专利名称：电磁制动器以及电梯设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁制动器及电梯设备，其通过制动弹簧按压制动片来施加制动，并且通过电磁铁来解除制动。
背景技术：
在现有技术中，电磁制动器大都被构造成通过制动弹簧直接或经由作为连动装置的制动臂向制动片施加按压力，按压作为被制动体的制动鼓，以此向该制动鼓施加制动力， 此外，通过电磁铁对可动铁片进行电磁吸引并输出，直接或经由连动装置驱动所述制动片， 以此来解除制动力。已知有为了检测设置在电磁制动器的电磁铁与可动铁片之间的轴承的磨耗，也就是检测可动铁片在相对于输出方向为横向的方向上的位置，以防止轴承卡住，使用作为位置传感器或变位传感器的激光装置、微动开关、变位检测器、差动变压器、机械式触点等来检测可动体即可动铁片的位置或变位的方法(例如参照专利文献1至4)。此外，还公开有在电磁铁和铁片之间产生电磁吸引力的磁极面的形状(例如参照专利文献5)。专利文献1 日本特开平7-330238号公报(图1)专利文献2 日本实开昭62-98675号公报(图1)专利文献3 日本特公平2-36518号公报(图1)专利文献4 日本特开平8-59147号公报(图1、图8)专利文献5 日本特开2003-68524号公报(图1、5、6、7、8)所述专利文献1的图1公开了一种激光变位计，所述专利文献2的图1公开了一种微动开关，所述专利文献3的图1公开了一种变位检测器，所述专利文献4的图1公开了一种差动变压器，图4公开了一种触点式的机械式开关。可是，上述现有技术都是在被电磁铁的电磁吸引力吸引的可动铁片的输出方向上进行检测的技术，而不是在支承可动铁片的轴承产生磨耗的方向，即相对于可动铁片的输出方向为横向的方向上进行检测的技术。因此，存在无法检测轴承的磨耗，会导致可动铁片被卡住的问题。此外，在专利文献5中公开了在电磁制动器的电磁铁和可动铁片之间被电磁吸引力吸引的磁极面的形状。图1示出了俯视形状，图5示出了阶梯状的圆锥形状，图6示出了带凹凸的平面形状，图7示出了圆锥形状。可是，在采用这些形状时，相对于可动铁片的输出方向(附图的上下方向)，横向上的电磁吸引力的作用明显，在可动铁片动作时会产生阻力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁制动器及电梯设备，其能够检测出设置在电磁制动器的电磁铁和可动铁片之间的轴承的磨耗，也就是能够检测出可动铁片在相对于输出方向为横向的方向上的位置，从而能够防止可动铁片被卡住，能够提高电梯的可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供一种电磁制动器，该电磁制动器被构造成通过制动弹簧直接或经由作为连动装置的制动臂向制动片施加按压力，按压作为被制动体的制动鼓，以此向该制动鼓施加制动力，此外，通过由电磁绕组和轭铁构成的电磁铁对可动铁片进行电磁吸引且输出，直接或经由连动装置驱动所述制动片，以此来解除制动力，所述电磁铁和可动铁片的相对位置通过位置检测装置进行检测，所述电磁制动器的特征在于，所述位置检测装置通过检测所述可动铁片在相对于电磁吸引的输出方向为横向的方向上的变位来检测所述电磁铁和可动铁片的相对位置。根据上述结构，通过检测设置在电磁制动器的电磁铁与可动铁片之间的轴承的磨耗，也就是检测可动铁片在相对于输出方向为横向的方向上的相对位置，而能够防止可动铁片被卡住，能够得到可靠性高的电磁制动器。本发明的电磁制动器的特征还在于，所述横向上的变位通过设置在所述可动铁片及电磁铁的外周部上的位置检测装置来检测。根据上述结构，除了能够获得与上述电磁制动器相同的电磁制动器之外，位置检测器的安装变得简单。