(57)【要約】【課題】管制運転を行うべきか否かを正確に判別することが可能なエレベータの地震管制運転装置を提供すること。【解決手段】エレベータロープ応答解析手段１６は、検出加速度αｘ，αy、検出かご位置、検出かご荷重の入力に基づき、横方向変位量δx，δyを演算し、横方向変位量合成手段１７はこれらを合成した合成変位量Dをロープ横方向変位量演算手段１５の横方向変位量として出力する。管制運転選択判別手段１８は、この横方向変位量Dを許容変位量Dcrと比較して地震管制運転選択の是非を判別する。運転制御手段１９は、この判別結果に基づき巻上機１の運転制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の所定位置に設置された加速度センサと、
少なくとも検出かご位置、及び前記加速度センサからの検出加速度を入力し、エレベータロープの横方向変位量を演算するロープ横方向変位量演算手段と、
前記ロープ横方向変位量演算手段により演算されたエレベータロープの横方向変位量と予め設定された許容変位量との比較に基づき、地震管制運転選択の是非を判別する管制運転選択判別手段と、
前記管制運転選択判別手段からの地震管制運転選択を是とする判別結果に基づき、地震管制運転についての制御を実行する運転制御手段と、
を備えたことを特徴とするエレベータの地震管制運転装置。
【請求項２】
前記加速度センサは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２軸方向加速度αｘ，αｙを検出する２軸対応型加速度センサであり、
前記ロープ横方向変位量演算手段は、
前記２軸対応型加速度センサからの２軸方向加速度αｘ，αｙの入力、及び前記検出かご位置の入力に基づき２軸方向変位量δx，δyを演算するエレベータロープ応答解析手段と、
前記２軸方向変位量δx，δyの合成変位量を前記横方向変位量として前記管制運転選択判別手段に出力する横方向変位量合成手段と、
を含んで成る、
ことを特徴とする請求項１記載のエレベータの地震管制運転装置。
【請求項３】
前記ロープ横方向変位量演算手段は、前記エレベータロープの横方向変位量として、メインロープ、コンペンロープ、及びガバナロープの一部又は全ての横方向変位量を演算し、
前記管制運転選択判別手段は、前記各ロープの横方向変位量のうちの最大値を前記許容変位量と比較するものである、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のエレベータの地震管制運転装置。
【請求項４】
前記ロープ横方向変位量演算手段は、前記エレベータロープの縦方向における複数個所について前記横方向変位量を演算するものである、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエレベータの地震管制運転装置。
【請求項５】
前記管制運転選択判別手段は、前記加速度センサからの検出加速度を入力し、前記地震管制運転選択の是非を判別する際は、前記ロープ横方向変位量演算手段により演算された横方向変位量と予め設定された許容変位量との比較に加えて、該検出加速度と予め設定された閾値との比較も行い、横方向変位量が許容変位量以上となった場合、又は検出加速度が閾値以上となった場合に地震管制運転選択を是とする判別を行うものである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエレベータの地震管制運転装置。
【請求項６】
前記エレベータロープ応答解析手段として、応答スペクトル演算手段を用いた、
ことを特徴とする請求項２記載のエレベータの地震管制運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータの地震管制運転装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建物が高層化されると建物の固有振動数は低下するため、地震発生時には共振現象が起こりやすくなる。そして、この共振現象が発生すると建物は大きく揺れ、したがって建物内に設置されているエレベータ設備も大きく揺れるために、エレベータは階床間で運転が停止され、所謂「閉じ込め事故」が発生する。
【０００３】
そのため、最近のエレベータシステムの多くは地震管制運転装置を備えている。すなわち、地震感知器によって所定値を超える加速度の地震が感知された場合、乗りかごは自動的に最寄り階に移動し、乗客を降ろした後にエレベータの運転を停止する。また、更に大きな加速度の地震が感知された場合には、エレベータ保守員による安全の確認後にエレベータの運転が再開される。したがって、大地震の発生により多数のエレベータの運転が停止したような場合には、復旧までにかなりの時間を要することになる。
