JP2015110466A - Elevator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベーターのブレーキ装置に関し、特に非常時にかごを強制的に停止させる技術に関する。 The present invention relates to an elevator brake device, and more particularly to a technique for forcibly stopping a car in an emergency.
従来、エレベーターにはいくつかの安全装置が備えられている。そのひとつに、かごの走行速度が所定値を超える場合に、巻上機に備えたブレーキを用いて駆動シーブに制動力を与えてかごを安全に減速停止させる機能（非常停止モード）がある。駆動シーブに制動力を与える方法としては、駆動シーブにブレーキパッドをばねなどで押し付けたときに発生する摩擦力を利用するものが一般的である。そして非常停止の際には、複数のブレーキの制動力を制御して、駆動シーブとロープ間のすべりを極力なくしてかごの制動距離を短くするようにしている。例えば特許文献１には、かご減速度が一定値以上である場合は複数の制動装置（ブレーキ）の一方を開放して制動力を緩和させ、かご走行速度が一定値以上の場合には開放した制動装置を釈放して制動力を増加させる構成が記載されている。
Conventionally, elevators are provided with several safety devices. One of them is a function (emergency stop mode) for safely decelerating and stopping the car by applying a braking force to the drive sheave using a brake provided in the hoist when the running speed of the car exceeds a predetermined value. As a method of applying a braking force to the drive sheave, a method using a frictional force generated when a brake pad is pressed against the drive sheave by a spring or the like is generally used. At the time of emergency stop, the braking force of a plurality of brakes is controlled so that the slip between the drive sheave and the rope is minimized and the braking distance of the car is shortened. For example, in
ブレーキを使用する場合、実際に制動力を発揮した時間（以下、ブレーキ稼働時間と呼ぶ）に応じてブレーキパッドは摩耗する。パッドが摩耗するとパッドと駆動シーブ間の隙間が広がり、ブレーキをかけたときのばね押付力が小さくなる結果、制動力が弱くなる。制動力が所定値以下になった場合、保守員によるパッド交換作業が必要になる。 When the brake is used, the brake pad is worn according to the time when the braking force is actually exerted (hereinafter referred to as the brake operation time). As the pad wears, the gap between the pad and the drive sheave increases, and the spring pressing force when the brake is applied is reduced, resulting in a weak braking force. When the braking force falls below a predetermined value, pad replacement work by maintenance personnel is required.
上記特許文献１には、かご減速度を制御するために一方の制動装置（ブレーキ）を開放することが記述されているが、どちらのブレーキを開放するかについては記述がない。ここで、開放するブレーキを固定して制御を行った場合、２つのブレーキにおいてその累積稼働時間に差異が生じてしまう。すなわち、継続して稼働させたブレーキではパッドの摩耗が早く進行し、早い段階で保守交換作業を行わなければならない。また、ブレーキパッドの摩耗量を直接測定するには、エレベーターの運転を休止して測定する必要があり、実用的ではない。
In
本発明の目的は、上記課題を解決し、非常制動が繰り返し行われた場合でも複数のブレーキのパッドの摩耗を均一化し、複数のブレーキの制動性能を長期に渡って安定化させることができるエレベーターを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an elevator that solves the above-described problems, and evenly wears pads of a plurality of brakes even when emergency braking is repeatedly performed, and can stabilize the braking performance of the plurality of brakes over a long period of time. Is to provide.
上記課題を解決するため、本発明は、かごを主ロープで吊り下げ、主ロープをシーブにより巻き上げてかごを昇降させるエレベーターにおいて、かごの昇降速度とシーブの回転速度を検出する速度検出部と、シーブにブレーキパッドを用いて制動トルクを与える複数のブレーキ装置と、各ブレーキ装置の累積稼働時間を記憶し各ブレーキ装置を制御する制御部を備え、制御部は、記憶している各ブレーキ装置の累積稼働時間を比較して、いずれのブレーキ装置を稼働させるかを制御する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a speed detection unit that detects a lifting speed of a car and a rotational speed of a sheave in an elevator that suspends a car with a main rope and winds the main rope with a sheave to raise and lower the car. A plurality of brake devices that apply braking torque to the sheave by using a brake pad, and a control unit that stores the cumulative operation time of each brake device and controls each brake device, the control unit of each brake device stored The accumulated operating time is compared to control which brake device is operated.
ここに制御部は、速度検出部で検出したかごの速度とシーブの速度の差が所定値を超えた場合、各ブレーキ装置のうち、累積稼働時間が短いブレーキ装置を選択して稼働させる。 Here, when the difference between the car speed and the sheave speed detected by the speed detection unit exceeds a predetermined value, the control unit selects and operates a brake device having a short cumulative operation time among the brake devices.
本発明によれば、複数のブレーキの制動性能が長期に渡って安定化するので、ブレーキの保守交換作業の頻度を極力少なくできる効果がある。また、ブレーキパッドの摩耗を求めるためにエレベーターの運転を休止させる必要がなく、実用的である。 According to the present invention, since the braking performance of a plurality of brakes is stabilized over a long period of time, there is an effect that the frequency of brake maintenance and replacement work can be reduced as much as possible. Moreover, it is not necessary to stop the operation of the elevator in order to determine the wear of the brake pads, which is practical.
