JP4439074B2 - エレベータの非常停止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータの非常停止装置に係り、特に非常停止させるときのかごの減速度を軽減させた非常停止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータのブレーキ装置は、一般に電磁ブレーキが使用され、巻上機の回転軸に直結されたブレーキ車にばねでブレーキシューを押圧し、ブレーキ車の外周面とブレーキライニングとの摩擦力により回転軸を制動させてかごを停止させるようになっている。
また、ブレーキ装置を開放させるには、ブレーキコイルを付勢して磁気力によりばねに抗してブレーキシューの押圧を解き、ブレーキ車を開放するようになっている。
【０００３】
ここで、上記ブレーキ装置は、通常一組装備されるが、より安全性を高めるために個別に動作し得る二組の電磁ブレーキを備えたものもあり、一般に、ダブルブレーキと称呼されている。
図５は、例えば特開平３−２４３５７６号公報に開示された従来のエレベータの制動装置で、特にダブルブレーキを示す。
即ち、巻上機１のシーブ３には主索５が捲き掛けられており、この主索５にかご６とつり合重り７が釣瓶状に吊持されている。シーブ３は回転軸４を介して電動機２に直結されており、回転軸４にはブレーキ車１０が固着されている。
図６において、かご６が停止いる時は、ブレーキ制御手段４１が開放されて、ブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂは、いずれも消勢されている。ブレーキシュー１１ａ及び１２ａは、それぞればね（図示しない。）によって押圧されてブレーキ車１１に圧接し、回転軸４を静止させる。
【０００４】
かご６を昇降させる場合は、ブレーキ制御手段４１が閉成し、ブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂが直流電源４０によって付勢されてプランジャ１１ｃ及び１２ｃを吸引し、ばねに抗してブレーキシュー１１ａ及び１２ａを後退させてブレーキ車１１を開放すると共に、電動機２が付勢されてかご６を目的階へ向けて昇降駆動する。
かご６が目的階に近付くと電動機２はかご６を減速させ、更に着床停止させると、電動機２への電源が遮断されると共に、ブレーキ制御手段４１が開放されてブレーキ装置１２及び１３によってかご６は静止する。
なお、ブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂと並列に接続されたダイオード４２と抵抗４３の直列接続からなる回路は、開放時のブレーキ制御手段４１を保護するための放電回路である。
【０００５】
ところで、かご６が全負荷上昇運転しているときに、何らかの異常が発生して安全回路が作動したとすると、非常停止信号が発せられて電動機２への給電が遮断されると同時にブレーキ制御手段４１が開放されてブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂも消勢される。このため、かご６は、かご６側とつり合重り７側との不平衡荷重、ブレーキ装置１２および１３による制動力及び慣性能率により決定される減速度αで急停止する。
即ち、
α＝Ｋ・（ＴＳ＋ＴＬ）／Ｊ （ｍ／ｓ2） （１）
ここで、Ｋ：巻上機１における減速比及びシーブ３の直径から決まる係数、Ｊ：慣性能率（Ｋｇ・ｍ2）、ＴＳ：ブレーキトルク（Ｎ・ｍ）で、非常停止トルクともいう。ＴＬ：かご６側とつり合重り７側との不平衡荷重によって決まる負荷トルク（Ｎ・ｍ）で、
ＴＬ＝Ｋ・（ＷＬ−ＷＣ） （Ｎ・ｍ）
となる。但し、ＷＬ：かご６側の重量（Ｎ）、ＷＣ：つり合重り７側の重量（Ｎ）とする。
【０００６】
ブレーキ装置１２及び１３の制動力の設定基準としては、安全上の観点から、１．定員以上乗り込んだ状態でもかご６を静止保持できること。
２．走行方向の負荷が負となる、いわゆる回生運転中に非常停止した場合に、終端階で突上げ又は突下げを起こさないこと。
である。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、かご６の軽量化や回転軸４周りの低慣性能率化が進んでおり、これにより電動機２や制御装置の容量低減や省エネルギー化が図られている。
しかしながら、上記基準を満たすように制動力を設定すると、走行方向の負荷が正となる、いわゆる力行運転中に非常停止した場合に、かご６の減速度が過大となって乗客に不快感を与える、という問題があった。
【０００７】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、安全上必要とされる上記設定基準１及び２に加えて、乗り心地の観点から、ブレーキ装置の制動力に上限を設定して力行運転中に非常停止した場合に、かごの減速度が過大とならないエレベータの非常停止装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るエレベータの非常停止装置は、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機の回転軸を複数台のブレーキ装置で制動させてかごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクとを算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、この所要制動トルクを最少台数のブレーキ装置で発生させてかごを非常停止させるようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係るエレベータの非常停止装置は、かごが停止した後は、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係るエレベータの非常停止装置は、平常運転でかごが目的階の着床ゾーンに到着したとき、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
【００１１】
