JP2585796B2

JP2585796B2 - エレベーター

Info

Publication number: JP2585796B2
Application number: JP1161957A
Authority: JP
Inventors: 正信伊藤; 正勝田中; 龍彦高橋; 俊彦奈良; 荒堀　　昇
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH0326674A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はエレベーターの制動に係り、特に、エレベー
ターの起動補償とブレーキ装置の信頼性を向上したエレ
ベーターに関する。

〔従来の技術〕

従来のエレベーターにおいては、駆動用電動機により
駆動される巻上機のシーブに、乗かごとつり合おもりを
ロープを介してつるべ状に吊り下げている。そして、エ
レベーターの停止中はブレーキ装置が作動状態にあり、
乗かごとつり合おもりとの重量差によって生じる不平衡
トルクがブレーキ装置により静止保持されている。この
状態でブレーキを開放してエレベーターを起動すると、
不平衡トルクにより起動ショックが発生する。

そこで、この起動ショックを軽減させるために、エレ
ベーターの起動に際しては、予めブレーキ装置に加わっ
ているブレーキトルク（不平衡トルク）に見合うトルク
（起動補償トルク）を電動機に発生させた後、ブレーキ
装置を解放する方式が従来から採用されている。

このような起動補償を行う場合は、エレベーター停止
中の不平衡トルクに基づくブレーキトルクを検出する必
要がある。

ブレーキトルクの検出方法としては、従来は、ブレー
キ装置の制動体を弾性体を介して支持し回転方向の変位
を検出していた（特開昭57−1180号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のブレーキ装置にあっては、ブレーキトルクの検
出精度を高めるために弾性体のばね定数を低く設定する
と、僅かなブレーキトルクにも弾性体が容易に感応して
変形し、ブレーキ装置が所定の角度回転変位する。

しかし、エレベーターの乗かごに定員数に近い乗客が
乗込んで大きいブレーキトルクが作用した場合は、弾性
体が急激に変形してブレーキ装置がストッパーに激突
し、その際のショックが乗かご内の乗客に不要な不安感
を与えることになる。

一方、ブレーキ装置がストッパーに激突するのを避け
るように、弾性体のばね定数を高く設定すると、ブレー
キトルクの検出精度が低下し、正確なブレーキトルクの
検出ができずに良好な起動補償ができない問題があっ
た。また、前述のように、ブレーキ装置は、エレベータ
停止時に乗かごとつり合おもりとの重量差による不平衡
トルクを静止保持するため、高い信頼性が要求される。

本発明の目的は、乗かご内の乗客にショックを感じさ
せることなく、ブレーキトルクの検出精度を高めること
ができるブレーキ装置を備えたエレベーターを提供する
ことにある。

また、本発明の他の目的は、信頼性の高いブレーキ装
置を備えたエレベーターを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため本発明に係るエレベーター
は、制御装置により駆動される巻上機を、回転方向に変
位自在に支持しかつ制動するブレーキ装置を備えたエレ
ベーターにおいて、ブレーキ装置の回転変位を検出する
変位検出手段を設け、巻上機の停止時と運転時とに切換
られその切換を介して変位検出手段の検出信号を制御装
置に入力させる切換手段を具備した構成である。

そして変位検出手段の検出信号は、停止時にブレーキ
装置に加わる不平衡トルクを検出して起動補償トルクを
発生させる信号であり、かつ運転時にブレーキ装置の異
常を検出する信号である構成とする。

また切換手段は、巻上機の起動後及び停止後に切換え
られてある構成であり、さらに、切換手段は、巻上機の
速度指令の発生後及び消滅後に切換られてある構成、そ
して切換手段は、ブレーキ装置の開後及び閉後に切換ら
れてある構成でも良い。

変位検出手段は、ブレーキ装置の正逆それぞれの回転
方向の回転変位に応動する電気スイッチである構成、ま
たはブレーキ装置の正逆それぞれの回転方向の回転変位
に応動しかつ該回転変位に比例する電気出力信号である
構成でも良い。

