JP6496265B2

JP6496265B2 - エレベーター装置

Info

Publication number: JP6496265B2
Application number: JP2016064707A
Authority: JP
Inventors: 岩本　晃; 晃岩本; 大沼　直人; 大沼　　直人; 洋平杉山; 一斗永沼
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2036-03-28
Also published as: JP2017178495A

Description

本発明は、エレベーター装置に関し、例えば、建物等に設置されるエレベーター装置に適用して好適なものである。

エレベーター装置は、人や物を載せて昇降する手段として広く用いられている。エレベーター装置は、一般的に、一端に乗りかごが接続され、他端に釣合重りが接続されたロープを巻上機のシーブ等で吊下げ支持された構成であり、乗りかごは、巻上機のシーブの動作によって昇降路を走行し、乗りかごの停止は、巻上機のシーブの動作を停止することによって行われる。ここで、エレベーター装置には、シーブと同軸に取り付けられたブレーキディスクをブレーキライニングで挟むこと等により、停止時のロープの固定や、停電時等の非常の際にシーブを停止させる非常ブレーキが備えられているものが多い。

このような非常ブレーキのライニングは、通常の使用においては停止時のロープの固定に留まるため、ほとんど摩耗することがない。そのため非常ブレーキのライニングの摩耗量の点検は、定期点検時の点検のみで行われるのが通常であった。

特許文献１は、ブレーキシュー本体の背面からライニングに達するまで延びて形成された孔に挿入される棒部材と、ライニングの摩耗によりブレーキドラムが棒部材に接触し、ブレーキドラムの押圧力によって棒部材が孔から引き抜かれる方向に、ライニングの所定の摩耗量に対応する距離だけ移動することを検出する移動検出装置とを備えるエレベータブレーキライニング摩耗検出装置を開示している。

特開２０１３−１８５６６９号公報

しかしながら、停電の多い地域に設置されたビルのエレベーター装置等、非常ブレーキが想定より頻繁に動作するエレベーター装置では、ブレーキのライニングが摩耗してしまい、定期点検時には交換すべき摩耗量を超えてしまう恐れがある。特に近年急速に普及しつつある高速エレベーターでは、一回の非常停止によりライニングの摩耗量が大きく、次回の定期点検の際までに交換すべき摩耗量を超えてしまうことが考えられる。一方で、定期点検の回数を増加させることは、管理コストの増加に繋がってしまう。また、保守点検時にライニングの摩耗量が進んでいることが看過されてしまった場合には、非常停止時に非常ブレーキの動作が不十分となってしまう恐れもある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、非常ブレーキが使用される場合であっても、管理コストを増加させることなく、安全に運行させることのできるエレベーター装置を提供しようとするものである。

かかる課題を解決するため本開示のエレベーター装置は、巻上機によりシーブを回動させることにより、前記シーブに掛けられたロープに接続された乗りかごを昇降させる乗りかご昇降システムと、前記シーブの回動を摩擦により停止させる非常ブレーキと、前記乗りかご昇降システムを制御するシステム制御部と、を有し、前記システム制御部は、前記非常ブレーキの作動を検知する非常ブレーキ作動検知部と、前記非常ブレーキが作動する直前の前記乗りかごの速度を取得する非常ブレーキ作動時速度取得部と、前記非常ブレーキ作動時速度取得部により取得された速度と、前記非常ブレーキの前記ブレーキディスクの温度とから、前記非常ブレーキのライニングの摩耗量を算出するライニング摩耗量算出部と、前記算出された前記摩耗量に基づいて前記乗りかご昇降システムの動作を指令する乗りかご運転指令部と、を備え、前記ライニング摩耗量算出部は、前記非常ブレーキが作動する直前の前記速度に基づいて前記非常ブレーキの前記ブレーキディスクの上昇温度を算出し、算出した前記上昇温度に基づき算出される前記ブレーキディスクの温度と、前記非常ブレーキ作動時速度取得部により取得された前記非常ブレーキが作動する直前の前記乗りかごの速度とに基づいて前記ライニングの前記増加摩耗量を算出し、算出した前記増加摩耗量を前記非常ブレーキが作動する直前の前記摩耗量に加算するようにして前記ライニングの前記摩耗量を算出することを特徴とするエレベーター装置である。

本発明によれば、エレベーター装置の運行において非常ブレーキが使用された場合であっても、管理コストを増加させることなく、エレベーター装置を安全に運行させることができる。

