JP2009215047A - エレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の制動装置をそれぞれに異なるタイミングで動作させることで、停止時の減速度を下げ、振動や騒音を抑えてエレベータの運転をスムーズに止める。
【解決手段】 エレベータ１の巻上機１１、トラクションシーブ１２、メインロープ１３、乗りかご１４、カウンタウェイト１５のそれぞれに制動装置１８ａ〜１８ｅが設置されている。異常検出部２０によってエレベータ１の異常が検出されると、動作制御部２１はテーブル２２に記憶された順番データに従って各制動装置１８ａ〜１８ｅを所定の順に動作させていく。これにより、停止時の減速度を下げることができ、振動や騒音を抑えてエレベータの運転をスムーズに止めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の制動装置を備えたエレベータの制御装置に関する。

通常、エレベータでは、何らかの異常が発生した場合に、エレベータの運転を止めるための制動装置を備えている。この制動装置としては、巻上機のモータに制動力を与える電磁ブレーキが一般的である。近年、このような制動装置を複数設置しておくことが安全基準で義務付けられている。

ここで、従来、複数の制動装置を備えたエレベータに関する発明として、例えば特許文献１が知られている。この特許文献１では、巻上機のモータに２つの電磁ブレーキを設置しておき、この２つの電磁ブレーキを所定のタイミングで動作制御することが開示されている。
特開２００１−１４６３６６号公報

しかしながら、上記特許文献１では、２つの制動装置がエレベータの同じ箇所（巻上機）に設置されているため、その箇所でしか制動できない。さらに、同じ種類の制動装置を用いているので、ほぼ同時期に劣化して交換を要することになる。

また、その一方で、複数の制動装置を備えていると、停止時にこれらの制動力が同時に働くために、エレベータの減速度が非常に高くなり、振動や騒音が発生して利用者に不安感を与えてしまうなどの問題もある。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、複数の制動装置をそれぞれに異なるタイミングで動作させることで、停止時の減速度を下げ、振動や騒音を抑えてエレベータの運転をスムーズに止めることのできるエレベータの制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るエレベータの制御装置は、複数の異なる箇所に設置され、上記各箇所に制動力を与える複数の制動装置と、これらの制動装置を順番に動作させるための順番データが記憶されたテーブル手段と、エレベータの異常を検出する異常検出手段と、この異常検出手段によって異常が検出された場合に、上記テーブル手段に記憶された順番データに基づいて上記各制動装置を所定の順に動作制御する動作制御手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、複数の制動装置をそれぞれに異なるタイミングで動作させることで、停止時の減速度を下げ、振動や騒音を抑えてエレベータの運転をスムーズに止めることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの制御装置の全体構成を示す図である。図中の１は建物に設置されたエレベータ、２はそのエレベータ１の動作を制御するための制御装置である。

エレベータ１は、巻上機１１、トラクションシーブ１２、メインロープ１３、乗りかご１４、カウンタウェイト１５、ガバナ（調速機）１６、ガバナロープ１７を備える。

巻上機１１は、建物の機械室などに設置され、エレベータ１の運転時に制御装置２からの指令によって駆動制御される。トラクションシーブ１２は、巻上機１１の回転軸に回転自在に取り付けられており、その円周上に複数本のメインロープ１３が巻き掛けられている。

メインロープ１３の一端には乗りかご１４、他端にカウンタウェイト１５が連結されている。巻上機１１が駆動されると、トラクションシーブ１２が回転し、それに伴いメインロープ１３を介して乗りかご１４とカウンタウェイト１５が昇降路１０内をつるべ式に昇降動作する。

また、乗りかご１４の動きに連動してガバナ１６がガバナロープ１７を介して駆動される。このガバナ１６は、乗りかご１４の走行速度を調整するためにある。

ここで、本実施形態では、複数（この例では５つ）の異なる制動装置１８ａ〜１８ｅがエレベータ１の各箇所に個別に設置されている。これらの制動装置１８ａ〜１８ｅは、運転停止時にエレベータ１の各箇所に制動力を与えるものである。

制動装置１８ａは、巻上機１１に設置されており、停止時に巻上機１１のモータに制動力を与える電磁ブレーキで構成される。制動装置１８ｂは、トラクションシーブ１２に設置されており、停止時にトラクションシーブ１２に制動力を与える構造を有する。制動装置１８ｃは、メインロープ１３に設置されており、停止時にメインロープ１３に制動力を与える構造を有する。制動装置１８ｄは、乗りかご１４に設置されており、停止時に乗りかご１４に制動力を与える構造を有する。制動装置１８ｅは、カウンタウェイト１５に設置されており、停止時にカウンタウェイト１５に制動力を与える構造を有する。

