JP5117845B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、非常制動時のかごの減速度を調整可能なエレベータ装置に関するものである。

従来のエレベータのブレーキ装置では、非常制動時に、減速指令値及び速度信号に基づいて、かごの減速度が所定値となるように電磁ブレーキの制動力が制御される（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１５７２１１号公報

しかし、上記のような従来のブレーキ装置及び制動制御装置では、基本的な非常制動動作と制動力の制御との両方が１つの制動力制御ユニットにより行われているため、制動力制御ユニットの故障等により、かごの減速度が過小となった場合には、制動距離が長くなり過ぎてしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、非常制動時の減速度を抑制しつつ、ブレーキ制御部の故障時にもより確実にかごを停止させることができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明によるエレベータ装置は、かご、及びかごの走行を停止させるブレーキ装置を備え、ブレーキ装置は、非常制動時に発生する制動力を制御することによりかごの減速度を調整するブレーキ制御部と、非常制動指令の発生から所定時間が経過するとブレーキ制御部による制動力の制御を無効化するタイマ回路とを有している。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態５によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態６によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態７によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態８によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態９によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１０によるエレベータ装置を示す構成図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、主索３により昇降路内に吊り下げられており、巻上機４の駆動力により昇降路内を昇降される。

巻上機４は、主索３が巻き掛けられた駆動シーブ５、駆動シーブ５を回転させるモータ６、かご１の走行に伴って駆動シーブ５と一体に回転されるブレーキ回転体としてのブレーキドラム７、及び駆動シーブ５の回転を制動するブレーキ部本体９を有している。モータ６の駆動は、運転制御部としての駆動制御部１０により制御される。

ブレーキ部本体９は、ブレーキドラム７に接離されるブレーキシュー１５、第１のブレーキシュー１５に搭載されたアーマチュア１６、ブレーキシュー１５をブレーキドラム７に押し付ける制動ばね１７、及びアーマチュア１６に対向して配置され制動ばね１７に抗してブレーキシュー１５をブレーキドラム７から開離させる電磁力を発生するブレーキコイル１８を有している。

ブレーキコイル１８と電源１９との間には、ブレーキスイッチ２２及びタイマスイッチ２８が直列に接続されている。スイッチ２２，２８の少なくともいずれか一方を開放することにより、ブレーキコイル１８への電力供給が遮断され、ブレーキシュー１５が制動ばね１７によりブレーキドラム７に押し付けられる。タイマスイッチ２８は、通常は閉成されている。従って、通常は、ブレーキスイッチ２２が閉成されることにより、ブレーキコイル２２に電力が供給され、ブレーキシュー１５がブレーキドラム７から開離される。

ブレーキスイッチ２２のＯＮ／ＯＦＦは、ブレーキ制御部２３により制御される。ブレーキ制御部２３は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ及びＲＡＭ等）及び信号入出力部を持ったマイクロコンピュータにより構成されている。

ブレーキ制御部２３は、ブレーキ作動指令（通常の制動指令及び非常制動指令を含む）が発生されると、ブレーキスイッチ２２を開放し、ブレーキコイル１８への通電を遮断して、ブレーキ部本体９を制動動作させる。また、ブレーキ制御部２３は、ブレーキ作動指令が解除、即ちブレーキ開放指令が発生されると、ブレーキスイッチ２２を閉成し、ブレーキ部本体９の制動力を解除する。ブレーキ作動指令及びブレーキ開放指令は、駆動制御部１０を含むエレベータ制御部により発生され、ブレーキ制御部２３に入力される。

また、ブレーキ制御部２３は、かご１の走行中にブレーキ作動指令、即ち非常制動指令が発生されると、かご１の減速度（負の加速度の絶対値）を推定するための減速度推定情報に基づいて、かご１の減速度を推定し、減速度が過大となったり過小となったりしないように、ブレーキコイル１８に発生する電磁力（ブレーキスイッチ２２の開閉状態）を制御する。これにより、ブレーキ制御部２３は、ブレーキシュー１５のブレーキドラム７への押付力を制御する。

減速度推定情報としては、モータ６の回転を検出する巻上機回転検出器、調速機に設けられたかご位置検出器、主索３が巻き掛けられた返し車の回転を検出する返し車回転検出器、かご１内の負荷を検出する秤装置、かご１に搭載された速度計又は加速度計、又は駆動シーブ５の軸トルクを検出する軸トルク計等を用いることができる。回転検出器及びかご位置検出器としては、エンコーダ又はレゾルバを用いることができる。

