特開 2023-162850 昇降機用電磁ブレーキ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162850

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】昇降機用電磁ブレーキ制御装置

(51)【国際特許分類】

   B66B 1/32 20060101AFI20231101BHJP

【ＦＩ】

B66B1/32

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022073534

(22)【出願日】2022-04-27

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-05-08

(71)【出願人】

【識別番号】000112705

【氏名又は名称】フジテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001438

【氏名又は名称】弁理士法人 丸山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 祐紀

(72)【発明者】

【氏名】廣畑 圭司朗

(72)【発明者】

【氏名】梁 金挙

【テーマコード（参考）】

3F502

【Ｆターム（参考）】

3F502NA15

3F502NA28

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で、エレベータのかごの停止時にかご内の乗客に与える衝撃が抑制されるように電磁ブレーキを制御することができる昇降機用電磁ブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の電磁ブレーキ制御装置は、交流電源８の電圧を全波整流する整流器１１と、全波整流された交流電源８の電圧の電磁ブレーキのブレーキコイル４への印加をオンオフするスイッチング手段１４と、ブレーキコイル４に印加される実効電圧の目標値が、交流電源８の電圧のブレーキコイル４への印加のオンオフのデューティ比として設定される電圧設定手段１７と、電圧設定手段１７から送られる実効電圧の目標値に基づいて、交流電源８の電圧波形のゼロクロス点でスイッチング手段１３ａ－ｂをオンオフする演算処理手段１５とを備えており、演算処理手段１５は、交流電源８の半周期毎にスイッチング手段１４をオンにするか否かを判断する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

昇降機で使用される電磁ブレーキを制御する電磁ブレーキ制御装置において、
交流電源の電圧を全波整流する整流器と、
全波整流された前記交流電源の電圧の前記電磁ブレーキのブレーキコイルへの印加をオンオフするスイッチング手段と、
前記電磁ブレーキのブレーキコイルに印加される実効電圧の目標値が、前記交流電源の電圧の前記ブレーキコイルへの印加のオンオフのデューティ比として設定される電圧設定手段と、
前記電圧設定手段から送られる前記実効電圧の目標値に基づいて、前記交流電源の電圧波形のゼロクロス点で前記スイッチング手段をオンオフする演算処理手段と、
を備えており、
前記演算処理手段は、前記交流電源の半周期毎に前記スイッチング手段をオンにするか否かを判断する、電磁ブレーキ制御装置。

【請求項2】

前記演算処理手段は、
ある目標値に基づいて前記スイッチング手段のオンオフが開始されてからの前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とを記憶しており、
（１）前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記ある目標値以下であるか否かを判定する第１ステップと、
（２）第１ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記ある目標値以下であると判定される場合、前記スイッチング手段をオンにして、前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とをインクリメントする第２ステップと、
（３）第１ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記ある目標値以下ではないと判定される場合、前記スイッチング手段をオフにして、前記交流電源の半周期の繰り返し回数をインクリメントする第３ステップと、
を実行するように構成されている、請求項１に記載の電磁ブレーキ制御装置。

