JP2004168501A

JP2004168501A - エレベータのブレーキトルク測定装置および測定方法

Info

Publication number: JP2004168501A
Application number: JP2002337171A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takagi; 敦史高木
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: KR100731603B1; KR20040044357A; CN100465604C; CN1502977A; JP3817218B2

Abstract

【課題】エレベータのブレーキ装置のトルクを簡易に、精度よく測定する。
【解決手段】かご１２とおもり２２の重量の差により駆動綱車１８を回転させるトルク（アンバランストルク）をエレベータの仕様等から算出する。エレベータ１０のブレーキパッド３０，３２をブレーキ車２８に当接した状態で、モータ２６を一定速度で回転させる。このときのモータの出力トルクを検出し、これと前記アンバランストルクとから、ブレーキトルクを算出する。エレベータが低速運転されるので、安定した運動状態で測定が行われ、精度が向上する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータに備えられたブレーキ装置が発生するブレーキトルクの測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータには、その巻上機のモータの慣性による回転を自動的に制止するためにブレーキ装置が備えられている。このブレーキ装置は、例えば、モータの出力軸に固定されたブレーキ車と、ブレーキ車に接触し、摩擦による抵抗を付与するブレーキパッドを含む構造のものが知られている。ブレーキパッドは、モータへの電力供給が行われていないときに、ばね等の付勢手段により付勢されてブレーキ車に接触し、一方電力供給が行われているときには、前記付勢手段の付勢力に抗してブレーキ車から離隔される。また、近年ディスクブレーキを用いたブレーキ装置も用いられており、この場合、前記ブレーキ車にはブレーキディスクが対応する。
【０００３】
ブレーキ装置により発生されるブレーキトルクは、エレベータのかごを停止させるために十分なものであると同時に、急停止によるショックが発生しないように、ある適切な範囲に調整される必要がある。
【０００４】
このブレーキトルクの調整方法として、エレベータのかごを走行させた状態でブレーキ装置を作動させてブレーキをかけ、かごが停止するまで移動する距離に基づきブレーキトルクが適切であるかどうかを判断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７１９３６公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の公報に記載の調整方法においては、速度が変化するため、すなわち運動方程式の加速度の項を考慮する必要があるため、エレベータのかごや釣り合いおもり、その他の可動部分の慣性を求める必要があった。また、巻上ロープの伸縮などのために、かごの運動が実際には等加速度とはならないのに、これを仮定している。さらに、ブレーキ装置の動作初期は、ブレーキ車にブレーキパッドが安定して接触しないなどの要因により、かごが停止するまでの期間、ブレーキトルクが一定ではない。つまり、可動部分の慣性の算出過程における誤差や、実際には一定でないブレーキトルクをブレーキ作用期間中一定であるとする仮定などのために、この方法においては、十分な測定精度を得られない場合があった。
【０００７】
