JP5443929B2

JP5443929B2 - 巻上機

Info

Publication number: JP5443929B2
Application number: JP2009229169A
Authority: JP
Inventors: 斉太田; 昭橋本; 光利戸谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-10-01
Also published as: JP2011073856A

Description

この発明は、エレベータ等に用いられる巻上機の構造に関するものである。

従来、ブレーキを搭載した巻上機は、円筒状のハウジングの円筒部内周に固定子が設置され、軸がハウジングに支持・固定され上記軸に軸受を介して回転子（ロータ）が取り付けられ、ロータは固定子内で回転するように構成されている。ロータにはロープを巻きつけるシーブが取り付けられ、シーブにはかご等の負荷がかかる。また、ロータを制動するために、巻上機の水平軸上において一対のブレーキが配置されている。このブレーキは、プランジャとレバーを用いてブレーキシューをロータに押付ける構造になっている（例えば、特許文献１参照）

特開２００８−２６０５８８号公報（第４頁−第７頁、図１−図７）

従来の巻上機の構成では、巻上機のロータの外周側にブレーキを配置する場合、水平方向の１８０°対称位置に一対のブレーキが配置されているために巻上機全体の横幅寸法が、かごを昇降する昇降路（レール間）より大きくなり、エレベータシステムのレイアウトの自由度が小さくなり、設置場所によってはコストが高くなる問題がある。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、エレベータシステムのレイアウトの自由度を大きくして、巻上機及びシステム全体のコストを削減することを目的としている。

この発明に係る巻上機は、床面に立設された板状の壁部及び上記壁部の板面の１面に円筒状で円筒の軸が上記壁部の板面と垂直な円筒部を有するハウジング、上記円筒部の内周に設けられた固定子、上記固定子と同軸に配置され一端が上記ハウジングの壁部に支持・固定された軸、上記固定子の内周側に配置され、上記軸の他端に軸受を介して支持され上記軸を中心として回転できるようにされた回転子、上記回転子に固定され、負荷を昇降させるためのロープを巻きかけるシーブ、上記回転子に設けた環状の制動部材、上記制動部材をその径方向外方から押圧して上記回転子の回転を制動する一対の可動型ブレーキを備えた巻上機において、
上記一対の可動型ブレーキが、上記軸の中心を通り上記負荷がかかる方向を軸線とし、上記軸線に対して対称な位置であり、上記一対の可動型ブレーキの上記床面への投影像が上記ハウジングの上記床面への設置幅内に収められる位置に設けられているものである。

また、床面に立設された板状の壁部及び上記壁部の板面の１面に円筒状で円筒の軸が上記壁部の板面と垂直な円筒部を有するハウジング、上記円筒部の内周に設けられた固定子、上記固定子と同軸に配置され一端が上記ハウジングの壁部に支持・固定された軸、上記固定子の内周側に配置され、上記軸の他端に軸受を介して支持され上記軸を中心として回転できるようにされた回転子、上記回転子に固定され、負荷を昇降させるためのロープを巻きかけるシーブ、上記回転子に設けた環状の制動部材、上記制動部材をその径方向外方から押圧して上記回転子の回転を制動する一対の可動型ブレーキを備えた巻上機において、
上記一対の可動型ブレーキが、上記軸の中心を通り上記負荷がかかる方向を軸線とし、上記軸線に対して対称な位置であり、上記一対の可動型ブレーキの上記床面への投影像が上記ハウジングの上記床面への設置幅内に収められる位置に設けられ、
上記可動型ブレーキそれぞれの配置位置から上記円筒部の周方向に１８０°回転した位置に上記可動型ブレーキにより押圧された上記制動部材を受圧して上記回転子の回転を制動する固定型ブレーキが配置されているものである。

また、床面に立設された板状の壁部及び上記壁部の板面の１面に円筒状で円筒の軸が上記壁部の板面と垂直な円筒部を有するハウジング、上記円筒部の内周に設けられた固定子、上記固定子と同軸に配置され一端が上記ハウジングの壁部に支持・固定された軸、上記固定子の内周側に配置され、上記軸の他端に軸受を介して支持され上記軸を中心として回転できるようにされた回転子、上記回転子に固定され、負荷を昇降させるためのロープを巻きかけるシーブ、上記回転子に設けた環状の制動部材、上記制動部材をその径方向外方から押圧して上記回転子の回転を制動する一対の可動型ブレーキを備えた巻上機において、
上記一対の可動型ブレーキが、上記軸の中心を通り上記負荷がかかる方向を軸線とし、上記軸線に対して対称な位置であり、上記一対の可動型ブレーキの上記床面への投影像が上記ハウジングの上記床面への設置幅内に収められる位置に設けられ、
上記制動部材が上記シーブより上記軸の他端側に設けられ、上記制動部材と対向する支持板が上記床面に立設され、上記可動型ブレーキが上記支持板の上記床面側と反対側の端部に配置され、上記可動型ブレーキそれぞれの配置位置から周方向に１８０°回転した位置に上記可動型ブレーキにより押圧された上記制動部材を受圧して上記回転子の回転を制動する固定型ブレーキが配置され上記支持板に固定されているものである。

