JP2011195287A - エレベータのブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータの被制動体の制動動作を適切に行なう。
【解決手段】ブレーキ制御マイコン２０は、スイッチング素子１１ａの通電期間の一部がスイッチング素子１１ｂの通電期間と重複し、かつ、スイッチング素子１１ａの通電期間のその他の部分がスイッチング素子１１ｂの通電期間と重複しないように、スイッチング素子１１ａ，１１ｂのそれぞれを一定周期で交互にオン状態とする。スイッチング素子１１ａ，１１ｂがともにオン状態のタイミングにおいてブレーキコイル５ａ，５ｂが通電状態となり巻上機１３の制動動作が開放となる。巻上機１３の制動動作を有効にする必要が生じた場合には、ブレーキ制御マイコン２０は、スイッチング素子１１ａ，１１ｂをオフ状態とし、ブレーキコイル５ａ，５ｂが通電しない状態となり、巻上機１３の制動動作が有効となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、巻上機などの被制動体の制動動作を行なうブレーキ装置を制御するエレベータのブレーキ制御装置に関する。

図１６は、従来のエレベータのブレーキ制御装置の回路の構成例を示す図である。図１７は、従来のエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図である。
エレベータの巻上機などの被制動体を制動片により押圧して機械的な制動動作を行なう電磁ブレーキ装置（例えば、特許文献１および特許文献２参照）は、図１６に示すように、直流電源４１、機械式の第１開閉器（Ｓ１）４４、およびブレーキコイル４５の直列回路備える。第１開閉器４４に対しては、直流電源４２および機械式の第２開閉器（Ｓ２）４３の直列回路が並列に接続され、ブレーキコイル４５に対してはフライホイール回路４６が並列に接続される。直流電源４２からは起電力Ｅ１が発生し、直流電源４１からは起電力Ｅ２が発生する。

ブレーキコイル４５が通電されていない場合は、電磁ブレーキ装置の図示しない制動片は釈放状態となり、図示しない制動ばねの作用により制動片が被制動体の制動面を押圧して制動動作が有効となる。また、ブレーキコイル４５が通電した場合は、制動片が被制動体の制動面から吸引されて制動動作が開放となる。

被制動体からの制動片の吸引を開始してから終了するまでの時間を短縮するため、一般的には、制動片の吸引の保持に必要な保持電圧よりも大きな電圧をブレーキコイル４５に印加する方法が採られている。

直流電源４１および直流電源４２は、制動片の吸引時間短縮のために設けられる。直流電源４１はフォーシング（forcing）電源として機能し、直流電源４２は保持電源として機能する。

初期状態を制動片が被制動体を押圧する釈放状態とした場合、第１開閉器４４および第２開閉器４３はオフ状態である。制動片を被制動体から吸引させる場合には、ブレーキ制御装置は、図１７（ｃ）に示すように、最初に第２開閉器４３をオン状態に切り替える。これにより、図１７（ａ）に示すように、Ｅ１とＥ２の和に等しい値の電圧が、制動片の吸引の保持に必要な保持電圧よりも大きな電圧としてブレーキコイル４５に印加される。図１７（ｂ）に示すように、ブレーキコイル４５の電流は時定数に従って電流値Ｉ１まで上昇する。この電流値は電流値Ｉ１まで上昇して制動片の吸引が開始されるとともに当該電流値Ｉ１から一旦減少した後、当該電流値Ｉ１より大きいＩ２まで上昇する。

そして、ブレーキ制御装置は、一定時間後に図１７（ｃ）に示すように第１開閉器４４をオン状態に切り替えると同時に第２開閉器４３をオフ状態に戻す。この状態では、印加電圧値は、図１７（ａ）に示すようにＥ１に等しくなり、直流電源４２による保持電圧にて制動片の吸引状態が保持され、図１７（ｂ）に示すように、ブレーキコイル４５の電流は電流値Ｉ１に減少する。

そして、図１７（ｃ）に示すように、電磁ブレーキ制御装置が第１開閉器４４をオフ状態に戻すとブレーキコイル４５に電圧が印加されなくなり、前述した釈放状態に戻るとともに、図１７（ｂ）に示すように、ブレーキコイル４５の電流が時定数に従って減少し、制動片の釈放の終了とともに一旦上昇した上で減少した後、流れなくなる。

特開２００９−４１６５４号公報 特開２００６−２５６７６３号公報

以上のような電磁ブレーキ制御装置では、複数個の電源と開閉器が必要となる。エレベータの開閉器は大型であるため設置面積が大きくなる。また、機械式の開閉器は接点などが経年劣化するため、性能を維持するために頻繁な保守点検や交換が必要となり、そのための費用が多大となる。

