JP7721393B2 - Electric hoist and method for monitoring the electric hoist - Google Patents
Electric hoist and method for monitoring the electric hoistInfo
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Description
本発明は、電動巻上機および電動巻上機の監視方法に関する。 The present invention relates to an electric hoist and a method for monitoring the electric hoist.
ホイストなどの電動巻上機は、クレーンフックに取り付けた吊荷を、モータを備えた巻上装置でワイヤーロープを巻上げることで上昇移動させ、巻下げることで下降移動させる産業機械である。ホイストのブレーキは、モータの回転軸には電磁ブレーキが装着されており、電磁ブレーキを動作させることでモータを停止させて吊荷を任意の位置で吊り下げた状態で保持することが可能となる。 An electric hoist or other electric lifting machine is an industrial machine that moves a load attached to a crane hook up by winding up a wire rope with a motor-equipped hoisting device, and moves it down by lowering it. The hoist brake is an electromagnetic brake attached to the motor's rotating shaft, and by activating the electromagnetic brake, the motor can be stopped, allowing the load to be held suspended in any position.
電磁ブレーキは、モータの回転軸に締結されているブレーキホイールと、ブレーキホイールに設けられているブレーキライニングに摩擦接触するブレーキディスクで構成されている。ブレーキライニングを介してブレーキホイールとブレーキディスクが密着している間はブレーキが作動している状態であり、逆に密着が解除されている間はブレーキが開放された状態となる。ブレーキディスクはブレーキレバーによって駆動される。ブレーキ機構はリンク機構でソレノイドの可動コアに締結されており、ソレノイドに電流を通電させたり通電を停止することで可動コアが移動し、リンク機構を通じてブレーキレバーも移動する。 An electromagnetic brake consists of a brake wheel fastened to the motor's rotating shaft and a brake disc that is in frictional contact with the brake lining attached to the brake wheel. The brake is activated when the brake wheel and brake disc are in close contact via the brake lining, and conversely, the brake is released when they are not in close contact. The brake disc is driven by a brake lever. The brake mechanism is fastened to the moving core of the solenoid by a link mechanism; passing or stopping current through the solenoid moves the moving core, which also moves the brake lever via the link mechanism.
ホイストのブレーキは、ブレーキ動作を繰り返すことで徐々にブレーキライニングが摩耗する。ブレーキライニングの摩耗量が大きくなるにつれて、ブレーキ時にブレーキホイールとブレーキディスクの摩擦力が減少するため、吊荷を停止させる際にスリップが発生する恐れがある。そこで、定期的にブレーキ部分の点検を実施し、ライニングの摩耗量を確認することが重要となる。 The brake linings of hoist brakes gradually wear out as the brakes are repeatedly applied. As the amount of wear on the brake lining increases, the friction between the brake wheel and brake disc decreases when braking, which can lead to slippage when stopping a suspended load. Therefore, it is important to regularly inspect the brakes and check the amount of wear on the linings.
ブレーキの点検方法は、作業員によるブレーキ部品を分解して目視点検する方法や、ホイストに設置した各種センサ情報を用いてライニングの推定摩耗量を算出する方法がある。センサ情報でライニングの摩耗量を推定する手法の場合、ブレーキを開放点検する必要がないため、常時監視することが可能となる。センサ情報を用いてブレーキライニングの摩耗量を推定する手法として特許文献1に記載の技術が知られている。 Brake inspection methods include having workers disassemble and visually inspect brake components, and calculating the estimated amount of lining wear using information from various sensors installed on the hoist. Estimating lining wear using sensor information eliminates the need to open and inspect the brakes, allowing for constant monitoring. Patent Document 1 describes a known technique for estimating brake lining wear using sensor information.
特許文献1では、「耗量推定部は、ブレーキ装置のブレーキコイルに流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、ブレーキディスクの摩擦材の摩耗量を推定する」旨の記載がある。ここでの摩擦材とは、本発明におけるブレーキライニングに相当する。また、「摩擦材の摩耗量が増加すると、ブレーキ作動時のアーマチュアとフィールドコアとの距離が増加するため、アーマチュアの吸引に要する時間が長くなる」旨の記載がある。 Patent Document 1 states that "the wear amount estimation unit estimates the amount of wear of the friction material of the brake disc based on the output of a current sensor that detects the current flowing through the brake coil of the brake device." The friction material here corresponds to the brake lining in this invention. It also states that "as the amount of wear of the friction material increases, the distance between the armature and field core increases during brake operation, and therefore the time required for attraction of the armature becomes longer."
当該文献に記載された構成では、電流センサの出力値が直流量である(特許文献1の図4)であるため、交流駆動の電磁ブレーキにはそのまま適用することが困難である。さらに、電磁ブレーキの駆動源が商用交流電源の場合には、動作ごとに電流の位相も異なるため、位相が異なる場合であっても同一の指標でブレーキの摩耗量が検出できる方法が望まれている。 In the configuration described in this document, the output value of the current sensor is a DC current (Figure 4 of Patent Document 1), making it difficult to apply directly to AC-driven electromagnetic brakes. Furthermore, when the electromagnetic brake is driven by a commercial AC power source, the current phase differs for each operation, so there is a need for a method that can detect the amount of brake wear using the same indicator even when the phases differ.
本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、交流駆動の電磁ブレーキを備えた電動巻上機において、電流の位相が異なる場合であっても同一の指標でブレーキの摩耗量の検出を可能にした電動巻上機および電動巻上機の監視方向を提供するものである。 The present invention solves the problems of the prior art described above and provides an electric hoist equipped with an AC-driven electromagnetic brake, and a monitoring direction for the electric hoist that enables the amount of brake wear to be detected using the same indicator even when the current phases are different.
上述の課題を解決するために、本発明では、電動巻上機を、巻上用モータと、電磁ブレーキ部と、巻上用モータと電磁ブレーキ部に電力を供給する電源部と、電磁ブレーキ部の摩耗状態を推定する診断部と、診断結果出力部と、を備えて構成し、
電磁ブレーキ部は、巻上用モータと連結しているブレーキホイールと、このブレーキホイールに固定されたブレーキライニングと、このブレーキライニングに対向するブレーキディスクと、ブレーキディスクのブレーキライニングへの押付け・解除を行うリンク機構部と、このリンク機構部を駆動するブレーキソレノイドと、を備え、
診断部は、電源部から電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測する電流計測部と、電流計測部で計測して得られた交流電流値の時系列データを算出する時系列データ算出部と、この時系列データ算出部で算出した時系列データのうち予め設定した閾値以上となる時系列データの時間幅を算出する時間算出部と、この時間算出部で算出した時間幅に基づいてブレーキライニングの摩耗量を推定するブレーキ摩耗量推定部と、を備え、電源部から電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測して得られたデータに基づいてブレーキライニングの摩耗量を推定し、この推定したブレーキライニングの摩耗量に関する情報が予め設定した値を超えたときに診断結果出力部に警報を出力するようにした。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electric hoist comprising a hoisting motor, an electromagnetic brake unit, a power supply unit that supplies power to the hoisting motor and the electromagnetic brake unit, a diagnostic unit that estimates the wear state of the electromagnetic brake unit, and a diagnostic result output unit,
The electromagnetic brake unit includes a brake wheel connected to the hoisting motor, a brake lining fixed to the brake wheel, a brake disc facing the brake lining, a link mechanism unit that presses the brake disc against the brake lining and releases it, and a brake solenoid that drives the link mechanism unit.
The diagnosis unit includes a current measurement unit that measures the AC current supplied from the power supply unit to the electromagnetic brake unit, a time series data calculation unit that calculates time series data of the AC current values measured by the current measurement unit, a time calculation unit that calculates a time width of time series data calculated by the time series data calculation unit that is equal to or greater than a predetermined threshold, and a brake wear amount estimation unit that estimates the amount of wear of the brake lining based on the time width calculated by the time calculation unit.The diagnosis unit estimates the amount of wear of the brake lining based on data obtained by measuring the AC current supplied from the power supply unit, and outputs an alarm to the diagnosis result output unit when information related to the estimated amount of wear of the brake lining exceeds a predetermined value.
