(57)【要約】  環境変化や経年変化の影響を受けることなく、ブレーキの動作音を安定して抑制する。エレベータのかご１を昇降駆動する巻上モータ５に設けられたブレーキドラム６、ブレーキドラム６に対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー８、ブレーキシュー８をブレーキドラム６に押圧するばね７、およびブレーキシュー８をばね７の付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイル９を含むブレーキ部と、ブレーキ部の状態を推定するブレーキ状態推定部２０と、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイル９に供給する制御電圧を出力する制御部１０とを備える。
2012140945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、
前記ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、
前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムに押圧するばね、および
前記ブレーキシューを前記ばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイル
を含むブレーキ部と、
前記ブレーキ部の状態を推定するブレーキ状態推定部と、
前記ブレーキ状態推定部で推定された前記ブレーキ部の状態に基づいて、前記ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御部と、
を備えたエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項２】
前記ブレーキ状態推定部は、
前記ブレーキコイルに流れるコイル電流を検出する電流検出部を有し、
前記コイル電流の波形から、前記ブレーキ部の状態を推定する
請求項１に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項３】
前記ブレーキ状態推定部は、ブレーキ落下時において、前記ブレーキコイルへの印加電圧が遮断されてから、前記ブレーキシューが動き出すまでの時間である記録時間、および前記ブレーキシューが動き出すときの電流値である動き出し電流の少なくとも一方に基づいて、前記ブレーキ部の状態を推定する請求項１または請求項２に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ブレーキシューの落下速度に対応する速度情報を検出する速度検出部と、
前記ブレーキシューの速度パターンを生成する速度パターン発生部と、
前記速度情報と前記速度パターンとの速度偏差から、前記制御電圧を出力する補償部と、
を有する請求項３に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項５】
前記補償部は、前記記録時間および前記動き出し電流の少なくとも一方に基づいて、制御パラメータを変更する請求項４に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項６】
前記速度検出部は、前記コイル電流および前記制御電圧に基づいて、コイルモデルから前記ブレーキシューの落下速度を推定し、前記記録時間および前記動き出し電流の少なくとも一方に基づいて、前記コイルモデルのパラメータを変更する請求項４に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項７】
前記速度パターン発生部は、前記記録時間に基づいて、前記速度パターンを変更する請求項４に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項８】
エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、
前記ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、
前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムに押圧するばね、および
前記ブレーキシューを前記ばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイル
を含むブレーキ部を備えたエレベータ用ブレーキ装置に適用されるエレベータのブレーキ制動方法であって、
前記ブレーキ部の状態を推定するブレーキ状態推定ステップと、
前記ブレーキ状態推定ステップで推定された前記ブレーキ部の状態に基づいて、前記ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御ステップと、