エレベーターは、かごを昇降させるための巻上機と、かごの増速を検出するガバナ装置、さらにガバナ装置の信号に基づいてかごを制動するブレーキ装置が備えられており、非常制動時に作動する。非常制動とは、エレベーター制御装置の暴走など、何らかの原因でかごが異常増速した際に、巻上機に備えたブレーキ装置を用いて強制的にかごを停止させることである。その際、制動によってロープとシーブの間にすべりが発生すると、ブレーキ制御が不能になってしまう場合がある。また、すべりが発生することでロープ損傷が進行する可能性もある。そこで本発明では、ロープとシーブのすべりをなくするようなブレーキ制御を提供する。その際、複数のブレーキ装置において、それぞれのパッドの摩耗を均一化し、複数のブレーキ装置の制動性能を長期に渡って安定化させる構成としている。以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 The elevator is provided with a hoisting machine for raising and lowering the car, a governor device for detecting the speed increase of the car, and a brake device for braking the car based on a signal from the governor device, and operates during emergency braking. The emergency braking is to forcibly stop the car by using a brake device provided in the hoisting machine when the car is abnormally accelerated for some reason such as a runaway of the elevator control device. At that time, if a slip occurs between the rope and the sheave due to braking, the brake control may be disabled. In addition, there is a possibility that rope damage will proceed due to slippage. Therefore, the present invention provides brake control that eliminates slippage of the rope and sheave. At this time, the plurality of brake devices are configured so that the wear of each pad is made uniform and the braking performance of the plurality of brake devices is stabilized over a long period of time. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、実施例１に係るエレベーターの全体構成を示す正面図である。エレベーター１において、乗客が乗り込むかご７は主ロープ８で吊り下げられ、巻上機６で主ロープ８を巻き上げることによって昇降させる。主ロープ８の他端には、かご７の重量とバランスさせるため釣合い錘９を取り付けている。巻上機６は、主ロープ８を巻き掛けるシーブ５と、シーブ５の回転を制動するために同一回転軸上に取り付けた複数（ここでは２個）のブレーキ装置４ａ，４ｂと、シーブ５の回転速度（シーブ速度Ｖａ）を検出する回転検出器１２を有する。各ブレーキ装置４ａ，４ｂは、制御回路２からの制御信号によってそれぞれ独立した駆動回路３ａ，３ｂを介してブレーキ動作（稼働／開放）を行う。
FIG. 1 is a front view illustrating the overall configuration of the elevator according to the first embodiment. In the
また、かご７の側面にはエンドレスのガバナロープ１０を連結し、ガバナロープ１０は昇降路内上下方向に配置したガバナプーリ１１ａ，１１ｂの間で走行する。ガバナプーリ１１ａには回転検出器１３が備えられ、ガバナプーリ１０ａの回転速度を検出することで実際のかご７の昇降速度（かご速度Ｖｂ）を求める。昇降中のかご７の速度が異常に増大した場合には、乗客の安全を守るためかご７を非常停止させる。回転検出器１３はかご７の異常速度を検出すると、制御回路２に速度異常を伝え、制御回路２は駆動回路３ａ，３ｂに非常停止するよう制御信号を送り、ブレーキ装置４ａ，４ｂを動作させる。
Further, an
図２は、巻上機６内のブレーキ装置４ａ，４ｂの構造を示す正面図である。ブレーキ装置４ａ，４ｂは、シーブ５と同一軸上に一体となって備えられたロータ１４と、ロータ１４の外周面と所定の隙間を隔てて配置した一対のブレーキパッド１８ａ，１８ｂと、ブレーキパッド１８ａ，１８ｂを固定しロータ１４に押し付けるための一対のブレーキアーム１７ａ，１７ｂと、一対の制動ばね１６ａ，１６ｂと、制動ばね１６ａ，１６ｂのばね力を付与したり解除するための一対の電磁コイル１５ａ，１５ｂを有する。ブレーキアーム１７ａ，１７ｂは、それぞれアーム支持部１９ａ，１９ｂを支点に回動可能となっている。そして、これら一対のブレーキパッド、ブレーキアーム、制動ばね、電磁コイルは、ロータ１４を挟んでそれぞれ左右に設けられて、独立にブレーキ動作を行うことができる。
FIG. 2 is a front view showing the structure of the
電磁コイル１５ａ，１５ｂに通電を行わない場合には、制動ばね１６ａ，１６ｂのばね力が作用して、ブレーキパッド１８ａ，１８ｂがロータ１４の制動面を押し付けて制動力が発生するよう設定してある。以下、この状態を「ブレーキ稼働状態」と呼ぶ。一方、電磁コイル１５ａ，１５ｂに通電した場合は、制動ばね１６ａ，１６ｂのばね力を解除し、ブレーキパッド１８ａ，１８ｂがロータ１４の制動面から離間するように設定してある。以下、この状態を「ブレーキ開放状態」と呼ぶ。
When the
かご７が停止しているときには、電磁コイル１５ａ，１５ｂへの通電を止め、ロータ１４に制動力を作用させてシーブ５の回転を止めている。かご７が昇降を開始するときには、電磁コイル１５ａ，１５ｂに通電してロータ１４への制動力を解除する。また、走行中に非常停止をかけるときには、基本的には電磁コイル１５ａ，１５ｂへの通電を止めることで、かご７を減速停止させる。
When the
非常停止（非常制動）の際にブレーキ制動力が大きすぎると、シーブ５と主ロープ８間ですべりが発生して、かご７はすぐに停止できず停止までの時間が長くなる。これを回避するために、一方のブレーキ装置を開放させ制動力を適度に弱めてやる。その際、２つのブレーキ装置４ａ，４ｂの累積稼働時間が均一になるよう、稼働（または開放）させるブレーキ装置を選択する。一方、すべりが発生せず減速度が小さすぎる場合には、２つのブレーキ装置４ａ，４ｂを稼働させブレーキ制動力を強めてやる。これにより、所定の減速度範囲内でかご７を停止させるように制御する。
