JP5164875B2 - エレベーター用電磁ブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキドラムに対して制動片を押圧することにより制動力を得るエレベーター用電磁ブレーキ制御装置に関するものである。

従来、ブレーキドラムに対して制動片を押圧することにより制動力を得るエレベーター用電磁ブレーキ制御装置はよく知られている。この電磁ブレーキの１個の電磁石に１個の電磁コイルで構成し、電磁コイルの励磁電流を連続的に制御する方法（例えば、特許文献１参照）、また、１個の電磁石を２個のコイルで構成し、それぞれの電磁コイルを個別の電源で励磁する方法（例えば、特許文献２参照）、１つの電源で切替えて励磁する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平０９−２６７９８２号公報 特開２００８−１２０４６９号公報 実開昭６３−１４７９３７号公報

前記特許文献１に提案されたエレベーター用ブレーキ制御装置は、リニアモータで乗かご及びつり合おもりが昇降駆動され、つり合おもりに設けられたブレーキ装置で制動解除、付加されて走行開始、停止保持される。このブレーキ装置はガイドレールをばね力で挟圧して制動付加し、１個の電磁石に１個の電磁コイルで構成し、コイル電流を帰還して制御した電流（特許文献１の図１乃至図３）を供給してばね力に抗し電磁吸引して、ガイドレールの挟圧を開放し制動解除する。すなわち、制動解除動作時のコイル電流をステップ状２段階に、その後、通電遮断（制動付加動作）するようになっている。

しかし、この特許文献１の従来方法では、制動解除時において、電流制御回路で２段階の１段階目で大きく、２段階目で小さくなるようにコイル電流を供給しているので、電流の大なる方で回路を構築するので容量の大きい回路素子の電源が必要となる問題点がある。

そこで、上記問題点を解消するために、特許文献２に提案されたエレベーター用巻上機のブレーキ制御装置は、１個の電磁石に２個の電磁コイルを用いて、一方の電磁コイルにはコイル電流を帰還した電流制御回路でステップ状１段階の電流を通流し、他方の電磁コイルには抵抗制御した回路で接点の接続、遮断で通流する方法が開示されている（特許文献２の図２２乃至図２６）。しかし、この特許文献２の従来方法では、１個の電磁石で電磁コイルを２個用いるので、コイル部品数が増加する問題点がある。

また、特許文献３に提案された電磁クラッチ・ブレーキは、電磁石が可動鉄片であるアーマチュアの吸引用コイルと保持用コイルを備え、１つの電源でアーマチュアの吸引状態によって前記２つのコイルへの通電を切替えるようになっている（特許文献３の図１、図２）。このため特許文献２と同様に、１個の電磁石で電磁コイルを２個用いるので、コイル部品点数が増加する問題点がある。

本発明の目的は、１個の電磁石に複数の電磁コイルを構成することなく、電流を連続的に制御する電流制御電源の小容量化できるエレベーター用電磁ブレーキ制御装置を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１では、エレベーターの乗かごを昇降駆動する巻上モータと、この巻上モータに設けられたブレーキドラムと、このブレーキドラムに対して押圧することにより制動力を発生する制動片と、この制動片が前記ブレーキドラム側に押圧し制動付加するための制動ばねと、前記制動片に連結された可動片と、この可動片を前記制動ばねの付勢力に抗して吸引し制動解除するための電磁石を構成する電磁コイルと、この電磁コイルに流す電流を制御するコイル励磁電源を備えたエレベーター用ブレーキ制御装置において、前記コイル励磁電源は、電流制御電源と強制励磁電源とを備え、前記電磁コイルは、巻方向が異なる二つのコイル部分からなる１個の電磁コイルを形成するとともに、巻方向が変わる点を同極性にして前記コイル部分の一方は前記電流制御電源で励磁し、前記コイル部分の他方は前記強制励磁電源で励磁したことを特徴とする。

この構成により、１個の電磁コイルで巻線の巻方向が異なる二つのコイル部分を構成し、一方のコイル部分を電流制御電源で１段のステップ状の電流で励磁し、他方のコイル部分を強制励磁電源で制動解除促進期間のみ励磁して、電磁コイルとしては両者加算した磁束を発生することになるので、従来から実施されている１個の電磁コイルで２段ステップ状の電流で励磁することや２個の電磁コイルでそれぞれコイルを電流制御電源及び強制励磁電源で励磁するのと同じ結果が得られるとともに、１個の電磁石で複数のコイルを構成することなく、１個の電磁コイルで電流制御電源の小容量化できるエレベーター用ブレーキ制御装置が得られる。

また、請求項２では、請求項１において、前記電磁コイルへの通電は、前記電流制御電源で制動解除から制動付加までの期間をコイル電流指令の値に一定制御し、また、前記強制励磁電源で制動解除の促進期間に通電するようにしたことを特徴とする。