ブレーキスイッチ２２としては、例えばチョッピング可能な開閉型スイッチ、又は抵抗値を連続的に変化させるスライド型スイッチなど、ブレーキコイル１８への通電量を調整可能なスイッチが用いられる。以下、本実施の形態では、開閉型スイッチを用いる場合について説明するが、スライド型スイッチを用いる場合には、スイッチをＯＮ／ＯＦＦする代わりに、スイッチをスライドさせ抵抗値を変化させることになる。

タイマスイッチ２８は、タイマ回路２９からの開放指令に応じて開放される。タイマ回路２９は、ブレーキ作動指令が発生されると時間の計測（カウントダウン）を開始し、ブレーキ作動指令の発生から所定時間後にタイマスイッチ２８に開放指令を出力する。従って、ブレーキ制御部２３によるブレーキ部本体９の制動力制御は、非常制動指令の発生から所定時間後に無効化される。

また、ブレーキ作動指令が解除されると、タイマ回路２９による時間の計測はリセットされ、タイマスイッチ２８は閉成される。実施の形態１のブレーキ装置は、ブレーキ部本体９、ブレーキスイッチ２２、ブレーキ制御部２３、タイマスイッチ２８及びタイマ回路２９を有している。

このようなエレベータ装置では、ブレーキ制御部２３による制動力の制御が非常制動指令の発生から所定時間後に無効化されるので、非常制動時の減速度を抑制しつつ、ブレーキ制御部２３の故障時にもより確実にかご１を停止させることができる。

実施の形態２．
次に、図２はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、ブレーキコイル１８と電源１９との間には、電流リミッタ２７と切換スイッチ２７ａとが接続されている。電流リミッタ２７は、ブレーキコイル１８に流れる電流を制限する。電流リミッタ２７としては、例えば抵抗器が用いられている。切換スイッチ２７ａは、電源１９からの電流を電流リミッタ２７により制限してブレーキコイル１８に供給するか、電流リミッタ２７を通さずにブレーキコイル１８に供給するかを切り換える。

具体的には、切換スイッチ２７ａは、通常は電流リミッタ２７を通さない回路側に切り換えられている。これに対して、ブレーキ作動指令が発生されると、切換スイッチ２７ａは電流リミッタ２７を通す回路側に切り換えられる。また、ブレーキ作動指令が解除されると、切換スイッチ２７ａは、電流リミッタ２７を通さない回路側に戻される。他の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。

このようなエレベータ装置では、電流リミッタ２７を用いることにより、ブレーキ制御部２３によって制御できるブレーキコイル１８への通電量の上限が設定され、ブレーキコイル１８には電源電圧の一部しか印加されなくなる。従って、ブレーキ制御部２３によるブレーキ部本体９の制御量を適当に制限することができる。

実施の形態３．
次に、図３はこの発明の実施の形態３によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、ブレーキコイル１８と電源１９との間には、強制制動スイッチ２６が設けられている。強制制動スイッチ２６は、ブレーキスイッチ２２に直列に接続されており、通常は閉成されている。強制制動スイッチ２６を開放することにより、ブレーキ制御部２３からの指令によらず、ブレーキ部本体９が強制的に制動動作される。即ち、強制制動スイッチ２６は、外部からの信号に応じて、ブレーキ制御部２３による制動力の制御を無効化し、強制的にブレーキ部本体９に全制動力を発生させる。他の構成及び動作は、実施の形態２と同様である。

このようなエレベータ装置では、ブレーキコイル１８と電源１９との間に強制制動スイッチ２６を設けたので、必要に応じてブレーキ制御部２３による制御を無効化し、ブレーキ部本体９に即座に制動動作させることができる。

実施の形態４．
次に、図４はこの発明の実施の形態４によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、ブレーキスイッチ２２は、ブレーキ制御部２３の制御を受けず、ブレーキ作動指令（ブレーキ開放指令）の有無に応じて直接開閉される。電源１９とブレーキコイル１８との間には、ブレーキスイッチ２２に並列に、調整スイッチ２２ａ、電流リミッタ２７及びタイマスイッチ２８が接続されている。

