(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗かごと釣合いおもりを懸垂するロープが巻き掛けられたシーブを駆動して前記乗かごを昇降させるモータと、このモータの回転軸に制動力を付与するためのブレーキと、前記モータの回転動作ならびに前記ブレーキの制動動作を制御する制御装置とを備えたエレベータにおける、前記ブレーキの特性評価を行うための装置であって、前記乗かごの走行速度を検出する速度検出手段と、前記ブレーキに通電される駆動電流を検出する電流検出手段と、前記走行速度ならびに前記駆動電流を記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶している情報を読み出して前記乗かごの減速度ならびに前記ブレーキが動作する時点での前記駆動電流を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果を予め設定した標準値と比較して良否の判定を行う判定手段とを備えていることを特徴とするエレベータのブレーキ特性評価装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記判定手段が、前記演算結果が許容範囲を外れているかどうかの異常診断を行うとともに、該演算結果が遠からず許容範囲を外れる傾向にあるかどうかの予兆診断を行うように構成したことを特徴とするエレベータのブレーキ特性評価装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記記憶手段と前記演算手段と前記判定手段とが前記制御装置に組み込んであり、前記演算結果の良否の判定が自動的になされるようにしたことを特徴とするエレベータのブレーキ特性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、故障を未然に防止するためにエレベータ用ブレーキの動作特性や制動力特性の評価に用いられる、エレベータのブレーキ特性評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータのブレーキは極めて重要な安全装置であるため、動作特性や制動力特性を評価するという特性評価を定期的に実施して、良好な品質を維持する必要がある。具体的には、従来、ブレーキの動作特性を評価する場合、制動解除指令を発してからモータが回転するまでに要する制動継続時間等を保守員が測定し、この測定値を、予めモータの容量とブレーキの型式ごとに設定されている標準値と比較することによって、良否の判定を行っていた。また、ブレーキの制動力特性を評価する場合は、従来、ブレーキがモータを制動している状態で、エレベータ制御装置により所定の値に減少させたモータトルクを発生させたときにモータが回転しないことを確認するという試験を複数回実施することによって、良否の判定を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、エレベータ用ブレーキの動作特性を評価するために、保守員がモータの動作音を聴き取って制動継続時間を測定しなければならないので、経験豊富な熟練者でないと正確な評価が下しにくいという問題点があり、また、モータの容量とブレーキの型式ごとに設定されている多数の標準値の中から該当する標準値を探し出す作業も、存外煩わしいものであった。さらにまた、かかる従来技術でエレベータ用ブレーキの制動力特性を評価する場合、保守員はモータトルクの変更を行い、複数回の確認試験後に再び正規のモータトルクに設定しなければならないので、多大な時間を要するという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、ブレーキの動作特性や制動力特性が簡単かつ正確に評価できて保守作業の大幅な効率化が図れる、エレベータのブレーキ特性評価装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明による特性評価装置は、乗かごの走行速度を検出する速度検出手段と、ブレーキに通電される駆動電流を検出する電流検出手段と、前記走行速度ならびに前記駆動電流を記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶している情報を読み出して前記乗かごの減速度ならびに前記ブレーキが動作する時点での前記駆動電流を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果を予め設定した標準値と比較して良否の判定を行う判定手段とを備える構成とした。
