JP4987074B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、巻上機に複数のブレーキ装置が設けられているエレベータ装置に関するものである。

従来のエレベータの制動装置では、プランジャとブレーキコイルとをそれぞれ有し個別に動作する２つの電磁ブレーキが用いられている。そして、片方の電磁ブレーキが故障しても他方の電磁ブレーキが制動力を発生する。また、かごの減速度を抑えるため、２つのプランジャの動作タイミングがずらされる（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−１１５０８０号公報

上記のような従来の制動装置では、制御部が故障した場合には電磁ブレーキが２つとも正常に動作しない恐れがあった。

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あり、ブレーキ制御部の故障時にも、より確実にかごを停止させることができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明によるエレベータ装置は、かご、かごを懸架する懸架手段、懸架手段が巻き掛けられた駆動シーブと、駆動シーブを回転させる巻上機モータと、駆動シーブの回転を制動する第１及び第２のブレーキ装置とを有する巻上機、巻上機モータを制御することによりかごの昇降を制御する運転制御部、及び第１及び第２のブレーキ装置の動作を制御するブレーキ制御部を備え、第１のブレーキ装置は、制動力を解放するための第１の電磁コイルを有し、第２のブレーキ装置は、制動力を解放するための第２の電磁コイルを有し、第１及び第２の電磁コイルと電源との間には、第１及び第２の電磁スイッチが設けられており、ブレーキ制御部は、第１の電磁コイルと接地部との間に設けられた第１の電磁コイル制御スイッチと、第２の電磁コイルと接地部との間に設けられた第２の電磁コイル制御スイッチと、運転制御部からのブレーキ動作指令に応じて第１の電磁スイッチと第１の電磁コイル制御スイッチとを開閉する第１の処理部と、ブレーキ動作指令に応じて第２の電磁スイッチと第２の電磁コイル制御スイッチとを開閉する第２の処理部とを有している。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１のエレベータ装置の要部を示す回路図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置の要部を示す回路図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面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によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、懸架手段としての主索３により昇降路内に吊り下げられており、巻上機４の駆動力により昇降路内を昇降される。

巻上機４は、主索３が巻き掛けられた駆動シーブ５、駆動シーブ５を回転させる巻上機モータ６、及び駆動シーブ５の回転を制動する第１及び第２のブレーキ装置７，８を有している。各ブレーキ装置７，８は、駆動シーブ５と同軸に結合されたブレーキドラム（ブレーキ車）と、ブレーキドラムに接離されるブレーキシューと、ブレーキシューをブレーキドラムに押し付け制動力を印加するブレーキばねと、ブレーキばねに抗してブレーキシューをブレーキドラムから開離させ制動力を解放する電磁マグネットとを有している。

巻上機モータ６には、その回転軸の回転速度、即ち駆動シーブ５の回転速度に応じた信号を発生する速度検出部９が設けられている。速度検出部９としては、例えばエンコーダやレゾルバが用いられる。

昇降路の上部終端階近傍には、上部昇降路スイッチ１０が設けられている。昇降路の下部終端階近傍には、下部昇降路スイッチ１１が設けられている。かご１には、昇降路スイッチ１０，１１を操作する操作カム１２が取り付けられている。

昇降路内の各乗場ドア近傍のドアゾーン（戸開可能な範囲）に対応する位置には、検出板１３が設けられている。かご１には、検出板１３の有無を検出することによりかご１がドアゾーン内に位置することを検出するドアゾーン検出部１４が搭載されている。また、かご１及び乗場には、エレベータドアであるかごドア及び乗場ドアの開放を検出するドア開放検出部１５がそれぞれ設けられている（図１ではかご１のドア開放検出部１５のみ示す）。

昇降路の上部には、上部プーリ１６が設けられている。昇降路の下部には、下部プーリ１７が設けられている。上部プーリ１６及び下部プーリ１７には、過速度検出ロープ１８が巻き掛けられている。過速度検出ロープ１８の両端部は、かご１に接続されている。過速度検出ロープ１８は、かご１の昇降に伴って循環される。これにより、上部プーリ１６及び下部プーリ１７は、かご１の走行速度に応じた速度で回転される。上部プーリ１６には、かご１の走行速度が予め設定された過速度に達したことを検出する過速度検出スイッチ１９が設けられている。

