JPWO2014097373A1 - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

エレベータ装置は、かご(1)の走行方向の加速度に応じた加速度信号を発生する加速度検出器(10)が、かご(1)に搭載されている。かご速度監視部(11)は、加速度検出器(10)からの加速度信号から、かご(1)の走行速度を求める。かご速度監視部(11)には、過大速度が予め設定されている。かご速度監視部(11)は、加速度検出器(10)から求めたかご(1)の走行速度が予め設定された過大速度に達すると、制動装置(6a,6b)によりかご(1)を停止させる。

Description

この発明は、例えば懸架手段の破断や制御装置の故障等の異常時にかごが非常停止されるエレベータ装置に関するものである。

従来のエレベータ装置では、調速機シーブに巻き掛けられた調速機ロープがかごに連結されており、かごの走行速度に応じた速度で調速機シーブが回転される。例えば、制御装置の異常などにより、かごが定格速度を超えて第１の過大速度に達したことが検出されると、巻上機への給電が遮断され、かごが急停止される。また、懸架手段の破断などにより、かごが落下した場合には、調速機により第２の過大速度が検出され、非常止め装置が作動され、かごが非常停止される。

しかし、調速機ロープは、昇降路壁とかごとの間に配置せざるを得ないため、他の機器との距離が近く、地震等により調速機ロープに揺れが生じると、調速機ロープが他の機器に干渉したり引っ掛かったりする恐れがある。

これに対して、調速機ロープを用いずに非常止め装置を作動させる作動機構も提案されている。この作動機構では、かごの落下に伴う重力の加速度を利用して上下動する反力発生器がかご上に設けられており、この反力発生器がリンク機構を介して非常止め装置の楔に連結されている（例えば、特許文献１参照）。

また、かご速度センサによって検出されたかごの速度に基づいて非常止め装置を電気的に動作させる方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３４５８０３号公報 国際公開２００４／０８３０９１号

特許文献１に示されたような従来の非常止め装置の作動機構では、反力発生器と非常止め装置とをリンク機構で直接連結する必要があるため、作動機構の設置位置が制限される。また、リンク系の慣性質量や可動部の摺動ロス等を考慮して反力発生器の構成を決定する必要があるため、現実的には構成するのがかなり難しい。さらに、異常加速度検出により非常止め装置を作動させることができたとしても、過速度の検出はできないため、過速度検出により非常止め装置を作動させるためには、過速度検出手段を別途設ける必要がある。

また、特許文献２では、かご速度センサの具体的な構成が示されていないため、非常止め装置を作動させるためのセンサとして、どのような構成がより好適であるのかは不明である。

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、調速機ロープを用いずに、簡単な構成でかごの過大速度を検出し、過大速度検出時にかごを適正に停止させ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。

この発明に係るエレベータ装置は、かご、かごの走行を制動する制動装置、かごに搭載され、かごの走行方向の加速度に応じた加速度信号を発生する加速度検出器、及び加速度信号からかごの走行速度を求め、かごの走行速度が予め設定された過大速度に達すると制動装置によりかごを停止させるかご速度監視部を備えている。

この発明のエレベータ装置は、かごの走行方向の加速度に応じた加速度信号を発生する加速度検出器をかごに搭載し、かご速度監視部が、加速度信号からかごの走行速度を求め、かごの走行速度が予め設定された過大速度に達すると制動装置によりかごを停止させるので、調速機ロープを用いずに、簡単な構成でかごの過大速度を検出し、過大速度検出時にかごを適正に停止させることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を一部ブロックで示す概略の構成図である。 図１の加速度検出器を示す概略の構成図である。 この発明の実施の形態２による加速度検出器を示す概略の構成図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータ装置を一部ブロックで示す概略の構成図である。

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によるエレベータ装置を一部ブロックで示す概略の構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、懸架手段３により昇降路内に吊り下げられており、駆動装置である巻上機４により昇降される。昇降路内には、かご１の昇降を案内する一対のかごガイドレール（図示せず）と、釣合おもり２の昇降を案内する一対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。

巻上機４は、駆動シーブ５と、駆動シーブ５を回転させる巻上機モータ（図示せず）と、駆動シーブ５の回転を制動する第１及び第２の巻上機ブレーキ（電磁ブレーキ）６ａ，６ｂとを有している。懸架手段３は、駆動シーブ５に巻き掛けられている。懸架手段３としては、複数本のロープ又は複数本のベルトが用いられている。