また、電磁ブレーキ装置の制動片の釈放動作および吸引動作を行なう場合、動作の開始から終了までに大きな動作騒音が発生して乗客に不快感を与えることになり、この低減が望まれている。

そこで、本発明の目的は、被制動体の制動動作を適切に行なうことが可能になるエレベータのブレーキ制御装置を提供することにある。

すなわち、本発明に係わるブレーキ制御装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路で変換された直流電力の脈動を平滑化する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサと並列にダイオードおよび半導体スイッチが直列接続され、かつ、当該ダイオードのアノードが前記平滑コンデンサの低電位点に接続され、当該半導体スイッチが前記平滑コンデンサの高電位点と前記ダイオードのカソードの間に接続される第１の直列回路と、前記平滑コンデンサと並列にダイオードおよび半導体スイッチが直列接続され、かつ、当該ダイオードのカソードが前記平滑コンデンサの高電位点に接続され、当該半導体スイッチが前記平滑コンデンサの低電位点と前記ダイオードのアノードの間に接続される第２の直列回路と、前記第１の直列回路のダイオードのカソード及び前記第２の直列回路のダイオードのアノードの間に接続される第１のブレーキコイルと、前記第１のブレーキ装置と並列に接続される第２のブレーキコイルと、前記第１のブレーキコイルの非通電時に被制動体の機械的な制動動作を行ない、前記第１のブレーキコイルの通電時に前記被制動体の制動を開放する第１の制動片と、前記第２のブレーキコイルの非通電時に前記被制動体の機械的な制動動作を行ない、前記第２のブレーキコイルの通電時に前記被制動体の制動動作を開放する第２の制動片と、前記第１および第２のブレーキコイルの電流値を検出する電流検出手段と、前記第１および第２のブレーキコイルへの通電を行ない、前記第１のブレーキコイルへの通電期間の一部が前記第２のブレーキコイルへの通電期間の一部と重複するように前記第１および第２の直列回路の半導体スイッチへの通電遮断制御を行ない、当該通電遮断制御の開始後、前記電流検出手段による検出結果をもとに前記第１および第２の制動片の動作開始を判別し、この判別にともない、前記第１および第２のブレーキコイルの電流値が判別時より減少するように前記第１および第２の直列回路の半導体スイッチへの通電遮断制御を行なうブレーキ制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、エレベータの被制動体の制動動作を適切に行なうことができる。

本発明の第１の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図。 本発明の第１の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第１の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の各種波形の一例を示す図。 本発明の第２の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図。 本発明の第２の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図。 本発明の第４の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第４の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図。 本発明の第５の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図。 本発明の第５の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図。 本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路の構成例を示す図。 本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図。 本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図。 従来のエレベータのブレーキ制御装置の回路の構成例を示す図。 従来のエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図。

以下図面により本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図である。
図１に示したブレーキ制御装置では、交流電源１から供給される交流電力が整流回路２で直流電力に全波整流され、平滑コンデンサ７で直流電力の脈動が平滑化される。

図１に示すように、このブレーキ制御装置には、各種素子への所定の電圧印加を行なったり、各種開閉器を開閉したりするブレーキ制御手段であるブレーキ制御マイコン２０が設けられる。

また、整流回路２の出力側の高電位点と平滑コンデンサ７の高電位点の間には、制限抵抗３と直流開閉器４の並列回路が設けられる。この回路は平滑コンデンサ７への滑らかな充電を行なうために設けられており、この平滑コンデンサ７が充電されていない場合は、直流開閉器４をオフ状態として制限抵抗３により平滑コンデンサ７への充電を行い、その後、直流開閉器４をオン状態として電力を供給する。

平滑コンデンサ７の両端には、パワー半導体スイッチであるスイッチング素子１１ａとダイオード１２ａでなる第１の直列回路が設けられる。また、平滑コンデンサ７の両端には、スイッチング素子１１ｂとダイオード１２ｂでなる第２の直列回路が設けられ、これらの直列回路により降圧チョッパ回路が構成される。

本実施形態では、スイッチング素子１１ａ，１２ａは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。スイッチング素子１１ａのコレクタは、平滑コンデンサ７の高電位点に接続され、エミッタはダイオード１２ａのカソードに接続される。ダイオード１２ａのアノードは平滑コンデンサ７の低電位点に接続される。

スイッチング素子１１ｂとダイオード１２ｂでなる第２の直列回路の各素子の順序は、スイッチング素子１１ａとダイオード１２ａでなる第１の直列回路の各素子の順序と逆になっている。具体的には、ダイオード１２ｂのカソードは平滑コンデンサ７の高電位点に接続され、スイッチング素子１１ｂのコレクタはダイオード１２ｂのアノードに接続され、エミッタが平滑コンデンサ７の低電位点に接続される。

