WO2022003936A1 - 電磁ブレーキ装置 - Google Patents

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WO2022003936A1
WO2022003936A1 PCT/JP2020/026144 JP2020026144W WO2022003936A1 WO 2022003936 A1 WO2022003936 A1 WO 2022003936A1 JP 2020026144 W JP2020026144 W JP 2020026144W WO 2022003936 A1 WO2022003936 A1 WO 2022003936A1
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WO
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iron core
core
gap portion
movable
movable iron
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Application number
PCT/JP2020/026144
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇輝 竹崎
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/08—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals with hoisting rope or cable operated by frictional engagement with a winding drum or sheave
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D49/00—Brakes with a braking member co-operating with the periphery of a drum, wheel-rim, or the like

Definitions

  • the present disclosure relates to an electromagnetic brake device in which a movable iron core is provided at an angle with respect to a fixed iron core.
  • the electromagnetic brake device brakes the rotation by pressing the lining attached to the movable iron core against the rotating shaft or the like with a spring that keeps the movable iron core away from the fixed core.
  • a current is passed through a coil embedded in a fixed core to operate the fixed core as an electromagnet, thereby attracting the movable core to the fixed core and releasing braking.
  • the movable core and the fixed core of the electromagnetic brake device are kept as close as possible even during braking. This is because the larger the distance between the movable core and the fixed core, the stronger the magnetic field needs to be generated in order to attract the movable core, and it is necessary to increase the current flowing through the coil or increase the core itself.
  • Patent Document 1 the movable iron core and the fixed iron core during braking are described while ensuring the operation allowance of the switch for detecting the braking state and the braking release state of the electromagnetic brake device by detecting the gap between the movable iron core and the fixed iron core.
  • an electromagnetic brake device in which a movable core is provided at an angle with respect to a fixed core in order to keep the position close to the fixed core.
  • FIG. 12 shows a side view of the electromagnetic brake device 300 in which the movable iron core 321 is tilted with respect to the fixed iron core 311.
  • the inventor of the present invention has found that in an electromagnetic brake device provided with a movable iron core 321 tilted, a phenomenon occurs in which braking cannot be efficiently released when braking is released.
  • FIG. 12 is a reference diagram illustrating the phenomenon.
  • FIG. 12 shows the braking state of the electromagnetic brake device 300. In the braking state, the spring 313 presses the movable core 321 in a direction away from the fixed core 311. The movable core 321 is held in an inclined state with respect to the fixed core 311.
  • the fixed core 311 operates as an electromagnet, and the movable core 321 moves to the fixed core 311 side.
  • the right end of the paper surface on the side close to the fixed core 311 of the movable core 321 provided at an angle with respect to the fixed core 311 is larger than the left end of the paper surface on the side far from the fixed core 311. Strongly attracted. Therefore, although the movable core 321 approaches the fixed core 311 as a whole, the right side is strongly attracted to the fixed core 311 and rotates slightly to the right with the spring 313 as a fulcrum.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and in an electromagnetic brake device in which the movable core is provided at an angle with respect to the fixed core, the side of the movable core farther from the fixed core is more when the braking state is released. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic braking device that can alleviate distance and efficiently release braking.
  • the electromagnetic braking device is movable between a fixed core and a fixed core and a rotor, has an intermediate portion between both ends and both ends, and one end of both ends is the other end.
  • the movable core is provided so as to be inclined so as to be closer to the fixed core than the portion, the coil provided on the fixed core, and the movable core are provided so as to be in contact with the intermediate portion of the movable core. It is provided with a spring that pushes away, and at least one of the fixed core and the movable core has a recessed first gap portion and a first gap portion and a movable core rather than a spring on the facing surface facing the other.
  • a second gap portion which is a recess deeper than the first gap portion, is provided on the side close to one end of the.
  • an electromagnetic brake device in which a movable core is provided at an angle with respect to a fixed core, the end of both ends of the movable core on the side far from the fixed core is from the fixed core when the braking state is released. It is possible to provide an electromagnetic brake device that can alleviate further distance and efficiently release braking.
  • FIG. 5 is a left side view of the fixed iron core of the electromagnetic brake device according to the first embodiment as viewed from the rotor side. It is sectional drawing which passes through the guide pin of the electromagnetic brake device at the time of braking in an embodiment.
  • FIG. 5 is a right side view of the movable iron core of the electromagnetic brake device according to the first embodiment as viewed from the opposite side of the rotor. It is sectional drawing which shows the electromagnetic brake device at the time of de-braking in Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a left side view of the fixed iron core of the electromagnetic brake device according to the first embodiment as viewed from the rotor side. It is sectional drawing which passes through the guide pin of the electromagnetic brake device at the time of braking in an embodiment.
  • FIG. 5 is a right side view of the movable iron core of the electromagnetic brake device according to the first embodiment as viewed from the opposite side of the rotor. It is sectional drawing which shows the electromagnetic brake device at the time of de-braking in Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the electromagnetic brake apparatus during the braking release operation in Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the electromagnetic brake apparatus at the time of braking in Embodiment 2.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the electromagnetic brake apparatus at the time of braking in Embodiment 3.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the electromagnetic brake device at the time of braking in Embodiment 4.
  • It is a reference figure which shows the electromagnetic brake device which provided the movable iron core tilted with respect to the fixed core.
  • Embodiment 1 The electromagnetic brake device 100 according to the first embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.
  • the same reference numerals in the drawings represent the same or equivalent configurations.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the electromagnetic brake device 100 according to the first embodiment.
  • the electromagnetic brake device 100 includes a fixed iron core 11, a coil 12, a spring 13, a switch 14, a movable iron core 21, a protrusion 23, and a guide pin 3 as shown in FIG.
  • the electromagnetic brake device 100 is an external drum brake, which is provided in an elevator hoist.
  • the positional relationship between the rotor 200 of the hoist and the electromagnetic brake device 100 is shown in the front view of FIG.
  • the electromagnetic brake device 100 is installed outside the rotor 200 and brakes the rotation of the rotor 200 by friction.
  • the rotor 200 of FIG. 2 rotates clockwise or counterclockwise when viewed from the front of the paper surface.
  • the end view of FIG. 1 is a cross-sectional view of the electromagnetic brake device 100 in the radial direction of the rotor 200, which is shown by the cutting line AA in FIG. 2, so that the rotor 200 is on the upper side of the paper surface. That is, on the upper side of the electromagnetic brake device 100 shown in FIG. 1, the rotor 200 rotates in the depth direction of the paper surface.
  • the braking state is a state in which the spring 13 presses the movable iron core 21 against the rotor 200.
  • the braking release state is a state in which the movable iron core 21 approaches the fixed core 11 and the braking of the rotor 200 is released.
  • the electromagnetic brake device 100 shown in each figure is drawn with exaggerated size and spacing between members in order to show each configuration in an easy-to-understand manner.
  • the movable iron core 21 described later moves within 1 mm.
  • the fixed iron core 11 is an iron core fixed to the outside of an elevator hoist (not shown).
  • the fixed core 11 is provided with a cushion rubber 11a on the upper surface of the paper surface for suppressing an impact sound when the movable core 21 described later collides with the fixed core 11.
  • the upper surface of this paper surface is a surface facing the movable iron core 21, which will be described later. In the following description, this surface is referred to as a facing surface of the fixed iron core 11. Further, a groove in which the coil 12, the spring 13, and the guide pin 3 to be described later are embedded is provided on the upper side of the paper surface.
  • FIG. 3 is a left side view of the electromagnetic brake device 100 from which the movable iron core 21 described later is removed.
  • the above-mentioned facing surfaces are shown.
  • the cutting lines AA in FIG. 3 represent a cross section of FIG.
  • the groove in which the coil 12 is embedded is provided in an annular shape so that the length from the coil 12 to the outer edge of the fixed iron core 11 is symmetrical in the vertical and horizontal directions of the paper surface.
