JPH0859147A - 電磁ブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プランジャーストロークの大きさの定期点検
と調整が不要な電磁ブレーキを得ることを目的とする。 【構成】 回転要素４と、回転要素に押圧され得て回転
要素を制動するブレーキ片３と、可動鉄心９と、可動鉄
心を囲繞する電磁コイル１１と、可動鉄心からブレーキ
片に力を伝達する為の作動装置２００と、作動装置に接
続されて作動装置の長さを調整可能にする調整機構１７
と、調整機構を動作させる駆動装置１８と可動鉄心の往
復移動ストロークの大きさを検出する変位検出装置２０
５と、変位検出装置からの検出信号により駆動装置を動
作させる制御装置９とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、バネ等の弾性装置に
より、回転要素にブレーキ片を押圧して制動し、またバ
ネ力に打ち勝つ電磁力により回転要素を開放する方式の
物揚げ機械などに用いられる電磁ブレーキに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のエレベータ用電磁ブレーキ
の概略構成図である。図において回転要素である円筒形
をなすブレーキホイル４があり、ブレーキホイル４の側
面付近にはブレーキ片であるブレーキシュー３が配置さ
れている。ブレーキシュー３は一側を揺動自在に支持さ
れたブレーキアーム２の内側に固定されている。ブレー
キアーム２の他側には、ブレーキアーム２に固定された
ブレーキシュー３をブレーキホイル４の側面に押圧する
ように付勢する弾性装置である制動バネ１が備えられて
いる。また、ブレーキアーム２の他側にはブレーキアー
ム２を貫通する調整ボルト５も備えられている。

【０００３】調整ボルト５の先端部５ａは、ピン７を支
点に揺動自在に支持されているブレーキレバー６の一側
６ａに接触している。さらにブレーキレバー６の他側６
ｂは、プランジャーロッド８の一側８ａに接触してい
る。プランジャーロッド８の他側８ｂには、電磁コイル
であるブレーキコイル１１に囲繞された、可動鉄心であ
るプランジャー９が嵌着されている。また、プランジャ
ー９と電磁コイル１１は箱１０に収められおり、プラン
ジャー９はその中で、上下動可能に支持されている。

【０００４】このように構成された従来のエレベータ用
電磁ブレーキは、ブレーキコイル１１が励磁されていな
い時はブレーキホイル４を制動し、励磁された時は開放
する構造となっており、以下その動作を説明する。ブレ
ーキコイル１１が励磁されていない時、ブレーキアーム
２は制動バネ１でＣ方向に押し付けられ、ブレーキアー
ム２に固定されたブレーキシュー３とブレーキホイル４
との間に生じる摩擦力でブレーキホイル４は制動されて
いる。

【０００５】一方、ブレーキアーム２にねじ込まれたボ
ルト５によりブレーキレバー６が押され、ブレーキレバ
ー６の先端６ｂに接しているプランジャーロッド８が上
に押し上げられプランジャー９は箱１０の底から浮き上
がった状態となる（一点鎖線）。

【０００６】ブレーキコイル１１を励磁すると、プラン
ジャー９が下方向に吸引され、プランジャーロッド８が
下方向に移動し、ブレーキレバー６を押す。押し下げら
れたブレーキレバー６はピン７を支点にＡ方向に動きボ
ルト５を押し、制動バネ１のバネ圧に打ち勝ってブレー
キアーム２とブレーキアーム２に固定されたブレーキシ
ュー３が外方向Ｂに移動することでブレーキホイル４は
開放される。

【０００７】プランジャー９が下方に吸引されてブレー
キが開放されている時と、吸引が断たれプランジャーが
上に押し戻された時のプランジャーの動きの距離Ｌをプ
ランジャーストロークという。

【０００８】プランジャー９が下に吸引された時は、箱
１０の底に接した所で止まりその位置は常に変化しな
い。プランジャー９が吸引を断たれ、制動バネ１の圧力
で上方向に戻された時の位置はブレーキシュー３が摩耗
しないとするなら一定であり、プランジャーストローク
Ｌは変化しない。

【０００９】しかし、現実には、回転しているブレーキ
ホイル４を、制動バネ１の付勢力でブレーキシュー３に
より押圧して制動させる為、ブレーキシュー３の位置は
押圧する毎に、摩耗による厚み減少分だけブレーキホイ
ル４側に移動し、ブレーキアーム２もＣ方向に移動する
為、プランジャー９もブレーキシュー３の厚み減少量に
比例して上に押し上げられることになる。

