(57)【要約】【課題】  気密構造の乗りかごを有するエレベーターにおいて、乗りかご乗客が酸欠にならないように換気弁を制御する。【解決手段】  エレベーター２０は、乗りかご１０と、乗りかご内の気圧を調整する気密調整手段５と、乗りかごのドア１１の開閉を検出するドアスイッチ２と、乗りかごの荷重を検出する荷重センサ４と、乗りかご内を換気する換気弁６と、乗りかごの昇降を制御するエレベーター制御装置１とを備える。気密調整手段は、ドアスイッチが検出したドア開閉時間の実測値と荷重センサが検出した荷重と乗りかごの容積とエレベーター制御装置から送信された運転信号とを用いて、乗りかごが目的階に到着するときの乗りかご内の二酸化炭素ガス濃度を推定する。推定値が予め定めた基準値を超えたら、乗りかごを最寄りの階に停止し乗りかごを開いて換気するか換気弁を開いて換気する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密に制御可能な乗りかごと、この乗りかごの昇降行程と速度に応じて前記乗りかご内の気密を調整する気密調整手段と、前記乗りかごが有するドアの開閉を検出するドア開閉検出スイッチと、前記乗りかごの荷重を検出する荷重センサと、前記乗りかご内を気密にするまたは気密を開放する換気弁と、前記乗りかごの昇降を制御するエレベーター制御装置とを備えたエレベーターにおいて、
前記エレベーター制御装置は前記乗りかごの運転信号を前記気密調整手段に送信し、前記気密調整手段は、前記ドア開閉検出スイッチが検出したドア開閉時間の実測値と前記荷重センサが検出した荷重データと前記乗りかごの容積と前記エレベーター制御装置から送信された運転信号とを用いて前記乗りかごが目的階に到着するときの前記乗りかご内の二酸化炭素ガス濃度または酸素ガス濃度を推定し、この目的階における推定ガス濃度が予め定めた基準範囲外になったら、前記乗りかごを最寄りの階に停止して前記乗りかごのドアを開いて換気するかノーマルオープンの前記換気弁を開いて換気するかの少なくともいずれかを指令することを特徴とするエレベーター。
【請求項２】
前記気密調整手段は、前記エレベーター制御装置から送信された前記乗りかごの運転信号が前記乗りかごを運転させるものであるときに前記換気弁を閉じるよう指令することを特徴とする請求項１に記載のエレベーター。
【請求項３】
前記乗りかご内の二酸化炭素濃度を検出するセンサを前記乗りかごに設け、前記気密調整手段は、前記二酸化炭素濃度センサの検出値が予め定めた基準値を超えたら前記換気弁を開くよう前記換気弁に指令することを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーター。
【請求項４】
前記乗りかご内の酸素濃度を検出するセンサを前記乗りかごに設け、前記気密調整手段は前記酸素濃度センサの検出値が予め定めた基準値以下となったら、前記換気弁を開くよう前記換気弁に指令することを特徴とする請求項１または２に記載のエレベーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密制御可能な乗りかごを有するエレベーターに係り、特に換気弁を用いて乗りかごを気密制御するエレベーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
長行程・超高速エレベーターでは、乗りかご内における単位時間当たりの気圧変動が大きい。そのような長行程・超高速エレベーターの乗りかご内の乗客には、大きな気圧変動に伴い耳詰まりやめまいが生じる場合もある。この不快感を解消するために、乗りかご内の気圧を制御することが提案されている。
【０００３】
ところで、乗りかご内の気圧を制御するためには乗りかごの気密性を高める必要がある。しかしながら乗りかごを気密構造にすると、停電等が発生して復帰が遅くなると、乗客は長時間乗りかご内に閉じ込められることになる。その場合、乗りかご内の換気が出来なくなり、乗客は酸欠となる恐れがある。