  • the groove in which the spring 13 is embedded is provided inside the groove in which the coil 12 is embedded, and the distance to the groove in which the coil 12 is embedded is symmetrical in the vertical direction of the paper surface. On the other hand, it is not symmetrical in the left-right direction of the paper surface, but is provided close to one side. In the present embodiment, the groove in which the spring 13 is embedded is provided closer to the left side.
  • the groove in which the guide pin 3 is embedded is provided one above and one below the outer side of the groove in which the coil 12 is embedded. Further, the groove in which the guide pin 3 is embedded is provided at a position symmetrical to the left-right direction on the paper surface of the fixed iron core 11.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the electromagnetic brake device 100 at the cutting line BB passing through the guide pin 3 of FIG.
  • the diameter of the guide pin groove 3a is larger than the diameter of the guide pin 3. Therefore, in the braking state of the electromagnetic brake device 100, the movable iron core 21 can take a state of being tilted with respect to the fixed core 11.
  • there is a rotor 200 (not shown).
  • one cushion rubber 11a is provided on each of the left and right outside the groove in which the coil 12 is embedded. Further, the cushion rubber 11a is provided at a position symmetrical with respect to the left-right direction on the paper surface of the fixed iron core 11.
  • the coil 12 is embedded in a groove provided on the facing surface of the fixed iron core 11, and generates a magnetic field by the electric power supplied from the power supply device of the elevator.
  • the spring 13 is embedded in a groove provided on the facing surface of the fixed iron core 11 and presses the movable iron core 21 described later in a direction away from the fixed iron core 11.
  • the center in the radial direction of the spring 13 shown by the two-dot chain line in FIG. 1 is provided at a position not facing the center of the surface where the rotor 200 and the lining 22 of the movable iron core 21 are in contact with each other.
  • the broken line in FIG. 1 is a line passing through the center of the surface where the rotor 200 and the movable iron core 21 are in contact with each other.
  • the center of the spring 13 is provided so as to be offset to the left side of the paper surface from the center of the surface where the rotor 200 and the lining 22 of the movable iron core 21 are in contact with each other.
  • the movable iron core 21 is an iron core that can be moved between the rotor 200 and the fixed iron core 11.
  • the movable core 21 is tilted and supported with respect to the fixed core 11 by being pressed by the spring 13 and the rotor 200.
  • the both ends of the movable core 21 tilted and supported with respect to the fixed core 11 in the inclined direction the one closer to the fixed core 11 is defined as one end, and the end farther from the fixed core 11 is defined as the other end. .. That is, the movable iron core 21 is provided so as to be inclined so that one end of both ends in the inclined direction is closer to the fixed core 11 than the other end.
  • Both end portions are at least a portion including both ends of the movable iron core 21, and have one end portion where the magnetic force acts strongly due to the inclination of the movable iron core 21 and the other end portion where the magnetic force acts weakly.
  • both ends of the movable iron core 21 in the left-right direction in the left-right direction are both ends, the right end of the paper is one end, and the left end is the other end.
  • the movable iron core 21 is provided with a lining 22 on the side where the rotor 200 is located.
  • the lining 22 is a friction material, and when the movable iron core 21 is pressed toward the rotor 200 by the spring 13, a frictional force is generated between the movable iron core 21 and the rotor 200.
  • the movable iron core 21 is provided with a guide pin groove 3a for embedding the guide pin 3 and a gap portion 24 to be described later on the side of the fixed iron core 11. In the following description, this surface is referred to as a facing surface of the movable iron core 21.
  • the diameter of the guide pin groove 3a is larger than the diameter of the guide pin 3.
  • the mode of contact between the movable iron core 21 and the spring 13 will be described in detail.
  • the space between both ends of the movable iron core 21 is referred to as an intermediate portion.
  • the spring 13 shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1 is provided so as to come into contact with the intermediate portion of the movable iron core 21.
  • the center in the radial direction of the spring 13 is provided on the other end portion closer to the other end portion than the center in the inclined direction of the movable iron core 21 shown by the broken line in FIG.
  • the center of this contact surface is the center of a straight line in the inclined direction of the movable iron core 21.
  • the switch 14 is a push button type switch attached to the other end side of the fixed iron core 11.
  • the protrusion 23 is a protrusion attached to the movable iron core 21 so as to face the switch 14. As will be described later, the switch 14 is pressed by the protrusion 23 to detect the presence or absence of a gap between the movable iron core 21 and the fixed iron core 11 on the left side.
  • This switch 14 outputs a signal capable of distinguishing between the braking state and the braking release state of the electromagnetic brake device 100 by detecting a state in which the other end of the movable iron core 21 is closer to the fixed core 11 than the braking state. ..
  • the gap portion 24 is a positional gap that is a recess provided on the facing surface of the movable iron core 21.
  • the gap portion 24 includes a first gap portion 24a and a second gap portion 24b, which will be described later.
  • the gap portion 24 is provided from the front end to the back end of the movable iron core 21 in the depth direction of the paper surface.
  • both ends of the gap portion 24 are provided so as to face the groove in which the coil 12 is embedded.
  • FIG. 5 is a view of the movable iron core 21 viewed from the lower side of the paper surface of FIG. 1 so that the front side of FIG. 1 is on the upper side of the paper surface.
  • the cutting lines AA and the cutting lines BB in FIG. 5 represent views of the same cross section as in FIG. 3 viewed from different directions. As shown in FIG. 5, the gap portion 24 is provided in the depth direction of FIG. 1 from the front end to the back end of the movable iron core 21.
  • the gap portion 24 a gap is interposed between the movable iron core 21 and the fixed iron core 11 even when the braking of the electromagnetic brake device 100 in which the current is flowing in the coil 12 is released. Therefore, the current flowing through the coil 12 is stopped, and the residual magnetization in the movable iron core 21 is quickly removed when the magnetic field disappears.
  • the cushion rubber 11a is interposed between the movable core 21 and the core portion of the fixed core 11, but the gap portion 24 is deeper than the thickness of the cushion rubber 11a and has residual magnetization. A dent large enough to quickly remove the rubber.
  • the gap portion 24 is a continuous two-stage depression.
  • the recess on the left side, which is closer to the other end, is the first gap portion 24a
  • the recess on the right side, which is closer to one end than the first gap portion 24a, is the second gap portion 24b. That is, the edge on the other end side of the first gap portion 24a and the edge on the one end side of the second gap portion 24b are provided so as to face the groove in which the coil 12 is embedded.
  • the second gap portion 24b is closer to one end than the spring 13.
  • the second gap portion 24b is a recess deeper than the first gap portion 24a. That is, the core portion of the movable iron core 21 which is the upper end of the second gap portion 24b is movable with the distance from the plane including the contact point between the fixed core 11 and the movable iron core 21 in the braking release state being the upper end of the first gap portion 24a. It is larger than the iron core portion of the iron core 21.
  • FIG. 6 shows the electromagnetic brake device 100 when the braking is released.
  • the contact point between the fixed core 11 and the movable core 21 is a portion of the surface of the movable core 21 on the fixed core 11 side, excluding the gap portion 24, which is in contact with the cushion rubber 11a.
  • the plane containing these contacts is shown by the alternate long and short dash line in FIG.
  • the upper ends of the first gap portion 24a and the second gap portion 24b are planes parallel to the plane indicated by the alternate long and short dash line.
  • the plane shown by the alternate long and short dash line is a plane parallel to the facing surface of the movable iron core.
  • the second gap portion 24b a large gap is interposed on the right side where the distance between the movable iron core 21 and the fixed core 11 when the electromagnetic brake device 100 is braking the rotor 200 is small. Therefore, when a current is passed through the coil 12 and the electromagnetic brake device 100 starts the braking release operation, the speed at which the right side of the movable iron core 21 approaches the fixed core 11 can be slowed down.
  • the braking operation will be explained.
  • a magnetic field is generated by the current flowing through the coil 12, and the movable iron core 21 is attracted to the fixed core 11.
