(57)【要約】【課題】ブレーキコイルが発生する磁束の影響を受けず、可動鉄心が静止している状態においても、可動鉄心の位置を検出することのできるブレーキ装置を提供する。【解決手段】固定鉄心２と、固定鉄心２の周囲に巻回されたブレーキコイル５と、ブレーキコイル５が発生する磁束によって固定鉄心２に吸引される可動鉄心３とを備えたブレーキ装置において、固定鉄心２と可動鉄心３との間の距離を自己インダクタンスの変化として検出する検出コイル６を固定鉄心２に備え、検出コイル６は二重環形式で２つのコイルは互いに逆方向に巻回されて直列に接続され、かつ、巻数と面積がブレーキコイル５が発生する磁束との鎖交数が略零になるように構成されているものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定鉄心と、上記固定鉄心の周囲に巻回されたブレーキコイルと、上記ブレーキコイルが発生する磁束によって上記固定鉄心に吸引される可動鉄心とを備えたブレーキ装置において、
上記固定鉄心と上記可動鉄心との間の距離を自己インダクタンスの変化として検出する検出コイルを上記固定鉄心に備え、
上記検出コイルは上記ブレーキコイルが発生する磁束との鎖交数が略零になるように構成されていることを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
上記検出コイルは略二重環形状を成す２個の部分コイルから成り、上記２個の部分コイルは、上記ブレーキコイルが発生する磁束との鎖交数がそれぞれ略等しくなるように巻数と面積が設定されており、かつ、上記２個の部分コイルは上記鎖交数の和が略零になるような向きに結線されていること特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項３】
上記検出コイルは同一形状の２個の部分コイルから成り、上記２個の部分コイルは、上記ブレーキコイルが発生する磁束に対して対称な位置に配設され、かつ、上記２個の部分コイルは、上記鎖交数の和が略零になるような向きに結線されていること特徴とする請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項４】
上記検出コイルはフレキシブルプリント配線板に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、エレベータ巻上機の電磁ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のブレーキ装置は、ブレーキの開閉状態をモニタするために、可動鉄心のストロークをレバーで拡大し、マイクロスイッチを開閉させて検出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、固定鉄心と可動鉄心との間のエアギャップの大きさを測定するために、ブレーキコイルが発生する磁束の変化をサーチコイルで検出し、検出信号を信号処理して所望量を得るものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上記のように構成された従来のブレーキ装置は、機械的あるいは電磁的手段によって、可動鉄心の開閉状態あるいはエアギャップの大きさを検出することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９４０７６号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特許２００４−１３７０６０号公報（第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のようなブレーキ装置にあっては、マイクロスイッチそのもののコストに加え、レバーやマイクロスイッチを組立調整するために一定の時間を要し、製造コストがかかるという問題点があった。
【０００７】
また、機械室レスエレベータ等に用いられる薄型の巻上機においては、レバーやマイクロスイッチの取付けスペースを確保することが設計上困難であるという問題点があった。
【０００８】
一方、上記特許文献２のようなブレーキ装置にあっては、磁束の変化が可動鉄心の移動時にしか生じないため、可動鉄心が静止している場合は可動鉄心の位置を検出できず、従ってブレーキの開閉状態をモニタする手段としては用いることができないという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、可動鉄心の位置を低コストかつ省スペースな手段によって検出できるブレーキ装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るブレーキ装置は、固定鉄心と、上記固定鉄心の周囲に巻回されたブレーキコイルと、上記ブレーキコイルが発生する磁束によって上記固定鉄心に吸引される可動鉄心とを備えたブレーキ装置において、
上記固定鉄心と上記可動鉄心との間の距離を自己インダクタンスの変化として検出する検出コイルを上記固定鉄心に備え、
上記検出コイルは上記ブレーキコイルが発生する磁束との鎖交数が略零になるように構成されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るブレーキ装置よれば、可動鉄心が静止した状態でも可動鉄心の位置を検出することができ、また、ブレーキコイルが発生する磁束の影響を受けなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明に係るブレーキ装置の実施の形態１を示す斜視図、図２は、図１の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）、図３は、図２のＩ−Ｉ断面図、図４は、図２のＩＩ−ＩＩ断面図、図５は、図１における検出コイルの詳細を示す斜視図である。
【００１３】
図に示したように、ブレーキ装置１は、固定鉄心２、可動鉄心３、反発バネ４ａ、４ｂ、ブレーキコイル５、検出コイル６及び励磁電源（図示せず）を備える。
【００１４】
固定鉄心２は略Ｅ字状形状を成しており、中央部に突設された内極７と、内極７の両側に突設された２つの外極８ａ、８ｂ、及び、内極７と外極８ａ、８ｂとを接続する継鉄部９とを備える。一方、可動鉄心３は略直方体形状を成しており、その一端面が固定鉄心２の内極７及び外極８ａ、８ｂの各端面と接離するように構成されている。
【００１５】
