JP2005231897A - エレベータのかご用の安全監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータのかご用の、連続安全監視を可能にする安全監視装置を提供する。
【解決手段】安全監視装置は、エレベータの昇降路内をトラクション式駆動装置によりエレベータ制御システムを介して移動され、かつ互いに独立して所定のタイムパターンで生成された２つの位置信号を供給する位置登録装置によりその瞬時位置が登録されるエレベータのかご用の安全監視装置である。安全監視装置は、それぞれの場合に、エレベータのかごの速度を位置に依存して瞬時に決定し、かつ予め画定された動作プロファイルと比較するための、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂによる位置信号の２チャンネル評価を有している。所定の瞬時目標値を超えた場合、安全リレーステージ１９を介して出力することができるトリガ信号の生成が可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータのかご用の安全監視装置に関する。

エレベータでは、事故を回避することができるようにエレベータのかご（またはエレベータのかご室）の走行挙動（ｔｒａｖｅｌ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ）を監視するために安全機能を設けるのが普通である。
このため、例えば、減速度を監視する装置が設けられる。エレベータの昇降路内には、ピットおよび頂部側に、非常の際にエレベータのかごに制動をかける機械的緩衝器が存在する。しかし、エレベータのかごの速度が所定の限界値を超えないことがこのための一前提条件である。これを達成するために、この限界値を超えた場合、制動傾斜に沿って起こる十分な制動が実行され、緩衝器が残りの制動（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｂｒａｋｉｎｇ）を行うことができるように、エレベータのかご用の制動装置を十分に早く作動するようにセットしなくてはならない。このために、減速度を監視するための装置が、昇降路内の適当な点に配置され安全リレーモジュールに接続されている電気機械式スイッチを備え、また緩衝器の方向への走行中エレベータのかごがそれらスイッチに到達し、その速度が制限値を超えている場合、かごのブレーキにトリガがかかり、同時に駆動装置への電源が絶たれることが周知である。

さらに、エレベータのかごの速度が、所定の目標値を超えた場合遠心力の制御の下に、エレベータのかごに固定された制動システムをトリガするために使用される、エレベータのかごの速度を制限するための機械的装置を設けることが周知である。
さらに、接近（ａｐｐｒｏａｃｈ）および必要であればドアを開けたまま再調整をするための装置を設けることが周知であり、昇降路ドアが閉じているかどうかを監視する電気機械式のドアコンタクト用の橋絡装置が設けられる。非常に多くの階床をもつ高いビルディングでは、走行時間（ｔｒａｖｅｌｉｎｇ ｔｉｍｅ）を節約するために、選定された階床位置に到達する前の特定の距離で、つまり階床位置に近づくときドアを開き始めるための処置が講じられ、したがってこの位置に到達したときにはドアは開いている。比較的大きな負荷がかごに導入された場合、またはかごから除去された場合、エレベータのかごの床は、エレベータのかごが停止している対応する階床の床レベルに関して移動する。再調整を実行して、扉を開いたままエレベータの床レベルと階床とを位置合わせすることができるように、適切な方式でドアコンタクトを橋絡することが、同じように必要である。エレベータの床高さを、例えばＨＧＶの積込み用ランプ高さに適応させるランプ走行制御と呼ばれることを実行すべき場合、同じことが当てはまる。

このタイプの機械ベースの安全装置では、連続的な監視は、ある時点での監視のみが可能である。
例えば、特許文献１および特許文献２が、エレベータのかごの位置を登録する装置を開示しており、この場合エレベータの昇降路の中には、音の、所定の均一な伝播速度を有する音響信号導体があり、その一方でエレベータのかごは、音響信号導体にクロック音響信号を導入するための信号導入器を有する。音響信号導体の両端部には、評価ユニットに接続され、導入された音響信号の、導入点から信号抽出器までの伝播時間の差を決定し、エレベータのかごの昇降路内における瞬時の位置を表す信号を発生させる信号抽出器が配置されている。
欧州特許第０６９４７９２号明細書（ＥＰ０６９４７９２Ｂ１） 欧州特許第１０３０１９０号明細書（ＥＰ１０３０１９０Ｂ１）