本発明は、前述の問題点を考慮してなされたものであり、ブレーキトルクをより簡易な方法で測定し、かつ誤差要因を少なくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エレベータのブレーキ装置を作動させた状態で、巻上機のモータを一定速度で運転し、そのときの力学的な釣り合いからブレーキ装置が発生しているブレーキトルクを算出する。モータが一定速度のとき、すなわちエレベータの系が定常運動を行っているとき、運動方程式の、系の慣性に係る項（加速度に比例する項）がなくなり、また速度に比例する項は十分小さいと考えられるので、トルクの釣り合いのみ、検討すればよい。このエレベータの系に作用するトルクは、主にエレベータのかごと釣り合いおもりの質量の差に起因するアンバランストルクと、ブレーキ装置を作動させ引きずった状態としていることに起因するブレーキトルクと、モータが発生している出力トルクとである。アンバランストルクは、例えばそのエレベータの仕様などから固有の情報として取得することができ、出力トルクは、例えばモータ仕様から、また実測することにより求めることができる。よって、アンバランストルクと出力トルクから、ブレーキトルクを算出することができる。
【０００９】
また、ブレーキ装置が複数のブレーキパッドを備えたものであれば、個々のパッドごとに作動させて、ブレーキトルクを測定し、それらの値を合計して全体のブレーキトルクを算出することもできる。また、複数のブレーキパッドをいくつかの組に分け、組ごとに測定したブレーキトルクを合計してブレーキトルクの算出を行うこともできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態に係るエレベータ１０の概略構成を示す図である。乗員や荷物を載せるかご１２は巻上ロープ１４に吊り下げられている。巻上ロープ１４は、かご１２上方の建物の構造体に固定された一端から延び、かご１２の上面に固定された吊り車１６に巻回され、更に昇降路上部に設置される駆動綱車１８へと延びる。さらに、巻上機の駆動綱車１８とそらせ車２０とに巻渡されて、釣り合いおもり２２へと延びる。釣り合いおもり２２の上部には滑車２４が固定されており巻上ロープ１４は、この滑車２４に巻回された後、その端が建物の構造体に固定される。このような、巻上ロープの一端を建物の構造体に固定し、かご等に固定された吊り車等の滑車にかけて駆動するローピング以外のローピングについても、採用可能である。上述のローピングは２対１ローピングと呼ばれるが、巻上げロープの端をかごや釣り合いおもりに直接固定する１対１ローピングなどを採用することもできる。
【００１１】
駆動綱車１８は、巻上機のモータ２６の出力軸に結合され、これらは一体に回転する。さらに、モータ２６の出力軸にはブレーキ装置のブレーキ車２８が結合され、このブレーキ車２８には、これに当接可能に２個のブレーキパッド３０，３２が配置されている。ブレーキ車２８およびブレーキパッド３０，３２を含むブレーキ装置の構造については、後に詳述する。
【００１２】
モータ２６およびブレーキ装置の作動は、制御盤３４に配置された制御部３６により制御される。制御部３６は、メンテナンス用端末３８と接続可能となっており、メンテナンス時特有の作動に関する制御は、この端末３８より制御部３６に送られる。また、制御部３６は通信回線を介して遠隔地にある遠隔端末４０に接続可能となっており、遠隔地からのメンテナンス動作の指示、さらに計測結果を遠隔地へと送信することを可能としている。
【００１３】
図２は、ブレーキ装置の概略構成図である。前述のようにブレーキ車２８は、モータの出力軸４２に結合され、一体に回転する。ブレーキ車２８を挟むようにブレーキパッド３０，３２が配置されている。ブレーキパッド３０，３２は、それぞれ支点４４，４６を中心に回動するブレーキレバー４８，５０に支持されている。支点４４，４６の反対側の、ブレーキレバー４８，５０の端部は、ばね５２，５４にて、ブレーキパッド３０，３２がブレーキ車２８に当接する方向に付勢されている。ブレーキレバー４８，５０の、ばね５２，５４が当接している部分の近傍には調整ロッド５６，５８が固定され、さらに調整ロッド５６，５８の先端には、支点６０，６２を中心に揺動するロッカーアーム６４，６６の一端が当接している。ロッカーアーム６４，６６の他端は電磁ソレノイド６８のプランジャ７０に当接している。
【００１４】
