JP2012144345A - エレベータブレーキトルク診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキの非常制動を行なわなくてもブレーキトルクを評価し、ブレーキの異常の有無を判断できるエレベータブレーキトルク診断方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ブレーキトルク診断方法は、乗りかごの積載量を検出するステップＳ２と、乗りかごの積載量に基づいてアンバランストルクを算出するステップＳ３と、ブレーキを制動状態に維持しながらモータをアンバランストルクと同じ方向に駆動するようにモータトルクをかけてモータを回転させるステップＳ５〜Ｓ７と、モータの回転を維持しながらモータに供給される電流値を検出するステップＳ８と、検出された電流値に基づいてモータトルクを算出するステップＳ９と、アンバランストルクとモータトルクに基づいてブレーキトルクを算出するステップＳ１０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、エレベータの巻上機のブレーキのブレーキトルクを診断する方法に関する。

従来の典型的なトラクション式エレベータにおいて、巻上機にメインシーブが取り付けられており、このメインシーブにメインロープが掛けられている。メインロープには、乗りかごとカウンタウェイトが接続されている。巻上機が回転すると、メインロープを介して乗りかごとカウンタウェイトが、互いに反対向きに昇降する。

巻上機にはブレーキが取り付けられている。このブレーキは、エレベータの通常停止時に、乗りかごの移動を阻止する。また、エレベータの異常発生時には、移動中の乗りかごがブレーキによって非常制動される。

従来、通常のブレーキの点検にあたっては、１年に１度程度、移動中の乗りかごをブレーキによって非常制動する試験が行なわれていた。すなわち、試験的に非常制動を行なって、その際の乗りかごの制動距離や減速度などからブレーキの異常の有無を判断していた。

特開２００９−２８６５２５号公報

しかし、従来の技術によると、ブレーキを点検する場合は非常制動の実施が必要であり、点検に手間がかかっていた。そのため、たとえば１年に１度などのように、点検間隔を長くせざるを得ない状況にあった。また、制動距離の確認では、ブレーキの釈放（ブレーキコイルの電流を遮断してブレーキによる制動効果が生じる状態になる）の時間により制動距離がばらつくということも課題であった。

そこで、本発明に係る実施形態の課題は、ブレーキの非常制動を行なわなくてもブレーキトルクを評価し、ブレーキの異常の有無を判断できるエレベータブレーキトルク診断方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の一つの態様は、モータとブレーキとを備えたエレベータの巻上機の前記ブレーキのブレーキトルクを診断する方法である。この方法は、乗りかごの積載量を検出する積載量検出ステップと、前記積載量検出ステップで検出された乗りかごの積載量に基づいてアンバランストルクを算出するアンバランストルク算出ステップと、前記ブレーキを制動状態にする制動ステップと、前記制動ステップによる制動状態を維持しながら、前記モータを前記アンバランストルクと同じ方向に駆動するように、モータトルクをかけてモータを回転させるモータ回転ステップと、前記モータ回転ステップによる前記モータの回転を維持しながら、前記モータに供給される電流値を検出する電流検出ステップと、前記電流検出ステップによって得られた電流値に基づいてモータトルクを算出するモータトルク算出ステップと、前記アンバランストルクとモータトルクに基づいてブレーキトルクを算出するブレーキトルク算出ステップと、を有する。

上記課題を解決するために、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の他の一つの態様は、モータとブレーキとを備えたエレベータの巻上機の前記ブレーキのブレーキトルクを診断する方法である。この方法は、前記巻上機が回転しているときに前記ブレーキの制動によって前記巻上機の回転を制動する非常制動ステップと、前記非常制動ステップの際の減速度を検出する非常制動時減速度検出ステップと、前記エレベータの慣性モーメントと前記非常制動時減速度とに基づいてブレーキトルクを算出するブレーキトルク算出ステップと、を有する。

本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の第１の実施形態における手順を示すフローチャートである。 本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の対象となるエレベータの構成例を示す模式的立断面図である。 図２の巻上機をＩＩＩ矢視方向から見た正面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
はじめに、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の第１の実施形態について、図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の第１の実施形態における手順を示すフローチャートである。図２は、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の対象となるエレベータの構成例を示す模式的立断面図である。図３は、図２の巻上機のＩＩＩ方向矢視正面図である。

図２および図３に示すように、この実施形態のエレベータはトラクション式エレベータである。巻上機１は、モータ１０と、このモータ１０によって回転駆動されるメインシーブ２と、モータ１０およびメインシーブ２の回転を制動するブレーキ６とを有する。

メインシーブ２にはメインロープ３が掛けられ、メインロープ３の一端には乗りかご４が吊り下げられ、メインロープ３の他端にはカウンタウェイト５が吊り下げられている。

モータ１０の回転によってメインシーブ２が回転駆動され、それによって、メインロープ３を介して乗りかご４およびカウンタウェイト５が昇降駆動される。乗りかご４およびカウンタウェイト５は、昇降路１１内で互いに反対向きに昇降するように構成されている。

