JPH07304572A - エレベータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ブレーキのドラム或いはディスクヘシューを押
し付ける力或いは引き離す力の発生をばねと流体圧シリ
ンダとを併用して行い、乗りかご等の制動すべき慣性質
量や速度に対して最適な制動力を求め、流体圧を制御し
てシューをドラム或いはディスクへ押し付ける力を制御
し、ブレーキには常に最適な制動力を発生させる。さら
に流体圧シリンダの圧力を制御する流体圧制御手段を二
重化する。 【効果】ブレーキを高応答にかつその制動力を任意に制
御できる。更には二重化した流体圧回路とすることで、
一方が故障しても残ったもう一方の流体圧回路で確実に
ブレーキを動作させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は巻き上げ機で乗りかごを
上昇あるいは下降させる構造のエレベータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のエレベータでは、停止時の乗り
かごの位置保持と、走行中の停電等の非常時の安全な制
動及び停止のためにブレーキを備えている。このブレー
キはばね等の機械的な手段によって、一定の力でシュー
をドラムに押し付けて、その時の摩擦力で乗りかごを制
動あるいは保持する力を発生させている。制動あるいは
保持する力の解除には流体圧制御手段から流体圧シリン
ダへ高圧流体を供給してピストンを押してばねに打ち勝
つことによって行う。エレベータを走行させるときに
は、この押し付け力を解除してモータ等で乗りかごを駆
動している。

【０００３】従来の装置としては、例えば、特開平3−2
07798 号公報に記載されているものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エレベータが高速にな
ると摺動速度範囲が広くなり、従来の方法だけではブレ
ーキの摩擦力の変化が大きくなる。すなわち、従来のよ
うに単に機械的に一定の力で押し付けた構造では、摺動
速度による摩擦力の変化が大きくなって、材料の組合せ
を選択しても安定した制動が困難になった。このため、
制動加速度が変化し、制動距離が長くなったり、逆に大
きな制動ショックを生じたりする。特にロープを介して
シーブで乗りかごを駆動する構造の場合には、制動力が
大きすぎるとロープとシーブとの間で滑りを生じ、かえ
って乗りかごを制動できなくなる場合がある。またロー
プとシーブとの間の滑りはロープの寿命を短くする。

【０００５】乗りかごの行程が長くなるとロープ等の重
量が大きくなるので、相対的に不釣合重量が小さくな
り、制動すべき慣性質量が大きくなる。このため乗りか
ごの停止位置を保持する力が比較的小さいにもかかわら
ず相対的に制動力が大きくなる。すなわち、制動力が位
置保持力よりはるかに大きくなる。このためばね等の機
械的な手段でこの制動力を発生させようとすると、大型
の装置になる。

【０００６】本発明の目的は、小型の装置で、ブレーキ
の制動力を高速から低速まで安定させ、かつ流体圧制御
手段を二重化にすることで一方の制御手段が故障しても
残りの制御手段で確実に制動を行うことができるように
して、より安全なエレベータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は乗りかごと、
前記乗りかごをロープ手段を介して昇降させる駆動手段
と、前記乗りかごの昇降を制動する制動手段とを備えた
エレベータにおいて、前記制動手段をばね力及び流体力
によって制動する手段とすることによって達成される。

【０００８】また、乗りかごと、前記乗りかごをロープ
手段を介して昇降させる駆動手段と、前記乗りかごの昇
降を流体圧シリンダの圧力制御とすることによって制動
する制動手段と、前記乗りかご負荷または速度の少なく
とも一方を検出する検出手段と、前記検出手段からの信
号に対応して制動力を求める演算手段と、前記演算手段
によって求められた制動力に対応して前記流体圧シリン
ダの圧力を制御する流体圧制御手段とを備えることによ
って達成される。

【０００９】さらに、乗りかごと、前記乗りかごをロー
プ手段を介して昇降させる駆動手段と、前記乗りかごの
昇降を制動する制動手段とを備えたエレベータにおい
て、前記制動手段と制動力の設定をばねで行い、制動力
の解除を流体圧シリンダの圧力制御によって行う手段と
することによって達成される。

