JP5468127B2 - エレベータ安全システム、および安全システムを備えるエレベータ - Google Patents

Description

本発明は一般にエレベータ用の電子式過加速度・過速度防止システムに関する。

エレベータは、エレベータ部品の破損や他の作動不能状態に応答してエレベータが過度の速度で走行するのを防止する安全システムを備えている。従来のエレベータ安全システムは、一般に調速機と呼ばれる機械式速度検出装置と、エレベータかご枠に取り付けられ、エレベータガイドレールを選択的に把持する安全装置または締付け機械装置とを備える。昇降ロープの破断や他のエレベータ作動部品の故障によりエレベータかごが過度の速度で走行した場合、調速機が安全装置を起動させてかごを減速させるか停止させる。

安全装置は、調速機ロープと共に移動するように取り付けられたブレーキパッドと、エレベータかごと共に移動するように取り付けられたブレーキハウジングとを備える。ブレーキハウジングは、楔状であり、ブレーキパッドがブレーキハウジングとは反対の方向に移動するにつれてガイドレールと摩擦接触するようになっている。最終的には、ブレーキパッドがガイドレールとブレーキハウジングとの間で締め付けられてエレベータかごとガイドレールとが相対的に移動しなくなる。安全システムをリセットするには、ブレーキハウジング（すなわちエレベータかご）を上方に移動させる必要があり、それと同時に調速機ロープを解放する。

国際公開第２００５／０６１３６２号

この従来の安全システムに伴う不利益の１つは、調速機シーブ、張力シーブ、調速機ロープを含め、調速機を設置するのに非常に時間がかかることである。別の不利益は、システムを有効に作動させるのにかなり多くの部材が必要になることである。調速機シーブアッセンブリ、調速機ロープ、張力シーブアッセンブリは、費用がかかり、また、昇降路、ピット、機械室内でかなりの場所を占める。また、調速機ロープおよびシーブアッセンブリの作動によって、望ましくないかなりの大きさの騒音が発生する。さらに、部材および可動部品の数が多いので保守費用が増大する。最後に、調速機および安全装置を手動でリセットするのは、不便な上に時間と費用がかかることがある。これらの不利益によって、最新の高速エレベータはますます甚大な影響を受けている。

エレベータ安全システムは、速度検出器、加速度検出器、機械式安全装置、電磁式トリガ、および制御装置を備える。速度検出器は、例えばかごまたはつり合いおもりを含むエレベータシステム部分の速度を監視する。加速度検出器は、エレベータシステム部分の加速度を検出する。安全装置は、エレベータシステム部分に接続され、電磁式トリガは、安全装置に接続される。制御装置は、速度検出器が過速度状態を信号で伝えるか、加速度検出器が過加速度状態を信号で伝えると、安全装置を起動させるようにトリガを解放する。制御装置はまた自動的にトリガをリセットする。

機械式調速機を使用する従来技術のエレベータシステムの概略図。 電子式過速度・過加速度防止システムを備える、本発明によるエレベータシステムの概略図。 図２に示される電子式過速度・過加速度防止システムに適したタコメータの概略図。 図２に示される電子式過速度・過加速度防止システムに適したタコメータの概略図。 図２に示される電子式過速度・過加速度防止システムに適したタコメータの概略図。 エレベータシステムに使用される電磁式安全トリガの概略図。 エレベータシステムに使用される電磁式安全トリガの概略図。 エレベータかごに取り付けられた電磁式安全トリガの一具体化を示す切り欠き平面図。 本発明による、エレベータシステム部分の過加速度・過速度状態を検出・処理する方法の流れ図。 エレベータ部分のフィルタリングされた速度と最初に過速度状態を信号で伝える閾速度との差の関数としてプロットされた過速度継続時間のグラフ。

図１は、従来技術のエレベータシステム１０を示しており、エレベータシステム１０は、ケーブル１２、かご枠１４、かご１６、ローラガイド１８、ガイドレール２０、調速機２２、安全装置２４、リンク装置２６、レバー２８、およびリフトロッド３０を備える。調速機２２は、調速機シーブ３２、ロープループ３４、および張力シーブ３６を備える。ケーブル１２は、昇降路内のかご枠１４およびつり合いおもり（図１では図示せず）に接続される。かご１６は、かご枠１４に取り付けられており、一般に昇降路の頂部にある機械室内に配置されたエレベータ駆動装置（図示せず）によってケーブル１２を介してかご枠１４に伝達される力によって昇降路内を昇降する。ローラガイド１８は、かご枠１４に取り付けられており、かご枠１４およびかご１６をガイドレール２０に沿って昇降路内を昇降するように案内する。調速機シーブ３２は、昇降路の上端部に取り付けられる。ロープループ３４は、調速機シーブ３２に部分的に巻き付けられ、張力シーブ３６（本実施例では昇降路の下端部に配置されている）に部分的に巻き付けられている。ロープループ３４はまた、レバー２８においてエレベータかご１６に接続されており、調速機シーブ３２の角速度がエレベータかご１６の速度に直接関係するのを保証する。

