JP2010001102A - エレベーター用巻上機 - Google Patents

Abstract

【課題】制動面における摩耗粉の付着量を低減することのできるエレベーター用巻上機の提供。
【解決手段】ロータ５１の外周面を制動面３ａ、３ｂとし、シュー２ａが制動面３ａ、シュー２ｂが制動面３ｂを摺動するようにした。これにより、２組のブレーキ機構を備えたものであっても、１つのシューが１つの制動面に摺動することから、従来のように２つのシューが１つの制動面を摺動するものに比べ、１つの制動面に付着する摩耗粉をおよそ半減することができる。したがって、制動面における摩耗粉の付着量を低減し、安定した制動力を有する信頼性の高いブレーキ装置とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、制動力を発生させるブレーキ装置を備えたエレベーター用巻上機に関する。

エレベーター用巻上機は、一般に、昇降体を駆動するためのモータと、昇降体の移動を制動する制動手段、即ち、ブレーキ装置とを備えて構成される。ブレーキ装置には、昇降体の静止保持を行なう手段に加え、昇降体が異常に増速した場合に非常制動を行なう手段も備えられている。そして、ブレーキ装置の信頼性を高めるために、海外規格では制動およびその解除を行う２組のブレーキ機構を設けるとともに、各々のブレーキ装置が独立して機能することが義務付けられている。

このような２組のブレーキ機構を設けたものとして、従来、ロータの制動面に配置されるシューを備え一端部が回転支持される第１及び第２の制動腕と、シューが制動面を押圧しロータを制動するように第１及び第２の制動腕の他端部に設けた制動ばねと、第１及び第２の制動腕の他端部を結ぶ方向に動作するように配置し、継鉄及び電磁コイルからなる電磁石と、この電磁石の磁極面に対向して設けられた鉄片とからなり、電磁石への通電時の電磁吸引力により制動ばねのばね力に対抗して第１及び第２の制動腕を駆動し、シューの押圧力を解除してロータの制動を解除する電磁装置とで構成される電磁ブレーキ装置において、電磁装置は電磁石と鉄片から構成されるものを２組備え、この電磁石又は鉄片の一方を固定し他方を可動に設けるとともに、可動側の電磁石又は鉄片を介して第１及び第２の制動腕をそれぞれ駆動するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２６６３６２（段落番号００５７〜００６０、図１）

前述した従来のものは、２組のブレーキ機構を設けることでブレーキ装置の信頼性を高めるものであるが、シューとロータとの摺動によって生じるシューの摩耗粉が摺動面に付着することを抑制したり、磨耗粉の排出を促進したりする点については特に考慮されていない。即ち、シューとロータとの摺動によって制動面に摩耗粉が付着すると、安定した制動力が得られなくなる恐れがあり、ブレーキ装置の信頼性向上の点で改善が望まれていた。

本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、制動面における摩耗粉の付着量を低減することのできるエレベーター用巻上機を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、ロープが巻き掛けられるシーブと、このシーブを回転駆動するロータと、このロータに対向して配置される一対のシューを有し、前記シューを前記ロータに押し付けることで制動力を発生させるブレーキ装置とを備えたエレベーター用巻上機において、前記ロータの内周面もしくは外周面を制動面とし、各々の前記シューが、前記制動面の幅方向に異なる位置を摺動することを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項１に係る発明では、ロータに設けた制動面を幅方向、即ち巻上機の軸方向に２分割し、一対のシューをそれぞれの制動面に摺動するようにした。これによって、２つのシューが１つの制動面を制動する従来のものと比べ、１つの制動面に付着するシューの摩耗粉をおよそ半減させることができる。

本発明の請求項２に係る発明は、前記ロータの内周面もしくは外周面に、直径が異なる２つの環状部を設けて前記制動面を形成することを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項２に係る発明では、ロータの内周面もしくは外周面に、直径が異なる２つの環状部を設け、これらの環状部により２つの制動面を形成する。このようにそれぞれの制動面が異なる高さ位置にあることから、一方の制動面で発生した摩耗粉が、他方の制動面に対して影響を及ぼしにくくなる。

