JP2019001649A - エレベータ装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダ方式に影響されずにエンコーダの故障を検出し得るエレベータ装置及びその制御方法を提案する。【解決手段】乗りかごの位置を制御するエレベータ装置において、乗りかごの移動に関連して回転する回転軸の回転を検出するエンコーダと、乗りかごの停車状態を維持するブレーキ装置と、エンコーダの動作の異常の予兆を検出する昇降制御装置とを備え、昇降制御装置は、ブレーキ装置が乗りかごの停車を維持した後から所定時間の間にエンコーダによってカウントされたエンコーダパルス数を取得し、エンコーダパルス数が予め設定された閾値よりも大きい場合、エンコーダの動作に異常の予兆があらわれていると判断するようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、エレベータ装置及びその制御方法に関し、例えば、軸直結式のエンコーダを使用したエレベータ装置に適用して好適なものである。

エレベータ装置には、その乗りかごの位置を検出するためにエンコーダが備えられている。乗りかごの位置検出に誤差が生じると、正しい停車位置で乗りかごを停車させることができなくなるため、エンコーダの故障は事故につながる。

このため、エレベータ装置の定期的な点検の際に、エンコーダの点検は重要な項目であり、その異常を検知する方法には、高い精度が求められるため、煩雑な作業となる。

例えば、特許文献１には、エレベータの乗りかごの移動に応じて回転する回転体に、パルスを出力するエンコーダと一体のローラを押圧して位置検出するエレベータ装置において、規定以上のパルス変動となった際に異常信号を発生させる発明が開示されている。

特開平１１−７９５８７号公報

特許文献１に記載の発明は、ローラが摩耗することで特定位置間の運行パルス数が変化することを利用して、エンコーダの異常を検出する。このため、ローラを押圧して位置検出するエンコーダを採用しているエレベータ装置に対してのみしか、特許文献１に記載の発明は適用することができないという問題がある。当然、軸に直結されたエンコーダが採用されているエレベータ装置にも適用することができない。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、エンコーダ方式に影響されずにエンコーダの故障を検出し得るエレベータ装置及びその制御方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、乗りかごの位置を制御するエレベータ装置において、乗りかごの移動に関連して回転する回転軸の回転を検出するエンコーダと、乗りかごの停車状態を維持するブレーキ装置と、エンコーダの動作の異常の予兆を検出する昇降制御装置とを備え、昇降制御装置は、ブレーキ装置が乗りかごの停車を維持した後から所定時間の間にエンコーダによってカウントされたエンコーダパルス数を取得し、エンコーダパルス数が予め設定された閾値よりも大きい場合、エンコーダの動作に異常の予兆があらわれていると判断するようにした。

また本発明においては、乗りかごの位置を制御するエレベータ装置の制御方法において、エレベータ装置は、乗りかごの移動に関連して回転する回転軸の回転を検出するエンコーダと、乗りかごの停車状態を維持するブレーキ装置と、エンコーダの動作の異常の予兆を検出する昇降制御装置とを有し、昇降制御装置が、ブレーキ装置が乗りかごの停車を維持した後から所定時間の間にエンコーダによってカウントされたエンコーダパルス数を取得する第１のステップと、昇降制御装置が、エンコーダパルス数が予め設定された閾値よりも大きい場合、エンコーダの動作に異常の予兆があらわれていると判断する第２のステップとを設けるようにした。

本発明によれば、エンコーダ方式に影響されずにエンコーダの故障を検出し得るエレベータ装置及びその制御方法を実現できる。

本実施の形態によるエレベータ装置を説明する図である。 本実施の形態による制御装置の論理ブロック図である。 本実施の形態による異常検出処理のタイムチャートである。 本実施の形態による異常検出処理のフローチャートである。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）本実施の形態によるエレベータ装置の構成
図１において、１は全体として本実施の形態によるエレベータ装置を示す。このエレベータ装置１は、巻上機２に巻き上げられた主ロープ３の一端側に乗りかご４が取り付けられると共に、主ロープ３の他端側に釣り合い錘５が取り付けられて構成される。

