(57)【要約】【課題】経験者でなくとも電磁ブレーキの動作の正常と異常の判定を可能とし、また、異常の予兆を捕らえること。【解決手段】ブレーキコイル５に給電することにより吸引される第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂを有する電磁ブレーキ１の異常診断装置において、吸引時のプランジャ移動量と移動時間を計測する複数のレーザ変位計１４ａ〜１４ｈと、前記レーザ変位計１４ａ〜１４ｈの計測結果を記憶する記憶装置１１と、記憶装置１１に記憶した計測結果に基づいて異常の有無を判定する解析装置１２と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルに給電することにより吸引されるプランジャを有する電磁ブレーキの異常診断装置において、
吸引時のプランジャ移動量と移動時間を計測する複数の計測手段と、
前記計測手段の計測結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した計測結果に基づいて異常の有無を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする電磁ブレーキの異常診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁ブレーキの異常診断装置において、
前記計測手段が、
前記プランジャの端面側の同一円周上の複数点における起動時及び釈放時に摺動する前記プランジャ移動量を検知する検知手段と、
前記プランジャの起動開始から起動終了までの時間、及び釈放開始から釈放終了までの前記移動時間を計測する計時手段と、
を含むことを特徴とする電磁ブレーキの異常診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁ブレーキの異常診断装置において、
前記検知手段が、
前記プランジャの端面側に予め設定された角度間隔で放射状に設けられた複数の計測板と、
前記計測板のそれぞれにレーザ光を当てて当該計測板の変位を計測するレーザ変位計と、
を備えたことを特徴とする電磁ブレーキの異常診断装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電磁ブレーキの異常診断装置において、
前記判定手段は、前記記憶手段に記憶した計測結果と、その後に計測した計測結果とを比較し、その比較結果に基づいて異常の有無を判定することを特徴とする電磁ブレーキの異常診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁ブレーキの異常診断装置において、
前記判定手段は、計測した前記プランジャのストローク変化の初期値から予め設定した量だけ変化した値を閾値に設定し、前記その後に計測した測定結果が前記閾値を超える変化があったときに異常と判定することを特徴とする電磁ブレーキの異常診断装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電磁ブレーキの異常診断装置において、
前記判定手段は、計測した前記プランジャの起動時及び釈放時の時間−ストローク特性の起動時及び釈放時の傾きが初期値に比べて緩くなったとき異常の予兆と判定することを特徴とする電磁ブレーキの異常診断装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電磁ブレーキの異常診断装置において、
前記電磁ブレーキがエレベータの制動に使用される電磁ブレーキであることを特徴とする電磁ブレーキの異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ブレーキの異常診断装置に係り、特に、電磁（マグネット）ブレーキのブレーキ動作異常を診断する電磁ブレーキの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁ブレーキは、例えばエレベータの制動装置に使用される。エレベータ用の電磁ブレーキの異常を診断する異常診断装置ではブレーキ動作の異常を検知する必要がある。電磁ブレーキの異常診断を行う方法として、従来では、
・技術者が電磁ブレーキの動作時の音を聞き分ける。  
・動作状態を目視で確認する。  
・プランジャのストロークを測定し、規定値内にあることを確認する。  
等の方法が実施されていた。しかし、これらの方法は技術者の経験の差によって診断結果にばらつきが生じていた。
【０００３】
そこで、技術者の経験に影響されない異常検知方法として、例えば、特開平７−１８７５６６号公報（特許文献１）あるいは特開２０００−３５１５５０号公報（特許文献２）に開示された技術が公知である。
【０００４】
このうち特許文献１には、直流電磁ブレーキの異常を確実に検出し、かつ異常を分別するため、通電中における通電電流の経時変化を連続的に計測し、この計測された通電電流の経時変化と、正常時における通電中の通電電流の経時変化とを比較して直流電磁ブレーキの異常を検出することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、制動ばねの設定寸法に影響を受けることなく診断することができるように、プランジャの起動時に生じる電流の乱れが発生する時間を計測する計測手段を設け、この計測された時間と判定値記憶手段に記憶された判定値とを比較手段により比較するとともに、判定手段により比較値に基づきブレーキ装置が正常か否かおよび異常の兆候があるか否かを判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１８７５６６号公報
