JP5586257B2 - 油圧エレベータの異常検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、主回路における油圧ジャッキとパワーユニットとの間に圧力保持弁が配置された油圧エレベータに設けられる油圧エレベータの異常検出装置に関する。

従来の油圧エレベータでは、油圧配管（主回路）における油圧ジャッキとパワーユニットとの間に、圧力保持弁（停止時用開閉弁）が設けられている。この圧力保持弁によって、利用者のかごの乗降に伴うかごの浮き沈みの変動が抑えられるとともに、制御開閉弁が故障した際にかごの異常下降が抑えられる（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平１１−３２２２０７号公報 特開２００９−１８４７７０号公報

しかしながら、上記のような従来の油圧エレベータには、圧力保持弁が故障したときの検知機能が設けられていない。このため、圧力保持弁の故障状態、特に弁が開いたまま閉じることができなくなる事象が発生したまま放置されると、パワーユニットの制御開閉弁のバックアップという圧力保持弁の本来の目的を達成できなくなる可能性がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧力保持弁の異常を検出することができる油圧エレベータの異常検出装置を得ることを目的とする。

この発明に係る油圧エレベータの異常検出装置は、かごと、圧油に応じて伸縮することにより、前記かごを昇降させる油圧ジャッキと、圧油の流量制御用の制御開閉弁を有し、圧油の流路を形成する主回路を通して前記油圧ジャッキに圧油を供給する油圧パワーユニットと、前記制御開閉弁の開閉駆動を含めた前記油圧パワーユニットの駆動と前記かごの昇降とを制御する主制御部と、前記主回路における前記油圧ジャッキと前記油圧パワーユニットとの間に介在され、前記主回路における前記油圧ジャッキ側から前記油圧パワーユニット側へ流れる場合の圧油の流路を開放し、前記主制御部からの指令に応じて、前記主回路における前記油圧ジャッキ側から前記油圧パワーユニット側へ流れる場合の圧油の流路の開閉を切り換える圧力保持弁とを備える油圧エレベータに設けられるものであって、前記主回路における前記圧力保持弁の前記油圧ジャッキ側の圧油の圧力である第１圧力に応じた信号を生成する第１圧力検出手段と、前記主回路における前記圧力保持弁の前記油圧パワーユニット側の圧油の圧力である第２圧力に応じた信号を生成する第２圧力検出手段と、前記第１及び第２圧力検出手段のそれぞれからの信号を用いて、前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差を監視し、前記かごの昇降停止後から所定時間経過した際の前記圧力差が所定値未満である場合に、前記圧力保持弁が閉状態になることができない異常が発生していると判断する異常検出部とを備えるものである。

この発明に係る油圧エレベータの異常検出装置によれば、異常検出部が、第１圧力と前記第２圧力との圧力差を監視し、前記かごの昇降停止後から所定時間経過した際の前記圧力差が所定値未満である場合に、前記圧力保持弁について異常であると判断するので、圧力保持弁の異常を検出することができる。

この発明の実施の形態１による油圧エレベータを示す構成図である。 図１のかごの昇降タイミングと電磁弁の開閉タイミングとを説明するための説明図である。 図１の圧力保持弁の周辺を拡大して示す構成図である。 図１の圧力保持弁の正常時・異常時の圧油の圧力変動を示すグラフである。 図３の異常検出ユニットの動作を示すフローチャートである。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による油圧エレベータを示す構成図である。
図１において、建物の昇降路には、油圧ジャッキ１と、シーブ２と、ロープ３と、かご４とが設けられている。油圧ジャッキ１は、シリンダ５及びプランジャ６を有している。プランジャ６は、上下動可能にシリンダ５の内部に挿入されている。

シーブ２は、プランジャ６の上端に回転自在に取り付けられている。ロープ３は、シーブ２の外周面に巻き掛けられている。また、ロープ３の一端部は、昇降路の壁部又は床部に固定されている。かご４は、ロープ３の他端部に接続されている。また、かご４は、プランジャ６の上下動によって、昇降路内を昇降される。