本発明の請求項３に係る発明は、シーブ側に位置する前記環状部の直径を、反シーブ側に位置する前記環状部の直径よりも小さく設定したことを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項３に係る発明では、シーブ側に位置する環状部の直径を、反シーブ側に位置する環状部の直径よりも小さく設定することで、摩耗粉がシーブ側に排出されやすくなる。

本発明の請求項４に係る発明は、前記ロータの外周面を前記制動面とするとともに、この制動面は傾斜して設けられ、かつ、前記傾斜は、シーブ側の制動面外周の直径を反シーブ側の制動面外周の直径よりも小さくすることで形成されることを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項４に係る発明では、制動面に付着した摩耗粉は、制動面の傾斜、及び制動面の表面を流れる風の効果によって、シーブ側に排出されやすくなる。

本発明の請求項５に係る発明は、前記ロータを固定支持するハウジングに、前記ロータを覆うように配置される開口部を備え、この開口部のシーブ側の直径を反シーブ側の直径よりも大きく設定したことを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項５に係る発明では、ロータはハウジングの開口部で覆われることから、摩耗粉の飛散を防ぐことができる。また、シーブが回転を開始すると、風が発生するので、重力との効果によって摩耗粉は傾斜を伝ってシーブ側の所定位置に排出される。

本発明の請求項６に係る発明は、前記ロータに、一方の前記制動面と他方の前記制動面とを隔てるように環状の溝部を設けたことを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項６に係る発明では、一方の制動面と他方の制動面との間に環状の溝部があることから、一方の制動面に付着した摩耗粉が、他方の制動面に移動しにくくなる。

本発明の請求項７に係る発明は、前記ロータの外周面を前記制動面とするとともに、前記ロータの反シーブ側端部に前記制動面よりも大きな直径を有する環状の段部を形成したことを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項７に係る発明では、ロータの反シーブ側端部に制動面よりも大きな直径を有する環状の段部が形成されていることから、制動面で生じた摩耗粉が隣接機器内に混入することを防止することができる。

本発明の請求項８に係る発明は、前記シューは、前記制動面の傾斜と平行する傾斜を有してなることを特徴としている。

このように構成した本発明の請求項８に係る発明では、傾斜して設けた制動面に適したシュー構造とすることができる。

本発明によれば、２組のブレーキ機構を備えたものであっても、１つのシューが１つの制動面に摺動することから、従来のように２つのシューが１つの制動面を摺動するものに比べ、１つの制動面に付着する摩耗粉をおよそ半減することができる。また、付着した摩耗粉は、制動面のテーパ形状、及び制動面の表面を流れる風の効果によって、シーブ側に排出されやすい。これによって、制動面における摩耗粉の付着量を低減し、安定した制動力を有する信頼性の高いブレーキ装置とすることができる。

以下、本発明に係るエレベーター用巻上機の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係るエレベーター用巻上機の第１の実施形態を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿いエレベーター用巻上機を上方から見た水平断面図断面図である。

本実施形態の巻上機は、例えば、機械室レスエレベーターに設けられるものであり、昇降路内に設置されており、ロープ４を巻き掛けるシーブ５と、シーブ５と一体に設けられたロータ５１と、これを制動するブレーキ装置とからなる。なお、本実施形態のロータ構成は、ステータコア５２をロータ５１の内側に配置し、ロータ５１がステータコア５２の外側を回転するアウターロータとなっている。

ブレーキ装置は、ロータ５１の外周面に、直径が異なる２つの環状部を設けて制動面３ａ、３ｂを形成するとともに、一対のシュー２ａ、２ｂと、これらのシュー２ａ、２ｂが一端に固定された一対のレバー１ａ、１ｂと、レバー１ａ、１ｂの回動支点となるレバー支点６ａ、６ｂと、レバー１ａ、１ｂをその他端において駆動する電磁コイル７ａ、７ｂと、シュー２ａ、２ｂを制動面３ａ、３ｂに押し付ける制動ばね８ａ、８ｂとを備えている。シュー２ａ、２ｂは、電磁コイル７ａ、７ｂが通電されていないときには、制動ばね８ａ、８ｂによって制動面３ａ、３ｂに押し付けられ、図示しない乗りかごは静止状態を保つ。一方、乗りかごを上下に動作させる際には、電磁コイル７ａ、７ｂを通電して、レバー１ａ、１ｂの下端を吸引することによって、シュー２ａ、２ｂを制動面３ａ、３ｂから離すことになる。このように、制動およびその解除を行う２組のブレーキ機構を設けるとともに、各々のブレーキ装置が独立して機能するようにすることでブレーキ装置の信頼性を高めたものである。