ブレーキ制御マイコン２０は、スイッチング素子１１ａ，１１ｂのゲートへのＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）による電圧印加を行なうことで、ブレーキ開閉のための通電遮断制御を行なう。

スイッチング素子１１ａとダイオード１２ａの中間端子と、スイッチング素子１１ｂとダイオード１２ｂの中間端子の間には、第１のブレーキコイル５ａと第２のブレーキコイル５ｂの並列回路が接続される。ブレーキコイル５ｂの両端にはフライホイール回路６が接続される。図１に示すように、被制動体である巻上機１３は乗りかご１４とつり合い重り１５とを繋ぐメインロープの掛けられたシーブ１６に接続されている。

ブレーキコイル５ａが通電されていない場合には、巻上機１３の第１の制動片１７ａは釈放状態であって、図示しない制動ばねの作用により第１の制動片１７ａが巻上機１３の制動面に押圧されて、巻上機１３の制動動作が有効となる。ブレーキコイル５ａが通電されている場合には、第１の制動片１７ａが巻上機１３の制動面から吸引されて巻上機１３の制動動作が開放となる。

また、ブレーキコイル５ｂが通電されていない場合には、巻上機１３の第２の制動片１７ｂは釈放状態であって、制動ばねの作用により第２の制動片１７ｂが巻上機１３の制動面に押圧されて、巻上機１３の制動動作が有効となる。ブレーキコイル５ｂが通電されている場合には、第２の制動片１７ｂが巻上機１３の制動面から吸引されて巻上機１３の制動動作が開放となる。

次に、図１に示した構成のエレベータのブレーキ制御装置の動作について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
図３は、本発明の第１の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の各種波形の一例を示す図である。
ブレーキ制御マイコン２０は、ＰＷＭ制御にて所定の電圧をスイッチング素子１１ａ，１１ｂへ印加して、スイッチング素子１１ａ，１１ｂのそれぞれを一定周期で交互にオン状態とする（ステップＳ１）。

図３に示した例では、ブレーキ制御マイコン２０は、ＰＷＭキャリア信号の出力中に、一定周期でスイッチング素子１１ａに対する動作指令Ｐ＋を出力する。さらに、ブレーキ制御マイコン２０は、スイッチング素子１１ａの通電期間の一部がスイッチング素子１１ｂの通電期間と重複し、かつ、スイッチング素子１１ａの通電期間のその他の部分がスイッチング素子１１ｂの通電期間と重複しないように、スイッチング素子１１ｂに対する動作指令Ｎ−を動作指令Ｐ＋と同じ周期で出力する。

図３に示すように、ブレーキコイル５ａ，５ｂに印加される電圧Ｖｆは動作指令Ｐ＋とＮ−がともにＨレベルの期間にＨレベルとなる。つまり、スイッチング素子１１ａ，１１ｂがともにオン状態のタイミングにおいて、ブレーキコイル５ａ，５ｂが通電状態となり（ステップＳ２）、制動片１７ａ，１７ｂが巻上機１３の制動面から吸引されて巻上機１３の制動動作が開放となる電磁ブレーキ開放状態となる（ステップＳ３）。ブレーキコイル５ａ，５ｂが通電した場合、電流はスイッチング素子１１ａ、ブレーキコイル５ａ，５ｂの並列回路、スイッチング素子１１ｂの順で流れる。

そして、乗りかごの停止時など、巻上機１３の制動動作を有効にする必要が生じた場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、ブレーキ制御マイコン２０は、スイッチング素子１１ａ，１１ｂへの電圧印加を停止して、スイッチング素子１１ａ，１１ｂのそれぞれをオフ状態とする（ステップＳ５）。

これにより、ブレーキコイル５ａ，５ｂが通電しない状態となり（ステップＳ６）、制動片１７ａ，１７ｂが巻上機１３の制動面に押圧され、巻上機１３の制動動作が有効となる電磁ブレーキ動作状態となる（ステップＳ７）。ブレーキコイル５ａ，５ｂが通電しない状態となった場合、ブレーキコイル５ａ，５ｂに蓄えられたエネルギはフライホイール回路６により放出消費される。

以上のように、本発明の第１の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置では、スイッチング素子とダイオードの直列回路を複数組み合わせて降圧チョッパ回路を形成し、スイッチング素子のオンオフ制御を行なうことで、ブレーキコイルの通電遮断制御を行なって制動動作を制御する。

従来のように、機械式の開閉器の開閉動作を行なうことでブレーキコイルの通電遮断制御を行なう場合は、開閉器の動作騒音の大きさや寿命の短さといった問題があるが、機械式の開閉器の代わりにスイッチング素子を用いて、これらをオンオフ制御することでブレーキコイルの通電遮断制御を行なうので、動作騒音が大幅に低減され、装置寿命も大幅に延ばすことができる。

