(57)【要約】【課題】二次電池直列体を電源としたエレベーターの信頼性を向上する。【解決手段】二次電池を電源として動作する電池監視回路やエレベーター制御回路などの電気装置に電力を供給する他の電池を設ける。また、エレベーターを駆動するための二次電池の直列体から、任意の二次電池の電圧を取り出す回路を設ける。【効果】エレベーター起動時や二時電池故障時における信頼性が向上する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を電源として駆動するエレベーターであって、
前記二次電池を電源として動作し、前記二次電池の状態を監視する電池監視回路と、
前記電池監視回路に電力を供給するための他の電池と、
を有するエレベーター。
【請求項２】
二次電池を電源として駆動するエレベーターであって、
前記二次電池を電源として動作するエレベーター制御回路と、
前記エレベーター制御回路に電力を供給するための他の電池と、
を有するエレベーター。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記他の電池体は、前記二次電池よりも出力電圧が低いエレベーター。
【請求項４】
請求項１において、前記他の電池により、前記電池監視回路を起動することができるエレベーター。
【請求項５】
請求項２において、前記他の電池により、前記エレベーター制御回路を起動することができるエレベーター。
【請求項６】
複数の二次電池が直列に接続される二次電池直列体を電源として駆動するエレベーターであって、
前記二次電池直列体から、任意の二次電池の電圧を取り出す回路を有するエレベーター。
【請求項７】
請求項６において、前記回路に接続されるエレベーター制御回路を有するエレベーター。
【請求項８】
請求項６において、前記回路に接続されるブレーキ装置を有するエレベーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池を電源として駆動するエレベーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベーターの駆動電源に二次電池を利用した従来例では、エレベーター駆動の最大電力低減を目的とした釣り合い錘に、エレベーター制御装置を搭載している（例えば、特許文献１参照。）。給電設備のある場所に停止している時に、二次電池を充電しておき、エレベーターの走行中は、この二次電池が放電することで駆動電力を供給している。このように駆動電源として使用される二次電池は、比較的大きな電力を供給するために、複数の二次電池を直列接続した二次電池直列体が用いられる。設置空間の低減から、電気自動車及びハイブリッド自動車等に用いられるニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池のような高密度の電池を用いることが好ましい。
【０００３】
これらの二次電池から電力を供給する場合には、電池監視装置で電池の状態を監視して異常状態を検出保護する必要がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、二次電池の異常時には電源が消滅してしまうため、エレベーターは停止せざるを得ない。このとき、かご室内の乗客を救出するための方法としては、ブレーキ開放回路に電池から通電することにより、かごと釣り合い錘のアンバランスによって最寄り階までかごをずらす方法が適用できる（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１６３５３３号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０４１０号公報
【特許文献３】
特開２０００−１４３１１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
駆動電源として二次電池を用いる従来のエレベーターにおいては、エレベーターの起動時や二次電池の異常時における、電池監視装置や制御装置などの電気装置の動作については配慮が不十分であり、安定性または信頼性の向上が課題である。
【０００７】
そこで、本発明は、二次電池を電源として駆動され、かつ信頼性の高いエレベーターを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
二次電池の状態を監視する電池監視回路やエレベーター制御回路などの電気装置はエレベーター駆動用の二次電池を電源として動作するが、さらにこれらの電気装置に他の電池によって電力を供給する。これにより、エレベーター駆動用の二次電池からの電力供給に先立って、他の電池により電気装置を動作させることができる。従って、エレベーターの起動時における二次電池によるエレベーター駆動の信頼性が向上する。