If the braking force is too large during an emergency stop (emergency braking), a slip occurs between the
図３は、制御回路の内部構成を示すブロック図である。以下、２つのブレーキ装置４ａ，４ｂをそれぞれ第１、第２のブレーキ装置と呼び、２つの駆動回路３ａ，３ｂをそれぞれ第１、第２の駆動回路と呼ぶ。制御回路２は、第１、第２のブレーキ装置４ａ，４ｂがそれぞれ稼働した総時間を記憶している。そして、１つのブレーキ装置のみ稼働させる場合には、両者の累積稼働時間が均一になるよう稼働させるブレーキ装置を選択する。
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the control circuit. Hereinafter, the two
稼働時間計算部２０は第１、第２のブレーキ装置４ａ，４ｂがそれぞれ稼働した総時間（累積時間）を計算し、稼働時間記憶部２１は計算したそれぞれの累積稼働時間Ｔ１，Ｔ２を記憶する。前述したように、ここでの稼働時間はそれぞれの電磁コイル１５ａ，１５ｂへの非通電時間から求める。稼働時間比較部２２は２つの累積稼働時間Ｔ１，Ｔ２を比較して稼働時間差を求め、ブレーキ選択部２５は稼働時間比較の結果からどちらのブレーキ装置を稼働（または開放）させるかを選択する。
The operating
また、制御回路２の速度入力部２３には、回転検出器１２で検出したシーブ速度Ｖａと回転検出器１３で検出したかご速度Ｖｂが入力する。速度比較部２４は、かご速度Ｖｂとシーブ速度Ｖａの速度差であるすべり速度ΔＶ（＝Ｖｂ−Ｖａ）を求める。ブレーキ選択部２５は、かご速度Ｖｂとすべり速度ΔＶをそれぞれ所定値と比較して、どちらのブレーキ装置を稼働（または開放）させるかを選択する。操作指令部２６は、ブレーキ選択結果を受けて第１、第２の駆動回路３ａ，３ｂに指令信号を送る。
Further, the sheave speed Va detected by the
ここで、シーブ５と主ロープ８の間にすべりが発生したときのブレーキ制御について説明する。ブレーキ装置４ａ，４ｂを稼働させるとロータ１４（シーブ５）の回転速度は低下するが、その減速度は一定ではなく徐々に大きくなる。これは、ブレーキパッド１８とロータ１４間の摩擦速度が小さくなるにつれ、摩擦力（ブレーキトルク）が増大するからである。シーブ５の減速度が所定値より大きくなると、シーブ５と主ロープ８間に作用していた摩擦力が耐えきれず、すべり始める。両者のすべりが顕著になるとブレーキ制御が効かず、かご７の減速度を制御できなくなり危険である。また、シーブ５と主ロープ８がすべりによってダメージを受けることで、寿命が短くなる可能性もある。よって、シーブ５と主ロープ８のすべりは極力なくす必要がある。
Here, the brake control when a slip occurs between the
すべりが発生した場合には、ブレーキトルクを弱めてロータ１４の減速度を小さくすることで、シーブ５と主ロープ８の間のすべりを小さくすることができる。本実施例のエレベーターでは、独立に制御できる２つのブレーキ装置４ａ，４ｂを備えているので、一方のブレーキ装置のみを稼働させ、他方のブレーキ装置を開放させてトータルのブレーキトルクを弱めてやる。そのときブレーキ選択部２５は、２つのブレーキ装置４ａ，４ｂの累積稼働時間を比較して、累積稼働時間が均一になるよう、稼働させるブレーキ装置を選択する。以下、非常制動時のブレーキ動作について説明する。
When a slip occurs, the slip between the
図４は、本実施例におけるブレーキ制御を示すフロー図である。ブレーキ制御は制御回路２の指令により実行される。
ステップＳ１００では、制御回路２はエレベーター１の運転状態から、かご７が走行中（上昇または下降）か、或いは停止中かを判断する。かご７が走行中、或いは停止状態から走行状態に移ると判断した場合は、ステップＳ１０１にて、駆動回路３ａ，３ｂを介しブレーキ装置４ａ，４ｂを開放させる。すなわち、電磁コイル１６ａ，１６ｂに通電してブレーキパッド１８ａ，１８ｂをロータ１４から離間させ、シーブ５の保持を開放する。かご７が停止中の場合は、ステップＳ１０２にて、ブレーキ装置４ａ，４ｂを稼働させる。すなわち、電磁コイル１６ａ，１６ｂを非通電とし、ブレーキパッド１８ａ，１８ｂをロータ１４に押し付けてシーブ５を保持する。
FIG. 4 is a flowchart showing the brake control in this embodiment. Brake control is executed by a command from the
In step S100, the
かご７が走行中の場合はステップＳ１０３に進み、制御回路２はガバナプーリ１１ａに取り付けた回転検出器１３の検出信号を入力し、かご速度Ｖｂを算出する。そして、かご速度Ｖｂが所定値Ｖｔｈを超えたか否かを判定する。何らの原因でかご速度Ｖｂが所定値Ｖｔｈを超えた場合は、非常制動によってかご７を停止させる必要があり、ステップＳ１０４へ進む。かご速度Ｖｂが所定値Ｖｔｈ以下であれば、ステップＳ１００に戻る。
When the
ステップＳ１０４では、制御回路２は、回転検出器１２から得られたシーブ５の周速度Ｖａと、回転検出器１３から得られたかご速度Ｖｂ（主ロープ速度に等しい）を比較し、その速度差からシーブと主ロープ間のすべり速度ΔＶ＝Ｖｂ−Ｖａを求める。ステップＳ１０５では、すべり速度ΔＶが所定速度ΔＶｔｈを超えたか否かを判定する。すべり速度ΔＶが所定速度ΔＶｔｈを超えている場合はステップＳ１０６へ進み、すべり速度ΔＶが所定速度ΔＶｔｈ以内の場合はステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１０５のすべり発生の判定は減速中に所定間隔で行う。
In step S104, the
すべり速度ΔＶが所定速度ΔＶｔｈより大きい場合、ステップＳ１０６では、稼働時間記憶部２１に記憶されている第１ブレーキ４ａの累積稼働時間Ｔ１と、第２ブレーキ４ｂの累積稼働時間Ｔ２を読み出す。ステップＳ１０７では、両者の稼働時間Ｔ１，Ｔ２の大小を比較する。比較の結果、稼働時間Ｔ１がＴ２よりも短い場合は、ステップＳ１０８へ進み、稼働時間の短い第１ブレーキ４ａのみを稼働させ、稼働時間の長い第２ブレーキ４ｂを開放することで、全体のブレーキトルクを弱める。一方、稼働時間Ｔ１がＴ２よりも長い場合は、ステップＳ１０９へ進み、稼働時間の短い第２ブレーキ４ｂのみを稼働させ、稼働時間の長い第１ブレーキ４ａを開放することで、全体のブレーキトルクを弱める。その後、ステップＳ１０４へ戻る。
If the sliding speed ΔV is greater than the predetermined speed ΔVth, in step S106, the cumulative operating time T1 of the
すべり速度ΔＶが所定速度ΔＶｔｈより小さい場合、ステップＳ１１０では、第１ブレーキ４ａおよび第２ブレーキ４ｂを共に稼働させる。これによりかご速度Ｖｂは徐々に減速していく。ステップＳ１１１では、かご７が停止したか（Ｖｂ＝０であるか）を判定する。停止していなければ、ステップＳ１０４へ戻り、すべり速度ΔＶに応じたブレーキ制御を繰り返す。なお、フロー図には示していないが、第１または第２ブレーキ４ａ，４ｂを稼働させた場合には、その都度各ブレーキの累積稼働時間を計算し、稼働時間記憶部２１に記憶しておく。
