(57)【要約】【課題】出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得る。【解決手段】ブレーキシュー８と、２つの棒材４を介してブレーキシュー８と接続されたアーマチュア７と、ブレーキシュー８を制動面に押圧させた制動状態とさせる２つの押付けばね２と、フィールド６に設けられ、電流を通電してアーマチュア７を吸引することで、ブレーキシュー８を制動面から離間させた非制動状態とさせる２つの電磁コイル１とを備え、２つの金属プレート１１と、制動状態および非制動状態における金属プレート１１までの距離を検出する距離検出器１０と、非制動状態における２つの押付けバネのバネ力をそれぞれ計測する２つの圧力センサ９と、検出結果に基づいて、２つの電磁コイル１のそれぞれに通電させる電流を個別制御し、制動動作を安定して行わせる制御部とを備える。【選択図】図２
2010111449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキドラムの制動面に押圧されることで制動動作を行うブレーキシューと、
２つの棒材を介して前記ブレーキシューと接続されたアーマチュアと、
前記アーマチュアおよび前記２つの棒材のそれぞれを介してバネ力を与えるとともに前記ブレーキシューを落下させることで、前記ブレーキシューを前記制動面に押圧させた制動状態とさせる２つの押付けばねと、
フィールドに設けられ、電流を通電して前記アーマチュアを吸引することで、前記ブレーキシューを前記制動面から離間させた非制動状態とさせる２つの電磁コイルと
を備えた巻上機制動装置であって、
前記２つの押付けばねの位置に対応するように前記アーマチュア内部に設けられた２つの金属プレートと、
前記金属プレートのそれぞれと対向配置するように前記フィールド内に設けられ、前記制動状態および前記非制動状態における前記金属プレートまでの距離を検出する距離検出器と、
前記非制動状態における前記２つの押付けバネのバネ力をそれぞれ計測する２つの圧力センサと、
前記距離検出器の検出結果から算出した前記２つの金属プレートのそれぞれのストロークと、前記２つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力とに基づいて、前記制動状態から前記非制動状態に変化させる際には、前記ブレーキシューの加速度が等しくなるように前記２つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流を個別に制御し、前記非制動状態から前記制動状態に変化させる際には、前記２つの押付けばねに対応して発生する前記ブレーキシューの押圧力および前記ブレーキシューの落下時間が等しくなるように前記２つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流および電流遮断タイミングを個別に制御する制御部と
をさらに備えたことを特徴とする巻上機制動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の巻上機制動装置において、
前記制御部は、
前記２つの電磁コイルのそれぞれに電流を通電して、前記制動状態から前記非制動状態に変化させる際には、前記距離検出器の検出結果から算出した前記２つの金属プレートのそれぞれのストロークと、前記２つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力とに基づいて、前記２つの電磁コイルのそれぞれにより発生する前記ブレーキシューの加速度が等しくなるように前記２つの電磁コイルに電流を通電し、前記非制動状態から前記制動状態に変化させる際には、前記２つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力の差分に相当する電磁力が発生するように、前記２つの押付けばねのうちばね力の大きい方に対応する電磁コイルに電流を通電するとともに、前記距離検出器の検出結果に基づいて算出した前記２つの金属プレートのそれぞれのストロークの違いを考慮して、前記２つの電磁コイルの電流を遮断してから前記制動状態になるまでの落下時間が等しくなるように、前記２つの押付けばねのうちばね力の大きい方に対応する電磁コイルの電流遮断タイミングを遅らせる
ことを特徴とする巻上機制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ等に用いられる巻上機制動装置に関し、安定した制動動作を容易に実現するための巻上機制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベータの巻上機制動装置では、２つの押付ばねをアーマチュア上下に配置する構造をとっている（例えば、特許文献１参照）。その理由として、１つの大径ばねを使用するのに比べて、２つの小径ばねを使用する方がアーマチュアに占める総ばね面積を縮小でき、結果としてブレーキ吸引能力を高められることが挙げられる。
【特許文献１】国際公開２００５／０１９０８５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の巻上機制動装置における巻上機ブレーキ押付力は、出荷時に上下総バネ力を調整する方式をとっている。従って、現地での設置状況によっては、上下でばね力に差が生じる可能性があった。上下ばね力で差がある場合、アーマチュア及びシューは、傾いて作動し、上下で吸引・落下時間が異なるため、次のような問題が発生する。
