JP2016003093A - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を複雑にすることなく、ブレーキ装置による制動時の衝突音を低減することのできるエレベータ装置を提供する。【解決手段】巻上機の駆動シーブに巻き掛けた主索を介して乗りかご及び釣り合いおもりを昇降させるエレベータ装置において、巻上機は、駆動シーブと一体に回転する被制動体８を取り付けた回転軸８Ａを有し、被制動体８に対して接離可能に移動するブレーキ部材１０Ａ，１０Ｂを有する複数のブレーキ装置９Ａ，９Ｂと、ブレーキ装置９Ａ，９Ｂのブレーキ部材１０Ａ，１０Ｂが被制動体８に接触するタイミングを異ならせる制御部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、ブレーキ装置により巻上機に制動をかけるエレベータ装置に関する。

近年、乗りかごを昇降させるための巻上機等の機械類を収納する機械室を建物最上部に設けず、昇降路内に巻上機等の機械類を設置するいわゆる機械室レスエレベータ装置が普及している。
この機械室レスエレベータ装置で使用する巻上機としては、乗りかごに連結した主索を巻き掛けた駆動シーブと、この駆動シーブと一体に回転するブレーキドラムを有するものが知られている。
また、この巻上機に制動をかけるブレーキ装置として、駆動シーブを回転駆動するモータへの通電を断つときに、ブレーキドラムに両側からブレーキパッドを押圧して、駆動シーブ及びブレーキドラムの回転を制動する一対の電磁ブレーキ装置も知られている。

この機械室レスエレベータ装置の巻上機では、電磁ブレーキ装置による制動時に、ブレーキドラムがブレーキパッドに衝突する音が騒音として聴こえることがある。
従来、こうした制動時の衝突音を低減する技術として、次のような構成の電磁ブレーキ装置を設けることが提案されていた（例えば特許文献１参照。）。
可動鉄心部の副可動鉄心の外周面に永久磁石を設け、固定鉄心部の副固定鉄心の内周面には、永久磁石に対向する緩衝コイルを設ける。この緩衝コイルに、可動鉄心部の変位による永久磁石の相対的な変位により電磁力を発生させ、可動鉄心部の変位速度を低下させる。

特開２００４−３１６７１６号公報

しかし、この従来の技術では、可動鉄心部の変位速度を低下させる電磁力を発生するための永久磁石や緩衝コイルという構成要素を電磁ブレーキ装置に追加しなければならないので、構造が複雑になってしまう。

本発明は、上述の点に鑑み、構造を複雑にすることなく、ブレーキ装置による制動時の衝突音を低減できるエレベータ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、巻上機の駆動シーブに巻き掛けた主索を介して乗りかご及び釣り合いおもりを昇降させるエレベータ装置において、巻上機は、駆動シーブと一体に回転する被制動体を取り付けた回転軸を有し、この被制動体に対して接離可能に移動するブレーキ部材を有する複数のブレーキ装置と、これらの複数のブレーキ装置のブレーキ部材が被制動体に接触するタイミングを異ならせる制御部と、を備える。

本発明のエレベータ装置によれば、複数のブレーキ装置のブレーキ部材が被制動体に接触するタイミングを異ならせることにより、構造を複雑にすることなく、ブレーキ装置による制動時の衝突音を低減することができる。

本発明の実施の形態に係るエレベータ装置の概略構成図である。 図１に示したエレベータ装置の平面図である。 図２に示した巻上機の正面図である。 図３に示した巻上機の電磁ブレーキ装置における定常状態を簡略化して示す概略構成図である。 図１に示した制御盤内の制御装置のブロック図である。 図４に示した電磁ブレーキ装置に制動動作を行わせるための処理のフローチャートである。 図４に示した電磁ブレーキ装置における制動動作の初期状態を簡略化して示す概略構成図である。 図４に示した電磁ブレーキ装置における制動動作の中期状態を簡略化して示す概略構成図である。 図４に示した電磁ブレーキ装置における制動動作の終了状態を簡略化して示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るエレベータ装置の概略構成図である。このエレベータ装置は、いわゆる機械室レスエレベータ装置であり、昇降路１内に、乗りかご２と、釣り合いおもり３と、主索４と、巻上機６と、制御盤２０が備えられている。