この例では、ブレーキスイッチ２２として、通常の開閉スイッチが用いられている。また、調整スイッチ２２ａとしては、チョッピング可能な開閉型スイッチ、又は抵抗値を連続的に変化させるスライド型スイッチなど、ブレーキコイル１８への通電量を調整可能なスイッチが用いられる。通常時は、調整スイッチ２２ａは開放されており、タイマスイッチ２８は閉成されている。以下、本実施の形態では、開閉型スイッチを用いる場合について説明するが、スライド型スイッチを用いる場合には、スイッチをＯＮ／ＯＦＦする代わりに、スイッチをスライドさせ抵抗値を変化させることになる。

調整スイッチ２２ａのＯＮ／ＯＦＦは、ブレーキ制御部２３により制御される。具体的には、ブレーキ制御部２３は、ブレーキ作動指令の有無に拘わらずかご１の走行中の減速度を監視し、減速度が過大となったり過小となったりしないように、ブレーキコイル１８に発生する電磁力、即ち調整スイッチ２２ａの開閉状態を制御する。また、タイマスイッチ２８は、ブレーキ作動指令の発生から所定時間後に開放される。ブレーキ制御部２３は、駆動制御部１０とは独立してかご１の減速度を検出し監視する。他の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。

このようなエレベータ装置では、制動力を調整するための調整スイッチ２２ａをブレーキスイッチ２２に対して並列の回路に配置し、ブレーキスイッチ２２はブレーキ作動指令に応じて即座に開放されるようにしたので、ブレーキ作動指令の発生時に、ブレーキ部本体９を動作遅れなく直ちに制動動作させることができる。
また、ブレーキ制御部２３は、駆動制御部１０とは独立してかご１の減速度を検出し監視するので、信頼性を向上させることができる。

実施の形態５．
次に、図５はこの発明の実施の形態５によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、ブレーキ作動指令は、ブレーキ制御部２３にも入力される。ブレーキ制御部２３は、ブレーキ作動指令が入力されると、かご１の走行中の減速度を監視し、減速度が過大となったり過小となったりしないように、ブレーキコイル１８に発生する電磁力、即ち調整スイッチ２２ａの開閉状態を制御する。他の構成は、実施の形態４と同様である。

このように、ブレーキ作動指令が発生したときのみ、ブレーキ制御部２３がかご１の減速度を制御するようにしてもよい。

実施の形態６．
次に、図６はこの発明の実施の形態６によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、ブレーキコイル１８と電源１９との間には、強制制動スイッチ２６が設けられている。強制制動スイッチ２６は、通常は閉成されている。強制制動スイッチ２６を開放することにより、ブレーキ制御部２３からの指令及びブレーキスイッチ２２の開閉状態によらず、ブレーキ部本体９が強制的に制動動作される。他の構成及び動作は、実施の形態４と同様である。

このようなエレベータ装置では、ブレーキコイル１８と電源１９との間に強制制動スイッチ２６を設けたので、必要に応じてブレーキ制御部２３による制御を無効化することができる。

なお、ブレーキ作動指令をブレーキ制御部２３に入力し、ブレーキ作動指令の発生時のみブレーキ制御部２３がかご１の減速度を制御するようにしてもよい。

実施の形態７．
次に、図７はこの発明の実施の形態７によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、巻上機４は、駆動シーブ５、モータ６、ブレーキドラム７、及び駆動シーブ５の回転を制動する第１及び第２のブレーキ部本体８，９を有している。

第１のブレーキ部本体８は、ブレーキドラム７に接離される第１のブレーキシュー１１、第１のブレーキシュー１１に搭載された第１のアーマチュア１２、第１のブレーキシュー１１をブレーキドラム７に押し付ける第１の制動ばね１３、及び第１のアーマチュア１２に対向して配置され第１の制動ばね１３に抗して第１のブレーキシュー１１をブレーキドラム７から開離させる電磁力を発生する第１のブレーキコイル１４を有している。

第２のブレーキ部本体９は、実施の形態２のブレーキ部本体９に相当し、第２のブレーキシュー１５、第２のアーマチュア１６、第２の制動ばね１７、及び第２のブレーキコイル１８を有している。

第１のブレーキコイル１４と電源１９との間には、第１のブレーキスイッチ２０が設けられている。第１のブレーキスイッチ２０は、ブレーキ作動指令の有無に応じて直接開閉される。ブレーキ作動指令が発生されると、第１のブレーキスイッチ２０が開放され、第１のブレーキコイル１４への電力供給が遮断され、第１のブレーキシュー１１が第１の制動ばね１３によりブレーキドラム７に押し付けられる。また、ブレーキ開放指令が発生されると、第１のブレーキスイッチ２０が閉成され、第１のブレーキ部本体８の制動力が解除される。