本发明的电磁制动器的特征还在于，所述位置检测装置由开关装置、压敏装置、电容器装置、磁性装置和光学装置中的任一种装置构成。根据上述结构，除了能够获得与上述电磁制动器相同的电磁制动器之外，还能够采用通用的位置检测器。本发明的电磁制动器的特征还在于，所述位置检测装置在检测输出为ON-OFF信号的场合下设置三个以上。根据上述结构，能够获得与上述电磁制动器相同的电磁制动器，并且能够用至少三个位置检测装置来检测位置。 本发明的电磁制动器的特征还在于，所述位置检测装置在检测输出为连续信号的场合下至少设置二个，至少以上的所述位置检测装置之间的设置角度不为180度。根据上述结构，除了能够获得与上述电磁制动器相同的电磁制动器之外，能够用至少二个位置检测装置来检测位置。本发明还提供一种电梯设备，其具有由驱动绳轮、电动机和电磁制动装置构成的卷扬机，所述驱动绳轮上卷绕有一侧与电梯轿厢卡合而另一侧与平衡重卡合的主绳索，所述电动机用于驱动所述驱动绳轮，所述电磁制动装置对所述驱动绳轮和所述电动机进行制动，所述电磁制动装置被构造成通过制动弹簧直接或经由作为连动装置的制动臂向制动片施加按压力，按压作为被制动体的制动鼓，以此向该制动鼓施加制动力，此外，通过由电磁绕组和轭铁构成的电磁铁对可动铁片进行电磁吸引且输出，直接或经由连动装置驱动制动片，以此来解除制动力，所述电磁铁和可动铁片的相对位置通过位置检测装置进行检测，所述电梯设备的特征在于，所述位置检测装置通过检测所述可动铁片在相对于电磁吸引的输出方向为横向的方向上的变位来检测所述电磁铁和可动铁片的相对位置，当该位置检测装置的输出结果被判断为异常时，使电梯运行到最近的楼层后停止。根据上述结构，能够提高电梯的可靠性。发明效果根据本发明，能够提供一种电磁制动器以及电梯设备，其能够检测出设置在电磁制动器的电磁铁和可动铁片之间的轴承的磨耗，也就是能够检测出可动铁片在相对于输出方向为横向的方向上的位置，从而能够防止可动铁片被卡住，能够提高电梯的可靠性。
图1表示本发明一实施方式所涉及的电磁制动器的整体结构和电梯的结构。图2是设置有作为位置检测装置的开关装置的电磁驱动装置的截面图。图3与图2相当，表示电磁驱动装置的电磁铁通电时的情况。图4是表示图3的磁极面的A-A箭头处的截面图。图5与图3相当，表示电磁铁通电时的情况，示出了图中的可动铁片沿横向变位的状态。图6是表示图5的磁极面的B-B箭头处的截面图。图7是图2的C-C箭头处的截面图，图中设置有三个图2所示的在可动铁片的外周部检测可动铁片的横向变位的开关装置。图8与图7相当，图中设置有四个图2所示的在可动铁片的外周部检测可动铁片的横向变位的开关装置。图9与图2相当，表示电磁铁的通电断开时用压敏装置检测可动铁片的横向变位时的检测方法。图10与图9相当，图中在整个外周部设置了由压敏装置构成的位置检测装置。图11是图10的D-D箭头处的截面图。图12与图2相当，图中在外周部设置有磁性装置作为位置检测装置。图13与图2相当，图中在外周部设置有光学装置或者电容器装置作为位置检测装置。图14与图7相当，表示至少设置有二个位置检测装置时的布置情况。符号说明1制动鼓2电磁制动装置3制动片4制动臂5制动弹簧8电磁铁9电磁绕组10 轭铁11可动铁片16位置检测装置17卷扬机17a电动机18驱动绳轮19钢丝绳20电梯轿厢
21平衡重25开关装置31、32压敏装置41磁性装置43光学装置44电容器装置