本開示の一実施の形態に係るエレベーター装置について概略的に示す図である。システム制御部のハードウェア構成について概略的に示す図である。システム制御部の機能ブロック図について示す図である。ライニング摩耗量算出部によりシミュレートされるディスク温度の変化及び摩耗量の変化について示すグラフである。非常ブレーキ作動検知部が、非常ブレーキの作動を検知した場合の処理である非常停止検出時処理について示すフローチャートである。

以下図面を用いて本開示に係る実施の形態を詳述する。以下の説明において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（１）本実施の形態によるエレベーター装置の構成
図１は、本開示の一実施の形態に係るエレベーター装置１００について概略的に示す図である。この図に示されるようにエレベーター装置１００は、巻上機１１４によりシーブ１１５を回動させることにより、シーブ１１５に掛けられたロープ１１１に接続された乗りかご１１２を昇降させる乗りかご昇降システム１１０と、シーブ１１５の回動を摩擦により停止させる非常ブレーキ１２０と、乗りかご昇降システム１１０を制御するシステム制御部２００と、を備えている。乗りかご昇降システム１１０は、更にシーブ１１５の回転速度に応じて周期が変化するパルスを出力するエンコーダ１１６と、乗りかご１１２が一端に接続されたロープ１１１の他端に接続された釣合い錘１１３とを有している。乗りかご１１２は、巻上機１１４によりシーブ１１５が回転することにより昇降し、停止する際にも巻上機１１４の回転の停止によって停止を行う。ここで、停止中において乗りかご１１２が移動してしまうことを防ぐため、停止中に非常ブレーキ１２０を作動させておくこととしてもよい。非常ブレーキ１２０は、回転するシーブ１１５と同軸で回転するブレーキディスク１２２をライニング１２１により挟む、又は押さえることにより回転を停止させる装置である。

図２は、システム制御部２００のハードウェア構成について概略的に示す図である。この図に示されるように、システム制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶部２０２、ハードディスクやフラッシュメモリ等の不揮発性記憶部２０３、及びエンコーダ１１６の出力を受信したり、巻上機１１４の動作の指示を行う入出力インタフェース２０４等を有している。これらのハードウェアは協働してソフトウェアを動作させ、複数の機能を実現する。なお、システム制御部２００は、図２のようなハードウェア構成のコンピュータ装置が、複数互いにネットワーク接続されることによる形成されるコンピュータシステムにより構成されていてもよい。

図３は、システム制御部２００の機能ブロックについて示す図である。この図に示されるように、システム制御部２００は、乗りかご１１２の昇降中に非常ブレーキ１２０が作動した場合に、作動したことを検知する非常ブレーキ作動検知部２１０と、非常ブレーキ作動検知部２１０により非常ブレーキ１２０の作動が検知された際に、巻上機１１４の回転に応じて発生するエンコーダ１１６のパルスを入出力インタフェース２０４を経由して取得して算出される乗りかご１１２の昇降速度のうち、非常ブレーキ１２０が作動する直前の速度を取得する非常ブレーキ作動時速度取得部２２０と、非常ブレーキ作動時速度取得部２２０により取得された速度から、非常ブレーキ１２０のライニング１２１の摩耗量を算出するライニング摩耗量算出部２３０と、算出された摩耗量に基づいて乗りかご昇降システム１１０の動作を指令する乗りかご運転指令部２４０と、を有している。ここで、ライニング摩耗量算出部２３０は、非常ブレーキ１２０のブレーキディスク１２２の温度に基づいてライニング１２１の増加摩耗量を算出することとしてもよい。また、ライニング摩耗量算出部２３０は、非常ブレーキ１２０が作動する直前の速度に基づいてブレーキディスク１２２の上昇温度を算出することとしてもよい。ここで直前とは、非常ブレーキ１２０の作動と同時の速度、又は取得できる速度のうち、同時より前で最も同時に近い時の速度を意味するものであってもよい。