【請求項3】

前記実効電圧の目標値が変更されると、前記演算処理手段は、
（１）変更前の目標値が変更後の目標値よりも小さいか否かを判定する第１ステップと、
（２）第１ステップにおいて前記変更前の目標値が前記変更後の目標値よりも小さいと判定される場合、前記スイッチング手段をオンにして、記憶している前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とをインクリメントする第２ステップと、
（３）第１ステップにおいて前記変更前の目標値が前記変更後の目標値よりも小さいと判定されない場合、前記スイッチング手段をオフにして、前記交流電源の半周期の繰り返し回数をインクリメントする第３ステップと、
（４）第２ステップ又は第３ステップの後、前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記変更後の目標値以下であるか否かを判定する第４ステップと、
（５）第４ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記変更後の目標値以下であると判定される場合、前記スイッチング手段をオンにして、前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とをインクリメントする第５ステップと、
（６）第４ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記変更後の目標値以下ではないと判定される場合、前記スイッチング手段をオフにして、前記交流電源の半周期の繰り返し回数をインクリメントする第６ステップと、
（７）第５ステップ又は第６ステップの後、前記電圧設定手段から送られる目標値が変更されたか否かを判定する第７ステップと、
を実行し、
第７ステップにおいて前記電圧設定手段から送られる目標値が変更されたと判定されない場合、第４ステップ以降のステップを再度実行し、
第７ステップにおいて前記電圧設定手段から送られる目標値が変更されたと判定される場合、前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とをリセットして、第１ステップ以降のステップを再度実行するように構成されている、請求項１に記載の電磁ブレーキ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エレベータやエスカレータのような昇降機で使用される電磁ブレーキを制御するための電磁ブレーキ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エレベータでは、一般的に、かごを停止させるためにディスク式又はドラム式の電磁ブレーキが使用されている。例えば、ディスク式の電磁ブレーキでは、駆動する電動機の回転軸に連結されたディスクの両側を一対のブレーキパッドによって挟み付けることで制動力を発生させて、電動機、ひいてはかごを停止させる。ブレーキパッドは制動ばねによってディスク側に付勢されており、電磁石を構成するブレーキコイルに電磁石の力が制動ばねの力に打ち勝つような電圧が印加されると、ブレーキパッドがディスクから引き離されて、電磁ブレーキが解除される。また、ブレーキコイルに印加するブレーキ電圧をゼロ又は所定の値以下にすることで、電磁ブレーキが締結される。

【0003】

エレベータでは、かごを停止させる場合、特に、異常が生じて過速度で移動しているかごを停止させる場合には、かご内の乗客に与える衝撃を抑制することが求められる。例えば、特開２００６－３１５８２３号公報には、かごの速度に応じて、電動機のトルク制御による制動とブレーキによる制動とを併用することで乗客に与える衝撃を緩和するエレベータ制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－３１５８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特開２００６－３１５８２３号公報に記載のエレベータ制御装置では、電動機のトルク制御による制動とブレーキによる制動とを併用させるために、実行される制御が複雑になっている。また、電動機のトルク制御を行うためにはブレーキで得られるブレーキトルクを推定する必要があるが、使用されるブレーキの仕様毎にこのような推定が適切に行われるようにすることは面倒である。

【0006】

本発明は、上記の問題を解決するものであり、簡単な構成で、エレベータのかごの停止時にかご内の乗客に与える衝撃が抑制されるように電磁ブレーキを制御することができる昇降機用電磁ブレーキ制御装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の昇降機用電磁ブレーキ制御装置は、昇降機で使用される電磁ブレーキを制御する電磁ブレーキ制御装置において、交流電源の電圧を全波整流する整流器と、全波整流された前記交流電源の電圧の前記電磁ブレーキのブレーキコイルへの印加をオンオフするスイッチング手段と、前記電磁ブレーキのブレーキコイルに印加される実効電圧の目標値が、前記交流電源の電圧の前記ブレーキコイルへの印加のオンオフのデューティ比として設定される電圧設定手段と、前記電圧設定手段から送られる前記実効電圧の目標値に基づいて、前記交流電源の電圧波形のゼロクロス点で前記スイッチング手段をオンオフする演算処理手段と、を備えており、前記演算処理手段は、前記交流電源の半周期毎に前記スイッチング手段をオンにするか否かを判断する。

【0008】

更に、本発明の昇降機用電磁ブレーキ制御装置では、前記演算処理手段は、ある目標値に基づいて前記スイッチング手段のオンオフが開始されてからの前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とを記憶しており、（１）前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記ある目標値以下であるか否かを判定する第１ステップと、（２）第１ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記ある目標値以下であると判定される場合、前記スイッチング手段をオンにして、前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とを１だけインクリメントする第２ステップと、（３）第１ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記ある目標値以下ではないと判定される場合、前記スイッチング手段をオフにして、前記交流電源の半周期の繰り返し回数を１だけインクリメントする第３ステップと、を実行するように構成されている。