ブレーキ６は、通常、モータ１０の停止時に、モータ１０が回転を始めるのを阻止または制動するものであって、コイル（図示せず）に電流を流すことによって制動を解除し、コイルに流す電流を停止するとアーマチャ（図示せず）が釈放されて制動力が発生するように構成されている。

つぎに、図１に示すフローチャートに沿って、この実施形態のエレベータブレーキトルク診断方法について説明する。

はじめに、エレベータを停止して、ブレーキ６を制動状態にする（ステップＳ１）。

つぎに、荷重検知の信号に基づいて、乗りかごの積載量を検出する（ステップＳ２）。

つぎに、アンバランストルクＴｕｂを算出する（ステップＳ３）。乗りかご４とカウンタウェイト５との質量の差によりアンバランストルクＴｕｂが発生する。このアンバランストルクＴｕｂは乗りかご４内の積載によって変化するが、通常は、巻上機１を釣り合い制御するため、アンバランストルクＴｕｂは把握可能である。

つぎに、アンバランストルクＴｕｂと同方向に巻上機１のモータ１０のモータトルクＴｔｍを印加する（ステップＳ４）。このとき、ブレーキ６は制動状態のままとする。

つぎに、モータ１０に供給する電流を徐々に増やしていくことにより、モータトルクＴｔｍを徐々に増やす（ステップＳ５）。

つぎに、巻上機１が回転したか否かを判定し（ステップＳ６）、回転していない場合はモータトルクＴｔｍをさらに増やす（ステップＳ５）。

巻上機１が回転を始めた場合は、かごが移動し続けているか否かを判定し（ステップＳ７）、移動し続けていない場合はモータトルクＴｔｍをさらに増やす（ステップＳ５）。

巻上機１が回転し、かごが移動し続けている場合は、モータ１０に供給される電流のモータ電流値を電流計によって検出する（ステップＳ８）。

つぎに、モータ電流値に基づいてモータトルクＴｔｍを算出する（ステップＳ９）。

つぎに、モータトルクＴｔｍとアンバランストルクＴｕｂの和としてブレーキトルクＴｂｋを計算する（ステップＳ１０）。

つぎに、ブレーキ６を非制動状態にして、乗りかごをフロアレベルに戻す（ステップＳ１１）。

上記手順で、ブレーキ６を制動状態にしたままで巻上機１を回転させ、乗りかご４が移動した時のモータ電流を把握することにより、このモータ電流によって巻上機１が発生させているモータトルクＴｔｍを把握することができる。

アンバランストルクＴｕｂと同じ向きにモータトルクを発生させているとすると、ブレーキ６のブレーキトルクＴｕｂは次の式で計算できる。

Ｔｔｂ＝Ｔｕｂ＋Ｔｔｍ−Ｔη
ただし、Ｔηはエレベータシステムの損失分で、乗りかご４とカウンタウェイト５がちょうど釣り合っている時のモータトルクから把握することができる。

以上説明した第１の実施形態のエレベータブレーキトルク診断方法によれば、ブレーキ非常制動動作をしなくても、ブレーキトルクを把握することができ、簡単にブレーキの点検を行なうことができる。

このエレベータブレーキトルク診断方法は簡単に実施できるので、たとえば、一定期間ごとに自動で行なうことができる。また、このエレベータブレーキトルク診断方法の結果をエレベータ保守会社に連絡することにより、把握したブレーキトルクがそのブレーキの規定値範囲内になければ異常と判断することができ、ブレーキ異常の有無を早期に把握することができる。

［第２の実施形態］
つぎに、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の診断方法の対象となるエレベータの構成例としては、図２および図３を参照して第１の実施形態について説明した内容と共通である。

この実施形態では、乗りかご４に加速度計（図示せず）を設置し、ブレーキ６が非常制動時の減速度Ｂを検出する。ただし、アンバランストルクと逆方向に乗りかご４を運転していた時の非常制動とする。そのエレベータシステムの慣性モーメントＩからブレーキトルクＴｂｋは次の式で計算できる。

Ｔｂｋ＝Ｉ×Ｂ＋Ｔｕｂ−Ｔη
このようにしてそのエレベータシステムの慣性モーメントを把握できていれば、そのときに測定された減速度に基づいて、ブレーキトルクＴｂｋを把握することができ、ブレーキ点検の精度を高めることができる。

なお、エレベータシステムの慣性モーメントＩは、エレベータシステムの仕様から把握できればそれを用いればよい。

［第３の実施形態］
つぎに、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の第３の実施形態について説明する。この実施形態は第２の実施形態の変形である。第３の実施形態の診断方法の対象となるエレベータの構成例としては、図２および図３を参照して第１の実施形態について説明した内容と共通である。