本発明の目的は、エレベータのかご用の、連続安全監視を可能にする安全監視装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のうち請求項１に係る安全監視装置は、エレベータの昇降路（Ａ）内をトラクション式駆動装置（Ｄ）によりエレベータ制御システム（９）を介して移動され、かつ互いに独立して所定のタイムパターンで生成された２つの位置信号を供給する位置登録装置によりその瞬時位置が登録されるエレベータのかご（１）用の安全監視装置であって、それぞれの場合に、前記エレベータのかご（１）の速度を位置に依存して瞬時に決定し、かつ予め画定された動作プロファイルと比較するための、マイクロプロセッサ（１３ａ、１３ｂ）による前記位置信号の２チャンネル評価を有し、所定の瞬時速度目標値を超えた場合、安全リレーステージ（１９）を介して出力することができるトリガ信号の生成が可能であることを特徴としている。

本発明のうち請求項２に係る安全監視装置は、請求項１記載の発明において、前記エレベータのかご（１）の動作の瞬時加速度および／または前記瞬時加速度の導関数が、前記マイクロプロセッサ（１３ａ、１３ｂ）によって決定されると共に、前記予め画定された動作プロファイルと比較され、所定の目標値を超えた場合、トリガ信号の生成が可能であることを特徴としている。

本発明のうち請求項３に係る安全監視装置は、請求項１又は２記載の発明において、相互のデータ比較により前記マイクロプロセッサ（１３ａ、１３ｂ）を同期させることができることを特徴としている。
本発明のうち請求項４に係る安全監視装置は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記トラクション式駆動装置を停止させ、前記エレベータのかご（１）を制動する動作を開始することを伴う減速度監視を行うことができることを特徴としている。

本発明のうち請求項５に係る安全監視装置は、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記トラクション式駆動装置を停止させ、前記エレベータのかご（１）を制動する動作を開始することを伴う前記エレベータのかご（１）の前記速度の制限を行うことができることを特徴としている。
本発明のうち請求項６に係る安全監視装置は、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記エレベータのかご（１）を停止位置に移動させることおよび／または前記エレベータのかご（１）の前記停止位置を再調整することおよび／またはランプ走行制御を、それぞれの場合に、ドアスイッチを橋絡している間にドアを開いたまま行うことができることを特徴としている。

本発明のうち請求項７に係る安全監視装置は、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の発明において、予め画定された長さの実質的な保護空間を、一時的に前記エレベータの昇降路（Ａ）の少なくとも１つの端部領域に生成することができることを特徴としている。
本発明のうち請求項８に係る安全監視装置は、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の発明において、非常リミットスイッチの機能を実施することができることを特徴としている。

本発明の目的は、請求項１の特徴により達成される。
エレベータのかごからの位置信号の２チャンネル評価を、それぞれの場合にマイクロプロセッサにより行う結果、速度、および適切な場合には加速度（および恐らくはその導関数も）が、位置に依存する方式で瞬間的に決定され、予め画定された動作プロファイルと比較される。所定の目標値を超えると、トリガ信号を発生することが可能になり、それによって、対応する故障のケースについて当初および以下に記載の１つまたは複数の安全機能用に安全監視装置を使用することができる。このように、特定の目標値に関してのみでなく、目標の曲線に関しても連続した監視が可能である。

