JP5677897B2 - 電子化安全対応エレベータ - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの各種の安全スイッチ（例．乗りかごの運行範囲の位置超過を検出するファイナルリミットスイッチ、乗りかごの速度超過を検出するガバナスイッチ等）及び安全装置（例．緩衝器、非常止め装置等）の動作状態の異常判定を行う電子化されたエレベータの安全対応システムに係り、特に、動作状態の異常の箇所を専門家以外でも適正に判断することのできるようにした電子化された安全対応のエレベータ用制御装置に関する。

通常、エレベータにおける各種の安全スイッチ及び安全装置としては、乗りかごの通常の運行範囲を超過したことを検出するファイナルリミットスイッチ、かご内のドアスイッチ及び乗り場ドアスイッチ、乗りかごの速度超過を検出するガバナのロータリーエンコーダ、ロータリエンコーダの検出で乗りかごを非常停止させる巻上機の駆動モータへの通電遮断装置、巻上機ブレーキ、非常止め装置が挙げられる。そして、通電遮断装置や巻上機ブレーキではスイッチとリレー、コンタクタといった機械部品と電気部品、また、乗りかごを直接に非常停止させる非常止め装置では、ガバナ、ガバナロープ、把持装置といった機械部品と電気部品を組合せた部品群で構成されている。

さらに、従来用いられている電子化された安全対応のエレベータ用制御装置では、各種の安全スイッチ及び安全装置の動作状態の異常判定に際して、安全スイッチや安全装置、各センサからの電子化された入力情報に基づいて異常を検出し、エレベータを安全な状態に移行させるための指令信号をＣＰＵで演算して複数の停止装置 (通電遮断装置、巻上機ブレーキ、非常止め装置) へ出力する安全装置 (安全コントローラ) が用いられていて、これらの構成要素によって安全システムが構築されている。

従来、特許文献１に開示されているように、安全回路の内でどのスイッチ接点が作動したかを各スイッチの接点部に発振器センサーを取り付けることで、故障箇所を監視盤へ報知するものが知られている。

また、特許文献２に開示されているように、エレベータ等の設備状態を監視盤上の表示装置の画面上に容易に監視できるように制御ボタンの態様を変化させるものが知られおり、さらに、プラント監視制御装置としては、プラントを構成する系統機器の動作状態をわかりやすく伝える画面表示の技術が特許文献３に記載されている。

特開平７−２７４２６８号公報 特開２００４−２７７１０９号公報 特公平７−３８１３１号公報

前述した特許文献１〜３を含めた従来技術では、機器の異常状態を表示するための専用の表示装置が必要であり、当該表示装置の設置場所及び確認場所が管理人室などの専用空間であることから、誰でも容易に機器異常状態を把握できないという不都合があった。

本発明は、電子化された安全対応のエレベータ用制御装置において、専用の表示装置を設けず、且つ新たな表示装置を追加することなく、特に保守作業員に対して、各種の安全スイッチ及び安全装置の故障箇所を分かり易く表示し、エレベータの運転停止後におけるエレベータ不稼働時間を大幅に短縮することのできるエレベータ用制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の望ましい実施態様においては、次のような構成を採用する。
エレベータの運行を制御する制御コントローラおよび
乗りかごの移動に伴い回転するガバナと共に回転してパルス信号を発生するロータリーエンコーダからの信号と、昇降路の下端付近と上端付近に設置されたファイナルリミットスイッチからの信号を入力して、所定位置に対応した前記乗りかごの速度超過や位置超過を検出し、前記乗りかごを制動する安全コントローラ
を備えた電子化安全対応エレベータにおいて、
前記安全コントローラは、前記ロータリーエンコーダ及び前記ファイナルリミットスイッチを含む各種の安全スイッチ又は安全装置の動作状態を入力情報として異常を判定し、運転停止の制御を行うとともに、エレベータ運転停止の要因となった異常箇所に関する情報を前記制御コントローラへ送信し、
前記制御コントローラは、前記安全コントローラから受信した内容に基づき、エレベータ運転停止の要因となった異常箇所に関する情報を、乗り場ボタンの表示灯によって報知することを特徴とする。
また、本発明の他の実施態様においては、次のような構成を採用する。
前記制御コントローラは、前記安全コントローラから受信した内容に基づき、エレベータ運転停止の要因となった異常箇所に関する情報を、乗りかご内の汎用かご位置表示装置によって報知することを特徴とする。

