JP5236186B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、かごが昇降路内を昇降されるエレベータ装置に関するものである。

従来、かごを移動させるための電動機の温度が設定閾値を超えたときに、エレベータの電気的負荷を軽減させる運転に切り替えるエレベータが提案されている。電動機の温度は、温度検出器により計測される。これにより、過負荷運転により電動機の温度が上昇した場合であっても、電動機の許容限界温度を超えることが防止され、エレベータの運転の停止を防止することができる。従って、エレベータの運行サービスの向上を図ることができる（特許文献１参照）。

特開２００２−３０９１号公報

しかし、従来のエレベータでは、温度検出器によって電動機の温度が計測されるようになっているので、温度検出器が故障した場合には、エレベータの過負荷運転を検出することができず、運転モードの切り替えを行うことができなくなってしまうおそれがある。

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、エレベータの運転の異常の有無を容易にかつより確実に検出す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、エレベータの運転時に動作されるエレベータ機器、エレベータ機器について、温度と異なる物理量の変化を計測する検出器、及び検出器からの情報に基づいて、エレベータの運転を制御する制御装置を備え、温度と異なる物理量は、エレベータ機器の歪みであり、制御装置は、温度と異なる物理量の変化に応じた最高速度、加速度及び加加速度を求め、求めた最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、速度パターンを生成し、生成した速度パターンに従ってかごの速度を制御するようになっている。

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のモータのフレームの歪みとモータの温度との関係を示すグラフである。 図１の制御装置に設定された定格速度パターン及び高速度パターンを示すグラフである。 図１の制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４によるエレベータ装置におけるモータのコイル抵抗値を算出するための構成を示す機能ブロック図である。 図７の抵抗算出手段によって算出された電気抵抗値とモータの温度との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態５によるエレベータ装置を示す構成図である。

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、昇降路１内には、かご２及び釣合おもり３が昇降可能に設けられている。昇降路１の上部には、かご２及び釣合おもり３を昇降させるための巻上機（駆動装置）４と、巻上機４の近傍に設けられたそらせ車（従動シーブ）５とが設けられている。巻上機４は、モータ６と、モータ６により回転される駆動シーブ７とを有している。駆動シーブ７及びそらせ車５には、複数本の主索８が巻き掛けられている。かご２及び釣合おもり３は、駆動シーブ７の回転により昇降路１内を昇降される。そらせ車５は、かご２及び釣合おもり３の昇降により回転される。

昇降路１内には、かご２の移動を案内するためのかごガイドレール９と、釣合おもり３の移動を案内するための釣合おもりガイドレール（図示せず）とが設置されている。かご２には、かごガイドレール９に係合しながら案内される複数のかごガイドシュー１０が設けられている。なお、釣合おもり３には、釣合おもりガイドレールに係合しながら案内される釣合おもりガイドシュー（図示せず）が設けられている。

巻上機４には、駆動シーブ７の回転を制動するためのブレーキ装置１１が搭載されている。ブレーキ装置１１は、駆動シーブ７と一体に回転されるブレーキディスク（回転体）１２と、ブレーキディスク１２に接離可能なブレーキシュー（制動体）１３と、ブレーキシュー１３がブレーキディスク１２に接離する方向へブレーキシュー１３を変位させる制動体変位装置１４とを有している。なお、ブレーキディスク１２は、駆動シーブ７の回転軸７ａに設けられている。また、制動体変位装置１４は、ブレーキディスク１２に接する方向へブレーキシュー１３を付勢するばね（付勢体）と、通電により、ばねの付勢力に逆らって、ブレーキディスク１２から離れる方向へブレーキシュー１３を変位させる電磁マグネットとを有している。

駆動シーブ７には、ブレーキシュー１３がブレーキディスク１２に接触することにより、駆動シーブ７の回転を制動する制動力が与えられる。また、駆動シーブ７に与えられた制動力は、ブレーキシュー１３がブレーキディスク１２から開離されることにより解除される。かご２が移動されるときには、駆動シーブ７への制動力は解除され、かご２が目的階に停止されているときには、駆動シーブ７に制動力が与えられる。

また、昇降路１の上部には、上部プーリ１６が設けられ、昇降路１の下部には、張り車（下部プーリ）１７が設けられている。上部プーリ１６及び張り車１７間には、速度検出用ロープ１８が巻き掛けられている。速度検出用ロープ１８の一端部及び他端部は、かご２に取り付けられたかご取付部材１９に接続されている。これにより、速度検出用ロープ１８は、かご２とともに移動される。また、上部プーリ１６は、速度検出用ロープ１８の移動に応じた速度で回転される。即ち、上部プーリ１６は、かご２の移動に応じて回転される。