さらに制御装置により駆動される巻上機を、回転方向
に変位自在に支持しかつ制動するブレーキ装置を備えた
エレベーターにおいて、ブレーキ装置を弾性体で支持す
るとともにブレーキ装置に回転変位を検出する変位検出
手段を設け、巻上機の停止時と運転時とに切換られその
切換を介して変位検出手段の検出信号を制御装置に入力
させる切換手段を具備した構成とする。

そして弾性体は、初めに変形量が大きい第１の領域と
次の変形量が小さい第２の領域とからなる非線形特性を
有する構成とし、また弾性体は、初めはばね定数が低い
第１の領域と次にばね定数が高い第２の領域とからなる
非線形特性を有する構成、さらに弾性体は、初めに力に
対するブレーキ装置の回転変位が大きくなる第１の領域
と、次に力に対する回転変位が小さくなる第２の領域と
を有する構成でも良い。

そして、弾性体はゴムまたはコイルばねである構成と
する。

〔作用〕

本発明によれば、エレベーターのブレーキ装置に備え
る弾性体の非線形特性を有する第１の領域は、ばね定数
が低く設定してあり、僅かなブレーキトルクによっても
変形するため、ブレーキトルクが精度良く検出される。
また第２の領域はばね定数を高く設定してあるため、乗
かごに定員近い乗客が乗ってブレーキトルクが大きくな
っても制動時に弾性体が急激に変形してストッパーに激
突することは避けられる。

そして、エレベーター運転中はブレーキ装置が完全に
開放されているため、ブレーキトルクが発生しないが、
異常時には、例えば半吸引などにより完全に開放されず
にトルクが発生する場合は、弾性体が変形する。その変
形によるブレーキ装置の変位は変位検出手段で検出され
る。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第４図について説明
する。一端に乗かご１を連結し他端につり合おもり２を
連結したロープ３は、巻上機４のシーブ５に巻掛けられ
ている。巻上機４は、駆動用電動機６と減速機７と前記
シーブ５とよりなり、減速機７から突出した回転軸８に
ブレーキ装置９が連結されている。ブレーキ装置９は第
３図，第４図に示すように、主として、第１の揺動ディ
スク12と第２の揺動ディスク17、ディスク13、電磁石1
8、ガイドピン20等で構成され、減速機７の箱枠に取付
けられ前記回転軸８を貫通する基台10に回転方向に変位
可能に支持されている。この基台10は回転軸８の貫通端
側に筒状部10Tを有し、この筒状部10Tの外表面に軸受11
を介して第１の揺動ディスク12を回転軸８と同心的に支
持している。また、この第１の揺動ディスク12の回転軸
８端側の端面12Eに隣接して回転体であるディスク13が
位置している。このディスク13は回転軸８端に嵌着され
たボス14の外周に形成されたスプライン15に嵌合されて
軸方向にのみ移動できるように支持され、かつ両面にラ
イニング16を固設している。そして、このディスク13を
第１の揺動ディスク12とによって挟むように制動体を構
成する第２の揺動ディスク17が位置している。この第２
の揺動ディスク17は、磁性材よりなり、隣接する電磁コ
イル18Aと継鉄18Bとにより構成される電磁石18によって
ディスク13から引離され、また継鉄18Bとの間に設けた
制動ばね19によってディスク13を押圧するように動作す
る。また、第２の揺動ディスク17と電磁コイル18Aを内
蔵した継鉄18Bとはガイドピン20によって保持され、少
なくとも第２の揺動ディスク17は軸方向の移動が自由と
なるように保持されている。このガイドピン20の一端部
は、第１の揺動ディスク12を貫通して係合しており、他
端は継鉄18Bを貫通してナット21を螺合している。この
ナット21の螺合状態を変えることにより、第１の揺動デ
ィスク12と第２の揺動ディスク17との隙間を調整するこ
とができる。

