WO2009157085A1 - エレベータ装置及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

　エレベータ装置において、安全回路部には、複数の異常検出手段、安全制御装置、故障検出手段及び回路切換手段が設けられている。安全制御装置は、異常検出手段で検出された異常の内容に応じて駆動装置及びブレーキ装置への電力供給を制御する。故障検出手段は、安全制御装置の故障を検出する。安全制御装置の故障が検出されると、回路切換手段は、駆動装置及びブレーキ装置への電力供給が異常検出手段により直接的に遮断される故障時回路を形成する。

Description

エレベータ装置及びその運転方法

　この発明は、異常検出手段で検出された異常の内容に応じて駆動装置及びブレーキ装置への電力供給を制御する安全制御装置を有するエレベータ装置及びその運転方法に関するものである。

　従来のエレベータ装置では、処理部（ＣＰＵ）を有する検出回路本体に各種センサからの信号が入力される。検出回路本体により何等かの異常が検出されると、安全回路の安全リレー主接点が開かれる。また、安全リレー主接点が正常に動作するかどうかを確認するため、かごが停止したとき、検出回路本体により、安全リレー主接点を開くための安全リレー指令信号が発生される（例えば、特許文献１参照）。

　また、他の従来のエレベータ装置では、人が危険ゾーンにいるか又は危険ゾーンに入ろうとしている場合に、かごの駆動ユニットが特別動作モードに切り換えられる。特別動作モードでは、かごが危険ゾーンに移動するのが防止される（例えば、特許文献２参照）。

ＷＯ２００５／０８２７６５ 特表２００４－５３４７０７号公報

　しかし、上記のような従来のエレベータ装置では、検出回路本体や、特別動作モードを実行する特別制御設備機器が故障した場合、かごが不安全な状態になるのを防止するためには、かごを非常停止させ、運行を休止させる必要があり、運転効率を大幅に低下させてしまう。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、安全制御装置の故障時にもかごを運行することができ、運転効率の低下を防止することができるエレベータ装置及びその運転方法を得ることを目的とする。

　この発明によるエレベータ装置は、かご、かごを昇降させる駆動装置、かごの走行を制動するブレーキ装置、駆動装置及びブレーキ装置を制御する運行制御装置、及び複数の異常検出手段と、異常検出手段で検出された異常の内容に応じて駆動装置及びブレーキ装置への電力供給を制御する安全制御装置と、安全制御装置の故障を検出する故障検出手段と、安全制御装置の故障が検出されたとき、駆動装置及びブレーキ装置への電力供給が異常検出手段により直接的に遮断される故障時回路を形成する回路切換手段とを有する安全回路部を備えている。
　また、この発明に係るエレベータ装置の運転方法は、通常時は、複数の異常検出手段により異常の有無を監視するとともに、異常検出手段で検出された異常の内容に応じて駆動装置及びブレーキ装置への電力供給を制御する安全制御装置を有効化した状態で、かごを運行し、安全制御装置が故障した場合には、駆動装置及びブレーキ装置への電力供給が異常検出手段により直接的に遮断される状態で、かごの運行を継続する。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１の要部を示す回路図である。 図２の安全回路部内に第１の回路を形成した状態を示す回路図である。 図２の安全回路部内に第２の回路を形成した状態を示す回路図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置の要部を示す回路図である。

　以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
　実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、懸架手段３により昇降路内に吊り下げられており、巻上機４の駆動力により昇降路内を昇降される。懸架手段３としては、複数本のロープ又は複数本のベルトが用いられている。

　巻上機４は、懸架手段３が巻き掛けられた駆動シーブ５と、駆動シーブ５を回転させる駆動装置としての巻上機モータ６と、駆動シーブ５の回転を制動するブレーキ装置７とを有している。ブレーキ装置７は、駆動シーブ５と同軸に結合されたブレーキドラム８と、ブレーキドラム８に接離されるブレーキシュー９と、ブレーキシュー９をブレーキドラム８に押し付けて制動力を印加するブレーキばね（図示せず）と、ブレーキばねに抗してブレーキシュー９をブレーキドラム８から引き離して制動力を解除する電磁マグネット（図示せず）とを有している。

