JPWO2004031064A1 - エレベーターシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、バッファ長さを短縮しても、機器に損傷を与える機会，復帰に手間がかかる機会を少なくできるエレベーターシステムを提供することを目的とする。本発明は、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第１の設定速度を設定する手段と、この第１の設定速度よりも速度が大きく、昇降路内の乗りかこ位置に応じて異なる速度となる第２の設定速度を設定する手段と、エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えた速度となったとき作動する機械的ブレーキと、エレベーターの乗りかご速度が前記第２の設定速度を超えた速度となったとき作動する非常止め装置を備えた。

Description

本発明は、エレベーター昇降路の長さを短縮できるエレベーターシステムに関する。

一般に、エレベーターは、万一のトラブルに備え、そのエレベーターの定格速度に対応するバッファを昇降路底部に設けている。このバッファによる減速停止時の加速度は安全の見地から一定値なので、エレベーターの定格速度が高くなるとバッファの長さが長くなる。このため、昇降路ピット深さが深くなる問題がある。これに対処する従来技術として、特開２００１−３５４３７２号公報がある。この公報には、昇降路上端，下端の端部でガバナの動作速度を変え、非常停止時に乗りかごがバッファに衝突する速度を低減することが記載されている。

特開２００１−３５４３７２号公報は、乗りかごのオーバースピードに対してガバナを動作させることにより非常止め装置を作動することだけとしている。この結果、ガバナが動作する回数が多くなることが考えられ、非常止め装置が動作することによる走行レールへの損傷の機会が多くなる。また、復帰に手間がかかる機会も多くなるという問題がある。
そこで、本発明は、バッファ長さを短縮しても、機器に損傷を与える機会、復帰に手間がかかる機会を少なくできるエレベーターシステムを提供することを目的とする。
そこで、本発明は、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第１の設定速度を設定する手段と、この第１の設定速度よりも速度が大きく、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第２の設定速度を設定する手段と、エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えた速度となったとき作動する機械的ブレーキと、エレベーターの乗りかご速度が前記第２の設定速度を超えた速度となったとき作動する非常止め装置を備えたことを特徴とする。
非常止め装置が作動する前段階に、機械的ブレーキを作動させるようにしたので、非常止め装置が作動する設定速度の速度が、昇降路中間部より昇降路上下部で低くなっても、非常止め装置が作動する機会を減少でき、機器に損傷を与える機会を少なくすることができる。

第１図は、本発明の一実施例の全体を示す構成図である。第２図は、駆動制御装置７と速度異常監視制御装置１０１の構成を示す図である。第３図は、本実施例で設定される設定速度を示す図である。第４図は、本実施例の動作を示すフロー図である。第５図は、本実施例の動作を設定速度上で示す図である。第６図は、本実施例の効果を説明する図である。第７図は、第２図と異なる設定速度を示す図である。第８図は、第２図と異なる他の設定速度を示す図である。第９図は、本発明の他の実施例を示す動作説明図である。