【0009】

また、本発明の昇降機用電磁ブレーキ制御装置では、前記実効電圧の目標値が変更されると、前記演算処理手段は、（１）変更前の目標値が変更後の目標値よりも小さいか否かを判定する第１ステップと、（２）第１ステップにおいて前記変更前の目標値が前記変更後の目標値よりも小さいと判定される場合、前記スイッチング手段をオンにして、記憶している前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とをインクリメントする第２ステップと、（３）第１ステップにおいて前記変更前の目標値が前記変更後の目標値よりも小さいと判定されない場合、前記スイッチング手段をオフにして、前記交流電源の半周期の繰り返し回数をインクリメントする第３ステップと、（４）第２ステップ又は第３ステップの後、前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記変更後の目標値以下であるか否かを判定する第４ステップと、（５）第４ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記変更後の目標値以下であると判定される場合、前記スイッチング手段をオンにして、前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とをインクリメントする第５ステップと、（６）第４ステップにおいて前記交流電源の半周期の繰り返し回数に対する前記スイッチング手段のオン回数の比が前記変更後の目標値以下ではないと判定される場合、前記スイッチング手段をオフにして、前記交流電源の半周期の繰り返し回数をインクリメントする第６ステップと、（７）第５ステップ又は第６ステップの後、前記電圧設定手段から送られる目標値が変更されたか否かを判定する第７ステップと、を実行し、第７ステップにおいて前記電圧設定手段から送られる目標値が変更されたと判定されない場合、第４ステップ以降のステップを再度実行し、第７ステップにおいて前記電圧設定手段から送られる目標値が変更されたと判定される場合、前記スイッチング手段のオン回数と前記交流電源の半周期の繰り返し回数とをリセットして、第１ステップ以降のステップを再度実行するように構成されている。

【発明の効果】

【0010】

本発明の昇降機用電磁ブレーキ制御装置では、交流電圧を全波整流してブレーキコイルに印加し、ゼロクロス点でスイッチング手段をオンオフしてブレーキ電圧を制御することで、オンオフのデューティ比に基づいてブレーキ電圧を細かく設定することが可能とされる。そして、このような昇降機用電磁ブレーキ制御装置を用いることで、電磁ブレーキを作動させる際にブレーキ電圧を段階的に変化させて電磁ブレーキによる制動を徐々に行うことができ、これにより、かごの停止時に乗客に与える衝撃が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態である昇降機用電磁ブレーキ制御装置を示す説明図である。

【図2】図２ａ－ｅは、図１に示す昇降機用電磁ブレーキ制御装置に関連した電圧及び制御信号の例を示す説明図である。

【図3】図３は本発明の一実施形態である昇降機用電磁ブレーキ制御装置で実行されるブレーキ電圧制御を示すフローチャートである。

【図4】図４は、図３のフローチャートに示すブレーキ電圧制御の具体例を示す説明図である。

【図5】図５は、図３のフローチャートに示すブレーキ電圧制御の具体例を示す説明図である。

【図6】図６は、図３のフローチャートに示すブレーキ電圧制御の具体例を示す説明図である。

【図7】図７は、ブレーキ電圧制御の比較例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である昇降機用電磁ブレーキ制御装置１（以下、電磁ブレーキ制御装置１）を示す説明図である。本実施例では、電磁ブレーキ制御装置１は、エレベータ用の電磁ブレーキを制御するために使用される。電磁ブレーキは、例えば、上述したような構成を有するディスク式の電磁ブレーキであって、電動機３の回転軸に連結されたディスク（図示せず）と、ブレーキパッド（図示せず）を動作させるためのブレーキコイル４とを備えている。電動機３の回転軸（図示せず）は、ロープが掛けられたシーブ５に連結されており、ロープの一端にはかご６が連結されており、ロープの他端には釣り合い重り７が連結されている。

