(57)【要約】【課題】接点容量が大きいリレーを用いることなくリレー接点の溶着を防止可能な電磁コイル駆動回路、及びこの電磁コイル駆動回路を備えた油圧式エレベータ装置を提供する。【解決手段】リレー接点３に並列接続されたＣＲ回路の抵抗７と並列に、ダイオード８を設ける。ダイオード８の向きは、接点開路時に電磁コイル１の電流がダイオード８に流れコンデンサ６が充電される方向とする。接点開路時、電磁コイル１の電流は、ダイオード８を経由してコンデンサ６に流れるため、大容量のコンデンサを備えることにより、アーク発生時間を短縮できる。接点閉路時は、コンデンサ６の電荷がリレー接点３と抵抗７を経由し、突入電流として放電されるので、高抵抗を備えることにより、突入電流を低下できる。よって、接点容量の大きいリレーを採用する必要がなく、電磁コイル駆動回路の小型化、低コスト化及び長寿命化を図ることができる。【選択図】  図１
2012010184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能に構成され、電磁コイルへの電源の供給を断続するリレー接点と、前記電磁コイルと並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生する前記電磁コイルの過電圧を抑圧する過電圧抑圧用ダイオードと、前記リレー接点と並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生するアークを消弧するＣＲ回路とを備え、前記電磁コイルの励磁及び消磁を前記リレー接点の開閉で制御する電磁コイル駆動回路において、
前記ＣＲ回路を構成する抵抗と並列にバイパス用ダイオードを接続し、前記リレー接点の開路時に、前記電磁コイルの電流が前記抵抗を経由せず、前記バイパス用ダイオードに流れて、前記ＣＲ回路を構成するコンデンサが充電されることを特徴とする電磁コイル駆動回路。
【請求項２】
昇降路内に昇降可能に配置された乗りかごと、前記乗りかごを昇降する油圧ジャッキと、前記油圧ジャッキに作動油を供給する油圧ポンプと、作動油の管路に設置され、前記油圧ジャッキに供給される作動油の流れ及び前記油圧ジャッキから排出される作動油の流れを切り替える電磁切替弁とを備えた油圧式エレベータ装置であって、
前記電磁切替弁に備えられた電磁コイルを駆動する電磁コイル駆動回路として、開閉可能に構成され、前記電磁コイルへの電源の供給を断続するリレー接点と、前記電磁コイルと並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生する前記電磁コイルの過電圧を抑圧する過電圧抑圧用ダイオードと、前記リレー接点と並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生するアークを消弧するＣＲ回路とを備え、前記電磁コイルの励磁及び消磁を前記リレー接点の開閉で制御するものにおいて、
前記ＣＲ回路を構成する抵抗と並列にバイパス用ダイオードを接続し、前記リレー接点の開路時に、前記電磁コイルの電流が前記抵抗を経由せず、前記バイパス用ダイオードに流れて、前記ＣＲ回路を構成するコンデンサが充電されることを特徴とする油圧式エレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁コイル駆動回路及びこれを備えた油圧式エレベータ装置に係り、特に、リレー接点を閉路することにより電磁コイルを励磁し、リレー接点を開路することにより電磁コイルを消磁する回路におけるリレー接点の長寿命化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧式エレベータは、タンク内に蓄えられた作動油を油圧ジャッキ内に送り込むことにより乗りかごを上昇し、油圧ジャッキ内の作動油をタンクに戻すことにより乗りかごを下降する構成になっている。この作動油の流れは、油圧ポンプの駆動及び停止と油圧制御弁の開閉により制御する。油圧制御弁としては、リレー接点を開閉することによって電磁コイルを励磁又は消磁し、この電磁コイルの励磁又は消磁に伴って弁体を開閉する電磁切替弁が用いられる。電磁コイルは、インダクタンスと抵抗とからなる誘導負荷であるため、リレー接点を開路することにより行われる供給電源の遮断時に過電圧が発生する。
