JP4199963B2 - エレベータ装置用の安全チェーン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にエレベータ装置で使用される安全装置の分野に関し、特に無線通信を利用して実現される安全チェーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械室に位置するエレベータ制御装置は、昇降路および乗場のいくつかの装置と接続されている。これらの装置は、（据付器具などの）ユーザ入力装置、診断装置（非安全限界センサ）、および安全チェーン装置（安全限界センサ）の３つの機能区分に分類される。現在の有線式の設計は、昇降路の長さにわたって延びる主要管路を含む。この主要管路から、比較的小さい局所的な管路が乗場据付器具および安全チェーン装置へとそれぞれ延びる。昇降路装置は、線を介して機械室に接続されている。これらの線は、一般に剛性および非剛性の管路によって囲まれている。地域的な建築基準によって、主要管路および局所的な管路の寸法および材料（金属性、可塑性、柔軟性または剛性）が規定されている。さらに、地域によっては、適切な絶縁線が使用されれば局所的な管路が要求されない場合もある。
【０００３】
装置の構成は、顧客の要望によって決定される。全ての階に灯を有するエレベータもあれば、ロビーに１つの灯だけを有するエレベータもある。エレベータの群（並列の複数のエレベータ）では、顧客の要望に添って（エレベータの数を超えない）あらゆる数のボタンを設けることができる。
【０００４】
安全回路は、ドアの状態および昇降路の端部におけるエレベータ位置を示すように設計された別々のスイッチ（ターミナルスイッチ）を含む独立した回路である。加えて、他のエレベータ構成要素の安全状態を監視するように設計された別のスイッチがいくつかある。過速ガバナやリミットスイッチなどのこのような安全スイッチのいくつかは、かごによって制御される。乗場ドアのスイッチや錠などの他の安全スイッチには、ドアによって制御されるものもある。これらのスイッチは、“安全チェーン”と呼ばれる直列回路として接続される。この回路が“開いて”いるすなわち物理的なスイッチの１つが閉じていない場合には、エレベータは“危険”であるとみなされて制御装置によって停止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
安全チェーンの重要な性質のために、待ち時間すなわち装置の状態の照会に要する時間が、約１００ｍｓと非常に短いことが必要となる。さらに、装置は安全な方法で停止することが必要であり、つまり安全チェーン内の構成要素の動作不良によってエレベータの危険な動作が引き起こされてはならない。
【０００６】
（ヘルケル等に付与された）米国特許第６，１７３，８１４号には、二重化安全バスを有する電子安全装置が開示されている。この電子安全装置は、安全装置の通信を処理するために昇降路内になお多くの線を必要とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
簡単にいうと、エレベータ装置用の無線式安全チェーンは、システム制御装置に接続されたベーストランシーバを含む。複数の安全チェーン構成要素は、それぞれスイッチなどの物理的センサと無線トランシーバとを備える。物理的センサは、構成要素の状態を監視する。無線トランシーバは、他の安全チェーン構成要素およびシステム制御装置との間で通信を行う。無線式安全チェーンは、トークン方式を採用することが好ましく、このトークン方式では、ベーストランシーバから１つの構成要素にトークンが送信され、続いてこのトークンが上記構成要素から他の構成要素に送信され、このトークンがベーストランシーバに戻るまでこれが続けられる。所定の時間内にトークンがベーストランシーバに戻らないことによって、エレベータ装置が危険であることが示される。なお、トークンは、制御装置から各構成要素を通るように並列に送信されてもよい。
【０００８】
本発明の１つの実施例では、エレベータ装置用の安全チェーンは、複数の構成要素ノードと無線通信する制御装置を含み、各構成要素ノードは、少なくとも１つのセンサと、制御装置と通信するための通信手段と、を含み、各センサは、エレベータ装置の動作状態を監視しており、これにより、動作状態が成立しなくなったときに制御装置と通信する手段が停止され、さらに、制御装置からそれぞれの構成要素ノードにトークンを送信するとともに制御装置に戻るようにトークンを送信する手段を含み、所定の時間内にトークンが制御装置に戻らないことによって、エレベータ装置が危険であることが示される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、安全チェーンの設計１０は、制御装置１４に接続されたベーストランシーバ１２を含む。制御装置１４は、一般に機械室１６内に設けられている。ベーストランシーバ１２と制御装置１４は、無線トランシーバを介して複数の安全チェーン構成要素に接続されている。各構成要素は、通常はスイッチである物理的センサと無線トランシーバとを備えている。トランシーバの電源は、電池、配線もしくはこれらの組み合わせによって供給されることが好ましく、またはかごに載った充電回路を含む誘導結合装置によって供給することもできる。
【００１０】
上述の構成要素には、機械室１６内の過速スイッチ２０、点検スイッチ２２、非常停止スイッチ２４、エレベータかご室２８内のドアスイッチ２６、頂部リミットスイッチ３０、底部リミットスイッチ３２、昇降路４０の各階に設けられた錠スイッチ３４，３６，３８が含まれる。安全チェーンスイッチの他の例（図示省略）は、ピット非常スイッチ、ガバナスイッチ、ロープ切断スイッチなどである。物理的なセンサまたはスイッチは、構成要素の状態を監視する。例えば、錠スイッチ３４は、乗場ドアが開いているか閉じているかを監視する。
【００１１】
図２には他の実施例が示されており、この実施例では、１つの階またはエレベータかご室内などの領域ごとにグループ化された構成要素が、同じトランシーバを共有している。例えば、かご室２８では、スイッチ２２’，２４’，２６’が、トランシーバ５０に接続されている。昇降路４０の１階では、ドアスイッチ３８’と底部リミットスイッチ３２’がトランシーバ５６に接続されている。２階では、ドアスイッチ３６’がトランシーバ５４に接続されており、３階では、頂部リミットスイッチ３０’とドアスイッチ３４’がトランシーバ５２に接続されている。ベーストランシーバ１２とトランシーバ５０，５２，５４，５６は、低出力、高出力、スペクトル拡散、アナログ、デジタル、もしくは他の周知の無線通信形式とすることができる。
【００１２】
図３を参照すると、各構成要素の無線トランシーバ部分は、他の安全チェーン構成要素との間で通信を行う。通常の動作では、無線式安全チェーン回路は、トークン方式を採用することが好ましく、このトークン方式では、ベーストランシーバから第１の構成要素である構成要素１にトークンが送信される。このトークンは、続いて、構成要素１から第２の構成要素である構成要素２に送信され、トークンが最終の構成要素ｎに到達するまでこれが続けられる。トークンは、最終の構成要素ｎに到達した時点でベーストランシーバに送り返される。
【００１３】
この装置におけるプロトコルは、通常の動作において、所定の構成要素がチェーン内の前の構成要素から有効なトークンのみを受信するように設計されることが好ましい。これは、構成要素のアドレスを利用して、通常の動作において所定の構成要素が所定のアドレスを有する構成要素からのみトークンを受信できるとともに、他の構成要素からのトークンを無視するようにすることで実行可能である。
【００１４】
ベーストランシーバが、トークンを送信してから所定の時間内に最後の構成要素から戻ったトークンを受信すると、エレベータは“安全”とみなされて走行が許可される。所定の時間内にトークンが受信されないと、エレベータは“危険”とみなされて制御装置によって停止される。
【００１５】
エレベータが“危険”とみなされると、制御装置は、個々の構成要素を照会してどの構成要素が故障したのかを特定し、故障を修理する整備工に詳細な診断情報を提供することが好ましい。ほとんどの直列配線安全チェーンでは、直列配線のために、制御装置によって全ての“スイッチ”が閉じているか開いているかのみしか検出できず、どのスイッチが閉じているかを検出することが出来ないので、このような診断が不可能である。
【００１６】
追加の安全性のためには、構成要素間で送信されるトークンは、何らかの標準暗号化方式によって任意に暗号化することができる。
【００１７】
本発明は、特定の好適実施例および添付図面を参照して説明したが、当業者であればわかるように、本発明は、好適実施例に限定されるものではなく、以下の請求項で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更などが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る無線式安全チェーン設計を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例に係る無線式安全チェーン設計を示す説明図である。
【図３】本発明で使用されるトークンリング方式を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…安全チェーンの設計
１２…ベーストランシーバ
１４…制御装置
１６…機械室
２０…過速スイッチ
２２…点検スイッチ
２４…非常停止スイッチ
２６…ドアスイッチ
２８…エレベータかご室
３０…頂部リミットスイッチ
３２…底部リミットスイッチ
３４，３６，３８…錠スイッチ
４０…昇降路

