JP5327867B2

JP5327867B2 - エレベータの安全制御装置

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Publication number: JP5327867B2
Application number: JP2009217680A
Authority: JP
Inventors: 宗則曽我
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: JP2011063419A; CN102020156B; CN102020156A

Description

本発明は、エレベータの安全制御装置に関するものである。

近年、エレベータの運転制御とは独立した方法で、かご室のドアが開いた状態でかごが走行する戸開走行の監視を行い、係る異常を検出した場合はエレベータの制御回路を遮断して停止を保持することが安全基準で義務付けられている。

しかしながら、戸開走行という異常を検出した際、エレベータの制御回路を遮断する安全回路において、常開接点が溶着している場合には回路遮断ができなくなるため、常開接点の溶着監視が実施されている。

上記した接点の溶着は回路遮断時にしか検出できないため、エレベータの異常走行を検出した際の回路遮断時に検出する方法が一般的である。

しかし、常開接点は、異常を検出するまでは長期間閉じた状態で待機しているため、エレベータの異常走行を検出時に溶着が発生している場合には、回路遮断を行う常開接点が無くなり、エレベータの停止が不可能となる。

この課題に対し、複数の接点が同時に溶着することは殆どありえないとして、複数の接点を直列に接続して制御回路を遮断する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

国際公開ＷＯ２００５−０８２７６５号公報

しかし、複数の接点を直列に接続して制御回路を遮断する手法では、最初に動作する接点が遮断負荷を全て負担する。そのため、回路遮断手段の個体差によっては、一方の接点のみの消耗が進んでいき、接点の溶着発生頻度の面では、複数の接点を直列に接続して制御回路を遮断する複数接続効果の確実性は保障し難い可能性がある。

そこで、本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、異常検出によるエレベータ制御回路遮断前に、定期的に回路を遮断することにより事前に接点溶着検出を行い、かつ複数ある接点の回路遮断に対する信頼性を向上させることができるエレベータの安全制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、エレベータの運転制御を行うエレベータ制御回路からエレベータの状態監視に必要な信号を入力する入力部と、この入力部からの入力信号によって戸開走行を含むエレベータの異常状態を判定する監視部と、前記入力部からの入力信号によって乗りかごの速度と移動方向を演算する速度演算部と、前記監視部の判定結果によってエレベータ制御回路の遮断要否を決定する出力部とを有し、エレベータの運転制御と独立して戸開走行を監視する戸開走行防止装置と、前記出力部の指令により前記エレベータ制御回路を遮断する複数の回路遮断手段とを備え、前記監視部が戸開走行を含むエレベータの異常を検出した場合あるいは前記速度演算部が乗りかごの停止を検出した場合に、前記出力部は前記複数の回路遮断手段の一つに遮断指令を出力し、一定時間後に別の回路遮断手段に遮断指令を出力していくとともに、次回遮断時には最初に遮断指令を出力する回路遮断手段を前回とは切り替えることを特徴とするエレベータの安全制御装置が提供される。

また、本発明の一態様に係るエレベータの安全制御装置は、前記監視部が前記回路遮断手段の正常状態を検出した場合に、前記出力部は前記複数の回路遮断手段の一つに投入指令を出力し、一定時間後に次の回路遮断手段に投入指令を出力していくとともに、次回投入時には最初に投入指令を出力する回路遮断手段を前回とは切り替えることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るエレベータの安全制御装置は、前記回路遮断手段は常開接点を有し、一つの前記回路遮断手段の常開接点が前記エレベータ制御回路に直列に接続され、さらに別の前記回路遮断手段の常開接点が並列に接続され、前記出力部は、乗りかごが停止したときの移動方向によって並列に接続された前記回路遮断手段への遮断指令を切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、エレベータの安全制御回路の接点溶着検出を事前に行い、接点の回路遮断に対する信頼性を向上させることが出来る。

