JP7004087B2 - 油圧ブレーキ及びエレベーター - Google Patents

Description

この発明は、油圧ブレーキ及びエレベーターに関する。

ロープ式エレベーターのかご及び釣合おもりは、巻上機に巻き掛けられたロープによって吊り下げられる。エレベーターの保守点検では、巻上機のブレーキの制動能力を確認する必要がある。例えば、特許文献１には、巻上機のブレーキの診断に関する技術が開示されている。

日本特開２０１８－１２５６７号公報

従来、巻上機のブレーキトルクを診断する際には、例えば、巻上機が制動された状態で大きなモータトルクを印加した場合に滑りが発生するか否かを確認していた。この場合、ブレーキトルクの診断における省エネ性が低い。

この発明は、上記の課題を解決するためになされた。その目的は、モータトルクを印加することなく省エネルギーで巻上機のブレーキトルクを診断することが可能な油圧ブレーキ及びエレベーターを提供することである。

この発明に係る油圧ブレーキは、エレベーターの巻上機の制動を解除するための油圧に基づいてブレーキトルクの診断を行うための油圧回路を形成する駆動ユニットと、前記巻上機の被制動体を制動し、油圧が加えられると前記被制動体を解放するブレーキクランパと、を備え、前記駆動ユニットは、タンクから作動油を送り出す電動機付きポンプと、前記電動機付きポンプから前記ブレーキクランパへと至る第１経路に設けられた逆止弁と、前記第１経路において前記電動機付きポンプと前記逆止弁の間に設けられた第１ソレノイドバルブと、前記第１経路において前記逆止弁と前記ブレーキクランパの間に設けられた第２ソレノイドバルブと、前記第１経路において前記電動機付きポンプと前記第１ソレノイドバルブの間に設けられた第３ソレノイドバルブと、を備え、前記第３ソレノイドバルブは、励磁された場合に、前記第１ソレノイドバルブ及び前記逆止弁を経由せずに前記第２ソレノイドバルブを経由して前記ブレーキクランパへと至る第２経路に前記電動機付きポンプを接続する。

この発明に係るエレベーターは、前記第２経路に設けられ、前記第２経路における油圧がブレーキの安全基準に相当するトルクに応じて予め設定された値となった場合に開放されるリリーフ弁を更に備えた上記油圧ブレーキと、前記駆動ユニットを制御し、前記第２経路を介して前記電動機付きポンプから前記ブレーキクランパに油圧が供給された際に前記被制動体が回転したか否かを判定する制御装置と、を備える。
この発明に係るエレベーターは、前記第２経路における油圧を検出する圧力センサを更に備えた上記油圧ブレーキと、前記駆動ユニットを制御し、前記第３ソレノイドバルブが励磁された状態で前記電動機付きポンプが駆動を開始してから前記圧力センサで特定の油圧が検出されるまでの経過時間及び前記被制動体が回転を開始するまでの経過時間に基づいて前記被制動体が回転を開始した時点での油圧を算出する制御装置と、を備える。

これらの発明によれば、駆動ユニットは、巻上機の制動を解除するための油圧に基づいてブレーキトルクの診断を行うための油圧回路を形成する。このため、モータトルクを印加することなく省エネルギーで巻上機のブレーキトルクを診断することが可能となる。

エレベーターの構造の一例を示す模式図である。 実施の形態１におけるエレベーターの要部構成図である。 実施の形態１における駆動ユニットの油圧回路を示す第１図である。 実施の形態１における駆動ユニットの油圧回路を示す第２図である。 実施の形態１における駆動ユニットの油圧回路を示す第３図である。

以下、添付の図面を参照して実施の形態について説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号が付される。重複する説明は、適宜簡略化あるいは省略する。

実施の形態１．
図１は、エレベーターの構造の一例を示す模式図である。

図１は、ロープ式エレベーターの一例を示す。エレベーター１は、昇降路２、巻上機３、ロープ４、かご５、釣合おもり６及び制御装置７を備える。昇降路２は、例えば、図示しない建物の各階を貫くように形成されている。巻上機３は、例えば、図示しない機械室等に設けられる。ロープ４は、巻上機３の綱車８に巻き掛けられる。かご５及び釣合おもり６は、ロープ４によって昇降路２内に吊り下げられる。かご５及び釣合おもり６は、巻上機３が駆動することにより昇降する。