ところで、スイッチング素子であるパワー半導体は故障時に短絡モードになることが多いが、本実施形態では、２組のスイッチング素子を設けているため、一方のスイッチング素子が短絡故障した場合でも、他方のスイッチング素子のオフ状態にすることによりブレーキコイルへの電流を遮断することが可能となるので、信頼性を保つことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態におけるブレーキ制御装置の構成は図１に示したものと基本的にほぼ同様であるので同一部分の説明は省略する。
図４は、本発明の第２の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図である。
図４に示すように、本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、ダイオード１２ａの両端電圧を検出する電圧検出手段である電圧検出器２３ａを備え、ダイオード１２ｂの両端電圧を検出する電圧検出手段である電圧検出器２３ｂをさらに備える。また、交流電源１を開放するための交流開閉器２４をさらに備える。

図５は、本発明の第２の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
この実施形態では、第１の実施形態で説明した動作とは別に、ブレーキ制御マイコン２０は、電圧検出器２３ａを介してダイオード１２ａの両端電圧を検出し、かつ、電圧検出器２３ｂを介してダイオード１２ｂの両端電圧を検出する（ステップＳ２１）。

そして、ブレーキ制御マイコン２０は、ＰＷＭキャリア信号、動作指令Ｐ＋により、スイッチング素子１１ａの動作異常がない場合にダイオード１２ａに電圧が発生すべきタイミングで発生すべき電圧値である電圧目標値と電圧検出器２３ａによる検出値とを比較する。
また、ブレーキ制御マイコン２０は、ＰＷＭキャリア信号、動作指令Ｎ−により、スイッチング素子１１ｂの動作異常がない場合にダイオード１２ｂに電圧が発生すべきタイミングで発生すべきダイオード１２ｂの電圧値である電圧目標値と電圧検出器２３ｂによる検出値とを比較する（ステップＳ２２）。

ブレーキ制御マイコン２０は、電圧検出器２３ａによる検出値と電圧目標値の間に所定値以上の偏差がある場合は、スイッチング素子１１ａの動作異常が発生していることを検出し、電圧検出器２３ｂによる検出値と目標値の間に所定値以上の偏差がある場合は、スイッチング素子１１ｂの動作異常が発生していることを検出する。

ブレーキ制御マイコン２０は、スイッチング素子１１ａ，１１ｂの動作異常が発生していることを検出した場合には（ステップＳ２３のＹＥＳ）、交流開閉器２４を開放することで交流電源１を開放する（ステップＳ２４）。

これにより、ブレーキコイル５ａ，５ｂが通電しない状態となり、制動片１７ａ，１７ｂが巻上機１３の制動面に押圧され、巻上機１３の制動動作が有効となる電磁ブレーキ釈放状態となる（ステップＳ２５）。

以上のように、本発明の第２の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置では、第１の実施形態で説明した特徴に加え、電圧検出器２３ａ，２３ｂによるダイオード１２ａ，１２ｂの電圧検出値をもとに、スイッチング素子１１ａ，１１ｂの動作異常が発生していることを検出した場合には交流電源１を開放する動作を行なうので、スイッチング素子１１ａ，１１ｂに動作異常が発生して短絡状態となった場合でも、エレベータ運行の安全性を向上させ、信頼性を保つことができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図である。
図６に示すように、本発明の第３の実施形態では、第２の実施形態と比較して、ブレーキコイル５ａとスイッチング素子１１ｂの間にブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流を検出するための電流検出器２５を備える。

ブレーキ制御マイコン２０は、第１，第２の実施形態で説明した動作とは別に、ＰＷＭ制御中において、電流検出器２５による検出値とＰＷＭ制御中においてブレーキコイル５ａ，５ｂに供給されるべき電流である目標値との偏差がなくなるように、スイッチング素子１１ａ，１１ｂのオンオフ制御を行なう。

交流電源１による電圧値は一般的に±１０％程度変動するが、ブレーキコイル５ａ，５ｂに供給される電流を本実施形態のように制御することで、前述した変動による制動動作の制御への悪影響を無くすことができる。

また、ＰＷＭ制御中によりブレーキコイル５ａ，５ｂの温度が上昇し、ブレーキコイル５ａ，５ｂのインピーダンスが変動するが、ブレーキコイル５ａ，５ｂに供給される電流を本実施形態のように制御することで、この変動に起因するブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流の変動を防止できる、制動片１７ａ，１７ｂに対する常時安定した吸引力を維持することが出来るので、制動動作への悪影響を無くすことができる。

