電磁ブレーキ及びエレベーター装置
【課題】電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、即ち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の位置を検知し、軸受の固渋を防止する。
【解決手段】制動ばね５で制動片３に直接又は連動手段としての制動腕４を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラム１を押圧し制動力を付加し、電磁コイル９と継鉄１０とからなる電磁石８で可動鉄片１１を電磁吸引し出力して、制動片３を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成され、上記電磁石８と可動体の相対位置を位置検知手段１６で検知するようにした電磁ブレーキにおいて、電磁石８と可動鉄片１１の相対位置を、可動鉄片１１の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片１１及び電磁石８の中心部に設けた位置検知手段１６で検知するようにした。
【解決手段】制動ばね５で制動片３に直接又は連動手段としての制動腕４を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラム１を押圧し制動力を付加し、電磁コイル９と継鉄１０とからなる電磁石８で可動鉄片１１を電磁吸引し出力して、制動片３を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成され、上記電磁石８と可動体の相対位置を位置検知手段１６で検知するようにした電磁ブレーキにおいて、電磁石８と可動鉄片１１の相対位置を、可動鉄片１１の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片１１及び電磁石８の中心部に設けた位置検知手段１６で検知するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動ばねで制動片を押圧して制動付加し、電磁石で制動解除する電磁ブレーキ及びエレベーター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁ブレーキは、主に、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成されている。
【０００３】
そして、電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の位置を検出し、軸受の固渋を防止するため、可動体となる可動鉄片の位置又は変位を検知する位置センサあるいは変位センサとしてのレーザー、マイクロスイッチ、変位検出器、差動変圧器、機械式接点、などを用いて検出する方法（例えば、特許文献１乃至４参照）が開示されている。
【０００４】
また、電磁石と鉄片間に電磁吸引力が発生する磁極面の形状（例えば、特許文献５参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３３０２３８号公報（図１）
【特許文献２】実開昭６２−９８６７５号公報（図１）
【特許文献３】特公平２−３６５１８号公報（図１）
【特許文献４】特開平８−５９１４７号公報（図１、図８）
【特許文献５】特開２００３−６８５２４号公報（図１、５、６、７、８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１の図１にレーザー変位計、特許文献２の図１にマイクロスイッチ、特許文献３の図１に変位検出器、特許文献４の図１に差動トランス、図４に接点式機械的スイッチが示されている。しかし、これらの検知はいずれも、電磁石に電磁吸引される可動鉄片の出力方向であって、可動鉄片を支持する軸受が磨耗する方向、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の検知ではない。従って、軸受の磨耗が検知できず、可動鉄片が固渋する問題点がある。
【０００７】
また、特許文献５には、電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間において電磁吸引される磁極面形状が開示されている。図１に平面形状、図５に段状の円錐形状、図６に凹凸付平面形状、図７に円錐形状を示されている。しかし、これらの形状は、可動鉄片の出力方向（紙面で上下方向）に対して横方向の電磁吸引力が顕著に作用し、可動鉄片の動きに抵抗力が発生する構造になっている。
【０００８】
本発明の目的は，電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の位置を検知し、可動鉄片の固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキ及びエレベーター装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成され、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキにおいて、前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の相対位置を検知し、可動鉄片の固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキが得られる。また、位置検知手段が一体でまとまりの良い設置構造になる。
【００１１】
また、本発明では、前記環状保持部材は前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方と同心状に、前記検知軸は前記環状保持部材が設けられた前記可動鉄片又は前記電磁石とは他方と同心状に設けられたことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、比較的簡易に相対位置の変位が検出できる検出手段を構成することができ、また、位置検知手段がより一体でまとまりの良い設置構造になる。
【００１３】
また、本発明では、前記位置検知手段は、スイッチ手段、感圧手段、静電容量手段、磁気手段、光学手段のいずれかによるものであることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、前述同様の電磁ブレーキが得られるとともに、汎用の位置検出器が用いられる。
【００１５】
また、本発明では、前記位置検知手段は、検知出力がＯＮ−ＯＦＦ信号の場合は少なくとも３個設けたことを特徴とする。
【００１６】
この構成により、前述同様の電磁ブレーキが得られるとともに、少なくとも３個の位置検出手段で位置検知が可能となる。
【００１７】
また、本発明では、前記位置検知手段は、検知出力が連続の場合は少なくとも２個設け、設置角度を１８０度とならないように配置したことを特徴とする。
【００１８】
この構成により、前述同様の電磁ブレーキが得られるとともに、少なくとも２個の位置検出手段で位置検知が可能となる。
【００１９】
また、本発明では、一方に乗かご、他方側につり合いおもりを係合するワイヤロープが巻き掛けられる駆動シーブと、この駆動シーブを駆動する電動機と、前記駆動シーブ及び電動機を制動する電磁ブレーキ装置とで構成される巻上機を備え、前記電磁ブレーキ装置を、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁コイルと継鉄とからなる電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成し、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキを備えたエレベーター装置において、前記位置検知手段は、前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この構成により、信頼性の高いエレベーターが得られる。
