい。
また、レバー50と、アーマチュア44とは、ネジ46及びナット48によって接続されている。これにより、アーマチュア44と電磁マグネット42との距離を調節することができる。しかし、この発明においては、配置距離の調節手段は、このような機構に限るものではなく、他の手段により、アーマチュア44と、電磁マグネット42との距離を調節するものであってもよい。また、このような調節手段を特に有さないものであってもよい。
なお、この発明において、制動部材には、例えば、実施の形態におけるブレーキライニング22が該当し、弾性部材には、例えば、ブレーキバネ30が該当し、支持部材には、例えば、フレーム8が該当する。また、この発明において、制御機構には、例えば、実施の形態における電磁マグネット42とレバー50とが該当する。
また、この発明において、弾性力調節部材には、例えば実施の形態における、ネジ棒24、バネ受け26及び止めナット28が該当し、弾性力調節ボルトには、ネジ棒24が該当し、弾性力調節ナットには、止めナット28が該当する。
また、この発明において、電磁石には、例えば、実施の形態における電磁マグネット42が該当する。また、可動部材には、例えば、アーマチュア44及びレバー50が該当し、可動盤部には、アーマチュア44、腕部には、レバー50が該当する。
また、この発明において、可動盤部調節部材には、例えば、実施の形態におけるネジ46及びナット48が該当し、可動盤部調節ネジには、ネジ46、可動盤部調節ナットには、ナット48が該当する。
以上説明したように、この発明においては、ブレーキ制動面に対応して、複数の制動部材を設け、それぞれに、制動力与える弾性部材を備える。従って、それぞれの制動部材が負担する制動力は、従来のものに比べて小さくすることができ、これにより、弾性部材や、電磁石などの小型化を図ることができる。また、制動部材が制動面に衝突する場合の衝突音を小さくすることができる。従って、この発明は、ブレーキ装置として有用であり、特に、エレベータ装置の巻上機内に用いられるブレーキ装置として有効に利用することができる。
Claims (9)
- 一面に開放するブレーキドラムの椀状部の内壁に対向するように配置された複数の制動部材と、
前記複数の制動部材のそれぞれに接続され、前記椀状部の中心からの放射線の方向に、かつ、前記制動部材を前記椀状部の内壁に押圧する方向に弾性力を働かせるように配置された弾性部材と、
前記弾性部材の、前記制動部材に接続された部分とは反対側の部分を固定する支持部材と、
前記弾性力とは反対の抵抗力を発揮して前記弾性力を制御する制御機構と、
を備えることを特徴とする巻上機用ブレーキ機構。 - 前記弾性部材は、前記複数の制動部材に対してそれぞれ独立して配置され、個々に弾性力を働かせることを特徴とする請求項1に記載の巻上機用ブレーキ機構。
- 前記巻上機用ブレーキ機構は、更に、前記弾性力の強度を調節する弾性力調節部材を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の巻上機用ブレーキ機構。
- 前記弾性部材は、バネであり、
前記弾性力調節部材は、前記バネの弾性力の働く方向に対して垂直に配置された弾性力調節ボルトと、弾性力調節ナットと、を含み、
前記弾性力調節ナットの位置を調節することにより、前記弾性力を調節することを特徴とする請求項3に記載の巻上機用ブレーキ機構。 - 前記制御機構は、
前記電磁石と、
前記電磁石により吸引、開放されて可動し、この吸引力を、前記抵抗力として、前記弾性部材に伝える可動部材と、
を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の巻上機用ブレーキ機構。 - 前記可動部材は、
前記電磁石に対向して所定の間隔をおいて配置され、前記電磁石に吸引、開放されて可動する可動盤部と、
一端を前記可動盤部に接続され、他端を前記弾性部材に接続される腕部と、
を含み、
前記腕部は、前記可動盤部に連動して稼動し、前記弾性部材に前記抵抗力を伝えることを特徴とする請求項5に記載の巻上機用ブレーキ機構。 - 前記電磁石の電線は、前記ブレーキドラムの中心軸に対して同心円の方向に巻きまわされ、
前記可動盤部は、前記中心軸に対して同心円の方向に配置され、
前記腕部は、断面L字型に形成されて、前記電磁石と前記可動盤部との間の吸引力の方向を変換して抵抗力とし、前記弾性部材に伝えることを特徴とする請求項6に記載の巻上機用ブレーキ機構。 - 前記制御機構は、前記可動盤部と、前記電磁石との距離を調節できる可動盤部調節部材を含むことを特徴とする請求項6または7に記載の巻上機用ブレーキ機構。
- 前記可動盤部調節部材は、前記可動盤部と、前記腕部との間を接続する可動盤部調節ネジ及び可動盤部調節ナットを含み、
前記可動盤部調節ナットの位置を変えることにより、前記可動盤部と、前記電磁石との距離を調節することを特徴とする請求項8に記載の巻上機用ブレーキ機構。
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