油圧ジャッキ１には、圧油の流路を形成する配管からなる主回路１０を介して、油圧パワーユニット１１が接続されている。油圧ジャッキ１は、油圧パワーユニット１１からの圧油によって伸縮する。油圧パワーユニット１１の駆動を含めたかご４の運転は、主制御部としての制御盤１００によって制御される。また、油圧パワーユニット１１は、正方向及び逆方向へ回転可能な油圧ポンプ１２、油圧ポンプ１２の駆動用のモータ１３、及び制御開閉弁１４を有している。

主回路１０における油圧ジャッキ１と油圧パワーユニット１１との間には、圧力保持弁１５と、手動開閉用のストップバルブ１６とが介在されている。圧力保持弁１５は、第１油圧室１５ａ、第２油圧室１５ｂ、背圧室１５ｃ、弁体（開閉弁）１５ｄ及び押しばね１５ｅを有している。第１油圧室１５ａ、第２油圧室１５ｂ及び背圧室１５ｃは、この順に相互に隣接して配置されている。第１油圧室１５ａは、主回路１０上で、油圧パワーユニット１１に直列に接続されている。第２油圧室１５ｂは、主回路１０上で、油圧ジャッキ１に直列に接続されている。

主回路１０には、圧油の流路を形成する配管からなるパイロット回路２１が並列に接続されている。圧力保持弁１５の背圧室１５ｃは、パイロット回路２１を介して、主回路１０に接続されている。弁体１５ｄは、圧力保持弁１５の内部に配置されている。また、弁体１５ｄは、第１油圧室１５ａ側と背圧室１５ｃ側との一方から他方へ変位可能である。押しばね１５ｅは、背圧室１５ｃの壁部に固定されており、弁体１５ｄを第１油圧室１５ａ側へ付勢している。

パイロット回路２１における油圧パワーユニット１１側の主回路１０と圧力保持弁１５との間には、チェック弁１７と、そのチェック弁１７に直列接続されかつ互いに並列接続された電磁弁（パイロット回路開閉弁）１８及びストップバルブ１９とが介在されている。また、パイロット回路２１における油圧ジャッキ１側の主回路１０と圧力保持弁１５との間には、流量調整用の固定絞り２０が介在されている。

チェック弁１７は、圧力保持弁１５の背圧室１５ｃ側から電磁弁１８側への圧油の流動を許容する。また、チェック弁１７は、電磁弁１８側から背圧室１５ｃ側への圧油の流動を遮断する。電磁弁１８は、ソレノイドを有しており、ソレノイドの励磁・消磁は、制御盤１００によって制御される。ソレノイドが励磁されると、電磁弁１８が開状態となり、電磁弁１８によって、チェック弁１７側から主回路１０側への圧油の流動が許容される。また、ソレノイドが消磁されると、電磁弁１８が閉止され、電磁弁１８によって、チェック弁１７側から主回路１０側への圧油の流動が遮断される。

ここで、圧力保持弁１５の背圧室１５ｃには、油圧ジャッキ１からのジャッキ圧が加わる。圧力保持弁１５の弁体１５ｄは、平常時において、押しばね１５ｅのばね力と、背圧室１５ｃのジャッキ圧とによって、第１油圧室１５ａ側へ付勢されている。これにより、第１油圧室１５ａと第２油圧室１５ｂとが弁体１５ｄによって仕切られ、第１油圧室１５ａと第２油圧室１５ｂとの一方から他方への圧油の流動が弁体１５ｄによって遮断される。つまり、圧力保持弁１５は、常閉型の弁であり、平常時において、圧力保持弁１５によって、主回路１０における油圧パワーユニット１１と油圧ジャッキ１との間の圧油の流動が遮断される。

一方、油圧パワーユニット１１から圧力保持弁１５の油圧室１５ａへ、押しばね１５ｅのばね力と、背圧室１５ｃのジャッキ圧とに抗する圧力の圧油が加えられた場合には、その圧油によって弁体１５ｄが背圧室１５ｃ側へ押し上げられ、第１油圧室１５ａと第２油圧室１５ｂとが空間的に繋がり、圧力保持弁１５が開放状態となる。この場合には、主回路１０における油圧パワーユニット１１側から油圧ジャッキ１側への圧油の流動が許容される。

