JP2004018248A

JP2004018248A - エレベータのブレーキ装置

Info

Publication number: JP2004018248A
Application number: JP2002179627A
Authority: JP
Inventors: Kosei Kishikawa; 岸川　孝生; Naoto Onuma; 大沼　直人
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】非常制動時に、主コイルから発生する電磁力を速やかに減少させて電磁力が外部に影響を与えるのを抑制すること。
【解決手段】エレベータを運転するブレーキ開放時に、接触器１１、１２をオンにして電源１０からの電力を主コイル１４に供給し、主コイル１４から発生する電磁力により、ブレーキシュー１６をブレーキドラム１７から分離させて、ブレーキドラム１７に連結されたモータを回転可能とし、停電などの非常制動時に、接触器１１、１２を共にオフにし、主コイル１４に流れる電流Ｉｃ１を、補助コイル１５には電流Ｉｃ１とは逆方向の電流Ｉｃ２として流し、補助コイル１５からは、主コイル１４の磁束Ｂとは逆方向の磁束を発生させて、主コイル１４から発生する電磁力を補助コイル１５から発生する電磁力で弱め、ブレーキシュー１６を速やかにブレーキドラム１７に押し付けてモータの回転を即座に停止させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータのブレーキ装置に係り、特に、エレベータの停止時に、綱車回転駆動用モータに対する停止制御を行なうときに、モータの回転を停止させる補助として綱車に制動力を与えるに好適なエレベータのブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エレベータにおいては、乗りかごと釣合い錘とを結ぶロープが巻き付けられた綱車をモータの回転によって、乗りかごを昇降駆動する方式が採用されている。この種のエレベータにおいては、乗りかごを指定の階に停止させるに際しては、モータの回転を制御するインバータ装置により、モータに対して停止制御を行ってモータの回転を停止させるとともに、綱車に連結されたブレーキドラムにブレーキシューを押し付けて、ブレーキドラムに制動力を与えて乗りかごを指定の階に停止させる構成が採用されている。すなわち、モータに対する停止制御を主として、綱車に制動力を与えるとともに、ブレーキ装置を補助装置として、綱車に制動力を与える構成が採用されている。
【０００３】
この種のブレーキ装置としては、例えば、特開平１０−２５０７５号公報に記載されているように、乗りかごを昇降駆動するときのブレーキ開放時に、ブレーキシューを吸引するための主コイルに電力を供給し、主コイルから発生する電磁力により、ばね力に抗してブレーキシューとブレーキドラムとを分離し、平常制動時には、主コイルに対する電力の供給を停止し、ばね力により、ブレーキシューをブレーキドラムに押し付けてブレーキドラムに制動力を与えるとともに、主コイルに保持された保持エネルギーを、主コイルの両端に接続された接触器と還流ダイオードに還流電流を流すことで減少させ、ブレーキ装置をソフト制動させるようになっている。一方、停電時などの非常制動時には、主コイルに対する電力の供給を遮断すると同時に、還流ダイオードに直列接続されている接触器を開いて還流電流が流れるループ回路を遮断し、ばねの押し付け力によってブレーキを即座に制動させる構成が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、非常制動時には、主コイルに保持されているエネルギーを即座に吸収するために、接触器を開いて還流回路を遮断するようにしているので、主コイルに保持されたエネルギーが、接触器の接点間で発生するアークによって吸収され、接触器にダメージが与えられる。なお、接触器の両端にサージ吸収部材を接続することで、アークを吸収することもできるが、主コイルに保持されたエネルギーを速やかに減少させるには十分ではない。
【０００５】