請求項４に係るエレベータの非常停止装置は、抵抗器を有する放電回路が並列に接続されたブレーキコイルを消勢することにより複数台のブレーキ装置を作動させて、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機を制動させ、かごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクも併せて算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、非常停止信号が発せられると、全台数についてブレーキコイルへの電力供給を遮断すると共に、このうち所要制動トルクを発生するのに必要最少台数のブレーキ装置を選択し、放電回路の抵抗器の抵抗値を高く設定して早急に作動させてかごを非常停止させ、残余の上記ブレーキ装置の抵抗値は低く設定して作動を遅延させるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１から図３は、この発明の実施の形態１を示す。
図１において、１は巻上機、２はこの巻上機１を駆動する電動機、３は巻上機１のシーブ、４は電動機１とシーブ３を直結する回転軸、５はシーブ３に巻き掛けられた主索、６は主索５に係止されてつり合重り７と共に釣瓶状に吊持されたかご、８は昇降路の頂部とピットに取り付けられた滑車８ａ及び８ｂに巻き掛けられ、途中かご６に係止されてたロープ８ｃによって駆動されてかご６の速度を検知する調速機、９は終端階である最下階である。
【００１３】
１０は回転軸４に固着されたブレーキ車である。１１はブレーキ装置で、ブレーキ車１０にばね（図示しない。）でブレーキシュー１１ａを押圧し、ブレーキ車１０の外周面とブレーキライニングとの摩擦力によりブレーキトルクＴ１で回転軸４を制動させてかご６を停止させ、ブレーキコイル１１ｂを付勢することにより、磁気力によりばねに抗してプランジャ１１ｃを吸引してブレーキシュー１１ａの押圧を解き、ブレーキ車を開放してかご６を昇降可能する。
１２及び１３もブレーキ装置１１と同様のブレーキ装置で、１２ａ及び１３ａはブレーキシュー、１２ｂ及び１３ｂはブレーキコイル、１２ｃ及び１３ｃはプランジャで、それぞれブレーキトルクＴ２及びＴ３を発生させる。ブレーキ装置１１から１３は、いわゆるトリプルブレーキを構成する。
【００１４】
１７は調速機８に直結されて回転してかご６の移動距離に応じたパルス信号を発生するパルス発生器である。１８は単位時間当りの上記パルス信号数からかご６の速度を検出するかご速度検出器、１９は上記パルス信号を計数してかご６の位置を検出するかご位置検出器、２０はパルス発生器１７から異なるパルス信号を発生させ、両者の位相差からかご６の運転方向を検知するかご運転方向検出器である。
【００１５】
２１は非常停止信号によって作動してかご６の現在位置から運転方向前方の終端階９までの残距離Ｓ0を算出する残距離算出手段、２２はかご６の上に取り付けられた秤装置２２ａによって検出されたかご６側の総重量ＷＬに基いてつり合重り７側ＷＣとの不平衡荷重を算出し、更にこの不平衡荷重によって回転軸４に生じる負荷トルクＴＬを算出する負荷トルク算出手段である。なお、かご６の位置変動による主索５の不平衡荷重も考慮される。即ち、
ＴＬ＝Ｋ・（ＷＬ−ＷＣ） （Ｎ・ｍ） （２）
但し、Ｋ：巻上機１における減速比及びシーブ３の直径から決まる係数、ＷＬ：かご６側の重量（Ｎ）、ＷＣ：つり合重り７側の重量（Ｎ）とする。
従って、ＷＬ＝ＷＬａ＋ＷＬｂ （Ｎ） となる。
但し、ＷＬａ：かご重量（Ｎ）、ＷＬｂ：かご６側ロープ重量（Ｎ）である。
また、ＷＣ＝ＷＣａ＋ＷＣｂ （Ｎ） となる。
但し、ＷＣａ：つり合重り重量（Ｎ）、ＷＣｂ：おもり７側ロープ重量（Ｎ）である。
【００１６】
２３はかご６を残距離Ｓ0で停止させるために必要な減速度αを算出する減速度算出手段である。即ち、
α＝（Ｖ0＋Ｖ1）2／｛２×（Ｓ0−Ｓ1）｝ （ｍ／Ｓ2） （３）
但し、Ｖ0：給電遮断時の初速度（ｍ／Ｓ）、Ｖ1：給電遮断からブレーキ装置１１〜１３が作動する間の増速度（ｍ／Ｓ）で、下記式で算出され。
Ｖ1＝Ｋ・（ＴＬ／Ｊ）・ｔd
但し、ｔd：給電遮断からブレーキ装置１１〜１３が作動するまでの時間（ｓ）である。
Ｓ0：給電遮断時の残距離（ｍ）、Ｓ1：給電遮断からブレーキ装置１１〜１３が作動するまでの間の走行距離（ｍ）で、下記式で表される。
Ｓ1＝∫Td｛Ｖ0＋Ｋ・（ＴＬ／Ｊ）・ｔ｝ｄｔ
【００１７】
２４は上記減速度でかご６を停止させるために必要な非常停止トルクＴＳを算出する非常停止トルク算出手段で、減速度算出手段による減速度αと負荷トルクＴＬとから、上記（１）式によって
ＴＳ＝（α／Ｋ）・Ｊ−ＴＬ （Ｎ・ｍ）
となる。
２５は負荷トルクＴＬに抗してかご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクを算出する静止保持トルク算出手段で、上記負荷トルクＴＬに対して安全係数を乗じた値としてもよいが、ここでは上記負荷トルクＴＬとする。
２６は上記非常停止トルクＴＳと上記静止保持トルクＴＬのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクＴとする所要制動トルク算出手段、２７は上記所要制動トルクＴを発生することを前提として上記ブレーキ装置１１、１２及び１３から必要最少台数を選択してブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂを消勢して制動トルクを作用させてかご６を非常停止させるブレーキ制御手段である。
【００１８】
図２において、２７１はブレーキ制御手段２７の常開の出力接点で、ブレーキコイル１１ｂを付勢する。同様に、２７２はブレーキコイル１２ｂを、また、２７３はブレーキコイル１３ｂをそれぞれ付勢するブレーキ制御手段２７の出力接点である。
なお、出力接点２７１は、所要制動トルクＴの大小に拘わらず、非常停止信号によって開放されてブレーキコイル１１ｂを消勢する。
出力接点２７２は、所要制動トルクＴがブレーキ装置１１のブレーキトルクＴ１を上回ったときに開放されてブレーキコイル１２ｂを消勢する。
出力接点２７３は、所要制動トルクＴがブレーキ装置１１と１２の合計のブレーキトルク（Ｔ１＋Ｔ２）を上回ったときに開放されてブレーキコイル１３ｂを消勢する。
