JP2009221003A - エレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータの乗りかごの走行異常の判定精度を向上させる。
【解決手段】ロープスリップ判定装置１１は、乗りかご８の速度指令が確認できた場合にはタイマーカウントを開始し、カウント値がタイムリミット値設定装置１２により設定されたタイムリミット値に達した場合には、カウント開始時からのパルスデータ累積値がロープスリップ閾値設定装置１３により設定されたパルスデータ閾値を超えているか否かを判定する。ロープスリップ判定装置１１は、パルスデータ累積値がパルスデータ閾値を超えていない場合には乗りかご８のロープスリップが発生していると判定し、異常検出信号を停止指令装置１０に出力する。停止指令装置１０は異常検出信号を入力すると、速度指令装置１への停止指令を行なうことで乗りかご８の走行を停止させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、乗りかごの走行異常を検出する機能を有するエレベータに関する。

従来、ＧＢ規格（中華人民共和国の国家標準）やＥＮ規格（ヨーロッパ標準）において、トラクション式エレベータはモータのランタイムリミッタを備えることが定められている。これらの規格では運転開始時にモータが回転しない状況や、乗りかごが走行中に障害物によって停止したためにトラクションシーブ上でロープがすべる状況である場合にはエレベータ自体の走行制御を停止する旨が義務付けられている。これらの規格に対応するために、従来は例えば特許文献１に開示されるように、走行開始後に乗りかごが動いていない時間をタイマでカウントし、タイマのカウント値が規格で定められる設定時間を越えていないか否かを判定することでランタイムリミッタの機能を実現していた。
特開平９−１１０３３１号公報

前述したように、従来の技術では乗りかごが動いていない事をガバナパルスジェネレータ（ＰＧ）等からのかご位置検出信号に変化がない事で確認していたが、ロープがスリップした状態で乗りかごが微少に動いていた場合等はタイマのカウント値がクリアされてしまい、異常を検出出来なかったり異常の検出が遅れたりする可能性がある。

そこで、本発明の目的は、乗りかごの走行異常の判定精度を向上させることが可能になるエレベータを提供することにある。

すなわち、本発明に係わるエレベータは、シーブに巻き掛けられてロープを介してカウンタウエイトに連結されて吊り下げられる乗りかごと備え、ロープスリップの判定のための基準走行時間を設定し、乗りかごが基準走行時間にわたって走行すると仮定した場合に進むべき距離である距離閾値を設定し、乗りかごが基準走行時間にわたって実際に走行した場合の走行距離を検出し、検出した走行距離が距離閾値を超えない場合にロープスリップが発生したと判定することを特徴とする。

本発明によれば、エレベータの乗りかごの走行異常の判定精度を向上させることができる。

以下図面により本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態におけるエレベータの構成例を示すブロック図である。
本実施形態では、ＧＢ法規で定められるランタイムリミッタの作動上限時間を基準走行時間として、当該時間内に乗りかご８が進むべき距離を進んでいるか否かを判定することでランタイムリミッタの機能を実現している。

図１に示すように本発明の第１の実施形態におけるエレベータは、モータ５、シーブ７、ロープ７ａ、乗りかご８、カウンタウエイト９を備える。なお、これらの詳しい機構については本発明とは直接関係しないため、その説明を省略するものとする。

乗りかご８は、利用者を乗せて建物の各階床間を移動するものであり、ロープ７ａの一端が連結されている。ロープ７ａはシーブ７に巻き掛けられ、その他端にカウンタウエイト９が連結されている。これにより、モータ５の駆動に伴い、乗りかご８はロープ７ａを介してカウンタウエイト９とは反対の方向につるべ式に移動する。

また、このエレベータは乗りかご８の移動速度の制御を行なったり走行異常の有無の判定を行なったりする構成要素として、速度指令装置１、速度制御装置２、電流制御装置３、電流検出装置４、速度検出装置６、停止指令装置１０、ロープスリップ判定装置１１、タイムリミット値設定装置１２、ロープスリップ閾値設定装置１３、パルスジェネレータ（ＰＧ）データ演算装置１４、ガバナ（調速機）ＰＧ１５およびガバナ１６を備える。

本実施形態では、ロープスリップ判定装置１１、タイムリミット値設定装置１２、ロープスリップ閾値設定装置１３、パルスジェネレータ（ＰＧ）データ演算装置１４、ガバナＰＧ１５およびガバナ１６を用いてロープスリップの有無を判定する機能を有する。

