(57)【要約】【課題】その作動を監視する新規なエレベータブレーキを提供。【解決手段】本発明は、電磁石(104)を含むフレーム部(102)と、フレーム部に移動可能に支持される可動接極子(106)と、フレーム部と可動接極子の間に配置される１つ以上のエネルギー蓄積部、例えば作用ばね(110a、110b)と、可動接極子と関わり合い１つ以上のエネルギー蓄積部(110a、110b)から発生する法線力によって制動面(107)と係合する用に供し、エレベータ乗りかごの動作を制動または該エレベータ乗りかごを停止保持する摩擦ライニング(109)と、エレベータブレーキ(100)内に搭載されならびにエレベータブレーキの１以上の動作パラメータを検出および／または摩擦ライニングの法線力を直接測定するように構成されている１つ以上のセンサ(302a〜302d)を含むセンサシステムとを有するエレベータブレーキ(100)に関する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータブレーキであって、該エレベータブレーキは、
電磁石を含むフレーム部と、
該フレーム部に移動可能に支持される可動接極子と、
前記フレーム部と前記可動接極子の間に配置される少なくとも１つのエネルギー蓄積部、例えば作用ばねと、
前記可動接極子と関わり合い、前記少なくとも１つのエネルギー蓄積部から発生する法線力によって制動面と係合する用に供し、エレベータ乗りかごの動作を制動または該エレベータ乗りかごを停止保持する摩擦ライニングと、
該エレベータブレーキ内に搭載されならびに該エレベータブレーキの１以上の動作パラメータを検出および／または前記摩擦ライニングの法線力を直接測定するように構成されている１つ以上のセンサを含むセンサシステムとを有することを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項２】
請求項１に記載のエレベータブレーキにおいて、該エレベータブレーキは、前記可動接極子と結合または一体化され前記摩擦ライニングに力がかかるときに曲がるように構成されている中空担体を有することを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項３】
請求項２に記載のエレベータブレーキにおいて、前記センサシステムの少なくとも１つのセンサは、前記中空担体内に搭載され、前記摩擦ライニングの法線力を直接計測するように構成されていることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項４】
請求項３に記載のエレベータブレーキにおいて、前記センサシステムの少なくとも１つのセンサは、近接センサまたはロードセルであることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項５】
請求項２に記載のエレベータブレーキにおいて、前記センサシステムの少なくとも１つのセンサは、前記担体の変形を検知するように構成されていることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のエレベータブレーキにおいて、前記センサシステムの少なくとも１つのセンサは、プリント回路板上に形成されたアンテナを含む非接触センサであり、前記プリント回路板は、該エレベータブレーキ内に搭載され、絶縁樹脂によって該エレベータブレーキに固定されていることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項７】
請求項６に記載のエレベータブレーキにおいて、前記非接触センサは、フレーム部または接極子の一方に装着され前記フレーム部または接極子の他方の金属面との距離を検知するように構成されている誘導近接センサであることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項８】
請求項６または７に記載のエレベータブレーキにおいて、前記プリント回路板は、電磁石に装着されることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載のエレベータブレーキにおいて、前記センサシステムの少なくとも１つのセンサは、前記プリント回路板に搭載された温度センサであることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載のエレベータブレーキにおいて、前記センサシステムの少なくとも１つのセンサは、前記プリント回路板に搭載された電流センサであることを特徴とするエレベータブレーキ。
