JP2011121669A - エレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁ブレーキの制動力が適正であるか否かを定量的に判定することにより、安全性の向上を図ったエレベータのブレーキ異常検出装置を提供する。
【解決手段】ブレーキシュー９が装着されたブレーキアーム１０をブレーキホイール８側へ向けて付勢するブレーキスプリング１３と、そのブレーキスプリング１３を圧縮変形した状態で保持するスプリングシート１７と、の間に、ブレーキスプリング１３の復元力を検出するロードセル１９を設けるとともに、電磁ブレーキ４の制動力が予め定めた正常範囲を外れているか否かをロードセル１９の出力に基づいて判定する異常判定部５ｃを設ける。異常判定部５ｃは、電磁ブレーキ４の制動力が正常範囲を外れている場合に異常検出信号を監視センター２３に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置に関する。

エレベータの巻上機に設けられた電磁ブレーキの異常検出装置として例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術は、巻上機のモータに連結されたブレーキプーリと、そのブレーキプーリを押圧するブレーキレバーと、そのブレーキレバーのうち上記ブレーキプーリに直接当接することになるライニング部分に配置された電気的接触子と、その電気的接触子とブレーキプーリとの当接を検出する検出回路と、を設けたものであって、上記巻上機のモータの駆動時に上記ブレーキレバーのライニング部分がブレーキプーリに当接していると判断されると、上記モータへ駆動停止の信号を出力し、上記ブレーキレバーのライニング部分が当接したまま上記ブレーキプーリが回転することを防止するようになっている。

特開平１０−２７９２１６号公報

ここで、周知のように、上記ブレーキレバーはブレーキスプリングの圧縮変形に基づく復元力によってブレーキプーリを押圧する方向へ付勢されるようになっているが、上記ブレーキレバーのライニング部分が摩耗すると、その分だけ制動時におけるブレーキスプリングの圧縮変形量が減少して当該ブレーキスプリングの復元力が小さくなることから、電磁ブレーキの制動力が減少することになる。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、上記ブレーキレバーのライニング部分がブレーキプーリに接触しているか否かを検出することはできるものの、電磁ブレーキの制動力が適正であるか否かを定量的に判定することはできなかった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、電磁ブレーキの制動力が適正であるか否かを定量的に判定することにより、安全性の向上を図ったエレベータのブレーキ異常検出装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、ブレーキスプリングの弾性変形に基づく復元力によってブレーキ片が被制動部材を押圧することで制動力を発生する一方、ソレノイドの励磁に基づく電磁吸引力をもって上記ブレーキスプリングの復元力に抗して上記ブレーキ片を被制動部材から離間させ、制動力を解放するエレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置において、上記ブレーキスプリングの復元力を検出する荷重センサと、その荷重センサの出力に基づいて電磁ブレーキの異常の有無を判定する異常判定手段と、を備えていて、上記異常判定手段は、上記荷重センサの出力に基づいて電磁ブレーキの制動力が予め定めた正常判定下限値以下、または正常判定上限値以上であるか否かを判定し、電磁ブレーキの制動力が正常判定下限値以下または正常判定上限値以上である場合に異常検出信号を出力するようになっていることを特徴としている。

つまり、請求項１に記載の発明では、上記異常判定手段が、上記ブレーキスプリングの復元力に基づき、電磁ブレーキの制動力が適正であるか否かを定量的に判定することになる。

具体的には請求項２に記載の発明のように、上記ソレノイドの励磁および消磁によって上記被制動部材に対する接近・離間方向に変位する上記ブレーキ片付きのブレーキアームと、上記ブレーキアームとの間に上記ブレーキスプリングを保持するスプリング抑え部材と、を備えている場合には、上記ブレーキ抑え部材とブレーキスプリングとの間または上記ブレーキアームとブレーキスプリングとの間に圧縮荷重を検出するロードセルを上記荷重センサとして設けるとよい。