第１及び第２のブレーキ装置７，８は、ブレーキ制御部２０により制御される。ブレーキ制御部２０には、速度検出部９、ドアゾーン検出部１４及びドア開放検出部１５からの信号が入力される。また、ブレーキ制御部２０には、昇降路スイッチ１０，１１及び過速度検出スイッチ１９の状態に関する情報が入力される。さらに、ブレーキ制御部２０には、第１及び第２のブレーキ装置７，８の電磁マグネットの電流に応じた信号が入力される。

ブレーキ制御部２０は、速度検出部９からの信号と、電磁マグネットの電流信号に応じて、第１及び第２のブレーキ装置７，８の制動力を制御する。また、ブレーキ制御部２０は、かご１を非常停止させる際、かご１の減速度が過大にならないように、第１及び第２のブレーキ装置７，８の制動力を制御する。

図２は図１のエレベータ装置の要部を示す回路図である。図において、第１のブレーキ装置７の電磁マグネットには、第１の電磁コイルとしての第１のブレーキコイル２１が設けられている。第２のブレーキ装置８の電磁マグネットには、第２の電磁コイルとしての第２のブレーキコイル２２が設けられている。

第１のブレーキコイル２１には、第１の放電抵抗２３と第１の放電ダイオード２４とを直列に接続した回路が並列に接続されている。第２のブレーキコイル２２には、第２の放電抵抗２５と第２の放電ダイオード２６とを直列に接続した回路が並列に接続されている。

第１のブレーキコイル２１の一端と第２のブレーキコイル２２の一端とは、第１及び第２の電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを介して電源２９ａに接続されている。第１及び第２の電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂは、直列に接続されている。第１のブレーキコイル２１の他端は、第１の電磁コイル制御スイッチとしての第１の半導体スイッチ３０を介して、電源２９ａの接地部２９ｂに接続されている。第２のブレーキコイル２２の他端は、第２の電磁コイル制御スイッチとしての第２の半導体スイッチ３１を介して、接地部２９ｂに接続されている。

第１の電磁スイッチ２７ｂは、第１の駆動コイル２７ａにより開閉される。第１の駆動コイル２７ａの一端は、電源２９ａに接続されている。第１の駆動コイル２７ａの他端は、第１の電磁スイッチ制御スイッチとしての第３の半導体スイッチ３３を介して、接地部２９ｂに接続されている。

第２の電磁スイッチ２８ｂは、第２の駆動コイル２８ａにより開閉される。第２の駆動コイル２８ａの一端は、電源２９ａに接続されている。第２の駆動コイル２８ａの他端は、第２の電磁スイッチ制御スイッチとしての第４の半導体スイッチ３５を介して、接地部２９ｂに接続されている。

巻上機モータ６は、インバータ３６、電磁コンタクタ３７及び電源ブレーカ３８を介して、外部電源３９に接続されている。外部電源３９には、電源変換機４０を介して電源２９ａが接続されている。外部電源３９からの三相交流は、電源変換機４０で直流に変換されて電源２９ａに供給される。また、電源２９ａには、ダイオード４３を介してバッテリ４２が接続されている。停電時には、バッテリ４２から電源２９ａに電力が供給される。

巻上機モータ６に対する電力供給は、電磁コンタクタ３７により遮断可能である。電磁コンタクタ３７は、電磁コンタクタ駆動コイル４４により開閉される。電磁コンタクタ駆動コイル４４の一端は、昇降路スイッチ１０，１１及び過速度検出スイッチ１９を介して電源２９ａに接続されている。上部昇降路スイッチ１０、下部昇降路スイッチ１１及び過速度検出スイッチ１９は、電磁コンタクタ駆動コイル４４と電源２９ａとの間に直列に接続されている。

電磁コンタクタ駆動コイル４４の他端は、第１のコンタクタ制御スイッチとしての第５の半導体スイッチ４６、第２のコンタクタ制御スイッチとしての第６の半導体スイッチ４７、及び第３のコンタクタ制御スイッチとしての第７の半導体スイッチ４８を介して、接地部２９ｂに接続されている。半導体スイッチ４６〜４８は、電磁コンタクタ駆動コイル４４と接地部２９ｂとの間に直列に接続されている。

昇降路スイッチ１０，１１及び過速度検出スイッチ１９の動作は、スイッチ動作検出部４９により検出される。電磁コンタクタ駆動コイル４４の励磁状態、即ち電磁コンタクタ３７の開閉状態は、モータ電源遮断検出部５０により検出される。

