WO2016125558A1 - エレベータの電磁ブレーキ装置 - Google Patents

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braking
brake device
spring
electromagnetic brake
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智久 早川
哲志 小野
清弥 伊藤
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株式会社日立製作所
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    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/22—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for pressing members apart, e.g. for drum brakes

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic brake device for braking an elevator car, and more particularly to an electromagnetic brake suitable for a machine room-less elevator.
  • a hoisting machine and a control device for raising and lowering an elevator car and a speed governor for detecting an overspeed of the car are installed in a machine room provided in an upper part of a building.
  • machine room-less elevators that do not have a machine room are also widespread.
  • hoisting machines, control devices, etc. that are conventionally placed in the machine room are placed in the hoistway, so that the operating sound propagates through the hoistway and passengers only feel uncomfortable and anxious. Otherwise, it may lead to noise problems for residents near the hoistway.
  • the operation sound of the elevator the sound of driving the hoisting machine and the operation sound of the brake are mainly raised.
  • the brake is easily recognized because it operates after the car stops and is an intermittent collision sound, and quietness is required.
  • the elevator brake is composed of a main body, an electromagnetic coil, a braking spring, and a mover.
  • the mover is provided with a brake lining that contacts the braked body and stops the hoisting machine by frictional force.
  • the power supply of the electromagnetic coil is cut off, and braking is performed by pressing the brake lining against the braked body by the restoring force of the braking spring.
  • electric power is supplied to the electromagnetic coil to electromagnetically attract the mover to separate the brake lining from the braked body.
  • an operating sound is generated when the mover collides with the stator or the braked body.
  • Patent Document 1 As a brake structure for reducing the collision noise, a brake structure described in Japanese Patent No. 3778762 (Patent Document 1) is known.
  • the technique described in Patent Document 1 approximates the increase / decrease rate of the urging force and the electromagnetic attractive force during braking by adding means for applying an urging force to the mover in addition to the braking spring. In this way, it has been proposed to reduce the operating speed and reduce the collision sound by reducing the acting force on the mover.
  • a general electromagnetic brake 126 includes a main body 103 including a coil 101 and a braking spring 102, a mover 105 disposed between the main body 103 and the braked body 104, and a brake shoe 108 (consisting of a fixed portion 106 and a brake lining 107. ).
  • the main body 103 is fixed so as to maintain a certain distance from the braked body 104.
  • the brake operation is defined as follows.
  • a suction operation is an operation in which the mover 105 moves from the braking state (that is, the brake lining 107 is in contact with the braked body 104) to the main body 103. Conversely, the movement of the mover 105 from the contact state with the main body 103 to the braked body 104 is referred to as a release operation.
  • the main body 103 In the attraction operation (from braking to non-braking state), the main body 103 is magnetized by applying a voltage to the coil 101, and the mover 105 is attracted to the main body 103 side.
  • the electromagnetic force is reduced by cutting off the applied voltage, and the movable element 105 moves to the braked body 104 side when it falls below the acting force of the braking spring 102.
  • the electromagnetic force changes abruptly compared with the braking spring force, acceleration is generated when a large force acts on the movable element 105, and the movable element 105 collides with the main body 103 or the braked body 104 to generate sound. appear.
  • Patent Document 1 a plurality of braking springs 102 having different elastic moduli are combined, or a spring having a nonlinear load displacement characteristic (for example, a conical spring) is used to approximate the increase / decrease rate of electromagnetic force.
  • a technique for reducing operation sound by reducing the force acting on the child 105 is described.
  • Patent Document 1 the urging force increases at the time of suction. Therefore, since it is necessary to flow a larger current than before in order to maintain the suction state, the rate of increase in coil temperature is increased. A significant increase in coil temperature can cause a decrease in insulation performance, and in order to avoid this, it is necessary to reduce the resistance of the coil 101 itself.
  • measures for reducing the coil resistance shortening the coil wire length or increasing the coil wire diameter may be mentioned, but each has the following disadvantages. In order to shorten the coil wire length, the number of turns is reduced and the magnetomotive force is reduced. To obtain an equivalent magnetomotive force, measures such as increasing the power source capacity are required. When the coil wire diameter is increased, the main body 103 containing the coil 101 is enlarged due to the enlargement of the coil 101. In other words, there is a possibility of increasing the size of the brake.
