JP6026054B2 - エレベーター装置およびエレベーター点検方法 - Google Patents

Description

本発明は、非常止め部を備えたエレベーター装置およびエレベーター点検方法に関するものである。

エレベーター装置に備えられた非常止め部の動作を点検するときには、ロープ把持機構を作動させた状態で乗りかごを低速で下降方向に運転し、乗りかごが動かないままシーブが空転することを確認することにより、非常止め部が正常に作動することを確認している。（例えば特許文献１参照）

特開２００５−２４７４３３号公報

従来のエレベーター装置では、主索表面の摩擦力が高い場合、駆動シーブの溝の摩擦力が高い場合、または、乗りかごの重量が重い場合において、巻上機の駆動力が十分大きくないときは駆動シーブの空転させることができず、非常止め部が正常に作動することを確認できないという問題があった。

本発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、巻上機の駆動力が十分大きくない場合においても、駆動シーブを空転させて非常止め部が正常に作動することを確認できるエレベーター装置を提供することを目的としている。

本発明によるエレベーター装置は、乗りかごおよび釣り合いおもりをつり下げる主索と、乗りかごの下降を阻止する非常止め部と、主索を巻きかけて主索との間の摩擦力により主索を送る駆動シーブと、駆動シーブを回転させる巻上機と、巻上機を駆動するエレベーター制御部とを備え、エレベーター制御部は非常止め部が作動する状態で巻上機を駆動し釣り合いおもりの上下方向の固有振動を励起し駆動シーブを空転させるものである。

本発明によれば、乗りかごおよび釣り合いおもりをつり下げる主索と、乗りかごの下降を阻止する非常止め部と、主索を巻きかけて主索との間の摩擦力により主索を送る駆動シーブと、駆動シーブを回転させる巻上機と、巻上機を駆動するエレベーター制御部とを備え、エレベーター制御部は非常止め部が作動する状態で巻上機を駆動し釣り合いおもりの上下方向の固有振動を励起し駆動シーブを空転させるので、巻上機の駆動力が十分大きくない場合においても非常止め部が正常に作動することを確認できる。

本発明の実施の形態１によるエレベーター装置の構成図である。 本発明の実施の形態１による非常止め部の点検手順を示す図である。 従来のエレベーター装置における非常止め部の点検時における状態量の変化を示す図である。 本発明の実施の形態１によるエレベーター装置における非常止め部の点検時における状態量の変化を示す図である。 本発明の実施の形態２によるエレベーター装置の構成図である。 本発明の実施の形態２による非常止め部の点検手順を示す図である。 本発明の実施の形態３によるエレベーター装置の構成図である。 本発明の実施の形態３による非常止め部の点検手順を示す図である。 本発明の実施の形態４によるエレベーター装置の構成図である。 本発明の実施の形態４による非常止め部の点検手順を示す図である。

実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１によるエレベーター装置の構成図を示したものである。乗りかご１と釣り合いおもり２をつり下げる主索３は、駆動シーブ４に巻きかけられている。エレベーター制御部２１が巻上機５を制御することにより、巻上機５と同期する駆動シーブ４を回転させて、主索３につながれた乗りかご１と釣り合いおもり２を昇降路の内部で上下走行させる。調速機６は、連動する乗りかご１の速度が一定以上になったことを検知して非常止め部７を作動させる。非常止め部７は、調速機６からの信号に従い、レール８を把持して乗りかご１の下降を阻止する。巻上機回転検知部１１は、巻上機５の回転角を検知するものである。乗りかご位置検知部１２は、調速機６の回転角を検知するものであり、調速機６に連動する乗りかご１の移動量を検知することができる。