  • the movable iron core 21 is parallel to the fixed core 11, and the facing surface of the movable iron core 21 is in contact with the cushion rubber 11a.
  • the switch 14 is pressed by the protrusion 23. That is, the switch 14 detects that there is no gap between the movable iron core 21 and the fixed iron core 11 on the left side of the electromagnetic brake device 100, and detects that the electromagnetic brake device 100 is in the braking release state.
  • the movable iron core 21 Since the rotor 200 is braked by the electromagnetic brake device 100, the magnetic field is not generated when the current flowing through the coil 12 is stopped. Then, the movable iron core 21 is pressed by the spring 13 and moves to the rotor 200 side. When the lining 22 provided on the rotor 200 side of the movable iron core 21 comes into contact with the rotor 200, the movable iron core 21 is also pressed by the rotor 200.
  • the center in the inclined direction on the contact surface between the rotor 200 and the movable iron core 21 shown by the broken line in FIG. 1 and the center of the spring 13 shown by the two-dot chain line are located at positions where they do not face each other. Therefore, a force acts in the direction in which the movable iron core 21 rotates due to the force of the rotor 200 pressing the movable iron core 21 and the force of the spring 13 pressing the movable iron core 21. Since the diameter of the guide pin 3 is smaller than the diameter of the guide pin groove 3a for embedding the guide pin 3 provided in the movable iron core 21, the movable iron core 21 can take a state of being tilted with respect to the fixed iron core 11.
  • the movable core 21 is tilted so that the left side of the paper surface is larger than the right side with respect to the fixed core 11.
  • the protrusion 23 is separated from the switch 14. That is, the switch 14 detects the gap between the movable iron core 21 and the fixed iron core 11 and detects that the electromagnetic brake device 100 is in the braking state.
  • the electromagnetic brake device 100 On the other hand, also on the right side of the electromagnetic brake device 100, there is a gap between the movable core 21 and the fixed core 11.
  • the movable iron core 21 moves to the fixed core 11 side due to the generation of a magnetic field.
  • the movable iron core 21 approaches the fixed iron core 11 as a whole due to the generation of the magnetic field, and is attracted more strongly on the one end side than on the other end side, so that the movable iron core 21 rotates slightly in the reverse direction with the spring 13 as a fulcrum, that is, rotates clockwise on the paper surface. ..
  • FIG. 7 is a diagram showing an electromagnetic brake device 100 when one end of the movable iron core 21 comes into contact with the cushion rubber 11a.
  • the dotted line in the figure represents the position of the movable iron core 21 at the start of the braking release operation.
  • the force that the one end side of the movable core 21 is attracted to the fixed core 11 by the second gap portion 24b interposed between the core portion of the movable core 21 and the fixed core 11 does not have the second gap portion 24b. It is weaker than the case or the shallow case. Therefore, the speed of the above rotation is slower than that in the case where the second gap portion 24b is not provided, and the maximum amount of reverse rotation is also reduced.
  • the entire movable core 21 is brought into the fixed core 11 and the second gap portion. It can be attracted more than it would be without 24b. That is, the spring 13 can be contracted at an earlier timing than when the second gap portion 24b is not provided. As a result, when the other end of the movable core 21 reaches the position farthest from the fixed core 11, the distance between the movable core 21 and the fixed core 11 at the other end is not the second gap portion 24b. It will be smaller than that.
  • the distance between the fixed core 11 and the other end of the movable core 21 becomes maximum from the start of braking release, and one end of the movable core 21 comes into contact with the cushion rubber 11a of the fixed core 11.
  • the rotation that occurs momentarily and suppress the increase in the distance between the fixed core 11 and the movable core 21 it is possible to suppress the rotation that occurs momentarily and suppress the increase in the distance between the fixed core 11 and the movable core 21.
  • the strength of the magnetic field received by the movable iron core 21 becomes larger, so that the magnitude of the magnetic field required to attract the movable iron core 21 can be reduced. ..
  • the electromagnetic brake device 100 capable of efficiently releasing the braking in the electromagnetic brake device 100 in which the movable iron core 21 is provided at an angle with respect to the fixed core 11.
  • the electromagnetic brake device 100 can be miniaturized by reducing the size of the fixed core 11 and the movable core 21.
  • the electric power required for releasing the braking can be reduced.
  • the second gap portion 24b is a part of the gap portion 24 conventionally provided in the movable iron core of the electromagnetic brake device 100 for the purpose of reducing the residual magnetization. Therefore, the second gap portion 24b can be provided while simply maintaining the manufacturing process of the electromagnetic brake device 100.
  • the upper end of the second gap portion 24b is parallel to the facing surface of the movable iron core 21. Therefore, unlike the second embodiment described below, the second gap portion 24b can be formed while keeping the drill perpendicular to the movable iron core 21, so that the gap portion 24 can be easily provided.
  • both ends of the gap portion 24 in the left-right direction are provided at positions facing the groove in which the coil 12 is embedded, both ends are facing surfaces of the fixed iron core 11 and there is no groove of the coil 12.
  • the risk that the movable core 21 and the fixed core 11 come into contact with each other in a place where the cushion rubber 11a is not present and a loud noise is produced is reduced due to a manufacturing error.
  • the magnetic field is not extremely weak as compared with the case where both ends are provided so as to face the positions outside the coil 12.
  • the force of the fixed core 11 on the left side and the right side to attract the movable core 21 is adjusted by the depth of the second gap portion 24b. Therefore, compared to the case where the attractive force is adjusted by the size of the gap portion 24 in the left-right direction, the installation position and the gap portion of the spring 13 are desirable when the fixed iron core 11 adjusts the attractive force of the movable iron core 21 in the design process. It is possible to prevent the difficulty of the design from increasing due to the overlap with the stepped portion which is the end of the 24.
  • the gap portion 24 is a void. Therefore, the gap portion 24 can be formed more easily than the provision of other members.
  • a material having a magnetic permeability lower than that of the iron core such as resin may be attached to the gap portion 24.
  • the gap portion 24 is provided in the movable iron core 21. Therefore, the gap portion 24 can be provided more easily than in the case of providing the fixed iron core 11 having a groove for embedding the coil 12, the spring 13, and the guide pin 3.
  • the second gap portion 24b is a recess on the right side of the gap portion 24, which is two steps, because of the ease of processing.
  • the shape of the gap portion 24 is not limited to this in order to solve the problem. The configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the movable iron core 21 on the left side to the right side of the paper surface is linearly arranged from the other end side to the one end side.
  • a gap portion 25, which is a positional gap provided so as to be deep, is provided. That is, in the gap portion 25, the distance from the plane including the contact point between the fixed iron core 11 and the movable iron core 21 indicated by the alternate long and short dash line to the iron core portion of the movable iron core 21 goes from the other end side to the one end side of the movable iron core 21. It grows linearly with it.
  • the gap portion 25 includes a first gap portion 25a and a second gap portion 25b.
  • the direction from the other end side to the one end side of the movable core 21 is a direction in which the distance between the fixed core 11 and the movable core 21 increases in the braking state.
  • the first gap portion 25a is from the portion where the spring 13 is in contact with the movable iron core 21 to the end on the other end side of the gap portion 25, and in the second gap portion 25b, the spring 13 is in contact with the movable iron core 21. From the portion to the end on the one end side of the gap portion 25. Therefore, in the core portion of the movable iron core 21 which is the upper end of the second gap portion 25b, the distance from the plane including the contact point between the fixed iron core 11 and the movable iron core 21 indicated by the alternate long and short dash line is the upper end of the first gap portion 25a. It is larger than the iron core portion of the movable iron core 21.
  • the end on the other end side of the gap portion 25 is the end on which the distance between the fixed core 11 and the movable core 21 is small in the braking state, and the end on the one end side of the gap portion 25 is fixed in the braking state. This is the end where the distance between the iron core 11 and the movable iron core 21 is large.