  • the urging force is increased at the time of suction, and the silent performance is secured by utilizing the surplus of the traction force (difference between the urging force and the suction force). Since the maximum value of the attraction force of the coil 101 is determined by the magnetic pole area (the area of the attraction surface of the brake) and the magnetomotive force (the number of coil turns, the current value), the coil attraction force and the coil volume are in a proportional relationship. That is, in the configuration of Patent Document 1, the urging force is increased at the time of suction, so that the room for reducing the size of the brake is crushed and noise reduction is realized.
  • the hoistway, the car, the control panel, and the like are stored in a limited space in the hoistway, so each device is required to be small and quiet.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a brake structure that is small and excellent in silent performance (particularly, reduction of release operation sound) in an electromagnetic brake device that brakes an elevator hoist. It is in.
  • an electromagnetic brake according to the present invention includes a mover including a brake shoe that contacts and brakes a braked body provided in a hoisting machine that raises and lowers a car, and the movable In a brake device for a hoisting machine comprising a main body provided with a braking spring that urges a child against the braked body to apply a braking force and an electromagnetic coil that attracts the mover against the spring force of the braking spring.
  • a brake device for a hoisting machine comprising a main body provided with a braking spring that urges a child against the braked body to apply a braking force and an electromagnetic coil that attracts the mover against the spring force of the braking spring.
  • an electromagnetic brake device that brakes an elevator hoist
  • FIG. 1 is a perspective view of a hoistway in a machine room-less elevator according to an embodiment of the present invention.
  • the car 9 moves up and down through a plurality of ropes 13 wound around a sheave 14 of the hoisting machine 10.
  • the sheave 14 is directly connected to a drive device (not shown) and is driven by the drive device.
  • the braked body 15, which is a brake drum, is directly connected to the sheave 14, and the car 9 is stopped by braking the braked body 15 with the brake device 26.
  • Reference numeral 12 denotes a counterweight.
  • FIG. 2 is a sectional view of a hoistway in a machine room-less elevator according to an embodiment of the present invention.
  • the machine room-less elevator is in a state where the hoisting machine 10, the car 9, the control panel 11 and the like are stored in a limited space in the hoistway.
  • FIG. 3 is a top view of an elevator brake according to an embodiment of the present invention.
  • the electromagnetic brake device 26 in this embodiment includes a metal urging mechanism 4 on the periphery of the main body 3 in which the coil 1 and the braking spring 2 are built.
  • FIG. 4A and 4B are cross-sectional views taken along the line BB in FIG. 3 for explaining the operation of the electromagnetic brake device.
  • FIG. 4A shows a state in which the electromagnetic brake device 26 is braking the hoisting machine 10. In the braking state, during braking, the sheave 14 is braked by the pressing force of the braking spring 2 pressing the brake lining 7 against the body 15 to be braked via the mover 5.
  • FIG. 4B shows a state when the vehicle is not braked.
  • the main body 3 is magnetized by applying a current to the coil 1.
  • the mover 5 is attracted to the main body 3 side, the brake lining 7 is separated from the braked body 15, and the pressing force is released.
  • the braking operation is mechanically executed by the braking spring 2, and the braking force is released electrically.
  • a fail-safe operation is realized in which the car 9 stops when the supply of power is cut off due to a power failure or the like.
  • FIG. 5A and 5B are CC cross-sectional views in FIG. 3 showing the electromagnetic brake device 26 according to the first embodiment of the present invention.
  • the basic configuration of the electromagnetic brake device 26 of the first embodiment is the same as that of the conventional non-excitation operation type brake device, but includes an elastic body whose acting force increases in proportion to the displacement of the mover 5 when released.
  • the elastic body is preferably small and has a large elastic coefficient.
  • a disc spring is suitable.
  • the movable element 5 and the main body 3 have an insertion hole 16 coaxially, and the main body 3 has a hole 17 concentric with the insertion hole 16.
  • FIG. 5A shows the state of the brake during non-braking. At this time, the compression amount of the disc spring portion 18 is set to zero or extremely small.
  • FIG. 5B shows the state of the brake at the time of braking, and the disc spring portion 18 is compressed by the amount of displacement of the mover 5 to generate a load. With this load, the operation speed of the mover 5 can be reduced and the operation sound can be reduced.
  • FIG. 6 shows the relationship between the electromagnetic force at this time and the force acting on the mover 5.
  • FIG. 6A shows a conventional brake
  • FIG. 6B shows the displacement characteristics of the acting force of the mover 5 of this embodiment.