この構成により、請求項１と同様の効果が得られるとともに、電流制御電源は１段のステップ状の一定電流制御となり、また強制励磁電源は交流電圧電源を整流した直流電源又は電池を接点の接続、遮断でのステップ状の電流とすることができるので、簡単なコイル励磁電源回路にできる。

また、請求項３では、請求項１乃至２において、前記電流制御電源と強制励磁電源との両方で制動解除できるコイル電流に設定し、前記電流制御電源で制動解除を保持する電流に設定するようにしたことを特徴とする。

この構成により、請求項１または請求項２と同様の効果が得られる。

本発明によれば、１個の電磁石で複数のコイルを構成することなく、電流を連続的に制御する電流制御電源の小容量化できるエレベーター用電磁ブレーキ制御装置を得ることができる。

本発明の一実施例になるエレベーター用電磁ブレーキ制御装置の全体構成図である。 図１の一対の電磁石の一方側を示す図である。 図２の電磁コイルで１個の電磁コイルで巻き方向を異なって形成し同一方向磁束を発生させる説明図で約１回巻の場合で模擬的に示す図である。 図１の電磁コイルの励磁回路である。 ブレーキの動作を示すタイミング図である。 電磁コイルの別な配置を示す図２相当図である。 図６の電磁コイルの励磁と磁束の発生を説明する図３である。

以下、本発明のエレベーター用電磁ブレーキ制御装置の実施形態を図面に基き説明する。

本発明の実施例１に係るエレベーター用電磁ブレーキ制御装置を図１〜図５を用いて説明する。

図１において、１は巻上機の駆動シーブで、この駆動シーブ１に巻き掛けられた主ロープ２の一方側に乗かご３が、他方側につり合おもり４がつるべ式に吊り持ちされており、駆動シーブ１が巻上モータ５で駆動されて乗かご３及びつり合おもり４が昇降運転される。６は被制動体としてのブレーキドラムで、巻上モータ５と駆動シーブ１を結合する軸上に設置されている。このブレーキドラム６の制動面６ａには一対の制動片７が当接するようになっている。８は一対の制動腕で、前記制動片７を中間部８ｃに備え一端部８ａを可回転的に支持されている。９は一対の制動ばねで、前記制動片７が制動面６ａに押圧力を付加するように制動腕８の他端部８ｂに配置される。

１０ａ、１０ｂは固定される一対の電磁石で、前記制動ばね９の押圧力を解除するように、前記制動腕８の他端部８ｂ近辺に設けられる。この電磁石１０ａ、１０ｂはそれぞれ電磁コイル１１ａと継鉄１２ａ、電磁コイル１１ｂと継鉄１２ｂとからなり、この電磁石１０ａ、１０ｂは磁極面１３ａ、１３ｂを有し、磁極面１３ａ、１３ｂに対向して可動片１４ａ、１４ｂが配置される。この可動片１４ａ、１４ｂは軸１５ａ、１５ｂを結合し、この軸１５ａ、１５ｂの一方側は前記制動腕８の他端部８ｂに連結されて制動腕８の他端部８ｂを駆動し、制動片７まで一体的に駆動するようになっており、前記軸１５ａ、１５ｂの他方側は継鉄１２ａ、１２ｂの中央部で摺動支持される。すなわち、左側の電磁石１０ａ、制動ばね９、制動片７系及び右側の電磁石１０ｂ、制動ばね９、制動片７系のブレーキとして独立に機能する二組で構成されている。

１６はコイル励磁電源で前記一対の電磁石１０ａ、１０ｂの電磁コイル１１ａ、１１ｂに通電し電流を制御する。１７は一対の前記電磁石１０ａ、１０ｂの電磁コイル１１ａ、１０ｂに通電、遮断する電磁接触器の接点である。

図２において、前記図１での一対の電磁石１０ａ、１０ｂは同構造、構成であるので左側の電磁石１０ａで説明する。前記電磁コイル１１ａは筒状であり、巻線が例えば右巻きの径が小さいコイル部分１１ａ１と逆の左巻きで径が大きく前記コイル部分１１ａ１の外径側に重なるコイル部分１１ａ２との二つのコイル部分となるように、１本の巻線で連続的に巻回し、１個の電磁コイルとして形成される。コイル部分１１ａ１、１１ａ２への励磁はそれぞれ直流電源１８ａ１、１８ａ２で行う。コイル部分１１ａ１に対して、コイル部分１１ａ２の電流方向を逆にすると、それぞれのコイル部分１１ａ１、１１ａ２で発生する磁束１９ａ１、１９ａ２の方向は同一となり、磁束の加算となって電磁石１０ａの電磁吸引力が増大する。なお、前記のように可動片１４ａは軸１５ａに支持され、この軸１５ａは継鉄１２ａの中央部の孔２０に設けられる軸受２１によって摺動支持される。