【００１０】さらに、流体圧シリンダの圧力制御は複数
の流体圧制御手段で行うことによって達成される。

【００１１】

【作用】通常時には機械的な手段で乗りかごの位置を保
持し、非常時には制動すべき慣性質量や速度に最適な制
動力に制御する。さらに複数の流体圧制御手段を備えて
いるので１個の流体圧制御手段が故障しても、もう一方
の流体圧制御手段で制動を行うので、小さな制動衝撃で
且つ、最短の制動距離で乗りかごを安全に停止させるこ
とができる。またシーブとロープとの間のスリップを防
止できるので、ロープの傷みを軽減できる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明によるエレベータシステムの構
成を、図２はエレベータの機械系のブロック図である。
乗りかご１、それの駆動装置３，エレベータの制御装置
６３を主要構成要素とし、本発明の特徴であるブレーキ
９の制御部で構成する。乗りかご１と釣合い錘２とはシ
ーブ４，反らせ車４ａに張り渡した主ロープ６で結合
し、コンペンプーリ５に張り渡したコンペンロープ７で
も結合している。乗りかご１には必要な電気及び信号を
テールコード８で供給する。コンペンプーリ５及び錘５
ａは主ロープ６に適当な張力を設定し、シーブ４とロー
プ６の間の滑りを防止している。ガバナプーリ１０ａ，
１０ｂに張り渡し、乗りかご１に結合したガバナロープ
１０ｃでガバナ１０を駆動し、乗りかごの速度、特に異
常速度を検出し、制動制御装置６０へ速度異常信号を送
る。駆動装置３はモータ１２，減速機１１，ブレーキ９
及びシーブ４で構成し、モータ１２の回転を減速機１１
で減速してシーブ４に伝え、主ロープ６を介して乗りか
ご１，釣合い錘２を駆動する。ブレーキ９はエレベータ
が停止しているときの乗りかご１の位置保持及び非常時
の制動を行う。本実施例では減速機１１を用いた場合を
示したが、低速モータ１２で直接シーブ４を駆動する場
合もある。エレベータ制御装置６３は各階床１３（乗り
場）からの呼び信号，乗りかご１からの行先信号等に従
って駆動装置３の制御，乗り場や乗りかごでの案内表
示，複数のエレベータの運転管理等、エレベータを統
括，制御する。制動制御装置６０はエレベータ制御装置
６３からの指令，カバナ１０からの信号や乗りかご１の
慣性質量，速度等からその時の運転状態に最適な制動力
を算出し、それをブレーキ９の流体圧シリンダの圧力に
換算して制御弁４０を制御する。制御弁４０は流体圧ユ
ニット６１からの流体圧を制御してブレーキ９の流体圧
シリンダへ供給し、その圧力（制動力）を制御する。切
換弁４９は常時定格値の指令を与え、制御弁４０が故障
等による制御不能になった時のみ指令を０として、最低
でも制動動作は行えるようにする。非常電源６２は停電
等でも制動制御装置，制御弁，流体圧ユニット等のエレ
ベータの安全にかかわる最低限の装置，機器は駆動す
る。

【００１３】エレベータの通常の運転では図３に示すよ
うに、ブレーキ９はエレベータの停止によりブレーキ力
を設定，エレベータの起動の前にブレーキ力の解除を行
い、乗りかご１の速度制御はすべてモータ１２で行う。
エレベータの運転中（ブレーキ９の解除中）に定格速度
を超えて乗りかご１が走行し始め、ガバナ１０が速度異
常を検出した場合、或いは停電してモータ１２の駆動力
が無くなった場合等異常状態が発生すると、制動制御装
置６０は制御弁４０に信号を送り、速やかにエレベータ
を停止させる。この時、乗りかご１の制動衝撃が過大に
ならないこと，ロープ６とシーブ４との間に滑りを生じ
ないこと等、その時の負荷状態（全慣性質量の大きさ）
と走行速度に応じて最適なブレーキ力を算出し、それを
もとにしてブレーキ９を制御する。従ってブレーキ９に
は図４に示すように、異常発生により最適な制動力を迅
速に発生させて、乗りかご１を減速，停止させ、乗りか
ごの停止後により確実にその位置を保持できるブレーキ
力を発生する。