【０００３】
ところで、油圧式エレベータは、安全確保の観点から、電磁コイルを励磁することにより乗りかごを走行し、電磁コイルを消磁することにより乗りかごを停止する構成としており、地震等の異常の発生時には、電磁コイルを消磁して乗りかごを停止させる。この場合において、電磁コイルを消磁する制御を行ったにも拘わらず、実際には励磁されたままの状態が継続すると、乗りかごを速やかに停止させることができない。このような状態は、リレー接点が溶着することで起こる。このため、エレベータには、電磁コイルに供給される電圧を監視し、電磁コイルが励磁しているか消磁しているかを確認する電圧監視回路が備えられている。
【０００４】
この電圧監視回路は、上述の過電圧が作用すると破壊される。このため、油圧式エレベータには、電磁コイルに貯えられた電磁エネルギを、電磁コイルと並列に接続したダイオードによって電流の形で電磁コイルへ流し、電磁コイルの抵抗分でジュール熱として消費させ、過電圧を抑圧するダイオード方式のサージキラーが従来備えられている。このダイオード方式のサージキラーは、電磁コイルの抵抗が小さいために電磁コイル両端電圧の降下が遅く、復帰時間が長くなるが、供給電源よりも大きい電圧が発生しないため、電圧監視回路を破壊することがない。なお、サージキラーを構成する他の方式としては、ＣＲ方式、ダイオード＋ツェナーダイオード方式、バリスタ方式があるが、いずれの場合も供給電源よりも大きい電圧が一時的に発生し、電圧監視回路を破壊するおそれがあるため、油圧式エレベータには採用し得ない（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、ダイオード方式のサージキラーは、上述の通り、電磁コイル両端電圧の降下が遅いため、接点開路時にアークの発生している時間が長くなってリレー接点が荒れやすく、リレー接点に溶着を生じる原因となる。このアークの消弧対策としては、コンデンサと抵抗を直列に配した回路（ＣＲ回路）をリレー接点と並列に設ける技術が従来知られている（例えば、特許文献１，２，３及び非特許文献２参照。）。この消弧対策が施された電磁コイル駆動回路は、リレー接点の開路時においては電磁コイルの電流がＣＲ回路を流れるので、リレー接点に生じたアークの消弧を容易にする。また、リレー接点の閉路時においては、コンデンサの電荷がリレー接点と抵抗を経由し、突入電流として放電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２９０３１２号公報（図１）
【特許文献２】特開平２−１０６１２１号公報（図１）
【特許文献３】特開平１１−１８７６６３号公報（図１）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】オムロン株式会社、「一般リレー テクニカルガイド」、第３８頁、サージキラーの代表例
【非特許文献２】富士電機デバイステクノロジー株式会社  「富士ＩＧＢＴモジュールアプリケーションマニュアル」５−９〜１０頁 表５−３，４，５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、特許文献１，２，３及び非特許文献２に記載の技術は、リレー接点の閉路時に、コンデンサに蓄えられた電荷がリレー接点と抵抗を経由して流れ、突入電流として放電されるため、この突入電流が大きい場合には、リレー接点が荒れて、接点溶着の原因となる。即ち、ＣＲ回路を付加した電磁コイル駆動回路にあっては、ＣＲ回路のコンデンサ容量を大きくするか、抵抗値を小さくすることによってアーク消弧効果を改善することができるが、かかる構成にすると突入電流が大きくなるため、リレー接点の閉路時に接点溶着が生じ易くなる。逆に、コンデンサ容量を小さくするか、抵抗値を大きくすれば、突入電流を小さくすることができるが、かかる構成にするとアーク消弧効果が悪くなるため、やはり接点開路時に接点溶着が生じ易くなる。
【０００９】