【発明の効果】
【００２１】
電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の位置を検知し、可動鉄片の固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキ及びエレベーターを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態になる電磁ブレーキの全体構成図及びこれを用いたエレベーターの概略構成図である。
【図２】位置検知手段としての静電容量手段を可動鉄片及び電磁石の中心部に設けた電磁駆動手段の断面図である。
【図３】図２の静電容量手段の平面を示すＡ−Ａ矢視図である。
【図４】電磁駆動手段の電磁石通電時を示す図２相当図である。
【図５】図４の磁極面を示すＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】電磁石通電時を示し、可動鉄片が横方向に変位した状態を示す図４相当図である。
【図７】図６の磁極面を示すＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】図６の静電容量手段の平面を示すＤ−Ｄ矢視図である。
【図９】スイッチ手段を環状保持部材に３個配置する位置検知手段を中心部に設けた図３相当図である。
【図１０】スイッチ手段を環状保持部材に環状保持部材に４個配置する図９相当図である。
【図１１】感圧センサを環状保持部材に３個配置する位置検知手段を中心部に設けた図９相当図である。
【図１２】感圧センサを環状保持部材に全周配置する図１１相当図である。
【図１３】磁気センサを環状保持部材に２個配置する位置検知手段を中心部に設けた図９相当図
【図１４】光学センサ又は静電容量センサを環状保持部材に２個配置する位置検知手段を中心部に設けた図１３相当図
【図１５】位置検知手段としての連続検知センサを少なくとも２個配置を示す図１３相当図である。
【図１６】位置検知手段として図３の静電容量手段を電磁駆動手段の外周部に設けた図２相当図である。
【図１７】図１６のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１８】位置検知手段として図３の静電容量手段を電磁駆動手段の外周部に２個設けた図１６相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１乃至図８に基づいて、本発明になる電磁ブレーキ及びエレベーター装置の第１の実施形態を説明する。
【００２４】
図１において、１は被制動体としてのブレーキドラムで、このブレーキドラム１を制動するように電磁ブレーキ装置２が設けられ，それぞれがブレーキとして独立に機能する一対の電磁ブレーキ２ａ，２ｂで構成され，構造，構成は次の通りである。
【００２５】
ブレーキドラム１の制動面１ａには一対の制動片３が左右から当接するようになっている。４は連動手段としての一対の制動腕で、前記制動片３を中間部４ｃに備え一端部４ａを可回転的に支持されている。５は一対の制動ばねで、前記制動片３が制動面１ａに押圧力を与え，制動力を付加するように制動腕４の他端部４ｂに配置される。６は連動手段としてのＬ形レバーで、ピン７により回転支持され、前記Ｌ形レバー６の一方側が前記制動腕４の他端部４ｂに連接し，前記Ｌ形レバー６の他方側が後述する可動鉄片１１に結合する軸１２に連接する。
【００２６】
８は固定される一対の電磁石で、前記制動ばね５の押圧力を解除し，制動力を解除するように、可動鉄片１１に結合する軸１２でＬ形レバー６の他方側を駆動するように設けられる。電磁駆動手段１３は電磁石８、可動鉄片１１及び軸１２とで構成される。電磁石８はそれぞれ電磁コイル９と継鉄１０とからなり、電磁石８の磁極面に対向して可動鉄片１１が配置される。可動鉄片１１は継鉄１０の中央部で摺動支持される軸１２の一端と結合し、軸１２の他端はＬ形レバー６の他方側に連接して，Ｌ形レバー６を介して制動腕４を駆動し、制動片３まで一体的に駆動するようになっている。この実施例では前記可動鉄片１１が上下方向に作動し，Ｌ形レバー６でおよそ直角方向に動き方向を変え，制動腕４の一端部４ａを回転中心にして左右方向に作動させる。
【００２７】
即ち、この電磁ブレーキ２ａ、２ｂは、制動片３，制動腕４，制動ばね５、Ｌ形レバー６，電磁駆動手段１３で構成され、ほぼ左右対称に設置される。なお，連動手段としての制動腕４及びL形レバー６がなく，制動片３を制動ばね５で直接に押圧し、可動鉄片１１で直接に押圧解除する構造もあり、この場合にも本実施形態が適用できる。１４はコイル励磁電源で一対の電磁石８の電磁コイル９に通電し，電流を制御する。１５は一対の前記電磁石８の電磁コイル９に通電、遮断する電磁接触器の接点である。１６は可動鉄片１１の位置検知手段で，可動鉄片１１が電磁吸引され、軸１２の出力可動方向に対して横方向の相対位置を検知する。
【００２８】
上記電磁ブレーキ装置２は、例えばエレベーターの巻上機１７に用いられ、巻上機の駆動シーブ１８にワイヤロープ１９を巻きかけ、ワイヤロープ１９の一方に乗かご２０を係合、他方につり合いおもり２１を係合して、巻上機１７の電動機１７ａで駆動シーブ１８を駆動し、ワイヤロープ１９を駆動して乗かご２０を上下運転する。この際、電磁ブレーキ装置２は、電磁石８への通電断で巻上機１７を制動付加して乗かご２０を停止保持する。また、電磁石８への通電で巻上機１７の制動を解除して乗かご２０を運転できる状態にする。
【００２９】
この実施形態の電磁ブレーキ２ａ，２ｂの動作を説明する。
【００３０】
図１に示すのは電磁石８に通電断で制動付加状態にある。接点１５を接続して電磁石８に通電すると可動鉄片１１が電磁吸引され，軸１２が紙面で下方向に変位し，Ｌ形レバー６が回転変位し，制動腕４の一端部４ａを中心に回転変位し、左右側の制動腕４の他端部４ｂが矢印ＹＢ方向に変位し，制動片３が矢印ＹＳ方向に変位して，制動片３がブレーキドラム１表面から離間して制動が解除される。電磁石８に通電を遮断すると，図１の制動付加状態に戻る。
【００３１】
図２乃至図８において，可動鉄片１１と結合する軸１２は軸受２２で支持され、電磁石８の通電時に可動鉄片１１が電磁吸引され軸１２が紙面の下方向に摺動する。可動鉄片１１と電磁石８間の磁極面は例えば凹凸状に嵌合している。即ち、可動鉄片側に円形の凹状溝１１ａを備え、電磁石８の継鉄１０側に円形の凸状突起１０ａを備えて前記凹状溝１１ａに接触しないように嵌合している。
【００３２】
２３は空隙保持片で可動鉄片１１が電磁吸引された時、電磁石８との磁極面間を一定の空隙を保つ。２４はばねで可動鉄片１１と電磁石８間のがたつきを防止する。
【００３３】
２５は位置検知手段１６としての静電容量手段であり，二つの導体間の静電容量の変化を利用して変位を検知するものであり、電磁石８及び可動鉄片１１の中心部、かつ、図２紙面の外側上部に配置される。すなわち、２６は環状保持部材で、電磁石８の継鉄１０中央部から可動鉄片１１を貫通して立設した支持軸２７に設けられる。この環状保持部材２６の内周に静電容量手段２５の一方側の円筒状導体２８を配置する。また、他方側の導体として可動鉄片１１から検知軸２９を立設し、前記円筒状導体２８を貫通して両導体が一定の間隔で配置、構成される。
【００３４】
この状態で、一方の導体を接地し、他方の導体に電荷を与えると二つの導体間に電位差が生じ、電荷、電位及び静電容量の間に一定の関係を有する。そして、軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の矢印Ｙａ横方向に変位すると、静電容量手段２５の出力が変化するので、この出力の変化量で異常と判断するようになっている。
【００３５】