【００１４】図５はブレーキの構造を示す。ドラム２０
は駆動軸１４に固定され、乗りかご１の上昇，下降に従
って時計方向或いは反時計方向に駆動される。ブレーキ
台１５，固定枠１６をエレベータの駆動装置のベース
（図示せず）に固定し、シュー２２ａ，２２ｂを持つア
ーム２１ａ，２１ｂをピン２１Ａ，２１Ｂでブレーキ台
１５に結合する。アーム２１をロッド２３ａ，２３ｂと
ばね２４ａ，２４ｂで固定枠１６側へ押し付けて、制動
力を発生させる。流体圧シリンダ２５のピストン２６の
動きをリンク２８ａ，２８ｂを介して左右のアーム２１
に伝える。この時ピストンの力が左右のアームへ均等に
伝達されるようにリンクとアームの間隔を調整するため
に位置調整部２７ａ，２７ｂを設ける。すなわち、ピス
トン２６の力でばね２４の力に打ち勝ち、シュー２２を
ドラム２０から引き離して、ブレーキを解除する。流路
５１を経て流体圧シリンダ２５の流体室２５ａに働く流
体圧力を制御すればピストン２６の出力、すなわち、シ
ュー２２をドラム２０に押し付ける力を制御でき、制動
力を制御できる。

【００１５】エレベータが正常な状態では、乗りかごが
停止しているときにはばね２４の力でシュー２２をドラ
ム２０に押し付け摩擦力で駆動軸１４の動きを止めてい
る。エレベータの運転指令により流体圧シリンダ２５へ
高圧流体を供給してピストン２６を押し、ばね２４に打
ち勝ってシュー２２をドラム２０から離し、ブレーキ解
除を行う。その後、モータ１２で乗りかご１を上昇或い
は下降方向に加速，走行，減速し、乗りかご１が停止す
ると流体圧シリンダ２５の高圧流体を排出してばね２４
の力でシュー２２をドラム２０へ押し付けドラム２０の
位置を保持する。この時、設定されたブレーキ力は、負
荷の不平衡或いは非常制動時等、いかなる状態であって
も乗りかご１を安全に制動するに十分な大きさに設定す
る。

【００１６】エレベータの運転中（流体圧シリンダ２５
には高圧流体を供給してブレーキ９を解除している）に
異常を生じた時、負荷が大きい場合や小さい場合，乗り
かごが上昇している場合や下降している場合等、図４に
示すように、ブレーキに要求される制動力が異なる。制
動制御装置６０はエレベータ制御装置６３やガバナ１０
からの信号により、その時の運転状態に最適な制動力、
すなわち、流体圧シリンダ２５の最適な圧力を求め、制
御弁４０で流体圧シリンダ２５の圧力を制御しながら高
圧流体を排出して、ばね２４によりシュー２２をドラム
２０へ押し付け、両者の間の摩擦力で乗りかごを制動す
る。これにより制動時にシーブ４と主ロープ６との間で
の滑りを防止でき、乗りかご１は小さな制動衝撃で、且
つ、最短の制動距離で安全に制動，停止させられる。

【００１７】階床数の多い高層建築物では乗りかご１の
行程が長くなる。そこで、輸送効率の向上を目的に、乗
りかご１の定員を大きくすると共に高速運転が図られ
る。このことは負荷質量（乗客）が大きくなる以上に、
乗りかご１や釣合い錘２の慣性質量が大きくなると共
に、主ロープ６の重量及びこれに釣り合うコンペンロー
プ７の重量はそれ以上に増加する。すなわち、乗客の増
減に伴う不平衡重量の増加以上に慣性質量の増加が大き
くなり、ブレーキ９に要求される制動力も、静的に乗り
かご１の位置を保持する力より、走行している慣性質量
を制動する制動力が相対的に大きくなる。このため制動
力を全てばね２４の押し付け力に頼るとばねが大きくな
り、装置自体も大きく且つ設置スペースも大きくなる。

