JP2005247512A - エレベータの故障時救出運転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発電制動によって得られる制動力を必要とせずに永久磁石式同期電動機を小型にでき、また、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差が少ない状態でもエレベータ故障時の救出運転を速やかに行うことができるエレベータの故障時救出運転装置を得る。
【解決手段】 永久磁石式同期電動機６によりロープ３を介して乗客を乗せたかご１を昇降するエレベータと、このエレベータのかご１を静止保持するブレーキ１３と、電動機６を制御する制御装置８とを備えたものにおいて、エレベータが故障した時にブレーキ１３を開放するブレーキ開放スイッチ１５と、エレベータのかご１の移動距離を検出し、エレベータのかご１が規定の距離移動する毎にブレーキ１３を動作させる検出板１７およびリセットスイッチ１４を備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、エレベータの故障時救出運転装置に関し、特に、永久磁石式同期電動機を用いてエレベータのかごを昇降させるように構成したエレベータの故障時救出運転装置に関するものである。

従来、エレベータの制御装置に故障が発生した場合、エレベータのかご位置を保持するブレーキを開放し、永久磁石式同期電動機の発電制動により、異常増速を防止しつつ、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差により、エレベータのかごを移動させ、乗客を救出する方法が広く一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１４３１１５号公報

然しながら、上記２０００−1４３１１５号公報等に記載されているような、従来のエレベータの故障時救出運転方法では、永久磁石式同期電動機を短絡して発電制動により制動力を得て、エレベータのかごが規定の速度以上に増速する異常増速を防いでおり、従って、エレベータのかごの積載荷重が最大積載荷重であっても異常増速しないだけの制動力を発生させる必要があり、その制動力を得るには永久磁石式同期電動機が大型になるという問題点があった。
一方で、エレベータのかごの積載荷重が最大積載荷重に近く、釣合いおもりとの重量差が大きいと、エレベータのかごの異常増速を抑えるために発電制動は有効であるが、エレベータのかごの最大積載荷重が定格負荷の５０％に近いと、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差が少なくなり、更に発電制動による制動力がかかるので、極めて微速でしかエレベータのかごが移動せず、それだけ救出に時間がかかってしまうという問題点あった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、発電制動によって得られる制動力を必要とせずに永久磁石式同期電動機を小型にでき、また、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差が少ない状態でもエレベータ故障時の救出運転を速やかに行うことができるエレベータの故障時救出運転装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータの故障時救出運転装置は、永久磁石式同期電動機によりロープを介して乗客を乗せたかごを昇降するエレベータと、このエレベータのかごを静止保持するブレーキと、前記電動機を制御する制御装置とを備えたものにおいて、エレベータが故障した時に、ブレーキを開放するブレーキ開放手段と、このブレーキの開放によるエレベータのかごの移動距離または速度を検出し、その検出結果に基づいてブレーキを動作させるブレーキ駆動手段とを備えるものである。

この発明は、永久磁石式同期電動機の発電制動力を必要としないので、永久磁石式同期電動機を小型にすることができ、また、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差が小さい場合でも、回生ブレーキが作用しないので、速やかに救出運転を行うことが可能である。

以下、この発明の一実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエレベータの故障時救出運転装置を示す構成図である。
図１において、乗客が乗るエレベータのかご１と巻上機の負荷等を軽減するための釣合いおもり２が、シーブ４およびそらせ車５に巻き掛けられたロープ３により連結される。また、シーブ４を駆動する永久磁石式同期電動機６が設けられ、この永久磁石式同期電動機６は電動機駆動装置７により駆動され、電動機駆動装置７はエレベータ制御装置８により制御される。また、エレベータ制御装置８に故障検出リレー９が接続され、その常閉接点９a〜９cが永久磁石式同期電動機６と電動機駆動装置７の間に配設される。

エレベータ制御装置８はエレベータの故障を検出しており、エレベータの故障が検出されると、故障検出リレー９を励磁し、この故障検出リレー９が励磁されると、その常閉接点９a〜９cが開いて永久磁石式同期電動機６と電動機駆動装置７が遮断される。かご１の所定位置にはカム１０が固定され、このカム１０はかご１が床１１に着床するとリセットスイッチ１２と係合してその常閉接点１２ａを開くように働く。

永久磁石式同期電動機６に対してエレベータのかご１を静止保持するブレーキ１３ａと１３ｂが設けられ、ブレーキ１３ａの一端は後述のリミットスイッチ１４の常閉接点１４ａ、ブレーキ１３ａ,１３ｂを開放するためのブレーキ開放手段としてのブレーキ開放スイッチ１５およびリミットスイッチ１２の常閉接点１２ａを介してブレーキ開放用のバッテリ電源１６の正極（＋）側に接続され、ブレーキ１３ａの他端はバッテリ電源１６の負極（−）側に直接接続される。また、ブレーキ１３ｂの一端はブレーキ開放スイッチ１５およびリミットスイッチ１２の常閉接点１２ａを介してバッテリ電源１６の正極（＋）側に接続され、ブレーキ１３ｂの他端はバッテリ電源１６の負極（−）側に直接接続される。