また、請求項３に記載の発明のように、上記異常判定手段は、上記電磁ブレーキの制動力が、上記正常判定下限値以下であって且つその正常判定下限値よりも小さく設定した運行停止設定値以上である場合、または上記許容上限値以上である場合に、その旨を示す第１異常検出信号を上記異常検出信号として監視センターへ出力するとともに、エレベータの運行を継続させるようになっている一方、電磁ブレーキの制動力が上記運行停止設定値よりも小さい場合に、その旨を示す第２異常検出信号を上記異常検出信号として監視センターへ出力するとともに、エレベータの運行を停止させるようになっていることが望ましい。

つまり、請求項３に記載の発明では、電磁ブレーキの異常がエレベータの運行を安全に継続可能な程度に軽度なものである場合には、エレベータの運行を停止することなく第１異常検出信号を監視センターに出力し、例えば次回の保守点検時などエレベータ利用者の都合のよいときに保守作業員が電磁ブレーキの異常を改善することになる一方、電磁ブレーキの異常がエレベータの運行を安全に継続できない程度に重度なものである場合には、エレベータの運行を停止して第２異常検出信号を監視センターに出力することで、その監視センターで保守作業員の派遣を手配して早急にエレベータの復旧作業を行うことになる。

ここで、当然のことながら、上記被制動部材を動作させる際には、当該被制動部材から上記ブレーキ片を離間させることで制動力を解放することになるが、万が一上記ブレーキ片が当接したまま上記被制動部材が動作してしまうと、上記ブレーキ片の摩耗が早期に進行してしまうことになる。

そこで、上記ブレーキ片の摩耗が異常に進行している場合にこれを早期に検出すべく、請求項４に記載の発明の発明のように、上記異常判定手段は、時間の経過に伴う上記制動力の減少量が予め定めた所定の許容減少量を超える場合に、異常検出信号を出力するようになっていることがより望ましい。

本発明によれば、上記荷重センサの検出した復元力に基づき、電磁ブレーキの制動力が適正であるか否かを定量的に判定することができるようになるから、エレベータの安全性が飛躍的に向上する。

特に請求項３に記載の発明によれば、電磁ブレーキの異常が緊急性を有しない比較的軽度なものである場合には、エレベータの運行を停止することなく上記第１異常検出信号を監視センターに出力し、エレベータ利用者の都合のよいときに電磁ブレーキの保守作業を行うことで、エレベータ利用者の不満を少なくすることができる一方、電磁ブレーキの異常が比較的重度のものである場合には、即座にエレベータの運行を停止して安全を確保することができる。

さらに請求項４に記載の発明によれば、電磁ブレーキの異常をより早期に検出してエレベータの安全性をより高めることができるようになる。

本発明の実施の形態として電磁ブレーキの異常検出装置を示す図。 図１に示す電磁ブレーキの要部を示す分解斜視図。 図１に示す異常判定部の処理内容を示すフローチャート。

図１は本発明の好適な実施の形態としていわゆるトラクション方式のエレベータの巻上機に適用した電磁ブレーキの異常検出装置を示す図である。

図１に示す巻上機１は、図示外のメインロープが巻き掛けられるメインシーブ２と、そのメインシーブ２を回転駆動する電動機３と、メインシーブ２を制動する電磁ブレーキ４と、を備えている。そして、周知のように、電動機３が制御装置５からの指令に基づいてメインシーブ２を回転駆動することで図示外のかごを昇降させるようになっている。

電磁ブレーキ４は、巻上機１を支持する機械台６上に設置されたフレーム７と、電動機３のうち図示外の駆動軸にメインシーブ２とともに連結され、当該メインシーブ２と一体に回転する被制動部材としてのブレーキホイール８と、そのブレーキホイール８の径方向両側にそれぞれ対向配置され、ブレーキ片としてのブレーキシュー９がそれぞれ装着された一対のブレーキアーム１０と、それら両ブレーキアーム１０の上端部同士の間に配置されたソレノイドユニット１１と、そのソレノイドユニット１１と両ブレーキアーム１０との間にそれぞれ設けられた一対のブレーキレバー１２と、両ブレーキアーム１０をブレーキホイール８側に向けてそれぞれ付勢する一対のブレーキスプリング１３と、を備えている。

