JP2007084174A - エレベーターのブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の巻上機を用いてかごを駆動するエレベーターにおいて、かごが運転中に非常停止した場合に、かごが傾くことなく停止できるエレベーターのブレーキ装置を提供する。
【解決手段】一つのかご１０を駆動する複数の巻上機を有するエレベーターのブレーキ装置において、複数の巻上機ごとに備えられたブレーキを単一のブレーキ制御指令で操作するブレーキ制御手段を有し、緊急停止時には全てのブレーキをブレーキ制御指令で同時に作動させる構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の巻上機を有するエレベーターのブレーキ装置に関する。

従来のエレベーターのブレーキ装置は、一般に電磁ブレーキが使用され、巻上機の回転軸に直結されたブレーキ車にばねでブレーキシューを押圧し、ブレーキ車の外周面とブレーキライニングとの摩擦力により回転軸を制動させてかごを停止させるようになっている。また、ブレーキ装置を開放させるには、ブレーキコイルに電流を流し、磁気力により、ばねに抗してブレーキシューの押圧を解き、ブレーキ車を開放するようになっているものがある（例えば特許文献１参照）。

一方、複数の巻上機を用いて１つのかごを駆動させるエレベーター装置があり、それぞれの巻上機に対してブレーキを備える構成が示されているものがある（例えば特許文献２参照）。

特特開平３−２４３５７６号公報（第３頁〜第４頁、図１）。 特開平６−０６４８６３号公報（第２頁〜第３頁、図１）。

しかしながら、上記の従来のブレーキ装置においては、各々のブレーキに対する制御方法については開示されていない。また、複数の巻上機により、一つのかごを駆動するエレベーター装置においては、巻上機のブレーキも複数個設けられるが、複数の巻上機の駆動力を協調させることで、かごを水平に吊っているため、エレベーターを緊急停止させる場合においても、停止するまでの巻上機の回転差による悪影響を防止するために、全てのブレーキを同時に作動させる必要がある。
さらに、同様の理由により、走行中に何らかの異常により少なくとも一つのブレーキが作動した場合に、ただちに残りのブレーキを作動させる必要がある。

この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、第１の目的は、非常停止を行う際には、複数の巻上機のブレーキに供給する電力を同時に切ることができるブレーキ装置を得ることを目的とするものである。

本発明においては、一つのかごを駆動する複数の巻上機を有するエレベーターのブレーキ装置において、前記複数の巻上機ごとに備えられたブレーキを単一のブレーキ制御指令で操作するブレーキ制御手段を有し、緊急停止時には全ての前記ブレーキを前記ブレーキ制御指令で同時に作動させる構成としたものである。

また、本発明においては、一つのかごを駆動する複数の巻上機を有するエレベーターのブレーキ装置において、前記複数の巻上機ごとに備えられたブレーキを各ブレーキ毎のブレーキ制御指令で操作するブレーキ制御手段を有し、緊急停止時には前記各ブレーキの作動時間に基づいて全ブレーキのブレーキ力が同時に作用するように前記各ブレーキの作動タイミングを調整する構成としたものである。

本発明により、エレベーターを緊急停止時させる場合においても、全てのブレーキを同時に作動させることができるため、かごが傾くことなく停止させることができる。この結果、かごの傾きによるガイドレールやかご枠の磨耗を防止でき、かごが傾くことなどによる乗客の不快感を緩和できるものである。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す構成図である。図１において、かご１０はそれぞれ２個のシーブ７ａおよび７ｂを介してロープ８ａおよび８ｂにより釣合錘９ａおよび９ｂに連結されている。前記シーブは回転軸を介して電動機２ａ、２ｂに直結されており、回転軸にはブレーキ車６ａ、６ｂが設置されている。前記ブレーキ車はブレーキシュー５ａ、５ｂを押し付けることにより発生する摩擦力により回転軸を制動させて前記かごを停止させる。前記ブレーキシューはばね（図示しない）によって前記ブレーキ車に押し付けられているが、ブレーキコイル３ａ、３ｂを付勢することでプランジャ４ａ、４ｂを吸引し、ブレーキが開放される。なお、上述のブレーキコイル(例えば３ａ)、プランジャ（例えば４ａ）、ブレーキシュー(例えば５ａ)、ブレーキ車(例えば６ａ)を全て含むものをブレーキと呼び（以下同様）、電動機(例えば２ａ)、ブレーキコイル(例えば３ａ)、プランジャ（例えば４ａ）、ブレーキシュー(例えば５ａ)、ブレーキ車(例えば６ａ)を全て含むものを巻上機と呼ぶ（以下同様）。