を備えたエレベータのブレーキ制動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブレーキドラムに対してブレーキシューを押圧させることにより、制動力を得るエレベータ用ブレーキ装置およびエレベータのブレーキ制動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エレベータ用ブレーキ装置は、エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラムと、ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシューと、ブレーキシューをブレーキドラムに押圧するばねと、ブレーキシューをばねの付勢力に抗して吸引し制動を解除する電磁石を構成するブレーキコイルとを備えている。【０００３】
このようなエレベータ用ブレーキ装置では、ブレーキシューがブレーキコイルに吸引される制動解除状態から、ブレーキシューがばねによりブレーキドラムに押圧される制動付加状態への移行時に（ブレーキの落下時に）、ブレーキシューがブレーキドラムに衝突することにより、大きな動作音が生じるという問題があった。【０００４】
そこで、このような問題を解決するために、制動解除後、ばねの付勢力によりブレーキシューをブレーキドラムに押圧する制御付加時に、ブレーキシューとブレーキドラムとの衝突により発生する動作音を抑制するエレベータ用ブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。【０００５】
特許文献１に記載のエレベータ用ブレーキ装置では、制御付加時に、ブレーキシュー落下速度が理想的な速度パターンと一致するようにブレーキコイルに制御電圧を印加している。これにより、ブレーキシューがブレーキドラムに衝突するときの衝突速度を低減し、ブレーキの動作音を抑制している。なお、ブレーキシュー落下速度とは、制動付加時に、ばねの付勢力によりブレーキシューをブレーキコイルからブレーキドラムまで移動させる際のブレーキシューの速度である。このとき、理想的な速度パターンは、あらかじめ設定されている。【０００６】
また、特許文献２に記載のエレベータ用ブレーキ装置では、制御付加時に、１段または２段のステップ状のコイル電流をブレーキコイルに流している。ここで、ステップ状のコイル電流として、制御付加時にブレーキシューが動き始めてから、ブレーキコイルに衝突するまでの間の位置で一旦停止させ、その後ブレーキシューをブレーキコイルに衝突させるような電流を流すことにより、ブレーキシューの衝突速度を低減し、ブレーキの動作音を抑制している。このとき、ブレーキシューを一旦停止させるステップ状のコイル電流は、ブレーキシュー付近に取り付けられた位置センサまたは音圧センサからの情報に基づいて、ブレーキ動作前にあらかじめ設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１１５２０３号公報
【特許文献２】特開２００８−８１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に示されたエレベータ用ブレーキ装置では、あらかじめ設定された速度パターンを用いて、ブレーキシュー落下速度がこの速度パターンと一致するようにブレーキコイルに制御電圧を印加している。しかしながら、ブレーキシュー落下速度の速度パターンは、装置使用時の発熱や外気温等の環境変化、またはばね力等の経年変化に応じて変化させる必要がある。そのため、あらかじめ設定された速度パターンを用いる特許文献１のものでは、環境変化や経年変化に対応することができないという問題がある。【０００９】
また、特許文献２に示されたエレベータ用ブレーキ装置では、ステップ状のコイル電流は、電流センサおよびブレーキシューの衝突を検出するセンサ手段からの情報に基づいて、あらかじめ設定されている。しかしながら、ステップ状のコイル電流は、装置使用時の発熱や外気温等の環境変化、またはばね力等の経年変化に応じて変化させる必要がある。そのため、あらかじめ設定されたステップ状のコイル電流を用いる特許文献２のものでは、環境変化や経年変化に対応することができないという問題がある。【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、環境変化や経年変化の影響を受けることなく、ブレーキの動作音を安定して抑制することができるエレベータ用ブレーキ装置およびエレベータのブレーキ制動方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るエレベータ用ブレーキ装置は、エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、ブレーキシューをブレーキドラムに押圧するばね、およびブレーキシューをばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイルを含むブレーキ部と、ブレーキ部の状態を推定するブレーキ状態推定部と、ブレーキ状態推定部で推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御部とを備えたものである。【００１２】