上部プーリ１６には、上部プーリ１６の回転に応じた信号を発生するエンコーダ２０が設けられている。また、モータ６のフレームには、フレームの歪み（温度と異なる物理量）の変化を計測するための歪み検出器２１が設けられている。

ここで、図２は、図１のモータ６のフレームの歪みとモータ６の温度との関係を示すグラフである。図に示すように、モータ６のフレームの歪みは、モータ６の温度に応じて変化する。即ち、モータ６の温度は、モータ６のフレームの歪みが大きくなるに従って高くなる。従って、エレベータの運転の異常の有無の判定は、フレームの歪みの変化に基づいて行うことができる。

エンコーダ２０及び歪み検出器２１のそれぞれからの情報は、エレベータの運転を制御する制御装置２２へ伝送される。制御装置２２は、エンコーダ２０及び歪み検出器２１のそれぞれからの情報に基づいて、エレベータの運転を制御する。

即ち、制御装置２２は、歪み検出器２１からの情報に基づいて、エレベータの運転が異常であるか否かを判定するようになっている。即ち、制御装置２２は、歪み検出器２１により計測された歪みと、あらかじめ設定された判定基準値とを比較することにより、エレベータの運転の異常の有無を判定するようになっている。制御装置２２に設定された判定基準値は、エレベータの運転が正常から異常に移行するときのモータ６の温度（判定基準温度レベル）３３（図２）に対応するフレームの歪みとされている。

また、制御装置２２は、エレベータの運転の異常の有無の判定に基づいて、定格速度パターンに従ってかご２の速度を制御する定格運転モードと、かご２の移動が開始されてから、かご２が通常停止されるまでの時間が定格運転モード時よりも短くなる高速度パターンに従ってかご２の速度を制御する高速運転モードとの間で切替可能になっている。即ち、制御装置２２は、エレベータの運転の異常の有無の判定に基づいて、モータ６の電気的負荷が互いに異なる定格運転モード及び高速運転モード間で切替可能になっている。制御装置２２の運転モードは、歪み検出器２１により計測された歪みの値が判定基準値以下であるとき（通常負荷であるとき）に高速運転モードとされ、歪みの値が判定基準値よりも大きいとき（過負荷になっているとき）に、モータ６の電気的負荷が高速運転モード時よりも小さい定格運転モードとされる。

ここで、図３は、図１の制御装置２２に設定された定格速度パターン（定格運転モードでのかご２の速度の時間的変化）及び高速度パターン（高速運転モードでのかご２の速度の時間的変化）を示すグラフである。図において、定格速度パターン３０での最高速度は、あらかじめ設定された定格速度とされている。また、高速度パターン３１での最高速度、加速度及び加加速度は、定格速度パターン３０での最高速度、加速度及び加加速度よりも高く設定されている。なお、図３では、かご２の移動が開始されてから、かご２が通常停止されるまでの距離が互いに等しくなる定格速度パターン３０及び高速度パターン３１を示している。従って、定格速度パターン３０と時間軸とにより囲まれる面積と、高速度パターン３１と時間軸とにより囲まれる面積とは、同一になる。

なお、制御装置２２は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ及びＲＡＭ等）及び信号入出力部を持ったコンピュータにより構成されている。記憶部には、定格速度パターン、高速度パターン、判定基準値等のデータやモード切替、エレベータの運転の異常の有無の判定を実現するための制御プログラム等が格納されている。演算処理部は、制御プログラムに基づいて、エレベータの運転の制御に関する演算処理を実行する。

次に、動作について説明する。図４は、図１の制御装置２２の処理動作を示すフローチャートである。図に示すように、制御装置２２の運転モードは、通常、高速運転モードとされている（Ｓ１１）。このとき、かご２の速度は、高速度パターン３１（図３）に従って制御される。

また、制御装置２２では、歪み検出器２１からの情報に基づいて、エレベータの運転に異常が発生しているか否かが常時判定されている（Ｓ１２）。運転に異常が発生していない場合には、高速運転モードが継続される。

エレベータの運転に異常が発生していると判定された場合には、制御装置２２の運転モードが高速運転モードから定格運転モードに切り替えられる（Ｓ１３）。定格運転モードでは、かご２の速度が定格速度パターン３０に従って制御される。