【０００４】
吸引時には、シュー上下端部とハウジング間でこじれが発生し、結果としてブレーキ吸引動作が遅れるなど、吸引動作が不安定となる。一方、落下時には、シュー上下でブレーキドラムにライニングが接触するタイミングが異なり、一時的にライニングが片当り状態となる。このため、高面圧負荷によるライニングの寿命短縮が起こる。さらに、安定したブレーキトルクが発生できなくなる可能性がある。
【０００５】
また、巻上機のアーマチュアストローク調整は、手作業にて行うため、実際には、上下で微小な差が発生する。アーマチュアストロークは、ブレーキの吸引力、吸引・落下時間に影響を与えるため、ばね力の差と同様に問題とされてきた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る巻上機制動装置は、ブレーキドラムの制動面に押圧されることで制動動作を行うブレーキシューと、２つの棒材を介してブレーキシューと接続されたアーマチュアと、アーマチュアおよび２つの棒材のそれぞれを介してバネ力を与えるとともにブレーキシューを落下させることで、ブレーキシューを制動面に押圧させた制動状態とさせる２つの押付けばねと、フィールドに設けられ、電流を通電してアーマチュアを吸引することで、ブレーキシューを制動面から離間させた非制動状態とさせる２つの電磁コイルとを備えた巻上機制動装置であって、２つの押付けばねの位置に対応するようにアーマチュア内部に設けられた２つの金属プレートと、金属プレートのそれぞれと対向配置するようにフィールド内に設けられ、制動状態および非制動状態における金属プレートまでの距離を検出する距離検出器と、非制動状態における２つの押付けバネのバネ力をそれぞれ計測する２つの圧力センサと、距離検出器の検出結果から算出した２つの金属プレートのそれぞれのストロークと、２つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力とに基づいて、制動状態から非制動状態に変化させる際には、ブレーキシューの加速度が等しくなるように２つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流を個別に制御し、非制動状態から制動状態に変化させる際には、２つの押付けばねに対応して発生するブレーキシューの押圧力およびブレーキシューの落下時間が等しくなるように２つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流および電流遮断タイミングを個別に制御する制御部とをさらに備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る巻上機制動装置によれば、ブレーキシューを吸引したときのばね力、およびブレーキシューの移動ストロークの計測結果に基づいて、吸引時のブレーキシューの加速度と、落下時のブレーキシューの押圧力および落下時間とがブレーキシューを押圧するために設けられた２つの押付ばねの位置で均等になるように、２つの電磁コイルを個別制御することにより、出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の巻上機制動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における巻上機制動装置の構成図であり、上下に電磁コイルを配置した内拡式ドラムブレーキを有する巻上機構造を例示している。この巻上機制動装置は、上電磁コイル１ａ、下電磁コイル１ｂ、上押付けばね２ａ、下押付けばね２ｂ、上球面ボルト３ａ、下球面ボルト３ｂ、上球面座４ａ、下球面座４ｂ、ハウジング５、フィールド６、アーマチュア７、およびブレーキシュー８で構成されている。
【００１１】
ここで、上電磁コイル１ａおよび下電磁コイル１ｂは、２つの電磁コイルに相当する。また、上押付けばね２ａおよび下押付けばね２ｂは、２つの押付けばねに相当する。そして、図１に示すように、上押付けばね２ａに対向して上電磁コイル１ａが配置され、下押付けばね２ｂに対向して下電磁コイル１ｂが配置されている。また、上球面ボルト３ａと上球面座４ａ、および下球面ボルト３ｂと下球面座４ｂは、それぞれアーマチュア７とブレーキシュー８とをつなぐ棒材に相当する。
【００１２】
上電磁コイル１ａおよび下電磁コイル１ｂに流れる電流を遮断することで、ブレーキシュー８は、自重での落下とともに、上押付けばね２ａおよび下押付けばね２ｂによりハウジング５の制動面に押圧され、制動状態となる。一方、上電磁コイル１ａおよび下電磁コイル１ｂに電流を通電することで、アーマチュア７が吸引され、ブレーキシュー８は、制動面から離間した非制動状態となる。このように、２つの電磁コイル１ａ、１ｂの電流の通電・遮断を制御することで、制動状態／非制動状態を作り出すことができる。
【００１３】
また、図２は、本発明の実施の形態１における巻上機制動装置のブレーキ部の詳細を示した図であり、ばね力検出に用いる圧力センサ９ａ、９ｂ、レーザ変位計１０ａ、１０ｂ、およびレーザ照射用の金属プレート１１ａ、１１ｂの配置を示している。圧力センサ９ａ、９ｂは、上押付けばね２ａおよび下押付けばね２ｂのそれぞれに対応して、フィールド側のばね用の穴底部に配置される。
【００１４】