なお、これらの制動装置１８ａ〜１８ｅの具体的な構造については、本発明とは直接関係しないため、省略するものとする。

一方、制御装置２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を搭載したコンピュータからなり、巻上機１１と共にビルの機械室などに設置されている。なお、マシンルームレスタイプのエレベータでは、制御装置２および巻上機１１が昇降路１０内に設置される。

この制御装置２は、エレベータ１の運転を制御すると共に、ここでは異常検出部２０、動作制御部２１、テーブル２２を備える。

異常検出部２０は、地震を含め、エレベータ１の運転停止を必要とする機器の異常や制御の異常を検出する。動作制御部２１は、異常検出部２０によって異常が検出された場合に、エレベータ１の各箇所に設置された制動装置１８ａ〜１８ｅの動作を制御する。テーブル２２には、これらの制動装置１８ａ〜１８ｅを順番に動作させるための順番データが記憶されている。動作制御部２１は、このテーブル２２を参照して、各制動装置１８ａ〜１８ｅを所定の順に動作させる。

以下に、このエレベータ１に設置された複数の制動装置１８ａ〜１８ｅを動作制御する場合について説明する。なお、以下の各フローチャートに示される処理は、コンピュータである制御装置２が所定のプログラムを読み込むことにより実行される。

図２は同実施形態における制御装置２の処理動作を示すフローチャートである。図中の「制動装置Ａ」，「制動装置Ｂ」，「制動装置Ｃ」，「制動装置Ｄ」，「制動装置Ｅ」は、図１の制動装置１８ａ〜１８ｅに対応している。

異常検出部２０によってエレベータ１の運転停止を必要とする異常が検出されると、動作制御部２１は、テーブル２２に記憶された順番データに基づいて、以下のようにして各制動装置１８ａ〜１８ｅを動作制御する。

すなわち、まず、動作制御部２１は、巻上機１１に設置された制動装置１８ａに対して動作指令を出し、その制動装置１８ａを動作させる（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。次に、動作制御部２１は、トラクションシーブ１２に設置された制動装置１８ｂに対して動作指令を出し、その制動装置１８ｂを動作させる（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。

以後同様にして、動作制御部２１は、メインロープ１３に設置された制動装置１８ｃ、乗りかご１４に設置された制動装置１８ｄ、カウンタウェイト１５に設置された制動装置１８ｅに対して、それぞれタイミングをずらして動作指令を出すことにより、これらの制動装置１８ｃ〜１８ｅを順次動作させる（ステップＳ１０５〜Ｓ１１０）。

ここで、各制動装置１８ａ〜１８ｅを動作させる順番として、以下のような３通りがある。

（１）巻上機の近くに設置されたものから順に動作させる。
（２）動作時間の短いものから順に動作させる。
（３）摩耗等の消耗特性の低いものから順に動作させる。

上記（１）に関しては、駆動源である巻上機に近いほど、制動力の効き目が高いことによる。上記（２）に関しては、制動装置の種類によって動作時間が異なるので、動作時間の短いものから順に動作させた方が効率的であることによる。上記（３）に関しては、制動装置の種類によって摩耗等の消耗特性が異なるので、消耗特性の低いものから順に動作させた方がメンテナンスの回数を削減できることによる。

テーブル２２には、上記３通りの順番を示すデータが少なくとも１つ記憶されている。図２の例では、上記（１）の順番データがテーブル２２に記憶されている場合である。なお、各制動装置１８ａ〜１８ｅは、それぞれに所定の時間間隔で順次動作して、最終的に全ての制動装置１８ａ〜１８ｅが動作状態となる。

このようにして、各制動装置１８ａ〜１８ｅを同時ではなく、それぞれにタイミングをずらして順に動作させていくことで、各制動装置１８ａ〜１８ｅの制動力を段階的にエレベータ１に与えることができる。これにより、各制動装置１８ａ〜１８ｅを同時に動作させる場合に比べて、停止時の減速度を下げることができる。その結果、大きな振動や騒音を生じさせることなく、エレベータ１の運転をスムーズに止めることができる。

また、これらの制動装置１８ａ〜１８ｅは、同じ箇所に設置されたものではなく、それぞれに異なる箇所に設置されている。したがって、そのうちのどれかがが故障したとしても、他の制動装置の制動力によってエレベータ１の運転を確実に止めることができる。さらに、制動装置１８ａ〜１８ｅの寿命も異なるので、経年劣化により同時期に交換を要するようなこともない。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、乗りかご１４の速度を加味して、各制動装置１８ａ〜１８ｅを動作制御するようにしたものである。