図１に示されるエレベータシステム１０では、エレベータかご１６が昇降路内を走行している間に設定速度を超えると、調速機２２、機械室内に配置された電気機械式ブレーキ（図示せず）、および安全装置２４が、エレベータかご１６を停止させるように作動する。かご１６が過速度状態に到達すると、調速機２２が最初に作動してスイッチを起動させ、次いでエレベータ駆動装置への電力を遮断し、ブレーキを作動させて駆動シーブの動きを止め、それによって、かご１６の動きを止める。しかしながら、ケーブル１２が破損したり、それ以外にブレーキが作動せずにかご１６が自由落下状態に陥ったりすると、調速機２２が作動し、安全装置２４を作動させてかご１６の動きを止めることができる。スイッチを起動させてブレーキを作動させるのに加えて、調速機２２はまた、調速機ロープ３４を把持するクラッチ装置を解放する。調速機ロープ３４は、機械式リンク装置２６、レバー２８、およびリフトロッド３０を介して安全装置２４に接続される。ブレーキが作動せずにかご１６が降下し続ける間、調速機ロープ３４は、今や調速機２２の作動によって移動するのが防止されて、作動レバー２８を引っ張る。作動レバー２８は、リフトロッド３０に接続されたリンク装置２６を動かすことによって安全装置２４を「設定」するが、リフトロッド３０によって安全装置２４がガイドレール２０に係合してかご１６を停止させる。

上述したように、機械式調速機を備える従来のエレベータ安全システムには多くの不利益がある。従って、本発明の実施例は、特定のかご過速度および／または過加速度状態が検出された場合に、機械室ブレーキを作動可能であるとともに、安全装置を起動させるのに最小の電力条件および小さいヒステリシスで電磁式安全トリガを解放可能である電子システムを含む。電磁式トリガは、自動的にリセット可能であり、また、リセット処理中に安全装置を起動させるように解放可能である。過速度・過加速度検出・処理システムは、応答時間を短縮するように、また乗客がエレベータかご内で飛び跳ねるなどの乗客の安全に無関係な状態によって引き起こされる誤ったトリガの発生を低減するように構成される。

エレベータ過加速度・過速度防止システム
図２は、本発明によるエレベータシステム４０の概略図であり、エレベータシステム４０は、かご１６、速度検出器４２、加速度検出器４４、電磁式安全トリガ４６、および制御装置４８を備える。速度検出器４２は、エレベータシステム４０の作動中にかご１６が昇降路内を走行している間にかご１６の速度を測定するように、また制御装置４８と電気的に通信するように構成された電気機械式装置である。例えば、速度検出器４２は、発電機とも呼ばれるタコメータとすることができる。一般的に言えば、タコメータは回転部材の速度を例えば毎分回転数（ＲＰＭ）で測定する装置である。本発明の実施例では、タコメータは、機械的回転を電気的に測定するか、または機械的測定値を制御装置４８の理解用に電気信号に変換することになる。

加速度検出器４４は、かご１６の加速度を測定するように構成された電子装置とすることができる。加速度検出器４４は例えば、加速度計とすることができる。使用可能な加速度計の種類の１つは、基準質量（地震質量としても既知である）を有する片持ちビームから通常構成される微小電気機械式システム（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）（ＭＥＭＳ）である。加速度の影響下で基準質量はその中立位置から偏倚する。基準質量の偏倚は、アナログまたはデジタル方法で測定可能である。例えば、一組の固定ビームと、基準質量に取り付けられた一組のビームとの間の静電容量の変化が測定可能である。

制御装置４８は例えば、マイクロプロセッサ４８Ａ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４８Ｂ、表示器４８Ｃ（例えば発光ダイオードとすることができる）、および安全チェーンスイッチ４８Ｄを備える回路基板とすることができる。制御装置４８は、バッテリバックアップ５２と共に電源５０によって電力が供給される。

図２に示すように、速度検出器４２、加速度検出器４４、電気機械式安全トリガ４６、および制御装置４８は全てかご１６に接続される。図２では、速度検出器４２は、かご１６の頂部に取り付けられており、加速度検出器４４は、制御装置４８の回路基板に取り付け可能である。代替の実施例として、速度検出器４２および加速度検出器４４は、速度／加速度の測定を行なうのに適してさまざまな位置でかご１６に取り付け可能である。制御装置４８は、速度検出器４２および加速度検出器４４からの信号を受け取り、理解するように、また、電磁式安全トリガ４６を制御するように構成される。

