(57)【要約】【課題】  非常止め装置の無駄な作動を少なくし、昇降路長さを短縮したエレベーターを得る。【解決手段】  エレベーターの乗りかご位置に応じて設定される第一の設定速度と、第一の設定速度よりも大きな速度に設定される第二の設定速度と、を有し、乗りかごの速度が第一の設定速度よりも大きくなったときに第一制動装置１１が作動し、第二の設定速度より大きくなったときに第二制動装置１３が作動するエレベーターにおいて、第二の設定速度以上に設定される第三の設定速度と、乗りかごの速度が第一の設定速度を超えて第一制動装置１１が作動した場合、乗りかご速度の変化を検出する振動検出器８と、を有し、乗りかご速度の変化と、第二の設定速度あるいは第三の設定速度と、に関連して第二制動装置１３を作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降路内をガイドレールに沿って昇降するエレベーターの乗りかご位置に応じて設定される第一の設定速度と、前記第一の設定速度よりも大きな速度となるように設定される第二の設定速度と、を有し、前記乗りかごの速度が前記第一の設定速度よりも大きくなったときに第一制動装置が作動し、前記第二の設定速度より大きくなったときに第二制動装置が作動するエレベーターにおいて、
前記第二の設定速度以上となるように設定される第三の設定速度と、
前記乗りかごの速度が第一の設定速度を超えて第一制動装置が作動した場合、前記乗りかご速度の変化を検出する振動検出器と、
を有し、前記乗りかご速度の変化と、前記第二の設定速度あるいは前記第三の設定速度と、に関連して前記第二制動装置を作動させることを特徴とするエレベーター。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、前記振動検出器は、前記乗りかご速度の変化として振動成分を抽出することを特徴とするエレベーター。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、前記乗りかご速度の変化がしきい値以下であり、前記第二の設定速度を超えたとき第二制動装置を作動させることを特徴とするエレベーター。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、前記振動検出器は、前記乗りかご速度の変化として振動成分を抽出し、前記振動成分がしきい値を超え、さらに前記第三の設定速度を超えたとき第二制動装置を作動させることを特徴とするエレベーター。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、前記振動検出器は、前記乗りかご速度の変化として加速度を検出することを特徴とするエレベーター。
【請求項６】
請求項１に記載のものにおいて、前記昇降路底部に緩衝器が設置され、前記第三の設定速度は、前記乗りかごが前記第三の設定速度を超えて前記第二制動装置が作動したときに、前記緩衝器に前記乗りかごが接触せずに停止できるように設定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項７】
請求項１に記載のものにおいて、前記昇降路底部に緩衝器が設置され、前記第二の設定速度は、前記第一制動装置が作動した場合、前記緩衝器に前記乗りかごが接触せずに停止できるように設定されていることを特徴とするエレベーター。
【請求項８】
請求項１に記載のものにおいて、前記振動検出器は、前記乗りかご速度の変化として振動成分を抽出し、
前記振動成分がしきい値以下の場合、前記第二の設定速度を超えたとき第二制動装置を作動させ、
前記振動成分がしきい値を超えた場合、前記第三の設定速度を超えたとき第二制動装置を作動させ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、エレベーターの乗りかごが異常速度に達したときブレーキを効かせて停止するエレベーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベーターは、異常が発生して停止できなくなった場合に対応するため、その速度が定格速度より大きくなったときにブレーキ（電動機用ブレーキ）及び機械式非常止め装置を効かせて停止させる。また、ブレーキ及び非常止め装置で停止できない場合に備えて昇降路底部に緩衝器を取り付けている。緩衝器の大きさは、エレベーターの定格速度に対応して設定しなければならないため、エレベーターの定格速度が大きくなるとそれに対応して緩衝器を大きくせざるを得なく、その分、昇降路が長くなる。  
そこで、ブレーキ，非常止め装置が作動する速度を乗りかご位置に応じて変化させて昇降路底部の緩衝器に衝突する速度を小さくすることによって、緩衝器を小さくして昇降路を短くすることが知られ、特許文献１に記載されている。  
