JPWO2010095243A1

JPWO2010095243A1 - エレベータのブレーキ装置

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Publication number: JPWO2010095243A1
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Inventors: 仮屋　佳孝; 佳孝仮屋
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Abstract

この発明は、ばねの付勢力の経年変化に起因して電磁ブレーキのブレーキ力が変動した場合でも、かごの非常停止時におけるかごの減速度の制御性能の低下を防止できるエレベータのブレーキ装置を得ることを目的とする。この発明のブレーキ装置は、ブレーキコイルを有する電磁ブレーキと、かごの非常停止時に、駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御するブレーキ制御装置と、を備えるエレベータのブレーキ装置において、かごの通常運転中、かご駆動用電動機にかかるブレーキ力の解放時に、かご駆動用電動機にかかるブレーキ力が解放されるまでのブレーキ解放時間を検出するブレーキ情報取得装置を備え、ブレーキ制御装置は、かごの非常停止時に、ブレーキ解放時間に基づいて、かごの非常停止時のかごの減速度が所定値になるようにブレーキコイルの電流を調整してかご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御する。

Description

本発明は、かご駆動用電動機にブレーキをかけるエレベータのブレーキ装置に関する。

従来のエレベータのブレーキ装置は、かご駆動用電動機の速度を制御するエレベータ制御装置と、かご駆動用電動機にブレーキをかけてかご駆動用電動機を減速停止させる電磁ブレーキと、かごの急停止指令時、かごの減速度が所定値になるように電磁ブレーキのブレーキ力を制御するブレーキ制御装置と、を備えている。
電磁ブレーキは、主索が巻きかけられる駆動綱車に同軸に連結固定されたブレーキ車をばね力により押圧するブレーキシューと、通電されるとブレーキシューをブレーキ車から離反させる電磁力を発生するブレーキコイルと、を有している。そして、急停止指令時、ブレーキ制御装置は、エレベータ制御装置から出力される速度指令値とかごの速度信号に基づいてブレーキコイルの電流を調整して電磁ブレーキのブレーキ力を制御することで、かごの減速度が所定値となるように制御していた（例えば、特許文献１参照）。
このように、従来のエレベータでは、ブレーキ装置が、急停止指令時にかごの走行を即座に停止させずに所定の減速度で、かつ、迅速に停止させることで、利用者に不快感や焦燥感を与えることを回避していた。

特開平７−１５７２１１号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
ブレーキシューをブレーキ車に押圧するばねの付勢力が経年変化により変化した場合、所定の大きさの電流をブレーキコイルに流したときの電磁ブレーキのブレーキ力も変化する。
従って、従来のエレベータのブレーキ装置では、ばねの付勢力の経年変化に起因して電磁ブレーキのブレーキ力が変動してしまうので、かごの急停止指令時に、かごを停止させる際のかごの減速度の制御性能が低下する。このため、従来のエレベータでは、利用者に不快感や焦燥感を与えてしまう場合があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ばねの付勢力の経年変化に起因して電磁ブレーキのブレーキ力が変動した場合でも、かごの非常停止時におけるかごの減速度の制御性能の低下を防止できるエレベータのブレーキ装置を得ることを目的とする。

本発明は、かごを昇降させるかご駆動用電動機に同軸に連結されたブレーキドラムに接離可能に設けられたブレーキシュー、ブレーキシューをブレーキドラムに押圧付勢し、かご駆動用電動機にブレーキをかけるばね、及びばねの付勢力に抗してブレーキシューをブレーキドラムから離反させる電磁力を発生する電磁石を構成するブレーキコイルを有する電磁ブレーキと、かごの通常運転中、かご駆動用電動機へのブレーキ力を解放する時に、大きさＩ０のブレーキ解放電流がブレーキコイルに流れるように給電してブレーキシューをブレーキドラムから離反させるとともに、かごの非常停止時にかごの減速度が所定値になるようにブレーキコイルの電流を調整して、かご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御するブレーキ制御装置と、を備えるエレベータのブレーキ装置において、かご駆動用電動機へのブレーキ力の解放時に、ブレーキコイルにブレーキ解放電流の給電が開始されてからかご駆動用電動機へのブレーキ力が解放されるまでのブレーキ解放時間を検出するブレーキ情報取得装置を備え、ブレーキ制御装置は、かごの非常停止時に、かごの通常運転時に検出したブレーキ解放時間に基づいて、かごの非常停止時のかごの減速度が所定値になるようにブレーキコイルの電流を調整してかご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御する。

本発明に係るエレベータのブレーキ装置によれば、かごの通常運転中に、ブレーキ情報取得手段が、電磁ブレーキのばねの付勢力の変化に起因するブレーキ力の変動に連動して変動するブレーキ解放時間の変動量を検出し、さらに、ブレーキ制御装置が、ブレーキ解放時間に基づいて、かごの減速度が所定値になるようにブレーキコイルの電流を調整してかご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御している。従って、経年変化によりばねの付勢力が変動しても、かごの非常停止時のかごの減速度の制御性能が低下することを防止できる。