各巻上機ブレーキ６ａ，６ｂは、駆動シーブ５と同軸に結合されたブレーキ車（ドラム又はディスク）と、ブレーキ車に接離されるブレーキシューと、ブレーキシューをブレーキ車に押し付け制動力を印加するブレーキばねと、ブレーキばねに抗してブレーキシューをブレーキ車から開離させ制動力を解除する電磁マグネットとを有している。

巻上機４の運転は、運行制御装置（エレベータ制御装置）７によって制御される。即ち、かご１の運行は、運行制御装置７により制御される。巻上機４には、駆動シーブ５の回転に応じた信号を発生する回転検出器である巻上機エンコーダ８が設けられている。運行制御装置７は、巻上機エンコーダ８からの信号に基づいてかご１の走行速度を検出する。

かご１には、かごガイドレールを把持することによりかご１を非常停止させる非常止め装置９が搭載されている。非常止め装置９は、例えばＷＯ２００４／０８３０９１に示されているように、アクチュエータにより電気的に作動する。

例えば、非常止め装置９は、アクチュエータとしての電磁マグネット、制動ばね、制動片（楔）、及び案内部材を有している。このような非常止め装置９では、電磁マグネットが励磁されているときに、電磁マグネットの電磁力により制動片がかごガイドレールから離れた位置に保持されている。また、電磁マグネットへの給電が遮断されると、制動ばねのばね力により制動片が案内部材に沿って変位し、楔効果により制動片がかごガイドレールに押し当てられ、かご１が摩擦制動される。

実施の形態１において、かご１の走行を制動する制動装置は、第１及び第２の巻上機ブレーキ６ａ，６ｂと、非常止め装置９とを含んでいる。

また、かご１には、かご１の走行方向の加速度に応じた加速度信号を発生する加速度検出器１０が搭載されている。加速度検出器１０からの加速度信号は、かご速度監視部（制御基板）１１に入力される。かご速度監視部１１は、運行制御装置７から独立して、かご１の走行速度を監視する。

かご速度監視部１１は、かご速度演算部１２及び判定部１３を有している。かご速度演算部１２は、加速度検出器１０からの加速度信号からかご１の走行速度を求める。具体的には、かご速度演算部１２は、加速度信号を時間で積分してかご１の走行速度を求める。

判定部１３には、定格速度よりも高い第１の過大速度と、第１の過大速度よりも高い第２の過大速度とが予め設定されている。判定部１３は、かご１の走行速度が第１の過大速度に達すると、安全回路１４により巻上機４（巻上機モータ及び巻上機ブレーキ６ａ，６ｂの電磁マグネット）への給電を遮断し、第１及び第２の巻上機ブレーキ６ａ，６ｂによってかご１を非常停止させる。

また、判定部１３は、かご１の走行速度が第２の過大速度に達すると、安全回路１４により巻上機４及び非常止め装置９への給電を遮断し、非常止め装置９によってかご１を非常停止させる。かご速度演算部１２及び判定部１３の機能は、例えばマイクロコンピュータにより実現することができる。

さらに、かご１の加速度が予め設定された過大加速度に達したことが加速度検出器１０により検出されると、かご速度監視部１１を介さずに、安全回路１４により非常止め装置９への給電が遮断され、非常止め装置９によってかご１が非常停止される。

図２は図１の加速度検出器１０を示す概略の構成図である。加速度検出器１０は、弾性体であるばね１５、変位部材であるアーム１６、錘１７、信号発生部であるエンコーダ１８、及び下降安全スイッチ１９を有している。

ばね１５は、かご１とアーム１６との間に接続されている。アーム１６の基端部には、回動軸１６ａが設けられている。アーム１６は、回動軸１６ａを中心として回動（揺動）可能にかご１に取り付けられている。錘１７は、アーム１６に固定されている。ばね１５は、アーム１６に接続されている。なお、図２では、錘１７をアーム１６の先端部に固定し、ばね１５をアーム１６の中間部に接続したが、錘１７及びばね１５の配置はこれに限定されない。

アーム１６は、かご１の加速度に応じてばね１５を弾性変形させつつ変位（回動）する。この例では、アーム１６は、かご１の加速度が０のときに水平であり、かご１の走行方向と加速度の大きさとに応じて、図２の２点鎖線に示すような範囲で変位する。

エンコーダ１８は、アーム１６の回動を検出し、加速度信号としてアーム１６の変位量（回動角度）に応じた信号を発生する。エンコーダ１８からの加速度信号は、かご速度監視部１１に入力される。