【０００６】
このように構成される特性評価装置は、乗かごの減速度をその標準値と比較することでブレーキの制動力特性が評価できるとともに、ブレーキが動作する時点での駆動電流をその標準値と比較することでブレーキの動作特性が評価できる。そして、これらの特性評価には保守員の個人差による測定誤差が含まれないので信頼性が高く、かつ、保守員は該当する標準値を探したりモータトルクを変更する必要がなくなるので作業時間が大幅に短縮できる。また、この装置の記憶手段や演算手段や判定手段をエレベータの制御装置に組み込んでおけば、ブレーキの特性評価を自動的に行わせることもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明によるブレーキ特性評価装置の一実施形態を示すエレベータの模式図で、乗かご１と釣合いおもり２を懸垂するロープ３がシーブ４とそらせ車５に巻き掛けられており、エレベータの各種制御を行う制御盤２０により制御されるモータ６の回転力が、減速機７を介してシーブ４に伝達されるので、このシーブ４に駆動されて乗かご１が昇降するようになっている。また、モータ６の回転軸上に設けられているブレーキ８は、停止中の乗かご１を走行不能な状態に保持したり、走行中に停電などが発生した場合に乗かご１を非常停止させるために用いられる。なお、釣合いおもり２の質量は、乗かご１の質量に、その積載荷重の４０％〜５０％を加えた大きさに設定されている。
【０００８】
一方、本実施形態に係るブレーキ特性評価装置は、モータ６の回転軸上に設けられて乗かご１の走行速度が検出可能な速度検出器９と、ブレーキ８に通電される駆動電流を検出する電流検出器１０と、これら両検出器９，１０の出力信号を記憶する記憶手段１１と、この記憶手段１１の記憶データを読み出して乗かご１の減速度ならびにブレーキ８が動作する時点での駆動電流を演算する演算手段１２と、この演算手段１２の演算結果を予め設定した標準値と比較して良否の判定を行う判定手段１３とによって概略構成されている。
【０００９】
次に、図２を参照しつつ、ブレーキ８の構造と動作について説明する。
ディスク８ａは減速機７側に取り付けられていて、このディスク８ａと対向する位置に順次、モータ・ピニオン軸８ｇに締結されているライニング８ｂと、アマチュア８ｃと、電磁コイル８ｄを内包したコア８ｅとが配置されており、このコア８ｅとディスク８ａはロッド８ｆの両端部に固定されている。また、コア８ｅの外周部には複数個の制動バネ８ｈが配設されていて、これらの制動バネ８ｈは常時アマチュア８ｃに押しつけ力を加えている。
【００１０】
エレベータが通常運転されているとき、乗かご１が停止する際には、電気的にモータ６の回転を停止させた後、図２（ｂ）に示すように、制動バネ８ｈの押しつけ力によってアマチュア８ｃとディスク８ａとの間にライニング８ｂを挟圧せしめ、その摩擦力によりモータ・ピニオン軸８ｇの回転を阻止するので、停止した乗かご１はブレーキ８により走行不能な状態に保持された状態となる。そして、この状態で乗かご１を起動させる際には、ブレーキ８に駆動電流が流れて電磁コイル８ｄが励磁され、アマチュア８ｃに対する電磁コイル８ｄの吸引力が制動バネ８ｈの押しつけ力に打ち勝ったとき、図２（ａ）に示すように、アマチュア８ｃがコア８ｅ側へ移動してライニング８ｂが解放されるので、モータ・ピニオン軸８ｇが回転可能となって乗かご１は走行を開始する。
【００１１】
また、乗かご１の走行中に停電や他の何らかの理由で非常停止指令が発せられた場合は、図２（ａ）の状態にある電磁コイル８ｄが瞬間的に消磁されるので、アマチュア８ｃは制動バネ８ｈの押しつけ力によってディスク８ａ側へ移動し、図２（ｂ）に示すようにライニング８ｂが挟圧されてモータ・ピニオン軸８ｇは回転を停止し、よって乗かご１は非常停止する。
【００１２】
図３は、エレベータの制御盤２０内のブレーキ電源回路から電磁コイル８ｄへ供給されるブレーキ駆動電流の電流波形１４と、この電流波形１４に対応するアマチュア８ｃの変位１５と、速度検出器９で検出したエレベータ速度１６と、このエレベータ速度１６に基づいて演算手段１２が算出したエレベータ加速度１７とを示すタイムチャートである。
