WO2020230189A1

WO2020230189A1 - 乗客コンベアの制動装置及び乗客コンベア

Info

Publication number: WO2020230189A1
Application number: PCT/JP2019/018742
Authority: WO
Inventors: 正弘西
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-11-19

Abstract

乗客コンベアの制動装置は、ブレーキローターと、ブレーキローターと対向して配置されたコアと、ブレーキローターとコアとの間に配置され、ブレーキローターの回転軸に沿って移動可能なアーマチュアと、アーマチュアをブレーキローターに近づく方向に押し付けるバネと、コアに設けられ、バネによる押し付け力に抗してアーマチュアをブレーキローターから遠ざかる方向に吸引する磁力を通電時に発生させる吸引コイルと、吸引コイルとは別に設けられた電磁コイルと、を備え、電磁コイルは、アーマチュアに設けられ、コアに向かって延びた鉄心と、鉄心を磁化させる永久磁石と、コアに設けられ、鉄心が進退自在に挿入されるコイル本体と、を有する。

Description

乗客コンベアの制動装置及び乗客コンベア

　本発明は、アーマチュアをブレーキローターに近づく方向に押し付けるバネと、バネによる押し付け力に抗してアーマチュアを吸引する磁力を通電時に発生させる吸引コイルと、を備えた無励磁作動形の乗客コンベアの制動装置及び乗客コンベアに関する。

　特許文献１には、乗客コンベア制動装置が記載されている。この乗客コンベア制動装置は、乗客コンベアを駆動させる電動機の駆動軸と一体回転する回転体と、回転体の回転を制動可能である独立した複数の制動装置と、を備えている。複数の制動装置は、それぞれが発生させる制動力が乗客コンベアを停止するために必要な必要制動力と比較して相対的に小さくなるように設定される。また、複数の制動装置は、少なくとも１つが制動解除状態であっても残りで回転体を制動し乗客コンベアを停止可能な容量に設定される。乗客コンベア制動装置は、乗客コンベアの運行状況に応じて、複数の制動装置をそれぞれ個別に、あるいは複数を同期して制御可能な制御装置をさらに備えている。

特開２０１３－４９５３９号公報

　上記の乗客コンベア制動装置において、複数の制動装置のそれぞれは、非通電状態で作動する無励磁作動形である。また、複数の制動装置のそれぞれは、全体で必要とされる必要制動力を制動装置の設置個数で等分した制動力以上の制動力を発生させるように構成されている。このため、停電などによる電源喪失時には、複数の制動装置が同時に作動し、必要制動力以上の制動力が発生してしまう。したがって、上記の乗客コンベア制動装置では、電源喪失時に乗客コンベアが急停止してしまう場合があるという課題があった。

　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、電源喪失時における乗客コンベアの急停止を防止できる乗客コンベアの制動装置及び乗客コンベアを提供することを目的とする。

　本発明に係る乗客コンベアの制動装置は、ブレーキローターと、前記ブレーキローターと対向して配置されたコアと、前記ブレーキローターと前記コアとの間に配置され、前記ブレーキローターの回転軸に沿って移動可能なアーマチュアと、前記アーマチュアを前記ブレーキローターに近づく方向に押し付けるバネと、前記コアに設けられ、前記バネによる押し付け力に抗して前記アーマチュアを前記ブレーキローターから遠ざかる方向に吸引する磁力を通電時に発生させる吸引コイルと、前記吸引コイルとは別に設けられた電磁コイルと、を備え、前記電磁コイルは、前記コア及び前記アーマチュアのうちの一方に設けられ、前記コア及び前記アーマチュアのうちの他方に向かって延びた鉄心と、前記鉄心を磁化させる永久磁石と、前記他方に設けられ、前記鉄心が進退自在に挿入されるコイル本体と、を有する。
　本発明に係る乗客コンベアは、本発明に係る乗客コンベアの制動装置を備える。

　本発明によれば、電源喪失時における乗客コンベアの急停止を防止できる。

本発明の実施の形態１に係る乗客コンベアの構成を模式的に示す側面図である。本発明の実施の形態１に係る乗客コンベアの制動装置の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る乗客コンベアの制動装置におけるコア及びアーマチュアを軸方向に沿って見た構成を示す図である。図３のＩＶ－ＩＶ断面を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る乗客コンベアの制動装置が作動する際に制御部で実行される制動モード決定処理の例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る乗客コンベアの制動装置における各制動モードでの吸引コイル、第１電磁コイルの組及び第２電磁コイルの組の動作を示す図である。本発明の実施の形態１に係る乗客コンベアの制動装置における各制動モードでの停止距離の例を示すグラフである。

実施の形態１．
　本発明の実施の形態１に係る乗客コンベアの制動装置及び乗客コンベアについて説明する。図１は、本実施の形態に係る乗客コンベア１００の構成を模式的に示す側面図である。本実施の形態では、乗客コンベア１００としてエスカレーターを例示している。