  • Fm represents an electromagnetic force characteristic at the time of suction
  • Fm ′ represents an electromagnetic force characteristic at the time of release.
  • the difference between the urging force Fs and the electromagnetic force Fm of the braking spring 2 is greatly opened when the mover 5 and the main body 3 are brought into close contact with each other or separated.
  • the load of the disc spring portion 18 acts in a direction opposite to the operation direction of the mover 5, so that it is movable as compared with the conventional brake. It turns out that the force which acts on the child 5 becomes small. Furthermore, this action reduces the difference between the electromagnetic force Fm and the urging force at the time of suction, and the upper limit value of the electromagnetic force can be lowered, so that the size can be reduced and sufficient silent performance can be ensured.
  • FIG. 7A and 7B are cross-sectional views showing the electromagnetic brake device 26 of Example 2 of the present invention.
  • the second embodiment has a configuration in which the disc spring portion 18 and the brake spring 2 of the first embodiment are arranged in series. That is, although illustration of drawings is omitted, the metal urging mechanism 4 is also configured at the position of the braking spring 2 in FIG.
  • the brake spring 2 includes a concentric hole 23 coaxially with the insertion hole 22 arranged in the main body 3 so as to be compressed in advance.
  • the hole diameter of the hole 23 is smaller than that of the insertion hole 22, and a shoulder portion 24 is formed at the boundary portion due to the difference in diameter.
  • Bolts 19 having heads arranged on the side of the mover 5 are inserted into these holes, and nuts for adjustment and prevention of loosening are connected to the insertion side end portions of the bolts 19 protruding from the upper surface of the main body 3 through washers 20. 21 is screwed together.
  • the brake spring 2 can move in the insertion hole 22, but cannot enter the hole 23, and can be compressed in advance by being applied to the shoulder portion 24.
  • the disc spring 18 acts to hinder the movement of the mover 5, if the displacement of the mover 5 increases, the braking force may decrease.
  • a limiter function is provided to prevent the braking force from being lowered below a certain value due to the bending of the braking spring 2 arranged in series.
  • FIG. 8 shows the load displacement characteristics of the brake spring 2 and the disc spring portion 18.
  • the vertical axis in the figure indicates the load generated by the brake spring 2 and the disc spring portion 18, and the horizontal axis indicates the gap distance between the movable element 5 and the main body 3, that is, the stroke of the movable element 5.
  • the right end of the horizontal axis indicates the braking state, and the left end indicates the non-braking state (suction state).
  • the solid line indicates the load displacement characteristic of the brake spring 2, and the broken line indicates the load displacement characteristic of the disc spring part.
  • the lower part of the disc spring portion 18 is in contact with the spring seat 25a, and the position of the spring seat 25a is regulated by the shoulder portion 24. Therefore, the force of the braking spring 2 does not act on the disc spring portion 18. Therefore, only a load proportional to the amount of compression due to the displacement of the mover 5 is generated in the disc spring portion 18. However, when the displacement A shown in FIG. 8 is reached, the reaction force of the disc spring portion and the spring force of the braking spring 2 are balanced. In this state, the force of the disc spring part 18 and the brake spring 2 cancels out, and apparently the acting force of the disc spring part 18 becomes zero.
  • the disc spring portion 18 is not compressed from the position beyond the balance point, only the brake spring 2 is compressed, and a gap is formed between the spring seat 25a and the shoulder portion 24, and the brake operation is performed. An over-compressed condition that would hinder will not occur. That is, a decrease in braking force is suppressed. As a result, even if the lining 7 is worn and the displacement of the mover 5 is increased, stable silent performance can be exhibited over a long period without losing the function of the brake.
  • the operating speed of the mover 5 is reduced by the acting force of the elastic body that acts the force that opposes the moving direction of the mover 5 at the time of release. Thus, it is possible to reduce the operation sound.
  • the metal urging mechanism 4 includes a plurality of disc springs 18, and the plurality of disc springs 18 are formed by laminating a plurality of convex surfaces and convex surfaces and concave and concave surfaces facing each other. If it is present, it is possible to easily obtain a larger elastic coefficient with a small size per unit volume as compared with the case of using an elastic body such as rubber, and it is possible to obtain a long-lasting and stable elastic coefficient.