また、上術の課題を解決するために、本発明では、電動巻上機を、巻上用モータと、電磁ブレーキ部と、巻上用モータと電磁ブレーキ部に電力を供給する電源部と、電磁ブレーキ部の摩耗状態を推定する診断部と、診断結果出力部とを備えて構成し、診断部は、電源部から電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測して得られた交流電流値の任意区間ごとの時系列データに基づいて電磁ブレーキ部の摩耗量を推定し、この推定した電磁ブレーキ部の摩耗量が予め設定した値を超えたときに診断結果出力部に警報を出力するようにした。 Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention configures an electric hoisting machine comprising a hoisting motor, an electromagnetic brake unit, a power supply unit that supplies power to the hoisting motor and the electromagnetic brake unit, a diagnostic unit that estimates the wear state of the electromagnetic brake unit, and a diagnostic result output unit. The diagnostic unit estimates the amount of wear of the electromagnetic brake unit based on time-series data for any interval of the AC current value obtained by measuring the AC current supplied to the electromagnetic brake unit from the power supply unit, and outputs an alarm to the diagnostic result output unit when this estimated amount of wear of the electromagnetic brake unit exceeds a preset value.
さらに、上述した課題を解決するために、巻上用モータと、電磁ブレーキ部と、巻上用モータと電磁ブレーキ部に電力を供給する電源部とを備えた電動巻上機の監視方法において、電動巻上機は電磁ブレーキ部の摩耗状態を推定する診断部と、診断結果出力部とを更に備えて構成し、診断部は、電源部から電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測して得られた交流電流値の任意区間ごとの時系列データに基づいて電磁ブレーキ部の摩耗量を推定し、この推定したブレーキ部の摩耗量に関する情報が予め設定した値を超えたときに診断結果出力部に警報を出力するようにした。 Furthermore, to solve the above-mentioned problems, in a monitoring method for an electric hoist equipped with a hoisting motor, an electromagnetic brake unit, and a power supply unit that supplies power to the hoisting motor and the electromagnetic brake unit, the electric hoist is further configured to include a diagnostic unit that estimates the wear state of the electromagnetic brake unit, and a diagnostic result output unit, and the diagnostic unit estimates the amount of wear of the electromagnetic brake unit based on time-series data for any interval of the AC current value obtained by measuring the AC current supplied to the electromagnetic brake unit from the power supply unit, and outputs an alarm to the diagnostic result output unit when information related to this estimated amount of wear of the brake unit exceeds a preset value.
本発明によれば、電動巻上機の電磁ブレーキの摩耗量を、高精度に推定することが可能となる。
本発明の他の課題・構成・効果は、以下の記載から明らかになる。
According to the present invention, it is possible to estimate the amount of wear of the electromagnetic brake of an electric hoist with high accuracy.
Other objects, configurations and effects of the present invention will become apparent from the following description.
本発明は、ブレーキ診断システムを備えた電動巻上機及び巻上機の監視方法に関するものである。 The present invention relates to an electric hoist equipped with a brake diagnostic system and a method for monitoring the hoist.
詳しくは、電磁ブレーキ部を駆動する交流電流を計測する電流計測部と、この電流計測部で計測した交流電流値の任意区間ごとの時系列データを算出する時系列データ算出部と、この時系列データ算出部の値が閾値以上となる時間を算出する時間算出部と、この時間算出部で算出した時間に基づいて電磁ブレーキ部の摩耗量を推定するブレーキ摩耗量推定部とを有するブレーキ診断システムを備えた電動巻上機及び電動巻上機の監視方法に関するものである。 In more detail, the present invention relates to an electric hoist equipped with a brake diagnostic system that includes a current measurement unit that measures the AC current that drives the electromagnetic brake unit, a time series data calculation unit that calculates time series data for each arbitrary interval of the AC current value measured by the current measurement unit, a time calculation unit that calculates the time at which the value of the time series data calculation unit exceeds a threshold value, and a brake wear amount estimation unit that estimates the amount of wear of the electromagnetic brake unit based on the time calculated by the time calculation unit, and a monitoring method for the electric hoist.
本発明によるブレーキ診断システムを備えた電動巻上機によれば、電動巻上機の電磁ブレーキ部の摩耗量を高精度に推定して、適切なタイミングで電磁ブレーキ部のメンテナンスの警告を発することを可能にした。 An electric hoist equipped with the brake diagnostic system of the present invention makes it possible to estimate the amount of wear on the electromagnetic brake of the electric hoist with high accuracy and issue a warning for maintenance of the electromagnetic brake at an appropriate time.
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。 The following describes in detail the embodiments of the present invention using the drawings. In all drawings used to explain this embodiment, parts with the same functions are designated by the same reference numerals, and repeated explanations will generally be omitted.
ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。 However, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments shown below. Those skilled in the art will readily understand that the specific configuration can be modified without departing from the spirit or intent of the present invention.
図1に、本実施例の電動巻上機に係るホイストの巻上用モータ10と電磁ブレーキ部60の電力系統図を示す。巻上用モータ10には、商用の3相電源100が接続されており、3相の電力が巻上用モータ10に印加されることで正転および逆転を行い、図示していない吊荷を巻上げおよび巻下げする。電磁ブレーキ部60はブレーキ機構部20、リンク機構部30、ブレーキソレノイド40を備えている。ブレーキソレノイド40への電力は、3相電源100のうち任意の2相の電流を分岐させることで供給している。 Figure 1 shows a power system diagram of the hoist motor 10 and electromagnetic brake unit 60 of the hoist associated with the electric hoist of this embodiment. A commercial three-phase power source 100 is connected to the hoist motor 10, and the application of three-phase power to the hoist motor 10 causes it to rotate forward and reverse, lifting and lowering a load (not shown). The electromagnetic brake unit 60 includes a brake mechanism unit 20, a link mechanism unit 30, and a brake solenoid 40. Power to the brake solenoid 40 is supplied by branching any two-phase current from the three-phase power source 100.
巻上用モータ10に3相電源100から電流が通電されると、ブレーキソレノイド40にも同時に通電される。ブレーキソレノイド40に電流が通電されるとリンク機構部30を介して、ブレーキ機構部20が巻上用モータ10の回転軸を解放してブレーキが解除となるため、吊荷が巻上用モータ10の回転に伴って上昇および下降することが可能となる。 When current is applied to the hoist motor 10 from the three-phase power supply 100, the brake solenoid 40 is also simultaneously energized. When current is applied to the brake solenoid 40, the brake mechanism 20 releases the rotating shaft of the hoist motor 10 via the link mechanism 30, releasing the brake, allowing the load to rise and fall as the hoist motor 10 rotates.
一方、巻上用モータ10への通電が遮断されると、ブレーキソレノイド40への電流も遮断される。これによりブレーキ機構部20が作動して巻上用モータ10の回転軸が機械的にロックされて吊荷がその位置で停止した状態となる。このように、巻上用モータ10とブレーキソレノイド40の動作は連動する。電磁ブレーキ部60の詳細な動作については後述する。 On the other hand, when the power supply to the hoisting motor 10 is cut off, the current to the brake solenoid 40 is also cut off. This activates the brake mechanism 20, mechanically locking the rotating shaft of the hoisting motor 10 and stopping the load in that position. In this way, the operation of the hoisting motor 10 and the brake solenoid 40 are linked. The detailed operation of the electromagnetic brake unit 60 will be described later.