本実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。接点溶着検出を行う基本的な流れを示すフローチャートである。回路遮断手段における遮断処理の流れを示すフローチャートである。回路遮断手段における溶着監視処理の流れを示すフローチャートである。変形例における溶着監視処理の流れを示すフローチャートである。第２の実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。第２の実施形態に係る回路遮断手段５の遮断処理の流れを示すフローチャートである。第３の実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。第３の実施形態に係るエレベータの安全制御装置において接点溶着検出を行う基本的な流れを示すフローチャートである。第４の実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。第４の実施形態に係るエレベータの安全制御装置において接点溶着検出を行う基本的な流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、エレベータの安全制御装置は、大別すると、エレベータ制御装置と独立して戸開走行やエレベータの異常を監視する戸開走行防止装置４と、エレベータ制御回路の遮断を行う回路遮断手段５から構成され、エレベータのかごを動かすための電動機１と、電動機１を停止させる制動装置２と、電動機１の電流制御を行う電力変換器（インバータ）３とに接続している。

戸開走行防止装置４は、入力部４ａ、監視部４ｂ、出力部４ｃおよび速度演算部４ｄを有している。入力部４ａは、エレベータの状態監視に必要な信号として、例えばドアの開閉状況、かご位置が着床階かどうか等を入力するものである。監視部４ｂは、入力部４ａから入力した信号により、戸開走行を含むエレベータの異常状態を監視するものである。監視部４ｂは、物理的に電気回路を組んで構成しても良く、或いは監視プログラムをインストールしたＣＰＵを監視部４ｂ内に実装させても良い。出力部４ｃは、監視部４ｂで監視したエレベータ状態に対してエレベータ制御回路（図示しない）の遮断要否を決定するものである。速度演算部４ｄは、入力部４ａからのパルス信号によって乗りかごの移動方向と速度を演算するものである。

回路遮断手段５は、出力部４ｃの指令によりエレベータ制御回路の遮断を行うもので、例えば、リレー回路として構成することが好適で、複数個、同じものが配設されている。各回路遮断手段５には、特定するための固有の番号が付与されている。

各回路遮断手段５は、一対の常開接点５ａと常閉接点５ｂを備えており、常開接点５ａが溶着した場合は常閉接点５ｂがオフ状態となる機能を持つ。常開接点５ａは、エレベータ制御回路に直列に接続され、常閉接点５ｂは、入力部４ａに入力される。なお、常開接点５ａにて遮断されるエレベータ制御回路は、例えば、エレベータを駆動する電動機１の電源回路や、電動機１を制動させる制動装置２の電源回路である。

電動機１の近傍には、乗りかご（図示しない）と連動して動作するとともに、電動機１の回転速度を一定に保つ調速機６が配設されている。調速機６の機械的な回転変位は、エンコーダ７によって電気的なパルスとして出力される。エンコーダ７からの出力は、戸開走行防止装置４の入力部４ａに取り込まれる。

上記したように構成された制御装置において、戸開走行防止装置４の入力部４ａの信号状態により、監視部４ｂがエレベータの状態を監視する。監視部４ｂがエレベータの異常を検出した場合および速度演算部４ｄが入力部４ａのパルス信号状態から乗りかごの停止を検出した場合、出力部４ｃは、まず、複数ある回路遮断手段５の一つに遮断指令を出力する。最初の遮断指令の出力後、一定時間ごとに順次、別の回路遮断手段５に遮断指令を出力していく。ここで、一定時間は例えば１０ｍｓとし、回路遮断手段５の動作時間を含めて、異常検出してからエレベータ停止までの制御遅れの範囲内の時間とするのが好適である。そして、次回の遮断時には、最初に出力部４ｃから遮断指令を出力される回路遮断手段５を切替えて、特定の回路遮断手段５に負荷が偏らないようにする。

図２は、定期的に回路を遮断することにより事前に接点溶着検出を行う基本的な流れを示すフローチャートである。図２に示すように、まず、監視部４ｂが遮断指令を出力して、回路遮断手段５を遮断（ステップＳＴ２１）した後、常開接点５ａの溶着監視を行う（ステップＳＴ２２）。