【0013】

ブレーキコイル４に供給される電力は、交流電源８からもたらされる。交流電源８は、例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数を有する単相交流の電源である。電磁ブレーキ制御装置１は、交流電源８の交流電圧を全波整流する整流器である混合ブリッジ整流回路１１を備えており、混合ブリッジ整流回路１１は、周知のように２つのサイリスタ１３ａ－ｂと２つのダイオード１３ｃ－ｄとで構成されている。混合ブリッジ整流回路１１の出力側にブレーキコイル４が接続される。図２ａは、交流電源８の電圧波形を示す説明図であり、図２ｂは、混合ブリッジ整流回路１１によって全波整流された電圧波形を示す説明図である。例えば、交流電源８の周波数が５０Ｈｚである場合、電圧波形の半周期は１０ｍｓとなる。

【0014】

電磁ブレーキ制御装置１は、混合ブリッジ整流回路１１の出力電圧のブレーキコイル４への印加をオンオフするスイッチング手段を備えている。本実施形態では、スイッチング手段は、混合ブリッジ整流回路１１のサイリスタ１３ａ－ｂである。電磁ブレーキ制御装置１は更に、スイッチング手段のオンオフを制御する演算処理手段と、ブレーキコイル４に印加されるブレーキ電圧の実効電圧が設定される電圧設定手段とを備えている。本実施形態では、演算処理手段は、サイリスタ１３ａ－ｂのゲートに印加されるゲート信号を制御する演算処理部１５であり、電圧設定手段は、エレベータの運行状況に応じて実効電圧の目標値を設定して演算処理部１５に送る電圧設定部１７である。

【0015】

電磁ブレーキ制御装置１では、スイッチング手段のオンオフはゼロクロス制御を用いて制御され、スイッチング手段は、交流電源８の電圧波形のゼロクロスでオンオフされる。電磁ブレーキ制御装置１は、交流電源８の電圧波形のゼロクロス点を検知するゼロクロス検出手段を備えており、本実施形態では、ゼロクロス検知手段は、交流電源８の両出力側に設けられたダイオード１９ａ－ｂと、これらダイオード１９ａ－ｂを介して印加された電圧に基づいてゼロクロス点検出信号を生成して演算処理部１５に送るゼロクロス検出部２１とで構成されている。ゼロクロス検出部２１は、交流電源８の電圧がゼロになった状態、つまりゼロクロス点を検知して、ゼロクロス点に応じた短時間パルスを、交流電圧の半周期のパルス間隔で有するゼロクロス点検出信号を生成する。図２ｃは、図２ａの電圧波形に基づいて生成されるゼロクロス点検出信号を示す説明図である。

【0016】

ブレーキコイル４と並列にダイオード２３が設けられている。ダイオード２３は、ブレーキコイル４の印加電圧に対して逆極性になるように配置されている。サイリスタ１３ａ－ｂがオフになってブレーキコイル４に印加される電圧がゼロになるとバックサージがブレーキコイル４に還流されることで、ブレーキ電圧がゼロになった際におけるブレーキコイル４に流れる電流の急激な変化が避けられている。

【0017】

電圧設定部１７、演算処理部１５及びゼロクロス検出部２１は、マイクロコンピュータ及びＩＣ等を用いて構成される。演算処理部１５では、交流電源８の半周期毎に、つまり、ゼロクロス検出部２１からゼロクロス点検出信号を受信すると、電圧設定部１７から送られる実効電圧の目標値に基づいてサイリスタ１３ａ－ｂをオンにするか否か、つまり混合ブリッジ整流回路１１の出力電圧をブレーキコイル４に印加するか否かが判断される。サイリスタ１３ａ－ｂをオンにすると判断されると、演算処理部１５は、ゲート信号を生成してサイリスタ１３ａ－ｂをオンにする。これにより、全波整流された交流電圧における（０Ｖから０Ｖに至る）半波形分の電圧がブレーキコイル４に印加されて、ブレーキ電圧がオン状態になる。電圧が０Ｖになるとサイリスタ１３ａ－ｂがオフになることから、ブレーキコイル４への電圧の印加が、つまりオン状態が継続する場合には、次のゼロクロス点に応じて演算処理部１５がゲート信号を生成することになる。このようにして、ブレーキコイル４に印加されるブレーキ電圧は、全波整流された交流電圧の半波形分のオンオフにより変化する。

