JP6218952B2 - エレベータ戸開閉装置およびエレベータ戸開閉装置の改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、改修前のエレベータ戸開閉装置において戸開閉制御を行っていた制御基板を流用するとともに、新たな制御基板を追加して改修することで、適切な制御動作を実現可能とする、エレベータ戸開閉装置およびエレベータ戸開閉装置の改修方法に関するものである。

エレベータ戸開閉装置は、一般的に、モータエンコーダからの信号によって、戸の開閉制御を行っている。そして、エレベータ戸開閉装置は、リンク式のドアに代表されるような、モータ回転速度とドア速度が非線形となるドアに対しては、機械系の特性に合わせたモータ速度パターンを設定し、開閉制御を行っている。

エレベータ戸開閉装置において、戸開閉動作シーケンスを実行させるための戸開閉指令は、一般に、戸開閉装置ではなく、外部機器（例えば、エレベータ全体を制御する制御盤）から、戸開閉装置に対して出力される。そして、戸開閉装置は、外部機器から受信したこの戸開閉指令に従って、ドアの戸開閉制御を行う。

エレベータの改修においては、費用や工期の面から、既設機器を流用したい要望が強く、戸開閉装置においても、既設機器をなるべく流用したい要望がある。そこで、既設機器を流用してエレベータ戸開閉装置を一部改修する場合に、リンク構造等の詳細な情報が不明でも、適切なドア開閉動特性が得られるようにする従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、改修時に、既設のかごドアパネルおよび駆動機構を残留し、ドアモータ、モータ速度検出器およびドア制御装置を撤去している。そして、撤去した制御関連機器を新設品に交換し、新設のドア速度検出器を設置する改修を行っている。

特許文献１は、調整運転を行うことにより、指示された戸開閉時間とドアパネルの移動距離からドア速度指令を発生させている。さらに、特許文献１は、この調整運転によるドア移動速度とモータ回転速度との速度比を演算し、その結果に応じて、ドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生させている。

換言すると、特許文献１は、調整運転を行うことにより、適切な制御動作を実現するためのモータ速度指令を発生させている。この結果、既設のかごドアパネルおよび駆動機構を流用した上で、新たな制御関連機器を用いることによる一部改修を実現している。さらに、この特許文献１による改修方法は、他社のドア装置に対する改修作業にも適用可能となっている。

特開２００２−３０２３６９号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１は、既設のかごドアパネルおよび駆動機構を流用して、制御関連機器を入れ替えた際に、所望の戸開閉制御動作を得るための調整方法を開示している。しかしながら、この特許文献１は、改修前の制御関連機器により採用されていた戸開閉制御の実際の動作特性を何ら流用していない。

すなわち、実際に調整運転を行う作業員は、新たに設計した制御基板を用いて、ドアの機械系だけは改修前のものを流用し、戸開閉制御動作を再調整しなければならなかった。従って、手順を追って、戸開閉制御動作を再調整することはできたとしても、このような機械系のみを流用した一部改修においては、調整作業に負担がかかるといった問題があった。

特に、ドアの機械系がリンク式であり、かつ、改修前の制御基板が他社製品であった場合には、制御系の設計は容易ではなく、機械系のみを流用した一部改修は、困難であった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、機械系が未知なドアを流用して一部改修を行う際に、適切な戸開閉制御動作を得るための制御系設計を容易に実現することのできるエレベータ戸開閉装置およびエレベータ戸開閉装置の改修方法を得ることを目的とする。