　図１に示すように、乗客コンベア１００は、上階の床と下階の床との間に架設されたトラス１１を有している。トラス１１には、複数のステップ１２が支持されている。複数のステップ１２は、当該複数のステップ１２の幅方向両側に配置された一対の無端状のステップチェーン１３により、無端状に連結されている。

　トラス１１の上階側の端部には、駆動装置１４、一対の上部スプロケット１５、駆動チェーン１６、制動装置３０、及び駆動チェーン破断時用制動装置２１が設けられている。駆動装置１４は、乗客コンベア１００を駆動するモーターを備えている。一対の上部スプロケット１５は、駆動装置１４の駆動力により回転するように構成されている。駆動チェーン１６は、駆動装置１４の駆動力を上部スプロケット１５に伝達するように構成されている。制動装置３０は、駆動装置１４を制動するように構成されている。駆動チェーン破断時用制動装置２１は、駆動チェーン１６が破断したときに上部スプロケット１５の回転を阻止するように構成されている。トラス１１の下階側の端部には、一対の下部スプロケット１７が設けられている。一対の上部スプロケット１５と一対の下部スプロケット１７との間には、ステップチェーン１３がそれぞれ巻き掛けされている。

　トラス１１の上部には、複数のステップ１２を挟んで対向する一対の欄干１８が設けられている。一対の欄干１８の周縁部には、複数のステップ１２と共に移動する一対の無端状の手摺１９がそれぞれ設けられている。トラス１１の底部には、オイルパン２０が設けられている。

　また、乗客コンベア１００には、安全装置２２及び制御装置２３が設けられている。安全装置２２は、少なくとも、乗客コンベア１００への乗客の挟まれを検知するように構成されている。制御装置２３は、乗客コンベア１００の全体を制御するように構成されている。

　図２は、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０の構成を示す断面図である。本実施の形態の制動装置３０は、非通電時に作動する無励磁作動形のディスクブレーキである。図２では、制動装置３０をブレーキローター３２の回転軸Ｏに沿って切断した断面を示している。以下、ブレーキローター３２の回転軸Ｏに沿う方向のことを「制動装置３０の軸方向」又は単に「軸方向」という場合がある。図２に示すように、制動装置３０は、サイドプレート３１、ブレーキローター３２、アーマチュア３３及びコア３４を有している。サイドプレート３１、ブレーキローター３２、アーマチュア３３及びコア３４は、制動装置３０の軸方向に沿ってこの順に配列している。

　ブレーキローター３２は、駆動装置１４が備えるモーターの駆動軸と共に回転する円板状の部材である。ブレーキローター３２は、上記駆動軸にスプライン３５を介して接続されている。ブレーキローター３２は、スプライン３５に対し、制動装置３０の軸方向に沿った移動が許容されるように取り付けられている。ブレーキローター３２の両面には、摩擦材からなるライニング３２ａ、３２ｂが形成されている。

　アーマチュア３３は、ブレーキローター３２と対向して配置されている。アーマチュア３３は、磁性材料により形成されている。アーマチュア３３は、コア３４に対し、制動装置３０の軸方向に沿った移動が許容され、かつブレーキローター３２の回転軸Ｏを中心とした回転が規制されるように取り付けられている。

　コア３４は、アーマチュア３３を挟んでブレーキローター３２と対向して配置されている。コア３４は、磁性材料又は非磁性材料により形成されている。コア３４には、アーマチュア３３をブレーキローター３２に近づく方向に押し付ける３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃが設けられている。図２では、１つのバネ３６ａのみを示している。３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、３つのバネ収容穴３４ａ、３４ｂ、３４ｃにそれぞれ収容されている。バネ収容穴３４ａ、３４ｂ、３４ｃのそれぞれは、コア３４におけるアーマチュア３３側の面から逆側の面に向かって延びた円筒状の形状を有している。バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃの個数は２つ又は４つ以上であってもよい。また、コア３４には、吸引コイル３７が設けられている。吸引コイル３７は、コア３４におけるアーマチュア３３側の面に形成された円環状の溝３４ｄに収容されている。吸引コイル３７は、通電時に、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力に抗してアーマチュア３３をブレーキローター３２から遠ざかる方向に吸引する磁力を発生させるように構成されている。

　サイドプレート３１は、ブレーキローター３２を挟んでアーマチュア３３と対向して配置されている。サイドプレート３１は、コア３４に対して固定されている。

　制動装置３０は、制御部３９を有している。制御部３９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。制御部３９は、乗客コンベア１００の全体を制御する制御装置２３、又は乗客コンベア１００に設けられた安全装置２２からの指令に基づき、吸引コイル３７に対する通電の有無を制御するように構成されている。さらに、制御部３９は、制御装置２３又は安全装置２２からの指令に基づき、後述する一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂに対する通電の有無及び通電時の電流の向きと、後述する一対の第２電磁コイル５０ａ、５０ｂに対する通電の有無及び通電時の電流の向きと、を制御するように構成されている。