以下、本発明のエレベーターシステムの実施例について図面を用いて説明する。
第１図は本発明の実施例の全体を示す構成図である。
この図において、乗りかご１はロープ４によって懸垂される。ロープ４は乗りかご１からシーブ３２，そらせ車３３を通り、釣り合い錘２に達する。乗りかご１は、シーブ３２がモータ３１によって駆動されることにより走行レール５に沿って昇降路６内を昇降する。釣り合い錘２の走行レールは省略している。シーブ３２の軸端にモータ３１が装着される。モータ３１，シーブ３２，機械的なブレーキ３４などから構成される駆動マシン３は駆動制御装置７からの電力供給を受けて動作する。通常の動作では、乗りかご１内や各階床２０１，２０２，２０３，…２１０で出される呼び信号を受けて、所要の階の間を乗りかご１は昇降する。この例では乗り場の階床は２０１から２１０まで１０階ある。
速度異常監視制御装置１０１は乗りかご１の昇降路６内での位置と速度を検出する。また、第１の設定速度，第２の設定速度を設定する。かご速度が第１の設定速度より大きい場合は、駆動制御装置７にモータ３１の駆動を停止させ、モータ３１の軸端に設けられたブレーキ３４を用いてブレーキをかける信号を送る。また、昇降路６の頂部には機械室９が設けられており、そこにはガバナ１０２が設置される。ガバナ１０２はガバナロープ１０４，ガバナロープ用反転プーリ１０３を介して乗りかご１に設けられた非常止め装置１０５に接続される。ガバナ１０２は、その動作速度が自由に設定できるもので、この値は、速度異常監視制御装置１０１から第２の設定値として設定される。ガバナ１０２は乗りかご速度が後述する第２の設定速度を超えた場合には、通常のガナバと同様な方法によりガバナロープ１０４を介して非常止め装置１０３を動作させる。非常止め装置１０３の動作時はレール５を挟圧してブレーキをかける。さらに、昇降路６の下部にはバッファ１０６が設置される。
なお、ブレーキ３４は、乗りかごに設けられた非常止め装置以外の機械的なブレーキ又はシーブ３２，モータ３１の回転を停止させる力を出力する機械的なブレーキである。
第２図は、駆動制御装置７と速度異常監視制御装置１０１の構成を示す図である。
制御装置７１は、乗りかご１の速度制御を実行する制御を行い、インバータ（ＩＮＶ）７２は制御装置７１の信号に基づいて電圧，周波数をモータ３１に出力する。ブレーキ制御装置７３は、制御装置７１の信号により、運転時にはブレーキ３４へ電圧を印加し、ブレーキを開放する。すなわち、停止時または、ブレーキによる停止をしたいときは、ブレーキ３４への電圧印加を止めればよい。制御装置７１による乗りかご１の位置や速度の制御はモータ３１の軸端に取り付けられたエンコーダ３３１や昇降路６内でかご停止位置を示す遮蔽板からの信号により行う。速度／位置検出器１１１は、駆動制御装置７とは別にエンコーダ３３１からの信号や遮蔽板からの信号により、乗りかご１の位置や速度を検出する。また、パターン発生／比較器１１２は、前記の信号に加え、端階部を示す信号から、後述するように、乗りかご１の位置に応じた設定速度を発生し乗りかご１の速度がパターンに対して大きいか小さいかを判定する。パターン発生／比較器１１２の出力により、ブレーキ制御装置７３の制御やガバナ動作速度を設定する。
次に本発明の特徴となる動作を第３図を用いて説明する。
速度異常監視制御装置１０１は乗りかご１の昇降路内位置と速度を検出し、かご位置に応じた規定速度Ａ、それより少し大きい第１の設定速度Ｂ、さらにこれより大きい第２の設定速度を生成する。第２図は規定速度Ａ，第１の設定速度Ｂ，第２の設定速度Ｃの関係を示す基本動作説明図である。昇降路下端部の端階２０１の位置では規定速度Ａはほぼ零である。下端部の端階２０１から乗りかご１が出発すると、かご速度は定められた設定速度で徐々に加速し、定格の一定速度になる。そして上端部の端階２１０近くになると減速し、端階２１０で速度は零になる。すなわち、規定速度Ａは下端部（上端部）の端階２０１（２１０）から上端部（下端部）の端階２１０（２０１）まで、定められた加加速度，加速度，定格速度で走行したときの乗りかご１の設定速度である。設定速度Ｂは規定速度Ａよりも高く、設定速度Ｃは設定速度Ｂよりさらに高く設定される。なお、速度は上昇方向，下降方向の両者があるが、ここではその絶対値（大きさ）として表している。
第４図は、本実施例の動作を示すフロー図である。
