JP2011143988A - エレベータ案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流センサの異常により移動体とガイドレールとを非接触に保持する保持力が乱れることに起因して機器破損が発生することを防止する。
【解決手段】エレベータ案内装置３において、ガイドレールまでの離間距離を測定する距離測定部Ｓ１と、その離間距離に応じて、移動体をガイドレールに沿って非接触で移動させるように電磁石（コイル１３ｂ）に印加する制御電流を調整する調整手段２１と、制御電流の初期値を記憶する電流記憶部２３と、電磁石の電流値を測定する電流測定部Ｓ２と、ガイドレールの段差位置情報に基づいて、電流測定部Ｓ２により測定された電磁石の電流値を取得し、ガイドレールの段差位置における電磁石の電流値を検出する電流検出部２２と、電流記憶部２３により記憶された初期値と電流検出部２２により検出された電流値との比較を行い、電流測定部Ｓ２の異常発生の有無を判断する異常判断手段２４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、エレベータ案内装置に関し、特に、移動体をガイドレールに沿って非接触で案内するエレベータ案内装置に関する。

エレベータ装置は、乗客や荷物などが積載された乗りかご（移動体）を巻上機により移動させ、乗客や荷物などを目的階まで搬送する装置である。このエレベータ装置に適用される装置として、移動体をガイドレールに沿って非接触で案内するエレベータ案内装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

エレベータ案内装置は、磁石（永久磁石）及び電磁石を用いてガイドレールに沿って非接触、すなわち磁気浮上状態で乗りかごを案内する装置である。このエレベータ案内装置には、電磁石の電流値を測定する電流センサが設けられており、乗りかごが移動する際には、その電流センサにより測定された電流値に応じて、電磁石、すなわちその電磁石のコイルに印加する制御電流が調整され、乗りかごがガイドレールに非接触で移動するように制御される。

特開２００１−１９２８６号公報 特開２００１−２６１２６０号公報

しかしながら、前述のエレベータ案内装置では、電磁石の電流値を測定する電流センサに異常（例えば、ゲイン異常やオフセット異常など）が発生すると、その電流センサにより測定された電流値が異常値となるため、その異常値に基づいて制御電流が調整されると、電磁石は規定の起磁力を発生することができなくなる。このため、浮上制御のバランスが崩れ、すなわち移動体である乗りかごとガイドレールとを非接触に保持する保持力が乱れ、その乗りかごが走行中にガイドレールに衝突するなどし、機器破損が発生することがある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流センサの異常により移動体とガイドレールとを非接触に保持する保持力が乱れることに起因して機器破損が発生することを防止することができるエレベータ案内装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る特徴は、エレベータ案内装置において、移動体を延伸方向に沿って案内するガイドレールと、移動体とガイドレールとを非接触に保持する保持力を発生する磁石及び電磁石を有する磁石ユニットと、ガイドレールまでの離間距離を測定する距離測定部と、距離測定部により測定された離間距離に応じて、移動体をガイドレールに沿って非接触で移動させるように電磁石に印加する制御電流を調整する調整手段と、制御電流の初期値を記憶する電流記憶部と、電磁石の電流値を測定する電流測定部と、ガイドレールの段差位置に関する段差位置情報に基づいて、電流測定部により測定された電磁石の電流値を取得し、ガイドレールの段差位置における電磁石の電流値を検出する電流検出部と、電流記憶部により記憶された制御電流の初期値と電流検出部により検出された電磁石の電流値との比較を行い、電流測定部の異常発生の有無を判断する異常判断手段とを備えることである。

本発明によれば、電流センサの異常により移動体とガイドレールとを非接触に保持する保持力が乱れることに起因して機器破損が発生することを防止することができる。

本発明の実施の一形態に係るエレベータ装置の概略構成を示す斜視図である。 図１に示すエレベータ装置が備えるエレベータ案内装置の磁石ユニットを示す模式図である。 図２に示す磁石ユニットを制御するエレベータ案内装置の概略構成を示すブロック図である。 図３に示すエレベータ案内装置が備える段差電流検出部による段差電流の検出を説明するための説明図である。 図３に示すエレベータ案内装置が備える電流センサ異常チェック部による異常チェックを説明するための説明図である。 図３に示すエレベータ案内装置の他の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。

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に示すように、本発明の実施の形態に係るエレベータ装置１は、エレベータシャフト（昇降路）内を移動する移動体２と、その移動体２をエレベータシャフトの延伸方向に沿って案内するエレベータ案内装置３とを備えている。