【００１０】つまり、ブレーキシュー３が摩耗するに従
って、吸引されていない時のプランジャー９の位置は図
の上方に変化して行き、プランジャーストロークＬは大
きくなる。

【００１１】ブレーキシュー３の摩耗により、プランジ
ャーストロークＬが或る限界値に近付くくらいに大きく
なると、プランジャー９は吸引されにくくなり、その限
界値を越えるとブレーキコイル１１に給電してもプラン
ジャー９を吸引しなくなる。このため、従来の電磁ブレ
ーキは、限界値を越える前に調整ボルト５を操作してプ
ランジャーストロークＬが所定値になるように調整する
ことが必要になる。そのため、電磁ブレーキの定期点検
毎にプランジャーストロークＬを測定し、限界値を越え
る前に調整をしなくてはならなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ブレーキシュー３の摩
耗により、プランジャーストロークＬが増加するが、プ
ランジャーストロークＬが限界値を越えると、強い吸収
力を必要として、プランジャー９を吸引しなくなり、電
磁ブレーキが開放しなくなることがある。そのため、電
磁ブレーキの定期点検毎にプランジャーストロークＬを
測定し、限界値を越える前に調整をしなくてはならない
という問題点があった。

【００１３】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、プランジャーストロークＬの定
期点検と調整が不要な電磁ブレーキを得ることを目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の電磁ブレーキ
は、回転要素と、回転要素に押圧され得て回転要素を制
動するブレーキ片と、ブレーキ片を回転要素に弾性的に
押圧する弾性装置と、可動鉄心と、可動鉄心を囲繞する
電磁コイルと、可動鉄心からブレーキ片に力を伝達する
為の作動装置と、作動装置に接続されて作動装置の長さ
を調整可能にする調整機構と、調整機構を動作させる駆
動装置と、可動鉄心の往復移動ストロークの大きさを検
出する変位検出装置と、変位検出装置からの検出信号に
より駆動装置を動作させる制御装置とを備えている。

【００１５】請求項２の電磁ブレーキは、変位検出装置
が差動トランスである。請求項３の電磁ブレーキは、変
位検出装置が機械式スイッチである。請求項４の電磁ブ
レーキは、調整機構が、作動装置のロッドの端部に配置
した所定量の直径の変化を持つカムを備えている。請求
項５の電磁ブレーキは、調整機構が回転ナットと、回転
ナットにねじ込まれたボルトを備えている。

【００１６】

【作用】請求項１の電磁ブレーキにおいては、可動鉄心
の往復移動ストロークの大きさを自動的に検出し、所定
値に自動調整する。請求項２の電磁ブレーキにおいて
は、変位検出精度が高く、誤差が少ない。請求項３の電
磁ブレーキにおいては、変位検出装置が単純な機械式な
ものとなる。請求項４の電磁ブレーキにおいては、調整
機構が単純な構成となる。請求項５の電磁ブレーキにお
いては、調整機構が確実な連結のものとなる。

【００１７】

【実施例】

実施例１．図１ないし図４は、この発明の電磁ブレーキ
の一実施例を示す図であり、図１は電磁ブレーキの概略
構成図である、また図２はカムの形状を示す正面図であ
り、図３は図１のカム周辺の部分拡大構成図である、ま
た図４は図３の側面図である。

【００１８】図１において１〜７と９〜１２は従来技術
と同様なので説明を省略する。可動鉄心であるプランジ
ャー９の図の上部には差動トランスプランジャー１３が
取り付けられている。差動トランスプランジャー１３を
取り巻くように差動トランスコイル１４が設置されて差
動トランス２０５をなし、プランジャー９の往復移動ス
トロークＬを検出する変位検出装置を構成している。

【００１９】従来技術ではプランジャーロッド８は所定
長さの一本の棒であったが、本発明においては、上部プ
ランジャーロッド１５と下部プランジャーロッド１６に
分割して、その間に円板カム１７を、カム軸が両プラン
ジャーロッドと垂直になるように配置している。円板カ
ム１７は上部プランジャーロッド１５の下端部に軸受２
２によって、上部プランジャーロッド１５の軸心延長上
にその軸心に対してカム軸が垂直となるように支持され
ている。

【００２０】上部プランジャーロッド１５と下部プラン
ジャーロッド１６がスプリング２４で引っ張り合いなが
ら連結されており、下部プランジャーロッド１６は円板
カム１７の底面に押圧され離れることなく当接されてい
る、また下部プランジャーロッド１６は側面をガイド５
０に支えられ図において上下方向に移動可能である。一
方、上部プランジャーロッド１５は、頭部１５ａをプラ
ンジャー９の底部に嵌着されている。下部プランジャー
ロッド１６の底部１６ａはブレーキレバー６の先端部６
ａに当接している。

