JPWO2010067455A1 - エレベータの安全回路装置 - Google Patents

Abstract

エレベータの安全回路装置において、故障検出部は、第１及び第２の安全スイッチの状態に基づいて、第１の安全スイッチが故障により開放される故障開放を検出する。切替装置は、通常時は第１の安全回路をブレーキ装置に接続するとともに第２の安全回路をブレーキ装置から切り離し、故障検出部により故障開放が検出されると、ブレーキ装置に接続される回路を第１の安全回路から上記第２の安全回路に切り替える。また、切替装置による回路切替時間は、第１の安全スイッチが開放されてからブレーキ装置の制動動作が開始されるまでの時間よりも短い時間に設定されている。

Description

この発明は、安全スイッチが開放されることにより異常状態を検出しブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する安全回路を有するエレベータの安全回路装置に関するものである。

従来のエレベータ制御装置では、下部リミットスイッチと同様の構成のスイッチが、最下階から１階上の階にも設けられている。ピットへの浸水時には、適用するリミットスイッチが切り替えられ、これによりピット浸水時におけるエレベータのサービス低下が防止される（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３２３８２号公報

上記のような従来のエレベータ制御装置では、適用するリミットスイッチを切り替えるために安全回路の一部を切り替える必要があり、切替動作に起因する安全回路の動作によるサービスの低下が生じる恐れがあった。

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、安全スイッチの故障開放が検出された場合に、かごを急停止させることなく、エレベータを運行させることができるエレベータの安全回路装置を得ることを目的とする。

この発明によるエレベータの安全回路装置は、少なくとも１つの第１の安全スイッチを含み、第１の安全スイッチが開放されることにより異常状態を検出しブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第１の安全回路、少なくとも１つの第２の安全スイッチを含み、第２の安全スイッチが開放されることにより第１の安全回路と同様の異常状態を検出しブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第２の安全回路、第１及び第２の安全スイッチの状態に基づいて、第１の安全スイッチが故障により開放される故障開放を検出する故障検出部、及び通常時は第１の安全回路をブレーキ装置に接続するとともに第２の安全回路をブレーキ装置から切り離し、故障検出部により故障開放が検出されると、ブレーキ装置に接続される回路を第１の安全回路から第２の安全回路に切り替える切替装置を備え、切替装置による回路切替時間は、第１の安全スイッチが開放されてからブレーキ装置の制動動作が開始されるまでの時間よりも短い時間に設定されている。
また、この発明によるエレベータの安全回路装置は、少なくとも１つの第１の安全スイッチを含み、第１の安全スイッチが開放されることにより異常状態を検出しブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第１の安全回路、少なくとも１つの第２の安全スイッチを含み、第２の安全スイッチが開放されることにより第１の安全回路と同様の異常状態を検出しブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第２の安全回路、第１及び第２の安全スイッチの状態に基づいて、第１の安全スイッチが故障により開放される故障開放を検出する故障検出部、及び通常時は第１の安全回路をブレーキ装置に接続するとともに第２の安全回路をブレーキ装置から切り離し、故障検出部により故障開放が検出されると、ブレーキ装置に接続される回路を第１の安全回路から第２の安全回路に切り替える切替装置を備え、切替装置は、故障検出部により故障開放が検出されると、第２の安全回路をブレーキ装置に接続した後、第１の安全回路をブレーキ装置から切り離す。

この発明の実施の形態１によるエレベータを示す構成図である。 図１のエレベータの安全回路装置を示す回路図である。 図２の切替装置による回路切替時間がブレーキコンタクタによりブレーキコイル電流が遮断されるのに要する時間よりも長い場合のブレーキコンタクタの動作を示すタイミングチャートである。 図２の切替装置による回路切替時間がブレーキコンタクタによりブレーキコイル電流が遮断されるのに要する時間よりも短い場合のブレーキコンタクタの動作を示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２によるエレベータの安全回路装置の回路切替動作を示すタイミングチャートである。

以下、この発明の好適な実施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によるエレベータを示す構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、懸架手段３により昇降路内に吊り下げられており、巻上機４の駆動力により昇降路内を昇降される。懸架手段３としては、複数本のロープ又は複数本のベルトが用いられている。

巻上機４は、懸架手段３が巻き掛けられた駆動シーブ５と、駆動シーブ５を回転させる駆動装置としての巻上機モータ６と、駆動シーブ５の回転を制動するブレーキ装置７とを有している。ブレーキ装置７は、駆動シーブ５と同軸に結合されたブレーキドラム８と、ブレーキドラム８に接離されるブレーキシュー９と、ブレーキシュー９をブレーキドラム８に押し付けて制動力を印加するブレーキばね（図示せず）と、ブレーキばねに抗してブレーキシュー９をブレーキドラム８から引き離して制動力を解除する電磁マグネット（図示せず）とを有している。