ステップ１１０１は速度異常監視制御装置１０１による動作、ステップ１１０２は駆動制御装置７による動作、ステップ１１０３はガバナ１０２と非常止め装置１０５による動作である。動作は、まずステップ１００１で乗りかごの位置と速度を検出する。次に、ステップ１００２で乗りかご位置に応じて第３図に示す第１の設定速度Ｂ，第２の設定速度Ｃを生成する。そして、ステップ１００３でガバナ１０２に第２の設定速度を設定する。一方、ステップ１００４でステップ１００１で検出した乗りかご速度とステップ１００２で生成した第１の設定速度を比較する。かご速度が第１の設定速度を超えていない場合は、乗りかごは速度指令に従って正常に運転されている、あるいは、何らかの理由で速度が低い範囲にあるので、ステップ１０１１で駆動制御装置７による通常の運転を継続する。乗りかご速度が第１の設定速度を超える場合は、乗りかごが速度指令に対応せずに過速しているので、ステップ１００５で非常制動動作信号を出す。ステップ１０１２はこれを受けて、モータ３１の駆動を停止するとともに、ブレーキ３４を動作させる。これにより、ステップ１０１３でブレーキ動作により乗りかごは所定加速度で停止する。ステップ１００３で設定された第２の設定速度は、ステップ１０２１で乗りかご速度が第２の設定速度を超えたかどうか比較する。超えていない場合、乗りかごは速度指令に従って正常に運転されている、あるいは、何らかの理由で速度が低い範囲にあるので、ステップ１０１１で駆動制御装置７による通常の運転を継続する。乗りかご速度が第２の設定値を超える場合は、乗りかごの速度は速度指令に対応せずに過速しているので、ステップ１０２２でガバナ１０２を動作させ、非常止め装置１０５を動作させる。これにより、ステップ１０２３で非常止め装置の動作により乗りかごは所定加速度で停止する。かご速度が第１の設定速度を超えたかどうか、あるいは、第２の設定速度を超えたかどうかの動作は、乗りかごが運転されている限り連続的に実施する。
このように万一、速度指令より乗りかごが過速した場合、安全に停止する。本実施例の特徴は前記動作説明からも分かるように、乗りかご速度が第１の設定速度を超えたかどうかの判断と、第２の設定速度を超えたかどうかの判断が並行して行われることにある。このため、異常判断と異常時の動作が並行に実施されるので、安全性が非常に高まる。また、第１の設定速度は、第２の設定速度より低く設定されるので、第１の設定速度比較による動作が優先され、第２の設定速度比較による動作が起こる可能性は小さい。
上記実施例において、第４図の動作フローは個別の機器の動作の集合として実施する説明をしたが、速度異常監視制御装置１０１の動作は駆動制御装置７内で実施するようにすることや、ガバナ１０２の動作判定を駆動制御装置７で実施することもできる。このとき、動作をハード論理で実施したり、ソフト論理で実施したりすることができる。なお、装置動作を統合するときは、安全システムの信頼性上から他の運転動作や制御動作と干渉しない工夫をすることが望ましい。
第１の設定速度Ｂは規定速度Ａで走行するはずの乗りかご１の速度指令との偏差や乗りかご１の速度検出誤差，検出遅れなどを考慮して設定する。第２の設定速度Ｃは、第１の設定速度Ｂを超えたことを検出して、マシン３に非常ブレーキをかけるまでの判断時間，動作遅れによる乗りかごの速度増加を考慮して設定される。逆に、第２の設定速度Ｃはガバナの動作が、規定速度に対して例えば、１２０％程度に決められるので、これから逆算して、第１の設定速度Ｂを決めることもできる。
このようなガバナの例としては、機械的に動作点を変えられるような構造のガバナ，電気的な動作をするガバナが考えられる。後者の具体例は、乗りかごの速度を直接的または間接的に回転速度として検出し、その回転速度に比例した信号、例えば、誘起電圧によって乗りかご速度を計測し、その動作速度を変える構造にして得ることができる。
また、ガバナは前記実施例では、機械室に設置する例を示したが、昇降路内や、さらに乗りかご自体に設置することができる。乗りかごに設置する例では昇降路内に複数の乗りかごを配置するエレベーターシステムにも適用が可能になる。
なお、前記設定される規定速度，第１の設定速度，第２の設定速度は、あらかじめ定めていても良い。
第５図は階床２０２付近で、万一の乗りかごの過速が生じた場合の乗りかご速度を示す。図において、破線Ｄは上端部の階床２１０から乗りかごが下方に向けて出発した場合の乗りかごの実際の速度である。図のａ点までは、規定速度Ａとほぼ一致して運転され、ａ点で万一の過速が生じる。このとき、第１の設定速度ｂ点に達すると、第４図の動作フローに示すように、ステップ１００５以後の動作が実施され、乗りかごはｃ点で安全に停止する。万々一ｂ点でステップ１００５が実施されないとき、ｄ点でステップ１０２２以後の動作が実施され、ｅ点で安全に停止する。