速度検出器４２がタコメータである実施例では、タコメータは、かご１６の頂部のアイドラシーブに取り付け可能である。アイドラシーブは、かご１６の速度に関連する速度で回転することになる。従って、タコメータは、間接的にアイドラシーブが回転する速度を測定することでかごの速度を測定するように構成可能である。かごにアイドラシーブを備えていない例えば１：１ローピング配置のエレベータシステムでタコメータを使用する代替の実施例では、静止ロープがかご１６に隣接して昇降路内に吊り下げ可能であり、タコメータは、このロープに接続可能である。例えば、図３Ａ〜図３Ｃには、取り付けブラケット５６、発電機５８、駆動シーブ６０、および張力シーブ６２を備えるタコメータ５４が示される。図３Ａは、タコメータ５４の平面図である。図３Ｂ、図３Ｃは、それぞれタコメータ５４の正面立面図、側面立面図である。タコメータ５４は、取り付けブラケット５６によってかご１６に接続可能である。発電機５８、駆動シーブ６０、および張力シーブ６２は全て取り付けブラケット５６に接続される。駆動シーブ６０は、発電機５８に回転可能に接続される。昇降路内に吊り下げられた静止ロープは、昇降路の底部から延びて、張力シーブ６２の頂部に部分的に巻き付き、駆動シーブ６０の下部に巻き付き、昇降路の頂部へと延在可能である。かご１６が昇降路を昇降すると、タコメータ５４周りの静止ロープの作用で駆動シーブ６０が回転し、次いで駆動シーブ６０によって発電機５８が回転することになる。発電機の出力は、発電機が駆動される速度の関数であり、かご１６の速度を表示するように測定されることができる。なおさらなる実施例では、タコメータは、昇降路内を昇降するかご１６を案内する固定ガイドレールに係合することで駆動可能である。

制御装置４８は、速度検出器４２および加速度検出器４４から入力を受け取り、電磁式安全トリガ４６に出力を提供する。制御装置４８はまた、エレベータシステム４０の安全チェーン６４の一部を構成する安全チェーンスイッチ４８Ｄを備える。安全チェーン６４は、昇降路内に分散されるとともに機械室のエレベータ駆動装置およびブレーキに接続された一連の電気機械式装置である。

電磁式安全トリガ４６は、かご安全装置に接続されるようにかご１６に配置されており、これらのかご安全装置は、理解を容易にするために、図２には図示されていないが、図１を参照して説明した安全装置２４と同様に配置され、機能することができる。図１には、かご１６の底部に向いて配置された安全装置２４が示されており、電磁式安全トリガ４６もかご１６の底部に取り付け可能である。代替の実施例は、かごの頂部に向いて配置された安全装置および電磁式安全トリガ４６を有するエレベータシステムを含むことができる。

エレベータシステム４０の作動中に速度検出器４２および加速度検出器４４は、昇降路内を走行するかご１６の速度および加速度を検出する。制御装置４８は、速度検出器４２および加速度検出器４４から信号を受け取り、これらの情報を解釈して安全でない過速度および／または過加速度状態が発生しているかを決定する。かご１６が安全でない過速度および／または過加速度状態に陥っている場合、制御装置４８はまずエレベータシステム４０の安全チェーン６４への安全チェーンスイッチ４８Ｄを開にする。スイッチ４８Ｄを開にすることによって安全チェーン６４を切ってエレベータ駆動装置６６（通常昇降路の上端にある機械室内に配置される）への電力を遮断し、エレベータ駆動装置６６の駆動シーブにブレーキ６８を作動させまたは投下する。かご１６の動きが機械室のブレーキ６８の投下によって影響を受けない場合（例えば、かご１６に接続されたケーブル１２が破損している場合）は、過速度または過加速度状態の検出が継続し、制御装置４８は、電磁式安全トリガ４６を解放する。安全トリガ４６を解放することによって、例えば図１に示される安全装置２４を含むエレベータ安全装置が起動してかご１６を減速させるかまたは停止させる。本発明による電磁式安全トリガおよび過速度・過加速度検出・処理システムの実施例は、ここでさらに詳細に図示、説明される。