一方、第１の揺動ディスク12は第２の揺動ディスク17
よりも大径に形成され、この外径側に軸方向に貫通する
大径の係合穴22と小径のストッパー穴23とを全周３個所
に設けている。そして、それぞれのストッパー穴23は基
台10側に面して開口している。これらのストッパー穴23
に対向する基台10は、それぞれ係合ピン24が軸方向に沿
い第１の揺動ディスク12の係合穴22内に向って立設され
ている。これらの係合ピン24は、各係合穴22内の位置に
小径保持部24Aを有し、その先端にはさらに小径のねじ
部24Bを有している。そして、１本の係合ピン24の小径
保持部24Aに、ストッパー穴23より大径の座27A,27Bを両
側に配置し、ほぼ係合穴22と同径の第１の筒状ゴム25
（第２図）が嵌着されている。残る２本の係合ピン24の
小径保持部24Aは第４図に詳細を示すように、前記スト
ッパー穴23より大径の座27A,27Bを両側に配置し、係合
穴22と隙間G₁をもつ第２の筒状ゴム26が嵌着されてい
る。そして、３本の係合ピン24と前記ストッパー穴23と
は夫々隙間G₂をもって貫通しており、第２の筒状ゴム26
と係合穴22との隙間G₁は隙間G₂より小さく設定されてい
る。また、各係合ピン24のねじ部24Bにはそれぞれナッ
ト24Nが螺合されて、第１の筒状ゴム25及び第２の筒状
ゴム26の抜止めをしている。そして、第１の筒状ゴム25
のばね定数を第２の筒状ゴム26のばね定数より低く設定
することにより、第１の筒状ゴム25が制動体（第１の揺
動ディスク12,第２の揺動ディスク17）を弾性的に支持
する第１の弾性体となり、第２の筒状ゴム26が第２の弾
性体となる。

そして、第１の揺動ディスク12に突起部（変位検出手
段）29を設け、この突起部29の回転方向に応動するマイ
クロスイッチ（変位検出手段）31を設けている。このマ
イクロスイッチ31は、突起部29に設けた第１の揺動ディ
スク中心方向の凹溝に対して回転方向で係合するように
１個設けてあり、第１の筒状ゴム25が所定値以上変形し
始めた後動作し、例えば、回転変位（回転方向の変形に
よる第１の揺動ディスクの変位）がない中立位置でOF
F、時計方向（CW）、反時計方向（CCW）の回転変位でON
となるように設定してある。

そして、マイクロスイッチ31の検出信号は、エレベー
ターの停止時あるいは運転時で切換わる切換手段38を介
して制御装置32に入力される。すなわち、エレベーター
の停止時には起動補償のための不平衡トルクを検出し、
またエレベーター運転時には異常トルクを検出して制御
装置32に検出信号が入力される。

次に、前記構成のブレーキ装置の動作について説明す
る。巻上機４が停止時は、電磁コイル18Aへの通電がし
ゃ断されており、第２の揺動ディスク17は制動ばね19に
よる押圧力によりディスク13を第１の揺動ディスク12側
に押付けている。この第２の揺動ディスク17の押付力に
よりディスク13の回転は止められ、シーブ５の回転を停
止させている。このシーブ５の停止時において、乗かご
１側の重量とつり合おもり２側の重量とがバランスして
いれば、回転軸８は回転しないため、第１の筒状ゴム25
に変形は生じず、当然第１の揺動ディスク12の回転方向
への変位はない。したがって、マイクロスイッチ31は動
作しない。

