JP2009126639A - エレベーター制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】高揚程エレベーターでの保守運転に関して、最下階付近での停止動作や階高運転が良好に実施できるエレベーター制御システムを提供する。
【解決手段】高揚程のエレベーターでの保守運転において、最下階へ下降させている場合は、乗りかごが最下階を過ぎてリミットスイッチ４の位置まで下降してしまった場合、それまでの例えば３０ｍ／分から、１５ｍ／分に保守運転速度（低速運転速度）を減速する。
【効果】高揚程のエレベーターでの保守運転時に、ステップ的な速度指令の変化による乗りかごの減衰振動でファイナルリミットスイッチ５が動作することを防止でき、保守時間を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明はエレベーター制御システムに関わり、特に、超高層ビルにおける高揚程エレベーターでの保守運転を改良したエレベーター制御システムに関する。

従来のエレベーターの保守運転では、作業者が手元のコントローラを操作して乗りかごを昇降させる。保守運転の場合の駆動速度は、１５ｍ／分から３０ｍ／分程度の低い一定速度であり通常運転の場合の定格速度に対して極めて低速であるが、コントローラによる操作により、例えば階と階の中間部分など任意の場所で停止できる特徴がある。以下、保守運転の場合の駆動速度を低速運転速度と呼ぶ。

一方、保守運転ではないが、特許文献１に記載されたエレベーター装置や特許文献２に記載されたエレベーターの終端階強制減速装置では、通常運転において終端階（最上階あるいは最下階）付近で速度を検出し、予め設定された速度よりも高速である場合には乗りかごを強制的に減速させる方式が開示されている。

また、特許文献３に記載されたエレベータの制御装置では、階高値（基準階床からみた各階床の床レベル値）の調整に関して上昇方向と下降方向の階高値について、通常運転時に補正し記憶装置に保存する方式が開示されている。

特開２００１−３５４３７２号公報 特開２００７−１３７５５４号公報 特開平５−２４６６３６号公報

従来のエレベーターにおいて、最下階よりもさらに下部への乗りかごの下降を制限する安全装置として、リミットスイッチが設けられている。このリミットスイッチが動作すると、駆動モータには速度零の指令が与えられ、かつ、電磁ブレーキが作動する。これは、通常運転のみならず保守運転の場合も同様であり、乗りかごの走行速度指令は、ステップ的に零速度に変化して乗りかごは停止する。高揚程のエレベーターでは、ロープ長が極めて長いためロープのバネ係数は低く、この速度変化に起因した乗りかごの振動が発生し易くなる。すなわち、バネ係数Ｋ［Ｎ／ｍ］は、
Ｋ＝Ｋ０＊（ｘ／ｈ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
（ここで、Ｋ０は、１本当りの単位バネ係数、ｘはロープ本数、ｈはロープ長さ。）
で表され、バネ係数はロープ長さｈに反比例して低下する。このため、例えば、昇降路長が４００ｍを超えるようなエレベーターでは、乗りかごは、リミットスイッチが動作した後に、ピーク値で数十ｍｍから百数十ｍｍ程度の振幅幅を持つ減衰振動をしながら停止する。この結果、リミットスイッチよりも更に下位に位置するファイナルリミットスイッチを動作させる恐れがある。このファイナルリミットスイッチは、通常運転中に深刻な故障が発生して着床位置を大幅に超過した場合を想定した安全装置である。このため、これが動作した場合には、巻上機に電力を供給する電力変換装置の主回路への電力供給を遮断し、かつ、自動運転で再起動復帰することを禁止するように設定されている。一方、減衰振動の振幅を抑制するためには、駆動速度をさらに低速にして運転すればよいが、高揚程エレベーターでは保守のために移動する時間が増大してしまう悪影響が発生する。

特許文献１、２では、通常運転時において、着床位置に停止する運転パターンに対して実際の乗りかご速度が予め想定している速度誤差の範囲を超過する場合に速度を抑制している。しかしながら、この強制減速運転は、通常運転での減速時における速度超過の場合を想定したもので、減速度を増加して乗りかごを最上階あるいは最下階の着床レベルに停止させることが目的であり、低速度の運転を前提とした保守運転を想定したものではない。