  • the angles of are the same. That is, the core portion of the movable core 21 which is the upper end of the gap portion 25 and the fixed core 11 are parallel to each other.
  • the gap portion 25 provided for the purpose of reducing the residual magnetization is not provided with a step unlike the gap portion 24 of the first embodiment. Therefore, there is no portion where the fixed core 11 and the movable core 21 are locally close to each other, and the effect of changing the depth of the gap portion 25 on the reduction of the residual magnetization is small.
  • the gap portion 24 has two recesses.
  • the number of recesses constituting the gap portion 24 is not limited to this. The configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. 9.
  • the gap portion 26 is formed by three steps.
  • the gap portion 26 is a first gap portion 26a, which is a recess on the other end side where the distance from the plane including the contact point between the fixed iron core 11 and the movable iron core 21 indicated by the one-point chain wire to the iron core portion of the movable iron core 21 is the smallest.
  • the second gap portion 26b which is the next smallest recess provided next to one end side of the one gap portion 26a, and the second gap portion 26b provided next to the one end portion side of the second gap portion 26b, the distance is the largest. It is composed of a third gap portion 26c, which is a large depression.
  • the second gap portion 24b is a part of the gap portion 24 provided so that both ends in the left-right direction of the paper surface face the groove in which the coil 12 is embedded.
  • the position of the second gap portion 24b is not limited to this in order to solve the problem. The configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • This embodiment includes a first gap portion 27a and a second gap portion 27b instead of the gap portion 24.
  • the first gap portion 27a is a recess provided at the end on the other end side of the movable iron core 21.
  • the second gap portion 27b is a recess provided at one end of the movable iron core 21 on the one end side.
  • the second gap portion 27b is a recess deeper than the first gap portion 27a. That is, the iron core portion of the movable iron core 21 which is the upper end of the second gap portion 27b is the upper end of the first gap portion 27a at a distance from the plane including the contact point between the fixed iron core 11 and the movable iron core 21 indicated by the alternate long and short dash line. It is larger than the iron core portion of the movable iron core 21.
  • the gap portion 24 is provided in the movable iron core 21 for ease of processing.
  • the gap portion 24 may be provided in the fixed iron core 11. The configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the gap portion 28 is provided in the fixed iron core 11.
  • the gap portion 28 is a two-stage recess provided inside the groove in which the coil 12 of the fixed core 11 is embedded and parallel to the surface of the fixed core 11 on the movable iron core 21 side.
  • the recess on the other end side of the gap portion 28 is the first gap portion 28a
  • the recess on the one end portion side is the second gap portion 28b.
  • the second gap portion 28b is a recess deeper than the first gap portion 28a. That is, the distance of the second gap portion 28b from the plane including the contact point between the fixed iron core 11 and the movable iron core 21 in the braking release state is larger than that of the first gap portion 28a.
  • the plane including the contact point between the fixed iron core 11 and the movable iron core 21 is a plane including the upper end of the cushion rubber 11a shown by the alternate long and short dash line.
  • the magnitude of the magnetic field required to attract the movable iron core 21 can be reduced by the same operation as that of the first embodiment.
  • the electromagnetic brake device 100 is an external drum brake that brakes the rotor 200 of the elevator hoist, but is not limited to this.