この発明に係る巻上機は、上記のように構成されているため、巻上機全体を小型化でき、また、巻上機の横幅を小さくすることができ、エレベータシステムのレイアウトの自由度が広がり、使用材料及びコストを低減することができる。

この発明に係る巻上機の実施の形態１を示す正面図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。負荷がかかった場合のハウジングの変形を説明する斜視図である。この発明に係る巻上機の実施の形態２を示す正面図である。実施の形態２におけるハウジングの変形に対する効果を説明する斜視図である。この発明に係る巻上機の実施の形態３を示す正面図である。図６のＹ−Ｙ断面図である。この発明に係る巻上機の実施の形態４を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明に係る巻上機の実施の形態１を示す正面図、図２は、図１のＸ−Ｘ断面図であり、両図は模式的に示している。図に示したように、巻上機１は、ハウジング１１、ハウジング１１に固定され、コイルが装着されたステータ１２、ステータ１２の中心に位置しハウジング１１に一端が支持・固定された軸１３、軸１３の他端に軸受１４を介して回転できるように支持され、外周面に永久磁石１５が固定されたロータ３、ロータ３に固定され荷重を昇降させるロープを巻きかけるシーブ４、ロータ３の回転を制動する可動型ブレーキ２、ハウジング１１の負荷に対する強度を補うための強度部材であるリブ１６を備えている。

ハウジング１１は、床面２１に立設された板状の壁部１１ｂ及び壁部１１ｂの板面の１面に円筒状で円筒の軸が壁部１１ｂの板面に垂直な円筒部１１ａを有する。

ロータ３は、固定子１２の内周側に配置されている。また、固定子１２の内周と隙間を介して対向する面を有する回転部３ａと、軸１３の他端側に延出し軸受１４を介して回転できるように軸１３に支持されシーブ４を固定する回転子円筒部３ｃと、シーブ４より軸１３の一端側に近い位置に、可動型ブレーキ２が押圧する制動部材となり回転部３ａを一端で支持し他端が回転子円筒部３ｃに固定された環状の支持部３ｂとを有する。

可動型ブレーキ２は、アーマチュア５、アーマチュア５に取り付けられたシュー６、シュー６に取り付けられたライニング７、シュー６及びライニング７をロータ３の制動部材に押付けて制動するための力を発生するバネ８、アーマチュア５を吸引するための電磁コイル９、電磁コイル９を内蔵したフィールド１０を備えており、可動型ブレーキ２はハウジング１１に、例えば、ボルトで締結して固定され、ロータ３の制動部材となる支持部３ｂを押圧してロータ３を制動する。

固定子１２のコイルに通電するとロータ３が回転し、ロータ３に設置したシーブ４に巻き掛けたロープによりかご等の負荷が昇降される。

ロータ３が回転して負荷が昇降しているときには、可動型ブレーキ２の電磁コイル９に通電されフィールド１０とアーマチュア５との間に吸引力が発生されて、アーマチュア５及びシュー６がフィールド１０に引き寄せられて、可動型ブレーキ２が開放されている。負荷が停止されるときには、可動型ブレーキ２の電磁コイル９の通電を遮断することにより、バネ８でアーマチュ５及びシュー６がロータ３の支持部３ｂに押付けられてロータ３が制動される。

図２において、一対の可動型ブレーキ２を、軸１３の中心を通り矢印で示した負荷がかかる方向（図１では鉛直方向）を軸線とし、この軸線に対して対称（図１においては、４５°傾斜した方向）に、かつ、床面２１への投影像がハウジング１１の床面２１への設置幅内にあるような位置（図１においては、壁部１１ｂの上角部）に配置する。

例えば、図１において、従来のプランジャとレバーを用いた一対のブレーキのように、巻上機１の負荷方向と垂直な方向に対称にブレーキを配置した場合には、ブレーキが横方向に突き出して横幅が増え、メインテナンスのためのスペースが狭まるため、作業性が悪化する。また、巻上機の横幅が昇降路（かごを昇降するガイドするレール間）より大きくなるため、巻上機を昇降路内に配置できないなど、昇降システムの自由度が狭まるため、昇降機を設置するコストが高くなる問題がある。

