WO2012140720A1

WO2012140720A1 - エレベータ装置

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Publication number: WO2012140720A1
Application number: PCT/JP2011/059017
Authority: WO
Inventors: 峰夫岡田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2013-10-11

Abstract

　エレベータ装置において、ブレーキ装置は、かごを制動する。質量体は、かごの動きに関連して動作する。加速度検出機構は、かごの加速度に応じて質量体に発生する力を利用して、予め設定された設定値を超える加速度がかごに発生したことを検出する。安全監視部は、かごドア及び乗場ドアの少なくともいずれか１つが開いた状態で、設定値を超える加速度がかごに発生したことが加速度検出機構により検出された場合に、ブレーキ装置によりかごを停止させる。

Description

エレベータ装置

　この発明は、エレベータ装置に関し、特に戸開走行をより確実に防止するための装置に関するものである。

　従来のエレベータの戸開走行防止システムでは、かごドアの開放状態が戸開検出器により検出され、戸開検出信号が戸開走行異常判別回路に入力される。戸開走行異常判別回路には、戸開検出信号とともに、速度制御回路からの電流指令信号も入力される。そして、戸開走行異常判別回路は、これら入力された２つの信号から、かごが戸開状態で走行を開始したと判別した場合に、インバータ制御回路に対して非常停止指令信号を出力する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－１５４９８８号公報

　上記のような従来の戸開走行防止システムでは、かごドア又は乗場ドアが開いた状態で、例えば巻上機の制御暴走等により、かごに高い加速度（戸開状態のままかごの着床位置を調整する「床合わせ補正運転」において通常発生する加速度を超える加速度）が発生した場合、制御系に含まれる速度制御回路からの信号の信頼性が確保できない。また、この場合、かご速度が短時間で高くなるため、かごを所定距離内で速やかに停止させることができない可能性がある。また、巻上機又は調速機に設けられているエンコーダからの信号によりかご速度を監視する方法でも、エンコーダが故障した場合には、信号の信頼性が確保できず、かつ、かごを所定距離内で速やかに停止させることができない可能性がある。

　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、かごドア又は乗場ドアが開いた状態で、制御暴走等によりかごに高い加速度が発生した場合にも、かごを速やか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、かごドアを有するかご、複数の乗場にそれぞれ設けられている複数の乗場ドア、かごを制動する制動装置、かごの動きに関連して動作する質量体、かごの加速度に応じて質量体に発生する力を利用して、予め設定された設定値を超える加速度がかごに発生したことを検出する加速度検出機構、及びかごドア及び乗場ドアの少なくともいずれか１つが開いた状態で、設定値を超える加速度がかごに発生したことが加速度検出機構により検出された場合に、制動装置によりかごを停止させる安全監視部を備えている。

　この発明のエレベータ装置は、かごの加速度に応じて質量体に発生する力を利用して、予め設定された設定値を超える加速度がかごに発生したことが検出され、かごドア及び乗場ドアの少なくともいずれか１つが開いた状態で、設定値を超える加速度がかごに発生したことが加速度検出機構により検出された場合に、制動装置によりかごを停止させるので、かごドア又は乗場ドアが開いた状態で、制御暴走等によりかごに高い加速度が発生した場合にも、かごを速やか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示す構成図である。図１のかごを示す正面図である。図２のかごドアが開いた状態を示す正面図である。図１のかごを拡大して示す構成図である。図４のかごが質量体に対して加速度α［ｍ／ｓ²］で下向きに加速した状態を示す構成図である。図４のかごが質量体に対して加速度α［ｍ／ｓ²］で上向きに加速した状態を示す構成図である。図２～６のかごドア開放検出スイッチ、乗場ドア開放検出スイッチ及び加速度検出スイッチの接続状態を示す回路図である。図７の回路の戸開走行を検出した状態を示す回路図である。

　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示す構成図である。図において、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２には、巻上機（駆動装置）３、そらせ車４、及び制御装置５が設置されている。巻上機３は、駆動シーブ６と、駆動シーブ６を回転させる巻上機モータと、駆動シーブ６の回転を制動するブレーキ装置としての巻上機ブレーキ（電磁ブレーキ）７とを有している。

　巻上機ブレーキは、駆動シーブ６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。

　駆動シーブ６及びそらせ車４には、懸架手段８が巻き掛けられている。懸架手段８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。懸架手段８の第１の端部には、かご９が接続されている。懸架手段８の第２の端部には、釣合おもり１０が接続されている。