また、フィールド６の上下端部２点には、距離検出器に相当するレーザ変位計１０ａ、１０ｂが配置される。さらに、レーザ変位計１０ａ、１０ｂと対向したアーマチュア７の上下端部２点には、レーザ照射用の金属プレート１１ａ、１１ｂが取り付けられている。フィールド６は、ブレーキ制動時に不動である。従って、この構造によって、制動状態および非制動状態におけるレーザ変位計１０ａ、１０ｂの測定結果から、アーマチュア７の上下部のブレーキ落下時のストロークがそれぞれ測定できる。
【００１５】
本発明における巻上機制動装置は、レーザ変位計１０ａ、１０ｂによるブレーキシュー８の移動ストロークの計測結果、および非制動状態（すなわち、２つの電磁コイル１ａ、１ｂによる吸引時）におけるばね力の圧力センサ９ａ、９ｂによる計測結果に基づいて、２つの電磁コイル１ａ、１ｂを個別制御する制御部（図示せず）を備えることで、安定した制動動作を得る点を技術的特徴としている。
【００１６】
そこで、２つの電磁コイル１ａ、１ｂに電流を通電することでブレーキシュー８が制動面から離間されて非制動状態となる吸引時、および２つの電磁コイル１ａ、１ｂの通電を遮断することでブレーキシュー８が制動面に押圧されて制動状態となる落下時、のそれぞれにおける制御部の具体的な演算内容について、以下に説明する。
【００１７】
吸引時の演算例
必要吸引電磁力は、ばね力の大きさに比例し、ストロークの２乗に比例する。ここで、上押付けばね２ａのばね力をＦ１、下押付けばね２ｂのばね力をＦ２、フィールド６の上端部におけるアーマチュア７のストロークをＣ１、そしてフィールド６の下端部におけるアーマチュア７のストロークをＣ２とする。これらＦ１、Ｆ２、Ｃ１、Ｃ２は、圧力センサ９ａ、９ｂ、およびレーザ変位計１０ａ、１０ｂにより検出される既知の値である。従って、アーマチュア７を上下一定の必要加速度ａ１で吸引するための上側必要電磁力Ｆ３及び下側必要電磁力Ｆ４は、例えば、下式（１）より算出できる。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
そこで、制御部は、上電磁コイル１ａおよび下電磁コイル１ｂに、上式（１）で求められるＦ３、Ｆ４に対応する電流をそれぞれ通電する。これにより、アーマチュア７は、上側、下側が同じ加速度ａ１で吸引されるため、上側、下側のどちらかが先に吸引されることがなくなり、ともに同時に吸引される。この結果、安定した吸引動作を得ることができる。
【００２０】
落下時の演算例
落下時には、まず、上下押付力を同値とするため、Ｆ１とＦ２を比較し、ばね力の大きい側には、その差分を打消す電磁力Ｆ５を発生させる。本例では、Ｆ１がＦ２に比べて大きい場合について説明する。制御部は、上電磁コイル１ａに対して一旦電流を遮断した後、ブレーキ落下までの間、下式（２）で求められる電磁力Ｆ５相当の電流を通電する。この結果、上側と下側の押付力をともにＦ２とすることができる。
【００２１】
【数２】
2010111449.tif 000004
【００２２】
上下ともに、押付力は、Ｆ２であるため、アーマチュア７及びブレーキシュー８の落下加速度ａ２は、下式（３）より計算できる。
【００２３】
【数３】
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【００２４】
上下ストロークＣ１、Ｃ２と上下落下時間ｔ１、ｔ２との関係式は、下式（４）の通りとなる。
【００２５】
【数４】
2010111449.tif 000006
【００２６】
ここで、Ｃ１、Ｃ２、ａ２は、既知のため、ｔ１、ｔ２は、上式（４）より求まる。制御部は、上下の電流遮断開始時間をｔ１とｔ２の差だけずらすことにより、上下の落下時間を等しくできる。これにより、上側、下側のどちらかが先に落下することがなくなり、ともに同じ時間で落下する。この結果、安定した落下動作を得ることができる。
【００２７】
以上のように、実施の形態１によれば、ブレーキシューを吸引したときのばね力、およびブレーキシューの移動ストロークの計測手段を備えている。このような構成を備えることで、吸引時のブレーキシューの加速度と、落下時のブレーキシューの押圧力および落下時間とがブレーキシューを押圧するために設けられた２つの押付ばねの位置で均等になるように、２つの電磁コイルを個別制御することができる。この結果、出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに、安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における巻上機制動装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における巻上機制動装置のブレーキ部の詳細を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ａ  上電磁コイル、１ｂ  下電磁コイル、２ａ  上押付けばね、２ｂ  下押付けばね、３ａ  上球面ボルト、３ｂ  下球面ボルト、４ａ  上球面座、４ｂ  下球面座、５  ハウジング、６  フィールド、７  アーマチュア、８  ブレーキシュー、９ａ、９ｂ  圧力センサ、１０ａ、１０ｂ  レーザ変位計、１１ａ、１１ｂ  レーザ照射用の金属プレート。
【図１】
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【図２】
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