JP5406994B2 - エレベータドア制御装置システム - Google Patents

Description

本発明は、一般にエレベータシステムに関し、特にエレベータシステム内のエレベータドア制御装置システムに関する。

通常のエレベータシステムは、ロープによってつり合いおもりに連結されたエレベータかごを備える。巻上モータおよびブレーキは、一緒に作動してエレベータかごおよびつり合いおもりを昇降路内で昇降させ、乗客または貨物を１つの階床から別の階床へと輸送する。エレベータ駆動装置および制御装置は、電力をエレベータシステムに供給し、エレベータシステムの運転を制御する。

エレベータのドア制御装置システムは、乗客または貨物がエレベータかごに入りかつかごから出ることができるようにエレベータドアを開閉するのに使用される。ドア制御装置システムへの電力供給には一般に、電力を供給する制御装置、電力をかごに供給するように制御装置およびかごに接続されている移動ケーブル、かご設備を操作するためのかご操作盤、およびかごドアを作動させるためのドア駆動装置システムが含まれる。

かご操作盤は、表示灯などのかご内の設備を作動させるように機能する。操作盤には、制御装置内のＤＣ電源装置からＤＣ電源によって電力が供給される。電力は、移動ケーブル内のＤＣ電力ラインを介してかご操作盤に供給される。

ドア駆動装置システムは一般に、変圧器、ドアモータ駆動装置、およびＤＣモータを備える。ドア駆動装置システムには、移動ケーブルを介してＡＣ電力ラインによって電力が供給される。ＡＣ電力は、変圧器に接続され、変圧器は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換してドアモータ駆動装置に供給し、ドアモータ駆動装置は、ＤＣモータに電力を供給してエレベータかごドアを作動させる。

さらに、制御装置は、停電の場合にシステムにバックアップ電力を供給するための救出用電源装置を備える。これによって、主電源が利用できない場合でさえも、エレベータかごドアを開いて乗客を外に出すことができる。

本発明の実施例は、エレベータかごのドアを作動させるエレベータドア制御装置システムに関する。システムは、ＤＣ電力をエレベータかごに供給する移動ケーブルと、移動ケーブルからのＤＣ電力を貯蔵する電力貯蔵装置と、かごドアを作動させるＤＣモータと、電力貯蔵装置によって電力が供給され、かごドアを作動させるようにＤＣモータを駆動するエレベータドア駆動装置と、を備える。

エレベータかごのドアを作動させるエレベータドア制御装置システムに電力を供給する方法は、エレベータかご上の電力貯蔵装置に移動ケーブルを介してＤＣ電力を供給し、移動ケーブルからのＤＣ電力を電力貯蔵装置に貯蔵し、電力貯蔵装置によって電力が供給されるエレベータドア駆動装置によって駆動されるＤＣモータでドアを作動させる、ことを含む。

従来技術のエレベータドア制御装置システムのブロック図。 本発明によるエレベータドア制御装置システムのブロック図。 本発明による一実施例の電力貯蔵装置のブロック図。 エレベータドアシステムのさまざまな作動状態に関連する電力需要をプロットした、時間に亘るエレベータドア駆動装置の電力需要のグラフ。

本発明は、低電圧ＤＣ電流によって電力が供給されるエレベータドア制御装置システムを提供する。エレベータドア制御装置システムでは一般に、エレベータかご上のドアが開きつつある時に、ピーク電力需要がある。かごドアを閉にするための電力はより小さく、かごドアを開または閉に維持するのに必要とされる電力は少量である。従って、エレベータかごドアを開にするためのピーク電力需要は高く、一方、時間に亘って、エレベータドア制御装置システムの電力需要は中位である。ピーク電力需要を供給するために、エレベータドア制御装置システムは一般に、移動ケーブルを介してエレベータかごへと走る高電圧ＡＣ電力ラインを必要とする。本発明では、移動ケーブルを介して供給される低電圧のＤＣ電力を供給し、ＤＣ電力を所定の期間に亘ってかご上の電力貯蔵装置に貯蔵し、次いで、要求された時にエレベータかごドアを開にするのに必要とされる高い電圧レベルで、蓄積された電力を供給することで、ＡＣ電力ラインの削除が可能となる。

図１は、従来技術のエレベータドア制御装置システムのブロック図を示す。システムは、制御装置１０、かご１２、および移動ケーブル１４を備える。制御装置１０は、一般にエレベータ昇降路の上端にある機械室領域に配置されており、ＤＣ電源装置１６、救出用電源装置２０、およびＡＣ電力ライン１８を備える。救出用電源装置２０は、バッテリ２２、ＤＣ／ＡＣコンバータ２６、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２４を備える。移動ケーブル１４は、２つのＡＣ電力ワイヤ２８および２つのＤＣ電力ワイヤ３０を備える。かご１２は、かご操作盤３２、変圧器３４、ドアモータ駆動装置３６、およびＤＣモータ３８を備える。