このように、ＣＲ回路を付加した電磁コイル駆動回路にあっては、アーク消弧効果と突入電流の低減とを同時に満足するコンデンサ容量及び抵抗値の選定が困難であるため、リレー接点が荒れて接点溶着を生じやすく、接点容量の大きいリレーを採用しなければ、寿命及び信頼性を高めることが難しいという問題がある。接点容量の大きいリレーを採用すれば、かかる問題を解決することができるが、電磁コイル駆動回路が大型化及び高コスト化するため、採用しがたい。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、接点容量が大きいリレーを用いることなくリレー接点の溶着を防止可能な電磁コイル駆動回路を提供すること、及びこの電磁コイル駆動回路を備えた油圧式エレベータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するため、開閉可能に構成され、電磁コイルへの電源の供給を断続するリレー接点と、前記電磁コイルと並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生する前記電磁コイルの過電圧を抑圧する過電圧抑圧用ダイオードと、前記リレー接点と並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生するアークを消弧するＣＲ回路とを備え、前記電磁コイルの励磁及び消磁を前記リレー接点の開閉で制御する電磁コイル駆動回路において、前記ＣＲ回路を構成する抵抗と並列にバイパス用ダイオードを接続し、前記リレー接点の開路時に、前記電磁コイルの電流が前記抵抗を経由せず、前記バイパス用ダイオードに流れて、前記ＣＲ回路を構成するコンデンサが充電されるという構成にした。
【００１２】
また本発明は、昇降路内に昇降可能に配置された乗りかごと、前記乗りかごを昇降する油圧ジャッキと、前記油圧ジャッキに作動油を供給する油圧ポンプと、作動油の管路に設置され、前記油圧ジャッキに供給される作動油の流れ及び前記油圧ジャッキから排出される作動油の流れを切り替える電磁切替弁とを備えた油圧式エレベータ装置であって、前記電磁切替弁に備えられた電磁コイルを駆動する電磁コイル駆動回路として、開閉可能に構成され、前記電磁コイルへの電源の供給を断続するリレー接点と、前記電磁コイルと並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生する前記電磁コイルの過電圧を抑圧する過電圧抑圧用ダイオードと、前記リレー接点と並列に接続され、前記リレー接点の開路時に発生するアークを消弧するＣＲ回路とを備え、前記電磁コイルの励磁及び消磁を前記リレー接点の開閉で制御するものにおいて、前記ＣＲ回路を構成する抵抗と並列にバイパス用ダイオードを接続し、前記リレー接点の開路時に、前記電磁コイルの電流が前記抵抗を経由せず、前記バイパス用ダイオードに流れて、前記ＣＲ回路を構成するコンデンサが充電されるという構成にした。
【００１３】
このように、リレー接点と並列にＣＲ回路を付加した電磁コイル駆動回路において、ＣＲ回路を構成する抵抗と並列にバイパス用ダイオードを接続し、リレー接点の開路時に電磁コイルの電流が抵抗を経由せずに、バイパス用ダイオードに流れて、ＣＲ回路を構成するコンデンサが充電されるようにすると、ＣＲ回路のコンデンサ容量と抵抗値とを任意の組み合わせで選択可能となるので、大容量のコンデンサをＣＲ回路に備えることにより、接点開路時に生じるアークを速やかに消弧できると共に、抵抗値の大きな抵抗をＣＲ回路に備えることにより、接点閉路時に生じる突入電流を低下することができる。よって、接点容量の小さいリレーを採用した場合にも、リレー接点に溶着が発生せず、小型かつ安価にして長寿命の電磁コイル駆動回路を実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、リレー接点と並列にＣＲ回路を接続した電磁コイル駆動回路において、ＣＲ回路を構成する抵抗と並列にバイパス用ダイオードを接続し、リレー接点の開路時に電磁コイルの電流が前記抵抗を経由せず、バイパス用ダイオードに流れて、コンデンサが充電されるという構成にしたので、ＣＲ回路を構成するコンデンサ容量と抵抗値とを任意の組み合わせで選択することができる。よって、アーク消弧効果の向上と突入電流の低下とを同時に図ることができ、接点容量の大きいリレーを採用する必要がないので、電磁コイル駆動回路の小型化、低コスト化及び長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る油圧式エレベータ装置の構成図である。
