(57)【要約】【課題】  ブレーキ動作が安定していて、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることができるとともに、適正な制動距離が得られる電磁ブレーキ装置を得ることを目的とする。【解決手段】  電磁ブレーキ装置は、枠に固定される磁性体の固定子と、固定子に対向配置される磁性体の可動子と、可動子に結合されるブレーキシューと、固定子に配設されるコイルと、ブレーキシューが対向するロータとを備えている。固定子または可動子には切削部が設けられていて、切削部には可動子よりも小さい補助磁性体が係合されている。【選択図】          図２
2011184141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなる固定子と、前記固定子に対向配置される磁性体の可動子と、前記可動子に結合されるブレーキシューと、前記固定子に配設されるコイルと、前記ブレーキシューが対向するロータとを備えている電磁ブレーキ装置であって、前記固定子または前記可動子には切削部が設けられていて、前記切削部には前記可動子よりも小さい補助磁性体が係合されていることを特徴とする電磁ブレーキ装置。
【請求項２】
補助磁性体は固定子の底部に螺着されたネジであ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。
【請求項３】
大きさの異なるネジが、複数螺着されてい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。
【請求項４】
補助磁性体は可動子に螺着されたネジであ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。
【請求項５】
補助磁性体は固定子の底面に係合された板であ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。
【請求項６】
補助磁性体は固定子の側面に係合された板であ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。
【請求項７】
補助磁性体は磁路断面積の最小な領域に設けられてい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。
【請求項８】
ブレーキシューが内に凸な形状を有してい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。
【請求項９】
ロープで重りと接続されるカゴと、回転するロータの制動を電磁ブレーキ装置で行い、前記ロープを巻き上げる巻上機と、前記電磁ブレーキ装置の制動を制御する制御装置と、を備えたエレベータ装置において、
前記電磁ブレーキ装置は、前記巻上機の枠に固定される磁性体の固定子と、前記固定子に対向配置される磁性体の可動子と、前記可動子に結合され前記ロータに対向するブレーキシューと、前記固定子に配設されるコイルとを有していて、前記固定子または前記可動子には切削部が設けられていて、前記切削部には前記可動子よりも小さい補助磁性体が係合されていることを特徴とするエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電磁ブレーキ装置にかかわり、特にブレーキの制動力を調整する機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラクション方式のエレベータ装置では、ロープを「つるべ」式に駆動シーブ（綱車）にかけ、ロープと駆動シーブの間の摩擦力（トラクション）を利用してかごを昇降させる。カゴはつり合いおもりとロープで連結されていて、駆動シーブの回転によりカゴが昇降する。エレベータ装置や車や列車といった移動体には駆動シーブなどのロータの制動に電磁ブレーキが採用されている。
【０００３】
特許文献１は、バネ力の作動によりブレーキドラムへブレーキシューを押し付けてエレベータカゴの制動を行う装置を提案している。ブレーキは巻上機に設置されている。電磁石に設けたコイルに通電してバネ力を上回る電磁力を発生させると、ブレーキシューはドラムから離れて、制動力が開放される。この装置では、電磁石のばらつきにより、電磁力が弱い場合にはブレーキ開放に要する時間が長くなる。一方、電磁力が強い場合には、ブレーキ開放時の音が大きくなり、ブレーキ動作時間が遅くなる。このためブレーキ動作が不安定であった。また、非常制動時にブレーキ装置がカゴを急停止すると、衝撃がカゴに発生した。
【０００４】
特許文献２では、主ロープの駆動シーブに対する滑りの発生を防止するために、主ロープ全体を高分子化合物で被覆することが提案されている。しかし、主ロープの駆動シーブに対する滑りが極端に少なくなるので、結果としてカゴが急停止し、カゴへの減速度が大きくなる。このために、電磁ブレーキ装置の電磁ブレーキコイルに小さい抵抗を並列接続し、制動力の立ち上がりを緩慢にするように構成している。特許文献２の装置では、この構成のため、カゴの制動距離が必要以上に長くなる。
