JP6138348B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、同一の昇降路内に複数のかごが設けられているマルチカー方式のエレベータ装置に関するものである。

近年、建物の高層化に伴い、エレベータ装置を高速化、大容量化し、輸送量をアップさせることが求められている。そして、このような要望に対応するエレベータ装置として、２階建てのかごを持つダブルデッキエレベータ、及び、同一の昇降路内を複数のかごが独立して走行するマルチカー方式のエレベータ装置が知られている。

しかし、ダブルデッキエレベータは、シャトル運転時の大量輸送には向くものの、運行の自由度に欠ける。また、２階建てのかごの重量に対応するため、特別に大型な巻上機及び制動装置が必要となる。さらに、互いに隣接する階の階高が変化する場合は、下かごと上かごとの間隔を調整する機構が必要となる。

一方、マルチカー方式のエレベータ装置は、かご同士の衝突を避けるために、各かごの動きが制約されるので、一度に大量の乗客を運ぶシャトル運転には不向きである。

これに対して、従来のマルチカー方式のエレベータ装置では、エレベータ制御装置の運転モードに、第１のかごと第２のかごとをそれぞれ独立して走行させる独立運転モードと、第１のかごと第２のかごとを互いに近接した状態で一体的に同期して走行させる近接同期運転モードとが含まれている。

安全制御装置は、エレベータ制御装置の運転モードの切替に応じて、独立運転安全基準と同期運転安全基準とを切り替えて異常の有無を判定する。また、安全制御装置は、第１及び第２のかごに対して、独立運転安全基準と同期運転安全基準とで異なる占有区間（他のかごの進入を禁止する区間）を設定する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−８６９７０号公報

上記のような従来のマルチカー方式のエレベータ装置では、同期運転安全基準における占有区間として、第１及び第２のかごが互いに衝突せずに非常停止可能な範囲が設定されている。このため、近接同期運転モードでは、後続のかごの最高速度で決まる占有区間内に先行するかごが入らないように、先行するかごの走行開始から所定時間だけ遅れて後続のかごの走行を開始させる必要があり、ダブルデッキエレベータほどの運行効率は確保できない。

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、近接同期運転モードにおける運行効率を向上させることができるマルチカー方式のエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ装置は、同一の昇降路内をそれぞれ独立して昇降する複数のかご、かごの駆動制御を実施するとともに、かごの運行を管理するエレベータ制御装置、かご同士の衝突の衝撃を緩和するかご間緩衝器、及びかごの位置及び速度に関する情報に基づいてかごの状態を監視し、異常が検出された場合にかごを安全な状態に移行させる安全制御装置を備え、エレベータ制御装置の運転モードには、かごをそれぞれ独立して走行させる独立運転モードと、かごを互いに近接した状態で一体的に同期して走行させる近接同期運転モードとが含まれており、安全制御装置には、監視基準距離が設定されており、安全制御装置は、運転モードが近接同期運転モードのとき、互いに隣接するかごの距離が監視基準距離を超えた場合に異常と判定する。

この発明のエレベータ装置は、かご同士の衝突の衝撃を緩和するかご間緩衝器が用いられており、かつ、近接同期運転モードのときには、互いに隣接するかごの距離が監視基準距離を超えた場合に異常と判定するので、近接同期運転で万一かご同士が衝突したとしても、衝突速度を低く制限することができる。このため、先行するかごと後続のかごの走行を同時又はほぼ同時に開始でき、近接同期運転モードにおける運行効率を向上させることができる。

この発明の実施の形態１によるマルチカー方式のエレベータ装置を示す構成図である。 図１の第１及び第２のかごが独立運転モードで互いに接近する方向へ走行している場合の第１のかごの速度の監視基準を示すグラフである。 図１の第１及び第２のかごが独立運転モードで互いに接近する方向へ走行している場合の第２のかごの速度の監視基準を示すグラフである。 図１の第１及び第２のかごが独立運転モードで同方向へ走行しており、第２のかごが先行している場合の第１のかごの速度の監視基準を示すグラフである。 図１の第１及び第２のかごが独立運転モードで同方向へ走行しており第１のかごが先行している場合の第２のかごの速度の監視基準を示すグラフである。 図１の安全制御装置の近接同期運転モードでの安全監視アルゴリズムを示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について、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によるマルチカー方式のエレベータ装置を一部ブロックで示す構成図である。図において、同一（共通）の昇降路１内には、第１のかご（上かご）２、第１のかご２に対応する第１の釣合おもり３、第２のかご（下かご）４、及び第２のかご４に対応する第２の釣合おもり５が設けられている。第２のかご４は、第１のかご２の真下に配置されている。