【特許文献２】特開２０００−３５１５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般にエレベータの電磁ブレーキにあっては、コイルに電流が流れてプランジャが吸引され、電磁ブレーキのドラムを押し付けているライニングがプランジャと主レバーによって離れるまでの時間は０．３秒以下である。ここから電流値の乱れの時間を計測すると、さらに微小な時間である。また、実際の変化値についても、正常時と異常時の区分けが難しく、異常な状態を正常と判断するのは危険なため、異常と正常の境界でグレー部分は異常と判断することになる。そのため、実際の動作は正常でも、異常と診断してしまう可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、経験者でなくとも電磁ブレーキの正常と異常を診断できるようにすること、及び異常の予兆を捕らえることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、コイルに給電することにより吸引されるプランジャを有する電磁ブレーキの異常診断装置において、吸引時のプランジャ移動量と移動時間を計測する複数の計測手段と、前記計測手段の計測結果を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した計測結果に基づいて異常の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、経験者でなくとも電磁ブレーキの正常と異常の診断が可能となり、また、異常の予兆を捕らえることができる
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電磁ブレーキの構成を示す断面図である。
【図２】電磁ブレーキのプランジャに異常診断装置を取り付けた状態を示す図である。
【図３】ブレーキ異常診断装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】ブレーキ異常診断装置によって得られたレーザ変位計の出力データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のエレベータの電磁ブレーキ異常診断装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係るエレベータの電磁ブレーキの構成を示す断面図である。電磁ブレーキ１は、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ、主レバー３、ドラム７、ライニング４、ブレーキコイル５、バネ６及びドラム７から基本的に構成されている。
【００１４】
第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂは、ブレーキコイル５の空芯に対向して配置され、ブレーキコイル５の通電、通電解除に応じてブレーキコイル５の長手方向で直線往復運動（起動、釈放）を行う。第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂは、それぞれの内側の端面から突出し、主レバー３の自由端の先端に備えられた被突き当て部材３ａに突き当たると共に、互いの位置を規定する突き当て部材２ａを備えている。なお、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ及びブレーキコイル５によってマグネットが形成されている。
【００１５】
主レバー３の基端側は、ベース３ｂの支軸３ｃに揺動可能に支持されている。主レバー３の自由端側には、主レバー３の自由端側を常時近接する方向に弾性力を付与するバネ６と、このバネ６の弾性力を主レバー３に伝達する棒状の作動部材６ａが設けられている。主レバー３の対向する内面には、それぞれドラム７と接触可能にライニング４が取り付けられている。巻上げ機４の駆動軸と同軸で連結され、巻上げ機４の回転を制動するドラム７はライニング４のさらに内側に配置されている。
【００１６】
図１に示すようにブレーキ保持状態ではバネ６によって主レバー３に取り付けられているライニング４をドラム７に押し付け保持力を得ている。電磁ブレーキ１を開放する場合は、ブレーキコイル５に電流を流し、第１のプランジャ２ａと第２のプランジャ２ｂが引き合うようにする。これにより突き当て部材２ｃが主レバー３側の被突き当て部材３ａに突き当たり、さらに押すことにより主レバー３が外側に押される。主レバー３が外側に押されると、ライニング４とドラム７間に隙間が生じ、ドラム７へのライニング４による制動力が解放される。
【００１７】
また、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ同士が引き合って移動する量（プランジャ移動量）をストロークと呼ぶ。ストロークには、ブレーキ毎に決まった基準値が設けられており、技術者が調整している。
【００１８】
電磁ブレーキ１が異常とされるのは、保持状態ではドラム７に対してライニング４の押付力が規定の押し付け力未満の場合、すなわち、制動するだけの押付力が不足の場合である。このような場合には、ブレーキとして機能することができない。また、開放状態ではドラム７とライニング４間に隙間ができず、全体若しくは一部が摺っている場合である。すなわち、ブレーキが完全に解放されておらず、固渋した状態であり、駆動側では駆動対象を駆動しているにも拘わらず、駆動対象には十分な駆動力が伝達されておらず、加熱や故障の原因となる。
【００１９】