図２は、実施の形態１におけるエレベーターの要部構成図である。

巻上機３は、綱車８、モータ９及びディスク１０を備える。綱車８は、モータ９の回転軸１１に固定されている。ディスク１０は、綱車８に固定されている。綱車８及びディスク１０は、回転軸１１とともに回転する。ディスク１０は、油圧ブレーキによって制動される被制動体である。

油圧ブレーキは、ブレーキクランパ１２及び駆動ユニット１３を備える。ブレーキクランパ１２は、例えば、バネ力によってディスク１０を把持する。ブレーキクランパ１２のパッドがディスク１０を把持することで生じる制動力により綱車８が制動される。ブレーキクランパ１２には、駆動ユニット１３から高圧ホースを介して作動油が供給される。ブレーキクランパ１２は、油圧の供給を受けるとディスク１０を解放する。駆動ユニット１３は、ブレーキクランパ１２の状態を変化させるための油圧回路を形成する。

制御装置７は、モータ９を制御することで、かご５の移動を制御する。制御装置７は、駆動ユニット１３を制御することで、油圧ブレーキを制御する。

図３は、実施の形態１における駆動ユニットの油圧回路を示す第１図である。

駆動ユニット１３は、タンク１４、電動機付きポンプ１５、第１ソレノイドバルブ１６、第２ソレノイドバルブ１７、第３ソレノイドバルブ１８、逆止弁１９、第１圧力センサ２０、第２圧力センサ２１及びリリーフ弁２２を備える。

第１ソレノイドバルブ１６は、図中で「ＳＯＬ１」と表記されている。第２ソレノイドバルブ１７は、図中で「ＳＯＬ２」と表記されている。第３ソレノイドバルブ１８は、図中で「ＳＯＬ３」と表記されている。

タンク１４には、作動油が貯留される。電動機付きポンプ１５は、タンク１４から作動油を送り出す。第１ソレノイドバルブ１６、第２ソレノイドバルブ１７及び第３ソレノイドバルブ１８は、励磁されると、油圧回路における作動油の移動経路を切り替える。逆止弁１９は、作動油の逆流を防止する。リリーフ弁２２は、設定値以上の昇圧を防止する。

第１圧力センサ２０及び第２圧力センサ２１は、例えば、配管における油圧が特定の値以上になったことを検出する。第１圧力センサ２０及び第２圧力センサ２１は、例えば、配管における油圧を定量的に検出可能であってもよい。

電動機付きポンプ１５からブレーキクランパ１２側へ向かう配管は、第３ソレノイドバルブ１８に接続されている。

第３ソレノイドバルブ１８は、第１ソレノイドバルブ１６及び第２ソレノイドバルブ１７に対して異なる配管で接続されている。また、第３ソレノイドバルブ１８には、タンク１４への戻り配管が接続されている。

第１ソレノイドバルブ１６からブレーキクランパ１２側へ向かう配管は、第２ソレノイドバルブ１７に接続されている。この配管には、逆止弁１９及び第１圧力センサ２０が設けられている。逆止弁１９は、第２ソレノイドバルブ１７から第１ソレノイドバルブ１６への逆流を防止する。また、第１ソレノイドバルブ１６には、タンク１４への戻り配管が接続されている。

第２ソレノイドバルブ１７は、ブレーキクランパ１２に接続されている。第２ソレノイドバルブ１７とブレーキクランパ１２とを接続する配管には、第２圧力センサ２１が設けられている。

第２ソレノイドバルブ１７と第３ソレノイドバルブ１８とを接続する配管には、リリーフ弁２２を介して、タンク１４への戻り配管が接続されている。リリーフ弁２２は、この配管における油圧が設定値以上となった場合に開放される。