本発明に係る安全監視装置の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すエレベータの監視および制御システムにおいて、トラクション式駆動装置Ｄにより、エレベータの昇降路Ａに沿って移動されるエレベータのかご１用の位置登録装置として、エレベータのかご１は、所定の、均一な、音の伝播速度をもつ音響信号を音響信号導体３に導入するために使用される信号導入器２を備えている。音響信号導体３はエレベータの昇降路Ａに沿って延びている。音響信号導体３の２つの端部領域には、信号抽出器５および評価ユニット６を備える受信装置４ａおよび４ｂがある。評価ユニット６の１つは、所定のタイムパターンに対応してエレベータのかご１の信号導入器２にトリガ信号を供給し、前記信号が音響信号導体３への音響信号の導入にトリガをかけ、また評価ユニット６は、他方の評価ユニット６にトリガ信号を供給し、それが同じように、それぞれのトリガ時間を知るようにする。音響信号導体３に沿って音響信号導入器２から２つの音響信号抽出器５までの、注入された音響信号の伝播時間と、音響信号導体３内の音の伝播速度を利用することにより、各端部の評価ユニット６は、それぞれの場合に別途にまた重複して導入位置、したがってエレベータのかご１の位置を計算する。

しかし、信号導入器２は、この代わりに、音響信号が導入された時間を２つの評価ユニット６に伝達することもでき、それによって双方の評価ユニット６がそれぞれの場合にエレベータのかご１の位置を、所定の、均一な、音の伝播速度および信号伝播速度とは別に計算することができる。
評価ユニット６の出力７ａ、７ｂは、安全監視装置８の入力として使用される。安全監視装置８は、エレベータの制御装置９及びエレベータの駆動装置を遮断するための安全回路１０と通信する。エレベータのかご１の走行プロファイルが制御装置９を介して予め画定される。

安全監視装置８は、評価ユニット６の出力７ａおよび７ｂがそれに接続された２つのソケット１１を備える。トリガ信号に対応して所定のタイムパターンで評価ユニット６から供給される位置信号が、それぞれの場合にインターフェース１２を介して、それぞれの場合に電源１４が設けられているマイクロプロセッサ１３ａおよび１３ｂに与えられる。この電源は、非常用バッテリにも接続されている主幹線で動作する電源ユニット１５に接続されている。この２チャンネル安全監視システムでは、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂが、相互監視の目的をもって線１６を介して相互に通信しあい、つまり、これら２つのマイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂを同期させるためにも使用することができる相互のデータ比較が実施される。マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂによってエレベータのかご１の速度および加速度ならびに、必要な場合、揺動を位置に依存した方式で瞬時に決定し、予め画定された動作プロファイルと比較することができる。危険に際しては、増幅器１８は、同時にコンパレータとしてもおそらく動作することができるが、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂ双方の出力が同一の場合にのみスイッチするように線１７ａ、１７ｂを介して駆動することができ、またこの増幅器は、安全リレーステージ１９を作動させ、この安全リレーステージは、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂへのフィードバックをもって、エレベータ制御システム９および安全回路１０に作用し、また安全監視装置８の対応するソケット２０に接続されている。

それぞれのソケット１１から関連するマイクロプロセッサ１３ａおよび１３ｂへの信号伝送用に、適切な２つのインターフェース１２を設けて様々なタイプの変位トランスジューサからの信号の処理を可能にすることができる。
速度−時間グラフを表す図３は、エレベータのかご１の、エレベータの制御装置９によって予め画定される、遠く離れた２つの階床間の走行プロファイルを表わす曲線Ｋ１を例として示している。始動時間で始まり、曲線Ｋ１は公称速度ｖ_nomに至るまで始動傾斜を有し、そこから到着時間まで制動傾斜を有する。図３に同じ様に例として示される曲線Ｋ２は、近接して隣接した２つの床間の走行プロファイルであり、公称速度ｖ_nomには到達しない。

障害のために、エレベータのかご１の瞬時速度が、パーセンテージまたは目標の曲線Ｓ１（ここでは曲線Ｋ１に対して）によって決定される所定の量を超える場合、その速度は禁止区域にある。それによって、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂは、同時にまたはある時間窓の中で、安全リレーステージ１９を介してトラクション式駆動装置を停止させる効果を有する、対応する信号を出力するようになる。これが、Ｖ_nomの所定の超過量だけでなく速度プロファイルにも反応する、したがって相応じてより有能な反応をする、エレベータのかご１の速度を制限するための装置を形成する。

マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂにより速度をエレベータのかご１の特定の位置に関連付けることができるので、安全監視装置８は、同時に減速を監視する装置として使用することができ、その場合、エレベータの昇降路Ａ内のある特定の点でエレベータのかご１の速度が所定の量（必ずしもＶ_nomではない）を超えており、したがってエレベータの昇降路Ａに配置された緩衝器による制動がもはや保障されないと決定された場合、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂは、同時にまたは時間窓内で、安全リレーステージ１９を介してトラクション式駆動装置を停止させ、制動装置にトリガをかける効果を有する、対応する信号を出力する。このようにして、小さな寸法の緩衝器を使用することができ、またはこれらを完全に不要にすることができる。

同時に、安全監視装置８は、ドアを開いたままの着床運転（ａｐｐｒｏａｃｈ）用の監視装置としても使用することができる。この目的のために、再度エレベータのかご１の瞬時速度およびその位置、つまり次の停止階床（ｎｅｘｔ ｓｔｏｐ）からの距離を監視しなくてはならない。この目的のために、例えば安全監視システム８に属するソケット２１およびインターフェース２２を介してユーザからの要求信号が、かご１または適当な階床からマイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂに与えられなければならない。ユーザが適当なノブを働かせるのが遅すぎて要求信号の到達が遅すぎた場合は、速度が速すぎ、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂはドアコンタクト用の橋絡信号を出力せず、したがってエレベータのかご１が停止するまでドアを開き始めることが不可能か、あるいはエレベータのかご１は階床を通過しさえする。

これは、エレベータのかご１の床と階床の床とを水平にするためにドアを開いたままエレベータのかご１を再調整する場合も相応じて真実である。この場合、安全監視装置８は、再度、エレベータのかご１がドアを開いたまま適切に動くことができるように、ドアコンタクト用に橋絡信号を出力しなければならない。
ランプ走行制御の場合には、まず例えばキーで動作するスイッチによる適切な許可信号が存在しなければならず、それによって安全監視装置８が再度ドアコンタクト用の橋絡信号が出力され、したがって所定の距離間隔内のエレベータのかご１の移動が可能になり、それは、またエレベータのかご１の位置を介してマイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂにより監視される。次いで、距離間隔の限界で、トラクション式駆動装置Ｄを停止するための信号が生成される。

必要であれば、例えばエレベータの昇降路Ａの頂部および／またはピット側に、この領域で例えば作業が進行中、実質的な保護空間を生成するために安全監視装置８を使用することもできる、つまり対応する要求信号に応答してエレベータのかご１が走行できる距離を適切に制限し、それによって実質的な保護空間への侵入が妨げられる。
対応する方式で、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂをさらに加速度およびその導関数（導関数は揺動を評価するため）に関連して使用することもできる。

さらに、安全監視装置８は、エレベータのかご１が走行できる距離用の適切な非常リミットスイッチまたは他の安全スイッチの機能を同じように遂行することができる。
適切である場合には、評価ユニット６は、適切な位置信号処理だけを実行し、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂ自体が、エレベータのかご１の実際の位置計算を行う。

診断用ＬＥＤディスプレイ２３がマイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂに接続されている。安全リレー１９は、今度はマイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂによって監視されている専用の電源ユニット２４を有することもできる。エレベータのかご１のそれぞれの位置は、位置登録装置から線２５を介して、またはマイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂの１つからエレベータ制御システム９に送出される。必要なデータは、キーボードまたは同等物の形をした入力装置２６を介してマイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂに入力することができる。同様に、データは、線２５を介してエレベータ制御装置９から受け取ることもできる。適切な始動または制動ランプまたは完全な動作プロファイルまたはこの動作プロファイルから導き出される切替え点を、それらがエレベータ制御装置９で設定されない場合には、必要であれば、マイクロプロセッサ１３ａ、１３ｂの１つからデータバスまたはリレードライバ２７を介してエレベータ制御システム９に供給することができる。適切であれば、エレベータのかご１の床と階床の床との間の位置合わせを示す出力２８を有することもできる。
前述の実施形態は、特定の登録装置に関連して述べられているが、これが問題であるのではなく、問題なのは、エレベータのかごの瞬間的な位置を表す適切な信号が位置登録装置によって供給されることであるのが理解されよう。

