JP6351853B2 - 油圧式エレベータの安全装置および油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、油圧の制御により、かごを上下方向に走行させる油圧式エレベータにおいて、戸開走行防止機能を備えた油圧式エレベータの安全装置および油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法に関するものである。

従来の油圧式エレベータの戸開走行防止装置として、非常止め装置を用いた制動方式（例えば、特許文献１参照）、あるいは、二重化逆止弁を用いた方式（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。

いずれの戸開走行防止装置においても、戸開状態でのかごの位置あるいはかごの速度を監視して異常状態を判定し、かごを制止動作させている。

特開２０１３−１８４７９９号公報 特許第４７６７１９３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。油圧式エレベータは、かご内での加振力に対して、かごが揺すられ易い方式である。このため、乗客のいたずらでかごが揺すられた際に、かごの速度が必要以上に多大となってしまう場合がある。

このため、いたずらによるかご揺すりよって戸開走行防止装置が誤動作しないように、かご揺すり時の速度に対し、裕度を持った異常検出速度を設定する必要がある。このような裕度を持った異常検出速度でかごを制止させた場合であっても、かごの出入り口と昇降路の出入り口との間を、乗客が挟まれることがない距離で制止させることは可能である。

しかしながら、裕度を持った異常検出速度が設定されている場合には、かごの制止動作開始までに、かごの最大速度が増大することで、かごの減速度も増大させてしまうことになる。その結果、制止動作により乗客が怪我を負うなどのおそれも懸念され、かごの減速度の低減が望まれる。

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、従来装置よりも低いかご速度で異常下降状態を検出してかご制止処理を行うことができ、かごの減速度を下げ、停止距離を短くすることのできる油圧式エレベータの安全装置および油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法を得ることを目的とする。

本発明に係る油圧式エレベータの安全装置は、戸開状態でのかご速度の検出値に基づいて、戸開走行異常の有無を判定し、戸開走行異常であると判定した場合にはかご制止処理を行う戸開走行防止装置を備えた油圧式エレベータの安全装置であって、油圧配管中に設けられた逆止弁の、油圧タンク側の圧力値を検出する圧力センサーをさらに備え、戸開走行防止装置は、戸開状態における圧力センサーの値を時系列データとして順次格納するメモリを有し、戸開状態で検出されたかご速度があらかじめ設定された第１閾値以上であるか否かを判定し、かご速度が第１閾値以上であると判定した場合には、かご速度が第１閾値以上となった現在時刻から、あらかじめ設定した判定時間前までの間にメモリに格納されている時系列データの最大値と最小値の差分値を算出し、差分値があらかじめ設定された許容範囲を超えている場合には、戸開走行異常が発生したと判断し、かご制止処理を実行するものである。

また、本発明に係る油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法は、戸開状態でのかご速度の検出値に基づいて、戸開走行異常の有無を判定し、戸開走行異常であると判定した場合にはかご制止処理を行う戸開走行防止装置を備えた油圧式エレベータの安全装置において、戸開走行防止装置により実行される油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法であって、油圧配管中に設けられた逆止弁の、油圧タンク側の圧力値を検出する圧力センサーの値を時系列データとして順次メモリに格納する第１ステップと、戸開状態で検出されたかご速度があらかじめ設定された第１閾値以上であるか否かを判定する第２ステップと、第２ステップにおいて、かご速度が第１閾値以上であると判定した場合には、かご速度が第１閾値以上となった現在時刻から、あらかじめ設定した判定時間前までの間にメモリに格納されている時系列データの最大値と最小値の差分値を算出し、差分値があらかじめ設定された許容範囲を超えているか否かを判定する第３ステップと、第３ステップにおいて、差分値が許容範囲を超えていると判定された場合には、戸開走行異常が発生したと判断し、かご制止処理を実行する第４ステップとを有するものである。

