JP2011143982A - エレベータの制動制御装置及び制動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非常制動時、乗りかごの乗客の安心を確保し、身体的負担を軽減することにある。
【解決手段】乗りかご６を制止させるために複数の制動装置９ａ，９ｂを備えたエレベータにおいて、運行制御指令のもとに、エレベータを運行制御し、速度検出器１１及び荷重検出器１２のかご速度及びかご荷重から必要な制動力を演算する通常運行制御手段２１と、非常制動を必要とする異常検出信号を受けたとき、通常運行制御手段２１で求められた現在の運行状態で必要な制動力から制動装置数を決定するブレーキ数決定手段２４と、この決定された数の制動装置を制動動作させ、乗りかごを制止保持する非常制動停止制御手段２５とを設けたエレベータの制動制御装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータの非常制動時に使用されるエレベータの制動制御装置及び制動制御方法に関する。

エレベータ制御装置は、エレベータの運行に異常が発生した場合、巻上機の運転を停止させると共に制動装置を作動させ、最終的には乗りかごを制止保持する。

ここで、制動装置の制動力は、乗りかごの積載状態が最大または最小となった場合でも確実に乗りかごを制止保持できる状態になければならない。

また、制動装置の必要な制動力は、乗りかごの積載状態やエレベータの運転速度に応じて随時変化する。このことは、乗りかごの積載荷重が大きくなればなるほど、またエレベータの運転速度が速くなればなるほど、慣性モーメントが増大し、より大きな制動力が必要となる。つり合いおもりを使用したつるべ式のエレベータシステムの場合でも、乗りかごの積載荷重とつり合いおもりの重量との重量差が大きくなればなるほど、大きな制動力が必要となる。

従って、制動装置は、エレベータの乗りかごを最終的に制止させるために最も重要な構成要素であると言える。その結果、制動装置に故障などが発生した場合でも確実に乗りかごを制止する必要から、複数の制動装置（ブレーキ）を備えているのが一般的である（例えば，特許文献１参照）。

特開２００６−３０６５１７号公報

しかし、複数の制動装置を備えたエレベータでは、乗りかごの積載荷重が大きい場合やエレベータの運転速度が速い場合でも、確実に乗りかごを制止保持する必要から、制動装置の制動力は、常に最大能力で制動できるように設定され、更に複数の制動装置が同時に作動させることで乗りかごを制止保持するような構成となっている。

その結果、例えばエレベータの運転速度が低速で、かつ、乗りかごとつり合いおもりとの重量差が小さい場合でも、必要な制動力に対して大きくかけ離れた過大な制動力が加わることから、制動時の減速度が増加し、乗りかご等が急減速して停止する可能性がある。

このように乗りかごの急激な減速は、乗りかご内の乗客に不安感を与えるだけでなく、転倒，隣り合う乗客や乗りかごの内側壁に身体の一部をぶつけるなど、身体的負担が増大するなどの問題がある。

本発明は以上の問題を解決するためになされたもので、現在の運行状態に応じた制動力を考慮しつつ、非常制動時における減速度を調整し、乗りかご内の乗客の安心を確保し、かつ、身体的負担を軽減化するエレベータの制動制御装置及び制動制御方法を提供することを目的とする。

（１） 上記課題を解決するために、本発明は、乗りかごを制止させるために複数の制動装置を備えたエレベータであって、前記乗りかごの速度を検出する速度検出手段と、前記乗りかごの荷重を検出する荷重検出手段と、前記速度検出手段で検出されるかご速度と所定の速度指令との偏差に基づく運行制御指令のもとに、エレベータを運行制御するとともに、前記速度検出手段及び前記荷重検出手段から得られるかご速度及びかご荷重から必要な制動力を演算する通常運行制御手段と、前記運行制御に伴うエレベータの運行状態から非常制動を必要とする異常検出信号を受けたとき、前記演算によって求められた必要な制動力に基づいて、前記制動装置の数を決定し、その決定された前記制動装置を選択して制動動作させる制動制御手段とを備えたエレベータの制動制御装置である。