電磁石８に通電すると図４で示すように、可動鉄片１１が吸引され空隙保持片２３で一定の空隙が保持される。通常の正常状態は図５で示すように、凹状溝１１ａと凸状突起１０ａとが等間隔に嵌合して、凹状溝１１ａと凸状突起１０ａ間に発生する横方向の電磁吸引力は平衡している。しかし、図６で示すように軸受２２の磨耗によって軸１２とともに可動鉄片１１が横方向に変位すると、図７の如く凸状突起１０ａと凹状溝１１ａ間の横方向電磁吸引力の平衡が崩れ、凹状溝１１ａと凸状突起１０ａとの間隔が狭い側の矢印Ｌ方向に横方向の力が作用する。
【００３６】
この力で益々軸受２２の磨耗を進行させることになる。軸受２２の磨耗が進行すると、軸１２が継鉄１０に接触して固渋し、電磁ブレーキ２ａ、２ｂとして機能しない状態になる。
【００３７】
電磁石８と可動鉄片１１の磁極面間で横方向の電磁吸引力が発生する磁極面形状は、特に、前記図２の他、特許文献５で示すように、段状の円錐形状、円錐形状であり、可動鉄片１１の出力方向（紙面で上下方向）に対して横方向に磁束が通過して、横方向の電磁吸引力が作用し、可動鉄片１１の軸の動きの摩擦抵抗力となる。
【００３８】
そして、位置検知手段１６は図８に示すように、円筒状導体２８と検知軸２９とが偏芯して、静電容量が変化する。すなわち、偏芯量ｓ、検知軸２９の外半径ａ、円筒状導体２８の内半径ｂ、空気の誘電率をεとすると、静電容量Ｃは次式の通り、偏芯量ｓと静電容量Ｃとの関係で表される。
【００３９】
上式から静電容量Ｃを計測すれば偏芯量ｓ即ち可動鉄片１１の横方向変位が検知できる。そして、所定の横方向変位の静電容量Ｃとなると異常と判断する。
【００４０】
以上説明したように、この実施形態による効果は、電磁ブレーキの可動鉄片の横方向変位を位置検知手段としての静電容量手段で検知するようにしたので、軸受の磨耗を検知して固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキが得られる。また、電磁石及び可動鉄片の中心部で１個の静電容量形の位置検知手段で検知するように構成したので、非接触で一体でまとまりの良い設置構造にできる効果が得られる。
【００４１】
次に、第２の実施形態を図９乃至図１０に基づいて説明する。
【００４２】
この実施形態が第１の実施形態と異なるのは、可動鉄片１１の横方向変位を位置検知手段１６としてのマイクロスイッチなどＯＮ−ＯＦＦ信号を出力するスイッチ手段を電磁石８及び可動鉄片１１の中心部に少なくとも３個以上備えたことである。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
３０は位置検知手段１６としてのマイクロスイッチなどＯＮ−ＯＦＦ信号を出力するスイッチ手段で、環状保持部材２６に設けられ、可動鉄片１１の横方向の相対位置を検知するように、異常と判断する所定の検知距離Ｇで配置される。そして、軸受１２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位すると、スイッチ手段３０が動作してＯＮ又はＯＦＦ信号を出力し異常と判断するようになっている。
【００４４】
図９乃至図１０において、前記スイッチ手段３０は少なくとも３個以上設けられる。即ち、図９において、スイッチ手段３０ａの１個配置ではスイッチ手段３０ａに向かう方向Ｆの変位は検知できるが、スイッチ手段３０ａから離れる方向Ｈ、方向Ｆに対して直角方向Ｉの変位は検知できない。また、スイッチ手段３０ａ、３０ｂの２個配置では前記１個配置と同様にスイッチ手段３０ａ、３０ｂに向かう方向の変位は検知できるが、２個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂから離れる方向Ｊの変位は検知できない、という問題点がある。
【００４５】
そこで、図９のように、例えば、周方向にα＝１２０度間隔に３個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃを配置すると検知が可能となる。スイッチ手段３０ａ、３０ｂの中間方向の変位Ｄに対して、スイッチ手段３０ａ、３０ｂに向かう変位は、Ｄ×cos(α/2)＝0.5 となって、検知感度が半分になるが、この検知感度低下を考慮してスイッチ手段３０ａ、３０ｂの検知距離Ｇが設定される。そして、２個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂから離れる方向Ｊの変位はスイッチ手段３０ｃで検知できる。
【００４６】
スイッチ手段３０ｂ、３０ｃ間の検知及びスイッチ手段３０ｃ、３０ａ間の検知も同様である。なお、上記ではスイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃを周方向にα＝１２０度の等間隔で設置する場合で説明したが、不等間隔で設置しても横方向変位を検知できることは明らかである。この場合は、スイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃの設置間隔角度で検知感度が異なるので、それぞれ検知距離Ｇａ，Ｇｂ、Ｇｃで設定される。
【００４７】
また、図１０は周方向にほぼβ＝９０度間隔に４個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを配置する場合である。図７の３個の場合より検知感度が向上し、例えば、スイッチ手段３０ａ、３０ｂの中間方向の変位Ｄに対して、スイッチ手段３０ａ、３０ｂに向かう変位は、Ｄ×cos(β/2)＝0.707 となって、３個の場合よりは感度が向上する。すなわち、スイッチ手段３０の配置数が多いほど検知感度が向上する。
【００４８】
この実施形態による効果は、前記第１の実施形態と同様に、軸受の磨耗を検知して固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキが得られるとともに、電磁ブレーキの可動鉄片の横方向変位を位置検知手段としてのマイクロスイッチなどＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する汎用のスイッチ手段を３個以上で検知するようにしたので、安価で簡単構成が可能となる。
【００４９】
次に、第３の実施形態を図１１に基づいて説明する。
【００５０】
この実施形態が第１及び２の実施形態と異なるのは、可動鉄片１１の横方向変位を位置検知手段１６としての圧電センサ、導電センサなど感圧手段を環状保持部材２６の内周部に３個以上備えたことである。第１及び２の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図１１において、３１は感圧手段で、環状保持部材２６の内周部に設けられ、前記図４で示した可動鉄片１１から立設した検知軸２９を介して横方向の相対位置を検知するように、異常と判断する所定の検知間隔Ｇで配置される。前記図４で示した軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して検知軸２９が感圧手段３１に接触すると、感圧手段３１がＯＮ−ＯＦＦの検知信号を出力し異常と判断する。可動鉄片１１との検知距離Ｇは前記第２の実施形態と同様である。そして、この際、第２の実施形態と同様に、感圧手段３１を少なくとも３個以上設ける。
【００５２】
この実施形態による効果は、前記第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５３】
次に、第４の実施形態を図１２に基づいて説明する。
【００５４】
この実施形態が第３の実施形態と異なるのは、位置検知手段１６としての感圧手段を環状保持部材２６の内周部全周に備えたことである。第３の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図１２において、３２は環状の感圧手段で、環状保持部材２６の内周部全周に配置される。可動鉄片１１から立設した検知軸２９を介して横方向の相対位置を検知するように、異常と判断する所定の検知距離Ｇで配置される。軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して検知軸２９が感圧手段３２に接触すると、感圧手段３２が検知信号を出力し異常と判断する。