次に、本実施例に係る診断装置50の構成を説明する。診断装置50は、時系列データ算出部52と、時間算出部53,ブレーキ摩耗量推定部54を備え、ブレーキ摩耗量推定部54で推定したブレーキ摩耗に関する情報は、診断結果出力部55に出力される。 Next, the configuration of the diagnostic device 50 according to this embodiment will be described. The diagnostic device 50 includes a time series data calculation unit 52, a time calculation unit 53, and a brake wear amount estimation unit 54, and information relating to brake wear estimated by the brake wear amount estimation unit 54 is output to the diagnostic result output unit 55.
図1において、ブレーキソレノイド40に流れる交流電流を計測するために、電線に電流センサ51を設置する。時系列データ算出部52では、電流センサ51で計測した交流電流を任意区間毎に分割して実効値ないしは標準偏差値を計算してその時系列データを算出する。時間算出部53では、時系列データ算出部52で算出した時系列データの値がある閾値以上となる時間を診断特徴量として算出する。ブレーキ摩耗量推定部54では、時間算出部53で抽出した診断特徴量に基づいてブレーキの摩耗量を推定する。推定した結果は、例えば診断結果出力部55に表示される。なお、各計算方法の詳細については後述する。 In FIG. 1, a current sensor 51 is installed on an electric wire to measure the AC current flowing through the brake solenoid 40. A time series data calculation unit 52 divides the AC current measured by the current sensor 51 into arbitrary intervals and calculates the effective value or standard deviation value to calculate time series data. A time calculation unit 53 calculates the time at which the value of the time series data calculated by the time series data calculation unit 52 is equal to or greater than a certain threshold as a diagnostic feature. A brake wear amount estimation unit 54 estimates the amount of brake wear based on the diagnostic feature extracted by the time calculation unit 53. The estimated results are displayed, for example, on a diagnostic result output unit 55. Details of each calculation method will be described later.
図2を用いて、電磁ブレーキ部60の構成と、電磁ブレーキ部60が作動(ブレーキソレノイドが無通電状態)するときの動作について述べる。電磁ブレーキ部60のブレーキ機構部20は、ブレーキホイール21,ブレーキライニング22、ブレーキディスク23,突起部23b、ブレーキレバー24を備えている。リンク機構部30は、駆動ロッド31,駆動リンク32,駆動リンク32の支点33,ブレーキばね34を備えている。ブレーキソレノイド40は、コイル41、可動コア42、調整ねじ44を備えている。また、ブレーキばね34の一端、コイル41、調整ねじ44は、ブレーキスタンド43に支持されている。 The configuration of the electromagnetic brake unit 60 and its operation when activated (brake solenoid is de-energized) will be described using Figure 2. The brake mechanism 20 of the electromagnetic brake unit 60 includes a brake wheel 21, brake lining 22, brake disc 23, protrusion 23b, and brake lever 24. The link mechanism 30 includes a drive rod 31, drive link 32, fulcrum 33 for drive link 32, and brake spring 34. The brake solenoid 40 includes a coil 41, a movable core 42, and an adjustment screw 44. One end of the brake spring 34, the coil 41, and the adjustment screw 44 are supported by a brake stand 43.
同図に示すように、巻上用モータ10の回転軸12がモータケース11から露出している部分には、ブレーキ機構部20のブレーキホイール21が取り付けられている。また、ブレーキホイール21に対向するように、移動可能なブレーキディスク23が設けられている。ブレーキホイール21には、ブレーキライニング22が設けられており、ブレーキディスク23がリンク機構部30によりブレーキホイール21に押し付けられる場合に、ブレーキディスク23とブレーキライニング22との間に摩擦力が作用して巻上用モータ10の回転軸12をロックすることが可能となる。なお、本実施例では、ブレーキホイール21とブレーキディスク23がそれぞれ1枚の場合を例として説明したが、ブレーキホイール21とブレーキディスク23の枚数は任意の枚数とすることが可能である。 As shown in the figure, a brake wheel 21 of the brake mechanism unit 20 is attached to the portion of the rotating shaft 12 of the hoist motor 10 that is exposed from the motor case 11. A movable brake disc 23 is provided opposite the brake wheel 21. A brake lining 22 is provided on the brake wheel 21, and when the brake disc 23 is pressed against the brake wheel 21 by the link mechanism unit 30, frictional force acts between the brake disc 23 and the brake lining 22, making it possible to lock the rotating shaft 12 of the hoist motor 10. Note that while this embodiment has been described as an example in which there is one brake wheel 21 and one brake disc 23, any number of brake wheels 21 and brake discs 23 may be used.
次にブレーキディスク23の動作について述べる。ブレーキディスク23には、突起部23bが設けられている。ブレーキレバー24は調整ねじ44との接触面を支点として揺動自在となっている。ブレーキレバー24の調整ねじ44と接触する側とは反対側に駆動ロッド31が取り付けられている。ブレーキレバー24はブレーキディスク23の中心部に設けられた突起部23bにも接触している。 Next, we will describe the operation of the brake disc 23. The brake disc 23 has a protrusion 23b. The brake lever 24 is able to swing freely around the contact surface with the adjustment screw 44 as a fulcrum. A drive rod 31 is attached to the side of the brake lever 24 opposite the side that contacts the adjustment screw 44. The brake lever 24 also comes into contact with the protrusion 23b located in the center of the brake disc 23.
駆動ロッド31には圧縮型のブレーキばね34が装着されており、ブレーキソレノイド40が作動していないときには、ブレーキばね34の弾性力によって図示していない直線ガイド機構にガイドされ矢印方向に押されてブレーキディスク23の方向に押し付けられる。その結果、ブレーキレバー24は調整ねじ44との接触点を支点として図2で反時計回りに回動し、突起部23bを介してブレーキディスク23をブレーキホイール21側に押し付けてブレーキが作動した状態となる。 A compression brake spring 34 is attached to the drive rod 31. When the brake solenoid 40 is not activated, the elastic force of the brake spring 34 causes it to be guided by a linear guide mechanism (not shown) and pushed in the direction of the arrow toward the brake disc 23. As a result, the brake lever 24 rotates counterclockwise in Figure 2, with the point of contact with the adjustment screw 44 as the fulcrum, and presses the brake disc 23 toward the brake wheel 21 via the protrusion 23b, thereby applying the brake.
図3を用いて、ブレーキが解除(ブレーキソレノイド40が通電状態)されるときの動作について述べる。同図に示すように、駆動ロッド31には駆動リンク32が接続されており、駆動リンク32のもう一端はブレーキソレノイド40の可動コア42に接続されている。。可動コア42は、コイル41に沿って図の上下方向に往復動する。 Using Figure 3, we will explain the operation when the brake is released (brake solenoid 40 is energized). As shown in the figure, a drive link 32 is connected to the drive rod 31, and the other end of the drive link 32 is connected to the movable core 42 of the brake solenoid 40. The movable core 42 reciprocates in the vertical direction of the figure along the coil 41.
すなわち、コイル41に通電していない状態では、ブレーキばね34でブレーキディスク23の側に押し出された駆動ロッド31と駆動リンク32で接続されている可動コア42は、図2に示したようにコイル41から距離Sだけ浮いた状態になっている。 In other words, when the coil 41 is not energized, the drive rod 31, which is pushed toward the brake disc 23 by the brake spring 34, and the movable core 42, which is connected by the drive link 32, are floating a distance S from the coil 41, as shown in Figure 2.
一方、コイル41に通電すると可動コア42が吸引されて図3に示すような状態になり、駆動リンク32を介して駆動ロッド31をブレーキディスク23とは反対方向(矢印の方向)に移動する。このとき、駆動ロッド31がひきつけられる力がブレーキばね34の弾性力を上回るタイミングで駆動ロッド31が矢印方向への移動を開始する。これにより、ブレーキレバー24による突起部23bの押し付けが解放されブレーキホイール21とブレーキディスク23の密着が解除されて、ブレーキが開放状態となる。 On the other hand, when current is applied to the coil 41, the movable core 42 is attracted, resulting in the state shown in Figure 3, and the drive rod 31 is moved in the opposite direction (in the direction of the arrow) from the brake disc 23 via the drive link 32. At this time, the drive rod 31 begins to move in the direction of the arrow when the force attracting the drive rod 31 exceeds the elastic force of the brake spring 34. This releases the brake lever 24 from pressing the protrusion 23b, releasing the contact between the brake wheel 21 and brake disc 23 and releasing the brake.
