JPH06239542A - エレベーター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制動指令発生時に乗客の生理的苦痛を低減
し、かつ乗り心地を良好にする。 【構成】 一端に乗かご７を他端につり合おもり８を吊
下げたロープ６を巻き掛ける駆動シーブ４と、駆動シー
ブ４を制動するブレーキ手段１７とよりなる巻上機３を
備え、ブレーキ手段１７を、巻上機３の回転部材に制動
力を付勢する制動力付勢手段２０と、制動力付勢手段２
０を開放しその付勢力を変化させる制動力開放手段１９
とにより形成し、ブレーキ手段１７を制御する制御手段
１４に、予め設定されたエレベーター系の定数を記憶し
かつ制動指令発生時の乗かごの制動距離（乗かご位置）
ｈを入力して制動力指令値２５を出力する制動力設定手
段２４を設け、制動力指令値２５に応じて制動力開放手
段１９を制御する制動力制御手段２６を付設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エレベーターに係り、
特に制動指令発生時に制動力を制御するのに好適なエレ
ベーター装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエレベーター装置においては、図
１０に示すように、昇降路１の頂部に形成した機械室２
に設置した巻上機３により、ロープ６でつるべ状に吊り
下げた乗かご７とつり合おもり８とを昇降運転するもの
である。この巻上機３は電動機と、駆動シーブ４と、ブ
レーキ装置とよりなり、ロープ６を巻掛けた駆動シーブ
４を電動機で駆動し、ブレーキ装置で制動するものであ
る。そしてブレーキ手段を、巻上機の回転部材に制動力
を付勢する制動力付勢手段と、制動力付勢手段を開放し
その付勢力を変化させる制動力開放手段とにより形成
し、ブレーキ手段を制御する制御手段を具備してなる構
成とする。すかわち、昇降路１の上部に形成した機械室
２に設置した巻上機３の駆動シーブ４およびそらせ車５
にロープ６を巻き掛け、このロープ６の両端に乗かご７
およびつり合おもり８を連結してつるべ状に吊下げてい
る。乗かご７およびつり合おもり８は、昇降路１内に設
置した図示しない案内レールによって上下方向に昇降移
動できるように案内されている。

【０００３】また、乗かご７およびつり合おもり８から
は両者に跨がるつり合ロープ９が吊下げられ、吊下げ下
端につり合プーリ１０を巻掛けてつり合ロープ９の緩み
をなくしている。さらに、乗かご７からは照明用の電線
や操作用あるいは各種検出器用の信号線などをまとめた
テールコード１１が引き出され、昇降路１の壁に設けた
接続箱１２および配線１３を経由して機械室２内に設け
た制御装置（制御手段）１４に接続されている。この制
御装置１４は接続線１５を介して巻上機３の電動機に接
続し、また建屋内に配線された電力線や信号線に接続さ
れている。

【０００４】前記構成のエレベーター装置を運転するに
は、巻上機３を駆動すればよい。巻上機３の駆動によ
り、駆動シーブ４が回転し、巻掛けたロープ６を介して
乗かご７およびつり合おもり８が昇降する。