　昇降路の上部終端階近傍には、上部昇降路スイッチ１０が設けられている。昇降路の下部終端階近傍には、下部昇降路スイッチ１１が設けられている。かご１には、昇降路スイッチ１０，１１を操作する操作カム１２が取り付けられている。

　かご１には、かごドアの開放を検出するかごドア開放検出スイッチ１３が設けられている。各階の乗場には、乗場ドアの開放を検出する乗場ドア開放検出スイッチ（図示せず）が設けられている。

　昇降路の上部には、上部プーリ１４が設けられている。昇降路の下部には、下部プーリ１５が設けられている。上部プーリ１４及び下部プーリ１５には、過速度検出ロープ１６が巻き掛けられている。過速度検出ロープ１６の両端部は、かご１に接続されている。過速度検出ロープ１６は、かご１の昇降に伴って循環される。これにより、上部プーリ１４は、かご１の走行速度に応じた速度で回転される。上部プーリ１４には、かご１の走行速度が予め設定された過速度に達したことを検出する過速度検出スイッチ１７が設けられている。

　巻上機モータ６及びブレーキ装置７は、運行制御装置１８により制御される。即ち、かご１の運行は、運行制御装置１８により制御される。運行制御装置１８は、巻上機モータ６を制御してかご１を昇降させるとともに、目的階ではブレーキ装置７によりかご１の静止状態を保持させる。また、運行制御装置１８は、かご１を運行するためのプログラムが格納されたマイクロコンピュータを有している。

　上部昇降路スイッチ１０、下部昇降路スイッチ１１、かごドア開放検出スイッチ１３、乗場ドア開放検出スイッチ及び過速度検出スイッチ１７からの信号は、安全制御装置（電子安全コントローラ）１９に入力される。安全制御装置１９は、運行制御装置１８から独立して、エレベータ装置の異常の有無を監視する。

　また、安全制御装置１９は、上部昇降路スイッチ１０、下部昇降路スイッチ１１、かごドア開放検出スイッチ１３、乗場ドア開放検出スイッチ及び過速度検出スイッチ１７を含む各種センサからの信号に基づいて、巻上機モータ６及びブレーキ装置７への電力供給を制御する。

　さらに、安全制御装置１９は、マイクロコンピュータを有している。安全制御装置１９のマイクロコンピュータには、検出された異常の内容に応じて巻上機モータ６及びブレーキ装置７への電力供給を制御するためのプログラムが格納されている。

　図２は図１の要部を示す回路図である。巻上機モータ６は、かご１の速度を制御するインバータ２１を介してモータ電源部２２に接続されている。インバータ２１は、運行制御装置１８により制御される。

　インバータ２１とモータ電源部２２との間には、モータ電源接点部２３ａが設けられている。モータ電源接点部２３ａは、モータ電源電磁コイル２３により開閉される。具体的には、モータ電源接点部２３ａは、モータ電源電磁コイル２３が励磁されることにより閉じられ、モータ電源電磁コイル２３が非励磁状態となることにより開かれる。

　ブレーキ装置７の電磁マグネットは、ブレーキコイル２４を有している。ブレーキコイル２４と電源との間には、ブレーキ電源接点部２５ａが設けられている。ブレーキ電源接点部２５ａは、ブレーキ電源電磁コイル２５により開閉される。具体的には、ブレーキ電源接点部２５ａは、ブレーキ電源電磁コイル２５が励磁されることにより閉じられ、ブレーキ電源電磁コイル２５が非励磁状態となることにより開かれる。

　モータ電源電磁コイル２３及びブレーキ電源電磁コイル２５に電力を供給する安全回路電源２６ａは、蓄電池などでバックアップされている。安全回路電源２６ａには、エレベータ装置の互いに異なる異常状態を検出する複数の異常検出手段、即ち過速度検出手段２７、行き過ぎ検出手段２８及びドア開放検出手段２９が直列に接続されている。

