(57)【要約】エレベータ用巻上機においては、ハウジングは外側円筒部を有している。主軸を中心として回転可能な回転部は、外側円筒部の内側に配置されている内側円筒部と、駆動綱車と、主軸に対して直角な制動面とを有している。回転部の回転を制動する電磁ブレーキ装置は、内側円筒部の内側に配置されている。また、電磁ブレーキ装置は、主軸の軸方向へ往復動されることにより制動面に接離される制動体と、制動体を制動面に接する側へ付勢する制動ばねと、制動ばねに抗して制動体を制動面から開離させる電磁マグネットとを有している。
2004026750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側円筒部を有するハウジング、
上記ハウジング内に設けられている主軸、
上記外側円筒部の内側に配置されている内側円筒部と、エレベータの主索が巻き掛けられる駆動綱車と、上記主軸に対して直角な制動面とを有し、上記主軸を中心として回転可能な回転部、
上記内側円筒部に搭載されているモータ回転子と、上記モータ回転子に対向するように上記外側円筒部に固定されているモータ固定子とを有し、上記回転部を回転させるモータ、及び
上記主軸の軸方向へ往復動されることにより上記制動面に接離される制動体と、上記制動体を上記制動面に接する側へ付勢する制動ばねと、上記制動ばねに抗して上記制動体を上記制動面から開離させる電磁マグネットとを有し、かつ上記内側円筒部の内側に配置され、上記回転部の回転を制動する電磁ブレーキ装置
を備えているエレベータ用巻上機。
【請求項２】
上記ハウジングは、上記外側円筒部の軸方向一端部に取り付けられた支持板を有し、上記電磁ブレーキ装置は、上記支持板に支持されている請求項１記載のエレベータ用巻上機。
【請求項３】
上記内側円筒部は、軸方向の一端部に位置する第１内側端部と、軸方向の他端部に位置する第２内側端部とを有しており、
上記制動面は、上記第１内側端部に隣接した第１制動面部と、上記第２内側端部に隣接し上記第１制動面部に対向する第２制動面部とを有しており、
上記制動体は、上記第１制動面部に接離される第１制動片と、上記第２制動面部に接離される第２制動片とを有している請求項１記載のエレベータ用巻上機。
【請求項４】
上記第１内側端部には、円環状のサイドプレートが取り付けられており、上記第１制動面部は、上記サイドプレートに形成されている請求項３記載のエレベータ用巻上機。
【請求項５】
上記ハウジングには、上記第１制動片及び上記第２制動片の軸方向への移動を案内するとともに回転を規制する案内部が設けられており、
上記案内部には、上記第１制動面部から開離する方向への上記第１制動片の移動量を規制するとともに、上記第２制動面部から開離する方向への上記第２制動片の移動量を規制するセンタプレートが設けられている請求項３記載のエレベータ用巻上機。
【請求項６】
上記電磁ブレーキ装置は、上記電磁マグネットに対向するアーマチュアをさらに有しており、上記電磁マグネット及び上記アーマチュアは、上記主軸の軸方向へ往復動可能になっており、上記第１制動片は上記電磁マグネットに搭載され、上記第２制動片は上記アーマチュアに搭載されている請求項３記載のエレベータ用巻上機。
【請求項７】
上記電磁ブレーキ装置は、上記制動体と上記電磁マグネットとの間に設けられている弾性部材をさらに有しており、上記弾性部材は、ブレーキ開放時には圧縮され弾性変形し、制動時には弾性復元力により上記制動体を上記制動面に付勢する請求項１記載のエレベータ用巻上機。
【請求項８】
制動状態の上記電磁マグネットに通電を開始するとともに通電電流値を０から上昇させ、開放動作を開始したときの電流値を維持した場合、開放動作が途中で停止するように、上記制動ばねのばね力と上記弾性部材の弾性復元力との合力の制動・開放動作中の変化特性が設定されている請求項７記載のエレベータ用巻上機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、駆動綱車を有する回転部の内側に、回転部の回転を制動する電磁ブレーキ装置が配置されているエレベータ用巻上機に関するものである。