図３は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの制御装置の全体構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第２の実施形態では、ガバナ（調速機）１６に速度検出器２３が設けられている。この速度検出器２３は、ガバナ１６の回転数から乗りかご１４の速度を算出して制御装置２の動作制御部２１に出力する。動作制御部２１では、このガバナ１６から得られる乗りかご１４の速度に基づいて、エレベータ１の各箇所に設置された制動装置１８ａ〜１８ｅを動作制御する。

図４は乗りかご１４の速度と制動装置１８ａ〜１８ｅの動作タイミングとの関係を示す図であり、横軸が異常検出からの経過時間、縦軸が乗りかご１４の速度を表している。図中の「制動装置Ａ」，「制動装置Ｂ」，「制動装置Ｃ」，「制動装置Ｄ」，「制動装置Ｅ」は、図３の制動装置１８ａ〜１８ｅに対応している。また、Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは速度の設定値であり、Ｖａ＞Ｖｂ＞Ｖｃ＞Ｖｄであるとする。

以下に、第２の実施形態の動作について説明する。
図５は同実施形態における制御装置２の処理動作を示すフローチャートである。図中の「制動装置Ａ」，「制動装置Ｂ」，「制動装置Ｃ」，「制動装置Ｄ」，「制動装置Ｅ」は、図３の制動装置１８ａ〜１８ｅに対応している。

制御装置２の異常検出部２０によってエレベータ１の運転停止を必要とする異常が検出されると、動作制御部２１は、テーブル２２に記憶された順番データに基づいて、以下のようにして各制動装置１８ａ〜１８ｅを動作制御する。

すなわち、まず、動作制御部２１は、巻上機１１に設置された制動装置１８ａに対して動作指令を出し、その制動装置１８ａを動作させる（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。ここで、テーブル２２には各制動装置１８ａ〜１８ｅを順番に動作させるための順番データと共に、各制動装置１８ａ〜１８ｅを動作させるときの速度データが予め設定されている。

今、図４に示したようなＶａ〜Ｖｄの速度データが設定されているものとすると、制動装置１８ａの動作後、速度検出器２３から得られる乗りかご１４の速度がＶａに達した時点で（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、動作制御部２１は制動装置１８ｂに動作指令を出し、制動装置１８ａに加えて制動装置１８ｂを動作させる（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）。

次に、速度検出器２３から得られる乗りかご１４の速度がＶｂに達した時点で（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、動作制御部２１は制動装置１８ｃに動作指令を出し、制動装置１８ａ，１８ｂに加えて制動装置１８ｃを動作させる（ステップＳ２０７，Ｓ２０８）。

次に、速度検出器２３から得られる乗りかご１４の速度がＶｃに達した時点で（ステップＳ２０９のＹｅｓ）、動作制御部２１は制動装置１８ｄに動作指令を出し、制動装置１８ａ〜１８ｃに加えて制動装置１８ｃを動作させる（ステップＳ２１０，Ｓ２１１）。

次に、速度検出器２３から得られる乗りかご１４の速度がＶｄに達した時点で（ステップＳ２１２のＹｅｓ）、動作制御部２１は制動装置１８ｅに動作指令を出し、制動装置１８ａ〜１８ｄに加えて制動装置１８ｅを動作させる（ステップＳ２１３，Ｓ２１４）。

このようにして、乗りかご１４の速度に応じて、制動装置１８ａ〜１８ｅを順次動作させていく。これにより、上記第１の実施形態と同様に、停止時に減速度を下げて、振動や騒音を抑えてエレベータ１の運転をスムーズに止めることができる。さらに、乗りかご１４の速度を加味することで、制動装置１８ａ〜１８ｅの制動力を効果的にエレベータ１に与えて、よりスムーズにエレベータ１の運転を止めることができるようになる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、各制動装置１８ａ〜１８ｅを所定の順に動作させた場合に、それぞれの動作状態を確認し、動作していない制動装置があれば、その時点で他の全ての制動装置に動作指令を与えるようにしたものである。

図６は本発明の第３の実施形態に係るエレベータの制御装置の全体構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第３の実施形態では、各制動装置１８ａ〜１８ｅのそれぞれに動作検出部２４ａ〜２４ｅが設けられている。