また、ブレーキコイル５ａ，５ｂに流れる電流を制御することで、ブレーキコイル５ａ，５ｂに供給される電流の変化速度を制御することができるので、制動片１７ａ，１７ｂの吸引もしくは釈放の開始から終了までの速度を調整することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
本実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成は第３の実施形態と同様である。
図７は、本発明の第４の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
図８は、本発明の第４の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図である。図８（ａ）は、エレベータの一般的なブレーキ制御装置のブレーキコイルの電流波形を示す図で、図８（ｂ）は、本発明の第４の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置による制動動作によるブレーキコイルの電流波形を示す図である。
一般的な電磁ブレーキでは、制動片の吸引の保持に必要な保持電圧よりも大きな電圧をブレーキコイルに印加した際にブレーキコイル５ａ，５ｂの電流値は、図８（ａ）に示すように時定数に従って電流値Ｉ１まで上昇して、この電流値Ｉ１から一旦減少した後、電流値Ｉ１より大きいＩ２まで上昇するという性質がある。

本発明の第４の実施形態では、この性質に着目して、第１乃至第３の実施形態で説明した動作とは別に、ブレーキ制御マイコン２０は、ＰＷＭ制御により、スイッチング素子１１ａ，１１ｂへ制動片１７ａ，１７ｂの吸引の保持に必要な保持電圧よりも大きな電圧の印加を開始する（ステップＳ３１）。この場合、ブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流値の目標値は電流Ｉ２となる。

ブレーキ制御マイコン２０は、電圧の印加により、電流検出器２５による検出値が電流値Ｉ１に上昇した後に所定値以上減少すると（ステップＳ３２）、制動片１７ａ，１７ｂの吸引が開始されたと判断し、ブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流値の目標値が図８（ｂ）に示すように電流値Ｉ１より低く、かつステップＳ３２での検出値より低い値となるようにスイッチング素子１１ａ，１１ｂへの印加電圧を制御する（ステップＳ３３）。結果、ブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流値がさらに減少し、制動片１７ａ，１７ｂの吸引の終了までの速度が遅くなる。

そして、ブレーキ制御マイコン２０は、制動片１７ａ，１７ｂの吸引が終了したタイミングで、スイッチング素子１１ａ，１１ｂへの印加電圧を制動片の吸引の保持に必要な保持電圧に変化させる。この場合、ブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流値の目標値は電流値Ｉ１に上昇する。

これにより、ブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流値は電流値Ｉ１に向かって上昇する。このような制御を行なうことで、ＰＷＭ制御の開始からのブレーキコイル５ａ，５ｂへの供給電流値が、一般的な制御を行なう場合と比較して低くなるので、制動片１７ａ，１７ｂが被制動体に対して吸引されて制動面を押圧するまでの速度が遅くなる（ステップＳ３４）。

以上のように、本発明の第４の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置では、第１の実施形態で説明した特徴に加え、制動片の動作が開始された際に、ブレーキコイルの電流目標値を制動片の動作を妨げる方向に急変させることで、制動片の吸引動作の速度を減少させることができ、制動片の動作を緩やかに完了させることができる。よって、制動片の動作にともなう騒音や振動を低減させることができ、乗客へ不快感を及ぼすことがなくなる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第５の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図である。
図９に示すように、本発明の第５の実施形態では、第３の実施形態と比較して、ブレーキコイル５ａに直列に接続される第１ブレーキ開閉器２６ａ、およびブレーキコイル５ｂに直列に接続される第２ブレーキ開閉器２６ｂをさらに備える。第１ブレーキ開閉器２６ａと第２ブレーキ開閉器２６ｂはブレーキ制御マイコン２０により開閉が制御される。

図１０は、本発明の第５の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
以下の動作は、制動動作の異常の有無を判別する必要がある場合に、例えば、エレベータの動作モードが、呼び登録にしたがって乗りかご１４を昇降させる通常運転モードから、手動操作により乗りかご１４を必要に応じて昇降させる点検運転モードに切り替えられた上で、ブレーキ制御マイコン２０の図示しない操作スイッチへの操作により、制動動作の異常の有無の判別開始が設定された場合の動作である。

初期状態として、乗りかご１４は停止しており、この乗りかご１４は乗客や荷物の無い無負荷状態であるとする。この状態では、第１ブレーキ開閉器２６ａと第２ブレーキ開閉器２６ｂはともに開放されており、ブレーキコイル５ａ，５ｂへの通電はなされておらず、制動片１７ａ，１７ｂによる巻上機１３の制動動作がともに有効となっている。

この状態において、ブレーキ制御マイコン２０は、第２ブレーキ開閉器２６ｂのみを閉じてオン状態とすることで（ステップＳ４１）、ブレーキコイル５ｂへ電流が供給されるようにして、第１の制動片１７ａ，第２の制動片１７ｂのうち、第１の制動片１７ａのみが釈放状態になるようにする（ステップＳ４２）。

