JP2016003092A - エレベーター装置、及びエレベーター装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速走行時からの非常停止の繰り返しにより摩擦部材の摩耗が進行することを抑制し、その影響による制動能力の低下を防止することで、安定した制動力を得る。
【解決手段】エレベーターの乗りかごを昇降させる巻上機と、巻上機に制動力を与える制動装置で構成されるエレベーター装置に対して、制動装置の作動信号を与えるエレベーター装置の制御装置であって、制御装置は、エレベーターの異常を検出する異常検出手段と、エレベーターの異常を検出したときに制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与える動作制御手段と、乗りかご速度の基準値と制動回数の基準値が記憶されたテーブル手段とを備え、異常検出時の乗りかご速度が乗りかご速度の基準値を超過している時に制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与えるとともに、非常時制動力を与える回数の累積が制動回数の基準値を超過したことをもって、以降の乗りかご速度を制限する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベーター装置、及びエレベーター装置の制御装置に係り、特に巻上機に設置する制動装置を用いた非常時停止操作を安定、確実に実行するためのエレベーター装置、及びエレベーター装置の制御装置に関する。

エレベーター装置の巻上機に設置する制動装置として、摩擦部材を被制動体に押圧して制動する構造のものが知られており、一般的に異常検出時には、この制動装置を作動させてエレベーター装置を減速させている。しかし、乗りかごの運転速度が高速なエレベーターにおいては、系全体の運動エネルギーが大きいため、非常制動時に摩擦部材の摺動距離が増大する。このため、摩擦部材の摩耗が進行し制動能力が低下する問題が有り、制動能力が低下した状態でエレベーターを運行し続けることを防止する必要が有る。

これに対し特許文献１では、エレベーター装置の点検機能として制動能力確認モードを設けている。このモードでは、エレベーターの定格速度で走行中に巻上機に設置する制動装置を作動させて非常停止させ、乗りかごの減速度及び制動距離を測定することで制動装置の制動能力を確認することにより、制動能力の異常発生の有無を判定する。

また、特許文献２では、制動装置の摩擦部材の保持面と制動面との距離を測定することで、摩擦部材の摩耗が進行した場合に検出し監視所に通報する、エレベーター用巻上機のブレーキ装置が示されている。

特開２０１１−４２４８０号公報 特開２０１３−７９１２１号公報

一般的に、摩擦部材を被制動体に押圧して制動する制動装置に関して、摩擦部材の摩耗が進行すると制動能力が低下することが知られている。

ところで一般的なインバータ制御方式のエレベーター装置の場合、通常運転時は乗りかごの減速は巻上機におけるインバータ制御による回転速度制御によってなされ、制動装置は停止中の乗りかごの保持にのみ利用され、このため摩擦部材の摩耗は進行しない。しかし、走行中に異常が発生して非常停止する場合には、乗りかごの減速開始から停止まで制動装置による非常制動を行うため、摩擦部材の摩耗が進行する。従って、エレベーターの復旧時には、制動装置の制動能力が低下していないことを確認する必要が有る。

しかしながら、前述した特許文献１に記載のものは、制動能力の判定にエレベーターを走行及び非常停止させる必要が有るため、乗りかごの速度が高速で１度の非常制動による摩擦部材の摩耗量が大きいエレベーター仕様においては、制動能力の判定のために非常制動することにより、制動装置の制動能力の低下を引き起こすおそれがあるという問題がある。また、この問題を防止するために、制動能力の判定を摩擦部材の摩耗量が小さい速度に制限して実施すると、判定精度が低下するおそれが有るという問題があった。

また、前述した特許文献２に記載のものは、エレベーターの制動装置とは別に、保持面と制動面との距離の変動を検出するスイッチを摩擦面近傍に設置する必要があるため、装置全体が大型化し、適用することのできるブレーキ構造が限定されるという別の課題を生じる。