【０００９】
また、エレベーターを駆動するための二次電池の直列体から、任意の二次電池の電圧を取り出す回路を設ける。これにより、直列体の一部の二次電池に異常が発生しても、他の二次電池から電気装置に電力を供給できる。従って、二次電池によって駆動されるエレベーターの信頼性が向上する。
【００１０】
本発明の他の特徴は、以下の記載および図面から明らかになるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるエレベーターを示す。本実施例においては、複数の二次電池から構成される二次電池直列体１を主電源としたエレベーター駆動装置を釣り合い錘５５に搭載している。ここでは、エレベーターの乗客あるいは運搬する荷物を乗せるかご５３が、かご下プーリ５４１及び５４２を介して、ロープ５０により吊り下げられており、頂上プーリ５２を通ってかご５３の反対側には釣り合い錘５５が吊り下げられている。
【００１２】
この実施例では、エレベーター駆動のための主要素である、シーブ５１，電動機５及びブレーキ装置（４１，４２）から構成される巻上機が釣り合い錘５５に搭載されている。電動機５は、二次電池直列体１を電源として平滑コンデンサ
６０，電力変換装置６及びエレベーター制御回路３１によって、所望の速度で駆動される。
【００１３】
主電源を構成する二次電池直列体１と電力変換装置６とは、開閉器６１〜６３及び初充電抵抗６４を介して接続されている。エレベーター据付後あるいは保守点検作業後などは平滑コンデンサ６０は充電されていない。この状態から、まずは初充電開閉器６１と負極側開閉器６３を閉路することにより、初充電抵抗６４を介して平滑コンデンサ６０が充電される。その後、正極側開閉器６２を閉路することで、電動機５へ給電する状態となる。
【００１４】
なお、エレベーターの場合、乗客数，昇降の向きによっては、エネルギー回生となるモードが存在する。この時に平滑コンデンサ６０及び二次電池直列体１の過電圧を抑制するための放電回路が必要となる場合もあるが、図では省略した。
【００１５】
この例では、昇降路壁など固定側に設置され、商用電源８２１，高周波インバータ８２２及び高周波トランス一次巻線８２３から構成される送電装置８２より、釣り合い錘５５に搭載されている高周波トランス二次巻線８１１，共振コンデンサ８１２及び整流回路８１３から構成される受電装置８１を介して二次電池直列体１の充電を行う。すなわち、送電装置８２が設置された場所に、釣り合い錘５５の受電装置８１が対向するように停止している期間に充電を行い、走行中には、二次電池直列体１が放電することでエレベーター駆動電力を供給することになる。
【００１６】
なお、ここでの二次電池直列体１の充電は、非接触で給電でき、トランスの大型化を抑制できるように、高周波インバータ８２２，高周波トランス（８２３，８１１）を用いており、また高周波インバータ８２２の小型化のために共振コンデンサ８１２を用いた、低損失の共振型高周波インバータによる給電の構成とした。
【００１７】
二次電池直列体１は、主電池監視回路１０により電池状態を監視しており、電池異常検出及び装置全体の保護を行う。二次電池直列体１は、エレベーター駆動電力を供給するために、かなり電圧を高くしている。このため、主電池監視回路１０内部で二次電池電位と制御回路電位との絶縁を確保している。
【００１８】
エレベーター制御回路３１などへは以下のような構成で給電されている。
【００１９】
平滑コンデンサ６０の両端に、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成される多出力電源３が接続され、その出力のうち１つが、通常給電ダイオード３０を介してエレベーター制御回路３１へ接続され、また、補助電池充電回路３２にも接続され、さらにブレーキコイル４２への給電も行う。場合によっては、ここでは図示しないが、さらに他の機器、例えばエレベーター情報表示装置などにも多出力電源３から給電することもあり得る。
【００２０】
ブレーキ回路の構成は次のようになっている。ここでは、ブレーキ４１は、ばね力によりシーブ５１の回転を止めることでブレーキを効かせる。このばね力と反対向きのブレーキコイル４２による電磁力でブレーキを開放させることでシーブ５１が回転可能となり、エレベーターが走行できる。ブレーキコイル４２への通電は、通常時は多出力電源３の出力を保護用のヒューズ３４１，ブレーキ開閉スイッチ３４２，ブレーキ非常開閉スイッチ３４３を介して行われる。通常運転時にはブレーキ非常開閉スイッチ３４３は閉じており、ブレーキ開閉スイッチ３４２の開閉動作によりブレーキの通電が制御される。ブレーキ非常開閉スイッチ３４３が閉じた状態で、ブレーキ開閉スイッチ３４２を閉じることにより通電され、ブレーキが開放され、またブレーキ開閉スイッチ３４２を開くと、ブレーキコイル４２に流れていた電流はブレーキ還流ダイオード３４４で短絡され、ブレーキコイル内の抵抗とインダクタンスにより電流が減衰することで、ブレーキ４１のばね力が上回り、ブレーキが効く。