また、この発明に係るエレベータのブレーキ制動方法は、エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、ブレーキシューをブレーキドラムに押圧するばね、およびブレーキシューをばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイルを含むブレーキ部を備えたエレベータ用ブレーキ装置に適用されるエレベータのブレーキ制動方法であって、ブレーキ部の状態を推定するブレーキ状態推定ステップと、ブレーキ状態推定ステップで推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御ステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係るエレベータ用ブレーキ装置によれば、ブレーキ状態推定部は、ブレーキドラム、ブレーキシュー、ばね、およびブレーキコイルを含むブレーキ部の状態を推定し、制御部は、推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する。
また、この発明に係るエレベータのブレーキ制動方法によれば、ブレーキ状態推定ステップは、ブレーキドラム、ブレーキシュー、ばね、およびブレーキコイルを含むブレーキ部の状態を推定し、制御ステップは、推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する。
これにより、制御部がブレーキ部の状態に応じて制御パラメータを変更することで、ブレーキ部の状態に合わせた制御が可能となり、環境変化や経年変化によってブレーキ部の特性が変化しても、安定した制御効果を得ることができる。
そのため、環境変化や経年変化の影響を受けることなく、ブレーキの動作音を安定して抑制することができるエレベータ用ブレーキ装置およびエレベータのブレーキ制動方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置を含むエレベータブレーキシステム全体を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置の制御部を周辺機器とともに示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置のブレーキ状態推定部を周辺機器とともに示すブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置における制御部およびブレーキ状態推定部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置における温度と記録時間との関係を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置におけるばね力と動き出し電流との関係を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るエレベータ用ブレーキ装置の制御部を周辺機器とともに示すブロック構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係るエレベータ用ブレーキ装置の制御部を周辺機器とともに示すブロック構成図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係るエレベータ用ブレーキ装置の速度パターン発生部が発生する速度パターンを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明に係るエレベータ用ブレーキ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置を含むエレベータブレーキシステム全体を示す構成図である。図１において、エレベータのかご１は、巻上機のシーブ２に巻き掛けられた主索３により、他端側の釣合おもり４とともにつるべ式に吊持されており、巻上モータ５によって昇降駆動される。
【００１７】
ブレーキドラム６は、巻上モータ５とシーブ２とを結合する軸上に設置されており、ばね７の付勢力によってブレーキシュー８がブレーキドラム６に押し付けられたときの摩擦力により、制動力を得るようになっている。
【００１８】
この発明は、電磁ブレーキの制御部１０に対して使用することができる。ブレーキ吸引時において、制御部１０は、直流電磁石を構成するブレーキコイル９に制御電圧を印加することで電流を流して付勢し、ブレーキシュー８を、ばね７による付勢力（ブレーキシュー８のブレーキドラム６側への押圧力）に打ち勝ってブレーキコイル９側に吸引する。
【００１９】
一方、ブレーキ落下時において、制御部１０がブレーキコイル９を消勢すると、ブレーキコイル９の電流値は、ブレーキコイル９の抵抗値およびインダクタンス値により定まる時定数に応じて減少する。これに伴って吸引力が減少し、ばね７の付勢力よりも小さくなると、ブレーキコイル９とブレーキシュー８とが離れ、ブレーキシュー８は、ばね７の付勢力によってブレーキドラム６側に落下する。