（２）ライニング摩耗量のシミュレーション
図４は、ライニング摩耗量算出部２３０によりシミュレートされるディスク温度の変化及び摩耗量の変化について示すグラフである。このグラフにおいて、横軸の時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２及びＴ３において、乗りかご１１２の走行中に非常ブレーキ１２０が作動している。これらのグラフに示されるように、ライニング摩耗量算出部２３０は、非常ブレーキ１２０が作動する毎に、非常ブレーキ１２０が作動する直前の乗りかご１１２の速度に基づいて、ブレーキディスク１２２の上昇温度を算出する。算出された上昇温度は、非常ブレーキ１２０作動時のブレーキディスク１２２の温度に加えられる。ここで、非常ブレーキ１２０作動時のブレーキディスク１２２の温度は、非常ブレーキ１２０の最初の作動や前回の非常ブレーキ１２０の作動から十分時間が経っているときは初期設定温度となる。初期設定温度は、例えば、外気温やブレーキディスク１２２の配置場所における気温とすることができる。

ライニング摩耗量算出部２３０は、加算されたブレーキディスク１２２の温度を、時間の経過と共に初期設定温度まで下降させる。しかしながら、初期設定温度まで下降する前に、走行中に非常ブレーキ１２０が作動した場合には、下降中の非常ブレーキ１２０作動時のブレーキディスク１２２の温度に対して、算出された上昇温度が加えられる。初期設定温度までの下降は、線形的な変化によりシミュレートしてもよいし、他の関数や温度に境界を設けて傾きを変える等としてもよい。ここで、ライニング摩耗量算出部２３０がブレーキディスク１２２の温度を算出することとしたが、ライニング摩耗量算出部２３０は、ブレーキディスク１２２の温度を算出しなくてもよい。この場合において、ブレーキディスク１２２の温度が測定器等により検出できる場合には、計測された温度に基づいて摩耗量を算出することとしてもよい。また、ディスクブレーキの温度が高い状態で再度非常停止が発生すると、ブレーキライニング１２１の摩耗量が増大するため、乗りかご運転指令部２４０は、算出した温度が、冷却必要温度以上である場合には、通常運転よりも最高速度が低い冷却速度制限運転で運転する指令を行うこととしてもよい。また、冷却速度制限運転で運転する指令を出力してから所定時間の経過を検知した場合には、通常運転で運転する指令を出力することとしてもよい。冷却速度制限運転の速度は、非常停止が発生してもライニング摩耗への影響が小さく、かつ乗客の配車効率への影響が最小限となる速度を選択することができる。

また、ライニング摩耗量算出部２３０は、非常ブレーキ１２０が作動する直前の摩耗量に、非常ブレーキ１２０の作動により増加した増加摩耗量を加算して摩耗量を算出する。また、ライニング摩耗量算出部２３０は、非常ブレーキ１２０が作動する直前の乗りかご１１２の速度及びブレーキディスク１２２の温度に基づいて増加摩耗量を算出することとしてもよい。増加摩耗量の算出は、非常ブレーキ１２０を用いた実験等により得られたデータに基づくルックアップテーブルや近似式等を用いて算出することができる。この際、ブレーキディスク１２２の温度は、非常ブレーキ１２０が作動する直前の温度であってもよいし、上昇温度を加えた後の温度であってもよいし、これらの両方の温度を用いることとしてもよい。グラフに示されるように、摩耗量には非常ブレーキ１２０が作動する毎に増加摩耗量が加えられる。

乗りかご運転指令部２４０は、算出された摩耗量に基づいて乗りかご昇降システム１１０の動作を指令する。ここで、摩耗量が、ライニング１２１を交換すべき摩耗量以上で、エレベーターの走行限界の摩耗量未満である速度制限運転領域３０１の摩耗量となった場合には、ライニング１２１の冷却を行っても通常走行での非常停止に耐えられないため、乗りかご運転指令部２４０は、通常の運転速度より最高速度が低い速度制限運転を指令することができる。また外部に異常を報知し、ライニング１２１の交換が必要である旨を知らせることとしてもよい。ここで外部にはエレベーター監視センターを含むものとする。

また、摩耗量が、エレベーターの走行限界の摩耗量以上の休止運転領域３０２となった場合には、速度制限運転を実施しても非常停止による安全性は確保できないと判断し、乗りかご運転指令部２４０は、乗りかご１１２を最寄階に停止させて、運転を休止する指令を行うこととしてもよい。ライニング１２１の交換が完了した場合には、ライニング摩耗量算出部２３０は、摩耗量を０にリセットする。なお、本実施の形態においては、速度制限運転領域３０１及び休止運転領域３０２を上述のように定めたが、非常ブレーキ１２０の大きさ、速度及び設置環境等を考慮して適宜定めることができる。また、本実施の形態においては、速度制限運転領域３０１及び休止運転領域３０２の両方を定めることとしたが、速度制限運転領域３０１及び休止運転領域３０２のいずれか１つのみを定めることとしてもよい。

