(57)【要約】【課題】バッテリの消費をより一層抑えた自動着床運転が可能なエレベーターを提供すること。【解決手段】停電時に乗りかごを最寄階に自動で着床させる自動着床運転を行う自動着床装置を備えたエレベーターにおいて、電流検出器が検出した電流値と位置検出器が検出した乗りかごの位置とを対応付けて記憶する電流値記憶部と、電流値記憶部に記憶されている電流値が所定の閾値を超えている場合に、当該所定の閾値を超えている電流値に対応する乗りかごの位置を特定位置として設定する特定位置設定部と、自動着床運転中に乗りかごが特定位置を走行するか否かを判定する走行位置判定部と、走行位置判定部の判定結果を考慮して今回の自動着床運転における最寄階を決定する最寄階決定部と、最寄階決定部にて決定された最寄階に乗りかごを着床させるよう制御する自動着床運転制御部と、を有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごと、前記乗りかごとロープを介して繋がれた釣合い錘と、前記釣合い錘の走行を案内するガイドレールと、前記ロープが巻き掛けられた巻上機と、前記巻上機を駆動する電動機と、停電時に前記乗りかごを最寄階に自動で着床させる自動着床運転を行う自動着床装置と、前記自動着床装置の非常用電源として用いられるバッテリと、前記乗りかごの位置を検出する位置検出器と、前記電動機に供給する交流電力の電流を検出する電流検出器と、を備えたエレベーターにおいて、
前記自動着床装置は、
前記電流検出器が検出した電流値と前記位置検出器が検出した前記乗りかごの位置とを対応付けて記憶する電流値記憶部と、
前記電流値記憶部に記憶されている電流値が所定の閾値を超えている場合に、当該所定の閾値を超えている電流値に対応する前記乗りかごの位置を特定位置として設定する特定位置設定部と、
前記自動着床運転中に前記乗りかごが前記特定位置を走行するか否かを判定する走行位置判定部と、
前記走行位置判定部の判定結果を考慮して今回の前記自動着床運転における前記最寄階を決定する最寄階決定部と、
前記最寄階決定部にて決定された前記最寄階に前記乗りかごを着床させるよう制御する自動着床運転制御部と、を有することを特徴とするエレベーター。
【請求項２】
請求項１において、
前記乗りかごの負荷を検出する負荷検出器をさらに備え、
前記最寄階決定部は、
前記電流値記憶部に記憶されている電流値のデータと、前記走行位置判定部の判定結果と、前記負荷検出器からの検出信号とに基づき、前記乗りかごを重負荷側に運転して前記最寄階に着床させる場合の第１累積電流値と、前記乗りかごを軽負荷側に運転して前記最寄階に着床させる場合の第２累積電流値とを算出する累積電流算出部と、
前記第１累積電流値と前記第２累積電流値との大小を比較する累積電流値比較部と、を有し、
前記第１累積電流値と前記第２累積電流値のうち小さい方の前記最寄階を今回の前記自動着床運転における前記最寄階に決定することを特徴とするエレベーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電時にバッテリからの給電により乗りかごを最寄階へ着床させる運転を行って乗客を救出するエレベーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なエレベーターは、停電によりエレベーターの乗りかごが停止階と停止階の間に非常停止して乗客が乗りかご内に閉じ込められた場合に、乗りかごを自動で最寄階に着床させる自動着床運転を行うための自動着床装置を備えている。この自動着床装置はその動力源としてバッテリを具備しており、自動着床運転時にはバッテリを利用して巻上機のモータを駆動し、乗りかごを最寄階へと着床させる。
【０００３】
乗りかごの積載量が定格の５０％以下の場合には、乗りかごを上昇運転させる方が下降運転させるより負荷が軽い（消費電力が小さい）。一方、乗りかごの積載量が定格の５０％を超える場合には、乗りかごを下降運転させる方が上昇運転させるより負荷が軽い。そのため、自動着床装置は、乗りかごの積載量に基づき、負荷が軽くなるように最寄階まで上昇運転または下降運転を行うことにより、バッテリの消費を抑えている。