この異常状態となる主な要因として第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ同士が引き合うときと離れるときに水平方向に移動するが、そのときに摺動抵抗が発生し、その抵抗によって第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂが正しく動かないということが考えられる。このときのプランジャ２ａ，２ｂの動きには、
１）ストロークが正常時と異なる。  
２）起動から完了までの時間あるいは釈放から完了までの時間が正常時よりも長くなる。  
３）プランジャ２ａ，２ｂが水平移動せず、若干斜めに移動するため、ストロークがプランジャ２ａ，２ｂの同心円上の複数点で異なる。  
などの違いが出る。
【００２０】
そこで、この違いの有無を調べるため、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂのストロークと動作時間を計測する計測装置を複数個取り付ける。図２は計測装置としてレーザ変位計１４を取り付けた場合の図１矢印Ａ方向矢視図である。図２では、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂの同心円上の位置を測定するため、プランジャ２の底部と平行になるようにブレーキコイル５が収納された電磁ブレーキ筐体８に対して予め設定された間隔（本実施形態では９０°）で放射状に計測板１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ）を貼り付ける。そして、電磁ブレーキ筐体８から放射状にでている各計側板１３ａ〜１３ｈのそれぞれにレーザ変位計１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ）のレーザが当たるようにセットする。レーザ変位計１４ａ〜１４ｈは電磁ブレーキ筐体８の外周にマグネット等の接続手段を有する取付装置１０によって取り付け、図示しないブラケットで固定する。
【００２１】
なお、ブレーキ１自体の詳細な構造及び動作は公知ものであるので、ここではこれらの詳細についての説明は省略する。
【００２２】
図３は本実施形態における電磁ブレーキの異常検知装置のシステム構成を示すブロック図である。ブレーキ異常検知装置１５は、８個のレーザ変位計１４ａ〜１４ｈと、各レーザ変位計１４ａ〜１４ｈによって計測した計測データを記憶する記憶手段としての記憶装置１１と、記憶装置１１に記憶された測定データに基づいて所定の解析及び判定若しくは診断を行う判定手段としての解析装置１２とを備えている。
【００２３】
ブレーキ異常検知装置１５は、電磁ブレーキ１の起動及び釈放によって変動するストロークを各レーザ変位計１４ａ〜１４ｈによって計測し、この計測データは解析装置１２に取り込まれ、解析装置１２内の記憶装置１１に保存される。このとき、解析装置１２によって移動時間も同時に算出される。
【００２４】
解析装置１２はＣＰＵを備えている。ＣＰＵは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムは図示しないメモリあるいはＨＤＤ（ハードディスク駆動装置）に格納され、実行すべき命令（ある数値又は数値の並び）を前記プログラムの置かれたメモリあるいはＨＤＤから取り出し、前記プログラムを実行する。
【００２５】
解析装置１２では、前述のように電磁ブレーキ１の起動時及び釈放時のストロークをブレーキ１が一定動作する毎に記憶装置１１に記録する。これにより、ストローク変化のトレンドを見ることができる。そして、例えば初期値から一定の閾値を設け、この閾値を超える変化があった場合は、ブレーキの異常と判断する。すなわち、解析装置１２は前記記憶装置１１に記憶した計測結果に基づいて異常の有無を判定する。その際、前記記憶装置１１に記憶した計測結果と、その後に計測した計測結果とを比較し、その比較結果に基づいて異常の有無を判定する。異常と判定するのは、前記閾値を超えたときである。
【００２６】
図４は本実施形態におけるブレーキ異常検知装置１５によって得られたレーザ変位計１４の出力データを示す図である。同図はプランジャ２ａを計測するレーザ変位計１４ａ〜１４ｄ得られたデータである。図２に示したようにプランジャ２ａの左右に取り付けられたレーザ変位計１４ｂ，１４ｄは実線で示すように規定の特性が得られている。しかし、プランジャ２ａの上側に取付けられたレーザ変位計１４ａは、ストローク自体は正常であるものの、起動時及び釈放時の傾きが緩くなっている。また、プランジャ２ａの下側に取付けたレーザ変位計１４ｃは正規のストローク量も足りず、起動時及び釈放時の傾きも緩くなっている。この結果から、プランジャ２は摩耗等の原因により上下に傾いた状態で動作しており、固渋の予兆が認められることが分かる。なお、傾きは、レーザ変位計１４ａ〜１４ｈで計測されたストロークとＣＰＵの制御部に設けられた計時手段としての図示しないタイマのカウント結果に基づいてＣＰＵが算出することができる。
【００２７】
このように構成した実施形態では、ストローク変化の初期値から予め設定した量だけ変化した値を閾値に設定し、この閾値によって正常と異常を診断若しくは判断することができる。また一定時間毎若しくは一定動作毎のストローク変化から異常の予兆を捉えることができる。さらに、技術者の経験などなくても計測結果から異常の有無を診断することが可能となり、容易に電磁ブレーキの動作異常を診断若しくは診断若しくは判断することができる。
【００２８】
その際、電磁ブレーキの異常動作である吸引不良や釈放不良に至る前のストローク変化値から異常の有無を判断するので、異常が発生する前に異常が発生しないような部品の交換あるいは各部の調整などの保守作業を行うことが可能となり、エレベータの安全運転に寄与することができる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