【請求項１１】
請求項10に記載のエレベータブレーキにおいて、前記電磁石のコイルは前記電流センサを通して配線されていることを特徴とするエレベータブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはエレベータの技術分野に関するものである。とりわけ、本発明は、エレベータブレーキの作動を監視する手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
概して、エレベータはいくつかの電磁ブレーキ、通常は２つのブレーキを有し、エレベータ乗りかごの動作を制動する。エレベータブレーキは、巻上機械ブレーキとして実現されてもよい。巻上機械ブレーキはエレベータ巻上機に装着され、ブレーキは巻上機のトラクションシーブまたは回転軸に対して働き、トラクションシーブの動作、ひいてはエレベータ乗りかごの動作を制動する。あるいは、ブレーキはエレベータ乗りかごのブレーキとして実現されてもよい。エレベータ乗りかごのブレーキはエレベータ乗りかごに装着され、ブレーキはガイドレールに対して働き、エレベータ乗りかごの動作を直接制動する。概して、エレベータブレーキは、制動フレームと接極子とを有し、接極子は制動フレームに移動可能に支持される。さらに、制動フレームは電磁石を有し、電磁石は、制動フレームと接極子の間に配設されたいくつかの作用ばね、すなわち推力ばねによって生成される制動力に逆らって働く。ブレーキは、電流を電磁石に供給することによって開放され、ブレーキは、電流の供給を遮ることによって作動する。
【０００３】
エレベータブレーキは安全装置であるため、エレベータブレーキの動作を監視する必要がある。例えば、エレベータブレーキの機能を監視するために制動力を測定してもよい。制動力は、制動輪表面と制動輪表面に向かう力によって押圧される摩擦ライニング部材との間における摩擦により生成される。作用ばねは、摩擦対、すなわち摩擦ライニングおよび制動面に力をかけるように構成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の手法によれば、機械スイッチ、例えばマイクロスイッチ、近接スイッチまたは光学スイッチを用いて、ブレーキが開放されるときおよび接続されるときに機械スイッチの状態が変化するようにして、接極子の動作を監視してきた。スイッチは、エレベータブレーキの側部または上部に配置、例えば固着されてもよい。しかしながら、これらの従来技術による手法の不利益の１つに、制動状態に関する直接的な情報が得られないため、代替的に摩擦ライニングもしくは接極子、または他の関連する部品の動作を測定することが挙げられる。あるいは、従来技術の一手法によれば、制動領域から離れているブレーキ手段に働く作用ばねに近接する領域からばね力を測定していた。そのため、制動状態に関する直接的な情報を得ることはやはりできない。
【０００５】
ゆえに、上述の不利益のうち少なくとも一部を軽減することができる、エレベータブレーキを監視する新規な手法の導入が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の様々な実施例の態様を基礎的に理解すべく、簡略化した要旨を以下に示す。要旨は、本発明の広範な大要を示すものではない。本発明の主要もしくは重要な要素を認定することも、本発明の範囲を示すことも意図しない。下記の概要は単に、本発明の概念を簡略化した形式で、本発明の実施例を例示する更に詳細な説明の前置きとして示すにすぎない。
【０００７】
本発明は、エレベータブレーキを提供することを目的とする。本発明は、エレベータブレーキがエレベータブレーキの作動および制動状態に関するより多くの情報を取得できるようにすることを別の目的とする。
【０００８】
本発明は、独立形式請求項で定義されているようなエレベータブレーキによって達成される。
【０００９】
一態様によれば、エレベータブレーキが提供され、エレベータブレーキは、電磁石を含むフレーム部と、フレーム部に移動可能に支持される可動接極子と、フレーム部と可動接極子の間に配置される少なくとも１つのエネルギー蓄積部、例えば作用ばねと、可動接極子と関わり合い少なくとも１つのエネルギー蓄積部から発生する法線力によって制動面と係合する用に供し、エレベータ乗りかごの動作を制動またはエレベータ乗りかごを停止保持する摩擦ライニングと、エレベータブレーキ内に搭載されならびにエレベータブレーキの１以上の動作パラメータを検出および／または摩擦ライニングの法線力を直接測定するように構成されている１つ以上のセンサを含むセンサシステムとを有する。