【０００５】エレベーターの運転は、まずブレーキ装置
の制動力を開放する動作状態にし、制御装置により制御
される電動機を駆動し、駆動シーブを介して乗かごを駆
動する。エレベーターの通常の停止時（制動指令発生
時）は、電動機により速度を下げて乗かごの速度を零
（停止）状態にしておき、ブレーキ装置により制動力を
掛ける状態にし、このブレーキで発生する摩擦力、つま
り制動力で乗かごを静止保持する。非常停止の場合は、
乗かごが走行している状態で電動機の電源を遮断すると
ともに、ブレーキ装置の制動力開放を中止して制動力を
与え、未だ走行状態のエレベーターを減速し停止させ
る。すなわち、走行中のエレベーターをブレーキ装置の
制動力で直接減速し停止させる。この非常停止の際、急
激な減速では減速度が大きくなり、乗客に生理的な苦痛
を与え、乗心地を低下させるため、できるだけ減速度を
小さくして目標位置に停止させることが必要である。乗
心地を考慮した所定減速度をβとすると、これに必要な
制動距離ｈ、つまり乗かごの位置から目標停止位置まで
の距離が定まる（後述の（１）式を変形して求まる）。
したがって、制動距離に余裕がある場合は制動力を低減
し、減速度を小さくして乗心地をよくすることが必要で
ある。従来のブレーキ装置とその制動力を制御する手段
は、特開昭６０−１４８８７９号公報に記載のように構
成されている。すなわち、機械的なばねによる制動力を
電磁吸着力で開放する電磁ブレーキ装置を用い、非常停
止指令があった場合、この電磁ブレーキ装置の励磁電流
値を下げてばねによる制動力を弱めることが考えられて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のエレベーター装
置にあっては、電磁ブレーキ装置の励磁電流によって制
動力を設定しており、この制動力の設定に対して、乗か
ごの積載量及び運転方向などは考慮されているが、乗か
ごの位置については考慮されていない。また、制動力が
制御されていないため、制動力が安定しないという問題
がある。

【０００７】本発明の目的は、制動指令発生時に乗客の
生理的苦痛を低減し、乗り心地の良好なエレベーター装
置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、非常停止時におい
て、安定した制動力の制御を行い得るエレベーター装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るエレベーター装置は、一端に乗かごを
他端につり合おもりを吊下げたロープを巻き掛ける駆動
シーブと、駆動シーブを制動するブレーキ手段とよりな
る巻上機を備え、ブレーキ手段を、巻上機の回転部材に
制動力を付勢する制動力付勢手段と、制動力付勢手段を
開放しその付勢力を変化させる制動力開放手段とにより
形成し、ブレーキ手段を制御する制御手段を具備してな
るエレベーター装置において、制御手段に、予め設定さ
れたエレベーター系の定数を記憶するとともに制動指令
発生時の乗かごの位置を入力し制動距離に応じて制動力
指令値を出力する制動力設定手段を設け、制動力指令値
により制動力開放手段を制御する制動力制御手段を付設
した構成とする。

【００１０】そして制動力設定手段は、少なくとも乗か
ご、つり合おもり、ロープ、駆動シーブ、そらせ車、つ
り合プーリ及び電動機より求めた慣性モーメントと、乗
かご速度と、制動遅れ時間と、シーブ半径とよりなるエ
レベーター系の定数を予め記憶し、乗かごの制動距離に
応じて所定減速度を求め制動距離の関数として所定制動
力を演算し制動力指令値を出力するものである構成とす
る。

【００１１】また制動力制御手段は、制動力指令値によ
り制動力開放手段を駆動する操作手段と、制動力開放手
段の制動力を検出する制動力検出手段とよりなり、制動
力指令値に制動力検出手段の出力値を負帰還させるもの
である構成でもよい。