図２は電磁ブレーキ４の要部を示す分解斜視図である。なお、図２では、両ブレーキアーム１０のうち代表例として図１中左側のブレーキアーム１０のみを図示しているが、図１中右側のブレーキアーム１０も同様に構成されている。

図１のほか図２に示すように、両ブレーキアーム１０の下端部は、ピン１４をもってそれぞれフレーム７に連結され、ブレーキホイール８に対する接近・離間方向でそれぞれ揺動可能になっている。一方、両ブレーキアーム１０の上端部には反ソレノイドユニット１１側に向けて開口する略カップ状のスプリング受容部１０ａがそれぞれ形成されており、それら両ブレーキアーム１０のスプリング受容部１０ａに両ブレーキスプリング１３の一端がそれぞれ挿入されている。

両ブレーキスプリング１３はいわゆる圧縮コイルスプリングであって、フレーム７にそれぞれ連結された左右一対のロッド１５が当該両ブレーキスプリング１３の内周側をそれぞれ挿通し、その両ロッド１５の先端にナット１６によってそれぞれ係止されたばね抑え部材としてのスプリングシート１７によって両ブレーキスプリング１３が圧縮変形した状態で保持されている。すなわち、両ブレーキスプリング１３の付勢力は、両ブレーキアーム１０が互いに近接する方向へ作用するようになっている。

そして、両ブレーキアーム１０の上下方向中間部にライニング９ａ付きのブレーキシュー９がそれぞれ装着されており、それら両ブレーキシュー９のライニング９ａが両ブレーキスプリング１３の圧縮変形に基づく復元力をもってブレーキホイール８の外周面をそれぞれ押圧することにより、ブレーキホイール８が制動されるようになっている。

一方、制動解除時には、制御装置５がソレノイドユニット１１を励磁することにより、両ブレーキスプリング１３の付勢力に抗して両ブレーキシュー９をブレーキホイール８から離間させることになる。具体的には、両ブレーキレバー１２の一端が両ブレーキアーム１０の上端に調整ねじ１８を介してそれぞれ当接していて、ソレノイドユニット１１の励磁に基づく電磁吸引力をもってそれら両ブレーキレバー１２の他端を当該ソレノイドユニット１１側へ引き寄せることにより、両ブレーキアーム１０が互いに離間する方向に揺動し、制動力が解放されることになる。

また、両ブレーキスプリング１３と両スプリングシート１７との間には圧縮荷重を検出する荷重センサとしてのロードセル１９がそれぞれ介装されている。これら両ロードセル１９は、両ブレーキスプリング１３の復元力を定量的に検出するものであって、当該両ロードセル１９の出力は増幅器２０を介して制御装置５へ送出されることになる。なお、本実施の形態では、両ロードセル１９を両ブレーキスプリング１３と両スプリングシート１７との間にそれぞれ設けているが、両ブレーキスプリング１３と両ブレーキアーム１０との間に両ロードセル１９をそれぞれ設けてもよいことは言うまでもない。

他方、図１に示すように、制御装置５は、電動機３およびソレノイドユニット１１を駆動制御する運行制御部５ａと、両ブレーキシュー９がブレーキホイール８を押圧する押圧力Ｆを両ロードセル１９の出力信号に基づいて算出する押圧力算出部５ｂと、その押圧力算出部５ｂの出力信号に基づいて電磁ブレーキ４の異常の有無を判定する異常判定手段たる異常判定部５ｃと、押圧力算出部５ｂの算出した押圧力を記憶する押圧力記憶部５ｄと、を備えている。

異常判定部５ｃは、電磁ブレーキ４の制動力に相当する上記押圧力Ｆに基づいて電磁ブレーキ４における異常の有無を判定し、その判定結果の情報を通信装置２１および通信回線２２を介して遠隔地の監視センター２３へ送信するようになっている。なお、本実施の形態では、電磁ブレーキ４における異常の有無の判定を制御装置５によって行うようになっているが、電磁ブレーキ４の異常判定装置を制御装置５とは別に設けてもよいことは言うまでもない。