【００１０】
エレベータブレーキはさらに、可動接極子と結合または一体化され摩擦ライニングに力がかかると曲がるように構成された中空担体を有していてもよい。
【００１１】
さらに、センサシステムの少なくとも１つのセンサは、中空担体内に搭載され、摩擦ライニングの法線力を直接計測するように構成されていてもよい。
【００１２】
センサシステムの少なくとも１つのセンサは、近接センサまたはロードセルであってもよい。
【００１３】
代替的または付加的に、センサシステムの少なくとも１つのセンサは、担体の変形を検知するように構成されていてもよい。
【００１４】
代替的または付加的に、センサシステムの少なくとも１つのセンサは、プリント回路板上に形成されたアンテナを含む非接触センサであってもよい。プリント回路板は、エレベータブレーキ内に搭載され、絶縁樹脂によってエレベータブレーキに固定されてもよい。
【００１５】
非接触センサは、フレーム部または接極子の一方に装着されフレーム部または接極子の他方の金属面との距離を検知するように構成されている誘導近接センサであってもよい。
【００１６】
代替的または付加的に、プリント回路板は、電磁石に装着されてもよい。
【００１７】
代替的または付加的に、センサシステムの少なくとも１つのセンサは、プリント回路板上に搭載された温度センサであってもよい。
【００１８】
代替的または付加的に、センサシステムの少なくとも１つのセンサは、プリント回路板上に搭載された電流センサであってもよい。
【００１９】
代替的または付加的に、電磁石のコイルは電流センサを通して配線されていてもよい。
【００２０】
本願において、語句「いくつかの」とは、１以上の正の整数、例えば、１、２または３を指す。
【００２１】
本願において、語句「複数の」とは、２以上の正の整数、例えば、２、３または４を指す。
【００２２】
本発明のさまざまな例示的および非限定的な実施例は、構成および動作方法の両方に関して、付加的な目的やその利点と併せて、添付図面と関連付けて読み取ることにより、具体的に例示している非限定的な実施例についての下記説明に基づいて最適に理解できるであろう。
【００２３】
本願書類において、動詞「有する」および「含む」は、記載されていない構成の存在を除外も義務付けもしない、任意の限定として用いられる。従属形式請求項に記載されている構成は、特に明示的に記載されていない限り、相互に自由に組合せ可能である。さらに、本願書類全体を通じて、「１つの」なる語、すなわち単数形の使用は、複数性を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の実施例は、添付図面の図解によって例示されるが、図解に限定されるものではない。
【図１】本発明の実施例を実現可能なエレベータブレーキの例の概略図である。
【図２】本発明の実施例に係るエレベータブレーキの概略図である。
【図３】本発明に係るプリント回路板の例の概略図である。
【図４】本発明の別の実施例に係るエレベータブレーキの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
明細書に記載される下記具体例は、添付の特許請求の範囲の技術的範囲および／または利用可能性を限定するものと理解すべきではない。明細書に記載される下記の例の一覧や群は、明示的に記載されていない限り網羅的なものではない。
【００２６】
図１は、本発明の実施例を実現可能なエレベータブレーキ100の例を概略的に示す。エレベータブレーキ100は、フレーム部102と、可動接極子106と、摩擦ライニング109を含むブレーキ片108とを有する。可動接極子106は、案内ピン（図１では不図示）によって、フレーム部102に対して可動に支持される。
【００２７】
エレベータブレーキ100はさらに、少なくとも１つのエネルギー蓄積部を有し、これは、接極子106とフレーム部102の間に配置された、例えば作用ばね、すなわち推力ばね110a、110bである。さらに、フレーム部102は少なくとも１つの電磁石104を有し、電磁石104は、いくつかの作用ばね110a、110bによって生成される制動力に逆らうように構成されている。エレベータブレーキ100は、電流を電磁石104に供給することによって開放されてもよい。さらに、エレベータブレーキ100は、電流供給を遮断することによって当接させ、すなわち作動させてもよい。