昇降路１の上部には、第１のかご２及び第１の釣合おもり３を昇降させる第１の駆動装置（第１の巻上機）６、及び第２のかご４及び第２の釣合おもり５を昇降させる第２の駆動装置（第２の巻上機）７が設置されている。各駆動装置６，７は、駆動シーブ、駆動シーブを回転させるモータ、及び駆動シーブの回転を制動するブレーキを有している。第１及び第２のかご２，４は、駆動装置６，７の駆動力により、昇降路１内をそれぞれ独立して昇降する。

第１の駆動装置６の駆動シーブには、第１の懸架体８が巻き掛けられている。第１のかご２及び第１の釣合おもり３は、第１の懸架体８により昇降路１内に吊り下げられている。第２の駆動装置７の駆動シーブには、第２の懸架体９が巻き掛けられている。第２のかご４及び第２の釣合おもり５は、第２の懸架体９により昇降路１内に吊り下げられている。

懸架体８，９としては、例えば複数本のロープ又は複数本のベルトが用いられている。また、この例では、かご２，４及び釣合おもり３，５は、１：１ローピング方式で吊り下げられている。

第２のかご４の上部には、かご間緩衝器（下かごバッファ）１０が取り付けられている。第１のかご２の下部には、かご間緩衝器１０が当たる緩衝器当たり１１が取り付けられている。かご間緩衝器１０が緩衝器当たり１１に衝突することによって、第１のかご２と第２のかご４とが衝突したときの衝撃が緩和される。

かご２，４の運行は、エレベータ制御装置１２により制御される。エレベータ制御装置１２は、第１の駆動装置６を制御する第１の駆動制御装置１３、第２の駆動装置７を制御する第２の駆動制御装置１４、及び乗場からの呼びに対するかご２，４の割当を行う運行制御装置１５を有している。

第１の駆動制御装置１３には、第１のかご２の位置情報信号（Ｐ１０）と第１のかご２の速度情報信号（Ｖ１０）とが入力される。第１の駆動制御装置１３は、これらの入力信号を用いて、第１のかご２の駆動制御を実施する。

第２の駆動制御装置１４には、第２のかご４の位置情報信号（Ｐ２０）と第２のかご４の速度情報信号（Ｖ２０）とが入力される。第２の駆動制御装置１４は、これらの入力信号を用いて、第２のかご４の駆動制御を実施する。

第１及び第２のかご２，４の位置情報信号及び速度情報信号としては、例えば、巻上機エンコーダ、調速機エンコーダ、かご２，４に搭載されたセンサ、又は昇降路１内に設置されたセンサ等からの信号を用いることができる。

駆動制御装置１３，１４は、互いの情報を通信可能になっている。また、駆動制御装置１３，１４は、互いの情報を送受信することで第１のかご２と第２のかご４との衝突を回避する。

運行制御装置１５は、第１及び第２の駆動制御装置１３，１４の状態及び呼びの有無を監視し、第１及び第２のかご２，４の運行を管理（決定）する。即ち、運行制御装置１５は、乗場の呼びボタン（ＵＰ／ＤＯＷＮ）が操作されると、その情報と、かご２，４の位置及び速度等の情報とに基づいて、かご２，４のどちらを割り当てるかを決定する。そして、割当を決定したかご２，４に対応する駆動制御装置１３，１４に対して、運行指令を出力する。

安全制御装置１６は、第１及び第２のかご２，４の位置及び速度をエレベータ制御装置１２とは独立して監視し、異常が検出された場合にかご２，４を安全な状態に移行させる。これにより、安全制御装置１６は、例えば第１のかご２と第２のかご４との衝突を阻止する。

安全制御装置１６には、第１のかご２の位置情報信号（Ｐ１０）と、第１のかご２の速度情報信号（Ｖ１０）と、第２のかご４の位置情報信号（Ｐ２０）と、第２のかご４の速度情報信号（Ｖ２０）とが入力される。これらの信号は、エレベータ制御装置１２を通さずに安全制御装置１６に直接入力される。

この例では、第１の駆動制御装置１３、第２の駆動制御装置１４、運行制御装置１５、及び安全制御装置１６は、それぞれ独立したマイクロコンピュータを有している。

次に、運転モードについて説明する。エレベータ制御装置１２の運転モードには、かご２，４をそれぞれ独立して走行させる独立運転モードと、かご２，４を互いに近接した状態で一体的に同期して走行させる近接同期運転モードとが含まれている。図１は独立運転モードでの運転状態を示している。