【０００４】
また、昇降路内に乗りかごが停止しない急行ゾーンを有し、停電時に乗りかごが急行ゾーン端部に停止した場合、乗りかごの負荷だけで運転制御を行うと、バッテリによるモータ駆動距離が長くなり、バッテリの消費を早めるだけでなく、乗りかご内の乗客の救出に時間がかかるという不都合がある。かかる不都合を解消するために、たとえ力行しても乗りかごを最も近い停止階に重負荷運転させ、バッテリの消費を抑え、乗りかご内の乗客を短時間に救出する、エレベーターの自動着床装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−４１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エレベーターのモータ駆動に要する電流が増大する要因の一つとして、乗りかごまたは釣合い錘を案内するガイドレールとの摩擦があり、摩擦力が増加する要因はガイドレールの軌間が規定の寸法より小さいことである。特に釣合い錘側のガイドレールは乗りかご側のガイドレールより寸法が小さく、据付時の誤差が発生しやすい。
【０００７】
特許文献１では、乗りかご内の積載量と、停電時の乗りかごの停止位置とによって自動着床運転の運転方向を決めており、ガイドレールの摩擦によるモータ駆動に要する電流増加に対する考慮が不十分であった。
【０００８】
本発明は、このような点に着目してなされたもので、その目的は、バッテリの消費をより一層抑えた自動着床運転が可能なエレベーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、代表的な本発明は、乗りかごと、前記乗りかごとロープを介して繋がれた釣合い錘と、前記釣合い錘の走行を案内するガイドレールと、前記ロープが巻き掛けられた巻上機と、前記巻上機を駆動する電動機と、停電時に前記乗りかごを最寄階に自動で着床させる自動着床運転を行う自動着床装置と、前記自動着床装置の非常用電源として用いられるバッテリと、前記乗りかごの位置を検出する位置検出器と、前記電動機に供給する交流電力の電流を検出する電流検出器と、を備えたエレベーターにおいて、前記自動着床装置は、前記電流検出器が検出した電流値と前記位置検出器が検出した前記乗りかごの位置とを対応付けて記憶する電流値記憶部と、前記電流値記憶部に記憶されている電流値が所定の閾値を超えている場合に、当該所定の閾値を超えている電流値に対応する前記乗りかごの位置を特定位置として設定する特定位置設定部と、前記自動着床運転中に前記乗りかごが前記特定位置を走行するか否かを判定する走行位置判定部と、前記走行位置判定部の判定結果を考慮して今回の前記自動着床運転における前記最寄階を決定する最寄階決定部と、前記最寄階決定部にて決定された前記最寄階に前記乗りかごを着床させるよう制御する自動着床運転制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリの消費をより一層抑えた自動着床運転が可能なエレベーターを提供することができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るエレベーターの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るエレベーターの釣合い錘の正面図である。
【図３】図２に示すＡ部の上面図である。
【図４】図１に示す制御装置に備えられる自動着床装置の機能ブロック図である。
【図５】釣合い錘レールの軌間が所定の寸法を満たす場合のエレベーター速度Ｖと電動機の入力電流Ｉとの変化を示す波形図である。
【図６】釣合い錘レールの軌間が所定の寸法より狭い場合のエレベーター速度Ｖと電動機の入力電流Ｉ´との変化を示す波形図である。