かごが昇降時にはブレーキ制御手段１がブレーキコイル３ａ、３ｂを付勢することでプランジャ４ａ、４ｂを吸引し、ブレーキが開放する。そして複数の電動機の協調制御によりかごが昇降され、目的階で停止後、ブレーキ制御手段１によりブレーキコイル３ａ、３ｂに流れる電流が消勢され、ブレーキ力がはたらく。なお、上述のブレーキ制御手段１、ブレーキコイル３ａ、３ｂ、プランジャ４ａ、４ｂ、ブレーキシュー５ａ、５ｂ、ブレーキ車６ａ、６ｂを全て含むものをブレーキ装置と呼ぶ(以下同様)。

図２はブレーキを駆動するブレーキ回路の構成を示した図である。直流電源２１はブレーキコイルに電源を供給する装置であり、ブレーキ接点２３ａおよび２３ｂはそれぞれブレーキコイル３ａおよび３ｂに通電させるための装置である。
前記ブレーキ制御手段は前記ブレーキ接点を開閉操作することで前記ブレーキコイルに流れる電流を各々付勢あるいは消勢し（開操作で消勢、閉操作で付勢）ブレーキを動作させる。

ここで、かごが走行中に何らかの異常で緊急停止をさせる必要が生じたとき、ブレーキ制御手段がブレーキ制御指令を発することによってブレーキ接点を開き、ブレーキを作動させることでかごを停止させる。このとき、ブレーキの動作に遅れが生じたならば両者の巻上機が停止するまでのロープ送り量が異なるため、かごが傾き、乗客が不快に感じたり、機器を損傷したりする可能性がある。したがって、本発明のブレーキ制御手段は緊急停止時には前記ブレーキ接点を同時に開くように動作する。これは、ブレーキ制御手段によって発せられるブレーキ制御指令を全てのブレーキで共通化することにより実現できる。これにより、一つのブレーキ制御指令によって、ブレーキ接点２３ａ、および２３ｂを同時に操作することができる。この結果、複数のブレーキを同時に動作させることができる。

なお、ブレーキを駆動するブレーキコイル部の構成を図３のようにしてもよい。図３において図２と符号が同じ構成要素は図２で説明した要素と同じ動作をする。この構成においては、ブレーキコイルに供給される電源を１個の共通ブレーキ接点３１で開閉することが可能となっている。このため、一つの指令で二つのブレーキを同時に操作できるため、より安価な構成で実現することができる。また、ブレーキ接点をリレーで駆動する場合など、図２のようにブレーキ接点を２つ設けた構成に比べてリレーの製造ばらつきなどによる開閉時間の固体差の影響をうけない利点がある。

以上により、緊急停止時には複数のブレーキ接点を同時に開くことで複数のブレーキを同時に動作させることができ、この結果、かごが傾くことなく緊急停止を行うことができ、安全性が高まる。また、かごが傾くことによりガイドレールに過大な荷重が作用してこれらが変形および磨耗することを防止することができる。また、かごが傾くことによる乗客の不快感も小さくできる。

実施の形態２．
図４は本発明における実施の形態２の構成を表したもので、ブレーキ装置のブレーキ制御回路を示した図である。図２と符号が同じ構成要素は実施の形態１で説明した構成要素と同様の動作をする。また、ブレーキ制御手段４１は図１または図２におけるブレーキ制御手段１に相当する手段である。