　過速度検出手段２７には、過速度検出スイッチ１７と、終端階強制減速装置のスイッチとが設けられている。行き過ぎ検出手段２８には、上部昇降路スイッチ１０と、下部昇降路スイッチ１１とが設けられている。ドア開放検出手段２９には、かごドア開放検出スイッチ１３と、乗場ドア開放検出スイッチとが設けられている。これらのスイッチは、全て直列に接続されている。

　ドア開放検出手段２９の両側の信号は、安全制御装置１９に入力される。安全制御装置１９は、入力される信号に基づいて、検出された異常の内容を判別する。

　モータ電源電磁コイル２３とブレーキ電源電磁コイル２５とは、安全回路電源２６ａに対して並列に接続されている。モータ電源電磁コイル２３とグランド２６ｂとの間には、モータ電源制御スイッチ３０が設けられている。ブレーキ電源電磁コイル２５とグランド２６ｃとの間には、ブレーキ電源制御スイッチ３１が設けられている。

　モータ電源制御スイッチ３０及びブレーキ電源制御スイッチ３１としては、例えば半導体スイッチが用いられている。また、モータ電源制御スイッチ３０のオン・オフは、運行制御装置１８及び安全制御装置１９により制御される。さらに、ブレーキ電源制御スイッチ３１のオン・オフも、運行制御装置１８及び安全制御装置１９により制御される。

　モータ電源電磁コイル２３と検出手段２７～２９との間には、第１の回路切換接点部３２ａが設けられている。ブレーキ電源電磁コイル２５と検出手段２７～２９との間には、第２の回路切換接点部３２ｂが設けられている。安全制御装置１９とモータ電源制御スイッチ３０との間には、第３の回路切換接点部３２ｃが設けられている。安全制御装置１９とブレーキ電源制御スイッチ３１との間には、第４の回路切換接点部３２ｄが設けられている。

　第１ないし第４の回路切換接点部３２ａ～３２ｄは、回路切換電磁コイル３２により開閉される。回路切換電磁コイル３２とグランドとの間には、回路切換制御スイッチ３３が設けられている。回路切換制御スイッチ３３としては、例えば半導体スイッチが用いられている。回路切換制御スイッチ３３のオン・オフは、安全制御装置１９により制御される。

　実施の形態１の回路切換手段３４は、第１ないし第４の回路切換接点部３２ａ～３２ｄと、回路切換電磁コイル３２と、回路切換制御スイッチ３３とを有している。また、実施の形態１の安全回路部３５は、安全制御装置１９と、検出手段２７～２９と、回路切換手段３４とを有している。

　回路切換手段３４は、安全回路部３５内の回路構成を、安全制御装置１９による制御を有効とする第１の回路（図３）と、安全制御装置１９を切り離した第２の回路（図４）とに切り換える。

　安全制御装置１９には、安全制御装置１９自体の故障を検出する故障検出手段３６が設けられている。故障検出手段３６は、例えば安全制御装置１９の演算部を二重系（又は多重系）で構成し、演算部の動作を互いに監視することにより実現される。具体的には、それぞれ独立した演算部（ＣＰＵ等）により同一の演算処理を実行するとともに、互いの演算結果を比較し、演算結果の差が閾値以上であればいずれかの演算部に故障が発生したと判定する。

　故障検出手段３６により安全制御装置１９の故障が検出されていないときには、回路切換制御スイッチ３３はオンにされている。これにより、回路切換電磁コイル３２は励磁され、安全回路部３５内には第１の回路（正常時回路）が形成されている。

　これに対して、故障検出手段３６により安全制御装置１９の故障が検出されると、回路切換制御スイッチ３３がオフにされる。これにより、回路切換電磁コイル３２が非励磁状態となり、安全回路部３５内が第２の回路（故障時回路）に切り換えられる。

　次に、第１及び第２の回路について説明する。まず、図３に示す第１の回路では、過速度検出手段２７によりかご１の過速度が検出されると、過速度検出手段２７内で電路が遮断されるため、電源制御スイッチ３０，３１のオン・オフに拘わらず、電源電磁コイル２３，２５が強制的に非励磁状態にされ、電源接点部２３ａ，２５ａが開かれる。これにより、かご１が即座に非常停止される。