次に、図３は、回路遮断手段５における遮断処理の流れを示すフローチャートである。まず、戸開走行防止装置４内の監視部４ｂがエレベータの状態を監視し、速度演算部４ｄが入力部４ａのパルス信号状態により、異常検出あるいは乗りかごの停止を監視する（ステップＳＴ３１）。

乗りかごが正常状態で走行中（ステップＳＴ３１においてＮｏの判定の場合）であれば、出力部４ｃは、全ての回路遮断手段５にオン指令を出力し（ステップＳＴ３２）、エレベータ走行を継続させる。

一方、戸開走行などのエレベータの異常あるいは乗りかごの停止を検出した場合（ステップＳＴ３１においてＹｅｓの判定の場合）、出力部４ｃは、前回の遮断時に最初に遮断指令を出力した回路遮断手段５を特定する固有の番号を遮断値として読み込む（ステップＳＴ３３）。初期段階では、最初に遮断指令を出力する回路遮断手段５は任意に定めることができる。例えば、それぞれＡ，Ｂと固有の番号が付与された回路遮断手段５で構成し、前回に遮断指令を出力した回路遮断手段５の固有の番号がＢであるとき、出力部４ｃはＢからＡに切替えて回路遮断手段Ａのみに回路遮断指令オフを出力する（ステップＳＴ３４）。出力後、固有の番号Ａを遮断値として書き込む（ステップＳＴ３５）。次いで、回路遮断手段Ａへの指令出力から、一定時間経過しているか否かを判定する(ステップＳＴ３６）。一定時間経過していなければ、一定時間経過するまで待機し、一定時間経過後、回路遮断手段Ｂに対して回路遮断指令オフを出力する（ステップＳＴ３７）。ここで、一定時間とは、例えば１０ｍｓとし、常開接点５ａを投入する際のバウンス状態が落ち着くのに十分な時間とするのが好適である。

次に、図４は、回路遮断手段５における溶着監視処理の流れを示すフローチャートである。まず、回路遮断手段５がオフ状態となることにより、監視部４ｂが回路遮断手段５の常閉接点５ｂの状態がオフか否かを監視する（ステップＳＴ４１）。常閉接点５ｂがオフ状態であれば（ステップＳＴ４１においてＹｅｓの判定の場合）、監視部４ｂは回路遮断手段５を溶着による異常と判断し（ステップＳＴ４２）、エレベータ停止を保持するため回路遮断手段５のオフ指令を継続する（ステップＳＴ４３）。

一方、常閉接点５ｂがオン状態であれば（ステップＳＴ４１においてＮｏの判定の場合）、監視部４ｂは回路遮断手段５を正常と判断し（ステップＳＴ４４）、全ての回路遮断手段５にオン指令を出力して、エレベータ走行可能状態とする（ステップＳＴ４５）。

第１の実施形態によれば、エレベータの停止時を利用して回路遮断手段を遮断することにより、異常検出による回路遮断の前に事前に接点の溶着を検出することが可能となる。そのため、異常検出時であるにもかかわらず、接点溶着によるエレベータの停止不能という状況になるのを防ぐことが出来る。また、複数の接点の遮断タイミングに時間差を設けることにより遮断負荷を負担する接点を特定し、さらに遮断負荷を負担する接点を切り替えていくことで接点の消耗度を均等に配分することができる。そのため、接続した接点数に応じた寿命を確実に確保することができ、用品交換のコストを抑えることができる。

（変形例）
上記した第１の実施形態において、監視部４ｂが回路遮断手段５の溶着監視を実行し、回路遮断手段５の正常状態を検出した場合に、出力部４ｃは複数の回路遮断手段５の一つに投入指令を出力し、所定時間後に次の回路遮断手段５に投入指令を出力していくとともに、次回投入時には最初に投入指令を出力する回路遮断手段５を切り替えるようにすることもできる。

