KR100901229B1 - 엘리베이터 장치 - Google Patents

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마스노리 시바타
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

엘리베이터 장치에 있어서는 제1 및 제2의 브레이크 장치에 의하여 엘리베이터 칸의 주행이 제동된다. 제1 및 제2의 브레이크 장치의 동작은 브레이크 제어부에 의하여 제어된다. 브레이크 제어부는 엘리베이터 칸의 급정지 지령이 발해지면, 우선 제1의 브레이크 장치를 제동 동작시키고, 소정 시간 경과 후의 엘리베이터 칸의 감속도가 소정값 이하인 경우에 제2의 브레이크 장치를 제동 동작시킨다.

Description

엘리베이터 장치{ELEVATOR DEVICE}
본 발명은 엘리베이터 칸의 주행을 제동하는 제1 및 제2의 브레이크 장치를 가지는 엘리베이터 장치에 관한 것이다.
종래의 엘리베이터 장치에서는 엘리베이터 칸을 비상 정지시키기 위한 복수대의 브레이크 장치가 권상기(卷上機)에 설치되어 있다. 역행(力行) 운전중에 비상 정지 신호가 발해지면, 엘리베이터 칸의 현재 위치로부터 운전 방향 전방의 종단층까지의 남은 거리에서 엘리베이터 칸을 정지시키기 위하여 필요한 비상 정지 토크(torque) TS와, 엘리베이터 칸을 정지 상태로 유지하기 위하여 필요한 정지 유지 토크 TL이 연산된다. 그리고, TS 및 TL 중 큰 것이 소요(所要) 제동 토크 T로서 선택되고, 상기 소요 제동 토크 T를 최소 대수의 브레이크 장치로 발생시킴으로써, 엘리베이터 칸이 비상 정지된다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특개 2001-278572호 공보
그러나, 상기와 같은 종래의 엘리베이터 장치에서는 연산 처리 및 시스템 구성이 복잡하게 되어 버린다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 간단한 구성에 의해, 급정지 지령 발생시의 감속도가 과대하게 되는 것을 방지할 수 있는 엘리베이터 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 엘리베이터 장치는 엘리베이터 칸, 엘리베이터 칸의 주행을 제동하는 제1 및 제2의 브레이크 장치, 및 제1 및 제2의 브레이크 장치의 동작을 제어하는 브레이크 제어부를 구비하고, 브레이크 제어부는 엘리베이터 칸의 급정지 지령이 발해지면, 우선 제1의 브레이크 장치를 제동 동작시키고, 소정 시간 경과 후의 엘리베이터 칸의 감속도가 소정값 이하인 경우에 제2의 브레이크 장치를 제동 동작시킨다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 도 1의 제1 및 제2의 브레이크 장치의 제어 회로를 나타내는 회로도.
도 3은 도 1의 브레이크 제어부의 동작을 나타내는 플로우차트.
도 4는 도 1의 엘리베이터 장치의 회생 운전시에 급정지 지령이 발생했을 경우의 엘리베이터 칸 속도, 엘리베이터 칸 가속도, 제1의 접점 상태, 및 제2의 접점 상태의 관계를 나타내는 타이밍차트.
도 5는 도 1의 엘리베이터 장치의 역행 운전시에 급정지 지령이 발생했을 경우의 엘리베이터 칸 속도, 엘리베이터 칸 가속도, 제1의 접점 상태, 및 제2의 접점 상태의 관계를 나타내는 타이밍차트.
도 6은 도 1의 엘리베이터 장치의 비상 정지 지령이 발생했을 경우의 엘리베이터 칸 속도, 엘리베이터 칸 가속도, 제1의 접점 상태, 및 제2의 접점 상태의 관 계를 나타내는 타이밍차트.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 구성도이다. 엘리베이터 칸(1) 및 균형추(2)는 메인 로프(3)에 의해 승강로내에 매달려 있고, 권상기(4)의 구동력에 의해 승강로내를 승강한다. 권상기(4)는 메인 로프(3)가 감겨진 구동 시브(5), 구동 시브(5)를 회전시키는 모터(6), 및 구동 시브(5)의 회전을 제동하는 제동 수단(7)을 가지고 있다.