【０００５】
特許文献３のように、緊急停止時に電磁ブレーキの制動力を調整し、カゴの減速度を調整する装置も提案されている。特許文献４は、車両に対しては、アンチスキッドブレーキと称する制動力調整電磁ブレーキを提案している。
【０００６】
特許文献３、４の装置では、電磁石へ通電する電流により制動力を調整している。電磁石にはばらつきがあるため、制動力に脈動が生じ、いわゆるポンピングブレーキ状態になる。そこで、乗り心地を改善するために、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることと、制動距離を適正な範囲に収めることが課題となる。これらの課題の解決のためには、減速度を一定に保つため、制動力を高度に制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７６８４２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２１１７１号公報
【特許文献３】特開２００６−８３３３号公報
【特許文献４】特公昭６０―２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決することを目標としてなされたものである。ブレーキ動作が安定していて、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることができるとともに、適正な制動距離が得られる電磁ブレーキ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】
【０００９】
本発明に関わる電磁ブレーキ装置は、磁性体からなる固定子と、固定子に対向配置される磁性体の可動子と、可動子に結合されるブレーキシューと、固定子に配設されるコイルと、ブレーキシューが対向するロータとを備えていて、固定子または可動子には切削部が設けられていて、切削部には可動子よりも小さい補助磁性体が係合されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る電磁ブレーキ装置を備えるエレベータ装置では、電磁力のばらつきを補正した電磁石でブレーキの動作および開放を行うので、制動力を精度良く調整できるようになり、安定したブレーキ動作が得られる。また、スムーズに減速でき、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることができるとともに、制動距離も短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係わるエレベータ装置の概略を示す平面図（Ａ）と、その要部に関する断面構成図（Ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態１による制動装置の要部を示す断面図（Ａ）であり、下図は上図の破線部の断面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の実施の形態２による制動装置の要部を示す断面図（Ａ）であり、下図は上図の破線部の断面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態３による制動装置の要部を示す断面図（Ａ）であり、下図は上図の破線部の断面図（Ｂ）である。
【図５】本発明の実施の形態４による制動装置の要部を示す断面図（Ａ）であり、下図は上図の下方向から見た図（Ｂ）である。
【図６】本発明の実施の形態５による制動装置の要部を示す断面図（Ａ）であり、下図は上図の破線部の断面図（Ｂ）である。
【図７】本発明の実施の形態６による制動装置の要部を示す断面図（Ａ）であり、下図は上図の破線部の断面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明によるエレベータ装置の概略を示す平面構成図（Ａ）と断面構成図（Ｂ）である。エレベータ装置２００は昇降路に納められている。昇降路の内部には、駆動装置である巻上機１１０が設置されている。巻上機１１０は、駆動シーブ１０５、ロータ１０６、モータコイル１０７、巻上機枠１０８、制動装置１０９、エンコーダ１１４を備えている。巻上機枠１０８にはロータ１０６を回転させるためのモータコイル１０７が設けられている。駆動シーブ１０５はロータ１０６と一体化されていて、ロータ１０６により回転する。制動装置１０９は巻上機枠１０８に固定される。ロータ１０６の回転子は巻上機枠１０８に挿入されている。
【００１３】