乗りかご２は、不図示のガイドレールに沿って昇降路１内を昇降可能である。釣り合いおもり３も、不図示のガイドレールに沿って昇降路１内を昇降可能である。
主索４は、乗りかご２と釣り合いおもり３とを吊持するように両端部を固定されるとともに、巻上機６の駆動シーブ５に巻き掛けられている。巻上機６を駆動することにより、駆動シーブ５に巻き掛けた主索４を介して乗りかご２及び釣り合いおもり３が昇降路１内で昇降する。
制御盤２０には、巻上機６を含むエレベータ装置全体を制御する制御部としての制御装置が収納されている。

図２は、図１に示したエレベータ装置の平面図である。巻上機６は、昇降路１内の底部であって、昇降路１の内壁面と乗りかご２との間に配置されており、昇降路１内の一壁面に沿って設置された薄型タイプとなっている。

図３は、巻上機６を乗りかご２側から見た正面図である。乗りかご２と釣り合いおもり３とを吊持する主索４は、巻上機６の前面側に位置した駆動シーブ５に巻き掛けられている。駆動シーブ５の背後には、筺体フレーム７が配置されている。

巻上機６は、駆動シーブ５と共に同軸的に回転するブレーキドラムなどの被制動体８を有している。被制動体８と筺体フレーム７との対向部には、巻上機６を駆動する不図示のアウタロータ型モータ（以下、単にモータと呼ぶ）が構成されている。被制動体８側には、このモータの回転子が取り付けられ、また筺体フレーム７側には、このモータの固定子が取り付けられている。そして、このモータに通電することにより、駆動シーブ５及び被制動体８が、それらの中心にある回転軸のまわりを回転する。

巻上機６には、筺体フレーム７の上下部に、同一構成の一対の電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂが配置されている。電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂは、後述するように、ブレーキ部材の一例であるブレーキパッドを両側から被制動体８に押圧することにより、駆動シーブ５及び被制動体８の回転を制動する。

図４は、巻上機６における電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂの定常状態を簡略化して示す概略構成図である。筺体フレーム７の上下部には、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂのブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂが、被制動体８の外周面に対向してそれぞれ配置されている。ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂは、被制動体８の中心部にある回転軸８Ａに対して対称な位置に設けられている。回転軸８Ａは、片持ち支持されており、軸方向と垂直な方向に応力が加わった場合には、弾性変形して軸方向と垂直な方向に変位するようになっている。
定常状態では、各ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂと被制動体８の外周面との間には、所定のギャップが形成されている。ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂは、ばね１１Ａ，１１Ｂによって被制動体８の外周面に押圧される方向に付勢されている。しかし、定常状態では、電磁マグネットの電磁的保持力によってブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂを図４の位置に保持することにより、各ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂと被制動体８との間にギャップが形成されている。この電磁マグネットは、図示は省略するが、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂのうちのばね１１Ａ，１１Ｂが設けられている固定鉄心の部分に、電磁コイルを設けることによって構成されている。この電磁コイルに通電して磁束を形成することにより、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂのうちのブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂが設けられている可動鉄心の部分が固定鉄心側へ吸引されて、ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂが被制動体８から離間する。
この図４の状態で、巻上機６を駆動するモータに通電することにより、被制動体８及び図３の駆動シーブ５を回転駆動して図１の乗りかご２及び釣り合いおもり３を昇降させることができる。

一方、図１の乗りかご２を停止させるときは、図１の制御盤２０内の制御装置が、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂに対して動作信号を出力することにより、電磁マグネットの電磁的保持力を釈放する。これにより、ばね１１Ａ，１１Ｂによってブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂが被制動体８の外周面に押し当てられて、被制動体８及び駆動シーブ５の回転が制動される。このとき、制御装置は、後述するように、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂを同時に制動動作させるのではなく、電磁ブレーキ装置９Ａと電磁ブレーキ装置９Ｂとをタイミングをずらして制動動作させる。

上述したように、定常状態では、各ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂと被制動体８の外周面との間には所定のギャップが形成されている。図４の水平方向中心線１２は、定常状態における被制動体８の中心の回転軸８Ａの水平方向の中心線として説明のために示したものである。各ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂの先端部は、この水平方向中心線１２からほぼ等距離の位置にある。