When the sliding speed ΔV is smaller than the predetermined speed ΔVth, both the
このように、非常制動による減速中に所定値を超えるすべりが発生した場合には、２つのブレーキのうち一方のブレーキのみを稼働させてブレーキトルクを弱め、すべりを小さくする。すべりが所定値以下となったら、２つのブレーキを稼働させて、かごを停止させる。一方のブレーキのみを稼働させる場合には、２つのブレーキの累積稼働時間を比較して、累積稼働時間の短い方を選択して稼働させる。これより、２つのブレーキパッドの摩耗量が均等化される。 Thus, when a slip exceeding a predetermined value occurs during deceleration by emergency braking, only one of the two brakes is operated to weaken the brake torque and reduce the slip. When the slip falls below a predetermined value, the two brakes are operated to stop the car. When only one brake is operated, the accumulated operation times of the two brakes are compared, and the shorter accumulated operation time is selected and operated. Thereby, the wear amount of the two brake pads is equalized.
なお、２つのブレーキの稼働時間を比較する上記のステップＳ１０７においては、Ｔ１とＴ２の大小関係が入れ替わる毎に、稼働させるブレーキ１，２が頻繁に交替することになる。これを避けるために、稼働時間比較部２２は両者の累積稼働時間の差ΔＴ＝ａｂｓ（Ｔ１−Ｔ２）を求め、ブレーキ選択部２５は時間差ΔＴが所定時間を超えた時点で稼働させるブレーキを交替させるようにしても良い。
In step S107 in which the operating times of the two brakes are compared, the
図５は、本実施例によるブレーキパッド摩耗量変化を示す図である。（ａ）は比較のために従来例の場合を示し、（ｂ）は本実施例の場合を示す。横軸はブレーキ装置全体の稼働時間（少なくとも一方のブレーキが稼働した時間）を、縦軸は第１、第２のブレーキ４ａ，４ｂそれぞれのパッド摩耗量を示す。
FIG. 5 is a diagram showing a change in the amount of wear of the brake pad according to this embodiment. (A) shows the case of a conventional example for comparison, and (b) shows the case of this embodiment. The horizontal axis indicates the operating time of the entire brake device (the time when at least one brake is operated), and the vertical axis indicates the pad wear amount of each of the first and
（ａ）の従来例は、例えば、ブレーキトルクを弱めるときに選択（ＯＮ／ＯＦＦ)するブレーキを第２ブレーキ４ｂに固定した場合であり、ブレーキ装置全体の稼働時間とともに第１ブレーキ４ａと第２ブレーキ４ｂのパッド摩耗量の差が徐々に拡大する。その結果、第１ブレーキ４ａは時間Ｔａにて先に摩耗寿命に達し、早めにパッド交換作業をしなければならない。その後、第２ブレーキ４ｂは時間Ｔｂにて摩耗寿命に達し、再びパッド交換作業が発生する。
The conventional example of (a) is, for example, a case where a brake to be selected (ON / OFF) when the brake torque is weakened is fixed to the
（ｂ）の本実施例では、第１、第２のブレーキ４ａ，４ｂの稼働時間差ΔＴがなくなるよう（あるいは、時間差が所定時間以内となるよう）にブレーキトルクを弱めるときのブレーキを選択している。よって、ＯＮ／ＯＦＦするブレーキは、第１、第２のブレーキ間で交互に選択される。これより、装置全体の稼働時間が長くなっても両ブレーキのパッド摩耗量の差は拡大せず、所定幅以内に収まる。その結果、各ブレーキはほぼ同時間Ｔａ’，Ｔｂ’にて摩耗寿命に達し、パッド交換作業を同時に実施できる。
In the present embodiment of (b), the brake for reducing the brake torque is selected so that the operating time difference ΔT between the first and
このように本実施例によれば、非常制動が繰り返し行われた場合でも２つのブレーキ制動性能を長期に渡って安定に発揮することができる。すなわち、確実にかごを減速停止させ、かつ保守交換作業頻度を極力少なくできる効果がある。 Thus, according to this embodiment, even when emergency braking is repeatedly performed, the two brake braking performances can be stably exhibited over a long period of time. That is, there is an effect that the car can be surely decelerated and stopped, and the frequency of maintenance replacement work can be reduced as much as possible.
実施例１では、ブレーキパッドの摩耗量をブレーキ装置の累積稼働時間によって予測して均等化を図るものであった。実施例２では、摩耗量が摩擦速度や温度に依存することを考慮し、パッド摩耗量をさらに精度を上げて予測するものである。 In the first embodiment, the wear amount of the brake pad is predicted based on the cumulative operating time of the brake device to achieve equalization. In the second embodiment, the wear amount of the pad is predicted with higher accuracy in consideration that the wear amount depends on the friction speed and the temperature.