【0018】

本実施形態では、電圧設定部１７で設定されて演算処理部１５に送られる実効電圧の目標値は、目標となる実効電圧の最大実効電圧に対する比で特定され、この比は、スイッチング手段又はブレーキ電圧のオンオフのデューティ比、つまり、交流電圧の半周期の整数倍である所定のサイクルにおけるブレーキコイル４のブレーキ電圧がオンになる期間の比に相当する。つまり、当該サイクルが半周期のＭ倍（Ｍは正の整数）であって、その間にブレーキ電圧がＮ回オンになるとすると（Ｎは０以上Ｍ以下の整数）、設定又は選択可能な実効電圧又はデューティ比の目標値は、百分率でＮ／Ｍ×１００％となる。

【0019】

図３は、電磁ブレーキ制御装置１の演算処理部１５で実行されるブレーキ電圧制御を示すフローチャートである。この処理は、電圧設定部１７から演算処理部１５に目標値を変更する電圧指令信号が送られると開始する。この処理が実行されることで、ブレーキコイル４に印加される混合ブリッジ整流回路１１の出力電圧が新たな目標値になるように制御される。

【0020】

目標値の変更がなされると、演算処理部１５は、変更前の目標値が変更後の目標値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１にて、変更前の目標値が変更後の変更後の目標値よりも小さいと判定される場合、演算処理部１５は、交流電源の電圧波形のゼロクロス点を示すゼロクロス検出部２１からのゼロクロス点検出信号に基づいてゲート信号を生成して、検出されたゼロクロス点にてサイリスタ１３ａ－ｂをオンにし、全波整流された交流電圧の半波形分をブレーキコイル４に印加する（ステップＳ３）。演算処理部１５では、全波整流された交流電圧の半波形分の出力回数ｎ（以下、オン回数ｎ）と、ゼロクロス点検出信号の受信回数、即ちゼロクロス点の出現回数ｍとが記憶されており、ステップＳ３では、オン回数ｎと出現回数ｍとが共にインクリメントされる。ゼロクロス点の出現回数ｍは、交流電源８の半周期の繰り返し回数に対応する。

【0021】

ステップＳ１にて、変更前の目標値が変更後の目標値よりも大きいと判定される場合、演算処理部１５は、ゼロクロス点検出信号を受信してもゲート信号を生成せず、サイリスタ１３ａ－ｂをオフにし、そのゼロクロス点からの交流電圧の半周期の間、ブレーキ電圧はオフ状態となる（ステップＳ５）。ステップＳ５では、ゼロクロス点の出現回数ｍはインクリメントされるが、オン回数ｎは変更されない。

【0022】

ステップＳ３又はステップＳ５の後、演算処理部１５は、ｎ／ｍ×１００の値が変更後の目標値以下であるか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７にて、ｎ／ｍ×１００の値が変更後の目標値以下であると判定される場合、演算処理部１５は、ステップＳ３又はＳ５で送られたゼロクロス点検出信号の次のゼロクロス点検出信号に基づいてゲート信号を生成してサイリスタ１３ａ－ｂをオン状態にし、全波整流された交流電圧の半波形分をブレーキコイル４に印加する（ステップＳ９）。ステップＳ９では更に、オン回数ｎと出現回数ｍとが共にインクリメントされる。