  • it may be used for an automobile brake, or may be used for an inscribed drum brake as in Patent Document 1.
  • the problem is not limited to this.
  • the number of guide pins 3 may be one or three or more.
  • the guide pin 3 may be omitted.
  • the number of springs 13 is one, but a plurality of springs 13 may be provided.
  • one spring 13 may be provided at the center of the fixed core 11 and a spring 13 for tilting the movable core 21 with respect to the fixed core 11 may be provided on one side.
  • the first gap portions 24a, 25a, 26a, 27a, 28a and the second gap portions 24b, 25b, 26b, 27b, 28b are provided on one of the fixed core 11 and the movable core 21, but at least. It suffices if it is provided on one side, and may be provided on both sides.

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Abstract

本開示に係る電磁ブレーキ装置１００は、固定鉄心１１、可動鉄心２１、コイル１２、及びバネ１３を備えている。可動鉄心２１は、固定鉄心１１とロータ２００の間を移動可能であり、両端部及び両端部の間にある中間部を有し、両端部のうち一端部が他端部よりも固定鉄心１１に対して近くなるように傾斜して設けられている。コイル１２は、固定鉄心１１に設けられている。バネ１３は、可動鉄心２１の中間部に接触するように設けられ、可動鉄心２１を固定鉄心１１から遠ざける方向へと押圧している。固定鉄心１１及び可動鉄心２１のうち少なくとも一方は、他方と対向する対向面に、窪みである第一ギャップ部２４ａ及び第二ギャップ部２４ｂを備えている。第二ギャップ部２４ｂは、第一ギャップ部２４ａ及びバネ１３よりも可動鉄心２１の一端部に近い側に備えられた、第一ギャップ部２４ａよりも深い窪みである。

Description

電磁ブレーキ装置
　本開示は、可動鉄心が固定鉄心に対して傾けて設けられた電磁ブレーキ装置に関するものである。
　電磁ブレーキ装置は、可動鉄心を固定鉄心から遠ざけるバネにより、可動鉄心に取り付けられたライニングを回転している軸などに押し当てることで、回転を制動するものである。このような電磁ブレーキ装置は、固定鉄心に埋め込まれたコイルに電流を流して固定鉄心を電磁石として動作させることで、可動鉄心を固定鉄心に引き付け、制動を解除する。
　制動を解除するためには、固定鉄心と可動鉄心とを遠ざけるバネの力よりも大きな力で可動鉄心を引き付ける必要がある。そのため、電磁ブレーキ装置の可動鉄心と固定鉄心は制動中であってもできるだけ近接した状態が保たれていることが望ましい。可動鉄心と固定鉄心の距離が大きいほど、可動鉄心を引き付けるために強い磁界を発生させる必要があり、コイルに流す電流を大きくする、あるいは鉄心自体を大きくする必要があるからである。
　特許文献１には、可動鉄心と固定鉄心の隙間を検出することで、電磁ブレーキ装置の制動状態と制動解除状態を検知するスイッチの動作代を確保しつつ、制動中の可動鉄心と固定鉄心とを近い距離に保つために、可動鉄心が固定鉄心に対して傾斜して設けられた電磁ブレーキ装置が開示されている。
特開２０１６－１５１３０４号公報
　可動鉄心３２１を固定鉄心３１１に対して傾けて設けた電磁ブレーキ装置３００の側面図を図１２に示す。本発明の発明者は、可動鉄心３２１を傾けて設けた電磁ブレーキ装置において、制動を解除する際に効率的に制動を解除できない現象が発生することを見出した。図１２は、その現象を説明する参考図である。図１２は電磁ブレーキ装置３００の制動状態を示している。制動状態においてはバネ３１３が可動鉄心３２１を固定鉄心３１１から遠ざける方向へ押圧する。可動鉄心３２１は固定鉄心３１１に対して傾いた状態に保持される。
　この制動状態を解除する動作について説明する。コイル３１２に電流を流すと、固定鉄心３１１が電磁石として動作し、可動鉄心３２１が固定鉄心３１１側に移動する。このとき、固定鉄心３１１に対して傾けて設けられた可動鉄心３２１の固定鉄心３１１に近い側である紙面の右側の端部が、固定鉄心３１１に遠い側である紙面の左側の端部よりも強く引き付けられる。したがって、可動鉄心３２１は全体として固定鉄心３１１に近づきながらも、右側の方が強く固定鉄心３１１に引き付けられることで、バネ３１３を支点とし僅かに右回転する。
　図中に矢印で示したこの右回転の速度は、可動鉄心３２１全体がバネ３１３を収縮させながら固定鉄心３１１に近づく速度よりも速い。そのため、この右回転により、一時的に左側において固定鉄心３１１と可動鉄心３２１の距離が制動状態よりも大きくなる。したがって電磁ブレーキ装置３００の制動状態を解除するためには、回転により制動状態よりも固定鉄心３１１から離れた可動鉄心３２１の左側を強く引き付ける必要がある。すなわち、強い磁界を発生させる必要があるという課題があった。
　本開示は上記の問題に鑑みてなされたものであって、可動鉄心が固定鉄心に対して傾けて設けられた電磁ブレーキ装置において、制動状態を解除するときに可動鉄心の固定鉄心から遠い側がより遠ざかることを緩和し、効率的に制動を解除できる電磁ブレーキ装置を提供することを目的としている。
　この開示に係る電磁ブレーキ装置は、固定鉄心と、固定鉄心とロータとの間を移動可能であり、両端部及び両端部の間にある中間部を有し、両端部のうち一端部が他端部よりも固定鉄心に対して近くなるように傾斜して設けられた可動鉄心と、固定鉄心に設けられたコイルと、可動鉄心の中間部に接触するように設けられ、可動鉄心を固定鉄心から遠ざける方向へと押圧するバネと、を備え、固定鉄心並びに可動鉄心のうちの少なくとも一方は、他方と対向する対向面に、窪みである第一ギャップ部並びに第一ギャップ部及びバネよりも可動鉄心の一端部に近い側に第一ギャップ部より深い窪みである第二ギャップ部と、を備えたものである。
　本開示によれば、可動鉄心が固定鉄心に対して傾けて設けられた電磁ブレーキ装置において、制動状態を解除するときに可動鉄心の両端部のうち固定鉄心から遠い側の端部が固定鉄心からより遠ざかることを緩和し、効率的に制動を解除できる電磁ブレーキ装置を提供することができる。
実施の形態１における制動時の電磁ブレーキ装置を示す断面図である。 実施の形態１における電磁ブレーキ装置とロータの位置関係を示す正面図である。 実施の形態１における電磁ブレーキ装置の固定鉄心をロータ側から見た左側面図である。 実施の形態における制動時の電磁ブレーキ装置のガイドピンを通る断面図である。 実施の形態１における電磁ブレーキ装置の可動鉄心をロータの反対側から見た右側面図である。 実施の形態１における制動解除時の電磁ブレーキ装置を示す断面図である。 実施の形態１における制動解除動作中の電磁ブレーキ装置を示す断面図である。 実施の形態２における制動時の電磁ブレーキ装置を示す断面図である。 実施の形態３における制動時の電磁ブレーキ装置を示す断面図である。 実施の形態４における制動時の電磁ブレーキ装置を示す断面図である。 実施の形態５における制動時の電磁ブレーキ装置を示す断面図である。 可動鉄心が固定鉄心に対して傾けて設けられた電磁ブレーキ装置を示す参考図である。
実施の形態１．
　以下に実施の形態１にかかる電磁ブレーキ装置１００を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図面における同一の符号は同一又は相当の構成を表している。
　図１は実施の形態１における電磁ブレーキ装置１００の断面図である。電磁ブレーキ装置１００は、固定鉄心１１、コイル１２、バネ１３、スイッチ１４、可動鉄心２１、突起部２３、及び図３に記載のガイドピン３を備えている。この電磁ブレーキ装置１００は外接式のドラムブレーキであって、エレベータの巻上機に備えられるものである。
　巻上機のロータ２００と電磁ブレーキ装置１００の位置関係を図２の正面図に示す。電磁ブレーキ装置１００はロータ２００の外側に設置され、ロータ２００の回転を摩擦により制動するものである。図２のロータ２００は紙面の手前から見て右回転又は左回転するものである。図１の端面図は、図２に切断線Ａ－Ａで示した、ロータ２００の径方向における電磁ブレーキ装置１００の断面を、ロータ２００が紙面の上側に来るように見たものである。すなわち、図１に記載の電磁ブレーキ装置１００の上側ではロータ２００が紙面の奥行方向に回転している。