しかし、乗客の乗降により乗かご１とつり合おもり２
との重量バランスに差が生ずると、シーブ５に不平衡ト
ルクが生じ、これが回転軸８及びディスク13を介して第
１の揺動ディスク12を回転させ、第１の筒状ゴム25を変
形させる。小さい重量バランス差であれば第１の筒状ゴ
ム25で対応できるが、大きい重量バランス差があると第
１の揺動ディスク12はさらに回転し、第１の筒状ゴム25
をさらに変形させるとともに第２の筒状ゴム26と係合穴
22との隙間G₁をなくして第２の筒状ゴム26をも変形させ
始める。この点が第５図におけるP₁点である。さらに回
転変位が増加すると、係合ピン24にストッパー穴23が衝
突してそれ以上の回転変位はなくなる。この点がP₂点で
ある。

ここで、回転変位を検出するマイクロスイッチ31は第
５図における０点〜P₂点間で適宜な点で動作するように
設定してある。この際、高い検出精度を必要とする場合
は０点〜P₁点の領域のθ_１点で動作するように設定し、
あまり検出精度を必要としない場合はP₁点〜P₂点までの
領域θ_２点で動作するように設定できる。また、回転変
位θ_１点及びθ_２点に対応する弾性力F₁,F₂はブレーキ
トルクに相当する。

次に、第１図及び第６図をもとにエレベーターの運転
状態とブレーキ装置との関係を説明する。

いま、乗かご１がつり合おもり２より重い状態で停止
しているとすると、切換手段38は、エレベーターの停止
側に設定され、ブレーキ装置９は反時計方向（CCW）の
トルクを受け、第１の筒状ゴム25を変形させて変位し、
マイクロスイッチ31をONにし反時計方向のトルクを検出
する。この状態でエレベーターの起動指令が発生する
と、制御装置32により起動補償が開始され、ブレーキ装
置９が作動したままで駆動用電動機６はブレーキトルク
を減少するような時計方向（CW）の電動機トルクを発生
する。それによりブレーキ装置９の反時計方向（CCW）
の変位は減少され、変位がなくなった時点でマイクロス
イッチ31はOFFする。そして、所定のブレーキトルクに
達した時に、速度指令を発生させるとともに、ブレーキ
装置９を開放することにより、乗かご１は衝撃なく走行
しはじめる。乗かご１が走行し始めた後は、切換手段38
がエレベーターの運転側に切換えられて、マイクロスイ
ッチ31の変位検出信号が制御装置に入力される。エレベ
ーターの停止時は、速度指令が消滅し、ブレーキ装置９
を閉じてブレーキ力をかけ、乗かご１が停止した後、切
換手段38が停止側に切換えられる。このように、切換手
段38の切換え動作は、速度指令の発生時及び消滅時ある
いはブレーキ装置９の開時及び閉時あるいはエレベータ
ーの起動時及び停止時に行われる。

以上は、乗かご１が重い場合であるが、つり合おもり
２が重い場合にもマイクロスイッチ31のON−OFFにより
前述と同じ状態が行われる。

ところで、通常乗かご１が走行し始めた後は、ブレー
キ装置９が開放されてブレーキトルクが発生しないた
め、第１の筒状ゴム25は変形せず、マイクロスイッチ31
はOFFとなっている。

しかし、ブレーキ装置９に何等かの異常、例えば第２
の揺動ディスク17とガイドピン20との固渋や電磁石18と
第２の揺動ディスク17との間に異物が混入するなどする
と半吸着状態となり、このまま乗かご１が走行すると、
第２の揺動ディスク17がディスク13と接触する。この摩
擦力によりブレーキトルクが発生してブレーキ装置９は
第１の筒状ゴム25及び第２の筒状ゴム26を変形させて回
転変位する。

この回転変位はマイクロスイッチ31をONさせ、その検
出信号に基づき制御装置32を介して駆動用電動機６を停
止させる。

前述のように、前記マイクロスイッチ31はばね定数の
低い第１の筒状ゴム25の変形により動作するようにする
ことにより、検出精度は高く、所定のブレーキトルクを
低く設定できるため、良好な起動補償が行え、起動時の
衝撃を押えることができる。