【図２】実施形態に係る電磁コイル駆動回路の回路図である。
【図３】実施形態に係る電磁コイル駆動回路におけるリレー接点開路時の電流経路を示す図である。
【図４】実施形態に係る電磁コイル駆動回路におけるリレー接点閉路時の電流経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る油圧式エレベータ装置及びそれに用いられる電磁コイル駆動回路の一例を、図にしたがって説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る油圧式エレベータ装置は、昇降路２１内に配置された乗りかご２２を油圧ジャッキ２３にて昇降駆動する構成になっている。油圧ジャッキ２３と作動油タンク２４とを結ぶ管路２５には、電動機２６にて駆動される油圧ポンプ２７と、作動油の流れ方向を切り替える電磁切替弁２８とが設けられており、電動機２６の駆動及び停止と電磁切替弁２８の切替は、制御装置２９から出力される制御信号にて制御される。なお、図１中の符号２１Ａ，２１Ｂは、乗りかご２の停止階床を示している。
【００１８】
乗りかご２２を階床２１Ａから階床２１Ｂに上昇運転する際には、電磁切替弁２８が油室２８ａ側に切り替えられると共に、電動機２６が作動油タンク２４内の作動油を油圧ポンプ２７にて加圧し、電磁切替弁２８の油室２８ａを介して油圧ジャッキ２３内に導入する方向に回転駆動される。これに対して、乗りかご２２を階床２１Ｂから階床２１Ａに下降運転する際には、電磁切替弁２８が油室２８ｂ側に切り替えられると共に、電動機２６が油圧ジャッキ２３内の作動油を電磁切替弁２８の油室２８ｂを介して作動油タンク２４内に戻す方向に回転駆動される。
【００１９】
電磁切替弁２８は、弁体と、当該弁体を駆動して作動油の流れを油室２８ａ側又は油室２８ｂ側に切り替える電磁コイルとを備えており、この電磁コイルは、図２に示す電磁コイル駆動回路に組み込まれ、リレー接点を開閉することにより適宜励磁又は消磁される。
【００２０】
図２において、１は図示しない弁体を駆動して作動油の流れを切り替える電磁コイル、２は電磁コイル１を駆動するための供給電源、３はエレベータを走行又は停止させるために電磁コイル１を励磁又は消磁させるためのリレー接点、４はエレベータに異常があったときに電磁コイル１を消磁させるためのリレー接点、５は供給電源２を遮断する際に電磁コイル１の両端に発生する過電圧を抑圧するための過電圧抑圧用ダイオード、６及び７は供給電源２を遮断する際にリレー接点３に発生するアークを消弧するために備えられる、ＣＲ回路を構成するコンデンサ及び抵抗、８はリレー接点３の開路時に電磁コイル１の電流を抵抗７を経由せずバイパスして流すためのバイパス用ダイオードである。バイパス用ダイオード８の向きは、リレー接点３の開路時に電磁コイル１の電流がダイオード８に流れ、コンデンサ６が充電される方向とする。以下、上述のリレー接点３と並列に接続された、コンデンサ６と抵抗７とバイパス用ダイオード８とを備えた回路を、ＣＲＤ回路と称する。
【００２１】
また、９はリレー接点３を開閉させるためのリレーコイル、１０はエレベータのかごを走行又は停止させるためにリレーコイル９を励磁又は消磁させるための半導体スイッチ、１１はリレー接点４を開閉させるためのリレーコイル、１２はエレベータに異常があったときにリレーコイル１１を消磁させるための半導体スイッチ、１３はリレーコイル９及び１１を駆動するための供給電源、１４は電磁コイル１の電圧を監視する電圧監視回路である。
【００２２】