【００２０】
ここで、ブレーキドラム６、ばね７、ブレーキシュー８およびブレーキコイル９は、ブレーキ部を構成している。また、制御部１０には、ブレーキ部の状態を推定するブレーキ状態推定部２０が接続されている。制御部１０は、推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイル９に供給する制御電圧を出力する。
【００２１】
図２は、この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置の制御部１０を、ブレーキコイル９およびブレーキ状態推定部２０とともに示すブロック構成図である。図２において、制御部１０は、速度検出部１１、速度パターン発生部１２、減算部１３および補償部１４を有している。
【００２２】
速度検出部１１は、ブレーキシュー８の落下速度に対応する速度情報ｖを検出する。ここで、速度検出部１１は、速度センサを用いてブレーキシュー８の落下速度を検出してもよいし、変位センサからの変位情報を微分して速度を求めてもよい。また、その他にも、速度検出部１１は、ブレーキコイル９に流れる電流値と制御電圧とに基づいて、コイルモデルからブレーキシュー８の落下速度を推定してもよい。
【００２３】
速度パターン発生部１２は、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突するときの衝突速度を低減し、ブレーキの動作音を抑制するようなブレーキシュー８の速度パターンｖｄを生成する。減算部１３は、速度情報ｖと、その時間に対応した速度パターンｖｄの値との速度偏差Δｖを算出する。補償部１４は、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に基づいて、速度偏差Δｖから、ブレーキコイル９に供給する制御電圧Ｅを出力する。補償部１４の詳細な機能については、後述する。
【００２４】
図３は、この発明の実施の形態１に係るエレベータ用ブレーキ装置のブレーキ状態推定部２０を、ブレーキコイル９および制御部１０とともに示すブロック構成図である。図３において、ブレーキ状態推定部２０は、電流検出部２１、電流記録部２２、時間記録部２３および状態判定部２４を有している。
【００２５】
電流検出部２１は、ブレーキコイル９に流れるコイル電流ｉを検出する。電流記録部２２は、電流検出部２１で検出されたコイル電流ｉから、ブレーキシュー８が動き出すときの電流値である動き出し電流ｉｒを記録する。時間記録部２３は、コイル電流ｉから、ブレーキ落下時において、ブレーキコイル９への印加電圧が遮断されてから、ブレーキシュー８が動き出すまでの時間である記録時間ｔｒを記録する。状態判定部２４は、動き出し電流ｉｒと記録時間ｔｒとに基づいて、ブレーキ部の状態を推定する。
【００２６】
続いて、図１〜３とともに、図４のタイミングチャートを参照しながら、ブレーキ落下時（時刻Ｔ１〜Ｔ３）における制御部１０およびブレーキ状態推定部２０の動作について説明する。図４において、横軸は時間を示し、縦軸はブレーキコイル９に流れるコイル電流ｉを示している。ブレーキ状態推定部２０は、図４に示したブレーキ落下時のコイル電流ｉの波形から、装置使用時の発熱や外気温等の環境変化、またはばね力等の経年変化を推定する。
【００２７】
ブレーキ落下時には、まず、時刻Ｔ１において、制御部１０は、ブレーキコイル９への印加電圧を、瞬時に零に設定（すなわち、遮断）する。これにより、ブレーキコイル９に流れるコイル電流ｉが減少を開始する。このとき、時間記録部２３は、コイル電流ｉの変化により、ブレーキコイル９への印加電圧が遮断されたことを検出し、記録時間ｔｒの計測を開始する。
【００２８】
次に、時刻Ｔ２において、コイル電流ｉによる吸引力がばね力よりも小さくなると、ブレーキシュー８は、ブレーキドラム６に向かって落下を開始する（すなわち、動き出す）。このとき、時間記録部２３は、コイル電流ｉの変化により、ブレーキシュー８が動き出したことを検出し、ブレーキコイル９への印加電圧が遮断されてからの記録時間ｔｒを記録する。外気温等により、ブレーキ部の温度が変化すると、ブレーキコイル９の抵抗値が変化するので、ブレーキコイル９の時定数が変化し、記録時間ｔｒが変化する。図５に示されるように、温度が上昇するにつれて、記録時間ｔｒは短くなる。
【００２９】
また、このとき、電流記録部２２は、電流検出部２１で検出されたコイル電流ｉから、ブレーキシュー８が動き出すときの電流値である動き出し電流ｉｒを記録する。ばね力が変化すると、時刻Ｔ２の電磁力とばね力とが釣り合うときのコイル電流ｉの値である動き出し電流ｉｒが変化する。図６に示されるように、ばね力が増加するにつれて、動き出し電流ｉｒが増加する。このように、動き出し電流ｉｒと記録時間ｔｒとを用いることで、ブレーキ部の状態を推定することができる。
