JPWO2012169042A1 - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

エレベータ装置において、昇降路には、複数の昇降路側プレートが上下方向に互いに間隔をおいて設置されている。かごには、昇降路側プレートを非接触で検出するかご側位置検出器が搭載されている。また、かごには、かご側プレートが搭載されている。さらに、昇降路には、かご側プレートを非接触で検出する複数の昇降路側位置検出器が、上下方向に互いに間隔をおいて設置されている。かご位置検出回路は、かご側位置検出器及び昇降路側位置検出器からの信号に基づいて、かごの位置を検出する。

Description

この発明は、複数のプレートと、これらのプレートを検出する非接触式の位置検出器との組み合わせにより、かごの位置を検出するエレベータ装置に関するものである。

従来のかご位置検出装置では、複数の水平な腕が上下方向に互いに間隔をおいて昇降路内に設置されている。各腕には、プレートが３個ずつ取り付けられている。かごには、プレートを検出する６個の位置検出器が搭載されている。腕に対するプレートの取付位置は、腕毎に異なっている。これにより、かごの上下方向の位置に応じて、異なる位置検出器の組み合わせによりプレートが検出される（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３３８９４９号公報

上記のような従来のかご側位置検出装置では、位置検出器及びプレートが水平方向に６列に配置されているため、昇降路内の水平方向の平面レイアウトに占める機器スペースが大きく、昇降路を省スペース化するという要求に十分に対応することができない。また、据付時のプレートと位置検出器との位置調整に関する作業性が極めて悪い。さらに、例えば位置検出器のいずれか１つがＯＦＦ故障した場合に、故障の判別が難しく、かごの非常停止に至る可能性が高い。

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、かご位置検出装置の設置スペースを小さくして昇降路の省スペース化を図ることができ、かご位置検出装置の据付作業性を改善することができ、かご位置検出装置の故障の判別を容易にすることができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータ装置は、昇降路内を昇降されるかご、上下方向に互いに間隔をおいて昇降路に設置されている複数の昇降路側プレート、かごに搭載され、昇降路側プレートを非接触で検出するかご側位置検出器、かごに搭載されているかご側プレート、上下方向に互いに間隔をおいて昇降路に設置され、かご側プレートを非接触で検出する複数の昇降路側位置検出器、及びかご側位置検出器及び昇降路側位置検出器からの信号に基づいて、かごの位置を検出するかご位置検出回路を備えている。

この発明のエレベータ装置は、複数の昇降路側プレートを昇降路に設置するとともに、昇降路側プレートを検出するかご側位置検出器をかごに搭載し、さらに、かご側プレートをかごに搭載するとともに、かご側プレートを検出する複数の昇降路側位置検出器を昇降路に設置したので、かご位置検出装置の昇降路側の機器の設置列数を低減しつつ、かご位置検出装置及び昇降路側位置検出器からの信号の整合性から故障検出器の特定を可能とすることができる。従って、かご位置検出装置の設置スペースを小さくして昇降路の省スペース化を図ることができ、かご位置検出装置の据付作業性を改善することができ、かご位置検出装置の故障の判別を容易にすることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１のエレベータ装置におけるかご位置検出装置を一部ブロックで示す構成図である。 図２のかご位置検出回路を示すブロック図である。 図３の同期化・符号化処理回路で用いられるテーブルパターンを示す説明図である。 図４の同期化・符号化処理回路の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１のかご位置検出装置を用いた終端階減速制御における過速度検出レベルを示すグラフである。

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によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、昇降路１の上部には、機械室２が設けられている。機械室２には、巻上機（駆動装置）３、そらせ車４、及び運行制御装置（制御盤）５が設置されている。巻上機３は、駆動シーブ６と、駆動シーブ６を回転させる巻上機モータと、駆動シーブ６の回転を制動する巻上機ブレーキ（電磁ブレーキ）とを有している。