図５は、図１に示した制御盤２０に収納された制御装置のブロック図である。この制御装置２１には、入出力回路２２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、記憶装置２４が設けられている。
入出力回路２２は、制御装置２１の外部の機器とＣＰＵ２３との間で信号を入出力するためのインタフェースである。
ＣＰＵ２３には、図１の乗りかご２の位置信号や、かご呼び信号や、巻上機６を駆動するモータの電流信号及び電圧信号や、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂの動作状況を表す信号等が、入出力回路２２を介して入力してされる。ＣＰＵ２３は、それらの入力信号に基づき、乗りかご２や巻上機６を制御するための演算を行う。そして、ＣＰＵ２３は、その演算結果に基づいて生成した信号を、入出力回路２２を介して巻上機６のモータや電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂ等に出力する。
記憶装置２４は、ＣＰＵ２３が演算を実行するためのプログラムや演算で使用する定数等のデータが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、演算中の演算結果を一時的に記憶するワークエリアとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）とで構成されている。

図６は、図５に示した制御装置２１が、図４の電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂに制動動作を行わせるために実行する処理を示すフローチャートである。この処理は、巻上機６を駆動するモータへの通電を断つときにスタートし、最初に、制御装置２１は、一方の電磁ブレーキ装置９Ａのみに対して先行して動作信号を出力する（ステップＳ１）。

図７は、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂの制動動作の状態のうち、図６のステップＳ１による制動動作の初期状態を簡略化して示す概略構成図である。電磁ブレーキ装置９Ａに対して先行して動作信号が出力されることにより、電磁ブレーキ装置９Ａが電磁ブレーキ装置９Ｂに先行して動作する。つまり、電磁ブレーキ装置９Ａの電磁マグネットの電磁的保持力が開放され、ばね１１Ａによってブレーキパッド１０Ａが被制動体８の側に移動して被制動体８の外周面に接触する。しかし、電磁ブレーキ装置９Ｂはまだ動作していないため、ブレーキパッド１０Ｂと被制動体８の外周面との間には所定のギャップが形成されている。

図６に示すように、ステップＳ１に続き、制御装置２１は、被制動体８がブレーキパッド１０Ｂに接触したか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、制御装置２１は、ブレーキパッド１０Ｂに接触したと判断するまでステップＳ２を繰り返す。

図８は、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂの制動動作の状態のうち、被制動体８がブレーキパッド１０Ｂに接触した状態である制動動作の中期状態を簡略化して示す概略構成図である。図７に示したようにブレーキパッド１０Ａが被制動体８の外周面に接触した後、さらに電磁ブレーキ装置９Ａの制動動作が進むと、ブレーキパッド１０Ａから被制動体８へ押圧力が加えられる。これにより、被制動体８の回転軸８Ａが弾性変形するので、図８に示すように、回転軸８Ａの水平方向の中心線が、定常状態の水平方向中心線１２から電磁ブレーキ装置９Ｂ側に変位して、制動時の水平方向中心線１２Ａのようにずれる。
このように、回転軸８Ａの水平方向の中心線が、制動動作の中期状態には、水平方向中心線１２Ａのように電磁ブレーキ装置９Ｂ側に変位し、被制動体８の外周面が、電磁ブレーキ装置９Ｂのブレーキパッド１０Ｂに接触する。

なお、図５の記憶装置２４中のＲＯＭには、電磁ブレーキ装置９Ａが制動動作を開始してから、図８に示すように被制動体８がブレーキパッド１０Ｂに接触するまでの所要時間のデータが予め記憶されている。この所要時間は、例えば、ブレーキパッド１０Ａの押圧力の大きさや、回転軸８Ａの寸法及び材質や、ブレーキパッド１０Ｂと被制動体８との間のギャップの大きさに基づいて算出した値である。ただし、算出値を記憶させる代わりに、電磁ブレーキ装置９Ａが制動動作を開始してから被制動体８がブレーキパッド１０Ｂに接触するまでの所要時間を予め実測し、その実測値を記憶させてもよい。図６のステップＳ２では、制御装置２１は、記憶装置２４に記憶された所定の所要時間が経過したか否かを判断することにより、被制動体８がブレーキパッド１０Ｂに接触したか否かを判断する。

図６に示すように、ステップＳ２でブレーキパッド１０Ｂに接触したと判断すると、制御装置２１は、電磁ブレーキ装置９Ｂに対して動作信号を出力する（ステップＳ３）。このステップＳ３の時点では、電磁ブレーキ装置９Ｂのブレーキパッド１０Ｂは、図８に示したように被制動体８に接触している。したがって、電磁ブレーキ装置９Ｂのブレーキパッド１０Ｂが被制動体８に接触するまでに要するストローク量は、略ゼロである。

