特開 2024-171072 エレベーター装置及びエレベーター駆動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171072

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】エレベーター装置及びエレベーター駆動制御方法

(51)【国際特許分類】

   B66B 5/02 20060101AFI20241204BHJP

   B66B 5/00 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

B66B5/02 L

B66B5/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087947

(22)【出願日】2023-05-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 裕之

(72)【発明者】

【氏名】照沼 智明

(72)【発明者】

【氏名】中川 公人

【テーマコード（参考）】

3F304

【Ｆターム（参考）】

3F304CA05

3F304DA46

3F304EB11

3F304EC05

3F304EC10

(57)【要約】

【課題】エレベーターのブレーキに適正な電圧をバッテリから供給できるようにする。
【解決手段】非常時に使用されるバッテリ２を備え、電源異常時にバッテリ２からの電源で巻上機に設置されたブレーキの開放が可能なエレベーター装置において、バッテリ２から放電される電源電圧を昇圧してブレーキに供給する電圧調整部２０と、電圧調整部２０の出力電圧を調整するために接続される抵抗器２５，２６と、抵抗器２５，２６の接続・非接続を選択するスイッチＳＷ１，ＳＷ２とを備える。そして、ブレーキの開放時に必要とする電圧に基づいて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２により抵抗器２５，２６の接続・非接続を選択する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非常時に使用されるバッテリを備え、電源異常時に前記バッテリからの電源で巻上機に設置されたブレーキの開放が可能なエレベーター装置において、
前記バッテリから放電される電源電圧を昇圧して前記ブレーキに供給する電圧調整部と、
前記電圧調整部の出力電圧を調整するために接続される抵抗器と、
前記抵抗器の接続・非接続を選択するスイッチと、を備え、
前記ブレーキの開放時に必要とする電圧により、前記スイッチにより前記抵抗器の接続・非接続を選択する
エレベーター装置。

【請求項2】

前記抵抗器は、異なる抵抗値のものを複数用意すると共に、前記スイッチをそれぞれの抵抗器に並列接続し、
前記ブレーキの開放時に必要とする電圧により、前記スイッチにより接続状態とする前記抵抗器を選択する
請求項１に記載のエレベーター装置。

【請求項3】

前記バッテリから前記電圧調整部への電源の供給は、作業員が操作するブレーキ開放装置からの指令により行われる
請求項２に記載のエレベーター装置。

【請求項4】

前記ブレーキ開放装置は、エレベーターの乗り場に用意されたコネクタを介して接続される
請求項３に記載のエレベーター装置。

【請求項5】

非常時に使用されるバッテリを備えて、電源異常時に前記バッテリからの電源で巻上機に設置されたブレーキの開放が可能なエレベーターを制御するエレベーター制御方法であり、
バッテリから放電される電源電圧を昇圧して前記ブレーキに供給する昇圧処理と、
前記昇圧処理により得られる出力電圧を抵抗器の接続または非接続により調整する調整処理と、
前記調整処理のオン・オフを選択する選択処理と、を含む
エレベーター駆動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エレベーター装置及びエレベーター駆動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エレベーターの巻上機にはブレーキが設置されている。ブレーキは、巻上機の回転部分にブレーキシューを押し付けることで、巻上機が動かないように構成されている。ブレーキシューの押し付けは、ブレーキが備える電磁コイルに規定の電流・電圧を加えることで解除され、ブレーキは、開放状態になる。したがって、停電などでエレベーターに電源が供給されない状況では、ブレーキは作動した状態になる。

【0003】

ところで、停電などが発生してエレベーターに電源が供給されない状況が発生した際に、乗りかご内に乗客がいた場合には、乗りかごを最寄り階まで運転して、乗客を救出する救出運転を行う必要がある。このため、エレベーターには非常用のバッテリが設置され、停電時にはバッテリからの電源でブレーキを開放状態にした上で、救出運転を行うようにしている。

【0004】

特許文献１には、エレベーター内の高電圧信号の自動監視を行うために、エレベーター内の高電圧を必要とする機器に設置されたセンサに過電流検出器を設け、過電流検出器が過電流を検出したとき、回路に直列に抵抗を接続して、監視回路に高電圧を印加しないようにする技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４６１８９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した救出運転用に用意されたバッテリは、比較的低圧の直流電圧を出力するものであり、バッテリの出力電圧とブレーキ装置が必要とする電圧とが相違する場合、バッテリの出力電圧を昇圧回路で昇圧した後、ブレーキの電磁コイルに供給する必要がある。

【0007】

ここで、エレベーターに設置されるブレーキ装置には、様々な形式のものが存在し、ブレーキ解除を行う際にブレーキに印加する電圧も、形式によって異なる。したがって、ブレーキに印加する電圧を昇圧する昇圧回路も、本来は、ブレーキ装置ごとに昇圧電圧が異なる複数種類のものを用意する必要があるが、昇圧回路を複数種類用意すると、エレベーター装置としての製造コストが上昇してしまうという問題がある。