　吸引コイル３７に通電されている状態では、吸引コイル３７に生じる磁力によりアーマチュア３３をコア３４側に吸引する吸引力は、３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによりアーマチュア３３をブレーキローター３２側に押し付ける押し付け力を上回っている。これにより、アーマチュア３３がブレーキローター３２から離れ、ブレーキローター３２の回転が許容される。

　一方、吸引コイル３７への通電が停止されると、吸引コイル３７によりアーマチュア３３を吸引する吸引力が消失する。これにより、アーマチュア３３は、３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによってブレーキローター３２側に押し付けられる。アーマチュア３３がブレーキローター３２側に押し付けられると、ブレーキローター３２は、アーマチュア３３とサイドプレート３１との間に挟まれ、アーマチュア３３及びサイドプレート３１の双方と密着する。これにより、ブレーキローター３２に制動力が加えられる。この制動力によりブレーキローター３２が停止し、ブレーキローター３２の停止状態が維持される。

　本実施の形態の制動装置３０には、吸引コイル３７とは別に、アーマチュア３３に対する押し付け力を調節する少なくとも１つの電磁コイルが設けられている。電磁コイルとしては、例えば、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂと、一対の第２電磁コイル５０ａ、５０ｂと、が設けられる。

　図３は、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０におけるコア３４及びアーマチュア３３を軸方向に沿って見た構成を示す図である。図３では、吸引コイル３７、第１電磁コイル４０ａ、第１電磁コイル４０ｂ、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂのそれぞれが配置される位置にハッチングを付している。

　図３に示すように、吸引コイル３７は、ブレーキローター３２の回転軸Ｏを中心として円環状に形成されている。第１電磁コイル４０ａ、第１電磁コイル４０ｂ、第２電磁コイル５０ａ、第２電磁コイル５０ｂ、及び３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、いずれも吸引コイル３７よりも外周側に配置されている。ここで、本実施の形態では、第１電磁コイル４０ａ、第１電磁コイル４０ｂ、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの全てが吸引コイル３７よりも外周側に配置されている。しかしながら、第１電磁コイル４０ａ、第１電磁コイル４０ｂ、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂのうちの一部又は全ては、吸引コイル３７よりも内周側に配置されていてもよい。

　３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、回転軸Ｏを中心とする円周上に、周方向で等間隔となるように配置されている。第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂは、回転軸Ｏを中心とする円周上に、周方向で等間隔となるように配置されている。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂは、ブレーキローター３２の回転軸Ｏに対して互いに対称となる位置に配置されている。第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂは、回転軸Ｏを中心とする円周上に、周方向で等間隔となるように配置されている。すなわち、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂは、ブレーキローター３２の回転軸Ｏに対して互いに対称となる位置に配置されている。

　図３に示す構成では、第１電磁コイル４０ａ、第１電磁コイル４０ｂ、第２電磁コイル５０ａ、第２電磁コイル５０ｂ、及び３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、全て同一の円周上に配置されている。このため、第１電磁コイル４０ａ、第１電磁コイル４０ｂ、第２電磁コイル５０ａ、第２電磁コイル５０ｂ、及び３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃのそれぞれは、周方向で互いにずれた位置に配置されている。ただし、３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃが配置される円周と、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂが配置される円周と、及び第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂが配置される円周とは、必ずしも同一の円周でなくてもよい。

　また、図３に示す構成では、１組の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂと、１組の第２電磁コイル５０ａ、５０ｂと、が設けられているが、設置スペースが許容されれば、複数組の第１電磁コイルが設けられていてもよいし、複数組の第２電磁コイルが設けられていてもよい。また、１組の第１電磁コイルが３つ以上の第１電磁コイルで構成されていてもよいし、１組の第２電磁コイルが３つ以上の第２電磁コイルで構成されていてもよい。

　第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂは、同一の構成を有している。第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂは、１組の第１電磁コイルとして互いに同期して動作する。第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂは、同一の構成を有している。第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂは、１組の第２電磁コイルとして互いに同期して動作する。第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組と、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組とは、互いに独立して動作する。