図６は、摩擦速度に対するブレーキパッドの比摩耗量の変化を示す図である。比摩耗量とは、単位押付力、単位摩擦距離あたりの摩耗量である。ブレーキパッド１８とロータ１４間の摩擦係数は、摩擦速度が低くなるに従って大きくなる傾向がある。よって、ブレーキパッドの比摩耗量も摩擦速度が低いほうが大きくなる傾向がある。ブレーキを同じ時間稼働した場合でも、ブレーキ開始時の摩擦速度によってブレーキパッド摩耗量が異なる。例えば、高い速度Ｖ１から１回だけブレーキ稼働させた場合と、低い速度Ｖ２（ただしＶ２＜Ｖ１）から２回ブレーキ稼働させた場合を比較すると、両者の稼働時間が等しい場合であっても、後者の方がブレーキパッド摩耗量は大きくなる。
FIG. 6 is a diagram showing a change in the specific wear amount of the brake pad with respect to the friction speed. The specific wear amount is the wear amount per unit pressing force and unit friction distance. The coefficient of friction between the brake pad 18 and the
そこで、ブレーキ稼働時間を計算する場合に、図６の比摩耗量の摩擦速度依存性を考慮する。所定の摩擦速度Ｖ０での比摩耗量Ｍ０を基準とし、摩擦速度がＶｘの場合の比摩耗量Ｍｘを用いて、実際のブレーキ稼働時間Ｔに補正係数Ｍｘ／Ｍ０を乗じて稼働時間を補正すれば良い。摩擦速度は回転検出器１２によりロータ１４の速度から求める。また、図６の比摩耗量特性のデータは、制御回路２に記憶しておけば良い。
Therefore, when calculating the brake operation time, the friction speed dependency of the specific wear amount in FIG. 6 is considered. Using the specific wear amount Mx when the friction speed is Vx with the specific wear amount M0 at the predetermined friction speed V0 as a reference, the actual brake operation time T is multiplied by the correction coefficient Mx / M0 to correct the operation time. It ’s fine. The friction speed is obtained from the speed of the
通常の非常制動の場合は、かごの超過速度値Ｖｔｈが定められているので、ブレーキ開始時の摩擦速度は固定されている。よって、上記補正を行わなくともブレーキパッド摩耗量は稼働時間に対応している。しかし、低速運転中に停電が発生した場合の非常制動時などでは、上記補正を行うことでより高精度にブレーキパッドの摩耗量を予測できる。 In the case of normal emergency braking, since the car overspeed value Vth is determined, the friction speed at the start of braking is fixed. Therefore, the brake pad wear amount corresponds to the operating time without performing the above correction. However, at the time of emergency braking when a power failure occurs during low-speed operation, the wear amount of the brake pad can be predicted with higher accuracy by performing the above correction.
図７は、ブレーキパッド温度に対するブレーキパッドの比摩耗量の変化を示す図である。摩擦熱によってブレーキパッドの温度が上昇すると、温度が低い場合に比べて比摩耗量が大きくなる傾向がある。よって、ブレーキ稼働時間を計算する場合に、図７の比摩耗量の温度依存性を考慮する。すなわち、所定温度Ｔ０での比摩耗量Ｍ０を基準とし、温度Ｔｘの場合の比摩耗量Ｍｘを用いて、実際のブレーキ稼働時間Ｔに補正係数Ｍｘ／Ｍ０を乗じて稼働時間を補正すれば良い。なお、ブレーキパッドの温度計測は、必ずしもパッド摩擦表面を計測する必要はなく、熱電対や非接触の放射温度計などで表面近傍の温度を計測すれば良い。また、図７の比摩耗量特性のデータは、制御回路２に記憶しておけば良い。
FIG. 7 is a diagram showing a change in the specific wear amount of the brake pad with respect to the brake pad temperature. When the temperature of the brake pad rises due to frictional heat, the specific wear amount tends to increase compared to when the temperature is low. Therefore, when calculating the brake operating time, the temperature dependence of the specific wear amount in FIG. 7 is considered. That is, the operating time may be corrected by multiplying the actual brake operating time T by the correction coefficient Mx / M0 using the specific wear amount Mx at the temperature Tx, with the specific wear amount M0 at the predetermined temperature T0 as a reference. . Note that the temperature of the brake pad does not necessarily need to be measured on the pad friction surface, and the temperature near the surface may be measured with a thermocouple or a non-contact radiation thermometer. The specific wear amount characteristic data of FIG. 7 may be stored in the
さらに、図６と図７を組み合わせ、摩擦速度とブレーキパッド温度の両方を考慮して補正することも可能である。本実施例によれば、パッド摩耗量をさらに精度を上げて予測することができる。なお、本実施例で述べた摩耗量の摩擦速度依存性や温度依存性は、次に述べる実施例３にも適用できる。 Furthermore, it is possible to correct by considering both the friction speed and the brake pad temperature by combining FIG. 6 and FIG. According to the present embodiment, the pad wear amount can be predicted with higher accuracy. Note that the friction rate dependency and temperature dependency of the wear amount described in the present embodiment can also be applied to the third embodiment described below.
実施例３では、ブレーキパッドの摩耗量をロータとブレーキパッドのすべり距離から推定するものである。摩耗量をすべり距離から推定する方法は、制動開始速度が変化した場合の摩耗量を推定するのに適しており、ブレーキ稼働時間から推定する方法よりも精度向上が期待できる。これは、制動開始速度が一定であれば、ブレーキ稼働時間の変化量とブレーキパッドすべり距離の変化量は一定の関係になるが、制動開始速度が変化した場合は、ブレーキ稼働時間の変化に対してブレーキパッドすべり距離変化の感度が大きくなるからである。例えば、一定の減速度で制動するとすれば、すべり距離はブレーキ時間の２乗に比例する。よって、すべり距離を監視してブレーキパッド摩耗量を推定することで、様々な非常制動モードに対応可能になる。なお、制動開始速度が必ずしも一定にならないのは、かご加速運転中に停電により非常制動を動作させた場合などである。 In the third embodiment, the wear amount of the brake pad is estimated from the slip distance between the rotor and the brake pad. The method of estimating the amount of wear from the slip distance is suitable for estimating the amount of wear when the braking start speed changes, and can be expected to improve accuracy compared to the method of estimating from the brake operation time. This means that if the braking start speed is constant, the amount of change in brake operating time and the amount of change in the brake pad slip distance are in a constant relationship. This is because the sensitivity of the brake pad sliding distance change is increased. For example, if braking is performed at a constant deceleration, the slip distance is proportional to the square of the brake time. Therefore, by monitoring the slip distance and estimating the brake pad wear amount, various emergency braking modes can be supported. It should be noted that the braking start speed is not always constant when emergency braking is activated due to a power failure during the car acceleration operation.