【００３０】
また、時刻Ｔ２において、速度検出部１１からの速度情報ｖにより、ブレーキシュー８が動き出したことが検出されると、減算部１３は、速度検出部１１からの速度情報ｖと、速度パターン発生部１２からの速度パターンｖｄとの速度偏差Δｖを算出する。また、補償部１４は、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に基づいて、速度偏差Δｖを零にするように、ブレーキコイル９に供給する制御電圧Ｅを出力する。制御電圧Ｅは、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突する時刻Ｔ３まで印加される。
【００３１】
具体的には、補償部１４としては、Ｐ制御器やＰＩＤ制御器等が挙げられる。補償部１４は、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に合わせて、Ｐ制御器やＰＩＤ制御器の制御パラメータを変更する。例えばＰ制御器では、速度偏差ΔｖをＫ倍して、ブレーキコイル９に供給する制御電圧Ｅを出力する。
【００３２】
このとき、補償部１４の制御パラメータＫを、あらかじめ実験的に求めておいたブレーキ部の状態に対して、制御の応答性が向上するように、動き出し電流ｉｒおよび記録時間ｔｒと制御パラメータＫとを関連付けたマップを用いて変更する。また、補償部１４の制御パラメータＫを、Ｋ＝ｆ（ｉｒ，ｔｒ）といった、動き出し電流ｉｒおよび記録時間ｔｒを変数とする関数により算出してもよい。
【００３３】
これにより、ブレーキ部の状態に基づいて、補償部１４の制御パラメータを変更することができ、環境変動や経年変化によらず、ブレーキシュー８の落下速度ｖを、速度パターン発生部１２で生成された速度パターンｖｄに追従させることができる。そのため、ブレーキ落下時に、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突するときの衝突速度を低減できるので、ブレーキシュー８とブレーキドラム６との衝突により発生する動作音を抑制することができる。
【００３４】
以上のように、実施の形態１によれば、ブレーキ状態推定部は、ブレーキドラム、ブレーキシュー、ばねおよびブレーキコイルを含むブレーキ部の状態を推定し、制御部は、推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する。このとき、補償部は、記録時間および動き出し電流の少なくとも一方に基づいて、制御パラメータを変更する。
これにより、制御部がブレーキ部の状態に応じて制御パラメータを変更することで、ブレーキ部の状態に合わせた制御が可能となり、環境変化や経年変化によってブレーキ部の特性が変化しても、安定した制御効果を得ることができる。
そのため、環境変化や経年変化の影響を受けることなく、ブレーキの動作音を安定して抑制することができるエレベータ用ブレーキ装置を得ることができる。
【００３５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、補償部１４が、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に基づいて制御パラメータを変更したが、これに限定されず、速度検出部１１Ａが、ブレーキ部の状態に基づいてコイルモデルを変更してもよい。
【００３６】
図７は、この発明の実施の形態２に係るエレベータ用ブレーキ装置の制御部１０Ａを、ブレーキコイル９およびブレーキ状態推定部２０とともに示すブロック構成図である。図７において、制御部１０Ａは、図２に示した速度検出部１１および補償部１４に代えて、速度検出部１１Ａおよび補償部１４Ａを有している。
【００３７】
速度検出部１１Ａは、ブレーキコイル９に流れる電流値（コイル電流ｉ）と制御電圧とに基づいて、コイルモデルからブレーキシュー８の落下速度を推定し、対応する速度情報ｖを検出する。補償部１４Ａは、速度偏差Δｖから、ブレーキコイル９に供給する制御電圧Ｅを出力する。
【００３８】
速度検出部１１Ａのコイルモデルとしては、例えばブレーキコイル９に関する制御電圧Ｅ、コイル電流ｉ、コイル抵抗ＲおよびコイルインダクタンスＬといったパラメータと、ブレーキシュー８の変位ｘとの関係を示した次式（１）が用いられる。
【００３９】
【数１】
2012140945.tif 000003
【００４０】
式（１）において、コイルインダクタンスＬ（ｘ）は、ブレーキシュー８の変位ｘに関係して決定され、例えば次式（２）により算出される。
【００４１】
【数２】
2012140945.tif 000004
【００４２】
式（２）において、各パラメータＬ０、Ｌ１、Ｘ１は、コイルによって決定されるパラメータとなる。ここで、式（１）を変形することにより、ブレーキシュー８の落下速度ｖ＝ｄｘ／ｄｔは、次式（３）により与えられる。
【００４３】
【数３】
2012140945.tif 000005
【００４４】