以上のように、万一の異常動作に対しても安全に停止される。このとき、第１の設定速度が優先して動作するので、非常止め装置が動作する可能性が小さい。このため、非常止め装置が動作したときのレール損傷や、解除するときの手間がかからない利点がある。また、速度異常への対応が二重系なので、安全性が高い。
さらに、万一の乗りかごの過速動作に対して、端階の階床２０１で乗りかごがバッファに衝突する速度は、通常は定格速度のバッファ能力が必要なのに対し、第５図で示す衝突速度α以下であり、バッファの衝突速度を定格より大幅に短縮できる。このため、昇降路ピット深さや、オーバヘッド寸法を大幅に短縮でき、昇降路長さの短縮に大きな効果がある。第６図は、常に一定速度でガバナが動作する通常方式のエレベーターの場合の図を示す。第６図で第１図と同一番号をつけたものは同一物を示す。第６図のガバナ３０１は定められた一定速度で動作をする。万一のバッファの衝突速度が高いので、バッファ３０６は第１図のバッファ１０６より長さが長い。このため最下階２０１から昇降路ピット底までの距離ＰＤ、最上階２１０から機械室床までのオーバーヘッドＯＨは、第１図の場合より大幅に長い。このため、昇降路の長さは第１図の場合より長くなる。したがって、本発明の第１図の構成にすると、安全性を向上させながら省スペース化を図ることができる。
第７図は規定速度Ａに対し、第３図に示すものと異なる第１の設定速度Ｂ，第２の設定速度Ｃの設定を示す。第３図の場合は、規定速度Ａに対し、第１の設定速度Ｂ，第２の設定速度Ｃは、ある一定速度だけ高く設定したが、第７図の場合は、ある割合だけ高く速度を設定している。このように設定すると第３図の場合より、第５図に示す衝突速度αをさらに小さく出来、その分だけバッファを小型化できる。結果として、昇降路の長さをさらに短縮できる。
第８図は規定速度Ａに対し、第３図に示すものとさらに異なる第１の設定速度Ｂ，第２の設定速度Ｃの設定を示す。第３図の場合は、規定速度Ａに対し、第１の設定速度Ｂ，第２の設定速度Ｃは、ある一定速度だけ高く設定したが、第８図の場合は、設定速度Ｂ，設定速度Ｃを階段的に設定している。このように設定すると第３図の場合より、第４図の動作フローで示す非常制動動作や、ガバナ動作を判断，実行する装置構成を簡素化できる。一番簡素化した例としては、段階を２段の動作にする方法がある。
第９図は本発明の他の実施例を示す動作例である。基本動作は第４図の場合と同じであるが、乗りかご速度を定格より高速動作させることが特徴である。ステップ２００１で乗りかごが定格速度より高速化して動作可能かを判定する。高速動作が可能な場合、ステップ２００２で高速走行が可能な場合の第１の設定速度Ｂと第２の設定速度Ｃを生成する。以後は、第４図の▲１▼以後と同じである。高速動作ができない場合は、第４図のステップ１００２と同じく定格速度での第１，第２の設定速度を生成する。その後は▲１▼以後と同じである。
高速化できるかの判定の例は、高速化した場合に駆動制御装置７内の変換器の容量を超えるかどうかで判定できる。すなわち、変換器の変換容量は、乗りかごが定格速度で、定格積載量で、上昇運転のとき最大になる。積載量が小さな状態や、下降運転では変換容量に余裕がある。したがって、この条件のとき、変換器の余裕状態に応じた高速化が可能になる。高速運転を行うと、乗りかごが所定階に到着するまでの時間の短縮、特に乗客が乗っていない回送状態で、目的階に到着するまでの時間の短縮を図ることができる。この結果、乗りかごの輸送効率が上がり、全体としての輸送能力を向上させることができる。なお、高速化を単純に実施すると、モータ３１の端子電圧が速度に比例して上昇し、変換器の最大出力電圧を超える値が要求されることが懸念される。このときは、モータの界磁弱め制御を実施すれば対応可能である。
以上説明したように本実施例によれば、万一の異常動作に対しても安全に停止される。このとき、第１の設定速度が優先して動作するので、非常止め装置が動作する可能性が小さい。このため、非常止め装置が動作したときのレール損傷や、解除するときの手間がかからない利点がある。また、速度異常への対応が二重系なので、安全性が高い。結果としてバッファの小型化が図れ、昇降路の長さの短縮や輸送能力の向上を図ることができる。