図８は、実施例３に係る制御回路の内部構成を示すブロック図である。前記実施例１（図３）と同一の要素には同一符号を付与し、重複する説明は省略する。なお、この図では回転検出器１２を２個表示しているが、同一のものである。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an internal configuration of the control circuit according to the third embodiment. The same elements as those in the first embodiment (FIG. 3) are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In this figure, two
制御回路２には、第１、第２のブレーキ装置４ａ，４ｂのブレーキパッドすべり距離（累積値）Ｌ１，Ｌ２を計算するすべり距離計算部３０と、該計算結果を記憶しておくすべり距離記憶部３１と、２つのすべり距離Ｌ１，Ｌ２を比較してすべり距離差を求めるすべり距離比較部３２を備える。ここにすべり距離計算部３０は、回転検出器１２から得られたロータ４の回転速度Ｖａを、第１、第２の駆動回路３ａ，３ｂのブレーキ稼働時間で随時積分することによって、各ブレーキパッドの累積すべり距離を求める。ブレーキ選択部２５は、すべり距離比較の結果からどちらのブレーキ装置を稼働（または開放）させるかを選択し、操作指令部２６は、ブレーキ選択結果を受けて第１、第２の駆動回路３ａ，３ｂに指令信号を送る。
The
図９は、本実施例におけるブレーキ制御を示すフロー図である。基本的な制御フローは、実施例１（図４）と同じである。異なるのは、各ブレーキの稼働時間Ｔ１，Ｔ２を基にブレーキ１，２を選択するステップ（図４のＳ１０６〜Ｓ１０９）の部分を、各ブレーキのブレーキパッドすべり距離Ｌ１，Ｌ２を基にブレーキ１，２を選択するステップ（Ｓ２０６〜Ｓ２０９）で置き換えた点である。
FIG. 9 is a flowchart showing the brake control in this embodiment. The basic control flow is the same as that of the first embodiment (FIG. 4). The difference is that the step of selecting the
ステップＳ２０６では、すべり距離記憶部３１に記憶されている第１ブレーキ４ａの累積すべり距離Ｌ１と、第２ブレーキ４ｂの累積すべり距離Ｌ２を読み出す。ステップＳ２０７では、両者のすべり距離Ｌ１，Ｌ２の大小を比較する。比較の結果、すべり距離Ｌ１がＬ２よりも短い場合は、ステップＳ２０８へ進み、すべり距離の短い第１ブレーキ４ａのみを稼働させ、すべり距離の長い第２ブレーキ４ｂを開放する。一方、すべり距離Ｌ１がＬ２よりも長い場合は、ステップＳ２０９へ進み、すべり距離の短い第２ブレーキ４ｂのみを稼働させ、すべり距離の長い第１ブレーキ４ａを開放する。他のステップは図４と同様である。
In step S206, the cumulative slip distance L1 of the
本実施例においても、稼働させるブレーキ１，２が頻繁に交替するのを避けるために、すべり距離比較部３２は両者のすべり距離の差ΔＬ＝ａｂｓ（Ｌ１−Ｌ２）を求め、ブレーキ選択部２５は距離差ΔＬが所定距離を超えた時点で稼働させるブレーキを交替させるようにしても良い。
Also in this embodiment, in order to avoid frequent replacement of the
本実施例によれば、制動開始速度が変化する様々な非常制動モードにおいて、ブレーキパッドの摩耗量を精度良く予測することができる。 According to the present embodiment, it is possible to accurately predict the amount of wear of the brake pad in various emergency braking modes in which the braking start speed changes.
なお、本実施例においても、実施例２で述べた摩耗量の摩擦速度依存性や温度依存性を適用することができる。例えば、図６の比摩耗量の摩擦速度依存性を考慮する場合、実際のすべり距離Ｌに補正係数Ｍｘ／Ｍ０を乗じてすべり距離を補正すれば良い。図７の比摩耗量の温度依存性を考慮する場合も同様に補正すれば良い。 Also in this embodiment, the friction speed dependency and temperature dependency of the wear amount described in the second embodiment can be applied. For example, when considering the friction speed dependency of the specific wear amount in FIG. 6, the slip distance may be corrected by multiplying the actual slip distance L by the correction coefficient Mx / M0. In the case of considering the temperature dependence of the specific wear amount in FIG.
実施例４では巻上機のブレーキ装置が他の構造の場合を説明する。
図１０は、ディスク型のブレーキを備えた巻上機の構造を示す図であり、巻上機６’をかごの正面側から見た図である。シーブ５’には両端部を下方部へと伸ばした主ロープ８’がＵ字状に巻き掛けられている。
In Example 4, the case where the brake device of the hoisting machine has another structure will be described.