上記第２の実施形態では乗りかご４に加速度計を設置してブレーキ６が非常制動時の減速度Ｂを検出するものとした。

この第３の実施形態では、乗りかご４に加速度計を設置する必要はなく、モータ１０またはガバナ（図示せず）に取り付けられたパルスジェネレータ（図示せず）を用いて乗りかご４減速度Ｂを求める。モータ１０およびガバナは巻上機１とともに回転するものであるから、このパルスジェネレータにより巻上機１の回転を検出することができる。

減速度Ｂは、減速開始時の速度Ｖと減速時間ｔとから、Ｂ＝Ｖ／ｔという式で求めることができる。減速開始時刻は、ブレーキ釈放（制動開始）指令や、ブレーキアーマチュア（図示せず）の変位から判断できる。

この第３の実施形態によれば、減速度を求めるために加速度計が不要であり、ブレーキ点検がさらに容易になる。

［第４の実施形態］
つぎに、本発明に係るエレベータブレーキトルク診断方法の第４の実施形態について説明する。この実施形態は第２または第３の実施形態の変形である。第４の実施形態の診断方法の対象となるエレベータの構成例としては、図２および図３を参照して第１の実施形態について説明した内容と共通である。

上記第２の実施形態では、エレベータシステムの慣性モーメントＩは、エレベータシステムの仕様から把握するものとした。

この第４の実施形態では、エレベータシステムの仕様からエレベータシステムの慣性モーメントＩが把握できない場合にも適用できる。

すなわち、加速運転中もしくは減速運転中の乗りかごの加速度αとモータトルクとから、慣性モーメントＩを計算する。

アンバランストルクＴｕｂと逆方向にモータトルクを印加しているとして、加速中のモータトルクをＴｍａとすると、次の式で慣性モーメントＩを計算することができる。ただし、このときブレーキは非制動状態にあるものとする。

Ｉ＝（Ｔｍａ−Ｔｕｂ−Ｔη）／α
なお、アンバランストルクと同方向にモータトルクを印加する場合は次の式で計算できる。

Ｉ＝（Ｔｍａ＋Ｔｕｂ−Ｔη）／α
これにより、エレベータの仕様から慣性モーメントＩを把握できなくても、通常のオペレーション時に実機の慣性モーメントＩを求めることができる。

［他の実施形態］
以上説明した実施形態は例示であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 巻上機
２ メインシーブ
３ メインロープ
４ 乗りかご
５ カウンタウェイト
６ ブレーキ
１０ モータ
１１ 昇降路

Claims (5)

1. モータとブレーキとを備えたエレベータの巻上機の前記ブレーキのブレーキトルクを診断する方法であって、
   乗りかごの積載量を検出する積載量検出ステップと、
   前記積載量検出ステップで検出された乗りかごの積載量に基づいてアンバランストルクを算出するアンバランストルク算出ステップと、
   前記ブレーキを制動状態にする制動ステップと、
   前記制動ステップによる制動状態を維持しながら、前記モータを前記アンバランストルクと同じ方向に駆動するように、モータトルクをかけてモータを回転させるモータ回転ステップと、
   前記モータ回転ステップによる前記モータの回転を維持しながら、前記モータに供給される電流値を検出する電流検出ステップと、
   前記電流検出ステップによって得られた電流値に基づいてモータトルクを算出するモータトルク算出ステップと、
   前記アンバランストルクとモータトルクに基づいてブレーキトルクを算出するブレーキトルク算出ステップと、
   を有するエレベータブレーキトルク診断方法。
2. モータとブレーキとを備えたエレベータの巻上機の前記ブレーキのブレーキトルクを診断する方法であって、
   前記巻上機が回転しているときに前記ブレーキの制動によって前記巻上機の回転を制動する非常制動ステップと、
   前記非常制動ステップの際の減速度を検出する非常制動時減速度検出ステップと、
   前記エレベータの慣性モーメントと前記非常制動時減速度とに基づいてブレーキトルクを算出するブレーキトルク算出ステップと、
   を有するエレベータブレーキトルク診断方法。
3. 前記減速度検出ステップは、前記巻上機の回転数またはその巻上機の回転数に対応するガバナの回転数の検出値に基づいて減速度を算出する減速度算出ステップを含むこと、を特徴とする請求項２に記載のエレベータブレーキトルク診断方法。
4. 前記ブレーキが制動状態になくて前記エレベータの加速または減速を行なっている際に前記エレベータの加速度を検出する加減速時加速度検出ステップと、
   前記加減速時加速度検出ステップにおける前記エレベータの加速または減速を行なっている際に前記モータに供給される加減速時電流値を検出する加減速時電流検出ステップと、
   前記加減速時加速度検出ステップで得られた前記加速度と前記加減速時電流検出ステップで得られた前記加減速時電流値とに基づいて慣性モーメントを算出する慣性モーメント算出ステップと、
   を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエレベータブレーキトルク診断方法。
5. 当該エレベータブレーキトルク診断方法を定期的に自動的に行なうことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のエレベータブレーキトルク診断方法。

Images