【００２８】
摩擦ライニング109は、可動接極子106と関連付けられ、エネルギー蓄積部で発生する法線力を用いて制動面107に係合する用に供し、エレベータシャフト内でエレベータ乗りかごの動作を制動するか、またはエレベータ乗りかごを停止状態に保持する。制動面107は例えば、トラクションシーブ上もしくはエレベータ巻上機の回転軸上の、または、エレベータ乗りかごのガイドレール上の特定の領域であってもよい。
【００２９】
エレベータブレーキ100は、巻上機構ブレーキとして実現されてもよく、巻上機構ブレーキはエレベータ巻上機に装着される。また、エレベータブレーキ100は、トラクションシーブまたは巻上機の回転軸に力を及ぼすように構成され、トラクションシーブの動作、ひいてはエレベータ乗りかごの動作を制動する。あるいは、エレベータブレーキ100は、エレベータ乗りかごブレーキとして実現されてもよく、エレベータ乗りかごブレーキはエレベータ乗りかごに装着される。さらに、エレベータブレーキは、ガイドレールに力を及ぼすように構成され、エレベータ乗りかごの動作を直接制動する。
【００３０】
エレベータブレーキ100はさらに、可動接極子106と連結または一体化した中空担体112を有していてもよい。図１では、中空担体112は可動接極子106の一体化部分として備えられている。担体112は、制動がかかると、すなわち、摩擦ライニング109が法線力によって制動面107に対して押圧されると、曲がるまたは変形するように構成されてもよい。法線力は、フレーム部102と接極子106の間で働く作用ばね110a、110bの位置エネルギーから生じるものである。
【００３１】
エレベータブレーキ100はさらに、エレベータブレーキ100内に搭載された１つ以上のセンサを含むセンサシステム（図１では不図示）を有し、測定データを提供してエレベータブレーキの動作を監視する。センサシステムは、エレベータブレーキ100の動作パラメータを検知するよう構成されていてもよい。代替的または付加的に、センサシステムは、可動接極子106を介する摩擦ライニング109の法線力を直接的に計測するように構成されていてもよい。エレベータブレーキ100の制動力は、測定された法線力および制動面107と摩擦ライニング材との間の摩擦係数に基づいて特定される。これによって、制動力に関する直接的な情報が得られるようになる。
【００３２】
複数のセンサが設けられている場合、個々のセンサは同一の型式でもよく、または、別々の型式でエレベータブレーキ100の動作パラメータを測定、すなわち検知するように構成されていてもよい。１つ以上のセンサをエレベータブレーキ100に取り付けることによって、エレベータブレーキ100の下記の動作パラメータ、例えば、
・電流
・温度
・位置
・法線力
・少なくとも２つの部分の距離
を監視することができる。
【００３３】
上述のパラメータの監視は、センサシステムの既述のセンサのうち１つ以上から取得される測定データを処理することによって実行されてもよい。測定データは、エレベータブレーキ100の少なくとも１の動作パラメータを直接的に示してもよい。または、少なくとも１のパラメータは、測定データから生成されてもよい。
【００３４】
続いて、測定データを提供してエレベータブレーキ100の前述した動作パラメータのうち少なくとも一部を監視することについて論じ、センサシステムの実施例を少なくとも数例開示する。図２は、本発明に係る実施例を概略的に示し、エレベータブレーキ100のセンサシステムは、エレベータブレーキ100の動作パラメータの１つ以上を検知するように構成されていてもよい。センサシステムの少なくとも１つのセンサ302a〜302cは、プリント回路板202上に形成されたアンテナ304を含む非接触センサであってもよい。図３は、３つのセンサを含む本発明に係るプリント回路板202の例を概略的に示す。しかしながら、エレベータブレーキ100のセンサシステムは、センサシステムの用途に適すると考えられるセンサをいくつでも含んでいてよい。プリント回路板202は、エレベータブレーキ100内に搭載され、絶縁樹脂によってブレーキ内部に固定されてもよい。あるいは、プリント回路板202は例えば、ねじ、逆棘付ツリープラグまたはさまざまな型式のスナップオン固定器具を用いて固定されてもよい。
【００３５】
