JP5600399B2 - エレベーター装置 - Google Patents

Description

本発明は、かごの速度を検出し、設定速度を越えた場合にブレーキを動作させてかごを強制的に減速停止させるエレベーター装置に関し、特にエレベーターを終端階に強制的に減速停止させるものに好適である。

エレベーターのピットに設置される緩衝器は、故障等でかご又は釣合いおもりが全速で緩衝器に衝突したときにも、十分緩衝させることができるストロークにする必要がある。このストロークを浅くしたり、ブレーキトルクを小さくしたり、することが望まれ、そのためには、ブレーキを動作させる設定速度、つまり、かごの異常速度に対して精度高く過速度を検出する必要がある。

従来、かごの終端からの距離に対応して過速度を精度高く設定するため、終端からの距離を連続的に検出し、終端からの距離に対応して連続的に過速度レベルを可変して設定することが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。

また、かごの位置及び速度を簡単な構成で容易に検出するため、ガバナシーブにかごの昇降に同期して移動するガバナロープを巻き掛け、ガバナシーブには、かごの位置及び速度を検出するための検出部であるエンコーダを設けることが知られ、特許文献２に記載されている。

特開２００４−１２３２７９号公報 国際公開第ＷＯ２００５／１０２８９９号パンフレット

従来技術において、終端からの距離を連続的に検出するものでは、レーザ光を用いるなど、光学的な検出が必須となる。したがって、短距離で検出する場合は比較的に高精度な検出が可能となるが、エレベーターの昇降路のように長距離で検出を行う場合、光の減衰により測定が困難になる。また、レーザ発射口ないし反射板を昇降路内で上向きに配置せざるを得なく、埃や油などの汚れが付着しやすく、かごと乗り場とのすきまから物が落下して検出部の故障となる恐れがある。

一方、ガバナとエンコーダを用いた距離検出装置では、かごとガバナを同期させるガバナロープを昇降路全体に張り渡す必要があり、昇降路が長くなればなるほど地震などでガバナロープが昇降路内の機器に引っかかる可能性が高まる。さらに、ガバナロープが損傷していないかなど、状態を確認する必要がある。

本発明の目的は上記従来技術の課題を解決し、長距離検出が必要とされるエレベーターの昇降路（高階床）であっても、高精度な検出を可能とし、かごの異常速度に対して精度高く過速度を検出することのある。

また、他の目的は、かごの異常速度に対する過速度を精度高く設定し、エレベーターを終端階に強制的に減速停止させるときのストロークを浅くし、エレベーターのピット寸法を小さくすることにある。

さらに、エレベーターの昇降路が長い場合でも、保守頻度が低く、保守に要する労力が少ないものにすることにある。

なお、本発明は上記目的の少なくともいずれかを達成することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、昇降路内のかごの速度を検出する速度検出装置を有し、検出されたかごの速度が設定速度を越えた場合、前記かごを強制的に減速停止させるエレベーター装置において、前記昇降路の特定位置に設置され光電センサやフォトカプラと遮蔽板とを有し、前記昇降路の頂部あるいは底部から予め設定した終端距離内の特定位置を前記かごが通過することを検出する範囲検出装置と、前記昇降路の頂部または底部に設置されレーザ光あるいは音波を利用したものであり、前記かごが前記範囲検出装置により検出されてから前記終端距離内にある場合、前記昇降路の頂部または底部から前記かごまでの距離を反射により連続的に測定する終端距離検出装置と、を備え、前記設定速度は、前記かごが前記終端距離外にある場合、前記かごの定格速度より大きい所定値であり、前記かごが前記終端距離内にある場合、前記終端距離検出装置によって測定された前記距離が短くなるほど小さな値として決定されるものである。

本発明によれば、かごが終端距離内にある場合、レーザ光あるいは音波を利用し、昇降路の頂部または底部からかごまでの距離を反射により連続的に測定し、測定された距離に応じた設定速度を越えた場合、かごを強制的に減速停止させるので、長距離検出が必要とされるエレベーターの昇降路（高階床）であっても、高精度にかごが頂部あるいは底部に衝突することを防ぐことができる。

本発明による一実施の形態を示すエレベーター装置のブロック図。 一実施の形態におけるかご位置と運転速度，設定速度の関係を示すグラフ。 本発明による他の実施の形態を示すブロック図。 本発明によるさらに、他の実施の形態を示すブロック図。