図５は、変形例における溶着監視処理の流れを示すフローチャートである。

まず、回路遮断手段５がオフ状態となることにより、監視部４ｂが回路遮断手段５の常閉接点５ｂの状態がオフか否かを監視する（ステップＳＴ５１）。

常閉接点５ｂがオフ状態であれば（ステップＳＴ５１においてＹｅｓの判定の場合）、回路遮断手段５を溶着により異常であると判断し（ステップＳＴ５２）、エレベータ停止を保持するため回路遮断手段５のオフ指令を継続する（ステップＳＴ５３）。

一方、常閉接点５ｂがオン状態であれば（ステップＳＴ５１においてＮｏの判定の場合）、回路遮断手段５を正常と判断し（ステップＳＴ５４）、エレベータ走行可能状態とするため、出力部４ｃは前回投入時に最初に投入指令を出力した回路遮断手段５の固有の番号を投入値として読み込む（ステップＳＴ５５）。例えば、それぞれＡ，Ｂと固有の番号が付与された回路遮断手段５で構成し、前回に遮断指令を出力した回路遮断手段５の固有の番号がＢであるとき、出力部４ｃはＢからＡに切替えて回路遮断手段Ａのみに投入指令オンを出力する（ステップＳＴ５６）。出力後、固有の番号Ａの値を投入値として書き込む（ステップＳＴ５７）。次いで、回路遮断手段Ａへの指令出力から、一定時間経過しているか否かを判定する（ステップＳＴ５８）。一定時間経過していなければ（ステップＳＴ５８においてＮｏの場合）、一定時間経過するまで待機し、回路遮断手段Ａへの指令出力から一定時間経過後（ステップＳＴ５８においてＹｅｓの場合）、回路遮断手段Ｂへ投入指令オンを出力する（ステップＳＴ５９）。ここで、一定時間とは、例えば１０ｍｓとし、常開接点５ａを投入する際のバウンス状態が落ち着くのに十分な時間とするのが好適である。

変形例に係る実施形態よれば、監視部４ｂによる接点の溶着監視完了後の接点投入時においても、投入タイミングに時間差を設けることで接触負荷を負担する接点を特定することができ、さらに接触負荷を背負う接点を切り替えていくことで接点の消耗度を均等に配分することができる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。図６に示すように、第１の実施形態と異なり、エレベータ制御回路に直列に接続された常開接点５ａについて、さらに接点を並列に接続して構成している。

このように構成された制御装置において、直列に接続された回路遮断手段５の常開接点５ａに対し、さら別の回路遮断手段５の常開接点５ａが並列に接続されている。速度演算部４ｄは、入力部４ａからのパルス信号によって乗りかごの移動方向と速度を演算する。出力部４ｃが乗りかごの停止を検出した場合に、出力部４ｃは停止したときの移動方向によって並列に接続された回路遮断手段５への遮断指令を切替えていく。

図７は、第２の実施形態に係る回路遮断手段５の遮断処理の流れを示すフローチャートである。

まず、監視部４ｂが遮断指令を出力後、速度演算部４ｄが乗りかごの移動方向がＵＰ走行か否かを判定する（ステップＳＴ７１）。ＵＰ走行でなければ、乗りかごの移動方向がＤＮ走行か否かを判定する（ステップＳＴ７２）。ＤＮ走行でない場合には、ステップＳＴ７１に戻り、ＤＮ走行である場合には、乗りかごの停止か否かを判定する（ステップＳＴ７３）。速度演算部４ｄが乗りかごの停止を検出した場合には、出力部４ｃは回路遮断手段５の片側ＣとＤを遮断するため、前回の遮断値Ｄを読み込む（ステップＳＴ７４）。次いで、遮断指令オフを回路遮断手段Ｃに切替えて出力する（ステップＳＴ７５）。出力後、遮断値Ｃの値を書き込む（ステップＳＴ７６）。次いで、一定時間経過したか否か判定する（ステップＳＴ７７）。一定時間経過していなければ待機し、一定時間経過後、回路遮断手段５の片側Ｄへ遮断指令オフを出力する（ステップＳＴ７８）。