【0023】

ステップＳ７にて、ｎ／ｍ×１００の値が変更後の目標値を超えていると判定される場合、演算処理部１５は、ステップＳ３又はＳ５で送られたゼロクロス点検出信号の次のゼロクロス点検出信号を受信してもゲート信号を生成せず、サイリスタ１３ａ－ｂはオフ状態にされ、交流電圧の半周期の間、ブレーキ電圧はオフ状態となる（ステップＳ１１）。また、ステップＳ１１では、ゼロクロス点の出現回数ｍがインクリメントされるが、オン回数ｎは変更されない。

【0024】

ステップＳ９又はステップＳ１１の後、演算処理部１５は、電圧設定部１７から新たな目標値が送られたか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３にて、目標値が変更されていないと判定される場合、ステップＳ７以降の処理が再度実行される。ステップＳ１３にて、目標値が変更されたと判定される場合、オン回数ｎの値と出現回数ｍの値が共にゼロにリセットされた後（ステップＳ１５）、ステップＳ１以降のステップが再度実行される。

【0025】

例えば、電磁ブレーキ制御装置１の電源がオフにされた場合に図３に示す処理は終了する。電磁ブレーキ制御装置１の電源が投入されると図３に示す処理が再開されるが、電源投入後に最初に実行されるステップＳ１では、変更前の目標値は０％とされる。

【0026】

図４は、図３のフローチャートに示すブレーキ電圧制御の実行例を示したものである。図４に示す例では、デューティ比は、交流電圧の半周期の２０倍の期間（Ｍ＝２０）を基礎として規定されている（図５乃至７についても同様）。交流電源８の周波数が５０Ｈｚである場合、この期間は２００ｍｓの期間となる。

【0027】

図４に示す表は、目標値（デューティ比）を０％から２０乃至１００％の何れかに変更した場合におけるブレーキ電圧の状態が示されている。この例では、Ｍ＝２０であることから、目標値は、１／Ｍ×１００％＝５％刻みで設定されることとなる。図４に示す表の第１列には、変更後の目標値が示されており、第２列には各目標値に対応するオン期間とオフ期間の比が示されている。表の第３列は、ステップＳ３又はＳ５が実行された結果のブレーキ電圧の状態がオン（ＯＮ）とオフ（ＯＦＦ）とで示されている。表の第４列以降は、ステップＳ９又はＳ１１が実行された結果のブレーキ電圧の状態がオン（ＯＮ）とオフ（ＯＦＦ）とで示されている。表の第１行に示された１乃至２０の数字は、図３のブレーキ電圧制御開始後の交流電源の半周期の繰り返し回数ｍに対応している。

【0028】

例えば、目標値が２０％にされる場合、ステップＳ１にて、変更前の目標値である０％が２０％より小さいと判定されて、ステップＳ３が実行され、全波整流された交流電圧の半波形分がブレーキコイル４に印加される。また、ｍ＝１、ｎ＝１とされる。その後、ｎ／ｍ×１００＞今回の目標値であることから、ステップＳ７の後、ステップＳ１１が実行され、演算処理部１５は、次のゼロクロス点検出信号を受信してもゲート信号を生成せず、次の交流電圧の半周期の間、ブレーキ電圧はオフ状態となる。更に、ｍ＝２とされる。その後、デューティ比の目標値が２０％に維持される場合には、ステップＳ１３、ステップＳ７及びステップＳ１１がｍ＝５となるまで３回繰り返される。これにより、交流電圧の半周期の更に３回分、ブレーキ電圧のオフ状態が維持される。その後、ステップＳ１３からステップＳ７が実行されると、ｎ／ｍ×１００＝２０％であることから、その後、ステップＳ９が実行されて、次の交流電圧の半周期の間、ブレーキ電圧がオンにされ、ｍ＝６、ｎ＝２とされる。その後、ステップＳ１３、ステップＳ７及びステップＳ１１がｍ＝１０となるまで４回繰り返され、交流電圧の半周期の更に３回分、ブレーキ電圧のオフ状態が維持される。目標値の変更がなされない場合、ステップＳ１３から、ステップＳ７に戻るループが実行され続け、図３の表に示すように、交流電圧の半周期にブレーキ電圧がオンにされ、その後、交流電圧の半周期の４回分の期間ブレーキ電圧がオフにされることが繰り返される。図２ｄは、目標値が２０％にされる場合におけるゼロクロス点検出信号を示しており、図２ｅは、この場合における混合ブリッジ整流回路１１の出力電圧を示している。