【００５６】
この実施形態による効果は、前記第３の実施形態と同様の効果が得られるとともに、全周検知となるのでの周上位置に関係なく、検知感度が高く均等になる。
【００５７】
次に、第５の実施形態を図１３乃至図１５に基づいて説明する。
【００５８】
この実施形態が前記第２乃至４の実施形態と異なるのは、位置検知手段１６として、位置の連続検知が可能な差動トランスなど磁気手段又はレーザーセンサなどの光学手段又は静電容量センサなどの静電容量手段を環状保持部材２６の周上に備えたことである。第２乃至４の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図１３において、３３は磁気手段で、環状保持部材２６の内周に設けられる。検知軸２９を介して可動鉄片１１の横方向の相対位置を検知するように、検知子３４を検知軸２９に接触させて配置する。この磁気手段３３は可動鉄片１１の横方向変位に対して連続検出し出力するものである。前記図４で示した軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して、磁気手段３３が所定出力となると異常と判断する。
【００６０】
図１４において、光学手段３５又は静電容量手段３６が環状保持部材２６の内周に設けられる。この光学センサ３５又は静電容量センサ３６は、検知軸２９を介して可動鉄片１１の横方向の相対位置を検知するように、検知軸２９に対向して非接触で配置され、可動鉄片１１の横方向変位に対して連続検知し出力するものである。前記図４で示した軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して、光学手段３５又は静電容量手段３６が所定出力となると異常と判断する。
【００６１】
なお、前記磁気手段３３、光学手段３５及び静電容量手段３６の位置検出手段１６は少なくとも２個以上設けられる。すなわち、図１５において、例えば、位置検知手段１６ａの１個配置の検知方向変位は、位置検知手段１６ａに向かう方向及び離れる方向ともに検知できるが、位置検知手段１６ａの検知方向と直角方向の変位は検知できない、という問題点がある。そこで、周方向にほぼγ＝９０度間隔に２個の位置検知手段１６ａ，１６ｂを配置する。すなわち、前記図９及び図１０での説明と同様で、例えば、位置検知手段１６ａ，１６ｂの中間方向の変位Ｄに対して、位置検知手段１６ａ，１６ｂに向かう方向及び離れる方向の変位はＤ×cos(γ/2)＝0.707 となって、感度が低下するが検知できる。そして、この感度の低下を考慮して位置検知手段１６を配置する。また位置検知手段１６の配置数が多いほど検知感度が向上する。ただし、２個の位置検知手段がγ＝１８０度となる配置の場合は、２個の位置検知手段を結ぶ直角方向は検知できないので、γ＝１８０度とならないように配置する。そして、位置検出手段１６の配置数が多いほど検知感度が向上することは明らかである。
【００６２】
この実施形態による効果は、前記第２乃至４の実施形態と同様の効果が得られるとともに、変位に対する出力を連続としたので、少なくとも２個の位置検知手段で位置検知が可能となる。
【００６３】
次に、第６の実施形態を図１６乃至図１８に基づいて説明する。
【００６４】
この実施形態が前記第１の実施形態と異なるのは、第１の実施形態で説明した位置検知手段１６としての静電容量手段２５を電磁石８及び可動鉄片１１の外周部に設けたことである。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図１６、図１７において、２５は位置検知手段１６としての静電容量手段２５であり，２６は環状保持部材で可動鉄片１１側に配置され、継鉄１０側に設けた検知軸２９が設けられ、環状保持部材２６を貫通する。この環状保持部材２６の内周に静電容量手段２５の一方側の円筒状導体２８を配置する。また、検知軸２９を他方側の導体として、前記円筒状導体２８を貫通して両導体が間隔を有して構成される。そして、軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位し、検知軸２９が変位すると、静電容量手段２５の出力が変化するので、この変化量で異常と判断するようになっている。なお、環状保持部材２６と検知軸２９は逆に配置して、それぞれ継鉄１０側、可動鉄片１１側に配置しても良い。
【００６６】
ところで、本実施形態では、前記図１７に示す静電容量手段２５の検知軸２９を中心にして可動鉄片１１が紙面の上下方向の矢印Ｋになる横方向変位すると検知できない問題がある。そこで、図１８に示すように、静電容量手段２５を可動鉄片１１の周上に少なくとも２個設けることで上記問題が解決できる。
【００６７】
なお、上記第１乃至６の実施形態で説明した位置検知手段１６による異常の検知信号は、例えば、図１で説明したエレベーターに用いられ、異常と検知した場合はエレベーターを最寄階まで運転し停止させる。この結果、信頼性の高いエレベーターが得られる。
【００６８】
この実施形態による効果は、前記第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、静電容量手段を電磁石及び可動鉄片の外周部に設けたので、静電容量手段の取付けが簡単になる。
【符号の説明】
【００６９】
１ ブレーキドラム
２ 電磁ブレーキ装置
２ａ、２ｂ 電磁ブレーキ
３ 制動片
４ 制動腕
５ 制動ばね
８ 電磁石
１１ 可動鉄片
１６ 位置検知手段
１７ 巻上機
１７ａ 電動機
１８ 駆動シーブ
１９ ワイヤロープ
２０ 乗かご
２１ つり合いおもり
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ スイッチ手段
３１ 感圧手段
３３ 磁気手段
３５ 光学手段
３６ 静電容量手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動ばねで制動片を押圧して制動付加し、電磁石で制動解除する電磁ブレーキ及びエレベーター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁ブレーキは、主に、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成されている。
【０００３】
そして、電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の位置を検出し、軸受の固渋を防止するため、可動体となる可動鉄片の位置又は変位を検知する位置センサあるいは変位センサとしてのレーザー、マイクロスイッチ、変位検出器、差動変圧器、機械式接点、などを用いて検出する方法（例えば、特許文献１乃至４参照）が開示されている。
【０００４】
また、電磁石と鉄片間に電磁吸引力が発生する磁極面の形状（例えば、特許文献５参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３３０２３８号公報（図１）
【特許文献２】実開昭６２−９８６７５号公報（図１）
【特許文献３】特公平２−３６５１８号公報（図１）
【特許文献４】特開平８−５９１４７号公報（図１、図８）
【特許文献５】特開２００３−６８５２４号公報（図１、５、６、７、８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１の図１にレーザー変位計、特許文献２の図１にマイクロスイッチ、特許文献３の図１に変位検出器、特許文献４の図１に差動トランス、図４に接点式機械的スイッチが示されている。しかし、これらの検知はいずれも、電磁石に電磁吸引される可動鉄片の出力方向であって、可動鉄片を支持する軸受が磨耗する方向、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の検知ではない。従って、軸受の磨耗が検知できず、可動鉄片が固渋する問題点がある。