他方、電磁弁１８のソレノイドが励磁された場合には、パイロット回路２１における油圧ジャッキ１側から油圧パワーユニット１１側へ圧油が流れ、背圧室１５ｃのジャッキ圧が低下する。この背圧室１５ｃのジャッキ圧の低下に伴い、主回路１０における油圧ジャッキ１から圧力保持弁１５の弁体１５ｄに加わる圧油のジャッキ圧が、押しばね１５ｅと背圧室１５ｃのジャッキ圧とによる弁体１５ｄを油圧室１５ａ側へ付勢する力を上回ると、弁体１５ｄが背圧室１５ｃ側へ変位される。これにより、第１油圧室１５ａと第２油圧室１５ｂとが空間的に繋がり、圧力保持弁１５が開放状態となる。この結果、主回路１０における油圧ジャッキ１側から油圧パワーユニット１１側への圧油の流動が許容される。

次に、かご４の昇降タイミングと電磁弁１８の開閉タイミングとについて説明する。図２は、図１のかご４の昇降タイミングと電磁弁１８の開閉タイミングとを説明するための説明図である。図２において、制御盤１００は、乗客の呼びの種類に応じて、かご４を上昇又は下降させる。かご４の上昇時には、制御盤１００は、パワーユニット１１を駆動させる。このパワーユニット１１からの圧油が、主回路１０を通って油圧ジャッキ１に流れ、プランジャ６が押し上げられる。これに伴い、ロープ３を介して、かご４が引き上げられる。

また、かご４の下降時には、制御盤１００は、電磁弁１８のソレノイドを励磁し、電磁弁１８を開放状態とし、圧力保持弁１５を開放状態とする。これとともに、制御盤１００は、制御開閉弁１４を開放状態とする。これにより、かご４の自重によって油圧ジャッキ１内の圧油が押し戻されて、その圧油がパワーユニット１１に還流される。なお、制御盤１００は、かご４の上方へのリレベル動作（床合わせ動作）の際には、パワーユニット１１を駆動させ、かご４の下方へのリレベル動作の際には、電磁弁１８を開放状態とする。

ここで、圧力保持弁１５は、常閉型であるため、主回路１０及びパイロット回路２１からの油漏れや、制御開閉弁１４の故障によるかご４の沈下に対しても安全性が確保されている。また、停電時にも、電磁弁１８のソレノイドが励磁されない限りは、かご４が動くことはなく、フェールセーフな構成と言える。

この圧力保持弁１５が仮に故障状態（弁体１５ｄのせりやごみつまり等）である場合、主回路１０及びパイロット回路２１や制御開閉弁１４に異常が生じた際のバックアップ機能が無効なまま、かご４の通常運転が継続される可能性がある。この場合、圧力保持弁１５が制御開閉弁１４に従動して開閉される構成のため、仮に圧力保持弁１５が開放状態を保ったまま固着してしまう現象が発生したとしても、油圧エレベータは、あたかも正常に動作するため、圧力保持弁１５の故障状態の発見が遅れてしまう。

これに対して、実施の形態１の油圧エレベータは、圧力保持弁１５についての故障検出機能を有しており、この故障検出機能について、以下に説明する。図３は、図１の圧力保持弁１５の周辺を拡大して示す構成図である。図３において、圧力保持弁１５には、第１圧力検出手段としての第１圧力センサ３０が取り付けられている。第１圧力センサ３０は、圧力保持弁１５の背圧室１５ｃにおける圧油の圧力（第１圧力：以下、本明細書では「保持弁背圧室側圧力」とする）に応じた信号を生成する。

主回路１０における圧力保持弁１５の油圧パワーユニット１１側（上流側）には、第２圧力検出手段としての第２圧力センサ３１が取り付けられている。第２圧力センサ３１は、主回路１０における圧力保持弁１５の油圧パワーユニット１１側の圧油の圧力（第２圧力：以下、本明細書では「保持弁上流側圧力」とする）に応じた信号を生成する。

