JP2016159994A - エレベーター - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキの開放運転を行う制御装置の故障した場合に、ガバナにより急制動が生じる可能性がある。
【解決手段】エレベーターの運転を制御するエレベーターコントローラと，エレベーターコントローラとは独立した安全コントローラと、エレベーターのかごを駆動させる電動機と、エレベータのかごの駆動を抑制するブレーキと備え、、エレベーターコントローラは安全コントローラに救出運転開始指令を出し、ブレーキにブレーキ作動指令を出力し、安全コントローラは、かごの速度超過を検出した場合救出運転制御部とは独立してブレーキを作動させる過速判定処理部を備え、過速判定処理部は救出運転制御部からの救出運転開始指令の受領の有無に応じてかごの速度超過として検出する閾値を変更するエレベーターの提供
【選択図】図１

Description

本発明はエレベーターの特に安全システムに関する。

従来のエレベーターは，電力変換器から電動機を回転させ，電動機と連結しているシーブを介して，ロープを上下方向へ移動させることで，ロープと接続されているかごの昇降を可能としている。この電力変換器や電動機，電動機と接続したエンコーダ等，駆動システムの一部が故障した場合，エレベーターは停止する。エレベーターのかごの停止した位置が階と階の間であり，この時に乗客がかご内にいると閉じ込めが発生する。閉じ込めた状態ではかごは動かないため，乗客の安全性は担保されるが，乗客は不快感を感じることになる。

このような駆動システムの故障により閉じ込められた乗客を救出するための方法としては，一般的には保守作業員により行われる。特に，かご内の重量がつり合い重りとつり合っていない場合には，ブレーキを手動で開放することにより，つり合い重りとのアンバランスを利用して，最寄階までかごを移動させることで乗客を救出する。しかし、上記の方法は保守作業員の到着を待ってから行われるため，乗客の救出に待ち時間が発生する。

これを解決する方法として，特許文献１にあるようなブレーキの開放を自動で行う専用の端末を利用することで，乗客の不快感を低減することが開示されている。

国際公開第２００９／０１３８２１号パンフレット

しかしながら，特許文献１に開示された救出運転の技術は，ブレーキの開放運転を行う制御装置の故障は考慮されていない。とりわけ，制御装置が故障した場合には，かごが増速しガバナの作用により非常制動が行われるケースもあるため，乗客は強い不快感を感じることが想定される。

本発明の目的は，ブレーキの開放運転時における安全性を向上するとともに，ブレーキの開放運転時における乗客の不快感を低減することにある。

エレベーターの運転を制御するエレベーターコントローラと，エレベーターコントローラとは独立した安全コントローラと、エレベーターのかごを駆動させる電動機と、エレベータのかごの駆動を抑制するブレーキと、を有するエレベーターであって、エレベーターコントローラはエレベーター制御部と救出運転制御部を有し、救出運転制御部は、安全コントローラに救出運転開始指令を出す救出運転開始指令出力処理部と、ブレーキにブレーキ作動指令を出力する救出運転出力処理部とを備え、安全コントローラは、かごの速度超過を検出した場合救出運転制御部とは独立してブレーキを作動させる過速判定処理部を備え、過速判定処理部は救出運転制御部からの救出運転開始指令の受領の有無に応じてかごの速度超過として検出する閾値を変更する。

本発明の効果として、救出運転制御部がブレーキの開放運転を行う際に故障が発生した場合でも，安全コントローラ及び安全回路部によりかごの制動を行うことができる。

本発明における一実施の形態を示す全体構成図。 一実施における安全コントローラの処理を示すブロック図。 一実施における安全コントローラの処理ので使用されるテーブルの例。 一実施における位置と速度が関係にある状態を示す図。 一実施における安全コントローラの遮断処理を示すシーケンス図。 他の実施形態における全体構成図。 他の実施形態における安全コントローラの処理を示すブロック図。