移動体２は、フレームとして機能する移動枠２ａと、その移動枠２ａに取り付けられた乗りかご２ｂとにより構成されている。乗りかご２ｂにはロープ４が取り付けられており、そのロープ４を巻き上げる巻上機により乗りかご２ｂが各階にわたって昇降する。この乗りかご２ｂ内には、人や荷物などが積載される。

エレベータ案内装置３は、移動体２をエレベータシャフトの延伸方向に沿って案内する一対のガイドレール３ａ、３ｂと、その一対のガイドレール３ａ、３ｂ上に磁力により移動体２を浮上させる複数の磁石ユニット３ｃとにより構成されている。なお、図１では、ガイドレール３ａの一部を切り欠き、１つの磁石ユニット３ｃの全体を視認可能にしている。

一対のガイドレール３ａ、３ｂは、互いに対向させてエレベータシャフトの延伸方向に沿わしてその壁面に設けられている。これらのガイドレール３ａ、３ｂは強磁性体により形成されている。なお、ガイドレール３ａ、３ｂはエレベータシャフトの長さに応じて連結されるため、ガイドレール３ａ、３ｂには多少なりにも段差が存在する。また、ガイドレール３ａ、３ｂの加工精度によっても、ガイドレール３ａ、３ｂに段差が存在することがある。

各磁石ユニット３ｃは、四角状の移動枠２ａの四隅にそれぞれ配設されており、ガイドレール３ａ、３ｂと移動体２との間に位置している。なお、本発明の実施の形態では、磁石ユニット３ｃが４つ設けられているが、これに限るものではなく、その数は限定されない。これらの磁石ユニット３ｃには、離間距離（ギャップ）測定用のギャップセンサＳ１がそれぞれ設けられている。ギャップセンサＳ１は、対向するガイドレール３ａ、３ｂまでの離間距離を測定するセンサである。このギャップセンサＳ１が距離測定部として機能する。

図２に示すように、磁石ユニット３ｃは、中央鉄心１１、磁石１２Ａ、１２Ｂ及び電磁石１３Ａ、１３Ｂにより構成されており、磁石１２Ａ及び磁石１２Ｂの同極同士が中央鉄心１１を介して向かい合う状態で全体としてＥ字形状に組み立てられている。また、電磁石１３Ａ、１３Ｂは、Ｌ字形状の鉄心１３ａをコイル１３ｂに挿入後、鉄心１３ａの先端部に平板形状の鉄心１３ｃを取り付けて組み立てられている。磁石１２Ａ、１２Ｂとしては、例えば永久磁石が用いられる。

この磁石ユニット３ｃは、磁石１２Ａ、１２Ｂ及び電磁石１３Ａ、１３Ｂによる磁力により、移動体２とガイドレール３ａ、３ｂとを非接触に保持する保持力を発生する。特に、磁石ユニット３ｃにおいて、電磁石１３Ａ及び電磁石１３Ｂの各々のコイル１３ｂを個別に励磁することにより、ガイドレール３ａ、３ｂに作用する吸引力をｙ方向及びｘ方向に個別に制御することが可能である。したがって、各磁石ユニット３ｃの各々の吸引力が制御され、移動体２とガイドレール３ａ、３ｂとを非接触に保持する保持力（浮上制御のバランス）が調整され、移動体２がガイドレール３ａ、３ｂに非接触でその延伸方向に案内される。

ここで、図２では、磁石１２Ａ−電磁石１３Ａ−ガイドレール３ａ−中央鉄心１１を含む磁気回路Ｍ１が形成され、磁石１２Ｂ−電磁石１３Ｂ−ガイドレール３ａ−中央鉄心１１を含む磁気回路Ｍ２が形成される。これらの磁気回路Ｍ１、Ｍ２において、電磁石１３Ａ及び電磁石１３Ｂの各々のコイル１３ｂに印加する制御電流が調整され、移動体２とガイドレール３ａ、３ｂとを非接触に保持する保持力が制御される。

なお、中央鉄心１１及び各電磁石１３Ａ、１３Ｂにおける各々のガイドレール３ａ側の先端部には、例えばテフロンなどの固体潤滑部材（図示せず）が設けられている。これにより、電磁石１３Ａ、１３Ｂが励磁されていない場合に、磁石ユニット３ｃが磁石１２Ａ、１２Ｂの吸引力でガイドレール３ａ、３ｂに吸着して固着することが防止され、また、吸着しても移動体２の昇降に対する影響が生じないようになっている。