具体实施例方式以下参照图1至图8对本发明的电磁制动器和电梯设备的第一实施方式进行说明。在图1中，1表示作为被制动体的制动鼓，2表示电磁制动装置，其对该制动鼓1进行制动，由各自能够独立地作为制动器发挥作用的一对电磁制动器2a、2b构成，以下对其结构进行说明。一对制动片3在左右侧与制动鼓1的制动面Ia抵接。4表示作为连动装置的一对制动臂，制动臂4的中间部分如具有所述制动片3，并且制动臂4的一个端部如以可旋转的方式被支承。5表示一对制动弹簧，其设置在制动臂4的另一个端部4b处，使得所述制动片3能够向制动面Ia施加按压力以施加制动力。6表示作为连动装置的L形状的杆件，其由销7可旋转地支承。所述L形状的杆件6的一侧与所述制动臂4的另一端部4b连接，所述L形状的杆件6的另一侧与轴12连接，该轴12与后述的可动铁片11结合。8表示固定的一对电磁铁，其被设置成通过与可动铁片11结合的轴12来驱动L形状的杆件6的另一侧，使得解除所述制动弹簧5的按压力，以此来解除制动力。电磁驱动装置13由电磁铁8、可动铁片11以及轴12构成。电磁铁8分别由电磁绕组9和轭铁10构成，可动铁片11与电磁铁8的磁极面对向设置。可动铁片11在轭铁10的中央部分与被支承成可滑动的轴12的一端结合，轴12的另一端与L形状的杆件6的另一侧连接，通过L形状的杆件6来驱动制动臂4，以一体地驱动制动片3。在本实施方式中，所述可动铁片11在上下方向上动作，通过L形状的杆件6将动作的方向变换为大致垂直的方向，使得制动臂4 以一个端部如为旋转中心在左右方向上动作。也就是说，该电磁制动器2a、2b由制动片3、制动臂4、制动弹簧5、L形状的杆件6 以及电磁驱动装置13构成，并大致对称地设置在左右侧。此外，也可以不设置作为连动装置的制动臂4以及L形状的杆件6而直接由制动弹簧5来按压制动片3，并且由可动铁片 11直接来解除按压，本实施方式也适用于这一结构。14表示绕组励磁电源，其使一对电磁铁8的电磁绕组9通电，并控制电流。15表示使一对所述电磁铁8的电磁绕组9通电或断开通电的电磁接触器的触点。16表示可动铁片11的位置检测装置，用于检测被电磁吸引力吸引的可动铁片11 在相对于轴12的可移动输出方向为横向的方向上的相对位置。所述电磁制动装置2例如用于电梯的卷扬机17，该卷扬机的驱动绳轮18上卷绕有钢丝绳19，钢丝绳19的一侧与电梯轿厢20卡合，另一侧与平衡重21卡合，由卷扬机17的电动机17a驱动驱动绳轮18，由此驱动钢丝绳19，使得电梯轿厢20在上下方向进行运行。 此时，电磁制动装置2通过使电磁铁8的通电断开来对卷扬机17施加制动，以此使电梯轿厢20停止并保持停止状态。另外，通过使电磁铁8通电来解除对卷扬机17的制动，使电梯轿厢20处于可运行的状态。以下对本实施方式的电磁制动器h、2b的动作进行说明。图1所示的是使电磁铁8的通电断开而施加制动时的状态。使触点14连接而使电磁铁8通电后，可动铁片11被电磁吸引力吸引，轴12朝图的下方变位，L形状的杆件6进行旋转变位，使制动臂4以一个端部如为中心进行旋转变位，左右侧的制动臂4的另一端部4b朝箭头\所示方向变位，使制动片3朝箭头Ys所示方向变位，制动片3离开制动鼓1 的表面，制动被解除。当电磁铁8的通电被断开时，返回图1所示的制动施加状态。如图2至图6所示，与可动铁片11结合的轴12由轴承22支承，在电磁铁8通电时，可动铁片11被电磁吸引力吸引，轴12朝图的下方滑动。可动铁片11与电磁铁8之间的磁极面例如以凹凸状嵌合。也就是说，在可动铁片侧具有圆形的凹状槽11a，在电磁铁8 的轭铁10侧具有圆形的凸状突起10a，该凸状突起IOa与凹状槽Ila以不接触的方式嵌合。23表示空隙保持片，在可动铁片11被电磁吸引力吸引时，使可动铁片11与电磁铁 8的磁极面之间保持一定的间隙。M表示弹簧，其防止可动铁片11与电磁铁8之间出现松动。25表示作为位置检测装置16的微动开关等输出ON-OFF信号的开关装置，其从电磁铁 8的轭铁10侧通过支承构件沈进行设置，与可动铁片11隔开规定的检测距离G，检测可动铁片11在箭头Ya所示的横向上的相对位置，以判断有无异常。