なお、コイル41と可動コア42で構成されるブレーキソレノイド40と、駆動ロッド31と駆動リンク32とブレーキばね34で構成されるリンク機構部30と、調整ねじ44は、ブレーキスタンド43に固定されている。 The brake solenoid 40, which is composed of a coil 41 and a movable core 42, the link mechanism 30, which is composed of a drive rod 31, a drive link 32, and a brake spring 34, and the adjustment screw 44 are fixed to a brake stand 43.
図4を用いて、ブレーキが摩耗したときの状態について述べる。ブレーキを繰り返し使用することで、ブレーキホイール21とブレーキディスク23との間に設けられているブレーキライニング22が摩耗する。ブレーキライニング22の摩耗量をdとすると、ブレーキホイール21とブレーキディスク23とのギャップはG-d(健全なときのギャップGとする)となる。その結果、突起部23bの位置も摩耗量dだけブレーキホイール21側に移動するため、ブレーキを作動させるためには、ブレーキレバー24と駆動ロッド31が正常時よりもブレーキライニング22の摩耗量dに対応する分前進した位置となる。 Using Figure 4, we will explain what happens when the brakes are worn. Repeated use of the brakes causes the brake linings 22, located between the brake wheel 21 and the brake disc 23, to wear. If the amount of wear on the brake lining 22 is d, the gap between the brake wheel 21 and the brake disc 23 is G-d (where G is the gap when the brake lining 22 is in good condition). As a result, the position of the protrusion 23b also moves toward the brake wheel 21 by the amount of wear d, so in order to activate the brakes, the brake lever 24 and drive rod 31 must be positioned further forward than normal by an amount corresponding to the amount of wear d on the brake lining 22.
このときの駆動ロッド31の前進量をd´(ブレーキライニング22の摩耗量dに依存)とすると、駆動リンク32を介して結合されている可動コア42のストローク量はS+d‘’(健全なときのストローク量Sとする)となる。 If the amount of advancement of the drive rod 31 at this time is d' (which depends on the amount of wear d of the brake lining 22), the stroke amount of the movable core 42 connected via the drive link 32 is S + d'' (where S is the stroke amount when in good condition).
ブレーキが摩耗したときにリンク機構部30に及ぼす影響について述べる。ブレーキライニング22がdだけ摩耗することで、ブレーキ作動時の駆動ロッド31の位置がd´前進するため、ブレーキばね34のストロークが伸びてブレーキばね34の弾性力が低下する。これにより、ブレーキばね34で押された駆動ロッド31によりブレーキレバー24を介してブレーキディスク23を押し付ける力も低下する。 The effect of brake wear on the link mechanism 30 will now be described. When the brake lining 22 wears by an amount d, the position of the drive rod 31 advances by an amount d' when the brake is applied, extending the stroke of the brake spring 34 and reducing the elastic force of the brake spring 34. As a result, the force with which the drive rod 31, pressed by the brake spring 34, presses against the brake disc 23 via the brake lever 24 also decreases.
ブレーキライニング22の摩耗量がある所定値を超えると、ブレーキライニング22とブレーキディスク23との間でスリップが発生する恐れがある。そこで、このスリップの発生を防ぐために、スリップが発生する前に電磁ブレーキ部60の調整を行えるようにするためのブレーキライニング22の摩耗量を推定する方法の一例を示す。 When the amount of wear on the brake lining 22 exceeds a certain predetermined value, slippage may occur between the brake lining 22 and the brake disc 23. Therefore, to prevent this slippage from occurring, we will show an example of a method for estimating the amount of wear on the brake lining 22 so that the electromagnetic brake unit 60 can be adjusted before slippage occurs.
図5Aは、ブレーキソレノイド40のコイル41に流れる交流電流(以下、ソレノイド電流と呼称)の時間変化を計測した結果を示すグラフである。501の時間は、コイル41に電流が流れ始めた直後で電流が安定するまでの過渡期間、502の時間は、コイル41に流れる電流が一定になった静定期間を示している。 Figure 5A is a graph showing the results of measuring the change over time in the AC current (hereafter referred to as the solenoid current) flowing through the coil 41 of the brake solenoid 40. Time 501 represents the transient period immediately after current begins to flow through the coil 41 until the current stabilizes, and time 502 represents the static period during which the current flowing through the coil 41 becomes constant.
図5Bには、図5Aのグラフのソレノイド電流の任意区間tdltの標準偏差値STを時系列で表したグラフである。標準偏差値STは、コイル41に通電した直後に波形511に示すように大きく上昇する。その後、ソレノイド電流が安定するのに伴って標準偏差値STも波形512に示すように一定値に収束する。 5B is a graph showing the standard deviation ST of the solenoid current in a given section t dlt of the graph in FIG. 5A in a time series. The standard deviation ST rises significantly immediately after the coil 41 is energized, as shown in waveform 511. Thereafter, as the solenoid current stabilizes, the standard deviation ST converges to a constant value, as shown in waveform 512.
ここで任意区間tdltの長さは、3相電源100からブレーキソレノイド40のコイル41に流れる交流電流の1周期以上の長さであればよい。 Here, the length of the arbitrary section t dlt may be equal to or greater than one period of the AC current flowing from the three-phase power supply 100 to the coil 41 of the brake solenoid 40 .
標準偏差値STが閾値510よりも大きくなる時間幅をTfとしたとき、時間幅Tfとブレーキライニング22の摩耗量との関係を実測した結果の一例を図5C示す。同図に示すように、ブレーキライニング22の摩耗量が増加するにつれて時間幅Tfが増加する傾向を示すことが分かる。これは、ブレーキライニング22の摩耗量が増加すると、ブレーキソレノイドの可動コア42のストローク量が増加し、それに伴い無通電状態から可動コア42の吸引が完了するまでの時間(図5Aの時間501に相当)も増加するためである。 5C shows an example of the results of actual measurements of the relationship between the time duration Tf and the amount of wear of the brake lining 22, where Tf is the time duration during which the standard deviation value ST exceeds the threshold value 510. As shown in the figure, it can be seen that the time duration Tf tends to increase as the amount of wear of the brake lining 22 increases. This is because, as the amount of wear of the brake lining 22 increases, the stroke amount of the movable core 42 of the brake solenoid increases, and accordingly, the time from the de-energized state until the attraction of the movable core 42 is completed (corresponding to time 501 in FIG. 5A ) also increases.
ここで、正常範囲の時間幅Tfを予め実験的に求めておき、正常範囲の時間幅Tfをt2と定義すると、時間幅Tf≧t2となったタイミングを検出することで、電磁ブレーキ部60が正常の動作する限界を予知することができ、異常を発報することができる。 Here, if the time width Tf of the normal range is experimentally determined in advance and the time width Tf of the normal range is defined as t2 , then by detecting the timing when the time width Tf ≥ t2 , it is possible to predict the limit of normal operation of the electromagnetic brake unit 60 and issue an alarm to notify of an abnormality.
なお、図5Bでは任意区間の標準偏差値から閾値よりも大きくなる時間を求めて異常を検出する例について説明したが、標準偏差値に替えて、ソレノイド電流の任意区間ごとの最大値ないしは最小値の時系列データを用いて異常を検出するようにしてもよい。 Note that Figure 5B describes an example of detecting an abnormality by determining the time at which the standard deviation value for an arbitrary section exceeds a threshold value, but instead of the standard deviation value, it is also possible to detect an abnormality using time series data of the maximum or minimum value of the solenoid current for each arbitrary section.