Ｄ１はダイオード、Ｒ１は抵抗で、ブレーキコイル１１ｂと並列に接続されて放電回路を構成し、消勢時にブレーキ制御手段２７の出力接点を保護するものである。ダイオードＤ２と抵抗Ｒ２の直列回路、及びダイオードＤ３と抵抗Ｒ３の直列回路も同様である。
【００１９】
次に、動作について説明する。
かご６に運転指令が出されていない状態では、ブレーキ装置１１〜１３は、いずれもブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂが消勢されて制動力を発生し、かご６を所定位置に停止させている。この状態で、呼びが発生して運転指令が出されると、ブレーキ制御装置２７の出力接点２７１〜２７３が閉成して、ブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂが付勢されて制動力が解除される。次いで、電動機２に電力が供給され、かご６は目的階へ向けて昇降駆動される。かご６が目的階に着床して停止すると、電動機２への給電が停止されると共に、ブレーキ制御手段２７の出力接点２７１〜２７３が開放される。このため、ブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂが消勢されて、制動力が発生し、回転軸４は制止される。このようにして、呼びに応答してかご６は昇降運転を継続する。
【００２０】
ところで、かご６が全速力で上昇しているときに、何らかの異常が発生して非常停止信号が発せられたとする。電動機２への給電が遮断されると共に、かご速度（Ｖ0＋Ｖ1）と運転方向前方の終端階までの残距離（Ｓ0−Ｓ1）と負荷トルクＴＬに基いて残距離（Ｓ0−Ｓ1）でかご６を停止させるに必要な減速度αが算出され、更に、非常停止トルク算出手段２４によって減速度αで減速するために必要な非常停止トルクＴＳが算出される。また、静止保持トルク算出手段２５では、かご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクＴＬが算出され、更に、所要制動トルク算出手段２６で非常停止トルクＴＳと静止保持トルクＴＬのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクＴとされる。
【００２１】
上記所要制動トルクＴがブレーキ装置１１の制動トルクＴ１以下の場合は、ブレーキ制御手段２７は、図３のモード１を選択して出力接点２７１のみを開放して、制動トルクＴ１でかご６を減速停止させる。
同様に、Ｔ１＜Ｔ≦（Ｔ１＋Ｔ２）の場合は、モード２を選択して、出力接点２７１と２７２を開放して、制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２）でかご６を減速停止させる。
更に、（Ｔ１＋Ｔ２）＜Ｔの場合は、モード３を選択して、出力接点２７１〜２７３を開放して、制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）でかご６は減速停止させる。
なお、かご６が停止したことをかご速度検出手段１８によって検出された場合は、ブレーキ装置１１〜１３の全台数で回転軸４を制動させる。
【００２２】
上記実施の形態１によれば、所要制動トルクＴに応じてブレーキ装置１１〜１３を選択的に作動させてかご６を非常停止させるようにしたので、力行運転中に非常停止させる場合でも、かごの減速度が過大となることはない。
また、所要制動トルクＴは、かご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクＴＬを下回ることがないので、安全性は確保される。
なお、上記実施の形態１では、３台のブレーキ装置１１〜１３を使用するものとしたが、４台以上であってもよい。
【００２３】
実施の形態２．
図４は実施の形態２を示す。この実施の形態２では、非常停止信号が発せられたならば、所要制動トルクＴの大小に応じてブレーキトルクの発生時点を変動させるようにしたものである。
図中、図１から３と同符号は、同一又は同内容を示すし、２７０は、非常停止信号の発生と共に開放するブレーキ制御手段２７の常開の出力接点、Ｄ０１〜Ｄ０３は各ブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂの放電回路が相互に干渉するのを防止するための逆流阻止用のダイオードである。
ｒ２は抵抗Ｒ２と直列に接続された抵抗で、ブレーキコイル１２ｂのインダクタンスＬ分と共に所定の時定数で放電回路を構成する。２７２ｂは抵抗Ｒ２を短絡するブレーキ制御手段２７の常閉の出力接点で、出力接点２７０の閉成によって瞬時開放し、出力接点２７０の開放によって選択的に遅延して閉成して抵抗Ｒ２を短絡して抵抗ｒ２を放電抵抗とする放電回路を形成してブレーキコイル１２ｂによる励磁を継続させて、ブレーキ装置１２の作動を遅らせる。
ｒ３もブレーキコイル１２ｂに対して、抵抗ｒ２と同様の機能を有する。２７３ｂは、出力接点２７２ｂと同様の機能を有するブレーキ制御手段２７の常閉の出力接点である。
【００２４】
次に動作について説明する。非常停止信号が発せられた場合に、所要制動トルクＴがブレーキトルクＴ１以下の場合は、ブレーキコイル１１ｂは出力接点２７０の開放と同時に消勢されるが、出力接点２７２ｂと２７３ｂは直ちに閉成されて放電回路を構成し、ブレーキコイル１２ｂ及び１３ｂには電流が継続して流れて作動が遅延する。このため、かご６は制動トルクＴ１で減速停止する。
同様に、Ｔ１＜Ｔ≦（Ｔ１＋Ｔ２）の場合は、図３のモード２を選択して、出力接点２７２ｂが開放のままとなり、出力接点２７０の開放と同時にブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂが消勢して、制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２）でかご６を減速停止させる。
更に、（Ｔ１＋Ｔ２）＜Ｔの場合は、モード３を選択して、出力接点２７２ｂ及び２７３ｂが開放のままとなり、かご６は制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）で減速停止する。
