(57)【要約】【課題】アーマチュアと電磁マグネットとの間のギャップを容易に、かつ、より正確に検出することができるエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置を得る。【解決手段】アーマチュア１に対向配置された電磁マグネット２は、コア４、及びコア４に設けられたブレーキコイル５を有している。ブレーキコイル５の両側のサイドコア部４ｂ、４ｃには、サーチコイル７がそれぞれ設けられている。サーチコイル７は、ブレーキコイル５への通電により発生した磁束によって誘導電流を発生する。サーチコイル７は、信号処理手段である信号処理部８に電気的に接続されている。信号処理部８では、サーチコイル７からの誘導電流に基づいてアーマチュア１と電磁マグネット２との間のギャップ３が求められる。【選択図】　　　　図１
2004137060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキコイルを有する電磁マグネット、及び上記電磁マグネットから開離された制動位置と上記電磁マグネットに近接された解放位置との間で上記電磁マグネットに対して相対的に往復動可能なアーマチュアを備えたブレーキ装置に設けられ、上記電磁マグネットと上記アーマチュアとの間のギャップを検出するエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置であって、
上記ブレーキコイルが発生する磁束の変化による誘導電流を磁束検出信号として出力するサーチコイル、及び
上記磁束検出信号に基づいて上記ギャップの大きさを求める信号処理手段
を備えていることを特徴とするエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置。
【請求項２】
上記サーチコイルは、上記電磁マグネットに複数配設されていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置。
【請求項３】
上記信号処理手段は、
上記磁束検出信号と上記ギャップの大きさとの関係のデータがあらかじめ格納されたデータベース、及び
上記磁束検出信号と上記データベースのデータとから上記磁束検出信号に対応する上記ギャップの大きさを求める磁束分析部
を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置。
【請求項４】
上記磁束分析部は、求めた上記ギャップの大きさの変化により上記アーマチュアの変位方向を求めるようになっており、
上記信号処理手段は、上記磁束分析部で求められた上記ギャップの大きさ及び上記アーマチュアの変位方向に基づいて、上記ギャップの大きさの最大値を求めて出力するギャップ判定部、及び
上記ギャップの大きさの最大値を表示する表示部
をさらに有していることを特徴とする請求項３に記載のエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置。
【請求項５】
ブレーキコイルを有する電磁マグネット、及び上記電磁マグネットから開離された制動位置と上記電磁マグネットに近接された解放位置との間を相対的に往復動可能なアーマチュアを備えたブレーキ装置を制御するエレベータ巻上機のブレーキ制御装置であって、
上記ブレーキコイルが発生する磁束の変化による誘導電流を磁束検出信号として出力するサーチコイル、
上記アーマチュアと上記電磁マグネットとが解放位置に達したことを上記磁束検出信号に基づいて検出し、上記ブレーキコイルへの電流値を切り換える制御部
を備えていることを特徴とするエレベータ巻上機のブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータ巻上機用ブレーキ装置のアーマチュアと電磁マグネットとの間のギャップを検出するエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置及びこれを用いたブレーキ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エレベータ巻上機のブレーキ装置は、巻上機の駆動軸とともに回転するブレーキドラムにライニングを押し付けて、ブレーキドラムの回転を制動するものである。ライニングは、アーマチュアに設けられており、アーマチュアの往復動によりブレーキドラムに対して接離される。
【０００３】