【0008】

なお、特許文献１には、エレベーター内の装置で異常な電流・電圧を検出したとき、一時的に、回路に直列に抵抗を接続することで電圧を調整する技術が記載されているが、この特許文献１に記載された電圧調整技術は、監視時の測定ミスや配線ミスなどの人為ミスを回避するためのものである。したがって、特許文献１に記載された技術は、エレベーター装置の調整時の不具合発生を防止するものであり、ブレーキなどの常時使用される機器に適用される技術ではない。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑み、ブレーキに適正な電圧をバッテリから供給することが可能なエレベーター装置及びエレベーター駆動制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、非常時に使用されるバッテリを備え、電源異常時にバッテリからの電源で巻上機に設置されたブレーキの開放が可能なエレベーター装置において、バッテリから放電される電源電圧を昇圧してブレーキに供給する電圧調整部と、電圧調整部の出力電圧を調整するために接続される抵抗器と、抵抗器の接続・非接続を選択するスイッチと、を備え、ブレーキの開放時に必要とする電圧に基づいて、スイッチにより抵抗器の接続・非接続を選択する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、電源異常時にバッテリから適正な電圧の電源をブレーキに供給することができるので、エレベーターの救出運転などを効果的に行うことが可能になる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、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】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態例によるエレベーター装置の例を示す構成図である。

【図2】本発明の一実施の形態例によるエレベーター装置のバッテリからブレーキへの電源供給構成例を示す回路図である。

【図3】本発明の一実施の形態例による電圧調整処理の例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】

【0013】

以下、本発明の一実施の形態例（以下、「本例」と称する）によるエレベーター装置を、添付図面を参照して説明する。

【0014】

［エレベーター装置の構成］
図１は、本例のエレベーター装置の構成を示す。図１では、巻上機１５に設置されたブレーキ３０に電源を供給するための構成を中心に示す。
図１に示すように、本例のエレベーター装置は、乗りかご１０とカウンターウェイト１７とを接続した主ロープ１６が、巻上機１５に巻き掛けられており、巻上機１５による駆動で乗りかご１０が昇降路を走行（昇降）する。

【0015】

巻上機１５には、ブレーキ３０が設置されている。ブレーキ３０は、巻上機１５の回転部分にブレーキシューを押し付けることで、巻上機が動かないようにするものである。ここで、ブレーキ３０には電磁コイルが内蔵され、この電磁コイルに規定の電圧の電源を供給することで、ブレーキシューの押し付けが解除され、ブレーキ３０が開放状態になる。
上述した乗りかご１０の走行は、ブレーキ３０の開放状態で行われる。なお、乗りかご１０が各階の乗り場に停止した状態では、ブレーキ３０が作動するが、この場合にはブレーキ３０に内蔵されている電磁コイルに規定の電圧の電源が供給されない状態で、ブレーキ３０が作動する構成になっている。
図１の例では、巻上機１５にブレーキ用の２つの電磁コイルが設置され、それぞれにブレーキ作動用電源が供給される構成を示している。

【0016】

ブレーキ３０の電磁コイルには、外部電源１からの電圧が電圧調整部２０により調整された電源が供給されて、ブレーキ３０を開放状態とする処理が行われる。ブレーキ３０の電磁コイルに供給される電源の電圧値は、ブレーキの形式によって相違する。
本例のエレベーター装置では、ブレーキの形式によって電圧ｘＶとする場合（Ａ形式のブレーキ）と、電圧ｙＶとする場合（Ｂ形式のブレーキ）とのいずれかが採用されている。例えば、電圧ｘＶと電圧ｙＶは、６０Ｖや９０Ｖである。

【0017】

そして、本例のエレベーター装置は、停電や断線などの外部電源１の異常時に使用されるバッテリ２を備える。
バッテリ２の出力は、電磁接触器３を介して電圧調整部２０に供給され、この電圧調整部２０でバッテリ２からの直流低圧電源が、ブレーキ作動用の電圧に昇圧される。バッテリ２の出力電圧は、比較的２４Ｖ程度の低圧であり、電圧調整部２０によりブレーキ３０の電磁コイルを作動させる電圧に昇圧される。電圧調整部２０で昇圧されたバッテリ２の出力電源は、ブレーキ３０の電磁コイルに供給される。