本発明に係るエレベータ戸開閉装置は、戸開閉指令に応じて、エンコーダの情報を元にフィードバック制御を行うことで、エレベータドアの開閉を行うモータの駆動電流信号を生成する第１の制御基板を備え、エレベータドアの開閉制御を行うエレベータ戸開閉装置であって、第１の制御基板とモータとの間に挿入される第２の制御基板をさらに備え、第２の制御基板は、第１の制御基板がフィードバック制御を行った結果として第１の制御基板から出力される第１の駆動電流信号を監視し、第１の駆動電流信号が正常であると判断した場合には、第１の駆動電流信号を、モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力し、第１の駆動電流信号が異常であると判断した場合には、戸開閉指令に応じた方向にモータを回転させることができるように、規定トルク以上の第２の駆動電流信号を生成し、生成した第２の駆動電流信号を、モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力するものである。

また、本発明に係るエレベータ戸開閉装置の改修方法は、戸開閉指令に応じて、エンコーダの情報を元にフィードバック制御を行うことで、エレベータドアの開閉を行うモータの駆動電流信号を生成する第１の制御基板を備え、エレベータドアの開閉制御を行うエレベータ戸開閉装置に関して、機械系が未知なエレベータドアを流用して改修を行う際に、第１の制御基板とモータとの間に第２の制御基板を挿入することで改修を行うエレベータ戸開閉装置の改修方法であって、第２の制御基板において、第１の制御基板がフィードバック制御を行った結果として第１の制御基板から出力される第１の駆動電流信号を読み取る第１ステップと、第１ステップで読み取った第１の駆動電流信号に対応するエレベータドアの動作方向と、戸開閉指令とが整合しているか否かを監視する第２ステップと、第２ステップによる監視結果に基づいて、動作方向と戸開閉指令とが整合している場合には、第１の駆動電流信号が正常であると判定し、その他の場合には、第１の駆動電流信号が異常であると判定する第３ステップと、第３ステップにより第１の駆動電流信号が正常であると判断された場合には、第１の駆動電流信号を、モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力する第４ステップと、第３ステップにより第１の駆動電流信号が異常であると判断された場合には、戸開閉指令に応じた方向にモータを回転させることができるような規定トルク以上の第２の駆動電流信号を生成し、生成した第２の駆動電流信号を、モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力する第５ステップとを有するものである。

本発明によれば、改修前の制御基板を流用して現状の戸開閉制御動作と同等の特性を確保した上で、新たに追加した制御基板により、エレベータシステムとのインターフェースおよび改修前の制御基板の異常監視を行うシステム構成を採用して、改修を行っている。この結果、機械系が未知なドアを流用して一部改修を行う際に、適切な戸開閉制御動作を得るための制御系設計を容易に実現することのできるエレベータ戸開閉装置およびエレベータ戸開閉装置の改修方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるエレベータ戸開閉装置の改修前後の状態を示す全体構成図である。 本発明の実施の形態１におけるエレベータ戸開閉装置で使用される新規制御基板の詳細構成を含む全体構成図である。

本発明は、特に、機械系が未知のドアに対して、既設の制御系（既設制御基板）を流用しながら制御を実現する点を第１の技術的特徴としている。なお、既設の制御系を流用した場合には、未知な機能（既設制御基板による予期しないドアの制御動作）によって、エレベータシステムが意図していないドアの制御動作が生じるリスクがある。そこで、本発明では、既設制御基板を流用するとともに、新規制御基板をさらに追加し、この新規制御基板により、エレベータシステムとのインターフェースを実行するとともに、意図しない動作に対する監視を行うことで、適切な制御動作を実現する点を第２の技術的特徴としている。

そこで、本発明のエレベータ戸開閉装置およびエレベータ戸開閉装置の改修方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、改修前から存在する第１の制御基板を「既設制御基板」と称し、改修後に新たに追加する第２の制御基板を「新規制御基板」と称することとする。また、本発明に係るエレベータ戸開閉装置は、必ずしも改修作業後の構成に限定されるものではなく、第１の制御基板と第２の制御基板とを併用する構成を採用する点に特徴を有するものである。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるエレベータ戸開閉装置の改修前後の状態を示す全体構成図である。具体的には、図１（ａ）に示した改修前のエレベータ戸開閉装置は、既設制御基板１１、既設モータ１２、既設ドア装置１３、および既設エンコーダ１４を備えて構成されている。また、改修前のエレベータ戸開閉装置は、外部機器１から戸開閉指令を受信する構成となっている。