【0029】

例えば、目標値が１００％にされる場合、ステップＳ１の後、ステップＳ３、更には、ステップＳ７、Ｓ９及びＳ１３が実行される。目標値が１００％であることから、ステップＳ７では常に「ｎ／ｍ×１００≦今回の目標値」なる条件が満たされて、ステップＳ７の後ステップＳ９が実行される。これにより、目標値が０％から１００％に変更されると、ブレーキ電圧のオン状態が維持されて、その実効電圧は最大にされる。

【0030】

例えば、目標値が８５％にされる場合、ステップＳ１の後、ステップＳ３（ｍ＝１、ｎ＝１）、更には、ステップＳ７（ｎ／ｍ×１００＞８５％）、ステップＳ１１（ｍ＝２、ｎ＝１）及びステップＳ１３が実行される。「ｎ／ｍ×１００≦今回の目標値」となることから、ステップＳ７の後、ステップＳ９（ｍ＝３、ｎ＝２）が実行される。目標値が８５％に変更された後、２＋２０×ｐ回目、８＋２０×ｐ回目、又は１５＋２０×ｐ回目（ｐは０以上の整数）の交流電圧の半周期のブレーキ電圧のオンオフの判定をするために実行されるステップＳ７では、「ｎ／ｍ×１００≦今回の目標値」なる条件が満たされないことから、その後、ステップＳ１１が実行されて、当該の半周期のブレーキ電圧がオフにされる。これらの期間を除いた期間では、「ｎ／ｍ×１００≦今回の目標値」なる条件がステップＳ７にて満たされることで、ステップＳ９が実行されて、ブレーキ電圧がオンにされる。

【0031】

図４の例では、目標値である２０乃至１００％の各デューティ比について、制御開始から、当該チューディ比に対応したブレーキ電圧のオンオフパターンが実現されている。

【0032】

図５は、目標値が５０％から変更される場合における図３のブレーキ電圧制御の実行例を示している。図６は、目標値が８０％から変更される場合における図３のブレーキ電圧制御の実行例を示している。図４、図５及び図６に示す例の何れにおいても、（目標値が変更されなければ）２１回目の半周期以後、図４に示した１～２０回目のブレーキ電圧のオンオフパターンが、０％を除く各目標値について繰り返される。

【0033】

上記の例では、原理的には、実効電圧又はデューティ比の目標値を５％間隔で０乃至１００％の間の任意の値に設定できるが、図４乃至図６には、５％、１０％、及び１５％の目標値は示されていない。所定の目標値（本実施例では２０％）以下においてブレーキコイル４に電圧を印加しても、制動ばね（図示せず）の付勢に打ち勝つ程の力は発生されず、ブレーキパッド（図示せず）は動作しないことから、これらの値にプレーキ電圧を設定する必要はないからである。

【0034】

上述の例では、Ｍ＝２０としているが、Ｍの値は２以上の整数であれば、図３のブレーキ電圧制御は実行可能である。しかしながら、Ｍの値が小さくなるにつれて、目標値の選択の幅が狭くなるので、Ｍの値はある程度の大きさにする必要があろう。