巻上機２は、昇降制御装置６によって制御されることで乗りかご４を昇降駆動し、任意の停車位置で乗りかご４を停車させる昇降機構である。また釣り合い錘５及び巻上機２間には、釣り合い錘５と乗りかご４との衝突を避けるためにそらせ車７が設けられている。

巻上機２は、図２に示すように、図示しない調速機（以下、これをシーブと呼ぶ）、回転軸１１、エンコーダ１２、第１のブレーキ装置１３Ａ、第２のブレーキ装置１３Ｂ（以下、これをブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂと呼ぶ）、第１のブレーキチェックスイッチ１４Ａ及び第２のブレーキチェックスイッチ１４Ｂ（以下、これをブレーキチェックスイッチ１４Ａ，１４Ｂと呼ぶ）から構成される。

回転軸１１は、シーブの動力源である図示しない電動機に直結され、かご呼びボタン８からの呼び出しに応じた乗りかご４の昇降に関連して回転する。この回転軸１１の内部には、回転軸１１の回転変位ωをパルス等のデジタル信号として出力する角位置センサであるエンコーダ１２が固定される。

ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂは、回転軸１１が回転する際にシーブから離れ、シーブの制動状態を解除する。またブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂは、昇降制御装置６からの指令によってシーブを制動することで乗りかご４の停車状態を維持する。ブレーキチェックスイッチ１４Ａ，１４Ｂは、ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂとシーブが接触しているか否かによって停車状態を維持されているか否かを確認する。

昇降制御装置６は、ＣＰＵ１５（Central Processing Unit）及びメモリ１６等の情報処理資源を備えたコンピュータ装置から構成される。ＣＰＵ１５は昇降制御装置６全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ１６は、例えば半導体記憶装置から構成され、各種プログラムや後述のブレーキ解除フラグ等の必要な情報を保持するために利用される。メモリ１６に格納された後述のブレーキ制御モジュール１７、ブレーキチェックスイッチ検出モジュール１８、パルス検出モジュール１９、及び異常検出モジュール２０等のプログラムを実行することにより、各種処理が行われる。

ところで、昇降制御装置６は、乗りかご４を昇降動作させる際にその速度をエンコーダ１２が検出するパルスにより把握しているが、乗りかご４が停車した後、ブレーキ装置１３により乗りかご４の停車状態が維持された後のパルスを把握することはなかった。

昇降制御装置６は、ブレーキ装置１３により乗りかご４の停車状態が維持された後のパルスを参照することで、乗りかご４の停車の際に、エンコーダ１２の動作チェックができると考えられる。そして昇降制御装置６は、エンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれている場合は、発報装置１０を介してエレベータ装置１の外部に設置された監視センタ等のエレベータ装置１を監視する施設に異常情報を発報することもできると考えられる。

そこで本実施の形態のエレベータ装置１では、異常検出機能が昇降制御装置６に搭載されている。実際上、本実施の形態のエレベータ装置１の場合、乗りかご４が停車した後に、昇降制御装置６は、エンコーダ１２が出力するパルス数をチェックすることでエンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれている否かを判断する。

乗りかご４が停車した後にブレーキ装置１３によって乗りかご４の制動状態を維持する際に、ブレーキ装置１３とシーブとの接触によって、巻上機２が振動することによってエンコーダ１２はパルスを出力する。この出力されるパルス数は、エンコーダ１２が正常に動作している場合と、それ以外のエンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれている場合とでは異なる。なおエンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれている場合としては、例えばエンコーダ１２が緩んでいる等のエンコーダ１２の取り付け状態に異常がある場合が挙げられる。

例えば、予め試運転時に正常に動作している場合の上述の出力されるパルス数の平均値を閾値として記録し、通常運転において乗りかご４が停車した後に、その運転における上述の出力されるパルス数とこの閾値と比較するようにする。

以上のような異常検出機能を実現するための手段として、メモリ１６には、ブレーキ制御モジュール１７、ブレーキチェックスイッチ検出モジュール１８、パルス検出モジュール１９及び異常検出モジュール２０が格納されている。

ブレーキ制御モジュール１７は、かご呼びボタン８からの呼び出しに応じて乗りかごが昇降動作を開始する際に、シーブの制動状態を解除するようにブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂを制御する。