次に、エレベータ案内装置３の制御機構について説明する。

図３に示すように、エレベータ案内装置３は、磁石ユニット３ｃ毎のギャップセンサＳ１やコイル１３ｂに加え、案内制御部２１、電流センサＳ２、段差電流検出部２２、段差電流記憶部２３及び電流センサ異常チェック部２４を備えている。以下の説明では、１つの磁石ユニット３ｃに対する制御について説明するが、他の磁石ユニット３ｃに対する制御も同様である。

案内制御部２１は、移動体２をガイドレール３ａに沿って非接触で移動させるように、ギャップセンサＳ１により測定された離間距離に応じて、磁石ユニット３ｃの電磁石１３Ａ、１３Ｂ、すなわち電磁石１３Ａ及び電磁石１３Ｂの各々のコイル１３ｂに印加する制御電流を調整して各コイル１３ｂに出力する。これにより、制御電流が全てのコイル１３ｂに印加されて各コイル１３ｂの吸引力が制御され、移動体２とガイドレール３ａ、３ｂの非接触が維持される。なお、案内制御部２１としては、例えば電圧制御用のチョッパ回路などが用いられる。この案内制御部２１が調整手段として機能する。

電流センサＳ２は、電磁石１３Ａ及び電磁石１３Ｂの各々のコイル１３ｂに流れる電流（電流値）を測定するセンサである。この電流値は案内制御部２１に出力され、案内制御部２１によるフィードバック制御に用いられる。これにより、各コイル１３ｂの磁力が所定値（ガイドレール３ａ、３ｂに非接触で移動体２をガイドレール３ａ、３ｂに沿って案内可能な値）に維持される。この電流センサＳ２が電流測定部として機能する。

段差電流検出部２２は、エレベータ主制御装置１ａから出力された段差位置情報に基づいて、電流センサＳ２により測定された電磁石１３Ａ、１３Ｂの電流値を取得し、ガイドレール３ａ、３ｂの段差位置における電磁石１３Ａ、１３Ｂの電流値を検出する。段差位置情報は、ガイドレール３ａ、３ｂの段差位置を示す情報である。この段差電流検出部２２が電流検出部として機能する。

例えば、図４に示すように、段差電流検出部２２は、段差位置情報からガイドレール３ａ、３ｂの段差位置Ｘ１、Ｘ２を把握し、それらの段差位置Ｘ１、Ｘ２に対応する電磁石１３Ａ、１３Ｂの電流値を電流センサＳ２から取得し、電流センサ異常チェック部２４に出力する。なお、段差電流の検出は、乗りかご２内に乗客がいない、すなわち荷重ゼロの条件下で行われる。また、初期設定において、段差電流検出部２２は、段差位置Ｘ１、Ｘ２に対応する電磁石１３Ａ、１３Ｂの電流値を電流センサＳ２から取得し、制御電流の初期値として段差電流記憶部２３に出力する。

段差電流記憶部２３は、段差電流検出部２２から出力された制御電流の初期値を記憶する。また、段差電流記憶部２３は、電流センサ異常チェック部２４からの出力要求に応じてその電流センサ異常チェック部２４に制御電流の初期値を出力する。この段差電流記憶部２３が電流記憶部として機能する。

電流センサ異常チェック部２４は、段差電流記憶部２３から出力された制御電流の初期値と段差電流検出部２２により検出された電流値との比較を行い、電流センサＳ２の異常発生の有無を判断する。この電流センサ異常チェック部２４が異常判断手段として機能する。

例えば、図５に示すように、電流センサ異常チェック部２４は、段差電流記憶部２３から出力された制御電流の初期値の最高値（図５中の実線参照）と段差電流検出部２２により検出された電流値の最高値（図５中の点線参照）との差Ｙ１を算出し、その差Ｙ１が第１許容範囲内であるか否かを判断する。差Ｙ１が第１許容範囲内であると判断した場合には、電流センサＳ２に異常はないと判定し、一方、差Ｙ１が第１許容範囲外である場合には、その差Ｙ１が第２許容範囲内であるか否かを判断する。

その後、差Ｙ１が第２許容範囲内であると判断した場合には、電流センサＳ２に異常があると判定し、制御補正の指示を案内制御部２１に出力する。これ応じて、案内制御部２１はコイル１３ｂに対する制御量（制御電流の電流量）に補正を加える。一方、差Ｙ１が第２許容範囲外であると判断した場合には、異常発報の指示をエレベータ主制御装置１ａに出力する。これに応じて、エレベータ主制御装置１ａは情報管理センターに電流センサＳ２の異常を通知したり、あるいは、異常ランプの点灯を行ったりし、最後に、エレベータ装置１の運転を停止する。