本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、ブレーキ構造に左右されず適用可能であり、高速走行時からの非常停止の繰り返しにより摩擦部材の摩耗が進行することを抑制し、その影響による制動能力の低下を防止することで、安定した制動力を得ることが出来るエレベーター装置、及びエレベーター装置の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明においては、エレベーターの乗りかごを昇降させる巻上機と、巻上機に制動力を与える制動装置で構成されるエレベーター装置に対して、制動装置の作動信号を与えるエレベーター装置の制御装置であって、制御装置は、エレベーターの異常を検出する異常検出手段と、エレベーターの異常を検出したときに制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与える動作制御手段と、乗りかご速度の基準値と制動回数の基準値が記憶されたテーブル手段とを備え、異常検出時の乗りかご速度が乗りかご速度の基準値を超過している時に制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与えるとともに、非常時制動力を与える回数の累積が制動回数の基準値を超過したことをもって、以降の乗りかご速度を制限したものである。

本発明によれば、高速走行時からの非常停止の繰り返しにより摩擦部材の摩耗が進行することを抑制し、その影響による制動能力の低下を防止することを実現することが出来るエレベーター装置、及びエレベーター装置の制御装置を提供することができる。

エレベーター装置とその制御装置の構成を示す図。 非常時における動作制御装置の判断処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施例を図に基づき説明する。

エレベーター装置１は、図１に示すように、建築構造物内に形成された昇降路２内を昇降する乗りかご３と、乗りかご３に対して主索４を介して連結された釣り合いおもり５と、昇降路２の頂部に設けられた機械室内に配設され、主索４を巻き掛けることにより乗りかご３、及び釣り合いおもり５を昇降させる巻上機１１と、巻上機１１の近傍に配設され、主索４が装架された、反らせ車６とを備える。

さらにエレベーター装置１の巻上機１１は、主索４が巻き掛けられる綱車１２と、綱車１２を回転させる図示しないモータと、綱車１２の回転軸とその回転軸を同じくするモータと一体に回転される被制動体１３と、被制動体１３の回転を制動する制動装置１４とを有している。

図１の実施例において、制動装置１４は運転停止時に巻上機１１の被制動体１３に制動力を与えるものである。制動装置１４は巻上機１１に設置されており、停止時に巻上機１１のモータに制動力を与える電磁ブレーキで構成される。なお、これらの巻上機１１、被制動体１３及び制動装置１４の具体的な構造については、本発明とは直接関係しないため、省略するものとする。

これに対しエレベーター装置１の制御装置７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を搭載したコンピュータからなり、巻上機１１と共に機械室などに設置されている。この制御装置７は、エレベーター装置１の通常時における運転制御機能を有する共に、非常時における停止制御のために異常検出装置２２、動作制御装置２３、テーブル２４の各機能を備える。

エレベーター装置１の制御装置７は、通常時における運転制御及び非常時における停止制御のために、その入力として乗りかご３の走行速度を取り込んでいる。このため、エレベーター装置１側には乗りかご３の動きに連動し、ガバナロープ１６を介して駆動されるガバナ（調速機）１５が設置されている。このガバナ１５は、乗りかご３の走行速度を検出し調整するために設けられ、ガバナ１５には速度検出装置２１が設けられている。この速度検出装置２１は、ガバナ１５の回転数を検出して制御装置７の動作制御装置２３に出力する。

制御装置７内の動作制御装置２３では、まずガバナ１５の回転数から乗りかご３の速度を算出する。そのうえで通常時は、巻上機１１の綱車１２を回転させる図示しないモータに対して駆動信号Ｓ１を与え、モータの回転速度を所望値に制御する。なお本発明は非常時の制御にかかわるものなので、通常時における運転制御の詳細説明を省略する。