【図７】事前準備処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】自動着床運転の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、乗りかごの積載量と定格積載量との関係で乗りかごを運転する際に負荷が大きくなる側の運転方向を重負荷側、負荷が小さくなる側の運転方向を軽負荷側と定義する。具体的には、乗りかごの積載量が定格積載量の５０％以下の場合には、乗りかごを上昇運転させる方向が軽負荷側、乗りかごを下降運転させる方向が重負荷側となり、乗りかごの積載量が定格積載量の５０％を超える場合には、軽負荷側と重負荷側とが逆になる。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係るエレベーターの概略構成図である。図１において、三相交流電源１のＲ〜Ｔ相はそれぞれコンタクタ（図示せず）の常開接点２ａ、２ｂ、２ｃを介してコンバータ３の入力端に接続され、このコンバータ３の出力端は、インバータ４の入力端に接続されている。インバータ４の出力端は電動機５に接続されている。
【００１４】
電動機５には、綱車（巻上機）６が連結され、綱車６にはロープ７が巻回され、ロープ７の一端には乗りかご８が取り付けられ、ロープ７のもう一端には釣合い錘９が取り付けられている。
【００１５】
コンバータ３の入力電流は電流検出器１０で検出するようになっており、電流検出器１０の出力（検出信号）は制御装置１２に送出される。同様にして、インバータ４の出力電流は電流検出器１１により検出され、その出力は制御装置１２に送出される。
【００１６】
ロータリーエンコーダ（位置検出器）１３は、電動機５の回転軸と同期して回転するよう回転軸に固定され、乗りかご８の位置のパルス信号を発生し制御装置１２に送出する。また、負荷検出器１４は乗りかご８の積載量（負荷）を検出するためのものである。
【００１７】
三相交流電源１のＲ相とＴ相にバッテリ１６を充電する充電回路１５の入力端が接続され、充電回路１５の出力端にバッテリ１６が接続されている。このバッテリ１６の正、負両極はコンタクタの常閉接点２ｄを介してインバータ４の入力側に接続されている。
【００１８】
次に、エレベーターの電気系統の動作について説明する。三相交流電源１が正常であれば、コンバータ３は三相交流電力を直流電力に変換する。このコンバータ３の出力電力はインバータ４に加えられ、インバータ４で任意の周波数、任意の交流電力に変換される。
【００１９】
インバータ４の出力は電動機５に加えられ、電動機５は綱車６を駆動する。これにより、ロープ７が巻き上げられ、乗りかご８が上下方向に移動する。乗りかご８の移動に応じて電動機５の回転軸に固定されたロータリーエンコーダ１３がパルス信号を発生し、このパルス信号は制御装置１２に送られる。一方、乗りかご８内の乗客による負荷は負荷検出器１４によって検出され、制御装置１２に送出される。この負荷検出器１４から出力される検出信号に基づいて、乗りかご８内の乗客の多寡が判定される。
【００２０】
このような作動状態において停電が発生すると、三相交流電源１のＲ〜Ｔ相の常開接点２ａ、２ｂ、２ｃは開放し、代わって、常閉接点２ｄが閉成し、その結果、三相交流電源１からコンバータ３への入力が断たれ、インバータ４への入力がバッテリ１６に切り替わる。バッテリ１６からの直流電力がインバータ４で交流電力に変換され、電動機５を駆動して乗りかご８を最寄階まで走行させ、乗客を救出することができる。
【００２１】
図２に釣合い錘９の正面図を示す。図３は図２のＡ部の上面図である。釣合い錘９は、釣合い錘枠９ａと、釣合い錘枠９ａに積載された複数のサブウエイト９ｂと、釣合い錘枠９ａの左右に設けられた複数のガイドシュー１９とから構成され、ロープ７の一端がテンションバネ７ａを介して釣合い錘枠９ａに取り付けられている。
【００２２】
ガイドシュー１９が、ピット床面（図示せず）から鉛直方向に配して昇降路壁面等（図示せず）に設けた支持部材１７にレールクリップ１７ａで支持される釣合い錘レール（ガイドレール）１８と摺接することで、釣合い錘９は釣合い錘レール１８に案内されて上下方向に走行する。
【００２３】