第１、第３及び第５の半導体スイッチ３０，３３，４６の動作は、第１の処理部（第１の計算機）５１により制御される。第２、第４及び第６の半導体スイッチ３１，３４，４７の動作は、第２の処理部（第２の計算機）５２により制御される。第１及び第２の処理部５１，５２は、それぞれマイクロコンピュータにより構成されている。

第１及び第２の処理部５１，５２間には、２ポートＲＡＭ５３が接続されている。第１及び第２の処理部５１，５２は、２ポートＲＡＭ５３を介して互いのデータを交換し、計算結果の比較を行うことにより、第１及び第２の処理部５１，５２のいずれかに故障が発生したことを検出する。故障が検出されると、第１及び第２の処理部５１，５２から、かご１の昇降を制御する運転制御部５４に故障検出信号が送られる。

運転制御部５４は、第１及び第２の処理部５１，５２とは別のマイクロコンピュータを有している。第７の半導体スイッチ４８の動作は、運転制御部５４により制御される。

スイッチ動作検出部４９からの検出信号、速度検出部９からの検出信号、ドア開放検出部１５からの検出信号、モータ電源遮断検出部５０からの検出信号、及び運転制御部５４からのブレーキ動作指令信号は、信号バス５５を介して第１及び第２の処理部５１，５２に入力される。ブレーキ制御部２０は、第１及び第２の処理部５１，５２、２ポートＲＡＭ５３、信号バス５５、及び第１ないし第６の半導体スイッチ３０，３１，３３，３５，４６，４７を有している。

次に、動作について説明する。スイッチ動作検出部４９は、かご１の昇降範囲行き過ぎや過速度を検出する。速度検出部９は、駆動シーブ５の回転角度や速度を検出する。ドア開放検出部１５は、かごドア及び乗場ドアのいずれかが開放されたことを検出する。モータ電源遮断検出部５０は、電磁コンタクタ３７に連動し、巻上機モータ６への電力供給が遮断されたことを検出する。

運転制御部５４は、かご１の起動・停止に応じて、ブレーキ動作指令をブレーキ制御部２０に送る。ブレーキ動作指令が発せられると、第１及び第２の処理部５１，５２は、第３及び第４の半導体スイッチ３３，３５をＯＮにする。これにより、第１及び第２の電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂが閉じられる。

この状態で第１及び第２の半導体スイッチ３０，３１をＯＮ／ＯＦＦすることにより、第１及び第２のブレーキコイル２１，２２の励磁状態が制御され、第１及び第２のブレーキ装置７，８の制動状態が制御される。また、第１及び第２の処理部５１，５２は、制御指令、例えば必要電流に応じて連続的なＯＮ／ＯＦＦ指令を半導体スイッチ３０，３１に印加する。

昇降路スイッチ１０，１１、過速度検出スイッチ１９又は第７の半導体スイッチ４８が動作すると、巻上機モータ６への電力供給が遮断される。これがモータ電源遮断検出部５０により検出されると、第１及び第２の処理部５１，５２は、速度検出部９からの信号を参照しながら、駆動シーブ５の回転速度、即ちかご１の速度が目標速度パターンに追従するように、ブレーキコイル２１，２２の電流を半導体スイッチ３０，３１のＯＮ／ＯＦＦにより制御する。減速のパターンは、減速度が過大とならないように設定される。

また、速度検出部９による検出速度が予め設定された速度以上である場合には、第１及び第２の処理部５１，５２は、電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂ及び電磁コンタクタ３７を開くことにより、減速度制御は実行せず、ブレーキ装置７，８の制動力を瞬時に発生させる。

さらに、第１及び第２の処理部５１，５２の計算結果が異なった場合、第１及び第２の処理部５１，５２の少なくともいずれか一方が故障したと考えられるため、電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを開く。

この場合、電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂの開放は、故障検出から所定時間後に設定してもよい。電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを開くまでの時間は、かご１を適当な場所、例えば最寄り階まで移動させるのに必要な時間に設定する。故障検出信号が運転制御部５４に入力されると、運転制御部５４によりかご１を最寄り階まで移動させ、その後に電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを開くことができる。何等かの異常により万一かご１を最寄り階に移動させることができなくても、所定時間後には電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂが開かれ、かご１を非常停止させることができる。