電磁式エレベータ安全トリガ
図４Ａ、図４Ｂは、安全装置７０Ａ、７０Ｂを備えるエレベータシステム内で使用される本発明による電磁式安全トリガ４６の概略図である。安全トリガ４６は、リンク７２、直動アクチュエータ７４、電磁石７６、およびばね７８を備える。図４Ａは、安全装置７０Ａ、７０Ｂを起動させるように解放されるのを待つ準備状態にあるトリガ４６を示す。図４Ｂは、安全装置７０Ａ、７０Ｂを起動させるように解放されたトリガ４６を示す。簡単にするために図４Ａ、図４Ｂでは、エレベータシステムの全ての部材を示してはいない。しかしながら上述したように一般的に言えば、トリガ４６および安全装置７０Ａ、７０Ｂの部材は、例えばかごまたはつり合いおもりを含め、トリガ４６および安全装置７０Ａ、７０Ｂの部材によって安全でない状態が保護されるエレベータシステム部分に取り付けられることになる。安全装置７０Ａ、７０Ｂは、図１に示された安全装置２４と同様の配置および構成とすることも可能であり、あるいは、トリガ４６によって機械的に起動可能で、安全でない過速度および／または過加速度状態にあるエレベータシステム部分を減速または停止させることができる。

図４Ａ、図４Ｂでは、リンク７２は、枢支点８０Ａ、８０Ｂおよび安全リフトロッド８２Ａ、８２Ｂそれぞれによって安全装置７０Ａ、７０Ｂに運動学的に接続されている。代替の実施例では、リンク７２は、リンク７２が動くと安全装置７０Ａ、７０Ｂが起動される任意の構成でより単純なあるいはより複雑な運動機構によって安全装置７０Ａ、７０Ｂに接続可能である。また、複数の電磁式安全トリガ４６をエレベータシステムで使用することも可能である。例えば、図４Ａ、図４Ｂに示されるように安全装置７０Ａ、７０Ｂ両方を１つのトリガ４６で起動させる代わりに、代替の実施例では、安全装置７０ごとにトリガ４６を備えることができる。直動アクチュエータ７４は、エレベータかご１６の１つの側面に接続される。電磁石７６は、直動アクチュエータ７４に接続され、リンク７２には磁気的に接続される。ばね７８は、リンク７２とかご１６の間に接続される。

エレベータの作動中に、電磁式安全トリガ４６は、かご１６について安全でない過速度または過加速度状態が検出された場合、安全装置７０、７０Ｂを起動させるように作動可能である。図４Ｂに図示されるように、トリガ４６は、過速度または過加速度状態が発生した場合に電磁石７６を付勢することで電磁石７６とリンク７２の磁気的接続を遮断するように構成される。電磁石７６が付勢されると、リンク７２は、電磁石７６から離れるように動いて、圧縮されたばね７８に貯蔵されたエネルギーを解放し、ばね７８を伸長させる。伸長したばね７８は次いで、リンク７２を動かしてリフトロッド８２Ａ、８２Ｂを持ち上げ、それによって安全装置７０Ａ、７０Ｂを起動させ、かごを減速または停止させる。

かご１６の安全状態が解決された後で、トリガ４６は自動的にリセット可能である。直動アクチュエータ７４は、電磁石７６を所定の位置に配置してリンク７２を把持するように、すなわち、リンク７２が安全装置７０、７０Ｂを起動させるように動いた後で磁気的接続を回復するように、延びるよう構成される。直動アクチュエータ７４は次いで、電磁石７６を後退させ、電磁石７６は、リンク７２に磁気的に接続されてばね７８を圧縮し、安全装置７０、７０Ｂを解放することができる。最後にトリガ４６は、直動アクチュエータ７４が後退する際に電磁石７６にリンク７２を解放させることでリセット作動中に安全装置７０、７０Ｂを起動させることができる。

図５は、安全リフトロッド９０に隣接してエレベータかご１６の底部に向いて取り付けられた、本発明による電磁式安全トリガ８６の一具体化を示す切り欠き平面図である。トリガ８６は、リンク９２、直動アクチュエータ９４、電磁石９６、およびコイルばね９８を備える。図５では、リンク９２の一端は、リフトロッド９０に接続される。リンク９２の反対の端は、コイルばね９８に接続され、電磁石９６には磁気的に接続される。両端の間でリンク９２は、枢支点１００においてかご８８に枢着される。直動アクチュエータ９４は、電磁石９６に接続される。コイルばね９８は、かご８８に接続される。トリガ８６は、コイルばね９８が完全に圧縮され、電磁石９６がリンク９２に接続された準備状態で示されている。

電磁石９６は、消勢状態にあるとき磁化され、付勢状態にあるとき消磁されるように構成される。従って、かご８８の通常の安全作動中は、電磁石９６は電気を継続的に供給する必要なしにリンク９２および圧縮されたコイルばね９８を保持する。安全でない過速度または過加速度状態が検出されると、トリガ８６は、リンク９２との磁気的接続を遮断するように電気信号を電磁石９６に送り、それによって、圧縮されたばね９８に貯蔵されたエネルギーを解放してばね９８を伸長させることで解放されて、リフトロッド９０に接続された安全装置を起動させることができる。伸長したばね９８は次いで、リンク９２を動かしてリフトロッド９０を動かし、それによって安全装置を起動させ、かご８８を減速または停止させる。