本発明によれば、かご速度が設定閾値以上となった際の、逆止弁と油圧タンクとの間の油圧配管の圧力検出値の大きさに応じて、かご揺すり状態と異常下降状態を識別した上で異常下降状態を確実に検出できる構成を備えている。この結果、従来装置よりも低いかご速度で異常下降状態を検出してかご制止処理を行うことができ、かごの減速度を下げ、停止距離を短くすることのできる油圧式エレベータの安全装置および油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１における油圧式エレベータの全体構成図である。 本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータにおいて、異常が発生した場合のかご速度と、ジャッキポート圧力センサーおよび判定用圧力センサーの検出圧力に関する経時変化を示した図である。 本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータにおいて、戸開停止時にかごが揺すられた場合のかご速度と、ジャッキポート圧力センサーおよび判定用圧力センサーの検出圧力に関する経時変化を示した図である。 本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータの安全装置において実行される、かご揺すり状態の判定処理、およびこの判定処理に伴うかごの制動制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータの安全装置と従来装置のそれぞれによる、かご制止時のかごの速度波形を比較した図である。 本発明の実施の形態２における油圧式エレベータの全体構成図である。 本発明の実施の形態３における油圧式エレベータの全体構成図である。

以下、本発明の油圧式エレベータの安全装置および油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における油圧式エレベータの全体構成図である。本実施の形態１における油圧式エレベータは、モーターの回転数制御により、下降運転を制御する方式である。

図１において、昇降路内には、油圧ジャッキ１が設置されている。油圧ジャッキ１は、昇降路内の底部に固定されたシリンダ２と、シリンダ２に対して上下動可能なプランジャ３とを有している。プランジャ３の上端部には、そらせ車４が回転自在に設けられている。

シリンダ２には、シリンダ２に対する油圧を制御する油圧パワーユニット５が油圧配管６を介して連結されている。本実施の形態１における油圧パワーユニット５は、逆止弁４１、油圧ポンプ４２、駆動モータ４３、タンク４４、ジャッキポート圧力センサー４５、および判定用圧力センサー４６を含んで構成されている。

逆止弁４１は、シリンダ２と油圧ポンプ４２との間に設けられており、油の逆流を防止して油圧を保持する。また、油圧ポンプ４２は、駆動モータ４３により駆動され、タンク４４に貯められた油をシリンダ２へ供給する。ジャッキポート圧力センサー４５および判定用圧力センサー４６に関しては後述する。

シリンダ２に対する油圧の制御は、油圧ポンプ４２が駆動モータ４３の駆動力によって正方向または逆方向へ回転されることにより行われる。駆動モータ４３は、制御盤３２により制御される。逆止弁４１は、走行運転中に開き、停止中には閉じる制御とされている。プランジャ３は、シリンダ２に対する油圧の制御によりシリンダ２に対して上下動される。

そらせ車４には、かご７を吊り下げる懸吊体８が巻き掛けられている。懸吊体８としては、例えば、ロープやベルト等が用いられている。懸吊体８の一端部は、かご７に接続され、懸吊体８の他端部は、昇降路内の固定部に接続されている。昇降路内には、上下方向へ延びる一対のガイドレール（図示せず）が設置されている。かご７は、プランジャ３の上下動により、各ガイドレールに案内されながら上下方向へ走行する。

昇降路の上部には、上部綱車１１が設けられている。昇降路の下部には、下部綱車１２が設けられている。上部綱車１１および下部綱車１２には、検出用ロープ１３がループ状に巻き掛けられている。検出用ロープ１３の一端部および他端部は、かご７に接続されている。検出用ロープ１３は、かご７の上下方向への走行に応じて移動される。上部綱車１１および下部綱車１２は、検出用ロープ１３の移動に応じて回転される。

上部綱車１１の回転軸には、かご７の位置を検出するエンコーダ１４が設けられている。エンコーダ１４は、上部綱車１１の回転に応じた信号を発生する。かご７の位置は、上部綱車１１の回転に応じた信号に基づいて検出される。

かご７には、かご出入口２１が設けられている。かご出入口２１は、一対のかごの戸２２がかご出入口２１の間口方向に沿って移動されることにより開閉される。各かごの戸２２は、かご７に搭載されたドア駆動装置（図示せず）の駆動力により移動される。

各階の乗場には、乗場出入口２３が設けられている。乗場出入口２３は、一対の乗場の戸２４が乗場出入口２３の間口方向に沿って移動されることにより開閉される。かご７が所定の着床範囲内に停止しているときには、乗場の戸２４とかごの戸２２とが、図示しない係合装置により水平方向について互いに機械的に係合される。乗場出入口２３は、乗場の戸２４がかごの戸２２に係合されながら移動されることにより開閉される。