駆動シーブ６及びそらせ車４には、懸架手段７が巻き掛けられている。懸架手段７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。懸架手段７の第１端部には、かご８が接続されている。懸架手段７の第２端部には、釣合おもり９が接続されている。

かご８及び釣合おもり９は、懸架手段７により昇降路１内に吊り下げられており、巻上機３により昇降路１内を昇降される。運行制御装置５は、巻上機３の回転を制御することにより、かご８の運行を制御する。

昇降路１内には、かご８の昇降を案内する一対のかごガイドレール１０と、釣合おもり９の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール１１とが設置されている。昇降路１の底部には、かご８の昇降路底部への衝突を緩衝するかご緩衝器１２と、釣合おもり９の昇降路底部への衝突を緩衝する釣合おもり緩衝器１３とが設置されている。

図２は図１のエレベータ装置におけるかご位置検出装置を一部ブロックで示す構成図である。機械室２には、運行制御装置５から独立したかご位置検出専用盤２１が設置されている。運行制御装置５には、エレベータ制御回路５ａが設けられている。かご位置検出専用盤２１には、かご位置検出回路２１ａが設けられている。かご位置検出回路２１ａは、エレベータ制御回路５ａに接続されている。

昇降路１の上部終端階付近には、複数の上部昇降路側プレート２２が上下方向に互いに間隔をおいて設置されている。昇降路１の下部終端階付近には、複数の下部昇降路側プレート２３が上下方向に互いに間隔をおいて設置されている。昇降路側プレート２２，２３は、かご８の昇降方向に平行な第１の直線に沿って１列に配置されている。

かご８には、昇降路側プレート２２，２３を非接触で検出するかご側位置検出器（ＴＳＣ）２４が搭載されている。かご側位置検出器２４としては、例えば、溝内に昇降路側プレート２２，２３が進入することによる磁束の変化を検出して検出信号を出力する磁気式検出器が用いられている。

かご８のかご側位置検出器２４の近傍には、かご側プレート２５が搭載されている。かご側プレート２５は、かご８の昇降方向に平行に配置されている。

昇降路１の上部昇降路側プレート２２の近傍には、かご側プレート２５を非接触で検出する複数の上部昇降路側位置検出器２６が上下方向に互いに間隔をおいて設置されている。この例では、昇降路１の中間側から上方へ向けて０Ｕ〜８Ｕ，ＵＳＲの１０個の上部昇降路側位置検出器２６が用いられている。

昇降路１の下部昇降路側プレート２３の近傍には、かご側プレート２５を非接触で検出する複数の下部昇降路側位置検出器２７が上下方向に互いに間隔をおいて設置されている。この例では、昇降路１の中間側から下方へ向けて０Ｄ〜８Ｄ，ＤＳＲの１０個の下部昇降路側位置検出器２７が用いられている。

昇降路側位置検出器２６，２７としては、例えば、溝内にかご側プレート２５が進入することによる磁束の変化を検出して検出信号を出力する磁気式検出器が用いられている。

昇降路側位置検出器２６，２７は、第１の直線に平行な第２の直線に沿って１列に配置されている。即ち、昇降路壁には、昇降路側プレート２２，２３と昇降路側位置検出器２６，２７とが、左右に並べて１列ずつ、合計２列配置されている。そして、かご８には、かご側位置検出器２４が昇降路側プレート２２，２３に対向するように、かご側プレート２５が昇降路側位置検出器２６，２７に対向するようにそれぞれ配置されている。

かご８上には、かご上ジャンクションボックス２８が搭載されている。昇降路１には、第１及び第２の中間ジャンクションボックス２９，３０と、専用ジャンクションボックス３１とが設置されている。かご８と第１の中間ジャンクションボックス２９との間には、可撓性の制御ケーブル３２が接続されている。機械室２には、機械室ジャンクションボックス３３が設置されている。