【００１２】さらに制動力開放手段は、電磁駆動機構で
ある構成でもよい。

【００１３】そして制動力開放手段は、油圧駆動機構で
ある構成でもよい。

【００１４】また制動力検出手段は、ブレーキレバーの
表面に設けた表面歪み検出手段である構成でもよい。

【００１５】

【作用】本発明によれば、制動指令発生時に制御手段に
乗かごの位置が入力され、制動距離に応じて減速度が求
められ、所定制動力を乗かごの位置によって設定するよ
うにしたため、制動距離に余裕がある位置からは制動力
が下げられて減速度が低減される。また、実際の制動力
を制動力検出手段によって検出しその信号を帰還制御し
て制動力が加わるようにしたため、制動力が安定する。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４を参照しなが
ら説明する。図１に示すように、一端に乗かご７を他端
につり合おもり８を吊下げたロープ６を巻き掛ける駆動
シーブ４と、駆動シーブ４を制動するブレーキ手段（ブ
レーキ装置）１７とよりなる巻上機３を備え、ブレーキ
手段１７を、巻上機３の回転部材に制動力を付勢する制
動力付勢手段２０と、制動力付勢手段２０を開放しその
付勢力を変化させる制動力開放手段１９とにより形成
し、ブレーキ手段１７を制御する制御手段（制御装置）
１４を具備してなるエレベーター装置であって、制御手
段１４に、予め設定されたエレベーター系の定数を記憶
するとともに制動指令発生時の乗かごの乗かご位置ｈを
入力し制動距離に応じて所定減速度を選択し制動力指令
値２５を出力する制動力設定手段２４を設け、制動力指
令値２５により制動力開放手段１９を制御する制動力制
御手段２６を付設した構成とする。すなわち、乗かご７
とつり合おもり８はロープ６で連結され、駆動シーブ４
およびそらせ車５に対してつるべ状に吊られている。駆
動シーブ４は電動機１６に結合されている。また、ブレ
ーキ装置１７は、電動機１６および駆動シーブ４に結合
されたブレーキドラム１８を制動するように設けられ、
駆動シーブ４、電動機１６およびブレーキ装置１７より
なる巻上機３を制動し、乗かご７およびつり合おもり８
を制動し停止保持する。

【００１７】制動力開放手段１９は、例えば電磁力を利
用した電磁駆動機構または油圧力を利用した油圧駆動機
構よりなり、制動力付勢手段２０は例えば金属ばねより
なるものとする。制御装置１４は、位置・速度検出器
（パルスエンコーダ）２１の出力および乗かご７の積載
量検出器２２の出力を帰還入力として電動機１６を制御
し駆動する。さらに、制御装置１４はエレベーターが停
止しようとする際、制動指令２３と位置・速度検出器２
１による乗かご７の位置情報とによりブレーキ装置１７
を制御する。すなわち、通常の制動指令２３に対して
は、スイッチＳＷを通常側に選択して制動力開放手段１
９を消勢し、制動力付勢手段２０により制動力を加え
る。また、非常の制動指令２３に対しては、スイッチＳ
Ｗを非常側に選択して、制動力設定手段２４によって、
乗かご７の位置情報と予め設定されたエレベーター系の
定数に基づいて設定される制動力指令値２５とにより制
動力制御手段２６が動作し、制動力開放手段１９を作動
させて制動力を制御する。

【００１８】巻上機３は図２および図３に示すように、
駆動シーブ４を駆動する電動機１６を有する。この電動
機１６の回転軸２７の一端は軸受２８によって回転自在
に支承され、この回転軸２７の他端に駆動シーブ４が取
付けられている。さらに、駆動シーブ４の他端に隣接し
てブレーキ装置１７が設けられている。このブレーキ装
置１７は、駆動シーブ４と一体に形成されたブレーキド
ラム２９と、このブレーキドラム２９を挟む位置に配置
された両側のブレーキレバー３０と、これらブレーキレ
バー３０を回動自在に下端で支持するピン３１と、ブレ
ーキレバー３０のほぼ回転軸２７の中心に対応する位置
に、各々ピン３２を介して蝶番結合されるブレーキシュ
ー３３とにより形成される。各ブレーキシュー３３のブ
レーキドラム２９と対抗する面は、ブレーキドラム２９
の外周面に合致するように凹曲面に形成され、表面にラ
イニング材３４が固定されている。

【００１９】ブレーキレバー３０の上方には、両者に跨
がるロッド３５が貫通しており、このロッド３５の貫通
端とブレーキレバー３０との間にブレーキばね３６が嵌
着されている。このブレーキばね３６によりブレーキレ
バー３０の上部間隔が狭められ、これによりブレーキシ
ュー３３の凹曲面がブレーキドラム２９の外周面に押圧
力Ｐｂで押付けられて制動力付勢手段２０が形成され
る。

【００２０】制動力付勢手段２０の上方には、ブレーキ
ばね３６による制動力を開放する制動力開放手段１９
が、押圧ロッド３７を介してそれぞれのブレーキレバー
３０の間に設けられ、この制動力開放手段１９が作動す
ると押圧ロッド３７がそれぞれのブレーキレバー３０側
に移動し、この押圧ロッド３７の移動によりブレーキレ
バー３０を押し広げて押圧力Ｐｂを変化させるのであ
る。