アーマチュアは、電磁マグネットに対向して配置されている。電磁マグネットは、コアと、コアに取り付けられたブレーキコイルとを有し、ブレーキコイルへの通電により励磁されブレーキドラムから離れる向きにアーマチュアを吸引するようになっている。また、アーマチュアは、ライニングをブレーキドラムに押し付ける向きに制動ばねにより付勢されている。従って、アーマチュアは、ブレーキコイルへの通電により制動ばねのばね力に逆らって電磁マグネットに向かって変位され、通電が停止されると制動ばねのばね力によって電磁マグネットから開離する向きへ変位される。このようなアーマチュアの動作により、ライニングがブレーキドラムに対して接離される。
【０００４】
アーマチュアの動作ストロークは非常に小さいため、アーマチュアと電磁マグネットとの間のギャップの調整は難しい。従来では、液体が封入された伸縮自在な容器をアーマチュアとコアとの間に挿入し、アーマチュアとコアとのギャップ変動による液体の出入り量を測定することによりギャップを検出するブレーキギャップ検出装置をエレベータのブレーキ装置に取り付ける工夫がされている。電磁マグネットの位置は、液体の出入り量をみながらボルト及びナットにより調整される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３３８４３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置は、アーマチュアと電磁マグネットとの間に挿入された容器がブレーキ装置の動作の妨げとなるため、ギャップを調整する度ごとにブレーキ装置への着脱が必要になる。そのため、ギャップを調整する度ごとにブレーキ装置に取り付ける手間がかかり、また取付誤差が発生する虞があった。
また、外気温により容器に封入された液体が膨張あるいは収縮し、この液体の体積変化による誤差がギャップ検出の誤差となって発生する虞もあった。
【０００７】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、アーマチュアと電磁マグネットとの間のギャップを容易に、かつ、より正確に検出することができるエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置及びこれを用いたブレーキ制御装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエレベータのブレーキギャップ検出装置は、ブレーキコイルを有する電磁マグネット、及び電磁マグネットから開離された制動位置と電磁マグネットに近接された解放位置との間で電磁マグネットに対して相対的に往復動可能なアーマチュアを備えたブレーキ装置に設けられ、電磁マグネットとアーマチュアとの間のギャップを検出するエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置であって、ブレーキコイルが発生する磁束の変化による誘導電流を磁束検出信号として出力するサーチコイル、及び磁束検出信号に基づいてギャップの大きさを求める信号処理手段を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置を示す構成図である。また、図２は、図１の電磁マグネットを示す正面図であり、図１の矢印Ａ方向から電磁マグネットを見たものである。図において、回転可能なブレーキドラム（図示せず）に接離するライニング（図示せず）を往復動させるアーマチュア１は、電磁マグネット２に対向して配置されている。アーマチュア１は、ライニングと一体となって変位される。電磁マグネット２は、磁性体であるコア４と、コア４に取り付けられたブレーキコイル５とを有し、ブレーキコイル５への通電により励磁されアーマチュア１を吸引するようになっている。また、アーマチュア１は、電磁マグネット２から開離する向き、即ちライニングをブレーキドラムに押し付ける向きに制動ばね（図示せず）により付勢されている。従って、アーマチュア１は、電磁マグネット２に近接（又は当接）された解放位置と電磁マグネット２から開離された制動位置との間を往復動される。アーマチュア１と電磁マグネット２との間のギャップ３の大きさは、アーマチュア１の変位によって変化する。
【００１０】
コア４は、互いに平行な２本の溝部６を有している。２本の溝部６は、アーマチュア１の電磁マグネット２への対向面に対して垂直に形成されている。従って、コア４には、２本の溝部６を境として中央に配置されたセンターコア部４ａ及びセンターコア部４ａの両側に配置された２つのサイドコア部４ｂ及び４ｃが形成されている。
