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技術 巻上機制動装置

出願人 三菱電機株式会社
発明者 谷佳典
出願日 2008年11月4日 (12年1ヶ月経過) 出願番号 2008-283383
公開日 2010年5月20日 (10年7ヶ月経過) 公開番号 2010-111449
状態 未査定
技術分野 エレベータのケージ及び駆動装置 ブレーキ装置 電動機の停止
主要キーワード 押付ばね 落下加速度 内拡式ドラムブレーキ フィールド側 レーザ照射用 落下動作 巻上機構 上下ストローク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年5月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得る。

解決手段

ブレーキシュー8と、2つの棒材4を介してブレーキシュー8と接続されたアーマチュア7と、ブレーキシュー8を制動面押圧させた制動状態とさせる2つの押付けばね2と、フィールド6に設けられ、電流通電してアーマチュア7を吸引することで、ブレーキシュー8を制動面から離間させた非制動状態とさせる2つの電磁コイル1とを備え、2つの金属プレート11と、制動状態および非制動状態における金属プレート11までの距離を検出する距離検出器10と、非制動状態における2つの押付けバネバネ力をそれぞれ計測する2つの圧力センサ9と、検出結果に基づいて、2つの電磁コイル1のそれぞれに通電させる電流を個別制御し、制動動作を安定して行わせる制御部とを備える。

概要

背景

従来のエレベータ巻上機制動装置では、2つの押付ばねアーマチュア上下に配置する構造をとっている(例えば、特許文献1参照)。その理由として、1つの大径ばねを使用するのに比べて、2つの小径ばねを使用する方がアーマチュアに占める総ばね面積縮小でき、結果としてブレーキ吸引能力を高められることが挙げられる。
国際公開2005/019085号パンフレット

概要

出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得る。ブレーキシュー8と、2つの棒材4を介してブレーキシュー8と接続されたアーマチュア7と、ブレーキシュー8を制動面押圧させた制動状態とさせる2つの押付けばね2と、フィールド6に設けられ、電流通電してアーマチュア7を吸引することで、ブレーキシュー8を制動面から離間させた非制動状態とさせる2つの電磁コイル1とを備え、2つの金属プレート11と、制動状態および非制動状態における金属プレート11までの距離を検出する距離検出器10と、非制動状態における2つの押付けバネバネ力をそれぞれ計測する2つの圧力センサ9と、検出結果に基づいて、2つの電磁コイル1のそれぞれに通電させる電流を個別制御し、制動動作を安定して行わせる制御部とを備える。

目的

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得ることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ブレーキドラム制動面押圧されることで制動動作を行うブレーキシューと、2つの棒材を介して前記ブレーキシューと接続されたアーマチュアと、前記アーマチュアおよび前記2つの棒材のそれぞれを介してバネ力を与えるとともに前記ブレーキシューを落下させることで、前記ブレーキシューを前記制動面に押圧させた制動状態とさせる2つの押付けばねと、フィールドに設けられ、電流通電して前記アーマチュアを吸引することで、前記ブレーキシューを前記制動面から離間させた非制動状態とさせる2つの電磁コイルとを備えた巻上機制動装置であって、前記2つの押付けばねの位置に対応するように前記アーマチュア内部に設けられた2つの金属プレートと、前記金属プレートのそれぞれと対向配置するように前記フィールド内に設けられ、前記制動状態および前記非制動状態における前記金属プレートまでの距離を検出する距離検出器と、前記非制動状態における前記2つの押付けバネのバネ力をそれぞれ計測する2つの圧力センサと、前記距離検出器の検出結果から算出した前記2つの金属プレートのそれぞれのストロークと、前記2つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力とに基づいて、前記制動状態から前記非制動状態に変化させる際には、前記ブレーキシューの加速度が等しくなるように前記2つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流を個別に制御し、前記非制動状態から前記制動状態に変化させる際には、前記2つの押付けばねに対応して発生する前記ブレーキシューの押圧力および前記ブレーキシューの落下時間が等しくなるように前記2つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流および電流遮断イミングを個別に制御する制御部とをさらに備えたことを特徴とする巻上機制動装置。

請求項2

請求項1に記載の巻上機制動装置において、前記制御部は、前記2つの電磁コイルのそれぞれに電流を通電して、前記制動状態から前記非制動状態に変化させる際には、前記距離検出器の検出結果から算出した前記2つの金属プレートのそれぞれのストロークと、前記2つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力とに基づいて、前記2つの電磁コイルのそれぞれにより発生する前記ブレーキシューの加速度が等しくなるように前記2つの電磁コイルに電流を通電し、前記非制動状態から前記制動状態に変化させる際には、前記2つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力の差分に相当する電磁力が発生するように、前記2つの押付けばねのうちばね力の大きい方に対応する電磁コイルに電流を通電するとともに、前記距離検出器の検出結果に基づいて算出した前記2つの金属プレートのそれぞれのストロークの違いを考慮して、前記2つの電磁コイルの電流を遮断してから前記制動状態になるまでの落下時間が等しくなるように、前記2つの押付けばねのうちばね力の大きい方に対応する電磁コイルの電流遮断タイミングを遅らせることを特徴とする巻上機制動装置。