この実施の形態１によれば、一対の可動型ブレーキ２を、軸１３の中心を通り矢印で示した負荷がかかる方向（図１では鉛直方向）を軸線とし、この軸線に対して対称（図１においては、４５°傾斜した方向）に、かつ、床面２１への投影像がハウジング１１の床面２１への設置幅内にあるような位置（図１においては、壁部１１ｂの上角部）に配置するので、配置スペースにおける巻上機１の配置の自由度が高まり、昇降システムのレイアウトの自由度が広がり、昇降システムを安価にできるとともに、巻上機１全体を小型化できるので巻上機１の製造コストを低減することができる。

また、巻上機１全体を小型化することによって、使用材料が削減され、製造時のＣＯ_２排出量を削減することができる。

また、図３（ａ）に示すように、通常、ハウジング１１の下部にはリブ１６が設けられており、所定の強度を確保するようにしているが、図２のシーブ４に矢印の方向に負荷が作用した場合、図３（ｂ）に示すようにハウジング１１が変形しハウジング１１の上部でたわみが大きくなり、巻上機の振動が大きくなるため、ハウジング１１の板厚を増やして強度を確保し変形を抑制するようにしているが、この実施の形態１によれば、可動型ブレーキ２をハウジング１１の上方端部に配置し、壁部１１ｂの板面に固定しているので、ハウジング１１の上方端部の強度が増し、板厚を増やすことなくハウジング１１の変形量を抑制して巻上機１の振動を抑制した高品質の巻上機１が得られる。

なお、図１では、傾斜方向が４５°の場合を示したが、必ずしも４５°に限るものではなく、設置スペースの状況に応じて傾斜方向の角度を変えることができる。

実施の形態２．
図４は、この発明に係る巻上機の実施の形態２を示す正面図であり、模式的に示している。
上記実施の形態１では、可動型ブレーキ２をハウジング１１の上方端部に配置する例を示したが、図４に示したように、ハウジング１１の下方端部に配置しても良い。図１において、巻上機１に対する負荷が下方に作用する場合には、ハウジング１１はその下部の隅部に補強のためのリブ１６が設けられた形状に加工されている。ハウジング１１は鋳造によって製造されることが多いため、形状が複雑になるとコストが高くなり、また鋳造不良を発生する確率が高くなるという問題が生じる。

図４に示したように、可動型ブレーキ２をハウジング１１の下方の端部に配置し、壁部１１ｂの板面に固定しておくことによって、図５に示すように、リブ１６より厚みが大きく幅広な可動型ブレーキ２のフィールド１０をハウジング１１の強度部材として兼用することができ、リブ１６を用いた場合よりもハウジング１１の強度を大きくして、巻上機１の振動を抑制することができるとともに、ハウジング１１の形状を簡素化することができる。

以上のように、この実施の形態２によれば、巻上機１の振動を抑制するとともに、ハウジング１１の構造を簡素化してコスト低減するとともに、鋳造不良を抑制できるので製造時のＣＯ_２排出量を削減して信頼性を向上することができる。

なお、この実施の形態２では、傾斜方向が４５°の場合を示したが、必ずしも４５°に限るものではなく、設置スペースの状況に応じて傾斜方向の角度を変えることができる。

実施の形態３．
図６は、この発明に係る巻上機の実施の形態３を示す正面図、図７は、図４のＹ−Ｙ断面図であり、模式的に示している。
上記実施の形態１及び実施の形態２では、巻上機１が可動型ブレーキ２のみを備えた例について述べたが、図６及び図７に示したように、電磁コイル９を内蔵せず、可動型ブレーキ２により押圧された制動部材を受圧して回転子３の回転を制動する固定型ブレーキ１７を併用することができる。

図６に示したように、巻上機１の可動型ブレーキ２の配置位置から１８０°回転した位置に固定型ブレーキ１７を配置する。固定型ブレーキ１７は、固定台１７ａとシュー６ａ及びライニング７ａ、調整ボルト１８で構成される。調整ボルト１８でライニング７ａとロータ３の制動面が接触する位置になるように、シュー６ａを押付ける。このとき、定格負荷が巻上機１に作用したときの制動面の変形量を解析や実験で確認しておき、負荷作用時の変形量に相当する量だけ、ライニング７ａとロータ３の間にすき間を設ける。なお、可動型ブレーキ２の配置位置及び構成は上記実施の形態１と同様である。

