JP6494867B2 - エレベータの脱レール検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガイドレールに案内されて昇降される昇降体のガイドレールからの外れを検出するエレベータの脱レール検出装置に関するものである。

従来から、釣合おもり、かご等といった昇降体の脱レールを検出する技術として、さまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

ここで、特許文献１に記載の脱レール検出装置は、ガイドレールと平行に張られたプラス電位にされた第１の導電線およびアース電位にされた第２の導電線と、第１の導電線が通される第１の接触子と、第２の導電線が通される第２の接触子とを備えて構成されている。第１の接触子および第２の接触子は、環状であり、昇降体に設けられている。また、昇降体の脱レールが発生した場合、第１の導電線と第１の接触子とが接触するとともに、第２の導電線と第２の接触子とが接触する。この構成では、第１の導電線と第１の接触子との導通の有無によって昇降体の脱レールが検出される仕組みとなっている。

国際公開第２０１１／０１０３７６号 特開２００９−５１６０４号公報 特開平９−３０１６５０号公報 特開２００３−３２１１６９号公報

ここで、特許文献１に記載の従来技術では、導電線と接触子との接触抵抗が高くなることがあり、接触抵抗が高くなると、第１の導電線と第１の接触子との導通の有無を正確に検知することができず、その結果、昇降体の脱レールを検出することができない可能性がある。また、昇降体の昇降中において、導電線と接触子が接触した場合、接触の衝撃によって接触子が導電線に弾かれる等して昇降体の脱レールの確実な検出を実現することができない可能性がある。

このように、導電線と接触子とが接触することで昇降体の脱レールを検出する構成では、昇降体の脱レール検出の安定性が損なわれる可能性がある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、昇降体の脱レール検出の安定性の向上を図ったエレベータの脱レール検出装置を得ることを目的とする。

本発明におけるエレベータの脱レール検出装置は、ガイドレールに案内されて昇降される昇降体のガイドレールからの外れを検出するエレベータの脱レール検出装置であって、昇降体の昇降方向に平行に昇降路内に設けられた導電線と、導電線に流れる電流が発生する磁界の強度を測定可能に昇降体に設けられ、測定した磁界強度を出力する磁界測定器と、磁界測定器から出力される磁界強度が許容範囲内に含まれていない場合、昇降体がガイドレールから外れたことを検出する制御装置と、を備えたものである。

本発明によれば、昇降体の脱レール検出の安定性の向上を図ったエレベータの脱レール検出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の脱レール検出装置が適用されるエレベータ装置の一例を示す全体構成図である。 図１の導電線と磁界測定器との間の設定間隔を示す説明図である。 図１の導電線に流れる電流が発生する磁界の強度を示す説明図である。 図３の磁界強度と各種状態との関係を示す説明図である。

以下、本発明によるエレベータの脱レール検出装置を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

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の脱レール検出装置が適用されるエレベータ装置の一例を示す全体構成図である。図２は、図１の導電線１０と磁界測定器１１との間の設定間隔Ｒを示す説明図である。

図１において、昇降路１内には、かご２および釣合おもり３が昇降可能に設けられている。昇降路１内には、かご２の昇降を案内する一対のかごガイドレール４と、釣合おもり３の昇降を案内する一対の釣合おもりガイドレール５とが設けられている。

一対のかごガイドレール４は、相対向して垂直に立設されている。同様に、一対の釣合おもりガイドレール５は、相対向して垂直に立設されている。

かご２および釣合おもり３は、主索６により昇降路１内に吊り下げられている。主索６としては、例えば、ロープまたはベルトが用いられる。主索６は、機械室７に設けられている巻上機８およびそらせ車９に巻き掛けられている。巻上機８は、機械室７に設けられたエレベータ制御盤（図示せず）からの制御指令に従って、かご２および釣合おもり３を昇降させる駆動力を発生する。

エレベータの脱レール検出装置（以下、脱レール検出装置と略す）は、釣合おもり３の脱レール、すなわち、釣合おもりガイドレール５から釣合おもり３が外れた状態を検出する。脱レール検出装置は、導電線１０と、磁界測定器１１と、ノイズ減衰器１２と、制御装置１３とを備える。