なお、かご６が停止したことをかご速度検出手段１８によって検出された場合は、ブレーキ装置１１〜１３の全台数で回転軸４を制動させる点は、上記実施の形態１と同様である。。
【００２５】
上記実施の形態２によっても、上記実施の形態１と同様に所要制動トルクＴに応じてブレーキ装置１１〜１３を選択的に作動させてかご６を非常停止させるようにしたので、力行運転中に非常停止させる場合でも、かご６の減速度が過大となることはない。
また、所要制動トルクＴは、かご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクＴＬを下回ることがないので、安全性は確保される。
更に、ブレーキコイル１２ｂ及び１３ｂの放電電流で作動を遅らせるようにしたので、停電の場合でも、かご６の減速度が過大となることはない。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は上記のとおり構成されているので、以下の効果を奏する。
請求項１に係るエレベータの非常停止装置は、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機の回転軸を複数台のブレーキ装置で制動させてかごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクとを算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、この所要制動トルクを最少台数のブレーキ装置で発生させてかごを非常停止させるようにしたものである。
このため、力行運転中に非常停止させる場合でも、かごの減速度が過大となることはない、という効果を奏する。
また、所要制動トルクは、静止保持トルクを下回ることがないので、安全性は確保される、という効果も併せて奏する。
【００２７】
請求項２に係るエレベータの非常停止装置は、かごが停止した後は、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
このため、安全性を確保することができる、という効果を奏する。
【００２８】
請求項３に係るエレベータの非常停止装置は、平常運転でかごが目的階の着床ゾーンに到着したとき、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
通常運転時は、かごが停止した後にブレーキ装置が作動するので、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させても乗り心地を害することはなく、また、安全性を確保することができる、という効果を奏する。
【００２９】
請求項４に係るエレベータの非常停止装置は、抵抗器を有する放電回路が並列に接続されたブレーキコイルを消勢することにより複数台のブレーキ装置を作動させて、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機を制動させ、かごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクも併せて算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、非常停止信号が発せられると、全台数についてブレーキコイルへの電力供給を遮断すると共に、このうち所要制動トルクを発生するのに必要最少台数のブレーキ装置を選択し、放電回路の抵抗器の抵抗値を高く設定して早急に作動させてかごを非常停止させ、残余の上記ブレーキ装置の抵抗値は低く設定して作動を遅延させるようにしたものである。
このものにあっても、上記と同様の効果を奏すると共に、特に、停電時にブレーキ装置によってかごが制止する場合でも、減速度が過大となることはない、という効果も併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１におけるエレベータの非常停止装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるエレベータの非常停止装置の要部の電機回路接続図。
【図３】 この発明の実施の形態１における説明用図。
【図４】 この発明の実施の形態２におけるエレベータの非常停止装置の要部の電機回路接続図。
【図５】 従来のエレベータの非常停止装置の全体構成を示すブロック図。
【図６】 従来のエレベータの非常停止装置の要部の電機回路接続図。
【符号の説明】
１ 巻上器、 ２ 電動機、 ３ シーブ、 ４ 回転軸、 ５ 主索、 ６かご、 ７ つり合重り、 ８ 調速機、 ９ 終端階、 １０ ブレーキ車、 １１ プレーキ装置、 １１ｂ プレーキコイル、 １２ プレーキ装置、１２ｂ プレーキコイル、 １３ プレーキ装置、 １３ｂ プレーキコイル、 １７ パルス発生器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータの非常停止装置に係り、特に非常停止させるときのかごの減速度を軽減させた非常停止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータのブレーキ装置は、一般に電磁ブレーキが使用され、巻上機の回転軸に直結されたブレーキ車にばねでブレーキシューを押圧し、ブレーキ車の外周面とブレーキライニングとの摩擦力により回転軸を制動させてかごを停止させるようになっている。
また、ブレーキ装置を開放させるには、ブレーキコイルを付勢して磁気力によりばねに抗してブレーキシューの押圧を解き、ブレーキ車を開放するようになっている。
【０００３】
ここで、上記ブレーキ装置は、通常一組装備されるが、より安全性を高めるために個別に動作し得る二組の電磁ブレーキを備えたものもあり、一般に、ダブルブレーキと称呼されている。
図５は、例えば特開平３−２４３５７６号公報に開示された従来のエレベータの制動装置で、特にダブルブレーキを示す。
即ち、巻上機１のシーブ３には主索５が捲き掛けられており、この主索５にかご６とつり合重り７が釣瓶状に吊持されている。シーブ３は回転軸４を介して電動機２に直結されており、回転軸４にはブレーキ車１０が固着されている。