昇降路の上部には、上部プーリ１０が設けられている。昇降路の下部には、下部プーリ１１が設けられている。上部プーリ１０及び下部プーリ１１には、ガバナロープ１２が巻き掛けられている。ガバナロープ１２の両端部は、かご１に接続されている。ガバナロープ１２は、かご１の昇降に伴って循環される。これにより、上部プーリ１０は、かご１の走行速度に応じた速度で回転される。上部プーリ１０には、上部プーリ１０の回転速度に応じた信号を発生するガバナエンコーダ１３が設けられている。

巻上機モータ６及びブレーキ装置７は、運行制御装置１４により制御される。即ち、かご１の運行は、運行制御装置１４により制御される。運行制御装置１４は、巻上機モータ６を制御してかご１を昇降させるとともに、目的階ではブレーキ装置７によりかご１の静止状態を保持させる。また、運行制御装置１４は、かご１を運行するためのプログラムが格納されたマイクロコンピュータを有している。

ガバナエンコーダ１３からの信号は、安全制御装置（電子安全コントローラ）１５に入力される。安全制御装置１５は、運行制御装置１４から独立して、エレベータの異常の有無を監視する。安全制御装置１５は、マイクロコンピュータを有している。安全制御装置１５のマイクロコンピュータには、検出された異常の内容に応じて巻上機モータ６及びブレーキ装置７への電力供給を制御するためのプログラムが格納されている。また、安全制御装置１５は、論理回路により構成することもできる。

図２は図１のエレベータの安全回路装置を示す回路図である。ブレーキ装置７の電磁マグネットは、ブレーキコイル２１を有している。安全制御装置１５は、ブレーキコイル２１への通電を制御することにより、ブレーキ装置７の制動力を制御する。例えば、安全制御装置１５は、かご１を非常停止させる際のかご１の減速度が過大にならないように、ブレーキ装置７の制動力を間欠的に印加することにより、ブレーキ装置７の制動力を制御する。但し、このような制動力の制御を行うための回路構成は、図２では省略した。

ブレーキ装置７は、ブレーキコイル２１に対して電力を供給・遮断するブレーキコンタクタ２２をさらに有している。

ブレーキコンタクタ２２と電源との間には、第１の安全回路（主安全回路）２３が接続されている。第１の安全回路２３は、直列に接続された少なくとも１つの第１の安全スイッチ２５を含んでいる。

また、第１の安全回路２３は、第１の安全スイッチ２５が開放されることにより異常状態を検出し、ブレーキ装置７に対するかご停止指令を発生する。即ち、かご１の走行中に第１の安全スイッチ２５の少なくとも１つが開放されると、ブレーキコンタクタ２２への通電が遮断される。これにより、巻上機モータ６への通電が遮断されるとともに、ブレーキコイル２１への通電が遮断され、かご１が急停止される。

ブレーキコンタクタ２２と電源との間には、第２の安全回路（予備安全回路）２４が第１の安全回路２３に並列に設けられている。ブレーキコンタクタ２２と第２の安全回路２４との間は、通常時には切り離されている。第２の安全回路２４は、直列に接続された少なくとも１つの第２の安全スイッチ２６を含んでいる。

また、第２の安全回路２４は、第２の安全スイッチ２６が開放されることにより第１の安全回路２３と同様の異常状態を検出し、ブレーキ装置７に対するかご停止指令を発生する。但し、通常時には、第２の安全回路２４はブレーキコンタクタ２２から切り離されており、待機中であるため、かご停止指令はブレーキコンタクタ２２に伝達されない。

第１の安全スイッチ２５と、それに対応する第２の安全スイッチ２６、即ち監視対象が
同一の第２の安全スイッチ２６とは、それらが故障していなければ開閉状態が常に同じである。

第１及び第２の安全スイッチ２５，２６としては、例えば、上部昇降路スイッチ、下部昇降路スイッチ、かごドア開放検出スイッチ、乗場ドア開放検出スイッチ及び過速度検出スイッチ等が挙げられる。

ブレーキコンタクタ２２に第１及び第２の安全回路２３，２４のどちらを接続するかは、切替装置２７によって切り替えられる。切替装置２７は、電磁リレー２８と、電磁リレー２８に直列に接続された電気的なスイッチである半導体スイッチ２９とを有している。

電磁リレー２８は、第１及び第２の安全回路２３，２４とブレーキコンタクタ２２との間に設けられ、第１及び第２の安全回路２３，２４をブレーキコンタクタ２２に選択的に接続する。半導体スイッチ２９は、電磁リレー２８のコイルへの通電を入切する。