そして、ブレーキ制御マイコン２０は、エレベータ制御装置からのかご位置情報を検出して（ステップＳ４３）、このかご位置が所定値を超えて変動する場合は、第１の制動片１７ａによる制動動作に異常ありと判別し（ステップＳ４４→Ｓ４５）、かご位置が所定値を超えて変動しない場合は、第１の制動片１７ａによる制動動作の異常なしと判別する（ステップＳ４４→Ｓ４６）。

これらの判別後、ブレーキ制御マイコン２０は、第２ブレーキ開閉器２６ｂを再び開放して第１ブレーキ開閉器２６ａのみを閉じてオン状態とすることで（ステップＳ４７）、ブレーキコイル５ａへ電流が供給されるようにして、第１の制動片１７ａ，第２の制動片１７ｂのうち、第２の制動片１７ｂのみが釈放状態になるようにする（ステップＳ４８）。

そして、ブレーキ制御マイコン２０は、エレベータ制御盤からのかご位置情報を検出して（ステップＳ４９）、このかご位置が所定値を超えて変動する場合は、第２の制動片１７ｂによる制動動作に異常ありと判別し（ステップＳ５０→Ｓ５１）、かご位置が所定値を超えて変動しない場合は、第２の制動片１７ｂによる制動動作の異常なしと判別する（ステップＳ５０→Ｓ５２）。

以上のように、本発明の第５の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置では、第１の実施形態で説明した特徴に加え、ブレーキ開閉器２６ａ，２６ｂの一方のみを開放することでブレーキコイル５ａ，５ｂの一方のみに電流が供給されるようにして、制動片１７ａ，１７ｂの一方による制動動作の異常の有無を判別することができるので、電磁ブレーキの保持力が維持されているか否かを確認することが可能である。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路構成例を示す図である。
この実施形態では、第５の実施形態と比較して、電圧検出器２３ａ，２３ｂを設ける代わりに、ダイオード１２ａの両端にフォトカプラ部３０ａの一次側端子が接続され、ダイオード１２ｂの両端にフォトカプラ部３０ｂの一次側端子が接続される。

図１２は、本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の回路の構成例を示す図である。
本実施形態のブレーキ制御装置は、図１２に示すように、論理回路３１ａ，３１ｂを備える。論理回路３１ａは出力信号の電圧レベルをＨレベルとＬレベルにフィルタリングするフィルタ３２ａを介してエレベータ制御装置３３に接続される。また、論理回路３１ｂはフィルタ３２ａと同機能のフィルタ３２ｂを介してエレベータ制御装置３３に接続される。

論理回路３１ａ，３１ｂはＲ−Ｓフリップフロップ回路である。本実施形態では、フォトカプラ部３０ａの２次側端子および論理回路３１ａのＳｅｔ端子にはクロック信号Ｑ１＿ＣＫが入力され、フォトカプラ部３０ｂの２次側端子および論理回路３１ｂのＳｅｔ端子にはクロック信号Ｑ２＿ＣＫが入力される。クロック信号Ｑ１＿ＣＫおよびクロック信号Ｑ２＿ＣＫの周波数はＰＷＭキャリア信号周波数の１倍から１／１００倍の間とする。クロック信号Ｑ１＿ＣＫおよびクロック信号Ｑ２＿ＣＫはブレーキ制御マイコンが出力してもよいし、別途も受けたクロック回路が出力してもよい。

論理回路３１ａは、フォトカプラ部３０ａの２次側端子から電流が出力されている場合にクロック信号Ｑ１＿ＣＫの入力が有効となり、この結果、論理回路３１ａの出力端子からフィルタ３２ａを介してＨレベルの信号が出力される。また、論理回路３１ｂは、フォトカプラ部３０ｂの２次側端子から電流が出力されている場合にクロック信号Ｑ２＿ＣＫの入力が有効となり、この結果、論理回路３１ｂの出力端子からフィルタ３２ｂを介してＨレベルの信号が出力される。

また、ブレーキ制御マイコン２０は、必要に応じて論理回路３１ａのＲｅｓｅｔ端子および論理回路３１ｂのＲｅｓｅｔ端子にリセット信号を出力することで、論理回路３１ａ，３１ｂのそれぞれからの信号出力をリセットする。リセット信号の出力時間はＰＷＭキャリア信号周波数の逆数の１／２倍から１／１００倍の間とする。

図１３は、本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
ブレーキ制御マイコン２０は、ＰＷＭ制御によるスイッチング素子１１ａ，１１ｂへの電圧印加を開始する（ステップＳ６１）。
ここで、フォトカプラ部３０ａの２次側端子および論理回路３１ａのＳｅｔ端子にはクロック信号Ｑ１＿ＣＫが入力され、フォトカプラ部３０ｂの２次側端子および論理回路３１ｂのＳｅｔ端子にはクロック信号Ｑ２＿ＣＫが入力される（ステップＳ６２）。