図１はエレベーター装置の構成を示し、エレベーター装置は昇降路１内壁面に備えられた一対のガイドレール２Ａ，２Ｂに沿って昇降する。乗客が乗り降りするかご３には主ロープ４で釣合い錘５が連結され、主ロープ４を巻き掛けた駆動シーブが巻上機６により回転されることで、かご３は昇降路１内を昇降する。

かご３の下部にはガイドレール２Ａ，２Ｂと対向するように非常止め装置７が設けられている。また、かごの移動方向および速度を検出する速度検出装置８と、かご３が昇降路１の頂部からあらかじめ設定した頂部終端距離内にいるかを検出する頂部範囲検出装置９と、かご３が頂部終端範囲内にいる場合にかご３と頂部までの距離を連続的に検出する頂部終端距離検出装置１０と、がそれぞれ設置されている。

同様に、かご３が昇降路１の底部からあらかじめ設定した底部終端距離内にいるかを検出する底部範囲検出装置１１と、かごが底部終端範囲内にいる場合にかご３と底部までの距離を連続的に検出する底部終端距離検出装置１２を備える。

速度検出装置８が検出したかご３の速度があらかじめ設定速度を越えた場合、巻上機６に設置された図示しないブレーキあるいは非常止め装置７を作動させる非常制動指令が制御装置１３より出力され、かご３に制動を加え、強制的に制動・停止させる。

設定速度は、かご３が昇降路１の頂部終端範囲内ないしは底部終端範囲内にあるとき、頂部終端距離検出装置１０あるいは底部終端距離検出装置１２が検出した昇降路１の終端までの距離に応じて設定速度変更装置１４により、連続的に変化するように決定される。

エレベーター装置は、頂部範囲検出装置９と頂部終端距離検出装置１０が正しく機能しているかを次のように確認する。

（１）頂部範囲検出装置９がかご３を検出したときに、頂部終端距離検出装置１０が検 出した距離と、あらかじめ把握している頂部の終端から頂部範囲検出装置９まで の距離を比較する。
（２）底部範囲検出装置１１がかご３を検出した時に、底部終端距離検出装置１２が検 出した距離と、あらかじめ把握している底部の終端から底部範囲検出装置１１ま での距離を比較する。

その後、それぞれの両者の距離差が許容距離を越えた場合、異常が発生しているとみなし保守管理会社へ異常発生を連絡する。

１５は、巻上機６を制御してかご３を最寄階に移動・停止させる異常判定装置であり、かご３が頂部範囲検出装置９により検出されたにもかかわらず頂部終端距離検出装置１０が距離を検出しない場合、逆に頂部範囲検出装置９がかご３を検出していないにもかかわらず頂部終端距離検出装置１０が距離を検出する場合、かご３を最寄階に移動・停止させると共に、保守管理会社へ異常発生を連絡する。底部範囲検出装置１１と底部終端距離検出装置１２についても同様である。

頂部範囲検出装置９および底部範囲検出装置１１には、光電センサやフォトカプラと遮蔽板からなるポジテクタ（登録商標），接触式のリミットスイッチが望ましく、昇降路１内の特定の位置にレーザ光や音波，磁気を設置して検出装置としても良い。

頂部終端距離検出装置１０および底部終端距離検出装置１２には、レーザ光や音波，磁気を用いた非接触式、ガイドレール２Ａ，２Ｂや、昇降路１の壁面にエンコーダ付のローラを押し付ける接触式の検出装置とする。なお、頂部終端距離検出装置１０と底部終端距離検出装置１２は、速度検出装置８を兼ねることが望ましい。

距離検出装置としてレーザ光や音波などの反射を利用したセンサを用いる場合、頂部終端距離検出装置１０を昇降路１の頂部に、底部終端距離検出装置１２をかご３の底部に設置し、検出部分（検出方向）が下向きとなるようにすれば、頂部終端距離検出装置１０をかご３に、底部終端距離検出装置１２を昇降路１の底部にした場合に比べて埃や上部からの落下物による汚れにくいものとすることができる。

速度検出装置８と、頂部範囲検出装置９，頂部終端距離検出装置１０および、底部範囲検出装置１１，底部終端距離検出装置１２は各々１つ設けて１重系とすれば構成が簡単となるが、各々複数設けることで多重系とすれば、信頼性をより高めることができる。また、頂部範囲検出装置９と底部範囲検出装置１１は昇降路の高さ方向に２個以上、所定距離だけ離れた位置に設置することで、かご３の移動方向を検出することができるため、速度検出装置８はかご３の移動方向を検出できない装置でも良く、より簡単な構成となる。