動作検出部２４ａは、巻上機１１に設置された制動装置１８ａの動作状態を検出し、その検出信号を動作制御部２１に出力する。動作検出部２４ｂは、トラクションシーブ１２に設置された制動装置１８ｂの動作状態を検出し、その検出信号を動作制御部２１に出力する。動作検出部２４ｃは、メインロープ１３に設置された制動装置１８ｃの動作状態を検出し、その検出信号を動作制御部２１に出力する。動作検出部２４ｄは、乗りかご１４に設置された制動装置１８ｄの動作状態を検出し、その検出信号を動作制御部２１に出力する。動作検出部２４ｅは、カウンタウェイト１５に設置された制動装置１８ｅの動作状態を検出し、その検出信号を動作制御部２１に出力する。

以下に、第３の実施形態の動作について説明する。
図７は同実施形態における制御装置２の処理動作を示すフローチャートである。図中の「制動装置Ａ」，「制動装置Ｂ」，「制動装置Ｃ」，「制動装置Ｄ」，「制動装置Ｅ」は、図６の制動装置１８ａ〜１８ｅに対応している。

制御装置２の異常検出部２０によってエレベータ１の運転停止を必要とする異常が検出されると、動作制御部２１は、テーブル２２に記憶された順番データに基づいて、以下のようにして各制動装置１８ａ〜１８ｅを動作制御する。

すなわち、まず、動作制御部２１は、巻上機１１に設置された制動装置１８ａに対して動作指令を出す（ステップＳ３０１）。ここで、動作検出部２４ａによって制動装置１８ａの動作が検出されなかった場合（ステップＳ３０２のＮｏ）、動作制御部２１は、制動装置１８ａ以外の全ての制動装置にて動作指令を出して（ステップＳ３１１）、これらを同時に動作させる（ステップＳ３１２）。

制動装置１８ａが正常に動作した場合には（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、動作制御部２１は、トラクションシーブ１２に設置された制動装置１８ｂに対して動作指令を出す（ステップＳ３０３）。ここで、動作検出部２４ｂによって制動装置１８ｂの動作が検出されなかった場合（ステップＳ３０４のＮｏ）、動作制御部２１は、制動装置１８ｂ以外の全ての制動装置にて動作指令を出して（ステップＳ３１１）、これらを同時に動作させる（ステップＳ３１２）。

制動装置１８ｂが正常に動作した場合には（ステップＳ３０４のＹｅｓ）、動作制御部２１は、メインロープ１３に設置された制動装置１８ｃに対して動作指令を出す（ステップＳ３０５）。ここで、動作検出部２４ｃによって制動装置１８ｃの動作が検出されなかった場合（ステップＳ３０６のＮｏ）、動作制御部２１は、制動装置１８ｃ以外の全ての制動装置にて動作指令を出して（ステップＳ３１１）、これらを同時に動作させる（ステップＳ３１２）。その他の制動装置１８ｄ，１８ｅについても同様である（ステップＳ３０７〜Ｓ３１０）。

このように、複数の制動装置１８ａ〜１８ｅを順次動作させていく際に、動作しない制動装置を検出した場合には、その時点で他の全ての制動装置を同時に動作させる。これにより、どれかが故障している場合でも、エレベータ１の運転を安全に止めることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
上記第３の実施形態では、正常に動かない制動装置を検出するものとしたが、第４の実施形態では、誤動作している制動装置を検出して対処するものである。

なお、装置構成については上記第３の実施形態における図６と同様であるため、ここでは図８を参照して処理動作についてのみ説明する。

図８は本発明の第４の実施形態における制御装置２の処理動作を示すフローチャートである。図中の「制動装置Ａ」，「制動装置Ｂ」，「制動装置Ｃ」，「制動装置Ｄ」，「制動装置Ｅ」は、図６の制動装置１８ａ〜１８ｅに対応している。

制御装置２の動作制御部２１は、動作検出部２４ａ〜２４ｅを通じて制動装置１８ａ〜１８ｅの動作状態を監視している。ここで、動作検出部２４ａによって制動装置１８ａの動作が検出されると（ステップＳ４０１）、動作制御部２１は、制動装置１８ａに対して動作指令を出している否かを判断する（ステップＳ４０６）。動作指令を出していなければ（ステップＳ４０６のＮｏ）、動作制御部２１は、制動装置１８ａが故障しているものと判断し、制動装置１８ａ以外の全ての制動装置にて動作指令を出して（ステップＳ４１１）、これらを同時に動作させる（ステップＳ４１２）。

