JP4980423B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータの停止時に制動力を制御する機能を有するとともに、この制動力を制御する機能に関して故障が検出された場合にも、故障検出内容に応じて確実にかごの制動制御を行うエレベータ装置に関する。

従来のエレベータ装置においては、複数の制御系を用い、各制御系は、自系統の入出力や演算結果を他系統のものと比較し、その差分が許容誤差範囲外である場合には、いずれかの系に故障が発生したとみなして、エレベータの制御動作を停止させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、鉄道用保安制御装置においても、複数の制御系のそれぞれに、自系統が正常状態にあるか故障状態にあるかを示す信号を出力するヘルシー回路を備え、いずれかのヘルシー回路から故障状態を示す信号が出力されたときには、すべての系統の制御動作を停止するものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−３４３６０２号公報 特開２０００−２５５４３１号公報

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
従来技術のように、計算機の多重化により、エレベータ装置のブレーキ手段におけるフェールセーフ性を確保する場合には、計算機が複数あることから、いずれかの計算機が故障する確率が増える。その上、故障検出後、ただちにブレーキをかけることにより、かご内に乗客を閉じ込める確率も増えることとなる。乗客の閉じ込めは、それ自体では乗客に危害を加えるものではない。しかしながら、閉じ込めによって乗客に与える心理的影響は、極めて大きい。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、故障検出回路を多重化することなく、故障検出内容に応じてかごの適切な制動制御を行うことのできるエレベータ装置を得ることを目的とする。

本発明に係るエレベータ装置は、かごに制動力を与えるためのブレーキコイルと直列に接続され、ブレーキコイルに流れる電流を可変する半導体スイッチと、ブレーキコイルおよび半導体スイッチと直列に接続され、ブレーキコイルに流れる電流を遮断可能な遮断スイッチと、かご停止時におけるかごの減速度に応じて半導体スイッチに流れる電流量を制御する制動力制御処理手段と、制動力制御処理手段の故障を検出する故障検出部と、状態検出信号に基づいてかごを緊急停止させる必要のある重大事象を検知する重大事象検知手段と、故障検出部により故障が検出され、かつ、重大事象検知手段により重大事象が検知された場合には、遮断スイッチをＯＦＦ状態に切り替えてブレーキをかけるブレーキ電源遮断手段とを備えるものである。

本発明によれば、かごの減速度に応じた制動力制御を行うとともに、制動力制御処理手段において故障が検出された場合であり、かつ、かご暴走や戸開走行のような重大事象が発生した場合にのみブレーキコイルの電源遮断を直ちに行うことにより、故障検出内容に応じてかごの適切な制動制御を行うことのできるエレベータ装置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装置の全体構成図である。 本発明の実施の形態２におけるエレベータ装置の全体構成図である。 本発明の実施の形態３におけるエレベータ装置の全体構成図である。

以下、本発明のエレベータ装置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におけるエレベータ装置の全体構成図であり、メカ機構部１０、巻上機駆動回路部２０、コンタクタ駆動回路部３０、ブレーキ回路部４０、ブレーキ回路制御部５０、および制御手段６０で構成される。ここで、制御手段６０は、エレベータの昇降制御等を行うコントローラである。次に、これらの機能について説明する。

メカ機構部１０は、かご１１、錘１２、巻上機１３、エンコーダ１４、かご側のドア１５、および乗り場側のドア１６を備えている。かご１１は、これと釣り合いをとるための錘１２が主索で連結されている。また、巻上機１３は、駆動綱車（図示せず）と同軸に結合されてこれを回転駆動させ、エンコーダ１４は、この巻上機１３に結合されて綱車速度を示す速度信号を発生する。また、乗客がかご１１に乗り降りする際のドアとしては、かご側のドア１５と乗り場側のドア１６の両方が、制御手段６０により開閉制御されることとなる。

次に、巻上機駆動回路部２０は、外部電源２１、電磁ブレーカ２２、電磁コンタクタ２３、およびインバータ２４を備えている。巻上機１３は、このような構成を有する巻上機駆動回路部２０と接続され、駆動制御される。

次に、コンタクタ駆動回路部３０は、電磁コンタクタ駆動コイル３１、過速検知手段３２、および半導体スイッチ３３を備えている。電磁コンタクタ駆動コイル３１は、過速検知手段３２が、過速状態でなく正常であることを示すＯＮ状態であり、制御手段６０により制御される半導体スイッチ３３も、制御状態が正常であることを示すＯＮ状態である場合に、励磁される。