本実施例は、上記した新たな見解に基づくものであり、ブレーキライニング22の摩耗量を推定し診断して、異常事態が発生する前に異常(電磁ブレーキのメンテナンス時期)を予知して発報することを可能にしたものである。 This embodiment is based on the new insight described above, and makes it possible to estimate and diagnose the amount of wear on the brake lining 22, predicting an abnormality (when electromagnetic brake maintenance is required) and issuing a warning before an abnormal situation occurs.
図6に本実施例によるブレーキの摩耗を診断するフローを示す。
S101では、ブレーキソレノイドのコイル41に流れる交流電流(以下、ソレノイド電流と呼称)を電流センサ51で計測して、診断装置50の時系列データ算出部52において図5Aに示したようなデータを取得する。電流センサ51を電線にクランプして計測する方法のほか、既設の電流計測手段(例えば、インバータの制御に用いるための電流センサなど)で計測した値を用いる方法がある。
FIG. 6 shows a flow chart for diagnosing brake wear according to this embodiment.
In S101, the AC current (hereinafter referred to as the solenoid current) flowing through the coil 41 of the brake solenoid is measured by the current sensor 51, and the time-series data calculation unit 52 of the diagnostic device 50 acquires data such as that shown in Fig. 5A. In addition to a method of measuring by clamping the current sensor 51 to the electric wire, there is also a method of using a value measured by an existing current measurement means (for example, a current sensor used for controlling an inverter).
S102では、S101で取得したデータに基づいて時系列データ算出部52においてソレノイド電流の任意区間tdltの標準偏差値STを計算して図5Bに示したような標準偏差値STの時系列データを得る。。同図に示すように、標準偏差値STは、コイル41に通電した直後に大きく上昇する。その後、ソレノイド電流が安定するのに伴って標準偏差値STも一定値に収束する。 In S102, the time-series data calculation unit 52 calculates the standard deviation ST of the solenoid current for an arbitrary section t dlt based on the data acquired in S101, thereby obtaining time-series data of the standard deviation ST as shown in FIG. 5B. As shown in the figure, the standard deviation ST rises significantly immediately after the coil 41 is energized. Thereafter, as the solenoid current stabilizes, the standard deviation ST also converges to a constant value.
S103では、時系列データ算出部52で算出したソレノイド電流の任意区間tdltの標準偏差値STに基づいて、時間算出部53において標準偏差値STが予め設定した閾値以上となる時間幅Tfを算出する。閾値は標準偏差値STが収束する一定値よりも大きな値を設定する。 In S103, the time calculation unit 53 calculates a time width Tf during which the standard deviation value ST is equal to or greater than a preset threshold value, based on the standard deviation value ST of the arbitrary section tdlt of the solenoid current calculated by the time series data calculation unit 52. The threshold value is set to a value greater than a fixed value at which the standard deviation value ST converges.
S104では、時間算出部53におい算出した標準偏差値STが予め設定した閾値以上となる時間幅Tfに基づいて、ブレーキ摩耗量推定部54において時間幅Tfが正常範囲かどうかを判定する。図5Cで説明したように、ブレーキライニング22の摩耗量が増加するにつれて時間幅Tfが増加する傾向を示すことに基づいて、正常範囲の時間幅Tf<t2と定義すると、S104では、時間幅Tf<t2の場合は時間幅Tfが正常範囲である(Yes)と判定し、時間幅Tf≧t2となったタイミングで異常(No)と判定する。 In S104, the brake wear amount estimation unit 54 determines whether the time range Tf is within the normal range based on the time range Tf during which the standard deviation value ST calculated by the time calculation unit 53 is equal to or greater than a preset threshold. As explained in FIG. 5C , if the normal range time range Tf is defined as Tf < t2 based on the tendency for the time range Tf to increase as the amount of wear of the brake lining 22 increases, in S104, if the time range Tf < t2 , the time range Tf is determined to be within the normal range (Yes), and if the time range Tf ≥ t2 , the time range Tf is determined to be abnormal (No).
S104で時間幅Tfが正常範囲である(Yes)と判定した場合は、S105に進み、診断結果出力部55において図7Aに示すように、表示画面551のブレーキ摩耗診断結果表示領域552の表示部553に「正常」を表示し、次にS107に進んで計測を継続するか否かを判定する。S107でYesの場合はS101に戻って計測を継続し、Noの場合には計測を終了する。 If it is determined in S104 that the time width Tf is within the normal range (Yes), the process proceeds to S105, where the diagnosis result output unit 55 displays "Normal" in the display section 553 of the brake wear diagnosis result display area 552 on the display screen 551, as shown in Fig. 7A, and then the process proceeds to S107 to determine whether or not to continue measurement. If the answer is Yes in S107, the process returns to S101 and continues measurement, and if the answer is No, the measurement ends.
一方、S104で時間幅Tfが異常である(No)と判定した場合は、S106に進み、診断結果出力部55において図7Bに示すように、表示画面551のブレーキ摩耗診断結果表示領域552の表示部553に「異常」を表示し、電磁ブレーキのメンテナンスの警告を発して計測を終了する。この時、表示部553に「異常」を表示するとともに、診断結果出力部55から警報音を発報するようにしてもよい。また、図7Bの表示に替えて、図7Cに示すように、「ブレーキライニング交換」などのような、異常対策の具体的な内容を表示するようにしてもよい。 On the other hand, if it is determined in S104 that the time width Tf is abnormal (No), the process proceeds to S106, where the diagnosis result output unit 55 displays "Abnormal" in the display unit 553 of the brake wear diagnosis result display area 552 on the display screen 551 as shown in Fig. 7B, issues a warning for electromagnetic brake maintenance, and ends the measurement. At this time, in addition to displaying "Abnormal" on the display unit 553, the diagnosis result output unit 55 may also sound an alarm. Furthermore, instead of the display in Fig. 7B, specific details of measures to be taken to address the abnormality, such as "replace the brake lining," may be displayed as shown in Fig. 7C.
本実施例によれば、ブレーキソレノイド40のコイル41に流れる交流電流(ソレノイド電流)を常時計測しておくことでブレーキライニング22の摩耗量を推定し診断することが可能となり、適切なタイミングで電動巻上機の電磁ブレーキのメンテナンスの警告を発することが可能になった。 In this embodiment, by constantly measuring the AC current (solenoid current) flowing through the coil 41 of the brake solenoid 40, it is possible to estimate and diagnose the amount of wear on the brake lining 22, and to issue a maintenance warning for the electromagnetic brake of the electric hoist at the appropriate time.
ホイストには、ブレーキの摩耗量が一定以上進行した場合に、駆動ロッド31の押し付け力を自動調整機能が搭載されている場合がある。そのため、本実施例においては、自動調整機能が搭載されている場合のブレーキ摩耗診断方法について述べる。 Some hoists are equipped with a function that automatically adjusts the pressing force of the drive rod 31 when the brake wear exceeds a certain level. Therefore, this example describes a brake wear diagnosis method for a hoist equipped with an automatic adjustment function.
図8を用いて自動調整機能について説明する。実施例1で説明した図4に示した状態では、ブレーキライニング22の摩耗量dによってブレーキばね34の変位量が大きくなり、その分ブレーキばね34による突起部23bの押し付け力が弱くなってしまう。この弱くなった押し付け力(ブレークばね34の弾性力)を復元するために、本実施例では、調整ねじ44を図示していない駆動装置を用いて回転させてブレーキレバー24に対する支店の位置を調性できるようにした。 The automatic adjustment function will be explained using Figure 8. In the state shown in Figure 4 described in Example 1, the amount of displacement of the brake spring 34 increases due to the wear amount d of the brake lining 22, and the pressing force of the brake spring 34 on the protrusion 23b is accordingly weakened. To restore this weakened pressing force (the elastic force of the brake spring 34), in this example, the adjustment screw 44 is rotated using a drive device (not shown) to adjust the position of the branch relative to the brake lever 24.