  • the metal urging mechanism 4 includes a bolt 19 that passes through the main body 3, the movable element 5, and the disc spring 18, and a nut 20 that is screwed into the bolt 19. Then, since it can be made relatively small with a simple structure, it is easy to design for incorporation into the electromagnetic brake device 26, and versatility can be improved.
  • the metal urging mechanism 4, particularly the disc spring portion 18 and the brake spring 2 are arranged in series, and the compression force of the brake spring 2 does not act on the disc spring portion 18 in the non-braking state.
  • the force generated by the braking spring 2 and the disc spring portion 18 is configured to act on each other, thereby functioning as a limiter that does not cause an excessive compression state of the disc spring portion 18 that hinders the operation of the brake. And a decrease in braking force is suppressed.
  • the metal urging mechanism 4 particularly the disc spring portion 18 and the brake spring 2 are arranged in series, and the compression force of the brake spring 2 does not act on the disc spring portion 18 in the non-braking state.
  • the force generated by the braking spring 2 and the disc spring portion 18 is configured to act on each other, thereby functioning as a limiter that does not cause an excessive compression state of the disc spring portion 18 that hinders the operation of the brake. And a decrease in braking force is suppressed.
  • the elastic coefficient of the braking spring 2 larger than the rate of change per unit displacement of the urging force of the disc spring portion 18, it is possible to prevent the occurrence of an overcompressed state that hinders the operation of the brake. The decrease is suppressed. As a result, even if the lining 7 is worn and the displacement of the mover 5 is increased, stable silent performance can be exhibited over a long period without losing the function of the brake.
  • the configuration in which the disc spring portion 18 and the metal urging mechanism having the disc spring portion 18 are provided inside the main body 3 is described.