技術分野

0001

本発明は、エレベータ等に用いられる巻上機制動装置に関し、安定した制動動作を容易に実現するための巻上機制動装置に関する。

背景技術

0002

従来のエレベータの巻上機制動装置では、2つの押付ばねアーマチュア上下に配置する構造をとっている(例えば、特許文献1参照)。その理由として、1つの大径ばねを使用するのに比べて、2つの小径ばねを使用する方がアーマチュアに占める総ばね面積縮小でき、結果としてブレーキ吸引能力を高められることが挙げられる。
国際公開2005/019085号パンフレット

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の巻上機制動装置における巻上機ブレーキ押付力は、出荷時に上下総バネ力を調整する方式をとっている。従って、現地での設置状況によっては、上下でばね力に差が生じる可能性があった。上下ばね力で差がある場合、アーマチュア及びシューは、傾いて作動し、上下で吸引・落下時間が異なるため、次のような問題が発生する。

0004

吸引時には、シュー上下端部とハウジング間でこじれが発生し、結果としてブレーキ吸引動作遅れるなど、吸引動作が不安定となる。一方、落下時には、シュー上下でブレーキドラムライニングが接触するタイミングが異なり、一時的にライニングが片当り状態となる。このため、高面圧負荷によるライニングの寿命短縮が起こる。さらに、安定したブレーキトルクが発生できなくなる可能性がある。

0005

また、巻上機アーマチュアストローク調整は、手作業にて行うため、実際には、上下で微小な差が発生する。アーマチュアストロークは、ブレーキの吸引力、吸引・落下時間に影響を与えるため、ばね力の差と同様に問題とされてきた。

0006

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動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

0007

本発明に係る巻上機制動装置は、ブレーキドラムの制動面押圧されることで制動動作を行うブレーキシューと、2つの棒材を介してブレーキシューと接続されたアーマチュアと、アーマチュアおよび2つの棒材のそれぞれを介してバネ力を与えるとともにブレーキシューを落下させることで、ブレーキシューを制動面に押圧させた制動状態とさせる2つの押付けばねと、フィールドに設けられ、電流通電してアーマチュアを吸引することで、ブレーキシューを制動面から離間させた非制動状態とさせる2つの電磁コイルとを備えた巻上機制動装置であって、2つの押付けばねの位置に対応するようにアーマチュア内部に設けられた2つの金属プレートと、金属プレートのそれぞれと対向配置するようにフィールド内に設けられ、制動状態および非制動状態における金属プレートまでの距離を検出する距離検出器と、非制動状態における2つの押付けバネのバネ力をそれぞれ計測する2つの圧力センサと、距離検出器の検出結果から算出した2つの金属プレートのそれぞれのストロークと、2つの圧力センサで計測されたそれぞれのバネ力とに基づいて、制動状態から非制動状態に変化させる際には、ブレーキシューの加速度が等しくなるように2つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流を個別に制御し、非制動状態から制動状態に変化させる際には、2つの押付けばねに対応して発生するブレーキシューの押圧力およびブレーキシューの落下時間が等しくなるように2つの電磁コイルのそれぞれに通電させる電流および電流遮断タイミングを個別に制御する制御部とをさらに備えるものである。

発明の効果

0008

本発明に係る巻上機制動装置によれば、ブレーキシューを吸引したときのばね力、およびブレーキシューの移動ストロークの計測結果に基づいて、吸引時のブレーキシューの加速度と、落下時のブレーキシューの押圧力および落下時間とがブレーキシューを押圧するために設けられた2つの押付ばねの位置で均等になるように、2つの電磁コイルを個別制御することにより、出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下、本発明の巻上機制動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

0010

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における巻上機制動装置の構成図であり、上下に電磁コイルを配置した内拡式ドラムブレーキを有する巻上機構造を例示している。この巻上機制動装置は、上電磁コイル1a、下電磁コイル1b、上押付けばね2a、下押付けばね2b、上球ボルト3a、下球面ボルト3b、上球面座4a、下球面座4b、ハウジング5、フィールド6、アーマチュア7、およびブレーキシュー8で構成されている。

0011

ここで、上電磁コイル1aおよび下電磁コイル1bは、2つの電磁コイルに相当する。また、上押付けばね2aおよび下押付けばね2bは、2つの押付けばねに相当する。そして、図1に示すように、上押付けばね2aに対向して上電磁コイル1aが配置され、下押付けばね2bに対向して下電磁コイル1bが配置されている。また、上球面ボルト3aと上球面座4a、および下球面ボルト3bと下球面座4bは、それぞれアーマチュア7とブレーキシュー8とをつなぐ棒材に相当する。

0012

上電磁コイル1aおよび下電磁コイル1bに流れる電流を遮断することで、ブレーキシュー8は、自重での落下とともに、上押付けばね2aおよび下押付けばね2bによりハウジング5の制動面に押圧され、制動状態となる。一方、上電磁コイル1aおよび下電磁コイル1bに電流を通電することで、アーマチュア7が吸引され、ブレーキシュー8は、制動面から離間した非制動状態となる。このように、2つの電磁コイル1a、1bの電流の通電・遮断を制御することで、制動状態/非制動状態を作り出すことができる。