モータ２６に電力が供給されていない場合には、電磁ソレノイド６８にも電力供給が行われず、プランジャ７０は、図２に示される後退位置にある。このときには、ばね５２，５４の付勢力によって、２個のブレーキレバー４８，５０が互いに近接する方向に付勢される。これによりブレーキパッド３０，３２が、付勢力を持ってブレーキ車２８に当接し、モータの出力軸４２に対してブレーキトルクを作用させる。モータ２６に電力が供給されると、電磁ソレノイド６８にも電力供給がなされ、プランジャ７０がロッカーアーム６４，６６を押し、ロッカーアームは、ばね５２，５４の付勢力に抗して２個のブレーキレバー４８，５０を拡げる。これにより、ブレーキパッド３０，３２がブレーキ車２８より離隔し、ブレーキトルクが解放される。
【００１５】
ブレーキ装置の発生するブレーキトルクは、適切な値、すなわちエレベータが停止された場合には、停止状態を維持することができるような十分大きな値であり、一方エレベータが動いている状態から停止する際に、急制動とならないような値に調整される必要がある。この調整は、ばね５２，５４の端に設けられた調整ボルト７２，７４により行う。すなわち、調整ボルト７２，７４を締めれば、ばね５２，５４の長さが短縮され、ブレーキトルクが増加する。逆に緩めればブレーキトルクが減少する。
【００１６】
モータ２６の出力軸に作用するトルクは、
（ａ）かご１２およびこれに付随する吊り車１６などの部品に掛かる重力が駆動綱車１８に作用するトルク、
（ｂ）釣り合いおもり２２およびこれに付随する部品に掛かる重力が駆動綱車１８に作用するトルク、
（ｃ）モータ２６が駆動綱車１８を回転させようとするトルク、
（ｄ）ブレーキ装置により作用するトルク、
（ｅ）かご１２が加速度運動を行うとき、かご１２や釣り合いおもり２２や、綱車１８などの慣性により発生するトルク、
（ｆ）かご１２や釣り合いおもり２２が運動する際に生じる空気抵抗などによる速度の関数となるトルク、
である。
【００１７】
エレベータのかご１２が等速運動を行うとき、すなわちモータ２６が一定速度で回転しているとき、前記（ｅ）項の加速度に関するトルクは発生しない。さらに、比較的低速度で運動する場合は、（ｆ）項の速度に関するトルクは、小さく無視できる。本実施形態においては、エレベータを一定の速度で運転し、そのときの上記（ａ）〜（ｄ）項のトルクの釣り合いから、（ｄ）項のブレーキトルクを算出する。
【００１８】
次に、ブレーキトルクの測定方法の手順について説明する。まず、メンテナンス用端末３８に作業対象となるエレベータの諸元、仕様、管理情報などの必要な情報を入力する。個々の情報の入力は、端末に備えられた入力装置から入力することができる。また、制御盤３４内の制御部３６に記憶装置を設け、ここに当該エレベータに関する情報を格納しておき、メンテナンス作業のときにここから必要な情報を取得するようにしてもよい。メンテナンス用端末３８に取得される情報は、例えば、かご定格質量、かご自重、ブレーキテスト荷重などである。
【００１９】
入力された情報から、メンテナンス用端末３８は、かご１２などに係る重力が駆動綱車１８に作用するトルクと、釣り合いおもり２２などに係る重力が駆動綱車１８に作用するトルクを算出する。釣り合いおもり２２は、かご１２に係る重力を釣り合わせるために設けたものであるが、かご１２の積載量（負荷）は変化するので、無負荷状態と最大積載量の間のある値に対して釣り合いが取れるように質量が決定されている。言い換えれば、無負荷状態では釣り合いおもり２２により作用するトルクは、かごにより作用するトルクより大きい。以下、無負荷状態における、これらトルクの差をアンバランストルクと呼ぶ。かご１２を空（無負荷）の状態で、調整を行うのであれば、アンバランストルクは、かご１２が上昇する方向、図１においてブレーキ車２８を時計回りに回転させる方向に作用する。調整は無負荷の状態で行うと決めてあれば、アンバランストルクは、そのエレベータに固有の値に定まるので、あらかじめ制御部３６内の記憶装置に格納しておき、必要なときにここから読み出すようにすることもできる。また、メンテナンス用端末３８は、入力された情報から、そのエレベータの適正なブレーキトルクの算出を行う。この値もあらかじめ制御部３６内の記憶装置に格納しておくこともできる。
【００２０】