【0018】

電磁接触器３は、ブレーキ開放装置４からの指令により、バッテリ２の出力電源をブレーキ３０の電磁コイルを駆動できる適正な電圧として供給する処理を行う。
このブレーキ開放装置４は、エレベーターのかごドア１１が開閉する、乗り場１２の近傍に設置された操作盤１３のコネクタ１４に接続して使用される。操作盤１３は、例えば乗り場１２のかご呼びボタンが配置された箇所などに設置されるが、この操作盤１３には、一般のエレベーター利用者による操作ができないように蓋がされている。そして、エレベーターの異常時や保守時に、エレベーターの保守員が操作盤１３の蓋を開けて、コネクタ１４にブレーキ開放装置４を接続する作業を行う。

【0019】

［バッテリからブレーキへの電源供給構成］
図２は、バッテリ２からブレーキ３０の電磁コイルへ電源を供給する構成を示す図である。
図２に示すように、電圧調整部２０には、バッテリ２から放電された直流電源が供給される。このバッテリ２からの直流電源は、コイル２１及びダイオード２２を介して、ブレーキ３０の電磁コイルに供給される。但し、バッテリ２からの直流電源は、電磁コイルを作動させる電圧よりも低い電圧である。このため、電圧調整部２０では、コイル２１とダイオード２２との間に接続された半導体スイッチ２４のオン・オフを、昇圧コントローラ２３により制御するようにしている。これにより、電圧調整部２０は、バッテリ２からの直流電源の電圧を昇圧するスイッチングレギュレータとして機能する。ブレーキ３０の電磁コイルには、電圧調整部２０で昇圧された電源が供給される。

【0020】

ここで、電圧調整部２０では、ダイオード２２の出力側と接地電位部との間に、抵抗器２５、２６、２７の直列回路が接続されている。直列に接続された３つの抵抗器２５、２６、２７の内で、少なくとも抵抗器２５と抵抗器２６はそれぞれ異なる抵抗値を持つように設計されている。そして、抵抗器２６と抵抗器２７との間の電圧が、昇圧コントローラ２３に電圧フィードバック（電圧ＦＢ）として供給されることで、昇圧コントローラ２３が半導体スイッチ２４のオン・オフ制御を行うようにしている。
この半導体スイッチ２４のオン・オフ制御により、電圧調整部２０は、抵抗器２５、２６、２７で設定した電圧を出力することができ、その電圧の電源がブレーキ３０の電磁コイルに供給される。

【0021】

さらに詳しく説明すると、図２に示すように、抵抗器２５にはスイッチＳＷ１が並列に接続され、抵抗器２６にはスイッチＳＷ２が並列に接続されている。それぞれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、電磁接触器３によりオン・オフ（接続・非接続）が制御される。電磁接触器３の制御でスイッチＳＷ１がオンになることで、抵抗器２５，２６，２７の直列回路の内の抵抗器２５が接続されない状態になる。同様に、電磁接触器３の制御でスイッチＳＷ２がオンになることで、抵抗器２５，２６，２７の直列回路の内の抵抗器２６が接続されない状態になる。

【0022】

このようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン・オフで、抵抗器２５，２６，２７の直列回路の抵抗値が調整されて、昇圧コントローラ２３に供給されるフィードバック電圧が変化し、電圧調整部２０の出力電圧が変化する。本例の場合には、スイッチＳＷ１をオンにしたとき、電圧調整部２０の出力電圧は電圧ｘＶになり、スイッチＳＷ２をオンにしたとき、電圧調整部２０の出力電圧は電圧ｙＶになる。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２のいずれをオンにするかは、電磁接触器３において予め設定されている。
なお、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、半導体スイッチで構成する場合と、機械的なスイッチで構成する場合のいずれでもよい。

【0023】

［電圧調整部による処理］
図３は、電圧調整部２０による電圧調整処理の例を示すフローチャートである。
まず、本例のエレベーター装置が備えるブレーキ３０の形式がＡ形式かＢ形式かを判断する（ステップＳ１１）。このブレーキ３０の形式の判断は、例えば本例のエレベーターを設置する際に設置作業者により実行される。
ステップＳ１１でブレーキ３０の形式がＡ形式と判断したとき（ステップＳ１１の「Ａ形式」）には、電磁接触器３はスイッチＳＷ１をオンに設定する（ステップＳ１２）。

【0024】

このステップＳ１２でスイッチＳＷ１をオンに設定する選択処理は、例えば電磁接触器３とスイッチＳＷ１の不図示の制御端子とを配線により接続し、電磁接触器３とスイッチＳＷ２の不図示の制御端子とを配線で接続しないことで行われる。なお、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２をオンに設定する処理は、本例のエレベーター装置の製造時、あるいはエレベーター装置の設置時に行われる。

【0025】

そして、非常時に、電磁接触器３がブレーキ開放装置４（図１参照）からブレーキ開放を行う指示を受信すると（ステップＳ１３）、電圧調整部２０は、電磁接触器３からの指示によりバッテリ２からの出力電圧の昇圧処理を行う。ここでは、スイッチＳＷ１がオンであるため、ブレーキ電圧ｘＶとする調整処理が行われ、ブレーキ電圧ｘＶがブレーキ３０の電磁コイルに供給される（ステップＳ１４）。