当因轴承22的磨耗而导致可动铁片11在规定的横向上发生了变位时，开关装置25动作，输出ON或者OFF信号，判断为出现了异常。电磁铁8通电后，如图3所示，可动铁片11被吸引，并通过空隙保持片23保持一定的间隙。在一般的正常状态下，如图4所示，凹状槽Ila与凸状突起IOa等间隔地嵌合， 在凹状槽Ila与凸状突起IOa之间产生的横向的电磁吸引力处于平衡状态。而如图5所示，因轴承22产生磨耗，而使得可动铁片11与轴12 —起在横向上发生了变位时，如图6所示，在凹状槽Ila与凸状突起IOa之间产生的横向的电磁吸引力失衡，横向的力作用在箭头 E所示的方向上，使得凹状槽Ila与凸状突起IOa之间的间隔的一侧变窄。由于该作用力，轴承22的磨耗进一步加剧。在轴承22的磨耗进一步加剧后，轴12 与轭铁10发生接触而使得轴12被卡住，从而导致电磁制动器2a、2b不能发挥其功能。在可动铁片11与电磁铁8的磁极面之间产生横向的电磁吸引力时的磁极面的形状如上述图2和专利文献5所示，呈阶梯状的圆锥形状和圆锥形状，磁通在相对于可动铁片 11的输出方向(附图的上下方向)为横向的方向通过，产生横向的电磁吸引力，该电磁吸引力成为可动铁片的轴的运动的摩擦阻力。如图7和图8所示，所述开关装置25至少设置三个以上。也就是说，如图7所示， 如果只设置一个开关装置25a，虽然能够检测到朝向开关装置25a的方向F上的变位，但存在无法检测到与离开开关装置25a的方向H以及方向F相垂直的方向I上的变位的问题。此外，如果只设置二个开关装置25a、25b，与只设置一个开关装置25a的场合相同，虽然能够检测到朝向开关装置25a、2^的方向F上的变位，但存在无法检测到偏离该二个开关装置25a、25b的方向J上的变位的问题。因此，如图7所示，在周向上以α = 120度的间隔设置三个开关装置25a、25b、 25c，如此能够对各个方向的变位进行检测。例如，相对于开关装置25a、25b的中间方向上的变位D，朝向开关装置25a、25b的变位等于DX cos ( α/2) = 0. 5，检测灵敏度为一半，此时，在考虑到该检测灵敏度下降这一因素的基础上对开关装置25a、25b的检测距离G进行设定。开关装置2 与25c之间的检测以及开关装置25c与2 之间的检测也可以通过相同的方法进行。此外，在上述说明中，以在周向上以α =120度的等间隔设置三个开关装置 25a.25b.25c的场合为例作了说明，但很显然，非等间隔地设置时也能够检测到横向上的变位。此时，由于检测灵敏度因开关装置25a、25b、25c的设置间隔角度的不同而不同，所以需要对检测距离Ga、Gb, Gc分别进行设定。图8表示在周向上以大致β = 90度的间隔设置四个开关装置25a、25b、25c、 25d的场合。此时，与图7的设置三个开关装置的场合相比，检测灵敏度进一步提高。例如，相对于开关装置25a、25b的中间方向的变位D，朝向开关装置25a、25b的变位等于 DXcos(^/2) = 0. 707，与设置三个开关装置的场合相比，检测灵敏度进一步提高。也就是说，开关装置25的设置数量越多，检测灵敏度越高。如上所述，本实施方式的效果是，通过用三个以上的作为位置检测装置的微动开关等输出ON-OFF信号的开关装置来检测电磁制动器的可动铁片在横向上的变位，所以能够检测到轴承的磨耗，能够防止轴承被卡住，从而能够得到可靠性高的电磁制动器。以下参照图9说明第二实施方式。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，在可动铁片的外周部设置了三个以上作为位置检测装置16的压电传感器和导电传感器等的压敏装置来检测可动铁片11在横向上的变位。与第一实施方式相同的部分采用相同的符号表示，并省略其说明。