制動装置１０９は、駆動シーブ１０５の回転に制動力を与える。エンコーダ１１４は駆動シーブ１０５の回転検出部である。駆動シーブ１０５の近傍には、そらせ車２１が設けられている。駆動シーブ１０５及びそらせ車２１には、カゴ１０１及び釣合おもり１０２を吊り下げる主ロープ１０３が巻き掛けられている。カゴ１０１及び釣合おもり１０２は、駆動シーブ１０５の回転により昇降路内を昇降する。
【００１４】
昇降路の上部には、調速機シーブ１１１が設置されている。昇降路の下部には、張り車１１２が設置されている。調速機シーブ１１１及び張り車１１２の間には、調速機ロープ１１６が巻き掛けられている。調速機ロープ１１６の一部は、カゴ１０１に接続されている。調速機シーブ１１１は、カゴ１０１の昇降速度に応じた速度で回転する。調速機シーブ１１１には、エンコーダ１１３が設けられていて、調速機シーブ１１１の回転数に応じた信号を発生する。制御装置１１５は速度や運行管理など、さまざまな制御をつかさどる装置で、いわば、「エレベータの頭脳」にあたる。
【００１５】
次に、動作について説明する。制御装置１１５には、エンコーダ１１３、エンコーダ１１４からの回転量信号が常時入力されている。制御装置１１５は、エンコーダ１１３，エンコーダ１１４からの情報に基づいて駆動シーブ１０５及び調速機シーブ１１１のそれぞれの回転速度を常時観測している。カゴ１０１は、制御装置１１５による巻上機１１０への通電制御により走行あるいは停止する。
【００１６】
制御装置１１５は、駆動シーブ１０５及び調速機シーブ１１１の回転速度がそれぞれ平常速度の範囲内にあるときには、通常運転を行う。カゴ１０１が停止した後は制動装置１０９を動作させ、カゴ１０１の停止状態を維持する。カゴ１０１が走行を開始する前に、制御装置１１５は制動装置１０９を解除する。
【００１７】
駆動シーブ１０５及び調速機シーブ１１１のそれぞれの回転速度が設定過速度を超えることにより、エレベータ装置２００の運転に異常が発生すると、制御装置１１５は非常ブレーキモードとしてブレーキ動作を実施する。この時、カゴ１０１の減速度を制御するため、制御装置１１５は制動装置１０９の制動力を調整する。
【００１８】
図２は、実施の形態１に係わる電磁ブレーキ４０の構造を説明するための要部構成図である。図２（Ａ）は制動装置とロータの関係をあらわしている。図２（Ｂ）は図２（Ａ）の点線に沿った断面を表していて、電磁力調整部の構造を示している。固定鉄心(固定子)１は、巻上機枠１０８に固定されていて、ばね（制動力付勢部）４の付勢に逆らう開放力を発生する。コイル３は固定鉄心１に配設されている。可動鉄心(可動子)２は制動部材であるブレーキシュー１０と固定されていて、往復変位する。ばね４は、可動鉄心２をブレーキシュー１０がロータ１０６に接する方向へ付勢する。固定鉄心１、可動鉄心２、コイル３およびばね４は電磁石として作用する。固定鉄心１と可動鉄心２は対向している。固定鉄心１の底部には、切削開口されたネジ穴（切削部）３２が２箇所設けられている。それぞれのネジ穴３２には磁性体（補助磁性体）３１が挿入されていて、両者は係合している。
【００１９】
回転する駆動シーブ１０５の制動は、ブレーキシュー１０のロータ１０６への押し付けにより発生する。ブレーキシュー１０が、運転状態に応じてロータ１０６に接触すると、駆動シーブ１０５の回転が制動される。また、ブレーキシュー１０がロータ１０６から離れると、駆動シーブ１０５の制動が解除される。このブレーキ動作および解除は、コイル３への通電電流の大きさを調整することにより調整可能になっている。固定鉄心１、可動鉄心２、コイル３、ばね４、ブレーキシュー１０とから制動装置１０９は構成されている。制動装置１０９はロータ１０６の内側に設けられていて、ブレーキシュー１０は制動装置１０９の外に向かって凸の形状を有している。
【００２０】
固定鉄心１および可動鉄心２は磁性体から形成されている。鉄などの磁性材には特性上のばらつきや寸法誤差があるため、コイル３への通電電流が同じ場合でも、電磁力にばらつきが生じる。制動装置１０９は、制動力を補正するために、電磁力を調整する電磁力調整部３３を備えている。電磁力調整部３３は、固定鉄心１に設けられたネジ状の磁性体３１および磁性体３１が螺合するネジ穴３２から構成される。エレベータの運転前に、ネジ穴３２内の磁性体３１の長さを変化させることで、電流に対して所望の電磁力が得られるよう調整される。すなわち、コイル３へ通電した場合、所望の電磁力より弱い場合は長い磁性体３１を、所望の電磁力より強い場合は短い磁性体３１を使用する。また、等しい長さの磁性体３１を用い、ネジ穴３２へのネジ込み深さを変えることもできる。磁性体３１は電磁力の調整のために設けられている部材のため、可動鉄心２よりも体積は小さい。
【００２１】
電磁力調整部３３は、磁気回路中の断面積の小さい場所に配置することが、電磁力を調整する上で効果が高い。この例では、固定鉄心１のコイル３の下位置（底部）の磁路断面積を最も小さくし、電磁力調整部３３をそこに配置している。また、電磁石の構成は固定鉄心１がＥ型、可動鉄心２をＩ型としたが、例えばソレノイド型など他方式としても良い。この構成によれば、ブレーキ動作やブレーキ開放に必要な電磁力に調整したので、安定したブレーキ動作を行うことが可能となる。