　図４は、図３のＩＶ－ＩＶ断面を示す断面図である。図４に示すように、アーマチュア３３におけるコア３４側の面には、第２電磁コイル５０ａを収容する凹部３８が設けられている。第２電磁コイル５０ａは、鉄心５１、永久磁石５２及びコイル本体５３を有している。鉄心５１は、凹部３８の底面３８ａからコア３４側に向かって、制動装置３０の軸方向に沿って延びている。鉄心５１は、アーマチュア３３と同一の材料によりアーマチュア３３と一体的に形成されている。永久磁石５２は、鉄心５１の周囲を囲むように凹部３８内に設けられている。鉄心５１は、永久磁石５２の起磁力により、制動装置３０の軸方向に沿った一方向に磁化している。ここで、コア３４が磁性材料により形成されている場合には、コア３４が永久磁石５２の磁力による直接の影響を受けないように、コア３４と永久磁石５２との間に非磁性材料の層が設けられることが望ましい。コイル本体５３は、コア３４に設けられている。コイル本体５３は、制動装置３０の軸方向に沿って鉄心５１が進退自在に挿入されるように構成されている。また、コイル本体５３は、鉄心５１と永久磁石５２との間に配置されている。制動装置３０の軸方向に沿って見たとき、コイル本体５３は、鉄心５１よりも外周側であって永久磁石５２よりも内周側に位置している。コイル本体５３に対する通電の有無及び通電時の電流の向きは、制御部３９により制御される。

　コイル本体５３に通電されていない非通電状態では、永久磁石５２の起磁力によって鉄心５１が一方向に磁化されている。ただし、この状態で鉄心５１に生じる吸引力は微弱である。第１通電状態では、コイル本体５３に一方向に電流が流れ、永久磁石５２の起磁力と同じ向きの起磁力がコイル本体５３に生じる。これにより、第２電磁コイル５０ａには、アーマチュア３３とコア３４とが引き合う吸引力が生じる。一方、コイル本体５３に逆方向に電流が流れる第２通電状態では、永久磁石５２の起磁力を打ち消す方向の逆向きの起磁力がコイル本体５３に生じる。これにより、第２電磁コイル５０ａには、アーマチュア３３とコア３４とが反発し合う反発力が生じる。

　図４に示す第２電磁コイル５０ａでは、鉄心５１及び永久磁石５２がアーマチュア３３に設けられ、コイル本体５３がコア３４に設けられているが、鉄心５１及び永久磁石５２がコア３４に設けられ、コイル本体５３がアーマチュア３３に設けられるようにしてもよい。この場合、コア３４及びアーマチュア３３はいずれも磁性材料により形成される。ただし、コイル本体５３への通電経路を考慮すると、コイル本体５３は、固定部品であるコア３４に設けられるのが望ましい。

　図４では図示していないが、第２電磁コイル５０ｂは、第２電磁コイル５０ａと同様の構成を有している。すなわち、第２電磁コイル５０ｂは、第２電磁コイル５０ａと同様に、鉄心５１、永久磁石５２及びコイル本体５３を有している。第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、制御部３９の制御により、それぞれのコイル本体５３に通電されていない非通電状態と、それぞれのコイル本体５３に一方向に電流が流れる第１通電状態と、それぞれのコイル本体５３に逆方向に電流が流れる第２通電状態と、をとり得る。

　また、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂは、容量が異なることを除き、第２電磁コイル５０ａと同様の構成を有している。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂのそれぞれは、第２電磁コイル５０ａと同様に、鉄心５１、永久磁石５２及びコイル本体５３を有している。第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は、制御部３９の制御により、それぞれのコイル本体５３に通電されていない非通電状態と、それぞれのコイル本体５３に一方向に電流が流れる第１通電状態と、それぞれのコイル本体５３に逆方向に電流が流れる第２通電状態と、をとり得る。

　第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂのそれぞれの容量は、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂのそれぞれの容量よりも大きくなっている。すなわち、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂのそれぞれは、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂのそれぞれよりも大きい吸引力を生じさせるように構成されている。また、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂのそれぞれは、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂのそれぞれよりも大きい反発力を生じさせるように構成されている。ただし、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂで生じる吸引力の和は、３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによりアーマチュア３３に加えられる押し付け力の総和よりも小さくなっている。当然ながら、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂで生じる吸引力の和は、３つのバネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによりアーマチュア３３に加えられる押し付け力の総和よりも小さくなっている。

　図５は、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０が作動する際に制御部３９で実行される制動モード決定処理の例を示すフローチャートである。図５に示す制動モード決定処理は、乗客コンベア１００の全体を制御する制御装置２３、又は乗客コンベア１００に設けられた安全装置２２からの制動指令を制御部３９が受けたときに実行される。後述するように、本実施の形態では、制動装置３０が作動する際の制動モードとして、制動力の異なる６つの制動モード１～６が設けられている。

　まずステップＳ１では、制御部３９は、乗客コンベア１００の制御装置２３又は安全装置２２からの情報に基づき、乗客の挟まれが検知されたか否かを判定する。乗客の挟まれが検知されたと判定した場合には、制動モードが制動モード６に決定される。乗客の挟まれが検知されていないと判定した場合には、ステップＳ２に進む。