半導体スイッチ２９のオン・オフは、故障検出部３０により制御される。故障検出部３０は、第１及び第２の安全スイッチ２５，２６の状態に基づいて、第１の安全スイッチ２５が故障により開放される故障開放を検出する。具体的には、故障検出部３０は、同様の異常状態のときに開放される（監視対象が同一の）第１及び第２の安全スイッチ２５，２６の状態を比較し、第２の安全スイッチ２６が閉成されているにも拘わらず第１の安全スイッチ２５が開放された状態を故障開放として検出する。

なお、通常時は第２の安全回路２４に電流が流れていないため、第２の安全スイッチ２６には通電によるオン故障が発生しないと考えられる。このため、第１の安全スイッチ２５が開放されており、第２の安全スイッチ２６が閉成されている状態は、第１の安全スイッチ２５の故障開放であると考えられる。

故障検出部３０は、安全制御装置１５に設けられている。故障検出部３０の機能は、安全制御装置１５のマイクロコンピュータ又は論理回路により実現される。

切替装置２７は、通常時は第１の安全回路２３をブレーキコンタクタ２２に接続するとともに第２の安全回路２４をブレーキコンタクタ２２から切り離している。しかし、故障検出部３０により故障開放が検出されると、切替装置２７は、ブレーキコンタクタ２２に接続される回路を第１の安全回路２３から第２の安全回路２４に切り替える。

また、切替装置２７による第１及び第２の安全回路２３，２４間の回路切替時間Ｔ１は、第１の安全スイッチ２５が開放されてからブレーキ装置７の制動動作が実際に開始されるまでの時間Ｔ２よりも短い時間に設定されている（Ｔ１＜Ｔ２）。具体的には、Ｔ２はブレーキコンタクタ２２の仕様により通常５０〜１００ｍｍ秒程度であり、このＴ２に対してＴ１は誤差を含めてＴ１＜Ｔ２となるように設定されている。また、Ｔ１を設定するための電磁リレー２８の選択は、故障検出部３０の検出に要する時間の見積もり値と、半導体スイッチ２９の動作仕様とに基づいて行われる。

次に、動作について説明する。通常時には、第２の安全回路２４はブレーキコンタクタ２２から切り離されており、第１の安全回路２３が有効な状態となっている。そして、エレベータの何等かの異常により第１の安全スイッチ２５の少なくとも１つが開放されると、巻上機モータ６への通電が遮断されるとともに、ブレーキコイル２１への通電が遮断され、かご１が急停止される。

一方、故障検出部３０は、第１の安全スイッチ２５の故障開放の有無を常時監視している。そして、故障開放が検出されると、半導体スイッチ２９をオフにし、電磁リレー２８への通電を遮断することにより、ブレーキコンタクタ２２に接続される回路を第１の安全回路２３から第２の安全回路２４に瞬時に切り替える。

このとき、図３に示すように，切替装置２７による回路切替時間Ｔ１がブレーキコンタクタ２２によりブレーキコイル電流が遮断されるのに要する時間Ｔ２よりも長い場合、ブレーキコンタクタ２２への給電が一時的に遮断されるので、ブレーキ装置７の制動力によりかご１が急減速され、Ｔ１の長さによってはかご１は急停止される。

これに対して、実施の形態１のエレベータの安全回路装置では、図４に示すように、Ｔ１＜Ｔ２としたことにより、第１の安全スイッチ２５の故障開放が検出された場合にも、かご１を急停止させることなく、エレベータを運行させることができる。即ち、動作中の第１の安全回路２３が故障しても、待機中の第２の安全回路２４に瞬時に切り替わるため、かご１を急停止させることなく、安全に運行が行える。

また、故障検出部３０は、同様の異常状態のときに開放される第１及び第２の安全スイッチ２５，２６の状態を比較し、第２の安全スイッチ２６が閉成されているにも拘わらず第１の安全スイッチ２５が開放された状態を故障開放として検出するので、第１の安全回路２３の故障を精度良く検出できる。

さらに、エレベータの異常が検出された場合には、ブレーキコンタクタ２２への通電を遮断し、機械式スイッチにより巻上機モータ６及びブレーキコイル２１への通電を遮断するので、かご１をより確実に停止させることができる。