【００２１】また、制動力開放手段１９の駆動機構の一
例として電磁石の場合を図４に示す。すなわち、箱体を
形成する継鉄３８と、この継鉄３８内に固定された固定
鉄心３９と、この固定鉄心３９と継鉄３８を垂直に貫通
する可動ロッド４３と、この可動ロッド４３の上部に固
定された可動鉄心４０と、可動鉄心４０と対向する固定
鉄心３９の外周に設置された円筒状のコイル４１と、可
動ロッド４３の下端に一端が当接するレバー４２と、こ
のレバー４２の他端に一端が当接し、かつ他端が図２に
示すブレーキレバー３０に当接する押圧ロッド３７とに
より形成される。なお、継鉄３８にはフランジ４４が設
けられており、このフランジ４４を利用して図３に示す
軸受２８の固定部材に取付けている。また、継鉄３８の
可動ロッド４３と可動鉄心４０とが貫通する位置には軸
受部材４５，４６が施され、可動ロッド４３と可動鉄心
４０の移動を案内するようになっている。レバー４２は
フランジ４４にピン４７を介して蝶番結合されている。
なお、固定鉄心３９と可動鉄心４０とは空隙δｇを介し
て対向している。

【００２２】前記構成で、コイル４１を励磁すると、可
動鉄心４０は固定鉄心３９側に吸引されて移動し、可動
ロッド４３を下方へさげる。可動ロッド４３の下方への
移動により、レバー４２はピン４７を支点として図示の
二点鎖線のように回動し、押圧ロッド３７を矢印ｂ方向
へ移動させる。コイル４１が無励磁の場合は、図２に示
すブレーキばね３６の力によって押圧ロッド３７が矢印
ａ方向へ押され、可動鉄心４０は図４に示す状態にな
る。

【００２３】次に、制動力設定手段について、図５およ
び図６を参照しながら説明する。予め設定されたエレベ
ーターの回転系、直線系全体で形成される定数、すなわ
ち、乗かご、つり合おもり、ロープ、駆動シーブ、そら
せ車、つり合プーリ、電動機などより求めた慣性モーメ
ント（Ｉ）４８、乗かご速度（ｖ）４９、制動遅れ時間
（ｔ）５０およびシーブ半径（ｒ）５１などを予め設定
入力して記憶し、さらに、位置・速度検出器２１からの
乗かご位置（ｈ）５２を制動力設定手段２４に入力して
所定減速度を求めて所定制動力（必要フレーキ力）を演
算し、これを制動力指令値２５として図１に示す制動力
制御手段２６へ入力する。

【００２４】図６は、制動指令が発生した乗かご位置ｈ
より所定停止位置５３までの制動距離と、減速停止させ
る必要減速度（所定減速度）βとの関係を示す。所定停
止位置５３に対し、乗かご位置ｈで制動指令が発生する
と、必要減速度βは（１）式の通りである。 β＝ｖ²／｛２（ｈ−ｖ・ｔ）｝ ……（１） β：必要減速度 ｖ：非常制動が発生したときの乗かご速度 ｈ：非常制動が発生したときの乗かご位置 （所定停止位置までの制動距離） ｔ：ブレーキ装置の制動動作遅れ時間 一方、必要減速度βを得るための必要ブレーキ力Ｔｂは
（２）〜（４）式で表される。 Ｔｂ＝Ｉω±Ｔｕｂ ……（２） ω ＝β／Ｒｓ ……（３） Ｔｕｂ＝｜Ｒｓ｛（Ｌｃ／２）−Ｌ｝｜ ……（４） Ｔｂ：ブレーキ力（トルク） Ｉ ：エレベーター系全体の慣性モーメント ω ：角減速度 Ｒｓ：駆動シーブ半径 Ｔub：不平衡トルク ＋；Ｔubの方向が乗かごの運転方向と同一の場合 −；Ｔubの方向が乗かごの運転方向と逆の場合 Ｌｃ：乗かごの定格積載量 Ｌ ：乗かごの積載量 したがって、（１）〜（４）式より、必要ブレーキ力Ｔ
ｂは（５）式のようになる。 Ｔｂ＝Ｉ／Ｒｓ×ｖ²／｛２（ｈ−ｖ・ｔ）｝±Ｔｕｂ ……（５） ここで、エレベーター系全体の慣性モーメントＩ、制動
指令が発生したときの乗かご速度ｖ（通常は定格速度を
設定する）、ブレーキ装置の制動遅れ時間ｔおよび駆動
シーブ半径Ｒｓを定数、不平衡トルクＴｕｂを符号に関
係しない定数として設定すると、必要ブレーキ力Ｔｂは
乗かご位置ｈだけの関数になる。また、（１）式で必要
制動距離、すなわち乗かごの位置からの必要減速度βを
乗かごの乗客が生理的苦痛を許容できる限界値とする。
このように制動力（トルク）を設定することにより、乗
心地の良好な非常制動が可能である。しかし、実際的に
は、乗客の生理的苦痛を少しでも感じさせないようにす
ることが必要で、制動距離に余裕、すなわち所定停止位
置から乗かごの位置がｈより大なる場合は制動力を下げ
て、図６に示すように、乗かご位置ｈ₁（ｈ₁＞ｈ）から
の制動のように減速度を小さくしてβ＞β₁とすると良
好である。