下降安全スイッチ１９は、かご１が下降方向に増速もしくは上昇方向に減速しているときに、アーム１６の変位量が予め設定された変位閾値に達すると、アーム１６により機械的に操作される。即ち、かご１の下降方向加速度が予め設定された過大加速度に達すると、下降安全スイッチ１９が操作される。これにより、上述したように、かご速度監視部１１を介さずに、安全回路１４により巻上機４、巻上機ブレーキ６ａ，６ｂ及び非常止め装置９への給電が遮断される。

このようなエレベータ装置では、加速度検出器１０をかご１に搭載し、かご速度監視部１１が、加速度信号からかご１の走行速度を求め、かご１の走行速度が予め設定された過大速度に達すると巻上機ブレーキ６ａ，６ｂ及び非常止め装置９の少なくともいずれか一方によりかご１を停止させるので、調速機ロープを用いずに、簡単な構成でかご１の過大速度を検出し、過大速度検出時にかご１を適正に停止させることができる。

これにより、地震等により調速機ロープが他の機器に干渉したり引っ掛かったりする恐れがなくなる。また、調速機ロープの他にも、機械式調速機、張り車、調速機ロープ振れ止め等の機器を廃止できるため、昇降路内及び機械室のレイアウトの自由度が向上する。さらに、機器削減によるコストダウン及び省資源化を達成することができる。特に、昇降行程の長いエレベータ装置では、調速機ロープを省略することで大きな効果が期待できる。

また、加速度信号の積分をかご速度監視部１１の基板内で電子的に実施することで、かご１の走行速度への換算を容易に実現することができる。また、第１及び第２の過大速度を自由に設定することができ、過大速度とかご１の走行速度との比較も容易に実施することができる。このため、様々な仕様のエレベータ装置に容易に展開し適用することができる。

さらに、加速度検出器１０を図２に示したようなバネ−マス系とすることにより、構成をより単純にすることができ、過大速度の設定も容易である。また、アーム１６の回転変位量を検出するという外乱に強い安定した構成でかご１の加速度、ひいては走行速度を検出できるため、信頼性を確保し易い。

さらにまた、下降安全スイッチ１９が操作されると、かご速度監視部１１を介さずに、非常止め装置９によりかご１が非常停止されるので、例えば懸架手段３の破断等により、かご１の下降方向加速度が過大となった場合に、かご１の走行速度及びかご速度監視部１１の状態によらず、非常止め装置９をより確実かつ迅速に作動させることができる。即ち、走行速度が第２の過大速度に達するのを待つことなく、従来よりも低速で、非常止め装置９を作動させることができる。

実施の形態２．
次に、図３はこの発明の実施の形態２による加速度検出器を示す概略の構成図であり、エレベータ装置全体の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態２では、実施の形態１の加速度検出器１０に上昇安全スイッチ２０が追加されている。

上昇安全スイッチ２０は、かご１が上昇方向に増速もしくは下降方向に減速しているときに、アーム１６の変位量が予め設定された変位閾値に達すると、アーム１６により機械的に操作される。即ち、何等かの原因（例えば運行制御装置７の暴走等）により、かご１の上昇方向加速度が予め設定された過大加速度に達すると、上昇安全スイッチ２０が操作される。

上昇安全スイッチ２０が操作されると、かご速度監視部１１を介さずに、安全回路１４により、例えばロープブレーキ（図示せず）又は巻上機ブレーキ６ａ，６ｂ等のかご１の上昇方向への走行を制動する制動装置が作動される。

また、例えばＷＯ２００８／１５５８５３に示されているように、かご１の走行方向が上方向であっても下方向であってもかご１を非常停止させることができるタイプの非常止め装置９を用いれば、上昇安全スイッチ２０が操作された場合にも非常止め装置９でかご１を非常停止させることができる。

このような加速度検出器を用いれば、かご１の上昇方向加速度が過大となった場合にも、かご１の走行速度及びかご速度監視部１１の状態によらず、かご１の走行をより確実かつ迅速に制動することができる。

実施の形態３．
次に、図４はこの発明の実施の形態３によるエレベータ装置を一部ブロックで示す概略の構成図である。実施の形態３では、かご速度演算部１２でのかご速度演算にあたって、加速度検出器１０から得られる加速度情報に加え、かご１及び昇降路内の少なくともいずれか一方に設けられたかご位置検出器２１から得られるかご位置情報が利用される。かご位置検出器２１としては、例えば、従来からエレベータ装置に設置されている着床センサ、リレベルセンサ、又は終点スイッチなどを利用することができる。

具体的には、エレベータ装置の据付時に、かご位置検出器２１からの信号と昇降路内のかご位置との関係をかご速度演算部１２内に予め学習させておき、かご１の走行時にかご位置検出器２１から得られるかご位置信号（絶対位置の情報）に基づいて、加速度信号から算出されたかご１の走行速度を補正する。