【００１３】
図３の電流波形１４に示すように、ブレーキ８に電力が供給されると、電磁コイル８ｄのインダクタンスとインピーダンスから求まる回路の時定数でブレーキ駆動電流は緩やかに増加していき、それに伴い電磁コイル８ｄの吸引力は増加していく。その際、制動バネ８ｈに付勢されてライニング８ｂを押しつけているアマチュア８ｃは、電磁コイル８ｄの吸引力が制動バネ８ｈの押しつけ力を上回るまでは駆動されないが、電力供給が開始されて時間１４ａが経過し駆動電流が所定値１４ｂにまで増加すると、電磁コイル８ｄの吸引力が制動バネ８ｈの押しつけ力を上回るため、アマチュア８ｃはコア８ｅ側へ移動してライニング８ｂが解放され、制動解除状態となる。このとき、アマチュア８ｃの変位により電磁コイル８ｄの磁束が変化するので、回路の時定数が変化し、電流の乱れ１４ｃが発生する。換言するなら、電流の乱れ１４ｃを引き起こすブレーキ駆動電流１４ｆが流れたときに、アマチュア８ｃがコア８ｅ側へ変位してブレーキ８は開放（制動解除）される。
【００１４】
同様に、アマチュア８ｃがコア８ｅ側へ吸引されている制動解除状態で、ブレーキ駆動電流が減少して所定値１４ｇになると、アマチュア８ｃが制動バネ８ｈの押しつけ力でディスク８ａ側へ移動し、ライニング８ｂを介して制動状態となるが、このときもアマチュア８ｃの変位により電磁コイル８ｄの磁束が変化するので電流の乱れ１４ｄが発生する。なお、電磁コイル８ｄに流れるブレーキ駆動電流は、交流電流を全波整流したものなので、脈動１４ｅが発生する。
【００１５】
一方、エレベータ速度１６は、ブレーキ８が開放されると加速されて所定の速度となり、次いで逆向きに加速されて停止する。かかる停止時には、通常、電気的にモータ６の回転を停止させた後、アマチュア８ｃを制動バネ８ｈの押しつけ力でディスク８ａ側へ変位させてライニング８ｂを挟圧することにより、ブレーキ８は乗かご１を走行不能な状態に保持する。また、走行中に非常停止指令が発せられた場合や、保守運転時などには、電磁コイル８ｄを瞬間的に消磁させて、モータ６をブレーキ８により直接制動するので、乗かご１は直ちに減速して停止する。
【００１６】
いま、低速運転が可能な保守運転を行っていて、無負荷状態で下降運転中の乗かご１を停止させたとすると、本実施形態では次のようにしてブレーキ８の特性評価を行う。
まず、速度検出器９にて保守運転中のエレベータ速度１６が検出されて記憶手段１１に記憶されるとともに、電流検出器１０にてブレーキ駆動電流１４が検出されて記憶手段１１に記憶される。そして、記憶されたエレベータ速度１６に基づき、マイクロコンピュータ等の演算手段１２により、エレベータ加速度１７や乗かご１が停止した時点１６ａが求められる。また、この演算手段１２により、ブレーキ開放時のアマチュア８ｃの動作点１４ｆと、ブレーキ制動時のアマチュア８ｃの動作点１４ｇと、ブレーキ開放時の電流値１４ｂとが求められる。
【００１７】
こうして得られた演算結果に基づき、判定手段１３では図４（ａ）に示すように、ブレーキ８が開放される時点（動作点）１４ｆでの電流値１４ｂを、予め設定しておいた標準値の範囲（許容範囲）１４ｈと比較し、電流値１４ｂが許容範囲内か、それとも過大か、過小かを判定する。なお、制動バネ８ｈの押しつけ力が大きいと、これに打ち勝つため動作点１４ｆでの電流値１４ｂは高くなり、逆に該押しつけ力が小さいと電流値１４ｂは低くなる。
【００１８】
また、判定手段１３では図４（ｂ）に示すように、ブレーキ８の制動が開始される時点（動作点）１４ｇから乗かご１が実際に停止する時点１６ａまでに要する停止時間１７ｂに基づいて算出される減速度１７ａを、予め設定しておいた標準値の範囲（許容範囲）１７ｃと比較し、減速度１７ａが許容範囲内か、それとも過大か、過小かを判定する。なお、ブレーキ８の制動力が大きいと、停止時間１７ｂが短縮するため減速度１７ａは大きくなり、逆に制動力が小さいと、停止時間１７ｂが延びるため減速度１７ａは小さくなる。
【００１９】
