專利名稱：電磁制動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電磁制動器。更具體地說，最好是配置在繩索式電梯用的提升機內的電梯用電磁制動器。
背景技術：
圖10是表示傳統(tǒng)的提升機用制動器300的正視圖。圖11是表示在傳統(tǒng)的提升機用制動器內使用的柱塞式電磁閥的一例的剖視圖。
如圖10所示，提升機用制動器300由制動機構310、柱塞式電磁閥320構成。
制動機構310具有與提升機用制動器300的電動機(無圖示)連接的制動鼓2。在制動鼓2的外周壁相對的2處設有制動片4。制動臂6與制動片4連接。各制動臂6的下端用臂銷10固定。各制動臂6的上方用止動螺栓12與制動桿14連接。在止動螺栓12的再上方，設有制動彈簧16。
另一方面，柱塞式電磁閥320具有柱塞桿20。柱塞桿20在下方與制動桿16接觸。在柱塞桿20的下方周圍具有固定鐵心22。在柱塞桿20的上方周圍設有柱塞24。在被柱塞24和固定鐵心22包圍的空間配置有繞組26。
這樣構成的提升機用制動器300在繞組26的電流斷開的狀態(tài)，通過制動彈簧16將制動臂6向制動鼓2側推的力使與制動臂6連接的制動片4推壓制動鼓2。在該狀態(tài)，提升機用制動器300的電動機停止旋轉。此時，制動桿14被制動臂6向內側推，由此，柱塞桿20和柱塞24一起被往上推。
另一方面，一旦向柱塞式電磁閥320的繞組26通電流，柱塞24由磁吸引力吸引至固定鐵心22，并與柱塞桿20一起被推下。制動桿14被柱塞桿20推下，由此，制動臂6向臂打開的方向推。這里，對柱塞24起作用的磁吸引力一旦比制動彈簧16的彈簧力大，對提升機用制動器200起作用的制動就被解除而成為可旋轉狀態(tài)。
這種提升機用制動器300是使制動桿14與柱塞式電磁閥的推下動作連動，并通過制動桿14使制動臂6從制動鼓外周面離開而解除制動力的結構。
這樣構成的制動器，為了消除固定鐵心22和柱塞24在吸引時碰撞的沖擊和聲音，在碰撞面夾有橡膠片等沖擊吸收墊46。
再有，如圖11所示，磁吸引力起作用的柱塞24頂端面和與之相對的固定鐵心22的相對面為階梯狀的臺階，所以也具有調節(jié)柱塞位置與吸引力的關系。
但是，這樣將碰撞面設為臺階形狀，會使碰撞面變得復雜，而且夾入沖擊吸收墊困難。為了碰撞面不接觸還需要設間隙，所以磁吸引力起作用的面減少，吸引力降低。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種小型、碰撞速度低、動作聲音輕、而且沖擊吸收墊的疲勞減小的電磁制動器。
本發(fā)明的電磁制動器具有固定鐵心；在一面與所述固定鐵心相對的可動鐵心；為使所述固定鐵心與所述可動鐵心互相相對的相對面間的距離變化而使所述可動鐵心運動的繞組，并且與所述可動鐵心的運動連動而進行制動，所述固定鐵心與所述可動鐵心在所述可動鐵心運動時，分別在互相相對而滑動的二面上至少具有1個凹部。
這樣，可以減慢可動鐵心在碰撞等動作時的速度，從而，可使動作聲音輕，而且減輕沖擊吸收墊的疲勞。
另外，本發(fā)明的電磁制動器，是在所述相對面間的距離成為最短的狀態(tài)，在所述固定鐵心的凹部與所述可動鐵心的凹部中，至少1組配置在互相相對而吻合的位置。
另外，本發(fā)明的電磁制動器，所述凹部的寬度相對于所述相對面間的距離為最大時的距離是2倍以上的長度。


圖1是說明本發(fā)明實施形態(tài)1的提升機用制動器的正視圖。
圖2是說明本發(fā)明實施形態(tài)1的柱塞式電磁閥的剖視圖。
圖3是說明傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥的動作狀態(tài)的概念模式圖。
圖4是說明本發(fā)明實施形態(tài)1的柱塞式電磁閥的動作狀態(tài)的概念圖。