在图9中，31表示压敏装置，该压敏装置从电磁铁8的轭铁10侧通过支承构件沈进行设置，与可动铁片11隔开规定的检测距离G，检测可动铁片11在横向上的相对位置，以判断有无异常。当因轴承22的磨耗而导致可动铁片11在规定的横向上发生了变位而与压敏装置31发生了接触时，压敏装置31输出ON-OFF的检测信号，判断为出现了异常。与可动铁片11之间的检测距离G与上述第一实施方式相同。本实施方式也与上述第一实施方式一样，至少设置三个以上的压敏装置31。本实施方式可以获得与上述第二实施方式相同的效果。以下参照图10和图11说明第三实施方式。本实施方式与第二实施方式的不同之处在于，在可动铁片的整个外周部设置了作为位置检测装置16的压敏装置。与第二实施方式相同的部分采用相同的符号表示，并省略其说明。在图10和图11中，32表示环状的压敏装置，设置在从轭铁10的外周部侧设置的支承构件沈的内周部分。环状的压敏装置以规定的检测距离G设置，能够检测可动铁片11 在横向上的相对位置，以判断有无异常。当因轴承22的磨耗而导致可动铁片11在规定的横向上发生变位而与压敏装置32发生了接触时，压敏装置32输出检测信号，判断为出现了异常。本实施方式可以获得与上述第二实施方式相同的效果，并且由于在整个外周进行检测，所以检测灵敏度不受周向位置的影响，能够获得均勻的检测灵敏度。以下参照图12至图14说明第四实施方式。本实施方式与第一至第三实施方式的不同之处在于，在可动铁片11的外周部上作为位置检测装置16设置能够对位置进行连续检测的差动变压器等的磁性装置或激光传感器等的光学装置或电容传感器等的电容器装置。与第一至第三实施方式相同的部分采用相同的符号表示，并省略其说明。在图12中，41表示磁性装置，该磁性装置设置在从轭铁10的外周部侧设置的支承构件沈上。检测器件42以与可动铁片11接触的方式设置，使得能够检测可动铁片11在横向上的相对位置。该磁性装置41连续地检测可动铁片11在横向上的变位并输出信号。 当因轴承22的磨耗而导致可动铁片11在规定的横向上发生了变位，磁性装置41输出规定的信号时，判断为出现了异常。在图13中，光学装置43或者电容器装置44设置在从轭铁10的外周部侧设置的支承构件沈上。该光学装置43或者电容器装置44以非接触的方式与可动铁片11对向设置，使得能够检测可动铁片11在横向上的相对位置，该光学装置43或者电容器装置44连续地检测可动铁片11在横向上的变位并输出信号。当因轴承22的磨耗而导致可动铁片11 在规定的横向上发生了变位，光学装置43或者电容器装置44输出规定的信号时，判断为出现了异常。作为位置检测装置16的所述磁性装置41、光学装置43以及电容器装置44至少设置二个以上。在图14中，在设置一个位置检测装置16a时，虽然能够在朝向位置检测装置16a的方向和离开位置检测装置16a的方向上检测变位，但存在无法检测与位置检测装置16a的检测方向相垂直的方向上的变位的问题。因此，在周向上以设置角度、大致等于 90度的间隔设置二个位置检测装置16a、16b。也就是说，与在图7和图8的说明中所述的那样，例如相对于位置检测装置16a、16b的中间方向的变位D，朝向位置检测装置16a、16b 的方向和离开位置检测装置16a、16b的方向上的变位等于DXcos(Y/2) = 0.707，这样， 虽然检测灵敏度下将，但能够检测到可动铁片11在横向上的变位。因此，在考虑到检测灵敏度下降这一因素的基础上对位置检测装置16进行设定。位置检测装置16的设置数量越多，检测灵敏度越高。不过，在以Y = 180度的设置角度设置二个位置检测装置时，由于无法对连接二个位置检测装置的直角方向上的变位进行检测，所以不能以Y =180度的设置角度进行设置。此外，显然位置检测装置16的设置数量越多，检测灵敏度越高。将在第一至第四实施方式中所说明的位置检测装置16的异常检测信号例如应用在图1中所说明的电梯中，在检测到异常时，使电梯运行到最近的楼层后停止。其结果，能够获得高可靠性的电梯。本实施方式可以获得与上述第一和第二实施方式相同的效果，并且由于连续地输出对变位的检测结果，所以能够以至少二个的位置检测装置进行位置检测。