図３は、第１ソレノイドバルブ１６、第２ソレノイドバルブ１７及び第３ソレノイドバルブ１８のいずれも励磁されていない場合を示す。この場合、ブレーキクランパ１２に油圧が供給されない。つまり、図３は、エレベーターの通常運転においてディスク１０が制動されている時の油圧回路の状態を示す。

図４は、実施の形態１における駆動ユニットの油圧回路を示す第２図である。

図４は、第１ソレノイドバルブ１６及び第２ソレノイドバルブ１７が励磁され、且つ第３ソレノイドバルブ１８が励磁されていない場合を示す。この場合、電動機付きポンプ１５が駆動されると、図４において太い実線で示すように、第３ソレノイドバルブ１８、第１ソレノイドバルブ１６、逆止弁１９及び第２ソレノイドバルブ１７を介して、ブレーキクランパ１２に油圧が供給される。つまり、図４は、エレベーターの通常運転においてディスク１０が解放されている時の油圧回路の一例を示す。

以下、図４において太い実線で示す作動油の経路を「第１経路」と呼ぶ。第１経路は、エレベーターの通常運転において油圧ブレーキを制御するために用いられる。

なお、予め逆止弁１９から第２ソレノイドバルブ１７までの間が高圧に維持されていれば、図３に示す状態から第２ソレノイドバルブ１７だけを切り替えることでブレーキクランパ１２に油圧を供給することもできる。逆止弁１９から第２ソレノイドバルブ１７までの間の油圧が低下した場合は、電動機付きポンプ１５を駆動させた状態で第１ソレノイドバルブ１６を切り替えることで昇圧ができる。昇圧を停止する場合は、第１ソレノイドバルブ１６を図３に示す状態に切り替えれば、電動機付きポンプ１５が送り出す作動油はタンク１４に戻る。

図５は、実施の形態１における駆動ユニットの油圧回路を示す第３図である。

図５は、第１ソレノイドバルブ１６及び第２ソレノイドバルブ１７が励磁されず、且つ第３ソレノイドバルブ１８だけが励磁されている場合を示す。この場合、電動機付きポンプ１５は、第３ソレノイドバルブ１８から第２ソレノイドバルブ１７へ向かう配管に接続される。この場合、電動機付きポンプ１５が駆動されると、図５において太い実線で示すように、第１ソレノイドバルブ１６及び逆止弁１９を介さずに、第３ソレノイドバルブ１８及び第２ソレノイドバルブ１７を介して、ブレーキクランパ１２に油圧が供給される。図５における太い破線は、リリーフ弁２２を介してタンク１４に戻る作動油の経路を示す。

以下、図５において太い実線で示す作動油の経路を「第２経路」と呼ぶ。第２経路は、ブレーキトルクの診断時に用いられる。

ブレーキクランパ１２の押付力は、例えば、バネ力から油圧を差し引いた値である。かご無負荷状態では、ロープ４の両側に繋がれたかご５及び釣合おもり６の重量によって巻上機３に既知量のアンバランスが生じる。このため、第２経路を介してブレーキクランパ１２に供給される油圧が上昇する過程でディスク１０が滑り出す瞬間の油圧が分かれば、ブレーキトルクを割り出すことが可能となる。つまり、かご無負荷状態において第２経路を介してブレーキクランパ１２に油圧が供給することで、ブレーキトルクの診断を行うことが可能である。

また、リリーフ弁２２が設けられているため、設定値以上の油圧が第２経路を介してブレーキクランパ１２に供給されることはない。このため、例えば、リリーフ弁２２が開放される油圧としてブレーキの安全基準に相当するトルクに応じた値が設定されていれば、第２経路を介してブレーキクランパ１２に油圧が供給された際にディスク１０が滑るか否かを確認することで、ブレーキトルクの簡易的な診断を行うことも可能である。簡易的な診断でディスク１０が滑らないことを確認すれば、容易にブレーキの安全性を確認できる。