なお、制動制御手段としては、エレベータの運行状態に関する各種異常の中から非常制動を必要とする異常検出信号を受けたとき、非常制動有りと判断する非常制動有無判断手段と、非常制動有りと判断されたとき、前記通常運行制御手段で求められた現在の運行状態で必要な制動力から制動装置数を決定するブレーキ数決定手段と、このブレーキ数決定手段で決定された数の制動装置を制動動作させ、乗りかごを制止保持する非常制動停止制御手段とを設けたものである。

（２） また、本発明は、前記（１）に記載される処理手段の順序に従って順次処理を実施することにより、エレベータの制動制御方法を実現することが可能である。

本発明によれば、現在の運行状態に応じた制動力を考慮しつつ、非常制動時における減速度を調整し、乗りかご内の乗客の安心を確保でき、また乗客の身体的負担を軽減できるエレベータの制動制御装置及び制動制御方法を提供できる。

本発明に係るエレベータの制動制御装置の一実施形態を含むエレベータシステムの構成図。 エレベータ制御装置の運行制御処理部における機能的なブロック構成図。 本発明に係るエレベータの制動制御装置の動作手順及びその制動制御方法を説明するフロー図。 制動装置（ブレーキ）数決定テーブルのデータ構成例図。 制動装置（ブレーキ）使用累計テーブルのデータ構成例図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るエレベータの制動制御装置の一実施形態を含むエレベータシステムの構成図である。

エレベータシステムは、エレベータ制御装置１と、電動機駆動回路２と、巻上機３と、この巻上機３の回転軸に連結される巻上機シーブ４と、この巻上機シーブ４に掛け渡された主索５の一端部に吊下された乗りかご６及び主索５の他端部に吊下されたつり合いおもり７と、巻上機シーブ４の回転軸に連結されるディスク（例えば金属製円板）８を制動する複数の制動装置（ブレーキパッド）９ａ，９ｂとが設けられている。

エレベータ制御装置１は、エレベータの運行制御及びエレベータの運行状態に関する異常を検出する機能を有し、少なくともＣＰＵで構成される運行制御処理部１ａ及び異常検出処理部１ｂと、メモリ部１ｃとを備えている。

運行制御処理部１ａは、機能的には図２に示すように、エレベータのかご速度と出発階及び目的階に応じて定まる目標速度指令とから得られる運行制御指令を電動機駆動回路２に入力する通常運行制御手段２１と、前記異常検出処理部１ｃで検出される各種異常のうち非常制動を必要とする異常検出信号を受けたか否かにより非常制動の有無を判断する非常制動有無判断手段２２と、非常制動無しと判断されたとき、エレベータの乗りかご６を目的階まで走行させて停止させる目的階停止制御手段２３と、非常制動有りと判断されたとき、現在の運行状態に必要な制動力から制動装置数を決定するブレーキ数決定手段２４と、このブレーキ数決定手段２４で決定された制動装置数の制動装置９ａ，９ｂを制動動作させ、乗りかごを制止保持する非常制動停止制御手段２５とが設けられている。

これら非常制動有無判断手段２２、ブレーキ数決定手段２４及び非常制動停止制御手段２５は、本発明請求項の要部となる制動制御手段を構成するものである。

異常検出処理部１ｂは、運行制御処理部１ａによる運行制御指令のもとに得られるエレベータ運行状態の各種異常を検出し、そのうち非常制動を必要とする異常の場合に運行制御処理部１ａに異常検出信号を通知する他、非常制動の有無に拘らず、異常の状態を外部の監視装置などに通報する機能を持っている。

メモリ部１ｃには、乗りかご６の最大積載荷重や個々の制動装置９ａ，９ｂの制動能力値が設定され、さらに必要に応じて必要な制動力を演算するパラメータが設定される。

電動機駆動回路２は、インバータ回路を備えたものであって、エレベータ制御装置１からの運行制御に関する指令を受け、交流電源から変換された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力（駆動電力）に変換し、巻上機３を回転駆動する。

さらに、本発明に係るエレベータの制動制御装置としては、前述したエレベータ制御装置１及びディスク８を制動する複数のブレーキ９ａ，９ｂの他、更に各ブレーキ９ａ，９ｂに接続されるブレーキ操作回路１０ａ，１０ｂ、巻上機３に付され乗りかご６の速度を検出する速度検出器１１、乗りかご６のかご室６ａの底部に設置されるかご荷重を検出する荷重検出器１２が設けられている。１３は着床検出スイッチである。