【００２２】
コイル３の電流とブレーキシュー１０の押付力は対応している。また押付力がカゴ１０１への制動力と対応するので、コイル３の電流を調整することで、カゴ１０１の減速度をスムーズに調整することが可能となる。その結果、非常停止時の乗客への衝撃を小さくすることができるとともに、制動距離が必要以上に長くなることを防止することができる。さらに、電磁力調整機構を設けたので、電磁力調整前の大きな電磁力ばらつきを許容することができる。このため電磁石の固定子や可動子の磁性材のグレードや加工・組立て精度に高度なレベルを要求しなくても済むので、コスト低減が可能となる。
【００２３】
なお、この実施の形態では、巻上機枠１０８のロータ１０６と反対側の一部分が取り外し可能となっており、この一部分を取り外すことで、制動装置１０９の磁性体３１を調整または取り替えることができる。つまり、電磁力調整部３３の磁性体３１を係合させる開口であるネジ穴３２を、ブレーキシュー１０の動作方向に平行な面に設けて、さらに、磁性体３１を巻上機１１０の外部から操作可能となるように巻上機枠１０８のロータ１０６と反対側の一部分を開放可能としたので、巻上機１１０を組み立てた後も、必要に応じて制動装置１０９の電磁力を調整することができる。
【００２４】
実施の形態２．
電磁石の左右方向の電磁力ばらつきを調整するため、図３のように左右で長さの異なる磁性体３１ａ、３１ｂを取り付けてもよい。この例では、可動子２が左右均等に移動するのでブレーキ動作がより安定する。磁性体３１の長さを違えるほかに、磁性体３１の太さ（直径）を異なるようにしてもよい。
【００２５】
実施の形態３．
図２、図３においては、固定鉄心１へ電磁力調整部３３を設けたが、図４のように可動鉄心２へ電磁力調整部３３を設けても良い。この場合、可動鉄心２は固定鉄心１から離した状態で磁性体３１の長さを調整した後、再度組立てを実施できるため、電磁力調整の作業性が良くなる。
【００２６】
実施の形態４．
図５に示すように、磁性体３１を固定鉄心１の下側に取り付けても良い。この例では、板状の磁性体３１をねじ３４で固定鉄心１に取り付けている。固定鉄心１は磁性体３１の大きさに合わせて底部の底面側が切削されており、この底面の凹部に磁性体３１は嵌め合わされて係合している。電磁力の調整は、磁性体３１の厚みや長さを変えることで調整できる。この例では、電磁石の横面からの作業性が悪い場合でも、容易に電磁力を調整できる。
【００２７】
実施の形態５．
磁性体３１は、図６のように、固定鉄心１の側面に取り付けても良い。この例では、板状の磁性体３１をねじ３４で固定鉄心１に取り付けている。固定鉄心１は磁性体３１の大きさに合わせて底部の側面側が切削されており、この側面の凹部に磁性体３１は嵌め合わされて係合している。電磁力の調整は、磁性体３１の厚みや長さを変えることで調整できる。この例では、実施の形態１と同様の効果がある。
【００２８】
実施の形態６．
図７のように、制動装置１０９が、ロータ１０６の外側にある場合にも適用できる。ロータ１０６の外側に設けられたブレーキシュー１０は制動装置１０９の内に向かって凸である。この例では、ロータ１０６の外側で電磁力調整の作業を行うので、電磁力の調整作業が容易となる。加えて、発熱したコイル３の放熱が良くなるため、コイル３の電流密度を高くすることが可能となり、電磁石を小型化できる。
【００２９】
なお、以上では、本願発明をエレベータ装置の制動装置に適用した場合を示したが、自動車に搭載するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の制動装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  固定鉄心、２  可動鉄心、３  コイル、４  バネ、１０  ブレーキシュー、３１  磁性体、３２  ネジ穴、  ３３  電磁力調整部、３４  ねじ、４０  電磁ブレーキ、１０１  カゴ、１０２  釣合おもり、１０３  主ロープ  、１０５  駆動シーブ、１０６  ロータ、１０７  モータコイル、１０８  巻上機枠、１０９  制動装置、１１０  巻上機、１１１  調速機シーブ、１１２  張り車、１１３  エンコーダ、１１４  エンコーダ、１１５  制御装置、１１６  調速機ロープ、２００  エレベータ装置
【図１】
2011184141.tif 000003
【図２】
2011184141.tif 000004
【図３】
2011184141.tif 000005
【図４】
2011184141.tif 000006
【図５】
2011184141.tif 000007
【図６】
2011184141.tif 000008
【図７】
2011184141.tif 000009