ブレーキチェックスイッチ検出モジュール１８は、ブレーキチェックスイッチ１４Ａ，１４Ｂがシーブと接触しているか否かのブレーキ検出信号をブレーキチェックスイッチ１４Ａ，１４Ｂから取得するプログラムである。パルス検出モジュール１９は、エンコーダ１２が出力するパルスを取得するプログラムである。異常検出モジュール２０は、エンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれているか否かを判断するプログラムである。

図３に示すタイムチャートを用いて、異常検出モジュール２０が行う異常検出処理に関連する処理を説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、エレベータホールからの乗りかご４の呼び出し情報を取得すると、ブレーキ制御モジュール１７は、ブレーキ解除フラグをＯＮにすることによりブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂにシーブの制動状態を解除するようにブレーキ解除指令を出す。

なおブレーキ解除フラグにはＯＮとＯＦＦの状態がある。ブレーキ解除フラグがＯＮ状態では、ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂによるシーブの制動状態が解除される。ブレーキ解除フラグがＯＦＦ状態では、ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂによってシーブは制動状態となる。

ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂは、ブレーキ制御モジュール１７からブレーキ解除指令を受信すると、シーブから離れる。図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示すように、ブレーキチェックスイッチ１４Ａ，１４Ｂは、ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂとシーブとが離れることでブレーキＯＦＦを検出する。図３（Ｄ）に示すように、乗りかご４は、ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂによるシーブの制動状態が共に解除されると、電動機によって加速され一定速度となり昇降動作を行う。

図３（Ｅ）に示すように、パルス検出モジュール１９は、この乗りかご４の昇降動作によってエンコーダ１２が出力するパルスを取得する。パルス検出モジュール１９は、所定時間Ｔ１（例えば80ミリ秒）の間パルスを検出しない場合にブレーキ制御モジュール１７に乗りかご４が停車していることを通知する。この通知の際に、図３（Ａ）に示すように、ブレーキ制御モジュール１７は、この通知を受けると、ブレーキ解除フラグをＯＦＦにすることによりブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂにシーブを制動状態とするようにブレーキ指令を出す。

ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂは、ブレーキ制御モジュール１７からブレーキ指令を受信すると、シーブと接触する。図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示すように、ブレーキチェックスイッチ１４Ａ，１４Ｂは、ブレーキ装置１３Ａ，１３Ｂとシーブとが接触することでブレーキＯＮを検出する。

図３（Ｄ）に示すように、ブレーキチェックスイッチ検出モジュール１８は、ブレーキチェックスイッチ１４Ａ，１４Ｂが共にブレーキＯＮを検出したことを検出すると、乗りかご４が制動状態を維持していると判断し、異常検出モジュール２０に制動状態検出通知を送信する。

異常検出モジュール２０は、制動状態検出通知を受信すると、パルス検出モジュール１９から受信するパルス数をカウントする。制動状態検出通知を受信した時から所定時間Ｔ２（例えば100ミリ秒）間のパルスの検出数を取得する。なお所定時間Ｔ２は、制動を維持している状態を正確に判断するため、乗りかご４の停車を判断するための所定時間Ｔ１より長い時間としている。

図３（Ｅ）に示すように、エンコーダ１２の正常動作時には、この所定時間Ｔ２の間に、例えばパルス検出モジュール１９に検出されるパルス数は２つである。これに対して、図３（Ｆ）に示すように、エンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれている場合には、エンコーダ１２の正常動作時のパルス数よりも３つ多い５つのパルス数がパルス検出モジュール１９に出力される。

異常検出モジュール２０は、閾値と通常運転において乗りかご４の停車の際に検出されるパルス数とを比較することでエンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれているか否かを判断する。この閾値は予め設定される値で、例えば、試運転時において数回乗りかご４を運転し、所定時間Ｔ２の間に検出されるパルス数の数回分の平均値とする。

異常検出モジュール２０は、エンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれていると判断すると発報装置１０を介して監視センタにエンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれたことを発報する。