運行制御装置１５は、運転モードを決定し、決定した運転モードを駆動制御装置１３，１４及び安全制御装置１６に送信する。これにより、駆動制御装置１３，１４、運行制御装置１５及び安全制御装置１６における制御方式が連動して変更される。

運転モードが独立運転モードのとき、運行制御装置１５は、呼びに応じて最適なかご２又は４を選択し、選択したかご２又は４に対応する駆動制御装置１３又は１４に指令を出す。駆動制御装置１３，１４は、呼びあるいは運行制御装置１５からの指令に従い、対応するかご２，４の走行制御を実施する。

安全制御装置１６は、運転モードが独立運転モードのとき、図２〜図５に示す安全監視アルゴリズムを用いて、衝突を防止するための安全監視を実施する。具体的には、安全制御装置１６は、両方のかご２，４の位置及び速度を監視し、それぞれのかご２，４の状態が監視基準を超えたら異常と判定し、ブレーキ作動指令を出力する。ブレーキ作動指令を受けると、第１及び第２の駆動装置６，７のブレーキによりかご２，４が停止される。

図２は図１の第１及び第２のかご２，４が独立運転モードで互いに接近する方向へ走行している場合の第１のかご２の速度の監視基準を示すグラフ、図３は図１の第１及び第２のかご２，４が独立運転モードで互いに接近する方向へ走行している場合の第２のかご４の速度の監視基準を示すグラフである。

かご２，４が互いに接近する方向へ走行している場合、相手のかご２又は４の速度及び位置から、相手のかご２又は４が停止できる位置（図中Ｐ１１，Ｐ２１）を計算し、その位置に停止可能な接近時監視基準速度を設定し、かご２，４の速度が接近時監視基準速度を超えたら異常と判定する。

図４は図１の第１及び第２のかご２，４が独立運転モードで同方向へ走行しており、第２のかご４が先行している場合の第１のかご２の速度の監視基準を示すグラフ、図５は図１の第１及び第２のかご２，４が独立運転モードで同方向へ走行しており、第１のかご２が先行している場合の第２のかご４の速度の監視基準を示すグラフである。

かご２，４が同方向へ走行している場合、先行する相手のかご２又は４の位置（図中Ｐ１０，Ｐ２０）に停止可能な追走時監視基準速度を設定し、追走するかご４又は２の速度が追走時監視基準速度を超えたら異常と判定する。

次に、運転モードが近接同期運転モードのとき、駆動制御装置１３，１４は、呼びあるいは運行制御装置１５からの指令に従い、第１及び第２のかご２，４の距離が安全制御装置１６に設定された監視基準距離を超えないように近接させた状態で、同じ速度でかご２，４の走行を制御する。このとき、駆動制御装置１３，１４は、互いの状態を示す信号を送受信し、互いに同期をとる。

なお、階床間距離が異なる場合には、かご２，４の距離が安全制御装置１６に設定された監視基準距離を超えない範囲で、かご２，４の距離を微調整して対応する。

安全制御装置１６は、運転モードが近接同期運転モードのとき、図３に示す安全監視アルゴリズムを用いて、衝突を防止するための安全監視を実施する。具体的には、安全制御装置１６には、近接同期運転モードにおける監視基準距離（Ｌｃｒ）が設定されている。そして、安全制御装置１６は、両方のかご２，４の位置を監視し、互いに隣接するかご２，４の距離、即ち、かご間緩衝器１０と緩衝器当たり１１との間の距離｜Ｐ１０−Ｐ２０｜が監視基準距離（Ｌｃｒ）を超えた場合（｜Ｐ１０−Ｐ２０｜＞Ｌｃｒ）、又はかご２，４の距離が０になった場合（｜Ｐ１０−Ｐ２０｜＝０）に異常と判定し、ブレーキ作動指令を出力する。

ここで、監視基準距離（Ｌｃｒ）は、異常が発生したときに互いに隣接するかご２，４間の距離で到達し得る最大速度でかご２，４同士が衝突しても、かご間緩衝器１０で衝撃を安全に緩和できる速度以下となるような距離に設定される。例えば、最悪な危険事象として考えられる第１のかご２の自由落下時における安全性を考慮した場合、監視基準距離（Ｌｃｒ）をかご間緩衝器１０の緩衝ストロークと同等の距離以下に設定するのが望ましい。

次に、運転モードの切替について説明する。運転モードの切替は、運行制御装置１５が指令を出すことで実行される。運行制御装置１５は、例えば、外部から運転モードの切替指令信号が入力された場合、予め決められた時間になった場合、又はエレベータ装置の利用状況が予め設定された利用状況になった場合などに運転モードを切り替える。