特許文献３では、上昇方向および下降方向の両方の階高値を記憶装置に保存するためその容量が増大する上、読み出し方も複雑になる恐れがある。また、高揚程のエレベーターでは往復させることにより多大な時間を要する。

本発明の目的は、高揚程エレベーターでの保守運転に関して、最下階付近での停止操作を誤っても、確実に停止させるエレベーターの制御システムを提供することである。

本発明の望ましい実施態様においては、昇降路を昇降する乗りかごと、前記乗りかごを昇降駆動する巻上機と、前記巻上機を制御する制御装置を備え、通常の乗用最高運転速度よりも低い保守用の低い速度指令に基き、前記乗りかごが最下階に向かって下降運転している条件で、前記乗りかごが最下階の正規着床位置を所定距離行き過ぎた第１地点で、前記速度指令をゼロに低下させるとともに、前記巻上機に機械ブレーキを掛けるエレベーター制御システムにおいて、前記速度指令をゼロに低下させるときの、前記第１地点でのエレベーターの速度を所定値以下に抑制する速度抑制手段を備える。

本発明の望ましい実施形態においては、前記速度抑制手段は、前記第１地点の手前から、前記速度指令を、それまでの前記保守用の速度指令よりも低く低減する速度指令低減手段を備える。

本発明のより具体的実施形態においては、前記速度指令低減手段は、前記第１地点の手前の地点から、前記速度指令を、それまでの前記保守運転用の速度指令よりも低い速度指令値まで、ステップ状に低減させる。

本発明の他の具体的実施形態においては、前記速度指令低減手段は、前記手前の地点から、前記速度指令を、それまでの前記保守用の速度指令から、所定速度以下に向かって漸減するように低減させる。

本発明の望ましい実施態様によれば、高揚程のエレベーターでの保守運転時に、ステップ的な速度指令の変化による乗りかごの減衰振動でファイナルリミットスイッチが動作することを抑制することができる。

本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施形態の中で明らかにする。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の第一実施例によるエレベーターの制御システムの概要図である。図において、乗りかご１を昇降させる駆動モータを含む巻上機２と、この巻上機２を駆動制御するために制御装置３が設けられている。通常、エレベーターの速度指令と、巻上機２の回転速度を検出するロータリーエンコーダ２１の出力とを比較しながら駆動モータの速度制御が行われる。

エレベーター終端階での安全装置としては、乗りかご１の下降を制限するための停止指令を与えるリミットスイッチ４と、このリミットスイッチ４のさらに下部に設けられたファイナルリミットスイッチ５が設けられている。

保守運転のために、乗りかご１内には、コントローラ６を着脱できるコネクタが設けられている。保守運転時に、保守員がコントローラ６をコネクタに接続すれば、制御装置３に通信でき、コントローラ６の上昇または下降ボタンを押している間だけ乗りかご１を低速にて昇降させることができる。

昇降路内には、乗りかご１が昇降する場合に乗りかご位置の補正をするための基準となる各階の遮蔽板７１−７ｎが配置されており、乗りかご１に搭載され、遮蔽板７１−７ｎに対向する位置検出器８により、乗りかご１の位置を検出する。

また、乗りかご１の異常過速を検出するガバナ９が、ガバナロープ１０によって乗りかご１と直接連結され駆動されている。これにより、乗りかご１の初段の異常過速を制御装置３に伝達してブレーキをかけ、また、最終段の異常過速時には、ガイドレールとの間でウェッジ（楔）により乗りかご１を停止させるように構成されている。

さて、エレベーターの保守運転では、作業者が手元のコントローラ６を操作して乗りかごを昇降させており、駆動速度は通常運転の場合の定格速度に対して極めて低い１５ｍ／分から３０ｍ／分程度の保守運転速度（低速運転速度）で運転する。また、コントローラ６での保守運転は、前述したように、一定速での上昇運転／下降運転あるいは停止状態を選択するだけの操作で駆動しており、制御装置３に与えられる速度指令値も、操作に合わせてステップ的に変化する。