本発明によれば、エレベータの安全及び乗客の安全を確保するにあたり、各種の安全スイッチ及び安全装置の動作状態の異常判定を行う電子化された安全対応のエレベータ用制御装置において、各種の安全スイッチ及び安全装置の動作状態によってエレベータが運転停止に至った場合、当該安全スイッチ及び安全装置の異常動作の箇所を見分けるのに専用の表示装置を設けることなく、報知できるようにしたので、専門家以外の者、例えばビルのオーナー等でも容易に把握することができる。

さらに、故障箇所を分かり易く表示することによって、保守作業員が運転停止に応じてより適切な対応を速やかに行えるので、乗客の閉じ込めを迅速に回避でき、エレベータを復旧させる工数を大幅に減らせることできる。

本発明の実施形態に係る電子化された安全対応のエレベータ用制御装置を含むエレベータの全体構成を示す図である。 本実施形態の前提となるエレベータ用制御装置で使用される各種の安全スイッチと安全装置の動作状態の異常検出と遮断回路の概要を示す説明図である。 本実施形態に係る電子化安全対応のエレベータ用制御装置における処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子化安全対応のエレベータ用制御装置で使用される各種の安全スイッチと安全装置の点滅モードを用いた診断表を示す図である。 本実施形態に係る電子化安全対応のエレベータ用制御装置で使用される各種の安全スイッチと安全装置の動作状態の異常検出を乗り場ボタンの点灯・消灯タイミングで表示する例を示す図である。 本実施形態に係る電子化安全対応のエレベータ用制御装置で使用される各種の安全スイッチと安全装置の動作状態の異常検出を乗りかご位置表示装置（液晶ＣＰＩ）の表示画面で示す図である。

本発明の実施形態に係る電子化された安全対応のエレベータ用制御装置について、図１〜図６を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本実施形態に係る電子化された安全対応のエレベータ用制御装置を含むエレベータの全体構成を示す図である。

図１において、１は乗りかご、２はモータ、３は巻上機ブレーキ、５はインバータ、６は遮断回路、７は交流電源、１０は主ロープ、１１はカウンタウェート、１２はガバナロープ、１３はガバナ、１４は把持装置、１５は非常止め装置、１６はレール、１７は緩衝器、２１はロータリーエンコーダ、２２，２３はファイナルリミットスイッチ、３０は制御コントローラ、４０は安全コントローラ、５０は電子化安全対応エレベータ用制御装置、６０はかご内操作盤、６１，６２，６３は乗り場ボタン、７０はかごドアスイッチ、７１，７２，７３は乗り場ドアスイッチ、８０は特定距離感知装置、８１，８２，８３は遮蔽板、をそれぞれ表す。

図１は電子化安全対応エレベータの全体構成を示し、乗りかご１は、モータ２がカウンタウェート１１の繋がれた主ロープ１０を駆動することにより、昇降路内を移動する。モータ２は遮断回路６を介して交流電源７に接続されたインバータ５により駆動される。乗りかご１が移動中に、かごドアスイッチ７０や乗りかごの居ない階の乗り場ドアスイッチ７１〜７３の作動を安全コントローラ４０が検出した場合、この検出によって遮断回路６が作動すると、モータ２の駆動力が消失する。巻上機ブレーキ３は常時作動であり、通電されると作動が解除されるように動作する。

昇降路付近に配置された電子化安全対応エレベータ用制御装置５０は、制御コントローラ３０と安全コントローラ４０を備えており、制御コントローラ３０は、液晶ＣＰＩ（Ｃａｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）付きかご内操作盤６０内の行先階ボタン及び乗り場ボタン６１〜６３の入力情報等を基にインバータ５を制御して乗りかご１を運行させるものであり、安全コントローラ４０は、ロータリーエンコーダ２１、ファイナルリミットスイッチ２２，２３からの信号を入力として所定位置に対応した乗りかご１の速度超過や位置超過などの事象を検出し、巻上機ブレーキ３、遮断回路６、把持装置１４を介した非常止め装置１５により乗りかご１を制動するものである。