導電線１０は、釣合おもり３の昇降方向に平行に、すなわち、鉛直に昇降路１内に設けられている。また、導電線１０は、昇降路１の天井から底面まで張られている。なお、導電線１０は、例えば、導電性のワイヤを用いて構成することができる。

磁界測定器１１は、導電線１０に流れる電流が発生する磁界の強度を測定し、その磁界強度を出力する。なお、磁界測定器１１は、例えば、テスラメータを用いて構成することができる。

磁界測定器１１は、導電線１０に流れる電流が発生する磁界の強度を測定可能に釣合おもり３に設けられている。具体的には、磁界測定器１１は、導電線１０との間隔があらかじめ設定された設定間隔Ｒとなるように、釣合おもり３の上部に設けられている。釣合おもり３の上部に磁界測定器１１を設けた構成では、釣合おもり３を上から見たとき、図２に示すように、導電線１０と磁界測定器１１との間隔が設定間隔Ｒとなる。

釣合おもりガイドレール５から釣合おもり３が外れていない状態で、釣合おもり３が昇降すれば、釣合おもり３の位置によらず、導電線１０と磁界測定器１１との間隔は、設定間隔Ｒのまま維持される。一方、釣合おもりガイドレール５から釣合おもり３が外れている状態であれば、導電線１０と磁界測定器１１との間隔は、設定間隔Ｒのまま維持されず、設定間隔Ｒから値が変化する。

上記の構成では、磁界測定器１１が磁界強度を測定する際に、釣合おもり３と導電線１０とが物理的に接触することがないので、釣合おもり３、導電線１０等の経年劣化による磁界強度の測定不良などの影響はなく、安定した磁界強度の測定が可能となる。

また、特許文献１に記載の従来技術とは異なり、昇降体の脱レールが発生した場合に導電線と接触する接触子が不要となる。したがって、接触子と導電線とが接触する際の接触抵抗および接触の衝撃に起因して昇降体の脱レールを検出することができなくなるという状況が発生することがない。

ノイズ減衰器１２は、磁界測定器１１から出力される磁界強度に重畳されるノイズを減衰させて、ノイズ減衰後の磁界強度を制御装置１３に出力する。ノイズ減衰器１２は、例えばノイズを除去するためのバンドパスフィルタを用いて構成することができる。

なお、必ずしもノイズ減衰器１２を備えて脱レール検出装置を構成しなくてもよいが、昇降路１内に設けられた各種機器によって発生するノイズを考慮すれば、ノイズ減衰器１２を備えて構成することが好ましい。ノイズ減衰器１２を備えて構成することで、昇降路１内に設けられた各種機器によって発生するノイズが磁界強度に重畳される場合であっても、より正確な磁界強度を制御装置１３に与えることができる。

制御装置１３は、磁界測定器１１から出力される磁界強度があらかじめ設定された許容範囲内に含まれていない場合、釣合おもり３が釣合おもりガイドレール５から外れたことを検出する。制御装置１３は、例えば、機械室７に設けられているエレベータ制御盤に組み込むように構成されている。

具体的には、制御装置１３は、直流電源１３１と、スイッチ１３２と、リレーコイル１３３およびリレースイッチ１３４から構成されるリレーと、判断部１３５と、正常信号出力器１３６と、検出部１３７とを備える。判断部１３５および検出部１３７は、例えば、メモリ等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、システムＬＳＩ等の処理回路によって実現される。

なお、ここで説明する制御装置１３の具体的な内部構成は、一例であり、磁界測定器１１から出力される磁界強度が許容範囲内に含まれていない場合、釣合おもり３の脱レールを検出することが可能であれば、制御装置１３の内部構成は、どのような構成であってもよい。

直流電源１３１は、スイッチ１３２がＯＮである場合には、導電線１０およびリレーコイル１３３に電流を流す。一方、直流電源１３１は、スイッチ１３２がＯＦＦである場合には、導電線１０およびリレーコイル１３３に電流を流さない。

リレースイッチ１３４は、リレーコイル１３３に電流が流れている場合には、ＯＮであり、リレーコイル１３３に電流が流れていない場合には、ＯＦＦである。

判断部１３５は、磁界測定器１１から出力される磁界強度が許容範囲内に含まれているか否かを判断する。判断部１３５は、磁界測定器１１から出力される磁界強度が許容範囲内に含まれている場合には、スイッチ１３２をＯＮのまま維持し、その磁界強度が許容範囲内に含まれていない場合、スイッチ１３２をＯＮからＯＦＦに切り替える。