走行速度の補正方法としては、例えば、昇降路内の２点間を通過する時間を計測し、予め分かっている２点間の距離と通過に要した時間とからかご１の走行速度を求め、かご速度演算部１２で加速度信号から求めた走行速度を補正する方法がある。

また、加速度信号から走行速度を求め、その走行速度からかご位置を求め、かご位置検出器２１で検出されたかご位置と比較し、両者の差に基づいて走行速度を補正してもよい。さらに、加速度信号からの演算結果と、位置検出器２１からの位置情報との差が予め設定された値よりも大きくなった場合に、異常検出信号を発生するようにしてもよい。他の構成及び動作は、実施の形態１又は２と同様である。

このようなエレベータ装置では、かご位置検出器２１からの信号によりかご１の走行速度を補正するので、かご速度監視部１１の信頼性を向上させることができる。

なお、上記の例では、信号発生部としてエンコーダ１８を示したが、信号発生部はこれに限定されるものではない。
また、上記の例では、変位部材として、かご１の加速度に応じて回動するアーム１６を示したが、変位部材はこれに限定されるものではなく、例えば直線的にスライド変位されるものであってもよい。
さらに、変位部材の変位を拡大（増速）して伝達する機構を変位部材と信号発生部との間に介在させてもよい。

さらにまた、上記の例では、従来の調速機の代わりに過大速度を検出するかご速度監視部１１を示したが、かご速度監視部は、例えば、昇降路の終端階付近でかご１の走行速度を監視しかご１を強制的に停止させるＥＴＳ装置（終端階強制減速装置）の機能をあわせ持っていてもよい。この場合、過大速度の設定値を、昇降路の終端へ向けて徐々に低くなるように設定してもよい。また、実施の形態１で示したかご速度監視部１１とは別にＥＴＳ装置を設け、加速度検出器１０からの信号をかご速度監視部１１とＥＴＳ装置とに振り分けて入力し、それぞれで走行速度に変換してもよい。

また、エレベータ装置全体のレイアウトは、図１のレイアウトに限定されない。例えば、２：１ローピング方式のエレベータ装置、巻上機４が昇降路の下部に設置されているエレベータ装置等にもこの発明は適用できる。
さらに、この発明は、機械室を持つエレベータ装置、機械室レスエレベータ、リニアモータエレベータ、油圧エレベータ、ダブルデッキエレベータ、共通の昇降路内に複数のかごが配置されているワンシャフトマルチカー方式のエレベータなど、あらゆるタイプのエレベータ装置に適用できる。

Claims (6)

1. かご、
   前記かごの走行を制動する制動装置、
   前記かごに搭載され、前記かごの走行方向の加速度に応じた加速度信号を発生する加速度検出器、及び
   前記加速度信号から前記かごの走行速度を求め、前記かごの走行速度が予め設定された過大速度に達すると前記制動装置により前記かごを停止させるかご速度監視部
   を備えているエレベータ装置。
2. 前記加速度検出器は、
   弾性体、
   前記弾性体に接続されており、前記かごの加速度に応じて前記弾性体を弾性変形させつつ変位する変位部材、及び
   前記変位部材の変位を検出し、前記加速度信号として前記変位部材の変位量に応じた信号を発生する信号発生部
   を有している請求項１記載のエレベータ装置。
3. 前記かごの下降方向加速度が予め設定された閾値に達すると前記変位部材により機械的に操作される下降安全スイッチ
   をさらに備え、
   前記制動装置は、前記かごに搭載された非常止め装置を含み、
   前記下降安全スイッチが操作されると、前記かご速度監視部を介さずに、前記非常止め装置により前記かごが非常停止される請求項２記載のエレベータ装置。
4. 前記かごの上昇方向加速度が予め設定された閾値に達すると前記変位部材により機械的に操作される上昇安全スイッチ
   をさらに備え、
   前記上昇安全スイッチが操作されると、前記かご速度監視部を介さずに、前記制動装置により前記かごが非常停止される請求項２記載のエレベータ装置。
5. 前記かごの位置を検出するかご位置検出器
   をさらに備え、
   前記かご速度監視部は、前記加速度信号から求めた前記かごの走行速度を前記かご位置検出器からの信号に基づいて補正する請求項１記載のエレベータ装置。
6. 前記かご速度監視部は、前記加速度検出器からの加速度信号を積分して前記かごの走行速度を求める請求項１記載のエレベータ装置。

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