【０００７】
また、特許文献５には、電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間において電磁吸引される磁極面形状が開示されている。図１に平面形状、図５に段状の円錐形状、図６に凹凸付平面形状、図７に円錐形状を示されている。しかし、これらの形状は、可動鉄片の出力方向（紙面で上下方向）に対して横方向の電磁吸引力が顕著に作用し、可動鉄片の動きに抵抗力が発生する構造になっている。
【０００８】
本発明の目的は，電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の位置を検知し、可動鉄片の固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキ及びエレベーター装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成され、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキにおいて、前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の相対位置を検知し、可動鉄片の固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキが得られる。また、位置検知手段が一体でまとまりの良い設置構造になる。
【００１１】
また、本発明では、前記環状保持部材は前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方と同心状に、前記検知軸は前記環状保持部材が設けられた前記可動鉄片又は前記電磁石とは他方と同心状に設けられたことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、比較的簡易に相対位置の変位が検出できる検出手段を構成することができ、また、位置検知手段がより一体でまとまりの良い設置構造になる。
【００１３】
また、本発明では、前記位置検知手段は、スイッチ手段、感圧手段、静電容量手段、磁気手段、光学手段のいずれかによるものであることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、前述同様の電磁ブレーキが得られるとともに、汎用の位置検出器が用いられる。
【００１５】
また、本発明では、前記位置検知手段は、検知出力がＯＮ−ＯＦＦ信号の場合は少なくとも３個設けたことを特徴とする。
【００１６】
この構成により、前述同様の電磁ブレーキが得られるとともに、少なくとも３個の位置検出手段で位置検知が可能となる。
【００１７】
また、本発明では、前記位置検知手段は、検知出力が連続の場合は少なくとも２個設け、設置角度を１８０度とならないように配置したことを特徴とする。
【００１８】
この構成により、前述同様の電磁ブレーキが得られるとともに、少なくとも２個の位置検出手段で位置検知が可能となる。
【００１９】
また、本発明では、一方に乗かご、他方側につり合いおもりを係合するワイヤロープが巻き掛けられる駆動シーブと、この駆動シーブを駆動する電動機と、前記駆動シーブ及び電動機を制動する電磁ブレーキ装置とで構成される巻上機を備え、前記電磁ブレーキ装置を、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁コイルと継鉄とからなる電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成し、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキを備えたエレベーター装置において、前記位置検知手段は、前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この構成により、信頼性の高いエレベーターが得られる。
【発明の効果】
【００２１】
電磁ブレーキの電磁石と可動鉄片間に設けられる軸受の磨耗を検知、すなわち、可動鉄片の出力方向に対して横方向の位置を検知し、可動鉄片の固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキ及びエレベーターを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態になる電磁ブレーキの全体構成図及びこれを用いたエレベーターの概略構成図である。
【図２】位置検知手段としての静電容量手段を可動鉄片及び電磁石の中心部に設けた電磁駆動手段の断面図である。
【図３】図２の静電容量手段の平面を示すＡ−Ａ矢視図である。
【図４】電磁駆動手段の電磁石通電時を示す図２相当図である。
【図５】図４の磁極面を示すＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】電磁石通電時を示し、可動鉄片が横方向に変位した状態を示す図４相当図である。
【図７】図６の磁極面を示すＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】図６の静電容量手段の平面を示すＤ−Ｄ矢視図である。
【図９】スイッチ手段を環状保持部材に３個配置する位置検知手段を中心部に設けた図３相当図である。
【図１０】スイッチ手段を環状保持部材に環状保持部材に４個配置する図９相当図である。
【図１１】感圧センサを環状保持部材に３個配置する位置検知手段を中心部に設けた図９相当図である。
【図１２】感圧センサを環状保持部材に全周配置する図１１相当図である。
【図１３】磁気センサを環状保持部材に２個配置する位置検知手段を中心部に設けた図９相当図
【図１４】光学センサ又は静電容量センサを環状保持部材に２個配置する位置検知手段を中心部に設けた図１３相当図
【図１５】位置検知手段としての連続検知センサを少なくとも２個配置を示す図１３相当図である。
【図１６】位置検知手段として図３の静電容量手段を電磁駆動手段の外周部に設けた図２相当図である。
【図１７】図１６のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１８】位置検知手段として図３の静電容量手段を電磁駆動手段の外周部に２個設けた図１６相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１乃至図８に基づいて、本発明になる電磁ブレーキ及びエレベーター装置の第１の実施形態を説明する。
【００２４】
図１において、１は被制動体としてのブレーキドラムで、このブレーキドラム１を制動するように電磁ブレーキ装置２が設けられ，それぞれがブレーキとして独立に機能する一対の電磁ブレーキ２ａ，２ｂで構成され，構造，構成は次の通りである。
【００２５】
ブレーキドラム１の制動面１ａには一対の制動片３が左右から当接するようになっている。４は連動手段としての一対の制動腕で、前記制動片３を中間部４ｃに備え一端部４ａを可回転的に支持されている。５は一対の制動ばねで、前記制動片３が制動面１ａに押圧力を与え，制動力を付加するように制動腕４の他端部４ｂに配置される。６は連動手段としてのＬ形レバーで、ピン７により回転支持され、前記Ｌ形レバー６の一方側が前記制動腕４の他端部４ｂに連接し，前記Ｌ形レバー６の他方側が後述する可動鉄片１１に結合する軸１２に連接する。
【００２６】