一方、図１（ｂ）に示した改修後のエレベータ戸開閉装置は、全開／全閉検出センサ２１、および新規制御基板２２をさらに備えて構成されている。また、改修後のエレベータ戸開閉装置は、外部機器１から戸開閉指令を受信するとともに、施工者（あるいは調整作業員）２から既設戸開閉装置情報を受信する構成となっている。

本発明の改修対象となる既設の戸開閉装置は、図１（ａ）に示すように、既設エンコーダ１４の情報を元にフィードバック制御を行うことで、ドア制御のための既設モータ１２の駆動電流信号を生成し、既設モータ１２へ出力する構成を備えている。

そして、図１（ａ）と図１（ｂ）の対比から明らかなように、機械系が未知なドアを流用して一部改修を行う際に、本発明では、既設制御基板１１を撤去せずに流用するとともに、全開／全閉検出センサ２１と新規制御基板２２を新たに追加している点を技術的特徴としている。

より具体的には、図１（ｂ）に示すように、本実施の形態１における改修後の構成では、既設の戸開閉装置に含まれていた既設制御基板１１と、既設モータ１２との間に、新規制御基板２２が新たに追加されている。

改修後の図１（ｂ）の構成においては、既設制御基板１１と新規制御基板２２の両方に、外部機器（エレベータ制御盤など）１からの戸開閉指令、および既設エンコーダ１４からのモータパルス数の情報が入力されている。さらに、改修後の図１（ｂ）の構成においては、戸全開／戸全閉を検出するための全開／全閉検出センサ２１が新たに追加されており、この全開／全閉検出センサ２１による検出信号は、新規制御基板２２に取り込まれる構成となっている。

次に、図１（ｂ）の改修後の構成における具体的な制御について、説明する。既設制御基板１１は、改修前と同様に、外部機器１からの戸開閉指令、および既設エンコーダ１４からのモータパルス数の情報に基づいて、既設モータ１２を制御するための駆動電流信号（既設電流信号）を生成する。

新規制御基板２２は、既設制御基板１１で生成された駆動電流信号を取り込み、取り込んだ駆動電流信号の整合性を、戸開閉指令、および新規制御基板２２内で設定された閾値を用いて監視する。

このような駆動電流信号の監視機能は、既設制御基板１１が従来から備える、「未知な機能（既設制御基板による予期しないドアの制御動作など）」によって、エレベータシステムが意図していないドアの制御動作が生じることへのリスクを低減させる働きがある。なお、この監視機能に関しては、図２を用いて、後で詳細に説明する。

また、新規制御基板２２は、あらかじめ電流リミッタを設定しておくことで、既設制御基板１１により生成された駆動電流信号に対して、電流リミットをかけて、駆動電流信号を制限することも可能である。

そして、新規制御基板２２は、既設制御基板１１で生成された駆動電流信号に異常がないと判断した場合には、この既設制御基板１１で生成された駆動電流信号をそのまま既設モータ１２の駆動電流信号として出力し、既設ドア装置１３を駆動させるための駆動電流信号として流用する。すなわち、既設制御基板１１により生成された駆動電流信号が正常な場合には、改修前と同一の戸開閉制御が行われることとなる。

一方、新規制御基板２２は、既設制御基板１１で生成された駆動電流信号に異常があると判断した場合には、既設制御基板１１で生成された駆動電流信号を流用するのではなく、新規制御基板２２で自ら生成した駆動電流信号を、既設モータ１２に対して出力する。すなわち、既設制御基板１１が異常な場合には、新規制御基板２２で生成する駆動電流信号を活用して、戸開閉制御を継続することができる。