リミットスイッチ４は、乗りかご１が終端階（最上階および最下階）の着床位置より所定距離だけ行き過ぎた場合に動作し、エレベーターの速度指令として零速度指令を与え、かつ、ブレーキを作動させ、更なる上昇あるいは下降を防止する安全装置である。ファイナルリミットスイッチ５は、リミットスイッチ４よりも更に昇降路の端部側に設けられ、更に所定距離だけ乗りかご１が行き過ぎた場合に動作する安全装置であり、通常運転で深刻な故障により着床位置を大幅に超過し場合を想定して設けている。このファイナルリミットスイッチ５が動作した場合には、巻上機に電力を供給する電力変換装置の主回路への電力供給を遮断し、かつ、自動運転で再起動復帰することを禁止するよう設定され、通常運転の場合には、管理センター等に通報する等の処理が採られる。

図２は、通常の保守運転時における最下階を行き過ぎた場合の速度指令とかご変位の例である。保守運転ではコントローラ６の下降運転指令により、一定速度、例えば３０ｍ／分等の低い速度指令Ｖｐに応じて運転される。ここで、着床位置を超えて下降運転指令を継続してしまった場合、乗りかご１が所定距離行き過ぎた段階でリミットスイッチ４が動作する。この場合、速度指令Ｖｐは零にステップ的に変化し、かつ、ブレーキが作動してエレベーターは停止する。このとき、高揚程のエレベーターでは、速度指令Ｖｐのステップ状の変化に伴い、乗りかご位置Ｃｐの時間推移を図示するように、乗りかご１が鉛直方向に最大振幅ｘ１で減衰振動しながら停止することになる。これは、高揚程のエレベーターでは、（１）式で記載したようにロープのバネ係数が小さくなるためであり、昇降路長が２００ｍを超えるエレベーターではその影響が見え始め、４００ｍを超える場合は、減衰振動の最大振幅が百数十ｍｍに及ぶ場合もある。この結果、ファイナルリミットスイッチ５を動作させる恐れがあり、自動運転で再起動復帰ができなくなることによって、保守時間が延びる恐れがある。この対策として、保守運転速度をさらに低速にする、例えば、１５ｍ／分等にする方法も考えられるが、保守時に高揚程を昇降する場合の運行時間が極めて長くなり、保守員の負担は増大する。

そこで、第一実施例では、保守運転で最下階に向かって下降する場合に限り、行き過ぎが所定距離になると速度指令を変更する。

図３は、本発明の第一実施例における速度指令決定の処理フロー図である。ステップ３１により、下降方向の運転指令の有無を判別する。下降方向の運転指令がない場合、すなわち、上昇運転あるいは停止状態の場合は、ステップ３２により通常の保守運転（一定速度の上昇運転あるいは停止）指令を与える。他方、下降方向の運転指令であった場合は、ステップ３３により、リミットスイッチ４から見た乗りかご１の位置が、予め定めた位置ｈｏよりも高い位置（手前）にあるか否かを判別する。乗りかご１が設定位置ｈｏよりも手前にある場合は、ステップ３４により通常の保守運転速度指令（一定速度３０ｍ／分）を与える。乗りかご１が、設定位置ｈｏを行き過ぎていた場合には、ステップ３５により、速度指令として、通常よりも低い保守運転用速度指令（例えば、１５ｍ/分）を与える。

図４は、本発明の第一実施例における最下階向け保守運転速度指令の第一の例である。

図４の第一の例では、乗りかご１の位置が設定位置ｈｏを行き過ぎると、一定速度（３０ｍ／分）で制御してきた速度指令値を、通常よりも低い保守運転用速度指令（例えば、１５ｍ/分）まで低下させる。

このように、通常の保守運転を３０ｍ／分の速度で実施する場合において、下降運転であり、かつ、乗りかご１の位置が設定位置ｈｏを行き過ぎた場合に、速度指令値を１５ｍ／分に低下させる。この処理により、リミットスイッチ４によって停止処理が実施される場合の速度指令値の変化のステップ幅が、例えば半分程度に小さくなるため、乗りかご１が減衰振動する振幅の最大値ｘ２を低減することができる。この結果、保守時間を延ばすことなく、ファイナルリミットスイッチ５が動作することを防止できる効果がある。