次に、制御装置１２の構成について説明する。制御装置１２は、例えば図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵによる処理を実行するための各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disc Drive）などの記憶装置と、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）と、を含むハードウェアを用いて構成されている。なお、各種プログラムには、通常のエレベーターの運行の制御プログラムのほかに、停電時に乗りかご８を最寄階に着床させるための制御プログラムも含まれる。
【００２４】
図４は、図１に示す制御装置１２に備えられる自動着床装置３０の機能ブロック図である。自動着床装置３０は、停電時にバッテリ１６からの給電で乗りかご８を最寄階まで自動で着床させるための自動着床運転を実施する。
【００２５】
図４に示すように、自動着床装置３０は、電流値記憶部３１と、特定位置設定部３２と、走行位置判定部３３と、最寄階決定部３４と、自動着床運転制御部３７とを有する。
【００２６】
電流値記憶部３１は、電流検出器１１が検出した電流値とロータリーエンコーダ１３が検出した乗りかご８の位置とを対応付けて記憶する。
【００２７】
特定位置設定部３２は、電流値記憶部３１に記憶されている電流値が所定の閾値（後述）を超えている場合に、当該所定の閾値を超えている電流値に対応する乗りかごの位置を特定位置Ｘとして設定する。
【００２８】
走行位置判定部３３は、自動着床運転中に乗りかご８が特定位置Ｘを走行するか否かを判定する。
【００２９】
最寄階決定部３４は、走行位置判定部３３の判定結果を考慮して今回の自動着床運転における最寄階を決定するためのものであって、具体的には、電流値記憶部３１に記憶されている電流値のデータと、走行位置判定部３３の判定結果と、負荷検出器１４が検出した乗りかご８の積載量とに基づき、乗りかご８を重負荷側の最寄階に着床させるのに必要な累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）と、乗りかごを軽負荷側の最寄階に着床させるのに必要な累積電流値Ｉａｌｐ（ｌ）とを算出する累積電流算出部３５と、累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）と累積電流値Ｉａｌｐ（ｌ）との大小を比較する累積電流値比較部３６と、を有している。
【００３０】
自動着床運転制御部３７は、最寄階決定部３４にて決定された最寄階に乗りかご８を着床させるよう制御する。
【００３１】
次に、乗りかご８の昇降動作中における釣合い錘９と釣合い錘レール１８との摩擦により、電動機５の入力電流値がどのように変化するかについて説明する。
【００３２】
互いに対向する釣合い錘レール１８の軌間Ｒ（図２参照）が所定の寸法より小いと、ガイドシュー１９と釣合い錘レール１８の摩擦力が高くなり、エレベーターを所定の速度で走行させるには、釣合い錘レール１８の軌間Ｒが所定の寸法を満たすときより大きな電動機５への入力電力が必要となる。
【００３３】
図５は、釣合い錘レール１８の軌間Ｒが所定の寸法を満たす場合のエレベーター速度Ｖと電動機５の入力電流Ｉとの変化を示す波形図である。図５は、乗りかご８を無負荷の状態で最下階と最上階との間で運転した場合における電流の変動を示している。なお、図５（ａ）において横軸は乗りかごの位置、縦軸は速度を示し、図５（ｂ）、（ｃ）において横軸は乗りかごの位置、縦軸は電流値を示す。また、図５（ｂ）は乗りかご８を重負荷側に運転した場合、図５（ｃ）は乗りかごを軽負荷側に運転した場合の電流値の変化を示す。
【００３４】
電動機５の入力電流値Ｉは、加速走行、加速後の定常速度走行、減速走行のいずれでも重負荷側で運転した場合の電流値Ｉａの方が軽負荷側で運転した場合の電流値Ｉｂより大きく、重負荷側での運転の方がより大きな電動機駆動トルクが必要なことが分かる。
【００３５】