図６に示すように、ステップＳ３で電磁ブレーキ装置９Ｂの電磁マグネットの電磁的保持力を開放することにより、ばね１１Ｂによってブレーキパッド１０Ｂを被制動体８側に移動させることに続き、制御装置２１は、被制動体８の回転軸８Ａが定常状態の位置に戻ったか否か、つまり、回転軸８Ａの水平方向の中心線が、定常状態の水平方向中心線１２に戻ったか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、制御装置２１は、定常状態の位置に戻ったと判断するまでステップＳ４を繰り返し、定常状態の位置に戻ったと判断すると処理を終了する。

図９は、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂの制動動作の状態のうち、回転軸８Ａが定常状態の位置に戻った状態である制動動作の終了状態を簡略化して示す概略構成図である。電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂのブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂが共に略等しい力で被制動体８の外周面に押圧されるため、回転軸８Ａの水平方向の中心線が、図８に示した水平方向中心線１２Ａから、今度は電磁ブレーキ装置９Ａ側に変位して、定常状態の水平方向中心線１２の位置に戻る。この状態において、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂのブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂが共に被制動体８の外周面に押圧されるため、被制動体８及び図３の駆動シーブ５の回転は、両ブレーキ装置９Ａ、９Ｂにより制動される。

なお、図５の記憶装置２４中のＲＯＭには、図８に示したようにブレーキパッド１０Ｂが被制動体８に接触した状態で電磁ブレーキ装置９Ｂが制動動作を開始してから、図９に示すように回転軸８Ａが定常状態の位置に戻るまでの所要時間のデータが予め記憶されている。この所要時間も、例えば、ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂの押圧力の大きさや、回転軸８Ａの寸法及び材質や、定常状態におけるブレーキパッド１０Ｂと被制動体８との間のギャップの大きさに基づいて算出した値である。ただし、算出値を記憶させる代わりに、ブレーキパッド１０Ｂが被制動体８に接触した状態で電磁ブレーキ装置９Ｂが制動動作を開始してから、回転軸８Ａが定常状態の位置に戻るまでの所要時間を予め実測し、その実測値を記憶させてもよい。図６のステップＳ４では、制御装置２１は、記憶装置２４に記憶された所定の所要時間が経過したか否かを判断することにより、回転軸８Ａが定常状態の位置に戻ったか否かを判断する。

以上に説明したように、本発明の実施の形態によれば、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂのうち、まず一方のブレーキ装置９Ａのみを先行して制動動作させてそのブレーキパッド１０Ａを被制動体８に接触させる。このときのブレーキパッド１０Ａと被制動体８との衝突音は、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂを同時に制動動作させてブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂを同じタイミングで被制動体８に接触させた場合の衝突音よりも小さくなる。
また、ブレーキパッド１０Ａを被制動体８に接触させた後、被制動体８の回転軸８Ａが電磁ブレーキ装置９Ｂのブレーキパッド１０Ｂの側へ変位することにより被制動体８がブレーキパッド１０Ｂの外周面に接触したときに、ブレーキ装置９Ｂを制動動作させる。したがって、ブレーキパッド１０Ｂと被制動体８との間にはギャップが存在せず、ブレーキパッド１０Ｂのストローク量がゼロになるため、ブレーキパッド１０Ｂと被制動体８との衝突音は全く生じないかまたは殆ど生じない。
そして、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂとしては、従来と基本的に同一構成のものを使用することができる。
したがって、構造を複雑にすることなく、電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂによる制動時の衝突音を低減することができるので、この衝突音が巻上機６の設置場所の近くの階で騒音として聴こえることが抑制される。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述の実施の形態では、図６〜図９に示したように、電磁ブレーキ装置９Ａを先行して制動動作させた後、電磁ブレーキ装置９Ｂを制動動作させる例を説明した。
しかし、別の例として、電磁ブレーキ装置９Ｂを先行して制動動作させた後、電磁ブレーキ装置９Ａを制動動作させてもよい。