【００２５】ところで、図４に示す制動力開放手段１９
の一例である電磁石の電磁力は、図７に示すようにコイ
ル電流一定のとき空隙δｇに対して２次的に低下する。
図２〜図４に示すブレーキ装置は、この空隙δｇを変動
させる要因がある。すなわち、ライニング材３４の摩
耗、およびレバー４２と可動ロッド４３およびレバー４
２と押圧ロッド３７の接触部の摩耗である。図７に示す
ように、例えば所定の空隙δｇが大なる方へΔδｇ変動
すると、所定の電磁力Ｐｍに対して電磁力がΔＰｍ低下
する。このことは、制動力開放手段１９の開放力が小さ
くなるのでブレーキ装置１７の所定の制動力が増大する
ことになる。また、逆に所定の空隙δｇが小なる方へ変
動すると制動力は低下する。したがって、従来例のよう
に、コイル４１に一定電流を流す場合は、前記のように
設定した制動力が変動する問題がある。

【００２６】そこで、この問題を改善した他の実施例を
図８および図９に示す。図８に示すように、制動力検出
手段５４で制動力を検出して、制動力指令値２５に負帰
還し、その後操作手段５５を介して制動力開放手段１９
を駆動するようにしたものである。図９は図２に示すブ
レーキ装置１７の一例である。制動力検出手段はブレー
キレバー３０の表面に設けたひずみゲージなどの表面歪
み検出手段５６であり、これによりブレーキドラム２９
の押圧力Ｐｂを検出し変換要素５７に入力する。すなわ
ち、ライニング材３４とブレーキドラム２９との間の摩
擦係数μｂ、ブレーキドラム半径Ｒｂとすると、Ｔｂ＝
μｂ×Ｒｂ×Ｐｂであるから、この変換要素５７により
押圧力Ｐｂを制動力Ｔｂに変換し出力する。制動力制御
手段は図８に示す構成と同様であり、変換要素５７の出
力、すなわち検出した制動力Ｔｂを制動力指令値２５に
負帰還し、その後、操作手段５５を介して制動力開放手
段１９の電磁石のコイルに電流を流し、制動力開放手段
１９を駆動ようにしたものである。この場合、制動力を
制御しているため、電磁石の空隙が変化しても指令され
た制動力となるようにコイルの電流が変化する。

【００２７】なお、ブレーキばね力Ｐｓによるブレーキ
レバー３０表面のひずみ量がブレーキドラム２９の押圧
力Ｐｂに比例するのを実験的に確認している。またブレ
ーキドラム２９の制動力検出手段はひずみゲージ５６に
限定されず、圧力検出器を直接ブレーキレバー３０とブ
レーキシュー３３との間、あるいはブレーキシュー３３
とライニング材３４との間に設置してもよく、さらに、
ブレーキばね力Ｐｓと制動力開放手段１９の電磁石の出
力Ｐｍとの差を取ってもよい。