各乗場出入口２３には、乗場出入口２３が開いたことを検出する乗場ドアスイッチ２５が設けられている。各乗場ドアスイッチ２５は、乗場の戸２４が乗場出入口２３を全閉する位置にあるときに乗場出入口２３が閉じていることを検出し、乗場出入口２３を全閉する位置から乗場の戸２４が外れたときに乗場出入口２３が開いていることを検出する。

かご出入口２１には、かご出入口２１が開いたことを検出するために、図示しないかごドアスイッチが設けられている。かごドアスイッチは、かごの戸２２がかご出入口２１を全閉する位置にあるときにかご出入口２１が閉じていることを検出し、かご出入口２１を全閉する位置からかごの戸２２が外れたときにかご出入口２１が開いていることを検出する。

戸開走行防止装置３１は、エンコーダ１４からの情報に基づいて、かご７の位置、かご７の走行の有無、かご７の走行距離、かご７の走行方向およびかご７の速度を検出する。また、戸開走行防止装置３１は、かごドアスイッチおよび各乗場ドアスイッチ２５のそれぞれからの情報に基づいて、かご出入口２１および各乗場出入口２３の少なくともいずれかが開いたか否かを検出する。

そして、戸開走行防止装置３１は、これらの検出結果に基づいて、かご７の戸開走行の有無を判定するとともに、油圧パワーユニット５の給電を制御する。

次に、かご揺すり状態を検出する目的で油圧パワーユニットに設けられたジャッキポート圧力センサー４５および判定用圧力センサー４６について説明する。

ジャッキポート圧力センサー４５は、油圧ジャッキ１と油圧パワーユニット５との間に設けられている。また、判定用圧力センサー４６は、逆止弁４１と、タンク４４側に設置された油圧ポンプ４２との間に設けられている。

戸開走行防止装置３１は、判定用圧力センサー４６による検出結果に基づいて、かご揺すり状態の判定を行う。図２は、本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータにおいて、異常が発生した場合のかご速度と、ジャッキポート圧力センサー４５および判定用圧力センサー４６の検出圧力に関する経時変化を示した図である。

一方、図３は、本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータにおいて、戸開停止時にかごが揺すられた場合のかご速度と、ジャッキポート圧力センサー４５および判定用圧力センサー４６の検出圧力に関する経時変化を示した図である。

逆止弁４１に異常が発生し、かご７が降下する異常降下状態となった場合には、油圧ポンプ４２を油が流れることに起因して圧力損失が発生する。このため、かご７の増速に伴い、ジャッキポート圧力センサー４５および判定用圧力センサー４６の出力も、図２に示すように変動する。

これに対し、逆止弁４１に異常がなく、乗客のいたずらに起因してかご７が揺すられた場合には、図３に示すように、かご７の速度およびジャッキポート圧力センサー４５の出力は変動するものの、判定用圧力センサー４６の出力は変動しない。従って、戸開走行防止装置３１は、かご７の速度が増速・変動しても、判定用圧力センサー４６の出力が変動しなければ、逆止弁４１の異常は発生していないと判断できる。

図４は、本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータの安全装置において実行される、かご揺すり状態の判定処理、およびこの判定処理に伴うかごの制動制御処理を示すフローチャートである。図４に示す処理は、周期的に呼び出され、戸開走行防止装置３１により繰り返し実行される処理である。

処理が開始されると、ステップＳ４０１において、戸開走行防止装置３１は、判定用圧力センサー４６の出力値を、メモリに保存する。次に、ステップＳ４０２において、戸開走行防止装置３１は、乗場ドアスイッチ２５の動作に基づいて、エレベータが戸開状態か否かを判断する。

そして、戸閉状態であれば、戸開走行防止装置３１は、その周期での一連処理を終了する。一方、戸開状態であれば、ステップＳ４０３に進み、戸開走行防止装置３１は、かごの速度を検出するエンコーダ１４の出力が、閾値ＶＬ以上であるか否を判定する。

かごの速度が閾値ＶＬ以上でないと判定した場合には、戸開走行防止装置３１は、その周期での一連処理を終了する。一方、かごの速度が閾値ＶＬ以上であると判定した場合には、ステップＳ４０４に進み、戸開走行防止装置３１は、現時点から判定時間ＴＬ前までの間にメモリに保存された判定用圧力センサー４６の出力の最大値と最小値の差ΔＰＣを計算する。