式（３）より、時刻ｔにおけるブレーキシュー８の変位ｘが分かれば、ブレーキシュー８の落下速度ｖが算出される。ブレーキシュー８の変位ｘは、落下開始時刻ｔ＝０におけるブレーキシュー８の変位ｘ（０）＝０を用いて、式（３）から得られたブレーキシュー８の落下速度ｖを時間積分することにより求めることができる。
【００４５】
このように、速度検出部１１Ａのコイルモデルを用いることにより、変位センサ等を用いることなく、ブレーキシュー８の落下速度ｖを、速度パターン発生部１２で生成された速度パターンｖｄに追従させることができる。しかしながら、そのためには、コイルモデルの各パラメータが正しい値でなければならないが、あらかじめ設定された一定の値を用いると、環境変化や経年変化によるパラメータの変更に対応することができず、正しいブレーキシュー８の落下速度ｖを算出することができない。
【００４６】
そこで、速度検出部１１Ａは、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に基づいて、コイルモデルの各パラメータを変更する。ここで、記録時間ｔｒは、ブレーキコイル９の抵抗値Ｒによって変化し、動き出し電流ｉｒは、ブレーキコイル９の電磁力の大きさによって変化する。そのため、記録時間ｔｒから抵抗値Ｒを推定し、動き出し電流ｉｒからコイルインダクタンスＬを推定することができる。
【００４７】
このため、速度検出部１１Ａは、例えば記録時間ｔｒとブレーキコイル９の抵抗値Ｒとを関連付けたマップ、および動き出し電流ｉｒとコイルインダクタンスＬ（ｘ）の各パラメータとを関連付けたマップを有し、所有するマップに応じて各パラメータを変更する。
【００４８】
これにより、ブレーキ部の状態に基づいて、コイルモデルのパラメータを変更することができ、環境変動や経年変化によらず、正しいブレーキシュー８の落下速度ｖを算出することができる。また、ブレーキシュー８の落下速度ｖを、速度パターン発生部１２で生成された速度パターンｖｄに追従させることができる。そのため、ブレーキ落下時に、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突するときの衝突速度を低減できるので、ブレーキシュー８とブレーキドラム６との衝突により発生する動作音を抑制することができる。
【００４９】
以上のように、実施の形態２によれば、ブレーキ状態推定部は、ブレーキドラム、ブレーキシュー、ばねおよびブレーキコイルを含むブレーキ部の状態を推定し、制御部は、推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する。このとき、速度検出部は、コイル電流および制御電圧に基づいて、コイルモデルからブレーキシューの落下速度を推定し、記録時間および動き出し電流の少なくとも一方に基づいて、コイルモデルのパラメータを変更する。
これにより、制御部がブレーキ部の状態に応じて制御パラメータを変更することで、ブレーキ部の状態に合わせた制御が可能となり、環境変化や経年変化によってブレーキ部の特性が変化しても、安定した制御効果を得ることができる。
そのため、環境変化や経年変化の影響を受けることなく、ブレーキの動作音を安定して抑制することができるエレベータ用ブレーキ装置を得ることができる。
【００５０】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、補償部１４が、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に基づいて制御パラメータを変更したが、これに限定されず、速度パターン発生部１２Ａが、ブレーキ部の状態に基づいて速度パターンｖｄを変更してもよい。
【００５１】
図８は、この発明の実施の形態２に係るエレベータ用ブレーキ装置の制御部１０Ｂを、ブレーキコイル９およびブレーキ状態推定部２０とともに示すブロック構成図である。図８において、制御部１０Ｂは、図２に示した速度パターン発生部１２および補償部１４に代えて、速度パターン発生部１２Ａおよび補償部１４Ａを有している。
【００５２】
速度パターン発生部１２Ａは、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突するときの衝突速度を低減し、ブレーキの動作音を抑制するようなブレーキシュー８の速度パターンｖｄを生成する。
【００５３】
ここで、図８とともに、図９のタイミングチャートを参照しながら、速度パターンｖｄについて説明する。図９において、時刻Ｔ１において、制御部１０Ｂは、ブレーキコイル９への印加電圧を、瞬時に零に設定（すなわち、遮断）する。次に、時刻Ｔ２において、ブレーキシュー８の動き出しを検出すると、制御部１０Ｂは、まず、図９に示されるように、ブレーキシュー８の落下速度を増加させる。
【００５４】