なお、ブレーキ開放スイッチ１５は、エレベータの保守員が安全に作業できるようにエレベータの乗り場等任意の場所で操作が可能となるように設置されている。また、かご１が定格速度を越えて落下した際に非常止め(図示しない)を動作させるガバナ１７が設けられ、このガバナ１７はガバナロープ１８により直接かご１に接続される。

そして、本実施の形態では、かご１に直接接続のガバナロープ１８が懸架されたガバナ１７にかご１の移動距離を検出する検出板１９が取り付けられる。この検出板１９の円周に一定間隔に刻まれた溝を検出して動作するリミットスイッチ１４が設けられ、このリミットスイッチ１４の常閉接点として、ブレーキ１３ａの径路に設けられ、リミットスイッチ１４の動作から一定時間開放される時延形の常閉接点１４ａが用いられる。なお、検出板１９とミットスイッチ１４およびその時延形の常閉接点１４ａは、実質的にブレーキを動作させるブレーキ駆動手段を構成する。

次に、動作について、図２および図３を参照して説明する。
例えば、電動機駆動装置７に故障が発生した場合、永久磁石式同期電動機６はこの電動機駆動装置７から切り離されるが、ここでは、仮にかご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差は僅かにかご１の積載荷重が重く、かご１が床１１の上方で停止するものとして動作を説明する。
図３のステップＳ１において、電動機駆動装置７が故障したか否かを判別し、故障してなければ、ステップＳ２において、通常運転を持続し、故障していれば、ステップＳ３において、故障検出リレー９により常閉接点９a〜９cを開放して永久磁石式同期電動機６を電動機駆動装置７から切り離す。すると、上述の仮定から、ここでは、かご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差は僅かにかご１の積載荷重が重く、かご１は床１１の上方で停止する。

そこで、ステップＳ４において、エレベータの保守員によって、図２（ｄ）に示すように、時点ｔ１でブレーキ開放スイッチ１５を操作してオンとするとブレーキ１３ａ,１３ｂが開放され、ステップＳ５において、、図２（ａ）に一点鎖線ａで示すように、かご１の速度ｖが徐々に上り、かご１が下降を開始し、一定距離進むのに合わせて、かご１にガバナロープ１８を介して接続されているガバナ１７に取り付けた検出板１９が回転する。そして、ステップＳ６において、検出板１９の回転によりその円周に一定間隔に刻まれた溝をリミットスイッチ１４が検出して、図２（ｂ）に示すように、時点ｔ２で動作し、これにより、図２（ｃ）に示すように、一定時間、時延形の常閉接点１４ａが開放され、ステップＳ７において、ブレーキ１３ａが動作し、かご１は緩やかに停止する。

なお、図２（ａ）において、一点鎖線ａの特性は、上述の如くかご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差が僅かな場合、つまり重量差が小さい場合であるが、破線ｂで示す特性は、かご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差が大きい場合を示している。

次に、ステップＳ８において、図２（ｃ）に示すように、時延形の常閉接点１４ａの時延動作が完了し、接点が時点ｔ３で閉成されると、この時点では、図２（ｄ）に示すように、ブレーキ開放スイッチ１５がオン状態にあるので、再びブレーキ1３ａが開放され、かご１は再び下降を始める。以下、時点ｔ４〜ｔ６等についても同様の動作を繰り返し、かご１は床１１に近づいてゆく。

そして、ステップＳ９において、かご１が床１１に到着したか否かを判別し、到着していなければ、ステップＳ６に戻って上述と同様の動作を繰り返す。一方、かご１が床１１に到着すれば、ステップＳ１０において、時点ｔ７で保守員がブレーキ開放スイッチ１５の操作を止めるか、カム１０がリセットスイッチ１２と係合してその常閉接点１２ａを開けば、ブレーキ１３ａ、１３ｂが動作して、床１１上でかご１の移動が停止され、かご１内の乗客が救出される。この時、床１１と上方階の床(図示しない)との距離と、検出板１９の円周が合わせてあれば、床１１とかご１の床面とを合わせた位置で、かご１を停止させることも可能となる。

以上のように、この実施の形態１によれば、かごに直接接続されているガバナロープを用い、このガバナロープが懸架されるガバナに取り付けられてブレーキ駆動用のリセットスイッチと連動する検出板を用いてかごの移動を検出するようにしたので、通常運転時に使用する制御装置に異常が生じた場合でも動作可能で、極めて信頼性の高い故障時救出運転装置とすることができる。