かご側位置検出器２４からの検出信号は、かご上ジャンクションボックス２８に入力され、制御ケーブル３２、第１の中間ジャンクションボックス２９及び機械室ジャンクションボックス３３を介してかご位置検出回路２１ａに送られる。

上部昇降路側位置検出器２６からの検出信号は、機械室ジャンクションボックス３３に入力され、かご位置検出回路２１ａに送られる。下部昇降路側位置検出器２７からの検出信号は、専用ジャンクションボックス３１に入力され、第２の中間ジャンクションボックス３０及び機械室ジャンクションボックス３３を介してかご位置検出回路２１ａに送られる。

かご位置検出回路２１ａは、かご側位置検出器２４により昇降路側プレート２２，２３が検出されると、かご８が上部又は下部終端階へ進入したと判断する。また、かご位置検出回路２１ａは、昇降路側位置検出器２６，２７によりかご側プレート２５が検出されると、かご８が、昇降路側位置検出器２６，２７の設置位置に対応する作動点に達したと判断する。

かご位置検出装置の作動点の数（昇降路側位置検出器２６，２７の個数）は、かご８の定格速度及び加減速度から求められるが、本実施の形態では、便宜上、昇降路１の上部に１０点、下部にも１０点としている。

図３は図２のかご位置検出回路２１ａを示すブロック図である。かご位置検出回路２１ａは、入力回路３４、同期化・符号化処理回路３５、出力回路３６及び電源回路３７を有している。

位置検出器２４，２６，２７からの接点出力ＴＳＣ，０Ｕ〜８Ｕ，ＵＳＲ，０Ｄ〜８Ｄ，ＤＳＲの計２１点は、入力回路３４で内部の低電圧回路と絶縁され、同期化・符号化処理回路３５に入力される。

同期化・符号化処理回路３５は、例えばＣＰＵで構成される。そして、同期化・符号化処理回路３５では、Ｓ／Ｗの演算周期又は一定時間毎に、全接点入力の同期がとられる。また、同期化・符号化処理回路３５では、図４で示すように、不揮発性メモリに予め記録されたテーブルパターンの個別設定情報に対応して、位置検出器２４，２６，２７からの接点出力をＴＳ０〜ＴＳ５の計６点に符号化（データ変換）し、出力回路３６に渡す。

図４では、検出状態を「０」で表し、非検出状態を「１」で表している。また、「−」の箇所では、信号の状態が無視される。

出力回路３６では、位置検出器２４，２６，２７からの接点出力の論理に合わせることで、例えば、電源の故障やかご位置検出専用盤２１と運行制御装置５との間の断線等の異常事態に対して、製品フェールセーフが図られる（異常時１のケースとしてデータ出力）。

また、任意の位置検出器２４，２６，２７において重大な故障（ＯＮ故障又はＯＦＦ故障）又は接点出力の伝達遅れ等が発生した場合、図４のテーブルパターンと不一致となり、かご８の昇降に合わせて連続的に遷移すべきパターンとの順序不整合が起こる。この場合、出力回路３６は、位置検出器２４，２６，２７の故障として割り付けられたデータを外部出力する（異常時２のケースとしてデータ出力）。このとき、パターンの不一致箇所から、故障検出器の特定も可能である。故障情報は、メモリに記録したりＬＥＤ等の表示手段で表示したりしてもよい。

出力回路３６からの出力ＴＳ０〜ＴＳ５の計６点力は、エレベータ制御回路５ａに入力される。また、かご側位置検出器２４からのＴＳＣ信号は、入力回路３４の前段で並列分岐されてエレベータ制御回路５ａにも直接入力される。これにより、エレベータ制御回路５ａでは、同期化・符号化に要する処理時間の遅れがなく、かご８が終端階に進入したことを検知することができる。