次に、メンテナンス用端末３８から、制御盤内の制御部３６にブレーキトルクを測定するための動作制御を指示する。制御部３６は、この指示に従って、ブレーキ装置をブレーキトルクが発生するように、具体的には、電磁ソレノイド６８への通電を遮断する。さらに、制御部３６は、ブレーキトルクをかけたままの状態で、モータ２６を一定速度で、かごを上昇させる方向に回転させる。つまり、ブレーキを引きずった状態でエレベータの運転を行う。このとき、モータの出力軸に作用するトルクは、アンバランストルクとモータの出力トルクとブレーキトルクであり、前述したように慣性によるトルクは生じない。これらのトルクのうち、アンバランストルクは、すでに算出されており、モータの出力トルクは、モータ２６への供給電力から制御部３６にて算出される。また、直接、出力軸にトルクセンサを設け、検出を行うことも可能である。既知のアンバランストルクＴｕと出力トルクＴｍから、ブレーキトルクを、
Ｔｂ＝Ｔｕ＋Ｔｍ
にて求めることができる。メンテナンス用端末３８で、制御部３６より出力トルクＴｍと先に取得されているアンバランストルクＴｕを用い、上記の式よりブレーキトルクＴｂを算出して、これを表示する。また、すでに算出されているブレーキトルクの適正値を合わせて表示する。作業者は、この表示に基づき、ブレーキトルクの調整を行う。具体的には、調整ボルト７２，７４を回転させ、ばね５２，５４の付勢力を変えて調整を行う。
【００２１】
また、２個あるブレーキパッド３０，３２の１個ずつのブレーキトルクを測定することも可能である。２個のブレーキパッド３０，３２にそれぞれ対応した調整ロッド５６，５８を調整することによりいずれか一方のパッドのみ、ブレーキ車２８に当接させるようにすることができる。すなわち、一方、例えば調整ロッド５６をロッカーアーム６４に当接しないように後退させ、電磁ソレノイドに電力を供給する。プランジャ７０は、２個のロッカーアーム６４，６６を回動させるが、一方のロッカーアーム６４は、後退している調整ロッド５６には当接せず、よってブレーキパッド３０はブレーキ車２８に当接したままとなる。一方、ロッカーアーム６６は、調整ロッド５８に当接し、ブレーキパッド３２がブレーキ車２８から離隔する。これにより、片側のブレーキパッド３０だけのブレーキトルクを計測することができる。同様にして、反対側のブレーキパッド３２のブレーキトルクを測定することができる。２個のブレーキパッドのブレーキトルクを合計すれば、全体のブレーキトルクが算出できる。より多くのブレーキパッドが備えられている場合は、いくつかの組に分け、その組ごとのブレーキトルクを測定することができる。
【００２２】
また、個々のブレーキパッドに対して電磁ソレノイドをそれぞれ備えるようにすれば、電磁ソレノイドに供給する電力をオン・オフすることで、ブレーキパッドの動作を制御することができる。
【００２３】
以上の実施形態においては、ドラムブレーキを採用したブレーキ装置について説明したが、ディスクブレーキを採用することもできる。ディスクブレーキは、ブレーキディスクをブレーキパッドで狭持し、これらの間で生じる摩擦力によってブレーキトルクを発生する。ブレーキパッドが複数備えられている場合には、個々のパッドそれぞれに電磁ソレノイドが設けられ、独立してパッドの動きが制御できる。前述のドラムブレーキの場合と同様に、ディスクブレーキにおいても通常の運転時には、モータに電力が供給されると、電磁ソレノイドに電流が流れて、ブレーキパッドがディスクから離隔される。モータへの電力供給が遮断されると、ブレーキパッドがディスクに接触し、ブレーキが作用する。ディスクブレーキの場合、複数のブレーキパッドの一部を作動させることは、そのパッドに対応する電磁ソレノイドに電流を供給しないようにして達成される。具体的にはケーブルをはずすことにより達成される。
【００２４】
前述の実施形態においては、メンテナンス専用の端末を用いて調整作業用の運転、測定に係る制御を行ったが、この機能を制御盤内の制御部にあらかじめ組み込んでおくこともできる。また、上述したメンテナンス専用端末の機能を、通信線で接続された遠隔地の端末に持たせ、遠隔地からブレーキトルクの測定を行うこともできる。
【００２５】
