WO2011148411A1 - 電子安全エレベータ - Google Patents

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WO2011148411A1
WO2011148411A1 PCT/JP2010/003505 JP2010003505W WO2011148411A1 WO 2011148411 A1 WO2011148411 A1 WO 2011148411A1 JP 2010003505 W JP2010003505 W JP 2010003505W WO 2011148411 A1 WO2011148411 A1 WO 2011148411A1
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car
floor
safety
safety elevator
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井上真輔
古橋昌也
深田裕紀
岡村清志
吉川敏文
Original Assignee
株式会社 日立製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/3492—Position or motion detectors or driving means for the detector

Definitions

  • the present invention relates to a safety system for an elevator, and is particularly suitable for an electronic safety system that has been improved by reducing the mechanical safety device.
  • Conventional elevators use a mechanical safety switch, relay circuit, etc. to detect excessive car travel (limit switch), secure the top clearance, confirm that maintenance personnel have entered the pit (pit switch), and doorway for inspection.
  • a safety device is provided to check whether the door is open or closed (check port switch). In other words, the output of each safety switch is received by a relay circuit, and the relay circuit executes power shut-off and brake operation.
  • a limit switch that gives a stop command to limit the lowering of the car 1 and a final limit switch at the bottom are provided to ensure that the car is stopped near the lowest floor. It is known to decelerate when it passes the lower floor and falls to the position of the limit switch.
  • the mechanical safety switch since the mechanical safety switch is usually configured using a cam, it occupies space in the hoistway, restricts the layout, and hinders the improvement of the transportation capacity. Furthermore, it is difficult to achieve a higher function with a mechanical safety device, and it is difficult to say that it is sufficient to decelerate at the position of the limit switch as in Patent Document 1.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and realize higher-performance safety, reduce mechanical safety switches, reduce maintenance inspection targets, and improve reliability.
  • Another object is to increase the available space of the hoistway by reducing mechanical safety switches. Furthermore, another object is to reduce the total cost including the maintenance work that is not dependent on the technical ability of the maintenance staff and the maintenance. Furthermore, another object is to enable self-diagnosis of the safety device, to improve the efficiency of investigation of the cause at the time of abnormality and replacement of parts at the time of maintenance.
  • the present invention is to achieve at least one of the above objects.
  • the present invention provides a pulse generator that outputs a pulse in accordance with the amount of movement of a car in an electronic safety elevator that detects the position of a car that moves through a plurality of floors in a hoistway. And a position detection device for detecting that the car has reached a predetermined position, and counting the pulses after the predetermined position is detected, and when the counted value becomes a value stored in advance, And a safety controller that outputs a command corresponding to the stored value.
  • the pulses are counted later, and when a pre-stored value is reached, a corresponding command is output, so the mechanical safety switch provided in the hoistway is It can be recognized by replacing it with an electronic position, and the function of the safety device can be executed. Accordingly, it is possible to realize higher-function safety and reduce the number of maintenance inspection targets and improve reliability.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an embodiment of the present invention.
  • the safety controller performs self-diagnosis of each safety switch, maintenance work that does not depend on the technical ability of maintenance personnel, that is, standardization and standardization is possible, and the quality and reliability of the work are improved. Further, by storing the operation history of the safety switch as a safety controller in a memory or the like, it is possible to investigate the cause of an abnormality and increase the efficiency of parts replacement during maintenance.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an elevator according to an embodiment, and a car 20 moves across a plurality of floors in a hoistway formed in a building, and is connected to a weight 22 via a rope 21. It is connected.
  • the car 20 is moved by a motor 9, and the motor 9 is supplied with driving power by a power converter in the elevator control device 3.
  • the encoder which is a pulse generator is attached to the motor 9, and the elevator controller 3 counts pulses generated by the rotation of the motor 9.
  • the elevator control device 3 calculates the speed of the motor 9, the position of the car 20 in the moving direction, the moving distance, etc. by counting the pulses, and aligns the car and the landing.
  • the car 20 is provided with a car door and a position detection sensor 27 that are engaged with the landing door 23 to open and close.
  • the position detection device includes a position detection sensor 27, a terminal floor at a predetermined position, a floor at an intermediate floor, and detected plates 50 to 54 provided on the floor side of the terminal portion, and the car 20 is at a predetermined position. Identify what has been reached.
  • the position detection sensor 27 detects an area (door zone) where the landing and the door of the car can be opened and closed.
  • the detection plate 51 on the lowest floor, the detection plate 53 on the top floor, and the detection plate 52 on the middle floor are fixed to the floor surface, respectively, and the detection plate 51 on the bottom floor and the detection plate 53 on the top floor are on the way. It has a plate shape different from the detected plate 52 on the floor, and the lowest floor and the terminal floor can be identified. Further, at the terminal end of the lowest floor and the terminal end of the uppermost floor, a detected plate 54 that can identify the terminal end is provided.
  • the governor 7 is wound around a governor rope connected to the car 20, and is rotated following the movement of the car 20, and the amount of rotation is detected by a governor encoder 8 attached to the governor 7. Therefore, the governor encoder 8 generates a pulse corresponding to the movement amount of the car 20. Outputs from the position detection sensor 27 and the governor encoder 8 are input to the safety controller 2.
  • the safety controller 2 is independent of the elevator control device 3, and outputs a power-off command or a brake operation command when the car 20 reaches a predetermined position and then reaches a predetermined position.
  • the car 20 is stopped.
  • a first limit switch position 24, a second limit switch position 25, and a third limit switch position 26, which are mechanical switches, are provided, and these positions are stored in advance and stored in the stored values.