図６において、かご６が停止いる時は、ブレーキ制御手段４１が開放されて、ブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂは、いずれも消勢されている。ブレーキシュー１１ａ及び１２ａは、それぞればね（図示しない。）によって押圧されてブレーキ車１１に圧接し、回転軸４を静止させる。
【０００４】
かご６を昇降させる場合は、ブレーキ制御手段４１が閉成し、ブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂが直流電源４０によって付勢されてプランジャ１１ｃ及び１２ｃを吸引し、ばねに抗してブレーキシュー１１ａ及び１２ａを後退させてブレーキ車１１を開放すると共に、電動機２が付勢されてかご６を目的階へ向けて昇降駆動する。
かご６が目的階に近付くと電動機２はかご６を減速させ、更に着床停止させると、電動機２への電源が遮断されると共に、ブレーキ制御手段４１が開放されてブレーキ装置１２及び１３によってかご６は静止する。
なお、ブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂと並列に接続されたダイオード４２と抵抗４３の直列接続からなる回路は、開放時のブレーキ制御手段４１を保護するための放電回路である。
【０００５】
ところで、かご６が全負荷上昇運転しているときに、何らかの異常が発生して安全回路が作動したとすると、非常停止信号が発せられて電動機２への給電が遮断されると同時にブレーキ制御手段４１が開放されてブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂも消勢される。このため、かご６は、かご６側とつり合重り７側との不平衡荷重、ブレーキ装置１２および１３による制動力及び慣性能率により決定される減速度αで急停止する。
即ち、
α＝Ｋ・（ＴＳ＋ＴＬ）／Ｊ （ｍ／ｓ2） （１）
ここで、Ｋ：巻上機１における減速比及びシーブ３の直径から決まる係数、Ｊ：慣性能率（Ｋｇ・ｍ2）、ＴＳ：ブレーキトルク（Ｎ・ｍ）で、非常停止トルクともいう。ＴＬ：かご６側とつり合重り７側との不平衡荷重によって決まる負荷トルク（Ｎ・ｍ）で、
ＴＬ＝Ｋ・（ＷＬ−ＷＣ） （Ｎ・ｍ）
となる。但し、ＷＬ：かご６側の重量（Ｎ）、ＷＣ：つり合重り７側の重量（Ｎ）とする。
【０００６】
ブレーキ装置１２及び１３の制動力の設定基準としては、安全上の観点から、１．定員以上乗り込んだ状態でもかご６を静止保持できること。
２．走行方向の負荷が負となる、いわゆる回生運転中に非常停止した場合に、終端階で突上げ又は突下げを起こさないこと。
である。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、かご６の軽量化や回転軸４周りの低慣性能率化が進んでおり、これにより電動機２や制御装置の容量低減や省エネルギー化が図られている。
しかしながら、上記基準を満たすように制動力を設定すると、走行方向の負荷が正となる、いわゆる力行運転中に非常停止した場合に、かご６の減速度が過大となって乗客に不快感を与える、という問題があった。
【０００７】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、安全上必要とされる上記設定基準１及び２に加えて、乗り心地の観点から、ブレーキ装置の制動力に上限を設定して力行運転中に非常停止した場合に、かごの減速度が過大とならないエレベータの非常停止装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るエレベータの非常停止装置は、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機の回転軸を複数台のブレーキ装置で制動させてかごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクとを算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、この所要制動トルクを最少台数のブレーキ装置で発生させてかごを非常停止させるようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係るエレベータの非常停止装置は、かごが停止した後は、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係るエレベータの非常停止装置は、平常運転でかごが目的階の着床ゾーンに到着したとき、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
【００１１】
請求項４に係るエレベータの非常停止装置は、抵抗器を有する放電回路が並列に接続されたブレーキコイルを消勢することにより複数台のブレーキ装置を作動させて、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機を制動させ、かごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクも併せて算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、非常停止信号が発せられると、全台数についてブレーキコイルへの電力供給を遮断すると共に、このうち所要制動トルクを発生するのに必要最少台数のブレーキ装置を選択し、放電回路の抵抗器の抵抗値を高く設定して早急に作動させてかごを非常停止させ、残余の上記ブレーキ装置の抵抗値は低く設定して作動を遅延させるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１から図３は、この発明の実施の形態１を示す。
図１において、１は巻上機、２はこの巻上機１を駆動する電動機、３は巻上機１のシーブ、４は電動機１とシーブ３を直結する回転軸、５はシーブ３に巻き掛けられた主索、６は主索５に係止されてつり合重り７と共に釣瓶状に吊持されたかご、８は昇降路の頂部とピットに取り付けられた滑車８ａ及び８ｂに巻き掛けられ、途中かご６に係止されてたロープ８ｃによって駆動されてかご６の速度を検知する調速機、９は終端階である最下階である。