ブレーキ制御手段４１は上位制御装置からのブレーキ制御指令とブレーキ状態判定手段４３から出力されるブレーキ状態に基づいてブレーキ接点２３ａ、２３ｂを開閉することでブレーキを作動させる。
上位制御装置からのブレーキ制御指令とは、例えば、かごの走行開始前やかごが走行して目的階に停止した後に発せられるブレーキの制御指令や、エレベーターシステムに異常が発生した際にかごを緊急停止させるためのブレーキ作動指令などがある。

ブレーキ動作検出手段４４はブレーキ開閉状態を検出する手段である。ブレーキの開閉状態とは、ブレーキ力がシーブに働いているかいないかの状態であり、例えばブレーキシューがブレーキ車に接地しているか否かを検出する。これはブレーキシューとブレーキ車間の距離を計測することで判断できる。または、プランジャやブレーキシューの変位を計測してもよい。またはプランジャやブレーキシューの変位に連動して動作するスイッチを設けておき、そのスイッチの開閉状態で判断しても良い。または、ブレーキが作動したことをブレーキシューがブレーキ車に当たるときの音を計測することで判断しても良い。または、ブレーキコイルの電流値を測定することでブレーキが作動しているかを検出してもよい。

ブレーキ状態判定手段４３はブレーキ動作検出手段４４から出力されるブレーキの開閉状態に基づいて、ブレーキ状態が正常か異常かを判定する手段である。本発明では、ブレーキ状態判定手段４３は、かごが走行時にブレーキ動作検出手段４４によって、少なくとも一つのブレーキの作動が検出された場合にはブレーキ状態が異常であると判定し、異常信号をブレーキ制御指令発生手段４２に出力する。そしてこのとき、ブレーキ制御指令発生手段４２は全てのブレーキに対してブレーキを作動させる。つまり全てのブレーキ接点を開く。この結果、異常動作やブレーキの故障などにより、少なくとも一つのブレーキが誤作動したときに、残りのブレーキを全て作動させることができ、かごが傾くことを最小限に抑えてかごの制動が行える。この結果、かごが傾くことなく緊急停止を行うことができ、安全性が高まる。また、かご枠やガイドレールの磨耗を低減することができる。また、かごが傾くことによる乗客の不快感も小さくできる。

実施の形態３．
図５は本発明における実施の形態３の構成を表したもので、ブレーキ装置のブレーキ制御回路を示した図である。図２および図４と符号が同じ構成要素はそれぞれ図２および図４で説明した構成要素と同様の動作をする。

ブレーキ動作検出手段４４はブレーキ開閉状態を検出する手段であり、その動作は実施の形態２で説明したとおりである。ブレーキ制御手段５１は図１におけるブレーキ制御手段１に相当する手段であり、ブレーキ作動時間演算手段５３、及びブレーキ制御指令発生手段５２を有している。ブレーキ作動時間演算手段５３はブレーキ制御指令発生手段５２からのブレーキ制御指令とブレーキ動作検出手段４４からのブレーキの開閉状態を入力として、全てのブレーキのブレーキ作動時間をブレーキ制御指令発生手段５２へ出力する。ブレーキ作動時間とは各々のブレーキに対して、ブレーキ作動指令が発せられてから実際にブレーキ力が働くまでの時間であり、ブレーキを閉じる（作動させる）指令がブレーキ制御指令発生手段５２から出力されてから、コイルが消勢され、ブレーキシューがブレーキ車に接地して制動力が働き、ブレーキ動作検出手段４４によりブレーキ開閉状態が閉じた状態であると検出されるまでの時間である。

ブレーキ制御指令発生手段５２は各々のブレーキに対し、前記ブレーキ作動時間を記憶するメモリ部を有しており（図示しない）、前記ブレーキ作動時間はブレーキが作動する毎に更新される。ブレーキ制御指令発生手段は前記ブレーキ作動時間に基づいて適切な遅延時間を設け、全てのブレーキ力が同時に作用するように、ブレーキを作動させるタイミングを調整する。これは作動時間が一番長いブレーキに合わせて、他のブレーキに対しては作動指令を発生するまでに遅延時間を設けるようにすることで実現できる。この結果、全てのブレーキが同時に作動する。