また、不要に制動装置を作動させないため、かご位置に応じてオーバースピードの判定基準を可変して定めることが知られ、特許文献２に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００４／０３１０６４号パンフレット
【特許文献２】国際公開２００４／０２８９４７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、かご位置が最下階に近づいていくと電動機用ブレーキ（第一制動装置，電動ブレーキ）及び非常止め装置（第二制動装置，機械的ブレーキ）の作動速度が小さくなっていき、ブレーキの作動する速度と非常止め装置の作動する速度の差も小さくなっていく。このためブレーキが指令を受けてから実際に作動するまでの時間差で非常止め装置の作動速度に達してしまって、本来ブレーキ作動だけで乗りかごを停止させられるのに、非常止め装置が作動する恐れがある。
【０００５】
また、ブレーキ及び非常止め装置の作動速度が小さくなっているため、乗りかごに振動が発生したりすると、容易に非常止め装置の作動速度に達してしまい非常止め装置が作動することがある。このため、本来なら非常止め装置が作動する必要がないときに、作動してしまうということが起こってガイドレールを傷める可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、非常止め装置の無駄な作動を少なくし、昇降路長さを短縮したエレベーターを実現できるエレベーター制動システムとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、昇降路内をガイドレールに沿って昇降するエレベーターの乗りかご位置に応じて設定される第一の設定速度と、前記第一の設定速度よりも大きな速度となるように設定される第二の設定速度と、を有し、前記乗りかごの速度が前記第一の設定速度よりも大きくなったときに第一制動装置が作動し、前記第二の設定速度より大きくなったときに第二制動装置が作動するエレベーターにおいて、前記第二の設定速度以上となるように設定される第三の設定速度と、前記乗りかごの速度が第一の設定速度を超えて第一制動装置が作動した場合、前記乗りかご速度の変化を検出する振動検出器と、を有し、前記乗りかご速度の変化と、前記第二の設定速度あるいは前記第三の設定速度と、に関連して前記第二制動装置を作動させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第一制動装置として電動ブレーキが作動したあと、乗りかご位置と設定速度により、電動ブレーキのみで制動可能かどうか判断して第二制動装置である非常止め装置を作動させることができるので、不必要に非常止め装置を作動させてガイドレールを傷めることなく、昇降路長さを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１にエレベーター制動システムの構成図を示す。  
上図はエレベーターの概略を示し、乗りかご７０は昇降路内をガイドレール７５に沿って昇降する。電動機７３にはシーブ７６と第一制動装置１１が接続されている。シーブ７６にはロープ７７が巻き掛けられており、ロープ７７には、乗りかご７０とつり合いおもり７８が取り付けられている。乗りかご７０には第二制動装置１３が取り付けられている。乗りかご７０の位置や速度を検出するためのセンサ７１，７２が乗りかご７０及び電動機部７３に設置されている。制御装置７４には図示していないが、第一制動装置制御器１０と第二制動装置制御器１２が組み込まれて、センサ７１，７２の情報から、第一制動装置１１及び第二制動装置１３を作動させる。
【００１０】
かご位置検出器１は、乗りかごの位置を計測するものであり、その検出器は例えば、モータやガバナプーリに取り付けられたエンコーダ、昇降路に取り付けられたマーカーを読み取る装置である。かご速度検出器２は乗りかご走行中の速度を検出するもので、モータやガバナプーリに取り付けられたエンコーダ信号から算出したり、昇降路に一定間隔で取り付けられたマーカーの読み取り装置の信号から算出したりするものである。  
第一設定速度生成器３は、生成されたかご運行速度パターンを基にして、あるかご位置に対する運行速度よりも大きい速度の値に設定するものであり、第二設定速度生成器４は、第一設定速度生成器３で生成された速度より大きく設定された速度を生成し、さらに第三設定速度生成器５は、第二設定速度生成器４で生成された速度より大きく設定された速度を生成する。  
比較器６は、かご位置検出器１による乗りかご位置と、かご速度検出器２よる乗りかご位置における乗りかご速度と、第一設定速度生成器３よる乗りかご設定速度を比較し、乗りかご速度が第一設定速度より大きくなったとき、第一制動装置制御器１０に信号を出力し、第一制動装置１１を作動させる。  
比較器７は、乗りかご位置と、乗りかご速度と、第二設定速度生成器４による乗りかご設定速度を比較する。比較器９は、乗りかご位置と、乗りかご速度と、第三設定速度生成器５による乗りかご設定速度を比較する。  