  • Corresponding commands are stored in the safety controller 2.
  • the safety controller 2 replaces the first limit switch position 24, the second limit switch position 25, and the third limit switch position 26 with the corresponding positions based on the information of the position detection sensor 27 and the governor encoder 8. To detect. If the current position of the car 20 is determined, the safety controller 2 outputs a car current position determination signal 40 to the elevator control device 3. Furthermore, the safety controller 2 outputs a position signal 41 indicating the current position of the car 20 to the elevator control device 3.
  • an encoder attached to the motor 9 or an encoder attached to the guide roller of the car 20 is used.
  • the governor rope can be omitted and the occupied space can be reduced.
  • FIG. 2 shows an output pattern depending on the position detection sensor 27 (car side) and the shape of each detected plate (floor side: 50, 51, 52, 53, 54) required for the detection of the terminal floor.
  • the position detection sensor 27 is a three-axis sensor in which three pieces (sensor A, sensor B, and sensor C) are combined, and the detected plate is a sensor on the uppermost floor, the lowermost floor, and the middle floor as the terminal floor.
  • the output is turned off, and the terminal floor can be identified.
  • the sensor is configured such that all outputs of the sensor are turned on at the uppermost floor end portion above the uppermost floor and the lowermost floor end portion below the lowermost floor.
  • the sensor of the position detection sensor 27 when the sensor of the position detection sensor 27 is opposed to the colored portion of the detection plate, it is turned ON and becomes “1”.
  • the sensors A, B, and C are “1,”. “0, 1”, “1, 1, 0” on the middle floor, “0, 1, 1” on the lowest floor, and the vertical dimension in the figure of the detected plate corresponds to the length of the door zone.
  • the sensor A, the sensor B, and the sensor C are “1, 1, 1” at the uppermost end and the lowermost end, and the vertical dimension is the same length as the area where the conventional final limit switch functions.
  • the safety controller 2 detects a combination of “1, 1, 1”, the power is cut off and the brake is operated in the same manner as the conventional final limit switch.
  • the terminal floor can be identified by attaching a bar code only to the terminal floor, reading the bar code attached to the terminal floor using a bar code reader attached to the car, and detecting the gap length with the plate to be detected.
  • the gap length may be different between the intermediate floor and the terminal floor using, and more floors can be identified by increasing the number of sensors.
  • FIG. 3 shows a block diagram of functions implemented in the safety controller 2. The basic operation of each block will be described below.
  • the pulse counting unit 60 receives the governor encoder 8, counts pulses according to the movement amount of the car 20, and outputs the value to the car position detecting unit.
  • the floor position identification unit 61 receives the output of the position detection sensor 27, identifies the current position of the car 20 using the output pattern as shown in FIG. 2, and outputs car position identification information.
  • the car position detection unit 64 outputs the current position information of the car 20 to the car position data 62 and the switch function execution unit 66 based on the counted value of the pulse and the car position identification information.
  • the car position data 62 stores current position information and accumulates it as a history. This data is preferably stored mainly on the RAM.
  • the floor position data 63 stores data such as the distance between floors and the distance from the shock absorber to each floor, and is input in advance by the maintenance staff from the building design information. This data is configured in ROM or flash memory. Further, when the update frequency is high, it is preferable to be configured on the RAM.
  • the car position detection unit 64 refers to the car position data 62 and stops the output of the car position determination signal 40 when the car position information is not accumulated (not stored). Further, the distance between floors is calculated for each operation, and the floor position data 63 is referred to. If the distance is different from, for example, the stored distance between floors, this is output to the elevator controller.
  • the switch position data 65 stores and stores data corresponding to the positions of electronic switches in the hoistway. These data are stored when the maintenance staff inputs from the design information of the building or by inputting in advance when manufacturing the safety controller. This data is mainly stored in ROM or flash memory.
  • the switch function execution unit 66 When the current position of the car matches the stored switch position data, the switch function execution unit 66 outputs a command to execute the function of the corresponding switch. For example, if the limit switch is a function of the corresponding switch, the power is cut off or the brake is operated to stop or slow down the car. Moreover, the information of the switch function which act
  • FIG. 4 shows three state transitions from (a) to (c) from when the car detects the lowest floor until it reaches a position corresponding to the first limit switch 24 and the second limit switch 25. Shown in stages.
  • the reference floor is 1F
  • the number of pulses of the governor encoder for the downward direction of the hoistway of the car 20 is negative.
  • the first limit switch is necessary to limit the moving direction of the car, and its function is to perform only the brake operation when the car 20 reaches the position corresponding to the first limit switch, The movement of the car 20 is permitted only in the upward direction.
  • the second limit switch is called a final limit switch, and its function is to operate the brake and power supply so that the car does not collide with the shock absorber 30 when the car 20 reaches the first limit switch position.
  • the safety controller 2 uses the data corresponding to the number of pulses output by the governor encoder 8 to determine the distances (L1 and L1 + L2 respectively) from the lowest plate 28 to the first limit switch 24 and the second limit switch 25. (L1 is -800 and L1 + L2 is -1200 in the figure) and stored in advance.
  • the switch position data 65 stored in advance in the safety controller 2 may be initialized, so that the value stored in advance may be changed in later reconstruction, rehome, and the like.
  • the data stored in advance may be input directly by the maintenance staff through the data terminal to the safety controller 2 or input in advance as the initial setting of the safety controller 2 at the time of shipment. Maintenance work such as the above becomes easy and the total cost is reduced.