【背景技術】  例えば、特開２０００−２８９９５４号公報に示された従来のエレベータ用巻上機では、駆動綱車が一体的に形成された円筒状の回転部の内側に、回転部の回転を制動する電磁ブレーキ装置が配置されている。この電磁ブレーキ装置は、回転部の制動面に接離される制動片、制動片を制動面に押し付ける制動ばね、及び制動ばねに抗して制動片を制動面から開離させる電磁マグネットを有している。
また、制動面は回転部の内周面に設けられているため、制動片は回転部の半径方向に往復動される。このため、電磁マグネットの発生する電磁力の方向は、回転部の半径方向である。
しかし、従来のエレベータ用巻上機では、回転部内の狭いスペースに電磁ブレーキ装置が収容されており、しかも電磁マグネットの発生する電磁力の方向が回転部の半径方向であるため、十分な吸引能力を持つ電磁マグネットを配置することができなかった。
【発明の開示】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、回転部内の狭いスペースに十分な吸引能力の電磁マグネットを容易に配置することができるエレベータ用巻上機を得ることを目的とする。
この発明によるエレベータ用巻上機は、外側円筒部を有するハウジング、ハウジング内に設けられている主軸、外側円筒部の内側に配置されている内側円筒部と、エレベータの主索が巻き掛けられる駆動綱車と、主軸に対して直角な制動面とを有し、主軸を中心として回転可能な回転部、内側円筒部に搭載されているモータ回転子と、モータ回転子に対向するように外側円筒部に固定されているモータ固定子とを有し、回転部を回転させるモータ、及び主軸の軸方向へ往復動されることにより制動面に接離される制動体と、制動体を制動面に接する側へ付勢する制動ばねと、制動ばねに抗して制動体を制動面から開離させる電磁マグネットとを有し、かつ内側円筒部の内側に配置され、回転部の回転を制動する電磁ブレーキ装置を備えている。
【図面の簡単な説明】  図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ用巻上機を示す正面図、
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した巻上機の端面を示す断面図、
図３は図１の巻上機の分解断面図、
図４は図２のセンタプレートの他の例を示す断面図、
図５はこの発明の実施の形態２によるエレベータ用巻上機の断面図、
図６は図５の電磁マグネットとアーマチュアとの間のギャップを種々の電流値で静的に変化させたときのギャップと磁気吸引力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ用巻上機を示す正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した巻上機の端面を示す断面図である。
図において、ハウジング１は、深皿状（有底円筒状）のハウジング本体２と、ハウジング本体２の開口を塞ぐ支持板３とを有している。ハウジング本体２には、外側円筒部４と、この外側円筒部４に隣接する円筒状のカバー部５と、カバー部５に隣接する円板状の底部６とが一体に形成されている。
カバー部５の径は、外側円筒部４の径よりも小さくなっている。底部６の中央には、軸取付孔６ａが設けられている。
支持板３は、外側円筒部４の軸方向一端部にねじ等により取り付けられている。支持板３は、円板状の蓋部７と、蓋部７の中央からハウジング本体２内に向けて突出した円筒状のブレーキ支持部８とを有している。蓋部７には、複数のギャップ確認孔７ａと、複数のねじ止め孔７ｂとが設けられている。
軸取付孔６ａには、主軸９が嵌合され固定されている。主軸９には、主軸９を中心として回転可能な回転部１１が軸受け１０を介して支持されている。回転部１１は、深皿状（有底円筒状）の回転部本体１２と、回転部本体１２にねじ止めされている円環状のサイドプレート１３とを有している。