次に、以上のように構成されたエレベータの制動制御装置の動作及び制動制御方法について、図３を参照して説明する。

乗場呼びまたはかご呼びに伴ってエレベータのサービス要求の指示を受けると、エレベータ制御装置１は通常運行制御手段２１を実行する。

すなわち、エレベータ制御装置１の通常運行制御手段２１は、現在のかご速度と出発階及び呼び登録された目的階で定まる速度指令とに基づく運行制御指令（巻上機駆動指令）を電動機駆動回路２に送出するとともに、ブレーキ操作回路１０ａ，１０ｂに対してブレーキ開放指令を出力する（Ｓ１）。これにより、ブレーキ９ａ，９ｂの制動状態が解かれ、巻上機３が回転駆動して乗りかご６を昇降移動させる。

このとき、通常運行制御手段２１は、速度検出器１１及び荷重検出器１２で検出される乗りかご６のかご荷重及びかご速度を取り込み、その時点で必要な制動力を演算する（Ｓ２）。

この必要な制動力は、例えばかご荷重をＭ、かご速度をＶとすると、ＭＶ²／２で表されるが、実際には多数のパラメータを考慮しつつ、演算によって求められる。乗りかご６のかご速度やかご荷重は逐次変化しているので、所定の周期ごとに演算を実施し、必要とする制動力をメモリ部１ｃに逐次更新していく。

これらステップＳ１，Ｓ２は通常運行制御ステップに相当する。
引き続き、エレベータ制御装置１は非常制動有無判断手段２２を実行する。
非常制動有無判断手段２２は、エレベータの運行状態に関する各種の異常のうち、異常検出処理部１ｂから非常制動を必要とする異常検出信号を受け取っているか否，つまり非常制動の有無を判断する（Ｓ３）。このステップＳ３は非常制動有無判断ステップに相当する。

エレベータ制御装置１は、非常制動有無判断手段２２にて非常制動無しと判断されたとき、目的階停止制御手段２３を実行する。

目的階停止制御手段２３は、乗りかご６が目的階近くに到達したか否かを判断し（Ｓ４）、目的階近くに到達したとき電動機駆動回路２に減速指令を送出する（Ｓ５）。しかる後、着床検出スイッチ１３から乗りかご６が目的階の床面に到着したか否かの信号及び速度検出器１１から０となるかご速度信号を受け取ったか判断する（Ｓ６）。ここで、乗りかご６が目的階の床面に到着し、かつ、乗りかご６が目的階の床面に到達してかご速度が停止状態となった時点で、ブレーキ操作回路１０ａ，１０ｂにブレーキ制動指令を送出することにより、ブレーキ９ａ，９ｂを制動動作させる（Ｓ７）。これにより巻上機３が停止すると共に乗りかご６も制止状態となる。

一方、ステップＳ３において、非常制動有りと判断されたとき、エレベータ制御装置１はブレーキ数決定手段２４を実行する。

このブレーキ数決定手段２４は、電動機駆動回路２に駆動停止指令を送出するとともに（Ｓ８）、前記ステップＳ２の演算によって得られた必要な制動力とメモリ部１ｃに記憶される個々のブレーキ９ａ，９ｂの制動能力値とを比較し、必要な制動力が個々のブレーキ９ａ，９ｂの制動能力値以下であるときブレーキ数「１」、必要な制動力が個々のブレーキ９ａ，９ｂの制動能力値を超えたときブレーキ数「２」を決定する（Ｓ９）。これらステップＳ８,Ｓ９はブレーキ数決定ステップに相当する。

さらに、エレベータ制御装置１は非常制動停止制御手段２５を実行する。
非常制動停止制御手段２５は、ブレーキ数決定手段２４がブレーキ数「１」と決定されたとき、ブレーキ操作回路１０ａのみに制動指令を送出し、ブレーキ９ａのみを制動動作させ（Ｓ１０）、速度検出器１１のかご速度検出信号から乗りかご６の速度が「０」となった時点（Ｓ１１）で、もう一方のブレーキ操作回路１０ｂに制動指令を送出し、ブレーキ９ｂを制動動作させ（Ｓ１２）、乗りかご６を制止保持させる。