なお、第２経路は、第３ソレノイドバルブ１８が設けられたことで第１経路とは別系統にて構築されている。このため、逆止弁１９から第２ソレノイドバルブ１７までの間の油圧は、予め昇圧されていれば、ブレーキトルクの診断中も高圧に維持される。つまり、ブレーキトルク診断用の回路は、メイン回路に影響を与えないように構築されている。

制御装置７は、例えば、電動機付きポンプ１５、第１ソレノイドバルブ１６、第２ソレノイドバルブ１７及び第３ソレノイドバルブ１８を制御する。制御装置７は、例えば、第１圧力センサ２０及び第２圧力センサ２１による検出結果を取得する。制御装置７は、例えば、図示しない回転検出装置による検出結果を取得する。回転検出装置は、例えば、ディスク１０の回転を検出する。回転検出装置は、例えば、綱車８又はモータ９の回転を検出してもよい。

制御装置７は、例えば、ブレーキトルクの定量的な診断を行う。この際に、制御装置７は、かご無負荷状態において第３ソレノイドバルブ１８が励磁された状態で電動機付きポンプ１５が駆動を開始した時点を基準として、第２圧力センサ２１で特定の油圧が検出されるまでの経過時間と、回転検出装置によって回転が検出され始めるまでの経過時間と、を記録する。油圧は時間に対して線形に上昇されるので、これらの経過時間から、油圧が上昇する過程でディスク１０が滑り出した瞬間の油圧を算出可能である。制御装置７は、これらの経過時間に基づいて、ディスク１０が滑り出した時点での油圧を算出する。

ブレーキトルクの定量的な診断において、制御装置７は、更にブレーキトルクを算出してもよい。ブレーキトルクの定量的な診断において、制御装置７は、更にブレーキクランパ１２の摩擦係数を算出してもよい。

制御装置７は、例えば、ブレーキトルクの簡易的な診断を行う。この際に、リリーフ弁２２が開放される油圧としては、ブレーキの安全基準に相当するトルクに応じた値が設定されている。制御装置７は、かご無負荷状態において第２経路を介して電動機付きポンプ１５からブレーキクランパ１２に油圧が供給された際に回転検出装置によって回転が検出されたか否かを判定する。

以上で説明した実施の形態１によれば、油圧ブレーキの駆動ユニット１３は、ロープ式エレベーターの巻上機３の制動を解除するための油圧に基づいてブレーキトルクの診断を行うための油圧回路を形成する。このため、モータトルクを印加することなく省エネルギーで巻上機３のブレーキトルクを診断することが可能となる。

また、油圧ブレーキのブレーキクランパ１２は、巻上機３の被制動体を制動し、油圧が加えられると被制動体を解放する。駆動ユニット１３は、電動機付きポンプ１５からブレーキクランパ１２へと至る第１経路に設けられた逆止弁１９と、第１経路において電動機付きポンプ１５と逆止弁１９の間に設けられた第１ソレノイドバルブ１６と、第１経路において逆止弁１９とブレーキクランパ１２の間に設けられた第２ソレノイドバルブ１７と、第１経路において電動機付きポンプ１５と第１ソレノイドバルブ１６の間に設けられた第３ソレノイドバルブ１８と、を備える。第３ソレノイドバルブ１８は、励磁された場合に、第１ソレノイドバルブ１６及び逆止弁１９を経由せずに第２ソレノイドバルブ１７を経由してブレーキクランパ１２へと至る第２経路に電動機付きポンプ１５を接続する。このため、モータトルクを印加せずに、かご無負荷状態において第３ソレノイドバルブ１８を励磁することでブレーキトルクの診断が可能となる。また、逆止弁１９から第２ソレノイドバルブ１７までの間を高圧に維持できるため、ブレーキトルクの診断中にエレベーターの呼びが発生したとしても、即座に通常運転に切り替えることができる。このため、ブレーキトルクの診断が実施されることによるサービスの低下は発生しない。