正常信号出力器１３６は、リレースイッチ１３４がＯＮである場合には、検出部１３７に正常信号を出力する。一方、正常信号出力器１３６は、リレースイッチ１３４がＯＦＦである場合には、検出部１３７に正常信号を出力しない。このように、判断部１３５は、磁界強度が許容範囲内に含まれていない場合、正常信号出力器１３６から検出部１３７への正常信号の入力を遮断する。

検出部１３７は、正常信号出力器１３６から正常信号が入力される場合には、釣合おもり３の脱レールを検出せず、正常信号出力器１３６から正常信号が入力されない場合には、釣合おもり３の脱レールを検出する。このように、検出部１３７は、正常信号出力器１３６からの正常信号の入力が遮断された場合、釣合おもり３が釣合おもりガイドレール５から外れたことを検出する。

上記の構成では、判断部１３５によってスイッチ１３２がＯＦＦに切り替わると、直流電源１３１からリレーコイル１３３に電流が入力されなくなるのに伴って、リレースイッチ１３４がＯＦＦに切り替わる。リレースイッチ１３４がＯＦＦに切り替わると、正常信号出力器１３６から検出部１３７に正常信号が入力されなくなるのに伴って、検出部１３７が釣合おもり３の脱レールを検出する。

次に、制御装置１３の動作について、図３および図４を参照しながらさらに説明する。図３は、図１の導電線１０に流れる電流Ｉが発生する磁界の強度Ｈを示す説明図である。図４は、図３の磁界強度Ｈと各種状態との関係を示す説明図である。

図３に示すように、導電線１０に流れる電流をＩ［Ａ］、導電線１０と磁界測定器１１との間隔をｒ［ｍ］とすると、導電線１０に流れる電流Ｉが発生する磁界の強度Ｈ［Ａ／ｍ］は、以下の式によって表すことができる。
Ｈ＝Ｉ／２πｒ

図４に示すように、釣合おもりガイドレール５から釣合おもり３が外れていない状態、すなわち、正常状態であれば、導電線１０と磁界測定器１１との間隔ｒが設定間隔Ｒとなる。したがって、導電線１０に流れる電流ＩがＩ₀となるように調整されていれば、磁界強度Ｈは、Ｉ₀／２πＲとなる。

また、釣合おもりガイドレール５から釣合おもり３が外れている状態、すなわち、脱レール状態であれば、導電線１０と磁界測定器１１との間隔ｒが取り得る値の範囲は、０＜ｒ＜Ｒ、またはｒ＞Ｒとなる。

釣合おもり３の脱レールが発生した場合において、釣合おもり３に設けられている磁界測定器１１が導電線１０に近づく方向に移動すれば、間隔ｒの取り得る値の範囲は、０＜ｒ＜Ｒとなる。この場合、磁界強度Ｈが取り得る値の範囲は、Ｈ＞Ｉ₀／２πＲとなる。つまり、磁界測定器１１によって測定される磁界強度ＨがＩ₀／２πＲよりも大きくなれば、釣合おもり３が脱レール状態であることが分かる。

一方、釣合おもり３の脱レールが発生した場合において、釣合おもり３に設けられている磁界測定器１１が導電線１０から遠ざかる方向に移動すれば、間隔ｒの取り得る値の範囲は、ｒ＞Ｒとなる。この場合、磁界強度Ｈが取り得る値の範囲は、０＜Ｈ＜Ｉ₀／２πＲとなる。つまり、磁界測定器１１によって測定される磁界強度ＨがＩ₀／２πＲよりも小さくなれば、釣合おもり３が脱レール状態であることが分かる。

このように、磁界強度Ｈの大きさによって、釣合おもり３の脱レールが発生したか否かを判断することができる。また、導電線１０に流す電流Ｉ₀と、設定間隔Ｒのそれぞれの値は、設計値であるので、上記のＩ₀／２πＲの値は、あらかじめ求めることができる。