回転部本体１２には、外側円筒部４の内側に配置されている内側円筒部１４と、エレベータの主索（図示せず）が巻き掛けられる駆動綱車１５とが一体に形成されている。駆動綱車１５の外周面には、主索が挿入される複数のロープ溝が形成されている。また、駆動綱車１５は、カバー部５の内側に配置されている。
内側円筒部１４は、軸方向の一端部に位置する第１内側端部１４ａと、軸方向の他端部に位置する第２内側端部１４ｂとを有している。サイドプレート１３は、第１内側端部１４ａに取り付けられている。サイドプレート１３には、第１内側端部１４ａに隣接した第１制動面部１３ａが形成されている。回転部本体１２には、第２内側端部１４ｂに隣接し第１制動面部１３ａに対向する第２制動面部１２ａが形成されている。
実施の形態１の制動面は、第１制動面部１３ａと第２制動面部１２ａとを有している。第１制動面部１３ａ及び第２制動面部１２ａは、主軸９に対して直角な平面である。
内側円筒部１４の外周面には、モータ回転子１６が搭載されている。外側円筒部４の内周面には、モータ回転子１６に対向するようにモータ固定子１７が固定されている。回転部１１は、モータ回転子１６とモータ固定子１７とを有するモータ１８の駆動力により回転される。
支持板３のブレーキ支持部８には、回転部１１の回転を制動する電磁ブレーキ装置２０が支持されている。電磁ブレーキ装置２０は、内側円筒部１４の内側に配置されている。即ち、電磁ブレーキ装置２０は、内側円筒部１４とブレーキ支持部８との間に形成されたドーナツ状の空間に配置されている。
また、電磁ブレーキ装置２０は、主軸９の軸方向へ往復動可能な電磁マグネット（フィールド）２１及びアーマチュア２２と、電磁マグネット２１とアーマチュア２２との間に設けられている複数の制動ばね２３と、電磁マグネット２１に搭載された第１制動片（ライニング）２４と、アーマチュア２２に搭載された第２制動片（ライニング）２５とを有している。
制動体は、第１及び第２制動片２４，２５を有している。制動ばね２３は、第１及び第２制動片２４，２５を第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａに接する側へ付勢する。即ち、制動ばね２３は、電磁マグネット２１とアーマチュア２２とを互いに開離させることにより第１及び第２制動片２４，２５を第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａに押し付ける。
制動ばね２３のばね力は、電磁マグネット２１のばね受け（図示せず）に取り付けられたボルト（図示せず）により調整可能になっている。
電磁マグネット２１は、電磁力によりアーマチュア２２を吸引する。電磁マグネット２１とアーマチュア２２とが互いに吸引されることにより、第１及び第２制動片２４，２５は、制動ばね２３に抗して第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａから開離される。
即ち、第１制動片２４は、主軸９の軸方向へ往復動されることにより第１制動面部１３ａに接離される。また、第２制動片２５は、主軸９の軸方向へ往復動されることにより第２制動面部１２ａに接離される。
また、第１及び第２制動片２４，２５は、より大きなブレーキトルクを得るため、電磁マグネット２１及びアーマチュア２２の外周部近傍（主軸９から遠い部分）に配置されている。
ブレーキ支持部８には、主軸９の軸方向への電磁マグネット２１及び第１制動片２４の移動を案内するとともに回転を規制する第１案内部８ａが設けられている。また、ブレーキ支持部８には、主軸９の軸方向へのアーマチュア２２及び第２制動片２５の移動を案内するとともに回転を規制する第２案内部８ｂが設けられている。第１及び第２案内部８ａ，８ｂとしては、例えば電磁マグネット２１及びアーマチュア２２に設けられたキー溝に挿入されるキーが用いられる。