次に、本発明の実施の形態１によるエレベーター装置における、非常止め部７の点検手順について説明する。図２は、非常止め部７の点検手順を示す図である。ステップＳ１１では、非常止め部７を作動可能な状態にする。例えば、調速機６が回転できないように静止保持してしまう。これにより、乗りかご１が下降したときに、非常止め部７が作動する状態となる。次に、ステップＳ１２では、乗りかご１が下降する方向に巻上機５を一定の負荷出力で駆動する。その結果、ステップ１３では、駆動シーブ４が空転したか否か、すなわち、主索３が駆動シーブ４の上を滑っているか否かを確認する。駆動シーブ４が空転していれば、非常止め部７が乗りかご１の下降を阻止しているということであり、非常止め部７の保持機能の健全性が保たれている状態であると判断できる。

一方、ステップＳ１３において主索３が駆動シーブ４の上を滑っていない場合、ステップ１４からステップＳ１６までの手順で、非常止め部７の点検を行う。ステップＳ１４では、釣り合いおもり２が一定周期で上下振動するように巻上機５を駆動する。ステップＳ１４の動作の詳細については、後述する。その後、ステップＳ１５において、乗りかご１の下降方向に巻上機５を一定の負荷出力で駆動する。その結果、ステップＳ１６において駆動シーブ４が空転しているか否かを確認する。駆動シーブ４が空転していれば保持機能が正常であると判断し、駆動シーブ４が空転していなければ非常止め部７の保持機能の健全性が確認できなかったとして「点検エラー」と判断する。

次に、図２のステップＳ１４の動作の詳細について、説明する。以下の式は、本発明の実施の形態１によるエレベーター装置の挙動を示す運動方程式である。

ここで、Ｆは巻上機５の駆動力、Ｍは乗りかご１の質量、ｍは釣り合いおもり２の質量、ｇは重力加速度である。Ｔ₁、Ｔ₂はそれぞれ主索３にかかる張力であり、駆動シーブ４を挟んで乗りかご１の側の張力がＴ₁、駆動シーブ４を挟んで釣り合いおもり２の側の張力がＴ₂である。Ｆ_sは、非常止め部７がレール８を保持する保持力である。

図２のステップＳ１４においては、主索３が伸縮するように巻上機５を駆動して、釣り合いおもり２の上下方向揺れの固有振動周期による揺れを励起する。具体的には、以下の式で示される任意の駆動力振幅ｆと所定周期ωを有する駆動力Ｆで巻上機５を駆動することで、揺れを励起することができる。

ここで、釣り合いおもり２の上下方向揺れの固有振動周期をΩとすると、以下の式によって求めることができる。

ここで、ｋは、駆動シーブ４から釣り合いおもり２までの主索３の伸縮によるバネ定数である。一般的に、主索３の伸縮によるバネ定数ｋは主索３の特性と長さから定まるため、固有振動周期Ωは昇降行程や乗りかご１の位置によって変化する。そのため、乗りかご１の位置を移動させることにより固有振動周期Ωを変更し、巻上機５の駆動による振動周期ωを固有振動周期Ωに近づけることにより、大きな振幅の振動を励起することができる。また、駆動シーブ４から釣り合いおもり２までの間に制振バネなどを直列に設置することがあるが、この場合は、制振バネによるバネ定数成分も考慮して駆動シーブ４から釣り合いおもり２までの主索３の伸縮によるバネ定数ｋが定められる。

このように巻上機５を駆動して加振された場合、釣り合いおもり２の側の主索３の張力Ｔ₂は、以下のように表される。

ここで、δはエレベーター制御部２１が巻上機５を制御する入力信号に対する上下振動の位相ずれ量であり、αは振動周期ωの振動振幅である。

非常止め点検モードによる制御では、釣り合いおもり２を固有振動周期Ωに十分近い周期ωで振動させ、上下振動を励起した後、釣り合いおもり２を持ち上げる方向、すなわち、乗りかご１を下降させる方向に巻上機５に駆動力をかける。このとき、乗りかご１の側の主索３の張力Ｔ₁は、以下の式で求められる。

ここで、Ｆ₀は巻上機５が出力する駆動力であり、ここでは一定値としている。また、式（６）におけるαを式（７）ではα₀ｅｘｐ（−β（ｔ−ｔ₀））としているのは、振動振幅が徐々に減衰するためであり、βは減衰係数、ｔは時間、ｔ₀は上下振動の励起を停止した時刻である。