例えば、中間階の利用回数が閾値よりも少ない場合に近接同期運転モードを選択し、中間階の利用回数が閾値以上である場合に独立運転モードを選択するように設定することができる。

第１の駆動制御装置１３は、運行制御装置１５から近接同期運転モードへの切替の指令を受けると、第１のかご２を、安全制御装置１６に設定された接近運転基準速度を超えない速度で第２のかご４に接近させ、停止させる。

第２の駆動制御装置１４は、運行制御装置１５から近接同期運転モードへの切替の指令を受けると、第１のかご２が接近して停止するまで第２のかご４を停止待機させる。なお、第１のかご２を停止待機させ、第２のかご４を第１のかご２に接近させてもよい。

第１及び第２の駆動制御装置１３，１４は、第１及び第２のかご２，４を停止させた後、安全制御装置１６からの走行許可を受けるまで第１及び第２のかご２，４を停止待機させる。

安全制御装置１６には、近接同期運転モードへの切替中に第１のかご２（又は第２のかご４）を第２のかご４（又は第１のかご２）に接近させる際の監視基準である接近基準速度が設定されている。接近基準速度は、かご間緩衝器１０で衝撃を安全に緩和できる速度、即ち、かご間緩衝器１０の緩衝ストローク以下の距離で平均減速度が重力加速度以下で停止できる速度に設定されている。

安全制御装置１６は、運行制御装置１５から近接同期運転モードへの切替の指令を受けると、両かご２，４の接近速度を監視し、接近速度が接近基準速度を超えた場合には異常と判定し、ブレーキ作動指令を出力する。また、安全制御装置１６は、第１及び第２のかご２，４が近接同期運転モードで走行可能な位置に停止したことを検出したら、駆動制御装置１３，１４に近接同期運転モードでの走行を許可する指令を出力する。

このようなエレベータ装置では、かご２，４同士の衝突の衝撃を緩和するかご間緩衝器１０が用いられており、かつ、運転モードが近接同期運転モードのときに、互いに隣接するかご２，４の距離が監視基準距離（Ｌｃｒ）を超えた場合に異常と判定するので、近接同期運転で万一かご２，４同士が衝突したとしても、衝突速度を低く制限することができる。このため、先行するかご２又は４と後続のかご４又は２の走行を同時又はほぼ同時に開始でき、近接同期運転モードにおける運行効率を向上させることができる。

これにより、例えば定格速度が２４０ｍ毎分のエレベータ装置においては、特許文献１に示されたエレベータ装置と比べて、第１及び第２のかご２，４が昇降路１を１往復するのにかかる時間を１０秒程度短縮できる。

また、かご２，４同士を機械的に連結する機構も上下のかご２，４の間隔を調整する機構も用いず、ダブルデッキエレベータの運行形態と同様の近接同期運転モードにより、一度に大容量輸送を行うシャトル運転に対応することができ、また、独立運転モードにより運行の自由度を向上させ運行効率を高めることができる。

さらに、運転モードが近接同期運転モードときに、かご２，４の距離が０となった場合にも異常と判定するので、かご２，４の異常接近にも対応することができる。
さらにまた、近接同期運転モードへの切替中にかご２，４の接近速度が接近基準速度を超えた場合に異常と判定するので、モード切替中にもかご２，４の高速での衝突をより確実に防止することができる。

なお、第１及び第２の駆動制御装置１３，１４は１つの装置にまとめてもよい。
また、駆動制御装置１３，１４と運行制御装置１５とを１つの装置にまとめてもよい。
さらに、ローピング方式は１：１ローピング方式に限定されるものではなく、例えば２：１ローピング方式であってもよい。
さらにまた、かごによって異なるローピング方式が混在してもよい。
また、上記の例では、近接同期運転モードでかご２，４の距離が０となった場合に異常と判定したが、０ではなく、ある程度の余裕を持って異常と判定してもよい。即ち、安全制御装置１６に監視基準距離よりも短い異常接近距離を設定し（異常接近距離は上記の例のように０でもよい）、運転モードが近接同期運転モードのときに、互いに隣接するかご２，４の距離が異常接近距離以下となった場合に異常と判定するようにしてもよい。
さらに、上記の例では、第２のかご４の上部にかご間緩衝器１０を設置したが、第１のかご２の下部に設置したり、第１及び第２のかご２，４の両方に設置したりしてもよい。
さらにまた、上記の例では２台のかご２，４を用いたが、３台以上のかごを同一の昇降路１内に配置してもよい。この場合、かごを複数のグループに分け、グループ内のかごを近接同期運転しつつ、それぞれのグループは独立運転してもよい。