速度指令装置１は、乗りかご８の予め定められた走行パターンに従った速度指令値を示す信号を出力する。速度検出装置６はモータ５の回転速度を検出する。速度制御装置２は速度指令装置１からの速度指令値と速度検出装置６により検出した速度値との偏差を計算し、この偏差がなくなるようにモータ５の回転速度制御のためのトルク指令値を示す信号を出力する。

電流制御装置３は速度制御装置２からの出力値であるトルク指令値をもとにモータ５への供給電流値の目標値を決定する。電流検出装置４はモータ５への供給電流値を検出し、この値を示す信号を電流制御装置３に出力する。電流制御装置３は電流検出装置４が検出した供給電流値が供給電流値の目標値となるようにモータ５への供給電流の制御値をコントロールする。

ガバナＰＧ１５はガバナ１６の軸回転を検出して当該軸回転の回転角度に比例した数のパルス信号を出力するパルスジェネレータである。ＰＧデータ演算装置１４は、ガバナＰＧ１５からのパルス信号のアップダウンカウント、つまり累積演算を行なうことで積算パルス数であるパルスデータ累積値を演算する。

ロープスリップ閾値設定装置１３は、乗りかご８の走行異常が無い場合に当該乗りかご８がランタイムリミッタの作動上限時間に走行すると仮定した場合に進むべき距離である距離閾値を設定し、当該距離閾値をもとにパルスデータ閾値を設定する。パルスデータ閾値とは、ロープスリップが発生していない場合にランタイムリミッタの作動上限時間にＰＧデータ演算装置１４が累積演算すべきパルスデータ累積値である。

タイムリミット値設定装置１２はロープスリップの有無の判定に使用するタイムリミット値である前述したランタイムリミッタの作動上限時間を設定する。
ロープスリップ判定装置１１は、走行開始後にランタイムリミッタの作動上限時間が経過するたびに、ＰＧデータ演算装置１４により演算したパルスデータ累積値とロープスリップ閾値設定装置１３により設定した距離閾値とを比較し、パルスデータ累積値が距離閾値を超えていない場合にはロープスリップが発生したとみなし、異常検出信号を停止指令装置１０に出力する。
停止指令装置１０はロープスリップ判定装置１１からの異常検出信号を検出した場合に速度指令装置１に対して乗りかご８の走行の停止を指令する。

次に、前述したランタイムリミッタの作動上限時間について説明する。
ＧＢ法規の「１２.１０.２項」より、モータのランタイムリミッタは次の２つの基準時間の短い方を超えないうちに機能させると定められている。

第１の基準時間は４５秒間である。第２の基準時間は、乗りかご８の全行程走行時間に１０秒を加えた時間である。但し、第１の基準時間は乗りかご８の全行程走行時間が１０秒以下の場合には２０秒を最小値とする。

タイムリミット値設定装置１２は、乗りかご８の昇降行程、つまり全工程の走行距離、定格速度、走行開始後の一定タイミングから速度の定格速度到達間際までの加速度である第１加速度、走行開始から加速度が第１加速度に達するまでの時間、速度の定格速度到達間際から加速度が第１加速度から０になるまでの時間、定格速度到達を経た減速開始後の一定タイミングから停止間際までの加速度である第２加速度、減速開始時から加速度が第２加速度となるまでの時間、および停止間際から加速度が第２加速度から０になるまでの時間などをもとに全工程走行時間を計算し、前述した第１および第２の基準時間の条件を満たすランタイムリミッタの作動上限時間LMT_TM（ｓｅｃ）を求める。

ここで全工程走行時間をRUN_TM（ｓｅｃ）として、以下の式（１）が成り立つとする。

RUN_TM（ｓｅｃ）＋１０（ｓｅｃ）≧４５（ｓｅｃ） …式（１）
この場合、作動上限時間LMT_TMは４５（ｓｅｃ）となる。

また、以下の式（２）が成り立つ場合には以下の式（３）が成り立つ。

４５（ｓｅｃ）≧RUN_TM（ｓｅｃ）＋１０（ｓｅｃ）≧２０（ｓｅｃ） …式（２）
LMT_TM（ｓｅｃ）＝RUN_TM（ｓｅｃ）＋１０（ｓｅｃ） …式（３）
また、以下の式（４）が成り立つとする。