【００２１】円板カム１７は、ステッピングモーター１
８と連結して回転し、回転することにより、上部プラン
ジャーロッド１５と下部プランジャーロッド１６間の距
離が変化する構造となっている。

【００２２】図２により、円板カム１７の形状を説明す
る。円板カム１７はＥ点とＥ１点間の直径が最も大き
く、図において右にＤ°ずつ回転して行くと１ミリずつ
直径が小さくなる形状をしている。また、円板カム１７
の回転しすぎ防止のため突起Ｇが設けられている。カム
位置を初期設定する時は、図においてＥ点が真下となる
ようにセットされる。

【００２３】尚、上部プランジャーロッド１５、下部プ
ランジャーロッド１６、ブレーキレバー６、ボルト５及
びブレーキアーム２にて、プランジャー９からブレーキ
シュー３に力を伝達する作動装置２００を構成してい
る。また、円板カム１７がその作動装置２００の調整装
置を構成している。

【００２４】制御装置１９は、差動トランスプランジャ
ー１３と差動トランスコイル１４とで構成された変位検
出装置２０５と、ステッピングモーター１８とに電気的
に接続されている。

【００２５】このように構成された電磁ブレーキにおい
て、プランジャー９の往復移動ストロークを検出する変
位検出装置の動作について図１を用いて説明する。差動
トランスプランジャー１３はプランジャー９の図の上下
の動きに連動して動く。差動トランスコイル１４にはプ
ランジャー９の入り代Ｌ１に応じて電圧が発生する。プ
ランジャーストロークＬを、入り代Ｌ１に応じて発生す
る電圧として取り出し、制御装置１９に送る。

【００２６】次に、制御装置１９の動作ついて図１にて
説明する。制御装置１９は初期設定で所定値にされたプ
ランジャーストロークＬ値に応じた電圧を基に、プラン
ジャーストロークＬが１ミリ増加する毎にステッピング
モーター１８に、ある角度だけ回転するよう指令を出
す。この例では２２．５度回転するよう指令を出す。

【００２７】制御装置１９は、ブレーキコイル１１が給
電されている時は、ステッピングモーター１８に指令を
出さないようにブレーキコイル１１の給電状態も監視し
判断する。また、この例では一度の指令でステッピング
モーター１８に２２．５°回転するよう指令するが、回
転指令はカウンタにてカウントされており、６度めの指
令のとき警告灯２０を点灯するようにしている。警告灯
２０の点灯は、プランジャーストロークＬが自動調整出
来ないことを意味し、点灯することにより初期設定が必
要なことを人に知らせる。

【００２８】次に、この実施例のプランジャーロッドの
調整機構の動作を図３にて説明する。円板カム１７とカ
ム軸２１はキー２６で固定されている。カム軸２１は軸
受２２を介し上部プランジャーロッド１５に取り付けら
れている。カム軸２１とその駆動装置であるステッピン
グモーター１８との連結は、両端に長穴２３ａを備えた
連結棒２３に、カム軸２１の端部に備えられたピン２１
ａとモーター軸１８ａの先端に備えられたピン１８ｂを
嵌入することにより構成され、上部プランジャーロッド
１５の図における上下移動に対応でき、かつステッピン
グモーター１８の駆動力が円板カム１７に伝えられる機
構となっている。

【００２９】円板カム１７が２２．５°回転することに
より、円板カム１７の直径が１ミリ少なくなるので上部
プランジャーロッド１５とプランジャー９の位置が１ミ
リ下がる。つまり、プランジャーストロークＬが１ミリ
増加すると、変位検出装置で増加したことを検出し、制
御装置１９でステッピングモーター１８を回す指令を出
す。ステッピングモーター１８の回転で円板カム１７が
動き、ブレーキレバー６からプランジャー９までの長さ
が１ミリ短くなり、プランジャーストロークＬは元の所
定値に調整される。

【００３０】実施例２．図５はこの発明の電磁ブレーキ
の他の実施例の電磁コイル周辺の部分拡大断面図であ
る。実施例１における差動トランスプランジャー１３と
プランジャー９をこの発明は同一のプランジャー１０９
として兼用する。また、ブレーキコイル１１と差動トラ
ンスコイル１１４を上下に並べて配置し、ブレーキコイ
ル１１の磁気が差動トランスコイル１１４に影響しない
よう遮蔽物２７で磁気遮蔽する。