本発明の課題は、非常制動時に、主コイルから発生する電磁力を速やかに減少させて電磁力が外部に影響を与えるのを抑制することができるエレベータのブレーキ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、乗りかごにつながれたロープを巻き付ける綱車に連結された回転体に、平常制動時と非常制動時に、弾性体からの制動力を作用させる制動部材と、電力の供給を受けて磁束を発生し、前記磁束の発生に伴う電磁力により、前記制動力に抗して前記制動部材と前記回転体とを分離させる主コイルと、ブレーキ開放時に前記主コイルに電力を供給し、前記平常制動時と非常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断する制御手段と、前記非常制動時に、前記主コイルの磁束に対して逆方向の磁束を発生して前記主コイルの電磁力を弱める補助コイルとを備えてなるエレベータのブレーキ装置を構成したものである。
【０００７】
前記エレベータのブレーキ装置を構成するに際しては、制御手段としては、ブレーキ開放時に前記主コイルに電力を供給し、平常制動時には、前記主コイルに対する電力の供給を遮断するとともに、前記主コイルに循環電流を流すループ回路を形成し、非常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断するとともに、前記ループ回路を遮断する機能を有するものを用いることができる。
【０００８】
前記エレベータのブレーキ装置を構成するに際しては、前記主コイルとしては、電力の供給を受けて電磁力を発生し、前記電磁力の発生に伴う保持エネルギーにより、前記制動力に抗して前記制動部材と前記回転体とを分離させる機能を有するものを用いることができ、前記補助コイルとしては、前記非常制動時に、前記主コイルの電磁力に対して逆方向の電磁力を発生して前記主コイルの保持エネルギーを減少させる機能を有するものを用いることができる。
【０００９】
前記エレベータのブレーキ装置を構成するに際しては、前記制御手段としては、ブレーキ開放時に、接点を閉じて電源からの電力を前記主コイルに供給し、平常制動時と非常制動時には前記接点を開いて前記主コイルに対する電力の供給を遮断する第１の接触器と、前記補助コイルに並列接続されているとともに、還流ダイオードと直列接続されて、その両端が前記主コイルに並列接続され、ブレーキ開放時と平常制動時に、接点を閉じて還流ダイオードとともに前記主コイルに循環電流を流すループ回路を形成し、かつ前記補助コイルの両端を短絡し、非常制動時には前記接点を開いて前記ループ回路を遮断する第２の接触器とを備えてなるものを用いることができる。
【００１０】
前記した手段によれば、非常制動時には、制御手段により、主コイルに対する電力の供給が遮断されると、主コイルに保持された保持エネルギーが外部に作用しようとするが、このとき補助コイルからは、主コイルの磁束に対して逆方向の磁束が発生し、主コイルの電磁力が弱められるとともに、主コイルの保持エネルギーが減少させられるため、主コイルから発生する電磁力が速やかに減少し、主コイルに保持された保持エネルギーが外部に影響を与えるのを抑制することができる。
【００１１】
例えば、主コイルの両端に還流ダイオードを介して第２の接触器が接続されていた場合、非常制動時に、主コイルに循環電流を流すループ回路が遮断されても、第２の接触器には、補助コイルのインダクタンスと電流の変化率に伴う電圧のみが印加され、第２の接触器の接点間にアークが発生するのを防止することができ、第１の接触器や第２の接触器の接点に負担を掛けることなく、エレベータの非常制動を速やかに行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示すエレベータ装置の回路構成図である。図１において、電源１０はエレベータに搭載されたブレーキ装置の電源として用いられており、電源１０の両端には、接触器（第１の接触器）１１と主コイル（主電磁コイル）１４が接続されている。接触器１１は、制御手段の一要素として、主コイル１４と直列に接続されており、ブレーキ開放時に、接点を閉じて電源１０からの電力を主コイル１４に供給し、平常制動時と非常制動時には接点を開いて主コイル１４に対する電力の供給を遮断するように構成されている。