８は固定される一対の電磁石で、前記制動ばね５の押圧力を解除し，制動力を解除するように、可動鉄片１１に結合する軸１２でＬ形レバー６の他方側を駆動するように設けられる。電磁駆動手段１３は電磁石８、可動鉄片１１及び軸１２とで構成される。電磁石８はそれぞれ電磁コイル９と継鉄１０とからなり、電磁石８の磁極面に対向して可動鉄片１１が配置される。可動鉄片１１は継鉄１０の中央部で摺動支持される軸１２の一端と結合し、軸１２の他端はＬ形レバー６の他方側に連接して，Ｌ形レバー６を介して制動腕４を駆動し、制動片３まで一体的に駆動するようになっている。この実施例では前記可動鉄片１１が上下方向に作動し，Ｌ形レバー６でおよそ直角方向に動き方向を変え，制動腕４の一端部４ａを回転中心にして左右方向に作動させる。
【００２７】
即ち、この電磁ブレーキ２ａ、２ｂは、制動片３，制動腕４，制動ばね５、Ｌ形レバー６，電磁駆動手段１３で構成され、ほぼ左右対称に設置される。なお，連動手段としての制動腕４及びL形レバー６がなく，制動片３を制動ばね５で直接に押圧し、可動鉄片１１で直接に押圧解除する構造もあり、この場合にも本実施形態が適用できる。１４はコイル励磁電源で一対の電磁石８の電磁コイル９に通電し，電流を制御する。１５は一対の前記電磁石８の電磁コイル９に通電、遮断する電磁接触器の接点である。１６は可動鉄片１１の位置検知手段で，可動鉄片１１が電磁吸引され、軸１２の出力可動方向に対して横方向の相対位置を検知する。
【００２８】
上記電磁ブレーキ装置２は、例えばエレベーターの巻上機１７に用いられ、巻上機の駆動シーブ１８にワイヤロープ１９を巻きかけ、ワイヤロープ１９の一方に乗かご２０を係合、他方につり合いおもり２１を係合して、巻上機１７の電動機１７ａで駆動シーブ１８を駆動し、ワイヤロープ１９を駆動して乗かご２０を上下運転する。この際、電磁ブレーキ装置２は、電磁石８への通電断で巻上機１７を制動付加して乗かご２０を停止保持する。また、電磁石８への通電で巻上機１７の制動を解除して乗かご２０を運転できる状態にする。
【００２９】
この実施形態の電磁ブレーキ２ａ，２ｂの動作を説明する。
【００３０】
図１に示すのは電磁石８に通電断で制動付加状態にある。接点１５を接続して電磁石８に通電すると可動鉄片１１が電磁吸引され，軸１２が紙面で下方向に変位し，Ｌ形レバー６が回転変位し，制動腕４の一端部４ａを中心に回転変位し、左右側の制動腕４の他端部４ｂが矢印ＹＢ方向に変位し，制動片３が矢印ＹＳ方向に変位して，制動片３がブレーキドラム１表面から離間して制動が解除される。電磁石８に通電を遮断すると，図１の制動付加状態に戻る。
【００３１】
図２乃至図８において，可動鉄片１１と結合する軸１２は軸受２２で支持され、電磁石８の通電時に可動鉄片１１が電磁吸引され軸１２が紙面の下方向に摺動する。可動鉄片１１と電磁石８間の磁極面は例えば凹凸状に嵌合している。即ち、可動鉄片側に円形の凹状溝１１ａを備え、電磁石８の継鉄１０側に円形の凸状突起１０ａを備えて前記凹状溝１１ａに接触しないように嵌合している。
【００３２】
２３は空隙保持片で可動鉄片１１が電磁吸引された時、電磁石８との磁極面間を一定の空隙を保つ。２４はばねで可動鉄片１１と電磁石８間のがたつきを防止する。
【００３３】
２５は位置検知手段１６としての静電容量手段であり，二つの導体間の静電容量の変化を利用して変位を検知するものであり、電磁石８及び可動鉄片１１の中心部、かつ、図２紙面の外側上部に配置される。すなわち、２６は環状保持部材で、電磁石８の継鉄１０中央部から可動鉄片１１を貫通して立設した支持軸２７に設けられる。この環状保持部材２６の内周に静電容量手段２５の一方側の円筒状導体２８を配置する。また、他方側の導体として可動鉄片１１から検知軸２９を立設し、前記円筒状導体２８を貫通して両導体が一定の間隔で配置、構成される。
【００３４】
この状態で、一方の導体を接地し、他方の導体に電荷を与えると二つの導体間に電位差が生じ、電荷、電位及び静電容量の間に一定の関係を有する。そして、軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の矢印Ｙａ横方向に変位すると、静電容量手段２５の出力が変化するので、この出力の変化量で異常と判断するようになっている。
【００３５】
電磁石８に通電すると図４で示すように、可動鉄片１１が吸引され空隙保持片２３で一定の空隙が保持される。通常の正常状態は図５で示すように、凹状溝１１ａと凸状突起１０ａとが等間隔に嵌合して、凹状溝１１ａと凸状突起１０ａ間に発生する横方向の電磁吸引力は平衡している。しかし、図６で示すように軸受２２の磨耗によって軸１２とともに可動鉄片１１が横方向に変位すると、図７の如く凸状突起１０ａと凹状溝１１ａ間の横方向電磁吸引力の平衡が崩れ、凹状溝１１ａと凸状突起１０ａとの間隔が狭い側の矢印Ｌ方向に横方向の力が作用する。
【００３６】
この力で益々軸受２２の磨耗を進行させることになる。軸受２２の磨耗が進行すると、軸１２が継鉄１０に接触して固渋し、電磁ブレーキ２ａ、２ｂとして機能しない状態になる。
【００３７】
電磁石８と可動鉄片１１の磁極面間で横方向の電磁吸引力が発生する磁極面形状は、特に、前記図２の他、特許文献５で示すように、段状の円錐形状、円錐形状であり、可動鉄片１１の出力方向（紙面で上下方向）に対して横方向に磁束が通過して、横方向の電磁吸引力が作用し、可動鉄片１１の軸の動きの摩擦抵抗力となる。
【００３８】
そして、位置検知手段１６は図８に示すように、円筒状導体２８と検知軸２９とが偏芯して、静電容量が変化する。すなわち、偏芯量ｓ、検知軸２９の外半径ａ、円筒状導体２８の内半径ｂ、空気の誘電率をεとすると、静電容量Ｃは次式の通り、偏芯量ｓと静電容量Ｃとの関係で表される。
【００３９】
上式から静電容量Ｃを計測すれば偏芯量ｓ即ち可動鉄片１１の横方向変位が検知できる。そして、所定の横方向変位の静電容量Ｃとなると異常と判断する。
【００４０】
以上説明したように、この実施形態による効果は、電磁ブレーキの可動鉄片の横方向変位を位置検知手段としての静電容量手段で検知するようにしたので、軸受の磨耗を検知して固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキが得られる。また、電磁石及び可動鉄片の中心部で１個の静電容量形の位置検知手段で検知するように構成したので、非接触で一体でまとまりの良い設置構造にできる効果が得られる。
【００４１】
次に、第２の実施形態を図９乃至図１０に基づいて説明する。
【００４２】
この実施形態が第１の実施形態と異なるのは、可動鉄片１１の横方向変位を位置検知手段１６としてのマイクロスイッチなどＯＮ−ＯＦＦ信号を出力するスイッチ手段を電磁石８及び可動鉄片１１の中心部に少なくとも３個以上備えたことである。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
３０は位置検知手段１６としてのマイクロスイッチなどＯＮ−ＯＦＦ信号を出力するスイッチ手段で、環状保持部材２６に設けられ、可動鉄片１１の横方向の相対位置を検知するように、異常と判断する所定の検知距離Ｇで配置される。そして、軸受１２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位すると、スイッチ手段３０が動作してＯＮ又はＯＦＦ信号を出力し異常と判断するようになっている。
【００４４】
図９乃至図１０において、前記スイッチ手段３０は少なくとも３個以上設けられる。即ち、図９において、スイッチ手段３０ａの１個配置ではスイッチ手段３０ａに向かう方向Ｆの変位は検知できるが、スイッチ手段３０ａから離れる方向Ｈ、方向Ｆに対して直角方向Ｉの変位は検知できない。また、スイッチ手段３０ａ、３０ｂの２個配置では前記１個配置と同様にスイッチ手段３０ａ、３０ｂに向かう方向の変位は検知できるが、２個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂから離れる方向Ｊの変位は検知できない、という問題点がある。
【００４５】