次に、本発明の実施の形態１によるエレベーター装置の状態量変化について、説明する。図３は、従来のエレベーター装置における非常止め部７の点検時の状態変化を示す図である。図４は、本発明の実施の形態１によるエレベーター装置における非常止め部７の点検時の状態変化を示す図である。それぞれの図には、（ａ）巻上機５の駆動力の時間変化、（ｂ）主索３の張力の時間変化、（ｃ）駆動シーブ４を挟んで乗りかご１の側の主索３の張力と駆動シーブ４を挟んで釣り合いおもり２の側の主索３の張力との比の時間変化、（ｄ）非常止め部７にかかる負荷の時間変化を示している。

まず、図３に示された従来のエレベーター装置における非常止め部７の点検時においては、非常止め部７を作動させた状態で巻上機５に対して乗りかご１を下降させる方向に一定の駆動力を発揮させている。このときの駆動シーブ４を挟んで釣り合いおもり２の側の主索３の張力は、釣り合いおもり２の重量が変わらないため変化せず、駆動シーブ４を挟んで乗りかご１の側の主索３の張力は、低下する。その結果、駆動シーブ４を挟んで乗りかご１の側の主索３の張力と駆動シーブ４を挟んで釣り合いおもり２の側の主索３の張力との比が大きくなり、主索３が受け持つ負荷も低下するため、非常止め部７が支える負荷加重が増加する。ここで、主索３の張力比が限界張力比を超えると、駆動シーブ４が空転することになる。限界張力比は、駆動シーブ４の形状、駆動シーブ４と主索３との接触量、駆動シーブ４および主索３の材質、温度環境など、様々な要素によって定まる。よって、例えば、非常止め部７の点検を行うときのエレベーター装置が高い限界張力比を有している場合、駆動シーブ４は空転せず、結果として非常止め部７の点検ができないことになってしまう。

一方、図４に示された本発明の実施の形態１によるエレベーター装置における非常止め部７の点検時においては、非常止め部７を作動させた状態で巻上機５に対して周期変動を含む駆動力を発揮させている。なお、ここでの説明においては、本発明の効果を確認するために、非常止め部７の点検時の動作以外は、図３に示された従来のエレベーター装置と同じ条件としており、巻上機５が発揮できる最大駆動力における限界張力比も同じ大きさとして説明している。図４に示された本発明の実施の形態１における非常止め部７の点検では、釣り合いおもり２の側の上下振動を励起して、主索３の張力の上下変動を起こしている。図４において（ｂ）主索張力の時間変化に注目すると、巻上機５に対する周期変動を停止した時刻ｔ₀以降においても張力振動が残っている。そのため、巻上機５に対して乗りかご１を下降させる方向に一定の駆動力を発揮させ続けると、駆動シーブ４を挟んで乗りかご１の側の主索３の張力が、駆動シーブ４を挟んで釣り合いおもり２の側の主索３の張力と同位相で振動することとなる。その結果、主索３にかかる２つの張力が低下したタイミングで主索３にかかる２つの張力の比が高くなり、その値が限界張力比を超えて駆動シーブ４の空転が生じることとなる。よって、従来のエレベーター装置では駆動シーブ４を空転させることができずに非常止め部７を点検することができなかった場合においても、駆動シーブ４を空転させて非常止め部７を点検することができる。また、駆動シーブ４が空転しているときは、駆動シーブ４を挟んで乗りかご１の側の主索３の張力が最も低くなり、非常止め部７にかかる負荷が最大となることから、従来よりも高い負荷を非常止め部７にかけて点検を行うことができる。