　ステップＳ２では、制御部３９は、乗客コンベア１００の制御装置２３からの情報に基づき、乗客コンベア１００に乗客が乗っているか否かを判定する。乗客コンベア１００に乗客が乗っているか否かは、駆動装置１４のモーターに流れる電流値などの情報に基づき判定される。乗客コンベア１００に乗客が乗っている場合、乗客コンベア１００が上昇運転中であれば、乗客負荷によってモーターに流れる電流が増加する。また、乗客コンベア１００に乗客が乗っている場合、乗客コンベア１００が下降運転中であれば、乗客負荷によって回生電力が発生する。ここで、制御部３９では、乗客コンベア１００の負荷レベルが低負荷、中負荷及び高負荷の３つに区分されるものとする。負荷レベルの区分に用いられる電流値の閾値は、制御部３９のＲＯＭに記憶されている。乗客コンベア１００に乗客が乗っていると判定した場合、すなわち乗客コンベア１００の負荷レベルが中負荷又は高負荷であると判定した場合には、ステップＳ３に進む。一方、乗客コンベア１００に乗客が乗っていないと判定した場合、すなわち乗客コンベア１００の負荷レベルが低負荷であると判定した場合には、制動モードが制動モード３に決定される。

　ステップＳ３では、制御部３９は、乗客コンベア１００の制御装置２３からの情報に基づき、乗客コンベア１００が上昇運転中であるか否かを判定する。乗客コンベア１００が上昇運転中であると判定した場合には、ステップＳ４に進む。乗客コンベア１００が下降運転中であると判定した場合には、ステップＳ６を経てステップＳ７に進む。

　ステップＳ４では、制御部３９は、乗客コンベア１００の負荷レベルが中負荷であるか否かを判定する。乗客コンベア１００の負荷レベルが中負荷であると判定した場合には、制動モードが制動モード２に決定される。乗客コンベア１００の負荷レベルが高負荷であると判定した場合には、ステップＳ５を経て、制動モードが制動モード１に設定される。

　ステップＳ７では、制御部３９は、乗客コンベア１００の負荷レベルが中負荷であるか否かを判定する。乗客コンベア１００の負荷レベルが中負荷であると判定した場合には、制動モードが制動モード４に決定される。乗客コンベア１００の負荷レベルが高負荷であると判定した場合には、ステップＳ８を経て、制動モードが制動モード５に設定される。

　以下、制動モード１～６について順に説明する。図６は、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０における各制動モードでの吸引コイル３７、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組、並びに第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組の動作を示す図である。

　ここで、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによってアーマチュア３３に加えられる押し付け力の大きさをＦ０とする。第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組が第１通電状態であるとき、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組によってアーマチュア３３に加えられる吸引力の大きさをＦ１とする。第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組が第１通電状態であるとき、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組によってアーマチュア３３に加えられる吸引力の大きさをＦ２とする。第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組が第２通電状態であるとき、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組によってアーマチュア３３に加えられる反発力の大きさをＦ３とする。第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組が第２通電状態であるとき、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組によってアーマチュア３３に加えられる反発力の大きさをＦ４とする。Ｆ０、Ｆ１及びＦ２は、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ０の関係を満たしている。Ｆ３及びＦ４は、Ｆ３＜Ｆ４の関係を満たしている。また、アーマチュア３３に加えられる力の正負に関し、ブレーキローター３２に近づく方向を正とし、ブレーキローター３２から遠ざかる方向を負とする。

　図６に示すように、制動モード１～６のいずれにおいても、吸引コイル３７は動作する。すなわち、制動モード１～６のいずれにおいても、吸引コイル３７は非通電状態となる。

　制動モード１では、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は動作しない。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は、非通電状態となる。一方、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、アーマチュア３３とコア３４との間に吸引力が生じるように動作する。すなわち、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、第１通電状態となる。アーマチュア３３には、ブレーキローター３２に近づく方向の力として、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力Ｆ０が作用する。また、アーマチュア３３には、ブレーキローター３２から遠ざかる方向の力として、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組による吸引力Ｆ２が作用する。これにより、ブレーキローター３２に対するアーマチュア３３の押し付け力は、Ｆ０－Ｆ２となる。したがって、制動モード１の制動力は、比較的小さくなる。

　制動モード２では、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は、アーマチュア３３とコア３４との間に吸引力が生じるように動作する。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は、第１通電状態となる。一方、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は動作しない。すなわち、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、非通電状態となる。アーマチュア３３には、ブレーキローター３２に近づく方向の力として、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力Ｆ０が作用する。また、アーマチュア３３には、ブレーキローター３２から遠ざかる方向の力として、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組による吸引力Ｆ１が作用する。これにより、ブレーキローター３２に対するアーマチュア３３の押し付け力は、Ｆ０－Ｆ１となる。Ｆ１＜Ｆ２であるため、制動モード２の制動力は、制動モード１の制動力よりも大きくなる。

　制動モード３では、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組、並びに第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、いずれも動作しない。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組、並びに第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、いずれも非通電状態となる。アーマチュア３３には、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力のみが作用する。これにより、ブレーキローター３２に対するアーマチュア３３の押し付け力は、Ｆ０となる。したがって、制動モード３の制動力は、制動モード２の制動力よりも大きくなる。