ここで、新規制御基板２２は、正常時の電流値と、戸開閉時間、既設エンコーダ１４のパルスの変化量から、駆動電流信号を自ら生成する。既設ドア装置１３の機械系が未知であるため、改修時において、モータ回転速度とドア速度の関係は、不明である。このため、新規制御基板２２は、通常の戸開閉時に用いるような、なめらかな動作（すなわち、既設制御基板１１が正常時における動作に相当）の実現はできない。しかしながら、新規制御基板２２は、戸開閉時間とパルス変化量に基づいて、確実に戸開閉させるための駆動電流信号を生成することができ、戸開閉制御を継続することができる（詳細は、後述する）。

次に、改修後における、より詳細な制御内容を、新規制御基板２２の詳細構成とともに、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるエレベータ戸開閉装置で使用される新規制御基板２２の詳細構成を含む全体構成図である。

図２中に示した新規制御基板２２は、設定部２２１、電流監視部２２２、正常データ判定記憶部２２３、電流生成部２２４、および電流切替部２２５を備えて構成されている。

設定部２２１は、改修作業時において、施工者（あるいは調整作業員）２が、容易にその場で判断可能な情報を「既設戸開閉装置情報」として設定する機能を有している。より具体的には、施工者２は、既設の戸開閉装置の状態を調査することで、「既設戸開閉装置情報」として、一例として、以下のような情報を設定することができる。
（情報１）間口方式
（情報２）間口の長さ
（情報３）戸開閉時のモータ回転方向
（情報４）改修前の戸開閉時間

次に、電流監視部２２２は、設定部２２１から間口方式、モータ回転方向、外部機器１から戸開閉指令、既設制御基板１１から駆動電流信号（既設電流信号）、をそれぞれ読み取る。そして、電流監視部２２２は、既設電流信号によるドアの動作方向（戸開／戸閉／停止）と、戸開閉指令との整合性を監視する。

ここで、モータ回転方向とドアの動作方向は、戸開閉装置の構造や勝手（間口方式に相当）によって異なる。そこで、本実施の形態１では、改修時において、「戸開閉時のモータ回転方向」に関する情報、および「間口方式」に関する情報を、新規制御基板２２内の設定部２２１を利用して、施工者２が設定するものとする。これによって、電流監視部２２２は、既設制御基板１１で生成された駆動電流信号（既設電流信号）の極性と、外部機器１から取り込んだ戸開閉指令の論理との整合性を、「戸開閉時のモータ回転方向」および「間口方式」に関する情報に基づいて確認できる。そして、電流監視部２２２は、整合性の確認結果を、「電流異常有無」の情報として、電流生成部２２４および電流切替部２２５に出力する。

次に、正常データ判定記憶部２２３は、既設電流信号を用いて正常に戸開閉を行っていた際の、開閉動作における制御電流の遷移状態に相当する値を記憶する。ここで、正常データ判定記憶部２２３は、全開／全閉検出センサ２１による検出結果が、全開状態から全閉状態まで移動する動作期間内、あるいは全閉状態から全開状態まで移動する動作期間内において、既設エンコーダ１４から出力されるモータパルスを単位時間当たりで計数していくことで、「間口の長さ」に渡って、「開閉動作における制御電流の遷移状態に相当する値」を計測することができる。

また、正常データ判定記憶部２２３は、設定部２２１を介して取得した「改修前の戸開閉時間」と、実際の開閉動作を行った際に、全開状態から全閉状態まで移動する時間、あるいは全閉状態から全開状態まで移動する時間とを比較し、両者の差が、許容時間差内であれば、戸開閉動作が正常な時間内で動作完了したと判断することができる。さらに、正常データ判定記憶部２２３は、全開状態から全閉状態まで、あるいは全閉状態から全開状態まで移動した際のモータパルス数を計数することで求めた移動量と、「間口の長さ」との差が、許容距離差内であれば、戸開閉動作が正常な距離を移動して動作完了したと判断することができる。