【００１３】
１０は回転軸４に固着されたブレーキ車である。１１はブレーキ装置で、ブレーキ車１０にばね（図示しない。）でブレーキシュー１１ａを押圧し、ブレーキ車１０の外周面とブレーキライニングとの摩擦力によりブレーキトルクＴ１で回転軸４を制動させてかご６を停止させ、ブレーキコイル１１ｂを付勢することにより、磁気力によりばねに抗してプランジャ１１ｃを吸引してブレーキシュー１１ａの押圧を解き、ブレーキ車を開放してかご６を昇降可能する。
１２及び１３もブレーキ装置１１と同様のブレーキ装置で、１２ａ及び１３ａはブレーキシュー、１２ｂ及び１３ｂはブレーキコイル、１２ｃ及び１３ｃはプランジャで、それぞれブレーキトルクＴ２及びＴ３を発生させる。ブレーキ装置１１から１３は、いわゆるトリプルブレーキを構成する。
【００１４】
１７は調速機８に直結されて回転してかご６の移動距離に応じたパルス信号を発生するパルス発生器である。１８は単位時間当りの上記パルス信号数からかご６の速度を検出するかご速度検出器、１９は上記パルス信号を計数してかご６の位置を検出するかご位置検出器、２０はパルス発生器１７から異なるパルス信号を発生させ、両者の位相差からかご６の運転方向を検知するかご運転方向検出器である。
【００１５】
２１は非常停止信号によって作動してかご６の現在位置から運転方向前方の終端階９までの残距離Ｓ0を算出する残距離算出手段、２２はかご６の上に取り付けられた秤装置２２ａによって検出されたかご６側の総重量ＷＬに基いてつり合重り７側ＷＣとの不平衡荷重を算出し、更にこの不平衡荷重によって回転軸４に生じる負荷トルクＴＬを算出する負荷トルク算出手段である。なお、かご６の位置変動による主索５の不平衡荷重も考慮される。即ち、
ＴＬ＝Ｋ・（ＷＬ−ＷＣ） （Ｎ・ｍ） （２）
但し、Ｋ：巻上機１における減速比及びシーブ３の直径から決まる係数、ＷＬ：かご６側の重量（Ｎ）、ＷＣ：つり合重り７側の重量（Ｎ）とする。
従って、ＷＬ＝ＷＬａ＋ＷＬｂ （Ｎ） となる。
但し、ＷＬａ：かご重量（Ｎ）、ＷＬｂ：かご６側ロープ重量（Ｎ）である。
また、ＷＣ＝ＷＣａ＋ＷＣｂ （Ｎ） となる。
但し、ＷＣａ：つり合重り重量（Ｎ）、ＷＣｂ：おもり７側ロープ重量（Ｎ）である。
【００１６】
２３はかご６を残距離Ｓ0で停止させるために必要な減速度αを算出する減速度算出手段である。即ち、
α＝（Ｖ0＋Ｖ1）2／｛２×（Ｓ0−Ｓ1）｝ （ｍ／Ｓ2） （３）
但し、Ｖ0：給電遮断時の初速度（ｍ／Ｓ）、Ｖ1：給電遮断からブレーキ装置１１〜１３が作動する間の増速度（ｍ／Ｓ）で、下記式で算出され。
Ｖ1＝Ｋ・（ＴＬ／Ｊ）・ｔd
但し、ｔd：給電遮断からブレーキ装置１１〜１３が作動するまでの時間（ｓ）である。
Ｓ0：給電遮断時の残距離（ｍ）、Ｓ1：給電遮断からブレーキ装置１１〜１３が作動するまでの間の走行距離（ｍ）で、下記式で表される。
Ｓ1＝∫Td｛Ｖ0＋Ｋ・（ＴＬ／Ｊ）・ｔ｝ｄｔ
【００１７】
２４は上記減速度でかご６を停止させるために必要な非常停止トルクＴＳを算出する非常停止トルク算出手段で、減速度算出手段による減速度αと負荷トルクＴＬとから、上記（１）式によって
ＴＳ＝（α／Ｋ）・Ｊ−ＴＬ （Ｎ・ｍ）
となる。
２５は負荷トルクＴＬに抗してかご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクを算出する静止保持トルク算出手段で、上記負荷トルクＴＬに対して安全係数を乗じた値としてもよいが、ここでは上記負荷トルクＴＬとする。
２６は上記非常停止トルクＴＳと上記静止保持トルクＴＬのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクＴとする所要制動トルク算出手段、２７は上記所要制動トルクＴを発生することを前提として上記ブレーキ装置１１、１２及び１３から必要最少台数を選択してブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂを消勢して制動トルクを作用させてかご６を非常停止させるブレーキ制御手段である。
【００１８】
図２において、２７１はブレーキ制御手段２７の常開の出力接点で、ブレーキコイル１１ｂを付勢する。同様に、２７２はブレーキコイル１２ｂを、また、２７３はブレーキコイル１３ｂをそれぞれ付勢するブレーキ制御手段２７の出力接点である。
なお、出力接点２７１は、所要制動トルクＴの大小に拘わらず、非常停止信号によって開放されてブレーキコイル１１ｂを消勢する。
出力接点２７２は、所要制動トルクＴがブレーキ装置１１のブレーキトルクＴ１を上回ったときに開放されてブレーキコイル１２ｂを消勢する。
出力接点２７３は、所要制動トルクＴがブレーキ装置１１と１２の合計のブレーキトルク（Ｔ１＋Ｔ２）を上回ったときに開放されてブレーキコイル１３ｂを消勢する。
Ｄ１はダイオード、Ｒ１は抵抗で、ブレーキコイル１１ｂと並列に接続されて放電回路を構成し、消勢時にブレーキ制御手段２７の出力接点を保護するものである。ダイオードＤ２と抵抗Ｒ２の直列回路、及びダイオードＤ３と抵抗Ｒ３の直列回路も同様である。
【００１９】
次に、動作について説明する。
かご６に運転指令が出されていない状態では、ブレーキ装置１１〜１３は、いずれもブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂが消勢されて制動力を発生し、かご６を所定位置に停止させている。この状態で、呼びが発生して運転指令が出されると、ブレーキ制御装置２７の出力接点２７１〜２７３が閉成して、ブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂが付勢されて制動力が解除される。次いで、電動機２に電力が供給され、かご６は目的階へ向けて昇降駆動される。かご６が目的階に着床して停止すると、電動機２への給電が停止されると共に、ブレーキ制御手段２７の出力接点２７１〜２７３が開放される。このため、ブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂが消勢されて、制動力が発生し、回転軸４は制止される。このようにして、呼びに応答してかご６は昇降運転を継続する。