  • the disc spring portion 18 and the like are provided outside the main body 3. Even the configuration can be realized.
  • the metal urging mechanism such as the disc spring portion 18 is provided inside the main body, it is possible to further contribute to the miniaturization of the entire electromagnetic brake device 26.

Abstract

　エレベータ用巻上機を制動する電磁ブレーキ装置において、小型で静音性能（特に釈放動作音の低減）の優れるブレーキ構造を提供することにある。　本発明にかかる電磁ブレーキ（２６）は、乗りかご（９）を昇降させる巻上機（１０）に備えられた被制動体（１５）に対して当接して制動するブレーキシュー（８）を備えた可動子（５）と、前記可動子（５）を前記被制動体（１５）に付勢して制動力を付与する制動ばね（２）と及び前記制動ばね（２）のばね力に抗して前記可動子（５）を吸引する電磁コイル（１）を備えた本体（３）よりなる巻上機用ブレーキ装置（２６）において、前記可動子（５）が前記本体（３）から前記被制動体（１５）に向かう変位に伴い、変位方向と逆方向に作用する力が前記本体（３）から前記被制動体（１５）への変位に比例して増加するように前記可動子（５）を付勢する金属付勢機構（４）を有することを特徴とする。

Description

エレベータの電磁ブレーキ装置
　本発明は、エレベータの乗りかごを制動する電磁ブレーキ装置に係り、特に機械室レスエレベータに好適な電磁ブレーキに関するものである。
　一般に、エレベータの乗りかごを昇降させるための巻上機や制御装置、および乗りかごの過速度を検出する調速機は建物の上部に設けられた機械室に設置されている。しかし、昇降行程が短く、乗りかごの昇降速度が比較的遅いエレベータにおいては、機械室を持たない機械室レスエレベータも普及している。機械室レスエレベータの場合、従来機械室に配置する巻上機、制御装置などの機器を昇降路内に配置しているため、動作音が昇降路を伝搬し乗客の不快感・不安感だけでなく、昇降路に近接した居住者への騒音問題につながる恐れがある。エレベータの動作音としては、主に、巻上機の駆動する音、ブレーキの動作音が上げられる。特にブレーキは乗りかごが停止してから動作すること、間欠的な衝突音であることから認識されやすく、静粛性が求められている。
　エレベータ用ブレーキの構成は、本体とそれ自身に備えられた電磁コイルと制動ばね、可動子から構成されている。可動子には被制動体に接触し摩擦力により巻上機を停止するブレーキライニングが備えられている。制動時は電磁コイルの電力供給を遮断し、制動ばねの復元力によってブレーキライニングを被制動体に押付けて制動をかける。開放時は電磁コイルに電力を供給して可動子を電磁的に吸引してブレーキライニングを被制動体から離間する。この際、可動子が固定子もしくは被制動体に衝突することで動作音を発生する。
　この衝突音を低減するブレーキ構造として、特許３７８７８６２号（特許文献１）に記載のものが知られている。この特許文献１に記載されている技術は、制動ばねの他に可動子への付勢力を与える手段を追加することで制動時の付勢力と電磁吸引力の増減率を近似している。これにより可動子への作用力を小さくすることで動作速度を低減し衝突音を低減することを提案している。
特許３７８７８６２号
　図９Ａ及び図９Ｂは、一般的なエレベータ用電磁ブレーキの概略図を示したものである。なお、図９Ｂは図９ＡのＡ-Ａ断面図である。一般的な電磁ブレーキ１２６は、コイル１０１および制動ばね１０２を内蔵した本体１０３、本体１０３と被制動体１０４の間に配置された可動子１０５およびブレーキシュー１０８（固定部１０６とブレーキライニング１０７で構成）で構成されている。本体１０３は被制動体１０４と一定の間隔を保つように固定されている。ここで、ブレーキ動作について以下のように定義する。可動子１０５が制動状態（つまりブレーキライニング１０７が被制動体１０４と接触状態）から本体１０３へ移動する動作を吸引動作。逆に可動子１０５が本体１０３と接触状態から被制動体１０４へ移動する動作を釈放動作とする。
　吸引動作（制動から非制動状態）は、コイル１０１に電圧を印加することで本体１０３が磁化され、可動子１０５が本体１０３側へ吸引される。一方、釈放動作（非制動から制動状態）は印加した電圧を遮断することで電磁力が低下し制動ばね１０２の作用力を下回ったところで可動子１０５が被制動体１０４側へ移動する。この時、電磁力が制動ばね力と比較し急激に変化するため可動子１０５に大きな力が作用することで加速度が発生し、可動子１０５が本体１０３もしくは被制動体１０４に衝突して音が発生する。