図３において、電磁コイル１１ａは巻線を巻始め２２から右巻きで途中の中間点２３まで巻回して内側のコイル部分１１ａ１を形成し、中間点２３から巻方向を反転して左巻きに巻回して巻終り２４までを外側のコイル部分１１ａ２を形成する。そして、電磁コイル１１ａの励磁電源は前記中間点２３を同極、例えば−極性にして、右巻きのコイル部分１１ａ１の巻始め２２及びコイル部分１１ａ２の巻終り２４から＋極性の直流電源１８ａ１、１８ａ２で励磁すると、それぞれ矢印２５ａ１、２５ａ２、２５ａ３ように電流が流れる。すなわち、コイル部分１１ａ１及びコイル部分１１ａ２で発生する磁束２６ａ１、２６ａ２は紙面を表から裏に抜ける同じ方向になり、両磁束２６ａ１、２６ａ２が加算される。

図４において、前記図１の電磁コイル１１ａのコイル部分１１ａ１と電磁コイル１１ｂのコイル部分１１ｂ１とが並列に接続され電流制御電源２７で接点１７ａを介して励磁される。この際、コイル部分１１ａ１及びコイル部分１１ｂ１に流す電流ｉ１を電流検出手段２９aで検出し帰還して、電流指令値２９bの一定電流となるように制御される。前記電流制御電源２７は、例えばスイッチング素子で可変電圧を生成し電流を調整するようになっている。
同様にコイル部分１１ａ２とコイル部分１１ｂ２とが並列に接続され強制励磁電源２８で接点１７ｂを介して励磁される。電磁コイル１１ａ、１１ｂの巻方向が逆になる中間点２３ａ、２３ｂが電流制御電源２７及び強制励磁電源２８の同一極性となるように接続される。そして、電流ｉ１がコイル部分１１ａ１、１１ｂ１にそれぞれ電流ｉ１ａ、ｉ１ｂが流れ、電流ｉ２がコイル部分１１ａ２、１１ｂ２にそれぞれ電流ｉ２ａ、ｉ２ｂが流れる。この結果、電磁コイル１１ａには電流ｉ１ａとｉ２ａによる磁束が発生し、電磁コイル１１ｂには電流ｉ１ｂとｉ２ｂによる磁束が発生することになる。３０、３１は電流制限抵抗で、電流調整のために前記電流制御電源２７及び強制励磁電源２８の回路に必要に応じて挿入される。

次に、前記図４を参照し図５に基づいて、この実施形態の制動解除から制動付加までの動作、すなわち、Ｔ１時点からＴ４時点までの動作を説明する。

Ｔ１時点で電源供給の電磁接触器の接点１７ａ、１７ｂが接続して、電流制御電源２７はステップ状の電流指令によりコイル部分１１ａ１、１１ｂ１に回路の時定数に従って電流ｉ１ａ、ｉ１ｂが指令値に従う一定値が流れるとともに、強制励磁電源２８からコイル部分１１ａ２、１１ｂ２に回路の時定数に従って電流ｉ２ａ、ｉ２ｂが流れる。Ｔ２時点で接点１７ｂが遮断して強制励磁電源２８からコイル部分１１ａ２、１１ｂ２への電流ｉ２ａ、ｉ２ｂが遮断され、回路の時定数に従って電流が減少し零となり、電磁コイル１１ａ、１１ｂに流れる電流はコイル部分１１ａ１、１１ｂ１に流れる電流ｉ１ａ、ｉ１ｂだけとなる。そしてＴ３時点でコイル部分１１ａ１、１１ｂ１の電流指令の遮断とともに接点１７ａが遮断して電流制御電源２７からコイル部分１１ａ１、１１ｂ１への電流ｉ１ａ、ｉ１ｂが遮断され、回路の時定数に従って電流が減少しＴ４時点で消滅する。

すなわち、Ｔ１からＴ３の期間が制動解除動作で、このうちＴ１からＴ２の期間が制動解除の促進動作で制動解除の動作を速めるために前記電流制御電源２７及び強制励磁電源２８の両方を有効にする。これにより電流制御電源２７の電流ｉ１ａ、ｉ１ｂ及び強制励磁電源２８の電流ｉ２ａ、ｉ２ｂで発生する磁束が加算されるので、前記図２に示した電磁石１０ａに大きな電磁吸引力が発生し可動片１４を吸引して制動解除の動作を速める。

Ｔ２からＴ３の期間が制動解除の保持動作で前記電流制御電源２７だけが有効で制動解除状態を保持する。つまり、可動片１４ａを吸着すると磁気回路の磁気抵抗が小さくなるので、電流を小さくしても可動片１４ａの吸着維持ができる。