圖5是表示傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥從勵磁狀態(tài)到無勵磁狀態(tài)柱塞的運動波形的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明實施形態(tài)的柱塞式電磁閥從勵磁狀態(tài)到無勵磁狀態(tài)柱塞的運動波形的曲線圖。
圖7是表示傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥從無勵磁狀態(tài)到勵磁狀態(tài)柱塞的運動波形的曲線圖。
圖8是表示本發(fā)明實施形態(tài)的柱塞式電磁閥從無勵磁狀態(tài)到勵磁狀態(tài)柱塞的運動波形的曲線圖。
圖9是說明本發(fā)明實施形態(tài)2的柱塞式電磁閥的動作狀態(tài)的概念圖。
圖10是表示傳統(tǒng)的提升機用制動器的正視圖。
圖11是表示一例在傳統(tǒng)的提升機用制動器內使用的柱塞式電磁閥的剖視圖。
具體實施例方式
以下，結合

本發(fā)明實施形態(tài)。另外，在各圖中，對于同一或相當?shù)牟糠指郊油环枺瑢ζ湔f明則簡化乃至省略。
首先，從圖1至圖8說明本發(fā)明的實施形態(tài)1。
圖1是說明本發(fā)明實施形態(tài)1的提升機用制動器100的正視圖。
如圖1所示，提升機用制動器100具有制動機構110、柱塞式電磁閥120。
制動機構110由制動鼓2、制動片4、制動臂6而構成。
制動鼓2安裝在提升機用制動器100的電動機軸(無圖示)上。制動鼓2從正面看是圓形的圓柱狀體。制動片4隔著襯墊8在制動鼓2的外周側面相對的2處，分別相對而設置。制動臂6配置在各制動片4的外側。
此外，各制動臂6，在下方的端部由臂銷10固定并可回轉，在上方的端部用止動螺栓12與制動桿14為可動狀態(tài)而安裝。另外，在止動螺釘12的再上方，制動彈簧16在將各制動臂6向內側推的方向以使彈力起作用而設置。
圖2是說明柱塞式電磁閥120用的剖視圖。
如圖2所示，柱塞式電磁閥120由柱塞桿20、固定鐵心22、柱塞24、繞組26而構成。
柱塞桿20是在柱塞式電磁閥120的中央并在上下可動的狀態(tài)而設置的軸棒。以柱塞桿20為中心，在柱塞桿20的周圍設置固定鐵心22和柱塞24。
固定鐵心22由鐵心中央部30、鐵心下面部32、鐵心側面部34、鐵心上面部36而構成。鐵心中央部30包圍柱塞桿20的下方而設置。鐵心下面部32相對于鐵心中央部30垂直且與鐵心中央部30的下方連接而配置在柱塞式電磁閥120的下面。鐵心側面部34相對于鐵心下面部32垂直且與鐵心下面部32的外周部連接而配置在柱塞式電磁閥120的側面部分。鐵心上面部36相對于鐵心側面部34垂直且與鐵心側面部34的上部連接而配置在柱塞式電磁閥120的上面。
柱塞24以柱塞桿20的上方部分為中心與柱塞桿20的外周連接而設置。固定鐵心22的鐵心上面部36的側面38與柱塞24的側面部的上方部分40相對。鐵心中央部30的上面42與相對于柱塞24的柱塞桿20而垂直的下方的面44相對。在該相對面，在柱塞24上設有沖擊吸收墊46。
在本說明書中，在側面相對的二面38、40稱為相對側面38、40，在上下相對的二面42、44稱為碰撞面42、44。
繞組26被鐵心中央部30、鐵心下面部32、鐵心側面部34、鐵心上面部36和柱塞24包圍而配置。
即，柱塞式電磁閥120以柱塞桿20為中心，左右分別具有被固定鐵心22的鐵心中央部30、鐵心下面部32、鐵心側面部34、鐵心上面部36和柱塞24包圍的空間，在其空間內具有繞組26。
在相對側面38、40分別設有凹部48、50。在電流通到繞組26，柱塞24被固定鐵心22吸引保持的勵磁狀態(tài)，該凹部48、50其開口吻合并相對而配置。在相對側面38、40的上端部分別配有軸承52、54。
設通向繞組26的電流切斷、吸引被解除的無勵磁狀態(tài)與勵磁狀態(tài)的距離差為行程長d1時，凹部48、50的開口部寬度分別可用2d1表示，即凹部48、50的寬度為行程長d1的2倍。再有，從軸承52、54的下端至凹部48、50上端的距離，以及從凹部48、50的下端至固定鐵心22的鐵心上面部36下端的距離也都為大致2d1以上，即成為行程長的2倍以上而構成。