２０（ｓｅｃ）≧RUN_TM（ｓｅｃ）＋１０（ｓｅｃ） …式（４）
この場合には、作動上限時間LMT_TMは２０（ｓｅｃ）となる。

次に、ロープスリップ閾値設定装置１３は、乗りかご８がランタイムリミッタの作動上限時間LMT_TMの間に進むべき距離であるロープスリップ閾値LMT_DIS（ｍ）を求める。ロープスリップ閾値LMT_DIS（ｍ）は、乗りかご８のロープスリップが発生していない場合に、当該乗りかご８が作動上限時間LMT_TM（ｓｅｃ）の間に走行するべき距離に該当する。

ただし乗りかご８の走行時は加速や減速も含むため余裕値を設ける。定格速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）として、余裕値をａ（％）とするとロープスリップ閾値LMT_DIS（ｍ）は、以下の式（５）にしたがって求められる。

LMT_DIS＝LMT_TM×Ｖ／６０×（１−ａ／１００） …式（５）
次に、ロープスリップ閾値設定装置１３は、ロープスリップ閾値LMT_DISをパルスデータ閾値LMT_DIS_Pに変換する。
ガバナＰＧ１５からのパルス信号のパルスレート、つまり１回のパルス信号の出力に伴う乗りかご８の移動距離をＸ（ｍｍ／パルス）とすると以下の式（６）が成り立つ。

LMT_DIS_P＝（LMT_DIS×１０００）／Ｘ …式（６）
よって、乗りかご８の走行開始後、ランタイムリミッタの作動上限時間LMT_TMの間にガバナＰＧ１５からのパルス信号をもとにしたパルスデータ累積値がパルスデータ閾値LMT_DIS_Pを超えているか否かを確認することでロープスリップの有無を判定できる。

次に、図１に示した構成のエレベータの動作について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態におけるエレベータの走行異常判定のための処理動作の一例を示すフローチャートである。
まず、ロープスリップ判定装置１１は、乗りかご８の速度指令が速度指令装置１より出力されたか否かを確認する（ステップＳ１）。

ロープスリップ判定装置１１は、乗りかご８の走行指令が確認できなければ（ステップＳ１のＮＯ）、タイマーカウント値Ropeslip_TMを常に初期値の０にしておき、ＰＧデータ演算装置１４により演算した走行開始時から現在までのパルスデータ累積値POSDATをPOSBASE値として設定する（ステップＳ６）。

POSBASE値は、乗りかご８の走行開始時からのロープスリップ判定装置１１による初回の判定においては走行開始時におけるパルスデータ累積値に相当し、２回目以降の判定においては前回の判定タイミングにおけるパルスデータ累積値に相当する。

一方、ロープスリップ判定装置１１は、乗りかご８の速度指令を確認した場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、タイマーカウント値Ropeslip_TMを１秒ごとに１加えて更新し（ステップＳ２）、タイマーカウント値Ropeslip_TMがタイムリミット値設定装置１２により設定されたタイムリミット値である作動上限時間LMT_TMに達した場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、判定用のパルスデータ累積値がロープスリップ閾値設定装置１３により設定されたパルスデータ閾値（LMT_DIS_P）を超えているか否かを判定する（ステップＳ４）。

判定用のパルスデータ累積値とは、走行開始時から現在までのパルスデータ累積値POSDATとステップＳ６の処理で設定したPOSBASE値との差分である。
この差分は、乗りかご８の走行開始時から数えた初回の判定においては走行開始時を起点として当該判定タイミングを終点とした時間におけるパルスデータ累積値に相当し、２回目以降の判定においては前回のロープスリップ判定時を起点として今回の判定タイミングを終点とした時間におけるパルスデータ累積値に相当する。

ロープスリップ判定装置１１は、判定用のパルスデータ累積値がパルスデータ閾値を超えている場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、乗りかご８のロープスリップが発生していないと判定し、タイマーカウント値Ropeslip_TMのクリアを行なって、POSBASE値を現在のパルスデータ累積値POSDATに更新する（ステップＳ４→Ｓ６）。

一方、ロープスリップ判定装置１１は、パルスデータ累積値がパルスデータ閾値を超えていない場合には（ステップＳ４のＮＯ）、乗りかご８のロープスリップが発生していると判定し、異常検出信号を停止指令装置１０に出力する。停止指令装置１０はロープスリップ判定装置１１からの異常検出信号を入力すると、速度指令装置１への停止指令を行なうことで乗りかご８の走行を停止させる（ステップＳ５）。