図５は図４の同期化・符号化処理回路３５の動作（Ｓ／Ｗのメインループ処理）を示すフローチャートである。なお、１サイクルの処理時間は、位置検出器２４，２６，２７の反応時間による遅れ時間、配線での伝送による遅れ時間、隣接する作動点におけるプレートの検出時間、かご位置検出回路２１ａの伝達時間、及びエレベータ制御回路５ａの演算周期等を考慮し決定される。

同期化・符号化処理回路３５は、初期設定（ステップＳ１）を行った後、入力データ処理（２１点同期化）を行う（ステップＳ２）。この入力データ処理では、非同期で入力される２１点の接点情報に対し、Ｓ／Ｗの演算周期又は一定時間毎に同期をとり、入力データの状態を確定させる。このとき、ＴＳＣ信号の立ち下がりエッジに同期させて入力処理してもよい。

次に、確定されたデータがテーブルパターンの設定情報と一致するか否かを判定する（ステップＳ３）。不一致の場合、隣接する２個の作動点が同時に作動したか、或いは位置検出器２４，２６，２７が故障したかを、前回値からの順序整合性を確認することで判別する（ステップＳ４）。

このときの判別方法としては、前回値以前の連続値による傾向から判別してもよいし、ここでは図示説明を省略するが、エレベータ制御回路５ａ側において巻上機モータや調速機に取り付けられたエンコーダからの速度情報より推定される相対位置を用いて判別してもよい。

ステップＳ３においてデータがテーブルパターンに一致する場合、及びステップＳ４において隣接する２個の作動点が同時に作動した場合、データ変換処理（２１点→６点符号化）を行う（ステップＳ５）。データ変換処理では、入力データの計２１点を、テーブルパターンの個別設定情報に対応してＴＳ０〜ＴＳ５の計６点に符号化（データ変換）する。

この後、出力データ処理（ステップＳ６）を行う。このとき、ステップＳ５からのフローに対してはそのまま出力処理を行い、ステップＳ４からのフローに対しては異常時２のケースと判定し、ＴＳＣ信号の状態によらず故障コードを出力処理する。

このようなエレベータ装置では、昇降路側プレート２２，２３を昇降路１に設置するとともに、昇降路側プレート２２，２３を検出するかご側位置検出器２４をかごに搭載し、さらに、かご側プレート２５をかご８に搭載するとともに、かご側プレート２５を検出する昇降路側位置検出器２６，２７を昇降路１に設置したので、かご位置検出装置の昇降路１側の機器の設置列数を低減することができる。

従って、かご位置検出装置の設置スペースを小さくして、昇降路１の水平方向の省スペース化を図ることができる。また、かご８に搭載されるかご側位置検出器２４を最小限として、かご８上の省スペース化を図ることもできる。

さらに、各位置作動点を得るためのプレートと位置検出器との係合ポイントが減るため、据付作業性が大幅に改善される。

さらにまた、昇降路側位置検出器２６，２７からの出力配線を制御ケーブル３２から別出しすることで、制御ケーブル３２の線芯数削減が図れる。

また、かご側位置検出器２４及び昇降路側位置検出器２６，２７からの信号の整合性から、故障検出器の特定を可能とすることができ、かご位置検出装置の故障の判別を容易にすることができる。

さらに、隣接した２個以上の昇降路側位置検出器２６，２７によりかご側プレート２５が同時に検出された場合、かご位置検出回路２１ａは、かご８がより終端階に近い作動点に達したと判断するので、かご８をより安全に終端階に着床させることができる。

さらにまた、かご位置検出回路２１ａは、かご側位置検出器２４及び昇降路側位置検出器２６，２７からの出力信号を、同期化及び符号化処理し、かご側位置検出器２４及び昇降路側位置検出器２６，２７の出力論理に合わせて、エレベータ制御回路５ａに出力する。このため、かご位置検出専用盤２１から運行制御装置５への接点出力数を削減できる。また、各位置検出器からの位置作動点の情報が一意に確立されてエレベータ制御回路５ａへ出力され、エレベータ制御回路５ａでの待ち時間の負担が軽減できる。さらに、かご位置検出専用盤２１と運行制御装置５との間の信号線の断線を、フェールセーフ状態で検知可能である。