FIG. 10 is a view showing the structure of a hoisting machine equipped with a disc-type brake, and is a view of the hoisting machine 6 ′ viewed from the front side of the car. A
シーブ５’の外周部にはシーブ５’と一体的に構成された回転子４２と、この回転子４２と一体に形成されたディスク４１が配置されている。ディスク４１はシーブ５’及び回転子４２と一体に回転され、しかも背後に位置する筺体組立体４３に接触することなく回転可能に構成されている。筐体組立体４３には２つのディスクブレーキ４０ａ，４０ｂが取付けられ、ディスク４１の回転を制動する。ディスクブレーキ４０ａ，４０ｂの取付け位置は、シーブ５’に巻き掛けられ下方へ伸ばした主ロープ８’の外側で、シーブ５’の高さ（横中心線）よりも上側とする。
A
図１１は、ディスクブレーキ４０ａ（４０ｂ）の構造を示す断面図である。ディスクブレーキ４０ａは、ブレーキ筐体５０に内蔵された電磁石部（固定鉄心５１ａ，５１ｂと電磁コイル５２ａ，５２ｂ）、固定鉄心５１ａ，５１ｂに吸着される可動鉄心５３ａ，５３ｂ、可動鉄心５３ａ，５３ｂの表面に固定されたブレーキパッド５４ａ，５４ｂ、可動鉄心５３ａ，５３ｂをディスク４１側に付勢する制動ばね５５ａ，５５ｂより構成されている。なお、ブレーキ筐体５０はディスク４１を内部に受け入れる開口部５６を備え、この開口部５６からディスク４１がブレーキ筐体５０内に導かれる。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the
ブレーキ動作は、図２に示したドラム型（ロータ１４を使用）のブレーキ装置と同様で、電磁コイル５２ａ，５２ｂに通電した場合は、制動ばね５５ａ，５５ｂのばね力が作用せずにブレーキパッド５４ａ，５４ｂがディスク４１の制動面から離間する（ブレーキ開放）。そして、電磁コイル５２ａ，５２ｂに通電を行わない場合には、制動ばね５５ａ，５５ｂのばね力が作用してブレーキパッド５４ａ，５４ｂがディスク４１の制動面を押し付けて制動力が発生する（ブレーキ稼働）。
The brake operation is the same as that of the drum type brake device (using the rotor 14) shown in FIG. 2. When the
本実施例においても、非常制動時にシーブ５’と主ロープ８’の間に所定値を超えるすべりが発生した場合には、２つのディスクブレーキ４０ａ，４０ｂのうち一方のブレーキのみを稼働させる。そのとき、２つのブレーキの稼働時間（またはブレーキパッド５４ａ，５４ｂのすべり距離）を比較して、累積稼働時間（すべり距離）の短い方を選択して稼働させることにより、２つのブレーキのパッド摩耗量を均等化することができる。
Also in this embodiment, when a slip exceeding a predetermined value occurs between the sheave 5 'and the main rope 8' during emergency braking, only one of the two
以上述べた各実施例によれば、複数のブレーキのパッドの摩耗を均一化し、複数のブレーキの制動性能を長期に渡って安定化させることができる。よって、ブレーキの保守交換作業の頻度を極力少なくできる効果がある。また、ブレーキパッドの摩耗を求めるためにエレベーターの運転を休止させる必要がなく、実用的である。 According to each embodiment described above, the wear of the pads of the plurality of brakes can be made uniform, and the braking performance of the plurality of brakes can be stabilized over a long period of time. Therefore, there is an effect that the frequency of brake maintenance and replacement work can be reduced as much as possible. Moreover, it is not necessary to stop the operation of the elevator in order to determine the wear of the brake pads, which is practical.
各実施例では、２個のブレーキ装置を備えたエレベーターについて述べたが、３個あるいはそれ以上のブレーキ装置を独立に備えた場合にも適用できる。その場合には、すべり発生時、累積稼働時間（またはパッドすべり距離）が短い順に１個あるいは所定数のブレーキ装置を選択して稼働させれば良い。もちろん、２個ないしは複数個のブレーキ装置を１つのグループとし、稼働時間の短いグループを選択するようにしても良い。また、ブレーキを選択するタイミングは、非常制動動作開始後だけでなく、非常制動を行う前に予め決めておいても良い。事前に選択しておく方が、制御回路の負担も軽減でき制御応答性も高くなる。 In each embodiment, an elevator including two brake devices has been described. However, the present invention can also be applied to a case where three or more brake devices are independently provided. In that case, when a slip occurs, one or a predetermined number of brake devices may be selected and operated in order from the shortest accumulated operating time (or pad sliding distance). Of course, two or a plurality of brake devices may be set as one group, and a group having a short operation time may be selected. The timing for selecting the brake may be determined not only after the emergency braking operation is started but also before emergency braking is performed. The selection in advance reduces the load on the control circuit and increases the control response.
１：エレベーター、
２：制御回路、
３ａ：第１駆動回路、
３ｂ：第２駆動回路、
４ａ：第１ブレーキ、
４ｂ：第２ブレーキ、
５，５’：シーブ、
６，６’：巻上機、
７：かご、
８，８’：主ロープ、
１０：ガバナロープ、
１１ａ，１１ｂ：ガバナプーリ、
１２，１３：回転検出器、
１４：ロータ、
１５ａ，１５ｂ：電磁コイル、
１６ａ，１６ｂ：制動ばね、
１８ａ，１８ｂ：ブレーキパッド、
２０：稼動時間計算部、
２１：稼動時間記憶部、
２２：稼働時間比較部、
２３：速度入力部、
２４：速度比較部、
２５：ブレーキ選択部、
２６：操作指令部、
３０：すべり距離計算部、
３１：すべり距離記憶部、
３２：すべり距離比較部、
４０ａ，４０ｂ：ディスクブレーキ、
４１：ディスク、
５２ａ，５２ｂ：電磁コイル、
５４ａ，５４ｂ：ブレーキパッド、
５５ａ，５５ｂ：制動ばね。
1: Elevator,
2: Control circuit,
3a: first drive circuit,
3b: second drive circuit,
4a: first brake,
4b: Second brake,
5, 5 ': Sieve,
6, 6 ': hoisting machine,
7: Basket,
8, 8 ': main rope,
10: Governor rope,
11a, 11b: governor pulley,
12, 13: rotation detector,
14: Rotor,
15a, 15b: electromagnetic coils,
16a, 16b: braking springs,
18a, 18b: brake pads,
20: Operating time calculation unit,
21: Working time storage unit
22: Operating time comparison unit,
23: Speed input part,
24: Speed comparison unit,
25: Brake selector
26: Operation command section,
30: Slip distance calculation unit,
31: Slip distance storage unit,
32: Slip distance comparison unit,
40a, 40b: Disc brake,
41: disc,
52a, 52b: electromagnetic coils,
54a, 54b: brake pads,
55a, 55b: braking springs.