  • (A) shows a state in which the position detection sensor 27 has detected the detection plate 28 on the lowest floor.
  • the detection output for example, “0, 1, 1” on the lowest floor by the position detection sensor 27 is shown.
  • the safety controller 2 determines that the car has reached the lowest floor, and initializes (initializes) the current position Lx of the car 20 to 0.
  • (B) shows that the safety controller 2 starts counting pulses output from the governor encoder 8 by passing through the lowermost plate 28 to be detected, and relative to the lowermost plate 28 to be detected. Calculate the distance.
  • the car 20 has reached a position corresponding to the first limit switch.
  • the safety controller 2 compares the current position Lx of the car with the position L1 corresponding to the first limit switch, and determines that they match, so it outputs a power-off command, and the elevator car 20 is stopped.
  • FIG. 3 shows the case of the lowermost floor, the same applies to the uppermost floor.
  • FIG. 5 shows a state transition from when the car 20 detects the lowest floor to the position corresponding to the third limit switch 26 when there are virtual limit switches on the lowest floor and the intermediate floor. Are divided into three stages from (a) to (c).
  • the function using the third limit switch is to provide a shock absorber 30 by ensuring a clearance at the top during work for maintenance personnel to enter under the pit, or by applying a brake early according to the position and speed of the car 20. It is required for the terminal floor forced reduction device that shortens the length of the terminal.
  • the safety controller 2 stores in advance the distance (L3) from the lowest detected plate 28 to the third limit switch 26 as data corresponding to the number of pulses output from the governor encoder 8 (L3 in the figure is 700). is doing.
  • (A) shows a state in which the position detection sensor 27 has detected the detection plate 28 on the lowermost floor, and the lowermost floor detection output (for example, “0, 1, 1”) by the position detection sensor 27 is safe.
  • the controller 2 determines that the car has reached the lowest floor and initializes the current position Lx of the car to zero.
  • (B) shows that the safety controller 2 starts counting pulses output from the governor encoder 8 because the car 20 has moved up and the position detection sensor 27 has passed through the detection plate 28 on the lowest floor. The relative distance from the floor 28 to be detected is calculated.
  • FIG. 5 shows the case of the lowermost floor, the same applies to the uppermost floor. If a plurality of virtual limit switches between the lowermost floor and the intermediate floor are provided, a finer function can be realized. .
  • FIG. 6 and 7 show the operation at the time of power failure, at the time of recovery from long-term non-operation, or at the time of recovery after an emergency stop.
  • FIG. 6 shows a case where the car 20 is on the intermediate floor, and (a) shows a state where the reference position floor N of the car 20 is unknown.
  • the safety controller 2 cannot hold data, and the reliability of the position information on the reference position floor N and the current position Lx of the car 20 is lowered.
  • the safety controller 2 may hold data by, for example, loading a backup battery or storing the data itself in the flash memory.
  • the car 20 may move while the operation is stopped, and the actual position of the car 20 in the hoistway, the reference position floor N, and the current position There may be a relative shift between the position information of the position Lx.
  • the safety controller 2 turns off the car position determination signal 40 output to the elevator controller 3, and informs the elevator controller 3 that the current position of the car 20 has not been determined by the safety controller 2. Send.
  • the elevator control device 3 When the elevator control device 3 detects that the car position determination signal 40 is in the OFF state, it sets a limit on the operation speed of the car 20 and slowly starts the descent operation as shown in FIG. To do. At this time, the safety controller 2 also monitors the operation speed of the car, and when a speed abnormality occurs, the power is cut off and the brake operation is performed to stop the car.
  • the safety controller 2 when the safety controller 2 reaches the lowest floor and the position detection sensor 27 detects that the lowest floor has been reached, the safety controller 2 generates a car position determination signal 40. Turns on and initializes (initializes) the current position Lx of the car 20 to 0. Therefore, the elevator control device 3 can restart the normal operation.
  • FIG. 7 shows a case where the car 20 is below the terminal floor.
  • the safety controller 2 is not sure of the current position of the car, so the position signal output to the elevator control device 3 (current The position determination signal 40 is turned off, and the fact that the current position of the car 20 has not been determined by the safety controller 2 is transmitted to the elevator control device 3.
  • the elevator control device 3 detects that the position signal 40 is in the OFF state, the elevator control device 3 sets a limit on the operation speed of the car 20 and starts the descent operation slowly.
  • the safety controller 2 also monitors the operation speed of the car, and when a speed abnormality occurs, the power is cut off and the brake operation is performed to stop the car.
  • the safety controller 2 Carry out the braking operation and stop the car.
  • the safety controller 2 turns on the car position determination signal 40 and the current position Lx of the car 20. Is initialized to 0.
  • the position detection sensor 27 that can detect the door zone and identify the terminal floor
  • the governor encoder 8 that is a pulse generator that outputs a pulse according to the amount of movement of the car
  • the safety controller 2 that receives the pulse generator, the safety controller 2 confirming the current position, and the car position determination signal 40 are output to the elevator control device 3, so that the conventional mechanical safety device is safe. It can be recognized by replacing it with an electronic position by the controller, and the function of the safety device can be executed. Therefore, it is possible to delete the mechanical switch, and it becomes possible to improve the maintainability and to effectively use the space of the horizontal area of the hoistway.
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram showing an elevator according to another embodiment, in which a distance measuring sensor 70 is provided in the lower part of the car, and the detection plates of the lowermost floor end portion 50 and the uppermost floor end portion 54 are used. Absent.
  • the distance measuring sensor 70 may be any sensor that can measure the distance La shown in FIG.