ＤＣ電源装置１６は、移動ケーブル１４内のＤＣ電力ワイヤ３０に接続され、次いで、ＤＣ電力ワイヤ３０は、かご操作盤３２に接続される。ＡＣ電力ラインは、移動ケーブル１４内のＡＣ電力ワイヤ２８に接続され、次いで、ＡＣ電力ワイヤ２８は、変圧器３４に接続される。変圧器３４は、ドアモータ駆動装置３６に接続され、次いで、ドアモータ駆動装置３６は、ＤＣモータ３８に接続される。バッテリ２２は、ＤＣ／ＡＣコンバータ２６およびＤＣ／ＤＣコンバータ２４に接続される。ＤＣ／ＡＣコンバータ２８は、一般的な停電時に、移動ケーブル１４との通常のＡＣ電力ライン１８の接続の代わりに、移動ケーブル１４内のＡＣ電力ワイヤ２８に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、一般的な停電時に、移動ケーブル１４とのＤＣ電源装置１６の接続の代わりに、移動ケーブル１４内のＤＣ電力ワイヤ３０に接続される。

制御装置１０は、移動ケーブル１４を介してＡＤおよびＤＣ電力をかご１２に供給する。ＤＣ電源装置１６は、ＤＣ電力（通常約３０ボルトであるが、さまざまなシステム要求に応じて上下することがある）を移動ケーブル１４内の２つのＤＣワイヤ３０に供給してかご操作盤３２に供給する。かご操作盤３２は、ＤＣ電力を表示器や表示灯などのかご設備を作動させるのに使用する。ＡＣ電力ライン１８は、ＡＣ電力（通常約２３０ボルトであるが、さまざまなシステム要求に応じて上下することがある）を移動ケーブル１４内の２つのＡＣワイヤ２８に供給してかご１２上の変圧器３４に供給する。変圧器３４は、ＡＣ電力をＤＣに変換し、移動ケーブル１４によって供給されるＡＣ電力の電圧を低下させる。ドアモータ駆動装置３６は、ＤＣモータ３８に電力を供給してエレベータかごドアを作動させる。

図２は、本発明のエレベータドア制御装置システムを示す。システムは、制御装置４０、かご４２、および移動ケーブル４４を備える。制御装置４０は、機械室領域に配置可能であり、ＤＣ電源装置４６およびバッテリ４８を備える。移動ケーブル４４は、２つのＤＣ電力ワイヤ５０を備える。かご４２は、かご操作盤５２およびドア駆動装置システム５３（電力貯蔵装置５４、ドア駆動装置５６、およびＤＣモータ５８を含む）を備える。

ＤＣ電源装置４６は、移動ケーブル４４内のＤＣワイヤ５０に接続され、次いで、ＤＣワイヤ５０は、かご４２上のかご操作盤５２および電力貯蔵装置５４に接続される。電力貯蔵装置５４は、ドア駆動装置５６に接続され、ドア駆動装置５６は、ＤＣモータ５８の作動を制御する。一般的な停電の場合に、バッテリ４８は、移動ケーブル４４内のＤＣワイヤ５０に接続される。

ＤＣ電源装置４６は、電力をかご４２内のかご操作盤５２およびドア駆動装置システム５３に供給する。バッテリ４８は、一般的な停電の場合にＤＣ電力をシステムに供給するように機能する。移動ケーブル４４によって供給されるＤＣ電力によって電力が供給されるかご操作盤５２は、かご４２内の設備を作動させる。ドア駆動装置システム５３にも、制御装置４０によって供給され、移動ケーブル４４内のＤＣワイヤ５０によって供給されるＤＣ電力によって電力が供給される。電力貯蔵装置５４は、制御装置４０によって供給され、移動ケーブル４４を介して供給されるＤＣ電力を貯蔵する。エレベータドア駆動装置５６は、貯蔵された電力をＤＣモータ５８を駆動するのに使用し、ＤＣモータ５８は、エレベータかごドアを作動させる。

電力貯蔵装置５４をドア駆動装置システムに組み込むことで、ドア駆動装置システム５３およびかご操作盤５２には、移動ケーブル４４内のＤＣワイヤ５０を介して供給される低電圧ＤＣ電力によって電力が供給可能である。移動ケーブル４４によって供給される低電圧電力が、電力貯蔵装置５４に貯蔵されることで、時間に亘って十分な電力が収集され、ピーク需要期間、特にエレベータかごドアを開にする時の高い電力需要に供給するのに利用可能である。電力貯蔵装置５４は、以前はエレベータかごドアを開にするためのピーク電力需要期間に電力を供給するのに使用されていた、移動ケーブル４４を通るＡＣワイヤ（図１の従来技術参照）の必要を解消する。さらに、システムは、エレベータかごに供給されるＡＣ電力を必要としないので、従来技術の変圧器およびＤＣ／ＡＣコンバータが除去可能である。別の実施例では、電力貯蔵装置５４は、ドア駆動装置５６内に組み込むことができる。