第１案内部８ａと第２案内部８ｂとの間には、円環状のセンタプレート２６が固定されている。センタプレート２６は、ブレーキ支持部８の外周面から外径方向へ突出するようにブレーキ支持部８に固定されている。また、センタプレート２６は、ブレーキ開放時に電磁マグネット２１及びアーマチュア２２が当接することにより、第１制動面部１３ａから開離する方向への第１制動片２４の移動量を規制するとともに、第２制動面部１２ａから開離する方向への第２制動片２５の移動量を規制する。
支持板３の中央部には、円板状のエンコーダ支持板２７が取り付けられている。エンコーダ支持板２７には、回転部１１の回転数を検出するエンコーダ２８が支持されている。エンコーダ２８は、ブレーキ支持部８の内側に配置されている。
次に、図３の分解断面図により、巻上機の組立方法について説明する。巻上機は、回転部１１及びモータ１８を含むモータユニットと、電磁ブレーキ装置２０を含むブレーキユニットとに分けて組み立てられる。
モータユニットを組み立てる場合、ハウジング本体２に主軸９が立設されるとともに、モータ固定子１７が外側円筒部４の内周面に取り付けられる。この後、モータ回転子１６が搭載された回転部１１が軸受け１０を介して主軸９に取り付けられる。
一方、ブレーキユニットを組み立てる場合、ブレーキ支持部８に電磁ブレーキ装置２０が装着されるとともにセンタプレート２６が固定される。また、サイドプレート１３は、支持板３に仮止めされる。
このようにして組み立てられたモータユニットとブレーキユニットとは、支持板３をハウジング本体２に固定することにより一体化される。この後、サイドプレート１３が内側円筒部１４の第１内側端部１４ａにボルトにより本固定される。最後に、支持板３にエンコーダ支持板２７が取り付けられ、エンコーダ２８がブレーキ支持部８内に配置される。
次に、動作について説明する。図２は、ブレーキ開放状態が示している。即ち、電磁マグネット２１が励磁され、電磁マグネット２１とアーマチュア２２とが互いに吸引されている。これにより、第１及び第２制動片２４，２５が第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａから開離され、モータ１８の駆動力により回転部１１が回転される。
このとき、電磁マグネット２１及びアーマチュア２２はセンタプレート２６に当接されるので、第１及び第２制動片２４，２５と第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａとの間のギャップがより確実に確保され、第１及び第２制動片２４，２５の摩耗が防止される。
また、回転部１１の回転を制動する場合、電磁マグネット２１のコイルへの通電が遮断され、制動ばね２３のばね力により電磁マグネット２１とアーマチュア２２とが互いに開離される。これにより、第１及び第２制動片２４，２５が第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａに押し付けられ、回転部１１が摩擦制動される。
制動時には、制動トルクの反力が電磁マグネット２１及びアーマチュア２２に加わる。このような反力は、キー等の第１及び第２案内部８ａ，８ｂにより受けられる。
このような巻上機では、第１制動面部１３ａ及び第２制動面部１２ａが主軸９に対して直角であり、電磁マグネット２１の発生する電磁力の方向が主軸９の軸線と平行な方向であるため、回転部１１内の狭いスペースに十分な吸引能力の電磁マグネット２１を容易に配置することができる。
また、ハウジング１は、外側円筒部４の軸方向一端部に取り付けられる支持板３を有し、支持板３に電磁ブレーキ装置２０が支持されているので、モータ１８を含むモータユニットと電磁ブレーキ装置２０を含むブレーキユニットとに分けて組み立てを行うことができ、組立を容易にすることができる。
さらに、制動面は、内側円筒部１４の第１内側端部１４ａに隣接した第１制動面部１３ａと、第２内側端部１４ｂに隣接し第１制動面部１３ａに対向する第２制動面部１２ａとを有しているので、制動面の面積を十分にすることができ、制動能力を向上させることができる。