このように本実施形態においては、ブレーキ開放時点１４ｆでの電流値１４ｂの良否を判定することで制動バネ８ｈの押しつけ力の評価が行えるとともに、乗かご１の減速度１７ａの良否を判定することでブレーキ８の制動力の評価が行えるようになっている。したがって、例えばブレーキ８の制動力が不足という評価が下されたとき、その原因が、制動バネ８ｈの破損等による押しつけ力の不足によるものなのか、それともライニング８ｂに油等が付着して摩擦力の低下を起こしているためなのかが、ほぼ特定できて、対策作業が効率よく行える。
【００２０】
また、本実施形態においては、ブレーキ８の制動力特性や動作特性の評価に保守員の個人差による測定誤差が含まれないので信頼性が高く、かつ、保守員は該当する標準値を探したりモータトルクを変更する必要がなくなるので作業時間が大幅に短縮できる。
【００２１】
なお、上述した実施形態では図４に示すように、ブレーキ８の特性を表す演算結果が許容範囲内にあれば正常、許容範囲外にあれば異常という判定を下すとして説明したが、演算結果が許容範囲内にあっても遠からず許容範囲を外れるとみなせるとき、これも明示できるような判定方法を採用すれば、異常診断だけでなく予兆診断も行えるため都合がよい。すなわち、図５（ａ）に示すように、ブレーキ開放時点での電流値１４ｂが標準値の範囲１４ｈを僅かに外れていて、範囲１４ｉ内にあれば過大になりかけており、範囲１４ｊ内にあれば過小になりかけていると判定できるので、該電流値１４ｂがこれらの範囲１４ｉ，１４ｊ内にあるときには速やかに対策を講じておくことにより、ブレーキ８の故障を未然に防止することができる。同様に、図５（ｂ）では、エレベータ減速度１７ａが標準値の範囲１７ｃを僅かに外れていて、範囲１７ｄ内にあるときには過大になりかけているという判定を下し、範囲１７ｅ内にあるときには過小になりかけているという判定を下す。
【００２２】
また、図６に示すように、記憶手段１１や演算手段１２や判定手段１３をエレベータの制御盤２０に組み込んでおけば、ブレーキ８の特性評価を自動的に行わせることができるので、保守員による診断作業を省略することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によるエレベータ用ブレーキ特性評価装置は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２４】
ブレーキの動作特性および制動力特性の評価に保守員の個人差による測定誤差が含まれないので、保守員の熟練度によらず常に信頼性の高い特性評価が行え、しかも、保守員は該当する標準値を探したりモータトルクを変更する必要がなくなるので、作業時間が大幅に短縮できて保守作業が効率よく行える。
【００２５】
また、本発明による特性評価装置の記憶手段や演算手段や判定手段をエレベータの制御装置に組み込んでおけば、ブレーキの特性評価を自動的に行わせることができるので、保守員による診断作業を省略することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブレーキ特性評価装置の一実施形態を示すエレベータの模式図である。
【図２】エレベータ用ブレーキの構造および動作を示す説明図である。
【図３】ブレーキの駆動電流およびアマチュア変位と乗かごの速度および加速度とに関するタイムチャートである。
【図４】ブレーキの駆動電流と乗かごの減速度とに関する本発明の一評価方法を説明するための図である。
【図５】ブレーキの駆動電流と乗かごの減速度とに関する本発明の他の評価方法を説明するための図である。
【図６】本発明によるブレーキ特性評価装置の他の実施形態を示すエレベータの模式図である。
【符号の説明】
１  乗かご
２  釣合いおもり
３  ロープ
４  シーブ
６  モータ
８  ブレーキ
８ａ  ディスク
８ｂ  ライニング
８ｃ  アマチュア
８ｄ  電磁コイル
８ｈ  制動バネ
８ｇ  モータ・ピニオン軸
９  速度検出器
１０  電流検出器
１１  記憶手段
１２  演算手段
１３  判定手段
１４  ブレーキ電流波形
１４ｆ，１４ｇ  動作点
１６  エレベータ速度
２０  制御盤
【図１】
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【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】
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