図３は、一実施例の電力貯蔵装置５４Ａを示す。この実施例では、電力貯蔵装置５４Ａは、電力制限装置６０、電気エネルギー貯蔵装置６２、および電圧適合装置６４を備える。電力制限装置６０は、電気エネルギー貯蔵装置６２に接続され、次いで、電気エネルギー貯蔵装置６２は、電圧適合装置６４に接続される。

電力制限装置６０は、適切かつ安全な充電を実現するように電気エネルギー貯蔵装置６２に流入する電流量を制限する。電気エネルギー貯蔵装置６２は、移動ケーブル４４によって供給される、制御装置４０からの電力を収集しかつ貯蔵するように機能する。電気エネルギー貯蔵装置６２は、エレベータドア駆動装置システムのピーク需要を満足させるのに十分な貯蔵容量を有するバッテリ、キャパシタ、または一群のバッテリまたはキャパシタとすることができる。必要ならば、エレベータドア駆動装置システムの需要を満足させるための所望の電圧で確実に電力が供給されるように、電圧適合装置６４を設けることができる。

図４は、時間に亘るエレベータドア駆動装置システムの近似的な電力需要を示すグラフである。特に、図４は、エレベータが、かごドアを開にする、乗客を乗降させるためにドアを開に維持する、かごドアを閉にする、および、１つの階床から別の階床へ走行するためにかごドアを閉に維持する、各期間を示している。

ドアを開にする期間は、約３秒間続き、毎秒約１００ワットが必要となる。乗客を乗降させるためにドアを開に維持するのは、約４秒間続き、毎秒約２０ワットが必要となる。ドアを閉にするのには約４秒間かかり、毎秒約３０ワットが必要となる。階床から階床への走行時間は、約６秒間かかり、この期間にドアを閉に維持するのには、毎秒約１０ワットが必要となる。

総計でドア開、ドア開維持、ドア閉、および階床間走行時のドア閉維持の１７秒間の期間に亘り、合計５６０Ｗが必要となる。これは平均すると、わずか毎秒約３３ワットにすぎない。電力貯蔵装置によって、連続的に低電圧ＤＣ電力をシステムに供給することで、ピーク電力需要を満足させることができる。電力貯蔵装置は、時間に亘り電力を収集し、次いで、エレベータドアを開にする際に生じるピーク電力需要を満足させる電力を供給する。グラフに示された電力要求量およびエレベータサイクルのタイミングは、通常のエレベータドア駆動装置システム内のドアの状態に関連するさまざまな電力需要を示す近似である。異なるエレベータは、特定の電力需要およびサイクルタイミングが異なり得る。

以上をまとめると、本発明は、かご操作盤およびドア駆動装置システムに電力を供給するように、移動ケーブル内のＤＣワイヤを介して提供される制御装置からの低電圧ＤＣ電力をエレベータかごに供給することで電力が供給されるエレベータドア制御装置システムを提供する。ドア駆動装置システムのピーク電力需要に応じるために、供給される低電圧ＤＣ電力が、時間に亘り電力貯蔵装置に収集され、次いで、エレベータかごドアを開にするなどのピーク需要期間に必要とされる、より高い電力として提供される。上述したように、低電圧ＤＣ電力を貯蔵し、かごドアを開にするのに必要とされるピーク電力を供給するのに十分に電力貯蔵装置に蓄積することで、制御装置がＡＣ電力を供給する必要や、移動ケーブルが、ピーク電力需要期間に必要とされるＡＣ電力を供給する必要が解消される。これによって、移動ケーブル内の高電圧ＡＣワイヤの必要、バックアップ電力を供給するバッテリに接続されたＤＣ／ＡＣコンバータの必要、およびドアモータ駆動装置に電力を供給するために、供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する変圧器の必要を解消する際に経済的節約がもたらされる。またこれによって、システム全体によるエネルギー消費の低減による費用の節約がもたらされる。エレベータかごドアが減速されている期間に電気エネルギーを回生することすら可能となり得る。さらに、時間に亘り低電圧ＤＣ電力を供給することで、移動ケーブルでの電圧損がほとんどなくなり、本発明は、移動ケーブルを非常に長くする必要があるであろう高層ビルのエレベータシステムに電力を供給するのに特に有用となる。