　かご９及び釣合おもり１０は、懸架手段８により昇降路１内に吊り下げられており、巻上機３により昇降路１内を昇降される。制御装置５は、巻上機３の回転を制御することにより、設定した速度でかご９を昇降させる。

　昇降路１内には、かご９の昇降を案内する一対のかごガイドレール１１と、釣合おもり１０の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール１２とが設置されている。昇降路１の底部には、かご９の昇降路底部への衝突を緩衝するかご緩衝器１３と、釣合おもり１０の昇降路底部への衝突を緩衝する釣合おもり緩衝器１４とが設置されている。

　かご９の下部には、かごガイドレール１１に係合してかご９を非常停止させる非常止め装置１５が搭載されている。

　機械室２には、第１の綱車１６が設けられている。第１の綱車１６には、ロープ１７が巻き掛けられている。ロープ１７は、昇降路１内に環状に敷設され、かご９に接続されている。また、ロープ１７は、昇降路１の下部に設けられた第２の綱車１８に巻き掛けられている。これにより、かご９が昇降されると、ロープ１７が循環され、かご９の走行速度に応じた回転速度で第１及び第２の綱車１６，１８が回転される。

　実施の形態１において、かご９の動きに関連して動作する質量体１９は、第１の綱車１６、ロープ１７及び第２の綱車１８により構成されている。ロープ１７のかご４への接続部には、かご９の加速度に応じて質量体１９に発生する力を利用して、予め設定された設定値を超える加速度がかご９に発生したことを検出する加速度検出機構２０が設けられている。

　かご９には、かごドア２１と、かごドア２１を開閉駆動するかごドア装置２２とが設けられている。かごドア２１の開閉は、制御装置５により制御される。

　各階の乗場には、乗場ドア２３ａ～２３ｄが設けられている。乗場ドア２３ａ～２３ｄは、かご９が着床位置に停止した際に、かごドア２１の開閉に連動して開閉される。各乗場ドア２３ａ～２３ｄの上方には、対応する乗場ドア２３ａ～２３ｄの開閉移動をガイドする乗場ドアガイド装置２４ａ～２４ｄが設けられている。

　図２は図１のかご９を示す正面図、図３は図２のかごドア２１が開いた状態を示す正面図である。かごドア装置２２には、かごドア２１が開いていることを検出するかごドア開放検出スイッチ（かごドア開放検出手段）２５が設けられている。かごドア２１には、かごドア２１が開いているときにかごドア開放検出スイッチ２５を操作するかごドアカム２６が設けられている。

　乗場ドアガイド装置２４ａ～２４ｄには、かごドア開放検出スイッチ２５と同様に、対応する乗場ドア２３ａ～２３ｄが開いていることを検出する乗場ドア開放検出スイッチ２７ａ～２７ｄ（図７、図８）が設けられている。乗場ドア２３ａ～２３ｄには、対応する乗場ドア２３ａ～２３ｄが開いているときに対応する乗場ドア開放検出スイッチ２７ａ～２７ｄを操作する乗場ドアカム（図示せず）が設けられている。

　図４は図１のかご９を拡大して示す構成図である。かご９には、取付腕３１が設けられている。取付腕３１には、ロープ１７が貫通する孔が設けられている。ロープ１７には、第１及び第２のばね受け３２ａ，３２ｂが固定されている。第１のばね受け３２ａは、取付腕３１の上側でロープ１７に固定されている。第２のばね受け３２ｂは、取付腕３１の下側でロープ１７に固定されている。

　第１のばね受け３２ａと取付腕３１との間には、弾性体としての第１の押しばね３３ａが設けられている。第２のばね受け３２ｂと取付腕３１との間には、弾性体としての第２の押しばね３３ｂが設けられている。ロープ１７は、第１及び第２の弾性体３３ａ，３３ｂに通されている。

　第１及び第２の押しばね３３ａ，３３ｂのばね定数は、互いに同じ（ｋ［Ｎ／ｍ］）である。第１及び第２のばね受け３２ａ，３２ｂは、第１及び第２の押しばね３３ａ，３３ｂを自由長からＸ₀［ｍ］圧縮した位置でロープ１７に固定されている。これにより、ロープ１７には、第１の押しばね３３ａにより第１のばね受け３２ａを介してｋ×Ｘ₀［Ｎ］の力が上向きに作用し、第２の押しばね３３ｂにより第２のばね受け３２ｂを介してｋ×Ｘ₀［Ｎ］の力が下向きに作用する。これにより、ロープ１７は、かご９に対して静止している。