エレベータ制御装置３３は、論理回路３１ａからの出力電圧値をフィルタ３２ａを介して入力し、この出力電圧値が、クロック信号Ｑ１＿ＣＫの入力が有効な場合の正常値、つまりＨレベルであれば、スイッチング素子１１ａの動作異常がないと判別し（ステップＳ６３→Ｓ６４）、出力電圧値が、クロック信号Ｑ１＿ＣＫの入力が有効な場合の正常値でない、つまりＬレベルルであれば、スイッチング素子１１ａの動作異常があると判別する（ステップＳ６３→Ｓ６５）。

また、エレベータ制御装置３３は、論理回路３１ｂからの出力電圧値をフィルタ３２ｂを介して入力し、この出力電圧値が、クロック信号Ｑ２＿ＣＫの入力が有効な場合の正常値、つまりＨレベルであれば、スイッチング素子１１ｂの動作異常がないと判別し、この出力電圧値が、クロック信号Ｑ２＿ＣＫの入力が有効な場合の正常値でない、つまりＬレベルであれば、スイッチング素子１１ｂの動作異常があると判別する。

ここで、スイッチング素子１１ａの動作異常の判別に関わる出力波形について説明する。図１４は、本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図である。図１５は、本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置の出力波形の一例を示す図である。
この例では、図１４に示すように、スイッチング素子１１ａの動作指令Ｐ＋が出力されるとともに、この動作指令Ｐ＋のオンオフに同期して、フォトカプラ部３０ａの一次側、つまりダイオード１２ａの両端の電圧Ｖ＿ＩＧＢＴ１＿ＣＫが発生する。

また、この例では、クロック信号Ｑ１＿ＣＫとクロック信号Ｑ２＿ＣＫのそれぞれは、動作指令Ｐ＋の周期と同じ周期で当該動作指令Ｐ＋に同期して出力される。また、クロック信号Ｑ１＿ＣＫとクロック信号Ｑ２＿ＣＫとの比率であるＩＧＢＴ１＿ＣＫは、動作指令Ｐ＋と同期したパルス状の波形となる。

図１５に示した波形は、図１４に示した、時間が０．３０秒付近の波形を拡大したものであり、図１４に示した、動作指令Ｐ＋、Ｖ＿ＩＧＢＴ１＿ＣＫ、およびＩＧＢＴ１＿ＣＫの波形が点線で示された時間、つまり０．２０秒以降から０．５０秒までの時間では、動作指令Ｐ＋、Ｖ＿ＩＧＢＴ１＿ＣＫ、およびＩＧＢＴ１＿ＣＫは、図１５に示した波形の出力が継続される。

フォトカプラ部３０ａからの正常な電流出力がなされて、論理回路３１ａへのクロック信号Ｑ１＿ＣＫの入力が有効となった場合には、論理回路３１ａへリセット信号が入力されるまで、論理回路３１ａからフィルタ３２ａを介して出力された信号はＨレベルとなるので、フィルタ３２ａから出力される信号ＩＧＢＴ１＿ＣＫＡがＨレベルである場合は、スイッチング素子１１ａの動作異常が無い事を意味し、この信号ＩＧＢＴ１＿ＣＫＡがＨレベルでない場合は、スイッチング素子１１ａの動作異常がある事を意味する。

同様に、フォトカプラ部３０ｂからの正常な電流出力がなされて、論理回路３１ｂへのクロック信号Ｑ２＿ＣＫの入力が有効となった場合には、論理回路３１ｂへリセット信号が入力されるまで、論理回路３１ｂからフィルタ３２ｂを介して出力された信号はＨレベルとなるので、フィルタ３２ｂから出力される信号がＨレベルである場合は、スイッチング素子１１ｂの動作異常が無い事を意味し、この信号がＨレベルでない場合は、スイッチング素子１１ｂの動作異常がある事を意味する。

以上のように、本発明の第６の実施形態におけるエレベータのブレーキ制御装置では、ダイオードの両端のフォトカプラ部と論理回路とを組み合わせて、これらの出力値をもとにスイッチング素子の動作異常の有無を判別することができる。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１…交流電源、２…整流回路、３…制限抵抗、４…直流開閉器、５ａ，５ｂ，４５…ブレーキコイル、６，４６…フライホイール回路、７…平滑コンデンサ、１１ａ，１１ｂ…スイッチング素子、１２ａ，１２ｂ…ダイオード、１３…巻上機、１４…乗りかご、１５…カウンタウェイト、１６…シーブ、１７ａ，１７ｂ…制動片、２０…ブレーキ制御マイコン、２３ａ，２３ｂ…電圧検出器、２４…交流開閉器、２５…電流検出器、２６ａ，２６ｂ…ブレーキ開閉器、３０ａ，３０ｂ…フォトカプラ部、３１ａ，３１ｂ…論理回路、３２ａ，３２ｂ…フィルタ、３３…エレベータ制御装置、４１，４２…直流電源、４３，４４…開閉器。