この発明の実施の形態１に係るブレーキ装置を有するエレベータの全体構成図である。この発明の実施の形態１に係るエレベータのブレーキ装置の構成図である。この発明の実施の形態１に係るエレベータのブレーキ装置が立ち上がり時間及びブレーキ解放時間を検出する動作を説明する図である。この発明の実施の形態２に係るブレーキ装置を有するエレベータの全体構成図である。この発明の実施の形態２に係るエレベータのブレーキ装置の構成図である。この発明の実施の形態２に係るエレベータのブレーキ装置がブレーキ解放時間を検出する動作を説明する図であり、図３に相当している。この発明の実施の形態２に係るエレベータのブレーキ装置が立ち上がり時間を検出する他の方法を説明する図である。

発明を実施するための形態

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るブレーキ装置を有するエレベータの全体構成図、図２はこの発明の実施の形態１に係るエレベータのブレーキ装置の構成図である。

図１及び図２において、エレベータ１は、かご駆動用電動機１０と、かご駆動用電動機１０を駆動する駆動装置２０と、駆動綱車１１及びブレーキドラム１２と、主ロープ１３と、かご１５と、つり合いおもり１６と、エレベータ制御装置３０と、ブレーキ装置５０Ａと、を備える。

駆動綱車１１及びブレーキドラム１２は、かご駆動用電動機１０の出力軸１０ａの回転に連動して回転するように出力軸１０ａに同軸に設けられている。
主ロープ１３は駆動綱車１１に巻きかけられている。そして、かご１５が主ロープ１３の一端に連結され、つり合いおもり１６が主ロープ１３の他端に連結されている。

エレベータ制御装置３０は、記憶手段としてのＲＡＭ（図示せず）、各種制御プログラムが格納されたＲＯＭ（図示せず）、及び制御プログラムに基づいた演算及び制御を行うＣＰＵ（図示せず）などを有する演算制御手段３０ａを備える。
また、駆動装置２０は、特開平７−１５７２１１号公報などに記載されているので詳細には記載しないが、かご駆動用電動機１０を駆動するインバータ装置等を有している。

かご１５は、かご駆動用電動機１０の駆動に連動して駆動綱車１１が回転されることで、昇降路（図示せず）内を昇降する。そして、エレベータ制御装置３０は、駆動装置２０を制御可能に接続されている。かご１５の通常運転時、エレベータ制御装置３０は、かご速度が所望の速度になるように、かご駆動用電動機１０のトルクを駆動装置２０の制御することで制御することが可能になっている。
なお、かご１５の通常運転とは、よびに応じてかご１５が昇降運転するものをいう。
また、駆動装置２０及びかご駆動用電動機１０は商用電源１９により駆動されている。

ブレーキ装置５０Ａは、エンコーダ５１と、かご内重量検出器５２と、電磁ブレーキ６０と、ブレーキ制御装置７０と、ブレーキ情報取得装置８０と、電源装置９０と、を備える。また、エレベータ制御装置３０がブレーキ装置５０Ａの一部の機能を兼ねている。

電源装置９０は、電圧変換部９１、及びバッテリ９２を有している。電圧変換部９１は、商用電源１９から供給される交流の電圧を、ブレーキ装置５０Ａで利用される電圧に変換する。そして、変換された電圧が、ブレーキ装置５０Ａに供給されるようになっている。
また、停電が発生した場合には、商用電源１９の電圧に代え、バッテリ９２の電圧が電圧変換部９１に供給されるようになっている。そして、電圧変換部９１は、バッテリ９２の電圧をブレーキ装置５０Ａで利用される電圧に変換する。そして、変換された電圧は、ブレーキ装置５０Ａに供給されるようになっている。

また、エンコーダ５１及びかご内重量検出器５２が、エレベータ制御装置３０に接続されている。エンコーダ５１は、かご駆動用電動機１０の回転速度に応じたパルス信号を出力している。そして、エレベータ制御装置３０は、エンコーダ５１の出力するパルス信号から、かご速度を演算している。さらに、エレベータ制御装置３０は、かご内重量検出器５２が出力するかご１５内の重量の検出信号により、かご１５内の重量を認識可能になっている。

そして、エレベータ制御装置３０は、かご１５の非常停止指令が入力されると、かご速度、及びかご１５内の重量に基づいて、所定の減速度でかご１５を減速させて、かご速度を０とする速度パターンを設定する。
なお、非常停止指令は、例えば、エレベータ１の運転中に何らかの原因で商用電源１９の停電検出装置が停電を検出したり、ガバナ（図示せず）などの安全装置が作動したり、地震の検出装置が動作したりすると、各装置から発せられるものである。
また、エレベータ１では、非常停止指令が発せられると、かご駆動用電動機１０にかかる給電が遮断されるように構成されている。

電磁ブレーキ６０は、ブレーキシュー６５と、ばね６３と、ブレーキコイル６２を有する電磁石６１と、を備えている。
ばね６３は、例えば、コイルばねであり、ブレーキシュー６５は、ばね６３の一端に設けられている。ばね６３は、ブレーキシュー６５をブレーキドラム１２に押圧付勢する位置に支持され、ブレーキシュー６５とブレーキドラム１２との摩擦力によりかご駆動用電動機１０のブレーキ力が発生する。