本実施形態では前述したようにロータ５１の外周面に制動面３ａ、３ｂを設け、これを巻上機の軸方向において２分割し、左右に設けた一対のシュー２ａ、２ｂは、それぞれ異なる制動面３ａ、３ｂに押し付けられる。即ち、シュー２ａは制動面３ａ、シュー２ｂは制動面３ｂを摺動する。また、制動面３ａ、３ｂをなす２つの環状部の直径を異なるものとし、制動面３ａと摺動面３ｂとの間に段差を形成している。これによって、一方の制動面３ａ、３ｂに付着した摩耗粉や塵埃などが他方の制動面３ａ、３ｂに移ることを防止することができる。なお、２つの環状部の直径差は、数ミリあれば摩耗粉や塵埃などの移動を防止するに十分である。また、同じ仕様の制動ばね８ａ、８ｂを用い、環状部の直径が小さいほうに合わせて押付力を調整すれば、一対のばね８ａ、８ｂや電磁コイル７ａ、７ｂの仕様を変える必要はない。

一般に、ブレーキ装置に要求される制動トルクは、シーブ５の直径Ｄ２が小さいほど小さい。一方、ロータ５１の直径Ｄ１が大きいほどシュー２ａ、２ｂに必要な押付力は小さくなる。すなわち、Ｄ２／Ｄ１が大きいほど、ブレーキ装置を小型化することができる。アウターロータの構成では、ロータ５１がステータコア５２の外側を回転するため、Ｄ２／Ｄ１を大きくしやすい。よって、シュー２ａ、２ｂの小型化が容易である。本実施形態では、制動面３ａ、３ｂを巻上機の軸方向に分割するため、シュー２ａ、２ｂの幅も同様に短くなる。シュー２ａ、２ｂを小型化できれば、周方向の長さを最小限に抑えながら、幅の狭いシュー２ａ、２ｂで異なる制動面３ａ、３ｂを押し付けることが容易になる。

また、巻上機は、図２に示すように、シーブ５が昇降路壁４１に対向するように設置されている。シーブ５とロータ５１は一体部品で構成され、その回転運動がエンコーダ軸１６を介して反シーブ側に伝達される。このエンコーダ軸１６の軸端は、端部に設置したエンコーダ２０に直結され、エンコーダ２０にて回転量を検出し、巻上機の回転駆動を制御する。ハウジング１０にはステータコア５２が配置され、ロータ５１の内周に取付けられた永久磁石１３との磁気吸引力を制御することによって、回転運動を行なう構成である。また、シーブ５及びロータ５１は、ベアリング１８を介して固定軸１７に回動自在に取付けられている。さらに、ロータ５１の反シーブ側端部に制動面３ａ、３ｂよりも大きな直径を有する環状の段部３１が形成されている。即ち、環状の段部３１は制動面３ａより寸法ｅ高くなっている。

第１の実施形態によれば、２組のブレーキ機構を備えたものであっても、１つのシューが１つの制動面に摺動することから、即ち、シュー２ａは制動面３ａ、シュー２ｂは制動面３ｂを摺動することから、従来のように２つのシューが１つの制動面を摺動するものに比べ、１つの制動面に付着する摩耗粉をおよそ半減することができる。また、制動面３ａ、３ｂが互いに異なる高さ位置にあることから、一方の制動面３ａ、３ｂで発生した摩耗粉が、他方の制動面３ａ、３ｂに対して影響を及ぼしにくくなる。さらに、制動面３ｂをなすシーブ側に位置する環状部の直径を、制動面３ａをなす反シーブ側に位置する環状部の直径よりも小さく設定することで、摩耗粉がシーブ側に排出されやすくなる。これによって、制動面３ａ、３ｂにおける摩耗粉の付着量を低減し、安定した制動力を有する信頼性の高いブレーキ装置とすることができる。また、ロータ５１の反シーブ側の端部に環状の段部３１を形成し、その外周をハウジング１０と近づけることによって、制動面３ａに発生した摩耗粉がモータの機内に混入することを防止できる。