【０００４】
そこで、気密性の高い乗りかごを有するエレベーターにおいて、停電が発生したら換気装置を自動開閉することが、特許文献１に記載されている。この公報に記載のエレベーター換気装置では、停電時に換気のため開扉される換気窓開閉部材と、通常時に通電状態となり、閉扉した換気窓開閉部材をロックするロック用ソレノイドとを有し、停電時にロック用ソレノイドの軸を後退させ開扉力を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５７４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のエレベーターの換気装置では、停電時にロック用ソレノイドの軸を後退させて換気窓を開扉している。しかしながら、この公報に記載の換気装置では、通電状態でありながら不測の事態でエレベーターが故障し、乗りかごが閉まったままになる場合については、開示がない。つまり、乗りかごの開閉扉を開くことが出来なくなりしかも換気窓も開かない結果、乗客の呼気により二酸化炭素濃度が上昇し、乗りかご内が酸欠状態になるという不具合の発生については全く考慮されていない。
【０００７】
また特許文献１に記載の換気装置では、換気窓を閉じるためにソレノイドに通電する必要があり、常時ソレノイドに通電している。そのため、乗りかごに乗客がいない場合であって乗りかごを気密状態にする必要がない場合でも、ソレノイドに通電して換気窓を閉じており、不要な電力を消費しており不経済的である。一方、停電時にだけ換気窓を開くために、換気窓の開閉を制御するソレノイドの正常／異常の判断を停電時にしか実施できず、換気装置の健全性を必ずしも事前に判断出来ない。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、乗りかご運転中の気密状態において乗りかご内の酸欠状態を予知して、乗客が酸欠に至るのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、気密に制御可能な乗りかごと、この乗りかごの昇降行程と速度に応じて前記乗りかご内の気密を調整する気密調整手段と、前記乗りかごが有するドアの開閉を検出するドア開閉検出スイッチと、前記乗りかごの荷重を検出する荷重センサと、前記乗りかご内を気密にするまたは気密を開放する換気弁と、前記乗りかごの昇降を制御するエレベーター制御装置とを備えたエレベーターにおいて、前記エレベーター制御装置は前記乗りかごの運転信号を前記気密調整手段に送信し、前記気密調整手段は、前記ドア開閉検出スイッチが検出したドア開閉時間の実測値と前記荷重センサが検出した荷重データと前記乗りかごの容積と前記エレベーター制御装置から送信された運転信号とを用いて前記乗りかごが目的階に到着するときの前記乗りかご内の二酸化炭素ガス濃度または酸素ガス濃度を推定し、この目的階における推定ガス濃度が予め定めた基準範囲外になったら、前記乗りかごを最寄りの階に停止して前記乗りかごのドアを開いて換気するかノーマルオープンの前記換気弁を開いて換気するかの少なくともいずれかを指令することにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エレベーターが乗りかご内の二酸化炭素または酸素濃度を推定できるので、乗りかご運転中の気密状態において乗りかご内の酸欠状態を予知でき、乗客が酸欠に至るのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るエレベーターの一実施例の縦断面図である。
【図２】図１に示したエレベーターが有する乗りかご周りの斜視図である。
【図３】図２に示したエレベーターが有する気密かご換気制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るエレベーターの一実施例を、図１ないし図３を参照して説明する。図１は、エレベーター２０の一実施例の縦断面図である。図２は、図１に示したエレベーター２０が有する乗りかご１０周りの斜視図であり、図３は乗りかご１０に取り付けた換気弁６を制御する気密かご換気制御装置(気密調整手段)５のブロック図である。