非常時における制御装置７の対応処理のために、制御装置７内の異常検出装置２２は、エレベーター装置１の運転停止を必要とする機器の異常や制御の異常を検出する。動作制御装置２３は、異常検出装置２２によって異常が検出された場合に、非常停止信号Ｓ２を巻上機１１に設置された制動装置１４に与え、非常時制動力を与えることにより、その動作を制御する。なお非常停止信号Ｓ２が発せられるときには、巻き上げ機に対する駆動信号Ｓ１も非常停止信号Ｓ２に準じて急減するものとされ、この結果エレベーター装置１はインバータ装置からの急速停止操作と、制動装置による急速停止操作の双方からの停止操作が行われるのがよい。

なお図１において、非常時における動作制御装置２３の判断処理のために、テーブル２４には、非常停止時の乗りかご速度の基準速度などが記憶されている。動作制御装置２３は、このテーブル２４を参照して、規定の乗りかご速度以上での運転状態からの非常制動回数が一定値に達すると、以降のエレベーターは動作制御装置２３により定格速度を制限して運行される。

図２は非常停止発生時の制御装置７の処理動作を示すフローチャートである。この図を用いて、動作制御装置２３における非常停止発生時の処理の流れについて説明する。なお、以下の各フローチャートに示される処理は、コンピュータである制御装置７が所定のプログラムを読み込むことにより実行される。

図２の最初のステップＳ１０１では、異常検出装置２２によってエレベーター装置１の運転停止を必要とする異常が検出され、動作制御装置２３はこれをうけてステップＳ１０２で制動装置動作指令Ｓ２（非常停止信号Ｓ２）を発し、ステップＳ１０３で制動装置１４を動作させる。なおステップＳ１０２の処理では、非常停止信号Ｓ２の発行と同時に巻き上げ機側に対して発行する駆動信号Ｓ１も非常停止信号Ｓ２に準じて急減するものとするのが有効である。

ステップＳ１０４の処理においては、制動装置１４の動作を確認した時点（制動開始時点）において速度検出装置２１が検出した乗りかご３の速度の値Ｖｃ（検出速度）を読み込む。なおこの読み込みタイミングは、異常検出装置２２による異常検出に連動して行われ、例えばステップＳ１０２のタイミング、あるいはステップＳ１０３のタイミングで行われればよい。ステップＳ１０２とステップＳ１０３のタイミングでは、検知する速度に多少の差が生じるがこの差異は予め想定することが可能である。

次にステップＳ１０５では、テーブル２４に予め設定された速度データＶ０（基準速度）をとりこむ。ステップＳ１０６では、検出速度Ｖｃと基準速度Ｖ０の大小関係を判定する。なおここで制動装置１４の動作時に検出した乗りかご３の速度の値である検出速度Ｖｃは、制動開始速度である。

ステップＳ１０６での比較判定結果、制動開始速度Ｖｃが基準速度Ｖ０よりも大きい場合は、ステップＳ１０７Ｙにおいて累積非常制動回数Ｎに＋１をカウントし、小さい場合はステップＳ１０７Ｎにおいて累積非常制動回数Ｎの値は変更せずに保持する。これにより基準速度以上の高速運転からの非常制動回数が記憶される。

続いてステップＳ１０８ではテーブル２４に設定された非常制動回数データＮ０（累積非常制動基準回数）を取り出し、ステップＳ１０９で累積非常制動回数Ｎと累積非常制動基準回数Ｎ０の大小関係を判定する。

ステップＳ１０９での判定結果、累積非常制動回数Ｎが累積非常制動基準回数Ｎ０以上の場合は、ステップＳ１１０Ｙに移る。ステップＳ１１０Ｙが選択された場合、この時点以降、エレベーターの復旧後には動作制御装置２３により定格速度ＶｍａｘをＶ’に制限して運行する。併せてステップＳ１１１では保守会社への発報を行うことで、保守員による制動装置の再調整の実施を促す。

一方ステップＳ１０９での判定結果、累積非常制動回数Ｎが累積非常制動基準回数Ｎ０よりも小さい場合はステップＳ１１０Ｎにおいて定格速度の値は変動せずエレベーターの運行を続ける。