【００３１】プランジャーストロークＬとは、プランジ
ャー９がブレーキコイル１１の給電により箱１０の底側
に吸引されている時と、給電が断たれプランジャー９が
上に戻された時のプランジャー９の移動距離であるが、
差動トランスコイル１１４には、プランジャー９の位置
により発生電圧が変化する。この電圧の変化を制御装置
１９に取り込み、制御装置１９でプランジャーストロー
クＬの変化を監視する。制御装置１９の動作からプラン
ジャーストロークＬの自動調整の動作は実施例１と同じ
であり、省略する。

【００３２】実施例３．図６および図７は、この発明の
電磁ブレーキの他の実施例を示す図であるが、図６はプ
ランジャーロッドの調整機構を示す構成図でり、図７は
その分解図である。上部プレンジャーロッド１１５の下
端面１１５ａには円筒形の穴１１５ｂが備えられ、下端
側面にはピン穴１１５ｃが貫通してあけられている。回
転ナット２８の頭部２８ａの外周には溝２８ｂが設けて
あり、頭部２８ａは穴１１５ｂに差し込まれた後、止め
ピン４０で止められ、回転ナット２８は、上部プランジ
ャーロッド１１５の下端部に回転可能に支持されてい
る。

【００３３】回転ナット２８は、外周に歯車２８ｃが加
工してあり、ステッピングモーター１１８の軸先端に取
り付けた歯車１１８ａと噛合し、ステッピングモーター
１１８の回転で回転ナット２８が回転する構造となって
いる。回転ナット２８の下端部を、ステッピングモータ
ー取付板２９が穴２９ａに回転可能に嵌め込み、その下
に抑え３１が回転ナット２８と協同してステッピングモ
ーター取付板２９を挟むように取り付いている。また、
ステッピングモーター取付板には、回転止めのガイド３
０が設けられている、そのため回転ナット２８が回転し
てもステッピングモーター取付板２９は回転しない構造
となっている。

【００３４】下部プランジャーロッド１１６は、上部を
ネジ加工されてボルト１１６ａを形成している、ボルト
１１６ａは下面にネジ穴が設けられた回転ナット２８に
ねじ込まれ、回転ナット２８の回転で下部プランジャー
ロッド１１６が上下に移動する構造となっている。ま
た、下部プランジャーロッド１１６は、棒体側面に設け
られた突起である回転止め４１を備え、回転止め４１は
ガイド３２に当接することにより回転を阻止されてい
る。

【００３５】このように構成された電磁ブレーキにおい
ては、制御装置１９から出された回転指令により、ステ
ッピングモーター１１８が動くと、回転ナット２８が回
転する。回転ナット２８の回転で、下部プランジャーロ
ッド１１６が回転ナット２８の中にねじ込まれる。プラ
ンジャーストロークＬ増加分に見合っただけ下部プラン
ジャーロッド１１６を引き上げるよう、制御装置１９か
らステッピングモーター１８に回転指示が出るようにな
っている。

【００３６】プランジャーストロークＬの増加で回転ナ
ット２８を回し、実施例１の図３と同じくブレーキレバ
ー６からプランジャー９までの長さを短くして、プラン
ジャーストロークＬが自動調整される。制御装置１９
は、回転指令を加算して記憶し、下部プランジャーロッ
ド１６を調整できる範囲まで引き上てしまった後は、回
転指令を出さず警告灯を点灯する。

【００３７】実施例４．図８はこの発明の電磁ブレーキ
の他の実施例の変位検出装置を示す概略断面図である。
プランジャー９上面にはボルト３３がネジ止めされてい
る。プランジャー９が上下動したときにボルト３３がレ
バー３７の一端側３７ａに当接するようにレバー３７が
配置してあり、レバー３７はスイッチ取付台３４に軸３
８を支点に揺動可能に取付られている。

【００３８】レバー３７の他端側３７ｂには短絡接点３
６があり、固定接点３５と接触して閉回路をつくる機械
式スイッチ２１０を構成している。レバー３７は常時は
スイッチ開になるようにスプリング３９で固定接点３５
と反対側に付勢されている。

【００３９】このように構成された電磁ブレーキにおい
ては、プランジャーストロークＬが所定値の時は、ボル
ト３３とボルト３７は接触していないが、プランジャー
ストロークＬが増加してくるとボルト３３とレバー３７
は接触し、更に増加するとボルト３３がレバー３７を押
し上げ、レバー３７は軸３８を支点に回転して短絡接点
３６が固定接点３５と接触しスイッチ閉とする。