제동 수단(7)은 구동 시브(5)와 일체로 회전되는 브레이크 풀리(brake pulley)(8)와, 브레이크 풀리(8)의 회전을 제동하는 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)를 가지고 있다. 제1의 브레이크 장치(9)는 브레이크 풀리(8)에 접리(接離)되는 제1의 브레이크 슈(brake shoe)(11)와, 제1의 브레이크 슈(11)를 브레이크 풀리(8)에 프레스(press)하는 제1의 브레이크 스프링(도시하지 않음)과, 제1의 브레이크 스프링에 반하여 제1의 브레이크 슈(11)를 브레이크 풀리(8)로부터 개리(開離)시키는 제1의 브레이크 해방(release) 코일(12)을 가지고 있다.
제2의 브레이크 장치(10)는 브레이크 풀리(8)에 접리되는 제2의 브레이크 슈(13)와, 제2의 브레이크 슈(13)를 브레이크 풀리(8)에 프레스하는 제2의 브레이크 스프링(도시하지 않음)과, 제2의 브레이크 스프링에 반하여 제2의 브레이크 슈(13)를 브레이크 풀리(8)로부터 개리시키는 제2의 브레이크 해방 코일(14)을 가 지고 있다.
모터(6)에는 그 회전축의 회전 속도, 즉 구동 시브(5)의 회전 속도에 따른 신호를 발생하는 속도 검출기(15)가 설치되어 있다. 속도 검출기(15)로서는 예를 들어 인코더가 이용된다.
제어반(16)에는 모터(6)로 전력을 공급하는 인버터 등의 전력 변환 장치(17)와, 엘리베이터 제어 장치(18)가 설치되어 있다. 엘리베이터 제어 장치(18)는 운행 제어부(19) 및 브레이크 제어부(20)를 가지고 있다. 운행 제어부(19)는 속도 검출기(15)로부터의 신호에 따라서, 전력 변환 장치(17) 및 브레이크 제어부(20)를 제어한다. 브레이크 제어부(20)는 운행 제어부(19)로부터의 지령 및 속도 검출기(15)로부터의 신호에 따라서 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)를 제어한다.
구체적으로, 브레이크 제어부(20)는 통상시에 엘리베이터 칸(1)이 정지층에 정지되면, 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)를 제동 동작시켜서, 엘리베이터 칸(1)의 정지 상태를 유지한다. 또, 브레이크 장치(9, 10)는 엘리베이터 칸(1)을 급정지시키는 지령이 발해지면, 우선 제1의 브레이크 장치(9)를 제동 동작시키고, 소정 시간 경과 후의 엘리베이터 칸(1)의 감속도(부(負)의 가속도의 절대값)가 소정값 이하인 경우에 제2의 브레이크 장치(10)를 제동 동작시킨다.
또한, 브레이크 제어부(20)는 급정지 지령보다 긴급도가 높은 비상 정지 지령이 발해지면, 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)의 양쪽을 즉시 제동 동작시킨다. 급정지 지령 및 비상 정지 지령은 엘리베이터 장치의 안전을 감시하는 안전 감시 장치 등에 의해 발해지고, 브레이크 제어부(20)에 입력된다.
여기서, 급정지 지령은 예를 들어 속도 검출기(15)의 고장, 전력 변환 장치(17)의 고장, 또는 엘리베이터 칸(1)의 과대 속도 등이 검출되었을 경우에 발해진다. 즉, 급정지 지령은, 모터(6)는 제어 불가이지만, 브레이크 장치(9, 10)의 제어는 가능한 경우에 발해진다. 따라서, 급정지 지령이 발해졌을 경우, 모터(6)로의 전력 공급은 신속하게 차단된다. 또, 비상 정지 지령은 예를 들어 엘리베이터 칸(1)이 승강로의 종단에 도달해 버린 경우 등에 발해진다.
엘리베이터 제어 장치(18)는 연산 처리부(CPU), 기억부(ROM, RAM 및 하드디 이스크 등) 및 신호 입출력부를 가진 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 운행 제어부(19) 및 브레이크 제어부(20)의 기능은 컴퓨터에 의해 실현된다. 즉, 컴퓨터의 기억부에는 운행 제어부(19) 및 브레이크 제어부(20)의 기능을 실현하기 위한 프로그램이 격납되어 있다.