そこで、図９のように、例えば、周方向にα＝１２０度間隔に３個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃを配置すると検知が可能となる。スイッチ手段３０ａ、３０ｂの中間方向の変位Ｄに対して、スイッチ手段３０ａ、３０ｂに向かう変位は、Ｄ×cos(α/2)＝0.5 となって、検知感度が半分になるが、この検知感度低下を考慮してスイッチ手段３０ａ、３０ｂの検知距離Ｇが設定される。そして、２個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂから離れる方向Ｊの変位はスイッチ手段３０ｃで検知できる。
【００４６】
スイッチ手段３０ｂ、３０ｃ間の検知及びスイッチ手段３０ｃ、３０ａ間の検知も同様である。なお、上記ではスイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃを周方向にα＝１２０度の等間隔で設置する場合で説明したが、不等間隔で設置しても横方向変位を検知できることは明らかである。この場合は、スイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃの設置間隔角度で検知感度が異なるので、それぞれ検知距離Ｇａ，Ｇｂ、Ｇｃで設定される。
【００４７】
また、図１０は周方向にほぼβ＝９０度間隔に４個のスイッチ手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを配置する場合である。図７の３個の場合より検知感度が向上し、例えば、スイッチ手段３０ａ、３０ｂの中間方向の変位Ｄに対して、スイッチ手段３０ａ、３０ｂに向かう変位は、Ｄ×cos(β/2)＝0.707 となって、３個の場合よりは感度が向上する。すなわち、スイッチ手段３０の配置数が多いほど検知感度が向上する。
【００４８】
この実施形態による効果は、前記第１の実施形態と同様に、軸受の磨耗を検知して固渋を防止して信頼性の高い電磁ブレーキが得られるとともに、電磁ブレーキの可動鉄片の横方向変位を位置検知手段としてのマイクロスイッチなどＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する汎用のスイッチ手段を３個以上で検知するようにしたので、安価で簡単構成が可能となる。
【００４９】
次に、第３の実施形態を図１１に基づいて説明する。
【００５０】
この実施形態が第１及び２の実施形態と異なるのは、可動鉄片１１の横方向変位を位置検知手段１６としての圧電センサ、導電センサなど感圧手段を環状保持部材２６の内周部に３個以上備えたことである。第１及び２の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図１１において、３１は感圧手段で、環状保持部材２６の内周部に設けられ、前記図４で示した可動鉄片１１から立設した検知軸２９を介して横方向の相対位置を検知するように、異常と判断する所定の検知間隔Ｇで配置される。前記図４で示した軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して検知軸２９が感圧手段３１に接触すると、感圧手段３１がＯＮ−ＯＦＦの検知信号を出力し異常と判断する。可動鉄片１１との検知距離Ｇは前記第２の実施形態と同様である。そして、この際、第２の実施形態と同様に、感圧手段３１を少なくとも３個以上設ける。
【００５２】
この実施形態による効果は、前記第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５３】
次に、第４の実施形態を図１２に基づいて説明する。
【００５４】
この実施形態が第３の実施形態と異なるのは、位置検知手段１６としての感圧手段を環状保持部材２６の内周部全周に備えたことである。第３の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図１２において、３２は環状の感圧手段で、環状保持部材２６の内周部全周に配置される。可動鉄片１１から立設した検知軸２９を介して横方向の相対位置を検知するように、異常と判断する所定の検知距離Ｇで配置される。軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して検知軸２９が感圧手段３２に接触すると、感圧手段３２が検知信号を出力し異常と判断する。
【００５６】
この実施形態による効果は、前記第３の実施形態と同様の効果が得られるとともに、全周検知となるのでの周上位置に関係なく、検知感度が高く均等になる。
【００５７】
次に、第５の実施形態を図１３乃至図１５に基づいて説明する。
【００５８】
この実施形態が前記第２乃至４の実施形態と異なるのは、位置検知手段１６として、位置の連続検知が可能な差動トランスなど磁気手段又はレーザーセンサなどの光学手段又は静電容量センサなどの静電容量手段を環状保持部材２６の周上に備えたことである。第２乃至４の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図１３において、３３は磁気手段で、環状保持部材２６の内周に設けられる。検知軸２９を介して可動鉄片１１の横方向の相対位置を検知するように、検知子３４を検知軸２９に接触させて配置する。この磁気手段３３は可動鉄片１１の横方向変位に対して連続検出し出力するものである。前記図４で示した軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して、磁気手段３３が所定出力となると異常と判断する。
【００６０】
図１４において、光学手段３５又は静電容量手段３６が環状保持部材２６の内周に設けられる。この光学センサ３５又は静電容量センサ３６は、検知軸２９を介して可動鉄片１１の横方向の相対位置を検知するように、検知軸２９に対向して非接触で配置され、可動鉄片１１の横方向変位に対して連続検知し出力するものである。前記図４で示した軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位して、光学手段３５又は静電容量手段３６が所定出力となると異常と判断する。
【００６１】
なお、前記磁気手段３３、光学手段３５及び静電容量手段３６の位置検出手段１６は少なくとも２個以上設けられる。すなわち、図１５において、例えば、位置検知手段１６ａの１個配置の検知方向変位は、位置検知手段１６ａに向かう方向及び離れる方向ともに検知できるが、位置検知手段１６ａの検知方向と直角方向の変位は検知できない、という問題点がある。そこで、周方向にほぼγ＝９０度間隔に２個の位置検知手段１６ａ，１６ｂを配置する。すなわち、前記図９及び図１０での説明と同様で、例えば、位置検知手段１６ａ，１６ｂの中間方向の変位Ｄに対して、位置検知手段１６ａ，１６ｂに向かう方向及び離れる方向の変位はＤ×cos(γ/2)＝0.707 となって、感度が低下するが検知できる。そして、この感度の低下を考慮して位置検知手段１６を配置する。また位置検知手段１６の配置数が多いほど検知感度が向上する。ただし、２個の位置検知手段がγ＝１８０度となる配置の場合は、２個の位置検知手段を結ぶ直角方向は検知できないので、γ＝１８０度とならないように配置する。そして、位置検出手段１６の配置数が多いほど検知感度が向上することは明らかである。
【００６２】
この実施形態による効果は、前記第２乃至４の実施形態と同様の効果が得られるとともに、変位に対する出力を連続としたので、少なくとも２個の位置検知手段で位置検知が可能となる。
【００６３】
次に、第６の実施形態を図１６乃至図１８に基づいて説明する。
【００６４】