以下，結合圖1、2說明按上述而構成的柱塞式電磁閥120的作用及包括其的提升機用制動器100的作用。
另外，在本說明書中，將電流通到繞組26、柱塞24被固定鐵心22吸引保持的勵磁狀態(tài)稱為勵磁狀態(tài)，將通向繞組26的電流切斷、吸引被解除的狀態(tài)稱為無勵磁狀態(tài)。
如上述，在勵磁狀態(tài)，柱塞24，在夾著沖擊吸收墊46的狀態(tài)下，與固定鐵心22的鐵心中央部30在碰撞面42、44處接近。在該狀態(tài)，凹部48、50的開口面吻合而相對。
此時，設在中央的柱塞桿20與柱塞24一起處于推到下方的狀態(tài)。制動桿14也被柱塞桿20推下，而且推下該制動桿14的力比制動彈簧16通過推制動臂6而將制動桿14往上推的力大。因此，在該狀態(tài)，制動臂6被打開，制動片4處于離開制動鼓2的狀態(tài)，提升機用制動器100成為可旋轉的狀態(tài)。
另一方面，在無勵磁狀態(tài)的情況下，在柱塞24與固定鐵心22之間吸引力不起作用。因此，在該狀態(tài)，制動彈簧16通過推制動臂6的力使制動桿14將柱塞桿20往上推，隨之柱塞24成為被推到上方的狀態(tài)。此時，碰撞面42、44之間的距離成為行程長d1+沖擊吸收墊46的厚度。
在該狀態(tài)，與勵磁狀態(tài)相比，由于柱塞24被往上方推到距離d1，所以凹部50也在上方錯開d1。這樣，凹部48和50相對的開口就分別錯開距離d1，即，只錯開凹部寬度的一半。另外，凹部48、50的深度要充分大于沒有凹部48、50的部分相對時的間隙。
在該無勵磁狀態(tài)，制動彈簧16推制動臂6的力要比柱塞桿20將制動桿14推下的力大。這樣，制動臂6被向內側推，隨之制動片4被推壓制動鼓2。由此，在無勵磁狀態(tài)，提升機用制動器100保持在制動保持狀態(tài)，并成為不可旋轉的狀態(tài)。
下面，對以上構成的電磁制動器在動作及停止時，柱塞24和固定鐵心22的碰撞情況進行說明。
圖3是為了比較而說明傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥310的動作狀態(tài)的概念圖，圖4是說明本發(fā)明實施形態(tài)1的柱塞式電磁閥120的動作狀態(tài)的概念圖。另外，圖3A、圖4A表示勵磁狀態(tài)，圖3B、圖4B表示無勵磁狀態(tài)。
圖5、6是表示從勵磁狀態(tài)，斷開電流，柱塞24的吸引被解除至無勵磁狀態(tài)，柱塞24的運動波形的曲線圖。圖7、8是表示從無勵磁狀態(tài)，外加電壓，吸引保持柱塞24至勵磁狀態(tài)，柱塞24的運動波形的曲線圖。另外，圖5、圖7是傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥320的情況，圖6、圖8是表示本實施形態(tài)的柱塞式電磁閥120的運動波形的情況。
在曲線圖5～8中，橫軸表示經(jīng)過時間(S)，用◆圖示的線表示柱塞24的位置(mm)，用■圖示的線表示柱塞24的速度(m/s)，用△圖示的線表示施加在柱塞24的磁吸引力(N)。
首先，在圖3A、圖4A所示的勵磁狀態(tài)，柱塞26以最小的勵磁電流被固定鐵心22吸引保持。此時，柱塞24由于制動彈簧16的作用而通過柱塞桿20受到向上方的1000N的力。
如圖5、6的◆所示，柱塞24的位置，在最初的勵磁狀態(tài)，即柱塞24被吸引到固定鐵心22側時，傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥310、本實施形態(tài)的柱塞式電磁閥120均為1(mm)。從該狀態(tài)斷開通向繞組26的電流，則上升3(mm)，即在4(mm)處停止。
如圖5的■所示，傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥310從切斷電源開始逐漸增速，在4(mm)處，在停止上升之前上升速度為最高的0.6(m/s)，之后停止。此時，如△所示，磁吸引力從1000(N)逐漸下降到800(N)。