ライニング７ａとロータ３の間にすき間を設けるときには、すき間に相当するスペーサを準備しておき、スペーサをライニング７ａとロータ３の間に挟みこみ、この状態で調整ボルト１８でシュー６ａ及びライニング７ａをロータ３に押付ける。そして、調整後にスペーサを取り外す。このように巻上機１に定格負荷が作用したときのロータ３の変形量に応じた分、ライニング７ａとロータ３の間にすき間を設けておくことによって、負荷時には、固定型ブレーキ１７側のライニング７ａとロータ３の間にすき間がなくなり、ライニング７ａとロータ３に対する押付力をほぼ零に保った状態で、ライニング７ａとロータ３を接触させておくことができる。

固定型ブレーキ１７をライニイング７ａとロータ３の間に所定のすき間が形成された状態で、ハウジング１１の上端に配置した可動型ブレーキ２のアーマチュア５、シュー６及びライニング７をロータ３にバネ８で押付けたときには、バネ８の反力が固定型ブレーキ１７に発生する。したがって、ロータ３の制動力は、バネ８と固定型ブレーキ１７の反力を足し合わせた値となり、可動型ブレーキ２のバネ８のバネ力を低減することが可能となる。バネ力を小さくすることにより、アーマチュア５をフィールド１０に吸引するための電磁コイル９における巻線の使用量を削減し、アーマチュア５やバネ８などのブレーキ部品を軽量化することができる。

この実施の形態３によれば、可動型ブレーキ２の電磁コイル９、アーマチュア５などの部品を小型・軽量化でき、コストを低減することができる。

また、固定型ブレーキ１７は、リブ１６に代えてハウジング１１の強度部材として兼用することができ、リブ１６を用いた場合よりもハウジングの強度を大きくして巻上機の振動を抑制することができるとともに、ハウジング１１の構造の簡素化・軽量化を図ることができ、製造コストを低減することができ、また材料節減によりＣＯ_２排出量を低減できる。

実施の形態４．
図８は、この発明に係る巻上機の実施の形態４を示す断面図であり、模式的に示している。

図８において、軸１３の一端をハウジング１１への支持・固定した位置とシーブ４の軸１３の他端側側面までの矢印で示した距離Ｌはシーブ４にかけるロープの本数が増えることにより長くなり、定格を超える負荷が作用するような非常時には軸１３にかかるモーメントが大きくなるため、軸１３や軸受１４の径を大きくしたり、軸１３を強度の高い材料に変更することが必要になる。

このような場合は、図８に示したように、制動部材１９をシーブ４より軸１３の他端に近い位置に設け、制動部材１９と対向する支持板２０を床面２１に立設し、一対の可動型ブレーキ２を支持板２０に固定し、可動型ブレーキ２により押圧された制動部材１９を受圧して回転子３の回転を制動する固定型ブレーキ１７を、可動型ブレーキ２それぞれの配置位置から周方向に１８０°回転した位置に配置し、支持板２０に固定する。可動型ブレーキ２は、軸１３の中心を通り、負荷がかかる方向を軸線とし、この軸線に対して対称で、一対の可動型ブレーキ２の床面２１への投映像がハウジング１１の床面２１への設置幅内に収まる位置に配置し、支持板２０に取り付ける。

この実施の形態４によれば、一対の可動型ブレーキ２を、軸１３の中心を通り、負荷がかかる方向を軸線とし、この軸線に対して対称で、一対の可動型ブレーキ２の床面２１への投映像がハウジング１１の床面２１への設置幅内に収まる位置に配置し、支持板２０に取り付けるので、巻上機１の横幅を小さくすることができ、配置スペースにおける巻上機１の配置の自由度が高まり、昇降システムのレイアウトの自由度が広がり、昇降システムを安価にできるとともに、巻上機１全体を小型化できるので巻上機１の製造コストを低減することができる。また、巻上機１全体を小型化することによって、製造時のＣＯ_２排出量を削減することができる。

また、非常時の定格を超える負荷が作用したときには、ロータ３の他端側を固定型ブレーキ１７で支持するので、軸１３に対する応力を緩和して、振動が少ない信頼性の高い巻上機１が得られる。

また、支持板２０は比較的安価な材料で構成でき、軸１３の寸法を大きくする、または高強度の材料を使用する必要もないので、巻上機１の容量が大きくなっても安価に製造することができる。