Claims (8)

1. エレベータ装置用の安全チェーンであって、
   制御装置と、
   前記制御装置に接続された無線通信手段と、
   複数の構成要素ノードと、
   を含み、
   前記各構成要素ノードは、少なくとも１つのセンサと、前記無線通信手段と通信する通信手段と、をそれぞれ含み、
   前記各センサは、前記エレベータ装置の１つの動作状態を監視しており、前記動作状態が成立しなくなったときに前記無線通信手段と通信する前記通信手段が停止され、
   前記制御装置は、前記無線通信手段から前記通信手段を介して前記各構成要素ノードに少なくとも１つのトークンを送信するとともに、前記各構成要素ノードから前記通信手段を介して前記無線通信手段に戻る前記トークンを受信し、所定の時間内で前記トークンが前記無線通信手段に戻らないことによって、前記エレベータ装置が危険であることが示され、前記トークンは、前記無線通信手段から前記通信手段を介して前記各構成要素ノードを順に通るように直列に送信されることを特徴とするエレベータ装置用の安全チェーン。
2. 前記複数の構成要素ノードは、
   昇降路の下方の端部に設けられ、かつ底部リミットスイッチセンサを備える第１の構成要素ノードと、
   前記昇降路の上方の端部に設けられ、かつ頂部リミットスイッチセンサを備える第２の構成要素ノードと、
   機械室内に設けられ、かつ過速センサを備える第３の構成要素ノードと、
   乗場ドアに近接して設けられ、かつ乗場ドアセンサをそれぞれ備える複数の乗場ドア構成要素ノードと、
   エレベータかご室に設けられ、かつ点検スイッチセンサ、非常停車スイッチセンサ、およびエレベータかご室ドアセンサを備える少なくとも１つのエレベータかご室構成要素ノードと、を含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用の安全チェーン。
3. 前記各構成要素ノードの通信手段は、無線トランシーバを含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用の安全チェーン。
4. 前記通信手段は、無線トランシーバとの接続を含むことを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用の安全チェーン。
5. 前記エレベータ装置によってサービスが提供される各階にそれぞれ設けられた無線トランシーバを含み、１つの階に設けられた全ての構成要素ノードは、その階に設けられた同一の無線トランシーバを利用していることを特徴とする請求項４記載のエレベータ装置用の安全チェーン。
6. 前記トークンが所定の時間内に戻らないことによって、前記エレベータ装置が危険な状態であるとみなされた後に、追加のトークンが、どこに危険な状態が存在するのかを特定するために、前記無線通信手段から前記通信手段を介して各構成要素ノードに他の構成要素ノードを介さず直接送信されることを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用の安全チェーン。
7. 前記トークンは、前記無線通信手段から前記通信手段を介して前記各構成要素ノードを順に通るように並列に送信されることを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用の安全チェーン。
8. 前記トークンは、暗号化されていることを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置用の安全チェーン。

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