直動アクチュエータ９４は、駆動シャフト９４ｂに作動的に接続されたモータ９４ａを備える電気式アクチュエータである。モータ９４ａは、例えばボールねじまたはウォームねじ駆動システムを使用してモータ９４ａの回転運動をシャフト９４ｂの直線運動に変換することができる。いずれにしろ、モータ９４ａは、トリガ８６のエネルギー効率を高めるとともに複雑さを減らすように逆駆動なしとすることができる。逆駆動なしのアクチュエータは、特定の位置、例えばシャフト９４ｂの伸長または後退位置に設定可能であり、そこでアクチュエータに電気を連続的に供給せずに保持可能である。駆動シャフト９４ｂは、リセット作動時に最初電磁石９６に接続されるように、次いで安全機構をそのリセット位置に戻すように移動することになるだけである。

図５に示されるトリガ８６はコイルばね９８を使用しているとはいえ、代替の実施例は、別の機械ばねまたは他の弾性部材を備えることができる。例えば、トリガ８６は、枢支点１００でリンク９２に接続されたねじりばねを使用することができるであろう。ねじりばねは、アクチュエータ９４が後退し、電磁石９６がリンク９２に磁気的に接続されると、圧縮されて保持されるように設定できるであろう。

過加速度・過速度検出・処理システム
一般的に言えば、エレベータシステムは、暴走または自由落下状態にあるエレベータ安全装置を検出し、起動させるように設計される。暴走状態は、かごがどちらかの方向に走行して閾値最大過速度を生じながらエレベータ機械室ブレーキがかごを拘束できない場合である。自由落下状態は、エレベータが１ｇで下降している場合である。安全装置の起動は一般に、駆動システムを停止させ、機械室ブレーキを作動させることでは、エレベータかごが安全でない速度および／または加速度で走行するのが防止されないか、または防止されないと予想されることを意味する。

エレベータ規則は、安全装置がエレベータに停止力を加える必要がある最大速度を規定する。ブレーキを作動させ、駆動システムを停止させる速度設定と、安全装置を作動させる速度設定の２つの速度設定を規定する管轄権もある。

エレベータ内の乗客は、システムが過速度および／または過加速度になっていると思わせる外乱を短時間生じさせることができる。エレベータ安全装置は、これらの外乱に応答してはならない。安全でない状態を生じるのでない乗客の外乱の例としては、かご内で飛び跳ねることやかごを振動させる跳躍がある。乗客は例えば、０．４ｍ／ｓ（１．３ｆｔ／ｓ）の振幅を有する２〜４ヘルツの振動を生じさせることができる。安全装置はまた、非常ブレーキ作動時または緩衝器衝突時に誤って作動しないようにする必要がある。速度信号は通常、例えば上述したタコメータ構成を含め、ある種のトラクションエンコーダまたはトランスデューサによって得られる。これらの装置は、トラクション損失に起因する瞬時の誤読を経験する。本発明による過加速度・過速度検出・処理システムの実施例は、乗客の安全に無関係な状態によって生じる過加速度および過速度と、安全でない状態によって生じる過加速度および過速度とを区別することによりエレベータシステムの暴走および自由落下状態を検出する。実際の暴走および／または自由落下状態を検出すると、システムは機械室ブレーキを電気的に作動させ、適切な場合には、安全装置を起動させる。

過加速度・過速度検出・処理システムは、図２に関連して説明し、図示したような制御装置に信号を送るように接続され、構成された電気機械式の速度検出器および加速度検出器を備える。制御装置は、マイクロプロセッサおよび関連する回路を備えることができる。システムに含まれる１つまたは複数の速度・加速度検出・処理アルゴリズムは、埋め込みソフトウェアで実現可能であり、あるいは、マイクロプロセッサで使用されるメモリに保存することができる。実装メモリは、例えばフラッシュメモリを含むことができる。

図６は、本発明による、エレベータシステム部分（例えば、かごまたはつり合いおもり）の過加速度・過速度状態を検出し、処理する方法１２０の流れ図である。上述したように、方法１２０は、制御装置によって実行される１つまたは複数のソフトウェアまたはハードウェアをベースとするアルゴリズムとして実現可能である。方法１２０は、速度検出器から検出されたエレベータシステム部分の速度を受け取り（ステップ１２２）、また、加速度検出器から検出されたエレベータシステム部分の加速度を受け取る（ステップ１２４）ことを含む。フィルタリングされたエレベータシステム部分の速度が、検出された速度および検出された加速度の関数として計算される（ステップ１２６）。フィルタリングされた速度は、エレベータシステム部分が過速度状態に到達したかを決定するように、閾速度と比較される（ステップ１２８）。