【００４０】スイッチ閉とすることでプランジャースト
ロークＬの増加を認識し、制御装置１９に通知する。制
御装置１９はステッピングモーター１８に指令を出す。
ステッピングモーター１８が作動しプランジャーストロ
ークＬを所定値に調整するとボルト３３とレバー３７の
接触は無くなる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の電磁ブレーキによれば、回転
要素と、回転要素に押圧され得て回転要素を制動するブ
レーキ片と、ブレーキ片を回転要素に弾性的に押圧する
弾性装置と、可動鉄心と、可動鉄心を囲繞する電磁コイ
ルと、可動鉄心からブレーキ片に力を伝達する為の作動
装置と、作動装置に接続されて作動装置の長さを調整可
能にする調整機構と、調整機構を動作させる駆動装置
と、可動鉄心の往復移動ストロークの大きさを検出する
変位検出装置と、変位検出装置からの検出信号により駆
動装置を動作させる制御装置とを備えているので、可動
鉄心の往復移動ストロークの大きさを自動的に検出し、
所定値に自動調整することができる、そのため可動鉄心
の往復移動ストロークの大きさの定期的な測定と調整が
不要になる。

【００４２】請求項２の電磁ブレーキによれば、変位検
出装置が差動トランスであるので、変位検出精度が高
く、誤差が少ない、そのため可動鉄心の往復移動ストロ
ークの信頼性の良い自動測定と自動調整ができる。

【００４３】請求項３の電磁ブレーキによれば、変位検
出装置が機械式スイッチであるので、変位検出装置が単
純な機械式なものとなる、そのため可動鉄心の往復移動
ストロークの自動測定が安価に実現できる。

【００４４】請求項４の電磁ブレーキによれば、調整機
構が、作動装置のロッドの端部に配置した所定量の直径
の変化を持つカムを備えているので、調整機構が単純な
構成となる、そのため単純な構成で所定量の調整が可能
な作動装置が得られる。

【００４５】請求項５の電磁ブレーキによれば、調整機
構が回転ナットと、回転ナットにねじ込まれたボルトを
備えているので、調整機構が確実な連結のものとなる、
そのため調整機構が確実な連結のロッドが得られ、誤動
作の可能性が無くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の電磁ブレーキの実施例１を示す概
略構成図である。

【図２】 カムの形状を示す正面図である。

【図３】 図１のカム周辺の部分拡大構成図である。

【図４】 図３のカム周辺の部分拡大構成図である。

【図５】 この発明の電磁ブレーキの実施例２の電磁コ
イル周辺の部分拡大断面図である。

【図６】 この発明の電磁ブレーキの実施例３のロッド
の調整機構を示す構成図である。

【図７】 この発明の電磁ブレーキの実施例３のロッド
の調整機構を示す分解図である。

【図８】 この発明の電磁ブレーキの実施例４の変位検
出装置を示す概略断面図である。

【図９】 従来の電磁ブレーキを示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 制動バネ（弾性装置）、３ ブレーキシュー（ブレ
ーキ片）、４ ブレーキホイル（回転要素）、９ プラ
ンジャー（可動鉄心）、１１ ブレーキコイル（電磁コ
イル）、１７ 円板カム（調整機構）、１８ ステッピ
ングモーター（駆動装置）、１９ 制御装置、２００
作動装置、２０５ 差動トランス、２８回転ナット、１
１６ａ ボルト、２１０ 機械式スイッチ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転要素と、上記回転要素に押圧され得
   て上記回転要素を制動するブレーキ片と、上記ブレーキ
   片を上記回転要素に弾性的に押圧する弾性装置と、可動
   鉄心と、上記可動鉄心を囲繞する電磁コイルと、上記可
   動鉄心から上記ブレーキ片に力を伝達する為の作動装置
   と、上記作動装置に接続されて上記作動装置の長さを調
   整可能にする調整機構と、上記調整機構を動作させる駆
   動装置と上記可動鉄心の往復移動ストロークの大きさを
   検出する変位検出装置と、上記変位検出装置からの検出
   信号により上記駆動装置を動作させる制御装置とを備え
   た電磁ブレーキ。
2. 【請求項２】 上記変位検出装置が差動トランスである
   請求項１記載の電磁ブレーキ。
3. 【請求項３】 上記変位検出装置が機械式スイッチであ
   る請求項１記載の電磁ブレーキ。
4. 【請求項４】 上記調整機構が、上記作動装置のロッド
   の端部に配置した所定量の直径の変化を持つカムを備え
   た請求項１ないし３のいずれか記載の電磁ブレーキ。
5. 【請求項５】 上記調整機構が回転ナットと、上記回転
   ナットにねじ込まれたボルトを備えた請求項１ないし３
   のいずれか記載の電磁ブレーキ。