【０００４】
従来の地震管制運転装置は、上記のように、地震発生時の振動の加速度を検出し、この検出した加速度が一定以上であれば危険であると判断して、管制運転を実行するのが基本的な考え方である。しかし、正確に言えば、地震発生により建物及びエレベータシステムが危険な状況に陥るか否かは、検出した加速度だけに依存しているわけではなく、建物やエレベータ設備の固有振動数と地震波の卓越振動数との関係、あるいは建物やエレベータ設備の振動特性などにも依存している。
【０００５】
そこで、エレベータ設備の各部位毎の固有振動数成分に設定した複数のフィルタを設けて、エレベータ設備に危険を与える周波数の振動を検出し、この振動の大きさが基準値に達した場合に管制運転を行う技術も開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、加速度センサにより検出した加速度を周波数解析し、その最大分布周波数と建物の固有振動数とが設定偏差内である場合に管制運転を行う技術も開示されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特公平６−３７２６９号公報
【特許文献２】特開平７−２４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に係る構成では、複数のフィルタを用いた信号処理を行わなければならずコスト的には不利なものとなっている。また、管制運転を行うべきか否かはかご位置、かご荷重などのエレベータ運転情況についても考慮する必要があるが、特許文献２の構成は建物の固有振動数のみに着目したものとなっている。
【０００８】
ここで、地震発生時にエレベータシステムにとって最も懸念される事態は、エレベータロープ（メインロープ、コンペンロープ、ガバナロープ）が昇降路内の機器や部材に衝突したり絡まったりする現象が発生することである。エレベータロープの固有振動数は、主にロープの長さ及び張力によって決まるため、乗りかごの移動中に建物の固有振動数とエレベータロープの固有振動数とが一致してロープの揺れが大きくなり、その結果、昇降路内機器や壁にロープが衝突したり絡まったりして上記のエレベータの閉じ込め事故の発生につながることがある。
【０００９】
このような事態を回避するためには、エレベータロープの衝突や絡まり現象に直接結びつく要因の検出に基づき管制運転を行うか否かを決すべきであるが、特許文献１，２のいずれの構成もこのような現象に直接結びつく要因に基づく判別を行うものではない。
【００１０】
そのため、実際には管制運転を行うべきであるにもかかわらず管制運転が行われなかったためにエレベータロープの引っかかり事故等が発生し、その状態のままエレベータの運転を再開しようとしてエレベータ設備を損傷したりする大きな事故が発生していた。あるいはまた、実際には管制運転を行う必要がないにもかかわらず管制運転を行い、その結果乗客に対するサービスが著しく低下してしまう事態を招くことがあった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、管制運転を行うべきか否かを正確に判別することが可能なエレベータの地震管制運転装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、建物の所定位置に設置された加速度センサと、少なくとも検出かご位置、及び前記加速度センサからの検出加速度を入力し、エレベータロープの横方向変位量を演算するロープ横方向変位量演算手段と、前記ロープ横方向変位量演算手段により演算されたエレベータロープの横方向変位量と予め設定された許容変位量との比較に基づき、地震管制運転選択の是非を判別する管制運転選択判別手段と、前記管制運転選択判別手段からの地震管制運転選択を是とする判別結果に基づき、地震管制運転についての制御を実行する運転制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記加速度センサは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２軸方向加速度αｘ，αｙを検出する２軸対応型加速度センサであり、前記ロープ横方向変位量演算手段は、前記２軸対応型加速度センサからの２軸方向加速度αｘ，αｙの入力、及び前記検出かご位置の入力に基づき２軸方向変位量δx，δyを演算するエレベータロープ応答解析手段と、前記２軸方向変位量δx，δyの合成変位量を前記横方向変位量として前記管制運転選択判別手段