　かご９には、第１のばね受け３２ａによって操作される第１の加速度検出スイッチ３４ａと、第２のばね受け３２ｂによって操作される第２の加速度検出スイッチ３４ｂとが取り付けられている。

　第１の加速度検出スイッチ３４ａは、第１のばね受け３２ａの上方で、第１のばね受け３２ａが図４の位置からかご９に対してＸ₁［ｍ］以上上方向へ変位したときに操作される位置に配置されている。

　第２の加速度検出スイッチ３４ｂは、第２のばね受け３２ｂの下方で、第２のばね受け３２ｂが図４の位置からかご９に対してＸ₂［ｍ］以上下方向へ変位したときに操作される位置に配置されている。即ち、加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂは、第１及び第２の押しばね３３ａ，３３ｂの伸縮に応じて操作される。

　また、ロープ１７の質量はＭｒ［ｋｇ］、第１の綱車１６のロープ１７が巻き掛けられている径での慣性質量はＭａ［ｋｇ］、第２の綱車１８のロープ１７が巻き掛けられている径での慣性質量はＭｂ［ｋｇ］である。即ち、質量体１９の取付腕３１の位置での慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］は、
　Ｍｔ＝Ｍｒ＋Ｍａ＋Ｍｂ
である。

　図５は図４のかご９が質量体１９に対して加速度α［ｍ／ｓ²］で下向きに加速した状態を示す構成図である。この場合、かご９は、取付腕３１において質量体１９から
　Ｆｐ＝Ｍｔ×α　・・・（１）
の大きさの慣性力Ｆｐ［Ｎ］を上向きに受ける。

　そして、この慣性力Ｆｐ［Ｎ］により、第２の押しばね３３ｂが、図４での圧縮長さＸ₀［ｍ］からＸ［ｍ］だけみ、第１の押しばね３３ａが、図４での圧縮長さＸ₀［ｍ］からＸ［ｍ］だけ伸びるとすると、
　Ｆｐ＝２×ｋ×Ｘ　・・・（２）
の関係となる。

　よって、かご９が加速度α［ｍ／ｓ²］で加速すると、式（１）及び式（２）から、押しばね３３ａの伸びＸ［ｍ］は
　Ｘ＝（Ｍｔ×α）／（２×ｋ）　・・・（３）
となり、第２のばね受け３２ａもＸ［ｍ］だけ上方へ変位される。

　ここで、第１の加速度検出スイッチ３４ａは、第１のばね受け３２ａがＸ₁［ｍ］以上上方向へ変位したときに操作される。このため、第１の加速度検出スイッチ３４ａを操作するためのかご９の加速度α［ｍ／ｓ²］は、式（３）から、
　Ｘ₁≦（Ｍｔ×α）／（２×ｋ）
　∴α≧（２×ｋ×Ｘ₁）／（Ｍｔ）　・・・（４）
の大きさであることが必要となる。

　従って、第１及び第２の押しばね３３ａ，３３ｂのばね定数ｋ［Ｎ／ｍ］、第１及び第２の加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂが操作される位置Ｘ₁、及び質量体１９の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］を調整することにより、かご９の加速度に応じて質量体１９に発生する力を利用して、予め設定された設定値を超える下方向への加速度がかご９に発生したことを検出することができる。

　図６は、図５とは逆に、図４のかご９が質量体１９に対して加速度α［ｍ／ｓ²］で上向きに加速した状態を示す構成図である。上方向へ加速した場合も、式（４）と同様に、
　α≧（２×ｋ×Ｘ₂）／（Ｍｔ）　・・・（５）
の大きさの加速度α［ｍ／ｓ²］であれば、第２の加速度検出スイッチ３４ｂが操作される。

　従って、第１及び第２の押しばね３３ａ，３３ｂのばね定数ｋ［Ｎ／ｍ］、第１及び第２の加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂが操作される位置Ｘ₂、及び質量体１９の慣性質量Ｍｔ［ｋｇ］を調整することにより、かご９の加速度に応じて質量体１９に発生する力を利用して、設定値を超える上方向への加速度がかご９に発生したことを検出することができる。