図４に示した例では、巻上機５に対する周期変動を停止した時刻ｔ₀以降において巻上機５に対して乗りかご１を下降させる方向に一定の駆動力を発揮させ続けるとしたが、周期変動後の巻上機５の駆動力をさらに大きくすると、主索３にかかる２つの張力の比がさらに高くなり、駆動シーブ４の空転がさらに生じやすくなる。この場合、駆動シーブ４の空転がさらに発生しにくいシステムにおいても非常止め部７の点検が可能であり、また、釣り合いおもり２の上下振動が小さい場合であっても駆動シーブ４を空転させることができる。

また、巻上機５に対する周期変動をより大きくすると、釣り合いおもり２の上下方向の振動も大きくなり、巻上機５に対する周期変動のみで張力比が限界張力比を超えることもある。この場合は、巻上機５に対する周期変動を停止した時刻ｔ₀以降において、巻上機５に対して乗りかご１を下降させる方向に一定の駆動力を発揮させ続ける必要は無い。

なお、本発明の実施の形態１によるエレベーター装置においては、巻上機５に対して周期変動を含む駆動力を発揮させるとしたが、釣り合いおもり２の上下振動を励起できる制御指令であればどの様なものでも良く、周期的な三角波・矩形波・パルスなどであってもかまわない。さらに、巻上機５に対して駆動力を発揮させる指令については、駆動力を直接制御してもよいが、速度制御などで実現してもよい。

実施の形態２
本実施の形態２によるエレベーター装置は、駆動シーブ４の空転を自動的に検出するものである。例えば、機械室がないエレベーター装置においては、駆動シーブ４の空転を目視で確認することは困難であり駆動シーブ４の空転の自動検出は非常に有効である。

本実施の形態２によるエレベーター装置の構成を、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態２によるエレベーター装置の一例を示したものであり、実施の形態１によるエレベーター装置の構成を示した図１と比べると、巻上機回転検知部１１の出力が点検部２２に入力され、点検部２２の出力がエレベーター制御部２１に入力されている点以外は、同じである。

次に、本発明の実施の形態２によるエレベーター装置における、非常止め部７の点検手順について説明する。図６は、非常止め部７の点検手順を示す図である。ステップＳ２１では、非常止め部７を作動可能な状態にする。例えば、調速機６を回転できないように静止保持してしまう。これにより、乗りかご１が下降したときに、調速機６が非常止め部７を作動させることとなる。次に、ステップ２２では、巻上機回転検知部１１から出力された巻上機５の回転角を回転角（１）として点検部２２に保存する。ステップ２３では、乗りかご１が下降する方向に巻上機５を一定の負荷出力で駆動し、駆動力をゼロにした後に巻上機回転検知部１１から出力された巻上機５の回転角を回転角（２）として点検部２２に保存する。

ステップ２５では、点検部２２に保存された回転角（１）と回転角（２）とを比較する。回転角（１）と回転角（２）が異なる場合は、ステップＳ３０に進み、回転角に変化があったことを点検者等に通知する。回転角（１）と回転角（２）が同じ場合は、ステップＳ２６において釣り合いおもり２において一定周期の上下振動が起きるように巻上機５を加振負荷出力で駆動した後、ステップＳ２７において乗りかご１の下降方向に巻上機５を一定の負荷出力で駆動する。その後、駆動力をゼロにした後に、ステップＳ２８において、巻上機回転検知部１１から出力された巻上機５の回転角を回転角（３）として点検部２２に保存する。

ステップＳ２９では、点検部２２に保存された回転角（１）と回転角（３）とを比較し、異なる場合はステップＳ３０に進み、回転角に変化があったことを点検者等に通知する。保存された回転角（１）と回転角（３）とが同じ場合は、駆動シーブ４が空転していないということであり、非常止め部７の保持機能の健全性が確認できなかったとして「点検エラー（１）」と判断する。

ステップＳ３０では、回転角に変化があったということは駆動シーブ４が空転したということである。よって、次のステップＳ３２において、ステップＳ２１のときの乗りかご１の位置とステップＳ３２にときの乗りかご１の位置に変化があるか否かを確認し、変化があった場合はステップＳ３４において非常止め部７の保持機能の健全性が確認できなかったとして「点検エラー（２）」と判断し、変化が無かった場合はＳ３３において「正常」であると判断する。ここで、ステップＳ３２において乗りかご１の位置を確認して正常か否かを判断するのは、非常止め部７の静止保持が十分でないなどの理由により乗りかご１が移動している場合には、駆動シーブ４が回転している場合でも駆動シーブ４が空転しているか否かが判断できないためである。