【００１１】
ブレーキコイル５は、センターコア部４ａを巻回するように各溝部６に配置されている。２つのサイドコア部４ｂ及び４ｃには、サーチコイル７がそれぞれ巻回されている。即ち、各サーチコイル７は、アーマチュア１側から見たときに異なる位置に配設されている。サーチコイル７には、ブレーキコイル５が発生する磁束の変化によって誘導電流が流れる。
【００１２】
ここで、ブレーキコイル５への通電によって発生する磁束の変化の大きさは、磁路での磁気抵抗の大きさの違いによって異なることから、ギャップ３の大きさによって異なる。即ち、サーチコイル７に発生する誘導電流の大きさ及び向きは、ギャップ３の大きさ及び磁束の増減の向きによってそれぞれ定まり、サーチコイル７に発生する誘導電流の大きさ及び向きとギャップ３の大きさ及び磁束の増減の向きとの間にそれぞれ一定の関係がある。
【００１３】
サーチコイル７は、信号処理手段である信号処理部８に電気的に接続されている。信号処理部８には、サーチコイル７で発生した誘導電流が磁束検出信号として入力されるようになっている。信号処理部８は、サーチコイル７からの磁束検出信号に基づいてギャップ３の大きさを求めるようになっている。
なお、ブレーキギャップ検出装置は、サーチコイル７と信号処理部８とを有している。
【００１４】
図３は、この発明の実施の形態１によるギャップ検出装置を示すブロック図である。図において、サーチコイル７には、磁束検出部９が電気的に接続されている。磁束検出部９は、サーチコイル７からの磁束検出信号をデータ処理可能な磁束変換信号に変換して、磁束変換信号を磁束分析部１１へパルス出力するようになっている。
【００１５】
また、信号処理部８には、磁束データとギャップデータとがあらかじめ格納されたデータベース１０が設けられている。磁束データは、磁束分析部１１にパルス入力されると予測される磁束変換信号の大きさである複数の磁束データ値をあらかじめ有している。ギャップデータは、磁束変換信号の大きさが各磁束データ値である場合に、理論的にあるいは実験等によりそれぞれ得られたギャップ３の大きさである複数のギャップデータ値をあらかじめ有している。即ち、磁束変換信号とギャップ３の大きさとの関係が理論的にあるいは実験等により構築されて磁束データとギャップデータとの関係としてデータベース１０にあらかじめ格納されている。
【００１６】
磁束分析部１１は、データベース１０内の磁束データとギャップデータとの関係を示す情報を引き出すことができるようになっている。また、磁束分析部１１は、磁束検出部９から得られた磁束変換信号とデータベース１０から得られた磁束データとの照合により、磁束変換信号の大きさと一致する磁束データ値を選択し、この磁束データ値に対応するギャップデータ値をギャップ３の大きさとしてパルス間隔ごとに逐次求めるようになっている。求められたギャップ３の大きさは、ギャップ記憶部１２へ出力され、ギャップ記憶部１２に記憶される。また、磁束分析部１１は、逐次求められているギャップ３の大きさの変化によりアーマチュア１の変位方向をさらに求めるようになっている。求められたアーマチュア１の変位方向は、動作方向記憶部１３へ出力され、動作方向記憶部１３に記憶される。
【００１７】
ギャップ記憶部１２及び動作方向記憶部１３は、それぞれに記憶されたギャップ３の大きさ及びアーマチュア１の変位方向をギャップ判定部１５へ出力するようになっている。ギャップ判定部１５は、ギャップ記憶部１２及び動作方向記憶部１３から得られたギャップ３の大きさ及びアーマチュア１の変位方向により、アーマチュア１が制動位置から電磁マグネット２に近づく向きに動作し始める直前のギャップ３の大きさを求めて記憶するようになっている。即ち、ギャップ判定部１５は、ギャップ３の大きさの最大値、即ちアーマチュア１が制動位置にあるときのギャップ３の大きさを求めて記憶するようになっている。
【００１８】
ギャップ判定部１５からは、最新のギャップ３の大きさの最大値が表示部１６へ出力されるようになっている。表示部１６は、ギャップ判定部１５から得られたギャップ３の大きさの最大値を数値で表示するようになっており、アーマチュア１が制動位置にあるときのギャップ３の大きさを作業者が認識できるようになっている。
なお、信号処理部８は、磁束検出部９、データベース１０、磁束分析部１１、ギャップ記憶部１２、動作方向記憶部１３、ギャップ判定部１５及び表示部１６を有している。
【００１９】
次に、動作について説明する。