また、正常データ判定記憶部２２３は、正常動作時に測定した「開閉動作における制御電流の遷移状態に相当する値」を、経年変化に応じた最新の値として、必要に応じて更新することも可能である。

さらに、正常データ判定記憶部２２３は、正常動作時において「間口の長さ」に渡って計測した「開閉動作における制御電流の遷移状態に相当する値」に基づいて、ドアに過負荷が加わった際の検出を行うための閾値（電流リミッタ）を生成することもできる。例えば、正常データ判定記憶部２２３は、正常動作時における「開閉動作における制御電流の遷移状態に相当する値」の最大値の０．８倍のパルス計数値を、過負荷検出のための閾値として記憶しておくことができる。

そして、正常データ判定記憶部２２３は、実際の開閉制御時の単位時間当たりのモータパルス数を計数することで、パルス遷移状態を生成し、過負荷検出用に設定した閾値を超えない状態があらかじめ設定した時間以上継続した場合には、ドアに過負荷がかかり、所望の移動量が得られない状態が発生したと判断し、過負荷を検出することができる。

次に、電流生成部２２４は、既設エンコーダ１４からのモータパルス数の信号を元に、ドアを確実に動作させるための制御電流信号を、新規電流信号として生成する。すなわち、この新規電流信号は、電流監視部２２２において、既設制御基板１１で生成された駆動電流信号に異常があると判定された際に、既設電流信号の代わりとして、既設モータ１２の制御に使用されるものである。

具体的には、電流生成部２２４は、電流監視部２２２から「電流異常有り」の情報を受信することで、戸開閉指令と既設電流信号の動作方向が異なっていると判断した場合には、戸開閉指令と整合性のとれた方向へ、既設エンコーダ１４により検出されるモータパルス数の変化が生じるまで新規電流信号の値を増加させることで、ドアが最低限動作するのに必要なトルクを有する駆動電流信号を、新規電流信号として生成する。

また、「電流異常有り」の情報を受信した後、戸開閉指令が入力されない場合には、ドアをその場で停止保持させる必要がある。そこで、電流生成部２２４は、外部機器１からの戸開閉指令を読み取り、戸開閉指令が入力されていないと判断した場合には、エンコーダパルス数の増加量に比例し、かつ、ドア動作方向とは逆向きの値となる駆動電流信号を、新規電流信号として生成する。

なお、電流生成部２２４は、上述したような新規電流信号の生成にあたり、正常データ判定記憶部２２３に記憶されている、正常時における「開閉動作における制御電流の遷移状態に相当する値」に基づいて、リミッタを設定することができる。これにより、電流生成部２２４は、生成する新規電流信号に適切なリミットをかけることができる。

次に、電流切替部２２５は、電流監視部２２２からの「電流異常有無」の情報に基づいて、既設モータ１２へ出力する駆動電流信号を選択切り替えする。具体的には、電流切替部２２５は、「電流異常無し」の場合には、既設制御基板１１からの既設電流信号を駆動電流信号として選択する。一方、電流切替部２２５は、「電流異常有り」の場合には、電流生成部２２４で生成された新規電流信号を駆動電流信号として選択し、既設モータ１２を制御する。

以上のように、実施の形態１によれば、エレベータ戸開閉装置の一部改修を行う際に、既設制御基板を撤去せずに、既設制御基板と既設モータとの間に新規制御基板を挿入している。そして、既設制御基板は、戸開閉指令に基づいて、既設のドアの開閉制御に適した駆動電流信号を生成する。また、新規制御基板は、エレベータシステムとのインターフェースを行うとともに、既設制御基板で生成された駆動電流信号が正常であるか否かを監視している。そして、新規制御基板は、既設制御基板が正常である場合には、既設制御基板により生成された駆動電流信号を用いて既設モータの制御を行っている。一方、新規制御基板は、既設制御基板が異常である場合には、確実に開閉制御を行うことができる新規の駆動電流信号を自らが生成し、既設モータの制御を行っている。