そして、電磁石６１は、ブレーキコイル６２の給電時にばね６３の付勢力に抗して、ブレーキシュー６５をブレーキドラム１２から離反させる方向の電磁力を発生する。
このとき、電磁石６１に発生する電磁力は、ブレーキコイル６２に流れる電流値に応じて変化する。

ブレーキ情報取得装置８０は、電流検出手段８１と、ブレーキ解放検出スイッチ８２と、ブレーキ情報演算装置８３と、を備える。
電流検出手段８１は、ブレーキコイル６２に接続されてブレーキコイル６２に流れる電流を検出する。ブレーキ解放検出スイッチ８２は、ブレーキシュー６５がブレーキドラム１２から離反したときに出力を切り替える。つまり、ブレーキ解放検出スイッチ８２は、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力が解放された状態を検出する。

また、ブレーキ情報演算装置８３が、エレベータ制御装置３０に接続され、また、電流検出手段８１、及びブレーキ解放検出スイッチ８２が、ブレーキ情報演算装置８３に接続されている。詳細は後述するが、ブレーキ情報演算装置８３は、かご１５の通常運転中に、かご１５が走行開始する度に、言い換えれば、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力を解放する時に、電流検出手段８１、ブレーキ解放検出スイッチ８２、及びエレベータ制御装置３０から入力される信号に基づいて、立ち上がり時間、及びブレーキ解放時間を演算する。

ブレーキ制御装置７０は、加算器７１と、コイル電流設定部７２と、コイル電流制御部７３と、を備える。
加算器７１は、エレベータ制御装置３０から入力されるかご速度及び速度パターンに基づく速度指令値の差分を演算する。

コイル電流設定部７２は、演算制御手段３０ａと同様の構成の演算制御手段７２ａを有している。加算器７１の出力とブレーキ情報演算装置８３から入力される立ち上がり時間とブレーキ解放時間に基づいてブレーキコイル６２に流す電流の大きさを規定する電流指令値を設定する

また、コイル電流制御部７３は、演算制御手段３０ａと同様の構成を有する演算制御手段７３ａと、ブレーキコイル６２への電流を可変可能に構成されたコイル電流制御回路７３ｂと、を備える。

そして、コイル電流制御部７３は、かご１５の通常運転時には、エレベータ制御装置３０から入力されるコイル電流指令値に基づいて、ブレーキコイル６２に流れる電流を制御し、かご駆動用電動機１０にブレーキをかけたり、ブレーキを解放したりする。
また、コイル電流制御部７３は、かご１５の非常停止指令が出されると、コイル電流設定部７２から入力されるコイル電流指令値に基づいて、ブレーキコイル６２に流れる電流を制御し、かご駆動用電動機１０にかかる電磁ブレーキ６０のブレーキ力を制御する。

次いで、上記のように構成されたブレーキ装置５０Ａの動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態１に係るエレベータのブレーキ装置が立ち上がり時間及びブレーキ解放時間を検出する動作を説明する図である。
図３には、エレベータ制御装置３０がかご１５の通常運転中にかご１５の走行を開始させるときに出力するコイル電流指令値の時間変化、コイル電流指令値に基づいてコイル電流制御部７３に制御されたブレーキコイル６２の電流値の時間変化、及びブレーキ解放検出スイッチ８２の出力の時間変化を示している。

まず、通常運転時のブレーキ装置５０Ａの動作について説明する。
エレベータ制御装置３０は、かご１５を予定した階床に着床させると、かご駆動用電動機１０にかかる給電を遮断するとともに、ブレーキコイル６２の電流を遮断するためのコイル電流指令値をコイル電流制御部７３及びブレーキ情報演算装置８３に出力する。コイル電流制御部７３は、ブレーキコイル６２の電流を遮断してかご駆動用電動機１０にブレーキをかけ、かご１５の移動を確実に規制する。

次いで、エレベータ制御装置３０は、目的階に向けてかご１５の走行を開始させるときに、図３に示されるパターンで変化するコイル電流指令値をコイル電流制御部７３に出力する。コイル電流指令値のパターンは、チェックパターンとチェックパターンに連続するブレーキ解放パターンにより構成される。

チェックパターンは、ブレーキコイル６２に所定の波高値Ｉ１のチェック電流を流した後、ブレーキコイル６２の給電が遮断されるようにコイル電流制御部７３に制御させるためのものである。そして、チェックパターンに応じて流れるブレーキコイル６２の電流が波高値Ｉ１になったときでも、ブレーキシュー６５がブレーキドラム１２から離反することがないようにチェックパターンの波高値Ｉ１は設定されている。以下、

チェックパターンに続いて送信されるブレーキ解放パターンは、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキを解放するのに十分な大きさＩ０のブレーキ解放電流を、かご１５が目的階に着床するまでブレーキコイル６２に流すようにコイル電流制御部７３に制御させるためのものである。なお、ブレーキ解放パターンに基づいたブレーキ解放電流をブレーキコイル６２に流すために所定の電圧をブレーキコイル６２に印可するとき、ブレーキシュー６５がブレーキドラム１２から離反するのに応じて、逆起電力がブレーキコイル６２に生じる。このため、ブレーキ解放電流は、大きさＩ０に到達する前に一旦立ち下がった後、再度立ちあがって大きさＩ０に達する。