図３は本発明に係るエレベーター用巻上機の第２の実施形態を示し、図１のＡ−Ａ’線に沿う要部水平断面である。なお、前述したものと同等のものには同一符号が付してある。

第２の実施形態の巻上機は、図３に示すように、ロータ５１の外周面を制動面３ａ、３ｂとするとともに、この制動面３ａ、３ｂは傾斜して設けられ、かつ、傾斜は、シーブ側の制動面３ｂ外周の直径を反シーブ側の制動面３ａ外周の直径よりも小さくすることで形成している。即ち、制動面３ａ、３ｂは、シーブ５側に向かって直径が小さくなるようにテーパ角θ２の緩やかな傾斜を有している。これは、制動面３ａ、３ｂを切削加工する際に同時に加工することができる。

ロータ５１には、一方の制動面３ａと他方の制動面３ｂとを隔てるように環状の溝部３２が設けられている。

シュー２ａは、制動面３ａの傾斜と平行する傾斜を有してなっている。即ち、シュー２ａは制動面３ａの傾斜と同一のテーパ角θ３を有しており、テーパ角θ２＝テーパ角θ３の関係が成立する。なお、シュー２ａの背面にテーパ角θ２への追従を可能とする球面構造（図示せず）を設置した場合には、テーパ角θ２≠テーパ角θ３であってもよい。

第２の実施形態にあっては、シーブ５が回転すると、モータの内部に負圧部が形成されて、モータの内側から外側に空気を送り出すような風が発生する。即ち、アウターロータの方式では、ロータ５１の外側表面に風が流れることになる。図示しないがハウジング１０に穴をあけて、外側より空気を吸い込む部位を設ければ、さらにその風量は大きくなる。したがって、この風と制動面３ａ、３ｂの傾斜の両効果によって、制動面３ａ、３ｂに付着した摩耗粉をシーブ側に排出しやすくする。

なお、図２に示したように、シーブ５が昇降路壁４１に対向して設置する配置では、昇降路壁４１と巻上機の間の寸法は、保守員が入り込むことができないほど狭いので、シュー２aの交換作業はハウジング１０側より行なう。さらに、シュー２ａの摩耗状態の確認や、制動面３ａの状態確認も同様にハウジング１０側より行なうことになる。このため、ハウジング１０には、シュー２ａの交換と状態確認用の点検穴５３が設けられている。この点検穴５３にあっては、シュー２ａの厚さ寸法ａよりも十分大きな寸法ｂが確保されている。これによって、目視によるシュー２ａの点検と交換作業も容易に行なうことができる。また、図示しないが、インナーロータ式のモータにおいては、制動面はロータの内側になるため、同様にこの制動面に２つの面を形成することができる。そして、ハウジング側からの目視および加工を容易にするため、反シーブ側の制動直径をシーブ側の制動直径よりも大きくすればよい。

第２の実施形態によれば、制動面３ａ、３ｂ付着した摩耗粉は、制動面３ａ、３ｂのテーパ形状、及び制動面３ａ、３ｂの表面を流れる風の効果によって、シーブ側に排出されやすい。また、制動面３ａと制動面３ｂとの間に環状の溝部３２があることから、一方の制動面に付着した摩耗粉が、他方の制動面に移動しにくくなる。これによって、制動面３ａ、３ｂにおける摩耗粉の付着量をさらに低減し、安定した制動力を有する信頼性の高いブレーキ装置とすることができる。

図４は本発明に係るエレベーター用巻上機の第３の実施形態を示し、図１のＢ−Ｂ’線に沿う縦断面図である。なお、前述したものと同等のものには同一符号が付してある。

第３の実施形態の巻上機は、図４に示すように、シーブ５、ロータ５１、及び固定軸１７を介して乗りかごの懸垂荷重を支持するハウジング１０は、ロータ５１を覆うように配置される開口部２１を備えている。また、開口部２１のシーブ側の直径を反シーブ側の直径よりも大きく設定してある。即ち、ハウジング１０は、シーブ５側に向かって直径が大きくなるようなテーパ角θ１の傾斜を有している。