振動検出器８は、乗りかご速度の変化、より具体的には乗りかごが振動しているかどうかを調べるために、かご速度検出器２の信号から振動成分を抽出する。第二制動装置制御器１２は、比較器７，比較器９、及び振動検出器８からの出力に基づいて第二制動装置１３を駆動する。
【００１１】
制動装置の基本動作を図２により説明する。  
図２は、第一設定速度生成器３，第二設定速度生成器４，第三設定速度生成器５より生成される設定速度パターンの一例を示し、乗りかごが下端階から上端階へ移動、または上端階から下端階へ移動するとき、乗りかごの目標速度は、点線で示すように目標速度２０が設定されている。  
目標速度２０より大きい第一設定速度２１で第一制動装置である電動機用ブレーキの作動速度が、第一設定速度２１よりさらに大きい値で第二設定速度２２が設定されている。
【００１２】
具体的には、第二設定速度２２は、電動機用ブレーキが作動して昇降路底部にある緩衝器に衝突せずに乗りかごを停止できるように以下の式に設定する。  
【００１３】
【数１】
2008280109.tif 000003
【００１４】
Ｖ2は第二設定速度、ａbは電動機用ブレーキ作動時の平均減速度、ｈは昇降路底部に設置された緩衝器上面からの乗りかご位置、αはマージン速度である。
【００１５】
第三設定速度２３は、第二設定速度２２よりさらに大きい値として設定し、非常止め装置が作動して昇降路底部にある緩衝器に衝突せずに乗りかごを停止できるように以下の式に設定する。
【００１６】
【数２】
2008280109.tif 000004
【００１７】
Ｖ3は第三設定速度、ａsは非常止め装置作動時の平均減速度、βはマージン速度である。第二設定速度２２，第三設定速度２３において一定速度となる値は、乗りかご目標速度２０の一定速度ラインの１.４ 倍に設定する。
【００１８】
かご速度検出器２からの信号に大きな振動成分が含まれるか否かにより、第二制動装置である非常止め装置を作動させる設定速度を変えれば良い。例えば、ロープすべりやロープ切れ、第一制動装置の制動力不足によって乗りかご速度が大きくなっているときには大きな振動成分は含まれないが、いたずら等によって乗りかごが大きく揺すられたときには乗りかご速度信号に大きな振動成分が含まれる。  
さらに、ロープすべりやロープ切れによって乗りかご速度が大きくなっているときにはすぐに第二制動装置である非常止め装置を作動させる必要があるが、いたずら等によって、単に乗りかごの振動が大きくなっているときは、いずれ振動は収まるので、必ずしも非常止め装置を作動させる必要はない。
【００１９】
かご速度検出器２の信号を振動検出器８へ入力して大きな振動が含まれているか判断する。大きな振動成分が含まれてなければ乗りかご速度が第二設定速度を超えたとき、第二制動装置を作動させる。かご速度検出器２の信号に大きな振動成分が含まれていると判断されるときは、乗りかご速度が第三設定速度を超えたとき、第二制動装置を作動させる。  乗りかごの異常速度発生原因が、ロープスリップやロープ切れ、電動用ブレーキの制動力不足なのか、いたずら等による大きな乗りかご振動なのかにより、第二制動装置の作動速度を切り分けることにより、本来電動機用ブレーキの作動だけで乗りかごを停止させられるときに非常止め装置が作動することを抑制し、昇降路長さの短縮を図ることが可能となる。
【００２０】
次に乗りかご速度に振動成分がふくまれるかどうかを分析することについて説明する。  乗客のいたずら等によって乗りかごが揺すられたときの速度波形は例えば図３の２４のようになる。揺すられるタイミングが、かご系の固有振動数に近くなると２４のように大きな振動に成長していく。  
ロープすべり，ロープ切れ，電動機用ブレーキの制動力不足等によって乗りかご速度が増加していくときの速度波形は例えば図３の２５のようになる。この２つのタイプの波形を切り分けるために図４に示す振動検出器８にかご速度検出器２の信号を入力する。
【００２１】
振動検出器８はフィルタ８ａと判定器８ｂより構成される。フィルタ８ａにかご速度検出器２の信号が変化したときの最小値と最大値の差となる振動成分の値を抽出する。振動成分の値が、判定部８ｂであらかじめ設定されたしきい値と比較して、大きければ振動成分があり、いたずら等による異常速度と判定し、しきい値より小さければロープすべり，ロープ切れ，電動機用ブレーキ制動力不足等による異常速度と判定する。
【００２２】
図５はフィルタ８ａの特性の一例であり、２６はフィルタのゲイン特性を示している。乗りかごに大きな振動が発生するのは外乱源が、かご系の固有振動数に近い周波数成分を持っていて共振現象を起こすときである。したがって、フィルタ８ａはかご系の固有振動数付近でゲイン１.０ をとり、それ以外の周波数帯域では小さいゲインとなることが望ましい。また、かご系の固有振動数は、積載量やロープ長の変動によって変化するため、この変動をカバーできるように、少なくとも最も小さくなる固有振動数ｆ1から最も大きくなる固有振動数ｆ2までの帯域はゲイン１.０ となるように設定する。