そこで、制御装置１３は、磁界測定器１１から出力される磁界強度が許容範囲内に含まれていない場合、釣合おもり３の脱レールを検出するように構成されている。なお、許容範囲を決める方法としては、例えば、正常状態に対応する磁界強度、すなわち、上記のＩ₀／２πＲの値をあらかじめ求め、その磁界強度を基準にマージンを取ってその磁界強度を含む許容範囲を決めればよい。

また、図４に示すように、Ｉ＝０の場合、Ｈ＝０となる。つまり、導電線１０に電流が流れていない場合、磁界測定器１１から出力される磁界強度が０となる。なお、導電線１０に電流が流れていないケースとして、図４に示すように、例えば、導電線１０が断線している状態の場合、直流電源１３１が遮断状態である場合等が考えられる。

そこで、制御装置１３は、磁界測定器１１から出力される磁界強度が０である場合、脱レール検出装置に異常が発生したことを検出するように構成されていてもよい。

なお、本実施の形態１に係る構成において、フェールセーフの機能を備えて構成してもよい。なお、ここでいうフェールセーフとは、脱レール検出装置に異常が発生したり、脱レール検出装置による脱レールの検出が不可になったりする場合に、エレベータを停止させることを意味する。具体的には、例えば、導電線１０の断線、導電線１０への直流電源１３１の遮断、直流電源１３１の故障、磁界測定器１１から判断部１３５までの配線の断線、磁界測定器１１の故障、検出部１３７の異常、検出部１３７の故障、制御装置１３の回路内での異常等が発生した場合、エレベータを停止させるように構成すればよい。

また、実施の形態１では、脱レールを検出する対象の昇降体が釣合おもり３である場合を例示したが、脱レールを検出する対象の昇降体がかご２であってもよい。すなわち、かご２に磁界測定器１１を取り付けて、かご２のかごガイドレール４からの外れを検出するようにしてもよい。また、本発明は、図１に示すタイプのエレベータ装置だけでなく、様々なタイプのエレベータ装置に適用することができる。

以上、本実施の形態１によれば、昇降体の昇降方向に平行に昇降路内に設けられた導電線と、導電線に流れる電流が発生する磁界の強度を測定可能に昇降体に設けられ、測定した磁界強度を出力する磁界測定器と、磁界測定器から出力される磁界強度が許容範囲内に含まれていない場合、昇降体がガイドレールから外れたことを検出する制御装置と、を備えて、エレベータの脱レール検出装置が構成されている。

上記の構成は、導電線と接触子とが接触することで昇降体の脱レールを検出するような従来の構成と比べて、昇降体の脱レール検出の安定性の向上を図ることを可能にする。

Claims (4)

1. ガイドレールに案内されて昇降される昇降体の前記ガイドレールからの外れを検出するエレベータの脱レール検出装置であって、
   前記昇降体の昇降方向に平行に昇降路内に設けられた導電線と、
   前記導電線に流れる電流が発生する磁界の強度を測定可能に前記昇降体に設けられ、測定した磁界強度を出力する磁界測定器と、
   前記磁界測定器から出力される前記磁界強度が許容範囲内に含まれていない場合、前記昇降体が前記ガイドレールから外れたことを検出する制御装置と、
   を備えたエレベータの脱レール検出装置。
2. 前記磁界測定器から出力される前記磁界強度に重畳されるノイズを減衰させるノイズ減衰器をさらに備えた
   請求項１に記載のエレベータの脱レール検出装置。
3. 前記制御装置は、
   前記磁界強度が前記許容範囲内に含まれているか否かを判断する判断部と、
   前記昇降体の前記ガイドレールからの外れを検出する検出部と、
   前記検出部に正常信号を出力する正常信号出力器と、
   を有し、
   前記判断部は、
   前記磁界強度が前記許容範囲内に含まれていない場合、前記正常信号出力器から前記検出部への前記正常信号の入力を遮断し、
   前記検出部は、
   前記正常信号出力器からの前記正常信号の入力が遮断された場合、前記昇降体が前記ガイドレールから外れたことを検出する
   請求項１または２に記載のエレベータの脱レール検出装置。
4. 前記制御装置は、
   前記磁界測定器から出力される前記磁界強度が０である場合、前記脱レール検出装置に異常が発生したことを検出する
   請求項１から３のいずれか１項に記載のエレベータの脱レール検出装置。

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