　特許文献１には、弾性率の異なる制動ばね１０２を複数組み合わせる、もしくは荷重変位特性が非線形な特性を有するばね（例えば、円錐ばね）などを利用し、電磁力の増減率に近似することで可動子１０５に作用する力を低減することで動作音を低減する技術が記載されている。
　特許文献１では、吸引時に付勢力が増加する構成になっている。そのため吸引状態を保持するために従来より大きな電流をながす必要があるためコイル温度の上昇率が高くなる。コイル温度の著しい上昇は絶縁性能の低下を引き起こす可能性があり、これを回避するためにコイル１０１自体の抵抗を下げる必要がある。コイル抵抗を低減する方策としては、コイル線長を短縮、もしくはコイル線径を太くするなどが挙げられるが、それぞれ以下の短所がある。コイル線長を短縮する場合は巻数が少なくなり起磁力が低下する、同等の起磁力を得るには電源容量を増やすなどの方策が必要となる。コイル線径を太くする場合はコイル１０１の大型化により、コイル１０１を内蔵する本体１０３が大型化する。つまりブレーキの大型化につながる可能性がある。
　また吸引時に付勢力を増加する構成であり吸引力の余剰分（付勢力と吸引力の差）を利用して静音性能を確保している。コイル１０１吸引力の最大値は磁極面積（ブレーキの吸引面の面積）、起磁力（コイル巻数、電流値）から決まることからコイル吸引力とコイル体積は比例関係にある。つまり特許文献１の構成では吸引時に付勢力を増加する構成となっているためブレーキの小型化の余地を食いつぶして静音化を実現する構造となっている。
　しかしながら、機械室レスエレベータの機器配置は、昇降路に巻上機、乗りかご、制御盤等を限られたスペースに格納するため、各機器は小型かつ高静粛性が求められる。
　本発明は前記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、エレベータ用巻上機を制動する電磁ブレーキ装置において、小型で静音性能（特に釈放動作音の低減）の優れるブレーキ構造を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明にかかる電磁ブレーキは、乗りかごを昇降させる巻上機に備えられた被制動体に対して当接して制動するブレーキシューを備えた可動子と、前記可動子を前記被制動体に付勢して制動力を付与する制動ばね及び前記制動ばねのばね力に抗して前記可動子を吸引する電磁コイルを備えた本体よりなる巻上機用ブレーキ装置において、前記可動子が前記本体から前記被制動体に向かう変位に伴い、変位方向と逆方向に作用する力が前記本体から前記被制動体への変位に比例して増加するように前記可動子を付勢する金属付勢機構を有することを特徴とする。
　本発明によれば、エレベータ用巻上機を制動する電磁ブレーキ装置において、小型で静音性能（特に釈放動作音の低減）の優れるブレーキ構造を提供することができる。
本発明の一実施例である機械室レスエレベータにおける昇降路の斜視図。 本発明の一実施例である機械室レスエレベータにおける昇降路の断面図。 本発明の一実施例であるエレベータ用ブレーキの上面図。 本発明の一実施例である電磁ブレーキ装置の動作を説明する断面図（制動時）。 本発明の一実施例である電磁ブレーキ装置の動作を説明する断面図（非制動時）。 本発明の一実施例である電磁ブレーキ装置を示す断面図。 本発明の一実施例である電磁ブレーキ装置を示す断面図。 本発明の一実施例である可動子作用力と可動子位置の関係図。 本発明の一実施例である電磁ブレーキ装置を示す断面図。 本発明の一実施例である電磁ブレーキ装置を示す断面図。 本発明の一実施例である皿ばね部と制動ばねの変位荷重特性を示す図。 従来のエレベータ用ブレーキの上面図。 従来のエレベータ用ブレーキの断面図。
　以下、本発明を実施例を用いて説明する。
　図１及び図２に機械室エレベータの昇降路の機器配置の一例を示す。図１は本発明の一実施例である機械室レスエレベータにおける昇降路の斜視図である。乗りかご９は、巻上機１０の綱車１４に巻き掛けられた複数本からなるロープ１３を介して昇降動作する。綱車１４は図示しない駆動装置と直結されており、駆動装置によって駆動される。ブレーキドラムである被制動体１５は綱車１４と直結しており、被制動体１５をブレーキ装置２６で制動することにより、乗りかご９の停止状態を保持する。１２は釣り合い錘である。
　図２は本発明の一実施例である機械室レスエレベータにおける昇降路の断面図である。このように機械室レスエレベータの機器配置は、昇降路に巻上機１０、乗りかご９、制御盤１１等を限られたスペースに格納した状態となっている。
　図３は本発明の一実施例であるエレベータ用ブレーキの上面図である。本実施例における電磁ブレーキ装置２６は、コイル１および制動ばね２を内蔵した本体３の周縁に、金属付勢機構４を備えている。