また、アンバランストルクが最大値に近い積載条件の
乗かご１を停止させる際、ブレーキ装置９を動作させる
と、第１の筒状ゴム25だけでは容易に変形して係合ピン
24とストッパー穴23とが激突し、乗客に停止時のショッ
クを与えるが、前述のように第２の筒状ゴム26が存在す
るため、これが緩衝作用をなして前記係合ピン24とスト
ッパー穴23との激突をなくし、乗客に与えるショックを
防止することができる。

以上説明したように、本発明の実施例によれば、ブレ
ーキトルクの検出精度を高めると同時に、乗かご停止時
に乗客にショックを与えることはなくなる。

このほか、前記実施例によれば、乗かご１の昇降時に
おけるブレーキ装置９の異常を検出できるため、ブレー
キ装置９の信頼性を向上することができる。

さらにまた、前記実施例においては、ばね定数の低い
第１の筒状ゴム25を係合穴22に隙間なく嵌込し、ばね定
数の高い第２の筒状ゴム26を係合穴22に隙間G₁をもって
嵌入したが、第１の筒状ゴム25と第２の筒状ゴム26のば
ね定数を同じにして、係合穴22との隙間の関係を前述の
ようにしても同じ効果を奏する。すなわち、まず第１の
筒状ゴム25を変形させ、次に変形の進んだ第１の筒状ゴ
ム25に加えて第２の筒状ゴム26を変形させることによ
り、ばね定数を非線形に変化させることができる。とこ
ろで、前記ばね定数は第５図に示すように、直線的に変
化する特性を有する以外に、２点鎖線で示すように、曲
線的に変化する特性を有するものでも、力に対する変位
量が大きく変化する部分があれば第１の領域と第２の領
域とを有する非線形特性と云うことができる。

また、前記実施例において、変位検出手段としてマイ
クロスイッチを用いたが、例えば光センサーや磁気等を
利用し、ブレーキ装置の正、逆方向の回転変位に応動
し、この回転変位に比例した電気信号を出力する検出手
段であってもよい。このほか、変位検出手段は第１の揺
動ディスク12の近傍に設けたが、例えば、変位検出手段
としてエンコーダを用い、これを駆動用電動機６の回転
軸に取付けて、第１の揺動ディスク12の回転変位として
とらえてもよい。

前記実施例はブレーキ装置９として、ディスク型のブ
レーキ装置を一例として説明したが、回転ドラムに制動
沓を押当てて制動するドラム型のブレーキ装置にも適用
できるのは勿論である。

さらに、前記実施例は、巻上機４としてシーブ５に乗
かご１を吊るロープ３を巻掛けたものを説明したが、巻
胴にロープを巻付けて乗かご１を昇降させる巻胴型の巻
上機としてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御装置により駆動される巻上機
を、回転方向に変位可能に支持したブレーキ装置に制動
するようにしたエレベーターにおいて、ブレーキ装置
を、ばね定数が低い第１の領域とばね定数が高い第２の
領域との非線形特性の弾性体で支持するとともに、この
ブレーキ装置の回転変位を検出する変位検出手段を設
け、この変位検出手段の検出信号を、エレベーターの停
止時と運転時に切換える切換手段を介して制御装置に入
力し、停止時には巻上機の起動補償に用い、運転時には
ブレーキ装置の異常検出に用いるようにしたため、巻上
機停止時におけるブレーキトルクの検出精度を高め良好
な起動補償ができ、かつ定員に近い乗客が乗込んだ際に
ブレーキ装置がストッパーに激突するのを防止できて、
乗客にショックを与えることはなくなる。