図２は昇降路１の頂部から底部までの距離を横軸として、エレベーターの通常運転速度１６および、設定速度を示す非常制動設定速度１７を縦軸に示したものである。図中の頂部終端範囲外および底部終端範囲外にかご３がある場合、かご３の定格速度より大きい所定値、より具体的には、非常制動設定速度１７は通常運転速度１６の定格速度に所定の係数（例えば１.３や１.４）を乗じた一定の値となる。

頂部終端範囲内または底部終端範囲内にかご３がある場合、非常制動設定速度１７はかご３に加わる減速度と昇降路１の頂部または下部の終端からかご３までの距離を基準として以下の式のように設定する。ただし、非常制動設定速度１７はかご３の位置によらず、頂部終端範囲外および底部終端範囲外にかご３がある時の値を越えない値とする。

Ｖ：設定速度
α：かご３に加わる減速度
ｘ：頂部または底部終端からかご３までの距離
頂部終端範囲および底部終端範囲は以下の式のように定める。

Ｘ：頂部および底部終端範囲
Ｖ_MAX：非常制動設定速度１７の最高速度
Δｘ：余裕距離（正の値）

頂部範囲検出装置９は図２中の頂部終端範囲と中間範囲の境界ないし、境界から式２の余裕距離内に設置する。底部範囲検出装置１１も同様である。

エレベーター装置の非常制動は、階床高さに応じて以下のようになる。
かご３が頂部および底部終端範囲外にある場合、非常制動設定速度１７は一定の値に設定されているため、かご３が異常運転により通常運転速度１６よりも速い状態となり、速度検出装置８が検出した速度が非常制動設定速度１７を越えたときに制御装置１３より非常制動指令が出力され、巻上機６に設置された図示しないブレーキ、又は、非常止め装置７によりかご３が強制的に減速・停止される。したがって、仮に主ロープ４が切断されるなどが巻上機６に設置されたブレーキによる制動がかご３に影響を与えない場合でも、かご３は昇降路１の頂部ないしは底部に衝突することなく停止することができる。

かご３が頂部に近づき頂部範囲検出装置９により検出されたとき、頂部終端距離検出装置１０は頂部の終端からかご３までの距離を測定する。この時、測定された距離と、あらかじめ把握されている頂部の終端から頂部範囲検出装置９までの所定距離を比較し、両者の距離差が許容距離を越えていたとき、異常判定装置１５は保守管理会社へ異常発生を連絡するとともに、巻上機６を制御してかご３を最寄階に移動・停止させる。

両者の距離差が許容距離内であった場合、設定速度変更装置１４は測定された距離に応じて、非常制動設定速度１７を変更する。非常制動設定速度１７は式１より、頂部からの距離が短くなるほど低くなるため、かご３が頂部に近づくほど非常制動指令が、より早い段階で出力される。したがって、かご３が頂部終端範囲内で異常運転状態となったとしても、巻上機６に設置されたブレーキや非常止め装置７により、かご３が頂部に衝突することなく停止することができる。なお、昇降路１の底部付近についても同様である。

図３は、頂部範囲検出装置９と底部範囲検出装置１１をかご３の通過を離散的に検出する装置ではなく、終端範囲内にかご３があることを常に検出する装置で構成したものである。

頂部範囲検出装置９と底部範囲検出装置１１は、かご３側にフォトカプラを、昇降路１側の頂部および底部にそれぞれの終端範囲と同じ長さの遮蔽板を備えること、かご３ないし釣合い錘５、または主ロープ４を検出するレーザ光や電波，音波を用いること、で構成する。

頂部範囲検出装置９と底部範囲検出装置１１は、頂部終端距離検出装置１０と底部終端距離検出装置１２と同様、頂部終端ないし底部終端からかご３までの距離を測定することでも良く、この場合、頂部終端距離検出装置１０および底部終端距離検出装置１２より測定できる距離が短く、精度が同等以下の距離検出装置を用いれば良い。