次に、ステップＳ９において、ブレーキ数決定手段２４がブレーキ数「２」と決定したとき、各ブレーキ操作回路１０ａ，１０ｂにそれぞれ制動指令を送出し、ブレーキ９ａ，９ｂを制動動作させ、乗りかご６を制止保持させる（Ｓ１３）。

これらステップＳ１０〜Ｓ１３は非常制動停止制御ステップに相当する。

従って、以上のような実施の形態によれば、乗りかご６の現在の運行状態から必要な制動力を求めた後、非常制動時に必要な制動力に見合う制動装置数を決定し、乗りかご６の減速度を変化させるので、乗りかご内の乗客の安心を確保でき、また乗客の身体的負担を軽減化できる。

（その他の実施形態）
（１） 上記実施の形態では、ステップＳ２の演算で求めた必要な制動力と個々のブレーキ９ａ，９ｂの制動能力値との関係からブレーキ数を決定したが、例えば図４に示すようにメモリ部１１ｃにブレーキ数決定テーブル１ｃａを形成し、ステップＳ２で得られる現在のかご速度及びかご荷重の大きさからブレーキ数を決定してもよい。

すなわち、ブレーキ数決定テーブル１ｃａには、例えばかご速度及びかご荷重が予め設定されるかご速度上限しきい値Ｖuとかご荷重上限しきい値Ｗuを超えたときブレーキ数「２」とし、例えばかご速度及びかご荷重が予め設定されたかご速度下限しきい値Ｖdと予め定めるかご荷重下限しきい値Ｗdまたは乗りかごの中間範囲荷重（最大積載荷重・１／２の荷重±α％（α＝例えば２０％以内））Ｗmであるとき、ブレーキ数「１」と決定するように、エレベータの運行状態を表すかご速度及びかご荷重の大きさに応じてブレーキ数を決定するようにしても良い。

（２） また、上記実施の形態では、ブレーキ数を「１」と決定したとき、ブレーキ９ａのみを制動動作させるようにしたが、メモリ部１ｃに図５に示すようなブレーキ使用累積テーブル１ｃｂを設け、エレベータ制御装置１から制動動作指令を出力するとき、制動動作指令先となるブレーキ９ａまたは９ｂに対する使用回数を加算し、何れかのブレーキ９ａまたは９ｂの使用回数が少ない方を選択使用するとか、あるいはブレーキ９ａを所定回数例えば「５回」を使用するごとに別のブレーキ９ｂを連続的に５回使用することにより、複数のブレーキ９ａ，９ｂを均等に選択し、各ブレーキ９ａ，９ｂの消耗を均等化し、常に安定した制動状態を保つようにすることも可能である。

（３） 上記実施の形態では、ブレーキを２個設けたが、３個以上設けてもよく、さらに各ブレーキ９ａ，９ｂの制動能力値が異なる場合であってもよい。この場合には、必要とする制動力と各ブレーキ９ａ，９ｂの制動能力値とを比較し、必要とする制動力がブレーキ９ａの制動能力値を超えるが、もう一方のブレーキ９ｂの制動能力値内に有れば、当該ブレーキ９ｂを選択し、ブレーキ９ａの制動能力値内に有れば、当該ブレーキ９ａを選択するようにしても良い。

（４） 上記実施の形態では、ディスク８を制動する制動装置（ブレーキパッド）９ａ，９ｂを設けたが、例えば巻上機３の回転伝達系に回転ドラムを連結し、そのドラムの内側面または外側面を複数の制動片（ブレーキ片）で制動させる従来から一般的に使用されている制動装置を用いてもよい。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

１…エレベータ制御装置、１ａ…運行制御処理部、１ｂ…異常検出処理部、１ｃ…メモリ部、２…電動機駆動回路、３…巻上機、４…巻上機シーブ、６…乗りかご、７…つり合いおもり、８…ディスク、９ａ，９ｂ…ブレーキ（パッド）、１１…速度検出器、１２…荷重検出器、２１…通常運行制御手段、２２…非常制動有無判断手段、２３…目的階停止制御手段、２４…ブレーキ数決定手段、２５…非常制動停止制御手段。

Claims (8)