以下，図面を参照して，一実施の形態について詳細を説明する。
（第一の実施形態）
図１は，本発明におけるエレベーターシステムを示す全体構成図であり，エレベーターのかご１０４の移動は，エレベーターコントローラ１００によって制御される。かご１０４は，建屋に形成された昇降路内を複数の階床間に渡って移動し，ロープを介してつり合い重りと呼ばれるかご１０４とバランスを取るためのおもりに接続されている。かご１０４には，乗り場側扉を係合して開閉する乗りかご側扉が設けられている。かご１０４の移動は，電動機１０３によって綱車が駆動されることにより行われる。電動機１０３には，電力変換器１０１によって駆動用の電力の供給が行われる。電力変換器１０１は，エレベーターコントローラ１００のかご位置制御指令に従って電動機を制御するための電力を出力する。また，エンコーダなどのパルス発生器は電動機１０３に取り付けられており，エレベーターコントローラ１００は電動機１０３の回転によって生じるパルスを計数することにより，電動機１０３の速度，かご１０４の昇降路移動方向，位置，移動距離などを計算する。エレベーターコントローラが乗りかごを制動させたい場合は，ブレーキ電源停止指令１１及び動力電源遮断出力１３を出力する。これらの停止指令を受けて，ブレーキ電源はブレーキ１０２の作動を，動力電源は電力変換器１０１への電源供給のカットを行い，かご１０４を制動させる。ブレーキ電源及び動力電源は，コンタクタと呼ばれる電磁接触器で構成される回路である。

秤センサ４はかご内の乗客の人数を検出するのに使用する。通常運転中であれば，かごとつり合い重りの重量差を補償するための必要トルクを計算するのに使用される。秤センサは，かご床面が金属である場合には，かご枠に設けられた近接センサなどでかご床面のたわみ量から重量を推定する方式が用いられる。位置センサ５は，検出板６を検出することで，エレベーターが戸開可能な位置にいるかどうかを検出する，ドアゾーンセンサである。

安全コントローラ１は，エレベーターコントローラ１００とは独立してブレーキ電源及び動力電源を遮断することでかご１０４を制動させる，安全システムを構成するコントローラである。安全コントローラ１は，処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を中心とした構成であり，他にＣＰＵの異常を検出するためのウォッチドッグタイマや，電源異常を監視する回路を有する。またＣＰＵの処理異常を検出するために，ＣＰＵを２重化することによる相互比較を行う構成を持つ場合もある。
安全コントローラ１の入力は，エレベーターコントローラ１００からのブレーキ開放運転指令の入力８，かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７からの入力１２，で構成される。かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７は，たとえばかごの位置に応じてパルスを出力するパルス発生器であり，本実施例ではガバナにエンコーダを取り付けたものを図示している。これは，他にガイドレールに直接的にローラーを押し付けて乗りかごの移動を検出するタイプや，レールを磁化して検出するタイプなど，かごの絶対的または相対的な位置を検出できる手段であればよい。救出運転開始指令の入力８は，エレベーターコントローラの救出運転制御部３が救出運転を実施する場合に出力される指令であり，この入力を元に安全コントローラ１は後述する過速検出の閾値を変更するために利用する。

安全コントローラ１の出力は，ブレーキ電源遮断出力９と動力電源遮断出力１０で構成される。ブレーキ電源遮断出力９はブレーキ電源を遮断し，ブレーキ１０２を作動させるための出力である。また同様に，動力電源遮断出力１０は電力変換器１０の電力源を遮断することで電動機１０３を停止させるための出力である。いずれの出力も，かごを制動するために使用される。

図２は救出運転制御部３のブロック図であり，本図を用いて救出運転時のかごの動かし方について説明する。救出運転判定処理部２１は，エレベーター制御部２より救出運転開始指令を受けて，救出運転開始指令を，救出運転開始指令出力処理部２４，動力電源遮断処理部２５，救出運転出力処理部２６にそれぞれ出力する。エレベーター制御部２より出力される救出運転開始指令は，通常，エレベーター制御部が発生する速度指令にかご速度が追従せず停止した時や，電力変換器を駆動するためのマイクロコンピュータの故障などによりかごが停止した時に，出力される。