また、一定距離をかこが移動したらブレーキを動作させる構成としたので、永久磁石式同期電動機が発電制動力を保有する必要がなく、従って、発電制動力を必要とする永久磁石式同期電動機を備えた場合に比して小型にできる。また、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりの重量差が少なくエレベータのかごの増速が極めて少ない場合にも、回生ブレーキが作用しないので、速やかにエレベータのかごを移動させることができ、従来に比して短時間で故障時救出運転を行うことができる。また、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差が大きい場合でも、一定距離をかこが移動したらブレーキを動作させるので、異常増速することもなく救出運転が可能である。
また、そらせ車やシーブ、永久磁石式同期電動機の制御に使用されるエンコーダ（図示しない)などを利用して距離を求めても同様に動作させることが可能である。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるエレベータの故障時救出運転装置を示す構成図である。なお、図３において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
本実施の形態では、上記実施の形態１で用いたかご１の移動距離を検出する検出板１９およびリミットスイッチ１４の代わりに、ガバナ１７に取り付けられた検出板２０と、この検出板２０を介してかご１の速度を検出する速度検出機２１とを用い、リミットスイッチ１４の時延形の常閉接点１４ａの代わりに、速度検出機２１の出力によりその開閉を制御される時延形の常閉接点２１ａを用いる。なお、検出板２０と速度検出機２１およびその時延形の常閉接点２１ａは、実質的にブレーキを動作させるブレーキ駆動手段を構成する。

次に、動作について、図５および図６を参照して説明する。
例えば、電動機駆動装置７に故障が発生した場合、永久磁石式同期電動機６はこの電動機駆動装置７から切り離されるが、ここでは、仮にかご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差は遥かにかご１の積載荷重が重く、かご１が床１１の上方で停止するものとして動作を説明する。
図６のステップＳ１において、電動機駆動装置７が故障したか否かを判別し、故障してなければ、ステップＳ２において、通常運転を持続し、故障していれば、ステップＳ３において、故障検出リレー９により常閉接点９a〜９cを開放して永久磁石式同期電動機６を電動機駆動装置７から切り離す。すると、上述の仮定から、ここでは、かご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差は遥かにかご１の積載荷重が重く、かご１は床１１の上方で停止する。

そこで、ステップＳ４において、エレベータの保守員によって、図５（ｄ）に示すように、時点ｔ１１でブレーキ開放スイッチ１５を操作してオンとするとブレーキ１３ａ,１３ｂが開放され、ステップＳ５において、図５（ａ）に破線ｄで示すように、かご１の速度ｖは、かご１の重量が定格負荷の５０％より十分に重い場合、素早く上り、かご１が下降を開始し、かご１がある速度で進むのに合わせてかご１にガバナロープ１８を介して接続されているガバナ１７に取り付けた検出板２０が回転する。そして、ステップＳ１１において、検出板２０の動きからこれと連動するかご１の移動速度を速度検出機２１で検出し、図５（ｂ）に示すように、かご１の移動速度が一定速度に達したことが時点ｔ１２で検出されると、これにより、図５（ｃ）に示すように、一定時間、時延形の常閉接点２１ａが開放する。次いで、ステップＳ７において、ブレーキ１３ａが動作し、かご１は緩やかに床１１の上方で停止する。

なお、図５（ａ）において、一点鎖線ｃの特性は、かご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差が僅かな場合、つまり重量差が小さい場合であるが、破線ｄで示す特性は、上述の如くかご１の積載荷重と釣合いおもり２との重量差が大きい場合を示している。

次に、ステップＳ８において、図５（ｃ）に示すように、時延形の常閉接点２１ａの時延動作が完了し、接点が時点ｔ１３で閉成されると、この時点では、図５（ｄ）に示すように、ブレーキ開放スイッチ１５がオン状態にあるので、再びブレーキ1３ａが開放され、かご１は再び下降を始める。以下、時点ｔ１４〜ｔ１８等についても同様の動作を繰り返し、かご１は床１１に近づいてゆく。

そして、ステップＳ９において、かご１が床１１に到着したか否かを判別し、到着していなければ、ステップＳ６に戻って上述と同様の動作を繰り返す。一方、かご１が床１１に到着すれば、ステップＳ１０において、時点ｔ１９で保守員がブレーキ開放スイッチ１５の操作を止めるか、カム１０がリセットスイッチ１２と係合してその常閉接点１２ａを開けば、ブレーキ１３ａ、１３ｂが動作して、床１１上でかご１の移動が停止され、かご１内の乗客が救出される。この時、床１１と上方階の床(図示しない)との距離と、検出板１９の円周が合わせてあれば、床１１とかご１の床面とを合わせた位置で、かご１を停止させることも可能となる。