　ここで、第１の加速度検出スイッチ３４ａが操作される位置Ｘ₁［ｍ］と、第２の加速度検出スイッチ３４ｂが操作される位置Ｘ₂［ｍ］とを同じにすれば、かご９の上下に同じ大きさの加速度を検出することが可能である。逆に、Ｘ₁［ｍ］とＸ₂［ｍ］とを変えることにより、上下で異なる大きさの加速度を検出することが可能である。

　また、上記のＸ₁［ｍ］とＸ₂［ｍ］とを同じ大きさにした場合、第１及び第２の押しばね３３ａ，３３ｂのばね定数を互いに同じにすれば、かご９の上下に同じ大きさの加速度を検出することが可能である。逆に、ばね定数を変えることにより、上下で異なる大きさの加速度を検出することが可能である。

　図７は図２～６のかごドア開放検出スイッチ２５、乗場ドア開放検出スイッチ２７ａ～２７ｄ及び加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂの接続状態を示す回路図、図８は図７の回路の戸開走行を検出した状態を示す回路図である。

　かごドア開放検出スイッチ２５及び乗場ドア開放検出スイッチ２７ａ～２７ｄは、直列に接続されている。また、第１及び第２の加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂは、直列に接続されている。

　かごドア開放検出スイッチ２５及び乗場ドア開放検出スイッチ２７ａ～２７ｄを含むドア開放検出回路と、第１及び第２の加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂを含む加速度検出回路とは、別々の回路であり、それぞれ安全監視部３５に接続されている。安全監視部３５は、制御装置５内に設けることも、制御装置５から独立して設けることもできる。

　かごドア２１及び乗場ドア２３ａ～２３ｄの少なくともいずれか１つが開くと、対応する検出スイッチ２５，２７ａ～２７ｄの接点が開き、ドア開放検出回路が遮断される。また、かご９の加速度が設定値を超えると、第１又は第２の加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂの接点が開き、加速度検出回路が遮断される。

　安全監視部３５は、検出スイッチ２５，２７ａ～２７ｄのうちの１つ以上と、第１又は第２の加速度検出スイッチ３４ａ，３４ｂが同時に開いた場合に、巻上機３への給電を遮断してかご９の運転を停止させる。即ち、安全監視部３５は、かごドア２１及び乗場ドア２３ａ～２３ｄの少なくともいずれか１つが開いた状態で、設定値を超える加速度がかご９に発生したことが加速度検出機構２０により検出された場合に、巻上機ブレーキ７によりかご９を即座に停止させる。

　このような安全監視部３５の機能は、例えばマイクロコンピュータ又は論理回路等により実現することができる。

　ここで、通常、エレベータ装置には、戸開走行保護装置が設けられている。戸開走行保護装置は、かごドア２１が開いた状態のまま、予め設定された戸開走行検出距離だけかご９が上昇又は下降した場合に、巻上機ブレーキ７によりかご９を停止させる。

　この戸開走行保護装置に設定されている戸開走行検出距離をｐ［ｍ］とする。また、戸開したままでのかご９の床面と乗場の床面との許容ずれ距離（法令又はエレベータ装置の構造により定められている）をＬ［ｍ］とする。さらに、安全監視部３５が巻上機３への給電を遮断してかご９の運転を停止させるときの減速度をα２［ｍ／ｓ²］とする。そして、加速度検出機構２０における加速度の設定値α１［ｍ／ｓ²］を、
　α１＝（（Ｌ－ｐ）／ｐ）×α２　・・・（６）
とする。

　即ち、式（４）及び式（５）の加速度α［ｍ／ｓ²］を式（６）の加速度α１［ｍ／ｓ²］よりも小さくする。これにより、かご９が急激に加速した場合でも、法令又はエレベータ装置の構造により定められる制動すべき距離Ｌ［ｍ］以内でかご９を停止させることができる。

　一方、かご９の再床合わせ運転などでは、かごドア２１と乗場ドア２３ａ～２３ｄのうちの対応するドアとが開いたままでかご９を動かす必要がある。しかし、その場合は、式（４）及び式（５）の加速度α［ｍ／ｓ²］よりも小さい加速度で運転させることにより、異常を検出することなく再床合わせ運転を行うことが可能である。