また、上述の実施の形態では、図６，図８に示したように、被制動体８の回転軸８Ａが電磁ブレーキ装置９Ｂ側へ変位することにより被制動体８がブレーキパッド１０Ｂに接触したときに、ブレーキ装置９Ｂを制動動作させる例を説明した。
しかし、別の例として、被制動体８の回転軸８Ａが電磁ブレーキ装置９Ｂ側へ変位しているが、被制動体８がブレーキパッド１０Ｂに接触する前に、ブレーキ装置９Ｂを制動動作させてもよい。その場合にも、電磁ブレーキ装置９Ｂの制動動作時にブレーキパッド１０Ｂが被制動体８に接触するまでに要するストローク量は、被制動体８の回転軸８Ａが変位した分だけ少なくなる。したがって、ブレーキパッド１０Ｂと被制動体８との衝突音が小さくなるので、やはり電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂによる制動時の衝突音を低減することができる。
さらに別の例として、被制動体８の回転軸８Ａの変位の有無とは無関係に、電磁ブレーキ装置９Ａのブレーキパッド１０Ａが被制動体８に接触するタイミングと、電磁ブレーキ装置９Ｂのブレーキパッド１０Ｂが被制動体８に接触するタイミングを異ならせてもよい。その場合にも、ブレーキパッド１０Ａ，１０Ｂを同じタイミングで被制動体８と接触させる場合と異なり、ブレーキパッド１０Ａと被制動体８との衝突音のピークと、ブレーキパッド１０Ｂと被制動体８との衝突音のピークが重畳されなくなる。したがって、やはり電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂによる制動時の衝突音を低減することができる。

また、上述の実施の形態では、図６のステップＳ２やステップＳ４の判断を、記憶装置２４に記憶された所要時間が経過したか否かを判断することによって行う例を説明した。
しかし、別の例として、光学センサ等のセンサを用いて被制動体８とブレーキパッド１０Ｂとの接触の有無や回転軸８Ａの変位量を検知し、その検知結果に基づいて図６のステップＳ２やステップＳ４の判断を行ってもよい。

また、上述の実施の形態では、図１〜図２に示したように、いわゆる機械室レスエレベータ装置に本発明を適用する例を説明した、
しかし、これに限らず、巻上機等の機械類を収納する機械室を建物最上部に設けるエレベータ装置に本発明を適用してもよい。

また、上述の実施の形態では、図３〜図４，図６〜図９に示したように、２つの電磁ブレーキ装置９Ａ，９Ｂを備えるエレベータ装置に本発明を適用する例を説明した、
しかし、これに限らず、３つ以上の電磁ブレーキ装置を備えるエレベータ装置に本発明を適用してもよい。
さらに、電磁ブレーキ装置以外の複数のブレーキ装置（例えば油圧ブレーキ装置）を備えるエレベータ装置に本発明を適用してもよい。

１…昇降路、 ２…乗りかご、 ３…釣り合いおもり、 ４…主索、 ５…駆動シーブ、 ６…巻上機、 ８…被制動体、 ８Ａ…回転軸、 ９Ａ，９Ｂ…電磁ブレーキ装置、 １０Ａ，１０Ｂ…ブレーキパッド、 １１Ａ，１１Ｂ…ばね、 ２０…制御盤、 ２１…制御装置

Claims (3)

1. 巻上機の駆動シーブに巻き掛けた主索を介して乗りかご及び釣り合いおもりを昇降させるエレベータ装置において、
   前記巻上機は、前記駆動シーブと一体に回転する被制動体を取り付けた回転軸を有し、
   前記被制動体に対して接離可能に移動するブレーキ部材を有する複数のブレーキ装置と、
   前記複数のブレーキ装置の前記ブレーキ部材が前記被制動体に接触するタイミングを異ならせる制御部と、を備えた
   エレベータ装置。
2. 前記巻上機の前記回転軸は、軸方向に垂直な方向に変位可能にして支持されており、
   前記複数のブレーキ装置として、前記ブレーキ部材を前記回転軸に対して対称な位置に設けた一対のブレーキ装置を備えており、
   前記制御部は、前記一対のブレーキ装置のうちの一方のブレーキ装置の前記ブレーキ部材を移動させて前記被制動体を押圧することにより前記回転軸を前記一対のブレーキ装置のうちの他方のブレーキ装置の側へ変位させた後、前記他方のブレーキ装置の前記ブレーキ部材を移動させて前記被制動体を押圧することにより前記回転軸を前記一方のブレーキ装置の側へ変位させる
   請求項１記載のエレベータ装置。
3. 前記制御部は、前記一方のブレーキ装置の前記ブレーキ部材を移動させて前記被制動体を押圧することにより前記回転軸を前記他方のブレーキ装置の側へ変位させて前記被制動体を前記他方のブレーキ装置の前記ブレーキ部材に接触させた後、前記他方のブレーキ装置の前記ブレーキ部材を移動させて前記被制動体を押圧することにより前記回転軸を前記一方のブレーキ装置の側へ変位させる
   請求項２記載のエレベータ装置。

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