コイル電流制御部７３が、ブレーキコイル６２にチェック電流を流した場合、実際にブレーキコイル６２に流れる電流は、図３に示されるように、チェック電流の給電開始から波高値レベルに達するまでに時間を要する。このとき、ブレーキコイル６２に流れる電流が波高値Ｉ１に達するまでの時間は、電磁ブレーキ６０の周囲温度が上がってブレーキコイル６２の抵抗値が高くなるほど遅くなる。

また、エレベータ制御装置３０が出力するコイル電流指令値、及び電流検出手段８１の出力は、ブレーキ情報演算装置８３に入力される。ここで、コイル電流指令値のチェックパターンがブレーキ情報演算装置８３に入力された時間、言い換えれば、ブレーキコイル６２にチェック電流の給電が開始された時間をｔ１とする。また、ブレーキコイル６２にチェック電流の給電が開始されてから、予め設定した立ち上がり検出用閾値としての第１閾値αＩ１（但し、α＜１）に達する時間をｔ２とする。ブレーキ情報演算装置８３は、Ｔａ＝ｔ２−ｔ１を立ち上がり時間として演算する。

また、ブレーキコイル６２にブレーキ解放電流の給電が開始された時間をｔ３とする。そして、時間ｔ４でブレーキ解放検出スイッチ８２の出力が切り替えられている。言い換えれば、ブレーキ解放検出スイッチ８２は、時間ｔ４で、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力が解放された状態を検出している。
ブレーキ情報演算装置８３は、Ｔｂ＝ｔ４−ｔ３をブレーキ解放時間として演算する。

そして、ブレーキ情報演算装置８３は、立ち上がり時間Ｔａ及びブレーキ解放時間Ｔｂをブレーキ制御装置７０に出力する。
ブレーキ制御装置７０のコイル電流設定部７２では、立ち上がり時間Ｔａ及びブレーキ解放時間Ｔｂが入力される毎に、立ち上がり時間Ｔａ及びブレーキ解放時間Ｔｂを更新して記憶する。

次いで、かご１５を非常停止させるべき何らかの異常が、エレベータ１に発生した場合のブレーキ装置５０Ａの動作について説明する。

何らかの異常により非常停止指令が出されると、かご駆動用電動機１０にかかる給電が自動的に遮断される。そして、エレベータ制御装置３０は、異常発生時のかご速度、及びかご１５内の重量に基づいて、かご１５を所定の速度で減速させるための速度パターンを設定する。そして、エレベータ制御装置３０は、現在のかご速度、及び速度パターンに基づく速度指令値をブレーキ制御装置７０の加算器７１に送信する。

加算器７１では、速度指令値とかご速度値の差分がとられ、速度指令値とかご速度値の差分値は、コイル電流設定部７２に入力される。コイル電流設定部７２では、速度指令値とかご速度値との差分値、及び立ち上がり時間Ｔａ、及びブレーキ解放時間Ｔｂに基づいて、コイル電流指令値を以下のように設定する。

ここで、電磁ブレーキ６０の周囲温度が基準温度Ｔｍにあり、ブレーキコイル６２の電流を遮断したときに、ばね６３がブレーキシュー６５を所定の付勢力Ｆで押圧する状態を電磁ブレーキ６０の初期状態とする。また、かご１５の非常停止を行う場合、ブレーキ制御装置７０は、例えば、ブレーキコイル６２に周期的なパルス電流を流して電磁ブレーキ６０のブレーキ力を制御する。そして、電磁ブレーキ６０が初期状態にあるときには、ブレーキコイル６２の電流が、基準電流指令値Ｉａに設定されたコイル電流指令に基づいて制御されると、かご１５を所定の減速度で減速させる電磁ブレーキ６０のブレーキ力が発揮されるようになっている。
以下、電磁ブレーキ６０が初期状態にあるときに、基準電流指令値Ｉａに基づいて制御されるブレーキコイル６２の電流を基準電流Ｉｂとする。

また、電磁ブレーキ６０が初期状態にあり、ブレーキコイル６２の電流が遮断され、ブレーキシュー６５が所定の付勢力Ｆでブレーキドラム１２を押圧している場合に、大きさＩ０のブレーキ解放電流をブレーキコイル６２に流したときのブレーキ解放時間を基準ブレーキ解放時間Ｔ２とする。さらに、電磁ブレーキ６０が初期状態にあるときのブレーキコイル６２の立ち上がり時間を基準立ち上がり時間Ｔ１とする。

そして、コイル電流設定部７２は、立ち上がり時間Ｔａと基準立ち上がり時間Ｔ１とを比較する。
立ち上がり時間Ｔａ＞基準立ち上がり時間Ｔ１である場合、基準電流指令値Ｉａに基づいてブレーキコイル６２の電流を制御したときの電流の大きさ（平均値）は基準電流Ｉｂの大きさより減少する。