このように、本発明の実施の形態２によるエレベーター装置では、機械室がなく駆動シーブ４の空転を確認することが困難な場合でも、巻上機の駆動力が十分大きくないときにも駆動シーブを空転させて非常止め部が正常に作動することを確認できる。

実施の形態３
本実施の形態３によるエレベーター装置は、駆動シーブ４の空転を自動的に検出するとともに、乗りかご１の位置を自動的に検出するものである。これにより、乗りかご１の位置移動の有無確認も自動化できて作業者の判断が不要となるので、点検作業を効率化できる。

本実施の形態３によるエレベーター装置の構成を、図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態３によるエレベーター装置の一例を示したものでああり、実施の形態２によるエレベーター装置の構成を示した図５と比べると、乗りかご位置検知部１２の出力が点検部２２に入力されている以外は、同じである。

次に、本発明の実施の形態３によるエレベーター装置における、非常止め部７の点検手順について説明する。図８は、非常止め部７の点検手順を示す図である。実施の形態２によるエレベーター装置における非常止め部７の点検手順を示す図６と比べると、ステップＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２８においてそれぞれ巻上機回転角（１）、巻上機回転角（２）、巻上機回転角（３）をエレベーター制御部２１に保存した後に、ステップＳ２２１、Ｓ２４１、Ｓ２８１において、それぞれのタイミングにおける乗りかご位置検知部１２からの出力であるかご位置（１）、かご位置（２）、かご位置（３）の情報をエレベーター制御部２１に保存する以外は、同じである。なお、ステップＳ３２においてかご位置が変化したか否かの判断は、保存されているかご位置（１）とかご位置（２）の値が同じであるか否か、または、保存されているかご位置（１）とかご位置（３）の値が同じであるか否かで、判断する。これにより、より正確に乗りかご１が移動したか否かを判断できる。

実施の形態４
本実施の形態４によるエレベーター装置は、点検作業を自動的に行うものである。

本実施の形態４によるエレベーター装置の構成を、図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態４によるエレベーター装置の一例を示したものでああり、実施の形態３によるエレベーター装置の構成を示した図７と比べると、点検部２２と通信する自動点検部２３を備え、自動点検部２３が調速機６を回転できないように静止保持する以外は、同じである。

自動点検部２３は、自動点検開始処理機能と、自動点検終了処理機能を有している。自動点検開始処理機能は、外部からの指示により自動点検を開始する、内部時計を参照し指定された日時に自動点検を開始するなど、特定のきっかけにより自動点検を開始する機能である。自動点検終了処理機能は、点検結果を、外部に送信する、メモリ等に記録する、あるいは、表示部に表示するなど、点検結果を外部からアクセスできる状態にする機能である。

自動点検部２３は、点検部２２に点検開始の指示を出すことにより自動点検を開始し、点検部２２より点検結果を受け取ることにより自動点検終了処理を行う。

次に、本発明の実施の形態４によるエレベーター装置における、非常止め部７の点検手順について説明する。図１０は、非常止め部７の点検手順を示す図である。ステップＳ２０では、自動点検部２３が自動点検を開始する。ステップＳ２１１では、自動点検部２３が調速機６を回転できないように静止保持する指令を出し、非常止め部７を作動可能な状態にする。ステップＳ２２からステップＳ３４までは、図８に示した実施の形態３によるエレベーター装置における非常止め部７の点検手順と同じである。ステップＳ３５では、点検部２２が出力する、ステップＳ３１による「点検エラー（１）」、ステップＳ３３による「正常終了」、ステップＳ３４による「点検エラー（２）」のいずれかの結果を、自動点検部２３が受け取り、その内容を、外部に送信する、メモリ等に記録する、あるいは、表示部に表示するなどの形で出力する。ステップＳ３６では、自動点検部２３が調速機６を回転できる状態にする指令を出すことにより、非常止め部７が作動しない状態にし、自動点検を終了する。