このようなエレベータ装置では、ブレーキコイル２１，２２と電源２９ａとの間を、互いに独立した処理部５１，５２により遮断できるので、処理部５１，５２のいずれか一方が故障した場合でも、ブレーキコイル２１，２２を電源２９ａから遮断することができ、より確実にかご１を停止させることができる。

また、ブレーキコイル２１，２２と接地部２９ｂとの間には、対応する処理部５１，５２により開閉される半導体スイッチ３０，３１が設けられているので、ブレーキコイル２１，２２に流す電流を個別に制御することができる。また、処理部５１，５２のいずれか一方が故障した場合でも、正常な処理部５１又は５２に対応するブレーキコイル２１又は２２に流す電流は制御可能である。

さらに、第１及び第２の処理部５１，５２は、巻上機モータ６への電力供給が遮断されたことを検出すると、かご１の速度が目標減速パターンに追従するように第１及び第２の半導体スイッチ３０，３１の開閉を制御するので、非常停止時のかご１の減速度を抑え、非常停止時の乗り心地の悪化を低減することができる。

さらにまた、第１及び第２の処理部５１，５２は、巻上機モータ６への電力供給が遮断されたことを検出したとき、かご１の速度が予め設定された速度以上であると、第１及び第２の電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを開くので、かご１の停止距離が長くなるのを防止することができる。

また、第１及び第２のブレーキ装置７，８やブレーキ制御部２０の電源２９ａは、バッテリ４２によりバックアップされているため、停電時にも、より確実にブレーキ動作を行うことができる。

実施の形態２．
次に、図３はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置の要部を示す回路図であり、エレベータ装置の全体構成は図１と同様である。図において、速度検出部９からの検出信号、ドアゾーン検出部１４からの検出信号、及びドア開放検出部１５からの検出信号は、信号バス５５を介して第１及び第２の処理部５１，５２に入力される。

第１及び第２の処理部５１，５２は、かご１がドアゾーン外に位置しているときにかごドア及び乗場ドアのいずれかの開放が検出されると、第５及び第６の半導体スイッチ４６，４７を開く。

また、第１及び第２の処理部５１，５２は、かご１がドアゾーン外に位置しているときにかごドア及び乗場ドアのいずれかの開放が検出され、かつかご１の速度が予め設定された速度以上であると、かご１の速度が目標減速パターンに追従するように第１及び第２の半導体スイッチ３０，３１の開閉を制御する。

さらに、第１及び第２の処理部５１，５２は、かご１がドアゾーン外に位置しているときにかごドア及び乗場ドアのいずれかの開放が検出され、かつかご１の速度が予め設定された速度未満であると、第１及び第２の電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを開く。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このようなエレベータ装置では、かご１がドアゾーン外に位置しているときにかごドア及び乗場ドアのいずれかの開放が検出されると、第５及び第６の半導体スイッチ４６，４７が開かれ、電磁コンタクタ駆動コイル４４が消勢されるので、第１及び第２の処理部５１，５２のいずれか一方が故障している場合でも、かご１をより確実に停止させることができる。

また、かご１がドアゾーン外に位置しているときにかごドア及び乗場ドアのいずれかの開放が検出され、かつかご１の速度が予め設定された速度以上であると、かご１の速度が目標減速パターンに追従するように第１及び第２の半導体スイッチ３０，３１の開閉が制御されるので、非常停止時のかご１の減速度を抑え、非常停止時の乗り心地の悪化を低減することができる。但し、減速度制御を行うかご速度の設定値を第１の設定値としたとき、第１の設定値よりも高い第２の設定値を設定し、かご１の速度が第２の設定値以上である場合には、減速度制御をせずに電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを即座に開くようにしてもよい。

さらに、かご１がドアゾーン外に位置しているときにかごドア及び乗場ドアのいずれかの開放が検出され、かつかご１の速度が予め設定された速度未満であると、第１及び第２の電磁スイッチ２７ｂ，２８ｂを開くので、かご１の速度が小さく、急停止しても減速度が過大とならない場合には、停止距離を最小限にすることができる。

なお、ブレーキ装置は３つ以上であってもよい。即ち、電磁コイルや処理部は３つ以上であってもよい。この場合、処理部と電磁コイルとは必ずしも１：１で対応しなくてもよい。
また、懸架手段としては、断面円形のロープやベルト状ロープを用いることができる。
さらに、１つのかごを昇降させるために複数の巻上機を用いてもよい。
さらにまた、運転制御部とブレーキ制御部とは、共通の制御装置内に設けても、別々の装置に分けてもよい。