また、アンバランストルクは、当該エレベータの仕様等から算出するとしたが、かご無負荷状態にし、ブレーキを解放し、モータ２６に電力を供給して、かごを停止状態に維持させ、このときのモータの出力トルクをアンバランストルクとすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、エレベータの定常運動にてブレーキトルクを測定するため、測定中のブレーキトルクがほぼ一定となり、測定精度が向上する。また、エレベータの系の慣性を考慮しないので、これにかかる誤差も排除され、測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るエレベータの概略構成図である。
【図２】ブレーキ装置の構成図である。
【符号の説明】
１０エレベータ、１２かご、１４巻上ロープ、１８駆動綱車、２２釣り合いおもり、２６モータ、２８ブレーキ車、３０，３２ブレーキパッド、３４制御盤、３６制御部、３８メンテナンス用端末。

Claims

エレベータのブレーキ装置により発生するブレーキトルクを測定する装置であって、
測定時におけるアンバランス負荷に対応したアンバランストルクの値を取得するアンバランストルク取得手段と、
前記ブレーキ装置の作動を制御するブレーキ制御手段と、
エレベータの巻上機のモータの速度を制御する速度制御手段と、
前記ブレーキ制御手段によりブレーキを作動制御し、前記速度制御手段によりモータの速度を一定に制御した状態で、前記モータの出力トルクの値を取得する出力トルク取得手段と、
前記取得されたアンバランストルクの値と、前記取得された出力トルクの値に基づきブレーキトルクを算出するブレーキトルク算出手段と、
を有する、エレベータのブレーキトルク測定装置。
請求項１に記載のエレベータのブレーキトルク測定装置であって、前記ブレーキ制御手段の制御対象は、複数のブレーキパッドを備えるブレーキ装置であり、前記ブレーキ制御手段は、前記モータの出力トルクの検出時において、前記複数のブレーキパッドの一部のみを作動させる制御を行う、エレベータのブレーキトルク測定装置。
エレベータのブレーキ装置により発生するブレーキトルクを測定する方法であって、
測定時におけるアンバランス負荷に対応したアンバランストルクの値を取得するステップと、
前記ブレーキ装置を作動させつつ、当該エレベータの巻上機のモータを一定速度で運転し、そのときの前記モータの出力トルクの値を取得するステップと、
前記取得されたアンバランストルクの値と、前記取得された出力トルクの値とに基づきブレーキトルクを算出するステップと、
を有する、エレベータのブレーキトルク測定方法。
エレベータのブレーキ装置により発生するブレーキトルクを測定する方法であって、
測定時におけるアンバランス負荷に対応したアンバランストルクの値を取得するステップと、
前記ブレーキ装置を、それが備える複数のブレーキパッドの一部のみが作用する状態とするステップと、
前記ブレーキ装置を前記一部のブレーキパッドのみにて作動させつつ、当該エレベータの巻上機のモータを一定速度で運転し、そのときの前記モータの出力トルクの値を取得するステップと、
前記取得されたアンバランストルクの値と、前記取得された出力トルクの値とに基づきブレーキトルクを算出するステップと、
を有する、エレベータのブレーキトルク測定方法。
エレベータのブレーキ装置により発生するブレーキトルクを測定する方法であって、
測定時におけるアンバランス負荷に対応したアンバランストルクの値を取得するステップと、
前記ブレーキ装置を、それが備える２個のブレーキパッドのうち１個のみが作用する状態とするステップと、
前記ブレーキ装置を前記１個のブレーキパッドのみにて作動させつつ、当該エレベータの巻上機のモータを一定速度で運転し、そのときの前記モータの第１の出力トルクの値を取得するステップと、
前記ブレーキ装置を、残りの１個のブレーキパッドのみが作用する状態とするステップと、
前記ブレーキ装置を前記残りの１個のブレーキパッドのみにて作動させつつ、当該エレベータの巻上機のモータを一定速度で運転し、そのときの前記モータの第２の出力トルクの値を取得するステップと、
前記取得されたアンバランストルクの値と、前記取得された第１および第２の出力トルクの値とに基づきブレーキトルクを算出するステップと、
を有する、エレベータのブレーキトルク測定方法。