　後に説明するように、電磁ブレーキ装置１００のコイル１２に電流を流していないときは、電磁ブレーキ装置１００は制動状態となる。制動状態とは、バネ１３が可動鉄心２１をロータ２００に押し当てた状態である。電磁ブレーキ装置１００のコイル１２に電流を流し磁界を発生させているときは、電磁ブレーキ装置１００は制動解除状態となる。制動解除状態とは、可動鉄心２１が固定鉄心１１へ近づき、ロータ２００の制動が解除された状態である。
　図１を用いて各構成について詳細に説明する。なお、各図に示す電磁ブレーキ装置１００は各構成をわかりやすく示すために、大きさや部材同士の間隔が誇張して描かれている。例えば、後に説明する可動鉄心２１は１ｍｍ以下の間で移動するものである。
　固定鉄心１１は、図示しないエレベータの巻上機の外側に固定された鉄心である。固定鉄心１１は、後に説明する可動鉄心２１が固定鉄心１１に衝突するときの衝撃音を抑えるためのクッションゴム１１ａを紙面の上側の面に備えている。この紙面の上側の面は後に説明する可動鉄心２１に対向する面である。以下の説明において、この面を固定鉄心１１の対向面という。また、後に説明するコイル１２、バネ１３、及びガイドピン３が埋め込まれる溝を紙面の上側に備えている。
　ここで、図３を用いてコイル１２、バネ１３、及びガイドピン３が埋め込まれる溝、並びにクッションゴム１１ａの位置関係を説明する。図３は、後に説明する可動鉄心２１を取り外した電磁ブレーキ装置１００の左側面図である。図３においては、固定鉄心１１の両側面のうち、上述の対向面が示されている。また、図３の切断線Ａ－Ａは、図１の断面を表している。
　コイル１２が埋め込まれる溝は、コイル１２から固定鉄心１１の外縁までの長さが、紙面の上下及び左右でそれぞれ対称になるように、環状に設けられている。
　バネ１３が埋め込まれる溝は、コイル１２が埋め込まれる溝の内側に設けられ、コイル１２が埋め込まれる溝までの距離は紙面の上下方向において対称である。一方で、紙面の左右方向には対称ではなく、一方に寄せて設けられている。本実施の形態においてバネ１３が埋め込まれる溝は、左側に寄せて設けられている。
　ガイドピン３が埋め込まれる溝は、コイル１２が埋め込まれる溝の外側の上下に一つずつ設けられている。また、ガイドピン３が埋め込まれる溝は固定鉄心１１の紙面の左右方向に対称な位置に設けられている。
　ここで、ガイドピン３は、一端が固定鉄心１１の上側の溝に埋め込まれており、他端が可動鉄心２１に設けられた溝に埋め込まれたピンであり、可動鉄心２１を摺動可能に支持している。ガイドピン３の直径は、後に説明する可動鉄心２１に設けられたガイドピン溝３ａの直径よりも小さい。これは、制動状態において可動鉄心２１を固定鉄心１１に対して傾けた状態で支持するためである。図４は図３のガイドピン３を通る切断線Ｂ－Ｂにおける、電磁ブレーキ装置１００の断面図である。ガイドピン溝３ａの直径がガイドピン３の直径よりも大きい。そのため、電磁ブレーキ装置１００の制動状態において可動鉄心２１は固定鉄心１１に対して傾いた状態を取ることができる。なお、図４の上部には、図示しないロータ２００がある。
　クッションゴム１１ａは、図３に示されるようにコイル１２が埋め込まれる溝の外側の左右に一つずつ設けられている。また、クッションゴム１１ａは、固定鉄心１１の紙面の左右方向に対称な位置に設けられている。
　次に、固定鉄心１１及びガイドピン３以外の構成について、図１に戻って説明する。コイル１２は、固定鉄心１１の対向面に設けられた溝に埋め込まれており、エレベータの電源装置から供給される電力により磁界を発生させるものである。
　また、バネ１３は、固定鉄心１１の対向面に設けられた溝に埋め込まれており、後に説明する可動鉄心２１を固定鉄心１１から遠ざける方向へ押圧するものである。図１において二点鎖線で示したバネ１３の直径方向の中心は、ロータ２００と可動鉄心２１のライニング２２とが接触する面の中心に対向しない位置に設けられている。図１中の破線は、ロータ２００と可動鉄心２１とが接する面の中心を通る線である。本実施の形態においてバネ１３の中心はロータ２００と可動鉄心２１のライニング２２とが接する面の中心から、紙面の左側にずれて設けられている。
　可動鉄心２１は、ロータ２００と固定鉄心１１との間で移動可能な鉄心である。電磁ブレーキ装置１００の制動状態において、可動鉄心２１はバネ１３及びロータ２００から押圧されることにより固定鉄心１１に対して傾いて支持される。以下の説明において、固定鉄心１１に対して傾いて支持される可動鉄心２１の傾斜方向の両端部のうち、固定鉄心１１に近い方を一端部、固定鉄心１１から遠い方を他端部とする。すなわち、可動鉄心２１は傾斜方向の両端部のうち、一端部が他端部よりも固定鉄心１１に対して近くなるように傾斜して設けられている。両端部は少なくとも、可動鉄心２１の両端を含む部分であり、可動鉄心２１の傾きによって、磁力が強く働く部分である一端部と、磁力が弱く働く他端部を有する。図１においては、可動鉄心２１の紙面の左右方向の両端が両端部であって、紙面の右側の端が一端部、左側の端が他端部である。
　可動鉄心２１は、ロータ２００がある方の面にライニング２２を備えている。ライニング２２は摩擦材であって、可動鉄心２１がバネ１３によって、ロータ２００側に押圧されたときに、可動鉄心２１及びロータ２００との間で摩擦力を発生させるものである。また、可動鉄心２１は固定鉄心１１のある方の面に、ガイドピン３を埋め込むためのガイドピン溝３ａ及び後に説明するギャップ部２４を備えている。なお、以下の説明において、この面を可動鉄心２１の対向面という。ガイドピン溝３ａの直径はガイドピン３の直径より大きくなっている。
　可動鉄心２１とバネ１３との接触の態様について詳細に説明する。以下の説明において、可動鉄心２１の両端部の間を中間部という。図１において二点鎖線で示したバネ１３は可動鉄心２１の中間部に接触するように設けられている。また、バネ１３の直径方向の中心は、図１に破線で示した可動鉄心２１の傾斜方向の中心よりも、他端部に近い他端部側に設けられている。なお、この接触面の中心は、可動鉄心２１の傾斜方向における直線の中心である。
　スイッチ１４は、固定鉄心１１の他端部側に取り付けられた押しボタン式のスイッチである。突起部２３は、スイッチ１４と対向するように可動鉄心２１に取り付けられた突起である。後に説明するように、スイッチ１４は突起部２３により押圧されることで、左側における可動鉄心２１と固定鉄心１１との隙間の有無を検出するものである。このスイッチ１４は、可動鉄心２１の他端部が制動状態よりも固定鉄心１１近づいた状態を検出することにより電磁ブレーキ装置１００の制動状態と制動解除状態とを識別可能な信号を出力している。
　ギャップ部２４は、可動鉄心２１の対向面に設けられた窪みであるレシジャルギャップである。ギャップ部２４は後に説明する第一ギャップ部２４ａと第二ギャップ部２４ｂを備えている。ギャップ部２４は、紙面の奥行方向には可動鉄心２１の手前の端から奥の端まで設けられている。一方、可動鉄心２１の傾斜方向である紙面の左右方向にはギャップ部２４は両端が、コイル１２が埋め込まれる溝と対向するように設けられている。図５は、図１の手前側が紙面の上側になるように可動鉄心２１を図１の紙面の下側から見た図である。図５における切断線Ａ－Ａ及び切断線Ｂ－Ｂは図３と同一の断面を異なる方向から見た図を表している。図５に示すようにギャップ部２４は図１の奥行方向には可動鉄心２１の手前の端から奥の端まで設けられている。
　ギャップ部２４によれば、コイル１２に電流が流れている電磁ブレーキ装置１００の制動解除時においても、可動鉄心２１と固定鉄心１１の間には空隙が介在することとなる。そのため、コイル１２に流れる電流を停止させ、磁界が消失したときに可動鉄心２１中の残留磁化が素早く取り除かれる。なお、本実施の形態においては、可動鉄心２１と固定鉄心１１の鉄心部分の間にはクッションゴム１１ａが介在するが、ギャップ部２４はクッションゴム１１ａの厚みよりも深さがあって、残留磁化を素早く取り除くのに十分な大きさの窪みである。
　また、ギャップ部２４は連続する二段の窪みである。他端部に近い側である左側の窪みが第一ギャップ部２４ａであり、第一ギャップ部２４ａよりも一端部に近い側である右側の窪みが第二ギャップ部２４ｂである。すなわち、第一ギャップ部２４ａの他端部側の縁と第二ギャップ部２４ｂの一端部側の縁がコイル１２が埋め込まれる溝と対向するように設けられている。なお、第二ギャップ部２４ｂはバネ１３よりも一端部に近い側にある。
　また、第二ギャップ部２４ｂは、第一ギャップ部２４ａよりも深い窪みである。すなわち第二ギャップ部２４ｂの上端である可動鉄心２１の鉄心部分は、制動解除状態における固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点を含む平面からの距離が、第一ギャップ部２４ａの上端である可動鉄心２１の鉄心部分よりも大きいものである。