第２のブレーキスイッチ２２は、実施の形態２のブレーキスイッチ２２に相当する。即ち、第２のブレーキスイッチ２２のＯＮ／ＯＦＦは、ブレーキ制御部２３により制御される。第１のブレーキ部本体８は、第２のブレーキ部本体９による制動力を解除したままでもかご１を停止させることが可能な制動力を有している。

実施の形態７のブレーキ装置は、第１及び第２のブレーキ部本体８，９、第１及び第２のブレーキスイッチ２０，２２、ブレーキ制御部２３、電流リミッタ２７、切換スイッチ２７ａ、タイマスイッチ２８及びタイマ回路２９を有している。他の構成及び動作は、実施の形態２と同様である。

このようなエレベータ装置では、ブレーキ作動指令が発生されると、第２のブレーキ部本体９の制御状態に拘わらず、第１のブレーキ部本体８が即座に制動動作する。このため、制動動作の開始の遅れをより確実に防止することができる。

なお、実施の形態７では、第２のブレーキ部本体９は、ブレーキ作動指令が発生されると、まず制動動作し、かご１の減速度が過大になると制動力を低減させるが、ブレーキ作動指令が発生されても第２のブレーキスイッチ２２を閉じたままとし、かご１の減速度が所定値以下の場合に第２のブレーキスイッチ２２を開放して制動動作させるようにしてもよい。

実施の形態８．
次に、図８はこの発明の実施の形態８によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、第２のブレーキコイル１８と電源１９との間には、強制制動スイッチ２６が設けられている。強制制動スイッチ２６は、通常は閉成されている。強制制動スイッチ２６を開放することにより、ブレーキ制御部２３からの指令によらず、第２のブレーキ部本体９が強制的に制動動作される。他の構成及び動作は、実施の形態７と同様である。

このようなエレベータ装置では、ブレーキコイル１８と電源１９との間に強制制動スイッチ２６を設けたので、必要に応じて第２のブレーキ制御部２３による制御を無効化することができる。

実施の形態９．
次に、図９はこの発明の実施の形態９によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、巻上機４は、駆動シーブ５、モータ６、ブレーキドラム７、及び駆動シーブ５の回転を制動する第１及び第２のブレーキ部本体８，９を有している。

第１のブレーキ部本体８は、実施の形態７、８と同様に、第１のブレーキシュー１１、第１のアーマチュア１２、制動ばね１３、及び第１のブレーキコイル１４を有している。第２のブレーキ部本体９は、実施の形態４のブレーキ部本体９に相当し、第２のブレーキシュー１５、第２のアーマチュア１６、第２の制動ばね１７、及び第２のブレーキコイル１８を有している。

第１のブレーキコイル１４と電源１９との間には、第１のブレーキスイッチ２０が設けられている。第１のブレーキスイッチ２０は、ブレーキ作動指令に応じて直接開閉される。

第２のブレーキスイッチ２２は、実施の形態４のブレーキスイッチ２２に相当する。即ち、第２のブレーキスイッチ２２は、ブレーキ制御部２３の制御を受けず、ブレーキ作動指令に応じて直接開閉される。電源１９とブレーキコイル１８との間には、第２のブレーキスイッチ２２に並列に、調整スイッチ２２ａ、電流リミッタ２７及びタイマスイッチ２８が接続されている。

調整スイッチ２２ａのＯＮ／ＯＦＦは、ブレーキ制御部２３により制御される。具体的には、ブレーキ制御部２３は、ブレーキ作動指令の有無に拘わらずかご１の走行中の減速度を監視し、減速度が過大となったり過小となったりしないように、ブレーキコイル１８に発生する電磁力、即ち調整スイッチ２２ａの開閉状態を制御する。また、タイマスイッチ２８は、ブレーキ作動指令の発生から所定時間後に開放される。

実施の形態９のブレーキ装置は、第１及び第２のブレーキ部本体８，９、第１及び第２のブレーキスイッチ２０，２２、調整スイッチ２２ａ、ブレーキ制御部２３、電流リミッタ２７、タイマスイッチ２８及びタイマ回路２９を有している。他の構成及び動作は、実施の形態４、７と同様である。