速度検出器で測定された生の速度信号は、さまざまな誤差を受けることがあり、最も一般的なものは、速度検出器として使用される例えばタコメータのすべりである。システムに対するそのような誤差の影響を抑えるために、検出された速度は、全体の誤差が小さくなった、組み合わされた（フィルタリングされた）速度を生成するような方法で、検出された加速度と組み合わせることができる。フィルタリングされた速度は、例えば速度検出器のすべりを含む誤差状態に合わせて調節するようにループへと測定された加速度を供給する例えば比例および積分（ＰＩ）フィルタを用いて計算可能である（ステップ１２６）。

フィルタリングされた速度は、比例速度誤差を決定するように最初に速度誤差にゲインを掛け合わせることによって、検出された速度および検出された加速度の関数として計算可能である（ステップ１２６）。速度誤差はまた、積分比例速度誤差を決定するように、積分され、積分された速度誤差には、ゲインが掛け合わされる。比例速度誤差、積分比例速度誤差、および測定された加速度は、フィルタリングされた加速度を決定するように合計される。フィルタリングされた加速度は、フィルタリングされた速度を決定するように積分される。フィルタリングされた速度計算は、制御装置によってループを通った前のサイクルで計算されたフィルタリングされた速度を差し引いた検出された速度に速度誤差が等しくなる連続ループで実現可能である。ＰＩフィルタリングの効果は、加速度検出器が速度検出器より高い精度を示す高周波で加速度情報が優位になるように、また、速度検出器が加速度検出器より高い精度を示す低周波で速度情報が優位になるようにすることである。

いくつかの実施例では、加速度誤差および速度誤差は、速度または加速度検出器の故障を検出するように通常のエレベータ作動中に監視可能である。加速度誤差および速度誤差は、低域通過フィルタに通すことができ、加速度誤差および速度誤差が閾誤差レベルを超える場合、検出器誤差が宣言されることができる。

フィルタリングされた速度を計算する（ステップ１２６）のに加えて、方法１２０は、エレベータシステム部分が過速度状態に到達したかを決定するように、フィルタリングされた速度を閾速度と比較することを含む（ステップ１２８）。最初の過速度検出点は通常、エレベータ部分の速度が工業規格当局によって通常規定された過速度閾値を超える場合に生じる。駆動およびブレーキシステムは、閾過速度を超えたときに電力が遮断される。しかしながら、さらなる状態なしに過速度状態が検出された場合は、システムは、例えばかご内の乗客の跳躍を含め、さまざまな外乱に敏感であることになる。これらの外乱を軽減するために、例えば、エレベータシステム部分の速度が、ある継続した時間（「過速度継続時間」）閾速度を超えたときにだけ過速度状態を信号で伝えることを含め、さまざまな処理技術が使用可能である。

過速度継続時間は、例えば１秒間など、固定された値とすることができる。代替として、過速度継続時間は、フィルタリングされた速度が閾速度を超えた量の関数として計算可能である。例えば、図７は、エレベータ部分のフィルタリングされた速度と最初に可能過速度状態を信号で伝える閾速度との差の関数としての過速度継続時間のグラフである。図７の曲線１３０は、エレベータ部分が過速度状態にあることを信号で伝える前に、過速度時間のさらなる状態を具体化する方法の１つを示す。図７に示すように、過速度時間は、フィルタリングされた速度が閾速度を超える量に指数関数的な反比例関係にある。従って、エレベータ部分のフィルタリングされた速度が閾速度を超えて量が増加するにつれ、過速度時間（すなわち、過速度状態が信号で伝えられる前にエレベータ部分が閾値を超えた速度に留まるはずの時間）は指数関数的に減少する。エレベータ部分のフィルタリングされた速度が過速度時間の間、閾値より大きいかを決定することを含み得る、エレベータ部分が過速度状態に到達したかを決定することを行なうように、フィルタリングされた速度を閾速度と比較（ステップ１２８）した後に、方法１２０はまた、駆動シーブ機械式ブレーキを作動させることを含むことができる。