プリント回路板202は、フレーム部102または接極子106に装着されてもよい。プリント回路板がフレーム部102に装着される場合、ボードを電磁石104に、好ましくは接極子106に対向する端部に固定してもよい。一般的には、電磁石104は絶縁樹脂によってフレーム部102に固定されることとなる。プリント回路板202は、電磁石104に直接接して組み入れられ、電磁石104に加えてフレーム部102に対して樹脂加工をしてもよい。あるいは、プリント回路板は、電磁石104に設けられた、好ましくは接極子106に対向する端部に設けられた溝または隙間に固定され、そこで樹脂加工をしてもよい。
【００３６】
あるいは、プリント回路板上に形成されるセンサ以外のあらゆる型式のセンサも、電磁石104に設けられた、好ましくは接極子106に対向する端部に設けられた溝または隙間に固定され、そこで樹脂加工をしてもよい。このような他の型式のセンサの非限定的な例として、線形ポテンショメータ、光学センサおよびさまざまな型式のスイッチであってもよい。
【００３７】
フレーム部102または接極子106の一方に装着される少なくとも１つのセンサ302a〜302cは、フレーム部102または接極子106の他方の金属面までの距離を検知するように構成されている近接センサであってもよい。言い換えれば、近接センサ、例えば誘導近接センサは、移動する部分または構造体の絶対的な位置変化を測定する手段を提供する。少なくとも１つのセンサがフレーム部102に装着される場合、センサは電磁石104に固定されてもよい。電磁石104によって生成される磁束は、誘導近接センサを妨害しない。なぜならば、磁束は、誘導近接センサの励起とは異なる周波数帯に対して作用しているからである。これによって、誘導近接センサを電磁石104に固定することが可能となる。
【００３８】
代替的または付加的に、センサシステムの少なくとも１つのセンサ302a〜302cは、プリント回路板に搭載された温度センサであってもよい。温度センサは、例えば熱電対、負温度係数抵抗器または正温度係数抵抗器であってもよい。温度センサは、エレベータブレーキ100の温度を検知するように構成されていてもよい。あるいは、温度センサは、誘導近接センサを用いて実現され、誘導近接センサの測定信号のドリフトを観測し、これによってエレベータブレーキ100の温度を検知してもよい。
【００３９】
代替的または付加的に、センサシステムの少なくとも１つのセンサ302a〜302cは、プリント回路板に搭載された電流センサであってもよい。電磁石104のコイルは、電流センサを通して配線されていてもよい。電流センサは、電磁石104の電流を検知するように構成されていてもよい。
【００４０】
図４は、本発明に係る実施例を概略的に示し、本例において、エレベータブレーキ100のセンサシステムは、摩擦ライニング209の法線力を直接的に特定するように構成されていてもよい。法線力は、接極子106を通過して摩擦ライニング109に向けられる、すなわち導かれる。
【００４１】
センサシステムの少なくとも１つのセンサ302dは、中空担体112内に搭載され、これによって可動接極子を介して摩擦ライニング109に向かう法線力を直接測定してもよい。図４では、中空担体112は可動接極子106に結合されているが、あるいは上述のように、中空担体112は可動接極子106と一体化していてもよい。センサシステムの少なくとも１つのセンサ302dは、近接センサまたはロードセルであってもよい。ロードセルは例えば、歪みゲージ、油圧式荷重計、空圧式荷重計または他のいずれの型式のロードセルであってもよい。近接センサは、距離を測定可能な誘導近接センサまたは静電容量近接センサであってもよい。
【００４２】
少なくとも１つのセンサ302dは中空担体112内に搭載されるので、摩擦ライニング109およびその結果として制動領域に働く法線力は、制動領域、すなわち摩擦ライニング109が制動面107に働く領域から直接的に測定できる。言い換えると、中空担体112の内部に少なくとも１つのセンサ302dを設置することにより、摩擦ライニング109の法線力、すなわち摩擦ライニング109へ向けて制動面107に直接影響を及ぼす法線力ベクトルを、直接的に測定できるようになる。制動面から法線力を直接的に測定することにより、法線力の測定の正確性および信頼性が向上する。制動力は、測定された法線力に制動面107と摩擦ライニング材の間の摩擦係数を掛けることによって、測定された法線力から特定されるので、制動力の測定における正確性および信頼性を向上させることができる。法線力を直接的に測定することにより、制動力に関する情報を制動領域から直接取得できるようになる。