　ここで、停電などによる電源喪失時には、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組、並びに吸引コイル３７は、いずれも非通電状態となる。したがって、電源喪失時の制動モードは、結果として制動モード３と同様になる。

　制動モード４では、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は、アーマチュア３３とコア３４との間に反発力が生じるように動作する。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は、第２通電状態となる。一方、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は動作しない。すなわち、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、非通電状態となる。アーマチュア３３には、ブレーキローター３２に近づく方向の力として、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力Ｆ０と、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組による反発力Ｆ３と、が作用する。これにより、ブレーキローター３２に対するアーマチュア３３の押し付け力は、Ｆ０＋Ｆ３となる。したがって、制動モード４の制動力は、制動モード３の制動力よりも大きくなる。

　制動モード５では、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は動作しない。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組は、非通電状態となる。一方、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、アーマチュア３３とコア３４との間に反発力が生じるように動作する。すなわち、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、第２通電状態となる。アーマチュア３３には、ブレーキローター３２に近づく方向の力として、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力Ｆ０と、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組による反発力Ｆ４と、が作用する。これにより、ブレーキローター３２に対するアーマチュア３３の押し付け力は、Ｆ０＋Ｆ４となる。Ｆ３＜Ｆ４であるため、制動モード５の制動力は、制動モード４の制動力よりも大きくなる。

　制動モード６では、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組、並びに第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組はいずれも、アーマチュア３３とコア３４との間に反発力が生じるように動作する。すなわち、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組、並びに第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組は、いずれも第２通電状態となる。アーマチュア３３には、ブレーキローター３２に近づく方向の力として、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力Ｆ０と、第１電磁コイル４０ａ及び第１電磁コイル４０ｂの組による反発力Ｆ３と、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂの組による反発力Ｆ４と、が作用する。これにより、ブレーキローター３２に対するアーマチュア３３の押し付け力は、Ｆ０＋Ｆ３＋Ｆ４となる。したがって、制動モード６の制動力は、制動モード５の制動力よりも大きくなる。

　以上のように、制動モード１、２、３、４、５及び６のそれぞれの制動力は、この順に大きくなっている。制動モード１は最も制動力の小さい制動モードであり、制動モード６は最も制動力の大きい制動モードである。本実施の形態では、制動モード３の制動力として、乗客の乗った乗客コンベア１００を緩やかに停止でき、かつ乗客の乗った乗客コンベア１００の停止状態を維持できる制動力が設定されている。つまり、電源喪失時には、乗客の乗った動作中の乗客コンベア１００を緩やかに停止でき、かつ乗客の乗った停止中の乗客コンベア１００を停止状態に維持できるようになっている。また、本実施の形態では、制動モード３の制動力を基準とした場合、乗客コンベア１００の乗客負荷と、乗客コンベア１００の安全装置２２からの情報と、に基づいて、制動力を増加及び減少できるようになっている。

　図７は、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０における各制動モードでの停止距離の例を示すグラフである。図７の（ａ）は制動モード１及び２での停止距離を示している。（ｂ）は、制動モード３での停止距離を示している。（ｃ）は制動モード４及び５での停止距離を示している。（ｄ）は、制動モード６での停止距離を示している。（ａ）～（ｄ）のそれぞれにおいて、横軸は乗客コンベア１００の停止距離を表しており、縦軸は乗客コンベア１００の速度を表している。ここで、停止距離Ｌ１（＝空走距離Ｌ０＋制動距離（Ｌ１－Ｌ０））は、乗客コンベア１００を緩やかに停止できる緩停止距離である。グラフ中の実線は、本実施の形態の制動装置３０における各制動モードでの停止距離を表している。グラフ中の長破線は、第１電磁コイル４０ａ、第１電磁コイル４０ｂ、第２電磁コイル５０ａ及び第２電磁コイル５０ｂを備えず、一定の制動力で作動する比較例の制動装置の停止距離を表している。比較例の制動装置の制動力は、電源喪失時に乗客コンベアが緩やかに停止するように設定されているものとする。

　図５に示したように、制動モード１及び２は、乗客の乗った乗客コンベア１００が上昇運転中であるときに選択される制動モードである。図７の（ａ）に示すように、本実施の形態の制動装置３０における制動モード１及び２では、制動力が小さく設定されることにより、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１で停止する。一方、比較例の制動装置では、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１よりも短い停止距離Ｌ２で急停止する（Ｌ２＜Ｌ１）。このように、本実施の形態によれば、乗客の乗った上昇運転中の乗客コンベア１００を停止させる場合に、乗客コンベア１００が急停止してしまうのを防ぐことができる。