（３）非常停止検出時処理
図５は、非常ブレーキ作動検知部２１０が、非常ブレーキ１２０の作動を検知した場合の処理である非常停止検出時処理Ｓ１００について示すフローチャートである。このフローチャートに示されるように、非常停止検出時処理Ｓ１００では、まず非常ブレーキ作動時速度取得部２２０が、エンコーダ１１６が出力するパルスから算出された、非常ブレーキ１２０が作動する直前の乗りかご１１２の速度を取得する（Ｓ１０１）。次に、ライニング摩耗量算出部２３０は、非常ブレーキ作動時速度取得部２２０が取得した速度から、ブレーキディスク１２２の温度の上昇量を算出し（Ｓ１０２）、続けて、算出された温度上昇量に非常ブレーキ作動時のブレーキディスク１２２の温度を加えたブレーキディスク１２２の温度と、非常ブレーキ作動時の速度からライニング１２１の摩耗量を算出する（Ｓ１０３）。なお、温度の上昇量の算出は行なわれなくてもよい。また、ブレーキディスク１２２の温度が測定等できる場合には、測定等されたブレーキディスク１２２の温度を用いてもよい。

引き続き、乗りかご運転指令部２４０は、算出された摩耗量が休止運転領域３０２に含まれるかどうかを判定する（Ｓ１０４）。ここで休止運転領域３０２に含まれる場合には走行の継続は不可能と判断し、乗りかご１１２を最寄階に停止させ、エレベーター装置１００の運行の休止を指示する（Ｓ１１２）。また、外部に異常を報知し（Ｓ１１３）、ライニング１２１の交換を要請することとしてもよい。エレベーター装置１００の運行の休止した場合には、非常停止検出時処理Ｓ１００を終了する。また、ステップＳ１０４で、摩耗量が休止運転領域３０２でないと判定された場合には、摩耗量が速度制限運転領域３０１に含まれるかどうかを判定する（Ｓ１０５）。速度制限運転領域３０１の摩耗量である場合には、走行可能であるがライニング１２１の交換が必要であると判断し、継続的な速度制限運転を指示する（Ｓ１１５）。また、外部に異常を報知し（Ｓ１１６）、ライニング１２１の交換を要請してもよい。継続的な速度制限運転を指示した場合には、速度制限運転を継続しつつ、非常停止検出時処理Ｓ１００を終了する。

ステップＳ１０５において、摩耗量が速度制限運転領域３０１の摩耗量でないと判定された場合には、ブレーキディスク１２２の温度が、冷却が必要な温度範囲であるかどうかを判定する（Ｓ１０６）。ここで、否定的な判定の場合には、通常運転を実施して（Ｓ１０９）、非常停止検出時処理Ｓ１００を終了する。一方、ステップＳ１０６で、肯定的な判定の場合には、一時的な速度制限運転を実施する（Ｓ１０７）。非常ブレーキ１２０の作動から所定時間が経過したかどうかを判定し（Ｓ１０８）、所定時間が経過するまで一時的な速度制限運転を継続する。ここで所定時間はブレーキディスク１２２の回転速度、大きさ、又は配置された環境等により適切な時間を選択することができる。所定時間はひとつの定められた時間であってもよいし、ブレーキディスク１２２の温度が高い場合にはより長い時間になるように変化させることとしてもよい。所定時間が経過した場合には、一時的な速度制限運転を解除し通常運転を実施して（Ｓ１０９）、非常停止検出時処理Ｓ１００を終了する。

（４）本実施の形態の効果
本実施の形態のエレベーター装置１００は、巻上機１１４によりシーブ１１５を回動させることにより、シーブ１１５に掛けられたロープ１１１に接続された乗りかご１１２を昇降させる乗りかご昇降システム１１０と、シーブ１１５の回動を摩擦により停止させる非常ブレーキ１２０と、乗りかご昇降システム１１０を制御するシステム制御部２００と、を備え、システム制御部２００は、非常ブレーキ１２０の作動を検知する非常ブレーキ作動検知部２１０と、非常ブレーキ１２０が作動する直前の乗りかご１１２の速度を取得する非常ブレーキ作動時速度取得部２２０と、非常ブレーキ作動時速度取得部２２０により取得された速度から、非常ブレーキ１２０のライニング１２１の摩耗量を算出するライニング摩耗量算出部２３０と、算出された摩耗量に基づいて乗りかご昇降システム１１０の動作を指令する乗りかご運転指令部２４０と、を備えるため、非常ブレーキ１２０が使用される場合であっても、管理コストを増加させることなく、安全に運行させることができる。