【００２１】
また、何らかの異常により、非常停止する場合には、ブレーキ非常開閉スイッチ３４３を開くことで、ブレーキコイル４２への通電が停止する。この時、ブレーキコイル４２を流れる電流は、非常時ブレーキ還流ダイオード３４５とブレーキ電流非常時減衰抵抗３４６とで接続されることになり、回路の抵抗値がブレーキコイル４２内部抵抗のみより大きくなるため、急速に電流が減衰するため、ブレーキが効くまでの時間が短縮される。
【００２２】
一方、多出力電源３の出力に接続された補助電池充電回路３２は、補助電池２を充電する。この補助電池２も、少なくとも１個以上の二次電池を直列接続した構成となっているが、駆動電力とは違い、それほど大きな電力ではないため、二次電池直列体１に比べると電圧は低い構成である。補助電池２は、起動スイッチ２１，補助電池通電ダイオード２０とを介してエレベーター制御回路３１に接続されている。また、主電池監視回路電源１０１を介して主電池監視回路１０にも給電する。ここで、主電池監視回路１０の入力電圧がエレベーター制御回路３１の入力電圧と同等であれば、主電池監視回路電源１０１は不要となる。さらに、非常救出運転切替スイッチ３４７及び非常救出運転操作スイッチ３４８とを介して、ブレーキコイル４２にも接続される。
【００２３】
二次電池直列体１を構成する各二次電池群には二次電池群接続切替回路７が接続されており、この出力も非常時給電ダイオード３３を介してエレベーター制御回路３１，非常救出運転切替スイッチ３４７及び非常救出運転操作スイッチ３４８とを介してブレーキコイル４２に接続され、さらに主電池監視回路電源１０１にも接続されている。
【００２４】
図２は、図１の実施例におけるエレベーター起動方法の流れを示す。まず、エレベーター据付完了あるいは保守点検が終了した（１００１）ら、起動スイッチ２１を投入（１００２）する。これにより、補助電池２から起動スイッチ２１及び補助電池通電ダイオード２０を介してエレベーター制御回路３１及び主電池監視回路電源１０１に給電され、主電池監視回路１０が始動する（１００３）。これで、二次電池直列体１を動作させることが可能となり、またエレベーター制御回路３１が動作するために、外部からの信号により操作が可能となる。
【００２５】
次に、エレベーター制御回路３１に、初充電開始指令を送る（１００４）ことにより、初充電開閉器６１及び負極側開閉器６３が閉じ、平滑コンデンサ６０が充電される（１００５）。
【００２６】
平滑コンデンサ６０の電圧が、ある電圧まで上昇すると、多出力電源３が始動する（１００６）。また、これとほぼ同じようなタイミングで正極側開閉器６２が閉じられる（１００７）ことで、エレベーター運転準備完了（１００８）となる。
【００２７】
なお、初充電開閉器６１は平滑コンデンサ６０への突入電流を初充電抵抗６４により制限させるための開閉器なので、正極側開閉器６２を閉じる際に初充電開閉器６１を開く方が一般的であるが、ここでの起動説明では、閉じたままでも影響は少ないので記述は省略した。
【００２８】
このように、補助電池２を具備することにより、主電池監視回路１０及びエレベーター制御回路３１に給電することが可能となり、起動時の安全性，信頼性が確保できる。
【００２９】
図３は、二次電池群接続切替回路の構成例を示す。二次電池直列体１は、４個の二次電池群１１，１２，１３，１４が直列接続された構成である。それぞれの二次電池群は、少なくとも１個の二次電池から構成される二次電池の集合体であり、二次電池群の両端電圧は、主電池監視回路１０により監視されている。電圧の他に温度による監視も行う場合が多いが図では省略する。
【００３０】
二次電池群接続切替回路７は、二次電池直列体１のうち、正常な部分の電池群から給電するための回路であり、各電池群１１〜１４の両端に接続される電池切替スイッチ７１１〜７５２及び出力端子となる非常時スイッチ７０１，７０２で構成される。
【００３１】
図４は、二次電池群接続切替の一例を示す。二次電池群１１を利用する場合には、電池切替スイッチ７１１及び７２２を投入することで、二次電池群１１の電圧を得ることができる。同様に、二次電池群１２を利用する場合は電池切替スイッチ７２１及び７３２を、二次電池群１３を利用する場合は電池切替スイッチ
７３１及び７４２を、二次電池群１４を利用する場合は電池切替スイッチ７４１及び７５２を投入することで、一部の二次電池群が故障しても他の正常な二次電池群から出力を得ることができる。
【００３２】