実施形態に係る電磁コイル駆動回路は、電磁コイル１と並列に過電圧抑圧用ダイオード５を接続したので、リレー接点３を開いて供給電源２を遮断したとき、電磁コイル１に蓄えられた電磁エネルギを、過電圧抑圧用ダイオード５を介して電流の形で電磁コイル１へ流すことができ、電磁コイル１の抵抗分でジュール熱として消費できるので、過電圧を抑圧することができる。これにより供給電源２よりも大きい電圧が電圧監視回路１４に作用せず、電圧監視回路１４の破壊が防止される。
【００２３】
また、実施形態に係る電磁コイル駆動回路は、リレー接点３と並列にＣＲＤ回路を接続したので、リレー接点３の開路時には、図３に示すように、電磁コイル１の電流が抵抗７を経由せずにバイパス用ダイオード８に流れて、コンデンサ６が充電される。したがって、コンデンサ６として大容量のものを用いることにより、リレー接点３の開路時に生じるアークの継続時間を短縮することができて、リレー接点３の接点溶着を防止することができる。最適なコンデンサ容量は、リレー接点３の接点容量に応じて適宜選択される。
【００２４】
さらに、リレー接点３の閉路時には、図４に示すように、コンデンサ６に蓄えられた電荷がリレー接点３と抵抗７を経由し、突入電流として放電される。上述のように、ＣＲＤ回路を備えた電磁コイル駆動回路においては、抵抗７の抵抗値がアーク消弧効果に影響を及ぼさないので、アーク消弧効果を考慮せずに自由に設定することができる。よって、抵抗値の大きい抵抗７を用いることにより、突入電流を抑制できて、リレー接点３の接点溶着を防止することができる。最適な抵抗値は、リレー接点３の接点容量に応じて適宜選択される。
【００２５】
したがって、実施形態に係る電磁コイル駆動回路によれば、リレー接点３の開路時及び閉路時のいずれにおいても、リレー接点３の溶着を生じることなく電磁コイル１を励磁又は消磁することができるため、接点容量の大きいリレーを採用する必要がなく、小型かつ安価にして長寿命の電磁コイル駆動回路を実現することができる。
【００２６】
なお、前記実施形態においては、油圧式エレベータ装置に備えられる電磁コイル駆動回路を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、電磁コイル等の誘導負荷をリレー接点で開閉する電磁コイル駆動回路であって、誘導負荷の過電圧を防止するためにフライホイールダイオードを設ける全ての電磁コイル駆動回路について、適用することができる。即ち、フライホイールダイオードを設けると誘導負荷の両端電圧の降下が遅くなり、この結果、リレー接点でアークが発生し易くなる。このアーク消弧対策のため、リレー接点と並列にＣＲ回路が設けられる。しかし、ＣＲ回路を設けただけでは、接点開路時のアークによる接点荒れと接点閉路時の突入電流による接点荒れを共に防止できるようにコンデンサ容量と抵抗値を選定することができない場合がある。この場合には、本発明のようにＣＲ回路に代えてＣＲＤ回路を設けることにより、接点開路時のアークによる接点荒れと接点閉路時の突入電流による接点荒れを共に防止できるようにコンデンサ容量と抵抗値を選定することが可能となるので、接点容量を大きくすることなく電磁コイル駆動回路の長寿命化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    電磁コイル
２    供給電源
３    リレー接点
４    リレー接点
５    ダイオード
６    コンデンサ
７    抵抗
８    ダイオード
９    リレーコイル
１０    半導体スイッチ
１１    リレーコイル
１２    半導体スイッチ
１３    供給電源
１４    電圧監視回路
２１    昇降路
２１Ａ，２１Ｂ    乗りかごの停止階床
２２    乗りかご
２３    油圧ジャッキ
２４    作動油タンク
２５    管路
２６    電動機
２７    油圧ポンプ
２８    電磁切替弁
２８ａ，２８ｂ    油室
２９    制御装置
【図１】
2012010184.tif 000003
【図２】
2012010184.tif 000004
【図３】
2012010184.tif 000005
【図４】
2012010184.tif 000006