Ｔ３時点以降が制動付加動作で電流制御電源２７側のコイル部分１１ａ１、１１ｂ１の電流ｉ１ａ、ｉ１ｂが消滅して、前記図１の制動ばね９により制動片７の押圧力が復帰して制動付加状態となる。

要するに、前記電流制御電源２７は、Ｔ１からＴ３まで一段の広幅パルス状の電流指令により、指令した電流値となるように連続的に制御してコイル部分１１ａ１、１１ｂ１にコイル電流ｉ１ａ、ｉ１ｂを流す。また、前記強制励磁電源２８は制動解除初期のＴ１からＴ２まで接点１７ｂの接続、遮断でコイル部分１１ａ２、１１ｂ２に電流ｉ２ａ、ｉ２ｂを流す。そして、前記電流制御電源と強制励磁電源との両方で制動解除できるコイル電流に設定し、前記電流制御電源で制動解除を保持する電流に設定している。
すなわち、従来は電流を制御できる電源だけで１個の電磁コイルに通流し、制動解除初期時のＴ１からＴ２期間に大きな電流、Ｔ２時点からの制動解除保持に電流を下げる二段のコイル電流指令による方法であったため、Ｔ１からＴ２期間の必要電流にしたがう容量の大きい電源が必要となる問題があった。そこで、容量を低減するために、１個の電磁石に２個の電磁コイル構成にし、それぞれ別電源で励磁するようにして容量低減を図ったが、コイル数が増加する問題があった。

本実施形態では電流制御電源２７と強制励磁電源２８及び１個の電磁コイル１１ａ及び１１ｂでそれぞれ巻方向の異なる二つのコイル部分１１ａ１、１１ａ２及び１１ｂ１、１１ｂ２で構成し、電流制御電源２７でＴ１からＴ３期間に制動解除及び保持のための電流を一方のコイル部分１１ａ１、１１ｂ１に流し、強制励磁電源２８でＴ１からＴ２期間に制動解除動作を速めるための電流を他方のコイル部分１１ａ２、１１ｂ２に流すようにしたので、１個の電磁石で２個の電磁コイルを構成することなく、しかも、従来の電流制御する電源に相当する直流電源の容量を低減できる効果が得られる。

次に、実施例２に係るエレベーター用電磁ブレーキ制御装置を図６と図７に基き説明する。図２、図３と同一部分については同符号を付し説明を省略する。

図６に示すように、巻方向の異なるコイルの形成として、全体としては前記図２で示した１つの円筒状の電磁コイルとなるが、巻始めの円筒部を右巻きのコイル部分１１ａ１とし、続いて逆の左巻きのコイル部分１１ａ２として円筒状のコイル１１ａ１、１１ａ２を軸１５ａ方向に積み重ねる形態がある。これはコイルの全体形状、例えば細長円筒状、又は太短円筒状によって適宜選択される。

図７は図６の電磁コイルのコイル部分の励磁方法を示し、前記図３と同様である。この実施形態による効果は前記の実施形態と同様である。

３ 乗かご
５ 巻上モータ
６ ブレーキドラム
７ 制動片
９ 制動ばね
１０ａ、１０ｂ 電磁石
１１ａ、１１ｂ 電磁コイル
１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２ コイル部分
１４ａ、１４ｂ 可動片
１６ コイル励磁電源
２３、２３ａ、２３ｂ 中間点
２７ 電流制御電源
２８ 強制励磁電源

Claims (3)

1. エレベーターの乗かごを昇降駆動する巻上モータと、この巻上モータに設けられたブレーキドラムと、このブレーキドラムに対して押圧することにより制動力を発生する制動片と、この制動片が前記ブレーキドラム側に押圧し制動付加するための制動ばねと、前記制動片に連結された可動片と、この可動片を前記制動ばねの付勢力に抗して吸引し制動解除するための電磁石を構成する電磁コイルと、この電磁コイルに流す電流を制御するコイル励磁電源を備えたエレベーター用ブレーキ制御装置において、
   前記コイル励磁電源は、電流制御電源と強制励磁電源とを備え、前記電磁コイルは、巻方向が異なる二つのコイル部分からなる１個の電磁コイルを形成するとともに、巻方向が変わる点を同極性にして前記コイル部分の一方は前記電流制御電源で励磁し、前記コイル部分の他方は前記強制励磁電源で励磁したことを特徴とするエレベーター用ブレーキ制御装置。
2. 前記電磁コイルへの通電は、前記電流制御電源で制動解除から制動付加までの期間をコイル電流指令の値に一定制御し、また、前記強制励磁電源で制動解除の促進期間に通電するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエレベーター用ブレーキ制御装置。
3. 前記電流制御電源と強制励磁電源との両方で制動解除できるコイル電流に設定し、前記電流制御電源で制動解除を保持する電流に設定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至２記載のエレベーター用ブレーキ制御装置。

Images