ガバナロープ１２は、乗りかご１の移動に伴い乗りかご１に牽引され、ガバナ１３を回転させる。ガバナ１３は把持装置１４とロータリーエンコーダ２１を備えており、把持装置１４が作動するとガバナロープ１２を把持し、そのとき乗りかご１が移動中であれば、乗りかご１に設けられた非常止め装置１５が把持停止したガバナロープ１２により変位動作して、非常止め装置１５が乗りかご１に沿ったレール１６を挟むことにより乗りかご１を急停止させる。ロータリーエンコーダ２１はガバナ１３と共に回転してパルス信号を発生する。

ロータリーエンコーダ２１のパルス信号の変化量を積算して乗りかご１の位置を求め、この変化量の時間平均を演算して乗りかご１の速度を求める。乗りかご１が目的階に到着した際は、乗りかご１の上に設置された特定距離感知装置８０が目的階の乗り場に設置されている遮へい板８１〜８３と対向することによって、エレベータ用制御装置５０内の安全コントローラ４０が停止位置 (戸開可能ゾーン) を検出している。

昇降路の下端には緩衝器１７が設置されており、乗りかご１が巻上機ブレーキ３や非常止め装置１５の制動力で完全に停止できない場合でも、乗りかご１を受け止めて衝撃を吸収する。

昇降路の下端付近と上端付近にはファイナルリミットスイッチ２２，２３が備わっている。これらのスイッチ２２，２３は、常時オフ状態であるが、乗りかご１が各スイッチよりそれぞれ下方、上方に侵入するとオン状態となり、乗りかご１の位置が通常の運行範囲を超えて超過したことを検出する。

ところで、本実施形態の前提となる従来の方式では、エレベータの各種の安全スイッチ及び安全装置の動作状態の異常判定装置は、電気回路を含む機械装置で構成されており、例えば図２に示すように、各種のスイッチ類が電源に対して遮断回路６に直列接続であるので、各種の安全スイッチ及び安全装置の動作状態が１つでも異常であることを検出した場合、速やかに図１に示す遮断回路６を作動させ、乗りかご１を停止させ安全を確保していた。しかし、従来方式の場合、異常判定装置のどの安全スイッチ及び安全装置が動作しているのかを１つずつ目視にて確認する必要があり、手間と時間を要していた。

そこで、本発明の実施形態に係る電子化安全対応エレベータ用制御装置５０においては、異常判定装置を図２に示す従来方式から電子化された安全対応システム、つまりＣＰＵを搭載した安全コントローラ４０（エレベータ用制御装置５０内のコントローラ）にて異常判定を行うことができる構成（例えば、安全コントローラ４０に対して各種の安全スイッチ及び安全装置を互いに並列接続して入力する構成）とすることによって、各種の安全スイッチ及び安全装置のいずれか一の動作状態を安全コントローラ４０が把握でき、この異常の有った箇所（図２に示す安全スイッチ及び安全装置の内のいずれか又は複数の異常箇所）をエレベータの運行を制御する制御コントローラ３０へ送信する。

制御コントローラ３０では、受信した内容に基づき、例えば、エレベータ保守運転のモードに変更するための操作スイッチである保守スイッチ、又はエレベータの運行を停止するための操作スイッチである停止スイッチが作動したことを検出した場合、エレベータ運転停止の要因となった箇所を、乗降客の多いロビー階等の基準階の乗り場ボタンに付設した表示灯の点滅回数によって知らせることができるようにするものである。

図３は、本実施形態に係る電子化安全対応エレベータ制御用装置５０の処理の流れを示すフローチャートである。まず、ステップ３０１で各種安全スイッチ及び安全装置の動作状態をチェックし、異常動作をしたか否かを判定し、異常動作をしていた場合にはステップ３０２へ進む。ステップ３０２では、乗り場ボタンの表示態様が、平常モード（安全スイッチなどが作動していない通常の表示状態）か、異常動作の箇所の表示モードかを判定するために、かご運行を停止する操作スイッチである停止スイッチやエレベータ保守運転モードに変更するための操作スイッチである保守スイッチがオンか否かを判定し（停止スイッチや保守スイッチは乗りかご内に設けられて、故障点検時に保守作業員が操作するスイッチ）、オンの場合ステップ３０３へ進む。オフの場合には、ステップ３０４へ進み、以前が表示モードで無い場合、そのまま終了する。