秤センサ検出処理部２２は秤センサから出力される信号を元に，かご内の乗客人数を検出する処理を行い，検出した人数，または負荷の割合を，救出運転出力処理部２６に出力する。
位置センサ検出処理部２３は，位置センサから出力される信号を元に，ドアゾーン内にかごがいるかどうかを判定し，その結果を救出運転出力処理部２６に出力する。救出運転開始指令出力処理部２４は，救出運転判定処理部２１より受けた救出運転開始指令を元に，救出運転開始指令を安全コントローラへ出力するための処理を行う。

動力電源遮断出力処理部２５は，救出運転判定処理部２１より救出運転開始指令を受けて，動力電源を遮断する指令を電力変換機１０１に出力する処理を行う。救出運転時に動力電源を遮断することで，救出運転中に電力変換器や電力変換器をコントロールするマイクロコンピュータがモータを駆動するための出力を発生させた場合でも，その出力を無効化することができ，救出運転中の安全性を高めることができる。また，動力電源が遮断されてから救出運転を行うために，その遮断がなされたことを救出運転出力処理部２６に出力する。

救出運転出力処理部２６は，救出運転判定処理部２１より受けた救出運転開始指令を元に，動力電源遮断出力処理部２５により動力電源が遮断されたのを検出した後，救出運転を実施するブレーキ開放を行うためにブレーキ電源遮断出力をブレーキ１０２に出力する。救出運転を実施するためのブレーキ電源遮断出力の例を図３に示す。図３に示すように，一定の間隔３０だけブレーキを開放し，かごを移動させる。この動作を連続的に行うことで，かごを移動させ，位置センサ検出処理部２３より出力されるドアゾーン内外の検出結果を検出すると，救出運転出力処理部２６はブレーキを制動させるためのブレーキ電源遮断出力を出力し，かごを制動する。このように運転することで，かごをドアのある階へ移動させ，乗客を救出することが可能となる。また，救出運転出力処理部２６は，秤センサ検出処理部２２より受けた検出した人数，または負荷の割合から，図３で示すブレーキを開放するための間隔を決定する。その決定方法は，秤センサより検出された人数または乗客の割合に応じたブレーキ開放間隔が記憶される記憶媒体２７を参照して決定する。ブレーキ開放間隔と乗客の割合の対応情報の例を図４に示す。ブレーキ開放で行う救出運転は，かごとつり合い重りのバランスの差で移動するため，かご内の乗客の数に応じて加速度が変化する。このため，かごとつり合い重りがバランスする量に近いほど，加速度が小さくなり，かごが移動する量も低下する。このため，かごとつり合い重りがバランスする量に近いほど，ブレーキを開放する間隔３０を広げるように設定する。また，エレベーターの構成によっても加速度の量は変化するため，図４に示すように複数のスペックを持ち，エレベーターに適したスペックを参照してもよい。

次に救出運転出力処理部２６の詳細な動作について，図５のフローチャートを用いて説明する。まずステップＳ１０１は，救出運転開始指令がＯＮであるかどうかを判定する。救出運転開始指令がＯＮで合った場合には，動力電源が遮断されたことを，動力電源遮断出力処理部２５により出力される信号にて判定する（ステップＳ１０２）。動力電源が遮断されたのを確認した後，ステップＳ１０３にて，秤センサより検出した乗客数を元に，ブレーキ開放間隔ＤＢを参照して，開放間隔を決定する。続いてステップＳ１０４にて，図３に示したような断続的なブレーキ電源遮断出力を指令する。更にステップＳ１０５にて，位置検出センサの出力を検出し，かご位置がドアゾーン内であるかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。かご位置がドアゾーン外であった場合には，ステップＳ１０４に戻り，再び断続的なブレーキ開放を行う。かご位置がドアゾーン内であった場合には，ブレーキ電源遮断出力を出力し，かごを停止する（ステップＳ１０７）。