図６は上記の説明を図で示したものであり、本実施の形態によるブレーキ装置の動作例を示した図である。図６の左図は通常時のブレーキ装置の動作を表し、右図は緊急停止時におけるブレーキ装置の動作を表している。図６において、縦軸はブレーキの動作状態（開閉状態）を表し、横軸は時刻を表す。

左図に示す通常走行時では、かごが目的階で停止してブレーキが作動するとき、上位制御装置からのブレーキ作動指令により、時刻ｔ０でブレーキａとブレーキｂの作動指令がブレーキ制御指令発生手段５２により発せられる。そしてブレーキが作動すると、ブレーキ動作検出手段４４によりその作動が検出される。次にブレーキ作動時間演算手段５３は前記ブレーキ作動指令が発せられてからブレーキの作動が検出されるまでの時間からブレーキ作動時間を演算し、メモリに記憶する。図６では、ブレーキａのブレーキ作動時間はＴａとなり、ブレーキｂのブレーキ作動時間はＴｂとなる。本例ではブレーキａの方が作動時間が長い場合を示している。

緊急停止時には右図に示すように、上位制御装置からのブレーキの作動指令を受けてブレーキ制御指令発生手段５２により、ブレーキ作動指令が時刻ｔ０に発せられる。そしてブレーキの作動時間が最も長いブレーキａの作動指令が最初（時刻ｔ０）に発せられ、ブレーキｂについては、ブレーキａの作動指令が発せられてから遅延時間ΔＴｂ＝Ｔａ−Ｔｂだけ遅らせて作動指令が発せられる。この結果、ブレーキａとブレーキｂのブレーキを同時に作動させることができる。

本発明により、ブレーキのばね定数のばらつきや、ブレーキ接点の作動時間のばらつきなどによる、ブレーキの作動時間のばらつきによる影響を補正することができ、より精度良くブレーキを同時に作動させることができる。

この結果、かごを緊急停止させる必要が生じたときに、かごが傾くことなく緊急停止を行うことができ、安全性が高まる。また、かごが傾くことによるかご枠やガイドレールの磨耗を低減することができる。また、かごが傾くことによる乗客の不快感も小さくできる。

なお、ブレーキの作動時間がエレベーターの使用頻度や周囲温度等の環境によって変化しない場合については、ブレーキ作動時間をブレーキの作動毎に演算して記憶するかわりに、予め計測しておいたブレーキ作動時間を用いて遅延時間を設定するようにしてもよい。この場合にはブレーキ作動時間演算手段５３を省略できる。また、遅延時間ΔＴｂが非常に小さいときには遅延時間を設定せずに、両方のブレーキ作動指令を同時に発するようにしてもよい。

また、実施の形態１〜３においては、本発明が図１のようなエレベーターの構成である場合について適用した例を示したが、図７のようなエレベーターの構成であっても適用することができる。図７は本発明における実施の形態４の構成を表したもので、巻上機を同一方向に回転させることにより、かごを昇降させる構成となっている。図７において、図１と同じ符号で示した構成要素は図１と同様の動作を行う。

図７の構成において、緊急停止時に両者のブレーキが動作するタイミングがずれた場合に、かごが傾くことはないが、ブレーキの動作タイミングずれにより、例えば、片方のシーブは止まっているにもかかわらず、もう片方のシーブには駆動力がはたらいている状況が発生する。この結果、シーブの空転やロープがシーブ上を滑るといった現象が発生する可能性があり、そのような現象が発生した場合にはシーブやロープが磨耗する。しかし、本発明を用いることで、ブレーキが同時に作動するので上記の現象は発生しなくなり、ロープの長寿命化が実現できる。