さらにまた、第１内側端部１４ａにサイドプレート１３を取り付け、第１制動面部をサイドプレート１３に形成したので、簡単な構成により第１制動面部１３ａを形成することができる。
また、第１案内部８ａと第２案内部８ｂとの間にセンタプレート２６を固定し、第１及び第２制動片２４，２５の移動量を規制したので、第１及び第２制動片２４，２５と第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａとの間のギャップがより確実に確保され、第１及び第２制動片２４，２５の摩耗が防止される。
さらに、電磁ブレーキ装置２０は、主軸９の軸方向へ往復動可能な電磁マグネット２１及びアーマチュア２２を有しており、電磁マグネット２１及びアーマチュア２２に第１及び第２制動片２４，２５が搭載されているので、何らかの原因で電磁マグネット２１及びアーマチュア２２の一方が万一動かなくなったとしても、制動ばね２３のばね力で他方が制動動作を行う。従って、信頼性を向上させることができる。
ここで、電磁ブレーキ装置２０の電磁マグネット２１による電磁吸引能力について説明する。まず、ブレーキ開放に必要な電磁吸引力Ｆｓは、
Ｆｓ＝Ｔ／ｒ／ｎで表される。
Ｔ：制動トルク
ｒ：制動半径
ｎ：制動面の数
実施の形態１の電磁ブレーキ装置２０と、回転部の半径方向への電磁力を発生する従来の電磁ブレーキ装置とを比較すると、制動トルクＴは互いに同じ仕様、制動半径は互いにほぼ同じ、制動面の数ｎはいずれも２である。従って、電磁マグネット１個当たりに要求される電磁吸引力Ｆｓはほぼ同じである。
また、電磁マグネットの磁気吸引力Ｆは、
Ｆ＝１／（２・μ０）×Ｂ２×Ｓで表される。
μ０：真空の透磁率
Ｂ２：磁気吸引力を発生する面の磁束密度
Ｓ：磁気吸引力を発生する面の面積
このため、従来の電磁ブレーキ装置では、１個の電磁マグネットによりＦｓよりも大きい磁気吸引力を発生する必要がある。しかも、従来の電磁ブレーキ装置では、面積Ｓを十分に確保することができない。これに対して、実施の形態１の巻上機では、十分な面積の第２制動面部１２ａを回転部本体１２に確保することができる。即ち、実施の形態１の巻上機における面積Ｓは、従来の巻上機における面積Ｓの数倍も大きくすることができる。
なお、上記の例では、完全開放時に電磁マグネット２１及びアーマチュア２２がセンタプレート２６に当接するようにしたが、例えば図４に示すように、完全開放時に電磁マグネット２１とアーマチュア２２とが互いに当接し、電磁マグネット２１及びアーマチュア２２とセンタプレート２６との間に隙間ｇ１，ｇ２が残るようにしてもよい。
この場合、隙間の合計（ｇ１＋ｇ２）を制動時の電磁マグネット２１とアーマチュア２２との間隔よりも小さく設定する必要がある。これにより、電磁マグネット２１とアーマチュア２２との接合面の位置は図４の左右に変位可能となるが、第１及び第２制動片２４，２５と第１及び第２制動面部１３ａ，１２ａとの間のギャップがより確実に確保される。
実施の形態２．
次に、図５はこの発明の実施の形態２によるエレベータ用巻上機の断面図である。図において、ハウジング１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の開口を塞ぐ円板状の支持板３１とを有している。回転部１１は、回転部本体１２と、回転部本体１２内に配置されている摺動機構３２とを有している。
摺動機構３２は、内側円筒部１４の内周面に沿って主軸９の軸方向へ往復動可能な円環状の摺動部材３３と、摺動部材３３の両面に固定されている第１及び第２ライニングと３４，３５と、内側円筒部１４の内周面に固定され、摺動部材３３の支持板３１側への移動を規制するストッパ３６と、回転部本体１２と摺動部材３３との間に設けられ、摺動部材３３をストッパ３６に押し付ける複数の戻しばね３７とを有している。主軸９の軸方向へのストッパ３６の固定位置は、調整可能になっている。