また、駆動ユニット１３は、例えば、リリーフ弁２２を備える。リリーフ弁２２は、第２経路に設けられ、第２経路における油圧がブレーキの安全基準に相当するトルクに応じて予め設定された値となった場合に開放される。制御装置７は、例えば、駆動ユニット１３を制御し、第２経路を介して電動機付きポンプ１５からブレーキクランパ１２に油圧が供給された際に被制動体が回転したか否かを判定する。この場合、ブレーキトルクの簡易的な診断を実施することができる。

また、駆動ユニット１３は、例えば、第２経路における油圧を検出する第２圧力センサ２１を備える。制御装置７は、例えば、第３ソレノイドバルブ１８が励磁された状態で電動機付きポンプ１５が駆動を開始してから第２圧力センサ２１で特定の油圧が検出されるまでの経過時間及び被制動体が回転を開始するまでの経過時間に基づいて、被制動体が回転を開始した時点での油圧を算出する。この場合、ブレーキトルクの定量的な診断を実施することができる。

以上のように、この発明は、省エネルギーで巻上機のブレーキトルクを診断することが可能な油圧ブレーキ及びエレベーターに利用できる。

１ エレベーター
２ 昇降路
３ 巻上機
４ ロープ
５ かご
６ 釣合おもり
７ 制御装置
８ 綱車
９ モータ
１０ ディスク
１１ 回転軸
１２ ブレーキクランパ
１３ 駆動ユニット
１４ タンク
１５ 電動機付きポンプ
１６ 第１ソレノイドバルブ
１７ 第２ソレノイドバルブ
１８ 第３ソレノイドバルブ
１９ 逆止弁
２０ 第１圧力センサ
２１ 第２圧力センサ
２２ リリーフ弁

Claims (5)

1. エレベーターの巻上機の制動を解除するための油圧に基づいてブレーキトルクの診断を行うための油圧回路を形成する駆動ユニットと、
   前記巻上機の被制動体を制動し、油圧が加えられると前記被制動体を解放するブレーキクランパと、
   を備え、
   前記駆動ユニットは、
   タンクから作動油を送り出す電動機付きポンプと、
   前記電動機付きポンプから前記ブレーキクランパへと至る第１経路に設けられた逆止弁と、
   前記第１経路において前記電動機付きポンプと前記逆止弁の間に設けられた第１ソレノイドバルブと、
   前記第１経路において前記逆止弁と前記ブレーキクランパの間に設けられた第２ソレノイドバルブと、
   前記第１経路において前記電動機付きポンプと前記第１ソレノイドバルブの間に設けられた第３ソレノイドバルブと、
   を備え、
   前記第３ソレノイドバルブは、励磁された場合に、前記第１ソレノイドバルブ及び前記逆止弁を経由せずに前記第２ソレノイドバルブを経由して前記ブレーキクランパへと至る第２経路に前記電動機付きポンプを接続する
   油圧ブレーキ。
2. 前記第２経路に設けられ、前記第２経路における油圧がブレーキの安全基準に相当するトルクに応じて予め設定された値となった場合に開放されるリリーフ弁、
   を更に備えた請求項１に記載の油圧ブレーキ。
3. 前記第２経路における油圧を検出する圧力センサ、
   を更に備えた請求項１又は請求項２に記載の油圧ブレーキ。
4. 前記第２経路に設けられ、前記第２経路における油圧がブレーキの安全基準に相当するトルクに応じて予め設定された値となった場合に開放されるリリーフ弁を更に備えた請求項１に記載の油圧ブレーキと、
   前記駆動ユニットを制御し、前記第２経路を介して前記電動機付きポンプから前記ブレーキクランパに油圧が供給された際に前記被制動体が回転したか否かを判定する制御装置と、
   を備えたエレベーター。
5. 前記第２経路における油圧を検出する圧力センサを更に備えた請求項１又は請求項２に記載の油圧ブレーキと、
   前記駆動ユニットを制御し、前記第３ソレノイドバルブが励磁された状態で前記電動機付きポンプが駆動を開始してから前記圧力センサで特定の油圧が検出されるまでの経過時間及び前記被制動体が回転を開始するまでの経過時間に基づいて前記被制動体が回転を開始した時点での油圧を算出する制御装置と、
   を備えたエレベーター。

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