そして、先に説明した巻上機駆動回路部２０内の電磁コンタクタ２３は、電磁コンタクタ駆動コイル３１の励磁／非励磁によりＯＮ／ＯＦＦ駆動され、必要に応じて巻上機１３に供給する電源を遮断できるようになっている。

次に、ブレーキ回路部４０は、ブレーキコイル４１、放電ダイオード４２、放電抵抗４３、半導体スイッチ４４、および遮断スイッチ４５を備えている。ブレーキコイル４１は、放電ダイオード４２と放電抵抗４３の直列配線と並列に配線されている。そして、これらの直並列回路の一端は、電源に接続され、他端は、半導体スイッチ４４、遮断スイッチ４５を介して接地側に接続されている。

ここで、半導体スイッチ４５は、ブレーキコイル４１と直列に接続されているとともに、ブレーキコイル４１に流れる電流を可変できる。すなわち、ブレーキコイル４１を流れる電流は、遮断スイッチ４５により遮断可能であるとともに、半導体スイッチ４５の動作に応じて、制御できる構成となっている。そして、半導体スイッチ４４は、後述する制動力制御処理部５３に接続されて制御され、遮断スイッチ４５は、後述するブレーキ電源遮断手段５４に接続されて制御される。

次に、ブレーキ回路制御部５０は、接点信号検知手段５１、ドア開放検知手段５２、制動力制御処理手段５３、およびブレーキ電源遮断手段５４を備え、制動力制御処理手段５３は、故障検出部５３ａを有している。ここで、接点信号検知手段５１およびドア開放検知手段５２は、重大事象検知手段に相当する。また、本発明の技術的特徴は、このブレーキ回路制御部５０の働きにあり、以下にその動作を詳細に説明する。

接点信号検知手段５１は、過速検知手段３２の接点信号、または電磁コンタクタ駆動コイル３１の補助接点信号を検知する。また、ドア開放検知手段５２は、かご側のドア１５と乗り場側のドア１６の開放状態を検知する。

また、制動力制御処理手段５３は、エンコーダ１４で発生した速度信号に基づいて算出したかごの速度および減速度から、減速度制御が必要であるか否かを判断し、半導体スイッチ４４に流す電流量を調整する。

より具体的には、制動力制御処理手段５３は、かごの速度および減速度から、非常停止時などに減速度が過大であると判断した場合には、半導体スイッチ４４に流す電流量を調整することにより、ブレーキコイル４１に所望の電源を供給し、ブレーキ動作を弱める。

一方、故障検出部５３ａは、制動力制御処理手段５３内の故障の有無を検出し、故障検出時にブレーキ電源遮断手段５４に対して故障信号を出力する。なお、この故障検出部５３ａは、制動力制御処理手段５３の一部として構成してもよいし、制動力制御処理手段５３の外部にある装置として構成してもよい。

ここで、制動力を制御する機能である制動力制御処理手段５３の故障における重大事象は、１）かご暴走時に非常停止制動が利かずにかごが昇降路終端に衝突して乗客に危害を与えることと、２）戸開走行検出時における非常停止制動が利かずに乗客を壁と床の間に挟むおそれがあることの２点である。

換言すると、たとえ、制動力制御処理手段５３における故障が故障検出部５３ａによって検出された場合であっても、かご暴走時や戸開走行時でなければ、重大事象は発生しない。すなわち、制動力制御処理手段５３に故障が発生しても、かごが昇降路終端に近づいた場合と戸開走行を検出した場合以外には、そのままかごの運行を継続しても上述のような重大事象は発生しない。

そこで、ブレーキ電源遮断手段５４は、故障検出部５３ａから故障信号を受信した際に、接点信号検知手段５１により過速検知手段３２の接点信号（すなわち、かごの暴走状態に相当）を検出するか、電磁コンタクタ駆動コイル３１の補助接点信号を検出するか、または、ドア開放検知手段５２による戸開走行を検出するか、少なくともいずれか１つを検知したときにのみ、遮断スイッチ４５を開放してブレーキコイル４１を電源遮断する。