　制動を解除したときの電磁ブレーキ装置１００を図６に示す。本実施の形態において、固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点とは、可動鉄心２１の固定鉄心１１側の面のうち、ギャップ部２４を除く部分であってクッションゴム１１ａと接する部分である。これらの接点を含む平面は、図１において一点鎖線で示されている。第一ギャップ部２４ａ及び第二ギャップ部２４ｂの上端は、一点鎖線で示した平面に平行な面である。なお、この一点鎖線で示した平面は、可動鉄心の対向面に平行な面である。
　第二ギャップ部２４ｂによれば、電磁ブレーキ装置１００がロータ２００を制動しているときの可動鉄心２１と固定鉄心１１の距離が小さい側である右側に、大きな空隙が介在することとなる。そのため、コイル１２に電流を流し、電磁ブレーキ装置１００が制動解除動作を始めるときに、可動鉄心２１の右側が固定鉄心１１に近づく速度を遅くすることができる。
　次に、電磁ブレーキ装置１００によるロータ２００の制動及び制動の解除の動作について図１、図６、及び図７を用いて説明する。
　初めに制動の動作について説明する。電磁ブレーキ装置１００によるロータ２００の制動を行っていない状態では、コイル１２に電流が流れることにより磁界が発生し、可動鉄心２１が固定鉄心１１に引き付けられている。このとき図６に示すように、可動鉄心２１は固定鉄心１１に対して平行であって、可動鉄心２１の対向面は、クッションゴム１１ａと接している。スイッチ１４は突起部２３により押圧されている。すなわち、スイッチ１４は電磁ブレーキ装置１００の左側において可動鉄心２１と固定鉄心１１の間に隙間が無いことを検出し、電磁ブレーキ装置１００が制動解除状態であることを検知している。
　電磁ブレーキ装置１００によるロータ２００の制動を行うためコイル１２に流れる電流を停止すると磁界が発生しなくなる。すると可動鉄心２１は、バネ１３に押圧され、ロータ２００側に移動する。そして、可動鉄心２１のロータ２００側に設けられたライニング２２がロータ２００に接すると、可動鉄心２１はロータ２００からも押圧されることとなる。
　ここで、図１に破線で示すロータ２００と可動鉄心２１との接触面における傾斜方向の中心と、二点鎖線で示すバネ１３の中心は対向しない位置にある。そのため、ロータ２００が可動鉄心２１を押圧する力とバネ１３が可動鉄心２１を押圧する力により、可動鉄心２１が回転する方向に力が働く。ガイドピン３の直径は、可動鉄心２１に設けられているガイドピン３を埋め込むガイドピン溝３ａの直径よりも小さいため、可動鉄心２１は固定鉄心１１に対して傾いた状態を取ることができる。
　このとき図１に示すように、可動鉄心２１は固定鉄心１１に対して紙面の左側が右側よりも距離が大きくなるように傾いている。このとき、スイッチ１４から突起部２３は離れている。すなわち、スイッチ１４は可動鉄心２１と固定鉄心１１の間の隙間を検出し、電磁ブレーキ装置１００が制動状態であることを検知している。一方、電磁ブレーキ装置１００の右側においても、可動鉄心２１と固定鉄心１１の間には隙間がある。
　次に、制動の解除動作について説明する。上記の図１の状態でコイル１２に電流を流すと、磁界の発生により可動鉄心２１が固定鉄心１１側に移動する。このとき可動鉄心２１両端部では、固定鉄心１１に近い紙面の右側の一端部の方が強く引き付けられる。したがって可動鉄心２１は、磁界の発生により全体としては固定鉄心１１に近づきつつ、一端部側が他端部側よりも強く引き付けられることによりバネ１３を支点として僅かに逆回転、すなわち紙面において右回転する。
　この回転による左側端部の移動速度は、可動鉄心２１全体が固定鉄心１１に近づきバネ１３が短くなる速度よりも速い。したがって、一時的に他端部側において、固定鉄心１１と可動鉄心２１の距離が制動時よりも大きくなる。そして、可動鉄心２１の一端部が固定鉄心１１のクッションゴム１１ａに接したときに回転が止まる。図７は、可動鉄心２１の一端部がクッションゴム１１ａに接したときの電磁ブレーキ装置１００を示す図である。図中の点線は制動解除動作開始時における可動鉄心２１の位置を表している。
　ここで、可動鉄心２１の鉄心部分と固定鉄心１１の間に第二ギャップ部２４ｂが介在することにより、可動鉄心２１の一端部側が固定鉄心１１に引き付けられる力は、第二ギャップ部２４ｂが無い場合或いは、浅い場合に比べて弱くなる。そのため、上記の回転の速度は、第二ギャップ部２４ｂが無い場合に比べて遅くなり、逆回転の最大量も減少する。
　したがって、可動鉄心２１の右側がクッションゴム１１ａに接し、可動鉄心２１の他端部が固定鉄心１１から最も離れた位置に到達する前に、可動鉄心２１全体を固定鉄心１１に、第二ギャップ部２４ｂが無い場合より大きく引き付けることができる。すなわち、第二ギャップ部２４ｂが無い場合よりも、バネ１３を早いタイミングで収縮させることができる。結果として、可動鉄心２１の他端部が固定鉄心１１から最も離れた位置に到達したときの、他端部の可動鉄心２１と固定鉄心１１との距離が、第二ギャップ部２４ｂが無い場合に比べて小さくなる。
　その後、可動鉄心２１の他端部が固定鉄心１１に向かって近づき、可動鉄心２１の他端部が固定のクッションゴム１１ａに接して、可動鉄心２１と固定鉄心１１が平行になったところで、制動の解除の動作が終了する。
　上記の本実施の形態によれば、制動解除開始時から固定鉄心１１と可動鉄心２１の他端部の距離が最大となり、可動鉄心２１の一端部が固定鉄心１１のクッションゴム１１aに接するまでの期間において、瞬間的に生じる回転を抑制し固定鉄心１１と可動鉄心２１との距離が、拡大することを抑制することが可能となる。ここで、可動鉄心２１と固定鉄心１１との距離が近いほど、可動鉄心２１の受ける磁界の強さが大きくなるので、可動鉄心２１を引き付けるために必要な磁界の大きさを小さくすることができる。すなわち、本実施の形態によれば、可動鉄心２１が固定鉄心１１に対して傾けて設けられた電磁ブレーキ装置１００において、効率的に制動を解除できる電磁ブレーキ装置１００を提供することができる。例えば、固定鉄心１１及び可動鉄心２１を小さくすることで、電磁ブレーキ装置１００を小型化することができる。また、制動解除のために必要な電力を小さくすることができる。
　本実施の形態において第二ギャップ部２４ｂは、従来から残留磁化の低減を目的として電磁ブレーキ装置１００の可動鉄心に備えられているギャップ部２４の内の一部である。したがって、電磁ブレーキ装置１００の製造工程を簡単に保ったまま、第二ギャップ部２４ｂを設けることができる。
　また、第二ギャップ部２４ｂの上端は可動鉄心２１の対向面に平行である。そのため、次に説明する実施の形態２と異なり、ドリルを可動鉄心２１に対して垂直に保ったまま第二ギャップ部２４ｂを形成することができるため、簡単にギャップ部２４を設けることができる。
　本実施の形態では、ギャップ部２４の左右方向の両端は、コイル１２が埋め込まれる溝と対向する位置に設けられているため、両端が固定鉄心１１の対向面であってコイル１２の溝が無い位置に対向するように設けたときと比べて、製造誤差により、可動鉄心２１と固定鉄心１１が、クッションゴム１１ａが無い場所で接触して、大きな音が出るリスクが小さくなる。また、両端をコイル１２よりも外側の位置に対向するように設けたときと比べて、磁界が極端に弱くなることもない。
　本実施の形態では、第二ギャップ部２４ｂの深さによって、左側及び右側における固定鉄心１１が可動鉄心２１を引き付ける力を調節している。そのため左右方向のギャップ部２４の大きさで引き付ける力を調節する場合に比べて、設計の過程で固定鉄心１１が可動鉄心２１を引き付ける力を調節する際に、望ましいバネ１３の設置位置とギャップ部２４の端である段差部分とが重なり、設計の難易度が高まることを抑えることができる。
　本実施の形態においてギャップ部２４は空隙である。したがって、他の部材を備えるよりも簡単にギャップ部２４を形成することができる。なお、課題の解決のためには樹脂などの鉄心よりも透磁率の低い材料を、ギャップ部２４に取り付けてもよい。
　本実施の形態では、ギャップ部２４を可動鉄心２１に設けている。したがって、コイル１２、バネ１３、及びガイドピン３を埋め込む溝を備えた固定鉄心１１に設ける場合と比べて簡単に、ギャップ部２４を設けることができる。
実施の形態２．
　実施の形態１においては、加工のしやすさから第二ギャップ部２４ｂは、二つの段差であるギャップ部２４の右側の窪みであった。しかし、課題の解決のためには、ギャップ部２４の形状はこれに限られない。図８を用いて、本実施の形態の構成について説明する。
　本実施の形態は、実施の形態１において二段の窪みであったギャップ部２４に代えて、紙面の左側から右側である可動鉄心２１の他端部側から一端部側に行くにつれて直線的に深くなるように設けられたレシジャルギャップであるギャップ部２５が設けられている。すなわち、ギャップ部２５において、一点鎖線で示す固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点を含む平面から可動鉄心２１の鉄心部分までの距離が、可動鉄心２１の他端部側から一端部側に行くにつれて直線的に大きくなっている。ギャップ部２５は、第一ギャップ部２５ａ及び第二ギャップ部２５ｂを備えている。可動鉄心２１の他端部側から一端部側への方向は、制動状態において固定鉄心１１と可動鉄心２１との距離が大きくなる方向である。