第１及び第２圧力センサ３０，３１によって生成された信号は、故障診断部としての異常検出ユニット（逆止弁故障感知ユニット）３２に送られる。異常検出ユニット３２は、第１及び第２圧力センサ３０，３１からの信号を用いて、保持弁背圧室側圧力及び保持弁上流側圧力のそれぞれの変動を監視する。

また、異常検出ユニット３２は、制御盤１００に接続され、制御盤１００と通信可能である。さらに、異常検出ユニット３２は、かご４が通常運転状態のときには、制御モードを診断待機モードとする。また、異常検出ユニット３２は、エレベータが運転待機状態（利用者による呼びが無い状態）又は運転休止状態のときに、制御モードを診断モードに移行する。

この診断モードでは、かご４の昇降停止時点（又は運転待機状態・運転休止状態となった時点）から所定時間経過後の保持弁背圧室側圧力及び保持弁上流側圧力の圧力差が所定値未満である場合に、異常検出ユニット３２は、圧力保持弁１５が異常であると判断する。他方、かご４の昇降停止時点（又は運転待機状態・運転休止状態となった時点）から所定時間経過後の保持弁背圧室側圧力及び保持弁上流側圧力の圧力差が所定値以上である場合に、異常検出ユニット３２は、圧力保持弁１５が正常であると判断する。

次に、異常検出ユニット３２の異常検出原理について、より具体的に説明する。図４は、図１の圧力保持弁１５の正常時・異常時の圧油の圧力変動を示すグラフである。なお、図４（ａ）は、圧力保持弁１５の正常時の圧油の圧力変動を示すグラフであり。図４（ｂ）は、圧力保持弁１５の弁体１５ｄにおいて第１油圧室１５ａから第２油圧室１５ｂへの圧油の漏れが発生している時（即ち圧力保持弁１５の異常時）の圧油の圧力変動を示すグラフである。

保持弁背圧室側圧力は、圧力保持弁１５の正常時・異常時ともに、図４（ａ），（ｂ）の実線のようにジャッキ圧（例えば１．０ＭＰａ）のまま一定となる。また、圧力保持弁１５の正常時には、ジャッキ圧が圧力保持弁１５の弁体１５ｄによって保持されているため、主回路１０における弁体１５ｄから制御開閉弁１４までの間には、ジャッキ圧が直接作用しない。これにより、図４（ａ）の破線のように、かご４の昇降停止直後において、圧力保持弁１５の第１油圧室１５ａと第２油圧室１５ｂとが弁体１５ｄによって仕切られた後も、保持弁上流側圧力（主回路１０における弁体１５ｄと制御開閉弁１４との間の圧力）は、ジャッキ圧とほぼ同じである。

ここで、図４（ａ）の破線のように、かご４の昇降停止時点から一定時間が経過すると、油温の低下による作動油の自然収縮あるいは各シールからの微小な漏れによって、圧力が次第に低下するという特性が保持弁上流側圧力にある。つまり、圧力保持弁１５の正常時には、かご４の昇降停止時点から一定時間経過後において、保持弁背圧室側圧力及び保持弁上流側圧力に比較的大きな圧力差（例えば０．４ＭＰａ）が存在する。

これに対して、圧力保持弁１５の弁体１５ｄにおいて第１油圧室１５ａから第２油圧室１５ｂへの圧油の漏れが発生している場合には、主回路１０における弁体１５ｄから制御開閉弁１４までの間にジャッキ圧が作用する。このため、図４（ｂ）の実線及び破線に示すように、かご４の昇降停止時点から一定時間経過後も、保持弁上流側圧力がジャッキ圧とほぼ同じである。つまり、圧力保持弁１５の異常時には、かご４の昇降停止時点から一定時間経過後においても、保持弁背圧室側圧力及び保持弁上流側圧力がほぼ同等となる。

従って、異常検出ユニット３２は、かご４の昇降停止時点から一定時間経過後の保持弁背圧室側圧力及び保持弁上流側圧力の圧力差の変動を監視することによって、圧力保持弁１５の異常を検出可能となる。