すなわち、図8に示すように、調整ねじ44を図示していない駆動装置を用いて回転させてブレーキレバー24をブレーキディスク23方向に押し付ける。調整ねじ44による押し付け量d1‘’とすると、突起部23bを支点として駆動ロッド31はブレーキばね34を圧縮する方向にd1′移動する。このように調整することで、無通電時(ブレーキ作動時)のブレーキばね34のばね長が実施例1で説明した図2の正常状態と同じ値となるようにすることができる。その結果、ブレーキばね34の弾性力も正常時と同じ値となり、ブレーキディスク23を押し付ける力が正常時と同じになる。これにより、ブレーキライニング22が摩耗した場合でも、ブレーキを健全な状態に保つすることができる。 That is, as shown in Figure 8, the adjustment screw 44 is rotated using a drive device (not shown) to press the brake lever 24 toward the brake disc 23. When the pressing amount by the adjustment screw 44 is d1 '', the drive rod 31 moves d1 ' in the direction compressing the brake spring 34, with the protrusion 23b as the fulcrum. By making this adjustment, the spring length of the brake spring 34 when not energized (when the brake is applied) can be made to be the same value as in the normal state shown in Figure 2 described in Example 1. As a result, the elastic force of the brake spring 34 also becomes the same value as in the normal state, and the force pressing the brake disc 23 becomes the same as in the normal state. This makes it possible to maintain the brake in a sound condition even if the brake lining 22 is worn.
また、調整ねじ44を調整して駆動ロッド31がd1′移動することで、駆動リンク32を介して可動コア42のストローク量Sがd1’’′だけ減少する。可動コア42のストローク量Sが減少すると、実施例1で図5Cで示した時間幅Tfもt2からt1に減少する。ただし、ブレーキライニング22の摩耗量がある値を超過すると、調整ねじ44を用いたブレーキの自動調整機能を用いてもブレーキ力を復帰させることができなくなる。そこで、ブレーキ力が復帰できなくなる前にブレーキの摩耗状態を診断することが必要となる。 Furthermore, by adjusting the adjustment screw 44 and moving the drive rod 31 by d1 ', the stroke amount S of the movable core 42 is reduced by d1 ''' via the drive link 32. When the stroke amount S of the movable core 42 is reduced, the time width Tf shown in Figure 5C in Example 1 also reduces from t2 to t1 . However, if the amount of wear of the brake lining 22 exceeds a certain value, the braking force cannot be restored even using the automatic brake adjustment function using the adjustment screw 44. Therefore, it is necessary to diagnose the brake wear state before the braking force cannot be restored.
図9は、ブレーキの調整回数とブレーキ押付の制定時間幅Tfとの関係を示すグラフである。ここで、ブレーキ押付の制定時間幅Tfは、実施例1において図5A及び図5Bで説明した、ソレノイド電流の任意区間tdltの標準偏差値STが閾値510よりも大きくなる時間幅である。 9 is a graph showing the relationship between the number of brake adjustments and the brake pressing time duration Tf , where Tf is the time duration during which the standard deviation value ST of the arbitrary section tdlt of the solenoid current becomes greater than the threshold value 510, as explained in the first embodiment with reference to FIGS.
波形901は、調整ねじ44を図示していない駆動手段で駆動して行うブレーキの自動調整直後には、Tfの値が最小の値t1になり、ブレーキの使用回数が増えるとともに、実施例1で説明したのと同じ原因により増加する。Tfの値が予め設定した上限値t2になった時点(図9に例では、911,912,913の時点)で調整ねじ44を図示していない駆動装置を用いて調整してブレーキの自動調整を行うことにより、ブレーキ押付の制定時間幅Tfは最小値t1に戻る。 In waveform 901, immediately after automatic brake adjustment is performed by driving adjustment screw 44 with a driving means (not shown), the value of Tf reaches the minimum value t1 , and as the number of times the brake is used increases, it increases for the same reasons as described in Example 1. When the value of Tf reaches a preset upper limit value t2 (times 911, 912, and 913 in the example of FIG. 9), automatic brake adjustment is performed by adjusting adjustment screw 44 using a driving device (not shown), and the set time width Tf of brake pressing returns to the minimum value t1 .
ブレーキの自動調整を必要とする回数が予め設定した回数(図9の場合はN回)に達したときに(図9では920に時点)、ブレーキ摩耗量推定部54で異常信号を診断結果出力部55に出力する。 When the number of times automatic brake adjustment is required reaches a preset number (N times in the case of Figure 9) (time 920 in Figure 9), the brake wear amount estimation unit 54 outputs an abnormality signal to the diagnosis result output unit 55.
図10に、本実施例に基づくブレーキ自動調整機能を用いる場合のブレーキ摩耗の診断するフローを示す。まず、S200で調整回数nをゼロに設定する。次のS201~S203は、実施例1で図6で説明したブレーキ摩耗診断フローのS101~S103までと同一であり、ブレーキ自動調整機能の有無によらず共通のため説明は省略する。 Figure 10 shows the flow for diagnosing brake wear when using the automatic brake adjustment function based on this embodiment. First, in S200, the number of adjustments n is set to zero. The following steps S201 to S203 are the same as steps S101 to S103 of the brake wear diagnosis flow described in Figure 6 for Example 1, and are common regardless of whether the automatic brake adjustment function is present or not, so a description thereof will be omitted.
S204では、S203で時間算出部53で算出したTfが予め設定した時間幅の上限値t2に達したかをブレーキ摩耗量推定部54でチェックし、Tfがまだt2に達していない(No)と判定した場合にはS208に進んで診断結果出力部55に正常信号を出力し、S209に進んで計測を継続するかをチェックして、Yesの場合にはS201に戻る。Noの場合には、計測を終了する。 In S204, the brake wear amount estimation unit 54 checks whether Tf calculated by the time calculation unit 53 in S203 has reached the upper limit value t2 of the preset time width, and if it is determined that Tf has not yet reached t2 (No), the process proceeds to S208, where a normal signal is output to the diagnosis result output unit 55, and the process proceeds to S209, where it is checked whether to continue measurement, and if Yes, the process returns to S201. If No, the measurement ends.
Yesの場合に、正常信号を受けた診断結果出力部55は、実施例1の場合と同様に、表示画面551のブレーキ摩耗診断結果表示領域552の表示部553に図7Aに示すように、「正常」を表示する。 If the answer is Yes, the diagnostic result output unit 55 that receives the normal signal will display "Normal" in the display section 553 of the brake wear diagnostic result display area 552 on the display screen 551, as shown in Figure 7A, just as in Example 1.
一方、S204でTfがt2に達した(Yes)と判定した場合には、S205に進んで調整回数nが予め設定した上限値Nに達したかをブレーキ摩耗量推定部54で判定する。 On the other hand, if it is determined in S204 that Tf has reached t2 (Yes), the process proceeds to S205, where the brake wear amount estimation unit 54 determines whether the number of adjustments n has reached a preset upper limit value N.
調整回数nがNに達していないと判定した場合(No)には、S206に進んで、図8で説明したように調整ねじ44を図示していない駆動装置を用いて調整してブレーキの自動調整を行う。このブレーキの自動調整を終了後、S207に進んで調整回数nに1を加え、S208に進んで診断結果出力部55に正常信号を出力し、S209に進んで計測を継続するかをチェックして、Yesの場合にはS201に戻る。S206でブレーキの自動調整を行うことにより、ブレーキ押付の制定時間幅Tfはt1に戻る。一方、S209でNoの場合には、計測を終了する。 If it is determined that the number of adjustments n has not reached N (No), the process proceeds to S206, where the adjustment screw 44 is adjusted using a drive device (not shown) as described in FIG. 8 to perform automatic brake adjustment. After this automatic brake adjustment is completed, the process proceeds to S207, where 1 is added to the number of adjustments n, and to S208, where a normal signal is output to the diagnosis result output unit 55. The process proceeds to S209, where it is checked whether to continue measurement, and if Yes, the process returns to S201. By performing automatic brake adjustment in S206, the established time width Tf of brake pressing returns to t1 . On the other hand, if No in S209, measurement is terminated.