第１及び第２ライニング３４，３５の表面には、第１及び第２制動面部３４ａ，３５ａが形成されている。実施の形態２の制動面は、第１制動面部３４ａと第２制動面部３５ａとを有している。第１制動面部３４ａ及び第２制動面部３５ａは、主軸９に対して直角な平面である。内側円筒部１４の内周面には、主軸９の軸方向への摺動部材３３の摺動を案内する案内部３８が設けられている。案内部３８としては、例えばスプライン構造が用いられる。
支持板３１には、回転部１１の回転を制動する電磁ブレーキ装置４０が支持されている。電磁ブレーキ装置４０は、内側円筒部１４の内側に配置されている。
また、電磁ブレーキ装置４０は、支持板３１に固定された電磁マグネット４１と、電磁マグネット４１と第１摺動面部３４ａとの間に配置された制動体としてのアーマチュア４２と、電磁マグネット４１とアーマチュア４２との間に設けられている複数の制動ばね４３と、支持板３１に固定され第２制動面部３５ａに対向する固定板４４と、支持板３１と固定板４４との間に固定された複数本のカラー付きボルト４５と、電磁マグネット４１とアーマチュア４２との間に介在されている複数の弾性部材４６とを有している。
アーマチュア４２は、主軸９の軸方向へ往復動可能になっている。主軸９の軸方向への移動は、カラー付きボルト４５により案内される。また、アーマチュア４２の回転は、カラー付きボルト４５により規制されている。
弾性部材４６としては、例えば主軸９を中心として配置されたＯリングやゴム紐により構成されている。また、弾性部材４６の材料は、例えばゴムである。アーマチュア４２は、制動ばね４３及び弾性部材４６により第１摺動面部３４ａに接する方向へ付勢されている。
ブレーキ開放時には、弾性部材４６は電磁マグネット４１とアーマチュア４２との間で圧縮される。また、制動時には、弾性部材４６は復元されるが、電磁マグネット４１とアーマチュア４２とに接している。即ち、ブレーキ開放時におけるアーマチュア４２及び固定板４４と制動面との間のギャップ（第１制動面部３４ａとアーマチュア４２との間のギャップと、第２制動面部３５ａと固定板４４との間のギャップとの合計）は、弾性部材４６の圧縮変形量よりも小さく設定されている。
弾性部材４６は、電磁マグネット４１の表面に形成された環状の溝に嵌め込まれている。これは、位置決めのため、及び弾性部材４６に亀裂が生じないようにして耐久性を向上させるためである。
また、戻しばね３７の合計のばね力は、制動ばね４３の合計のばね力よりも十分に小さく設定されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
次に、動作について説明する。図５には、ブレーキ開放状態が示されている。即ち、電磁マグネット４１が励磁され、アーマチュア４２が電磁マグネット４１により吸引されている。これにより、アーマチュア４２は第１制動面部３４ａから開離されている。また、摺動部材３３は、戻しばね３７により押圧され、ストッパ３６に当接している。これにより、第２制動面部３５ａは固定板４４から開離されている。この状態で、モータ１８の駆動力により回転部１１が回転される。
また、回転部１１の回転を制動する場合、電磁マグネット４１のコイルへの通電が遮断され、制動ばね４３のばね力によりアーマチュア４２が電磁マグネット４１から開離される。これにより、アーマチュア４２は第１制動面部３４ａに当接し、さらに第１ライニング３４を介して摺動部材３３を押圧する。
このとき、戻しばね３７のばね力は制動ばね４３のばね力よりも小さいので、摺動部材３３は、電磁マグネット４１から開離する方向へ摺動され、第２摺動面部３５ａが固定板４４に当接される。即ち、摺動部材３３及びライニング３４，３５は、制動ばね４３のばね力によりアーマチュア４２と固定板４４との間に挟持される。これにより、回転部１１が摩擦制動される。