一方、ステップＳＴ７１においてＵＰ走行と判定した場合には、乗りかごの停止か否かを判定する（ステップＳＴ７９）。乗りかごの停止を検出しない場合にはステップＳＴ７１に戻り、乗りかごの停止を検出した場合に、出力部４ｃは並列接続している回路遮断手段５の片側、例えば、ここではＡとＢを遮断するため、前回遮断値Ｂを読み込む（ステップＳＴ７１０）。次いで、遮断指令オフを回路遮断手段５の片側Ａに切替えて出力する（ステップＳＴ７１１）。出力後、遮断値Ａの値を書き込む（ステップＳＴ７１２）。次いで、一定時間経過したか否か判定する（ステップＳＴ７１３）。一定時間経過していなければ待機し、一定時間経過後、回路遮断手段５の片側Ｂへ遮断指令オフを出力する（ステップＳＴ７１４）。

第２の実施形態によれば、並列接続した片側の接点を閉じた状態にすることで制御回路の通電遮断されないため、エレベータサービスを停止せずに溶着監視を行うことができる。また、方向別に遮断する接点を切り替えることで全ての接点の溶着を監視することができる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。図８に示すように、第１および第２の実施形態と異なり、エレベータの運転を制御するエレベータ運転制御装置８が配設され、エレベータ運転制御装置８から戸開走行防止装置４の入力部４ａに、回路遮断手段５の遮断指令信号を入力している。

このように構成された制御装置においては、エレベータ運転制御装置８から戸開走行防止装置４の入力部４ａに指令信号を与え、出力部４ｃは入力部４ａから指令信号を受け取ることによって回路遮断手段５に遮断指令を出力する。

図９は、第３の実施形態に係るエレベータ制御装置において接点溶着検出を行う基本的な流れを示すフローチャートである。

戸開走行防止装置４は、エレベータ運転制御装置８からの遮断指令信号の有無を判定する（ステップＳＴ９１）。遮断指令信号を受け取った場合には、回路遮断手段５に遮断指令を出力する（ステップＳＴ９２）。その後、常開接点５ａの溶着監視を実行する（ステップＳＴ９３）。

第３の実施形態によれば、エレベータ運転制御と独立した戸開走行防止装置４にエレベータの運転状況を把握しているエレベータ運転制御装置８から遮断指令を送ることにより、エレベータ運転状況に合わせた適切なタイミングで回路遮断手段５を遮断して接点の溶着を監視することができる。

（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態に係るエレベータの安全制御装置の構成を示す概略構成図である。

図１０に示すように、第１乃至第３の実施形態と異なり、戸開走行防止装置４内部で自己カウントする計時部４ｅを備えている。計時部４ｅは、エレベータ運転制御装置８からの指令信号の入力をトリガとしてカウントを開始し、再び指令信号が入力されることによりカウントをリセットしていく。

このように構成された制御装置においては、エレベータ運転制御装置８が戸開走行防止装置４の入力部４ａに指令信号を与えることにより計時部４ｅがカウントを開始し、予め決められた所定時間内に再び指令信号の入力がされない場合に、出力部４ｃは回路遮断手段５に遮断指令を出力する。所定時間は例えば２４時間とし、常開接点５ａの溶着監視を実行しなければならない最大時間とするのが好適である。

図１１は、第４の実施形態に係るエレベータ制御装置において接点溶着検出を行う基本的な流れを示すフローチャートである。戸開走行防止装置４は、エレベータ運転制御装置８からの遮断指令信号の有無を判定する（ステップＳＴ１１１）。計時部４ｅはエレベータ運転制御装置８からの指令信号が無い状態で、一定時間、例えば２４時間の経過を判定する（ステップＳＴ１１２）。指令信号が無く、かつカウント値が２４時間経過していなければカウントアップし（ステップＳＴ１１４）、ステップＳＴ１１１に戻る。