【００１３】
図１において、乗りかご１０が昇降する昇降路２２内の上部には、複数のシーブ２３が取り付けられており、このシーブ２３には主ロープ２５が巻装されている。主ロープ２５の一端側にはカウンタウェイト２４が取り付けられている。乗りかご１０にはシーブが設けられており、このシーブに主ロープ２５が巻装される。カウンタウェイト２４は、乗りかご１０の昇降時の動力を軽減する。
【００１４】
昇降路２２の底面には主ロープ２５を駆動する駆動モータ２７が配設されている。図示を省略しているが、乗り場側の各階２８には、乗り場側開閉扉が設けられており、乗りかご１０の前面に配置した乗りかご側開閉扉(乗りかごドア)と同期して開閉するようになっている。さらに、乗りかご１０を含むエレベーター２０全体を制御するためのエレベーター制御装置１も昇降路２２内に設けられている。
【００１５】
図２に示す乗りかご１０は、長工程・超高速エレベーター用の乗りかごで、気密な構成となっている。すなわち、エレベーター２０の乗りかご１０の上面には、かご内の気圧を調整する気圧調整機１２Ａ、１２Ｂが、乗りかご１０の側面には乗りかご１０内の空気を換気するための換気弁６および換気弁６の閉じ状態を検出する換気弁駆動ＳＷ６１がそれぞれ設けられている。さらに乗りかご１０内の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度センサ３が乗りかご１０の上面に設けられている。乗りかご１０の底面には、詳細を後述する荷重センサ４が取り付けられている。
【００１６】
ここで、気圧調整機１２Ａ、１２Ｂは２個のファンであり、瞬時に多量の空気を乗りかご１０内から排出するまたは乗りかご１０内に導入可能なように互いに背向している。換気弁６は、図示しないアクチュエータで駆動されるものであり、乗りかご１０の外面に取り付けられている。そして、図１において矢印で示すように、上端部を中心にして乗りかご１０の外向きに回動して開閉し、乗りかご１０内の空気を換気する。この換気弁６は、アクチュエータに非通電状態では、開状態に設定されている。つまり、ノーマルオープンに設定されている。
【００１７】
これら、気圧調整機１２Ａ、１２Ｂ及び換気弁６を制御し、二酸化炭素センサ３の検出結果が入力される気密かご換気制御装置５が、乗りかご１０の上面に配設されている。気密かご換気制御装置５には、乗りかご１０の開閉扉(乗りかごドア)１１の開閉を検出するために、乗りかごドア１１の近傍(図２では上方)に設けたドアスイッチ２が接続されている。
【００１８】
次にこのように構成したエレベーター２０の乗りかご１０内の換気制御について、図３に示したブロック図を用いて説明する。エレベーター制御装置１には、気密かご換気制御装置５が付設されている。気密かご換気制御装置５は、乗りかご１０の乗りかごドア１１の開閉時間を検出するドア開閉時間検出部５１を有している。
【００１９】
ドア開閉時間検出部５１には、乗りかごドア１１が開閉した時にオン／オフするドアスイッチ２の検出信号１２１が入力され、乗りかごドア１１により乗りかご１０が閉止状態になった継続時間を演算する。ドアスイッチの２の検出信号は、エレベーター制御装置１にも入力される。
【００２０】
気密かご換気制御装置５は、センサ信号処理部５２を有している。センサ信号処理部５２には、二酸化炭素濃度センサ３が検出した乗りかご１０内の二酸化炭素濃度信号１２２と、荷重センサ４が計測した乗りかご１０内の荷重信号１２３とが入力されている。荷重信号１２３はセンサ信号処理部２５において、乗りかご１０内の乗客数または乗客の呼気量に変換される。
【００２１】