また、立ち上がり時間Ｔａ＜基準立ち上がり時間Ｔ１である場合、基準電流指令値Ｉａに基づいてブレーキコイル６２の電流を制御したときの電流の大きさは基準電流Ｉｂの大きさより増大する。
なお、電磁ブレーキ６０の周囲温度を変動させ、変動させた周囲温度毎に、ブレーキコイル６２にチェック電流を流したときの立ち上がり時間とブレーキコイル６２のデータが予め測定されている。立ち上がり時間に対すブレーキコイル６２の電流の特性のデータが、コイル電流設定部７２に格納されている。そして、コイル電流設定部７２は、立ち上がり時間Ｔａ＞基準立ち上がり時間Ｔ１、及び立ち上がり時間Ｔａ＜基準立ち上がり時間Ｔ１のいずれにしても、立ち上がり時間Ｔａから、現在の状態にあるブレーキコイル６２に実際に流れる電流Ｉｃの大きさを、立ち上がり時間に対するブレーキコイル６２の電流特性から推定する。さらに、コイル電流設定部７２は、基準電流Ｉｂの大きさから電流Ｉｃの大きさを引いた値を補正量Ｉｅ１として記憶する。

また、立ち上がり時間Ｔａ＝基準立ち上がり時間Ｔ１である場合、コイル電流設定部７２は、補正量Ｉｅ１を０とする。

ここで、ブレーキ解放時間Ｔｂは、ばね６３の付勢力の変動に連動して変動するとともに、電磁ブレーキ６０の周囲温度の変動にも連動して変動する。
このときのブレーキ解放時間Ｔｂの電磁ブレーキ６０の周囲温度の変動に起因する変動量ｔｄは、おおよそ（立ち上がり時間Ｔａ−基準立ち上がり時間Ｔ１）×Ｉ０／Ｉ１／αに比例する。
そして、コイル電流設定部７２は、Ｔｃ＝Ｔｂ−ｔｄを推定ブレーキ解放時間として演算する。
推定ブレーキ解放時間Ｔｃは、現在の状態にある電磁ブレーキ６０の周囲温度を基準温度Ｔｍにしてブレーキ解放時間Ｔｂを測定したときに見込まれる値である。

次いで、コイル電流設定部７２は、推定ブレーキ解放時間Ｔｃと基準ブレーキ解放時間Ｔ２とを比較する。
推定ブレーキ解放時間Ｔｃ＞基準ブレーキ解放時間Ｔ２である場合、ブレーキコイル６２の電流の遮断時に、ブレーキシュー６５が付勢力Ｆより大きな力でブレーキドラム１２押圧していることになる。

また、電磁ブレーキ６０の周囲温度が基準温度Ｔｍにある場合に、ばね６３の付勢力を変化させたときのブレーキ解放時間の特性が予め測定され、ばね６３の付勢力に対するブレーキ解放時間の特性は、コイル電流設定部７２に格納されている。
そして、コイル電流設定部７２は、格納されているばね６３の付勢力に対するブレーキ解放時間の特性において、ブレーキ解放時間に推定ブレーキ解放時間Ｔｃを当てはめたときのばね６３の付勢力を記憶する。記憶されたばね６３の付勢力が、現在のばね６３の付勢力Ｆ１に相当する。

また、初期状態にある電磁ブレーキ６０のブレーキコイル６２に流れる電流の大きさを変えたときに発生する電磁石６１の電磁力の大きさの特性が予め測定され、ブレーキコイル６２に流れる電流と電磁石６１の電磁力の大きさの特性はコイル電流設定部７２に格納されている。初期状態の電磁ブレーキ６０のブレーキコイル６２に基準電流Ｉｂを給電した時に電磁石６１に発生する電磁力をＤ１とする。そして、コイル電流設定部７２は、電磁力Ｄ１に対し、付勢力Ｆ１−付勢力Ｆだけ大きな電磁力を電磁石６１に発生させるのに必要なブレーキコイル６２の電流値Ｉｄ１を、ブレーキコイル６２に流れる電流と電磁石６１の電磁力の大きさの特性から推定する。さらに、コイル電流設定部７２は、電流値Ｉｄ１から基準電流Ｉｂの大きさを引いた値を補正量Ｉｅ２（＞０）として記憶する。

また、推定ブレーキ解放時間Ｔｃ＜基準ブレーキ解放時間Ｔ２である場合、ブレーキコイル６２の電流の遮断時に、ブレーキシュー６５がばね６３の所定の付勢力Ｆより小さな力でブレーキドラム１２を押圧していることになる。
そして、コイル電流設定部７２は、予め格納されているばね６３の付勢力とブレーキ解放時間の特性において、ブレーキ解放時間に推定ブレーキ解放時間Ｔｃを当てはめたときのばね６３の付勢力を記憶する。記憶されたばね６３の付勢力が、現在のばね６３の付勢力Ｆ１に相当する。