S205で調整回数nがNに達したと判定した場合(Yes)には、S210に進んで診断結果出力部55に異常信号を出力し(異常発報)、計測を終了する。S210における異常発報信号を受けて、診断結果出力部55は、表示部553に図7Bに示すように、「異常」又は図7Cに示すように「ブレーキライニング交換」を表示する。 If it is determined in S205 that the number of adjustments n has reached N (Yes), the process proceeds to S210, where an abnormality signal is output to the diagnosis result output unit 55 (an abnormality alert), and measurement ends. Upon receiving the abnormality alert signal in S210, the diagnosis result output unit 55 displays "Abnormal" on the display unit 553 as shown in Figure 7B, or "Replace brake lining" as shown in Figure 7C.
本実施例で説明したような診断フローでソレノイド電流から算出した時間幅Tfを特徴量として診断することで、ブレーキの実際の摩耗スピードの違い(図9におけるN-3~N-2区間に比べて、N-2~N-1区間の摩耗スピードの方が早い)の影響を受けることなく、ブレーキの実摩耗状態に応じたメンテナンスを実施することが可能となる。 By diagnosing the time width Tf calculated from the solenoid current as a feature quantity using the diagnostic flow described in this embodiment, it becomes possible to perform maintenance according to the actual wear state of the brakes, without being affected by differences in the actual wear speed of the brakes (the wear speed in the N-2 to N-1 section is faster than that in the N-3 to N-2 section in Figure 9).
これにより、過度な頻度でメンテナンスする必要がなくなるため、保守費の抑制やダウンタイムコストの削減に貢献することができる。また、定期メンテナンスの場合と異なり、ブレーキの摩耗が急激に進展した場合で合っても、ブレーキの摩耗を随時診断すること可能であるため、ホイストのブレーキが故障することで発生するダウンタイムコストの削減にも貢献できる。 This eliminates the need for excessively frequent maintenance, contributing to reduced maintenance costs and downtime costs. Furthermore, unlike regular maintenance, even if brake wear progresses rapidly, it is possible to diagnose brake wear at any time, which also contributes to reducing downtime costs caused by hoist brake failure.
また、ここまで説明したブレーキはホイストの巻上用モータのブレーキに適用した事例について説明したが、横行部や走行部に用いられているブレーキにも適用することが可能となる。さらに、同様の駆動原理で動作する電磁ブレーキであれば、ホイストや巻上機に限ることなく本技術を適用することが可能となる。 Also, while the brakes described so far have been applied to the hoisting motor of a hoist, they can also be applied to brakes used in the traverse section and traveling section. Furthermore, as long as the electromagnetic brake operates on a similar drive principle, this technology can be applied to applications other than hoists and hoists.
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above examples and can be modified in various ways without departing from the spirit of the invention. For example, the above examples have been described in detail to clearly explain the invention, and the invention is not necessarily limited to those that include all of the described configurations. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each example with other configurations.
10・・・巻上用モータ 11・・・モータケース 12・・・回転軸
20・・・ブレーキ機構部 21・・・ブレーキホイール 22・・・ブレーキライニング 23・・・ブレーキディスク 23b・・・突起部 24・・・ブレーキレバー 30・・・リンク機構部 31・・・駆動ロッド 32・・・駆動リンク
34・・・ブレーキばね 40・・・ブレーキソレノイド 41・・・コイル
42・・・可動コア 43・・・ブレーキスタンド 44・・・調整ねじ 50・・・診断装置 51・・・電流センサ 52・・・時系列データ算出部 53・・・時間算出部 54・・・ブレーキ摩耗量推定部 55・・・診断結果出力部 60・・・電磁ブレーキ部 100・・・3相電源
10: Hoisting motor 11: Motor case 12: Rotating shaft
20: Brake mechanism section 21: Brake wheel 22: Brake lining 23: Brake disc 23b: Protrusion 24: Brake lever 30: Link mechanism section 31: Drive rod 32: Drive link 34: Brake spring 40: Brake solenoid 41: Coil
42: Movable core 43: Brake stand 44: Adjusting screw 50: Diagnostic device 51: Current sensor 52: Time series data calculation unit 53: Time calculation unit 54: Brake wear amount estimation unit 55: Diagnostic result output unit 60: Electromagnetic brake unit 100: Three-phase power supply
Claims (13)
前記電磁ブレーキ部は、前記巻上用モータと連結しているブレーキホイールと、前記ブレーキホイールに固定されたブレーキライニングと、前記ブレーキライニングに対向するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクの前記ブレーキライニングへの押付け・解除を行うリンク機構部と、前記リンク機構部を駆動するブレーキソレノイドと、を備え、
前記診断部は、前記電源部から前記電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部で計測して得られた交流電流値の時系列データを算出する時系列データ算出部と、前記時系列データ算出部で算出した前記時系列データのうち予め設定した閾値以上となる前記時系列データの時間幅を算出する時間算出部と、前記時間算出部で算出した時間幅に基づいて前記ブレーキライニングの摩耗量を推定するブレーキ摩耗量推定部と、を備え、前記電源部から前記電磁ブレーキ部に供給する前記交流電流を計測して得られたデータに基づいて前記ブレーキライニングの前記摩耗量を推定し、前記推定した前記ブレーキライニングの前記摩耗量に関する情報が予め設定した値を超えたときに前記診断結果出力部に警報を出力することを特徴とする電動巻上機。 An electric hoist including a hoisting motor, an electromagnetic brake unit, a power supply unit that supplies power to the hoisting motor and the electromagnetic brake unit, a diagnostic unit that estimates a wear state of the electromagnetic brake unit, and a diagnostic result output unit,
the electromagnetic brake unit includes a brake wheel connected to the hoisting motor, a brake lining fixed to the brake wheel, a brake disc facing the brake lining, a link mechanism unit that presses and releases the brake disc against the brake lining, and a brake solenoid that drives the link mechanism unit,
the diagnosis unit includes a current measurement unit that measures the AC current supplied from the power supply unit to the electromagnetic brake unit; a time series data calculation unit that calculates time series data of the AC current values measured by the current measurement unit; a time calculation unit that calculates a time width of the time series data calculated by the time series data calculation unit that is equal to or greater than a predetermined threshold; and a brake wear amount estimation unit that estimates a wear amount of the brake lining based on the time width calculated by the time calculation unit, wherein the electric hoist estimates the wear amount of the brake lining based on data obtained by measuring the AC current supplied from the power supply unit to the electromagnetic brake unit, and outputs an alarm to the diagnosis result output unit when information regarding the estimated wear amount of the brake lining exceeds a predetermined value.
前記ブレーキ摩耗量推定部は、前記時間算出部で算出した時間幅に基づいて推定した前記ブレーキライニングの前記摩耗量に基づいて前記ブレーキディスクの前記ブレーキライニングへの押付け・解除を行う前記リンク機構部の調整の回数が予め設定した所定の回数に達したか否かを判定して前記調整の回数が前記所定の回数に達したときに前記診断結果出力部に警報を出力することを特徴とする電動巻上機。 The electric hoist according to claim 1 ,
the brake wear amount estimation unit determines whether or not the number of adjustments of the link mechanism unit, which presses and releases the brake disc against the brake lining, has reached a predetermined number of times based on the amount of wear of the brake lining estimated based on the time width calculated by the time calculation unit, and outputs an alarm to the diagnosis result output unit when the number of adjustments has reached the predetermined number of times.