ドア開閉時間検出部５１で得られたドア開閉時間信号１２４と、センサ信号処理部５２で処理して得られた二酸化炭素濃度および乗りかご１０内の荷重の信号１２５は、換気時間算出部５３に入力される。換気時間算出部５３では、これらの信号１２４、１２５に基づいて、換気のタイミングを算出する。
【００２２】
換気時間算出部５３で求めた乗りかご１０内を換気するタイミング信号１２６は、換気弁開閉制御部５４に入力される。換気弁開閉制御部５４には、エレベーター制御装置１から乗りかご１０の運転に関する情報信号１１１も入力されており、これらの信号１１１、１２６を用いて換気弁開閉制御部５４は、換気弁６を作動または停止する信号１２７を発生し、換気弁６に指令する。なお、エレベーターの運転に関する情報信号１１１には、保守運転や管制運転、乗りかごの位置情報などが含まれる。
【００２３】
また、換気弁６の近傍には図２に示すように実際に換気弁６が動作したのを検出するためにオン／オフ式の換気弁動作スイッチ６１が設けられている。換気弁６が動作すると、換気弁動作スイッチ６１がオンして、換気弁動作スイッチ６１から換気弁開閉制御部５４に作動信号１２８が入力される。それとともに、換気弁６からも動作信号１２７が換気弁開閉制御部５４に送信される。さらに、これらの信号１２７、１２８は、換気弁開閉制御部５４を介してエレベーター制御装置１に、換気弁６の状態信号１１２として送信される。
【００２４】
このように構成した乗りかご換気制御装置５を用いて、乗りかご１０内を換気する方法について、以下に説明する。乗りかご１０内の換気のタイミングとしては、例えば、ドア開閉時間検出部５１で得られた乗りかご１０内を乗りかごドア１１で締め切ってからの経過時間が、予め定めた所定時間を超えていたら換気のタイミングとする方法が考えられる。しかしこの方法では、乗りかご１０が高速で昇降中であれば、乗りかご１０内に気圧変化を生じるので、乗りかご１０内の乗客に対して不快感を生じる恐れがある。
【００２５】
そこで、本発明では乗りかご１０の運転状態に応じて、換気のタイミングを設定している。
（１）エレベーター２０が非常停止した場合であって、乗りかご１０の位置が階床間であり乗りかごドア１１を開くことが出来ない場合には、エレベーター制御装置１が運転情報信号１１１として、停止信号と乗りかご１０の位置信号を換気弁開閉制御部５４に送信する。換気弁開閉制御部５４は、換気弁６に開指令を与え、乗りかご１０内を換気し、換気状態を維持する。なお、非常停止した際に停電になった場合には、非常電源がなければ全ての制御装置１、５も停止する。しかしながら、換気弁６はノーマルオープンなので、停電とともに開き、乗りかご１０内を換気することが可能になる。
【００２６】
（２）ファン等からなる気圧調整器１２Ａ、１２Ｂが故障して、気密になっている乗りかご１０内の空気が循環できなくなると、乗りかご１０内に乗客がいれば二酸化炭素濃度が上昇する。そこで、二酸化炭素濃度センサ３で現在の乗りかご１０内の二酸化炭素濃度を検出し、二酸化酸素濃度が上昇していないかを監視する。
【００２７】
一方、乗りかご１０内の乗客の有無は、荷重センサ４の出力を監視することにより、判断される。センサ信号処理部５２は、荷重センサ４の情報から乗りかご１０の乗客員数を以下のように推定する。すなわち、乗りかご１０内に乗客がいないときの荷重センサ４の出力と現在の荷重センサ４の出力を比較し、その差分を標準体重(例えば６５ｋｇ)で除して乗客の員数を推定する。センサ信号処理部５２から乗りかご１０内に乗客がいるとの信号１２５が換気時間算出部に入力されたら、換気弁開閉制御部５４から換気弁６に開指令を与えて、乗りかご１０内を換気する。その後、エレベーター制御装置１は、乗客が不快にならないように乗りかごの運転速度を低下させる、または各階に停止する各階止め運転等を実行して、急激な気圧変化を生じない運転に切替える。
【００２８】
（３）エレベーター２０が非常停止したが、乗りかご１０を動かすことができる場合、例えば、乗りかご１０の停止位置が何らかの理由で階床の停止位置の許容範囲に入らずに停止した場合等である。エレベーター２０の運転を復帰させて、乗り場呼びまたは乗りかご呼びで指定された目的階まで乗りかご１０を移動させる。