【００１８】図６は流体圧シリンダ２５の流体室２５ａ
の圧力を制御する流体圧回路の一実施例を示す。流体圧
ユニット６１は、制御弁４０，切換弁４９，フィルタ４
７，モータ４１，流体圧ポンプ４２，リリーフ弁４３，
逆止め弁４４，アキュムレータ４５，圧力スイッチ４
６、及び流体タンク４８で構成する。モータ４１で駆動
される流体圧ポンプ４２によって、流体タンク４８の作
動流体を高圧にし、アキュムレータ４５に蓄える。この
時圧力スイッチ４６の信号を利用して流体圧ポンプ４２
の運転，休止を行い、アキュムレータ４５に蓄えた高圧
流体の圧力を常時ほぼ一定にする。フィルタ４７は流体
中の異物の除去のために、リリーフ弁４３は流体圧ポン
プ出口が異常高圧になるのを防止するために、逆止め弁
４４は流体圧ポンプ４２を停止しても高圧流体がポンプ
方向に逆流しないようにするために用いる。制御弁４０
は流路５１で、切換弁４９は流路５１ａで前述の実施例
の流体圧シリンダ２５の流体室２５ａに連通している。
また、切換弁４９の手前の管路には絞り５２を設けて、
絞り５２を最大に絞ることにより、高圧流体が切換弁４
９から流路５１ａと連通しないようにしている。さらに
エレベータの走行中及び制動動作中は制動制御装置６０
からの指令は定格値として、切換弁４９を通電状態とし
て、流体圧シリンダ２５の流体室２５ａの圧力が切換弁
４９から流体タンク４８へ漏れないようにしている。そ
して、制御弁４０のみで通常時には流体室２５ａを流体
タンク４８へ排出し、制動制御装置６０からの指令に従
って、アキュムレータ４５に蓄えられた高圧流体の圧力
を制御しながら流体室２５ａへ供給し、その圧力を制御
する。