另一方面，本實施形態(tài)的柱塞式電磁閥120，如圖5所示，在上升途中的3(mm)位置處的A附近，磁吸引力一度超過彈簧力而大于1000(N)。由此，柱塞24一度在反方向稍微退回后，再次開始上升。而再次到達位置3(mm)附近，柱塞24將要退回，但就在此時速度、電流均被變小，所以磁吸引力只是稍微超過彈簧力，即使經(jīng)過一些減速也會與固定鐵心22碰撞。此時的碰撞速度為0.15(m/s)。
因此，如比較傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥320與本實施形態(tài)的柱塞式電磁閥120的碰撞速度，則本實施形態(tài)的柱塞式電磁閥120的落下速度為傳統(tǒng)的1/4左右。因而，可以降低沖擊聲音，還可以緩和沖擊引起的疲勞。
另外，柱塞式電磁閥120在位置3(mm)處磁吸引力一度超過彈簧力可認為是由于在相對側面38、40分別設有凹部48、50的緣故。即，在通電時的凹凸部中，凹部與凹部、凸部與凸部相靠而使磁吸引力起作用。該力稱為磁阻力。當考慮柱塞24移動時，在具有凹凸的相對側面38、40中，磁通是從凸部通向凸部。而在與柱塞24移動的同時，在凸部與凸部的位置發(fā)生錯位，磁通則難以急速通過。這樣，在繞組26中，磁通量保持到一定便會產(chǎn)生速度電動勢而使電流上升。因此，大致相同的磁通通過時，與位置1(mm)處相比，位置3(mm)處由于磁阻力而使總的磁吸引力增大，進而磁吸引力超過彈簧力。
另外，如果忽略柱塞式電磁閥的運動引起速度電動勢的影響，電流則一邊在環(huán)流回路通過、一邊根據(jù)繞組26的時間常數(shù)衰減下去。因此，柱塞24通過制動彈簧16的彈簧力和磁吸引力相抵，速度一旦減速，速度電動勢就會減少，電流衰減。由此，磁吸引力不能超過彈簧力便再次增速，但柱塞24終于因彈簧力而碰撞。這里，柱塞24由于在位置3(mm)處一度減速，所以碰撞速度低。
另一方面，如圖7、8所示，從無勵磁狀態(tài)外加電壓，傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥320、本實施形態(tài)的柱塞式電磁閥120都是從4(mm)處開始。
如圖7所示，傳統(tǒng)的柱塞式電磁閥320一旦外加電壓開始，即大致保持同位置，經(jīng)過0.35(s)，吸引力超過1000(N)時開始移動，且一下子回到1(mm)處。碰撞的速度為4(m/s)。
另一方面，如圖8所示，本實施形態(tài)的柱塞式電磁閥120一旦外加電壓開始，柱塞24即大致保持同位置，但經(jīng)過0.3(s)左右，吸引力便達到1000(N)。而在此刻，柱塞24開始移動，在0.3～0.4(s)的0.1秒鐘之間比較慢地移動并在1(mm)處碰撞。此時的碰撞速度為0.07(m/s)左右。
這樣，柱塞式電磁閥120到達開始吸引的時間早、且緩慢增加吸引速度。所以可以緩和碰撞的速度。這，是由于實施形態(tài)所示的柱塞式電磁閥120比傳統(tǒng)的開始吸引的時間早。
另外，本實施形態(tài)1就柱塞式電磁閥120在提升機用制動器100中使用的情況作了說明，但本發(fā)明不限于這種提升機用的電磁制動器。本發(fā)明的電磁制動器作為與柱塞式電磁閥120的動作連動而發(fā)揮作用的制動器可以應用于其它的制動器。
本發(fā)明電磁制動器120的各結構構件，譬如柱塞桿20、固定鐵心22、柱塞24、繞組26等的配置和形狀都不限于在本實施形態(tài)中說明的內容。
另外，凹部48、50的寬度雖然調至行程長的2倍，但在本發(fā)明中，凹部48、50的寬度并不限于此。凹部48、50的寬度根據(jù)柱塞24的移動，相對側面38、40的位置關系發(fā)生錯開時，凹部48、50的開口部分，只要預先對未設凹部48、50的部分加大至不完全閉合的程度就可以。
以下，結合圖9說明本發(fā)明的第二實施形態(tài)。