【００２９】
その際、ドア開閉時間検出部５１は、ドアスイッチ２により検出された乗りかごドア１１の閉じた時点から乗りかご１０が気密になった経過時間を得ている。換気時間算出部５３は、得られた経過時間と既知である乗りかご１０の容積から、上記と同様にして推定した乗客数の呼気により二酸化炭素濃度が周囲空気（昇降路２２内の空気であって標準大気と想定）から増加する割合を算出する。乗りかごドア１１の閉じ状態がこのまま継続し、上記目的階まで乗りかご１０が移動する間に、二酸化炭素濃度が許容値を超えると算出された場合には、二酸化炭素濃度センサ３からの信号１２２が安全なレベルであっても、換気弁開閉制御部５４は換気弁６に開指令を与え、停止しているその場で乗りかご１０内を換気させるか、または最寄り階まで乗りかご１０を移動させて、乗りかごドア１１を開けるように指令する。
【００３０】
（４）換気弁動作スイッチ６１が故障した場合には、以下のように制御する。エレベーター２０の通常運転において乗りかご１０を昇降させるときは、乗りかご１０を気密化しなければならないので、換気弁開閉制御部５４は換気弁６を閉じる。換気弁開閉制御部５４が換気弁６に閉じ指令を発生したにもかかわらず、換気弁動作スイッチ６１が動作せずに動作信号１２８に異常が見出されたときは、エレベーター制御装置１は、換気弁開閉制御部からの信号１１２に基づいて、換気弁６を開いたまま運転する。その場合、エレベーターの速度を落とす、または各階止め運転するなどして乗りかご１０に急激な気圧変化を生じないようにする。
【００３１】
ところで、本実施例で示したエレベーター気密かご換気制御装置５は、長行程または超高速のエレベーターに設置される。そのため、乗りかご１０内を気密化するとともに、上述したように、気密化により乗りかご１０内の二酸化炭素濃度が上昇して乗客が酸欠状態になる事態が生じないよう安全策として換気弁６を設けて換気制御している。
【００３２】
本実施例に示したエレベーター２０では、乗りかごドア１１を開けることで換気可能なので、換気弁６の動作が必要な運転モードは少ない。しかしながら、ノーマルクローズ型の換気弁６を用いた場合には、駆動する回数が少ないと可動部の固着等により異常発生時に換気弁６を強制的に開こうとしても開けなくなる恐れがある。このような不具合を回避するため、エレベーター２０の運転毎に換気弁６をオン／オフさせて換気弁６の健全性をチェックする方法が考えられるが、その場合換気弁６の駆動部品の寿命を縮め、交換周期が短くなる。
【００３３】
本実施例によれば、ノーマルオープン型の換気弁６を用い、エレベーター制御装置１からの運転信号と乗りかご１０内の二酸化炭素濃度に基づいて、気密かご換気制御装置５が換気弁６を制御し、昇降時に換気弁６を作動させ、常時閉としている。そのため、換気弁６の動作回数を抑制できるとともに、換気弁６を１日１回程度であって頻繁な開閉を避けて動作させるので、健全性チェックが可能になる。また、換気弁６の寿命や交換周期を長くすることができる。
【００３４】
本実施例では、乗りかご１０の容積と乗りかごドア１１の開閉時間及び荷重センサ４の検出データから乗りかご１０内の二酸化炭素濃度を推定して、換気弁６を駆動させている。したがって、二酸化炭素濃度レベルを計測できなくなっても換気弁６を駆動して乗りかご１０内を換気でき、酸欠を引きおこすことがない。
【００３５】
また本実施例によれば、万一換気弁６が故障しても酸欠を引き起こすことはない。すなわち、換気弁６が故障した場合には、換気弁動作スイッチ６１の信号や二酸化炭素濃度センサ３の信号から換気時間算出部５３が換気のタイミングを演算する。そして、換気弁開閉制御部５４が、エレベーター制御装置１に対して乗りかご１０を最寄りの階に停止するように制御する。その結果、乗りかごドア１１及び乗り場ドアを開いて、乗りかご１０を換気することができる。
【００３６】