図５は、本発明の第一実施例における最下階向け保守運転速度指令の第二の例である。

図５の第二の例では、乗りかご１の位置が設定位置ｈｏを行き過ぎた場合に、乗りかご１の位置に応じて速度指令値を低減する。つまり、リミットスイッチ４の位置から乗りかご１の距離に比例させて速度指令値Ｖｐをランプ状に減少させる。これにより、速度指令値Ｖｐをステップ状に変化させた場合に発生する乗りかご１の位置Ｃｐの振動の最大振幅を、図示するように、僅かｘ３まで低減でき、乗りかご１もスムーズに停止できる。この結果、減衰振動によりファイナルリミットスイッチが動作することを抑制でき、保守時間が延びる等の悪影響を防止できる効果がある。

この例では、リミットスイッチ４の位置からの乗りかご１の距離に比例させて速度指令値Ｖｐをランプ状に減少させることとしたが、時間の経過とともに減少する速度指令Ｖｐを作成しても同様の効果を奏することができ、より簡単な回路装置で実現できる。

図６は、本発明による第一実施例における最下階向け保守運転速度指令の第三の例である。エレベーターの通常運転では、終端階（最上階および最下階）の着床位置に停止する運転速度パターンに対して、実際の乗りかごの速度が予め想定している速度誤差範囲を超過する場合に、乗りかご速度を強制的に減速する手段が採用されている。この場合の強制的に減速する運転速度パターンは、強制減速指令と呼ばれ、通常運転の減速時（上昇と下降の場合の両方）に用いられる。

図６の第三の例では、保守運転の下降時においてのみ、３０ｍ／分の一定速度の速度指令よりも強制減速指令の方が小さくなる場合に、速度指令値として低位優先により、強制減速指令に自動的に切替える。この場合においても、速度指令値をステップ状に変化させた場合に発生する振動の最大振幅を、僅かｘ４まで低減できる。この結果、減衰振動によりファイナルリミットスイッチ５が動作することを防止でき、保守時間が延びる等の悪影響を防止できる。

図７は、本発明の第二の実施例の処理フロー図である。第二の実施例は、ファイナルリミットスイッチ５に着目したものである。通常、ファイナルリミットスイッチ５は、通常運転で深刻な故障により着床位置を大幅に超過した場合を想定して設けた安全装置である。このため、これが動作した場合には、巻上機に電力を供給する電力変換装置の主回路への電力供給を遮断し、かつ、自動運転で再起動復帰することを禁止するように設定されている。

第二の実施例では、高揚程のエレベーターにおける保守運転時の最下階への下降停止時に、第一の実施例を採用したにも拘らず、運悪く、ファイナルリミットスイッチ５を動作させるに至ってしまった場合の安全策である。

まず、ステップ７１において、ファイナルリミットスイッチ５の動作を検知した場合、ステップ７２では、通常のエレベーターと同様に、エレベーターの停止処理を実施する。しかし、このファイナルリミットスイッチ５の動作は第一実施例で記載した乗りかご１の停止中に生じる減衰振動の過程で運悪く動作した場合も想定される。このため、ステップ７３では、前記の減衰振動が収束する程度の所定時間が経過した後に、再度乗りかご１の位置を測定する。ステップ７４では、測定した乗りかご１の位置がファイナルリミットスイッチ５の動作点よりも下部であるか否かを判別する。ここで、乗りかご１の位置がファイナルリミットスイッチ５の動作点よりも下部である場合は、ステップ７５によりエレベーターを完全に停止させる。一方、乗りかご１の位置がファイナルリミットスイッチ５の動作点よりも上部である場合は、ステップ７６により、保守運転中であるとの条件の下で自動的に再起動させる処理を実施する。

この第二の実施例の処理動作により、保守時間が延びる等の悪影響を防止でき、保守作業を効率よく実施できる効果がある。

図８は、本発明の第三の実施例における処理フロー図である。第三実施例は、階高測定に着目したものである。階高測定は基準階床からみた各階床の床レベル値を制御装置３内に搭載した記憶装置に記録する動作である。