さらにまた、故障検出部３０により故障開放が検出されると、半導体スイッチ２９がオフにされるので、回路切替を高速で行うことができる。

なお、第２の安全回路２４への切替後には、エレベータの運転を継続させることができるが、第１の安全回路２３の故障を保守センタ等へ報知するとともに、かご１を所定の階に停止させた後、エレベータの運転を休止させ、点検作業を行うのが好ましい。
また、第２の安全回路２４への切替後に、第１の安全回路２３の故障を保守センタ等へ報知し、保守員による点検作業を行うまでの間だけ第２の安全回路２４を動作させた状態での運転を行うようにしてもよい。
さらに、第１及び第２の安全スイッチ２５，２６は、完全に１：１で対応していなくてもよく、例えば、第１の安全スイッチ２５よりも第２の安全スイッチ２６の方が多くてもよい。即ち、第２の安全回路２４による監視対象の数が第１の安全回路２３による監視対象の数よりも多くてもよい。また、この場合、通常時に安全制御装置１５に監視対象の一部を受け持たせ監視させてもよい。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２のエレベータの安全回路装置の構成は、基本的には実施の形態１と同様である。実施の形態２では、切替装置２７は、故障検出部３０により故障開放が検出されると、図５に示すように、第２の安全回路２４をブレーキコンタクタ２２に接続した後、第１の安全回路２３をブレーキコンタクタ２２から切り離す。即ち、切替装置２７は、第１及び第２の安全回路２３，２４の両方が同時に待機中とならないように回路を切り替える。

このような安全回路装置によっても、第１の安全スイッチ２５の故障開放が検出された場合にも、かご１を急停止させることなく、エレベータを運行させることができる。

なお、上記の例では、駆動シーブ５の回転を制動してかご１を制動するブレーキ装置７を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、懸架手段３を把持してかご１を制動するブレーキ（ロープブレーキ）や、かご１に搭載されガイドレールに係合してかご１を制動するブレーキ（かごブレーキ）等でもよい。
また、ブレーキ装置の数は１つに限定されるものではなく、複数のブレーキ装置を用いてもよい。
さらに、上記の例では、１台の巻上機４によりかご１が昇降されるが、複数台の巻上機を用いるエレベータであってもよい。

Claims (5)

1. 少なくとも１つの第１の安全スイッチを含み、上記第１の安全スイッチが開放されることにより異常状態を検出しブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第１の安全回路、
   少なくとも１つの第２の安全スイッチを含み、上記第２の安全スイッチが開放されることにより上記第１の安全回路と同様の異常状態を検出し上記ブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第２の安全回路、
   上記第１及び第２の安全スイッチの状態に基づいて、上記第１の安全スイッチが故障により開放される故障開放を検出する故障検出部、及び
   通常時は上記第１の安全回路を上記ブレーキ装置に接続するとともに上記第２の安全回路を上記ブレーキ装置から切り離し、上記故障検出部により故障開放が検出されると、上記ブレーキ装置に接続される回路を上記第１の安全回路から上記第２の安全回路に切り替える切替装置
   を備え、
   上記切替装置による回路切替時間は、上記第１の安全スイッチが開放されてから上記ブレーキ装置の制動動作が開始されるまでの時間よりも短い時間に設定されているエレベータの安全回路装置。
2. 上記故障検出部は、同様の異常状態のときに開放される上記第１及び第２の安全スイッチの状態を比較し、上記第２の安全スイッチが閉成されているにも拘わらず上記第１の安全スイッチが開放された状態を故障開放として検出する請求項１記載のエレベータの安全回路装置。
3. 上記第１及び第２の安全回路は、上記ブレーキ装置と電源との間に並列に接続されており、
   上記切替装置は、上記第１及び第２の安全回路と上記ブレーキ装置との間に設けられ、上記第１及び第２の安全回路を上記ブレーキ装置に選択的に接続する切替スイッチ部を有している請求項１記載のエレベータの安全回路装置。
4. 上記切替装置は、上記第１及び第２の安全回路を上記ブレーキ装置に選択的に接続する電磁リレーと、上記電磁リレーのコイルへの通電を入切する電気的なスイッチとを有し、
   上記電気的なスイッチのオン・オフは、上記故障検出部により制御される請求項１記載のエレベータの安全回路装置。
5. 少なくとも１つの第１の安全スイッチを含み、上記第１の安全スイッチが開放されることにより異常状態を検出しブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第１の安全回路、
   少なくとも１つの第２の安全スイッチを含み、上記第２の安全スイッチが開放されることにより上記第１の安全回路と同様の異常状態を検出し上記ブレーキ装置に対するかご停止指令を発生する第２の安全回路、
   上記第１及び第２の安全スイッチの状態に基づいて、上記第１の安全スイッチが故障により開放される故障開放を検出する故障検出部、及び
   通常時は上記第１の安全回路を上記ブレーキ装置に接続するとともに上記第２の安全回路を上記ブレーキ装置から切り離し、上記故障検出部により故障開放が検出されると、上記ブレーキ装置に接続される回路を上記第１の安全回路から上記第２の安全回路に切り替える切替装置
   を備え、
   上記切替装置は、上記故障検出部により故障開放が検出されると、上記第２の安全回路を上記ブレーキ装置に接続した後、上記第１の安全回路を上記ブレーキ装置から切り離すエレベータの安全回路装置。

Images