ブレーキコイル５が発生する磁束の変化によりサーチコイル７に誘導電流が流れる。サーチコイル７での誘導電流は、磁束検出部９に磁束検出信号として入力される。磁束検出部９では、磁束検出信号がデータ処理可能な磁束変換信号にパルス的に変換され、変換される度ごとに磁束変換信号が磁束分析部１１に出力される。磁束分析部１１では、磁束変換信号とデータベース１０に格納されている磁束データの各磁束データ値とが照合されることにより磁束変換信号の大きさと一致する磁束データ値が選択され、選択された磁束データ値に対応するギャップデータ値がギャップ３の大きさとして逐次求められる。また、磁束分析部１１では、逐次求められているギャップ３の大きさの変化によりアーマチュア１の変位方向が求められる。磁束分析部１１で求められたギャップ３の大きさは、ギャップ記憶部１２に記憶される。また、磁束分析部１１で求められたアーマチュア１の変位方向は、動作方向記憶部１３に記憶される。
【００２０】
ギャップ記憶部１２及び動作方向記憶部１３に記憶されたギャップ３の大きさ及びアーマチュア１の変位方向は、ギャップ判定部１５へ出力される。ギャップ判定部１５では、ギャップ記憶部１２及び動作方向記憶部１３から得られたギャップ３の大きさ及びアーマチュア１の変位方向に基づいて、アーマチュア１が制動位置にあるときのギャップ３の大きさ、即ちギャップ３の大きさの最大値が求められ、このギャップ３の大きさの最大値が表示部１６に出力される。表示部１６では、ギャップ判定部１５から入力されたギャップ３の大きさの最大値が数値として表示される。
【００２１】
このように、この実施の形態１によるエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置では、サーチコイル７がブレーキコイル５の磁束の変化を検出して、信号処理部８でギャップ３の大きさを求めるようになっているので、従来のように液体の体積変化による測定誤差が生じる虞が無くなり、外気温の変化に影響されずにギャップ３の大きさをさらに正確に検出することができる。また、サーチコイル７がブレーキ装置の動作を妨げないようにブレーキ装置に取り付けられているので、ギャップ３の大きさをブレーキ装置に取り付けたまま容易に検出することができるとともに、ブレーキ装置へのブレーキギャップ検出装置の取付誤差の発生を防止することができる。
【００２２】
また、サーチコイル７は、電磁マグネット２に複数配設されているので、ギャップ３の大きさを複数箇所で調整でき、各箇所でのギャップ３の大きさをさらに均等にすることができる。
【００２３】
また、ブレーキギャップ検出装置では、磁束検出部９によりサーチコイル７の誘導電流が磁束変換信号に変換され、磁束分析部１１により磁束変換信号がデータベース１０の各磁束データ値と照合されて、この磁束変換信号に対応するギャップデータ値がギャップ３の大きさとして求められているので、容易にしかも短時間で処理することができる。
【００２４】
また、ギャップ判定部１５によりギャップ３の大きさの最大値が求められ、表示部１６によってギャップ３の大きさの最大値が表示されるので、ギャップ調整時にアーマチュア１を動作させる度ごとに、表示部１６にアーマチュア１が制動位置にあるときのギャップ３の大きさが表示され、表示部１６の表示を確認しながら電磁マグネット２の位置をボルト及びナットにより調整することができる。この場合、電磁マグネット２の位置の調整とアーマチュア１の動作とが交互に繰り返されながら調整される。
【００２５】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるエレベータ巻上機のブレーキ制御装置を示すブロック図である。図において、サーチコイル７は、ブレーキ装置の動作制御をする制御部２０に電気的に接続されている。制御部２０は、信号処理部８と、ブレーキ動作判定部２１とを有している。
【００２６】
ブレーキ動作判定部２１は、ギャップ記憶部１２に記憶されたギャップ３の大きさと動作方向記憶部１３に記憶されたアーマチュア１の変位方向とを得て、ギャップ３の大きさ及びアーマチュア１の変位方向の変化パターンにより、ブレーキ装置が制動の向きに動作しているのか、あるいは解放の向きに動作しているのかを求めるようになっている。また、ブレーキ動作判定部２１は、アーマチュア１が解放の向きに動作してギャップ３の大きさが最小になったときにアーマチュア１が解放位置に達したと判定し、これにより、電磁マグネット２にアーマチュア１を保持できる程度の弱い吸引力を発生させるように、ブレーキコイル５への通電の電流値を小さく切り換えるようになっている。他の構成は、実施の形態１のギャップ検出装置と同様である。