  • FIG. 9 shows a block diagram of functions implemented by the safety controller 2.
  • a terminal floor position measuring unit 67 is added and distance information obtained by the distance measuring sensor 70 is output to the car position detecting unit 64. To do.
  • FIG. 10 shows a case where a switch to be digitized is below the terminal floor, and the switch below the terminal floor is based on height information from the hoistway floor measured by the distance measuring sensor 70. Electronic (replaces mechanical switch).

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Abstract

　より高機能な安全を実現する共に、機械式の安全スイッチを削減し、保守点検の対象を減らし信頼性を向上する。　昇降路内において複数の階床を移動する乗りかご２０の位置を検出する電子安全エレベータにおいて、乗りかご２０の移動量に応じてパルスを出力するパルス発生器８と、乗りかご２０が所定位置に到達したことを検出する位置検出装置２７と、所定位置が検出された後にパルスを計数し、計数された値が予め記憶された値となった場合、記憶された値に対応した指令を出力する安全コントローラ２と、を備える。

Description

電子安全エレベータ
　本発明は、エレベータの安全システムに関し、特に、機械式の安全装置を削減して電子式にしてより高機能化したものに好適である。
　従来のエレベータは、機械式の安全スイッチ，リレー回路等で乗りかごの行き過ぎの検出（リミットスイッチ），頂部隙間の確保，ピットに保守員が入ったことの確認（ピットスイッチ），点検用の出入り口戸の開閉の確認（点検口スイッチ）、等を行う安全装置が設けられている。つまり、各安全スイッチの出力をリレー回路で受けて、リレー回路が電源の遮断やブレーキの作動を実行している。
　具体的には、保守運転時において、最下階付近で確実に停止させるため、乗りかご１の下降を制限する停止指令を与えるリミットスイッチと、さらに下部にファイナルリミットスイッチを設け、乗りかごが最下階を過ぎてリミットスイッチの位置まで下降した場合、減速することが知られている。
特開２００９－１２６６３９号公報
　上記従来技術において、特許文献１に記載のものでは、機械式の安全スイッチを用いているため、使用するほど構成部品が磨耗・劣化し、接点の固着や回路のショート等によるＯＮ故障、及び接点の不足や配線の断線によるＯＦＦ故障が生じる恐れがあり、保守員による定期的な点検が必要となる。また、点検作業は個々の保守員の技術力だけでなく、保守体制にも大きく影響されるため、点検の不備が生じる可能性がある。
　さらに、機械式の安全スイッチは通常、カムを用いて構成するため、昇降路内のスペースを占有し、レイアウトを制約し、輸送能力の向上に支障となる。さらに、機械式の安全装置ではより高機能とすることが困難であり、特許文献１のようにリミットスイッチの位置で減速するだけでは十分とは言い難い。
　本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、より高機能な安全を実現すると共に、機械式の安全スイッチを削減し、保守点検の対象を減らし信頼性を向上することにある。
　また、他の目的は、機械式の安全スイッチを低減することで昇降路の利用可能スペースを増大することにある。　
　さらに、他の目的は、保守員の技術力に依存しない保守作業の共通化，保守も含めたトータルコストの低減を行うことにある。　
　さらに、他の目的は、安全装置の自己診断を可能にしたり、異常時の原因究明や保守時の部品交換を高効率化したり、することにある。　
　なお、本発明は、上記目的の少なくともいずれかを達成することにある。
　　上記目的を達成するため、本発明は、昇降路内において複数の階床を移動する乗りかごの位置を検出する電子安全エレベータにおいて、前記乗りかごの移動量に応じてパルスを出力するパルス発生器と、前記乗りかごが所定位置に到達したことを検出する位置検出装置と、前記所定位置が検出された後に前記パルスを計数し、計数された値が予め記憶された値となった場合、前記記憶された値に対応した指令を出力する安全コントローラと、を備えたものである。
　本発明によれば、所定位置が検出された後に後にパルスを計数し、予め記憶された値となった場合、対応した指令を出力するので、昇降路内に設けられた機械式の安全スイッチを電子的な位置に置き換えて認識し、安全装置の機能を実行することができる。したがって、より高機能な安全を実現すると共に、保守点検の対象を減らし信頼性を向上することができる。