例えば、図１において、基準階床（例えば最下階のリミットスイッチレベル）から乗りかご１を上昇させて、位置検出器８が遮蔽板７１−７ｎを通過する際のパルス数を検出することにより、各階の着床位置を随時把握しておくものである。したがって、最上階までの全階の遮蔽板７１−７ｎの階高値を記録する。通常、階高測定は、建物の竣工前の調整時に実施され、この場合の乗りかご１の運転速度は、第一実施例の低速運転速度と同様の低速度で実施される。

また、通常は、階高測定は、最下階から最上階に向かって実施される。しかし、検出異常がある場合などでは再測定を実施する必要があるため、特に高揚程のエレベーターでは、乗りかご１の速度が低速であるため長時間の測定は避けられない。

図９は、遮蔽板チェックの異常例を説明するための階高値の測定値をメモリに書き込む場合のイメージ図である。図９において、マイコン内には，予め階床数に応じたテーブルが用意されている。階高測定の際に検出した遮蔽板７１−７ｎの数をカウントし、テーブルの数と不一致になると異常と判定し、保守員は、機械室から降りて、かご上に乗り、遮蔽板の取付けをチェックしなければならない。最上階付近で取付けミスを修正した場合、当然ながら、最上階からの階高測定が有用となる。

そこで、図８の第三実施例では、高揚程のエレベーターにおける階高測定を効率よく実施できる手段について述べる。

まず、ステップ８１により、階高測定前の乗りかご１の位置を確認し、ステップ８２により乗りかご１の位置が最上階よりも最下階の方が近いか否かを判別する。最下階の方が近い場合はステップ８３により乗りかご１を最下階の基準階床に移動させ、ステップ８４により乗りかご１を上昇させながら階高測定を実施する。

図９（Ａ）は、第三実施例において最下階から上昇させて階高値の測定値をメモリに書き込む例である。記憶装置には位置検出器８が遮蔽板７１−７ｎを通過する毎に割込み等によってカウント値が格納される。

さて、図８に戻って、ステップ８２において、乗りかご１の位置が最上階の方が近いと判別した場合、ステップ８５により乗りかご１を最上階の基準階床に移動させ、ステップ８６により乗りかご１を下降させながら階高測定を実施する。

図９（Ｂ）は、第三実施例において最上階から下降させて階高値の測定値をメモリに書き込む例である。この場合は、図９（Ａ）と同じアドレスに同じ階床の測定値が記憶されるように、図９（Ａ）とは逆方向に記憶する。

次に、ステップ８７により階高測定を行うトリガになった遮蔽版７１−７ｎの数を予め設定している数と照合し、測定に異常がないか否かを判別する。異常がない場合は階高測定を終了し、異常がある場合、ステップ８２の処理に立ち戻って処理を実施する。

図１０は、第三実施例における階高値測定でエラーが生じた場合の運転例説明図である。第三実施例では、初期の乗りかご１の位置に応じて、最上階を基点にするか最下階を基点にするかを切り替える。これにより、測定時間の短縮を図ることができる。また、例えば、最下階を起点にして階高測定を実施して、ステップ８７で異常を検出した場合には、通常の階高測定では、再度、乗りかご１を最下階に移動させて再測定を実施している。しかし、第三実施例においては、図１０の第三実施例における階高値測定でエラーが生じた場合の運転例に示すように、最下階を起点にして階高測定を実施してステップ８７で異常を検出した場合には、再測定は、最上階を基点にして実施する。これにより、特に高揚程エレベーターでは測定時間の短縮を図ることができる効果がある。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で様々変形して実施できることは言うまでもない。

本発明の第一実施例によるエレベーターの制御システムの概要図である。 通常の保守運転時における最下階を行き過ぎた場合の速度指令とかご変位の例である。 本発明の第一実施例における速度指令決定の処理フロー図である。 本発明の第一実施例による最下階向け保守運転速度指令の第一の例である。 本発明の第一実施例による最下階向け保守運転速度指令の第二の例である。 本発明の第一実施例による最下階向け保守運転速度指令の第三の例である。 本発明の第二の実施例の処理フロー図である。 本発明の第三の実施例における処理フロー図である。 本発明の第三実施例における遮蔽板チェックの異常例を説明するための階高値の測定値をメモリに書き込む場合のイメージ図である。 本発明の第三実施例における階高値測定でエラーが生じた場合の運転例の説明図である。