【００２０】
ところで、かご６が全速力で上昇しているときに、何らかの異常が発生して非常停止信号が発せられたとする。電動機２への給電が遮断されると共に、かご速度（Ｖ0＋Ｖ1）と運転方向前方の終端階までの残距離（Ｓ0−Ｓ1）と負荷トルクＴＬに基いて残距離（Ｓ0−Ｓ1）でかご６を停止させるに必要な減速度αが算出され、更に、非常停止トルク算出手段２４によって減速度αで減速するために必要な非常停止トルクＴＳが算出される。また、静止保持トルク算出手段２５では、かご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクＴＬが算出され、更に、所要制動トルク算出手段２６で非常停止トルクＴＳと静止保持トルクＴＬのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクＴとされる。
【００２１】
上記所要制動トルクＴがブレーキ装置１１の制動トルクＴ１以下の場合は、ブレーキ制御手段２７は、図３のモード１を選択して出力接点２７１のみを開放して、制動トルクＴ１でかご６を減速停止させる。
同様に、Ｔ１＜Ｔ≦（Ｔ１＋Ｔ２）の場合は、モード２を選択して、出力接点２７１と２７２を開放して、制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２）でかご６を減速停止させる。
更に、（Ｔ１＋Ｔ２）＜Ｔの場合は、モード３を選択して、出力接点２７１〜２７３を開放して、制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）でかご６は減速停止させる。
なお、かご６が停止したことをかご速度検出手段１８によって検出された場合は、ブレーキ装置１１〜１３の全台数で回転軸４を制動させる。
【００２２】
上記実施の形態１によれば、所要制動トルクＴに応じてブレーキ装置１１〜１３を選択的に作動させてかご６を非常停止させるようにしたので、力行運転中に非常停止させる場合でも、かごの減速度が過大となることはない。
また、所要制動トルクＴは、かご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクＴＬを下回ることがないので、安全性は確保される。
なお、上記実施の形態１では、３台のブレーキ装置１１〜１３を使用するものとしたが、４台以上であってもよい。
【００２３】
実施の形態２．
図４は実施の形態２を示す。この実施の形態２では、非常停止信号が発せられたならば、所要制動トルクＴの大小に応じてブレーキトルクの発生時点を変動させるようにしたものである。
図中、図１から３と同符号は、同一又は同内容を示すし、２７０は、非常停止信号の発生と共に開放するブレーキ制御手段２７の常開の出力接点、Ｄ０１〜Ｄ０３は各ブレーキコイル１１ｂ〜１３ｂの放電回路が相互に干渉するのを防止するための逆流阻止用のダイオードである。
ｒ２は抵抗Ｒ２と直列に接続された抵抗で、ブレーキコイル１２ｂのインダクタンスＬ分と共に所定の時定数で放電回路を構成する。２７２ｂは抵抗Ｒ２を短絡するブレーキ制御手段２７の常閉の出力接点で、出力接点２７０の閉成によって瞬時開放し、出力接点２７０の開放によって選択的に遅延して閉成して抵抗Ｒ２を短絡して抵抗ｒ２を放電抵抗とする放電回路を形成してブレーキコイル１２ｂによる励磁を継続させて、ブレーキ装置１２の作動を遅らせる。
ｒ３もブレーキコイル１２ｂに対して、抵抗ｒ２と同様の機能を有する。２７３ｂは、出力接点２７２ｂと同様の機能を有するブレーキ制御手段２７の常閉の出力接点である。
【００２４】
次に動作について説明する。非常停止信号が発せられた場合に、所要制動トルクＴがブレーキトルクＴ１以下の場合は、ブレーキコイル１１ｂは出力接点２７０の開放と同時に消勢されるが、出力接点２７２ｂと２７３ｂは直ちに閉成されて放電回路を構成し、ブレーキコイル１２ｂ及び１３ｂには電流が継続して流れて作動が遅延する。このため、かご６は制動トルクＴ１で減速停止する。
同様に、Ｔ１＜Ｔ≦（Ｔ１＋Ｔ２）の場合は、図３のモード２を選択して、出力接点２７２ｂが開放のままとなり、出力接点２７０の開放と同時にブレーキコイル１１ｂ及び１２ｂが消勢して、制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２）でかご６を減速停止させる。
更に、（Ｔ１＋Ｔ２）＜Ｔの場合は、モード３を選択して、出力接点２７２ｂ及び２７３ｂが開放のままとなり、かご６は制動トルク（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）で減速停止する。
なお、かご６が停止したことをかご速度検出手段１８によって検出された場合は、ブレーキ装置１１〜１３の全台数で回転軸４を制動させる点は、上記実施の形態１と同様である。。
【００２５】
上記実施の形態２によっても、上記実施の形態１と同様に所要制動トルクＴに応じてブレーキ装置１１〜１３を選択的に作動させてかご６を非常停止させるようにしたので、力行運転中に非常停止させる場合でも、かご６の減速度が過大となることはない。
また、所要制動トルクＴは、かご６を静止状態で保持するために必要な静止保持トルクＴＬを下回ることがないので、安全性は確保される。
更に、ブレーキコイル１２ｂ及び１３ｂの放電電流で作動を遅らせるようにしたので、停電の場合でも、かご６の減速度が過大となることはない。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は上記のとおり構成されているので、以下の効果を奏する。
請求項１に係るエレベータの非常停止装置は、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機の回転軸を複数台のブレーキ装置で制動させてかごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクとを算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、この所要制動トルクを最少台数のブレーキ装置で発生させてかごを非常停止させるようにしたものである。