本発明における一実施の形態を示す全体構成図。 一実施の形態における位置検出センサの出力を説明する図。 一実施の形態における安全コントローラを示すブロック図。 一実施の形態における乗りかごの位置と位置検出装置のパルス数の関係を示す動作図。（乗りかごが最下階より下の場合） 一実施の形態における乗りかごの位置と位置検出装置のパルス数の関係を示す動作図。（乗りかごが最下階より上の場合） 一実施の形態における乗りかごの位置と位置検出装置のパルス数の関係を示す動作図。（停電復帰時：乗りかごが途中階にある場合） 一実施の形態における乗りかごの位置と位置検出装置のパルス数の関係を示す動作図。（停電復帰時：乗りかごが最下階より下の場合） 本発明における他の実施の形態を示す全体構成図。 他の実施の形態における安全コントローラを示すブロック図。 他の実施の形態における乗りかごの位置と位置検出装置のパルス数の関係を示す動作図。（停電復帰時：乗りかごが最下階より下の場合）
以下、図面を参照して、一実施の形態について詳細を説明する。　
　従来のエレベータシステムとは独立した安全コントローラを中心とする電子装置で構成し、安全コントローラは入力される複数の安全スイッチの情報を組み合わせてエレベータの安全状態を判断する。したがって、ソフトウェアを利用できるため従来のリレー回路よりも高機能な安全を実現可能である。　
　また、安全コントローラは機械式の安全スイッチで実施されていた安全機能をソフトウェアで実行するため、機械式の安全スイッチを削減できる。このため、安全スイッチを削減することにより保守点検の対象が減ることや、安全スイッチ自体がなくなることによる昇降路の利用可能スペースの増大が可能となる。　
　さらに、安全コントローラが各安全スイッチを自己診断することとすれば、保守員の技術力に依存しない保守作業、つまり、標準化，共通化が可能となり、作業の品質，信頼性の向上となる。　
　さらに、安全コントローラとして安全スイッチの動作履歴をメモリ等に格納することにより、異常時の原因究明や保守時の部品交換の高効率化ができる。
　図１は、一実施形態であるエレベータを示す全体構成図であり、乗りかご２０は建屋に形成された昇降路内を複数の階床間に跨って移動し、ロープ２１を介しておもり２２に接続されている。乗りかご２０の移動は、モータ９によって行われ、モータ９は、エレベータ制御装置３にある電力変換器によって駆動用の電力の供給が行われている。パルス発生器であるエンコーダはモータ９に取り付けられており、モータ９の回転によって生じるパルスをエレベータ制御装置３が計数する。エレベータ制御装置３は、パルスの計数によりモータ９の速度，乗りかご２０の移動方向に対する位置，移動距離などを計算し、乗りかごと乗り場の位置合わせを行う。
　乗りかご２０には、乗り場側ドア２３を係合して開閉する乗りかご側ドア及び位置検出センサ２７が設けられている。位置検出装置は、位置検出センサ２７と所定位置となる終端階，途中階の階床、及び終端部の床側に設けられた被検出板５０～５４で構成され、乗りかご２０が所定位置に到達したことを識別する。また、位置検出センサ２７は、乗り場及び乗りかごのドアが開閉可能である領域（ドアゾーン）を検出する。
　最下階の被検出板５１及び最上階の被検出板５３，途中階の被検出板５２はそれぞれ床面に固定され、最下階の被検出板５１及び最上階の被検出板５３は途中階の被検出板５２と異なる板形状とされ、最下階と終端階が識別可能となっている。また、最下階の終端部と最上階の終端部には、終端部が識別可能な被検出板５４が設けられている。
　ガバナ７は乗りかご２０と連結されたガバナロープが巻きかけられ、乗りかご２０の移動と共に従動して回転し、その回転量はガバナ７に取り付けられたガバナエンコーダ８により検出される。したがって、ガバナエンコーダ８は乗りかご２０の移動量に応じたパルスを発生する。位置検出センサ２７及びガバナエンコーダ８の出力は安全コントローラ２に入力される。
　安全コントローラ２は、エレベータ制御装置３とは独立しており、乗りかご２０が所定位置に到達してから、さらに定められた位置となったときに電源遮断指令又はブレーキ動作指令を出力し、乗りかご２０を停止させる。従来、機械式のスイッチである第一のリミットスイッチ位置２４，第二のリミットスイッチ位置２５，第三のリミットスイッチ位置２６が設けられており、これらの位置が予め記憶され、記憶された値に対応した指令が安全コントローラ２に記憶されている。
　安全コントローラ２は、第一のリミットスイッチ位置２４，第二のリミットスイッチ位置２５，第三のリミットスイッチ位置２６に代えて位置検出センサ２７及びガバナエンコーダ８の情報に基づいてそれぞれに対応する位置を検出する。また、安全コントローラ２は、乗りかご２０の現在位置が定まっている状態であれば、乗りかご現在位置確定信号４０をエレベータ制御装置３に出力する。更に、安全コントローラ２は、乗りかご２０の現在位置を示す位置信号４１をエレベータ制御装置３に出力する。
　なお、乗りかご２０の移動量に応じてパルス数を出力するには、ガバナエンコーダ８によることに代えて、モータ９に取り付けられたエンコーダとしたり、乗りかご２０のガイドローラに取り付けられたエンコーダとしたり、すれば、ガバナロープを省略でき、占有スペースを小さくできる。
　図２は、終端階の検出に必要とされる位置検出センサ２７（乗りかご側）と各被検出板（床側：５０，５１，５２，５３，５４）の形状とによる出力パターンを示す。位置検出センサ２７は３個（センサＡ，センサＢ，センサＣ）が一組となった３軸のセンサであり、被検出板は終端階である最上階，最下階と、途中階でセンサのいずれかの出力がＯＦＦするような形状とされ、終端階を識別できる。また、最上階より上の最上階終端部及び最下階より下の最下階終端部では、センサの全ての出力がＯＮするような形状とされる。図では、被検出板の色塗り部に位置検出センサ２７のセンサが対向するとＯＮして「１」となることを示しており、最上階で、センサＡ，センサＢ，センサＣが「１，０，１」、途中階で「１，１，０」、最下階で「０，１，１」となり、被検出板の図で上下方向の寸法はドアゾーンの長さに対応している。また、最上階終端部及び最下階終端部で、センサＡ，センサＢ，センサＣが「１，１，１」となり、上下方向の寸法は従来のファイナルリミットスイッチが機能する領域と同じ長さに対応しており、また安全コントローラ２が「１，１，１」の組み合わせを検出したときは、従来のファイナルリミットスイッチと同様に電源遮断及びブレーキの動作を実施する。