【００１３】
主コイル１４の両端には、接触器（第２の接触器）１２と還流ダイオード１４が並列に接続されており、接触器１２と還流ダイオード１３とは互いに直列に接続され、還流ダイオード１３のカソード側が主コイル１４の一端側に接続され、接触器１２の一端が主コイル１４の他端側に接続されている。さらに接触器１２の両端には補助コイル（補助電磁コイル）１５が並列に接続されている。主コイル１４と補助コイル１４は、丸印で示す側が、コイル巻線の巻始めとして巻方向が揃えられて構成されている。この主コイル１４は、接触器１１が付勢（オン）されてその接点が閉じて電源１０からの電力が供給されたときに、矢印Ｂ方向に磁束を発生し、この磁束の発生に伴って磁束の方向とを逆方向の電磁力を発生し、この電磁力により、ブレーキシュー１６に作用する弾性体としてのばね（図示省略）からのばね力（制動力）に抗して、ブレーキシュー１６とブレーキドラム１７とを分離させるようになっている。
【００１４】
ブレーキシュー１６には、ばねからのばね力が、常時、押し付け力として作用しており、主コイル１４から電磁力が発生しない平常制動時と非常制動時には、ばねからのばね力により、ブレーキシュー１６がブレーキドラム１７に押し付けられ、ブレーキドラム１７に制動力が作用するようになっている。このブレーキドラム１７は回転体として、乗りかご（図示省略）と釣り合い錘（図示省略）とを結ぶロープが巻き付けられた綱車（図示省略）に一体となって連結されている。
【００１５】
一方、接触器１２は、制御手段の一要素として、ブレーキ開放時と平常制動時に、接点を閉じて還流ダイオード１３とともに主コイル１４に循環電流を流すループ回路を形成し、且つ補助コイル１５の両端を短絡し、非常制動時には、接点を開いてループ回路を遮断するように構成されている。
【００１６】
補助コイル１５は、ブレーキ開放時および平常制動時には、接触器１２によってその両端が短絡されているので、磁束および電磁力を発生しないが、非常制動時には、接触器１２の接点が開かれるので、主コイル１４を流れる電流Ｉｃ１とは逆方向の電流Ｉｃ２が流れ、この逆方向の電流Ｉｃ２によって主コイル１４とは逆方向の磁束を発生するとともに、主コイル１４から発生する電磁力とは逆方向の電磁力を発生し、主コイル１４から発生する電磁力を弱めるとともに、主コイル１４に保持された保持エネルギーを減少させるように構成されている。
【００１７】
上記構成において、乗りかごが昇降運転されるブレーキ開放時には、図２のタイミングｔ１に示すように、コントローラ（図示省略）からの指令により、接触器１１、１２が付勢（オン）され、主コイル１４に電源１０からの電力が供給され、主コイル１４から、矢印Ｂ方向の磁束が発生するとともに、磁束Ｂとは逆方向の電磁力が発生し、この電磁力により、ばねによる制動力に抗してブレーキシュー１６がブレーキドラム１７から分離され、ブレーキドラム１７がモータの回転に伴って回転駆動される。モータが回転駆動されると、乗りかごが上昇または下降駆動され、エレベータの運転が行われることになる。
【００１８】
乗りかごが指定の階に達すると、インバータ装置（図示省略）からの制御信号により、モータを停止するための停止制御が行われるとともに、ブレーキ装置による平常制動時として、図２のタイミングｔ２に示すように、接触器１２を付勢したまま接触器１１を消勢（オフ）し、主コイル１４に対する電力の供給が停止される。このとき、図２のタイミングｔ２に示すように、電源１０からの電流Ｉ１が０になるとともに、主コイル１４に流れる電流Ｉｃ１が徐々に０になり、補助コイル１５に電流Ｉｃ２が流れる。さらに主コイル１４から発生する磁束Ｂが徐々に減少する。電流Ｉｃ１は接触器１２および還流ダイオード１３を通して流れ続け、主コイル１４の内部抵抗および配線抵抗で消費され、徐々に減少していく。このとき主コイル１４に発生する磁束Ｂも緩やかに減少し、ブレーキをソフトに制動することができる。