ステップ３０３では、各種の安全スイッチ及び安全装置の内で異常動作した箇所に基づいた点滅モードを設定する（図４に示す項目名称と点滅回数の関係を参照）。この点滅モードの場合には、例えばロビー階の乗り場ボタン６１に付設した表示灯を利用する。仮に、例えば所定位置に対応する乗りかご１のロータリーエンコーダ２１による速度超過とファイナルリミットスイッチ２２，２３による位置超過という複数個所の異常動作が有った場合には、図４に示すように予め設定した優先度の高低に応じた点滅モードを優先して設定する。上述の例では、速度超過と位置超過が重なって検出された場合、図４の例ではＮｏ１の速度超過を優先して設定する。この点滅モード、つまり点滅回数が所定回数以上の場合、例えば図４に示す例で５回以上の点滅では、故障箇所が乗りかごを除いた塔内（乗り場ではなくて）であることを意味している。

繰り返して説明すると、各種の安全スイッチと安全装置が異常動作すると、乗り場ボタンの表示灯の表示状態を、平常モード（エレベータ運行が正常である場合の表示状態を示すモード）から異常動作箇所の表示を行う異常動作箇所表示モード（点滅の回数で異常動作箇所を表す点滅モード）とし、その点滅回数から異常動作箇所が明らかになるものである（図４に示す診断表と乗りかごボタンの表示灯の点滅回数とから異常動作箇所が対応付けされる）。点滅回数が５回以上の場合は、保守作業員が塔内に乗り込んで点検する必要がある危険を伴う故障であることを意味している。塔内に乗り込んでの点検（乗りかご内での点検のみで済ませることができることに比べて）の要否は、保守作業をする上で重要な判断情報であり、そのためにも異常動作した各安全スイッチ又は安全装置の設置箇所と異常内容を表示、報知することの意味は本実施形態にとって重要である。

図４には、本実施形態に係る電子化安全対応のエレベータ用制御装置で使用される各種の安全スイッチと安全装置の点滅モードを用いた診断表を示す。図４によると、各種の安全スイッチ及び安全装置による異常動作の項目名称と、その項目に対応する点滅回数と、項目別の安全優先度と、がテーブルとなって予め決められている。

ステップ３０５では、設定した点滅モードに基づいて、図５に示すタイミングチャートのようにロビー階の乗り場ボタン６１付設の表示灯の点滅処理、つまり乗り場ボタン６１付設の表示灯に対して点灯及び消灯指令の出力を行っている。ステップ３０４からステップ３０６のフローは、表示モードが解除された場合の１回のみロビー階の乗り場ボタン６１の消灯を行い、そのまま終了する。

図５には、本実施形態に係る電子化安全対応のエレベータ用制御装置で使用される各種の安全スイッチと安全装置の動作状態の異常検出を乗り場ボタンの点灯・消灯タイミングで表示する例を示す。図５に示す例では、ロータリーエンコーダ２１の出力を基にした速度超過による非常止め装置１５が異常動作したことを検出した場合における乗り場ボタンの点滅状態を表している。この例では１０秒間で６回の点滅回数が乗り場ボタン６１に表示されている。図４に示す診断表の点滅回数と乗り場ボタンの点滅回数とを突き合わせることで、異常動作した安全スイッチ及び安全装置を特定することができる。

図３に示す一連の処理を実施するタイミングは、安全コントローラ４０から送信される異常動作した箇所に関連する情報（運転停止として判定された入力情報における異常を示す安全スイッチ又は安全装置の設置箇所と異常内容に関する情報）に基づいて、制御コントローラ３０内に搭載されたＣＰＵのタイマーを利用して周期的 (例．０．５ｓｅｃ毎) な診断を行うことで、処理負荷を最小に抑え、エレベータの運行を妨げないような構成となっている。

図６には、本実施形態に係る電子化安全対応のエレベータ用制御装置で使用される各種の安全スイッチと安全装置の動作状態の異常検出を乗りかご位置表示装置（液晶ＣＰＩ）の表示画面で表示する例を示す。図６では、安全スイッチ又は安全装置が異常動作したことによって、保守作業員が保守スイッチ（停止スイッチでよい）を操作した場合に、その操作による保守スイッチのスイッチングが検出された場合、エレベータ運転停止の要因となった安全スイッチ又は安全装置の異常動作の箇所を、ロビー階の乗り場ボタンの点滅回数ではなくて、乗りかご１内の液晶ＣＰＩに知らせた場合の表示の例を示す。