この後も、エレベータの運転の異常の有無が制御装置２２により判定され（Ｓ１４）、エレベータの運転の異常が解消しない場合には、定格運転モードでの運転が継続される。一方、エレベータの運転の異常が解消した場合には、制御装置２２の運転モードが定格運転モードから高速運転モードに再度切り替えられる。

このようなエレベータ装置では、巻上機４の歪みが歪み検出器２１によって計測され、歪み検出器２１からの情報に基づいて、エレベータの運転が制御されるようになっているので、エレベータ機器の温度を計測しなくても、エレベータの運転の異常の有無を簡単な構成で容易にかつより確実に判定することができる。また、巻上機４の歪みはエレベータの運転の負荷に応じて変化するので、エレベータの運転の負荷に応じた制御を行うことができる。これにより、エレベータ機器が故障してエレベータの運転が停止してしまう前の段階で、エレベータの運転の変更を行うことができる。従って、エレベータの運転が過負荷運転となった場合であっても、エレベータの運転を継続することができ、運行サービスの著しい低下を防止することができる。

なお、上記の例では、モータ６のフレームの歪みが歪み検出器２１によって計測されているが、歪みを計測する対象は、かご２の移動とともに動作されるエレベータ機器であればよく、例えばモータ６本体、そらせ車５、駆動シーブ７、ガイドシュー１０あるいはブレーキ装置１１の歪みをエレベータ機器の歪みとして歪み検出器２１により計測するようにしてもよい。このようにしても、エレベータの運転時に、モータ６本体、そらせ車５、ガイドシュー１０あるいはブレーキ装置１１に歪みが生じるので、エレベータの運転の異常の有無を容易に判定することができる。

また、上記の例では、定格速度パターン及び高速度パターンが制御装置２２にあらかじめ設定されているが、算出された歪みに応じた最高速度、加速度及び加加速度（ジャーク）を算出し、算出した最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、定格速度パターン及び高速度パターンを設定するようにしてもよい。

また、上記の例では、制御装置２２は、定格運転モード及び高速運転モードの２つの運転モードの間で切替可能になっているが、定格運転モード及び高速運転モードだけでなく、高速運転モードでのかご２の移動時間よりも長く定格運転モードでのかご２の移動時間よりも短くなる中間運転モードにも切替可能になっていてもよい。この場合、定格運転モード、中間運転モード及び高速運転モードの順に、モード切替のための判定基準値が大きくなる。このようにすれば、かご２が目的階に到着するまでの時間が急激に変化することなく、歪みに応じて段階的に変化するので、運行サービスが極端に低下することを防止することができる。

また、上記の例では、モータ６のフレームに対して計測される物理量が歪みとされているが、モータ６のフレームに微弱電流を流して、フレーム自体の電気抵抗値（温度と異なる物理量）を計測するようにしてもよい。このようにしても、フレームの電気抵抗値がフレームの温度に応じて変化することから、エレベータの運転の異常の有無を容易に判定することができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、巻上機４は、昇降路１の上部に固定された支持台４１に支持されている。支持台４１には、駆動シーブ７の回転軸７ａを回転自在に軸支する巻上機用軸受け４２が設けられている。巻上機用軸受け４２の内部には、潤滑及び冷却用のオイルが注入されている。巻上機用軸受け４２には、巻上機用軸受け４２の歪みを計測する歪み検出器４３が設けられている。歪み検出器４３からの情報は、制御装置２２に伝送される。制御装置２２は、歪み検出器４３からの情報に基づいて、エレベータの運転を制御する。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

このように、巻上機用軸受け４２の歪みに基づいて、エレベータの運転を制御するようにしたので、モータ６の温度を計測しなくても、エレベータの運転の異常の有無を簡単な構成で容易に判定することができる。

なお、上記の例では、駆動シーブ７の回転軸７ａを軸支する巻上機用軸受け４２の歪みが計測されるようになっているが、そらせ車５を軸支する軸受け、上部プーリ１６あるいは張り車１７を軸支する軸受けの歪みを計測するようにしてもよい。このようにしても、エレベータの運転の異常の有無を容易に判定することができる。