ここで、段差が１段である場合には、その段差に対してのみ電流センサＳ２の異常チェックを行うが、段差が複数段ある場合には、段差毎に電流センサＳ２の異常チェックを行うようにしても良いし、あるいは、複数段のうちの特定の段差に対してのみ電流センサＳ２の異常チェックを行うようにしても良い。

なお、複数の段差に対して電流センサＳ２の異常チェックを行い、各段差の各々の電流値が同一傾向でずれている場合には、電流センサＳ２が異常であると判断するのと同時に、オフセットずれかゲインずれかも判断する。このとき、電流センサＳ２のオフセットずれ、あるいは、ゲインずれが微小であれば、制御量を補正し、それらのずれが補正不可能な程大きいようであれば、電流センサＳ２の異常を発報する。

このようにエレベータ案内装置３は、エレベータ主制御装置１ａとの通信により移動体２をガイドレール３ａ、３ｂに沿って移動させながら、エレベータ主制御装置１ａから段差位置情報を取得して段差通過時の電流値（コイル電流）を検出し、その電流値と予め同一条件で記憶した制御電流の初期値との比較を行い、電流センサＳ２が異常であるか否かのチェックを行う。

詳述すると、エレベータ案内装置３は、乗りかご２内に乗客がいない状態、すなわち荷重ゼロの条件下で、レール段差通過時の電磁石１３Ａ、１３Ｂに対する制御電流の初期値を予め記憶しておき、該当する段差を通過するときに、電流センサＳ２の電流値と、既に記憶した初期値との比較を行い、電流センサＳ２に異常があるか否かのチェックを行う。ここで、乗客が乗りかご２内にいる場合には、乗客の動きによってコイル１３ｂの制御電流が変化することがあるため、電流センサＳ２の異常チェックを実行しない。また、乗りかご２の荷重変化は荷重センサ（図示せず）により検出可能である。

前述のようにして、電流センサＳ２の異常を監視することが可能となり、その異常が発生した場合には、事前にエレベータ装置１を停止することができるので、走行中の機器破損を回避することが可能となる。また、電流センサＳ２の異常が補正可能であれば、電磁石１３Ａ、１３Ｂ、すなわちコイル１３ｂに対する制御量を補正することから、走行中の機器破損の回避に加え、安定した制御性能を得ることができる。

なお、本発明の実施の形態では、一日一回程度、電流センサＳ２の異常チェック動作を実行するが、異常チェック動作の回数やタイミングは運用に応じて設定されており、それらは限定されるものではない。また、段差電流比較結果が大きい場合には、エレベータ停止時にガイドレール３ａ、３ｂに磁石ユニット３ｃをくっつけて固定し、微小電流を流してコイルレアショートチェックを行うようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、ガイドレール３ａ、３ｂの段差位置に関する段差位置情報に基づいて、電流センサＳ２により測定された電磁石１３Ａ、１３Ｂの電流値を取得し、ガイドレール３ａ、３ｂの段差位置における電磁石１３Ａ、１３Ｂの電流値を検出し、さらに、段差電流記憶部２３により記憶された制御電流の初期値と電流センサＳ２により検出された電磁石１３Ａ、１３Ｂの電流値との比較を行い、電流センサＳ２の異常発生の有無を判断することによって、電流センサＳ２の異常を監視することが可能になる。

これにより、異常が発生した場合にはエレベータ装置１を停止したり、電磁石１３Ａ、１３Ｂに対する制御電流の電流量（制御量）を補正することが可能となるので、電磁石１３Ａ、１３Ｂは規定の起磁力を確実に発生することができ、その結果、浮上制御のバランスが崩れることがなくなり、移動体２が走行中にガイドレール３ａ、３ｂに衝突することを抑止することが可能となる。したがって、電流センサＳ２の異常により移動体２とガイドレール３ａ、３ｂとを非接触に保持する保持力が乱れることに起因して機器破損が発生することを防止することができる。

なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよく、さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

前述の実施の形態においては、段差電流の初期値の再設定機能を設けていないが、これに限るものではなく、その再設定機能を設けるようにしてもよい。すなわち、ギャップセンサＳ１により検出しているガイドレール３ａ、３ｂの段差値が初期値から許容範囲外にずれた場合には、段差電流記憶部２３に記憶された段差電流の初期値を再設定する。これにより、地震によりガイドレール３ａ、３ｂの段差値が変わったり、あるいは、ガイドレール３ａ、３ｂの修復や交換が行われてその段差値が変わったりした場合などでも、段差電流の初期値が自動的に再設定されるので、保守員などが行う再設定作業を省略することが可能であり、エレベータ案内装置３の利便性を向上させることができる。