次に安全コントローラ１のブロック図について，図６を用いて説明する。まず救出運転開始判定処理部６１は，エレベーターコントローラ１００より出力される救出運転開始指令を検出し，過速判定処理部６３へ出力する。速度検出処理部６２は，かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７で得られる情報を元に，かごの速度を検出する。たとえば，かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７がかごの移動に応じてパルスを出力するエンコーダであった場合には，１パルスの時間間隔を測定し，１パルスあたりの距離から前記の時間間隔を除算することで，速度を検出する。また，単位時間あたりに検出されるパルス数から速度を検出してもよく，かごの速度の検出は，方法に依存しない。

過速判定処理部６３は，状況に応じたかごの過速状態を判定し，過速と判定された場合には，ブレーキ電源遮断出力及び動力電源遮断出力を出力し，かごを制動する。安全コントローラ１より出力されるブレーキ電源遮断出力及び動力電源遮断出力を受ける回路は，エレベーターコントローラ１００側とは独立するように構成されている。このようにすることで，エレベーターコントローラ１００側に異常が発生した時に対しても，安全性を向上することができる。また，この時の過速判定方法は，エレベーターコントローラが通常運転のとき，つまり救出運転開始指令が出力されていない場合には，過速検出の閾値を通常運転に適した速度（たとえば定格速度の１．２倍など）に設定する。救出運転開始指令が出力された場合，過速検出の閾値を救出運転に適した速度（たとえば保守運転時にエレベーターが運行する速度）に設定する。このとき，それぞれの閾値は，過速判定情報が記憶された記憶媒体６４を参照して決定される。この過速判定情報は，つりあいエレベーターの機種によって閾値が異なることに対応するために利用される。たとえば、長行程のエレベーターは、救出時間を短縮するために、短行程のエレベーターと比較して救出運転時の移動速度を高く設定することがある。このような場合に対応するために、前記過速判定情報をエレベーターの機種毎に設定できるようにするとよい。

また、このように通常運転時と救出運転時で過速検出の閾値を変更することの利点について、以下説明する。ブレーキの開放により救出運転が行われる場合，かごとつり合い重りのバランスの差で移動するため，かご内の乗客の数に応じて加速度が変化する。エレベーターは通常５０％の乗客数の時にバランスがとれるようつり合い重りの重さを設定するため，かご内の乗客が少ない場合には，急加速となる。このため，過速判定値を通常運行のままにしておくと，エレベーターコントローラ１００の異常時に安全コントローラ１が制動をかける場合，速度が高いため大きな制動エネルギーが必要となり，かご内に振動が発生する。一方，救出運転時に過速検出の閾値を低い速度に設定することで，制動エネルギーは定格速度走行時よりも小さくなるため，かご内に発生する振動は小さくなり，乗客の不快感を和らげることができる。

以上の発明によれば、エレベーターコントローラ側に異常が発生した場合でもかごを停止できるため，より安全性が向上する。また，安全コントローラは救出運転開始指令に応じてかごの速度超過を検出する閾値を通常運転時で使用される閾値よりも小さく変更することで，かごを制動するための制動エネルギーを小さくすることができ，かご内に発生する振動を小さくすることができる。このため，救出運転中の乗客に対する不快感を低減することが可能になる。