また、かご位置検出回路２１ａは、かご側位置検出器２４及び昇降路側位置検出器２６，２７からの出力信号の順序整合性に基づいて、かご側位置検出器２４及び昇降路側位置検出器２６，２７の故障を検出し、故障情報をエレベータ制御回路５ａに出力する。このため、エレベータ制御回路５ａにおいて、故障検出器の特定が容易になる。

さらに、かご側位置検出器２４からの出力信号は、かご位置検出回路２１ａとエレベータ制御回路５ａとに分岐されて別々に入力されるので、かご位置検出回路２１ａでの処理時間の影響を受けずに、かご８の上下終端階への進入情報をエレベータ制御回路５ａで受け割り込み信号として用いることができる。

なお、かご位置検出回路２１ａでは、位置検出器２４，２６，２７からの信号の符号化処理のみを行い（図５のステップＳ１→Ｓ２→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ１）、同期化処理及び異常時２（図４）のケースの故障判定処理（ステップＳ３→Ｓ４）はエレベータ制御回路５ａ側で行ってもよい。このとき、エレベータ制御回路５ａは、ＴＳＣ信号をＣＰＵでの処理のための割り込み信号として用いることもできる。

また、図２では、１台のかご８を管理する場合の構成を示したが、複数台のかご８を制御する群管理にもこの発明は適用できる。その場合、かご位置検出専用盤２１内に、かご８の台数に応じた数のかご位置検出回路２１ａを装備してもよい。
さらに、かご位置検出専用盤２１を省略し、運行制御装置５内にかご位置検出回路を取り込んでもよい。
さらにまた、かご位置検出回路２１ａとエレベータ制御回路５ａとの間の通信手段により、接点情報の同期をとってもよい。

また、上記の例では、現行方式のエレベータ制御回路における入力部のハードウェア互換性を考慮し、かご位置検出回路２１ａからの出力信号を計６点（ＴＳ０〜ＴＳ５）の接点出力としたが（現行方式では、昇降路側プレートが６列に配置されているため）、例えば、かご位置検出回路２１ａ及びエレベータ制御回路５ａ間の信号伝達手段として、RS-232CやRS-485等の通信手段を用いてもよい。

さらに、図１では１：１ローピングのエレベータ装置を示したが、ローピング方式はこれに限定されるものではなく、例えば２：１ローピングのエレベータ装置にもこの発明は適用できる。このため、エレベータ機器のレイアウト（巻上機３や釣合おもり９の数や位置等）も図１の例に限定されるものではない。
さらにまた、この発明は、機械室２を持たない機械室レスエレベータや、種々のタイプのエレベータ装置に適用できる。

ここで、図６は実施の形態１のかご位置装置を用いた終端階減速制御における過速度検出レベルを示すグラフである。実施の形態１のかご位置検出装置で得られたかご位置情報は、一例として、終端階減速制御に用いられる。

終端階減速制御における過速度検出レベルであるＴＳＤパターンは、過速度を検出した際に、ブレーキを作動させて、緩衝器１２，１３の許容衝突速度以下まで減速可能となるように設定されている。また、制御ＣＣパターンは、かご８が終端階付近を通常走行する際に検出されるかご速度パターンである。

かご８が終端階付近を走行する際には、巻上機モータに設けられた速度検出器（モータエンコーダ）からのパルス出力を計数することで得られるかご位置情報と、予め記録された終端階の位置情報とに基づいて、かご８から終端階までの残距離が演算される。制御ＣＣパターンは、この残距離に対応した正規減速指令値として、エレベータ制御回路５ａ（制御Ｓ／Ｗ）のＲＯＭテーブルから読み出される。