本発明は、建物等に設置されるエレベーター装置に適用することができる。

１００エレベーター装置，１１０乗りかご昇降システム，１１１ロープ，１１２乗りかご，１１３錘，１１４巻上機，１１５シーブ，１１６エンコーダ，１２０非常ブレーキ，１２１ライニング，１２２ブレーキディスク，２００システム制御部，２０１ＣＰＵ，２０２揮発性記憶部，２０３不揮発性記憶部，２０４入出力インタフェース，２１０非常ブレーキ作動検知部，２２０非常ブレーキ作動時速度取得部，２３０ライニング摩耗量算出部，２４０乗りかご運転指令部，３０１速度制限運転領域，３０２休止運転領域

Claims

巻上機によりシーブを回動させることにより、前記シーブに掛けられたロープに接続された乗りかごを昇降させる乗りかご昇降システムと、
前記シーブの回動を摩擦により停止させる非常ブレーキと、
前記乗りかご昇降システムを制御するシステム制御部と、を有し、
前記システム制御部は、
前記非常ブレーキの作動を検知する非常ブレーキ作動検知部と、
前記非常ブレーキが作動する直前の前記乗りかごの速度を取得する非常ブレーキ作動時速度取得部と、
前記非常ブレーキ作動時速度取得部により取得された速度と、前記非常ブレーキの前記ブレーキディスクの温度とから、前記非常ブレーキのライニングの摩耗量を算出するライニング摩耗量算出部と、
前記算出された前記摩耗量に基づいて前記乗りかご昇降システムの動作を指令する乗りかご運転指令部と、を備え、
前記ライニング摩耗量算出部は、
前記非常ブレーキが作動する直前の前記速度に基づいて前記非常ブレーキの前記ブレーキディスクの上昇温度を算出し、
算出した前記上昇温度に基づき算出される前記ブレーキディスクの温度と、前記非常ブレーキ作動時速度取得部により取得された前記非常ブレーキが作動する直前の前記乗りかごの速度とに基づいて前記ライニングの前記増加摩耗量を算出し、
算出した前記増加摩耗量を前記非常ブレーキが作動する直前の前記摩耗量に加算するようにして前記ライニングの前記摩耗量を算出する
ことを特徴とするエレベーター装置。
請求項１に記載のエレベーター装置において、
前記ライニング摩耗量算出部は、前記上昇温度を、前記非常ブレーキが作動する直前の前記ブレーキディスクの前記温度に加算し、前記加算された前記温度を、時間の経過に応じて下降させる
ことを特徴とするエレベーター装置。
請求項２に記載のエレベーター装置において、
前記乗りかご運転指令部は、前記算出した前記温度が、冷却必要温度以上である場合には、通常運転よりも最高速度が低い冷却速度制限運転で運転する指令を出力し、
冷却速度制限運転で運転する指令を出力してから所定時間の経過を検知すると、通常運転で運転を指令する
ことを特徴とするエレベーター装置。
請求項２又は３に記載のエレベーター装置において、
前記乗りかご運転指令部は、前記ライニング摩耗量算出部により算出された前記摩耗量が、休止運転領域に含まれる場合には、乗りかごを最寄り階に停止させる指令を出力する
ことを特徴とするエレベーター装置。
請求項４に記載のエレベーター装置において、
前記乗りかご運転指令部は、前記摩耗量が休止運転領域に含まれる場合には、異常信号を外部に報知する
ことを特徴とするエレベーター装置。
請求項２又は３に記載のエレベーター装置において、
前記乗りかご運転指令部は、前記ライニング摩耗量算出部により算出された前記摩耗量が、速度制限運転領域に含まれる場合には、通常運転よりも最高速度が低い速度制限運転で運転する指令を出力する
ことを特徴とするエレベーター装置。
請求項６に記載のエレベーター装置において、
前記乗りかご運転指令部は、前記摩耗量が速度制限運転領域に含まれる場合には、異常信号を外部に報知する、ことを特徴とするエレベーター装置。