また、実施の形態１〜３においては、巻上機を２個有するエレベーターの場合について示したが、３個以上を有する場合においても本発明は同様に適用可能である。以下その具体例について図を用いて説明する。

図８および図９は、巻上機を３個有する場合のエレベーターのブレーキ制御装置において、実施の形態１で示した図２および図３に対応する制御回路を示した図である。

図８ではブレーキコイル３ａ〜３ｃは電源に対して並列に接続され、それぞれのブレーキコイルに対してブレーキ接点２３ａ〜２３ｃを持つ。４個以上の巻上機を有する場合も同様にブレーキは並列に接続され、それぞれのコイルにブレーキ接点を持つ。ブレーキの動作はそれぞれのブレーキ接点に対してブレーキ制御手段１が一つのブレーキ動作指令で全てのブレーキ接点を動作させることで同時にブレーキを動作させることができる。

図９ではブレーキコイル３ａ〜３ｃは電源に対して並列に接続され、全てのブレーキコイルは一つの共通ブレーキ接点３１によって電力供給が操作される。４個以上の巻上機を有する場合も同様にブレーキは並列に接続され、共通ブレーキ接点は一つである。ブレーキの動作は前記共通ブレーキ接点を操作することで全てのブレーキを同時に動作させることができる。

図８および図９に示した方法により、３個以上の巻上機を有する場合においても、緊急停止時には複数のブレーキ接点を同時に開くか、単一の共通ブレーキ接点を開くことで、複数のブレーキを同時に作動させることができ、この結果、かごが傾くことなく緊急停止を行うことができ、安全性が高まる。また、かごが傾くことでかご枠やガイドレールに過大な荷重が作用してこれらが変形および磨耗することを防止することができる。また、かごが傾くことによる乗客の不快感も小さくできる。

図１０および図１１は、３個の巻上機を有する場合における、本発明の実施の形態３に対応したブレーキ装置のブレーキ制御回路を表す図である。

まず、図１０は巻上機を３個有する場合のエレベーターのブレーキ制御装置において、実施の形態２で示した図４に対応する制御回路を示した図である。ブレーキ動作検出手段はブレーキａ、ｂ、ｃの開閉状態を検出する。そして、かごが走行中に、ブレーキの少なくとも一つ以上の作動を検出した場合にはブレーキ状態判定手段はブレーキ状態が異常であると判定し、ブレーキ制御指令発生手段が全てのブレーキを作動させる。４個以上の巻上機を有する場合についてもブレーキ動作検出手段は全てのブレーキの開閉状態を監視し、ブレーキの少なくとも一つ以上の作動を検出した場合にはブレーキ状態判定手段はブレーキ状態が異常であると判定し、ブレーキ制御指令発生手段が全てのブレーキを作動させる。

図１０に示した方法を用いることにより、３個以上の巻上機を有する場合においても、異常動作やブレーキの故障などにより、少なくとも一つのブレーキが誤作動したときに、残りのブレーキを全て作動させることができ、かごが傾くことを最小限に抑えてかごの制動が行える。この結果、かごが傾くことなく緊急停止を行うことができ、安全性が高まる。また、かご枠やガイドレールの磨耗を低減することができる。また、かごが傾くことによる乗客の不快感も小さくできる。

次に図１１について説明する。図１１は巻上機を３個有する場合のエレベーターのブレーキ制御装置において、実施の形態３で示した図５に対応する制御回路を示した図である。ブレーキ制御手段５１は図１におけるブレーキ制御手段１に相当する手段であり、ブレーキ作動時間演算手段５３、及びブレーキ制御指令発生手段５２を有する。

ブレーキ作動時間演算手段は各々のブレーキに対し、ブレーキ作動時間を記憶し、これをブレーキが作動する毎に更新する。ブレーキ制御指令発生手段は前記ブレーキ作動時間に基づいて適切な遅延時間を設け、全てのブレーキ力が同時に作用するように、ブレーキを作動させるタイミングを調整する。