上述したように、ある状況では、駆動シーブブレーキを作動させることでは、エレベータ部分を停止させることができずに、暴走状態が信号で伝えられることになる。従って、方法１２０は、駆動シーブ機械式ブレーキが作動された後でエレベータ部分が過速度状態に留まった場合に、エレベータ安全装置を起動させるように電気機械式安全トリガを解放するステップを含むことができる。暴走状態が信号で伝えられるトリップ点は、設定割合Ａで加速しているエレベータ部分が、安全装置の停止力を加えることを規則が要求する速度Ｖ_Cに到達するのに、設定時間量Ｔ_Sを費やすであろう速度Ｖ_Tの関数とすることができる。一例として、０．２６ｇの加速度で加速している１ｍ／ｓのエレベータは、１．０５７ｍ／ｓの最初の過速度閾値から１．４３ｍ／ｓの規則が要求する速度Ｖ_Cへ１４５ミリ秒で移ることができる。安全装置を作動および起動させるのに２５ミリ秒かかる。従って、トリップ速度Ｖ_T＝１．３５ｍ／ｓであり、これは、１．０５７ｍ／ｓから１２０ミリ秒（１４５−２５）における速度である。このトリップ速度によって、規則が要求する速度に到達する前に安全装置を起動させるのに必要な時間（２５ミリ秒）が与えられる。

暴走状態に加えて、自由落下として知られる別の安全でない状態がエレベータ安全システムにおいて説明される必要がある。名称が意味するように、自由落下エレベータシステム部分は、何らブレーキや安全装置の作動によって妨げられずに落下している。数学的には、自由落下状態は、エレベータシステム部分が１ｇで降下している場合に生じる。自由落下物体は、ブレーキや安全装置によって妨げられないので、暴走の場合より短い継続時間内に、最初の過速度閾値から安全装置が停止力を加え始めるはずの点へと移ることになる。例えば、自由落下している１ｍ／ｓのエレベータは、１．０５７ｍ／ｓの過速度閾値から規則が要求するトリップ点まで４５ミリ秒で移ることができる。エレベータ安全システムが、エレベータシステム部分の速度のみを使用するとすれば、安全装置の作動は、かなり低い速度で開始していなければならず、安全には関連しない外乱からの誤ったトリップが多くなっていたであろう。従って、速度によって修正された、フィルタリングされた加速度が、外乱を除去し、より迅速な反応時間を可能とするのに使用可能である。

従って、方法１２０はまた、フィルタリングされた加速度を閾加速度と比較し、どのくらいの時間、エレベータシステム部分が過速度状態にあったかを測定するステップを含むことができる。フィルタリングされた加速度は、フィルタリングされたエレベータシステム部分の速度を計算すること（ステップ１２６）の一部として計算され、比例速度誤差、積分比例速度誤差、および測定された加速度の合計に等しい。フィルタリングされた加速度および過速度時間が設定閾値を超えた場合、方法１２０はまた、同時に駆動シーブブレーキを作動させ、エレベータ安全装置を起動させることを含むことができる。例えば、機械室ブレーキおよび安全装置は、フィルタリングされた加速度が０．５ｇを超え、エレベータ部分が継続して１０ミリ秒間、過速度閾値より速い速度で下降している場合に作動されることができる。速度閾値に対して比較的短い継続時間を要求することによって、乗客が跳躍してプラットホームに衝撃を与えるなどといった衝撃条件でトリップするのが防止される。加速度を速度情報で修正することによって、例えば緊急停止、緩衝器衝突などを含む他の事象の際にトリップが防止される。

方法１２０はまた、外乱の影響を軽減するために１つまたは複数の周波数で生の加速度測定値をフィルタリングすることを含むことができる。測定された加速度をフィルタリングすることは、測定された加速度を１つまたは複数の低域通過フィルタおよび昇降路の共振範囲内の帯域消去フィルタによってフィルタリングすることを含むことができる。例えば、測定された加速度は最初に、高周波外乱を除去するように低域通過フィルタにかけることができる。次に加速度は、例えば乗客のかご内での跳躍、緊急停止時のシステムの揺れなどを含む安全に関係しない振動からの影響を除去するように低域消去フィルタにかけることができる。帯域消去フィルタの目的は、昇降路の共振の影響を軽減するためであり、例えば周波数２．５〜６Ｈｚにおいて１０ｄｂの消去を含むことができる。

本発明は、特定の実施例に関連して説明したが、当業者は、以下の請求項により規定される本発明の範囲から逸脱せずに、形態および詳細について変更が可能であることを理解するであろう。

Claims (20)