　このようなエレベータ装置では、かご９の加速度に応じて質量体１９に発生する力を利用して、予め設定された設定値を超える加速度がかご９に発生したことが検出され、かごドア２１及び乗場ドア２３ａ～２３ｄの少なくともいずれか１つが開いた状態で、設定値を超える加速度がかご９に発生したことが加速度検出機構２０により検出された場合に、巻上機ブレーキ７によりかご９を停止させるので、かごドア２１又は乗場ドア２３ａ～２３ｄが開いた状態で、制御暴走等によりかご９に高い加速度が発生した場合にも、かご９を所定距離内で速やかに停止させることができる。

　なお、第１又は第２の綱車１６，１８が調速機シーブを兼ね、ロープ１７が調速用ロープを兼ねてもよい。この場合、ロープ１７は、加速度検出機構２０を介して非常止め装置１５の作動レバーに連結される。調速機では、かご９の走行速度が過速度に達したことが機械的に検出される。調速機で検出する過速度としては、定格速度Ｖｏよりも高い第１過速度Ｖｏｓと、第１過速度よりも高い第２過速度Ｖｔｒとが設定されている。加速度検出機構２０における加速度の設定値は、かご９が自由落下する場合の加速度に比べて十分に小さい値であり、速度に置き換えると、調速機の第１過速度Ｖｏｓよりも小さい値に設定される。
　また、質量体１９に発生する慣性力を利用して非常止め装置１５の作動レバーを操作し非常止め装置１５を作動させるようにしてもよい。この場合、非常止め装置１５を作動させるための過大加速度レベルは、かご９が自由落下する場合の加速度に近い値に設定され、加速度検出機構２０における加速度の設定値は過大加速度レベルよりも十分に小さい値に設定される。

　さらに、上記の例では、安全監視部３５が巻上機ブレーキ７によりかご９を停止させたが、ブレーキ装置は巻上機ブレーキ７に限定されるものではなく、例えば懸架手段８を把持するブレーキ（ロープブレーキ）や、かご９に搭載されるブレーキ（かごブレーキ）等であってもよい。
　さらにまた、図１では１：１ローピングのエレベータ装置を示したが、ローピング方式はこれに限定されるものではなく、例えば２：１ローピングのエレベータ装置にもこの発明は適用できる。
　また、この発明は、機械室２を持たない機械室レスエレベータや、種々のタイプのエレベータ装置に適用できる。

Claims

　かごドアを有するかご、
　複数の乗場にそれぞれ設けられている複数の乗場ドア、
　前記かごを制動するブレーキ装置、
　前記かごの動きに関連して動作する質量体、
　前記かごの加速度に応じて前記質量体に発生する力を利用して、予め設定された設定値を超える加速度が前記かごに発生したことを検出する加速度検出機構、及び
　前記かごドア及び前記乗場ドアの少なくともいずれか１つが開いた状態で、前記設定値を超える加速度が前記かごに発生したことが前記加速度検出機構により検出された場合に、前記ブレーキ装置により前記かごを停止させる安全監視部
　を備えているエレベータ装置。
　前記質量体は、昇降路内に環状に敷設され、前記かごに接続されたロープと、前記ロープが巻き掛けられた綱車とを有しており、
　前記かごの昇降に応じて前記ロープが移動され、前記綱車が回転される請求項１記載のエレベータ装置。
　前記加速度検出機構は、前記かごと前記ロープとの間に連結された弾性体と、前記弾性体の伸縮に応じて操作される加速度検出スイッチとを有している請求項２記載のエレベータ装置。
　前記かごの過速度を検出する調速機をさらに備え、
　前記ロープが巻き掛けられた綱車は、前記調速機に設けられた調速機シーブであり、
　前記ロープは、調速機ロープである請求項２記載のエレベータ装置。
　駆動シーブと、前記駆動シーブを回転させる巻上機モータと、前記駆動シーブの回転を制動する前記ブレーキ装置としての巻上機ブレーキとを有し、前記かごを昇降させる巻上機、及び
　前記駆動シーブに巻き掛けられ、前記かごを吊り下げる懸架手段
　をさらに備え、
　前記安全監視部は、前記かごドア及び前記乗場ドアの少なくともいずれか１つが開いた状態で、前記設定値を超える加速度が前記かごに発生したことが前記加速度検出機構により検出された場合に、前記巻上機への給電を遮断して前記巻上機ブレーキを制動動作させる請求項１記載のエレベータ装置。