　制動モード３は、乗客コンベア１００に乗客が乗っていないときに選択される制動モードである。また、制動モード３は、電源喪失時に実行される制動モードでもある。図７の（ｂ）に示すように、本実施の形態の制動装置３０における制動モード３では、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１で停止する。比較例の制動装置でも、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１で停止する。このように、本実施の形態によれば、比較例の制動装置と同様に、乗客が乗っていない乗客コンベア１００を停止させる場合、又は、乗客コンベア１００の運転中に停電が生じた場合に、乗客コンベア１００が急停止してしまうのを防ぐことができる。

　制動モード４及び５は、乗客の乗った乗客コンベア１００が下降運転中であるときに選択される制動モードである。図７の（ｃ）に示すように、本実施の形態の制動装置３０における制動モード４及び５では、制動力が大きく設定されることにより、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１で停止する。一方、比較例の制動装置では、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１よりも長い停止距離Ｌ３で停止する（Ｌ３＞Ｌ１）。このように、本実施の形態によれば、乗客の乗った下降運転中の乗客コンベア１００を停止させる場合に、乗客コンベア１００の停止距離が必要以上に長くなってしまうのを防ぐことができる。

　制動モード６は、乗客の挟まれが検知されたときに選択される制動モードである。図７の（ｄ）に示すように、本実施の形態の制動装置３０における制動モード６では、制動力が最大に設定されることにより、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１よりも短い停止距離Ｌ４で停止する（Ｌ４＜Ｌ１）。一方、比較例の制動装置では、乗客コンベア１００が緩停止距離Ｌ１で停止する。このように、本実施の形態によれば、乗客の挟まれが検知された場合に、乗客コンベア１００を短い停止距離で停止させることができる。

　以上のように、本実施の形態では、急停止が必要な場合、制動モード６により乗客コンベア１００を急停止させることができるとともに、それ以外の場合、制動モード１～５により乗客コンベア１００を緩やかに停止させることができる。また、電源喪失時にも、制動モード３により乗客コンベア１００を緩やかに停止させることができる。

　以上説明したように、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０は、ブレーキローター３２と、コア３４と、アーマチュア３３と、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃと、吸引コイル３７と、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂと、を備える。コア３４は、ブレーキローター３２と対向して配置されている。アーマチュア３３は、ブレーキローター３２とコア３４との間に配置され、ブレーキローター３２の回転軸Ｏに沿って移動可能である。バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、アーマチュア３３をブレーキローター３２に近づく方向に押し付けるように構成されている。吸引コイル３７は、コア３４に設けられ、バネ３６ａ、３６ｂ、３６ｃによる押し付け力に抗してアーマチュア３３をブレーキローター３２から遠ざかる方向に吸引する磁力を通電時に発生させるように構成されている。一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂは、吸引コイル３７とは別に設けられている。一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂのそれぞれは、鉄心５１と、永久磁石５２と、コイル本体５３と、を有する。鉄心５１は、コア３４及びアーマチュア３３のうちの一方に設けられ、コア３４及びアーマチュア３３のうちの他方に向かって延びている。永久磁石５２は、鉄心５１を磁化させるように構成されている。コイル本体５３は、上記他方に設けられ、鉄心５１が進退自在に挿入されるように構成されている。ここで、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂは、電磁コイルの一例である。

　一般的な無励磁作動形の制動装置は、アーマチュアがブレーキローターに押し付けられて制動力が最大となる制動状態と、アーマチュアが吸引されて制動力が０になる非制動状態と、の２つの状態のみをとる。また、通常、制動状態での制動力は、乗客コンベアの階高などの条件に基づき算出される乗客保持に必要な制動力よりも大きく設定される。このため、電源喪失時に制動装置が作動すると、乗客コンベアは急停止してしまう場合がある。一方で、仮に、乗客コンベアの急停止を防ぐために制動状態での制動力が小さく設定されると、急停止が必要な場合の停止距離が長くなってしまったり、乗客の乗った乗客コンベアを停止状態に維持できなくなってしまったりする場合がある。

　これに対し、本実施の形態では、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂの動作により、制動状態での制動装置３０の制動力を調節することができる。これにより、乗客コンベア１００の急停止が必要な場合の制動力を大きく確保しつつ、電源喪失時の制動力を小さく設定することができる。したがって、本実施の形態によれば、電源喪失時における乗客コンベア１００の急停止を防止することができる。

　また、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０において、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂのそれぞれは、コイル本体５３に電流が一方向に流れたときにコア３４とアーマチュア３３との間に吸引力を生じさせ、コイル本体５３に電流が逆方向に流れたときにコア３４とアーマチュア３３との間に反発力を生じさせるように構成されている。この構成によれば、乗客コンベア１００の状況に応じて制動装置３０の制動力を増減することができる。

　また、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０において、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂは、回転軸Ｏに対して互いに対称となる位置に配置されている。この構成によれば、アーマチュア３３がブレーキローター３２に対して片当たりするのを防ぐことができる。