（第二の実施形態）
図７は，第二の実施形態におけるエレベーターシステムを示す全体構成図であり，安全コントローラ１より，位置検出情報７０がエレベーターコントローラ１００に送信される構成となっている。本形態において救出運転を実施する場合，エレベーターコントローラは位置センサ５により検出される位置情報ではなく，安全コントローラ１により検出されるかご位置情報を利用して，救出運転時の最寄階へのかごの移動を行う。このように構成することで，かご位置センサ５が故障していた場合でも，最寄階へかごを移動させることが可能となる。また，安全コントローラ１により検出されるかご位置は，かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７によって検出される，昇降路内におけるかご位置となっている。このため，位置検出センサ５では非連続的にドアゾーンの位置が検出されるだけであったのに対し，かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７は連続的に昇降路内のかご位置を検出するので，最寄階までの距離を算出することが可能となっている。このため，このかごの位置・速度・加速度を検出するための手段７によって算出した最寄階までの距離情報を，かご内に備え付けられる図示しない出力装置からかご内にいる乗客にアナウンスすることで，いつ到着するか分からない乗客の不安感を低減することができる。更には，かごの速度も検出可能であるため，予想到着時刻を報知することも可能である。

以上によれば，安全コントローラ１より位置検出情報７０をエレベーターコントローラ１００に送信する構成を追加することにより，位置検出センサ５が故障していたとしても，位置検出情報７０を利用して最寄階へかごを移動させることが可能となる。また，位置検出情報７０を利用して算出される最寄階までの距離情報及び到着予想時刻をかご内にいる乗客へ連絡することで，その不安感を低減することが可能となる。

１ 安全コントローラ
３ 救出運転制御部
４ 秤センサ
５ 位置センサ
７ かごの位置・速度・加速度を検出するための手段
８ 救出運転開始指令

Claims (5)

1. エレベーターの運転を制御するエレベーターコントローラと、前記エレベーターコントローラとは独立した安全コントローラと、前記エレベーターのかごを駆動させる電動機と、前記エレベータのかごの駆動を抑制するブレーキと、を有するエレベーターであって、
   前記エレベーターコントローラはエレベーター制御部と救出運転制御部を有し、
   前記救出運転制御部は、前記安全コントローラに救出運転開始指令を出す救出運転開始指令出力処理部と、前記ブレーキにブレーキ作動指令を出力する救出運転出力処理部と、を備え、
   前記安全コントローラは、かごの速度超過を検出した場合前記救出運転制御部とは独立して前記ブレーキを作動させる過速判定処理部を備え、
   前記過速判定処理部は前記救出運転制御部からの救出運転開始指令の受領の有無に応じて前記かごの速度超過として検出する閾値を変更するエレベータ。
2. 請求項１記載のエレベータであって、
   ドアゾーン検出センサをさらに備え、
   前記救出運転制御部はかご内の乗車割合とブレーキの解放時間の対応情報が記憶される記憶媒体をさらに備え、
   前記救出運転制御部は、前記かご内の乗車割合とブレーキの解放時間の対応情報に基づいて、前記ブレーキに前記ブレーキ作動指令を出力し、
   前記ドアゾーン検出センサが前記かごがドアゾーン内にいることを検知した場合、
   前記救出運転制御部はかごが停止するように前記ブレーキに前記ブレーキ作動指令を出力する、
   ことを特徴とするエレベータ。
3. 請求項１記載のエレベータであって、
   前記かごの位置を検出するエンコーダを更に備え、
   前記安全コントローラは，前記エンコーダにより検出されるかご位置情報を前記エレベーターコントローラに出力し，前記エレベーターコントローラは，前記かご位置情報によって前記ブレーキ作動指令を出力する、ことを特徴とする請求項１に記載のエレベーター。
4. 請求項３記載のエレベータであって、
   前記かご内に出力装置を備え、
   前記エレベータコントローラは、
   前記エンコーダにより検出されるかご位置情報から最寄階までの距離情報を算出し、
   前記出力装置からかご内に前記最寄階までの距離情報を出力させる、ことを特徴とする請求項３に記載のエレベーター。
5. 請求項３記載のエレベータであって、
   前記エンコーダはガバナに取り付けられる、
   請求項３に記載のエレベーター。