図５は、図１の実施例における非常時乗客救出の方法の流れを示す。ここでは、二次電池群１２が異常となった場合を想定している（１００９）。主電池監視回路１０により二次電池群１２の異常を検出し（１０１０）、二次電池群１２の異常をエレベーター制御回路３１に伝送する（１０１１）。これにより、エレベーター停止指令が出され（１０１２）、初充電開閉器６１，正極側開閉器６２及び負極側開閉器６３が開放される。なお、初充電開閉器６１は、起動後に開放してある場合は、開放したままでよい。
【００３３】
二次電池直列体１からの給電が停止するために主回路電圧（平滑コンデンサ
６０の電圧）が低下するため、多出力電源３は停止する（１０１４）。そのため、一時的に補助電池２からエレベーター制御回路３１に給電される（１０１５）ことになる。一方で、二次電池群の異常を検出したため、電池切替スイッチ７４１と７５２及び非常時スイッチ７０１と７０２を投入（１０１６）することで、二次電池群１４からの給電が可能となり、エレベーター制御回路３１は動作可能となる。また、図１に示したように、二次電池群接続切替回路７から非常救出運転切替スイッチ３４７及び非常救出運転操作スイッチ３４８を介してブレーキコイルに通電が可能（１０１８）なため、乗客救出が可能となる（１０１９）。
【００３４】
ここでは、エレベーター制御回路３１が走行部である釣り合い錘５５に搭載されているため、実際の乗客救出において、直接操作することが困難である。そのため、無線通信によりエレベーター制御回路３１に非常ブレーキ開放指令を送信して、その指令を受信している間のみブレーキコイル４２に通電するような構成となることが予想される。この指令を受けて投入されるスイッチを非常救出運転操作スイッチ３４８とした場合に、仮に非常救出運転切替スイッチ３４７が無いとすると、何らかの異常で、ブレーキ開放指令が入ってしまうと通常運転中のかご停止時にもブレーキ開放してしまう可能性があるため、ここでは、非常救出運転切替スイッチ３４７及び非常救出運転操作スイッチ３４８の２つのスイッチを接続している。エレベーター制御回路３１内で論理的にこれらの誤操作を防止する構成とすれば、非常救出運転操作スイッチ３４８のみでも構わない。
【００３５】
図１では、釣り合い錘５５にエレベーター駆動装置を搭載した場合の例を図示したが、かご５３に搭載した場合にも適用できるが、回路の構成は同様なので説明は省略する。
【００３６】
図１において、ブレーキコイル通電回路にブレーキ保護用ヒューズ３４１を接続した。その他の回路にはヒューズの図示は無いが、補助電池充電回路３２の出力や多出力電源３と通常給電ダイオード３０との間及びエレベーター制御回路
３１の入力などにも必要に応じて保護ヒューズを接続しても良い。
【００３７】
なお、上記実施例に限らず、本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形例が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、二次電池を電源として駆動されるエレベーターの信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるエレベーターを示す。
【図２】図１の実施例におけるエレベーター起動方法の流れを示す。
【図３】二次電池群接続切替回路の構成例を示す。
【図４】二次電池群接続切替の一例を示す。
【図５】図１の実施例における非常時乗客救出の方法の流れを示す。
【符号の説明】
１…二次電池直列体、２…補助電池、３…多出力電源、５…電動機、６…電力変換装置、７…二次電池群接続切替回路、１０…主電池監視回路、１１，１２，１３，１４…二次電池群、２０…補助電池通電ダイオード、２１…起動スイッチ、３０…通常給電ダイオード、３１…エレベーター制御回路、３２…補助電池充電回路、３３…非常時給電ダイオード、４１…ブレーキ、４２…ブレーキコイル、５０…ロープ、５１…シーブ、５２…頂上プーリ、５３…かご、５５…釣り合い錘、６０…平滑コンデンサ、６１…初充電開閉器、６２…正極側開閉器、６３…負極側開閉器、６４…初充電抵抗、８１…受電装置、８２…送電装置、１０１…主電池監視回路電源、３４１…ブレーキ保護用ヒューズ、３４２…ブレーキ開閉スイッチ、３４３…ブレーキ非常開閉スイッチ、３４４…ブレーキ還流ダイオード、３４５…非常時ブレーキ還流ダイオード、３４６…ブレーキ電流非常時減衰抵抗、３４７…非常救出運転切替スイッチ、３４８…非常救出運転操作スイッチ、５４１，５４２…かご下プーリ、７０１，７０２…非常時スイッチ、７１１〜７５２…電池切替スイッチ、８１１…高周波トランス二次巻線、８１２…共振コンデンサ、８１３…整流回路、８２１…商用電源、８２２…共振型高周波インバータ、８２３…高周波トランス一次巻線。
【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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