Claims (6)

1. 交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
   前記整流回路で変換された直流電力の脈動を平滑化する平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサと並列にダイオードおよび半導体スイッチが直列接続され、かつ、当該ダイオードのアノードが前記平滑コンデンサの低電位点に接続され、当該半導体スイッチが前記平滑コンデンサの高電位点と前記ダイオードのカソードの間に接続される第１の直列回路と、
   前記平滑コンデンサと並列にダイオードおよび半導体スイッチが直列接続され、かつ、当該ダイオードのカソードが前記平滑コンデンサの高電位点に接続され、当該半導体スイッチが前記平滑コンデンサの低電位点と前記ダイオードのアノードの間に接続される第２の直列回路と、
   前記第１の直列回路のダイオードのカソード及び前記第２の直列回路のダイオードのアノードの間に接続される第１のブレーキコイルと、
   前記第１のブレーキ装置と並列に接続される第２のブレーキコイルと、
   前記第１のブレーキコイルの非通電時に被制動体の機械的な制動動作を行ない、前記第１のブレーキコイルの通電時に前記被制動体の制動を開放する第１の制動片と、
   前記第２のブレーキコイルの非通電時に前記被制動体の機械的な制動動作を行ない、前記第２のブレーキコイルの通電時に前記被制動体の制動動作を開放する第２の制動片と、
   前記第１および第２のブレーキコイルの電流値を検出する電流検出手段と、
   前記第１および第２のブレーキコイルへの通電を行ない、前記第１のブレーキコイルへの通電期間の一部が前記第２のブレーキコイルへの通電期間の一部と重複するように前記第１および第２の直列回路の半導体スイッチへの通電遮断制御を行ない、当該通電遮断制御の開始後、前記電流検出手段による検出結果をもとに前記第１および第２の制動片の動作開始を判別し、この判別にともない、前記第１および第２のブレーキコイルの電流値が判別時より減少するように前記第１および第２の直列回路の半導体スイッチへの通電遮断制御を行なうブレーキ制御手段と
   を備えたことを特徴とするエレベータのブレーキ制御装置。
2. 前記第１の直列回路のダイオードおよび前記第２の直列回路のダイオードの電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
   前記ブレーキ制御手段は、
   前記電圧検出手段による検出結果と当該検出時における電圧目標値とを比較することで前記第１および第２の直列回路の半導体スイッチの動作異常を検出し、この検出にともなって前記交流電源を開放する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータのブレーキ制御装置。
3. 前記ブレーキ制御手段は、
   前記電流検出手段による検出結果と当該検出時における電流目標値との偏差が無くなるように前記第１および第２の半導体スイッチへの通電遮断制御を行なう
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータのブレーキ制御装置。
4. 前記第１のブレーキコイルに直列接続される第１のブレーキ開閉器と、
   前記第２のブレーキコイルに直列接続される第２のブレーキ開閉器とをさらに備え、
   前記ブレーキ制御手段は、
   さらに、前記第１および第２のブレーキ開閉器のうち一方を開放して他方を短絡させて、前記開放したブレーキ開閉器に接続されるブレーキコイルに関わる制動片による制動動作の異常の有無を乗りかごの動作状態をもとに判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータのブレーキ制御装置。
5. 前記第１の直列回路のダイオードに並列に接続される第１のフォトカプラと、
   前記第２の直列回路のダイオードに並列に接続される第２のフォトカプラと、
   前記第１のフォトカプラからの電流出力状態に応じて前記第１の直列回路の半導体スイッチの動作状態を示す信号を出力する第１の論理回路と、
   前記第２のフォトカプラからの電流出力状態に応じて前記第２の直列回路の半導体スイッチの動作状態を示す信号を出力する第２の論理回路と
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータのブレーキ制御装置。
6. 前記第１の直列回路の半導体スイッチは、
   コレクタが前記高電位点に接続され、エミッタが前記第１の直列回路のダイオードのカソードに接続される絶縁ゲートバイポーラトランジスタであって、
   前記第２の直列回路の半導体スイッチは、
   コレクタが前記第２の直列回路のダイオードのアノードに接続され、エミッタが前記低電位点に接続される絶縁ゲートバイポーラトランジスタである
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサの放電回路。

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