に出力する横方向変位量合成手段と、を含んで成る、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ロープ横方向変位量演算手段は、前記エレベータロープの横方向変位量として、メインロープ、コンペンロープ、及びガバナロープの一部又は全ての横方向変位量を演算し、前記管制運転選択判別手段は、前記各ロープの横方向変位量のうちの最大値を前記許容変位量と比較するものである、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記ロープ横方向変位量演算手段は、前記エレベータロープの縦方向における複数個所について前記横方向変位量を演算するものである、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記管制運転選択判別手段は、前記加速度センサからの検出加速度を入力し、前記地震管制運転選択の是非を判別する際は、前記ロープ横方向変位量演算手段により演算された横方向変位量と予め設定された許容変位量との比較に加えて、該検出加速度と予め設定された閾値との比較も行い、横方向変位量が許容変位量以上となった場合、又は検出加速度が閾値以上となった場合に地震管制運転選択を是とする判別を行うものである、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記エレベータロープ応答解析手段として、応答スペクトル演算手段を用いた、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エレベータロープの衝突や絡まり現象に直接結びつく要因となるロープの横方向変位量を求め、これを予め設定してある許容変位量と比較する構成としているので、管制運転を行うべきか否かを正確に判別することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るエレベータの地震管制運転装置の構成図である。昇降路上方の機械室（但し、機械室が設置されないタイプのエレベータシステムでは昇降路最上部）に巻上機１が配設され、この巻上機１にメインロープ２が巻回されている。メインロープ２の一端側及び他端側はそれぞれ乗りかご３及びカウンタウェイト４の各上部に取り付けられている。また、昇降路最下部にはコンペンシーブ６が配設されており、このコンペンシーブ６を経由してコンペンロープ５の一端側及び他端側がそれぞれ乗りかご３及びカウンタウェイト４の各下部に取り付けられている。更に、巻上機１付近及びコンペンシーブ６付近には、それぞれガバナ７及びガバナシーブ８が配設されており、これらガバナ７及びガバナシーブ８にガバナロープ９が巻回されている。
【００２０】
巻上機１は、建物の所定位置（例えば、上記の機械室又は昇降路最上部）に設置されたエレベータ制御装置１０により制御されるようになっている。また、このエレベータ制御装置１０の設置位置付近には加速度検出器１１が設置されており、その検出加速度がエレベータ制御装置１０に出力されるようになっている。巻上機１及びガバナ７には、それぞれ速度検出器１２，１３が取り付けられており、その検出速度がエレベータ制御装置１０に出力されるようになっている。なお、２つの速度検出器が設けられているのは、一方が故障しても他方を用いることにより運転継続を可能にして信頼性を高めるためである。そして、乗りかご３にはかご荷重検出器１４が取り付けられており、その検出荷重がエレベータ制御装置１０に出力されるようになっている。エレベータ制御装置１０は、これらの各検出器からの検出信号の入力に基づき上記の巻上機１に対する制御を行うようになっている。
【００２１】
図２は、図１におけるエレベータ制御装置１０の構成を示すブロック図である。この図に示すように、エレベータ制御装置１０は、ロープ横方向変位量演算手段１５を構成するエレベータロープ応答解析手段１６及び横方向変位量合成手段１７と、管制運転選択判別手段１８と、運転制御手段１９と、かご位置演算手段２０とを含んで構成されている。
【００２２】
本実施形態における加速度検出器１１は２軸対応型のものであり、Ｘ方向の加速度αｘ、及びＹ方向の加速度αｙをエレベータロープ応答解析手段１６に出力するようになっている。また、かご位置演算手段２０は、速度検出器１２，１３からの検出かご速度を入力し、これを積分演算することにより検出かご位置に変換してエレベータロープ応答解析手段１６に出力するようになっている。そして、かご荷重検出器１４は、検出かご荷重（乗車人数）をエレベータロープ応答解析手段１６に出力するようになっている。
【００２３】