【００２３】
図３の波形２４，２５を図５の特性２６を持つフィルタ８ａに通した結果の概念図を図６に示す。図６の波形２７は図３の波形２４にフィルタ８ａをかけた結果で振動成分が抽出される。図６の波形２８は図３の波形２５をフィルタ８ａにかけた結果であり、出力はほとんど出ない。  
しきい値を図６のように設定して振動波形の振幅を評価することにより、かご速度検出器２の信号に振動成分が含まれるかどうかが判定できる。判定方法としては、ここでは振幅による方法を説明したが、波形の面積によって判定してもいい。第一制動装置が作動してから波形の絶対値を加算していき、加算値がしきい値より大きくなった場合にいたずら等による異常速度と判定する。また、かご速度検出器２の信号にＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理をかけて振動成分を抽出してもよい。ＦＦＴ処理により卓越した振動成分の周波数とパワースペクトルがわかるので、卓越した振動成分の周波数が固有振動数に近く、パワースペクトルがしきい値より大きくなった場合にいたずら等による異常速度と判定する。
【００２４】
以上の全体のフローを図７に示す。  
乗りかごの目的停止階が設定されてステップ３０で乗りかご運行パターンが生成されると、ステップ３１，ステップ３０で生成された運行パターンを基準にして第一，第二、及び第三設定速度パターンを生成する。乗りかごが移動開始すると乗りかご位置，速度を検出して異常が発生していないか監視を行う。  
異常の有無は、ステップ３３にて乗りかごの速度が第一設定速度より大きくなるか監視しており、乗りかごの速度が第一設定速度より大きくなるとステップ３４にて第一制動装置を作動させる。
【００２５】
第一制動装置を作動させた後も乗りかごの位置，速度を監視し（ステップ３５）、ステップ３６で乗りかご速度に振動成分が含まれるか分析を行う。  
予め設定した数値より大きな振動成分が含まれていない場合（ステップ３７）、ステップ３８で乗りかご加速度が第二設定速度に達しているか判定し、達していなければ、ステップ３５である乗りかごの位置，速度の監視を続け、第二設定速度に達したときは第二制動装置を作動させる。
【００２６】
ステップ３７で大きな振動成分が含まれていた場合、乗りかご速度が第三設定速度に達していなければステップ３５に戻り、第三設定速度に達したら第二制動装置を作動させる。
【００２７】
他の実施例を図８に示し、説明する。  
乗りかごの加速度を検出し、その情報を利用して第二制動装置１３を制御する。乗りかごの加速度の検出は、例えば乗りかごに加速度ピックアップをご加速度検出器４０として取り付けたり、かご速度検出器２の信号から算出したり、すれば良い。  
乗りかご速度が第一設定速度に達して第一制動装置１１が作動した後、乗りかごの加速度情報を利用することにより、ロープ切れによる乗りかごの異常加速をいち早く検知して、加速度の増加が続くようであれば、第二制動装置を作動させ、乗りかごを停止させる。  図９に全体のフローを示し、ステップ５４までは、図７のフローと同じである。  
ステップ５４で第一制動装置１１が作動した後、乗りかごの位置，速度，加速度を監視し（ステップ５５）、乗りかご加速度が予め設定した数値以上に達したとき、乗りかご速度の振動分析を行い（ステップ５７）、設定値以上の振動成分が検知されれば、第二制動装置を作動させ、設定値以上の振動成分が検知されなければ、ステップ６０へ行き、乗りかご速度が第三設定速度に達したときに第二制動装置を作動させる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態による全体構成を示すブロック図。
【図２】一実施の形態におけるかご位置に対する各設定速度を示すグラフ。
【図３】乗りかごの速度の変化を示すグラフ。
【図４】一実施の形態における乗りかご速度の振動分析部のブロック図。
【図５】一実施の形態における振動検出器のフィルタ特性を示すグラフ。
【図６】一実施の形態におけるフィルタ処理後の波形を示すグラフ。
【図７】一実施の形態による動作フローチャート。
【図８】他の実施の形態による全体構成を示すブロック図。
【図９】他の実施の形態による動作フローチャート。
【符号の説明】
【００２９】
１  かご位置検出器
２  かご速度検出器
３  第一設定速度生成器
４  第二設定速度生成器
５  第三設定速度生成器
６  比較器
８  振動検出器
１０  第一制動装置制御器
１１  第一制動装置
１２  第二制動装置制御器
１３  第二制動装置
【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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【図９】
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