そして、コイル電流設定部７２は、電磁力Ｄ１に対し、付勢力Ｆ−付勢力Ｆ１だけ小さな電磁力を電磁石６１に発生させるのに必要なブレーキコイル６２の電流値Ｉｄ２を推定する。さらに、コイル電流設定部７２は、電流値Ｉｄ２から基準電流Ｉｂの大きさを引いた値を補正量Ｉｅ２（＜０）として記憶する。
また、推定ブレーキ解放時間Ｔｃ＝基準ブレーキ解放時間Ｔ２である場合、コイル電流設定部７２は、補正量Ｉｅ２を０として記憶する。

次いで、コイル電流設定部７２は、基準電流Ｉｂの大きさに補正量Ｉｅ１及びＩｅ２を加算した大きさの電流を流すためのコイル電流指令値をコイル電流制御部７３に出力し、コイル電流制御部７３は、入力されたコイル電流指令値に応じてブレーキコイル６２の電流量を制御する。

立ち上がり時間Ｔａは、電磁ブレーキ６０の周囲温度の変化に連動して変動し、ブレーキ解放時間Ｔｂは、ばね６３の付勢力の経年変化及び電磁ブレーキ６０の周囲温度の変化に連動して変動するものである。立ち上がり時間Ｔａ及びブレーキ解放時間Ｔｂの初期状態からの変化に基づいた補正量Ｉｅ１及びＩｅ２を基準電流Ｉｂに加算した電流が流れるようにコイル電流指令値を設定することで、電磁ブレーキ６０のブレーキ力のばね６３の付勢力の経年変化及び電磁ブレーキ６０の周囲温度の変化に起因する変動が抑えられる。
つまり、かご１５は、エレベータ制御装置３０が設定した所定の減速度どおりに減速停止する。なお、かご１５の減速度は、利用者に焦燥感を与えず、かつ、速やかにかご１５を停止させる値に設定する必要があり、１ｍ／ｓｅｃ²程度に設定されている。

この実施の形態１のブレーキ装置５０Ａによれば、ブレーキ制御装置７０は、かご１５の通常運転中、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力の解放するためのブレーキ解放電流をブレーキコイル６２に流している。さらに、ブレーキ制御装置７０は、ブレーキ解放電流をブレーキコイル６２に流すのに先立って、ブレーキ解放電流の大きさＩ０より小さく、かつ、電磁ブレーキ６０に発生する電磁力が、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力を解除させない所定の大きさのチェック電流をブレーキコイル６２に流した後、ブレーキコイル６２への給電を遮断している。
そして、ブレーキ情報取得装置８０は、ブレーキコイル６２にチェック電流の給電が開始されてから、ブレーキコイル６２に流れる電流の大きさが、第１閾値に達するまでの立ち上がり時間を検出している。さらに、ブレーキ情報取得装置８０は、ブレーキコイル６２にチェック電流が給電されてから、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力が解放されるまでのブレーキ解放時間を検出している。
また、ブレーキ制御装置７０は、かご１５の非常停止時に、かご１５の通常運転時に検出した立ちあがり時間及びブレーキ解放時間に基づいて、かご１５の非常停止時のかご１５の減速度が所定値になるようにブレーキコイル６２の電流を調整してかご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力を制御している。

立ち上がり時間は、電磁ブレーキ６０の周囲温度の変化に連動して変動し、ブレーキ解放時間は、ばね６３の付勢力の経年変化に連動して変動するものである。つまり、ブレーキ制御装置７０は、かご１５の非常停止時、電磁ブレーキ６０の周囲温度の変化や、ばね６３の付勢力の経年変化に起因する電磁ブレーキ６０のブレーキ力の変動を加味してかご１５の非常停止時の減速度が所定値になるようにブレーキコイル６２の電流を調整している。これにより、電磁ブレーキ６０の周囲温度が変化したり、ばね６３の付勢力が経年変化したりしても、かご１５の非常停止時のかご１５の減速度の制御性能が低下することを防止できる。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係るブレーキ装置を有するエレベータの全体構成図、図５はこの発明の実施の形態２に係るエレベータのブレーキ装置の構成図、図６はこの発明の実施の形態２に係るエレベータのブレーキ装置がブレーキ解放時間を検出する動作を説明する図であり、図３に相当している。
なお、図４〜図６において、上記実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

図４及び図５において、ブレーキ装置５０Ｂは、ブレーキ解放検出スイッチ８２が省略されている他は、ブレーキ装置５０Ａと同様に構成されている。

次いで、通常運転時のブレーキ装置５０Ｂの動作について説明する。
図６には、エレベータ制御装置３０がかご１５の通常運転中にかご１５の走行を開始させるときに出力するコイル電流指令値の時間変化、コイル電流指令値に基づいてコイル電流制御部７３に制御されたブレーキコイル６２の電流値の時間変化、及びブレーキ解放パターンに応じたブレーキコイル６２の電流の時間微分値を示している。
図４〜図６において、エレベータ制御装置３０は、かご１５を目的階に向けて走行を開始させる際、上記実施の形態１と同様のコイル電流指令値をコイル電流制御部７３に出力する。
前述したように、コイル電流制御部７３が、ブレーキ解放電流をブレーキコイル６２に流すために所定の電圧をブレーキコイル６２に印可するとき、ブレーキシュー６５がブレーキドラム１２から離反するのに応じて、逆起電力がブレーキコイル６２に生じる。これは、ブレーキシュー６５が取り付けられたばね６３がブレーキコイル６２の軸方向に大きな速度で収縮するためである。このため、図６に示されるように、電磁ブレーキ６０のブレーキ力が解放されるときに、ブレーキコイル６２に流れる電流は、一旦、立ち下がった後、再度立ち上がるという特異な変化をたどる。