エレベータロープ応答解析手段１６は、これらの入力に基づきＸ方向の横方向変位量δx、及びＹ方向の横方向変位量δyを演算するようになっている。横方向変位量合成手段１７は、これらの横方向変位量δx，δyから合成変位量D＝（δx２＋δy２）１／２を演算し、これをロープ横方向変位量演算手段１５の横方向変位量として出力するようになっている。
【００２４】
エレベータロープ応答解析手段１６は応答解析モデルにより構成されている。そして、予め行われたシミュレーションにより、これらの入力に基づき出力された変位量δx，δyが正しいものであることが検証されている。
【００２５】
なお、エレベータロープ応答解析手段１６が検出かご荷重の入力を必要とするのは、エレベータロープが乗りかご側メインロープ（乗りかご３と巻上機１との間のメインロープ２の部分）である場合のみであり、エレベータロープがカウンタウェイト側メインロープ（カウンタウェイト４と巻上機１との間のメインロープ２の部分）、コンペンロープ、ガバナロープである場合は検出かご荷重の入力は不要である。
【００２６】
図３は、このような検証されたシミュレーションにより得られた、各かご位置毎のメインロープの変位量（D）について示した特性図である。この図から明らかなように、乗りかご３が低階床に位置しているときはかご側ロープ部分の横方向変位量が大きく（特に、かごが無負荷時（ＮＬ）のときは全負荷時（ＦＬ）に比べて非常に大きい）、一方、乗りかご３が高階床に位置しているときはカウンタウェイト側ロープ部分の横方向変位量が大きくなっている。
【００２７】
管制運転選択判別手段１８は、ロープ横方向変位量演算手段１５からの横方向変位量Dを、予め設定してある許容変位量Dcrと比較することにより地震管制運転選択の是非を判別するようになっている。つまり、Ｄ＜Ｄcrが成立していれば、管制運転選択判別手段１８は通常運転を選択すべき旨の判別結果を出力し、一方、Ｄ≧Ｄcrが成立していれば、管制運転選択判別手段１８は地震管制運転を選択すべき旨の判別結果を出力するようになっている。
【００２８】
運転制御手段１９は、管制運転選択判別手段１８からのこのような判別結果に基づき、巻上機１に対する運転制御を行うようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では、ロープ横方向変位量演算手段１５は、メインロープ２、コンペンロープ５、及びガバナロープ９の全てのエレベータロープの横方向変位量を演算し、更に、各ロープの縦方向における複数個所（例えば、各ロープの上から１／４の位置における個所、中央位置における個所、上から３／４の位置における個所等）について横方向変位量Dを演算するようになっている。管制運転選択判別手段１８は、これら全ての横方向変位量Ｄのうちの最大値Ｄmaxを前記許容変位量Ｄcrと比較するものである。
【００３０】
図４は、本実施形態における建物、及びあるかご位置におけるメインロープの縦方向の複数個所についての横方向変位量の一例を示した波形図であり、（ａ）は建物の横方向変位量δx0、（ｂ）はメインロープの上から１／４の位置における横方向変位量δx1、（ｃ）はメインロープの中央位置における横方向変位量δx2、（ｄ）はメインロープの上から３／４の位置における横方向変位量δx3を示している。これらの図から明らかなように、各位置における横方向変位量はいずれも３０[sec]付近で最大となっており、したがって、図２における横方向変位量合成手段１７はこの３０[sec]付近での横方向変位量を用いて合成変位量を演算するようになっている。
【００３１】
次に、上記のように構成される本実施形態の動作につき説明する。いま、運転制御手段１９が巻上機１に対して通常運転を行っている状態とし、この状態である大きさの地震が発生したとする。すると、加速度検出器１１は、２軸方向の検出加速度αｘ，αyをエレベータロープ応答解析手段１６に出力する。また、かご位置演算手段２０は検出かご位置を、かご荷重検出器１４は検出かご荷重をそれぞれエレベータロープ応答解析手段１６に出力する。
【００３２】
エレベータロープ応答解析手段１６は、これらの検出信号を入力すると、メインロープ２、コンペンロープ５、及びガバナロープ９の全てのエレベータロープについて、前述した縦方向における複数個所での横方向変位量δx，δyを演算し、これを横方向変位量合成手段１７に出力する。横方向変位量合成手段１７は、入力したこれら全ての横方向変位量δx，δyの合成変位量Ｄを演算し、これを管制運転選択判別手段１８に出力する。
【００３３】