【００２８】本発明によれば、エレベーターの停止時又
は非常停止時において、制動指令が発生した乗かご位置
によって制動力を制御するようにしたため、乗客の生理
的苦痛を低減し、良好な乗り心地が得られる効果があ
る。また、制動力を検出し、制動力指令値に対して負帰
還するようにしたため、安定した制動力の制御ができる
効果がある。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、制動指令が発生した際
の乗かご位置によって制動力を制御するようにしたた
め、乗客の生理的苦痛を低減し、良好な乗り心地が得ら
れる効果がある。また、制動力を検出し、制動力指令に
対して負帰還するようにしたため、安定した制動力の制
御ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すエレベーターの構成図
である。

【図２】図１に示す巻上機の正面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図１に示す制動力開放手段の駆動部の一部の縦
断面図である。

【図５】図１に示す制動力設定手段の構成図である。

【図６】制動指令が発生した乗かごの位置と減速度との
関係を示す図である。

【図７】電磁石の空隙と電磁力との関係を示す図であ
る。

【図８】本発明の他の実施例を説明する図である。

【図９】図８の構成図である。

【図１０】従来の技術を示す図である。

【符号の説明】 ３ 巻上機 ４ 駆動シーブ ５ そらせ車 ６ ロープ ７ 乗かご ８ つり合おもり １０ つり合プーリ １６ 電動機 １７ ブレーキ装置 １９ 制動力開放手段 ２０ 制動力付勢手段 ２１ 位置・速度検出器 ２３ 制動指令 ２４ 制動力設定手段 ２５ 制動力指令値 ２６ 制動力制御手段 ５４ 制動力検出手段 ５５ 操作手段 ５６ 表面歪み検出手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に乗かごを他端につり合おもりを吊
   下げたロープを巻き掛ける駆動シーブと、該駆動シーブ
   を制動するブレーキ手段とよりなる巻上機を備え、前記
   ブレーキ手段を、前記巻上機の回転部材に制動力を付勢
   する制動力付勢手段と、該制動力付勢手段を開放しその
   付勢力を変化させる制動力開放手段とにより形成し、前
   記ブレーキ手段を制御する制御手段を具備してなるエレ
   ベーター装置において、前記制御手段に、予め設定され
   たエレベーター系の定数を記憶するとともに制動指令発
   生時の前記乗かごの位置を入力し制動距離に応じて制動
   力指令値を出力する制動力設定手段を設け、該制動力指
   令値により前記制動力開放手段を制御する制動力制御手
   段を付設したことを特徴とするエレベーター装置。
2. 【請求項２】 制動力設定手段は、少なくとも乗かご、
   つり合おもり、ロープ、駆動シーブ、そらせ車、つり合
   プーリ及び電動機より求めた慣性モーメントと、乗かご
   速度と、制動遅れ時間と、シーブ半径とよりなるエレベ
   ーター系の定数を予め記憶し、前記乗かごの制動距離に
   応じて所定減速度を求め該制動距離の関数として所定制
   動力を演算し制動力指令値を出力するものであることを
   特徴とする請求項１記載のエレベーター装置。
3. 【請求項３】 制動力制御手段は、制動力指令値により
   制動力開放手段を駆動する操作手段と、該制動力開放手
   段の制動力を検出する制動力検出手段とよりなり、前記
   制動力指令値に該制動力検出手段の出力値を負帰還させ
   るものであることを特徴とする請求項１又は２記載のエ
   レベーター装置。
4. 【請求項４】 制動力開放手段は、電磁駆動機構である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のエ
   レベーター装置。
5. 【請求項５】 制動力開放手段は、油圧駆動機構である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のエ
   レベーター装置。
6. 【請求項６】 制動力検出手段は、ブレーキレバーの表
   面に設けた表面歪み検出手段であることを特徴とする請
   求項３記載のエレベーター装置。