　終端階の識別は、終端階のみバーコードを取り付け、乗りかごに取り付けられたバーコードリーダを用いて終端階に取り付けられたバーコードを読み取ったり、被検出板とのギャップ長を検出可能なセンサを用いて途中階と終端階で異なるギャップ長としたり、することでも良く、センサ数を増加させればより多くの階床をそれぞれ識別できる。
　図３は、安全コントローラ２で実施される機能のブロック図を示す。各ブロックの基本的な動作について、以下説明する。　
　パルス計数部６０は、ガバナエンコーダ８が入力され、乗りかご２０の移動量に応じたパルスを計数し、その値を乗りかご位置検出部へ出力する。階床位置識別部６１は、位置検出センサ２７の出力が入力され、図２で示したような出力のパターンで乗りかご２０の現在位置を識別し、乗りかご位置の識別情報を出力する。
　乗りかご位置検出部６４は、パルスの計数された値と乗りかご位置の識別情報とに基づいて乗りかご２０の現在位置情報を乗りかご位置データ６２及びスイッチ機能実行部６６へ出力する。乗りかご位置データ６２は、現在位置情報を記憶し、履歴として蓄積する。本データは、主にＲＡＭ上に格納することが良い。階床位置データ６３は、各階床間の距離や、緩衝器から各階までの距離といったデータが記憶され、保守員が建物の設計情報から予め入力する。本データは、ＲＯＭあるいはフラッシュメモリに構成される。また、更新頻度が高い場合はＲＡＭ上に構成されることが良い。
　乗りかご位置検出部６４は、乗りかご位置データ６２を参照し、乗りかご位置情報の蓄積がなかった（記憶されてなかった）場合は、乗りかご位置確定信号４０の出力を停止する。また、運転毎に階床間の距離を演算し、階床位置データ６３を参照し、例えば記憶された各階床間の距離と異なっていれば、そのことをエレベータ制御装置へ出力する。
　スイッチ位置データ６５は、電子化されたスイッチ類の、昇降路内の位置に応じたデータが記憶され格納されている。これらのデータは、保守員が建物の設計情報から入力することや、安全コントローラの製造時に予め入力されることで記憶される。本データは主にＲＯＭあるいはフラッシュメモリに格納される。
　スイッチ機能実行部６６は、乗りかごの現在位置と記憶されたスイッチ位置データとが一致した場合、対応した該当スイッチの機能を実行する指令を出力する。例えば、リミットスイッチが該当スイッチの機能であれば、乗りかごを停止又は減速させるため、電源遮断やブレーキ作動が実行される。また、エレベータ制御装置３に作動したスイッチ機能の情報を送信する。
　図４は、乗りかごが最下階を検出してから第一のリミットスイッチ２４及び第二のリミットスイッチ２５に相当する位置に到達するまでの状態の遷移を（ａ）から（ｃ）まで三段階に分けて示している。図において、基準階は１Ｆとし、乗りかご２０の昇降路下方向に対するガバナエンコーダのパルス数はマイナスとしている。
　第一のリミットスイッチは乗りかごの移動方向を制限するために必要のものであり、その機能は乗りかご２０が第一のリミットスイッチに相当する位置に到達したときにブレーキ作動のみを実施し、乗りかご２０の移動を上昇方向のみ許可する。第二のリミットスイッチはファイナルリミットスイッチと呼ばれるものであり、その機能は乗りかご２０が第一のリミットスイッチ位置に到達したときに乗りかごが緩衝器３０に衝突しないよう、ブレーキの作動及び電源の遮断を実施する。
　安全コントローラ２は、最下階の被検出板２８から第一のリミットスイッチ２４と第二のリミットスイッチ２５までの距離（それぞれＬ１及びＬ１＋Ｌ２）を、ガバナエンコーダ８で出力されるパルス数相当のデータ（図でＬ１を－８００、Ｌ１＋Ｌ２を－１２００）として予め記憶している。
　Ｌ１及びＬ２の実際の長さは建物の条件や、乗りかごの定格速度，乗りかごの高さといった様々な要素で変わるが、機械式の第一のリミットスイッチ２４，第二のリミットスイッチ２５の場合は、一度設定したものを変えるには設置，調整が必須となり、作業が困難である。しかし、本例では安全コントローラ２に予め記憶したスイッチ位置データ６５を初期設定すれば良いので、後からの再構築，リホーム等においても予め記憶した値を変更すれば良い。予め記憶したデータの入力は、保守員が安全コントローラ２にデータ端末を通じて直接入力したり、安全コントローラ２の出荷時の初期設定として予め入力したり、すれば良く、設置作業のみならず、データ確認等の保守作業も容易となり、トータルコストの削減となる。
　（ａ）は、位置検出センサ２７が最下階の被検出板２８を検出した状態を示し、この状態では、位置検出センサ２７による最下階の検出出力（例えば、「０，１，１」）により、安全コントローラ２は乗りかごが最下階に到達したことを判別し、乗りかご２０の現在位置Ｌｘを０にイニシャライズ（初期化）する。
　（ｂ）は、最下階の被検出板２８を通過したことで、安全コントローラ２はガバナエンコーダ８から出力されるパルスの計数を開始し、最下階の被検出板２８からの相対的な距離を計算する。