【００４３】
法線力の低下は、少なくとも１つの作用ばね110a、110bの故障や劣化を示す。さらに、法線力はエレベータブレーキ100によって生成される制動トルクに直接比例するので、法線力の低下は、制動トルクの低下も意味する。したがって、上述した法線力の直接的な測定からエレベータブレーキの動作を監視する手段が付与され、少なくとも１つの作用ばね110a、110bの故障または劣化は、測定された法線力の低下を検出することによって観測される。これによって、法線力が完全に衰えて制動トルクが失われるよりも十分に前に、すなわち作用ばね110a、110bが完全に損耗する前に、作用ばね110a、110bの劣化または故障を検出できるようになる。このため、作用ばね110a、110bの劣化または故障を早期に検出できるようになり、ゆえに少なくとも部分的にエレベータの安全性が向上する。
【００４４】
代替的または付加的に、センサシステムの少なくとも１つのセンサ302dは、中空担体112内に搭載され中空担体112の変形を検知するように構成されたロードセルであってもよい。ロードセルは例えば、歪みゲージ、油圧式荷重計、空圧式荷重計または他のいずれの型式のロードセルであってもよい。
【００４５】
上述のエレベータブレーキ100は、エレベータブレーキ100に関するさらなる情報を取得することができる。本発明に係るエレベータブレーキ100のセンサシステムは、センサの連携を利用すること、すなわち別々のセンサの測定結果を結び付けることができ、これによって、エレベータブレーキ100の動作の監視の正確性および信頼性を少なくとも部分的に向上させることができる。本発明に係るエレベータブレーキ100のセンサシステムは、複数のセンサ、例えば、電磁石104の電流を測定するように構成されている電流センサ、制動フレーム102と接極子106の間の距離を測定するように構成されている誘導式近接センサ、摩擦ライニング109の法線力の量を測定するように構成されている歪みゲージおよび／またはエレベータブレーキ100の温度を測定するように構成されている温度センサを有してもよい。このため、エレベータブレーキ100の動作は、エレベータブレーキ100の上記動作パラメータを個々に測定することによって、または、エレベータブレーキの上記動作パラメータのいくつかの測定結果を結び付けること、例えば、制動フレーム102と接極子106の間の距離および摩擦ライニング109の法線力の量を組み合わせてブレーキ電流を測定することによって監視されてもよい。さらに、本発明の実施例のうち少なくとも一部では、エレベータブレーキ100を簡素かつ頑丈な構造にして、組立てを容易にすることができる。また、本発明の実施例のうち少なくとも一部では、制動状態に関する信頼できる情報は、摩擦ライニングの法線力を測定することによって得られる。この理由は、例えば、エレベータブレーキの制動力は、制動面と摩擦ライニング材の間の摩擦係数に加えて、法線力に基づいて決定されるためである。
【００４６】
本願では、本発明は主として、エレベータブレーキに関連して説明されている。しかしながら、発明の思想は、ある場所から他の場所に荷、例えば人間を運搬するように構成されている装置を有する他の環境構造体に適用されてもよい。例えば、本発明は、エスカレータのブレーキおよび動く歩道のブレーキに関連して実施されてもよい。
【００４７】
明細書に記載された上記具体例は、添付の特許請求の範囲の利用可能性および／または解釈を限定するものと理解すべきではない。明細書に記載された上記の例の一覧や群は、明らかにそれと異なるように記載されていない限り網羅的なものではない。
【符号の説明】
【００４８】
100  エレベータブレーキ
102  フレーム部
104  電磁石
106  可動接極子
107  制動面
109  摩擦ライニング
110  エネルギー蓄積部
112  中空担体
202  プリント回路板
302  センサ
304  アンテナ
【図１】
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【図２】
2019182661.tif 000004
【図３】
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【図４】
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