（２）異常検出処理
図４に、異常検出モジュール２０が行う異常検出処理を示す。この異常検出処理は、エレベータ装置１の通常運転中は常に所定の周期で実施されている。

まず異常検出モジュール２０は、ブレーキチェックスイッチ検出モジュール１８から制動状態検出通知を受信するか否かで、乗りかご４が制動状態を維持しているか否かを判断する（Ｓ１１）。異常検出モジュール２０は、この判断で否定結果を得ると肯定結果を得るまでステップＳ１の処理を繰り返す。

次に異常検出モジュール２０は、制動状態検出通知を受信すると、パルス検出モジュール１９から所定時間Ｔ２の間に受信するパルス数をカウントする（Ｓ１２）。

そして異常検出モジュール２０は、パルス数をカウントすると、このパルス数と予め設定された所定値とを比較してエンコーダ１２の動作に異常の予兆が表れているか否かを判断し（Ｓ１３）、この異常検出処理を終了する。

実際上、異常検出モジュール２０は、このパルス数が所定値以上の場合、エンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれていると判断して、発報装置１０を介して監視センタにエンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれたことを発報する。

これに対して、異常検出モジュール２０は、このパルス数が所定値より小さい場合、エンコーダ１２の動作に異常の予兆はないと判断し、引き続きエンコーダ１２の動作の監視を行う。

（３）本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態のエレベータ装置１では、昇降制御装置６が乗りかご停車後の制動維持状態の所定時間Ｔ２の間に検出されるパルス数を基にエンコーダ１２の動作に異常の予兆があらわれているか否かを判断する。

従って、本エレベータ装置１によれば、追加の装置が必要なく従来通りのハードウェア構成でエンコーダ方式に影響されずに、かつ、特別な点検作業が必要なく通常の運転時にエンコーダの故障を検出することができる。

（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、異常検出モジュール２０が、ブレーキチェックスイッチ検出モジュール１８から制動状態検出通知を受信した時から所定時間Ｔ２の間のパルスの検出数を参照する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、異常検出モジュール２０が、ブレーキ解除フラグがＯＦＦになったことを検出して、その検出した時から所定時間の間パルスの検出数を参照するようにしても良い。

１……エレベータ装置、２……巻上機、３……主ロープ、４……乗りかご、５……釣り合い錘、６……昇降制御装置、７……そらせ車、８……かご呼びボタン、１０……発報装置、１１……回転軸、１２……エンコーダ、１３Ａ，１３Ｂ……ブレーキ装置、１４Ａ，１４Ｂ……ブレーキチェックスイッチ、１５……ＣＰＵ、１６……メモリ、１７……ブレーキ制御モジュール、１８……ブレーキチェックスイッチ検出モジュール、１９……パルス検出モジュール、２０……異常検出モジュール。

Claims (3)

1. 乗りかごの位置を制御するエレベータ装置において、
   前記乗りかごの移動に関連して回転する回転軸の回転を検出するエンコーダと、
   前記乗りかごの停車状態を維持するブレーキ装置と、
   前記エンコーダの動作の異常の予兆を検出する昇降制御装置と
   を備え、
   前記昇降制御装置は、
   前記ブレーキ装置によって前記乗りかごの停車後から所定時間の間に前記エンコーダによってカウントされたエンコーダパルス数を取得し、前記エンコーダパルス数が予め設定された閾値よりも大きい場合、前記エンコーダの動作に前記異常の予兆があらわれていると判断する
   ことを特徴とするエレベータ装置。
2. 発報装置をさらに備え、
   前記発報装置は、前記エレベータ装置の外部に前記異常の予兆を発報する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ装置。
3. 乗りかごの位置を制御するエレベータ装置の制御方法において、
   前記エレベータ装置は、
   前記乗りかごの移動に関連して回転する回転軸の回転を検出するエンコーダと、
   前記乗りかごの停車状態を維持するブレーキ装置と、
   前記エンコーダの動作の異常の予兆を検出する昇降制御装置と
   を有し、
   前記昇降制御装置が、前記ブレーキ装置によって前記乗りかごの停車後から所定時間の間に前記エンコーダによってカウントされたエンコーダパルス数を取得する第１のステップと、
   前記昇降制御装置が、前記エンコーダパルス数が予め設定された閾値よりも大きい場合、前記エンコーダの動作に前記異常の予兆があらわれていると判断する第２のステップと
   を備えることを特徴とするエレベータ装置の制御方法。

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