　（ｃ）は、乗りかご２０が第一のリミットスイッチに相当する位置に到達している。このとき、安全コントローラ２は、乗りかごの現在位置Ｌｘと第一のリミットスイッチに相当する位置Ｌ１とを比較し、一致していると判別するので、電源遮断指令を出力し、エレベータの乗りかご２０を停止させる。　
　なお、図３では最下階の場合を示したが、最上階についても同様である。
　図５は、最下階と中間階に仮想的なリミットスイッチがある場合、乗りかご２０が最下階を検出してから第三のリミットスイッチ２６に相当する位置に到達するまでの状態の遷移を（ａ）から（ｃ）まで三段階に分けて示している。
　第三のリミットスイッチを用いた機能は、ピット下に保守員が入る作業時における頂部の隙間を確保することや、乗りかご２０の位置と速度に応じてブレーキを早期にかけることにより緩衝器３０の長さを短縮する終端階強制減速装置に必要とされる。
　安全コントローラ２は、最下階の被検出板２８から第三のリミットスイッチ２６までの距離（Ｌ３）を、ガバナエンコーダ８で出力されるパルス数相当のデータ（図でＬ３を７００）として予め記憶している。
　（ａ）は、位置検出センサ２７が最下階の被検出板２８を検出した状態を示し、位置検出センサ２７による最下階の検出出力（例えば、「０，１，１」）により、安全コントローラ２は乗りかごが最下階に到達したことを判別し、乗りかごの現在位置Ｌｘを０にイニシャライズする。
　（ｂ）は、乗りかご２０が上昇し位置検出センサ２７が最下階の被検出板２８を通過したことで、安全コントローラ２はガバナエンコーダ８から出力されるパルスの計数を開始し、最下階の被検出板２８からの相対的な距離を計算する。
　（ｃ）は、乗りかご２０が第三のリミットスイッチに相当する位置に到達している。このとき、安全コントローラ２は、乗りかご２０の現在位置Ｌｘと第三のリミットスイッチに相当する位置Ｌ３とを比較し、一致したことを検出するので、第三のリミットスイッチの機能を実施する。
　なお、図５では最下階の場合を示したが、最上階についても同様であり、最下階と途中階の間の仮想的なリミットスイッチを複数設ければ、より木目細かい機能を実現できる。
　図６及び図７は、停電時、あるいは長期不稼働からの復帰時，緊急停止後の復帰時の動作を示している。　
　図６は、乗りかご２０が中間階にある場合であり、（ａ）は、乗りかご２０の基準位置階床Ｎが不明である状態を示している。停電時，長期稼働停止からの復帰時には、安全コントローラ２のデータ保持が不可能となり、乗りかご２０の基準位置階床Ｎ及び現在位置Ｌｘの位置情報の信頼性が低下する。安全コントローラ２のデータ保持は、たとえばバックアップ用のバッテリを積むことや、データ自体をフラッシュメモリに保存すれば良い。しかし、エレベータシステム全体の電源が落ちている場合には、稼働停止中に乗りかご２０が移動する可能性があり、乗りかご２０の昇降路内における実際の位置と、基準位置階床Ｎ及び現在位置Ｌｘの位置情報の間に相対的なずれが生じる恐れがある。
　同様に、緊急停止といった場合には、乗りかご２０に強い制動力がかかるためガバナロープとガバナプーリの間に滑りが生じ、乗りかご２０の昇降路内での実際の位置と現在位置Ｌｘにずれが生じる場合がある。
　以上の場合、安全コントローラ２はエレベータ制御装置３に出力している乗りかご位置確定信号４０をＯＦＦし、安全コントローラ２にて乗りかご２０の現在位置が確定できていないことをエレベータ制御装置３へ送信する。
　エレベータ制御装置３は乗りかご位置確定信号４０がＯＦＦ状態になったことを検出した場合、乗りかご２０の運行速度に制限を設けて、図６（ｂ）で示すようにゆっくりと下降運転を開始する。この際、安全コントローラ２においても乗りかごの運行速度を監視し、速度異常が生じた場合は電源遮断及びブレーキ動作を実施し、乗りかごを停止させる。
　次に、図６（ｃ）で示すように最下階に到達し、位置検出センサ２７によって最下階に到達したことを安全コントローラ２が検出すると、安全コントローラ２は乗りかご位置確定信号４０をＯＮし、乗りかご２０の現在位置Ｌｘを０にイニシャライズ（初期化）する。したがって、エレベータ制御装置３は正常時の運行を再び開始することができる。
　図７は、乗りかご２０が終端階より下にある場合であり、（ａ）では、安全コントローラ２は乗りかごの現在位置が不明であるためエレベータ制御装置３に出力している位置信号（現在位置の確定信号）４０をＯＦＦし、安全コントローラ２にて乗りかご２０の現在位置が確定できていないことをエレベータ制御装置３へ送信する。エレベータ制御装置３は位置信号４０がＯＦＦ状態になったことを検出した場合、乗りかご２０の運行速度に制限を設けて、ゆっくりと下降運転を開始する。この際、安全コントローラ２においても乗りかごの運行速度を監視し、速度異常が生じた場合は電源遮断及びブレーキ動作を実施し、乗りかごを停止させる。
　次に、図７（ｂ）で示すように最下階終端部に到達し、位置検出センサ２７によって最下階終端部に到達したことを安全コントローラ２が検出すると、安全コントローラ２は電源遮断及びブレーキ動作を実施し、乗りかごを停止させる。次に乗りかご２０を上昇させ、位置検出センサ２７によって最下階に到達したことを安全コントローラ２が検出すると、安全コントローラ２は乗りかご位置確定信号４０をＯＮし、乗りかご２０の現在位置Ｌｘを０にイニシャライズ（初期化）する。