【0035】

例えば、図１に示した電磁ブレーキ制御装置１において一般的なゼロクロス制御の手法が採用される場合、先に例示した２０％乃至１００％の各目標値に対して、図７に示すようなオンオフパターンが設定されて演算処理部１５に記憶され、演算処理部１５は、電圧設定部１７から送られた目標値に対応するパターンに基づいてサイリスタ１３ａ－ｂをオンオフして、ブレーキ電圧を制御するであろう。図７に示すパターンに基づいた制御が行われると、例えば、目標値４５％の場合、オフ状態が交流電圧の半周期の１１倍の期間継続することになる。このようにブレーキ電圧のオフ期間が長くなると、電磁ブレーキが意図せず締結してしまうことが起こり得る。

【0036】

一方、本発明の実施例である電磁ブレーキ制御装置１では、図３に示すブレーキ電圧制御がなされることで、図４乃至図６から理解できるように、各目標値に対応したブレーキ電圧のオンオフパターンにおいてオンとオフの少なくとも一方について連続する事態が避けられており、オフ状態の割合が高いパターンにおいてオフ状態を分散させることが可能とされている。これによって、ブレーキの締結状態に対応した０％を除いた制御上設定される目標値について、オフ状態が長々と継続するような図７に示した事態が発生する事態が避けられる。

【0037】

説明した実施例では、原理的には５％、１０％、及び１５％の目標値を設定することは可能である。目標値が５％である場合、図４乃至図６に示した例では、交流電源の半周期の２０回中、オフが１９回、オンが１回となってブレーキ電圧のオフ期間が長くなる事態が生じるであろう。しかしながら、先に述べた理由により、このような０％に近い目標値は設定されない。

【0038】

以上のように、本発明の電磁ブレーキ制御装置１は、上記のような構成及び特徴を有することで、ブレーキ電圧を細かな間隔で任意に設定することができる。故に、かご６を静止させる際に、ブレーキ電圧の目標値を段階的に下げていくことで（例えば、４０％から２０％に５％刻みで下げる）、電磁ブレーキを緩やかに作動させて、かご６内の乗客に与える衝撃を抑制することができる。

【0039】

更に、本発明の電磁ブレーキ制御装置１は、ブレーキ電圧を細かな間隔で任意に設定できるので、ブレーキコイル４の仕様や個体差に合わせた適切なブレーキ電圧をブレーキコイル４に印加することができる。例えば、かご６が停止状態から走行する場合、ブレーキ電圧を１００％にして電磁ブレーキをフルオープンにした後に、電磁ブレーキが締結しない程度にブレーキ電圧を低下させてその状態を維持するという省電力制御を行う場合、本発明によれば、使用しているブレーキコイル４に合った適切な値にブレーキ電圧を下げて維持することが可能となる。

【0040】

図１から理解できるように、本発明の電磁ブレーキ制御装置１は、スイッチングレギュレーターのような複雑な回路を使用することなく上述したブレーキ電圧制御を可能としており、安価で実施することができる。図１に示した回路構成はあくまで例示であって、例えば、混合ブリッジ整流回路１１の代わりにダイオードブリッジやＩＧＢＴを用いた回路構成が採用されてよく、本発明の電磁ブレーキ制御装置は、図１の回路構成に限定されるものではない。

【0041】

位相制御方式を採用することでブレーキ電圧の制御を行うことが考えられるが、本発明の電磁ブレーキ制御装置は、ゼロクロス制御方式を用いていることで、位相制御方式で問題となる電磁音や高調波電流が発生しないことから、エレベータで使用される電磁ブレーキの電圧制御に適したものになっている。

【0042】

本発明の昇降機用電磁ブレーキ制御装置について、エレベータの電磁ブレーキのブレーキ電圧制御を例として説明してきたが、本発明の昇降機用電磁ブレーキ制御装置は、エレベータ以外の昇降機、例えばエスカレータに使用されてもよい。

【0043】

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0044】

１ 昇降機用電磁ブレーキ制御装置
４ ブレーキコイル
６ かご
８ 交流電源
１１ 混合ブリッジ整流回路
１３ａ サイリスタ
１３ｂ サイリスタ
１５ 演算処理部
１７ 電力設定部
２１ ゼロクロス検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】