また、終端階付近に設置されたかご位置検出装置により離散的に検出されるかご位置情報に基づいて、かご８から終端階までの残距離が離散的に演算される。そして、この基準となる残距離から速度検出器（モータエンコーダ）による計数値の変化分を減算することで、かご８から終端階までの残距離が線形補間される。ＴＳＤパターンは、この残距離に対応した終端階減速指令値として、エレベータ制御回路５ａ（駆動Ｓ／Ｗ）のＲＯＭテーブルから読み出される。このとき、終端階付近の位置検出器が検出される毎にかご位置情報はプリセットされる。

そして、制御ＣＣパターン（正規減速指令値）とＴＳＤパターン（終端階減速指令値）とが比較され、より低いレベルのパターンに沿って、かご８が終端階に減速着床される。また、かご速度がＴＳＤパターンで定められた過速度検出レベルを超えた場合には、かご８が強制的に減速停止される。

Claims (7)

1. 昇降路内を昇降されるかご、
   上下方向に互いに間隔をおいて前記昇降路に設置されている複数の昇降路側プレート、
   前記かごに搭載され、前記昇降路側プレートを非接触で検出するかご側位置検出器、
   前記かごに搭載されているかご側プレート、
   上下方向に互いに間隔をおいて前記昇降路に設置され、前記かご側プレートを非接触で検出する複数の昇降路側位置検出器、及び
   前記かご側位置検出器及び前記昇降路側位置検出器からの信号に基づいて、前記かごの位置を検出するかご位置検出回路
   を備えているエレベータ装置。
2. 前記昇降路側プレートは、前記かごの昇降方向に平行な第１の直線に沿って１列に配置されており、
   前記昇降路側位置検出器は、前記第１の直線に平行な第２の直線に沿って１列に配置されている請求項１記載のエレベータ装置。
3. 前記昇降路側プレートは、前記昇降路の上部終端階付近に設置された複数の上部昇降路側プレートと、前記昇降路の下部終端階付近に設置された複数の下部昇降路側プレートとを含み、
   前記昇降路側位置検出器は、前記昇降路の上部終端階付近に設置された複数の上部昇降路側位置検出器と、前記昇降路の下部終端階付近に設置された複数の下部昇降路側位置検出器とを含み、
   前記かご位置検出回路は、前記かご側位置検出器により前記昇降路側プレートが検出されると、前記かごが上部又は下部終端階へ進入したと判断し、前記昇降路側位置検出器により前記かご側プレートが検出されると、前記かごが、前記昇降路側位置検出器の設置位置に対応する作動点に達したと判断する請求項１記載のエレベータ装置。
4. 隣接した２個以上の前記昇降路側位置検出器により前記かご側プレートが同時に検出された場合、前記かご位置検出回路は、前記かごがより終端階に近い作動点に達したと判断する請求項３記載のエレベータ装置。
5. 前記かごの運行を制御するエレベータ制御回路をさらに備え、
   前記かご位置検出回路は、前記かご側位置検出器及び前記昇降路側位置検出器からの出力信号を、同期化及び符号化処理し、前記かご側位置検出器及び前記昇降路側位置検出器の出力論理に合わせて、前記エレベータ制御回路に出力する請求項１記載のエレベータ装置。
6. 前記かごの運行を制御するエレベータ制御回路をさらに備え、
   前記かご位置検出回路は、前記かご側位置検出器及び前記昇降路側位置検出器からの出力信号の順序整合性に基づいて、前記かご側位置検出器及び前記昇降路側位置検出器の故障を検出し、故障情報を前記エレベータ制御回路に出力する請求項１記載のエレベータ装置。
7. 前記かごの運行を制御するエレベータ制御回路をさらに備え、
   前記かご側位置検出器からの出力信号は、前記かご位置検出回路と前記エレベータ制御回路とに分岐されて別々に入力される請求項１記載のエレベータ装置。

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