圖9是說明實施形態(tài)2的柱塞式電磁閥220的視圖。
柱塞式電磁閥220與實施形態(tài)1說明的柱塞式電磁閥120類似。但是，如圖9所示，柱塞式電磁閥220具有在鐵心上面部36與柱塞24的相對側面38、40上的2組凹部56～62。另外，柱塞24在相對側面38的下方、未與相對側面40相對的部分，還具有1個凹部64。凹部56～64分別以2d1的間隔具有每2個行程長d1的2倍寬度的凹部。鐵心上面部36側的凹部56、58和柱塞24側的凹部60、62，在勵磁狀態(tài)以互相吻合一致的位置而配置。在無勵磁狀態(tài)凹部56、60及58、62的開口分別錯開各1/2。
這樣，由于凹部數(shù)增加，制動系數(shù)加大，所以可調節(jié)、減慢碰撞的速度、吸引的速度。
在實施形態(tài)2中，是對柱塞式電磁閥210具有2組凹部56～62的情況作了說明，但本發(fā)明不限于此。由于通過增加凹部數(shù)，可以減慢碰撞的速度、吸引的速度，因此考慮碰撞的速度等，對適當深度的凹部只要設置適當?shù)臄?shù)量即可。
這里，雖然根據(jù)凹部的數(shù)量對效果進行了調整，但增大凹部的寬度或加深凹部的深度也會由于制動系數(shù)變大而減慢碰撞和吸引的速度。因此，通過調節(jié)凹部的寬度和深度也可以調整碰撞和吸引的速度。
此外，在實施形態(tài)2中說明的柱塞式電磁閥220與實施形態(tài)1同樣，也可以在提升機用制動器內使用。而且不限于提升機，在其它裝置內也可用作制動器。
其它部分與實施形態(tài)1同樣，故省略說明。
另外，在本發(fā)明中，譬如實施形態(tài)1、2的柱塞24相當于可動鐵心。在本發(fā)明中，譬如實施形態(tài)1、2的沖撞面42、44相當于相對面。在本發(fā)明中，譬如實施形態(tài)1、2的相對側面38、40相當于互相相對而滑動的二面，即固定鐵心和可動鐵心接觸或接近的二面是伴隨柱塞的移動，位置關系發(fā)生錯開的二面。
在本發(fā)明中，譬如實施形態(tài)1、2的勵磁狀態(tài)相當于相對面間的距離成為最短的狀態(tài)，譬如實施形態(tài)1、2的無勵磁狀態(tài)相當于相對面間的距離為最大時候，行程長2d1相當于此時的距離。
如以上說明，本發(fā)明分別在固定鐵心和可動鐵心相對而滑動的二面，至少具有1個凹部。因而，可以減緩可動鐵心的移動速度，并可獲得抑制碰撞時的沖擊和碰撞音的電磁制動器。
權利要求
1.一種電磁制動器，具有固定鐵心；在一面與所述固定鐵心相對的可動鐵心；為使所述固定鐵心與所述可動鐵心互相相對的相對面間的距離變化而使所述可動鐵心運動的繞組，與所述可動鐵心的運動連動而進行制動，其特征在于，在所述可動鐵心運動時，所述固定鐵心與所述可動鐵心分別在互相相對而滑動的二面上至少具有1個凹部。
2.根據(jù)權利要求1所述的電磁制動器，其特征在于，在所述相對面間的距離為最短的狀態(tài)，在所述固定鐵心的凹部與所述可動鐵心的凹部中，至少1組配置在互相相對而吻合的位置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電磁制動器，其特征在于，所述凹部的寬度相對于所述相對面間的距離為最大時的距離是2倍以上的長度。
全文摘要
一種電磁制動器(100)，具有固定鐵心(22)；與固定鐵心(22)的一面(42)相對的可動鐵心(24)；為使固定鐵心(22)與可動鐵心(24)互相相對的相對面(42、44)間的距離變化而使可動鐵心(24)運動的繞組(26)，并且與可動鐵心(24)的運動連動而進行制動，固定鐵心(22)與可動鐵心(24)在可動鐵心(24)運動時，分別在互相相對而滑動的二面(38、40)上至少具有1個凹部(48、50)。
文檔編號F16D65/28GK1555464SQ02817980
公開日2004年12月15日 申請日期2002年7月17日 優(yōu)先權日2002年7月17日
發(fā)明者小松孝教, 大榖晃裕, 裕 申請人:三菱電機株式會社