Claims (8)
前記かごの昇降速度と前記シーブの回転速度を検出する速度検出部と、
前記シーブにブレーキパッドを用いて制動トルクを与える複数のブレーキ装置と、
前記各ブレーキ装置の累積稼働時間を記憶し前記各ブレーキ装置を制御する制御部を備え、
該制御部は、記憶している前記各ブレーキ装置の累積稼働時間を比較して、いずれのブレーキ装置を稼働させるかを制御することを特徴とするエレベーター。 In an elevator that suspends a car with a main rope and winds the main rope with a sheave to raise and lower the car,
A speed detecting unit for detecting the ascending / descending speed of the car and the rotational speed of the sheave;
A plurality of brake devices for applying braking torque to the sheave by using a brake pad;
A controller that stores the cumulative operating time of each brake device and controls each brake device;
The control unit compares the stored cumulative operation time of each brake device, and controls which brake device is to be operated.
前記制御部は、前記速度検出部で検出した前記かごの速度と前記シーブの速度の差が所定値を超えた場合、前記各ブレーキ装置のうち、前記累積稼働時間が短いブレーキ装置を選択して稼働させることを特徴とするエレベーター。 In the elevator according to claim 1,
When the difference between the speed of the car detected by the speed detection unit and the speed of the sheave exceeds a predetermined value, the control unit selects a brake device having a short cumulative operation time from the brake devices. An elevator characterized by operation.
前記かごの昇降速度と前記シーブの回転速度を検出する速度検出部と、
前記シーブにブレーキパッドを用いて制動トルクを与える複数のブレーキ装置と、
前記各ブレーキ装置のブレーキパッドの累積すべり距離を記憶し前記各ブレーキ装置を制御する制御部を備え、
該制御部は、記憶している前記各ブレーキ装置の累積すべり距離を比較して、いずれのブレーキ装置を稼働させるかを制御することを特徴とするエレベーター。 In an elevator that suspends a car with a main rope and winds the main rope with a sheave to raise and lower the car,
A speed detecting unit for detecting the ascending / descending speed of the car and the rotational speed of the sheave;
A plurality of brake devices for applying braking torque to the sheave by using a brake pad;
A controller that stores the cumulative sliding distance of the brake pads of each brake device and controls each brake device;
The control unit compares the stored cumulative slip distances of the brake devices and controls which brake device is to be operated.
前記制御部は、前記速度検出部で検出した前記かごの速度と前記シーブの速度の差が所定値を超えた場合、前記各ブレーキ装置のうち、前記累積すべり距離が短いブレーキ装置を選択して稼働させることを特徴とするエレベーター。 In the elevator according to claim 3,
When the difference between the speed of the car detected by the speed detection unit and the speed of the sheave exceeds a predetermined value, the control unit selects a brake device having a short cumulative slip distance from the brake devices. An elevator characterized by operation.
前記制御部は、各ブレーキ装置の累積稼働時間を計算する稼働時間計算部と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−摩擦速度依存性のデータを有し、
前記稼働時間計算部は、前記速度検出器から得た前記ブレーキ装置の摩擦速度と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−摩擦速度依存性を用いて、前記累積稼働時間を補正することを特徴とするエレベーター。 In the elevator according to claim 1 or 2,
The control unit has an operation time calculation unit that calculates the cumulative operation time of each brake device, and data on the specific wear amount-friction speed dependency of the brake pad,
The operating time calculation unit corrects the cumulative operating time using the friction speed of the brake device obtained from the speed detector and the specific wear amount-friction speed dependency of the brake pad. Elevator.
前記ブレーキパッド近傍の温度を計測する温度計測器を有し、
前記制御部は、各ブレーキ装置の累積稼働時間を計算する稼働時間計算部と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−温度依存性のデータを有し、
前記稼働時間計算部は、前記温度計測器から得た前記ブレーキパッド近傍の温度と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−温度依存性を用いて、前記累積稼働時間を補正することを特徴とするエレベーター。 In the elevator according to claim 1 or 2,
Having a temperature measuring instrument for measuring the temperature in the vicinity of the brake pad;
The control unit has an operation time calculation unit that calculates the cumulative operation time of each brake device, and data of specific wear amount-temperature dependency of the brake pad,
The operating time calculating unit corrects the cumulative operating time using the temperature in the vicinity of the brake pad obtained from the temperature measuring instrument and the specific wear amount-temperature dependency of the brake pad. .
前記制御部は、各ブレーキ装置の累積すべり距離を計算するすべり距離計算部と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−摩擦速度依存性のデータを有し、
前記すべり距離計算部は、前記速度検出器から得た前記ブレーキ装置の摩擦速度と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−摩擦速度依存性を用いて、前記累積すべり距離を補正することを特徴とするエレベーター。 In the elevator according to claim 3 or 4,
The control unit includes a slip distance calculation unit that calculates the cumulative slip distance of each brake device, and data on the specific wear amount-friction speed dependency of the brake pad,
The slip distance calculation unit corrects the accumulated slip distance using the friction speed of the brake device obtained from the speed detector and the specific wear amount-friction speed dependency of the brake pad. Elevator.
前記ブレーキパッド近傍の温度を計測する温度計測器を有し、
前記制御部は、各ブレーキ装置の累積すべり距離を計算するすべり距離計算部と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−温度依存性のデータを有し、
前記すべり距離計算部は、前記温度計測器から得た前記ブレーキパッド近傍の温度と、前記ブレーキパッドの比摩耗量−温度依存性を用いて、前記累積すべり距離を補正することを特徴とするエレベーター。 In the elevator according to claim 3 or 4,
Having a temperature measuring instrument for measuring the temperature in the vicinity of the brake pad;
The control unit has a slip distance calculation unit that calculates the cumulative slip distance of each brake device, and data on the specific wear amount-temperature dependency of the brake pad,
The slip distance calculating unit corrects the cumulative slip distance using the temperature in the vicinity of the brake pad obtained from the temperature measuring instrument and the specific wear amount-temperature dependency of the brake pad. .
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