【００１９】図７（ａ）はエレベータが走行中に停電等
の非常事態が発生した場合の各部の動きを示すタイミン
グチャートである。ここで、切換弁４９は常時通電中で
ある。制動制御装置６０はこの時の慣性質量の大きさや
走行速度を勘案して、最適な制動力、すなわち、シュー
２２をドラム２０へ押し付ける力を算出し、これを流体
圧シリンダ２５の圧力に換算して制御弁４０にｅ₀ から
ｅ₁ という設定値の指令を出す。制御弁４０は制動制御
装置６０の指令に従って、流体室２５ａの高圧流体を流
路５１から流体タンク４８へ排出して圧力をｐ₀ からｐ
₁ まで制御する。このため、流体圧シリンダ２５のピス
トン２６はばね２４の力でｘ₀ から流体室２５ａの圧力
とばね２４の力とバランスした位置ｘ₁ まで変位し、シ
ュー２２がドラム２０へ力Ｆ₁ で押し付けられ制動を開
始する。これによって、ドラム２０は速度ｖ₀ から減速
し、その後停止する。しかし、図７（ｂ）に示すように
制御弁４０に故障をきたし、制動力の制御が不能とな
り、ドラム２０が減速せず一定速度ｖ₁ で回転し始めた
場合には、設定時間ｔ₁ を過ぎた所で、制動制御装置６
０から切換弁４９に非常制動指令を出して切換弁４９の
通電を解除し、流体室２５ａに残っている高圧流体を流
路５１ａから流体タンク４８へ排出して圧力をｐ₀ から
０までを制御する。このため、流体圧シリンダ２５のピ
ストン２６は、ばね２４の設定力でｘ₀ から最大変位ｘ
_max まで変位しシュー２２がドラム２０へ力Ｆ_max で押
し付けられ制動を再開する。これによって、ドラム２０
は速度ｖ₁ から減速し、停止できるようになる。図８は
別の実施例を示すタイミングチャートである。ドラム２
０の速度検出に代わり、流体圧シリンダ２５の流体室２
５ａの圧力を検出して行うもので、制動制御装置６０で
算出した設定圧力と、検出した圧力とが設定時間ｔ₂ を
過ぎても一致しない場合に、図７（ｂ）時に説明したと
同様な動作を行う。このように、制御弁４０が制御不能
になっても、一定時間後に切換弁４９で高圧流体を流体
タンク４８へ排出するので、最悪でもばねによる制動だ
けは行えるので、弁を二重化することにより、信頼性が
向上する。図９は切換弁５５が通電時は両ポートブロッ
クにして絞り５２を除いた流体圧回路の実施例である。
図６と同様であるが、相違点は、絞り５２を取り除き、
切換弁５５を両ポートブロックにして通電中はアキュム
レータ４５からの高圧流体が流路５１ａと連通しないよ
うにしている。通電を解除することにより、流体圧シリ
ンダ２５の流体室２５ａの高圧流体は流路５１ａを通っ
て流体タンク４８へ排出する。このようにブレーキの設
定及び解除の方法は図６に示す実施例と同様である。図
１０は制御弁を２個用いた流体圧回路の実施例である。
図６と同様であるが、相違点は、２個の制御弁４０，５
６のうちの１個の制御弁５６をオンオフの切換弁として
使用することであり、常時通電状態にして、流体圧シリ
ンダ２５の流体室２５ａの高圧流体が流路５１ａを通っ
て流体タンク４８へ排出しないようにする。そして、制
御弁４０が故障した非常時のみ制動制御装置６０によっ
て通電を解除して、流体室２５ａに残っている高圧流体
を流路５１ａから流体タンク４８へ排出するものであ
る。また、制御弁５６を通常時は制動制御装置６０によ
り定格値で通電しておき、制御弁４０が故障した非常時
に制動制御装置６０から制御弁４０に指令した設定値を
制御弁５６に同様に指令して、流体室２５ａの高圧流体
を流路５１から流体タンク４８へ排出して圧力を制御す
れば、前述したと同様な結果を得られる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によればブレーキを高応答にかつ
その制動力を任意に制御できる。更には二重化した流体
圧回路とすることで、一方が故障しても残ったもう一方
の流体圧回路で確実にブレーキを動作させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエレベータのブロック図。

【図２】本発明のエレベータの機械系の一実施例のブロ
ック図。

【図３】通常時のブレーキの動作の説明図。

【図４】非常制動時のブレーキの動作の説明図。

【図５】本発明のブレーキの一実施例の説明図。

【図６】本発明の流体圧シリンダを駆動する流体圧回路
図。

【図７】本発明の非常制動時のブレーキの動作のタイミ
ングチャート。

【図８】本発明の非常制動時の制御弁が故障した場合の
ブレーキの動作のタイミングチャート。

【図９】本発明の流体圧シリンダを駆動する他の流体圧
回路図。

【図１０】本発明の流体圧シリンダを駆動する他の流体
圧回路図。

【符号の説明】

４０…制御弁、４１…モータ、４２…流体圧ポンプ、４
３…リリーフ弁、４４…逆止め弁、４５…アキュムレー
タ、４６…圧力スイッチ、４７…フィルタ、４８…流体
タンク、５１，５１ａ…流路、６１…流体圧ユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乗りかごと、前記乗りかごをロープ手段を
   介して昇降させる駆動手段と、前記乗りかごの昇降をば
   ね力及び流体圧シリンダを圧力制御する流体力によって
   制動する制動手段と、前記乗りかごの負荷および／また
   は速度を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号
   に対応して制動力を求める演算手段と、前記演算手段に
   よって求められた制動力に対応して前記流体圧シリンダ
   の圧力を制御する流体圧制御手段とを備えたエレベータ
   において、前記流体圧制御手段は複数の流体圧制御手段
   によって流体圧シリンダの圧力制御を行うことを特徴と
   するエレベータ。