このような構成をとることにより、ブレーキ電源遮断手段５４は、制動力制御処理手段５３に故障が発生した場合において、重大事象の発生の有無の検知結果に基づいて遮断スイッチ４５のＯＮ／ＯＦＦを制御できる。この結果、たとえ制動力制御処理手段５３に故障が発生したとしても、重大事象が発生していない場合には、ただちにブレーキをかけることがなく、乗客のかご内への閉じ込めを防ぐことができる。

また、ブレーキ電源遮断手段５４は、エンコーダ１４からの信号をもとにした計算、あるいは、半導体スイッチ４４への制御量を調整するといった制動力制御処理手段５３が行っているような複雑な処理を行う必要がない。さらに、ブレーキ電源遮断手段５４は、接点信号検知手段５１、ドア開放検知手段５２、および制動力制御処理手段５３からの信号に基づいて遮断スイッチ４５を開放するだけの処理をするように構成すればよい。この結果、少ない部品で構成することができ、開発コストや故障率も小さ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、かごの減速度に応じた制動力制御を行うとともに、制動力制御処理手段において故障が検出された場合には、かご暴走や戸開走行のような重大事象が併発した場合にのみ、ブレーキコイルの電源遮断を直ちに行うことができる。

この結果、制動力制御処理手段に故障が発生しても、重大事象が発生していない場合には、ただちにブレーキをかけることなく、かごを緊急停止させることがなくなるため、乗客のかご内への閉じ込めを防ぐことができる。一方、制動力制御処理手段に故障が発生し、かつ重大事象が発生している場合には、直ちにブレーキコイルの電源遮断を行い、かごを緊急停止させることができる。

なお、エンコーダ１４は、巻上機１３に結合されたものではなく、調速機に結合されたものを使用してもよい。また、ブレーキ電源遮断手段５４は、昇降路終端を検出する昇降路スイッチの情報も加味して、遮断スイッチ４５を制御してもよい。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２におけるエレベータ装置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、図２の構成は、ブレーキ回路部４０に第２の遮断スイッチ４６をさらに備えるとともに、ブレーキ電源遮断手段５４がさらにこの第２の遮断スイッチ４６をＯＮ／ＯＦＦ制御する点が異なっている。

本実施の形態２におけるブレーキ電源遮断手段５４は、タイマ機能をさらに備えており、故障検出部５３ａからの故障信号を受信し、所定時間経過後にブレーキコイル４１にかかる電源を遮断可能な第２の遮断スイッチ４６を制御することができる。

いま、故障検出部５３ａにより制動力制御処理手段５３の故障が検出されると、ブレーキ電源遮断手段５４は、故障信号を受信してタイマカウントを開始し、所定時間（例えば、数分程度）経過後に第２の遮断スイッチ４６を開放してブレーキコイル４１の電源遮断を行うことにより、かごを非常停止させることができる。

このような構成をとることにより、ブレーキ電源遮断手段５４が重大事象を考慮して遮断スイッチ４５を制御する動作時間を制限することができる。この結果、制動力制御処理手段５３の故障に加え、ブレーキ電源遮断手段５４により遮断スイッチ４５を制御する機能が故障することにより、ブレーキコイル４１の電源遮断が行えなくなることを防止し、故障信号が検知された場合には所定時間経過後に確実にブレーキコイル４１の電源遮断を行うことができる。

以上のように、実施の形態２によれば、重大事象の発生の有無にかかわらず、制動力制御処理手段において故障が検出されてから所定時間経過後にブレーキをかける機能を備えている。これにより、制動力制御処理手段において故障が検出されたが重大事象が発生していないと判断された状態において、ブレーキコイルの電源遮断が行われない状態が長時間継続することを防止することができる。

この結果、制動力制御処理手段の故障が検出されている際に、ブレーキ電源遮断手段により、重要事象を考慮した上でブレーキコイルの電源遮断を行う制御回路に何らかの故障が発生した場合にも、制動力制御処理手段の故障が検出されてから所定時間経過後に確実にブレーキをかけることができ、ブレーキ遮断機能の多重化を図ることができる。

なお、第２の遮断スイッチ４６の開閉制御を行うこのような機能は、ブレーキ電源遮断手段５４内に持たず、ブレーキ電源遮断手段５４とは独立した構成とし、故障検出部５３ａからの故障信号を受け取るように構成してもよい。

実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３におけるエレベータ装置の全体構成図である。先の実施の形態２における図２の構成と比較すると、図３の構成は、制動力制御処理手段５３内に故障信号送信部５３ｂをさらに備えている点が異なっている。