0013

また、図2は、本発明の実施の形態1における巻上機制動装置のブレーキ部の詳細を示した図であり、ばね力検出に用いる圧力センサ9a、9b、レーザ変位計10a、10b、およびレーザ照射用の金属プレート11a、11bの配置を示している。圧力センサ9a、9bは、上押付けばね2aおよび下押付けばね2bのそれぞれに対応して、フィールド側のばね用の穴底部に配置される。

0014

また、フィールド6の上下端部2点には、距離検出器に相当するレーザ変位計10a、10bが配置される。さらに、レーザ変位計10a、10bと対向したアーマチュア7の上下端部2点には、レーザ照射用の金属プレート11a、11bが取り付けられている。フィールド6は、ブレーキ制動時に不動である。従って、この構造によって、制動状態および非制動状態におけるレーザ変位計10a、10bの測定結果から、アーマチュア7の上下部のブレーキ落下時のストロークがそれぞれ測定できる。

0015

本発明における巻上機制動装置は、レーザ変位計10a、10bによるブレーキシュー8の移動ストロークの計測結果、および非制動状態(すなわち、2つの電磁コイル1a、1bによる吸引時)におけるばね力の圧力センサ9a、9bによる計測結果に基づいて、2つの電磁コイル1a、1bを個別制御する制御部(図示せず)を備えることで、安定した制動動作を得る点を技術的特徴としている。

0016

そこで、2つの電磁コイル1a、1bに電流を通電することでブレーキシュー8が制動面から離間されて非制動状態となる吸引時、および2つの電磁コイル1a、1bの通電を遮断することでブレーキシュー8が制動面に押圧されて制動状態となる落下時、のそれぞれにおける制御部の具体的な演算内容について、以下に説明する。

0017

吸引時の演算
必要吸引電磁力は、ばね力の大きさに比例し、ストロークの2乗に比例する。ここで、上押付けばね2aのばね力をF1、下押付けばね2bのばね力をF2、フィールド6の上端部におけるアーマチュア7のストロークをC1、そしてフィールド6の下端部におけるアーマチュア7のストロークをC2とする。これらF1、F2、C1、C2は、圧力センサ9a、9b、およびレーザ変位計10a、10bにより検出される既知の値である。従って、アーマチュア7を上下一定の必要加速度a1で吸引するための上側必要電磁力F3及び下側必要電磁力F4は、例えば、下式(1)より算出できる。

0018

0019

そこで、制御部は、上電磁コイル1aおよび下電磁コイル1bに、上式(1)で求められるF3、F4に対応する電流をそれぞれ通電する。これにより、アーマチュア7は、上側、下側が同じ加速度a1で吸引されるため、上側、下側のどちらかが先に吸引されることがなくなり、ともに同時に吸引される。この結果、安定した吸引動作を得ることができる。

0020

落下時の演算例
落下時には、まず、上下押付力を同値とするため、F1とF2を比較し、ばね力の大きい側には、その差分を打消す電磁力F5を発生させる。本例では、F1がF2に比べて大きい場合について説明する。制御部は、上電磁コイル1aに対して一旦電流を遮断した後、ブレーキ落下までの間、下式(2)で求められる電磁力F5相当の電流を通電する。この結果、上側と下側の押付力をともにF2とすることができる。

0021

0022

上下ともに、押付力は、F2であるため、アーマチュア7及びブレーキシュー8の落下加速度a2は、下式(3)より計算できる。

0023

0024

上下ストロークC1、C2と上下落下時間t1、t2との関係式は、下式(4)の通りとなる。

0025

0026

ここで、C1、C2、a2は、既知のため、t1、t2は、上式(4)より求まる。制御部は、上下の電流遮断開始時間をt1とt2の差だけずらすことにより、上下の落下時間を等しくできる。これにより、上側、下側のどちらかが先に落下することがなくなり、ともに同じ時間で落下する。この結果、安定した落下動作を得ることができる。

0027

以上のように、実施の形態1によれば、ブレーキシューを吸引したときのばね力、およびブレーキシューの移動ストロークの計測手段を備えている。このような構成を備えることで、吸引時のブレーキシューの加速度と、落下時のブレーキシューの押圧力および落下時間とがブレーキシューを押圧するために設けられた2つの押付ばねの位置で均等になるように、2つの電磁コイルを個別制御することができる。この結果、出荷時の調整あるいは手作業による調整に依存せずに、安定した制動動作を実現できる巻上機制動装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

0028

本発明の実施の形態1における巻上機制動装置の構成図である。
本発明の実施の形態1における巻上機制動装置のブレーキ部の詳細を示した図である。

符号の説明

0029

1a 上電磁コイル、1b 下電磁コイル、2a上押付けばね、2b 下押付けばね、3a上球面ボルト、3b 下球面ボルト、4a 上球面座、4b 下球面座、5ハウジング、6フィールド、7アーマチュア、8ブレーキシュー、9a、9b圧力センサ、10a、10bレーザ変位計、11a、11bレーザ照射用の金属プレート。

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