このようにして、規定の乗りかご速度以上からの非常制動回数が一定値に達すると、以降、エレベーターの復旧後には動作制御装置２３により定格速度を制限して運行することで、高速走行時からの非常停止の繰り返しにより摩擦部材の摩耗が進行することを抑制し、その影響による制動能力の低下を防止することを実現することができる。

なお、このときの基準速度Ｖ０及び累積非常制動基準回数Ｎ０の基準値は、適用するエレベーターの仕様、制動装置の構造、定格制動トルク及び摩擦部材の摩耗率データにより、制動装置の制動能力が低下しない範囲で、基準速度及び許容累積非常制動回数を設定する。

以上述べた図２の処理フローによれば、エレベーター装置は高速運転時（基準速度Ｖ０を超えた速度域）での非常制動回数のみをカウント、累積し、その累積回数が基準回数を超えた場合には、以降のエレベーター装置の定格速度が制限して運転される。この場合の制限された定格運転速度は基準速度Ｖ０以下とされるのがよく、この結果制限された定格運転速度での非常制動が生じたとしても、制動装置の摩耗に及ぼす影響は最小限度にとどめることが可能である。

なおこの制限された定格運転速度状態は、保守会社への連絡（ステップＳ１１１）により、制動装置の摩耗度が確認され、その結果として制動装置の交換など安全運転の確認がとられるまで継続され、保守員の確認により元の高速運転状態に戻される。

また実際の設計において、基準速度Ｖ０、累積非常制動基準回数Ｎ０は、制動装置の摩耗の観点から設定されるが、基準速度Ｖ０は定格速度の６０乃至９０％程度に設定され、累積非常制動基準回数Ｎ０は１０回程度とされるのがよい。また累積非常制動基準回数Ｎ０超過後の制限運転時の乗りかご速度は、基準速度Ｖ０以下の５０％程度として運用するのがよい。

このように構成した本発明では、高速走行時からの非常停止の繰り返しにより摩擦部材の摩耗が進行することを抑制し、その影響による制動装置の制動能力の低下を防止することを実現することができる。また、摩擦面と制動面との距離の変動を検出するスイッチを摩擦面近傍に設置する方式と比較して、本発明では制動装置に他の装置を設置する必要が無いため、装置全体の小型化が可能となる。

本発明及びその実施例の効果についてさらに詳しく説明する。一般的に、エレベーター装置の制動装置に用いられる樹脂系の摩擦部材の摩耗率は高温になると増大する傾向を示し、制動装置の摩擦部材の摩耗量は被制動体への押付面圧及び摺動距離に相関が有ることが知られている。

非常制動時の摩擦部材の摺動距離は、エレベーター装置の系全体のもつ運動エネルギー量と相関が有り、エレベーターの定格速度が２倍になると、摩擦部材の摺動距離は約４倍となる。加えて制動中に発生する摩擦熱により、摩擦面が高温となるため摩擦部材の摩耗率が増大し摩耗が進行する。

従って、高速走行からの非常制動の繰り返しにより、摩擦部材へのダメージが懸念される場合において、一時的にエレベーターの定格速度を制限して運行させることは、摩擦部材の摩耗の進行を抑制するのに大きな効果をもつ。ひいてはその影響による制動能力の低下を防止することで、安定した制動力を得ることが可能となる。

次に本発明の変形、代案実施例について説明する。本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、考えられる種々の形態を含むものである。例えば、本実施例における、速度検出装置２１はガバナ１５に設置しているが、他の装置、例えば巻上機のモータに設置しても良い。

また、基準速度Ｖ０及び累積非常制動基準回数Ｎ０をそれぞれ複数設定してもよく、例えば２種類（Ｖ０，Ｖ０’及びＮ０，Ｎ０’）の場合は、図２に示す累積非常制動回数Ｎの判定（ステップＳ１０９）後に、次の基準速度Ｖ０’、累積非常制動基準回数Ｎ０’に対する判定（ステップＳ１０５〜Ｓ１０９）の処理を繰り返す。このとき、２種類の回数データＮ１、Ｎ２に対してそれぞれの累積カウント回数を用いて判定（ステップＳ１０９）しても良い。