도 2는 도 1의 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)의 제어 회로를 나타내는 회로도이다. 제1 및 제2의 브레이크 해방 코일(12, 14)은 전원(21)에 대하여 서로 병렬로 접속되어 있다. 제1의 브레이크 해방 코일(12)에는 제1의 접점(22)이 직렬로 접속되어 있다. 제1의 접점(22)을 닫음으로써, 제1의 브레이크 해방 코일(12)로 전력이 공급되고, 제1의 브레이크 장치(9)가 해방된다. 제1의 접점(22)을 개방함으로써, 제1의 브레이크 해방 코일(12)로의 전력 공급이 차단되고, 제1의 브레이크 장치(9)가 제동 동작한다.
제2의 브레이크 해방 코일(14)에는 제2의 접점(23)이 직렬로 접속되어 있다. 제2의 접점(23)을 닫음으로써, 제2의 브레이크 해방 코일(14)에 전력이 공급되고, 제2의 브레이크 장치(10)가 해방된다. 제2의 접점(23)을 개방함으로써, 제2의 브레이크 해방 코일(14)로의 전력 공급이 차단되고, 제2의 브레이크 장치(10)가 제동 동작한다.
제1의 브레이크 해방 코일(12)에는 제1의 다이오드(24) 및 제1의 전기 저항(25)이 병렬로 접속되어 있다. 제1의 다이오드(24) 및 제1의 전기 저항(25)으로 이루어지는 회로는 제1의 접점(22)의 개방시에 제1의 브레이크 해방 코일(12)에 발생하는 역기전력으로부터 브레이크 제어부(20)를 보호한다.
제2의 브레이크 해방 코일(14)에는 제2의 다이오드(26) 및 제2의 전기 저항(27)이 병렬로 접속되어 있다. 제2의 다이오드(26) 및 제2의 전기 저항(27)으로 이루어지는 회로는 제2의 접점(23)의 개방시에 제2의 브레이크 해방 코일(14)에 발생하는 역기전력으로부터 브레이크 제어부(20)를 보호한다.
다음에, 동작에 대해 설명한다. 도 3은 도 1의 브레이크 제어부(20)의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 브레이크 제어부(20)는 도 3에 나타내는 동작을 소정의 주기로 반복 실행한다.
브레이크 제어부(20)는 엘리베이터 칸(1)이 정지중인지의 여부(단계 S1), 비상 정지 지령이 발해졌는지의 여부(단계 S2), 및 급정지 지령이 발해졌는지의 여부(단계 S3)를 감시하고 있다. 그리고, 엘리베이터 칸(1)이 정지중이면, 카운터값을 0 으로 한다(단계 S4). 비상 정지 지령이 발해졌을 경우는 제1 및 제2의 접점(22, 23)을 오프로 하는 지령을 출력한다(단계 S5). 엘리베이터 칸(1)이 주행중에, 비상 정지 지령 및 급정지 지령이 모두 발해져 있지 않으면, 그 회의 처리를 종료한다. 즉, 엘리베이터 칸(1)의 주행을 계속하게 한다.
엘리베이터 칸(1)이 주행중에 비상 정지 지령이 발해지지 않고, 급정지 지령이 발해졌을 경우, 제1의 접점(22)을 오프로 하는 지령을 출력하고(단계 S6), 카운터값에 1을 가산한다(단계 S7). 그 후, 카운터값이 미리 설정된 설정값 t1에 이르렀는지의 여부, 즉 급정지 지령에 따라서 제1의 접점(22)을 오프로 하는 지령을 출력하고 나서 소정 시간이 경과했는지의 여부를 판정한다(단계 S8). 그리고, 카운터값이 설정값 t1에 이르고 있지 않으면(cnt < t1), 그 회의 처리를 종료한다.
카운터값이 설정값 t1에 이르렀을 경우(cnt
Figure 112007036344089-pct00001
t1), 엘리베이터 칸(1)의 가속도가 문턱값 αL 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S9). 바꾸어 말하면, 엘리베이터 칸(1)의 감속도가 소정값 이하인지의 여부를 판정한다. 엘리베이터 칸(1)의 가속도는 속도 검출기(15)로부터의 신호에 의해 구한 속도를 차분(差分) 처리 또는 하이패스 필터 처리함으로써 구할 수 있다.
엘리베이터 칸(1)의 가속도가 문턱값 αL 보다 작은 경우(가속도 < αL), 그 회의 처리를 종료한다. 즉, 제1의 접점(22)을 개방하고, 제2의 접점(23)은 닫은 채의 상태로 감시를 계속한다. 엘리베이터 칸(1)의 가속도가 문턱값 αL 이상이었을 경우, 즉 엘리베이터 칸(1)의 감속도가 소정값 이하인 경우, 제2의 접점(23)을 오프로 하는 지령을 출력한다(단계 S10).