1. エレベータシステム部分の速度を検出するように構成された速度検出器と、
   エレベータシステム部分の加速度を検出するように構成された加速度検出器と、
   エレベータシステム部分に接続されるように構成された機械式安全装置と、
   機械式安全装置に接続された電磁式トリガと、
   エレベータシステム部分について、（ａ）速度検出器が過速度状態を検出するか、（ｂ）加速度検出器が過加速度状態を検出すると、機械式安全装置を起動させるよう電磁式トリガを解放するように構成され、また、自動的に電磁式トリガをリセットするように構成された制御装置と、
   を備えるエレベータ安全システムであって、
   電磁式トリガは、リンク、アクチュエータ、電磁石、およびばねを備えており、
   リンクは、機械式安全装置に運動学的に接続されており、
   電磁石は、アクチュエータに接続されており、
   電磁式トリガが準備状態にあるとき、ばねは圧縮され、電磁石はリンクに磁気的に接続されており、
   電磁式トリガが解放状態にあるとき、ばねは伸張され、電磁石はリンクから離れていることを特徴とするエレベータ安全システム。
2. 電磁式トリガは、制御装置が電磁式トリガをリセットする間に解放可能であることを特徴とする請求項１記載のエレベータ安全システム。
3. 速度検出器は、タコメータを含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータ安全システム。
4. タコメータは、エレベータシステム部分の速度に関連する速度で回転するシーブによって駆動されるように構成されることを特徴とする請求項３記載のエレベータ安全システム。
5. シーブは、エレベータシステム部分に接続されたアイドラシーブを含むことを特徴とする請求項４記載のエレベータ安全システム。
6. タコメータは、エレベータシステム部分に接続されるように構成され、また、エレベータシステム部分に隣接して配置された静止ロープによって駆動されるように構成されることを特徴とする請求項３記載のエレベータ安全システム。
7. タコメータは、エレベータシステム部分に接続されるように構成され、また、エレベータシステム部分に隣接して配置されたガイドレールによって駆動されるように構成されることを特徴とする請求項３記載のエレベータ安全システム。
8. 加速度検出器は、加速度計を含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータ安全システム。
9. 加速度計は、微小電気機械式システムを備えることを特徴とする請求項８記載のエレベータ安全システム。
10. 加速度計は、エレベータシステム部分に接続されるように構成されることを特徴とする請求項８記載のエレベータ安全システム。
11. エレベータシステム部分は、かごおよびつり合いおもりのうちの一方であることを特徴とする請求項１記載のエレベータ安全システム。
12. かごと、
    つり合いおもりと、
    駆動機械と、
    かごとつり合いおもりの間に接続され、駆動機械によって駆動されるトラクション部材と、
    安全システムと、
    を備えるエレベータであって、安全システムは、
    かごおよびつり合いおもりのうちの一方の速度を監視するように構成された速度検出器と、
    かごおよびつり合いおもりのうちの一方の加速度を監視するように構成された加速度検出器と、
    かごおよびつり合いおもりのうちの一方に接続された機械式安全装置と、
    機械式安全装置に接続された電磁式トリガと、
    かごおよびつり合いおもりのうちの一方について、速度検出器が過速度状態を信号で伝えるか、加速度検出器がエレベータシステムの過加速度状態を信号で伝えると、機械式安全装置を起動させるよう電磁式トリガを解放するように構成され、また、自動的に電磁式トリガをリセットするように構成された制御装置と、
    を備えており、
    電磁式トリガは、リンク、アクチュエータ、電磁石、およびばねを備えており、
    リンクは、機械式安全装置に運動学的に接続されており、
    電磁石は、アクチュエータに接続されており、
    電磁式トリガが準備状態にあるとき、ばねは圧縮され、電磁石はリンクに磁気的に接続されており、
    電磁式トリガが解放状態にあるとき、ばねは伸張され、電磁石はリンクから離れていることを特徴とする、エレベータ。
13. 電磁式トリガは、制御装置が電磁式トリガをリセットする間に解放可能であることを特徴とする請求項１２記載のエレベータ。
14. 速度検出器は、タコメータを含むことを特徴とする請求項１２記載のエレベータ。
15. タコメータは、かごおよびつり合いおもりのうちの一方の速度に関連する速度で回転するシーブによって駆動されるように構成されることを特徴とする請求項１４記載のエレベータ。
16. シーブは、かごおよびつり合いおもりのうちの一方に接続されたアイドラシーブを含むことを特徴とする請求項１５記載のエレベータ。
17. タコメータは、かごおよびつり合いおもりのうちの一方に隣接して配置された静止ロープに接続されるように構成され、またこの静止ロープによって駆動されるように構成されることを特徴とする請求項１４記載のエレベータ。
18. タコメータは、かごおよびつり合いおもりのうちの一方に隣接して配置されたガイドレールに接続されるように構成され、またこのガイドレールによって駆動されるように構成されることを特徴とする請求項１４記載のエレベータ。
19. 加速度検出器は、加速度計を含むことを特徴とする請求項１２記載のエレベータ。
20. 加速度計は、微小電気機械式システムを備えることを特徴とする請求項１９記載のエレベータ。

Images