また、動作検出部２４ｂによって制動装置１８ｂの動作が検出されると（ステップＳ４０２）、動作制御部２１は、制動装置１８ｂに対して動作指令を出している否かを判断する（ステップＳ４０７）。動作指令を出していなければ（ステップＳ４０７のＮｏ）、動作制御部２１は、制動装置１８ｂが故障しているものと判断し、制動装置１８ｂ以外の全ての制動装置にて動作指令を出して（ステップＳ４１１）、これらを同時に動作させる（ステップＳ４１２）。

また、動作検出部２４ｃによって制動装置１８ｃの動作が検出されると（ステップＳ４０３）、動作制御部２１は、制動装置１８ｃに対して動作指令を出している否かを判断する（ステップＳ４０８）。動作指令を出していなければ（ステップＳ４０８のＮｏ）、動作制御部２１は、制動装置１８ｃが故障しているものと判断し、制動装置１８ｃ以外の全ての制動装置にて動作指令を出して（ステップＳ４１１）、これらを同時に動作させる（ステップＳ４１２）。その他の制動装置１８ｄ，１８ｅについても同様である（ステップＳ４０４，Ｓ４０５，Ｓ４０９，Ｓ４１０）。

このように、動作対象外の制動装置が誤動作している場合に、他の全ての制動装置を同時に動作させる。これにより、制動装置の誤動作による異常事態を回避して安全性を確保することできる。

なお、上記第３および第４の実施形態では、上記第１の実施形態の構成を前提として説明したが、上記第２の実施形態の構成にも同様に適用可能である。

また、制動装置としては、巻上機１１、トラクションシーブ１２、メインロープ１３、乗りかご１４、カウンタウェイト１５のいずれか少なくとも２箇所以上に設置しておく。さらに、別の箇所に制動装置を設置しておくことでも良い。

また、上記各実施形態では、異常が発生した場合に各制動装置１８ａ〜１８ｅを動作制御するものとして説明したが、異常発生以外のときでも、エレベータ１の運転を止める状況があれば、同様に適用可能である。

要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの制御装置の全体構成を示す図である。 図２は同実施形態における制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 図３は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの制御装置の全体構成を示す図である。 図４は同実施形態における乗りかごの速度と各制動装置の動作タイミングとの関係を示す図である。 図５は同実施形態における制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 図６は本発明の第３の実施形態に係るエレベータの制御装置の全体構成を示す図である。 図７は同実施形態における制御装置の処理動作を示すフローチャートである。 図８は本発明の第４の実施形態における制御装置の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…エレベータ、２…制御装置、１０…昇降路、１１…巻上機、１２…トラクションシーブ、１３…メインロープ、１４…乗りかご、１５…カウンタウェイト、１６…ガバナ、１７…ガバナロープ、１８ａ〜１８ｅ…制動装置、２０…異常検出部、２１…動作制御部、２２…テーブル、２３…速度検出器、２４ａ〜２４ｅ…動作検出部。

Claims (8)

1. 複数の異なる箇所に設置され、上記各箇所に制動力を与える複数の制動装置と、
   これらの制動装置を順番に動作させるための順番データが記憶されたテーブル手段と、
   エレベータの異常を検出する異常検出手段と、
   この異常検出手段によって異常が検出された場合に、上記テーブル手段に記憶された順番データに基づいて上記各制動装置を所定の順に動作制御する動作制御手段と
   を具備したことを特徴とするエレベータの制御装置。
2. 乗りかごの速度を検出する速度検出手段を備え、
   上記動作制御手段は、上記速度検出手段によって検出された上記乗りかごの速度に基づいて、上記各制動装置を所定の順に動作制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
3. 上記各制動装置の動作状態を検出する動作検出手段を備え、
   上記動作制御手段は、上記動作検出手段によって動作対象である制動装置の動作が検出されなかった場合には、当該制動装置を除く全ての制動装置を動作させることを特徴とする請求項１または２記載のエレベータの制御装置。
4. 上記動作制御手段は、上記動作検出手段によって動作対象外の制動装置の動作が検出された場合には、当該制動装置を除く全ての制動装置を動作させることを特徴とする請求項１または２記載のエレベータの制御装置。
5. 上記各制動装置は、巻上機、トラクションシーブ、メインロープ、乗りかご、カウンタウェイトのいずれか少なくとも２箇所以上に設置されていることを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
6. 上記動作制御手段は、上記各制動装置の設置箇所が巻上機に近いものから順に動作制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
7. 上記動作制御手段は、上記各制動装置の動作時間の短いものから順に動作制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。
8. 上記動作制御手段は、上記各制動装置の消耗特性の低いものから順に動作制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータの制御装置。

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