この発明に係る巻上機は、エレベータ等に有効に利用することができる。

１巻上機、２ブレーキ、３ロータ、３ａ支持部、３ｂ回転部、４シーブ、５アーマチュア、６，６ａシュー、７，７ａライニング、８バネ、
９電磁コイル、１０フィールド、１１ハウジング、１２ステータ、１３軸、
１４軸受、１５永久磁石、１６リブ、１７固定型ブレーキ、１７ａ固定台、
１８調整ボルト、１９制動部材、２０支持板、２１床面。

Claims

床面に立設された板状の壁部及び上記壁部の板面の１面に円筒状で円筒の軸が上記壁部の板面と垂直な円筒部を有するハウジング、上記円筒部の内周に設けられた固定子、上記固定子と同軸に配置され一端が上記ハウジングの壁部に支持・固定された軸、上記固定子の内周側に配置され、上記軸の他端に軸受を介して支持され上記軸を中心として回転できるようにされた回転子、上記回転子に固定され、負荷を昇降させるためのロープを巻きかけるシーブ、上記回転子に設けた環状の制動部材、上記制動部材をその径方向外方から押圧して上記回転子の回転を制動する一対の可動型ブレーキを備えた巻上機において、
上記制動部材が上記シーブより上記軸の一端側に設けられ、上記可動型ブレーキが上記壁部の板面に固定され、
上記一対の可動型ブレーキが、上記軸の中心を通り上記負荷がかかる方向を軸線とし、上記軸線に対して対称、かつ、上記軸線に対して４５度の角度で配置され、上記一対の可動型ブレーキの上記床面への投影像が上記ハウジングの上記床面への設置幅内に収められる位置に設けられていることを特徴とする巻上機。
床面に立設された板状の壁部及び上記壁部の板面の１面に円筒状で円筒の軸が上記壁部の板面と垂直な円筒部を有するハウジング、上記円筒部の内周に設けられた固定子、上記固定子と同軸に配置され一端が上記ハウジングの壁部に支持・固定された軸、上記固定子の内周側に配置され、上記軸の他端に軸受を介して支持され上記軸を中心として回転できるようにされた回転子、上記回転子に固定され、負荷を昇降させるためのロープを巻きかけるシーブ、上記回転子に設けた環状の制動部材、上記制動部材をその径方向外方から押圧して上記回転子の回転を制動する一対の可動型ブレーキを備えた巻上機において、
上記一対の可動型ブレーキが、上記軸の中心を通り上記負荷がかかる方向を軸線とし、上記軸線に対して対称な位置であり、上記一対の可動型ブレーキの上記床面への投影像が上記ハウジングの上記床面への設置幅内に収められる位置に設けられ、
上記可動型ブレーキそれぞれの配置位置から上記円筒部の周方向に１８０°回転した位置に上記可動型ブレーキにより押圧された上記制動部材を受圧して上記回転子の回転を制動する固定型ブレーキが配置されていることを特徴とする巻上機。
上記可動型ブレーキが、上記ハウジングの上記床面側と反対側の端部に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の巻上機。
上記可動型ブレーキが、上記ハウジングの上記床面側の端部に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の巻上機。
床面に立設された板状の壁部及び上記壁部の板面の１面に円筒状で円筒の軸が上記壁部の板面と垂直な円筒部を有するハウジング、上記円筒部の内周に設けられた固定子、上記固定子と同軸に配置され一端が上記ハウジングの壁部に支持・固定された軸、上記固定子の内周側に配置され、上記軸の他端に軸受を介して支持され上記軸を中心として回転できるようにされた回転子、上記回転子に固定され、負荷を昇降させるためのロープを巻きかけるシーブ、上記回転子に設けた環状の制動部材、上記制動部材をその径方向外方から押圧して上記回転子の回転を制動する一対の可動型ブレーキを備えた巻上機において、
上記一対の可動型ブレーキが、上記軸の中心を通り上記負荷がかかる方向を軸線とし、上記軸線に対して対称な位置であり、上記一対の可動型ブレーキの上記床面への投影像が上記ハウジングの上記床面への設置幅内に収められる位置に設けられ、
上記制動部材が上記シーブより上記軸の他端側に設けられ、上記制動部材と対向する支持板が上記床面に立設され、上記可動型ブレーキが上記支持板の上記床面側と反対側の端部に配置され、上記可動型ブレーキそれぞれの配置位置から周方向に１８０°回転した位置に上記可動型ブレーキにより押圧された上記制動部材を受圧して上記回転子の回転を制動する固定型ブレーキが配置され上記支持板に固定されていることを特徴とする巻上機。