도 4는 도 1의 엘리베이터 장치의 회생 운전시에 급정지 지령이 발생했을 경우의 엘리베이터 칸 속도, 엘리베이터 칸 가속도, 제1의 접점(22) 상태, 및 제2의 접점(23) 상태의 관계를 나타내는 타이밍차트이다. 속도는 엘리베이터 칸(1)의 진 행 방향을 정(正)으로 하여 나타내고 있다. 엘리베이터 장치의 회생 운전중은 엘리베이터 칸(1)이 무부하로 상승하고 있는 경우나, 엘리베이터 칸(1)이 만원으로 하강하고 있는 경우 등과 같이, 엘리베이터 칸(1)을 정지시키기 어려운 방향으로 중력 가속도가 작용하고 있다.
시각 tO에 있어서 급정지 지령이 발생하면, 제1의 접점(22)이 즉시 개방된다. 그 때, 모터(6)로의 전력 공급이 차단되기 때문에, 제1의 브레이크 장치(9)에 의한 제동력이 실제로 발생할 때까지의 일순간만 중력 가속도에 의해 엘리베이터 칸(1)의 속도가 높아진다. 그러나, 제1의 브레이크 슈(11)가 브레이크 풀리(8)에 프레스되어서 제동력이 발생하면, 엘리베이터 칸(1)은 감속하기 시작한다.
그 후, 시각 t1에 있어서, 엘리베이터 칸(1)의 가속도가 문턱값 αL 이상이기 때문에, 제2의 접점(23)이 개방되고, 제2의 브레이크 장치(10)에 의한 제동력도 가해진다. 상술한 바와 같이, 회생 운전시는 엘리베이터 칸(1)을 정지시키기 어려운 상태이므로, 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)의 양쪽을 제동 동작시켜도 감속도가 과대하게 되는 일은 없다.
도 5은 도 1의 엘리베이터 장치의 역행 운전시에 급정지 지령이 발생했을 경우의 엘리베이터 칸 속도, 엘리베이터 칸 가속도, 제1의 접점(22) 상태, 및 제2의 접점(23) 상태의 관계를 나타내는 타이밍차트이다. 엘리베이터 장치의 역행 운전중은 엘리베이터 칸(1)이 무부하로 하강하고 있는 경우나, 엘리베이터 칸(1)이 만원으로 상승하고 있는 경우 등과 같이, 엘리베이터 칸(1)을 정지시키기 쉬운 방향으로 중력 가속도가 작용하고 있다.
시각 tO에 있어서 급정지 지령이 발생하면, 제1의 접점(22)이 즉시 개방된다. 그 때, 모터(6)로의 전력 공급이 차단되고, 중력 가속도에 의해 엘리베이터 칸(1)의 감속이 개시한다. 이 후, 제1의 브레이크 슈(11)가 브레이크 풀리(8)에 프레스되어서 제동력이 발생하면, 엘리베이터 칸(1)의 감속도는 더욱 커진다.
시각 t1에 있어서, 엘리베이터 칸(1)의 가속도가 문턱값 αL 보다 작기 때문에, 그대로의 상태에서 가속도의 감시를 계속한다. 그리고, 시각 t2에 가속도가 문턱값 αL 이상으로 된 지점에서 제2의 접점(23)이 개방되고, 제2의 브레이크 장치(10)에 의한 제동력도 가해진다.
여기서, 역행 운전은 엘리베이터 칸(1)을 정지시키기 쉬운 방향으로의 운전이기 때문에, 엘리베이터 칸(1)의 가속도를 감시하고, 주로 제1의 브레이크 장치(9)의 제동력만으로 엘리베이터 칸(1)을 감속시킴으로써, 엘리베이터 칸(1)의 감속도가 과대하게 되는 것을 방지할 수 있고, 엘리베이터 칸(1)내의 승객에게 주는 불쾌감을 경감시킬 수 있다. 또, 충분히 감속한 지점에서, 제2의 브레이크 장치(10)에 제동력을 가하므로, 엘리베이터 칸(1)이 완전하게 정지하는 경우에는 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)에 의해 엘리베이터 칸(1)을 보다 확실하게 정지시킬 수 있다. 즉, 실시 형태 1의 엘리베이터 장치에 의하면, 간단한 구성으로 급정지 지령 발생시의 감속도가 과대하게 되는 것을 방지할 수 있다
또, 외주부가 수지로 피복된 수지 피복 로프를 메인 로프(3)로서 이용했을 경우, 메인 로프(3)와 구동 시브(5) 사이의 마찰력이 커지기 때문에, 감속도가 과대하게 되면 메인 로프(3)의 미끄러짐이 생겨서 수지가 손상할 우려가 있으나, 실 시 형태 1의 구성에 의하면 과대한 감소 속도가 발생하지 않기 때문에, 수지의 손상이 방지된다.