このように、本発明の実施の形態４によるエレベーター装置では、遠隔操作による自動点検の実施および点検結果取得や、タイマーにより深夜等のエレベーターが利用されていない時間帯での自動点検実施などを、実現することができる。

なお、実施の形態２から実施の形態４において、エレベーター制御部２１、点検部２２、および、自動点検部２３を、それぞれ独立したものとして説明したが、これらすべての機能を１台の制御装置で実現する構成としてもよい。

１ 乗りかご
２ 釣り合いおもり
３ 主索
４ 駆動シーブ
５ 巻上機
７ 非常止め部
２１ エレベーター制御部

Claims (7)

1. 乗りかごおよび釣り合いおもりをつり下げる主索と、
   前記乗りかごの下降を阻止する非常止め部と、
   前記主索を巻きかけて前記主索との間の摩擦力により前記主索を送る駆動シーブと、
   前記駆動シーブを回転させる巻上機と、
   前記巻上機を駆動するエレベーター制御部とを備え、
   前記エレベーター制御部は前記非常止め部が作動する状態で前記巻上機を駆動し前記釣り合いおもりの上下方向の固有振動周期による揺れを励起し前記駆動シーブを空転させることを特徴とするエレベーター装置。
2. 乗りかごおよび釣り合いおもりをつり下げる主索と、
   前記乗りかごの下降を阻止する非常止め部と、
   前記主索を巻きかけて前記主索との間の摩擦力により前記主索を送る駆動シーブと、
   前記駆動シーブを回転させる巻上機と、
   前記巻上機を駆動するエレベーター制御部とを備え、
   前記エレベーター制御部は前記非常止め部が作動する状態で前記巻上機を駆動し前記釣り合いおもりの上下方向の固有振動周期による揺れを励起したのちに前記乗りかごを下降させる方向に前記巻上機を駆動して前記駆動シーブを空転させることを特徴とするエレベーター装置。
3. 前記巻上機の回転角を検知する巻上機回転検知部と、
   前記巻上機の回転角に基づいて前記非常止め部が正常に動作することを確認する点検部とをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーター装置。
4. 前記巻上機の回転角を検知する巻上機回転検知部と、
   前記乗りかごの位置を検知する乗りかご位置検知部と、
   前記巻上機の回転角および前記乗りかごの位置に基づいて前記非常止め部が正常に動作することを確認する点検部とをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーター装置。
5. 前記非常止め部を作動する状態と作動しない状態に切り換える自動点検部をさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載のエレベーター装置。
6. 乗りかごおよび釣り合いおもりをつり下げる主索を巻きかけた駆動シーブを空転させることにより前記乗りかごの下降を阻止する非常止め部が正常に動作することを確認するエレベーター点検方法であって、
   前記非常止め部を作動する状態にするステップと、
   前記駆動シーブを回転させる巻上機を駆動し前記釣り合いおもりの上下方向の固有振動周期による揺れを励起するステップと、
   前記駆動シーブが空転したか否かにより前記非常止め部が正常に動作することを確認するステップと
   からなるエレベーター点検方法。
7. 乗りかごおよび釣り合いおもりをつり下げる主索を巻きかけた駆動シーブを空転させることにより前記乗りかごの下降を阻止する非常止め部が正常に動作することを確認するエレベーター点検方法であって、
   前記非常止め部を作動する状態にするステップと、
   前記駆動シーブを回転させる巻上機を駆動し前記釣り合いおもりの上下方向の固有振動周期による揺れを励起したのちに前記乗りかごを下降させる方向に前記巻上機を駆動するステップと、
   前記駆動シーブが空転したか否かにより前記非常止め部が正常に動作することを確認するステップと
   からなるエレベーター点検方法。

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