【００２７】
次に、動作について説明する。
サーチコイル７に誘導電流が発生すると、実施の形態１と同様にしてギャップ記憶部１２及び動作方向記憶部１３にギャップ３の大きさ及びアーマチュア１の変位方向がそれぞれ記憶される。ブレーキ動作判定部２１では、ギャップ記憶部１２及び動作方向記憶部１３から得られたギャップ３の大きさ及びアーマチュア１の変位方向に基づいて、アーマチュア１の動作が把握される。また、ブレーキ動作判定部２１では、アーマチュア１が解放の向きに動作してギャップ３の大きさが最小になったときにアーマチュア１が解放位置に達したと判定され、ブレーキコイル５に通電される電流値は、電磁マグネット２がアーマチュア１を保持できる程度の弱い吸引力を発生するように小さな値に切り換えられる。
【００２８】
このように、ブレーキ動作判定部２１がブレーキコイル５に通電される電流値を切り換えるようになっているので、アーマチュア１が解放位置に達したことを検出するブレーキスイッチとしての機能を簡単な構成で得ることができる。
【００２９】
また、ブレーキ動作判定部２１では、ブレーキ装置の動作中に実際のアーマチュア１の動作が把握されるので、例えばギャップ調整の不具合あるいは制動ばねのばね力の低下等によって巻上機の起動とブレーキ装置の解放とのタイミングがずれる虞がある場合であっても、タイミング良くブレーキ装置が解放され巻上機のトルクを効率的に出すことができる。
【００３０】
なお、上記各実施の形態では、サーチコイル７は、サイドコア部４ｂ及び４ｃの２箇所に設けられているが、１箇所あるいは３箇所以上に設けられてもよい。このようにしても、ブレーキコイル５から発生する磁束の変化によりサーチコイル７に誘導電流が発生するので、ギャップ３の大きさを検出することができる。
【００３１】
また、上記各実施の形態において、磁束分析部１１では、ギャップ３の大きさの変化によりアーマチュア１の変位方向が求められているが、アーマチュア１の変位方向は、ブレーキコイル５による磁束の増減によって定まることから、サーチコイル７に発生する誘導電流の向きによって求められるようになっていてもよい。この場合、データベース１０には、サーチコイル７に発生する誘導電流の向きとアーマチュア１の変位方向との関係が信号データと方向データとの関係として格納される。即ち、磁束分析部１１において、磁束分析部１１に入力された磁束変換信号の符号と信号データとが照合されることにより、磁束変換信号の符号に対応する方向データがアーマチュア１の変位方向として求められる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係るエレベータのブレーキギャップ検出装置は、ブレーキコイルが発生する磁束の変化による誘導電流を磁束検出信号として出力するサーチコイル、及び磁束検出信号に基づいてギャップの大きさを求める信号処理手段を備えているので、従来のように液体の体積変化による測定誤差が生じる虞が無くなり、外気温の変化に影響されずにギャップの大きさをさらに正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置がブレーキ装置に取り付けられた状態を示す一部断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ方向から見たときの電磁マグネットを示す正面図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるエレベータ巻上機のブレーキギャップ検出装置を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるエレベータ巻上機のブレーキ制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　アーマチュア、２　電磁マグネット、３　ギャップ、４　コア、５　ブレーキコイル、７　サーチコイル、８　信号処理部（信号処理手段）、９　磁束検出部、１０　データベース、１１　磁束分析部、１２　ギャップ記憶部、１３　動作方向記憶部、１５　ギャップ判定部、１６　表示部、２０　制御部、２１　ブレーキ動作判定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004137060.tif 000005
【図４】
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