【0026】

また、ステップＳ１１でブレーキ３０の形式がＢ形式と判断したとき（ステップＳ１１の「Ｂ形式」）には、電磁接触器３はスイッチＳＷ２をオンに設定する（ステップＳ１５）。このステップＳ１２でスイッチＳＷ２をオンに設定する選択処理は、例えば電磁接触器３とスイッチＳＷ２の不図示の制御端子とを配線により接続し、電磁接触器３とスイッチＳＷ１の不図示の制御端子とを接続しないことで行われる。

【0027】

そして、非常時に、電磁接触器３がブレーキ開放装置４からブレーキ開放を行う指示を受信すると（ステップＳ１６）、電圧調整部２０は、電磁接触器３からの指示によりバッテリ２からの出力電圧の昇圧処理を行う。ここでは、スイッチＳＷ２がオンであるため、ブレーキ電圧ｙＶとする調整処理が行われ、ブレーキ電圧ｙＶがブレーキ３０の電磁コイルに供給される（ステップＳ１７）。

【0028】

以上説明したように、本例のエレベーター装置によると、停電や電源線切断などの電源異常時に、バッテリ２からの電源でブレーキ３０を開放させることができ、救出運転などを行うことができる。ここで、ブレーキ３０は、形式によって開放時のブレーキ電圧として複数種類のものが存在するが、電圧調整部２０内のスイッチＳＷ１またはスイッチＳＷ２の選択で、設置したブレーキ３０の形式に合致したブレーキ電圧を供給することができるので、ブレーキ開放を行って救出運転などを適切に行うことが可能になる。
また、複数の形式のブレーキで電圧調整部２０を共用化することができるので、汎用性を向上させることができる。

【0029】

また、本例の場合には、電圧調整部２０として、昇圧コントローラに供給されるフィードバック電圧を得るための抵抗器として、異なる抵抗値の抵抗器２５、２６を用意し、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をそれぞれの抵抗器２５、２６に並列に接続した。そして、ブレーキ３０の開放時に必要とする電圧ｘＶまたはｙＶにより、スイッチＳＷ１またはスイッチＳＷ２のいずれかを接続状態とする抵抗器を選択できるようにした。これにより、本例のエレベーター装置では、簡単にブレーキ電圧を設定することができるようになった。具体的には、製造時や設置時などに、電磁接触器３と各スイッチＳＷ１，ＳＷ２とを接続する配線の選択で、簡単にブレーキ電圧を設定できるようになる。

【0030】

また、電磁接触器３は、図１に示したようにブレーキ開放装置４を接続して、救出運転などを行う作業員の操作指令に基づいてバッテリ２からのブレーキ電圧の供給を行うことで、救出運転時のブレーキ開放を適切に行うことができる。
この場合のブレーキ開放装置４は、エレベーターの乗り場１２に用意されたコネクタ１４を介して電磁接触器３に接続されるので、乗り場１２などにいる作業員からの操作で適切に救出運転を行うことが可能になる。

【0031】

［変形例］
なお、ここまで説明した実施の形態例は、本発明を分かりやす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されるものではない。
また、各図に示した表示例についても、好適な例を示したものであり、これらの例に限定されるものではない。
例えば、上述した実施の形態例では、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２と、これら２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２で接続・非接続が選択される抵抗器２５，２６を設けて、２種類のブレーキ電圧に対応させるようにした。これに対して、いずれか１つのスイッチと抵抗器だけを設けて、１種類のブレーキ電圧に対応させる構成としてもよい。
あるいは、３つ以上のスイッチと抵抗器を設けて、３種類以上のブレーキ電圧に対応させてもよい。

【0032】

また、上述した実施の形態例で示したブレーキ電圧ｘＶ，ｙＶの値６０Ｖ，９０Ｖについても、一例であり、その他のブレーキ電圧としてもよい。
また、電磁接触器３を、乗り場の操作盤１３のコネクタ１４に接続したブレーキ開放装置４からの指令で作動させる点も、単なる一例を示したものであり、例えば電磁接触器３は、エレベーター装置の機械室に設けられる制御盤からの指令で作動させてもよい。

【0033】

また、図１や図２に示す構成図では、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものだけを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１…外部電源、
２…バッテリ、３…電磁接触器、４…ブレーキ開放装置、１１…かごドア、１２…乗り場、１３…操作盤、１４…コネクタ、１５…巻上機、１６…主ロープ、１７…カウンターウェイト、２０…電圧調整部、２１…コイル、２２…ダイオード、２３…昇圧コントローラ、２４…半導体スイッチ、２５，２６，２７…抵抗器、３０…ブレーキ、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】