　以上によれば、ドアゾーンを検出し、かつ終端階を識別可能な位置検出センサ２７と、乗りかごの移動量に応じてパルスを出力するパルス発生器であるガバナエンコーダ８と、位置検出センサ２７とパルス発生器を入力とする安全コントローラ２と、安全コントローラ２が現在位置を確定したこと、乗りかご位置確定信号４０をエレベータ制御装置３に出力することで、従来機械式であった安全装置を安全コントローラにより電子的な位置に置き換えて認識し、安全装置の機能を実行することができる。したがって、機械式スイッチを削除することが可能となり、保守性の向上や昇降路の水平面積のスペースを有効利用することが可能となる。
　図８は、他の実施形態であるエレベータを示す全体構成図であり、乗りかごの下部に測距センサ７０を設け、最下階終端部５０及び最上階終端部５４の被検出板を用いていない。測距センサ７０は、図１中に示す距離Ｌａが測定可能なセンサであればよい。
　図９は、安全コントローラ２で実施される機能のブロック図を示したものであり、終端階位置測定部６７が追加され、測距センサ７０によって得られる距離情報を乗りかご位置検出部６４へ出力する。
　図１０は電子化するスイッチが終端階より下にある場合を示しており、終端階より下にあるスイッチは、測距センサ７０で測定される昇降路床面からの高さの情報を元に電子化（機械式スイッチを置換え）している。
　乗りかご２０が終端階以下で停電や長期不稼働から復帰した場合について説明する。乗りかごが終端階より下にいる場合は、測距センサ７０が検出可能な範囲におり、かつ距離が測定可能な範囲であるため、乗りかご２０の昇降路床面からの乗りかごの位置を検出することが可能となる。通常運転に復帰する場合は、基準位置を検出するための運転をすることなく、速やかに復帰が可能となる。
　以上によれば、終端階以下が測定可能な測距センサを追加することにより、停電時・長期不稼働からの復帰時においても終端階以下にある複数のスイッチを電子化することが可能となり、省スペース化に貢献できるだけでなく、復帰時の動作速度を向上することが可能となる。
２　安全コントローラ
３　エレベータ制御装置
７　ガバナ
８　ガバナエンコーダ（パルス発生器）
９　モータ
２０　乗りかご
２２　おもり
２７　位置検出センサ（位置検出装置）
５０（最下階終端部），５１(最下階)，５２(途中階)，５３（最上階），５４（最上階終端部）　被検出板

Claims (11)

  1. 　昇降路内において複数の階床を移動する乗りかごの位置を検出する電子安全エレベータにおいて、
    　前記乗りかごの移動量に応じてパルスを出力するパルス発生器と、
    　前記乗りかごが所定位置に到達したことを検出する位置検出装置と、
    　前記所定位置が検出された後に前記パルスを計数し、計数された値が予め記憶された値となった場合、前記記憶された値に対応した指令を出力する安全コントローラと、
    を備えたことを特徴とする電子安全エレベータ。
  2. 　請求項１に記載のものにおいて、前記乗りかごが前記階床に到達したことを検出する前記位置検出装置を備え、前記階床が検出された後に前記パルスが計数されることを特徴とする電子安全エレベータ。
  3. 　請求項１に記載のものにおいて、前記乗りかごが終端階に到達したことが検出された後に前記パルスを計数し、計数された値が予め記憶された値となった場合、前記乗りかごを減速又は停止させることを特徴とする電子安全エレベータ。
  4. 　請求項１に記載のものにおいて、前記位置検出装置は前記乗りかごに設けられた位置検出センサと、前記終端階の床側に固定された被検出板と、を備えたことを特徴とする電子安全エレベータ。
  5. 　請求項１に記載のものにおいて、前記位置検出装置は前記乗りかごに設けられた位置検出センサと、各前記階床に固定されドアゾーンに対応した長さとされた被検出板と、を備えたことを特徴とする電子安全エレベータ。
  6. 　請求項１に記載のものにおいて、
    　前記乗りかごに設けられた位置検出センサと、各前記階床に固定された被検出板と、により階床位置を識別する前記位置検出装置と、
    　前記パルスを計数した値と前記階床位置を識別した情報とにより前記乗りかごの現在位置を検出する乗りかご位置検出部と、前記昇降路内の位置に応じたデータが記憶されたスイッチ位置データと、前記乗りかごの現在位置と前記スイッチ位置データとが一致した場合、前記昇降路内の位置に応じたデータに対応した指令を出力するスイッチ機能実行部と、を有する前記安全コントローラと、
    を備えたことを特徴とする電子安全エレベータ。
  7. 　請求項１に記載のものにおいて、前記予め記憶された値は、前記乗りかごが終端階を検出してから第一のリミットスイッチ及び第二のリミットスイッチに相当する位置に対応していることを特徴とする電子安全エレベータ。
  8. 　請求項１に記載のものにおいて、前記予め記憶された値は変更が可能とされていることを特徴とする電子安全エレベータ。
  9. 　請求項１に記載のものにおいて、停電時、あるいは長期不稼働からの復帰時、緊急停止後の復帰時、前記乗りかごを下降させ終端階が検出された場合、前記安全コントローラで計数している値を初期化することを特徴とする電子安全エレベータ。
  10. 　請求項１に記載のものにおいて、前記計数された値に基づいて前記乗りかごの現在位置情報を記憶することを特徴とする電子安全エレベータ。
  11. 　請求項１に記載のものにおいて、前記計数された値に基づいて前記乗りかごの現在位置情報を記憶する乗りかご位置データを設け、乗りかご位置情報が記憶されてなかった場合、前記乗りかごを下降させ終端階が検出された場合、前記安全コントローラで計数している値を初期化することを特徴とする電子安全エレベータ。
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