なお、異常検出ユニット３２は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、及びＲＡＭ等）及び信号入出力部を持ったハードウェア（図示せず）により構成することができる。異常検出ユニット３２のハードウェアの記憶部には、次の図５の動作を実現するためのプログラムが格納されている。

次に、異常検出ユニット３２の動作について説明する。図５は、図３の異常検出ユニット３２の動作を示すフローチャートである。図５において、異常検出ユニット３２は、制御盤１００からの情報に基づいて、エレベータが運転待機状態（又は運転休止状態）であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。このときに、異常検出ユニット３２は、エレベータが運転待機状態でないことを確認した場合、即ちエレベータが通常運転状態であることを確認した場合には、エレベータが運転待機状態となるまで待機する。

また、異常検出ユニット３２は、エレベータが運転待機状態であることを確認した場合には、制御モードを診断モードへ移行する（ステップＳ１０２）。この後に、異常検出ユニット３２は、かご４の昇降が停止した時点から所定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ１０３）、所定時間が経過するまで待機する。

そして、異常検出ユニット３２は、かご４の昇降が停止した時点から所定時間経過したことを確認すると、監視している圧力差が所定値以上であるか否かを確認する（ステップＳ１０４）。このときに、異常検出ユニット３２は、圧力差が所定値以上であることを確認した場合には、圧力保持弁１５が正常であると判断し、その旨を制御盤１００に通知する（ステップＳ１０５，１０６）。この後に、異常検出ユニット３２は、制御モードを待機モードへ移行する（ステップＳ１０７）。

他方、異常検出ユニット３２は、圧力差が所定値未満であることを確認した場合には（ステップＳ１０４のＮＯ方向）、圧力保持弁１５に異常が生じたと判断し、その旨を制御盤１００に通知する（ステップＳ１０８，１０９）。この後に、異常検出ユニット３２は、制御モードを待機モードへ移行する（ステップＳ１０７）。

ここで、制御盤１００は、異常検出ユニット３２から圧力保持弁１５に異常が生じた旨の通知（信号）を受けると、エレベータの運転を休止し、保守員によるリセット操作を受けるまで待機する。これとともに、制御盤１００は、圧力保持弁１５に異常が生じた旨の情報を遠隔監視センタの管理盤（図示せず）へ送る。

上記のようなエレベータの異常検出装置によれば、異常検出ユニット３２が、保持弁背圧室側圧力と保持弁上流側圧力との圧力差を監視し、かご４の昇降停止後から所定時間経過した際の圧力差が所定値未満である場合に、圧力保持弁１５について異常であると判断するので、圧力保持弁１５の異常を検出することができる。

また、異常検出ユニット３２によって、圧力保持弁１５の異常が検出されたことに応じて、制御盤１００がエレベータを運転休止とするので、圧力保持弁１５による制御開閉弁１４のバックアップがされていない状態でのエレベータの通常運転を回避することができる。これとともに、制御盤１００が圧力保持弁１５に異常が生じた旨の情報を遠隔監視センタの管理盤１００へ送るので、圧力保持弁１５の異常発生を早期に保守作業員に知らせることができる。

なお、実施の形態１では、第１圧力センサ３０が圧力保持弁１５の背圧室１５ｃに取り付けられ、その第１圧力センサ３０が背圧室１５ｃの圧力に応じた信号を生成した。しかしながら、この例に限定するものではなく、第１圧力センサ３０は、主回路１０及びパイロット回路２１のうちジャッキ圧に応じた信号を生成できる箇所に配置されていればよい。つまり、パイロット回路２１における電磁弁１８の油圧ジャッキ１側（下流側）や、主回路１０における圧力保持弁１５の油圧ジャッキ１側（下流側）に、第１圧力センサ３０を配置してもよい。

また、実施の形態１では、異常検出ユニット３２が制御盤１００から独立したハードウェアによって実現された。しかしながら、この例に限定するものではなく、異常検出ユニット３２の機能を制御盤１００のハードウェアによって実現してもよい。

さらに、実施の形態１では、制御盤１００が圧力保持弁１５の開閉を制御した。しかしながら、この例に限定するものではなく、制御盤１００からの指令に応じて、異常検出ユニット３２が圧力保持弁１５の開閉を制御してもよい。