その後、制御部１０Ｂは、ブレーキシュー８の落下速度を減速させ、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突する時刻Ｔ３よりも前の時刻Ｔｓにおいて、すなわちブレーキシュー８の落下開始位置から、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突する位置までの間の位置で、ブレーキシュー８を一旦停止させる。さらにその後、制御部１０Ｂは、衝突時のブレーキの動作音が許容値以下となる速度でゆっくりとブレーキシュー８を落下させる。
【００５５】
このように、ブレーキシュー８の落下中に、ブレーキシュー８を一旦停止させるような速度パターンｖｄとすることにより、ブレーキシュー８が一旦停止してからブレーキドラム６に衝突するまでの移動変位が通常よりも短くなるので、ブレーキシュー８の落下速度が許容される以上の衝突速度まで加速されず、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突するときの衝突速度を効果的に低減できるので、ブレーキシュー８とブレーキドラム６との衝突により発生する動作音を抑制することができる。
【００５６】
ここで、上記の速度パターンｖｄにおいて、ブレーキシュー８を一旦停止させる位置は、ブレーキの動作音を抑制するために、できる限りブレーキドラム６との衝突位置に近い方がよい。しかしながら、ブレーキコイル９通電時の発熱や外気温の上昇等によりブレーキ部が熱せられると、ブレーキ取り付け部等が膨らみ、ブレーキシュー８がブレーキドラム６に衝突する位置が変動する。そのため、あらかじめ設定された一定の速度パターンｖｄを用いると、ブレーキシュー８を一旦停止させた位置からブレーキドラム６との衝突位置までの距離が環境変化によって変化するので、衝突時に発生する動作音を安定して抑制することができない。
【００５７】
そこで、速度パターン発生部１２Ａは、ブレーキ状態推定部２０で推定されたブレーキ部の状態に基づいて、速度パターンｖｄを変更する。ここで、外気温等が変化すると、ブレーキコイル９の抵抗値Ｒが変化し、ブレーキコイル９の時定数が変化して、記録時間ｔｒが変化する。
【００５８】
このため、速度パターン発生部１２Ａは、例えば記録時間ｔｒの減少に合わせて速度パターンｖｄの一旦停止時間Ｔｓが増加するマップや、記録時間ｔｒから一旦停止時間Ｔｓを算出する関数を有し、記録時間ｔｒに応じて速度パターンｖｄの一旦停止時間Ｔｓを変更する。
【００５９】
これにより、環境変化等によってブレーキドラム６の位置が変化しても、ブレーキシュー８を、ブレーキドラム６に衝突する直前の位置で一旦停止させることができるようになるので、ブレーキシュー８とブレーキドラム６との衝突により発生する動作音を抑制することができる。
【００６０】
以上のように、実施の形態３によれば、ブレーキ状態推定部は、ブレーキドラム、ブレーキシュー、ばねおよびブレーキコイルを含むブレーキ部の状態を推定し、制御部は、推定されたブレーキ部の状態に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する。このとき、速度パターン発生部は、記録時間に基づいて、速度パターンを変更する
これにより、制御部がブレーキ部の状態に応じて制御パラメータを変更することで、ブレーキ部の状態に合わせた制御が可能となり、環境変化や経年変化によってブレーキ部の特性が変化しても、安定した制御効果を得ることができる。
そのため、環境変化や経年変化の影響を受けることなく、ブレーキの動作音を安定して抑制することができるエレベータ用ブレーキ装置を得ることができる。
【００６１】
なお、上記実施の形態３では、図９に示したように、動き出し検出後に、まずブレーキシュー８の落下速度を増加させるような速度パターンｖｄを用いて説明したが、これに限定されず、初期の増速がなく、一定の値から時刻Ｔｓで速度が０になるように、ランプ状に下がっていくような速度パターンｖｄを用いてもよい。
また、図９では、時刻Ｔｓにおいて速度を零としたが、これに限定されず、許容される衝突速度以下まで減速するような速度パターンｖｄを用いてもよい。
これらの場合も、上記実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  かご、２  シーブ、３  主索、４  釣合おもり、５  巻上モータ、６  ブレーキドラム、７  ばね、８  ブレーキシュー、９  ブレーキコイル、１０、１０Ａ、１０Ｂ  制御部、１１、１１Ａ  速度検出部、１２、１２Ａ  速度パターン発生部、１３  減算部、１４、１４Ａ  補償部、２０  ブレーキ状態推定部、２１  電流検出部、２２  電流記録部、２３  時間記録部、２４  状態判定部。
【図１】
2012140945.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012140945.tif 000011