故障信号送信部５３ｂは、故障検出部５３ａで制動力制御処理手段５４の故障が検出されたときに、故障が検出されたことを知らせる故障信号をかごの制御手段６０に送信する。かごの制御手段６０は、故障信号を受信すると、かごを最寄り階に停止させて乗客の追い出しを行った後にサービスを停止する、あるいは故障情報をログに記録することができる。

このような構成をとることにより、ブレーキ電源遮断手段５４が重大事象を考慮して遮断スイッチ４５を制御する動作時間を制限することができる。この結果、制動力制御処理手段５３の故障に加え、ブレーキ電源遮断手段５４により遮断スイッチ４５を制御する機能が故障することにより、ブレーキコイル４１の電源遮断が行えなくなる状態が続くことを防止し、故障信号が検知された場合には制御手段６０によるかごの適切な昇降制御を実施できる。

以上のように、実施の形態３によれば、重大事象の発生の有無にかかわらず、制動力制御処理手段において故障が検出された情報を、昇降制御を行う制御手段に伝達する機能を備えている。これにより、制動力制御処理手段において故障が検出されたが、重大事象が発生していないと判断された状態において、ブレーキコイルの電源遮断が行われない状態が長時間継続することを防止し、故障検出に伴って制御手段による適切な昇降制御を行うことができる。

この結果、制動力制御処理手段に故障が発生した際には、ブレーキ回路制御部５０の機能ばかりでなく、制御装置の機能を活用して、かごを最寄り階に停止させて乗客の追い出しを行うことが可能となる。

なお、故障信号送信部５３ｂは、制動力制御処理手段５３の一部として構成してもよいし、制動力制御処理手段５３の外部にある装置として構成してもよい。

また、上述の実施の形態１〜３において説明した故障検出部５３ａの機能は、故障検出機能の信頼性向上策として、従来技術で示したような２重系の構成とすることも可能である。

また、上述の実施の形態１〜３では、重大事象に対応してかごを緊急停止させる方法として、ブレーキ電源遮断手段５４により、ブレーキコイル４１の電源遮断を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、重大事象に対応してかごを緊急停止させる別の方法として、かごを機械的に強制停止させることも考えられ、制動力制御処理手段との併用で、先の実施の形態１〜３と同等の効果を得ることができる。

Claims (4)

1. かごに制動力を与えるためのブレーキコイルと直列に接続され、前記ブレーキコイルに流れる電流を可変する半導体スイッチと、
   前記ブレーキコイルおよび前記半導体スイッチと直列に接続され、前記ブレーキコイルに流れる電流を遮断可能な遮断スイッチと、
   かご停止時におけるかごの減速度に応じて前記半導体スイッチに流れる電流量を制御する制動力制御処理手段と、
   前記制動力制御処理手段の故障を検出する故障検出部と、
   状態検出信号に基づいて前記かごを緊急停止させる必要のある重大事象を検知する重大事象検知手段と、
   前記故障検出部により故障が検出され、かつ、前記重大事象検知手段により前記重大事象が検知された場合には、前記遮断スイッチをＯＦＦ状態に切り替えてブレーキをかけるブレーキ電源遮断手段と
   を備えるエレベータ装置。
2. 請求項１に記載のエレベータ装置において、
   前記重大事象検知手段は、前記状態検出信号として、かごの過速検知信号、かごを昇降させる巻上機の駆動回路部に挿入されたコンタクタの開状態検出信号、およびドア開放検知信号を取り込み、少なくともいずれか１つの検知信号を取り込むことにより前記重大事象が発生したことを検知するエレベータ装置。
3. 請求項１または２に記載のエレベータ装置において、
   前記ブレーキコイル、前記半導体スイッチおよび前記遮断スイッチと直列に接続され、前記ブレーキコイルに流れる電流を遮断可能な第２の遮断スイッチをさらに備え、
   前記ブレーキ電源遮断手段は、前記故障検出部により故障が検出されてから所定時間が経過した場合には、前記第２の遮断スイッチをＯＦＦ状態に切り替えてブレーキをかけるエレベータ装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエレベータ装置において、
   前記故障検出部により前記制動力制御処理手段の故障が検出された場合に、かごの昇降制御を行う制御装置に対して故障信号を送信する故障信号送信部をさらに備えたエレベータ装置。

Images