また、上記の例では、エレベータの運転の異常の有無を判定するために、巻上機用軸受け４２の歪みを計測するようになっているが、巻上機用軸受け４２の内部に注入されたオイルの圧力あるいは粘性（温度と異なる物理量）を圧力検出器により計測するようにしてもよい。また、そらせ車５、上部プーリ１６や張り車１７を軸支する各軸受けに注入されたオイルの圧力あるいは粘性を計測するようにしてもよい。このようにしても、エレベータの運転に応じてオイルの圧力及び粘性が変化するので、エレベータの運転の異常の有無を容易に判定することができる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、モータ６は、駆動シーブ７の回転数を連続的に増減可能なインバータ５１を介して制御装置２２により制御されるようになっている。インバータ５１には、冷却用のフィン（図示せず）が設けられている。また、インバータ５１には、フィンの歪みを計測するための歪み検出器５２が設けられている。歪み検出器５２からの情報は、制御装置２２に伝送される。制御装置２２は、歪み検出器５２からの情報に基づいて、エレベータの運転を制御する。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

このように、駆動シーブ７の回転数を制御するインバータ５１に設けられたフィンの歪みに基づいて、エレベータの運転を制御するようにしたので、モータ６の温度を計測しなくても、エレベータの運転の異常の有無を簡単な構成で容易に判定することができる。

なお、上記の例では、エレベータの運転の異常の有無を判定するために、インバータ５１のフィンの歪みを計測するようになっているが、回生運転時にモータ６で発電される電流に基づいて、回生抵抗を算出し、算出した回生抵抗に基づいて、エレベータの運転の異常の有無を判定するようにしてもよい。

実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４によるエレベータ装置におけるモータ６のコイル抵抗値を算出するための構成を示す機能ブロック図である。図において、制御装置２２は、モータ６への電圧指令を発生する電圧指令発生手段６１と、モータ６のコイルに流れる電流値を検知するための電流検知器（図示せず）からの情報に基づいて、モータ６のコイルに流れる電流値を算出する電流値算出手段６２と、電圧指令発生手段６１により発生する電圧及び電流値算出手段６２により算出される電流値に基づいて、モータ６のコイルの電気抵抗値を算出する抵抗算出手段６３とを有している。

図８は、図７の抵抗算出手段６３によって算出された電気抵抗値とモータ６の温度との関係を示すグラフである。図８に示すように、モータ６のコイルの電気抵抗値は、モータ６の温度に応じて変化する。即ち、モータ６のコイルの電気抵抗値は、モータ６の温度が高くなるに従って大きくなる。従って、エレベータの運転の異常の有無の判定は、モータ６のコイルの電気抵抗値に基づいて行うことができる。

このことから、制御装置２２は、抵抗算出手段６３により算出された電気抵抗値と、あらかじめ設定された判定基準値とを比較することにより、エレベータの運転の異常の有無を判定するようになっている。この場合、判定基準値は、エレベータの運転が正常から異常に移行するときのモータ６の温度（判定基準温度レベル）６４（図８）に対応する電気抵抗値とされる。他の構成は実施の形態１と同様である。また、制御装置２２の動作は、エレベータの運転の異常の有無の判定を行うときを除き、実施の形態１と同様である。

次に、エレベータの運転の異常の有無の判定を行うときの動作について説明する。抵抗算出手段６３には、電圧指令発生手段６１からの電圧指令と、電流値算出手段６２によって算出された電流値とが常時入力されている。抵抗算出手段６３では、入力された電圧指令を電流値で割ることにより電気抵抗値が算出される。この後、抵抗算出手段６３によって算出された電気抵抗値と、制御装置２２に設定された判定基準値とが比較される。この結果、電気抵抗値が判定基準値を超えている場合には、エレベータの運転に異常が発生したと判定され、電気抵抗値が判定基準値以下である場合には、エレベータの運転が正常であると判定される。この後の動作は実施の形態１と同様である。

このように、モータ６のコイルの電気抵抗値に基づいて、エレベータの運転を制御するようにしたので、モータ６の温度を計測しなくても、エレベータの運転の異常の有無を簡単な構成で容易に判定することができる。

なお、上記の例では、モータ６のコイルの電気抵抗値に基づいて、エレベータの運転の異常の有無が判定されるようになっているが、制動体変位装置１４に搭載された電磁マグネットのブレーキコイルの電気抵抗値に基づいて、エレベータの運転の異常の有無が判定されるようにしてもよい。