ここで、コイル電流指令値に基づいた電圧をブレーキコイル６２に給電したときに、ブレーキコイル６２に流れる電流、及びブレーキコイル６２に流れる電流の時間微分値の特性が予め測定されている。そして、ブレーキ情報演算装置８３には、電流が最も立ち下がったときの時間におけるブレーキコイル６２に流れる電流の時間微分値よりやや大きな値（＜０）を、立ち下がり検出用基準値Ｋが格納されている。
ここで、前述したように、ブレーキ解放パターンに基づいてブレーキコイル６２の給電が開始された時間はｔ３である。そして、ブレーキ情報演算装置８３は、ブレーキ解放パターンに応じてブレーキコイル６２に流れる電流の時間微分を演算し、演算結果が０より小さな所定の立ち下がり検出用基準値Ｋとなったときの時間ｔ５を検出する。なお、時間ｔ５において、おおよそ電磁ブレーキ６０のブレーキ力が解放されたものとみなせる。
ブレーキ情報演算装置８３は、Ｔｂ＝ｔ５−ｔ３をブレーキ解放時間として検出する。
他のブレーキ装置の動作は、ブレーキ装置５０Ａと同様である。

この実施の形態２によれば、ブレーキ情報取得装置８０は、ブレーキコイル６２にブレーキ解放電流が給電されてから、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力の解放によりブレーキコイル６２に発生する逆起電力に応じたブレーキコイル６２の電流値の変化を検出するまでの時間をブレーキ解放時間Ｔｂとして検出している。

そして、ブレーキ装置５０Ｂのブレーキ制御装置７０は、ブレーキ装置５０Ａのブレーキ制御装置７０と同様、かご１５の非常停止時、ブレーキ情報取得装置８０の検出出力を加味して、非常停止時の減速度が所定値になるようにブレーキコイル６２の電流を調整している。
従って、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
さらに、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力の解放によりブレーキコイル６２に発生する逆起電力に応じたブレーキコイル６２の電流値の変化を検出することで、ブレーキ解放時間Ｔｂを検出可能であるので、ブレーキ解放検出スイッチ８２を省略できる。つまり、ブレーキ装置５０Ｂの部材コストを削減できる。

なお、上記各実施の形態では、ブレーキ装置５０Ａ，５０Ｂは、かご１５の通常運転時に、立ち上がり時間Ｔａ、及びブレーキ解放時間Ｔｂの両方を検出し、かご１５の非常停止時に、立ち上がり時間Ｔａ、及びブレーキ解放時間Ｔｂを加味して、かご１５の減速度を所定値に制御するものとして説明した。しかし、ブレーキ装置５０Ａ，５０Ｂは、かご１５の通常運転時に、ブレーキ解放時間Ｔｂのみを検出し、ブレーキ解放時間Ｔｂのみに基づいてブレーキコイル６２の電流を調整して、かご１５の非常停止時の減速度を所定値に制御するものでもよい。

電磁ブレーキ６０のブレーキ性能に及ぼす影響は、経年変化によるばね３６の付勢力の変動に起因するものの方が、電磁ブレーキ６０の周囲温度の変動に起因するものより大きい場合が多い。従って、ブレーキ装置５０Ａ，５０Ｂが、かご１５の通常運転時に、ブレーキ解放時間Ｔｂのみを検出し、ブレーキ解放時間Ｔｂのみを加味して、かご１５の非常停止時の減速度を所定値に制御するものでも、ブレーキ装置５０Ａ，５０Ｂによるかご駆動用電動機１０のブレーキ力の制御性能を向上させる効果が十分得られる。

但し、ブレーキ装置５０Ａのように、かご１５の非常停止時に、立ち上がり時間Ｔａ、及びブレーキ解放時間Ｔｂを加味して、電磁ブレーキ６０のブレーキ力を制御すれば、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ力の制御性能が一層向上する。つまり、かごの減速度の制御性能が一層向上する。

また、ブレーキシュー６５、ばね６３、及び電磁石６１を一つずつ有する一組の電磁ブレーキ６０により、かご駆動用電動機１０にブレーキをかけるものとして説明した。しかし、電磁ブレーキ６０と同様の構成の電磁ブレーキを、ブレーキシューをブレーキドラム１２の周方向にずらして配設し、二組の電磁ブレーキ６０により、かご駆動用電動機１０にブレーキをかけてもよい。二組の電磁ブレーキ６０によって、かご駆動用電動機１０にブレーキをかけることで、かご１５の減速度の制御性能が一層向上する。

また、ブレーキ情報取得装置８０は、通常運転時にかご１５の走行が開始される度に、立ち上がり時間Ｔａ及びブレーキ解放時間を検出するものとして説明したが、例えば、がご１５の走行が所定回行われる度に、立ち上がり時間Ｔａ及びブレーキ解放時間Ｔｂを検出してもよい。