管制運転選択判別手段１８は、入力した全ての合成変位量Ｄのうちの最大値Ｄmaxをピックアップし、Ｄmax＜Ｄcrが成立していれば通常運転を選択すべき旨の判別結果を出力し、一方、Ｄmax≧Ｄcrが成立していれば地震管制運転を選択すべき旨の判別結果を出力する。運転制御手段１９は、管制運転選択判別手段１８からのこのような判別結果に基づき、巻上機１に対する運転制御を行う。
【００３４】
上述した実施形態では、管制運転選択判別手段１８が、エレベータロープの横方向変位量Ｄと許容変位量Ｄcrとの比較に基づき、通常運転を行うべきか管制運転を行うべきかを判別しているが、この判別の基礎となる横方向変位量Ｄは、エレベータロープの衝突や絡まり現象に直接結びつく要因と言えるものである。したがって、本実施形態によれば、管制運転を行うべきか否かを正確に判別することができ、エレベータロープの引っかかり事故等の発生を防止することができる。また、不要な管制運転が実行されることを抑制して乗客に対する著しいサービス低下が生じるのを防ぐことができる。
【００３５】
図５は、本発明の他の実施形態の要部であるエレベータ制御装置１０Ａの構成を示すブロック図である。この図５における管制運転選択判別手段１８Ａは、図２における管制運転選択判別手段１８に比べて管制運転を是とする判別を行う場合の要件が加重されている。
【００３６】
すなわち、管制運転選択判別手段１８Ａは、加速度検出器１１からも加速度αｘ，αｙを入力し、これらを予め設定してある閾値αcrx，αcryと比較して、αｘ≧αcrx又はαcry≧αcryが成立していれば、たとえＤ＜Ｄcrであったとしても地震管制運転を選択すべき旨の判別結果を出力する。一方、αｘ＜αcrx且つαｙ＜αcryであったとしても、Ｄ≧Ｄcrが成立していれば、管制運転選択判別手段１８Aは管制運転選択判別手段１８と同様に、地震管制運転を選択すべき旨の判別結果を出力する。
【００３７】
したがって、この図５の構成のエレベータ制御装置１０Aによれば、管制運転を行うべきか否かを一層正確に判別することができる。
【００３８】
ところで、上述した図２及び図５におけるエレベータロープ応答解析手段１６は、加速度検出器１１からの検出加速度αｘ，αyの入力に基づき横方向変位量δx，δyを演算する応答解析モデルにより構成されていると説明したが、このような応答解析モデルに代えて、１次自由度系の簡易モデルで構成される応答スペクトル演算手段を用いることも可能である。
【００３９】
「応答スペクトル」とは、構造物をさまざまな固有周期を持つ１質点・１自由度系と考え、この構造物がある地震波にさらされたときの最大応答値をスペクトルで表したものとされている。したがって、この最大応答値を横方向変位量δx，δyとすれば、δx，δyを簡単に求めることができ、演算時間を短縮することができる。なお、このような１次自由度系の簡易モデルにより、単純化された演算で得られたδx，δyの値は、上述した実施形態で得られる値に比べて精度は劣るものの、管制運転の是非を正確に判別できる程度の精度は保持しており、実用上は問題がないと言える。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るエレベータの地震管制運転装置の構成図。
【図２】図１におけるエレベータ制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態における各かご位置毎のメインロープの変位量の変化傾向について示した特性図。
【図４】本発明の実施形態における建物、及びメインロープの縦方向における複数個所についての横方向変位量を示した波形図。
【図５】本発明の他の実施形態の要部であるエレベータ制御装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４１】
１：巻上機
２：メインロープ
３：乗りかご
４：カウンタウェイト
５：コンペンロープ
６：コンペンシーブ
７：ガバナ
８：ガバナシーブ
９：ガバナロープ
１０，１０Ａ：エレベータ制御装置
１１：加速度検出器
１２，１３：速度検出器
１４：かご荷重検出器
１５：ロープ横方向変位量演算手段
１６：エレベータロープ応答解析手段
１７：横方向変位量合成手段
１８，１８Ａ：管制運転選択判別手段
１９：運転制御手段
２０：かご位置演算手段
αｘ：Ｘ方向の加速度
αｙ：Ｙ方向の加速度
δx：Ｘ方向のロープ横方向変位量
δy：Ｙ方向のロープ横方向変位量
Ｄ：合成変位量
Ｄcr：許容変位量
αcrx：加速度αｘの閾値
αcry：加速度αｙの閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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