実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、モータ６には、温度の変化に応じて色（温度と異なる物理量）が変化する検知シート７１が設けられている。巻上機４の近傍には、検知シート７１を撮像するためのカメラ（撮像手段）７２が設けられている。また、昇降路１内には、例えばモータ６の振動により発生する音等の昇降路１内の音（温度と異なる物理量）に応じた信号を発生するマイクロホン（集音手段）７３が設けられている。この例では、マイクロホン７３は、巻上機４の近傍に配置されている。

制御装置２２には、カメラ７２及びマイクロホン７３のそれぞれからの情報が入力される。制御装置２２は、カメラ７２からの情報に基づいて、検知シート７１の色の変化に対応するモータ６の温度の上昇度を算出し、算出した温度上昇度と、あらかじめ設定された判定基準値とを比較することにより、エレベータの運転の異常の有無を判定する。また、制御装置２２は、マイクロホン７３からの情報に基づいて、昇降路１内の騒音レベルを算出し、算出した騒音レベルと、あらかじめ設定された判定基準値とを比較することにより、エレベータの運転の異常の有無を判定する。他の構成は実施の形態１と同様である。また、制御装置２２の動作は、エレベータの運転の異常の有無の判定を行うときを除き、実施の形態１と同様である。

次に、エレベータの運転の異常の有無の判定を行うときの動作について説明する。制御装置２２には、カメラ７２及びマイクロホン７３のぞれぞれからの情報が常時入力されている。制御装置２２では、カメラ７２及びマイクロホン７３のそれぞれからの情報に基づいて、エレベータの運転の異常の有無が判定される。この後の動作は実施の形態１と同様である。

このように、モータ６に設けられた検知シート７１の色の変化、及び昇降路１内の騒音レベルの少なくともいずれか一方に基づいて、エレベータの運転を制御するようにしたので、モータ６の温度を計測しなくても、エレベータの運転の異常の有無を簡単な構成で容易に判定することができる。

なお、上記の例では、検知シート７１の色の変化や昇降路１内の騒音レベルに基づいて、エレベータの異常の有無が判定されているが、モータ６から輻射される赤外線の強度もモータ６の温度に応じて変化するので、モータ６から輻射される赤外線の強度に基づいて、エレベータの異常の有無が判定されるようにしてもよい。

また、上記の例では、一定の演算周期ごとに、エレベータの運転の異常の有無を判定するようになっているが、検知シート７１の色の変化、昇降路１内の騒音レベル、モータ６から輻射される赤外線の強度のそれぞれについて、複数の演算周期が含まれる所定の時間内での平均値を算出し、算出した平均値に基づいて、エレベータの運転の異常の有無を判定するようにしてもよい。このようにすれば、一時的に発生するノイズ（例えばかご２内の乗客の声等）を平均化することができ、エレベータの運転の異常の有無について誤った判定をすることの防止を図ることができる。

Claims (4)

1. エレベータの運転時に動作されるエレベータ機器、
   上記エレベータ機器について、温度と異なる物理量の変化を計測する検出器、及び
   上記検出器からの情報に基づいて、エレベータの運転を制御する制御装置
   を備え、
   上記温度と異なる物理量は、上記エレベータ機器の歪みであり、
   上記制御装置は、上記温度と異なる物理量の変化に応じた最高速度、加速度及び加加速度を求め、求めた上記最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、速度パターンを生成し、生成した速度パターンに従ってかごの速度を制御するようになっていることを特徴とするエレベータ装置。
2. 上記エレベータ機器は、かごを移動させるための巻上機、上記かごの移動に従って回転される従動シーブ、上記かごに設けられ、ガイドレールに係合しながら案内されるガイドシュー、及び上記巻上機の駆動シーブの回転を制御するためのインバータのフィンの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
3. エレベータの運転時に動作されるエレベータ機器、
   上記エレベータ機器について、温度と異なる物理量の変化を計測する検出器、及び
   上記検出器からの情報に基づいて、エレベータの運転を制御する制御装置
   を備え、
   上記エレベータ機器は、かごを移動させるための巻上機であり、
   上記温度と異なる物理量は、上記巻上機からの騒音レベルであり、
   上記制御装置は、上記温度と異なる物理量の変化に応じた最高速度、加速度及び加加速度を求め、求めた上記最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、速度パターンを生成し、生成した速度パターンに従ってかごの速度を制御するようになっていることを特徴とするエレベータ装置。
4. 上記制御装置は、上記騒音レベルについて、所定の時間内での平均値を算出し、算出した上記平均値に基づいて、エレベータの運転を制御するようになっていることを特徴とする請求項３に記載のエレベータ装置。

Images