また、各実施の形態では、立ち上がり時間Ｔａは、ブレーキコイル６２にチェック電流が給電されてから、チェック電流の大きさが第１閾値αＩ１に達するまでの時間として検出するものとして説明したが、立ち上がり時間Ｔａの検出は、このものに限定されない。
例えば、かご１５の通常運転中、エレベータ制御装置３０は、図７に示されるように、かご駆動用電動機１０にかかるブレーキ解放時に出力するコイル電流指令値を、チェックパターンを除いたものとして出力してもよい。この場合、ブレーキコイル６２にブレーキ解放電流の給電が開始されていから、ブレーキコイル６２に流れる電流値が、立ち上がり検出用閾値としての第２閾値βＩ０に到達した時間を立ち上がり時間としてもよい。但し、前述したように、ブレーキ解放電流は、Ｉ０に到達する前に一旦立ち下がるので、この電流の立ち下がりの影響を受けないようにβを設定する。
これに対し、チェック電流をブレーキコイル６２に給電して立ち上がり時間を検出する場合、ブレーキ解放電流を流したときに発生する電流の立ち下がりを考慮せずに第１閾値αＩ１を設定できる。

Claims

かごを昇降させるかご駆動用電動機に同軸に連結されたブレーキドラムに接離可能に設けられたブレーキシュー、前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムに押圧付勢し、前記かご駆動用電動機にブレーキをかけるばね、及び前記ばねの付勢力に抗してブレーキシューを前記ブレーキドラムから離反させる電磁力を発生する電磁石を構成するブレーキコイルを有する電磁ブレーキと、
前記かごの通常運転中、前記かご駆動用電動機へのブレーキ力を解放する時に、大きさＩ０のブレーキ解放電流が前記ブレーキコイルに流れるように給電して前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムから離反させるとともに、前記かごの非常停止時に前記かごの減速度が所定値になるように前記ブレーキコイルの電流を調整して、前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御するブレーキ制御装置と、
を備えるエレベータのブレーキ装置において、
前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力の解放時に、前記ブレーキコイルにブレーキ解放電流の給電が開始されてから前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力が解放されるまでのブレーキ解放時間を検出するブレーキ情報取得装置を備え、
前記ブレーキ制御装置は、前記かごの非常停止時に、前記かごの通常運転中に検出した前記ブレーキ解放時間に基づいて、前記かごの非常停止時の前記かごの減速度が所定値になるように前記ブレーキコイルの電流を調整して前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御することを特徴とするエレベータのブレーキ装置。
前記ブレーキ情報取得装置は、前記かごの通常運転中、前記ブレーキコイルに前記ブレーキ解放電流の給電が開始されてから、前記ブレーキコイルに流れる電流の大きさが所定の立ち上がり検出用閾値に達するまでの立ち上がり時間を検出し、
前記ブレーキ制御装置は、前記かごの非常停止時に、前記かごの通常運転中に検出した前記ブレーキ解放時間及び前記立ち上がり時間に基づいて、前記かごの非常停止時の前記かごの減速度が所定値になるように前記ブレーキコイルの電流を調整して前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータのブレーキ装置。
前記かごの通常運転中、前記ブレーキ制御装置は、前記ブレーキ解放時間の検出に先立って、前記電流値Ｉ０より小さく、かつ、前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力を解除させない電磁力を前記電磁石に発生させる大きさＩ１のチェック電流が前記ブレーキコイルに流れるように給電した後に、一旦、前記ブレーキコイルへの給電を遮断し、
前記ブレーキ情報取得装置は、前記ブレーキコイルに前記チェック電流の給電が開始されてから、前記ブレーキコイルに流れる電流の大きさが前記電流値Ｉ１より小さな立ち上がり検出用閾値に達するまでの電流立ちあがり時間を検出し、前記ブレーキ制御装置は、前記かごの非常停止時に、前記かごの通常運転中に検出した前記ブレーキ解放時間及び前記立ち上がり時間に基づいて、前記かごの非常停止時の前記かごの減速度が所定値になるように前記ブレーキコイルの電流を調整して前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータのブレーキ装置。
前記ブレーキ情報取得装置は、前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力が解放された状態を検出するブレーキ解放検出スイッチと、前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力の解放時、前記ブレーキ解放検出スイッチの出力に基づいて、前記ブレーキコイルに前記ブレーキ解放電流の給電が開始されてから、前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力が解放されるまでの時間を前記ブレーキ解放時間として検出するブレーキ情報演算装置と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエレベータのブレーキ装置。
前記ブレーキ情報取得装置は、前記ブレーキコイルに流れる電流の値を検出する電流検出手段と、前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力の解放時、前記電流検出手段の出力に基づいて、前記ブレーキコイルに前記ブレーキ解放電流の給電が開始されてから、前記かご駆動用電動機にかかるブレーキ力の解放によって前記ブレーキコイルに発生する逆起電力に応じた前記ブレーキコイルの電流値の変化を検出するまでの時間を前記ブレーキ解放時間として検出するブレーキ情報演算装置と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエレベータのブレーキ装置。