以上のように、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に、永久磁石式同期電動機の小型化、故障時救出運転の時間の短縮化が出来ると共に、かごに直接接続されているガバナロープを用い、このガバナロープが懸架されるガバナに取り付けられてブレーキ駆動用の速度検出機と連動する検出板を用いてかごの速度を検出するようにしたので、通常運転時に使用する制御装置に異常が生じた場合でも動作可能で、極めて信頼性の高い故障時救出運転装置とすることができる。

また、エレベータのかごの移動速度が一定速度に達したらブレーキを動作させる構成とした場合、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差が大きくエレベータのかごの増速が極めて大きい場合、時間当たりのブレーキ動作回数は多くなり、逆にエレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差が小さい場合は、時間当たりのブレーキ動作回数は少なくなるが、エレベータのかごの平均速度がどちらの場合も等しくなるように作用するので、エレベータのかごの積載荷重と釣合いおもりとの重量差に拘わらず、同様な救出運転の時間とすることができる。
また、そらせ車やシーブ、永久磁石式同期電動機の制御に使用されるエンコーダ（図示しない)などを利用して速度を求めても同様に動作させることが可能である。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２におけるエレベータのかご１を静止保持するブレーキ１３は、少なくとも２つ以上のブレーキシュウ（図示せず）を有し、ブレーキ１３を動作させてエレベータかご１を停止させる際に、ーつまたは複数のブレーキシュウを選択的に、ブレーキドラムないしはブレーキディスク（いずれも、図示せず）に押し付けるようにしてもよい。これにより、停止時のショックも、通常２つ以上設けられるブレーキシュウを選択的に動作させることで、制動力を調節し、停止時のショックを和らげることが可能である。

実施の形態４．
また、検出板１９とミットスイッチ１４およびその時延形の常閉接点１４ａからなり、ブレーキ１３ａを動作させるブレーキ駆動手段は、エレベータがサービスする各階床とエレベータのかご１の床位置を合わせた距離毎に動作させるようにしてもよい。これにより、エレベータ故障時に、乗客を効率よく救出することができる。

実施の形態５．
また、エレベータのかご１の移動速度は、調速機（図示せず）を用いて検出するようにしてもよい。これにより、エレベータのかご１の移動速度を検出する検出手段を専用に設ける必要が無く、コストの低廉化が図れる。

この発明の実施の形態１によるエレベータの故障時救出運転装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるエレベータの故障時救出運転装置の動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータの故障時救出運転装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２によるエレベータの故障時救出運転装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータの故障時救出運転装置の動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータの故障時救出運転装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エレベータのかご、 ２ 釣合いおもり、 ３ ロープ、 ６ 永久磁石式同期電動機、 ８ エレベータ制御装置、１３ａ,１３ｂ ブレーキ、 １４ リミットスイッチ、 １４ａ リミットスイッチの時延形常閉接点、 １５ ブレーキ開放スイッチ、 １６ バッテリ電源、 １７ ガバナ、 １８ ガバナロープ、 １９,２０ 検出板、 ２１ 速度検出機、 ２１ａ 速度検出機の時延形常閉接点。

Claims (6)

1. 永久磁石式同期電動機によりロープを介して乗客を乗せたかごを昇降するエレベータと、該エレベータのかごを静止保持するブレーキと、前記電動機を制御する制御装置とを備えたものにおいて、
   エレベータが故障した時に、前記ブレーキを開放するブレーキ開放手段と、
   該ブレーキの開放による前記エレベータのかごの移動距離または速度を検出し、その検出結果に基づいて前記ブレーキを動作させるブレーキ駆動手段と
   を備えたことを特徴とするエレベータの故障時救出運転装置。
2. 前記ブレーキ駆動手段は、前記エレベータのかごが規定の距離移動する毎に前記ブレーキを動作させることを特徴とする請求項１記載のエレベータの故障時救出運転装置。
3. 前記ブレーキ駆動手段は、前記エレベータのかごの移動速度が規定の速度に達する毎に前記ブレーキを動作させることを特徴とする請求項１記載のエレベータの故障時救出運転装置。
4. 前記エレベータのかごを静止保持するブレーキは、少なくとも２つ以上のブレーキシュウを有し、前記ブレーキを動作させて前記エレベータのかごを停止させる際に、ーつまたは複数のブレーキシュウを選択的に、ブレーキドラムまたはブレーキディスクに押し付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエレベータの故障時救出運転装置。
5. 前記ブレーキ駆動手段は、エレベータがサービスする各階床と前記エレベータのかごの床位置を合わせた距離毎に前記ブレーキを動作させることを特徴とする請求項２記載のエレベータの故障時救出運転装置。
6. 前記ブレーキ駆動手段は、前記エレベータのかごの移動速度を調速機から検出することを特徴とする請求項３記載のエレベータの故障時救出運転装置。
   

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