　また、第１の回路では、行き過ぎ検出手段２８によりかご１の行き過ぎが検出されると、行き過ぎ検出手段２８内で電路が遮断されるため、モータ電源制御スイッチ３０のオン・オフに拘わらず、モータ電源電磁コイル２３が強制的に非励磁状態にされ、モータ電源接点部２３ａが開かれる。これにより、巻上機モータ６への電力供給は遮断される。

　しかし、ブレーキ電源電磁コイル２５は、行き過ぎ検出手段２８の上流で安全回路電源２６ａに接続されているため、行き過ぎ検出手段２８内で電路が遮断されても安全回路電源２６ａに接続されたままとなり、安全制御装置１９による制御が可能な状態である。

　安全制御装置１９は、行き過ぎ検出手段２８で異常が検出されると、ブレーキ電源制御スイッチ３１を制御することにより、ブレーキ装置７の制動力を制御しつつ、かご１を非常停止させる。即ち、安全制御装置１９は、かご１を非常停止させる際のかご１の減速度が過大にならないように、例えばブレーキ装置７の制動力を間欠的に印加することにより、ブレーキ装置７の制動力を制御する。

　さらに、第１の回路では、ドア開放検出手段２９によりかごドア又は乗場ドアの異常開放が検出されると、安全制御装置１９により電源制御スイッチ３０，３１が制御される。具体的には、安全制御装置１９は、かご１がドアゾーン（着床レベルから所定の範囲）内に位置していれば、かご１を着床させた後、ブレーキ装置７を制動動作させる。また、かご１がドアゾーン外に位置していれば、巻上機モータ６への電力供給を即座に遮断するとともに、減速度制御を行いながらかご１を非常停止させる。

　次に、図４に示す第２の回路、即ち故障時回路では、安全制御装置１９が電源電磁コイル２３，２５から切り離されて無効化されている。しかし、電源電磁コイル２３，２５と安全回路電源２６ａとの間に検出手段２７～２９が直列に接続された安全回路が形成されている。

　このような第２の回路では、検出手段２７～２９のいずれかで異常が検出され電路が遮断されると、モータ電源電磁コイル２３及びブレーキ電源電磁コイル２５の両方が強制的に非励磁状態にされ、かご１が即座に非常停止される。即ち、巻上機モータ６及びブレーキ装置７への電力供給が、安全制御装置１９を介さず、検出手段２７～２９により直接的に遮断される。

　従って、実施の形態１のエレベータ装置では、通常時は、検出手段２７～２９により異常の有無を監視するとともに、安全制御装置１９を有効化した状態で、かご１が運行される。そして、安全制御装置１９が故障した場合には、巻上機モータ６及びブレーキ装置７への電力供給が検出手段２７～２９により直接的に遮断される状態で、かご１の運行が継続される。

　このようなエレベータ装置では、安全制御装置１９の故障を検出する故障検出手段３６と、安全制御装置１９の故障時に、安全制御装置１９による制御を無効化し、巻上機モータ６及びブレーキ装置７への電力供給が検出手段２７～２９により直接的に遮断される回路を形成する回路切換手段３４とを安全回路部３５に設けたので、安全制御装置１９の故障時にもかご１を運行することができ、運転効率の低下を防止することができる。

　なお、安全制御装置１９がどのような異常に対してどのような制御を行うかは、上記の例に限定されない。従って、例えば検出手段２７～２９の位置を適宜入れ替えてもよい。
　また、上記の例では、安全制御装置１９に故障検出手段３４を設けたが、故障検出手段３４は安全制御装置１９から独立して安全制御装置１９の外部に設けてもよい。
　さらに、回路切換手段３２を多重系で構成し、少なくとも１系統で第２の回路への切換動作が行われると安全回路部３５内が第１の回路から第２の回路へ切り換えられようにしてもよく、信頼性を向上させることができる。
　さらにまた、第１の回路から第２の回路に切り換える場合、電源電磁コイル２３，２５を安全回路電源２６ａから一旦切り離し、かご１を非常停止させてから切り換えても、電源電磁コイル２３，２５を安全回路電源２６ａから切り離すことなく、かご１の運転を継続させながら切り換えてもよい。