この場合においては作動時間が一番長いブレーキに対して最初にブレーキ作動指令を発し、他の２個のブレーキに対しては作動指令を発生するまでに遅延時間を設けるようにすればよい。そして、前記遅延時間はブレーキ作動時間が一番長いブレーキのブレーキ作動時間から各ブレーキのブレーキ作動時間を減じた値とすればよい。

４個以上の巻上機を有する場合においても、作動時間が一番長いブレーキに合わせて他の残り全てのブレーキを作動させるタイミングを遅らせることで、全てのブレーキのブレーキ力を同時に作用させることができる。

図１１に示した方法を用いることにより、３個以上の巻上機を有する場合においても、ブレーキのばね定数のばらつきや、ブレーキ接点の作動時間のばらつきなどによって、ブレーキの作動時間がばらつくことによる影響を補正することができ、より精度良くブレーキを同時に作動させることができる。

本発明によるエレベーターのブレーキ装置を表す構成図である。 本発明の実施の形態１によるブレーキ装置のブレーキ制御回路を表す図である。 本発明の実施の形態１によるブレーキ装置の別の形態のブレーキ制御回路を表す図である。 本発明の実施の形態２によるブレーキ装置のブレーキ制御回路を表す図である。 本発明の実施の形態３によるブレーキ装置のブレーキ制御回路を表す図である。 本発明の実施の形態３によるブレーキ装置の動作例を示した図である。 本発明による実施の形態１〜３によるエレベーターのブレーキ装置の他の例を表す構成図である。 ３個の巻上機を有する場合における、本発明の実施の形態１に対応したブレーキ装置のブレーキ制御回路を表す図である。 ３個の巻上機を有する場合における、本発明の実施の形態１に対応したブレーキ装置の別の形態のブレーキ制御回路を表す図である。 ３個の巻上機を有する場合における、本発明の実施の形態２に対応したブレーキ装置のブレーキ制御回路を表す図である。 ３個の巻上機を有する場合における、本発明の実施の形態３に対応したブレーキ装置のブレーキ制御回路を表す図である。

符号の説明

１ ブレーキ制御手段、２ａ、２ｂ 電動機、３ａ、３ｂ ブレーキコイル、４ａ、４ｂ プランジャ、５ａ、５ｂ ブレーキシュー、６ａ、６ｂ ブレーキ車、７ａ、７ｂ シーブ、８ａ、８ｂ ロープ、９ａ、９ｂ 釣合錘、１０ かご、３１ 共通ブレーキ接点、４３ ブレーキ状態判定手段、４４ ブレーキ動作検出手段、５３ ブレーキ作動時間演算手段。

Claims (4)

1. 一つのかごを駆動する複数の巻上機を有するエレベーターのブレーキ装置において、
   前記複数の巻上機ごとに備えられたブレーキを単一のブレーキ制御指令で操作するブレーキ制御手段を有し、緊急停止時には全ての前記ブレーキを前記ブレーキ制御指令で同時に作動させることを特徴とするエレベーターのブレーキ装置。
2. 複数のブレーキを一つの共通ブレーキ接点で作動させることを特徴とする請求項１に記載のエレベーターのブレーキ装置。
3. ブレーキの動作状態を検出するブレーキ動作検出手段と、
   前記ブレーキの動作状態から当該ブレーキの作動状態を判定するブレーキ状態判定手段と、を有し、
   上記かごが走行中に少なくとも一つの前記ブレーキの作動が検出された場合には、全てのブレーキを作動させることを特徴とする請求項１に記載のエレベーターのブレーキ装置。
4. 一つのかごを駆動する複数の巻上機を有するエレベーターのブレーキ装置において、
   前記複数の巻上機ごとに備えられたブレーキを各ブレーキ毎のブレーキ制御指令で操作するブレーキ制御手段を有し、緊急停止時には前記各ブレーキの作動時間に基づいて全ブレーキのブレーキ力が同時に作用するように前記各ブレーキの作動タイミングを調整することを特徴とするエレベーターのブレーキ装置。
   

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