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月14日(2013.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明に係るエレベータ用ブレーキ装置は、エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、ブレーキシューをブレーキドラムに押圧するばね、およびブレーキシューをばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイルを含むブレーキ部と、ブレーキ部のばね力を推定するブレーキ状態推定部と、ブレーキ状態推定部で推定されたブレーキ部のばね力に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御部とを備えたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、この発明に係るエレベータのブレーキ制動方法は、エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、ブレーキシューをブレーキドラムに押圧するばね、およびブレーキシューをばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイルを含むブレーキ部を備えたエレベータ用ブレーキ装置に適用されるエレベータのブレーキ制動方法であって、ブレーキ部のばね力を推定するブレーキ状態推定ステップと、ブレーキ状態推定ステップで推定されたブレーキ部のばね力に基づいて、ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御ステップと、を備えたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、
前記ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、
前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムに押圧するばね、および
前記ブレーキシューを前記ばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイル
を含むブレーキ部と、
前記ブレーキ部のばね力を推定するブレーキ状態推定部と、
前記ブレーキ状態推定部で推定された前記ブレーキ部のばね力に基づいて、前記ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御部と、
を備えたエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項２】
前記ブレーキ状態推定部は、
前記ブレーキコイルに流れるコイル電流を検出する電流検出部を有し、
前記コイル電流の波形から、前記ブレーキ部のばね力を推定する
請求項１に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項３】
前記ブレーキ状態推定部は、ブレーキ落下時において、前記ブレーキコイルへの印加電圧が遮断されてから、前記ブレーキシューが動き出すまでの時間である記録時間、および前記ブレーキシューが動き出すときの電流値である動き出し電流の少なくとも一方に基づいて、前記ブレーキ部のばね力を推定する請求項１または請求項２に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ブレーキシューの落下速度に対応する速度情報を検出する速度検出部と、
前記ブレーキシューの速度パターンを生成する速度パターン発生部と、
前記速度情報と前記速度パターンとの速度偏差から、前記制御電圧を出力する補償部と、
を有する請求項３に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項５】
前記補償部は、前記記録時間および前記動き出し電流の少なくとも一方に基づいて、制御パラメータを変更する請求項４に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項６】
前記速度パターン発生部は、前記記録時間に基づいて、前記速度パターンを変更する請求項４に記載のエレベータ用ブレーキ装置。
【請求項７】
エレベータのかごを昇降駆動する巻上モータに設けられたブレーキドラム、
前記ブレーキドラムに対して摺動することにより制動力を発生するブレーキシュー、
前記ブレーキシューを前記ブレーキドラムに押圧するばね、および
前記ブレーキシューを前記ばねの付勢力に抗して吸引する電磁石を構成するブレーキコイル
を含むブレーキ部を備えたエレベータ用ブレーキ装置に適用されるエレベータのブレーキ制動方法であって、
前記ブレーキ部のばね力を推定するブレーキ状態推定ステップと、
前記ブレーキ状態推定ステップで推定された前記ブレーキ部のばね力に基づいて、前記ブレーキコイルに供給する制御電圧を出力する制御ステップと、
を備えたエレベータのブレーキ制動方法。
【国際調査報告】
2012140945.tif 000015
2012140945.tif 000016
2012140945.tif 000017
2012140945.tif 000018