【００３０】
（１）ブレーキコイル５（コイル）に給電することにより吸引される第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ（プランジャ）を有する電磁ブレーキ１の異常診断装置において、吸引時のプランジャ移動量と移動時間を計測する複数のレーザ変位計１４ａ〜１４ｈ（計測手段）と、前記レーザ変位計１４ａ〜１４ｈの計測結果を記憶する記憶装置１１（記憶手段）と、記憶装置１１に記憶した計測結果に基づいて異常の有無を判定する解析装置１２（判定手段）と、を備えているので、経験者でなくとも電磁ブレーキの正常と異常の診断が可能となり、また異常の予兆を捕らえることができる。
【００３１】
その際、初期状態とそれ以後の動作状態を継続的に記録し、変化の有無を比較するので、電磁ブレーキの正常、異常の判定を自動的に行うこと、及び異常の予兆を自動的に捉えることも可能である。
【００３２】
また、複数のレーザ変位計１４ａ〜１４ｈを備えているので、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂのスライド移動時の傾きの有無を診断することができる。さらに、傾いたときの傾き量からブレーキコイル５の偏磁力の影響とブレーキコイル５の摩耗量が分かる。そこで、前記変化量と傾き量に閾値を設定し、点検結果と比較してブレーキ動作状態の異常の有無と、異常の兆候の有無を解析装置１２でＣＰＵが自動で判定若しくは診断するように構成することも可能である。
【００３３】
本実施形態では、電磁ブレーキ１の異常動作である吸引不良や釈放不良に至る前のストロークの変化量から異常を判定するので、異常が発生する前に異常が発生しないような部品の交換あるいは各部の調整などの保守作業を行うことが可能となり、エレベータの安全運転に寄与することができる。
【００３４】
（２）前記計測手段が、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ（プランジャ）の端面側の同一円周上の複数点における起動時及び釈放時に摺動するストローク（プランジャ移動量）を検知するレーザ変位計１４ａ〜１４ｈ（検知手段）と、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂの起動開始から起動終了までの時間、及び釈放開始から釈放終了までの前記移動時間を計測するタイマ（計時手段）と、を含むので、精度良く異常の有無と異常の兆候の有無を判定若しくは診断することができる。
【００３５】
（３）前記検知手段が、前記第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂの端面側に予め設定された角度間隔で放射状に設けられた複数の計測板１３ａ〜１３ｈと、前記計測板１３ａ〜１３ｈのそれぞれにレーザ光を当てて当該計測板１３ａ〜１３ｈの変位を計測するレーザ変位計１４ａ〜１４ｈと、を備えたので、第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂのスライド移動時の傾きの有無を容易に精度良く判定若しくは診断することが可能となる。
【００３６】
（４）前記解析装置１２（判定手段）は、前記記憶装置１１（記憶手段）に記憶した計測結果と、その後に計測した計測結果とを比較し、その比較結果に基づいて異常の有無を判定するので、記憶したデータに基づいて異常診断を容易に行うことができる。
【００３７】
（５）前記解析装置１２（判定手段）は、計測した前記第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ（プランジャ）のストローク変化の初期値から予め設定した量だけ変化した値を閾値に設定し、前記その後に計測した測定結果が前記閾値を超える変化があったときに異常と判定するので、異常判定を閾値に基づいて容易に行うことができる。その際、設定する閾値の量で異常の範囲も容易に設定することができる。
【００３８】
（６）前記解析装置１２（判定手段）は、計測した前記第１及び第２のプランジャ２ａ，２ｂ（プランジャ）の起動時及び釈放時の時間−ストローク特性の起動時及び釈放時の傾きが初期値に比べて緩くなったとき異常の予兆と判定するので、異常の予兆の判定若しくは診断を容易に行うことができる。
【００３９】
（７）前記電磁ブレーキ１がエレベータの制動に使用される電磁ブレーキであるので、エレベータの電磁ブレーキの異常を経験者でなくとも容易に診断することが可能となり、エレベータの電磁ブレーキの保守を低コストで確実に行うことができる。
【００４０】
なお、前記実施形態における効果の説明では、本実施形態の各部について、特許請求の範囲における各構成要素をかっこ書きで示し、若しくは参照符号を付し、両者の対応関係を明確にした。
【００４１】
さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１  電磁ブレーキ
２ａ  第１のプランジャ
２ｂ  第２のプランジャ
３  主レバー
４  ライニング
５  ブレーキコイル（コイル）
６  バネ
７  ドラム
１０  計測装置
１１  記憶装置（記憶手段）
１２  解析装置（判定手段）
１３，１３ａ〜１３ｈ  計測板
１４，１４ａ〜１４ｈ  レーザ変位計（計測手段）
１５  ブレーキ異常検知装置
【図１】
2015042892.tif 000003
【図２】
2015042892.tif 000004
【図３】
2015042892.tif 000005
【図４】
2015042892.tif 000006