　実施の形態２．
　次に、図５はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置の要部を示す回路図である。この実施の形態２では、安全制御装置１９と回路切換手段３４との間にタイマ３７が設けられている。故障検出手段３６により安全制御装置１９の故障が検出されると、タイマ３７により時間を計測し、所定時間が経過してから、回路切換制御スイッチ３３がオフにされ、第２の回路への切換が実行される。

　また、安全制御装置１９と運行制御装置１８との間は通信可能に接続されており、故障検出手段３６により安全制御装置１９の故障が検出されると、安全制御装置１９から運行制御装置１８に故障時運転指令が出力される。

　運行制御装置１８は、故障時運転指令を受けると、かご１を所定の階（例えば最寄り階）まで移動させた後、巻上機モータ６及びブレーキ装置７への電力供給を遮断し、かごドアを開放する。従って、タイマ３７に設定される時間は、かご１を所定の階まで走行させるのに十分な時間である。他の構成は、実施の形態１と同様である。

　このようなエレベータ装置では、安全制御装置１９の故障が検出されてから所定時間後に第２の回路への切換を実行し、第２の回路への切換が実行される前に、かご１を所定の階に移動させるので、安全制御装置１９の故障時にかご１を一旦非常停止させることがなく、サービスの低下を防止することができる。

　なお、駆動装置は巻上機モータ６に限定されるものではなく、例えばかご１又は釣合おもり２に搭載されたリニアモータ等であってもよい。
　また、上記の例では、駆動シーブ５の回転を制動してかご１を制動するブレーキ装置７を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、懸架手段３を把持してかご１を制動するブレーキ（ロープブレーキ）や、かご１に搭載されガイドレールに係合してかご１を制動するブレーキ（かごブレーキ）等でもよい。
　さらに、ブレーキ装置の数は１つに限定されるものではなく、複数のブレーキ装置を用いてもよい。
　さらにまた、上記の例では、１台の巻上機４によりかご１が昇降されるが、複数台の巻上機を用いるエレベータ装置であってもよい。

Claims (4)

1. 　かご、
   　上記かごを昇降させる駆動装置、
   　上記かごの走行を制動するブレーキ装置、
   　上記駆動装置及び上記ブレーキ装置を制御する運行制御装置、及び
   　複数の異常検出手段と、上記異常検出手段で検出された異常の内容に応じて上記駆動装置及び上記ブレーキ装置への電力供給を制御する安全制御装置と、上記安全制御装置の故障を検出する故障検出手段と、上記安全制御装置の故障が検出されたとき、上記駆動装置及び上記ブレーキ装置への電力供給が上記異常検出手段により直接的に遮断される故障時回路を形成する回路切換手段とを有する安全回路部
   　を備えているエレベータ装置。
2. 　上記故障時回路では、上記駆動装置及び上記ブレーキ装置への電力供給を可能とするための電源電磁コイルとその電源との間に上記異常検出手段が直列に接続される請求項１記載のエレベータ装置。
3. 　上記回路切換手段は、上記安全制御装置の故障が検出されてから所定時間後に上記故障時回路への切換を実行し、
   　上記運行制御装置は、上記故障時回路への切換が実行される前に、上記かごを所定の階に移動させる請求項１記載のエレベータ装置。
4. 　通常時は、複数の異常検出手段により異常の有無を監視するとともに、上記異常検出手段で検出された異常の内容に応じて駆動装置及びブレーキ装置への電力供給を制御する安全制御装置を有効化した状態で、かごを運行し、
   　上記安全制御装置が故障した場合には、上記駆動装置及び上記ブレーキ装置への電力供給が上記異常検出手段により直接的に遮断される状態で、上記かごの運行を継続するエレベータ装置の運転方法。

Images