前記時系列データ算出部は、前記時系列データとして、前記電流計測部で計測して得られた前記交流電流値の所定の時間区間ごとの実効値又は標準偏差値の時系列データを算出することを特徴とする電動巻上機。 The electric hoist according to claim 1 ,
The time series data calculation unit calculates, as the time series data, time series data of an effective value or a standard deviation value of the AC current value measured by the current measurement unit for each predetermined time interval.
前記時系列データ算出部は、前記時系列データとして、前記電流計測部で計測して得られた前記交流電流値の任意区間ごとの最大値ないしは最小値の時系列データを算出することを特徴とする電動巻上機。 The electric hoist according to claim 1 ,
The time series data calculation unit calculates, as the time series data, time series data of a maximum value or a minimum value for each arbitrary section of the AC current value measured by the current measurement unit.
前記診断部は、前記電源部から前記電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測して得られた交流電流値の任意区間ごとの時系列データに基づいて前記電磁ブレーキ部の摩耗量を推定し、前記推定した前記電磁ブレーキ部の前記摩耗量が予め設定した値を超えたときに前記診断結果出力部に警報を出力することを特徴とする電動巻上機。 An electric hoist including a hoisting motor, an electromagnetic brake unit, a power supply unit that supplies power to the hoisting motor and the electromagnetic brake unit, a diagnostic unit that estimates a wear state of the electromagnetic brake unit, and a diagnostic result output unit,
the diagnostic unit estimates the amount of wear of the electromagnetic brake unit based on time-series data for each arbitrary interval of the AC current value obtained by measuring the AC current supplied from the power supply unit to the electromagnetic brake unit, and outputs an alarm to the diagnostic result output unit when the estimated amount of wear of the electromagnetic brake unit exceeds a preset value.
前記診断部は、
前記電源部から前記電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部で計測して得られた前記交流電流値の任意区間ごとの実効値ないしは標準偏差値の時系列データを算出する時系列データ算出部と、
前記時系列データ算出部で算出した前記時系列データのうち予め設定した閾値以上となる前記時系列データの時間幅を算出する時間算出部と、
前記時間算出部で算出した時間幅に基づいて前記電磁ブレーキ部の前記摩耗量を推定するブレーキ摩耗量推定部と、を備えることを特徴とする電動巻上機。 The electric hoist according to claim 5 ,
The diagnostic unit
a current measuring unit that measures an AC current supplied from the power supply unit to the electromagnetic brake unit;
a time-series data calculation unit that calculates time-series data of an effective value or a standard deviation value for each arbitrary section of the AC current value measured by the current measurement unit;
a time calculation unit that calculates a time width of the time series data calculated by the time series data calculation unit that is equal to or greater than a predetermined threshold;
a brake wear amount estimation unit that estimates the amount of wear of the electromagnetic brake unit based on the time width calculated by the time calculation unit.
前記時系列データ算出部は、前記時系列データとして、前記電流計測部で計測して得られた前記交流電流値の所定の時間区間ごとの実効値又は標準偏差値の時系列データを算出することを特徴とする電動巻上機。 The electric hoist according to claim 6 ,
The time series data calculation unit calculates, as the time series data, time series data of an effective value or a standard deviation value of the AC current value measured by the current measurement unit for each predetermined time interval.
前記時系列データ算出部は、前記時系列データとして、前記電流計測部で計測して得られた前記交流電流値の任意区間ごとの最大値ないしは最小値の時系列データを算出することを特徴とする電動巻上機。 The electric hoist according to claim 6 ,
The time series data calculation unit calculates, as the time series data, time series data of a maximum value or a minimum value for each arbitrary section of the AC current value measured by the current measurement unit.
前記電動巻上機は、前記電磁ブレーキ部の摩耗状態を推定する診断部と、診断結果出力部と、を更に備え、
前記診断部は、前記電源部から前記電磁ブレーキ部に供給する交流電流を計測して得られた交流電流値の任意区間ごとの時系列データに基づいて前記電磁ブレーキ部の摩耗量を推定し、前記推定した前記電磁ブレーキ部の前記摩耗量に関する情報が予め設定した値を超えたときに前記診断結果出力部に警報を出力することを特徴とする電動巻上機の監視方法。 A monitoring method for an electric hoist including a hoisting motor, an electromagnetic brake unit, and a power supply unit that supplies power to the hoisting motor and the electromagnetic brake unit,
The electric hoist further includes a diagnostic unit that estimates a wear state of the electromagnetic brake unit, and a diagnostic result output unit ,
the diagnostic unit estimates the amount of wear of the electromagnetic brake unit based on time series data for each arbitrary interval of the AC current value obtained by measuring the AC current supplied from the power supply unit to the electromagnetic brake unit, and outputs an alarm to the diagnostic result output unit when information regarding the estimated amount of wear of the electromagnetic brake unit exceeds a preset value.
前記診断部において、前記電源部から前記電磁ブレーキ部に供給する前記交流電流を計測し、前記計測して得られた交流電流値の時系列データを算出し、前記算出した前記時系列データのうち予め設定した閾値以上となる前記時系列データの時間幅を算出し、前記算出した前記時間幅に基づいて前記電磁ブレーキ部の前記摩耗量を推定することを特徴とする電動巻上機の監視方法。 A monitoring method for an electric hoist according to claim 9 ,
a diagnostic unit that measures the AC current supplied from the power supply unit to the electromagnetic brake unit, calculates time series data of the AC current values obtained by the measurement, calculates a time width of the calculated time series data that is equal to or greater than a predetermined threshold, and estimates the amount of wear of the electromagnetic brake unit based on the calculated time width.
前記交流電流値の前記時系列データを算出することを、前記計測して得られた前記交流電流値の所定の時間区間ごとの実効値又は標準偏差値の時系列データを算出することにより行うことを特徴とする電動巻上機の監視方法。 A monitoring method for an electric hoist according to claim 10 ,
A monitoring method for an electric hoist, characterized in that the calculation of the time series data of the AC current value is carried out by calculating time series data of an effective value or a standard deviation value of the AC current value obtained by the measurement for each predetermined time interval.
前記交流電流値の前記時系列データを算出することを、前記計測して得られた前記交流電流値の所定の時間区間ごとの最大値又は最小値の時系列データを算出することにより行うことを特徴とする電動巻上機の監視方法。 A monitoring method for an electric hoist according to claim 10 ,
A monitoring method for an electric hoist, characterized in that the calculation of the time series data of the AC current value is carried out by calculating time series data of maximum or minimum values of the AC current value obtained by the measurement for each predetermined time interval.
前記電磁ブレーキ部は、前記巻上用モータと連結しているブレーキホイールと、前記ブレーキホイールに固定されたブレーキライニングと、前記ブレーキライニングに対向するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクの前記ブレーキライニングへの押付け・解除を行うリンク機構部と、前記リンク機構部を駆動するブレーキソレノイドと、を備え、
前記診断部において、前記電磁ブレーキ部に供給する前記交流電流を計測して得られた前記時系列データに基づいて前記ブレーキライニングの摩耗量を推定し、前記推定した前記ブレーキライニングの前記摩耗量に基づいて前記ブレーキディスクの前記ブレーキライニングへの押付け・解除を行う前記リンク機構部の調整の回数が所定の回数に達したときに前記診断結果出力部に警報を出力することを特徴とする電動巻上機の監視方法。 A monitoring method for an electric hoist according to claim 9 ,
the electromagnetic brake unit includes a brake wheel connected to the hoisting motor, a brake lining fixed to the brake wheel, a brake disc facing the brake lining, a link mechanism unit that presses and releases the brake disc against the brake lining, and a brake solenoid that drives the link mechanism unit,
a diagnostic unit that estimates the amount of wear of the brake lining based on the time series data obtained by measuring the AC current supplied to the electromagnetic brake unit, and outputs an alarm to the diagnostic result output unit when the number of adjustments of the link mechanism unit that presses and releases the brake disc against the brake lining based on the estimated amount of wear of the brake lining reaches a predetermined number.
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