このようなエレベータ装置では、ブレーキ作動指令が発生されると、第２のブレーキ部本体９の制御状態に拘わらず、第１のブレーキ部本体８が即座に制動動作する。このため、制動動作の開始の遅れをより確実に防止することができる。

また、制動力を調整するための調整スイッチ２２ａを第２のブレーキスイッチ２２に対して並列の回路に配置し、第２のブレーキスイッチ２２はブレーキ作動指令に応じて直接開閉されるようにしたので、ブレーキ作動指令の発生時に、第２のブレーキ部本体９を動作遅れなく直ちに制動動作させることができる。

なお、ブレーキ作動指令をブレーキ制御部２３に入力し、ブレーキ作動指令の発生時のみブレーキ制御部２３がかご１の減速度を制御するようにしてもよい。

実施の形態１０．
次に、図１０はこの発明の実施の形態１０によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、第２のブレーキコイル１８と電源１９との間には、強制制動スイッチ２６が設けられている。強制制動スイッチ２６は、通常は閉成されている。強制制動スイッチ２６を開放することにより、ブレーキ制御部２３からの指令によらず、第２のブレーキ部本体９が強制的に制動動作される。他の構成及び動作は、実施の形態９と同様である。

このようなエレベータ装置では、ブレーキコイル１８と電源１９との間に強制制動スイッチ２６を設けたので、必要に応じて第２のブレーキ制御部２３による制御を無効化することができる。

なお、実施の形態１０について、ブレーキ作動指令をブレーキ制御部２３に入力し、ブレーキ作動指令の発生時のみブレーキ制御部２３がかご１の減速度を制御するようにしてもよい。
また、上記の例では、ブレーキ制御部２３をコンピュータで構成したが、アナログ信号を処理する電気回路によって構成してもよい。
さらに、上記の例では、ブレーキ装置を巻上機４に設けたが、他の位置に設けてもよい。即ち、ブレーキ装置は、例えばかごに搭載されたかごブレーキや、主索を掴んでかごを制動するロープブレーキ等であってもよい。
さらにまた、ブレーキ回転体は、ブレーキドラムに限定されるものではなく、例えばブレーキディスクであってもよい。
また、１つのブレーキ回転体に対してブレーキ部本体を３個以上設けてもよい。
さらに、上記の例では、ブレーキ回転体の外側にブレーキ装置を配置したが、ブレーキ回転体の内側に配置してもよい。
さらにまた、ブレーキ回転体は駆動シーブと一体であってもよい。

Claims (4)

1. かご、及び
   上記かごの走行を停止させるブレーキ装置
   を備え、
   上記ブレーキ装置は、
   上記かごの減速度を推定するための減速度推定情報が入力され、上記減速度推定情報に基づいて上記かごの減速度を推定するとともに、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御して非常制動時に発生する制動力を制御することにより上記かごの減速度を調整するブレーキ制御部と、
   非常制動指令が入力され、上記非常制動指令の発生から所定時間が経過すると、上記ブレーキ制御部が制御する上記スイッチとは別のスイッチを開放して上記ブレーキ制御部による制動力の制御を無効化するタイマ回路と、
   外部からの信号に応じて上記ブレーキ制御部による制動力の制御を無効化し全制動力を強制的に発生させるための強制制動スイッチと
   を有しているエレベータ装置。
2. 上記ブレーキ装置は、
   上記かごの走行とともに回転されるブレーキ回転体に接離されるブレーキシュー、
   上記ブレーキシューを上記ブレーキ回転体に押し付ける制動ばね、及び
   上記制動ばねに抗して上記ブレーキシューを上記ブレーキ回転体から開離させる電磁力を発生するブレーキコイル
   を有し、
   上記ブレーキ制御部は、非常制動時に上記ブレーキコイルに発生する電磁力を制御し、
   上記タイマ回路は、非常制動指令の発生から所定時間が経過すると、上記ブレーキコイルへの電力供給を遮断する請求項１記載のエレベータ装置。
3. 上記ブレーキ装置は、上記ブレーキコイルに流れる電流を制限する電流リミッタをさらに有している請求項２記載のエレベータ装置。
4. 上記かごの運転を制御する運転制御部をさらに備え、
   上記ブレーキ制御部は、上記運転制御部とは独立して上記かごの減速度を検出する請求項１記載のエレベータ装置。

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