Claims (9)

1. 昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第１の設定速度を設定する手段と、この第１の設定速度よりも速度が大きく、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第２の設定速度を設定する手段と、エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えた速度となったとき作動する機械的ブレーキと、エレベーターの乗りかご速度が前記第２の設定速度を超えた速度となったとき作動する非常止め装置を備えたことを特徴とするエレベーターシステム。
2. 下部端階から上部端階又は上部端階から下部端階まで定められた加速度、速度で正常に運転するときの規定速度を設定する手段と、この規定速度よりも大きな速度であって、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第１の設定速度を設定する手段と、この第１の設定速度よりも速度が大きく、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第２の設定速度を設定する手段と、エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えたとき作動する機械的ブレーキと、エレベーターの乗りかご速度が前記第２の設定速度を超えたとき作動する非常止め装置を備えたことを特徴とするエレベーターシステム。
3. 請求項１において、
   エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えたとき作動するガバナを有し、前記非常止め装置は、前記ガバナの作動に連動して作動することを特徴とするエレベーターシステム。
4. 請求項２において、
   前記第１の設定速度及び／又は前記第２の設定速度は、前記規定速度よりも一定速度分大きく設定されることを特徴とするエレベーターシステム。
5. 請求項２において、
   前記第１の設定速度及び／又は前記第２の設定速度は、前記規定速度よりも一定割合分大きく設定されることを特徴とするエレベーターシステム。
6. 請求項２において、
   前記第１の設定速度及び／又は前記第２の設定速度は、前記規定速度よりも段階的に大きく設定されることを特徴とするエレベーターシステム。
7. 請求項１において、
   前記機械的ブレーキは、エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えた速度となったとき前記乗りかごが停止するまで作動し、前記非常止め装置は、エレベーターの乗りかご速度が前記第２の設定速度を超えた速度となったとき前記乗りかごが停止するまで作動することを特徴とするエレベーターシステム。
8. モータに接続され乗りかごを駆動するシーブと、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第１の設定速度を設定する手段と、この第１の設定速度よりも速度が大きく、昇降路内の乗りかご位置に応じて異なる速度となる第２の設定速度を設定する手段と、エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えた速度となったとき前記モータ又はシーブの回転を停止させるように作動する機械的ブレーキと、前記乗りかごに設けられエレベーターの乗りかご速度が前記第２の設定速度を超えた速度となったとき作動するブレーキを備えたことを特徴とするエレベーターシステム。
9. 請求項８において、
   前記機械的ブレーキは、エレベーターの乗りかご速度が前記第１の設定速度を超えた速度となったとき前記乗りかごが停止するまで作動し、前記乗りかごに設けられたブレーキは、エレベーターの乗りかご速度が前記第２の設定速度を超えた速度となったとき前記乗りかごが停止するまで作動することを特徴とするエレベーターシステム。

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