权利要求
1.一种电磁制动器，该电磁制动器被构造成通过制动弹簧直接或经由作为连动装置的制动臂对制动片施加按压力，按压作为被制动体的制动鼓而施加制动力，并通过电磁铁对可动铁片进行电磁吸引且输出，直接或经由连动装置驱动制动片而解除制动力，该电磁铁和可动铁片的相对位置通过位置检测装置进行检测，所述电磁制动器的特征在于，所述位置检测装置通过检测可动铁片在相对于电磁吸引的输出方向为横向的方向上的变位来检测所述电磁铁和可动铁片的相对位置。
2.如权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述横向上的变位通过设置在所述可动铁片及电磁铁的外周部上的位置检测装置来检测。
3.如权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述位置检测装置由开关装置、压敏装置、电容器装置、磁性装置和光学装置中的任一种装置来构成。
4.如权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述位置检测装置在检测输出为ON-OFF信号时设置三个以上。
5.如权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述位置检测装置在检测输出为连续信号时设置二个以上，且二个以上的所述位置检测装置之间的设置角度不为180度。
6.一种电梯设备，具有由驱动绳轮、电动机和电磁制动装置构成的卷扬机，所述驱动绳轮上卷绕有一侧与电梯轿厢卡合而另一侧与平衡重卡合的主绳索，所述电动机用于驱动所述驱动绳轮，所述电磁制动装置对所述驱动绳轮及电动机进行制动，所述电磁制动装置被构造成通过制动弹簧直接或经由作为连动装置的制动臂向制动片施加按压力，按压作为被制动体的制动鼓而施加制动力，并通过由电磁绕组和轭铁构成的电磁铁对可动铁片进行电磁吸引且输出，直接或经由连动装置驱动制动片而解除制动力，该电磁铁和可动铁片的相对位置通过位置检测装置进行检测，所述电梯设备的特征在于，所述位置检测装置通过检测可动铁片在相对于电磁吸引的输出方向为横向的方向上的变位来检测所述电磁铁和可动铁片的相对位置，在所述位置检测装置的输出结果被判断为异常时，使电梯运行到最近的楼层后停止。
全文摘要
本发明提供一种电磁制动器，其检测设置在电磁制动器的电磁铁和可动铁片之间的轴承的磨耗，即检测可动铁片在相对于输出方向为横向的方向上的位置，从而防止轴承被卡住。该电磁制动器被构造成通过制动弹簧(5)直接或经由作为连动装置的制动臂(4)对制动片(3)施加按压力，按压作为被制动体的制动鼓(1)而施加制动力，并通过由电磁绕组(9)和轭铁(10)构成的电磁铁(8)对可动铁片(11)进行电磁吸引且输出，直接或经由连动装置驱动制动片而解除制动力，电磁铁与可动铁片的相对位置通过位置检测装置来检测，其中，位置检测装置通过检测可动铁片在相对于电磁吸引的输出方向为横向的方向上的变位来检测电磁铁和可动铁片的相对位置。
文档编号B66B5/02GK102384193SQ201110160908
公开日2012年3月21日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者五十岚章智, 伊藤正信 申请人:株式会社日立制作所, 水户工程服务有限公司