このため、力行運転中に非常停止させる場合でも、かごの減速度が過大となることはない、という効果を奏する。
また、所要制動トルクは、静止保持トルクを下回ることがないので、安全性は確保される、という効果も併せて奏する。
【００２７】
請求項２に係るエレベータの非常停止装置は、かごが停止した後は、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
このため、安全性を確保することができる、という効果を奏する。
【００２８】
請求項３に係るエレベータの非常停止装置は、平常運転でかごが目的階の着床ゾーンに到着したとき、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるようにしたものである。
通常運転時は、かごが停止した後にブレーキ装置が作動するので、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させても乗り心地を害することはなく、また、安全性を確保することができる、という効果を奏する。
【００２９】
請求項４に係るエレベータの非常停止装置は、抵抗器を有する放電回路が並列に接続されたブレーキコイルを消勢することにより複数台のブレーキ装置を作動させて、かごとつり合重りとを釣瓶状に吊持する主索が巻き掛けられた巻上機を制動させ、かごを停止させるようにしたエレベータにおいて、非常停止信号が発せられると、かごの現在位置から運転方向前方の終端階までの残距離でかごを停止させるために必要な非常停止トルクを算出し、更に、かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクも併せて算出し、そのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとし、非常停止信号が発せられると、全台数についてブレーキコイルへの電力供給を遮断すると共に、このうち所要制動トルクを発生するのに必要最少台数のブレーキ装置を選択し、放電回路の抵抗器の抵抗値を高く設定して早急に作動させてかごを非常停止させ、残余の上記ブレーキ装置の抵抗値は低く設定して作動を遅延させるようにしたものである。
このものにあっても、上記と同様の効果を奏すると共に、特に、停電時にブレーキ装置によってかごが制止する場合でも、減速度が過大となることはない、という効果も併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１におけるエレベータの非常停止装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるエレベータの非常停止装置の要部の電機回路接続図。
【図３】 この発明の実施の形態１における説明用図。
【図４】 この発明の実施の形態２におけるエレベータの非常停止装置の要部の電機回路接続図。
【図５】 従来のエレベータの非常停止装置の全体構成を示すブロック図。
【図６】 従来のエレベータの非常停止装置の要部の電機回路接続図。
【符号の説明】
１ 巻上器、 ２ 電動機、 ３ シーブ、 ４ 回転軸、 ５ 主索、 ６かご、 ７ つり合重り、 ８ 調速機、 ９ 終端階、 １０ ブレーキ車、 １１ プレーキ装置、 １１ｂ プレーキコイル、 １２ プレーキ装置、１２ｂ プレーキコイル、 １３ プレーキ装置、 １３ｂ プレーキコイル、 １７ パルス発生器。
Claims (4)
- かごとつり合重りとが主索に係止されて釣瓶状に吊持されたエレベータの非常停止装置において、上記主索が巻き掛けられた巻上機の回転軸を制動させて上記かごを停止させる複数台のブレーキ装置と、非常停止信号によって作動して上記かごの位置から運転方向前方の終端階までの残距離を算出する残距離算出手段と、上記かごを上記残距離で停止させるために必要な非常停止トルクを算出する非常停止トルク算出手段と、上記かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクを算出する静止保持トルク算出手段と、上記非常停止トルクと上記静止保持トルクのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとする所要制動トルク算出手段と、上記所要制動トルクを発生する限りにおいて必要最少台数の上記ブレーキ装置を選択して作動させて上記かごを非常停止させるブレーキ制御手段とからなるエレベータの非常停止装置。
- ブレーキ制御手段は、かごが停止した後は、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるものとした請求項１に記載のエレベータの非常停止装置。
- ブレーキ制御手段は、平常運転でかごが目的階の着床ゾーンに到着したとき、全台数のブレーキ装置で回転軸を静止させるものとした請求項１に記載のエレベータの非常停止装置。
- かごとつり合重りとが主索に係止されて釣瓶状に吊持されたエレベータの非常停止装置において、抵抗器を有する放電回路が並列に接続されたブレーキコイルが消勢されることにより作動して上記主索が巻き掛けられた巻上機の回転軸を制動させて上記かごを停止させる複数台のブレーキ装置と、非常停止信号によって作動して上記かごの位置から運転方向前方の終端階までの残距離を算出する残距離算出手段と、上記かごを上記残距離で停止させるために必要な非常停止トルクを算出する非常停止トルク算出手段と、上記かごを静止状態で保持するために必要な静止保持トルクを算出する静止保持トルク算出手段と、上記非常停止トルクと上記静止保持トルクのうちのいずれか大きい方を選択して所要制動トルクとする所要制動トルク算出手段と、上記非常停止信号によって全台数の上記ブレーキ装置の上記コイルへの電力供給を遮断し、このうち上記所要制動トルクを発生する限りにおいて必要最少台数の上記ブレーキ装置を選択し、上記放電回路の上記抵抗器の抵抗値を高く設定して早急に作動させて上記かごを非常停止させ、残余の上記ブレーキ装置の抵抗値は低く設定して作動を遅延させるブレーキ制御手段とからなるエレベータの非常停止装置。
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