１ 油圧ジャッキ、４ かご、１０ 主回路、１１ 油圧パワーユニット、１４ 制御開閉弁、１５ 圧力保持弁、１８ 電磁弁（パイロット回路開閉弁）、２１ パイロット回路、３０ 第１圧力センサ（第１圧力検出手段）、３１ 第２圧力センサ（第２圧力検出手段）、３２ 異常検出ユニット（異常検出部）、１００ 制御盤（主制御部）。

Claims (2)

1. かごと、
   圧油に応じて伸縮することにより、前記かごを昇降させる油圧ジャッキと、
   圧油の流量制御用の制御開閉弁を有し、圧油の流路を形成する主回路を通して前記油圧ジャッキに圧油を供給する油圧パワーユニットと、
   前記制御開閉弁の開閉駆動を含めた前記油圧パワーユニットの駆動と前記かごの昇降とを制御する主制御部と、
   前記主回路における前記油圧ジャッキと前記油圧パワーユニットとの間に介在され、前記主回路における前記油圧ジャッキ側から前記油圧パワーユニット側へ流れる場合の圧油の流路を開放し、前記主制御部からの指令に応じて、前記主回路における前記油圧ジャッキ側から前記油圧パワーユニット側へ流れる場合の圧油の流路の開閉を切り換える圧力保持弁と
   を備える油圧エレベータに設けられる油圧エレベータの異常検出装置であって、
   前記主回路における前記圧力保持弁の前記油圧ジャッキ側の圧油の圧力である第１圧力に応じた信号を生成する第１圧力検出手段と、
   前記主回路における前記圧力保持弁の前記油圧パワーユニット側の圧油の圧力である第２圧力に応じた信号を生成する第２圧力検出手段と、
   前記第１及び第２圧力検出手段のそれぞれからの信号を用いて、前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差を監視し、前記かごの昇降停止後から所定時間経過した際の前記圧力差が所定値未満である場合に、前記圧力保持弁が閉状態になることができない異常が発生していると判断する異常検出部と
   を備えることを特徴とする油圧エレベータの異常検出装置。
2. かごと、
   圧油に応じて伸縮することにより、前記かごを昇降させる油圧ジャッキと、
   圧油の流量制御用の制御開閉弁を有し、圧油の流路を形成する主回路を通して前記油圧ジャッキに圧油を供給する油圧パワーユニットと、
   前記制御開閉弁の開閉駆動を含めた前記油圧パワーユニットの駆動と前記かごの昇降とを制御する主制御部と、
   前記主回路に並列接続され圧油の流路を形成するパイロット回路に配置され、前記主制御部からの指令に応じて、前記パイロット回路における圧油の流路の開閉を切り換えるパイロット回路開閉弁と、
   前記主回路における前記油圧ジャッキと前記油圧パワーユニットとの間に介在され、かつ前記パイロット回路における前記パイロット回路開閉弁の前記油圧ジャッキ側に配置され、前記パイロット回路の流路が閉止されているときに、前記主回路における前記油圧ジャッキ側から前記油圧パワーユニット側への圧油の流動を遮断し、前記パイロット回路の流路が開放されているときに、前記主回路における前記油圧ジャッキ側から前記油圧パワーユニット側への圧油の流動を許容する圧力保持弁と
   を備える油圧エレベータに設けられる油圧エレベータの異常検出装置であって、
   前記パイロット回路における前記パイロット回路開閉弁の前記油圧ジャッキ側の圧油の圧力である第１圧力に応じた信号を生成する第１圧力検出手段と、
   前記主回路における前記油圧パワーユニットと前記圧力保持弁との間の圧油の圧力である第２圧力に応じた信号を生成する第２圧力検出手段と、
   前記第１及び第２圧力検出手段のそれぞれからの信号を用いて、前記第１圧力と前記第２圧力との圧力差を監視し、前記かごの昇降停止後から所定時間経過した際の前記圧力差が所定値未満である場合に、前記圧力保持弁が閉状態になることができない異常が発生していると判断する異常検出部と
   を備えることを特徴とする油圧エレベータの異常検出装置。

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