上記実施例では、乗りかご内１０の二酸化炭素濃度に応じて換気弁６を開くよう気密かご換気制御装置５が制御している。しかしながら、エレベーター２０の運転状態によっては、高速や長行程にならない場合もある。そのような場合は、乗りかご１０を必ずしも気密にする必要がない。そこで、乗りかご１０を気密にすることが可能な換気弁６の開閉を、二酸化炭素濃度による判定ではなく、エレベーター２０の運転条件に応じて変えるようにする。その場合、例えば工程が所定長さ以上、または乗りかごの最高昇降速度が所定速度以上となる場合だけ、換気弁６を作動させる。なお、換気弁６に通常状態で開であるノーマルオープン型の換気弁を使用しているので、乗りかご１０の気密化が必要でないときは、換気弁６は開いたままである。
【００３７】
運転条件に応じて換気弁６を制御する具体例としては、乗りかご１０を気密状態にして運転する必要がある条件（長行程を超高速で昇降する条件）になったら、エレベーター制御装置１が換気弁開閉制御部５４に対して換気弁６の閉じ指令１１２を与えるようにする。その際、換気弁動作スイッチ６１から換気弁動作信号１２８が換気弁開閉制御部に入力されていなければ、乗りかご１０が気密状態になっていないと判断し、エレベーター２０を低速運転に切替えるなど気圧の急激な変更を生じさせない運転に切り替える。
【００３８】
エレベーター２０の運転状態によっては、定員に近い乗客が搭乗した結果、乗りかご１０の気密状態により二酸化濃度が予期以上に上昇する場合もある。そのような場合であっても、乗りかご１０内が二酸化炭素濃度の許容限界となるまでの時間と乗りかごドア１１が開くまでの時間を常時算出しておく。そして、二酸化炭素濃度の許容限界となる時間の方が、かご呼びや乗り場呼びにより乗りかごドア１１を開かせるまでの時間よりも短いと判断されたときに、乗りかご１０を途中の階に一旦停止させて乗りかごドア１１を開き、乗りかご１０内を換気するようにする。または、乗りかご１０の速度を落とす。それとともに気圧調整器１２Ａ、１２Ｂを一旦停止し換気弁６を開き、乗りかご１０内を換気するようにする。これにより、予期せぬ二酸化炭素の上昇による乗りかご１０内の酸欠を防止できる。
【００３９】
上記実施例においては、二酸化炭素濃度に基づいて乗りかご内の酸欠を把握するようにしているが、二酸化炭素濃度センサ３の代わりに酸素濃度センサを直接乗りかご内に設けるようにしてもよい。この場合、より直接的に乗りかご内の酸欠状態を予想できる。
【００４０】
上記実施例によれば、超高速・長工程エレベーターの種々の運転形態において、エレベーター及び乗りかごを換気する機器に異常が生じたり、または乗りかごが予期しない換気状態になっても、確実に乗りかご内を換気できるので、酸欠状態を回避できる。また、エレベーターの種々の運転条件の中で乗りかごを気密状態にする必要がある場合だけ、換気弁を閉じることが可能となり、不要な電力消費がなく経済的である。それとともに、安全性の高いエレベーターの気密かご換気装置が得られる。
【符号の説明】
【００４１】
１…エレベーター制御装置、２…ドアスイッチ、３…二酸化炭素濃度センサ、４…荷重センサ、５…気密かご換気制御装置、５１…ドア開閉時間検出部、５２…センサ信号処理部、５３…換気時間算出部、５４…換気弁開閉制御部、６…換気弁、６１…換気弁動作スイッチ、１０…乗りかご、１１…乗りかごドア、１２Ａ、１２Ｂ…気圧調整器、２０…エレベーター、２２…昇降路、２３…シーブ、２４…カウンタウェイト、２５…主ロープ、２７…駆動モータ、２８…床面、５１…ドア開閉時間検出部、５２…センサ信号処理部、５３…換気時間算出部、５４…換気弁開閉制御部、６１…換気弁動作スイッチ、１１１…エレベーター運転信号、１１２…換気弁動作信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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