ここで、判定時間ＴＬの設定例としては、対象の油圧式エレベータの固有振動数の周期の２〜４倍程度の時間とすればよい。そして、ステップＳ４０５において、戸開走行防止装置３１は、判定用圧力センサー４６の出力の最大値と最小値の差ΔＰＣが、速度＝０を含む範囲としてあらかじめ設定された許容範囲を超えるか否かを判定する。

そして、差ΔＰＣが許容範囲を超えると判定した場合には、ステップＳ４０６に進み、戸開走行防止装置３１は、戸開走行異常が発生していると判断する。さらに、ステップＳ４０７において、戸開走行防止装置３１は、速やかにかご７の制止処理を実施し、一連処理を終了する。

一方、差ΔＰＣが許容範囲内であると判定した場合には、戸開走行防止装置３１は、逆止弁４１に異常は発生していないと判定する。ただし、この場合にも、判定用圧力センサー４６の異常や、ΔＰＣが許容範囲内というだけでは判断できない異常が発生しているおそれがある。

そこで、戸開走行防止装置３１は、差ΔＰＣが許容範囲内であると判定した場合には、ステップＳ４０７に進み、かご速度が閾値ＶＨ以上であるか否かをさらに判定する。ここで、閾値ＶＨは、閾値ＶＬよりも大きい値であり、従来装置と同様に、かご揺すり時の速度に対し裕度を持った異常検出速度としてあらかじめ設定される。

そして、戸開走行防止装置３１は、かご７の速度が閾値ＶＨ以上になったと判定した場合にも、ステップＳ４０６に進み、戸開走行異常と判断する。さらに、ステップＳ４０７において、戸開走行防止装置３１は、速やかにかご７の制止処理を実施し、一連処理を終了する。

このように、従来と同様の閾値ＶＨを用いた判定処理をステップＳ４０８において行うことで、従来と同様に、かごの出入り口と昇降路の出入り口の間を乗客が挟まれることがない距離となるようにして、かご７を制止させることができる。

図５は、本発明の実施の形態１に係る油圧式エレベータの安全装置と従来装置のそれぞれによる、かご制止時のかごの速度波形を比較した図である。図５中の実線は、本発明による速度波形を示しており、図５中の点線は、従来装置による速度波形を示している。

従来装置の場合には、かご７の速度が閾値ＶＨを超えることで異常を判定することになる。従って、異常を判定した後、制動装置の動作開始まで、かご７の降下速度が増速した後、減速動作することとなる。

一方、本実施の形態１における油圧式エレベータの安全装置は、閾値ＶＨより低い速度として設定された閾値ＶＬを超えた時点で、差ΔＰＣを算出することで判定処理を行っている。従って、制動装置が動作するまでのかごの増速速度を、従来装置よりも低く抑えることができる。この結果、停止時のかごの減速度も下げることができ、停止までの走行距離も短くすることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、従来装置よりも低い速度で、かご揺すり状態と異常下降状態を識別した上で異常下降状態を確実に検出できる構成を備えている。この結果、異常検出速度を下げることができ、従来装置よりもかごの減速度を下げ、停止距離を短くすることで、より迅速で適切なかご制止処理を実行できる油圧式エレベータの安全装置を得ることができる。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２における油圧式エレベータの全体構成図である。先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、本実施の形態２における図６の構成は、油圧パワーユニット５の内部構成が異なっている。そこで、油圧パワーユニット５における相違点を中心に以下に説明する。

本実施の形態２における油圧パワーユニット５は、タンク４４、ジャッキポート圧力センサー４５、判定用圧力センサー４６、および制御バルブ５１を含んで構成されている。そして、制御バルブ５１は、逆止弁５２およびピストン５３を含んで構成されている。

すなわち、本実施の形態２における油圧パワーユニット５は、油圧ポンプ４２および駆動モータ４３を制御する代わりに、制御バルブ５１の開度により下降運転を制御する方式である。

判定用圧力センサー４６は、逆止弁５２とピストン５３との間に設けられている。すなわち、本実施の形態２における判定用圧力センサー４６は、先の実施の形態１の場合と同様に、逆止弁５２のタンク側に設けられている。そして、かごが異常降下した場合には、ピストン５３や制御バルブ５１の内部抵抗による圧力損失により、判定用圧力センサー４６の出力が変動することになる。