内極７の平面には２箇所の円筒状凹部が設けられており、その内部に反発バネ４ａ、４ｂが配設されている。また、内極７の側面周囲にはブレーキコイル５が巻回されている。さらに、内極７の平面中央部には深さ０．１ｍｍ程度のごく浅い凹部が設けられており、その凹部内に検出コイル６が配設されている。
【００１６】
図５に示したように、検出コイル６はフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）に形成されており、プリント配線基板６ｃに形成された検出コイル６の導体部分は二重環形状を成しており、外周部の第１部分コイル６ａと内周部の第２部分コイル６ｂとに分かれている。２つの部分コイル６ａ、６ｂの巻回方向は互いに逆方向であり、両者は直列に接続されている。また、２つの部分コイル６ａ、６ｂの巻数Ｎ１、Ｎ２と面積Ｓ１、Ｓ２は、ブレーキコイル５が発生する磁束（磁束密度Ｂ）によって生じるそれぞれの鎖交磁束Ψ１、Ψ２が互いに略等しくなるように、すなわち下記（式１）が成立するように構成されている。
【００１７】
Ψ１≒Ψ２…（式１）
ここで、Ψ１＝Ｎ１∫S１Ｂｄａ，Ψ２＝Ｎ２∫S２Ｂｄａ
【００１８】
図６及び図７は、この実施の形態１におけるブレーキ装置の作用を説明するための断面図である。
ブレーキコイル５は直流電源によって励磁される。ブレーキコイル５が励磁されると、図６に示したように、ブレーキ磁束１１が「内極７→エアギャップ１０→可動鉄心３→エアギャップ１０→外極８ａ、８ｂ→内極７」の順に連なる磁気回路に流れる。このとき生じる電磁力によって可動鉄心３が固定鉄心２に吸引される。逆に、ブレーキコイル５の励磁を解くとブレーキ磁束１１と電磁力は消滅し、可動鉄心３は反発バネ４ａ、４ｂの作用によって固定鉄心２から離間される。
【００１９】
一方、検出コイル６は交流電源によって励磁される。検出コイル６が励磁されると、図７に示したように、検出磁束１２が「第２部分コイル６ｂ内部→エアギャップ１０→可動鉄心３→エアギャップ１０→第１部分コイル６ａと第２部分コイル６ｂの間隙部→内極７→第２部分コイル６ｂ内部」の順に連なる磁気回路に交番して流れる。発生する検出磁束１２の大きさは、検出コイル６に流れる電流が一定の場合はエアギャップ１０の大きさに逆比例する。したがって、検出コイル６の自己インダクタンスは、エアギャップ１０が大きいときは小さくなり、エアギャップ１０が小さいときは大きくなる。この自己インダクタンス変化によるインピーダンス変化をブリッジ回路等を用いて検出することによって、エアギャップ１０の大きさを検出することができる。
【００２０】
なお、検出コイル６が発生する検出磁束１２は、ブレーキコイル５が発生するブレーキ磁束１１に比較して非常に小さいため、可動鉄心３の動作には影響を及ぼさない。逆に、ブレーキコイル５が発生するブレーキ磁束１１によって生じる検出コイル６の鎖交磁束は、第１部分コイル６ａの鎖交磁束Ψ１と第２部分コイル６ｂの鎖交磁束Ψ２とが互いに打ち消しあうため、略零になる。したがって、検出コイル６はブレーキ磁束５の変化の影響を受けない。
【００２１】
以上の説明のように、この実施の形態１によるブレーキ装置１は以下の特長を有する。  第一に、検出コイル６にフレキシブルプリント配線板を用いることにより、取付けスペースを小さくできる。
第二に、検出コイル６を交流電源でブレーキコイル５と独立して励磁することにより、可動鉄心３が静止している状態でも可動鉄心３の位置を検出することができる。
第三に、第１部分コイル６ａと第２部分コイル６ｂの巻数と面積を適切に設定することにより、ブレーキ磁束５の影響を受けることなく可動鉄心３の位置を検出することができる。
【００２２】
実施の形態２．
図８は、この発明に係るブレーキ装置の実施の形態２を示す断面図、図９は、この実施の形態２におけるブレーキ装置の作用を説明するための断面図である。
【００２３】
図８に示したように、検出コイル６は、二重環ではなく、別の位置に独立した２個の部分コイル６ａ、６ｂで構成する。
【００２４】
この実施の形態２では、巻数と面積が同じ部分コイル６ａ、６ｂを左右対称位置に配設し、直列接続している。結線の向きは、部分コイル６ａ、６ｂが発生する検出磁束が互いに逆向きとなるようになっている。
【００２５】
したがって、検出コイル６が発生する検出磁束１２は、図９に示したように、「第１部分コイル６ａ→エアギャップ１０→可動鉄心３→エアギャップ１０→第２部分コイル６ｂ→内極７→継鉄部９→内極７→第１部分コイル６ａ」の順に連なる磁気回路を流れ、上記実施の形態１と同様に、ブレーキコイル５が発生するブレーキ磁束１１によって生じる検出コイル６の鎖交磁束は、第１部分コイル６ａの鎖交磁束Ψ１と第２部分コイル６ｂの鎖交磁束Ψ２とが互いに打ち消しあうため、略零になる。
【００２６】
この実施の形態２によれば、同じ部分コイルを使用することができるので、検出コイル６の設計が容易になり、また、取付け箇所の自由度も増す。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に係るブレーキ装置の実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】図１の平面図（ａ）及び正面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図５】図１における検出コイルの詳細を示す斜視図である。
【図６】この実施の形態１におけるブレーキ装置の作用を説明するための断面図である。
【図７】この実施の形態１におけるブレーキ装置の作用を説明するための断面図である。
【図８】この発明に係るブレーキ装置の実施の形態２を示す断面図である。
【図９】この実施の形態２におけるブレーキ装置の作用を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ブレーキ装置、２  固定鉄心、３  可動鉄心、４ａ，４ｂ  反発バネ、
５  ブレーキコイル、６  検出コイル、６ａ，６ｂ  部分コイル、７  内極、
８ａ，８ｂ  外極、９  継鉄部、１０  エアギャップ、１１  ブレーキ磁束、
１２  検出磁束。
【図１】
2008281152.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008281152.tif 000007
【図６】
2008281152.tif 000008
【図７】
2008281152.tif 000009
【図８】
2008281152.tif 000010
【図９】
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