図３は、異常判定部５ｃの処理内容を示すフローチャートである。なお、図３に示す処理は、予め定められた点検開始時刻に毎日行われるものであって、この点検開始時刻はエレベータの使用目的や設置場所等を考慮して当該エレベータの使用頻度が著しく低い時間帯に設定されている。

図３に示すように、異常判定部５ｃは、まず運行停止指令信号を運行制御部５ａに出力し、電動機３の駆動を停止するとともに、ソレノイドユニット１１を消磁状態として電磁ブレーキ４を作動させる（ステップＳ１）。そして、この状態における押圧力Ｆを押圧力の現在値Ｆ_iとして押圧力算出部５ｂから読み込み（ステップＳ２）、その押圧力の現在値Ｆ_iを押圧力記憶部５ｄに書き込む（ステップＳ３）。

次いで、異常判定部５ｃは、押圧力の現在値Ｆ_iが予め定められた正常判定下限値Ｆ_min以上であって、且つ正常判定上限値Ｆ_max以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

そして、ステップＳ４における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合には、異常判定部５ｃは、予め押圧力記憶部５ｄに書き込まれている押圧力の前回値Ｆ_i-1を読み込み、その前回値Ｆ_i-1から押圧力の現在値Ｆ_iを減じた押圧力の減少量ΔＦが予め定めた許容減少量ΔＦ_max以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

ここで、両ライニング９ａは使用に伴って摩耗することになるが、これら両ライニング９ａが摩耗すると、その摩耗分だけ制動時における両ブレーキスプリング１３の圧縮変形量が減少し、それら両ブレーキスプリング１３の復元力が減少することになる。したがって、ステップＳ５では、時間の経過に伴う押圧力の減少量ΔＦと許容減少量ΔＦ_maxとを比較することにより、両ライニング９ａの摩耗が過度に進行していないかを判定するようにしている。

さらに、ステップＳ５における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合には、異常判定部５ｃは、電磁ブレーキ４が正常である旨を通信装置２１を介して監視センター２３に出力するとともに（ステップＳ６）、運行制御部５ａに運行再開指令信号を出力してエレベータの運行を再開し（ステップＳ７）、処理を終了する。

一方、ステップＳ４またはステップＳ５における判定の結果が「ＮＯ」である場合には、異常判定部５ｃは、押圧力の現在値Ｆ_iが正常判定下限値Ｆ_minよりも低い値に予め設定した運行停止設定値Ｆ_stop以上であるか否かをさらに判定する（ステップＳ８）。

そして、ステップＳ８における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合には、異常判定部５ｃは、電磁ブレーキ４の点検が必要である旨の情報を第１異常検出信号として通信装置２１を介して監視センター２３に送出した上で（ステップＳ９）、運行制御部５ａに運行再開指令信号を出力してエレベータの運行を再開し（ステップＳ１０）、処理を終了する。

つまり、この場合には、押圧力の現在値Ｆ_iが正常判定下限値Ｆ_minと正常判定上限値Ｆ_maxとの間の正常範囲を外れてはいるものの、エレベータの運行を安全に継続できないような緊急性を有する異常ではないため、例えば次回の保守点検時などエレベータ利用者の都合がよいときに保守作業員が電磁ブレーキ４の点検を行い、必要な措置を講ずることになる。なお、保守作業員による電磁ブレーキ４の点検作業に役立てるべく、保守作業員が携行している保守用携帯端末装置２４が制御装置５に接続可能になっていて、押圧力記憶部５ｄが記憶している押圧力の値を保守用携帯端末装置２４を通じて確認できるようになっている（図１参照）。

一方、ステップＳ８における判定の結果が「ＮＯ」である場合には、異常判定部５ｃは、電磁ブレーキ４の異常によりエレベータの運行を停止する旨の情報を第２異常検出信号として通信装置２２を介して監視センター２３に出力し（ステップＳ１１）、エレベータの運行を再開せずに処理を終了することになる。