さらに、エレベーターの運転中におけるブレーキ装置
の異常を検出するようにしたため、ブレーキ装置の信頼
性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエレベーターを示す概
略構成図、第２図は本発明の一実施例を示すエレベータ
ーのブレーキ装置の正面図、第３図は第２図のIII−III
線に沿う断面図、第４図は第３図の一部拡大図、第５図
はブレーキ装置の回転変位と弾性力との関係を示すグラ
フ、第６図は第１図に示すエレベーターの運転状態を示
すフローチャートである。４……巻上機、９……ブレーキ装置、 12……第１の揺動ディスク、 17……第２の揺動ディスク、 25……第１の筒状ゴム、26……第２の筒状ゴム、 31……マイクロスイッチ（変位検出手段）、 32……制御装置、38……切換手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奈良俊彦茨城県勝田市市毛1070番地株式会社日立製作所水戸工場内 (72)発明者荒堀昇茨城県勝田市市毛1070番地株式会社日立製作所水戸工場内 (56)参考文献特開昭62−56277（ＪＰ，Ａ) 特開平２−158591（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−98675（ＪＰ，Ｕ) 特公昭34−3617（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭60−31747（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御装置により駆動される巻上機を、回転
方向に変位自在に支持しかつ制動するブレーキ装置を備
えたエレベーターにおいて、前記ブレーキ装置の回転変
位を検出する変位検出手段を設け、前記巻上機の停止時
と運転時とに切換られその切換を介して前記変位検出手
段の検出信号を前記制御装置に入力させる切換手段を具
備したことを特徴とするエレベーター。
【請求項２】変位検出手段の検出信号は、停止時にブレ
ーキ装置に加わる不平衡トルクを検出して起動補償トル
クを発生させる信号であり、かつ運転時に前記ブレーキ
装置の異常を検出する信号であることを特徴とする請求
項１記載のエレベーター。
【請求項３】切換手段は、巻上機の起動後及び停止後に
切換えられてあることを特徴とする請求項１記載のエレ
ベーター。
【請求項４】切換手段は、巻上機の速度指令の発生後及
び消滅後に切換られてあることを特徴とする請求項１記
載のエレベーター。
【請求項５】切換手段は、ブレーキ装置の開後及び閉後
に切換られてあることを特徴とする請求項１記載のエレ
ベーター。
【請求項６】変位検出手段は、ブレーキ装置の正逆それ
ぞれの回転方向の回転変位に応動する電気スイッチであ
ることを特徴とする請求項１記載のエレベーター。
【請求項７】変位検出信号は、ブレーキ装置の正逆それ
ぞれの回転方向の回転変位に応動しかつ該回転変位に比
例する電気出力信号であることを特徴とする請求項１記
載のエレベーター。
【請求項８】制御装置により駆動される巻上機を、回転
方向に変位自在に支持しかつ制動するブレーキ装置を備
えたエレベーターにおいて、前記ブレーキ装置を弾性体
で支持するとともに該ブレーキ装置に回転変位を検出す
る変位検出手段を設け、前記巻上機の停止時と運転時と
に切換られその切換を介して前記変位検出手段の検出信
号を前記制御装置に入力させる切換手段を具備したこと
を特徴とするエレベーター。
【請求項９】弾性体は、初めは変形量が大きい第１の領
域と次に変形量が小さい第２の領域とからなる非線形特
性を有することを特徴とする請求項８記載のエレベータ
ー。
【請求項１０】弾性体は、初めはばね定数が低い第１の
領域と次にばね定数が高い第２の領域とからなる非線形
特性を有することを特徴とする請求項８記載のエレベー
ター。
【請求項１１】弾性体は、初めは力に対するブレーキ装
置の回転変位が大きくなる第１の領域と、次に力に対す
る前記回転変位が小さくなる第２の領域とを有すること
を特徴とする請求項８記載のエレベーター。
【請求項１２】弾性体はゴムであることを特徴とする請
求項８〜11のいずれか１項記載のエレベーター。
【請求項１３】弾性体はコイルばねであることを特徴と
する請求項８〜11のいずれか１項記載のエレベーター。