本発明は、例示的な１つまたは複数の実施例を参照して説明したとはいえ、当業者は、本発明の範囲から逸脱せずにさまざまな変更が可能でありかつ均等物が本発明の構成要素に置換可能であること理解するであろう。また、本発明の本質的範囲から逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために多くの修正が可能である。従って、本発明は、開示された特定の１つまたは複数の実施例に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての実施例を含むであろうことが意図されている。

Claims (19)

1. エレベータかごのかごドアを作動させるエレベータドア制御装置システムであって、
   ＤＣ電力をエレベータかごに供給する移動ケーブルと、
   移動ケーブルからのＤＣ電力を貯蔵する電力貯蔵装置と、
   かごドアを作動させるＤＣモータと、
   電力貯蔵装置によって電力が供給され、かごドアを作動させるようにＤＣモータを駆動するエレベータドア駆動装置と、
   を備えることを特徴とするエレベータドア制御装置システム。
2. 電力貯蔵装置は、１つまたは複数のバッテリを備えることを特徴とする請求項１記載のエレベータドア制御装置システム。
3. 電力貯蔵装置は、１つまたは複数のキャパシタを備えることを特徴とする請求項１記載のエレベータドア制御装置システム。
4. エレベータかごが移動する昇降路の端部近くに配置された、ＤＣ電力を供給する制御装置をさらに備え、移動ケーブルは、制御装置とエレベータかごの間に接続されることを特徴とする請求項１記載のエレベータドア制御装置システム。
5. 制御装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するコンバータを備えることを特徴とする請求項４記載のエレベータドア制御装置システム。
6. 電力貯蔵装置は、
   電力を貯蔵する電気エネルギー貯蔵装置と、
   電気エネルギー貯蔵装置に接続され、電気エネルギー貯蔵装置に流入する電流量を制限する電力制限装置と、
   電気エネルギー貯蔵装置に接続され、電気エネルギー貯蔵装置からエレベータドア駆動装置に、必要な電圧で電力を供給する電圧適合装置と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のエレベータドア制御装置システム。
7. 電力貯蔵装置は、エレベータドア駆動装置に組み込まれることを特徴とする請求項１記載のエレベータドア制御装置システム。
8. 移動ケーブルからのＤＣ電力によって電力が供給されるかご操作盤をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のエレベータドア制御装置システム。
9. ドアを有するエレベータかごと、
   エレベータかごから離れて配置された、ＤＣ電力を供給する電源と、
   制御装置とエレベータかごの間に接続され、制御装置からのＤＣ電力をエレベータかごに供給する移動ケーブルと、
   移動ケーブルからのＤＣ電力を貯蔵する電力貯蔵装置と、
   かごドアを作動させるＤＣモータと、
   電力貯蔵装置によって電力が供給され、かごドアを作動させるようにＤＣモータを駆動するエレベータドア駆動装置と、
   を備えることを特徴とするエレベータシステム。
10. 電力貯蔵装置は、１つまたは複数のバッテリを備えることを特徴とする請求項９記載のエレベータシステム。
11. 電力貯蔵装置は、１つまたは複数のキャパシタを備えることを特徴とする請求項９記載のエレベータシステム。
12. 電源は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するコンバータを備えることを特徴とする請求項９記載のエレベータシステム。
13. 電力貯蔵装置は、
    電力を貯蔵する電気エネルギー貯蔵装置と、
    電気エネルギー貯蔵装置に接続され、電気エネルギー貯蔵装置に流入する電流量を制限する電力制限装置と、
    電気エネルギー貯蔵装置に接続され、電気エネルギー貯蔵装置からエレベータドア駆動装置に、必要な電圧で電力を供給する電圧適合装置と、
    を備えることを特徴とする請求項９記載のエレベータシステム。
14. 移動ケーブルからのＤＣ電力によって電力が供給されるかご操作盤をさらに備えることを特徴とする請求項９記載のエレベータシステム。
15. エレベータかごのドアを作動させるエレベータドア制御装置システムに電力を供給する方法であって、
    エレベータかご上の電力貯蔵装置に移動ケーブルを介してＤＣ電力を供給し、
    移動ケーブルからのＤＣ電力を電力貯蔵装置に貯蔵し、
    電力貯蔵装置によって電力が供給されるエレベータドア駆動装置によって駆動されるＤＣモータでエレベータドアを作動させる、
    ことを含むことを特徴とする方法。
16. 制御装置が、ＤＣ電力を移動ケーブルに供給することを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 電力貯蔵装置は、１つまたは複数のバッテリを備えることを特徴とする請求項１５記載の方法。
18. 電力貯蔵装置は、１つまたは複数のキャパシタを備えることを特徴とする請求項１５記載の方法。
19. 移動ケーブルを介して供給されるＤＣ電力は、エレベータかご操作盤にも電力を供給することを特徴とする請求項１５記載の方法。

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