Claims (7)

1. 同一の昇降路内をそれぞれ独立して昇降する複数のかご、
   前記かごの駆動制御を実施するとともに、前記かごの運行を管理するエレベータ制御装置、
   前記かご同士の衝突の衝撃を緩和するかご間緩衝器、及び
   前記かごの位置及び速度に関する情報に基づいて前記かごの状態を監視し、異常が検出された場合に、ブレーキ作動指令を出力して前記かごを停止させる安全制御装置
   を備え、
   前記エレベータ制御装置の運転モードには、前記かごをそれぞれ独立して走行させる独立運転モードと、前記かごを互いに近接した状態で一体的に同期して走行させる近接同期運転モードとが含まれており、
   前記安全制御装置には、監視基準距離が設定されており、
   前記安全制御装置は、前記運転モードが前記近接同期運転モードのとき、互いに隣接する前記かごの距離が監視基準距離を超えた場合に異常と判定し、
   前記監視基準距離は、異常が発生したときに互いに隣接する前記かご間の距離で到達し得る最大速度で前記かご同士が衝突しても、前記かご間緩衝器で衝撃を緩和できる速度以下となるような距離に設定されているエレベータ装置。
2. 前記監視基準距離は、前記かご間緩衝器の緩衝ストロークと同等の距離以下に設定されている請求項１記載のエレベータ装置。
3. 前記安全制御装置には、前記監視基準距離よりも短い異常接近距離が設定されており、
   前記安全制御装置は、前記運転モードが前記近接同期運転モードのとき、互いに隣接する前記かごの距離が異常接近距離以下となった場合にも異常と判定する請求項１又は請求項２に記載のエレベータ装置。
4. 前記安全制御装置には、前記近接同期運転モードへの切替中の監視基準である接近基準速度が設定されており、
   前記安全制御装置は、前記近接同期運転モードへの切替中に、互いに隣接する前記かごの接近速度を監視し、接近速度が前記接近基準速度を超えた場合には異常と判定する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエレベータ装置。
5. 前記接近基準速度は、前記かご間緩衝器で衝撃を緩和できる速度に設定されている請求項４記載のエレベータ装置。
6. 同一の昇降路内をそれぞれ独立して昇降する複数のかご、
   前記かごの駆動制御を実施するとともに、前記かごの運行を管理するエレベータ制御装置、
   前記かご同士の衝突の衝撃を緩和するかご間緩衝器、及び
   前記かごの位置及び速度に関する情報に基づいて前記かごの状態を監視し、異常が検出された場合に、ブレーキ作動指令を出力して前記かごを停止させる安全制御装置
   を備え、
   前記エレベータ制御装置の運転モードには、前記かごをそれぞれ独立して走行させる独立運転モードと、前記かごを互いに近接した状態で一体的に同期して走行させる近接同期運転モードとが含まれており、
   前記安全制御装置には、監視基準距離が設定されており、
   前記安全制御装置は、前記運転モードが前記近接同期運転モードのとき、互いに隣接する前記かごの距離が監視基準距離を超えた場合に異常と判定し、
   前記安全制御装置には、前記近接同期運転モードへの切替中の監視基準である接近基準速度が設定されており、
   前記安全制御装置は、前記近接同期運転モードへの切替中に、互いに隣接する前記かごの接近速度を監視し、接近速度が前記接近基準速度を超えた場合には異常と判定し、
   前記接近基準速度は、前記かご間緩衝器で衝撃を緩和できる速度であって、前記かご間緩衝器の緩衝ストローク以下の距離で平均減速度が重力加速度以下で停止できる速度に設定されているエレベータ装置。
7. 前記運転モードが前記独立運転モードのとき、前記安全制御装置は、
   前記かごの位置及び速度を監視し、
   互いに隣接する２台の前記かごが互いに接近する方向へ走行している場合、相手の前記かごの速度及び位置から、相手の前記かごが停止できる位置を計算し、その位置に停止可能な接近時監視基準速度を設定し、前記かごの速度が前記接近時監視基準速度を超えたときに異常と判定し、
   互いに隣接する２台の前記かごが同方向へ走行している場合、先行する相手の前記かごの位置に停止可能な追走時監視基準速度を設定し、追走する前記かごの速度が前記追走時監視基準速度を超えたときに異常と判定する請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエレベータ装置。

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