また、本発明の制御装置７は、昇降路２の頂部の機械室内に巻上機を配置したエレベーター装置に限らず、昇降路内に巻上機を配置したエレベーター装置に適用することもできる。このとき、制御装置７、巻上機１１及びガバナは昇降路２内に設置されることとなるが、その他の構成は本発明の実施例と同様となる。

１：エレベーター装置
２：昇降路
３：乗りかご
４：主索
５：釣り合いおもり
６：反らせ車
７：制御装置
１１：巻上機
１２：綱車
１３：被制動体
１４：制動装置
１５：ガバナ
１６：ガバナロープ
２１：速度検出装置
２２：異常検出装置
２３：動作制御装置
２４：テーブル

Claims (9)

1. エレベーターの乗りかごを昇降させる巻上機と、巻上機に制動力を与える制動装置で構成されるエレベーター装置に対して、制動装置の作動信号を与えるエレベーター装置の制御装置であって、
   制御装置は、エレベーターの異常を検出する異常検出手段と、エレベーターの異常を検出したときに前記制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与える動作制御手段と、乗りかご速度の基準値と制動回数の基準値が記憶されたテーブル手段とを備え、
   前記異常検出時の乗りかご速度が前記乗りかご速度の基準値を超過している時に前記制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与えるとともに、非常時制動力を与える回数の累積が前記制動回数の基準値を超過したことをもって、以降の前記乗りかご速度を制限することを特徴とするエレベーター装置の制御装置。
2. 請求項１に記載のエレベーター装置の制御装置であって、
   制限された乗りかご速度は、前記乗りかご速度の基準値よりも低く設定されていることを特徴とするエレベーター装置の制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のエレベーター装置の制御装置であって、
   前記乗りかご速度の基準値並びに前記制動回数の基準値は、制動装置における摩耗度により定められていることを特徴とするエレベーター装置の制御装置。
4. エレベーターの乗りかごを昇降させる巻上機と、巻上機に制動力を与える制動装置と、制動装置の作動信号を与える制御装置で構成されるエレベーター装置であって、
   制御装置は、エレベーターの異常を検出する異常検出手段と、エレベーターの異常を検出したときに前記制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与える動作制御手段と、乗りかご速度の基準値と制動回数の基準値が記憶されたテーブル手段とを備え、
   前記異常検出時の乗りかご速度が前記乗りかご速度の基準値を超過している時に前記制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与えるとともに、非常時制動力を与える回数の累積が前記制動回数の基準値を超過したことをもって、以降の前記乗りかご速度を制限することを特徴とするエレベーター装置。
5. 請求項４に記載のエレベーター装置であって、
   制限された乗りかご速度は、前記乗りかご速度の基準値よりも低く設定されていることを特徴とするエレベーター装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のエレベーター装置であって、
   前記乗りかご速度の基準値並びに前記制動回数の基準値は、制動装置における摩耗度により定められていることを特徴とするエレベーター装置。
7. エレベーターの乗りかごを昇降させる巻上機と、巻上機に制動力を与える制動装置で構成されるエレベーター装置であって、
   エレベーターの異常検出時の乗りかご速度がその基準値を超過している時に前記制動装置を介して巻上機に非常時制動力を与えるとともに、非常時制動力を与える回数が所定回数を超過したとき、以降の乗りかご速度を制限することを特徴とするエレベーター装置。
8. 請求項７に記載のエレベーター装置であって、
   前記巻上機はインバータ駆動モータにより駆動され、エレベーターの異常検出時に、前記インバータ駆動モータにより巻上機の減速制御を行うことを特徴とするエレベーター装置。
9. 請求項８に記載のエレベーター装置であって、
   エレベーターの異常検出時の乗りかご速度がその基準値を超過していない時、前記巻上機は前記インバータ駆動モータにより巻上機の減速制御を行うことを特徴とするエレベーター装置。

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