【００１９】
一方、停電時などの非常制動時には、図３のタイミングｔ２で示すように、接触器１１、１２が共に消勢（オフ）され、主コイル１４に対する電力の供給が停止されるとともに、接触器１２の接点が開くことで、主コイル１４に還流電流を流すためのループ回路が遮断され、主コイル１４に流れる電流Ｉｃ１は補助コイル１５に流れ込み、この電流は電流Ｉｃ２として、図２の平常制動時とは逆方向に流れる。この補助コイル１５は主コイル１４と同相に巻いてあるため、補助コイル１５に、主コイル１４に流れる電流Ｉｃ１とは逆方向の電流Ｉｃ２が流れると、主コイル１４の磁束Ｂとは反対方向の磁束が補助コイル１５から発生し、この磁束の発生に伴って補助コイル１５から電磁力が発生する。この電磁力は、主コイル１４から発生する電磁力を弱めるように作用する。すなわち、補助コイル１５からは、主コイル１４に保持された保持エネルギーを減少させる電磁力が発生する。このため、主コイル１４から発生する磁束Ｂは急激に減少し、ばね力によってブレーキシュー１６がブレーキドラム１７に速やかに押し付けられ、ばねによるばね力が制動力としてブレーキドラム１７に作用し、モータを速やかに停止させることができる。このとき、接触器１１、１２には、補助コイル１５のインダクタンスと電流Ｉｃ２の変化率に伴う電圧のみが印加され、接点間にアークが発生するのを抑制することができる。
【００２０】
したがって、本実施形態によれば、非常制動時には、主コイル１４に保持された保持エネルギーが外部に影響を及ぼすのを抑制することができるため、接触器１１、１２の接点に負担をかけることなく、エレベータの非常制動を速やかに行うことが可能になる。
【００２１】
なお、ブレーキ開放時および通常制動時には、接触器１２が付勢されたままになっているため、主コイル１４から磁束Ｂが発生するに伴って、補助コイル１５側の磁束が変化し、補助コイル１５に電流Ｉｃ２が流れるが、接触器１２が付勢されているため、この電流Ｉｃ２は補助コイル１５と接触器１２を循環するのみで、他の回路素子に影響を与えることはない。
【００２２】
また、前記実施形態においては、主コイル１４と補助コイルとを別体で構成したものについて述べたが、主コイルの巻線を増やし、主コイルの途中に中間タップを設け、中間タップを電源１０のマイナス端子に接続し、中間タップと主コイル１４の追加された巻線の終端を還流ダイオード１３と接触器１２との接続点に接続する構成を採用することもできる。
【００２３】
また、前記実施形態では、補助コイル１５から発生する磁束を主コイル１４の減磁用として用いたものについて述べたが、補助コイル１５を削除し、この代わりに、ブレーキシュー１６に連結されたロッド１８に補助用のロッドを連結するとともに、補助用のロッドに対して、別の補助コイルを配置し、非常制動時に、主コイル１４に作用する電磁力とは逆方向の電磁力を補助コイルから補助用のロッドに作用させ、ブレーキシュー１６の制動を早めることも可能である。
【００２４】
また、前記実施形態においては、補助コイル１５を接触器１２の両端に接続するものについて述べたが、補助コイル１５の両端を電源１０に並列に接続し、電源１０と補助コイル１５の一端との間に第３の接触器を挿入し、非常制動時に、第３の接触器を付勢することで、補助コイル１５から主コイル１４とは逆方向の電磁力を発生させるようにすることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非常制動時には、主コイルの磁束に対して逆方向の磁束が補助コイルから発生し、主コイルの電磁力が弱められるとともに、主コイルの保持エネルギーが減少させられるため、主コイルから発生する電磁力が速やかに減少し、主コイルに保持された保持エネルギーが外部に影響を与えるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエレベータのブレーキ装置の回路構成図である。
【図２】平常制動時の作用を説明するためのタイムチャートである。
【図３】非常制動時の作用を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１０　電源