　図４Ａ、Ｂは、電磁ブレーキ装置の動作を説明する図３におけるＢ－Ｂ断面図である。図４Ａは電磁ブレーキ装置２６が巻上機１０を制動している状態を示す。制動状態では、制動時は制動ばね２の押圧力が可動子５を介してブレーキライニング７を被制動体１５に押し付けることで綱車１４を制動している。
　図４Ｂは非制動時の状態を表している。非制動時には、コイル１に電流を印加することで本体３を磁化する。本体３が磁化されることで可動子５は本体３側へ吸引されブレーキライニング７は被制動体１５から離間され、押圧力が解除される。
　上記に示すように、制動動作は制動ばね２により機械的に実行され、制動力の解除は電気的に行われる。このように停電などにより電源の供給が絶たれた場合には乗りかご９が停止する、フェールセーフ動作を実現している。
　図５Ａ、Ｂは、本発明の実施例１の電磁ブレーキ装置２６を示す図３におけるＣ－Ｃ断面図である。実施例１の電磁ブレーキ装置２６の基本構成は従来の無励磁作動型ブレーキ装置と同様であるが、釈放時に可動子５の変位に比例して作用力が増加する弾性体を備えている。前記弾性体は小型で弾性係数が大きいものが好ましく、例えば皿ばねなどが適している。可動子５と本体３に同軸上に挿通孔１６を有し、本体３には挿通孔１６と同心円状の孔１７を備えている。これらの孔内には可動子５側に頭部を配置したボルトが挿入され、本体３の上面へ突出したボルト１９の挿入側端部にはワッシャを介してナットが螺合されている。孔１７の穴径は皿ばね部１８の外径と略同一とする。図５Ａは非制動時のブレーキの状態を示す。この時皿ばね部１８の圧縮量はゼロまたは極めて小さい状態とする。
　図５Ｂは制動時のブレーキの状態を示し、可動子５の変位分だけ皿ばね部１８が圧縮され荷重が発生している。この荷重により可動子５の動作速度を低減し動作音を低減することができる。この時の電磁力と可動子５に作用する力の関係を図６に示す。図６(ａ)が従来のブレーキ、図６(ｂ)が本実施例の可動子５作用力の変位特性を示している。Ｆｍは吸引時の電磁力特性、Ｆｍ´は釈放時の電磁力特性を示す。従来ブレーキでは、可動子５と本体３が密着する、もしくは開離する際に制動ばね２の付勢力Ｆｓと電磁力Ｆｍの差が大きく開く。一方、本実施例では、可動子５と本体３が密着状態から開離する際に可動子５の動作方向と対向する方向に皿ばね部１８の荷重が作用するため従来ブレーキと比較して可動子５に作用する力が小さくなることが分かる。さらに、この作用により吸引時の電磁力Ｆｍと付勢力の差が小さくなり、電磁力の上限値を下げることができるため小型化が可能であり、十分な静音性能を確保することができる。
　図７Ａ、Ｂは、本発明の実施例２の電磁ブレーキ装置２６を示す断面図である。実施例２は、実施例１の皿ばね部１８と制動ばね２を直列に配置した構成となっている。即ち、図面の記載は省略するが、図３における制動ばね２の位置に金属付勢機構４も構成された状態となっている。制動ばね２はあらかじめ圧縮されるよう本体３に配された挿通孔２２と同軸上に同心円の孔２３を備える。孔２３の孔径は挿通孔２２よりも小きく、この径の差により境界部分には肩部２４が形成される。これらの孔内には可動子５側に頭部を配置したボルト１９が挿入され、本体３の上面へ突出したボルト１９の挿入側端部にはワッシャ２０を介して調整用と緩み防止のナット２１が螺合されている。制動バネ２は挿通孔２２内を移動可能であるが、孔２３には進入することができず、肩部２４にかかることであらかじめ圧縮することができる。ここで、皿ばね１８は可動子５の動きを妨げる作用をするため可動子５の変位が増大した場合、制動力が低下する恐れがある。しかし、本構成であれば皿ばね部１８が過圧縮になった場合、直列に配置された制動ばね２が撓むことで制動力が一定値以下に低下すること防止するリミッタ機能を備える。
　図８は制動ばね２と皿ばね部１８の荷重変位特性を示している。図の縦軸は制動ばね２と皿ばね部１８の発生する荷重、横軸は可動子５と本体３の空隙距離つまり可動子５のストロークを示している。横軸の右端が制動状態、左端が非制動状態（吸引状態）を示している。実線が制動ばね２の荷重変位特性を、破線が皿ばね部の荷重変位特性をそれぞれ示している。吸引時に制動ばね２は圧縮状態にあり荷重は可動子５を被制動体１５に向かって付勢する力として作用する。一方で皿ばね部１８の下部は、ばね座２５aと接触しており、ばね座２５aは肩部２４に位置が規制されているため、制動ばね２の力は皿ばね部１８作用しない。したがって、皿ばね部１８には可動子５の変位による圧縮量に比例した荷重のみ発生することになる。しかし、図８に示す変位Ａに達すると、皿ばね部の反力と制動ばね２のばね力が釣合う。この状態では、皿ばね部１８、制動ばね２の力が相殺し、見かけ上、皿ばね部１８の作用力がゼロになる。したがって、この釣合い点を越えた位置からは皿ばね部１８は圧縮されず、制動ばね２のみ圧縮され、ばね座２５aと肩部２４の間にギャップが形成されることになり、ブレーキの動作に支障をきたすような過圧縮状態は発生することはない。つまり、制動力の低下は抑制される。これにより仮にライニング７が摩耗して可動子５の変位が大きくなったとしても、ブレーキの機能を失うことなく長期にわたって安定した静音性能を発揮することができる。