　第一ギャップ部２５ａは、バネ１３が可動鉄心２１に接触している部分からギャップ部２５の他端部側の端までであり、第二ギャップ部２５ｂは、バネ１３が可動鉄心２１に接触している部分からギャップ部２５の一端部側の端までである。したがって、第二ギャップ部２５ｂの上端である可動鉄心２１の鉄心部分は、一点鎖線で示す固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点を含む平面からの距離が、第一ギャップ部２５ａの上端である可動鉄心２１の鉄心部分よりも大きいものである。ギャップ部２５の他端部側の端とは、制動状態において固定鉄心１１と可動鉄心２１との距離が小さい方の端であり、ギャップ部２５の一端部側の端とは、制動状態において固定鉄心１１と可動鉄心２１との距離が大きい方の端である。
　本実施の形態において、電磁ブレーキ装置１００の制動時に固定鉄心１１と可動鉄心２１のなす角の角度と、一点鎖線で示す平面とギャップ部２５の上端である可動鉄心２１の鉄心部分とのなす角の角度は一致する。すなわち、ギャップ部２５の上端である可動鉄心２１の鉄心部分と固定鉄心１１は平行となる。
　したがって、残留磁化の低減を目的として設けられたギャップ部２５には、実施の形態１のギャップ部２４のように段差が設けられていない。そのため局所的に固定鉄心１１と可動鉄心２１が近い部分が存在せず、ギャップ部２５の深さに変化を持たせたことによる、残留磁化の低減に対する影響が少ない。
　実施の形態３．
　実施の形態１においてギャップ部２４は二つ窪みであった。しかし、課題の解決のためには、ギャップ部２４を構成する窪みの数はこれに限られない。図９を用いて、本実施の形態の構成について説明する。
　本実施の形態は、三つの段差により、ギャップ部２６を形成したものである。ギャップ部２６は、一点鎖線で示す固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点を含む平面から可動鉄心２１の鉄心部分までの距離が最も小さい他端部側の窪みである第一ギャップ部２６ａ、第一ギャップ部２６ａの一端部側の隣に設けられた、次に距離が小さい窪みである第二ギャップ部２６ｂ、及び第二ギャップ部２６ｂの一端部側の隣に設けられた、その距離が最も大きい窪みである第三ギャップ部２６ｃから構成されている。
実施の形態４．
　実施の形態１において第二ギャップ部２４ｂは、紙面の左右方向の両端が、コイル１２が埋め込まれる溝と対向するように設けられたギャップ部２４の一部であった。しかし、課題の解決のためには、第二ギャップ部２４ｂの位置はこれに限られない。図１０を用いて本実施の形態の構成について説明する。
　本実施の形態は、ギャップ部２４に代えて、第一ギャップ部２７ａ及び第二ギャップ部２７ｂを備えている。第一ギャップ部２７ａは可動鉄心２１の他端部側の端に設けられた窪みである。第二ギャップ部２７ｂは可動鉄心２１の一端部側の端に設けられた窪みである。第二ギャップ部２７ｂは、第一ギャップ部２７ａよりも深い窪みである。すなわち、第二ギャップ部２７ｂの上端である可動鉄心２１の鉄心部分は、一点鎖線で示す固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点を含む平面からの距離が、第一ギャップ部２７ａの上端である可動鉄心２１の鉄心部分よりも大きい。
実施の形態５．
　実施の形態１においては加工のしやすさから、ギャップ部２４は可動鉄心２１に設けられていた。しかし、課題の解決のためには、ギャップ部２４は、固定鉄心１１に設けられていてもよい。図１１を用いて本実施の形態の構成について説明する。
　本実施の形態は、ギャップ部２８を固定鉄心１１に備えたものである。ギャップ部２８は固定鉄心１１のコイル１２を埋め込む溝の内側に備えられた、固定鉄心１１の可動鉄心２１側の面に平行な二段の窪みである。ギャップ部２８の他端部側の窪みが第一ギャップ部２８ａであり、一端部側の窪みが第二ギャップ部２８ｂである。また、第二ギャップ部２８ｂは、第一ギャップ部２８ａよりも深い窪みである。すなわち、第二ギャップ部２８ｂは、制動解除状態における固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点を含む平面からの距離が、第一ギャップ部２８ａよりも大きいものである。本実施の形態において、固定鉄心１１と可動鉄心２１との接点を含む平面は、一点鎖線で示したクッションゴム１１ａの上端を含む平面である。
　以上の実施の形態２から５によれば実施の形態１と同様の作用により、可動鉄心２１を引き付けるために必要な磁界の大きさを小さくすることができる。
　以上、実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。以下に変形例を示す。
　実施の形態において、電磁ブレーキ装置１００はエレベータの巻上機のロータ２００を制動する外接式のドラムブレーキであったがこれに限られない。例えば、自動車のブレーキに用いられてもよいし、特許文献１のような内接式のドラムブレーキに用いてもよい。
　実施の形態において、ガイドピン３は二本であったが、課題の解決のためには、これに限られない。例えば、ガイドピン３は一本又は三本以上でもよい。また特許文献１に記載のように、電磁ブレーキ装置１００が内接式のドラムブレーキであって、ガイドピン３が不要の場合は、ガイドピン３は無くてもよい。
　実施の形態においてバネ１３は一本であったが、複数設けられてもよい。例えば、固定鉄心１１の中心に一本のバネ１３を設け、片側に可動鉄心２１を固定鉄心１１に対して傾けるバネ１３を設けてもよい。
　実施の形態において、第一ギャップ部２４ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ及び第二ギャップ部２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂは固定鉄心１１及び可動鉄心２１の一方に設けられていたが、少なくとも一方に設けられていれば良く、両方に設けられていてもよい。
１１，３１１　固定鉄心、１１ａ　クッションゴム、１２，３１２　コイル、１３，３１３　バネ、１４　スイッチ、２１，３２１　可動鉄心、２２　ライニング、２３　突起部、２４，２５，２６，２８　ギャップ部、２４ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ　第一ギャップ部、２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂ　第二ギャップ部、２６ｃ　第三ギャップ部、３　ガイドピン、３ａ　ガイドピン溝、１００，３００　電磁ブレーキ装置、２００　ロータ

Claims (5)

  1. 　固定鉄心と、
    　前記固定鉄心とロータとの間を移動可能であり、両端部及び前記両端部の間にある中間部を有し、前記両端部のうち一端部が他端部よりも前記固定鉄心に対して近くなるように傾斜して設けられた可動鉄心と、
    　前記固定鉄心に設けられたコイルと、
    　前記可動鉄心の中間部に接触するように設けられ、前記可動鉄心を前記固定鉄心から遠ざける方向へと押圧するバネと、
    　を備え、
    　前記固定鉄心並びに前記可動鉄心のうちの少なくとも一方は、他方と対向する対向面に、窪みである第一ギャップ部並びに前記第一ギャップ部及び前記バネよりも前記可動鉄心の一端部に近い側に前記第一ギャップ部より深い窪みである第二ギャップ部と、を備える
    　電磁ブレーキ装置。
  2. 　前記バネの直径方向の中心は、制動状態における前記ロータと前記可動鉄心との接触面であって前記可動鉄心の傾斜方向の中心よりも前記可動鉄心の他端部側の位置にあり、
    　前記可動鉄心は、前記制動状態において、前記バネ及び前記ロータから押圧されることにより、前記固定鉄心に対して傾いて支持される
    ことを特徴とする請求項１に記載の電磁ブレーキ装置。
  3. 　前記可動鉄心の他端部が前記制動状態よりも前記固定鉄心へ近づいた状態を検出することにより、前記制動状態と制動解除状態とを識別可能な信号を出力するスイッチを備え、
    　前記コイルは、前記固定鉄心の前記可動鉄心に対向する面に設けられた溝に埋め込まれており、
    　前記第一ギャップ部と前記第二ギャップ部は連続して前記可動鉄心に備えられており、
    　前記第一ギャップ部の前記可動鉄心の他端側の縁及び前記第二ギャップ部の前記可動鉄心の一端部側の縁は、それぞれ前記コイルが埋め込まれる溝と対向する位置に設けられる
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電磁ブレーキ装置。
  4. 　前記第二ギャップ部の上端は、前記対向面と平行である、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁ブレーキ装置。
  5. 　前記第一ギャップ部及び前記第二ギャップ部は、前記可動鉄心の他端部側から一端部側に行くにつれて、前記窪みの深さが直線的に深くなるように設けられた一つの面である
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁ブレーキ装置。
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