第３の実施形態にあっては、摩耗粉はシーブ５の回転によってロータ５１外周の接線方向に飛散し、シーブ５が停止すると、摩耗粉は制動面３に付着する。シーブ５が再度回転を開始すると、前述のように風が発生するので、重力との効果によって摩耗粉は制動面３の傾斜を伝ってシーブ側に排出される。一方、ロータ５１の下半面、特に最下部においては、摩耗粉はシーブ５が停止した際、重力によってハウジング１０側に落下する。本実施形態では前述したようにハウジング１０側にロータ５１と逆の傾斜を設けてあるので、ハウジング１０に堆積した摩耗粉は、重力と、シーブ５の回転によって発生した風の両効果によって、シーブ５の下方に排出されることになる。

第３の実施形態によれば、ロータ５１はハウジング１０の開口部２１で覆われることから、摩耗粉の飛散を防ぐことができる。また、シーブ５１が回転を開始すると、風が発生するので、重力との効果によって摩耗粉は傾斜を伝ってシーブ側の所定位置に排出される。

本発明に係るエレベーター用巻上機の第１の実施形態を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ’に沿いエレベーター用巻上機を上方から見た水平断面図断面図である。 本発明に係るエレベーター用巻上機の第２の実施形態を示し、図１のＡ−Ａ’線に沿う要部水平断面である。 本発明に係るエレベーター用巻上機の第３の実施形態を示し、図１のＢ−Ｂ’線に沿う縦断面図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ レバー
２ａ、２ｂ シュー
３ 制動面
３ａ、３ｂ 制動面
４ ロープ
５ シーブ
６ａ、６ｂ レバー支点
７ａ、７ｂ 電磁コイル
８ａ、８ｂ 制動ばね
１０ ハウジング
１３ 永久磁石
１６ エンコーダ軸
１７ 固定軸
１８ ベアリング
２０ エンコーダ
２１ 開口部
３１ 環状段部
３２ 溝部
４１ 昇降路壁
５１ ロータ
５２ ステータコア
５３ 点検穴
ａ シューの最大厚さ寸法
ｂ 点検穴の幅寸法
ｅ 環状段部の高さ寸法
Ｄ１ ロータの直径
Ｄ２ シーブの直径
θ１ ハウジング開口部のテーパ角
θ２ ロータのテーパ角
θ３ シューのテーパ角

Claims (8)

1. ロープが巻き掛けられるシーブと、このシーブを回転駆動するロータと、このロータに対向して配置される一対のシューを有し、前記シューを前記ロータに押し付けることで制動力を発生させるブレーキ装置とを備えたエレベーター用巻上機において、
   前記ロータの内周面もしくは外周面を制動面とし、各々の前記シューが、前記制動面の幅方向に異なる位置を摺動することを特徴とするエレベーター用巻上機。
2. 前記ロータの内周面もしくは外周面に、直径が異なる２つの環状部を設けて前記制動面を形成することを特徴とする請求項１記載のエレベーター用巻上機。
3. シーブ側に位置する前記環状部の直径を、反シーブ側に位置する前記環状部の直径よりも小さく設定したことを特徴とする請求項２記載のエレベーター用巻上機。
4. 前記ロータの外周面を前記制動面とするとともに、この制動面は傾斜して設けられ、かつ、前記傾斜は、シーブ側の制動面外周の直径を反シーブ側の制動面外周の直径よりも小さくすることで形成されることを特徴とする請求項１記載のエレベーター用巻上機。
5. 前記ロータを固定支持するハウジングに、前記ロータを覆うように配置される開口部を備え、この開口部のシーブ側の直径を反シーブ側の直径よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載のエレベーター用巻上機。
6. 前記ロータに、一方の前記制動面と他方の前記制動面とを隔てるように環状の溝部を設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベーター用巻上機。
7. 前記ロータの外周面を前記制動面とするとともに、前記ロータの反シーブ側端部に前記制動面よりも大きな直径を有する環状の段部を形成したことを特徴とする請求項１記載のエレベーター用巻上機。
8. 前記シューは、前記制動面の傾斜と平行する傾斜を有してなることを特徴とする請求項４記載のエレベーター用巻上機。

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