エレベータのかご用の位置登録装置を有するエレベータ監視および制御システムのブロック図である。 図１からのエレベータ制御システム用安全監視装置のブロック図である。 エレベータのかごの動作プロファイルとしての速度―時間グラフを示す図である。

符号の説明

１ エレベータのかご
２ 信号注入器
３ 音響信号導体
４ａ 受信装置
４ｂ 受信装置
５ 音響信号抽出器
６ 評価ユニット
７ａ 出力
７ｂ 出力
８ 安全監視装置
９ エレベータ制御装置
１０ 安全回路
１１ ソケット
１２ インターフェース
１３ａ マイクロプロセッサ
１３ｂ マイクロプロセッサ
１４ 電源
１５ 電源ユニット
１６ 線
１７ａ 線
１７ｂ 線
１８ 増幅器
１９ 安全リレーステージ
２０ ソケット
２１ ソケット
２２ インターフェース
２３ ディスプレイ
２４ 電源ユニット
２５ 線
２６ 入力装置
２７ リレードライバ
２８ 出力
Ａ エレベータの昇降路
Ｄ トラクション式駆動装置

Claims (8)

1. エレベータの昇降路（Ａ）内をトラクション式駆動装置（Ｄ）によりエレベータ制御システム（９）を介して移動され、かつ互いに独立して所定のタイムパターンで生成された２つの位置信号を供給する位置登録装置によりその瞬時位置が登録されるエレベータのかご（１）用の安全監視装置であって、それぞれの場合に、前記エレベータのかご（１）の速度を位置に依存して瞬時に決定し、かつ予め画定された動作プロファイルと比較するための、マイクロプロセッサ（１３ａ、１３ｂ）による前記位置信号の２チャンネル評価を有し、所定の瞬時速度目標値を超えた場合、安全リレーステージ（１９）を介して出力することができるトリガ信号の生成が可能であることを特徴とする安全監視装置。
2. 前記エレベータのかご（１）の動作の瞬時加速度および／または前記瞬時加速度の導関数が、前記マイクロプロセッサ（１３ａ、１３ｂ）によって決定されると共に、前記予め画定された動作プロファイルと比較され、所定の目標値を超えた場合、トリガ信号の生成が可能であることを特徴とする請求項１記載の安全監視装置。
3. 相互のデータ比較により前記マイクロプロセッサ（１３ａ、１３ｂ）を同期させることができることを特徴とする請求項１又は２記載の安全監視装置。
4. 前記トラクション式駆動装置を停止させ、前記エレベータのかご（１）を制動する動作を開始することを伴う減速度監視を行うことができることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の安全監視装置。
5. 前記トラクション式駆動装置を停止させ、前記エレベータのかご（１）を制動する動作を開始することを伴う前記エレベータのかご（１）の前記速度の制限を行うことができることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の安全監視装置。
6. 前記エレベータのかご（１）を停止位置に移動させることおよび／または前記エレベータのかご（１）の前記停止位置を再調整することおよび／またはランプ走行制御を、それぞれの場合に、ドアスイッチを橋絡している間にドアを開いたまま行うことができることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の安全監視装置。
7. 予め画定された長さの実質的な保護空間を、一時的に前記エレベータの昇降路（Ａ）の少なくとも１つの端部領域に生成することができることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の安全監視装置。
8. 非常リミットスイッチの機能を実施することができることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の安全監視装置。

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