　以上説明したように、本実施例１または本実施例２によれば、釈放時の可動子５の動作方向に対向する力を作用する弾性体の作用力により可動子５の動作速度を低減することで、動作音の低減を図ることができる。
　また、本実施例１または本実施例２のように金属付勢機構４は複数の皿ばね１８を備え、複数の皿ばね１８は凸面と凸面及び凹面と凹面を向かい合わせて複数積層したものであれば、ゴムなどの弾性体を使用した場合と比較して小さい単位体積当たりの大きさでより大きな弾性係数を得やすくできる上、長寿命で安定した弾性係数を得ることができる。
　さらに、本実施例１または本実施例２のように金属付勢機構４は本体３、可動子５及び皿ばね１８を挿通するボルト１９と、ボルト１９に螺合するナット２０から構成される構造であれば、簡易な構造で比較的小型にできるため、電磁ブレーキ装置２６に組み込む設計を行いやすく、汎用性を上げることが可能となる。
　また、本実施例２のように金属付勢機構４、特に皿ばね部１８と制動ばね２を直列に配置し、非制動状態では前記制動ばね２の圧縮力は皿ばね部１８に作用せず、制動状態で制動ばね２と皿ばね部１８が発生する力が互いに作用するように構成することで、ブレーキの動作に支障をきたすような皿ばね部１８の過圧縮状態を発生させないリミッタとして機能させることができ、制動力の低下は抑制される。これにより仮にライニング７が摩耗して可動子５の変位が大きくなったとしても、ブレーキの機能を失うことなく長期にわたって安定した静音性能を発揮することができる。
　また制動ばね２の弾性係数が、皿ばね部１８の付勢力の単位変位あたりの変化率より大きくすることにより、ブレーキの動作に支障をきたすような過圧縮状態の発生を防止でき、制動力の低下は抑制される。これにより仮にライニング７が摩耗して可動子５の変位が大きくなったとしても、ブレーキの機能を失うことなく長期にわたって安定した静音性能を発揮することができる。
　また本実施例１または本実施例２においては皿ばね部１８及びそれを有する金属付勢機構を本体３の内部に備えた構成を説明したが、皿ばね部１８等を本体３の外部に設ける構成であっても実現可能である。ただし、皿ばね部１８等の金属付勢機構を本体内部に有する構成とすれば、電磁ブレーキ装置２６全体の小型化により一層寄与することが可能である。
１・・・コイル
２・・・制動ばね
３・・・本体
４・・・金属付勢機構
５・・・可動子
６・・・ブレーキライニング固定部
７・・・ブレーキライニング
８・・・ブレーキシュー
９・・・乗りかご
１０・・・巻上機
１１・・・制御盤
１２・・・釣合い重り
１３・・・ロープ
１４・・・綱車
１５・・・ブレーキドラム
１６・・・挿通孔
１７・・・孔
１８・・・皿ばね部
１９・・・ボルト
２０・・・ワッシャ
２１・・・ボルト
２２・・・挿通孔
２３・・・孔
２４・・・肩部
２５ａ，ｂ・・・ばね座
２６・・・電磁ブレーキ装置

Claims (6)

  1. 　乗りかごを昇降させる巻上機に備えられた被制動体に対して当接して制動するブレーキシューを備えた可動子と、前記可動子を前記被制動体に付勢して制動力を付与する制動ばね及び前記制動ばねのばね力に抗して前記可動子を吸引する電磁コイルを備えた本体よりなる電磁ブレーキ装置において、
    　前記可動子が前記本体から前記被制動体に向かう変位に伴い、変位方向と逆方向に作用する力が前記本体から前記被制動体への変位に比例して増加するように前記可動子を付勢する金属付勢機構を有することを特徴とする電磁ブレーキ装置。
  2. 　請求項１に記載の電磁ブレーキ装置において、前記金属付勢機構は複数の皿ばねを備え、前記複数の皿ばねは凸面と凸面及び凹面と凹面を向かい合わせて複数積層したことを特徴とする電磁ブレーキ装置。
  3. 　請求項２に記載の電磁ブレーキ装置において、前記金属付勢機構は前記本体、前記可動子及び前記皿ばねを挿通するボルトと、前記ボルトに螺合するナットから構成されていることを特徴とする電磁ブレーキ装置。
  4. 　請求項１に記載の電磁ブレーキ装置において
    前記金属付勢機構と前記制動ばねは直列に配置され、非制動状態では前記制動ばねの圧縮力は前記金属付勢機構に作用せず、制動状態で前記制動ばねと前記金属付勢機構が発生する力が互いに作用するように構成したことを特徴とする電磁ブレーキ装置。
  5. 　請求項１に記載の電磁ブレーキ装置において
    前記制動ばねの弾性係数が、前記金属付勢機構の付勢力の単位変位あたりの変化率より大きいことを特徴とする電磁ブレーキ装置。
  6. 　請求項１に記載の電磁ブレーキ装置において
    前記金属付勢機構を前記本体内部に有することを特徴とする電磁ブレーキ装置。
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