次に、図６を用いて、釣合い錘レール１８の軌間Ｒが所定の寸法より狭い場合のエレベーター速度Ｖと電動機５の入力電流値Ｉ´との変化を説明する。なお、図６（ａ）〜（ｃ）は図５（ａ）〜（ｃ）に対応している。
【００３６】
エレベーター速度Ｖは制御装置１２の指令に従って、所定の速度で走行するよう制御されており、定常速度走行時に釣合い錘９が釣合い錘レール１８の軌間Ｒが所定の寸法より狭い箇所（特定位置Ｘ）を通過すると、電動機５の入力電流値Ｉａ´、Ｉｂ´は釣合い錘レール１８の軌間Ｒが所定の寸法を満たす場合より高くなる。電動機５の入力電流Ｉ´の上昇幅は異なるが、重負荷側で運転した場合でも軽負荷側で運転した場合でも入力電流が上昇することに変わりはない。
【００３７】
次に、本実施形態における自動着床運転の制御の詳細について説明する。本実施形態では、釣合い錘レール１８の軌間Ｒの狭い箇所があるか否かを事前に診断することによって、自動着床運転時のバッテリ１６の消費を最小限に抑える構成とした点に特徴がある。そこで、まず、停電が発生する前に行われる事前準備処理について説明する。
【００３８】
図７は自動着床運転前の事前準備処理の手順を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、エレベーターが平常状態の時に、自動着床運転制御部３７は、自動着床運転時の速度で乗りかご８の往復運転を実施し、インバータ４の出力電流（電動機５の入力電流）を電流検出器１１によって測定する（Ｓ１）。
【００３９】
電流検出器１１から出力された電流値を、ロータリーエンコーダ１３から出力されたパルス信号から求めた乗りかご８の位置と対応付けて電流値記憶部３１に記憶させる（Ｓ２）。つまり、図５、６に示す乗りかご８の走行位置に応じて変化する電流値の情報が電流値記憶部３１に記憶される。
【００４０】
特定位置設定部３２は、電流値記憶部３１に記憶された乗りかご８の位置と電流値との関係に基づき、電流値が所定の閾値を超えている部分、具体的には図６（ｂ）、（ｃ）の電流値Ｉａ´、Ｉｂ´となっている部分に対応する乗りかご８の位置を特定位置Ｘとして設定する（Ｓ３）。
【００４１】
より詳細に説明すると、乗りかご８を重負荷側で運転する場合、電流値がＩａ（所定の閾値）からＩａ´に増加した部分に対応する乗りかご８の位置を特定位置Ｘとして設定し、乗りかご８を軽負荷側で運転する場合、電流値がＩｂ（所定の閾値）からＩｂ´に増加した部分に対応する乗りかご８の位置を特定位置Ｘとして設定する。
【００４２】
次に、停電が発生した場合の自動着床運転（ＡＬＰ）の処理について説明する。図８は、自動着床運転の制御手順を示すフローチャートである。図８に示すように、停電が発生し、自動着床装置３０による自動着床運転が動作すると、特定位置設定部３２は、乗りかご８が特定位置Ｘを走行するか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００４３】
累積電流算出部３５は、乗りかご８を重負荷側に運転して最寄階に着床させる場合の第１累積電流値である累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）を算出する（Ｓ１２）。このとき、乗りかご８が特定位置Ｘを走行する場合には、特定位置Ｘを走行する際の電流値がＩａ´に増加することを考慮して累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）を算出する。
【００４４】
よって、Ｓ１２で算出される累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）は、乗りかご８の積載量と、乗りかご８が特定位置Ｘを走行するか否かと、乗りかご８の停止位置から重負荷側の最寄階までの距離とを考慮した値である。
【００４５】
なお、上述したように、重負荷側は乗りかご８の積載量と定格積載量との関係で決まるため、乗りかご８の上昇方向が重負荷側の場合、最寄階は乗りかご８の停止位置より上階となり、乗りかご８の下降方向が重負荷側の場合、最寄階は乗りかご８の停止位置より下階となる。
【００４６】