すなわち、この場合には、押圧力の現在値Ｆ_iが著しく低く、エレベータの運行を安全に継続することができないため、エレベータの運行を停止してその旨の情報を監視センター２３に出力することにより、監視センター２３にて早急に保守作業員の派遣を手配することになる。そして、派遣された保守作業員は、例えば電磁ブレーキ４の調整や部品交換等の必要な措置を施した上でエレベータを復旧することになる。

したがって、本実施の形態によれば、ロードセル１９の検出した復元力に基づき、電磁ブレーキ４の制動力が適正であるか否かを定量的に判定することができるようになるから、エレベータの安全性が飛躍的に向上する。その上、保守作業員による点検作業時にこれらの点検が不要となり、その点検作業を短時間で効率的に行えるようになるほか、電磁ブレーキ４の異常を保守作業員の熟練度に関係なく確実に検出できるようになるメリットもある。

また、電磁ブレーキ４の異常が緊急性を有しない比較的軽度なものである場合には、エレベータの運行を停止することなくエレベータ利用者の都合のよいときに電磁ブレーキ４の保守作業を行うことで、エレベータ利用者の不満を少なくすることができる一方、電磁ブレーキ４の異常が比較的重度のものである場合には、エレベータの運行を停止して電磁ブレーキ４の改善措置を早急に行うことで、安全を確保することができる。

さらに、時間の経過に伴う押圧力の減少量ΔＦに基づき、両ライニング９ａの摩耗が過度に進行していないかを判定することにより、電磁ブレーキ４の異常をより早期に検出可能になるから、エレベータの安全性をさらに高めることができるメリットがある。

４…電磁ブレーキ
５ｃ…異常判定部（異常判定手段）
８…ブレーキホイール（被制動部材）
９…ブレーキシュー（ブレーキ片）
１０…ブレーキアーム
１１…ソレノイドユニット
１３…ブレーキスプリング
１７…スプリングシート（ばね抑え部材）
１９…ロードセル（荷重センサ）
２３…監視センター

Claims (4)

1. ブレーキスプリングの弾性変形に基づく復元力によってブレーキ片が被制動部材を押圧することで制動力を発生する一方、ソレノイドの励磁に基づく電磁吸引力をもって上記ブレーキスプリングの復元力に抗して上記ブレーキ片を被制動部材から離間させ、制動力を解放するエレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置において、
   上記ブレーキスプリングの復元力を検出する荷重センサと、
   その荷重センサの出力に基づいて電磁ブレーキの異常の有無を判定する異常判定手段と、
   を備えていて、
   上記異常判定手段は、上記荷重センサの出力に基づいて電磁ブレーキの制動力が予め定めた正常判定下限値以下、または正常判定上限値以上であるか否かを判定し、電磁ブレーキの制動力が正常判定下限値以下または正常判定上限値以上である場合に異常検出信号を出力するようになっていることを特徴とするエレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置。
2. 上記ソレノイドの励磁および消磁によって上記被制動部材に対する接近・離間方向に変位する上記ブレーキ片付きのブレーキアームと、上記ブレーキアームとの間に上記ブレーキスプリングを保持するスプリング抑え部材と、を備えていて、
   上記ブレーキ抑え部材とブレーキスプリングとの間または上記ブレーキアームとブレーキスプリングとの間に圧縮荷重を検出するロードセルを上記荷重センサとして設けたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置。
3. 上記異常判定手段は、上記電磁ブレーキの制動力が、上記正常判定下限値以下であって且つその正常判定下限値よりも小さく設定した運行停止設定値以上である場合、または上記許容上限値以上である場合に、その旨を示す第１異常検出信号を上記異常検出信号として監視センターへ出力するとともに、エレベータの運行を継続させるようになっている一方、
   電磁ブレーキの制動力が上記運行停止設定値よりも小さい場合に、その旨を示す第２異常検出信号を上記異常検出信号として監視センターへ出力するとともに、エレベータの運行を停止させるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置。
4. 上記異常判定手段は、時間の経過に伴う上記制動力の減少量が予め定めた所定の許容減少量を超える場合に、異常検出信号を出力するようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエレベータにおける電磁ブレーキの異常検出装置。

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