１１、１２　接触器
１３　還流ダイオード
１４　主コイル
１５　補助コイル
１６　ブレーキシュー
１７　ブレーキドラム
１８　ロッド

Claims

乗りかごにつながれたロープを巻き付ける綱車に連結された回転体に、平常制動時と非常制動時に、弾性体からの制動力を作用させる制動部材と、電力の供給を受けて磁束を発生し、前記磁束の発生に伴う電磁力により、前記制動力に抗して前記制動部材と前記回転体とを分離させる主コイルと、ブレーキ開放時に前記主コイルに電力を供給し、前記平常制動時と非常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断する制御手段と、前記非常制動時に、前記主コイルの磁束に対して逆方向の磁束を発生して前記主コイルの電磁力を弱める補助コイルとを備えてなるエレベータのブレーキ装置。
乗りかごにつながれたロープを巻き付ける綱車に連結された回転体に、平常制動時と非常制動時に、弾性体からの制動力を作用させる制動部材と、電力の供給を受けて磁束を発生し、前記磁束の発生に伴う電磁力により、前記制動力に抗して前記制動部材と前記回転体とを分離させる主コイルと、ブレーキ開放時に前記主コイルに電力を供給し、前記平常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断するとともに、前記主コイルに循環電流を流すループ回路を形成し、非常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断するとともに、前記ループ回路を遮断する制御手段と、前記非常制動時に、前記主コイルの磁束に対して逆方向の磁束を発生して前記主コイルの電磁力を弱める補助コイルとを備えてなるエレベータのブレーキ装置。
乗りかごにつながれたロープを巻き付ける綱車に連結された回転体に、平常制動時と非常制動時に、弾性体からの制動力を作用させる制動部材と、電力の供給を受けて電磁力を発生し、前記電磁力の発生に伴う保持エネルギーにより、前記制動力に抗して前記制動部材と前記回転体とを分離させる主コイルと、ブレーキ開放時に前記主コイルに電力を供給し、前記平常制動時と非常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断する制御手段と、前記非常制動時に、前記主コイルの電磁力に対して逆方向の電磁力を発生して前記主コイルの保持エネルギーを減少させる補助コイルとを備えてなるエレベータのブレーキ装置。
乗りかごにつながれたロープを巻き付ける綱車に連結された回転体に、平常制動時と非常制動時に、弾性体からの制動力を作用させる制動部材と、電力の供給を受けて電磁力を発生し、前記電磁力の発生に伴う保持エネルギーにより、前記制動力に抗して前記制動部材と前記回転体とを分離させる主コイルと、ブレーキ開放時に前記主コイルに電力を供給し、前記平常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断するとともに、前記主コイルに循環電流を流すループ回路を形成し、非常制動時には前記主コイルに対する電力の供給を遮断するとともに、前記ループ回路を遮断する制御手段と、前記非常制動時に、前記主コイルの電磁力に対して逆方向の電磁力を発生して前記主コイルの保持エネルギーを減少させる補助コイルとを備えてなるエレベータのブレーキ装置。
請求項２または４に記載のエレベータのブレーキ装置において、前記制御手段は、ブレーキ開放時に、接点を閉じて電源からの電力を前記主コイルに供給し、平常制動時と非常制動時には前記接点を開いて前記主コイルに対する電力の供給を遮断する第１の接触器と、前記補助コイルに並列接続されているとともに、還流ダイオードと直列接続されて、その両端が前記主コイルに並列接続され、ブレーキ開放時と平常制動時に、接点を閉じて還流ダイオードとともに前記主コイルに循環電流を流すループ回路を形成し、かつ前記補助コイルの両端を短絡し、非常制動時には前記接点を開いて前記ループ回路を遮断する第２の接触器とを備えてなることを特徴とするエレベータのブレーキ装置。