以上のように、本発明の第１の実施形態におけるエレベータでは、ランタイムリミッタの作動上限時間以内に乗りかご８が進むべき距離とガバナＰＧ１５からのパルス信号をもとにしたパルスデータ累積値とを比較することで、乗りかご８がロープスリップせずに動いているかを正確に確認することができる。よって、エレベータの走行状態の異常の判定精度を向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るエレベータの構成のうち図１に示したものと同一部分の説明は省略する。
図３は、本発明の第２の実施形態におけるエレベータの構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、第２の実施形態では第１の実施形態と比較してガバナ１６およびガバナＰＧ１５の代わりにローラーガイド１８およびローラーガイドＰＧ１７を備える。

ローラーガイド１８は乗りかご８の案内装置として使用される。ローラーガイドＰＧ１７は、ローラーガイド１８の軸回転を検出して当該軸回転の回転角度に比例した数のパルス信号を出力するパルスジェネレータである。ＰＧデータ演算装置１４は、ローラーガイドＰＧ１７からのパルス信号のアップダウンカウントを行なうことでパルスデータ累積値を演算する。

パルスデータ累積値の演算以外の各種処理は第１の実施形態と同様であり、ローラーガイドＰＧ１７によりランタイムリミッタの作動上限時間内に積算カウントしたパルスデータ累積値がパルスデータ閾値を超えているか否かを判定することでロープスリップの有無の判定を行ない、異常が認められる場合には乗りかご８の速度指令を停止させる。

つまり、本発明の第２の実施形態におけるエレベータでは、第１の実施形態と同様に、ランタイムリミッタの作動上限時間以内に乗りかご８が進むべき距離とローラーガイドＰＧ１７からのパルス信号をもとにしたパルスデータ累積値とを比較することで乗りかご８がロープスリップせずに動いているかを正確に確認することができる。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１の実施形態におけるエレベータの構成例を示すブロック図。 本発明の第１の実施形態におけるエレベータの走行異常判定のための処理動作の一例を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態におけるエレベータの構成例を示すブロック図。

符号の説明

１…速度指令装置、２…速度制御装置、３…電流制御装置、４…電流検出装置、５…モータ、６…速度検出装置、７…シーブ、７ａ…ロープ、８…乗りかご、９…カウンタウエイト、１０…停止指令装置、１１…ロープスリップ判定装置、１２…タイムリミット値設定装置、１３…ロープスリップ閾値設定装置、１４…パルスジェネレータ（ＰＧ）データ演算装置、１５…ガバナ（調速機）ＰＧ、１６…ガバナ、１７…ローラーガイドＰＧ、１８…ローラーガイド。

Claims (6)

1. シーブに巻き掛けられてロープを介してカウンタウエイトに連結されて吊り下げられる乗りかごと、
   ロープスリップの判定のための基準走行時間を設定する時間設定手段と、
   前記乗りかごが前記基準走行時間にわたって走行すると仮定した場合に進むべき距離である距離閾値を設定する距離設定手段と、
   前記乗りかごが前記基準走行時間にわたって実際に走行した場合の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
   前記検出した走行距離が前記距離閾値を超えない場合にロープスリップが発生したと判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とするエレベータ。
2. 前記ロープスリップが発生したと前記判定手段により判定した場合に前記乗りかごの速度制御を停止させる停止制御手段をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
3. 前記時間設定手段は、
   前記ロープスリップの判定のための基準走行時間を予め定められた上限値を超えないように前記乗りかごの全工程昇降時間をもとに設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
4. 前記乗りかごの走行距離に比例した数のパルス信号を発生するパルス発生手段と、
   前記パルス発生手段により発生したパルス信号を積算カウントする演算手段と、
   前記乗りかごが前記基準走行時間にわたって走行すると仮定した場合に前記演算手段により積算カウントされるべきパルス信号出力数であるパルスデータ閾値を前記距離閾値をもとに設定するパルス閾値設定手段とをさらに備え、
   前記走行距離検出手段は、
   前記乗りかごが前記基準走行時間にわたって実際に走行した場合に前記演算手段により演算した前記基準走行時間における積算カウント数を前記走行距離として検出し、
   前記判定手段は、
   前記走行距離検出手段によって検出した走行距離である積算カウント数が前記パルスデータ閾値を超えない場合に前記ロープスリップが発生したと判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
5. 調速器をさらに備え、
   前記パルス発生手段は、
   前記調速機の前記乗りかごの走行距離に比例した回転数をもとに前記パルス信号を発生する
   ことを特徴とする請求項４に記載のエレベータ。
6. 前記乗りかごを案内するためのローラーガイドをさらに備え、
   前記パルス発生手段は、
   前記ローラーガイドの前記乗りかごの走行距離に比例した回転数をもとに前記パルス信号を発生する
   ことを特徴とする請求項４に記載のエレベータ。

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