同様にして、累積電流算出部３５は、乗りかご８を軽負荷側に運転して最寄階に着床させる場合の第２累積電流値である累積電流値Ｉａｌｐ（ｌ）を算出する（Ｓ１３）。このとき、乗りかご８が特定位置Ｘを走行する場合には、特定位置Ｘを走行する際の電流値がＩｂ´に増加することを考慮して累積電流値Ｉａｌｐ（ｌ）を算出する。
【００４７】
次に、累積電流値比較部３６が累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）と累積電流値Ｉａｌｐ（ｌ）との大小を比較し（Ｓ１４）、累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）が累積電流値Ｉａｐｌ（ｌ）以上の場合には（Ｓ１４／ＹＥＳ）、乗りかご８を軽負荷側に運転させた方がバッテリ１６の消費電力を抑えることができるから、最寄階決定部３４は、軽負荷側の最寄階を今回の自動着床運転で乗りかご８を着床させる最寄階に決定する（Ｓ１５）。
【００４８】
一方、累積電流値Ｉａｌｐ（ｈ）が累積電流値Ｉａｐｌ（ｌ）未満の場合には（Ｓ１４／ＮＯ）、乗りかご８を重負荷側に運転させた方がバッテリ１６の消費電力を抑えることができるから、最寄階決定部３４は、重負荷側の最寄階を今回の自動着床運転で乗りかご８を着床させる最寄階に決定する（Ｓ１６）。
【００４９】
そして、自動着床運転制御部３７は、Ｓ１５またはＳ１６で決定した最寄階に向けて乗りかご８を自動で運転し、乗りかご８内に閉じ込められた乗客を救出する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、釣合い錘９と釣合い錘レール１８との摩擦を考慮して、バッテリ１６の消費が少ない方の最寄階に乗りかご８を着床させるように自動着床運転を行うので、従来と比べてバッテリ１６の消費をより一層抑えることができ、バッテリ１６の長寿命化を図ることができる。また、バッテリ１６の消費電力を抑えることができるから、バッテリ１６の小型化が可能である。
【００５１】
なお、ガイドシュー１９と釣合い錘レール１８の摩擦力は、釣合い錘レール１８の滑走面の汚れや油乗り状態によって変動するものである。よって、釣合い錘レール１８の滑走面の清掃、給油を実施したり、ガイドシュー１９を交換した場合、再度、図７に示すＳ１〜Ｓ３の処理を実行しておくのが好ましい。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。
【００５３】
上述した累積電流値Ｉａｐｌ（ｈ）および累積電流値Ｉａｌｐ（ｌ）を求めて、両者の大小を比較して最寄階を決定する構成の代わりに、例えば、自動着床運転において軽負荷側に乗りかご８を運転することを優先するが、乗りかご８が特定位置Ｘを走行する場合には、重負荷側の最寄階に乗りかご８を着床させるよう制御するシンプルな構成を採用することもできる。即ち、乗りかご８が特定位置Ｘを走行するか否かによって、軽負荷側の最寄階に着床させるか重負荷側の最寄階に着床させるかを選択的に決定する構成としても良い。この場合であっても、釣合い錘９と釣合い錘レール１８との摩擦を考慮することができるので、無駄なバッテリ１６の消費を抑えて自動着床運転を行うことができる。
【符号の説明】
【００５４】
５…電動機
６…綱車（巻上機）
７…ロープ
８…乗りかご
９…釣合い錘
１０…電流検出器
１１…電流検出器
１２…制御装置
１３…ロータリーエンコーダ（位置検出器）
１４…負荷検出器
１６…バッテリ
１８…釣合い錘レール（ガイドレール）
３０…自動着床装置
３１…電流値記憶部
３２…特定位置設定部
３３…走行位置判定部
３４…最寄階決定部
３５…累積電流算出部
３６…累積電流値比較部
３７…自動着床運転制御部
Ｉａｌｐ（ｈ）…累積電流値（第１累積電流値）
Ｉａｌｐ（ｌ）…累積電流値（第２累積電流値）
Ｘ…特定位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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