図６に示すように、再設定を行う場合、エレベータ案内装置３は、前述の各部に加え、レール段差検出部３１、レール段差記憶部３２及びレール段差ずれチェック部３３を備えている。

レール段差検出部３１は、ギャップセンサＳ１により検出された離間距離（ギャップ）からガイドレール３ａ、３ｂの段差値を検出し、レール段差ずれチェック部３３に出力する。このレール段差検出部３１が段差検出部として機能する。なお、段差値の検出は、乗りかご２内に乗客がいない、すなわち荷重ゼロの条件下で行われる。また、初期設定において、レール段差検出部３１は、段差位置に対応する段差値をギャップセンサＳ１から取得し、段差値の初期値としてレール段差記憶部３２に出力する。

レール段差記憶部３２は、レール段差検出部３１から出力された段差値の初期値を記憶する。また、レール段差記憶部３２は、レール段差ずれチェック部３３からの出力要求に応じてそのレール段差ずれチェック部３３に段差値の初期値を出力する。このレール段差記憶部３２が段差記憶部として機能する。

レール段差ずれチェック部３３は、レール段差記憶部３２から出力された段差値の初期値とレール段差検出部３１により検出された段差値との比較を行い、段差ずれ発生の有無を判断する。このレール段差ずれチェック部３３が再設定判断手段として機能する。

例えば、レール段差ずれチェック部３３は、レール段差記憶部３２から出力された段差値の初期値とレール段差検出部３１により検出された段差値との差を算出し、その差が許容範囲内であるか否かを判断する。差が許容範囲内であると判断した場合には、段差ずれが発生してないと判定し、一方、差が許容範囲外である場合には、段差ずれが発生したと判定し、段差電流の初期値を再設定する再設定の指示を段差電流検出部２２に出力する。これに応じて、段差電流検出部２２は、前述の実施の形態と同様にして段差電流の初期値を再設定する。なお、段差ずれが発生した場合には、前述の判定に用いた段差値を初期値としてレール段差記憶部３２に再設定する。

最後に、エレベータ案内装置３を構成する機能部（図３及び図６参照）はハードウェアだけで実現されてもよく、あるいは、その一部がソフトウェアであるプログラムが実行されることによって実現されてもよい。

２ 移動体
３ エレベータ案内装置
３ａ、３ｂ ガイドレール
１２Ａ、１２Ｂ 磁石
１３Ａ、１３Ｂ 電磁石
２１ 案内制御部（調整手段）
２２ 段差電流検出部（電流検出部）
２３ 段差電流記憶部（電流記憶部）
２４ 電流センサ異常チェック部（異常判断手段、再設定手段）
３１ レール段差検出部（段差検出部）
３２ レール段差記憶部（段差記憶部）
３３ レール段差ずれチェック部（再設定判断手段）
Ｓ１ ギャップセンサ（距離測定部）
Ｓ２ 電流センサ（電流測定部）

Claims (2)

1. 移動体を延伸方向に沿って案内するガイドレールと、
   前記移動体と前記ガイドレールとを非接触に保持する保持力を発生する磁石及び電磁石を有する磁石ユニットと、
   前記ガイドレールまでの離間距離を測定する距離測定部と、
   前記距離測定部により測定された前記離間距離に応じて、前記移動体を前記ガイドレールに沿って非接触で移動させるように前記電磁石に印加する制御電流を調整する調整手段と、
   前記制御電流の初期値を記憶する電流記憶部と、
   前記電磁石の電流値を測定する電流測定部と、
   前記ガイドレールの段差位置に関する段差位置情報に基づいて、前記電流測定部により測定された前記電磁石の電流値を取得し、前記ガイドレールの段差位置における前記電磁石の電流値を検出する電流検出部と、
   前記電流記憶部により記憶された前記制御電流の初期値と前記電流検出部により検出された前記電磁石の電流値との比較を行い、前記電流測定部の異常発生の有無を判断する異常判断手段と、
   を備えることを特徴とするエレベータ案内装置。
2. 前記ガイドレールの段差値の初期値を記憶する段差記憶部と、
   前記距離測定部により測定された前記離間距離から前記ガイドレールの段差値を検出する段差検出部と、
   前記段差記憶部に記憶された前記段差値の初期値と前記段差検出部により検出された前記段差値とを比較し、前記電流記憶部に記憶された前記制御電流の初期値の再設定の要否を判断する再設定判断手段と、
   前記再設定判断手段により前記再設定が必要であると判断された場合、前記電流検出部により前記ガイドレールの段差位置における前記電磁石の電流値を再度検出し、検出した前記電磁石の電流値を前記制御電流の初期値として前記電流記憶部に再設定する再設定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のエレベータ案内装置。

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