Claims (6)

1. かご、
   上記かごを懸架する懸架手段、
   上記懸架手段が巻き掛けられた駆動シーブと、上記駆動シーブを回転させる巻上機モータと、上記駆動シーブの回転を制動する第１及び第２のブレーキ装置とを有する巻上機、
   上記巻上機モータを制御することにより上記かごの昇降を制御する運転制御部、及び
   上記第１及び第２のブレーキ装置の動作を制御するブレーキ制御部
   を備えているエレベータ装置であって、
   上記第１のブレーキ装置は、制動力を解放するための第１の電磁コイルを有し、
   上記第２のブレーキ装置は、制動力を解放するための第２の電磁コイルを有し、
   上記第１及び第２の電磁コイルと電源との間には、第１及び第２の電磁スイッチが設けられており、
   上記ブレーキ制御部は、上記第１の電磁コイルと接地部との間に設けられた第１の電磁コイル制御スイッチと、上記第２の電磁コイルと接地部との間に設けられた第２の電磁コイル制御スイッチと、上記運転制御部からのブレーキ動作指令に応じて上記第１の電磁スイッチと上記第１の電磁コイル制御スイッチとを開閉する第１の処理部と、上記ブレーキ動作指令に応じて上記第２の電磁スイッチと上記第２の電磁コイル制御スイッチとを開閉する第２の処理部とを有しているエレベータ装置。
2. 上記巻上機モータと電源との間に設けられた電磁コンタクタ、
   上記電磁コンタクタを駆動する電磁コンタクタ駆動コイル、
   上記かごの過速度を検出する過速度検出スイッチ、
   上記かごの昇降範囲行き過ぎを検出する昇降路スイッチ、及び
   上記巻上機モータへの電力供給が上記電磁コンタクタにより遮断されたことを検出するモータ電源遮断検出部
   をさらに備え、
   上記電磁コンタクタ駆動コイル、上記過速度検出スイッチ及び上記昇降路スイッチは、電源と接地部との間に直列に接続されており、
   上記第１及び第２の処理部は、上記巻上機モータへの電力供給が遮断されたことが検出されると、上記かごの速度が目標減速パターンに追従するように第１及び第２の電磁コイル制御スイッチの開閉を制御する請求項１記載のエレベータ装置。
3. 上記かごの速度を検出する速度検出部をさらに備え、
   上記第１及び第２の処理部は、上記巻上機モータへの電力供給が遮断されたことを検出したとき、上記かごの速度が予め設定された速度以上であると、上記第１及び第２の電磁スイッチを開く請求項２記載のエレベータ装置。
4. 上記巻上機モータと電源との間に設けられた電磁コンタクタ、
   上記電磁コンタクタを駆動する電磁コンタクタ駆動コイル、
   エレベータドアの開放を検出するドア開放検出部、及び
   上記かごがドアゾーン内に位置していることを検出するドアゾーン検出部
   をさらに備え、
   上記ブレーキ制御部は、上記第１の処理部により開閉される第１のコンタクタ制御スイッチと、上記第２の処理部により開閉される第２のコンタクタ制御スイッチとをさらに有し、
   上記第１及び第２のコンタクタ制御スイッチは、電源と接地部との間に上記電磁コンタクタ駆動コイルに直列に接続されており、
   上記第１及び第２の処理部は、上記かごが上記ドアゾーン外に位置しているときに上記エレベータドアの開放が検出されると、上記第１及び第２のコンタクタ制御スイッチを開く請求項１記載のエレベータ装置。
5. 上記かごの速度を検出する速度検出部をさらに備え、
   上記第１及び第２の処理部は、上記かごが上記ドアゾーン外に位置しているときに上記エレベータドアの開放が検出され、かつ上記かごの速度が予め設定された速度以上であると、上記かごの速度が目標減速パターンに追従するように第１及び第２の電磁コイル制御スイッチの開閉を制御する請求項４記載のエレベータ装置。
6. 上記第１及び第２の処理部は、上記かごが上記ドアゾーン外に位置しているときに上記エレベータドアの開放が検出され、かつ上記かごの速度が予め設定された速度未満であると、上記第１及び第２の電磁スイッチを開く請求項４記載のエレベータ装置。

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