この実施形態が前記第１の実施形態と異なるのは、第１の実施形態で説明した位置検知手段１６としての静電容量手段２５を電磁石８及び可動鉄片１１の外周部に設けたことである。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図１６、図１７において、２５は位置検知手段１６としての静電容量手段２５であり，２６は環状保持部材で可動鉄片１１側に配置され、継鉄１０側に設けた検知軸２９が設けられ、環状保持部材２６を貫通する。この環状保持部材２６の内周に静電容量手段２５の一方側の円筒状導体２８を配置する。また、検知軸２９を他方側の導体として、前記円筒状導体２８を貫通して両導体が間隔を有して構成される。そして、軸受２２の磨耗で可動鉄片１１が所定の横方向に変位し、検知軸２９が変位すると、静電容量手段２５の出力が変化するので、この変化量で異常と判断するようになっている。なお、環状保持部材２６と検知軸２９は逆に配置して、それぞれ継鉄１０側、可動鉄片１１側に配置しても良い。
【００６６】
ところで、本実施形態では、前記図１７に示す静電容量手段２５の検知軸２９を中心にして可動鉄片１１が紙面の上下方向の矢印Ｋになる横方向変位すると検知できない問題がある。そこで、図１８に示すように、静電容量手段２５を可動鉄片１１の周上に少なくとも２個設けることで上記問題が解決できる。
【００６７】
なお、上記第１乃至６の実施形態で説明した位置検知手段１６による異常の検知信号は、例えば、図１で説明したエレベーターに用いられ、異常と検知した場合はエレベーターを最寄階まで運転し停止させる。この結果、信頼性の高いエレベーターが得られる。
【００６８】
この実施形態による効果は、前記第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、静電容量手段を電磁石及び可動鉄片の外周部に設けたので、静電容量手段の取付けが簡単になる。
【符号の説明】
【００６９】
１ ブレーキドラム
２ 電磁ブレーキ装置
２ａ、２ｂ 電磁ブレーキ
３ 制動片
４ 制動腕
５ 制動ばね
８ 電磁石
１１ 可動鉄片
１６ 位置検知手段
１７ 巻上機
１７ａ 電動機
１８ 駆動シーブ
１９ ワイヤロープ
２０ 乗かご
２１ つり合いおもり
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ スイッチ手段
３１ 感圧手段
３３ 磁気手段
３５ 光学手段
３６ 静電容量手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成され、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキにおいて、
前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とする電磁ブレーキ。
【請求項２】
前記環状保持部材は前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方と同心状に、前記検知軸は前記環状保持部材が設けられた前記可動鉄片又は前記電磁石とは他方と同心状に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項３】
前記位置検知手段は、スイッチ手段、感圧手段、静電容量手段、磁気手段、光学手段のいずれかによるものであることを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項４】
前記位置検知手段は、検知出力がＯＮ−ＯＦＦ信号の場合は少なくとも３個設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項５】
前記位置検知手段は、検知出力が連続の場合は少なくとも２個設け、設置角度を１８０度とならないように配置したことを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項６】
一方に乗かご、他方側につり合いおもりを係合するワイヤロープが巻き掛けられる駆動シーブと、この駆動シーブを駆動する電動機と、前記駆動シーブ及び電動機を制動する電磁ブレーキ装置とで構成される巻上機を備え、前記電磁ブレーキ装置を、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁コイルと継鉄とからなる電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成し、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキを備えたエレベーター装置において、
前記位置検知手段は、前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とするエレベーター装置。
【請求項１】
制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成され、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキにおいて、
前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とする電磁ブレーキ。
【請求項２】
前記環状保持部材は前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方と同心状に、前記検知軸は前記環状保持部材が設けられた前記可動鉄片又は前記電磁石とは他方と同心状に設けられたことを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項３】
前記位置検知手段は、スイッチ手段、感圧手段、静電容量手段、磁気手段、光学手段のいずれかによるものであることを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項４】
前記位置検知手段は、検知出力がＯＮ−ＯＦＦ信号の場合は少なくとも３個設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項５】
前記位置検知手段は、検知出力が連続の場合は少なくとも２個設け、設置角度を１８０度とならないように配置したことを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
【請求項６】
一方に乗かご、他方側につり合いおもりを係合するワイヤロープが巻き掛けられる駆動シーブと、この駆動シーブを駆動する電動機と、前記駆動シーブ及び電動機を制動する電磁ブレーキ装置とで構成される巻上機を備え、前記電磁ブレーキ装置を、制動ばねで制動片に直接又は連動手段としての制動腕を介して押圧力を与えて、被制動体としてのブレーキドラムを押圧し制動力を付加し、電磁コイルと継鉄とからなる電磁石で可動鉄片を電磁吸引し出力して、制動片を直接又は連動手段を介して駆動し制動力を解除するように構成し、この電磁石と可動鉄片の相対位置を位置検知手段で検知するようにした電磁ブレーキを備えたエレベーター装置において、
前記位置検知手段は、前記電磁石と可動鉄片の相対位置を、可動鉄片の電磁吸引の出力方向に対して横方向変位で検知するようにすると共に、前記横方向変位は、前記可動鉄片又は前記電磁石のいずれかの一方に環状保持部材を、他方に前記環状保持部材を挿通するように検知軸をそれぞれ固定して設けた位置検知手段で検知するようにしたことを特徴とするエレベーター装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−５２６０６（Ｐ２０１２−５２６０６Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９５９９４（Ｐ２０１０−１９５９９４）
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０３１８０９４８）水戸エンジニアリングサービス株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０３１８０９４８）水戸エンジニアリングサービス株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
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