さらに、新規制御基板は、既設制御基板で生成される駆動電流信号の異常を監視する機能を備えている。この結果、機械系が未知なドアを流用して一部改修を行う際に、改修前後で同等の性能を確保して、適切な戸開閉制御動作を得るための制御系設計を容易に実現することができる。

さらに、新規制御基板は、既設制御基板が正常なときには、正常な開閉動作におけるパルス遷移状態をあらかじめ記憶しておき、実際の開閉制御時のパルス遷移状態と記憶されている値とを比較することで、過負荷検出機能を付加することができる。

Claims (3)

1. 戸開閉指令に応じて、エンコーダの情報を元にフィードバック制御を行うことで、エレベータドアの開閉を行うモータの駆動電流信号を生成する第１の制御基板を備え、前記エレベータドアの開閉制御を行うエレベータ戸開閉装置であって、
   前記第１の制御基板と前記モータとの間に挿入される第２の制御基板をさらに備え、
   前記第２の制御基板は、
   前記第１の制御基板がフィードバック制御を行った結果として前記第１の制御基板から出力される第１の駆動電流信号を監視し、
   前記第１の駆動電流信号が正常であると判断した場合には、前記第１の駆動電流信号を、前記モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力し、
   前記第１の駆動電流信号が異常であると判断した場合には、前記戸開閉指令に応じた方向に前記モータを回転させることができるように、規定トルク以上の第２の駆動電流信号を生成し、生成した前記第２の駆動電流信号を、前記モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力する
   エレベータ戸開閉装置。
2. 前記第２の制御基板は、
   前記第１の制御基板から出力される前記第１の駆動電流信号に対応する前記エレベータドアの動作方向と、前記戸開閉指令とが整合しているか否かを監視するとともに、前記第１の駆動電流信号があらかじめ設定した許容範囲内であるか否かを監視し、
   前記動作方向と前記戸開閉指令とが整合しており、かつ、前記第１の駆動電流信号が前記許容範囲内にある場合には、前記第１の駆動電流信号が正常であると判定し、その他の場合には、前記第１の駆動電流信号が異常であると判定する
   請求項１に記載のエレベータ戸開閉装置。
3. 戸開閉指令に応じて、エンコーダの情報を元にフィードバック制御を行うことで、エレベータドアの開閉を行うモータの駆動電流信号を生成する第１の制御基板を備え、前記エレベータドアの開閉制御を行うエレベータ戸開閉装置に関して、機械系が未知な前記エレベータドアを流用して改修を行う際に、前記第１の制御基板と前記モータとの間に第２の制御基板を挿入することで前記改修を行うエレベータ戸開閉装置の改修方法であって、
   前記第２の制御基板において、
   前記第１の制御基板がフィードバック制御を行った結果として前記第１の制御基板から出力される第１の駆動電流信号を読み取る第１ステップと、
   前記第１ステップで読み取った前記第１の駆動電流信号に対応する前記エレベータドアの動作方向と、前記戸開閉指令とが整合しているか否かを監視する第２ステップと、
   前記第２ステップによる監視結果に基づいて、前記動作方向と前記戸開閉指令とが整合している場合には、前記第１の駆動電流信号が正常であると判定し、その他の場合には、前記第１の駆動電流信号が異常であると判定する第３ステップと、
   前記第３ステップにより前記第１の駆動電流信号が正常であると判断された場合には、前記第１の駆動電流信号を、前記モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力する第４ステップと、
   前記第３ステップにより前記第１の駆動電流信号が異常であると判断された場合には、前記戸開閉指令に応じた方向に前記モータを回転させることができるような規定トルク以上の第２の駆動電流信号を生成し、生成した前記第２の駆動電流信号を、前記モータを駆動制御するための駆動電流信号として出力する第５ステップと
   を有するエレベータ戸開閉装置の改修方法。

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