このような巻上機では、第１制動面部３４ａ及び第２制動面部３５ａが主軸９に対して直角であり、電磁マグネット４１の発生する電磁力の方向が主軸９の軸線と平行な方向であるため、回転部１１内の狭いスペースに十分な吸引能力の電磁マグネット４１を容易に配置することができる。
次に、弾性部材４６の作用について説明する。図６は図５の電磁マグネット４１とアーマチュア４２との間のギャップを種々の電流値で静的に変化させたときのギャップと磁気吸引力との関係を示すグラフである。また、荷重とは、制動ばね４３による押圧力と弾性部材４６の復元力との合力のギャップによる変化を示している。なお、ここでは戻しばね３７による抗力は無視できるものとする。
制動状態からブレーキを開放すると、アーマチュア４２と第１制動面部３４ａとの間のギャップは拡大されるが、逆に電磁マグネット４１とアーマチュア４２との間のギャップ（図６のギャップ）は縮小される。図６では、制動時のギャップは０．５ｍｍであり、完全開放時のギャップは０．１ｍｍである。
制動状態から電磁マグネット４１への通電を開始し、電流値を徐々に上げると、ギャップが０．５ｍｍのときの荷重（約７５０ｋｇｆ）を超えた磁気吸引力が発生するのは、１．６Ａ弱の電流値のときである。従って、１．６Ａの電流を流せば、アーマチュア４２は、制動ばね４３及び弾性部材４６に抗して電磁マグネット４１側へ変位される。
しかし、図６に示すように、１．６Ａにおける特性曲線は、荷重の特性を示す線とＡ点において交差している。即ち、１．６Ａの電流による電磁吸引力は、ギャップが約０．３ｍｍのときの荷重と釣り合う。このため、電流値を１．６Ａのままで維持すると、ギャップが約０．３ｍｍとなる位置でアーマチュア４２が停止する。この状態から、ギャップを０．１ｍｍまで縮めて完全開放するためには、電流値を１．８Ａまで上げる必要がある。
このようなことから、弾性部材４６の特性を適宜設定し、かつ通電電流の電流波形を制御することにより、アーマチュア４２の動作特性を制御することができ、例えば開放動作を比較的緩やかに行わせることができる。また、電流値を制御することにより、アーマチュア４２の位置を制御することもできる。
また、制動動作を行う際にも、電流値の降下特性に応じてアーマチュア４２の動作特性を制御することができる。例えば図６において、開放状態から通電を切ると、電流値が１．６Ａまで降下したとき、磁気吸引力が荷重よりも小さくなり制動動作が開始される。しかし、１．６Ａでは、アーマチュア４２はＡ点までしか変位せず、さらに電流値が１．４Ａまで降下することにより、アーマチュア４２は完全制動位置まで変位可能となる。
但し、電流値を速やかに減衰させれば、アーマチュア４２も高速で変位させることができ、急制動をかけることもできる。急制動では、弾性部材４６の復元力により制動速度を上げることもできる。
一方、弾性部材を用いない従来のブレーキ装置では、荷重はギャップによらずほぼ一定である。このため、開放動作を開始する電流値を流せば、その電流値を変化させなくても、アーマチュアは完全開放位置まで加速しながら一気に変位し、電磁マグネットに衝突する。また、制動時にも、制動動作を開始する値まで電流が降下すれば、アーマチュアは一気に変位される。
実際の動作では、電流値が上昇・降下する時間は僅かであり、アーマチュア４２の変位量も僅かであるため、制動・開放動作は瞬間的に行われるが、弾性部材４６を用いて荷重特性を変化させることにより、アーマチュア４２の動作特性を制御することができ、衝突音を低減することができる。
なお、実施の形態１、２では、ハウジング１に対して主軸９を固定したが、ハウジングと主軸との間に軸受けを設け、主軸を回転部とともに回転させるようにしてもよい。
また、実施の形態２に用いた弾性部材４６は、実施の形態１の電磁マグネット２１とアーマチュア２２との間に介在させることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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