従って、このような図６の構成によっても、先の実施の形態１と同様に、判定用圧力センサー４６の出力に対して、閾値ＶＬを用いた判定処理を行うことで、同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３における油圧式エレベータの全体構成図である。先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、本実施の形態３における図７の構成は、油圧パワーユニット５の内部構成が異なっている。そこで、油圧パワーユニット５における相違点を中心に以下に説明する。

本実施の形態３における油圧パワーユニット５は、逆止弁４１、油圧ポンプ４２、駆動モータ４３、タンク４４、ジャッキポート圧力センサー４５、判定用圧力センサー４６に加えて、さらに、二重化逆止弁６１を含んで構成されている。

二重化逆止弁６１を適用する場合には、二重化逆止弁６１が閉止している状態である。このため、先の実施の形態１における判定用圧力センサー４６の代わりに、二重化逆止弁６１と逆止弁４１との間に第２の判定用圧力センサー４６ａを設ける構成とすることもできる。なお、図７においては、判定用圧力センサー４６と第２の判定用圧力センサー４６ａとを併設した場合を例示している。

従って、このような図７の構成によっても、先の実施の形態１、２と同様に、判定用圧力センサー４６、あるいは第２の判定用圧力センサー４６ａの出力に対して、閾値ＶＬを用いた判定処理を行うことで、同様の効果を得ることができる。

Claims (4)

1. 戸開状態でのかご速度の検出値に基づいて、戸開走行異常の有無を判定し、戸開走行異常であると判定した場合にはかご制止処理を行う戸開走行防止装置を備えた油圧式エレベータの安全装置であって、
   油圧配管中に設けられた逆止弁の、油圧タンク側の圧力値を検出する圧力センサーをさらに備え、
   前記戸開走行防止装置は、
   前記戸開状態における前記圧力センサーの値を時系列データとして順次格納するメモリを有し、
   前記戸開状態で検出された前記かご速度があらかじめ設定された第１閾値以上であるか否かを判定し、前記かご速度が前記第１閾値以上であると判定した場合には、前記かご速度が前記第１閾値以上となった現在時刻から、あらかじめ設定した判定時間前までの間に前記メモリに格納されている前記時系列データの最大値と最小値の差分値を算出し、前記差分値があらかじめ設定された許容範囲を超えている場合には、前記戸開走行異常が発生したと判断し、前記かご制止処理を実行する
   油圧式エレベータの安全装置。
2. 前記判定時間は、戸開走行異常の検出対象である油圧式エレベータの固有振動数の周期の２倍〜４倍の時間としてあらかじめ設定される
   請求項１に記載の油圧式エレベータの安全装置。
3. 前記戸開走行防止装置は、
   前記戸開状態で検出された前記かご速度があらかじめ設定された第２閾値以上であるか否かを判定し、前記かご速度が前記第２閾値以上であると判定した場合には、前記戸開走行異常が発生したと判断し、前記かご制止処理を実行し、
   前記第１閾値は、前記第２閾値よりも小さい値としてあらかじめ設定される
   請求項１または２に記載の油圧式エレベータの安全装置。
4. 戸開状態でのかご速度の検出値に基づいて、戸開走行異常の有無を判定し、戸開走行異常であると判定した場合にはかご制止処理を行う戸開走行防止装置を備えた油圧式エレベータの安全装置において、前記戸開走行防止装置により実行される油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法であって、
   油圧配管中に設けられた逆止弁の、油圧タンク側の圧力値を検出する圧力センサーの値を時系列データとして順次メモリに格納する第１ステップと、
   前記戸開状態で検出された前記かご速度があらかじめ設定された第１閾値以上であるか否かを判定する第２ステップと、
   前記第２ステップにおいて、前記かご速度が前記第１閾値以上であると判定した場合には、前記かご速度が前記第１閾値以上となった現在時刻から、あらかじめ設定した判定時間前までの間に前記メモリに格納されている前記時系列データの最大値と最小値の差分値を算出し、前記差分値があらかじめ設定された許容範囲を超えているか否かを判定する第３ステップと、
   前記第３ステップにおいて、前記差分値が前記許容範囲を超えていると判定された場合には、前記戸開走行異常が発生したと判断し、前記かご制止処理を実行する第４ステップと
   を有する油圧式エレベータの戸開走行異常検出方法。

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