1. 乗りかごを制止させるために複数の制動装置を備えたエレベータにおいて、
   前記乗りかごの速度を検出する速度検出手段と、
   前記乗りかごの荷重を検出する荷重検出手段と、
   前記速度検出手段で検出されるかご速度と所定の速度指令との偏差に基づく運行制御指令のもとに、エレベータを運行制御するとともに、前記速度検出手段及び前記荷重検出手段から得られるかご速度及びかご荷重から必要な制動力を演算する通常運行制御手段と、
   前記運行制御に伴うエレベータの運行状態から非常制動を必要とする異常検出信号を受けたとき、前記演算によって求められた必要な制動力に基づいて、前記制動装置の数を決定し、その決定された数の前記制動装置を選択して制動動作させる制動制御手段とを備えたことを特徴とするエレベータの制動制御装置。
2. 請求項１に記載のエレベータの制動制御装置において、
   前記制動制御手段は、非常制動を必要とする異常検出信号を受けたとき、前記通常運行制御手段で求められた現在の運行状態で必要な制動力から制動装置数を決定するブレーキ数決定手段と、このブレーキ数決定手段で決定された数の制動装置を制動動作させ、乗りかごを制止保持する非常制動停止制御手段とを設けたことを特徴とするエレベータの制動制御装置。
3. 請求項２に記載のエレベータの制動制御装置において、
   前記ブレーキ数決定手段は、予め前記個々の制動装置の制動能力値が記憶され、前記通常運行制御手段で求められた現在の運行状態で必要な制動力と前記個々の制動装置の制動能力値とを比較し、必要な制動力が前記個々の制動装置の制動能力値以下のとき、１個の制動装置を選択し、前記必要な制動力が前記個々の制動装置の制動能力値を超えたとき、複数の制動装置を選択することを決定することを特徴とするエレベータの制動制御装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のエレベータの制動制御装置において、
   前記ブレーキ数決定手段は、前記通常運行制御手段で現在の運行状態で必要な制動力を求めない場合、予めかご速度及びかご荷重の大きさに応じて制動装置数を規定するブレーキ数決定テーブルを設け、前記速度検出手段及び前記荷重検出手段で得られるかご速度及びかご荷重に基づき、前記ブレーキ数決定テーブルから前記制動装置の数を決定することを特徴とするエレベータの制動制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４に記載のエレベータの制動制御装置において、
   前記ブレーキ数決定手段は、一個の制動装置数を決定したとき、その決定した制動装置の使用回数をカウントすることにより、複数の制動装置を交互または所定使用回数ごとに交互に選択し決定することを特徴とするエレベータの制動制御装置。
6. 請求項２に記載のエレベータの制動制御装置において、
   前記ブレーキ数決定手段は、予め個々の制動装置の異なる制動能力値が記憶され、前記通常運行制御手段で求められた現在の運行状態で必要な制動力と前記個々の制動装置の制動能力値とを比較し、前記必要な制動力がある前記制動装置の制動能力値を超えているが、別の前記制動装置の制動能力値以下であるとき、当該別の前記制動装置を選択することを決定することを特徴とするエレベータの制動制御装置。
7. 乗りかごを制止させるために複数の制動装置を備えたエレベータにおいて、
   前記乗りかごのかご速度と所定の速度指令との偏差に基づく運行制御指令のもとに、エレベータを運行制御するとともに、予め設置される速度検出手段及び荷重検出手段から得られるかご速度及びかご荷重から必要な制動力を演算する通常運行制御ステップと、
   前記運行制御に伴うエレベータの運行状態から非常制動を必要とする異常検出信号を受けたとき、前記演算で求められた必要な制動力に基づいて、前記制動装置の数を決定し、その決定された前記制動装置を選択して制動動作させる制動制御ステップとを有することを特徴とするエレベータの制動制御方法。
8. 請求項７に記載のエレベータの制動制御方法において、
   前記制動制御ステップは、非常制動を必要とする異常検出信号を受けたとき、前記通常運行制御ステップで求められた現在の運行状態で必要な制動力から制動装置数を決定するブレーキ数決定ステップと、このブレーキ数決定ステップで決定された数の制動装置を制動動作させ、乗りかごを制止保持する非常制動停止制御ステップとからなることを特徴とするエレベータの制動制御装置。

Images