도 6은 도 1의 엘리베이터 장치의 비상 정지 지령이 발생했을 경우의 엘리베이터 칸 속도, 엘리베이터 칸 가속도, 제1의 접점(22) 상태, 및 제2의 접점(23) 상태의 관계를 나타내는 타이밍차트이다. 시각 t0에 있어서 비상 정지 지령이 발생하면, 제1 및 제2의 접점(22, 23)이 동시에 또한 즉시 개방된다. 이것에 의해, 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)에 의한 제동력이 동시에 발생하여, 엘리베이터 칸(1)이 신속하게 정지된다.
예를 들어, 엘리베이터 칸(1)이 승강로의 종단에 도달해 버린 경우에는 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)를 동시에 제동 동작시킴으로써, 종단에 설치된 완충기(도시 생략)에 충돌했을 경우에 발생하는 충격보다 작은 충격으로 엘리베이터 칸(1)을 정지시키는 것이 가능하다.
또한, 상기의 예에서는 권상기(4)에 설치한 속도 검출기(15)의 출력으로부터 엘리베이터 칸(1)의 가속도를 구하였으나, 예를 들어 조속기 또는 엘리베이터 칸 등의 다른 위치에 설치한 속도 검출기의 출력으로부터 엘리베이터 칸의 가속도를 구해도 된다.
또, 상기의 예에서는 엘리베이터 제어 장치(18)의 기능의 일부로서 브레이크 제어부(20)를 설치하였으나, 예를 들어 엘리베이터 장치의 안전을 감시하는 안전 감시 장치 등, 다른 장치에 설치해도 된다.
또, 브레이크 제어부는 엘리베이터 제어 장치나 안전 감시 장치로부터 독립 한 장치로서 구성해도 된다.
또, 브레이크 제어부의 기능은 아날로그 신호를 처리하는 전기 회로에 의해서도 실현 가능하다.
또, 상기의 예에서는 제1 및 제2의 브레이크 장치(9, 10)를 권상기(4)에 설치하였으나, 다른 위치에 설치해도 된다. 즉, 제1 및 제2의 브레이크 장치는 예를 들어 엘리베이터 칸에 탑재된 엘리베이터 칸 브레이크나, 메인 로프를 잡아서 엘리베이터 칸을 제동하는 로프 브레이크 등이어도 된다.
또, 제1의 브레이크 장치와 제2의 브레이크 장치를 다른 장소에 배치해도 된다.
또, 상기의 예에서는 2 개의 브레이크 장치(9, 10)를 이용하였으나, 3 개 이상의 브레이크 장치를 이용해도 된다. 이 경우, 브레이크 장치를 제1 및 제2의 그룹으로 나누어서, 실시 형태 1과 동일한 제어를 실시해도 된다.
본 발명에 의하면, 엘리베이터 칸의 주행을 제동하는 제1 및 제2의 브레이크 장치를 가지는 엘리베이터 장치를 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 엘리베이터 칸,
    상기 엘리베이터 칸의 주행을 제동하는 제1 및 제2의 브레이크 장치, 및
    상기 제1 및 제2의 브레이크 장치의 동작을 제어하는 브레이크 제어부를 구비하고,
    상기 브레이크 제어부는 상기 엘리베이터 칸의 급정지 지령이 발해지면, 우선 상기 제1의 브레이크 장치를 제동 동작시키고, 미리 정해진 시간 경과 후의 상기 엘리베이터 칸의 감속도가 미리 정해진 값 이하인 경우에 상기 제2의 브레이크 장치를 제동 동작시키는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 제어부는 상기 급정지 지령보다 긴급도가 높은 비상 정지 지령이 발해지면, 상기 제1 및 제2의 브레이크 장치를 즉시 제동 동작시키는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
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