図４は、頂部範囲検出装置９と頂部終端距離検出装置１０は、昇降路１の頂部ではなく底部に備えるようにしたものである。頂部範囲検出装置９はかご３が頂部終端範囲内にいるかを検出するのでなく、釣合い錘５が底部終端範囲内にいるかを検出する。同様に頂部終端距離検出装置１０は頂部からかご３までの頂部終端距離ではなく、底部から釣合い錘５までの底部終端距離を測定する。かご３と釣合い錘５は主ロープ４でつながっていることから主ロープ４が切断されない限り、釣合い錘５が底部終端範囲内にあるとき、かご３が頂部終端範囲内にあるためである。これにより、頂部範囲検出装置９と頂部終端距離検出装置１０と、底部範囲検出装置１１と底部終端距離検出装置１２をいずれも昇降路１の底部に置くことができる。したがって、それぞれの検出装置の保守点検が容易となり、費やす時間を短縮することができる。なお、同様にすべての検出装置を昇降路１の頂部に置く構成とすることもできるが、この場合主ロープ４が切断されるとかご３が落下した場合にかご３から底部までの距離を測定する手段を失うため、主ロープ４の切断を検出し非常制動信号を出力する装置を備えることが望ましい。

１ 昇降路
２Ａ，２Ｂ ガイドレール
３ かご
４ 主ロープ
５ 釣合い錘
６ 巻上機
７ 非常止め装置
８ 速度検出装置
９ 頂部範囲検出装置
１０ 頂部終端距離検出装置
１１ 底部範囲検出装置
１２ 底部終端距離検出装置
１３ 制御装置
１４ 設定速度変更装置
１５ 異常判定装置
１６ 通常運転速度
１７ （非常制動）設定速度

Claims (4)

1. 昇降路内のかごの速度を検出する速度検出装置を有し、検出されたかごの速度が設定速度を越えた場合、前記かごを強制的に減速停止させるエレベーター装置において、
   前記昇降路の特定位置に設置され光電センサやフォトカプラと遮蔽板とを有し、前記昇降路の頂部あるいは底部から予め設定した終端距離内の特定位置を前記かごが通過することを検出する範囲検出装置と、
   前記昇降路の頂部または底部に設置されレーザ光あるいは音波を利用したものであり、前記かごが前記範囲検出装置により検出されてから前記終端距離内にある場合、前記昇降路の頂部または底部から前記かごまでの距離を反射により連続的に測定する終端距離検出装置と、
   を備え、前記設定速度は、前記かごが前記終端距離外にある場合、前記かごの定格速度より大きい所定値であり、前記かごが前記終端距離内にある場合、前記終端距離検出装置によって測定された前記距離が短くなるほど小さな値として決定され、
   さらに、前記かごと主ロープで連結された釣合い錘を有し、
   前記昇降路の頂部から予め設定した終端距離内に前記かごがあることを検出する前記範囲検出装置である頂部範囲検出装置と、
   前記昇降路の底部から予め設定した終端距離内に前記かごがあることを検出する前記範囲検出装置である底部範囲検出装置と、
   前記昇降路の頂部から前記かごまでの距離を検出する前記終端距離検出装置である頂部終端距離検出装置と、
   前記昇降路の底部から前記かごまでの距離を検出する前記終端距離検出装置である底部終端距離検出装置と、
   を備え、前記頂部範囲検出装置と前記頂部終端距離検出装置は、前記昇降路の底部及び下部に設置され、
   前記頂部範囲検出装置は前記釣合い錘が前記昇降路の底部から予め設定した前記終端距離内にあることを検出し、
   前記頂部終端距離検出装置は前記昇降路の底部から前記釣合い錘までの距離を検出することを特徴とするエレベーター装置。
2. 請求項１に記載のものにおいて、前記終端距離検出装置は、前記昇降路の頂部から前記かごまでの距離の検出において、前記終端距離検出装置が前記昇降路の頂部に設置され、検出方向が下向きとなるようにされていることを特徴とするエレベーター装置。
3. 請求項１に記載のものにおいて、前記かごが終端に近づき前記範囲検出装置により検出されたとき、前記終端距離検出装置により検出された距離と、終端から前記範囲検出装置までの所定距離と、を比較し、両者の差が許容値を越えていた場合、異常と判定されることを特徴とするエレベーター装置。
4. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記底部範囲検出装置と前記底部終端距離検出装置は、前記昇降路の頂部及び上部に設置され、
   前記底部範囲検出装置は前記釣合い錘が前記昇降路の頂部から予め設定した前記終端距離内にあることを検出し、前記底部終端距離検出装置は、
   前記昇降路の頂部から前記釣合い錘までの距離を検出することを特徴とするエレベーター装置。

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