符号の説明

１…乗りかご、２…巻上機、２１…ロータリエンコーダ、３…制御装置、４…リミットスイッチ、５…ファイナルリミットスイッチ、６…非常運転用コントローラ、７１−７ｎ…遮蔽板、８…位置検出器、９…ガバナ、１０…ガバナロープ。

Claims (10)

1. 昇降路を昇降する乗りかごと、前記乗りかごを昇降駆動する巻上機と、前記巻上機を制御する制御装置を備え、通常の乗用最高運転速度よりも低い保守用の低い速度指令に基き、前記乗りかごが最下階に向かって下降運転している条件で、前記乗りかごが最下階の正規着床位置を所定距離行き過ぎた第１地点で、前記速度指令をゼロに低下させるとともに、前記巻上機に機械ブレーキを掛けるエレベーター制御システムにおいて、
   前記速度指令をゼロに低下させるときの、前記第１地点でのエレベーターの速度を所定値以下に抑制する速度抑制手段を備えたことを特徴とするエレベーター制御システム。
2. 請求項１において、前記速度抑制手段は、前記第１地点の手前から、前記速度指令を、それまでの前記保守用の速度指令よりも低く低減する速度指令低減手段を備えたことを特徴とするエレベーター制御システム。
3. 請求項２において、前記速度指令低減手段は、前記第１地点の手前の地点から、前記速度指令を、それまでの前記保守運転用の速度指令よりも低い速度指令値まで、ステップ状に低減させる手段であることを特徴とするエレベーター制御システム。
4. 請求項２または３において、前記速度指令低減手段は、前記手前の地点から、前記速度指令を、それまでの前記保守用の速度指令から、所定速度以下に向かって漸減するように低減する手段であることを特徴とするエレベーター制御システム。
5. 請求項４において、前記速度指令低減手段は、前記手前の地点から、前記速度指令を、それまでの前記保守用の速度指令から、時間の経過に応じて漸減するように低減する手段であることを特徴とするエレベーター制御システム。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、乗用運転時に使用する下降減速時の終端階への強制減速指令発生手段を備え、前記保守運転用の速度指令と前記強制減速指令との低位優先に基く速度指令に応じて速度制御を行うように構成したことを特徴とするエレベーター制御システム。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、乗用運転中の前記乗りかごが最下階の正規着床位置を所定距離行き過ぎた地点で、エレベーターシステムを非常停止させるファイナルリミットスイッチを備え、前記保守用低速運転中に、前記ファイナルリミットスイッチが動作したとき、所定時間経過後に前記乗りかごの位置を測定する手段と、測定した前記乗りかごの位置が前記ファイナルリミットスイッチの動作地点よりも上部に位置するとき、前記保守用低速運転を自動的に再起動させる再起動手段を備えたことを特徴とするエレベーター制御システム。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記昇降路の長さが、２００ｍを超える高揚程であることを特徴とするエレベーター制御システム。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、階高測定運転時に、前記乗りかごの位置を確認する位置検出手段と、前記乗りかごの現在位置が最上階よりも最下階に近い場合は、前記乗りかごを最下階に移動させた後に最上階まで上昇させ、前記乗りかごの現在位置が最下階よりも最上階の方に近い場合は、前記乗りかごを最上階に移動させた後に最下階まで下降運転させる階高測定運転指令手段とを備えたことを特徴とするエレベーター制御システム。
10. 請求項９において、最上階あるいは最下階のいずれか一方の終端階から他方の終端階まで階高測定を実施した後に、階高測定に関する異常を検出する異常検出手段と、この異常検出手段により階高測定に関する異常を検出したとき、前記他方の終端階から前記一方の終端階まで、再階高測定運転を指令する再測定指令手段を備えたことを特徴とするエレベーター制御システム。

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