　また、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０は、電磁コイルとして、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂとは独立して動作する一対の第２電磁コイル５０ａ、５０ｂをさらに備えている。一対の第２電磁コイル５０ａ、５０ｂのそれぞれは、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂのそれぞれよりも大きい吸引力を生じさせるとともに、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂのそれぞれよりも大きい反発力を生じさせるように構成されている。一対の第２電磁コイル５０ａ、５０ｂは、回転軸Ｏに対して互いに対称となる位置に配置されている。この構成によれば、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂの動作と一対の第２電磁コイル５０ａ、５０ｂの動作とを組み合わせることにより、制動装置３０の制動力をより細かく調節することができる。また、この構成によれば、アーマチュア３３がブレーキローター３２に対して片当たりするのを防ぐことができる。

　また、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０は、一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂへの通電を制御する制御部３９をさらに備えている。制御部３９は、乗客コンベア１００に設けられた安全装置２２の動作情報と、モーターの電流値と、に基づいて一対の第１電磁コイル４０ａ、４０ｂへの通電の有無及び通電時の電流の向きを制御するように構成されている。この構成によれば、制動装置３０の制動力を少ない情報に基づいて適切に調節することができる。これにより、制御部３９の構成を簡略化することができるため、制動装置３０の誤動作を防ぐことができる。

　また、本実施の形態に係る乗客コンベア１００は、本実施の形態に係る乗客コンベアの制動装置３０を備える。この構成によれば、乗客コンベア１００において上記と同様の効果が得られる。

　本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では乗客コンベア１００としてエスカレーターを例に挙げたが、本発明は動く歩道などの他の乗客コンベアにも適用可能である。

　１１　トラス、１２　ステップ、１３　ステップチェーン、１４　駆動装置、１５　上部スプロケット、１６　駆動チェーン、１７　下部スプロケット、１８　欄干、１９　手摺、２０　オイルパン、２１　駆動チェーン破断時用制動装置、２２　安全装置、２３　制御装置、３０　制動装置、３１　サイドプレート、３２　ブレーキローター、３２ａ、３２ｂ　ライニング、３３　アーマチュア、３４　コア、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ　バネ収容穴、３４ｄ　溝、３５　スプライン、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ　バネ、３７　吸引コイル、３８　凹部、３８ａ　底面、３９　制御部、４０ａ、４０ｂ　第１電磁コイル、５０ａ、５０ｂ　第２電磁コイル、５１　鉄心、５２　永久磁石、５３　コイル本体、１００　乗客コンベア。

Claims

　ブレーキローターと、
　前記ブレーキローターと対向して配置されたコアと、
　前記ブレーキローターと前記コアとの間に配置され、前記ブレーキローターの回転軸に沿って移動可能なアーマチュアと、
　前記アーマチュアを前記ブレーキローターに近づく方向に押し付けるバネと、
　前記コアに設けられ、前記バネによる押し付け力に抗して前記アーマチュアを前記ブレーキローターから遠ざかる方向に吸引する磁力を通電時に発生させる吸引コイルと、
　前記吸引コイルとは別に設けられた電磁コイルと、
　を備え、
　前記電磁コイルは、
　前記コア及び前記アーマチュアのうちの一方に設けられ、前記コア及び前記アーマチュアのうちの他方に向かって延びた鉄心と、
　前記鉄心を磁化させる永久磁石と、
　前記他方に設けられ、前記鉄心が進退自在に挿入されるコイル本体と、
　を有する乗客コンベアの制動装置。
　前記電磁コイルは、前記コイル本体に電流が一方向に流れたときに前記コアと前記アーマチュアとの間に吸引力を生じさせ、前記コイル本体に電流が逆方向に流れたときに前記コアと前記アーマチュアとの間に反発力を生じさせるように構成されている請求項１に記載の乗客コンベアの制動装置。
　前記電磁コイルとして一対の第１電磁コイルを備えており、
　前記一対の第１電磁コイルは、前記回転軸に対して互いに対称となる位置に配置されている請求項１又は請求項２に記載の乗客コンベアの制動装置。
　前記電磁コイルとして、前記一対の第１電磁コイルとは独立して動作する一対の第２電磁コイルをさらに備えており、
　前記一対の第２電磁コイルのそれぞれは、前記一対の第１電磁コイルのそれぞれよりも大きい吸引力を生じさせるとともに、前記一対の第１電磁コイルのそれぞれよりも大きい反発力を生じさせるように構成されており、
　前記一対の第２電磁コイルは、前記回転軸に対して互いに対称となる位置に配置されている請求項３に記載の乗客コンベアの制動装置。
　前記電磁コイルへの通電を制御する制御部をさらに備え、
　前記制御部は、前記乗客コンベアに設けられた安全装置の動作情報と、前記乗客コンベアを駆動するモーターの電流値と、に基づいて前記電磁コイルへの通電の有無及び通電時の電流の向きを制御するように構成されている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の乗客コンベアの制動装置。
　請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の乗客コンベアの制動装置を備える乗客コンベア。