遮断指令信号を受け取った場合には、計時部４ｅはカウント値をリセットする（ステップＳＴ１１３）。また、エレベータ運転制御装置８からの指令信号が無い状態が一定時間、例えば２４時間を超えた場合、すなわち計時部４ｅのカウント値が２４時間を超えた場合にも、計時部４ｅはカウント値をリセットする（ステップＳＴ１１３）。

次いで、カウント値をリセット後、回路遮断手段５に遮断指令を出力する（ステップＳＴ１１５）。その後、常開接点５ａの溶着監視を実行する（ステップＳＴ１１６）。

第４の実施形態によれば、エレベータ運転制御装置の信号や戸開走行防止装置の入力部に故障が発生した場合においても、戸開走行防止装置の自己タイマにより自動的に回路遮断手段を遮断して溶着を監視することができる。

なお、本発明は上記の実施形態の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、上記の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、実施形態に示された全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…電動機
２…制動装置
３…電力変換器
４…戸開走行防止装置
４ａ…入力部
４ｂ…監視部
４ｃ…出力部
４ｄ…速度演算部
４ｅ…計時部
５…回路遮断手段
５ａ…常開接点
５ｂ…常閉接点
６…調速機
７…エンコーダ
８…エレベータ運転制御装置

Claims

エレベータの運転制御を行うエレベータ制御回路からエレベータの状態監視に必要な信号を入力する入力部と、この入力部からの入力信号によって戸開走行を含むエレベータの異常状態を判定する監視部と、前記入力部からの入力信号によって乗りかごの速度と移動方向を演算する速度演算部と、前記監視部の判定結果によってエレベータ制御回路の遮断要否を決定する出力部とを有し、エレベータの運転制御と独立して戸開走行を監視する戸開走行防止装置と、
前記出力部の指令により前記エレベータ制御回路を遮断する複数の回路遮断手段とを備え、
前記監視部が戸開走行を含むエレベータの異常を検出した場合あるいは前記速度演算部が乗りかごの停止を検出した場合に、前記出力部は前記複数の回路遮断手段の一つに遮断指令を出力し、一定時間後に別の回路遮断手段に遮断指令を出力していくとともに、次回遮断時には最初に遮断指令を出力する回路遮断手段を前回とは切り替えることを特徴とするエレベータの安全制御装置。
前記監視部が前記回路遮断手段の正常状態を検出した場合に、前記出力部は前記複数の回路遮断手段の一つに投入指令を出力し、一定時間後に次の回路遮断手段に投入指令を出力していくとともに、次回投入時には最初に投入指令を出力する回路遮断手段を前回とは切り替えることを特徴とする請求項１記載のエレベータの安全制御装置。
前記一定時間は、前記回路遮断手段の動作時間を含めて、異常検出してからエレベータ停止までの制御遅れの範囲内の時間に設定することを特徴とする請求項１または２記載のエレベータの安全制御装置。
前記回路遮断手段は常開接点を有し、一つの前記回路遮断手段の常開接点が前記エレベータ制御回路に直列に接続され、さらに別の前記回路遮断手段の常開接点が並列に接続され、前記出力部は、乗りかごが停止したときの移動方向によって並列に接続された前記回路遮断手段への遮断指令を切り替えることを特徴とする請求項１記載のエレベータの安全制御装置。
エレベータの運転を制御するエレベータ運転制御装置を備え、前記入力部に前記エレベータ運転制御装置からの指令信号が入力され、前記出力部は前記入力部からの信号状態によって前記回路遮断手段に遮断指令を出力することを特徴とする請求項４記載のエレベータの安全制御装置。
前記戸開走行防止装置は、前記エレベータ運転制御装置からの指令信号の入力をトリガとしてカウントを開始し、再び指令信号が入力されることによりカウントをリセットする計時部を備え、一定時間内に指令信号の入力がされない場合に、前記出力部は前記回路遮断手段に遮断指令を出力することを特徴とする請求項５記載のエレベータの安全制御装置。
前記一定時間は、２４時間に設定することを特徴とする請求項６記載のエレベータの安全制御装置。