図６の（ａ）は平常運転時の画面例であり、画面を３つのエリア（運転方向、乗りかごの位置、ドアの開閉／次停止階／利用上の注意）に分割してエレベータの運転案内を行う。図６の（ｂ）は運転停止時の画面例であり、平常運転とは異なる状況であることを乗客に知らせるため画面の背景を赤色とし、画面上部に運転方向（エレベータが走行中は矢印が走行方向に向けてスクロール）と、かご位置を表示し、中央にエレベータの運転案内を行う。

ここで、本実施形態では保守スイッチ又は停止スイッチが作動したことを検出した場合、図６の（ｃ） に示すようにエレベータ運転停止の要因となった箇所を、乗りかご内の液晶ＣＰＩに知らせるため、画面上部に運転方向（エレベータが走行中でない場合は何も表示しない）と、かご位置を表示し、中央にエレベータの運転案内と共に異常箇所を知らせる構成となっている。

以上説明したように、本発明の実施態様の特徴は、エレベータの運行を制御する制御コントローラと、エレベータの各種の安全スイッチ及び安全装置の動作状態を入力情報として異常を判定し、乗りかごを安全な状態に移行させるための指令信号を出力する安全コントローラを備えた電子化安全対応エレベータにおいて、入力情報に基づいて安全コントローラがエレベータの運転を停止させた場合、安全コントローラからの情報に基づき、制御コントローラが、運転停止の要因となった安全スイッチと安全装置の箇所を、例えば接続されたロビー階（又は最下階でもよい）の乗り場ボタンの表示灯又は乗りかご内の液晶ＣＰＩによって、故障箇所が一目で分かるように報知するものである。

１ 乗りかご
２ モータ
３ 巻上機ブレーキ
５ インバータ
６ 遮断回路
７ 交流電源
１０ 主ロープ
１１ カウンタウェート
１２ ガバナロープ
１３ ガバナ
１４ 把持装置
１５ 非常止め装置
１６ レール
１７ 緩衝器
２１ ロータリーエンコーダ
２２，２３ ファイナルリミットスイッチ
３０ 制御コントローラ
４０ 安全コントローラ
５０ 電子化安全対応エレベータ用制御装置
６０ かご内操作盤
６１，６２，６３ 乗り場ボタン
７０ かごドアスイッチ
７１，７２，７３ 乗り場ドアスイッチ
８０ 特定距離感知装置
８１，８２，８３ 遮蔽板

Claims (2)

1. エレベータの運行を制御する制御コントローラおよび
   乗りかごの移動に伴い回転するガバナと共に回転してパルス信号を発生するロータリーエンコーダからの信号と、昇降路の下端付近と上端付近に設置されたファイナルリミットスイッチからの信号を入力して、所定位置に対応した前記乗りかごの速度超過や位置超過を検出し、前記乗りかごを制動する安全コントローラ
   を備えた電子化安全対応エレベータにおいて、
   前記安全コントローラは、前記ロータリーエンコーダ及び前記ファイナルリミットスイッチを含む各種の安全スイッチ又は安全装置の動作状態を入力情報として異常を判定し、運転停止の制御を行うとともに、エレベータ運転停止の要因となった異常箇所に関する情報を前記制御コントローラへ送信し、
   前記制御コントローラは、複数の異常項目と、これらの異常項目にそれぞれ対応して予め設定された表示灯の点滅回数を示す診断表を記憶しており、
   前記診断表は、複数の異常項目について、各異常箇所を表示灯の点滅回数によって区別するとともに、保守作業員が塔内に乗り込んで点検する必要がある異常項目に対しては、それ以外の異常項目に比べてより多い所定数以上の点滅回数が設定されており、
   前記制御コントローラは、前記安全コントローラから受信した異常項目に基づき、前記診断表を参照することによって、エレベータ運転停止の要因となった異常箇所に関する情報を、乗り場ボタンの前記表示灯の点滅回数によって報知する
   ことを特徴とする電子化安全対応エレベータ。
2. 請求項１において、
   エレベータ保守運転のモードに変更するための操作スイッチである保守スイッチ、又はエレベータの運行を停止するための操作スイッチである停止スイッチが作動したことを条件として、前記運転停止の要因となった異常動作した安全スイッチ又は安全装置の箇所と異常内容に関する情報を、前記乗り場ボタンの前記表示灯の点滅回数によって区別して報知する
   ことを特徴とする電子化安全対応エレベータ。